WO2025253723A1 - 基板処理装置および搬送方法 - Google Patents

基板処理装置および搬送方法

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WO2025253723A1
WO2025253723A1 PCT/JP2025/007703 JP2025007703W WO2025253723A1 WO 2025253723 A1 WO2025253723 A1 WO 2025253723A1 JP 2025007703 W JP2025007703 W JP 2025007703W WO 2025253723 A1 WO2025253723 A1 WO 2025253723A1
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WO
WIPO (PCT)
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lifter
ring
inner ring
lifters
hole
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2025/007703
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English (en)
French (fr)
Inventor
響介 安部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of WO2025253723A1 publication Critical patent/WO2025253723A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/70—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping

Definitions

  • Various aspects and embodiments of the present disclosure relate to substrate processing apparatuses and transfer methods.
  • Patent Document 1 listed below discloses that "the substrate processing system includes a processing chamber and a pedestal 20 disposed in the processing chamber.
  • An edge connect ring 60 is disposed adjacent to the radially outer edge of the pedestal 20.
  • a first actuator 80 is configured to selectively move the edge connect ring 60 to a raised position relative to the pedestal 20, providing a gap between the edge connect ring 60 and the pedestal 20 so that a robot arm can remove the edge connect ring 60 from the processing chamber.”
  • This disclosure provides a substrate processing apparatus and a transport method that can improve the design freedom of substrate processing apparatuses.
  • One aspect of the present disclosure is a substrate processing apparatus comprising a chamber, a stage, an inner ring, an outer ring, a first lifter, a second lifter, and a drive unit.
  • the stage is provided within the chamber and has a first surface on which a substrate is placed and a second surface provided around the first surface.
  • the inner ring is disposed on the second surface.
  • the outer ring is disposed outside the inner ring on the second surface.
  • the first lifter raises and lowers the inner ring.
  • the second lifter raises and lowers the outer ring.
  • the height of the upper end of the second lifter is lower than the height of the upper end of the first lifter.
  • the drive unit drives the first lifter and second lifter simultaneously.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an example of the configuration of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the substrate support portion.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of the configuration of the substrate support portion.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing an example of the configuration near the edge of the substrate support portion.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the arrangement of the drive unit in the reference example.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a process for transporting the inner ring.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a process for transporting the inner ring.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a process for transporting the lower ring and the cover ring.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an example of the configuration of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the substrate support
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a process for transporting the lower ring and the cover ring.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a process for transporting the inner ring, the lower ring, and the cover ring.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a process for transporting the inner ring, the lower ring, and the cover ring.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of a procedure for replacing a ring assembly.
  • FIG. 13A is a diagram illustrating the process of fine-tuning the height of the inner ring.
  • FIG. 13B is a diagram illustrating the process of fine-tuning the height of the inner ring.
  • FIG. 13A is a diagram illustrating the process of fine-tuning the height of the inner ring.
  • FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view showing an example of the configuration near the edge of the substrate support portion in the second embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing another example of the process of transporting the lower ring.
  • FIG. 16 is a diagram showing another example of the lift mechanism.
  • substrate processing equipment contains components such as edge rings and cover rings that are placed around the substrate. These components wear out as substrate processing is repeated, and therefore need to be replaced periodically.
  • the chamber is opened to the atmosphere every time the edge ring and cover ring are replaced, it takes time to return to a vacuum environment after replacement, resulting in a period of time (downtime) during which substrates cannot be processed. For this reason, it is possible to lift the edge ring and cover ring with a lift mechanism and remove them from the chamber using a transfer arm, without opening the chamber to the atmosphere.
  • edge ring and cover ring wear at different rates, their replacement timing does not necessarily coincide.
  • This disclosure therefore provides technology that can improve the degree of freedom in designing substrate processing equipment.
  • Fig. 1 is a diagram for explaining an example of the configuration of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
  • the plasma processing system includes a capacitively coupled plasma processing device 1 and a control unit 2.
  • the capacitively coupled plasma processing device 1 is an example of a substrate processing device.
  • the plasma processing device 1 includes a plasma processing chamber 10, a gas supply unit 20, a power supply 30, and an exhaust system 40.
  • the plasma processing device 1 also includes a substrate support unit 11 and a gas introduction unit.
  • the substrate support unit 11 is an example of a stage.
  • the gas introduction unit is configured to introduce at least one processing gas into the plasma processing chamber 10.
  • the gas introduction unit includes a shower head 13.
  • the substrate support unit 11 is disposed within the plasma processing chamber 10.
  • the shower head 13 is disposed above the substrate support unit 11. In one embodiment, the shower head 13 forms at least a part of the ceiling of the plasma processing chamber 10.
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10s defined by the shower head 13, a sidewall 10a of the plasma processing chamber 10, and the substrate support unit 11.
  • the plasma processing chamber 10 has at least one gas supply port for supplying at least one processing gas to the plasma processing space 10s and at least one gas exhaust port for exhausting gas from the plasma processing space.
  • the plasma processing chamber 10 is grounded.
  • the showerhead 13 and substrate support 11 are electrically insulated from the housing of the plasma processing chamber 10.
  • the substrate support 11 includes a main body 111 and a ring assembly 112.
  • the main body 111 has a central region 111a for supporting a substrate W and an annular region 111b for supporting the ring assembly 112.
  • a wafer is an example of a substrate W.
  • the annular region 111b of the main body 111 surrounds the central region 111a of the main body 111 in a planar view.
  • the substrate W is disposed on the central region 111a of the main body 111, and the ring assembly 112 is disposed on the annular region 111b of the main body 111 so as to surround the substrate W on the central region 111a of the main body 111.
  • the central region 111a is also called a substrate support surface for supporting the substrate W
  • the annular region 111b is also called a ring support surface for supporting the ring assembly 112.
  • the central region 111a is an example of a first surface
  • the annular region 111b is an example of a second surface.
  • the main body 111 includes a base 1110, an electrostatic chuck 1111, and an insulating ring 1112.
  • the base 1110 includes a conductive member.
  • the conductive member of the base 1110 can function as a lower electrode.
  • the electrostatic chuck 1111 is disposed on the base 1110.
  • the electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode 1111b disposed within the ceramic member 1111a.
  • the ceramic member 1111a has a central region 111a.
  • An insulating ring 1112 is disposed around the electrostatic chuck 1111 to surround the electrostatic chuck 1111.
  • the upper surface of the ceramic member 1111a near the edge and the upper surface of the insulating ring 1112 form an annular region 111b.
  • an annular electrostatic chuck may be provided instead of the insulating ring 1112.
  • the ring assembly 112 may be disposed on top of the annular electrostatic chuck, or may be disposed on both the electrostatic chuck 1111 and the annular electrostatic chuck.
  • At least one RF/DC electrode coupled to an RF (Radio Frequency) power supply 31 and/or a DC (Direct Current) power supply 32 (described later) may be disposed within the ceramic member 1111a.
  • the at least one RF/DC electrode functions as a lower electrode.
  • the RF/DC electrode is also referred to as a bias electrode.
  • the conductive member of the base 1110 and the at least one RF/DC electrode may function as multiple lower electrodes.
  • the electrostatic electrode 1111b may also function as a lower electrode. Therefore, the substrate support 11 includes at least one lower electrode.
  • the ring assembly 112 includes one or more annular members.
  • the one or more annular members include an inner ring, a lower ring, and a cover ring, which will be described below.
  • the inner ring and the lower ring are formed from a conductive or insulating material, and the cover ring is formed from an insulating material.
  • the inner ring is sometimes referred to as an edge ring or a focus ring.
  • a lift mechanism 50 is provided below the substrate support portion 11, for raising and lowering the ring assembly 112. Details of the lift mechanism 50 will be described later.
  • the substrate support 11 may also include a temperature adjustment module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 1111, the ring assembly 112, and the substrate W to a target temperature.
  • the temperature adjustment module may include a heater, a heat transfer medium, a flow path 1110a, or a combination thereof.
  • a heat transfer fluid such as brine or gas flows through the flow path 1110a.
  • the flow path 1110a is formed in the base 1110, and one or more heaters are disposed in the ceramic member 1111a of the electrostatic chuck 1111.
  • the substrate support 11 may also include a heat transfer gas supply unit configured to supply a heat transfer gas to a gap between the back surface of the substrate W and the central region 111a.
  • the shower head 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply unit 20 into the plasma processing space 10s.
  • the shower head 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and multiple gas inlets 13c.
  • the processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas diffusion chamber 13b and is introduced into the plasma processing space 10s from the multiple gas inlets 13c.
  • the shower head 13 also includes at least one upper electrode.
  • the gas inlet may also include one or more side gas injectors (SGIs) attached to one or more openings formed in the side wall 10a.
  • SGIs side gas injectors
  • the gas supply unit 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow controller 22.
  • the gas supply unit 20 is configured to supply at least one process gas from a corresponding gas source 21 to the showerhead 13 via a corresponding flow controller 22.
  • Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller.
  • the gas supply unit 20 may include one or more flow modulation devices that modulate or pulse the flow rate of the at least one process gas.
  • the power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to the plasma processing chamber 10 via at least one impedance matching circuit.
  • the RF power supply 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power) to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode. This causes a plasma to be formed from at least one processing gas supplied to the plasma processing space 10s. Therefore, the RF power supply 31 can function as at least a part of a plasma generation unit configured to generate plasma from one or more processing gases in the plasma processing chamber 10. Furthermore, by supplying a bias RF signal to the at least one lower electrode, a bias potential is generated on the substrate W, and ion components in the formed plasma can be attracted to the substrate W.
  • the RF power supply 31 includes a first RF generating unit 31a and a second RF generating unit 31b.
  • the first RF generating unit 31a is coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matching circuit and is configured to generate a source RF signal (source RF power) for plasma generation.
  • the source RF signal has a frequency in the range of 10 MHz to 150 MHz.
  • the first RF generating unit 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies. The generated one or more source RF signals are supplied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode.
  • the second RF generating unit 31b is coupled to at least one lower electrode via at least one impedance matching circuit and is configured to generate a bias RF signal (bias RF power).
  • the frequency of the bias RF signal may be the same as or different from the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a frequency lower than the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a frequency in the range of 100 kHz to 60 MHz.
  • the second RF generating unit 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies.
  • the generated one or more bias RF signals are supplied to at least one lower electrode.
  • at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.
  • the power supply 30 may also include a DC power supply 32 coupled to the plasma processing chamber 10.
  • the DC power supply 32 includes a first DC generator 32a and a second DC generator 32b.
  • the first DC generator 32a is connected to at least one lower electrode and configured to generate a first DC signal.
  • the generated first bias DC signal is applied to the at least one lower electrode.
  • the second DC generator 32b is connected to at least one upper electrode and configured to generate a second DC signal.
  • the generated second DC signal is applied to the at least one upper electrode.
  • At least one of the first and second DC signals may be pulsed.
  • a sequence of voltage pulses is applied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode.
  • the voltage pulses may have a rectangular, trapezoidal, triangular, or combination thereof pulse waveform.
  • a waveform generator for generating the sequence of voltage pulses from the DC signal is connected between the first DC generator 32a and at least one lower electrode.
  • the first DC generator 32a and the waveform generator constitute a voltage pulse generator.
  • the second DC generator 32b and the waveform generator constitute a voltage pulse generator
  • the voltage pulse generator is connected to at least one upper electrode.
  • the voltage pulses may have positive or negative polarity.
  • the sequence of voltage pulses may include one or more positive voltage pulses and one or more negative voltage pulses within one period.
  • the first and second DC generators 32a and 32b may be provided in addition to the RF power supply 31, or the first DC generator 32a may be provided instead of the second RF generator 31b.
  • the exhaust system 40 may be connected to, for example, a gas exhaust port 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10.
  • the exhaust system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure in the plasma processing space 10s is adjusted by the pressure regulating valve.
  • the vacuum pump may include a turbomolecular pump, a dry pump, or a combination thereof.
  • the control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to perform the various processes described in this disclosure.
  • the control unit 2 may be configured to control each element of the plasma processing apparatus 1 to perform the various processes described herein. In one embodiment, part or all of the control unit 2 may be included in the plasma processing apparatus 1.
  • the control unit 2 may include a processing unit 2a1, a memory unit 2a2, and a communication interface 2a3.
  • the control unit 2 is realized, for example, by a computer 2a.
  • the processing unit 2a1 may be configured to perform various control operations by reading a program from the memory unit 2a2 and executing the read program. This program may be stored in the memory unit 2a2 in advance, or may be acquired via a medium when needed.
  • the acquired program is stored in the memory unit 2a2 and read from the memory unit 2a2 by the processing unit 2a1 for execution.
  • the medium may be various storage media readable by the computer 2a, or may be a communication line connected to the communication interface 2a3.
  • the processing unit 2a1 may be a CPU (Central Processing Unit).
  • the memory unit 2a2 may include RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), or a combination thereof.
  • the communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing apparatus 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).
  • Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the substrate support section 11.
  • Figure 3 is a plan view showing an example of the configuration of the substrate support section 11.
  • Figure 4 is an enlarged cross-sectional view showing an example of the configuration near the edge of the substrate support section 11. In the example of Figure 3, the position of the lift mechanism 50 is indicated by a dashed line.
  • the ring assembly 112 includes an inner ring 112a, a lower ring 112b, and a cover ring 112c.
  • the lower ring 112b is an example of an intermediate ring
  • the cover ring 112c is an example of an outer ring.
  • the inner ring 112a adjusts the distribution of plasma near the edge of the substrate W.
  • the lower ring 112b protects the area near the edge of the electrostatic chuck 1111 from plasma.
  • the cover ring 112c protects the area near the edge of the electrostatic chuck 1111 and the insulating ring 1112 from plasma.
  • the inner ring 112a is positioned on a partial area of the upper surface of the lower ring 112b. Furthermore, a portion of the lower ring 112b is positioned on a partial area of the upper surface of the cover ring 112c. Therefore, when the cover ring 112c is lifted, the lower ring 112b is also lifted along with the cover ring 112c.
  • the base 1110 has through-holes h1a and h1b formed therein, penetrating the base 1110 in the thickness direction.
  • the electrostatic chuck 1111 has through-hole h2a formed therein, penetrating the electrostatic chuck 1111 near the edge thereof in the thickness direction.
  • the insulating ring 1112 has through-hole h2b formed therein, penetrating the insulating ring 1112 in the thickness direction.
  • the lower ring 112b has through-hole h3a formed therein, penetrating the lower ring 112b in the thickness direction.
  • the through-holes h1a, h2a, and h3a are interconnected, and each has an inner diameter of ⁇ 2.
  • the through-holes h1b and h2b are interconnected, and each has an inner diameter of ⁇ 4.
  • the lift mechanism 50 has a drive unit 500, a cylinder 501, a connecting member 502, a thrust mechanism 503a, a thrust mechanism 503b, a lift pin 504a, and a lift pin 504b.
  • the connecting member 502 is connected to the cylinder 501, the thrust mechanism 503a, and the thrust mechanism 503b.
  • the lift pin 504a is connected to the thrust mechanism 503a, and the lift pin 504b is connected to the thrust mechanism 503b.
  • the height of the upper end of the lift pin 504b is lower than the height of the upper end of the lift pin 504a.
  • the outer diameter of lift pin 504a is ⁇ 1, which is narrower than the inner diameter ⁇ 2 of through holes h1a, h2a, and h3a, and lift pin 504a is arranged along the inner walls of through holes h1a, h2a, and h3a.
  • the outer diameter of lift pin 504b is ⁇ 2, which is narrower than the inner diameter ⁇ 4 of through holes h1b and h2b, and lift pin 504b is arranged along the inner walls of through holes h1b and h2b.
  • Lift pin 504a is an example of a first lifter
  • lift pin 504b is an example of a second lifter.
  • Thrust mechanism 503a is a mechanism that absorbs misalignment that occurs when cylinder 501 and lift pin 504a are arranged on different axes.
  • Thrust mechanism 503b is a mechanism that absorbs misalignment that occurs when cylinder 501 and lift pin 504b are arranged on different axes. Cylinder 501 and lift pin 504a and lift pin 504b are connected via connecting member 502, but when viewed from the top and bottom, lift pin 504a and lift pin 504b are arranged at a distance from cylinder 501. Therefore, if connecting member 502 is tilted, the load direction on lift pin 504a and lift pin 504b may deviate from the vertical direction.
  • lift pin 504a and lift pin 504b may be damaged. Therefore, by providing thrust mechanisms 503a and 503b, the misalignment in the load direction on lift pins 504a and 504b is absorbed.
  • the drive unit 500 By driving the cylinder 501 up and down, the drive unit 500 simultaneously raises and lowers the lift pins 504a and 504b via the connecting member 502, thrust mechanism 503a, and thrust mechanism 503b.
  • the lift pin 504a rises through the through holes h1a, h2a, and h3a
  • the inner ring 112a is lifted by the tip of the lift pin 504a.
  • the cover ring 112c is lifted by the tip of the lift pin 504b.
  • the cover ring 112c As the cover ring 112c is lifted, the lower ring 112b on the cover ring 112c is also lifted along with the cover ring 112c.
  • one drive unit 500 is provided for one lift pin 504a and one lift pin 504b.
  • three sets of lift pins 504a and lift pins 504b are provided.
  • Each drive unit 500 independently controls the lifting and lowering of each set of lift pins 504a and lift pins 504b. This makes it possible to fine-tune the deviation in displacement between multiple lift pins 504a and between multiple lift pins 504b when they are raised and lowered.
  • one drive unit 500 is provided in common for one lift pin 504a and one lift pin 504b. This allows for greater design freedom when miniaturizing the plasma processing apparatus 1.
  • the driving unit 500 When the inner ring 112a is to be removed, the driving unit 500 simultaneously raises the lift pins 504a and 504b, thereby lifting the inner ring 112a. In this case, as shown in FIG. 6, for example, the driving unit 500 raises the lift pins 504a and 504b so that the tip of the lift pin 504a reaches a height H1 that is higher than a height H0 of the upper surface of the pick 60 of the transfer arm inserted into the plasma processing chamber 10.
  • the height H1 is an example of a first height.
  • the pick 60 of the transfer arm is inserted into the plasma processing chamber 10.
  • the driver 500 then simultaneously lowers the lift pins 504a and 504b, thereby placing the inner ring 112a on the pick 60.
  • the driver 500 lowers the lift pins 504a and 504b so that the height of the tip of the lift pin 504a is H2, which is lower than the height H3 of the underside of the pick 60.
  • the driver 500 may also lower the lift pins 504a and 504b to a position (initial position) where they are housed within the substrate support 11.
  • the lift pins 504a and 504b are driven in the reverse order.
  • the pick 60 carrying the different inner ring 112a is inserted into the plasma processing chamber 10, and then the lift pins 504a and 504b are simultaneously raised until the tip of the lift pin 504a reaches height H1. This allows the inner ring 112a to be handed over to the lift pin 504a.
  • the lift pins 504a and 504b are lowered to a position (initial position) where they are housed within the substrate support 11, thereby positioning the inner ring 112a on the lower ring 112b.
  • the drive unit 500 when removing the lower ring 112b and cover ring 112c, the drive unit 500 simultaneously raises the lift pins 504a and 504b, causing the lift pins 504b to lift the lower ring 112b along with the cover ring 112c.
  • the drive unit 500 raises the lift pins 504a and 504b so that the tip of the lift pin 504b is at height H1, which is higher than height H0.
  • the lift pin 504a passes through the through hole h3a in the lower ring 112b, and the tip of the lift pin 504a rises even higher than height H1.
  • the pick 60 of the transfer arm is inserted into the plasma processing chamber 10.
  • the driver 500 then simultaneously lowers the lift pins 504a and 504b, thereby placing the lower ring 112b and cover ring 112c on the pick 60.
  • the driver 500 lowers the lift pins 504a and 504b so that the tip of the lift pin 504a is at height H2, which is lower than height H3.
  • the driver 500 may also lower the lift pins 504a and 504b to a position (initial position) where they are housed within the substrate support 11.
  • the lift pins 504a and 504b are driven in the reverse order.
  • the pick 60 carrying the different lower ring 112b and cover ring 112c is inserted into the plasma processing chamber 10.
  • the lift pins 504a and 504b then rise simultaneously until the tip of the lift pin 504b reaches height H1.
  • the lift pin 504a passes through the through hole h3a in the lower ring 112b. This allows the lower ring 112b and cover ring 112c to be transferred to the lift pin 504b.
  • the lift pins 504a and 504b are lowered to a position (initial position) where they are housed within the substrate support 11.
  • the lower ring 112b and cover ring 112c are positioned above the edge of the electrostatic chuck 1111 and the insulating ring 1112.
  • the inner ring 112a and the lower ring 112b and cover ring 112c are transported separately, but the disclosed technology is not limited to this.
  • the timing for replacing the inner ring 112a coincides with the timing for replacing the lower ring 112b and cover ring 112c, these three components may be replaced together, as shown in Figure 10, for example.
  • the drive unit 500 simultaneously raises the lift pins 504a and 504b.
  • the inner ring 112a is lifted by the lift pins 504a
  • the lower ring 112b and cover ring 112c are lifted by the lift pins 504b.
  • the lift pins 504a and 504b are simultaneously lowered.
  • the inner ring 112a, lower ring 112b, and cover ring 112c are placed on the pick 60, as shown in FIG. 11, for example.
  • the inner ring 112a, lower ring 112b, and cover ring 112c can be placed on the pick 60 and removed from the plasma processing chamber 10.
  • the lift pins 504a and 504b are driven in the reverse order.
  • Fig. 12 is a flowchart showing an example of a procedure for replacing the ring assembly 112.
  • the steps illustrated in Fig. 12 are realized by the control unit 2 controlling each part of the plasma processing apparatus 1.
  • the replacement procedure illustrated in Fig. 12 is an example of a transport method.
  • the inner ring 112a, the inner ring 112b, and the cover ring 112c are replaced together.
  • step S10 it is determined whether it is time to replace the inner ring 112a (step S10).
  • the determination of when to replace the inner ring 112a may be made, for example, based on whether the cumulative time of processing substrates W has reached a predetermined time, or based on whether the amount of wear on the inner ring 112a measured by a sensor or the like has reached a predetermined value. If it is not time to replace the inner ring 112a (step S10: No), the process shown in step S10 is executed again.
  • Step S10 if it is time to replace the inner ring 112a (Step S10: Yes), it is determined whether it is time to replace the lower ring 112b and the cover ring 112c (Step S11).
  • the determination of the timing to replace the lower ring 112b and the cover ring 112c may be made based on, for example, whether the cumulative time for processing substrates W has reached a predetermined time.
  • the determination of the timing to replace the lower ring 112b and the cover ring 112c may be made based on whether the amount of wear of the lower ring 112b or the cover ring 112c measured by a sensor or the like has reached a predetermined value.
  • step S11 If it is not time to replace the lower ring 112b and the cover ring 112c (step S11: No), the drive unit 500 simultaneously raises the lift pins 504a and 504b until the tip of the lift pin 504a reaches height H1 (step S12). This causes the lift pin 504a to lift the inner ring 112a, as shown in FIG. 6, for example.
  • Step S12 is an example of process a).
  • the pick 60 of the transfer arm is inserted into the plasma processing chamber 10 (step S13).
  • the drive unit 500 simultaneously lowers the lift pins 504a and 504b until the tip of the lift pin 504a reaches height H2 (step S14).
  • the inner ring 112a is placed on the pick 60, as shown in FIG. 7, for example.
  • the pick 60 carrying the inner ring 112a is retracted from the plasma processing chamber 10, and the inner ring 112a is removed (step S15).
  • step S16 the pick 60 carrying the other inner ring 112a is inserted into the plasma processing chamber 10, thereby loading the other inner ring 112a into the plasma processing chamber 10 (step S16).
  • step S17 the lift pins 504a and 504b are simultaneously raised until the tip of the lift pin 504a reaches height H1 (step S17). This transfers the other inner ring 112a from the pick 60 to the lift pin 504a.
  • the pick 60 then retracts from the plasma processing chamber 10 (step S18).
  • the lift pins 504a and 504b are then lowered to their initial positions (step S19). This positions the other inner ring 112a on the lower ring 112b.
  • the process shown in step S10 is then performed again.
  • Step S11 if it is time to replace the lower ring 112b and the cover ring 112c (Step S11: Yes), the drive unit 500 simultaneously raises the lift pins 504a and 504b until the tip of the lift pin 504b reaches height H1 (Step S20).
  • Step S20 is an example of process b).
  • the pick 60 of the transfer arm is inserted into the plasma processing chamber 10 (step S21).
  • the drive unit 500 simultaneously lowers the lift pins 504a and 504b until the tip of the lift pin 504a reaches height H2 (step S22).
  • the inner ring 112a, lower ring 112b, and cover ring 112c are placed on the pick 60, as shown in FIG. 11, for example.
  • the pick 60 carrying the inner ring 112a, lower ring 112b, and cover ring 112c is retracted from the plasma processing chamber 10.
  • the inner ring 112a, lower ring 112b, and cover ring 112c are removed (step S23).
  • the pick 60 carrying the other inner ring 112a, lower ring 112b, and cover ring 112c is inserted into the plasma processing chamber 10.
  • the other inner ring 112a, lower ring 112b, and cover ring 112c are loaded into the plasma processing chamber 10 (step S24).
  • the driving unit 500 simultaneously raises the lift pins 504a and 504b until the tip of the lift pin 504b reaches height H1 (step S25).
  • the other inner ring 112a, lower ring 112b, and cover ring 112c are transferred from the pick 60 to the lift pin 504a.
  • the pick 60 retreats from within the plasma processing chamber 10 (step S18).
  • step S19 the lift pins 504a and 504b are lowered to their initial positions (step S19). This places another inner ring 112a, a lower ring 112b, and a cover ring 112c on top of the annular region 111b. Then, the process shown in step S10 is performed again.
  • the substrate processing apparatus (plasma processing apparatus 1) in this embodiment includes a chamber (plasma processing chamber 10), a stage (substrate support 11), an inner ring (inner ring 112a), an outer ring (cover ring 112c), a first lifter (lift pins 504a), a second lifter (lift pins 504b), and a drive unit (drive unit 500).
  • the stage is provided within the chamber and has a first surface (central region 111a) on which a substrate (substrate W) is placed, and a second surface (annular region 111b) provided around the first surface.
  • the inner ring is disposed on the second surface.
  • the outer ring is disposed outside the inner ring on the second surface.
  • the first lifter raises and lowers the inner ring.
  • the second lifter raises and lowers the outer ring.
  • the height of the upper end of the second lifter is lower than the height of the upper end of the first lifter.
  • the drive unit drives the first lifter and the second lifter simultaneously, thereby improving the degree of freedom in designing the substrate processing apparatus.
  • the substrate processing apparatus in the above-described embodiment is equipped with a plurality of first lifters, second lifters, and drive units.
  • One drive unit is provided for each first lifter and each second lifter, and each drive unit simultaneously drives one first lifter and one second lifter. This allows for greater freedom in designing the substrate processing apparatus.
  • the substrate processing apparatus in the above-described embodiment further includes an intermediate ring (lower ring 112b) having a through hole (through hole h3a), with a portion positioned below the inner ring and another portion positioned above the outer ring.
  • the first lifter has an outer diameter ( ⁇ 1) that is narrower than the inner diameter ( ⁇ 2) of the through hole, and raises and lowers the inner ring via the through hole.
  • the intermediate ring is lifted by the outer ring, which is lifted by the second lifter. This allows the intermediate ring to be easily transported out together with the outer ring.
  • the transfer method in the above-described embodiment is a transfer method in a substrate processing apparatus, and includes steps a) and b).
  • the substrate processing apparatus includes a chamber (plasma processing chamber 10), a stage (substrate support 11), an inner ring (inner ring 112a), an outer ring (cover ring 112c), a first lifter (lift pins 504a), a second lifter (lift pins 504b), a drive unit (drive unit 500), and a control unit (control unit 2).
  • the stage is provided within the chamber and has a first surface (central region 111a) on which a substrate (substrate W) is placed, and a second surface (annular region 111b) provided around the first surface.
  • the inner ring is disposed on the second surface.
  • the outer ring is disposed outside the inner ring on the second surface.
  • the first lifter raises and lowers the inner ring.
  • the second lifter raises and lowers the outer ring.
  • the height of the upper end of the second lifter is lower than the height of the upper end of the first lifter.
  • the drive unit drives the first lifter and the second lifter simultaneously.
  • the control unit performs steps a) and b).
  • step a) when transporting the inner ring, controls the drive unit to raise the first lifter until the tip of the first lifter reaches a first height (height H1) that is higher than the height (height H0) of the upper surface of the pick of the transport arm that transports the substrate.
  • step b) when transporting the outer ring, the control unit controls the drive unit to raise the second lifter until the tip of the second lifter reaches the first height. This improves the design flexibility of the substrate processing apparatus.
  • the substrate processing apparatus further includes an intermediate ring (lower ring 112b) having a through hole (through hole h3a), with a portion positioned below the inner ring and another portion positioned above the outer ring.
  • the first lifter has an outer diameter ( ⁇ 1) that is narrower than the inner diameter ( ⁇ 2) of the through hole.
  • the first lifter raises and lowers the inner ring through the through hole.
  • the intermediate ring is lifted by the outer ring, which is lifted by the second lifter. This allows the intermediate ring to be easily transported out together with the outer ring.
  • each driving unit 500 may drive the lift pins 504a with small displacements to compensate for the height of the upper surface of the inner ring 112a worn away by the plasma. For example, as shown in FIG. 13A, if the upper surface of the inner ring 112a, which was up to the dashed line position, is worn away by the plasma, the driving unit 500 raises the lift pins 504a by the thickness of the inner ring 112a worn away by the plasma. In other words, the driving unit 500 drives the lift pins 504a to raise the inner ring 112a in accordance with the amount of wear of the inner ring 112a. This allows the height of the upper surface of the inner ring 112a to be kept constant, as shown in FIG. 13B, for example.
  • the process of raising the inner ring 112a in accordance with the amount of wear of the inner ring 112a is an example of process d).
  • the lift pin 504a has an outer diameter ⁇ 1 that is narrower than the inner diameter ⁇ 2 of the through hole h3a, but the disclosed technology is not limited to this.
  • the lift pin 504a may have a first portion 504a1, a second portion 504a2, and a step portion 504a3, as shown in FIG. 14.
  • the first portion 504a1 has an outer diameter ⁇ 5 that is wider than the inner diameter ⁇ 2 of the through hole h3a.
  • the second portion 504a2 is a portion of the lift pin 504a closer to the tip than the first portion 504a1, and has an outer diameter ⁇ 1 that is narrower than the inner diameter ⁇ 2 of the through hole h3a.
  • the step portion 504a3 is a portion between the first portion 504a1 and the second portion 504a2.
  • the inner diameters of the through-hole h1a of the base 1110 and the through-hole h2a of the electrostatic chuck 1111 are ⁇ 6, which is larger than the outer diameter ⁇ 5 of the first portion 504a1. This allows the first portion 504a1 and second portion 504a2 of the lift pin 504a to move up and down within the through-hole h1a and through-hole h2a.
  • the lower ring 112b By raising the lift pins 504a until the height of the step portions 504a3 reaches height H1, the lower ring 112b can be lifted by the step portions 504a3, as shown in FIG. 15, for example.
  • the process in which the control unit 2 controls the drive unit 500 to raise the lift pins 504a until the height of the step portions 504a3 reaches height H1 is an example of process c).
  • This allows the lower ring 112b and the cover ring 112c to be removed separately.
  • the inner ring 112a can also be lifted by the tips of the lift pins 504a, so it is possible to remove the inner ring 112a and the lower ring 112b together.
  • by raising the lift pins 504a until the height of the tips of the lift pins 504b reaches height H1 it is possible to remove the inner ring 112a, lower ring 112b, and cover ring 112c together.
  • the lower ring 112b since the lower ring 112b can be lifted by the step portion 504a3, part of the lower ring 112b does not have to be positioned in a partial area on the upper surface of the cover ring 112c. In other words, the lower ring 112b and the cover ring 112c may be positioned so that they do not overlap when viewed from above.
  • one drive unit 500 is provided for one lift pin 504a and one 504b, for a total of three drive units 500, but the disclosed technology is not limited to this.
  • one drive unit 500 may be provided in common for multiple lift pins 504a and multiple lift pins 504b. This further reduces the space required to arrange the drive units 500, further improving the design freedom of the substrate processing apparatus.
  • capacitively coupled plasma was described as an example of a plasma source used in the plasma processing apparatus 1, but the plasma source is not limited to this.
  • Plasma sources other than capacitively coupled plasma include, for example, inductively coupled plasma (ICP), microwave-excited surface wave plasma (SWP), electron cyclotron resonance plasma (ECP), and helicon wave-excited plasma (HWP).
  • ICP inductively coupled plasma
  • SWP microwave-excited surface wave plasma
  • ECP electron cyclotron resonance plasma
  • HWP helicon wave-excited plasma
  • the microwaves used in microwave-excited surface wave plasma (SWP) are an example of electromagnetic waves.
  • (Appendix 1) a chamber; a stage provided within the chamber and having a first surface on which a substrate is placed and a second surface provided around the first surface; an inner ring disposed on the second surface; an outer ring disposed outside the inner ring on the second surface; a first lifter for lifting and lowering the inner ring; a second lifter that raises and lowers the outer ring, the height of an upper end of the second lifter being lower than the height of an upper end of the first lifter; a drive unit configured to simultaneously drive the first lifter and the second lifter.
  • (Appendix 2) a plurality of the first lifters, the second lifters, and the driving units; the driving unit is provided for one of the first lifters and one of the second lifters, 2.
  • each of the driving units simultaneously drives one of the first lifters and one of the second lifters.
  • Appendix 3 a plurality of the first lifters and a plurality of the second lifters; 2.
  • one of the driving units simultaneously drives a plurality of the first lifters and a plurality of the second lifters.
  • Appendix 4 an intermediate ring having a through hole, a portion of which is disposed below the inner ring and another portion of which is disposed above the outer ring; the first lifter has an outer diameter smaller than an inner diameter of the through hole, and lifts and lowers the inner ring through the through hole; 4.
  • the substrate processing apparatus wherein the intermediate ring is lifted by the outer ring which is lifted by the second lifter.
  • the first lifter includes: a first portion having an outer diameter greater than an inner diameter of the through hole; a second portion that is closer to the tip end of the first lifter than the first portion and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the through hole; a step portion between the first portion and the second portion, the inner ring is lifted by a tip of the second portion of the first lifter that rises through the through hole; 4.
  • the substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the intermediate ring is lifted by the step portion of the first lifter.
  • Appendix 6 6.
  • the substrate processing apparatus drives the first lifter to lift the inner ring in accordance with a wear amount of the inner ring.
  • Appendix 7 a chamber; a stage provided within the chamber and having a first surface on which a substrate is placed and a second surface provided around the first surface; an inner ring disposed on the second surface; an outer ring disposed outside the inner ring on the second surface; a first lifter for lifting and lowering the inner ring; a second lifter that raises and lowers the outer ring, the height of an upper end of the second lifter being lower than the height of an upper end of the first lifter; a drive unit configured to simultaneously drive the first lifter and the second lifter;
  • a transfer method in a substrate processing apparatus including a control unit, the control unit a) controlling the driving unit to raise the first lifter until a tip end of the first lifter reaches a first height higher than a height of an upper surface of a pick of a transport arm that transports a substrate when transporting
  • the substrate processing apparatus includes a plurality of the first lifters, the second lifters, and the driving units; the driving unit is provided for one of the first lifters and one of the second lifters, 8.
  • each of the drive units simultaneously drives one of the first lifters and one of the second lifters.
  • (Appendix 9) a plurality of the first lifters and a plurality of the second lifters; 8.
  • one drive unit simultaneously drives a plurality of the first lifters and a plurality of the second lifters.
  • the substrate processing apparatus further includes an intermediate ring having a through hole, a portion of which is disposed below the inner ring and another portion of which is disposed above the outer ring; the first lifter has an outer diameter smaller than an inner diameter of the through hole, In the step a), the first lifter lifts and lowers the inner ring through the through hole; 10. The method of claim 7, wherein in step b), the intermediate ring is lifted by the outer ring, which is lifted by the second lifter.
  • the substrate processing apparatus further includes an intermediate ring having a through hole and a portion thereof disposed below the inner ring;
  • the first lifter includes: a first portion having an outer diameter greater than an inner diameter of the through hole; a second portion that is closer to the tip end of the first lifter than the first portion and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the through hole; a step portion between the first portion and the second portion, In the step a), the substrate is lifted by a tip of the second portion of the first lifter that rises through the through-hole,
  • the control unit 12 The conveying method according to any one of claims 7 to 11, further comprising the step of: d) controlling the drive unit to lift the inner ring in accordance with an amount of wear of the inner ring

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

基板処理装置は、チャンバと、ステージと、内側リングと、外側リングと、第1のリフタと、第2のリフタと、駆動部とを備える。ステージは、チャンバ内に設けられ、基板が載せられる第1の面と、第1の面の周囲に設けられた第2の面とを有する。内側リングは、第2の面に配置される。外側リングは、第2の面において内側リングの外側に配置される。第1のリフタは、内側リングを昇降させる。第2のリフタは、外側リングを昇降させる。また、第2のリフタの上端の高さは、第1のリフタの上端の高さよりも低い。駆動部は、第1のリフタと第2のリフタとを同時に駆動する。

Description

基板処理装置および搬送方法
 本開示の種々の側面および実施形態は、基板処理装置および搬送方法に関する。
 下記の特許文献1には、「基板処理システムは、処理チャンバと、処理チャンバに配置されている台座20とを備える。エッジ連結リング60は、台座20の半径方向外縁部に隣接して配置される。第1のアクチュエータ80は、エッジ連結リング60を台座20に対して上昇位置に選択的に移動し、ロボットアームがエッジ連結リング60を処理チャンバから取り除くことができるように、エッジ連結リング60と台座20との間に隙間を設けるように構成されている」ことが開示されている。
特開2016-146472号公報
 本開示は、基板処理装置の設計の自由度を向上させることができる基板処理装置および搬送方法を提供する。
 本開示の一側面は、基板処理装置であって、チャンバと、ステージと、内側リングと、外側リングと、第1のリフタと、第2のリフタと、駆動部とを備える。ステージは、チャンバ内に設けられ、基板が載せられる第1の面と、第1の面の周囲に設けられた第2の面とを有する。内側リングは、第2の面に配置される。外側リングは、第2の面において内側リングの外側に配置される。第1のリフタは、内側リングを昇降させる。第2のリフタは、外側リングを昇降させる。また、第2のリフタの上端の高さは、第1のリフタの上端の高さよりも低い。駆動部は、第1のリフタと第2のリフタとを同時に駆動する。
 本開示の種々の側面および実施形態によれば、基板処理装置の設計の自由度を向上させることができる。
図1は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。 図2は、基板支持部の構成の一例を示す概略断面図である。 図3は、基板支持部の構成の一例を示す平面図である。 図4は、基板支持部のエッジ付近の構成の一例を示す拡大断面図である。 図5は、参考例における駆動部の配置の一例を示す図である。 図6は、内側リングを搬送する過程の一例を示す図である。 図7は、内側リングを搬送する過程の一例を示す図である。 図8は、下部リングおよびカバーリングを搬送する過程の一例を示す図である。 図9は、下部リングおよびカバーリングを搬送する過程の一例を示す図である。 図10は、内側リング、下部リング、およびカバーリングを搬送する過程の一例を示す図である。 図11は、内側リング、下部リング、およびカバーリングを搬送する過程の一例を示す図である。 図12は、リングアセンブリの交換手順の一例を示すフローチャートである。 図13Aは、内側リングの高さの微調整の過程を説明する図である。 図13Bは、内側リングの高さの微調整の過程を説明する図である。 図14は、第2の実施形態における基板支持部のエッジ付近の構成の一例を示す拡大断面図である。 図15は、下部リングを搬送する過程の他の例を示す図である。 図16は、リフト機構の他の例を示す図である。
 以下に、基板処理装置および搬送方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示される基板処理装置および搬送方法が限定されるものではない。
 ところで、基板処理装置内には、基板の周囲に配置されるエッジリングやカバーリング等の部品がある。これらの部品は、基板の処理が繰り返されるに従って消耗するため、定期的に交換する必要がある。
 また、エッジリングおよびカバーリングの交換のたびにチャンバを大気開放すると、交換後に真空環境に戻すのに時間を要し、基板の処理を行うことができない期間(ダウンタイム)が発生する。そのため、チャンバを大気開放することなく、リフト機構でエッジリングおよびカバーリングを持ち上げ、搬送アームを用いてチャンバ内から搬出することが考えられる。
 しかし、エッジリングとカバーリングとでは消耗度合いが異なるため、交換のタイミングが必ずしも一致しない。そのため、エッジリングを持ち上げるリフト機構と、カバーリングを持ち上げるリフト機構とを別々に設ける必要がある。エッジリングを持ち上げるリフト機構と、カバーリングを持ち上げるリフト機構とが別々に設けられると、基板処理装置内にそれぞれのリフト機構を配置するスペースが必要になり、基板処理装置内が大型化する。基板処理装置を小型化する場合には、リフト機構を配置するスペースを確保する必要性から、設計の自由度が低くなる。
 そこで、本開示は、基板処理装置の設計の自由度を向上させることができる技術を提供する。
[プラズマ処理システムの構成]
 以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図1は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。
 プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置1及び制御部2を含む。容量結合型のプラズマ処理装置1は、基板処理装置の一例である。プラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、電源30及び排気システム40を含む。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11及びガス導入部を含む。基板支持部11は、ステージの一例である。ガス導入部は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド13を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置される。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド13は、プラズマ処理チャンバ10の天部(Ceiling)の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ10は、シャワーヘッド13、プラズマ処理チャンバ10の側壁10a及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間10sを有する。プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10sに供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。プラズマ処理チャンバ10は接地される。シャワーヘッド13及び基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10の筐体とは電気的に絶縁される。
 基板支持部11は、本体部111及びリングアセンブリ112を含む。本体部111は、基板Wを支持するための中央領域111aと、リングアセンブリ112を支持するための環状領域111bとを有する。ウェハは基板Wの一例である。本体部111の環状領域111bは、平面視で本体部111の中央領域111aを囲んでいる。基板Wは、本体部111の中央領域111a上に配置され、リングアセンブリ112は、本体部111の中央領域111a上の基板Wを囲むように本体部111の環状領域111b上に配置される。従って、中央領域111aは、基板Wを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域111bは、リングアセンブリ112を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。中央領域111aは第1の面の一例であり、環状領域111bは第2の面の一例である。
 一実施形態において、本体部111は、基台1110、静電チャック1111、及び絶縁リング1112を含む。基台1110は、導電性部材を含む。基台1110の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック1111は、基台1110の上に配置される。静電チャック1111は、セラミック部材1111aとセラミック部材1111a内に配置される静電電極1111bとを含む。セラミック部材1111aは、中央領域111aを有する。静電チャック1111の周囲には、静電チャック1111を囲むように絶縁リング1112が配置されている。一実施形態において、セラミック部材1111aのエッジ付近の上面および絶縁リング1112の上面は、環状領域111bである。なお、絶縁リング1112に代えて環状静電チャックが設けられてもよい。この場合、リングアセンブリ112は、環状静電チャックの上に配置されてもよく、静電チャック1111と環状静電チャックの両方の上に配置されてもよい。また、後述するRF(Radio Frequency)電源31及び/又はDC(Direct Current)電源32に結合される少なくとも1つのRF/DC電極がセラミック部材1111a内に配置されてもよい。この場合、少なくとも1つのRF/DC電極が下部電極として機能する。後述するバイアスRF信号及び/又はDC信号が少なくとも1つのRF/DC電極に供給される場合、RF/DC電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台1110の導電性部材と少なくとも1つのRF/DC電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極1111bが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部11は、少なくとも1つの下部電極を含む。
 リングアセンブリ112は、1又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、1又は複数の環状部材は、後述する内側リング、下部リング、およびカバーリングを含む。内側リングおよび下部リングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。内側リングは、エッジリングやフォーカスリングと呼ばれることがある。
 基板支持部11の下方には、リングアセンブリ112を昇降させるためのリフト機構50が設けられている。リフト機構50の詳細については、後述する。
 また、基板支持部11は、静電チャック1111、リングアセンブリ112及び基板Wのうち少なくとも1つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路1110a、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路1110aには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路1110aが基台1110内に形成され、1又は複数のヒータが静電チャック1111のセラミック部材1111a内に配置される。また、基板支持部11は、基板Wの裏面と中央領域111aとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。
 シャワーヘッド13は、ガス供給部20からの少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。シャワーヘッド13は、少なくとも1つのガス供給口13a、少なくとも1つのガス拡散室13b、及び複数のガス導入口13cを有する。ガス供給口13aに供給された処理ガスは、ガス拡散室13bを通過して複数のガス導入口13cからプラズマ処理空間10s内に導入される。また、シャワーヘッド13は、少なくとも1つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド13に加えて、側壁10aに形成された1又は複数の開口部に取り付けられる1又は複数のサイドガス注入部(SGI:Side Gas Injector)を含んでもよい。
 ガス供給部20は、少なくとも1つのガスソース21及び少なくとも1つの流量制御器22を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース21からそれぞれに対応の流量制御器22を介してシャワーヘッド13に供給するように構成される。各流量制御器22は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する1又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。
 電源30は、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ10に結合されるRF電源31を含む。RF電源31は、少なくとも1つのRF信号(RF電力)を少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、RF電源31は、プラズマ処理チャンバ10において1又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスRF信号を少なくとも1つの下部電極に供給することにより、基板Wにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Wに引き込むことができる。
 一実施形態において、RF電源31は、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bを含む。第1のRF生成部31aは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を生成するように構成される。一実施形態において、ソースRF信号は、10MHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第1のRF生成部31aは、異なる周波数を有する複数のソースRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のソースRF信号は、少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給される。
 第2のRF生成部31bは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極に結合され、バイアスRF信号(バイアスRF電力)を生成するように構成される。バイアスRF信号の周波数は、ソースRF信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスRF信号は、ソースRF信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスRF信号は、100kHz~60MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第2のRF生成部31bは、異なる周波数を有する複数のバイアスRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のバイアスRF信号は、少なくとも1つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。
 また、電源30は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源32を含んでもよい。DC電源32は、第1のDC生成部32a及び第2のDC生成部32bを含む。一実施形態において、第1のDC生成部32aは、少なくとも1つの下部電極に接続され、第1のDC信号を生成するように構成される。生成された第1のバイアスDC信号は、少なくとも1つの下部電極に印加される。一実施形態において、第2のDC生成部32bは、少なくとも1つの上部電極に接続され、第2のDC信号を生成するように構成される。生成された第2のDC信号は、少なくとも1つの上部電極に印加される。
 種々の実施形態において、第1及び第2のDC信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、DC信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第1のDC生成部32aと少なくとも1つの下部電極との間に接続される。従って、第1のDC生成部32a及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第2のDC生成部32b及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも1つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、1周期内に1又は複数の正極性電圧パルスと1又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第1及び第2のDC生成部32a,32bは、RF電源31に加えて設けられてもよく、第1のDC生成部32aが第2のRF生成部31bに代えて設けられてもよい。
 排気システム40は、例えばプラズマ処理チャンバ10の底部に設けられたガス排出口10eに接続され得る。排気システム40は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間10s内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
 制御部2は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置1に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部2は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置1の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部2の一部又は全てがプラズマ処理装置1に含まれてもよい。制御部2は、処理部2a1、記憶部2a2及び通信インターフェース2a3を含んでもよい。制御部2は、例えばコンピュータ2aにより実現される。処理部2a1は、記憶部2a2からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部2a2に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部2a2に格納され、処理部2a1によって記憶部2a2から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ2aに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース2a3に接続されている通信回線であってもよい。処理部2a1は、CPU(Central Processing Unit)であってもよい。記憶部2a2は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース2a3は、LAN(Local Area Network)等の通信回線を介してプラズマ処理装置1との間で通信してもよい。
 図2は、基板支持部11の構成の一例を示す概略断面図である。図3は、基板支持部11の構成の一例を示す平面図である。図4は、基板支持部11のエッジ付近の構成の一例を示す拡大断面図である。図3の例では、リフト機構50の位置が破線で示されている。
 リングアセンブリ112は、内側リング112a、下部リング112b、およびカバーリング112cを含む。下部リング112bは中間リングの一例であり、カバーリング112cは外側リングの一例である。内側リング112aは、基板Wのエッジ付近のプラズマの分布を調整する。下部リング112bは、静電チャック1111のエッジ付近をプラズマから保護する。カバーリング112cは、静電チャック1111のエッジ付近および絶縁リング1112をプラズマから保護する。
 本実施形態において、内側リング112aは、下部リング112bの上面の中の一部の領域に配置される。また、下部リング112bの一部は、カバーリング112cの上面の中の一部の領域に配置される。そのため、カバーリング112cが持ち上げられると、カバーリング112cと共に下部リング112bも持ち上がる。
 例えば図4に示されるように、基台1110には、基台1110を厚さ方向に貫通する貫通孔h1aおよび貫通孔h1bが形成されている。また、静電チャック1111には、静電チャック1111のエッジ付近を厚さ方向に貫通する貫通孔h2aが形成されている。また、絶縁リング1112には、絶縁リング1112を厚さ方向に貫通する貫通孔h2bが形成されている。また、下部リング112bには、下部リング112bを厚さ方向に貫通する貫通孔h3aが形成されている。貫通孔h1a、貫通孔h2a、および貫通孔h3aは連通しており、それぞれの内径はφ2である。また、貫通孔h1bおよび貫通孔h2bは連通しており、それぞれの内径はφ4である。
 リフト機構50は、駆動部500、シリンダ501、連結部材502、スラスト機構503a、スラスト機構503b、リフトピン504a、およびリフトピン504bを有する。連結部材502は、シリンダ501、スラスト機構503a、およびスラスト機構503bに連結されている。リフトピン504aはスラスト機構503aに接続されており、リフトピン504bはスラスト機構503bに接続されている。本実施形態において、リフトピン504bの上端の高さは、リフトピン504aの上端の高さよりも低い。
 例えば図4に示されるように、リフトピン504aの外径は、貫通孔h1a、貫通孔h2a、および貫通孔h3aの内径φ2よりも細いφ1であり、リフトピン504aは、貫通孔h1a、貫通孔h2a、および貫通孔h3aの内壁に沿って配置されている。また、リフトピン504bの外径は、貫通孔h1bおよび貫通孔h2bの内径φ4よりも細いφ2であり、リフトピン504bは、貫通孔h1bおよび貫通孔h2bの内壁に沿って配置されている。リフトピン504aは第1のリフタの一例であり、リフトピン504bは第2のリフタの一例である。
 スラスト機構503aは、シリンダ501とリフトピン504aとが異なる軸上に配置されることから生じるずれを吸収する機構である。スラスト機構503bは、シリンダ501とリフトピン504bとが異なる軸上に配置されることから生じるずれを吸収する機構である。シリンダ501とリフトピン504aおよびリフトピン504bとは連結部材502を介して連結されるが、上下方向から見た場合、リフトピン504aおよびリフトピン504bは、シリンダ501から離れた位置に配置されている。そのため、連結部材502に傾斜が生じる等によりリフトピン504aおよびリフトピン504bへの荷重方向が垂直方向からずれる可能性がある。リフトピン504aおよびリフトピン504bに対する荷重方向が垂直方向からずれた場合、リフトピン504aおよびリフトピン504bが破損する場合がある。そこで、スラスト機構503aおよびスラスト機構503bを設けることでリフトピン504aおよびリフトピン504bへの荷重方向のずれが吸収される。
 駆動部500は、シリンダ501を上下に駆動することにより、連結部材502、スラスト機構503a、およびスラスト機構503bを介して、リフトピン504aおよびリフトピン504bを同時に昇降させる。リフトピン504aが、貫通孔h1a、貫通孔h2a、および貫通孔h3a内を通って上昇することにより、リフトピン504aの先端によって内側リング112aが持ち上げられる。また、リフトピン504bが、貫通孔h1bおよび貫通孔h2b内を通って上昇することにより、リフトピン504bの先端によってカバーリング112cが持ち上げられる。カバーリング112cが持ち上げられることにより、カバーリング112cと共にカバーリング112c上の下部リング112bも持ち上げられる。
 本実施形態では、例えば図3に示されるように、1つのリフトピン504aおよび1つのリフトピン504bに対して1つの駆動部500が設けられている。また、図3の例では、リフトピン504aおよびリフトピン504bは、3組ずつ設けられている。それぞれの駆動部500によって、リフトピン504aおよびリフトピン504bのそれぞれの組の昇降が独立に制御される。これにより、複数のリフトピン504aの間、および複数のリフトピン504bの間での昇降および下降の際の変位のずれを微調整することができる。
 また、例えば図5に示される参考例のように、リフトピン504aおよびリフトピン504bのそれぞれに対して駆動部500が1つずつ設けられるとすれば、図5の例では、基板支持部11の下に6台の駆動部500が配置されることになる。その場合、駆動部500の配置場所の制約から、リフトピン504aとリフトピン504bとを近くに配置することが難しい。そのため、図5の例では、プラズマ処理装置1を小型化する際の設計の自由度が小さい。
 これに対し、本実施形態のプラズマ処理装置1では、例えば図3に示されるように、1つのリフトピン504aおよび1つの504bに対して1つの駆動部500が共通に設けられている。これにより、プラズマ処理装置1を小型化する際の設計の自由度を向上させることができる。
[リフトピンの動作]
 内側リング112aを搬出する場合、駆動部500がリフトピン504aおよびリフトピン504bを同時に上昇させることにより、リフトピン504aによって内側リング112aが持ち上げられる。この場合、例えば図6に示されるように、リフトピン504aの先端が、プラズマ処理チャンバ10内に挿入される搬送アームのピック60の上面の高さH0よりも高いH1となるように、駆動部500がリフトピン504aおよびリフトピン504bを上昇させる。高さH1は、第1の高さの一例である。
 次に、プラズマ処理チャンバ10内に搬送アームのピック60が挿入される。そして、駆動部500がリフトピン504aおよびリフトピン504bを同時に下降させることにより、内側リング112aがピック60の上に載せられる。この場合、例えば図7に示されるように、リフトピン504aの先端の高さが、ピック60の下面の高さH3よりも低いH2となるように、駆動部500がリフトピン504aおよびリフトピン504bを下降させる。なお、駆動部500は、リフトピン504aおよびリフトピン504bが基板支持部11内に収容される位置(初期位置)までリフトピン504aおよびリフトピン504bを下降させてもよい。
 これにより、内側リング112aをピック60に載せてプラズマ処理チャンバ10内から搬出することができる。別な内側リング112aを搬入する際は、逆の手順でリフトピン504aおよびリフトピン504bが駆動される。例えば、別な内側リング112aを載せたピック60がプラズマ処理チャンバ10内に挿入され、その後にリフトピン504aの先端が高さH1となるまでリフトピン504aおよびリフトピン504bが同時に上昇する。これにより、内側リング112aがリフトピン504aに受け渡される。そして、ピック60がプラズマ処理チャンバ10内から退避した後に、リフトピン504aおよびリフトピン504bが基板支持部11内に収容される位置(初期位置)まで下降することにより、内側リング112aが下部リング112bの上に配置される。
 また、下部リング112bおよびカバーリング112cを搬出する場合、駆動部500がリフトピン504aおよびリフトピン504bを同時に上昇させることにより、リフトピン504bによってカバーリング112cと共に下部リング112bが持ち上げられる。この場合、例えば図8に示されるように、リフトピン504bの先端が高さH0よりも高いH1となるように、駆動部500がリフトピン504aおよびリフトピン504bを上昇させる。この際、リフトピン504aは下部リング112bの貫通孔h3aを貫通し、リフトピン504aの先端は、高さH1よりもさらに上方まで上昇する。
 次に、プラズマ処理チャンバ10内に搬送アームのピック60が挿入される。そして、駆動部500がリフトピン504aおよびリフトピン504bを同時に下降させることにより、下部リング112bおよびカバーリング112cがピック60の上に載せられる。この場合、例えば図9に示されるように、リフトピン504aの先端が高さH3よりも低いH2となるように、駆動部500がリフトピン504aおよびリフトピン504bを下降させる。なお、駆動部500は、リフトピン504aおよびリフトピン504bが基板支持部11内に収容される位置(初期位置)までリフトピン504aおよびリフトピン504bを下降させてもよい。
 これにより、下部リング112bおよびカバーリング112cをピック60に載せてプラズマ処理チャンバ10内から搬出することができる。別な下部リング112bおよびカバーリング112cを搬入する際は、逆の手順でリフトピン504aおよびリフトピン504bが駆動される。例えば、別な下部リング112bおよびカバーリング112cを載せたピック60がプラズマ処理チャンバ10内に挿入される。そして、リフトピン504bの先端が高さH1となるまでリフトピン504aおよびリフトピン504bが同時に上昇する。この際、リフトピン504aは、下部リング112bの貫通孔h3aを貫通する。これにより、下部リング112bおよびカバーリング112cがリフトピン504bに受け渡される。そして、ピック60がプラズマ処理チャンバ10内から退避した後に、リフトピン504aおよびリフトピン504bが基板支持部11内に収容される位置(初期位置)まで下降する。これにより、下部リング112bおよびカバーリング112cが静電チャック1111のエッジおよび絶縁リング1112の上に配置される。
 なお、図6~図9の例では、内側リング112aと、下部リング112bおよびカバーリング112cとが別々に搬送されるが、開示の技術はこれに限られない。他の例として、内側リング112aの交換タイミングと、下部リング112bおよびカバーリング112cの交換タイミングとが重なった場合には、例えば図10に示されるように、これら3つの部材が一緒に交換されてもよい。
 図10の例では、下部リング112bの上に内側リング112aが配置された状態で、駆動部500がリフトピン504aおよびリフトピン504bを同時に上昇させる。これにより、リフトピン504aによって内側リング112aが持ち上げられ、リフトピン504bによって下部リング112bおよびカバーリング112cが持ち上げられる。そして、プラズマ処理チャンバ10内に搬送アームのピック60が挿入された後に、リフトピン504aおよびリフトピン504bを同時に下降させる。これにより、例えば図11に示されるように、内側リング112a、下部リング112b、およびカバーリング112cがピック60の上に載せられる。これにより、内側リング112a、下部リング112b、およびカバーリング112cをピック60に載せてプラズマ処理チャンバ10内から搬出することができる。別な内側リング112a、下部リング112b、およびカバーリング112cを搬入する際は、逆の手順でリフトピン504aおよびリフトピン504bが駆動される。
[リングアセンブリ112の交換手順]
 図12は、リングアセンブリ112の交換手順の一例を示すフローチャートである。図12に例示された各ステップは、制御部2がプラズマ処理装置1の各部を制御することにより実現される。図12に例示された交換手順は、搬送方法の一例である。なお、図12の例では、内側リング112aの交換タイミングと、下部リング112bおよびカバーリング112cの交換タイミングとが一致した場合に、内側リング112a、内側リング112a、およびカバーリング112cが一緒に交換される。
 まず、内側リング112aの交換タイミングであるか否かが判定される(ステップS10)。内側リング112aの交換タイミングの判定は、例えば基板Wの処理の累積時間が所定時間に達したか否かに基づいて行われてもよく、センサ等によって測定された内側リング112aの消耗量が所定値に達したか否かに基づいて行われてもよい。内側リング112aの交換タイミングではない場合(ステップS10:No)、再びステップS10に示された処理が実行される。
 一方、内側リング112aの交換タイミングである場合(ステップS10:Yes)、。下部リング112bおよびカバーリング112cの交換タイミングであるか否かが判定される(ステップS11)。下部リング112bおよびカバーリング112cの交換タイミングの判定は、例えば基板Wの処理の累積時間が所定時間に達したか否かに基づいて行われてもよい。あるいは、下部リング112bおよびカバーリング112cの交換タイミングの判定は、センサ等によって測定された下部リング112bまたはカバーリング112cの消耗量が所定値に達したか否かに基づいて行われてもよい。
 下部リング112bおよびカバーリング112cの交換タイミングではない場合(ステップS11:No)、駆動部500は、リフトピン504aの先端が高さH1となるまでリフトピン504aおよびリフトピン504bを同時に上昇させる(ステップS12)。これにより、例えば図6に示されたように、リフトピン504aによって内側リング112aが持ち上げられる。ステップS12は、工程a)の一例である。
 次に、プラズマ処理チャンバ10内に搬送アームのピック60が挿入される(ステップS13)。そして、駆動部500は、リフトピン504aの先端が高さH2となるまでリフトピン504aおよびリフトピン504bを同時に下降させる(ステップS14)。これにより、例えば図7に示されたように、内側リング112aがピック60に載せられる。そして、内側リング112aを載せたピック60がプラズマ処理チャンバ10内から退避することにより、内側リング112aが搬出される(ステップS15)。
 次に、別な内側リング112aを載せたピック60がプラズマ処理チャンバ10内に挿入されることにより、別な内側リング112aがプラズマ処理チャンバ10内に搬入される(ステップS16)。そして、リフトピン504aの先端が、高さH1となるまでリフトピン504aおよびリフトピン504bを同時に上昇させる(ステップS17)。これにより、別な内側リング112aがピック60からリフトピン504aに受け渡される。そして、ピック60がプラズマ処理チャンバ10内から退避する(ステップS18)。そして、リフトピン504aおよびリフトピン504bを初期位置まで下降する(ステップS19)。これにより、別な内側リング112aが下部リング112bの上に配置される。そして、再びステップS10に示された処理が実行される。
 一方、下部リング112b及びカバーリング112cの交換タイミングである場合(ステップS11:Yes)、駆動部500は、リフトピン504bの先端が高さH1となるまでリフトピン504a及びリフトピン504bを同時に上昇させる(ステップS20)。これにより、例えば図10に示されたように、リフトピン504aによって内側リング112aが持ち上げられ、リフトピン504bによって下部リング112bおよびカバーリング112cが持ち上げられる。ステップS20は、工程b)の一例である。
 次に、プラズマ処理チャンバ10内に搬送アームのピック60が挿入される(ステップS21)。そして、駆動部500は、リフトピン504aの先端が、高さH2となるまでリフトピン504aおよびリフトピン504bを同時に下降させる(ステップS22)。これにより、例えば図11に示されたように、内側リング112a、下部リング112b、およびカバーリング112cがピック60に載せられる。そして、内側リング112a、下部リング112b、およびカバーリング112cを載せたピック60がプラズマ処理チャンバ10内から退避する。これにより、内側リング112a、下部リング112b、およびカバーリング112cが搬出される(ステップS23)。
 次に、別な内側リング112a、下部リング112b、およびカバーリング112cを載せたピック60がプラズマ処理チャンバ10内に挿入される。これにより、別な内側リング112a、下部リング112b、およびカバーリング112cがプラズマ処理チャンバ10内に搬入される(ステップS24)。そして、駆動部500は、リフトピン504bの先端が高さH1となるまでリフトピン504aおよびリフトピン504bを同時に上昇させる(ステップS25)。これにより、別な内側リング112a、下部リング112b、およびカバーリング112cがピック60からリフトピン504aに受け渡される。そして、ピック60がプラズマ処理チャンバ10内から退避する(ステップS18)。そして、リフトピン504aおよびリフトピン504bを初期位置まで下降する(ステップS19)。これにより、別な内側リング112a、下部リング112b、およびカバーリング112cが環状領域111bの上に配置される。そして、再びステップS10に示された処理が実行される。
 以上、実施形態について説明した。上記したように、本実施形態における基板処理装置(プラズマ処理装置1)は、チャンバ(プラズマ処理チャンバ10)と、ステージ(基板支持部11)と、内側リング(内側リング112a)と、外側リング(カバーリング112c)と、第1のリフタ(リフトピン504a)と、第2のリフタ(リフトピン504b)と、駆動部(駆動部500)とを備える。ステージは、チャンバ内に設けられ、基板(基板W)が載せられる第1の面(中央領域111a)と、第1の面の周囲に設けられた第2の面(環状領域111b)とを有する。内側リングは、第2の面に配置される。外側リングは、第2の面において内側リングの外側に配置される。第1のリフタは、内側リングを昇降させる。第2のリフタは、外側リングを昇降させる。また、第2のリフタの上端の高さは、第1のリフタの上端の高さよりも低い。駆動部は、第1のリフタと第2のリフタとを同時に駆動する。これにより、基板処理装置の設計の自由度を向上させることができる。
 また、上記した実施形態における基板処理装置は、第1のリフタ、第2のリフタ、および駆動部を複数備える。駆動部は、1つの第1のリフタおよび1つの第2のリフタに対して1つ設けられ、それぞれの駆動部は、1つの第1のリフタと1つの第2のリフタとを同時に駆動する。これにより、基板処理装置の設計の自由度を向上させることができる。
 また、上記した実施形態における基板処理装置は、貫通孔(貫通孔h3a)を有し、一部が内側リングの下に配置され、他の一部が外側リングの上に配置される中間リング(下部リング112b)をさらに備える。第1のリフタは、貫通孔の内径(φ2)よりも細い外径(φ1)であり、貫通孔を介して内側リングを昇降させる。中間リングは、第2のリフタによって持ち上げられた外側リングによって持ち上げられる。これにより、中間リングを外側リングと共に容易に搬出することができる。
 また、上記した実施形態における搬送方法は、基板処理装置における搬送方法であって、工程a)および工程b)を含む。基板処理装置(プラズマ処理装置1)は、チャンバ(プラズマ処理チャンバ10)と、ステージ(基板支持部11)と、内側リング(内側リング112a)と、外側リング(カバーリング112c)と、第1のリフタ(リフトピン504a)と、第2のリフタ(リフトピン504b)と、駆動部(駆動部500)と、制御部(制御部2)とを備える。ステージは、チャンバ内に設けられ、基板(基板W)が載せられる第1の面(中央領域111a)と、第1の面の周囲に設けられた第2の面(環状領域111b)とを有する。内側リングは、第2の面に配置される。外側リングは、第2の面において内側リングの外側に配置される。第1のリフタは、内側リングを昇降させる。第2のリフタは、外側リングを昇降させる。また、第2のリフタの上端の高さは、第1のリフタの上端の高さよりも低い。駆動部は、第1のリフタと第2のリフタとを同時に駆動する。制御部は、工程a)および工程b)を実行する。工程a)では、内側リングを搬送する場合に、第1のリフタの先端が、基板を搬送する搬送アームのピックの上面の高さ(高さH0)よりも高い第1の高さ(高さH1)となるまで第1のリフタを上昇させるように、制御部が駆動部を制御する。工程b)では、外側リングを搬送する場合に、第2のリフタの先端が第1の高さとなるまで第2のリフタを上昇させるように、制御部が駆動部を制御する。これにより、基板処理装置の設計の自由度を向上させることができる。
 また、上記した実施形態において、基板処理装置は、貫通孔(貫通孔h3a)を有し、一部が内側リングの下に配置され、他の一部が外側リングの上に配置される中間リング(下部リング112b)をさらに備える。第1のリフタは、貫通孔の内径(φ2)よりも細い外径(φ1)である。工程a)では、第1のリフタが貫通孔を介して内側リングを昇降させる。工程b)では、中間リングが、第2のリフタによって持ち上げられた外側リングによって持ち上げられる。これにより、中間リングを外側リングと共に容易に搬出することができる。
[その他]
 なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
 例えば、上記した実施形態において、それそれの駆動部500は、プラズマにより消耗した内側リング112aの上面の高さを補正するようにリフトピン504aを小さい変位で駆動してもよい。例えば図13Aに示されるように、破線の位置まであった内側リング112aの上面がプラズマにより消耗した場合、駆動部500は、プラズマにより消耗した内側リング112aの厚さ分、リフトピン504aを上昇させる。即ち、駆動部500は、内側リング112aの消耗量に応じて、内側リング112aを上昇させるように、リフトピン504aを駆動する。これにより、例えば図13Bに示されるように、内側リング112aの上面の高さを一定に保つことができる。内側リング112aの消耗量に応じて内側リング112aを上昇させる工程は、工程d)の一例である。
 また、上記した実施形態において、リフトピン504aは、貫通孔h3aの内径φ2よりも細い外径φ1であるが、開示の技術はこれに限られない。他の例として、リフトピン504aは、例えば図14に示されるように、第1の部分504a1、第2の部分504a2、および段差部504a3を有してもよい。第1の部分504a1は、貫通孔h3aの内径φ2よりも太い外径φ5である。第2の部分504a2は、第1の部分504a1よりもリフトピン504aの先端側の部分であって、貫通孔h3aの内径φ2よりも細い外径φ1である。段差部504a3は、第1の部分504a1と第2の部分504a2との間の部分である。
 図14の例では、基台1110の貫通孔h1aおよび静電チャック1111の貫通孔h2aの内径は、第1の部分504a1の外径φ5よりも太いφ6である。これにより、リフトピン504aの第1の部分504a1および第2の部分504a2は、貫通孔h1aおよび貫通孔h2a内を上下に移動することができる。
 段差部504a3の高さが高さH1となるまでリフトピン504aを上昇させることにより、例えば図15に示されるように、段差部504a3によって下部リング112bを持ち上げることができる。段差部504a3の高さが高さH1となるまでリフトピン504aを上昇させるように制御部2が駆動部500を制御する工程は、工程c)の一例である。これにより、下部リング112bとカバーリング112cとを別々に搬出することができる。また、例えば図15に示されるように、リフトピン504aの先端によって内側リング112aも一緒に持ち上げることができるため、内側リング112aと下部リング112bとを一緒に搬出することも可能である。また、リフトピン504bの先端の高さが高さH1となるまでリフトピン504aを上昇させることにより、内側リング112a、下部リング112b、およびカバーリング112cを一緒に搬出することも可能である。
 なお、図15の例では、下部リング112bは、段差部504a3によって持ち上げることができるため、下部リング112bの一部は、カバーリング112cの上面の中の一部の領域に配置されていなくてもよい。即ち、下部リング112bとカバーリング112cとは上方から見た場合に、重ならないように配置されていてもよい。
 また、上記した実施形態では、1つのリフトピン504aおよび1つの504bに対して1つの駆動部500が設けられており、合計で3台の駆動部500が設けられるが、開示の技術はこれに限られない。他の例として、例えば図16に示されるように、複数のリフトピン504aおよび複数のリフトピン504bに対して駆動部500が共通に1台設けられてもよい。これにより、駆動部500を配置するための空間がさらに小さくて済み、基板処理装置の設計の自由度をさらに向上させることができる。
 また、上記した実施形態では、プラズマ処理装置1に用いられるプラズマ源の一例として、容量結合型プラズマを説明したが、プラズマ源はこれに限られない。容量結合型プラズマ以外のプラズマ源としては、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)、マイクロ波励起表面波プラズマ(SWP)、電子サイクロトロン共鳴プラズマ(ECP)、およびヘリコン波励起プラズマ(HWP)等が挙げられる。マイクロ波励起表面波プラズマ(SWP)に用いられるマイクロ波は、電磁波の一例である。
 なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
 また、上記の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
 チャンバと、
 前記チャンバ内に設けられ、基板が載せられる第1の面と、前記第1の面の周囲に設けられた第2の面とを有するステージと、
 前記第2の面に配置される内側リングと、
 前記第2の面において前記内側リングの外側に配置される外側リングと、
 前記内側リングを昇降させる第1のリフタと、
 前記外側リングを昇降させる第2のリフタであって、前記第2のリフタの上端の高さが、前記第1のリフタの上端の高さよりも低い第2のリフタと、
 前記第1のリフタと、前記第2のリフタとを同時に駆動するように構成された駆動部と
を備える基板処理装置。
(付記2)
 前記第1のリフタ、前記第2のリフタ、および前記駆動部を複数備え、
 前記駆動部は、1つの前記第1のリフタおよび1つの前記第2のリフタに対して1つ設けられ、
 それぞれの前記駆動部は、1つの前記第1のリフタと1つの前記第2のリフタとを同時に駆動する付記1に記載の基板処理装置。
(付記3)
 前記第1のリフタおよび前記第2のリフタを複数備え、
 1つの前記駆動部が、複数の前記第1のリフタと複数の前記第2のリフタとを同時に駆動する付記1に記載の基板処理装置。
(付記4)
 貫通孔を有し、一部が前記内側リングの下に配置され、他の一部が前記外側リングの上に配置される中間リングをさらに備え、
 前記第1のリフタは、前記貫通孔の内径よりも細い外径であり、前記貫通孔を介して前記内側リングを昇降させ、
 前記中間リングは、前記第2のリフタによって持ち上げられた前記外側リングによって持ち上げられる付記1から3のいずれか一つに記載の基板処理装置。
(付記5)
 貫通孔を有し、一部が前記内側リングの下に配置された中間リングをさらに備え、
 前記第1のリフタは、
 前記貫通孔の内径よりも太い外径である第1の部分と、
 前記第1の部分よりも前記第1のリフタの先端側の部分であって、前記貫通孔の内径よりも細い外径である第2の部分と、
 前記第1の部分と前記第2の部分との間の段差部と
を有するように構成され、
 前記内側リングは、前記貫通孔を介して上昇する前記第1のリフタの前記第2の部分の先端によって持ち上げられ、
 前記中間リングは、前記第1のリフタの前記段差部によって持ち上げられる付記1から3のいずれか一つに記載の基板処理装置。
(付記6)
 前記駆動部は、前記内側リングの消耗量に応じて、前記内側リングを上昇させるように、前記第1のリフタを駆動する付記1から5のいずれか一つに記載の基板処理装置。
(付記7)
 チャンバと、
 前記チャンバ内に設けられ、基板が載せられる第1の面と、前記第1の面の周囲に設けられた第2の面とを有するステージと、
 前記第2の面に配置される内側リングと、
 前記第2の面において前記内側リングの外側に配置される外側リングと、
 前記内側リングを昇降させる第1のリフタと、
 前記外側リングを昇降させる第2のリフタであって、前記第2のリフタの上端の高さが、前記第1のリフタの上端の高さよりも低い第2のリフタと、
 前記第1のリフタと前記第2のリフタとを同時に駆動するように構成された駆動部と、
 制御部と
を備える基板処理装置における搬送方法であって、前記制御部が、
a)前記内側リングを搬送する場合に、前記第1のリフタの先端が、基板を搬送する搬送アームのピックの上面の高さよりも高い第1の高さとなるまで前記第1のリフタを上昇させるように前記駆動部を制御する工程と、
b)前記外側リングを搬送する場合に、前記第2のリフタの先端が前記第1の高さとなるまで前記第2のリフタを上昇させるように前記駆動部を制御する工程と
を実行する搬送方法。
(付記8)
 前記基板処理装置は、前記第1のリフタ、前記第2のリフタ、および前記駆動部を複数備え、
 前記駆動部は、1つの前記第1のリフタおよび1つの前記第2のリフタに対して1つ設けられ、
 それぞれの前記駆動部は、1つの前記第1のリフタと1つの前記第2のリフタとを同時に駆動する付記7に記載の搬送方法。
(付記9)
 前記第1のリフタおよび前記第2のリフタを複数備え、
 1つの前記駆動部が、複数の前記第1のリフタと複数の前記第2のリフタとを同時に駆動する付記7に記載の搬送方法。
(付記10)
 前記基板処理装置は、貫通孔を有し、一部が前記内側リングの下に配置され、他の一部が前記外側リングの上に配置される中間リングをさらに備え、
 前記第1のリフタは、前記貫通孔の内径よりも細い外径を有し、
 前記工程a)では、前記第1のリフタが前記貫通孔を介して前記内側リングを昇降させ、
 前記工程b)では、前記中間リングが、前記第2のリフタによって持ち上げられた前記外側リングによって持ち上げられる付記7から9のいずれか一つに記載の搬送方法。
(付記11)
 前記基板処理装置は、貫通孔を有し、一部が前記内側リングの下に配置された中間リングをさらに備え、
 前記第1のリフタは、
 前記貫通孔の内径よりも太い外径を有する第1の部分と、
 前記第1の部分よりも前記第1のリフタの先端側の部分であって、前記貫通孔の内径よりも細い外径を有する第2の部分と、
 前記第1の部分と前記第2の部分との間の段差部と
を有するように構成され、
 前記工程a)では、前記貫通孔を介して上昇する前記第1のリフタの前記第2の部分の先端によって持ち上げられ、
 前記制御部が、
c)前記中間リングを搬送する場合に、前記第1のリフタの前記段差部が前記第1の高さとなるまで前記第1のリフタを上昇させるように、前記駆動部を制御する工程
をさらに実行する付記7から9のいずれか一つに記載の搬送方法。
(付記12)
 前記制御部が、
d)前記内側リングの消耗量に応じて、前記内側リングを上昇させるように、前記駆動部を制御する工程
をさらに実行する付記7から11のいずれか一つに記載の搬送方法。
h 貫通孔
W 基板
1 プラズマ処理装置
2 制御部
2a コンピュータ
2a1 処理部
2a2 記憶部
2a3 通信インターフェース
10 プラズマ処理チャンバ
10a 側壁
10e ガス排出口
10s プラズマ処理空間
11 基板支持部
111 本体部
111a 中央領域
111b 環状領域
1110 基台
1110a 流路
1111 静電チャック
1111a セラミック部材
1111b 静電電極
1112 絶縁リング
112 リングアセンブリ
112a 内側リング
112b 下部リング
112c カバーリング
13 シャワーヘッド
13a ガス供給口
13b ガス拡散室
13c ガス導入口
20 ガス供給部
21 ガスソース
22 流量制御器
30 電源
31 RF電源
31a 第1のRF生成部
31b 第2のRF生成部
32 DC電源
32a 第1のDC生成部
32b 第2のDC生成部
40 排気システム
50 リフト機構
500 駆動部
501 シリンダ
502 連結部材
503 スラスト機構
504 リフトピン
504a1 第1の部分
504a2 第2の部分
504a3 段差部
60 ピック

Claims (12)

  1.  チャンバと、
     前記チャンバ内に設けられ、基板が載せられる第1の面と、前記第1の面の周囲に設けられた第2の面とを有するステージと、
     前記第2の面に配置される内側リングと、
     前記第2の面において前記内側リングの外側に配置される外側リングと、
     前記内側リングを昇降させる第1のリフタと、
     前記外側リングを昇降させる第2のリフタであって、前記第2のリフタの上端の高さが、前記第1のリフタの上端の高さよりも低い第2のリフタと、
     前記第1のリフタと、前記第2のリフタとを同時に駆動するように構成された駆動部と
    を備える基板処理装置。
  2.  前記第1のリフタ、前記第2のリフタ、および前記駆動部を複数備え、
     前記駆動部は、1つの前記第1のリフタおよび1つの前記第2のリフタに対して1つ設けられ、
     それぞれの前記駆動部は、1つの前記第1のリフタと1つの前記第2のリフタとを同時に駆動する請求項1に記載の基板処理装置。
  3.  前記第1のリフタおよび前記第2のリフタを複数備え、
     1つの前記駆動部が、複数の前記第1のリフタと複数の前記第2のリフタとを同時に駆動する請求項1に記載の基板処理装置。
  4.  貫通孔を有し、一部が前記内側リングの下に配置され、他の一部が前記外側リングの上に配置される中間リングをさらに備え、
     前記第1のリフタは、前記貫通孔の内径よりも細い外径であり、前記貫通孔を介して前記内側リングを昇降させ、
     前記中間リングは、前記第2のリフタによって持ち上げられた前記外側リングによって持ち上げられる請求項1から3のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  5.  貫通孔を有し、一部が前記内側リングの下に配置された中間リングをさらに備え、
     前記第1のリフタは、
     前記貫通孔の内径よりも太い外径である第1の部分と、
     前記第1の部分よりも前記第1のリフタの先端側の部分であって、前記貫通孔の内径よりも細い外径である第2の部分と、
     前記第1の部分と前記第2の部分との間の段差部と
    を有するように構成され、
     前記内側リングは、前記貫通孔を介して上昇する前記第1のリフタの前記第2の部分の先端によって持ち上げられ、
     前記中間リングは、前記第1のリフタの前記段差部によって持ち上げられる請求項1から3のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  6.  前記駆動部は、前記内側リングの消耗量に応じて、前記内側リングを上昇させるように、前記第1のリフタを駆動する請求項1に記載の基板処理装置。
  7.  チャンバと、
     前記チャンバ内に設けられ、基板が載せられる第1の面と、前記第1の面の周囲に設けられた第2の面とを有するステージと、
     前記第2の面に配置される内側リングと、
     前記第2の面において前記内側リングの外側に配置される外側リングと、
     前記内側リングを昇降させる第1のリフタと、
     前記外側リングを昇降させる第2のリフタであって、前記第2のリフタの上端の高さが、前記第1のリフタの上端の高さよりも低い第2のリフタと、
     前記第1のリフタと前記第2のリフタとを同時に駆動するように構成された駆動部と、
     制御部と
    を備える基板処理装置における搬送方法であって、前記制御部が、
    a)前記内側リングを搬送する場合に、前記第1のリフタの先端が、基板を搬送する搬送アームのピックの上面の高さよりも高い第1の高さとなるまで前記第1のリフタを上昇させるように前記駆動部を制御する工程と、
    b)前記外側リングを搬送する場合に、前記第2のリフタの先端が前記第1の高さとなるまで前記第2のリフタを上昇させるように前記駆動部を制御する工程と
    を実行する搬送方法。
  8.  前記基板処理装置は、前記第1のリフタ、前記第2のリフタ、および前記駆動部を複数備え、
     前記駆動部は、1つの前記第1のリフタおよび1つの前記第2のリフタに対して1つ設けられ、
     それぞれの前記駆動部は、1つの前記第1のリフタと1つの前記第2のリフタとを同時に駆動する請求項7に記載の搬送方法。
  9.  前記第1のリフタおよび前記第2のリフタを複数備え、
     1つの前記駆動部が、複数の前記第1のリフタと複数の前記第2のリフタとを同時に駆動する請求項7に記載の搬送方法。
  10.  前記基板処理装置は、貫通孔を有し、一部が前記内側リングの下に配置され、他の一部が前記外側リングの上に配置される中間リングをさらに備え、
     前記第1のリフタは、前記貫通孔の内径よりも細い外径を有し、
     前記工程a)では、前記第1のリフタが前記貫通孔を介して前記内側リングを昇降させ、
     前記工程b)では、前記中間リングが、前記第2のリフタによって持ち上げられた前記外側リングによって持ち上げられる請求項7から9のいずれか一項に記載の搬送方法。
  11.  前記基板処理装置は、貫通孔を有し、一部が前記内側リングの下に配置された中間リングをさらに備え、
     前記第1のリフタは、
     前記貫通孔の内径よりも太い外径を有する第1の部分と、
     前記第1の部分よりも前記第1のリフタの先端側の部分であって、前記貫通孔の内径よりも細い外径を有する第2の部分と、
     前記第1の部分と前記第2の部分との間の段差部と
    を有するように構成され、
     前記工程a)では、前記貫通孔を介して上昇する前記第1のリフタの前記第2の部分の先端によって持ち上げられ、
     前記制御部が、
    c)前記中間リングを搬送する場合に、前記第1のリフタの前記段差部が前記第1の高さとなるまで前記第1のリフタを上昇させるように、前記駆動部を制御する工程
    をさらに実行する請求項7から9のいずれか一項に記載の搬送方法。
  12.  前記制御部が、
    d)前記内側リングの消耗量に応じて、前記内側リングを上昇させるように、前記駆動部を制御する工程
    をさらに実行する請求項7に記載の搬送方法。
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