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公開番号2024057863
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022164825
出願日2022-10-13
発明の名称プラズマ処理装置及び検出方法
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/3065 20060101AFI20240418BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】装置の大型化や高コスト化を抑制しつつ、載置台の基板載置面に載置された基板の状態または載置台の基板載置面の状態と、載置台に載置されたエッジリングの状態と、の両方を検出するプラズマ処理装置及び検出方法を提供する。
【解決手段】基板Wに対しプラズマ処理を施すプラズマ処理装置1であって、基板を収容する処理容器100と、処理容器内に設けられ、基板が載置される基板載置面103aと、基板を囲むように配置されるエッジリングEが載置されるリング載置面103bと、を有する載置台101と、載置台の基板載置面にされた基板の状態または基板載置面の状態を検出する第1センサ150と、載置台のリング載置面にされたエッジリングの状態を検出する第2センサ160と、処理容器内に設けられ、第1センサ及び第2センサを保持する保持部170、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板に対しプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、前記基板が載置される基板載置面と、前記基板を囲むように配置されるエッジリングが載置されるリング載置面と、を有する載置台と、
前記載置台の前記基板載置面にされた前記基板の状態または前記基板載置面の状態を検出する第１センサと、
前記載置台の前記リング載置面にされた前記エッジリングの状態を検出する第２センサと、
前記処理容器内に設けられ、前記第１センサ及び前記第２センサを保持する保持部と、
前記保持部を移動させることで、前記第１センサ及び前記第２センサを、前記載置台の上方の処理領域と、前記処理容器内において上面視で前記処理領域の外側に位置する、センサ間で共通の退避領域との間で、移動させる移動機構と、を備える、プラズマ処理装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記移動機構は、前記処理領域と前記退避領域との間で、前記保持部を直線的に移動させる、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記移動機構は、前記処理領域と前記退避領域との間で、前記保持部を、鉛直軸周りに旋回させる、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記処理容器内は、プラズマ処理時において、真空に保持され、
前記保持部の内部は、大気圧に保持され、
前記第１センサ及び前記第２センサは、前記保持部の内部に設けられ、
前記保持部は、前記第１センサ及び前記第２センサに対応する部分に、検出用の光を透過する窓が設けられ、
前記第１センサ及び前記第２センサと前記処理容器の外部との間で信号を伝達するケーブルは、前記保持部の内部を通り、前記処理容器の外部へ至るよう配設される、請求項１～３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記第１センサは、前記基板載置面に載置された前記基板の表面に形成された膜の厚さを検出する、請求項１～３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記第２センサは、前記リング載置面に載置された前記エッジリングの消耗量に関する情報を検出する、請求項１～３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記エッジリングの消耗量に関する情報は、前記第２センサから前記エッジリングまでの距離である、請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
制御部をさらに備え、
前記制御部は、一の前記基板に対する前記プラズマ処理と、他の前記基板に対する前記プラズマ処理との間に、前記第１センサによる、前記基板の状態または前記基板載置面の状態の検出と、前記第２センサによる、前記エッジリングの状態の検出との両方が行われるよう、制御を行う、請求項１～３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
プラズマ処理装置の処理容器内に設けられた載置台の基板載置面上の基板の状態または前記基板載置面の状態と、前記載置台のリング載置面上のエッジリングの状態を検出する検出方法であって、
前記基板載置面上の前記基板の状態または前記基板載置面の状態を検出する第１センサと、前記リング載置面上の前記エッジリングの状態を検出する第２センサとを保持する保持部を移動させ、前記第１センサ及び前記第２センサを、前記処理容器内における前記載置台の上方の処理領域に、前記処理容器内において上面視で前記処理領域の外側に位置する、センサ間で共通の退避領域から、移動させる工程と、
前記処理領域内に位置する前記第１センサ及び前記第２センサによる検出を行う工程と、を含む、検出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、プラズマ処理装置及び検出方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基板処理装置内の基板の周囲に載置される環状部材本体と、環状部材本体内に設けられ、環状部材本体の材料とは異なる異種材料から形成される異種材料部と、を有する環状部材と、異種材料に起因する生成物を検出する検出器と、を備える基板処理装置が開示されている。この基板処理装置は、さらに制御部を備え、上記検出器の検出値に基づいて、環状部材の消耗状態を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－４００７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示にかかる技術は、装置の大型化や高コスト化を抑制しつつ、載置台の基板載置面に載置された基板の状態または載置台の基板載置面の状態と、載置台に載置されたエッジリングの状態と、の両方を検出することを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様は、基板に対しプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、前記基板を収容する処理容器と、前記処理容器内に設けられ、前記基板が載置される基板載置面と、前記基板を囲むように配置されるエッジリングが載置されるリング載置面と、を有する載置台と、前記載置台の前記基板載置面にされた前記基板の状態または前記基板載置面の状態を検出する第１センサと、前記載置台の前記リング載置面にされた前記エッジリングの状態を検出する第２センサと、前記処理容器内に設けられ、前記第１センサ及び前記第２センサを保持する保持部と、前記保持部を移動させることで、前記第１センサ及び前記第２センサを、前記載置台の上方の処理領域と、前記処理容器内において上面視で前記処理領域の外側に位置する、センサ間で共通の退避領域との間で、移動させる移動機構と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、装置の大型化や高コスト化を抑制しつつ、載置台の基板載置面に載置された基板の状態または載置台の基板載置面の状態と、載置台に載置されたエッジリングの状態と、の両方を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図であり、プラズマ処理時の様子を示している。
本実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図であり、エッジリング等の状態を検出する時の様子を示している。
図１のプラズマ処理装置の横断面図である。
静電チャックの部分拡大断面図である。
第１センサ及び第２センサを保持するアームを移動させる移動機構の他の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）等の基板に対して、プラズマを用いた基板処理等の基板処理すなわちプラズマ処理がプラズマ処理装置によって施される。このプラズマ処理は、減圧された処理容器内の載置台に基板が載置された状態で行われる。
【０００９】
基板の中央部と周縁部とで良好且つ均一なプラズマ処理結果を得ること等を目的として、載置台上の基板の周囲を囲むように、フォーカスリング、エッジリング等と称される平面視環状の部材（以下、「エッジリング」という。）が基板支持台に載置されることがある。
【００１０】
このエッジリングは、プラズマに晒されることによりエッチングされ消耗する。エッジリングが消耗すると、適切なプラズマ処理結果が得られないことがある。具体的には、エッジリングが消耗すると、プラズマのシース形状が変化し、その結果、適切なプラズマ処理結果が得られないことがある。そのため、エッジリングを適切なタイミングで交換できるよう、エッジリングの状態を検出するセンサを用い、センサの検出結果（例えばセンサからエッジリングまでの距離の検出結果）からエッジリングの消耗度を推定することが、従来行われている。
（【００１１】以降は省略されています）

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