半導体製造装置及び処理方法
【課題】少ない数のピンで、被処理基体及びフォーカスリングを昇降させることが可能な半導体製造装置を提供する。
【解決手段】一実施形態の半導体製造装置は、ステージＳＴ、複数のピン７０、及び駆動部を備えている。ステージは載置面ＰＦを含む。載置面は、被処理基体Ｗを載置するための第１の領域Ｒ１、及び、フォーカスリング１８を載置するための第２の領域Ｒ２を有する。第２の領域は、第１の領域を囲むように、設けられている。ステージには、複数の孔１４ｈが形成されている。複数の孔は、第１の領域と第２の領域との境界を通って載置面に交差する方向に延びている。複数のピンは、複数の孔にそれぞれ設けられている。複数のピンの各々は、第１の上端面７０ａ、及び、第２の上端面７０ｂを有している。第２の上端面は、第１の上端面よりも上方に設けられており、当該第１の上端面よりも第１の領域の側に偏位している。
【解決手段】一実施形態の半導体製造装置は、ステージＳＴ、複数のピン７０、及び駆動部を備えている。ステージは載置面ＰＦを含む。載置面は、被処理基体Ｗを載置するための第１の領域Ｒ１、及び、フォーカスリング１８を載置するための第２の領域Ｒ２を有する。第２の領域は、第１の領域を囲むように、設けられている。ステージには、複数の孔１４ｈが形成されている。複数の孔は、第１の領域と第２の領域との境界を通って載置面に交差する方向に延びている。複数のピンは、複数の孔にそれぞれ設けられている。複数のピンの各々は、第１の上端面７０ａ、及び、第２の上端面７０ｂを有している。第２の上端面は、第１の上端面よりも上方に設けられており、当該第１の上端面よりも第１の領域の側に偏位している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面は、半導体製造装置及び処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体製造装置が記載されている。特許文献１に記載された半導体製造装置は、ステージ、及び、複数のピンを備えている。ステージには、複数の孔が設けられており、これら複数の孔には複数のピンがそれぞれ挿入されている。
【０００３】
複数のピンのうち一部は、ステージ上に載置される被処理基体をステージ上面に対して昇降させるためのものである。複数のピンのうち他の一部は、ステージ上に載置されるフォーカスリングをステージ上面に対して昇降させるためのものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９６６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した半導体製造装置では、ピンの数に応じて当該ピンを上下動させるための複数の駆動機構が必要になる。したがって、ピンの数に応じて装置が複雑化する。また、上述した半導体製造装置では、ピンの数に応じた孔がステージに形成されている必要がある。しかしながら、ステージに形成される孔の数は、少ないことが望ましい。
【０００６】
したがって、当技術分野においては、少ない数のピンで、被処理基体及びフォーカスリングを昇降させることが可能な半導体製造装置が要請されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る半導体製造装置は、処理容器、ステージ、複数のピン、及び駆動部を備えている。処理容器は、処理空間を画成する。ステージは、処理容器内に設けられている。ステージは載置面を含む。載置面は、被処理基体を載置するための第１の領域、及び、フォーカスリングを載置するための第２の領域を有する。第２の領域は、第１の領域を囲むように、設けられている。ステージには、複数の孔が形成されている。複数の孔は、第１の領域と第２の領域との境界を通って載置面に交差する方向に延びている。複数のピンは、複数の孔にそれぞれ設けられている。複数のピンの各々は、第１の上端面、及び、第２の上端面を有している。第２の上端面は、第１の上端面よりも上方に設けられており、当該第１の上端面よりも第１の領域の側に偏位している。駆動部は、複数のピンを前記方向において上下動させる。
【０００８】
この半導体製造装置では、第１の上端面及び第２の上端面のうち第２の上端面のみがステージの載置面から突き出るように複数のピンを上方へ移動させることにより、被処理基体を載置面から持ち上げることができる。また、第１の上端面がステージの載置面から突き出るように複数のピンを上方へ移動させることにより、フォーカスリングを載置面から持ち上げることができる。即ち、各ピンが、被処理基体に接触する端面、及び、フォーカスリングに接触する端面を有している。したがって、この半導体製造装置によれば、少ない数のピンで、被処理基体及びフォーカスリングを昇降させることが可能である。
【０００９】
一実施形態においては、半導体製造装置は、制御部を更に備え得る。制御部は、第１のモードにおいて、複数のピンの第１の上端面及び第２の上端面のうち第２の上端面が載置面から突き出るよう、駆動部を制御し、第２のモードにおいて、複数のピンの第１の上端面がステージの載置面から突き出るよう、駆動部を制御してもよい。即ち、半導体製造装置は、上述した駆動部の動作を制御する制御部を備えていてもよい。
【００１０】
本発明の別の一側面に係る処理方法は、上述した半導体製造装置を用いた処理方法である。この処理方法は、（ａ）第２の領域上にフォーカスリングを載置する工程と、（ｂ）第１の領域上に被処理基体を載置する工程と、（ｃ）第１の領域上に被処理基体が載置され、第２の領域上にフォーカスリングが載置された状態において、被処理基体を処理する工程と、（ｄ）複数のピンの第１の上端面及び第２の上端面のうち第２の上端面が載置面から突き出るよう、当該複数のピンを上方に移動させる工程と、（ｅ）複数のピンによって持ち上げられた被処理基体を処理容器から取り出す工程と、（ｆ）複数のピンの第１の上端面が載置面から突き出るように、複数のピンを上方に移動させる工程と、（ｇ）複数のピンによって持ち上げられたフォーカスリングを処理容器から取り出す工程と、を含む。
【００１１】
この処理方法によれば、少ない数のピンを用いて、被処理基体及びフォーカスリングを載置面から持ち上げることが可能となる。
【００１２】
一実施形態においては、載置面の上方において被処理基体及びフォーカスリングを同時に支持した複数のピンを下方に移動させることにより、第２の領域上にフォーカスリングが載置され、第１の領域上に被処理基体が載置されてもよい。また、一実施形態においては、複数のピンにより被処理基体及びフォーカスリングを同時に載置面から持ち上げた後に、被処理基体が処理容器から取り出され、フォーカスリングが処理容器から取り出されてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の種々の側面によれば、被処理基体及びフォーカスリングを昇降させることが可能な半導体製造装置、及び、この半導体製造装置を用いた処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係る半導体製造装置を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す半導体製造装置のステージ、複数のピン、及び駆動部を拡大して示す断面図である。
【図３】一実施形態に係る処理方法を示す流れ図である。
【図４】図３の工程Ｓ４におけるピンの位置を示す断面図である。
【図５】図３の工程Ｓ６におけるピンの位置を示す断面図である。
【図６】別の実施形態に係る処理方法を示す流れ図である。
【図７】図６の工程Ｓ６におけるピンの位置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１６】
図１は、一実施形態に係る半導体製造装置を概略的に示す図である。図１では、一実施形態に係る半導体製造装置の断面が示されている。図２は、図１に示す半導体製造装置のステージ、複数のピン、及び駆動部を拡大して示す断面図である。
【００１７】
図１に示すように、一実施形態の半導体製造装置１０は、平行平板型のプラズマ処理装置であり得る。半導体製造装置１０は、処理容器１２を備えている。処理容器１２は、略円筒形状を有しており、その内部空間として処理空間Ｓを画成している。半導体製造装置１０は、処理容器１２内に、ステージＳＴを備えている。一実施形態においては、ステージＳＴは、台１４及び静電チャック５０を含んでいる。台１４は、略円板形状を有しており、処理空間Ｓの下方に設けられている。台１４は、例えばアルミニウム製であり、下部電極を構成している。
【００１８】
一実施形態においては、半導体製造装置１０は、筒状保持部１６及び筒状支持部１７を更に備えている。筒状保持部１６は、台１４の側面及び底面の縁部に接して、台１４を保持している。筒状支持部１７は、処理容器１２の底部から垂直方向に延在し、筒状保持部１６を介して台１４を支持している。
【００１９】
半導体製造装置１０は、フォーカスリング１８を更に備えている。図２に示すように、フォーカスリング１８は、台１４の周縁部分の上面に載置される。フォーカスリング１８は、被処理基体Ｗの処理精度の面内均一性を改善するための部材である。フォーカスリング１８は、略環形状を有する板状部材であり、例えば、シリコン、石英、又はシリコンカーバイドから構成され得る。
【００２０】
一実施形態においては、処理容器１２の側壁と筒状支持部１７との間には、排気路２０が形成されている。排気路２０の入口又はその途中には、バッフル板２２が取り付けられている。また、排気路２０の底部には、排気口２４が設けられている。排気口２４は、処理容器１２の底部に嵌め込まれた排気管２８によって画成されている。この排気管２８には、排気装置２６が接続されている。排気装置２６は、真空ポンプを有しており、処理容器１２内の処理空間Ｓを所定の真空度まで減圧することができる。処理容器１２の側壁には、被処理基体Ｗの搬入出口を開閉するゲートバルブ３０が取り付けられている。
【００２１】
台１４には、プラズマ生成用の高周波電源３２が整合器３４を介して電気的に接続されている。高周波電源３２は、所定の高周波数（例えば１３ＭＨｚ）の高周波電力を下部電極、即ち、台１４に印加する。
【００２２】
半導体製造装置１０は、更に、処理容器１２内にシャワーヘッド３８を備えている。シャワーヘッド３８は、処理空間Ｓの上方に設けられている。シャワーヘッド３８は、電極板４０及び電極支持体４２を含んでいる。
【００２３】
電極板４０は、略円板形状を有する導電性の板であり、上部電極を構成している。電極板４０には、プラズマ生成用の高周波電源３５が整合器３６を介して電気的に接続されている。高周波電源３５は、所定の高周波数（例えば６０ＭＨｚ）の高周波電力を電極板４０に印加する。高周波電源３２及び高周波電源３５によって台１４及び電極板４０に高周波電力がそれぞれ与えられると、台１４と電極板４０との間の空間、即ち、処理空間Ｓには高周波電界が形成される。
【００２４】
電極板４０には、複数のガス通気孔４０ｈが形成されている。電極板４０は、電極支持体４２によって着脱可能に支持されている。電極支持体４２の内部には、バッファ室４２ａが設けられている。半導体製造装置１０は、ガス供給部４４を更に備えており、バッファ室４２ａのガス導入口２５にはガス供給導管４６を介してガス供給部４４が接続されている。ガス供給部４４は、処理空間Ｓに処理ガスを供給する。この処理ガスは、例えば、エッチング用の処理ガスであってもよく、又は、成膜用の処理ガスであってもよい。電極支持体４２には、複数のガス通気孔４０ｈにそれぞれ連続する複数の孔が形成されており、当該複数の孔はバッファ室４２ａに連通している。ガス供給部４４から供給されるガスは、バッファ室４２ａ、ガス通気孔４０ｈを経由して、処理空間Ｓに供給される。
【００２５】
一実施形態においては、処理容器１２の天井部に、環状又は同心状に延在する磁場形成機構４８が設けられている。この磁場形成機構４８は、処理空間Ｓにおける高周波放電の開始（プラズマ着火）を容易にして放電を安定に維持するよう機能する。
【００２６】
半導体製造装置１０では、台１４の上面に静電チャック５０が設けられている。図２に示すように、静電チャック５０は、電極５２、並びに、一対の絶縁膜５４ａ及び５４ｂを含んでいる。電極５２は、導電膜であり、絶縁膜５４ａと絶縁膜５４ｂの間に設けられている。図１に示すように、電極５２には、スイッチＳＷを介して直流電源５６が接続されている。直流電源５６から電極５２に直流電圧が与えられると、クーロン力が発生し、当該クーロン力によって被処理基体Ｗが静電チャック５０上に吸着保持される。
【００２７】
一実施形態においては、半導体製造装置１０は、ガス供給ライン５８、及び、伝熱ガス供給部６２を更に備えている。伝熱ガス供給部６２は、ガス供給ライン５８に接続されている。このガス供給ライン５８は、静電チャック５０の上面まで延びて、当該上面において環状に延在している。伝熱ガス供給部６２は、例えばＨｅガスといった伝熱ガスを、静電チャック５０の上面と被処理基体Ｗとの間に供給する。
【００２８】
一実施形態においては、半導体製造装置１０は、制御部６６を更に備えている。この制御部６６は、排気装置２６、スイッチＳＷ、高周波電源３２、整合器３４、高周波電源３５、整合器３６、ガス供給部４４、及び、伝熱ガス供給部６２に接続されている。制御部６６は、排気装置２６、スイッチＳＷ、高周波電源３２、整合器３４、高周波電源３５、整合器３６、ガス供給部４４、及び、伝熱ガス供給部６２のそれぞれに制御信号を送出する。制御部６６からの制御信号により、排気装置２６による排気、スイッチＳＷの開閉、高周波電源３２からの電力供給、整合器３４のインピーダンス調整、高周波電源３５からの電力供給、整合器３６のインピーダンス調整、ガス供給部４４による処理ガスの供給、伝熱ガス供給部６２による伝熱ガスの供給が制御される。
【００２９】
この半導体製造装置１０では、ガス供給部４４から処理空間Ｓに処理ガスが供給される。また、電極板４０と台１４との間、即ち処理空間Ｓにおいて高周波電界が形成される。これにより、処理空間Ｓにおいてプラズマが発生し、処理ガスに含まれる元素のラジカル等により、被処理基体Ｗの処理が行われる。なお、被処理基体Ｗの処理は、任意の処理であり得るものであり、例えば、被処理基体Ｗのエッチング、又は、被処理基体Ｗ上への成膜であってもよいが、限定されるものではない。
【００３０】
以下、図１及び図２を参照して、ステージ、複数のピン、及び、駆動部の構成について、より詳細に説明する。ステージＳＴは、載置面ＰＦを有している。この載置面ＰＦは、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２を含んでいる。第１の領域Ｒ１は、被処理基体Ｗを載置するための領域である。一実施形態においては、第１の領域Ｒ１は、静電チャック５０の上面によって画成されており、略円形の領域である。第２の領域Ｒ２は、フォーカスリング１８を載置するための領域であり、第１の領域Ｒ１を囲むよう環状に設けられている。一実施形態においては、第２の領域Ｒ２は、台１４の周縁部分の上面によって画成されている。
【００３１】
ステージＳＴには、複数の孔１４ｈが設けられている。複数の孔１４ｈは、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２の間の境界を通って、ステージＳＴの載置面ＰＦに交差する方向（上下方向）に延びている。これら孔１４ｈは、例えば、周方向に等間隔に設けられており、当該孔１４ｈの個数は、３以上である。
【００３２】
複数の孔１４ｈには複数のピン７０がそれぞれ設けられている。各ピン７０は、第１の上端面７０ａ、及び、第２の上端面７０ｂを有している。一実施形態においては、各ピン７０は、第１の柱状部７０ｃ及び第２の柱状部７０ｄを含んでいる。第１の柱状部７０ｃは、第２の柱状部７０ｄの下方に設けられている。第１の柱状部７０ｃの直径は、第２の柱状部７０ｄの直径より大きい。第１の柱状部７０ｃの上端面は、第１の上端面７０ａを構成している。第２の柱状部７０ｄは、第１の柱状部７０ｃの上端面から上方に延びている。第２の柱状部７０ｄの上端面は、第２の上端面７０ｂを構成している。この第２の柱状部７０ｄの中心軸線は、第１の柱状部７０ｃの中心軸線に対して第１の領域Ｒ１側に偏位している。即ち、第１の上端面７０ａに対して、第２の上端面７０ｂは、第１の領域Ｒ１側に偏位している。これにより、各ピン７０が上方に移動しても、第２の柱状部７０ｄの上端面が、フォーカスリング１８に当接しないようになっている。
【００３３】
一実施形態においては、各ピン７０の第２の柱状部７０ｃと対応の孔１４ｈを画成する台１４の面、即ち、当該孔１４ｈを画成する内面との間には、Ｏリングといったシール部材７２が設けられている。シール部材７２によって、孔１４ｈが封止され、その結果、処理空間Ｓの気密が確保される。
【００３４】
図１に示すように、複数のピン７０のそれぞれには、複数の駆動部７４がそれぞれ接続されている。各駆動部７４は対応のピン７０を上下方向に移動させる、即ち、昇降させる駆動力を発生する。複数の駆動部７４には、ピン７０を上下方向に移動させる任意の駆動機構が採用され得る。例えば、複数の駆動部７４は、油圧又は空気圧シリンダを有していてもよい。
【００３５】
上述した制御部６６は、複数の駆動部７４に接続されていてもよい。即ち、複数のピン７２の上下方向の移動は、制御部６６から複数の駆動部７４に与えられる制御信号によって制御されてもよい。一実施形態においては、制御部６６は、第１のモードにおいて、各ピン７０の第１の上端面７０ａ及び第２の上端面７０ｂのうち第２の上端面７０ｂのみが載置面ＰＦから上方に突き出るよう、複数の駆動部７４による複数のピン７０の駆動を制御する。この第１のモードでは、複数のピン７０の第２の上端面７０ｂが被処理基体Ｗに当接し、当該複数のピン７０によって被処理基体Ｗが載置面ＰＦ（第１の領域Ｒ１）から持ち上げられる。載置面ＰＦから持ち上げられた被処理基体Ｗは、ロボットアーム等の搬送機構によりゲートバルブ３０から処理容器１２の外部に取り出される。
【００３６】
また、制御部６６は、第２のモードにおいて、各ピン７０の第１の上端面７０ａが載置面ＰＦから上方に突き出るよう、複数の駆動部７４による複数のピン７０の駆動を制御する。この第２のモードでは、複数のピン７０の第１の上端面７０ａがフォーカスリングに当接し、当該複数のピン７０によってフォーカスリング１８が載置面ＰＦ（第２の領域Ｒ２）から持ち上げられる。載置面ＰＦから持ち上げられたフォーカスリング１８は、ロボットアーム等の搬送機構によりゲートバルブ３０から処理容器１２の外部に取り出される。
【００３７】
このように、半導体製造装置１０では、各ピン７０が、被処理基体Ｗを上方に持ち上げるための第２の上端面７０ｂ、及び、フォーカスリング１８を上方に持ち上げるための第１の上端面７０ａを有している。したがって、少ないピン数で、ステージＳＴからの被処理基体Ｗの持ち上げ、及び、フォーカスリング１８の持ち上げを実現することが可能である。
【００３８】
以下、一実施形態に係る半導体製造装置を用いた処理方法について説明する。図３は、一実施形態に係る処理方法を示す流れ図である。図３に示す処理方法は、半導体製造装置１０を用いて行うことができる。図３に示す処理方法では、工程Ｓ１において、第２の領域Ｒ２上にフォーカスリング１８を載置することができる。工程Ｓ１では、複数のピン７０は、複数の孔１４ｈ内に収容された状態、即ち、第２の上端面７０ｂが載置面ＰＦより下方に位置する状態に設定される。この状態において、ロボットアーム等の搬送機構により、ゲートバルブ３０を経由して処理空間Ｓ内の所定の位置、即ち、第２の領域Ｒ２の上方まで、フォーカスリング１８が案内される。次いで、第１の上端面７０ａがフォーカスリング１８の裏面に接するよう、複数のピン７０が上方に移動される。次いで、搬送機構を処理容器１２の外部に移動させた後、複数のピン７０が下方に移動される。これにより、フォーカスリング１８が第２の領域Ｒ２上に載置される。
【００３９】
続く工程Ｓ２において、第１の領域Ｒ１上に被処理基体Ｗを載置することができる。工程Ｓ２では、複数のピン７０は、複数の孔１４ｈ内に収容された状態、即ち、第２の上端面７０ｂが載置面ＰＦより下方に位置する状態に設定される。この状態で、ロボットアーム等の搬送機構により、ゲートバルブ３０を経由して処理空間Ｓ内の所定の位置、即ち、第１の領域Ｒ１の上方まで被処理基体Ｗが案内される。次いで、第２の上端面７０ｂが被処理基体Ｗの裏面に接するよう、複数のピン７０が上方に移動される。次いで、搬送機構を処理容器１２の外部に移動させた後、複数のピン７０が下方に移動される。これにより、被処理基体Ｗが第１の領域Ｒ１上に載置される。
【００４０】
続く工程Ｓ３において、被処理基体Ｗが処理される。工程Ｓ３においては、処理空間Ｓ内において、プラズマエッチング又は成膜といった任意の処理が行われる。
【００４１】
続く工程Ｓ４において、第１の上端面７０ａ及び第２の上端面７０ｂのうち第２の上端面７０ｂが載置面ＰＦから突き出るように、複数のピン７０が上方に移動される。図４は、図３の工程Ｓ４におけるピンの位置を示す断面図である。図４に示すように、工程Ｓ４では、第２の上端面７０ｂが被処理基体Ｗの裏面に接して、複数のピン７０が被処理基体Ｗを載置面ＰＦ（第１の領域Ｒ１）から持ち上げる。なお、工程Ｓ４においては、第１の上端面７０ａは、載置面ＰＦより下方、即ち、フォーカスリング１８の裏面より下方に位置する。
【００４２】
続く工程Ｓ５において、被処理基体Ｗが処理容器１２から取り出される。具体的には、ロボットアーム等の搬送機構が、ゲートバルブ３０を介して、処理容器１２内に送られる。次いで、搬送機構によって被処理基体Ｗが保持される。次いで、複数のピン７０が下方に移動された後、被処理基体Ｗが搬送機構によって処理容器１２の外部に取り出される。なお、工程Ｓ２〜Ｓ５は、被処理基体Ｗを交換しつつ一回以上行われ得る。
【００４３】
続く工程Ｓ６においては、被処理基体Ｗが処理容器１２から取り出された状態において、第１の上端面７０ａが載置面ＰＦから突き出るよう、複数のピン７０が上方に移動される。図５は、図３の工程Ｓ６におけるピンの位置を示す断面図である。図５に示すように、工程Ｓ６では、第１の上端面７０ａがフォーカスリング１８の裏面に接して、複数のピン７０がフォーカスリング１８を載置面ＰＦ（第２の領域Ｒ２）から持ち上げる。
【００４４】
続く工程Ｓ７においては、フォーカスリング１８が処理容器１２の外部に取り出される。具体的には、ロボットアーム等の搬送機構が、ゲートバルブ３０を介して、処理容器１２内に送られる。次いで、搬送機構によってフォーカスリング１８が保持される。次いで、複数のピン７０がフォーカスリング１８に干渉しないよう下方に移動された後、フォーカスリング１８が搬送機構によって処理容器１２の外部に取り出される。これにより、交換すべきフォーカスリング１８を処理容器１２から取り出すことができ、その後、工程Ｓ１からの処理を繰り返すことができる。
【００４５】
以下、図６を参照し、半導体製造装置１０を用いて実施し得る別の実施形態に係る処理方法について説明する。図６は、別の実施形態に係る処理方法を示す流れ図である。別の実施形態においては、工程Ｓ１において、複数のピン７０は、複数の孔１４ｈ内に収容された状態、即ち、第２の上端面７０ｂが載置面ＰＦより下方に位置する状態に設定される。この状態において、ロボットアーム等の搬送機構により、ゲートバルブ３０を経由して処理空間Ｓ内の所定の位置、即ち、第２の領域Ｒ２の上方まで、フォーカスリング１８が案内され、また、別の所定の位置、即ち、第１の領域Ｒ１の上方まで被処理基体Ｗが案内される。
【００４６】
次いで、第１の上端面７０ａがフォーカスリング１８の裏面に接し、第２の上端面７０ｂが被処理基体Ｗの裏面に接するよう、複数のピン７０が上方に移動される。そして、搬送機構が処理容器１２の外部に移動される。このとき、被処理基体Ｗ及びフォーカスリング１８は、載置面ＰＦの上方において複数のピン７０により同時に支持される。この後、複数のピン７０が下方に移動される。これにより、まず、工程Ｓ１において、第２の領域Ｒ２上にフォーカスリング１８が載置される。そして、更に複数のピン７０が下方に移動されることにより、工程Ｓ２において、第１の領域Ｒ１上に被処理基体Ｗが載置される。
【００４７】
別の実施形態では、工程Ｓ３において被処理基体Ｗが処理された後、工程Ｓ４に続けて工程Ｓ６が行われる。即ち、別の実施形態では、工程Ｓ４において、複数のピン７０を上方に移動させて、当該複数のピン７０により被処理基体Ｗを載置面ＰＦ（第１の領域Ｒ１）から持ち上げる。そして、工程Ｓ４に続く工程Ｓ６において、更に複数のピン７０を上方に移動させて、当該複数のピン７０によりフォーカスリング１８を載置面ＰＦ（第２の領域Ｒ２）から持ち上げる。図７は、図６の工程Ｓ６におけるピンの位置を示す断面図である。図６の工程Ｓ６が行われると、図７に示すように、複数のピン７０の第２の上端面７０ｂが被処理基体Ｗの裏面に接し、複数のピン７０の第１の上端面７０ａがフォーカスリング１８の裏面に接する。このとき、被処理基体Ｗ及びフォーカスリング１８は、載置面ＰＦの上方において複数のピン７０により同時に支持される。
【００４８】
次いで、工程Ｓ５及び工程Ｓ７が同時に実施される。即ち、ロボットアーム等の搬送機構が、ゲートバルブ３０を介して、処理容器１２内に送られ、当該搬送機構により被処理基体Ｗ及びフォーカスリング１８が保持される。そして、複数のピン７０がフォーカスリング１８に干渉しないよう下方に移動された後、被処理基体Ｗ及びフォーカスリング１８が搬送機構によって処理容器１２の外部に取り出される。このように、被処理基体Ｗ及びフォーカスリング１８を同時に複数のピン７０により持ち上げて、同時に処理容器１２の外部に取り出すことにより、スループットが向上され得る。
【００４９】
以上、種々の実施形態について説明したが、これら実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、上述した半導体製造装置１０は、平行平板型のプラズマ処理装置であったが、本発明の上述した側面及び実施形態の思想は任意のプラズマ発生源を有するプラズマ処理装置にも適用可能である。また、本発明の上述した側面及び実施形態の思想は、プラズマ処理装置に限定されず、処理空間内においてステージ上に被処理基体Ｗ及びフォーカスリングを載置して当該被処理基体Ｗを処理する任意の半導体製造装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…半導体製造装置、１２…処理容器、１４…台、１４ｈ…孔、１８…フォーカスリング、５０…静電チャック、６６…制御部、７０…ピン、７０ａ…第１の上端面、７０ｂ…第２の上端面、７０ｃ…第１の柱状部、７０ｄ…第２の柱状部、７２…シール部材、７４…駆動部、ＰＦ…載置面、Ｒ１…第１の領域、Ｒ２…第２の領域、Ｓ…処理空間、ＳＴ…ステージ、Ｗ…被処理基体。
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面は、半導体製造装置及び処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体製造装置が記載されている。特許文献１に記載された半導体製造装置は、ステージ、及び、複数のピンを備えている。ステージには、複数の孔が設けられており、これら複数の孔には複数のピンがそれぞれ挿入されている。
【０００３】
複数のピンのうち一部は、ステージ上に載置される被処理基体をステージ上面に対して昇降させるためのものである。複数のピンのうち他の一部は、ステージ上に載置されるフォーカスリングをステージ上面に対して昇降させるためのものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９６６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した半導体製造装置では、ピンの数に応じて当該ピンを上下動させるための複数の駆動機構が必要になる。したがって、ピンの数に応じて装置が複雑化する。また、上述した半導体製造装置では、ピンの数に応じた孔がステージに形成されている必要がある。しかしながら、ステージに形成される孔の数は、少ないことが望ましい。
【０００６】
したがって、当技術分野においては、少ない数のピンで、被処理基体及びフォーカスリングを昇降させることが可能な半導体製造装置が要請されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る半導体製造装置は、処理容器、ステージ、複数のピン、及び駆動部を備えている。処理容器は、処理空間を画成する。ステージは、処理容器内に設けられている。ステージは載置面を含む。載置面は、被処理基体を載置するための第１の領域、及び、フォーカスリングを載置するための第２の領域を有する。第２の領域は、第１の領域を囲むように、設けられている。ステージには、複数の孔が形成されている。複数の孔は、第１の領域と第２の領域との境界を通って載置面に交差する方向に延びている。複数のピンは、複数の孔にそれぞれ設けられている。複数のピンの各々は、第１の上端面、及び、第２の上端面を有している。第２の上端面は、第１の上端面よりも上方に設けられており、当該第１の上端面よりも第１の領域の側に偏位している。駆動部は、複数のピンを前記方向において上下動させる。
【０００８】
この半導体製造装置では、第１の上端面及び第２の上端面のうち第２の上端面のみがステージの載置面から突き出るように複数のピンを上方へ移動させることにより、被処理基体を載置面から持ち上げることができる。また、第１の上端面がステージの載置面から突き出るように複数のピンを上方へ移動させることにより、フォーカスリングを載置面から持ち上げることができる。即ち、各ピンが、被処理基体に接触する端面、及び、フォーカスリングに接触する端面を有している。したがって、この半導体製造装置によれば、少ない数のピンで、被処理基体及びフォーカスリングを昇降させることが可能である。
【０００９】
一実施形態においては、半導体製造装置は、制御部を更に備え得る。制御部は、第１のモードにおいて、複数のピンの第１の上端面及び第２の上端面のうち第２の上端面が載置面から突き出るよう、駆動部を制御し、第２のモードにおいて、複数のピンの第１の上端面がステージの載置面から突き出るよう、駆動部を制御してもよい。即ち、半導体製造装置は、上述した駆動部の動作を制御する制御部を備えていてもよい。
【００１０】
本発明の別の一側面に係る処理方法は、上述した半導体製造装置を用いた処理方法である。この処理方法は、（ａ）第２の領域上にフォーカスリングを載置する工程と、（ｂ）第１の領域上に被処理基体を載置する工程と、（ｃ）第１の領域上に被処理基体が載置され、第２の領域上にフォーカスリングが載置された状態において、被処理基体を処理する工程と、（ｄ）複数のピンの第１の上端面及び第２の上端面のうち第２の上端面が載置面から突き出るよう、当該複数のピンを上方に移動させる工程と、（ｅ）複数のピンによって持ち上げられた被処理基体を処理容器から取り出す工程と、（ｆ）複数のピンの第１の上端面が載置面から突き出るように、複数のピンを上方に移動させる工程と、（ｇ）複数のピンによって持ち上げられたフォーカスリングを処理容器から取り出す工程と、を含む。
【００１１】
この処理方法によれば、少ない数のピンを用いて、被処理基体及びフォーカスリングを載置面から持ち上げることが可能となる。
【００１２】
一実施形態においては、載置面の上方において被処理基体及びフォーカスリングを同時に支持した複数のピンを下方に移動させることにより、第２の領域上にフォーカスリングが載置され、第１の領域上に被処理基体が載置されてもよい。また、一実施形態においては、複数のピンにより被処理基体及びフォーカスリングを同時に載置面から持ち上げた後に、被処理基体が処理容器から取り出され、フォーカスリングが処理容器から取り出されてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の種々の側面によれば、被処理基体及びフォーカスリングを昇降させることが可能な半導体製造装置、及び、この半導体製造装置を用いた処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係る半導体製造装置を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す半導体製造装置のステージ、複数のピン、及び駆動部を拡大して示す断面図である。
【図３】一実施形態に係る処理方法を示す流れ図である。
【図４】図３の工程Ｓ４におけるピンの位置を示す断面図である。
【図５】図３の工程Ｓ６におけるピンの位置を示す断面図である。
【図６】別の実施形態に係る処理方法を示す流れ図である。
【図７】図６の工程Ｓ６におけるピンの位置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１６】
図１は、一実施形態に係る半導体製造装置を概略的に示す図である。図１では、一実施形態に係る半導体製造装置の断面が示されている。図２は、図１に示す半導体製造装置のステージ、複数のピン、及び駆動部を拡大して示す断面図である。
【００１７】
図１に示すように、一実施形態の半導体製造装置１０は、平行平板型のプラズマ処理装置であり得る。半導体製造装置１０は、処理容器１２を備えている。処理容器１２は、略円筒形状を有しており、その内部空間として処理空間Ｓを画成している。半導体製造装置１０は、処理容器１２内に、ステージＳＴを備えている。一実施形態においては、ステージＳＴは、台１４及び静電チャック５０を含んでいる。台１４は、略円板形状を有しており、処理空間Ｓの下方に設けられている。台１４は、例えばアルミニウム製であり、下部電極を構成している。
【００１８】
一実施形態においては、半導体製造装置１０は、筒状保持部１６及び筒状支持部１７を更に備えている。筒状保持部１６は、台１４の側面及び底面の縁部に接して、台１４を保持している。筒状支持部１７は、処理容器１２の底部から垂直方向に延在し、筒状保持部１６を介して台１４を支持している。
【００１９】
半導体製造装置１０は、フォーカスリング１８を更に備えている。図２に示すように、フォーカスリング１８は、台１４の周縁部分の上面に載置される。フォーカスリング１８は、被処理基体Ｗの処理精度の面内均一性を改善するための部材である。フォーカスリング１８は、略環形状を有する板状部材であり、例えば、シリコン、石英、又はシリコンカーバイドから構成され得る。
【００２０】
一実施形態においては、処理容器１２の側壁と筒状支持部１７との間には、排気路２０が形成されている。排気路２０の入口又はその途中には、バッフル板２２が取り付けられている。また、排気路２０の底部には、排気口２４が設けられている。排気口２４は、処理容器１２の底部に嵌め込まれた排気管２８によって画成されている。この排気管２８には、排気装置２６が接続されている。排気装置２６は、真空ポンプを有しており、処理容器１２内の処理空間Ｓを所定の真空度まで減圧することができる。処理容器１２の側壁には、被処理基体Ｗの搬入出口を開閉するゲートバルブ３０が取り付けられている。
【００２１】
台１４には、プラズマ生成用の高周波電源３２が整合器３４を介して電気的に接続されている。高周波電源３２は、所定の高周波数（例えば１３ＭＨｚ）の高周波電力を下部電極、即ち、台１４に印加する。
【００２２】
半導体製造装置１０は、更に、処理容器１２内にシャワーヘッド３８を備えている。シャワーヘッド３８は、処理空間Ｓの上方に設けられている。シャワーヘッド３８は、電極板４０及び電極支持体４２を含んでいる。
【００２３】
電極板４０は、略円板形状を有する導電性の板であり、上部電極を構成している。電極板４０には、プラズマ生成用の高周波電源３５が整合器３６を介して電気的に接続されている。高周波電源３５は、所定の高周波数（例えば６０ＭＨｚ）の高周波電力を電極板４０に印加する。高周波電源３２及び高周波電源３５によって台１４及び電極板４０に高周波電力がそれぞれ与えられると、台１４と電極板４０との間の空間、即ち、処理空間Ｓには高周波電界が形成される。
【００２４】
電極板４０には、複数のガス通気孔４０ｈが形成されている。電極板４０は、電極支持体４２によって着脱可能に支持されている。電極支持体４２の内部には、バッファ室４２ａが設けられている。半導体製造装置１０は、ガス供給部４４を更に備えており、バッファ室４２ａのガス導入口２５にはガス供給導管４６を介してガス供給部４４が接続されている。ガス供給部４４は、処理空間Ｓに処理ガスを供給する。この処理ガスは、例えば、エッチング用の処理ガスであってもよく、又は、成膜用の処理ガスであってもよい。電極支持体４２には、複数のガス通気孔４０ｈにそれぞれ連続する複数の孔が形成されており、当該複数の孔はバッファ室４２ａに連通している。ガス供給部４４から供給されるガスは、バッファ室４２ａ、ガス通気孔４０ｈを経由して、処理空間Ｓに供給される。
【００２５】
一実施形態においては、処理容器１２の天井部に、環状又は同心状に延在する磁場形成機構４８が設けられている。この磁場形成機構４８は、処理空間Ｓにおける高周波放電の開始（プラズマ着火）を容易にして放電を安定に維持するよう機能する。
【００２６】
半導体製造装置１０では、台１４の上面に静電チャック５０が設けられている。図２に示すように、静電チャック５０は、電極５２、並びに、一対の絶縁膜５４ａ及び５４ｂを含んでいる。電極５２は、導電膜であり、絶縁膜５４ａと絶縁膜５４ｂの間に設けられている。図１に示すように、電極５２には、スイッチＳＷを介して直流電源５６が接続されている。直流電源５６から電極５２に直流電圧が与えられると、クーロン力が発生し、当該クーロン力によって被処理基体Ｗが静電チャック５０上に吸着保持される。
【００２７】
一実施形態においては、半導体製造装置１０は、ガス供給ライン５８、及び、伝熱ガス供給部６２を更に備えている。伝熱ガス供給部６２は、ガス供給ライン５８に接続されている。このガス供給ライン５８は、静電チャック５０の上面まで延びて、当該上面において環状に延在している。伝熱ガス供給部６２は、例えばＨｅガスといった伝熱ガスを、静電チャック５０の上面と被処理基体Ｗとの間に供給する。
【００２８】
一実施形態においては、半導体製造装置１０は、制御部６６を更に備えている。この制御部６６は、排気装置２６、スイッチＳＷ、高周波電源３２、整合器３４、高周波電源３５、整合器３６、ガス供給部４４、及び、伝熱ガス供給部６２に接続されている。制御部６６は、排気装置２６、スイッチＳＷ、高周波電源３２、整合器３４、高周波電源３５、整合器３６、ガス供給部４４、及び、伝熱ガス供給部６２のそれぞれに制御信号を送出する。制御部６６からの制御信号により、排気装置２６による排気、スイッチＳＷの開閉、高周波電源３２からの電力供給、整合器３４のインピーダンス調整、高周波電源３５からの電力供給、整合器３６のインピーダンス調整、ガス供給部４４による処理ガスの供給、伝熱ガス供給部６２による伝熱ガスの供給が制御される。
【００２９】
この半導体製造装置１０では、ガス供給部４４から処理空間Ｓに処理ガスが供給される。また、電極板４０と台１４との間、即ち処理空間Ｓにおいて高周波電界が形成される。これにより、処理空間Ｓにおいてプラズマが発生し、処理ガスに含まれる元素のラジカル等により、被処理基体Ｗの処理が行われる。なお、被処理基体Ｗの処理は、任意の処理であり得るものであり、例えば、被処理基体Ｗのエッチング、又は、被処理基体Ｗ上への成膜であってもよいが、限定されるものではない。
【００３０】
以下、図１及び図２を参照して、ステージ、複数のピン、及び、駆動部の構成について、より詳細に説明する。ステージＳＴは、載置面ＰＦを有している。この載置面ＰＦは、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２を含んでいる。第１の領域Ｒ１は、被処理基体Ｗを載置するための領域である。一実施形態においては、第１の領域Ｒ１は、静電チャック５０の上面によって画成されており、略円形の領域である。第２の領域Ｒ２は、フォーカスリング１８を載置するための領域であり、第１の領域Ｒ１を囲むよう環状に設けられている。一実施形態においては、第２の領域Ｒ２は、台１４の周縁部分の上面によって画成されている。
【００３１】
ステージＳＴには、複数の孔１４ｈが設けられている。複数の孔１４ｈは、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２の間の境界を通って、ステージＳＴの載置面ＰＦに交差する方向（上下方向）に延びている。これら孔１４ｈは、例えば、周方向に等間隔に設けられており、当該孔１４ｈの個数は、３以上である。
【００３２】
複数の孔１４ｈには複数のピン７０がそれぞれ設けられている。各ピン７０は、第１の上端面７０ａ、及び、第２の上端面７０ｂを有している。一実施形態においては、各ピン７０は、第１の柱状部７０ｃ及び第２の柱状部７０ｄを含んでいる。第１の柱状部７０ｃは、第２の柱状部７０ｄの下方に設けられている。第１の柱状部７０ｃの直径は、第２の柱状部７０ｄの直径より大きい。第１の柱状部７０ｃの上端面は、第１の上端面７０ａを構成している。第２の柱状部７０ｄは、第１の柱状部７０ｃの上端面から上方に延びている。第２の柱状部７０ｄの上端面は、第２の上端面７０ｂを構成している。この第２の柱状部７０ｄの中心軸線は、第１の柱状部７０ｃの中心軸線に対して第１の領域Ｒ１側に偏位している。即ち、第１の上端面７０ａに対して、第２の上端面７０ｂは、第１の領域Ｒ１側に偏位している。これにより、各ピン７０が上方に移動しても、第２の柱状部７０ｄの上端面が、フォーカスリング１８に当接しないようになっている。
【００３３】
一実施形態においては、各ピン７０の第２の柱状部７０ｃと対応の孔１４ｈを画成する台１４の面、即ち、当該孔１４ｈを画成する内面との間には、Ｏリングといったシール部材７２が設けられている。シール部材７２によって、孔１４ｈが封止され、その結果、処理空間Ｓの気密が確保される。
【００３４】
図１に示すように、複数のピン７０のそれぞれには、複数の駆動部７４がそれぞれ接続されている。各駆動部７４は対応のピン７０を上下方向に移動させる、即ち、昇降させる駆動力を発生する。複数の駆動部７４には、ピン７０を上下方向に移動させる任意の駆動機構が採用され得る。例えば、複数の駆動部７４は、油圧又は空気圧シリンダを有していてもよい。
【００３５】
上述した制御部６６は、複数の駆動部７４に接続されていてもよい。即ち、複数のピン７２の上下方向の移動は、制御部６６から複数の駆動部７４に与えられる制御信号によって制御されてもよい。一実施形態においては、制御部６６は、第１のモードにおいて、各ピン７０の第１の上端面７０ａ及び第２の上端面７０ｂのうち第２の上端面７０ｂのみが載置面ＰＦから上方に突き出るよう、複数の駆動部７４による複数のピン７０の駆動を制御する。この第１のモードでは、複数のピン７０の第２の上端面７０ｂが被処理基体Ｗに当接し、当該複数のピン７０によって被処理基体Ｗが載置面ＰＦ（第１の領域Ｒ１）から持ち上げられる。載置面ＰＦから持ち上げられた被処理基体Ｗは、ロボットアーム等の搬送機構によりゲートバルブ３０から処理容器１２の外部に取り出される。
【００３６】
また、制御部６６は、第２のモードにおいて、各ピン７０の第１の上端面７０ａが載置面ＰＦから上方に突き出るよう、複数の駆動部７４による複数のピン７０の駆動を制御する。この第２のモードでは、複数のピン７０の第１の上端面７０ａがフォーカスリングに当接し、当該複数のピン７０によってフォーカスリング１８が載置面ＰＦ（第２の領域Ｒ２）から持ち上げられる。載置面ＰＦから持ち上げられたフォーカスリング１８は、ロボットアーム等の搬送機構によりゲートバルブ３０から処理容器１２の外部に取り出される。
【００３７】
このように、半導体製造装置１０では、各ピン７０が、被処理基体Ｗを上方に持ち上げるための第２の上端面７０ｂ、及び、フォーカスリング１８を上方に持ち上げるための第１の上端面７０ａを有している。したがって、少ないピン数で、ステージＳＴからの被処理基体Ｗの持ち上げ、及び、フォーカスリング１８の持ち上げを実現することが可能である。
【００３８】
以下、一実施形態に係る半導体製造装置を用いた処理方法について説明する。図３は、一実施形態に係る処理方法を示す流れ図である。図３に示す処理方法は、半導体製造装置１０を用いて行うことができる。図３に示す処理方法では、工程Ｓ１において、第２の領域Ｒ２上にフォーカスリング１８を載置することができる。工程Ｓ１では、複数のピン７０は、複数の孔１４ｈ内に収容された状態、即ち、第２の上端面７０ｂが載置面ＰＦより下方に位置する状態に設定される。この状態において、ロボットアーム等の搬送機構により、ゲートバルブ３０を経由して処理空間Ｓ内の所定の位置、即ち、第２の領域Ｒ２の上方まで、フォーカスリング１８が案内される。次いで、第１の上端面７０ａがフォーカスリング１８の裏面に接するよう、複数のピン７０が上方に移動される。次いで、搬送機構を処理容器１２の外部に移動させた後、複数のピン７０が下方に移動される。これにより、フォーカスリング１８が第２の領域Ｒ２上に載置される。
【００３９】
続く工程Ｓ２において、第１の領域Ｒ１上に被処理基体Ｗを載置することができる。工程Ｓ２では、複数のピン７０は、複数の孔１４ｈ内に収容された状態、即ち、第２の上端面７０ｂが載置面ＰＦより下方に位置する状態に設定される。この状態で、ロボットアーム等の搬送機構により、ゲートバルブ３０を経由して処理空間Ｓ内の所定の位置、即ち、第１の領域Ｒ１の上方まで被処理基体Ｗが案内される。次いで、第２の上端面７０ｂが被処理基体Ｗの裏面に接するよう、複数のピン７０が上方に移動される。次いで、搬送機構を処理容器１２の外部に移動させた後、複数のピン７０が下方に移動される。これにより、被処理基体Ｗが第１の領域Ｒ１上に載置される。
【００４０】
続く工程Ｓ３において、被処理基体Ｗが処理される。工程Ｓ３においては、処理空間Ｓ内において、プラズマエッチング又は成膜といった任意の処理が行われる。
【００４１】
続く工程Ｓ４において、第１の上端面７０ａ及び第２の上端面７０ｂのうち第２の上端面７０ｂが載置面ＰＦから突き出るように、複数のピン７０が上方に移動される。図４は、図３の工程Ｓ４におけるピンの位置を示す断面図である。図４に示すように、工程Ｓ４では、第２の上端面７０ｂが被処理基体Ｗの裏面に接して、複数のピン７０が被処理基体Ｗを載置面ＰＦ（第１の領域Ｒ１）から持ち上げる。なお、工程Ｓ４においては、第１の上端面７０ａは、載置面ＰＦより下方、即ち、フォーカスリング１８の裏面より下方に位置する。
【００４２】
続く工程Ｓ５において、被処理基体Ｗが処理容器１２から取り出される。具体的には、ロボットアーム等の搬送機構が、ゲートバルブ３０を介して、処理容器１２内に送られる。次いで、搬送機構によって被処理基体Ｗが保持される。次いで、複数のピン７０が下方に移動された後、被処理基体Ｗが搬送機構によって処理容器１２の外部に取り出される。なお、工程Ｓ２〜Ｓ５は、被処理基体Ｗを交換しつつ一回以上行われ得る。
【００４３】
続く工程Ｓ６においては、被処理基体Ｗが処理容器１２から取り出された状態において、第１の上端面７０ａが載置面ＰＦから突き出るよう、複数のピン７０が上方に移動される。図５は、図３の工程Ｓ６におけるピンの位置を示す断面図である。図５に示すように、工程Ｓ６では、第１の上端面７０ａがフォーカスリング１８の裏面に接して、複数のピン７０がフォーカスリング１８を載置面ＰＦ（第２の領域Ｒ２）から持ち上げる。
【００４４】
続く工程Ｓ７においては、フォーカスリング１８が処理容器１２の外部に取り出される。具体的には、ロボットアーム等の搬送機構が、ゲートバルブ３０を介して、処理容器１２内に送られる。次いで、搬送機構によってフォーカスリング１８が保持される。次いで、複数のピン７０がフォーカスリング１８に干渉しないよう下方に移動された後、フォーカスリング１８が搬送機構によって処理容器１２の外部に取り出される。これにより、交換すべきフォーカスリング１８を処理容器１２から取り出すことができ、その後、工程Ｓ１からの処理を繰り返すことができる。
【００４５】
以下、図６を参照し、半導体製造装置１０を用いて実施し得る別の実施形態に係る処理方法について説明する。図６は、別の実施形態に係る処理方法を示す流れ図である。別の実施形態においては、工程Ｓ１において、複数のピン７０は、複数の孔１４ｈ内に収容された状態、即ち、第２の上端面７０ｂが載置面ＰＦより下方に位置する状態に設定される。この状態において、ロボットアーム等の搬送機構により、ゲートバルブ３０を経由して処理空間Ｓ内の所定の位置、即ち、第２の領域Ｒ２の上方まで、フォーカスリング１８が案内され、また、別の所定の位置、即ち、第１の領域Ｒ１の上方まで被処理基体Ｗが案内される。
【００４６】
次いで、第１の上端面７０ａがフォーカスリング１８の裏面に接し、第２の上端面７０ｂが被処理基体Ｗの裏面に接するよう、複数のピン７０が上方に移動される。そして、搬送機構が処理容器１２の外部に移動される。このとき、被処理基体Ｗ及びフォーカスリング１８は、載置面ＰＦの上方において複数のピン７０により同時に支持される。この後、複数のピン７０が下方に移動される。これにより、まず、工程Ｓ１において、第２の領域Ｒ２上にフォーカスリング１８が載置される。そして、更に複数のピン７０が下方に移動されることにより、工程Ｓ２において、第１の領域Ｒ１上に被処理基体Ｗが載置される。
【００４７】
別の実施形態では、工程Ｓ３において被処理基体Ｗが処理された後、工程Ｓ４に続けて工程Ｓ６が行われる。即ち、別の実施形態では、工程Ｓ４において、複数のピン７０を上方に移動させて、当該複数のピン７０により被処理基体Ｗを載置面ＰＦ（第１の領域Ｒ１）から持ち上げる。そして、工程Ｓ４に続く工程Ｓ６において、更に複数のピン７０を上方に移動させて、当該複数のピン７０によりフォーカスリング１８を載置面ＰＦ（第２の領域Ｒ２）から持ち上げる。図７は、図６の工程Ｓ６におけるピンの位置を示す断面図である。図６の工程Ｓ６が行われると、図７に示すように、複数のピン７０の第２の上端面７０ｂが被処理基体Ｗの裏面に接し、複数のピン７０の第１の上端面７０ａがフォーカスリング１８の裏面に接する。このとき、被処理基体Ｗ及びフォーカスリング１８は、載置面ＰＦの上方において複数のピン７０により同時に支持される。
【００４８】
次いで、工程Ｓ５及び工程Ｓ７が同時に実施される。即ち、ロボットアーム等の搬送機構が、ゲートバルブ３０を介して、処理容器１２内に送られ、当該搬送機構により被処理基体Ｗ及びフォーカスリング１８が保持される。そして、複数のピン７０がフォーカスリング１８に干渉しないよう下方に移動された後、被処理基体Ｗ及びフォーカスリング１８が搬送機構によって処理容器１２の外部に取り出される。このように、被処理基体Ｗ及びフォーカスリング１８を同時に複数のピン７０により持ち上げて、同時に処理容器１２の外部に取り出すことにより、スループットが向上され得る。
【００４９】
以上、種々の実施形態について説明したが、これら実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、上述した半導体製造装置１０は、平行平板型のプラズマ処理装置であったが、本発明の上述した側面及び実施形態の思想は任意のプラズマ発生源を有するプラズマ処理装置にも適用可能である。また、本発明の上述した側面及び実施形態の思想は、プラズマ処理装置に限定されず、処理空間内においてステージ上に被処理基体Ｗ及びフォーカスリングを載置して当該被処理基体Ｗを処理する任意の半導体製造装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…半導体製造装置、１２…処理容器、１４…台、１４ｈ…孔、１８…フォーカスリング、５０…静電チャック、６６…制御部、７０…ピン、７０ａ…第１の上端面、７０ｂ…第２の上端面、７０ｃ…第１の柱状部、７０ｄ…第２の柱状部、７２…シール部材、７４…駆動部、ＰＦ…載置面、Ｒ１…第１の領域、Ｒ２…第２の領域、Ｓ…処理空間、ＳＴ…ステージ、Ｗ…被処理基体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理空間を画成する処理容器と、
前記処理容器内に設けられたステージであって、被処理基体を載置するための第１の領域、及び、フォーカスリングを載置するための第２の領域であり該第１の領域を囲むように設けられた該第２の領域を有する載置面を含み、前記第１の領域と前記第２の領域との境界を通って前記載置面に交差する方向に延びる複数の孔が形成されている、該ステージと、
前記複数の孔内にそれぞれ設けられた複数のピンであって、各々が、第１の上端面、及び、該第１の上端面よりも上方に設けられており、該第１の上端面よりも前記第１の領域の側に偏位した第２の上端面を有する、該複数のピンと、
前記複数のピンを前記方向において上下動させる駆動部と、
を備える半導体製造装置。
【請求項２】
第１のモードにおいて、前記複数のピンの前記第１の上端面及び前記第２の上端面のうち前記第２の上端面が前記載置面から突き出るよう、前記駆動部を制御し、第２のモードにおいて、前記複数のピンの前記第１の上端面が前記載置面から突き出るよう、前記駆動部を制御する制御部を更に備える、請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
半導体製造装置を用いた処理方法であって、
前記半導体製造装置は、
処理空間を画成する処理容器と、
前記処理容器内に設けられたステージであって、被処理基体を載置するための第１の領域、及び、フォーカスリングを載置するための第２の領域であり該第１の領域を囲むように設けられた該第２の領域を有する載置面を含み、前記第１の領域と前記第２の領域との境界を通って前記載置面に交差する方向に延びる複数の孔が形成されている、該ステージと、
前記複数の孔内にそれぞれ設けられた複数のピンであって、各々が、第１の上端面、及び、該第１の上端面よりも上方に設けられており、該第１の上端面よりも前記第１の領域の側に偏位した第２の上端面を有する、該複数のピンと、
前記複数のピンを前記方向において上下動させる駆動部と、
を備え、
前記第２の領域上にフォーカスリングを載置する工程と、
前記第１の領域上に被処理基体を載置する工程と、
第１の領域上に被処理基体が載置され、第２の領域上にフォーカスリングが載置された状態において、前記被処理基体を処理する工程と、
前記複数のピンの前記第１の上端面及び前記第２の上端面のうち前記第２の上端面が前記ステージの前記載置面から突き出るよう、該複数のピンを上方に移動させる工程と、
前記複数のピンによって持ち上げられた前記被処理基体を前記処理容器から取り出す工程と、
前記複数のピンの前記第１の上端面が前記載置面から突き出るよう、該複数のピンを上方に移動させる工程と、
前記複数のピンによって持ち上げられた前記フォーカスリングを前記処理容器から取り出す工程と、
を含む処理方法。
【請求項４】
前記載置面の上方において前記被処理基体及び前記フォーカスリングを同時に支持した前記複数のピンを下方に移動させることにより、前記第２の領域上に前記フォーカスリングが載置され、前記第１の領域上に前記被処理基体が載置され、
前記複数のピンにより前記被処理基体及び前記フォーカスリングを同時に前記載置面から持ち上げた後に、前記被処理基体が前記処理容器から取り出され、前記フォーカスリングが前記処理容器から取り出される、
請求項３に記載の処理方法。
【請求項１】
処理空間を画成する処理容器と、
前記処理容器内に設けられたステージであって、被処理基体を載置するための第１の領域、及び、フォーカスリングを載置するための第２の領域であり該第１の領域を囲むように設けられた該第２の領域を有する載置面を含み、前記第１の領域と前記第２の領域との境界を通って前記載置面に交差する方向に延びる複数の孔が形成されている、該ステージと、
前記複数の孔内にそれぞれ設けられた複数のピンであって、各々が、第１の上端面、及び、該第１の上端面よりも上方に設けられており、該第１の上端面よりも前記第１の領域の側に偏位した第２の上端面を有する、該複数のピンと、
前記複数のピンを前記方向において上下動させる駆動部と、
を備える半導体製造装置。
【請求項２】
第１のモードにおいて、前記複数のピンの前記第１の上端面及び前記第２の上端面のうち前記第２の上端面が前記載置面から突き出るよう、前記駆動部を制御し、第２のモードにおいて、前記複数のピンの前記第１の上端面が前記載置面から突き出るよう、前記駆動部を制御する制御部を更に備える、請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
半導体製造装置を用いた処理方法であって、
前記半導体製造装置は、
処理空間を画成する処理容器と、
前記処理容器内に設けられたステージであって、被処理基体を載置するための第１の領域、及び、フォーカスリングを載置するための第２の領域であり該第１の領域を囲むように設けられた該第２の領域を有する載置面を含み、前記第１の領域と前記第２の領域との境界を通って前記載置面に交差する方向に延びる複数の孔が形成されている、該ステージと、
前記複数の孔内にそれぞれ設けられた複数のピンであって、各々が、第１の上端面、及び、該第１の上端面よりも上方に設けられており、該第１の上端面よりも前記第１の領域の側に偏位した第２の上端面を有する、該複数のピンと、
前記複数のピンを前記方向において上下動させる駆動部と、
を備え、
前記第２の領域上にフォーカスリングを載置する工程と、
前記第１の領域上に被処理基体を載置する工程と、
第１の領域上に被処理基体が載置され、第２の領域上にフォーカスリングが載置された状態において、前記被処理基体を処理する工程と、
前記複数のピンの前記第１の上端面及び前記第２の上端面のうち前記第２の上端面が前記ステージの前記載置面から突き出るよう、該複数のピンを上方に移動させる工程と、
前記複数のピンによって持ち上げられた前記被処理基体を前記処理容器から取り出す工程と、
前記複数のピンの前記第１の上端面が前記載置面から突き出るよう、該複数のピンを上方に移動させる工程と、
前記複数のピンによって持ち上げられた前記フォーカスリングを前記処理容器から取り出す工程と、
を含む処理方法。
【請求項４】
前記載置面の上方において前記被処理基体及び前記フォーカスリングを同時に支持した前記複数のピンを下方に移動させることにより、前記第２の領域上に前記フォーカスリングが載置され、前記第１の領域上に前記被処理基体が載置され、
前記複数のピンにより前記被処理基体及び前記フォーカスリングを同時に前記載置面から持ち上げた後に、前記被処理基体が前記処理容器から取り出され、前記フォーカスリングが前記処理容器から取り出される、
請求項３に記載の処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−４２０１２（Ｐ２０１３−４２０１２Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７８４９４（Ｐ２０１１−１７８４９４）
【出願日】平成２３年８月１７日（２０１１．８．１７）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１７日（２０１１．８．１７）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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