特許 7534052 プラズマ処理装置及び部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置及び部品

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20240806BHJP

   B22F 1/00 20220101ALI20240806BHJP

   B22F 10/25 20210101ALI20240806BHJP

   B22F 3/105 20060101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101G

B22F1/00 P

B22F10/25

B22F3/105

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022141218

(22)【出願日】2022-09-06

(62)【分割の表示】P 2018094129の分割

【原出願日】2018-05-15

(65)【公開番号】P2022173242

(43)【公開日】2022-11-18

【審査請求日】2022-09-06

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 道茂

(72)【発明者】

【氏名】永関 一也

(72)【発明者】

【氏名】金子 彰太

【審査官】宇多川 勉

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１７８７７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５０７３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５０６８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６０７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３２７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１２４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２６６１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３２８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０１８８９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｂ２２Ｆ １／００

Ｂ２２Ｆ １０／２５

Ｂ２２Ｆ ３／１０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマ処理容器と、
前記プラズマ処理容器内に配置される環状の消耗部品と、を有し、
前記環状の消耗部品は、プラズマ処理後の消耗部分の３次元データに基づくエネルギービームの照射により形成された前記環状の消耗部品を構成する材料と同じ材料で構成される修復部を含み、石英、ＳｉＣ、Ｓｉ、タングステンのいずれかで形成される、
プラズマ処理装置。

【請求項2】

前記エネルギービームの照射は、前記環状の消耗部品のプラズマ処理後の消耗状態と前記消耗部分の消耗量の閾値に応じて決定される、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項3】

前記消耗状態は、消耗量、消耗位置、又は消耗形状である、
請求項２に記載のプラズマ処理装置。

【請求項4】

前記エネルギービームは、前記環状の消耗部品が金属の場合には光学レーザ又は電子ビームであり、前記環状の消耗部品が前記金属以外の場合には紫外線である、
請求項１～３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

【請求項5】

前記環状の消耗部品は、エッジリング、カバーリング、インシュレータリング及びトップシールドリングの少なくともいずれかである、
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

【請求項6】

プラズマ処理容器内に配置されるプラズマ処理装置用の環状の消耗部品であって、
前記環状の消耗部品は、プラズマ処理後の消耗部分の３次元データに基づくエネルギービームの照射により形成された前記環状の消耗部品を構成する材料と同じ材料で構成される修復部を含み、石英、ＳｉＣ、Ｓｉ、タングステンのいずれかで形成される、
プラズマ処理装置用の環状の消耗部品。

【請求項7】

前記エネルギービームの照射は、前記環状の消耗部品のプラズマ処理後の消耗状態と前記消耗部分の消耗量の閾値に応じて決定される、
請求項６に記載のプラズマ処理装置用の環状の消耗部品。

【請求項8】

前記消耗状態は、消耗量、消耗位置、又は消耗形状である、
請求項７に記載のプラズマ処理装置用の環状の消耗部品。

【請求項9】

前記エネルギービームは、前記環状の消耗部品が金属の場合には光学レーザ又は電子ビームであり、前記環状の消耗部品が前記金属以外の場合には紫外線である、
請求項６～８のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置用の環状の消耗部品。

【請求項10】

前記環状の消耗部品は、エッジリング、カバーリング、インシュレータリング及びトップシールドリングの少なくともいずれかである、
請求項６～９のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置用の環状の消耗部品。

【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部品に関する。

【背景技術】

【0002】

高アスペクト比のエッチング及び微細化の要求に伴い、バイアス電圧発生用の高周波電力を高いパワーで印加するプラズマプロセスが増えている。これによれば、基板上へのイオンの引き込みを高め、高アスペクト比のエッチング及び微細化を実現する(例えば、特許文献1を参照)。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－４３４７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、かかるプロセスでは、シリコン、石英、炭化ケイ素の部品やこれらの材料を溶射した部品の消耗レートが増大することで、かかる部品の寿命が短くなる。また、これらの部品は、所定以上消耗すると新品に交換する必要がある。このため、消耗商品を製作するリードタイムの増加が課題となっている。

【0005】

上記課題に対して、一側面では、消耗部品を修復することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、一の態様によれば、プラズマ処理容器と、前記プラズマ処理容器内に配置される環状の消耗部品と、を有し、前記環状の消耗部品は、プラズマ処理後の消耗部分の３次元データに基づくエネルギービームの照射により形成された前記環状の消耗部品を構成する材料と同じ材料で構成される修復部を含み、石英、ＳｉＣ、Ｓｉ、タングステンのいずれかで形成される、プラズマ処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

一の側面によれば、消耗部品を修復することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す図。

【図2】一実施形態に係る３Ｄプリンタの構成の一例を示す図。

【図3】一実施形態に係る３次元スキャナの構成の一例を示す図。

【図4】一実施形態に係る３次元データ生成処理の一例を示すフローチャート。

【図5】一実施形態に係る部品の修復、形成処理の一例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

【0010】

［プラズマ処理装置］
まず、プラズマ処理装置１の一例について、図１を参照しながら説明する。本実施形態にかかるプラズマ処理装置１は、容量結合型（Capacitively Coupled Plasma：CCP）の平行平板プラズマ処理装置である。プラズマ処理装置１は、ウェハＷ上をエッチングするためのプラズマを生成するプラズマ生成手段を有する。なお、プラズマ処理装置１は、処理容器１０の内部に配置される部品を有し、基板を処理する基板処理システムの一例であり、前記部品は、前記部品の表面状態に応じて前記部品の原料を供給しながら前記原料にエネルギービームを照射する工程により形成される。

【0011】

プラズマ処理装置１は、略円筒形の処理容器１０を有している。処理容器１０の内面には、アルマイト処理（陽極酸化処理）が施されている。処理容器１０の内部では、ウェハＷに対してプラズマによりエッチングや成膜等のプラズマ処理が行われる。

【0012】

載置台２０は、基台２２と静電チャック２１とを有する。静電チャック２１の上面には、ウェハＷが載置される。基台２２は、たとえばＡｌ、Ｔｉ、ＳｉＣ等から形成されている。

【0013】

基台２２の上には、静電チャック２１が設けられている。静電チャック２１は、絶縁体２１ｂの間に電極膜２１ａを挟み込んだ構造になっている。電極膜２１ａにはスイッチ２３を介して直流電源２５が接続されている。スイッチ２３がオンのとき、直流電源２５から電極膜２１ａに直流電圧が印加されると、クーロン力によってウェハＷが静電チャック２１に静電吸着される。

【0014】

ウェハＷの周辺には、ウェハＷを囲む円環状のエッジリング８７が載置される。エッジリング８７は、例えば、Ｓｉから形成され、処理容器１０においてプラズマをウェハＷの表面に向けて収束し、プラズマ処理の効率を向上させる。

【0015】

載置台２０は、支持体１４により処理容器１０の底部に支持される。基台２２の内部には、冷媒を通す流路２４が形成されている。チラーから出力された例えば冷却水やブライン等の冷媒は、冷媒入口配管２４ａ→流路２４→冷媒出口配管２４ｂ→チラーの経路を循環する。このようにして循環する冷媒により載置台２０は抜熱され、冷却される。冷媒には、流体及び気体が含まれる。

【0016】

伝熱ガス供給源から供給されるヘリウムガス（Ｈｅ）やアルゴンガス（Ａｒ）等の伝熱ガスは、ガス供給ライン２８を通り静電チャック２１の上面とウェハＷの裏面の間に供給される。かかる構成により、流路２４を循環する冷媒とウェハＷの裏面に供給する伝熱ガスとによってウェハＷが所定の温度に制御される。

【0017】

第１高周波電源３２は、第１整合器３３を介して載置台２０に接続され、第１の周波数のプラズマ生成用の高周波電力ＨＦ（例えば、４０ＭＨｚ）を載置台２０に印加する。また、第２高周波電源３４は、第２整合器３５を介して載置台２０に接続され、第１の周波数よりも低い第２周波数の、バイアス電圧発生用の高周波電力ＬＦ（例えば、１３．５６ＭＨｚ）を載置台２０に印加する。このようにして載置台２０は下部電極としても機能する。なお、本実施形態では、プラズマ生成用の高周波電力ＨＦを載置台２０に印加するが、シャワーヘッド４０に印加してもよい。

【0018】

第１整合器３３は、第１高周波電源３２の出力インピーダンスとプラズマ側の負荷インピーダンスとを整合させる。第２整合器３５は、第２高周波電源３４の内部インピーダンスとプラズマ側の負荷インピーダンスとを整合させる。

【0019】

シャワーヘッド４０は、処理容器１０の天井部に取り付けられ、その外縁に設けられた円筒状のシールドリング４２を介して天井部を閉塞する。シャワーヘッド４０は、シリコンにより形成されてもよい。シャワーヘッド４０は、載置台２０（下部電極）に対向する対向電極（上部電極）としても機能する。シャワーヘッド４０の周辺部には、シールドリング４２の下面にて、石英（ＳｉＯ_２）等から形成されたトップシールドリング４１が配置されている。

【0020】

載置台２０の側面及びエッジリング８７の周辺には、円環状のカバーリング８９及びインシュレータリング８６が配置されている。カバーリング８９及びインシュレータリング８６は、石英により形成されてもよい。

【0021】

シャワーヘッド４０には、ガス導入口４５が形成されている。シャワーヘッド４０の内部には拡散室４６が設けられている。ガス供給源１５から出力されたガスは、ガス導入口４５を介して拡散室４６に供給され、拡散されて多数のガス供給孔４７から処理容器１０内のプラズマ処理空間Ｕに供給される。

【0022】

処理容器１０の底面には排気口５５が形成されている。排気口５５に接続された排気装置５０によって処理容器１０内が排気及び減圧される。これにより、処理容器１０内を所定の真空度に維持することができる。処理容器１０の側壁にはゲートバルブＧが設けられている。ゲートバルブＧは、処理容器１０へのウェハＷの搬入及び搬出の際に開閉する。

【0023】

排気口５５の上方に形成された排気路４９の上部には円環状のバッフル板８１が取り付けられ、プラズマ処理空間Ｕと排気空間Ｄとを仕切るとともに、ガスを整流する。

【0024】

プラズマ処理装置１には、装置全体の動作を制御する第１制御部６０が設けられている。第１制御部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６２、ＲＯＭ（Read Only Memory）６４及びＲＡＭ（Random Access Memory）６６を有している。ＣＰＵ６２は、ＲＡＭ６６等の記憶領域に格納されたレシピに従って、エッチング等のプラズマ処理を実行する。レシピにはプロセス条件に対する装置の制御情報であるプロセス時間、圧力（ガスの排気）、高周波電力や電圧、各種ガス流量、処理容器内温度（上部電極温度、処理容器の側壁温度、ウェハＷ温度、静電チャック温度等）、冷媒の温度などが設定されている。なお、これらのプログラムや処理条件を示すレシピは、ハードディスクや半導体メモリに記憶されてもよい。また、レシピは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に収容された状態で所定位置にセットされ、読み出されるようにしてもよい。

【0025】

かかる構成のプラズマ処理装置１において、プラズマ処理が実行される際には、ゲートバルブＧの開閉が制御され、ウェハＷが処理容器１０の内部に搬入され、リフターピンの昇降により載置台２０に載置される。直流電源２５から電極膜２１ａに直流電圧が印加され、ウェハＷが静電チャック２１に静電吸着され、保持される。

【0026】

プラズマ生成手段は、ガス供給源１５と第１高周波電源３２と第２高周波電源３４とを有する。ガス供給源１５は、処理ガスを出力し、処理容器１０内に供給する。第１高周波電源３２は第１高周波電力を載置台２０に印加する。第２高周波電源３４は、第２高周波電力を載置台２０に印加する。これにより、プラズマ生成手段は、プラズマ処理空間Ｕにプラズマを生成する。生成されたプラズマの作用によりウェハＷにプラズマ処理が施される。

【0027】

プラズマ処理後、直流電源２５から電極膜２１ａにウェハＷの吸着時とは正負が逆の直流電圧が印加され、ウェハＷの電荷が除電される。リフターピンの昇降により、処理済のウェハＷは静電チャック２１から剥がされ、ゲートバルブＧが開かれると処理容器１０の外部に搬出される。

【0028】

［３Ｄプリンタの構成］
次に、３Ｄプリンタ１００の構成一例について、図２を参照しながら説明する。図２は、一実施形態に係る３Ｄプリンタ１００の構成の一例を示す。本実施形態に係る３Ｄプリンタ１００は、処理容器１０内に配置され、プラズマにより消耗する部品（消耗部品）を修復する装置の一例である。ただし、消耗部品を修復する装置は、図２に示す３Ｄプリンタ１００の構成に限られない。

【0029】

また、本実施形態では、３Ｄプリンタ１００にて修復される消耗部品の一例として、エッジリング８７を挙げて説明する。しかし、消耗部品はこれに限られず、例えば、カバーリング８９、インシュレータリング８６、トップシールドリング４１であってもよい。消耗部品は、プラズマ処理装置１に配置され、プラズマ処理装置１から取り外し可能ないずれの部品であってもよい。

【0030】

３Ｄプリンタ１００は、チャンバ１１０にて３次元形状の造形物を形成することが可能である。本実施形態では、エッジリング８７の消耗部分の測定を予め行い、その測定結果に基づき３Ｄプリンタ１００を使用してエッジリング８７の消耗部分の３次元形状が修復され、エッジリング８７が再形成される。

【0031】

修復の際、エッジリング８７は、テーブル１０３に備えられたステージ１０２の載置面上に載置される。ステージ１０２は、エッジリング８７の修復の進行に応じて、例えば除々に下降させるように昇降可能である。

【0032】

本実施形態では、原料格納部１０７には原料となるＳｉＣの粉末が格納されている。原料は、エッジリング８７を形成する材料と同じであればよい。例えば、エッジリング８７が石英、Ｓｉ、タングステンのいずれかにより形成されてもよい。この場合、原料格納部１０７には石英、Ｓｉ、タングステンの粉末が格納される。また、原料は、粉末状に限られず、ワイヤ状であってもよい。図２に示すＳｉＣの粉末Ｂは、原料格納部１０７から供給され、原料供給ヘッド１０５からチャンバ１１０内に噴射され、エッジリング８７の消耗の修復に使用される。原料格納部１０７及び原料供給ヘッド１０５は、チャンバ１１０の外部に配置されることが好ましい。

【0033】

チャンバ１１０内にはＳｉＣの粉末Ｂを供給しながらエネルギービームを照射し、ＳｉＣの粉末Ｂを溶かす。本実施形態では、照射するエネルギービームとしてレーザ光Ａ（光学レーザ）が用いられる。レーザ光Ａは、光源１０６から出力され、２次元走査するレーザ走査装置１０４により位置決めされた所定の位置に照射される。光源１０６及びレーザ走査装置１０４は、チャンバ１１０の外部に配置されることが好ましい。

【0034】

レーザ走査装置１０４は、ステージ１０２上でレーザ光Ａを少なくとも２次元（ＸＹ）方向に走査する。例えばレーザ走査装置１０４は、エッジリング８７の消耗状態（消耗量、消耗位置（消耗領域）、消耗形状等）に応じてステージ１０２上でレーザ光Ａの照射スポットを移動させるよう制御される。具体的には、第２制御部１５０の制御により、レーザ走査装置１０４はエッジリング８７の修復の進行に応じて２次元（ＸＹ）方向に走査する。例えば、図２の例では、エッジリング８７の消耗状態を点線Ｅで示す。３Ｄプリンタは、このエッジリング８７の消耗を元の新品の状態（つまり、点線Ｅの状態）に修復する。

【0035】

その際、レーザ走査装置１０４が２次元方向に走査するレーザ光Ａは、チャンバ１１０の天井部、例えばステージ１０２の中心の直上に設けられたレーザ透過窓１１１を介してステージ１０２上の照射領域に照射される。レーザ光Ａは、エッジリング８７の上方にてＳｉＣの粉末Ｂを加熱し（図２のＣ参照）、粉末Ｂを融解固化させ、固化層Ｄを形成する。固化層Ｄがエッジリング８７の上面に積層することでエッジリング８７の修復及び再形成が行われる。

【0036】

レーザ走査装置１０４及び原料供給ヘッド１０５は、第２制御部１５０が駆動部１０８を駆動することにより所定の位置に移動する。チャンバ１１０には、不活性ガスの供給及びチャンバ１１０内の排気が可能な機構が設けられてもよい。

【0037】

第２制御部１５０は、ＣＰＵ１５２、ＲＯＭ１５４及びＲＡＭ１５６を有する。第２制御部１５０は、原料格納部１０７及び原料供給ヘッド１０５からの原料粉末の供給制御、ステージ１０２の昇降制御を行う。また、第２制御部１５０は、光源１０６の点灯制御、およびレーザ走査装置１０４の走査制御及び駆動部１０８の制御を行う。これにより、第２制御部１５０は、エッジリング８７の修復の動作を制御する。

【0038】

ＣＰＵ１５２が実行する制御プログラムは、例えばＲＯＭ１５４に格納されている。ＣＰＵ１５２は、例えばＲＡＭ１５６に格納された３次元データに基づき、制御プログラムを実行することで、エッジリング８７の修復を制御する。なお、制御プログラムは、固定的な記録媒体に格納してもよいし、各種フラッシュメモリや光（磁気）ディスク等の着脱可能であって、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。

【0039】

さらに、第２制御部１５０は、ディスプレイ１５８及びキーボードやポインティングデバイスなどの入力装置１６０を有する。ディスプレイ１５８は、エッジリング８７の修復進行状態等を表示するために用いられる。入力装置１６０は、エッジリング８７の修復動作の開始、停止などの指令や設定時の制御パラメータの入力などに用いられる。

【0040】

エッジリング８７の消耗状態の測定は、非接触式の３次元スキャナ２００（以下、単に「３次元スキャナ２００」という。）によって行われる。つまり、エッジリング８７の消耗状態は、３次元スキャナ２００によって測定され、測定情報は第２制御部１５０に送信される。第２制御部１５０は、測定情報を３次元データとしてＲＡＭ１５６に格納する。

【0041】

次に、前記工程を実行する前に、３次元スキャナ２００によって実行されるエッジリング８７の消耗状態を測定する工程について説明する。

【0042】

［３次元スキャナの構成］
まず、３次元スキャナ２００の構成の一例について、図３を参照しながら説明する。図３は、一実施形態に係る３次元スキャナ２００の構成の一例を示す。本実施形態に係る３次元スキャナ２００は、エッジリング８７の消耗状態を測定する装置の一例であり、かかる構成に限られない。

【0043】

３次元スキャナ２００は、測定ステージ２０３、撮像部２０１、駆動部２０２、検出制御部２０４を有する。検出制御部２０４は、記憶部２０６及び３次元測定部２０８を有する。測定ステージ２０３の載置面上には、エッジリング８７が載置される。エッジリング８７の消耗状態を点線Ｅで示す。

【0044】

撮像部２０１は、測定ステージ２０３に対向して配置されており、エッジリング８７を撮影する。駆動部２０２は、検出制御部２０４からの指示に応じて、撮像部２０１を高さ方向又は水平方向に移動させる。撮像部２０１は、３次元的にエッジリング８７の消耗状態をスキャンし、画像データを撮像する。

【0045】

画像データは、検出制御部２０４に転送され、記憶部２０６に記憶される。３次元測定部２０８は、画像データとエッジリング８７の新品時の状態との差分から、エッジリング８７の３次元の消耗状態（３次元の消耗量、消耗位置（消耗領域）、消耗形状等）を３次元データとして生成する。３次元データは、３Ｄプリンタ１００に送信される。

【0046】

［３次元スキャナの動作］
次に、３次元スキャナ２００の動作の一例について図４を参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係る３次元データ生成処理の一例を示すフローチャートである。本処理は、プラズマ処理装置１にてプラズマ処理が所定時間行われたとき、又はプラズマ処理装置１に配置されたエッジリング８７が所定以上消耗したときに開始される。エッジリング８７の消耗度合いは、処理されたウェハＷのエッチング形状、エッチングレート等のエッチング特性から判定してもよい。消耗したエッジリング８７は、プラズマ処理装置１から取り外され、３次元スキャナ２００に運ばれる（ステップＳ１０）。

【0047】

エッジリング８７は、測定ステージ２０３の載置面上に載置される。撮像部２０１は、エッジリング８７を３次元的にスキャンする（ステップＳ１０）。スキャンしたエッジリング８７の画像データは、検出制御部２０４に転送される。

【0048】

３次元測定部２０８は、エッジリング８７の画像データとエッジリング８７の新品時の状態との差分から、エッジリング８７の３次元の消耗量、消耗位置、消耗形状等を示す３次元データを生成する（ステップＳ１２）。３次元測定部２０８は、生成した３次元データを３Ｄプリンタ１００へ送信し（ステップＳ１４）、本処理を終了する。

【0049】

これにより、３Ｄプリンタ１００は、エッジリング８７の消耗状態を示す３次元データを取得し、３次元データに基づき、エッジリング８７の消耗部分の修復を行い、エッジリング８７を元の新品の状態に再形成する。

【0050】

［３Ｄプリンタの動作］
次に、３Ｄプリンタ１００の動作の一例について、図５を参照しながら説明する。図５は、本実施形態に係る部品の修復、形成処理の一例を示すフローチャートである。本処理が開始されると、第２制御部１５０は、３次元スキャナ２００から３次元データを受信する（ステップＳ２０）。

【0051】

次に、第２制御部１５０は、３次元データをＲＡＭ１５６等の記憶部に記憶する。第２制御部１５０は、３次元データに基づき、エッジリング８７の消耗量が閾値を超えたかを判定する（ステップＳ２２）。第２制御部１５０は、エッジリング８７の消耗量が閾値を超えていないと判定すると、この時点ではエッジリング８７の消耗は所定以下であるため、修復は実行しなくてもよいと判断し、本処理を終了する。

【0052】

一方、ステップＳ２２において第２制御部１５０は、エッジリング８７の消耗量が閾値を超えていると判定すると、エッジリング８７の修復が必要であると判断し、エッジリング８７を３Ｄプリンタ１００へ搬送し、ステージ１０２に載置する（ステップＳ２４）。

【0053】

次に、第２制御部１５０は、３次元データに基づき駆動部１０８を制御して、原料供給ヘッド１０５とレーザ走査装置１０４とをそれぞれ移動させる（ステップＳ２６）。次に、第２制御部１５０は、原料格納部１０７から原料であるＳｉＣの粉末Ｂを供給しながら、レーザ光Ａを照射する（ステップＳ２８）。これにより、ＳｉＣの粉末Ｂを融解（図２のＣ参照）及び固化させ、エッジリング８７の消耗状態に応じた位置に固化層（図２のＤ参照）を形成する。

【0054】

次に、第２制御部１５０は、エッジリング８７の消耗部分の修復が完了したかを判定する（ステップＳ３０）。第２制御部１５０は、エッジリング８７の消耗部分の修復が完了していないと判定すると、ステップＳ２６へ戻り、ステップＳ２６～Ｓ３０の処理を繰り返す。一方、ステップＳ３０において、第２制御部１５０は、エッジリング８７の消耗部分の修復が完了したと判定すると、本処理を終了する。

【0055】

以上に説明したように、本実施形態に係るエッジリング８７等の部品の形成方法では、部品の消耗状態を示す３次元データに基づき該部品の原料を供給しながら前記原料にエネルギービームを照射する工程を含む。

【0056】

これによれば、エッジリング８７等の部品を修復できる。これにより、エッジリング８７等の部品が所定以上消耗してもその部品を新品に交換する必要がなくなり、部品の消費量を低下させることができる。

【0057】

また、修復対象の部品は、３次元スキャナ２００用いて消耗状態を測定される。測定後、部品の消耗状態を示す３次元データに基づき、その部品の原料を供給しながらエネルギービームを照射して部品の修復を行う。これにより、部品の製作にかかるリードタイムの短縮を図ることができる。

【0058】

ただし、本実施形態に係るエッジリング８７等の部品の形成方法では、部品の消耗状態を示す３次元データに基づき該部品の原料を供給しながら前記原料にエネルギービームを照射することに限られない。例えば、プラズマによる部品の消耗だけでなく、その他の原因によってエッジリング８７を再形成したい場合にも、その部員の表面状態を示す３次元データに基づき、その部品の原料を供給しながらエネルギービームを照射して部品の再形成を行ってもよい。

【0059】

［３Ｄプリンタの種類］
なお、本実施形態では、エッジリング８７の修復を行う３Ｄプリンタ１００の一例として指向性エネルギー堆積型の３Ｄプリンタを適用した。指向性エネルギー堆積型の３Ｄプリンタでは、粉末状又はワイヤ状の原料を供給しながら、チャンバ１１０内の空間において原料をレーザ光で溶かし、溶かした原料を部品の所定位置に堆積させて部品の修復を行う。しかし、３Ｄプリンタ１００は、かかる構成の３Ｄプリンタに限られない。

【0060】

例えば、粉末床溶融の３Ｄプリンタを使用してもよい。粉末床溶融型の３Ｄプリンタでは、ステージに粉末状の原料を敷き詰めてレーザ光等で溶かし、再び粉末状の原料を敷き詰めてレーザ光等で溶かす作業を繰り返して部品を修復する。部品を修復する方法は、更に指向性エネルギー堆積型及び粉末床溶融以外の３Ｄプリンタを用いてもよい。前記以外の３Ｄプリンタとしては、結合剤噴射型の３Ｄプリンタ、シート積層型の３Ｄプリンタ、光重合硬化（光造形）形の３Ｄプリンタ、材料押出し（熱溶融積層）形の３Ｄプリンタが一例として挙げられる。

【0061】

また、部品の材料が樹脂や酸化物等の金属以外の材料の場合、３Ｄプリンタが行う金属以外の原料を供給しながらエネルギービームを照射する工程では、エネルギービームとして紫外線及びその他の周波数帯域の光が使用される。これにより、本実施形態に係る部品の形成方法によれば、金属材料の部品だけでなく、樹脂等の金属以外の材料の部品を修復することができる。部品の材料が金属以外の材料の場合の３Ｄプリンタとしては、インクジェットヘッドから噴射した金属以外の材料を紫外線で固めて積層する材料噴射型の３Ｄプリンタが一例として挙げられる。

【0062】

以上、部品の形成方法及び基板処理システムを上記実施形態により説明したが、本発明にかかる部品の形成方法及び基板処理システムは上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

【0063】

例えば、上記実施形態では、エッジリング８７の消耗状態を測定する工程と、測定されたエッジリング８７の消耗状態に応じて、エッジリング８７の原料を供給しながら前記原料にエネルギービームを照射する工程と、を含むエッジリング８７の形成方法について説明した。しかし、本発明はこれに限られず、エッジリング８７の表面状態を測定する工程と、測定されたエッジリング８７の表面状態に応じて、エッジリング８７の原料を供給しながら前記原料にエネルギービームを照射する工程と、を含んでもよい。

【0064】

例えば、エッジリング８７等の部品の表面状態には、プラズマによるエッジリング８７の消耗以外に傷や破損によるものも含まれる。部品の表面に破損などがある場合にも、破損部分を含む部品の表面状態を測定し、測定結果に基づき本発明に係る部品の形成方法により部品の修復や再形成が可能である。

【0065】

本発明に係るプラズマ処理装置は、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のどのタイプでも適用可能である。

【0066】

本明細書では、基板の一例としてウェハＷを挙げて説明した。しかし、基板は、これに限らず、LCD(Liquid Crystal Display)、FPD(Flat Panel Display)に用いられる各種基板、ＣＤ基板、プリント基板等であっても良い。

【0067】

以上に開示された実施形態は、例えば、以下の態様を含む。
（付記１）
プラズマ処理装置内で使用される部品の形成方法であって、
前記部品の表面状態に応じて該部品の原料を供給しながら前記原料にエネルギービームを照射する工程を含む、
部品の形成方法。
（付記２）
前記部品の表面状態を測定する工程を含み、
前記エネルギービームを照射する工程は、前記部品の表面状態を測定する工程を実行した後に行われる、
付記１に記載の部品の形成方法。
（付記３）
前記部品の表面状態は、３次元データとして測定される、
付記１又は２に記載の部品の形成方法。
（付記４）
前記３次元データは、非接触式の３次元スキャナにより測定される、
付記３に記載の部品の形成方法。
（付記５）
前記原料は、粉末状又はワイヤ状である、
付記１～４のいずれか一項に記載の部品の形成方法。
（付記６）
前記原料は、石英、ＳｉＣ、Ｓｉ、タングステンのいずれかである、
付記１～５のいずれか一項に記載の部品の形成方法。
（付記７）
前記エネルギービームを照射する工程は、前記原料が金属の場合には光学レーザ又は電子ビームを照射し、前記原料が前記金属以外の場合には紫外線を照射する、
付記１～６のいずれか一項に記載の部品の形成方法。
（付記８）
前記部品は、エッジリング、カバーリング、インシュレータリング及びトップシールドリングの少なくともいずれかである、
付記１～７のいずれか一項に記載の部品の形成方法。
（付記９）
前記部品の表面状態を測定する工程は、前記部品の消耗状態を測定し、
前記エネルギービームを照射する工程は、前記部品の消耗状態に応じて該部品の原料を供給しながら前記原料にエネルギービームを照射する、
付記１～８のいずれか一項に記載の部品の形成方法。
（付記１０）
処理容器と、
前記処理容器の内部に配置される部品と、を有し、
前記部品は、前記部品の表面状態に応じて前記部品の原料を供給しながら前記原料にエネルギービームを照射する工程により形成された部品である、基板処理システム。
（付記１１）
前記部品は、前記部品の表面状態を測定した後、測定した前記部品の表面状態に応じて前記部品の原料を供給しながら前記原料にエネルギービームを照射する工程により形成された部品である、
付記１０に記載の基板処理システム。
（付記１２）
前記部品の表面状態は、３次元データとして測定される、
付記１０又は１１に記載の基板処理システム。
（付記１３）
前記３次元データは、非接触式の３次元スキャナにより測定される、
付記１２に記載の基板処理システム。
（付記１４）
前記原料は、粉末状又はワイヤ状である、
付記１０～１３のいずれか一項に記載の基板処理システム。
（付記１５）
前記原料は、石英、ＳｉＣ、Ｓｉ、タングステンのいずれかである、
付記１０～１４のいずれか一項に記載の基板処理システム。
（付記１６）
前記エネルギービームを照射する工程は、前記原料が金属の場合には光学レーザ又は電子ビームを照射し、前記原料が前記金属以外の場合には紫外線を照射する、
付記１０～１５のいずれか一項に記載の基板処理システム。
（付記１７）
前記部品は、エッジリング、カバーリング、インシュレータリング及びトップシールドリングの少なくともいずれかである、
付記１０～１６のいずれか一項に記載の基板処理システム。
（付記１８）
前記部品の表面状態を測定する工程は、前記部品の消耗状態を測定し、
前記エネルギービームを照射する工程は、前記部品の消耗状態に応じて該部品の原料を供給しながら前記原料にエネルギービームを照射する、
付記１０～１７のいずれか一項に記載の基板処理システム。

【符号の説明】

【0068】

１ プラズマ処理装置
１０ 処理容器
１５ ガス供給源
２０ 載置台
２１ 静電チャック
２１ａ 電極膜
２２ 基台
２５ 直流電源
２６ ヒータ
３２ 第１高周波電源
３４ 第２高周波電源
４０ シャワーヘッド
４１ トップシールドリング
４２ シールドリング
４９ 排気路
５０ 排気装置
６０ 第１制御部
８１ バッフル板
８７ エッジリング
８６ インシュレータリング
８９ カバーリング
１００ ３Ｄプリンタ
１１０ チャンバ
１０２ ステージ
１０４ レーザ走査装置
１０５ 原料供給ヘッド
１０６ 光源
１０７ 原料格納部
１５０ 第２制御部
Ｕ プラズマ処理空間
Ｄ 排気空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】