特表2023-527503基板処理システムのための高精度エッジリングのセンタリング
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-29
(54)【発明の名称】基板処理システムのための高精度エッジリングのセンタリング
(51)【国際特許分類】
H01L 21/677 20060101AFI20230622BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20230622BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20230622BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 A
H01L21/302 101G
H05H1/46 R
H05H1/46 M
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022557694
(86)(22)【出願日】2020-03-23
(85)【翻訳文提出日】2022-11-11
(86)【国際出願番号】 US2020024326
(87)【国際公開番号】W WO2021194468
(87)【国際公開日】2021-09-30
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】592010081
【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】110000028
【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ハン・フイ・リン
(72)【発明者】
【氏名】ラマチャンドラン・シーサーマン
(72)【発明者】
【氏名】エストーク・マーク
【テーマコード（参考）】
2G084
5F004
5F131
【Ｆターム（参考）】
2G084AA02
2G084AA03
2G084AA05
2G084BB14
2G084CC12
2G084CC13
2G084CC14
2G084CC33
2G084DD02
2G084DD15
2G084DD23
2G084DD24
2G084DD37
2G084DD55
2G084FF07
2G084HH11
2G084HH30
2G084HH42
2G084HH56
5F004BA04
5F004BB13
5F004BB23
5F131AA02
5F131BA03
5F131BA04
5F131BA19
5F131CA70
5F131EB11
5F131EB72
5F131EB81
5F131EB82
5F131EB84
(57)【要約】
プラズマ処理システムのためのエッジリングのセンタリングシステムは、基板支持体およびＲ個のエッジリング・リフトピンを含む処理チャンバを含み、Ｒは３以上の整数である。エッジリングは、底面に位置するＰ個の溝を含み、ＰはＲ以上の整数である。ロボットアームは、エンドエフェクタを含む。コントローラは、光センサに、エンドエフェクタ上のエッジリングの第１の位置を検知させ、ロボットアームに、エッジリング・リフトピン上の第１の中心位置に、エッジリングを送出させ、エッジリング・リフトピンからエッジリングを取り出し、光センサに、エンドエフェクタ上のエッジリングの第２の位置を検知させるように構成されている。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマ処理システムのためのエッジリングのセンタリングシステムであって、基板支持体およびＲ個のエッジリング・リフトピンを含む処理チャンバと、Ｒは３以上の整数であり、
底面に位置するＰ個の溝を含むエッジリングと、ＰはＲ以上の整数であり、
エンドエフェクタを含むロボットアームと、
光センサと、
コントローラと
を備え、前記コントローラは、
前記光センサに、前記エンドエフェクタ上の前記エッジリングの第１の位置を検知させ、
前記ロボットアームに、前記エッジリング・リフトピン上の第１の中心位置に、前記エッジリングを送出させ、
前記エッジリング・リフトピンから前記エッジリングを取り出し、
前記光センサに、前記エンドエフェクタ上の前記エッジリングの第２の位置を検知させるように
を行うように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項2】
請求項１に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、さらに、前記第２の位置と前記第１の位置との差に基づいて、第１のオフセットを生成するように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項3】
請求項２に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、さらに、前記第１の中心位置と前記第１のオフセットとに基づいて、前記エッジリングに対する第１の調整された中心位置を生成するように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項4】
請求項３に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、さらに、前記ロボットアームに、前記第１の調整された中心位置に基づいて、前記エッジリング・リフトピン上に、前記エッジリングを送出させ、
前記エッジリング・リフトピンから、前記エッジリングを取り出し、
前記光センサに、前記ロボットアーム上の前記エッジリングの第３の位置を検知させるように
構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項5】
請求項４に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、さらに、前記第３の位置と前記第２の位置との差に基づいて、第２のオフセットを生成するように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項6】
請求項５に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、さらに、前記第１の調整された中心位置と前記第２のオフセットとに基づいて、第２の調整された中心位置を生成するように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項7】
請求項６に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、さらに、前記ロボットアームに、前記第２の調整された中心位置に基づいて、前記エッジリング・リフトピン上に、前記エッジリングを送出させる、
前記エッジリング・リフトピンから、前記エッジリングを取り出し、
前記光センサに、前記ロボットアーム上の前記エッジリングの第４の位置を検知させるように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項8】
請求項７に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、さらに、前記第４の位置と前記第３の位置との差に基づいて、第３のオフセットを生成するように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項9】
請求項８に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、さらに、前記第３のオフセットを、所定のオフセットと比較するように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項10】
請求項８に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、さらに、前記比較に基づいて、前記エッジリングがセンタリングされているか否かを判定するように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項11】
請求項１に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記Ｐ個の溝は、「Ｖ」字型である、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項12】
請求項１に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記Ｐ個の溝は、前記エッジリングの前記底面の周りに、３６０°／Ｐの間隔で配置されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項13】
請求項１に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記Ｐ個の溝は、「Ｖ」字型であり、前記Ｐ個の溝の最低部分は、半径方向に延びる、エッジリングのセンタリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板処理システムのためのエッジリングのセンタリングに関し、より詳細にはプラズマ処理システムのための除去可能なエッジリングの高精度センタリングに関する。
【背景技術】
【0002】
ここに述べられる背景の説明は、本開示の関連において一般的に述べるためのものである。本明細書で名前が挙げられる発明者らの活動は、この「背景技術」の項で述べられる範囲において、および出願の時点においてそうでなければ従来技術とされ得ない本説明の態様は、明示的にも暗黙的にも、本開示に対して従来技術として認められない。
【0003】
基板処理システムは、半導体ウェハなどの基板を処理するために用いられ得る。基板に対して行うことができる例示のプロセスは、化学気相堆積（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、導体エッチング、および／または他のエッチング、堆積、もしくは洗浄処理を含むが、それらに限定されない。基板は、基板処理システムの処理チャンバ内のペデスタル、静電チャック（ＥＳＣ）などの、基板支持体上に配置され得る。エッチングの間、１つまたは複数の前駆体を含むガス混合物が処理チャンバ内に導入され得、化学反応を起こさせるためにプラズマが用いられ得る。
【0004】
基板支持体は、基板を支持するように配置されたセラミック層を含み得る。例えば、基板は、処理の間にセラミック層に静電的に固定され得る。基板支持体は、基板支持体の外側部分（例えば、周辺部の外側および／またはそれに隣接した）の周りに配置されたエッジリングを含み得る。エッジリングは、基板の上に位置するプラズマを閉じ込めるおよび／または成形するため、ならびにエッチング均一性を改善するために提供され得る。
【発明の概要】
【0005】
プラズマ処理システムのためのエッジリングのセンタリングシステムは、基板支持体およびＲ個のエッジリング・リフトピンを含む処理チャンバを含み、Ｒは３以上の整数である。エッジリングは、底面に位置するＰ個の溝を含み、ＰはＲ以上の整数である。ロボットアームは、エンドエフェクタを含む。コントローラは、光センサに、エンドエフェクタ上のエッジリングの第１の位置を検知させ、ロボットアームに、エッジリング・リフトピンリフトピン上の第１の中心位置に、エッジリングを送出させ、エッジリング・リフトピンからエッジリングを取り出し、光センサに、エンドエフェクタ上のエッジリングの第２の位置を検知させるように構成されている。
【0006】
他の特徴において、コントローラは、さらに、第２の位置と第１の位置との差に基づいて、第１のオフセットを生成するように構成されている。コントローラは、さらに、第１の中心位置と第１のオフセットとに基づいて、エッジリングに対する第１の調整された中心位置を生成するように構成されている。
【0007】
他の特徴において、コントローラは、さらに、ロボットアームに、第１の調整された中心位置に基づいて、エッジリング・リフトピン上に、エッジリングを送出させ、エッジリング・リフトピンから、エッジリングを取り出し、光センサに、ロボットアーム上のエッジリングの第３の位置を検知させるようにさらに構成されている。
【0008】
他の特徴において、コントローラは、さらに、第３の位置と第２の位置との差に基づいて、第２のオフセットを生成するように構成されている。コントローラは、さらに、第１の調整された中心位置と第２のオフセットとに基づいて、第２の調整された中心位置を生成するように構成されている。
【0009】
他の特徴において、コントローラは、さらに、ロボットアームに、第２の調整された中心位置に基づいて、エッジリング・リフトピン上に、エッジリングを送出させ、エッジリング・リフトピンから、エッジリングを取り出し、光センサに、ロボットアーム上のエッジリングの第４の位置を検知させるように構成されている。コントローラは、さらに、第４の位置と第３の位置との差に基づいて、第３のオフセットを生成するように構成されている。コントローラは、さらに、第３のオフセットを、所定のオフセットと比較するように構成されている。
【0010】
他の特徴において、コントローラは、さらに、比較に基づいて、エッジリングがセンタリングされているかどうかを決定するように構成されている。Ｐ個の溝は、「Ｖ」字型である。Ｐ個の溝は、エッジリングの底面の周りに、３６０°／Ｐの間隔で配置されている。Ｐ個の溝は、「Ｖ」字型である。Ｐ個の溝の最低部分は、半径方向に延びる。
【0011】
本開示の適用性のさらなる領域は、「発明を実施するための形態」、「特許請求の範囲」、および図面から明らかになるであろう。「発明を実施するための形態」および特定の例は、例示のためのものにすぎず、本開示の範囲を限定するためのものではない。
【0012】
本開示は、「発明を実施するための形態」、および添付の図面から、より十分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本開示によるプラズマ処理システムの例の機能ブロック図である。
【0014】
【図2】本開示による処理チャンバ、エンドエフェクタを含むロボットアーム、およびエッジリングの例の斜視図である。
【0015】
【図3】本開示による基板支持体、およびリフトピンによって支持されるエッジリングの例の断面図である。
【0016】
【図4】本開示による溝を含むエッジリングの例の底面図である。
【0017】
【図5】本開示によるエッジリングをセンタリングする方法の例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図面において、参照番号は、同様なおよび／または同一の要素を識別するために再使用され得る。
【0019】
いくつかの基板システムにおいて、エッジリングは、プラズマを成形するため、およびエッチング均一性を増加させるために用いられ得る。エッジリングが腐食するにつれて、腐食に関わらずエッチング均一性を維持するために、エッジリングの高さは、エッジリング・リフトピンによって調整され得る。複数の基板を処理した後、エッジリングはプラズマによって十分に摩耗される。
【0020】
いくつかの基板処理システムは、通常は基板を処理チャンバに送出しおよび処理チャンバ除去するために用いられるロボットアームを用いて、真空を破らずにエッジリングを交換することができる。本開示によるシステムおよび方法は、基板支持体に対してエッジリングを正確にセンタリングするために用いられ得る。
【0021】
次に図１を参照すると、例示の基板処理システム１００が示される。例示的な基板処理システム１００は、ＲＦプラズマを用いたエッチング、および／または他のタイプの基板処理を行うために用いられ得る。基板処理システム１００は、基板処理システム１００の他の構成要素を囲みＲＦプラズマを封じ込める処理チャンバ１０２を含む。処理チャンバ１０２は、上部電極１０４と、静電チャック（ＥＳＣ）などの基板支持体１０６とを含む。動作中、基板１０８は、基板支持体１０６上に配置される。特定の基板処理システム１００および処理チャンバ１０２が例示されているが、本開示の原理は、リモート・プラズマ生成および送出（例えば、プラズマ管、マイクロ波管を用いた）を用いる基板処理システムなど、エッジリングを用いた他のタイプの基板処理システムおよびチャンバに適用され得る。
【0022】
例示的な上部電極１０４は、プロセス・ガスを導入および分配するシャワーヘッド１０９などの、ガス分配装置を含み得る。シャワーヘッド１０９は、処理チャンバの上面に接続されている一方の端部を含むステム部分を含み得る。ベース部は、一般に円筒形であり、処理チャンバの上面から離間した位置において、ステム部分の反対端から半径方向に外側に延びる。基板に面する表面、またはシャワーヘッドのベース部の面板は、プロセス・ガスまたはパージ・ガスがそれを通って流れる複数の穴を含む。あるいは、上部電極１０４は、導電性板を含むことができ、プロセス・ガスは別のやり方で導入され得る。
【0023】
基板支持体１０６は、導電性であり下部電極として作用するベースプレート１１０を含む。ベースプレート１１０は、セラミック層１１２を支持する。いくつかの例において、セラミック層１１２は、抵抗ヒータ、ＲＦ電極、および／または静電電極（すべて図示せず）を組み込み得る。接着層１１４は、セラミック層１１２とベースプレート１１０との間に配置することができ、熱抵抗層として作用し得る。ベースプレート１１０は、ベースプレート１１０を通して冷却剤を流すための、１つまたは複数の冷却剤流路１１６を含み得る。
【0024】
ＲＦ生成システム１２０は、ＲＦ電圧を発生させ、上部電極１０４および下部電極（例えば、基板支持体１０６のベースプレート１１０）の一方に出力する。上部電極１０４およびベースプレート１１０の他方は、ＤＣ接地、ＡＣ接地、またはフローティングされ得る。例示的なＲＦ生成システム１２０は、ＲＦ電圧を発生させるＲＦ電圧発生器１２２を含むことができ、ＲＦ電圧は、整合および分配ネットワーク１２４によって、上部電極１０４またはベースプレート１１０に送出される。ＲＦ生成システム１２０は、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）システムに対応するが、本開示の原理はまた、例えば、変圧器結合型プラズマ（ＴＣＰ）システム、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）、ＣＣＰ陰極システム、リモート・マイクロ波プラズマ生成および送出システムなど、他の適切なシステムにおいて実施され得る。
【0025】
ガス送出システム１３０は、１つまたは複数のガス源１３２－１、１３２－２、・・・、１３２－Ｎ（まとめてガス源１３２）を含み、Ｎはゼロより大きい整数である。ガス源１３２は、１つまたは複数のプロセス・ガス、不活性ガス、パージ・ガス、エッチング・ガス、前駆体、および／または他のそれらのガス混合物を供給する。気化した前駆体も用いられ得る。ガス源１３２は、マニホールド１４０に、バルブ１３４－１、１３４－２、・・・、および１３４－Ｎ（まとめてバルブ１３４）、ならびにマス・フロー・コントローラ１３６－１、１３６－２、・・・、および１３６－Ｎ（まとめてマス・フロー・コントローラ１３６）によって接続される。マニホールド１４０の出力は、処理チャンバ１０２に送り込まれる。例のみとして、マニホールド１４０の出力は、シャワーヘッド１０９に送り込まれる。
【0026】
温度コントローラ１４２は、セラミック層１１２内に配置された熱制御要素（ＴＣＥ）などの、複数の発熱体１４４に接続され得る。例えば、発熱体１４４は、マルチ・ゾーン加熱板におけるそれぞれのゾーンに対応するマクロ発熱体、および／またはマルチ・ゾーン加熱板の複数のゾーンにわたって配置されたマイクロ発熱体のアレイを含み得るが、それらに限定されない。温度コントローラ１４２は、基板支持体１０６および基板１０８の温度を制御するように、複数の発熱体１４４を制御するために用いられ得る。
【0027】
温度コントローラ１４２は、冷却剤流路１１６を通る冷却剤の流れを制御するために、冷却剤アセンブリ１４６と通信し得る。例えば、冷却剤アセンブリ１４６は、冷却剤ポンプと貯蔵器とを含み得る。温度コントローラ１４２は、基板支持体１０６を冷却するために、冷却剤流路１１６を通して冷却剤を選択的に流すように、冷却剤アセンブリ１４６を動作させる。
【0028】
バルブ１５０およびポンプ１５２は、処理チャンバ１０２から反応物質を排出するために用いられ得る。システム・コントローラ１６０は、基板処理システム１００の構成要素を制御するために用いられ得る。ロボット１７０は、基板支持体１０６上に基板を送出し、それから基板を除去するために用いられ得る。例えば、ロボット１７０は、基板支持体１０６とロード・ロック１７２との間で、基板を移送し得る。別個のコントローラとして示されるが、温度コントローラ１４２は、システム・コントローラ１６０内に実装され得る。いくつかの例において、セラミック層１１２とベースプレート１１０との間の接着層１１４の周辺部の周りに、保護シール１７６が設けられ得る。
【0029】
エッジリング１８０は、処理の間、基板支持体１０６を取り囲む。エッジリング１８０は、基板支持体１０６に対して可動（例えば、垂直方向において上向きおよび下向きに可動）である。例えば、エッジリング１８０は、以下でより詳しく述べられるように、コントローラ１６０に応答して、アクチュエータおよびエッジリング・リフトピンによって制御され得る（例えば、図３を参照）。光センサ１８２は、ロボット１７０のアーム／エンドエフェクタに対する、エッジリング１８０の位置を測定するために用いられ得る。
【0030】
基板支持体に対する、エッジリングの較正された中心位置は、任意の適切な方法を用いて最初に決定され得る。較正プロセスの適切な例は、本出願の譲受人に譲渡され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、「Ｅｄｇｅ Ｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ Ｕｓｉｎｇ Ｒｉｎｇ Ｄｙｎａｍｉｃ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｄａｔａ」という名称で２０２０年１月２０日に発行された、米国特許第１０，５４１，７６８号において示され、述べられている。
【0031】
米国特許第１０，５４１，７６８号で述べられている較正プロセスにおいて、エッジリングは、傾斜面を含み、下部エッジリングは、相補的な傾斜面を含む。傾斜面が重なり合ったとき、エッジリングは、基板表面上に平らに設置されるまで移動するまたは滑らかに動く傾向を有する。エッジリングが傾斜面のために移動するとき、位置の変化またはオフセットを測定するために光センサが用いられ得る。エッジリングが十分に整列しないときは、所定の閾値より大きなゼロでないオフセット値が生じる。
【0032】
較正プロセスは、ロボットがエッジリングを基板支持体にわたって４つの直交方向に移動するという点で、反復プロセスである。光センサは、エッジリングの各送出および除去の前後で、ロボットアームのエンドエフェクタ上のエッジリングの位置を測定する。コントローラは、配置の前後の位置の変化を用いてオフセットを計算し、かなりの数の反復の後に、較正された中心位置を最終的に決定する。理解されるように、較正プロセスは通常、収束するのに１２時間より長い期間がかかる。さらに、較正プロセスは、エッジリングが交換されるたびに繰り返され、これは動作時間および効率を低下させる。
【0033】
いくつかの例において、修正された較正プロセスが用いられる。本開示による初期較正プロセスの間、エッジリングはエッジリング・リフトピン上に配置され、中間エッジリングまたは底面エッジリングなど、１つまたは複数の周囲の構成要素に対して、エッジリングを最初にセンタリングするための、１つまたは複数のシムが用いられる。次いで、シムは除去される。エッジリングを除去するためにロボットのエンドエフェクタが用いられ、光センサによってエッジリングの位置が決定される。従って、エッジリングは、中心位置の周りに直交方向に送出され、位置が測定され、オフセットが計算される。最終的に、動きとオフセットとに基づいて、較正された中心位置が決定される。従って、以下で述べられる（限られた数の送出および除去の反復を用いた）、ずっと短い較正プロセスが用いられ得る。いくつかの例において、交換エッジリングは複数回、送出されおよび除去され得（例えば、３～５回）、エッジリングは、１５分未満で（これは１２時間よりかなり短い）、較正された中心位置の３０μｍ以内にセンタリングされ得る。
【0034】
次に図２を参照すると、処理チャンバ１０２は、上面、側面、および底面を含む筺体２１０を含む。チャンバ・ポート２１４は、基板がそれを通して送出されおよび除去される扉または開口２１８を含む。より具体的には、エンドエフェクタ２３２を有するロボットアーム２３４は、基板処理の前に、開口２１８を通して基板を基板支持体上に送出し、基板処理の後に、基板を基板支持体から除去する。いくつかの例において、ロボットアーム２３４は、真空で動作する基板移送モジュールの一部となり得る。
【0035】
ロボットアーム２３４はまた、チャンバ・ポート２１４を通して処理チャンバから摩耗したエッジリング２２０を除去した後、新たなエッジリング２２０を処理チャンバに送出するために用いられ得る。ロボットアーム２３４は、１つまたは複数のエンドエフェクタ２３２を含む（エンドエフェクタ２３２－１および２３２－２が示される）。図２において、エッジリング２２０は、エンドエフェクタ２３２－１上に配置される。いくつかの例において、光センサ２４０は、エンドエフェクタ上のエッジリングの位置を検知するために、チャンバ・ポート２１４の開口２１８に隣接して配置されるが、チャンバの内側または外側の他の位置が用いられ得る。
【0036】
以下でさらに述べられるように、ロボットアーム２３４は最初に、較正された中心位置および／または前の中心位置を用いて、エッジリング２２０をエッジリング・リフトピン上に置く（例えば、図４を参照）。エッジリング２２０は、エッジリング・リフトピンに整列する溝を含む（図３および４を参照）。いくつかの例において、溝の数は、エッジリング・リフトピンの数以上である。エッジリング２２０は、ロボットアームがエッジリング２２０をエッジリング・リフトピン上に送出した後、配置位置から移動し得る。言い換えれば、エッジリング２２０は、エッジリング２２０がエッジリング・リフトピン上に設置されるにつれて、配置位置から移動し得る。
【0037】
エッジリング２２０が設置された後、ロボットアーム２３４は、エッジリング２２０を持ち上げ、光センサを用いてロボットアーム２３４上のエッジリング２２０の新たな位置を測定する。コントローラは、オフセット（エッジリングの前の位置と、エッジリングの新たな位置の差）を計算する。
【0038】
エッジリングのセンタリングされた位置は、オフセットおよび前の中心位置に基づいて調整される（オフセットを除去するために）。言い換えれば、中心位置は、オフセットを取り除くために、オフセットと反対の方向に調整される。新たな中心位置を用いて（前の中心位置およびオフセットに基づいて）、ロボットアーム２３４は、エッジリング２２０の溝を、エッジリング・リフトピン上に置く。いくつかの例において、プロセスは、Ｑ回繰り返され、Ｑは整数である。いくつかの例において、比較的小さな数の反復が行われ得る。いくつかの例において、Ｑ＜１０である。他の例において、Ｑ＝３またはＱ＝５である。
【0039】
Ｑ回の反復の後、最終オフセット値が決定され、オフセット閾値と比較される。最終オフセット値が、中心位置に対応するオフセット閾値以下の場合は、エッジリングは、適切にセンタリングされたと見なされ、基板処理チャンバは基板処理を進めることができる。
【0040】
最終オフセット値が閾値より大きい場合は、エッジリングは、適切にセンタリングされたとは見なされない。オフセットが閾値より大きい場合は、光センサは較正外である場合があり、および／またはエッジリングの底面の溝の１つまたは複数が、対応するエッジリング・リフトピンの１つまたは複数と適切に接触していない場合がある。
【0041】
次に図３を参照すると、基板支持体３２０は、第１の層３３０と、接着層３３２と、ベースプレート３３４とを含むことが示される。いくつかの例において、第１の層３３０は、セラミックから作られ、静電電極、ＲＦ電極、および／または発熱体を含む。下部エッジリング３３６は、ベースプレート３３４の半径方向外側に、およびエッジリング２２０の少なくとも部分的に半径方向外側に配置される。エッジリング２２０は、エッジリング２２０の底面に位置する溝３５０内に延びる、エッジリング・リフトピン３４０上に配置される。エッジリング・リフトピン３４０は、エッジリング２２０を支持し、溝３５０によって受け入れられる。
【0042】
次に図４を参照すると、エッジリング２２０は、環状体４１０と、エッジリング２２０の底面に位置する複数の溝３５０－１、３５０－２、・・・、および３５０－Ｐ（Ｐは３以上の整数）とを含む。いくつかの例において、溝３５０は、「Ｖ」字型を有する空洞を画定する。いくつかの例において、エッジリング２２０は、方位的に３６０°／Ｐの間隔が空けられたＰ個の溝３５０を含む。いくつかの例において、複数の溝３５０－１、３５０－２、・・・、および３５０－Ｐの最低部分またはスロットは、エッジリングの環状体が基板支持体の上部表面に平行に置かれているとき、概して基板支持体の上部表面に平行に延びる。複数の溝３５０－１、３５０－２、・・・、および３５０－Ｐの最低部分は、エッジリングの中心に対して半径方向に延びる。
【0043】
次に図５を参照すると、エッジリングをセンタリングする方法５００が示されている。５１０において、エッジリング中心位置が較正される。いくつかの例において、上述の較正方法が用いられるが、他のタイプの較正も用いられ得る。５１２において、Ｑはゼロに等しく設定される。５１４において、ロボットのエンドエフェクタ上で、エッジリング位置が測定される。５１６において、エッジリングは、ロボットアームのエンドエフェクタを用いて、エッジリング・リフトピン上に配置される（エッジリング・リフトピンが溝内にある状態に）。ロボットアームは、エッジリングを解放し、エッジリングは、それ自体をエッジリング・リフトピン上に設置することが可能になる。
【0044】
５１８において、エッジリングは、ロボットを用いて除去される。５２２において、光センサを用いてエッジリングの位置が決定され、較正されたエッジリング中心位置または前のエッジリング中心位置からのオフセットが計算される。５２６において、オフセットが中心位置に適用される。言い換えれば、中心位置を調整するため、およびオフセットを取り除くために、ロボットアームは、オフセットと反対の方向に移動される。５３０において、Ｑは、Ｑ＋１に等しく設定される。
【0045】
５３４において、方法は、Ｑ＝Ｍであるか否かを判定し、ＱおよびＭは整数である。いくつかの例において、Ｍは２以上（例えば、３、５など）である。５３４において、偽であると判定された場合、方法は５１４に戻り、繰り返す。５３４において、真であると判定された場合、方法は５３８に移行し、最後のオフセット値（Ｏｆｆｓｅｔlast）が、オフセット閾値（ＯｆｆｓｅｔTH）以下であるか否かを判定する。５３８において、真であると判定された場合、オフセットは所定の閾値以内であるので、５４４において、エッジリングはセンタリングされていると見なされる。５３８において、偽であると判定された場合、オフセットは所定の閾値より大きいので、５４２においてエラーが生じ、エッジリングはセンタリングされていると見なされない。いくつかの例において、基板処理システムは、エッジリングのセンタリング問題のさらなる診断を可能にするために、動作を停止され得る。
【0046】
理解されるように、本明細書で述べられるエッジリングのセンタリングシステムは、比較的短い期間内に高い精度で、エッジリングをエッジリング・リフトピン上に繰り返し配置することが可能である。いくつかの例において、エッジリングのセンタリングシステムは、基板移送モジュール・アームごとに、チャンバごとに１５分以内に、３０μｍ以内（および１５μｍの３シグマ）で、エッジリングを配置することが可能である。
【0047】
上記の説明は、本質的に単に例示的なものであり、本開示、その応用例、または使用を限定するものでは全くない。本開示の広範な教示は、多様な形で実施され得る。従って、図面、仕様書、および添付の「特許請求の範囲」を考察することから、他の変形形態は明らかとなるので、本開示は特定の例を含むが本開示の真の範囲はそのように限定されない。方法における１つまたは複数のステップは、本開示の原理を変えずに、異なる順序で（または並行して）実行され得ることが理解されるべきである。さらに、実施形態のそれぞれは一定の特徴を有するものとして上述されているが、本開示のいずれかの実施形態に関して述べられるそれらの特徴の任意の１つまたは複数は、他の実施形態の任意のものの特徴において実施され得、および／またはその組み合わせが明示的に述べられなくてもそれらと組み合わされ得る。言い換えれば、述べられる実施形態は相互に排他的ではなく、１つまたは複数の実施形態の互いの置換は本開示の範囲内のままである。
【0048】
要素の間（例えば、モジュール、回路要素、半導体層などの間）の空間的および機能的関係は、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「係合された（ｅｎｇａｇｅｄ）」、「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「隣接した（ａｄｊａｃｅｎｔ）」、「の隣（ｎｅｘｔ ｔｏ）」、「の上部（ｏｎ ｔｏｐ ｏｆ）」、「の上（ａｂｏｖｅ）」、「の下（ｂｅｌｏｗ）」、および「配置された（ｄｉｓｐｏｓｅｄ）」を含む、様々な用語を用いて述べられる。「直接」であることが明示的に述べられない限り、上記の開示において第１および第２の要素の間の関係が述べられるとき、関係は、第１および第２の要素の間に他の介在する要素がない直接の関係とすることができるが、第１および第２の要素の間に１つまたは複数の介在する要素が存在する（空間的または機能的に）間接的関係であってもよい。本明細書で用いられる、Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つという語句は、非排他的論理ＯＲを用いて、論理（Ａ ＯＲ Ｂ ＯＲ Ｃ）を意味すると解釈されるべきであり、Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、およびＣの少なくとも１つを意味すると解釈されるべきではない。
【0049】
いくつかの実装形態において、コントローラはシステムの一部であり、これは上述の例の一部となり得る。このようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、処理のための１つまたは複数のプラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（基板ペデスタル、ガス流システムなど）を含む、半導体処理装置を備えることができる。これらのシステムは、半導体基板または基板の処理の前、その間、およびその後の、それらの動作を制御するための電子機器と統合され得る。電子機器は「コントローラ」と呼ぶことができ、これは１つまたは複数のシステムの様々な構成要素またはサブパーツを制御し得る。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、本明細書で開示されるプロセスの任意のものを制御するようにプログラミングされてよく、プロセスは、処理ガスの送出、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、パワー設定、無線周波数（ＲＦ）生成器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送出設定、位置的および作業設定、特定のシステムに接続されたまたはインターフェースされたツールおよび他の移送ツールおよび／またはロード・ロック内へのおよびそれらからの基板移送を含む。
【0050】
大まかに言えば、コントローラは、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄作業を可能にする、エンドポイント測定を可能にするなどの、様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器として定義され得る。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形でのチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、および／またはプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１つまたは複数のマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラを含み得る。プログラム命令は、様々な個別の設定（またはプログラム・ファイル）の形でコントローラに通信される命令とすることができ、半導体基板に対してもしくはそのためにまたはシステムに対して、特定のプロセスを遂行するための作業パラメータを定義する。作業パラメータは、いくつかの実施形態において、１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または基板のダイの製造の間に、１つまたは複数の処理ステップを達成するために、プロセス・エンジニアによって定義されるレシピの一部とすることができる。
【0051】
コントローラは、いくつかの実装形態において、システムに統合された、システムに結合された、他の形でシステムにネットワーク化された、またはそれらの組み合わせのコンピュータの一部とすることができ、またはそれに結合され得る。例えば、コントローラは、「クラウド」、または製造工場ホスト・コンピュータシステムのすべてもしくは一部内に存在してよく、これは基板処理のリモート・アクセスを可能にすることができる。コンピュータは、製造作業の現在の進行を監視する、過去の製造作業の履歴を調べる、複数の製造作業から傾向もしくは性能メトリクスを調べる、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に続く処理ステップを設定する、または新たなプロセスを開始するために、システムへのリモート・アクセスを可能にすることができる。いくつかの例において、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ネットワークを通してシステムにプロセスレシピをもたらすことができ、ネットワークはローカルネットワークまたはインターネットを含み得る。リモートコンピュータはユーザインターフェースを含むことができ、ユーザインターフェースはパラメータおよび／または設定の入力もしくはプログラミングを可能にし、次いでそれらはリモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例において、コントローラは、１つまたは複数の作業の間に行われることになる処理ステップのそれぞれに対するパラメータを指定する、データの形で命令を受信する。パラメータは、行われることになるプロセスのタイプと、コントローラがそれとインターフェースするまたはそれを制御するように構成されているツールのタイプとに、固有とすることができることが理解されるべきである。従って上述されたように、コントローラは、本明細書で述べられるプロセスおよび制御など、一緒にネットワーク化され共通の目的に向かって働く、１つまたは複数の個別のコントローラを備えることなどによって、分散され得る。このような目的のために分散されたコントローラの例は、一緒になってチャンバ上のプロセスを制御する、遠隔に配置された１つまたは複数の集積回路（プラットフォーム・レベルで、またはリモートコンピュータの一部としてなど）と通信するチャンバ上の１つまたは複数の集積回路であろう。
【0052】
限定せずに、例示のシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属メッキ・チャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、および半導体基板の製造および／または生産に関連したもしくはそこで使用することができる任意の他の半導体処理システムを含み得る。
【0053】
上述のように、ツールによって行われることになる１つまたは複数のプロセスステップに応じて、コントローラは、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近傍のツール、工場全体にわたって位置するツール、メインコンピュータ、他のコントローラ、または半導体生産工場内のツール位置および／またはロードポートにまたはそれらから基板の容器を運ぶ材料輸送において用いられるツールの、１つまたは複数と通信し得る。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2023-04-04
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマ処理システムのためのエッジリングのセンタリングシステムであって、基板支持体およびＲ個のエッジリング・リフトピンを含む処理チャンバと、Ｒは３以上の整数であり、
底面に位置するＰ個の溝を含むエッジリングと、ＰはＲ以上の整数であり、
エンドエフェクタを含むロボットアームと、
光センサと、
第１のエッジリングに対する較正された中心位置を決定するために初期較正を行うように構成されているコントローラと
を備え、
前記コントローラは、前記初期較正を行った後に、センタリングプロセスのＭ回の反復を行うように構成され、Ｍは２以上の整数であり、前記Ｍ回の反復の各々は、
前記光センサに、前記エンドエフェクタ上の前記第１のエッジリングの第１の位置を検知させ、
前記ロボットアームに、前記Ｒ個のエッジリング・リフトピン上の前記較正された第１の中心位置および最後の調整された中心位置の少なくともいずれかに、前記エッジリングを送出させ、
前記Ｒ個エッジリング・リフトピンから前記第１のエッジリングを取り出し、
前記光センサに、前記エンドエフェクタ上の前記第１のエッジリングの第２の位置を検知させ、
前記第１の位置および前記第２の位置に基づいてオフセットを決定し、
前記較正された中心位置および前記最後の調整された中心位置の前記少なくともいずれかに基づいて、前記オフセットを、前記オフセットと反対の方向に前記ロボットアームに加えて、前記第１のエッジリングの現在の位置を調整された中心位置に調整する
ことを含む、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項2】
請求項１に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、前記較正された中心位置と前記オフセットとに基づいて、前記第１のエッジリングに対する前記調整された中心位置を生成するように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項3】
請求項２に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、さらに、前記ロボットアームに、前記調整された中心位置に基づいて、前記Ｒ個のエッジリング・リフトピン上に、前記第１のエッジリングを送出させ、
前記Ｒ個のエッジリング・リフトピンから、前記第１のエッジリングを取り出し、
前記光センサに、前記ロボットアーム上の前記第１のエッジリングの前記第２の位置を検知させるように
構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項4】
請求項３に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、前記センタリングプロセスの前記反復の１回の間、前記第１の位置と前記第２の位置との差に基づいて、前記オフセットを更新するように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項5】
請求項４に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、前記センタリングプロセスの前の反復中に決定された前記調整された中心位置と前記更新されたオフセットとに基づいて、前記センタリングプロセスの前記反復の前記１回の間に前記調整された中心位置を生成するように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項6】
請求項１に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、さらに、前記センタリングプロセスの前記Ｍ回の反復を行った後に結果として生じたオフセットを、所定のオフセットと比較するように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項7】
請求項６に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、さらに、前記比較に基づいて、前記第１のエッジリングがセンタリングされているか否かを判定するように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項8】
請求項１に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記Ｐ個の溝は、「Ｖ」字型である、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項9】
請求項１に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記Ｐ個の溝は、前記エッジリングの前記底面の周りに、３６０°／Ｐの間隔で配置されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項10】
請求項１に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記Ｐ個の溝は、「Ｖ」字型であり、前記Ｐ個の溝の最低部分は、半径方向に延びる、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項11】
請求項１に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、前記ロボットアームに、前記Ｍ回の反復の最初の反復に対して前記較正された中心位置に、および、前記Ｍ回の反復のその後の反復に対して前記最後の調整された中心位置に、前記第１のエッジリングを送出させる、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項12】
請求項１に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、
前記Ｍ回目の反復に対する前記オフセットが所定の閾値より小さいか否かを決定し、
前記Ｍ回目の反復に対する前記オフセットが前記所定の閾値より小さいことに応答して、前記第１のエッジリングがセンタリングされていることを決定し、
前記Ｍ回目の反復に対する前記オフセットが前記所定の閾値以上であることに応答して、前記第１のエッジリングをセンタリングすることによりエラーが生じることを決定する
ように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項13】
請求項１に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、前記第１のエッジリングの前記較正された中心位置に基づいて、交換エッジリングに対して前記センタリングプロセスを行うように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【請求項14】
請求項１に記載のエッジリングのセンタリングシステムであって、前記コントローラは、
前記第１のエッジリングが前記Ｒ個のエッジリング・リフトピン上に設置されるまで前記第１のエッジリングを持ち上げることを避け、
前記第１のエッジリングが前記Ｒ個のエッジリング・リフトピン上に設置された後に、前記ロボットアームに、前記Ｒ個のエッジリング・リフトピンから前記第１のエッジリングを取り出させる
ように構成されている、エッジリングのセンタリングシステム。
【国際調査報告】