JP2022070212A - 処理システム及び搬送方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】処理室内の消耗部材を効率よく交換できる処理システム及び搬送方法を提供する。
【解決手段】処理システムPSは、内部に消耗部材が取り付けられるチャンバと、収納モジュールSMと、位置検出センサと、チャンバ及び収納モジュールに接続され、チャンバと収納モジュールとの間で消耗部材を搬送する搬送ロボットを有する真空搬送モジュールと、制御部と、を備える。制御部は、搬送ロボットを制御してチャンバに取り付けられた消耗部材を収納モジュールに搬送する工程と、収納モジュールに搬送される消耗部材の位置を位置検出センサで検出する工程と、搬送ロボットを制御して、消耗部材を搬送する工程において検出された消耗部材の位置に基づき、消耗部材とは異なる新たな消耗部材を、収納モジュールからチャンバに位置補正して搬送する工程と、を実行する。
【選択図】図1
【解決手段】処理システムPSは、内部に消耗部材が取り付けられるチャンバと、収納モジュールSMと、位置検出センサと、チャンバ及び収納モジュールに接続され、チャンバと収納モジュールとの間で消耗部材を搬送する搬送ロボットを有する真空搬送モジュールと、制御部と、を備える。制御部は、搬送ロボットを制御してチャンバに取り付けられた消耗部材を収納モジュールに搬送する工程と、収納モジュールに搬送される消耗部材の位置を位置検出センサで検出する工程と、搬送ロボットを制御して、消耗部材を搬送する工程において検出された消耗部材の位置に基づき、消耗部材とは異なる新たな消耗部材を、収納モジュールからチャンバに位置補正して搬送する工程と、を実行する。
【選択図】図1
Description
本開示は、処理システム及び搬送方法に関する。
プラズマ処理が施される処理室内に基板の周囲を囲むように配置されるフォーカスリングを交換する技術が知られている(例えば、特許文献1-3参照)。
本開示は、処理室内の消耗部材を効率よく交換できる技術を提供する。
本開示の一態様による処理システムは、内部に消耗部材が取り付けられるチャンバと、前記消耗部材を収納する収納モジュールと、前記消耗部材の位置を検出する位置検出センサと、前記チャンバ及び前記収納モジュールに接続される真空搬送モジュールであり、前記チャンバと前記収納モジュールとの間で前記消耗部材を搬送する搬送ロボットを有する真空搬送モジュールと、制御部と、を備え、前記制御部は、(a)前記搬送ロボットを制御して前記チャンバに取り付けられた前記消耗部材を前記収納モジュールに搬送する工程と、(b)前記収納モジュールに搬送される前記消耗部材の位置を前記位置検出センサで検出する工程と、(c)前記搬送ロボットを制御して前記工程(b)において検出された前記消耗部材の位置に基づき前記消耗部材とは異なる新たな消耗部材を前記収納モジュールから前記チャンバに位置補正して搬送する工程と、を実行するように構成される。
本開示によれば、処理室内の消耗部材を効率よく交換できる。
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は消耗部材については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
〔処理システム〕
図1を参照し、実施形態の処理システムの一例について説明する。図1に示されるように、処理システムPSは、基板にプラズマ処理等の各種処理を施すことが可能なシステムである。基板は、例えば半導体ウエハであってよい。
図1を参照し、実施形態の処理システムの一例について説明する。図1に示されるように、処理システムPSは、基板にプラズマ処理等の各種処理を施すことが可能なシステムである。基板は、例えば半導体ウエハであってよい。
処理システムPSは、真空搬送モジュールTM1,TM2、プロセスモジュールPM1~PM12、ロードロックモジュールLL1,LL2、大気搬送モジュールLM、収納モジュールSM等を備える。
真空搬送モジュールTM1,TM2は、それぞれ平面視において略四角形状を有する。真空搬送モジュールTM1は、対向する2つの側面にプロセスモジュールPM1~PM6が接続されている。真空搬送モジュールTM1の他の対向する2つの側面のうち、一方の側面にはロードロックモジュールLL1,LL2が接続され、他方の側面には真空搬送モジュールTM2と接続するためのパス(図示せず)が接続されている。真空搬送モジュールTM1のロードロックモジュールLL1,LL2が接続される側面は、2つのロードロックモジュールLL1,LL2に応じて角度が付けられている。真空搬送モジュールTM2は、対向する2つの側面にプロセスモジュールPM7~PM12が接続されている。真空搬送モジュールTM2の他の対向する2つの側面のうち、一方の側面には真空搬送モジュールTM1と接続するためのパス(図示せず)が接続され、他方の側面には収納モジュールSMが接続されている。真空搬送モジュールTM1,TM2は、真空室を有し、内部にそれぞれ搬送ロボットTR1,TR2が配置されている。
搬送ロボットTR1,TR2は、旋回、伸縮、昇降自在に構成されている。搬送ロボットTR1,TR2は、先端に配置されたフォークに基板を載置することで、ロードロックモジュールLL1,LL2及びプロセスモジュールPM1~PM12の間で基板を搬送する。搬送ロボットTR1,TR2は、フォークに消耗部材を載置して、プロセスモジュールPM1~PM12及び収納モジュールSMの間で消耗部材を搬送する。消耗部材は、プロセスモジュールPM1~PM12内に交換可能に取り付けられる部材であり、プロセスモジュールPM1~PM12内でプラズマ処理等の各種の処理が行われることで消耗する部材である。消耗部材は、例えば後述するエッジリング113、カバーリング114、上部電極12の天板121を含む。
プロセスモジュールPM1~PM12は、処理室を有し、内部に配置されたステージ(載置台)を有する。プロセスモジュールPM1~PM12は、ステージに基板が載置された後、内部を減圧して処理ガスを導入し、RF電力を印加してプラズマを生成し、プラズマによって基板にプラズマ処理を施す。真空搬送モジュールTM1,TM2とプロセスモジュールPM1~PM12とは、開閉自在なゲートバルブG1で仕切られている。ステージには、エッジリング113、カバーリング114等が配置される。ステージと対向する上部には、RF電力を印加するための上部電極12が配置される。
ロードロックモジュールLL1,LL2は、真空搬送モジュールTM1と大気搬送モジュールLMとの間に配置されている。ロードロックモジュールLL1,LL2は、内部を真空、大気圧に切り換え可能な内圧可変室を有する。ロードロックモジュールLL1,LL2は、内部に配置されたステージを有する。ロードロックモジュールLL1,LL2は、基板を大気搬送モジュールLMから真空搬送モジュールTM1へ搬入する際、内部を大気圧に維持して大気搬送モジュールLMから基板を受け取り、内部を減圧して真空搬送モジュールTM1へ基板を搬入する。ロードロックモジュールLL1,LL2は、基板を真空搬送モジュールTM1から大気搬送モジュールLMへ搬出する際、内部を真空に維持して真空搬送モジュールTM1から基板を受け取り、内部を大気圧まで昇圧して大気搬送モジュールLMへ基板を搬入する。ロードロックモジュールLL1,LL2と真空搬送モジュールTM1とは、開閉自在なゲートバルブG2で仕切られている。ロードロックモジュールLL1,LL2と大気搬送モジュールLMとは、開閉自在なゲートバルブG3で仕切られている。
大気搬送モジュールLMは、真空搬送モジュールTM1に対向して配置されている。大気搬送モジュールLMは、例えばEFEM(Equipment Front End Module)であってよい。大気搬送モジュールLMは、直方体状であり、FFU(Fan Filter Unit)を備え、大気圧雰囲気に保持された大気搬送室である。大気搬送モジュールLMの長手方向に沿った一の側面には、2つのロードロックモジュールLL1,LL2が接続されている。大気搬送モジュールLMの長手方向に沿った他の側面には、ロードポートLP1~LP5が接続されている。ロードポートLP1~LP5には、複数(例えば25枚)の基板を収容する容器(図示せず)が載置される。容器は、例えばFOUP(Front-Opening Unified Pod)であってよい。大気搬送モジュールLM内には、基板を搬送する搬送ロボット(図示せず)が配置されている。搬送ロボットは、FOUP内とロードロックモジュールLL1,LL2の内圧可変室内との間で基板を搬送する。
収納モジュールSMは、真空搬送モジュールTM2に対して着脱可能に接続されている。収納モジュールSMは、収納室を有し、消耗部材を収納する。収納モジュールSMは、例えばプロセスモジュールPM1~PM12内の消耗部材を交換する際に真空搬送モジュールTM2に接続され、消耗部材の交換が完了した後に真空搬送モジュールTM2から取り外される。これにより、処理システムPSの周囲の領域を有効活用できる。ただし、収納モジュールSMは、常に真空搬送モジュールTM2に接続されていてもよい。収納モジュールSMは、収納室に収納された消耗部材の位置を検出する位置検出センサを有する。消耗部材は、搬送ロボットTR1,TR2によって、プロセスモジュールPM1~PM12と収納モジュールSMとの間で搬送される。真空搬送モジュールTM2と収納モジュールSMとは、開閉自在なゲートバルブG4で仕切られている。
処理システムPSには、制御部CUが設けられている。制御部CUは、処理システムの各部、例えば真空搬送モジュールTM1,TM2に設けられた搬送ロボットTR1,TR2、大気搬送モジュールLMに設けられた搬送ロボット、ゲートバルブG1~G4を制御する。また、制御部CUは、収納モジュールSMに設けられた位置検出センサの検出値を取得し、取得した検出値に基づいて、各プロセスモジュールPM1~PM12の基準位置を算出する。基準位置については後述する。制御部CUは、例えばコンピュータであってよい。制御部CUは、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、補助記憶装置等を備える。CPUは、ROM又は補助記憶装置に格納されたプログラムに基づいて動作し、処理システムPSの各部を制御する。
なお、図1に示される例では、収納モジュールSMが真空搬送モジュールTM2を挟んで真空搬送モジュールTM1の反対側に接続されている場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、収納モジュールSMは、プロセスモジュールPM1~PM12の少なくともいずれか1つの代わりに接続されてもよい。
〔プラズマ処理装置〕
図2を参照し、図1の処理システムPSが備えるプロセスモジュールPM1~PM12として用いられるプラズマ処理装置の一例について説明する。
図2を参照し、図1の処理システムPSが備えるプロセスモジュールPM1~PM12として用いられるプラズマ処理装置の一例について説明する。
プラズマ処理装置1は、チャンバ10、ガス供給部20、RF電力供給部30、排気部40、昇降機構50及び制御部100を含む。
チャンバ10は、支持部11及び上部電極12を含む。支持部11は、チャンバ10内の処理空間10sの下部領域に配置される。上部電極12は、支持部11の上方に配置され、チャンバ10の天板の一部として機能し得る。
支持部11は、処理空間10sにおいて基板Wを支持する。支持部11は、下部電極111、静電チャック112、エッジリング113、カバーリング114、絶縁体115及びベース116を含む。静電チャック112は、下部電極111上に配置されている。静電チャック112は、上面で基板Wを支持する。エッジリング113は、下部電極111の周縁部上面において基板Wの周囲に配置され、プラズマ処理の均一性を向上させる。カバーリング114は、エッジリング113の外周部に配置され、プラズマから絶縁体115の上面を保護する。エッジリング113及びカバーリング114は、それぞれ円環状を有する。絶縁体115は、ベース116上で下部電極111を囲むように配置される。ベース116は、チャンバ10の底部に固定され、下部電極111及び絶縁体115を支持する。
上部電極12は、絶縁部材13と共にチャンバ10を構成する。上部電極12は、ガス供給部20からの1又はそれ以上の種類の処理ガスを処理空間10sに供給する。上部電極12は、天板121及び支持体122を含む。天板121の下面は、処理空間10sを画成する。天板121には、複数のガス吐出孔121aが形成されている。複数のガス吐出孔121aの各々は、天板121の板厚方向(鉛直方向)に貫通する。支持体122は、天板121を着脱自在に支持する。支持体122の内部には、ガス拡散室122aが設けられている。ガス拡散室122aからは、複数のガス孔122bが下方に延びている。複数のガス孔122bは、複数のガス吐出孔121aにそれぞれ連通する。支持体122には、ガス導入口122cが形成されている。上部電極12は、1又はそれ以上の処理ガスをガス導入口122cからガス拡散室122a、複数のガス孔122b及び複数のガス吐出孔121aを介して処理空間10sに供給する。
ガス供給部20は、1又はそれ以上のガスソース21と、1又はそれ以上の流量制御器22と、を含む。ガス供給部20は、1又はそれ以上の種類の処理ガスを、各々のガスソース21から各々の流量制御器22を介してガス導入口122cに供給する。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。更に、ガス供給部20は、1又はそれ以上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。
RF電力供給部30は、2つのRF電源(第1のRF電源31a、第2のRF電源31b)及び2つの整合器(第1の整合器32a、第2の整合器32b)を含む。第1のRF電源31aは、第1のRF電力を第1の整合器32aを介して下部電極111に供給する。第1のRF電力の周波数は、例えば3Hz~3000GHzであってよい。第2のRF電源31bは、第2のRF電力を第2の整合器32bを介して下部電極111に供給する。第2のRF電力の周波数は、例えば400kHz~13.56MHzであってよい。なお、第2のRF電源31bに代えて、DC電源を用いてもよい。
排気部40は、チャンバ10の底部に設けられた排気口10eに接続されている。排気部40は、圧力弁、真空ポンプ等を含む。
チャンバ10の側壁には、搬入出口10pが形成されている。基板Wは、搬入出口10pを介して、処理空間10sとチャンバ10の外部との間で搬送される。搬入出口10pは、ゲートバルブG1により開閉される。
昇降機構50は、第1の昇降機構51及び第2の昇降機構52を含む。
第1の昇降機構51は、複数の支持ピン511及びモータ512を含む。複数の支持ピン511は、下部電極111及び静電チャック112に形成された貫通孔H1に挿通されて静電チャック112の上面に対して突没可能となっている。複数の支持ピン511は、静電チャック112の上面に対して突出することにより、上端を基板Wの底面に当接させて基板Wを支持する。モータ512は、複数の支持ピン511を昇降させる。モータ512は、DCモータ、ステッピングモータ、リニアモータ等のモータ、ピエゾアクチュエータ、エア駆動機構等であってよい。係る第1の昇降機構51は、例えば搬送ロボットTR1,TR2と支持部11との間で基板Wの受け渡しをする際、複数の支持ピン511を昇降させる。
第2の昇降機構52は、複数の支持ピン521及びモータ522を含む。複数の支持ピン521は、絶縁体115に形成された貫通孔H2に挿通されて絶縁体115の上面に対して突没可能となっている。複数の支持ピン521は、絶縁体115の上面に対して突出することにより、上端をエッジリング113の底面に当接させてエッジリング113を支持する。モータ522は、複数の支持ピン521を昇降させる。モータ522は、DCモータ、ステッピングモータ、リニアモータ等のモータ、ピエゾアクチュエータ、エア駆動機構等であってよい。係る第2の昇降機構52は、例えば搬送ロボットTR1,TR2と支持部11との間でエッジリング113の受け渡しをする際、複数の支持ピン521を昇降させる。
なお、図示は省略するが、支持部11にはカバーリング114を昇降させるための昇降機構が設けられていてもよい。該昇降機構は、カバーリング114の底面に当接可能な位置に設けられる複数の支持ピン及び該複数の支持ピンを昇降させるモータを含む。
制御部100は、プラズマ処理装置1の各部を制御する。制御部100は、例えばコンピュータ101を含む。コンピュータ101は、例えば、CPU101a、記憶部101b、通信インターフェース101c等を含む。CPU101aは、記憶部101bに格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部101bは、RAM、ROM、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等のような補助記憶装置からなるグループから選択される少なくとも1つのメモリタイプを含む。通信インターフェース101c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。
〔収納モジュール〕
図3~図5を参照し、図1の処理システムPSが備える収納モジュールSMの一例について説明する。
図3~図5を参照し、図1の処理システムPSが備える収納モジュールSMの一例について説明する。
収納モジュールSMは、フレーム60の上にチャンバ70が設置され、チャンバ70の上部に機械室90を有する。チャンバ70は、底部に設けられた排気口71に接続された排気部72により、内部を減圧できる。また、チャンバ70には、パージガスとして例えばN2ガスが供給される。これにより、チャンバ70内を調圧できる。機械室90は、例えば大気圧雰囲気である。
チャンバ70内には、ステージ73と、ステージ73の下部に設けられたカゴ74とを有するストレージ75が設置されている。ストレージ75は、ボールねじ76により昇降可能となっている。機械室90内には、消耗部材の位置、向き等を検出するラインセンサ91と、ボールねじ76を駆動するモータ77とが設置されている。チャンバ70と機械室90との間には、ラインセンサ91が後述する発光部92の光を受光できるように、石英等で構成される窓93が設けられている。
ステージ73は、消耗部材を載置する。ステージ73は、ラインセンサ91に対向する発光部92を有する。ステージ73は、θ方向に回転可能であり、載置した消耗部材、例えばエッジリング113を所定の向きに回転させる。すなわち、ステージ73は、エッジリング113のアライメント(位置合わせ)を行う。位置合わせでは、エッジリング113のオリエンテーションフラット(OF)を所定の向きに合わせる。また、ステージ73は、水平方向(XY方向)に移動可能であり、載置した消耗部材を水平方向に移動させるように構成されていてもよい。そして、位置合わせでは、エッジリング113の中心位置を合わせるようにしてもよい。
ラインセンサ91は、発光部92から照射された光の光量を検出し、検出された光量を制御部CUへ出力する。制御部CUは、検出された光量がエッジリング113のオリエンテーションフラットの有無によって変化することを利用して、エッジリング113のオリエンテーションフラットを検出する。制御部CUは、検出したオリエンテーションフラットに基づいて、エッジリング113の向きを検出する。ラインセンサ91は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のラインセンサである。
また、制御部CUは、ラインセンサ91により検出された光量に基づいて、エッジリング113の水平位置に関する情報(以下「位置情報」という。)を算出する。位置情報は、各プロセスモジュールPM1~PM7の基準位置を含む。基準位置は、例えば図5に示されるように、ステージ73の中心位置O(0,0)を基準としたときの各プロセスモジュールPM1~PM12に取り付けられていたエッジリング113の中心位置P1(x1,y1)~P12(x12,y12)であってよい。図5では、ステージ73の中心位置O(0,0)及びプロセスモジュールPM1~PM4に取り付けられていたエッジリング113がステージ73に載置されたときの中心位置P1(x1,y1)~P4(x4,y4)を示す。また、制御部CUは、該位置情報を、該エッジリング113が取り付けられていたプロセスモジュールPM1~PM12を識別するための情報(以下「識別情報」)と対応付けした対応情報を生成する。対応情報は、例えば制御部CUの補助記憶装置に記憶される。
カゴ74は、ステージ73の下部に設けられている。カゴ74の内部には、カセット78が載置される。カセット78は、カゴ74から取り出し可能である。カセット78は、上下方向に間隔を有して複数のエッジリング113を収納する。カセット78は、収納モジュールSMの正面の側及び背面の側が開放されている。なお、図3では、カゴ74の内部に2つのカセット78が載置されている場合を示しているが、例えばカゴ74の内部に1つのカセット78が載置されるようにしてもよい。
ストレージ75は、ステージ73及びカゴ74に加えて、ボールねじ76に支持されるガイド79を側面に有する。ボールねじ76は、チャンバ70の上面と下面とを繋ぎ、チャンバ70の上面を貫通して機械室90内のモータ77に接続されている。チャンバ70の上面の貫通部は、ボールねじ76が回転可能なように密封されている。ボールねじ76は、モータ77により回転することで、ストレージ75を上下方向(Z軸方向)に移動可能である。
収納モジュールSMは、ゲートバルブG4を介して真空搬送モジュールTM2と着脱可能に接続される。チャンバ70には、ゲートバルブG4を介して真空搬送モジュールTM2の搬送ロボットTR2のフォークが挿入可能となっている。フォークは、例えばカセット78内へのエッジリング113の搬入、カセット78内に載置されたエッジリング113の搬出、ステージ73へのエッジリング113の載置、ステージ73に載置されたエッジリング113の取得を行う。扉80は、例えばチャンバ70内からカセット78を取り出す際、チャンバ内70内へカセット78を設置する際に開閉される。
発光部94及び枚数検知センサ95は、ストレージ75がチャンバ70の底面側からカセット78をゲートバルブG4に対向する位置等の上部まで移動する場合に、カセット78に載置されているエッジリング113の枚数を検知する。発光部94は、例えばLED(Light Emitting Diode)、半導体レーザ等である。枚数検知センサ95は、発光部94から照射された光の光量を検出し、検出された光量を制御部CUへ出力する。制御部CUは、検出された光量に基づいて、発光部94から照射された光がエッジリング113により遮られた回数を計測することで、エッジリング113の枚数を検知する。枚数検知センサ95は、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ等である。また、枚数検知センサ95は、例えばCCD、CMOS等のラインセンサであってもよい。
なお、上記の例では、制御部CUが収納モジュールSM内のラインセンサ91により検出された光量に基づいて、エッジリング113の位置情報を算出する場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、エッジリング113の内周の位置を検出する内周センサと、エッジリング113の外周の位置を検出する外周センサと、を含む位置検出センサを用いてもよい。この場合、制御部CUは、内周センサが検出したエッジリング113の外周の位置及び外周センサが検出したエッジリング113の外周の位置に基づいて、エッジリング113の位置情報を算出する。また例えば、ラインセンサ91に代えて、他の光学的センサ、またはカメラを用いてもよい。他の光学的センサ又はカメラは、ラインセンサ91と同様に収納モジュールSM内に設置されてもよく、エッジリング113の搬送経路(収納モジュールSMから各プロセスモジュールPM1~PM12まで)をセンシング又は撮影するように設置されてもよい。カメラを用いる場合、制御部CUは、カメラが撮影した画像に基づいて、例えば画像処理技術を用いることにより、エッジリング113の位置情報を算出する。
〔エッジリングの搬送方法〕
図6を参照し、実施形態のエッジリング113の搬送方法の一例について説明する。以下、図1に示される処理システムPSのプロセスモジュールPM7内に取り付けられているエッジリング113を交換する場合を例に挙げて説明する。なお、プロセスモジュールPM1~PM6,PM8~PM12内に取り付けられているエッジリング113についても、同様の方法により交換することができる。
図6を参照し、実施形態のエッジリング113の搬送方法の一例について説明する。以下、図1に示される処理システムPSのプロセスモジュールPM7内に取り付けられているエッジリング113を交換する場合を例に挙げて説明する。なお、プロセスモジュールPM1~PM6,PM8~PM12内に取り付けられているエッジリング113についても、同様の方法により交換することができる。
実施形態のエッジリングの搬送方法は、例えば処理システムPSの立ち上げ後であり、処理システムPS(プロセスモジュールPM1~PM12)による処理を開始する前に実施される。また、実施形態のエッジリングの搬送方法は、例えば真空搬送モジュールTM2に収納モジュールSMを接続した後であり、処理システムPS(プロセスモジュールPM1~PM12)による処理を開始する前に実施される。ただし、実施形態のエッジリングの搬送方法は、上記とは異なるタイミングで実施されてもよい。
まず、制御部CUは、搬送ロボットTR2を制御してプロセスモジュールPM7内のエッジリング113を収納モジュールSMに搬送し、収納モジュールSM内のステージ73上に載置する(ステップS1)。
続いて、制御部CUは、収納モジュールSM内のラインセンサ91の検出値に基づいて、エッジリング113の位置情報を算出する(ステップS2)。位置情報は、プロセスモジュールPM7の基準位置を含む。基準位置は、例えばステージ73の中心位置O(0,0)を基準としたときのプロセスモジュールPM7に取り付けられていたエッジリング113の中心位置P7(x7,y7)であってよい。また、制御部CUは、該位置情報を、該エッジリング113が取り付けられていたプロセスモジュールPM7の識別情報と対応付けした対応情報を生成する。対応情報は、例えば制御部CUの補助記憶装置に記憶される。
続いて、制御部CUは、搬送ロボットTR2を制御してステージ73上に載置されたエッジリング113を再びプロセスモジュールPM7内に搬送し、下部電極111の上に載置する(ステップS3)。
続いて、制御部CUは、プロセスモジュールPM7内にエッジリング113が取り付けられた状態で、プロセスモジュールPM7においてプラズマ処理等の各種の処理を実行する(ステップS4)。プロセスモジュールPM7において各種の処理が実行されると、プロセスモジュールPM7内のエッジリング113が徐々に削られて消耗する。
続いて、制御部CUは、プロセスモジュールPM7内のエッジリング113の交換が必要か否かを判定する消耗度判定を行う(ステップS5)。例えば、制御部CUは、RF積算時間、RF積算電力、レシピの特定ステップの積算値等に基づいて、エッジリング113の交換が必要であるか否かを判定する。RF積算時間とは、所定のプラズマ処理の際にプロセスモジュールPM7においてRF電力が供給された時間の積算値である。RF積算電力とは、所定のプラズマ処理の際にプロセスモジュールPM7において供給されたRF電力の積算値である。レシピの特定ステップの積算値とは、プロセスモジュールPM7において行われる処理のステップのうちエッジリング113が削られるステップにおいてRF電力が供給された時間の積算値やRF電力の積算値である。なお、RF積算時間、RF積算電力及びレシピの特定ステップの積算値は、例えば装置が導入された時点、メンテナンスが実施された時点等、エッジリング113を交換した時点を起点として算出される値である。
RF積算時間に基づいてエッジリング113の交換が必要であるか否かを判定する場合、制御部CUは、RF積算時間が閾値に達した場合、エッジリング113を交換する必要があると判定する。これに対し、制御部CUは、RF積算時間が閾値に達していない場合、エッジリング113を交換する必要がないと判定する。なお、閾値は、予備実験等により、エッジリング113の材質等の種類に応じて定められる値である。
RF積算電力に基づいてエッジリング113の交換が必要であるか否かを判定する場合、制御部CUは、RF積算電力が閾値に達した場合、エッジリング113を交換する必要があると判定する。これに対し、制御部CUは、RF積算電力が閾値に達していない場合、エッジリング113を交換する必要がないと判定する。なお、閾値は、予備実験等により、エッジリング113の材質等の種類に応じて定められる値である。
レシピの特定ステップの積算値に基づいてエッジリング113の交換が必要であるか否かを判定する場合、制御部CUは、特定のステップにおけるRF積算時間又はRF積算電力が閾値に達した場合、エッジリング113の交換が必要である判定する。これに対し、制御部CUは、特定ステップにおけるRF積算時間又はRF積算電力が閾値に達していない場合、エッジリング113を交換する必要がないと判定する。レシピの特定ステップの積算値に基づいてエッジリング113の交換が必要であるか否かを判定する場合、RF電力が印加され、エッジリング113が削られるステップに基づいて、エッジリング113を交換するタイミングを算出することができる。このため、特に高い精度でエッジリング113を交換するタイミングを算出することができる。なお、閾値は、予備実験等により、エッジリング113の材質等の種類に応じて定められる値である。
ステップS5において、プロセスモジュールPM7内のエッジリング113の交換が必要であると判定した場合、制御部CUは、処理をステップS6へ進める。一方、ステップS5において、プロセスモジュールPM7内のエッジリング113の交換が必要でないと判定した場合、制御部CUは、ステップS4へ戻す。
続いて、制御部CUは、処理システムPSの状態が、エッジリング113の交換を行うことができる状態であるか否かを判定する交換可否判定を行う(ステップS6)。例えば、制御部CUは、エッジリング113の交換を行うプロセスモジュールPM7において基板に処理が行われていない場合、エッジリング113の交換が可能であると判定する。これに対し、制御部CUは、プロセスモジュールPM7において基板に処理が行われている場合、エッジリング113の交換が可能ではないと判定する。また、制御部CUは、例えばエッジリング113の交換を行うプロセスモジュールPM7において処理が行われている基板と同一のロットの基板の処理が終了した場合、エッジリング113の交換が可能であると判定してもよい。この場合、制御部CUは、プロセスモジュールPM7において処理が行われている基板と同一のロットの基板の処理が終了するまでの間、エッジリング113の交換が可能ではないと判定する。
ステップS6において、処理システムPSの状態が、エッジリング113の交換を行うことができる状態であると判定した場合、制御部CUは、処理をステップS7へ進める。一方、ステップS7において、処理システムPSの状態が、エッジリング113の交換を行うことができない状態であると判定した場合、制御部CUは、再びステップS6を行う。
続いて、制御部CUは、搬送ロボットTR2を制御してプロセスモジュールPM7内の使用済みのエッジリング113を収納モジュールSMに搬送し、カセット78に収納する(ステップS7)。カセット78に使用済みのエッジリング113を収納する方法の詳細については後述する。
続いて、制御部CUは、搬送ロボットTR2を制御してカセット78に収納された未使用のエッジリング113をプロセスモジュールPM7に搬送し、プロセスモジュールPM7内の下部電極111の上に載置する(ステップS8)。このとき、制御部CUは、搬送ロボットTR2を制御して、ステップS2において予め生成した対応情報に基づき位置補正してエッジリング113をプロセスモジュールPM7内の下部電極111の上に載置する。例えば、エッジリング113の搬送先がプロセスモジュールPM7である場合、ステップS2で生成した対応情報を参照し、プロセスモジュールPM7を示す識別情報と対応する位置情報に基づき位置補正してエッジリング113を下部電極111の上に載置する。その後、処理を終了する。なお、ステップS8では、カセット78に収納された未使用のエッジリング113をプロセスモジュールPM7に搬送する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、カセット78に収納された未使用のエッジリング113を一度ステージ73に載置し、ラインセンサ91により中心位置を割り出してから、識別情報と対応する位置情報に基づき位置補正してエッジリング113を下部電極111の上に載置してもよい。これにより、エッジリング113の搬送精度がより向上する。
以上に説明したように、実施形態によれば、制御部CUは、プロセスモジュールPM7内のエッジリング113を収納モジュールSMに搬送し、該収納モジュールSM内のラインセンサ91によりプロセスモジュールPM7の基準位置を計測する。そして、制御部CUは、搬送ロボットTR2を制御して、計測したプロセスモジュールPM7の基準位置に基づき位置補正して未使用のエッジリング113をプロセスモジュールPM7に搬送し、下部電極111の上に載置する。これにより、プロセスモジュールPM7内の下部電極111の上に精度よくエッジリング113を載置できる。そのため、搬送ロボットTR2へのティーチングをプロセスモジュールごとに行う必要がなくなり、ティーチングに要する時間を削減できる。
なお、制御部CUは、未使用のエッジリング113をプロセスモジュールPM7に搬送して下部電極111の上に載置するに際し、以下に示される位置補正を行ってもよい。
まず、制御部CUは、搬送ロボットTR2を制御してプロセスモジュールPM7内の使用済みのエッジリング113を収納モジュールSMに搬送し、収納モジュールSM内のステージ73上に載置する。続いて、制御部CUは、ラインセンサ91の検出値に基づいて、使用済みのエッジリング113の位置情報を算出する。位置情報は、ベクトル量であるずれaを含む。ずれaは、例えばプロセスモジュールPM7内の組付け誤差である。
続いて、制御部CUは、搬送ロボットTR2を制御してステージ73上に載置された使用済みのエッジリング113をカセット78に収納する。
続いて、制御部CUは、搬送ロボットTR2を制御してカセット78に収納された未使用のエッジリング113をステージ73上に載置する。続いて、制御部CUは、ラインセンサ91の検出値に基づいて、未使用のエッジリング113の位置情報を算出する。位置情報は、ベクトル量であるずれbを含む。
続いて、制御部CUは、搬送ロボットTR2を制御してステージ73上に載置された未使用のエッジリング113を受け取り、未使用のエッジリング113をプロセスモジュールPM7に搬送し、プロセスモジュールPM7内の下部電極111の上に載置する。
このとき、制御部CUは、搬送ロボットTR2を制御して、使用済みのエッジリング113の位置情報と未使用のエッジリング113の位置情報とに基づき算出される位置ずれ量を吸収するように、未使用のエッジリング113を下部電極111の上に載置する。位置ずれ量は、例えばずれaとずれbとの差分(b-a)であってよい。これにより、プロセスモジュールPM7内の下部電極111の上の所望の位置に未使用のエッジリング113を載置できる。
また、制御部CUは、搬送ロボットTR2を制御して、使用済みのエッジリング113の位置情報と未使用のエッジリング113の位置情報とに基づき算出される位置ずれ量を吸収するように、ステージ73上に載置された未使用のエッジリング113を受け取るようにしてもよい。これにより、プロセスモジュールPM7内の下部電極111の上の所望の位置に未使用のエッジリング113を載置できる。
また、制御部CUは、使用済みのエッジリング113の位置情報と未使用のエッジリング113の位置情報とに基づき算出される位置ずれ量を吸収するようにステージ73を移動させた状態で、搬送ロボットTR2を制御してステージ73上に載置された未使用のエッジリング113を受け取るようにしてもよい。これにより、プロセスモジュールPM7内の下部電極111の上の所望の位置に未使用のエッジリング113を載置できる。
〔エッジリングの収納方法〕
図4及び図7を参照し、実施形態のエッジリング113の収納方法の一例について説明する。実施形態のエッジリング113の収納方法は、例えば前述の実施形態のエッジリング113の搬送方法のステップS7及びステップS8において収納モジュールSMのカセット78に対してエッジリング113を搬入及び搬出する際に採用できる。
図4及び図7を参照し、実施形態のエッジリング113の収納方法の一例について説明する。実施形態のエッジリング113の収納方法は、例えば前述の実施形態のエッジリング113の搬送方法のステップS7及びステップS8において収納モジュールSMのカセット78に対してエッジリング113を搬入及び搬出する際に採用できる。
以下、プロセスモジュールPM7で使用された使用済みのエッジリング113bをカセット78内に収納し、該カセット78内に収納されている未使用のエッジリング113aをプロセスモジュールPM7に搬送して交換する場合を説明する。
初期状態として、収納モジュールSMは、ゲートバルブG4及び扉80が閉じられており、チャンバ70内はN2ガスなどの不活性ガスにより調圧されている。また、ストレージ75内には、カセット78が載置されている。カセット78内には、図7(a)に示されるように、6つの棚78a~78fが多段に設けられており、上側の5つの棚78a~78eにはそれぞれ未使用のエッジリング113aが収納されている。また、最下段の1つの棚78fは空きの状態である。
まず、制御部CUは、ストレージ75を上昇させて第1の位置に移動させる。第1の位置は、例えばストレージ75内のカセット78の最下段の棚78fがゲートバルブG4に対向する位置である。
ストレージ75が第1の位置まで移動すると、制御部CUは、排気部72により、チャンバ70内を減圧し、チャンバ70内の圧力を真空搬送モジュールTM2内の圧力よりも小さくする。例えば、制御部CUは、チャンバ70内の圧力を50mTorr(6.7Pa)未満に調整し、真空搬送モジュールTM2内の圧力を50mTorr(6.7Pa)~100mTorr(13.3Pa)に調整する。
続いて、制御部CUは、ゲートバルブG4を開く。このとき、チャンバ70内の圧力が真空搬送モジュールTM2内の圧力よりも小さいので、真空搬送モジュールTM2からチャンバ70の底部に設けられた排気口71に向かう気流が形成される。
続いて、制御部CUは、搬送ロボットTR2を制御して、図7(b)に示されるように、プロセスモジュールPM7で使用された使用済みのエッジリング113bをカセット78の最下段の棚78fに収納する。このとき、使用済みのエッジリング113bにはパーティクル等の汚染物質が付着している場合があるが、使用済みのエッジリング113bは最下段の棚78fに載置される。そのため、使用済みのエッジリング113bに付着した汚染物質が棚78fよりも上方の棚78a~78eに収納された未使用のエッジリング113aに付着することが抑制される。また、チャンバ70内には、真空搬送モジュールTM2からチャンバ70の底部に設けられた排気口71に向かう気流が形成されている。これにより、使用済みのエッジリング113bに付着した汚染物質は、排気口71に向かう気流により排気口71から排出される。その結果、使用済みのエッジリング113bに付着した汚染物質が棚78fよりも上方の棚78a~78eに収納された未使用のエッジリング113aに付着することが抑制される。このように、カセット78内に未使用のエッジリング113aと使用済みのエッジリング113bとが混在する場合であっても、未使用のエッジリング113aが汚染されることを抑制できる。
続いて、制御部CUは、ストレージ75を下降させて第2の位置に移動させる。第2の位置は、例えばストレージ75内のカセット78の下から2番目の棚78eがゲートバルブG4に対向する位置である。
ストレージ75が第2の位置まで移動すると、制御部CUは、搬送ロボットTR2を制御して、図7(c)に示されるように、棚78eから未使用のエッジリング113aを取得し、該未使用のエッジリング113aをプロセスモジュールPM7に搬送する。続いて、制御装置CUは、ゲートバルブG4を閉じる。
以上により、プロセスモジュールPM7で使用された使用済みのエッジリング113bが未使用のエッジリング113aに交換される。なお、続けて別のプロセスモジュールPM1~PM6,PM8~PM12で使用された使用済みのエッジリング113bを未使用のエッジリング113aに交換する場合、前述した方法と同様にカセット78の下側から順に交換すればよい。これにより、未使用のエッジリング113aの汚染を抑制できる。
〔収納モジュールの設置例〕
図1、図3、図4及び図8を参照し、収納モジュールSMの設置例について説明する。
図1、図3、図4及び図8を参照し、収納モジュールSMの設置例について説明する。
収納モジュールSMは、真空搬送モジュールTM2における真空搬送モジュールTM1が接続される側面と対向する側面に接続されている。収納モジュールSMは、前述したように、フレーム60、チャンバ70及び機械室90を含む。
フレーム60は、チャンバ70を支持する。例えば、フレーム60は2つのチャンバ70を真空搬送モジュールTM2の短手方向に並べて支持可能に構成される。図8の例では、フレーム60の上に1つのチャンバ70が設置されている場合を示す。フレーム60は、チャンバ70の下方に通路60aを形成する。これにより、作業者はチャンバ70の下方の通路60aを通って真空搬送モジュールTM1、TM2、プロセスモジュールPM1~PM12等の下方に出入りできる。そのため、真空搬送モジュールTM1,TM2、プロセスモジュールPM1~PM12等のメンテナンス性が向上する。
チャンバ70は、フレーム60の上に設置されている。チャンバ70における真空搬送モジュールTM2と接続される側の面と対向する面には、扉80が設けられている。扉80は、例えばチャンバ70内からカセット78を取り出す際、チャンバ内70内へカセット78を設置する際に開閉される。
機械室90は、チャンバ70の上部に設けられている。図8の例では、機械室90はチャンバ70の上部における一部の領域に設けられており、チャンバ70の上部における残りの領域により通路90aが形成される。これにより、作業者はチャンバ70の上方の通路90aを通って真空搬送モジュールTM1,TM2、プロセスモジュールPM1~PM12等の上方に出入りできる。そのため、真空搬送モジュールTM1,TM2、プロセスモジュールPM1~PM12等のメンテナンス性が向上する。
今回開示された実施形態はすべ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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及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。
上記の実施形態では、収納モジュールとプロセスモジュールとの間でエッジリングを搬送する場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、エッジリングに代えて、プロセスモジュール内に取り付けられる別の消耗部材、例えばカバーリング、上部電極の天板、静電チャック(ESC:Electrostatic Chuck)等を搬送する場合についても同様に適用できる。また、エッジリングは位置調整用の治具であってもよい。
上記の実施形態では、収納モジュールSMに位置検出センサの一例であるラインセンサ91が設置される場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。位置検出センサは、収納モジュールSMとは異なる位置、例えば搬送ロボットTR1の先端に配置されたフォークFK1、搬送ロボットTR2の先端に配置されたフォーク、ゲートバルブG1~G4、真空搬送モジュールTM1,TM2に設置されてもよい。
図9は、搬送ロボットTR1のフォークFK1に取り付けられた位置検出センサを示す図である。図9(a)はエッジリング113を保持したフォークFK1の平面図であり、図9(b)は図9(a)の9B-9B線矢視断面図である。図9(a)に示されるように、フォークFK1は平面視で略U字形状を有する。フォークFK1は、3つのパッドPD及び静電容量センサCSを含む。パッドPDは、例えば円錐台形状を有し、エッジリング113の内周縁部に沿うように配置されている。パッドPDは、円錐台形状の上面においてエッジリング113の下面と当接することによってエッジリング113を保持する。静電容量センサCSは、例えばフォークFK1の基端に埋め込まれている。エッジリング113には、該エッジリング113がフォークFK1の所定位置(例えば中心位置)に設置されたときに、平面視でその中心が静電容量センサCSの中心と一致する位置に導体CDが設けられている。導体CDは、例えばアルミニウムである。静電容量センサCSは、エッジリング113がフォークFK1に保持された際、エッジリング113に設けられた導体CDとの位置関係に応じた静電容量を検出し、検出値(検出結果)を制御部CUに出力する。制御部CUは、静電容量センサCSによる検出値に基づいて、エッジリング113の位置情報を算出する。静電容量センサCS及び導体CDは、位置検出センサの一例である。
10 チャンバ
91 ラインセンサ
CU 制御部
PM1~PM12 プロセスモジュール
SM 収納モジュール
TM1,TM2 真空搬送モジュール
TR1,TR2 搬送ロボット
91 ラインセンサ
CU 制御部
PM1~PM12 プロセスモジュール
SM 収納モジュール
TM1,TM2 真空搬送モジュール
TR1,TR2 搬送ロボット
Claims (13)
- 内部に消耗部材が取り付けられるチャンバと、
前記消耗部材を収納する収納モジュールと、
前記消耗部材の位置を検出する位置検出センサと、
前記チャンバ及び前記収納モジュールに接続される真空搬送モジュールであり、前記チャンバと前記収納モジュールとの間で前記消耗部材を搬送する搬送ロボットを有する真空搬送モジュールと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
(a)前記搬送ロボットを制御して前記チャンバに取り付けられた前記消耗部材を前記収納モジュールに搬送する工程と、
(b)前記収納モジュールに搬送される前記消耗部材の位置を前記位置検出センサで検出する工程と、
(c)前記搬送ロボットを制御して前記工程(b)において検出された前記消耗部材の位置に基づき前記消耗部材とは異なる新たな消耗部材を前記収納モジュールから前記チャンバに位置補正して搬送する工程と、
を実行するように構成される、処理システム。 - 前記制御部は、前記チャンバに前記消耗部材が取り付けられた後であり、前記チャンバの内部で処理が行われる前に前記工程(a)を実行するよう構成される、
請求項1に記載の処理システム。 - 前記収納モジュールは、前記真空搬送モジュールに対して着脱可能である、
請求項1又は2に記載の処理システム。 - 前記制御部は、前記真空搬送モジュールに前記収納モジュールが接続された後であり、前記チャンバの内部で処理が行われる前に前記工程(a)を実行するよう構成される、
請求項3に記載の処理システム。 - 前記収納モジュールは、内部を減圧するための排気口を有し、
前記制御部は、
(d)前記排気口を介して前記収納モジュールの内部を減圧して前記真空搬送モジュールの内部の圧力よりも小さくした状態で、前記収納モジュール内を前記真空搬送モジュール内と連通させる工程を更に実行するよう構成される、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の処理システム。 - 前記位置検出センサは、前記消耗部材の水平位置を検出する、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の処理システム。 - 前記収納モジュールは、上下方向に間隔を有して複数の前記消耗部材を収納可能であり、
前記制御部は、
(e)前記工程(c)の前に前記チャンバの内部で使用された前記消耗部材を前記収納モジュールの内部に収納された前記新たな消耗部材よりも下方の位置に収納する工程を更に実行するよう構成される、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の処理システム。 - 前記消耗部材は、円環状を有し、
前記位置検出センサは、前記消耗部材の内周の位置を検出する内周センサと、前記消耗部材の外周の位置を検出する外周センサと、を含む、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の処理システム。 - 前記消耗部材は、前記チャンバの内部に設けられ、基板を載置する載置台の上面において、前記基板の周囲を囲むように載置されるエッジリングを含む、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の処理システム。 - 前記新たな消耗部材は、未使用の消耗部材である、
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の処理システム。 - 前記位置検出センサは、前記収納モジュールに設けられる、
請求項1乃至10のいずれか一項に記載の処理システム。 - 内部に消耗部材が取り付けられるチャンバと、
前記消耗部材を収納する収納モジュールと、
前記消耗部材の位置を検出する位置検出センサと、
前記チャンバ及び前記収納モジュールに接続される真空搬送モジュールであり、前記チャンバと前記収納モジュールとの間で前記消耗部材を搬送する搬送ロボットを有する真空搬送モジュールと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
(f)前記位置検出センサにより前記チャンバに取り付けられた使用済みの消耗部材の位置を検出する工程と、
(g)前記位置検出センサにより前記収納モジュールに収容された未使用の消耗部材の位置を検出する工程と、
(h)前記未使用の消耗部材を前記収納モジュールから前記チャンバに搬送する工程と、
を実行するように構成され、
前記工程(h)は、前記工程(f)において検出された前記使用済みの消耗部材の位置と前記工程(g)において検出された前記未使用の消耗部材の位置とに基づいて、前記収納モジュールから前記チャンバに搬送される前記未使用の消耗部材の位置を補正することを含む、
処理システム。 - 内部に消耗部材が取り付けられるチャンバと、前記消耗部材を収納する収納モジュールと、前記消耗部材の位置を検出する位置検出センサと、前記チャンバ及び前記収納モジュールに接続される真空搬送モジュールであり、前記チャンバと前記収納モジュールとの間で前記消耗部材を搬送する搬送ロボットを有する真空搬送モジュールと、を備える処理システムにおいて、前記消耗部材を搬送する搬送方法であって、
(a)前記搬送ロボットにより前記チャンバに取り付けられた前記消耗部材を前記収納モジュールに搬送する工程と、
(b)前記収納モジュールに搬送される前記消耗部材の位置を前記位置検出センサで検出する工程と、
(c)前記搬送ロボットにより前記工程(b)において検出された前記消耗部材の位置に基づき前記消耗部材とは異なる新たな消耗部材を前記収納モジュールから前記チャンバに位置補正して搬送する工程と、
を有する、搬送方法。
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