CN102918640B - 等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

等离子体处理装置(1)具备贮存部(2)、处理室(5)及校准室(4)。贮存部(2)供给和回收在贯通厚度方向的多个容纳孔(7a)的每一个中容纳了晶片(W)的可传送的托盘(7)。在处理室(5)中，对被容纳在从贮存部(2)供给的托盘(7)中的晶片(W)执行等离子体处理。校准室(4)具备搭载等离子体处理前的托盘(7)的旋转台(41)，进行旋转台(41)上的晶片(W)的定位。控制装置(6)的有无晶片判定部(6a)基于来自有无晶片检测传感器(44A、44B)的信号，判定搭载于校准室(4)的旋转台(41)上的托盘(7)的各容纳孔(7a)内是否存在晶片(W)。

Description

等离子体处理装置
技术领域
本发明涉及干蚀刻装置或CVD装置等等离子体处理装置。
背景技术
在等离子体处理装置中，使设置在容器内的被称为基座(susceptor)的支撑台支撑作为处理对象物的晶片。接着，向处于密闭状态的容器内施加高频电压，并且供给用于产生等离子体的气体，从而在容器内产生等离子体。通过使晶片暴露在等离子体中，从而对晶片实施干蚀刻等等离子体处理。
在这种等离子体处理装置中，由于由支撑台统一支撑多个晶片，因此使用了可容纳多个晶片的托盘(tray)(例如专利文献1)。托盘具备多个容纳孔，每个容纳孔具有比晶片稍大的直径。将突出部设置成从各容纳孔的内周部的下缘向容纳孔的内部突出。突出部从下方支撑晶片的下表面的外缘，从而将晶片容纳在容纳孔的内部。支撑台具备搭载托盘的载盘部、和设置成从载盘部向上方突出的多个晶片支撑部。若在支撑台的载盘部搭载托盘，则各晶片支撑部从下方进入托盘的各容纳孔内，从突出部举起各晶片来对其进行支撑。通过设置在各晶片支撑部内的静电吸附装置对被支撑台的晶片支撑部支撑的各晶片进行静电吸附，通过从设置在支撑台的内部的冷却气体供给管路径供给的冷却气体(例如氦气)，对各晶片进行冷却。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2009-147375号公报
发明内容
【发明想要解决的技术课题】
但是，如上所述，在通过具有贯通厚度方向的容纳孔的托盘统一由支撑台支撑多个晶片的结构的现有技术中的等离子体处理装置中，重要的是在各个容纳孔是否实际容纳了晶片。即，当托盘所具备的多个容纳孔中存在无晶片(没有容纳晶片)的容纳孔时，与无晶片的容纳孔对应的晶片支撑部会直接暴露在等离子体中。若晶片支撑部暴露在等离子体中，则不仅是该晶片支撑部会产生故障，甚至有可能等离子体处理装置整体会产生故障。
因此，本发明的目的在于提供一种等离子体处理装置，能够防止支撑台的晶片支撑部从无晶片的托盘的容纳孔被直接暴露于等离子体中。
【用于解决课题的技术手段】
本发明的第1方式提供一种等离子体处理装置，具备：贮存部，其用于供给和回收在贯通厚度方向的多个容纳孔的每一个中容纳了晶片的能够传送的托盘；处理部，其对在从所述贮存部供给的所述托盘中容纳的所述晶片执行等离子体处理；校准部，其具备搭载所述等离子体处理前的所述托盘的工作台，进行该工作台上的所述晶片的定位；和有无晶片检测部，其进行在搭载于所述校准部的所述工作台上的所述托盘的各容纳孔内是否存在所述晶片的检测。
具体而言，等离子体处理装置还具备：传送机构，其传送所述托盘；和传送控制部，若所述有无晶片检测部检测出搭载于所述工作台上的所述托盘的任一个所述容纳孔中未容纳所述晶片，则该传送控制部通过所述传送机构，不是将所述工作台上的所述托盘传送到所述处理部，而是使所述工作台上的所述托盘返回所述贮存部。
在处理部中进行等离子体处理前，为了进行定位，托盘被搭载于校准部的工作台上。有无晶片检测部对工作台上的托盘进行在各容纳孔内是否存在晶片的检测。其结果，当托盘所具备的多个容纳孔中存在无晶片的容纳孔时，可以不向处理部中的等离子体处理提供该托盘。
具体而言，所述有无晶片检测部具备：光学式传感器，其用于检测在所述工作台上的所述托盘的所述容纳孔中容纳的所述晶片；和判定部，其基于来自所述光学式传感器的信号，判断在所述托盘所具备的所述容纳孔中是否存在所述晶片。
优选所述光学式传感器具备：投光器，其向所述托盘投射检查光；和受光器，其被配置于若在所述托盘的所述容纳孔中容纳了所述晶片则所述检查光被挡住而不能被接收、但是若在所述托盘的所述容纳孔中没有容纳所述晶片则所述检查光被接收到的位置上。
根据该构成，根据受光器是否接收来自投光器的检查光、即检查光是否被晶片挡住来判定容纳孔内的晶片的有无，因此判定部能够正确的判定容纳孔内的晶片的有无。
代表性的是，所述有无晶片检测部具备：摄像部，其从上方对所述工作台上的所述托盘的所述容纳孔进行拍摄；和判定部，其基于由所述摄像部得到的图像，判定在所述托盘的所述容纳孔中是否存在所述晶片。
所述工作台可以是在水平面内使所述托盘旋转的旋转台。此时，所述有无晶片检测部在所述旋转台使所述托盘旋转的途中，进行在所述托盘所具备的各容纳孔内是否存在所述晶片的检测。
根据该构成，通过有无晶片检测部所具备的检查光的投光方向固定的1个光学式传感器或者视野固定的1个摄像部，能够对多个容纳孔进行有无晶片的检测。
所述校准部具备：对中机构，其进行托盘相对于所述旋转台的中心位置对准；和旋转方向定位部，其通过所述旋转台使托盘旋转的同时，进行托盘的旋转方向的定位。所述有无晶片检测部在所述旋转方向定位部进行旋转方向的定位的途中，进行在所述托盘所具备的各容纳孔内是否存在所述晶片的检测。
根据该构成，能够在托盘的旋转方向的定位途中检测各容纳孔内是否存在晶片，因此能够缩短校准部中的处理所需的时间，并且能够提高等离子体处理装置整体中的操作应答性。
等离子体处理装置还具备警报产生部，若所述有无晶片检测部检测出在所述托盘的任一个所述容纳孔内没有容纳所述晶片，则该警报产生部发出警报。
本发明的第2方式提供一种等离子体处理方法，将在贯通厚度方向的多个容纳孔的每一个中容纳了晶片的托盘从贮存部向校准部传送，并搭载于工作台；检测在所述校准部的所述工作台上的所述托盘的各容纳孔内是否存在所述晶片；若在所述工作台上的所述托盘的所有所述容纳孔内都存在所述晶片，则从所述校准部向处理部传送所述托盘，以执行等离子体处理；若所述工作台上的所述托盘的任一个所述容纳孔中不存在所述晶片，则使所述托盘从所述校准部返回所述贮存部。
【发明效果】
在本发明中，在处理部对晶片执行等离子体处理之前的校准部内的托盘的定位阶段，进行托盘所具备的各容纳孔内是否存在晶片的检测，其结果，当托盘所具备的多个容纳孔中存在无晶片的容纳孔时，可以不向处理部传送该托盘，而是使该托盘返回贮存部，因此能够防止处理部的晶片支撑部从无晶片的托盘的容纳孔直接暴露于等离子体中而导致的不仅晶片支撑部甚至等离子体处理装置整体发生故障。
附图说明
图1是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置的立体图。
图2是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置的剖面俯视图。
图3是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置的剖面侧视图。
图4是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置的剖面侧视图。
图5A是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置所具备的托盘的立体图。
图5B是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置所具备的托盘的侧剖视图。
图6是表示本发明的一实施方式中的等离子体处理装置的动作系统的框图。
图7是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置所具备的校准室的剖面立体图。
图8是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置所具备的校准室内的对中机构的动作说明图。
图9是表示本发明的一实施方式中的等离子体处理装置所具备的校准室内的缺口检测传感器及有无晶片检测传感器与托盘之间的位置关系的图。
图10A是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置所具备的处理室内的基座的立体图。
图10B是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置所具备的处理室内的基座的侧剖视图。
图11A是表示在本发明的一实施方式中的等离子体处理装置所具备的处理室内的基座中搭载托盘的顺序的图。
图11B是表示在本发明的一实施方式中的等离子体处理装置所具备的处理室内的基座中搭载托盘的顺序的图。
图11C是表示在本发明的一实施方式中的等离子体处理装置所具备的处理室内的基座中搭载托盘的顺序的图。
图12A是表示在本发明的一实施方式中的等离子体处理装置所具备的处理室内的基座中搭载托盘的顺序的图。
图12B是表示在本发明的一实施方式中的等离子体处理装置所具备的处理室内的基座中搭载托盘的顺序的图。
图12C是表示在本发明的一实施方式中的等离子体处理装置所具备的处理室内的基座中搭载托盘的顺序的图。
图13是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置的侧剖视图。
图14是表示本发明的一实施方式中的等离子体处理装置的校准室内的作业顺序的流程图。
图15A是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置的立体图。
图15B是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置的侧剖视图。
图15C是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置的侧剖视图。
图15D是本发明的一实施方式中的等离子体处理装置的侧剖视图。
图16是本发明的变形例中的等离子体处理装置的侧剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。在图1～图4中，本发明的一实施方式中的等离子体处理装置1对处理对象物实施等离子体处理(例如干蚀刻)，具备贮存部2、传送室(传送部)3、校准室(alignment部)4、处理室(处理部)5及控制装置6(图1及图3)。在此，图3是图2中的箭头A-A剖视图，图4是图2中的箭头B-B剖视图。
在该等离子体处理装置1中，使用如图5A及图5B所示的可传送的托盘7，使得可同时处理多个作为处理对象物的晶片W。该托盘7是薄板圆托盘状的部件，由陶瓷材料等电绝缘性材料形成。在托盘7中设有多个(在此是7个)圆形容纳孔7a，该容纳孔7a贯通厚度方向而设置，且该容纳孔7a具有比晶片W稍大的直径。在各容纳孔7a的内周部的下缘部，设置了向该容纳孔7a的内部突出的环状突出部7b。突出部7b支撑被容纳在容纳孔7a内的晶片W的下表面的外缘。在晶片W的外缘通过突出部7b从下方被支撑而被容纳在容纳孔7a的内部的状态下，晶片W的下表面成为从容纳孔7a向下方露出的状态(图5B)。
如图5A所示，该实施方式中的托盘7在配置于托盘7的中心位置上的1个容纳孔7a中容纳1片晶片W。此外，在6个容纳孔7a中能够容纳6片晶片W，其中，该6个容纳孔7a被配置成其中心在以托盘7的中心位置为中心的虚拟圆CL上等间隔地排列。
在图1、图2及图3中，本实施方式中的等离子体处理装置1的贮存部2具备盒(cassette)21，该盒21在其内部以可取出可收纳的方式容纳了多个托盘7(在各托盘7所具备的多个容纳孔7a的每一个中都容纳了晶片W)。可经由设置在贮存部2的开合门22从外部访问盒21。
在图2、图3及图4中，与贮存部2相邻地设置传送室3，在内部容纳了用于传送托盘7的传送机构30。传送机构30具备传送臂31。该传送臂31具有2个平行的突起部31a，俯视时呈“U”字形状，被安装在水平移动机构33上，该水平移动机构33设置在可绕着上下轴自由旋转的旋转轴32的上部。
在图2、图3及图4中，水平移动机构33具备：固定在旋转轴32的上端部且沿着水平面内的方向延伸的基底平台(basestage)33a；被设置成相对于基底平台33a可沿着基底平台33a延伸的方向自由移动的下级平台33b；和被设置成相对于下级平台33b可沿着基底平台33a延伸的方向自由移动的上级平台33c。传送臂31在使2个突起部31a延伸的方向与基底平台33a延伸的方向一致的状态下被安装于上级平台33c。
通过旋转轴32的旋转，从而传送臂31在水平面内旋转，与水平移动机构33的下级平台33b相对于基底平台33a在水平面内的移动联动地，上级平台33c相对于下级平台33b在水平面内移动，从而传送臂31在水平面内移动。
传送臂31在水平面内的旋转动作(旋转轴32的旋转动作)是通过控制装置6进行旋转轴驱动电机32a(图3、图4及图6)的开动控制而完成的。此外，传送臂31在水平面内的移动动作(下级平台33b相对于基底平台33a向水平面内方向的移动动作、及上级平台33c相对于下级平台33b的向水平面内方向的移动动作)是通过控制装置6进行在水平移动机构33的内部设置的水平移动机构驱动部33d(图6)的启动控制而完成的。控制装置6按照这样使传送臂31在水平面内旋转或在水平面内移动，从而进行使贮存部2内的托盘7向校准室4的传送、使校准室4内的托盘7向处理室5的传送、使处理室5内的托盘7向校准室4的传送、以及使校准室4内的托盘7向贮存部2的传送。
在图2及图4中，与传送室3相邻地设置校准室4。如图7所示，校准室4在内部具备旋转台(table)41、对中(centering)机构42、作为透过型光学式传感器(受光器直接接收投光器投出的检查光的形式的光学式传感器)的缺口检测传感器43、同样作为透过型光学式传感器的2个有无晶片检测传感器44A、44B、及托盘临时放置台45。
在图4及图7中，旋转台41被设置成相对于校准室4的底板部4a可在水平面内自由旋转，并搭载通过传送室3内的传送臂31从贮存部2供给的托盘7(在托盘7的各容纳孔7a中容纳晶片W)。
旋转台41通过在底板部4a的下方设置的旋转台驱动电机46(图4及图6)的工作而旋转，由此，旋转台41上的托盘7在水平面内旋转。
如图2、图7及图8所示，对中机构42具备：一对纵向部件42a，其设置在校准室4的底板部4a上，且被设置成同步地靠近或者远离水平面内的同一轴；和一对横向部件42b，其一端侧被固定在各纵向部件42a中，在与纵向部件42a正交的水平面内方向上延伸。在各横向部件42b中设有两两设置的共计4个抵接部件42c。若一对纵向部件42a互相靠近或者远离，则相应地，一对横向部件42b互相靠近或者远离。在此，一对纵向部件42a的靠近或者远离动作(即一对横向部件42b的靠近或者远离动作)是通过控制装置6进行设置在一对纵向部件42a之间的对中机构驱动部42d的启动控制来完成的。
控制装置6使传送室3内的传送臂31在水平面内移动，通过传送臂31，在旋转台41上搭载托盘7。之后，控制装置6进行对中机构驱动部42d的启动控制，按照使一对纵向部件42a(因此是一对横向部件42b)互相靠近的方式工作(图8中所示的箭头A)，使在一对横向部件42b中设置的共计4个抵接部件42c抵接于托盘7的外缘，从而夹住托盘7(参照图8中的实线所示的抵接部件42c)。由此，旋转台41上的托盘7移动到托盘7的中心位置ct(图8)与旋转台41的中心位置CT(图8)一致的位置，完成相对于旋转台41的中心位置对准(对中)。
控制装置6进行托盘7的对中之后，进行对中机构驱动部42d的启动控制，按照使一对纵向部件42a(因此是一对横向部件42b)互相远离的方式启动。由此，4个抵接部件42c远离托盘7，托盘7可通过旋转台41的旋转启动而旋转。另外，在本实施方式中，如图8所示，在通过对中机构42对托盘7进行了对中的状态下，旋转台41的外缘收敛在托盘7的虚拟圆CL的内部区域中。
在图7及图9中，缺口检测传感器43具备：投光器HS1，其设置在校准室4的顶部4b(图4及图7)，向下方投射检查光L1；和受光器JS1，其设置在投光器HS1的正下方的底板部4a上。在本实施方式中，校准室4的顶部4b由丙烯板等透明的部件构成，缺口检测传感器43设置在顶部4b的上表面侧，从投光器HS1投射的检查光L1透过顶部4b而照射下方。但是，缺口检测传感器43的投光器HS1也可以设置在顶部4b的下表面侧(关于2个有无晶片检测传感器44A、44B也是相同的)。
在图9中，缺口检测传感器43的投光器HS1被配置在如下的位置上，即在经对中机构42对中过的托盘7因旋转台41而已经旋转时，投光器HS1投射的检查光L1可在上下方向上通过缺少托盘7的外缘的一部分而形成的缺口7c的位置。缺口检测传感器43的受光器JS1被配置在如下的位置上，即投光器HS1投射的检查光L1在上下方向上通过了缺口7c时能够接收该检查光L1的位置上。
缺口检测传感器43能够在搭载了托盘7的旋转台41正在旋转的状态下(图9中示出的箭头B)，在从投光器HS1投射检查光L1的同时，观察受光器JS1的检查光L1的受光状态，从而检测托盘7的缺口7c的位置。控制装置6的校准处理部6a(图6)将由缺口检测传感器43检测出缺口7c的位置的托盘7的旋转角度(旋转台41的旋转轴圈数的旋转角度)认作0度(原点位置)。另外，该缺口7c的检测中的旋转台41的旋转动作是通过控制装置6的校准处理部6a进行旋转台驱动电机46的启动控制而完成的。
在图7及图9中，校准室4所具备的2个有无晶片检测传感器44A、44B分别具备在校准室4的顶部4b设置且向下方投射检查光L2的投光器HS2、和在投光器HS2的正下方且设置在旋转台41的上表面(托盘7的搭载面)或者底板部4a上的受光器JS2。
各有无晶片检测传感器44A、44B的投光器HS2被设置在可向晶片W照射检查光L2的位置上，该晶片W被容纳在由对中机构42进行了对中的托盘7所具备的容纳孔7a中。在检查光L2通过托盘7的容纳孔7a之后受光器JS2接收了检查光L2的情况下(图9)，控制装置6的有无晶片判定部6b(图6)判断为在作为是否存在晶片W的检测(有无晶片检测)对象的托盘7的容纳孔7a中不存在晶片W(没有容纳晶片W)。此外，当检查光L2在容纳孔7a内的晶片W的上表面上被反射而受光器JS2未接收到检查光L2时，有无晶片判定部6b判断为在成为有无晶片检测的对象的托盘7的容纳孔7a中存在晶片W(容纳了晶片W)。即，本实施方式中的等离子体处理装置1所具备的2个有无晶片检测传感器44A、44B基于是否检测到向被旋转台41支撑的托盘7所容纳的晶片W照射的检查光L2，来进行有无晶片检测。有无晶片检测传感器44A、44B和有无晶片判定部6b构成本发明中的有无晶片检测部。
在本实施方式中，如上所述，托盘7在配置于其中心位置的1个容纳孔7a中容纳1片晶片W，同时在另外6个容纳孔7a中容纳6片晶片W，该6个容纳孔7a被配置成其中心在以托盘7的中心位置为中心的虚拟圆CL上(周边位置)上等间隔排列，与该配置对应地存在2个有无晶片检测传感器，即对配置在旋转台41的中心位置上的1个容纳孔7a进行有无晶片检测的第1有无晶片检测传感器44A、和对配置在周边位置上的6个容纳孔7a进行有无晶片检测的第2有无晶片检测传感器44B。
在此，如图9所示，第1有无晶片检测传感器44A具备在旋转台41的中心位置的大致正上方设置的投光器HS2、和在旋转台41上的投光器HS2的正下方的位置(因此是旋转台41的中心位置)上埋设的受光器JS2。此外，第2有无晶片检测传感器44B具备：投光器HS2，其在旋转台41的外缘的外侧，设置于比与配置在托盘7的周边位置上的6个容纳孔7a内接的虚拟圆SS(图8)更靠内侧的区域内的任意位置(例如虚拟圆CL上的任意位置)的正上方；和受光器JS2，其设置在该投光器HS2的正下方的底板部4a上。在此，如图7所示，在托盘临时放置台45中，为了各有无晶片检测传感器44A、44B的投光器HS2所照射的检查光L2不被托盘临时放置台45挡住，而在托盘临时放置台45的各处设置了贯通其厚度方向的透孔45a。
对托盘7的周边位置的6个容纳孔7a进行有无晶片检测的第2有无晶片检测传感器44B是1个。但是，通过旋转台41，使进行了对中之后的托盘7旋转，从而由1个第2有无晶片检测传感器44B来对托盘7的周边位置的6个容纳孔7a进行有无晶片检测。另外，该旋转台41的旋转控制是通过控制装置6的有无晶片判定部6b进行旋转台驱动电机46的启动控制而完成的。
此外，由1个第2有无晶片检测传感器44B针对托盘7的周边位置的6个容纳孔7a进行的有无晶片检测，如后述那样，是在为了由缺口检测传感器43检测缺口7c而通过旋转台41使托盘7旋转时执行的。也就是说，有无晶片检测是与用于托盘7的旋转角度位置的定位的缺口检测并行执行的。因此，能够缩短校准室4中的处理所需的时间，且能够提高等离子体处理装置1整体的操作应答性。
另外，在本实施方式中的等离子体处理装置1中，如上所述，第2有无晶片检测传感器44B向旋转台41的外缘的外侧、且比与配置于托盘7的周边位置上的6个容纳孔7a内接的虚拟圆SS更靠内侧的区域内照射检查光L2，从而即使在成为检测对象的托盘7的容纳孔7a中不存在晶片W的情况下，检查光L2也不会被旋转台41反射。因此，对于不存在晶片W的容纳孔7a，能够避免控制装置6的有无晶片判定部6b误识别为存在晶片W。
在图2及图3中，处理室5经由闸门阀8而与传送室3连接，在关闭了闸门阀8的状态下，处理室5起到独立于传送室3的真空容器的作用。处理室5在内部具备作为按每个托盘7支撑晶片W的支撑台的基座51，并且具备对被基座51支撑的晶片W实施等离子体处理的等离子体处理部52(图6)。
在图10A及图10B中，基座51具备从载盘部51a及载盘部51a向上方突出设置的多个晶片支撑部51b。在载盘部51a中，在校准室4内完成托盘7相对于旋转台41的中心位置对准(对中)和旋转方向的定位，搭载由传送室3内的传送臂31传送的托盘7(在该托盘7的各容纳孔7a中容纳了晶片W)。一旦对中及旋转方向定位后的托盘7被搭载于载盘部51a，则各晶片支撑部51b从下方插入到托盘7的各容纳孔7a内，托起各晶片W来支撑各晶片W。
在图10A中，在基座51中设置有通过由控制装置6控制的升降销驱动机构53(图6)的启动而同步进行升降的4个升降销54。在这些4个升降销54的上端部中，设置在托盘7的下表面侧的4个升降销嵌入孔7d(图5A及图5B)可从上方嵌入。在托盘7的4个升降销嵌入孔7d嵌入到4个升降销54中的状态下(图11A及图12A)，使4个升降销54相对于基座51下降(图11B及图12B的图中所示的箭头C)。通过该下降，托盘7被搭载于载盘部51a，容纳在托盘7的各容纳孔7a中的晶片W被从下方插入到各容纳孔7a内的晶片支撑部51b支撑而处于从托盘7向上方浮起的状态(图11C及图12C)。
在图6中，等离子体处理部52具备都是被控制装置6控制其动作的、气体供给源52a、真空排气装置52b、第1高频电压施加装置52c、直流电压施加装置52d、冷却剂循环装置52e、冷却气体供给装置52f、及第2高频电压施加装置52g(图6)。气体供给源52a向处理室5内供给等离子体产生用的气体。真空排气装置52b真空排出处理室5内的气体。第1高频电压施加装置52c向设置在处理室5的上方的感应线圈55(图3)施加高频电压。直流电压施加装置52d向设置在各晶片支撑部51b中的静电吸附用电极56(图10B)施加直流电压，使搭载于晶片支撑部51b上的晶片W静电吸附在晶片支撑部51b上。冷却剂循环装置52e使在设置于基座51内的冷却剂流径57(图10B)内完成温度调节的冷却剂循环。冷却气体供给装置52f向设置于基座51内且在晶片支撑部51b的上表面上开口的冷却气体供给管路58(图10B、图12A、图12B、及图12C)内供给用于冷却晶片W的冷却气体(例如氦气)。第2高频电压施加装置52g产生使在处理室5内产生的等离子体吸引到晶片W侧的偏压。
接着，说明由该等离子体处理装置1对多个晶片W通过批量处理统一进行等离子体处理的顺序。首先，控制装置6使传送臂31移动，使传送臂31持拿向贮存部2供给的多个托盘7(在各托盘7的各容纳孔7a中容纳了晶片W)中的1片。之后，控制装置6启动传送臂31来使托盘7移动到校准室4内(图13中所示的箭头D1)。另外，控制装置6使传送臂31下降至旋转台41的上方，从而将托盘7搭载在旋转台41上(图13中所示的箭头D2)。控制装置6在旋转台41上搭载托盘7之后，使传送臂31返回传送室3内(图13中所示的箭头D3)。
如上所述，控制装置6在校准室4的旋转台41上搭载托盘7之后，进行对中机构驱动部42d的启动控制来启动对中机构42，并以前述的要领进行托盘7的对中(图14所示的步骤ST1)。之后，若托盘7的对中结束，则启动旋转台41，在水平面内使托盘7旋转360度以上的同时，使用缺口检测传感器43来进行设置在托盘7中的缺口7c的检测。
此外，控制装置6与缺口检测传感器43进行的缺口7c的检测并行地执行有无晶片检测。也就是说，在为了缺口7c的检测而启动旋转台41来使托盘7旋转时，通过2个有无晶片检测传感器(第1有无晶片检测传感器44A及第2有无晶片检测传感器44B)，进行对托盘7的各容纳孔7a的有无晶片检测(图14所示的步骤ST2)。因此，能够缩短校准室4内的处理所需的时间，并且能够提高等离子体处理装置1整体的操作应答性。此外，由于在旋转台41中使托盘7旋转的同时进行晶片W的有无检测，因此对于托盘7的中央容纳孔7a以外的6个容纳孔7a，可由检查光的投射方向被固定的1个晶片检测传感器44B执行有无晶片检测。控制装置6在该步骤ST2中，结束对各容纳孔7a的有无晶片检测之后，在检测出缺口7c的时刻，停止托盘7的旋转(旋转台41的旋转)，从而掌握托盘7的旋转方向的原点位置。
控制装置6结束上述步骤ST2之后，进行缺口7c的检测是否已成功的判定(图14所示的步骤ST3)。其结果，在判定为步骤ST2中的缺口7c的检测失败的情况下，在设置于该等离子体处理装置1中的显示器装置等显示部(警报产生部)61(图6)中显示错误信息的基础上，进入用于使托盘7返回贮存部2的待机状态(图14所示的步骤ST4)。另外，将步骤ST2的缺口7c的检测中的旋转台41的旋转数设为预先确定的规定次数(例如3次)，控制装置6在至使旋转台41旋转规定次数为止的期间内没有检测到缺口7c的情况下，认为缺口7c的检测失败，从步骤ST3进入步骤ST4。
另一方面，控制装置6的有无晶片判定部6b在步骤ST3中判定为缺口7c的检测已成功的情况下，基于步骤ST2的结果，进行是否托盘7所具备的多个容纳孔7a全部存在晶片W的判断(图14所示的步骤ST5)。
在步骤ST5中，在有无晶片判定部6b未判断为托盘7所具备的多个容纳孔7a全部存在晶片W的情况下，即托盘7所具备的7个容纳孔7a中存在没有晶片W的容纳孔7a(无晶片)的情况下，在显示部61中显示错误信息(警告)(图14所示的步骤ST4)。显示部61中显示错误信息的方式只要是操作员可识别的方式，则可以是文字、图形、记号、灯的点亮等中的任一个。此外，也可以在显示部61基础上添加以声音或语音输出错误信息(警告)的音响输出部，或者代替显示部61而设置该音响输出部。
此外，在判断为托盘7所具备的7个容纳孔7a中存在没有晶片W的容纳孔7a(无晶片)的情况下，进入用于使托盘7返回贮存部2的待机状态(图14所示的步骤ST4)。若使托盘7返回贮存部2的条件足够，则待机状态结束。待机状态结束后，控制装置6利用传送机构30的传送臂31持拿旋转台41上的托盘7，并从校准室4返回贮存部2的盒21中。
另一方面，在步骤ST5中，当有无晶片判定部6b判断为托盘7所具备的所有容纳孔7a中都存在晶片W(有晶片)时，使旋转台41旋转，基于在步骤ST2中检测出的缺口7c的位置进行托盘7的旋转方向的定位(图14所示的步骤ST6)。此外，进入用于向处理室5传送托盘7的待机状态(图14所示的步骤ST7)，结束校准室4内的处理。
若有无晶片判定部6b判断为所有容纳孔7a中都不存在晶片W(无晶片)而成为步骤ST4的待机状态，则控制装置6启动传送臂31，使旋转台41上的托盘7返回贮存部2。
由此，在本实施方式的等离子体处理装置1中，在对晶片W执行等离子体处理之前的托盘7被旋转台41支撑的阶段，进行在托盘7所具备的各容纳孔7a内是否存在晶片W的检测(有无晶片检测)。其结果，当多个容纳孔7a中存在无晶片W的容纳孔7a时，该托盘7不会被传送至处理室5。
若有无晶片判定部6b判断为所有容纳孔7a中都存在晶片W而成为步骤ST7的待机状态，则控制装置6启动传送臂31来持拿旋转台41上的托盘7，经由传送室3使该托盘7搭载于处理室5的基座51中。利用图15A中的箭头E1和图15B的箭头E2表示该动作。此时，托盘7在校准室4中已被完成相对于旋转台41的中心位置对准(对中)和旋转方向的定位，因此设置于基座51中的4个升降销54的上端部嵌入设置在托盘7的下表面侧的4个升降销嵌入孔7d中，托盘7成为被4个升降销54支撑的状态。
控制装置6在使4个升降销54支撑托盘7之后，使传送臂31从处理室5退去(图15C中所示的箭头E3)。并且，将设置在处理室5中的闸门阀8成为关闭状态，将处理室5设置为密闭状态。
控制装置6将处理室5设为密闭状态之后，进行升降销驱动机构53的启动控制，使4个升降销54下降。通过该下降，托盘7被搭载于基座51的载盘部51a中，托盘7的各容纳孔7a所容纳的晶片W被基座51的晶片支撑部51b搭载(支撑)(图15C)。
控制装置6在使托盘7及晶片W搭载在基座51中之后，进行气体供给源52a的启动控制，向处理室5内供给等离子体产生用的气体。接着，启动直流电压施加装置52d，向晶片支撑部51b内的静电吸附用电极56施加直流电压。由此，晶片支撑部51b上的晶片W被静电吸附到静电吸附用电极56上。
控制装置6检测到对处理室5内供给的等离子体产生用的气体的压力被调整至规定压力的状况后，进行第1高频电压施加装置52c的启动控制，向感应线圈55施加高频电压。由此，在处理室5内产生等离子体。
在各晶片W通过静电吸附而被保持在晶片支撑部51b上之后，控制装置6启动冷却气体供给装置52f，从冷却气体供给管路58向各晶片支撑部51b的下表面填充冷却气体。此外，控制装置6进行第2高频电压施加装置52g的启动控制，使处理室5内的等离子体被吸引到晶片支撑部51b上的晶片W上。由此，开始对晶片W的晶片处理(蚀刻)。
控制装置6在开始对晶片W的等离子体处理而经过了规定时间之后，停止第2高频电压施加装置52g对静电吸附用电极56进行的偏置电压的施加，从而停止处理室5内的等离子体产生。接着，控制装置6进行冷却气体供给装置52f的启动控制，停止冷却气体的供给。停止冷却气体的供给之后，控制装置6在晶片W的下表面的冷却气体的压力已充分下降的时刻，停止从气体供给源52a对处理室5内的气体供给，并且停止由第1高频电压施加装置52c对感应线圈55进行的高频电压的施加。此外，停止由直流电压施加装置52d对静电吸附用电极56进行的直流电压的施加，从而解除晶片W的静电吸附。解除晶片静电吸附之后，根据需要来执行除电处理，从而除去在晶片W或托盘7上残留的静电，结束处理部中的处理。
在执行上述处理室5内的处理的途中，控制装置6始终执行真空排气装置52b进行的向等离子体处理装置1的外部排出处理室5内的气体的排出动作、和冷却剂循环装置52e进行的冷却剂向冷却剂流径57内的循环动作。利用冷却剂循环装置52e进行的冷却剂向冷却剂流径57内的循环动作，经过基座51后晶片W被冷却，与经过冷却气体后的晶片W的冷却相结合，维持高的等离子体处理效率。
另外，如上所述，控制装置6在处理室5内对晶片W执行等离子体处理的期间，启动传送臂31，接着从贮存部2取出容纳了将进行等离子体处理的晶片W的托盘7，从而使托盘7进入校准室4。此外，在旋转台41上搭载控制装置6。由此，在处理室5内对晶片W进行等离子体处理的期间，对于容纳了进行等离子体处理的晶片W的托盘7，能够接着执行对旋转台41的中心位置对准(对中)、旋转方向的定位及晶片W的有无检测。
控制装置6在结束处理室5内的对晶片W的等离子体处理之后，启动升降销驱动机构53来使4个升降销54上升，在基座51的上方托起托盘7来支撑托盘7。另外，4个升降销54在其上升过程中从下方嵌入到设置于托盘7的下表面侧的升降销嵌入孔7d内。
通过升降销54的上升启动在基座51的上方托起托盘7而支撑托盘7之后，控制装置6打开闸门阀8，使传送臂31进入处理室5内。此外，控制装置6通过传送臂31持拿被升降销54托起支撑着的托盘7，从而使该托盘7从处理室5退去。并且，将该托盘7搭载在校准室4的托盘临时放置台45上(图15D，图中所示的箭头F1、F2)。接着，由传送臂31持拿已经结束了对旋转台41的中心位置对准(对中)和旋转方向的定位的旋转台41上的托盘7(容纳了接着要进行等离子体处理的晶片W的托盘7)，并使该托盘7从校准室4退去(图15D中所示的箭头F3)，向处理室5内传送该托盘7。控制装置6在向处理室5内传送容纳了接着要进行等离子体处理的晶片W的托盘7之后，使传送臂31进入校准室4，持拿托盘临时放置台45上的托盘7(容纳了已经结束等离子体处理的晶片W的托盘7)将其搬出校准室4，并返回贮存部2。
由此，从处理室5搬出的托盘7暂时被搭载于托盘临时放置台45，进行冷却之后返回贮存部2。由此，防止通过等离子体处理而成为高温的晶片W(托盘7)在高温状态下直接返回贮存部2。此外，在托盘临时放置台45上搭载了容纳有处于高温的晶片W的托盘7的状态下，从校准室4取出容纳了接着要进行等离子体处理的晶片W的托盘7，并传送给处理室5。由此，能够缩短等离子体处理整体所需的时间来高效地进行作业。
使搭载于托盘临时放置台45上的托盘7返回贮存部2之后，结束对该托盘7所容纳的晶片W的批量处理。
如以上所说明的，本实施方式中的等离子体处理装置1具备：进行在多个(在此是7个)容纳孔7a的每一个中容纳了晶片W的托盘7的定位的校准室4；和对托盘7的多个容纳孔7a的每一个所容纳的晶片W进行等离子体处理的处理室5。此外，等离子体处理装置1具备：在校准室4中支撑容纳了晶片W的托盘7并使该托盘7在水平面内旋转的旋转台41；在校准室4中进行托盘7相对于旋转台41的中心位置对准的对中机构42；在校准室4中通过旋转台41使托盘7旋转的同时进行托盘7的旋转方向的定位的旋转方向定位单元(缺口检测传感器43及控制装置6的校准处理部6a)。另外，等离子体处理装置1具备：基座51(支撑台)，其包括在处理室5中搭载托盘7的载盘部51a、和在载盘部51a中搭载了托盘7时从下方插入托盘7的各容纳孔7a内而托起各晶片W来支撑各晶片W的多个晶片支撑部51b；和等离子体处理部52(等离子体处理单元)，其对由基座51所具备的多个晶片支撑部51b支撑的多个晶片W实施等离子体处理。此外，等离子体处理装置1具备：作为传送单元的传送臂31，其从校准室4的旋转台41向处理室5内的基座51传送完成了由对中机构42对旋转台41进行的中心位置对准、及由上述旋转方向定位单元进行的旋转方向的定位的托盘7；作为有无晶片检测部的2个有无晶片检测传感器44A、B，其检测在被校准室4的旋转台41支撑的托盘7的各容纳孔7a内是否存在晶片W(有无晶片检测)；和控制装置6的有无晶片判定部6b。
在本实施方式的等离子体处理装置1中，在处理室5内对晶片W执行等离子体处理之前的校准室4内的托盘7的定位阶段(对中及托盘7的旋转方向的定位阶段)，进行在托盘7所具备的各容纳孔7a中是否存在晶片W的检测(有无晶片检测)。其结果，当托盘7所具备的多个容纳孔7a中存在无晶片W的容纳孔7a的情况下，能够不在基座51上搭载该托盘7。这样便能够防止因晶片支撑部51b从无晶片W的托盘7的容纳孔7a直接暴露于等离子体中而导致的不但晶片支撑部51b而且等离子体处理装置1整体发生故障。
此外，在本实施方式的等离子体处理装置1中，有无晶片判定部6b基于是否检测到从有无晶片检测传感器44A、44B向被旋转台41支撑的托盘7所容纳的晶片W照射的检查光L2，来检测在容纳孔7a内是否存在晶片W。由此，根据检查光L2是否被晶片W挡住来判断容纳孔7a内的晶片W的有无，因此虽然结构简单，但是有无晶片判定部6b能够正确判定容纳孔7a内的晶片W的有无。
此外，在本实施方式的等离子体处理装置1中，有无晶片检测部通过旋转台41使托盘7旋转的同时进行有无晶片检测。由此，能够缩短晶片有无的检测所需的时间来缩短等离子体处理装置1中的处理作业时间。
到此为止说明了本发明的实施方式，但是本发明并不限于上述的实施方式所示出的内容。例如，在上述的实施方式中，托盘7在配置于其中心位置处的1个容纳孔7a中容纳1片晶片W，并且在另外6个容纳孔7a中容纳6片晶片W，该6个容纳孔7a的中心等间隔排列在按照在以托盘7的中心位置为中心的虚拟圆CL上，但是这是一例，托盘7可容纳的晶片W的片数和容纳孔7a的配置是自由的。
此外，在本实施方式中，缺口检测传感器43能够将检测托盘7的外缘的一部分缺掉而形成的缺口7c。有无晶片检测单元44A、B只要能够进行在托盘7所具备的各容纳孔7a中是否存在晶片W的检测即可。因此，这些传感器43、44A、B不需要一定是上述的透过型光学式传感器，也可以是反射型光学式传感器(一体式具备投光部、和接收投光部投射的检查光的反射光的受光部的方式的光学式传感器)等其他传感器。另外，在采用反射型光学式传感器的情况下，将图7所示的投光器HS1、HS2替换成反射型光学式传感器，并且将受光器JS1、JS2替换成反射镜。
在上述的实施方式中，作为进行在被旋转台41支撑的托盘7所具备的各容纳孔7a中是否存在晶片W的检测的有无晶片检测单元，采用了透过型光学式传感器(有无晶片检测传感器44A、B)。但是，代替这种光学式传感器，也可以采用CCD照相机等摄像装置，通过摄像装置，基于从上方对旋转台41上的托盘7进行拍摄而得到的图像来进行有无晶片检测。此时，有无晶片判定部6b基于摄像装置拍摄的图像，判定在容纳孔7a中是否存在晶片W。利用旋转台41使托盘7旋转的同时利用CCD照相机等摄像装置进行拍摄，从而通过固定了视野的1个摄像装置，能够对多个容纳孔7a进行晶片有无的检测。
在实施方式中，在独立的校准室4中配置了用于进行包括旋转台41在内的托盘7的校准的机构。但是，也可以在传送室3内配置用于进行包括旋转台41在内的托盘7的校准的机构。在该构成中也能够应用本发明。
与贮存部2相关的具体的构成并不限于实施方式的内容。例如，图16所示的变形例的等离子体处理装置1具备靠近贮存部2而设置的转移部81。从转移部81向贮存部2供给容纳了处理前的晶片W的托盘7，这些托盘7在晶片W的处理之后从贮存部2返回转移部81。在转移部81内的转移室82中容纳转移机器人83。
转移机器人83如在图16中用箭头G1示意性示出的那样，执行在托盘7的容纳孔7a中容纳等离子体处理前的晶片W的作业，也就是说向托盘7转移晶片W的作业。此外，转移机器人83如在图16中用箭头G2示意性示出的那样，执行从托盘7转移完成干蚀刻的晶片W的作业。并且，转移机器人83执行将容纳了处理前的晶片W的托盘7从转移部81搬入贮存部2的作业(图16的箭头H1)、和将容纳了处理后的晶片W的托盘7从贮存部2向转移部81搬出的作业(图14的箭头H2)。
【工业上的可利用性】
本发明提供一种等离子体处理装置，能够防止支撑台的晶片支撑部从不存在晶片的托盘的容纳孔直接暴露于等离子体中。
【符号说明】
1等离子体处理装置
2贮存部
3传送室(传送部)
4校准室(校准部)
5处理室(处理部)
6a校准处理部(旋转方向定位部)
6b有无晶片判定部
7托盘
7a容纳孔
30传送机构
31传送臂
41旋转台
42对中机构
43缺口检测传感器(旋转方向定位部)
44A、44B有无晶片检测传感器
51基座(支撑台)
51a载盘部
51b晶片
52等离子体处理部
81转移部
82转移室
83转移机器人
W晶片
L检查光

Claims (9)

1.一种等离子体处理装置，具备：
贮存部，其用于供给和回收在贯通厚度方向的多个容纳孔的每一个中容纳了晶片的能够传送的托盘；
处理部，其对在从所述贮存部供给的所述托盘中容纳的所述晶片执行等离子体处理；
校准部，其具备搭载所述等离子体处理前的所述托盘的旋转台和旋转方向定位部，该旋转方向定位部通过使所述旋转台旋转，由此来进行所述旋转台上的所述托盘的旋转方向的定位；和
有无晶片检测部，其在所述旋转台使所述托盘旋转中进行在搭载于所述校准部的所述旋转台上的所述托盘的各容纳孔内是否存在所述晶片的检测。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其中，还具备：
传送机构，其传送所述托盘；和
传送控制部，若所述有无晶片检测部检测出搭载于所述旋转台上的所述托盘的任一个所述容纳孔中未容纳所述晶片，则该传送控制部通过所述传送机构使所述旋转台上的所述托盘返回所述贮存部，而非传送到所述处理部。
3.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其中，
所述有无晶片检测部具备：
光学式传感器，其用于检测在所述旋转台上的所述托盘的所述容纳孔中容纳的所述晶片；和
判定部，其基于来自所述光学式传感器的信号，判断在所述托盘所具备的所述容纳孔中是否存在所述晶片。
4.根据权利要求3所述的等离子体处理装置，其中，
所述光学式传感器具备：
投光器，其向所述托盘投射检查光；和
受光器，其被配置于若在所述托盘的所述容纳孔中容纳了所述晶片则所述检查光被挡住而不被接收、但是若在所述托盘的所述容纳孔中没有容纳所述晶片则所述检查光被接收到的位置上。
5.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其中，
所述有无晶片检测部具备：
摄像部，其从上方对所述旋转台上的所述托盘的所述容纳孔进行拍摄；和
判定部，其基于由所述摄像部得到的图像，判定在所述托盘的所述容纳孔中是否存在所述晶片。
6.根据权利要求3所述的等离子体处理装置，其中，
所述旋转台使所述托盘在水平面内旋转。
7.根据权利要求6所述的等离子体处理装置，其中，
所述校准部具备：
对中机构，其进行托盘相对于所述旋转台的中心位置对准，
所述有无晶片检测部在所述旋转方向定位部进行旋转方向的定位的途中，用一个所述光学式传感器检测所述多个容纳孔中、被配置在以所述托盘的中心位置为中心的虚拟圆上的容纳孔的晶片的有无。
8.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其中，
所述等离子体处理装置还具备警报产生部，若所述有无晶片检测部检测出所述托盘的任一个所述容纳孔内没有容纳所述晶片，则所述警报产生部发出警报。
9.一种等离子体处理方法，包括如下步骤：
将在贯通厚度方向的多个容纳孔的每一个中容纳了晶片的托盘从贮存部向校准部传送，并搭载于旋转台，
通过使所述旋转台旋转，由此来进行所述旋转台上的所述托盘的旋转方向的定位的同时，检测在所述校准部的所述旋转台上的所述托盘的各容纳孔内是否存在所述晶片，
若在所述旋转台上的所述托盘的所有所述容纳孔内都存在所述晶片，则从所述校准部向处理部传送所述托盘来执行等离子体处理，
若所述旋转台上的所述托盘的任一个所述容纳孔中不存在所述晶片，则使所述托盘从所述校准部返回所述贮存部。
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