CN114823264A - 等离子体处理系统和等离子体处理方法 - Google Patents

等离子体处理系统和等离子体处理方法 Download PDF

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长﨑秀昭
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Abstract

本发明提供一种等离子体处理系统和等离子体处理方法。本发明的一个方式的等离子体处理系统是对基片实施等离子体处理的等离子体处理系统，包括：内部安装有消耗部件的腔室；与所述腔室连接的真空输送室；输送装置，其设置在所述真空输送室内，在所述真空输送室与所述腔室之间输送所述消耗部件；测量器，其设置在该等离子体处理系统内的所述腔室外，检测所述消耗部件的状态；和控制该等离子体处理系统的各要素的控制部。根据本发明，能够检测消耗部件的状态。

Description

等离子体处理系统和等离子体处理方法
技术领域
本发明涉及等离子体处理系统和等离子体处理方法。
背景技术
已知有在设置于处理室的内部的载置台上载置基片来进行等离子体处理的等离子体处理装置。在等离子体处理装置中，存在因反复进行等离子体处理而逐渐消耗的消耗部件(例如，参照专利文献1)。作为消耗部件，例如可举出设置于载置台的上表面的基片周围的聚焦环(边缘环)。边缘环由于暴露于等离子体中而被切削，所以需要定期地更换。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-10992号公报。
发明内容
发明要解决的问题
本发明提供一种能够检测消耗部件的状态的技术。
用于解决问题的技术手段
本发明的一个方式的等离子体处理系统是对基片实施等离子体处理的等离子体处理系统，包括：内部安装有消耗部件的腔室；与所述腔室连接的真空输送室；输送装置，其设置在所述真空输送室内，在所述真空输送室与所述腔室之间输送所述消耗部件；测量器，其设置在该等离子体处理系统内的所述腔室外，检测所述消耗部件的状态；和控制该等离子体处理系统的各要素的控制部。根据本发明，能够检测消耗部件的状态。
发明效果
根据本发明，能够检测消耗部件的状态。
附图说明
图1是表示第1实施方式的等离子体处理系统的一例的图。
图2是表示第1实施方式的等离子体处理系统的硬件构成例的图。
图3是表示厚度检测传感器的一例的图。
图4是表示实施方式的等离子体处理装置的一例的纵截面图。
图5是用于说明使边缘环升降的升降销的图。
图6是用于说明向边缘环的背面供给的导热气体的图。
图7是用于说明对边缘环施加直流电压的直流电源的图。
图8是用于说明多区域加热器的图。
图9是表示第1实施方式的输送方法的一例的流程图。
图10是表示第1实施方式的输送方法的另一例的流程图。
图11是表示第2实施方式的等离子体处理系统的一例的图。
图12是表示第3实施方式的等离子体处理系统的一例的图。
图13是表示第4实施方式的等离子体处理系统的一例的图。
图14是表示第5实施方式的等离子体处理系统的一例的图。
附图标记说明
CU 控制部
PS1～PS5 等离子体处理系统
PM1～PM4 处理模块
S11 厚度检测传感器
TM 真空输送室
TR 输送机械臂
FR 边缘环
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明非限定的例示的实施方式进行说明。在所有附图中，对相同或对应的部件或部件标注相同或对应的参照符号，并省略重复的说明。
〔第1实施方式〕
(等离子体处理系统)
参照图1～图3，对第1实施方式的等离子体处理系统的一例进行说明。第1实施方式的等离子体处理系统PS1是能够对基片实施等离子体处理等各种处理的系统。
等离子体处理系统PS1包括真空输送室TM、处理模块PM1～PM4、装载锁定室LL1、LL2、大气输送室LM、控制部CU等。
真空输送室TM分别在俯视时具有大致五边形形状。真空输送室TM在相对的2个侧面连接有处理模块PM1～PM4。在真空输送室TM的其他相对的2个侧面中的一个侧面连接有装载锁定室LL1、LL2，在另一个侧面的附近设置有厚度检测传感器S11和位置检测传感器S12。真空输送室TM具有真空室，在内部分别配置有输送机械臂TR。
输送机械臂TR构成为能够回旋、伸缩、升降。输送机械臂TR通过将输送对象物载置于前端所配置的叉FK上，而在装载锁定室LL1、LL2与处理模块PM1～PM4之间进行输送对象物的输送。输送对象物包括基片和消耗部件。基片例如可以为半导体晶片。消耗部件是可更换地安装在处理模块PM1～PM4内的部件，是因在处理模块PM1～PM4内进行等离子体处理等各种处理而消耗的部件。消耗部件例如包括边缘环FR、盖环、上部电极的顶板。边缘环FR是在处理模块PM1～PM4内配置于基片周围的环状部件。盖环是载置在边缘环FR的外周且由石英等形成的环状部件。上部电极的顶板是形成有多个气体导入口(未图示)的板状部件。
例如图3所示，厚度检测传感器S11检测向边缘环FR投射光L时的来自边缘环FR的信号(例如反射光)。另外，厚度检测传感器S11将检测信号发送到厚度控制器CT11。厚度检测传感器S11可以设置在真空输送室TM的内部，也可以设置在真空输送室TM的外部。厚度检测传感器S11是非接触式的传感器，例如可以是分光干涉式厚度传感器、位移传感器。作为分光干涉式厚度传感器，例如可举出波长扫描式干涉仪、多通道分光式干涉仪。作为位移传感器，例如可举出三角测距方式(PSD方式、CMOS方式、CCD方式)、同轴共焦点方式、白色同轴共焦点方式、光切断方式的传感器。此外，在图3的例子中，说明了通过厚度检测传感器S11从边缘环FR的上方检测该边缘环FR的厚度的情况，但并不限定于此。例如，厚度检测传感器S11也可以构成为从边缘环FR的下方检测该边缘环FR的厚度。另外，例如，厚度检测传感器S11也可以构成为从边缘环FR的两侧(上方和下方)检测该边缘环FR的厚度。通过从边缘环FR的两侧检测该边缘环FR的厚度，所检测的边缘环FR的厚度的精度变高。
厚度控制器CT11基于厚度检测传感器S11的检测信号，计算边缘环FR的厚度。厚度控制器CT11将计算出的边缘环FR的厚度输出到控制部CU。
位置检测传感器S12检测被叉FK保持的输送对象物的位置，并将检测信号发送到位置控制器CT12。位置检测传感器S12例如通过检测基片的外周缘部的多个部位来检测被叉FK保持的基片的位置。另外，位置检测传感器S12例如通过检测边缘环FR的内周缘部的多个部位来检测保持于叉FK的边缘环FR的位置。
位置控制器CT12基于由位置检测传感器S12检测出的输送对象物的位置和预先决定的基准位置，计算输送对象物相对于基准位置的偏移量，并将计算出的偏移量发送到控制部CU。控制部CU进行控制，以使得利用输送机械臂TR将输送对象物载置于输送目的地(例如处理模块PM1～PM4)的载置台，从而校正所计算出的偏移量。
处理模块PM1～PM4具有处理室，且具有配置于内部的载置台。处理模块PM1～PM4在将基片载置于载置台后，对内部进行减压并导入处理气体，施加RF电力而生成等离子体，利用所生成的等离子体对基片实施等离子体处理。等离子体处理的一例包括蚀刻处理。真空输送室TM与处理模块PM1～PM4由可开闭的闸门G1分隔。
装载锁定室LL1、LL2配置在真空输送室TM与大气输送室LM之间。装载锁定室LL1、LL2具有能够将内部在真空与大气压之间进行切换的内压可变室。在此，真空是指比大气压减压的低压状态。装载锁定室LL1、LL2具有配置于内部的载置台。装载锁定室LL1、LL2在将基片从大气输送室LM送入到真空输送室TM时，将内部维持为大气压而从大气输送室LM接收基片，将内部切换为真空而将基片送入到真空输送室TM。装载锁定室LL1、LL2在将基片从真空输送室TM向大气输送室LM送出时，将内部维持为真空而从真空输送室TM接收基片，将内部升压至大气压而将基片送入到大气输送室LM。装载锁定室LL1、LL2和真空输送室TM被可开闭的闸门G2分隔。装载锁定室LL1、LL2和大气输送室LM被可开闭的闸门G3分隔。
大气输送室LM与真空输送室TM相对配置。大气输送室LM例如可以是EFEM(Equipment Front End Module：设备前端模块)。大气输送室LM为长方体状，包括FFU(FanFilter Unit：风机过滤单元)，是保持为大气压的大气输送室。在大气输送室LM的沿着长度方向的一个侧面连接有2个装载锁定室LL1、LL2。在大气输送室LM的沿着长度方向的另一侧面连接有装载口LP1～LP3。在装载口LP1～LP3载置有收纳输送对象物的容器。该容器例如包括收纳1个或2个以上的基片的容器、收纳1个或2个以上的消耗部件的容器。收纳基片的容器例如可以是FOUP(Front-Opening Unified Pod：前开式晶片传送盒)。收纳消耗部件的容器例如包括收纳边缘环FR的容器、收纳盖环的容器、收纳上部电极的顶板的容器。在大气输送室LM内配置有输送机械臂(未图示)。输送机械臂在载置于装载口LP1～LP3的容器内与装载锁定室LL1、LL2的内压可变室内之间进行输送对象物的输送。此外，在图1的例子中，表示在装载口LP3载置有收纳边缘环FR的容器的情况。
控制部CU对等离子体处理系统PS1的各部，例如设置于真空输送室TM的输送机械臂TR、设置于大气输送室LM的输送机械臂、闸门G1～G3进行控制。另外，控制部CU控制等离子体处理系统PS1的各部，执行后述的实施方式的测量方法。控制部CU具有CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)、辅助存储装置等。CPU基于保存在ROM或辅助存储装置中的程序进行动作，控制等离子体处理系统PS1的各部。
(等离子体处理装置)
参照图4，对作为图1的等离子体处理系统PS1所具有的处理模块PM1～PM4而使用的等离子体处理装置的一例进行说明。
等离子体处理装置1包括等离子体处理腔室10、气体供给部20、电源30和排气系统40。另外，等离子体处理装置1包括基片支承部11和气体导入部。气体导入部构成为将至少1个处理气体导入到等离子体处理腔室10内。气体导入部包括喷头13。基片支承部11配置在等离子体处理腔室10内。喷头13配置在基片支承部11的上方。在一个实施方式中，喷头13构成等离子体处理腔室10的顶部(ceiling)的至少一部分。等离子体处理腔室10具有由喷头13、等离子体处理腔室10的侧壁10a和基片支承部11规定的等离子体处理空间10s。另外，等离子体处理腔室10具有用于向等离子体处理空间10s供给至少1个处理气体的至少1个气体供给口和用于从等离子体处理空间排出气体的至少1个气体排出口。侧壁10a接地。喷头13和基片支承部11与等离子体处理腔室10壳体电绝缘。
基片支承部11包括主体部111和环组件112。主体部111具有用于支承基片(晶片)W的中央区域(基片支承面)111a和用于支承环组件112的环状区域(环支承面)111b。主体部111的环状区域111b在俯视时包围主体部111的中央区域111a。基片W配置在主体部111的中央区域111a上，环组件112以包围主体部111的中央区域111a上的基片W的方式配置在主体部111的环状区域111b上。在一个实施方式中，主体部111包括基座和静电吸盘。基座包括导电性部件。基座的导电性部件作为下部电极发挥功能。静电吸盘配置在基座上。静电吸盘的上表面具有基片支承面111a。静电吸盘例如为在绝缘材料之间夹设有吸附电极111c的结构。环组件112包括1个或多个环状部件。1个或多个环状部件中的至少1个为边缘环FR。另外，虽然省略了图示，但基片支承部11也可以包括温度调节模块，该温度调节模块构成为将静电吸盘、环组件112和基片中的至少1个调节为靶温度。温度调节模块也可以包括加热器、传热介质、流路或它们的组合。在流路中流动制冷剂、气体那样的传热流体。另外，基片支承部11也可以包括导热气体供给部，该导热气体供给部构成为向基片W的背面与基片支承面111a之间供给导热气体。
喷头13构成为将来自气体供给部20的至少1个处理气体导入到等离子体处理空间10s内。喷头13具有至少1个气体供给口13a、至少1个气体扩散室13b和多个气体导入口13c。供给到气体供给口13a的处理气体通过气体扩散室13b而从多个气体导入口13c被导入到等离子体处理空间10s内。另外，淋浴头13包含导电性部件。喷头13的导电性部件作为上部电极发挥功能。其中，气体导入部除了喷头13以外，还可以包括安装于在侧壁10a形成的1个或多个开口部的1个或多个侧气体注入部(SGI：Side Gas Injector)。
气体供给部20也可以包括至少1个气源21和至少1个流量控制器22。在一个实施方式中，气体供给部20构成为将至少1个处理气体从分别对应的气源21经由分别对应的流量控制器22供给到喷头13。各流量控制器22例如也可以包括质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。并且，气体供给部20也可以包括对至少1个处理气体的流量进行调制或脉冲化的一个或更多的流量调制器件。
电源30包括经由至少1个阻抗匹配电路与等离子体处理腔室10耦合的RF电源31。RF电源31构成为，将生成源RF信号和偏置RF信号这样的至少1个RF信号(RF电力)供给到基片支承部11的导电性部件和/或喷头13的导电性部件。由此，由供给到等离子体处理空间10s的至少1个处理气体形成等离子体。因此，RF电源31能够作为构成为在等离子体处理腔室10中从1个或更多的处理气体生成等离子体的等离子体生成部的至少一部分发挥功能。另外，通过向基片支承部11的导电性部件供给偏置RF信号，能够在基片W产生偏置电位，将所形成的等离子体中的离子成分引入基片W。
在一个实施方式中，RF电源31包括第1RF生成部31a和第2RF生成部31b。第1RF生成部31a构成为经由至少1个阻抗匹配电路与基片支承部11的导电性部件和/或喷头13的导电性部件耦合，生成等离子体生成用的生成源RF信号(生成源RF电力)。在一个实施方式中，生成源RF信号具有13MHz～150MHz的范围内的频率。在一个实施方式中，第1RF生成部31a也可以构成为生成具有不同频率的多个生成源RF信号。所生成的1个或多个生成源RF信号被供给到基片支承部11的导电性部件和/或喷头13的导电性部件。第2RF生成部31b构成为经由至少1个阻抗匹配电路与基片支承部11的导电性部件耦合，生成偏置RF信号(偏置RF电力)。在一个实施方式中，偏置RF信号具有比生成源RF信号低的频率。在一个实施方式中，偏置RF信号具有400kHz～13.56MHz的范围内的频率。在一个实施方式中，第2RF生成部31b也可以构成为生成具有不同频率的多个偏置RF信号。所生成的1个或多个偏置RF信号被供给到基片支承部11的导电性部件。此外，在各种实施方式中，也可以对生成源RF信号和偏置RF信号中的至少1个进行脉冲化。
另外，电源30也可以包括与等离子体处理腔室10耦合的DC电源32。DC电源32包括第1DC生成部32a和第2DC生成部32b。在一个实施方式中，第1DC生成部32a构成为与基片支承部11的导电性部件连接，生成第1DC信号。所生成的第1偏置DC信号被施加于基片支承部11的导电性部件。在一个实施方式中，第1DC信号也可以施加于静电吸盘内的电极那样的其他电极。在一个实施方式中，第2DC生成部32b构成为与喷头13的导电性部件连接，生成第2DC信号。所生成的第2DC信号被施加到喷头13的导电性部件。在各种实施方式中，第1DC信号和第2DC信号中的至少一个也可以被脉冲化。另外，可以除了RF电源31之外还设置第1DC生成部32a和第2DC生成部32b，也可以代替第2RF生成部31b设置第1DC生成部32a。
排气系统40例如能够与设置于等离子体处理腔室10的底部的气体排出口10e连接。排气系统40也可以包括压力调节阀和真空泵。利用压力调节阀来调节等离子体处理空间10s内的压力。真空泵也可以包含涡轮分子泵、干式泵或它们的组合。
(升降器)
参照图5，对使等离子体处理装置1中的边缘环FR升降的升降器的一例进行说明。
升降器50使边缘环FR升降。升降器50包括升降销51、致动器52和密封部件53。
升降销51在边缘环FR的正下方插通于在铅垂方向贯通主体部111的贯通孔111h。升降销51的前端(第一端)与边缘环FR的下表面抵接。升降销51的基端(第二端)由配置在等离子体处理腔室10外的致动器52支承。
致动器52使升降销51上下移动来调节边缘环FR的高度位置。
密封部件53设置在贯通孔111h的内壁与升降销51之间。密封部件53将贯通孔111h的内壁与升降销51之间气密地密封。密封部件53例如可以是O型环。
在送出边缘环FR时，首先，利用致动器52使升降销51上下移动来调节边缘环FR的高度位置。接着，打开闸门G1，使叉FK进入到等离子体处理腔室10内的边缘环FR的下方。接着，通过升降销51下降而将边缘环FR载置于叉FK上。
在送入边缘环FR时，首先，打开闸门G1，使保持有边缘环FR的叉FK进入到等离子体处理腔室10内。接着，通过致动器52使升降销51上升，由此叉FK上的边缘环FR被交接到升降销51上。
(吸附机构、导热气体供给机构)
参照图6，对等离子体处理装置1中的使边缘环FR吸附的吸附机构和向边缘环FR的背面供给导热气体的导热气体供给机构的一例进行说明。
吸附机构60包括直流电源61a、61b、开关62a、62b和电极板63a、63b。吸附机构60利用从直流电源61a、61b施加于电极板63a、63b的电压产生库仑力等静电力，利用静电力使边缘环FR吸附于主体部111上。此外，在图6中，表示了电极板为双极的例子，但也可以是单极。
导热气体供给机构70包括导热气体供给源71和气体供给线路72。导热气体供给源71将导热气体供给到气体供给线路72。作为导热气体，优选使用具有热传导性的气体，例如氦(He)气等。气体供给线路72的一端与导热气体供给源71连接，另一端与主体部111的上表面和边缘环FR的下表面之间连通。导热气体供给机构70从导热气体供给源71经由气体供给线路72向主体部111的上表面与边缘环FR的下表面之间供给导热气体。
(偏置电源)
参照图7，说明向等离子体处理装置1中的边缘环FR施加偏置电压的偏置电源的一例。
偏置电源80与边缘环FR连接。偏置电源80构成为能够对边缘环FR施加例如10～500V的大小的直流电压。偏置电源80在等离子体处理时，通过对边缘环FR施加规定的电压，能够调节边缘环FR的上方的等离子体鞘层的厚度，矫正基片W的端部的等离子体鞘层的变形。由此，能够提高基片W的面内的蚀刻形状的均匀性。另外，偏置电源80在等离子体处理时，基于在后述的输送方法中检测出的边缘环FR的厚度，变更对边缘环FR施加的偏置电压。由此，即使在边缘环FR的厚度因边缘环FR的消耗而改变的情况下，也能够纠正基片W的端部的等离子体鞘层的变形。因此，能够抑制因边缘环FR的消耗而导致基片W的面内的蚀刻形状发生变化。另外，作为偏置电源80，除了直流电源以外，也可以使用400kHz～100MHz的高频电源。
(加热机构)
参照图8，对等离子体处理装置1中的对基片W进行加热的加热机构的一例进行说明。
加热机构(加热器)90埋入于主体部111中。加热机构90包括多个加热器91a～91c、供电线92a～92c和交流电源93。例如，加热器91a～91c分别设置于主体部111的中心区域、中间区域和周缘区域。供电线92a～92c各自的一端与加热器91a～91c连接，另一端与交流电源93连接。交流电源93经由供电线92a～92c向加热器91a～91c供给规定的电流。由此，能够使主体部111的温度在每个区域上升。
此外，上述的吸附机构60、导热气体供给机构70、偏压供给(由偏置电源80对边缘环FR施加偏置电压)和加热机构90能够适当组合。
(输送方法)
参照图9，对实施方式的输送方法的一例进行说明。以下，在图1所示的等离子体处理系统PS1中，以在未设置边缘环FR的处理模块PM1内的载置台设置边缘环FR的情况为例进行说明。
在步骤ST101中，控制部CU选择边缘环FR的安装对象腔室。例如，控制部CU选择处理模块PM1作为边缘环FR的安装对象腔室。
在步骤ST102中，控制部CU选择边缘环FR，开始所选择的边缘环FR的输送。在一个实施方式中，首先，控制部CU进行控制，以通过大气输送室LM内的输送机械臂(未图示)将例如收纳于装载口LP3处所载置的容器内的边缘环FR送出。接着，控制部CU进行控制以打开大气输送室LM与装载锁定室LL1之间的闸门G3。接着，控制部CU进行控制，使得通过该输送机械臂将边缘环FR载置于装载锁定室LL1内的载置台。接着，控制部CU进行控制，以关闭该闸门G3，对装载锁定室LL1内进行减压而切换为真空。接着，控制部CU进行控制以打开装载锁定室LL1与真空输送室TM之间的闸门G2。接着，控制部CU进行控制，使得通过配置在真空输送室TM内的输送机械臂TR的叉FK来接收载置于装载锁定室LL1内的载置台的边缘环FR。
在步骤ST103中，控制部CU在输送中途检测边缘环FR的位置。在一个实施方式中，控制部CU控制输送机械臂TR，进行控制以使保持有边缘环FR的叉FK移动到设置于真空输送室TM的位置检测传感器S12的检测区域。接着，位置控制器CT12通过位置检测传感器S12检测边缘环FR的位置。另外，位置控制器CT12也可以存储(保存)检测出的边缘环FR的位置。
在步骤ST104中，控制部CU根据在步骤ST103中检测出的边缘环FR的位置，判断是否存在边缘环FR的位置偏移。在一个实施方式中，位置控制器CT12基于由位置检测传感器S12检测的边缘环FR的位置和预先决定的基准位置，计算边缘环FR从基准位置的偏移量，并将计算出的偏移量发送到控制部CU。控制部CU基于该偏移量来判断是否存在边缘环FR的位置偏移。在步骤ST104中判断为存在边缘环FR的位置偏移的情况下，控制部CU使处理进入步骤ST105。另一方面，在步骤ST104中判断为没有边缘环FR的位置偏移的情况下，控制部CU使处理进入步骤ST107。
在步骤ST105中，控制部CU判断在步骤ST104中计算出的位置偏移是否能够校正。在步骤ST105中判断为能够校正位置偏移的情况下，控制部CU使处理进入步骤ST106。另一方面，在步骤ST105中判断为位置偏移不可校正的情况下，控制部CU使处理进入步骤ST110。
在步骤S106中，控制部CU根据在步骤ST104中计算出的位置偏移量，校正边缘环FR的位置偏移量或者计算校正值。
在步骤ST107中，控制部CU检测边缘环FR的厚度。在一个实施方式中，控制部CU控制输送机械臂TR，进行控制，以使保持边缘环FR的叉FK考虑校正值而移动到设置于真空输送室TM的厚度检测传感器S11的检测区域。此外，厚度检测传感器S11的检测区域可以是与位置检测传感器S12的检测区域相同的位置，也可以是不同的位置。在厚度检测传感器S11的检测区域是与位置检测传感器S12的检测区域相同的位置的情况下，在检测到边缘环FR的位置之后，能够在不使叉FK移动的情况下检测边缘环FR的厚度。
在步骤ST108中，控制部CU判断边缘环FR的厚度是否在允许范围内。在一个实施方式中，控制部CU根据在步骤ST107中检测出的边缘环FR的厚度，判断边缘环FR的厚度是否在允许范围内。在步骤ST108中判断为边缘环FR的厚度在允许范围内的情况下，控制部CU使处理进入步骤ST109。另一方面，在步骤ST108中判断为边缘环FR的厚度在允许范围外的情况下，控制部CU使处理进入步骤ST110。
在步骤ST109中，控制部CU将边缘环FR输送到处理模块PM1。在一个实施方式中，首先，控制部CU进行控制以打开真空输送室TM与处理模块PM1之间的闸门G1。接着，控制部CU进行控制，以使得利用输送机械臂TR将边缘环FR载置于处理模块PM1的载置台，以校正由位置控制器CT12计算出的偏移量。然后，控制部CU结束处理。
另外，控制部CU在将新的边缘环FR载置于处理模块PM1的载置台之后对基片W实施等离子体处理的情况下，也可以在基于厚度控制器CT11计算出的该边缘环FR的厚度而设定的条件下实施等离子体处理。由此，能够提高等离子体处理的均匀性。
等离子体处理的条件例如可以是由偏置电源80向边缘环FR供给的偏置电压的大小。另外，等离子体处理的条件例如也可以是升降销51对边缘环FR的抬起量。另外，等离子体处理的条件例如也可以是由导热气体供给机构70向主体部111的上表面与边缘环FR的下表面之间供给的导热气体的供给压、供给流量。另外，等离子体处理的条件例如也可以是对主体部111的周缘区域进行加热的加热器91c的设定温度。
在步骤ST110中，控制部CU发出警报，停止输送机械臂TR对边缘环FR的输送。
在步骤ST111中，控制部CU将边缘环FR输送到装载口LP1～LP3。在一个实施方式中，首先，控制部CU进行控制以对装载锁定室LL2内进行减压而切换为真空。接着，控制部CU进行控制以打开装载锁定室LL2与真空输送室TM之间的闸门G2。接着，控制部CU进行控制，以将保持于输送机械臂TR的叉FK的边缘环FR载置于装载锁定室LL2内的载置台。接着，控制部CU进行控制，以关闭该闸门G2，将装载锁定室LL2内切换为大气。接着，控制部CU进行控制以打开大气输送室LM与装载锁定室LL2之间的闸门G3。接着，控制部CU进行控制，以使得利用大气输送室LM内的输送机械臂(未图示)接收载置于装载锁定室LL2内的载置台的边缘环FR，例如将边缘环FR收纳于装载口LP3处所载置的容器内。另外，控制部CU进行控制以关闭该闸门G3。
在步骤ST112中，控制部CU使等离子体处理系统PS1的状态转移到操作员指示等待状态。
在步骤ST113中，控制部CU判断由操作员选择了“重试”或“不重试”中的哪一个。在步骤ST113中判断为选择了“重试”的情况下，控制部CU使处理进入步骤ST114。另一方面，在步骤ST113中判断为选择了“不重试”的情况下，控制部CU结束处理。
在步骤ST114中，控制部CU判断是否存在能够使用的其他边缘环FR。在步骤ST114中判断为存在能够使用的其他边缘环FR的情况下，控制部CU使处理返回到步骤ST102。另一方面，在步骤ST114中，在判断为不存在能够使用的其他边缘环FR的情况下，控制部CU结束处理。
参照图10，对实施方式的输送方法的另一例进行说明。以下，在图1所示的等离子体处理系统PS1中，以实施设置于处理模块PM1内的载置台的边缘环FR的定期检查和更换的情况为例进行说明。
在步骤ST201中，控制部CU选择边缘环FR的检查对象腔室。例如，控制部CU选择处理模块PM1作为边缘环FR的检查对象腔室。
在步骤ST202中，控制部CU在步骤ST201中选择的腔室中执行清洁处理。例如，控制部CU进行控制，以使得通过使从吸附机构60的直流电源61a、61b向电极板63a、63b施加的电压断开，来解除边缘环FR相对于主体部111的吸附。接着，优选控制部CU进行控制，以使得利用升降销51抬起载置在处理模块PM1内的载置台上的边缘环FR，在使其与载置台的载置面分离的状态下执行清洁处理。由此，能够去除通过等离子体处理沉积在边缘环FR的背面的反应生成物。但是，控制部CU也可以进行控制以使得不使边缘环FR从载置台的载置面离开地执行清洁处理。清洁处理是指通过处理气体的等离子体等除去通过等离子体处理产生的处理模块PM1内的沉积物，使处理模块PM1内稳定在清洁的状态的处理。通过进行清洁处理，在从处理模块PM1内送出边缘环FR时，能够抑制处理模块PM1内的沉积物卷起。作为处理气体，例如能够使用氧(O2)气、氟化碳(CF)类气体、氮(N2)气、氩(Ar)气、He气、或者它们的两种以上的混合气体。另外，在进行处理模块PM1的清洁处理时，根据处理条件，为了保护载置台的静电吸盘，也可以在将虚拟晶片等基片W载置在静电吸盘的上表面的状态下进行清洁处理。此外，在处理模块PM1内不存在沉积物的情况下、或者不影响边缘环的输送的情况下等，也可以不进行清洁处理。即，也可以省略步骤ST202。
在步骤ST203中，控制部CU从处理模块PM1内取出边缘环FR。在一个实施方式中，首先，控制部CU进行控制以打开真空输送室TM与处理模块PM1之间的闸门G1。接着，控制部CU进行控制，使得通过配置在真空输送室TM内的输送机械臂TR的叉FK来接收载置在处理模块PM1内的载置台上的边缘环FR。更具体而言，首先，通过致动器52使升降销51上升，由此在升降销51的前端抬起边缘环FR。接着，使叉FK进入处理模块PM1内的边缘环FR的下方。接着，通过升降销51下降而将边缘环FR载置于叉FK上。接着，控制部CU进行控制以将边缘环FR输送到真空输送室TM并关闭该闸门G1。
步骤ST204～步骤ST215可以与前述的步骤ST103～步骤ST114相同。另外，步骤ST216可以与前述的步骤ST102相同。
根据以上说明的第1实施方式，在等离子体处理系统PS1的处理模块PM1～PM4外即真空输送室TM设置有检测边缘环FR的厚度的厚度检测传感器S11。由此，能够在不暴露于等离子体的环境下检测边缘环FR的消耗量。其结果是，能够高精度地检测边缘环FR的厚度。
与此相对，在处理模块PM1～PM4内设置厚度检测传感器的情况下，例如在处理模块PM1的顶板、侧壁设置使光透过的透过窗(View Port)，经由透过窗向边缘环FR照射光而检测厚度。在该情况下，透过窗能够被等离子体蚀刻，所以该透过窗成为新的消耗部件。于是，新产生定期地更换该透过窗的维护，生产率降低，另外成本增加。另外，如果透过窗的表面消耗，或者蚀刻生成物附着于透过窗的表面，则导致检测值的SN比的降低，检测精度恶化。
另外，根据第1实施方式，在将边缘环FR载置于处理模块PM1的载置台之前，检测边缘环FR的厚度。然后，在检测出的边缘环FR的厚度在允许范围内的情况下，将边缘环FR载置于处理模块PM1的载置台。另一方面，在检测出的边缘环FR的厚度在允许范围外的情况下，进行边缘环FR的回收和更换。由此，能够防止边缘环FR的安装错误。
〔第2实施方式〕
参照图11，对第2实施方式的等离子体处理系统的一例进行说明。第2实施方式的等离子体处理系统PS2与第1实施方式的等离子体处理系统PS1不同点在于，厚度检测传感器S11和位置检测传感器S12设置于闸门G1的附近。此外，关于其他方面，也可以与第1实施方式的等离子体处理系统PS1相同。
厚度检测传感器S11设置在真空输送室TM与处理模块PM1～PM4之间的闸门G1的附近。厚度检测传感器S11在输送机械臂TR的叉FK在真空输送室TM与处理模块PM1～PM4之间输送边缘环FR的输送路径中，检测边缘环FR的厚度。
位置检测传感器S12设置在真空输送室TM与处理模块PM1～PM4之间的闸门G1的附近。位置检测传感器S12在输送机械臂TR的叉FK在真空输送室TM与处理模块PM1～PM4之间输送边缘环FR的输送路径中检测边缘环FR的位置。
根据第2实施方式，在等离子体处理系统PS2的处理模块PM1～PM4外的真空输送室TM设置有检测边缘环FR的厚度的厚度检测传感器S11。由此，能够在不暴露于等离子体的环境下检测边缘环FR的消耗量。其结果是，能够高精度地检测边缘环FR的厚度。
另外，根据第2实施方式，在将边缘环FR载置于处理模块PM1的载置台之前，检测边缘环FR的厚度。然后，在检测出的边缘环FR的厚度在允许范围内的情况下，将边缘环FR载置于处理模块PM1的载置台。另一方面，在检测出的边缘环FR的厚度在允许范围外的情况下，进行边缘环FR的回收和更换。由此，能够防止边缘环FR的安装错误。
另外，根据第2实施方式，厚度检测传感器S11和位置检测传感器S12设置在真空输送室TM与处理模块PM1～PM4之间的闸门G1的附近。由此，通过输送机械臂TR，能够一边将边缘环FR从真空输送室TM输送到处理模块PM1～PM4，一边计算边缘环FR的厚度和位置偏移。因此，与等离子体处理系统PS1相比，边缘环输送的吞吐量提高。
〔第3实施方式〕
参照图12，对第3实施方式的等离子体处理系统的一例进行说明。第3实施方式的等离子体处理系统PS3与第2实施方式的等离子体处理系统PS2的不同点在于，厚度检测传感器S11的功能被整合到位置检测传感器S12。此外，关于其他方面，也可以与第2实施方式的等离子体处理系统PS2相同。
等离子体处理系统PS3具有分别设置在真空输送室TM与处理模块PM1～PM4之间的闸门G1的附近的位置检测传感器S12和复合检测传感器S13。
复合检测传感器S13具有检测边缘环FR的位置的功能和检测边缘环FR的厚度的功能。
根据第3实施方式，在等离子体处理系统PS3的处理模块PM1～PM4外即真空输送室TM设置有检测边缘环FR的厚度的厚度检测传感器S11。由此，能够在不暴露于等离子体的环境下检测边缘环FR的消耗量。其结果是，能够高精度地检测边缘环FR的厚度。
另外，根据第3实施方式，在将边缘环FR载置于处理模块PM1的载置台之前，检测边缘环FR的厚度。然后，在检测出的边缘环FR的厚度在允许范围内的情况下，将边缘环FR载置于处理模块PM1的载置台。另一方面，在检测出的边缘环FR的厚度在允许范围外的情况下，进行边缘环FR的回收和更换。由此，能够防止边缘环FR的安装错误。
另外，根据第3实施方式，位置检测传感器S12和复合检测传感器S13设置于真空输送室TM与处理模块PM1～PM4之间的闸门G1的附近。由此，通过输送机械臂TR，能够一边将边缘环FR从真空输送室TM输送到处理模块PM1～PM4，一边计算边缘环FR的厚度和位置偏移。因此，与等离子体处理系统PS1相比，边缘环输送的吞吐量提高。
另外，根据第3实施方式，厚度检测传感器S11的功能被整合到位置检测传感器S12。由此，能够削减传感器的数量。
〔第4实施方式〕
参照图13，对第4实施方式的等离子体处理系统的一例进行说明。第4实施方式的等离子体处理系统PS4与第1实施方式的等离子体处理系统PS1的不同点在于，在大气输送室LM内设置有用于保管边缘环FR的缓冲器BF。
缓冲部BF设置在大气输送室LM内。缓冲器BF在内部多层地收纳多个边缘环FR。缓冲器BF设置在大气输送室LM内的能够由输送机械臂(未图示)访问的位置。该输送机械臂在缓冲器BF与装载锁定室LL1、LL2之间输送边缘环FR。
这样，除了边缘环FR的收纳场所是缓冲器BF以外，其他也可以与等离子体处理系统PS1～PS3相同。
根据第4实施方式，在等离子体处理系统PS4的处理模块PM1～PM4外的真空输送室TM设置有检测边缘环FR的厚度的厚度检测传感器S11。由此，能够在不暴露于等离子体的环境下检测边缘环FR的消耗量。其结果是，能够高精度地检测边缘环FR的厚度。
另外，根据第4实施方式，在将边缘环FR载置于处理模块PM1的载置台之前，检测边缘环FR的厚度。然后，在检测出的边缘环FR的厚度在允许范围内的情况下，将边缘环FR载置于处理模块PM1的载置台。另一方面，在检测出的边缘环FR的厚度在允许范围外的情况下，进行边缘环FR的回收和更换。由此，能够防止边缘环FR的安装错误。
〔第5实施方式〕
参照图14，对第5实施方式的等离子体处理系统的一例进行说明。第5实施方式的等离子体处理系统PS5与第1实施方式的等离子体处理系统PS1的不同点在于，在真空输送室TM连接有用于保管边缘环FR的保管腔室SC。
保管腔室SC经由闸门G4与真空输送室TM连接。保管腔室SC在内部多层地收纳多个边缘环FR。保管腔室SC设置在能够由输送机械臂TR访问的位置。该输送机械臂TR在保管腔室SC与处理模块PM1、PM2、PM4之间输送边缘环FR。
这样，除了边缘环FR的收纳场所是保管腔室SC以外，其他也可以与等离子体处理系统PS1～PS3相同。
根据第5实施方式，在等离子体处理系统PS5的处理模块PM1、PM2、PM4外的真空输送室TM设置有检测边缘环FR的厚度的厚度检测传感器S11。由此，能够在不暴露于等离子体的环境下检测边缘环FR的消耗量。其结果是，能够高精度地检测边缘环FR的厚度。
另外，根据第5实施方式，在将边缘环FR载置于处理模块PM1的载置台之前，检测边缘环FR的厚度。然后，在检测出的边缘环FR的厚度在允许范围内的情况下，将边缘环FR载置于处理模块PM1的载置台。另一方面，在检测出的边缘环FR的厚度在允许范围外的情况下，进行边缘环FR的回收和更换。由此，能够防止边缘环FR的安装错误。
应该认为，本申请公开的实施方式，所有的点都是例示，并不限定于此。另外，上述实施方式可以不脱离权利要求书和其主旨地以各种方式进行省略、置换、变更。
在上述的实施方式中，对检测边缘环FR的厚度的情况进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，也能够同样地应用于代替边缘环FR而检测安装于处理模块PM内的其他消耗部件、例如盖环、上部电极的顶板等的厚度的情况。
在上述的实施方式中，说明了在等离子体处理系统PS1～PS5内的腔室外配置检测消耗部件的厚度的厚度检测传感器S11的情况，但本发明并不限定于此。例如，也可以代替厚度检测传感器S11而配置例如检测消耗部件的表面状态等消耗部件的状态的状态检测传感器。
另外，在通过状态检测传感器检测消耗部件的状态时，不是在点(1点)而是在区域(直线或面)检测消耗部件的状态，由此能够检测消耗部件的形状(倾斜、凹凸、变形、挠曲、翘曲等)。作为一例，能够通过使边缘环FR旋转来检测多个点(或线)处的边缘环FR的状态。另外，通过使用线传感器那样的传感器，能够检测多个点(或线)处的边缘环FR的状态。另外，也可以将它们组合。由此，能够在边缘环FR的整周上检测倾斜、凹凸、变形、挠曲、翘曲等形状。

Claims (22)

1.一种对基片实施等离子体处理的等离子体处理系统，其特征在于，包括：
内部安装有消耗部件的腔室；
与所述腔室连接的真空输送室；
输送装置，其设置在所述真空输送室内，在所述真空输送室与所述腔室之间输送所述消耗部件；
测量器，其设置在该等离子体处理系统内的所述腔室外，检测所述消耗部件的状态；和
控制该等离子体处理系统的各要素的控制部。
2.如权利要求1所述的等离子体处理系统，其特征在于：
所述测量器在所述输送装置输送所述消耗部件的输送路径上检测所述消耗部件的状态。
3.如权利要求1或2所述的等离子体处理系统，其特征在于：
所述测量器检测被保持于所述输送装置的所述消耗部件的状态。
4.如权利要求1～3中任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于：
所述测量器与设置于所述腔室与所述真空输送室之间的闸门相邻地设置。
5.如权利要求1～4中任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于：
所述测量器设置于所述真空输送室的1个部位。
6.如权利要求1～5中任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于：
所述测量器检测所述消耗部件相对于基准位置的位置偏移。
7.如权利要求1～6中任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于：
所述测量器以非接触的方式检测所述消耗部件的状态。
8.如权利要求1～7中任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于：
所述控制部控制所述输送装置和所述测量器，以检测向所述腔室内送入之前的未使用的所述消耗部件的状态。
9.如权利要求1～8中任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于：
所述控制部控制所述输送装置和所述测量器，以检测经过了所述等离子体处理的使用中的所述消耗部件的状态。
10.如权利要求1～9中任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于：
所述控制部基于所述测量器检测出的所述消耗部件的状态来变更所述等离子体处理的条件。
11.如权利要求10所述的等离子体处理系统，其特征在于：
所述消耗部件是配置于所述基片的周围的边缘环。
12.如权利要求11所述的等离子体处理系统，其特征在于：
所述等离子体处理的条件包含所述边缘环的抬起量。
13.如权利要求11或12所述的等离子体处理系统，其特征在于：
所述等离子体处理的条件包含向所述边缘环的背面供给的导热气体的供给压力和供给流量中的至少1者。
14.如权利要求11～13中任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于：
所述等离子体处理的条件包含向所述边缘环供给的偏置电压的大小。
15.如权利要求11～14中任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于：
还包括加热部，其包含对所述基片的中心部进行加热的第1加热器和对所述基片的周缘部进行加热的第2加热器，
所述等离子体处理的条件包含所述第2加热器的设定温度。
16.如权利要求1～15中任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于：
所述消耗部件的状态是所述消耗部件的厚度。
17.一种对基片实施等离子体处理的等离子体处理方法，其特征在于，具有：
步骤a，在安装有消耗部件的腔室内以第1条件对基片实施等离子体处理；
步骤b，将经过了所述等离子体处理的所述消耗部件输送到与所述腔室连接的真空输送室内；
步骤c，检测被输送到所述真空输送室内的所述消耗部件的状态；
步骤d，将进行了状态的检测的所述消耗部件输送到所述腔室内；和
步骤e，在所述步骤d之后，在所述腔室内以基于所述消耗部件的状态设定的第2条件对基片实施等离子体处理。
18.如权利要求17所述的等离子体处理方法，其特征在于：
在所述步骤c之前，还具有判断被输送到所述真空输送室内的所述消耗部件相对于基准位置有无位置偏移的步骤f，
在所述步骤f中判断为所述消耗部件没有位置偏移的情况下，执行所述步骤c。
19.如权利要求18所述的等离子体处理方法，其特征在于：
还具有在所述步骤f中判断为所述消耗部件有位置偏移的情况下，判断是否能够校正所述位置偏移的步骤g，
在所述步骤g中判断为能够校正所述位置偏移的情况下，执行所述步骤c。
20.如权利要求17～19中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于：
在所述步骤b之后且所述步骤d之前，还具有对所述腔室内进行清洁的步骤h。
21.如权利要求17～20中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于：
在所述步骤c之后，还具有判断在所述步骤c中检测出的所述消耗部件的状态是否在允许范围内的步骤i，
在所述步骤i中判断所述消耗部件的状态处于允许范围内的情况下，执行所述步骤d。
22.如权利要求17～21中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于：
所述消耗部件的状态是所述消耗部件的厚度。
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