JP2007149960A - Plasma processor - Google Patents

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Shingo Kimura
伸吾 木村
Kazunori Nakamoto
和則 中本
Kazuyuki Hiromi
一幸 廣實
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide plasma processing technology capable of suppressing the generation of abnormality during transferring a specimen as a wafer or the like, and operating stably for a long period of time. <P>SOLUTION: The plasma processor is provided with a vacuum processing chamber 106 equipped with a specimen mounting table 204 for sucking and retaining the mounted specimen 203, and a plasma producing means for producing plasma on the specimen mounting table 204; and a vacuum transfer means 201 arranged in a buffer chamber 105 to mount the specimen 203 transferred into a load lock chamber on the specimen mounting table 204 through the buffer chamber 105, and to transfer an already processed specimen 203 mounted on the specimen mounting table 204 into a load lock chamber through the buffer chamber 105. Sensors 202a, 202b for detecting the position of the already transferred specimen 203 are equipped in the transfer route of the specimen 203 by the vacuum transfer means 201. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマ処理技術に係り、特に、試料の処理中における異常の発生を抑制することのできるプラズマ処理技術に関する。   The present invention relates to a plasma processing technique, and more particularly, to a plasma processing technique that can suppress the occurrence of abnormality during processing of a sample.

半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ等の試料の搬送に際しては、低発塵で、かつ異常発生の少ない処理が望ましい。ウエハ搬送に際して、ウエハ処理前に塵埃が発生した場合は、塵埃は半導体ウエハ等の被処理体に付着し、デバイスのパターン欠陥(配線ショート等)を引き起こして、製造歩留りの低下を招くことになる。   In the process of manufacturing a semiconductor device, when a sample such as a semiconductor wafer is transported, it is desirable to perform processing with low dust generation and less occurrence of abnormality. When dust is generated before wafer processing during wafer transfer, the dust adheres to an object to be processed such as a semiconductor wafer and causes a device pattern defect (such as a wiring short), resulting in a decrease in manufacturing yield. .

また、ウエハの搬送中に搬送の異常が発生した場合は、重大な故障と認知して搬送を中止した後、処理室の大気解放を行って修理やメンテナンスを行うことがある。このような場合には処理室の真空排気に時間がかかり、このため処理を行っていない時間、いわゆるダウンタイムが大きくなり、装置による全体的な処理の効率が損なわれる。   Further, when a transfer abnormality occurs during the transfer of a wafer, the transfer may be stopped after recognizing that it is a serious failure, and then the processing chamber may be released to the atmosphere for repair or maintenance. In such a case, it takes time for the processing chamber to be evacuated, so that the time during which the processing is not performed, so-called down time, is increased, and the overall processing efficiency of the apparatus is impaired.

このような問題に関して、ウエハ搬送中におけるウエハ位置ずれ等の搬送異常を検出し、この異常がウエハの落下、脱落、設置異常等の、より重大な異常に至る前に修正を施し、あるいは異常を報知して、重大な異常の発生を抑制する技術が検討されている。例えば、処理室に搬送する直前において、ウエハを保持(支持)しているロボットアームのハンド上におけるウエハ中心位置の基準位置からのずれ量を検出し、この検出結果に基づいて、ウエハを載置台に搬送するハンドの動きを調整することにより、前記位置ずれを補正する技術が提案されている。   Concerning such a problem, a conveyance abnormality such as a wafer misalignment during wafer conveyance is detected, and correction is performed before the abnormality reaches a more serious abnormality such as a drop, dropout, or an installation abnormality of the wafer. A technique for informing and suppressing the occurrence of a serious abnormality has been studied. For example, the amount of deviation of the wafer center position from the reference position on the hand of the robot arm holding (supporting) the wafer is detected immediately before being transferred to the processing chamber, and the wafer is placed on the mounting table based on the detection result. There has been proposed a technique for correcting the positional deviation by adjusting the movement of the hand that is transported to the front.

また、特許文献1には、多角形状の真空搬送モジュールとこの周囲に配置された複数の処理チャンバとを備えた半導体処理クラスターツール構造システムとしての半導体処理装置が開示されている。この装置では、真空搬送モジュール内の処理チャンバとの接続部の近傍に、半導体ウエハの搬送方向を横切るように複数の位置センサを配置し、この位置センサにより搬送中の半導体ウエハの中心位置のずれを検出し、この検出結果に基づいてウエハの位置ずれを調節した後、処理チャンバ内の所定位置に載置する技術が開示されている。
特開2001−210698号公報
Further, Patent Document 1 discloses a semiconductor processing apparatus as a semiconductor processing cluster tool structure system including a polygonal vacuum transfer module and a plurality of processing chambers arranged around the polygonal vacuum transfer module. In this apparatus, a plurality of position sensors are arranged in the vicinity of the connection portion with the processing chamber in the vacuum transfer module so as to cross the semiconductor wafer transfer direction, and the position of the semiconductor wafer being transferred is shifted by this position sensor. Is detected, and the wafer position is adjusted based on the detection result, and then placed on a predetermined position in the processing chamber.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-210698

上記の従来技術は、ウエハ処理前にウエハの位置ずれを修正するものである。しかし、ウエハ処理後に発生するウエハの位置ずれ、あるいは位置ずれの発生を抑制する手段については検討がなされていない。   The prior art described above corrects the wafer misalignment before wafer processing. However, no consideration has been given to wafer positional deviations that occur after wafer processing, or means for suppressing the occurrence of positional deviations.

すなわち、上記従来技術にしたがって、処理チャンバ内の載置台の基準位置に正確に合わせてウエハを設置したとしても、前記載置台からウエハを搬出する際に、例えばウエハと載置台の相互作用により、ウエハが前記基準位置からずれてしまうことがある。この場合には、ウエハの搬出中にウエハが落下し、あるいは他の部材との衝突により損傷し、あるいは塵埃を発生する。   That is, according to the above-described prior art, even when the wafer is installed in accordance with the reference position of the mounting table in the processing chamber, when the wafer is unloaded from the mounting table, for example, due to the interaction between the wafer and the mounting table, The wafer may be displaced from the reference position. In this case, the wafer falls during the unloading of the wafer, or is damaged by collision with other members, or dust is generated.

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、ウエハ等の試料の搬送中における異常の発生を抑制し、長期間安定して稼動することのできるプラズマ処理技術を提供するものである。   The present invention has been made in view of these problems, and provides a plasma processing technique that can suppress the occurrence of abnormality during the transfer of a sample such as a wafer and can operate stably for a long period of time. .

本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.

載置された試料を吸引して保持する試料載置台および該試料載置台上にプラズマを生成するプラズマ生成手段を備え真空処理室と、バッファ室内に配置され、ロードロック室に搬送された試料をバッファ室を介して前記試料載置台に載置し、試料載置台に載置された処理済みの試料をバッファ室を介してロードロック室に搬送する真空搬送手段と、カセットに収納された試料を取り出してロードロック室に搬送し、ロードロック室に搬送された処理済みの試料をカセットに収納する大気搬送ユニットとを備え、前記試料台は、前記試料を試料載置台上に一旦押し上げて、前記試料下部に進入した前記真空搬送手段のハンド部に載置する押し上げピンを備え、前記真空搬送手段による試料の搬送経路には、搬出される試料の位置を検出するセンサを備えた。   A sample mounting table for sucking and holding the mounted sample and a plasma generating means for generating plasma on the sample mounting table, a vacuum processing chamber, a buffer chamber, and a sample transported to the load lock chamber A vacuum transfer means for transferring the processed sample mounted on the sample mounting table to the load lock chamber through the buffer chamber and the sample stored in the cassette. And an atmospheric transfer unit for storing the processed sample transferred to the load lock chamber and storing the processed sample in a cassette, and the sample stage once pushes the sample onto the sample mounting table, A push-up pin placed on the hand portion of the vacuum transfer means that has entered the lower part of the sample is provided, and a sensor for detecting the position of the sample to be transferred is provided in the sample transfer path by the vacuum transfer means. With.

本発明は、以上の構成を備えるため、ウエハ等の試料の搬送中における異常の発生を抑制し、長期間安定して稼動することのできるプラズマ処理技術を提供することができる。   Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to provide a plasma processing technique that can suppress the occurrence of abnormality during the transfer of a sample such as a wafer and can operate stably for a long period of time.

以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態にかかるプラズマ処理装置を説明する図である。プラズマ処理装置100は、その前面側(図の下方側)に複数(2個)のカセット台102を備える。該カセット台には、例えば直径200mmの半導体ウエハを25枚程度収納可能なカセット101がそれぞれ設置される。カセットに収納されたウエハは、プラズマ処理装置100内部に搬送して処理を施し、処理の終了したウエハはカセットに戻される。   Hereinafter, the best embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a plasma processing apparatus according to the present embodiment. The plasma processing apparatus 100 includes a plurality (two) of cassette stands 102 on the front side (the lower side in the figure). For example, cassettes 101 that can store, for example, about 25 semiconductor wafers having a diameter of 200 mm are installed on the cassette base. The wafers stored in the cassette are transferred into the plasma processing apparatus 100 and processed, and the processed wafers are returned to the cassette.

大気搬送ユニット103の背面側(図の上側)には、カセット101内のウエハの搬送に際して、大気中での搬送と真空中での搬送との切替のためロードロック室104、104’を配置する。ロードロック室104,104’の室内は大気圧と真空圧との間で圧力が調整可能である。   On the back side (upper side in the drawing) of the atmospheric transfer unit 103, load lock chambers 104 and 104 ′ are arranged for switching between transfer in the atmosphere and transfer in vacuum when transferring the wafer in the cassette 101. . The pressure in the load lock chambers 104 and 104 'can be adjusted between the atmospheric pressure and the vacuum pressure.

例えば、大気搬送ユニット103によりウエハをカセットからロードロック室に搬入したのち、ロードロック室内を真空圧力に調節する。その後、搬送装置をバッファ室105に設置された真空搬送ロボットに切り換え、前記ロードロック室に搬入されたウエハをエッチング処理室106,106’あるいはアッシング処理室107,107’に搬入する。   For example, after the wafer is transferred from the cassette to the load lock chamber by the atmospheric transfer unit 103, the load lock chamber is adjusted to the vacuum pressure. Thereafter, the transfer device is switched to a vacuum transfer robot installed in the buffer chamber 105, and the wafers transferred into the load lock chamber are transferred into the etching processing chambers 106 and 106 'or the ashing processing chambers 107 and 107'.

また、エッチング処理室106,106’あるいはアッシング処理室107,107’において処理の施されたウエハは、上記とは逆の手順にしたがってカセットに戻される。なお、バッファ室105と各処理室とを接続する通路には、該通路を開閉してこれらの間を区画する仕切りとしてのゲートバルブ111、111’が通路の入口側または出口側に配置されている。また、図の例では、バッファ室内におけるウエハの位置を検出するセンサを複数備え、これによりウエハの搬送を監視している。これらのセンサは、レーザ、赤外線、あるいは指向性の強い電波等の電磁波を用いることができる。また、音波を用いることもできる。   The wafers processed in the etching chambers 106 and 106 'or the ashing chambers 107 and 107' are returned to the cassette according to the reverse procedure. In the passage connecting the buffer chamber 105 and each processing chamber, gate valves 111 and 111 ′ as partitions for opening and closing the passage and partitioning them are arranged on the inlet side or the outlet side of the passage. Yes. In the example shown in the figure, a plurality of sensors for detecting the position of the wafer in the buffer chamber are provided, thereby monitoring the wafer conveyance. These sensors can use electromagnetic waves such as lasers, infrared rays, or highly directional radio waves. A sound wave can also be used.

図2は、図1に示すエッチング処理室およびバッファ室の詳細を説明する図である。また、図3は、図2の横断面図である。以下、図2、図3を用いて説明する。   FIG. 2 is a diagram illustrating details of the etching chamber and the buffer chamber shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS.

まず、バッファ室105内に配置した真空搬送ロボット201によりウエハ203をエッチング室106に搬入する。図2は、いずれの処理室もエッチング処理室106、106’としているが、例えば一方をアッシング処理室107とすることができる。なお、これらの処理室には、その内側の空間とバッファ室105内の空間とを区画するたのゲートバルブ111,111’が配置されている。これらゲートバルブ111、111’は、図3で示すように、弁体112を備え、該弁体をエアシリンダ304で上下駆動することにより、処理室とバッファ室105との間の通路を開閉する。   First, the wafer 203 is carried into the etching chamber 106 by the vacuum transfer robot 201 disposed in the buffer chamber 105. In FIG. 2, both the processing chambers are the etching processing chambers 106 and 106 ′, but one of them can be the ashing processing chamber 107, for example. In these processing chambers, gate valves 111 and 111 ′ for partitioning the inner space and the space in the buffer chamber 105 are arranged. As shown in FIG. 3, these gate valves 111 and 111 ′ include a valve body 112, and the valve body is driven up and down by an air cylinder 304 to open and close a passage between the processing chamber and the buffer chamber 105. .

すなわち、処理前のウエハ203をエッチング処理室106内に搬入する際には、バルブ112を下方に移動して連通する通路の開放する。そして、ウエハを搬入した後、弁体112を上方に移動して、前記通路を閉鎖する。   That is, when the unprocessed wafer 203 is carried into the etching processing chamber 106, the valve 112 is moved downward to open the communicating path. Then, after the wafer is loaded, the valve body 112 is moved upward to close the passage.

ウエハ203を処理している間は通路を弁体112により閉鎖しておき、処理が終了して、ウエハ203を搬出する際には、弁体112を再度下方に移動して通路を開放する。   While the wafer 203 is being processed, the passage is closed by the valve body 112. When the processing is completed and the wafer 203 is unloaded, the valve body 112 is moved downward again to open the passage.

バッファ室105内のウエハ203の搬送経路上には、発光部202aおよび受光部202bを有する遮光センサ202を配置する。遮光センサの発光部202aおよび受光部202b間を真空搬送ロボット201のハンド205上に載せられ保持されたウエハ203が通過すると、発光部202aおよび202b間を通過する光がウエハ203により遮られる。この際、ウエハ203による遮光時間と、予め設定された真空搬送ロボット201の軌道を参照することにより、ウエハ203の本来あるべき中心位置と前記ハンド205上に載せられたウエハ203の中心位置がどれだけ離れているか(ずれているか)を算出することができる。   On the transfer path of the wafer 203 in the buffer chamber 105, a light shielding sensor 202 having a light emitting unit 202a and a light receiving unit 202b is arranged. When the wafer 203 placed on and held on the hand 205 of the vacuum transfer robot 201 passes between the light emitting unit 202a and the light receiving unit 202b of the light shielding sensor, the light passing between the light emitting units 202a and 202b is blocked by the wafer 203. At this time, by referring to the light shielding time by the wafer 203 and the trajectory of the vacuum transfer robot 201 set in advance, the center position of the wafer 203 and the center position of the wafer 203 placed on the hand 205 can be determined. It is possible to calculate whether or not they are separated from each other.

なお、このようにして算出した位置ずれ量をもとに、各処理室(図2の場合、エッチング処理室106)にウエハ203を搬入する際に、真空搬送ロボット201の軌道を補正しながら搬送することができる。あるいは、搬送して所定の位置に至った後、前記位置ずれ量を補正して、ウエハの中心とエッチング室106(106’)内の載置台204,204’の中心とを一致させて配置することができる。   It should be noted that when the wafer 203 is loaded into each processing chamber (the etching processing chamber 106 in the case of FIG. 2) based on the positional deviation amount thus calculated, the wafer 203 is transferred while correcting the trajectory of the vacuum transfer robot 201. can do. Alternatively, after transporting and reaching a predetermined position, the positional deviation amount is corrected, and the center of the wafer and the center of the mounting tables 204 and 204 ′ in the etching chamber 106 (106 ′) are aligned with each other. be able to.

ウエハ203の位置の調節に際しては、まず、遮光センサ202の出力を受けた制御ユニット302からの信号を全体の動きを統括する制御装置 301に送信し、制御装置301内の演算器によりウエハ203の位置ずれ量を算出する。この位置ずれ量に関する情報は、真空搬送ロボット201を制御する制御装置303に伝達され、この制御装置303は受信した位置ずれに関する情報に基づいてこの位置ずれの量に合わせて真空搬送ロボット201の動作を調節し、ハンド205が最終的に到達する位置を所望の位置に調節し、この位置においてウエハを載置する。   When adjusting the position of the wafer 203, first, a signal from the control unit 302 receiving the output of the light shielding sensor 202 is transmitted to the control device 301 that controls the overall movement, and the arithmetic unit in the control device 301 causes the wafer 203 to be adjusted. The amount of positional deviation is calculated. Information on the amount of misalignment is transmitted to a control device 303 that controls the vacuum transfer robot 201, and the control device 303 operates the vacuum transfer robot 201 in accordance with the amount of misalignment based on the received information on misalignment. The position where the hand 205 finally reaches is adjusted to a desired position, and the wafer is placed at this position.

エッチング室106内の載置台204は、載置された試料(ウエハ)を静電力によって吸着して保持することが可能に構成されている。ウエハ203を載置台204上に吸着保持した状態で所定のエッチング処理が終了すると、静電気による吸着を解除し、載置台204内に配置された押し上げ機構(図示なし)が備える複数の押し上げピンを動作させて、ウエハ203を載置台204上に押し上げる。   The mounting table 204 in the etching chamber 106 is configured to be able to suck and hold the mounted sample (wafer) by electrostatic force. When a predetermined etching process is completed while the wafer 203 is attracted and held on the mounting table 204, the electrostatic chucking is released, and a plurality of push-up pins provided in a push-up mechanism (not shown) arranged in the mounting table 204 are operated. Then, the wafer 203 is pushed up onto the mounting table 204.

その後、真空搬送ロボット201を動作させ、前記押し上げられたウエハ203の下にハンド205を進入させる。次に、前記押し上げ機構の押し上げピンを下方に移動させ、ウエハ203をハンド205上に載置する。その後も前記押し上げピンの下降を続けると押し上げピンを載置台204内に収納することができる。これにより、押し上げピンからハンド205へのウエハ203の受け渡しが行われる。   Thereafter, the vacuum transfer robot 201 is operated, and the hand 205 enters under the pushed-up wafer 203. Next, the push-up pin of the push-up mechanism is moved downward to place the wafer 203 on the hand 205. Thereafter, when the push-up pin continues to descend, the push-up pin can be stored in the mounting table 204. As a result, the wafer 203 is transferred from the push-up pin to the hand 205.

このようにして、真空搬送ロボット201は、そのハンド205によりウエハ203を受取り、受け取ったウエハをエッチング室106からバッファ室105に搬出する。この際、ウエハ203は再度、遮光センサ202上を通過する。このときのウエハの位置を検出する。検出信号はウエハ204をエッチング室16内に搬入した場合と同様にその位置ずれ量の検出が行われる。このようにしてウエハ203のエッチング処理室106からの搬出動作の際に生じたウエハの位置ずれの量を検出することができる。   In this way, the vacuum transfer robot 201 receives the wafer 203 by the hand 205 and carries the received wafer from the etching chamber 106 to the buffer chamber 105. At this time, the wafer 203 passes over the light shielding sensor 202 again. The position of the wafer at this time is detected. As for the detection signal, the amount of displacement is detected in the same manner as when the wafer 204 is carried into the etching chamber 16. In this way, it is possible to detect the amount of wafer misalignment that occurs during the operation of unloading the wafer 203 from the etching processing chamber 106.

発明者らは、前述のように、搬出の際、ウエハに位置ずれが発生する原因が、静電吸着によりウエハを吸着保持した載置台からのウエハ離脱の形態に起因しているという知見を得た。つまり、載置台204は、一般的にウエハ203を静電吸着させるため電荷の蓄積を目的とした絶縁体を備え、該絶縁体はその厚さや面積、絶縁体を構成する材質の固有抵抗等を所定の値に調節されて製造されている。しかし、一度静電吸着した後には、除電と呼ばれる動作が不安定となる場合ある。この不安定現象は、載置台204上に配置されたウエハ203の設置面を構成する「絶縁体を成分とする静電吸着膜」の特性にばらつきがあることに起因すると考えられる。   As described above, the inventors have obtained the knowledge that the cause of the positional deviation of the wafer during unloading is due to the form of wafer removal from the mounting table that holds the wafer by electrostatic adsorption. It was. That is, the mounting table 204 is generally provided with an insulator for the purpose of accumulating charges so as to electrostatically attract the wafer 203, and the insulator has a thickness, an area, a specific resistance of a material constituting the insulator, and the like. It is manufactured by adjusting to a predetermined value. However, once electrostatically attracted, an operation called static elimination may become unstable. This unstable phenomenon is considered to be caused by variations in the characteristics of the “electrostatic adsorption film containing an insulator” that constitutes the installation surface of the wafer 203 disposed on the mounting table 204.

静電吸着膜は、所定の厚さの絶縁性部材の膜と、その内部に配置した1つ以上のタングステン等の導電性部材の膜からなる電極を備えている。前記特性のばらつきは、例えば、膜厚の相違、あるいはウエハ203と静電吸着膜との間の接触面の分布のバランスの変動等に起因する静電吸着膜の特性の分布のばらつきに起因する。このようにバランスが僅かに崩れただけでも、この崩れは、押し上げピンによりウエハ203を押し上げる際、ウエハ203の設置面に対する傾き、すなわち、片持ち上げという形で現れる。つまり、ウエハ203の局所的な吸着力の大きさの偏り、すなわちウエハ203の面方向吸着特性のばらつきにより、上記押し上げ機構のピンの動作に伴ってウエハ203が傾いてしまうことになる。   The electrostatic adsorption film includes an electrode made of an insulating member film having a predetermined thickness and one or more conductive member films such as tungsten disposed therein. The variation in the characteristics is caused by, for example, a variation in the distribution of the characteristics of the electrostatic adsorption film due to a difference in film thickness or a variation in the balance of the distribution of the contact surface between the wafer 203 and the electrostatic adsorption film. . Even if the balance is slightly lost in this way, this collapse appears when the wafer 203 is pushed up by the push-up pins, in the form of an inclination with respect to the installation surface of the wafer 203, that is, a single lift. That is, the wafer 203 tilts with the operation of the pins of the push-up mechanism due to a deviation in the magnitude of the local attraction force of the wafer 203, that is, a variation in the surface direction adsorption characteristics of the wafer 203.

このような片持ち上げが起った場合、ウエハは、載置台204のウエハ203の設置面の外周側で載置台204を覆って配置されたリング状の部品と接触したり、また、この接触によりウエハなどが損傷して発塵を引き起こすことがある。また、搬送ロボットにより搬送できるレベル以上にウエハがずれる場合もある。また、前記ばらつきが大きくなるとウエハ203を押し上げて、載置台から引き剥がす動作を行う際に、ウエハ203を安定して搬送できる許容範囲以上にウエハの位置がずれることがある。このような場合には、装置の運転を止めてウエハの回収を行わなければならなくなり、装置稼働率は大きく低下する。   When such a single lift occurs, the wafer comes into contact with a ring-shaped component arranged so as to cover the mounting table 204 on the outer peripheral side of the mounting surface of the wafer 203 of the mounting table 204, or due to this contact. The wafer may be damaged and cause dust generation. In some cases, the wafer may be shifted beyond a level that can be transferred by the transfer robot. Further, when the variation becomes large, the position of the wafer may be shifted beyond an allowable range in which the wafer 203 can be stably transported when the wafer 203 is pushed up and peeled off from the mounting table. In such a case, the operation of the apparatus must be stopped and the wafer must be collected, and the apparatus operating rate is greatly reduced.

発明者らは、このようなウエハ203の引き剥がし動作の際のウエハ203の位置ずれ(移動)量は、ウエハ203の設置面の状態と相関があるという知見を得た。すなわち、搬出の際に生じるウエハの位置ずれ量を監視することにより、エッチング処理室106内部の状態、特に載置台204の状態を監視することができる。ウエハ203の片持ち上げが起き、さらに持ち上げられた結果ウエハ203の中心の位置がずれる場合、そのずれ量はまちまちであり、一般的に長時間処理を行った場合にその量に変化が大きいことが判明している。長時間にわたりエッチング処理を続けると、処理室106内には、エッチング処理に伴って発生する反応生成物が堆積する。この反応生成物は載置台204上にも同じように堆積する。これにより、静電吸着膜の性質、例えば、静電吸着膜の表面粗さ、あるいは静電吸着膜の固有抵抗値等が変化する。   The inventors have found that the amount of displacement (movement) of the wafer 203 during such a peeling operation of the wafer 203 has a correlation with the state of the installation surface of the wafer 203. That is, by monitoring the amount of wafer misalignment that occurs during unloading, the state inside the etching chamber 106, particularly the state of the mounting table 204, can be monitored. When the wafer 203 is lifted up and the position of the center of the wafer 203 is shifted as a result of further lifting, the amount of deviation varies, and in general, when the processing is performed for a long time, the amount changes greatly. It turns out. When the etching process is continued for a long time, reaction products generated along with the etching process accumulate in the processing chamber 106. This reaction product is similarly deposited on the mounting table 204. Thereby, the property of the electrostatic adsorption film, for example, the surface roughness of the electrostatic adsorption film or the specific resistance value of the electrostatic adsorption film changes.

発明者らは未使用の載置台204を用いて、連続的に処理を施し、載置台204のウエハ203の設置面の状態変化とウエハ203の引き剥がしの際の位置ずれの量とを測定し、これらの間の相関を検討した。その結果、処理に使用された時間が増大するにつれて、ウエハ203の位置ずれが発生しやすくなり、またそのずれの量も大きくなるという知見を得た。特に、所定の累積時間を超えると急激にウエハ203の位置のずれ量が大きくなり、短時間のうちにハンド205上に載置して保持可能な許容範囲を超えてしまうことが判った。   The inventors continuously perform processing using an unused mounting table 204 and measure the change in the state of the mounting surface of the wafer 203 on the mounting table 204 and the amount of positional deviation when the wafer 203 is peeled off. The correlation between these was examined. As a result, it has been found that as the time used for the processing increases, the wafer 203 is likely to be misaligned, and the amount of the misalignment increases. In particular, it has been found that when the predetermined cumulative time is exceeded, the amount of deviation of the position of the wafer 203 suddenly increases, and the allowable range that can be placed and held on the hand 205 is exceeded within a short time.

このため、本実施形態では、エッチング処理室106からの搬出の際のウエハ203の位置のずれ量を、その大きさにより複数の段階に分け、ずれ量に応じて処理室内で実施すべき処理の条件を設定して、載置台204の表面の回復または改善を図ることにした。   For this reason, in this embodiment, the displacement amount of the position of the wafer 203 at the time of unloading from the etching processing chamber 106 is divided into a plurality of stages according to the size, and the processing to be performed in the processing chamber according to the displacement amount. The conditions were set to restore or improve the surface of the mounting table 204.

図4は、搬出の際のウエハ位置のずれ量をもとに行う載置台204の表面の回復または改善処理を説明する図である。まず、ウエハ203を処理室に搬入した後、ウエハを載置台204の設置面上に吸着し、この状態で載置台204に高周波電力を供給しつつエッチング処理を行う(ステップ401)。エッチング処理の終了後、ウエハ203に対してプラズマによる静電気の除電処理を施す(ステップ402)。その後、処理室内部の真空排気を行って不要なガスや生成物を除去した(ステップ403)後、ゲートバブル111を開放してバッファ室105と処理室とを連通させる(ステップ404)。   FIG. 4 is a diagram for explaining a process for recovering or improving the surface of the mounting table 204 based on the amount of deviation of the wafer position during unloading. First, after the wafer 203 is carried into the processing chamber, the wafer is adsorbed onto the installation surface of the mounting table 204, and in this state, an etching process is performed while supplying high-frequency power to the mounting table 204 (step 401). After the etching process is completed, static electricity is removed from the wafer 203 by plasma (step 402). Thereafter, the inside of the processing chamber is evacuated to remove unnecessary gases and products (step 403), and then the gate bubble 111 is opened to connect the buffer chamber 105 and the processing chamber (step 404).

次に、押し上げ機構を動作させてウエハ203を載置台204の設置面上面から押し上げ(ステップ405)、この状態で生じる設置面とウエハ203裏面との間の空間に真空ロボットのアームを伸ばしてハンド205を配置する(ステップ406)。ハンド205の位置を固定した状態で、ウエハ203を押し上げていた押し上げピンを下方に下げ、ウエハ203を真空搬送ロボット201のハンド205の上面に載置する。続いて、前記押し上げピンをさらに下方に移動するとウエハ203はハンド205上に残されてウエハ203の受渡しが行われる(ステップ406)。   Next, the push-up mechanism is operated to push the wafer 203 up from the upper surface of the mounting table 204 (step 405), and the arm of the vacuum robot is extended to the space between the setting surface generated in this state and the back surface of the wafer 203. 205 is arranged (step 406). With the position of the hand 205 fixed, the push-up pin that has pushed up the wafer 203 is lowered and the wafer 203 is placed on the upper surface of the hand 205 of the vacuum transfer robot 201. Subsequently, when the push-up pin is moved further downward, the wafer 203 is left on the hand 205 and the wafer 203 is delivered (step 406).

ウエハ203を受け取った真空搬送ロボット201は、アームの縮み動作を行い、ハンド205上にウエハ203を保持したままバッファ室105に戻る。これにより、ウエハ203のエッチング室106からの搬出が行われる(ステップ408)。アームの縮み動作に伴うウエハ203の移動の途中で、ウエハ203は遮光センサ202を構成する発光部と受光部の間を通過する(ステップ409)。このとき、ウエハの位置ずれ量が真空搬送ロボットの動作速度、センサの遮光時間等をもとに制御装置302により算出され、ウエハ203の搬出に伴う位置ずれ量が算出される(ステップ410)。   The vacuum transfer robot 201 that has received the wafer 203 performs an arm contraction operation and returns to the buffer chamber 105 while holding the wafer 203 on the hand 205. Thereby, the wafer 203 is unloaded from the etching chamber 106 (step 408). During the movement of the wafer 203 accompanying the arm contraction operation, the wafer 203 passes between the light emitting portion and the light receiving portion constituting the light shielding sensor 202 (step 409). At this time, the amount of misalignment of the wafer is calculated by the control device 302 based on the operating speed of the vacuum transfer robot, the light shielding time of the sensor, etc., and the amount of misalignment accompanying the unloading of the wafer 203 is calculated (step 410).

前記算出結果は、予め設定した設定値と制御装置302において比較され、この比較結果をもとにウエハ203の位置ずれの有無、あるいは位置ずれ量の程度を判断し、ウエハ203の位置ずれが無いか僅かと判断した場合(ステップ411)には、ステップ415に進む。   The calculation result is compared with a preset setting value in the control device 302. Based on the comparison result, the presence or absence of the wafer 203 or the degree of the position deviation is determined, and the wafer 203 is not displaced. If it is determined that the number is small (step 411), the process proceeds to step 415.

ステップ4111において、ウエハ203に位置ずれがあると判断すると、ずれ量の大小を判断し(ステップ412)、ずれ量が小であると判断すると高周波電力(RFバイアス電力)を小に設定した状態でプラズマ処理(クリーニング処理)を実行する(ステップ413)。また、ずれ量が大であると判断すると高周波電力(RFバイアス電力)を大に設定した状態でプラズマ処理(クリーニング処理)を実行する(ステップ414)。なお、クリーニング処理はウエハ無し又はダミーウエハを用いて行うとよい。クリーニング処理に際しては、イオンの衝突によるスパッタリング効果を利用するため、RFバイアス電源305からウエハ203または載置台204に印加される電力の大きさを大小に調節して供給して、載置台204上の反応生成物の除去を行う。   If it is determined in step 4111 that the wafer 203 has a positional shift, the shift amount is determined (step 412). If the shift amount is determined to be small, the high frequency power (RF bias power) is set to a small value. Plasma processing (cleaning processing) is executed (step 413). If it is determined that the amount of deviation is large, plasma processing (cleaning processing) is performed with the high-frequency power (RF bias power) set to a large value (step 414). The cleaning process may be performed using no wafer or a dummy wafer. In the cleaning process, in order to use the sputtering effect caused by the collision of ions, the magnitude of the electric power applied from the RF bias power source 305 to the wafer 203 or the mounting table 204 is adjusted to be large and small, and is supplied on the mounting table 204. The reaction product is removed.

このように、ウエハ203の位置ずれ量が小さい場合は、RFバイアス電力量を小さく設定した処理を実行し(ステップ413)、ウエハ203の位置ずれが大きい場合は、RFバイアイス電力をより大きく設定して処理を実行する(ステップ414)。この結果、搬出の際に大きくウエハ203の位置がずれるようになったとしても、実際に加工処理を行う次のウエハ203の処理の際には、搬出時のウエハ203の位置ずれを抑制することが可能となる。   As described above, when the positional deviation amount of the wafer 203 is small, a process in which the RF bias power amount is set small is executed (step 413). When the positional deviation of the wafer 203 is large, the RF bi-ice power is set larger. The process is executed (step 414). As a result, even if the position of the wafer 203 is greatly shifted during unloading, the position shift of the wafer 203 during unloading is suppressed during the processing of the next wafer 203 that is actually processed. Is possible.

ステップ413またはステップ414のクリーニング処理が終了すると、所定のウエハ処理用の条件に装置の動作が設定された後、別のウエハの処理が実施される(ステップ415)。この別のウエハの処理後に再びウエハの位置ずれが所定の値より大きいと判断された場合、異常発生を報知手段(CRT上の警報表示やブザー音等)で報知して、装置によるこの処理室での処理を停止してもよく、あるいは再度のクリーニング処理を行ってもよい。   When the cleaning process in step 413 or 414 is completed, the operation of the apparatus is set to a predetermined wafer processing condition, and then another wafer is processed (step 415). When it is determined that the wafer position deviation is again larger than a predetermined value after the processing of this other wafer, the occurrence of abnormality is notified by an informing means (such as an alarm display on the CRT or a buzzer sound), and this processing chamber by the apparatus is used. In this case, the cleaning process may be stopped or a cleaning process may be performed again.

以上説明したように、処理室での処理の後に、試料であるウエハに位置が生じる要因を解析し、この解析結果に基づいてウエハの位置ずれを検出した場合、その位置ずれの程度に応じたクリーニング処理を施す。これにより、従来の技術では装置停止やメンテナンスなどにより、装置の稼働率を低下させていた装置の異常の発生を抑制することができる。すなわち、処理室からのウエハを搬出する際に生じるウエハの位置ずれを抑制することができる。また、ウエハの位置ずれにより生じるウエハの落下や周辺部品との接触、あるいはこれらにより生じる発塵をを低減することができる。これにより、装置の停止、真空容器内部等の大気開放を行う修理、保守、点検等の作業間隔を長くして、全体的な処理の効率を向上させることができる。   As described above, after the processing in the processing chamber, the cause of the position of the sample wafer is analyzed, and when the wafer position shift is detected based on the analysis result, the position shift depends on the degree of the position shift. A cleaning process is performed. Thereby, in the conventional technology, it is possible to suppress the occurrence of an abnormality of the apparatus that has lowered the operation rate of the apparatus due to the apparatus stop or maintenance. That is, it is possible to suppress the wafer position shift that occurs when the wafer is unloaded from the processing chamber. In addition, it is possible to reduce the wafer dropping caused by the wafer misalignment, the contact with peripheral components, or the dust generation caused by these. As a result, it is possible to lengthen work intervals for repair, maintenance, inspection, etc. for stopping the apparatus and releasing the atmosphere inside the vacuum vessel, etc., thereby improving the overall processing efficiency.

本実施形態にかかるプラズマ処理装置を説明する図である。It is a figure explaining the plasma processing apparatus concerning this embodiment. エッチング処理室およびバッファ室の詳細を説明する図である。It is a figure explaining the detail of an etching process chamber and a buffer chamber. 図2の横断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 2. 搬出の際のウエハ位置のずれ量をもとに行う載置台表面の回復または改善処理を説明する図である。It is a figure explaining the recovery or improvement process of the mounting table surface performed based on the deviation | shift amount of the wafer position in the case of carrying out.

符号の説明Explanation of symbols

101 収納カセット
102 カセット投入ユニット
103 大気搬送ユニット
104,104’ ロードロック室
105 バッファ室
106,106’ エッチング室
107,107’ アッシング室
111,111’ ゲートバルブ
201 真空搬送ロボット
202 遮光センサ
203 ウエハ
204 載置台
205 ハンド
301 制御装置
302 制御ユニット
303 真空搬送ロボットの制御装置
304 エアシリンダ
305 高周波バイアス電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Storage cassette 102 Cassette insertion unit 103 Atmospheric transfer unit 104,104 'Load lock chamber 105 Buffer chamber 106, 106' Etching chamber 107, 107 'Ashing chamber 111, 111' Gate valve 201 Vacuum transfer robot 202 Light shielding sensor 203 Wafer 204 Mount Table 205 Hand 301 Control device 302 Control unit 303 Control device for vacuum transfer robot 304 Air cylinder 305 High frequency bias power supply

Claims (5)

載置された試料を吸引して保持する試料載置台および該試料載置台上にプラズマを生成するプラズマ生成手段を備え真空処理室と、
バッファ室内に配置され、ロードロック室に搬送された試料をバッファ室を介して前記試料載置台に載置し、試料載置台に載置された処理済みの試料をバッファ室を介してロードロック室に搬送する真空搬送手段と、
カセットに収納された試料を取り出してロードロック室に搬送し、ロードロック室に搬送された処理済みの試料をカセットに収納する大気搬送ユニットとを備え、
前記試料台は、前記試料を試料載置台上に一旦押し上げて、前記試料下部に進入した前記真空搬送手段のハンド部に載置する押し上げピンを備え、
前記真空搬送手段による試料の搬送経路には、搬出される試料の位置を検出するセンサを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
A vacuum processing chamber comprising a sample mounting table for sucking and holding the mounted sample, and a plasma generating means for generating plasma on the sample mounting table;
A sample placed in the buffer chamber and transported to the load lock chamber is placed on the sample placement table via the buffer chamber, and the processed sample placed on the sample placement table is loaded via the buffer chamber. Vacuum conveying means for conveying to,
A sample housed in the cassette is taken out and transported to the load lock chamber, and an atmospheric transport unit for storing the processed sample transported to the load lock chamber in the cassette is provided.
The sample stage includes a push-up pin that pushes the sample once onto the sample placing table and places the sample on the hand portion of the vacuum transfer means that has entered the lower part of the sample.
A plasma processing apparatus comprising a sensor for detecting a position of a sample to be carried out in a sample carrying path by the vacuum carrying means.
請求項1記載のプラズマ処理装置において、
前記真空処理室とバッファ室間を区画するゲートバルブを備え、該ゲートバルブのバッファ室側には搬出される試料の位置を検出するための遮光センサを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to claim 1,
A plasma processing apparatus comprising a gate valve for partitioning between the vacuum processing chamber and the buffer chamber, and a light shielding sensor for detecting the position of the sample to be carried out on the buffer chamber side of the gate valve.
請求項2記載のプラズマ処理装置において、
装置全体を制御する制御装置を備え、該制御装置は前記遮光センサの出力をもとに搬送される試料の中心と前記ハンド部の搬送中心とのずれ量を演算する演算手段を備え、前記ずれ量が所定値以上のとき前記真空処理室にクリーニング処理を施すことを特徴とするプラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein
A control device for controlling the entire device, the control device comprising calculation means for calculating a deviation amount between a center of the sample to be conveyed and a conveyance center of the hand unit based on an output of the light shielding sensor; A plasma processing apparatus, wherein a cleaning process is performed on the vacuum processing chamber when the amount is a predetermined value or more.
試料載置台上にプラズマを生成して該試料載置台上に載置した試料にプラズマ処理を施す真空処理室と、
バッファ室内に配置され、ロードロック室に搬送された試料をバッファ室を介して前記試料載置台に載置し、試料載置台に載置された処理済みの試料をバッファ室を介してロードロック室に搬送する真空搬送手段と、
カセットに収納された試料を取り出してロードロック室に搬送し、ロードロック室に搬送された処理済みの試料をカセットに収納する大気搬送ユニットとを備え、
押し上げピンにより処理済みの試料を試料載置台上に一旦押し上げて、前記試料下部に進入した前記真空搬送手段のハンド部に載置し、載置された試料をロードロック室に搬送するプラズマ処理装置の運転方法において、
真空搬送手段による試料の搬送経路には、搬出される試料の位置ずれを検出するセンサを備え、前記位置ずれが所定値以上のとき前記真空処理室にクリーニング処理を施すことを特徴とするプラズマ処理装置の運転方法。
A vacuum processing chamber for generating plasma on the sample mounting table and performing plasma processing on the sample mounted on the sample mounting table;
A sample placed in the buffer chamber and transported to the load lock chamber is placed on the sample placement table via the buffer chamber, and the processed sample placed on the sample placement table is loaded via the buffer chamber. Vacuum conveying means for conveying to,
A sample housed in the cassette is taken out and transported to the load lock chamber, and an atmospheric transport unit for storing the processed sample transported to the load lock chamber in the cassette is provided.
A plasma processing apparatus that once pushes a processed sample by a push-up pin onto a sample mounting table, places the sample on the hand portion of the vacuum transfer means that has entered the lower part of the sample, and transfers the placed sample to a load lock chamber In the driving method of
A plasma processing method characterized by comprising a sensor for detecting a positional deviation of a sample to be carried out in a sample conveying path by a vacuum conveying means, and performing a cleaning process on the vacuum processing chamber when the positional deviation is a predetermined value or more. How to operate the device.
請求項4記載のプラズマ処理装置の運転方法において、
前記センサは真空処理室とバッファ室間を区画するゲートバルブのバッファ室側に設けたことを特徴とするプラズマ処理装置の運転方法。
In the operating method of the plasma processing apparatus according to claim 4,
An operation method of a plasma processing apparatus, wherein the sensor is provided on a buffer chamber side of a gate valve that partitions a vacuum processing chamber and a buffer chamber.
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