JP2017163088A - 基板処理装置及び基板処理装置の制御方法 - Google Patents

基板処理装置及び基板処理装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】処理ユニットのメンテナンスを適正に、且つ、効率的に行う基板処理装置を提供する。【解決手段】処理ユニット１０とマニピュレータ２１とを有する基板処理装置であって、処理ユニット内のパーツの状態をモニタリングする。マニピュレータは、処理ユニットの付近に配されており、コントローラ４０の制御に従い、吸着洗浄アームが開口１４ａの所定のＺ位置に達した後、吸着洗浄アームをＸ方向に移動させて、その先端部を処理室１３に位置させる。マニピュレータは、メンテナンス用のマニピュレータである。【選択図】図１

Description

本実施形態は、基板処理装置及び基板処理装置の制御方法に関する。
基板処理装置では、処理ユニットで基板の処理を行うに従い、処理ユニットのメンテナンスが必要になることがある。このとき、処理ユニットのメンテナンスを適正に且つ効率的に行うことが望まれる。
特開２０１２−６１３５１号公報 特開２００９−３８３２８号公報 特許第５５２５３３９号公報
一つの実施形態は、処理ユニットのメンテナンスを適正に且つ効率的に行うことができる基板処理装置を提供することを目的とする。
一つの実施形態によれば、処理ユニットとマニピュレータとを有する基板処理装置が提供される。処理ユニットは、基板を処理する。マニピュレータは、処理ユニットの付近に配されている。マニピュレータは、メンテナンス用のマニピュレータである。
実施形態にかかる基板処理装置の構成を示す図。 実施形態におけるマニピュレータの構成を示す図。 実施形態にかかる基板処理装置の制御方法を示すフローチャート。 実施形態にかかる基板処理装置の制御方法を示す平面図。 実施形態にかかる基板処理装置の制御方法を示す断面図。 実施形態にかかる基板処理装置の制御方法を示す断面図。 実施形態にかかる基板処理装置の制御方法を示す断面図。 実施形態にかかる基板処理装置の制御方法を示す断面図。
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる基板処理装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
（実施形態）
実施形態にかかる基板処理装置について説明する。半導体装置を製造する際には、基板に様々な処理が行われる。例えば、拡散炉が基板に所定の半導体領域を形成し、成膜装置が基板に所定の膜を成膜し、ＲＩＥ装置が所定のレジストパターンをマスクとして所定の膜に対してエッチング加工を行い、洗浄装置がレジストパターンを除去する。拡散炉、成膜装置、ＲＩＥ装置、洗浄装置などの基板処理装置は、処理ユニットで基板の処理が繰り返されるに従い、処理ユニットのメンテナンスが行われることがある。
このとき、処理ユニットのメンテナンスは、基板処理装置をオフラインにして基板の処理を中断させるため、半導体装置の製造工程における負荷（製造処理能力の不足）が大きくなりやすい。例えば、基板処理装置が真空系の装置である場合、メンテナンス前に処理ユニットを大気開放する時間やメンテナンス後に処理ユニットを真空引きする時間が大幅にかかる。メンテナンスが半導体装置の製造工程に与える負荷を低減するためには、処理ユニットの真空状態を維持しながらメンテナンスを行うことが望まれる。
また、処理ユニットのメンテナンスは、個人差があり、熟練者が行った場合に比べて、非熟練者が行った場合に、不適切に行われたり非効率に行われたりしやすい。熟練者から非熟練者に適正且つ効率的なメンテナンス方法を伝えようとしても、メンテナンス方法は感覚的な部分が大きいため、伝えるのが難しい。メンテナンスが不適切に行われると半導体装置の製造歩留まりが低下しやすく、メンテナンスが非効率に行われると基板処理装置のオフラインでの停止時間が長時間化しスループットが大幅に低下しやすく、いずれにしても、半導体装置のコストが増大する可能性がある。
さらに、製造すべき半導体装置によっては、安全性についての情報が不十分な状態で新規材料を使うことがある。この場合、新規材料の反応生成物、材料メーカー非開示の添加物などが人体に害を与える可能性があり、人手によるメンテナンス作業の安全性が懸念される。
そこで、本実施形態では、基板処理装置において、処理ユニットの付近にメンテナンス用のマニピュレータを配し、熟練者によるマニピュレータの動作情報に応じてマニピュレータを動作させるなどメンテナンスを自動化することで、メンテナンスの適正化及び効率化を図る。
具体的には、図１に示すように、基板処理装置１は、マルチチャンバー構成であり、複数の処理ユニット１０−１，１０−２、メンテナンスユニット２０、及び搬送ユニット３０を有する。図１（ａ）は、基板処理装置１の構成を示す断面図である。図１（ｂ）は、基板処理装置１の構成を示す平面図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）では、基板が載置されるべき載置面１１ａに垂直な方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な面内で互いに直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とする。
搬送ユニット３０は、基板を搬送する。搬送ユニット３０は、各処理ユニット１０に基板を搬入したり、各処理ユニット１０から基板を搬出したりする。搬送ユニット３０は、搬送アーム３１、支持ボックス３２、及び搬送室３３を有する。搬送アーム３１は、ハンド３１ａ及びアーム３１ｂを有する。アーム３１ｂは、モータで回転可能に連結された複数のリンク部材を有し、複数のリンク部材を屈曲運動させることでハンド３１ａをＸ方向に移動させることができる。支持ボックス３２は、Ｙ方向に移動可能であり、複数の処理ユニット１０−１，１０−２のうち基板を搬入又は搬出すべき処理ユニット１０の−Ｘ側へ移動できる。
各処理ユニット１０は、基板を処理する。基板処理装置１がＲＩＥ装置である場合、処理ユニット１０は、基板をエッチング加工する。処理ユニット１０は、基板ステージ１１、エッジリング１２、処理室１３、側壁１４、上壁１６、及びシャッタ１５を有する。基板ステージ１１の上面は、基板が載置されるべき載置面１１ａを構成している。基板ステージ１１には、静電チャック機構などの保持機構（図示せず）が設けられている。エッジリング１２は、断面視において載置面１１ａの側方で基板ステージ１１に嵌合するように設けられ、平面視において載置面１１ａの周縁部に配されている。処理室１３は、側壁１４、上壁１６、及びシャッタ１５に囲まれ、排気管５１を介して真空装置５０で真空引き可能な空間を形成している。側壁１４には、その一部（例えば、−Ｘ側の部分）に開口１４ａが設けられている。シャッタ１５は、コントローラ４０の制御に従い、開口１４ａを開閉させる。
なお、図１では、コントローラ４０が基板処理装置１の外部に設けられる場合が例示されているが、コントローラ４０は基板処理装置１内に設けられていてもよい。コントローラ４０は、ＣＰＵ４１、データベース４２、ディスプレイ４３、及び入力インターフェース４４を有する。
処理ユニット１０では、搬送ユニット３０により基板が搬入され載置面１１ａ上に置かれる。処理室１３に処理ガスが導入された状態で、処理室１３における上壁１６と基板ステージ１１との間の領域にプラズマが生成され、処理ガスからラジカルとともにイオン（例えば、Ｆ＋、ＣＦ３ ＋など）が生成される。基板ステージ１１等にバイアス電圧が印加されると、プラズマと基板ステージ１１との間に電位差（電界）が生じ、プラズマ領域で発生したイオン（例えば、Ｆ＋、ＣＦ３＋など）が基板に引き込まれ、基板のエッチング加工（例えば、異方性のエッチング加工）が行われる。
このとき、エッジリング１２は、プラズマと基板ステージ１１との間の電界が基板の周縁部でＺ方向（基板の表面に垂直な方向）に対して偏向しないように電界を調整するために設けられている。エッジリング１２は、基板のエッチング加工が行われる際にエッチング加工されることがあり、処理ユニット１０における劣化しやすいパーツとなっている。エッジリング１２のエッチング加工が許容範囲を超えて進行した場合に、エッジリング１２を交換すべきタイミングに到達し得る。
また、エッジリング１２を交換すべきタイミングに到達していなくても、基板のエッチング加工に伴い、エッジリング１２や基板ステージ１１に不要物が付着し得る。エッジリング１２や基板ステージ１１に不要物が付着したまま放置すると、基板処理時に不要物が基板に再付着してパターン形成不良の原因となったり、不要物を真空装置５０が吸い込んで真空装置５０の故障を引き起こしたりする可能性がある。
このため、メンテナンスユニット２０は、処理ユニット１０のメンテナンスを行う。メンテナンスユニット２０は、メンテナンス用のマニピュレータ２１、駆動機構２２、メンテナンス用のロードロック室２３、及びシャッタ２４を有する。シャッタ２４は、ロードロック室２３と搬送室３３との間を開閉する。ロードロック室２３を形成する壁部は、メンテナンス用のマニピュレータ２１及び駆動機構２２とともに、Ｙ方向に移動可能に構成され得る。
マニピュレータ２１は、処理ユニット１０の付近に配されており、搬送アーム３１及び支持ボックス３２に干渉しないようにロードロック室２３に収容可能である。ロードロック室２３は、搬送室３３に隣接して配されている。図１では、ロードロック室２３が搬送室３３の＋Ｚ側に隣接して配された構成が例示されているが、ロードロック室２３が搬送室３３の−Ｚ側に隣接して配された構成であってもよい。
マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、処理ユニット１０内のパーツのメンテナンス作業を行う。マニピュレータ２１は、メンテナンス作業において複数の処理を行う。メンテナンス作業は、処理ユニット１０内のパーツの交換作業、又は処理ユニット１０内のパーツの洗浄作業を含む。
例えば、処理ユニット１０内のパーツ（例えば、エッジリング１２）の交換作業を行う場合、マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、第１の処理、第２の処理、及び第３の処理を順次に行う。第１の処理、第２の処理、及び第３の処理は、処理ユニット１０から基板が搬出された状態で行われ得る。第１の処理は、マニピュレータ２１の少なくとも一部の部分を処理ユニット１０内に移動させる処理である。第２の処理は、マニピュレータ２１における処理ユニット１０内に移動された部分により処理ユニット１０内のパーツを保持させる処理である。第３の処理は、パーツを処理ユニット１０外へ移動させ、パーツをメンテナンス用のロードロック室２３まで搬送させる処理である。なお、ロードロック室２３は、排気管７１ａ、三方弁７０、及び排気管５２を介して真空装置５０で真空引き可能な空間を形成している。
あるいは、例えば、処理ユニット１０内のパーツ（例えば、エッジリング１２又は基板ステージ１１）の洗浄作業を行う場合、マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、第１の処理及び第４の処理を順次に行う。第１の処理及び第４の処理は、処理ユニット１０から基板が搬出された状態で行われ得る。第１の処理は、マニピュレータ２１の少なくとも一部の部分を処理ユニット１０内に移動させる処理である。第４の処理は、マニピュレータ２１における処理ユニット１０内に移動された部分により処理ユニット１０内のパーツを洗浄する処理である。
より具体的には、マニピュレータ２１は、図２に示すように構成される。図２は、マニピュレータ２１の構成を示す図である。
マニピュレータ２１は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、搬送アーム（第１のアーム）２１ａ、吸着洗浄アーム（第２のアーム）２１ｂ、及びレール２１ｃを有する。図２（ａ）は、搬送アーム２１ａ、吸着洗浄アーム２１ｂ、及びレール２１ｃを示す平面図である。図２（ｂ）は、搬送アーム２１ａ、吸着洗浄アーム２１ｂ、及びレール２１ｃを示す側面図である。搬送アーム２１ａ及び吸着洗浄アーム２１ｂは、レール２１ｃを介して互いに組み合わされている。レール２１ｃは、ロードロック室２３を形成する壁部に固定されている。搬送アーム２１ａ及び吸着洗浄アーム２１ｂは、互いに組み合わされた状態でメンテナンス用のロードロック室２３に収容され得る。搬送アーム２１ａ及び吸着洗浄アーム２１ｂは、互いに独立してＺ方向及びＸ方向にそれぞれ移動可能に構成されている。レール２１ｃは、Ｙ方向に略一定の間隔を保ちつつＸ方向に延びた２つのレールをその両端においてＹ方向に延びた棒で連結させた構成を有する。
搬送アーム２１ａは、図２（ｃ）、図２（ｄ）に示すように、ハンド２１ａ１、アーム２１ａ２，２１ａ３、及び駆動素子２１ａ４，２１ａ５を有する。図２（ｃ）は、搬送アーム２１ａ及びレール２１ｃを示す平面図である。図２（ｄ）は、搬送アーム２１ａ及びレール２１ｃを示す側面図である。駆動素子２１ａ４，２１ａ５及びレール２１ｃは例えば直線駆動機構を構成し、レール２１ｃが固定子として機能し、駆動素子２１ａ４，２１ａ５が可動子として機能する。駆動素子２１ａ４，２１ａ５（可動子）とレール２１ｃ（固定子）では、一方がスライダー等による可動機構を有し、他方が駆動機構（リニアアクチュエータ）を有する。コントローラ４０は、リニアアクチュエータに供給する電流を制御することで、搬送アーム２１ａをレール２１ｃに沿ってＸ方向に移動させる。
また、駆動素子２１ａ４，２１ａ５及びアーム２１ａ２，２１ａ３は例えば直線駆動機構を構成し、アーム２１ａ２，２１ａ３が固定子として機能し、駆動素子２１ａ４，２１ａ５が可動子として機能する。駆動素子２１ａ４，２１ａ５（可動子）とアーム２１ａ２，２１ａ３（固定子）とは、一方がスライダー等による可動機構を有し、他方が駆動機構（リニアアクチュエータ）を有する。コントローラ４０は、リニアアクチュエータに供給する電流を制御することで、搬送アーム２１ａをＺ方向に移動させる。
吸着洗浄アーム２１ｂは、図２（ｅ）、図２（ｆ）に示すように、ハンド２１ｂ１、アーム２１ｂ２、及び駆動素子２１ｂ３を有する。図２（ｅ）は、吸着洗浄アーム２１ｂ及びレール２１ｃを示す平面図である。図２（ｆ）は、吸着洗浄アーム２１ｂ及びレール２１ｃを示す側面図である。駆動素子２１ｂ３及びレール２１ｃは例えば直線駆動機構を構成し、レール２１ｃが固定子として機能し、駆動素子２１ｂ３が可動子として機能する。駆動素子２１ｂ３（可動子）とレール２１ｃ（固定子）とは、一方がスライダー等による可動機構を有し、他方が駆動機構（リニアアクチュエータ）を有する。コントローラ４０は、リニアアクチュエータに供給する電流を制御することで、吸着洗浄アーム２１ｂをレール２１ｃに沿ってＸ方向に移動させる。
また、駆動素子２１ｂ３及びアーム２１ｂ２は例えば直線駆動機構を構成し、アーム２１ｂ２が固定子として機能し、駆動素子２１ｂ３が可動子として機能する。駆動素子２１ｂ３（可動子）とアーム２１ｂ２（固定子）とは、一方がスライダー等による可動機構を有し、他方が駆動機構（リニアアクチュエータ）を有する。コントローラ４０は、リニアアクチュエータに供給する電流を制御することで、吸着洗浄アーム２１ｂをＺ方向に移動させる。
コントローラ４０は、搬送アーム２１ａにおける駆動素子２１ａ４，２１ａ５と吸着洗浄アーム２１ｂにおける駆動素子２１ｂ３とを、互いに独立して制御可能である。マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、搬送アーム２１ａ、吸着洗浄アーム２１ｂを互いに独立してＸ方向に移動させることができる。マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、搬送アーム２１ａ、吸着洗浄アーム２１ｂを互いに独立してＺ方向に移動させることができる。
吸着洗浄アーム２１ｂのハンド２１ｂ１は、図２（ｇ）に示すように、吸着機構２１ｂ１１、洗浄機構２１ｂ１２、撮像素子２１ｂ１５、フィンガー２１ｂ１３、及び円盤部２１ｂ１４を有する。図２（ｇ）は、吸着洗浄アーム２１ｂの構成を示す平面図である。吸着洗浄アーム２１ｂのアーム２１ｂ２は、環状部２１ｂ２１及び棒状部２１ｂ２２を有する。円盤部２１ｂ１４は、環状部２１ｂ２１によりＺ方向回りに回転可能に保持されている。円盤部２１ｂ１４は、複数のフィンガー２１ｂ１３が連結されており、コントローラ４０の制御に従い、回転されることで複数のフィンガー２１ｂ１３をＺ軸回りの回転方向に移動させることができる。複数のフィンガー２１ｂ１３のそれぞれは、先端部に吸着機構２１ｂ１１及び洗浄機構２１ｂ１２が設けられている。
複数のフィンガー２１ｂ１３のうち１つのフィンガー２１ｂ１３には、撮像素子２１ｂ１５が設けられている。撮像素子２１ｂ１５で撮像された画像は、コントローラ４０におけるディスプレイ４３に表示され得る。また、撮像素子２１ｂ１５は、処理ユニット１０内のパーツを撮像する際の焦点深度を検出してもよい。画像処理を行った結果または焦点深度を検出した結果により、コントローラ４０は、処理ユニット１０内のパーツの劣化状態（削れ具合）を判断することができる。あるいは、１つのフィンガー２１ｂ１３には、撮像素子２１ｂ１５に加えて測長素子（例えば、レーザ干渉計）が設けられていてもよい。この場合レーザ光の干渉縞の検出結果により、コントローラ４０は、処理ユニット１０内のパーツの劣化状態（削れ具合）を判断することができる。
吸着機構２１ｂ１１及び洗浄機構２１ｂ１２は、図２（ｈ）に示すように構成され得る。図２（ｈ）は、吸着機構２１ｂ１１及び洗浄機構２１ｂ１２の構成を示す断面図である。吸着機構２１ｂ１１は、二重管７１ｄにおける外管の開口端として構成され得る。二重管７１ｄにおける外管は、連結部７１ｃにより、シール性を保ちつつ回転可能に二重管７１ｂにおける外管へ連結されている。すなわち、二重管７１ｄにおける外管は、連結部７１ｃ、二重管７１ｂにおける外管、排気管７１ａ、三方弁７０、及び排気管７２経由でバキュームラインまで排気可能になっている。これにより、吸着機構２１ｂ１１は、処理ユニット１０内のパーツ（例えば、エッジリング１２）を吸着することができる。
洗浄機構２１ｂ１２は、二重管７１ｄにおける内管の開口端として構成され得る。二重管７１ｄにおける内管は、連結部７１ｃにより、シール性を保ちつつ回転可能に二重管７１ｂにおける内管へ連結されている。洗浄機構２１ｂ１２は、例えばドライアイス供給源からドライアイスの粉末粒子を、供給管７１ｇ、二重管７１ｂにおける内管、及び連結部７１ｃ経由で、二重管７１ｄにおける内管まで供給可能になっている。これにより、洗浄機構２１ｂ１２は、処理ユニット１０内のパーツ（例えば、エッジリング１２又は基板ステージ１１）にドライアイスの粉末粒子を吹き付けて洗浄（ドライアイス洗浄）することができる。例えば、エッジリング１２又は基板ステージ１１に付着した不要物は、その不要物にドライアイスの粉末粒子が付着し昇華する際にエッジリング１２又は基板ステージ１１から引きはがされ得る。エッジリング１２又は基板ステージ１１から引きはがされた不要物は、吸着機構２１ｂ１１によりバキュームラインへと排出され得る。
次に、基板処理装置１の制御方法について図３〜図８を用いて説明する。図３は、基板処理装置１の制御方法を示すフローチャートである。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、基板処理装置１の制御方法を示す平面図である。図５（ａ）〜図８（ｃ）は、基板処理装置１の制御方法を示す断面図である。
基板処理装置１がオフラインにされて処理ユニット１０−１のメンテナンスが開始されると（Ｓ１）、搬送アーム３１及び支持ボックス３２が、搬送室３３内において＋Ｙ方向に移動され、処理ユニット１０−１の−Ｘ側の位置から退避される（図４（ａ）、図５（ａ）参照）。このとき、マニピュレータ２１における搬送アーム２１ａ及び吸着洗浄アーム２１ｂは、メンテナンス用のロードロック室２３に収容されている。
シャッタ１５は、コントローラ４０の制御に従い、処理ユニット１０−１の側壁１４の開口１４ａを開く。マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、シャッタ２４を開状態にしてメンテナンス用のロードロック室２３と搬送室３３との間を開いた後、吸着洗浄アーム２１ｂを選択的に−Ｚ方向に移動させる（図４（ｂ）、図５（ｂ）参照）。
基板処理装置１は、処理ユニット１０−１内のパーツの状態をモニタリングする（Ｓ２）。すなわち、マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、吸着洗浄アーム２１ｂが開口１４ａのＺ位置に達した後、吸着洗浄アーム２１ｂを＋Ｘ方向に移動させてその先端部を処理室１３内に位置させる（図４（ｃ）、図５（ｃ）参照）。マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、吸着洗浄アーム２１ｂの先端部に設けられた撮像素子２１ｂ１５（図２（ｇ）参照）を介してパーツ（例えば、エッジリング１２）の寿命に関する情報を取得する。この情報は、例えば、パーツ（例えば、エッジリング１２）の表面を撮像した画像であってもよいし、パーツ（例えば、エッジリング１２）の表面を撮像した際の焦点深度の検出結果であってもよいし、レーザー光の干渉縞の検出結果であってもよい。
コントローラ４０は、マニピュレータ２１（撮像素子２１ｂ１５）で取得された画像情報を受け、パーツの状態を示す情報としてデータベース４２に格納する（Ｓ３）。コントローラ４０は、画像情報に基づいて、パーツの劣化状態（例えば、エッジリング１２の削れ具合）を解析し（Ｓ４）、パーツの寿命に達しているか否か、すなわちパーツを交換すべきか否かを判断する（Ｓ５）。
例えば、画像情報がパーツの表面の画像である場合、画像処理を行うことなどによりパーツの表面の荒れ具合を数値化し、荒れ具合を示す数値が許容値を超えたことでパーツの寿命に達していると判断できる。あるいは、情報が焦点深度の検出結果である場合、焦点深度の検出結果からパーツの表面の削れ具合（削れ厚さ）を特定でき、削れ厚さが許容値を超えたことでパーツの寿命に達していると判断できる。あるいは、マニピュレータ２１にレーザー干渉計が設けられた場合、レーザー光の干渉縞の検出結果からパーツの表面の削れ具合（削れ量）を特定でき、削れ量が許容値を超えたことでパーツの寿命に達していると判断できる。
パーツの寿命に達していない、すなわちパーツを交換すべきでない場合（Ｓ５で「ＯＫ」）、マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、パーツの洗浄を行う（Ｓ６）。例えば、三方弁７０（図１（ａ）参照）は、コントローラ４０の制御に従い、排気管５２及び排気管７１ａが連通された状態から排気管７２及び排気管７１ａが連通された状態へ切り替える。マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、洗浄機構２１ｂ１２により処理ユニット１０側（基板ステージ１１等）にドライアイスの粉末粒子を吹き付けて洗浄（ドライアイス洗浄）し、吸着機構２１ｂ１１により不要物をバキュームラインへと排出させる。洗浄が完了すると、三方弁７０（図１（ａ）参照）は、コントローラ４０の制御に従い、排気管７２及び排気管７１ａが連通された状態から排気管５２及び排気管７１ａが連通された状態へ戻す。マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、撮像素子２１ｂ１５（図２（ｇ）参照）を介して処理ユニット１０内のパーツの画像を取得する。パーツの画像に応じてパーツの洗浄状態が所望の洗浄状態に達していると判断される場合、メンテナンスが終了される（Ｓ７）。
パーツの寿命に達している、すなわちパーツを交換すべき場合（Ｓ５で「ＮＧ」）、基板処理装置１は、コントローラ４０のデータベース４２に格納された動作情報４２１（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）にアクセスし、パーツの種類及び作業内容「パーツの取り外し」に対応する動作情報４２１を取得する（Ｓ９）。基板処理装置１は、取得された動作情報４２１に応じて、マニピュレータ２１を動作させパーツの取り外しを行う（Ｓ８）。動作情報４２１は、搬送アーム２１ａの位置、吸着洗浄アーム２１ｂの位置、搬送アーム２１ａの動作速度、吸着洗浄アーム２１ｂの動作速度、吸着洗浄アーム２１ｂの吸着力のそれぞれがパーツの種類及び作業内容「パーツの取り外し」に対応付けられた情報を含む。
例えば、マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、吸着洗浄アーム２１ｂの先端部が処理ユニット１０−１内のパーツ（例えば、エッジリング１２）を吸着するようにする（図６（ａ）参照）。マニピュレータ２１は、パーツを吸着洗浄アーム２１ｂから搬送アーム２１ａに受け渡し（図６（ｂ）参照）、パーツを搬送アーム２１ａでメンテナンス用のロードロック室２３まで搬送させシャッタ１５，２４をそれぞれ閉じる（図６（ｃ）参照）。
ディスプレイ４３に表示された撮像素子２１ｂ１５の撮像画像等に応じてパーツの取り外しに失敗した（Ｓ１０で「ＮＧ」）と判断される場合、コントローラ４０は、マニピュレータ２１の動作をコントローラ４０の制御に従った動作からマニュアル操作に従った動作へ切り替える。コントローラ４０は、ユーザ（熟練者）からの操作指示を入力インターフェース４４経由で受け（Ｓ１１）、操作指示に応じてマニピュレータ２１の動作情報４２１を補正するための動作補正値を生成する（Ｓ１２）。コントローラ４０は、動作補正値に応じて、作業内容「パーツの取り外し」に対応する動作情報４２１をデータベース４２から取得し、取得された動作情報４２１を補正し、補正後の動作情報４２１をデータベース４２に格納する。基板処理装置１は、再度、コントローラ４０のデータベース４２に格納された動作情報４２１を取得し（Ｓ９）、動作情報４２１に応じて、マニピュレータ２１を動作させパーツの取り外しを行う（Ｓ８）。
ディスプレイ４３に表示された撮像素子２１ｂ１５の撮像画像等に応じてパーツの取り外しに成功した（Ｓ１０で「ＯＫ」）と判断される場合、シャッタ２４を閉じた状態を維持しながらロードロック室２３が大気開放され、パーツが取り出される。マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、処理ユニット１０側（基板ステージ１１等）の洗浄を行う（Ｓ１３）。
例えば、シャッタ１５は、コントローラ４０の制御に従い、処理ユニット１０−１の側壁１４の開口１４ａを開く。マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、シャッタ２４を開き、吸着洗浄アーム２１ｂを−Ｚ方向に移動させる。マニピュレータ２１は、吸着洗浄アーム２１ｂが開口１４ａのＺ位置に達した後、吸着洗浄アーム２１ｂを＋Ｘ方向に移動させてその先端部を処理室１３内に位置させる（図７（ａ）参照）。三方弁７０（図１（ａ）参照）は、コントローラ４０の制御に従い、排気管５２及び排気管７１ａが連通された状態から排気管７２及び排気管７１ａが連通された状態へ切り替える。マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、洗浄機構２１ｂ１２により処理ユニット１０側（基板ステージ１１等）にドライアイスの粉末粒子を吹き付けて洗浄（ドライアイス洗浄）し、吸着機構２１ｂ１１により不要物をバキュームラインへと排出させる。洗浄が完了すると、三方弁７０（図１（ａ）参照）は、コントローラ４０の制御に従い、排気管７２及び排気管７１ａが連通された状態から排気管５２及び排気管７１ａが連通された状態へ戻す。
基板処理装置１は、処理ユニット１０側（基板ステージ１１等）の状態をモニタリングする（Ｓ１４）。すなわち、マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、撮像素子２１ｂ１５（図２（ｇ）参照）を介して処理ユニット１０側（基板ステージ１１等）の画像を取得する。
コントローラ４０は、マニピュレータ２１（撮像素子２１ｂ１５）で取得された処理ユニット１０側の画像を受け、処理ユニット１０側の洗浄状態を示す情報としてデータベース４２に格納する（Ｓ１５）。コントローラ４０は、洗浄状態を示す情報に基づいて、処理ユニット１０側の状態を解析し（Ｓ１６）、処理ユニット１０側の状態が所望の洗浄状態に達しているか否か判断する（Ｓ１７）。
処理ユニット１０側の状態が所望の洗浄状態に達していない場合（Ｓ１７で「ＮＧ」）、マニピュレータ２１は、再度、コントローラ４０の制御に従い、処理ユニット１０側（基板ステージ１１等）の洗浄を行い（Ｓ１３）、処理ユニット１０側（基板ステージ１１等）の状態をモニタリングする（Ｓ１４）。
処理ユニット１０側の状態が所望の洗浄状態に達している場合（Ｓ１７で「ＯＫ」）、シャッタ２４を閉じた状態を維持しながらロードロック室２３が大気開放され、新しいパーツ（例えば、エッジリング１２’）がマニピュレータ２１（搬送アーム２１ａ）に載置され、ロードロック室２３が真空引きされる（図７（ｂ）参照）。
基板処理装置１は、コントローラ４０のデータベース４２に格納された動作情報４２１にアクセスし、パーツの種類及び作業内容「パーツの取り付け」に対応する動作情報４２１を取得する（Ｓ１９）。基板処理装置１は、取得された動作情報４２１に応じて、マニピュレータ２１を動作させパーツの取り付けを行う（Ｓ１８）。動作情報４２１は、搬送アーム２１ａの位置、吸着洗浄アーム２１ｂの位置、搬送アーム２１ａの動作速度、吸着洗浄アーム２１ｂの動作速度、吸着洗浄アーム２１ｂの吸着力のそれぞれがパーツの種類及び作業内容「パーツの取り付け」に対応付けられた情報を含む。
例えば、マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、搬送アーム２１ａでパーツを処理ユニット１０−１内まで搬送する。このとき、マニピュレータ２１は、搬送アーム２１ａの先端部と吸着洗浄アーム２１ｂの先端部とをそれぞれ処理室１３内に位置させている。マニピュレータ２１は、搬送アーム２１ａに載置されたパーツを吸着洗浄アーム２１ｂで吸着し（図７（ｃ）参照）、パーツを吸着洗浄アーム２１ｂで吸着した状態を維持しながら搬送アーム２１ａを−Ｘ方向に移動させ処理室１３から退避させる（図８（ａ）参照）。マニピュレータ２１は、吸着洗浄アーム２１ｂの吸着状態を解除してパーツ（例えば、エッジリング１２’）を処理ユニット１０−１内に取り付ける（図８（ｂ）参照）。その後、マニピュレータ２１は、吸着洗浄アーム２１ｂを−Ｘ方向に移動させ処理室１３から退避させ、搬送アーム２１ａ及び吸着洗浄アーム２１ｂを＋Ｚ方向に移動してメンテナンス用のロードロック室２３に収容しシャッタ２４を閉じる（図８（ｃ）参照）。
ディスプレイ４３に表示された撮像素子２１ｂ１５の撮像画像等に応じてパーツの取り付けに失敗した（Ｓ２０で「ＮＧ」）と判断される場合、コントローラ４０は、マニピュレータ２１の動作をコントローラ４０の制御に従った動作からマニュアル操作に従った動作へ切り替える。コントローラ４０は、ユーザ（熟練者）からの操作指示を入力インターフェース４４経由で受け（Ｓ２１）、操作指示に応じてマニピュレータ２１の動作情報４２１を補正するための動作補正値を生成する（Ｓ２２）。コントローラ４０は、動作補正値に応じて、データベース４２に格納された動作情報４２１を補正し、補正後の動作情報４２１をデータベース４２に格納する。基板処理装置１は、再度、コントローラ４０のデータベース４２に格納された動作情報４２１を取得し（Ｓ１９）、動作情報４２１に応じて、マニピュレータ２１を動作させパーツの取り付けを行う（Ｓ１８）。
ディスプレイ４３に表示された撮像素子２１ｂ１５の撮像画像等に応じてパーツの取り付けに成功した（Ｓ２０で「ＯＫ」）と判断される場合、基板処理装置１がオンラインにされて処理ユニット１０−１のメンテナンスが終了する（Ｓ２３）。
以上のように、実施形態では、基板処理装置１において、処理ユニット１０の付近にメンテナンス用のマニピュレータ２１を配する。マニピュレータ２１は、コントローラ４０の制御に従い、処理ユニット１０のメンテナンスを行うことができる。これにより、処理ユニット１０のメンテナンスを自動化でき、基板処理装置１が真空系の装置である場合に処理ユニット１０の真空状態を維持しながらメンテナンスを行うことができるので、メンテナンスが半導体装置の製造工程に与える負荷を低減できる。すなわち、処理ユニット１０のメンテナンスを適正に且つ効率的に行うことができる。
また、実施形態では、基板処理装置１において、マニピュレータ２１が、熟練者の操作により補正された動作情報４２１に応じて、処理ユニット１０のメンテナンスを行うことができる。これにより、熟練者が行った場合と同様なレベルにおける処理ユニット１０の適正且つ効率的なメンテナンスを容易に実現できるので、半導体装置の製造歩留まりを向上でき、基板処理装置１のオフラインでの停止時間を短縮してスループットを向上できる。
また、実施形態では、基板処理装置１において、マニピュレータ２１が、コントローラ４０の制御に従い、処理ユニット１０のメンテナンスを行うことができる。すなわち、処理ユニット１０のメンテナンスを自動化できるので、メンテナンス作業の安全性を容易に確保できる。
なお、図３では、処理ユニット１０内のパーツをモニタリングしパーツの劣化状態（寿命に関する情報）を取得することでパーツを交換すべきか否か判断しているが、基板処理装置１による前回のメンテナンス完了後からの基板処理の積算時間に応じてパーツを交換すべきか否か判断してもよい。すなわち、基板処理の積算時間が所定の時間より短ければ、パーツを交換すべきでないと判断され、基板処理の積算時間が所定の時間より長ければ、パーツを交換すべきであると判断される。この場合、マニピュレータ２１の吸着洗浄アーム２１ｂは、撮像素子２１ｂ１５を有しなくてもよい。
また、コントローラ４０は、基板処理装置１でユーザ（熟練者）からの操作指示に応じてマニピュレータ２１を動作して得られた動作情報４２１を、他の基板処理装置についてマニピュレータ２１を動作させるための情報として用いてもよい。このとき、コントローラ４０は、基板処理装置１と他の基板処理装置との機差について、例えば基準位置のずれ等の情報を機差情報４２２として取得し、取得された機差情報４２２をデータベース４２に格納してもよい（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）。この場合、コントローラ４０は、動作情報４２１を機差情報４２２で補正し、補正後の動作情報４２１に応じて他の基板処理装置におけるマニピュレータ２１を動作させることができる。これにより、基板処理装置１と他の基板処理装置とのそれぞれについて、処理ユニット１０のメンテナンスを適正に且つ効率的に行うことができる。
また、実施形態では処理ユニット１０におけるメンテナンスすべきパーツとしてエッジリング１２が例示されているが、メンテナンスすべきパーツは、エッジリング１２に限定されず、処理ユニット１０における劣化し得る他のパーツ（Ｏリング、側壁１４の一部に設けられた図示しない石英製の窓など）であってもよい。
また、実施形態では基板処理装置１がＲＩＥ装置である場合を例示しているが、本実施形態の考え方は、基板処理装置１が基板を処理するような他の装置である場合にも適用可能である。例えば、基板処理装置１が拡散炉又は成膜装置である場合、上記の説明を同様に適用できる。基板処理装置１が洗浄装置である場合、上記の説明における「処理室」を「処理槽」に置き換えることで同様に適用できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１ 基板処理装置、１０，１０−１，１０−２ 処理ユニット、２１ マニピュレータ、２３ ロードロック室。

Claims (5)

  1. 基板を処理する処理ユニットと、
    前記処理ユニットの付近に配されたメンテナンス用のマニピュレータと、
    を備えた基板処理装置。
  2. 前記処理ユニットの付近に配され、搬送アームを含む搬送ユニットをさらに備えた
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記マニピュレータは、コントローラの制御に従い、前記マニピュレータにおける少なくとも一部を前記処理ユニット内に移動させ、前記処理ユニット内のパーツのメンテナンス作業を行う
    請求項１又は２に記載の基板処理装置。
  4. 前記マニピュレータは、
    第１のアームと、
    前記第１のアームに組み合わされた第２のアームと、
    を有する
    請求項１から３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  5. 前記第１のアーム及び前記第２のアームを収容可能であるメンテナンス用のロードロック室をさらに備えた
    請求項４に記載の基板処理装置。
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