JP2022077966A - 検出装置、処理システム及び搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】位置決め装置を設けることなく、搬送対象物を位置決めできる技術を提供する。【解決手段】本開示の一態様による検出装置は、搬送機構に対する搬送対象物の位置ずれを検出する検出装置であって、前記搬送機構と該搬送機構に保持された前記搬送対象物とを含む画像を取り込む画像センサと、前記画像センサにて取り込まれた前記画像に基づいて、前記搬送対象物の水平方向及び回転方向を含む位置ずれ量を算出する演算部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、検出装置、処理システム及び搬送方法に関する。

半導体ウエハを回転させながら、その周縁部の位置を検出し、オリフラやノッチの位置を検出すると共に、ウエハ中心の回転中心からのずれを検出して位置決めを行うよう構成された位置決め装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４－４７６５４号公報

本開示は、位置決め装置を設けることなく、搬送対象物を位置決めできる技術を提供する。

本開示の一態様による検出装置は、搬送機構に対する搬送対象物の位置ずれを検出する検出装置であって、前記搬送機構と該搬送機構に保持された前記搬送対象物とを含む画像を取り込む画像センサと、前記画像センサにて取り込まれた前記画像に基づいて、前記搬送対象物の水平方向及び回転方向を含む位置ずれ量を算出する演算部と、を備える。

本開示によれば、位置決め装置を設けることなく、搬送対象物を位置決めできる。

実施形態の処理システムの一例を示す図 図１の処理システムにおける連結部の一例を示す概略断面図 図１の処理システムにおけるプロセスモジュールの一例を示す概略断面図 実施形態の搬送方法の一例を示す図 フォークとエッジリングとの位置関係を説明するための図 フォークとエッジリングとの位置関係を説明するための図 フォークとエッジリングとの位置関係を説明するための図 図１の処理システムにおけるプロセスモジュールの別の一例を示す概略断面図 画像センサが設けられる位置の別の一例を示す図 画像センサが設けられる位置の更に別の一例を示す図

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部品については、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、図２、図９及び図１０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。実施形態の処理システムＰＳは、基板にプラズマ処理等の各種の処理を施すことが可能なシステムである。

処理システムＰＳは、真空搬送モジュールＴＭ１，ＴＭ２、搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ８、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２、大気搬送モジュールＬＭ、制御部ＣＵ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六角形状を有する。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～ＰＭ４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、他方の側面には搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２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ＴＭ１の搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２が接続される側面は、２つの搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２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ＰＭ５～ＰＭ８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、一方の側面には搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２が接続されている。真空搬送モジュールＴＭ２の搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２が接続される側面は、２つの搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２に応じて角度が付けられている。真空搬送モジュールＴＭ１と真空搬送モジュールＴＭ２とは、２つの搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２を挟んで連結されている。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。また、真空搬送モジュールＴＭ１，ＴＭ２には、画像センサＩＳ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は、先端に配置されたフォークＦＫ１に搬送対象物を載置して、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２、搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２及びプロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ４の間で搬送対象物を搬送する。搬送ロボットＴＲ２は、先端に配置されたフォークＦＫ２に搬送対象物を載置して、搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２及びプロセスモジュールＰＭ５～ＰＭ８の間で搬送対象物を搬送する。搬送対象物は、基板及び消耗部材を含む。基板は、例えば半導体ウエハであってよい。消耗部材は、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ８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～ＰＭ８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。なお、図１では、搬送ロボットＴＲ１がフォークＦＫ１にエッジリング１１３を載置し、搬送ロボットＴＲ２がフォークＦＫ２にエッジリング１１３を載置している状態を示す。

画像センサＩＳは、搬送ロボットＴＲ１，ＴＲ２のフォークＦＫ１，ＦＫ２と、該フォークＦＫ１，ＦＫ２に保持された搬送対象物と、を含む画像を取り込む。画像センサＩＳは、取り込んだ画像を制御部ＣＵに送信する。画像センサＩＳは、搬送対象物の搬送経路上に設けられる。例えば、画像センサＩＳは、真空搬送モジュールＴＭ１のロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２近傍、真空搬送モジュールＴＭ１の搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２近傍及び真空搬送モジュールＴＭ２の搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２の近傍に設けられる（図１）。ただし、画像センサＩＳが設けられる位置や個数はこれに限定されない。例えば、画像センサＩＳは、真空搬送モジュールＴＭ１，ＴＭ２に１つずつ設けられていてもよい。画像センサＩＳは、例えば真空搬送モジュールＴＭ１，ＴＭ２の上方に取り付けられる。具体的には、画像センサＩＳは、真空搬送モジュールＴＭ１，ＴＭ２の天井の一部に形成された開口ＯＰにシール部材（図示せず）を介して気密に取り付けられた光透過窓ＴＷの上方に取り付けられる（図２）。係る画像センサＩＳは、光透過窓ＴＷを介して真空搬送モジュールＴＭ１，ＴＭ２内を撮像し、搬送ロボットＴＲ１，ＴＲ２のフォークＦＫ１，ＦＫ２と、該フォークＦＫ１，ＦＫ２に保持された搬送対象物と、を含む画像を取り込む。画像センサＩＳは、例えばＣＣＤカメラ、ＣＯＭＳカメラであってよい。

また、例えば図９に示されるように、画像センサＩＳは真空搬送モジュールＴＭ１における４つのゲートバルブＧ１の近傍及び真空搬送モジュールＴＭ２における４つのゲートバルブＧ１の近傍に設けられていてもよい。この場合、画像センサＩＳは、搬送対象物が搬送される際にフォークＦＫ１，ＦＫ２と搬送対象物とを含む画像を取得でき、かつプロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ８内で各種の処理が行われる際にプロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ８内の画像を取得できる。取得したプロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ８内の画像により、各種の処理中のプロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ８内の状態を確認できる。なお、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ８内で各種の処理が行われる際にはゲートバルブＧ１が閉じられる。そのため、画像センサＩＳがゲートバルブＧ１を介してプロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ８内の画像を取得できるように、例えばゲートバルブＧ１には石英窓等の光透過窓が設けられる。ただし、ゲートバルブＧ１が開かれた状態でプロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ８内の画像を取得する場合には、ゲートバルブＧ１に光透過窓が設けられなくてもよい。また、画像センサＩＳは、フォークＦＫ１，ＦＫ２と搬送対象物とを含む画像と、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ８内の画像とを含む複数の画像を取得できるように撮像方向が可変であることが好ましい。ただし、画像センサＩＳは、撮像方向を変えることなく、フォークＦＫ１，ＦＫ２と搬送対象物とを含む画像と、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ８内の画像とを含む複数の画像を撮像できる場合には、撮像方向は固定されていてもよい。

また、画像センサＩＳは移動可能に設けられていてもよい。例えば、画像センサＩＳはフォークＦＫ１，ＦＫ２の水平方向における移動に追従して水平方向に移動可能に構成されていてもよい。これにより、１つの画像センサＩＳが複数の位置において画像を取得できるので、画像センサＩＳの数を減らすことができる。

図１０の例では、真空搬送モジュールＴＭ１にガイドレールＧＬ１１，ＧＬ１２及び画像センサＩＳ１１，ＩＳ１２が設けられ、真空搬送モジュールＴＭ２にガイドレールＧＬ２１，ＧＬ２２及び画像センサＩＳ２１，ＩＳ２２が設けられている。以下では、ガイドレールＧＬ１１，ＧＬ１２及び画像センサＩＳ１１，ＩＳ１２について説明する。ただし、ガイドレールＧＬ２１，ＧＬ２２及び画像センサＩＳ２１，ＩＳ２２について同様の構成であってよい。

ガイドレールＧＬ１１は、真空搬送モジュールＴＭ１の天井部上に、該真空搬送モジュールＴＭ１の長手方向に沿って設けられている。ガイドレールＧＬ１１は、一端が真空搬送モジュールＴＭ１の搬送中間室ＭＭ１近傍に位置し、他端が真空搬送モジュールＴＭ１のゲートバルブＧ２近傍に位置する。画像センサＩＳ１１は、ガイドレールＧＬ１１に移動自在に取り付けられており、ガイドレールＧＬ１１に沿って真空搬送モジュールＴＭ１の長手方向に移動する。真空搬送モジュールＴＭ１の天井部には、画像センサＩＳ１１の移動範囲に対応して光透過窓（図示せず）が形成されている。画像センサＩＳ１１は、ガイドレールＧＬ１１の一端に移動することにより、真空搬送モジュールＴＭ１と搬送中間室ＭＭ１との間で搬送される搬送対象物と該搬送対象物を保持するフォークＦＫ１とを含む画像を、光透過窓を介して取得する。一方、画像センサＩＳ１１は、ガイドレールＧＬ１１の他端に移動することにより、真空搬送モジュールＴＭ１とロードロックモジュールＬＬ１との間で搬送される搬送対象物と該搬送対象物を保持するフォークＦＫ１とを含む画像を、光透過窓を介して取得する。

ガイドレールＧＬ１２は、真空搬送モジュールＴＭ１の天井部上に、該真空搬送モジュールＴＭ１の長手方向に沿って設けられている。ガイドレールＧＬ１２は、一端が真空搬送モジュールＴＭ１の搬送中間室ＭＭ２近傍に位置し、他端が真空搬送モジュールＴＭ１のゲートバルブＧ２近傍に位置する。画像センサＩＳ１２は、ガイドレールＧＬ１２に移動自在に取り付けられており、ガイドレールＧＬ１２に沿って真空搬送モジュールＴＭ１の長手方向に移動する。真空搬送モジュールＴＭ１の天井部には、画像センサＩＳ１２の移動範囲に対応して光透過窓（図示せず）が形成されている。画像センサＩＳ１２は、ガイドレールＧＬ１２の一端に移動することにより、真空搬送モジュールＴＭ１と搬送中間室ＭＭ２との間で搬送される搬送対象物と該搬送対象物を保持するフォークＦＫ１とを含む画像を、光透過窓を介して取得する。一方、画像センサＩＳ１２は、ガイドレールＧＬ１２の他端に移動することにより、真空搬送モジュールＴＭ１とロードロックモジュールＬＬ２との間で搬送される搬送対象物と該搬送対象物を保持するフォークＦＫ１とを含む画像を、光透過窓を介して取得する。

制御部ＣＵは、例えばフォークＦＫ１の位置情報に基づいて、フォークＦＫ１の水平方向における移動に追従して画像センサＩＳ１１，ＩＳ１２を移動させる。

なお、図１０の例では、真空搬送モジュールＴＭ１にガイドレールＧＬ１１，ＧＬ１２及び画像センサＩＳ１１，ＩＳ１２が設けられている場合を説明したが、これに限定されない。例えば、真空搬送モジュールＴＭ１に、該真空搬送モジュールＴＭ１の長手方向及び短手方向に延びるガイドレールを設け、該ガイドレールに１つ又は２つ以上の画像センサを設けてもよい。

また、図１０の例では、真空搬送モジュールＴＭ１の天井部上にガイドレールＧＬ１１，ＧＬ１２及び画像センサＩＳ１１，ＩＳ１２が設けられている場合を説明したが、これに限定されない。例えば、ガイドレールＧＬ１１，ＧＬ１２及び画像センサＩＳ１１，ＩＳ１２は、真空搬送モジュールＴＭ１内に設けられていてもよい。

搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２は、真空搬送モジュールＴＭ１と真空搬送モジュールＴＭ２との間に配置されている。搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２は、それぞれ内部が真空搬送モジュールＴＭ１，ＴＭ２の内部と連通し、真空雰囲気に保持されている。搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２は、内部に配置されたステージＳＧを有する。ステージＳＧは、上面に搬送対象物を一時的に載置する。搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２は、真空搬送モジュールＴＭ１と真空搬送モジュールＴＭ２との間で基板及び消耗部材を受け渡す際のバッファとして機能する。例えば、搬送ロボットＴＲ１が搬送中間室ＭＭ１内のステージＳＧに消耗部材を載置し、搬送ロボットＴＲ２が該ステージＳＧに載置された消耗部材を受け取ることにより、真空搬送モジュールＴＭ１から真空搬送モジュールＴＭ２に消耗部材が搬送される。また例えば、搬送ロボットＴＲ２が搬送中間室ＭＭ１内のステージＳＧに消耗部材を載置し、搬送ロボットＴＲ１が該ステージＳＧに載置された消耗部材を受け取ることにより、真空搬送モジュールＴＭ２から真空搬送モジュールＴＭ１に消耗部材が搬送される。なお、搬送中間室ＭＭ１の代わりに搬送中間室ＭＭ２を利用してもよい。また、基板についても、消耗部材と同様の方法により、真空搬送モジュールＴＭ１と真空搬送モジュールＴＭ２との間で受け渡すことができる。

プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ８は、処理室を有し、内部に配置されたステージを有する。プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ８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～ＰＭ８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、内部を真空と大気圧との間で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、内部を真空に切り替え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、搬送対象物を収容する容器（図示せず）が載置される。該容器は、例えば１又は２以上の基板を収容する容器、１又は２以上の消耗部材を収容する容器を含む。基板を収容する容器は、例えばＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod)であってよい。消耗部材を収容する容器は、例えばエッジリング１１３を収容する容器、カバーリング１１４を収容する容器、上部電極１２の天板１２１を収容する容器を含む。大気搬送モジュールＬＭ内には、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、ロードポートＬＰ１～ＬＰ５に載置される容器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搬送対象物を搬送する。

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、処理システムＰＳの各部を制御し、後述する実施形態の搬送方法を実行する。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。

〔プラズマ処理装置〕
図３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～ＰＭ８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９０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、基板Ｗの周囲に配置される環状部材である。エッジリング１１３は、静電チャック１１２の端部をプラズマから保護する。また、エッジリング１１３は、基板Ｗの外周部のエッチング特性の不均一性を低減し、エッチング特性の面内均一性を向上させる。カバーリング１１４は、エッジリング１１３の周囲に配置される環状部材である。カバーリング１１４は、絶縁体１１５の上面をプラズマから保護する。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又はそれ以上の種類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る。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９０は、プラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部９０は、例えばコンピュータ９１を含む。コンピュータ９１は、例えば、ＣＰＵ９１１、記憶部９１２、通信インターフェース９１３等を含む。ＣＰＵ９１１は、記憶部９１２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９１２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９１３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。

〔搬送方法〕
図４を参照し、実施形態の搬送方法の一例について説明する。以下では、図１に示される処理システムＰＳにおいて、ステージにエッジリング１１３が取り付けられていないプロセスモジュールＰＭ１にエッジリング１１３を搬送してステージに載置する場合を例に挙げて説明する。

ステップＳ１では、まず、制御部ＣＵは、大気搬送モジュールＬＭ内の搬送ロボット（図示せず）により、例えばロードポートＬＰ１に載置された容器内に収容されたエッジリング１１３を搬出する。続いて、制御部ＣＵは、大気搬送モジュールＬＭとロードロックモジュールＬＬ１との間のゲートバルブＧ３を開く。続いて、制御部ＣＵは、該搬送ロボットにより、エッジリング１１３をロードロックモジュールＬＬ１内のステージに載置する。続いて、制御部ＣＵは、該ゲートバルブＧ３を閉じ、ロードロックモジュールＬＬ１内を減圧して真空に切り替える。続いて、制御部ＣＵは、ロードロックモジュールＬＬ１と真空搬送モジュールＴＭ１との間のゲートバルブＧ２を開く。続いて、制御部ＣＵは、真空搬送モジュールＴＭ１内に配置された搬送ロボットＴＲ１のフォークＦＫ１により、ロードロックモジュールＬＬ１内のステージに載置されたエッジリング１１３を受け取る。

ステップＳ２では、まず、制御部ＣＵは、搬送ロボットＴＲ１を制御し、エッジリング１１３を載置したフォークＦＫ１を、真空搬送モジュールＴＭ１に設けられたいずれかの画像センサＩＳの撮像領域に移動させる。続いて、制御部ＣＵは、画像センサＩＳを制御し、フォークＦＫ１と、該フォークＦＫ１に載置されたエッジリング１１３と、を含む画像を取得する。続いて、制御部ＣＵは、画像センサＩＳが取得した画像に基づいて、フォークＦＫ１に対するエッジリング１１３の水平方向及び回転方向を含む位置ずれ量を算出する。本実施形態において、図５に示されるように、エッジリング１１３の中心位置Ｃ２は、フォークＦＫ１の中心位置Ｃ１に対して右方向（＋Ｘ方向）に３ｍｍずれている。また、エッジリング１１３のノッチの位置Ｎ１は、フォークＦＫ１の後退方向（－Ｙ方向）に対して反時計回りに２°回転している。そこで、制御部ＣＵは、エッジリング１１３の左右方向の位置ずれ量が＋３ｍｍ、エッジリング１１３の回転方向の位置ずれ量が＋２°と算出する。

ステップＳ３では、制御部ＣＵは、ステップＳ２にて算出した位置ずれ量が許容範囲内であるか否かを判定する。許容範囲は、例えば処理システムＰＳの仕様に応じて定められる。ステップＳ３において、位置ずれ量が許容範囲内であると判定した場合、制御部ＣＵは処理をステップＳ４へ進める。一方、ステップＳ３において、位置ずれ量が許容範囲を超えていると判定した場合、制御部ＣＵは処理をステップＳ５へ進める。

ステップＳ４では、まず、制御部ＣＵは、真空搬送モジュールＴＭ１とプロセスモジュールＰＭ１との間のゲートバルブＧ１を開く。続いて、制御部ＣＵは、搬送ロボットＴＲ１を制御し、ステップＳ２にて算出した位置ずれ量に基づき補正された姿勢でエッジリング１１３をプロセスモジュールＰＭ１内に搬送し、ステージの上に載置する。本実施形態において、図６に示されるように、制御部ＣＵは、搬送ロボットＴＲ１を制御し、第１の姿勢でエッジリング１１３をプロセスモジュールＰＭ１内のステージの上に載置する。第１の姿勢は、フォークＦＫ１を基準位置から左方向（－Ｘ方向）に３ｍｍずらし、かつ、フォークＦＫ１の中心位置Ｃ１を回転中心として時計回りに２°ずらした姿勢である。ステップＳ４の後、制御部ＣＵは処理を終了する。

ステップＳ５では、制御部ＣＵは、搬送ロボットＴＲ１を制御し、エッジリング１１３をバッファである搬送中間室ＭＭ１に搬送し、該搬送中間室ＭＭ１内のステージＳＧの上にエッジリング１１３を載置する。なお、制御部ＣＵは、搬送中間室ＭＭ１に代えて、例えば搬送中間室ＭＭ２にエッジリング１１３を搬送してもよい。

ステップＳ６では、制御部ＣＵは、搬送ロボットＴＲ１を制御し、ステップＳ２にて算出した位置ずれ量に基づき補正された姿勢で搬送中間室ＭＭ１内のステージＳＧの上に載置されたエッジリング１１３を受け取る。本実施形態において、図７に示されるように、制御部ＣＵは、搬送ロボットＴＲ１を制御し、第２の姿勢で搬送中間室ＭＭ１内のステージＳＧの上に載置されたエッジリング１１３を受け取る。第２の姿勢は、フォークＦＫ１を基準位置から右方向（＋Ｘ方向）に３ｍｍずらし、かつ、フォークＦＫ１の中心位置Ｃ１を回転中心として反時計回りに２°ずらした姿勢である。ステップＳ６の後、制御部ＣＵは処理をステップＳ２へ戻す。

以上に説明した実施形態の搬送方法によれば、画像センサＩＳがフォークＦＫ１と該フォークＦＫ１に載置されたエッジリング１１３とを含む画像を取り込み、制御部ＣＵが該画像に基づいてエッジリング１１３の水平方向及び回転方向を含む位置ずれ量を算出する。これにより、アライナ等の位置決め装置を設けることなく、エッジリング１１３を位置決めできる。そのため、処理システムＰＳのフットプリントを小さくできる。

また、実施形態の搬送方法によれば、制御部ＣＵは、搬送ロボットＴＲ１を制御し、算出した位置ずれ量に基づき補正された姿勢でエッジリング１１３をプロセスモジュールＰＭ１内のステージの上に載置する。これにより、プロセスモジュールＰＭ１を大気開放することなく、高い精度でエッジリング１１３を自動交換できる。

また、実施形態の搬送方法によれば、制御部ＣＵは、該画像に基づいて算出した位置ずれ量が許容範囲を超えていると判定した場合、搬送ロボットＴＲ１を制御し、エッジリング１１３を一旦、搬送中間室ＭＭ１のステージＳＧの上に載置する。そして、制御部ＣＵは、搬送ロボットＴＲ１を制御し、該画像に基づいて算出した位置ずれ量に基づき補正された姿勢で搬送中間室ＭＭ１内のステージＳＧの上に載置されたエッジリング１１３を受け取る。これにより、フォークＦＫ１に対するエッジリング１１３の位置ずれ量が大きい場合でも、エッジリング１１３の位置を補正できる。その結果、フォークＦＫ１に対するエッジリング１１３の位置ずれ量が大きい場合でも、プロセスモジュールＰＭ１を大気開放することなく、高い精度でエッジリング１１３を自動交換できる。

なお、上記の実施形態では、ステップＳ５～Ｓ６において、エッジリング１１３を一時的に載置するバッファとして、搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２を利用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、図８に示されるように、真空搬送モジュールＴＭ１内にエッジリング１１３を載置可能な載置部ＢＦ１を設け、該載置部ＢＦ１を、エッジリング１１３を一時的に載置するバッファとして利用してもよい。

また、例えば実施形態の搬送方法は、プロセスモジュールＰＭ１と同じ真空搬送モジュールＴＭ１に接続された他のプロセスモジュールＰＭ２～ＰＭ４にエッジリング１１３を搬送する場合にも同様に適用できる。

また、例えば実施形態の搬送方法は、プロセスモジュールＰＭ１と異なる真空搬送モジュールＴＭ２に接続されたプロセスモジュールＰＭ５～ＰＭ８にエッジリング１１３を搬送する場合にも適用できる。この場合、ロードロックモジュールＬＬ１内のステージに載置されたエッジリング１１３を受け取った搬送ロボットＴＲ１は、該エッジリング１１３を搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２内のステージＳＧに載置する。そして、搬送ロボットＴＲ２が搬送中間室ＭＭ１，ＭＭ２内のステージＳＧに載置されたエッジリング１１３を受け取る。そして、真空搬送モジュールＴＭ２に設けられた画像センサＩＳは、搬送ロボットＴＲ２のフォークＦＫ２と該フォークＦＫ２に載置されたエッジリング１１３とを含む画像を取り込む。そして、制御部ＣＵは、該画像に基づいてエッジリング１１３の水平方向及び回転方向を含む位置ずれ量を算出し、算出した位置ずれ量に基づき補正された姿勢でエッジリング１１３をプロセスモジュールＰＭ５～ＰＭ８内に搬送し、ステージの上に載置する。また、この場合についても、例えば図８に示されるように、真空搬送モジュールＴＭ２内にエッジリング１１３を載置可能な載置部ＢＦ２を設け、該載置部ＢＦ２を、エッジリング１１３を一時的に載置するバッファとして利用してもよい。

また、上記の実施形態の搬送方法では、プロセスモジュールＰＭ１内のステージにエッジリング１１３が載置されていない状態で、プロセスモジュールＰＭ１内にエッジリング１１３を搬送してステージに載置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、実施形態の搬送方法は、プロセスモジュールＰＭ１内のステージに載置された使用済みのエッジリング１１３を新しいエッジリング１１３に交換する場合にも適用できる。この場合、制御部ＣＵは、処理システムＰＳの各部を制御し、プロセスモジュールＰＭ１内のステージに載置された使用済みのエッジリング１１３を搬出した後、上記の実施形態の搬送方法を実施することで、エッジリング１１３を交換できる。使用済みのエッジリング１１３は、例えば以下のように搬出する。

まず、制御部ＣＵは、真空搬送モジュールＴＭ１とプロセスモジュールＰＭ１との間のゲートバルブＧ１及びロードロックモジュールＬＬ１と真空搬送モジュールＴＭ１との間のゲートバルブＧ２を開く。続いて、制御部ＣＵは、搬送ロボットＴＲ１を制御し、プロセスモジュールＰＭ１内のステージに載置された使用済みのエッジリング１１３を受け取り、該エッジリング１１３をロードロックモジュールＬＬ１内のステージに載置する。続いて、制御部ＣＵは、真空搬送モジュールＴＭ１とプロセスモジュールＰＭ１との間のゲートバルブＧ１及びロードロックモジュールＬＬ１と真空搬送モジュールＴＭ１との間のゲートバルブＧ２を閉じる。続いて、制御部ＣＵは、ロードロックモジュールＬＬ１内を真空から大気圧に切り替える。続いて、制御部ＣＵは、大気搬送モジュールＬＭとロードロックモジュールＬＬ１との間のゲートバルブＧ３を開く。続いて、制御部ＣＵは、大気搬送モジュールＬＭ内に配置された搬送ロボットにより、ロードロックモジュールＬＬ１内のステージに載置された使用済みのエッジリング１１３を受け取る。続いて、制御部ＣＵは、該搬送ロボットにより、該エッジリング１１３を例えばロードポートＬＰ１に載置された容器内に収容する。

また例えば、実施形態の搬送方法は、カバーリング１１４、上部電極１２の天板１２１等の他の消耗部材や基板を搬送する場合にも同様に適用できる。

なお、上記の実施形態において、搬送ロボットＴＲ１，ＴＲ２は搬送機構の一例である。

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。

１１３ エッジリング
１１４ カバーリング
ＣＵ 制御部
ＩＳ 画像センサ
ＴＲ１，ＴＲ２ 搬送ロボット
ＦＫ１，ＦＫ２ フォーク
Ｗ 基板

Claims (14)

1. 搬送機構に対する搬送対象物の位置ずれを検出する検出装置であって、
   前記搬送機構と該搬送機構に保持された前記搬送対象物とを含む画像を取り込む画像センサと、
   前記画像センサにて取り込まれた前記画像に基づいて、前記搬送対象物の水平方向及び回転方向を含む位置ずれ量を算出する演算部と、
   を備える、検出装置。
2. 前記搬送対象物は、基板に対してプラズマ処理を施す際に用いられる消耗部材を含む、
   請求項１に記載の検出装置。
3. 前記消耗部材は、前記プラズマ処理の際に前記基板の周囲に配置される環状部材である、
   請求項２に記載の検出装置。
4. 前記画像センサは、前記搬送対象物の搬送経路上に設けられる、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の検出装置。
5. 搬送対象物が搬送されるチャンバと、
   前記チャンバに前記搬送対象物を搬送する搬送機構と、
   前記搬送機構と前記搬送機構に保持された前記搬送対象物とを含む画像を取り込む画像センサと、
   前記画像センサにて取り込まれた前記画像に基づいて、前記搬送対象物の水平方向及び回転方向を含む位置ずれ量を算出する演算部と、
   を備える、処理システム。
6. 前記搬送対象物は、基板に対してプラズマ処理を施す際に用いられる消耗部材を含む、
   請求項５に記載の処理システム。
7. 前記消耗部材は、前記プラズマ処理の際に前記基板の周囲に配置される環状部材である、
   請求項６に記載の処理システム。
8. 前記画像センサは、前記搬送対象物の搬送経路上に設けられる、
   請求項５乃至７のいずれか一項に記載の処理システム。
9. 前記搬送機構は、前記演算部が算出した前記位置ずれ量に基づき補正された姿勢で前記搬送対象物を前記チャンバ内に搬送する、
   請求項５乃至８のいずれか一項に記載の処理システム。
10. 前記搬送対象物が一時的に載置されるバッファを更に備え、
    前記搬送機構は、前記画像センサにより前記画像が取得された前記搬送対象物を前記バッファに収容し、前記演算部が算出した前記位置ずれ量に基づき補正された姿勢で前記バッファから前記搬送対象物を受け取る、
    請求項５乃至８のいずれか一項に記載の処理システム。
11. 前記搬送機構は、
    前記演算部が算出した前記位置ずれ量が許容範囲内である場合、該位置ずれ量に基づき補正された姿勢で前記搬送対象物を前記チャンバ内に搬送し、
    前記演算部が算出した前記位置ずれ量が許容範囲を超えている場合、前記画像センサにより前記画像が取得された前記搬送対象物を前記バッファに収容し、前記演算部が算出した前記位置ずれ量に基づき補正された姿勢で前記バッファから前記搬送対象物を受け取る、
    請求項１０に記載の処理システム。
12. 搬送機構によりチャンバに搬送対象物を搬送する方法であって、
    前記搬送機構により前記搬送対象物を受け取る工程と、
    前記搬送機構と前記搬送機構に保持された前記搬送対象物とを含む画像を取り込む工程と、
    取り込まれた前記画像に基づいて、前記搬送対象物の水平方向及び回転方向を含む位置ずれ量を算出する工程と、
    を有する、搬送方法。
13. 前記算出する工程において算出された前記位置ずれ量に基づき補正された姿勢で前記搬送機構により前記搬送対象物を前記チャンバ内に搬送する工程を更に有する、
    請求項１２に記載の搬送方法。
14. 前記搬送機構に保持された前記搬送対象物をバッファに収容する工程と、
    前記算出する工程において算出された前記位置ずれ量に基づき補正された姿勢で前記バッファから前記搬送対象物を受け取る工程と、
    を更に有する、請求項１２又は１３に記載の搬送方法。

Images