JP2022117671A - 収納容器及び処理システム - Google Patents

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Masatomo Kita
暁之 眞壁
Akiyuki Makabe
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Abstract

【課題】消耗部材を位置決めして収容できる収納容器及び処理システムを提供する。【解決手段】収納容器(カセット)は、外周及び内周の少なくとも一方に切欠きを有する環状部材(例えばエッジリングFR)を収納する容器であって、環状部材を載置するベースプレート781と、ベースプレートから突出して、環状部材を位置決めする複数のガイドピン782と、を有する。複数のガイドピンは、切欠きFRaに係合するピンを含む。【選択図】図10

Description

本開示は、収納容器及び処理システムに関する。
プラズマ処理が行われる処理容器内に設けられた静電チャックの上であって、ウエハの周囲に配置されるエッジリング及びカバーリングを1系統のリフタピンでそれぞれ昇降させ、1部材ずつ搬送する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2020-113603号公報
本開示は、消耗部材を位置決めして収容できる技術を提供する。
本開示の一態様による収納容器は、外周及び内周の少なくとも一方に切欠きを有する環状部材を収納する容器であって、前記環状部材を載置するベースプレートと、前記ベースプレートから突出する複数のガイドピンであり、前記環状部材を位置決めする複数のガイドピンと、を有し、前記複数のガイドピンは、前記切欠きに係合するピンを含む。
本開示によれば、消耗部材を位置決めして収容できる。
実施形態の処理システムの一例を示す図 プロセスモジュールの一例を示す概略断面図 収納モジュールの一例を示す正面断面図 収納モジュールの一例を示す側面断面図 搬送対象物を保持していない上フォークを示す概略平面図 第1の組立体を保持した上フォークを示す概略平面図 第2の組立体を保持した上フォークを示す概略平面図 搬送治具のみを保持した上フォークを示す概略平面図 収納モジュール内のカセットの一例を示す概略斜視図 エッジリングの位置決め機構の一例を示す図 カバーリングの位置決め機構の一例を示す図 エッジリング及びカバーリングの位置決め機構の一例を示す図 エッジリング及びカバーリングの位置決め機構の別の一例を示す図 カセットに収納される第2の組立体の一例を示す概略平面図 カセットに収納される搬送治具の一例を示す概略平面図 収納モジュール内のカセットの別の一例を示す概略斜視図 エッジリング及びカバーリングが載置された静電チャックを示す概略図 同時搬送モードの一例を示す図 エッジリング及びカバーリングが載置された静電チャックを示す概略図 単独搬送モードの一例を示す図(1) 単独搬送モードの一例を示す図(2) 実施形態の消耗部材の交換方法の一例を示すフローチャート プロセスモジュールの別の一例を示す概略断面図 同時搬送モードにおける昇降機構の状態を示す図 単独搬送モードにおける昇降機構の状態を示す図
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。図1に示されるように、処理システムPSは、基板にプラズマ処理等の各種処理を施すことが可能なシステムである。基板は、例えば半導体ウエハであってよい。
処理システムPSは、真空搬送モジュールTM1,TM2、プロセスモジュールPM1~PM12、ロードロックモジュールLL1,LL2、大気搬送モジュールLM、収納モジュールSM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四角形状を有する。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~PM6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、他方の側面には真空搬送モジュールTM2と接続するためのパス(図示せず)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TM2は、対向する2つの側面にプロセスモジュールPM7~PM12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、一方の側面には真空搬送モジュールTM1と接続するためのパス(図示せず)が接続され、他方の側面には収納モジュールSMが接続されている。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。
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、先端に配置された上フォークFK11及び下フォークFK12で基板及び消耗部材を保持して搬送する。図1の例では、搬送ロボットTR1は、上フォークFK11及び下フォークFK12で基板及び消耗部材を保持し、ロードロックモジュールLL1,LL2、プロセスモジュールPM1~PM6及びパス(図示せず)の間で基板及び消耗部材を搬送する。搬送ロボットTR2は、先端に配置された上フォークFK21及び下フォークFK22で基板及び消耗部材を保持して搬送する。図1の例では、搬送ロボットTR2は、上フォークFK21及び下フォークFK22で基板及び消耗部材を保持し、プロセスモジュールPM7~PM12、収納モジュールSM及びパス(図示せず)の間で基板及び消耗部材を搬送する。消耗部材は、プロセスモジュールPM1~PM12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~PM12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FR、カバーリングCR、上部電極12の天板121を含む。
プロセスモジュールPM1~PM12は、処理室を有し、内部に配置されたステージ(載置台)を有する。プロセスモジュールPM1~PM12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~PM12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FR、カバーリングCR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、大気圧に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、内部を減圧し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、大気圧雰囲気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、複数(例えば25枚)の基板を収容する容器(図示せず)が載置される。容器は、例えばFOUP(Front-Opening Unified Pod)であってよい。大気搬送モジュールLM内には、基板を搬送する搬送ロボット(図示せず)が配置されている。搬送ロボットは、FOUP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基板を搬送する。
収納モジュールSMは、真空搬送モジュールTM2に対して着脱可能に接続されている。収納モジュールSMは、収納室を有し、消耗部材を収納する。収納モジュールSMは、例えばプロセスモジュールPM1~PM12内の消耗部材を交換する際に真空搬送モジュールTM2に接続され、消耗部材の交換が完了した後に真空搬送モジュールTM2から取り外される。これにより、処理システムPSの周囲の領域を有効活用できる。ただし、収納モジュールSMは、常に真空搬送モジュールTM2に接続されていてもよい。収納モジュールSMは、収納室に収納された消耗部材の位置を検出する位置検出センサを有する。消耗部材は、搬送ロボットTR1,TR2によって、プロセスモジュールPM1~PM12と収納モジュールSMとの間で搬送される。真空搬送モジュールTM2と収納モジュールSMとは、開閉自在なゲートバルブG4で仕切られている。
処理システムPSには、制御部CUが設けられている。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。例えば、制御部CUは、搬送ロボットTR1,TR2にエッジリングFR及びカバーリングCRを同時に搬送させる同時搬送モードと、搬送ロボットTR1,TR2にエッジリングFRのみを搬送させる単独搬送モードとを選択するよう構成される。同時搬送モード及び単独搬送モードについては、後述する。
制御部CUは、例えばコンピュータであってよい。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2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~PM12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、プラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、RF電力供給部30、排気システム40、昇降機構50及び制御部90を含む。
プラズマ処理チャンバ10は、基板支持部11及び上部電極12を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内のプラズマ処理空間10sの下部領域に配置される。上部電極12は、基板支持部11の上方に配置され、プラズマ処理チャンバ10の天板の一部として機能し得る。
基板支持部11は、プラズマ処理空間10sにおいて基板Wを支持する。基板支持部11は、下部電極111、静電チャック112、リングアセンブリ113、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。リングアセンブリ113は、エッジリングFR及びカバーリングCRを含む。エッジリングFRは、環形状を有し、下部電極111の周縁部上面において基板Wの周囲に配置されている。エッジリングFRは、例えばプラズマ処理の均一性を向上させる。カバーリングCRは、環形状を有し、エッジリングFRの外周部に配置されている。カバーリングCRは、例えばプラズマから絶縁体115の上面を保護する。図2の例では、カバーリングCRの内周部にエッジリングFRの外周部が載置されている。これにより、後述する複数の支持ピン521が昇降すると、カバーリングCRとエッジリングFRとが一体として昇降する。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、プラズマ処理チャンバ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。環形状の一例は、円環形状を含む。
上部電極12は、絶縁部材13と共にプラズマ処理チャンバ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プラズマ処理空間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、プラズマ処理空間10sを画成する。天板121には、複数のガス導入口121aが形成されている。複数のガス導入口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、複数のガス導入口122bが下方に延びている。複数のガス導入口122bは、複数のガス導入口121aにそれぞれ連通する。支持体122には、ガス供給口122cが形成されている。上部電極12は、1又はそれ以上の処理ガスをガス供給口122cからガス拡散室122a、複数のガス導入口122b及び複数のガス導入口121aを介してプラズマ処理空間10sに供給する。
プラズマ処理チャンバ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、プラズマ処理空間10sとプラズマ処理チャンバ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。
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を介してガス供給口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13MHz~150MHz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。
排気システム40は、例えばプラズマ処理チャンバ10の底部に設けられたガス排気口10eに接続され得る。排気システム40は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間10s内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
昇降機構50は、基板W、エッジリングFR及びカバーリングCRを昇降させる。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及びアクチュエータ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の下面に当接させて基板Wを支持する。アクチュエータ512は、複数の支持ピン511を昇降させる。アクチュエータ512としては、例えばDCモータ、ステッピングモータ、リニアモータ等のモータ、エアシリンダ等のエア駆動機構、ピエゾアクチュエータを利用できる。係る第1の昇降機構51は、例えば搬送ロボットTR1,TR2と基板支持部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及びアクチュエータ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、上端をカバーリングCRの下面に当接させてカバーリングCRを支持する。アクチュエータ522は、複数の支持ピン521を昇降させる。アクチュエータ522としては、例えばアクチュエータ512と同様のものを利用できる。係る第2の昇降機構52は、例えば搬送ロボットTR1,TR2と基板支持部11との間でエッジリングFR及びカバーリングCRの受け渡しをする際、複数の支持ピン521を昇降させる。図2の例では、カバーリングCRの内周部にエッジリングFRの外周部が載置されている。これにより、アクチュエータ522が複数の支持ピン521を昇降させると、カバーリングCRとエッジリングFRとが一体として昇降する。
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。制御部90は、制御部CUと別に設けられていてもよく、制御部CUに含まれていてもよい。
〔収納モジュール〕
図3及び図4を参照し、図1の処理システムPSが備える収納モジュールSMの一例について説明する。
収納モジュールSMは、フレーム60の上にチャンバ70が設置され、チャンバ70の上部に機械室81を有する。チャンバ70は、底部に設けられた排気口71に接続された排気部72により、内部を減圧できる。また、チャンバ70には、パージガスとして例えばNガスが供給される。これにより、チャンバ70内を調圧できる。機械室81は、例えば大気圧雰囲気である。
チャンバ70内には、ステージ73と、ステージ73の下部に設けられたカゴ74とを有するストレージ75が設置されている。ストレージ75は、ボールねじ76により昇降可能となっている。機械室81内には、消耗部材の位置、向き等を検出するラインセンサ82と、ボールねじ76を駆動するモータ77とが設置されている。チャンバ70と機械室81との間には、ラインセンサ82が後述する発光部83の光を受光できるように、石英等で構成される窓84が設けられている。
ステージ73は、消耗部材を載置する。ステージ73は、ラインセンサ82に対向する発光部83を有する。ステージ73は、θ方向に回転可能であり、載置した消耗部材、例えばエッジリングFRを所定の向きに回転させる。すなわち、ステージ73は、エッジリングFRのアライメント(位置合わせ)を行う。位置合わせでは、エッジリングFRのオリエンテーションフラット(OF)を所定の向きに合わせる。また、位置合わせでは、エッジリングFRの中心位置を合わせるようにしてもよい。
ラインセンサ82は、発光部83から照射された光の光量を検出し、検出された光量を制御部CUへ出力する。制御部CUは、検出された光量がエッジリングFRのオリエンテーションフラットの有無によって変化することを利用して、エッジリングFRのオリエンテーションフラットを検出する。制御部CUは、検出したオリエンテーションフラットに基づいて、エッジリングFRの向きを検出する。ラインセンサ82は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のラインセンサである。
カゴ74は、ステージ73の下部に設けられている。カゴ74の内部には、カセット78が載置される。カセット78は、カゴ74から取り出し可能な収納容器である。カセット78は、上下方向に間隔を有して、複数の消耗部材を収納する。図3の例では、カセット78には、複数のエッジリングFRが収納されている。カセット78は、収納モジュールSMの正面の側が開放されている。なお、カセット78の詳細について後述する。
ストレージ75は、ステージ73及びカゴ74に加えて、ボールねじ76に支持されるガイド79を側面に有する。ボールねじ76は、チャンバ70の上面と下面とを繋ぎ、チャンバ70の上面を貫通して機械室81内のモータ77に接続されている。チャンバ70の上面の貫通部は、ボールねじ76が回転可能なように密封されている。ボールねじ76は、モータ77により回転することで、ストレージ75を上下方向(Z軸方向)に移動可能である。
収納モジュールSMは、ゲートバルブG4を介して真空搬送モジュールTM2と着脱可能に接続される。チャンバ70には、ゲートバルブG4を介して真空搬送モジュールTM2の搬送ロボットTR2の上フォークFK21及び下フォークFK22が挿入可能となっている。上フォークFK21及び下フォークFK22は、例えばカセット78内へのエッジリングFRの搬入、カセット78内に載置されたエッジリングFRの搬出、ステージ73へのエッジリングFRの載置、ステージ73に載置されたエッジリングFRの取得を行う。扉80は、例えばチャンバ70内からカセット78を取り出す際、チャンバ内70内へカセット78を設置する際に開閉される。
発光部85及び枚数検知センサ86は、ストレージ75がチャンバ70の底面側からカセット78をゲートバルブG4に対向する位置等の上部まで移動する場合に、カセット78に載置されているエッジリングFRの枚数を検知する。発光部85は、例えばLED(Light Emitting Diode)、半導体レーザ等である。枚数検知センサ86は、発光部85から照射された光の光量を検出し、検出された光量を制御部CUへ出力する。制御部CUは、検出された光量に基づいて、発光部85から照射された光がエッジリングFRにより遮られた回数を計測することで、エッジリングFRの枚数を検知する。枚数検知センサ86は、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ等である。また、枚数検知センサ86は、例えばCCD、CMOS等のラインセンサであってもよい。
なお、上記の例では、制御部CUが収納モジュールSM内のラインセンサ82により検出された光量に基づいて、エッジリングFRの位置情報を算出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、エッジリングFRの内周の位置を検出する内周センサと、エッジリングFRの外周の位置を検出する外周センサと、を含む位置検出センサを用いてもよい。この場合、制御部CUは、内周センサが検出したエッジリングFRの外周の位置及び外周センサが検出したエッジリングFRの外周の位置に基づいて、エッジリングFRの位置情報を算出する。また例えば、ラインセンサ82に代えて、他の光学的センサ、またはカメラを用いてもよい。この場合、制御部CUは、カメラが撮影した画像に基づいて、例えば画像処理技術を用いることにより、エッジリングFRの位置情報を算出する。
〔搬送ロボット〕
図5~図8を参照し、搬送ロボットTR2の上フォークFK21について説明する。なお、搬送ロボットTR2の下フォークFK22についても、上フォークFK21と同じ構成であってよい。また、搬送ロボットTR1の上フォークFK11及び下フォークFK12についても、搬送ロボットTR2の上フォークFK21と同じ構成であってよい。
図5は、搬送対象物を保持していない上フォークFK21を示す概略平面図である。図5に示されるように、上フォークFK21は、平面視で略U字形状を有する。上フォークFK21は、例えば基板W、搬送治具CJ、エッジリングFR、カバーリングCR、第1の組立体A1、第2の組立体A2を保持可能に構成される。
搬送治具CJは、エッジリングFRを下方から支持する治具であり、エッジリングFRのみを交換する場合に用いられうる。
第1の組立体A1は、カバーリングCRの上にエッジリングFRが載置されることにより、エッジリングFR及びカバーリングCRが一体となった組立体である。
第2の組立体A2は、搬送治具CJの上にエッジリングFRが載置されることにより、搬送治具CJ及びエッジリングFRが一体となった組立体である。
図6は、第1の組立体A1(エッジリングFR及びカバーリングCR)を保持した状態の上フォークFK21を示す概略平面図である。図6に示されるように、上フォークFK21は、第1の組立体A1を保持可能に構成されている。これにより、搬送ロボットTR2は、エッジリングFR及びカバーリングCRを同時に搬送できる。
図7は、第2の組立体A2(搬送治具CJ及びエッジリングFR)を保持した状態の上フォークFK21を示す概略平面図である。図7に示されるように、上フォークFK21は、第2の組立体A2を保持可能に構成されている。これにより搬送ロボットTR2は、搬送治具CJ及びエッジリングFRを同時に搬送できる。
図8は、搬送治具CJのみを保持した状態の上フォークFK21を示す概略平面図である。図8に示されるように、上フォークFK21は、エッジリングFRを支持していない搬送治具CJを保持可能に構成されている。これにより、搬送ロボットTR2は、搬送治具CJを単独で搬送できる。
〔カセット〕
図9を更に参照し、収納モジュールSMが有するカセット78の一例として、エッジリングFRを収納するカセット78について説明する。図9は、収納モジュールSM内のカセット78の一例を示す概略斜視図である。なお、図9では、エッジリングFRが収納されていない状態のカセット78を示す。
カセット78は、エッジリングFRを収納する。カセット78は、複数のベースプレート781及び複数のガイドピン782を有する。
複数のベースプレート781は、上下方向に多段に設けられている。複数のベースプレート781は、エッジリングFRを載置する。各ベースプレート781は、略矩形板状を有する。各ベースプレート781は、例えば樹脂、金属により形成されている。各ベースプレート781は、載置面781a、外枠部781b及びフォーク挿入溝781cを含む。
載置面781aは、エッジリングFRを載置する。
外枠部781bは、載置面781aの4辺のうち上フォークFK21及び下フォークFK22が挿入される正面側の一辺を除く3辺の外周部において、載置面781aから上方に突出する。該外枠部781b上には、別のベースプレート781が載置される。
フォーク挿入溝(凹部)781cは、載置面781aに形成されている。フォーク挿入溝781cは、載置面781aに対して窪んでおり、搬送ロボットTR2が載置面781aにエッジリングFRを載置する際に、上フォークFK21及び下フォークFK22が挿入される。
複数のガイドピン782は、載置面781aに設けられている。各ガイドピン782は、先細りの円錐状を有してよい。複数のガイドピン782は、搬送ロボットTR2が載置面781aにエッジリングFRを載置する際に、エッジリングFRの外周部と接触して該エッジリングFRが載置面781aの所定の位置に載置されるようにガイドする。各ガイドピン782は、樹脂または金属等で形成されてよい。樹脂製であれば、エッジリングFRの外周部と接触した際の擦れによるパーティクルの発生を抑制できる。
なお、図9では、エッジリングFRを収納するカセット78を例示したが、例えば搬送治具CJ、カバーリングCR、第1の組立体A1、第2の組立体A2を収納するカセット78についても、複数のガイドピン782を除いて同様の構成であってよい。
例えば、カバーリングCRを収納するカセット78では、搬送ロボットTR2により載置面781aに載置されるカバーリングCRの内周部と接触する位置に複数のガイドピン782が設けられる。これにより、カバーリングCRが載置面781aの所定の位置にガイドされて載置される。
また例えば、エッジリングFR及びカバーリングCRを収納するカセット78では、搬送ロボットTR2により載置面781aに載置されるエッジリングFRの外周部及びカバーリングCRの内周部と接触する位置に複数のガイドピン782が設けられる。これにより、エッジリングFR及びカバーリングCRが載置面781aの所定の位置にガイドされて載置される。
図10を参照し、上フォークFK21により収納モジュールSM内に搬送されたエッジリングFRを、カセット78のベースプレート781上に載置する場合の位置決め機構の一例について説明する。図10は、エッジリングFRの位置決め機構の一例を示す図である。図10(a)は、ベースプレート781の上方に、エッジリングFRを保持した上フォークFK21を進入させたときの上面図である。図10(b)は、図10(a)における一点鎖線B1-B1において切断した断面を示す。図10(c)は、上フォークFK21によりベースプレート781上にエッジリングFRを載置したときの断面図である。
まず、図10(a)及び図10(b)に示されるように、エッジリングFRは、その外周に切欠きFRaを有する。エッジリングFRを保持した上フォークFK21をベースプレート781の上方に進入させる。切欠きFRaは、例えば平面視においてV字形状を有する。V字形状の開き角度は、適宜設定されてよく、例えば90°であってよい。また、切欠きFRaは、例えば平面視においてU字形状等の曲線形状を有していてもよい。
続いて、図10(c)に示されるように、上フォークFK21を下降させる。これにより、上フォークFK21に保持されたエッジリングFRがベースプレート781の載置面781aに載置される。このとき、3つのガイドピン782のうちの1つがエッジリングFRの切欠きFRaと係合し、残りの2つがエッジリングFRの外周に接触することにより、エッジリングFRを位置決めする。その結果、水平方向及び回転方向において、ベースプレート781に対してエッジリングFRを位置決めできる。
このように、上フォークFK21によりベースプレート781上にエッジリングFRを載置することにより、エッジリングFRを位置決めできる。そのため、エッジリングFRの位置決めを行うアライメント機構を別途設けることなく、エッジリングFRを位置決めされた状態でプロセスモジュールPM1~PM12に搬送できる。その結果、エッジリングFRをアライメント機構に搬送することにより生じるダウンタイムを削減できる。また、装置導入コストを低減できる。また、スペース効率が向上する。ただし、アライメント機構を別途設けて、アライメント機構でエッジリングFRを精密に位置合わせして搬送するようにしてもよい。
なお、図10の例では、エッジリングFRが外周に1つの切欠きFRaを有する場合を示したが、切欠きFRaの数はこれに限定されない。例えば、エッジリングFRは、外周に、周方向に互いに離間した複数の切欠きFRaを有していてもよい。この場合、ガイドピン782を複数の切欠きFRaのそれぞれに対応して設けることが好ましい。これにより、角度誤差を小さくできる。
また、図10の例では、上フォークFK21を用いる場合を例示したが、下フォークFK22を用いてもよい。
図11を参照し、上フォークFK21により収納モジュールSM内に搬送されたカバーリングCRを、カセット78のベースプレート781上に載置する場合の位置決め機構の一例について説明する。図11は、カバーリングCRの位置決め機構の一例を示す図である。図11(a)は、ベースプレート781の上方に、カバーリングCRを保持した上フォークFK21を進入させたときの上面図である。図11(b)は、図11(a)における一点鎖線B2-B2において切断した断面を示す。図11(c)は、上フォークFK21によりベースプレート781上にカバーリングCRを載置したときの断面図である。
まず、図11(a)及び図11(b)に示されるように、カバーリングCRは、その内周に切欠きCRaを有する。カバーリングCRを保持した上フォークFK21をベースプレート781の上方に進入させる。切欠きCRaは、例えば平面視においてV字形状を有する。V字形状の開き角度は、適宜設定されてよく、例えば90°であってよい。また、切欠きCRaは、例えば平面視においてU字形状等の曲線形状を有していてもよい。
続いて、図11(c)に示されるように、上フォークFK21を下降させる。これにより、上フォークFK21に保持されたカバーリングCRがベースプレート781の載置面781aに載置される。このとき、3つのガイドピン782のうちの1つがカバーリングCRの切欠きCRaと係合し、残りの2つがカバーリングCRの内周に接触することにより、カバーリングCRを位置決めする。その結果、水平方向及び回転方向において、ベースプレート781に対してカバーリングCRを位置決めできる。
このように、上フォークFK21によりベースプレート781上にカバーリングCRを載置することにより、カバーリングCRを位置決めできる。そのため、カバーリングCRの位置決めを行うアライメント機構を別途設けることなく、カバーリングCRを位置決めされた状態でプロセスモジュールPM1~PM12に搬送できる。その結果、カバーリングCRをアライメント機構に搬送することにより生じるダウンタイムを削減できる。また、装置導入コストを低減できる。また、スペース効率が向上する。ただし、アライメント機構を別途設けて、アライメント機構でカバーリングCRを精密に位置合わせして搬送するようにしてもよい。
なお、図11の例では、カバーリングCRが内周に1つの切欠きCRaを有する場合を示したが、切欠きCRaの数はこれに限定されない。例えば、カバーリングCRは、内周に、周方向に互いに離間した複数の切欠きCRaを有していてもよい。この場合、ガイドピン782を複数の切欠きCRaのそれぞれに対応して設けることが好ましい。これにより、角度誤差を小さくできる。
また、図11の例では、上フォークFK21を用いる場合を例示したが、下フォークFK22を用いてもよい。
図12を参照し、上フォークFK21により収納モジュールSM内に搬送されたエッジリングFR及びカバーリングCRを、カセット78のベースプレート781上に載置する場合の位置決め機構について説明する。図12は、エッジリングFR及びカバーリングCRの位置決め機構の一例を示す図である。図12(a)は、ベースプレート781の上方に、エッジリングFR及びカバーリングCRを保持した上フォークFK21を進入させたときの上面図である。図12(b)は、図12(a)における一点鎖線B3-B3において切断した断面を示す。図12(c)は、上フォークFK21によりベースプレート781上にエッジリングFR及びカバーリングCRを載置したときの断面図である。
まず、図12(a)及び図12(b)に示されるように、エッジリングFR及びカバーリングCRを保持した上フォークFK21をベースプレート781の上方に進入させる。エッジリングFRの外周部とカバーリングCRの内周部とは、平面視で重複しない構成を有する。すなわち、エッジリングFRの外径は、カバーリングCRの内径と同じ、又はカバーリングCRの内径よりも小さい。エッジリングFRは、外周に切欠きFRaを有する。カバーリングCRは、内周に切欠きCRaを有する。切欠きFRa,CRaは、例えば平面視においてV字形状を有する。V字形状の開き角度は、適宜設定されてよく、例えば90°であってよい。また、切欠きFRa,CRaは、例えば平面視においてU字形状等の曲線形状を有していてもよい。
続いて、図12(c)に示されるように、上フォークFK21を下降させる。これにより、上フォークFK21に保持されたエッジリングFR及びカバーリングCRがベースプレート781の載置面781aに載置される。このとき、3つのガイドピン782のうちの1つがエッジリングFRの切欠きFRa及びカバーリングCRの切欠きCRaと係合し、残りの2つがカバーリングCRの外周に接触することにより、エッジリングFR及びカバーリングCRを位置決めする。その結果、水平方向及び回転方向において、ベースプレート781に対してエッジリングFR及びカバーリングCRを位置決めできる。
このように、上フォークFK21によりベースプレート781上にエッジリングFR及びカバーリングCRを載置することにより、エッジリングFR及びカバーリングCRを位置決めできる。そのため、エッジリングFR及びカバーリングCRの位置決めを行うアライメント機構を別途設けることなく、エッジリングFR及びカバーリングCRを位置決めされた状態でプロセスモジュールPM1~PM12に搬送できる。その結果、エッジリングFR及びカバーリングCRをアライメント機構に搬送することにより生じるダウンタイムを削減できる。また、装置導入コストを低減できる。また、スペース効率が向上する。ただし、アライメント機構を別途設けて、アライメント機構でエッジリングFR及びカバーリングCRを精密に位置合わせして搬送するようにしてもよい。
なお、図12の例では、エッジリングFRが外周に1つの切欠きFRaを有し、カバーリングCRが内周に1つの切欠きCRaを有する場合を示したが、切欠きFRa,CRaの数はこれに限定されない。例えば、エッジリングFRは、外周に、周方向に互いに離間した複数の切欠きFRaを有し、カバーリングCRは、内周に、周方向に互いに離間した複数の切欠きCRaを有していてもよい。この場合、ガイドピン782を複数の切欠きFRa,CRaのそれぞれに対応して設けることが好ましい。これにより、角度誤差を小さくできる。
また、図12の例では、上フォークFK21を用いる場合を例示したが、下フォークFK22を用いてもよい。
また、図12の例では、エッジリングFR及びカバーリングCRを外周又は内周で位置決めする場合を説明したが、これに限定されない。例えば、エッジリングFR及びカバーリングCRの裏面(載置面781aに載置される側の面)に位置決めのための凹部(又は凸部)を設けてそれぞれの位置決めをしてもよい。
また、図12の例では、エッジリングFRの外周部とカバーリングCRの内周部とが重複しない構成を有する場合を説明したが、これに限定されず、エッジリングFRの外周部とカバーリングCRの内周部とは重複する構成を有していてもよい。この場合、エッジリングFRをカバーリングCRに対して位置決めされた状態で保持し、一例ではカバーリングCRの外周に位置決め部を設けてカバーリングCRを位置決めすることでエッジリングFRを位置決めしてもよい。また別の一例では、エッジリングFRの外周部とカバーリングCRの内周部とが重複する場合、図13に示されるように、エッジリングFR及びカバーリングCRのそれぞれの重複していない領域に位置決めのための凹部FRb,CRb(又は凸部)を設けてもよい。この場合、ガイドピン782を凹部FRb,CRbと係合する位置に設ければよい。これにより、エッジリングFR及びカバーリングCRのそれぞれの位置決めができる。
以上、図10~図13を参照し、上フォークFK21を用いてエッジリングFR及び/又はカバーリングCRを、カセット78のベースプレート781上に載置する場合を例示したが、これに限定されない。例えば、収納モジュールSMの非稼働時時に、オペレータが手でエッジリングFR及び/又はカバーリングCRを、カセット78のベースプレート781上に載置してもよい。
図14を参照し、上フォークFK21により収納モジュールSM内に搬送された第2の組立体A2(搬送治具CJ及びエッジリングFR)を、カセット78のベースプレート781上に載置する場合について説明する。図14に示される動作は、例えばプラズマ処理装置1の静電チャック112上に載置されたときにエッジリングFRの外周部とカバーリングCRの内周部とが重複する場合であり、制御部CUが後述する単独搬送モードを選択して実行する場合に行われる。図14は、カセット78に収納される第2の組立体A2の一例を示す概略上面図である。
まず、図14に示されるように、第2の組立体A2を保持した上フォークFK21をベースプレート781の上方に進入させる。続いて、上フォークFK21を下降させる。これにより、上フォークFK21に保持された第2の組立体A2がベースプレート781の載置面781aに載置される。
このように、搬送ロボットTR2は、上フォークFK21で第2の組立体A2(搬送治具CJ及びエッジリングFR)を保持し、搬送治具CJ及びエッジリングFRを同時に搬送できる。
なお、図14の例では、上フォークFK21を用いる場合を例示したが、下フォークFK22を用いてもよい。
図15を参照し、上フォークFK21により収納モジュールSM内に搬送された搬送治具CJを、カセット78のベースプレート781上に載置する場合について説明する。図15に示される動作は、例えばプラズマ処理装置1の静電チャック112上に載置されたときにエッジリングFRの外周部とカバーリングCRの内周部とが重複する場合であり、制御部CUが後述する単独搬送モードを選択して実行する場合に行われる。図15は、カセット78に収納される搬送治具CJの一例を示す概略平面図である。
まず、図15に示されるように、搬送治具CJを保持した上フォークFK21をベースプレート781の上方に進入させる。続いて、上フォークFK21を下降させる。これにより、上フォークFK21に保持された搬送治具CJがベースプレート781の載置面781aに載置される。
このように、搬送ロボットTR2は、上フォークFK21で搬送治具CJを保持し、搬送治具CJを単独で搬送できる。
なお、図15の例では、上フォークFK21を用いる場合を例示したが、下フォークFK22を用いてもよい。
図16を参照し、図3及び図4の収納モジュールSMが有するカセット78の別の一例について説明する。図16は、収納モジュールSM内のカセット78の別の一例を示す概略斜視図であり、消耗部材の一例であるエッジリングFRを収納するカセット78Xを示す。
図16に示されるカセット78Xは、複数のガイドピン782に代えて、エッジリングFRの外周部と当接してエッジリングFRを所定の位置に保持する傾斜面を有する傾斜ブロック782bを有する点で、図9に示されるカセット78と異なる。なお、その他の構成については、図9に示されるカセット78と同じ構成であってよい。
また、更に別の一例として、カセット78が、カバーリングCRの内周部と当接してカバーリングCRを所定の位置に保持する傾斜面を有する傾斜ブロック(図示せず)を有するようにしてもよい。また、更に別の一例として、カセット78が、エッジリングFRの外周部及びカバーリングCRの内周部と当接してエッジリングFR及びカバーリングCRを所定の位置に保持する傾斜面を有する傾斜ブロック(図示せず)を有するようにしてもよい。また、傾斜ブロックは、エッジリングFRの内周部と当接してエッジリングFRを所定の位置に保持するように構成されていてもよい。また、傾斜ブロックは、カバーリングCRの外周部と当接してカバーリングCRを保持するよう構成されていてもよい。
〔消耗部材の搬送方法〕
図17及び図18を参照し、実施形態の処理システムPSにおける消耗部材の搬送方法の一例として、制御部CUが搬送ロボットTR2にエッジリングFR及びカバーリングCRを同時に搬送させる同時搬送モードを選択して実行する場合を説明する。以下では、制御部90が制御部CUに含まれており、制御部CUが搬送ロボットTR2及び昇降機構50を制御するものとして説明する。ただし、制御部90が制御部CUとは別に設けられ、制御部CUが搬送ロボットTR2を制御し、制御部90が昇降機構50を制御するようにしてもよい。なお、エッジリングFRの外周部とカバーリングCRの内周部とは平面視で重複する構成を有するものとする。
図18(a)に示されるように、制御部CUは、静電チャック112の上方に未使用のエッジリングFR及びカバーリングCRを保持した上フォークFK21を進入させる。
続いて、図18(b)に示されるように、制御部CUは、複数の支持ピン521を、待機位置から支持位置まで上昇させる。これにより、複数の支持ピン521の上端が上フォークFK21に保持されたカバーリングCRの下面に当接し、該カバーリングCRが複数の支持ピン521によって持ち上げられ、該カバーリングCRが上フォークFK21から離間する。このとき、カバーリングCRの内周部にエッジリングFRの外周部が載置されている。そのため、複数の支持ピン521によってカバーリングCRが持ち上げられると、エッジリングFRもカバーリングCRと共に持ち上げられる。すなわち、エッジリングFR及びカバーリングCRが一体となって上フォークFK21から離間する。
続いて、図18(c)に示されるように、制御部CUは、搬送対象物を保持していない上フォークFK21を退出させる。
続いて、図18(d)に示されるように、制御部CUは、複数の支持ピン521を、支持位置から待機位置まで下降させる。これにより、複数の支持ピン521に支持されたエッジリングFR及びカバーリングCRが静電チャック112上に載置される。以上により、図17に示されるように、プラズマ処理チャンバ10内にエッジリングFR及びカバーリングCRが同時に搬入され、静電チャック112上に載置される。
なお、静電チャック112上に載置されたエッジリングFR及びカバーリングCRをプラズマ処理チャンバ10内から搬出する場合には、制御部CUは、前述したエッジリングFR及びカバーリングCRの搬入と逆の動作を実行する。
以上に説明したように、実施形態の処理システムPSによれば、エッジリングFR及びカバーリングCRを同時に搬送できる。
図19~図21を参照し、実施形態の処理システムPSにおける消耗部材の搬送方法の別の一例として、制御部CUが搬送ロボットTR2にエッジリングFRのみを搬送させる単独搬送モードを選択して実行する場合を説明する。以下では、制御部90が制御部CUに含まれており、制御部CUが搬送ロボットTR2及び昇降機構50を制御するものとして説明する。ただし、制御部90が制御部CUとは別に設けられ、制御部CUが搬送ロボットTR2を制御し、制御部90が昇降機構50を制御するようにしてもよい。なお、エッジリングFRの外周部とカバーリングCRの内周部とは平面視で重複する構成を有するものとする。
図20(a)に示されるように、制御部CUは、静電チャック112の上方に未使用のエッジリングFRを保持した搬送治具CJを保持した上フォークFK21を進入させる。
続いて、図20(b)に示されるように、制御部CUは、複数の支持ピン511を、待機位置から支持位置まで上昇させる。これにより、複数の支持ピン511の上端が上フォークFK21に保持された搬送治具CJの下面に当接し、該搬送治具CJが複数の支持ピン511によって持ち上げられ、該搬送治具CJが上フォークFK21から離間する。このとき、搬送治具CJ上にエッジリングFRの内周部が載置されている。そのため、複数の支持ピン511によって搬送治具CJが持ち上げられると、エッジリングFRも搬送治具CJと共に持ち上げられる。すなわち、搬送治具CJ及びエッジリングFRが一体となって上フォークFK21から離間する。
続いて、図20(c)に示されるように、制御部CUは、搬送対象物を保持していない上フォークFK21を退出させる。
続いて、図20(d)に示されるように、制御部CUは、複数の支持ピン521を、待機位置から支持位置まで上昇させる。これにより、複数の支持ピン521の上端が静電チャック112上に載置されたカバーリングCRの下面に当接し、該カバーリングCRが複数の支持ピン521によって持ち上げられ、該カバーリングCRが静電チャック112から離間する。また、搬送治具CJ上に載置されたエッジリングFRの外周部がカバーリングCRの内周部に載置される。
続いて、図21(a)に示されるように、制御部CUは、搬送治具CJ、エッジリングFR及びカバーリングCRと静電チャック112との間に、搬送対象物を保持していない上フォークFK21を進入させる。
続いて、図21(b)に示されるように、制御部CUは、複数の支持ピン511を、支持位置から待機位置まで下降させる。このとき、エッジリングFRの外周部がカバーリングCRの内周部に載置されているので、複数の支持ピン511に支持された搬送治具CJのみが上フォークFK21上に載置される。
続いて、図21(c)に示されるように、制御部CUは、搬送治具CJを保持した上フォークFK21を退出させる。
続いて、図21(d)に示されるように、制御部CUは、複数の支持ピン521を、支持位置から待機位置まで下降させる。これにより、複数の支持ピン521に支持されたエッジリングFR及びカバーリングCRが静電チャック112上に載置される。以上により、図19に示されるように、プラズマ処理チャンバ10内にエッジリングFRのみが搬入され、カバーリングCRが載置された静電チャック112上に載置される。
なお、静電チャック112上に載置されたエッジリングFR及びカバーリングCRのうちのエッジリングFRのみをプラズマ処理チャンバ10内から搬出する場合には、制御部CUは、前述したエッジリングFRの搬入と逆の動作を実行する。
以上に説明したように、実施形態の処理システムPSによれば、カバーリングCRを交換することなく、エッジリングFRのみを単独で搬送できる。
〔消耗部材の交換方法〕
図22を参照し、実施形態の消耗部材の交換方法の一例について説明する。図22は、実施形態の消耗部材の交換方法の一例を示すフローチャートである。
以下では、前述のプロセスモジュールPM12のステージ(静電チャック112)に載置されているエッジリングFRのみを単独で交換する場合を例に挙げて説明する。具体的には、プロセスモジュールPM12において使用されたエッジリングFRを収納モジュールSMに収容し、収納モジュールSMに予め収容された未使用のエッジリングFRに交換する場合について説明する。なお、プロセスモジュールPM12以外のプロセスモジュールPM1~PM11のステージに載置されているエッジリングFRについても、同様の方法により交換することが可能である。また、図22に示される実施形態の消耗部材の交換方法は、制御部CUにより処理システムPSの各部が制御されることにより行われる。
図22に示されるように、実施形態の消耗部材の交換方法は、消耗度判定ステップS10と、交換可否判定ステップS20と、第1のクリーニングステップS30と、搬出ステップS40と、第2のクリーニングステップS50と、搬入ステップS60と、シーズニングステップS70とを有する。以下、各々のステップについて説明する。
消耗度判定ステップS10は、プロセスモジュールPM12のステージに載置されているエッジリングFRの交換が必要か否かを判定するステップである。消耗度判定ステップS10では、制御部CUは、プロセスモジュールPM12のステージに載置されているエッジリングFRの交換が必要であるか否かを判定する。具体的には、制御部CUは、例えばRF積算時間、RF積算電力、レシピの特定ステップの積算値に基づいて、エッジリングFRの交換が必要であるか否かを判定する。RF積算時間とは、所定のプラズマ処理の際にプロセスモジュールPM12において高周波電力が供給された時間の積算値である。RF積算電力とは、所定のプラズマ処理の際にプロセスモジュールPM12において供給された高周波電力の積算値である。レシピの特定ステップの積算値とは、プロセスモジュールPM12において行われる処理のステップのうちエッジリングFRが削られるステップにおいて高周波電力が供給された時間の積算値や高周波電力の積算値である。なお、RF積算時間、RF積算電力及びレシピの特定ステップの積算値は、例えば装置が導入された時点、メンテナンスが実施された時点等、エッジリングFRを交換した時点を起点として算出される値である。
RF積算時間に基づいてエッジリングFRの交換が必要であるか否かを判定する場合、制御部CUは、RF積算時間が閾値に達した場合、エッジリングFRを交換する必要があると判定する。これに対し、制御部CUは、RF積算時間が閾値に達していない場合、エッジリングFRを交換する必要がないと判定する。なお、閾値は、予備実験等により、エッジリングFRの材質等の種類に応じて定められる値である。
RF積算電力に基づいてエッジリングFRの交換が必要であるか否かを判定する場合、制御部CUは、RF積算電力が閾値に達した場合、エッジリングFRを交換する必要があると判定する。これに対し、制御部CUは、RF積算電力が閾値に達していない場合、エッジリングFRを交換する必要がないと判定する。なお、閾値は、予備実験等により、エッジリングFRの材質等の種類に応じて定められる値である。
レシピの特定ステップの積算値に基づいてエッジリングFRの交換が必要であるか否かを判定する場合、制御部CUは、特定のステップにおけるRF積算時間又はRF積算電力が閾値に達した場合、エッジリングFRの交換が必要である判定する。これに対し、制御部CUは、特定ステップにおけるRF積算時間又はRF積算電力が閾値に達していない場合、エッジリングFRを交換する必要がないと判定する。レシピの特定ステップの積算値に基づいてエッジリングFRの交換が必要であるか否かを判定する場合、高周波電力が印加され、エッジリングFRが削られるステップに基づいて、エッジリングFRを交換するタイミングを算出することができる。このため、特に高い精度でエッジリングFRを交換するタイミングを算出することができる。なお、閾値は、予備実験等により、エッジリングFRの材質等の種類に応じて定められる値である。
消耗度判定ステップS10において、プロセスモジュールPM12のステージに載置されているエッジリングFRの交換が必要であると判定した場合、制御部CUは、交換可否判定ステップS20を行う。消耗度判定ステップS10において、プロセスモジュールPM12のステージに載置されているエッジリングFRの交換が必要でないと判定した場合、制御部CUは、消耗度判定ステップS10を繰り返す。
交換可否判定ステップS20は、処理システムPSの状態が、エッジリングFRの交換を行うことができる状態であるか否かを判定するステップである。交換可否判定ステップS20では、制御部CUは、処理システムPSの状態が、エッジリングFRの交換を行うことができる状態であるか否かを判定する。具体的には、制御部CUは、例えばエッジリングFRの交換を行うプロセスモジュールPM12において基板Wに処理が行われていない場合、エッジリングFRの交換が可能であると判定する。これに対し、制御部CUは、プロセスモジュールPM12において基板Wに処理が行われている場合、エッジリングFRの交換が可能ではないと判定する。また、制御部CUは、例えばエッジリングFRの交換を行うプロセスモジュールPM12において処理が行われている基板Wと同一のロットの基板Wの処理が終了した場合、エッジリングFRの交換が可能であると判定してもよい。この場合、制御部CUは、プロセスモジュールPM12において処理が行われている基板Wと同一のロットの基板Wの処理が終了するまでの間、エッジリングFRの交換が可能ではないと判定する。
交換可否判定ステップS20において、処理システムPSの状態が、エッジリングFRの交換を行うことができる状態であると判定した場合、制御部CUは、第1のクリーニングステップS30を行う。交換可否判定ステップS20において、処理システムPSの状態が、エッジリングFRの交換を行うことができない状態であると判定した場合、制御部CUは、交換可否判定ステップS20を繰り返す。
第1のクリーニングステップS30は、プロセスモジュールPM12のクリーニング処理を行うステップである。第1のクリーニングステップS30では、制御部CUは、ガス導入系、排気系、電力導入系等を制御することにより、プロセスモジュールPM12のクリーニング処理を行う。クリーニング処理とは、プラズマ処理によって発生したプロセスモジュールPM12内の堆積物を処理ガスのプラズマ等により除去し、プロセスモジュールPM12内をクリーンな状態で安定させる処理である。第1のクリーニングステップS30を行うことにより、搬出ステップS40においてステージからエッジリングFRを搬出する際、プロセスモジュールPM12内の堆積物が巻き上がることを抑制することができる。処理ガスとしては、例えば、酸素(O)ガス、フッ化炭素(CF)系ガス、窒素(N)ガス、アルゴン(Ar)ガス、ヘリウム(He)ガス、あるいは、これらの二種以上の混合ガスを用いることができる。また、プロセスモジュールPM12のクリーニング処理を行う際、処理条件によってはステージの静電チャック112を保護するために、静電チャック112の上面にダミーウエハ等の基板Wを載置した状態でクリーニング処理を行ってもよい。なお、プロセスモジュールPM12内に堆積物が存在しない場合等、堆積物が巻き上がることがない場合には、第1のクリーニングステップS30を行わなくてもよい。また、静電チャック112によりエッジリングFRがステージに吸着している場合には、次の搬出ステップS40までに除電処理を行う。
搬出ステップS40は、プロセスモジュールPM12を大気開放することなく、プロセスモジュールPM12内からエッジリングFRを搬出するステップである。搬出ステップS40では、制御部CUは、プロセスモジュールPM12を大気開放することなく、プロセスモジュールPM12内からエッジリングFRを搬出するように処理システムPSの各部を制御する。具体的には、ゲートバルブG1を開き、搬送ロボットTR2により、プロセスモジュールPM12の内部のステージに載置されたエッジリングFRをプロセスモジュールPM12から搬出する。続いて、ゲートバルブG4を開き、搬送ロボットTR2により、プロセスモジュールPM12から搬出されたエッジリングFRを収納モジュールSMに収納する。
第2のクリーニングステップS50は、プロセスモジュールPM12のステージのエッジリングFRが載置される面をクリーニング処理するステップである。第2のクリーニングステップS50では、制御部CUは、ガス導入系、排気系、電力導入系等を制御することにより、プロセスモジュールPM12のステージのエッジリングFRが載置される面のクリーニング処理を行う。第2のクリーニングステップS50におけるクリーニング処理は、例えば第1のクリーニングステップS30と同様の方法で行うことができる。即ち、処理ガスとしては、例えば、Oガス、CF系ガス、Nガス、Arガス、Heガス、あるいは、これらの二種以上の混合ガスを用いることができる。また、プロセスモジュールPM12のクリーニング処理を行う際、処理条件によってはステージの静電チャック112を保護するために、静電チャック112の上面にダミーウエハ等の基板Wを載置した状態でクリーニング処理を行ってもよい。なお、第2のクリーニングステップS50は省略してもよい。
搬入ステップS60は、プロセスモジュールPM12を大気開放することなく、プロセスモジュールPM12内にエッジリングFRを搬入し、ステージに載置するステップである。搬入ステップS60では、制御部CUは、プロセスモジュールPM12を大気開放することなく、プロセスモジュールPM12内にエッジリングFRを搬入するように処理システムPSの各部を制御する。具体的には、ゲートバルブG4を開き、搬送ロボットTR2により、収納モジュールSMに収容された未使用のエッジリングFRを搬出する。続いて、ゲートバルブG1を開き、搬送ロボットTR2により、未使用のエッジリングFRをプロセスモジュールPM12に搬入し、ステージに載置する。例えば、制御部CUは、処理システムPSの各部を制御し、図20(a)~図20(d)及び図21(a)~図21(d)に示される搬送方法により、収納モジュールSMに収納されたエッジリングFRをプロセスモジュールPM12内のステージに載置する。
シーズニングステップS70は、プロセスモジュールPM12のシーズニング処理を行うステップである。シーズニングステップS70では、制御部CUは、ガス導入系、排気系、電力導入系等を制御することにより、プロセスモジュールPM12のシーズニング処理を行う。シーズニング処理とは、所定のプラズマ処理を行うことにより、プロセスモジュールPM12内の温度や堆積物の状態を安定させるための処理である。また、シーズニングステップS70では、プロセスモジュールPM12のシーズニング処理の後、プロセスモジュールPM12内に品質管理用ウエハを搬入し、品質管理用ウエハに対し、所定の処理を行ってもよい。これにより、プロセスモジュールPM12の状態が正常であるか否かを確認することができる。なお、シーズニングステップS70は省略してもよい。
以上に説明したように、実施形態の処理システムPSによれば、プロセスモジュールPM12を大気開放することなく、搬送ロボットTR2によりプロセスモジュールPM12内からエッジリングFRを搬出する。その後、プロセスモジュールPM12内をクリーニング処理し、続いて搬送ロボットTR2によりプロセスモジュールPM12内にエッジリングFRを搬入する。これにより、作業者が手動でエッジリングFRの交換を行うことなく、エッジリングFRのみを単独で交換できる。このため、エッジリングFRの交換に要する時間を短縮することができ、生産性が向上する。また、エッジリングFRの搬入前にエッジリングFRが載置される面がクリーニングされることにより、エッジリングFRと該エッジリングFRが載置される面との間に堆積物が存在することを抑制できる。その結果、両者の接触が良好となることでエッジリングFRの温度制御性を良好に維持することができる。
なお、前述のプロセスモジュールPM12のステージ(静電チャック112)に載置されているエッジリングFR及びカバーリングCRを同時に交換する場合についても、エッジリングFRのみを単独で交換する場合と同様の方法を適用できる。この場合、消耗度判定ステップS10では、制御部CUは、プロセスモジュールPM12のステージに載置されているエッジリングFR及びカバーリングCRの交換が必要であるか否かを判定する。搬出ステップS40では、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PM12の内部のステージに載置されたエッジリングFR及びカバーリングCRを搬出する。搬入ステップS60では、制御部CUは、処理システムPSの各部を制御し、図18(a)~図18(d)に示される搬送方法により、収納モジュールSMに収納されたエッジリングFR及びカバーリングCRをプロセスモジュールPM12内のステージに載置する。
図23~図25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~PM12として用いられるプラズマ処理装置の別の一例について説明する。
プラズマ処理装置1Xは、プラズマ処理装置1におけるプラズマ処理チャンバ10及び昇降機構50に代えて、プラズマ処理チャンバ10X及び昇降機構50Xを含む。なお、その他の構成については、プラズマ処理装置1と同じであってよい。
プラズマ処理チャンバ10Xは、基板支持部11X及び上部電極12を含む。基板支持部11Xは、プラズマ処理チャンバ10X内のプラズマ処理空間10sの下部領域に配置される。上部電極12は、基板支持部11Xの上方に配置され、プラズマ処理チャンバ10Xの天板の一部として機能し得る。
基板支持部11Xは、プラズマ処理空間10sにおいて基板Wを支持する。基板支持部11Xは、下部電極111、静電チャック112、リングアセンブリ113X、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。リングアセンブリ113Xは、エッジリングFRX及びカバーリングCRXを含む。エッジリングFRXは、環形状を有し、下部電極111の周縁部上面において基板Wの周囲に配置されている。エッジリングFRXは、例えばプラズマ処理の均一性を向上させる。カバーリングCRXは、環形状を有し、エッジリングFRXの外周部に配置されている。カバーリングCRXは、例えばプラズマから絶縁体115の上面を保護する。図23の例では、エッジリングFRXの外径は、カバーリングCRXの内径と同じ、又は、カバーリングCRXの内径よりも小さい。すなわち、平面視において、エッジリングFRXとカバーリングCRXとは重なっていない。これにより、エッジリングFRXとカバーリングCRXとは、独立して昇降する。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、プラズマ処理チャンバ10Xの底部に固定され、下部電極111及び絶縁体115を支持する。
昇降機構50Xは、基板W、エッジリングFRX及びカバーリングCRXを昇降させる。昇降機構50Xは、第1の昇降機構51、第3の昇降機構53及び第4の昇降機構54を含む。
第1の昇降機構51は、複数の支持ピン511及びアクチュエータ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の下面に当接させて基板Wを支持する。アクチュエータ512は、複数の支持ピン511を昇降させる。アクチュエータ512としては、DCモータ、ステッピングモータ、リニアモータ等のモータ、エアシリンダ等のエア駆動機構、ピエゾアクチュエータ等を利用できる。係る第1の昇降機構51は、例えば搬送ロボットTR1,TR2と基板支持部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3の昇降機構53は、複数の支持ピン531及びアクチュエータ532を含む。複数の支持ピン531は、絶縁体115に形成された貫通孔H3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531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FRXの下面に当接させてエッジリングFRXを支持する。アクチュエータ532は、複数の支持ピン531を昇降させる。アクチュエータ532としては、例えばアクチュエータ512と同様のものを利用できる。
第4の昇降機構54は、複数の支持ピン541及びアクチュエータ542を含む。複数の支持ピン541は、絶縁体115に形成された貫通孔H4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541は、絶縁体115の上面に対して突出することにより、上端をカバーリングCRXの下面に当接させてカバーリングCRXを支持する。アクチュエータ542は、複数の支持ピン541を昇降させる。アクチュエータ542としては、例えばアクチュエータ512と同様のものを利用できる。
係る昇降機構50Xでは、搬送ロボットTR1,TR2と基板支持部11との間でエッジリングFRX及びカバーリングCRXの受け渡しをする場合、複数の支持ピン531,541を昇降させる。例えば、搬送ロボットTR1,TR2により、静電チャック112上に載置されたエッジリングFRX及びカバーリングCRXを搬出する場合、図24に示されるように、複数の支持ピン531,541を上昇させる。これにより、複数の支持ピン531によってエッジリングFRXが持ち上げられると共に、複数の支持ピン541によってカバーリングCRXが持ち上げられ、搬送ロボットTR1,TR2によりエッジリングFRX及びカバーリングCRXを同時に搬出できる。
また、係る昇降機構50Xでは、搬送ロボットTR1,TR2と基板支持部11との間でエッジリングFRXのみの受け渡しをする場合、複数の支持ピン531を昇降させる。例えば、搬送ロボットTR1,TR2により、静電チャック112上に載置されたエッジリングFRXのみを搬出する場合、図25に示されるように、複数の支持ピン531を上昇させる。これにより、複数の支持ピン531によってエッジリングFRXのみが持ち上げられ、搬送ロボットTR1,TR2によりエッジリングFRXを単独で搬出できる。
なお、上記の実施形態において、エッジリングFR,FRX及びカバーリングCR,CRXは環状部材の一例であり、エッジリングFR,FRXは内側リングの一例であり、カバーリングCR,CRXは外側リングの一例である。また、搬送ロボットTR1,TR2は搬送装置の一例である。また、支持ピン521は第1支持ピンの一例であり、支持ピン511は第2支持ピンの一例であり、支持ピン531は第3支持ピンの一例であり、支持ピン541は第4支持ピンの一例である。
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。
上記の実施形態では、エッジリングFR及び/又はカバーリングCRを昇降させる機構として、昇降機構50及び昇降機構50Xを説明したが、これに限定されない。例えば、エッジリングFRの外周部とカバーリングCRの内周部とが重複する場合、カバーリングCRに貫通孔を形成し、該貫通孔に嵌合する第1保持部と、当該第1保持部の軸方向に連接され第1保持部の外周から突出する突出部を有する第2保持部とを有する支持ピンにより、エッジリングFRとカバーリングCRとを独立して昇降させることができる。例えば、カバーリングCRの貫通孔に第1の保持部を貫通させ、第1の保持部の先端をカバーリングCRの裏面に当接させることで、エッジリングFRを単独で持ち上げることができる。また例えば、カバーリングCRの貫通孔に第1の保持部を貫通させ、第2の保持部の突出部をカバーリングCRの下面に当接させることで、カバーリングCRを単独で持ち上げることができる。なお、この構成の詳細は、米国特許出願公開第2020/0219753号明細書に記載されている。
上記の実施形態では、収納モジュールとプロセスモジュールとの間でエッジリングを搬送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、エッジリングに代えて、プロセスモジュール内に取り付けられる別の消耗部材、例えばカバーリング、上部電極の天板等を搬送する場合についても同様に適用できる。
10 プラズマ処理チャンバ
11 基板支持部
112 静電チャック
113 リングアセンブリ
50 昇降機構
78 カセット
781 ベースプレート
782 ガイドピン
CR カバーリング
CRa 切欠き
CU 制御部
FR エッジリング
FRa 切欠き
PS 処理システム
TM1,TM2 真空搬送モジュール
TR1,TR2 搬送ロボット
W 基板

Claims (10)

  1. 外周及び内周の少なくとも一方に切欠きを有する環状部材を収納する容器であって、
    前記環状部材を載置するベースプレートを有し、
    前記ベースプレートは、前記ベースプレートから突出する複数のガイドピンであり、前記環状部材を位置決めする複数のガイドピンと、
    を有し、
    前記複数のガイドピンは、前記切欠きに係合するピンを含む、
    収納容器。
  2. 前記ベースプレートは、多段に設けられている、
    請求項1に記載の収納容器。
  3. 前記ベースプレートは、
    前記環状部材が載置される載置面と、
    前記載置面に対して窪んでおり、前記環状部材を搬送する搬送ロボットのフォークが挿入されるフォーク挿入溝と、
    を含む、
    請求項1又は2に記載の収納容器。
  4. 前記複数のガイドピンは、先端が先細りの円錐状を有する、
    請求項1乃至3のいずれか一項に記載の収納容器。
  5. 前記複数のガイドピンは、前記環状部材の前記外周に接触することにより該環状部材を位置決めする、
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載の収納容器。
  6. 前記複数のガイドピンは、前記環状部材の前記内周に接触することにより該環状部材を位置決めする、
    請求項1乃至5のいずれか一項に記載の収納容器。
  7. 前記環状部材は、プラズマ処理の際に基板の周囲に配置される部材である、
    請求項1乃至6のいずれか一項に記載の収納容器。
  8. 前記環状部材は、周方向に互いに離間した複数の切欠きを有し、
    前記複数のガイドピンは、前記複数の切欠きのそれぞれと係合する複数のピンを含む、
    請求項1乃至7のいずれか一項に記載の収納容器。
  9. 前記切欠きは、平面視においてV字形状を有する、
    請求項1乃至8のいずれか一項に記載の収納容器。
  10. 外周及び内周の少なくとも一方に切欠きを有する環状部材を収納する収納容器を含む収納モジュールと、
    前記収納モジュールに接続される真空搬送モジュールであり、前記収納容器に前記環状部材を搬送する搬送ロボットを有する真空搬送モジュールと、
    を備え、
    前記収納容器は、
    前記環状部材を載置するベースプレートと、
    前記ベースプレートから突出する複数のガイドピンであり、前記環状部材を位置決めする複数のガイドピンと、
    を有し、
    前記複数のガイドピンは、前記切欠きに係合するピンを含む、
    処理システム。
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