JP2022536683A - プロセスキットリング摩耗の検出器 - Google Patents

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Abstract

診断ディスクは、ディスク本体であって、ディスク本体の円周の周りに側壁を有し、側壁の上部から外向きに延びる少なくとも１つの突起を有するディスク本体を含む。非接触センサが、少なくとも１つの突起の各々の下側に取り付けられる。プリント回路基板（ＰＣＢ）が、ディスク本体によって形成された内部に配置される。回路はＰＣＢ上に配置され、各々の非接触センサに結合される。回路は、少なくとも無線通信回路、メモリ、及びバッテリを含む。カバーは側壁の内側の回路の上に配置され、カバーはディスク本体によって形成された内部の回路をディスク本体の外側の環境からシールする。

Description

本発明の幾つかの実施形態は、一般に、インサイチュ（その場での、in-situ）プロセスキットのリングの寿命（ＥｏＬ）の検出装置に関する。
背景
プラズマ処理中、エネルギーを与えられたガスは、処理される基板の露出部分及び処理される基板の周りのコンポーネントをエッチング及び侵食する腐食性の高い種を含むことが多い。コンポーネントは、基板と同一平面上にあり、基板を囲むプロセスキットリング（例えば、ウエハエッジリング、又はより単純にエッジリング及び支持リング）を含む。従来より、何回かのプロセスサイクル（例えば、処理時間、高周波数（ＲＦ）時間と呼ばれる）の後、一貫性のない又は望ましくないプロセス結果が生じる前、及びエッジリングから侵食された粒子がチャンバ内の処理を汚染し、基板上に粒子欠陥を生じさせる前に、摩耗したエッジリングは交換される。従来、エッジリングの侵食（又は摩耗）のレベルを決定し、エッジリングを交換するため、処理チャンバがベントされ、プラズマエッチングガスの上部ソースコンポーネントが除去され、エッジリングへのアクセスが提供される。このベントと分解は労働集約的であるだけでなく、処理中に基板処理装置の何時間もの生産性が失われる。更に、処理チャンバの内部が露出されると内部が汚染される可能性があるため、処理チャンバを開いた後、長時間を要する処理チャンバの再認定プロセスが行われる。
概要
本明細書に記載される幾つかの実施形態は、エッジリング及び／又は他のプロセスキットリングの寿命（ＥｏＬ）を診断、並びにエッジリング及び／又は他のプロセスキットリングの自動交換の方法をカバーする。方法は、少なくとも１つの非接触センサを使用して、処理チャンバ内に配置されたプロセスキットリングの上面のセンサデータを獲得することから始めることができる。プロセスキットリングの少なくとも一部は、少なくとも１つの非接触センサの視野内にある。方法は、コンピューティングシステムによってセンサデータを分析し、プロセスキットリングの上面の侵食の程度を決定することに続くことができる。方法は、侵食の程度が寿命（ＥｏＬ）の閾値を満たしていると判断した場合、プロセスキットリングの自動交換を開始することに続くことができる。
幾つかの実施形態では、診断ディスクはディスクの円周の周りの側壁と、側壁の上部から外向きに延びる少なくとも１つの突起を有することができる。非接触センサを少なくとも１つの突起の各々の下側に取り付けることができる。プリント回路基板（ＰＣＢ）をディスクに配置することができ、回路をＰＣＢ上に配置し、各々の非接触センサに結合することができる。回路は少なくとも無線通信回路、メモリ、及びバッテリを含むことができる。カバーを側壁の内側の回路の上に配置することができ、カバーはディスク内部の回路をディスク本体の外部の環境からシールする。
例示的な実施形態では、処理チャンバはチャンバ本体を含む。処理チャンバは、チャンバ本体の上部に結合されたソースリッドであって、チャンバ本体とソースリッドが一緒になって内部容積を囲むソースリッドを含むことができる。処理チャンバは、内部容積内に配置された基板支持アセンブリであって、基板の処理中に固定位置で基板を支持するように構成されたチャックを備える基板支持アセンブリを含むことができる。処理チャンバは、チャックの円周の周りに配置されたエッジリングであって、チャンバ本体又はソースリッドの少なくとも１つが、エッジリングの上又は側面の少なくとも１つである位置に開口部を規定するエッジリングを含むことができる。処理チャンバは、開口部内及びエッジリングの見通し線上に配置された非接触センサであって、エッジリングの少なくとも一部が非接触センサの視野内にある非接触センサを含むことができる。処理チャンバは、開口部に配置され、非接触センサを内部容積から分離する耐プラズマレンズ又はウインドウであって、非接触センサを内部容積内の腐食性ガスから保護する耐プラズマレンズ又はウインドウを含むことができる。処理チャンバは、非接触センサにオペレーション可能に結合されたコンピューティングデバイスを含むことができる。実施形態では、コンピューティングデバイスは、非接触センサからエッジリングの上面のセンサデータを受信し、センサデータを分析して、エッジリングの上面の侵食の程度を判断し、侵食の程度が寿命（ＥｏＬ）の閾値を満たしているとの判断に応じて、エッジリングの自動交換を開始する。
本発明は、限定ではなく例として、同様の参考番号が類似の要素を示す添付図面の図に示される。本開示において、「実施形態」又は「一実施形態」への異なる言及は必ずしも同じ実施形態に対するものではなく、そのような言及は少なくとも１つを意味すると解釈されるべきである。
本開示の一態様による、例示的な処理システムの簡略化された上面図を示す。 本開示の一態様による、図１Ａの処理チャンバの概略断面側面図を示す。 本開示の一態様による、診断ディスクの上面図を示す。 本開示の幾つかの実施形態による、図２の診断ディスクの側面断面図を示す。 本開示の一態様による、静電チャック（ＥＳＣ）のウエハリフトピンを係合するために使用される図２Ａの診断ディスクにおけるキネマティックカップリングの側面断面図を示す。 本開示の一態様による、ＥＳＣ上に診断ディスクを設定し、キネマティックカップリングとＥＳＣとの間の接触面積が低いウエハリフトピンを示す。 本開示の一態様による、処理チャンバの静電チャック（ＥＳＣ）のウエハリフトピン上に配置される診断ディスクの側面断面図を示す。 本開示の一態様による、図３Ａの診断ディスクの一部の分解図である。ここで、高解像度カメラはエッジ及び支持リングのセンサデータを捕獲する。 本開示の一態様による、図３の診断ディスクの一部の分解図である。ここで、非接触センサはエッジ及び支持リングのセンサデータを捕獲する。 本開示の様々な態様による、エッジ（又はプロセスキット）リングの寿命末期（ＥｏＬ）摩耗を診断し、プロセスキットリングの交換を開始するための診断ディスクを使用する方法のフローチャートである。 ～ 本開示の一態様による、エッジリングを画像化するためのエンドポイントウインドウ内に非接触センサが配置される処理チャンバの一連の側面断面図を示す。 本開示の一態様による、エッジリングを画像化するために、非接触センサが上部中央ガスノズルに配置される処理チャンバの側面断面図を示す。 本開示の様々な態様による、エッジ（又はプロセスキット）リングの寿命末期（ＥｏＬ）摩耗を診断し、プロセスキットリングの交換を開始するための、処理チャンバのインサイチュ非接触センサを使用する方法のフローチャートである。 本開示の一態様による、静電チャック（ＥＳＣ）を包囲するエッジリング及び支持リングの、本明細書に開示される非接触センサの１つからの上面平面図を示す。 本開示の代替実施形態による、シールドされた診断ディスクの斜視上面図を示す。 本開示の態様による、診断ディスク上の４個の非接触センサの位置を示す概略図を示す。 本開示の一態様による、プロセスキットリングの位置決め（例えば、位置合わせ及び同心等）を表示するように構成された診断ディスク（例えば、１１０）の表示位置を示す。 本開示の一態様による、処理チャンバ内で古いプロセスキットリングを新しいプロセスキットリングと交換するための方法のフローチャートである。 本開示の態様による、新しいプロセスキットの配置を検証する際に使用するための診断ディスクをペアリング及び初期化するための方法のフローチャートである。 本開示の様々な態様による、診断ディスクを使用して処理チャンバ内の新しいプロセスキットの正しい配置を検証するための方法のフローチャートである。 ～ 各々、診断ディスクの第１の非接触センサ、第２の非接触センサ、第３の非接触センサ及び第４の非接触センサによって捕獲された高解像度画像の例である。
実施形態の詳細な説明
本開示の実施形態は、プロセスエッジリングの侵食を監視し、エッジリングの寿命（ＥｏＬ）を決定し、処理チャンバのベント又はチャンバソースリッドを開くことなしに、ロボット駆動のエッジ交換プロセスを開始するための閉ループ、インサイチュシステム及び方法を提供する。チャンバ又はチエッジリングの測定及び交換に加えて、他のプロセスキットリングも測定及び／又は交換することができる（例えば、支持リング等）。エッジリングに関して本明細書で説明される実施形態は、処理チャンバ内の他のプロセスキットリングにも適用されると理解すべきである。本明細書における「インサイチュ」という用語はその場でという意味であり、処理チャンバが無傷のままであり、開示されたエッジリングの診断及び交換を実行するために処理チャンバを分解又は大気に露出する必要がないという意味である。また、実施形態で説明される開示された方法及びシステムは、処理中に基板（例えば、ウエハ）が保持されるチャック（例えば、静電チャック（ＥＳＣ））の周りの支持リングの平坦な位置合わせ及びセンタリングを提供する。本明細書では、ウエハを参照して実施形態について説明する。しかし、実施形態は、他の処理される基板にも適用される。
一実施形態は、処理チャンバをベントする必要のないエッジリングの自動交換を提供し、これはカスタマの製造施設（ファブ）における処理されるウエハの歩留まり及び設備利用時間を改善する。追加的又は代替的に、他の実施形態は、エッジリングを垂直に移動させることによって（例えば、それがウエハ表面に対して同一平面上にあるか否かによって）、ウエハエッジの近傍の特定の位置でプラズマシース及び／又はケミストリを変化させるためのウエハエッジの調整可能性を提供する。そのような実施形態は、（侵食及び／又は腐食による）エッジリングの摩耗を決定するためのインサイチュ診断方法、及び基板処理システム又は基板処理チャンバの処理の中断及び／又は分解なしに、改善されたプロセス結果を提供する新しいエッジリングとの交換から利益を受ける。
様々な実施形態は、非接触センサ（例えば、深度カメラ又は近接センサ等）を使用して、エッジリングの侵食の程度がそのＥｏＬを示す摩耗の閾値を超えたときを監視及び検出するのを援助することができる。非接触センサからの画像データ又はセンサデータ（例えば、エッジリングの表面の粗さを示すデータ）はコンピューティングシステムに送信され、データを分析し、侵食のレベルが閾値内にあるかどうかを決定することができる。侵食摩耗がこのＥｏＬ閾値を超えると、開示されたシステムは摩耗したエッジリングから新しいエッジリングへの自動交換を開始することができる。
一実施形態では、１つ以上の非接触センサが診断ディスクに含まれ、これはウエハとほぼ同じサイズであり、ウエハの移動に使用されるのと同じロボットモーションで処理チャンバに出し入れされるように適合されている。診断ディスクは、センサデータをコンピューティングシステムに無線で送信することができる。他の実施形態では、非接触センサ（例えば、高解像度深度カメラ）が、エッジリングの侵食を監視するために、エンドポイントウインドウ又は上部ソースガスノズル穴内に配置される。センサデータは、この固定式非接触センサからコンピューティングシステムに有線又は無線で送信できる。これらのアプローチの両方とも、処理チャンバのベント、又は、例えば、プラズマエッチングガスのトップソースコンポーネントを除去することによる処理チャンバの分解を有利に回避する。このプロセスにより、貴重な人手を要する時間が節約されるだけでなく、基板処理システムのダウンタイムも回避される。更に、実施形態は、処理チャンバの内部が大気又は外部環境に露出されるのを防ぎ、これにより、処理チャンバの汚染が軽減される。更に、実施形態は、エッジリングの状態を追跡することを可能にし、推測作業に基づくのではなく、経験的データに基づいて、適切な時間にエッジリングを交換することを可能にする。
図１Ａは、本開示の一態様による、例示的な処理システム１００の簡略化された上面図を示す。処理システム１００は、基板（例えば、シリコンウエハ等のウエハ）を処理システム１００に搬送するため、複数の基板カセット１０２（例えば、フロントオープニングユニファイドポッド（ＦＯＵＰ）及びサイドストレージポッド（ＳＳＰ））を結合することができるファクトリインターフェイス９１を含む。実施形態では、基板カセット１０２は、ウエハに加えて、エッジリング９０（例えば、新しいエッジリング）及び診断ディスク１１０を含む。診断ディスク１１０は、１以上の処理システムのオペレーションと同時に、エッジリングのＥｏＬを診断するために使用することができる。また、ファクトリインターフェイス９１は、説明されるウエハ搬送と同じ機能を使用して、エッジリング９０及び診断ディスク１１０を処理システム１００内外に搬送することができる。
また、処理システム１００は、ファクトリインターフェイス９１を各々のステーション１０４ａ、１０４ｂに結合することができる第１の真空ポート１０３ａ、１０３ｂを含むことができ、これらは、例えば、脱ガスチャンバ及び／又はロードロックであってもよい。第２の真空ポート１０５ａ、１０５ｂは、各々のステーション１０４ａ、１０４ｂに結合され、ステーション１０４ａ、１０４ｂと搬送チャンバ１０６との間に配置され、搬送チャンバ１０６への基板の搬送を容易にすることができる。搬送チャンバ１０６は、搬送チャンバ１０６の周りに配置され、これに結合される複数の処理チャンバ１０７（プロセスチャンバとも呼ばれる）を含む。処理チャンバ１０７は、各々のポート１０８（例えば、スリット弁等）を介して搬送チャンバ１０６に結合される。
処理チャンバ１０７は、１つ以上のエッチングチャンバ、堆積チャンバ（原子層堆積、化学蒸着、物理蒸着、又はこれらのプラズマ強化バージョンを含む）、アニーリングチャンバ等を含むことができる。幾つかの処理チャンバ１０７（例えば、エッチングチャンバ等）は、その内部にエッジリング（ウエハエッジリング又はプロセスキットリングとも呼ばれる）を含むことができ、これは時々交換される。従来のシステムにおけるエッジリングの交換は、エッジリングの交換のためのオペレータによる処理チャンバの分解を含むが、処理システム１００は、オペレータによる処理チャンバ１０７の分解なしにエッジリングの交換を容易にするように構成される。
様々な実施形態では、ファクトリインターフェイス９１はファクトリインターフェイスロボット１１１を含む。ファクトリインターフェイスロボット１１１はロボットアームを含むことができ、選択的コンプライアンスアセンブリロボットアーム（ＳＣＡＲＡ）ロボット（例えば、２リンクＳＣＡＲＡロボット、３リンクＳＣＡＲＡロボット、４リンクＳＣＡＲＡロボット等）であってもよいか、又はこれを含むことができる。ファクトリインターフェイスロボット１１１は、ロボットアームの端部にエンドエフェクタを含むことができる。エンドエフェクタは、ウエハ等の特定のオブジェクトを持ち上げ、処理するように構成することができる。代替的に、エンドエフェクタは、オブジェクト（例えば、診断ディスクやエッジリング等）を処理するように構成することができる。ファクトリインターフェイスロボット１１１は、基板カセット１０２（例えば、ＦＯＵＰ及び／又はＳＳＰ）とステーション１０４ａ、１０４ｂとの間でオブジェクトを搬送するように構成することができる。
搬送チャンバ１０６は搬送チャンバロボット１１２を含む。搬送チャンバロボット１１２は、ロボットアームの端部にエンドエフェクタを備えたロボットアームを含むことができる。エンドエフェクタは特定のオブジェクト（例えば、ウエハ、エッジリング、リングキット、診断ディスク等）を処理するように構成することができる。搬送チャンバロボット１１２はＳＣＡＲＡロボットであってもよいが、幾つかの実施形態では、ファクトリインターフェイスロボット１１１よりも少ないリンク及び／又は少ない自由度を有していてもよい。
コントローラ１０９は、処理システム１００の様々な態様を制御することができ、無線アクセスポイント（ＷＡＰ）デバイス１２９を含むか、又はこれに結合することができる。ＷＡＰデバイス１２９は、診断ディスク１１０と通信するための無線技術及び１つ以上のアンテナを含むことができる。コントローラ１０９は、コンピューティングデバイス（例えば、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、マイクロコンピュータ等）であってもよいか、及び／又はこれを含むことができる。コントローラ１０９は、１つ以上の処理装置（例えば、マイクロプロセッサ、中央処理装置等）を含むことができる。より具体的には、処理装置は、コンプレックス命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、リデュースト命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、ベリーロング命令ワード（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、他の命令セットを実行するプロセッサ、又は命令セットの組み合わせを実行するプロセッサ等であってもよい。また、処理装置は、１つ以上の専用処理装置（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサ等）であってもよい。
図示されていないが、コントローラ１０９は、データ記憶装置（例えば、１つ以上のディスクドライブ及び／又はソリッドステートドライブ）、メインメモリ、スタティックメモリ、ネットワークインターフェイス、及び／又は他のコンポーネントを含むことができる。コントローラ１０９は、本明細書に記載の方法及び／又は実施形態のいずれか１つ又は複数を実行するための命令を実行することができ、これは画像又はセンサデータ処理及び分析、画像処理アルゴリズム、１つ以上のトレーニングされた機械学習モデルを生成する機械学習（ＭＬ）アルゴリズム、ディープＭＬアルゴリズム、及び処理チャンバ１０７内でオペレーション中のエッジリングの摩耗程度を検出する際の表面センサデータを分析するための他の画像アルゴリズム１０７を含む。命令はコンピュータ可読記録媒体に記録することができ、これはメインメモリ、スタティックメモリ、二次記録及び/又は処理デバイス（命令の実行中）を含むことができる。幾つかの実施形態では、ＭＬモデルをトレーニングするためのトレーニングデータは、走査装置又は他のタイプのセンサ又はカメラを使用して、既に除去され、侵食摩耗のＥｏＬ閾値を有すると決定されたエッジリングを画像化することによって獲得することができる。
図１Ｂは、本開示の一態様による、図１Ａの処理チャンバ１０７の概略断面側面図を示す。処理チャンバ１０７は、チャンバ本体１０１と、その上に配置されたリッド１３３とを含み、これらが一緒になって内部容積を形成する。チャンバ本体１０１は、典型的には、電気的接地１３７に結合される。基板支持アセンブリ１８０は内部容積内に配置され、処理中に基板を支持する。また、処理チャンバ１０７は、処理チャンバ１０７内にプラズマ１３２を生成するための誘導結合プラズマ装置１４２、及び処理チャンバ１０７の例を制御するように適合されたコントローラ１５５を含む。
基板支持アセンブリ１８０は、整合ネットワーク１２７を介してバイアス電源１１９に結合された１つ以上の電極１５３を含み、処理中の基板のバイアスを容易にする。バイアス電源１１９は、例示的には、例えば、約１３．５６ＭＨｚの周波数のＲＦエネルギーの最大約１０００Ｗ（但し、約１０００Ｗに限定されない）のソースであってもよいが、特定の用途に必要に応じて他の周波数及び電力を提供することができる。バイアス電源１１９は、連続電力又はパルス電力のいずれか又は両方を生成することができる。幾つかの例では、バイアス電源１１９はＤＣ又はパルスＤＣ源であってもよい。幾つかの例では、バイアス電源１１９は複数の周波数を提供することができるものであってもよい。１つ以上の電極１５３はチャッキング電源１６０に結合することができ、処理中に基板のチャッキングを容易にする。基板支持アセンブリ１８０は、基板を包囲するプロセスキット（図示せず）を含むことができる。プロセスキットの様々な実施形態は以下に説明される。
誘導結合プラズマ装置１４２はリッド１３３の上に配置され、ＲＦ電力を処理チャンバ１０７に誘導結合して、処理チャンバ１０７内にプラズマを生成するように構成される。誘導結合プラズマ装置１４２は、リッド１３３の上に配置される第１及び第２のコイル１１６、１１８を含む。各々のコイル１１６、１１８の相対位置及び直径の比、及び／又は各々のコイル１１６、１１８の巻数は、必要に応じて調整し、形成されるプラズマのプロファイル又は密度を制御することができる。第１及び第２のコイル１１６、１１８の各々は、ＲＦ供給構造１３６を介して、整合ネットワーク１１４を通じてＲＦ電源１３８に結合される。ＲＦ電源１３８は、例示的には、５０ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲の調整可能な周波数で最大約４０００Ｗ（但し、限定されない）を生成することができる。但し、特定のアプリケーションでは、必要に応じて他の周波数と電力を使用できる。
幾つかの例では、電力分割器１３５（例えば、分割コンデンサ等）をＲＦ供給構造１３６とＲＦ電源１３８との間に提供し、各々の第１及び第２のコイルに提供されるＲＦ電力の相対量を制御することができる。幾つかの例では、電力分割器１３５はマッチングネットワーク１１４に組み込むことができる。
ヒータ要素１１３をリッド１３３の上部に配置し、処理チャンバ１０７の内部の加熱を容易にすることができる。ヒータ要素１１３は、リッド１３３と第１及び第２のコイル１１６、１１８との間に配置することができる。幾つかの例では、ヒータ要素１１３は抵抗性加熱要素を含むことができ、所望の範囲内でヒータ要素１１３の温度を制御するのに十分なエネルギーを提供するように構成された電源１１５（例えば、ＡＣ電源等）に結合することができる。
オペレーション中、基板（半導体ウエハ又はプラズマ処理に適した又は他の基板等）が基板支持アセンブリ１８０上に配置され、処理ガスがガスパネル１２０から入口ポート２１２を介してチャンバ本体１０１の内部容積に供給される。処理ガスは、ＲＦ電源１３８から第１及び第２のコイル１１６、１１８に電力を印加することによって、処理チャンバ１０７内でプラズマ１３２に点火される。また、幾つかの例では、 バイアス電源（例えば、ＲＦ又はＤＣ源）からの電力をマッチングネットワーク１２７を介して基板支持アセンブリ１８０内の電極１５３に印加することができる。処理チャンバ１０７の内部の圧力は、バルブ１２８及び真空ポンプ１２２を使用して制御することができる。チャンバ本体１０１の温度は、チャンバ本体１０１を通る液体含有導管（図示せず）を使用して制御することができる。
処理チャンバ１０７は、処理中の処理チャンバ１０７のオペレーションを制御するためのコントローラ１５５を含む。コントローラ１５５は、中央処理装置（ＣＰＵ）１２３、メモリ１２４、及びＣＰＵ１２３のための支持回路１２５を含み、処理チャンバ１０７のコンポーネントの制御を容易にする。コントローラ１５５は、様々なチャンバやサブプロセッサを制御するための産業環境で使用可能な汎用コンピュータプロセッサの任意の形態の１つであってもよい。メモリ１２４は、本明細書に記載の方法で処理チャンバ１０７のオペレーションを制御するために実行又は呼び出することができるソフトウェア（ソースコード又はオブジェクトコード）を格納する。
図２は、本開示の一態様による、診断ディスク１１０の上面図を示す。図２Ａは、本開示の幾つかの態様による、図２の２Ａ線に沿った診断ディスク１１０の側面断面図を示す。診断ディスク１１０は、ディスク本体２０１の円周の周りに側壁２０２を有するディスク本体２０１と、側壁２０２の上部から外向きに延びる少なくとも１つの突起２０４とを含むことができる。図示される実施形態では、第１の突起２０４Ａ、第２の突起２０４Ｂ、第３の突起２０４Ｃ、及び第４の突起２０４Ｄがあり、各々が隣接する突起から約９０度の間隔で配置され、各々が側壁２０２に対してほぼ垂直に配置される。代替的実施形態では、診断ディスク１１０は突起がなく、ウエハに似た中実のディスクとして形成される。
実施形態では、診断ディスク１１０は、ディスク本体２０１の上側、例えば、ディスク本体２０１と側壁２０２によって形成される内部内に配置されるプリント回路基板（ＰＣＢ）２０３を更に含む。回路をＰＣＢ上に配置することができ、幾つかのコンポーネント（例えば、オンボード制御２０９、メモリ２１１又は他のオンボードコンピュータストレージ、無線通信回路２１５、及びバッテリ２２０等）を含むことができる。カバー２１０を側壁内の回路２０５上に配置し、回路２０５の真空シールのために使用することができる。
様々な実施形態では、非接触センサ２３０は、少なくとも１つの突起２０４の各々の下側に取り付けられる。例えば、診断ディスク１１０は多数の非接触センサを更に含むことができ、例えば、４つの突起２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ、及び２０４Ｄの下側に各々取り付けられる第１の接触センサ２３０Ａ、第２の非接触センサ２３０Ｂ、第３の非接触センサ２３０Ｃ、及び第４の非接触センサ２３０Ｄを更に含むことができる。突起のない実施形態では、各々の非接触センサ２３０は診断ディスク１１０の周囲の下側に取り付けられ、これによって、各々の非接触センサ２３０をエッジリング又はプロセスキットリング上に配向することができる。各々の非接触センサ２３０は、例えば、ＰＣＢ２０３上の接続を介して、回路２０５に（例えば、側壁２０２を介して）結合することができる。各々の非接触センサ２３０は、任意の所与の処理チャンバ１０７で使用されるエッジリングの表面の一部のセンサデータ（例えば、侵食を示すテクスチャ及び／又は粗さ情報）を獲得するように構成することができる。無線通信回路２１５はアンテナを含むか又はアンテナに結合し、センサデータを無線でコントローラ１０９に送信することができる。代替的実施形態では、センサデータはメモリ２１１に格納され、ファクトリインターフェイス（例えば、基板カセット１０２の１つ）から抽出された後、検索される。
様々な実施形態では、非接触センサ２３０は、少なくとも４倍の倍率（例えば、４Ｘ、６Ｘ、８Ｘ、又はそれ以上）のズームを有するカメラ等の画像センサである。例えば、非接触センサ２３０は、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）カメラ及び／又は相補的金属酸化物（ＣＭＯＳ）カメラ又は高解像度カメラであるか、又はこれらを含むことができる。代替的に、カメラに他のズーム機能があってもよい。代替的に、非接触センサ２３０は、エッジリングの表面をスキャンすることができる小型レーダセンサであってもよい。更に、非接触センサ２３０は、Ｘ線エミッタ（例えば、Ｘ線レーザ）及びＸ線検出器を含んでいてもよい。非接触センサ２３０は、代替的に、レーザビームを生成するレーザエミッタとレーザビームを受信するレーザレシーバとの１つ以上のペアであるか、又はこれらを含んでいてもよい。センサ測定値は、レーザビームがエッジリングの表面で反射するときに、レーザエミッタとレーザレシーバのペアによって生成することができる。これらのセンサ測定値は、様々な実施形態では、回路２０５及び／又はコントローラ１０９によってセンサデータに変換することができる。
更に図２Ａ参照すると、診断ディスク１１０の直径（ＤＩＡ）は、２つの対向する突起の外周（例えば、第１の突起２０４Ａの端部から第３の突起２０４Ｃの端部まで等）によって定義することができる。直径は約１３インチから約１４インチの間、又は幾つかの実施形態では３００ミリメートルの１０～１５パーセント以内であってもよい。更に、ディスク本体２０１の直径は約１１．５インチ～１２．２５インチであってもよい。ここで、少なくとも１つの突起２０４の各々は直径の約１０パーセント突出し、ディスク本体２０１の中心から約６．５インチ～６．７５インチの間の領域は、各々の非接触センサ２３０の視野内にある。
更に、各非接触センサ２３０は、非接触センサとディスク本体２０１の底部との間にギャップが形成されるように配置することができる。例えば、各非接触センサ２３０を各々の突起２０４上に配置し、非接触センサ２３０とディスク本体２０１の底部との間の垂直距離によって、診断ディスクが配置される表面から非接触センサ２３０を変位させることができる。診断ディスク１１０の高さは、側壁２０２の高さ（Ｈ）によって定義することができ、これは０．３５インチ～０．４５インチであってもよい。一実施形態では、診断ディスク１１０の高さは約０．３９０インチである。様々な実施形態では、側壁２０２を含むディスク本体２０１及びカバー２１０は、陽極酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、セラミック、又はイットリアの１つで形成されたコーティングを備えた炭素繊維又はアルミニウムで形成することができる。
幾つかの実施形態では、診断ディスク１１０は、ディスク本体２０１の底面に配置された複数のキネマティックカップリング２３５を更に含む。キネマティックカップリング２３５は、処理チャンバ内に配置された静電チャック（ＥＳＣ）のウエハリフトピン（図２Ｃ～図３の２５３）を受容する（又は係合する）傾斜した穴又はスロットとして構成することができる。図２Ｂは、図２Ａの診断ディスク１１０内のキネマティックカップリング２３５の側面断面図を示す。 キネマティックカップリングは、位置の精度と確実性を提供することにより、パーツ（ウエハリフトピン等）を正確に拘束するように設計されたフィクスチャであり、ここでは、ウエハリフトピンのピンサークル直径（ＰＣＤ）でサイズ設定されたキネマティックカップリング２３５の穴又はスロットである（図３）。従って、キネマティックカップリング２３５は、診断ディスク１１０によりエッジリング上の中心に配置することができ、その結果、非接触センサは、一般に、画像化又は走査されるエッジリング上に配向される。一実施形態では、３つのキネマティックカップリングが１２０°離れて配置され、ディスク本体２０１の半径に沿った距離の約３分の２に位置する。
図２Ｃは、本開示の一態様による、診断ディスク１１０をＥＳＣ１５０上に設定し、キネマティックカップリング２３５とＥＳＣ１５０との間の低接触面積（ＬＣＡ）２５０を設定するウエハリフトピン２５３を示す。図示のように、キネマティックカップリング２３５は、リフトピン２５３による容易なリフト係合のためのドラフト角度を提供することができる。様々な実施形態では、キネマティックカップリングは、ぺスペル、炭素繊維、レキソライト、又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のうちの１つで形成される。キネマティックカップリング２３５は金属ではなく、ＥＳＣ１５０の表面に接触するので、診断ディスク１１０はＥＳＣ１５０をスクラッチしたり、損傷したりすることがない。また、ＬＣＡ２５０及びキネマティックカップリング２３５の材料は、粒子の生成及び汚染を低減するのに役立つことができる。
様々な実施形態では、コントローラ１０９（例えば、コンピューティングシステム）は、ファクトリインターフェイスロボット１１１、ウエハ搬送チャンバロボット１１２、及び／又は各々の非接触センサ２３０から信号を受信し、これらに制御を送信することができる。 コントローラ１０９は、例えば、処理チャンバ１０７の１つのエッジリングが約３００～４００ＲＦ時間の間オペレーションされると、診断を開始することができる。コントローラ１０９は、ファクトリインターフェイスロボット１１１に信号を送り、基板カセット１０２の１つから診断ディスク１１０の１つを持ち上げ、診断ディスク１１０を、例えば、ロードロック又は脱気チャンバであるステーション１０４ｂに搬送することができる。 その後、搬送チャンバロボット１１２は、例えば、ロボットアームのエンドエフェクタで診断ディスク１１０を持ち上げ、診断ディスク１１０を処理チャンバ１０７に配置し、ここで、エッジリングの表面の侵食程度を決定する目的でセンサデータを獲得することができる。センサデータは、例えば、無線通信回路２１５を使用して、ＷＡＰデバイス１２９を介してコントローラ１０９に無線で送信することができる。
図３は、本開示の一態様による、処理チャンバのＥＳＣ１５０のウエハリフトピン２５３上に配置される診断ディスク１１０の側面断面図を示す。診断ディスク１１０は、搬送チャンバ１０６内に配置された搬送チャンバロボット１１２のロボットアームのエンドエフェクタ（例えば、ロボットブレード）の上部に設置され、示される。エッジリングが存在する部分のＥＳＣ１５０の左部の周りの領域３１１は円で囲まれ、その領域３１１は図３Ａ～図３Ｂで拡大される。
図３Ａは、本開示の一態様による、図３の診断ディスク１１０の一部の分解図である。ここで、非接触センサ２３０は、エッジ及び支持リングのセンサデータを捕獲する高解像度カメラである。図３に示されるウエハリフトピン２５３は上昇し、搬送チャンバロボット１１２のロボットアームのエンドエフェクタは、診断ディスク１１０をウエハリフトピン２５３上に置くことができる。診断ディスク上のキネマティックカップリング２３５は、リフトピンが診断ディスクをＥＳＣ１５０の中心に確実に配置し、各々の非接触センサ２３０がエッジリング９０の上部に垂直に配置されることを確実にすることができる。一実施形態では、ウエハリフトピン２５３は僅かに上昇し、非接触センサはエッジリング９０に小さな間隙を形成する。診断ディスク１１０がウエハリフトピン２５３上にある間、非接触センサ２３０は、上述の方法のいずれかでセンサデータを獲得し、センサデータをコントローラ１０９に無線で通信することができる。
図３Ｂは、本開示の一態様による、図３の診断ディスク１１０の一部の分解図である。ここで、各々の非接触センサ２３０はエッジリング９０及び支持リング３９０のセンサデータを捕獲する。この実施形態では、ウエハリフトピン２５３は下降し、診断ディスク１１０をＥＳＣ１５０の上に載せることができる。他の実施形態では、別の機構を使用して診断ディスク１１０をＥＳＣ１５０に誘導する（非接触センサからのセンサデータの利用等）。各々の非接触センサ２３０はエッジリング９０に近接しているが、それでも非接触センサ２３０とエッジリング９０との間にギャップを保持される。診断ディスク１１０がＥＳＣ１５０上にある間、非接触センサ２３０は上述の方法のいずれかでセンサデータを獲得し、センサデータをコントローラ１０９に無線で通信することができる。
図３Ａ～図３Ｂに示されるように、エッジリング９０の下、及びエッジリング９０とＥＳＣ１５０との間に位置する支持リング３９０は、エッジリング９０の侵食が十分に深い場合に、侵食（又は摩耗）を受けることがある。従って、エッジリング９０を交換するとき、支持リング３９０もまた、例えば、プロセスキットリングとして同時に交換することができる。従って、エッジリング９０の交換に言及する場合、これは、プロセスキットリングの交換に言及していると理解されるべきであり、逆もまた同様である。
図４は、本開示の様々な態様による、診断ディスクを使用し、エッジ（又はプロセスキット）リングの寿命末期（ＥｏＬ）摩耗を診断し、プロセスキットリングの交換を開始するための方法４００のフローチャートである。方法４００の幾つかのオペレーションは、ハードウェア（回路、専用ロジック等）、ソフトウェア（汎用コンピュータシステム又は専用マシンで実行されるもの等）、ファームウェア、又はこれらの何らかの組み合わせを含むことができる処理ロジックによって実行することができる。方法４００の幾つかのオペレーションは、コンピューティングデバイス（例えば、図１のコントローラ１０９等）によって実行することができ、これはロボットアーム及び/又は非接触センサの制御下にある。例えば、方法４００の１つ以上のオペレーションを実行する処理ロジックはコントローラ１０９上で実行することができる。
説明の簡単化のため、方法は一連の行為として記述及び説明される。しかし、本開示による行為は、様々な順序で及び／又は同時に、及び本明細書に提示及び説明されていない他の行為とともに実行することができる。更に、開示された主題による方法を実施するために、図示された全ての行為が実行される必要はない。更に、当業者は、方法が、状態図又は行為を介して一連の相互に関連する状態として代替的に表すことができることを理解することができる。
図４を参照すると、方法４００は、基板カセット１０２（ＦＯＵＰ又はＳＳＰ等）の１つ内に診断ディスク１１０の１つ又はセットをロードする処理ロジックを用いることができる（４０５）。一実施形態では、１つ以上の診断ディスクは、エッジリング、又はより一般的にはプロセスキットリングも含むＦＯＵＰに格納される。一実施形態では、複数の診断ディスクが診断ディスクを収容するように設計されたＦＯＵＰに格納される。方法４００は、処理チャンバ１０７内のプロセスキットリングが、診断スキャンの対象であると決定する処理ロジックを続行することができる（４１０）。これは、基板処理システムの処理チャンバのオペレーションのＲＦ時間（例えば、３００～４００時間以上）、及び/又は他の基準（例えば、処理チャンバ内のプロセスキットリングの最後の分析が実行されてから経過した時間等）に基づく。プロセスキットリングの少なくとも一部は、少なくとも１つの非接触センサ２３０の視野内にある。
方法４００は、ウエハ（４１５）を搬送するために使用されるのと同様の搬送で、診断ディスク１１０の１つをＦＯＵＰ（又はＳＳＰ）から処理チャンバに搬送する処理ロジックを続行することができる。実施形態では、これらの搬送は、ウエハ保管領域から基板処理システムのロードロックに診断ディスク１１０をロードすること（例えば、ファクトリインターフェイスロボット１１１によって）、及び搬送チャンバ内のロボットアームのエンドエフェクタを使用して、ロードロックから処理チャンバへの診断ディスク移動すること（例えば、搬送チャンバロボット１１２によって）を含む。これは、搬送チャンバ１０６内のロボットアームのエンドエフェクタを使用して、診断ディスク１１０を持ち上げて、処理チャンバに配置することを含むことができる。
更に図４を参照すると、方法４００は、診断ディスク１１０をロボットアームのエンドエフェクタからＥＳＣ１５０（図３Ａ）のウエハリフトピン２５３に搬送（又は移動）する処理ロジックを続行することができる（４２０）。一実施形態では、方法４００はウエハリフトピンを下降し、例えば、診断ディスク１１０をＥＳＣ（図３Ｂ）上にセットすることを更に含むことができる（４２０）。方法４００は、プロセスキットリング上に配置された診断ディスクの少なくとも１つの非接触センサ２３０を使用して、プロセスキットリングの上面のセンサデータを獲得する処理ロジックを更に含むことができる（４２５）。センサデータは、診断ディスク１１０がウエハリフトピン２５３上にある間、又は診断ディスク１１０がＥＳＣ１５０に下降された後に獲得することができる。
更に図４を参照すると、様々な実施形態では、方法４００は、センサデータを分析してプロセスキットリングの上面の侵食の程度を決定する処理ロジックを更に含み（４３０）、これは詳細に上述されている。方法４００は、程度又は侵食が、摩耗又は摩耗ＥｏＬ閾値を満たすかどうかを決定する処理ロジックを更に含むことができる。（４３５）。 ＥｏＬ閾値に達していない場合、方法４００は、診断ディスク１１０を保管領域（例えば、ＦＯＵＰ又はＳＳＰ）に戻し、（４４０）、プロセスキットリングの上面の新しいセンサデータを再度獲得する追加の数ＲＦ時間、基板処理を続行する処理ロジックを続行することができる（４４５）。
しかし、ＥｏＬ閾値を超える場合、方法４００は、例えば、摩耗したプロセスキットリングを処理チャンバから保管領域（例：ＦＯＵＰ又はＳＳＰ）に戻すことによる、摩耗したプロセスキットリングの自動除去を開始する処理ロジックを続行することができる（４５０）。追加的に、方法４００は、処理チャンバの加圧ガス源（例えば、窒素）を用いて、（除去された）摩耗したプロセスキットリングに隣接する静電チャックの周りの残留物及び粒子をパージする処理ロジックを続行することができる（４５５）。方法４００は、例えば、摩耗したプロセスキットリングの代わりとして、新しいプロセスキットリングを保管領域から処理チャンバに搬送することによる、プロセスキットリングの自動交換を開始する処理ロジックを続行することができる（４６０）。これは、ロボットアームのエンドエフェクタを使用して、新しいプロセスキットリングを処理チャンバに配置することを含むことができる。方法４００の作用は、追加の処理チャンバ（４６５）内の追加のプロセスキットリングに対して繰り返すことができる。
図５Ａ～５Ｂは、本開示の様々な態様による、非接触センサ５３０が、エッジリング（又はプロセスキットリング）を画像化するためのエンドポイントウインドウ内に配置される処理チャンバ５０７の側面断面図のセットを示す。処理チャンバ５０７は図１の処理チャンバ１０７と同一又は類似のものであってもよい。処理チャンバ５０７は、チャンバ本体５０１と、本体５０１の内側に積層されたプラズマ耐性ライナ５０２と、チャック１５０（例えば、ＥＳＣ１５０）を含むことができる。更に、処理チャンバ５０７は、チャック１５０が配置される処理チャンバ５０７の内部容積内の基板支持アセンブリ５１０を含む。本開示の実施形態によれば、チャック１５０は、半導体処理中にウエハを所定の位置にクランプする（又は固定位置に保持する）ためのものである。エッジリング９０（又はプロセスキットリング）は、チャック１５０の円周の周りに、任意選択で、チャック１５０と同一平面上に配置することができる。
一実施形態では、チャンバ本体５０１の側壁は、エッジリング９０（又はプロセスキットリング）の側面にある位置に開口部を形成する。プラズマ耐性ライナ５０２はチャンバ本体の側壁の開口部とほぼ整列する追加の開口部を含み、これによって、例えば、開口部及び追加の開口部がチャンバ本体５０１の外側からプラズマ耐性ライナ５０２の内側まで連続することができる。この実施形態では、開口部及び追加の開口部は、処理チャンバ５０７のエンドポイントウインドウを形成するが、他のウインドウ／開口部を想定することも可能である。
非接触センサ５３０（高解像度カメラ等の非接触センサ２３０と同じ又は類似のものであってもよい）の少なくとも一部は、エッジリング９０の見通し線上で追加の開口部内に配置することができる。即ち、エッジリング９０の少なくとも一部は、非接触センサ５３０の視野内にあってもよい。非接触センサ５３０の前面をプラズマ耐性ライナ５０２の内面と同一平面上に配置し、これによって、エッジリング９０の明確な見通し線を提供することができる。非接触センサ５３０内でフィッシュアイレンズ（広角視野を有する）を使用することにより、エッジリング９０の良好な見通し線を提供するのに役立つことができる。非接触センサ５３０はコントローラ１０９（例えば、コンピューティングシステム）に結合することができる。
耐プラズマ性レンズ又はウインドウ５３２（例えば、硬質ジェムストーンレンズ又はウインドウ）を非接触センサ５３０上に配置し、非接触センサ５３０を腐食性ガスから保護することができる。様々な実施形態では、耐プラズマ性レンズ又はウインドウ５３２は、ダイアモンドレンズ、コランダムレンズ（例えば、サファイアレンズ）、又はトパーズレンズのうちの１つである。非接触センサ５３０を耐プラズマ性レンズ又はウインドウ５３２によって真空シールし、腐食性ガスの非接触センサ５３０への接触を防ぐことができる。
実施形態では、例えば、図７に示されるように、エッジリング９０の上面（エッジを含む）のセンサデータを獲得することによって、非接触センサ５３０を診断ディスク１１０上の非接触センサ２３０の代わりに使用することができる。次に、センサデータは、上述された画像処理のために無線又は有線接続を介してコントローラ１０９に送信され、エッジリングの侵食が「寿命」として分類される侵食の閾値範囲内にあるかどうかを決定することができる。
図６は、本開示の一態様による、処理チャンバ６０７の側面断面図であり、ここで、非接触センサ６３０は、エッジリング９０（又はプロセスキットリング、これは支持リングを含むことができる）を画像化するため、上部センタガスノズル６１３に配置される。処理チャンバ６０７は、図１の処理チャンバ１０７と同一又は類似であってもよい。処理チャンバ６０７は、チャンバ本体６０１、本体６０１の内側に積層されたチャンバライナ６０２、耐プラズマ性ライナ６０２、チャック１５０（例えば、ＥＳＣ１５０）、及び誘電体ウインドウ６０６を含むことができる。処理チャンバ６０７は、チャンバ本体６０１の上部に結合されたソースリッド６０３（又はガス供給プレート）を更に含むことができる。チャンバ本体６０１及びソースリッド６０３（又はガス供給プレート）は一緒に処理チャンバ６０７の内部容積を囲む。一実施形態では、ソースリッド６０３は、少なくとも誘電体ウインドウ６０６と誘電体リング６１５を含む。ソースリッドアセンブリは、処理ガスを処理チャンバに供給するためのガス供給ライン６１８Ａ及び６１８Ｂ及び他の支持構造に加えて、ソースリッド６０３を含むことができる。
処理チャンバ６０７は、内部容積内に配置された基板支持アセンブリ６１０を更に含み、基板支持アセンブリは、基板の処理中に基板を固定位置で支持するように構成されたチャック１５０を含むことができる。エッジリング９０（又はプロセスキットリング）はチャック１５０の円周の周りに配置され、任意選択的に、チャック１５０と同一平面上に配置される。
チャンバ本体６０１又はリッド６０３の少なくとも１つは、エッジリング９０（又はプロセスキットリング）の上又は側面の少なくとも１つの位置に開口部が形成される。図６に示されるように、ガスノズル６１３はリッド６０３の開口部内に配置され、これを介してガスを処理チャンバ６０７の内部に注入することができる。ガスノズル６１３は、リッド６０３のほぼ中央に配置することができる。一実施形態では、ガスノズルは、開口部よりも小さい直径の追加の開口部を含む。
実施形態では、非接触センサ６３０（高解像度カメラ等の非接触センサ２３０と同じ又は類似であってもよい）は、エッジリング９０の見通し線上でリッド６０３の追加の開口部内に配置される。エッジリング９０の少なくとも一部は非接触センサ６３０の視野内にある。非接触センサ６３０はガスノズル６１３の内側に配置され、リッド６０３の内面と同一平面に配置され、これによって、エッジリング９０の明確な見通し線を提供することが可能になる。非接触センサ６３０内でフィッシュアイレンズ（広角視野を有する）を使用することにより、エッジリング９０の良好な見通し線を提供するのに役立つことができる。非接触センサ６３０は、コントローラ１０９（例えば、コンピューティングシステム）に結合することができる。
プラズマ耐性レンズ又はウインドウ６３２（例えば、硬質ジェムストーンレンズ）を開口部に配置し、非接触センサ６３０を内部容積から分離することができる。プラズマ耐性レンズ又はウインドウ６３２は非接触センサを内部容積内の腐食性ガスから保護することができる。様々な実施形態では、耐プラズマ性レンズ又はウインドウ６３２は、ダイアモンドレンズ、コランダムレンズ（例えば、サファイアレンズ）、又はトパーズレンズのうちの１つである。非接触センサ６３０を耐プラズマ性レンズ又はウインドウ６３２によって真空シールし、腐食性ガスが非接触センサ６３０に接触するのを防ぐことができる。
実施形態では、図７に示されるように、例えば、エッジリング９０の上面（エッジを含む）のセンサデータを獲得することによって、非接触センサ６３０を診断ディスク１１０上の非接触センサ２３０の代わりに使用することができる。次に、センサデータは、上述のように画像処理のために無線又は有線接続を介してコントローラ１０９に送信され、エッジリングの侵食が「寿命」として分類される侵食の閾値範囲内にあるかどうかを決定することができる。
図７は、本開示の様々な態様による、エッジ（又はプロセスキット）リングの寿命（ＥｏＬ）摩耗の診断のために処理チャンバのインサイチュ非接触センサ（例えば、非接触センサ５３０又は６３０）の使用、及びプロセスキットリングの交換の開始ための方法７００のフローチャートである。方法７００の幾つかのオペレーションは、ハードウェア（回路、専用ロジック等）、ソフトウェア（例えば、汎用コンピュータシステム又は専用マシンで実行されるよもの）、ファームウェア、又はこれらの何らかの組み合わせを含むことができる処理ロジックによって実行することができる。方法７００の幾つかのオペレーションは、コンピューティングデバイス（例えば、図１のコントローラ１０９等）によって実行することができ、それはロボットアーム及び/又は非接触センサの制御下にある。例えば、方法７００の１つ以上のオペレーションを実行する処理ロジックは、コントローラ１０９上で実行することができる。
説明を簡単にするために、方法は一連の行為として記述及び説明される。しかし、本開示による行為は様々な順序で、及び／又は同時に、及び本明細書に提示及び説明されていない他の行為とともに実行される場合がある。更に、開示された主題による方法を実施するために、図示された全ての行為を実行する必要はない。更に、当業者は、方法が、状態又は事実を介して一連の相互に関連する状態として代替的に表すことができることを理解することができる。
図７を参照すると、方法７００は、処理チャンバ１０７内のプロセスキットリングが診断スキャンの対象なると決定する処理ロジックを含むことができる。この決定は、基板処理システム内の処理チャンバのオペレーションのＲＦ時間数（例えば、３００～４００時間以上）に基づく（７１０）、及び／又は他の基準（例えば、処理チャンバ内のプロセスキットリングの最後の分析が実行されてから経過した時間数）に基づく。プロセスキットリングの少なくとも一部は、少なくとも１つの非接触センサ５３０又は６３０の視野内にある。
方法７００は、少なくとも１つの非接触センサ５０３又は６３０を使用して、プロセスキットリングの上面のセンサデータを獲得する処理ロジックを続行することができる（７２０）。ここで、非接触センサは、図５Ａ～図５Ｂ及び図６を参照して説明された処理チャンバ内に配置されたインサイチュ非接触センサであってもよい。プロセスキットリングがインサイチュ非接触センサの視野内にあるとき、及び任意選択で処理チャンバが少なくとも部分的に脱気されているとき、センサデータをウエハ処理の間の中間期間中に獲得することができる。しかし、方法７００の利点は、処理チャンバを完全に脱気又は分解する必要なしに、プロセスキットリングの上面の状態をウエハ処理中及び処理間で継続的に監視できることである。
図７を更に参照すると、様々な実施形態では、方法７００は、センサデータを分析してプロセスキットリングの上面の侵食の程度を決定する処理ロジックを更に含み、これは詳細に前述されている（７３０）。方法７００は、程度又は侵食が侵食又は摩耗のＥｏＬ閾値を満たすかどうかを決定する処理ロジックを更に含むことができる（７３５）。 ＥｏＬ閾値に達していない場合、方法７００は、プロセスキットリングの上面の新しいセンサデータを再び獲得する前に、追加のＲＦ時間数の間、基板処理を継続して続行することができる処理ロジックを続行することができる（７４５）。
しかし、ＥｏＬ閾値が満たされた場合、方法７００は、例えば、摩耗したプロセスキットリングを処理チャンバから保管領域（例：ＦＯＵＰ又はＳＳＰ）に戻すことによって、摩耗したプロセスキットリングの自動除去を開始する処理ロジックを続行することができる（７５０）。任意選択的に、方法７００は、処理チャンバの加圧ガス源（例えば、窒素）を用いて、（除去された）摩耗プロセスキットリング（７５５）に隣接する静電チャックの周りの残留物及び粒子をパージする処理ロジックを続行することができる。方法７００は、例えば、摩耗したプロセスキットリングの代わりに、新しいプロセスキットリングを保管領域から処理チャンバに移動することによって、プロセスキットリングの自動交換を開始する処理ロジックを続行することができる（７６０）。方法７００の作用は、追加の処理チャンバ内の追加のプロセスキットリングに対して繰り返すことができる（７６５）。
図８は、本開示の一態様による、静電チャック（ＥＳＣ）１５０を包囲するエッジリング９０及び支持リング３９０の本明細書に開示される非接触センサの１つからの上面平面図を示す。 ＥＳＣ１５０は、その上に配置されたウエハを位置合わせするために使用されるＥＳＣ１５０のエッジの円周に沿った平坦領域８００（又は他のノッチ又は位置合わせフィーチャ）を含むことができる。同様の方法で、支持リング３９０は対応する平坦領域（又はノッチ又は位置合わせフィーチャ）を含むことができ、これによって、支持リング３９０及びエッジリング９０がリングキットとして交換されるとき、プロセスリングキット全体が平坦領域８００に沿って配向され、従って、処理チャンバ１０７のＥＳＣ１５０を中心とする所定の位置に適切に固定することができる。
本開示の実施形態では、コントローラ１０９は本明細書に記載の非接触センサのいずれかからセンサデータを受信することができ、コントローラ１０９は、センサデータから、リングキット交換中に平坦領域が相互に整列したかを決定することができる。平坦領域が適切に整列されていない場合、コントローラ１０９は搬送チャンバロボット１１２に信号を送り、リングキットを処理チャンバ１０７から引き出し、次に、処理チャンバ１０７再挿入する前に、処理チャンバロボットアームのエンドエフェクタで再整列することができる。
例えば、コントローラ１０９は、回転誤差（例えば、θ誤差）を決定することができ、これは、リングキットの目標配向と現在の配向との間の回転角であってもよい。コントローラ１０９は搬送チャンバロボット１１２に命令を送信し、搬送チャンバロボット１１２に、エンドエフェクタ（及びエンドエフェクタで支持されるリングキット）を所定量回転させ、回転誤差を修正及び除去することができる。次に、搬送チャンバロボット１１２は、エッジリング９０を、対応するポート１０８を介して正しい配向で処理チャンバ１０７に配置することができる。従って、エッジリング９０の回転誤差は、アライナステーションを使用せずに、搬送チャンバロボット１１２の自由度を使用して除去することができる。代替的実施形態では、以下でより詳細に説明するように、ウエハリフトピン２５３の機能を使用して回転誤差を修正することができる。
幾つかの実施形態では、搬送チャンバロボット１１２は、エッジリング９０の閾値量までの回転誤差を補正することができる。例えば、１つの搬送チャンバロボット１１２は、５°までの回転誤差を補正することができるが、他のファクトリ搬送チャンバロボット１１２は３°までの回転誤差、７°の回転誤差、又は他の量の回転誤差を修正することができてもよい。検出された回転誤差が、搬送チャンバロボット１１２によって修正できる回転誤差の閾値量よりも大きい場合、搬送チャンバロボット１１２はリングキットを中間ステーション（図示せず）に配置し、エンドエフェクタを再配置し、次に、回転誤差をなくすか、回転誤差を減らしてリングキットを持ち上げ、エンドエフェクタの回転に基づいて修正できる回転誤差の閾値以下になるようにすることができる。
図９Ａは、本開示の代替的実施形態による、診断ディスク１１０Ａの斜視上面図を示す。これらの代替的実施形態では、診断ディスク１１０Ａは、図２に示されるものとは異なる態様でディスク本体９０１上に配置された非接触センサを含み、従って、各々が別の非接触センサの反対側に配置されている必要はない。例えば、診断ディスク１１０は、第１の非接触センサ９３０Ａ、第２の非接触センサ９３０Ｂ、第３の非接触センサ９３０Ｃ、及び第４の非接触センサ９３０Ｄ等の幾つかの非接触センサを含むことができ、これらは、各々、４つの突起９０４Ａ、９０４Ｂ、９０４Ｃ、及び９０４Ｄに異なる角度で取り付けられている。これについては図９Ｂを参照してより詳細に説明する。特定の実施形態では、各々の非接触センサを各々の突起の下側に取り付けることができる。
各々の非接触センサは、非接触センサがコンポーネントのセンサデータを生成することを可能にする方向に配向することができる。例えば、各々の非接触センサは、エッジリング、プロセスリング、静電チャック等の上に配向され、エッジリング又はプロセスリングの位置合わせ又は同心性のためのセンサデータを生成し、（例えば、これらの間のギャップ測定又は静電チャックとプロセスリングの間のギャップ）、又はエッジリング又はプロセスキットリングの侵食又は清浄度のセンサデータを生成することができる。
図９Ｂは、本開示の態様による、診断ディスク１１０Ｂ上の４つの非接触センサの位置を示す概略図を示す。図示の実施形態では、ディスク本体９０１は、ディスク形状の本体の周囲の第１の位置９２１にノッチを含む。第１の位置９２１を０°の開始角度と称することができる。ノッチをプレアライナと共に使用し、診断ディスク１１０を処理チャンバ１０７内の選択された位置に配置し、及び／又はエンドエフェクタによって持ち上げることができる。
図示の実施形態では、第１の非接触センサ９３０Ａは、ノッチの第１の位置から約１７０°～１８０°の角度で配置された第１の突起９０４Ａに取り付けることができる。図示の実施形態では、第２の非接触センサ９３０Ｂは、ノッチの第１の位置から約２２５°～２３５°の角度で配置された第２の突起９０４Ｂに取り付けることができる。ここで１７５°の角度はこの範囲の角度の例示である。図示の実施形態では、第３の非接触センサ９３０Ｃは、ノッチの第１の位置から約２９５°～３０５°の角度で配置された第３の突起９０４Ｃに取り付けることができる。図示の実施形態では、第４の非接触センサ９３０Ｄは、ノッチの第１の位置から約５５°～６５°の角度で配置された第４の突起９０４Ｄに取り付けることができる。
第１の非接触センサ９３０Ａは、ディスク本体９０１の外周から約２９５ｍｍから約３０５ｍｍで第１の突起９０４Ａに取り付けることができる。第２の突起９０４Ｂ、第３の突起９０４Ｃ及び第４の突起９０４Ｄに各々取り付けられた第２の非接触センサ９３０Ｂ、第３の非接触センサ９３０Ｃ、及び第４の非接触センサ９３０Ｄは、円盤状本体の外周から約３１０ｍｍから約３２０ｍｍの位置に配置することができる。
図９Ａ～９Ｂに示される、第２の突起９０４Ｂ、第３の突起９０４Ｃ及び第４の突起９０４Ｄ、並びに対応する第２の非接触センサ９３０Ｂ、第３の非接触センサ９３０Ｃ及び第４の非接触センサ９３０Ｄの位置は限定的に解釈されるべきではない。なぜなら、これらの位置は使用される処理チャンバ、使用されるメインフレームロボット、使用される搬送チャンバロボット、ロボットのエンドエフェクタ等によって変化する可能性があるからである。少なくとも１つの突起及びこれに取り付けられた非接触センサは、非接触センサが診断される処理チャンバ内のコンポーネント又はその中の領域を見ることができるように（例えば、エンドエフェクタを越えて）クリアランスを有する限り、他の角度又は他の場所に配置することができる。
図示の実施形態では、第１の非接触センサ９３０Ａ（例えば、第１のカメラ）は、平坦領域（図８の８００）の端部及びＥＳＣ１５０の円形端部の始めにセンタリングされる。図示の実施形態において、第２の非接触センサ９３０Ｂ（例えば、第２のカメラ）、第３の非接触センサ９３０Ｃ（例えば、第３のカメラ）、及び第４の非接触センサ９３０Ｄ（例えば、第４のカメラ）は、プロセスキットリング（例えば、エッジリング９０及び支持リング３９０）のリングセクションを見るように配置される。図１１及び図１２Ａ～図１２Ｂに関して以下で更に詳細に説明される実施形態によれば、非接触センサ９３０Ａ、９３０Ｂ、９３０Ｃ及び９３０Ｄの図示の実施形態の配置により、ＥＳＣ１５０とプロセスキットリングの間の間隙の測定が可能になり、プロセスキットリングの位置合わせ及び同心性を決定することができる。
図１０は、本開示の一態様による、プロセスキットリング（位置合わせ及び同心等）の位置決めを表示するように構成された診断ディスク（例えば、１１０）の表示位置を示す。診断ディスクは、ＥＳＣ（例えば、１５０）の上の垂直距離（例えば、１５０）に示されている。診断ディスクは、例えば、搬送ロボット１１２のエンドエフェクタ等の搬送ロボットのアームにあるとき、又はウエハリフトピン２５３にあるときに、図示の表示位置に到達することができる。
図示の実施形態では、診断ディスク（例えば、１１０）は、４つの高解像度カメラ（即ち、非接触センサ）を有し、本開示の実施形態によれば、プロセスキットリングのエッジ及び曲率のセンサデータを捕獲する。図示の観察位置では、第１のカメラ１０３０は、ＥＳＣ１５０の平坦領域８００の上方で、平坦領域８００の見通し線上に配置され、ここで、キットリングの湾曲の始まりを捕獲することができる。図示の表示位置では、第２のカメラ１０３０Ｂ、第３のカメラ１０３０Ｃ、及び第４のカメラ１０３０Ｄは全て、キットリング直径の端部より上方に配置される。そのようなセンサデータは、例えば、図８に関して説明したように、リングキットの位置合わせ及び同心を決定する際にコントローラ１０９を支援することができる。
図１１は、本開示の一態様による、処理チャンバ内で古いプロセスキットリングを新しいプロセスキットリングに交換するための方法１１００のフローチャートである。１１００は、プロセスキットリングの自動交換のための少なくとも１つの実施形態をカバーすることができる。方法１１００の幾つかのオペレーションは、ハードウェア（回路、専用ロジック等）、ソフトウェア（例えば、汎用コンピュータシステム又は専用マシンで実行されるもの等）、ファームウェア、又はこれらのいずれかの組み合わせを含むことができる処理ロジックによって実行することができる。方法１１００の幾つかのオペレーションは、図１のコントローラ１０９等のコンピューティングデバイスによって実行することができ、これはロボットアーム及び/又は非接触センサの制御下にある。例えば、方法１１００の１つ以上のオペレーションを実行する処理ロジックは、コントローラ１０９上で実行することができる。
オペレーション１１０５において、処理ロジックは、使用された（例えば、侵食された）プロセスキットリングを処理チャンバ１０７から除去するように指示する。このため、処理ロジックは搬送チャンバロボット１１２に指示し、処理チャンバ内に到達し、エンドエフェクタを使用して、使用済みのプロセスキットリング（例えば、ウエハエッジリング、又はより単純に「エッジリング」９０及び支持リング３９０）を取り外す。幾つかの実施形態では、支持リングに損傷がない場合、エッジリングのみが除去される。従って、支持リングの取り外し及び交換は任意であり、プロセスキットリングへの参照はエッジリング９０のみ、又はエッジリング９０と支持リング３９０の両方への参照を含むことになる。使用されたプロセスキットリングは、１つのステーション１０４又は１０４ｂを通過し、ファクトリインターフェイスロボット１１１によって収集され、処理システム１００からの搬出のためにＦＯＵＰ又はＳＳＰの１つに搬送される。
オペレーション１１１０において、処理ロジックはオペレーション１１０５のプロセスを逆転させて、例えば、ＦＯＵＰ又はＳＳＰから、ステーション１０４又は１０４ｂを介して、搬送チャンバロボット１１２のエンドエフェクタに、例えば、５０ μｍ～２５０ μｍ等の固定Ｘ－Ｙオフセットで、新しいプロセスキットリングをロードする。固定Ｘ－Ｙオフセットは、例えば、プロセスキットリングとＥＳＣアセンブリの側面の機械的公差許容値に関し、エンドエフェクタの名目上の中央位置から新しいプロセスキットリングの２次元オフセットを意味する。
オペレーション１１１２で、処理ロジックは、例えば、処理システム１００のメインフレーム上のリードセンターファインド（ＬＣＦ）センサを使用することによって、固定Ｘ－Ｙオフセットの量を任意選択で確認することができる。例えば、１つ以上のＬＣＦセンサを処理チャンバに通じるポート１０８内に配置することができる。処理ロジックは、処理チャンバ１０７につながるＬＣＦセンサに接続して使用することにより、新しい処理キットリングの固定Ｘ－Ｙオフセットの量を検証又は確認することができる。
オペレーション１１１５で、処理ロジックは、搬送チャンバロボット１１２に、取り外されたプロセスキットリングの代わりとして、新しいプロセスキットリングを処理チャンバ１０７に移動（又は挿入）するように指示する。このように、新しいプロセスキットリングの移動は、例えば、固定Ｘ－Ｙオフセットを提供することを除いて、ファクトリインターフェイス９１内のＦＯＵＰ又はＳＳＰからステーション１０４又は１０４ｂの１つを介し、搬送チャンバ１０６を介して、処理チャンバ１０７中にウエハを動かすことと同じであってもよい。
オペレーション１１２０で、処理ロジックは搬送チャンバロボット１１２に指示を出し、新しいプロセスキットリングの固定Ｘ－Ｙオフセットを修正しながら、新しいプロセスキットリングを処理チャンバ１０７のＥＳＣ１５０に下降する。固定されたＸ－Ｙオフセットの補正は、図３に示される３つのウエハリフトピン２５３に結合されたステッピングモータを使用して実行することができる。より具体的には、新しいプロセスキットリングは、３つのウエハリフトピン２５３の上部に配置される。処理ロジックは、３つのウエハリフトピンに結合されたステッピングモータに下降、上昇を指示することができ、これは新しいプロセスキットリングが最終的にＥＳＣ１５０の上部の名目上の中央位置に下降するよう、固定されたＸ－Ｙオフセットを除去する特定のウエハリフトピンの事前設定された上昇及び下降の順序に従う。
新しいプロセスキットリングが所定の位置に下降した後、残留Ｘ－Ｙオフセット及び／又は回転誤差が存在する可能性があるため、診断ディスク１１０又は１１Ａを使用して、新しいプロセスキットリングがＥＳＣ１５０の上部の名目上の中央位置にあり、従って適切に配置され、ウエハ処理をサポートする準備ができているかを確認する（図１２Ｂ）。診断ディスクは、存在する可能性のあるそのような残留Ｘ－Ｙオフセット及び/又は回転オフセットのいずれか及びその範囲を処理ロジックに通知することができる。処理ロジックは、ステッピングモータにウエハリフトピン２５３を制御するように同様に指示することによって、これらの残留エラーを修正し、プロセスキットリングが通常の中央位置に位置するまで、プロセスキットリングを測定された量だけシフト及び／又は回転させることができる。
図１２は、本開示の態様による、新しいプロセスキットの配置を検証する際に使用するための診断ディスクをペアリング及び初期化するための方法１２００のフローチャートである。方法１２００の幾つかのオペレーションは、ハードウェア（回路、専用ロジック等）、ソフトウェア（例えば、汎用コンピュータシステム又は専用マシンで実行されるもの等）、ファームウェア、又はこれらのいずれかの組み合わせを含むことができる処理ロジックによって実行することができる。方法１２００の幾つかのオペレーションは、図１のコントローラ１０９等のコンピューティングデバイスによって実行することができ、これはロボットアーム及び/又は非接触センサの制御下にある。 例えば、方法１２００Ａの１つ以上のオペレーションを実行する処理ロジックは、コントローラ１０９上で実行することができる。
オペレーション１２０５で、処理ロジックは、例えば、特定のサービスセット識別子（ＳＳＩＤ）を有する選択された診断ディスクを、診断ディスクと通信するように設定された無線パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）又は他の近接無線ネットワークにペアリングする。このようなペアリングは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標名）、ＺｉｇＢｅｅ（商標名）、赤外線、又は超広帯域（ＵＷＢ）等を使用して実行することができる。
オペレーション１２１０で、処理ロジックは、診断ディスクからコントローラ１０９に画像及び／又はビデオを送信するために使用される診断ディスクとの継続的な無線接続を保証するＰＯＳＴスタートハートビートプロシージャを実行する。
オペレーション１２１５で、処理ロジックは、温度モニタ及び発光ダイオード（ＬＥＤ）の制御のために、診断ディスクにスクリプトを送信する。このような制御により、診断ディスクの安全なオペレーションと、例えば画像化に適した光による非接触センサの適切な機能が保証される。
オペレーション１２２０で、処理ロジックは、開始が完了したという信号を受信し、次いで、診断ディスクは、処理システム１００を介してチャンバ１０７に移動し、新しいプロセスキットリングの診断を実行することができる（図１２Ｂ）。
図１２Ｂは、本開示の様々な態様による、診断ディスクを使用した処理チャンバ内の新しいプロセスキットの正しい配置を検証するための方法１２００Ｂのフローチャートである。方法１２００Ｂの幾つかのオペレーションは、ハードウェア（回路、専用ロジック等）、ソフトウェア（例えば、汎用コンピュータシステム又は専用マシンで実行されるもの等）、ファームウェア、又はこれらのいずれの組み合わせを含むことができる処理ロジックによって実行することができる。方法１２００Ｂの幾つかのオペレーションはコンピューティングデバイス（例えば、図１のコントローラ１０９等）によって実行することができ、これはロボットアーム及び/又は非接触センサの制御下にある。例えば、方法１２００Ｂの１つ以上のオペレーションを実行する処理ロジックは、コントローラ１０９上で実行することができる。
オペレーション１２２５で、図１１の新しいプロセスキットリング及び図４のオペレーション４１５を参考して説明されたのと同様に、処理ロジックは、ファクトリインターフェイス（例えば、ＦＯＵＰ又はＳＳＰ）から搬送チャンバ１０６を介して処理チャンバ１２２５までの診断ディスク１１０の移動を指示する。一連のオペレーション１２３０、１２３０Ｂ、１２３０Ｃ、及び１２３０Ｄでは、処理ロジックは、（新しいプロセスキットリングの）エッジリング９０とＥＳＣ１５０との間の任意のギャップの画像化を連続的又は同時に実行することができる。診断ディスクの各々の非接触センサ（例えば、高精細カメラ）は、例えば、オートフォーカス、照明（例えば、１つ以上のＬＥＤライトを使用する）及び画像の捕獲を実行することによって、エッジリング９０及び支持リング３９０の端部の異なる部分を画像化することができる。
オペレーション１２４０で、処理ロジックは診断ディスクからこれらの４つの画像を無線で受信する。これらは、プロセスキットリングの周囲の様々な場所で撮影された静止画像であってもよい。図１３、図１３Ｂ、図１３Ｃ、及び図１３Ｄは、各々、診断ディスクの第１の非接触センサ、第２の非接触センサ、第３の非接触センサ、及び第４の非接触センサによって捕獲された高解像度画像の例である。従って、これらの非接触センサは、高解像度画像を捕獲する高解像度カメラであってもよい。
様々な実施形態では、プロセスキットリングは第１の非接触センサによって画像化することができる平坦領域８００を有するエッジリング９０及び支持リング１３９０を含むことができる。フラット領域８００は、互換性があり、ＥＳＣ１５０のフラット領域８００と物理的に一致することを意味することができる（図８）。支持リング１３９０とＥＳＣ１５０の平坦領域が一致しない場合、図８を参照して説明されたように、回転の閾値角度を超える場合、修正の必要がある回転誤差が存在する。Ｘ－Ｙオフセットが十分に除去されていない場合、修正可能なＸ－Ｙオフセットが残存している。
従って、オペレーション１２４５で、処理ロジックは、診断ディスクから受信した静止画像に対して画像処理を実行して、残留Ｘ－Ｙオフセット又は回転誤差（シータ又はθ回転とも呼ばれる）を検出する。オペレーション１２５０で、処理ロジックは、画像処理が残留Ｘ－Ｙオフセット又はシータ回転を検出したかどうかを決定する。オペレーション１２５０で、ＥＳＣ１５０上の新しいプロセスキットリングの位置の位置エラーが検出されない場合、オペレーション１２６５で、処理ロジックは、オペレーション４４０（図４）を参照して説明されたように、診断ディスクをＦＯＵＰ又はＳＳＰに戻す。
オペレーション１２５０で、処理ロジックが位置エラーを検出した場合、オペレーション１２６０で、処理ロジックは、処理チャンバ１０７内のＥＳＣ１５０上の新しいプロセスキットリングに対してＸ－Ｙオフセット及び／又はシータ回転補正を実行することができる。例えば、処理ロジックは、画像処理を使用して、残留Ｘ－Ｙオフセット及び/又はシータ回転の量を計算することができる。次に、処理ロジックは、ウエハリフトピン２５３に結合されたステッピングモータに指示を出し、計算されたオーダ及び量でプロセスキットリングを昇降させ、残存するＸ－Ｙオフセット及び/又はシータ回転（例えば、回転エラー）を除去するようにプロセスキットリングをシフト及び／又は回転することができる。
誤差が大きすぎる場合、搬送チャンバロボット１１２は、処理キットリングを処理チャンバから持ち上げて取り出し、中間ステーション又は他の処理チャンバに配置し、残存するＸ－Ｙオフセット及び/又はシータ回転の量を減少させる方法で再び元に戻すことができる。しかし、この測定の必要性はまれであると予想される。その理由は、事前に計算されたオーダと、ウエハリフトピン２５３を上下させる量を含む事前に決定された固定Ｘ－Ｙオフセットの設定により、通常のオペレーションでは、プロセスキットリングをＥＳＣ１５０の中央に配置することが期待できるからである。
オペレーション１２６０の後、処理ロジックは、方法１２００Ｂ内でオペレーション１２３０Ａ、１２３０Ｂ、１２３０Ｃ及び１２３０Ｄにループバックして、新たに獲得された高精細画像に対して生成及び診断処理を繰り返すことができる。従って、図１２Ｂの診断方法１２００Ｂは、オペレーション１２５０で、感知できる残留Ｘ－Ｙオフセット又はシータ回転がなくなったことを検出するまで反復することができる。Ｘ－Ｙオフセット及びシータ回転に少量の公差がある可能性があるので、ＥＳＣ１５０の公称中心位置の閾値パーセンテージ（例えば、９０パーセント以上等）は、中心に十分に近い。これらの許容範囲内である場合、処理ロジックは、オペレーション１２６５に進み、診断ディスク１１０をファクトリインターフェイスに戻すか、又は別の処理チャンバで診断ディスク１１０を使用することに進むことができる（同時に２以上のプロセスキットリングを交換する場合）。
上述の説明は、本発明の幾つかの実施形態の十分な理解を提供するために、特定のシステム、コンポーネント、方法等の例等の多数の特定の詳細を示す。しかし、本発明の少なくとも幾つかの実施形態は、これらの特定の詳細なしで実施することができることが当業者には明らかである。他の例では、本発明を不必要に曖昧にすることを回避するために、周知のコンポーネント又は方法は詳細に説明されていないか、又は単純なブロック図形式で示される。従って、記載される特定の詳細は単なる例示である。特定の実施はこれらの例示的な詳細とは異なる場合があり、それでも本発明の範囲内であると考えられる。
本明細書全体を通して「一実施形態」又は「実施形態」との言及は、実施形態に関連して説明される特定のフィーチャ、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体の様々な場所での「一実施形態」又は「実施形態」という句の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を指すとは限らない。更に、「又は」という用語は、排他的「又は」ではなく、包括的「又は」を意味することを意図している。本明細書で「約」又は「ほぼ」という用語が使用される場合、これは、提示される公称値が±１０％以内で正確であることを意味することを意図している。
本明細書の方法のオペレーションは、特定の順序で示され、説明されるが、各々の方法のオペレーションの順序は、特定のオペレーションが逆の順序で実行することができるように、又は特定のオペレーションが少なくとも部分的に他のオペレーションと同時に実行することができるように変更することができる。他の実施形態では、別個のオペレーションのインストラクション又はサブオペレーションは、断続的及び／又は交互の方法であってもよい。一実施形態では、複数の金属接合オペレーションが単一のステップとして実行される。
上記説明は例示的であり、限定的ではないと理解すべきである。上記の説明を読んで理解することにより、他の実施形態は当業者に明らかになる。従って、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲と共に決定されるべきである。

Claims (21)

  1. 少なくとも１つの非接触センサを使用して、処理チャンバ内に配置されたプロセスキットリングの上面のセンサデータを獲得する工程であって、プロセスキットリングの少なくとも一部は、少なくとも１つの非接触センサの視野内にある工程と、
    コンピューティングシステムによってセンサデータを分析し、プロセスキットリングの上面の侵食の程度を決定する工程と、
    侵食の程度が寿命の閾値を満たしていると判断した場合、プロセスキットリングの自動交換を開始する工程とを含む方法。
  2. 搬送チャンバ内でロボットアームのエンドエフェクタを使用して、診断ディスクを処理チャンバ内に配置することを含み、少なくとも１つの非接触センサは診断ディスクのコンポーネントであり、診断ディスクの少なくとも１つの非接触センサはプロセスキットリングの上に配置される、請求項１に記載の方法。
  3. 処理チャンバ内のプロセスキットリングが、処理チャンバのオペレーション時間数に基づいて診断スキャンの対象であると判断する工程と、
    診断ディスクを保管領域から搬送チャンバを含む基板処理システムのロードロックにロードする工程と、
    診断ディスクをロードロックから処理チャンバに搬送する工程を含む、請求項２に記載の方法。
  4. 侵食の程度が寿命末期の閾値を満たさないと判断したことに応答して、
    診断ディスクをストレージ領域に戻す工程と、
    プロセスキットリングの上面の新しいセンサデータを獲得する前に、更に追加時間基板処理を続行する、請求項３に記載の方法。
  5. 処理チャンバ内の基板支持アセンブリの複数のウエハリフトピンを上昇させる工程であって、複数のウエハリフトピンは、ウエハを処理するように構成される工程と、
    センサデータを生成する前に、ウエハリフトピン上に診断ディスクをセットする工程と、
    センサデータを生成する前に、ウエハリフトピンを下降し、診断ディスクを基板支持アセンブリの静電チャックにセットする工程であって、少なくとも１つの非接触センサとプロセスキットリングの間にギャップが存在する、請求項２に記載の方法。
  6. 少なくとも１つの非接触センサに接続された無線通信回路を使用して、センサデータを前記コンピューティングシステムに無線送信することを含む、請求項１に記載の方法。
  7. センサデータは画像データを含み、センサデータを分析することは、画像処理アルゴリズム又はトレーニングされた機械学習モデルの１つをセンサデータに適用し、プロセスキットリングの上面に沿った侵食の程度を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
  8. プロセスキットリングの自動交換を開始する工程は、
    搬送チャンバ内のロボットアームのエンドエフェクタを使用して、処理チャンバからプロセスキットリングを取り出す工程と、
    ロボットアームのエンドエフェクタを使用して、新しいプロセスキットリングを処理チャンバに挿入する工程を含む、請求項１に記載の方法。
  9. 新しいプロセスキットリングを挿入することは、
    新しいプロセスキットリングを、固定された２次元オフセットでエンドエフェクタにロードする工程と、
    固定された２次元オフセットを修正し、プロセスキットリングを静電チャック上でセンタリングしながら、新しいプロセスキットリングを処理チャンバの静電チャックに下降する工程を含む、請求項８に記載の方法。
  10. 診断ディスクであって、
    ディスク本体であって、ディスク本体の円周の周りの側壁と、側壁の上部から外向きに延びる少なくとも１つの突起とを備えるディスク本体と、
    少なくとも１つの突起の各々の下側に取り付けられた非接触センサと、
    ディスク本体によって形成された内部に配置されたプリント回路基板（ＰＣＢ）と、
    ＰＣＢ上に配置され、各々の非接触センサに結合された回路であって、少なくとも無線通信回路、メモリ、及びバッテリを含む回路と、
    側壁の内側の回路の上に配置されたカバーであって、ディスク本体によって形成された内部の回路をディスク本体の外部の環境からシールするカバーを備える診断ディスク。
  11. 少なくとも１つの突起は、ディスク本体の周りに、側壁にほぼ垂直に配置された４つの突起を含む、請求項１０に記載の診断ディスク。
  12. ディスク本体の直径は約１１．５インチ～１２．２５インチであり、少なくとも１つの突起の各々は直径の約１０パーセント突出し、これによって、ディスク本体の中心から約６．５インチと約６．７５インチの間の領域は非接触センサの視野内である、請求項１０に記載の診断ディスク。
  13. 各々の非接触センサが各々の突起上に配置され、これによって、非接触センサとディスク本体の底部との間の垂直距離によって非接触センサを診断ディスクが置かれた表面から変位させ、側壁の高さは約０．３５０インチ～約０．４５０インチである、請求項１０に記載の診断ディスク。
  14. ディスク本体及びカバーは、陽極酸化されたアルミニウム、セラミック、又はイットリアの１つで形成されたコーティングを備える炭素繊維又はアルミニウムの１つを含む、請求項１０に記載の診断ディスク。
  15. 非接触センサが、少なくとも４倍の倍率のズームを有する深度カメラを含む、請求項１０に記載の診断ディスク。
  16. ディスク本体は、底面に配置された複数のキネマティックカップリングを含み、複数のキネマティックカップリングの各々は処理チャンバ内の静電チャックのウエハリフトピンを受領し、診断ディスクと静電チャックの間の低接触面積を提供する、請求項１０に記載の診断ディスク。
  17. 処理チャンバであって、
    チャンバ本体と、
    チャンバ本体の上部に結合されたソースリッドであって、チャンバ本体とソースリッドが一緒になって内部容積を囲むソースリッドと、
    内部容積内に配置された基板支持アセンブリであって、基板の処理中に固定位置で基板を支持するように構成されたチャックを備える基板支持アセンブリと、
    チャックの円周の周りに配置されたエッジリングであって、チャンバ本体又はソースリッドの少なくとも１つが、エッジリングの上又は側面の少なくとも１つである位置に開口部を規定するエッジリングと、
    開口部内及びエッジリングの見通し線上に配置された非接触センサであって、エッジリングの少なくとも一部が非接触センサの視野内にある非接触センサと、
    開口部に配置され、非接触センサを内部容積から分離する耐プラズマレンズ又はウインドウであって、非接触センサを内部容積内の腐食性ガスから保護する耐プラズマレンズ又はウインドウと、
    非接触センサにオペレーション可能に結合されたコンピューティングデバイスであって、
    非接触センサからエッジリングの上面のセンサデータを受信し、
    センサデータを分析して、エッジリングの上面の侵食の程度を判断し、
    侵食の程度が寿命の閾値を満たしているとの判断に応じて、エッジリングの自動交換を開始するコンピューティングデバイスを備える処理チャンバ。
  18. 非接触センサは、耐プラズマ性レンズによって真空シールされたカメラである、請求項１７に記載の処理チャンバ。
  19. チャンバ本体の側壁と整列するプラズマ耐性ライナを備え、
    プラズマ耐性ライナは、チャンバ本体の側壁の開口部とほぼ整列する追加の開口部を含み、開口部及び追加の開口部は処理チャンバの端点ウインドウを形成し、非接触センサの少なくとも一部が追加の開口部内に配置される、請求項１７に記載の処理チャンバ。
  20. ソースリッドの開口部内に配置されたガスノズルを備え、ガスノズルは開口部よりも小さい直径を有する追加の開口部を含み、非接触センサは追加の開口部内に配置され、非接触センサの前面はソースリッドの内面とほぼ同一平面である、請求項１７に記載の処理チャンバ。
  21. 非接触センサ及びコンピューティングシステムに結合された回路を備え、回路はセンサデータを非接触センサからコンピューティングシステムに送信し、センサデータはエッジリングの上面の粗さに関する情報を含む、請求項１７に記載の処理チャンバ。
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