JP2023184445A

JP2023184445A - 半導体製造用部品キャリア、及びそれを用いた半導体製造用部品搬送装置

Info

Publication number: JP2023184445A
Application number: JP2023078899A
Authority: JP
Inventors: ウォンシン，ジャエ; Jae Won Shin
Original assignee: Semes Co Ltd
Current assignee: Semes Co Ltd
Priority date: 2022-06-16
Filing date: 2023-05-11
Publication date: 2023-12-28
Also published as: US20230411196A1; CN117253838A; KR20230173245A

Abstract

【課題】半導体製造用部品キャリア、及びそれを用いた半導体製造用部品搬送装置に係り、より詳細には、リングを真空吸着する方式で仮固定することにより、リングの搬送過程でリングが半導体製造用部品キャリアから離脱するのを防止することができるように構造が改善された半導体製造用部品キャリア、及びそれを用いた半導体製造用部品搬送装置を提供する。【解決手段】本発明は、第２面は搬送ハンドと接し、第１面は半導体製造用部品と接した状態で前記部品を搬送する半導体製造用部品キャリアであって、前記第１面に形成された第１真空ホールと、前記第２面に形成された第２真空ホールと、前記第１真空ホールと第２真空ホールとの間に設けられる空気流路と、を含む、半導体製造用部品キャリアを提供する。【選択図】図６

Description

本発明は、半導体製造用部品キャリア、及びそれを用いた半導体製造用部品搬送装置に係り、より詳細には、リングを真空吸着する方式で仮固定することにより、リングの搬送過程でリングが半導体製造用部品キャリアから離脱するのを防止することができるように構造が改善された半導体製造用部品キャリア、及びそれを用いた半導体製造用部品搬送装置に関する。

半導体工程において、ＦＯＵＰなどのストレージ領域からそれぞれプロセスチャンバへウェーハを移送したり、プロセスチャンバからプロセスチャンバへウェーハを移送したりするときに搬送アームが用いられている。

工程システムは、複数の工程プロセスを含むプロセスチャンバを含んでおり、プロセスチャンバでは、対象物をエッチングするためにガスが使用されることもある。このとき、プロセスキットリング（Ｐｒｏｃｅｓｓｋｉｔｒｉｎｇ）が、対象物又はチャンバの全部又は一部を保護するために対象物を包む。例えば、環状のエッジリング（Ｅｄｇｅｒｉｎｇ）は、対象物の外径部に配置され、対象物がエッチングされる間に対象物を支持する静電チャック（ＥＳＣ、ＥｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃＣｈｕｃｋ）の表面を保護する。

このようなリングのように中央部が貫通した形状であるか或いは底面が平らでないため、搬送アームによる吸着移送が困難な場合には、キャリアという構成を利用する。キャリアは、リングなどの部品と搬送アームとの間に配置され、部品を移送するときに部品を支持する役割を果たすが、従来の半導体製造用部品キャリアは、リングなどの部品を仮固定するための構成を含んでおらず、部品とキャリアとの摩擦力によってのみ部品が仮固定され、移送過程でリングなどの部品が部品キャリア上で動くか或いは部品キャリアから離脱する可能性があるという問題点がある。

本発明は、上述した背景技術の問題点を解決するためになされたもので、その解決しようとする課題は、リングなどの半導体製造用部品を移送する過程で、前記部品が部品キャリアから離脱する可能性を予め防ぐことができる半導体製造用部品キャリア、及びそれを用いた半導体製造用部品搬送装置を提供することにある。

上述した課題の解決手段として、本発明の第１の態様によれば、
第２面は搬送ハンドと接し、第１面は半導体製造用部品と接した状態で前記部品を搬送する半導体製造用部品キャリアであって、
前記第１面に形成された第１真空ホールと、
前記第２面に形成された第２真空ホールと、
前記第１真空ホールと前記第２真空ホールとの間に設けられる空気流路と、を含む、半導体製造用部品キャリアを提供する。
前記第１面に設置され、前記部品との摩擦力を発生させ、前記第１真空ホールと連通する貫通孔を有する部品支持パッドをさらに含み、
前記第１真空ホールは、前記部品支持パッドが設置された部分に形成されることが好ましい。
前記第１真空ホールは複数設けられ、前記第２真空ホールは１つであることが好ましい。
前記第２真空ホールは、搬送ハンドに形成された真空ホールと連通可能な位置に設けられることが好ましい。

前記空気流路は、前記第２真空ホールと複数の第１真空ホールとを個別に連結することもでき、前記第２真空ホールといずれか一つの第１真空ホールとを連結する第１空気流路、及び全ての前記第１真空ホール同士を連結する第２空気流路を含んでもよい。

本発明の第二の態様によれば、
半導体製造用部品搬送装置であって、
部品と接した状態で部品を搬送する半導体製造用部品キャリアと、
前記半導体製造用部品キャリアの第２面と接触する搬送ハンドと、
前記搬送ハンドを駆動する搬送アームと、を含み、
前記半導体製造用部品キャリアは、
前記第１面に形成された第１真空ホールと、
前記第２面に形成された第２真空ホールと、
前記第１真空ホールと前記第２真空ホールとの間に設けられる空気流路と、を含む、半導体製造用部品搬送装置を提供する。

前記第１面に設置され、前記部品との摩擦力を発生させ、前記第１真空ホールと連通する貫通孔を有する部品支持パッドをさらに含み、
前記第１真空ホールは、前記部品支持パッドが設置された部分に形成されることが好ましい。

前記第１真空ホールは複数設けられ、前記第２真空ホールは１つ設けられることが好ましい。

前記第２真空ホールは、搬送ハンドに形成された真空ホールと連通可能な位置に設けられることが好ましい。

前記搬送ハンドに形成された真空ホールの上部には、前記真空ホールよりも大きい断面積を有する貫通孔を含む摩擦パッドが設けられ、前記第２真空ホールは、前記摩擦パッドの貫通孔と連通することが好ましい。

本発明の第三の態様によれば、
プラズマ処理設備であって、
基板に対するプラズマ処理を行うプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバへ前記基板を搬送し、前記基板を下部から支持する搬送ハンド、及び前記搬送ハンドを駆動する搬送アームを有する搬送ロボットと、を含み、
前記プロセスチャンバは、
内部に処理空間を有するハウジングと、
前記処理空間内で前記基板を支持する支持ユニットと、
前記処理空間へプロセスガスを供給するガス供給ユニットと、
前記プロセスガスからプラズマを発生させるプラズマソースと、を含み、
前記支持ユニットは、
前記基板が載置される誘電板と、
前記誘電板に載置された基板を囲むように提供され、前記誘電板に対して着脱可能に設けられるフォーカスリングと、を含み、
前記フォーカスリングは、半導体製造用部品キャリアに結合されて前記搬送ロボットによって搬送され、前記半導体製造用部品キャリアは、第２面が前記搬送ハンドと接し、第１面には前記フォーカスリングで摩擦力を発生させるリング支持パッドが設置されて前記フォーカスリングと接するように構成され、
前記半導体製造用部品キャリアは、
前記第１面のリング支持パッドに形成された第１真空ホールと、
前記第２面に形成された第２真空ホールと、
前記第１真空ホールと前記第２真空ホールとの間に設けられる空気流路と、を含む、プラズマ処理設備を提供する。

本発明によれば、リングなどの半導体製造用部品を搬送する過程で部品が部品キャリアから離脱する可能性を予め防ぐことができる半導体製造用部品キャリア、及びそれを用いた半導体製造用部品搬送装置を提供することができる。

本発明の一実施形態によるリングキャリアの平面図である。図１に示したリングキャリアの第２面図である。図１に示したリングキャリアの空気流路の２つの例を説明するための断面図である。搬送ハンドの平面図である。図４に示した搬送ハンドの断面図である。図１に示したリングキャリアを含むリング搬送装置を説明するための図である。図６に示したリング搬送装置においてリングが半導体製造用部品キャリアに把持された状態を示す図である。リングキャリアの他の実施形態を示す図である。リングの変形実施形態を示す図である。本発明による半導体製造用部品搬送装置が適用されるプラズマ処理設備である。本発明による半導体製造用部品搬送装置が適用されるプラズマ処理設備のプロセスチャンバである。

以下では、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明することにより、本発明を実施するための具体的な内容を提供する。

まず、本発明の第１の態様である半導体製造用部品キャリアの一実施形態について説明する。

以下、本実施形態による半導体製造用部品キャリアの説明において、半導体製造用部品はリングであり、これにより、続く説明において、半導体製造用部品キャリアはリングキャリアと呼び、部品支持パッドはリング支持パッドと呼ぶなど、部品とリングは混用することにする。

本実施形態によるリングキャリア１００は、図１に示すように、円板状であり、第２面１２０は搬送アームの搬送ハンド２００と接し、第１面１１０にはリング支持パッド１３０が設置されることで、リング支持パッド１３０にリングＲが接した状態でリングＲを搬送する。

前記リングキャリア１００の両面のうち、リングに接する面は第１面１１０とし、搬送ハンドに接する面は第２面１２０とする。

前記リングキャリア１００は、第１真空ホール１０、第２真空ホール２０及び空気流路３０を含む。

前記第１真空ホール１０は、前記リング支持パッド１３０が設置された部分に形成される孔であって、複数設けられることが好ましい。

本実施形態において、前記第１真空ホール１０は、３つ設けられ、リングキャリア１００の中心Ｏに隣接する一対の第１真空ホール１０の夾角θは、３６０を第１真空ホール１０の個数であるＮ（本実施形態では、３である）で割った値である１２０度である。

一方、第１真空ホール１０が必ずしも複数設けられるべきではない。１つの第１真空ホール１０が形成されても、第１真空ホール１０に作用する吸着力によってリングに下方向の力を加えてリングを固定することができる。また、摩擦力は、垂直抗力と摩擦係数の積で表現できるが、リングに作用する下方向の力（吸着力）によってリング支持パッド１３０とリングＲとの垂直抗力が大きくなるにつれて、リング支持パッド１３０とリングＲとの摩擦力が大きくなる効果まで発生することになり、増加した摩擦力によるリングＲの離脱防止効果も期待することができる。したがって、１つの第１真空ホール１０のみ形成しても本発明の効果を期待することができる。

もちろん、第１真空ホール１０が複数であれば、１つの第１真空ホール１０に比べて安定して支持することができるという利点は明らかであるので、本実施形態は、３つの第１真空ホール１０が形成されている。

前記リング支持パッド１３０は、リングＲに直接接触する摩擦部材であって、第１面１１０に配置されており、第１真空ホール１０は、リング支持パッド１３０が設置された部分に形成される。

前記リング支持パッド１３０には、図４に示すように、前記第１真空ホール１０に連通する貫通孔１３１が形成されており、目詰まりなく空気が流れるようにする。

前記部品支持パッド（本実施形態では、リング支持パッド）が設置される位置は、支持する部品の形状によって決定される。本実施形態でのように部品がリングである場合、リングの形状に合わせて第１面１１０の縁に設置されてリングと直接接することができるが、部品の形状が変わると、リング支持パッド１３０の位置も変更できる。

一方、リング支持パッド１３０なしにリングキャリア１００とリングＲとが直接接触する形態になってもよい。

前記第２真空ホール２０は、前記リングキャリア１００の第２面１２０に形成される孔であって、搬送ハンド２００に形成された真空ホール２１０と連通可能な位置に形成される。本実施形態では、第２真空ホール２０は１つ設けられるが、複数の第２真空ホール２０が設けられてもよい。

前記空気流路３０は、第１真空ホール１０と第２真空ホール２０とを互いに連結する管であって、図３（ａ）に示すように、第２真空ホール２０と第１真空ホール１０をそれぞれ連結する管３０ａ、３０ｂ、３０ｃから構成されてもよく、図３（ｂ）に示すように、第２真空ホール２０といずれか一つの真空ホールとを連結する第１空気流路３１と、リングキャリア１００の縁に沿って円形に形成され、全ての第１真空ホール１０同士を連結する第２空気流路３２と、を含むように構成されてもよい。本実施形態とは異なり、第１真空ホール１０が１つであれば、その１つの第１真空ホール１０と第２真空ホール２０とを連結する１つの管のみを設置すればよい。

図３（ａ）に示す形態の空気流路３０と図３（ｂ）に示す形態の空気流路３０とを比較したとき、効果はほぼ同じであることが分かる。空気流路３０の長さが数メートルに達するのではなく、数十センチメートル程度であるため、真空ポンプ（図示せず）による空気の移動距離に大きな差があるのではないので、真空ポンプを稼動すれば、直ちに第１真空ホール１０がリングＲを吸着することができるという点で、ほぼ同じ効果が発生する。ただし、図３（ａ）に示す空気流路３０は、図３（ｂ）に示す空気流路に比べて短い特徴があり、図３（ｂ）に示す空気流路３０は、リングキャリア１００の縁全体にわたって設けられているので、第１真空ホール１０をさらに形成する場合に追加的に空気流路３０を設置しなくてもよいという特徴がある。

以下では、前述した構成を用いてリングキャリア１００によってリングＲを仮固定するメカニズムについて説明する。

まず、リングキャリア１００を搬送ハンド２００の上面（上向きの面）に据え置く。前記搬送ハンド２００には、貫通孔２２１を含む摩擦パッド２２０が設置されている。

このとき、リングキャリア１００の第２真空ホール２０は、図６に示すように、搬送ハンド２００に形成された真空ホール２１０のいずれか一つと連通するように構成されているので、これを考慮した据置が必要である。これをより容易にするために、摩擦パッド２２０は、真空ホール２１０の断面積よりも大きい断面積を有する貫通孔２２１を含んでいるため、第２真空ホール２０が貫通孔２２１の上部にのみ配置されると、空気の流れが発生する可能性がある。貫通孔２２１の断面積が真空ホール２１０の断面積と等しい場合、第２真空ホール２０の中心と真空ホール２１０の中心とが一つの直線上に配置されなければならないため、非常に正確な配置が要求されるが、貫通孔２２１の大きさを増やすことにより、このような困難を緩和することができる。

図７に示すように、リングキャリア１００の第１面にリングＲが配置されると、真空ポンプによって空気の吸入が始まり、空気の流れは、第１真空ホール１０、空気流路３０、第２真空ホール２０、貫通孔１３１、搬送ハンドの上面に形成された真空ホール２１０、搬送ハンドの配管２２０、搬送ハンドの下面に形成された真空ホール２４０、搬送アームに形成された配管（図示せず）に沿って流れるようになる。このような空気流れにより第１真空ホール１０とリングＲとの間に引力が作用する。この引力によってリングＲの搬送過程でリングＲの動きが制限される。また、前述したように、第１真空ホール１０は、リング支持パッド１３０が設置された部分に形成されるが、リングＲとリング支持パッド１３０との間にも引力が作用し、これは、リングＲとリングキャリア１００に作用する重力と共に垂直抗力として作用するので、リングＲとリング支持パッド１３０との摩擦力も大きくなって摩擦力によってリングＲの動きを制限する効果も発生する。

本発明の第２の態様である部品移送装置（リング移送装置）は、上述したリングキャリア１００、搬送ハンド２００及び搬送アームＡを含む。

本実施形態によるリングキャリア１００は、図１に示すように、円板状であり、第２面１２０は、搬送アームの搬送ハンド２００と接し、第１面１１０にはリング支持パッド１３０が設置されることで、リング支持パッド１３０にリングＲが接した状態でリングＲを搬送する。

一方、第１真空ホール１０が必ずしも複数設けられるべきではない。１つの第１真空ホール１０が形成されても、第１真空ホール１０に作用する吸着力によってリングに下方向の力を加えてリングを固定することができる。また、摩擦力は、垂直抗力と摩擦係数の積で表現できるが、リングに作用する下方向の力（吸着力）によってリング支持パッド１３０とリングＲとの垂直抗力が大きくなるにつれて、リング支持パッド１３０とリングＲとの摩擦力が大きくなる効果まで発生して、増加した摩擦力によるリングＲの離脱防止効果も期待することができる。したがって、１つの第１真空ホール１０のみ形成しても、本発明の効果を期待することができる。

もちろん、第１真空ホール１０が複数であれば、１つの第１真空ホール１０に比べて安定して支持することができるという利点は明らかであるので、本実施形態では、３つの第１真空ホール１０が形成されている。

前記リング支持パッド１３０は、リングＲと直接接触する摩擦部材であって、第１面１１０に配置されており、第１真空ホール１０は、リング支持パッド１３０が設置された部分に形成される。

前記リング支持パッド１３０には、図４に示すように、前記第１真空ホール１０と連通する貫通孔１３１が形成されており、目詰まりなく空気が流れるようにする。

前記部品支持パッド（本実施形態では、リング支持パッド）が設置される位置は、支持する部品の形状によって決定される。本実施形態のように部品がリングである場合、リングの形状に合わせて第１面１１０の縁に設置され、リングと直接接することができるが、部品の形状が変わると、リング支持パッド１３０の位置も変更できる。

前記第２真空ホール２０は、前記リングキャリア１００の第２面１２０に形成される孔であって、搬送ハンド２００に形成された真空ホール２１０と連通可能な位置に形成される。本実施形態では、第２真空ホール２０は１つが設けられるが、複数の第２真空ホール２０が設けられてもよい。

前記空気流路３０は、第１真空ホール１０と第２真空ホール２０とを互いに連結する管であって、図３（ａ）に示すように、第２真空ホール２０と第１真空ホール１０とをそれぞれ連結する管３０ａ、３０ｂ、３０ｃから構成されてもよく、図３（ｂ）に示すように、第２真空ホール２０といずれか一つの真空ホールとを連結する第１空気流路３１と、リングキャリア１００の縁に沿って円形に形成され、全ての第１真空ホール１０同士を連結する第２空気流路３２と、を含んで構成されてもよい。本実施形態とは異なり、第１真空ホール１０が１つであれば、その１つの第１真空ホール１０と第２真空ホール２０とを連結する１つの管のみ設置すればよい。

図３（ａ）に示す形態の空気流路３０と図３（ｂ）に示す形態の空気流路３０とを比較したとき、効果はほぼ同じであることが分かる。空気流路３０の長さが数メートルに達するのではなく、数十センチメートル程度であるから、真空ポンプ（図示せず）による空気の移動距離に大きな差があるのではないので、真空ポンプを稼動すれば、直ちに第１真空ホール１０がリングＲを吸着することができるという点でほぼ同じ効果が発生する。ただし、図３（ａ）に示す空気流路３０は、図３（ｂ）に示す空気流路に比べて短い特徴があり、図３（ｂ）に示す空気流路３０は、リングキャリア１００の縁全体にわたって設けられているので、第１真空ホール１０をさらに形成する場合に追加的に空気流路３０を設置しなくてもよいという特徴がある。

前記搬送ハンド２００は、前記リングキャリア１００の第２面に接触し、真空ホール２１０と摩擦パッド２２０と、を含む。

前記摩擦パッド２２０には貫通孔２２１が形成されるが、前記貫通孔２２１の断面積が真空ホール２１０の断面積に比べて大きい。

このように貫通孔２２１の断面積が真空ホール２１０の断面積に比べて大きくなるように構成すれば、リングパッド１００の第２貫通孔２０と真空ホール２１０との中心が正確に一致しなくても空気の流れが維持されるという効果がある。

前記搬送アームＡは、前記搬送ハンド２００と結合して前記搬送ハンド２００を駆動させる。

上述した実施形態は、リングキャリア１００が円板状に提供される実施形態を中心に説明したが、リングキャリア１００は、特定の形状に限定されず、様々に提供されることができる。例えば、図８に示すように、円板における一部の領域が平坦（Ｆｌａｔ）に形成され、他の装着位置にリングキャリア１００を下ろしたり持ち上げたりしやすいように構成することができる。また、図８に示すように、リングキャリア１００の一部に開口部４０が形成されることで、リングキャリア１００の重量を減少させることができる。また、図９に示すように、リングキャリア１００は、三角形に形成され、リングキャリア１００を下ろしたり持ち上げたりしやすく構成されるとともに、重量を減少させることもできる。

一方、上述したリングキャリア１００、及びリングキャリア１００を含むリング搬送装置がプラズマ処理設備に構成できる。

図１０は、本発明の実施形態によるプラズマ処理設備３００を示す平面図である。

図１０を参照すると、プラズマ処理設備３００は、インデックスモジュール３１０、ロードロックモジュール３３０、及び工程モジュール３２０を有し、インデックスモジュール３１０は、ロードポート４２０及び搬送フレーム４４０を有する。ロードポート４２０、搬送フレーム４４０、及び工程モジュール３２０は、順次一列に配列される。以下、ロードポート４２０、搬送フレーム４４０、ロードロックモジュール３３０及び工程モジュール３２０が配列された方向を第１方向１２とし、上方から見たとき、第１方向１２に対して垂直な方向を第２方向１４とし、第１方向１２と第２方向１４とを含む平面に対して垂直な方向を第３方向１６とする。

本発明では、ロードロックモジュール３３０と工程モジュール３２０とを合わせて処理モジュールと呼ぶ。

ロードポート４２０には、複数の基板Ｗが収納されたカセット３１８が装着される。ロードポート４２０は、複数個が設けられ、これらは、第２方向１４に沿って一列に配置される。図１０では、２つのロードポート４２０及び１つのキャリア保管ユニット４２１が提供されると図示した。しかし、ロードポート４２０の数は、工程モジュール３２０の工程効率及びフットプリントなどの条件に応じて増加又は減少することができる。カセット３１８には、基板の縁部を支持するために提供されたスロット（図示せず）が形成される。スロットは、第３方向１６に複数個が提供され、基板は、第３方向１６に沿って互いに離隔した状態で積層されるようにカセット３１８内に位置する。カセット３１８としては、ＦＯＵＰ（ＦｒｏｎｔＯｐｅｎｉｎｇＵｎｉｆｉｅｄＰｏｄ）が使用できる。

インデックスモジュール３１０には、キャリア保管ユニット部４２１が提供できる。キャリア保管ユニット４２１は、ハンドを用いてチャンバにリング部材（リングＲ）を搬送するときにリング部材が置かれるキャリアが保管されるユニットである。キャリア保管ユニット４２１の外形は、カセット３１８と同様に提供できる。キャリア保管ユニット４２１の内部も、カセット３１８と同様に提供できる。

インデックスモジュール３１０内のカセット３１８が置かれる１つ又は複数のロードポート４２０と、ロードポート４２０に置かれたカセット３１８と処理モジュールとの間に基板を搬送するインデックスロボットが設けられる搬送フレーム４４０において、ロードポート４２０と搬送フレーム４４０は、第１方向に配列され、ロードポート４２０とキャリア保管ユニット４２１は、上方から見て、第１方向１２と同じ方向に配列されることができる。

図１０によれば、キャリア保管ユニット４２１とロードポート４２０とが並んで配置されたことを確認することができる。図１０によれば、キャリア保管ユニット４２１は、縁部に配置されるように図示されたが、ロードポート４２０の間にも配置できる。すなわち、キャリア保管ユニット４２１は、ロードポート４２０が配置できる位置の何処にも配置できる。

他の一実施形態において、キャリア保管ユニット４２１は、上方から見て、第１方向１２に対して垂直な第２方向１４に配列されてもよい。キャリア保管ユニット４２１は、搬送フレーム４４０においてロードポート４２０が配置された側面ではない他の一側面に配置されてもよい。他の一実施形態によれば、キャリア保管ユニット４２１は、処理モジュール３２０、３３０及びインデックスモジュール３１０から離隔した位置に提供されてもよい。キャリア保管ユニット４２１が処理モジュール３２０、３３０及びインデックスモジュール３１０から離隔した位置に提供される場合、別途の搬送装置（半導体製造用部品搬送装置）を用いて、インデックスモジュール３１０の内部へキャリア保管ユニット４２１を搬送することができる。

搬送フレーム４４０は、ロードポート４２０に装着されたカセット３１８とロードロックモジュール３３０との間に基板Ｗを搬送する。搬送フレーム４４０には、インデックスレール４４２とインデックスロボット４４４が提供される。インデックスレール４４２は、その長手方向が第２方向１４と並んで提供される。インデックスロボット４４４は、インデックスレール４４２上に設置され、インデックスレール４４２に沿って第２方向１４に直線移動する。インデックスロボット４４４は、ベース４４４ａ、胴体４４４ｂ、インデックスアーム４４４ｃ及びハンド４４４ｄを有する。ベース４４４ａは、インデックスレール４４２に沿って移動可能に設置される。胴体４４４ｂは、ベース４４４ａに結合する。胴体４４４ｂは、ベース４４４ａ上で第３方向１６に沿って移動可能に設けられる。また、胴体４４４ｂは、ベース４４４ａ上で回転可能に設けられる。インデックスアーム４４４ｃは、胴体４４４ｂに結合し、胴体４４４ｂに対して前進及び後退移動可能に設けられる。インデックスアーム４４４ｃは、複数設けられ、それぞれ個別駆動されるように構成される。インデックスアーム４４４ｃは、第３方向１６に沿って互いに離隔した状態で積層されて配置される。インデックスアーム４４４ｃのうち、一部は、工程モジュール３２０からカセット３１８へ基板Ｗを搬送するときに使用され、他の一部は、カセット３１８から工程モジュール３２０へ基板Ｗを搬送するときに使用され得る。これは、インデックスロボット４４４が基板Ｗを搬入及び搬出する過程で、工程処理前の基板Ｗから発生したパーティクルが工程処理後の基板Ｗに付着するのを防止することができる。

ロードロックモジュール３３０は、搬送フレーム４４０と搬送ユニット５４０との間に配置される。ロードロックモジュール３３０は、工程モジュール３２０に搬入される基板Ｗに対して、インデックスモジュール３１０の常圧雰囲気を工程モジュール３２０の真空雰囲気に置き換えるか、或いはインデックスモジュール３１０に搬出される基板Ｗに対して工程モジュール３２０の真空雰囲気をインデックスモジュール３１０の常圧雰囲気に置き換える。ロードロックモジュール３３０は、搬送ユニット５４０と搬送フレーム４４０との間に基板Ｗが搬送される前に基板Ｗが留まる処理空間１１０ｂを提供する。ロードロックモジュール３３０は、ロードロックチャンバ３３２及びアンロードロックチャンバ３３４を含む。

ロードロックチャンバ３３２は、インデックスモジュール３１０から工程モジュール３２０へ搬送される基板Ｗが一時的に留まる。ロードロックチャンバ３３２は、大気状態で常圧雰囲気を維持し、工程モジュール３２０に対して遮断されるのに対し、インデックスモジュール３１０に対して開放された状態を維持する。ロードロックチャンバ３３２に基板Ｗが搬入されると、内部空間をインデックスモジュール３１０と工程モジュール３２０のそれぞれに対して密閉する。その後、ロードロックチャンバ３３２の内部空間を常圧雰囲気から真空雰囲気に置き換え、インデックスモジュール３１０に対して遮断された状態で工程モジュール３２０に対して開放される。

アンロードロックチャンバ３３４は、工程モジュール３２０からインデックスモジュール３１０へ搬送される基板Ｗが一時的に留まる。アンロードロックチャンバ３３４は、大気状態で真空雰囲気を維持し、インデックスモジュール３１０に対して遮断されるのに対し、工程モジュール３２０に対して開放された状態を維持する。アンロードロックチャンバ３３４に基板Ｗが搬入されると、内部空間をインデックスモジュール３１０と工程モジュール３２０のそれぞれに対して密閉する。その後、アンロードロックチャンバ３３４の内部空間を真空雰囲気から常圧雰囲気に置き換え、工程モジュール３２０に対して遮断された状態でインデックスモジュール３１０に対して開放される。

工程モジュール３２０は、搬送ユニット５４０及び複数のプロセスチャンバ５６０を含む。

搬送ユニット５４０は、ロードロックチャンバ３３２、アンロードロックチャンバ３３４、及び複数のプロセスチャンバ５６０の間に基板Ｗを搬送する。搬送ユニット５４０は、搬送チャンバ５４２及び搬送ロボット５５０を含む。搬送チャンバ５４２は、六角形の形状に提供できる。選択的に、搬送チャンバ５４２は、長方形又は五角形の形状に提供できる。搬送チャンバ５４２の周りには、ロードロックチャンバ３３２、アンロードロックチャンバ３３４、及び複数のプロセスチャンバ５６０が位置する。搬送チャンバ５４２の内部には、基板Ｗを搬送するための搬送空間５４４が提供される。

搬送ロボット５５０は、搬送空間５４４で基板Ｗを搬送する。搬送ロボット５５０は、搬送チャンバ５４２の中央部に位置することができる。搬送ロボット５５０は、水平、垂直方向に移動可能であり、水平面上で前進、後進又は回転が可能な複数の搬送ハンド５５２を有することができる。各搬送ハンド５５２は、独立駆動が可能であり、基板Ｗは、搬送ハンド５５２に水平状態で装着できる。

搬送ロボット５５０は、基板を装着することができる搬送ハンド５５２と、搬送アーム５５３とを含むことができる。ロボット胴体（図示せず）は、内部にステッピングモータなどの駆動手段を有し、搬送アーム５５３の動作を制御する。搬送アーム５５３は、ロボット胴体（図示せず）から動力の伝達を受けて基板Ｗを搬送するために広げられたり折り畳まれたりする動作を行うことができ、また、上下方向に上昇又は下降動作を行うことができる。搬送ハンド５５２は、様々な形状に提供できる。図６に示す搬送ハンド２００、搬送アームＡが、それぞれ図１０に示す搬送ハンド５５２、搬送アーム５５３に適用できる。

一実施形態において、基板及び他の部材を他の構成部に引受及び引継するのを容易にするために、搬送ハンド５５２は、搬送アーム５５３の先端に連結されるＹ字状に提供できる。本実施形態では、搬送ハンド５５２の形状を「Ｙ」字状に図示及び説明したが、搬送ハンド５５２の形状は「Ｉ」字状などの様々な形状に変更されて提供できる。

プロセスチャンバ５６０は、プラズマを用いて基板を処理する工程を行う。一例によれば、基板処理工程はエッチング工程であり得る。これとは異なり、プロセスチャンバ５６０で行われる工程は、プラズマ以外に、ガスを用いて基板を処理する工程であり得る。

図１１は、図１０のプロセスチャンバ５６０を示す断面図である。図１１を参照すると、プロセスチャンバは、ハウジング１１００、支持ユニット１２００、ガス供給ユニット１３００、プラズマソース１４００、及び排気バッフル１５００を含む。

ハウジング１１００は、基板Ｗが処理される処理空間１１０ｂを有する。ハウジング１１００は、円形の筒状に提供される。ハウジング１１００は、金属材質で提供される。例えば、ハウジング１１００は、アルミニウム材質で提供できる。ハウジング１１００の一側壁には開口が形成される。開口は、基板Ｗが搬出入する入口として機能する。開口は、ドア１１２０によって開閉される。ハウジング１１００の底面には下部孔１１５０が形成される。下部孔１１５０には減圧部材（図示せず）が連結される。ハウジング１１００の処理空間１１０ｂは、減圧部材によって排気され、減圧雰囲気が形成できる。

支持ユニット１２００は、処理空間１１０ｂ内で基板Ｗを支持する。支持ユニット１２００は、静電気力を利用して基板Ｗを支持する誘電板１２１０として提供できる。選択的に、支持ユニット１２００は、機械的クランピングなどの様々な方式で基板Ｗを支持することができる。

支持ユニット１２００は、誘電板１２１０、ベース１２３０、及びフォーカスリング１２５０を含む。誘電板１２１０は、誘電体材質を含む誘電板１２１０として提供される。誘電板１２１０の第１面には基板Ｗが直接載置される。誘電板１２１０は、円板状に提供される。誘電板１２１０は、基板Ｗよりも小さい半径を有することができる。誘電板１２１０の内部には内部電極１２１２が設置される。内部電極１２１２には電源（図示せず）が連結され、電源（図示せず）から電力の印加を受ける。内部電極１２１２は、印加された電力（図示せず）から基板Ｗが誘電板１２１０に吸着されるように静電気力を提供する。誘電板１２１０の内部には、基板Ｗを加熱するヒータ１２１４が設置される。ヒータ１２１４は、内部電極１２１２の下に位置することができる。ヒータ１２１４は、らせん状のコイルとして提供できる。

ベース１２３０は、誘電板１２１０を支持する。ベース１２３０は、誘電板１２１０の下に位置し、誘電板１２１０と固定結合される。ベース１２３０の第１面は、その中央領域が縁部領域に比べて高くなるように段差形状を有する。ベース１２３０は、その第１面の中央領域が誘電板１２１０の底面に対応する面積を有する。ベース１２３０の内部には冷却流路１２３２が形成される。冷却流路２３２は、冷却流体が循環する通路として提供される。冷却流路１２３２は、ベース１２３０の内部にらせん状に提供できる。ベースには、外部に位置した高周波電源（図示せず）と連結される。高周波電源は、ベース１２３０に電力を印加する。ベース１２３０に印加された電力は、ハウジング１１００内に発生したプラズマがベース１２３０に向かって移動するように案内する。ベース１２３０は、金属材質で提供できる。処理ユニットで基板を処理するとき、基板の周りには１つ又は複数のフォーカスリング１２５０が提供される。

フォーカスリング１２５０が、本発明で説明したリングキャリア１００によって搬送されるリングＲに該当することができる。

フォーカスリング１２５０は、プラズマを基板Ｗに集中させる。フォーカスリング１２５０は、プラズマを基板Ｗに集中させる。フォーカスリング１２５０は、リング状に設けられ、誘電板１２１０の周りに沿って配置される。フォーカスリング１２５０の第１面は、誘電板１２１０に隣接した内側部が外側部よりも低くなるように段差付いて提供できる。フォーカスリング１２５０の第１面の内側部は、誘電板１２１０の第１面の中央領域と同じ高さに位置することができる。フォーカスリング１２５０の第１面の内側部は、誘電板１２１０の外側に位置する基板Ｗの縁部領域を支持する。フォーカスリング１２５０は、プラズマが形成される領域の中心に基板が位置するように電場形成領域を拡張させる（。

フォーカスリング１２５０には、フォーカスリング１２５０を駆動する駆動装置１２４０が連結できる。駆動装置１２４０は、フォーカスリング１２５０の交換が必要であるとき、フォーカスリング１２５０をアップダウンさせるように駆動することができる。駆動装置１２４０には、フォーカスリングをアップダウンさせるピン構造（図示せず）が含まれることができる。フォーカスリング１２５０の交換が必要であるとき、駆動装置１２４０に含まれたピン（図示せず）によってフォーカスリング１２５０が昇降する。フォーカスリング１２５０が昇降すると、ハンド４４４ｄがフォーカスリングの底面に挿入されてピン（図示せず）からフォーカスリングを引き受けることができる。

ガス供給ユニット１３００は、支持ユニット１２００に支持された基板Ｗ上にプロセスガスを供給する。ガス供給ユニット１３００は、ガス貯蔵部１３５０、ガス供給ライン１３３０、及びガス流入ポート１３１０を含む。ガス供給ライン１３３０は、ガス貯蔵部１３５０とガス流入ポート１３１０とを連結する。ガス貯蔵部１３５０に貯蔵されたプロセスガスは、ガス供給ライン１３３０を介してガス流入ポート１３１０へ供給する。ガス流入ポート１３１０は、ハウジング１１００の上壁に設置される。ガス流入ポート１３１０は、支持ユニット１２００と対向するように位置する。一例によれば、ガス流入ポート１３１０は、ハウジング１１００の上壁の中心に設置できる。ガス供給ライン１３３０にはバルブが設置されることで、その内部通路を開閉したり、その内部通路に流れるガスの流量を調節したりすることができる。例えば、プロセスガスはエッチングガスであり得る。

プラズマソース１４００は、ハウジング１１００内にプロセスガスをプラズマ状態に励起させる。プラズマソース１４００としては、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙｃｏｕｐｌｅｄｐｌａｓｍａ）ソースが使用できる。プラズマソース１４００は、アンテナ１４１０及び外部電源１４３０を含む。アンテナ１４１０は、ハウジング１１００の外側上部に配置される。アンテナ１４１０は、複数回巻き付けられる螺旋状に設けられ、外部電源１４３０と連結される。アンテナ１４１０は、外部電源１４３０から電力の印加を受ける。電力が印加されたアンテナ１４１０は、ハウジング１１００の内部空間に放電空間を形成する。放電空間内に留まるプロセスガスは、プラズマ状態に励起できる。

排気バッフル１５００は、処理空間１１０ｂにおいてプラズマを領域別に均一に排気させる。排気バッフル１５００は、環状のリング形状を有する。排気バッフル１５００は、処理空間１１０ｂにおいてハウジング１１００の内壁と支持ユニット１２００との間に位置する。排気バッフル１５００には、複数の排気孔１５０２が形成される。排気孔１５０２は、上下方向を向くように提供される。排気孔１５０２は、排気バッフル１５００の上端から下端まで延びる孔として提供される。排気孔１５０２は、排気バッフル１５００の周方向に沿って互いに離隔するように配列される。それぞれの排気孔１５０２は、スリット形状を有し、径方向に向かう長手方向を有する。

本発明の一実施形態によれば、インデックスロボット４４４又は搬送ロボット５５０がフォーカスリング１２５０を搬送するとき、両方のロボットともキャリア１６００を用いてリングを搬送することができる。しかし、他の一実施形態によれば、インデックスロボット４４４を介してフォーカスリング１２５０を搬送するときにキャリア１６００を用い、搬送ロボット５５０を介してフォーカスリング１２５０を搬送するときにキャリアを用いずに搬送することもできる。当該実施形態では、搬送ロボット５５０がリング部材と基板とを混用することができるように搬送アーム５５３を改造して、キャリアなしにリング部材を搬送アーム５５３上のパッドに載せて搬送することもできる。当該実施形態によれば、キャリア１６００は、キャリア保管ユニット４２１からロードロックモジュール３３０までリング部材を搬送するために使用され、ロードロックモジュール３３０からプロセスチャンバ５６０まで搬送する過程では、キャリアが使用されなくてもよい。

プラズマ処理設備３００は、基板Ｗに対するプラズマ処理を行うプロセスチャンバ５６０と、プロセスチャンバ５６０へ基板Ｗを搬送し、基板Ｗを下部から支持する搬送ハンド５５２、及び搬送ハンド５５２を駆動する搬送アーム５５３を含む搬送ロボット５５０と、を含む。

プロセスチャンバ５６０は、内部に処理空間１１０ｂを有するハウジング１１００と、処理空間１１０ｂ内で基板Ｗを支持する支持ユニット１２００と、処理空間１１０ｂへプロセスガスを供給するガス供給ユニット１３００と、プロセスガスからプラズマを発生させるプラズマソース１４００と、を含む。

支持ユニット１２００は、基板Ｗが載置される誘電板１２１０と、誘電板１２１０に載置された基板Ｗを囲むように提供され、誘電板１２１０に対して着脱可能に設けられるフォーカスリング１２５０と、を含む。

フォーカスリング１２５０は、リングキャリア１００に結合して搬送ロボット５５０によって搬送され、リングキャリア１００の第２面１２０は、搬送ハンド５５２と接し、第１面１１０には、フォーカスリング１２５０で摩擦力を発生させるリング支持パッド１３０が設置されることにより、フォーカスリング１２５０と接するように構成される。

リングキャリア１００は、第１面１１０のリング支持パッド１３０に形成された第１真空ホール１０、第２面に形成された第２真空ホール２０、及び第１真空ホール１０と第２真空ホール２０との間に設けられる空気流路３０を含む。

前述した実施形態では、部品キャリアの例としてリングキャリアを対象に説明したが、本発明の権利範囲がリングキャリアに限定されるものではなく、貫通部が形成される或いは上方向の溝が形成されるなどの形状により、搬送ハンドによって直接搬送することが難しいため、キャリアという媒介体を用いて搬送しなければならない部品キャリアに及ぶものとみなすべきである。

以上、本発明の好適な実施形態について説明することにより、本発明を実施するための具体的な内容を提供したが、本発明の技術的思想が、説明された実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱することなく様々な形態で具体化できる。

１００リングキャリア
１１０第１面
１２０第２面
１０第１真空ホール
２０第２真空ホール
３０空気流路

Claims

第２面は搬送ハンドと接し、第１面は半導体製造用部品と接した状態で前記部品を搬送する半導体製造用部品キャリアであって、
前記第１面に形成された第１真空ホールと、
前記第２面に形成された第２真空ホールと、
前記第１真空ホールと前記第２真空ホールとの間に設けられる空気流路と、を含む、半導体製造用部品キャリア。
前記第１面に設置され、前記部品との摩擦力を発生させ、前記第１真空ホールと連通する貫通孔を有する部品支持パッドをさらに含み、
前記第１真空ホールは、前記部品支持パッドが設置された部分に形成される、請求項１に記載の半導体製造用部品キャリア。
前記第１真空ホールは複数設けられる、請求項２に記載の半導体製造用部品キャリア。
前記第２真空ホールは１つである、請求項３に記載の半導体製造用部品キャリア。
前記第２真空ホールは、搬送ハンドに形成された真空ホールと連通可能な位置に設けられる、請求項１に記載の半導体製造用部品キャリア。
前記第１面に設置され、前記部品との摩擦力を発生させ、前記第１真空ホールと連通する貫通孔を有する部品支持パッドをさらに含み、
前記第１真空ホールは、前記部品支持パッドが設置された部分に形成される、請求項５に記載の半導体製造用部品キャリア。
前記第１真空ホールは複数設けられる、請求項６に記載の半導体製造用部品キャリア。
前記第２真空ホールは１つである、請求項７に記載の半導体製造用部品キャリア。
前記空気流路は、前記第２真空ホールと複数の第１真空ホールとを個別に連結する、請求項３に記載の半導体製造用部品キャリア。
前記空気流路は、前記第２真空ホールといずれか一つの第１真空ホールとを連結する第１空気流路、及び全ての前記第１真空ホール同士を連結する第２空気流路を含む、請求項３に記載の半導体製造用部品キャリア。
前記空気流路は、前記第２真空ホールと複数の第１真空ホールとを個別に連結する、請求項６に記載の半導体製造用部品キャリア。
前記空気流路は、前記第２真空ホールといずれか一つの第１真空ホールとを連結する第１空気流路、及び全ての前記第１真空ホール同士を連結する第２空気流路を含む、請求項６に記載の半導体製造用部品キャリア。
半導体製造用部品搬送装置であって、
部品と接した状態で部品を搬送する半導体製造用部品キャリアと、
前記半導体製造用部品キャリアの第２面と接触する搬送ハンドと、
前記搬送ハンドを駆動する搬送アームと、を含み、
前記半導体製造用部品キャリアは、
前記第１面に形成された第１真空ホールと、
前記第２面に形成された第２真空ホールと、
前記第１真空ホールと前記第２真空ホールとの間に設けられる空気流路と、を含む、半導体製造用部品搬送装置。
前記第１面に設置され、前記部品との摩擦力を発生させ、前記第１真空ホールと連通する貫通孔を有する部品支持パッドをさらに含み、
前記第１真空ホールは、前記部品支持パッドが設置された部分に形成される、請求項１３に記載の半導体製造用部品搬送装置。
前記第１真空ホールは複数設けられ、第２真空ホールは１つ設けられる、請求項１４に記載の半導体製造用部品搬送装置。
前記第２真空ホールは、搬送ハンドに形成された真空ホールと連通可能な位置に設けられる、請求項１３に記載の半導体製造用部品搬送装置。
前記搬送ハンドに形成された真空ホールの上部には、前記真空ホールよりも大きい断面積を有する貫通孔を有する摩擦パッドが設けられ、前記第２真空ホールは、前記摩擦パッドの貫通孔と連通する、請求項１６に記載の半導体製造用部品搬送装置。
前記第１真空ホールは複数設けられ、前記第２真空ホールは１つである、請求項１７に記載の半導体製造用部品搬送装置。
前記空気流路は、前記第２真空ホールと複数の第１真空ホールとを個別に連結する、請求項１８に記載の半導体製造用部品搬送装置。
プラズマ処理設備であって、
基板に対するプラズマ処理を行うプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバへ前記基板を搬送し、前記基板を下部から支持する搬送ハンド、及び前記搬送ハンドを駆動する搬送アームを含む搬送ロボットと、を含み、
前記プロセスチャンバは、
内部に処理空間を有するハウジングと、
前記処理空間内で前記基板を支持する支持ユニットと、
前記処理空間へプロセスガスを供給するガス供給ユニットと、
前記プロセスガスからプラズマを発生させるプラズマソースと、を含み、
前記支持ユニットは、
前記基板が載置される誘電板と、
前記誘電板に載置された基板を囲むように提供され、前記誘電板に対して着脱可能に設けられるフォーカスリングと、を含み、
前記フォーカスリングは、半導体製造用部品キャリアに結合されて前記搬送ロボットによって搬送され、前記半導体製造用部品キャリアは、第２面が前記搬送ハンドと接し、第１面には前記フォーカスリングで摩擦力を発生させるリング支持パッドが設置されることで、前記フォーカスリングと接するように構成され、
前記半導体製造用部品キャリアは、
前記第１面のリング支持パッドに形成された第１真空ホールと、
前記第２面に形成された第２真空ホールと、
前記第１真空ホールと前記第２真空ホールとの間に設けられる空気流路と、を含む、プラズマ処理設備。