JP5960758B2 - 基板処理システムおよび基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明の種々の側面及び実施形態は、基板処理システムおよび基板処理装置に関する。
基板処理のスループットを向上させるために、複数の基板処理装置を用いて、複数の被処理基板を並行して処理する場合がある。この場合、クリーンルーム等の施設内に複数の基板処理装置が配置されるため、複数の基板処理装置によって占有される面積が大きくなる。そのため、より大型のクリーンルームが必要となり、設備コストが増加する。これを回避するため、複数の基板処理装置を上下方向に多段に配置することにより、単位面積当たりの基板処理装置の設置台数を少なくする場合がある。
ところで、基板処理装置は、被処理基板を載置するステージや、基板処理装置のチャンバ内に処理ガスを供給するシャワーヘッド等の部品を有する。これらの部品をメンテナンスする場合には、チャンバの上部の蓋を開放し、ステージやシャワーヘッド等の部品を取り出したり、チャンバ内をクリーニングしたりする。しかし、複数の基板処理装置が上下方向に多段に配置された場合には、上方に他の基板処理装置が配置されているために、チャンバの上部の蓋を上方に開放することができない。
これを回避するために、チャンバの上部の蓋体を水平方向にずらすことにより、上方に配置された他の基板処理装置に干渉することなく、チャンバの上部の蓋体をチャンバの下部から分離させる技術が知られている（例えば、下記の特許文献１参照。）。
特開平１０−２９９９００号公報
上記特許文献１の技術では、チャンバの蓋体をずらすことで、蓋体に取り付けられているシャワーヘッド等の部品を取り外したり、クリーニングしたりすることができる。一方、チャンバの下部に配置されているステージ等の部品については、チャンバから取り外す際には、チャンバの上方に引き上げる必要がある。しかし、チャンバの上方には、他の基板処理装置が配置されているため、ステージ等の部品を取り外すのに十分な高さまで引き上げることができない。また、作業者がチャンバの下部に手を入れてクリーニングを行う場合に、チャンバの上方に配置されている他の基板処理装置が邪魔になり、効率よく作業を行うことができない。
そのため、基板処理装置を上下方向に複数配置する場合、チャンバの下部のメンテナンス作業が行える程度に十分な間隔をあけて配置せざるを得ず、複数の基板処理装置を上下方向に密に配置することができない。また、多くの基板処理装置を、互いに間隔をあけて上下方向に多段に配置した場合には、装置全体の高さが高くなってしまい、上の方に配置された基板処理装置のメンテナンスを作業効率が低下してしまう。そのため、多段に配置する基板処理装置の台数をあまり多くすることができず、単位面積当たりの基板処理装置の設置台数をあまり多くすることができない。
本発明の一側面は、被処理基板を搬送する搬送装置と、前記搬送装置の側面に沿って上下方向に並べて複数取り付けられ、それぞれが前記被処理基板を処理する複数の基板処理装置とを備え、前記複数の基板処理装置のそれぞれは、内部に空間が形成されたチャンバと、前記チャンバ内の上部に設けられたシャワーヘッドと、前記チャンバ内の下部に設けられたステージとを有し、前記チャンバは、前記チャンバ内に空間を形成する側壁の一部を含み、前記シャワーヘッドが設けられた第１のチャンバ部品と、前記チャンバ内の前記側壁の残りの部分を含み、前記ステージが設けられた第２のチャンバ部品とを有し、前記第１のチャンバ部品と、前記第２のチャンバ部品とは、前記複数の基板処理装置の配列方向とは異なる方向に分離可能である。
本発明の種々の側面および実施形態によれば、複数の基板処理装置が上下方向に密に配置された場合でも、個々の基板処理装置のメンテナンスを効率よく行うことができる基板処理システムおよび基板処理装置が実現される。
図１は、実施形態に係る基板処理システムの一例を示す図である。 図２は、ＰＭの一例を示す図である。 図３は、多段に配置された処理ユニットの一例を示す図である。 図４は、処理ユニットの一例を示す断面図である。 図５は、処理ユニットの一例を示す断面図である。 図６は、上部ユニットと下部ユニットとを分離した場合の処理ユニットの一例を示す図である。 図７は、下部ユニットの一例を示す斜視図である。 図８は、上部ユニットの一例を示す斜視図である。 図９は、上部ユニットを下部ユニットに取り付ける過程を説明する説明図である。 図１０は、上部ユニットを下部ユニットに取り付ける過程を説明する説明図である。 図１１は、上部ユニットを下部ユニットに取り付ける過程を説明する説明図である。 図１２は、上部ユニットを下部ユニットに取り付ける過程を説明する説明図である。 図１３は、上部ユニットおよび下部ユニットの他の例を示す図である。 図１４は、上部ユニットおよび下部ユニットの他の例を示す図である。 図１５は、下部ユニットの他の例を示す図である。 図１６は、高周波電力の供給方法の他の例を示す図である。
開示する基板処理システムは、１つの実施形態において、被処理基板を搬送する搬送装置と、搬送装置の側面に沿って上下方向に並べて複数取り付けられ、それぞれが被処理基板を処理する複数の基板処理装置とを備える。複数の基板処理装置のそれぞれは、内部に空間が形成されたチャンバと、チャンバ内の上部に設けられたシャワーヘッドと、チャンバ内の下部に設けられたステージとを有する。チャンバは、チャンバ内に空間を形成する側壁の一部を含み、シャワーヘッドが設けられた第１のチャンバ部品と、チャンバ内の側壁の残りの部分を含み、ステージが設けられた第２のチャンバ部品とを有する。第１のチャンバ部品と、第２のチャンバ部品とは、複数の基板処理装置の配列方向とは異なる方向に分離可能である。
また、開示する基板処理システムの１つの実施形態において、チャンバは、側壁により内部に円筒状の空間を形成し、第１のチャンバ部品と第２のチャンバ部品との接触面の少なくとも一部は、側壁によって円筒状に形成された空間の中心軸を斜めに交差する平面に含まれてもよい。
また、開示する基板処理システムの１つの実施形態において、第２のチャンバ部品は、搬送装置に取り付けられており、第１のチャンバ部品は、第２のチャンバ部品に対して、搬送装置に取り付けられた側とは反対側の方向に移動することにより、第２のチャンバ部品から分離してもよい。
また、開示する基板処理システムの１つの実施形態において、第１のチャンバ部品は、第２のチャンバ部品における搬送装置に取り付けられた側とは反対側から第２のチャンバ部品に接近した後に、側壁によって円筒状に形成された空間の中心軸を斜めに交差する平面に対して垂直方向に移動して、第１のチャンバ部品の接触面と、第２のチャンバ部品の接触面とを接触させることにより、チャンバを構成してもよい。
また、開示する基板処理システムは、１つの実施形態において、複数の基板処理装置のそれぞれに高周波電力を供給する給電コイルをさらに備え、複数の基板処理装置のそれぞれは、給電コイルと誘導結合し、給電コイルから供給された高周波電力を受け取る受電コイルと、受電コイルが受け取った高周波電力をシャワーヘッドに供給する高周波電力供給部とをさらに有してもよく、受電コイルおよび高周波電力供給部は、第１のチャンバ部品に設けられてもよい。
また、開示する基板処理システムの１つの実施形態において、第１のチャンバ部品には、第１のチャンバ部品の温度を測定する第１の温度センサと、第１のチャンバ部品を加熱する第１の加熱部とがさらに設けられてもよい。また、第２のチャンバ部品には、第２のチャンバ部品の温度を測定する第２の温度センサと、第２のチャンバ部品を加熱する第２の加熱部とがさらに設けられてもよい。また、基板処理システムは、第１の温度センサからの測定値と、第２の温度センサからの測定値とに基づいて、第１のチャンバ部品と第２のチャンバ部品との温度差が小さくなるように、第１の加熱部による加熱量および第２の加熱部による加熱量をそれぞれ制御する制御装置をさらに備えてもよい。
開示する基板処理装置は、１つの実施形態において、被処理基板を搬送する搬送装置の側面に沿って上下方向に並べて複数取り付けられ、それぞれが被処理基板を処理する基板処理装置であって、内部に空間が形成されたチャンバと、チャンバ内の上部に設けられたシャワーヘッドと、チャンバ内の下部に設けられたステージとを備える。チャンバは、チャンバ内に空間を形成する側壁の一部を含み、シャワーヘッドが設けられた第１のチャンバ部品と、チャンバ内の上記側壁の残りの部分を含み、ステージが設けられた第２のチャンバ部品とを有する。第１のチャンバ部品と、第２のチャンバ部品とは、複数の基板処理装置の配列方向とは異なる方向に分離可能である。
以下に、開示する基板処理システムおよび基板処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態により開示される発明が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
［基板処理システム１０の構成］
図１は、実施形態に係る基板処理システム１０の一例を示す図である。図２は、ＰＭ（Processing Module）２０の一例を示す図である。本実施形態における基板処理システム１０は、図１に示すように、ＬＬＭ（Load Lock Module）１１、ＴＭ（Transfer Module）１２、および複数のＰＭ２０−１および２０−２を備える。なお、以下では、複数のＰＭ２０−１および２０−２のそれぞれを区別することなく総称する場合にＰＭ２０と記載する。また、図１では、２台のＰＭ２０が図示されているが、基板処理システム１０には、３台以上のＰＭ２０が設けられてもよく、１台のＰＭ２０が設けられていてもよい。
ＬＬＭ１１は、ローダから搬送された被処理基板を、減圧状態にあるＴＭ１２に搬送するために内部を所定の減圧状態に保持した真空搬送室である。ＴＭ１２内には、図示しない搬送アームが設置されている。搬送アームは、被処理基板をＬＬＭ１１から取り出してそれぞれのＰＭ２０へ搬送する。また、搬送アームは、処理後の基板をそれぞれのＰＭ２０から取り出してＬＬＭ１１へ搬送する。
それぞれのＰＭ２０は、例えば図２に示すように、ガス制御ユニット２１、電源制御ユニット２２、および複数の処理ユニット３０−１〜ｎを有する。複数の処理ユニット３０−１〜ｎは、ＴＭ１２の側面に沿って上下方向に並べてＴＭ１２の側面に取り付けられている。なお、以下では、複数の処理ユニット３０−１〜ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合に処理ユニット３０と記載する。
ガス制御ユニット２１は、ガスパイプを介してそれぞれの処理ユニット３０に接続されており、ガスパイプを介してそれぞれの処理ユニット３０に処理ガスを供給する。また、ガス制御ユニット２１は、ガスパイプを介して、それぞれの処理ユニット３０内のガスを排気する。
電源制御ユニット２２は、電源ケーブルおよび通信ケーブルを介してそれぞれの処理ユニット３０に接続されている。電源制御ユニット２２は、電源ケーブルを介してそれぞれの処理ユニット３０に電力を供給する。また、電源制御ユニット２２は、それぞれの処理ユニット３０が有するチャンバの側壁の温度を制御する制御装置２２３を有する。制御装置２２３は、電源ケーブルを介してそれぞれの処理ユニット３０のチャンバの側壁の温度を制御する。
それぞれの処理ユニット３０は、例えば、ガス制御ユニット２１から供給された処理ガスを、電源制御ユニット２２から供給された電力によって生成されたプラズマにより活性化し、活性化した処理ガスの粒子を用いて、被処理基板に対してエッチングや成膜等の所定の処理を行う。
図３は、多段に配置された処理ユニット３０の一例を示す図である。複数の処理ユニット３０−１〜ｎは、例えば図３に示すように、ＴＭ１２の側面に沿って上下方向（例えば図３のｚ軸の方向）に多段に配置されている。そのため、複数の処理ユニット３０−１〜ｎを水平方向（例えば図３のｘｙ平面内の方向）に配置する場合に比べて、単位面積当たりの処理ユニット３０の設置台数を少なくすることができる。
それぞれの処理ユニット３０は、例えば図３に示すように、チャンバ３００と、高周波ユニット３３と、ガイド部材３４とを有する。チャンバ３００は、例えばアルミニウム等の導電性材料で形成され、上部ユニット３１および下部ユニット３２を有する。上部ユニット３１と下部ユニット３２とは、処理ユニット３０がＴＭ１２に取り付けられた場合に、複数の処理ユニット３０−１〜ｎの配列方向とは異なる方向に分離可能である。
本実施形態において、上部ユニット３１は、処理ユニット３０がＴＭ１２に取り付けられた場合に、下部ユニット３２に対して、ＴＭ１２側とは反対の方向（例えば図３のｙ方向と反対の方向）へ移動することにより、下部ユニット３２と分離することができる。高周波ユニット３３は、電源制御ユニット２２から電源ケーブルを介して供給された電力を用いて所定の周波数の高周波電力を発生させる。そして、高周波ユニット３３は、発生させた高周波電力を上部ユニット３１に供給する。
［処理ユニット３０の構成］
図４および図５は、処理ユニット３０の一例を示す断面図である。図４は、図３において、処理ユニット３０の略中央をｙｚ平面で切断した切断面を、ｘ方向に見た場合の断面を示している。また、図５は、図３において、処理ユニット３０の略中央をｘｚ平面で切断した切断面を、ｙ方向に見た場合の断面を示している。なお、図４では、理解を容易にするために、上部ユニット３１と下部ユニット３２との境界を破線３５で示している。
処理ユニット３０は、チャンバ３００の内部に円筒状の空間（以下、処理空間と呼ぶ）を形成する側壁３０１を有する。上部ユニット３１は、側壁３０１の一部を含み、下部ユニット３２は、側壁３０１の残りの部分を含む。本実施形態において、上部ユニット３１に含まれる側壁３０１の一部とは、例えば破線３５よりも上側の側壁３０１の部分を指す。また、本実施形態において、下部ユニット３２に含まれる側壁３０１の残りの部分とは、例えば破線３５よりも下側の側壁３０１の部分を指す。
上部ユニット３１と下部ユニット３２とは、上部ユニット３１の下面（以下、接触面３１３と呼ぶ）と、下部ユニット３２の上面（以下、接触面３２５と呼ぶ）とで接触し、チャンバ３００を構成する。本実施形態において、接触面３１３および接触面３２５は、側壁３０１によって円筒状に形成された処理空間の中心軸を斜めに交差する平面に含まれる。当該平面は、処理ユニット３０がＴＭ１２に取り付けられた状態において、例えばＴＭ１２から離れるに従って下に下がるように傾斜する平面である。
下部ユニット３２は、例えば図４および図５に示すように、ガス供給管３２０、ステージ３２１、デポシールド３２２、昇降軸３２３、駆動部３２４、加熱部３２８、および温度センサ３２９を有する。ステージ３２１は、例えばアルミニウム等で形成されており、被処理基板を略水平に支持する。ステージ３２１は、後述のシャワーヘッド３１１に対して下部電極としても機能する。昇降軸３２３は、ステージ３２１を支持しており、ボールねじ機構等の駆動部３２４によりステージ３２１を上昇および下降させることができる。
側壁３０１の内側の面には、ステージ３２１を囲むように、エッチング副生物（デポ）が側壁３０１に付着することを防止するためのデポシールド３２２が設けられる。ＴＭ１２の側面には、被処理基板を処理ユニット３０内に搬入したり、処理後の基板を処理ユニット３０から搬出するための開口が形成されており、当該開口を開閉するゲートバルブ１２０が設けられている。側壁３０１およびデポシールド３２２には、ゲートバルブ１２０に対応する位置に開口が形成されている。ここで、デポシールド３２２内にグランド電極が設けられてもよい。これにより、上部ユニット３１と下部ユニット３２とのＲＦグランドの均一性を高めることができる。また、グランド電極にはインピーダンス調整機構が設けられてもよい。
ガス供給管３２０は、ガス制御ユニット２１から供給された処理ガスを上部ユニット３１へ供給する。また、下部ユニット３２には、チャンバ３００内のガスをガス制御ユニット２１へ排気して所定の圧力に減圧する排気機構も設けられている。
温度センサ３２９は、下部ユニット３２の側壁３０１に設けられ、下部ユニット３２の側壁３０１の温度を測定する。そして、温度センサ３２９は、測定した温度を示す信号を、通信ケーブルを介して、電源制御ユニット２２内の制御装置２２３へ送信する。加熱部３２８は、下部ユニット３２の側壁３０１に設けられる。加熱部３２８は、制御装置２２３から通信ケーブルを介して制御信号を受信し、受信した制御信号に応じた加熱量で下部ユニット３２の側壁３０１を加熱する。
上部ユニット３１は、例えば図４および図５に示すように、ガス供給管３１０、シャワーヘッド３１１、ケーブル３１２、加熱部３１４、および温度センサ３１５を有する。シャワーヘッド３１１は、上部ユニット３１と下部ユニット３２とが接触してチャンバ３００を形成した場合に、ステージ３２１の上方であって、ステージ３２１に対向する位置に設けられている。
ガス供給管３１０は、下部ユニット３２のガス供給管３２０から供給された処理ガスをシャワーヘッド３１１に供給する。シャワーヘッド３１１の下面には、処理ガスをチャンバ３００内の処理空間に吐出するための複数のガス供給孔が形成されており、ガス供給管３１０を介して供給された処理ガスは、シャワーヘッド３１１のガス供給孔からチャンバ３００内の処理空間に吐出される。
ケーブル３１２は、高周波ユニット３３から供給された高周波電力をシャワーヘッド３１１に供給する。シャワーヘッド３１１は、ケーブル３１２を介して供給された高周波電力を、チャンバ３００内の処理空間に放射する。下部電極として機能するステージ３２１に対して、シャワーヘッド３１１は上部電極としても機能する。
本実施形態では、ゲートバルブ１２０が解放されて被処理基板がチャンバ３００内に搬入され、ステージ３２１上に載置される。そして、下部ユニット３２内の排気機構により、チャンバ３００内が所定の圧力まで減圧される。そして、シャワーヘッド３１１を介してチャンバ３００内の処理空間に処理ガスが供給され、高周波ユニット３３からシャワーヘッド３１１を介してチャンバ３００内の処理空間に高周波電力が放射される。これにより、シャワーヘッド３１１内の処理空間に処理ガスのプラズマが生成され、生成されたプラズマにより、ステージ３２１上の被処理基板にエッチング等の所定の処理が施される。
温度センサ３１５は、上部ユニット３１の側壁３０１に設けられ、上部ユニット３１の側壁３０１の温度を測定する。そして、温度センサ３１５は、測定した温度を示す信号を、通信ケーブルを介して、電源制御ユニット２２内の制御装置２２３へ送信する。加熱部３１４は、上部ユニット３１の側壁３０１に設けられる。加熱部３１４は、制御装置２２３から通信ケーブルを介して制御信号を受信し、受信した制御信号に応じた加熱量で上部ユニット３１の側壁３０１を加熱する。
電源制御ユニット２２内の制御装置２２３は、上部ユニット３１内の温度センサ３１５からの温度を示す信号と、下部ユニット３２内の温度センサ３２９からの温度を示す信号とを通信ケーブルを介して受信する。そして、制御装置２２３は、受信した信号に示される温度に基づいて、上部ユニット３１の側壁３０１と、下部ユニット３２の側壁３０１との温度差が小さくなるように、上部ユニット３１内の加熱部３１４の加熱量および下部ユニット３２内の加熱部３２８の加熱量をそれぞれ算出する。そして、制御装置２２３は、算出した加熱量を指示する制御信号を、上部ユニット３１内の加熱部３１４および下部ユニット３２内の加熱部３２８へ、通信ケーブルを介してそれぞれ送信する。
ここで、基板処理時には、プラズマなどから生じる熱によりチャンバ３００が局所的に加熱されることがある。これにより、上部ユニット３１と下部ユニット３２との間の温度差が大きくなった場合、熱膨張による寸法変化により上部ユニット３１と下部ユニット３２との間の接触部にひずみが生じ、プロセスに悪影響を与える恐れがある。これに対し、本実施形態では、制御装置２２３が、上部ユニット３１の側壁３０１と、下部ユニット３２の側壁３０１との温度差が小さくなるように、上部ユニット３１内の加熱部３１４の加熱量および下部ユニット３２内の加熱部３２８の加熱量をそれぞれ調整する。これにより、制御装置２２３は、チャンバ３００内の温度分布の均一性を高めることができる。
なお、上部ユニット３１の接触面３１３と下部ユニット３２の接触面３２５との間に、熱伝導率の高い素材で形成された部材を介在させてもよい。これにより、上部ユニット３１の側壁３０１と下部ユニット３２の側壁３０１との温度差をさらに小さくすることができる。また、上部ユニット３１の接触面３１３と下部ユニット３２の接触面３２５との間に介在させる部材は、導電性の高い素材で形成されることが好ましい。これにより、上部ユニット３１の側壁３０１と下部ユニット３２の側壁３０１との電位差を小さくすることができる。
図６は、上部ユニット３１と下部ユニット３２とを分離した場合の処理ユニット３０の一例を示す図である。上部ユニット３１と下部ユニット３２とは、側壁３０１によって円筒状に形成された処理空間の中心軸を斜めに交差する平面によって分離される。当該平面は、処理ユニット３０がＴＭ１２に取り付けられた場合に、ＴＭ１２から離れるに従って下に下がるように傾斜する平面である。
これにより、上部ユニット３１と下部ユニット３２とを図６に示すように分離した場合、チャンバ３００内の処理空間が、下部ユニット３２の接触面３２５に沿って斜めに開口する。これにより、複数の処理ユニット３０−１〜ｎの配列方向（例えば図６のz軸方向）とは異なる方向（例えば図６のｙ軸の方向）から、作業者が、下部ユニット３２内の部品を取り出したり、下部ユニット３２内に手を入れることが容易となる。
また、複数の処理ユニット３０−１〜ｎの配列方向に、処理ユニット３０のメンテナンスのための空間を設けなくても、作業者が下部ユニット３２内のメンテナンスを行うことが可能となる。これにより、複数の処理ユニット３０−１〜ｎを、上下方向に密に配置することが可能となり、単位面積当たりの処理ユニット３０の設置台数を増やすことができる。
なお、上部ユニット３１については、作業者は、下部ユニット３２から分離した後に、十分な作業空間が確保された場所に上部ユニット３１を移動させることにより、上部ユニット３１のクリーニングや上部ユニット３１からの部品の取り外しを容易に行うことができる。
図７は、下部ユニット３２の一例を示す斜視図である。図８は、上部ユニット３１の一例を示す斜視図である。図７に示すように、下部ユニット３２の接触面３２５上には、Ｏリング３２７が、処理空間を囲むように、かつ、接触面３２５に沿って配置されている。これにより、上部ユニット３１の接触面３１３と下部ユニット３２の接触面３２５とが接触してチャンバ３００を構成した場合に、接触面３２５上のＯリング３２７が、上部ユニット３１側の接触面３１３によって押しつぶされる。これにより、上部ユニット３１と下部ユニット３２とを接触させて構成されたチャンバ３００内の処理空間を気密に保つことができる。
また、下部ユニット３２の接触面３２５上には、Ｏリング３２６が、ガス供給管３２０の開口端を囲むように、かつ、接触面３２５に沿って配置されている。これにより、上部ユニット３１の接触面３１３と下部ユニット３２の接触面３２５と接触してチャンバ３００を構成した場合に、接触面３２５上のＯリング３２６が、上部ユニット３１側の接触面３１３によって押しつぶされる。これにより、下部ユニット３２のガス供給管３２０と上部ユニット３１のガス供給管３１０とを、気密に連結することができる。
ここで、Ｏリング３２６およびＯリング３２７は、平面状に形成された接触面３２５に沿って配置される。これにより、Ｏリング３２６およびＯリング３２７を平面状に形成することが可能となる。そのため、複数の異なる平面で構成される接触面に沿うように立体的に形成されたシール部材を用いる場合に比べて、シール部材の製造コストを下げることができる。
また、下部ユニット３２の側面には、例えば図７に示すようにガイド部材３４が設けられている。本実施形態において、それぞれのガイド部材３４は２本のレールを有する。また、上部ユニット３１の側面には、例えば図８に示すように、下部ユニット３２に設けられたガイド部材３４のレールに沿って下部ユニット３２を移動させるための複数の突起３６が設けられる。本実施形態において、上部ユニット３１の側面には、それぞれ２つの突起３６が設けられる。
［処理ユニット３０の取付方法］
図９から図１２は、上部ユニット３１を下部ユニット３２に取り付ける過程を説明する説明図である。図９から図１２に示す例において、下部ユニット３２は、ＴＭ１２に取り付けられている。まず、作業者は、下部ユニット３２において、ＴＭ１２と反対側からＴＭ１２の方向（例えば図９のｙ方向）へ上部ユニット３１を移動させることにより、上部ユニット３１を下部ユニット３２に近づける。そして、作業者は、例えば図９に示すように、上部ユニット３１のそれぞれの側面に設けられた上側の突起３６を、ガイド部材３４の上側のレールに乗せる。
次に、作業者は、上側の突起３６をガイド部材３４の上側のレールに沿って移動させながら、上部ユニット３１をＴＭ１２の方向へさらに移動させる。そして、作業者は、例えば図１０に示すように、上部ユニット３１のそれぞれの側面に設けられた下側の突起３６を、ガイド部材３４の下側のレールに乗せる。そして、作業者は、突起３６がガイド部材３４のレールに沿って移動するように上部ユニット３１をＴＭ１２の方向へさらに移動させる。これにより、作業者は、上部ユニット３１の接触面３１３を、下部ユニット３２の接触面３２５上に配置されたＯリング３２６およびＯリング３２７に接触させることなく、上部ユニット３１を所定の位置までＴＭ１２の方向へ移動させることができる。
そして、例えば図１１に示す位置まで上部ユニット３１を移動させた後、作業者は、突起３６がガイド部材３４のレールに沿って移動するように、上部ユニット３１を、接触面３２５に垂直な方向（例えば図１１に示す方向ａ）へ移動させる。これにより、例えば図１２に示すように、上部ユニット３１と下部ユニット３２とが接触し、チャンバ３００が構成される。なお、上部ユニット３１と下部ユニット３２とを分離させる場合は、図９から図１１に示した動作を逆順に行えばよい。
ここで、本実施形態では、例えば図１１に示す位置まで上部ユニット３１をＴＭ１２の方向へ移動させた後、ガイド部材３４のレールに沿って、接触面３２５に垂直な方向へ上部ユニット３１を移動させることにより、上部ユニット３１と下部ユニット３２とを接触させる。
これにより、下部ユニット３２の接触面３２５上に配置されたＯリング３２６およびＯリング３２７が、接触面３２５に垂直な方向から上部ユニット３１側の接触面３１３によって押しつぶされる。そのため、Ｏリング３２６およびＯリング３２７のずれやねじれを防止することができる。従って、上部ユニット３１と下部ユニット３２とを接触させて構成されたチャンバ３００内の処理空間を気密に保つことができる。また、下部ユニット３２のガス供給管３２０と上部ユニット３１のガス供給管３１０との気密性の低下を防止することができる。
なお、チャンバ３００内の排気が開始されると、上部ユニット３１と下部ユニット３２とは、チャンバ３００内の圧力の低下に伴い密着するが、チャンバ３００の排気が開始されるまでは、チャンバ３００内の圧力は、外気圧と同じである。また、下部ユニット３２の接触面３２５は傾斜している。そのため、チャンバ３００内の排気が開始されまでは、上部ユニット３１が下部ユニット３２からずり落ちないように保持しておく必要がある。
しかし、本実施形態において、ガイド部材３４は、上部ユニット３１と下部ユニット３２とが接触した後も、上部ユニット３１の移動を規制している。そのため、上部ユニット３１が下部ユニット３２からずり落ちないように保持しておく機構を別途設けなくとも、上部ユニット３１が下部ユニット３２からずり落ちることがない。
以上、一実施形態について説明した。本実施形態の基板処理システム１０によれば、複数の処理ユニット３０が上下方向に密に配置された場合でも、個々の処理ユニット３０のメンテナンスを効率よく行うことができる。
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
例えば、上記した実施形態では、ＴＭ１２に取り付けられた下部ユニット３２から、上部ユニット３１を分離するが、本発明はこれに限られない。例えば図１３に示すように、上部ユニット３１がＴＭ１２に取り付けられ、下部ユニット３２を上部ユニット３１から分離するようにしてもよい。この場合、上部ユニット３１と下部ユニット３２との接触面を含む平面は、処理ユニット３０がＴＭ１２に取り付けられた状態において、例えばＴＭ１２から離れるに従って上に上がるように傾斜する平面である。
図１３に示した例では、図７に示したガイド部材３４と上下が逆になったガイド部材３４を上部ユニット３１の側面に設け、当該ガイド部材３４に対応する突起３６を下部ユニット３２の側面に設けることにより、下部ユニット３２の接触面３２５を、上部ユニット３１の接触面３１３に垂直な方向から接触面３１３に接触させることができる。
なお、図１３の例では、処理ユニット３０を構成する場合、上部ユニット３１と下部ユニット３２とを接触させた後、チャンバ３００内を負圧にするまでの間、下部ユニット３２が上部ユニット３１からずり落ちないように、下部ユニット３２と上部ユニット３１との接触状態を維持させる機構が必要となる。下部ユニット３２と上部ユニット３１との接触状態を維持させる機構としては、例えば、バネ、ゴム、またはシリンダ等により、下部ユニット３２を上部ユニット３１の接触面３１３に対して垂直方向に付勢する機構が考えられる。
また、上記した実施形態では、上部ユニット３１と下部ユニット３２との接触面が１つの平面に含まれるが、本発明はこれに限られない。例えば図１４に示すように、上部ユニット３１と下部ユニット３２との接触面を含む複数の平面によって上部ユニット３１と下部ユニット３２とが接触してもよい。図１４の例では、下部ユニット３２の接触面３２５ａ、接触面３２５ｂ、および接触面３２５ｃは、それぞれ異なる平面に含まれている。また、上部ユニット３１の接触面３１３ａ、接触面３１３ｂ、および接触面３１３ｃは、それぞれ異なる平面に含まれている。
ただし、図１４に示した例においても、１本のＯリングが配置される接触面は、１つの平面であることが好ましい。また、複数のＯリングが配置される場合に、それぞれのＯリングが配置される面は、互いに平行な面であることが好ましい。これにより、上部ユニット３１を、Ｏリングが配置された面に垂直な方向へ移動させることにより、上部ユニット３１と下部ユニット３２とを接触させることが可能となり、Ｏリングのずれやねじれを防止することができる。
また、上記した実施形態では、ガイド部材３４と突起３６とを用いて、Ｏリングが配置された下部ユニット３２の接触面３２５に垂直な方向に上部ユニット３１を移動させて上部ユニット３１と下部ユニット３２と接触させるが、本発明はこれに限られない。例えば図１５に示すように、Ｏリングが配置された接触面３２５上に、接触面３２５に垂直な方向へ延伸するガイドピン３７を複数設けてもよい。
この場合、上部ユニット３１側の接触面３１３には、それぞれのガイドピン３７に対応する位置に、ガイドピン３７の外形よりもわずかに大きい形状を有し、接触面３１３の面に垂直な方向に形成された挿入孔が設けられる。図１５に示した例においても、上部ユニット３１を、Ｏリングが配置された面に垂直な方向へ移動させることにより、上部ユニット３１と下部ユニット３２とを接触させることが可能となり、Ｏリングのずれやねじれを防止することができる。また、それぞれのガイドピン３７は、上部ユニット３１と下部ユニット３２とが接触した後も、上部ユニット３１の移動を規制するため、上部ユニット３１が下部ユニット３２からずり落ちることがない。
また、上記した実施形態において、高周波ユニット３３は、ケーブルを介して電源制御ユニット２２から供給された電力を用いて所定の周波数の高周波電力を生成し、生成した高周波電力をシャワーヘッド３１１に供給するが、本発明はこれに限られない。図１６は、高周波電力の供給方法の他の例を示す図である。
図１６に示した例において、電源２２０、マッチング回路２２１、およびループアンテナ２２２は、電源制御ユニット２２内に設けられる。ループアンテナ２２２は、マッチング回路２２１を介して電源２２０から供給された電力に基づいて、所定の周波数の高周波電力を発生させる。
それぞれの高周波ユニット３３−１〜ｎは、ループアンテナ３３０およびマッチングコンデンサ３３１を有する。ループアンテナ３３０は、例えば、電源制御ユニット２２側に面した処理ユニット３０の側面に設けられる。ループアンテナ３３０は、ループアンテナ２２２と誘導結合し、ループアンテナ２２２が発生させた高周波電力を、電磁界共振により受信する。そして、ループアンテナ３３０は、受信した高周波電力を、マッチングコンデンサ３３１およびケーブル３１２を介してシャワーヘッド３１１に供給する。これにより、電源制御ユニットとそれぞれの処理ユニット３０とを接続するケーブルを少なくすることができ、処理ユニット３０のメンテナンスを行う際の作業効率を高めることができる。
また、上記した実施形態では、プラズマを用いて被処理基板を処理する処理ユニット３０を例に説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）や、ドライ洗浄装置などの基板処理装置を上下方向に多段に配置したＰＭについても本発明を適用することができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には明らかである。また、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
１０ 基板処理システム
１２ ＴＭ
３０ 処理ユニット
３００ チャンバ
３０１ 側壁
３１ 上部ユニット
３１１ シャワーヘッド
３２ 下部ユニット
３２１ ステージ

Claims (7)

  1. 被処理基板を搬送する搬送装置と、
    前記搬送装置の側面に沿って上下方向に並べて複数取り付けられ、それぞれが前記被処理基板を処理する複数の基板処理装置と
    を備え、
    前記複数の基板処理装置のそれぞれは、
    内部に空間が形成されたチャンバと、
    前記チャンバ内の上部に設けられたシャワーヘッドと、
    前記チャンバ内の下部に設けられたステージと
    を有し、
    前記チャンバは、
    前記チャンバ内に空間を形成する側壁の一部を含み、前記シャワーヘッドが設けられた第１のチャンバ部品と、
    前記チャンバ内の前記側壁の残りの部分を含み、前記ステージが設けられた第２のチャンバ部品と
    を有し、
    前記第１のチャンバ部品と、前記第２のチャンバ部品とは、前記複数の基板処理装置の配列方向とは異なる方向に分離可能であることを特徴とする基板処理システム。
  2. 前記チャンバは、側壁により内部に円筒状の空間を形成し、
    前記第１のチャンバ部品と前記第２のチャンバ部品との接触面の少なくとも一部は、前記側壁によって円筒状に形成された空間の中心軸を斜めに交差する平面に含まれることを特徴とする請求項１に記載の基板処理システム。
  3. 前記第２のチャンバ部品は、前記搬送装置に取り付けられており、
    前記第１のチャンバ部品は、前記第２のチャンバ部品に対して、前記搬送装置に取り付けられた側とは反対側の方向へ移動することにより、前記第２のチャンバ部品から分離することを特徴とする請求項２に記載の基板処理システム。
  4. 前記第１のチャンバ部品は、
    前記第２のチャンバ部品における前記搬送装置に取り付けられた側とは反対側から第２のチャンバ部品に接近した後に、前記側壁によって円筒状に形成された空間の中心軸を斜めに交差する平面に対して垂直方向に移動して、前記第１のチャンバ部品の前記接触面と、前記第２のチャンバ部品の前記接触面とを接触させることにより、前記チャンバを構成することを特徴とする請求項２または３に記載の基板処理システム。
  5. 前記複数の基板処理装置のそれぞれに高周波電力を供給する給電コイルをさらに備え、
    前記複数の基板処理装置のそれぞれは、
    前記給電コイルと誘導結合し、前記給電コイルから供給された高周波電力を受け取る受電コイルと、
    前記受電コイルが受け取った高周波電力を前記シャワーヘッドに供給する高周波電力供給部と
    をさらに有し、
    前記受電コイルおよび前記高周波電力供給部は、前記第１のチャンバ部品に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の基板処理システム。
  6. 前記第１のチャンバ部品には、
    前記第１のチャンバ部品の温度を測定する第１の温度センサと、
    前記第１のチャンバ部品を加熱する第１の加熱部と
    がさらに設けられ、
    前記第２のチャンバ部品には、
    前記第２のチャンバ部品の温度を測定する第２の温度センサと、
    前記第２のチャンバ部品を加熱する第２の加熱部と
    がさらに設けられ、
    前記基板処理システムは、
    前記第１の温度センサからの測定値と、前記第２の温度センサからの測定値とに基づいて、前記第１のチャンバ部品と前記第２のチャンバ部品との温度差が小さくなるように、前記第１の加熱部による加熱量および前記第２の加熱部による加熱量をそれぞれ制御する制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の基板処理システム。
  7. 被処理基板を搬送する搬送装置の側面に沿って上下方向に並べて複数取り付けられ、それぞれが前記被処理基板を処理する基板処理装置であって、
    内部に空間が形成されたチャンバと、
    前記チャンバ内の上部に設けられたシャワーヘッドと、
    前記チャンバ内の下部に設けられたステージと
    を備え、
    前記チャンバは、
    前記チャンバ内に空間を形成する側壁の一部を含み、前記シャワーヘッドが設けられた第１のチャンバ部品と、
    前記チャンバ内の前記側壁の残りの部分を含み、前記ステージが設けられた第２のチャンバ部品と
    を有し、
    前記第１のチャンバ部品と、前記第２のチャンバ部品とは、前記複数の基板処理装置の配列方向とは異なる方向に分離可能であることを特徴とする基板処理装置。
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