KR102521914B1 - 부품의 수복 방법 및 기판 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

플라즈마 처리 장치 내에서 사용되는 부품의 형성 방법으로서, 상기 부품의 표면 상태에 따라 해당 부품의 원료를 공급하면서 상기 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정을 포함하는, 부품의 형성 방법이 제공된다.

Description

부품의 수복 방법 및 기판 처리 시스템
본 개시는 부품의 수복 방법 및 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
고애스펙트비의 에칭 및 미세화의 요구에 수반하여, 바이어스 전압 발생용의 고주파 전력을 높은 파워로 인가하는 플라즈마 프로세스가 증가하고 있다. 이에 따르면, 기판 상에의 이온의 인입을 높여, 고애스펙트비의 에칭 및 미세화를 실현한다(예를 들면, 특허 문헌 1을 참조).
일본특허공개공보 2015-043470호
그러나 이러한 프로세스에서는, 실리콘, 석영, 탄화 규소의 부품 또는 이들 재료를 용사한 부품의 소모 레이트가 증대함으로써, 이러한 부품의 수명이 짧아진다. 또한, 이들 부품은 정해진 이상 소모되면 신품으로 교환할 필요가 있다. 이 때문에, 이들 소모 부품을 제작하는 리드 타임의 증가가 과제가 되고 있다.
상기 과제에 대하여, 일측면에서는, 소모 부품을 수복(修復)하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 하나의 태양에 따르면, 플라즈마 처리 장치 내에서 사용되는 부품의 형성 방법으로서, 상기 부품의 표면 상태에 따라 상기 부품의 원료를 공급하면서 상기 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정을 포함하는, 부품의 형성 방법이 제공된다.
하나의 측면에 따르면, 소모 부품을 수복할 수 있다.
도 1은 일실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 도이다.
도 2는 일실시 형태에 따른 3D 프린터의 구성의 일례를 나타내는 도이다.
도 3은 일실시 형태에 따른 3차원 스캐너의 구성의 일례를 나타내는 도이다.
도 4는 일실시 형태에 따른 3차원 데이터 생성 처리의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 5는 일실시 형태에 따른 부품의 수복, 형성 처리의 일례를 나타내는 순서도이다.
이하, 본 개시를 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복된 설명을 생략한다.
[플라즈마 처리 장치]
먼저, 플라즈마 처리 장치(1)의 일례에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는, 용량 결합형(Capacitively Coupled Plasma : CCP)의 평행 평판 플라즈마 처리 장치이다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 웨이퍼(W) 상을 에칭하기 위한 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 수단을 가진다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)는 처리 용기(10)의 내부에 배치되는 부품을 가지고, 기판을 처리하는 기판 처리 시스템의 일례이며, 상기 부품은, 상기 부품의 표면 상태에 따라 상기 부품의 원료를 공급하면서 상기 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정에 의해 형성된다.
플라즈마 처리 장치(1)는 대략 원통 형상의 처리 용기(10)를 가지고 있다. 처리 용기(10)의 내면에는 알루마이트 처리(양극 산화 처리)가 실시되어 있다. 처리 용기(10)의 내부에서는, 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마에 의해 에칭 또는 성막 등의 플라즈마 처리가 행해진다.
배치대(20)는 기대(22)와 정전 척(21)을 가진다. 정전 척(21)의 상면에는 웨이퍼(W)가 배치된다. 기대(22)는 예를 들면 Al, Ti, SiC 등으로 형성되어 있다.
기대(22) 상에는 정전 척(21)이 마련되어 있다. 정전 척(21)은 절연체(21b)의 사이에 전극막(21a)을 사이에 둔 구조로 되어 있다. 전극막(21a)에는 스위치(23)를 개재하여 직류 전원(25)이 접속되어 있다. 스위치(23)가 온일 때, 직류 전원(25)으로부터 전극막(21a)에 직류 전압이 인가되면, 쿨롱력에 의해 웨이퍼(W)가 정전 척(21)에 정전 흡착된다.
웨이퍼(W)의 주변에는, 웨이퍼(W)를 둘러싸는 원환 형상의 엣지 링(87)이 배치된다. 엣지 링(87)은, 예를 들면 Si로 형성되고, 처리 용기(10)에 있어서 플라즈마를 웨이퍼(W)의 표면을 향해 수속하여, 플라즈마 처리의 효율을 향상시킨다.
배치대(20)는, 지지체(14)에 의해 처리 용기(10)의 저부에 지지된다. 기대(22)의 내부에는, 온도 조정용의 매체(냉매, 열 매체)를 통과시키는 유로(24)가 형성되어 있다. 칠러로부터 출력된 예를 들면 냉각수 또는 브라인 등의 냉매 또는 열 매체는, 냉매 입구 배관(24a) → 유로(24) → 냉매 출구 배관(24b) → 칠러의 경로를 순환한다. 이와 같이 하여 순환하는 냉매에 의해 배치대(20)는 방열되고, 냉각된다. 냉매 및 열 매체에는 유체 및 기체가 포함된다.
전열 가스 공급원으로부터 공급되는 헬륨 가스(He) 또는 아르곤 가스(Ar) 등의 전열 가스는, 가스 공급 라인(28)을 통과하여 정전 척(21)의 상면과 웨이퍼(W)의 이면의 사이로 공급된다. 이러한 구성에 의해, 유로(24)를 순환하는 냉매 또는 열 매체와 웨이퍼(W)의 이면으로 공급하는 전열 가스에 의해 웨이퍼(W)가 정해진 온도로 조정된다.
제 1 고주파 전원(32)은 제 1 정합기(33)를 개재하여 배치대(20)에 접속되고, 제 1 주파수의 플라즈마 생성용의 고주파 전력(HF)(예를 들면, 40 MHz)을 배치대(20)에 인가한다. 또한 제 2 고주파 전원(34)은 제 2 정합기(35)를 개재하여 배치대(20)에 접속되고, 제 1 주파수보다 낮은 제 2 주파수의, 바이어스 전압 발생용의 고주파 전력(LF)(예를 들면, 13.56 MHz)을 배치대(20)에 인가한다. 이와 같이 하여 배치대(20)는 하부 전극으로서도 기능한다. 또한 본 실시 형태에서는, 플라즈마 생성용의 고주파 전력(HF)을 배치대(20)에 인가하지만, 샤워 헤드(40)에 인가해도 된다.
제 1 정합기(33)는 제 1 고주파 전원(32)의 출력 임피던스와 플라즈마측의 부하 임피던스를 정합시킨다. 제 2 정합기(35)는 제 2 고주파 전원(34)의 내부 임피던스와 플라즈마측의 부하 임피던스를 정합시킨다.
샤워 헤드(40)는 처리 용기(10)의 천장부에 장착되고, 그 외연에 마련된 원통 형상의 실드 링(42)을 개재하여 천장부를 폐색한다. 샤워 헤드(40)는 실리콘에 의해 형성되어도 된다. 샤워 헤드(40)는 배치대(20)(하부 전극)에 대향하는 대향 전극(상부 전극)으로서도 기능한다. 샤워 헤드(40)의 주변부에는, 실드 링(42)의 하면에서, 석영(SiO2) 등으로 형성된 탑 실드 링(41)이 배치되어 있다.
배치대(20)의 측면 및 엣지 링(87)의 주변에는 원환 형상의 커버 링(89) 및 인슐레이터 링(86)이 배치되어 있다. 커버 링(89) 및 인슐레이터 링(86)은 석영에 의해 형성되어도 된다.
샤워 헤드(40)에는 가스 도입구(45)가 형성되어 있다. 샤워 헤드(40)의 내부에는 확산실(46)이 마련되어 있다. 가스 공급원(15)으로부터 출력된 가스는, 가스 도입구(45)를 거쳐 확산실(46)로 공급되고, 확산되어 다수의 가스 공급홀(47)로부터 처리 용기(10) 내의 플라즈마 처리 공간(U)으로 공급된다.
처리 용기(10)의 저면에는 배기구(55)가 형성되어 있다. 배기구(55)에 접속된 배기 장치(50)에 의해 처리 용기(10) 내부가 배기 및 감압된다. 이에 의해, 처리 용기(10) 내를 정해진 진공도로 유지할 수 있다. 처리 용기(10)의 측벽에는 게이트 밸브(G)가 마련되어 있다. 게이트 밸브(G)는 처리 용기(10)로의 웨이퍼(W)의 반입 및 반출 시에 개폐한다.
배기구(55)의 상방에 형성된 배기로(49)의 상부에는 원환 형상의 배플판(81)이 장착되어, 플라즈마 처리 공간(U)과 배기 공간(D)을 구획하고, 또한 가스를 정류한다.
플라즈마 처리 장치(1)에는, 장치 전체의 동작을 제어하는 제 1 제어부(60)가 마련되어 있다. 제 1 제어부(60)는 CPU(Central Processing Unit)(62), ROM(Read Only Memory)(64) 및 RAM(Random Access Memory)(66)을 가지고 있다. CPU(62)는 RAM(66) 등의 기억 영역에 저장된 레시피에 따라, 에칭 등의 플라즈마 처리를 실행한다. 레시피에는 프로세스 조건에 대한 장치의 제어 정보인 프로세스 시간, 압력(가스의 배기), 고주파 전력 및 전압, 각종 가스 유량, 처리 용기 내 온도(상부 전극 온도, 처리 용기의 측벽 온도, 웨이퍼(W) 온도, 정전 척 온도 등), 냉매의 온도 등이 설정되어 있다. 또한, 이들 프로그램 및 처리 조건을 나타내는 레시피는, 하드 디스크 또는 반도체 메모리에 기억되어도 된다. 또한, 레시피는 CD-ROM, DVD 등의 가반성의 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체에 수용된 상태로 정해진 위치에 세트되어, 읽어내지도록 해도 된다.
이러한 구성의 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서, 플라즈마 처리가 실행될 시에는, 게이트 밸브(G)의 개폐가 제어되어, 웨이퍼(W)가 처리 용기(10)의 내부로 반입되고, 리프터 핀의 승강에 의해 배치대(20)에 배치된다. 직류 전원(25)으로부터 전극막(21a)에 직류 전압이 인가되고, 웨이퍼(W)가 정전 척(21)에 정전 흡착되어 유지된다.
플라즈마 생성 수단은 가스 공급원(15)과 제 1 고주파 전원(32)과 제 2 고주파 전원(34)을 가진다. 가스 공급원(15)은 처리 가스를 출력하고, 처리 용기(10) 내에 공급한다. 제 1 고주파 전원(32)은 제 1 고주파 전력을 배치대(20)에 인가한다. 제 2 고주파 전원(34)은 제 2 고주파 전력을 배치대(20)에 인가한다. 이에 의해, 플라즈마 생성 수단은 플라즈마 처리 공간(U)에 플라즈마를 생성한다. 생성된 플라즈마의 작용에 의해 웨이퍼(W)에 플라즈마 처리가 실시된다.
플라즈마 처리 후, 직류 전원(25)으로부터 전극막(21a)에 웨이퍼(W)의 흡착 시와는 양음이 반대인 직류 전압이 인가되어, 웨이퍼(W)의 전하가 제전된다. 리프터 핀의 승강에 의해, 처리가 끝난 웨이퍼(W)는 정전 척(21)으로부터 떼어내지고, 게이트 밸브(G)가 열리면 처리 용기(10)의 외부로 반출된다.
[3D 프린터의 구성]
이어서, 3D 프린터(100)의 구성 일례에 대하여, 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 일실시 형태에 따른 3D 프린터(100)의 구성의 일례를 나타낸다. 본 실시 형태에 따른 3D 프린터(100)는, 플라즈마에 의해 소모되는 부품(소모 부품)을 수복하는 장치의 일례이다. 단, 소모 부품을 수복하는 장치는, 도 2에 나타내는 3D 프린터(100)의 구성에 한정되지 않는다.
본 실시 형태에서는, 3D 프린터(100)로 수복되는 소모 부품의 일례로서, 엣지 링(87)을 들어 설명한다. 그러나, 소모 부품은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 커버 링(89), 인슐레이터 링(86), 탑 실드 링(41)이어도 된다. 또한, 소모 부품은 플라즈마 처리 장치(1)에 배치되고, 플라즈마 처리 장치(1)로부터 분리(교환) 가능한 어떠한 부품이어도 된다.
3D 프린터(100)는, 챔버(110)에서 3차원 형상의 조형물을 형성하는 것이 가능하다. 본 실시 형태에서는, 3차원 형상의 조형물로서 엣지 링(87)을 형성한다. 이 때, 엣지 링(87)의 소모 부분의 측정을 미리 행하고, 그 측정 결과에 기초하여 3D 프린터(100)를 사용하여 엣지 링(87)의 소모 부분의 3차원 형상이 수복되어, 엣지 링(87)이 재형성된다.
수복 시, 엣지 링(87)은 테이블(103)에 구비된 스테이지(102)의 배치면 상에 배치된다. 스테이지(102)는 엣지 링(87)의 수복의 진행에 따라 예를 들면 서서히 하강시키도록 승강 가능하다.
본 실시 형태에서는, 원료 저장부(107)에는 원료가 되는 SiC의 분말이 저장되어 있다. 원료는 엣지 링(87)을 형성하는 재료와 동일하면 된다. 예를 들면, 엣지 링(87)은 석영, Si, 텅스텐 중 어느 하나에 의해 형성되어도 된다. 이 경우, 원료 저장부(107)에는 석영, Si, 텅스텐의 분말이 저장된다. 또한, 원료는 분말 형상에 한정되지 않고, 와이어 형상이어도 된다. 도 2에 나타내는 SiC의 분말(B)은 원료 저장부(107)로부터 공급되고, 원료 공급 헤드(105)로부터 챔버(110) 내에 분사되어, 엣지 링(87)의 소모의 수복에 사용된다. 원료 저장부(107) 및 원료 공급 헤드(105)는 챔버(110)의 외부에 배치되는 것이 바람직하다.
챔버(110) 내에는 SiC의 분말(B)을 공급하면서 에너지 빔을 조사함으로써, 공급하고 있는 SiC의 분말(B)을 녹인다. 본 실시 형태에서는, 조사하는 에너지 빔으로서 레이저광(A)(광학 레이저)이 이용된다. 레이저광(A)은, 광원(106)으로부터 출력되어, 2차원 주사하는 레이저 주사 장치(104)에 의해 위치 결정된 정해진 위치에 조사된다. 광원(106) 및 레이저 주사 장치(104)는 챔버(110)의 외부에 배치되는 것이 바람직하다.
레이저 주사 장치(104)는, 스테이지(102) 상에서 레이저광(A)을 적어도 2 차원(XY) 방향으로 주사한다. 예를 들면 레이저 주사 장치(104)는, 엣지 링(87)의 소모 상태(소모량, 소모 위치(소모 영역), 소모 형상 등)에 따라 스테이지(102) 상에서 레이저광(A)의 조사 스폿을 이동시키도록 제어된다. 구체적으로, 제 2 제어부(150)의 제어에 의해, 레이저 주사 장치(104)는 엣지 링(87)의 수복의 진행에 따라 2차원(XY) 방향으로 주사한다. 예를 들면, 도 2의 예에서는, 엣지 링(87)의 소모 상태를 점선(E)으로 나타낸다. 3D 프린터는, 이 엣지 링(87)의 소모를 원래의 신품의 상태(즉, 점선(E)의 상태)로 수복한다.
그 때, 레이저 주사 장치(104)가 2차원 방향으로 주사하는 레이저광(A)은 챔버(110)의 천장부, 예를 들면 스테이지(102)의 중심의 직상(直上)에 마련된 레이저 투과창(111)을 개재하여 스테이지(102) 상의 조사 영역에 조사된다. 레이저광(A)은 엣지 링(87)의 상방에서 SiC의 분말(B)을 가열하고(도 2의 C 참조), 분말(B)을 융해 고화시켜, 고화층(D)을 형성한다. 고화층(D)이 엣지 링(87)의 상면에 적층됨으로써 엣지 링(87)의 수복 및 재형성이 행해진다.
레이저 주사 장치(104) 및 원료 공급 헤드(105)는, 제 2 제어부(150)가 구동부(108)를 구동함으로써 정해진 위치로 이동한다. 챔버(110)에는, 불활성 가스의 공급 및 챔버(110) 내의 배기가 가능한 기구가 마련되어도 된다.
제 2 제어부(150)는 CPU(152), ROM(154) 및 RAM(156)을 가진다. 제 2 제어부(150)는 원료 저장부(107) 및 원료 공급 헤드(105)로부터의 원료 분말의 공급 제어, 스테이지(102)의 승강 제어를 행한다. 또한, 제 2 제어부(150)는 광원(106)의 점등 제어, 및 레이저 주사 장치(104)의 주사 제어 및 구동부(108)의 제어를 행한다. 이에 의해, 제 2 제어부(150)는 엣지 링(87)의 수복의 동작을 제어한다.
CPU(152)가 실행하는 제어 프로그램은, 예를 들면 ROM(154)에 저장되어 있다. CPU(152)는 예를 들면 RAM(156)에 저장된 3차원 데이터에 기초하여, 제어 프로그램을 실행함으로써, 엣지 링(87)의 수복을 제어한다. 또한, 제어 프로그램은 고정적인 기록 매체에 저장해도 되고, 각종 플래시 메모리 또는 광(자기) 디스크 등의 착탈 가능하며, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장해도 된다.
또한 제 2 제어부(150)는, 디스플레이(158) 및 키보드 또는 포인팅 디바이스 등의 입력 장치(160)를 가진다. 디스플레이(158)는 엣지 링(87)의 수복 진행 상태 등을 표시하기 위하여 이용된다. 입력 장치(160)는 엣지 링(87)의 수복 동작의 개시, 정지 등의 지령 또는 설정 시의 제어 파라미터의 입력 등에 이용된다.
엣지 링(87)의 소모 상태의 측정은 비접촉식의 3차원 스캐너(200)(이하, 단순히 '3차원 스캐너(200)'라고 함)에 의해 행해진다. 즉, 엣지 링(87)의 소모 상태는 3차원 스캐너(200)에 의해 측정되고, 측정 정보는 제 2 제어부(150)로 송신된다. 제 2 제어부(150)는 측정 정보에 기초하여 수복 정보인 3차원 데이터를 생성하고, RAM(156)에 저장한다.
이어서, 수복 공정을 실행하기 전에, 3차원 스캐너(200)에 의해 실행되는 엣지 링(87)의 소모 상태를 측정하는 공정에 대하여 설명한다.
[3차원 스캐너의 구성]
먼저, 3차원 스캐너(200)의 구성의 일례에 대하여, 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 일실시 형태에 따른 3차원 스캐너(200)의 구성의 일례를 나타낸다. 본 실시 형태에 따른 3차원 스캐너(200)는 엣지 링(87)의 소모 상태를 측정하는 장치의 일례이며, 이러한 구성에 한정되지 않는다.
3차원 스캐너(200)는 측정 스테이지(203), 촬상부(201), 구동부(202), 검출 제어부(204)를 가진다. 검출 제어부(204)는 기억부(206) 및 3차원 측정부(208)를 가진다. 측정 스테이지(203)의 배치면 상에는, 엣지 링(87)이 배치된다. 엣지 링(87)의 소모 상태를 점선(E)으로 나타낸다.
촬상부(201)는 측정 스테이지(203)에 대향하여 배치되어 있고, 엣지 링(87)을 촬영한다. 구동부(202)는 검출 제어부(204)로부터의 지시에 따라, 촬상부(201)를 높이 방향 또는 수평 방향으로 이동시킨다. 촬상부(201)는 3차원적으로 엣지 링(87)의 소모 상태를 스캔하여, 화상 데이터를 촬상한다.
화상 데이터는 검출 제어부(204)로 전송되어, 기억부(206)에 기억된다. 3차원 측정부(208)는, 화상 데이터와 엣지 링(87)의 신품 시의 상태와의 차분으로부터, 엣지 링(87)의 3차원의 소모 상태(3차원의 소모량, 소모 위치(소모 영역), 소모 형상 등)를 3차원 데이터로서 생성한다. 3차원 데이터는 3D 프린터(100)로 송신된다.
[3차원 스캐너의 동작]
이어서, 3차원 스캐너(200)의 동작의 일례에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 실시 형태에 따른 3차원 데이터 생성 처리의 일례를 나타내는 순서도이다. 본 처리는, 플라즈마 처리 장치(1)에서 플라즈마 처리가 정해진 시간 행해졌을 때 또는 플라즈마 처리 장치(1)에 배치된 엣지 링(87)이 정해진 이상 소모되었을 때에 개시된다. 엣지 링(87)의 소모 정도는 처리된 웨이퍼(W)의 에칭 형상, 에칭 레이트 등의 에칭 특성으로부터 판정해도 된다. 소모된 엣지 링(87)은 플라즈마 처리 장치(1)로부터 분리되어, 3차원 스캐너(200)로 옮겨진다(단계(S10)).
엣지 링(87)은 측정 스테이지(203)의 배치면 상에 배치된다. 촬상부(201)는 엣지 링(87)을 3차원적으로 스캔한다(단계(S10)). 스캔한 엣지 링(87)의 화상 데이터는 검출 제어부(204)로 전송된다.
3차원 측정부(208)는 엣지 링(87)의 화상 데이터와 엣지 링(87)의 신품 시의 상태와의 차분으로부터, 엣지 링(87)의 3차원의 소모량, 소모 위치, 소모 형상 등을 나타내는 3차원 데이터를 생성한다(단계(S12)). 3차원 측정부(208)는 생성한 3차원 데이터를 3D 프린터(100)로 송신하고(단계(S14)), 본 처리를 종료한다.
이에 의해, 3D 프린터(100)는 엣지 링(87)의 소모 상태를 나타내는 3차원 데이터를 취득하고, 3차원 데이터에 기초하여, 엣지 링(87)의 소모 부분의 수복을 행하여, 엣지 링(87)을 원래의 신품의 상태로 재형성한다.
[3D 프린터의 동작]
이어서, 3D 프린터(100)의 동작의 일례에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 실시 형태에 따른 부품의 수복, 형성 처리의 일례를 나타내는 순서도이다. 본 처리가 개시되면, 제 2 제어부(150)는 3차원 스캐너(200)로부터 3차원 데이터를 수신한다(단계(S20)).
이어서, 제 2 제어부(150)는 3차원 데이터를 RAM(156) 등의 기억부에 기억한다. 제 2 제어부(150)는 3차원 데이터에 기초하여, 엣지 링(87)의 소모량이 임계치를 초과했는지를 판정한다(단계(S22)). 제 2 제어부(150)는 엣지 링(87)의 소모량이 임계치를 초과하지 않았다고 판정하면, 이 시점에서는 엣지 링(87)의 소모는 정해진 이하이기 때문에, 수복은 실행하지 않아도 된다고 판단하고, 본 처리를 종료한다.
한편, 단계(S22)에서 제 2 제어부(150)는, 엣지 링(87)의 소모량이 임계치를 초과하고 있다고 판정하면, 엣지 링(87)의 수복이 필요하다고 판단하고, 엣지 링(87)을 3D 프린터(100)로 반송하고, 스테이지(102)에 배치한다(단계(S24)).
이어서, 제 2 제어부(150)는 3차원 데이터에 기초하여 구동부(108)를 제어하여, 원료 공급 헤드(105)와 레이저 주사 장치(104)를 각각 이동시킨다(단계(S26)). 이어서, 제 2 제어부(150)는 원료 저장부(107)로부터 원료인 SiC의 분말(B)을 공급하면서, 레이저광(A)을 조사한다(단계(S28)). 이에 의해, SiC의 분말(B)을 융해(도 2의 C 참조) 및 고화시켜, 엣지 링(87)의 소모 상태에 따른 위치에 고화층(도 2의 D 참조)을 형성한다.
이어서, 제 2 제어부(150)는 엣지 링(87)의 소모 부분의 수복이 완료되었는지를 판정한다(단계(S30)). 제 2 제어부(150)는 엣지 링(87)의 소모 부분의 수복이 완료되지 않았다고 판정하면, 단계(S26)로 돌아와, 단계(S26 ~ S30)의 처리를 반복한다. 한편, 단계(S30)에서, 제 2 제어부(150)는 엣지 링(87)의 소모 부분의 수복이 완료되었다고 판정하면, 본 처리를 종료한다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 엣지 링(87) 등의 부품의 형성 방법에서는, 부품의 소모 상태를 나타내는 3차원 데이터에 기초하여 해당 부품의 원료를 공급하면서 상기 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정을 포함한다.
이에 따르면, 엣지 링(87) 등의 부품을 수복할 수 있다. 이에 의해, 엣지 링(87) 등의 부품이 정해진 이상 소모되어도 3D 프린터(100)로 수복한 후에 플라즈마 처리 장치(1)에 재배치함으로써, 그 부품을 신품으로 교환할 필요가 없어져, 부품의 수명을 늘릴 수 있다.
또한, 수복 대상의 부품의 소모 상태는, 3차원 스캐너(200)를 이용하여 측정된다. 측정 후, 부품의 소모 상태를 나타내는 3차원 데이터에 기초하여, 그 부품의 원료를 공급하면서 에너지 빔을 조사하여 부품의 수복을 행한다. 이에 의해, 부품의 제작에 따른 리드 타임의 단축을 도모할 수 있다.
단, 본 실시 형태에 따른 엣지 링(87) 등의 부품의 형성 방법에서는, 부품의 소모 상태를 나타내는 3차원 데이터에 기초하여 해당 부품의 원료를 공급하면서 상기 원료에 에너지 빔을 조사하는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 플라즈마에 의한 부품의 소모뿐 아니라, 그 외의 원인에 의해 엣지 링(87)을 재형성하고자 하는 경우에도, 그 부품의 표면 상태를 나타내는 3차원 데이터에 기초하여, 그 부품의 원료를 공급하면서 에너지 빔을 조사하여 부품의 재형성을 행해도 된다.
[3D 프린터의 종류]
또한 본 실시 형태에서는, 엣지 링(87)의 수복을 행하는 3D 프린터(100)의 일례로서 지향성 에너지 퇴적형의 3D 프린터를 적용했다. 지향성 에너지 퇴적형의 3D 프린터에서는, 분말 형상 또는 와이어 형상의 원료를 공급하면서, 챔버(110) 내의 공간에 있어서 원료를 레이저광으로 녹이고, 녹인 원료를 부품의 정해진 위치에 퇴적시켜 부품의 수복을 행한다. 그러나, 3D 프린터(100)는 이러한 구성의 3D 프린터에 한정되지 않는다.
예를 들면, 분말 바닥 용융의 3D 프린터를 사용해도 된다. 분말 바닥 용융형의 3D 프린터에서는, 스테이지에 분말 형상의 원료를 전면에 깔아 레이저광 등으로 녹이고, 다시 분말 형상의 원료를 전면에 깔아 레이저광 등으로 녹이는 작업을 반복하여 부품을 수복한다. 부품을 수복하는 방법은, 또한 지향성 에너지 퇴적형 및 분말 바닥 용융 이외의 3D 프린터를 이용해도 된다. 상기 이외의 3D 프린터로서는, 결합제 분사형의 3D 프린터, 시트 적층형의 3D 프린터, 광중합 경화(광조형)형의 3D 프린터, 재료 압출(열 용해 적층)형의 3D 프린터를 일례로서 들고 있다.
또한, 부품의 재료가 수지 또는 산화물 등의 금속 이외의 재료인 경우, 3D 프린터가 행하는 금속 이외의 원료를 공급하면서 에너지 빔을 조사하는 공정에서는, 에너지 빔으로서 자외선 및 그 외의 주파수 대역의 광이 사용된다. 이에 의해, 본 실시 형태에 따른 부품의 형성 방법에 따르면, 금속 재료의 부품뿐 아니라, 수지 등의 금속 이외의 재료의 부품을 수복할 수 있다. 부품의 재료가 금속 이외의 재료의 경우의 3D 프린터로서는, 잉크젯 헤드로부터 분사한 금속 이외의 재료를 자외선으로 굳혀 적층하는 재료 분사형의 3D 프린터를 일례로서 들고 있다.
이상, 부품의 형성 방법 및 기판 처리 시스템을 상기 실시 형태에 의해 설명했지만, 본 발명에 따른 부품의 형성 방법 및 기판 처리 시스템은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 범위 내에서 각종 변형 및 개량이 가능하다. 상기 복수의 실시 형태에 기재된 사항은, 모순되지 않는 범위에서 조합할 수 있다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 엣지 링(87)의 소모 상태를 측정하는 공정과, 측정된 엣지 링(87)의 소모 상태에 따라, 엣지 링(87)의 원료를 공급하면서 상기 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정을 포함하는 엣지 링(87)의 형성 방법에 대하여 설명했다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 엣지 링(87)의 표면 상태를 측정하는 공정과, 측정된 엣지 링(87)의 표면 상태에 따라 엣지 링(87)의 원료를 공급하면서 상기 원료에 에너지 빔을 조사하는 공정을 포함해도 된다.
예를 들면, 엣지 링(87) 등의 부품의 표면 상태에는, 플라즈마에 의한 엣지 링(87)의 소모 이외에 흠집 또는 파손에 의한 것도 포함된다. 부품의 표면에 파손 등이 있는 경우에도, 파손 부분을 포함하는 부품의 표면 상태를 측정하고, 측정 결과에 기초하여 본 발명에 따른 부품의 형성 방법에 의해 부품의 수복 또는 재형성이 가능하다.
본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 Capacitively Coupled Plasma(CCP), Inductively Coupled Plasma(ICP), Radial Line Slot Antenna, Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR), Helicon Wave Plasma(HWP)의 어느 타입이라도 적용 가능하다.
본 명세서에서는, 기판의 일례로서 웨이퍼(W)를 들어 설명했다. 그러나, 기판은 이에 한정되지 않고, LCD(Liquid Crystal Display), FPD(Flat Panel Display)에 이용되는 각종 기판, CD 기판, 프린트 기판 등이어도 된다.
본 국제 출원은 2018년 5월 15일에 출원된 일본특허출원 2018-094129호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로, 그 모든 내용을 본 국제 출원에 원용한다.
삭제

Claims (18)

  1. 부품의 수복 방법에 있어서,
    부품의 소모 상태를 나타내는 3차원 데이터를 취득하는 제 1 공정과,
    상기 3차원 데이터에 기초하여 상기 부품의 소모량과 임계치를 비교하는 제 2 공정과,
    상기 제 2 공정에서, 상기 부품의 소모량이 상기 임계치를 초과하는 경우, 상기 3차원 데이터에 기초하여 상기 부품의 표면에 상기 부품의 원료를 공급하면서 상기 원료에 에너지 빔을 조사하는 제 3 공정
    을 포함하고,
    상기 부품의 소모 상태는 플라즈마 처리 후의 소모 상태인 것인,
    부품의 수복 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 공정 이후에, 상기 부품의 표면의 수복이 완료되었는지 판정하는 제 4 공정을 포함하고,
    상기 제 4 공정에서, 상기 부품의 표면의 수복이 완료되지 않았다고 판정되는 경우, 상기 제 3 공정 및 상기 제 4 공정 순으로 각 공정을 실행하는,
    부품의 수복 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공정은 상기 부품의 소모 상태와 상기 부품의 소모 전 상태의 차분으로부터 3차원 데이터를 취득하는,
    부품의 수복 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 3차원 데이터는 상기 부품의 소모량을 포함하고, 상기 부품의 소모 위치와 소모 형상 중 적어도 하나를 포함하는,
    부품의 수복 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원료는 분말 형상 또는 와이어 형상인,
    부품의 수복 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원료는 석영, SiC, Si, 텅스텐 중 어느 하나인,
    부품의 수복 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 공정은 상기 원료가 금속인 경우에는 광학 레이저 또는 전자빔을 조사하고, 상기 원료가 상기 금속 이외인 경우에는 자외선을 조사하는,
    부품의 수복 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부품은 엣지 링, 커버 링, 인슐레이터 링 및 탑 실드 링 중 적어도 어느 하나인,
    부품의 수복 방법.
  9. 기판 처리 시스템에 있어서,
    처리 용기와,
    상기 처리 용기의 내부에 배치되는 부품을 가지고,
    상기 부품은,
    상기 부품의 소모 상태를 나타내는 3차원 데이터를 취득하는 제 1 공정과,
    상기 3차원 데이터에 기초하여 상기 부품의 소모량과 임계치를 비교하는 제 2 공정과,
    상기 제 2 공정에서, 상기 부품의 소모량이 상기 임계치를 초과하는 경우, 상기 3차원 데이터에 기초하여 상기 부품의 표면에 상기 부품의 원료를 공급하면서 상기 원료에 에너지 빔을 조사하는 제 3 공정을 실행하여 수복된 것이고,
    상기 부품의 소모 상태는 플라즈마 처리 후의 소모 상태인 것인,
    기판 처리 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 부품은,
    상기 제 3 공정 이후에, 상기 부품의 표면의 수복이 완료되었는지 판정하는 제 4 공정을 실행하고,
    상기 제 4 공정에서, 상기 부품의 표면의 수복이 완료되지 않았다고 판정되는 경우, 상기 제 3 공정 및 상기 제 4 공정 순으로 각 공정을 실행하여 수복된 부품인,
    기판 처리 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 공정은 상기 부품의 소모 상태와 상기 부품의 소모 전 상태의 차분으로부터 3차원 데이터를 취득하는,
    기판 처리 시스템.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 3차원 데이터는 상기 부품의 소모량을 포함하고, 상기 부품의 소모 위치와 소모 형상 중 적어도 하나를 포함하는,
    기판 처리 시스템.
  13. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원료는 분말 형상 또는 와이어 형상인,
    기판 처리 시스템.
  14. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원료는 석영, SiC, Si, 텅스텐 중 어느 하나인,
    기판 처리 시스템.
  15. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 공정은 상기 원료가 금속인 경우에는 광학 레이저 또는 전자빔을 조사하고, 상기 원료가 상기 금속 이외인 경우에는 자외선을 조사하는,
    기판 처리 시스템.
  16. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부품은 엣지 링, 커버 링, 인슐레이터 링 및 탑 실드 링 중 적어도 어느 하나인,
    기판 처리 시스템.
  17. 삭제
  18. 삭제
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