KR20230118995A - 메인터넌스 장치, 진공 처리 시스템 및 메인터넌스 방법 - Google Patents

메인터넌스 장치, 진공 처리 시스템 및 메인터넌스 방법 Download PDF

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Abstract

메인터넌스 장치는 기판의 반입출에 사용되는 제 1 게이트 및 제 1 게이트와 상이한 제 2 게이트가 처리 용기에 마련된 진공 처리 장치의 제 2 게이트에 대응하는 사이즈의 개구부가 형성되고, 상기 제 2 게이트에 대해서 기밀하게 개구부를 장착 가능한 케이스와, 상기 케이스 내부를 감압하는 감압 기구와, 케이스 내부에 배치되고, 개구부를 거쳐서 처리 용기 내에 진입하고, 처리 용기 내의 대상물의 부착물을 흡인하는 흡인 기구를 갖는다.

Description

메인터넌스 장치, 진공 처리 시스템 및 메인터넌스 방법
본 개시는 메인터넌스 장치, 진공 처리 시스템 및 메인터넌스 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼(이하, "웨이퍼"로 칭함) 등의 기판을 진공 상태의 처리 용기 내에 배치하여, 각종의 기판 처리를 실시하는 진공 처리 장치가 알려져 있다. 이러한 진공 처리 장치에서는, 다운타임을 삭감하는 관점으로부터, 처리 용기 내의 청소를 대기 개방 없이 실행되는 것이 요구된다.
이 점, 특허문헌 1에서는 기판의 반입출에 사용되는 제 1 게이트와는 별도로, 흡착 유닛을 갖는 메인터넌스 장치를 장착 가능한 제 2 게이트를 처리 용기에 마련하고, 흡착 유닛에 처리 용기 내의 불요물(不要物)을 흡착시킴으로써, 처리 용기 내를 청소하는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제 2018-133464 호 공보
본 개시는 대기 개방 없이 처리 용기 내를 고효율로 청소할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 태양에 의한 메인터넌스 장치는, 기판의 반입출에 사용되는 제 1 게이트 및 제 1 게이트와 상이한 제 2 게이트가 처리 용기에 마련된 진공 처리 장치의 상기 제 2 게이트에 대응하는 사이즈의 개구부가 형성되고, 상기 제 2 게이트에 대해 기밀하게 상기 개구부를 장착 가능한 케이스와, 상기 케이스 내부를 감압하는 감압 기구와, 상기 케이스 내부에 배치되고, 상기 개구부를 거쳐서 상기 처리 용기 내부로 진입하여, 상기 처리 용기 내의 대상물의 부착물을 흡인하는 흡인 기구를 갖는다.
본 개시에 의하면, 대기를 개방하지 않고 처리 용기 내부를 고효율로 청소할 수 있는 효과를 발휘한다.
도 1은 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 실시형태에 따른 메인터넌스 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 실시형태에 따른 흡인 기구의 상세를 도시하는 도면이다.
도 4는 실시형태에 따른 흡인구, 공급구, 조사부 및 촬상부의 배치의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는 실시형태에 따른 흡인구, 공급구, 조사부 및 촬상부의 배치의 다른 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시형태에 따른 진공 처리 시스템의 처리 동작의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 7a는 처리 용기로부터 에지 링을 반출하고, 탑재대를 청소할 때의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7b는 처리 용기로부터 에지 링을 반출하고, 탑재대를 청소할 때의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 탑재대를 청소하는 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 9a는 처리 용기 내에 에지 링을 반입할 때의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9b는 처리 용기 내에 에지 링을 반입할 때의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9c는 처리 용기 내로 에지 링을 반입할 때의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 반입 후의 에지 링의 위치를 보정하는 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 촬상부에 있어서의 촬상 위치의 일례를 도시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본원이 개시하는 메인터넌스 장치, 진공 처리 시스템 및 메인터넌스 방법의 실시형태에 대해서 상세히 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하는 것으로 한다. 또한, 본 실시형태에 의해 개시하는 처리 장치가 한정되는 것은 아니다.
[메인터넌스 대상 장치의 구성]
메인터넌스 장치를 메인터넌스의 대상으로 하는 메인터넌스 대상 장치에 대해서 설명한다. 메인터넌스 대상 장치는 웨이퍼 등의 기판을 진공 상태인 처리 용기 내에 배치하여, 소정의 기판 처리를 실행하는 진공 처리 장치이다. 본 실시형태에서는 메인터넌스 대상 장치를 기판에 대한 플라즈마 에칭을 실행하는 플라즈마 에칭 장치로 한 경우를 예로 설명한다. 또한, 메인터넌스 대상 장치는 플라즈마 에칭 장비에 한정되지 않는다.
도 1은 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 플라즈마 에칭 장치(10)는 기밀하게 구성되고, 전기적으로 접지 전위로 된 처리 용기(30)를 갖고 있다. 처리 용기(30)는 원통 형상으로 되고, 예를 들면, 표면에 양극 산화 피막이 형성된 알루미늄 등으로 구성된다. 처리 용기(30)는 플라즈마가 생성되는 처리 공간을 규정한다. 처리 용기(30) 내에는, 웨이퍼(W)를 수평으로 지지하는 탑재대(31)가 수용되어 있다.
탑재대(31)는 상하방향으로 바닥면을 향한 대략 원주 형상으로 되어 있으며, 상측의 면이 탑재면(36d)으로 되어 있다. 탑재대(31)의 탑재면(36d)은 웨이퍼(W)보다 약간 작은 사이즈로 되어 있다. 탑재대(31)는 기대(33)와, 정전 척(36)을 포함하고 있다.
기대(33)는 도전성의 금속, 예를 들면, 알루미늄 등으로 구성되어 있다. 기대(33)는 하부 전극으로서 기능한다. 기대(33)는 절연체의 지지대(34)에 의해 지지되어 있고, 지지대(34)가 처리 용기(30)의 바닥부에 설치되어 있다.
정전 척(36)은 그 상측 중앙부에 볼록 형상의 기판 탑재부가 형성되어 있고, 이 기판 탑재부의 상면이 웨이퍼(W)가 탑재되는 탑재면(36d)으로 되어 있다. 정전 척(36)은 평면에서 바라볼 때, 탑재대(31)의 중앙에 마련되어 있다. 정전 척(36)은 기판을 탑재 가능한 탑재부의 일례이다. 정전 척(36)은 전극(36a) 및 절연체(36b)를 갖고 있다. 전극(36a)은 절연체(36b)의 내부에 마련되어 있으며, 전극(36a)에는 직류 전원(42)이 접속되어 있다. 정전 척(36)은 전극(36a)에 직류 전원(42)으로부터 직류 전압이 인가되는 것에 의해, 쿨롱력에 의해 웨이퍼(W)를 흡착하도록 구성되어 있다. 또한, 정전 척(36)은 절연체(36b)의 내부에 히터(36c)가 마련되어 있다. 히터(36c)는 후술하는 급전 기구를 거쳐서 전력이 공급되고, 웨이퍼(W)의 온도를 제어한다.
또한, 탑재대(31)의 탑재면(36d)의 주위에는 절연체(36b)에 의해 형성되고, 탑재면(36d)보다 낮은 외주부가 마련되어 있으며, 이 외주부의 상면은 에지 링(35)을 탑재하는 ER 탑재면(36f)으로 되어 있다. 탑재대(31)의 ER 탑재면(36f) 상에는, 예를 들면, 단결정 실리콘으로 형성된 에지 링(35)이 마련되어 있다. 정전 척(36)은 에지 링(35)과 상면에서 바라볼 때 중복하는 위치에 한 쌍의 전극(36g, 36h)을 갖고 있다. 한 쌍의 전극(36g, 36h)은 절연체(36b)의 내부에 마련되어 있다. 정전 척(36)은 한 쌍의 전극(36g, 36h)에 도시되지 않은 직류 전원으로부터 직류 전압이 인가되는 것에 의해, 쿨롱력에 의해 에지 링(35)을 흡착하도록 구성되어 있다. 또한, 도 1의 예에서는, 정전 척(36) 내에 한 쌍의 전극(36g, 36h)이 마련되는 경우를 도시하였지만, 정전 척(36)과는 별개체인 링 형상의 유전체 내에 한 쌍의 전극(36g, 36h)이 마련되어도 좋다. 또한, 도 1의 예에서는, 한 쌍의 전극(36g, 36h)이 양극형 전극을 구성하는 경우를 도시하였지만, 한 쌍의 전극(36g, 36h) 대신에 단극형 전극을 사용해도 좋다. 게다가, 탑재대(31) 및 지지대(34)의 주위를 둘러싸도록, 예를 들면, 석영 등으로 이루어진 원통 형상의 내벽 부재(37)가 마련되어 있다.
기대(33)에는 급전봉(50)이 접속되어 있다. 급전봉(50)에는 제 1 정합기(41a)를 거쳐서 제 1 RF 전원(40a)이 접속되고, 제 2 정합기(41b)를 거쳐서 제 2 RF 전원(40b)이 접속되어 있다. 제 1 RF 전원(40a)은 플라즈마 발생용의 전원이며, 이 제 1 RF 전원(40a)으로부터는 소정의 주파수의 고주파 전력이 탑재대(31)의 기대(33)에 공급되도록 구성되어 있다. 또한, 제 2 RF 전원(40b)은 이온 인입용(바이어스용)의 전원이며, 이 제 2 RF 전원(40b)으로부터는 제 1 RF 전원(40a)보다 낮은 소정 주파수의 고주파 전력이 탑재대(31)의 기대(33)에 공급되도록 구성되어 있다.
기대(33)의 내부에는 유로(33d)가 형성되어 있다. 유로(33d)는 한쪽의 단부에 전열 유체 입구 배관(33b)이 접속되고, 다른쪽의 단부에 전열 유체 출구 배관(33c)이 접속되어 있다. 플라즈마 에칭 장치(10)는 유로(33d) 중에 전열 유체, 예를 들면, 절연성이 높고 점도가 낮은 불소계 비활성 액체나 순수한 물 등을 순환시키는 것에 의해서, 탑재대(31)의 온도를 제어 가능한 구성으로 되어 있다. 또한, 플라즈마 에칭 장치(10)는 웨이퍼(W)와 에지 링(35)이 각각 배치되는 영역에 대응하여, 기대(33) 내부에 유로를 별도로 마련하고, 웨이퍼(W)와 에지 링(35)의 온도를 개별적으로 제어 가능한 구조로 구성되어도 좋다. 또한, 플라즈마 에칭 장치(10)는 웨이퍼(W) 및 에지 링(35)의 이면측에 전열 가스를 공급하여 온도를 개별적으로 제어 가능한 구성으로 해도 좋다. 예를 들어, 탑재대(31) 등을 관통하도록, 웨이퍼(W)의 이면에 헬륨 가스 등의 전열 가스(백사이드 가스)를 공급하기 위한 가스 공급관이 마련되어도 좋다. 가스 공급관은 가스 공급원에 접속되어 있다. 이러한 구성에 의해서, 탑재대(31)의 상면에 정전 척(36)에 의해서 흡착 보지된 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 제어한다.
한편, 탑재대(31)의 상방에는, 탑재대(31)에 평행하게 대면하도록, 상부 전극으로서의 기능을 갖는 샤워 헤드(46)가 마련되어 있다. 샤워 헤드(46)와 탑재대(31)는 한 쌍의 전극(상부 전극과 하부 전극)으로 기능한다.
샤워 헤드(46)는 처리 용기(30)의 천정벽 부분에 마련되어 있다. 샤워 헤드(46)는 본체부(46a)와, 전극판을 이루는 상부 천장판(46b)을 구비하고 있고, 절연성 부재(47)를 거쳐서 처리 용기(30)의 상부에 지지된다. 본체부(46a)는 전도성 재료, 예를 들면, 표면에 양극 산화 피막이 형성된 알루미늄 등으로 구성되며, 그 하부에 상부 천장판(46b)을 탈착 가능하게 지지할 수 있도록 구성되어 있다.
본체부(46a)의 내부에는 가스 확산실(46c)이 마련되고, 이 가스 확산실(46c)의 하부에 위치하도록 본체부(46a)의 바닥부에는 다수의 가스 통류 구멍(46d)이 형성되어 있다. 또한, 상부 천장판(46b)에는 해당 상부 천장판(46b)을 두께 방향으로 관통하도록 가스 도입 구멍(46e)이 상기한 가스 통류 구멍(46d)과 겹치도록 마련되어 있다. 이러한 구성에 의해, 가스 확산실(46c)에 공급된 처리 가스는 가스 통류 구멍(46d) 및 가스 도입 구멍(46e)을 거쳐서 처리 용기(30) 내에 샤워 형상으로 분산되어서 공급된다.
본체부(46a)에는 가스 확산실(46c)에 처리 가스를 도입하기 위한 가스 도입구(46g)가 형성되어 있다. 이 가스 도입구(46g)에는 가스 공급 배관(45a)의 일단부가 접속되어 있다. 이 가스 공급 배관(45a)의 타단부에는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급원(45)이 접속된다. 가스 공급 배관(45a)에는 상류측으로부터 순서대로 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(45b) 및 개폐 밸브(V2)가 마련되어 있다. 그리고, 처리 가스 공급원(45)으로부터 플라즈마 에칭을 위한 처리 가스가 가스 공급 배관(45a)을 거쳐서 가스 확산실(46c)에 공급되고, 이 가스 확산실(46c)로부터 가스 통류 구멍(46d) 및 가스 도입 구멍(46e)을 거쳐서 처리 용기(30) 내에 샤워 형상으로 분산되어서 공급된다.
상기한 상부 전극으로서의 샤워 헤드(46)에는 저역 필터(LPF)(48a)를 거쳐서 가변 직류 전원(48b)이 전기적으로 접속되어 있다. 이 가변 직류 전원(48b)은 온·오프 스위치(48c)에 의해 급전의 온·오프가 가능하도록 구성되어 있다. 가변 직류 전원(48b)의 전류·전압 및 온·오프 스위치(48c)의 온·오프는 후술하는 제어부(90)에 의해 제어된다. 또한, 후술하는 바와 같이, 제 1 RF 전원(40a), 제 2 RF 전원(40b)으로부터 고주파가 탑재대(31)에 인가되어서 처리 공간에 플라즈마가 발생할 때에는, 필요에 따라 제어부(90)에 의해 온·오프 스위치(48c)가 온(on)이 되고, 상부 전극으로서의 샤워 헤드(46)에 소정의 직류 전압이 인가된다.
또한, 처리 용기(30)의 측벽으로부터 샤워 헤드(46)의 높이 위치보다 상방으로 연장되도록 원통 형상의 접지 도체(30a)가 마련되어 있다. 이 원통 형상의 접지 도체(30a)는 그 상부에 천장벽을 갖고 있다.
처리 용기(30)의 바닥부에는 배기구(81)가 형성되어 있고, 이 배기구(81)에는 배기관(82)을 거쳐서 배기 장치(83)가 접속되어 있다. 배기 장치(83)는 진공 펌프를 갖고 있고, 이 진공 펌프를 작동시키는 것에 의해 처리 용기(30) 내를 소정의 진공도까지 감압할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 처리 용기(30) 내의 측벽에는 웨이퍼(W)의 반입출에 사용되는 제 1 게이트(84)가 마련되어 있다. 제 1 게이트(84)에는 해당 제 1 게이트(84)를 개폐하는 게이트 밸브(G)가 마련되어 있다. 제 1 게이트(84)는 게이트 밸브(G)를 거쳐서 진공 반송실에 기밀성을 유지하면서 접속되어 있으며, 진공 분위기의 상태인 채 진공 반송실로부터 웨이퍼(W)의 반입출이 가능하도록 되어 있다.
처리 용기(30)의 측부 내측에는 내벽면을 따라 데포 실드(86)가 마련되어 있다. 데포 실드(86)는 처리 용기(30)에 플라즈마를 이용한 에칭 처리에 의해 발생하는 반응 생성물(데포)이 부착되는 것을 방지한다. 데포 실드(86)는 탈착 가능하게 구성되어 있다.
상기 구성의 플라즈마 에칭 장치(10)는 제어부(90)에 의해서 동작이 총괄적으로 제어된다. 제어부(90)는 예를 들면, 컴퓨터이며, 플라즈마 에칭 장치(10)의 각부를 제어한다. 플라즈마 에칭 장치(10)는 제어부(90)에 의해 동작이 총괄적으로 제어된다.
그런데, 플라즈마 에칭 장치(10)에서는 반응 생성물이나 미립자 등이 부착물로서 처리 용기(30) 내에 누적적으로 부착되기 때문에, 처리 용기(30) 내의 청소가 주기적으로 실행된다. 플라즈마 에칭 장치(10)에서는 처리 용기(30)를 대기 개방하여 청소를 실행할 경우, 처리 용기(30) 내의 온도 조절, 수분 컨트롤을 위해, 웨이퍼(W)에 대한 에칭 처리를 재개할 때까지 상당한 시간(다운타임)이 요구된다. 그 결과, 플라즈마 에칭 장치(10)의 생산성이 저하된다. 따라서, 다운타임을 줄이는 관점에서, 처리 용기(30) 내의 청소는 대기 개방하지 않고 실행하는 것이 바람직하다.
또한, 플라즈마 에칭 장치(10)에서는 플라즈마를 이용한 에칭 처리를 반복적으로 실행함으로써 점차적으로 소모되는 소모 부품이 존재한다. 소모 부품은 예를 들면, 탑재대(31)의 탑재면(36d)에 탑재되는 웨이어(W)의 외주에 마련되는 에지 링(35)이다. 에지 링(35)은 플라즈마에 노출되어 깎이기 때문에 주기적으로 교환한다. 이러한 소모 부품의 교환은 처리 용기(30)를 대기 개방하여 실행되는 것이 일반적이다. 그렇지만, 플라즈마 에칭 장치(10)에서는 처리 용기(30)를 대기 개방하여 소모 부품의 교환이 실행된 경우, 다운타임이 발생한다. 이 때문에, 다운타임을 삭감하는 관점으로부터 소모 부품의 교환을 대기 개방하지 않고 실행하는 것이 바람직하다.
그래서, 플라즈마 에칭 장치(10)에서는, 웨이퍼(W)의 반입출에 사용되는 제 1 게이트(84)와는 별도로, 처리 용기(30) 내의 세정용이며, 또한 소모 부품 교환용 게이트가 처리 용기(30)에 마련되어 있다. 예를 들어, 플라즈마 에칭 장치(10)에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)가 배치되는 탑재대(31)에 대해서, 제 1 게이트(84)와는 반대측에 제 2 게이트(95)가 마련되어 있다. 제 2 게이트(95)는 덮개체(96)에 의해 기밀하게 폐색되어 있다. 또한, 제 2 게이트(95)에는 후술하는 메인터넌스 장치(100)가 탈착 가능하게 장착되어 있다. 작업자는 처리 용기(30) 내의 청소나 소모 부품의 교환 등의 메인터넌스를 실시할 경우, 메인터넌스의 대상인 플라즈마 에칭 장치(10)에 대해서, 메인터넌스 장치(100)를 장착한다.
[메인터넌스 장치의 구성]
다음에, 실시형태에 따른 메인터넌스 장치(100)의 구성에 대해서 설명한다. 도 2는 실시형태에 따른 메인터넌스 장치(100)를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 2는 플라즈마 에칭 장치(10)에 메인터넌스 장치(100)를 장착한 상태를 도시하고 있다. 또한, 이하의 각 도면은 플라즈마 에칭 장치(10)를 간략화하여 도시한다. 또한, 이하에서는, 처리 용기(30) 내의 대상물로서 탑재대(31)를 청소하고 또한 소모 부품으로서 에지 링(35)을 교환하는 흐름에 따라 메인터넌스 장치(100)의 구성을 적절히 설명한다.
메인터넌스 장치(100)는 플라즈마 에칭 장치(10)의 제 2 게이트(95)에 대응하는 사이즈의 개구부(101A)가 형성된 케이스(101)를 갖는다. 제 2 게이트(95)에 대응하는 사이즈란, 제 2 게이트(95)를 거쳐서 후술하는 흡인 기구(110) 및 에지 링(35)을 케이스(101)와 처리 용기(30) 사이에서 이동 또는 반출입 가능한 사이즈이다. 또한, 제 2 게이트(95)에 대응하는 사이즈는 흡인 기구(110)나 에지 링(35)을 케이스(101)와 처리 용기(30) 사이에서 이동 또는 반출입 가능한 사이즈이면 어떠한 사이즈여도 좋다. 케이스(101)는 개구부(101A) 주위의, 플라즈마 에칭 장치(10)와 접촉하는 부분에 오링 등의 봉지 부재가 마련되어 있다. 케이스(101)는 수송용 차량(102) 상에 탑재되어 있다. 메인터넌스 장치(100)는 수송용 차량(102)에 의해 플라즈마 에칭 장치(10)의 위치까지 운송되고, 제 2 게이트(95)에 케이스(101)의 개구부(101A)에 대응시켜서 배치된다. 그리고, 케이스의 개구부(101A)가 나사 고정 등에 의해 제 2 게이트(95)에 대해서 기밀하게 장착된다.
케이스(101)는 제 1 케이스(101B)와, 개폐 가능한 셔터 부재(101D)를 거쳐서 제 1 케이스(101B)에 연통하는 제 2 케이스(101C)로 구성된다. 제 1 케이스(101B)에는 후술하는 흡인 기구(110)가 수용된다. 제 2 케이스(101C)에는 개구부(101A)가 형성된다.
제 1 케이스(101B)에는 제 1 밸브(104A)가 마련된 제 1 배관(103A)이 접속되어 있다. 제 2 케이스(101C)에는 제 2 밸브(104B)가 마련된 제 2 배관(103B)이 접속되어 있다. 제 1 배관(103A) 및 제 2 배관(103B)은 공통 배관(103C)을 거쳐서 진공 펌프(103)에 접속되어 있다. 진공 펌프(103)는 수송용 차량(102)에 마련된 적재대(102A)에 탑재되어 있다. 제 2 배관(103B)은 공통 배관(103C)에 이르는 도중에, 리크용 배관(103D)이 분기되어 있다. 리크용 배관(103D)에는 리크용 밸브(104D)가 마련되어 있다. 진공 펌프(103), 제 1 배관(103A), 제 2 배관(103B) 및 공통 배관(103C)은 케이스(101) 내부를 감압하는 감압 기구를 구축한다. 메인터넌스 장치(100)는 감압 기구에 의해 케이스(101) 내부를 소정의 진공도까지 감압하고, 처리 용기(30) 내부와 동등한 압력으로 하여 덮개체(96)를 분리함으로써, 케이스(101)와 처리 용기(30)를 개구부(101A) 및 제 2 게이트(95)를 거쳐서 연통시킬 수 있다.
또한, 메인터넌스 장치(100)는 케이스(101)(제 1 케이스(101B)) 내부에, 처리 용기(30) 내의 탑재대(31)의 부착물을 흡인하는 흡인 기구(110)를 갖는다.
도 3은 실시형태에 따른 흡인 기구(110)의 상세를 도시하는 도면이다. 흡인 기구(110)는 로봇 아암(111)과, 로봇 아암(111)의 선단부에 마련된 흡인구(112), 공급구(113), 조사부(114) 및 촬상부(115)를 갖는다.
로봇 아암(111)은 관절에 의해 2개의 아암 요소가 연결된 아암부(121)와, 아암부(121)를 회전 가능 및 승강 가능하게 지지하는 지지부(122)와, 아암부(121)의 선단부에 마련된 헤드부(123)에 의해 구성되어 있다. 로봇 아암(111)은 아암부(121)의 2개의 아암 요소(121)를 직선 형상으로 늘리거나 서로 겹침으로써 신축 가능하게 되어 있다. 로봇 아암(111)은 지지부(122)에 의해 아암부(121)를 승강시키는 것에 의해, 아암부(121)의 선단부의 헤드부(123)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 로봇 아암(111)은 아암부(121)의 2개의 아암 요소를 개구부(101A)측에 신장시켜서, 개구부(101A)를 거쳐서 헤드부(123)를 탑재대(31)에 접근시킬 수 있다. 로봇 아암(111)은 도시되지 않은 제어부에 의해 동작이 총괄적으로 제어된다. 제어부는 각종의 조작 지시를 접수하거나, 동작 상태의 표시를 실행하는 유저 인터페이스를 갖는다. 작업자는 유저 인터페이스에 대해서 조작 지시를 실행한다. 조작 지시는 예를 들면, 로봇 아암(111)의 움직임을 개별적으로 지정하는 조작 지시이다. 또한, 조작 지시는 일련의 움직임을 지정하는 것이어도 좋다. 예를 들어, 조작 지시는 탑재대(31)의 부착물을 흡인할 때의 로봇 아암(111)의 일련의 움직임을 흡인 지시로 지정하는 것이어도 좋다.
헤드부(123)에는 흡인구(112), 공급구(113), 조사부(114) 및 촬상부(115)가 마련되어 있다. 흡인구(112), 공급구(113), 조사부(114) 및 촬상부(115)의 배치 위치에 대해서는 후술한다.
흡인구(112)는 헤드부(123)가 탑재대(31)에 접근하는 것에 의해 탑재대(31)의 부착물을 흡인한다. 즉, 흡인구(112)는 밸브(131B)가 마련되고, 로봇 아암(111)을 관통하는 배기관(131A)을 거쳐서 적재대(102A) 상의 배기 장치(131)에 접속되고, 배기 장치(131)에 의한 배기 동작에 기초하여, 탑재대(31)의 부착물을 흡인한다.
공급구(113)는 헤드부(123)가 탑재대(31)에 접근하는 것에 의해 탑재대(31)에 대해서 가스를 공급한다. 공급구(113)로부터 공급되는 가스는 비활성 가스, 부착물과 반응하여 부착물(31)의 부착물의 흡인을 용이화하는 가스, 또는 부착물과 반응하여 부착물을 가스화시키는 가스이다. 비활성 가스로는 예를 들면, Ar, N2 또는 드라이 에어 등이 사용된다. 비활성 가스가 사용되는 경우, 탑재대(31)에 부착된 부착물을 불어내도록 가스 유량이 적절히 설정된다. 부착물과 반응하여 부착물(31)로부터의 부착물의 흡인을 용이화하는 가스, 또는 부착물과 반응하여 부착물을 가스화시키는 가스로는 예를 들면, 삼불화질소 가스(NF3), 불소 가스(F2) 등을 예로 들 수 있다. 흡인구(112)는 공급구(113)로부터 공급되는 가스와 함께 부착물을 흡인한다. 공급구(113)는 로봇 아암(111)을 관통하는 배관을 거쳐서, 도시되지 않은 가스 공급원에 접속되고, 가스 공급원으로부터 공급되는 가스를 탑재대(31)에 대해서 공급한다.
조사부(114)는 헤드부(123)가 탑재대(31)에 접근하는 것에 의해, 탑재대(31)에 대해서 플라즈마를 조사하여 탑재대(31)로부터 부착물을 제거한다. 조사부(114)는 플라즈마 중의 이온 및 라디칼과 부착물을 반응시키는 것에 의해, 부착물의 부착력을 감소, 또는 부착물을 가스화할 수 있다. 접착력이 감소된 부착물 또는 가스화된 부착물은 탑재대(31)로부터 이탈하여 흡인구(112)로부터 흡인된다. 조사부(114)는 예를 들면, 산소 함유 가스(O2, CO2 등), 산소 함유 가스와 희가스를 포함하는 가스(O2 및 Ar를 포함하는 가스 등), 불소 함유 가스(CF4 등) 등의 가스에 고주파 전력을 인가하여 얻어진 플라즈마를 탑재대(31)에 대해서 조사한다. 또한, 조사부(114)는 탑재대(31)에 대해서 레이저를 조사해도 좋고, 탑재대(31)에 대해서 플라즈마 및 레이저를 조사해도 좋다. 레이저는 부착물을 가열하여, 부착물의 부착력을 감소시키는 레이저이면 좋다. 레이저는 부착물을 가스화시키는 파장의 레이저여도 좋다. 예를 들어, 파장이 808㎚, 레이저 스폿 면적이 0.5㎜ 내지 3㎜, 레이저 파워가 200W인 반도체 레이저를 사용해도 좋다. 또한, 조사부(114)는 부착물의 부착력을 감소시키는 작용이나 부착물을 가스화시키는 작용을 갖는 가스(예를 들면, 오존 가스 등)가 존재하는 환경 하에서, 탑재대(31)에 대해서 레이저를 조사해도 좋다.
촬상부(115)는 예를 들면, 이미지 센서이며, 헤드부(123)가 탑재대(31)에 접근하는 것에 의해 탑재대(31)를 촬상한다. 또한, 촬상부(115)는 필요에 따라 광을 조사하면서 탑재대(31)를 촬상해도 좋다. 촬상부(115)는 도시되지 않은 제어부에 의해 동작이 총괄적으로 제어된다. 촬상부(115)는 탑재대(31)를 촬상하여 얻어진 촬상 화상을 제어부에 출력한다. 제어부는 촬상 화상으로부터 탑재대(31) 상의 부착물의 유무를 검출한다. 제어부는 촬상 화상으로부터 부착물이 검출된 경우, 배기 장치(131)를 제어하여, 흡인구(112)로부터 부착물을 흡인을 개시한다.
또한, 배기관(131A)에는 계측기(132)가 마련되어 있다. 계측기(132)는 배기관(131A) 내를 흐르는 미립자의 직경과 개수를 계측하고, 소정의 입자 직경 구분별 수의 정보와 총 미립자 수의 정보를 도시되지 않은 제어부에 출력한다. 제어부는 흡인구(112)로부터의 흡인이 실행될 때, 계측기(132)로부터 얻어진 소정의 입자 직경 구분별 수와 총 미립자 수가 사전설정된 임계값 이하인지 여부를 감시한다. 제어부는 소정의 입자 직경 구분별 수와 총 미립자 수가 사전결정된 임계값 이하가 되는 경우, 배기 장치(131)를 제어하여 흡인구(112)로부터의 흡인을 정지시킨다.
도 4는 실시형태에 따른 흡인구(112), 공급구(113), 조사부(114) 및 촬상부(115)의 배치의 일례를 도시하는 도면이다. 도 4에는 로봇 아암(111)의 헤드부(123)를 하측에서 바라본 도면이 도시되어 있다. 헤드부(123)는 평면에서 바라볼 때 한 쌍의 단변이 아암부(121)를 개재하도록 배치되는 직사각형상으로 형성되어 있다. 흡인구(112)는 헤드부(123)의 한 쌍의 단변의 내측의 위치에 각 단변을 따라 마련되어 있다. 공급구(113)는 2개의 흡인구(112) 중 한쪽에 인접한 위치에 마련되고, 조사부(114)는 2개의 흡인구(112) 중 다른쪽에 인접한 위치에 마련되어 있다. 촬상부(115)는 헤드부(123)의 한 쌍의 장변 중, 아암부(121)와는 반대쪽의 장변의 위치에 대응하여 마련되어 있다. 또한, 도 4에 도시된 흡인구(112), 공급구(113), 조사부(114) 및 촬상부(115)의 배치 위치는 일례이며, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 흡인구(112)는 도 5에 도시된 바와 같이, 헤드부(123)의 한 쌍의 단변의 내측의 위치로서, 공급구(113) 및 조사부(114)의 각각의 외주를 둘러싸는 위치에 마련되어도 좋다. 도 5는 실시형태에 따른 흡인구(112), 공급구(113), 조사부(114) 및 촬상부(115)의 배치의 다른 일례를 도시하는 도면이다.
도 2로 돌아간다. 메인터넌스 장치(100)는 케이스(101) 내부에, 처리 용기(30)로부터의 에지 링(35)을 반출, 및 처리 용기(30) 내에의 에지 링(35)의 반입을 실행하는 반송 기구(140)를 갖는다. 반송 기구(140)는 다관절의 아암부(141)와, 아암부(141)를 회전 가능 및 승강 가능하게 지지하는 지지부(142)와, 아암부(141)의 선단부에 마련된 포크부(143)에 의해 구성되어 있다. 반송 기구(140)는 아암부(141)를 직선 형상으로 늘어나거나 서로 겹침으로써 신축 가능하게 되어 있다. 반송 기구(140)는 지지부(142)에 의해 아암부(141)를 승강시키는 것에 의해, 아암부(141)의 선단부의 포크부(143)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 반송 기구(140)는 도시되지 않은 제어부에 의해 동작이 총괄적으로 제어된다. 제어부는 각종의 조작 지시를 접수하거나, 동작 상태의 표시를 실행하는 유저 인터페이스를 갖는다. 작업자는 유저 인터페이스에 대해서 조작 지시를 실행한다. 조작 지시는 예를 들면, 반송 기구(140)의 움직임을 개별적으로 지정하는 조작 지시이다. 또한, 조작 지시는 일련의 움직임을 지정하는 것이어도 좋다. 예를 들어, 조작 지시는 에지 링(35)의 반입 및 반출을 실행할 때의 반송 기구(140)의 일련의 움직임을 반송 지시로 지정하는 것이어도 좋다.
케이스(101) 내부에는 일례로서, 소정 간극의 높이로 3단의 지지대(105)가 마련되어 있다. 3단의 지지대(105) 중 2개의 지지대(105)에는 교환용의 에지 링(35)이 각각 탑재되어 있다. 나머지 하나의 지지대(105)는 사용이 끝난 에지 링(35)을 탑재하기 위해 비어 있다. 또한, 교환용의 에지 링(35)은 예를 들면, 미사용인 새로운 에지 링이다. 또한, 교환용의 에지 링(35)은 사용이 끝난 중고이지만, 소모량이 비교적 적은 에지 링이어도 좋다.
다음에, 도 6을 참조하여, 플라즈마 에칭 장치(10)와 메인터넌스 장치(100)를 갖는 진공 처리 시스템에 의한 구체적인 처리 동작을 설명한다. 도 6은 실시형태에 따른 진공 처리 시스템의 처리 동작의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 6에 나타내는 처리 동작은 주로 도시되지 않은 제어부에 의한 제어에 따라 실행된다.
먼저, 탑재대(21) 상에 에지 링(35)이 탑재되어 있는 상태에서 처리 용기(30)에 대한 드라이클리닝이 실행된다(단계(S101)).
드라이클리닝이 완료되면, 메인터넌스 장치(100)가 플라즈마 에칭 장치(10)에 장착된다(단계(S102)).
메인터넌스 장치(100)의 장착이 완료되면, 처리 용기(30)로부터 에지 링(35)이 반출된다(단계(S103)).
이어서, 처리 용기(30) 내의 탑재대(31)가 메인터넌스 장치(100)에 의해 청소된다(단계(S104)).
청소가 완료되면, 처리 용기(30) 내에 교환용의 에지 링(35)이 반입된다(단계(S105)).
그 후, 에지 링(35)의 위치가 보정된다(단계(S106)).
다음에, 도 7a, 도 7b 및 도 8을 참조하여, 처리 용기(30)로부터 에지 링(35)을 반출하고, 탑재대(31)를 청소할 때의 동작의 일례를 설명한다. 도 7a 및 도 7b는 처리 용기(30)로부터 에지 링(35)을 반출하고, 탑재대(31)를 청소할 때의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 탑재대(31)를 청소하는 처리의 일례를 나타내는 플로우차트이다. 도 8은 도 6에 있어서의 단계(S104)의 처리에 해당한다.
작업자는 수송용 차량(102)을 이동시켜서 메인터넌스 장치(100)를 플라즈마 에칭 장치(10)의 위치까지 수송한다. 이 때, 제 1 밸브(104A)가 개방 상태로 제어된다. 그리고, 진공 펌프(103)는 셔터 부재(101D)가 폐쇄된 상태에서 제 1 케이스(101B) 내부를 감압한다. 또한, 메인터넌스 장치(100)는 제어부(90)로부터의 지시 또는 리모트로부터의 지시에 기초하여 플라즈마 에칭 장치(10)의 위치까지 자동으로 수송되도록 구성되어도 좋다. 이어서, 케이스(101)(제 2 케이스(101C)의 개구부(101A)가 제 2 게이트(95)에 대해서 기밀하게 장착된다. 케이스(101)(제 2 케이스(101C))의 개구부(101A)가 제 2 게이트(95)에 장착되면, 제 1 밸브(104A)가 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 전환되고, 제 2 밸브(104B)가 개방 상태로 제어된다. 그리고, 진공 펌프(106)는 제 2 케이스(101C) 내부를 감압한다. 이에 의해, 제 1 케이스(101B) 내부 및 제 2 케이스(101C) 내부의 양쪽, 즉, 제 1 케이스(101) 내부의 전체가 감압된다. 이어서, 셔터 부재(101D)가 개방되어서, 제 1 케이스(101B)와 제 2 케이스(101C)가 연통한다. 그리고, 제 2 밸브(104B)가 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 전환된다.
메인터넌스 장치(100)는 케이스(101) 내부에 플라즈마 에칭 장치(10)의 덮개체(96)를 분리하는 분리 유닛(도시되지 않음)을 갖는다. 처리 용기(30)로부터 에지 링(35)을 반출할 때, 도 6a에 도시된 바와 같이, 분리 유닛은 제 2 게이트(95)로부터 덮개체(96)를 분리하고, 분리된 덮개체(96)를 케이스(101) 내부의 후퇴 위치로 후퇴시킨다. 이에 따라, 케이스(101)와 처리 용기(30)가 개구부(101A) 및 제 2 게이트(95)를 거쳐서 연통한다. 케이스(101)와 처리 용기(30)가 연통되면, 탑재대(31)로부터 도시되지 않은 리프트 핀이 돌출되고, 에지 링(35)을 탑재대(31)의 상방에 배치한다. 또한, 에지 링(35)이 정전 흡착되어 있는 경우에는, 정전 흡착을 해제한 후에 리프트 핀이 돌출되고, 에지 링(35)을 탑재대(31)의 상방에 배치한다. 반송 기구(140)는 지지부(142)에 의해 아암부(141)의 선단부의 포크부(143)를 개구부(101A)에 대응하는 높이로 이동시킨다. 반송 기구(140)는 아암부(141)를 개구부(101A)측으로 신장시켜서, 개구부(101A)를 거쳐서 포크부(143)를 에지 링(35)의 하방으로 이동시킨다. 리프트 핀이 하강하면, 반송 기구(140)는 리프트 핀 상에 지지된 에지 링(35)을 포크부(143)에서 수취한다. 반송 기구(140)는 에지 링(35)을 보지한 상태에서 아암부(141)를 수축시켜서 처리 용기(30)로부터 에지 링(35)을 반출한다.
다음에, 도 7a의 파선으로 나타낸 바와 같이, 반송 기구(140)는 에지 링(35)을 보지한 포크부(143)를 비어 있는 지지대(105)에 대응하는 높이로 이동시킨다. 반송 기구(140)는 아암부(141)를 비어 있는 지지대(105)측으로 이동시켜서, 에지 링(35)을 비어 있는 지지대(105)의 상방으로 이동시킨다. 반송 기구(140)는 아암부(141)를 하강시켜서 에지 링(35)을 비어 있는 지지대(105)에 수납한다.
다음에, 도 7b에 도시된 바와 같이, 로봇 아암(111)은 지지부(122)에 의해 아암부(121)가 선단부의 헤드부(123)를 개구부(101A)에 대응하는 높이로 이동시킨다. 로봇 아암(111)은 아암부(121)를 개구부(101A)측으로 신장시켜서, 개구부(101A)를 거쳐서 헤드부(123)를 탑재대(31)에 접근시킨다. 도 8에 도시된 바와 같이, 촬상부(115)는 탑재대(31)를 상방으로부터 촬상하고, 얻어진 촬상 화상을 도시되지 않은 제어부에 출력한다(단계(S111)). 즉, 촬상부(115)는 정전 척(36)의 탑재면(36d), 외주면(36e) 및 ER 탑재면(36f) 등을 촬상하여 얻어진 촬상 화상을 제어부에 출력한다. 제어부는 촬상 화상과, 청소가 끝난, 또는 신품의 탑재대(31)를 사전 촬상하여 얻은 기준 화상을 비교하는 것에 의해, 탑재대(31) 상의 부착물의 유무를 검출한다(단계(S112)). 제어부는 촬상 화상으로부터 부착물이 검출되면(단계(S113): 예), 부착물의 위치로 흡인구(112)를 이동시켜서, 배기 장치(131)를 제어하여 흡인구(112)에 의한 흡인을 개시한다. 이에 의해, 탑재대(31) 상의 부착물(즉, 정전 척(36)의 탑재면(36d), 외주면(36e) 및 ER 탑재면(36f) 등에 잔존하는 부착물)이 흡인구(112)에 의해 흡인된다(단계(S114)). 예를 들어, 탑재대(31) 상에 에지 링(35)이 탑재되어 있는 상태에서 드라이클리닝을 실시된 경우, 정전 척(36)의 외주면(36e)에 있어서 반응 생성물이 완전하게는 제거되지 않고 부착물로서 잔류한다. 이러한 경우에, 제어부는 예를 들면, 정전 척(36)의 외주면(36e)에 잔존하여 있는 부착물을 흡인구(112)로부터 흡인한다.
또한, 흡인구(112)는 플라즈마 에칭 장치(10)의 샤워 헤드(46)로부터 처리 용기(30) 내와 케이스(101) 내부로 비활성 가스가 공급된 상태에서, 탑재대(31) 상의 부착물을 흡인해도 좋다. 비활성 가스로서는, 예를 들면, Ar, N2 또는 드라이 에어 등이 사용된다. 또한, 비활성 가스의 공급원은 샤워 헤드(46)에 한정되지 않고, 예를 들면, 처리 용기(30) 내를 대기 개방할 때에 가스를 공급하는 퍼지 포트(도시되지 않음)여도 좋다.
제어부는 흡인구(112)로부터의 흡인이 실행될 때, 계측기(132)로부터 얻어진 소정의 입자 직경 구분별 미립자의 수와 총 미립자 수가 사전결정된 임계값 이하가 되는지 여부를 감시한다. 제어부는 미립자의 수가 사전결정된 임계값 이하가 되는 경우, 배기 장치(131)를 제어하여 흡인구(112)로부터의 흡인을 정지시킨다.
흡인구(112)로부터의 흡인이 정지되면, 촬상부(115)는 탑재대(31)를 상방으로부터 다시 촬상하고, 얻어진 촬상 화상을 제어부에 출력한다(단계(S115)). 제어부는 촬상 화상과, 청소가 끝난, 또는 신품의 탑재대(31)를 사전 촬상하여 얻어진 기준 화상을 비교하는 것에 의해, 탑재대(31) 상의 부착물의 유무를 검출한다(단계(S116)). 제어부는 촬상 화상으로부터 부착물이 다시 검출되는 경우(단계(S117): 예), 배기 장치(131)를 제어하여, 흡인구(112)에 의한 흡인을 개시한다. 이 때, 공급구(113)는 탑재대(31)에 대해서 가스를 공급한다(단계(S118)). 흡인구(112)는 공급구(113)로부터 공급되는 가스와 함께 부착물을 흡인한다. 제어부는 계측기(132)로부터 얻어진 소정의 입자 직경 구분별 미립자의 수와 총 미립자 수가 임계값 이하가 되면, 배기 장치(131)를 제어하여 흡인구(112)로부터의 흡입을 정지시킨다.
흡인구(112)로부터의 흡인이 정지되면, 촬상부(115)는 탑재대(31)를 상방으로부터 다시 촬상하고, 얻어진 촬상 화상을 제어부에 출력한다(단계(S119)). 제어부는 촬상 화상과, 청소가 끝난, 또는 신품의 탑재대(31)를 사전 촬상하여 얻어진 기준 화상을 비교하는 것에 의해, 탑재대(31) 상의 부착물의 유무를 검출한다(단계(S120)). 제어부는 촬상 화상으로부터 부착물이 다시 검출되는 경우(단계(S121): 예), 배기 장치(131)를 제어하여, 흡인구(112)에 의한 흡인을 개시한다. 이 때, 조사부(114)는 탑재대(31)에 대해서 플라즈마, 레이저, 또는 플라즈마 및 레이저 양방을 조사하여, 탑재대(31)로부터 부착물을 제거한다(단계(S122)). 흡인구(112)는 탑재대(31)로부터 제거된 부착물을 흡인한다. 또한, 제어부는 조사부(114)에 의해 탑재대(31)에 대해서 플라즈마 및 레이저 중 한쪽 또는 양쪽을 조사한 후에, 흡인구(112)에 의해 부착물을 흡인해도 좋다. 제어부는 계측기(132)로부터 얻은 미립자의 수가 임계값 이하가 되는 경우, 배기 장치(131)를 제어하여 흡인구(112)로부터의 흡인을 정지시킨다.
흡인구(112)로부터의 흡인이 정지되면, 촬상부(115)는 탑재대(31)를 상방으로부터 다시 촬상하고, 얻어진 촬상 화상을 제어부에 출력한다(단계(S123)). 제어부는 촬상 화상과, 청소가 끝난, 또는 신품의 탑재대(31)를 사전 촬상하여 얻어진 기준 화상을 비교하는 것에 의해, 탑재대(31) 상의 부착물의 유무를 검출한다(단계(S124)). 제어부는 촬상 화상으로부터 부착물이 다시 검출되는 경우(단계(S125): 예), 진공 처리 시스템의 오퍼레이터에 경고를 통지한다(단계(S126)). 경고의 통지를 받은 오퍼레이터는 처리 용기(30)를 대기 개방하고, 탑재대(31)의 청소 작업을 포함하는 메인터넌스를 실행한다.
또한, 촬상 화상으로부터 부착물이 검출되지 않는 경우(단계(S113): 아니오, 단계(S117): 아니오, 단계(S121): 아니오, 단계(S125): 아니오), 제어부는 탑재대(31)를 청소하는 처리를 종료한다. 이렇게 하여, 탑재대(31)가 청소된다.
로봇 아암(111)은 탑재대(31)의 청소가 종료하면, 아암부(121)를 수축시켜서 흡인구(112), 공급구(113), 조사부(114) 및 촬상부(115)를 케이스(101) 내부의 원래 위치로 되돌린다.
다음에, 도 9a 내지 도 9c를 참조하여, 처리 용기(30) 내에 교환용의 에지 링(35)을 반입할 때의 동작의 일례를 설명한다. 도 9a 내지 도 9c는 처리 용기(30) 내에 에지 링(35)을 반입할 때의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 반입 후의 에지 링(35)의 위치를 보정하는 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다. 또한, 도 10은 도 6에 있어서의 단계(S106)의 처리에 해당한다.
처리 용기(30) 내에 교환용의 에지 링(35)을 반입하는 경우, 도 9a에 도시된 바와 같이, 반송 기구(140)는 교환용의 에지 링(35)이 탑재된 지지대(105)에 대응하는 높이로 포크부(143)를 이동시킨다. 반송 기구(140)는 아암부(141)를 교환용의 에지 링(35)측으로 이동시켜서, 포크부(143)로 교환용의 에지 링(35)을 보지한다. 반송 기구(140)는 교환용의 에지 링(35)을 보지한 상태에서 아암부(141)를 개구부(101A)측으로 이동시킨다.
다음에, 도 9a의 파선으로 나타낸 바와 같이, 반송 기구(140)는 포크부(143)를 개구부(101A)에 대응하는 높이로 이동시킨다. 반송 기구(140)는 아암부(141)를 개구부(101A)측으로 신장시켜서 개구부(101A)를 거쳐서 교환용의 에지 링(35)을 탑재대(31)의 상방으로 운반한다.
교환용의 에지 링(35)을 보지하는 포크부(143)가 탑재대(31)의 상방에 도달하면, 탑재대(31)로부터 도시되지 않은 리프트 핀이 돌출되고, 교환용의 에지 링(35)이 포크부(143)로부터 리프트 핀에 전달된다. 교환용의 에지 링(35)이 포크부(143)로부터 리프트 핀에 전달되면, 반송 기구(140)는 아암부(121)를 수축시켜서 포크부(143)를 케이스(101) 내부의 원래 위치로 되돌린다. 교환용의 에지 링(35)을 지지하는 리프트 핀은 하강하고, 교환용의 에지 링(35)은 탑재대(31)의 외주부 상에 탑재된다.
다음에, 도 9b에 도시된 바와 같이, 로봇 아암(111)은 헤드부(123)를 개구부(101A)에 대응하는 높이로 이동시킨다. 로봇 아암(111)은 아암부(121)를 개구부(101A)측으로 신장시켜서, 개구부(101A)를 거쳐서 헤드부(123)를 탑재대(31)에 접근시킨다. 도 10에 도시된 바와 같이, 촬상부(115)는 교환용의 에지 링(35)과 탑재대(31)의 정전 척(36) 사이의 간극을 둘레방향의 복수의 위치 각각에 대해서 촬상한다(단계(S131)). 예를 들어, 촬상부(115)는 탑재대(31)의 원주 방향으로 균등한 간극으로 설정된 복수의 촬상 위치에 있어서, 교환용의 에지 링(35)과 탑재대(31)의 정전 척(36) 사이의 간극을 순차적으로 촬상한다.
도 11은 촬상부(115)에 있어서의 촬상 위치의 일례를 도시하는 도면이다. 도 11은 교환용의 에지 링(35)과 탑재대(31)의 정전 척(36)을 상방에서 바라본 상면도에 상당한다. 도 11에는, 원판 형상으로 탑재대(31)의 탑재면(36d)이 도시되고, 또한 탑재면(36d)의 주위에 링 형상으로 교환용의 에지 링(35)이 도시되어 있다. 촬상부(115)에 있어서의 촬상 위치(P)는 탑재대(31)의 원주 방향에 대해서, 90도의 각도마다 균등한 간극으로 4개 설정되어 있다. 또한, 촬상 위치는 탑재대(31)의 원주 방향에 대해서, 3개 이하로 설정되어도 좋고, 5개 이상으로 설정되어도 좋다. 또한, 촬상부(115)는 교환용의 에지 링(35)과 탑재대(31)의 정전 척(36) 사이의 간극을 일괄적으로 촬상해도 좋다.
도 9b로 돌아간다. 촬상부(115)는 교환용의 에지 링(35)과 탑재대(31)의 정전 척(36) 사이의 간극을 둘레방향의 복수의 위치 각각에 대해서 촬상하여 얻어진 촬상 화상을 도시되지 않은 제어부에 출력한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제어부는 촬상 화상과, 편차가 없는 상태에서의 에지 링(35)을 사전 촬상하여 얻어진 보정용 기준 화상과 비교하고(단계(S132)), 둘레방향의 복수의 위치 각각에 대해서 간극의 폭과 기준 폭의 편차량을 산출한다(단계(S133)). 기준 폭이란, 예를 들면, 교환용의 에지 링(35)의 중심과 정전 척(36)의 중심이 일치할 때에 사전 측정된 간극의 폭이다.
다음에, 제어부는 산출된 편차량이 허용 값 내인지 여부를 판정한다(단계(S134)). 제어부는 산출한 편차량이 허용 값을 벗어난 경우(단계(S134): 아니오), 반송 기구(140)를 제어하여 교환용의 에지 링(35)의 위치를 산출한 편차량만큼 보정한다(단계(S135)). 즉, 탑재대(31)로부터 도시되지 않은 리프트 핀이 돌출되고, 교환용의 에지 링(35)이 탑재대(31)의 상방에 배치되면, 반송 기구(140)는 도 9c에 도시된 바와 같이, 포크부(143)를 개구부(101A)에 대응하는 높이로 이동시킨다. 그리고, 반송 기구(140)는 아암부(141)를 개구부(101A)측으로 신장시켜서, 개구부(101A)를 거쳐서 포크부(143)를 교환용의 에지 링(35)의 하방에 이동시킨다. 리프트 핀이 하강하면, 반송 기구(140)는 리프트 핀 상에 지지된 교환용의 에지 링(35)을 포크부(143)로 수취한다. 반송 기구(140)는 산출된 편차량이 0이 되도록 교환용의 에지 링(35)을 보지한 상태에서 아암부(141)를 수평 방향으로 이동시킨다. 교환용의 에지 링(35)이 이동하여 편차량이 0이 되면, 탑재대(31)로부터 리프트 핀이 돌출되고, 교환용의 에지 링(35)이 포크부(143)로부터 리프트 핀으로 전달된다. 교환용의 에지 링(35)이 포크부(143)로부터 리프트 핀에 전달되면, 반송 기구(140)는 아암부(121)를 수축시켜서 포크부(143)를 케이스(101) 내부의 원래 위치로 되돌린다. 교환용의 에지 링(35)을 지지하는 리프트 핀은 하강하고, 교환용의 에지 링(35)은 탑재대(31)의 외주부 상에 탑재된다. 편차량을 보정한 후, 제어부는 처리를 단계(S131)로 되돌리고, 촬상부(115)에 의해 교환용의 에지 링(35)과 탑재대(31)의 정전 척(36) 사이의 간극을 촬상하여, 편차량이 허용 값 내에 있는 것을 확인해도 좋다(단계(S131 내지 S134)). 또한, 제어부는 편차량이 허용 값을 벗어난 경우에는, 다시 상기와 같이 교환용의 에지 링(35)의 편차량이 0이 되도록 보정을 실행되어도 좋다(단계(S135)).
또한, 제어부는 산출한 편차량이 허용 값 이내인 경우(단계(S134): 예), 처리를 종료한다. 이에 의해, 처리 용기(30) 내에의 교환용의 에지 링(35)의 반입이 완료된다.
또한, 처리 용기(30) 내에의 에지 링(35)의 반입이 완료되면, 메인터넌스 장치(100)는 분리 유닛을 제어하여 제 2 게이트(95)에 덮개체(96)를 장착한다. 그 후, 셔터 부재(101D)가 폐쇄된 상태에서 리크용 밸브(104D)가 개방됨으로써 제 2 케이스(101C)가 대기 개방된다. 작업자는 이러한 순서로 처리 용기(30) 내의 메인터넌스가 실행된 후, 수송용 차량(102)을 이동시켜서 메인터넌스 장치(100)를 플라즈마 에칭 장치(10)로부터 분리시킨다. 또한, 메인터넌스 장치(100)는 제어부(90)로부터의 지시 또는 리모트로부터의 지시에 기초하여, 플라즈마 에칭 장치(10)로부터 자동으로 분리되고, 소정의 위치까지 자동으로 수송되도록 구성되어도 좋다.
이와 같이, 실시형태에 따른 메인터넌스 장치(100)는 플라즈마 에칭 장치(10)의 제 2 게이트(95)에 대응하는 크기의 개구부(101A)가 형성되고, 제 2 게이트(95)에 대해서 기밀하게 개구부(101A)를 장착 가능한 케이스(101)를 갖는다. 또한, 메인터넌스 장치(100)는 케이스(101) 내부에 배치되고, 개구부(101A)를 거쳐서 처리 용기(30) 내에 진입하고, 처리 용기(30) 내의 대상물(일례로서, 탑재대(31))의 부착물을 흡인하는 흡인 기구(110)를 갖는다. 이에 의해, 메인터넌스 장치(100)는 대기 개방하지 않고 처리 용기(30) 내를 효율적으로 청소할 수 있다.
또한, 흡인 기구(110)는 선단부가 개구부(101A)를 거쳐서 처리 용기(30) 내의 대상물에 접근 가능한 로봇 아암(111)을 갖는다. 또한, 흡인 기구(110)는 로봇 아암(111)의 선단부(일례로서, 헤드부(123))에 마련되고, 처리 용기(30) 내의 대상물의 부착물을 흡인하는 흡인구(112)를 갖는다. 이에 의해, 메인터넌스 장치(100)는 처리 용기(30) 내의 대상물 근처에서 흡인구(112)에 의해 부착물을 흡인할 수 있다.
또한, 흡인구(112)는 처리 용기(30) 내에 비활성 가스가 공급된 상태에서, 부착물을 흡인한다. 이에 의해, 메인터넌스 장치(100)는 흡인구(112)에 의해 비활성 가스와 함께 부착물을 흡인할 수 있다.
또한, 흡인 기구(110)는 로봇 아암(111)의 선단부에 마련되고, 처리 용기(30) 내의 대상물에 대해서 가스를 공급하는 공급구(113)를 더 갖는다. 이에 의해, 메인터넌스 장치(100)는 비활성 가스로 처리 용기(30) 내의 대상물로부터 부착물을 비활성 가스로 불어내면서, 흡인구(112)에 의해 비활성 가스와 함께 부착물을 흡인할 수 있다.
또한, 흡인 기구(110)는 로봇 아암(111)의 선단부에 마련되고, 처리 용기(30) 내의 대상물에 대해서 플라즈마 및 레이저 중 한쪽 또는 양쪽을 조사하여, 처리 용기(30) 내의 대상물로부터 부착물을 제거하는 조사부(114)를 더 갖는다. 이에 의해, 메인터넌스 장치(100)는 처리 용기(30) 내의 대상물로부터 제거된 부착물을 흡인구(112)에 의해 흡인할 수 있다.
또한, 흡인 기구(110)는 로봇 아암(111)의 선단부에 마련되고, 처리 용기(30) 내의 대상물을 촬영하는 촬상부(115)를 더 갖는다. 이를 통해, 메인터넌스 장치(100)는 부착물의 유무를 검출에 이용되는 촬상 화상을 얻을 수 있다.
또한, 메인터넌스 장치(100)는 흡인구(112)에 배기관(131A)을 거쳐서 접속된 배기 장치(131)와, 배기관(131A) 내에 흐르는 미립자의 수를 계측하는 계측기(132)를 더 갖는다. 배기 장치(131)는 계측기(132)에 의해 계측되는 소정의 입자 직경 구분별 미립자의 수와 총 미립자 수가 사전결정된 임계값 이하가 되는 경우에, 흡인구(112)로부터의 흡인을 정지시킨다. 이에 의해, 메인터넌스 장치(100)는 적절한 타이밍에 흡인구(112)로부터의 흡인을 정지시킬 수 있다.
또한, 처리 용기(30) 내의 대상물은 웨이퍼(W)를 탑재 가능한 정전 척(36)과 에지 링(35)을 탑재 가능한 외주부를 갖는 탑재대(31)이며, 메인터넌스 장치(100)는 반송 기구(140)를 더 갖는다. 반송 기구(140)는 케이스(101) 내부에 배치되고, 개구부(101A)를 거쳐서 처리 용기(30)로부터의 에지 링(35)을 반출하고, 처리 용기(30) 내에의 에지 링(35)을 반입을 실행한다. 이에 의해, 메인터넌스 장치(100)는 대기 개방하지 않고 처리 용기(30) 내를 청소하고 또한 에지 링(35)을 교환할 수 있다.
또한, 흡인구(112)는 반송 기구(140)에 의해서 처리 용기(30)로부터 에지 링(35)이 반출된 상태에서, 탑재대(31)의 배치부(일례로서, 정전 척(36))의 외주면의 부착물을 흡인한다. 이에 의해, 메인터넌스 장치(100)는 에지 링(35)이 반출됨으로써 노출되는, 탑재대(31)의 탑재부의 외주면을 청소할 수 있다.
또한, 반송 기구(140)는 처리 용기(30) 내에 교환용의 에지 링(35)을 반입하여 탑재대(31)의 외주부에 탑재한다. 메인터넌스 장치(100)는 제어부를 더 갖는다. 제어부는 로봇 아암(111)의 선단에 마련된 촬상부(115)에 의해 교환용의 에지 링(35)과 탑재대(31)의 탑재부 사이의 간극을 둘레방향의 복수의 위치 각각에 대해서 촬상한다. 제어부는 얻어진 촬상 화상을 기초하여 둘레방향의 복수의 위치 각각에 대해서 간극의 폭과 기준 폭의 편차량을 산출한다. 제어부는 반송 기구(140)를 제어하여, 교환용의 에지 링(35)의 위치를 산출된 편차만큼 보정한다. 이에 의해, 메인터넌스 장치(100)는 탑재대(31)의 외주부에 탑재된 교환용의 에지 링(35)의 위치를 적절히 보정할 수 있다.
(변형예)
상기 실시형태에서는 처리 용기(30) 내의 대상물로서 탑재대(31)를 청소하는 경우를 예로 설명하였으나, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 메인터넌스 장치(100)는 처리 용기(3) 내에 위치하는 부품이라면, 탑재대(31) 이외의 부품도 청소해도 좋다. 또한, 제어부는 촬상부(115)에 의해 처리 용기(30) 내의 부품을 촬상하여 얻어진 촬상 화상과 촬상부(115)에 의해 새로운 부품을 촬상하여 얻어진 촬상 화상과 비교하여, 표면 상태, 형상 및 사이즈 중 적어도 하나에 기초하여 처리 용기(30) 내의 부품의 이상을 판정해도 좋다. 또한, 제어부는 처리 용기(30) 내의 부품에 이상이 발생했다고 판정되는 경우에, 부품 교환 지시를 출력해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 소모 부품으로서 에지 링(35)을 교환하는 경우를 예로 설명하였으나, 개시 기술은 이에 한정되지 않는다. 교환 대상의 소모 부품은 에지 링(35) 외에, 에지 링(35)의 외주측에 배치되는 커버 링(도시되지 않음) 등이어도 좋고, 로봇 아암 등의 반송 기구에 의해 처리 용기(30) 내에의 반입 및 처리 용기(30)로부터 반출이 가능한 임의의 부품이어도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서 흡인 기구(110)는 로봇 아암(111)의 선단부에 흡인구(112), 공급구(113), 조사부(114) 및 촬상부(115)를 갖는 경우를 설명하였으나, 공급구(113), 조사부(114) 및 촬상부(115)는 흡인구(112)와 세트가 아니어도 좋다. 예를 들어, 흡인구(112)와 공급구(113), 흡인구(112)와 조사부(114), 흡인구(112)와 촬상부(115), 흡인구(112)와 공급구(113)와 조사부(114), 흡인구(112)와 공급구(113)와 촬상부(115), 흡인구(112)와 조사부(114)와 촬상부(115)의 조합 중 어느 하나의 조합이 로봇 아암(111)의 선단부에 마련되어도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 흡인 기구(110)와 반송 기구(140)의 양쪽이 케이스(101) 내부에 마련되는 경우를 설명하였지만, 개시 기술은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 흡인 기구(110)만이 케이스(101) 내부에 마련되고, 또한 흡인 기구(110)의 로봇 아암(111)의 일부가 에지 링 교환용의 피크로 대체되어도 좋다. 또한, 예를 들어, 흡인 기구(110)만이 케이스(101) 내부에 마련되고, 흡인 기구(110)의 로봇 아암(111)에 에지 링 교환용의 피크가 장착되어도 좋다. 이러한 경우, 에지 링 교환용의 피크를 사용하여 에지 링(35)을 교환을 실행해도 좋다. 또한, 피크의 교환 및 피크의 장착은 작업자에 의해 실행되어도 좋고, 자동 교환에 의해 실현되어도 좋다.
또한, 금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기의 실시형태는 첨부된 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
10: 플라즈마 에칭 장치
30: 처리 용기
31: 탑재대
35: 에지 링
36: 정전 척
84: 제 1 게이트
95: 제 2 게이트
100: 메인터넌스 장치
101: 케이스
101A: 개구부
110: 흡인 기구
111: 로봇 아암
112: 흡인구
113: 공급구
114: 조사부
115: 촬상부
131: 배기 장치
131A: 배기관
132: 계측기
140: 반송 기구

Claims (12)

  1. 기판의 반입출에 사용되는 제 1 게이트 및 상기 제 1 게이트와 상이한 제 2 게이트가 처리 용기에 마련된 진공 처리 장치의 상기 제 2 게이트에 대응하는 사이즈의 개구부가 형성되고, 상기 제 2 게이트에 대해서 기밀하게 상기 개구부를 장착 가능한 케이스와,
    상기 케이스 내부를 감압하는 감압 기구와,
    상기 케이스 내부에 배치되고, 상기 개구부를 거쳐서 상기 처리 용기 내부에 진입하고, 상기 처리 용기 내의 대상물의 부착물을 흡인하는 흡인 기구를 갖는
    메인터넌스 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡인 기구는,
    선단부가 상기 개구부를 거쳐서 상기 처리 용기 내의 대상물에 접근 가능한 아암과,
    상기 아암의 선단부에 마련되고, 상기 처리 용기 내의 대상물의 부착물을 흡인하는 흡인구를 갖는
    메인터넌스 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 흡인구는 상기 처리 용기 내에 비활성 가스가 공급된 상태에서 상기 부착물을 흡인하는
    메인터넌스 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 흡인 기구는,
    상기 아암의 선단부에 마련되고, 상기 처리 용기 내의 대상물에 대해서 가스를 공급하는 공급구를 더 갖는
    메인터넌스 장치.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡인 기구는,
    상기 아암의 선단부에 마련되고, 상기 처리 용기 내의 대상물에 대해서 플라즈마 및 레이저 중 한쪽 또는 양쪽을 조사하여, 상기 처리 용기 내의 대상물로부터 상기 부착물을 제거하는 조사부를 더 갖는
    메인터넌스 장치.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡인 기구는,
    상기 아암의 선단부에 마련되고, 상기 처리 용기 내의 대상물을 촬상하는 촬상부를 더 갖는
    메인터넌스 장치.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡인구에 배기관을 거쳐서 접속된 배기 장치와,
    상기 배기관 내를 흐르는 미립자의 수를 계측하는 계측기를 더 갖고,
    상기 배기 장치는, 상기 계측기에 의해 계측된 미립자의 수가 사전 결정된 임계값 이하가 되는 경우에, 상기 흡인구로부터의 흡인을 정지시키는
    메인터넌스 장치.
  8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 용기 내의 대상물은, 기판을 탑재 가능한 탑재부와 에지 링을 탑재 가능한 외주부를 갖는 탑재대이며,
    상기 케이스 내부에 배치되고, 상기 개구부를 거쳐서 상기 처리 용기로부터의 에지 링의 반출, 및 상기 처리 용기 내에의 에지 링의 반입을 실행하는 반송 기구를 더 갖는
    메인터넌스 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 흡인구는, 상기 반송 기구에 의해서 상기 처리 용기로부터 에지 링이 반출된 상태에서, 상기 탑재대의 탑재부의 외주면의 부착물을 흡인하는
    메인터넌스 장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 반송 기구는, 상기 처리 용기 내에 교환용의 에지 링을 반입하여 상기 탑재대의 외주부에 탑재하고,
    상기 아암의 선단부에 마련된 촬상부에 의해 상기 교환용의 에지 링과 상기 탑재대의 탑재부 사이의 간극을 둘레방향의 복수의 위치 각각에 대해서 촬상하고, 얻어진 촬상 화상에 기초하여, 둘레방향의 복수의 위치 각각에 대해서 상기 간극의 폭과 기준 폭의 편차량을 산출하고, 상기 반송 기구를 제어하여, 상기 교환용의 에지 링의 위치를 산출한 상기 편차만큼 보정하는 제어부를 더 갖는
    메인터넌스 장치.
  11. 진공 처리 장치와, 메인터넌스 장치를 갖는 진공 처리 시스템에 있어서,
    상기 진공 처리 장치는,
    처리 용기와,
    상기 처리 용기에 마련되고, 기판의 반입출에 사용되는 제 1 게이트와,
    상기 처리 용기에 마련되고, 상기 메인터넌스 장치가 탈착 가능하게 장착되는 제 2 게이트를 갖고,
    상기 메인터넌스 장치는,
    상기 제 2 게이트에 대응하는 사이즈의 개구부가 형성되고, 상기 제 2 게이트에 대해서 기밀하게 상기 개구부를 장착 가능한 케이스와,
    상기 케이스 내부를 감압하는 감압 기구와,
    상기 케이스 내부에 배치되고, 상기 개구부를 거쳐서 상기 처리 용기 내에 진입하고, 상기 처리 용기 내의 대상물의 부착물을 흡인하는 흡인 기구를 갖는
    진공 처리 시스템.
  12. 기판의 반입출에 사용되는 제 1 게이트 및 상기 제 1 게이트와 상이한 제 2 게이트가 처리 용기에 마련된 진공 처리 장치의 상기 제 2 게이트에 대응하는 사이즈의 개구부가 형성된 케이스로서, 상기 처리 용기 내의 대상물의 부착물을 흡인하는 흡인 기구가 내부에 배치된 상기 케이스의 상기 개구부를 상기 제 2 게이트에 대해서 기밀하게 장착하는 공정과,
    상기 케이스 내부를 상기 감압 기구에 의해 감압하는 공정과,
    상기 감압 기구에 의해 상기 케이스 내부가 감압된 상태에서, 상기 흡인 기구를 상기 개구부를 거쳐서 상기 처리 용기 내에 진입시키는 공정과,
    상기 처리 용기 내의 대상물의 부착물을 상기 흡인 기구에 의해 흡인하는 공정을 포함하는
    메인터넌스 방법.
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