KR20230132374A - 기판 처리실 내에 배치되는 부재를 반송하는 장치, 기판 처리 시스템 및 상기 부재를 반송하는 방법 - Google Patents

기판 처리실 내에 배치되는 부재를 반송하는 장치, 기판 처리 시스템 및 상기 부재를 반송하는 방법 Download PDF

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와타루 마츠모토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 기판 처리실 내에 배치되는 부재를, 미리 설정된 배치 위치에 반송하는 기술을 제공한다.
[해결 수단] 서로 인접하여 마련된 기판 반송실과 기판 처리실을 연통시키는 개구부에 대해 착탈 가능하게 개구부를 폐색하기 위한 밸브체를 구비하고, 밸브체에 의해 개구부를 폐색했을 때, 밸브체로부터 기판 처리실 내를 향하여 연장되도록 부재 보지부를 마련한다. 부재 보지부는, 밸브체에 의해 개구부를 폐색했을 때에, 기판 처리실 내의 미리 설정된 배치 위치까지 상기 부재를 반송하도록 구성된다. 또한, 개구부로부터 분리된 밸브체를, 기판 반송실 내에서 이동시키는 이동 기구를 구비한다.

Description

기판 처리실 내에 배치되는 부재를 반송하는 장치, 기판 처리 시스템 및 상기 부재를 반송하는 방법{APPARATUS FOR TRANSFERRING MEMBER TO BE DISPOSED IN SUBSTRATE PROCESSING CHAMBER, SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM, AND METHOD FOR TRANSFERRING MEMBER}
본 개시는 기판 처리실 내에 배치되는 부재를 반송하는 장치, 기판 처리 시스템 및 상기 부재를 반송하는 방법에 관한 것이다.
기판인 반도체 웨이퍼(이하, "웨이퍼"라고도 함)에 대한 처리를 실시하는 장치에 있어서는, 웨이퍼에 대한 처리가 실행되는 처리실에, 반송 기구에 의해 웨이퍼를 반송하여 처리가 실행된다. 처리실의 내부에는, 웨이퍼의 처리에 대응한 여러 가지의 구성의 부재가 마련되어 있으며, 이들 부재에 대해서는 정기적으로 메인터넌스나 클리닝이 실행되고 있다
예를 들면, 특허문헌 1에는, 기판이 탑재되는 기판 탑재면과, 에지 링과, 커버 링을 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서, 웨이퍼의 반송 장치의 지지부에 의해, 에지 링이나 커버 링을 반송 가능하게 구성한 기술이 기재되어 있다. 에지 링은 기판 탑재면에 보지된 기판을 둘러싸는 부재이며, 커버 링은 에지 링의 외측면을 덮도록 배치하는 부재이다.
일본 특허 공개 제 2021-141305 호 공보
본 개시는 서로 인접하여 마련된 기판 반송실과 기판 처리실 사이에서, 기판 처리실 내에 배치되는 부재를, 미리 설정된 배치 위치에 반송하는 기술을 제공한다.
본 개시는 서로 인접하여 마련된 기판 반송실과, 기판 처리실 사이에서 상기 기판 처리실 내에 배치되는 부재를 반송하는 장치에 있어서,
상기 기판 반송실과 기판 처리실을 연통시키는 개구부에 대해 착탈 가능하게 구성되며, 상기 개구부를 폐색하기 위한 밸브체와,
상기 밸브체에 의해 상기 개구부를 폐색했을 때, 당해 밸브체로부터, 상기 기판 처리실 내를 향하여 연장되도록 마련되며, 당해 기판 처리실 내의 미리 설정된 배치 위치까지 상기 부재를 반송하기 위한 부재 보지부와,
상기 개구부로부터 분리된 상기 밸브체를, 상기 기판 반송실 내에서 이동시키는 이동 기구를 구비한 장치이다.
본 개시에 의하면, 서로 인접하여 마련된 기판 반송실과 기판 처리실 사이에서, 기판 처리실 내에 배치되는 부재를 미리 설정된 배치 위치에 반송할 수 있다.
도 1은 기판 처리 시스템의 구성예를 도시하는 평면도이다.
도 2는 제 1 실시형태에 따른 기판 처리실을 도시하는 평면도이다.
도 3은 제 1 실시형태에 따른 기판 반송실 및 기판 처리실을 도시하는 종단 측면도이다.
도 4는 제 1 실시형태의 일부를 확대하여 도시하는 종단 측면도이다.
도 5는 제 1 실시형태에 따른 이동 기구의 구성예를 도시하는 투시 사시도이다.
도 6a는 제 1 실시형태의 작용을 도시하는 제 1 종단 측면도이다.
도 6b는 제 1 실시형태의 작용을 도시하는 제 2 종단 측면도이다.
도 6c는 제 1 실시형태의 작용을 도시하는 제 3 종단 측면도이다.
도 6d는 제 1 실시형태의 작용을 도시하는 제 4 종단 측면도이다.
도 7은 기판 처리실의 개구부의 구성예를 도시하는 종단 측면도이다.
도 8a는 제 2 실시형태에 따른 기판 반송실 및 기판 처리실을 도시하는 제 1 종단 측면도이다.
도 8b는 제 2 실시형태를 도시하는 제 2 종단 측면도이다.
도 9는 제 3 실시형태에 따른 기판 반송실 및 기판 처리실을 도시하는 종단 측면도이다.
<기판 처리 시스템>
이하, 도 1을 참조하면서, 본 개시의 일 실시형태에 따른, 기판 처리실 내에 배치되는 부재를 반송하는 장치의 구성에 대해 설명한다. 당해 부재를 반송하는 장치는, 기판 처리 시스템(1)에 마련되어 있다.
도 1에는 웨이퍼(W)를 처리하는 기판 처리실(11)을 복수 구비한 멀티 챔버 타입의 기판 처리 시스템(1)을 도시하고 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은 대기 반송실(12)과, 로드록실(13)과, 기판 반송실(14)과, 복수의 기판 처리실(11)을 구비하고, 이들은 대기 반송실(12)측으로부터 수평방향으로 이 순서대로 배치되어 있다. 기판 처리 시스템(1)에서는, 대기 반송실(12)의 설치 위치를 바로 앞측으로 하고, 바로 앞측으로부터 보아 전후방향을 Y방향, 좌우방향을 X방향으로 하여 설명한다.
대기 반송실(12)의 바로앞측에는, 로드 포트(121)가 마련되어 있다. 로드 포트(121)는 처리 대상의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(C)가 탑재되는 탑재대로서 구성되며, 좌우방향으로, 예를 들면 4대 나란하게 설치되어 있다. 캐리어(C)로서는, 예를 들면 FOUP(Front Opening Unified Pod) 등을 이용할 수 있다.
대기 반송실(12)은 대기압(상압) 분위기로 되어 있으며, 예를 들면 청정 공기의 다운 플로우가 형성되어 있다. 또한, 대기 반송실(12)의 내부에는, 예를 들면 다관절 아암으로 이루어지는 대기 반송 기구(122)가 마련되어 있으며, 캐리어(C)와 로드록실(13) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 실행하도록 구성되어 있다.
대기 반송실(12)과 기판 반송실(14) 사이에는, 예를 들면 2개의 로드록실(13)이 좌우로 나란하게 설치되어 있다. 로드록실(13)은 대기압 분위기와 진공 분위기를 전환할 수 있도록 구성되며, 웨이퍼(W)가 탑재되는 전달용의 스테이지(130)와, 웨이퍼(W)를 하방으로부터 밀어올려 보지하는 승강 핀(131)을 갖는다. 예를 들면, 승강 핀(131)은 둘레방향을 따라서 등간격으로 3개 마련되며, 승강 가능하게 구성되어 있다.
로드록실(13)과 대기 반송실(14) 사이, 로드록실(13)과 대기 반송실(12) 사이는, 웨이퍼(W)의 반송용의 개구부가 각각 형성되며, 이들 개구부는 각각 게이트 밸브(GV1, GV2)에 의해 개폐 가능하게 구성되어 있다. 또한, 로드록실(13)과 기판 반송실(14) 사이에 마련된 개구부(132)는 후술하는 바와 같이, 기판 처리실(11)과 마찬가지로, 밸브체(22)에 의해서도 개폐할 수 있는 구성으로 되어 있다.
기판 반송실(14)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 전후방향으로 긴, 평면에서 보아 직사각형상의 하우징에 의해 구성되며, 도시하지 않은 진공 배기 기구에 의해 진공 분위기로 감압되어 있다. 또한, 기판 반송실(14)에는, 불활성 가스(예를 들면, 질소 가스)의 공급을 실행하는 도시하지 않은 불활성 가스 공급부를 접속하고, 감압되어 있는 기판 반송실(14) 내에 상시 불활성 가스를 공급하도록 구성하여도 좋다.
도 1에 도시하는 예의 기판 처리 시스템(1)에 있어서, 기판 반송실(14)의 좌우에 인접하는 위치에는, 각각 4기, 합계 8기의 기판 처리실(11)이 마련되어 있다. 각 기판 처리실(11)은 웨이퍼(W)에 대해 진공 처리가 실시되도록 구성되어 있다. 웨이퍼(W)에 대해 실시하는 처리로서는, 에칭 처리, 성막 처리, 클리닝 처리, 애싱 처리 등을 예시할 수 있다.
<제 1 실시형태>
본 개시는 서로 인접하는 기판 처리실(11)과 기판 반송실(14) 사이에서, 기판 처리실(11) 내에 배치되는 부재를 반송하는 장치에 관한 것이다. 이하에, 기판 처리실(11) 및 기판 반송실(14)의 제 1 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 도 1, 도 2 등에는 각 기판 처리실(11)로부터 보아, 기판 반송실(14)이 배치되어 있는 방향을, Y'축의 기단측에 설정한 부좌표축을 병기하고 있다. 각 기판 처리실(11)의 설명에 있어서는, 기판 반송실(14)과의 접속 위치를 바로 앞측(전방측)으로 하여 설명한다.
도 2 내지 도 4에 도시하는 바와 같이, 이 예의 기판 처리실(11)은 처리 용기(2)와, 이 처리 용기(2)와 기판 반송실(14)을 접속하는 연통로(21)를 구비하고 있으며, 처리 용기(2)와 기판 반송실(14) 사이에서는, 연통로(21)를 거쳐서 웨이퍼(W)가 반송된다.
연통로(21)는, 예를 들면 처리 용기(2)나 기판 반송실(14)보다 상하방향의 치수가 작고, 웨이퍼(W)를 포함하는 부재를 통과시키는 것이 가능한 폭 치수를 갖는 반송로로서 구성되어 있다. 기판 반송실(14)은 연통로(21)의 일단측의 개구부(20)를 거쳐서 기판 처리실(11)과 연통하고 있다.
개구부(20)는 밸브체(제 1 밸브체)(22)에 의해 개폐되도록 구성되어 있다. 이 밸브체(22)는 개구부(20)에 대해 착탈 가능하게 구성되며, 또한, 후술의 이동 기구(3)와 접속되는 것에 의해, 기판 반송실(14) 내를 이동할 수 있다. 밸브체(22)는 기판 처리실(11) 내에 배치되는 부재를 그 내부에 반송하기 위한 부재 보지부(23)를 구비한다. 부재 보지부(23)는 밸브체(22)에 의해 개구부(20)를 폐색할 때에 기판 처리실(11) 내에 삽입되고, 반송 대상의 부재를 기판 처리실(11) 내의 미리 설정된 배치 위치에 반송하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다. 또한, 밸브체(22)는 개구부(20)를 기밀하게 폐색하기 위한 O링(221)을 구비하고 있다. 또한, 개구부(20)는 제 2 밸브체(26)에 의해서도 개폐되도록 구성되어 있다. 제 2 밸브체(26)는 상기 제 1 밸브체가 분리되어 있는 기간 중에, 개구부(20)를 폐색하는 밸브체이며, 그 구성에 대해서는 후술한다(도 7).
부재 보지부(23)에 의해 반송되며, 기판 처리실(11) 내에 배치되는 부재에 대해서는 후에 상술하지만, 이 예에 있어서는, "웨이퍼", "포커스 링", "실드 부재의 일부", "정류 부재의 일부"가 이들 부재에 상당한다. 이하, 이들 부재를 "배치 부재"라고도 한다.
또한, 기판 처리실(11) 내의 미리 설정된 배치 위치란, 기판 처리실(11) 내에서 웨이퍼(W)의 처리가 실행될 때, 상기 부재가 배치되어 있는 위치이다. 이하, "미리 설정된 배치 위치"를 "부재 배치 위치"라 기재하는 경우도 있다.
이어서, 기판 처리실(11)의 구성예에 대해, 웨이퍼(W)에 대해 실시되는 처리가 플라즈마 에칭 처리인 경우를 예로 하여 설명한다. 이 기판 처리실(11)에 있어서의 처리 용기(2)는 접지되어 있으며, 배기로(24)를 거쳐서 진공 배기 기구(25)에 접속되어 있다. 처리 용기(2)의 내부에는, 탑재대(41)가 마련되며, 이 예의 탑재대(41)는 그 상면에 볼록 형상부(42)를 구비하고 있다. 예를 들면, 볼록 형상부(42)는, 종단면 형상이 사다리꼴 형상으로 구성되어 있으며, 그 상면이 웨이퍼(W)를 이면측으로부터 지지하는 탑재면을 구성하고 있다. 탑재면은 그 주연부가, 웨이퍼(W)의 외연보다 내측에 위치하도록 구성되어 있다. 웨이퍼(W)는 이 탑재면(볼록 형상부(42)의 상면)에 탑재된 상태에서 소정의 진공 처리가 실시된다. 또한, 이후에서는, 탑재면에 탑재되어 있는 웨이퍼(W)를 탑재대(41)에 탑재된 웨이퍼(W)라 기재하는 경우도 있다. 또한, 탑재대(41)에는, 도시하지 않은 가열부가 매설되어 있다.
처리 용기(2)의 천정부에는, 절연 부재(44)를 거쳐서, 탑재대(41)에 탑재된 웨이퍼(W)와 대향하도록 샤워 헤드(43)가 마련되어 있다. 샤워 헤드(43)에는 플라즈마 생성용의 고주파 전원(45)이 접속되며, 상부 전극으로서 기능하도록 구성되어 있다. 한편, 탑재대(41)는 처리 용기(2)를 거쳐서 접지되며, 하부 전극으로서 기능하는 것이며, 샤워 헤드(43)와 탑재대(41) 사이에서, 평행 평판형의 플라즈마 형성 기구를 구성하고 있다. 또한, 플라즈마를 이용하지 않는 처리가 실행되는 기판 처리실(11)에 있어서는, 고주파 전원(45) 등의 플라즈마 형성 기구를 마련하지 않아도 좋다.
또한, 샤워 헤드(43)는 그 하면에 도시하지 않은 복수의 가스 토출 구멍을 구비하고 있으며, 에칭 가스(처리 가스)의 공급원(46)으로부터 샤워 헤드(43)를 거쳐서 처리 용기(2) 내에 에칭 가스가 공급되도록 구성되어 있다.
그리고, 샤워 헤드(43)로부터 에칭 가스를 공급하고, 고주파 전원(45)으로부터 샤워 헤드(43)에 고주파 전력을 인가하면, 샤워 헤드(43)와 탑재대(41) 사이에서 용량 결합 플라즈마가 형성된다.
처리 용기(2)의 내부에는 실드 부재(5)가 마련된다. 실드 부재(5)는, 웨이퍼(W)의 처리에 수반하는 생성물이, 기판 처리실(11)의 본체인 처리 용기(2)의 내벽에 부착되는 것을 방지하기 위한 부재이다. 이 예에서는, 에칭 처리시에 생성된 부생성물이 처리 용기(2)에 부착되는 것을 방지하기 위해서 마련된다. 실드 부재(5)는 처리 용기(2)에 장착된 제 1 실드 부재(51)와, 부재 보지부(23)에 의해 반입되는 배치 부재인 제 2 실드 부재(52)를 조립하여 구성된다.
상술과 같이 밸브체(22)는, 이동 기구(3)에 의해 기판 반송실(14) 내를 이동할 수 있다. 따라서, 상술의 제 2 실드 부재(52)를 포함하는 각 배치 부재는, 밸브체(22)와 함께, 기판 반송실(14) 내를 이동하는 구성으로 되어 있다.
이 점에 대해, 도 2 및 도 3은 배치 부재가 기판 반송실(14) 내에 위치하고 있는 상태를 도시하고 있다. 또한, 도 4는 밸브체(제 1 밸브체)(22)에 의해 개구부(20)를 폐색하고, 각 배치 부재를 처리 용기(2) 내의 부재 배치 위치에 배치한 상태를 도시하고 있다. 또한, 도 2 내지 도 4에서는, 제 2 밸브체(26)의 도시는 생략하고 있다.
이 예에 있어서, 실드 부재(5)는 대략 원통형상으로 형성되며, 샤워 헤드(43)의 측벽의 주위나, 탑재대(41)의 측벽의 상부측 부분의 주위를, 간극을 거쳐서 둘러싸도록 마련되어 있다.
제 2 실드 부재(52)는 원통형상으로 구성된 실드 부재(5) 중, 연통로(21)의 기판 처리실(11)측의 개구부에 대향하는 영역의 측벽부를 절취한 구성으로 되어 있다. 그리고, 실드 부재(5)의 나머지 부분이, 제 1 실드 부재(51)를 구성한다. 이하, 제 1 실드 부재(51)에 있어서의, 제 2 실드 부재(52)가 절취된 영역을 "노치 영역"이라 한다.
제 2 실드 부재(52)가 절취된 위치에서, 제 1 실드 부재(51)의 하단부는, 부재 보지부(23)에 보지된 상태에서 반입·반출되는 웨이퍼(W)의 반입·반출 경로와 간섭하지 않는 높이에 위치하고 있다. 또한, 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상기 하단부에는, 제 2 실드 부재(52)의 상단과 서로 조립되도록 단부(511)가 형성되어 있다.
탑재대(41)의 주위에는, 정류 부재(6)가 마련되어 있다. 정류 부재(6)는 처리 용기(2) 내의 기류의 흐름을 정류하기 위한 것이며, 예를 들면 원환상의 판 부재에 복수의 구멍부(60)를 형성하여 구성되어 있다. 도 2 내지 도 4에 도시하는 예에 있어서는, 정류 부재(6)는 탑재대(41)의 측벽과 실드 부재(5)에 끼워진 영역에 끼워지고, 처리 용기(2)의 마루면과 대향하도록 배치된다. 제 2 정류 부재(62)는 원환상으로 구성된 정류 부재(6)를 평면으로 보았을 때, 상술의 제 2 실드 부재(52)와, 탑재대(41)의 측벽면에 끼워진 영역을 절취한 구성으로 되어 있다. 그리고, 정류 부재(6)의 나머지 부분이 제 1 정류 부재(61)를 구성한다. 제 1 정류 부재(61)에 대해서도, 제 2 정류 부재(62)가 절취된 영역을 "노치 영역"이라 한다.
<기판 처리실 내에 배치되는 부재>
계속해서, 기판 처리실(11) 내에 배치되는 부재(배치 부재)에 대해 설명한다. 이 예에 있어서의 배치 부재는, 상술의 제 2 실드 부재(52), 제 2 정류 부재(62)에 부가하여, 기판 처리실(11) 내에서 처리되는 웨이퍼(W), 및 포커스 링(47)을 포함하고 있다.
이들 배치 부재는 밸브체(22)와 접속된 부재 보지부(23)에 의해 보지되어 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 부재 보지부(23)는 밸브체(22)에 의해 개구부(20)를 폐색했을 때에, 밸브체(22)로부터 기판 처리실(11) 내를 향하여 연장되도록 배치되는 구성으로 되어 있다.
도 2 내지 도 4에 도시하는 바와 같이, 부재 보지부(23)는 대략 수평으로 연장되도록 밸브체(22)의 전면에 장착되어 있다. 이 예에서는 부재 보지부(23)는 상하로 서로 병행하여 마련된 판형상 부재(231)를 구비하고, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상하의 판형상 부재(231)끼리의 사이에는, 강도를 상승시키기 위한 트러스재(232)가 마련되어 있다.
부재 보지부(23)의 선단은 제 2 실드 부재(52)의 배면에 접속되어 있다. 부재 보지부(23)에 배면으로부터 보지된 제 2 실드 부재(52)는, 도 4에 도시하는 부재 배치 위치에 반송되었을 때에, 처리 용기(2)측에 장착된 제 1 실드 부재(51)의 노치 영역에 끼워맞춰진다. 이들 제 1 실드 부재(51), 제 2 실드 부재(52)에 의해 실드 부재(5)가 구성된다. 또한, 제 2 실드 부재(52)의 상단에는, 상술의 제 1 실드 부재(51)측의 단부(511)와 조립되도록 단부(521)가 형성되어 있다.
제 2 실드 부재(52)의 전면의 하단 위치에는 제 2 정류 부재(62)가 접속되어 있다. 제 2 정류 부재(62)는 도 4에 도시하는 부재 배치 위치에 반송되었을 때에, 처리 용기(2)측에 장착된 제 1 정류 부재(61)의 노치 영역에 끼워맞춰진다. 이들 제 1 정류 부재(61), 제 2 정류 부재(62)에 의해, 환상의 정류 부재(6)가 구성된다.
또한, 제 2 정류 부재(62)의 선단측에는 포커스 링(47)이 접속되어 있다. 포커스 링(47)은, 웨이퍼(W)에 대해 플라즈마 에칭 처리의 면내 균일성을 향상시키기 위해 웨이퍼(W)의 주위에 배치된다.
이 포커스 링(47)은 도 2에 도시하는 바와 같이, 환상의 부재이며, 도 4에 도시하는 부재 배치 위치에 반송되었을 때에, 탑재대(41)의 볼록 형상부(42)의 주위에 마련된다. 또한, 포커스 링(47)은 웨이퍼(W)의 주연부를 보지하는 단부(471)를 구비하고 있다. 포커스 링(47)은 이 단부(471) 상에 웨이퍼(W)를 보지한 상태에서 기판 처리실(11) 내에 삽입된다.
예를 들면, 포커스 링(47)이 부재 배치 위치에 배치된 상태에 있어서, 단부(471)의 상면의 높이 위치는, 볼록 형상부(42)의 상면(탑재면)의 높이 위치보다 낮게 설정되어 있다. 이 구성에 의해, 웨이퍼(W)를 보지한 상태의 포커스 링(47)을 하강시키면, 볼록 형상부(42) 상에 웨이퍼(W)가 전달된다. 그리고, 웨이퍼(W)의 처리 중, 단부(471)는 웨이퍼(W)보다 하방측의 위치에 퇴피한 상태가 된다.
또한, 도 4 이외의 도면에서는, 도시의 편의상, 볼록 형상부(42)와 포커스 링(47)의 단부(471)의 높이 위치를 나란하게 기재하고 있다. 또한, 볼록 형상부(42)와 단부(471)의 높이 위치를 나란하게 한 구성으로 하여도 좋으며, 단부(471)의 상면이 볼록 형상부(42)의 상면보다 상방측에 위치하도록 구성하고, 포커스 링(47)으로 웨이퍼(W)를 보지한 상태에서 처리를 실행하도록 하여도 좋다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 제 2 정류 부재(62)의 선단부에는, 포커스 링(47)을 하면측으로부터 지지하기 위한 지지 부재(48)가 마련되어 있다. 한편, 탑재대(41)에는, 제 2 정류 부재(62) 및 포커스 링(47)을 부재 배치 위치에 배치했을 때에, 지지 부재(48)와의 간섭을 피하기 위한 단부(411)가 형성되어 있다. 또한, 도 4 이외의 각 도면에서는, 탑재대(41)의 단부(411)는 도시를 생략하고 있다.
<이동 기구>
상술의 기판 반송실(14)에 있어서는, 자기 부상식의 이동 기구(3)를 이용하여 밸브체(22)를 이동시키는 것에 의해, 부재 배치 위치에 배치되는 각 부재(웨이퍼(W), 제 2 실드 부재(52), 제 2 정류 부재(62), 포커스 링(47))의 반송이 실행된다. 예를 들면, 도 3 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 이동 기구(3)는, 제 1 자석이 마련된 기판 반송실(14)의 마루면부(141)와, 기판 반송실(14) 내에서 이동 가능하게 구성된 이동체(31)를 구비하고 있다.
이동체(31)는 평면에서 보아 직사각 형상으로 형성되어 있으며, 제 1 자석과의 사이에 반발력이 작용하는 제 2 자석이 마련되며, 반발력을 이용한 자기 부상에 의해, 이동 가능하게 구성되어 있다.
도 5에 모식적으로 도시하는 바와 같이, 기판 반송실(14)의 마루면부(141)에는 복수의 타일(이동용 타일)(30)이 마련되어 있다. 이들 타일(30)은 로드록실(13)과의 사이에서의 웨이퍼(W)의 전달 위치로부터, 기판 처리실(11)의 바로 앞에 도달하는, 이동체(31)의 이동 영역에 마련되어 있다.
타일(30)에는 그 내부에 각각, 복수의 이동면측 코일(32)이 배열되어 있다. 이동면측 코일(32)은 본 개시의 제 1 자석에 상당하며, 도시하지 않은 전력 공급부로부터 전력이 공급되는 것에 의해 자장을 발생하는 것이다.
한편, 이동체(31)의 내부에는, 예를 들면 영구 자석에 의해 구성되는 복수의 모듈측 자석(33)이 배열되어 있다. 이들 모듈측 자석(33)은, 본 개시의 제 2 자석에 상당하는 것이며, 모듈측 자석(33)에 대해서는, 이동면측 코일(31)에 의해 생성되는 자장과의 사이에 반발력(자력)이 작용한다. 이 작용에 의해 타일(30)의 상면측의 이동면에 대해, 이동체(31)를 자기 부상시킬 수 있다. 또한, 모듈측 자석(33)은 이동체(31) 내에 마련된 배터리로부터 전력이 공급되고, 전자석으로서 기능하는 코일에 의해 구성하여도 좋다. 또한, 영구 자석 및 코일의 쌍방을 마련하여 모듈측 자석(33)을 구성하여도 좋다.
타일(30)은 복수의 이동면측 코일(32)에 의해, 자장을 생성하는 위치나 자력의 세기를 조절하여, 자계 상태를 변화시킬 수 있도록 구성되어 있다. 이 자계의 제어에 의해, 이동면 상에서 이동체(31)를 소망하는 방향으로 이동시키는 것이나, 이동면으로부터의 부상 거리의 조절, 이동체(31)의 방향의 조절을 실행할 수 있다. 타일(30)측의 자계의 제어는 전력이 공급되는 이동면측 코일(32)의 선택이나, 이동면측 코일(32)에 공급되는 전력의 크기를 조절하는 것에 의해 실시된다.
도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 이동체(31)에는, 그 선단측의 상면에 밸브체(22)의 하단이 장착되어 있다. 이 예에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 밸브체(22)와 이동체(31)는 제 1 나사 기구(34)에 의해 착탈 가능하게 구성되어 있다. 예를 들면, 밸브체(22)에는, 그 하면으로부터 하방으로 돌출 가능한 나사(341)와, 이 나사용의 구동 기구(342)가 마련되어 있다. 한편, 이동체(31)의 상면에는, 나사(341)가 나사결합되는 나사 구멍(343)이 형성되어 있다. 이렇게 하여, 구동 기구(342)에 의해 나사(341)를 조이는 방향으로 회전시키는 것에 의해, 나사(341)를 나사 구멍(34)에 삽입하고, 밸브체(22)를 이동체(31)에 고정한다. 한편, 나사(341)를 느슨하게 하도록 회전시키고, 그 하단부를 이동체(31)의 상면으로부터 상승시키는 것에 의해, 밸브체(22)를 이동체(31)로부터 분리한다.
또한, 밸브체(22)는, 예를 들면 처리 용기(2)의 개구부(20)의 주위의 벽부에 대해 제 2 나사 기구(35)로부터 착탈 가능하게 구성되어 있다. 예를 들면, 밸브체(22)에는, 그 전면으로부터 전방을 향하여 돌출 가능한 장착용의 나사(351)와, 이 나사(351)용의 구동 기구(352)가 마련되어 있다. 한편, 처리 용기(2)의 밸브체(22)가 장착되는 벽부에는, 나사(351)가 나사결합되는 나사 구멍(353)이 형성되어 있다. 이렇게 하여, 구동 기구(352)에 의해 나사(351)를 조이는 방향으로 회전시키는 것에 의해, 밸브체(22)가 처리 용기(2)의 벽부에 고정되고, 나사(351)를 느슨하게 하도록 회전시켜, 상기 벽부로부터 이격시키는 것에 의해, 밸브체(22)가 처리 용기(2)로부터 분리된다.
또한, 밸브체(22)와 이동체(31) 또는 처리 용기(2)의 벽부는, 기계적으로 착탈시키는 기구이면, 나사 기구로는 한정되지 않는다. 이동체(31)가 처리 용기(2)의 벽부측에 마련한 머니퓰레이터에 의해, 밸브체(22)를 파지하는 구성으로 하여도 좋다.
본 개시의 부재를 반송하는 장치는, 밸브체(22)에 의해 개구부(20)를 폐색했을 때에, 부재 보지부(23)가 개구부(20)로부터 기판 처리실(11) 내를 향하여 연장되도록 배치된다. 그리고, 부재 보지부(23)에 의해 보지된 부재, 이 예에서는 제 2 실드 부재(52), 제 2 정류 부재(62), 포커스 링(47) 및 웨이퍼(W)가 기판 처리실(11) 내의 미리 설정된 배치 위치에 반송된다. 이와 같이 부재 보지부(23)는 기판 처리실(11) 내에 있어서의 처리가 실행되는 위치까지 웨이퍼(W)를 반송하는 기능을 구비하고 있는 바, 본 개시의 기판 보지부에 상당한다.
이어서, 도 1에 도시하는 예의 로드록실(13)의 구성에 대해 더 설명한다. 상술과 같이 로드록실(13)과 기판 반송실(14) 사이에 형성된 웨이퍼(W)의 반송용의 개구부(132)는 게이트 밸브(GV2) 또는 밸브체(22) 중 어느 하나에 의해 개폐할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)가 탑재되는 전달용의 스테이지(130)에는, 예를 들면 탑재대(41)와 동일한 형상의 볼록 형상부가 형성되어 있다.
그리고, 밸브체(22)에 의해 로드록실(13)의 개구부(132)를 폐색하면, 부재 보지부(23)는 밸브체(22)로부터 스테이지(130)를 향하여 연장되도록 배치된다. 이 구성에 의해, 예를 들면 도 4를 이용하여 설명한 기판 처리실(11)측의 탑재대(41)와 포커스 링(47) 사이의 웨이퍼(W)의 전달 동작과 마찬가지로, 포커스 링(47)으로부터 스테이지(130)에 웨이퍼(W)를 전달할 수 있다.
또한, 로드록실(13)에 스테이지(130)를 마련하지 않고, 로드록실(13) 내의 미리 설정된 높이 위치에 포커스 링(47)을 진입시킨 상태로 대기시켜도 좋다. 이 경우에는, 포커스 링(47)에 의한 웨이퍼(W)의 보지 높이보다 상방측에 승강 핀(131)을 돌출시키는 것에 의해, 대기 반송 기구(122)와의 사이에서의 웨이퍼(W)의 전달을 실행할 수 있다.
또한, 개구부(132)의 주위의 로드록실(13)의 벽부에는, 상술의 제 2 나사 기구(35)에 의해 밸브체(22)가 나사 고정되는 나사 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 또한, 게이트 밸브(GV2)는 밸브체(22)에 의한 개구부(132)의 개폐 동작을 실행할 때, 당해 개폐 동작을 방해하지 않는 위치로 퇴피하도록 구성되어 있다(후술의 도 7 또한 참조).
도 1에 도시하는 예에 있어서, 평면에서 보아 직사각 형상의 기판 반송실(14)의 단변방향의 길이는, 각각, 밸브체(22)를 보지한 2대의 이동체(31)가, 좌우에 나란한 상태에서 엇갈릴 수 있는 정도의 치수로 되어 있다. 이 예에서는, 기판 반송실(14) 내에 마련된 복수 대의 이동체(31)를 이용하여, 밸브체(22) 및 부재의 반송이 실행된다.
이상에 설명한, 밸브체(22)와, 부재를 보지하는 부재 보지부(23)와, 이동 기구(3)를 포함하는 장치는, 본 개시의 기판 처리실(11) 내에 배치되는 부재를 반송하는 장치에 상당한다.
<제어부>
기판 처리 시스템(1)은 제어부(100)를 구비하고 있다. 제어부(100)는 CPU와 기억부를 구비한 컴퓨터에 의해 구성되며, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하는 것이다. 기억부에는 이동체(31)의 이동 제어나 기판 처리실(11)의 동작 등을 제어하기 위한 단계(명령) 그룹이 조합된 프로그램이 기록되어 있다. 이 프로그램은, 예를 들면 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그넷 옵티컬 디스크, 메모리 카드, 불휘발 메모리 등의 기억 매체에 격납되며, 그것이 컴퓨터에 인스톨된다.
<반송 동작>
다음에, 상술의 구성을 구비하는 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 웨이퍼(W)의 반송 동작의 일 예에 대해 설명한다. 최초에, 로드 포트(121)에 대해, 처리 대상의 웨이퍼(W)를 수용한 캐리어(C)를 탑재하고, 대기 반송실(12) 내의 대기 반송 기구(122)에 의해, 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출한다.
한편, 로드록실(13)에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 반송 전에, 밸브체(22)에 의해 개구부(132)를 폐색하고, 부재 보지부(23)를 로드록실(13) 내에 진입시켜, 포커스 링(47)을 스테이지(130)에 배치해 둔다.
계속해서, 대기 반송 기구(122)에 의해 웨이퍼(W)를 로드록실(13)에 반입하고, 승강 핀(131)에 의해 웨이퍼(W)를 수취한다. 이어서, 승강 핀(131)을 하강시켜, 스테이지(130)에 웨이퍼(W)를 전달한다.
그 후, 대기 반송 기구(122)가 로드록실(13)로부터 퇴피하면, 게이트 밸브(GV1)를 폐쇄하여, 로드록실(13) 내를 대기압 분위기로부터 진공 분위기로 전환한다.
도 1에 도시하는 우측의 로드록실(13)에서는, 웨이퍼(W)가 스테이지(130)에 탑재된 상태에서, 로드록실(13) 내의 압력의 조절을 실행하는 형태를 도시하고 있다. 이 예에서는, 개구부(132)를 폐색하고 있는 밸브체(22)는 이동체(31)로부터 분리되어 있다. 그리고, 로드록실(13) 내가 진공 분위기가 되면, 이동체(31)를 밸브체(22)에 장착한다. 이 이동체(31)와 밸브체(22)의 착탈에 대해서는 후술한다. 또한, 제 2 나사 기구(35)에 의한 개구부(132)의 주위의 벽부로의 밸브체(22)의 결합을 해제한다. 이어서, 기판 반송실(14) 내에서는, 타일(30)에 마련되어 있는 이동면측 코일(32)에 의해 생성한 자장을 이용하여, 자기 부상에 의해 이동체(31)가 상승한다.
그리고, 이동체(31)를 후퇴시켜 밸브체(22)를 개구부(132)로부터 분리되지만, 이 때, 이동체(31)의 상승에 수반하여 포커스 링(47)이 상승하고, 포커스 링(47)에 웨이퍼(W)가 전달된다. 이어서, 웨이퍼(W)의 처리를 실행하는 기판 처리실(11)까지 이동체(31)를 후퇴 이동시키는 동시에, 웨이퍼(W)를 보지한 부재 보지부(23)의 전단이, 개구부(20)에 대향하도록 이동체(31)를 회전시킨다. 계속해서, 기판 처리실(11) 내에 웨이퍼(W)를 반입하기 위해, 이동체(31)의 이동방향을 전진으로 전환한다.
이렇게 하여, 도 6a에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 보지한 부재 보지부(23)가 기판 처리실(11)의 개구부(20)에 정대(正大)하는 상태로 한다. 그리고 도 6b에 도시하는 바와 같이, 탑재대(41)의 상방에서, 웨이퍼(W)의 중심이 탑재대(41)의 중심보다 약간 바로 앞측에 도달하는 위치까지 이동체(31)를 전진시킨다. 또한, 도 6a 내지 도 6d 및 도 7에서는, 연통로(21)의 기판 처리실(11)측의 개구부 근방의 제 1 실드 부재(51), 및 제 2 실드 부재(52)가 간략하게 표시되어 있다. 또한, 그 외의 영역의 제 1 실드 부재(51), 및 제 1 정류 부재(61)의 기재는 생략하고 있다.
계속해서, 이동체(31)를 직진시키면서 강하시키고 경사 하방을 향하여 웨이퍼(W)를 이동시킨다. 이 동작에 의해, 먼저 웨이퍼(W)가 탑재대(41)의 볼록 형상부(42)의 상면에 접촉한다. 또한, 상술의 이동체(31)의 이동 동작을 속행하는 것에 의해, 포커스 링(47)으로부터 볼록 형상 부(42)에 웨이퍼(W)가 전달된다(도 6c 참조). 이어서, 포커스 링(47)이 탑재대(41)에 접촉하는 부재 배치 위치까지, 이동체(31)를 하강시킨다. 상술과 같이, 도시의 편의상, 도 6c에서는 포커스 링(47)의 단부(471)와 볼록 형상부(42)의 높이 위치를 나란하게 묘사하고 있다.
포커스 링(47)이 탑재대(41)에 접촉하면, 밸브체(22)에 의해 개구부(20)가 폐색된 상태가 되도록, 부재 보지부(23)의 길이 치수가 조절되어 있다. 또한, 상술의 웨이퍼(W)의 반입 동작에 수반하여, 부재 보지부(23)에 보지된 각 부재(포커서 링(47), 제 2 실드 부재(52), 제 2 정류 부재(62))에 대해서도, 각각의 부재 배치 위치에 반송된다.
이상에 기재한 바와 같이, 웨이퍼(W)를 탑재대(41)에 탑재할 때에는, 이동체(31)가 경사 하방측을 향하여 이동한다. 이 이동 동작을 실행할 수 있도록, 연통로(21)나 제 1 실드 부재(51)의 형상이 설정되며, 기판 반송실(14) 내에 있어서 이동체(31)의 높이 위치의 제어가 실행된다.
이 예에서는, 웨이퍼(W)를 경사 하방으로 이동시켜, 포커스 링(47)으로부터 탑재대(41)로의 웨이퍼(W)의 전달을 실행한다. 이 전달 동작에서는, 포커스 링(47)은 웨이퍼(W)를 탑재대(41)에 전달한 후도 경사방향의 하강을 속행하기 때문에, 탑재대(41)에 탑재된 웨이퍼(W)의 중심과, 포커스 링(47)의 중심이 약간 어긋날 우려가 있다. 이와 같은 경우에는, 미리 양자의 중심의 위치 어긋남의 방향과 어긋남량을 파악해둔다. 그리고, 로드록실(13)에서 상기 차이 방향과는 역방향으로, 상기 어긋남량 분만큼 미리 어긋나게 하여 포커스 링(47)으로의 웨이퍼(W)의 전달을 실행하여도 좋다.
웨이퍼(W)를 경사 하방으로 이동시키는 상술의 반송 동작은 일 예이며, 다른 반송 경로를 통하여 웨이퍼(W)의 전달을 실행하여도 좋다. 예를 들면, 이동체(31)를 직진시켜 서로의 중심이 정렬되도록 웨이퍼(W)를 탑재대(41)의 상방 위치까지 반송한다. 이어서, 이동체(31)를 하강시켜, 웨이퍼(W)를 볼록 형상부(42)에 전달하고, 또한, 이동체(31)를 하강시켜 포커스 링(47)을 부재 배치 위치에 배치하도록 하여도 좋다.
계속해서, 도 6d에 도시하는 바와 같이, 제 2 나사 기구(35)를 이용하여 밸브체(22)를 처리 용기(2)의 벽부에 장착하여 개구부(20)를 폐색한다. 그 후, 제 1 나사 기구(34)를 구동하여 밸브체(22)로부터 이동체(31)를 분리한다. 밸브체(22)로부터 분리된 이동체(31)는, 다른 밸브체(22)의 이동 동작에 이용된다.
이렇게 하여, 웨이퍼(W)가 반입되고, 밸브체(22)에 의해 개구부(20)가 폐색된 기판 처리실(11)에서는, 필요에 따라서 가열부에 의한 웨이퍼(W)의 가열을 실행하여, 미리 설정된 온도로 온도 상승시킨다. 또한, 샤워 헤드(43)로부터 처리 용기(2) 내에 처리 가스인 에칭 가스를 공급하는 동시에, 고주파 전원(45)으로부터 고주파 전력을 인가한다. 이에 의해, 처리 용기(2) 내에 용량 결합 플라즈마가 생성되고, 에칭 가스의 활성종에 의해, 웨이퍼(W)에 대해 플라즈마 에칭 처리를 실시한다.
이 때, 포커스 링(47), 제 2 실드 부재(52), 제 2 정류 부재(62)는 미리 설정된 부재 배치 위치에 배치되어 있다. 그 결과, 정류 부재(6)에 의해 에칭 가스의 흐름을 제어하면서, 포커스 링(47)을 이용해 면내 균일성의 양호한 에칭 처리를 진행시켜, 실드 부재(5)에 의해 처리 용기(2)의 내벽으로의 생성물의 부착을 방지할 수 있다.
플라즈마 에칭 처리가 종료되면, 밸브체(22)에 이동체(31)를 장착한다. 이어서, 제 2 나사 기구(35)를 구동하여 처리 용기(2)의 벽부로부터 밸브체(22)를 분리한다. 이 후, 이동체(31)를 상승, 이동시켜, 반입시와는 반대의 순서로 기판 처리실(11)로부터 웨이퍼(W)를 반출한다. 여기에서, 플라즈마 에칭 처리 후에, 다른 처리를 실시하는 경우에는, 당해 처리가 실행되는 기판 처리실(11)에 웨이퍼(W)를 반송한다. 다른 기판 처리실(11)에 웨이퍼(W)를 반송하는 경우에는, 도 6a 내지 도 6d를 이용하여 설명한 예와 동일한 반입 동작을 반복한다.
이상에 있어서, 밸브체(제 1 밸브체)(22)를 개구부(20)로부터 분리되어 있는 기간은, 후술하는 바와 같이 제 2 밸브체(26)에 의해 개구부(20)를 폐색하고 있다.
또한, 모든 처리를 종료시키고, 로드록실(13)에 웨이퍼(W)를 반송할 때에는, 반입처의 로드록실(13)의 게이트 밸브(GV2)를 개방한다. 그리고, 이동체(31)에 의해 밸브체(22)를 이동시켜, 처리 후의 웨이퍼(W)를 로드록실(13) 내에 반입한다. 이어서, 밸브체(22)에 의해 로드록실(13)의 개구부(132)를 폐쇄하고, 웨이퍼(W)를 스테이지(130)에 탑재한다. 또한, 이동체(31)는 밸브체(22)로부터 분리되고, 다른 밸브체(22)의 이동 동작에 이용된다. 그 후, 로드록실(13) 내를 대기압 분위기로 조절하고, 게이트 밸브(GV1)를 개방하고, 승강 핀(131)을 거쳐서, 대기 반송 기구(122)에 웨이퍼(W)를 전달한다. 대기 반송 기구(122)가 웨이퍼(W)를 반출하면, 로드록실(13)의 게이트 밸브(GV1)를 폐쇄하고, 웨이퍼(W)를 캐리어(C)에 수납한다.
<부재의 메인터넌스나 클리닝>
이상에 설명한 바와 같이, 본 개시의 밸브체(22)에는, 부재 보지부(23)를 거쳐서 포커스 링(47), 제 2 실드 부재(52), 제 2 정류 부재(62)가 마련되어 있다. 한편, 기판 처리실(11)에 배치되는 부재는, 정기적으로 메인터넌스나 클리닝이 실행되는 경우가 있다. 이 때, 기판 처리실(11)로부터 대상의 부재를 분리하고 메인터넌스나 클리닝을 실시하는 경우도 있다. 이 점, 상술의 각 부재(포커스 링(47), 제 2 실드 부재(52), 제 2 정류 부재(62))는, 이동체(31)를 이용하여 기판 처리실(11)로부터 반출할 수 있으므로, 진공 분위기로 되어 있는 기판 처리실(11)을 해방하지 않고 이들 부재를 취출할 수 있다.
예를 들면, 메인터넌스 등을 실행할 때는, 대상이 되는 부재를 보지한 밸브체(22)에 이동체(31)를 접속하고, 부재 보지부(23)에 의해 보지된 부재를 로드록실(13)에 반송한다. 그리고, 로드록실(13)의 개구부(132)를 밸브체(22)에 의해 폐쇄하고, 로드록실(13)을 대기압 분위기로 복귀시킨다. 이어서, 예를 들면, 로드록실(13)의 천장판을 해방하고, 작업자가 부재인 포커스 링(47), 제 2 실드 부재(52), 제 2 정류 부재(62) 중 적어도 하나의 부재를 취출한다. 그리고, 이들 부재에 대해, 메인터넌스나 클리닝, 부품 교환을 실행한다.
이렇게 하여, 부재의 메인터넌스 등이 완료되면, 당해 부재를 부재 보지부(23)에 보지된 상태로 복귀시킨다. 이어서, 해방되어 있던 로드록실(13)의 천장판을 폐쇄하고, 당해 밸브체(22)를 이용한 웨이퍼(W)의 반송을 재개한다.
<효과>
이 실시형태에 의하면, 밸브체(22)에 부재 보지부(23)를 거쳐서 기판 처리실(11) 내에 배치되는 부재를 접속하고 있다. 그리고, 밸브체(22)에 의해 기판 반송실(14)과 기판 처리실(11)을 연통시키는 개구부(20)를 폐색했을 때에, 상기 부재가 기판 처리실(11) 내의 미리 설정된 배치 위치에 반송되는 구성으로 되어 있다. 이와 같이, 개구부(20)를 폐색하는 밸브체(22)와, 기판 처리실(11) 내에 배치되는 부재를 일체 구조로 하는 것에 의해, 이들 부재를 밸브체(22)와 함께 기판 처리실(11)로부터 반출할 수 있다.
그리고, 밸브체(22)가, 기판 처리실(11)의 외부에 마련된 이동체(31)에 의해 이동 가능하게 되어 있는 것에 의해, 기판 처리실(11) 내에는 이들 부재를 배치하기 위한 전달용의 승강 핀이나 그 구동 기구를 개별적으로 마련할 필요가 없다. 따라서, 기판 처리실(11) 내에 배치되는 구성 요소를 삭감할 수 있어서, 기판 처리실(11)의 소형화나 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 밸브체(22)에 의한 개구부(20)의 개폐와, 부재의 반송을 동시에 실행하는 것에 의해, 이들을 개별적으로 실행하는 경우에 비해, 공정 수가 삭감된다. 이에 의해, 기판 처리에 있어서의 구동 기구의 제어의 간이화나, 운전 비용의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 기판 처리실(11) 내에 배치되는 부재에 대해, 정기적인 메인터넌스나 클리닝을 실행하는 경우에는, 로드록실(13)에 상기 부재를 반송하고, 로드록실(13)의 개구부(132)를 밸브체(22)에 의해 폐색하여, 필요한 처리를 실행하고 있다. 이와 같이, 기판 처리실(11)과는 분위기를 분리한 상태에서, 메인터넌스 등의 작업이 실시되고, 기판 처리실(11)이나 기판 반송실(14) 내는 진공 분위기로 유지할 수 있다.
따라서, 상기 부재의 메인터넌스 등을 실시하는 경우에, 기판 처리실(11)이나 기판 반송실(14)의 진공 분위기를 대기 개방할 필요가 없으므로, 메인터넌스 등의 공정 수나 처리 시간, 기판 처리 시스템을 정지하는 시간의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 정기적인 메인터넌스 등이 필요한 부재를 밸브체(22)와 함께 반송하는 구성에서는, 상기 부재가 일체로 하여 반송되고, 이들 부재의 메인터넌스 등을 통합하여 실시할 수 있다. 따라서, 부재의 메인터넌스 등을 개별적으로 실시하는 경우에 비해, 메인터넌스 등에 필요로 하는 수고나 시간을 현격히 단축할 수 있다. 또한, 부재 보지부(23)에 부재가 일체로 구성되어 있으므로, 이들 부재의 조립 및 동작 확인을 통합하여 실시할 수 있어서, 메인터넌스 등에 있어서의 퀄리티 체크에 필요로 하는 공정 수를 삭감할 수 있다.
또한, 상술의 실시형태에서는, 밸브체(22)와 이동체(31)를 착탈 가능하게 구성하고 있다. 이에 의해, 개구부(20)를 폐색한 상태의 밸브체(22)로부터 이동체(31)를 분리할 수 있어서, 복수의 밸브체(22)에 이동체(31)를 공용할 수 있다. 따라서, 밸브체(22)에 비해 이동체(31)의 개수가 적어도 되므로, 구성 부재의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 모든 밸브체(22)에 이동체(31)가 고정되어 마련되어 있는 경우에 비해, 이동체(31)의 전유 면적이 적어도 되어, 기판 반송실(14)의 소형화를 도모할 수 있다.
한편, 밸브체(22)에 대해 이동체(31)를 분리하여 가능하게 구성하는 것은 필수의 요건은 아니며, 필요에 따라서 전부, 또는 일부의 밸브체(22)에 대해 이동체(31)를 고정하여 마련하여도 좋다.
<개구부의 개폐 기구의 구성예>
여기에서, 개구부의 개폐 기구의 구성예에 대해, 도 7을 참조하여 설명한다. 이후의 설명에서는, 공통의 구성 부분에는 도 1 내지 도 6d에 부여한 것과 동일한 부호를 부여하고 있으며, 재차 설명을 생략한다. 이 구성예에서는 제 2 밸브체(26)에 대해 설명한다.
도 7에 도시하는 예에 있어서, 제 2 밸브체(26)는 개구부(20)를 폐색하는 위치와, 당해 폐색하는 위치의 상방측의 퇴피 위치와의 사이에서 승강 가능하게 구성되며, 기판 반송실(14)에는, 상기 퇴피 위치가 되는 밸브 상자(142)가 형성되어 있다. 단, 제 2 밸브체(26)의 퇴피 위치는 도 7에 도시하는 예로 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 개구부(20)를 폐색하는 위치의 하방측이나 측방에 마련하도록 하여도 좋다.
그리고, 웨이퍼(W)를 기판 처리실(11)에 반입했을 때는, 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 밸브체(제 1 밸브체)(22)로 개구부(20)를 폐색하고, 웨이퍼(W)에 대해 처리를 실행한다. 또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 처리가 실행되어 있지 않으며, 부재 보지부(23)나 각 배치 부재가 기판 반송실(14)측에 있을 때는, 제 2 밸브체(26)에 의해 개구부(20)를 폐색한다.
이 구성에 의해, 웨이퍼(W)가 기판 반송실(14)에 있는 경우에는, 제 2 밸브체(26)에 의해 상기 개구부(20)가 폐쇄된다. 이 때문에, 밸브체(22)가 분리되어 있는 기간 중에, 기판 처리실(11) 내에 생성된 반응 생성물이 기판 반송실(14)측에 유출될 우려를 억제할 수 있다. 또한, 기판 처리실(11) 내의 온도 조건이나 압력 조건이 기판 반송실(14) 측에 영향을 미칠 우려가 저감된다.
<제 2 실시형태>
본 개시의 제 2 실시형태에 대해, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 설명한다. 이 실시형태는, 포커스 링(47)과 그 지지 부재(48)를 분리할 수 있도록 구성한 것이다. 이들 도면의 예에서는, 지지 부재(48)의 상단에는 접속 핀(491)이 마련되는 동시에, 포커스 링(47)의 하면에는, 이 접속 핀(491)에 대응하는 형상의 오목부(492)가 형성되어 있다.
이 예에서는, 밸브체(22)와 함께 배치 부재를 반송할 때에는, 지지 부재(48)에 의해 하방측으로부터 포커스 링(47)을 지지하는 것에 의해 접속 핀(491)을 오목부(492)에 끼워맞춘다. 이렇게 하여, 양자를 접속한 상태에서, 제 1 실시형태와 동일한 수법으로, 도 8a에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 탑재대(41)에 반송한다. 그리고, 웨이퍼(W)를 탑재대(41)에 탑재한 후, 더욱 이동체(31)를 하강시키는 것에 의해, 지지 부재(48)의 접속 핀(491)을 포커스 링(47)의 오목부(492)로부터 발출하여, 양자를 분리한다(도 8b 참조).
한편, 기판 처리실(11) 내에서 웨이퍼(W)에 대한 처리가 종료되면, 다시 이동체(31)를 상승시켜, 지지 부재(48)의 접속 핀(491)을 포커스 링(47)의 오목부(492)에 삽입하고, 이렇게 하여, 부재 보지부(23)에 포커스 링(47) 및 웨이퍼(W)를 보지시킨다. 이 후, 제 1 실시형태와 동일한 수법으로, 웨이퍼(W)를 기판 처리실(11)로부터 기판 반송실(14)에 반출한다. 또한, 지지 부재(48)와 포커스 링(47) 사이에서는, 포커스 링(47)측에 접속 핀, 지지 부재(48)측에 오목부를 각각 마련하도록 하여도 좋다. 이 예에서는, 포커스 링(47)과 지지 부재(48)를 착탈 가능하게 구성하는 것 이외에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일하게 구성된다.
이 제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 처리 중은 포커스 링(47)을 밸브체(22)로부터 분리되어 있으므로, 밸브체(22)의 접속 위치의 변화에 의해 포커스 링(47)의 위치가 변화할 우려가 없다. 밸브체(22)는 O링(221)을 거쳐서 처리 용기(2)에 접속되어 있으며, O링(221)의 열화 등의 형상 변화에 의해, 밸브체(22)가 개구부(20)를 폐색하는 위치가 약간 변화하고, 이것이 포커스 링(47)의 배치에 영향을 미치는 것을 고려할 수 있기 때문이다. 따라서, 이 예와 같이, 웨이퍼(W)의 처리 중은 포커스 링(47)을 밸브체(22)로부터 분리되는 구성으로 하는 것에 의해, 포커스 링(47)의 배치 위치의 정밀도의 향상을 기대할 수 있다.
<제 3 실시형태>
본 개시의 제 3 실시형태에 대해, 도 9를 참조하여 설명한다. 이 실시형태는, 기판 처리실에 배치되는 배치 부재의 다른 예를 나타내는 것이며, 당해 배치 부재가, 기판 처리실의 프리코트 처리를 실행할 때에, 이들 처리의 비대상면을 덮는 셔터인 구성예이다. 비대상면이란, 기판 처리실 내에 있어서, 프리코트 처리가 실시되지 않는 면이다.
도 9에 도시하는 기판 처리실은, 예를 들면 PVD(Physical Vapor Deposition)에 의해 웨이퍼(W)에 성막 처리를 실시하도록 구성되어 있으며, 이 도 9를 참조하여, 배치 부재가 프리코트 처리의 셔터인 예에 대해 설명한다.
우선, 성막 처리에 대해 간단하게 설명하면, 기판 처리실(11a)은 개구부(20)를 거쳐서 기판 반송실(14)에 연통된 처리 용기(7)를 구비하고 있다. 이 예에서는, 기판 보지부로서 웨이퍼(W)의 반송을 실행하는 것이 가능한 부재 보지부(23)가 장착된 밸브체(22)와, 배치 부재인 셔터(8)를 보지하는 부재 보지부(230)가 장착된 밸브체(220)를 준비한다.
그리고, 웨이퍼(W)에 대해 처리를 실행할 때에는, 이동체(31)의 이동에 의해 밸브체(22)를 이동시켜, 부재 보지부(23)에 의해 웨이퍼(W)의 반송이 실행되는 점은, 도 6a 내지 도 6d를 이용하여 설명한 기판 처리실(11)의 예와 동일하다.
웨이퍼(W)를 처리 용기(7) 내에 반입한 후, 가스 공급 포트(73)로부터 가스를 공급하고, 배기 기구(74)에 의해 처리 용기(7) 내를 감압한다. 한편, 처리 용기(7) 내에 배치된 타겟(75)에 홀더를 거쳐서 전압을 인가하는 동시에, 처리 용기(7)의 외부에서 타겟(75)에 대치하여 마련된 캐소드 마그넷(76)을 구동한다. 이에 의해, 플라즈마가 타겟(75)의 근방에 집중되어, 타겟(75)에 플라즈마 중의 정이온이 충돌한다. 이렇게 하여, 타겟(75)으로부터 구성 물질이 방출되고, 웨이퍼(W)상에 퇴적해가는 것에 의해, 웨이퍼(W)의 성막 처리가 진행된다.
상술의 기판 처리실(11a)에 있어서는, 성막 처리를 실시하기 전에, 셔터(8)를 배치하여, 처리 용기(7) 내의 프리코트 처리를 실시한다. 셔터(8)는 도 9에 도시하는 바와 같이, 미리 설정된 배치 위치에 반송되었을 때에, 탑재대(71)의 상면 및 측면을 덮도록 형성된다.
밸브체(220) 및 부재 지지부(230)는, 각각, 도 1 내지 도 6d에서 설명한 밸브체(22) 및 부재 지지부(23)와 동일하게 구성된다. 즉, 밸브체(220)에 의해 개구부(20)를 폐색했을 때에, 부재 보지부(230)는 기판 처리실(11a) 내를 향하여 연장되도록 배치되며, 셔터(8)가 부재 배치 위치에 반송된다. 또한, 도 9의 예에서는, 배치 부재로서, 부재 보지부(23)에 셔터 부재(81)가 마련되어 있으며, 처리 용기(7)와 연통로(21) 사이의 개구(70)의 일부 또는 전부를 폐색하도록 구성되어 있다.
프리코트 처리를 실시할 때에는, 밸브체(220)에 의해 개구부(20)를 폐색하고, 셔터(8)를 부재 배치 위치에 반송하고, 프리코트 처리의 비대상면인 탑재대(71)의 상면 및 측면을 덮는다. 그리고, 예를 들면, 배기 기구(74)에 의해 처리 용기(7) 내를 배기하면서, 가스 공급 포트(73)로부터 프리코트 가스를 공급하고, 도시하지 않은 플라즈마 형성부로부터 프리코트 가스에, 예를 들면 고주파 전력을 인가한다. 이에 의해, 프리코트 가스를 플라즈마화하여, 처리 용기(7) 내에 프리코트 막을 형성하는 프리코트 처리를 실시한다.
프리코트 막은 처리 용기(7) 내에 있어서의, 셔터(8)로 피복된 비대상이면 이외의 모든 면에 형성된다. 그리고, 이 프리코트 처리에 의해, 스퍼터링 시에 사용하는 플라즈마로부터 부재를 보호하는 효과를 얻을 수 있다.
이렇게 하여, 프리코트 처리를 실시한 후, 예를 들면 프리코트 가스의 공급과 플라즈마의 생성을 정지하는 동시에, 불활성 가스의 공급을 개시하고, 처리 용기(7) 내의 분위기를 불활성 가스에 의해 치환한다. 이 후, 밸브체(220)를 개구부(20)로부터 분리하고, 개구부(20)를 개방하여, 셔터(8)를 기판 처리실(11a)로부터 반출한다.
또한, 기판 처리실에 배치되는 부재는, 기판 처리실의 가스 클리닝이나, 플라즈마 클리닝을 실행할 때에, 이들 클리닝 처리의 비대상면을 덮는 셔터여도 좋다. 클리닝 처리는, 기판 처리실이 웨이퍼(W)에 성막 처리를 실시하도록 구성되는 경우에, 예를 들면 성막 처리를 미리 설정된 횟수 실행한 후에 실시된다. 예를 들면, 클리닝 처리용의 셔터는, 도 9를 이용하여 설명한 프리코트 처리용의 셔터(8)와 동일하게 구성된다. 이 구성에서는, 밸브체에 의해 개구부를 폐색하고, 미리 설정된 배치 위치에 반송되었을 때에, 셔터가 클리닝 처리의 비대상면인 탑재대의 상면 및 측면을 덮도록 형성된다.
클리닝 처리를 실시할 때에는, 밸브체에 의해 개구부를 폐색하고, 셔터를 부재 배치 위치에 반송하고, 탑재대의 상면 및 측면을 덮는다. 그리고, 클리닝 가스를 공급하고, 필요하면 플라즈마를 형성하고, 처리 용기 내의 클리닝을 실시한다. 클리닝 처리를 실시하는 동안은, 탑재대의 상면 및 측면은 셔터에 의해 덮여 있으므로, 클리닝 가스나 플라즈마로부터 보호되며, 손상이 억제된다.
이상에서, 배치 부재는 웨이퍼, 포커스 링, 실드 부재, 정류 부재, 셔터로 이루어지는 부재 그룹으로부터 선택되는 적어도 1개의 부재를 포함하는 것이면 좋다. 따라서, 밸브체와 함께 부재 보지부(기판 보지부)에 의해 반송되는 부재는, 웨이퍼만이어도 좋다. 또한, 상기 부재 그룹 뿐만 아니라, 기판 처리실 내에 배치되며, 밸브체에 의해 개구부를 폐색했을 때, 밸브체로부터 연장되는 부재 보지부에서 기판 처리 내의 미리 설정된 배치 위치로 반송되는 부재이면, 배치 부재를 구성할 수 있다. 또한, 부재 보지부의 형상은 상술의 예로는 한정되지 않으며, 밸브체에 의해 개구부를 폐색했을 때에, 밸브체로부터 기판 처리실 내를 향하여 연장되며, 부재를 부재 배치 위치에 반송하는 형상이면 좋다.
또한, 이동 기구는 기술한 자기 부상식의 이동 기구로는 한정되지 않는다. 밸브체 및 부재 보지부로 보지된 부재가, 밸브체가 개구부를 폐색하는 위치와, 상기 부재가 기판 반송실을 거쳐서 로드록실에 반송되는 구성이면 좋다. 따라서, 밸브체가 장착된 이동체가 레일 상을 이동하는 구성이나, 이동체에 차륜이 마련되는 구성이어도 좋다. 또한, 밸브체 및 부재 보지부로 보지된 부재가 다관절 아암을 구비한 반송 기구에 의해, 이동하는 구성이어도 좋다. 또한, 밸브체가 이동체에 고정되며, 착탈하지 않는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 기판 처리실과 기판 반송실은 서로 인접하여 마련되는 것이면 좋으며, 상술의 실시형태로는 한정되지 않는다. 상술의 실시형태에서는, 기판 처리실과 기판 반송실 사이에 연통로를 마련했지만, 이 연통로의 길이(도 3 중 Y'방향의 크기)는 적절히 설정 가능하며, 실질적으로 마련하지 않는 구성이어도 좋다.
또한, 탑재대의 구성은 상술의 예로 한정되지 않는다. 상술의 웨이퍼 탑재용의 볼록형상부를 마련하지 않고, 전달용의 승강 핀에 의해 웨이퍼를 탑재대에 전달하여 탑재하는 구성이어도 좋다.
금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 고려되어야 한다. 상기의 실시형태는, 첨부된 청구범위 및 그 주지를 일탈하는 일 없이, 여러가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
W: 웨이퍼
14: 기판 반송실
11: 기판 처리실
20: 개구부
22: 밸브체
23: 부재 보지부
3: 이동 기구

Claims (8)

  1. 서로 인접하여 마련된 기판 반송실과 기판 처리실 사이에서 상기 기판 처리실 내에 배치되는 부재를 반송하는 장치에 있어서,
    상기 기판 반송실과 기판 처리실을 연통시키는 개구부에 대해 착탈 가능하게 구성되며, 상기 개구부를 폐색하기 위한 밸브체와,
    상기 밸브체에 의해 상기 개구부를 폐색했을 때, 상기 밸브체로부터, 상기 기판 처리실 내를 향하여 연장되도록 마련되며, 상기 기판 처리실 내의 미리 설정된 배치 위치까지 상기 부재를 반송하기 위한 부재 보지부와,
    상기 개구부로부터 분리된 상기 밸브체를 상기 기판 반송실 내에서 이동시키는 이동 기구를 구비한
    장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 기구는,
    제 1 자석이 마련된 상기 기판 반송실의 마루면부와,
    상기 밸브체가 장착되는 동시에, 상기 제 1 자석과의 사이에 반발력이 작용하는 제 2 자석이 마련되며, 상기 반발력을 이용한 자기 부상에 의해, 상기 기판 반송실 내에서 이동 가능하게 구성된 이동체를 구비한
    장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동체는 상기 밸브체에 대해 착탈 가능하게 구성되며, 상기 개구부를 폐색한 상태의 상기 밸브체로부터 분리되는
    장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재에는, 상기 기판 처리실 내에서 처리되는 기판이 포함되며,
    상기 부재 보지부는 상기 기판을 보지 가능하게 구성되며, 처리가 실행되는 위치까지 상기 기판을 반송하기 위한 기판 보지부로서의 기능을 구비하는
    장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재에는, 상기 기판에 대해 플라즈마 처리를 실행하는 경우에 상기 기판의 주위에 배치되는 포커스 링, 상기 기판의 처리에 수반하는 생성물이 상기 기판 처리실의 본체에 부착되는 것을 방지하기 위한 실드 부재, 상기 기판 처리실 내의 기류의 흐름을 정류하기 위한 정류 부재, 상기 기판 처리실 내에 프리코트 처리 또는 클리닝 처리를 실행할 때에, 이들 처리의 비대상면을 덮는 셔터로 이루어지는 부재 그룹으로부터 선택되는 적어도 1개의 부재가 포함되는
    장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 기구에 의해, 상기 기판 반송실 내에서 이동하는 상기 밸브체는 제 1 밸브체이고, 상기 장치는 상기 제 1 밸브체가 상기 개구부로부터 분리되어 있는 기간 중에 상기 개구부를 폐색하는 제 2 밸브체를 더 구비하는
    장치.
  7. 기판을 처리하는 시스템에 있어서,
    제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 기판 반송실과, 상기 기판 처리실과, 상기 부재를 반송하는 장치를 구비하는
    기판 처리 시스템.
  8. 서로 인접하여 마련된 기판 반송실과 기판 처리실 사이에서 상기 기판 처리실 내에 배치되는 부재를 반송하는 방법에 있어서,
    상기 기판 반송실과 기판 처리실을 연통시키는 개구부에 대해 착탈 가능하게 구성되며, 상기 개구부를 폐색하기 위한 밸브체와, 상기 밸브체에 의해 상기 개구부를 폐색했을 때, 상기 밸브체로부터, 상기 기판 처리실 내를 향하여 연장되도록 상기 밸브체에 마련된 부재 보지부와, 상기 기판 반송실 내에서 상기 밸브체를 이동시키는 이동 기구를 이용하여,
    상기 밸브체에 의해 상기 개구부를 폐색하고, 상기 기판 처리실 내의 미리 설정된 배치 위치까지 상기 부재를 반송하는 공정과,
    상기 개구부로부터 상기 밸브체를 분리하고, 상기 기판 반송실 내에서 이동시키는 공정을 포함하는
    방법.
KR1020230024112A 2022-03-08 2023-02-23 기판 처리실 내에 배치되는 부재를 반송하는 장치, 기판 처리 시스템 및 상기 부재를 반송하는 방법 KR20230132374A (ko)

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