TW202341222A - 基板處理裝置、基板處理系統、電力供給系統及電力供給方法 - Google Patents

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TW202341222A
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松本直樹
田面木真也
永海幸一
石川真矢
藤原直樹
三原直輝
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明係一種基板處理裝置,其對基板進行處理,其特徵為包含:受電部,其包含受電用線圈,從位於該基板處理裝置的外部的送電用線圈以非接觸方式傳送電力到該受電用線圈,並對至少1個利用來自該受電部的電力的單元或構件供給電力。

Description

基板處理裝置、基板處理系統、電力供給系統及電力供給方法
本發明係關於一種基板處理裝置、基板處理系統、電力供給系統以及電力供給方法。
於專利文獻1,揭示了作為基板處理裝置的電漿處理裝置。該電漿處理裝置,係利用濾波器減弱或阻止從處理容器內的射頻電極等其他電性構件進入到供電線路的射頻噪訊者。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特開2015-173027號公報
[發明所欲解決的問題]
本發明之技術,提供一種可令電性連接用配線簡單化的基板處理裝置、基板處理系統、電力供給系統以及電力供給方法。 [解決問題的手段]
本發明一實施態樣,係對基板進行處理的基板處理裝置,其特徵為包含:受電部,其包含受電用線圈,從位於該基板處理裝置的外部的送電用線圈以非接觸方式傳送電力到該受電用線圈,並對至少1個利用來自該受電部的電力的單元或構件供給電力。 [發明的功效]
若根據本發明,便可提供一種可令電性連接用配線簡單化的基板處理裝置、基板處理系統、電力供給系統以及電力供給方法。
在基板處理裝置或基板處理系統中,各種構件與外部的電源電連接。因此,於基板處理裝置或基板處理系統的周邊,設置了複數條連接用配線。若像這樣連接用配線增加,在裝置建立時或更新時等,可能會發生誤認配線的情況,或在裝置設置時或裝置撤去時,配線安裝或拆卸作業可能會繁雜化等。另外,在配置了基板處理裝置的無塵室布局中,可能會因為作為連接用配線的電力纜線長度的不統一等,而令布局變得難以變更。
另外,作為基板處理裝置的電漿處理裝置,具備RF(Radio Frequency,射頻)電源,其作為用以在處理容器內產生電漿的RF電力的產生源。RF電源所施加之RF的一部分可能會成為噪訊而透過連接用配線傳播。所傳播之RF噪訊,可能會妨礙到外部的電源的動作或性能。外部的電源,例如作為工場用電力的工場電源。於專利文獻1,揭示了一種為了防止或抑制RF噪訊傳播到外部的電源而減弱或阻止RF噪訊的RF濾波器。
然而,如上所述的,在基板處理裝置或基板處理系統中,連接用配線的增加會成為問題,吾人欲求防止誤認配線,或簡化裝置設置時、裝置撤去時的配線安裝、拆卸作業。另外,在專利文獻1所記載之技術中,除了連接用配線之外,有必要設置減弱或阻止射頻噪訊的濾波器,故會有設備費用增加之虞。另外,會有裝置的建立、設置、撤去,移設時的作業工夫或費用增加之虞,吾人欲求減少之。
本發明之技術,係有鑑於上述問題者,其提供一種「不需要基板處理裝置或基板處理系統與電力設備之間的連接用配線或其周邊的連接用配線,便可傳送電力」的構造。再者,其提供一種「可抑制在電漿處理裝置或電漿處理系統中成為問題的RF噪訊對外部電源的影響」的構造。
以下,針對本發明一實施態樣之作為基板處理裝置的電漿處理裝置、作為基板處理系統的電漿處理系統以及電力供給系統,一邊參照圖式一邊進行說明。另外,在本說明書以及圖式中,對於實質上具有相同功能構造的要件,會附上相同的符號,並省略重複說明。
<電漿處理系統> 首先,針對一實施態樣之電漿處理系統進行說明。圖1,係用以說明一實施態樣之電漿處理系統的構造例的圖式。
在一實施態樣中,電漿處理系統,包含:電漿處理裝置1,以及控制部2。電漿處理系統,為基板處理系統的一例;電漿處理裝置1,為基板處理裝置的一例。電漿處理裝置1,包含:電漿處理室10、基板支持部11以及電漿生成部12。電漿處理室10,具有電漿處理空間。另外,電漿處理室10,具有:至少1個氣體供給口,其用以將至少1種處理氣體供給到電漿處理空間;以及至少1個氣體排出口,其用以將氣體從電漿處理空間排出。氣體供給口,與後述的氣體供給部20連接;氣體排出口,與後述的排氣系統40連接。基板支持部11,配置在電漿處理空間內,並具有用以支持基板的基板支持面。
電漿生成部12,以「從供給到電漿處理空間內的至少1種處理氣體生成電漿」的方式構成。在電漿處理空間中所形成的電漿,亦可為:電容耦合電漿(CCP,Capacitively Coupled Plasma)、電感耦合電漿(ICP,Inductively Coupled Plasma)、電子迴旋共振電漿(ECRP,Electron-Cyclotron-Resonance Plasma)、螺旋波激發電漿(HWP,Helicon Wave Plasma),或表面波電漿(SWP,Surface Wave Plasma)等。另外,亦可使用包含AC(Alternating Current,交流電,以下有時簡稱為交流)電漿生成部以及DC(Direct Current,直流電,以下有時簡稱為直流)電漿生成部在內的各種類型的電漿生成部。在一實施態樣中,AC電漿生成部所使用的AC信號(AC電力),具有在100kHz~10GHz的範圍內的頻率。因此,AC信號,包含RF信號以及微波信號。在一實施態樣中,RF信號,具有100kHz~150MHz的範圍內的頻率。
控制部2,對令電漿處理裝置1實行在本發明中所述之各種步驟的電腦可執行命令進行處理。控制部2,可以「控制電漿處理裝置1的各構成要件,以實行在此所述之各種步驟」的方式構成。在一實施態樣中,控制部2的一部分或全部,亦可為電漿處理裝置1所包含。控制部2,亦可包含:處理部2a1、記憶部2a2,以及通信介面2a3。控制部2,例如由電腦2a實現之。處理部2a1,可以「從記憶部2a2讀取程式,並執行所讀取之程式,以實行各種控制動作」的方式構成。該程式,可預先儲存於記憶部2a2,必要時,亦可透過媒體取得之。所取得之程式,儲存於記憶部2a2,並由處理部2a1從記憶部2a2讀取、執行之。媒體,可為電腦2a可讀取的各種記錄媒體,亦可為與通信介面2a3連接的通信線路。處理部2a1,亦可為CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)。記憶部2a2,亦可包含:RAM(Random Access Memory,隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory,唯讀記憶體)、HDD(Hard Disk Drive,硬碟機)、SSD(Solid State Drive,固態硬碟),或其組合。通信介面2a3,亦可透過LAN(Local Area Network,區域網路)等的通信線路,在其與電漿處理裝置1之間進行通信。
<電漿處理裝置> 以下,針對作為電漿處理裝置1的一例的電容耦合型的電漿處理裝置的構造例,進行說明。圖2,係用以說明電容耦合型的電漿處理裝置1的構造例的圖式。
電容耦合型的電漿處理裝置1,包含:電漿處理室10、氣體供給部20、電源30,以及排氣系統40。另外,電漿處理裝置1,包含:基板支持部11,以及氣體導入部。氣體導入部,以將至少1種處理氣體導入電漿處理室10內的方式構成。氣體導入部,包含噴淋頭13。基板支持部11,配置在電漿處理室10內。噴淋頭13,配置在基板支持部11的上方。在一實施態樣中,噴淋頭13,構成電漿處理室10的頂部(ceiling)的至少一部分。電漿處理室10,具有由噴淋頭13、電漿處理室10的側壁10a以及基板支持部11所區劃的電漿處理空間10s。電漿處理室10接地。噴淋頭13以及基板支持部11,與電漿處理室10的殼體電性絕緣。
基板支持部11,包含:本體部111,以及環狀組件112。本體部111,具有:中央區域111a,其用以支持基板W;以及環狀區域111b,其用以支持環狀組件112。本體部111的環狀區域111b,在俯視下包圍本體部111的中央區域111a。基板W,配置在本體部111的中央區域111a上;環狀組件112,以包圍本體部111的中央區域111a上的基板W的方式,配置在本體部111的環狀區域111b上。因此,中央區域111a,亦稱為用以支持基板W的基板支持面;環狀區域111b,亦稱為用以支持環狀組件112的環狀支持面。
在一實施態樣中,本體部111,包含:基台1110,以及靜電夾頭1111。基台1110,包含導電性構件。基台1110的導電性構件可發揮作為下部電極的功能。靜電夾頭1111,配置在基台1110之上。靜電夾頭1111,包含:陶瓷構件1111a,以及配置在陶瓷構件1111a內的靜電電極1111b。陶瓷構件1111a,具有中央區域111a。在一實施態樣中,陶瓷構件1111a,亦具有環狀區域111b。另外,如環狀靜電夾頭或環狀絕緣構件等包圍靜電夾頭1111的中央區域111a的其他構件亦可位於環狀區域111b。此時,環狀組件112,可配置在環狀靜電夾頭或環狀絕緣構件之上,亦可配置在靜電夾頭1111的中央區域111a與環狀絕緣構件雙方之上。另外,與後述的RF電源31及/或無線供電部32連結的至少1個RF/DC電極亦可配置在陶瓷構件1111a內。此時,至少1個RF/DC電極發揮作為下部電極的功能。當後述的偏壓RF信號及/或DC信號供給到至少1個RF/DC電極時,RF/DC電極亦稱為偏壓電極。另外,基台1110的導電性構件與至少1個RF/DC電極亦可發揮作為複數個下部電極的功能。另外,靜電電極1111b亦可發揮作為下部電極的功能。因此,基板支持部11,包含至少1個下部電極。
環狀組件112,包含1或複數個環狀構件。在一實施態樣中,1或複數個環狀構件,包含:1或複數個邊緣環,以及至少1個覆蓋環。邊緣環,係由導電性材料或絕緣材料所形成;覆蓋環,係由絕緣材料所形成。
另外,基板支持部11,亦可包含調溫模組,其以「將靜電夾頭1111、環狀組件112以及基板W的其中至少1個,調節至目標溫度」的方式構成。調溫模組,亦可包含:加熱器、導熱媒體、流通管路1110a,或其組合。於流通管路1110a,流通著鹽水或氣體等的導熱流體。在一實施態樣中,流通管路1110a形成在基台1110內;1或複數個加熱器配置在靜電夾頭1111的陶瓷構件1111a內。另外,基板支持部11,亦可包含導熱氣體供給部,其以「將導熱氣體供給到基板W的背面與中央區域111a之間的間隙」的方式構成。
噴淋頭13,以「將來自氣體供給部20的至少1種處理氣體導入到電漿處理空間10s內」的方式構成。噴淋頭13,具有:至少1個氣體供給口13a、至少1個氣體擴散室13b,以及複數個氣體導入口13c。供給到氣體供給口13a的處理氣體,通過氣體擴散室13b從複數個氣體導入口13c導入到電漿處理空間10s內。另外,噴淋頭13,包含至少1個上部電極。另外,氣體導入部,除了噴淋頭13之外,亦可包含1或複數個側邊氣體注入部(SGI,Side Gas Injector),其安裝於1或複數個開口部,該等開口部形成於側壁10a。
氣體供給部20,亦可包含:至少1個氣體源21,以及至少1個流量控制器22。在一實施態樣中,氣體供給部20,以「將至少1種處理氣體從各自對應的氣體源21透過各自對應的流量控制器22供給到噴淋頭13」的方式構成。流量控制器22,亦可包含例如質量流量控制器或壓力控制式的流量控制器。再者,氣體供給部20,亦可包含將至少1種處理氣體的流量調變或脈衝化的至少1個流量調變裝置。
電源30,包含:RF電源31,其透過至少1個阻抗匹配電路與電漿處理室10連結。RF電源31,以「將至少1個RF信號(RF電力)供給到至少1個下部電極及/或至少1個上部電極」的方式構成。藉此,便可從供給到電漿處理空間10s的至少1種處理氣體形成電漿。因此,RF電源31,可發揮作為電漿生成部12的至少一部分的功能。另外,藉由將偏壓RF信號供給到至少1個下部電極,便可於基板W產生偏壓電位,而將所形成之電漿中的離子成分吸引到基板W。
在一實施態樣中,RF電源31,包含:第1RF信號生成部31a,以及第2RF信號生成部31b。第1RF信號生成部31a,以「透過至少1個阻抗匹配電路與至少1個下部電極及/或至少1個上部電極連結,並生成電漿生成用的來源RF信號(來源RF電力)」的方式構成。在一實施態樣中,來源RF信號,具有在10MHz~150MHz的範圍內的頻率。在一實施態樣中,第1RF信號生成部31a,亦可以「生成具有相異頻率之複數個來源RF信號」的方式構成。所生成之1或複數個來源RF信號,供給到至少1個下部電極及/或至少1個上部電極。
第2RF信號生成部31b,以「透過至少1個阻抗匹配電路與至少1個下部電極連結,並生成偏壓RF信號(偏壓RF電力)」的方式構成。偏壓RF信號的頻率,可與來源RF信號的頻率相同,亦可相異。在一實施態樣中,偏壓RF信號,具有比來源RF信號的頻率更低的頻率。在一實施態樣中,偏壓RF信號,具有在100kHz~60MHz的範圍內的頻率。在一實施態樣中,第2RF信號生成部31b,亦可以「生成具有相異頻率之複數個偏壓RF信號」的方式構成。所生成之1或複數個偏壓RF信號,供給到至少1個下部電極。另外,在各種實施態樣中,亦可來源RF信號以及偏壓RF信號的其中至少1個被脈衝化。
另外,在電漿處理裝置1中,具備對電漿處理裝置1供電的無線供電部32。無線供電部32,包含:受電部32a,以及送電部32b。在一實施態樣中,於受電部32a包含受電用線圈33,於送電部32b包含送電用線圈34。在一實施態樣中,受電部32a為電漿處理裝置1所具備,送電部32b設置在電漿處理裝置1的外部,受電部32a與送電部32b在物理上分開。受電部32a,與電漿處理室10的內部構件電連接。在一實施態樣中,受電部32a與至少1個下部電極及/或至少1個上部電極電連接。在一實施態樣中,送電部32b位於電漿處理裝置1的外部,例如配置於設置了電漿處理裝置1的地板面或地板下。送電用線圈34與受電用線圈33在物理上分開,其分開距離L1,係可抑制RF噪訊傳播且可供給電力的距離,例如,可在1mm以上、200mm以下,宜在5mm以上、150mm以下,更宜在10mm以上、100mm以下。另外,分開距離L1,係送電用線圈34與受電用線圈33的各對向面的距離。在無線供電部32中,係對送電部32b從AC電力供給源供給AC電力,並從送電用線圈34對受電用線圈33以非接觸方式傳送AC電力。在一實施態樣中,送電部32b,亦可利用AC/AC轉換器等的頻率轉換電路轉換頻率,並將AC電力供給到受電部32a。在一實施態樣中,傳送方式,亦可為例如磁場共振方式(亦稱為磁共振方式)、電磁感應方式、電場耦合方式。然後,利用圖中未顯示的AC/DC轉換器等的轉換電路,將受電用線圈33所接收到的AC電力轉換成DC電力,並對電漿處理室10的內部構件供給DC電力。另外,在一實施態樣中,亦可將所產生的AC電力原樣供給之。
在一實施態樣中,受電部32a亦可包含生成DC信號的DC信號生成部(圖中未顯示)。所生成之DC信號亦可脈衝化。此時,電壓脈衝的序列施加於至少1個下部電極及/或至少1個上部電極。電壓脈衝,亦可具有矩形、梯形、三角形或其組合的脈衝波形。電壓脈衝,可具有正極性,亦可具有負極性。另外,電壓脈衝的序列,亦可在1周期內包含1或複數個正極性電壓脈衝與1或複數個負極性電壓脈衝。亦即,電漿處理裝置1,或構成其之構件,或其周邊構件,包含利用DC電力運作的單元或構件。
排氣系統40,例如可與設置於電漿處理室10的底部的氣體排出口10e連接。排氣系統40,亦可包含壓力調整閥以及真空泵。藉由壓力調整閥,調整電漿處理空間10s內的壓力。真空泵,亦可包含:渦輪分子泵、乾式泵,或其組合。
<基板處理系統> 接著,針對具備上述之電漿處理裝置1的電漿處理系統的具體構造的一例(亦即基板處理系統)進行說明。圖3係表示基板處理系統50的概略構造的俯視圖。另外,圖4係表示基板處理系統50的概略構造的側視圖。在本實施態樣中,係針對「基板處理系統50於複數個處所(6個處所)具備用以對基板W實行蝕刻處理、成膜處理等電漿處理的電漿處理裝置1的態樣」進行說明。然而,本發明之基板處理系統50的模組構造不限於此,可因應基板處理之目的選擇之。
如圖3所示的,基板處理系統50,具有「大氣部100與減壓部101透過載入鎖定模組60連接成一體」的構造。
載入鎖定模組60,沿著後述的載入模組70的寬度方向(X軸方向)具有複數個載入鎖定部,在本實施態樣中,例如為2個載入鎖定部61a、61b。載入鎖定部61a、61b(以下有時會將其合併簡稱為「載入鎖定部61」),以「透過基板搬運口,將大氣部100的後述載入模組70的內部空間與減壓部101的後述傳送模組80的內部空間連通」的方式設置。另外,基板搬運口,構成分別由閘閥64、65隨意開閉的構造。
載入鎖定部61,以暫時地保持基板W的方式構成。另外,載入鎖定部61,以將內部切換成大氣氛圍或減壓氛圍(真空狀態)的方式構成。亦即,載入鎖定模組60,以「可在大氣氛圍的大氣部100與減壓氛圍的減壓部101之間,適當地傳遞基板W」的方式構成。
大氣部100,具有:載入模組70,其具備後述的基板搬運裝置90;以及載入埠72,其載置可保管複數枚基板W的匣盒71。另外,載入模組70,亦可設置成與調整基板W的水平方向朝向的定向模組(圖中未顯示)或儲存複數枚基板W的儲存模組(圖中未顯示)等鄰接。
載入模組70,係由內部為矩形的殼體所構成,殼體的內部維持著大氣氛圍。於載入模組70的構成Y軸負方向側的長邊的一側面,並排配置了複數個(例如4個)載入埠72。於載入模組70的構成Y軸正方向側的長邊的另一側面,並排配置了載入鎖定模組60的載入鎖定部61a、61b。
在載入模組70的內部,設置了搬運基板W的基板搬運裝置90。基板搬運裝置90,具有:搬運臂91,其保持、移動基板W;旋轉台92,其以可旋轉的方式支持搬運臂91;以及旋轉載置台93,其搭載了旋轉台92。另外,在載入模組70的內部,設置了引導軌94,其在載入模組70的長邊方向(X軸方向)上延伸。旋轉載置台93設置在引導軌94上,基板搬運裝置90構成可沿著引導軌94移動的構造。
減壓部101,具有:傳送模組80,其在內部搬運基板W;以及處理模組(相當於上述的電漿處理裝置1),其對從傳送模組80搬運過來的基板W實施吾人所期望的處理。傳送模組80以及處理模組的內部,各自構成可維持減壓氛圍的構造。另外,在本實施態樣中,相對於1個傳送模組80,連接了複數個(例如6個)處理模組。另外,處理模組的數量或配置不限於本實施態樣,可任意設定之。
作為真空搬運模組的傳送模組80,與載入鎖定模組60連接。傳送模組80,例如將搬入到載入鎖定模組60的載入鎖定部61a的基板W,搬運到一處理模組,以實施吾人所期望的處理,並將其經由載入鎖定模組60的載入鎖定部61b搬出到大氣部100。在一實施態樣中,傳送模組80,具有:真空搬運空間,以及開口部。開口部,與真空搬運空間連通。
在傳送模組80的內部,設置了搬運基板W的基板搬運裝置120。亦即,基板搬運裝置120,配置在真空搬運模組的真空搬運空間內。基板搬運裝置120,具有:搬運臂121,其保持、移動基板W;旋轉台122,其以可旋轉的方式支持搬運臂121;以及旋轉載置台123,其搭載旋轉台122。旋轉載置台123設置在沿著傳送模組80的長邊方向(Y軸方向)延伸的引導軌125上,基板搬運裝置120構成可沿著引導軌125移動的構造。
處理模組(電漿處理裝置1),對基板W,實行例如蝕刻處理、成膜處理等的電漿處理。針對處理模組,可選用實行因應基板處理目的之處理的模組。另外,處理模組,透過形成於傳送模組80的側壁面的基板搬運口與傳送模組80連通,基板搬運口構成用閘閥132隨意開閉的構造。
另外,如圖4所示的,一實施態樣之基板處理系統50,與對基板處理系統50整體供電的無線供電部140電連接。無線供電部140,包含:設置在基板處理系統50側的受電部140a,以及設置在基板處理系統50外的送電部140b。在一實施態樣中,於受電部140a包含受電用線圈143,於送電部140b包含送電用線圈144。在一實施態樣中,受電部140a與送電部140b在物理上分開。該分開距離L2,係可抑制RF噪訊傳播且可供給電力的距離,例如,可在1mm以上、200mm以下,宜在5mm以上、150mm以下,更宜在10mm以上、100mm以下。在一實施態樣中,受電部140a設置於載入鎖定模組60的底部,例如,設置於底面。在一實施態樣中,送電部140b,設置在與受電部140a互相對向的下方,且設置在基板處理系統50所設置之地板面或地板下。另外,在一實施態樣中,受電部140a亦可設置在基板處理系統50的側部,例如,設置在側面。此時,亦可在與基板處理系統50的側面的受電部140a對應的位置,設置送電部140b。另外,雖係圖示出受電部140a設置在載入鎖定模組60的底部的態樣,惟受電部140a的配置處所並非僅限於此。例如,亦可設置於傳送模組80的底部、載入模組70的底部,或處理模組的底部,此時,送電部140b,設置於與受電部140a互相對向的下方,且設置於基板處理系統50所設置之地板面或地板下。另外,亦可於各處理模組、傳送模組80或載入模組70均設置受電部140a,此時,送電部140b,設置於與各受電部140a互相對向的下方,且設置於基板處理系統50所設置之地板面或地板下。另外,各模組的受電部140a的配置位置不限於底部,送電部140b,設置於與各受電部140a互相對向的位置。
另外,作為另一例,亦可將供給到設置於基板處理系統50的1個受電部的電力分配到各處理模組、傳送模組80或載入模組70。另外,基板處理系統50,亦可構成可移動的構造,亦可以送電部140b與受電部140a互相對向的方式,令基板處理系統50往送電部140b移動,並從送電部140b對受電部140a供電,以對基板處理系統50或各模組供電。另外,基板處理系統50,亦可構成「以紅外線或無線通信等非接觸方式,接收來自外部的控制信號,令基板處理系統50自動地往送電部140b移動,以令送電部140b與受電部140a互相對向」的構造。
在一實施態樣中,在無線供電部140中,係對送電部140b從AC電力供給源供給AC電力。在一實施態樣中,送電部140b,亦可利用AC/AC轉換器等的頻率轉換電路轉換頻率,並將AC電力供給到受電部140a。從送電用線圈144利用磁場共振方式等非接觸手段對受電用線圈143傳送AC電力。然後,利用圖中未顯示的AC/DC轉換器等的轉換電路,將受電用線圈143所接收到的AC電力轉換成DC電力,並對電漿處理室10的內部構件供給DC電力。另外,在一實施態樣中,亦可將所產生的AC電力原樣供給之。
另外,在一實施態樣中,亦可設置蓄電部,其儲存供給到基板處理系統50的受電部140a的電力。亦可利用AC/DC轉換器等的轉換電路將AC電力轉換成DC電力,並將DC電力供給到蓄電部。亦可以蓄電部的電力供給到各模組的方式構成。另外,亦可構成「於各模組各自具有與各模組連接的蓄電部,將供給到1個受電部的電力供給到並聯連接的各模組的蓄電部,並將該電力供給到各模組」的構造。蓄電部的電容量,亦可為與各模組的電力使用量對應的電容量。各模組的蓄電部,亦可構成「具有至少2個以上,且該等2個以上的蓄電部可切換」的構造。藉由構成可切換2個以上的蓄電部的構造,當1個蓄電部故障時或電力減少時,便可切換、使用另一蓄電部。
於以上之基板處理系統50,如圖3所示的,設置了控制部150。控制部150,與前述的控制部2同樣,可以「控制基板處理系統50的各要件,以實行在此所述之各種步驟」的方式構成。在一實施態樣中,控制部150的一部分或全部亦可為基板處理系統50所包含。控制部150,例如亦可與控制部2同樣,包含:處理部150a1、記憶部150a2以及通信介面150a3。控制部150,例如由電腦150a實現之。處理部150a1,可以「從記憶部150a2讀取程式,並執行所讀取之程式,以實行各種控制動作」的方式構成。該程式,可預先儲存於記憶部150a2,必要時,亦可透過媒體取得之。再者,該程式亦可透過網路安裝。所取得之程式,儲存於記憶部150a2,並由處理部150a1從記憶部150a2讀取、執行之。媒體,可為電腦150a可讀取之各種記錄媒體,亦可為與通信介面150a3連接的通信線路。處理部150a1,亦可為CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)。記憶部150a2,亦可包含:RAM(Random Access Memory,隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory,唯讀記憶體)、HDD(Hard Disk Drive,硬碟機)、SSD(Solid State Drive,固態硬碟),或其組合。通信介面150a3,亦可透過LAN(Local Area Network,區域網路)等的通信線路,在其與電漿處理裝置1之間進行通信。
在電漿處理系統(基板處理系統50)中,可設置參照圖2所說明之無線供電部32與參照圖4所說明之無線供電部140的至少其中一方,亦可設置雙方。以下,作為一實施態樣之構造,針對對電漿處理裝置1透過無線供電部32供電時的電力供給系統的一例,參照圖式進行說明。
<電力供給系統> 圖5係表示一實施態樣之電力供給系統S1的概略構造的概念圖。如圖5所示的,電力供給系統S1,包含:作為工場用電力(工場電源、AC電力供給源)的AC電源200,以及從AC電源200供給AC電力的送電用線圈34。送電用線圈34為送電部32b所包含,另外,設置了受電部32a,其與送電部32b互相對向,且包含受電用線圈33。在送電部32b中,從送電用線圈34利用磁場共振方式等非接觸式手段,對受電用線圈33傳送AC電力。藉此,從送電部32b將電力傳送到受電部32a。
圖6,係關於送電用線圈34與受電用線圈33的配置關係的概略說明圖,(a)係立體圖,(b)係側視圖。如圖6所示的,送電用線圈34與受電用線圈33「互相對向」,係指各線圈的對向面配置成大致平行的配置關係。例如,上述分開距離L1,係圖6(b)所示的2個線圈的對向面之間的距離。
在此,2個線圈「互相對向」,係指各線圈的對向面配置成平行的配置關係。另外,各線圈的大小亦可並非必定相同。圖7係「關於以送電用線圈34與受電用線圈33為例的各線圈之間的對向關係的概略說明圖,並將該例列舉、圖示於(a)~(h)」者。在圖7中,將線圈中心軸圖示為虛線。如圖7所示的,針對送電用線圈34與受電用線圈33的構成,可思及各種態樣。例如,像(a)、(b)那樣「2個線圈為相同尺寸,在俯視下,(a)對向面全部重疊,各線圈的中心軸大致對齊、(b)對向面一部分重疊」的構成。另外,像(c)~(e)那樣「在2個線圈之中,受電用線圈33比送電用線圈34更大,在俯視下,(c)送電側線圈的對向面全部在受電側線圈的對向面內,各線圈的中心軸大致對齊、(d)送電側線圈的對向面全部在受電側線圈的對向面內,惟各線圈的中心軸並未對齊、(e)送電側線圈的對向面的一部分在受電側線圈的對向面外」的構成。另外,像(f)~(h)那樣「在2個線圈之中,送電用線圈34比受電用線圈33更大,在俯視下,(f)受電側線圈的對向面全部在送電側線圈的對向面內,各線圈的中心軸大致對齊、(g)受電側線圈的對向面全部在送電側線圈的對向面內,惟線圈的中心軸並未對齊、(h)受電側線圈的對向面的一部分在送電側線圈的對向面外」的構成。設置成(a)~(h)任一構成均可,惟從送電效率的觀點來看,像(a)、(c)、(f)那樣,2個線圈的對向面在俯視下全部重疊且各線圈的中心軸大致對齊的配置關係,為較佳態樣。
在一實施態樣中,受電部32a透過作為「將AC電力轉換成DC電力的轉換部」的轉換器210,與作為蓄電部的電容元件220電連接。亦即,送到受電部32a的AC電力,經由轉換器210,轉換成DC電力,送到與其輸出側連接的電容元件220儲存。電容元件220的輸出側,與調整來自電容元件220的DC電壓的電壓控制轉換器230連接。另外,電壓控制轉換器230與定電壓控制部240電連接。另外,亦可於電容元件220的輸出側,連接DC/AC轉換器,並將AC電力供給到需要AC電力的構件。此時,受電部32a所接收到的AC電力,與DC/AC轉換器所輸出之AC電力的頻率,可相同,亦可相異。另外,係例示並圖示出電容元件220作為儲存電力的機構,惟亦可使用例如電池。
在一實施態樣中,定電壓控制部240,與包含上部電極在內的噴淋頭13電連接。亦即,電容元件220所輸出之電力,被電壓控制轉換器230控制成吾人所期望的電壓,再被定電壓控制部240控制成固定的電壓,並供給到噴淋頭13。
如參照圖2於上所述的,包含上部電極在內的噴淋頭13,與RF電源31電連接。RF電源31與至少1個下部電極及/或至少1個上部電極連接,並供給RF信號,以從供給到電漿處理空間10s的至少1種處理氣體形成電漿。來自RF電源31的1或複數個來源RF信號,經由匹配器245,供給到至少1個下部電極及/或至少1個上部電極。伴隨於此,RF電源31所產生之RF噪訊,有時會經由與RF電源31電連接的噴淋頭13、定電壓控制部240、電壓控制轉換器230、電容元件220等,傳播到受電部32a。
在本實施態樣之電力供給系統S1中,AC電源200與電漿處理裝置1,隔著受電用線圈33與送電用線圈34,在物理上分開。受電用線圈33與送電用線圈34之間,設定成相對於所傳送之AC電力的頻率以外的頻率阻抗較高。因此,構成所傳送之AC電力的頻率以外的頻率會被過濾掉的構造。例如,當使用磁共振方式時,AC電力的頻率為共振頻率(亦稱為諧振頻率)。因此,可阻止如上所述的「RF電源31所產生之RF噪訊傳播到AC電源200」的情況。又,AC電力的頻率,亦可以AC電力的頻率為中心頻率並具有既定的頻帶寬度。
另外,在本實施態樣之電力供給系統S1中,亦可包含頻率轉換電路37,其令AC電源200所供給之AC電力的頻率,適合在無線供電部32傳送。頻率轉換電路37,例如為AC/AC轉換器。圖8,係表示在本實施態樣之電力供給系統S1中包含頻率轉換電路時的概略構造的概念圖。
如圖8所示的,在一實施態樣中,無線供電部32,包含頻率轉換電路37,其將AC電源200所供給之AC電力的頻率,轉換成傳送頻率,並傳送該電力。在頻率轉換電路37中,AC電源200所供給之頻率為50Hz或60Hz的AC電力的頻率,例如轉換成頻率為85kHz~250kHz的正弦波或方形波的傳送頻率。當轉換成方形波時,係頻率轉換電路所轉換之正弦波被圖中未顯示的轉換電路轉換成方形波。
若根據該等構造,當從送電用線圈34以磁場共振方式等非接觸式手段將AC電力傳送到受電用線圈33時,會利用頻率轉換電路37轉換頻率,並實行傳送。藉此,便可設置成適合傳送的頻率,並有效率地以非接觸式手段傳送電力。
在一實施態樣中,傳送到受電部32a的電力,經由整流平滑部215,傳送到與其輸出側連接的電容元件220儲存。整流平滑部215,包含:整流電路215a,以及平滑電路215b。整流電路215a,例如包含橋式二極體等。平滑電路215b,包含電容或低通濾波器等。在圖8的例子中,整流電路215a,例如利用橋式二極體,將受電部32a所接收到的AC信號,往順流方向(正極方向)整流。整流電路215a的輸出信號,一般而言為脈動流波形。因此,將整流電路215a的輸出信號輸入平滑電路215b,將脈動流波形轉換成適合電容元件220的電壓的DC電力。在整流平滑部215中,可測量電容元件220所儲存的電力,亦可根據該測量結果控制無線供電部32的送電、受電。另外,在整流電路215a中,亦可利用例如橋式二極體,將受電部32a所接收到的AC信號,往逆流方向(負極方向)整流。
<本發明之技術的作用功效> 在本實施態樣之電力供給系統S1中,當從AC電源200對電漿處理裝置1供給電力時,係採用「使用包含在物理上分開的送電部32b與受電部32a在內的無線供電部32」的構造。另外,在基板處理系統50中,同樣地,亦採用「使用包含送電部140b與受電部140a在內的無線供電部140」的構造。藉此,便可減少或是不需要電漿處理裝置1或基板處理系統50與AC電源200之間的連接用配線或其周邊的連接用配線。藉此,便可達到防止誤認配線或簡化裝置設置時、裝置撤去時的配線安裝、拆卸作業之目的。此外,亦可達到降低設備成本、簡化裝置設計或擴充空間等目的。
另外,在RF電源31與至少1個下部電極及/或至少1個上部電極連接的電漿處理裝置1中,藉由令AC電源200與電漿處理裝置1在物理上分開,便可阻止RF噪訊傳播到AC電源200。另外,由於無須設置截止RF噪訊的濾波器,故可避免伴隨濾波器性能差異的程序偏差,進而確保均一性。此外,可達到提高電力效率之目的。
另外,在電力供給系統S1中,當從AC電源200對電漿處理裝置1供電時,係將電力儲存於電容元件220。然後,從電容元件220供給電荷,以在電漿處理裝置1中驅動利用DC電力的構件等。因此,藉由調整電容元件220的電容量,便可限制電荷供給量,以防止電弧放電(異常放電)時的過剩電流,進而防止對構件造成損害。
另外,本發明所揭示之實施態樣其全部的特徵點應被視為僅為例示,而並非限制要件。上述之實施態樣,在不超出所附請求範圍以及其發明精神的情況下,亦可省略、置換、變更為各種態樣。
例如,在上述實施態樣所說明之電力供給系統S1中,係圖示出定電壓控制部240與包含上部電極在內的噴淋頭13電連接的態樣。另外,關於與RF電源31電連接的構件,係圖示出包含上部電極在內的噴淋頭13。然而,本發明的適用對象並非僅限於此。
只要是利用DC電力的基板處理系統、基板處理裝置、至少1個單元或構件即可。在本發明中,基板處理系統包含複數個基板處理裝置。關於基板處理系統,係例示出本實施態樣之基板處理系統50;關於基板處理裝置,係例示出本實施態樣之電漿處理裝置1。另外,在本發明中,單元係複數個構件所組合者;該等單元與構件可各自設置在基板處理裝置的內部,亦可設置在基板處理裝置的外部。例如,在電漿處理裝置1的內部,關於構件,係例示出基台1110或靜電夾頭1111,關於單元,係例示出本體部111或基板支持部11。在電漿處理裝置1的外部,關於構件,係例示出搬運臂91,關於單元,係例示出基板搬運裝置90。
然後,本發明之無線供電,包含下述的態樣。 (1)對基板處理裝置系統本體供電的態樣。 (2)對基板處理裝置本體供電的態樣。 (3)對基板處理裝置的內部的單元供電的態樣。 (4)對基板處理裝置的內部的構件供電的態樣。 (5)對基板處理系統的內部且基板處理裝置的外部的單元供電的態樣。 (6)對基板處理系統的內部且基板處理裝置的外部的構件供電的態樣。
如以上所述的,本發明之對象物,無論AC、DC,除了利用電力運作的基板處理系統50、電漿處理裝置1之外,更包含所有的單元或構件。以下,詳述具體例。例如,關於構成電漿處理室10的構件或其周邊構件,例示出以下者。亦可為與ICP天線電連接的匹配器、附隨於吸收線圈的可變電容、上部電極與下部電極的間隔驅動用的馬達、ICP天線。另外,亦可為上部電極、上部RF用的匹配器、上部電極的吸附機構。另外,亦可為靜電夾頭所包含的電極、升降銷驅動用的致動器、下部RF用的匹配器、DC脈衝電極、電阻加熱器用的控制器與冷卻風扇、電感加熱器、陶瓷構件更換用的陶瓷構件吸附機構、平台驅動用的馬達。另外,亦可為邊緣環、邊緣環的電位控制用電源、邊緣環驅動用的銷部、基板或邊緣環吸附用的電極、阻抗控制用可變電容、可變電感、可變電阻、繼電器用的馬達、線圈、DC電極。另外,亦可為配置於處理室側壁的電阻加熱器、電阻加熱器的控制器、配置於處理室側壁的DC電極、電感加熱器。另外,亦可為距離感測器、膜厚感測器、相機、晶圓埋入型感測器、發光感測器、四極質量分析儀(Q-MASS,Quadrupole Mass analyzer)。另外,亦可為外部線圈(電磁石)用的控制器、內部線圈用的控制器。另外,亦可為氣體盒所包含的電阻加熱器、電感加熱器、氣體閥門、流量計。另外,亦可為壓力調整閥的馬達、渦輪分子泵、乾式泵、配管的電阻加熱器與電感加熱器。
另外,關於位於電漿處理室10的上游側的構件,例示出以下者。亦可為AC電源盒、氣體盒、冷卻器。另外,亦可為傳送模組用的搬運臂、感測器、渦輪分子泵、乾式泵、在載入鎖定模組中驅動銷部用的馬達、加熱器、位置感測器、臂部用的馬達、定向模組用的馬達、N 2循環用的閥門、載入埠的擋門用的馬達、感測器、清洗劑儲存部用的N 2閥門。
另外,在電力供給系統S1中,係圖示並說明包含電壓控制轉換器230或定電壓控制部240在內的態樣,惟其並非必定需要之構造。亦即,在一實施態樣中,當供給電力對象構件為各種加熱器等不須要電壓控制的構件時,亦可為並未包含電壓控制轉換器230或定電壓控制部240在內的系統構造。
<本發明之其他實施態樣> 上述實施態樣,係圖示並說明「在電力供給系統S1中,送到受電部32a的電力,經由轉換器210,送到其輸出側所連接之電容元件220儲存」的態樣,惟本發明之技術並非僅限於此。以下,針對本發明之另一實施態樣,參照圖9進行說明。另外,在圖9中,針對與上述實施態樣具有相同功能構造的構成要件,會附上並圖示出相同的符號,其說明有時會省略。
圖9,係表示另一實施態樣之電力供給系統S2的概略構造的概念圖。如圖9所示的,電力供給系統S2的基本構造與上述實施態樣之電力供給系統S1相同。然而,電力供給系統S2構成並未具有作為蓄電部的電容元件220的構造。亦即,無線供電部32的受電部32a透過轉換器210與電壓控制轉換器230電連接。
AC電源200所供給之AC電力,通過送電部32b傳送到受電部32a,送到受電部32a的電力,經由轉換器210,送到其輸出側所連接之電壓控制轉換器230。電壓控制轉換器230與定電壓控制部240電連接。亦即,從AC電源200經由無線供電部32所傳送之電力,在轉換器210中轉換成DC電力,並由電壓控制轉換器230控制成吾人所期望的電壓,然後由定電壓控制部240控制成固定的電壓,以供給到噴淋頭13。
在以圖9所示之方式構成的電力供給系統S2中,在從AC電源200對電漿處理裝置1供給電力時,係採用「使用包含在物理上分開的送電部32b與受電部32a在內的無線供電部32」的構造。藉此,便可減少或是不需要電漿處理裝置1或基板處理系統50與AC電源200之間的連接用配線或其周邊的連接用配線。藉此,便可達到防止誤認配線或簡化裝置設置時、裝置撤去時的配線安裝、拆卸作業之目的。此外,亦可達到降低設備成本或擴充裝置空間之目的。
另外,在RF電源31與至少1個下部電極及/或至少1個上部電極連接的電漿處理裝置1中,藉由令AC電源200與電漿處理裝置1在物理上分開,便可阻止RF噪訊傳播到AC電源200。另外,由於無須設置截止RF噪訊的濾波器,故可避免伴隨濾波器性能差異所導致的程序偏差,進而確保均一性。此外,可達到提高電力效率之目的。
另外,在圖9所示之電力供給系統S2中,亦可與上述實施態樣之圖8的構造同樣地,包含頻率轉換電路37,其令AC電源200所供給之AC電力的頻率適合在無線供電部32傳送。圖10,係表示在電力供給系統S2中包含頻率轉換電路在內時的概略構造的概念圖。
在圖10所示之構造中,係利用頻率轉換電路37轉換頻率並傳送之。藉此,便可設定為適合傳送的頻率,並有效率地以非接觸手段傳送電力。另外,在一實施態樣中,亦可在從受電部32a送電到電壓控制轉換器230時,令其經過整流平滑部215。
<參考例> 另外,吾人亦可提供出一種如以下參考例所示之基板處理裝置以及基板處理方法,以對基板處理裝置適當地供給電力。另外,在本參考例中,針對與上述實施態樣或其他實施態樣所說明者實質上具有相同功能構造的要件,會附上相同的符號,有時會省略重複說明。
在半導體裝置的製造過程中,會令收納半導體基板(以下亦簡稱為「基板」)的處理模組內部為減壓狀態,並對該基板實施預定的處理,以遂行各種基板處理。例如,電漿處理,係將基板載置於處理容器內的基板支持部,並將基板支持部加熱,同時利用RF電力在處理容器內生成電漿。
當加熱基板支持部時,例如會將工場的交流(以下有時會簡稱為AC)電力供給源的AC電力供給到加熱器。然而,當利用RF電力在處理容器內生成電漿以實行電漿處理時,RF噪訊會經由基板支持部,通過供電路徑,到達AC電力供給源,可能會對AC電力供給源造成不良的影響。於是,於專利文獻1揭示了一種利用濾波器減弱或阻止RF噪訊的技術。
然而,當減弱或阻止RF噪訊的所謂RF濾波器插設於供電路徑時,可能會因為RF濾波器的存在,而導致所供給之電力減弱,進而導致預定的功率無法輸入到加熱器。另外,需要供電對象數量的RF濾波器,故可能會無法確保在裝置內配置RF濾波器的空間。
有鑑於上述問題,本參考例提供一種技術,其不使用前述RF濾波器,便可輕易地應對例如「RF噪訊經由基板支持部,通過供電路徑,到達交流電力供給源」此等問題。另外,本參考例對基板處理裝置中的利用電力的單元、構件有效率地供給電力。另外,本參考例可節省裝置內的空間。
以下,針對作為本參考例一實施態樣之基板處理裝置的電漿處理裝置,一邊參照圖式,一邊進行說明。另外,在以下的參考例以及圖式中,對於實質上具有相同功能構造的要件,會附上相同的符號,並省略重複說明。
<電漿處理系統> 具有作為本參考例之基板處理裝置的一例的電漿處理裝置1(在以下的參考例中為1a)的電漿處理系統的構造,與在上述實施態樣中參照圖1所說明者相同,故在此省略說明。
<電漿處理裝置> 以下,針對作為電漿處理裝置1a的一例的電容耦合型的電漿處理裝置的構造例,進行說明。圖11,係用以說明電容耦合型的電漿處理裝置1a的構造例的圖式。在圖11中,對照圖2,針對與上述裝置構造等共通的構成要件,會附上相同的符號並圖示之,其說明省略。
在一實施態樣中,流通管路1110a形成在基台1110內;在一例中,1或複數個加熱器1111c配置在靜電夾頭1111的陶瓷構件1111a內。上述加熱器1111c,被供給DC電力而發熱。從蓄電部45供給DC電力到加熱器1111c。
<基板處理系統> 另外,具備上述電漿處理裝置1a的電漿處理系統的具體構造的一例,亦即基板處理系統50,與在上述實施態樣中參照圖3所說明的構造基本上為相同的構造。因此,關於在此之基板處理系統50的說明省略。
<基板處理裝置的電力供給系統> 圖12係表示作為一實施態樣之基板處理裝置的電漿處理裝置1a的電力供給系統的概略構造的概念圖。如圖12所示的,在該例中,來自作為工場用電力(工場電源、AC電力供給源)的AC電源300的AC電力,轉換成DC電力,並透過蓄電部45,對利用DC電力的單元(例如作為構件的加熱器1111c),供給DC電力。加熱器1111c,係設置在靜電夾頭1111的內部的1個以上的加熱器。蓄電部45,只要是可儲存所供給之DC電力者即可,例如可使用電容元件或電池(battery)。亦可併用電容元件與電池。另外,電容元件的內部(寄生)電阻較小者,功率損失較少,為較佳態樣,例如在100mΩ以下者。當對複數個加熱器供電時,若根據該構造,便不需要對應各加熱器的RF濾波器。
在圖12所示之例中,準備了4個對蓄電部45供給DC電力的系統。首先,第1供給系統,係「從AC電源300對AC/DC轉換器310供給AC電力,然後在轉換成DC電力之後,經由繼電器311,對蓄電部45供給DC電力」者。
第2供給系統,係「從AC電源300,經過無線供電部320,並由AC/DC轉換器321對蓄電部45供給DC電力」者。亦即,無線供電部320,具有:送電用線圈322,其由AC電源300供給AC電力;以及受電用線圈323,其配置成與送電用線圈322互相對向。然後,在對送電用線圈322供給AC電力之後,利用非接觸方式(例如磁場共振方式、電磁耦合方式、電磁感應方式等)從受電用線圈323輸出AC電力。送電用線圈322與受電用線圈323在物理上分開。分開距離,為可抑制RF噪訊傳播且可供給電力的距離,例如可在1mm以上、200mm以下,宜在5mm以上、150mm以下,更宜在10mm以上、100mm以下。來自受電用線圈323的AC電力,被AC/DC轉換器321轉換成DC電力,之後將DC電力供給到蓄電部45。
第3供給系統,係「從AC電源300對充電部330供給AC電力,在充電部330中利用圖中未顯示的AC/DC轉換器轉換成DC電力之後,將可充電的電池331充電,並將充電後的電池331設置於輸出部332,然後從輸出部332對蓄電部45供給DC電力」者。
第4供給系統,係將燃料電池340所產生之DC電力供給到蓄電部45者。燃料電池340的原料,亦即氧、氫,例如,可使用對設置了電漿處理裝置1a的設施(例如無塵室)內的各種半導體製造裝置所供給的氧、氫。另外,燃料電池340亦可配置在電漿處理裝置1a內。
由DC電力儲存到蓄電部45的電荷,作為DC電力,經過調整DC電壓的電壓控制轉換器350,供給到定電壓控制部360。來自定電壓控制部360的DC電力,供給到設置於基板支持部11的加熱器1111c。另外,亦可於蓄電部45的輸出側連接DC/AC轉換器,並將AC電力供給到需要AC電力的構件。此時,受電用線圈323所接收之AC電力與DC/AC轉換器所輸出之AC電力的頻率,可為相同,亦可為相異。
來自上述的RF電源31的RF電力,透過匹配器370供給到包含下部電極在內的基板支持部11。
<本參考例之技術的作用功效> 在本參考例之電漿處理裝置1a中,係對利用DC電力運作的加熱器1111c,供給蓄電部45所儲存之電荷作為DC,故無須使用RF濾波器,便可輕易實現「抑制在電漿處理時所產生之傳播到供電系統的RF噪訊」之目的。
亦即,在電漿處理時,RF電源31所產生之RF噪訊,從與RF電源31電連接的基板支持部11,經由加熱器1111c、定電壓控制部360、電壓控制轉換器350、蓄電部45傳播。
然而,由於係設置成從蓄電部45將DC電力供給到加熱器1111c的構造,故即使在電漿處理時,在加熱器1111c運作的期間,蓄電部45本身亦無須與其他電源(例如AC電源300)直接連接。因此,可輕易地使用其作為抑制RF噪訊傳播到AC電源300的手段。
亦即,在第1供給系統中,蓄電部45與AC電源300係透過繼電器311連接,故在電漿處理時,藉由將繼電器311設為遮斷狀態,便可抑制RF噪訊傳播到AC電源300。然後,在並未實行電漿處理的期間,將繼電器311設為通電狀態,便可對蓄電部45供給電荷。
在第2供給系統中,由於係從AC電源300經由無線供電部320對蓄電部45供給DC電力,故可抑制RF噪訊從受電部傳播到送電部。
在第3供給系統中,由於係從可充電的電池331供給DC電力到蓄電部45,故原本就無須顧慮RF噪訊從蓄電部45傳播到AC電源300。
第4供給系統,由於係將燃料電池340所產生的DC電力供給到蓄電部45者,故原本就無須顧慮RF噪訊從蓄電部45傳播到AC電源300。
由於係像這樣構成從蓄電部45供給DC電力的構造,故可如第1供給系統到第4供給系統所示的,輕易地構成複數個「並未使用RF濾波器,便可抑制RF噪訊傳播到AC電源300」的機構。
另外,由於無須在從蓄電部45到加熱器1111c的供電路徑上設置抑制RF噪訊傳播到AC電源300的RF濾波器,故可有效率地從蓄電部45將功率輸入到加熱器1111c。再者,由於無須設置截止RF噪訊的濾波器,故可避免濾波器性能差異所導致的程序偏差,進而確保均一性。
在前述參考例中,係構成第1供給系統到第4供給系統全部均具備的構造,惟亦可構成具有該等4個供給系統的至少1個的構造。
又再者,藉由組合、採用複數個供給系統,並在電漿處理時對電池331充電,或利用燃料電池340對蓄電部45供給DC電力,便可延長蓄電部45的持續時間。
另外,關於燃料電池340,其原料(亦即氧、氫)可使用供給到例如設置了電漿處理裝置1a的設施(例如無塵室)內的各種半導體製造裝置的氧、氫。
另外,本發明所揭示之實施態樣其全部的特徵點應被視為僅為例示,而並非限制要件。上述之實施態樣,在不超出所附請求範圍以及其發明精神的情況下,亦可省略、置換、變更為各種態樣。
例如,在上述參考例所說明之電漿處理裝置1a中,係從蓄電部45將DC電力供給到加熱器1111c,惟由蓄電部45供給DC電力的需求部位不限於此。亦即,本參考例之技術的適用對象,只要是在基板處理裝置或基板處理系統中利用DC的單元或構件即可。
亦即,在參考例中,單元係複數個構件所組合者,該等單元與構件可均設置在基板處理裝置的內部,亦可設置在基板處理裝置的外部。例如,在電漿處理裝置1a的內部,係例示出基台1110或靜電夾頭1111作為構件,並例示出本體部111或基板支持部11作為單元。在電漿處理裝置1a的外部,係例示出搬運臂91作為構件,並例示出基板搬運裝置90作為單元。
本參考例視為對象的構件,無論DC、AC,可為利用電力運作的所有構件。以下,詳述具體例。例如,關於構成電漿處理室10的構件或其周邊構件,例示出以下者。亦可為與ICP天線電連接的匹配器、附隨於吸收線圈的可變電容、上部電極與下部電極之間的間隔驅動用的馬達、ICP天線。另外,亦可為上部電極、上部RF用的匹配器、上部電極的吸附機構。另外,亦可為靜電夾頭所包含的電極、升降銷驅動用的致動器、下部RF用的匹配器、DC脈衝電極、電阻加熱器用的控制器與冷卻風扇、電感加熱器、陶瓷構件更換用的陶瓷構件吸附機構、平台驅動用的馬達。另外,亦可為邊緣環、邊緣環的電位控制用電源、邊緣環驅動用的銷部、基板或邊緣環吸附用的電極、阻抗控制用可變電容、可變電感、可變電阻、繼電器用的馬達、線圈、DC電極。另外,亦可為配置於處理室側壁的電阻加熱器、電阻加熱器的控制器、配置於處理室側壁的DC電極、電感加熱器。另外,亦可為感測器所包含的距離感測器、膜厚感測器、相機、晶圓埋入型感測器、發光感測器、四極質量分析儀(Q-MASS)。另外,亦可為外部線圈(電磁石)用的控制器、內部線圈用的控制器。另外,亦可為氣體盒所包含的電阻加熱器、電感加熱器、氣體閥門、流量計。另外,亦可為壓力調整閥的馬達、渦輪分子泵、乾式泵、配管的電阻加熱器與電感加熱器。
另外,關於位於電漿處理室10的上游側的構件,例示出以下者。亦可為AC電源盒、氣體盒、冷卻器。另外,亦可為傳送模組用的搬運臂、感測器、渦輪分子泵、乾式泵、在載入鎖定模組中驅動銷部用的馬達、加熱器、位置感測器、臂部用的馬達、定向模組用的馬達、N 2循環用的閥門、載入埠的擋門用的馬達、感測器、清洗劑儲存部用的N 2閥門。
另外,在該參考例中,係圖示出包含電壓控制轉換器350或定電壓控制部360在內的態樣進行說明,惟其並非必定需要的構造。亦即,在一實施態樣中,當供給電力的對象構件為無須電壓控制的構件時,亦可為並未包含電壓控制轉換器350或定電壓控制部360的裝置構造。
另外,在該參考例中,亦可在AC電源300與送電用線圈322之間,設置頻率轉換電路。若根據該等構造,當從送電用線圈322以磁場共振方式等非接觸式手段將AC電力傳送到受電用線圈323時,會利用頻率轉換電路轉換頻率並實行傳送。藉此,便可設定成適合傳送的頻率,並有效率地以非接觸式手段傳送電力。然後,在該參考例中,亦可取代AC/DC轉換器321,設置整流平滑部。整流平滑部,例如由橋式二極體、電容器、低通濾波器等所構成。在整流平滑部中,例如藉由橋式二極體令交流輸入的負電壓側反轉,並藉由電容器或低通濾波器令反轉後的輸出變平滑,並儲存為適合蓄電部45(例如電容元件)的電壓的DC電力。
<附註項> [附註項1] 一種基板處理裝置,其特徵為包含: 蓄電部;以及 至少1個利用電力的單元或構件; 以該蓄電部所儲存之電荷為電力,供給到該單元或構件。 [附註項2] 如附註項1所記載之基板處理裝置,其中, 更包含受電用線圈,其與送電用線圈之間以非接觸方式接收電力,來自交流電力供給源的電力供給到該送電用線圈; 該蓄電部,與將來自該受電用線圈的交流電力轉換成直流電力的轉換部連接。 [附註項3] 如附註項1所記載之基板處理裝置,其中, 更包含控制部; 該控制部,將來自交流電力供給源的電力轉換成直流電力,並供給到該蓄電部; 該控制部,在該基板處理裝置利用射頻電力實行基板處理時,將該蓄電部與該交流電力供給源電性遮斷。 [附註項4] 如附註項3所記載之基板處理裝置,其中, 該控制部,在來自交流電力供給源的電力被轉換成直流電力之後,通過電性供給路徑,實行對該蓄電部的供電; 於該電性供給路徑設置了繼電器; 在該基板處理裝置利用射頻電力實行基板處理時,將該繼電器設為遮斷狀態。 [附註項5] 如附註項2所記載之基板處理裝置,其中, 更包含頻率轉換電路,其將該交流電力供給源所供給之電力的頻率,轉換成傳送頻率並傳送; 更包含整流電路以及平滑電路,其對被該頻率轉換電路轉換頻率之後的電力實行整流、平滑處理,並將該電力供給到該蓄電部。 [附註項6] 如附註項1所記載之基板處理裝置,其中, 對該蓄電部的供電,由來自電池的直流電力的供給實行之。 [附註項7] 如附註項6所記載之基板處理裝置,其中, 將來自交流電力供給源的電力轉換成直流電力,並將該直流電力供給到該電池,以對其充電。 [附註項8] 如附註項1所記載之基板處理裝置,其中, 該基板處理裝置包含發電機構,對該蓄電部的供電,由該發電機構所製得之電力的供給實行之。 [附註項9] 如附註項8所記載之基板處理裝置,其中, 該發電機構,係使用燃料電池發電者。 [附註項10] 如附註項9所記載之基板處理裝置,其中, 該燃料電池發電所使用之氧或氫的至少其中任一種,係設置了該基板處理裝置的設施中的基板處理所使用者。 [附註項11] 如附註項1~10中任一項所記載之基板處理裝置,其中, 更包含複數個該蓄電部,且該各蓄電部,相對於該單元或構件並聯連接; 當該複數個蓄電部的1個蓄電部的電壓下降,且比以該1個蓄電部所儲存之電荷為電力而作為供給標的之該單元或構件所需要的電壓更低時,便切換成由另一蓄電部供給。 [附註項12] 如附註項11所記載之基板處理裝置,其中, 切換成由該另一蓄電部供給之後的電壓下降的該1個蓄電部,對該下降之電壓也可驅動的單元或構件供給電力。 [附註項13] 如附註項11所記載之基板處理裝置,其中, 對切換成由該另一蓄電部供給之後的電壓下降的該1個蓄電部供電。 [附註項14] 如附註項1~13中任一項所記載之基板處理裝置,其中, 在該單元或構件與該蓄電部之間,並聯連接了電容量比該蓄電部更低的相對較低電容量蓄電部。 [附註項15] 如附註項14所記載之基板處理裝置,其中, 在該單元或構件與該相對較低電容量蓄電部之間,並聯連接了電容量比該相對較低電容量蓄電部更低的另一相對較低電容量蓄電部。 [附註項16] 如附註項1~15中任一項所記載之基板處理裝置,其中, 該蓄電部為電容元件或電池。 [附註項17] 如附註項16所記載之基板處理裝置,其中, 該電容元件的內部電阻在100mΩ以下。 [附註項18] 一種基板處理方法,其使用基板處理裝置對基板進行處理,其特徵為: 該基板處理裝置包含: 蓄電部;以及 至少1個利用電力的單元或構件; 將來自該蓄電部的電荷作為電力供給到該單元或構件。
1,1a:電漿處理裝置 2:控制部 2a:電腦 2a1:處理部 2a2:記憶部 2a3:通信介面 10:電漿處理室 10a:側壁 10e:氣體排出口 10s:電漿處理空間 11:基板支持部 12:電漿生成部 13:噴淋頭 13a:氣體供給口 13b:氣體擴散室 13c:氣體導入口 20:氣體供給部 21:氣體源 22:流量控制器 30:電源 31:RF電源 31a:第1RF信號生成部 31b:第2RF信號生成部 32:無線供電部 32a:受電部 32b:送電部 33:受電用線圈 34:送電用線圈 37:頻率轉換電路 40:排氣系統 45:蓄電部 50:基板處理系統 60:載入鎖定模組 61a,61b:載入鎖定部 64,65:閘閥 70:載入模組 71:匣盒 72:載入埠 80:傳送模組 90:基板搬運裝置 91:搬運臂 92:旋轉台 93:旋轉載置台 94:引導軌 100:大氣部 101:減壓部 111:本體部 111a:中央區域 111b:環狀區域 112:環狀組件 120:基板搬運裝置 121:搬運臂 122:旋轉台 123:旋轉載置台 125:引導軌 132:閘閥 140:無線供電部 140a:受電部 140b:送電部 143:受電用線圈 144:送電用線圈 150:控制部 150a:電腦 150a1:處理部 150a2:記憶部 150a3:通信介面 200:AC電源 210:轉換器 215:整流平滑部 215a:整流電路 215b:平滑電路 220:電容元件 230:電壓控制轉換器 240:定電壓控制部 245:匹配器 300:AC電源 310:AC/DC轉換器 311:繼電器 320:無線供電部 321:AC/DC轉換器 322:送電用線圈 323:受電用線圈 330:充電部 331:電池 332:輸出部 340:燃料電池 350:電壓控制轉換器 360:定電壓控制部 370:匹配器 1110:基台 1110a:流通管路 1111:靜電夾頭 1111b:靜電電極 1111a:陶瓷構件 1111c:加熱器 H 2:氫氣 L1,L2:分開距離 O 2:氧氣 S1,S2:電力供給系統 W:基板 X,Y,Z:軸
[圖1] 係用以說明一實施態樣之電漿處理系統的構造例的圖式。 [圖2] 係用以說明電容耦合型之電漿處理裝置的構造例的圖式。 [圖3] 係表示基板處理系統的概略構造的俯視圖。 [圖4] 係表示基板處理系統的概略構造的側視圖。 [圖5] 係表示電力供給系統的概略構造的概念圖。 [圖6](a)~(b) 係關於送電用線圈與受電用線圈的配置關係的概略說明圖。 [圖7](a)~(h) 係關於各線圈之間的對向關係的概略說明圖。 [圖8] 係表示在電力供給系統中包含頻率轉換電路在內時的概略構造的概念圖。 [圖9] 係表示另一實施態樣之電力供給系統的概略構造的概念圖。 [圖10] 係表示在另一實施態樣之電力供給系統中包含頻率轉換電路在內時的概略構造的概念圖。 [圖11] 係用以說明參考例之電容耦合型的電漿處理裝置的構造例的圖式。 [圖12] 係表示參考例之一實施態樣的電漿處理裝置的電力供給系統的概略構造的概念圖。
1:電漿處理裝置
2:控制部
2a:電腦
2a1:處理部
2a2:記憶部
2a3:通信介面
10:電漿處理室
10a:側壁
10e:氣體排出口
10s:電漿處理空間
11:基板支持部
13:噴淋頭
13a:氣體供給口
13b:氣體擴散室
13c:氣體導入口
20:氣體供給部
21:氣體源
22:流量控制器
30:電源
31:RF電源
31a:第1RF信號生成部
31b:第2RF信號生成部
32:無線供電部
32a:受電部
32b:送電部
33:受電用線圈
34:送電用線圈
40:排氣系統
111:本體部
111a:中央區域
111b:環狀區域
112:環狀組件
1110:基台
1110a:流通管路
1111:靜電夾頭
1111b:靜電電極
1111a:陶瓷構件
L1:分開距離
W:基板

Claims (29)

  1. 一種基板處理裝置,用以對基板進行處理,具有: 受電部,其包含受電用線圈,從位於該基板處理裝置的外部的送電用線圈以非接觸方式傳送電力到該受電用線圈; 對至少1個利用來自該受電部的電力的單元或構件供給電力。
  2. 如請求項1之基板處理裝置,其中, 利用來自受電部的電力的單元或構件,包含該基板處理裝置的上部電極。
  3. 如請求項1或2之基板處理裝置,其中, 利用來自受電部的電力的單元或構件,包含該基板處理裝置的下部電極。
  4. 如請求項1至3中任一項之基板處理裝置,其中, 更包含蓄電部,其儲存該受電部所供給的電力; 在該蓄電部與對該送電用線圈供給電力的交流電力供給源之間,相較於所傳送之交流電力的頻率的阻抗,所傳送之交流電力以外的頻率的阻抗設定得比較高; 該蓄電部,與將來自該受電用線圈的交流電力轉換成直流電力的轉換部連接。
  5. 如請求項1至3中任一項之基板處理裝置,其中, 更包含蓄電部,其儲存該受電部所供給的電力; 在該蓄電部與對該送電用線圈供給電力的交流電力供給源之間,相較於所傳送之交流電力的頻率的阻抗,所傳送之交流電力以外的頻率的阻抗設定得比較高; 更包含頻率轉換電路,其將從該交流電力供給源供給到該送電用線圈的電力的頻率轉換成傳送頻率並傳送; 更包含整流電路以及平滑電路,其對從該受電用線圈供給到該蓄電部的電力實行整流、平滑處理。
  6. 如請求項4或5之基板處理裝置,其中, 該蓄電部為電容元件或電池。
  7. 一種基板處理系統,其包含複數個對基板進行處理的基板處理裝置,其更包含: 受電部,其包含受電用線圈,從位於該基板處理系統的外部的送電用線圈以非接觸方式傳送電力到該受電用線圈; 對利用來自該受電部的電力的該基板處理裝置、至少1個單元或構件供給電力。
  8. 如請求項7之基板處理系統,其中, 更包含蓄電部,其儲存該受電部所供給的電力; 在該蓄電部與對該送電用線圈供給電力的交流電力供給源之間,相較於所傳送之交流電力的頻率的阻抗,所傳送之交流電力以外的頻率的阻抗設定得比較高; 該蓄電部,與將來自該受電用線圈的交流電力轉換成直流電力的轉換部連接。
  9. 如請求項7之基板處理系統,其中, 更包含蓄電部,其儲存該受電部所供給的電力; 在該蓄電部與對該送電用線圈供給電力的交流電力供給源之間,相較於所傳送之交流電力的頻率的阻抗,所傳送之交流電力以外的頻率的阻抗設定得比較高; 更包含頻率轉換電路,其將從該交流電力供給源供給到該送電用線圈的電力的頻率轉換成傳送頻率並傳送; 更包含整流電路以及平滑電路,其對從該受電用線圈供給到該蓄電部的電力實行整流、平滑處理。
  10. 如請求項8或9之基板處理系統,其中, 該蓄電部為電容元件或電池。
  11. 如請求項7至10中任一項之基板處理系統,其中, 該受電部,配置在該基板處理系統的底部。
  12. 如請求項7至10中任一項之基板處理系統,其中, 該基板處理系統,包含:1個以上的處理模組、傳送模組、載入鎖定模組以及載入模組; 該受電部,配置在該處理模組、該傳送模組、該載入鎖定模組、及該載入模組的至少其中任一個模組的底部。
  13. 如請求項7至10中任一項之基板處理系統,其中, 該基板處理系統,包含:1個以上的處理模組、傳送模組、載入鎖定模組以及載入模組; 該受電部,配置於該處理模組、該傳送模組、該載入鎖定模組、及該載入模組的至少其中任一個模組; 將供給到該受電部的電力分配給該處理模組、該傳送模組、該載入鎖定模組、及該載入模組。
  14. 如請求項7至10中任一項之基板處理系統,其中, 該基板處理系統,可以該基板處理系統所包含之該受電部與該送電用線圈互相對向的方式移動。
  15. 如請求項14之基板處理系統,其中, 該基板處理系統,以非接觸方式接收來自外部的控制信號,藉以自動地移動成與該送電用線圈互相對向。
  16. 如請求項7之基板處理系統,其中, 該基板處理系統,包含: 1個受電部;以及 複數個蓄電部,其相對於該受電部並聯連接; 將供給到該1個受電部的電力儲存於該複數個蓄電部。
  17. 如請求項16之基板處理系統,其中, 該基板處理系統,包含:1個以上的處理模組、傳送模組、載入鎖定模組以及載入模組; 該複數個蓄電部所儲存之電力,分別供給到該處理模組、該傳送模組、該載入鎖定模組、及該載入模組。
  18. 如請求項16或17之基板處理系統,其中, 該複數個蓄電部的電容量,係與該處理模組、該傳送模組、該載入鎖定模組、及該載入模組的電力使用量對應的電容量。
  19. 如請求項7之基板處理系統,其中, 該基板處理系統,包含:1個以上的處理模組、傳送模組、載入鎖定模組以及載入模組; 該處理模組、該傳送模組、該載入鎖定模組、及該載入模組,各自包含至少2個以上的蓄電部。
  20. 如請求項19之基板處理系統,其中, 該處理模組、該傳送模組、該載入鎖定模組、及該載入模組各自所包含之該2個以上的蓄電部可切換。
  21. 一種電力供給系統,其對利用電力的基板處理系統、基板處理裝置、至少1個單元或構件供給電力,其包含: 送電部,其包含送電用線圈,從交流電力供給源供給電力到該送電用線圈;以及 受電部,其包含受電用線圈,從該送電用線圈以非接觸方式傳送電力到該受電用線圈; 從該受電部將電力供給到該基板處理系統、該基板處理裝置、至少1個單元或構件。
  22. 如請求項21之電力供給系統,其中, 更包含蓄電部,其儲存該受電部所供給的電力; 在該蓄電部與對該送電用線圈供給電力的交流電力供給源之間,相較於所傳送之交流電力的頻率的阻抗,所傳送之交流電力以外的頻率的阻抗設定得比較高; 該蓄電部,與將來自該受電用線圈的交流電力轉換成直流電力的轉換部連接。
  23. 如請求項21或22之電力供給系統,其中, 該單元或構件,為包含複數個該單元的基板處理系統所具備; 該受電部,分別配置於複數個該單元。
  24. 如請求項23之電力供給系統,其中, 該送電部,配置於設置了該單元的地板面或地板下。
  25. 如請求項21或22之電力供給系統,其中, 該單元或構件,為包含複數個該單元的基板處理系統所具備; 該受電部,配置於該基板處理系統。
  26. 如請求項25之電力供給系統,其中, 該送電部,配置於設置了該基板處理系統的地板面或地板下。
  27. 如請求項21之電力供給系統,其中, 更包含蓄電部,其儲存該受電部所供給的電力; 在該蓄電部與對該送電用線圈供給電力的交流電力供給源之間,相較於所傳送之交流電力的頻率的阻抗,所傳送之交流電力以外的頻率的阻抗設定得比較高; 更包含頻率轉換電路,其將從該交流電力供給源供給到該送電用線圈的電力的頻率轉換成傳送頻率並傳送; 更包含整流電路以及平滑電路,其對從該受電用線圈供給到該蓄電部的電力實行整流、平滑處理。
  28. 如請求項22或27之電力供給系統,其中, 該蓄電部為電容元件或電池。
  29. 一種電力供給方法,其對利用電力的基板處理系統、基板處理裝置、至少1個單元或構件供給電力,其中: 使用電力供給系統,該電力供給系統包含: 送電部,其包含送電用線圈,從交流電力供給源供給電力到該送電用線圈;以及 受電部,其包含受電用線圈,從該送電用線圈以非接觸方式傳送電力到該受電用線圈; 從該受電部將電力供給到該基板處理系統、該基板處理裝置、至少1個單元或構件。
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