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CN112786429A - 等离子体处理系统、搬送方法以及处理系统 - Google Patents

等离子体处理系统、搬送方法以及处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种等离子体处理系统、搬送方法以及处理系统。等离子体处理系统具备：工艺模块；传递模块，其与所述工艺模块连接；搬送装置，其设置于所述传递模块的内部，用于从所述传递模块向所述工艺模块搬送基板和聚焦环；以及位置检测传感器，其在通过所述搬送装置搬送的所述基板和所述聚焦环的搬送路径上设置于能够检测所述基板的外周缘部和所述聚焦环的内周缘部的位置。

Description

等离子体处理系统、搬送方法以及处理系统
本申请是申请日为2017年07月13日、申请号为201710572034.1、发明名称为“聚焦环更换方法”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种等离子体处理系统、搬送方法以及处理系统。
背景技术
已知一种将基板载置于在处理室的内部设置的载置台来进行等离子体处理的等离子体处理装置。在这种等离子体处理装置中，存在由于反复进行等离子体处理而逐渐消耗这样的消耗部件(例如参照专利文献1)。
作为消耗部件，例如列举设置于载置台的上表面的基板的周围的聚焦环。聚焦环暴露于等离子体而被削减，因此需要定期进行更换。
因此，在以往定期将处理室向大气开放，操作者手动进行聚焦环的更换。
专利文献1：日本特开2006-253541号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在将处理室向大气开放的方法中，聚焦环的更换需要较长时间，在进行聚焦环的更换的期间，无法在处理室内对基板进行处理，因此生产率下降。
因此，在本发明的一个方式中，其目的在于提供一种能够使生产率提高的聚焦环更换方法。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，本发明提供一种等离子体处理系统，具备：工艺模块；传递模块，其与所述工艺模块连接；搬送装置，其设置于所述传递模块的内部，用于从所述传递模块向所述工艺模块搬送基板和聚焦环；以及位置检测传感器，其在通过所述搬送装置搬送的所述基板和所述聚焦环的搬送路径上设置于能够检测所述基板的外周缘部和所述聚焦环的内周缘部的位置。
本发明提供一种等离子体处理系统，具备：工艺模块；传递模块，其与所述工艺模块连接；加载互锁真空模块，其与所述传递模块连接；搬送模块，其与所述加载互锁真空模块连接；搬送装置，其设置于所述传递模块的内部，用于在所述工艺模块和所述加载互锁真空模块之间搬送基板和聚焦环；以及位置检测传感器，其在通过所述搬送装置从所述传递模块向所述工艺模块搬送的所述基板和所述聚焦环的搬送路径上设置于能够检测所述基板的外周缘部和所述聚焦环的内周缘部的位置。
本发明提供一种搬送方法，在等离子体处理系统中搬送基板和聚焦环，所述等离子体处理系统具备工艺模块、与所述工艺模块连接的传递模块、以及设置于所述传递模块的内部的用于从所述传递模块向所述工艺模块搬送基板和聚焦环的搬送装置，所述搬送方法包括以下步骤：通过所述搬送装置从所述传递模块向所述工艺模块搬送基板；以及通过所述搬送装置从所述传递模块向所述工艺模块搬送聚焦环，其中，在搬送所述基板的步骤中，通过位置检测传感器来检测所述基板的外周缘部的位置，在搬送所述聚焦环的步骤中，通过所述位置检测传感器来检测所述聚焦环的内周缘部的位置。
本发明提供一种搬送方法，在等离子体处理系统中搬送基板和聚焦环，所述等离子体处理系统具备工艺模块、与所述工艺模块连接的传递模块、与所述传递模块连接的加载互锁真空模块、与所述加载互锁真空模块连接的搬送模块、以及设置于所述传递模块的内部的用于在所述工艺模块和所述加载互锁真空模块之间搬送基板和聚焦环的搬送装置，所述搬送方法包括以下步骤：通过所述搬送装置从所述传递模块向所述工艺模块搬送基板；以及通过所述搬送装置从所述传递模块向所述工艺模块搬送聚焦环，其中，在搬送所述基板的步骤中，通过位置检测传感器来检测所述基板的外周缘部的位置，在搬送所述聚焦环的步骤中，通过所述位置检测传感器来检测所述聚焦环的内周缘部的位置。
本发明提供一种处理系统，具有：工艺模块，在该工艺模块的内部对基板进行等离子体处理；载置台，其设置于所述工艺模块内，具有载置聚焦环的聚焦环载置面；升降销，其使所述聚焦环相对于所述聚焦环载置面升降；搬送装置，其搬送所述基板和聚焦环；传感器，其为设置于所述工艺模块外的传感器，设置于所述基板和所述聚焦环的搬送路径上的能够检测所述基板和所述聚焦环这双方的水平方向的位置的位置处；以及控制部，其中，所述控制部构成为执行以下工序：工序(a)，通过由所述传感器检测所述聚焦环的内周缘部来检测所述聚焦环的水平位置；工序(b)，控制所述搬送装置来基于在所述工序(a)中检测出的所述聚焦环的位置进行位置校正以将所述聚焦环搬入所述工艺模块内，并将所述聚焦环载置于所述聚焦环载置面；工序(c)，通过静电吸附来保持被载置的所述聚焦环；工序(d)，停止对所述聚焦环的吸附；工序(e)，在所述停止的工序之后，所述升降销使所述聚焦环远离所述聚焦环载置面；以及工序(f)，不将所述工艺模块向大气开放地由所述搬送装置将所述聚焦环从所述工艺模块内搬出。
本发明的一个方式的聚焦环更换方法在能够对被载置于在处理室的内部设置的载置台的基板进行等离子体处理的等离子体处理装置中使用，更换以包围所述基板的周围的方式载置于所述载置台的聚焦环，该聚焦环更换方法的特征在于，包括以下步骤：搬出步骤，不将所述处理室向大气开放就利用搬送所述聚焦环的搬送装置来将所述聚焦环从所述处理室内搬出；清洁步骤，在所述搬出步骤之后，对所述载置台的要载置所述聚焦环的表面进行清洁处理；以及搬入步骤，在所述清洁步骤之后，不将所述处理室向大气开放就利用所述搬送装置将聚焦环搬入到所述处理室内并载置于所述载置台。
发明的效果
通过公开的聚焦环更换方法，能够提高生产率。
附图说明
图1是示出一个实施方式的等离子体处理系统的概要结构图。
图2是示出一个实施方式的等离子体处理装置的概要截面图。
图3是用于说明一个实施方式的聚焦环更换方法的流程图。
图4是用于说明图1的处理单元侧搬送装置的图。
图5是示出图1的处理单元侧搬送装置保持着晶圆的状态的图。
图6是示出图1的处理单元侧搬送装置保持着聚焦环的状态的图。
图7是用于说明图1的位置检测传感器的图。
图8是用于说明校正晶圆的位置的方法的图。
图9是用于说明校正聚焦环的位置的方法的图。
附图标记说明
3：载置台；10：处理室；112：拾取器；113：突起部；FR：聚焦环；PM：工艺模块；TM：传递模块；TR1：处理单元侧搬送装置；TR2：搬送单元侧搬送装置；W：晶圆。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。此外，在本说明书和附图中，通过对实质上具有相同的功能结构的构成要素标注相同的标记，来省略重复的说明。
关于本发明的一个实施方式的聚焦环更换方法，不将处理室向大气开放就利用搬送装置将聚焦环从处理室内搬出，对处理室内进行清洁处理，利用搬送装置将聚焦环搬入处理室内。聚焦环是在处理室的内部设置的用于载置基板的载置台的上表面以包围基板的周围的方式被载置的构件，该聚焦环用于提高蚀刻的均匀性。
本发明的一个实施方式的聚焦环更换方法能够应用于使用聚焦环的各种等离子体处理装置。
(等离子体处理系统)
首先，对本发明的一个实施方式的等离子体处理系统进行说明。图1是示出一个实施方式的等离子体处理系统的概要结构图。
如图1所示，等离子体处理系统为具有处理单元PU和搬送单元TU的组合设备。
处理单元PU是对半导体晶圆(以下称作“晶圆W”。)等基板进行成膜处理、蚀刻处理等规定的处理的单元。处理单元PU具有工艺模块PM1～PM6、传递模块TM、以及加载互锁真空模块LL1、LL2。此外，工艺模块PM和加载互锁真空模块LL的个数不受上述限定。
工艺模块PM1～PM6连接在传递模块TM的周围，对晶圆W进行成膜处理、蚀刻处理等规定的处理。此外，工艺模块PM1～PM6既可以进行同种类的处理，也可以进行不同种类的处理。
在工艺模块PM1～PM6的内部分别设置有用于载置晶圆W的载置台3。另外，虽然省略了图示，但在工艺模块PM1～PM6设置有例如用于导入吹扫气体的气体导入系统、用于导入处理气体的气体导入系统和能够抽真空的排气系统。
在工艺模块PM1～PM6中，基于预先存储于控制部CU的存储部等的表示处理步骤的制程等来对晶圆W进行规定的处理。另外，在工艺模块PM1～PM6中，以预先存储于控制部CU的存储部等的规定的定时进行聚焦环的更换。此外，在后面叙述工艺模块PM的详细内容和聚焦环更换方法的详细内容。
传递模块TM形成为相向的一对边比其它边长的六边形。在传递模块TM的前端侧的短的两边分别经由闸阀G3、G4而连接工艺模块PM3、PM4。在传递模块TM的基端侧的短的两边分别经由闸阀G7、G8而连接加载互锁真空模块LL1、LL2。在传递模块TM的一个长的边分别经由闸阀G1、G2而连接工艺模块PM1、PM2。在传递模块TM的另一个长的边分别经由闸阀G5、G6而连接工艺模块PM5、PM6。
传递模块TM具有在工艺模块PM1～PM6间和工艺模块PM1～PM6与加载互锁真空模块LL1、LL2之间搬送(搬出和搬入)晶圆W和聚焦环的功能。虽然省略了图示，但在传递模块TM设置有例如用于导入吹扫气体的气体导入系统和能够抽真空的排气系统。
在传递模块TM的内部设置有用于在工艺模块PM1～PM6、加载互锁真空模块LL1、LL2这些各模块间搬送晶圆W和聚焦环的处理单元侧搬送装置TR1。此外，在后面叙述处理单元侧搬送装置TR1的详细内容。
在传递模块TM的闸阀G1的附近且从传递模块TM向工艺模块PM1搬送的晶圆W和聚焦环的搬送路径上设置有位置检测传感器S11、S12。位置检测传感器S11、S12配置为彼此的距离比晶圆W的外径小且比聚焦环的内径小。由此，能够对向工艺模块PM1搬送的晶圆W和聚焦环的位置进行校正。此外，在后面叙述位置检测传感器S11、S12的详细内容。
另外，在传递模块TM的闸阀G2～G6的附近且从传递模块TM向工艺模块PM2～PM6搬送的晶圆W和聚焦环的搬送路径上也同样设置有位置检测传感器。即，在传递模块TM设置有位置检测传感器S11、S12、S21、S22、S31、S32、S41、S42、S51、S52、S61、S62。
加载互锁真空模块LL1、LL2分别经由闸阀G9、G10而与搬送模块LM连接。加载互锁真空模块LL1、LL2具有暂时保持从搬送模块LM搬送来的晶圆W并在压力调整后将晶圆W搬送到传递模块TM的功能。另外，加载互锁真空模块LL1、LL2具有暂时保持从传递模块TM搬送来的晶圆W并在压力调整后将晶圆W搬送到搬送模块LM的功能。
在加载互锁真空模块LL1、LL2的内部分别设置有能够载置晶圆W的交接台。另外，虽然省略了图示，但在加载互锁真空模块LL1、LL2设置有能够对残留物等的微粒进行吹扫和排气的排气系统。
在这样的处理单元PU中，工艺模块PM1～PM6与传递模块TM之间和传递模块TM与加载互锁真空模块LL1、LL2之间分别能够气密地进行开闭。另外，搬送模块LM与加载互锁真空模块LL1、LL2之间也分别能够气密地进行开闭。
搬送单元TU为在后述的FOUP(Front Opening Unified Pod：前开式晶圆盒)与处理单元PU之间搬送晶圆W的单元，具有搬送模块LM。
搬送模块LM形成为矩形状。在搬送模块LM的一个长边排列设置有多个加载端口LP1～LP3。加载端口LP1～LP3各自能够载置FOUP。此外，在图1中示出在所有的加载端口LP1～LP3载置有FOUP的情况。FOUP为能够以等间距多层地载置并收纳例如25个晶圆W的容器。FOUP为在其内部填充有例如N2气体的密闭构造。FOUP经由开闭门D1～D3而与搬送模块LM连接。此外，加载端口LP的个数并不受上述限定。
在搬送模块LM的一个短边设置有对准器AU。对准器AU具有用于将晶圆W载置于对准器AU的内部的旋转载置台以及用于以光学的方式检测晶圆W的外周缘部的光学传感器。利用对准器AU来例如检测晶圆W的定位平面、槽口等以进行晶圆W的位置对准。
在搬送模块LM的内部设置有用于在加载互锁真空模块LL1、LL2、FOUP、对准器AU这些各模块之间搬送晶圆W和聚焦环的搬送单元侧搬送装置TR2。搬送单元侧搬送装置TR2具备以能够通过旋转机构旋转的方式安装于基台231的搬送臂，能够通过滑动机构沿搬送模块LM的长边方向滑动。搬送单元侧搬送装置TR2的搬送臂例如像图1所示那样为具有一对多关节臂的双臂机构。图1所示的搬送臂包含上下并设的能够伸缩的多关节臂即第一臂211和第二臂221。
搬送单元侧搬送装置TR2的滑动机构例如具有线性电动机。具体地说，在搬送模块LM的内部沿长边方向设置有导向轨232，安装有搬送臂的基台231设置为能够沿导向轨232滑动。在基台231和导向轨232分别设置有线性电动机的可动元件和固定元件，在导向轨232的端部设置有用于驱动线性电动机的线性电动机驱动机构233。对线性电动机驱动机构233连接控制部CU。由此，基于来自控制部CU的控制信号来驱动线性电动机驱动机构233，使得搬送单元侧搬送装置TR2与基台231一起沿着导向轨232向箭头方向移动。此外，搬送单元侧搬送装置TR2的滑动机构并不受上述限定，也可以具有其它机构。
作为搬送单元侧搬送装置TR2的搬送臂的第一臂211和第二臂221分别在前端具有拾取器212、222，能够一次保持两个晶圆W或两个聚焦环。由此，能够在例如对加载互锁真空模块LL1、LL2、FOUP、对准器AU搬送晶圆W和聚焦环时，以更换晶圆W和聚焦环的方式进行搬送。此外，也可以一次保持并搬送一个晶圆W和一个聚焦环。另外，搬送单元侧搬送装置TR2的搬送臂的个数并不受上述限定，例如也可以是只具有一个臂的单臂机构。
另外，搬送单元侧搬送装置TR2具有用于使搬送臂旋转、伸缩以及升降的未图示的旋转用电动机、伸缩用电动机以及升降用电动机。各电动机与控制部CU连接，能够基于来自控制部CU的控制信号进行对搬送单元侧搬送装置TR2的搬送臂的控制。
在等离子体处理系统中设置有用于控制等离子体处理系统的各部分、例如处理单元侧搬送装置TR1、搬送单元侧搬送装置TR2、闸阀G1～G10、开闭门D1～D3、对准器AU等的控制部CU。
(等离子体处理装置)
接着，基于图2来说明本发明的一个实施方式的等离子体处理装置。图2为示出一个实施方式的等离子体处理装置的概要截面图。图2所示的等离子体处理装置为能够作为前述的等离子体处理系统中的工艺模块PM1～PM6使用的装置。
如图2所示，等离子体处理装置具有大致圆筒状的处理室10。处理室10的内壁面例如由被阳极氧化后的铝形成。处理室10接地。
在处理室10设置有用于导入处理气体的气体喷头2。气体喷头2作为上部电极发挥功能。在处理室10的内部以与气体喷头2相向的方式设置载置台3。载置台3作为下部电极发挥功能。
在气体喷头2(上部电极)的下表面侧形成有经由气体供给路21和缓冲室21a连通的多个气体喷出口22。通过多个气体喷出口22朝向被载置于载置台3的晶圆W喷出处理气体。气体供给路21的基端侧与气体导入系统23连接。
气体导入系统23具有对晶圆W进行成膜处理时使用的处理气体的供给源和对晶圆W进行蚀刻处理时使用的处理气体的供给源。另外，气体导入系统23具有对处理室10进行清洁处理时使用的处理气体的供给源和对处理室10进行陈化处理时使用的处理气体的供给源。气体导入系统23具有阀、流量调整部等供给控制设备等，能够向处理室10内供给规定的流量的处理气体。
用于供给高频电力的高频电源部26经由匹配器25而连接于上部电极。上部电极通过绝缘构件27而与处理室10的侧壁部分绝缘。
载置台3具有主体部30和静电卡盘31。
主体部30例如由铝等导电性构件形成。在主体部30的内部设置有作为调温机构发挥功能的未图示的制冷剂流路。通过调整供给到制冷剂流路的制冷剂的温度，来对被保持于静电卡盘31的晶圆W的温度进行控制。
在主体部30上设置有能够吸附晶圆W和以包围晶圆W的方式配置的聚焦环FR这两方的静电卡盘31。在静电卡盘31的上侧中央部形成有凸状的基板载置部32，基板载置部32的上表面构成载置晶圆W的基板载置面33。基板载置面33的周围的低的部分的上表面构成载置聚焦环FR的聚焦环载置面34。
静电卡盘31为在绝缘件之间存在有电极35的结构。电极35不仅设置在基板载置面33的下侧还延伸设置到聚焦环载置面34的下侧以能够吸附晶圆W和聚焦环FR这两方。
静电卡盘31被经由开关36而与电极35连接的直流电源37施加规定的直流电压。由此，晶圆W和聚焦环FR被静电卡盘31静电吸附。此外，基板载置部32例如像图2所示那样形成为比晶圆W的直径小，在载置晶圆W时晶圆W的边缘部从基板载置部32突出。
在载置台3设置有对晶圆W的背面和聚焦环FR的背面分别供给传热气体(例如氦(He)气体)的传热气体供给部38。
传热气体供给部38具备向载置于基板载置面33的晶圆W的背面供给第一传热气体的第一传热气体供给部38a和向载置于聚焦环载置面34的聚焦环FR的背面供给第二传热气体的第二传热气体供给部38b。
聚焦环FR载置在静电卡盘31上。在聚焦环FR的上表面形成有台阶，外周部分形成为比内周部分高。另外，聚焦环FR的内周部分形成为进入晶圆W的向载置台3的外侧突出的外周部分的下侧。即，聚焦环FR的内径形成为比晶圆W的外径小。由此，在对晶圆W进行蚀刻处理时，保护静电卡盘31不受等离子体蚀刻。
施加偏压用的电力的高频电源部40经由匹配器39而连接于载置台3。另外，在载置台3的内部设置有能够对图1所记载的处理单元侧搬送装置TR1进行晶圆W和聚焦环FR的交接的未图示的升降销。在基于处理单元侧搬送装置TR1的聚焦环FR的交接时，使升降销上升来使聚焦环FR从载置台3离开。
在处理室10的侧壁形成有具有开闭自如的闸阀G1的开口部13。晶圆W和聚焦环FR经由开口部13被搬送。
在处理室10的内壁，沿着内壁以装卸自如的方式设置有沉积物屏蔽件41。沉积物屏蔽件41也设置于载置台3的外周。沉积物屏蔽件41防止由于蚀刻产生的反应生成物附着于处理室10的内壁面，例如通过在铝上覆盖Y2O3等陶瓷而形成。
在载置台3的周围设置有具有多个排气孔的隔板42以均匀地对处理室10内进行排气。隔板42例如通过在铝上覆盖Y2O3等陶瓷而形成。在隔板42的下方经由排气管11而连接有涡轮分子泵、干燥泵等真空泵12。
等离子体处理装置具有控制各部分的控制部50。控制部50例如为具有CPU和程序的计算机。在程序中载入有用于由等离子体处理装置对晶圆W进行成膜处理、蚀刻处理的步骤(命令)组，该步骤(命令)组例如是与对各气体从气体导入系统23的供给、从高频电源部26、40进行的电力供给进行的控制等有关的步骤(命令)组。程序例如保存在硬盘、光盘、存储卡等存储介质中，从存储介质安装到计算机。
(聚焦环更换方法)
接着，基于图3来说明本发明的一个实施方式的聚焦环更换方法。图3是用于说明一个实施方式的聚焦环更换方法的流程图。
在以下例举对载置于前述的工艺模块PM1的载置台3的聚焦环FR进行更换的情况进行说明。具体地说，对以下情况进行说明：将在工艺模块PM1中所使用的聚焦环收纳于FOUP，更换为预先收纳于FOUP的未使用的聚焦环。此外，针对载置于除了工艺模块PM1以外的工艺模块PM2～PM6的载置台3的聚焦环FR，也能够通过同样的方法进行更换。另外，本发明的一个实施方式的聚焦环更换方法是通过由控制部CU对等离子体处理系统的各部分进行控制来进行的。
如图3所示，一个实施方式的聚焦环更换方法具有消耗度判定步骤S10、能否更换判定步骤S20、第一清洁步骤S30、搬出步骤S40、第二清洁步骤S50、搬入步骤S60以及陈化处理步骤S70。下面，对各步骤进行说明。
消耗度判定步骤S10为判定是否需要进行载置于工艺模块PM1的载置台3的聚焦环FR的更换的步骤。在消耗度判定步骤S10中，控制部CU判定是否需要进行载置于工艺模块PM1的载置台3的聚焦环FR的更换。具体地说，控制部CU例如基于RF累积时间、RF累积电力、制程的特定步骤的累积值来判定是否需要进行聚焦环FR的更换。所谓RF累积时间为在规定的等离子体处理时在工艺模块PM1中被供给了高频电力的时间的累积值。所谓RF累积电力是指在规定的等离子体处理时在工艺模块PM1中被供给的高频电力的累积值。制程的特定步骤的累积值是指在工艺模块PM1中所进行的处理的步骤中的、聚焦环FR被削减的步骤中被供给高频电力的时间的累积值、高频电力的累积值。此外，RF累积时间、RF累积电力以及制程的特定步骤的累积值例如是以导入装置的时间点、实施维护的时间点等更换了聚焦环FR的时间点为起点计算出的值。
在基于RF累积时间判定是否需要进行聚焦环FR的更换的情况下，控制部CU在RF累积时间达到了阈值的情况下判定为需要更换聚焦环FR。与此相对，控制部CU在RF累积时间没有达到阈值的情况下，判定为不需要更换聚焦环FR。此外，阈值为通过预备实验等根据聚焦环FR的材质等的种类而决定的值。
在基于RF累积电力判定是否需要进行聚焦环FR的更换的情况下，控制部CU在RF累积电力达到了阈值的情况下判定为需要更换聚焦环FR。与此相对，控制部CU在RF累积电力没有达到阈值的情况下判定为不需更换聚焦环FR。此外，阈值是通过预备实验等根据聚焦环FR的材质等的种类而决定的值。
在基于制程的特定步骤的累积值判定是否需要进行聚焦环FR的更换的情况下，控制部CU在特定的步骤中的RF累积时间或RF累积电力达到了阈值的情况下判定为需要进行聚焦环FR的更换。与此相对，控制部CU在特定步骤中的RF累积时间或RF累积电力没有达到阈值的情况下，判定为不需更换聚焦环FR。在基于制程的特定步骤的累积值判定是否需要进行聚焦环FR的更换的情况下，能够基于施加高频电力而聚焦环FR被削减的步骤计算更换聚焦环FR的定时。因此，能够以特别高的精度计算更换聚焦环FR的定时。此外，阈值为通过预备实验等根据聚焦环FR的材质等的种类而决定的值。
在消耗度判定步骤S10中判定为需要进行载置于工艺模块PM1的载置台3的聚焦环FR的更换的情况下，控制部CU进行能否更换判定步骤S20。在消耗度判定步骤S10中判定为不需进行载置于工艺模块PM1的载置台3的聚焦环FR的更换的情况下，控制部CU重复进行消耗度判定步骤S10。
能否更换判定步骤S20为判定等离子体处理系统的状态是否为能够进行聚焦环FR的更换的状态的步骤。在能否更换判定步骤S20中，控制部CU判定等离子体处理系统的状态是否为能够进行聚焦环FR的更换的状态。具体地说，控制部CU在例如要进行聚焦环FR的更换的工艺模块PM1中没有对晶圆W进行处理的情况下，判定为能够进行聚焦环FR的更换。与此相对，控制部CU在工艺模块PM1中对晶圆W进行着处理的情况下，判定为不能够进行聚焦环FR的更换。另外，控制部CU也可以在例如与在要进行聚焦环FR的更换的工艺模块PM1中进行着处理的晶圆W同一批的晶圆W的处理结束的情况下，判定为能够进行聚焦环FR的更换。在该情况下，控制部CU在直到与在工艺模块PM1中进行着处理的晶圆W同一批的晶圆W的处理结束为止的期间判定为不能进行聚焦环FR的更换。
在能否更换判定步骤S20中判定为等离子体处理系统的状态为能够进行聚焦环FR的更换的状态的情况下，控制部CU进行第一清洁步骤S30。在能否更换判定步骤S20中判定为等离子体处理系统的状态为不能进行聚焦环FR的更换的状态的情况下，控制部CU重复进行能否更换判定步骤S20。
第一清洁步骤S30为进行工艺模块PM1的清洁处理的步骤。在第一清洁步骤S30中，控制部CU通过控制气体导入系统、排气系统、电力导入系统等进行工艺模块PM1的清洁处理。清洁处理是指以下处理：利用处理气体的等离子体等去除由于等离子体处理所产生的工艺模块PM1内的堆积物，使工艺模块PM1内在干净的状态下稳定。通过进行第一清洁步骤S30，在搬出步骤S40中将聚焦环FR从载置台3搬出时，能够抑制处理室10内的堆积物扬起。作为处理气体，例如能够使用氧气体(O2)、氟化碳(CF)系气体、氮气体(N2)、氩气体(Ar)、He气体或这些中的两种以上的混合气体。另外，在进行工艺模块PM1的清洁处理时，根据处理条件不同，也可以在静电卡盘的上表面载置有虚设晶圆等晶圆W的状态下进行清洁处理以保护载置台3的静电卡盘。此外，在处理室10中不存在堆积物的情况等下不会发生堆积物扬起，在该情况下，也可以不进行第一清洁步骤S30。另外，在聚焦环FR被静电卡盘吸附于载置台3的情况下，进行除电处理直到接下来的搬出步骤S40为止。
搬出步骤S40为不将工艺模块PM1向大气开放就从工艺模块PM1内搬出聚焦环FR的步骤。在搬出步骤S40中，控制部CU控制等离子体处理系统的各部分以不将工艺模块PM1向大气开放就将聚焦环FR从工艺模块PM1内搬出。具体地说，打开闸阀G1，利用处理单元侧搬送装置TR1将载置于工艺模块PM1的内部的载置台3的聚焦环FR从工艺模块PM1搬出。接着，打开闸阀G8，利用处理单元侧搬送装置TR1将从工艺模块PM1搬出的聚焦环FR载置于加载互锁真空模块LL2的交接台。接着，关闭闸阀G8，在加载互锁真空模块LL2内的压力调整后，打开闸阀G10，利用搬送单元侧搬送装置TR2将被载置于交接台的聚焦环FR搬送到搬送模块LM。接着，打开开闭门D3，利用搬送单元侧搬送装置TR2将聚焦环FR收纳在载置于加载端口LP3的FOUP中。
第二清洁步骤S50为对工艺模块PM1的载置台3的要载置聚焦环FR的表面(聚焦环载置面34)进行清洁处理的步骤。在第二清洁步骤S50中，控制部CU通过控制气体导入系统、排气系统、电力导入系统等来进行对工艺模块PM1的载置台3的要载置聚焦环FR的表面的清洁处理。第二清洁步骤S50中的清洁处理例如能够利用与第一清洁步骤S30相同的方法进行。即，作为处理气体例如能够使用O2气体、CF系气体、N2气体、Ar气体、He气体或这些中的两种以上的混合气体。另外，在进行工艺模块PM1的清洁处理时，根据处理条件不同，也可以在将虚设晶圆等晶圆W载置于静电卡盘的上表面的状态下进行清洁处理以保护载置台3的静电卡盘。
搬入步骤S60为不将工艺模块PM1向大气开放就向工艺模块PM1内搬入聚焦环FR并载置于载置台3的步骤。在搬入步骤S60中，控制部CU控制等离子体处理系统的各部以不将工艺模块PM1向大气开放就向工艺模块PM1内搬入聚焦环FR。具体地说，例如打开开闭门D3，利用搬送单元侧搬送装置TR2搬出收纳在被载置于加载端口LP3的FOUP中的未使用的聚焦环FR。接着，打开闸阀G9，利用搬送单元侧搬送装置TR2将未使用的聚焦环FR载置于加载互锁真空模块LL1的交接台。接着，打开闸阀G7和闸阀G1，利用处理单元侧搬送装置TR1将被载置到加载互锁真空模块LL1的交接台的未使用的聚焦环FR搬出，搬入到工艺模块PM1并载置于载置台3。
陈化处理步骤S70为进行对工艺模块PM1的陈化处理的步骤。在陈化处理步骤S70中，控制部CU通过控制气体导入系统、排气系统、电力导入系统等来进行工艺模块PM1的陈化处理。陈化处理是指通过进行规定的等离子体处理以使工艺模块PM1内的温度、堆积物的状态稳定的处理。另外，也可以在陈化处理步骤S70中进行工艺模块PM1的陈化处理之后，向工艺模块PM1内搬入质量管理用晶圆，对质量管理用晶圆进行规定的处理。由此，能够确认工艺模块PM1的状态是否正常。
通过以上的步骤能够更换聚焦环FR。
如以上所说明的那样，在本发明的一个实施方式的聚焦环更换方法中，不将处理室10向大气开放就利用处理单元侧搬送装置TR1将聚焦环FR从处理室10内搬出，对处理室10内进行清洁处理，利用处理单元侧搬送装置TR1将聚焦环FR搬入到处理室10内。由此，不需操作者手动进行聚焦环FR的更换。因此，能够缩短更换聚焦环FR所需的时间，生产率得到提高。另外，在聚焦环FR的搬入前清洁聚焦环载置面34，由此能够抑制在聚焦环FR与聚焦环载置面34之间存在堆积物。其结果是，能够通过两者的良好接触来良好地维持聚焦环FR的温度控制性。
(处理单元侧搬送装置)
接着，基于图4来说明处理单元侧搬送装置TR1的一例。图4是用于说明图1的处理单元侧搬送装置的图。
首先，对处理单元侧搬送装置TR1的滑动机构的一例进行说明。处理单元侧搬送装置TR1的搬送臂(第一臂111、第二臂121)例如像图4所示那样安装在基台131上。基台131能够在导向轨132a、132b上沿滑动轴即Y轴的方向(传递模块TM的长边方向)滑动。而且，例如使由Y轴用电动机133驱动的滚珠丝杠134与基台131螺纹结合，通过对Y轴用电动机133进行驱动控制，能够控制处理单元侧搬送装置TR1的搬送臂的滑动驱动。
接着，对处理单元侧搬送装置TR1的旋转机构的一例进行说明。处理单元侧搬送装置TR1的搬送臂(第一臂111、第二臂121)例如像图4所示那样经由旋转板135而被安装在基台131上,该旋转板135以能够绕旋转轴即θ轴的方向旋转的方式设置在基台131上。旋转板135例如通过设置在基台131上的θ轴用电动机136来进行驱动。由此，能够通过对θ轴用电动机136进行驱动控制来对处理单元侧搬送装置TR1的搬送臂的旋转驱动进行控制。
此外，处理单元侧搬送装置TR1的搬送臂即第一臂111和第二臂121分别在前端具备拾取器112、122，能够一次保持两个晶圆W或两个聚焦环FR。由此，例如在对工艺模块PM1～PM6、加载互锁真空模块LL1、LL2搬送晶圆W或聚焦环FR时，能够以更换晶圆W或聚焦环FR的方式进行搬送。此外，处理单元侧搬送装置TR1的搬送臂的个数不受上述限定，例如也可以是只具有一个臂的单臂机构。
另外，处理单元侧搬送装置TR1具有用于使搬送臂伸缩的未图示的伸缩用电动机。伸缩用电动机例如安装在θ轴用电动机136的下侧，能够与θ轴用电动机136独立地进行控制。此外，作为驱动处理单元侧搬送装置TR1的电动机，除了上述以外，也可以设置使搬送臂升降的升降用电动机(未图示)。
用于驱动处理单元侧搬送装置TR1的θ轴用电动机136、Y轴用电动机133等分别与控制部CU连接，基于来自控制部CU的指令来进行驱动控制。
此外，例如像图1所示那样在处理单元侧搬送装置TR1的基台131连接有供θ轴用电动机136等的配线通过的挠性臂137。挠性臂137包括例如形成为筒状的臂机构。挠性臂137气密地进行连接，其内部经由形成于传递模块TM的底部的孔部而与大气连通。由此，即使传递模块TM内成为真空状态，由于挠性臂137内为大气压状态，因此也能够防止配线的损伤等。
像这样通过处理单元侧搬送装置TR1，能够沿导向轨132a、132b滑动驱动并且能够使搬送臂伸缩。由此，能够在工艺模块PM1～PM6和加载互锁真空模块LL1、LL2的各模块之间搬送晶圆W和聚焦环FR。
接着，对处理单元侧搬送装置TR1的拾取器112的一例进行说明。图5是示出图1的处理单元侧搬送装置保持着晶圆的状态的图。图5的(a)为从侧面观察保持着晶圆W的拾取器112的图，图5的(b)为从上面观察保持着晶圆W的拾取器112的图。图6是示出图1的处理单元侧搬送装置保持着聚焦环的状态的图。图6的(a)是从侧面观察保持着聚焦环FR的拾取器112的图，图6的(b)是从上面观察保持着聚焦环FR的拾取器112的图。此外，在图5和图6中，举拾取器112为例进行了说明，但对于拾取器122也能够设为一样。
如图5所示，在拾取器112形成有多个(例如三个)保持晶圆W的外周缘部的突起部113。突起部113例如为圆锥台形状，沿着晶圆W的外周缘部进行配置，突起部113通过在圆锥台形状的锥部114与晶圆W的外周缘部抵接来防止晶圆W相对于拾取器112的位置偏移。突起部113例如由弹性体形成。
另外，如图6所示，突起部113的圆锥台形状的上表面115与聚焦环FR的下表面抵接，由此能够保持聚焦环FR。这是因为如前述那样聚焦环FR的内径形成为比晶圆W的外径小。像这样处理单元侧搬送装置TR1通过一个拾取器112能够保持晶圆W和聚焦环FR。
如以上所说明的那样，拾取器112通过突起部113的锥部114保持晶圆W，通过突起部113的上表面115保持聚焦环FR，因此不延长拾取器112的长度就能够保持聚焦环FR。由此，能够防止在利用拾取器112搬送晶圆W、聚焦环FR时拾取器112的前端与其它部位(例如FOUP的内壁面)接触。此外，在图5和图6中，例举突起部113为三个的情况进行了说明，但突起部113的个数并不限定于此。
另外，优选的是，处理单元侧搬送装置TR1在以保持着聚焦环FR的状态旋转时，以旋转半径为最小的方式进行旋转。由此，能够防止被拾取器112保持着的聚焦环FR与其它部位接触。并且，在两个拾取器112、122在大致同一平面中旋转的情况下，即使在以一个拾取器112保持晶圆W、以另一个拾取器122保持聚焦环FR的情况下，也能够防止晶圆W与聚焦环FR接触。
(位置检测传感器)
接着，基于图7对位置检测传感器的一例进行说明。图7是用于说明图1的位置检测传感器的图，示出沿着图1中的单点划线1A-1B切开所得到的截面的一部分。
如图7所示，位置检测传感器S11具有投光部310和受光部320。投光部310设置于传递模块TM的上壁330，受光部320设置于传递模块TM的下壁340。投光部310朝向受光部320照射激光L。受光部320检测有无接收到从投光部310照射出的激光L。此外，在图7中，例示了位置检测传感器S11的投光部310和受光部320，但位置检测传感器S12也与位置检测传感器S11一样具有投光部和受光部。由此，从位置检测传感器S11的投光部310向受光部320照射的激光L被从传递模块TM向工艺模块PM1搬送的晶圆W或聚焦环FR遮蔽并持续规定时间。另外，从位置检测传感器S12的投光部向受光部照射的激光L被从传递模块TM向工艺模块PM1搬送的晶圆W或聚焦环FR遮蔽并持续规定的时间。
接着，说明对晶圆W和聚焦环FR的位置进行校正的方法。
在对本发明的一个实施方式的晶圆W和聚焦环FR的位置进行校正的方法中，控制部CU利用相同的位置检测传感器来进行晶圆W的位置校正和聚焦环FR的位置校正。下面具体地进行说明。
首先，基于图8来说明从传递模块TM向工艺模块PM1搬送晶圆W的情况。图8是用于说明对晶圆的位置进行校正的方法的图。图8的(a)示出晶圆W的位置与位置检测传感器的位置的关系。图8的(b)示出以晶圆W在图8的(a)中的位置P11为起点将晶圆W搬送到位置P14时的位置检测传感器S11、S12的传感器输出的变化。此外，在图8的(b)中，以t11表示处于位置P11的时刻，以t12表示处于位置P12的时刻，以t13表示处于位置P13的时刻，以t14表示处于位置P14的时刻。
控制部CU基于由位置检测传感器S11、S12检测出的晶圆W的位置和预先决定的基准位置来计算被拾取器112保持着的晶圆W相对于基准位置的偏移量。接着，控制部CU利用处理单元侧搬送装置TR1将晶圆W以校正所计算出的偏移量的方式载置于工艺模块PM1的载置台3。由此，即使在被拾取器112保持着的晶圆W的位置相对于基准位置偏移的情况下，也能够将晶圆W载置于工艺模块PM1的载置台3的规定的位置。
被拾取器112保持着的晶圆W的位置能够基于由于晶圆W的外周缘部通过位置检测传感器S11、S12而产生的位置检测传感器S11、S12的传感器输出的变化来计算。例如像图8的(a)所示那样，在将晶圆W从位置P11搬送到位置P14的情况下，能够基于位置检测传感器S11、S12被晶圆W遮光的位置P12到位置P13的时间T1来计算被拾取器112保持着的晶圆W的位置。具体地说，如图8的(b)所示，使用处于位置P12的时刻t12和处于位置P13的时刻t13来通过T1＝t13-t12进行计算。此外，在图8中，示出位置检测传感器S11被晶圆W遮光时的位置与位置检测传感器S12被晶圆W遮光时的位置相同的情况，但这些位置也可以不同。
基准位置例如能够基于处理单元侧搬送装置TR1的第一臂111的旋转用电动机和伸缩用电动机的编码器位置来计算。此外，计算基准位置的方法不限定于此，能够使用各种已知的方法。
接着，基于图9来说明从传递模块TM向工艺模块PM1搬送聚焦环FR的情况。图9是用于说明对聚焦环的位置进行校正的方法的图。图9的(a)示出聚焦环FR的位置与位置检测传感器的位置的关系。图9的(b)示出以聚焦环FR在图9的(a)中的位置P21为起点将聚焦环FR搬送到位置P24时的位置检测传感器S11、S12的传感器输出的变化。此外，在图9的(b)中，以t21表示处于位置P21的时刻，以t22表示处于位置P22的时刻，以t23表示处于位置P23的时刻，以t24表示处于位置P24的时刻。
控制部CU基于由位置检测传感器S11、S12检测的聚焦环FR的位置和预先决定的基准位置来计算聚焦环FR相对于基准位置的偏移量。接着，控制部CU利用处理单元侧搬送装置TR1将聚焦环FR以校正所计算出的偏移量的方式载置于工艺模块PM1的载置台3。由此，即使在被拾取器112保持着的聚焦环FR的位置相对于基准位置偏移的情况下，也能够将聚焦环FR载置于工艺模块PM1的载置台3的规定的位置。
被拾取器112保持着的聚焦环FR的位置能够基于由于聚焦环FR的内周缘部通过位置检测传感器S11、S12而产生的位置检测传感器S11、S12的输出的变化来计算。例如像图9的(a)所示那样，在将聚焦环FR从位置P21搬送到位置P24的情况下，能够基于聚焦环FR从位置P22移动到位置P23的时间T2而计算被拾取器112保持着的聚焦环FR的位置。位置P22为位置检测传感器S11、S12的传感器输出从低(L)水平变化为高(H)水平的位置，位置P23为位置检测传感器S11、S12的传感器输出从高(H)水平变化为低(L)水平的位置。具体地说，如图9的(b)所示，能够使用处于位置P22的时刻t22和处于位置P23的时刻t23来通过T2＝t23-t22进行计算。此外，在图9中，示出位置检测传感器S11被聚焦环FR遮光的位置与位置检测传感器S12被聚焦环FR遮光的位置相同的情况，但这些位置也可以不同。
另外，在搬送中聚焦环FR破损甚至掉下的情况下，检测不出图9所示的波形。在该情况下，判断为聚焦环搬送异常，中断搬送处理。
基准位置例如能够基于处理单元侧搬送装置TR1的第一臂111的旋转用电动机和伸缩用电动机的编码器位置来计算。此外，计算基准位置的方法不限定于此，能够使用各种已知的方法。
以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所涉及的特定的实施方式，在权利要求书内所记载的本发明的要旨的范围内能够进行各种变形/变更。
在上述的实施方式中，在第一清洁步骤S30和第二清洁步骤S50中，列举进行使用了等离子体的清洁处理的情况来进行了说明，但不限定于此。例如，也可以是不使用等离子体而使用气体冲击力、气体粘性力和电磁应力来使微粒从处理室内部的构成构件剥离并且从处理室内部排出的NPPC(Non Plasma Particle Cleaning：非等离子体粒子清洁)的处理(日本特开2005-101539号公报)。

Claims (17)

1.一种等离子体处理系统，具备：
工艺模块；
传递模块，其与所述工艺模块连接；
搬送装置，其设置于所述传递模块的内部，用于从所述传递模块向所述工艺模块搬送基板和聚焦环；以及
位置检测传感器，其在通过所述搬送装置搬送的所述基板和所述聚焦环的搬送路径上设置于能够检测所述基板的外周缘部和所述聚焦环的内周缘部的位置。
2.一种等离子体处理系统，具备：
工艺模块；
传递模块，其与所述工艺模块连接；
加载互锁真空模块，其与所述传递模块连接；
搬送模块，其与所述加载互锁真空模块连接；
搬送装置，其设置于所述传递模块的内部，用于在所述工艺模块和所述加载互锁真空模块之间搬送基板和聚焦环；以及
位置检测传感器，其在通过所述搬送装置从所述传递模块向所述工艺模块搬送的所述基板和所述聚焦环的搬送路径上设置于能够检测所述基板的外周缘部和所述聚焦环的内周缘部的位置。
3.根据权利要求1或2所述的等离子体处理系统，其特征在于，
所述位置检测传感器具有投光部和受光部，
所述投光部朝向所述受光部照射光，
所述受光部检测有无接收到从所述投光部照射出的所述光。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于，
所述位置检测传感器在通过所述搬送装置搬送所述聚焦环的搬送过程中检测所述聚焦环的位置。
5.根据权利要求3所述的等离子体处理系统，其特征在于，
所述投光部和所述受光部分别设置于所述传递模块。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于，
还具备控制部，
所述控制部构成为基于由所述位置检测传感器检测出的所述聚焦环的位置和预先决定的基准位置来计算所述聚焦环相对于基准位置的偏移量。
7.根据权利要求6所述的等离子体处理系统，其特征在于，
所述控制部构成为控制所述搬送装置，以校正所计算出的所述偏移量的方式将所述聚焦环搬送至所述工艺模块。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的等离子体处理系统，其特征在于，
还具备控制部，
所述控制部基于所述聚焦环从检测到所述聚焦环的内周缘部的第一位置移动至再次检测到所述聚焦环的内周缘部的第二位置的时间来计算所述聚焦环的位置。
9.一种搬送方法，在等离子体处理系统中搬送基板和聚焦环，所述等离子体处理系统具备工艺模块、与所述工艺模块连接的传递模块、以及设置于所述传递模块的内部的用于从所述传递模块向所述工艺模块搬送基板和聚焦环的搬送装置，所述搬送方法包括以下步骤：
通过所述搬送装置从所述传递模块向所述工艺模块搬送基板；以及
通过所述搬送装置从所述传递模块向所述工艺模块搬送聚焦环，
其中，在搬送所述基板的步骤中，通过位置检测传感器来检测所述基板的外周缘部的位置，
在搬送所述聚焦环的步骤中，通过所述位置检测传感器来检测所述聚焦环的内周缘部的位置。
10.一种搬送方法，在等离子体处理系统中搬送基板和聚焦环，所述等离子体处理系统具备工艺模块、与所述工艺模块连接的传递模块、与所述传递模块连接的加载互锁真空模块、与所述加载互锁真空模块连接的搬送模块、以及设置于所述传递模块的内部的用于在所述工艺模块和所述加载互锁真空模块之间搬送基板和聚焦环的搬送装置，所述搬送方法包括以下步骤：
通过所述搬送装置从所述传递模块向所述工艺模块搬送基板；以及
通过所述搬送装置从所述传递模块向所述工艺模块搬送聚焦环，
其中，在搬送所述基板的步骤中，通过位置检测传感器来检测所述基板的外周缘部的位置，
在搬送所述聚焦环的步骤中，通过所述位置检测传感器来检测所述聚焦环的内周缘部的位置。
11.根据权利要求9或10所述的搬送方法，其特征在于，
所述位置检测传感器具有投光部和受光部，
所述投光部朝向所述受光部照射光，
所述受光部检测有无接收到从所述投光部照射出的所述光。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的搬送方法，其特征在于，
所述位置检测传感器在通过所述搬送装置搬送所述聚焦环的搬送过程中检测所述聚焦环的位置。
13.根据权利要求11所述的搬送方法，其特征在于，
所述投光部和所述受光部分别设置于所述传递模块。
14.根据权利要求9至13中的任一项所述的搬送方法，其特征在于，
在搬送所述聚焦环的步骤中，基于由所述位置检测传感器检测出的所述聚焦环的位置和预先决定的基准位置来计算所述聚焦环相对于基准位置的偏移量。
15.根据权利要求14所述的搬送方法，其特征在于，
在搬送所述聚焦环的步骤中，以校正所计算出的所述偏移量的方式将所述聚焦环搬送至所述工艺模块。
16.根据权利要求9至15中的任一项所述的搬送方法，其特征在于，
在搬送所述聚焦环的步骤中，基于所述聚焦环从检测到所述聚焦环的内周缘部的第一位置移动至再次检测到所述聚焦环的内周缘部的第二位置的时间来计算所述聚焦环的位置。
17.一种处理系统，具有：
工艺模块，在该工艺模块的内部对基板进行等离子体处理；
载置台，其设置于所述工艺模块内，具有载置聚焦环的聚焦环载置面；
升降销，其使所述聚焦环相对于所述聚焦环载置面升降；
搬送装置，其搬送所述基板和聚焦环；
传感器，其为设置于所述工艺模块外的传感器，设置于所述基板和所述聚焦环的搬送路径上的能够检测所述基板和所述聚焦环这双方的水平方向的位置的位置处；以及
控制部，
其中，所述控制部构成为执行以下工序：
工序(a)，通过由所述传感器检测所述聚焦环的内周缘部来检测所述聚焦环的水平位置；
工序(b)，控制所述搬送装置来基于在所述工序(a)中检测出的所述聚焦环的位置进行位置校正以将所述聚焦环搬入所述工艺模块内，并将所述聚焦环载置于所述聚焦环载置面；
工序(c)，通过静电吸附来保持被载置的所述聚焦环；
工序(d)，停止对所述聚焦环的吸附；
工序(e)，在所述停止的工序之后，所述升降销使所述聚焦环远离所述聚焦环载置面；以及
工序(f)，不将所述工艺模块向大气开放地由所述搬送装置将所述聚焦环从所述工艺模块内搬出。
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