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KR20220150239A - 플라즈마 처리 시스템 및 반송 방법 - Google Patents

플라즈마 처리 시스템 및 반송 방법 Download PDF

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KR20220150239A
KR20220150239A KR1020220136504A KR20220136504A KR20220150239A KR 20220150239 A KR20220150239 A KR 20220150239A KR 1020220136504 A KR1020220136504 A KR 1020220136504A KR 20220136504 A KR20220136504 A KR 20220136504A KR 20220150239 A KR20220150239 A KR 20220150239A
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KR
South Korea
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focus ring
module
transfer
conveying
substrate
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KR1020220136504A
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시게루 이시자와
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

본 개시의 일 양태의 플라즈마 처리 시스템은, 프로세스 모듈과, 상기 프로세스 모듈이 접속되는 트랜스퍼 모듈과, 상기 트랜스퍼 모듈의 내부에 마련되고, 상기 트랜스퍼 모듈로부터 상기 프로세스 모듈에의 기판의 반송 및 포커스 링의 반송에 이용되는 반송 장치와, 상기 반송 장치에 의해 반송되는 상기 기판 및 상기 포커스 링의 반송 경로 상으로서, 상기 기판의 외주 가장자리부 및 상기 포커스 링의 내주 가장자리부를 검출할 수 있는 위치에 마련되는 위치 검출 센서를 구비한다.

Description

플라즈마 처리 시스템 및 반송 방법{PLASMA PROCESSING SYSTEM AND TRANSFER METHOD}
본 발명은 플라즈마 처리 시스템 및 반송 방법에 관한 것이다.
처리실의 내부에 마련된 배치대에 기판을 배치하여 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다. 이러한 플라즈마 처리 장치에는, 플라즈마 처리를 반복해서 행함으로써 서서히 소모되는 소모 부품이 존재한다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
소모 부품으로서는, 예컨대 배치대의 상면에 있어서의 기판의 주위에 마련되는 포커스 링을 들 수 있다. 포커스 링은, 플라즈마에 노출됨으로써 깎이기 때문에, 정기적으로 교환할 필요가 있다.
그래서, 종래에는, 정기적으로 처리실을 대기 개방(大氣 開放)하여, 작업자가 수동으로 포커스 링을 교환하고 있다.
일본 특허 공개 제2006-253541호 공보
그러나, 처리실을 대기 개방하는 방법에서는, 포커스 링의 교환에 긴 시간을 요하며, 포커스 링을 교환하고 있는 동안, 처리실 내에서 기판에 처리를 행할 수 없기 때문에, 생산성이 저하한다.
본 개시는, 생산성을 향상시키는 것이 가능한 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태의 플라즈마 처리 시스템은, 프로세스 모듈과, 상기 프로세스 모듈이 접속되는 트랜스퍼 모듈과, 상기 트랜스퍼 모듈의 내부에 마련되고, 상기 트랜스퍼 모듈로부터 상기 프로세스 모듈에의 기판의 반송 및 포커스 링의 반송에 이용되는 반송 장치와, 상기 반송 장치에 의해 반송되는 상기 기판 및 상기 포커스 링의 반송 경로 상으로서, 상기 기판의 외주 가장자리부 및 상기 포커스 링의 내주 가장자리부를 검출할 수 있는 위치에 마련되는 위치 검출 센서를 구비한다.
본 개시에 따르면, 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 실시형태의 플라즈마 처리 시스템을 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 일 실시형태의 플라즈마 처리 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 일 실시형태의 포커스 링 교환 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 1의 처리 유닛측 반송 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 처리 유닛측 반송 장치가 웨이퍼를 유지한 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 처리 유닛측 반송 장치가 포커스 링을 유지한 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 위치 검출 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 웨이퍼의 위치를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 포커스 링의 위치를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 첨부된 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복되는 설명을 생략한다.
본 발명의 일 실시형태의 포커스 링 교환 방법은, 처리실을 대기 개방하는 일없이, 반송 장치에 의해 처리실 내로부터 포커스 링을 반출하고, 처리실 내부를 클리닝 처리하여, 반송 장치에 의해 처리실 내에 포커스 링을 반입하는 것이다. 포커스 링은, 처리실의 내부에 마련되며, 기판을 배치하는 배치대의 상면에 있어서, 기판의 주위를 둘러싸도록 배치되는 부재이며, 에칭의 균일성을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시형태의 포커스 링 교환 방법은, 포커스 링이 이용되는 각종 플라즈마 처리 장치에 적용 가능하다.
(플라즈마 처리 시스템)
먼저, 본 발명의 일 실시형태의 플라즈마 처리 시스템에 대해서 설명한다. 도 1은 일 실시형태의 플라즈마 처리 시스템을 나타내는 개략 구성도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 처리 시스템은, 처리 유닛(PU)과, 반송 유닛(TU)을 갖는 클러스터 툴이다.
처리 유닛(PU)은, 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼(W)」라고 함) 등의 기판에 대하여, 성막 처리, 에칭 처리 등의 소정의 처리를 행하는 유닛이다. 처리 유닛(PU)은, 프로세스 모듈(PM1∼PM6)과, 트랜스퍼 모듈(TM)과, 로드록 모듈(LL1, LL2)을 갖는다. 또한, 프로세스 모듈(PM) 및 로드록 모듈(LL)의 수는, 상기에 한정되는 것이 아니다.
프로세스 모듈(PM1∼PM6)은, 트랜스퍼 모듈(TM)의 주위에 접속되어 있으며, 웨이퍼(W)에 대하여, 성막 처리, 에칭 처리 등의 소정의 처리를 행한다. 또한, 프로세스 모듈(PM1∼PM6)은, 동종의 처리를 행하는 것이어도 좋고, 이종의 처리를 행하는 것이어도 좋다.
프로세스 모듈(PM1∼PM6)의 내부에는, 웨이퍼(W)를 배치하기 위한 배치대(3)가 각각 마련되어 있다. 또한, 프로세스 모듈(PM1∼PM6)에는, 도시는 생략하지만, 예컨대 퍼지 가스를 도입하는 가스 도입계, 처리 가스를 도입하는 가스 도입계 및 진공 처리 가능한 배기계가 마련되어 있다.
프로세스 모듈(PM1∼PM6)에서는, 미리 제어부(CU)의 기억부 등에 기억된 처리 단계를 나타내는 레시피 등에 기초하여, 웨이퍼(W)에 소정의 처리가 행해진다. 또한, 프로세스 모듈(PM1∼PM6)에서는, 미리 제어부(CU)의 기억부 등에 기억된 소정의 타이밍에 포커스 링의 교환이 행해진다. 또한, 프로세스 모듈(PM)의 상세 및 포커스 링 교환 방법의 상세에 대해서는 후술한다.
트랜스퍼 모듈(TM)은, 대향하는 한쌍의 변이 다른 변보다 긴 육각 형상으로 형성된다. 트랜스퍼 모듈(TM)의 선단측의 짧은 2변에는, 각각 게이트 밸브(G3, G4)를 통해 프로세스 모듈(PM3, PM4)이 접속되어 있다. 트랜스퍼 모듈(TM)의 기단측의 짧은 2변에는, 각각 게이트 밸브(G7, G8)를 통해 로드록 모듈(LL1, LL2)이 접속되어 있다. 트랜스퍼 모듈(TM)의 한쪽의 긴 변에는, 각각 게이트 밸브(G1, G2)를 통해 프로세스 모듈(PM1, PM2)이 접속되어 있다. 트랜스퍼 모듈(TM)의 다른쪽의 긴 변에는, 각각 게이트 밸브(G5, G6)를 통해 프로세스 모듈(PM5, PM6)이 접속되어 있다.
트랜스퍼 모듈(TM)은, 프로세스 모듈(PM1∼PM6) 사이 및 프로세스 모듈(PM1∼PM6)과 로드록 모듈(LL1, LL2) 사이에서 웨이퍼(W) 및 포커스 링을 반송(반출 및 반입)하는 기능을 갖는다. 트랜스퍼 모듈(TM)에는, 도시는 생략하지만, 예컨대 퍼지 가스를 도입하는 가스 도입계 및 진공 처리 가능한 배기계가 마련되어 있다.
트랜스퍼 모듈(TM)의 내부에는, 프로세스 모듈(PM1∼PM6), 로드록 모듈(LL1, LL2)의 각 모듈 사이에서 웨이퍼(W) 및 포커스 링을 반송하기 위한 처리 유닛측 반송 장치(TR1)가 마련되어 있다. 또한, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)의 상세에 대해서는 후술한다.
트랜스퍼 모듈(TM)의 게이트 밸브(G1)의 근방으로서, 트랜스퍼 모듈(TM)로부터 프로세스 모듈(PM1)에 반송되는 웨이퍼(W) 및 포커스 링의 반송 경로 상에는, 위치 검출 센서(S11, S12)가 마련되어 있다. 위치 검출 센서(S11, S12)는, 서로의 거리가 웨이퍼(W)의 외직경보다 작고, 포커스 링의 내직경보다 작아지도록 배치되어 있다. 이에 의해, 프로세스 모듈(PM1)에 반송되는 웨이퍼(W) 및 포커스 링의 위치를 보정할 수 있다. 또한, 위치 검출 센서(S11, S12)의 상세에 대해서는 후술한다.
또한, 트랜스퍼 모듈(TM)의 게이트 밸브(G2∼G6)의 근방으로서, 트랜스퍼 모듈(TM)로부터 프로세스 모듈(PM2∼PM6)에 반송되는 웨이퍼(W) 및 포커스 링의 반송 경로 상에도 마찬가지로, 위치 검출 센서가 마련되어 있다. 즉, 트랜스퍼 모듈(TM)에는, 위치 검출 센서(S11, S12, S21, S22, S31, S32, S41, S42, S51, S52, S61, S62)가 마련되어 있다.
로드록 모듈(LL1, LL2)은, 각각 게이트 밸브(G9, G10)를 통해 반송 모듈(LM)에 접속되어 있다. 로드록 모듈(LL1, LL2)은, 반송 모듈(LM)로부터 반송되는 웨이퍼(W)를 일시적으로 유지하여 압력 조정 후에 트랜스퍼 모듈(TM)에 반송하는 기능을 가지고 있다. 또한, 로드록 모듈(LL1, LL2)은, 트랜스퍼 모듈(TM)로부터 반송되는 웨이퍼(W)를 일시적으로 유지하여 압력 조정 후에 반송 모듈(LM)에 반송하는 기능을 가지고 있다.
로드록 모듈(LL1, LL2)의 내부에는, 각각 웨이퍼(W)를 배치할 수 있는 전달대가 마련되어 있다. 또한, 로드록 모듈(LL1, LL2)에는, 도시는 생략하지만, 잔류물 등의 파티클을 퍼지 및 배기할 수 있는 배기계가 마련되어 있다.
이러한 처리 유닛(PU)에서는, 프로세스 모듈(PM1∼PM6)과 트랜스퍼 모듈(TM) 사이 및 트랜스퍼 모듈(TM)과 로드록 모듈(LL1, LL2) 사이는 각각 기밀하게 개폐 가능하게 되어 있다. 또한, 반송 모듈(LM)과 로드록 모듈(LL1, LL2) 사이도 각각 기밀하게 개폐 가능하게 되어 있다.
반송 유닛(TU)은, 후술하는 FOUP(Front Opening Unified Pod)와 처리 유닛(PU) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하는 유닛이며, 반송 모듈(LM)을 가지고 있다.
반송 모듈(LM)은, 직사각 형상으로 형성된다. 반송 모듈(LM)의 한쪽의 긴 변에는, 복수의 로드 포트(LP1∼LP3)가 병설되어 있다. 로드 포트(LP1∼LP3)는, 각각 FOUP를 배치하는 것이 가능하다. 또한, 도 1에서는, 로드 포트(LP1∼LP3)의 전부에 FOUP가 배치되어 있는 경우를 나타내고 있다. FOUP는, 예컨대 25장의 웨이퍼(W)를 등피치로 다단으로 배치하여 수용할 수 있는 용기이다. FOUP는, 그 내부에 예컨대 N2 가스가 충전된 밀폐 구조로 되어 있다. FOUP는, 개폐 도어(D1∼D3)를 통해 반송 모듈(LM)과 접속되어 있다. 또한, 로드 포트(LP)의 수는 상기에 한정되는 것이 아니다.
반송 모듈(LM)의 한쪽의 짧은 변에는, 얼라이너(AU)가 마련되어 있다. 얼라이너(AU)는, 그 내부에 웨이퍼(W)를 배치하는 회전 배치대와, 웨이퍼(W)의 외주 가장자리부를 광학적으로 검출하는 광학 센서를 갖는다. 얼라이너(AU)에서는, 예컨대 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플레이트, 노치 등을 검출하여, 웨이퍼(W)의 위치 맞춤을 행한다.
반송 모듈(LM)의 내부에는, 로드록 모듈(LL1, LL2), FOUP, 얼라이너(AU)의 각 모듈 사이에서 웨이퍼(W) 및 포커스 링을 반송하기 위한 반송 유닛측 반송 장치(TR2)가 마련되어 있다. 반송 유닛측 반송 장치(TR2)는, 선회 기구에 의해 선회 가능하게 베이스(231)에 부착된 반송 아암을 구비하며, 슬라이드 기구에 의해 반송 모듈(LM)의 길이 방향을 따라 슬라이드 가능하게 되어 있다. 반송 유닛측 반송 장치(TR2)의 반송 아암은, 예컨대 도 1에 나타내는 바와 같이, 한쌍의 다관절 아암을 갖는 더블 아암 기구이다. 도 1에 나타내는 반송 아암은, 상하에 병설된 신축 가능한 다관절 아암인 제1 아암(211)과 제2 아암(221)을 포함한다.
반송 유닛측 반송 장치(TR2)의 슬라이드 기구는, 예컨대 리니어 모터를 갖는다. 구체적으로는, 반송 모듈(LM)의 내부에 길이 방향을 따라 안내 레일(232)이 마련되고, 반송 아암이 부착된 베이스(231)는 안내 레일(232)을 따라 슬라이드 가능하게 마련되어 있다. 베이스(231) 및 안내 레일(232)에는, 각각 리니어 모터의 가동자와 고정자가 마련되어 있고, 안내 레일(232)의 단부에는, 리니어 모터를 구동시키기 위한 리니어 모터 구동 기구(233)가 마련되어 있다. 리니어 모터 구동 기구(233)에는, 제어부(CU)가 접속되어 있다. 이에 의해, 제어부(CU)로부터의 제어 신호에 기초하여 리니어 모터 구동 기구(233)가 구동되고, 반송 유닛측 반송 장치(TR2)가 베이스(231)와 함께 안내 레일(232)을 따라 화살표 방향으로 이동하도록 되어 있다. 또한, 반송 유닛측 반송 장치(TR2)의 슬라이드 기구는, 상기에 한정되는 것이 아니며, 다른 기구를 가지고 있어도 좋다.
반송 유닛측 반송 장치(TR2)의 반송 아암인 제1 아암(211) 및 제2 아암(221)은 각각 선단에 픽(212, 222)을 가지고 있어, 한번에 2장의 웨이퍼(W) 또는 2개의 포커스 링을 유지할 수 있게 되어 있다. 이에 의해, 예컨대 로드록 모듈(LL1, LL2), FOUP, 얼라이너(AU)에 대하여 웨이퍼(W) 및 포커스 링을 반송할 때, 웨이퍼(W) 및 포커스 링을 교환하도록 반송할 수 있다. 또한, 한번에 1장의 웨이퍼(W)와 하나의 포커스 링을 유지하여 반송하여도 좋다. 또한, 반송 유닛측 반송 장치(TR2)의 반송 아암의 수는 상기의 것에 한정되는 것이 아니며, 예컨대 하나의 아암만을 갖는 싱글 아암 기구여도 좋다.
또한, 반송 유닛측 반송 장치(TR2)는, 반송 아암을 선회, 신축 및 승강시키기 위한 도시하지 않는 선회용 모터, 신축용 모터 및 승강용 모터를 갖는다. 각 모터는, 제어부(CU)에 접속되며, 제어부(CU)로부터의 제어 신호에 기초하여 반송 유닛측 반송 장치(TR2)의 반송 아암을 제어할 수 있게 되어 있다.
플라즈마 처리 시스템에는, 플라즈마 처리 시스템의 각 부, 예컨대 처리 유닛측 반송 장치(TR1), 반송 유닛측 반송 장치(TR2), 게이트 밸브(G1∼G10), 개폐 도어(D1∼D3), 얼라이너(AU) 등을 제어하는 제어부(CU)가 마련되어 있다.
(플라즈마 처리 장치)
다음에, 본 발명의 일 실시형태의 플라즈마 처리 장치에 대해서, 도 2에 기초하여 설명한다. 도 2는 일 실시형태의 플라즈마 처리 장치를 나타내는 개략 단면도이다. 도 2에 나타내는 플라즈마 처리 장치는, 전술한 플라즈마 처리 시스템에 있어서의 프로세스 모듈(PM1∼PM6)로서 이용할 수 있는 장치이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치는, 대략 원통형의 처리실(10)을 갖는다. 처리실(10)의 내벽면은, 예컨대 양극 산화된 알루미늄에 의해 형성된다. 처리실(10)은 접지되어 있다.
처리실(10)에는, 처리 가스를 도입하기 위한 가스 샤워 헤드(2)가 마련되어 있다. 가스 샤워 헤드(2)는 상부 전극으로서 기능한다. 처리실(10)의 내부에는, 가스 샤워 헤드(2)와 대향하도록 배치대(3)가 마련되어 있다. 배치대(3)는, 하부 전극으로서 기능한다.
가스 샤워 헤드(2)(상부 전극)의 하면측에는, 가스 공급로(21) 및 버퍼실(21a)을 통해 연통되는 복수의 가스 토출구(22)가 형성되어 있다. 복수의 가스 토출구(22)에 의해, 배치대(3)에 배치된 웨이퍼(W)를 향하여 처리 가스가 토출된다. 가스 공급로(21)는, 기단측이 가스 도입계(23)에 접속되어 있다.
가스 도입계(23)는, 웨이퍼(W)에 대하여 성막 처리에 이용되는 처리 가스의 공급원과, 웨이퍼(W)에 대하여 에칭 처리에 이용되는 처리 가스의 공급원을 갖는다. 또한, 가스 도입계(23)는, 처리실(10)의 클리닝 처리에 이용되는 처리 가스의 공급원과, 처리실(10)의 시즈닝 처리에 이용되는 처리 가스의 공급원을 갖는다. 가스 도입계(23)는, 밸브, 유량 조정부 등의 공급 제어 기기 등을 가지며, 소정 유량의 처리 가스를 처리실(10) 내에 공급할 수 있다.
상부 전극에는, 정합기(25)를 통해 고주파 전력을 공급하기 위한 고주파 전원부(26)가 접속되어 있다. 상부 전극은, 절연 부재(27)에 의해 처리실(10)의 측벽 부분과 절연되어 있다.
배치대(3)는, 본체부(30)와, 정전 척(31)을 갖는다.
본체부(30)는, 예컨대 알루미늄 등의 도전성 부재에 의해 형성된다. 본체부(30)의 내부에는, 온도 조절 기구로서 기능하는 도시하지 않는 냉매 유로가 마련되어 있다. 냉매 유로에 공급되는 냉매의 온도가 조정됨으로써, 정전 척(31)에 유지된 웨이퍼(W)의 온도가 제어된다.
본체부(30) 위에는, 웨이퍼(W)와 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 배치되는 포커스 링(FR)의 양방을 흡착할 수 있는 정전 척(31)이 마련되어 있다. 정전 척(31)의 상측 중앙부에는 볼록형의 기판 배치부(32)가 형성되어 있고, 기판 배치부(32)의 상면은 웨이퍼(W)를 배치하는 기판 배치면(33)을 구성한다. 기판 배치면(33)의 주위의 낮은 부분의 상면은 포커스 링(FR)을 배치하는 포커스 링 배치면(34)을 구성한다.
정전 척(31)은, 절연재 사이에 전극(35)이 개재된 구성으로 되어 있다. 전극(35)은, 웨이퍼(W)와 포커스 링(FR)의 양방을 흡착할 수 있도록, 기판 배치면(33)의 하측뿐만 아니라, 포커스 링 배치면(34)의 하측까지 연장되어 마련되어 있다.
정전 척(31)은, 스위치(36)를 통해 전극(35)에 접속된 직류 전원(37)으로부터 소정의 직류 전압이 인가된다. 이에 의해, 웨이퍼(W) 및 포커스 링(FR)이 정전 척(31)에 정전 흡착된다. 또한, 기판 배치부(32)는, 예컨대 도 2에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 직경보다 소직경으로 형성되어, 웨이퍼(W)를 배치할 때에 웨이퍼(W)의 엣지부가 기판 배치부(32)로부터 돌출하도록 한다.
배치대(3)에는, 웨이퍼(W)의 이면과 포커스 링(FR)의 이면에 따로따로 전열 가스[예컨대 헬륨(He) 가스]를 공급하는 전열 가스 공급부(38)가 마련되어 있다.
전열 가스 공급부(38)는, 기판 배치면(33)에 배치된 웨이퍼(W)의 이면에 제1 전열 가스를 공급하는 제1 전열 가스 공급부(38a)와, 포커스 링 배치면(34)에 배치된 포커스 링(FR)의 이면에 제2 전열 가스를 공급하는 제2 전열 가스 공급부(38b)를 구비한다.
포커스 링(FR)은, 정전 척(31) 위에 배치되어 있다. 포커스 링(FR)의 상면에는 단차가 형성되며, 내주 부분보다 외주 부분이 높게 형성되어 있다. 또한, 포커스 링(FR)의 내주 부분은, 배치대(3)보다 외측으로 돌출해 있는 웨이퍼(W)의 외주 부분의 하측에 파고들도록 형성되어 있다. 즉, 포커스 링(FR)의 내직경은, 웨이퍼(W)의 외직경보다 작게 형성되어 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에 대하여 에칭 처리를 행할 때, 정전 척(31)이 플라즈마로부터 보호된다.
배치대(3)에는, 정합기(39)를 통해 바이어스용의 전력을 인가하는 고주파 전원부(40)가 접속되어 있다. 또한, 배치대(3)의 내부에는, 도 1에 기재된 처리 유닛측 반송 장치(TR1)에 대하여 웨이퍼(W) 및 포커스 링(FR)을 전달하는 것이 가능한 도시하지 않는 승강 핀이 마련되어 있다. 처리 유닛측 반송 장치(TR1)에 의한 포커스 링(FR)의 전달 시에는, 승강 핀을 상승시켜 포커스 링(FR)을 배치대(3)로부터 이격시킨다.
처리실(10)의 측벽에는, 개폐 가능한 게이트 밸브(G1)를 갖는 개구부(13)가 형성되어 있다. 웨이퍼(W) 및 포커스 링(FR)은, 개구부(13)를 통해 반송된다.
처리실(10)의 내벽에는, 내벽을 따라 디포지션 실드(41)가 착탈 가능하게 마련되어 있다. 디포지션 실드(41)는, 배치대(3)의 외주에도 마련되어 있다. 디포지션 실드(41)는, 에칭에 의해 생기는 반응 생성물이 처리실(10)의 내벽면에 부착하는 것을 방지하는 것이고, 예컨대 알루미늄에 Y2O3 등의 세라믹스를 피복함으로써 형성된다.
배치대(3)의 주위에는, 처리실(10) 내부를 균일하게 배기하기 위해, 다수의 배기 구멍을 갖는 배플판(42)이 마련되어 있다. 배플판(42)은, 예컨대 알루미늄에 Y2O3 등의 세라믹스를 피복함으로써 형성되어 있다. 배플판(42)의 하방에는, 배기관(11)을 통해, 터보 분자 펌프, 드라이 펌프 등의 진공 펌프(12)가 접속되어 있다.
플라즈마 처리 장치는, 각 부를 제어하는 제어부(50)를 갖는다. 제어부(50)는, 예컨대 CPU와 프로그램을 갖는 컴퓨터이다. 프로그램에는, 플라즈마 처리 장치에 의한 웨이퍼(W)에의 성막 처리나 에칭 처리를 행하기 위한 예컨대 가스 도입계(23)로부터의 각 가스의 공급, 고주파 전원부(26, 40)로부터의 전력 공급의 제어 등에 대한 단계(명령)군이 짜여져 있다. 프로그램은, 예컨대 하드 디스크, 컴팩트 디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되고, 기억 매체로부터 컴퓨터에 인스톨된다.
(포커스 링 교환 방법)
다음에, 본 발명의 일 실시형태의 포커스 링 교환 방법에 대해서, 도 3에 기초하여 설명한다. 도 3은 일 실시형태의 포커스 링 교환 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는, 전술한 프로세스 모듈(PM1)의 배치대(3)에 배치되어 있는 포커스 링(FR)을 교환하는 경우를 예로 들어 설명한다. 구체적으로는, 프로세스 모듈(PM1)에서 사용된 포커스 링을 FOUP에 수용하고, FOUP에 미리 수용된 미사용의 포커스 링으로 교환하는 경우에 대해서 설명한다. 또한, 프로세스 모듈(PM1) 이외의 프로세스 모듈(PM2∼PM6)의 배치대(3)에 배치되어 있는 포커스 링(FR)에 대해서도, 동일한 방법에 의해 교환하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 일 실시형태의 포커스 링 교환 방법은, 제어부(CU)에 의해 플라즈마 처리 시스템의 각 부가 제어됨으로써 행해진다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 일 실시형태의 포커스 링 교환 방법은, 소모도 판정 단계(S10)와, 교환 가부 판정 단계(S20)와, 제1 클리닝 단계(S30)와, 반출 단계(S40)와, 제2 클리닝 단계(S50)와, 반입 단계(S60)와, 시즈닝 단계(S70)를 포함한다. 이하, 각각의 단계에 대해서 설명한다.
소모도 판정 단계(S10)는, 프로세스 모듈(PM1)의 배치대(3)에 배치되어 있는 포커스 링(FR)의 교환이 필요한지의 여부를 판정하는 단계이다. 소모도 판정 단계(S10)에서는, 제어부(CU)는, 프로세스 모듈(PM1)의 배치대(3)에 배치되어 있는 포커스 링(FR)의 교환이 필요한지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제어부(CU)는, 예컨대 RF 적산 시간, RF 적산 전력, 레시피의 특정 단계의 적산값에 기초하여, 포커스 링(FR)의 교환이 필요한지의 여부를 판정한다. RF 적산 시간이란, 소정의 플라즈마 처리 시에 프로세스 모듈(PM1)에 있어서 고주파 전력이 공급된 시간의 적산값이다. RF 적산 전력이란, 소정의 플라즈마 처리 시에 프로세스 모듈(PM1)에 공급된 고주파 전력의 적산값이다. 레시피의 특정 단계의 적산값이란, 프로세스 모듈(PM1)에서 행해지는 처리의 단계 중 포커스 링(FR)이 깎이는 단계에서 고주파 전력이 공급된 시간의 적산값이나 고주파 전력의 적산값이다. 또한, RF 적산 시간, RF 적산 전력 및 레시피의 특정 단계의 적산값은, 예컨대 장치가 도입된 시점, 메인터넌스가 실시된 시점 등, 포커스 링(FR)을 교환한 시점을 기점으로 하여 산출되는 값이다.
RF 적산 시간에 기초하여 포커스 링(FR)의 교환이 필요한지의 여부를 판정하는 경우, 제어부(CU)는, RF 적산 시간이 임계값에 달한 경우, 포커스 링(FR)을 교환할 필요가 있다고 판정한다. 이에 대하여, 제어부(CU)는, RF 적산 시간이 임계값에 달하지 않은 경우, 포커스 링(FR)을 교환할 필요가 없다고 판정한다. 또한, 임계값은, 예비 실험 등에 의해, 포커스 링(FR)의 재질 등의 종류에 따라 정해지는 값이다.
RF 적산 전력에 기초하여 포커스 링(FR)의 교환이 필요한지의 여부를 판정하는 경우, 제어부(CU)는, RF 적산 전력이 임계값에 달한 경우, 포커스 링(FR)을 교환할 필요가 있다고 판정한다. 이에 대하여, 제어부(CU)는, RF 적산 전력이 임계값에 달하지 않은 경우, 포커스 링(FR)을 교환할 필요가 없다고 판정한다. 또한, 임계값은, 예비 실험 등에 의해, 포커스 링(FR)의 재질 등의 종류에 따라 정해지는 값이다.
레시피의 특정 단계의 적산값에 기초하여 포커스 링(FR)의 교환이 필요한지의 여부를 판정하는 경우, 제어부(CU)는, 특정한 단계에 있어서의 RF 적산 시간 또는 RF 적산 전력이 임계값에 달한 경우, 포커스 링(FR)의 교환이 필요하다고 판정한다. 이에 대하여, 제어부(CU)는, 특정 단계에 있어서의 RF 적산 시간 또는 RF 적산 전력이 임계값에 달하지 않은 경우, 포커스 링(FR)을 교환할 필요가 없다고 판정한다. 레시피의 특정 단계의 적산값에 기초하여 포커스 링(FR)의 교환이 필요한지의 여부를 판정하는 경우, 고주파 전력이 인가되고, 포커스 링(FR)이 깎이는 단계에 기초하여, 포커스 링(FR)을 교환하는 타이밍을 산출할 수 있다. 이 때문에, 특히 높은 정밀도로 포커스 링(FR)을 교환하는 타이밍을 산출할 수 있다. 또한, 임계값은, 예비 실험 등에 의해, 포커스 링(FR)의 재질 등의 종류에 따라 정해지는 값이다.
소모도 판정 단계(S10)에 있어서, 프로세스 모듈(PM1)의 배치대(3)에 배치되어 있는 포커스 링(FR)의 교환이 필요하다고 판정한 경우, 제어부(CU)는, 교환 가부 판정 단계(S20)를 행한다. 소모도 판정 단계(S10)에 있어서, 프로세스 모듈(PM1)의 배치대(3)에 배치되어 있는 포커스 링(FR)의 교환이 필요하지 않다고 판정한 경우, 제어부(CU)는, 소모도 판정 단계(S10)를 반복한다.
교환 가부 판정 단계(S20)는, 플라즈마 처리 시스템의 상태가, 포커스 링(FR)을 교환할 수 있는 상태인지의 여부를 판정하는 단계이다. 교환 가부 판정 단계(S20)에서는, 제어부(CU)는, 플라즈마 처리 시스템의 상태가, 포커스 링(FR)을 교환할 수 있는 상태인지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제어부(CU)는, 예컨대 포커스 링(FR)을 교환하는 프로세스 모듈(PM1)에서 웨이퍼(W)에 처리가 행해지고 있지 않은 경우, 포커스 링(FR)의 교환이 가능하다고 판정한다. 이에 대하여, 제어부(CU)는, 프로세스 모듈(PM1)에서 웨이퍼(W)에 처리가 행해지고 있는 경우, 포커스 링(FR)의 교환이 가능하지 않다고 판정한다. 또한, 제어부(CU)는, 예컨대 포커스 링(FR)을 교환하는 프로세스 모듈(PM1)에서 처리가 행해지고 있는 웨이퍼(W)와 동일한 로트의 웨이퍼(W)의 처리가 종료한 경우, 포커스 링(FR)의 교환이 가능하다고 판정하여도 좋다. 이 경우, 제어부(CU)는, 프로세스 모듈(PM1)에서 처리가 행해지고 있는 웨이퍼(W)와 동일한 로트의 웨이퍼(W)의 처리가 종료하기까지의 동안, 포커스 링(FR)의 교환이 가능하지 않다고 판정한다.
교환 가부 판정 단계(S20)에 있어서, 플라즈마 처리 시스템의 상태가, 포커스 링(FR)을 교환할 수 있는 상태인 것으로 판정된 경우, 제어부(CU)는, 제1 클리닝 단계(S30)를 행한다. 교환 가부 판정 단계(S20)에 있어서, 플라즈마 처리 시스템의 상태가, 포커스 링(FR)을 교환할 수 없는 상태인 것으로 판정된 경우, 제어부(CU)는, 교환 가부 판정 단계(S20)를 반복한다.
제1 클리닝 단계(S30)는, 프로세스 모듈(PM1)의 클리닝 처리를 행하는 단계이다. 제1 클리닝 단계(S30)에서는, 제어부(CU)는, 가스 도입계, 배기계, 전력 도입계 등을 제어함으로써, 프로세스 모듈(PM1)의 클리닝 처리를 행한다. 클리닝 처리란, 플라즈마 처리에 의해 발생한 프로세스 모듈(PM1) 내의 퇴적물을 처리 가스의 플라즈마 등에 의해 제거하여, 프로세스 모듈(PM1) 내부를 클린 상태로 안정시키는 처리이다. 제1 클리닝 단계(S30)를 행함으로써, 반출 단계(S40)에 있어서 배치대(3)로부터 포커스 링(FR)을 반출할 때, 처리실(10) 내의 퇴적물이 끌려 올라가는 것을 억제할 수 있다. 처리 가스로서는, 예컨대, 산소(O2) 가스, 불화탄소(CF)계 가스, 질소(N2) 가스, 아르곤(Ar) 가스, He 가스, 혹은, 이들 2종 이상의 혼합 가스를 이용할 수 있다. 또한, 프로세스 모듈(PM1)의 클리닝 처리를 행할 때, 처리 조건에 따라서는 배치대(3)의 정전 척을 보호하기 위해, 정전 척의 상면에 더미 웨이퍼 등의 웨이퍼(W)를 배치한 상태로 클리닝 처리를 행하여도 좋다. 또한, 처리실(10)에 퇴적물이 존재하지 않는 경우 등, 퇴적물이 끌려 올라가는 일이 없는 경우에는, 제1 클리닝 단계(S30)를 행하지 않아도 좋다. 또한, 정전 척에 의해 포커스 링(FR)이 배치대(3)에 흡착되어 있는 경우에는, 다음 반출 단계(S40)까지 제전 처리를 행한다.
반출 단계(S40)는, 프로세스 모듈(PM1)을 대기 개방하는 일없이, 프로세스 모듈(PM1) 내로부터 포커스 링(FR)을 반출하는 단계이다. 반출 단계(S40)에서는, 제어부(CU)는, 프로세스 모듈(PM1)을 대기 개방하는 일없이, 프로세스 모듈(PM1) 내로부터 포커스 링(FR)을 반출하도록 플라즈마 처리 시스템의 각 부를 제어한다. 구체적으로는, 게이트 밸브(G1)를 개방하여, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)에 의해, 프로세스 모듈(PM1)의 내부의 배치대(3)에 배치된 포커스 링(FR)을 프로세스 모듈(PM1)로부터 반출한다. 계속해서, 게이트 밸브(G8)를 개방하여, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)에 의해, 프로세스 모듈(PM1)로부터 반출된 포커스 링(FR)을 로드록 모듈(LL2)의 전달대에 배치한다. 계속해서, 게이트 밸브(G8)를 폐쇄하여, 로드록 모듈(LL2) 내의 압력 조정 후, 게이트 밸브(G10)를 개방하여, 반송 유닛측 반송 장치(TR2)에 의해, 전달대에 배치된 포커스 링(FR)을 트랜스퍼 모듈(TM)에 반송한다. 계속해서, 개폐 도어(D3)를 개방하여, 반송 유닛측 반송 장치(TR2)에 의해, 로드 포트(LP3)에 배치된 FOUP에 포커스 링(FR)을 수용한다.
제2 클리닝 단계(S50)는, 프로세스 모듈(PM1)의 배치대(3)의 포커스 링(FR)이 배치되는 면[포커스 링 배치면(34)]을 클리닝 처리하는 단계이다. 제2 클리닝 단계(S50)에서는, 제어부(CU)는, 가스 도입계, 배기계, 전력 도입계 등을 제어함으로써, 프로세스 모듈(PM1)의 배치대(3)의 포커스 링(FR)이 배치되는 면의 클리닝 처리를 행한다. 제2 클리닝 단계(S50)에 있어서의 클리닝 처리는, 예컨대 제1 클리닝 단계(S30)와 동일한 방법으로 행할 수 있다. 즉, 처리 가스로서는, 예컨대, O2 가스, CF계 가스, N2 가스, Ar 가스, He 가스, 혹은, 이들 2종 이상의 혼합 가스를 이용할 수 있다. 또한, 프로세스 모듈(PM1)의 클리닝 처리를 행할 때, 처리 조건에 따라서는 배치대(3)의 정전 척을 보호하기 위해, 정전 척의 상면에 더미 웨이퍼 등의 웨이퍼(W)를 배치한 상태로 클리닝 처리를 행하여도 좋다.
반입 단계(S60)는, 프로세스 모듈(PM1)을 대기 개방하는 일없이, 프로세스 모듈(PM1) 내에 포커스 링(FR)을 반입하여, 배치대(3)에 배치하는 단계이다. 반입 단계(S60)에서는, 제어부(CU)는, 프로세스 모듈(PM1)을 대기 개방하는 일없이, 프로세스 모듈(PM1) 내에 포커스 링(FR)을 반입하도록 플라즈마 처리 시스템의 각 부를 제어한다. 구체적으로는, 예컨대 개폐 도어(D3)를 개방하여, 반송 유닛측 반송 장치(TR2)에 의해, 로드 포트(LP3)에 배치된 FOUP에 수용된 미사용의 포커스 링(FR)을 반출한다. 계속해서, 게이트 밸브(G9)를 개방하여, 반송 유닛측 반송 장치(TR2)에 의해, 미사용의 포커스 링(FR)을 로드록 모듈(LL1)의 전달대에 배치한다. 계속해서, 게이트 밸브(G7) 및 게이트 밸브(G1)를 개방하여, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)에 의해, 로드록 모듈(LL1)의 전달대에 배치된 미사용의 포커스 링(FR)을 반출한 다음, 프로세스 모듈(PM1)에 반입하여, 배치대(3)에 배치한다.
시즈닝 단계(S70)는, 프로세스 모듈(PM1)의 시즈닝 처리를 행하는 단계이다. 시즈닝 단계(S70)에서는, 제어부(CU)는, 가스 도입계, 배기계, 전력 도입계 등을 제어함으로써, 프로세스 모듈(PM1)의 시즈닝 처리를 행한다. 시즈닝 처리란, 소정의 플라즈마 처리를 행함으로써, 프로세스 모듈(PM1) 내의 온도나 퇴적물의 상태를 안정시키기 위한 처리이다. 또한, 시즈닝 단계(S70)에서는, 프로세스 모듈(PM1)의 시즈닝 처리 후, 프로세스 모듈(PM1) 내에 품질 관리용 웨이퍼를 반입하여, 품질 관리용 웨이퍼에 대하여, 소정의 처리를 행하여도 좋다. 이에 의해, 프로세스 모듈(PM1)의 상태가 정상인지의 여부를 확인할 수 있다.
이상의 단계에 의해, 포커스 링(FR)을 교환할 수 있다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태의 포커스 링 교환 방법에서는, 처리실(10)을 대기 개방하는 일없이, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)에 의해 처리실(10) 내로부터 포커스 링(FR)을 반출하고, 처리실(10) 내부를 클리닝 처리하여, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)에 의해 처리실(10) 내에 포커스 링(FR)을 반입한다. 이에 의해, 작업자가 수동으로 포커스 링(FR)을 교환할 필요가 없다. 이 때문에, 포커스 링(FR)의 교환에 요하는 시간을 단축할 수 있어, 생산성이 향상된다. 또한, 포커스 링(FR)의 반입 전에 포커스 링 배치면(34)이 클리닝됨으로써, 포커스 링(FR)과 포커스 링 배치면(34) 사이에 퇴적물이 존재하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 양자의 접촉이 양호해짐으로써 포커스 링(FR)의 온도 제어성을 양호하게 유지할 수 있다.
(처리 유닛측 반송 장치)
다음에, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)의 일례에 대해서, 도 4에 기초하여 설명한다. 도 4는 도 1의 처리 유닛측 반송 장치를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)의 슬라이드 기구의 일례에 대해서 설명한다. 처리 유닛측 반송 장치(TR1)의 반송 아암[제1 아암(111), 제2 아암(121)]은, 예컨대 도 4에 나타내는 바와 같이, 베이스(131) 상에 부착되어 있다. 베이스(131)는, 안내 레일(132a, 132b) 상을 슬라이드축인 Y축의 방향[트랜스퍼 모듈(TM)의 길이 방향]으로 슬라이드 가능하게 되어 있다. 그리고, 예컨대 Y축용 모터(133)에 의해 구동되는 볼 스크류(134)를 베이스(131)에 나사 결합시켜, Y축용 모터(133)를 구동 제어함으로써, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)의 반송 아암의 슬라이드 구동을 제어할 수 있다.
다음에, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)의 선회 기구의 일례에 대해서 설명한다. 처리 유닛측 반송 장치(TR1)의 반송 아암[제1 아암(111), 제2 아암(121)]은, 예컨대 도 4에 나타내는 바와 같이, 베이스(131) 상에 선회축인 θ축의 방향으로 선회 가능하게 마련된 회전판(135)을 통해 부착되어 있다. 회전판(135)은, 예컨대 베이스(131) 상에 마련된 θ축용 모터(136)에 의해 구동하도록 되어 있다. 이에 의해, θ축용 모터(136)를 구동 제어함으로써, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)의 반송 아암의 선회 구동을 제어할 수 있다.
또한, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)의 반송 아암인 제1 아암(111) 및 제2 아암(121)은, 각각 선단에 픽(112, 122)을 구비하여, 한번에 2장의 웨이퍼(W) 또는 2개의 포커스 링(FR)을 유지할 수 있게 되어 있다. 이에 의해, 예컨대 프로세스 모듈(PM1∼PM6), 로드록 모듈(LL1, LL2)에 대하여 웨이퍼(W) 또는 포커스 링(FR)을 반송할 때, 웨이퍼(W) 또는 포커스 링(FR)을 교환하도록 반송할 수 있다. 또한, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)의 반송 아암의 수는 상기의 것에 한정되지 않고, 예컨대 하나의 아암만을 갖는 싱글 아암 기구여도 좋다.
또한, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)는, 반송 아암을 신축시키기 위한 도시하지 않는 신축용 모터를 갖는다. 신축용 모터는, 예컨대 θ축용 모터(136)의 하측에 부착되고, θ축용 모터(136)와는 독립적으로 제어 가능하다. 또한, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)를 구동시키는 모터로서는, 상기의 것 외에, 반송 아암을 승강시키는 승강용 모터(도시하지 않음)를 마련하도록 하여도 좋다.
처리 유닛측 반송 장치(TR1)를 구동시키기 위한 θ축용 모터(136), Y축용 모터(133) 등은, 각각 제어부(CU)에 접속되어 있으며, 제어부(CU)로부터의 지령에 기초하여 구동 제어되도록 되어 있다.
또한, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)의 베이스(131)에는, 예컨대 도 1에 나타내는 바와 같이, θ축용 모터(136) 등의 배선을 통과시키기 위한 플렉시블 아암(137)이 접속되어 있다. 플렉시블 아암(137)은, 예컨대 통형으로 형성된 아암 기구로 이루어진다. 플렉시블 아암(137)은 기밀하게 접속되며, 그 내부는 트랜스퍼 모듈(TM)의 바닥부에 형성된 구멍부를 통해 대기와 연통한다. 이에 의해, 트랜스퍼 모듈(TM) 내부는 진공 상태로 되어 있어도, 플렉시블 아암(137) 내부는 대기압 상태이기 때문에, 배선의 손상 등을 방지할 수 있다.
이와 같이 처리 유닛측 반송 장치(TR1)에 따르면, 안내 레일(132a, 132b)을 따라 슬라이드 구동시키며 반송 아암을 신축시킬 수 있다. 이에 의해, 프로세스 모듈(PM1∼PM6) 및 로드록 모듈(LL1, LL2)의 각 모듈 사이에서 웨이퍼(W) 및 포커스 링(FR)을 반송할 수 있다.
다음에, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)의 픽(112)의 일례에 대해서 설명한다. 도 5는 도 1의 처리 유닛측 반송 장치가 웨이퍼를 유지한 상태를 나타내는 도면이다. 도 5의 (a)는 웨이퍼(W)를 유지한 픽(112)을 측면에서 본 도면이고, 도 5의 (b)는 웨이퍼(W)를 유지한 픽(112)을 상면에서 본 도면이다. 도 6은 도 1의 처리 유닛측 반송 장치가 포커스 링을 유지한 상태를 나타내는 도면이다. 도 6의 (a)는 포커스 링(FR)을 유지한 픽(112)을 측면에서 본 도면이고, 도 6의 (b)는 포커스 링(FR)을 유지한 픽(112)을 상면에서 본 도면이다. 또한, 도 5 및 도 6에서는, 픽(112)을 예로 들어 설명하지만, 픽(122)에 대해서도 동일하게 할 수 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 픽(112)에는, 웨이퍼(W)의 외주 가장자리부를 유지하는 복수(예컨대 3개)의 돌기부(113)가 형성되어 있다. 돌기부(113)는, 예컨대 원뿔대 형상이며, 웨이퍼(W)의 외주 가장자리부를 따르도록 배치되고, 돌기부(113)가 원뿔대 형상의 테이퍼부(114)에서 웨이퍼(W)의 외주 가장자리부와 접촉함으로써 픽(112)에 대한 웨이퍼(W)의 위치 어긋남을 방지한다. 돌기부(113)는, 예컨대 엘라스토머에 의해 형성된다.
또한, 도 6에 나타내는 바와 같이, 돌기부(113)는, 원뿔대 형상의 상면(115)에 있어서 포커스 링(FR)의 하면과 접촉함으로써 포커스 링(FR)을 유지하는 것이 가능하게 되어 있다. 이것은, 전술한 바와 같이, 포커스 링(FR)의 내직경이 웨이퍼(W)의 외직경보다 작게 형성되어 있기 때문이다. 이와 같이 처리 유닛측 반송 장치(TR1)는, 하나의 픽(112)에 의해, 웨이퍼(W) 및 포커스 링(FR)을 유지할 수 있게 되어 있다.
이상에 설명한 바와 같이, 픽(112)은, 돌기부(113)의 테이퍼부(114)에서 웨이퍼(W)를 유지하고, 돌기부(113)의 상면(115)에서 포커스 링(FR)을 유지하기 때문에, 픽(112)의 길이를 길게 하는 일없이, 포커스 링(FR)을 유지할 수 있다. 이에 의해, 픽(112)에 의해 웨이퍼(W)나 포커스 링(FR)을 반송할 때, 픽(112)의 선단이 다른 부위(예컨대 FOUP의 내벽면)에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 도 5 및 도 6에서는, 돌기부(113)가 3개인 경우를 예로 들어 설명하였지만, 돌기부(113)의 수는 이것에 한정되지 않는다.
또한, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)는, 포커스 링(FR)을 유지한 상태로 선회할 때, 선회 반경이 최소가 되도록 선회하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 픽(112)에 유지된 포커스 링(FR)가 다른 부위에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 2개의 픽(112, 122)이 대략 동일한 평면에서 선회하는 경우, 한쪽의 픽(112)에서 웨이퍼(W)를 유지하고, 다른쪽의 픽(122)에서 포커스 링(FR)을 유지한 경우라도, 웨이퍼(W)와 포커스 링(FR)이 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
(위치 검출 센서)
다음에, 위치 검출 센서의 일례에 대해서, 도 7에 기초하여 설명한다. 도 7은 도 1의 위치 검출 센서를 설명하기 위한 도면이며, 도 1의 일점 쇄선(1A-1B)에 있어서 절단한 단면의 일부를 나타내고 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 위치 검출 센서(S11)는, 투광부(310)와 수광부(320)를 갖는다. 투광부(310)는 트랜스퍼 모듈(TM)의 상부벽(330)에 마련되고, 수광부(320)는 트랜스퍼 모듈(TM)의 하부벽(340)에 마련되어 있다. 투광부(310)는, 수광부(320)를 향하여 레이저광(L)을 조사한다. 수광부(320)는, 투광부(310)로부터 조사된 레이저광(L)의 수광의 유무를 검출한다. 또한, 도 7에서는, 위치 검출 센서(S11)의 투광부(310) 및 수광부(320)를 예시하고 있지만, 위치 검출 센서(S12)에 대해서도, 위치 검출 센서(S11)와 마찬가지로 투광부 및 수광부를 가지고 있다. 이에 의해, 위치 검출 센서(S11)의 투광부(310)로부터 수광부(320)에 조사된 레이저 광(L)은, 트랜스퍼 모듈(TM)로부터 프로세스 모듈(PM1)에 반송되는 웨이퍼(W) 또는 포커스 링(FR)에 의해 소정의 시간만큼 차단된다. 또한, 위치 검출 센서(S12)의 투광부로부터 수광부에 조사된 레이저 광(L)은, 트랜스퍼 모듈(TM)로부터 프로세스 모듈(PM1)에 반송되는 웨이퍼(W) 또는 포커스 링(FR)에 의해 소정의 시간만큼 차단된다.
다음에, 웨이퍼(W) 및 포커스 링(FR)의 위치를 보정하는 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시형태의 웨이퍼(W) 및 포커스 링(FR)의 위치를 보정하는 방법에서는, 제어부(CU)가, 웨이퍼(W)의 위치 보정 및 포커스 링(FR)의 위치 보정을 동일한 위치 검출 센서에 의해 행한다. 이하, 구체적으로 설명한다.
먼저, 트랜스퍼 모듈(TM)로부터 프로세스 모듈(PM1)에 웨이퍼(W)를 반송하는 경우에 대해서, 도 8에 기초하여 설명한다. 도 8은 웨이퍼의 위치를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 (a)는 웨이퍼(W)의 위치와 위치 검출 센서의 위치의 관계를 나타내고 있다. 도 8의 (b)는 웨이퍼(W)가 도 8의 (a)에 있어서의 위치(P11)를 기점으로 하여 웨이퍼(W)를 위치(P14)까지 반송하였을 때의 위치 검출 센서(S11, S12)의 센서 출력의 변화를 나타내고 있다. 또한, 도 8의 (b)에 있어서, 위치(P11)에서의 시각을 t11, 위치(P12)에서의 시각을 t12, 위치(P13)에서의 시각을 t13, 위치(P14)에서의 시각을 t14로 나타내고 있다.
제어부(CU)는, 위치 검출 센서(S11, S12)에 의해 검출되는 웨이퍼(W)의 위치와 미리 정해진 기준 위치에 기초하여, 픽(112)에 유지된 웨이퍼(W)의 기준 위치로부터의 어긋남량을 산출한다. 계속해서, 제어부(CU)는, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)에 의해, 산출된 어긋남량을 보정하도록 프로세스 모듈(PM1)의 배치대(3)에 웨이퍼(W)를 배치한다. 이에 의해, 픽(112)에 유지된 웨이퍼(W)의 위치가 기준 위치로부터 어긋나는 경우라도, 프로세스 모듈(PM1)의 배치대(3)의 소정의 위치에 웨이퍼(W)를 배치할 수 있다.
픽(112)에 유지된 웨이퍼(W)의 위치는, 웨이퍼(W)의 외주 가장자리부가 위치 검출 센서(S11, S12)를 통과함으로써 생기는 위치 검출 센서(S11, S12)의 센서 출력의 변화에 기초하여 산출될 수 있다. 예컨대 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, 위치(P11)로부터 위치(P14)까지 웨이퍼(W)를 반송하는 경우, 위치 검출 센서(S11, S12)가 웨이퍼(W)에 의해 차광되는 위치(P12)로부터 위치(P13)까지의 시간(T1)에 기초하여 산출될 수 있다. 구체적으로는, 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 위치(P12)에서의 시각(t12) 및 위치(P13)에서의 시각(t13)을 이용하여, T1=t13-t12에 따라 산출될 수 있다. 또한, 도 8에서는, 웨이퍼(W)에 의해 위치 검출 센서(S11)가 차광될 때의 위치와 위치 검출 센서(S12)가 차광될 때의 위치가 동일한 경우를 나타내고 있지만, 이들 위치는 상이하여도 좋다.
기준 위치는, 예컨대 처리 유닛측 반송 장치(TR1)의 제1 아암(111)의 선회용 모터 및 신축용 모터의 인코더 위치에 기초하여 산출될 수 있다. 또한, 기준 위치를 산출하는 방법은, 이에 한정되지 않고, 각종 기존의 방법을 이용할 수 있다.
다음에, 트랜스퍼 모듈(TM)로부터 프로세스 모듈(PM1)에 포커스 링(FR)을 반송하는 경우에 대해서, 도 9에 기초하여 설명한다. 도 9는 포커스 링의 위치를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 9의 (a)는 포커스 링(FR)의 위치와 위치 검출 센서의 위치의 관계를 나타내고 있다. 도 9의 (b)는 포커스 링(FR)이 도 9의 (b)에 있어서의 위치(P21)를 기점으로 하여 포커스 링(FR)을 위치(P24)까지 반송하였을 때의 위치 검출 센서(S11, S12)의 센서 출력의 변화를 나타내고 있다. 또한, 도 9의 (b)에 있어서, 위치(P21)에서의 시각을 t21, 위치(P22)에서의 시각을 t22, 위치(P23)에서의 시각을 t23, 위치(P24)에서의 시각을 t24로 나타내고 있다.
제어부(CU)는, 위치 검출 센서(S11, S12)에 의해 검출되는 포커스 링(FR)의 위치와 미리 정해진 기준 위치에 기초하여, 포커스 링(FR)의 기준 위치로부터의 어긋남량을 산출한다. 계속해서, 제어부(CU)는, 처리 유닛측 반송 장치(TR1)에 의해, 산출된 어긋남량을 보정하도록 프로세스 모듈(PM1)의 배치대(3)에 포커스 링(FR)을 배치한다. 이에 의해, 픽(112)에 유지된 포커스 링(FR)의 위치가 기준 위치로부터 어긋나는 경우라도, 프로세스 모듈(PM1)의 배치대(3)의 소정의 위치에 포커스 링(FR)을 배치할 수 있다.
픽(112)에 유지된 포커스 링(FR)의 위치는, 포커스 링(FR)의 내주 가장자리부가 위치 검출 센서(S11, S12)를 통과함으로써 생기는 위치 검출 센서(S11, S12)의 출력의 변화에 기초하여 산출될 수 있다. 예컨대 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이, 위치(P21)로부터 위치(P24)까지 포커스 링(FR)을 반송하는 경우, 위치(P22)로부터 위치(P23)까지 포커스 링(FR)가 이동하는 시간(T2)에 기초하여 산출될 수 있다. 위치(P22)는, 위치 검출 센서(S11, S12)의 센서 출력이 로우(L) 레벨로부터 하이(H) 레벨로 변화하는 위치이며, 위치(P23)는, 위치 검출 센서(S11, S12)의 센서 출력이 하이(H) 레벨로부터 로우(L) 레벨로 변화하는 위치이다. 구체적으로는, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 위치(P22)에서의 시각(t22) 및 위치(P23)에서의 시각(t23)을 이용하여, T2=t23-t22에 따라 산출될 수 있다. 또한, 도 9에서는, 포커스 링(FR)에 의해 위치 검출 센서(S11)가 차광되는 위치와 위치 검출 센서(S12)가 차광되는 위치가 동일한 경우를 나타내고 있지만, 이들 위치는 상이하여도 좋다.
또한, 반송 중에 포커스 링(FR)이 파손 내지 낙하한 경우, 도 9에서 나타내는 파형을 검출할 수 없다. 이 경우에는, 포커스 링 반송의 이상이라고 판단하여, 반송 처리를 중단한다.
기준 위치는, 예컨대 처리 유닛측 반송 장치(TR1)의 제1 아암(111)의 선회용 모터 및 신축용 모터의 인코더 위치에 기초하여 산출될 수 있다. 또한, 기준 위치를 산출하는 방법은, 이에 한정되지 않고, 각종의 기존 방법을 이용할 수 있다.
이상, 본 발명이 바람직한 실시형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이러한 특정 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 청구범위 내에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 여러 가지의 변형·변경이 가능하다.
상기 실시형태에서는, 제1 클리닝 단계(S30) 및 제2 클리닝 단계(S50)에 있어서, 플라즈마를 이용한 클리닝 처리를 하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 플라즈마를 이용하지 않고 가스 충격력, 가스 점성력 및 전자 응력을 이용하여 처리실 내부의 구성 부품으로부터 파티클을 박리시키며 처리실 내부로부터 배출하는 NPPC(Non Plasma Particle Cleaning)를 이용한 처리여도 좋다(일본 특허 공개 제2005-101539호 공보).
3: 배치대 10: 처리실
112: 픽 113: 돌기부
FR: 포커스 링 PM: 프로세스 모듈
TM: 트랜스퍼 모듈 TR1: 처리 유닛측 반송 장치
TR2: 반송 유닛측 반송 장치 W: 웨이퍼

Claims (16)

  1. 프로세스 모듈과,
    상기 프로세스 모듈이 접속되는 트랜스퍼 모듈과,
    상기 트랜스퍼 모듈의 내부에 마련되고, 상기 트랜스퍼 모듈로부터 상기 프로세스 모듈에의 기판의 반송 및 포커스 링의 반송에 이용되는 반송 장치와,
    상기 반송 장치에 의해 반송되는 상기 기판 및 상기 포커스 링의 반송 경로 상으로서, 상기 기판의 외주 가장자리부 및 상기 포커스 링의 내주 가장자리부를 검출할 수 있는 위치에 마련되는 위치 검출 센서를 구비하는, 플라즈마 처리 시스템.
  2. 프로세스 모듈과,
    상기 프로세스 모듈이 접속되는 트랜스퍼 모듈과,
    상기 트랜스퍼 모듈에 접속되는 로드록 모듈과,
    상기 로드록 모듈과 접속되는 반송 모듈과,
    상기 트랜스퍼 모듈의 내부에 마련되고, 상기 프로세스 모듈 및 상기 로드록 모듈 사이에서 기판의 반송 및 포커스 링의 반송에 이용되는 반송 장치와,
    상기 반송 장치에 의해 상기 트랜스퍼 모듈로부터 상기 프로세스 모듈에 반송되는 상기 기판 및 상기 포커스 링의 반송 경로 상으로서, 상기 기판의 외주 가장자리부 및 상기 포커스 링의 내주 가장자리부를 검출할 수 있는 위치에 마련되는 위치 검출 센서를 구비하는, 플라즈마 처리 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 위치 검출 센서는, 투광부와 수광부를 갖고,
    상기 투광부는, 상기 수광부를 향하여 광을 조사하고,
    상기 수광부는, 상기 투광부로부터 조사된 상기 광의 수광의 유무를 검출하는, 플라즈마 처리 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 위치 검출 센서는, 상기 반송 장치에 의한 상기 포커스 링의 반송 중에 상기 포커스 링의 위치를 검출하는, 플라즈마 처리 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 투광부 및 상기 수광부는, 각각 상기 트랜스퍼 모듈에 마련되어 있는, 플라즈마 처리 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제어부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 위치 검출 센서에 의해 검출되는 상기 포커스 링의 위치와 미리 정해진 기준 위치에 기초하여, 상기 포커스 링의 기준 위치로부터의 어긋남량을 산출하도록 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는, 산출한 상기 어긋남량을 보정하도록 상기 프로세스 모듈에 상기 포커스 링을 반송하도록 상기 반송 장치를 제어하도록 구성되는, 플라즈마 처리 시스템.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제어부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 포커스 링의 위치를, 상기 포커스 링의 내주 가장자리부를 검출하는 제1 위치로부터 상기 포커스 링의 내주 가장자리부를 재차 검출하는 제2 위치까지 상기 포커스 링이 이동하는 시간에 기초하여 산출하는, 플라즈마 처리 시스템.
  9. 프로세스 모듈과, 상기 프로세스 모듈이 접속되는 트랜스퍼 모듈과, 상기 트랜스퍼 모듈의 내부에 마련되고, 상기 트랜스퍼 모듈로부터 상기 프로세스 모듈에의 기판의 반송 및 포커스 링의 반송에 이용되는 반송 장치를 구비하는 플라즈마 처리 시스템에 있어서 기판 및 포커스 링을 반송하는 반송 방법으로서,
    상기 반송 장치에 의해 상기 트랜스퍼 모듈로부터 상기 프로세스 모듈에 기판을 반송하는 단계와,
    상기 반송 장치에 의해 상기 트랜스퍼 모듈로부터 상기 프로세스 모듈에 포커스 링을 반송하는 단계를 갖고,
    상기 기판을 반송하는 단계에서는, 상기 기판의 외주 가장자리부의 위치를 위치 검출 센서에 의해 검출하고,
    상기 포커스 링을 반송하는 단계에서는, 상기 포커스 링의 내주 가장자리부의 위치를 상기 위치 검출 센서에 의해 검출하는, 반송 방법.
  10. 프로세스 모듈과, 상기 프로세스 모듈이 접속되는 트랜스퍼 모듈과, 상기 트랜스퍼 모듈에 접속되는 로드록 모듈과, 상기 로드록 모듈과 접속되는 반송 모듈과, 상기 트랜스퍼 모듈의 내부에 마련되고, 상기 프로세스 모듈 및 상기 로드록 모듈 사이에서 기판의 반송 및 포커스 링의 반송에 이용되는 반송 장치를 구비하는 플라즈마 처리 시스템에 있어서 기판 및 포커스 링을 반송하는 반송 방법으로서,
    상기 반송 장치에 의해 상기 트랜스퍼 모듈로부터 상기 프로세스 모듈에 기판을 반송하는 단계와,
    상기 반송 장치에 의해 상기 트랜스퍼 모듈로부터 상기 프로세스 모듈에 포커스 링을 반송하는 단계를 갖고,
    상기 기판을 반송하는 단계에서는, 상기 기판의 외주 가장자리부의 위치를 위치 검출 센서에 의해 검출하고,
    상기 포커스 링을 반송하는 단계에서는, 상기 포커스 링의 내주 가장자리부의 위치를 상기 위치 검출 센서에 의해 검출하는, 반송 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 위치 검출 센서는, 투광부와 수광부를 갖고,
    상기 투광부는, 상기 수광부를 향하여 광을 조사하고,
    상기 수광부는, 상기 투광부로부터 조사된 상기 광의 수광의 유무를 검출하는, 반송 방법.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 위치 검출 센서는, 상기 반송 장치에 의한 상기 포커스 링의 반송 중에 상기 포커스 링의 위치를 검출하는, 반송 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 투광부 및 상기 수광부는, 각각 상기 트랜스퍼 모듈에 마련되어 있는, 반송 방법.
  14. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 포커스 링을 반송하는 단계에서는, 상기 위치 검출 센서에 의해 검출되는 상기 포커스 링의 위치와 미리 정해진 기준 위치에 기초하여, 상기 포커스 링의 기준 위치로부터의 어긋남량을 산출하는, 반송 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 포커스 링을 반송하는 단계에서는, 산출한 상기 어긋남량을 보정하도록 상기 프로세스 모듈에 상기 포커스 링을 반송하는, 반송 방법.
  16. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 포커스 링을 반송하는 단계에서는, 상기 포커스 링의 위치를, 상기 포커스 링의 내주 가장자리부를 검출하는 제1 위치로부터 상기 포커스 링의 내주 가장자리부를 재차 검출하는 제2 위치까지 상기 포커스 링이 이동하는 시간에 기초하여 산출하는, 반송 방법.
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