JP2022154234A - プラズマ処理システム、搬送アーム及び環状部材の搬送方法 - Google Patents

プラズマ処理システム、搬送アーム及び環状部材の搬送方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本開示は、処理基板の周辺に設置される環状部材を搬送する技術を提供する。【解決手段】処理チャンバと、前記処理チャンバ内に配置されている基板支持台と、前記基板支持台の外縁部に配置され、前記基板支持台に接触する下面と、前記下面の反対側の上面と、前記上面と前記下面との間を接続する側面とを有する環状部材と、前記上面又は前記側面を保持して前記環状部材を前記処理チャンバから搬入又は搬出する搬送アームと、を備えるプラズマ処理システム。【選択図】図５

Description

本開示は、プラズマ処理システム、搬送アーム及び環状部材の搬送方法に関する。
プラズマ処理装置において、処理基板の周辺に設置される環状部材が用いられる（例えば、特許文献１及び特許文献２）。当該環状部材は、使用するについて劣化することから、交換する必要がある。
特開２０１２－２１６６１４号公報 特開２０１１－０５４９３３号公報
本開示は、処理基板の周辺に設置される環状部材を搬送する技術を提供する。
本開示の一の態様によれば、処理チャンバと、前記処理チャンバ内に配置されている基板支持台と、前記基板支持台の外縁部に配置され、前記基板支持台に接触する下面と、前記下面の反対側の上面と、前記上面と前記下面との間を接続する側面とを有する環状部材と、前記上面又は前記側面を保持して前記環状部材を前記処理チャンバから搬入又は搬出する搬送アームと、を備えるプラズマ処理システムが提供される。
本開示は、処理基板の周辺に設置される環状部材を搬送する技術を提供する。
図１は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の構成例を説明する図である。 図２は、本実施形態に係る基板処理システムの一例の概略構成を示す断面図である。 図３は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の環状部材の搬送方法を説明する図である。 図４は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の環状部材の搬送方法を説明する図である。 図５は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の環状部材の搬送方法を説明する図である。 図６は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の環状部材の搬送方法における保持方法（その１）を説明する図である。 図７は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の環状部材の搬送方法における保持方法（その２）を説明する図である。 図８は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の環状部材の搬送方法における保持方法（その３）を説明する図である。 図９は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の環状部材の搬送方法における保持方法（その３）を説明する図である。 図１０は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の環状部材の搬送方法における保持方法（その４）を説明する図である。 図１１は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の環状部材の搬送方法における保持方法（その４）を説明する図である。 図１２は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の環状部材の搬送方法における保持方法（その５）を説明する図である。 図１３は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の環状部材の搬送方法における保持方法（その６）を説明する図である。 図１４は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の環状部材の搬送方法における保持方法（その７）を説明する図である。 図１５は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の搬送アームを説明する図である。
以下、本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。なお、理解を容易にするために、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。
平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、実施形態の効果を損なわない程度のずれが許容される。角部の形状は、直角に限られず、弓状に丸みを帯びてもよい。平行、直角、直交、水平、垂直には、略平行、略直角、略直交、略水平、略垂直が含まれてもよい。
＜プラズマ処理システム＞
以下に、図１を参照してプラズマ処理システム６の構成例について説明する。
プラズマ処理システム６は、容量結合プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。容量結合プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓに供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。側壁１０ａは接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０筐体とは電気的に絶縁される。
基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板（ウエハ）Ｗを支持するための中央領域（基板支持面）１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域（リング支持面）１１１ｂとを有する。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ（外縁部）上に配置される。一実施形態において、本体部１１１は、基台及び静電チャックを含む。基台は、導電性部材を含む。基台の導電性部材は下部電極として機能する。静電チャックは、基台の上に配置される。静電チャックの上面は、基板支持面１１１ａを有する。リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。１又は複数の環状部材のうち少なくとも１つはエッジリングである。図１に示す本実施形態のリングアセンブリ１１２は、エッジリング１１２ａと、カバーリング１１２ｂと、を備える。また、図示は省略するが、基板支持部１１は、静電チャック、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と基板支持面１１１ａとの間に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。
シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、導電性部材を含む。シャワーヘッド１３の導電性部材は上部電極として機能する。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。
ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する１又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。
電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のような少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ処理チャンバ１０において１又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を基板支持部１１の導電性部材に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。
一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１３ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給される。第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。
また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、基板支持部１１の導電性部材に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のバイアスＤＣ信号は、基板支持部１１の導電性部材に印加される。一実施形態において、第１のＤＣ信号が、静電チャック内の電極のような他の電極に印加されてもよい。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、シャワーヘッド１３の導電性部材に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、シャワーヘッド１３の導電性部材に印加される。種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ、３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。
排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
プラズマ処理システム６は、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａに搬入搬出口１０ｈを有する。また、プラズマ処理システム６は、搬入搬出口１０ｈを開閉するゲートバルブ１０ｇを備える。また、プラズマ処理システム６は、基板Ｗ又はリングアセンブリ１１２の環状部材を搬入搬出する搬送アーム１５０を備える。搬送アーム１５０は、搬入搬出口１０ｈを通過することにより、基板Ｗ又はリングアセンブリ１１２の環状部材の搬送を行う。
制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａを含んでもよい。コンピュータ２ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２ａ１、記憶部２ａ２、及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。
［基板処理システム５の構成］
図２は、本実施形態に係る基板処理システムの一例の概略構成を示す断面図である。図２に示す基板処理システム５は、枚葉でウエハ（例えば、半導体ウエハ。）にプラズマ処理等の各種処理を施すことが可能な基板処理システムである。
基板処理システム５は、処理システム本体２１０と、処理システム本体２１０を制御する制御装置２００とを備える。処理システム本体２１０は、例えば図１に示すように、真空搬送室２２０ａ、２２０ｂと、複数のプロセスモジュール２３０と、複数のロードロックモジュール２４０と、ＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）２５０と、アッシャーモジュール２６０と、収納モジュール２７０と、を備える。なお、以下の説明では、真空搬送室２２０ａ、２２０ｂをＶＴＭ（Ｖａｃｕｕｍ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）２２０ａ、２２０ｂ、プロセスモジュール２３０をＰＭ（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍｏｄｕｌｅ）２３０、ロードロックモジュール２４０をＬＬＭ（Ｌｏａｄ Ｌｏｃｋ Ｍｏｄｕｌｅ）２４０として表現する場合もある。
ＶＴＭ２２０ａ、２２０ｂは、それぞれ平面視において略四角形状を有する。ＶＴＭ２２０ａ、２２０ｂは、対向する２つの側面にそれぞれ複数のＰＭ２３０が接続されている。また、ＶＴＭ２２０ａの他の対向する２つの側面のうち、一方の側面にはＬＬＭ２４０が接続され、他方の側面にはＶＴＭ２２０ｂと接続するための図示しないパスが接続されている。なお、ＶＴＭ２２０ａのＬＬＭ２４０が接続される側面は、２つのＬＬＭ２４０に応じて角度が付けられている。ＶＴＭ２２０ｂは、図示しないパスを介してＶＴＭ２２０ａと接続されている。ＶＴＭ２２０ａ、２２０ｂは、真空室を有し、内部にロボットアーム２８０ａ、２８０ｂが配置されている。
ロボットアーム２８０ａ、２８０ｂは、旋回、伸縮、昇降自在に構成されている。ロボットアーム２８０ａ、２８０ｂは、先端に配置されたフォーク２８１ａ、２８１ｂにウエハを載置することで、ＰＭ２３０およびＬＬＭ２４０の間でウエハを搬送することができる。また、ロボットアーム２８０ａ、２８０ｂは、フォーク２８１ａ、２８１ｂにエッジリング等の消耗部材を載置することで、ＰＭ２３０および収納モジュール２７０の間で消耗部材を搬送することができる。なお、ロボットアーム２８０ａ、２８０ｂは、ＰＭ２３０およびＬＬＭ２４０の間でウエハを搬送することが可能であり、ＰＭ２３０および収納モジュール２７０の間で消耗部材を搬送することが可能であればよく、図２に示される構成に限定されるものではない。
ＰＭ２３０は、処理室を有し、内部に配置された円柱状の基板支持部を有する。ＰＭ２３０は、基板支持部にウエハが載置された後、内部を減圧して処理ガスを導入し、さらに内部に高周波電力を印加してプラズマを生成し、プラズマによってウエハにプラズマ処理を施す。ＶＴＭ２２０ａ、２２０ｂとＰＭ２３０とは、開閉自在なゲートバルブ２３１で仕切られている。ＰＭ２３０内の基板支持部には、ウエハの周囲に配置されプラズマ処理の均一性を向上させるためのエッジリング、および、プラズマから基板支持部端部を保護するためのカバーリングが設けられる。また、基板支持部と対向する処理室内の上部には、高周波電力を印加するための上部電極が設けられる。
ＬＬＭ２４０は、ＶＴＭ２２０ａとＥＦＥＭ２５０との間に配置されている。ＬＬＭ２４０は、内部を真空、大気圧に切り換え可能な内圧可変室を有し、内部に配置された円柱状の基板支持部を有する。ＬＬＭ２４０は、ウエハをＥＦＥＭ２５０からＶＴＭ２２０ａへ搬入する際、内部を大気圧に維持してＥＦＥＭ２５０からウエハを受け取った後、内部を減圧してＶＴＭ２２０ａへウエハを搬入する。また、ウエハをＶＴＭ２２０ａからＥＦＥＭ２５０へ搬出する際、内部を真空に維持してＶＴＭ２２０ａからウエハを受け取った後、内部を大気圧まで昇圧してＥＦＥＭ２５０へウエハを搬入する。ＬＬＭ２４０とＶＴＭ２２０ａとは、開閉自在なゲートバルブ２４２で仕切られている。また、ＬＬＭ２４０とＥＦＥＭ２５０とは、開閉自在なゲートバルブ２４１で仕切られている。
ＥＦＥＭ２５０は、ＶＴＭ２２０ａに対向して配置されている。ＥＦＥＭ２５０は、直方体状であり、ＦＦＵ（Ｆａｎ Ｆｉｌｔｅｒ Ｕｎｉｔ）を備え、大気圧雰囲気に保持された大気搬送室である。ＥＦＥＭ２５０の長手方向に沿った一の側面には、２つのＬＬＭ２４０が接続されている。ＥＦＥＭ２５０の長手方向に沿った他の側面には、５つのロードポート（ＬＰ：Ｌｏａｄ Ｐｏｒｔ）２５１が接続されている。ＬＰ２５１には、複数のウエハを収容する容器であるＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ－Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）（図示せず）が載置される。ＥＦＥＭ２５０内には、ウエハを搬送する大気搬送ロボット（ロボットアーム）が配置されている。
アッシャーモジュール２６０は、ＶＴＭ２２０ｂに接続されている。アッシャーモジュール２６０は、内部に円柱状の基板支持部を有する。アッシャーモジュール２６０は、基板支持部上に載置されたウエハのレジストを剥離する。ＶＴＭ２２０ｂとアッシャーモジュール２６０とは、開閉自在なゲートバルブ２６１で仕切られている。
収納モジュール２７０は、ＶＴＭ２２０ｂに接続されている。収納モジュール２７０は、内部にエッジリング、カバーリングおよび上部電極といった消耗部材を収納する収納部と、消耗部材のアライメント（位置合わせ）を行うステージ（載置台）および回転部とを有する。収納モジュール２７０は、ロボットアーム２８０ｂのフォーク２８１ｂによって、消耗部材を収納部からステージへと移動可能である。アライメントが行われた消耗部材は、ロボットアーム２８０ｂによって、ＰＭ２３０に搬送される。ＶＴＭ２２０ｂと収納モジュール２７０とは、開閉自在なゲートバルブ２７１で仕切られている。
基板処理システム５は、制御装置２００を有する。制御装置２００は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、補助記憶装置等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭまたは補助記憶装置に格納されたプログラムに基づいて動作し、基板処理システム５の各構成要素の動作を制御する。
≪環状部材の搬送方法≫
図３から図５は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例であるプラズマ処理システム６の環状部材１１５の搬送方法を説明する図である。図３から図５のそれぞれは、基板支持台１２０、環状部材１１５及び搬送アーム１５０の断面図である。ここでは、リングアセンブリ１１２の環状部材の一つを環状部材１１５として示す。環状部材１１５は、例えば、エッジリング１１２ａ、カバーリング１１２ｂ等である。
基板支持台１２０は、プラズマ処理システム６の基板支持部１１の本体部１１１である。図３に示すように、搬送アーム１５０は、基板支持台１２０及び環状部材１１５の上方に位置するように移動される。
なお、環状部材１１５は、基板支持台１２０に接触する下面１１５Ｓ２と、下面１１５Ｓ２の反対側の上面１１５Ｓ１と、上面１１５Ｓ１と下面１１５Ｓ２とを接続する側面１１５Ｓ３及び１１５Ｓ４を有する。
そして、搬送アーム１５０は、矢印Ａに沿って上下方向に移動される。そして、図４に示すように、搬送アーム１５０は、環状部材１１５に接触する。具体的には、搬送アーム１５０は、環状部材１１５の上面１１５Ｓ１に接触する。
次に、搬送アーム１５０は、環状部材１１５の上面又は側面を領域Ｐにおいて保持して、矢印Ｂの方向に移動する。そして、搬送アーム１５０は、環状部材１１５をプラズマ処理チャンバ１０から搬出する。なお、環状部材１１５を搬入する場合は、搬出の逆の手順で行う。
次に、搬送アーム１５０を用いて環状部材１１５を保持する方法について説明する。
＜静電力による保持＞
静電力を用いて環状部材１１５を保持する搬送アーム１５１について説明する。図６は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例の環状部材１１５の搬送方法における静電力を用いた保持方法を説明する図である。以下において、図５の領域Ｐの部分を拡大して表示する。
搬送アーム１５１は、電極１５１ａを備える。電極１５１ａには、直流の電圧が供給される。電極１５１ａに直流の電圧が供給されることにより、搬送アーム１５１は、環状部材１１５を静電力により引きつける。すなわち、搬送アーム１５１は、電極１５１ａに電圧が供給されることにより発生する静電力により環状部材１１５を保持する。
＜磁力による保持＞
磁力を用いて環状部材１１５Ａを保持する搬送アーム１５２について説明する。図７は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの環状部材の一例である環状部材１１５Ａの搬送方法における磁力を用いた保持方法を説明する図である。
搬送アーム１５２は、電磁石１５２ａを備える。また、環状部材１１５Ａは、磁性体により形成される磁性体層１１５Ａａを備える。電磁石１５２ａが動作すると、環状部材１１５Ａの磁性体層１１５Ａａが搬送アーム１５２に引きつけられる。搬送アーム１５２は、電磁石１５２ａによる磁力により、環状部材１１５Ａを保持する。
＜粘着力による保持＞
粘着力を用いて環状部材１１５を保持する搬送アーム１５３について説明する。図８及び図９は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの環状部材の一例である環状部材１１５の搬送方法における粘着力を用いた保持方法を説明する図である。
搬送アーム１５３は、粘着層１５３ｂを備える。また、搬送アーム１５３は、環状部材１１５を搬送アーム１５３から取り外すための可動部材１５３ａを有する。
搬送アーム１５３は、粘着層１５３ｂの粘着力により、環状部材１１５を保持する。そして、環状部材１１５を取り外すときには、可動部材１５３ａを環状部材１１５側に突出させる。搬送アーム１５３は、可動部材１５３ａを突出させることにより、粘着力により貼り付けられた環状部材１１５を取り外す。
＜吸引力による保持＞
吸引力を用いて環状部材１１５を保持する搬送アーム１５４について説明する。図１０は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの環状部材の一例である環状部材１１５の搬送方法における吸引力を用いた保持方法を説明する図である。
搬送アーム１５４は、排気通路１５４ａを備える。また、搬送アーム１５４は、弾性層１５４ｂを備える。弾性層１５４ｂは、搬送アーム１５４と環状部材１１５との間の気密を確保するための部材である。
搬送アーム１５４は、排気通路１５４ａからプラズマ処理チャンバ１０の内部の気体を排出する。排気通路１５４ａからプラズマ処理チャンバ１０の内部の気体を排出することにより、搬送アーム１５４と環状部材１１５との間は負圧となる。搬送アーム１５４と環状部材１１５との間が負圧となることにより、環状部材１１５は、搬送アーム１５４に保持される。
なお、搬送アーム１５４から環状部材１１５を取り外す場合には、排気通路１５４ａから気体を供給して取り外してもよい。
また、図１１に示す搬送アーム１５５のように、弾性層１５４ｂに換えて、排気通路１５５ａの出口の周辺に、Ｏリング等の弾性部材１５５ｂを備えるようにしてもよい。
なお、排気通路１５４ａが吸引部の一例である。
＜把持力による保持＞
把持力を用いて環状部材１１５を保持する搬送アーム１５６について説明する。図１２は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの環状部材の一例である環状部材１１５の搬送方法における把持力を用いた保持方法を説明する図である。
搬送アーム１５６は、環状部材１１５の外側側面を把持するための把持装置１５６ａ及び把持装置１５６ｂを備える。
搬送アーム１５６は、把持装置１５６ａ及び把持装置１５６ｂのそれぞれの環状部材１１５を把持する部分を矢印Ｃの方向に移動することにより、環状部材１１５を保持する。
なお、環状部材１１５の把持装置１５６ａ及び把持装置１５６ｂに把持される部分に、溝又は穴を備えてもよい。
また、図１３に示す搬送アーム１５７のように、把持装置１５７ａ及び把持装置１５７ｂを矢印Ｄの方向に移動することにより、環状部材１１５の内側側面を把持してもよい。環状部材１１５の把持装置１５７ａ及び把持装置１５７ｂに把持される部分に、溝又は穴を備えてもよい。
＜分子間力による保持＞
分子間力を用いて環状部材１１５を保持する搬送アーム１５９について説明する。図１４は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの環状部材の一例である環状部材１１５の搬送方法における分子間力を用いた保持方法を説明する図である。
搬送アーム１５９は、鏡面仕上げされた下面１５９Ｓを有する。また、環状部材１１５の上面１１５Ｓ１は、鏡面仕上げされているとする。搬送アーム１５９の下面１５９Ｓと、環状部材１１５の上面１１５Ｓ１とを接触させてすり合わせると両者は密着する（リンギング）。
搬送アーム１５９は、リンギング、すなわち、分子間力によって、環状部材１１５を吸着して保持する。例えば、新品の環状部材１１５をプラズマ処理チャンバ１０に搬入する際には、環状部材１１５の上面１１５Ｓ１は、鏡面仕上げされている。したがって、搬送アーム１５９の下面１５９Ｓを鏡面仕上げすることにより、搬送アーム１５９は、環状部材１１５を保持できる。なお、環状部材１１５を使用後は、環状部材１１５の表面が荒れてしまう。したがって、使用後の環状部材１１５は、例えば、粘着力を用いて環状部材１１５を保持する搬送アーム１５３等を用いて搬出する。
なお、鏡面仕上げされた搬送アーム１５９の下面１５９Ｓは、吸着部の一例である。
＜搬送アームによるウエハＷと環状部材１１５の保持＞
図１５は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの搬送アームの一例である搬送アーム１６１を説明する図である。搬送アーム１６１は、基板Ｗ及び環状部材１１５を搬送可能である。
搬送アーム１６１は、アーム１６１Ａ１及びアーム１６１Ａ２と、アーム１６１Ａ１とアーム１６１Ａ２との間隔を変更可能なスライド機構１６１Ｂを備える。また、搬送アーム１６１は、アーム１６１Ａ１及びアーム１６１Ａ２の上面にウエハＷを載置するための複数のウエハ載置部材１６１ａを備える。
搬送アーム１６１がウエハＷを搬送する際には、搬送アーム１６１は、ウエハＷの下側に移動される。そして、搬送アーム１６１は、ウエハＷを下側から持ち上げる。ウエハ載置部材１６１ａは、搬送アーム１６１の上面にウエハＷが直接接触しないように備えられる。ウエハ載置部材１６１ａは柔軟な部材により構成される。図１５の搬送アーム１６１では、４個のウエハ載置部材１６１ａを備える。ウエハ載置部材の数は、４個に限らず、少なくとの３個以上備えればよい。
搬送アーム１６１が環状部材１１５を搬送する際には、搬送アーム１６１は、環状部材１１５の上側に移動される。そして、搬送アーム１６１は、環状部材１１５を搬送アーム１６１の下側の環状部材保持部１６１ｐ１、１６１ｐ２及び１６１ｐ３により保持する。そして、搬送アーム１６１は、環状部材１１５を搬送する。環状部材保持部の数は、３個に限らず、少なくとも３個以上備えればよい。すなわち、搬送アーム１６１は、３箇所以上で環状部材１１５を保持する。
なお、例えば、搬送アーム１６１が静電力を用いて保持する場合には、電極の形状を長くすることにより、２箇所、例えば、アーム１６１Ａ１とアーム１６１Ａ２のそれぞれの２箇所に電極を設けて保持するようにしてもよい。
搬送アーム１６１は、アーム１６１Ａ１とアーム１６１Ａ２との間隔を変更可能なスライド機構１６１Ｂを備えることから、搬送アーム１６１は、様々な寸法のウエハＷと環状部材１１５を搬送することができる。
なお、ウエハＷと環状部材１１５の寸法が決まっている場合には、搬送アーム１６１のスライド機構１６１Ｂを用いずに、アーム１６１Ａ１とアーム１６１Ａ２を一体としてもよい。
また、搬送アーム１６１は、環状部材１１５を搬送することのみに用いて、基板Ｗは別の搬送アームを用いて搬送してもよい。搬送アーム１６１とは別の搬送アームで基板Ｗを搬送する場合には、搬送アーム１６１を備えるロボットアームと、基板Ｗを搬送する搬送アームを備えるロボットアームとを備えるようにしてもよい。また、ロボットアームの先端に基板Ｗを搬送する搬送アームと搬送アーム１６１とを両方備えてもよい。例えば、ロボットアームの先端の上側に基板Ｗを搬送する搬送アームと、下側に搬送アーム１６１と、を備え、基板を搬送する場合は基板Ｗを搬送する搬送アームを使用し、環状部材１１５を搬送する場合は搬送アーム１６１を使用するように切り換えてもよい。
なお、アーム１６１Ａ１及びアーム１６１Ａ２が、第１アーム及び第２アームの一例である。
本実施形態に係る搬送アームは、環状部材の上面又は側面を保持して、環状部材を処理チャンバから搬入又は搬出する。したがって、基板支持部に、例えば、環状部材を昇降する機構を設けることなく、環状部材を搬送できる。基板支持部に環状部材を昇降する機構がある場合には、温度の特異点や異常放電が発生する。また、基板支持部に環状部材を昇降する機構がある場合には、大気真空を区切るような機構が必要になる。
本実施形態に係る搬送アームによれば、上記のような温度の特異点や異常放電が発生することを防止できる。また、本実施形態に係る搬送アームによれば、大気真空を区切るような機構が不要となり、基板支持台の構造を簡略化できる。
今回開示された本実施形態に係るプラズマ処理システム、搬送アーム及び環状部材の搬送方法は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
１ プラズマ処理装置
５ 基板処理システム
６ プラズマ処理システム
１０ プラズマ処理チャンバ
１１１ 本体部
１１１ａ 中央領域（基板支持面）
１１１ｂ 環状領域
１１２ リングアセンブリ
１１５、１１５Ａ 環状部材
１１５Ｓ１ 上面
１１５Ｓ２ 下面
１１５Ｓ３、１１５Ｓ４ 側面
１１５Ａａ 磁性体層
１２０ 基板支持台
１５０ 搬送アーム
１５１ 搬送アーム
１５１ａ 電極
１５２ 搬送アーム
１５２ａ 電磁石
１５３ 搬送アーム
１５３ａ 可動部材
１５３ｂ 粘着層
１５４ 搬送アーム
１５４ａ 排気通路
１５４ｂ 弾性層
１５５ 搬送アーム
１５５ａ 排気通路
１５５ｂ 弾性部材
１５６ 搬送アーム
１５６ａ 把持装置
１５６ｂ 把持装置
１５７ 搬送アーム
１５７ａ 把持装置
１５７ｂ 把持装置
１５９ 搬送アーム
１５９Ｓ 下面
１６１ 搬送アーム
１６１Ａ１、１６１Ａ２ アーム
１６１ａ ウエハ載置部材
１６１ｐ１ 環状部材保持部

Claims (10)

  1. 処理チャンバと、
    前記処理チャンバ内に配置されている基板支持台と、
    前記基板支持台の外縁部に配置され、前記基板支持台に接触する下面と、前記下面の反対側の上面と、前記上面と前記下面との間を接続する側面とを有する環状部材と、
    前記上面又は前記側面を保持して前記環状部材を前記処理チャンバから搬入又は搬出する搬送アームと、
    を備える、
    プラズマ処理システム。
  2. 前記環状部材は、磁性体層を備え、
    前記搬送アームは、前記磁性体層を引きつける電磁石を備え、
    前記搬送アームは、前記電磁石が前記磁性体層を引きつけることにより、前記環状部材を保持する、
    請求項１に記載のプラズマ処理システム。
  3. 前記搬送アームは、静電チャックを備え、
    前記搬送アームは、前記静電チャックが前記環状部材を引きつけることにより、前記環状部材を保持する、
    請求項１に記載のプラズマ処理システム。
  4. 前記搬送アームは、粘着層を備え、
    前記搬送アームは、前記粘着層が前記環状部材に粘着することにより、前記環状部材を保持する、
    請求項１に記載のプラズマ処理システム。
  5. 前記搬送アームは、前記処理チャンバ内の気体を吸引する吸引部を備え、
    前記搬送アームは、前記吸引部が前記環状部材を吸引することにより、前記環状部材を保持する、
    請求項１に記載のプラズマ処理システム。
  6. 前記搬送アームは、鏡面仕上げされた吸着部を備え、
    前記搬送アームは、前記吸着部と前記環状部材とが分子間力により吸着することにより、前記環状部材を保持する、
    請求項１に記載のプラズマ処理システム。
  7. 前記搬送アームは、３箇所以上で前記環状部材を保持する、
    請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプラズマ処理システム。
  8. 前記搬送アームは、
    第１アームと、
    第２アームと、
    前記第１アームと、前記第２アームとの間隔を変更可能なスライド機構と、
    を備える、
    請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のプラズマ処理システム。
  9. 処理チャンバと、前記処理チャンバ内に配置されている基板支持台と、前記基板支持台の外縁部に配置され、前記基板支持台に接触する下面と、前記下面の反対側の上面と、前記上面と前記下面との間を接続する側面とを有する環状部材を備えるプラズマ処理装置の前記環状部材を前記処理チャンバから搬入又は搬出する搬送アームであって、
    前記上面又は前記側面を保持して前記環状部材を前記処理チャンバから搬入又は搬出する、
    搬送アーム。
  10. 処理チャンバと、前記処理チャンバ内に配置されている基板支持台と、前記基板支持台の外縁部に配置され、前記基板支持台に接触する下面と、前記下面の反対側の上面と、前記上面と前記下面との間を接続する側面とを有する環状部材を備えるプラズマ処理装置の前記環状部材を前記処理チャンバから搬入又は搬出する環状部材の搬送方法であって、
    前記上面又は前記側面を保持して前記環状部材を前記処理チャンバから搬入又は搬出する、
    環状部材の搬送方法。
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