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成膜装置以及成膜装置的清洁方法

文献发布时间:2024-04-18 19:59:31


成膜装置以及成膜装置的清洁方法

技术领域

本公开涉及一种成膜装置以及成膜装置的清洁方法。

背景技术

在专利文献1中公开了一种通过对靶材进行溅射来将靶材的物质成膜于基板的成膜装置。这种成膜装置在适当的时机实施整理靶材的表面状态(例如,进行自然氧化膜的去除等)的清洁。

在清洁中,在载置台的载置面没有基板的状态下进行靶材的放电(虚拟放电)。另外,此时,成膜装置利用遮挡构件覆盖载置面,由此保护载置面不受在虚拟放电时放出的物质的影响。具体地说,成膜装置进行以下动作:在溅射处理时使遮挡构件在退避位置待机,在清洁时使遮挡构件配置于载置面,在清洁后使遮挡构件返回退避位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2002-302763号公报

发明内容

发明要解决的问题

本公开提供一种能够在搬送在清洁时使用的遮挡构件的过程中迅速且稳定地检测遮挡构件的技术。

用于解决问题的方案

根据本公开的一个方式,提供一种成膜装置,该成膜装置具备:处理容器;溅射用的靶材,其设置于所述处理容器内;载置台,其位于所述处理容器内且具有用于载置基板的载置面;遮挡构件,其能够覆盖所述载置面;搬送机构,其相对于所述载置台搬入和搬出所述遮挡构件;检测部,其设置于所述搬送机构自身,用于检测与有无所述遮挡构件有关的指标;以及处理部,其基于所述检测部的检测结果来判定在所述搬送机构有无所述遮挡构件。

发明的效果

根据一个方式,能够在搬送在清洁时使用的遮挡构件的过程中迅速且稳定地检测遮挡构件。

附图说明

图1是示出具有成膜装置的基板处理系统的一个结构例的概要俯视图。

图2是示出成膜装置的概要纵剖截面图。

图3A是示出遮挡机构部的遮挡构件位于退避位置的状态的概要俯视图。

图3B是示出遮挡构件位于载置位置的状态的概要俯视图。

图4是示出成膜装置的清洁方法的处理流程的流程图。

图5A是第二实施方式所涉及的成膜装置的遮挡机构部的概要纵剖截面图。

图5B是遮挡构件的定位正常的情况下的放大纵剖截面图。

图5C是遮挡构件的定位异常的情况下的放大纵剖截面图。

图6是示出变形例所涉及的遮挡机构部的概要纵剖截面图。

具体实施方式

下面,参照附图来说明用于实施本公开的方式。在各附图中,对相同的构成部分标注相同的附图标记,并且有时省略重复的说明。

图1是示出具有成膜装置1的基板处理系统100的一个结构例的概要俯视图。如图1所示,一个实施方式所涉及的成膜装置1设置于对作为基板的一例的晶圆W进行处理的基板处理系统100。

基板处理系统100是组合构造(多腔室类型)的系统。基板处理系统100具备多个处理室111~115、真空搬送室120、多个加载互锁室131、132、大气搬送室140、加载埠150以及控制装置160。多个处理室111~115被减压为适当的真空气氛,在多个处理室111~115中对晶圆W实施规定的处理(清洁处理、蚀刻处理、成膜处理等)。

图1所示的基板处理系统100将各处理室111~115与真空搬送室120相邻配置,经由真空搬送室120向各处理室111~115搬送晶圆W。多个处理室111~115中的各处理室具有用于进行真空搬送室120与各室内之间的开闭的闸阀111G~115G。

基板处理系统100的真空搬送室120与多个室(处理室111~115、加载互锁室131、132)连结,并且真空搬送室120被减压为规定的真空气氛。真空搬送室120在内部具备搬送晶圆W的真空搬送装置121。真空搬送装置121根据各处理室111~115的闸阀111G~115G的开闭,在各处理室111~115与真空搬送室120之间进行晶圆W的搬入和搬出。另外,真空搬送装置121根据各加载互锁室131、132的闸阀131a、131a的开闭,在各加载互锁室131、132与真空搬送室120之间进行晶圆W的搬入和搬出。

各加载互锁室131、132设置于真空搬送室120与大气搬送室140之间,来将各加载互锁室131、132的室内在大气气氛与真空气氛之间进行切换。各加载互锁室131、132具备用于载置晶圆W的台(未图示)、真空搬送室120侧的闸阀131a、132a、以及大气搬送室140侧的门阀(door vavle)131b、132b。各加载互锁室131、132在真空气氛的状态下,通过各闸阀131a、132a的开闭来与真空搬送室120连通。另外,各加载互锁室131、132在大气气氛的状态下通过各门阀131b、132b的开闭来与大气搬送室140连通。

大气搬送室140为大气气氛,例如形成有洁净空气的下降流。另外,大气搬送室140具备搬送晶圆W的大气搬送装置141以及进行晶圆W的位置对准的对准器142。

并且,在大气搬送室140的壁面设置有加载埠150。加载埠150用于安装收容有晶圆W的承载件F或空的承载件F。作为承载件F,例如能够使用FOUP(Front Opening UnifiedPod:前开式晶圆传送盒)等。

大气搬送装置141根据各门阀131b、132b的开闭,在各加载互锁室131、132与大气搬送室140之间进行晶圆W的搬入和搬出。另外,大气搬送装置141在对准器142与大气搬送室140之间进行晶圆W的搬入和搬出。并且,大气搬送装置141在安装于加载埠150的承载件F与大气搬送室140之间进行晶圆W的搬入和搬出。

控制装置160是具有未图示的一个以上的处理器、存储器、输入输出接口以及电子电路的控制用计算机。控制装置160通过使处理器执行存储器中存储的程序和制程,来指示各处理室111~115进行晶圆W的处理,另外,控制装置160控制晶圆W的搬送。具体地说,控制装置160首先控制大气搬送装置141和真空搬送装置121,来通过对准器142对安装于加载埠150的承载件F的晶圆W进行位置调整,并经由加载互锁室131将该晶圆W搬送到真空搬送室120。

而且,控制装置160使得在真空搬送室120与各处理室111~115之间进行晶圆W的搬入和搬出,并在各处理室111~115中对晶圆W实施规定的处理(清洁处理、蚀刻处理、成膜处理等)。一个实施方式所涉及的成膜装置1作为进行成膜处理的装置设置于各处理室111~115中的适当的处理室。下面,代表性地说明设置于处理室112的成膜装置1。

图2是示出成膜装置1的概要纵剖截面图。如图2所示,成膜装置1具备具有内部空间10a的处理容器10。另外,成膜装置1包括台机构部20、靶材保持部30、靶材覆盖部40、气体供给部50、气体排出部60以及遮挡机构部70来作为在处理容器10内对晶圆W进行成膜处理的结构。并且,成膜装置1具有控制各结构的动作的控制部90。

成膜装置1的处理容器10例如由铝形成,并且连接于接地电位。成膜装置1既可以将处理容器10设置于处理室112内,也可以由处理容器10的内部空间10a构成处理室112。处理容器10具备:搬入搬出口11,其将内部空间10a与处理容器10的外部连通;以及闸阀12,其对搬入搬出口11进行开闭。闸阀12相当于图1中的处理室112的闸阀112G。在闸阀12为打开时,成膜装置1利用未图示的搬送装置经由搬入搬出口11进行晶圆W的搬入和搬出。

处理容器10具有在内部空间10a中位于针对晶圆W进行的成膜处理的中心且沿铅直方向延伸的处理中心轴X。该处理中心轴X被设定为穿过载置于台机构部20的晶圆W的正中心。并且,处理容器10在位于台机构部20的上方的顶部具有大致锥形状(例如,大致四棱锥形状、圆锥形状等)的锥形部13。处理中心轴X穿过锥形部13的中心部(顶部)。

台机构部20构成为包括:载置台21,其配置于处理容器10内;以及支承驱动部22,其将该载置台21以能够进行动作的方式支承。载置台21具有大致圆盘形状的基部21a以及固定于基部21a上的静电保持盘(保持盘:chuck)21b。

基部21a例如由铝形成。基部21a固定于支承驱动部22的上端,在内部空间10a的规定的高度位置处配置有静电保持盘21b。此外,台机构部20也可以具有温度控制机构(未图示),该温度控制机构调整基部21a的温度,来控制载置于载置台21上的晶圆W的温度。

静电保持盘21b具有电介质膜以及设置于电介质膜的内层的电极(均未图示)。静电保持盘21b的上表面构成台机构部20(载置台21)的用于载置晶圆W的载置面211。在静电保持盘21b的电极连接有直流电源23。静电保持盘21b通过从直流电源23供给到电极的直流电压使电介质膜产生静电力,来对载置于载置面211的晶圆W进行吸附。载置面211的中心与处理中心轴X一致。

另外,载置台21具有:多个(例如三个)升降销212,该多个升降销212能够从载置面211突出来支承晶圆W;以及铅直方向移动部(未图示),其使多个升降销212沿铅直方向移动。在利用真空搬送装置121将晶圆W搬送到了内部空间10a时,台机构部20利用铅直方向移动部使各升降销212从载置面211突出,来通过各升降销212的上端接收晶圆W。并且,台机构部20通过利用铅直方向移动部使各升降销212后退到载置面211侧,来将晶圆W载置于载置面211。相反地,在搬出晶圆W的情况下,通过使各升降销212向上方向突出来使晶圆W从载置面211浮起,并将该晶圆W交接到真空搬送装置121。

支承驱动部22具有:柱状的支轴24,其保持基部21a;以及动作装置25,其使支轴24动作。支轴24沿铅直方向延伸,从处理容器10的内部空间10a穿过底部14延伸到处理容器10的外部。支轴24的轴心与处理中心轴X重合。

动作装置25设置于处理容器10的外部,并保持支轴24的下端侧。动作装置25基于控制部90的控制来使支轴24绕处理中心轴X旋转,另外,使支轴24沿铅直方向进行升降(上下移动)。载置台21通过该动作装置25的动作在处理容器10内进行旋转和升降。

并且,台机构部20在处理容器10的底部14与支轴24之间具有能够使支轴24动作且将间隙密封的密封构造26。作为密封构造26,例如能够应用磁性流体密封件。

成膜装置1的靶材保持部30在从载置台21向上方离开的位置处保持多个作为阴极靶材的靶材T。靶材保持部30具有保持多个靶材T的各靶材的金属制成的保持架31、以及以将多个保持架31的外周部固定的方式支承该保持架31的绝缘构件32。

保持于各保持架31的靶材T由具有成膜用的物质的材料形成,呈长方形状的平板。此外,关于多个靶材T,既可以是各靶材T间为互不相同的材料,也可以是多个靶材T的一部分或全部为相同的材料。

在俯视时,各保持架31形成为比靶材T大一圈的长方形状。各保持架31藉由绝缘构件32固定于锥形部13的倾斜面。因此,各保持架31将多个靶材T的表面(露出到内部空间10a的溅射面)以相对于处理中心轴X倾斜的状态保持。

另外,靶材保持部30将电源33电连接于各保持架31所保持的各靶材T。多个电源33的各电源对所连接的靶材T施加负的直流电压。此外,电源33也可以是对多个靶材T选择性地施加电压的单一的电源。

并且,靶材保持部30在各保持架31的各背面侧(与靶材T的保持面相反的一侧)具备磁体35以及使该磁体35动作的磁体动作部36。多个磁体35通过对所配置的各靶材T提供磁场H,来在靶材T感应等离子体。各磁体35与固定于锥形部13的保持架31的倾斜相对应地配置为该磁体35的下表面(相向面)与保持架31及靶材T平行。

磁体动作部36使磁体35与靶材T(保持架31)的延伸方向平行地进行往复运动。例如,磁体动作部36具有:导轨,其沿靶材T的长边方向延伸;以及可动体,其能够保持磁体35并使该磁体35沿导轨移动(均未图示)。

成膜装置1的靶材覆盖部40具有:伞体41,其配置于处理容器10内;以及伞体驱动部42,其将该伞体41以能够进行动作的方式支承。伞体41设置在多个靶材T与载置台21之间。伞体41形成为与处理容器10的锥形部13的倾斜面大致平行的锥形状,能够与多个靶材T的溅射面相向。另外,伞体41具有一个比靶材T稍大的形状的开口41a。开口41a通过伞体驱动部42而与多个靶材T中的一个靶材T相向配置。由此,伞体41仅使选择靶材Ts相对于载置台21露出,不使其它靶材T露出。

伞体驱动部42具有柱状的旋转轴43以及使旋转轴43旋转的旋转部44。旋转轴43的轴线与处理容器10的处理中心轴X重合。旋转轴43沿铅直方向延伸,在该旋转轴43的下端固定有伞体41的中心(顶点)。旋转轴43穿过锥形部13的中心并突出到处理容器10的外部。

旋转部44设置于处理容器10的外部,藉由未图示的旋转传递部使旋转轴43与保持旋转轴43的上端(连接器55a)相对地旋转。由此,旋转轴43和伞体41绕处理中心轴X旋转。因而,靶材覆盖部40基于控制部90的控制来调整开口41a的周向位置,以使开口41a与要进行溅射的选择靶材Ts相向。

成膜装置1的气体供给部50设置于锥形部13并供给激发用的气体。此外,气体供给部50也可以具备与供给激发用气体不同的、供给用于使沉积于晶圆W的金属(溅射粒子)氧化的氧化用的气体的氧化用气体部(未图示)。

气体供给部50在处理容器10的外部具有用于使气体流通的配管52,并且从该配管52的上游侧去向下游侧依序具备气体源53、流量控制器54以及气体导入部55。气体源53贮存有激发用的气体(例如,Ar气体),向配管52流出气体。流量控制器54例如应用质量流量控制器等,来调整向处理容器10内供给的气体的流量。气体导入部55从处理容器10的外部向内部导入气体。气体导入部55由在处理容器10的外部连结于配管52的连接器55a、以及形成于靶材覆盖部40的旋转轴43内的气体的通路43a构成。

成膜装置1的气体排出部60具有减压泵61、以及用于将该减压泵61固定于处理容器10的底部14的适配器62。气体排出部60基于控制部90的控制来对处理容器10的内部空间10a进行减压。

以上的基板处理系统100和成膜装置1的各结构是本公开所涉及的成膜装置1的共同的结构。接着,参照图2、图3来说明第一实施方式所涉及的成膜装置1的遮挡机构部70的结构。图3A是示出遮挡机构部的遮挡构件71位于退避位置SP的状态的概要俯视图。图3B是示出遮挡构件71位于载置位置PP的状态的概要俯视图。

〔第一实施方式〕

遮挡机构部70是当在处理容器10内的清洁(靶材T的调节)中进行虚拟放电时用于保护载置台21的机构部。遮挡机构部70具有:圆盘状的遮挡构件71,其具有适当的厚度;以及搬送机构72,其相对于载置台21上搬入和搬出遮挡构件71。

遮挡机构部70的遮挡构件71覆盖载置台21的载置面211整体,由此在虚拟放电时不使载置面211露出。因此,遮挡构件71的平面形状与载置面211的形状对应(相似),并且形成为正圆形状。遮挡构件71的直径被设定为与载置台21的载置面211的直径相同或者比载置面211的直径稍大。作为遮挡构件71的直径,例如可以是200mm~500mm左右的范围。遮挡构件71的上表面及下表面在一个实施方式中形成为平坦状。

遮挡构件71的材料只要具有适当的刚性即可,并无特别限定,能够应用不锈钢(SUS)、铝等。在第一实施方式中,为了在后述的检测部80中检测伴随有无遮挡构件71而引起的磁性变化,应用由磁性材料形成的磁性SUS。

遮挡构件71被搬送机构72支承为脱离自如。遮挡构件71在被搬送机构72搬送到了载置台21上时,以脱离搬送机构72的状态覆盖载置面211。

遮挡机构部70由搬送机构72搬送到载置位置PP和退避位置SP,该载置位置PP是能够在载置台21的上方交接遮挡构件71的位置,该退避位置SP是从载置台21退避后的位置。因此,处理容器10的一部分的侧壁形成为向水平方向外侧突出,处理容器10在该突出部分的内侧(内部空间10a)具有成为遮挡构件71的退避位置SP的退避分区10as。

退避位置SP是以在遮挡构件71的退避状态下使载置面211在上方露出的方式从载置位置PP沿水平方向离开的位置。从载置位置PP的中心(载置面211的中心)起到退避位置SP的中心(退避后的遮挡构件71的中心)为止的距离D例如优选设定为遮挡构件71的直径的1.1倍~2倍左右的范围。由此,成膜装置1即使是具有退避分区10as的结构也能够使处理容器10的尺寸尽可能地小型化。

遮挡机构部70的搬送机构72具有:支承臂73,其支承遮挡构件71;轴部74,其连结于支承臂73;以及旋转装置75,其使轴部74旋转。并且,遮挡机构部70在处理容器10的底部14与轴部74之间具有能够使轴部74旋转且将间隙密封的密封构造76。密封构造76例如能够应用磁性流体密封件。

支承臂73包括:支承主体73a,其支承遮挡构件71;以及连结杆73b,其在该支承主体73a与轴部74之间延伸。支承主体73a与连结杆73b一体地动作。

在俯视时,支承主体73a形成为能够支承遮挡构件71且不干扰载置台21的多个升降销212的适当的形状,并且支承主体73a支承遮挡构件71的比外周部靠内侧的位置。支承主体73a的上表面及下表面以与载置面211平行(沿着水平方向)的方式延伸。

支承主体73a具备从该支承主体73a的上表面突出并与遮挡构件71的下表面接触的多个(例如三个)接触端子77(参照图2)。各接触端子77配置于从支承主体73a的中心离开规定半径且沿周向彼此大致等间隔的位置,以稳定地支承遮挡构件71。各接触端子77例如由比遮挡构件71软质的树脂材料形成。

连结杆73b具有能够沿水平方向对支承主体73a进行支承的刚性。在连结杆73b的一端牢固地固定有轴部74。支承臂73通过从轴部74延伸的连结杆73b来使支承主体73a及遮挡构件71圆弧状地移动。

轴部74沿与处理中心轴X平行的方向(铅直方向)延伸,在轴部74的上端部支承有连结杆73b。轴部74突出到处理容器10的外侧,在外部连接于旋转装置75。

旋转装置75具有作为驱动源的马达75a、以及设置于马达75a的旋转轴与轴部74的下端之间的齿轮机构75b,旋转装置75使轴部74以适当的旋转速度及旋转角旋转。马达75a经由未图示的驱动用驱动器连接于控制部90,基于控制部90的控制来控制旋转角。齿轮机构75b例如使马达75a的旋转速度减速。此外,旋转装置75可以具有将轴部74(即支承臂73)的旋转角设为从载置位置PP到退避位置SP的范围内的限制功能。

另外,遮挡机构部70在搬送机构72自身具备检测与有无遮挡构件71有关的指标的检测部80。在一个实施方式中,检测部80应用设置于旋转装置75的转矩传感器81以及设置于支承臂73的磁传感器82。此外,检测部80也可以是转矩传感器81和磁传感器82中的仅一方。

转矩传感器81例如环绕马达75a的旋转轴地设置,能够应用连续地检测旋转轴的转矩的非接触式或接触式的转矩传感器。即,在支承臂73支承有遮挡构件71的状态下的转矩比在支承臂73未支承遮挡构件71的状态下的转矩大。因而,成膜装置1通过获取转矩传感器81的转矩来作为指标,能够检测在支承臂73是否支承有遮挡构件71(有无遮挡构件71)。或者,转矩传感器81也可以应用设置于旋转装置75与驱动用驱动器之间的电流计。控制部90能够基于电流计的电流值的上升来识别支承臂73对遮挡构件71的支承。

磁传感器82例如设置于支承主体73a的中心,能够应用连续地检测磁性变化的非接触式的磁传感器。即,磁传感器82将在支承臂73支承有遮挡构件71的状态下的磁性与在支承臂73未支承遮挡构件71的状态下的磁性检测为不同的磁性(检测磁性变化)。因而,成膜装置1即使获取磁传感器82的磁性变化来作为指标,也能够检测支承臂73是否支承有遮挡构件71。此外,只要能够适当地检测支承主体73a上有无遮挡构件71即可,对于磁传感器82的数量、位置并无特别限定,这是不言而喻的。

成膜装置1的控制部90是具有一个以上的处理器91、存储器92、未图示的输入输出接口以及电子电路的控制用计算机。一个以上的处理器91是CPU、ASIC、FPGA、由多个分立型半导体构成的电路等中的一方或将多方组合而成的。存储器92包括非易失性存储器和易失性存储器,存储器92形成控制部90的存储部。此外,存储器92的一部分也可以内置于一个以上的处理器91。

处理器91通过执行存储器92中存储的程序来进行成膜装置1的成膜处理(向晶圆W上沉积金属的溅射处理)。在成膜处理时,处理器91基于存储器92中存储的制程来控制成膜装置1的各结构的动作。

在成膜处理中,处理器91使遮挡机构部70的遮挡构件71在退避位置SP待机,在俯视观察时,使载置面211在上方露出。由此,基板处理系统100当将晶圆W搬送到处理容器10内时,能够将晶圆W高精度地载置于载置面211。之后,处理器91通过气体供给部50向处理容器10内供给激发用气体,并且控制气体排出部60来将处理容器10内设定为规定的压力。并且,处理器91控制伞体驱动部42的旋转来使开口41a与作为目标的靶材T相向配置,并且控制磁体动作部36来使各磁体35动作。而且,控制部90进行通过从电源33对作为目标的靶材T施加负的直流电压来生成等离子体并使等离子体撞击靶材T的溅射处理。等离子体撞击后的靶材T向内部空间10a放出作为溅射粒子的金属,该溅射粒子沉积于晶圆W上,由此对晶圆W进行成膜。

另外,处理器91基于与成膜处理不同的适当的时机或者用户的操作来进行处理容器10内的清洁(靶材T的调节)。此时,处理器91控制搬送机构72来使在退避位置SP待机的遮挡构件71移动到载置位置PP,通过遮挡构件71覆盖载置台21的载置面211。成膜装置1通过在利用遮挡构件71保护了载置台21的状态下进行虚拟放电,能够避免虚拟放电时的微粒附着于载置面211,并且能够整理靶材T的表面状态。在后文中详述该清洁的动作。

另外,处理器91识别清洁中的各工序,并基于各工序中的检测部80的检测结果来判定支承臂73上有无遮挡构件71。例如,处理器91具有与转矩传感器81的检测转矩对应的转矩阈值,判定检测转矩是否为转矩阈值以上。而且,在检测转矩为转矩阈值以上的情况下,判定为支承臂73上有遮挡构件71,在检测转矩小于转矩阈值的情况下,判定为支承臂73上没有遮挡构件71。

同样地,处理器91具有与磁传感器82的检测磁性对应的磁性阈值,判定检测磁性是否为磁性阈值以上。而且,在检测磁性为磁性阈值以上的情况下,判定为支承臂73上有遮挡构件71,在检测磁性小于磁性阈值的情况下,判定为支承臂73上没有遮挡构件71。

在转矩传感器81的检测转矩的判定结果和磁传感器82的检测磁性的判定结果这双方判定出有遮挡构件71的情况下,处理器91识别出支承臂73对遮挡构件71的支承。另一方面,在转矩传感器81的检测转矩的判定结果和磁传感器82的检测磁性的判定结果这双方判定出没有遮挡构件71的情况下,处理器91识别出支承臂73未支承遮挡构件71。此外,在转矩传感器81的检测转矩的判定结果和磁传感器82的检测磁性的判定结果中的一方为有遮挡构件71而另一方为没有遮挡构件71的情况下,处理器91可以判定为检测部80的故障。或者,处理器91也可以仅使用转矩传感器81的检测转矩的判定结果和磁传感器82的检测磁性的判定结果中的任一方来判定有无遮挡构件71。

处理器91在支承臂73支承遮挡构件71的时机如果判定出没有遮挡构件71,则例如向用户通知未支承遮挡构件71的意思的错误。由此,用户能够提前应对成膜装置1的错误。此外,处理器91在从载置台2接收遮挡构件71的时机如果判定出没有遮挡构件71,则处理器91可以再次(多次)试行从载置台21向支承臂73接收遮挡构件71。由此,成膜装置1不通知错误,能够提高支承臂73支承遮挡构件71的可能性。

一个实施方式所涉及的成膜装置1基本上如以上那样构成,下面说明其动作及效果。

图4是示出成膜装置1的清洁方法的处理流程的流程图。如图4所示,成膜装置1的控制部90当实施清洁方法时,首先,控制搬送机构72的动作来使遮挡构件71从退避位置SP移动(搬入)到载置位置PP(步骤S1:搬入工序)。此时,控制部90通过旋转装置75使支承臂73旋转,直到支承臂73的支承主体73a到达载置位置PP为止(也参照图3A)。

在该搬入工序中,控制部90例如设立表示搬入工序的标志来进行检测部80的检测,并基于检测转矩和检测磁性来判定支承臂73是否支承有遮挡构件71(有无遮挡构件71)。在搬入工序中,支承臂73支承有遮挡构件71为正常状态。因此,控制部90在判定出有遮挡构件71的情况下,继续搬入工序,另一方面,在判定出没有遮挡构件71的情况下,识别遮挡构件71的搬送异常,并对用户通知异常。此时,例如,如果是搬入工序初期,则控制部90可以判定为遮挡构件71偏离支承臂73的状态并通知该意思,如果是搬入工序中期以后,则控制部90可以判定为遮挡构件71掉落的状态并通知该意思。由此,在异常时,用户能够立即采取合适的应对。

当使遮挡构件71移动到载置位置PP时,控制部90使多个升降销212从载置台21上升,并从支承臂73向各升降销212交接遮挡构件71(步骤S2:交接工序)。在该交接工序中也是,控制部90例如能够基于磁传感器82的检测磁性的变化来判定是否正常地从支承主体73a向各升降销212进行了交接。

之后,控制部90使搬送机构72在没有遮挡构件71的状态下动作,来使支承臂73从载置位置PP移动到退避位置SP(步骤S3:退避工序,也参照图3B)。在该退避工序中,控制部90例如也设立表示退避工序的标志来进行检测部80的检测,并基于检测转矩和检测磁性来判定支承臂73是否未支承遮挡构件71。在退避工序中,支承臂73未支承遮挡构件71是正常状态。

因此,控制部90在判定出没有遮挡构件71的情况下,继续退避工序,另一方面,在判定出有遮挡构件71的情况下,识别遮挡构件71的交接异常,并对用户通知异常。此外,控制部90在识别出遮挡构件71的交接异常的情况下,可以立即返回步骤S2并再次试行交接工序,也可以在多次试行之后对用户通知异常。由此,用户能够提前识别各升降销212的故障等。

之后,控制部90通过使多个升降销212下降来使遮挡构件71接触配置于载置台21,并通过遮挡构件71来覆盖载置面211的整个面(步骤S4)。而且,控制部90通过从电源33对作为目标的靶材T施加适当的直流电压来生成等离子体,并使等离子体中的正离子撞击靶材T的表面(步骤S5:虚拟放电工序)。由此,从靶材T放出溅射粒子来整理靶材T的表面(将自然氧化膜去除)。在虚拟放电时,成膜装置1通过利用遮挡构件71覆盖载置面211,能够防止从靶材T放出的溅射粒子沉积于载置面211。

在虚拟放电工序后,控制部90使多个升降销212再次上升来使遮挡构件71配置于载置位置PP,由此设为能够在搬送机构72接收遮挡构件71(步骤S6)。而且,控制部90使搬送机构72动作来使支承臂73从退避位置SP移动到载置位置PP(步骤S7:再次移动工序)。在再次移动工序中,支承臂73的支承主体73a进入载置面211与遮挡构件71的下表面之间。

之后,控制部90通过使多个升降销212下降,来使支承臂73的支承主体73a从多个升降销212接收遮挡构件71(步骤S8:接收工序)。在该接收工序中,控制部90例如也能够基于磁传感器82的检测磁性的变化来判定是否正常地进行了遮挡构件71的接收。

而且,控制部90使搬送机构72在支承臂73支承有遮挡构件71的状态下动作,来使遮挡构件71从载置位置PP移动(搬出)到退避位置SP(步骤S9:搬出工序)。此时,控制部90通过旋转装置75来使支承臂73旋转,直到支承臂73的支承主体73a到达退避位置SP为止。

在该搬出工序中也是,控制部90例如设立表示搬出工序的标志来进行检测部80的检测,并基于检测转矩和检测磁性来判定支承臂73是否支承有遮挡构件71。在搬出工序中,支承臂73支承有遮挡构件71为正常状态。因此,控制部90在判定出有遮挡构件71的情况下,继续搬出工序,另一方面,在判定出没有遮挡构件71的情况下,识别遮挡构件71的搬送异常,并对用户通知异常。由此,在异常时,用户能够立即采取合适的应对。

当遮挡构件71返回到退避位置时,控制部90结束清洁。如以上那样,控制部90能够通过搬送机构72自身的检测部80,在清洁中的遮挡构件71的搬送过程中、交接时、接收时高精度地判定有无遮挡构件71。

在此,以往的成膜装置在退避分区10as设置光学传感器(光电传感器),基于利用光学传感器对遮挡构件进行的检测来判定在支承臂是否支承有遮挡构件。应用这样的光学传感器成为使退避分区10as的构造复杂化、使得处理容器10大型化的主要原因。另外,关于在退避位置SP具备光学传感器的结构,直到使遮挡构件返回到退避位置SP才能判定有无遮挡构件,遮挡构件的检测时机延迟了。

与此相对地,在搬送机构72自身具有检测部80的成膜装置1能够简化供遮挡构件71退避的退避分区10as,从而能够促进处理容器10的小型化。另外,成膜装置1在搬入工序、交接工序、退避工序、接收工序、搬出工序等工序中,能够通过检测部80立即检测有无遮挡构件71,因此能够提前采取所需的应对。

本公开所涉及的成膜装置1和清洁方法不限定于上述记载,能够采取各种变形例。例如,成膜装置1也可以应用除转矩传感器81、磁传感器82以外的传感器来作为设置于搬送机构72自身的检测部80。作为一例,检测部80也可以应用检测与遮挡构件71相应地变形的支承臂73的应变或遮挡构件71自身的应变的应变传感器。另外,作为其它例,检测部80也可以应用载荷传感器,该载荷传感器设置于支承臂73、轴部74等,检测由遮挡构件71引起的载荷变化。

另外,成膜装置1不限定于具备支承臂73、轴部74以及旋转装置75的搬送机构72,例如也可以应用使遮挡构件71直线状地滑动的机构。在该情况下,检测部80也检测对与遮挡构件71一同滑动的可动体(未图示)或者作用于使可动体动作的动作部的负荷的变化来作为指标。由此,控制部90能够良好地判定有无遮挡构件71。或者,通过在可动体具备磁传感器82,控制部90能够基于磁传感器82的磁性变化来判定有无遮挡构件71。

遮挡构件71优选设为由用户从处理容器10取出该遮挡构件71并更换为新的遮挡构件71的结构。并且,基板处理系统100也可以是在设置有成膜装置1的处理室与加载埠150之间搬送遮挡构件71的结构(也参照图1)。由此,在基板处理系统100中,用户不用直接访问处理容器10内就能够进行遮挡构件71的更换。

〔第二实施方式〕

图5A是第二实施方式所涉及的成膜装置1A的遮挡机构部70A的概要纵剖截面图。图5B是遮挡构件71的定位正常的情况下的放大纵剖截面图。图5C是遮挡构件71的定位异常的情况下的放大纵剖截面图。如图5A所示,遮挡机构部70A也可以具备检测遮挡构件71相对于支承臂73的相对位置的检测部80A。例如,支承臂73具备多个将磁传感器82和接触垫83组合而成的传感器端子84来替代接触端子77。多个传感器端子84设置于支承臂73的支承主体73a的上表面(遮挡构件71的相向面),从下到上依序层叠有磁传感器82、接触垫83。接触垫83与图2的接触端子77同样地由比遮挡构件71软性的树脂材料形成。

另一方面,遮挡构件71由非磁性材料形成,并且在预定与传感器端子84接触的预定接触部位具备凹部71a。如图5B所示,凹部71a可以形成为开口侧大而底面(底部侧)小的锥形状。也就是说,遮挡机构部70A具备定位构造78,该定位构造78通过将多个传感器端子84分别插入到多个凹部71a的各凹部71a来进行遮挡构件71的定位。

而且,遮挡构件71在凹部71a的底面具有由磁性材料形成的小片71b。由此,传感器端子84的磁传感器82检测传感器端子84被插入到凹部71a而磁传感器82接近了小片71b的情况下的磁性变化。

关于具有以上的遮挡机构部70A的成膜装置1A,在由搬送机构72正常地支承有遮挡构件71的情况下,遮挡构件71与支承臂73通过定位构造78(凹部71a、传感器端子84)适度地卡合。因此,能够在搬入工序、搬出工序等工序中防止遮挡构件71相对于支承臂73位置偏移。

另外,在接收工序中,遮挡机构部70A在使遮挡构件71相对于支承臂73下降时,支承臂73的多个传感器端子84被在凹部71a内感应到。在传感器端子84插入被到凹部71a的情况下,磁传感器82会接近小片71b并检测磁性变化。因此,控制部90能够判定出传感器端子84被正常地插入到凹部71a这一情况、即遮挡构件71与支承臂73的位置匹配这一情况。

另一方面,如图5C所示,如果在使遮挡构件71下降了时传感器端子84未被插入到凹部71a,则磁传感器82会远离小片71b,不检测磁性变化。因此,控制部90能够判定出传感器端子84未被插入到凹部71a、即遮挡构件71与支承臂73的位置发生了偏移。

像这样,成膜装置1A通过检测部80A来检测遮挡构件71相对于支承臂73的相对位置,由此能够更高精度地将遮挡构件71载置于搬送机构72。尤其是,遮挡机构部70A能够通过定位构造78将遮挡构件71与支承臂73卡合,从而能够使遮挡构件71的支承进一步稳定化。

此外,第二实施方式所涉及的成膜装置1A也不限定于上述的结构,能够采取各种变形例。例如,遮挡机构部70A的检测部80A也可以不将多个接触端子77全部替换为多个传感器端子84,可以对一部分接触端子77应用传感器端子84。

图6是示出变形例所涉及的遮挡机构部70B的概要纵剖截面图。如图6所示,遮挡机构部70B在遮挡构件71的与支承臂73相向的平坦状的相向面(下表面)具有由磁性材料形成的小片71b。另外,遮挡机构部70B具备接触端子77来替代传感器端子84,并且在支承臂73的上表面的预定与小片71b相向的预定位置具有磁传感器82(检测部80B)。此外,在图6中,示出了具备一个小片71b和一个磁传感器82的结构,但遮挡机构部70B也可以具备多个小片71b,并且在与小片71b相向的部位具备多个磁传感器82。

设置于支承臂73上的磁传感器82在支承臂73支承遮挡构件71时配置于与小片71b不接触但接近的位置,由此来检测磁性变化。相反地,在遮挡构件71相对于支承臂73位置偏移了的情况下,由于磁传感器82相对于小片71b偏移而不检测磁性变化。像这样,成膜装置1A利用设置于支承臂73的磁传感器82检测遮挡构件71的相向面的小片71b,由此也能够判定遮挡构件71与支承臂73的相对位置。

如以上那样,本公开的第一方式所涉及的成膜装置1具备:处理容器10;溅射用的靶材T,其设置于处理容器10内;载置台21,其位于处理容器10内且具有用于载置基板(晶圆W)的载置面211;遮挡构件71,其能够覆盖载置面211;搬送机构72,其相对于载置台21搬入和搬出遮挡构件71;检测部80,其设置于搬送机构72自身,用于检测与有无遮挡构件71有关的指标;以及处理部(控制部90),其基于检测部80的检测结果来判定在搬送机构72有无遮挡构件71。

上述的成膜装置1通过利用设置于搬送机构72自身的检测部80监视遮挡构件71,能够在清洁的各工序中迅速且稳定地识别有无遮挡构件71。由此,成膜装置1在处理容器10中不具备检测遮挡构件71的移动的其它检测部即可,能够促进处理容器10的小型化。

另外,搬送机构72具有:支承臂73,其支承遮挡构件71;以及旋转装置75,其使支承臂73旋转,检测部80包括转矩传感器81,该转矩传感器81设置于旋转装置75,用于检测在支承臂73旋转时从该支承臂73作用于旋转装置75的转矩来作为指标。由此,成膜装置1的控制部90能够基于作用于旋转装置75的转矩来高精度地检测有无遮挡构件71。

另外,转矩传感器81设置于处理容器10的外部。由此,成膜装置1能够使处理容器10内的搬送机构72的结构进一步简化。

另外,遮挡构件71由磁性材料形成,检测部80包括磁传感器82,该磁传感器82检测遮挡构件71接近时的磁性变化来作为指标。由此,成膜装置1的控制部90能够基于将遮挡构件71支承于搬送机构72时的磁性变化来高精度地检测有无遮挡构件71。

另外,在利用搬送机构72搬送遮挡构件71的过程中,处理部(控制部90)持续地判定在搬送机构72有无遮挡构件71。由此,成膜装置1能够在搬送过程中立即检测到遮挡构件71脱落的情况等状况,并促使用户进行合适的应对。

另外,在从搬送机构72向载置台21交接遮挡构件71时、以及搬送机构72从载置台21接收遮挡构件71时,处理部(控制部90)判定在搬送机构72有无遮挡构件71。由此,成膜装置1有可能在遮挡构件71的交接、接收过程中提前识别有无遮挡构件71,并且能够进行交接、接收的再次试行等。

另外,本公开的第二方式所涉及的成膜装置1A具备:处理容器10;溅射用的靶材T,其设置于处理容器10内;载置台21,其位于处理容器10内且具有用于载置基板(晶圆W)的载置面211;遮挡构件71,其能够覆盖载置面211;搬送机构72,其相对于载置台21搬入和搬出遮挡构件71;检测部80A、80B,其设置于搬送机构72自身,用于检测与遮挡构件71的位置有关的指标;以及处理部(控制部90),其基于检测部80A、80B的检测结果来判定遮挡构件71相对于搬送机构72的位置。在该情况下,成膜装置1A也能够迅速且稳定地检测遮挡构件71相对于搬送机构72的位置。

另外,遮挡构件71由非磁性材料形成,并且在与搬送机构72相向的相向面具有一个以上的由磁性材料形成的小片71b,检测部80A、80B包括磁传感器82,该磁传感器82在搬送机构72中设置于预定与小片71b相向的预定相向部位。由此,成膜装置1A能够基于磁传感器82针对小片71b的磁性变化,来良好地识别遮挡构件71相对于搬送机构72的位置的正常或异常(位置偏移)。

另外,在遮挡构件71的相向面形成有凹部71a,并且在凹部71a的底部具有小片71b,检测部80A包括具备磁传感器82的传感器端子84,传感器端子84从搬送机构72突出,由此能够插入到凹部71a。由此,成膜装置1A能够将传感器端子84与凹部71a卡合,从而能够更安全地进行遮挡构件71的搬送。

另外,本公开的第三方式是成膜装置1的清洁方法,该成膜装置1具备:处理容器10;溅射用的靶材T,其设置于处理容器10内;以及载置台21,其位于处理容器10内且具有用于载置基板(晶圆W)的载置面211,在该成膜装置1的清洁方法中,利用搬送机构72相对于载置台21搬入和搬出能够覆盖载置面211的遮挡构件71,利用设置于搬送机构72自身的检测部80来检测与有无遮挡构件71有关的指标,基于检测部80的检测结果来判定在搬送机构72有无遮挡构件71。

另外,本公开的第四方式是成膜装置1的清洁方法,该成膜装置1具备:处理容器10;溅射用的靶材T,其设置于处理容器10内;以及载置台21,其位于处理容器10内且具有用于载置基板(晶圆W)的载置面211,在该成膜装置1的清洁方法中,利用搬送机构72相对于载置台21搬入和搬出能够覆盖载置面211的遮挡构件71,利用设置于搬送机构72自身的检测部80A、80B来检测与遮挡构件71的位置有关的指标,基于检测部80A、80B的检测结果来判定遮挡构件71相对于搬送机构72的位置。

通过以上的第三方式和第四方式所涉及的成膜装置1的清洁方法,也能够迅速且稳定地检测覆盖载置台21的载置面211的遮挡构件71。

本次公开的实施方式所涉及的成膜装置1在所有方面均为例示,而非限制性的。实施方式能够不脱离所附的权利要求书及其主旨地以各种方式进行变形和改良。上述多个实施方式所记载的事项在不矛盾的范围中还能够采取其它结构,另外,在不矛盾的范围中能够进行组合。

本申请主张2021年6月29日向日本专利局申请的基础申请2021-108131号的优先权,以参照的方式引入该申请的所有内容。

附图标记说明

1、1A:成膜装置;10:处理容器;21:载置台;211:载置面;71:遮挡构件;71a:凹部;71b:小片;72:搬送机构;73:支承臂;74:轴部;75:旋转装置;80、80A、80B:检测部;81:转矩传感器;82:磁传感器;84:传感器端子;90:控制部;W:晶圆。

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