TW202538921A - 基板處理系統 - Google Patents

Abstract

本發明之課題係提供能適當地檢測基板處理系統之零件的消耗量及位置之技術。本發明之基板處理系統具備：真空搬運模組、搬運機器人、電漿處理模組及控制部；搬運機器人包含：終端效應器、安裝於終端效應器並具有開口部之距離感測器；電漿處理模組連接於真空搬運模組，並包含：電漿處理腔室、配置於電漿處理腔室內之基板支持部、配置成包圍基板支持部上之基板的邊緣環；控制部可將包含聚光透鏡之測定輔助單元搭載於終端效應器上，並將聚光透鏡配置於距離感測器之開口部的下方，以搬運機器人將終端效應器上之測定輔助單元搬運至電漿處理腔室內，以距離感測器經由聚光透鏡，測定至邊緣環之距離。

Description

基板處理系統

本揭示之例示實施形態係有關於一種基板處理系統。

作為使用距離感測器來推定載置於載置台之邊緣環的高度之技術，有專利文獻1所記載之技術。[先前技術文獻][專利文獻]

[專利文獻1]日本專利公開公報2022-174626號

[發明欲解決之課題]本揭示提供能適當地檢測基板處理系統之零件的消耗量及位置之技術。[用以解決課題之手段]

本揭示之一個例示實施形態的基板處理系統具備：真空搬運模組、搬運機器人、電漿處理模組及控制部；搬運機器人包含：終端效應器、安裝於終端效應器並具有開口部之距離感測器；電漿處理模組連接於真空搬運模組，並包含：電漿處理腔室、配置於電漿處理腔室內之基板支持部、配置成包圍基板支持部上之基板的邊緣環；控制部可將包含聚光透鏡之測定輔助單元搭載於終端效應器上，並將聚光透鏡配置於距離感測器之開口部的下方，以搬運機器人將終端效應器上之測定輔助單元搬運至電漿處理腔室內，以距離感測器經由聚光透鏡，測定至邊緣環之距離。[發明效果]

根據本揭示之一個例示實施形態，可提供能適當地檢測基板處理系統之零件的消耗量及位置之技術。

[用以實施發明之形態]以下，就本揭示之各實施形態作說明。

在一個例示之實施形態中，提供一種基板處理系統，其具備：真空搬運模組、搬運機器人、電漿處理模組及控制部；搬運機器人包含：終端效應器、安裝於終端效應器並具有開口部之距離感測器；電漿處理模組連接於真空搬運模組，並包含：電漿處理腔室、配置於電漿處理腔室內之基板支持部、配置成包圍基板支持部上之基板的邊緣環；控制部可將包含聚光透鏡之測定輔助單元搭載於終端效應器上，並將聚光透鏡配置於距離感測器之開口部的下方，以搬運機器人將終端效應器上之測定輔助單元搬運至電漿處理腔室內，以距離感測器經由聚光透鏡，測定至邊緣環之距離。

在一個例示之實施形態中，測定輔助單元包含：基板部；及支持構件，其連接於基板部，並支持聚光透鏡。

在一個例示之實施形態中，提供一種基板處理系統，其具備：真空搬運模組、搬運機器人、電漿處理模組及控制部；搬運機器人包含：終端效應器、安裝於終端效應器並具有開口部之距離感測器、配置於距離感測器之開口部的下方之聚光透鏡；電漿處理模組連接於真空搬運模組，並包含：電漿處理腔室、配置於電漿處理腔室內之基板支持部、配置成包圍基板支持部上之基板的邊緣環；控制部可使搬運機器人之終端效應器於電漿處理腔室內移動，以距離感測器經由聚光透鏡，測定至邊緣環之距離。

在一個例示之實施形態中，終端效應器包含支持聚光透鏡之支持構件。

以下，參照圖式，就本揭示之各實施形態，詳細地說明。此外，在各圖式中，對同一或同樣之要件附上同一符號，而省略重複之說明。除非另有其他說明，依據圖式所示之位置關係，說明上下左右等位置關係。圖式之尺寸比率並非顯示實際之比率，又，實際之比率不限於圖示之比率。

＜基板處理系統之構成例＞參照圖1，就一實施形態之基板處理系統(以下亦稱為「基板處理系統PS」。)作說明。圖1係用以說明基板處理系統PS之構成例的圖。

基板處理系統PS具備：真空搬運模組TM、處理模組PM1~PM6、裝載鎖定模組LL1、LL2、大氣搬運模組LM、裝載埠LP1~LP4、對準器AN、儲存器SR等。

真空搬運模組TM俯視下呈大約多角形。於真空搬運模組TM之複數側面連接有處理模組PM1~PM6。於真空搬運模組TM之一部分的側面連接有裝載鎖定模組LL1、LL2。真空搬運模組TM具有真空氣體環境之真空室，並於內部配置有真空搬運機器人TR1。

真空搬運機器人TR1可旋繞、伸縮、升降自如。真空搬運機器人TR1可依據後述控制部CU輸出之動作指示，搬運搬運對象物。舉例而言，真空搬運機器人TR1可將搬運對象物搭載於配置在前端之終端效應器EE1上，並固持搬運對象物，而在裝載鎖定模組LL1、LL2及處理模組PM1~PM6之間搬運搬運對象物。此外，終端效應器亦稱為：拾取器、叉、搬運臂。真空搬運機器人TR1之終端效應器EE1呈U字型叉狀，並可將搬運對象物搭載於其上來搬運。

搬運對象物包含：基板、消耗構件、測定輔助單元。基板可為例如：半導體晶圓、假晶圓(dummy wafer)、感測器晶圓等。消耗構件係可更換地安裝於處理模組PM1~PM6內之構件，可為因在處理模組PM1~PM6內進行電漿處理等各種處理而消耗之構件。消耗構件可包含例如構成後述環組件112、噴淋頭13之構件。測定輔助單元可為測定處理模組PM1~PM6內之零件的位置及消耗之治具。測定對象之零件可為消耗構件。測定輔助單元之構成的細節後述。

處理模組PM1~PM6具有處理室，並具有配置於內部之基板支持部。處理模組PM1~PM6之至少一個可為電漿處理模組。處理模組PM1~PM6之至少一個可為電漿處理系統。電漿處理系統之構成的細節後述。在一實施形態中，處理模組PM1~PM6之至少一個可在於基板支持部上配置基板後，能將內部減壓而導入處理氣體，並供給射頻電力而生成電漿，使用電漿來將基板進行電漿處理。真空搬運模組TM與處理模組PM1~PM6係以開閉自如之閘閥G1分隔。

裝載鎖定模組LL1、LL2配置於真空搬運模組TM與大氣搬運模組LM之間。裝載鎖定模組LL1、LL2具有可將內部切換成真空、大氣壓之內壓可變室。裝載鎖定模組LL1、LL2具有配置於內部之台(載置台)。裝載鎖定模組LL1、LL2可於將搬運對象物從大氣搬運模組LM搬入至真空搬運模組TM之際，使內部為大氣壓後，從大氣搬運模組LM之大氣搬運機器人TR3收取搬運對象物，使內部為真空後，將搬運對象物傳給真空搬運模組TM之真空搬運機器人TR1。又，裝載鎖定模組LL1、LL2可於將搬運對象物從真空搬運模組TM搬出至大氣搬運模組LM之際，使內部為真空後，從真空搬運模組TM之真空搬運機器人TR1收取搬運對象物，使內部升壓至大氣壓後，將搬運對象物傳給大氣搬運模組LM之大氣搬運機器人TR3。

裝載鎖定模組LL1、LL2可具有在台上升降之升降銷。裝載鎖定模組LL1、LL2可在以升降銷舉起搬運對象物並將之支持的狀態下，能進行：大氣搬運機器人TR3與裝載鎖定模組LL1、LL2之間的交接；及真空搬運機器人TR1與裝載鎖定模組LL1、LL2之間的交接。裝載鎖定模組LL1、LL2與真空搬運模組TM係以開閉自如之閘閥G2分隔。裝載鎖定模組LL1、LL2與大氣搬運模組LM係以開閉自如之閘閥G3分隔。

大氣搬運模組LM配置成與真空搬運模組TM之間隔著裝載鎖定模組LL1、LL2而對向。大氣搬運模組LM可為例如EFEM(Equipment Front End Module：設備前端模組)。大氣搬運模組LM為長方體狀，具備FFU(Fan Filter Unit：風扇過濾組)，並具有保持在大氣壓氣體環境之大氣搬運室。於大氣搬運模組LM之沿著長邊方向的一側面連接有二個裝載鎖定模組LL1、LL2及儲存器SR。於大氣搬運模組LM之沿著長邊方向的另一側面連接有裝載埠LP1~LP4。於大氣搬運模組LM之短邊方向的一側面連接有對準器AN。此外，儲存器SR、對準器AN對大氣搬運模組LM之連接位置不限於此，可任意選擇。於大氣搬運模組LM內配置有搬運包含基板之搬運對象物的大氣搬運機器人TR3。

大氣搬運機器人TR3可沿著大氣搬運模組LM之長邊方向移動，並且可旋繞、伸縮、升降自如。大氣搬運機器人TR3可依據後述控制部CU輸出之動作指示，搬運搬運對象物。舉例而言，大氣搬運機器人TR3可將搬運對象物搭載固持於配置在前端之終端效應器EE3上，而在裝載埠LP1~LP4、裝載鎖定模組LL1、LL2、對準器AN及儲存器SR之間搬運搬運對象物。大氣搬運機器人TR3之終端效應器EE3可呈與真空搬運機器人TR1之終端效應器EE1相同的形狀。

裝載埠LP1~LP4可設置複數容器C。容器C可收容複數(例如二十五片)基板。容器C可為例如FOUP(Front-Opening Unified Pod：前開式晶圓傳送盒)。

對準器AN可為檢測搬運對象物之位置(方向或中心)之裝置。對準器AN可具有：旋轉支持台、光學感測器(皆未圖示)等。控制部CU可依據對準器AN之檢測結果，修正搬運對象物之方向。控制部CU可依據對準器AN之檢測結果，將從對準器AN收取搬運對象物之際的大氣搬運機器人TR3之終端效應器EE3的位置，修正成搬運對象物之中心位於大氣搬運機器人TR3之終端效應器EE3的預定位置。

儲存器SR可為保管包含測定輔助單元之搬運對象物的保管裝置。

在一實施形態中，如圖2所示，儲存器SR可具有：殼體VS1、配置於殼體VS1內之複數段支持部SP1。支持部SP1可將後述測定輔助單元400分成複數段加以支持。支持部SP1使大氣搬運機器人TR3之終端效應器EE3能進出，大氣搬運機器人TR3之終端效應器EE3可固持儲存器SR之支持部SP1上的測定輔助單元400，並將之從儲存器SR取出，又，可將所固持之測定輔助單元400收容於儲存器SR之支持部SP1上。

圖1所示之基板處理系統PS經由通信介面而與控制部CU連接。在一實施形態中，基板處理系統PS亦可包含控制部CU之一部分或全部。控制部CU可為例如電腦。控制部CU具備：CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)、RAM(Random Access Memory：隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory：唯讀記憶體)、輔助記憶裝置等。CPU可依據儲存於ROM或輔助記憶裝置之程式而動作，控制基板處理系統PS之各部。控制部CU可兼具後述控制部2之一部或全部的功能。

＜電漿處理系統之構成例＞處理模組PM1~PM6之至少一個可為電漿處理系統。

圖3係用以說明電漿處理系統之構成例的圖。在一實施形態中，電漿處理系統包含電漿處理裝置1及控制部2。電漿處理裝置1係基板處理裝置之一例。電漿處理裝置1包含：電漿處理腔室10、基板支持部11及電漿生成部12。電漿處理腔室10具有電漿處理空間。又，電漿處理腔室10具有：用以將至少一種處理氣體供給予電漿處理空間之至少一個氣體供給口、用以從電漿處理空間排出氣體之至少一個氣體排出口。氣體供給口連接於氣體供給部20，氣體排出口連接於後述排氣系統40。基板支持部11配置於電漿處理空間內，並具有用以支持基板之基板支持面。

電漿生成部12可從供給予電漿處理空間內之至少一種處理氣體生成電漿。在電漿處理空間形成之電漿亦可為：電容耦合電漿(CCP；Capacitively Coupled Plasma)、感應耦合電漿(ICP；Inductively Coupled Plasma)、ECR電漿(Electron-Cyclotron-resonance plasma：電子迴旋共振電漿)、螺旋波激發電漿(HWP：Helicon Wave Plasma)或表面波電漿(SWP：Surface Wave Plasma)等。又，亦可使用包含AC(Alternating Current：交流)電漿生成部及DC(Direct Current：直流)電漿生成部之各種類型的電漿生成部。在一實施形態中，在AC電漿生成部使用之AC信號(AC電力)具有100kHz~10GHz之範圍內的頻率。因而，AC信號包含RF(Radio Frequency：射頻)信號及微波信號。在一實施形態中，RF信號具有100kHz~150MHz之範圍內的頻率。

控制部2處理使電漿處理裝置1執行在本揭示所述之各種工序的電腦可執行之命令。控制部2可將電漿處理裝置1之各要件控制成執行在此所述之各種工序。在一實施形態中，電漿處理裝置1亦可包含控制部2之一部分或全部。控制部2亦可包含：處理部2a1、記憶部2a2及通信介面2a3。控制部2以例如電腦2a實現。處理部2a1可藉著從記憶部2a2讀出程式，並執行所讀出之程式，而進行各種控制動作。此程式可預先儲存於記憶部2a2，亦可於需要時經由媒體而取得。所取得之程式儲存於記憶部2a2，以處理部2a1從記憶部2a2讀出而執行。媒體可為能被電腦2a讀取之各種記憶媒體，亦可為連接於通信介面2a3之通信線路。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)或此等之組合。通信介面2a3亦可經由LAN(Local Area Network：區域網路)等通信線路而與電漿處理裝置1之間通信。

以下，就作為電漿處理裝置1之一例的電容耦合型電漿處理裝置之構成例作說明。圖4係用以說明電容耦合型電漿處理裝置之構成例的圖。

電容耦合型電漿處理裝置1包含：電漿處理腔室10(亦僅稱為「腔室」。)、氣體供給部20、電源30及排氣系統40。又，電漿處理裝置1包含基板支持部11及氣體導入部。氣體導入部可將至少一種處理氣體導入至電漿處理腔室10內。氣體導入部包含噴淋頭13。基板支持部11配置於電漿處理腔室10內。噴淋頭13配置於基板支持部11之上方。在一實施形態中，噴淋頭13構成電漿處理腔室10之頂棚部(ceiling)的至少一部分。電漿處理腔室10具有以噴淋頭13、電漿處理腔室10之側壁10a及基板支持部11界定的電漿處理空間10s。電漿處理腔室10接地。噴淋頭13及基板支持部11與電漿處理腔室10之殼體電性絕緣。

基板支持部11包含本體部111及環組件112。本體部111具有：用以支持基板W之中央區域111a、用以支持環組件112之環狀區域111b。晶圓係基板W之一例。本體部111之環狀區域111b俯視下包圍本體部111之中央區域111a。基板W配置於本體部111之中央區域111a上，環組件112於本體部111之環狀區域111b上配置成包圍本體部111之中央區域111a上的基板W。因而，中央區域111a亦稱為用以支持基板W之基板支持面，環狀區域111b亦稱為用以支持環組件112之環支持面。

在一實施形態中，本體部111包含基台1110及靜電吸盤1111。基台1110包含導電性構件。基台1110之導電性構件可具有下部電極之功能。靜電吸盤1111配置於基台1110上。靜電吸盤1111包含陶瓷構件1111a及配置於陶瓷構件1111a內之靜電電極1111b。陶瓷構件1111a具有中央區域111a。在一實施形態中，陶瓷構件1111a亦具有環狀區域111b。此外，諸如環狀靜電吸盤及環狀絕緣構件這樣的包圍靜電吸盤1111之其他構件亦可具有環狀區域111b。此時，環組件112可配置於環狀靜電吸盤或環狀絕緣構件上，亦可配置於靜電吸盤1111與環狀絕緣構件兩者上。又，耦合至後述射頻電源31及/或直流電源32之至少一個射頻/直流電極亦可配置於陶瓷構件1111a內。此時，至少一個射頻/直流電極具有下部電極之功能。當將後述偏壓射頻信號及/或直流信號供給予至少一個射頻/直流電極時，射頻/直流電極亦稱為偏壓電極。此外，基台1110之導電性構件與至少一個射頻/直流電極亦可具有複數下部電極之功能。又，靜電電極1111b亦可具有下部電極之功能。因而，基板支持部11包含至少一個下部電極。

環組件112包含一個或複數個環狀構件。在一實施形態中，一個或複數個環狀構件包含一個或複數個邊緣環及至少一個蓋環。邊緣環以導電性材料或絕緣材料形成，蓋環以絕緣材料形成。

又，基板支持部11亦可包含將靜電吸盤1111、環組件112及基板中的至少一個調節成目標溫度之溫度調節模組。溫度調節模組亦可包含：加熱器、傳熱媒體、流路1110a或此等之組合。諸如鹵水或氣體這樣的傳熱流體於流路1110a流動。在一實施形態中，流路1110a形成於基台1110內，一個或複數個加熱器配置於靜電吸盤1111之陶瓷構件1111a內。又，基板支持部11亦可包含將傳熱氣體供給予基板W之背面與中央區域111a之間的間隙之傳熱氣體供給部。

噴淋頭13可將來自氣體供給部20之至少一種處理氣體導入至電漿處理空間10s內。噴淋頭13具有：至少一個氣體供給口13a、至少一個氣體擴散室13b及複數氣體導入口13c。供給予氣體供給口13a之處理氣體通過氣體擴散室13b而從複數氣體導入口13c被導入至電漿處理空間10s內。又，噴淋頭13包含至少一個上部電極。此外，氣體導入部亦可除了噴淋頭13外，還包含安裝於形成在側壁10a之一個或複數個開口部的一個或複數個側邊氣體注入部(SGI：Side Gas Injector)。

氣體供給部20亦可包含至少一個氣體源21及至少一個流量控制器22。在一實施形態中，氣體供給部20可將至少一種處理氣體從各自對應之氣體源21經由各自對應之流量控制器22而供給予噴淋頭13。各流量控制器22亦可包含例如質量流量控制器或壓力控制式流量控制器。再者，氣體供給部20亦可包含將至少一種處理氣體之流量調變或脈衝化的至少一個流量調變元件。

電源30包含經由至少一個阻抗匹配電路而耦合至電漿處理腔室10之射頻電源31。射頻電源31將至少一個射頻信號(射頻電力)供給予至少一個下部電極及/或至少一個上部電極。藉此，從供給予電漿處理空間10s之至少一種處理氣體形成電漿。因而，射頻電源31可具有電漿生成部12之至少一部分的功能。又，藉著將偏壓射頻信號供給予至少一個下部電極，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引入至基板W。

在一實施形態中，射頻電源31包含第1射頻信號生成部31a及第2射頻信號生成部31b。第1射頻信號生成部31a經由至少一個阻抗匹配電路而耦合到至少一個下部電極及/或至少一個上部電極，並可生成電漿生成用之來源射頻信號(來源射頻電力)。在一實施形態中，來源射頻信號具有10MHz~150MHz之範圍內的頻率。在一實施形態中，第1射頻信號生成部31a亦可生成具有不同頻率之複數個來源射頻信號。而可將所生成之一個或複數個來源射頻信號供給予至少一個下部電極及/或至少一個上部電極。

第2射頻信號生成部31b經由至少一個阻抗匹配電路而耦合到至少一個下部電極，並可生成偏壓射頻信號(偏壓射頻電力)。偏壓射頻信號之頻率可與來源射頻信號之頻率相同，亦可不同。在一實施形態中，偏壓射頻信號具有低於來源射頻信號之頻率的頻率。在一實施形態中，偏壓射頻信號具有100kHz~100MHz之範圍內的頻率。在一實施形態中，第2射頻信號生成部31b亦可生成具有不同頻率之複數個偏壓射頻信號。而可將所生成之一個或複數個偏壓射頻信號供給予至少一個下部電極。又，在各種實施形態中，亦可將來源射頻信號及偏壓射頻信號中至少一個脈衝化。

又，電源30亦可包含耦合至電漿處理腔室10之直流電源32。直流電源32包含第1直流信號生成部32a及第2直流信號生成部32b。在一實施形態中，第1直流信號生成部32a連接於至少一個下部電極，並可生成第1直流信號。而可將所生成之第1直流信號對至少一個下部電極施加。在一實施形態中，第2直流信號生成部32b連接於至少一個上部電極，並可生成第2直流信號。而可將所生成之第2直流信號對至少一個上部電極施加。

在各種實施形態中，亦可將第1及第2直流信號脈衝化。此時，對至少一個下部電極及/或至少一個上部電極施加電壓脈衝之序列。電壓脈衝亦可具有矩形、梯形、三角形或此等之組合的脈衝波形。在一實施形態中，於用以從直流信號生成電壓脈衝之序列的波形生成部連接於第1直流信號生成部32a與至少一個下部電極之間。因而，第1直流信號生成部32a及波形生成部構成電壓脈衝生成部。第2直流信號生成部32b及波形生成部構成電壓脈衝生成部時，電壓脈衝生成部連接於至少一個上部電極。電壓脈衝可具有正極性，亦可具有負極性。又，電壓脈衝之序列亦可於一個週期內包含一個或複數個正極性電壓脈衝與一個或複數個負極性電壓脈衝。此外，第1及第2直流信號生成部32a、32b亦可加設於射頻電源31，第1直流信號生成部32a亦可取代第2射頻信號生成部31b而設置。

排氣系統40可連接於設在例如電漿處理腔室10之底部的氣體排出口10e。排氣系統40亦可包含壓力調整閥及真空泵。可以壓力調整閥調整電漿處理空間10s內之壓力。真空泵亦可包含：渦輪分子泵、乾式泵或此等之組合。

＜真空搬運機器人TR1之終端效應器EE1的構成例＞在一實施形態中，如圖5所示，真空搬運機器人TR1之終端效應器EE1呈平板型且U字型之叉狀。終端效應器EE1具有基部200及從基部200往前端分成二個的一對前端部201。各前端部201於其表面具有複數墊PD。複數墊PD可接觸搬運對象物(例如基板)之底面，而固持搬運對象物。在一實施形態中，各前端部201可於其表面具有一個或複數個吸引孔。吸引孔連接於真空泵等排氣裝置，搬運對象物可經由吸引孔而被真空吸附在終端效應器EE1。

如圖5及圖6所示，真空搬運機器人TR1具有安裝於終端效應器EE1之距離感測器250。在一實施形態中，距離感測器250具有開口部350，開口部350係指從終端效應器EE1將光發射至外部或接收光之發光受光部。距離感測器250可配置於各前端部201，開口部350可配置於各前端部201之背面。距離感測器250可配置於各前端部201之外側的前端附近。

如圖6所示，距離感測器250可檢測與位於終端效應器EE1之下方的零件(例如環組件112的邊緣環112a)之間的距離。距離感測器250可為光學式位移感測器。光學式位移感測器可為同軸共焦式、分光干涉式等之感測器。在一實施形態中，距離感測器250藉著從發光部朝下方之零件照射光，並以受光部檢測在零件反射之光，可取得有關於與零件之距離的資訊(信號)。

距離感測器250之檢測結果可輸出至控制部CU。控制部CU依據距離感測器250之檢測結果，可測定至零件之距離。控制部CU藉著測定與零件之距離，可測定零件之位置及消耗量。

在一實施形態中，距離感測器250於前端部201之內部具有透鏡351、反射鏡352。在一實施形態中，距離感測器250經由光纖360而與控制器361連接。光開關362介於光纖360之間。光纖360配置成：通過配置於真空空間與大氣空間之間的分隔壁之真空饋通件363。控制器361與光開關362可設於真空搬運模組TM之外部的大氣空間。

在一實施形態中，控制器361具有LED等光源。控制器361可使測定用的光通過光纖360而供給予距離感測器250，而從距離感測器250之開口部350朝下方之零件照射。又，控制器361可使在零件反射之光通過距離感測器250及光纖360而接收該光。此外，距離感測器250之構成不限於此。控制器361可包含在控制部CU內。

＜測定輔助單元400之構成例＞圖7係用以說明測定輔助單元400之構成例的圖。圖8係用以說明搭載於終端效應器EE1上的測定輔助單元400之例的圖。圖9係用以說明搭載於終端效應器EE1上的測定輔助單元400之例的底視圖。測定輔助單元400係為了測定零件之消耗量及位置，而以距離感測器250測定與零件的距離之際使用的治具，係可搭載於真空搬運機器人TR1之終端效應器EE1來搬運。又，測定輔助單元400係可搭載於大氣搬運機器人TR3之終端效應器EE3來搬運。

在一實施形態中，如圖7~圖9所示，測定輔助單元400具有：基板部450、聚光透鏡451、支持構件452。

基板部450可與以電漿處理裝置1處理之基板呈相同形狀且具相同大小。即，基板部450係可搭載於真空搬運機器人TR1之終端效應器EE1來搬運。舉例而言，基板部450可呈薄圓板狀。基板部450之材質可與基板相同，亦可不同。

聚光透鏡451將從零件反射之光聚光後，將之輸出至距離感測器250。如圖8所示，聚光透鏡451設置成：於測定輔助單元400搭載於真空搬運機器人TR1之終端效應器EE1時，位於各前端部201之距離感測器250的開口部350之下方。聚光透鏡451配置於至少包含從距離感測器250之開口部350朝下方發射之光的光軸P1之位置。

支持構件452在遠離基板部450之基板部450的下方之位置支持聚光透鏡451。在一實施形態中，支持構件452具有：固持聚光透鏡451之固持部分460、將固持部分460與基板部450連接之連接部分461。固持部分460呈圓筒狀，於圓筒之內部固持有聚光透鏡451。連接部分461可呈於縱向延伸之棒狀。連接部分461配置成在基板部450搭載於真空搬運機器人TR1之終端效應器EE1上時，不與終端效應器EE1之前端部201干擾。連接部分461配置成於縱向通過終端效應器EE1之各前端部201的外側。

＜基板處理之一例＞以下說明以基板處理系統PS進行之基板處理的一例。在一實施形態，以控制部CU執行基板處理。將收容於圖1所示之裝載埠LP1~LP4的容器C之基板，以大氣搬運模組LM之大氣搬運機器人TR3，搬運至裝載鎖定模組LL1、LL2。此時，裝載鎖定模組LL1、LL2之內部維持在大氣壓。接著，使裝載鎖定模組LL1、LL2之內部為真空。然後，將裝載鎖定模組LL1、LL2之基板，以真空搬運模組TM之真空搬運機器人TR1，通過真空搬運模組TM而搬運至處理模組PM1~PM6之至少一個。

舉例而言，將基板搬運至處理模組、亦即基板處理系統之電漿處理裝置1。在電漿處理裝置1，對基板進行電漿處理。

電漿處理包含使用電漿來蝕刻基板W上之膜的蝕刻處理。在一實施形態中，電漿處理在圖4所示之電漿處理裝置1中係以控制部2執行。

首先，以真空搬運機器人TR1之終端效應器EE1將基板W搬入至腔室10內，以升降機將之載置於基板支持部11，並吸附固持於基板支持部11上。

接著，以電漿生成部12於電漿處理空間10s生成電漿。首先，將處理氣體以氣體供給部20供給予噴淋頭13，從噴淋頭13供給予電漿處理空間10s。此時供給之處理氣體包含生成基板W之蝕刻處理所需的活性物種之氣體。

從電源30將來源射頻信號供給予上部電極13d及/或下部電極。又，將偏壓射頻信號或偏壓直流信號供給予下部電極。從氣體排出口10e排出電漿處理空間10s內之環境氣體，將電漿處理空間10s之內部減壓。在電漿處理空間10s之基板支持部11上，從處理氣體生成電漿，而將基板W進行蝕刻處理。

當電漿處理結束時，以真空搬運模組TM之真空搬運機器人TR1從腔室10搬出基板。將基板以真空搬運機器人TR1通過真空搬運模組TM而搬運至裝載鎖定模組LL1、LL2。或者，將基板以真空搬運機器人TR1通過真空搬運模組TM而搬運至其他處理模組PM1~PM6，以該處理模組PM1~PM6進行處理後，搬運至裝載鎖定模組LL1、LL2。接著，將基板以大氣搬運模組LM之大氣搬運機器人TR3從裝載鎖定模組LL1、LL2搬運至裝載埠LP1~LP4之容器C。

＜零件之消耗量及位置的測定之一例＞在基板處理系統PS，測定零件之消耗量及位置。舉例而言，測定電漿處理裝置1之邊緣環112a的消耗量及位置。本測定係以控制部CPU及控制部2之至少任一者執行。圖10顯示本測定之流程圖的一例。在一實施形態中，本測定具有工序TS–1~TS–8。

在工序TS–1，使真空搬運機器人TR1之終端效應器EE1移動至電漿處理裝置1之腔室10內，以距離感測器250測定邊緣環之消耗量及位置。此時，如圖6所示，距離感測器250之開口部350配置於邊緣環112a之上方。從控制器361使光通過光纖360而供給予距離感測器250，從距離感測器250之開口部350朝下方之邊緣環112a照射光。然後，藉著在邊緣環112a反射之光，經由距離感測器250、光纖360而以控制器361接收，而取得有關於與邊緣環112a之距離的信號。之後，將距離感測器250之檢測結果輸出至控制部CU，控制部CU依據距離感測器250之檢測結果，測定至邊緣環112a之距離。控制部CU藉著測定與邊緣環112a之距離，而測定邊緣環112a之消耗量及位置。

在工序TS–2，確認以距離感測器250及控制器361接收之信號的強度。距離感測器250之信號強度可以控制部CU確認。

當控制器361接收之信號強度超過檢測界限時，接著，以距離感測器250測定零件之消耗量及位置(工序TS–3)。之後，將真空搬運機器人TR1之終端效應器EE1從電漿處理裝置1移動至真空搬運模組(工序TS–4)。

當因測定對象物之傾斜或表面粗糙，控制器361接收之信號強度低於檢測界限時，將收容於圖1所示之儲存器SR的測定輔助單元400搬運至裝載鎖定模組LL1、LL2(工序TS–5)。此時，以大氣搬運機器人TR3將測定輔助單元400搭載於終端效應器EE3來搬運。裝載鎖定模組LL1、LL2在升降銷於台上上升之狀態下，從大氣搬運模組TR3收取測定輔助單元400。此時，裝載鎖定模組LL1、LL2之內部維持在大氣壓。

接著，將裝載鎖定模組LL1、LL2之測定輔助單元400搬運至電漿處理裝置1(TS–6)。此時，使裝載鎖定模組LL1、LL2之內部為真空。真空搬運機器人TR1將裝載鎖定模組LL1、LL2之測定輔助單元400搭載於終端效應器EE1上後收取，以真空搬運機器人TR1將測定輔助單元400搬運至電漿處理裝置1之腔室10內。此時，如圖11所示，終端效應器EE1之前端部201的距離感測器250之開口部350配置於邊緣環112a之上方。又，搭載於終端效應器EE1上之測定輔助單元400搬運至邊緣環112a之上方，聚光透鏡451配置於邊緣環112a之上方且為距離感測器250之開口部350的下方。

接著，使用測定輔助單元400，以距離感測器250測定邊緣環112a之消耗量及位置(圖10之工序TS–7)。如圖11所示，從距離感測器250之開口部350朝下方之邊緣環112a照射從控制器361供給之光。然後，在邊緣環112a反射之光經由聚光透鏡451後，經由距離感測器250、光纖360而以控制器361接收，藉此，取得有關於與邊緣環112a之距離的信號。將距離感測器250之檢測結果輸出至控制部CU，控制部CU依據距離感測器250之檢測結果，測定至邊緣環112a之距離。控制部CU藉著測定與邊緣環112a之距離，而測定邊緣環112a之消耗量及位置。

邊緣環112a之消耗量及位置的測定結束後，將測定輔助單元400搬運至儲存器SR(圖10之工序TS–8)。此時，以真空搬運機器人TR1使測定輔助單元400從電漿處理裝置1通過真空搬運模組TM，而搬運至裝載鎖定模組LL1、LL2，之後，以大氣搬運機器人TR3從裝載鎖定模組LL1、LL2通過大氣搬運模組LM，而搬運至儲存器SR。

根據本例示之實施形態，基板處理系統PS具備：真空搬運模組TM；真空搬運機器人TR1，其包含終端效應器EE1、安裝於終端效應器EE1之距離感測器250；電漿處理系統，其連接於真空搬運模組TM，並包含電漿處理腔室10、配置於電漿處理腔室10內之基板支持部11、配置成包圍基板支持部11上之基板的邊緣環112a；及控制部CU；控制部CU可將包含聚光透鏡451之測定輔助單元400搭載於終端效應器EE1上，將聚光透鏡451配置於距離感測器250之下方，以真空搬運機器人TR1將終端效應器EE1上之測定輔助單元400搬運至電漿處理腔室10內，以距離感測器250經由聚光透鏡451，而測定至邊緣環112a之距離。根據此例，邊緣環112a因消耗而頂面變成傾斜，或邊緣環112a因消耗而表面變成傾斜，在邊緣環112a反射之光偏離光軸P1時，可使該光以聚光透鏡451聚光後，通過距離感測器250而返回至光纖361，以控制器360檢測。即，可擴大距離感測器250之開口數，結果，能適當地檢測基板處理系統之零件的消耗量及位置。

圖12、圖13顯示用以評價距離感測器之角度容許性的實驗結果。實驗係分別就無聚光透鏡之情形、有聚光透鏡(焦點距離f=10mm)之情形、有聚光透鏡(焦點距離f=5mm)之情形進行。實驗係藉著對角度不同之複數傾斜面照射光，以距離感測器接收所反射之光，測定其光強度而進行。圖12顯示X軸方向之角度容許性，圖13顯示Y軸方向之角度容許性。在圖12及圖13中，縱軸顯示以距離感測器接收之光強度，橫軸顯示光反射之傾斜面的傾斜角度。此外，X軸方向與Y軸方向係相互正交之水平方向。

如圖14所示，依據圖12之實驗結果，設定檢測界限，使用近似曲線，推定了容許角度。當無聚光透鏡時，容許角度為約±5°，當有聚光透鏡(焦點距離f=10mm)時，容許角度為約±7°，當有聚光透鏡(焦點距離f=5mm)時，容許角度為約±10°，可確認因為有聚光透鏡，所以距離感測器之角度容許性提高。

在上述實施形態中，聚光透鏡451安裝於測定輔助單元400，但可安裝於搬運機器人之終端效應器。舉例而言，如圖15所示，真空搬運機器人TR1之終端效應器EE1於距離感測器250之開口部350的下方具有聚光透鏡500。聚光透鏡500以支持構件501支持。

支持構件501係在遠離終端效應器EE1之前端部201的前端部201之下方的位置，支持聚光透鏡500。支持構件501具有：固持聚光透鏡500之固持部分510、將固持部分510與前端部201連接之連接部分511。

固持部分510呈圓筒狀，並於圓筒之內部固持有聚光透鏡500。連接部分511可呈於縱向延伸之棒狀。

在一實施形態中，可提供包含基板部450、聚光透鏡451及支持構件452之測定輔助單元400。

本揭示之實施形態更包含以下態樣。

(附註1)一種基板處理系統，具備：真空搬運模組；搬運機器人，其包含終端效應器、安裝於該終端效應器並具有開口部之距離感測器；電漿處理模組，其連接於該真空搬運模組，並包含電漿處理腔室、配置於該電漿處理腔室內之基板支持部、配置成包圍該基板支持部上之基板的邊緣環；及控制部；該控制部可將包含聚光透鏡之測定輔助單元搭載於該終端效應器上，並將該聚光透鏡配置於該距離感測器之該開口部的下方，以該搬運機器人將該終端效應器上之該測定輔助單元搬運至該電漿處理腔室內，以該距離感測器經由該聚光透鏡，測定至該邊緣環之距離。

(附註2)如附註1之基板處理系統，其中，該測定輔助單元包含：基板部；及支持構件，其連接於該基板部，並支持該聚光透鏡。

(附註3)一種基板處理系統，具備：真空搬運模組；搬運機器人，其包含終端效應器、安裝於該終端效應器並具有開口部之距離感測器、配置於該距離感測器之該開口部的下方之聚光透鏡；電漿處理模組，其連接於該真空搬運模組，並包含電漿處理腔室、配置於該電漿處理腔室內之基板支持部、配置成包圍該基板支持部上之基板的邊緣環；及控制部；該控制部可使該搬運機器人之該終端效應器於該電漿處理腔室內移動，以該距離感測器經由該聚光透鏡，測定至該邊緣環之距離。

(附註4)如附註3之基板處理系統，其中，該終端效應器包含支持該聚光透鏡之支持構件。

以上之各實施形態係為了說明而記載，並非意在限定本揭示之範圍。以上之各實施形態可在不脫離本揭示之範圍及旨趣下，進行各種變形。舉例而言，可將某實施形態之一部分的構成要件追加至其他實施形態。又，可將某實施形態之一部分的構成要件與其他實施形態之對應的構成要件置換。

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:電漿處理腔室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:射頻電源31a:第1射頻信號生成部31b:第2射頻信號生成部32:直流電源32a:第1直流信號生成部32b:第2直流信號生成部40:排氣系統111:本體部111a:中央區域111b:環狀區域112:環組件112a:邊緣環200:基部201:前端部250:距離感測器350:開口部351:透鏡352:反射鏡360:光纖361:控制器362:光開關363:真空饋通件400:測定輔助單元450:基板部451:聚光透鏡452:支持構件460:固持部分461:連接部分500:聚光透鏡501:支持構件510:固持部分511:連接部分1110:基台1110a:流路1111:靜電吸盤1111a:陶瓷構件1111b:靜電電極AN:對準器C:容器CU:控制部EE1:終端效應器EE3:終端效應器G1:閘閥G2:閘閥G3:閘閥LL1:裝載鎖定模組LL2:裝載鎖定模組LM:大氣搬運模組LP1:裝載埠LP2:裝載埠LP3:裝載埠LP4:裝載埠P1:光軸PD:墊PM1:處理模組PM2:處理模組PM3:處理模組PM4:處理模組PM5:處理模組PM6:處理模組PS:基板處理系統SP1:支持部SR:儲存器TS-1:工序TS-2:工序TS3:工序TS-4:工序TS-5:工序TS-6:工序TS-7:工序TS-8:工序TM:真空搬運模組TR1:真空搬運機器人TR3:大氣搬運機器人VS:殼體W:基板

圖1係用以說明基板處理系統之構成例的圖。圖2係用以說明儲存之容器的構成例之圖。圖3係用以說明電漿處理系統之構成例的圖。圖4係用以說明電漿處理裝置之構成例的圖。圖5係用以說明搬運機器人之終端效應器的構成例之圖。圖6係用以說明使用搬運機器人的終端效應器具有之距離感測器來測定零件的消耗量及位置之例的圖。圖7係用以說明測定輔助單元之構成例的圖。圖8係用以說明搭載於終端效應器上的測定輔助單元之例的圖。圖9係用以說明搭載於終端效應器上的測定輔助單元之例的底視圖。圖10係顯示測定零件之消耗及位置的方法之流程圖的一例之圖。圖11係用以說明使用搬運機器人的終端效應器具有之距離感測器及測定輔助單元來測定零件的消耗量及位置之例的圖。圖12係用以說明用來評價距離感測器之X軸方向的角度容許性之實驗結果的圖。圖13係用以說明用以評價距離感測器之Y軸方向的角度容許性之實驗結果的圖。圖14係用以說明依據圖12之實驗結果，使用近似曲線來推定容許角度的結果之圖。圖15係用以說明具有聚光透鏡之終端效應器的構成例之圖。

11:基板支持部

112:環組件

112a:邊緣環

201:前端部

250:距離感測器

350:開口部

351:透鏡

352:反射鏡

360:光纖

361:控制器

362:光開關

363:真空饋通件

400:測定輔助單元

450:基板部

451:聚光透鏡

452:支持構件

EE1:終端效應器

W:基板

Claims (4)

1. 一種基板處理系統，具備：真空搬運模組；搬運機器人，其包含終端效應器、安裝於該終端效應器並具有開口部之距離感測器；電漿處理模組，其連接於該真空搬運模組，並包含電漿處理腔室、配置於該電漿處理腔室內之基板支持部、配置成包圍該基板支持部上之基板的邊緣環；及控制部；該控制部可將包含聚光透鏡之測定輔助單元搭載於該終端效應器上，並將該聚光透鏡配置於該距離感測器之該開口部的下方，以該搬運機器人將該終端效應器上之該測定輔助單元搬運至該電漿處理腔室內，以該距離感測器經由該聚光透鏡，測定至該邊緣環之距離。
2. 如請求項1之基板處理系統，其中，該測定輔助單元包含：基板部；及支持構件，其連接於該基板部，並支持該聚光透鏡。
3. 一種基板處理系統，具備：真空搬運模組；搬運機器人，其包含終端效應器、安裝於該終端效應器並具有開口部之距離感測器、配置於該距離感測器之該開口部的下方之聚光透鏡；電漿處理模組，其連接於該真空搬運模組，並包含電漿處理腔室、配置於該電漿處理腔室內之基板支持部、配置成包圍該基板支持部上之基板的邊緣環；及控制部；該控制部可使該搬運機器人之該終端效應器於該電漿處理腔室內移動，以該距離感測器經由該聚光透鏡，測定至該邊緣環之距離。
4. 如請求項3之基板處理系統，其中，該終端效應器包含支持該聚光透鏡之支持構件。