CN110016651A

CN110016651A - 工件检测装置、成膜装置及工件检测方法

Info

Publication number: CN110016651A
Application number: CN201811508725.6A
Authority: CN
Inventors: 小田喜文
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2019-07-16
Anticipated expiration: 2038-12-11
Also published as: KR102260806B1; JP7117841B2; TWI679414B; TW201928337A; KR20190070266A; CN110016651B; JP2019105532A

Abstract

本发明提供一种可通过共同的检测部件，不受工件的表面性状影响而检测存在翘曲等的工件的位置的异常的工件检测装置、成膜装置及工件检测方法。所述工件检测装置具有：第1设定部(42)，设定规定的大小的第1区域(S1)；第2设定部(43)，设定比第1区域(S1)大，并将第1区域(S1)全部纳入的第2区域(S2)；检测部(44)，检测来自收容在固定器(H)且已被拍摄的晶圆(W)的反射光的图像(Sw)对应于和第1区域(S1)与第2区域(S2)之间的区域所重叠的区域的面积的值；以及判定部(45)，根据由检测部(44)所检测到的值是否超过阈值，判定相对于固定器(H)的晶圆(W)的位置有无异常。

Description

工件检测装置、成膜装置及工件检测方法

技术领域

本发明涉及一种工件检测装置、成膜装置及工件检测方法。

背景技术

在各种半导体装置的制造步骤中，有时在晶圆或玻璃基板等工件上进行层叠来形成多层膜。作为形成多层膜的成膜装置，有包括多个可进行减压的腔室的所谓的多腔室型的成膜装置。在各腔室内配置有包含成膜材料的靶。将惰性气体导入腔室内，对靶施加电压来使惰性气体等离子体(plasma)化而生成离子(ion)，并使此离子撞击靶。通过从靶中打出的材料的粒子堆积在工件上的溅射(sputtering)来进行成膜。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2008-244078号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

通过溅射来进行成膜的工件在载置在固定器(holder)内的状态下被搬运至成膜装置中。已被载置在固定器内的工件其位置或倾斜度未成为固定，存在从固定器中露出的情况。从固定器中露出的程度大的工件与靶及等离子体的距离在成膜面内未成为固定，而无法进行均匀的成膜处理。

为了应对此问题，可考虑利用激光传感器等对工件的外周等位置进行检测，并根据与成为基准的位置的偏移量来判定位置的异常的方法。但是，工件的表面性状根据其材质而不同。例如，半导体的晶圆(wafer)的光的透过率或反射率根据材质是硅(Si)还是碳化硅(SiC)、是否形成有图案、是否进行了成膜等而不同。若要例如利用共同的传感器对此种表面性状不同的多种晶圆进行检测，则各个晶圆的检测中最合适的灵敏度等的值不同，因此每当变更晶圆时必须变更值。另外，也存在难以知道各个晶圆的检测中最合适的灵敏度等的值的情况。为了应对此问题，对应于表面性状不同的晶圆而设置适合于各晶圆的传感器会使成本变高并不现实。

因此，可考虑如下的方法：利用照相机拍摄已映在晶圆上的任意的像，求出所拍摄的任意的像的图像的中心位置，并根据此中心位置与事先设定的成为基准的中心位置的偏移量来检测工件的位置的异常(参照专利文献1)。

但是，晶圆中存在非常薄的晶圆。例如，在功率元件领域中，晶圆事先形成金属氧化物半导体场效晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOS-FET)等电子电路后，通过削去背面而被加工得非常薄，然后被搬送至成膜装置中，在背面上使成为电极的铝(Al)成膜。如此薄的晶圆会产生翘曲或扭曲。此翘曲或扭曲的形态在各晶圆中不同，因此即便是同径的晶圆，另外，即便是位于正确的位置上的晶圆，中心位置也不成为固定。因此，不仅设定成为基准的晶圆的中心位置并不容易，而且难以根据所设定的中心位置来判断偏移量。

本发明的目的在于提供一种可通过共同的检测部件，不受工件的表面性状影响而检测存在翘曲等的工件的位置的异常的工件检测装置、成膜装置及工件检测方法。

[解决问题的技术手段]

为了达成所述目的，本发明的工件检测装置包括：第1设定部，设定规定的大小的第1区域；第2设定部，设定比所述第1区域大，并将所述第1区域全部纳入的第2区域；检测部，检测来自收容在固定器且已被拍摄的工件的反射光的图像对应于和所述第1区域与所述第2区域之间的区域所重叠的区域的面积的值；以及判定部，根据由所述检测部所检测到的值是否超过阈值，判定相对于所述固定器的所述工件的位置有无异常。

所述第1区域的大小也可以是将来自收容在固定器的位于正常的位置的工件的反射光的图像纳入的大小。所述第1区域及所述第2区域也可以是同心圆。

也可以具有输入部，对利用所述第1设定部的第1区域的设定进行指示，且所述第2设定部对应于利用所述输入部的所述第1区域的设定，设定所述第2区域。

也可以具有显示部，显示对应于所述面积的信息。所述显示部也可以显示所述异常的信息。

也可以具有对所述工件照射光的单一的光源、及拍摄来自所述工件的反射光的摄像部。

另外，本发明的成膜装置包括：所述工件检测装置；以及成膜部，针对已由所述工件检测装置判定有无位置的异常的工件进行成膜。

另外，本发明的工件检测方法是计算机或电子电路执行如下的处理：第1设定处理，设定规定的大小的第1区域；第2设定处理，设定比所述第1区域大，并将所述第1区域全部纳入的第2区域；检测处理，检测来自所述工件的反射光的图像对应于和所述第1区域与所述第2区域之间的区域所重叠的区域的面积的值；以及判定处理，根据由所述检测处理所检测到的值是否超过阈值，判定相对于所述固定器的所述工件的位置有无异常。

[发明的效果]

根据本发明，可通过共同的检测部件，不受工件的表面性状影响而检测存在翘曲等的工件的位置的异常。

附图说明

图1(A)及图1(B)是示意性地表示存在翘曲的晶圆的平面图，侧面图。

图2(A)及图2(B)是表示收容晶圆的固定器的平面图、A-A箭视剖面图。

图3是示意性地表示实施方式的成膜装置的结构的平面图。

图4是示意性地表示检测机构的结构的图3的B-B箭视剖面图。

图5是表示图4的检测机构的晶圆接收状态的剖面图。

图6是表示图4的检测机构的晶圆载置状态的剖面图。

图7是表示摄像部的照相机与光源的底面图。

图8(A)及图8(B)是表示反射光的图像、第1区域、第2区域的显示画面例的说明图。

图9是示意性地表示成膜室的结构的剖面图。

图10是表示图9的成膜室的固定器载置状态的剖面图。

图11是表示控制装置的框图。

图12是表示反射光的图像、第1区域、第2区域的大小的说明图。

图13的(A)～(F)是表示相对于固定器的晶圆的位置的形态的说明图。

图14是表示相对于固定器的晶圆的上冲的形态的说明图。

图15是表示上冲量与检测值的关系的图表。

图16是表示实施方式的处理程序的流程图。

[符号的说明]

100：成膜装置

200：大气装载机

210：固定器供给部

220：晶圆供给部

230：检测机构

231：支撑台

231a：开口

232：升降板

233：升降轴

234：支柱

235：摄像部

21：照相机

22：光源

300：成膜部

310：真空搬送室

311：搬送臂

321～325：成膜室

321a～325a：真空闸阀

326：工件出入室

326a：真空闸阀

326b：大气闸阀

30：腔室

30a：压力计

30b：气体导入部

31：平台

31a：轴

31b：静电吸盘

32：升降机构

32a：杆

32b：台

32c：销

33：溅射源

33a：靶

33b：背板

33c：导电构件

34：电源

400：控制装置

40：机构控制部

41：显示处理部

42：第1设定部

43：第2设定部

44：检测部

45：判定部

46：存储部

47：输入输出控制部

48：输入部

49：显示部

a、b、c、p：上冲量

D：检测区域

dp：深度

EB1、EB2、EB3：误差棒

H：固定器

Hо：开口

Hs：收容部

Sw：反射光的图像

S1：第1区域

S2：第2区域

Th1、Th2：阈值

W：晶圆

α、β、γ：直径

101～112：步骤

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行具体说明。

(晶圆)

在本实施方式中，对如图1(A)及图1(B)所示那样，使用半导体的晶圆W作为成膜对象的工件的例子进行说明。晶圆W在成膜步骤前在表面上形成有电路，且背面得到研磨。近年来，因伴随高集成化的薄化倾向，而将晶圆W研磨直至厚度为几十μm级。如此，晶圆W非常薄地形成，因此产生翘曲或扭曲。在成膜步骤中，在经研磨的表面上形成膜。

(固定器)

另外，在本实施方式中，所成膜的晶圆W作为载置的构件，如图2(A)及图2(B)所示，使用固定器H。固定器H是在A-A切断面上进行切断后的剖面为矩形的有底圆筒形状的构件，在内部具有收容晶圆W的大小的收容部Hs。在固定器H的底部形成有直径比晶圆W小的开口Hо。因此，可通过开口Hо的边缘的底部来支撑晶圆W的表面的外周。另外，开口Hо为可插入/排出升降板232及升降轴233的大小(参照图5)。

(成膜装置)

(概要)

如图3所示，本实施方式的成膜装置100具有大气装载机200、成膜部300及控制装置400。

大气装载机200是将晶圆W载置在固定器H内，并搬入成膜部300中的结构部。成膜部300是对已被载置在固定器H内的晶圆W进行利用溅射的成膜的结构部。控制装置400是对成膜装置100的各部进行控制的装置。以下，对成膜装置100的各部的详细情况进行说明。

(大气装载机)

大气装载机200具有固定器供给部210、晶圆供给部220、检测机构230。虽然未图示，但固定器供给部210具有将许多固定器H层叠来收容的固定器盒及搬送臂。晶圆供给部220具有将许多晶圆W层叠来收容的晶圆盒及搬送臂。检测机构230是拍摄载置在固定器H内的晶圆W的结构部。

通过搬送臂而从固定器供给部210的固定器盒取出的固定器H被设置在检测机构230。从晶圆供给部220的晶圆盒取出的晶圆W被载置在检测机构230所设置的固定器H的收容部Hs。晶圆W在已被载置在固定器H内的状态下，通过未图示的搬送臂来搬入成膜部300。

如图4所示，检测机构230具有支撑台231、升降板232、升降轴233、支柱234、摄像部235。支撑台231是载置固定器H的台。在支撑台231中设置有与固定器H的开口Hо对应的开口231a。升降板232是可从支撑台231的下方起经由开口231a及开口Hо而在垂直方向上进退的板状体。

升降轴233是一端与升降板232连结的棒状的构件。升降轴233的另一端与未图示的驱动源连接。驱动源使升降轴233升降。作为驱动源，例如可使用气缸。

如图5所示，通过升降轴233而从支撑台231的开口231a及固定器H的开口Hо进入，并已进一步上升的升降板232接收已来到固定器H的上方的晶圆W。而且，如图6所示，通过升降板232下降，而将晶圆W收容在固定器H的收容部Hs。支柱234是在从支撑台231的两侧直立设置的两根柱状的构件上安装有梁的构件，所述梁的方向与固定器H的直径平行，且以横跨支撑台231的上方的方式配置。

摄像部235具有照相机21、光源22。如图7所示，照相机21是如下的摄像装置：具有透镜等光学构件、及作为互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)或电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)等光接收元件的影像传感器，输出对应于经由光学构件而由光接收元件所检测到的光的信号。光源22是对晶圆W照射光的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)等照明装置。在本实施方式中，如图7所示，在与照相机21的光学构件邻接的位置设置有一个光源22。另外，光源22也可以对晶圆W整体进行照射，但未必需要对晶圆W整体进行照射。例如，在本实施方式中，对晶圆W照射直径为10mm左右的光。

如图8(A)及图8(B)所示，来自照相机21所拍摄的晶圆W的反射光的图像被显示在后述的显示部49的画面。所谓来自晶圆W的反射光的图像，是指通过利用光接收元件检测从光源22照射至晶圆W后反射的光所形成的图像中，由相当于反射光或晶圆W的外缘的轮廓包围的区域。以下，将此来自晶圆W的反射光的图像称为反射光的图像Sw。不论是全反射、透明、半透明的晶圆W的哪一种，相当于反射光的外缘的轮廓均能够以可从背景识别的明亮度来拍摄。因此，可将事先设定的阈值以上的光量的区域作为反射光的图像Sw而抽出。

(成膜部)

如图3所示，成膜部300成为以六角柱状的真空搬送室310为中心，沿着真空搬送室310的各侧面而配置有多个腔室30的多腔室结构。多个腔室30的至少一个是针对晶圆W进行成膜的成膜室。成膜室的数量是对应于形成在晶圆W的膜的数量来决定者，并不限定于特定的数量。另外，也可以将腔室30的任一者设为冷却室、加热室、蚀刻室等进行成膜以外的处理的室。

在本实施方式中，作为一例，将腔室30设为五个成膜室321～325与一个工件出入室(load lock chamber)326。另外，真空搬送室310的形状也不限定于六角柱状，也可以设为对应于所需的成膜室321～成膜室325的数量的多边形状、或者也可以设为圆筒状。

工件出入室326是用于从外部搬入来自大气装载机200的固定器H，另外，将已结束成膜处理的固定器H搬出至大气装载机200的室。工件出入室326的一侧的侧面经由真空闸阀326a而与真空搬送室310连结，另一侧的侧面经由大气闸阀326b而与大气装载机200连结。通过真空闸阀326a的开闭，可相对于真空搬送室310切换连通及隔断。通过大气闸阀326b的开闭，可相对于大气装载机200切换连通及隔断。

在工件出入室326的内部设置有保持已被搬入的晶圆W的未图示的保持部。另外，在工件出入室326中设置有未图示的排气装置及压力计，可减压成所期望的压力。

真空搬送室310是用于将已被搬入工件出入室326中的晶圆W搬入及搬出各成膜室321～325的室。另外，在真空搬送室310中设置有未图示的排气装置及压力计，可减压成所期望的压力。

在真空搬送室310的中心，为了搬送晶圆W而设置有搬送臂311。搬送臂311伸入工件出入室326及各成膜室321～325的内部，从各室中取出晶圆W并搬入真空搬送室310的内部，进而搬入其他室。

在搬入及搬出时，多个成膜室321～325打开各自的真空闸阀321a～325a。在处理时关闭真空闸阀321a～真空闸阀325a，而将各室的内部密闭。在各成膜室321～325中，针对晶圆W进行成膜。各成膜室321～325均可同样地构成、或者也可以设为不同的结构。

此处，将成膜室321的结构作为一例，参照图9及图10进行说明。成膜室321具有腔室30、平台31、升降机构32、溅射源33。腔室30是可将内部设为真空的容器。在腔室30中设置有压力计30a及未图示的排气装置。腔室30内通过排气装置而经常被排气，并以变成规定的减压状态的方式得到管理。另外，在腔室30中设置有气体导入部30b。可从此气体导入部30b朝腔室30的内部导入溅射气体。溅射气体例如可使用氩气等惰性气体。

平台31是设置在腔室30的内底部附近，载置收容了晶圆W的固定器H的构件。平台31为圆板状，与从腔室30的底面延长的轴31a连结并得到支撑。轴31a气密地贯穿腔室30的底面，并与外部连通。

平台31的中央部分突出，由此剖面呈凸形状。中央部分的上表面从固定器H的开口Hо进入，由此变成载置晶圆W的平坦的载置面。此载置面构成静电吸盘(electrostaticchuck)31b。静电吸盘31b包含金属制的基底构件与陶瓷制的电介质。晶圆W的载置面为电介质的上表面。

在电介质的内部设置有电极，若对电极施加电压，则在载置面与其上所载置的晶圆W之间产生静电力，晶圆W被吸附固定在电介质的上表面。为了对电介质的内部的电极供给电力，使电缆穿过平台31的轴31a的内部，而与设置在腔室30的外部的未图示的电力供给源连接。另外，在平台31中设置有未图示的冷却机构，以可通过冷却机构来对平台31进行冷却的方式设置。

升降机构32设置在腔室30的底部附近。升降机构32具有杆32a、台32b、销32c。杆32a气密地贯穿腔室30的底部，并在腔室30的外部与气缸装置或马达等未图示的驱动机构连结。通过此驱动机构的驱动，杆32a在腔室30的内部进行升降。

台32b安装在杆32a的上端。台32b例如为圆板状，在平台31的下方与平台31大致平行地配置。在台32b的中央形成有贯穿孔。平台31的轴31a插通所述贯穿孔。通过杆32a的升降，台32b相对于平台31及轴31a相对地上下移动。

销32c在台32b的上表面上垂直地立设多根来设置。虽然未图示，但在平台31中，对应于销32c的数量而形成有在腔室30的上下方向上贯穿的引导孔。各销32c插通在这些引导孔中，伴随台32b的上下移动而上下移动。

如图9所示，通过这些销32c上升，接收并保持已通过搬送臂311而从真空搬送室310搬入的固定器H，如图10所示，通过这些销32c下降，将载置在固定器H的晶圆W搬送至作为平台31的上表面的静电吸盘31b。因此，销32c以至少上升直至从搬送臂311接收固定器H的接收位置的方式来设定。另外，销32c的上端以至少下降直至与平台31的引导孔上表面相同的位置的方式来设定。平台31的上表面为针对晶圆W进行成膜的成膜位置。

溅射源33是堆积在晶圆W成为膜的成膜材料的供给源。溅射源33配置在腔室30的上部。溅射源33包含靶33a、背板(backing plate)33b及导电构件33c。

靶33a例如安装在腔室30的上表面，并以其表面与设置在腔室30的底部附近的平台31相向的方式配置。靶33a包含成膜材料，可应用众所周知的所有成膜材料，例如可使用钛、硅等。靶33a的形状例如为圆柱形状。但是，也可以是椭圆柱形状、角柱形状等其他形状。

背板33b是保持靶33a的与平台31相反面的构件。导电构件33c是从腔室30的外部经由背板33b而对靶33a施加电力的构件。另外，在溅射源33中，视需要设置有磁铁、冷却机构等。

在溅射源33连接有电源34。电源34对靶33a施加电力，由此使已被导入至靶33a的周围的溅射气体等离子体化。本实施方式中的电源34例如为施加高电压的直流(DirectCurrent，DC)电源。另外，在进行高频溅射的装置的情况下，也可以设为射频(RadioFrequency，RF)电源。

将溅射气体导入腔室30的内部后，从电源34对靶33a施加直流电压。溅射气体因直流电压的施加而等离子体化，并产生离子。若所产生的离子撞击靶33a，则靶33a的材料作为粒子而飞出。所飞出的粒子堆积在平台31所载置的晶圆W，由此在晶圆W上形成薄膜。

控制装置400是对所述大气装载机200、成膜部300的各部进行控制的装置。控制装置400例如可包含专用的电子电路或以规定的程序进行动作的计算机等。在控制装置400中编写有各部的控制内容，通过可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)或中央处理器(Central Processing Unit，CPU)等处理装置来执行。由此，可对应于多种多样的成膜规格。

参照作为假想的功能块图的图11对此种控制装置400的结构进行说明。即，控制装置400具有机构控制部40、显示处理部41、第1设定部42、第2设定部43、检测部44、判定部45、存储部46、输入输出控制部47。

机构控制部40是对各部的机构进行控制的处理部。作为受到控制的机构，例如包括：固定器供给部210、晶圆供给部220及未图示的搬送臂、检测机构230的升降轴233的驱动源、摄像部235的照相机21、光源22、真空闸阀321a～真空闸阀325a、真空闸阀326a及大气闸阀326b、真空搬送室310、成膜室321～成膜室325及工件出入室326的排气装置、真空搬送室310的搬送臂311、成膜室321～成膜室325的气体导入部30b、电源34、升降机构32。

显示处理部41进行由摄像部235所拍摄的图像的显示处理。即，如图8(A)、图8(B)所示，使摄像部235所拍摄的反射光的图像Sw显示在显示部49的显示画面。另外，显示处理部41控制后述的第1区域S1、第2区域S2、检测区域D的显示。

如图8(A)所示，第1设定部42设定规定的大小的第1区域S1。在本实施方式中，规定的大小是将反射光的图像Sw纳入的大小。另外，在本实施方式中，第1区域S1为圆形。所谓将反射光的图像Sw纳入的大小，只要是反射光的图像Sw的大小以上即可，如图8(B)所示，晶圆W变成已在收容部Hs内上冲的状态，光照射的位置偏移，由此实际所拍摄的反射光的图像Sw也可以脱离第1区域S1。但是，第1设定部42每当将作为对象的晶圆W更换成不同的材质或形成有不同的图案的晶圆W时，均在将来自位于正常的位置的晶圆W的反射光纳入的位置设定第1区域S1。另外，所谓上冲，是指晶圆W的外周的一部分接触收容部Hs的侧面或固定器H的上表面，晶圆W已倾斜的状态。例如，将如图13的(B)、(D)、(E)及(F)那样的状态称为已上冲的状态。所谓已在收容部Hs内上冲的状态是指如(B)及(D)那样的状态。

另外，根据晶圆W的翘曲的状态，存在由光的反射所产生的反射光的图像Sw的位置的偏移量，即偏移(offset)变大的可能性，因此优选为考虑所述可能性而将第1区域S1设定得比晶圆W大。

第2设定部43设定比第1区域S1大，并将第1区域S1全部纳入的第2区域S2。在本实施方式中，第2区域S2是直径比第1区域S1大的同心圆。因此，如图12所示，若将反射光的图像Sw的直径设为α，将第1区域S1的直径设为β，将第2区域S2的直径设为γ，则变成α≦β＜γ。

检测部44检测反射光的图像Sw对应于和第1区域S1与第2区域S2之间的区域所重叠的区域的面积的值。将已如所述那样被检测的区域称为检测区域D。即，检测部44将事先设定的阈值以上的光量的区域作为反射光的图像Sw而抽出，将所抽出的反射光的图像Sw和第1区域S1与第2区域S2之间的区域所重叠的区域设为检测区域D。对应于检测区域D的面积的值例如可通过和第1区域S1与第2区域S2之间的区域所重叠的部分的像素数的合计来求出。所谓对应于面积的值，是指与面积成比例地增减的值，可以是像素数本身的值，也可以是根据像素数所算出的面积的值。所谓面积的值，可以是画面上的面积值，也可以是根据像素数与拍摄区域的比例尺所算出的实际面积值。

判定部45根据由检测部44所检测到的值是否超过阈值，判定相对于固定器H的晶圆W的位置有无异常。检测区域D的面积对应于晶圆W的上冲量而不同。产生了偏移时所示的检测区域D的面积因晶圆W的种类，例如表面性状的差异而产生偏差。因此，根据检测区域D的面积识别是正常还是异常的阈值会不同。

例如，如图13所示，(A)～(D)是晶圆W未从收容部Hs露出的情况，(E)～(F)是晶圆W已从收容部Hs露出的情况。(A)、(B)、(E)是晶圆W具有向下凸出的翘曲的情况，(C)、(D)、(F)是晶圆W具有向上凸出的翘曲的情况。在本实施方式中，在(A)～(D)的情况下，作为ОK，即正常而被容许，在(E)、(F)的情况下，作为NG，即异常而不被容许。

若晶圆W在图13的(E)、(F)的状态下被搬送至平台31，则存在无法由静电吸盘31b吸附的担忧。另外，即便可吸附，晶圆W也以位置已从平台31的正常的位置偏移的状态被载置，因此晶圆W的未与平台31接触的部分未由平台31充分地冷却而被加热。另外，存在进行成膜的膜附着在未载置有晶圆W的平台31的上表面上的担忧。

但是，如图14所示，即便晶圆W的上冲量p相同，检测区域D的面积也因晶圆W的种类而产生偏差。其原因在于：光的反射率等因晶圆W的表面性状而不同，因此存在轮廓清楚的情况或模糊的情况等，被拍摄的反射光的图像Sw的大小不固定。例如，将晶圆W的上冲量与由检测部44所检测的值的关系示于图15中。图15的圆、正方形、三角形的标记表示表面性状不同的晶圆W。

关于各晶圆W，由检测部44所检测的值作为检测值如以下那样求出。将晶圆W以规定的上冲量的状态载置至固定器H，并设置在检测机构230的支撑台231。然后，使固定器H以30度为单位旋转360度来拍摄12张反射光的图像Sw。根据所拍摄的各反射光的图像Sw求出对应于检测区域D的面积的值的检测值。

关于各晶圆W的检测值在上冲量a、上冲量b处，利用各标记来表示各晶圆W的检测值的上限值。在上冲量c处，利用各标记来表示各晶圆W的检测值的下限值。利用误差棒(error bar)来表示相同的晶圆W中的检测值的分布。若表示各晶圆W的误差棒，则会重叠，因此在图15中，将某一上冲量处的所有检测值的分布以误差棒的形式表示。将这些误差棒称为误差棒EB1、误差棒EB2、误差棒EB3。

若在各上冲量a、b、c处对由标记表示的各晶圆W的检测值进行比较，则即便是相同的上冲量，所述检测值也分别成为不同的值。可认为其原因在于表面性状不同。另外，即便在相同的晶圆W的检测值中，偏差也有差别。可认为其原因在于晶圆W存在翘曲。

例如，在上冲量c以上的情况下，当已从固定器H露出，即欲判定为异常时，将比误差棒EB2的检测值中的上限的值(圆的值)大、且比误差棒EB3的检测值中的下限的值(正方形的值)小的值作为阈值Th1来设定。

若将比误差棒EB2的上限的值大的值作为阈值Th1来设定，则在检测值为Th1以下的情况下，作为在收容部Hs内收容有晶圆W者来进行处理。由此，可防止由虽然未从固定器H露出，但判断为异常，而频繁地进行停止处理所引起的生产性的下降。另外，当将比误差棒EB3的检测值中的下限的值小的值作为阈值Th1来设定时，可降低已从固定器H露出的晶圆W被搬入至成膜部300的可能性，因此安全性得到确保。此适合于误差棒EB2的上限的值与误差棒EB3的下限的值的差大的情况。

在误差棒EB2的上限的值与误差棒EB3的下限的值的差小的情况下，也可以将误差棒EB2的范围内的值，例如正方形的标记的值作为阈值Th2来设定。在此情况下，虽然未从固定器H露出，但判断为异常，而产生停止处理，尽管如此，安全性也得到确保。

存储部46是存储本实施方式的控制中需要的信息的结构部。此信息包括：摄像部235的照相机21的拍摄时机、光源22的光量、由第1设定部42所设定的第1区域S1的设定条件、由第2设定部43所设定的第2区域S2的设定条件、利用检测部44的检测值、利用判定部45的判定的阈值及判定结果。作为第2区域S2的设定条件，包含第1区域S1的直径与第2区域S2的直径的差分值。机构控制部40根据已被存储在存储部46中的信息，生成针对各部的控制信号并输出。

另外，存储部46例如可包含各种存储器、硬盘等。用作暂时的存储区域的存储媒体也包含在存储部46。图像显示用的视频随机存取存储器(Video Random Access Memory，VRAM)等也可以作为存储部46来采用。输入输出控制部47是对成为控制对象的各部之间的信号的变换或输入输出进行控制的接口。

进而，在控制装置400连接有输入部48、显示部49。输入部48是用于作业者经由控制装置400而对成膜装置100进行操作的开关、触摸面板、键盘、鼠标等输入装置。利用第1设定部42的第1区域S1的设定的指示、第2区域S2的直径对于第1区域S1的直径的差分值、判定部45的判定的阈值等可从输入部48输入。根据来自输入部48的第1区域S1的设定的指示、及第2区域S2的设定条件，第2设定部43设定第2区域S2。

显示部49是显示器、灯、仪表等输出装置，使用于确认装置的状态的信息变成作业者可辨认的状态。显示器在显示画面中显示检测区域D的面积的信息。表示检测区域D的面积的信息可以是表示检测区域D的图像，也可以是检测区域D的面积的数值，也可以是所述两者。

例如，如图8(A)所示，若作业者通过输入部48指定在显示画面比所显示的正常时的反射光的图像Sw更外侧的任意的点，则第1设定部42以穿过所指定的点的轨迹，设定将反射光的图像Sw纳入的大小的第1区域S1。进而，第2设定部43相对于第1区域S1的直径，根据设定条件设定仅大所设定的长度的直径的同心圆作为第2区域S2。

如此，显示部49的显示器在显示画面中显示反射光的图像Sw、第1区域S1、第2区域S2。如图8(B)所示，反射光的图像Sw中的和第1区域S1与第2区域S2之间的区域所重叠的区域为检测区域D。另外，显示器显示判定部45的判定结果。例如，在已判定为异常的情况下，对检测区域D进行与其他区域加以区分的分色显示。另外，也可以包括通过声音来报告以上信息的输出装置。

[动作]

接着，对本实施方式的成膜装置100的动作进行说明。另外，通过如下的程序来检测晶圆W的位置的异常的检测方法也是本发明的一实施方式。即，已通过搬送臂而从固定器供给部210取出的固定器H如图4所示那样，被载置在检测机构230的支撑台231。另一方面，已通过搬送臂而从晶圆供给部220取出的晶圆W被搬送至支撑台231所载置的固定器H的上方。

升降板232上升，如图5所示，从搬送臂接收晶圆W。然后，升降板232下降，晶圆W被载置在固定器H的收容部Hs内。除所述附图以外，参照图16的流程图来说明对如所述那样被载置在固定器H内的晶圆W检测偏移的处理。

(区域设定处理)

对设定第1区域S1及第2区域S2的处理进行说明。首先，从光源22对相对于固定器H位于正常的位置的晶圆W照射光，照相机21拍摄其反射光(步骤101)。如图8(A)、图8(B)所示，所拍摄的晶圆W的图像被显示在显示器的显示画面(步骤102)。

作业者观看在显示器中所显示的晶圆W的图像，指定晶圆W的轮廓的外侧(步骤103)。于是，第1设定部42将穿过所指定的点，并将晶圆W的图像纳入的圆作为第1区域S1来设定(步骤104)。另外，第2设定部43将第1区域S1纳入的同心圆作为第2区域S2来设定(步骤105)。所设定的第1区域S1及第2区域S2被显示在显示器中。

(检测处理)

接着，根据所设定的第1区域S1及第2区域S2，对检测晶圆W的位置的异常的处理进行说明。如上所述，光源22对已被收容在固定器H的收容部Hs的晶圆W照射光，照相机21拍摄其反射光(步骤106)。

所拍摄的晶圆W的反射光的图像Sw与第1区域S1及第2区域S2重叠而被显示在显示器中(步骤107)。检测部44检测照相机21所拍摄的反射光的图像Sw相当于和第1区域S1与第2区域S2之间的区域所重叠的区域的面积的值(步骤108)。

判定部45判定所检测到的值是否超过阈值(步骤109)。根据事前的实验制作如图15那样的图表来决定阈值。在超过阈值的情况下(步骤109的是(YES))，偏移量多，从收容部Hs的露出量大，因此判定为异常(步骤110)。在已判定为异常的情况下，显示器显示异常的信息(步骤111)，大气装载机200、成膜部300停止动作(步骤112)。

在此情况下，作业者对固定器H上的晶圆W的位置进行修正后，使大气装载机200、成膜部300的动作开始。或者，取出固定器H上的晶圆W。在不超过阈值的情况下(步骤109的否(NO))，结束检测处理。对被载置在检测机构230的固定器H依次进行此种检测处理。

(成膜处理)

接着，对位置已如以上那样被修正的晶圆W或正常的位置的晶圆W的成膜处理进行说明。首先，打开大气闸阀326b，通过搬送臂而将载置有晶圆W的固定器H搬入至工件出入室326。

此时，工件出入室326为大气压下，真空搬送室310侧的真空闸阀326a被关闭。若已搬入晶圆W的搬送臂从工件出入室326退避，则关闭大气闸阀326b。继而，对工件出入室326进行排气来减压至规定的压力为止。若减压完成，则打开工件出入室326的真空闸阀326a，使与真空搬送室310连通。另外，真空搬送室310事先得到减压。

使真空搬送室310的搬送臂311进入工件出入室326。搬送臂311保持固定器H，并朝真空搬送室310搬入。若完成搬入，则关闭将工件出入室326与真空搬送室310连接的真空闸阀326a。

接着，打开与工件出入室326邻接的成膜室321的真空闸阀321a，使保持有固定器H的搬送臂311进入腔室30。如图9所示，成膜室321的升降机构32对照搬送臂311的进入的时机，使多个销32c上升至接收位置。

搬送臂311将所保持的固定器H载置在销32c的上端部。载置后，使搬送臂311从成膜室321退避，并关闭将真空搬送室310与成膜室321连接的真空闸阀321a。

若关闭真空闸阀321a，则使升降机构32动作，使销32c下降至平台31。由此，固定器H被载置在平台31。于是，如图10所示，平台31的载置面从固定器H的开口Hо进入，并接触晶圆W。在载置面的静电吸盘31b中，通过通电而使静电力发挥作用，因此晶圆W被吸附固定在静电吸盘31b的上表面。

若使腔室30内减压至规定的压力，则从气体导入部30b朝成膜室321导入溅射气体。从电源34对靶33a施加直流电压，而使溅射气体等离子体化。从等离子体中产生的离子撞击靶33a，经撞击的靶33a的成膜材料的粒子飞出，而堆积在平台31所载置的晶圆W。由此，在晶圆W上形成薄膜。

若成膜完成，则停止对静电吸盘31b的内部的电极施加电压，而解除利用静电吸盘31b对晶圆W的吸附固定。升降机构32使销32c上升，而将晶圆W从平台31抬起。使销32c上升至接收位置。打开成膜室321的真空闸阀321a，使真空搬送室310的搬送臂311进入腔室30内。

通过搬送臂311保持晶圆W，并从腔室30搬出。若晶圆W被搬出，则成膜室321的真空闸阀321a被关闭。继而，打开与成膜室321邻接的成膜室322的真空闸阀322a，将晶圆W搬入腔室30。如此，将晶圆W依次搬入多个成膜室321～325，进行必要的成膜处理。

[效果]

(1)如上所述，本实施方式的成膜装置100具有：第1设定部42，设定规定的大小的第1区域S1；第2设定部43，设定比第1区域S1大，并将第1区域S1全部纳入的第2区域S2；检测部44，检测收容在固定器H且已被拍摄的晶圆W的反射光的图像对应于和第1区域S1与第2区域S2之间的区域所重叠的区域的面积的值；以及判定部45，根据由检测部44所检测到的值是否超过阈值，判定相对于固定器H的晶圆W的位置有无异常。

如此，通过使用所拍摄的晶圆W的反射光的图像Sw，针对表面性状不同的晶圆W，可通过共同的检测部件来检测其位置的异常。进而，作为和第1区域S1与第2区域S2之间的区域所重叠的区域的检测区域D的面积对应于晶圆W的上冲量而变化，因此无需求出中心点等，即便是存在翘曲或扭曲的晶圆W，也可以正确地判定位置的异常。

(2)第1区域S1的大小是将来自收容在固定器H的位于正常的位置的晶圆W的反射光的图像Sw纳入的大小。因此，容易通过从第1区域S1的露出量来判断上冲的程度。

(3)第1区域S1及第2区域S2为同心圆。如此，同心圆间的距离在360°方向上一致，因此通过同心圆间的重叠面积来判定异常，由此不论晶圆W在固定器H内朝哪个方向上冲，均可进行判定。

(4)具有输入部48，所述输入部48对利用第1设定部42的第1区域S1的设定进行指示，且第2设定部43对应于利用输入部48的第1区域S1的设定，设定第2区域S2。若对应于输入部48的指示来设定第1区域S1，则第2区域S2也被设定，因此在变成处理不同大小的晶圆W的情况下，可容易地进行第1区域S1及第2区域S2的变更。

(5)具有显示部49，所述显示部49显示反射光的图像Sw对应于和第1区域S1与第2区域S2之间的区域所重叠的区域的面积的信息。因此，作业者可通过视觉识别晶圆W的上冲的程度。

(6)显示部49显示异常的信息。因此，作业者可通过视觉识别晶圆W的位置的异常，而可提前应对。

(7)具有对晶圆W照射光的单一的光源22、及拍摄来自晶圆W的反射光的照相机21。由此，抑制由多个光源22所引起的晕光(halation)，可拍摄晶圆W的正确的图像。因此，能够以简单的结构正确地判定晶圆W的位置的异常。

[其他实施方式]

(1)本发明并不限定于所述实施方式本身，可在不脱离其主旨的范围内对构成元件进行适宜变形。另外，也可以将所述实施方式中揭示的多个构成元件适宜组合。例如，也可以从所述实施方式中所示的构成元件中去除几个构成元件，也可以将涉及不同的实施方式的构成元件适宜组合。

(2)固定器H的收容部Hs的尺寸只要可收容晶圆W即可。但是，在成膜后，当利用销32c从平台31抬起固定器H时，晶圆W有时会跳动。可认为其是因例如静电吸盘31b的静电力残存而产生者。此时，若收容部Hs的深度浅，则有时上冲至从固定器H露出的程度，因此在收容部Hs中需要某种程度的深度dp(参照图14)。另一方面，若将收容部Hs的深度dp设大，则在成膜时固定器H遮蔽被从靶打出的成膜材料，晶圆W的外周的膜厚变得比晶圆W的中央的膜厚薄。发明人进行深入研究的结果，发现优选设为1.8mm≦dp≦2.1mm。由此，可实现成膜的均匀性，并可防止成膜后的露出程度的上冲。

(3)成膜对象的工件并不限定于半导体的晶圆W，例如可应用于数字视频光盘(Digital Video Disc，DVD)及硬盘等光盘、镜子、显示面板及太阳电池面板等进行成膜的各种工件。工件的形状也不限定于圆形，既可以是方形等多边形状，也可以是立体物。例如，也可以是立方体、长方体等的由多个平面而成的多面体，半球状、穹顶状、碗状等的包含一个或多个曲面的曲面体，角筒形、圆筒形、圆锥形等的包含曲面与平面的复合体。另外，在晶圆W的进行成膜的面的相反侧的面，即在形成有电路的表面上，也可以在成膜前粘贴保护用的粘着胶带。

(4)第1区域S1、第2区域S2并不限定于圆形。对照工件的形状，也可以是多边形状。另外，第1区域S1的大小未必需要比工件大，也可以比工件小。固定器H的形状也可以设为对照这些工件的形状的形状。固定器H只要是载置并搬送工件的构件即可，托盘(tray)、基座(susceptor)等名称不限。

(5)来自工件的反射光也可以是外部的照明、自然光所反射的光。即，为了获得来自工件的反射光，使用何种光源不限。另外，光源也可以是通过光纤来引导光而对工件进行照射的形态。

(6)成膜部300的具体的结构并不限定于所述形态。也可以是在线(in line)式的成膜装置。也可以在平台31设置加热器来进行预加热。保持固定器H的机构也可以设为机械卡盘机构。另外，也可以设置进行预加热的专用的腔室30。例如，也可以在工件出入室326与成膜室321之间设置前处理室，而在前处理室中进行预加热。另外，也可以将工件出入室326设为兼用的方式来进行在前处理室中的前处理。

Claims

1.一种工件检测装置，其特征在于，包括：

第1设定部，设定规定的大小的第1区域；

第2设定部，设定比所述第1区域大，并将所述第1区域全部纳入的第2区域；

检测部，检测来自收容在固定器且已被拍摄的工件的反射光的图像对应于和所述第1区域与所述第2区域之间的区域所重叠的区域的面积的值；以及

判定部，根据由所述检测部所检测到的值是否超过阈值，判定相对于所述固定器的所述工件的位置有无异常。

2.根据权利要求1所述的工件检测装置，其特征在于，所述第1区域的大小为将来自收容在所述固定器的位于正常的位置的工件的反射光的图像纳入的大小。

3.根据权利要求1或2所述的工件检测装置，其特征在于，所述第1区域及所述第2区域为同心圆。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的工件检测装置，其特征在于，包括输入部，对利用所述第1设定部的所述第1区域的设定进行指示，且

所述第2设定部对应于利用所述输入部的所述第1区域的设定，设定所述第2区域。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的工件检测装置，其特征在于，包括显示部，显示对应于所述面积的信息。

6.根据权利要求5所述的工件检测装置，其特征在于，所述显示部显示所述异常的信息。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的工件检测装置，其特征在于，包括：

单一的光源，对所述工件照射光；以及

摄像部，拍摄来自所述工件的反射光。

8.一种成膜装置，其特征在于，包括：

根据权利要求1至7中任一项所述的工件检测装置；以及

成膜部，针对已由所述工件检测装置判定有无位置的异常的工件进行成膜。

9.一种工件检测方法，其特征在于，

计算机或电子电路执行如下的处理：

第1设定处理，设定规定的大小的第1区域；

第2设定处理，设定比所述第1区域大，并将所述第1区域全部纳入的第2区域；

检测处理，检测来自所述工件的反射光的图像对应于和所述第1区域与所述第2区域之间的区域所重叠的区域的面积的值；以及

判定处理，根据由所述检测处理所检测到的值是否超过阈值，判定相对于固定器的所述工件的位置有无异常。