CN114496695A - 处理系统和处理方法 - Google Patents

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CN114496695A CN202111203494.XA CN202111203494A CN114496695A CN 114496695 A CN114496695 A CN 114496695A CN 202111203494 A CN202111203494 A CN 202111203494A CN 114496695 A CN114496695 A CN 114496695A
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processing
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wafer
electrostatic chuck
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Abstract

本发明提供处理系统和处理方法，能够使用设置于输送叉形部件的传感器测量等离子体处理腔室的内部状态，基于该测量结果适当地进行基片的处理。在减压环境下对基片进行处理的系统包括：对基片实施所希望的处理的处理腔室；输送腔室，其具有进行上述基片相对于上述处理腔室的送入送出的输送机构；和控制上述处理腔室中的处理过程的控制部，上述输送机构具有：将上述基片保持于上表面地进行输送的叉形部；和测量机构，其设置于上述叉形部，能够测量上述处理腔室的内部状态，上述控制部基于由上述测量机构获取到的上述处理腔室的内部状态，控制上述处理腔室中的处理过程。

Description

处理系统和处理方法
技术领域
本发明涉及基片的处理系统和处理方法。
背景技术
在专利文献1中公开了一种蚀刻装置，其包括能够监视在蚀刻腔室的内部沉积的反应生成物的膜厚和膜质的光线分光监视体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-003905号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明的技术使用设置于输送叉形部件的传感器来测量等离子体处理腔室的内部状态，基于该测量结果来适当地进行基片的处理。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一个方式为在减压环境下对基片进行处理的系统，其包括：对基片实施所希望的处理的处理腔室；输送腔室，其具有进行上述基片相对于上述处理腔室的送入送出的输送机构；和控制上述处理腔室中的处理过程的控制部，上述输送机构具有：将上述基片保持于上表面地进行输送的叉形部；和测量机构，其设置于上述叉形部，能够测量上述处理腔室的内部状态，上述控制部基于由上述测量机构获取到的上述处理腔室的内部状态，控制上述处理腔室中的处理过程。
发明效果
依照本发明，使用设置于输送叉形部件的传感器测量等离子体处理腔室的内部状态，基于该测量来结果适当地进行基片的处理。
附图说明
图1是表示本实施方式的等离子体处理系统的结构例的俯视图。
图2是表示本实施方式的测量机构的安装例的说明图。
图3是表示本实施方式的处理模块的结构例的纵截面图。
图4是表示本实施方式的处理模块的另一结构例的纵截面图。
图5是表示由测量机构进行的腔室内部环境的测量的情形的说明图。
图6是表示本实施方式的处理模块的另一结构例的纵截面图。
图7是表示由测量机构进行的腔室内部环境的测量的情形的说明图。
图8是表示本实施方式的晶片输送机构的另一结构例的说明图。
附图标记说明
1 等离子体处理系统
50 输送模块
60 处理模块
70 晶片输送机构
71f 叉形部
75 测量机构
80 控制装置
W 晶片。
具体实施方式
在半导体器件的制造工艺中，对半导体晶片(以下简称为“晶片”)供给处理气体，对该晶片进行蚀刻处理、成膜处理、扩散处理等各种等离子体处理。这些等离子体处理通常在能够将内部调整为减压气氛的处理腔室的内部进行。
在该等离子体处理中，对连续地被处理的多个晶片分别要求均匀的处理结果。但是，随着对多个晶片反复进行等离子体处理，由于处理腔室内的部件的消耗、反应副产物的附着而处理腔室内的环境发生变化，因此即使在同样的条件下进行处理，也有可能无法得到均匀的处理结果。因此，为了在等离子体处理中得到均匀的处理结果，考虑设置用于掌握处理腔室的内部状态的传感器等部件，根据处理腔室的内部环境进行处理条件的变更、内部环境的改善(清洁、部件更换)等。
在上述的专利文献1中公开了一种等离子体处理装置(蚀刻装置)，其设置有用于监视在处理腔室(蚀刻腔室)的内部沉积的反应生成物的膜厚和膜质的光线分光监视体。根据专利文献1所记载的蚀刻装置，从设置于处理腔室的外部的光线分光监视体向设置于处理腔室的内部的2个反射镜照射红外光。
然而，在如专利文献1的安装于蚀刻腔室的反射镜那样在处理腔室的内部设置有传感器等部件的情况下，有可能因该部件暴露于等离子体处理空间而导致这些部件劣化、破损。
另外，在处理腔室的内部设置传感器等的情况下，有时由于与设置于腔室的内部的构造物之间的位置关系而难以设置传感器等部件。而且，为了分别掌握处理腔室内的各种环境(例如反应副产物、电位、温度等)，需要安装多个传感器等，在该情况下，传感器等的安装有可能变得更加困难。如上所述，在现有的等离子体处理装置中，从适当地掌握处理腔室的内部环境的观点出发，存在改善的余地。
本发明的技术是鉴于上述情况而完成的，使用设置于输送叉形部件的传感器来测量等离子体处理腔室的内部状态，基于该测量结果来适当地进行基片的处理。以下，参照附图，对本实施方式的等离子体处理系统进行说明。注意，在本说明书和附图中，用相同的附图标记表示具有实质上相同的功能结构的部件，并且省略对这些部件的重复说明。
＜等离子体处理系统＞
首先，对本实施方式的等离子体处理系统进行说明。图1是表示本实施方式的等离子体处理系统1的概要结构的俯视图。在等离子体处理系统1中，对作为基片的晶片W进行例如蚀刻处理、成膜处理、扩散处理等等离子体处理。
如图1所示，等离子体处理系统1具有将大气部10和减压部11经由负载锁定模块(loadlock module)20、21连接为一体的结构。大气部10包括在大气压气氛下对晶片W进行所希望的处理的大气模块。减压部11包括在减压气氛下对晶片W进行所希望的处理的减压模块。
负载锁定模块20、21被设置成，分别经由闸门(gate valve)22、23将大气部10的后述的装载模块30和减压部11的后述的输送模块50连结。负载锁定模块20、21构成为能够暂时保持晶片W。此外，负载锁定模块20、21构成为能够将内部切换为大气压气氛和减压气氛(真空状态)。
大气部10具有：包括后述的晶片输送机构40的装载模块30；和装载口32，其载置能够保管多个晶片W的前开式晶片传送盒(FOUP)31。此外，也可以在装载模块30相邻地设置有调节晶片W的水平方向的朝向的定向模块(未图示)、容纳多个晶片W的容纳模块(未图示)等。
装载模块30由内部为矩形的壳体构成，壳体的内部被维持为大气压气氛。在构成装载模块30的壳体的长边的一侧面并列地设置有多个例如5个装载口32。在装载模块30的构成壳体的长边的另一侧面并列地设置有负载锁定模块20、21。
在装载模块30的内部设置有输送晶片W的晶片输送机构40。晶片输送机构40具有保持晶片W并移动的输送臂41、以输送臂41可旋转的方式对其进行支承的旋转台42和搭载有旋转台42的旋转载置台43。此外，在装载模块30的内部设置有在装载模块30的长度方向上延伸的导轨44。旋转载置台43设置在导轨44上，晶片输送机构40构成为能够沿着导轨44移动。
减压部11具有在内部输送晶片W的输送模块50和对从输送模块50输送来的晶片W进行所希望的处理的处理模块60。输送模块50和处理模块60的内部分别被维持为减压气氛。此外，在本实施方式中，对一个输送模块50连接有多个例如8个处理模块60。此外，处理模块60的数量、配置并不限定于本实施方式，能够任意地设定。
输送模块50由内部为多边形状(在图示的例子中为五边形)的壳体构成，如上述那样与负载锁定模块20、21连接。输送模块50将被送入负载锁定模块20的晶片W输送到一个处理模块60并实施了所希望的处理之后，经由负载锁定模块21将其送出到大气部10。
作为处理腔室的处理模块60进行例如蚀刻处理、成膜处理、扩散处理等等离子体处理。对于处理模块60，能够任意地选择进行与晶片处理的目的相应的处理的模块。此外，处理模块60经由闸门61与输送模块50连接。另外，该处理模块60的结构在后文说明。
在作为输送腔室的输送模块50的内部设置有输送晶片W的晶片输送机构70。晶片输送机构70具有保持晶片W并移动的输送臂71、以输送臂71可旋转的方式对其进行支承的旋转台72和搭载有旋转台72的旋转载置台73。此外，在输送模块50的内部设置有在输送模块50的长度方向上延伸的导轨74。旋转载置台73设置在导轨74上，晶片输送机构70构成为能够沿着导轨74移动。
如图1所示，输送臂71在前端具有保持晶片W的叉形部71f。此外，如图2所示，在该叉形部71f设置有测量处理模块60的内部环境的各种测量机构75。测量机构75例如在输送臂71进入到处理模块60的内部的状态下对该处理模块60的内部环境(例如后述的晶片支承部110的表面电位、温度和反应生成物(沉积物)的附着状态等)进行测量。另外，关于使用测量机构75的处理模块60的内部环境的测量方法的详细情况，在后文说明。
在输送模块50中，利用输送臂71接收由负载锁定模块20保持的晶片W，将其输送到任意的处理模块60。此外，输送臂71保持在处理模块60中实施了所希望的处理的晶片W，将其送出到负载锁定模块21。此外，如上所述，通过使晶片输送机构70的输送臂71(叉形部71f)进入任意的处理模块60的内部，利用测量机构75测量该处理模块60的内部环境。
而且，等离子体处理系统1具有作为控制部的控制装置80。在一个实施方式中，控制装置80对使等离子体处理系统1执行本发明中说明的各种步骤的计算机可执行的命令进行处理。控制装置80能够构成为可控制等离子体处理系统1的其他要素以执行在此说明的各种步骤。在一个实施方式中，控制装置80的一部分或全部也可以包含在等离子体处理系统1的其他要素中。控制装置80也可以包括例如计算机90。计算机90例如也可以包括处理部(CPU：Central Processing Unit，中央处理器)91、存储部92和通信接口93。处理部91能够构成为可基于保存于存储部92的程序来进行各种控制动作。存储部92也可以包括RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)或者它们的组合。通信接口93也可以经由LAN(Local Area Network：局域网)等通信线路与等离子体处理系统1的其他要素之间进行通信。
＜处理模块＞
本实施方式的等离子体处理系统1如以上那样构成。下面，对上述的处理模块60的详细结构进行说明。图3是表示处理模块60的概要结构的纵截面图。
如图3所示，处理模块60包括腔室100、晶片支承部110、上部电极喷淋头120、气体供给部130、RF(Radio Frequency：高频)电功率供给部140、电磁体150和排气系统160。
腔室100在其内部规定用于生成等离子体的处理空间S。腔室100例如由铝构成。腔室100与接地电位连接。
在腔室100的内部，在处理空间S的下部区域收纳有支承晶片W的晶片支承部110。晶片支承部110具有下部电极111、静电吸盘112和边缘环113。
下部电极111由导电性的金属，例如铝等构成，具有大致圆板形状。在下部电极111的内部形成有致冷剂流路(未图示)。并且，通过使来自设置于腔室100的外部的冷却单元(未图示)的致冷剂例如冷却水等在该致冷剂流路中循环，能够将静电吸盘112、边缘环113和晶片W冷却到所希望的温度。
静电吸盘112设置于下部电极111上。静电吸盘112是构成为能够利用静电力吸附保持晶片W和边缘环113这两者的部件。静电吸盘112形成为中央部的上表面比周缘部的上表面高。静电吸盘112的中央部的上表面成为载置晶片W的晶片载置面，静电吸盘112的周缘部的上表面成为载置边缘环113的边缘环载置面。
在静电吸盘112的中央部的内部设置有用于吸附保持晶片W的第一电极114a。此外，在静电吸盘112的周缘部的内部设置有用于吸附保持边缘环113的第二电极114b。静电吸盘112具有在由绝缘材料构成的绝缘材料之间夹着第一电极114a和第二电极11b的结构。
对第一电极114a施加来自直流电源(未图示)的直流电压。利用由此产生的静电力，将晶片W吸附保持在静电吸盘112的中央部的上表面。同样地，对第二电极114b施加来自直流电源(未图示)的直流电压。利用由此产生的静电力，将边缘环113吸附保持在静电吸盘112的周缘部的上表面。
另外，第一电极114a和第二电极114b的结构能够任意选择，例如可以是单极型，也可以是双极型。此外，在本实施方式中，设置有第一电极114a的静电吸盘112的中央部和设置有第二电极114b的周缘部成为一体，但该中央部和周缘部也可以是分体的。
另外，在第一电极114a和第二电极114b的下方分别设置有作为加热元件的第一加热器115a和第二加热器115b。在第一加热器115a和第二加热器115b连接有未图示的加热器电源，通过利用该加热器电源施加电压，将晶片支承部110和载置于晶片支承部110上的晶片W、边缘环113加热到所希望的温度。
另外，在本实施方式中，如图3所示，多个第一加热器115a在静电吸盘112的内部延伸地设置。多个第一加热器115a构成为能够分别独立地进行控制，构成为能够对静电吸盘112(晶片W)按多个温度调节区域的每个区域分别独立地进行温度调节。此外，利用多个第一加热器115a独立地进行温度调节的温度调节区域的数量、形状能够任意地决定。
边缘环113是以包围支承于静电吸盘112的中央部的上表面的晶片W的方式配置的环状部件，被施加来自直流电源113a的直流电压。边缘环113是为了提高等离子体处理的均匀性而设置的。因此，边缘环113由根据等离子体处理而适当选择的材料构成，例如可以由Si、SiC构成。
直流电源113a是对边缘环113施加等离子体控制用的负极性的直流电压的电源。直流电源113a是可变直流电源，能够调整直流电压的高低。此外，直流电源113a构成为能够将对边缘环113施加的电压波形切换为脉冲波和连续波(CW：Continuous Wave)。
另外，在晶片支承部110的下部电极111的下方，设置有第一升降销116和第二升降销117。
第一升降销116插通地设置于从静电吸盘112的中央部的上表面至下部电极111的底面的贯通孔中。第一升降销116例如由陶瓷形成。第一升降销116沿着静电吸盘112的周向相互隔开间隔地设置有3根以上。而且，第一升降销116构成为，通过具有未图示的驱动部的升降机构116a的动作，前端部能够从静电吸盘112的中央部的上表面伸出和没入，由此能够使支承在静电吸盘112的中央部的上表面的晶片W升降。
第二升降销117插通地设置于从静电吸盘112的周缘部的上表面至下部电极111的底面的贯通孔中。第二升降销117例如由氧化铝、石英、SUS等形成。第二升降销117沿着静电吸盘112的周向相互隔开间隔地设置有3根以上。而且，第二升降销117构成为通过包括未图示的驱动部的升降机构117a的动作，前端部能够从静电吸盘112的周缘部的上表面伸出和没入，由此能够使支承在静电吸盘112的周缘部的上表面的边缘环113升降。
另外，在晶片支承部110形成有气体流路(未图示)，该气体流路用于向支承于静电吸盘112的上表面的晶片W的背面供给氦气等传热气体(背侧气体)。在气体流路连接有气体供给源(未图示)。利用来自该气体供给源的传热气体，能够将支承于静电吸盘112的晶片W控制为所希望的温度。
上部电极喷淋头120以与该晶片支承部110相对的方式设置在晶片支承部110的上方，能够作为腔室100的顶部(ceiling)的一部分发挥作用。上部电极喷淋头120构成为向处理空间S供给来自气体供给部130的一个或其以上的处理气体。在一个实施方式中，上部电极喷淋头120具有气体入口120a、气体扩散室120b和多个气体出口120c。气体入口120a与气体供给部130和气体扩散室120b流体连通。多个气体出口120c与气体扩散室120b和处理空间S流体连通。在一个实施方式中，上部电极喷淋头120构成为能够将一个或其以上的处理气体从气体入口120a经由气体扩散室120b和多个气体出口120c供给到处理空间S。
气体供给部130也可以包括一个或其以上的气体源131和一个或其以上的流量控制器132。在一个实施方式中，气体供给部130构成为将一个或其以上的处理气体从与之分别对应的气体源131经由与之分别对应的流量控制器132供给到气体入口120a。各流量控制器132例如也可以包括质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。而且，气体供给部130也可以包括对一个或其以上的处理气体的流量进行调制或使之脉冲化的一个或其以上的流量调制器。
RF电功率供给部140构成为能够将RF电功率例如一个或其以上的RF信号供给到下部电极111、上部电极喷淋头120、或者如下部电极111和上部电极喷淋头120这两者那样的一个或其以上的电极。由此，从供给到处理空间S的一个或其以上个处理气体生成等离子体。因此，RF电功率供给部140能够作为构成为在腔室100中从一个或其以上的处理气体生成等离子体的等离子体生成部的至少一部分发挥作用。在一个实施方式中，RF电功率供给部140包括2个RF生成部141a、141b和2个匹配电路142a、142b。在一个实施方式中，RF电功率供给部140构成为能够将第一RF信号从第一RF生成部141a经由第一匹配电路142a供给到下部电极111。例如，第一RF信号也可以具有27MHz～100MHz的范围内的频率。
另外，在一个实施方式中，RF电功率供给部140构成为能够将第二RF信号从第二RF生成部141b经由第二匹配电路142b供给到下部电极111。例如，第二RF信号可以具有400kHz～13.56MHz的范围内的频率。也可以取而代之，使用DC(Direct Current：直流)脉冲生成部来代替第二RF生成部141b。
另外，虽然省略了图示，但在本发明中考虑其他实施方式。例如，在替代实施方式中，RF电功率供给部140也可以构成为能够将第一RF信号从RF生成部供给到下部电极111，将第二RF信号从另一RF生成部供给到下部电极111，将第三RF信号从又一RF生成部供给到下部电极111。此外，在其他代替实施方式中，也可以对上部电极喷淋头120施加DC电压。
另外，在各种实施方式中，也可以将一个或其以上的RF信号(即，第一RF信号、第二RF信号等)的振幅脉冲化或对其进行调制。振幅调制也可以包括在导通状态与断开状态之间、或者二个或其以上的不同的导通状态之间，将RF信号振幅脉冲化。
在上部电极喷淋头120的上部设置有电磁体150。电磁体150具有芯部件151、多个线圈152和与线圈152电连接的激发用电路153。而且，在电磁体150中，通过对至少一个线圈152供给来自激发用电路153的电流，能够产生用于将在处理空间S的内部形成的等离子体控制地均匀的磁场。
排气系统160例如能够与设置于腔室100的底部的排气口100e连接。排气系统160也可以包括压力阀和真空泵。真空泵也可以包含涡轮分子泵、粗抽泵或它们的组合。
以上，对各种例示的实施方式进行了说明，但并不限定于上述例示的实施方式，也可以进行各种追加、省略、替换和改变。此外，能够将不同的实施方式中的要素组合来形成其他实施方式。
例如，在上述实施方式中，对边缘环113独立地连接了直流电源113a，但也可以如图4所示，经由下部电极111将直流电源113a连接到边缘环113。此外，例如，也可以代替直流电源113a，将与下部电极111连接的RF电功率供给部140分支地连接到边缘环113。
＜晶片处理方法＞
本实施方式的处理模块60如以上那样构成。下面，说明使用等离子体处理系统1和处理模块60进行的晶片处理。
首先，将收纳有多个晶片W的前开式晶片传送盒31载置于装载口32，利用晶片输送机构40从前开式晶片传送盒31取出晶片W。接着，打开负载锁定模块20的闸门22，利用晶片输送机构40将晶片W送入负载锁定模块20。
在负载锁定模块20中，在关闭闸门22而将负载锁定模块20内密闭之后，将该负载锁定模块20的内部减压到所希望的真空度。当负载锁定模块20的内部被减压后，接着，打开闸门23，将负载锁定模块20的内部与输送模块50的内部连通。
当打开闸门23时，利用晶片输送机构70将负载锁定模块20内的晶片W输送到输送模块50，关闭闸门23。接着，打开一个处理模块60的闸门61，利用晶片输送机构70将晶片W送入处理模块60。当晶片W被送入处理模块60后，关闭闸门61而将处理模块60的腔室100内密闭。
在处理模块60中，首先，通过第一升降销116的升降将晶片W载置在静电吸盘112上。之后，通过对静电吸盘112的电极施加直流电压，利用静电力将晶片W静电吸附并保持在静电吸盘112。此外，在送入晶片W后，利用排气系统160将腔室100的内部减压到所希望的真空度。
接着，从气体供给部130经由上部电极喷淋头120向处理空间S供给处理气体。此外，由RF电功率供给部140向下部电极111供给等离子体生成用的高频电功率HF，使处理气体激发，生成等离子体。此时，也可以由RF电功率供给部140供给离子引入用的高频电功率LF。此外，此时，向电磁体150的线圈152供给电流而在处理空间S的内部产生磁场，将在处理空间S的内部形成的等离子体控制地均匀。然后，利用所生成的等离子体的作用，对晶片W实施所希望的等离子体处理。
另外，在等离子体处理中，利用温度调节模块(在第一加热器115a、第二加热器115b和致冷剂流路中循环的致冷剂)对吸附保持于静电吸盘112的晶片W和边缘环113的温度进行调节。此时，为了高效地向晶片W传递热，向吸附于静电吸盘112的上表面的晶片W的背面(保持面)供给He气体、Ar气体等传热气体。
在结束等离子体处理时，首先，停止来自RF电功率供给部140的高频电功率HF的供给和由气体供给部130进行的处理气体的供给。此外，在等离子体处理中供给了高频电功率LF的情况下，该高频电功率LF的供给也停止。此外，也停止对电磁体150的线圈152供给电流。接着，停止向晶片W的背面供给传热气体，停止静电吸盘112对晶片W的吸附保持。
之后，利用第一升降销116使晶片W上升，使晶片W从静电吸盘112脱离。在该脱离时，也可以进行晶片W的除电处理。接着，打开闸门61，利用晶片输送机构70从处理模块60送出晶片W。当从处理模块60送出晶片W后，关闭闸门61。
接着，打开负载锁定模块21的闸门23，利用晶片输送机构70将晶片W送入负载锁定模块21。在负载锁定模块21中，在关闭闸门23而将负载锁定模块21内密闭之后，将该负载锁定模块21的内部向大气开放。当负载锁定模块21的内部向大气开放后，接着，打开闸门22，将负载锁定模块21的内部与装载模块30的内部连通。
当打开闸门22后，利用晶片输送机构40将负载锁定模块21内的晶片W输送到装载模块30，关闭闸门22。之后，晶片W由晶片输送机构40送回载置于装载口32的前开式晶片传送盒31而被收纳。之后，对收纳于前开式晶片传送盒31的多个晶片W连续地进行同样的处理，当对所有的晶片W的处理完成时，等离子体处理系统1中的一连串晶片处理结束。
另外，在等离子体处理系统1中的晶片处理中，也可以在处理模块60中对晶片W进行等离子体处理之前，适当进行用于除去附着在该处理模块60的腔室100内部的反应生成物(沉积物)的干式清洁处理。即，也可以在开始下一个晶片W的等离子体处理之前，除去由于一个晶片W的等离子体处理而产生、附着的沉积物。由此，能够抑制等离子体处理时的该沉积物的剥离、落下导致的对下一个晶片W的附着，能够适当地进行对下一个晶片W的等离子体处理。
在此，在使用处理模块60进行等离子体处理时，要求对于连续地处理的多个晶片W的处理结果均匀，即要求作为产品的半导体器件的品质均匀。然而，如上所述，在一个处理模块60中连续地进行等离子体处理的情况下，由于部件的消耗、反应副产物(沉积物)的附着等，腔室100的内部环境发生变化，由此有对于多个晶片W可能无法得到均匀的处理结果。
因此，在本实施方式的等离子体处理系统1中，如上所述，在将晶片W送入送出处理模块60时进入该处理模块60的内部的输送臂71，设置测量机构75。于是，利用该测量机构75测量处理模块60的腔室100的内部环境，将该测量结果反馈给晶片W的处理过程。
具体而言，如图5所示，使晶片输送机构70的输送臂71进入腔室100的内部，在该状态下利用安装于该输送臂71的叉形部71f的测量机构75测量腔室100的内部环境。其中，能够任意地决定测量机构75对腔室100的内部环境的测量时机，例如可以如上述那样在将晶片W送入送出处理模块60时进行测量，也可以与晶片W的送入送出独立地进行测量。换言之，既可以在输送臂71上保持有晶片W的状态下测量腔室100的内部环境，也可以在输送臂71上未保持有晶片W的状态下测量腔室100的内部环境。
＜内部环境的测量和反馈控制方法＞
以下，说明由测量机构75测量的腔室100的“内部环境”和基于该测量结果进行的反馈控制方法的一例。此外，在以下的说明中，有时将在处理模块60中连续地处理的晶片W中的先实施等离子体处理的晶片W简称为“在先晶片W”，将在在先晶片W之后进行处理的晶片W简称为“在后晶片W”。
(1)静电吸盘112的表面电位
吸附保持在后晶片W时的静电吸盘112的表面电位，例如由于在先晶片W的等离子体处理时的残留电荷等的影响，有时会从吸附保持该在先晶片W时的表面电位发生变化。在像这样吸附保持时的表面电位不同的情况下，静电吸盘112对在先晶片W和在后晶片W的吸附力发生变化。而且，其结果是，等离子体处理时从静电吸盘112向晶片W传热的传热量发生变化，即，等离子体处理中的晶片W的温度发生变化，在先晶片W和在后晶片W的等离子体处理结果有可能不一样。
因此，在本实施方式中，作为测量机构75，也可以在与静电吸盘112相对的相对面即叉形部71f的下表面采用用于检测静电吸盘112的表面电位的电位传感器。在该情况下，能够控制从直流电源(未图示)向第一电极114a施加的直流电压的施加量，以使得吸附保持在先晶片W和在后晶片W时的表面电位成为一定的。
具体而言，例如在对处理模块60送入晶片W时，在利用静电吸盘112吸附保持晶片W之前，利用测量机构75(电位传感器)测量静电吸盘112的表面电位。然后，将测量出的表面电位与预先决定的成为基准的表面电位之间的差值反映到静电吸盘112的吸附电位，将在先晶片W与在后晶片W的吸附时的表面电位控制为一定的。
另外，作为上述的“成为基准的表面电位”，例如可以使用送入在先晶片W时的测量结果，例如也可以使用在处理模块60的设置等时任意设定的值。
另外，在以上的说明中，以基于测量机构75(电位传感器)的测量结果控制来自直流电源(未图示)的直流电压的施加量的情况为例进行了说明，但表面电位的控制方法并不限定于此。例如，也可以如图6所示，设置用于向静电吸盘112的上表面供给被离子化的气体的离子发生器(ionizer)200，基于测量机构75(电位传感器)的测量结果，对静电吸盘112的上表面进行除电。
(2)静电吸盘112的表面温度
吸附保持在后晶片W时的静电吸盘112的表面温度，例如由于等离子体处理时的气氛温度的变化、从静电吸盘112向晶片W传热的传热量的变化等的影响，有时会从吸附保持在先晶片W时的表面温度发生变化。在像这样吸附保持时的表面温度不同的情况下，如上所述，在先晶片W和在后晶片W的等离子体处理结果有可能不一样。
因此，在本实施方式中，作为测量机构75，也可以在与静电吸盘112相对的相对面即叉形部71f的下表面采用用于检测静电吸盘112的表面温度的温度传感器。在该情况下，能够控制从加热器电源(未图示)向第一加热器115a施加的电压的施加量，以使得吸附保持在先晶片W和在后晶片W时的表面温度成为一定的。
具体而言，例如在对处理模块60送入晶片W时，在利用静电吸盘112吸附保持晶片W之前，利用测量机构75(温度传感器)测量静电吸盘112的表面温度。然后，将测量出的表面温度与预先决定的成为基准的表面温度之间的差值反映到加热器电源(未图示)的施加电压，将在先晶片W与在后晶片W的吸附时的表面温度控制为一定的。
另外，作为上述的“成为基准的表面温度”，例如可以使用送入在先晶片W时的测量结果，例如也可以使用在处理模块60的设置等时任意设定的值。
另外，在本实施方式的处理模块60中，如上所述，在静电吸盘112的内部延伸地设置有多个第一加热器115a，构成为能够按照任意设定的每个温度调节区域调节静电吸盘112的表面温度。因此，在使用温度传感器作为测量机构75的情况下，优选利用该测量机构75(温度传感器)测量静电吸盘112的上表面的多个点的表面温度，对每个温度调节区域进行控制。在该情况下，例如也可以在输送臂71的叉形部71f设置多个测量机构75(温度传感器)。此外，例如也可以通过控制部80控制输送臂71的移动动作，以使输送臂71的叉形部71f，更具体而言使测量机构75在静电吸盘112的上方任意地移动。
另外，在以上的说明中，以基于测量机构75(温度传感器)的测量结果控制来自加热器电源(未图示)的电压的施加量的情况为例进行了说明，但表面温度的控制方法并不限定于此。例如，也可以代替控制来自加热器电源的电压的施加量，而通过使处理模块60中的对晶片W的处理开始时间可变，即通过使来自加热器电源的电压的施加时间变化，来控制第一加热器115a的温度。
(3)腔室100的内部的附着沉积物
在处理模块60中的晶片W的等离子体处理时，产生反应生成物(沉积物)，反应生成物例如附着在腔室100的壁面、晶片支承部110等。在此，在腔室100的内部附着有过量的沉积物的状态下进行晶片W的等离子体处理时，在该等离子体处理时附着于腔室100的壁面等的沉积物有可能剥离、飞散。其结果是，剥离、飞散的沉积物附着于处理中的晶片W，由此，在先晶片W和在后晶片W的等离子体处理结果有可能不一样。此外，等离子体处理时的沉积物的产生量(附着量)、附着位置，根据该等离子体处理的条件(例如处理气体流量、处理温度等)的不同而不同，因此要求适当地检测腔室100的内部的沉积物的附着位置、附着量。
因此，在本实施方式中，作为测量机构75，也可以在叉形部71f采用用于检测腔室100的壁面、晶片支承部110的摄像机构(例如CCD摄像机等)。在该情况下，能够控制对在后晶片W的等离子体处理的条件(例如腔室100的内部压力、处理气体流量、RF信号的功率等)，以使得在在后晶片W的等离子体处理时附着的沉积物不会剥离、飞散。
具体而言，例如在从处理模块60送出在先晶片W时，利用测量机构75(摄像机构)对腔室100的壁面、晶片支承部110的表面进行拍摄。然后，基于通过拍摄得到的腔室100的内部的沉积物的附着状态与预先决定的成为基准的沉积物的附着状态之间的变化量，使对在后晶片W的等离子体处理的条件最佳化，在在后晶片W的等离子体处理时抑制沉积物的剥离、飞散的发生。
另外，作为上述的“成为基准的沉积物的附着状态”，例如可以使用送出在先晶片W时的拍摄结果，例如也可以使用在处理模块60的设置等时任意决定的状态。
另外，测量机构75(摄像机构)的摄像面，例如能够根据对晶片W进行的等离子体处理的条件来适当决定，也可以从腔室100的内部的侧壁面、顶面、或者晶片支承部110的上表面、侧面等选择性地进行拍摄。例如在根据等离子体处理的条件已知沉积物容易附着的面的情况下，可以仅对该沉积物容易附着的一面进行拍摄，或者也可以对多个面进行拍摄。此时，在对腔室100的顶面进行拍摄的情况下，优选测量机构75(摄像机构)设置在不与保持在输送臂71上的晶片W发生干扰的位置。
另外，测量机构75(摄像机构)在叉形部71f的设置数量也没有特别限定，可以设置多个测量机构75(摄像机构)，也可以构成为一个测量机构75(摄像机构)能够拍摄腔室100内的多个面。
另外，在以上的说明中，根据自作为基准的附着状态的变化量，使对在后晶片W的等离子体处理条件变化，但例如在腔室100的内部的沉积物的附着量多的情况下，也可以控制为在对在后晶片W的等离子体处理之前进行干式清洁处理，即沉积物的去除处理。此外，在该情况下，也可以根据沉积物的附着量进行干式清洁处理的条件(例如清洁气体的流量、清洁时间等)的调整。
另外，在以上的说明中，以在从处理模块60送出在先晶片W时拍摄腔室100的内部的情况为例进行了说明，但也可以与晶片W的送出独立地使输送臂71进入腔室100的内部，进行沉积物的拍摄。
(4)边缘环113的高度位置
设置于腔室100的内部的边缘环113是由于等离子体处理而消耗的消耗部件，存在随着对多个晶片W反复进行等离子体处理而该边缘环113的上表面高度位置变低的情况。在像这样边缘环113的上表面高度位置变化了的情况下，在等离子体处理时在处理空间S的内部形成的鞘端的位置变化，其结果是，在先晶片W和在后晶片W的等离子体处理结果有可能不一样。
因此，在本实施方式中，作为测量机构75，也可以在与边缘环113的上表面相对的相对面即叉形部71f的下表面采用用于检测边缘环113的上表面高度位置的距离传感器。在该情况下，能够控制第二升降销117的升降，以使得在先晶片W和在后晶片W的等离子体处理时的边缘环113的上表面高度位置成为一定的。换言之，驱动第二升降销117来调整边缘环113的高度位置，由此进行控制使得等离子体处理时的鞘端位置不发生变化。
具体而言，例如在对处理模块60送入晶片W时，利用测量机构75(距离传感器)测量边缘环113的上表面高度位置。然后，在对该晶片W的等离子体处理之前，基于测量出的上表面高度位置与预先决定的成为基准的上表面高度位置之间的差值使第二升降销117升降，将对在先晶片W和在后晶片W的等离子体处理时的边缘环113的上表面高度位置控制为一定的。
另外，也可以将边缘环113的合计消耗量，即第二升降销117的合计升降量记录在控制装置80中，在该合计消耗量(合计升降量)达到预先决定的阈值的情况下，将需要更换边缘环113的意思通知给操作员。
另外，在像这样由测量机构75检测到边缘环113的上表面高度位置发生变化的情况下，也可以代替通过第二升降销117的驱动来进行边缘环113的高度位置的调整，或者在此基础上，根据边缘环113的消耗量控制从直流电源113a对边缘环113的直流电压的施加量。
具体而言，即使在边缘环113的鞘层高度随着边缘环113的消耗而变低的情况下，通过增大施加于该边缘环113的直流电压，也能够提高边缘环113的鞘层高度。即，由此能够进行控制以使得等离子体处理时的鞘端位置不发生变化，能够将在先晶片W和在后晶片W的等离子体处理结果控制为相同的。
由测量机构75(距离传感器)进行的边缘环113的上表面高度位置的测量，也可以对没有消耗的边缘环113进行。即，也可以对刚更换后的边缘环113进行。边缘环113的更换考虑使用输送臂71和第二升降销117来进行。在这样的情况下，由于因输送中落下而边缘环113没有载置于输送臂71、或者向第二升降销117的交接失败等的理由，可能会发生边缘环113没有被载置到边缘环载置面的情况。因此，为了确认边缘环113被载置于边缘环载置面，也可以进行没有消耗的边缘环113的上表面高度位置的测量。
具体而言，使输送臂71移动以使得测量机构75(距离传感器)位于边缘环113的上方，测量边缘环113的上表面高度位置。由于边缘环113没有消耗，因此能够推算上表面高度位置。当边缘环113的上表面高度位置的测量值与推算值相等时，能够判断为边缘环113载置于边缘环载置面。此外，当测量值与边缘环载置面(静电吸盘112的周缘部的上表面)的高度位置相等时，能够判断为边缘环113没有被载置到边缘环载置面。即，也可以将测量机构75(距离传感器)用于边缘环113是否存在的检测。
(5)边缘环113的保持位置
另外，作为测量机构75的距离传感器，能够检测更换后的边缘环113是否适当地保持于静电吸盘112的周缘部。
具体而言，例如一边进行测量机构75(距离传感器)的测量，一边在静电吸盘112的上方使输送臂71从径向外侧向内侧移动，检测边缘环113与静电吸盘112的中央部的水平方向的间隙。更具体而言，如图7所示，基于边缘环113的上表面高度位置、静电吸盘112的中央部的高度位置和在它们的间隙(间隙G)中测量的高度位置的差异，检测间隙G的水平方向的长度L。然而，在该间隙G的长度L在周向位置上不一定的情况下，判断为边缘环113被偏心地保持于静电吸盘112，例如再次进行边缘环113的更换动作(静电吸盘112的保持动作)。也可以使边缘环113保持偏心，根据边缘环113的偏心位置，调整供给到处理空间S的气体流量、气体比率或者第一加热器115a的温度等处理条件。例如，也可以进行控制，以使处于间隙G的水平方向的长度L大的位置的附近的第一加热器115a和处于间隙G的水平方向的长度L小的位置的附近的其他第一加热器115a分别成为不同的温度。
另外，在以上的说明中，利用作为测量机构75的距离传感器检测了边缘环113的保持位置，但例如在使用摄像机构(例如CCD相机)作为测量机构75的情况下，也能够适当地检测边缘环113的保持位置。
(6)在腔室100的内部形成的磁场
为了在处理空间S的内部均匀地生成等离子体而由电磁体150产生的磁场，有时由于例如电磁体150的消耗、沉积物的附着等引起的腔室100的内部的几何学的位置关系的变化等的影响而磁力分布发生变化。在像这样在处理空间S的内部形成的磁场的磁力分布发生变化的情况下，在处理空间的内部生成的等离子体的均匀性恶化，其结果是，有可能在先晶片W和在后晶片W的等离子体处理结果不一样。
因此，在本实施方式中，作为测量机构75，也可以在与处理空间S相对的相对面即叉形部71f的上表面采用用于测量在处理空间S的内部形成的磁场的磁力分布的磁传感器。在该情况下，能够控制从激发用电路153向线圈152供给的电流的供给量，以使得对在先晶片W和在后晶片W进行等离子体处理时的磁场(磁力分布)成为一定的。
具体而言，例如在处理模块60的内部没有晶片W的状态(未利用输送臂71保持晶片W的状态)下在处理空间S的内部产生磁场，利用测量机构75(磁传感器)测量所产生的磁场的磁力分布。然而，在测量出的磁分布从预先决定的成为基准的磁分布(初始分布)发生了变化的情况下，调整从激发用电路153对线圈152的施加电流。
以上，对各种例示的实施方式进行了说明，但并不限定于上述例示的实施方式，也可以进行各种追加、省略、替换和改变。此外，能够将不同的实施方式中的要素组合来形成其他实施方式。
＜本发明的技术的作用效果＞
以上，依照本实施方式的等离子体处理系统1，在晶片输送机构70的输送臂71，更具体而言在输送臂71的叉形部71f设置测量机构75。由此，例如在利用该晶片输送机构70对处理模块60送入送出晶片W时，能够适当地测量腔室100的内部环境。然后，基于测量机构75的测量结果，调整(反馈控制)对晶片W的等离子体处理过程，由此能够均匀地控制在处理模块60中连续地处理的晶片W各自的处理结果。
另外，依照本实施方式，用于测量腔室100的内部环境的测量机构75设置于等离子体处理时位于该腔室100的外部的输送臂71，因此不会受到该等离子体处理的影响。即，测量机构75不会因处理模块60中的等离子体处理而消耗，因此能够适当地削减伴随劣化、破损而来的部件的更换所花费的成本、时间。
另外，如上所述，在本实施方式中，以在输送臂71的叉形部71f独立地设置作为测量机构75的电位传感器、磁传感器等的情况为例进行了说明，但当然也可以将多种测量机构75组合地设置在输送臂71的叉形部71f。即，例如可以根据在处理模块60的内部进行的等离子体处理的种类、条件，选择安装在叉形部71f的一种以上的测量机构75，例如也可以将上述的全部种类的测量机构75安装在叉形部71f。
另外，例如，在输送模块50的内部设置有多个输送臂71的情况下，也可以对多个该输送臂71的每一个选择要安装的测量机构75的种类。此时，例如通过按多个该输送臂71各自的作用分别选择测量机构75的种类，能够高效地进行内部环境的测量和对等离子体处理过程的反馈控制。
具体而言，例如有时如图8所示，晶片输送机构70包括主要进行对处理模块60送入晶片W的第一输送臂71a和主要进行从处理模块60送出晶片W的第二输送臂71b。在该情况下，例如通过在第一输送臂71a设置电位传感器、温度传感器和距离传感器，能够在对腔室100送入晶片W时测量各种内部环境。此外，例如通过在第二输送臂71b设置摄像机构，能够在送出晶片W时检测等离子体处理后的腔室100的内部的沉积物的附着状态。
像这样，能够任意地决定在输送臂71的叉形部71f安装的测量机构75的数量、种类及其组合。此外，当然测量机构75的种类并不限定于上述的电位传感器、温度传感器、摄像机构、距离传感器和磁传感器，能够根据目的进一步选择其他种类的测量机构75。
另外，在以上的实施方式中，以利用测量机构75测量腔室100的内部环境，并基于该测量结果调整等离子体处理过程的情况为例进行了说明，但例如也可以构成为，除了能够测量腔室100的内部环境之外，还能够测量保持于输送臂71的晶片W的状态。而且，基于腔室100的内部环境和所保持的晶片W的状态这两者来调整等离子体处理过程，由此能够更适当地将控制处理模块60中的晶片W的处理结果控制地均匀。
另外，在以上的实施方式中，例如以在对处理模块60送入送出晶片W时利用测量机构75测量内部环境，并基于该测量结果调整等离子体处理过程的情况为例进行了说明。然而，测量机构75的内部环境的测量时机并不限定于此，例如也可以在进行处理模块60的定期诊断、校准时，使输送臂71进入腔室100的内部来测量内部环境。
另外，在以上的实施方式中，以将本发明的技术应用于对晶片W进行等离子体处理的等离子体处理系统1的情况为例进行了说明，但本发明的技术不限于这样的等离子体处理系统1，能够应用于任意的系统。即，只要是使用具有叉形部的晶片输送机构对处理模块输送晶片W的系统，就能够通过在该叉形部设置测量机构，而适当地将对多个晶片W的处理结果控制地均匀。此外，能够应用本发明的技术的系统并不限定于如本实施方式所示的在减压下对晶片W实施处理的减压处理系统，也可以是在大气压下对晶片W实施处理的大气压系统。
应当认为，本申请公开的实施方式在所有方面均是例示，而并非限定性的。上述的实施方式在不脱离所附的权利要求及其主旨的情况下，也可以以各种方式进行省略、替换、改变。

Claims (18)

1.一种处理系统，其特征在于：
所述处理系统在减压环境下对基片进行处理，并包括：
对基片实施所希望的处理的处理腔室；
输送腔室，其具有进行所述基片相对于所述处理腔室的送入送出的输送机构；和
控制所述处理腔室中的处理过程的控制部，
所述输送机构具有：
将所述基片保持于上表面地进行输送的叉形部；和
测量机构，其设置于所述叉形部，能够测量所述处理腔室的内部状态，
所述控制部基于由所述测量机构获取到的所述处理腔室的内部状态，控制所述处理腔室中的处理过程。
2.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于：
在所述处理腔室设置有：
在上表面吸附保持所述基片的静电吸盘；和
对所述静电吸盘施加直流电压的直流电源，
所述测量机构具有测量所述静电吸盘的表面电位的电位传感器，
所述控制部基于由所述测量机构获取到的所述静电吸盘的表面电位，控制来自所述直流电源的所述直流电压的施加量。
3.如权利要求2所述的处理系统，其特征在于：
还包括对所述静电吸盘的表面进行除电的离子发生器。
4.如权利要求1～3中任一项所述的处理系统，其特征在于：
在所述处理腔室设置有：
在上表面吸附保持所述基片的静电吸盘；
对所述静电吸盘的表面温度进行调节的加热器；和
对所述加热器的动作进行控制的加热器电源，
所述测量机构具有对所述静电吸盘的表面温度进行测量的温度传感器，
所述控制部基于由所述测量机构获取到的所述静电吸盘的表面温度，控制从所述加热器电源对所述加热器的电压的施加量。
5.如权利要求4所述的处理系统，其特征在于：
所述加热器以将所述静电吸盘的所述基片的保持面划分为多个温度调节区域的方式设置有多个，
所述测量机构按多个所述温度调节区域的每个区域测量所述静电吸盘的表面温度。
6.如权利要求1～5中任一项所述的处理系统，其特征在于：
在所述处理腔室设置有：
在上表面吸附保持所述基片的静电吸盘；
以俯视时包围所述静电吸盘的所述基片的保持面的方式配置的边缘环；和
构成为能够使所述边缘环升降的升降销，
所述测量机构具有测量所述边缘环的上表面高度位置的距离传感器，
所述控制部基于由所述测量机构获取到的所述边缘环的上表面高度位置，通过所述升降销的动作来控制所述边缘环的升降动作。
7.如权利要求1～6中任一项所述的处理系统，其特征在于：
在所述处理腔室设置有：
在上表面吸附保持所述基片的静电吸盘；
以在俯视时包围所述静电吸盘的所述基片的保持面的方式配置的边缘环；和
对所述边缘环施加直流电压的边缘环用电源，
所述测量机构具有测量所述边缘环的上表面高度位置的距离传感器，
所述控制部基于由所述测量机构获取到的所述边缘环的上表面高度位置，控制来自所述边缘环用电源的所述直流电压的施加量。
8.如权利要求6或7所述的处理系统，其特征在于：
所述控制部基于由所述测量机构获取到的所述边缘环的上表面高度位置来记录该边缘环的消耗量，并基于该消耗量来通知所述边缘环的更换时机。
9.如权利要求6～8中任一项所述的处理系统，其特征在于：
所述控制部还利用所述距离传感器测量所述静电吸盘的所述基片的保持面高度位置，并基于所述边缘环的上表面高度位置和所述保持面高度位置的测量结果，计算所述边缘环在所述处理腔室的内部的位置。
10.如权利要求1～9中任一项所述的处理系统，其特征在于：
所述测量机构具有摄像机构，所述摄像机构对在所述基片的处理后附着于所述处理腔室的内部的反应生成物进行检测，
所述控制部基于由所述测量机构获取到的所述反应生成物的附着量，调整所述处理腔室中的处理过程的条件。
11.如权利要求10所述的处理系统，其特征在于：
所述处理腔室具有：
对该处理腔室供给任意的处理气体的气体供给部；和
直流电源系统，其用于控制在所述处理腔室的内部生成的等离子体，
所述控制部通过控制所述气体供给部和所述直流电源系统中的至少任一者的动作，调整所述处理过程的条件。
12.如权利要求10或11所述的处理系统，其特征在于：
在所述处理腔室中，在所述基片的处理之前，进行用于除去所述反应生成物的清洁处理，
所述控制部基于由所述测量机构获取到的所述反应生成物的附着量，调整所述清洁处理中的清洁气体的流量或清洁处理的时间。
13.如权利要求1～12中任一项所述的处理系统，其特征在于：
在所述处理腔室设置有：
等离子体生成部，其用于在所述处理腔室的内部生成等离子体；以及
电磁体，其用于控制在所述处理腔室的内部生成的等离子体的均匀性，具有线圈和激发用电路，
所述测量机构具有磁传感器，所述磁传感器能够测量由所述电磁体产生的磁场的磁力分布，
所述控制部基于由所述测量机构获取到的所述磁力分布，控制从所述激发用电路对所述线圈的施加电流。
14.如权利要求2～12中任一项所述的处理系统，其特征在于：
所述测量机构至少设置于所述叉形部的下表面侧。
15.如权利要求10～13中任一项所述的处理系统，其特征在于：
所述测量机构至少设置于所述叉形部的上表面侧。
16.如权利要求1～15中任一项所述的处理系统，其特征在于：
所述输送机构包括多个所述叉形部，
在多个该叉形部分别设置有不同种类的所述测量机构。
17.一种处理系统中的基片的处理方法，其特征在于：
所述处理系统包括：
在减压环境下对所述基片实施所希望的处理的处理腔室；和
输送腔室，其具有进行所述基片相对于所述处理腔室的送入送出的输送机构，
所述输送机构具有：
将所述基片保持于上表面地进行输送的叉形部；和
测量机构，其设置于所述叉形部，能够测量所述处理腔室的内部状态，
所述处理方法包括：
使所述叉形部进入所述处理腔室的内部的步骤；
利用所述测量机构获取所述处理腔室的内部状态的步骤；和
基于测量结果，控制所述处理腔室中的处理过程的步骤。
18.如权利要求17所述的处理方法，其特征在于：
所述输送机构具有多种所述测量机构，
在所述获取内部状态的步骤中，进行多种不同的内部状态的测量。
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