JP2017069517A

JP2017069517A - 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体

Info

Publication number: JP2017069517A
Application number: JP2015196855A
Authority: JP
Inventors: 哲夫福岡; Tetsuo Fukuoka
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2015-10-02
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2017-04-06
Anticipated expiration: 2035-10-02
Also published as: KR102586622B1; KR20170040100A; JP6406201B2

Abstract

【課題】載置台上に載置される基板の載置状態を高い確実性をもって検出できる技術を提供すること。【解決手段】基板であるウエハＷに対して熱処理を行うためにウエハＷを載置する熱板２に、当該熱板２に正常に載置されているウエハＷの下方側に位置するように渦電流センサー３を設ける。渦電流センサー３は熱板２に載置されたウエハＷに渦電流を発生させ、渦電流の強度に基づいてウエハＷまでの距離を測定するものであり、この距離の測定結果に基づいて、熱板２上のウエハＷの載置状態を検出する。熱板２上の異物にウエハＷが乗り上げていたり、ウエハＷが反った状態で熱板２に載置されると、ウエハＷが熱板２に正常に載置されているときに対して、ウエハＷまでの距離が変化するので、熱板２上のウエハＷの載置状態について高い確実性をもって検出できる。【選択図】図１

Description

本発明は、載置台上に載置された基板に対して処理を行うにあたり、載置台上の基板の載置状態を検出する基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体に関する。

半導体製造工程においては、載置台上に載置された基板に対して処理が行われており、処理としては例えばフォトリソグラフィ工程において、載置台をなす熱板又は冷却板上に基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）を載置して、当該ウエハを加熱又は冷却する処理がある。例えば熱処理としては、レジスト膜を形成した後のウエハを加熱する処理や、現像処理前のウエハを加熱する処理などが挙げられる。

ところで載置台（熱板）上に異物が存在したり、ウエハの裏面に異物が付着した状態で当該ウエハが熱板に搬送されることで、熱板の表面とウエハの裏面との間に異物が介在し、ウエハがこの異物に乗り上げた状態で熱板上に載置される場合がある。またウエハが反った状態で熱板上に載置される場合もある。そうなると、熱板表面とウエハの裏面との距離が、ウエハ面内において互いに異なることで、ウエハの温度が面内において不均一になり、熱処理の面内均一性が低下する懸念がある。

特許文献１には、熱板にウエハを載置したときの熱板の温度変化のプロファイルに基づいてウエハの載置状態の異常の有無を検出することが示されている。しかし異物の高さが比較的小さいと、熱板異物存在領域の温度低下と、熱板の他の領域の温度低下との差が小さいため、異物への乗り上げの検出を正確に行うことができない。

また特許文献２には、載置台の上方に設けられたレーザ変位計により、載置台上のウエハ表面との距離を測定して、ウエハの反り状態を把握する技術が記載されている。しかしながらレーザ変位計は耐熱性の観点から、ウエハに対して熱処理を行う装置内での使用には適さない。

特開２００９−１２３８１６号公報特開２００６−２６９６７７号公報

本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、載置台上に載置される基板の載置状態を高い確実性をもって検出できる技術を提供することである。

このため本発明の基板処理装置は、
導電性の基板に対して処理を行うために基板を載置する載置台と、
前記載置台に正常に載置されている基板の下方側に位置するように設けられ、当該載置台に載置された基板に渦電流を発生させ、渦電流の強度に基づいて基板までの距離を測定する渦電流センサーと、
前記渦電流センサーによる距離の測定結果に基づいて、前記載置台上の基板の載置状態を検出する検出部と、を備えたことを特徴とする。

また本発明の基板処理方法は、
基板に対して処理を行うために基板を載置台に載置する工程と、
次いで、前記載置台に正常に載置されている基板の下方側に位置するように設けられた渦電流センサーにより、前記基板までの距離を測定する工程と、
前記渦電流センサーによる距離の測定結果に基づいて、前記載置台上の基板の載置状態を検出する工程と、を含むことを特徴とする。

さらに本発明の記憶媒体は、
基板を載置台に載置して当該基板に対して処理を行う装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、既述の基板処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。

本発明によれば、載置台に設けられた渦電流センサーにより、載置台上の基板までの距離を測定し、その測定結果に基づいて、載置台上の基板の載置状態を検出している。載置台上の異物に基板が乗り上げていたり、基板が反った状態で載置台に載置されると、基板が載置台に正常に載置されているときに対して、基板までの距離が変化する。このため載置台上の基板の載置状態について高い確実性をもって検出できる。

本発明の基板処理装置を適用した加熱装置の第１の実施形態を示す縦断側面図である。加熱装置の一部を示す平面図である。加熱装置に設けられる熱板と渦電流センサーを示す斜視図である。渦電流センサーの構成例を示す平面図である。熱板を示す縦断側面図である。本発明の作用を示すフローチャートである。熱板を示す縦断側面図である。熱板を示す縦断側面図である。インダクタンスとウエハからの距離との関係を示す特性図である。本発明の作用を示すフローチャートである。加熱装置の第２の実施形態を示す平面図と部分縦断側面図である。本発明の作用を示すフローチャートである。熱板の他の例を示す縦断側面図である。渦電流センサーの他の例を示す縦断側面図と部分斜視図である。熱板を示す縦断側面図である。処理容器を示す縦断側面図である。熱板を示す縦断側面図である。

本発明の基板処理装置を適用した加熱装置の第１の実施形態について、図１の縦断側面図と、図２の平面図とを参照して説明する。加熱装置は筺体１０を備えており、筺体１０の側壁にはウエハＷの搬送口１１が形成されている。筺体１０内における搬送口１１側を手前側とすると、筐体１０内の奥側には、水平な熱板２が設けられている。この熱板２は、ウエハＷに対して加熱処理を行うためにウエハＷを載置する載置台をなすものであり、ウエハＷを加熱する板部材を兼用している。熱板２は例えばウエハＷよりも大きい平面視円形状に形成され、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属や、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのセラミックスにより構成される。

図１中２１は、熱板２を加熱するためのヒータである。熱板２の表面には、ウエハＷの周縁部を支持するための複数の突起部２２が熱板２の周方向に沿って設けられている。ウエハＷが熱板２上に正常に載置されたときには、ウエハＷは突起部２２により水平に支持され、熱板２から若干浮いた状態で加熱される。図１は、そのように熱板２に正常に載置されて加熱されるウエハＷを示している。図中２３は、昇降機構２４により昇降する昇降ピンであり、熱板２の表面にて突没することで、後述の冷却板５と熱板２との間でウエハＷを受け渡す。

図１中２５は昇降機構２６により昇降自在なシャッタであり、熱板２を囲む起立した円筒形に構成されている。図１中２７は円形の天板であり、熱板２の上方に設けられ、その下面中央部には排気口２８が開口している。ウエハＷが熱板２に載置されて加熱処理される際には、図１に示すようにシャッタ２５の上端と、天板２７の周縁部との間に若干の隙間が形成された状態で、排気口２８により排気が行われる。図１中の点線の矢印は、この排気によって熱板２の外方から熱板２上に流れる大気の気流を示し、この気流に曝されながらウエハＷは加熱される。後述の冷却板５がウエハＷを熱板２に対して受け渡すときには、冷却板５の移動を妨げないように、シャッタ２７は図１に示す位置から下降する。

熱板２は、熱板２に載置されたウエハＷまでの距離を測定する渦電流センサー３を備えている。渦電流センサー３とは、被測定物であるウエハＷに渦電流を発生させ、渦電流の強度に基づいてウエハＷまでの距離を測定するセンサーであり、この例では５個の渦電流センサー３Ａ〜３Ｅが設けられている。各渦電流センサー３Ａ〜３Ｅは夫々同様に構成され、夫々平面状のコイル３１Ａ〜３１Ｅを備えている。これらコイル３１Ａ〜３１Ｅは、図１〜図３に示すように、例えば熱板２において、突起部２２よりも内側の領域に、熱板２の面内に分散して設けられている。コイル３１Ａ〜３１Ｅは、図３及び図４に示すように、例えば平面内に導電性部材を渦巻き状に巻回して形成され、コイル３１Ａ〜３１Ｅの両端部には夫々配線３２が形成されている。なお以下においては、渦電流センサー３Ａ〜３Ｅを纏めて渦電流センサー３、コイル３１Ａ〜３１Ｅを纏めてコイル３１と記載することもある。

この例のコイル３１及び配線３２は、例えば図３に示すように、下層側の高分子シート３３の表面にコイル３１及び配線３２を金属箔や印刷により形成し、その上に上層側の高分子シート３４を積層することにより構成される。コイル３１及び配線３２は例えばステンレスや銅（Ｃｕ）、導電性インクなどにより構成され、高分子シート３３、３４は、例えばポリイミドやポリエステルなどの耐熱性に優れた材料により構成される。こうしてコイル３１及び配線３２が形成された高分子シート３３、３４は、ホットプレスや接着剤により熱板２に張り付けられる。

これにより複数のコイル３１は、熱板２の突起部２２上に正常に載置されているウエハＷの下方側に、夫々のコイル３１の表面の高さ位置が揃うように設けられる。この例では、例えば図２及び図３に示すように、渦電流センサー３Ａのコイル３１Ａは熱板２の中央領域に設けられると共に、渦電流センサー３Ｂ〜３Ｅのコイル３１Ｂ〜３１Ｅは熱板２の周縁領域に熱板２の周方向に沿って設けられている。この例では熱板２の周縁領域に設けられたコイル３１Ｂ〜３１Ｅは、中央領域に設けられたコイル３１Ａから互いに等距離分離れた位置に設けられる。また例えばコイル３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｄと、コイル３１Ａ、３１Ｃ、３１Ｅと、がウエハＷの直径上に夫々並ぶように設けられる。

各コイル３１の配線３２は、図３に示すように、例えば熱板２の周縁側に引き伸ばされ、熱板２の厚さ方向に貫通する貫通孔２０を介して熱板２の下方側に引き出されて、測定部４に接続されている。なお図１では配線３２を簡略化し、図２以下、配線３２の図示を適宜省略している。渦電流センサー３は、例えば次の原理によりコイル３１とウエハＷとの距離を測定できる。即ち、コイル３１に高周波電流を流すことにより形成した高周波磁界内に被測定物である導電性の基板としてのウエハＷが存在すると、電磁誘導作用によって、ウエハＷ表面を通過する磁束の周りに渦電流が流れる。

一方、コイル３１は発振回路の中に共振周波数を決定する素子の一部として組み込まれており、ウエハＷとコイル３１との距離に応じて渦電流の強度が変化し、コイル３１のインピーダンスが変化するので発振状態が変わる。この発振状態の変化例えば周波数の変化や、発振出力の基準波形からの位相変化に基づいてコイル３１とウエハＷとの距離を測定できる。このため渦電流センサー３Ａ〜３Ｅのコイル３１Ａ〜３１Ｅ及び配線３２は、夫々の高周波磁界内にウエハＷが存在し、突起部２２が存在しない位置に設けられる。

従って測定部４は、例えば各コイル３１Ａ〜３１Ｅに高周波電流を供給する機能と、各コイル３１Ａ〜３１Ｅに対応する発振回路の発振状態を取得する機能と、取得した発振状態から距離を算出する機能と、を備えているということができる。そして測定部４にて得られた、各渦電流センサー３Ａ〜３Ｅの距離の測定結果Ｄ１〜Ｄ５は後述する制御部１００に出力される。測定部４としては、例えば日本テキサス・インスツルメンツ社のＬＤＣ１０００などを用いることができる。

図１及び図２に戻って説明を続けると、図中５は図示しない冷媒の流路を備えた冷却板であり、熱板２と外部の搬送機構１２（図２参照）との間でウエハＷを受け渡す役割及びウエハＷを冷却する役割を有している。冷却板５は例えばアルミニウムなどにより、ウエハＷとほぼ同じ大きさの平面視略円形状に形成され、駆動機構５１により、図１で示す待機位置と熱板２の上方との間で進退自在に構成されている。待機位置にある冷却板５に対しては、外部の搬送機構１２が昇降することで、ウエハＷの受け渡しが行われる。図２中５２は、搬送機構１２に設けられたウエハ保持用の爪部１３に対応する切欠き部であり、５３、５４は昇降ピン２３が通過するためのスリットである。

続いて加熱装置に設けられる制御部１００について説明する。制御部１００は例えばコンピュータからなり、不図示のプログラム格納部を有している。このプログラム格納部には、ウエハＷの加熱処理、上記の冷却板５によるウエハＷの搬送、渦電流センサー３からの検出信号に基づいたウエハＷの載置状態の検出など、各種の動作が行えるように命令（ステップ群）が組まれたプログラムが格納されている。そして当該プログラムによって制御部１００から加熱装置の各部に制御信号が出力されることで、当該加熱装置の各部の動作が制御される。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。

また制御部１００は、図５に示すように、渦電流センサー３による距離の測定結果に基づいて、熱板２上のウエハＷの載置状態を検出する検出部１０１を備えている。この載置状態の検出は、例えば熱板２上の異物にウエハＷが乗り上げているか否か、ウエハＷが反っているか否かのうちの少なくとも一方を検出するものであり、ウエハＷの載置状態が異常であるか否かを判断する判断部ということもできる。検出部１０１は、例えば複数の渦電流センサー３により測定されたウエハＷまでの各測定距離同士の差分に基づいて、熱板２上のウエハＷの載置状態を検出するように構成されている。さらに制御部１００は、検出部１０１によりウエハＷの載置状態が異常であると検出したときに、アラームを出力するアラーム出力部１０２と、載置状態について表示する表示部１０３と、を備えている。例えばアラーム出力部１０２は、表示部１０３への画面表示や警告音の発生、警告ランプの点灯を行うように構成されている。

次に加熱装置の作用について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。先ず熱処理対象のウエハＷを搬送機構１２により筺体１０内に搬入し、冷却板５に受け渡す。熱処理対象のウエハＷとは、例えば表面にレジスト液が塗布されたウエハＷである。一方冷却板５が熱板２に向けて移動するまでに熱板２の表面をヒータ２１により予め設定された温度例えば１３０℃に加熱する（ステップＳ１）。

次いで搬送機構１２により搬入したウエハＷを、冷却板５を介して熱板２に載置し（ステップＳ２）、複数の渦電流センサー３Ａ〜３Ｅの夫々によりウエハＷまでの距離を測定し、その測定結果である距離Ｄ１〜Ｄ５を制御部１００へ出力する。制御部１００では、検出部１０１にて夫々の渦電流センサー３Ａ〜３Ｅにて測定された距離同士の差分（以下「測定距離の差分」という）を求め（ステップＳ３）、この測定距離の差分に基づいて熱板２上のウエハＷの載置状態を検出する。

図１及び図５にウエハＷの載置状態が正常である場合を示すが、このように載置状態が正常であるときには、ウエハが突起部２２上に、熱板２に対して平行な状態で載置されるので、渦電流センサー３からウエハＷまでの距離が揃い、２つの渦電流センサー３の測定距離同士の差分がしきい値以下になる。なお載置状態が正常であるときには、測定距離同士の差分は理論上はゼロになるが、渦電流センサー３ではミクロン単位の分解能で距離を測定できるため、突起部２２の製作誤差を考慮してしきい値が設定される。

一方、図７に示すように、ウエハＷ裏面に異物Ｐが付着していた場合などのように、異物Ｐの上にウエハＷが乗り上げられ、熱板２に対して平行ではない状態で載置されたときは、ウエハ裏面と熱板２との距離が熱板２の面内で異なってくる。この場合には周縁領域の渦電流センサー３Ｂ〜３Ｅの少なくとも一つの距離Ｄ２〜Ｄ５（この例ではＤ２）が中央領域の渦電流センサー３Ａの距離Ｄ１より大きくなる。さらに図８に示すように、ウエハＷが反っている場合もウエハ裏面と熱板２との距離が熱板２の面内で異なってくる。例えば図８（ａ）のように上に凸な状態で反る場合には、中央領域の渦電流センサー３Ａの距離Ｄ１が一番大きくなり、例えば図８（ｂ）のように下に凸な状態で反る場合には、中央領域の渦電流センサー３Ａの距離Ｄ１が一番小さくなる。

このため検出部１０１では、ステップＳ４において、例えば複数の渦電流センサー３Ａ〜３Ｅにより測定された距離同士の差分が予め設定されたしきい値以下であるか否かを判断する（ステップＳ４）。測定距離同士の差分は、２つの渦電流センサー３の測定距離同士の差分であり、２つの渦電流センサー３の全ての組み合わせの測定距離同士の差分について、しきい値以下であるか否かが判断される。そして測定距離同士の差分がしきい値以下であれば載置状態が正常であると判断し、しきい値を越えていれば載置状態が異常であると判断する。

また検出部１０１では、載置状態が異常であると判断したときに、周縁領域の渦電流センサー３Ｂ〜３Ｅの距離Ｄ２〜Ｄ５と、中央領域の渦電流センサー３Ａの距離Ｄ１とを比較し、周縁領域の距離Ｄ２〜Ｄ５の少なくとも一つが中央領域の距離Ｄ１より大きいときは、載置異常の原因を異物への乗り上げと判断する。そして中央領域の距離Ｄ１が一番大きい場合には、上に凸になるように反った状態、中央領域の距離Ｄ１が一番小さい場合には、下に凸になるように反った状態と判断する。

こうしてステップＳ４にて測定距離同士の差分がしきい値以下であれば、所定時間の熱処理の後、冷却板５及び搬送機構１２により、ウエハＷを筐体１０から搬出する（ステップＳ５）。そして例えば同じロットの次のウエハＷを筐体１０内に搬入して熱板２に載置し、ステップＳ１以降のステップを実行する。一方ステップＳ４にて測定距離同士の差分がしきい値よりも大きいときは、アラーム出力部１０２により所定のアラームを出力する。また表示部１０３に異物Ｐへの乗り上げかウエハＷの反りのいずれかの載置異常の原因を表示する（ステップＳ６）。アラーム出力後は例えば作業者が加熱装置の運転を停止して、載置異常の原因を除去したり、載置異常のウエハＷを回収したりなどの所定の対応をとる。

この実施形態によれば、熱板２に渦電流センサー３を設けて、ウエハＷまでの距離を測定し、この測定結果に基づいて、熱板２上のウエハＷの載置状態を検出している。渦電流センサー３によりウエハＷまでの距離を直接測定しているため、異物ＰにウエハＷが乗り上げていたり、ウエハＷが反っているときには、距離が変化し、異物や反りが小さい場合でも距離の変化を把握できる。このため熱板２上のウエハＷの載置状態について高い確実性をもって判断することができる。

また渦電流センサー３を用い、ウエハＷまでの距離の変化をインダクタンスを介して発振状態の変化として、例えば周波数の変化や、出力の基準波形からの位相変化として取得しているので、ミクロン単位の分解能で高い精度で距離を測定できる。さらに平面状のコイル３１を用いることにより薄型化を図ることができ、熱板２への設置が容易である上、耐熱性に優れるため、熱板２への適用に適している。

さらに本発明者らは、ウエハ裏面に形成された膜の材質によって、渦電流センサー３にて測定されるインダクタンスが変化することを把握している。なおウエハ裏面とは熱板２と対向する面である。図９は渦電流センサー３のインダクタンスとウエハからの距離とを関係を示す特性図であり、９種類のウエハ裏面の材質のデータを示している。ウエハ裏面の材質については、▲はベアシリコン、■は窒化シリコン（ＳｉＮ）、●は熱酸化膜（Ｔｈ−Ｏｘ）、◆はＢＡＲＣ膜とレジスト膜の積層膜、△はタングステン膜（Ｗ）、○は窒化タングステン膜（ＷＮ）、□は窒化チタン膜（ＴｉＮ）、◇はＢＡＲＣ膜、×はチタン膜（Ｔｉ）である。

図９から、ウエハ裏面の材質によって、ウエハまでの距離が同じであっても、その距離に対応するインダクタンスが異なることが分かる。本実施形態のように、複数の渦電流センサー３Ａ〜３Ｅの測定距離同士の差分に基づいてウエハＷの載置状態を検出すれば、膜種による測定値の変動をキャンセルすることができる。このためウエハ裏面に形成された膜の種類が不明であったとしても、載置状態について高い確実性をもって検出することができる。

また上述の実施形態では、検出部１０１を渦電流センサー３により測定されたウエハＷまでの距離としきい値との差分に基づいて、ウエハＷの載置状態を検出するように構成してもよい。例えばしきい値は、正常ウエハを熱板２に載置したときの、正常ウエハまでの距離である。正常ウエハとは、その裏面に異物が付着しておらず、反りのないウエハであって、正常な載置状態で熱板２に載置されるウエハであり、以下の説明でも同様である。しきい値は、具体的には正常ウエハを熱板２に載置して、複数の渦電流センサー３Ａ〜３Ｅにより当該ウエハまでの距離を夫々測定したときの距離Ｄ１〜Ｄ５の平均値（正常ウエハまでの距離）とすることができる。

そして検査対象のウエハＷを熱板２に載置して、複数の渦電流センサー３Ａ〜３Ｅにより当該ウエハＷまでの距離を夫々測定し、これら測定結果としきい値との差分を渦電流センサー３Ａ〜３Ｅ毎に取得する。載置状態が正常であるときには、測定結果としきい値との差分は理論上はゼロになるが、突起部２２の製作誤差を考慮して差分の許容範囲（差分許容範囲）を設定する。そして得られた差分の全てが差分許容範囲に収まれば載置状態が正常であると判断し、前記差分の少なくとも一つが差分許容範囲から外れれば載置状態が異常であると判断する。

さらに上述の実施形態では、図１０に示すフローチャートに従ってウエハＷの載置状態の検出を行ってもよい。この例では、先ず正常ウエハを熱板２に載置して、距離を測定する。具体的には熱板２を加熱し（ステップＳ１１）、正常ウエハを熱板２の突起部２２上に受け渡す（ステップＳ１２）。次いで複数の渦電流センサー３Ａ〜３Ｅの夫々によりウエハまでの距離を測定し、制御部１００の検出部１０１にて例えば測定された距離Ｄ１〜Ｄ５の平均値を求め、これに基づいて距離の許容範囲を設定する（ステップＳ１３）。この後正常ウエハを筐体１０から搬出する。

続いて熱処理対象のウエハＷを熱板２に載置し（ステップＳ１４）、複数の渦電流センサー３Ａ〜３ＥによりウエハＷまでの距離を夫々測定し（ステップＳ１５）、制御部１００の検出部１０１では、各測定された距離Ｄ１〜Ｄ５の夫々について、距離の許容範囲内に収まるか否かを判断する（ステップＳ１６）。距離Ｄ１〜Ｄ５が全て許容範囲内に収まれば、載置状態が正常であるとして、所定時間の熱処理の後、ウエハＷを筐体１０から搬出する（ステップＳ１７）。そして例えば同じロットの次のウエハＷを筐体１０内に搬入して熱板２に載置し、例えばステップＳ１４以降のステップを実行する。一方距離Ｄ１〜Ｄ５の少なくとも一つが許容範囲から外れていれば、載置状態が異常であると判定して、アラーム出力部１０２により所定のアラームを出力し、表示部１０３に表示する（ステップＳ１８）。また検出部１０１により、既述の手法にて、載置異常の原因、つまり異物への乗り上げか、ウエハＷの反りかを判断し、表示部１０３に表示する。

この例における、距離の許容範囲は、前記しきい値（正常ウエハまでの距離）に、前記差分許容範囲を加算して得られる範囲である。従ってこの例の検出部１０１も、渦電流センサー３により測定されたウエハＷまでの距離としきい値との差分に基づいて、ウエハＷの載置状態を検出するように構成されることになる。このように正常ウエハを用いて距離の許容範囲や差分許容範囲を設定することにより、ウエハ裏面に形成された膜の種類が不明であったとしても、載置状態について高い確実性をもって検出することができる。

さらに上述の実施形態では、制御部１００にウエハＷの裏面に形成されている膜の種別としきい値とを対応付けたデータを記憶する記憶部と、膜の種別に対応するしきい値を選択する選択部とを設けるようにしてもよい。例えば正常なベアシリコンウエハを熱板２に載置し、渦電流センサー３Ａ〜３Ｅによりベアシリコンまでの距離Ｄ１〜Ｄ５を求めて、その平均値を基準しきい値とする。そして例えば作業者が表示部１０３において、ウエハ裏面の膜の種別を選択することにより、膜に対応するしきい値が設定される。記憶部には例えばベアシリコンウエハに対するしきい値の補正係数が膜の種別に対応して記憶されており、例えば制御部１００は、選択部にて選択された膜の種別に対応する補正係数を、基準しきい値に乗じることによって、当該膜の種別に応じたしきい値を設定するように構成される。従って記憶部に記憶される膜の種別に対応するしきい値とは、基準しきい値に対する補正係数である場合も含まれる。そして既述のように、検出部１０１にて渦電流センサー３により測定されたウエハＷまでの距離と、しきい値との差分に基づいて、ウエハＷの載置状態を検出することが行われる。

（第２の実施形態）
この実施形態が第１の実施形態と異なる点は、上述のウエハＷの載置状態を検出するための渦電流センサー３を備えると共に、ウエハＷの横方向の位置ずれを検出するための渦電流センサー６を備えたことである。ここでは便宜上、渦電流センサー３を第１の渦電流センサー、渦電流センサー６を第２の渦電流センサーとして説明する。

第２の渦電流センサー６は、例えば図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、熱板２に正常に載置されているウエハＷの周縁部に対向すると共に、互いの高さ位置を揃えた状態でウエハＷの周方向に沿って配置されている。第２の渦電流センサー６は第１の渦電流センサー３と同様に、コイル３１、配線３２及び測定部４を備えている。そして各コイル３１は、例えば熱板２に正常に載置されているウエハＷの外縁がコイル３１の中心を通るように配置されている。第１の渦電流センサー３については、第２の渦電流センサー６よりも内側の領域に、第１の実施形態と同様に設けられている。

この例の検出部１０１は、第１の渦電流センサー３による距離の測定結果に基づいて、ウエハＷの載置状態を検出すると共に、第２の渦電流センサー６の測定結果に基づいて、熱板２上のウエハＷの横方向の位置ずれを検出するように構成されている。第２の渦電流センサー６では、コイル３１と対向するウエハＷの領域が大きい程、発生する渦電流の強度が大きくなる（距離が小さくなる）が、ウエハＷに横方向の位置ずれがないときには、コイル３１と対向するウエハＷの領域が複数のコイル３１同士の間でほぼ同じであるため、各コイル３１における渦電流の強度が互いに揃う。一方ウエハＷに横方向の位置ずれがあるときには、一方側のコイル３１は対向するウエハＷの領域が大きくなり、他方側のコイル３１は対向するウエハＷの領域が小さくなるため、各コイル３１における渦電流の強度が互いに異なってくる。

このため検出部１０１では、例えば第２の渦電流センサー６の渦電流の強度に基づいて、ウエハＷが横方向にずれているか否かを判断するように構成されている。さらにアラーム出力部１０２は、ウエハＷの載置状態が異常であると判断したときにアラームを出力すると共に、ウエハＷが横方向にずれていると判断したときにアラームを出力するように構成されている。その他の構成については、第１の実施形態と同様である。

この例の加熱装置の作用について、図１２のフローチャートを参照しながら説明する。先ず熱板２を加熱し（ステップＳ２１）、正常ウエハを熱板２上に載置する（ステップＳ２２）。次いで複数の第１の渦電流センサー３Ａ〜３Ｅ及び複数の第２の渦電流センサー６の夫々により距離を測定し、その測定結果を制御部１００へ出力する。制御部１００では、例えば複数の第１の渦電流センサー３Ａ〜３Ｅの測定結果に基づいて、既述の手法で載置状態の検出のための第１の許容範囲を設定する。また複数の第２の渦電流センサー６の測定結果に基づいて、横方向の位置ずれを検出するための第２の許容範囲を設定する（ステップＳ２３）。例えば第２の許容範囲は、例えば複数の第２の渦電流センサー６の測定結果の平均値に誤差範囲を加味して設定される。

続いて熱処理対象のウエハＷを熱板２に載置し（ステップＳ２４）、複数の第１の渦電流センサー３Ａ〜３Ｅ及び複数の第２の渦電流センサー６の夫々により距離の測定を行って（ステップＳ２５）、その測定結果を制御部１００へ出力する。そして検査部１０１では、例えば複数の第２の渦電流センサー６の全てについて、測定結果を第２の許容範囲と比較し、全ての測定結果が第２の許容範囲内に収まれば、横方向の位置ずれがないと判断してステップＳ２７に進み、少なくとも一つが第２の許容範囲から外れたときは、横方向の位置ずれがあると判断してステップＳ２９に進む。

横方向の位置ずれがないときは、ステップＳ２７において、複数の第１の渦電流センサー３Ａ〜３Ｅの全ての測定結果を第１の許容範囲と比較し、全ての測定結果が第１の許容範囲内に収まれば、載置状態が正常であると判断し、所定時間の熱処理の後、ウエハＷを筐体１０から搬出する（ステップＳ２８）。一方少なくも一つが第１の許容範囲から外れるときは、載置状態が異常であると判断して、載置異常のアラームを出力する（ステップＳ３０）。

横方向の位置ずれがあるときは、ステップＳ２９において、第１の渦電流センサー３Ａ〜３Ｅの全ての測定結果を第１の許容範囲と比較し、全ての測定結果が第１の許容範囲内に収まれば、載置状態は正常であると判断し、横方向の位置ずれ異常のアラームを出力する（ステップＳ３１）。一方少なくとも一つが第１の許容範囲から外れたときは、横方向の位置ずれ及び載置状態が異常であると判断して、アラームを出力する（ステップＳ３２）。この例においても、検出部１０１により、既述の手法によって載置異常の原因について、異物への乗り上げまたはウエハＷの反りのいずれかを判断し、表示部１０３に表示してもよい。

この実施形態によれば、熱板２に、載置状態検出用の第１の渦電流センサー３を設けると共に、横方向の位置検出用の第２の渦電流センサー６を設けている。このため、ウエハＷを熱板２に一度載置して、第１及び第２の渦電流センサー３、６の夫々から測定することによって、ウエハＷの載置状態と、ウエハＷの横方向の位置との両方を同時に検出することができ、載置状態について高さ方向及び横方向の双方から高い確実性をもって検出することができる。また第２の渦電流センサー６では、コイル３１と対向するウエハの領域に対応する渦電流の強度の変化を発振状態の変化として取得できるので、高い精度で横方向の位置ずれを検出できる。さらに渦電流センサーのコイル３１が薄く、小さいため、熱板２に第１の渦電流センサー３及び第２の渦電流センサー６を確実に配置することができる。

図１２のフローチャートでは、正常ウエハを用いて第１及び第２の許容範囲を設定したが、これらの許容範囲は予め求めておいてもよい。また制御部１００にウエハ裏面の膜種に応じたしきい値を記憶した記憶部を設けておき、膜種の選択により自動的にしきい値が設定され、これに基づいて第１及び第２の許容範囲を求めるようにしてもよい。さらに既述のように複数の第１の渦電流センサー３の距離の測定結果の差分に基づいて載置状態を検出するようにしてもよい。さらにまた複数の第２の渦電流センサー６の測定結果の差分に基づいて、横方向の位置ずれを検出するようにしてもよい。横方向の位置ずれがないときには、複数の第２の渦電流センサー６の測定結果の差分が理論上ゼロになるため、前記測定結果の差分が予め設定された誤差範囲よりも大きい場合は横方向の位置ずれがあると判断することができる。

以上において渦電流センサー３は、図１３に示すように、例えば熱板２の表面に凹部２００を形成し、この凹部２００内に高分子シート３３、３４により上下両側から挟まれたコイル３１及び配線３２を設けるように構成してもよい。例えば配線３２は、渦電流センサー３毎に設けられた熱板２を貫通する貫通孔２０１を介して熱板２の下方側に引き出されて、測定部４に接続される。

また渦電流センサー３は、図１４に示すように、例えばコイルを２層以上に積層して構成してもよい。図１４にはコイルを２層積層した例を示しており、例えば上層側のコイル３１１と下層側のコイル３１２は上から見たときに互いに重なる形状に形成されている。そして上層側のコイル３１１の中心は、当該中心から下に伸びる配線３１３により、下層側のコイル３１２の中心と接続される。また下層側のコイル３１２の外端から配線３１４が上に伸びるように形成され、こうして一筆書きの要領で上下２層のコイル３１１、３１２及び配線３２１、３１４が形成されている。例えばこれらコイル３１１、３１２は高分子シート３３１、３３２により夫々上下両側から挟まれた状態で積層される。このような構成では、コイル３１１、３１２を上下に設けて接続することにより、感度を向上させながら、平面形状の大型化を抑えることができる。

以上において、本発明の制御部は、反り量の測定を行って、反り量がしきい値を越えているときには、後工程を行う装置に反り量に関するデータを送るようにしてもよい。例えば反り量の測定は、中央領域の渦電流センサー３Ａの距離の測定結果と、周縁領域の渦電流センサー３Ｂ〜３Ｅの距離の測定結果との差分をとることにより測定することができる。また複数の渦電流センサー３の測定結果を表示部１０３に夫々表示することにより、ウエハ面内の高さ位置を把握し、載置異常の状態、つまりウエハＷが異物Ｐに乗り上げているか、ウエハＷが反っているかなどを確認するようにしてもよいし、反り量を把握してもよい。

また本発明の制御部は、ウエハ裏面に形成されている膜の種別毎に、インダクタンスと距離とを対応付けたデータを記憶する記憶部と、インダクタンスの測定結果に基づいて膜種を選択して表示する選択表示部と、を設けて構成するようにしてもよい。図９に示すように、ウエハ裏面の膜種によって、ウエハまでの距離に対応するインダクタンスが異なる。例えば裏面の膜種が分かっている正常ウエハを熱板２に載置して、当該ウエハＷまでの距離を把握する一方、ウエハ裏面の膜種が不明な正常ウエハを熱板２に載置して渦電流センサー３によりインダクタンスを測定する。選択表示部では、ウエハまでの距離とインダクタンスとの測定結果から、対応する膜種を選択して表示する。これにより膜種が不明なウエハに対してウエハ裏面の膜種を特定することができる。さらに制御部は、選択された膜種に基づいて熱板２の加熱温度を調整するように構成してもよい。

さらに渦電流センサー３は、載置状態の検出以外に、例えば図１５に示すように、突起部２２の高さ検出に利用してもよい。例えば正常ウエハを熱板２上に載置したときに、複数の渦電流センサー３によりウエハまでの距離を測定し、制御部１００の表示部１０３に複数の渦電流センサー３の夫々の測定結果を表示する。複数の渦電流センサー３の夫々の測定結果を表示することで、ウエハ面内の高さ位置が把握できるが、正常ウエハを用いているため、高さ位置の変化が大きい部位については、その近傍の突起部２２の高さ異常と判断できる。この手法では、突起部２２の高さを１つずつ測定する場合に比べて、手間と時間を短縮できる。

さらに渦電流センサー３は、載置状態の検出以外に、例えば図１６に示す疎水化処理を行う処理容器などのように、下部容器７１と導電性の蓋体７２とよりなる処理容器７を備えた場合に、蓋体７２の傾きの検出に利用してもよい。図１６中７３は載置部、７４は載置部７３に設けられた突起部であり、載置部７３の表面には、複数の渦電流センサー７５のコイル７６が高分子シート７７で両側から挟まれた状態で設けられている。この例では、例えばウエハを搬入する前に、処理容器７の蓋体７２を閉じた状態で渦電流センサー３により、蓋体７２までの距離を測定し、複数の渦電流センサー３の測定結果を制御部の表示部に表示する。蓋体７２が傾いている場合には、蓋体７２面内の高さ位置が大きくなる領域があるので、蓋体７２が傾いているか否かを検出できる。

以上において、図１７に示すように、ウエハＷの載置状態を検出するための渦電流センサー３は１つであってもよい。図１７に示すようにウエハＷが異物Ｐに乗り上げていたり、図示は省略するがウエハＷが反っている場合には、載置状態が正常なときとはウエハまでの距離が異なる。このため載置状態が正常なときの測定結果と比較することにより、載置異常の有無が判断できる。

本発明において、渦電流センサーは載置台に載置された基板に渦電流を発生させ、渦電流の強度に基づいて基板までの距離を測定するものであればよく、上述の構成には限らない。また検出部は、渦電流センサーによる距離の測定結果に基づいて、載置台上の基板の載置状態を検出する構成であれば、上述の構成には限らない。

また本発明は半導体ウエハ以外の導電性の基板の載置状態の検出にも適用でき、基板に対して処理を行うために基板を載置する載置台は、基板を冷却する冷却板などの温度調整するための板部材を含むものであってもよい。また上述の加熱装置の冷却板５などのように、移動する構成も載置台に含まれる。さらに突起部がなく、その表面（載置面）に直接基板を載置する構成の載置台にも適用できる。この場合には、例えば渦電流センサーは、載置台における基板の載置面よりも低い位置に設けられ、載置台に載置された基板までの距離を測定するように構成される。さらにまた渦電流センサーのコイルは載置台の載置面に直接導電性インクを印刷して形成してもよい。

Ｗウエハ
２熱板
２２突起部
３、６渦電流センサー
３１コイル
３２配線
４測定部
１００制御部

Claims

導電性の基板に対して処理を行うために基板を載置する載置台と、
前記載置台に正常に載置されている基板の下方側に位置するように設けられ、当該載置台に載置された基板に渦電流を発生させ、渦電流の強度に基づいて基板までの距離を測定する渦電流センサーと、
前記渦電流センサーによる距離の測定結果に基づいて、前記載置台上の基板の載置状態を検出する検出部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
前記検出部により基板の載置状態が異常であることを検出したときにアラームを出力するアラーム出力部を備えていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
前記検出部による基板の載置状態の検出は、異物により基板が乗り上げているか否か、基板が反っているか否か、のうちの少なくとも一方を検出するものであることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
前記載置台には、基板の周縁部を支持するための複数の突起部が載置台の周方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記載置台は、基板を加熱または温度調整するための板部材を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記渦電流センサーは複数設けられ、
前記検出部は、前記複数の渦電流センサーにより測定された基板までの各測定距離同士の差分に基づいて、前記載置台上の基板の載置状態を検出するものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記検出部は、渦電流センサーにより測定された基板までの測定距離としきい値との差分に基づいて、前記載置台上の基板の載置状態を検出するものであり、
前記基板の裏面に形成されている膜の種別と前記しきい値とを対応付けたデータを記憶する記憶部と、前記膜の種別に対応するしきい値を選択する選択部と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記載置台に正常に載置されている基板の周縁部の下方側に基板の周方向に沿って配置され、基板の横方向の位置ずれを検出するための複数の渦電流センサーを備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
基板に対して処理を行うために基板を載置台に載置する工程と、
次いで、前記載置台に正常に載置されている基板の下方側に位置するように設けられた渦電流センサーにより、前記基板までの距離を測定する工程と、
前記渦電流センサーによる距離の測定結果に基づいて、前記載置台上の基板の載置状態を検出する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
前記渦電流センサーは複数設けられ、
前記基板の載置状態を検出する工程は、前記複数の渦電流センサーにより測定された基板までの各測定距離同士の差分に基づいて行われることを特徴とする請求項８に記載の基板処理方法。
基板を載置台に載置して当該基板に対して処理を行う装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項９または１０に記載の基板処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。