JP2023105422A - 処理装置、及び、部品の状態を検出する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チャンバ内の部品の状態を直接的に検出できる技術を提供する。【解決手段】処理装置は、チャンバと、チャンバに収容され、部品を保持するように構成される静電チャックと、静電チャックを貫通可能に配置され、部品を支持するように構成されるリフトピンと、リフトピンを昇降させるように構成される駆動部と、光を発生するように構成される光源と、光源に接続され、光源で発生した光を部品に向けて出射するとともに、部品において反射した戻り光を入射するように構成される少なくとも１つの光学素子と、少なくとも１つの光学素子に接続され、戻り光に応じた信号を出力するように構成される受光器と、受光器に接続され、リフトピンによって部品が昇降している間に受光器によって出力された信号に基づいて部品の昇降中の位置を検出し、検出された部品の昇降中の位置に基づいて部品の状態を検出するように構成される制御装置とを備える。【選択図】図２

Description

本開示の例示的実施形態は、処理装置、及び、部品の状態を検出する方法に関する。

特許文献１は、静電チャックを有する処理装置を開示する。ウエハは、リフトピンによって静電チャックから持ち上げられる。静電チャックからウエハが跳ね上った場合、ウエハと静電チャックとの間に放電現象が発生する。処理装置は、放電現象の検出結果に基づいてウエハの跳ね上がりを検出する。

特開２００３－２９７８０５号公報

本開示は、チャンバ内の部品の状態を直接的に検出できる技術を提供する。

一つの例示的実施形態において、処理装置が提供される。処理装置は、チャンバ、静電チャック、リフトピン、駆動部、光源、少なくとも１つの光学素子、受光器、及び、制御装置を備える。静電チャックは、チャンバに収容され、部品を保持するように構成される。リフトピンは、静電チャックを貫通可能に配置され、部品を支持するように構成される。駆動部は、リフトピンを昇降させるように構成される。光源は、光を発生するように構成される。少なくとも１つの光学素子は、光源に接続され、光源で発生した光を部品に向けて出射するとともに、部品において反射した戻り光を入射するように構成される。受光器は、少なくとも１つの光学素子に接続され、戻り光に応じた信号を出力するように構成される。制御装置は、受光器に接続され、リフトピンによって部品が昇降している間に受光器によって出力された信号に基づいて部品の昇降中の位置を検出し、検出された部品の昇降中の位置に基づいて、部品の状態を検出するように構成される。

一つの例示的実施形態によれば、チャンバ内の部品の状態を直接的に検出できる。

処理システムの一例を示す図である。 一つの例示的実施形態に係る処理装置の縦断面構成を示す図である。 一つの例示的実施形態に係る状態検出システムの一例を示す構成図である。 ３つのフォーカサの移動範囲の一例を模式的に示す図である。 一つの例示的実施形態に係る状態検出システムの測定位置の一例を説明する図である。 図５の測定位置に対応する干渉スペクトルの一例である。 リフトピンによって支持されたウエハの測定箇所の一例を説明する図である。 ウエハの跳ね上りの一例を説明する図である。 ウエハと天板との間のエアギャップ及び予め定められた位置との差分を時系列で示すグラフである。 ウエハと天板を模した実験系を用いた際の、ウエハと天板との間のエアギャップを測定した結果と、差分の絶対値を示すグラフである。 ウエハと天板との間のエアギャップの測定結果を時系列で示すグラフである。 ウエハの跳ね上がりを判定するフローチャートである。 ウエハの反りを判定するときのウエハの測定箇所の一例を説明する図である。 ウエハと天板との間のエアギャップを測定位置ごとに示すグラフである。 ウエハと天板との間のエアギャップの測定結果を測定位置ごとに示すグラフである。 ウエハの反りを判定するフローチャートである。 ウエハの水平度を判定するフローチャートである。 ロボットアーム上のウエハの水平度を判定するときのウエハの測定箇所の一例を説明する図である。 ロボットアーム上のウエハの水平度を判定するフローチャートである。

以下、種々の例示的実施形態について説明する。

特許文献１は、静電チャックを有する処理装置を開示する。処理装置は、チャンバ内に静電チャックを有し、静電チャックに載置されたウエハに対して処理を行う。静電チャックには電圧が印加される。これにより、静電チャックはウエハを吸着するクーロン力を発生し、ウエハの位置ずれが防止される。ウエハを処理装置外へ搬出する際には、静電チャックへの電圧の印加が停止されるとともに、これまで印加された電圧とは正負が逆となる除電電圧が印加される。これにより、残留電荷が打ち消され、ウエハを吸着するクーロン力が解除される。その後、ウエハは、リフトピンによって静電チャックから持ち上げられる。リフトピンで支持されたウエハは、搬送アームに受け渡たされ、処理装置外へ搬出される。

残留電荷が十分に打ち消されなかった場合、ウエハは、リフトピンによって静電チャックから持ち上げられるときに大きく跳ね上がるおそれがある。跳ね上がったウエハは、衝撃により破損したり、上部電極と衝突してパーティクルを発生したりする。静電チャックからウエハが跳ね上った場合、ウエハと静電チャックとの間に放電現象が発生する。処理装置は、放電現象の検出結果に基づいてウエハの跳ね上がりを検出する。しかしながら、間接的な情報に基づいて検出しているため、ウエハの跳ね上がりなどの部品の状態を正確に検出することができないおそれがある。本開示は、チャンバ内の部品の状態を直接的に検出できる技術を提供する。

一つの例示的実施形態において、処理装置が提供される。処理装置は、チャンバ、静電チャック、リフトピン、駆動部、光源、少なくとも１つの光学素子、受光器、及び、制御装置を備える。静電チャックは、チャンバに収容され、部品を保持するように構成される。リフトピンは、静電チャックを貫通可能に配置され、部品を支持するように構成される。駆動部は、リフトピンを昇降させるように構成される。光源は、光を発生するように構成される。少なくとも１つの光学素子は、光源に接続され、光源で発生した光を部品に向けて出射するとともに、部品において反射した戻り光を入射するように構成される。受光器は、少なくとも１つの光学素子に接続され、戻り光に応じた信号を出力するように構成される。制御装置は、受光器に接続され、リフトピンによって部品が昇降している間に受光器によって出力された信号に基づいて部品の昇降中の位置を検出し、検出された部品の昇降中の位置に基づいて、部品の状態を検出するように構成される。

この処理装置においては、部品は、静電チャックに保持され、リフトピンによって昇降可能に構成される。光学素子から光が部品へ出射され、部品において反射した戻り光が光学素子に入射される。光学素子に接続された受光器において、戻り光に応じた信号が出力される。そして、リフトピンによって部品が昇降している間に受光器によって出力された信号に基づいて部品の昇降中の位置が検出され、部品の昇降中の位置に基づいて部品の状態が検出される。このように、処理装置は、昇降中の部品に光を照射することによって、部品の昇降中の位置を検出し、部品の跳ね上がり、傾きなどの状態を非接触で検出する。よって、処理装置は、部品の状態を直接的に検出できる。

一つの例示的実施形態において、部品の状態は、リフトピンによって部品を静電チャックから持ち上げる際に生じる部品の跳ね上がりの有無であり、制御装置は、部品の昇降中の位置と予め定められた位置との差分が予め定められた距離閾値以上である場合には部品が跳ね上がったと判定してもよい。この場合、処理装置は、部品の昇降中の位置に基づいて部品の跳ね上がりを判定することができる。

一つの例示的実施形態において、部品の状態は、リフトピンによって部品を静電チャックから持ち上げる際に生じる部品の跳ね上がりの有無であり、制御装置は、部品の昇降中の位置が予め定められた位置の範囲から外れた場合には部品が跳ね上がったと判定してもよい。この場合、処理装置は、部品の昇降中の位置に基づいて部品の跳ね上がりを判定することができる。

一つの例示的実施形態において、部品の状態は、リフトピンによって部品を静電チャックから持ち上げる際に生じる部品の跳ね上がりの有無であり、制御装置は、部品の昇降中の位置の変位が予め定められた変位閾値以上である場合には部品が跳ね上がったと判定してもよい。この場合、処理装置は、部品の昇降中の位置の変位に基づいて部品の跳ね上がりを判定することができる。

一つの例示的実施形態において、部品の状態は、リフトピンによって部品を静電チャックから持ち上げる際に生じる部品の割れの有無であり、制御装置は、部品の昇降中の位置とリフトピンの移動位置との差分が、リフトピンの上昇開始後所定期間の間、予め定められた距離閾値以上である場合には部品が割れていると判定してもよい。この場合、処理装置は、所定期間における部品の昇降中の位置とリフトピンの移動位置との差分に基づいて部品の割れを判定することができる。

一つの例示的実施形態において、処理装置は、印加時間及び印加電圧を含む除電条件を記憶し、リフトピンの駆動前に除電条件に基づいて静電チャックに電圧を印加するように構成されたチャック制御部をさらに備え、チャック制御部は、制御装置により部品の跳ね上がりを検出した場合には、印加時間及び印加電圧の少なくとも一方が変更されるように記憶された除電条件を変更してもよい。この場合、処理装置は、例えば部品の跳ね上がりが発生しないように除電条件を変更することができる。

一つの例示的実施形態において、処理装置は、印加時間及び印加電圧を含む除電条件を記憶し、リフトピンの駆動前に除電条件に基づいて静電チャックに電圧を印加するように構成されたチャック制御部をさらに備え、チャック制御部は、制御装置により部品の割れを検出した場合には、印加時間及び印加電圧の少なくとも一方が変更されるように記憶された除電条件を変更してもよい。この場合、処理装置は、例えば部品の割れが発生しないように除電条件を変更することができる。

一つの例示的実施形態において、少なくとも１つの光学素子は、部品の上面及び／又は下面に向けて光を出射するように構成されてもよい。一つの例示的実施形態において、少なくとも１つの光学素子は複数の光学素子であってもよい。一つの例示的実施形態において、部品は基板又はエッジリングであってもよい。

他の例示的実施形態において、処理装置が提供される。処理装置は、チャンバ、静電チャック、リフトピン、駆動部、光源、第１光学素子、第２光学素子、受光器、及び、制御装置を備える。静電チャックは、チャンバに収容され、基板を保持するように構成される。リフトピンは、静電チャックを貫通可能に配置され、基板を支持するように構成される。駆動部は、リフトピンを昇降させるように構成される。光源は、光を発生するように構成される。第１光学素子は、光源に接続され、光源で発生した光を基板のセンタ位置に出射するように構成される。第２光学素子は、光源に接続され、光源で発生した光を基板のエッジ位置に出射するように構成される。受光器は、第１光学素子及び第２光学素子に接続され、第１光学素子の戻り光に応じた第１信号及び第２光学素子の戻り光に応じた第２信号を出力するように構成される。制御装置は、受光器に接続され、受光器によって出力された第１信号及び第２信号に基づいて基板の位置をそれぞれ検出し、検出された基板の位置に基づいて基板の状態を検出するように構成される。

この処理装置においては、基板は、静電チャックに保持され、リフトピンによって昇降可能に構成される。第１光学素子から基板のセンタ位置に光が出射され、部品において反射した戻り光が第１光学素子に入射される。第２光学素子から基板のエッジ位置に光が出射され、部品において反射した戻り光が第２光学素子に入射される。第１光学素子及び第２光学素子に接続された受光器において、戻り光に応じた第１信号及び第２信号が出力される。そして、受光器によって出力された第１信号及び第２信号に基づいて基板の位置がそれぞれ検出され、検出された基板の位置に基づいて基板の状態が検出される。このように、処理装置は、基板のエッジ位置及びセンタ位置に光を照射することによって、基板のエッジ位置及びセンタ位置の位置を検出し、基板の傾き、反りなどの状態を非接触で検出する。よって、処理装置は、基板の状態を直接的に検出できる。

一つの例示的実施形態において、基板の状態は、基板の傾きの有無であり、制御装置は、第１信号に対応する基板の位置と第２信号に対応する基板の位置との差分が予め定められた差分以上である場合には基板が傾いていると判定してもよい。この場合、処理装置は、基板の傾きを直接的に検出できる。

一つの例示的実施形態において、基板の状態は、基板の反りの有無であり、制御装置は、第１信号に対応する基板の位置と第２信号に対応する基板の位置との差分が予め定められた反り閾値以上である場合には基板に反りが有ると判定してもよい。この場合、処理装置は、基板の反りを直接的に検出できる。

さらに他の例示的実施形態において、部品の状態を検出する方法が提供される。方法は、チャンバに収容された静電チャックに載置された部品をリフトピンで上昇させるステップと、リフトピンによって部品が昇降している間に、光を部品に向けて出射するとともに、部品において反射した戻り光に応じた信号を出力するステップと、信号に基づいて部品の昇降中の位置を検出し、検出された部品の昇降中の位置に基づいて部品の状態を検出するステップとを備える。

この方法は、上述した処理装置と同一の効果を奏する。

以下、図面を参照して、本開示の例示的実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。

［処理システムの概要］
図１は、処理システムの一例を示す図である。図１に示される処理システム１は、ウエハ（部品及び基板の一例）を処理するための処理装置、及び、当該処理装置にウエハを搬送するための搬送装置を備える。処理装置は、ウエハ又はパーツ（部品の一例）の状態を検出することが可能な状態検出システムを有する。ウエハは、加工処理又はプラズマ処理が既に施されていてもよいし、されていなくてもよい。

処理システム１は、台２ａ～２ｄ、容器４ａ～４ｄ、ローダモジュールＬＭ、ロードロックチャンバＬＬ１，ＬＬ２、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６、及びトランスファーチャンバＴＣを備える。

台２ａ～２ｄは、ローダモジュールＬＭの一縁に沿って配列される。容器４ａ～４ｄはそれぞれ、台２ａ～２ｄ上に搭載される。容器４ａ～４ｄはそれぞれ、ウエハＷを収容するように構成される。

ローダモジュールＬＭは、大気圧状態の搬送空間をその内部に画成するチャンバ壁を有する。ローダモジュールＬＭは、この搬送空間内に搬送装置ＴＵ１を有する。搬送装置ＴＵ１は、容器４ａ～４ｄとロードロックチャンバＬＬ１～ＬＬ２の間でウエハＷを搬送するように構成される。

ロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２の各々は、ローダモジュールＬＭとトランスファーチャンバＴＣとの間に設けられる。ロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２の各々は、予備減圧室を提供する。

トランスファーチャンバＴＣは、ロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２にゲートバルブを介して接続される。トランスファーチャンバＴＣは、減圧可能な減圧室を提供しており、当該減圧室に搬送装置ＴＵ２を収容する。搬送装置ＴＵ２は、ロードロックチャンバＬＬ１～ＬＬ２とプロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６との間、及び、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６のうち任意の二つのプロセスモジュール間において、ウエハＷを搬送するように構成される。

プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６は、トランスファーチャンバＴＣにゲートバルブを介して接続される。プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６の各々は、ウエハＷに対してプラズマ処理といった専用の処理を行うように構成された処理装置である。

処理システム１においてウエハＷの処理が行われる際の一連の動作は、以下の通り例示される。ローダモジュールＬＭの搬送装置ＴＵ１が、容器４ａ～４ｄの何れかからウエハＷを取り出し、当該ウエハＷをロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２のうち一方のロードロックチャンバに搬送する。次いで、一方のロードロックチャンバが、予備減圧室の圧力を所定の圧力に減圧する。次いで、トランスファーチャンバＴＣの搬送装置ＴＵ２が、一方のロードロックチャンバからウエハＷを取り出し、当該ウエハＷをプロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６のうち何れかに搬送する。そして、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６のうち一以上のプロセスモジュールがウエハＷを処理する。そして、搬送装置ＴＵ２が、処理後のウエハをプロセスモジュールからロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２のうち一方のロードロックチャンバに搬送する。次いで、搬送装置ＴＵ１がウエハＷを一方のロードロックチャンバから容器４ａ～４ｄの何れかに搬送する。

処理システム１は、システム制御装置ＭＣを更に備えている。システム制御装置ＭＣは、プロセッサ、メモリといった記憶装置、表示装置、入出力装置、通信装置等を備えるコンピュータであり得る。上述した処理システム１の一連の動作は、記憶装置に記憶されたプログラムに従ったシステム制御装置ＭＣによる処理システム１の各部の制御により、実現される。

［処理装置の概要］
次に、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６の一例である処理装置１０を説明する。図２は、一実施形態に係る処理装置１０の縦断面構成を模式的に示す図である。図２に示すように、処理装置１０は、ウエハＷを収容してプラズマにより処理するためのチャンバ本体１２を備える。チャンバ本体１２は、その内部空間をチャンバ１２ｃとして提供する。チャンバ本体１２は、接地される。チャンバ１２ｃは、真空排気可能に構成される。

チャンバ１２ｃ内、且つ、チャンバ本体１２の底部上には、支持部１４が設けられる。支持部１４は、絶縁材料から構成される。支持部１４は、略円筒形状を有する。支持部１４は、チャンバ１２ｃ内において、チャンバ本体１２の底部から上方に延在する。支持部１４は、その上側部分において載置台１６を支持する。

載置台１６は、下部電極１８及び静電チャック２０を含む。下部電極１８は、第１部材１８ａ及び第２部材１８ｂを含む。第１部材１８ａ及び第２部材１８ｂは、導電性材料から形成され、略円盤形状である。第２部材１８ｂは、第１部材１８ａ上に設けられ、第１部材１８ａに電気的に接続される。この下部電極１８上に静電チャック２０が設けられる。

静電チャック２０は、チャンバ１２ｃに収容され、その上に載置されたウエハＷ及びエッジリングＥＲを保持するように構成される。静電チャック２０は、円盤形状の絶縁層、及び、当該絶縁層内に設けられた膜状の電極を有する。静電チャック２０の電極には、直流電源２２が電気的に接続される。静電チャック２０は、直流電源２２からの直流電圧により生じた静電力によりウエハＷ及びエッジリングＥＲを吸着する。

直流電源２２からの電圧印加が停止した場合、静電チャック２０には電荷が残留する。このため、直流電源２２からの電圧印加が停止した直後においては、静電力が完全に無くならない。直流電源２２は、印加する電圧の正負を制御可能に構成される。一例として、直流電源２２は、静電力を発生させるために印加した電圧とは正負が逆となる電圧をさらに印加することで、静電チャック２０の残留電荷を打ち消すことができるように構成される。他の例として、チャンバ内に導入されたＮ_２、Ｏ_２、Ａｒ、Ｈｅ等のプロセスガスを高周波電力によりプラズマ放電を発生させることにより、静電チャック２０の残留電荷を打ち消すことができるように構成されてもよい。

下部電極１８の周縁部上には、ウエハＷのエッジの周囲を囲むようにエッジリングＥＲが配置されている。エッジリングＥＲは、環状部材である。エッジリングＥＲは、ウエハＷのプラズマ処理の面内均一性を向上させるために設けられる。エッジリングＥＲは、メンテナンス時に載置台１６上から取り外され、新たなエッジリングＥＲに交換され得る。エッジリングＥＲは、図示しないリフトピンで上昇されて取り外されてもよい。

静電チャック２０には、下方から上方に延びる貫通孔が形成されている。リフトピン６１は、貫通孔内に上下動可能に設けられている。リフトピン６１は、リフト駆動機構６０（駆動部の一例）により上下駆動（昇降駆動）される。一例として、リフトピン６１及び貫通孔は、静電チャック２０の中心から等距離にあり、かつ、周方向にも等距離となるように、それぞれ３つ配置される。リフトピン６１が上昇するとき、リフトピン６１の先端がウエハＷを支持し、ウエハＷを押し上げることによって、ウエハＷが上昇する。リフトピン６１は、リフト駆動機構６０により、搬送装置ＴＵ２の一部を構成する搬送ハンドからウエハＷを受け取り、載置台１６に載置するとともに、ウエハＷを載置台１６より持ち上げて搬送ハンドに受け渡す。

処理装置１０には、ガス供給ライン２８が設けられている。ガス供給ライン２８は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャック２０の上面とウエハＷの裏面との間に供給する。

処理装置１０は、対向電極３０（上部電極の一例）を更に備える。対向電極３０は、載置台１６の上方において、当該載置台１６と対面するように配置される。対向電極３０は、所謂シャワーヘッドによって構成されており、載置台１６上に載置されたウエハＷに対して、シャワー状に所定の処理ガスを供給できるように構成される。対向電極３０は、絶縁性の部材３２を介して、チャンバ本体１２の上部に支持される。この対向電極３０は、天板３４及び支持体３６を含み得る。天板３４は、チャンバ１２ｃに面している。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが形成される。

支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持し、導体で形成される。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられる。このガス拡散室３６ａからは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通する複数の孔３６ｂが下方に延びている。また、支持体３６には、ガス拡散室３６ａに処理ガスを導くポート３６ｃが形成され、このポート３６ｃには、配管３８が接続される。

対向電極３０の上部には、第１窓３６ｅが形成される。第１窓３６ｅは、チャンバ本体１２の上方から下方に向けて形成された第１貫通孔３６ｄに配置される。第１貫通孔３６ｄは、第１窓３６ｅによって、光学的に連通しつつ気密封止される。第１窓３６ｅ及び第１貫通孔３６ｄは、測定光を部品へ照射するための第１光導入路を構成する。

第１貫通孔３６ｄの上端には、後述する状態検出システム４の構成要素である第１フォーカサ４３ａ（光学素子の一例）が配置される。第１フォーカサ４３ａは、第１光ファイバ４６ａを介して光源と接続されており、第１貫通孔３６ｄ及び第１窓３６ｅを介して測定光を処理室Ｓへ照射する。第１フォーカサ４３ａには、第１フォーカサ４３ａを水平方向に移動させる第１アクチュエータ４７ａが接続される。第１アクチュエータ４７ａは、電気的に制御可能な駆動機構であり、例えばステッピングモータなどである。第１フォーカサ４３ａの移動範囲は、エッジリングＥＲ及びウエハＷの周縁部を含む。

チャンバ１２ｃには、上述した第１光導入路と同一構成の光導入路が載置台１６の周方向に沿って複数設けられる。具体的には、第２光導入路として図示しない第２窓及び第２貫通孔、第３光導入路として図示しない第３窓及び第３貫通孔が、載置台１６の周方向に沿って設けられる。第２光導入路及び第３光導入路には、対応する第２フォーカサ４３ｂ（光学素子の一例）及び第３フォーカサ４３ｃ（光学素子の一例）が配置される。このように、対向電極３０の上部には、窓、貫通孔及びフォーカサのセットが複数形成される。なお、第１光導入路と同一構成の光導入路は、載置台１６の中央に対応する位置に更に設けられてもよい。この場合、フォーカサの移動範囲は、ウエハＷの中央部を含む。

チャンバ本体１２には、排気口１２ｅが設けられる。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続される。排気装置５０は、真空ポンプを有する。排気装置５０は、チャンバ１２ｃの圧力を減圧することができる。また、チャンバ本体１２の側壁には、ウエハＷの搬入又は搬出のための開口１２ｐが設けられる。この開口１２ｐは、ゲートバルブＧＶにより開閉可能である。

処理装置１０は、第１高周波電源６２及び第２高周波電源６４を更に備える。第１高周波電源６２は、プラズマ生成用の第１の高周波を発生する電源である。第１の高周波の周波数は、２７～１００ＭＨｚの周波数であり、一例においては４０ＭＨｚの周波数である。第１高周波電源６２は、整合器６６を介して下部電極１８に接続される。整合器６６は、第１高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有する。なお、第１高周波電源６２は、整合器６６を介して、対向電極３０に接続されてもよい。

第２高周波電源６４は、ウエハＷにイオンを引き込むための第２の高周波を発生する電源である。第２の高周波の周波数は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数であり、一例においては３ＭＨｚの周波数である。第２高周波電源６４は、整合器６８を介して下部電極１８に接続される。整合器６８は、第２高周波電源６４の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有する。

処理装置１０は、直流電源部６９を更に備え得る。直流電源部６９は、対向電極３０に接続されている。直流電源部６９は、負の直流電圧を発生し、当該直流電圧を対向電極３０に与えることが可能である。

処理装置１０は、制御部ＣＵを更に備え得る。この制御部ＣＵは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータである。制御部ＣＵは、システム制御装置ＭＣと通信可能に構成され、処理装置１０の各部を制御する。この制御部ＣＵでは、入力装置を用いて、オペレータが処理装置１０を管理するためにコマンドの入力操作などを行うことができる。また、表示装置により、処理装置１０の稼働状況を表示することができる。さらに、制御部ＣＵの記憶部には、処理装置１０で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラム、及び、レシピデータが格納されている。例えば、制御部ＣＵの記憶部には、後述する方法を処理装置１０で実行するための制御プログラム及びレシピデータが記憶されている。また、制御部ＣＵは、静電チャック２０の静電力を制御するために、印加時間及び印加電圧を含む除電条件を制御部ＣＵの記憶部に記憶し、リフトピン６１の上昇前に除電条件に基づいて静電チャック２０に電圧を印加するように直流電源２２を制御する。

［状態検出システムの概要］
次に、処理装置１０に備わる状態検出システムの構成を説明する。図３は、一実施形態に係る状態検出システムの一例を示す構成図である。状態検出システム４は、反射光干渉を利用してフォーカサから反射箇所までの距離を計測するシステムである。

図３に示されるように、状態検出システム４は、光源４０、光サーキュレータ４１、光学スイッチ４２、第１フォーカサ４３ａ、第２フォーカサ４３ｂ（光学素子の一例）、第３フォーカサ４３ｃ（光学素子の一例）、及び、分光器４４（受光器の一例）を備える。分光器４４は制御装置４５と接続される。制御装置４５は、プロセッサ、メモリといった記憶装置、表示装置、入出力装置、通信装置等を備えるコンピュータであり得る。後述する状態検出システム４の一連の動作は、記憶装置に記憶されたプログラムに従った制御装置４５による状態検出システム４の各部の制御により、実現される。制御装置４５は、図１に示されたシステム制御装置ＭＣ及び／又は図２に示された制御部ＣＵと一体であってもよい。なお、光源４０、光サーキュレータ４１、光学スイッチ４２、第１フォーカサ４３ａ、第２フォーカサ４３ｂ、第３フォーカサ４３ｃ、及び、分光器４４のそれぞれは、光ファイバを用いて接続される。分光器４４は制御装置４５と通信可能に接続される。

光源４０は、計測対象を透過する波長を有する測定光を発生する。光源４０として、例えばＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）が用いられる。計測対象は、例えば板状を呈し、表面及び表面に対向する裏面を有している。計測対象とするウエハＷ、エッジリングＥＲなどの処理装置１０のパーツとしては、例えばＳｉ（シリコン）、ＳｉＯ_２（石英）又はＡｌ_２Ｏ_３（サファイア）などが用いられる。

光サーキュレータ４１は、光源４０、光学スイッチ４２及び分光器４４に接続される。光サーキュレータ４１は、光源４０で発生した測定光を光学スイッチ４２へ出射する。光学スイッチ４２は、１つの入力端と３つの出力端を備える。入力端は光サーキュレータ４１に接続される。また、３つの出力端は、第１光ファイバ４６ａを介して第１フォーカサ４３ａに接続され、第２光ファイバ４６ｂを介して第２フォーカサ４３ｂに接続され、第３光ファイバ４６ｃを介して第３フォーカサ４３ｃに接続される。光学スイッチ４２は、出力先を切り替え可能に構成される。光学スイッチ４２は、光サーキュレータ４１からの光を入力端から入力するとともに交互に３つの出力端へ出力する。

第１フォーカサ４３ａ、第２フォーカサ４３ｂ及び第３フォーカサ４３ｃは、光源４０で発生した測定光を出射光として出射するとともに反射光を入射する。具体的には、第１フォーカサ４３ａ、第２フォーカサ４３ｂ、第３フォーカサ４３ｃは、それぞれ測定光をウエハＷなどの部品の表面へ出射する。第１フォーカサ４３ａ、第２フォーカサ４３ｂ及び第３フォーカサ４３ｃは、それぞれ平行光線として調整された測定光を出射する。そして、第１フォーカサ４３ａ、第２フォーカサ４３ｂ及び第３フォーカサ４３ｃは、それぞれウエハＷなどの部品において反射した戻り光（反射光）を入射する。反射光には、表面の反射光だけでなく裏面の反射光が含まれる。第１フォーカサ４３ａ、第２フォーカサ４３ｂ及び第３フォーカサ４３ｃは、それぞれ反射光を光学スイッチ４２へ出射する。

第１アクチュエータ４７ａ、第２アクチュエータ４７ｂ及び第３アクチュエータ４７ｃは、制御装置４５によって駆動する。制御装置４５は、第１アクチュエータ４７ａ、第２アクチュエータ４７ｂ及び第３アクチュエータ４７ｃを制御する。第１アクチュエータ４７ａ、第２アクチュエータ４７ｂ及び第３アクチュエータ４７ｃが駆動することにより、第１フォーカサ４３ａ、第２フォーカサ４３ｂ及び第３フォーカサ４３ｃが所定の位置に移動する。移動範囲は、一例として、エッジリングＥＲからウエハＷに至るまでの範囲であり、例えば、図２に示された第１貫通孔３６ｄの幅に相当する。図４は、３つのフォーカサの移動範囲を模式的に示す図である。図４に示されるように、第１フォーカサ４３ａは、径方向に延在した第１移動範囲Ｑ１内で移動する。第２フォーカサ４３ｂは、第１移動範囲Ｑ１とは周方向に間隔を空けた位置において、径方向に延在した第２移動範囲Ｑ２内で移動する。第３フォーカサ４３ｃは、第１移動範囲Ｑ１及び第２移動範囲Ｑ２とは周方向に間隔を空けた位置において、径方向に延在した第３移動範囲Ｑ３を移動する。

図３に戻り、光学スイッチ４２は、第１フォーカサ４３ａ、第２フォーカサ４３ｂ及び第３フォーカサ４３ｃによって得られた反射光を光サーキュレータ４１へ交互に出射する。光サーキュレータ４１は、反射光を分光器４４へ出射する。分光器４４は、反射光に応じた信号を出力するように構成される。より具体的な一例として、分光器４４は、反射光のスペクトル（干渉強度分布）を出力する。反射光スペクトルは、反射光の波長又は周波数に依存した強度分布である。分光器４４は、反射光スペクトルを制御装置４５へ出力する。

制御装置４５は、フォーカサごとに、反射光に基づいてエッジリングＥＲ及び／又はウエハＷの位置を検出する。図５は、一実施形態に係る状態検出システム４の測定位置を説明する図である。図５に示されるように、第１フォーカサ４３ａを一例として説明する。

第１フォーカサ４３ａから出力された出射光は、処理装置１０の各パーツ又はウエハＷにより反射される。例えば、出射光は、天板３４の表面及び裏面、ウエハＷの表面及び裏面、エッジリングＥＲの表面及び裏面において反射される。状態検出システム４は、それぞれの反射光が干渉することにより得られる干渉スペクトルを測定位置で得ることができる。

図６は、図５の測定位置Ｐ１に対応する干渉スペクトルの一例である。図６に示される干渉スペクトルは、第１フォーカサ４３ａから、一例として、波長１５６０ｎｍ、スポット径０．１ｍｍの測定光を照射して得た。図６では、横軸が干渉距離［ｍｍ］、縦軸が信号強度［ａ．ｕ］である。また、天板３４、エッジリングＥＲ及びウエハＷの材料は不純物がドーピングされたシリコンである。干渉距離Ｌ１のピークは、天板３４の表面及び裏面からの反射光が干渉して出現したピークである。干渉距離Ｌ２のピークは、天板３４の裏面の反射光及びウエハＷの表面からの反射光が干渉して出現したピークである。干渉距離Ｌ３のピークは、ウエハＷの表面及び裏面の反射光が干渉して出現したピークである。干渉距離Ｌ４のピークは、エッジリングＥＲ（エッジリングＥＲの二段部のうち下段部分）の表面及び裏面の反射光が干渉して出現したピークである。

制御装置４５は、ピークが出現した干渉距離と、天板３４、エッジリングＥＲ及びウエハＷなどの測定対象の材料の屈折率とに基づいて、厚さ又は光照射方向の距離を算出する。干渉距離は、屈折率と実際の厚さ又は距離との積で表現される。例えば、制御装置４５は、干渉距離Ｌ１を天板３４の材料である不純物がドーピングされたシリコンの屈折率で除算することにより、天板３４の厚さを算出する。制御装置４５は、干渉距離Ｌ２を真空の屈折率（１）で除算することにより、天板３４の裏面とウエハＷの表面とのギャップ距離（エアギャップ）を算出する。制御装置４５は、干渉距離Ｌ３をウエハＷの材料である不純物がドーピングされたシリコンの屈折率で除算することにより、ウエハＷの厚さを算出する。制御装置４５は、干渉距離Ｌ４をエッジリングＥＲの材料である不純物がドーピングされたシリコンの屈折率で除算することにより、エッジリングＥＲの下段部分の厚さを算出する。

制御装置４５は、測定位置Ｐ１と同一の演算を、他の測定位置においても実施する。つまり、制御装置４５は、第２移動範囲Ｑ２内の測定位置で得られる干渉スペクトルに基づいて、上述した演算を行う。制御装置４５は、第３移動範囲Ｑ３内の測定位置で得られる干渉スペクトルに基づいて、上述した演算を行う。

状態検出システム４は、第４フォーカサ４３ｄをさらに備えてもよい。一例として、第１フォーカサ４３ａ、第２フォーカサ４３ｂ及び第３フォーカサ４３ｃ（それぞれ第２光学素子の一例）は、ウエハＷのエッジ位置に光を出射するように配置される。第４フォーカサ４３ｄ（第１光学素子の一例）は、ウエハＷのセンタ位置に光を出射するように配置される。センタ位置は、ウエハＷの中心点を含む中央領域に含まれ、エッジ位置は、中央領域を囲む領域に含まれる。エッジ位置は、一例として、静電チャック２０の中心とリフトピン６１との間を半径とする円に対応したウエハＷの位置よりウエハＷの外周領域のことをいう。

図７は、リフトピンによって支持されたウエハの測定箇所の一例を説明する図である。制御装置４５は、リフトピン６１によって支持されたウエハＷの位置を計測するように動作することができる。リフトピン６１は、ウエハＷの搬入時において搬送装置ＴＵ２の一部を構成する搬送ハンドからウエハＷを受け取る際、又は、静電チャック２０からウエハＷを上昇させる際に、ウエハＷを支持する。ウエハＷの位置は、チャンバ１２ｃ内のパーツを基準に定義される。一例として、ウエハＷの位置は、天板３４とウエハＷとの間のエアギャップＬ２を用いて表現されてもよい。

［ウエハの跳ね上がりの検出］
状態検出システム４は、部品の状態として、ウエハＷの跳ね上がりの有無を検出する。ウエハＷの跳ね上がりは、リフトピン６１によってウエハＷを静電チャック２０から持ち上げる際に生じる。静電チャック２０からウエハＷを上昇させる場合、制御部ＣＵは、静電チャック２０の静電力を制御する。一例として、制御部ＣＵは、リフトピン６１の上昇前に除電条件に基づいて静電チャック２０に電圧を印加するように直流電源２２を制御する。あるいは、制御部ＣＵは、リフトピン６１の上昇前に除電条件に基づいてプラズマを生成する。これにより、ウエハＷ及び静電チャックの残留電荷が打ち消され、静電チャック２０の静電力がウエハＷの上昇の妨げになることが回避される。ここで、残留電荷を打ち消すための電圧の大きさ及び印加時間が適切でない場合がある。あるいは、プラズマを用いて除電する場合において、高周波電力、圧力、電力印加時間、ガス種、又は、ガス流量などが適切でない場合がある。図８はウエハの跳ね上りの一例を説明する図である。残留電荷が十分に打ち消されなかった場合、図８に示されるように、ウエハＷは、リフトピン６１によって静電チャック２０から持ち上げられるときに大きく跳ね上がる。このとき、ウエハＷの位置（エアギャップＬ２）が大きく変動する。

図９の（Ａ），（Ｂ）は、ウエハと天板との間のエアギャップ及び予め定められた位置との差分を時系列で示すグラフである。図９の（Ａ）に示されるグラフは、横軸が時間であり、縦軸がエアギャップＬ２である。図９の（Ａ）に示される破線のグラフは、ウエハＷの跳ね上がりがない場合のエアギャップである。図９の（Ａ）に示されるように、ウエハＷが静電チャック２０から上昇し始めるとエアギャップＬ２は徐々に小さくなり、リフトピン６１の上昇端においてエアギャップＬ２は一定となる。これに対して、図９の（Ａ）に示される実線のグラフは、ウエハＷの跳ね上がりが生じた場合のエアギャップである。図９の（Ａ）に示されるように、ウエハＷが静電チャック２０から跳ね上がるとエアギャップＬ２は急激に小さくなり、さらにウエハＷのバウンドに応じてエアギャップＬ２は変化し、その後、リフトピン６１の上昇端においてエアギャップＬ２は一定となる。図９の（Ｂ）に示される一点鎖線のグラフは、横軸が時間であり、縦軸が差分の絶対値である。差分は、上述した破線のグラフ（ウエハＷの跳ね上がり無し）と、上述した実線のグラフ（ウエハＷの跳ね上がり有り）との差分である。図９の（Ｂ）に示されるように、跳ね上がりが有る場合には、差分が値を持つことになる。

制御装置４５は、リフトピン６１によってウエハＷが昇降している間に分光器４４によって出力された信号に基づいて、ウエハＷの昇降中の位置を検出し、検出されたウエハＷの昇降中の位置に基づいてウエハＷの状態を検出する。より具体的な一例として、制御装置４５は、リフトピン６１によってウエハＷが上昇している間に分光器４４によって出力された信号に基づいて、ウエハＷの上昇中の位置を検出し、検出されたウエハＷの昇降中の位置に基づいてウエハＷの状態を検出する。

制御装置４５は、ウエハＷの昇降中の位置と予め定められた位置との差分が予め定められた距離閾値以上である場合にはウエハＷが跳ね上がったと判定してもよい。予め定められた位置とは、ウエハＷの目標位置である。ウエハＷの目標位置は、リフトピン６１の制御目標の昇降位置としてもよいし、ウエハＷの跳ね上がりがない場合のウエハＷの位置の実測値としてもよい。図９の（Ｂ）に示されるグラフは、ウエハＷの跳ね上がりがない場合のウエハＷの位置の実測値を、予め定められた位置として設定した例である。距離閾値ＬＡは、ウエハＷの跳ね上がりを判定するために予め定められた距離である。距離閾値ＬＡは、例えば実測値に基づいて設定される。図１０は、ウエハと天板を模した実験系を用いて、ウエハと天板との間のエアギャップを測定した結果を示すグラフである。図１０の横軸は時系列のデータ数であり、縦軸はエアギャップＬ２である。所定のタイミングでウエハＷに振動を与えてエアギャップＬ２を計測した。図１０の破線で囲むデータは、ウエハＷに振動を与えたタイミングのエアギャップＬ２を示す。図１０に示される結果から、例えば距離閾値を１．０ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下に設定してもよい。上述した予め定められた位置及び距離閾値は、例えば制御装置４５の記憶部に予め記憶される。

制御装置４５は、ウエハＷの昇降中の位置の変位が変位閾値以上である場合にはウエハＷが跳ね上がったと判定してもよい。変位閾値は、予め定められた単位時間当たりの距離である。変位閾値は、例えばリフトピン６１の移動速度を基準とし、リフトピン６１の移動速度よりも大きな値が設定される。変位閾値は、例えば制御装置４５の記憶部に予め記憶される。

制御装置４５は、ウエハＷの昇降中の位置が予め定められた位置の範囲から外れた場合にはウエハＷが跳ね上がったと判定してもよい。図１１は、ウエハと天板との間のエアギャップの測定結果を時系列で示すグラフである。破線のグラフは、ウエハＷの跳ね上がりがない場合のエアギャップＬ２である。実線のグラフは、ウエハＷの跳ね下がりがある場合のエアギャップＬ２である。一点点鎖線のグラフは、ウエハＷの跳ね上がりがある場合のエアギャップＬ２である。図１１に示されるように、予め定められた位置の範囲として、上限の閾値ＬＢと下限の閾値ＬＣとが設けられている。閾値ＬＢ、ＬＣは、予め定められた位置を基準に設定されてもよい。予め定められた位置とは、ウエハＷの目標位置である。ウエハＷの目標位置は、リフトピン６１の制御目標の昇降位置としてもよいし、ウエハＷの跳ね上がりがない場合のウエハＷの位置の実測値としてもよい。上限の閾値ＬＢ及び下限の閾値ＬＣは、例えば制御装置４５の記憶部に予め記憶される。

制御部ＣＵは、制御装置４５によりウエハＷの跳ね上がりを検出した場合には、印加時間及び印加電圧の少なくとも一方が変更されるように、記憶された除電条件を変更してもよい。例えば、制御部ＣＵは、静電チャック２０へ印加される電圧の印加時間をより長く設定したり、電圧の大きさをより大きく設定したりする。あるいは、制御部ＣＵは、プラズマの高周波電力をより大きく設定したり、チャンバ内圧力をより高く設定したり、又は、プラズマの電力印加時間をより長く設定したりする。あるいは、制御部ＣＵは、ガス種を変更したり、又は、ガス流量をより増やす設定などを実施したりする。制御部ＣＵがフィードバック制御を実行することにより、最適な除電条件が自動で設定される。

次に、処理装置１０の動作について説明する。図１２は、ウエハの跳ね上がりを判定するフローチャートである。図１２に示されるフローチャートは、処理装置１０の制御部ＣＵが処理システム１のシステム制御装置ＭＣからウエハ搬送の信号を受け取ったタイミングで実行される。

最初に、制御部ＣＵは、ウエハ受け渡し及び載置処理（ステップＳ１０）を実行する。制御部ＣＵは、リフト駆動機構６０を動作させて、搬送装置ＴＵ２の一部を構成する搬送ハンドからウエハＷを受け取らせ、ウエハＷを静電チャック２０上に載置させる。

続いて、制御部ＣＵは、プロセス実行処理（ステップＳ１２）として、ウエハＷを処理するプロセスを実行する。例えば、制御部ＣＵは、レシピデータに基づいてウエハＷを処理する。

続いて、制御部ＣＵは、除電処理（ステップＳ１４）として、記憶された除電条件に基づいて、静電チャック２０に電圧を印加させる。制御部ＣＵは、除電条件として設定された印加時間及び印加電圧となるように、直流電源２２を制御する。

続いて、制御装置４５は、エアギャップ測定処理（ステップＳ１６）として、ウエハＷに測定光を照射させ、エアギャップＬ２の測定を開始する。エアギャップ測定処理中において、制御部ＣＵはリフト駆動機構６０を動作させる。これにより、リフトピン６１がウエハＷを支持しながら上昇する。制御装置４５は、リフトピン６１の上昇中において、エアギャップＬ２の測定を継続する。リフトピン６１の上昇が終了すると、制御装置４５は、エアギャップＬ２の測定を終了する。

続いて、制御装置４５は、判定処理（ステップＳ１８）として、測定値が正常範囲内であったか否かを判定する。制御装置４５は、ウエハＷの昇降中の位置と予め定められた位置との差分が予め定められた距離閾値以上である場合にはウエハＷが跳ね上がったと判定する。あるいは、制御装置４５は、ウエハＷの昇降中の位置の変位が変位閾値以上である場合にはウエハＷが跳ね上がったと判定する。制御装置４５は、位置及び位置の変位の両方を判定してもよい。制御装置４５は、ウエハＷの跳ね上がりを検出した場合には、測定値は正常範囲内でないと判定する。制御装置４５は、ウエハＷの跳ね上がりを検出しない場合には、測定値は正常範囲内であると判定する。

測定値が正常範囲内でないと判定された場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、制御装置４５は、警報処理（ステップＳ２０）として、異常を示す警報情報を出力する。例えば、制御装置４５は、ウエハＷの跳ね上がりを示すアラートをディスプレイに表示させたり、スピーカに警報音を出力させたり、ウエハＷの跳ね上がりを示す情報を他の装置に送信したりする。

続いて、制御部ＣＵは、除電条件調整処理（ステップＳ２２）として、除電条件を調整する。制御部ＣＵは、印加時間及び印加電圧の少なくとも一方が変更されるように、記憶された除電条件を変更する。

測定値が正常範囲内であると判定された場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、及び、除電条件調整処理（ステップＳ２２）が終了した場合、図１２に示されるフローチャートは終了する。図１２に示されるフローチャートが実行されることで、処理装置１０は、ウエハＷの跳ね上がりを直接的に検出することができるとともに、除電条件が最適化するようにフィードバック制御することができる。

［ウエハの割れの検出］
状態検出システム４は、部品の状態として、ウエハＷの割れの有無を検出する。ウエハＷの割れは、リフトピン６１によってウエハＷを静電チャック２０から持ち上げる際に生じる。例えば、リフトピン６１の押し上げる力と静電チャック２０の静電力とがきっ抗したときに、リフトピン６１とウエハＷとの接点を起点としてウエハＷが割れることがある。ウエハＷが割れた場合、リフトピン６１のみが上昇し、ウエハＷは静電チャック２０上に載置された状態を維持することになる。

このようなウエハＷの状態を検出するために、制御装置４５は、ウエハＷの昇降中の位置とリフトピンの移動位置との差分が、所定期間の間、予め定められた距離閾値以上である場合には、ウエハＷが割れていると判定する。リフトピンの移動位置は、リフトピン６１の制御目標の昇降位置としてもよいし、ウエハＷの割れがない場合のウエハＷの位置の実測値としてもよい。距離閾値は、ウエハＷの割れを判定するために予め定められた距離である。距離閾値は、例えば実測値に基づいて設定される。所定期間の間は、上述したウエハＷの跳ね上がりとウエハＷの割れとを区別するために設定される時間である。ウエハＷの跳ね上がりの場合は、ウエハＷの位置が一瞬だけ予め定められた距離閾値以上となり、暫くすると正常値に戻る。これに対して、ウエハＷの割れの場合は、ウエハＷの位置が常に予め定められた距離閾値以上となり、正常値に戻らない。このように、制御装置４５は、予め定められた距離閾値以上となる位置が継続するか否かを判定することにより、ウエハＷの跳ね上がりとウエハＷの割れとを区別できる。

処理装置１０の動作は、図１２に示されるフローチャートのうち、判定処理（ステップＳ１８）の内容が上述したとおり異なり、その他は同一である。

［ウエハの反りの検出］
状態検出システム４は、部品の状態として、ウエハＷの反りの有無を検出する。図１３は、ウエハの反りを判定するときのウエハの測定箇所の一例を説明する図である。図１３に示されるように、ウエハＷに反りがある場合には、ウエハＷのセンタ位置に対応するフォーカサ４３ｄよって計測されるエアギャップＬ２と、ウエハＷのエッジ位置に対応するフォーカサ４３ａよって計測されるエアギャップＬ２とに差が生じる。

図１４は、ウエハと天板との間のエアギャップを測定位置ごとに示すグラフである。横軸は測定位置、縦軸はエアギャップＬ２である。図１４の黒塗りのデータ点は、反りがないウエハＷのエアギャップＬ２を示しており、センタ位置に対応する位置Ｐ４のエアギャップＬ２と、エッジ位置に対応する位置Ｐ１のエアギャップＬ２とは同一である。これに対して、図１４の白抜きのデータ点は、反りがあるウエハＷのエアギャップＬ２を示しており、センタ位置に対応する位置Ｐ４のエアギャップＬ２と、エッジ位置に対応する位置Ｐ１のエアギャップＬ２とに差が生じる。この差分が反り量となる。図１４の例では、エッジ位置のエアギャップＬ２がセンタ位置のエアギャップＬ２よりも大きいので、ウエハＷはセンタの方がエッジよりも突出するように反っていると判定される。エッジ位置のエアギャップＬ２がセンタ位置のエアギャップＬ２よりも小さい場合、ウエハＷはエッジの方がセンタよりも突出するように反っていると判定される。

制御装置４５は、位置Ｐ４のエアギャップＬ２と位置Ｐ１のエアギャップＬ２との差分、つまり反り量が予め定められた反り閾値以上である場合には、ウエハＷに反りが有ると判定する。反り閾値は、ウエハＷの反りを判定するために予め定められた距離である。反り閾値は、例えば設計上の許容値又は実測値に基づいて設定される。図１５は、ウエハと天板との間のエアギャップの測定結果を示すグラフである。横軸は測定位置であり、縦軸がエアギャップＬ２である。ウエハＷのセンタ位置が測定位置「０ｍｍ」に対応する。図１５に示される黒塗りのデータ点は、反りのないウエハＷの測定結果であり、白抜きのデータ点は、反りのあるウエハＷの測定結果である。図１５に示される結果から、例えば測定値「０ｍｍ」と「１００ｍｍ」との位置を比較するときの反り閾値を設定してもよい。上述した反り閾値は、例えば制御装置４５の記憶部に予め記憶される。

次に、処理装置１０の動作について説明する。図１６は、ウエハの反りを判定するフローチャートである。図１６に示されるフローチャートは、処理装置１０の制御部ＣＵが処理システム１のシステム制御装置ＭＣからウエハ搬送の信号を受け取ったタイミングで実行される。

最初に、制御部ＣＵは、ウエハ受け渡し及び載置処理（ステップＳ３０）を実行する。この処理は図１２のステップＳ１０と同一である。

続いて、制御装置４５は、エアギャップ測定処理（ステップＳ３２）として、ウエハＷに測定光を照射させ、エアギャップＬ２を測定する。制御装置４５は、少なくとも２点の測定位置に測定光を照射させる。これにより、例えば、ウエハＷのセンタ位置におけるエアギャップＬ２と、ウエハＷのエッジ位置におけるエアギャップＬ２とが測定される。

続いて、制御装置４５は、判定処理（ステップＳ３８）として、２点の測定位置での測定値の差分が反り閾値以下であるか否かを判定する。差分が反り閾値以下でないと判定された場合（ステップＳ３８：ＮＯ）、制御装置４５は、警報処理（ステップＳ４０）として、異常を示す警報情報を出力する。例えば、制御装置４５は、ウエハＷの反りを示すアラートをディスプレイに表示させたり、スピーカに警報音を出力させたり、ウエハＷの反りを示す情報を他の装置に送信したりする。

続いて、制御部ＣＵは、ウエハ回収処理（ステップＳ４２）として、反りのあるウエハＷを搬出させる。続いて、システム制御装置ＭＣは、別ウエハ選択処理（ステップＳ４４）として新たなウエハＷを選択する。別ウエハ選択処理（ステップＳ４４）が終了すると、ステップＳ３０に戻る。これにより、選択された新たなウエハＷが搬入される。

測定値が正常範囲内であると判定された場合（ステップＳ３８：ＹＥＳ）、図１６に示されるフローチャートは終了する。図１６に示されるフローチャートが実行されることで、処理装置１０は、反りのあるウエハＷを直接的に検出することができる。

［ウエハの傾きの検出］
状態検出システム４は、部品の状態として、ウエハＷの傾きの有無を検出する。ウエハＷの傾きは、リフトピン６１によってウエハＷが支持されているときに生じる。例えば、図７に示されるように、リフトピン６１でウエハＷが支持されているときにウエハＷが傾いている場合がある。このような場合には、ウエハＷのセンタ位置に対応するフォーカサ４３ｄよって計測されるエアギャップＬ５と、ウエハＷのエッジ位置に対応するフォーカサ４３ａよって計測されるエアギャップＬ５とに差が生じる。エアギャップＬ５は、ウエハＷの下面と静電チャック２０の上面との間の空間距離である。制御装置４５は、ウエハＷを静電チャック２０の上面に載置させ、ウエハＷの上面までのエアギャップＬ２（第２のエアギャップＬ２）を計測する。制御装置４５は、ウエハＷをリフトピン６１で上昇させた状態でウエハＷの上面までのエアギャップＬ２（第１のエアギャップＬ２）を計測する。そして、制御装置４５は、測定したエアギャップＬ２の差分（第１のエアギャップＬ２から第２のエアギャップＬ２を減算）からエアギャップＬ５を算出する。

制御装置４５は、位置Ｐ１～Ｐ４のエアギャップＬ５同士の差分が予め定められた距離閾値以下である場合、ウエハＷに傾きはないと判定する。制御装置４５は、位置Ｐ１～Ｐ４のエアギャップＬ５同士の差分が予め定められた距離閾値以下でない場合、ウエハＷに傾きがあると判定する。距離閾値は、ウエハＷの傾きを判定するために予め定められた距離である。反り閾値は、例えば設計上の許容値又は実測値に基づいて設定される。距離閾値は、例えば制御装置４５の記憶部に予め記憶される。

次に、処理装置１０の動作について説明する。図１７は、ウエハの水平度を判定するフローチャートである。図１７に示されるフローチャートは、処理装置１０の制御部ＣＵが処理システム１のシステム制御装置ＭＣからウエハ搬送の信号を受け取ったタイミングで実行される。

最初に、制御部ＣＵは、ウエハ受け渡し処理（ステップＳ５０）を実行する。制御部ＣＵは、リフト駆動機構６０を動作させて、搬送装置ＴＵ２の一部を構成する搬送ハンドからウエハＷを受け取らせる。

続いて、制御装置４５は、第１エアギャップ測定処理（ステップＳ５２）として、リフトピン６１に支持されたウエハＷに測定光を照射させ、第１のエアギャップＬ２を測定する。制御装置４５は、位置Ｐ１～Ｐ４それぞれにおいて第１のエアギャップＬ２を測定する。

続いて、制御部ＣＵは、ピン下降処理（ステップＳ５４）として、リフト駆動機構６０を動作させてリフトピン６１を下降させ、ウエハＷを静電チャック２０上に載置させる。

続いて、制御装置４５は、第２エアギャップ測定処理（ステップＳ５６）として、静電チャック２０上のウエハＷに測定光を照射させ、第２のエアギャップＬ２を測定する。制御装置４５は、位置Ｐ１～Ｐ４それぞれにおいて第２のエアギャップＬ２を測定する。

続いて、制御装置４５は、判定処理（ステップＳ５８）として、位置Ｐ１～Ｐ４それぞれのエアギャップＬ５を算出し、位置Ｐ１～Ｐ４のエアギャップＬ５同士の差分が予め定められた距離閾値以下であるか否かを判定する。

位置Ｐ１～Ｐ４のエアギャップＬ５同士の差分が予め定められた距離閾値以下でないと判定された場合（ステップＳ５８：ＮＯ）、制御装置４５は、警報処理（ステップＳ６０）として、異常を示す警報情報を出力する。例えば、制御装置４５は、ウエハＷの傾きを示すアラートをディスプレイに表示させたり、スピーカに警報音を出力させたり、ウエハＷの傾きを示す情報を他の装置に送信したりする。

続いて、制御部ＣＵは、ウエハ回収処理（ステップＳ６２）として、ウエハＷを搬出させる。続いて、制御部ＣＵは、ピン高さ調整処理（ステップＳ６４）として、位置Ｐ１～Ｐ４のエアギャップＬ５同士の差分が小さくなるようにリフトピン６１の高さを調整する。ピン高さ調整処理（ステップＳ６４）が終了すると、ステップＳ３０に戻る。これにより、調整されたリフトピン６１にウエハＷが受け渡される。

位置Ｐ１～Ｐ４のエアギャップＬ５同士の差分が予め定められた距離閾値以下であると判定された場合（ステップＳ５８：ＹＥＳ）、図１７に示されるフローチャートは終了する。図１７に示されるフローチャートが実行されることで、処理装置１０は、ウエハＷの傾きを直接的に検出することができる。

状態検出システム４は、部品の状態として、搬送装置ＴＵ２の一部を構成する搬送ハンド上のウエハＷの傾きの有無を検出してもよい。図１８は、ロボットアーム上のウエハの水平度を判定するときのウエハの測定箇所の一例を説明する図である。図１８に示されるように、ウエハＷが搬送装置ＴＵ２に支持されているときにウエハＷが傾いている場合がある。このような場合には、ウエハＷのセンタ位置に対応するフォーカサ４３ｄよって計測されるエアギャップＬ５と、ウエハＷのエッジ位置に対応するフォーカサ４３ａよって計測されるエアギャップＬ５とに差が生じる。エアギャップＬ５は、ウエハＷの下面と静電チャック２０の上面との間の空間距離である。制御装置４５は、ウエハＷを静電チャック２０の上面に載置させ、ウエハＷの上面までのエアギャップＬ２（第２のエアギャップＬ２）を計測する。制御装置４５は、ウエハＷを搬送装置ＴＵ２に支持させた状態でウエハＷの上面までのエアギャップＬ２（第１のエアギャップＬ２）を計測する。そして、制御装置４５は、測定したエアギャップＬ２の差分（第１のエアギャップＬ２から第２のエアギャップＬ２を減算）からエアギャップＬ５を算出する。

次に、処理装置１０の動作について説明する。図１９は、ロボットアーム上のウエハの水平度を判定するフローチャートである。図１９に示されるフローチャートは、処理装置１０の制御部ＣＵが処理システム１のシステム制御装置ＭＣからウエハ搬送の信号を受け取ったタイミングで実行される。

最初に、システム制御装置ＭＣは、停止処理（ステップＳ７０）を実行する。システム制御装置ＭＣは、搬送装置ＴＵ２の一部を構成する搬送ハンド（ロボットアーム）上にウエハＷを乗せた状態で、チャンバ１２ｃ内で搬送ハンドを停止させる。停止位置は、例えばウエハＷの受け渡し位置である。

続いて、制御装置４５は、第１エアギャップ測定処理（ステップＳ７２）として、搬送ハンドに支持されたウエハＷに測定光を照射させ、第１のエアギャップＬ２を測定する。制御装置４５は、位置Ｐ１～Ｐ４それぞれにおいて第１のエアギャップＬ２を測定する。

続いて、制御部ＣＵは、ウエハ受け渡し処理（ステップＳ７４）を実行する。制御部ＣＵは、リフト駆動機構６０を動作させて、搬送装置ＴＵ２の一部を構成する搬送ハンドからウエハＷを受け取らせる。

続いて、制御部ＣＵは、ピン下降処理（ステップＳ７６）として、リフト駆動機構６０を動作させてリフトピン６１を下降させ、ウエハＷを静電チャック２０上に載置させる。

続いて、制御装置４５は、第２エアギャップ測定処理（ステップＳ７８）として、静電チャック２０上のウエハＷに測定光を照射させ、第２のエアギャップＬ２を測定する。制御装置４５は、位置Ｐ１～Ｐ４それぞれにおいて第２のエアギャップＬ２を測定する。

続いて、制御装置４５は、判定処理（ステップＳ８０）として、位置Ｐ１～Ｐ４それぞれのエアギャップＬ５を算出し、位置Ｐ１～Ｐ４のエアギャップＬ５同士の差分が予め定められた距離閾値以下であるか否かを判定する。

位置Ｐ１～Ｐ４のエアギャップＬ５同士の差分が予め定められた距離閾値以下でないと判定された場合（ステップＳ８０：ＮＯ）、制御装置４５は、警報処理（ステップＳ８２）として、異常を示す警報情報を出力する。例えば、制御装置４５は、搬送ハンド上のウエハＷの傾きを示すアラートをディスプレイに表示させたり、スピーカに警報音を出力させたり、搬送ハンド上のウエハＷの傾きを示す情報を他の装置に送信したりする。

続いて、制御部ＣＵは、ウエハ回収処理（ステップＳ８４）として、ウエハＷを搬出させる。続いて、制御部ＣＵは、アーム調整処理（ステップＳ８６）として、位置Ｐ１～Ｐ４のエアギャップＬ５同士の差分が小さくなるように搬送ハンドの姿勢を調整する。アーム調整処理（ステップＳ８６）が終了すると、ステップＳ７０に戻る。これにより、調整された搬送装置ＴＵ２でウエハＷが受け渡される。

位置Ｐ１～Ｐ４のエアギャップＬ５同士の差分が予め定められた距離閾値以下であると判定された場合（ステップＳ８０：ＹＥＳ）、図１９に示されるフローチャートは終了する。図１９に示されるフローチャートが実行されることで、処理装置１０は、搬送ハンド上のウエハＷの傾きを直接的に検出することができる。

以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。

例えば、処理装置１０は、容量結合型のプラズマ処理装置であるが、別の実施形態に係る処理装置は、異なるタイプのプラズマ処理装置であってもよい。そのようなプラズマ処理装置は、任意のタイプのプラズマ処理装置であり得る。そのようなプラズマ処理装置としては、誘導結合型のプラズマ処理装置、マイクロ波といった表面波によってプラズマを生成するプラズマ処理装置が例示される。

また、処理装置１０は、下部電極１８に２系統の高周波電源が接続され、対向電極３０に直流電源が接続される例を示したが、これに限定されない。例えば、処理装置１０は、対向電極３０は備えていなくてもよい。例えば、処理装置１０は、下部電極１８及び対向電極３０に高周波電源が接続されてもよい。

フォーカサの数は３つに限定されず、１つであってもよいし、複数でもよい。つまり、フォーカサは少なくとも１つあればよい。部品は、ウエハＷに限定されず、エッジリングＥＲであってもよい。また、例示的実施形態においては、ウエハＷのエッジ部の計測及びエッジリングＥＲの計測のために、アクチュエータによってフォーカサが移動する例が説明されたが、フォーカサは移動する必要はない。フォーカサは、ウエハＷのエッジ部、及び／又は、エッジリングＥＲに照射できるように、フォーカサが固定されていてもよい。

警報処理（ステップＳ２０、ステップＳ４０、ステップＳ６０、ステップＳ８２）の後において、オペレータに対処の要否を判断させてもよい。オペレータが対処要と判断した場合に、除電条件調整処理（ステップＳ２２）、ウエハ回収処理（ステップＳ４２、ステップＳ６２、ステップＳ８４）を実行すればよい。

リフトピン６１に支持されたウエハＷの水平度を判定する場合には、オペレータがウエハＷを静電チャック２０に載置し、その後、リフトピン６１でウエハＷを上昇させてもよい。つまり、リフトピン６１に支持されたウエハＷの水平度を判定する場合には、搬送装置ＴＵ２を使わなくてもよい。

以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。

１０…処理装置、１２ｃ…チャンバ、２０…静電チャック、４０…光源、４３ａ…第１フォーカサ（光学素子の一例）、４３ｂ…第２フォーカサ（光学素子の一例）、４３ｃ…第３フォーカサ（光学素子の一例）、４３ｄ…第４フォーカサ（光学素子の一例）、４４…分光器（受光器の一例）、４５…制御装置、６１…リフトピン、ＥＲ…エッジリング、ＣＵ…制御部、ＭＣ…システム制御装置。

Claims (14)

1. チャンバと、
   前記チャンバに収容され、部品を保持するように構成される静電チャックと、
   前記静電チャックを貫通可能に配置され、前記部品を支持するように構成されるリフトピンと、
   前記リフトピンを昇降させるように構成される駆動部と、
   光を発生するように構成される光源と、
   前記光源に接続され、前記光源で発生した前記光を前記部品に向けて出射するとともに、前記部品において反射した戻り光を入射するように構成される少なくとも１つの光学素子と、
   前記少なくとも１つの光学素子に接続され、前記戻り光に応じた信号を出力するように構成される受光器と、
   前記受光器に接続され、前記リフトピンによって前記部品が昇降している間に前記受光器によって出力された信号に基づいて前記部品の昇降中の位置を検出し、検出された前記部品の昇降中の位置に基づいて前記部品の状態を検出するように構成される制御装置と、
   を備える、処理装置。
2. 前記部品の状態は、前記リフトピンによって前記部品を前記静電チャックから持ち上げる際に生じる前記部品の跳ね上がりの有無であり、
   前記制御装置は、前記部品の昇降中の位置と予め定められた位置との差分が予め定められた距離閾値以上である場合には前記部品が跳ね上がったと判定する、請求項１に記載の処理装置。
3. 前記部品の状態は、前記リフトピンによって前記部品を前記静電チャックから持ち上げる際に生じる前記部品の跳ね上がりの有無であり、
   前記制御装置は、前記部品の昇降中の位置が予め定められた位置の範囲から外れた場合には前記部品が跳ね上がったと判定する、請求項１に記載の処理装置。
4. 前記部品の状態は、前記リフトピンによって前記部品を前記静電チャックから持ち上げる際に生じる前記部品の跳ね上がりの有無であり、
   前記制御装置は、前記部品の昇降中の位置の変位が予め定められた変位閾値以上である場合には前記部品が跳ね上がったと判定する、請求項１に記載の処理装置。
5. 前記部品の状態は、前記リフトピンによって前記部品を前記静電チャックから持ち上げる際に生じる前記部品の割れの有無であり、
   前記制御装置は、前記部品の昇降中の位置と前記リフトピンの移動位置との差分が、リフトピンの上昇開始後所定期間の間、予め定められた距離閾値以上である場合には、前記部品が割れていると判定する、請求項１～４の何れか一項に記載の処理装置。
6. 印加時間及び印加電圧を含む除電条件を記憶し、前記リフトピンの駆動前に前記除電条件に基づいて前記静電チャックに電圧を印加するように構成されるチャック制御部をさらに備え、
   前記チャック制御部は、前記制御装置により前記部品の跳ね上がりを検出した場合には、前記印加時間及び前記印加電圧の少なくとも一方が変更されるように前記記憶された除電条件を変更する、請求項２～４の何れか一項に記載の処理装置。
7. 印加時間及び印加電圧を含む除電条件を記憶し、前記リフトピンの駆動前に前記除電条件に基づいて前記静電チャックに電圧を印加するように構成されるチャック制御部をさらに備え、
   前記チャック制御部は、前記制御装置により前記部品の割れを検出した場合には、前記印加時間及び前記印加電圧の少なくとも一方が変更されるように前記記憶された除電条件を変更する、請求項５に記載の処理装置。
8. 前記少なくとも１つの光学素子は、前記部品の上面及び／又は下面に向けて前記光を出射するように構成される、請求項１～７の何れか一項に記載の処理装置。
9. 前記少なくとも１つの光学素子は複数の光学素子である、請求項１～８の何れか一項に記載の処理装置。
10. 前記部品は基板又はエッジリングである、請求項１～９の何れか一項に記載の処理装置。
11. チャンバと、
    前記チャンバに収容され、基板を保持するように構成される静電チャックと、
    前記静電チャックを貫通可能に配置され、前記基板を支持するように構成されるリフトピンと、
    前記リフトピンを昇降させるように構成される駆動部と、
    光を発生するように構成される光源と、
    前記光源に接続され、前記光源で発生した前記光を前記基板のセンタ位置に出射するように構成される第１光学素子と、
    前記光源に接続され、前記光源で発生した前記光を前記基板のエッジ位置に出射するように構成される第２光学素子と、
    前記第１光学素子及び前記第２光学素子に接続され、前記第１光学素子の戻り光に応じた第１信号及び前記第２光学素子の戻り光に応じた第２信号を出力するように構成される受光器と、
    前記受光器に接続され、前記受光器によって出力された前記第１信号及び前記第２信号に基づいて前記基板の位置をそれぞれ検出し、検出された前記基板の位置に基づいて前記基板の状態を検出するように構成される制御装置と、
    を備える、処理装置。
12. 前記基板の状態は、前記基板の傾きの有無であり、
    前記制御装置は、前記第１信号に対応する前記基板の位置と前記第２信号に対応する前記基板の位置との差分が予め定められた差分以上である場合には前記基板が傾いていると判定する、請求項１１に記載の処理装置。
13. 前記基板の状態は、前記基板の反りの有無であり、
    前記制御装置は、前記第１信号に対応する前記基板の位置と前記第２信号に対応する前記基板の位置との差分が予め定められた反り閾値以上である場合には前記基板に反りが有ると判定する、請求項１１に記載の処理装置。
14. チャンバに収容された静電チャックに載置された部品をリフトピンで上昇させるステップと、
    前記リフトピンによって前記部品が昇降している間に、光を前記部品に向けて出射するとともに、前記部品において反射した戻り光に応じた信号を出力するステップと、
    前記信号に基づいて前記部品の昇降中の位置を検出し、検出された前記部品の昇降中の位置に基づいて前記部品の状態を検出するステップと、
    を備える、部品の状態を検出する方法。
    
    

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