JPH10144771A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストアップを伴うことなく予めウェハを電
極に対して所定の位置関係となるように正確に位置合わ
せしておくようにする。 【解決手段】 電極６のような支持体の近傍に静電セン
サ１２を設け、支持体にウェハ１０のような被処理基板
をセットしたとき静電センサ１２から被処理基板の位置
に応じた静電容量を検出信号として搬送機構に出力さ
せ、この検出信号に従って搬送機構により被処理基板の
位置を支持体に対して所定の位置関係となるように修正
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置、
特に支持体に対して被処理基板を所定の位置関係となる
ように位置合わせする半導体製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩで代表される半導体装置を製造す
るにあたっては、出発材料となる半導体ウェハ（以下、
単に「ウェハ」と称する）を順次に各製造工程に流し
て、種々のプロセス処理を施すことが行われる。この場
合、多くの製造工程においては、ウェハは製造装置内に
収容されて、支持体に支持された状態で所定のプロセス
処理を受ける。

【０００３】一例として、半導体装置の一連の製造工程
において主要工程となるエッチング工程に例をあげる
と、例えばマイクロ波プラズマエッチング装置（以下、
単にエッチング装置と称する）が用いられ、ウェハはこ
のエッチング装置のチャンバー内に搬送機構により搬送
されて、支持体となる電極上にセットされる。そして、
プラズマを利用してのエッチング処理が行われる。な
お、エッチング処理は、予めウェハの非エッチング領域
を、例えば周知のレジストのような耐エッチング材でマ
スクした状態で行われる。また、一般には、ウェハの裏
面から冷却ガスを流して、ウェハを裏面から冷却しなが
らエッチング処理を行って、レジストの焦げを防止する
ことが図られている。

【０００４】ここで、エッチング処理を行うにあたって
は、ウェハを電極上にセットしたとき、ウェハは電極に
対して所定の位置関係となるように正確に位置合わせさ
れていること、即ちウェハずれがないことが重要とな
る。もし、これが何らかの原因で、ずれたり、あるいは
浮き上がって、ウェハが電極に対して所定の位置関係に
位置合わせされていないと、レジスト焦げ、エッチング
レート、均一性への影響が避けられなくなる。しかも、
それらは、ウェハに対して一連のプロセス処理が終了し
た後に初めて発見される。

【０００５】このため、エッチング処理を行うには、予
めウェハを電極に対して所定の位置関係となるように正
確に位置合わせしておくことが必要である。これには、
ウェハの裏面から冷却ガスを流しているエッチング装置
の場合は、この冷却ガスの圧力あるいは流量をモニター
することにより、異常を検出して、ウェハのずれ、ある
いは浮き上がりを知ることが可能であるが、冷却ガスを
流していないエッチング装置の場合は、この方法は適用
できない。結局、ウェハの搬送機構の精度向上を図る以
外に解決手段はなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来にお
いては、予めウェハを電極に対して所定の位置関係とな
るように正確に位置合わせしておくには、ウェハの搬送
機構の精度向上しか解決手段がないが、これにはかなり
のコストアップが避けられないという問題がある。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決すべくな
されたものであり、コストアップを伴うことなく予めウ
ェハを電極に対して所定の位置関係となるように正確に
位置合わせしておくことができるようにすることを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明半導体製造装置
は、支持体上に被処理基板をセットし、支持体に対して
被処理基板を所定の位置関係となるように位置合わせす
る半導体製造装置であって、支持体の近傍に静電センサ
を設け、支持体に被処理基板をセットしたとき静電セン
サから被処理基板の位置に応じた静電容量を検出信号と
して搬送機構に出力させ、この検出信号に従って搬送機
構により被処理基板の位置を調整して支持体に対して所
定の位置関係となるように修正するようにしたことを特
徴とする。本発明半導体製造装置は、電極のような支持
体の近傍に静電センサを設け、支持体にウェハのような
被処理基板をセットしたとき静電センサから被処理基板
の位置に応じた静電容量を検出信号として搬送機構に出
力させ、この検出信号に従って搬送機構により被処理基
板の位置を支持体に対して所定の位置関係となるように
修正するので、ウェハのような被処理基板のずれがなく
なるまで、フィードバック制御が繰り返される。従っ
て、コストアップを伴うことなく予めウェハを電極に対
して所定の位置関係となるように正確に位置合わせして
おくことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示実施の形態に
従って詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明半導体製造装置の実施の形態
を示す断面図で、一例としてマイクロ波プラズマエッチ
ング装置（以下、単にエッチング装置と称する）に適用
した例で示している。

【００１１】同図において、１はマイクロ波を発生する
マグネトロン、２はマイクロ波を導波管４を通じて導く
エッチング石英チャンバー、３はエッチング室である。
５はエッチング石英チャンバー２の周囲に配置された磁
場を発生させる電磁コイル、６は支持体となる電極、７
はエッチングガス導入口、８はエッチングガス排気口、
９はＲＦ（高周波）電源、１０は電極６上にセットされ
る被処理体であるウェハである。

【００１２】図２及び図３は、図１のエッチング装置の
電極６の周辺の構造を示す平面図及び断面図である。図
２及び図３において、１１はウェハガイドで例えばセラ
ミックからなり、電極６の周囲に設けられている。１２
は静電センサで複数個に分割されて、電極６の周囲のウ
ェハガイド１１に埋め込まれている。この静電センサ１
２は、電極６にウェハ１０がセットされたとき、ウェハ
１０の位置に応じた静電容量を検出信号として出力する
ようになっており、電極６の近傍に設けられていること
が望ましい。本静電センサ１２は、電極６と、センサ１
２自身の各分割部分との間の各静電容量を測定するもの
であり、電極６と、センサ１２自身の各分割部分との間
に電圧を加えたことにより図３の矢印１６に示すように
電気力線が生じる電界部分をウェハ１０がよぎることに
より静電容量が変化することを利用してウェハ１０の位
置検出をする。

【００１３】１３は電極６の中心位置に設けられたウェ
ハ押し上げピンで、上下動可能に構成されている。１４
は搬送アームで搬送機構の主要部として働いて、ウェハ
１０を電極６に対して搬送可能に構成されている。

【００１４】１５は静電センサ１２から出力された検出
信号が加えられるデータ処理部で、このデータ処理部１
５は検出信号に従ってデータ処理を行って作成した制御
データを搬送アーム１４にフィードバックする。この制
御データを基に、搬送アーム１４はウェハ１０の位置を
微調整してセットし直す。このようなフィードバック制
御は、ウェハ１０の位置が電極６に対してずれがなくな
るまで繰り返される。これにより、ウェハ１０は電極６
に対して所定の位置関係となるように修正される。

【００１５】次に、本実施形態によるエッチング装置の
動作を説明する。

【００１６】まず、処理すべきウェハ１０を搬送アーム
１４によって電極６の上方に搬送する。次に、この状態
でウェハ押し上げピン１３を上昇してウェハ１０を搬送
アーム１４から持ち上げてから、搬送アーム１４を元の
位置に戻す。続いて、ウェハ押し上げピン１３を下降す
ることにより、ウェハ１０を電極６上にセットする。こ
のとき、複数の静電センサ１２によってウェハ１０の位
置に応じた静電容量が検出されて、検出信号としてデー
タ処理部１５に出力される。ウェハ１０が電極６に対し
て所定の位置関係からずれていると、ずれに相当した静
電容量がその部分の静電センサ１２によって検出され
る。次に、データ処理部１５は検出信号に従ってデータ
処理を行って、制御データを作成して搬送アーム１４に
フィードバックする。搬送アーム１４はこの制御データ
を基に、再び電極６の上方に移動してセットされている
ウェハ１０を持ち上げて、図２で矢印で示したように、
Ｘ方向、Ｙ方向に位置を微調整して電極６に対してセッ
トし直す。なお、搬送アーム１４を電極６の上方に移動
するときは、ウェハ押し上げピン１３が所定の動作を行
って、ウェハ１０の位置合わせに支障がないように制御
される。

【００１７】ウェハ１０がセットし直されると、再び各
静電センサ１２によってウェハ１０の位置に応じた静電
容量が検出される。これでもまだウェハ１０にずれが検
出されたときは、前述したと同様なフィードバック制御
が行われる。そして、このフィードバック制御は、ウェ
ハ１０が電極６に対して所定の位置関係となるまで、即
ち、ウェハ１０のずれがなくなるまで繰り返される。こ
の結果として、最終的にウェハ１０は電極６に対して所
定の位置関係となるように修正される。そして、このよ
うに位置合わせが終了した後に、目的のエッチング処理
が施される。

【００１８】このような半導体製造装置によれば、電極
６の近傍に設けられた静電センサ１２によってウェハ１
０の位置に応じた静電容量が検出されて、ウェハ１０が
ずれている場合にはこのずれに相当した静電容量がデー
タ処理部１５によってデータ処理されて制御データが作
成され、この制御データに基づいてウェハ１０は最終的
に電極６に対して所定の位置関係となるようなフィード
バック制御が行われるので、コストアップを伴うことな
く予めウェハを電極に対して所定の位置関係となるよう
に正確に位置合わせしておくことができる。

【００１９】この結果、次のような具体的な効果を得る
ことができる。

【００２０】（１）電極からのウェハのずれがなくなる
ので、ずれが原因で発生していたレジスト焦げがなくな
る。

【００２１】（２）ウェハずれに起因するエッチレー
ト、均一性への悪影響がなくなる。

【００２２】（３）ウェハずれに起因する搬送ミスが防
止できる。

【００２３】なお、本文中の説明では、ウェハのエッチ
ング装置に適用した例で説明したが、これに限らずウェ
ハの位置合わせ機構全般に適用することができる。ま
た、位置合わせの対象はウェハに限らずに、位置合わせ
したときに静電容量が検出できるものであれば基板材料
一般に適用することができる。さらに、フィードバック
制御を繰り返しても異常が回避できない場合は、エラー
として出力させるようにしても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明半導体製造装
置によれば、電極のような支持体の近傍に静電センサを
設け、支持体にウェハのような被処理基板をセットした
とき静電センサから被処理基板の位置に応じた静電容量
を検出信号として搬送機構に出力させ、この検出信号に
従って搬送機構により被処理基板の位置を支持体に対し
て所定の位置関係となるように修正するので、ウェハの
ような被処理基板のずれがなくなるまでフィードバック
制御が繰り返されるため、コストアップを伴うことなく
予めウェハを電極に対して所定の位置関係となるように
正確に位置合わせしておくことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明半導体製造装置の一つの実施の形態を示
す断面図である。

【図２】上記実施の形態の主要部を示す平面図である。

【図３】上記実施の形態の主要部を示す断面図である。

【符号の説明】

３…エッチング室、６…電極（支持体）、７…エッチン
グガス導入口、８…エッチングガス排気口、９…ＲＦ電
源、１０…ウェハ（被処理体）、１１…ウェハガイド、
１２…静電センサ、１３…ウェハ押し上げピン、１４…
搬送アーム、１５…データ処理部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体上に被処理基板をセットし、前記
   支持体に対して前記被処理基板を所定の位置関係となる
   ように位置合わせする半導体製造装置であって、 前記支持体の近傍に静電センサを設け、支持体に前記被
   処理基板をセットしたとき前記静電センサから被処理基
   板の位置に応じた静電容量を検出信号として搬送機構に
   出力させ、この検出信号に従って前記搬送機構により被
   処理基板の位置を調整して支持体に対して所定の位置関
   係となるように修正するようにしてなることを特徴とす
   る半導体製造装置。
2. 【請求項２】 静電センサを複数個に分割して支持体の
   近傍に設けたことを特徴とする請求項１記載の半導体製
   造装置。
3. 【請求項３】 被処理基板が半導体ウェハからなること
   を特徴とする請求項１または２記載の半導体製造装置。