KR101736538B1 - 회전 가능 상태 검출 장치 및 회전 가능 상태 검출 방법 및 이것을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

회전 가능 상태 검출 장치 및 회전 가능 상태 검출 방법 및 이것을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 챔버 내에 구비된 회전 테이블의 표면에 형성된 기판 적재용 오목부 상에 기판 W가 적재되어, 상기 회전 테이블을 회전시켜도 상기 기판이 상기 오목부로부터 튀어나오지 않는 상태로 된 것을 검출하는 회전 가능 상태 검출 장치이다. 상기 회전 상태 가능 검출 장치는 상기 기판이 상기 오목부 상에 적재되었을 때에, 상기 기판의 단부의 표면의 높이가, 상기 회전 테이블을 회전 개시 가능한 소정값 이하로 된 것을 검출하는 회전 가능 상태 검출 수단을 갖는다.

Description

회전 가능 상태 검출 장치 및 회전 가능 상태 검출 방법 및 이것을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{ROTATION STATE DETECTING DEVICE AND ROTATION STATE DETECTING METHOD AND METHOD AND DEVICE OF PROCESSING SUBSTRATE THROUGH THE USE OF THE SAME}
본 출원은 2013년 5월 27일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2013-110869호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로, 일본 특허 출원 제2013-110869호의 전체 내용을 여기에 원용한다.
본 발명은 회전 가능 상태 검출 장치 및 회전 가능 상태 검출 방법 및 이것을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
웨이퍼를 낱장식의 에피택셜 성장 장치의 처리 용기 내에 반입할 때, 웨이퍼의 주위 온도가 상온으로부터 500℃ 이상으로 급격히 변화되므로, 웨이퍼에 휨이 발생해 버린다. 이러한 웨이퍼의 휨은, 웨이퍼의 온도가 상승하여, 주위의 고온 환경에 가까운 온도가 되면 수습되지만, 일단 휘고, 계속해서 휨이 수습된다고 하는 동작을 하므로, 휜 상태에서 웨이퍼를 서셉터 상에 적재하면, 휨이 회복될 때에 웨이퍼의 이면 에지부와 서셉터가 마찰되어 발진하는 경우가 있다.
따라서, 일본 특허 출원 공개 평10-294287호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼를 서셉터 상에 이동 탑재하기 전에, 웨이퍼를 리프트 핀으로 중계 지지함과 함께, CCD(Charge Coupled Device) 카메라로 웨이퍼의 중심부 부근의 휨을 모니터하여, 가열되어 웨이퍼의 휨이 회복된 후, 서셉터로의 이동 탑재를 행하도록 한 에피택셜 성장 장치가 알려져 있다.
이러한 특허문헌 1에 기재된 발명에 따르면, 웨이퍼가 서셉터 상에서 휨의 회복 동작을 행하는 것을 방지할 수 있으므로, 웨이퍼의 휨의 회복 동작 시에 발생하는 웨이퍼의 이면 에지부와 서셉터의 접촉이 저감되어, 웨이퍼의 이면 에지부가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 상술한 일본 특허 출원 공개 평10-294287호 공보에 기재한 구성에서는 리프트 핀 상의 웨이퍼의 형상이, 웨이퍼의 비휨 시의 형상과 일치한 것에 의해 웨이퍼의 휨의 회복을 판단하고 있으므로, 웨이퍼의 휨이 거의 완전히 회복된 상태까지 기다린 후 서셉터로의 이동 탑재를 행하게 되어, 웨이퍼의 이동 탑재에 시간을 필요로 한다는 문제가 있었다.
한편, 회전 테이블을 사용한 회전 테이블식 기판 처리 장치에 있어서는, 회전 테이블의 표면에, 웨이퍼를 고정하기 위한 포켓 형상의 오목부가 형성되어 있는 것이 일반적이다. 따라서, 오목부에 웨이퍼가 수용되고, 회전 테이블을 회전시켜도 웨이퍼가 튀어나오지 않는 상태이면, 다소의 휨이 남아 있어도, 기판 처리에 영향이 없는 경우가 많다. 또한, 스루풋 향상의 관점에서, 처리 개시 가능한 상태로 되면, 바로 기판 처리를 개시하는 편이 프로세스상 바람직하다.
따라서, 본 발명의 일 실시 형태는 회전 테이블을 사용하여 기판 처리를 행하는 경우에, 회전 테이블을 회전시켜도 기판이 튀어나오지 않는 회전 가능한 상태로 된 것을 검출할 수 있는 회전 가능 상태 검출 장치 및 회전 가능 상태 검출 방법 및 이것을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태에 관한 회전 가능 상태 검출 장치는 챔버 내에 구비된 회전 테이블의 표면에 형성된 기판 적재용 오목부 상에 기판이 적재되고, 상기 회전 테이블을 회전시켜도 상기 기판이 상기 오목부로부터 튀어나오지 않는 상태로 된 것을 검출한다. 상기 회전 가능 상태 검출 장치는 상기 기판이 상기 오목부 상에 적재되었을 때에, 상기 기판의 단부의 표면의 높이가, 상기 회전 테이블을 회전 개시 가능한 소정값 이하로 된 것을 검출하는 회전 가능 상태 검출 수단을 갖는다.
본 발명의 다른 형태에 관한 회전 가능 상태 검출 방법은 챔버 내에 구비된 회전 테이블의 표면에 형성된 기판 적재용 오목부 상에 기판이 적재되어, 상기 회전 테이블을 회전시켜도 상기 기판이 상기 오목부로부터 튀어나오지 않는 상태로 된 것을 검출한다. 상기 회전 가능 상태 검출 방법에 있어서는, 상기 기판이 상기 오목부 상에 적재되었을 때에, 상기 기판의 단부의 표면의 높이가, 상기 회전 테이블을 회전 개시 가능한 소정값 이하로 된 것을 검출한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치를 포함하는 기판 처리 장치의 일례를 도시한 단면도.
도 2는 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치 및 기판 처리 장치의 사시도.
도 3은 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치 및 기판 처리 장치의 진공 용기 내의 구성을 도시하는 개략 평면도.
도 4는 실시 형태 1에 관한 기판 처리 장치의 회전 테이블의 동심원을 따른 챔버의 단면도.
도 5는 실시 형태 1에 관한 기판 처리 장치의 천장면이 설치되어 있는 영역을 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치의 카메라의 배치 및 시야각에 대해 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치의 일례의 장치 구성을 도시한 도면.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치에 의한 촬상 화상의 일례를 도시한 도면.
도 9a 내지 도 9c는 회전 테이블 상에 적재된 웨이퍼의 상태 변화의 일례를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 방법 및 기판 처리 방법의 일례를 도시하는 처리 흐름도.
도 11a 내지 도 11f는 웨이퍼가 챔버 내의 회전 테이블의 오목부 상에 적재되었을 때의 웨이퍼의 휨의 변화 상태의 일례를 상세하게 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 실시 형태 2에 관한 회전 가능 상태 검출 장치 및 기판 처리 장치의 일례를 도시한 도면.
도 13a 및 도 13b는 웨이퍼(W)의 휨량의 시간 경과 특성 및 실시 형태 2에 관한 회전 가능 상태 검출 장치에서 행하는 회전 가능 상태 검출 방법의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 14는 본 발명의 실시 형태 2에 관한 회전 가능 상태 검출 장치에 의해 실시되는 회전 가능 상태 검출 방법의 처리 플로우의 일례를 도시한 도면.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시 형태 3에 관한 회전 가능 상태 검출 장치의 일례를 도시한 도면.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 실시 형태 4에 관한 회전 가능 상태 검출 장치의 일례를 도시한 도면.
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 실시 형태 5에 관한 회전 가능 상태 검출 장치의 일례를 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태의 설명을 행한다.
〔실시 형태 1〕
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치를 포함하는 기판 처리 장치의 일례를 도시한 단면도이다. 도 1에 있어서, 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)는 카메라(180)와, 화상 처리부(190)를 구비한다. 또한, 실시 형태 1에 관한 기판 처리 장치(210)는 회전 가능 상태 검출 장치(200) 외에, 주요한 구성 요소로서, 챔버(1)와, 회전 테이블(2)과, 창(18)과, 회전축(22)과, 오목부(24)와, 제어부(100)와, 기판 위치 검출 장치(170)를 구비한다. 그 외에, 기판 처리 장치(210)는 기판의 처리에 필요한 챔버(1) 내의 다양한 구성 요소 및 챔버(1)에 설치된 다양한 구성 요소를, 필요에 따라서 구비해도 된다. 또한, 도 1에 있어서, 회전 가능 상태 검출 대상인 웨이퍼(W)가 도시되어 있다.
본 발명의 실시 형태 1에 관한 기판 처리 장치(210)는, 도 1에 도시한 바와 같이 평면 형상이 대략 원형인 편평한 챔버(1)와, 이 챔버(1) 내에 설치되어, 당해 챔버(1)의 중심에 회전 중심을 갖는 회전 테이블(2)을 구비하고 있다.
챔버(1)는 천장판(11)과 용기 본체(12)를 구비한다. 천장판(11)이 용기 본체(12)로부터 분리될 수 있도록 구성되어 있다. 천장판(11)은 내부의 감압 상태에 의해 밀봉 부재, 예를 들어 O링(13)을 통해 용기 본체(12)측으로 압박되고, 이에 의해 챔버(1)가 기밀하게 밀폐된다. 한편, 천장판(11)을 용기 본체(12)로부터 분리할 필요가 있을 때에는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 상방으로 들어올려진다.
회전 테이블(2)은 중심부에서 원통 형상의 코어부(21)에 고정되고, 이 코어부(21)는 연직 방향으로 연신되는 회전축(22)의 상단부에 고정되어 있다. 회전축(22)은 용기 본체(12)의 저면부(14)를 관통하여, 그 하단부가 당해 회전축(22)을 연직축 주위로, 이 예에서는 시계 방향으로 회전시키는 구동부(23)에 설치되어 있다. 회전축(22) 및 구동부(23)는 상면이 개방된 통 형상의 케이스체(20) 내에 수납되어 있다. 이 케이스체(20)는 그 상면에 설치된 플랜지 부분(20a)을 통해 챔버(1)의 저면부(14)의 하면에 기밀하게 설치되어 있고, 이에 의해, 케이스체(20)의 내부 분위기가 외부 분위기로부터 격리되어 있다.
챔버(1)는 웨이퍼(W) 등의 기판에 처리를 행하기 위한 처리 용기이다. 본 실시 형태에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)가 적용될 수 있는 챔버(1)는 회전 테이블(2)을 사용하여 기판 처리를 행하는 모든 기판 처리용 챔버를 적용할 수 있고, 챔버(1) 내의 기판 처리 내용은 상관없다. 따라서, 기판 처리 장치(200)는 다양한 기판 처리를 행하는 장치로서 구성할 수 있다. 그러나, 실시 형태 1에 있어서는, 설명의 편의를 위해, 챔버(1)를, 성막 처리를 행하는 성막 챔버로서 구성한 예를 들어 설명한다. 또한, 챔버(1)를 사용하여 성막 처리를 행하는 경우, 챔버(1) 내를 고온으로 하고, 성막용 반응 가스를 챔버(1) 내에 공급하는 것이 일반적이다. 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(210)에 있어서는, 웨이퍼(W)의 표면 상에 원자층을 형성하는 원자 퇴적법(Atomic Layer Deposition) 또는 분자층을 형성하는 분자 퇴적법(Molecular Layer Deposition)을 사용한 성막 처리를 행하는 예를 들어 설명한다.
챔버(1)는 웨이퍼(W)를 처리하는 밀폐 용기로서 구성된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 챔버(1)는 천장판(11)과 용기 본체(12)로 구성되어, 전체적으로 밀폐 용기를 구성해도 된다. 또한, 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(200)에 있어서는, 용기 본체(12)의 측벽의 일부에, 카메라(180)로 챔버(1)의 내부를 촬상 가능하도록, 구멍(17)이 형성되어 있다. 또한, 구멍(17)을 막도록 창(18)이 설치되어 있다. 즉, 카메라(180)가, 창(18)을 통해 챔버(1)의 내부를 촬상 가능하도록 구성되어 있다.
회전 테이블(2)은 기판을 적재하기 위한 기판 적재대이고, 챔버(1) 내에 설치된다. 회전 테이블(2)의 표면에는 대략 웨이퍼(W)와 동일 사이즈를 갖고, 오목부 형상을 갖는 오목부(24)가 기판 적재 영역으로서 형성되고, 웨이퍼(W)가 소정 위치에 적재되도록 구성된다. 또한, 회전 테이블(2)은 원형의 원반 형상으로 형성되어, 원주 방향을 따라서, 복수의 웨이퍼(W)가 적재 가능하게 구성된다. 회전 테이블(2)은 회전축(22)에 접속되어, 회전 가능하게 구성된다. 또한, 회전 테이블(2)은 서셉터(2)라고 칭해도 된다.
회전 테이블(2)의 표면 상에 형성된 오목부(24)의 깊이는 웨이퍼(W)의 두께와 동일한 깊이여도 되고, 웨이퍼(W)의 두께보다도 깊어도 된다. 오목부(24)의 깊이를 지나치게 깊게 하면, 웨이퍼(W)의 오목부(24)로의 출입이 곤란해지므로 현실적이지 않지만, 예를 들어 웨이퍼(W)의 2 내지 3배 정도까지 깊게 해도 된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 휨이 수습되는 것을 기다리는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 도 1에 있어서는, 웨이퍼(W)의 두께와 오목부(24)의 깊이가 대략 동일한 크기로 설정된 예를 들고 있다.
구멍(17) 및 창(18)은 회전 테이블(2)의 표면이, 외부의 카메라(180)로부터 촬상 가능한 높이로 설치된다. 카메라(180)는 회전 테이블(2)의 표면 근방을, 측방으로부터 촬상하고, 오목부(24)로부터의 웨이퍼(W)의 돌출량을 촬상한다. 즉, 기판 처리 장치(210) 내도, 성막 처리를 행할 때에는, 챔버(1) 내는 300 내지 650℃ 정도의 고온으로 유지되어 있으므로, 상온 하에 있던 웨이퍼(W)가 챔버(1) 내에 반입되면, 급격한 온도 변화에 의해, 웨이퍼(W)에 휨이 발생해 버린다. 웨이퍼(W)의 휨은 웨이퍼(W)의 온도가 상승하고, 주위의 분위기와 동일한 온도에 접근함에 따라서 수습되어 가지만, 어느 정도 웨이퍼(W)의 휨이 수습된 단계에서 회전 테이블(2)의 회전을 개시시켜도 되는지는, 회전 테이블(2)의 오목부(24)로의 웨이퍼(W)의 수용 상태에 의해 판단할 수 있다. 즉, 오목부(24)의 단부에 있어서, 웨이퍼(W)의 단부의 가장 높은 개소가 회전 테이블(2)의 표면보다도 아래에 있으면, 회전 테이블(2)을 회전시켜도, 오목부(24)의 단부의 벽이 웨이퍼(W)에 작용하는 원심력에 저항할 수 있고, 웨이퍼(W)를 오목부(24) 내에 수용한 상태에서 회전 테이블(2)을 회전시킬 수 있다. 한편, 웨이퍼(W)의 단부가, 높이 방향에 있어서 오목부(24)로부터 크게 돌출되어, 회전 테이블(2)의 표면보다도 웨이퍼(W)의 하단부가 높은 위치에 있으면, 회전 테이블(2)을 회전시키면, 웨이퍼(W)에 작용하는 원심력에 저항하는 부재는 전혀 존재하지 않으므로, 웨이퍼(W)는 원심력에 의해 오목부(24)로부터 튀어나와 버려, 챔버(1)의 내벽에 충돌하게 되어 버린다.
따라서, 본 실시 형태에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200) 및 기판 처리 장치(210)에 있어서는, 오목부(24) 내에 적재된 웨이퍼(W)를 측방으로부터 관찰하는 것이 가능하도록, 용기 본체(12)의 회전 테이블(2)의 표면과 동일한 높이를 포함하는 영역에 구멍(17)을 형성하고 있다. 그리고, 구멍(7)에 창(18)을 설치하여 챔버(1) 내를 밀폐함과 함께, 챔버(1)의 외부에 카메라(180)를 설치하여, 웨이퍼(W)의 오목부(24)로부터의 돌출량을 외부로부터 촬상할 수 있는 구성으로 하고 있다.
또한, 구멍(17)은 용기 본체(2)의 측벽 일부를 도려내어 잘라냄으로써 구성해도 된다.
또한, 창(18)은 광을 투과하는 다양한 재료로 구성되어도 되지만, 예를 들어 석영 유리를 포함하는 석영창(18)으로서 구성되어도 된다. 창(18)은 구멍(17)을 용기 본체(2)의 외측으로부터 덮도록 설치되어도 되고, 구멍(17)의 두께 방향의 어느 하나의 개소에 홈을 형성하여, 홈에 끼워 넣도록 하여 설치해도 된다. 창(18)은 챔버(1)의 밀폐성을 유지하면서, 외부로부터의 시인을 가능하게 할 수 있으면, 다양한 형태로 설치할 수 있다.
카메라(180) 및 화상 처리부(190)는 회전 가능 상태를 검출하는 회전 가능 상태 검출 수단으로서 기능하고, 회전 가능 상태 검출 장치(200)를 구성한다.
카메라(180)는 챔버(1)의 내부를 촬상할 수 있으면, 다양한 카메라(180)가 사용되어도 되지만, 예를 들어 CCD 카메라나, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 카메라 등을 사용해도 된다.
화상 처리부(190)는 카메라(180)로 촬상한 화상을 화상 처리하여, 웨이퍼(W)의 단부의 표면의 높이를 산출함으로써, 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 회전을 개시해도 되는 상태에 있는지를 판정하는 판정 수단이다. 구체적으로는, 예를 들어 화상 처리부(190)는 카메라(180)로 취득한 화상 데이터로부터 에지 검출을 행하여, 오목부(24)의 에지와, 웨이퍼(W)의 단부의 에지의 높이를 비교한다. 웨이퍼(W)의 에지의 높이가, 오목부(24)의 에지보다 낮거나, 또는 높아도 소정의 범위 내에 있으면, 회전 테이블(2)을 회전시켜도 되는 상태라고 판정할 수 있다. 이와 같이, 화상 처리부(190)는 화상 처리를 행함과 함께, 회전 테이블(2)이 회전 가능 상태인지 여부를 판정한다. 또한, 화상 처리부(190)에서 판정한 판정 결과는 제어부(100)로 송신되고, 제어부(100)는 화상 처리부(190)로부터 수신한 판정 결과에 기초하여, 회전 테이블(2)의 회전을 개시할지, 또는 회전시키지 않고 그대로 대기할지를 제어한다.
이와 같이, 화상 처리부(190)는 카메라(180)로 촬상한 화상 데이터에 기초하여, 웨이퍼(W)의 단부의 표면의 높이가 소정값 이하이고, 회전 테이블(2)이 회전 개시 가능 상태에 있는지 여부를 검출하기 위한 연산 처리를 행하는 수단이다. 따라서, 화상 처리부(190)는 연산 처리가 가능하게 구성되어, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit, 중앙 처리 장치)를 구비하고, 프로그램에 의해 동작하는 마이크로컴퓨터나, 특정한 용도를 위해 설계, 제조되는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등의 집적 회로로서 구성되어도 된다.
본 실시 형태에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200) 및 기판 처리 장치(210)에 따르면, 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 단부 부근을 촬상 가능한 카메라(180)를 설치하여, 취득한 화상으로부터 웨이퍼(W)의 오목부(24)로부터의 높이 방향의 돌출량을 검출하고, 이에 기초하여 회전 테이블(2)이 회전 가능 상태에 있는지 여부를 판정한다. 따라서, 필요 이상으로 웨이퍼(W)의 휨이 소멸되는 것을 기다릴 필요가 없어져, 웨이퍼(W)의 튀어나옴을 확실히 방지하면서 스루풋의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 창(18) 및 카메라(180)는 챔버(1)의 소정 개소에 설치되므로, 오목부(24)를, 창(18) 및 카메라(180)로부터 촬상 가능한 위치로 이동시켜, 웨이퍼(W)의 휨 상태를 검출할 필요가 있다. 즉, 회전 테이블(2)은 회전 가능하므로, 회전 테이블(2) 상에 적재된 웨이퍼(W)의 위치는 고정하고 있고 않고, 각 웨이퍼(W)의 회전 가능 상태를 검출할 때에, 웨이퍼(W)의 위치를 검출할 필요가 있다. 이로 인해, 기판 처리 장치(210)는 기판 위치 검출 장치(170)를 구비하는 것이 바람직하다.
기판 위치 검출 장치(170)는 회전 테이블(2) 상에 적재된 웨이퍼(W)의 위치를 검출하기 위한 장치이고, 천장판(11)에 설치된다. 기판 위치 검출 장치는 창(110)과, 조명(120)과, 조명 반사판(130)과, 카메라(140)와, 하우징(150)과, 처리부(160)를 갖는다. 천장판(11)의 상면에는 카메라(140)로 챔버(1)의 내부를 촬상 가능하도록 구멍(16)이 형성되어 있고, 이 상방에 기판 위치 검출 장치(170)가 설치되어 있다. 구멍(16)은 챔버(1)의 내부에 통하는 개구이고, 구멍(16)을 막도록 창(110)을 배치함으로써, 챔버(1)가 밀폐 상태로 된다.
챔버(1)의 표면에는 챔버 마크(19)가 구비되어도 된다. 챔버 마크(19)는 챔버(1)의 기준 위치를 나타내기 위한 마크이고, 챔버 마크(19)를 기준으로 웨이퍼(W)의 위치가 검출된다. 또한, 회전 테이블(2)의 표면의, 오목부(24)의 근방에는 서셉터 마크(25)가 설치되어도 된다. 챔버 마크(19)를 절대 기준으로 하여, 챔버 마크(19)에 대한 서셉터 마크(25)의 상대 위치를 검출함으로써, 웨이퍼(W)의 위치를 검출할 수 있다.
창(110)은 구멍(16) 상에 형성되어, 구멍(16)에 의한 개구를 막음과 함께, 상방에 설치된 카메라(140)로부터 상면에서 보는 것이 가능한 촬상 시야를 확보한다. 창(18)과 마찬가지로, 예를 들어 석영 유리 등으로 구성되어도 된다.
조명(120)은 광을 조사하는 광원이고, 조명(120)보다도 상방에 있는 조명 반사판(130)을 향해 상방으로 광을 조사하고, 조명 반사판(130)에서 반사한 반사광으로 창(110)에 광을 입사시킨다. 조명(120)은 광을 적절한 휘도로 조사할 수 있으면, 다양한 광원이 사용되어도 되지만, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode, 발광 다이오드)를 사용해도 된다. 또한, 조명(120)은 카메라(140)의 촬상 시야를 차폐하지 않도록, 하우징(150)의 벽면 부근에 설치되어, 경사 상방을 향해 광을 조사한다.
조명 반사판(130)은 조명(120)으로부터 입사한 광을 반사하고, 반사광으로 창(110)을 조사하여, 챔버(1)의 내부를 밝게 하기 위한 광 반사 수단이다. 조명 반사판(130)은 하방으로부터 입사한 광을 반사하므로, 하면에 반사면(131)을 갖는다. 조명 반사판(130)은 카메라(140)의 촬상 시야를 차폐하지 않도록, 개구부(132)를 갖는다.
카메라(140)는 창(110)을 통해 챔버(1)의 내부를 촬상하는 촬상 수단이다. 카메라(140)도, 용도에 따라서 다양한 구성의 카메라(140)를 사용할 수 있지만, 예를 들어 CCD 카메라나 CMOS 카메라를 사용해도 된다.
하우징(150)은 창(110), 조명(120), 조명 반사판(130) 및 카메라(140)를 수용하기 위한 케이싱이다. 하우징(150)으로 전체를 덮음으로써, 카메라(140)의 주위를 어둡게 하여, 촬상에 적합한 상태로 할 수 있다.
처리부(160)는 카메라(140)로 촬상한 화상에 기초하여, 기판의 위치를 검출하기 위한 연산 처리를 행하는 수단이다. 따라서, 화상 처리부(190)와 마찬가지로, 연산 처리 기능을 갖는 마이크로 컴퓨터, 집적 회로 등으로서 구성되어도 된다.
도 2는 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치 및 기판 처리 장치의 사시도이다. 도 3은 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치 및 기판 처리 장치의 진공 용기 내의 구성을 도시하는 개략 평면도이다.
회전 테이블(2)의 표면부에는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 회전 방향(주위 방향)을 따라서 복수(도시의 예에서는 5매)의 기판인 웨이퍼(W)를 적재하기 위한 원 형상 오목부(24)가 형성되어 있다. 또한, 도 3에는 편의상 1개의 오목부(24)에만 웨이퍼(W)를 도시한다. 이 오목부(24)는 웨이퍼(W)의 직경보다도 약간, 예를 들어 4㎜ 큰 내경과, 웨이퍼(W)의 두께에 대략 동등하거나, 또는 웨이퍼(W)의 두께보다도 깊은 깊이를 갖고 있다. 따라서, 휨이 없는 웨이퍼(W)가 오목부(24)에 수용되면, 웨이퍼(W)의 표면과 회전 테이블(2)의 표면[웨이퍼(W)가 적재되지 않는 영역]이 동일한 높이로 되거나, 또는 웨이퍼(W)의 표면이 회전 테이블(2)의 표면보다도 낮아진다. 또한, 오목부(24)가 웨이퍼(W)보다 깊게 구성되는 경우에는, 웨이퍼(W)의 두께보다도 깊고, 웨이퍼(W)의 두께의 2배 이하 또는 3배 이하의 정도까지의 깊이로 구성하는 것이 바람직하다. 오목부(24)를 깊게 구성하면, 웨이퍼(W)가 신속히 회전 가능 상태로 되는 것도 생각되지만, 웨이퍼(W)의 단부가 회전 테이블(2)의 표면보다도 하방에 있는 상태로 되어도, 웨이퍼(W)의 휨이 지나치게 큰 경우에는, 성막을 균일하게 행하는 것이 곤란해질 우려가 있기 때문이다. 또한, 지나치게 깊게 구성하면, 웨이퍼(W)의 오목부(24)로의 출입에 여분의 시간을 필요로 함과 함께, 성막 시의 처리 가스의 웨이퍼(W) 표면으로의 도달이 저하될 우려가 있기 때문이다. 따라서, 오목부(24)의 깊이는 웨이퍼(W)의 두께와 동일한 깊이이거나, 웨이퍼(W)의 두께 이상이며, 2 내지 3배 이하인 것이 바람직하다.
또한, 오목부(24)의 저면에는 웨이퍼(W)의 이면을 지지하여 웨이퍼(W)를 승강시키기 위한, 예를 들어 3개의 승강 핀이 관통하는 관통 구멍(모두 도시하지 않음)이 형성되어 있다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 회전 테이블(2)의 상방에는 각각, 예를 들어 석영을 포함하는 반응 가스 노즐(31), 반응 가스 노즐(32) 및 분리 가스 노즐(41, 42)이 챔버(1)의 주위 방향[회전 테이블(2)의 회전 방향(도 16의 화살표A)]으로 서로 간격을 두고 배치되어 있다. 도시한 예에서는, 후술하는 반송구(15)로부터 시계 방향[회전 테이블(2)의 회전 방향]으로, 분리 가스 노즐(41), 반응 가스 노즐(31), 분리 가스 노즐(42) 및 반응 가스 노즐(32)이 이 순서로 배열되어 있다. 이들 노즐(31, 32, 41, 42)은 각 노즐(31, 32, 41, 42)의 기단부인 가스 도입 포트(31a, 32a, 41a, 42a)(도 3)를 용기 본체(12)의 외주벽에 고정함으로써, 챔버(1)의 외주벽으로부터 챔버(1) 내에 도입되어, 용기 본체(12)의 반경 방향을 따라서 회전 테이블(2)에 대해 수평으로 연신되도록 설치되어 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 반응 가스 노즐(31)은 도시하지 않은 배관 및 유량 제어기 등을 통해, 제1 반응 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 반응 가스 노즐(32)은 도시하지 않은 배관 및 유량 제어기 등을 통해, 제2 반응 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 분리 가스 노즐(41, 42)은 모두 도시하지 않은 배관 및 유량 제어 밸브 등을 통해, 분리 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 분리 가스로서는, 헬륨(He)이나 아르곤(Ar) 등의 희가스나 질소(N2) 가스 등의 불활성 가스를 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, N2 가스를 사용하는 것으로 한다.
또한, 일반적으로, 제1 반응 가스에는 Si 함유 가스 등의 성막용 가스가 사용되고, 제2 반응 가스에는 산화 가스, 질화 가스 등의 가스, 또는 제1 반응 가스와 마찬가지로 성막용 가스가 사용되는 경우가 많다.
반응 가스 노즐(31, 32)에는 회전 테이블(2)을 향해 개방되는 복수의 가스 토출 구멍(33)이, 반응 가스 노즐(31, 32)의 길이 방향을 따라서, 예를 들어 10㎜의 간격으로 배열되어 있다. 반응 가스 노즐(31)의 하방 영역은 제1 반응 가스를 웨이퍼(W)에 흡착시키기 위한 제1 처리 영역 P1이 된다. 반응 가스 노즐(32)의 하방 영역은 제1 처리 영역 P1에 있어서 웨이퍼(W)에 흡착된 제1 반응 가스와 반응하는 제2 반응 가스를 공급하여, 제1 반응 가스와 제2 반응 가스가 반응 생성물을 퇴적시키는 제2 처리 영역 P2가 된다.
회전 테이블(2)이 회전하여, 웨이퍼(W)가 제1 반응 가스가 공급되고 있는 제1 처리 영역 P1, 제2 반응 가스가 공급되고 있는 제2 처리 영역 P2를 순차 통과함으로써, 웨이퍼(W)의 표면 상으로의 제1 반응 가스의 흡착, 제1 반응 가스와 제2 반응 가스의 반응에 의한 반응 생성물이 순차 퇴적하여, 반응 생성물의 원자층 또는 분자층이 웨이퍼(W)의 표면 상에 성막되어 간다.
실시 형태 1에 관한 기판 처리 장치(210)에서는, 이와 같은 회전 테이블(2)의 회전에 의한 ALD법 또는 MLD법에 의한 성막을 행하기 위해, 웨이퍼(W)를 챔버(1) 내에 반입하고, 웨이퍼(W)를 오목부(24)에 순차 적재한 후, 웨이퍼(W)의 휨이 어느 정도의 범위 내에 들어가, 회전 테이블(2)을 회전하여 성막을 개시해도 되는 상태까지 기다릴 필요가 있다. 즉, 웨이퍼(W)의 휨이 남은 상태에서 회전 테이블(2)을 회전시켜, 웨이퍼(W)가 오목부(24)로부터 튀어나와 버리면, 튀어나온 웨이퍼(W)가 파손될 뿐만 아니라, 챔버(1) 내도 파손되어, 그 후의 제조 프로세스를 실시할 수 없게 될 우려가 있다.
따라서, 실시 형태 1에 관한 기판 처리 장치(210)에 있어서는, 반송구(15)보다도 약간 좌측의 용기 본체(2)의 측면에 구멍(17)을 형성함과 함께 창(18)으로 덮고, 창(18)의 외측에 카메라(180)를 배치하고 있다. 카메라(180)는 창(18)으로부터 챔버(1)의 내부가 촬상 가능하고, 특히 반송구(15)로부터 반입되어, 오목부(24)상에 적재된 웨이퍼(W)의 단부가 촬상 가능한 위치에 배치되어 있다. 이에 의해, 반입된 후의 웨이퍼(W)의 휨 상태를 촬상하는 것이 가능해지므로, 휨이 해소되어, 웨이퍼(W)가 회전 가능한 상태로 된 것을 용이하게 검출할 수 있다. 또한, 촬상은 연속적으로 행하는 것이 가능하므로, 적재 후에 웨이퍼(W)의 휨 상태를 카메라(180)에 의해 감시하고, 웨이퍼(W)가 회전 개시 가능 상태로 된 후, 그 상태를 검출할 수 있다. 회전 가능 상태의 검출은 화상 처리부(190)에 의한 화상 처리에 의해 가능한 것은 상술한 바와 같다.
그리고, 1매의 웨이퍼(W)의 회전 개시 가능 상태를 검출하면, 순차 회전 테이블(2)을 이동시키고, 다음에 오목부(24) 상에 적재된 웨이퍼(W)의 휨의 상태를 관찰한다. 이를 순차 반복하여, 각각의 오목부(24)에 적재된 5매의 각 웨이퍼(W)에 대해, 회전 개시 가능 상태가 검출되면, 회전 테이블(2)이 회전 개시 가능한 상태로 된 것이 검출된다. 그리고, 빠르게 상술한 성막 공정을 개시하는 것이 가능해져, 대기를 위한 로스 타임을 최소한으로 억제할 수 있다.
다음에, 실시 형태 1에 관한 기판 처리 장치의 구성에 대해, 보다 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 챔버(1) 내에는 2개의 볼록 형상부(4)가 설치되어 있다. 볼록 형상부(4)는 분리 가스 노즐(41, 42)과 함께 분리 영역 D를 구성하기 위해, 후술하는 바와 같이, 회전 테이블(2)을 향해 돌출되도록 천장판(11)의 이면에 설치되어 있다. 또한, 볼록 형상부(4)는 정상부가 원호 형상으로 절단된 부채형의 평면 형상을 갖고, 본 실시 형태에 있어서는, 내원호가 돌출부(5)(후술)에 연결되고, 외원호가 챔버(1)의 용기 본체(12)의 내주면을 따르도록 배치되어 있다.
도 4는 실시 형태 1에 관한 기판 처리 장치의 반응 가스 노즐(31)로부터 반응 가스 노즐(32)까지 회전 테이블(2)의 동심원을 따른 챔버(1)의 단면을 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 천장판(11)의 이면에 볼록 형상부(4)가 설치되어 있으므로, 챔버(1) 내에는 볼록 형상부(4)의 하면인 평탄한 낮은 천장면(44)(제1 천장면)과, 이 천장면(44)의 주위 방향 양측에 위치하는, 천장면(44)보다도 높은 천장면(45)(제2 천장면)이 존재한다. 천장면(44)은 정상부가 원호 형상으로 절단된 부채형의 평면 형상을 갖고 있다. 또한, 도시한 바와 같이, 볼록 형상부(4)에는 주위 방향 중앙에 있어서, 반경 방향으로 연신되도록 형성된 홈부(43)가 형성되고, 분리 가스 노즐(42)이 홈부(43) 내에 수용되어 있다. 다른 하나의 볼록 형상부(4)에도 마찬가지로 홈부(43)가 형성되고, 여기에 분리 가스 노즐(41)이 수용되어 있다. 또한, 높은 천장면(45)의 하방의 공간에 반응 가스 노즐(31, 32)이 각각 설치되어 있다. 이 반응 가스 노즐(31, 32)은 천장면(45)으로부터 이격되어 웨이퍼(W)의 근방에 설치되어 있다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 높은 천장면(45)의 하방의 우측 공간(481)에 반응 가스 노즐(31)이 설치되고, 높은 천장면(45)의 하방의 좌측 공간(482)에 반응 가스 노즐(32)이 설치된다.
또한, 볼록 형상부(4)의 홈부(43)에 수용되는 분리 가스 노즐(41, 42)에는 회전 테이블(2)을 향해 개방되는 복수의 가스 토출 구멍(42h)(도 4 참조)이, 분리 가스 노즐(41, 42)의 길이 방향을 따라서, 예를 들어 10㎜의 간격으로 배열되어 있다.
천장면(44)은 협애한 공간인 분리 공간 H를 회전 테이블(2)에 대해 형성하고 있다. 분리 가스 노즐(42)의 토출 구멍(42h)으로부터 N2 가스가 공급되면, 이 N2 가스는 분리 공간 H를 통해 공간(481) 및 공간(482)을 향해 흐른다. 이때, 분리 공간 H의 용적은 공간(481 및 482)의 용적보다도 작으므로, N2 가스에 의해 분리 공간 H의 압력을 공간(481 및 482)의 압력에 비해 높게 할 수 있다. 즉, 공간(481 및 482) 사이에 압력이 높은 분리 공간 H가 형성된다. 또한, 분리 공간 H로부터 공간(481 및 482)으로 흘러나오는 N2 가스가, 제1 처리 영역 P1로부터의 제1 반응 가스와, 제2 처리 영역 P2로부터의 제2 반응 가스에 대한 카운터 플로우로서 작용한다. 따라서, 제1 처리 영역 P1로부터의 제1 반응 가스와, 제2 처리 영역 P2로부터의 제2 반응 가스가 분리 공간 H에 의해 분리된다. 따라서, 챔버(1) 내에 있어서 제1 반응 가스와 제2 반응 가스가 혼합하여, 반응하는 것이 억제된다.
또한, 회전 테이블(2)의 상면에 대한 천장면(44)의 높이 h1은 성막 시의 챔버(1) 내의 압력, 회전 테이블(2)의 회전 속도, 공급하는 분리 가스(N2 가스)의 공급량 등을 고려하여, 분리 공간 H의 압력을 공간(481 및 482)의 압력에 비해 높게 하는 데 적합한 높이로 설정하는 것이 바람직하다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 천장판(11)의 하면에는 회전 테이블(2)을 고정하는 코어부(21)의 외주를 둘러싸는 돌출부(5)가 설치되어 있다. 이 돌출부(5)는, 본 실시 형태에 있어서는, 볼록 형상부(4)에 있어서의 회전 중심측의 부위와 연속되어 있고, 그 하면이 천장면(44)과 동일한 높이로 형성되어 있다.
앞서 참조한 도 1은 천장면(45)이 설치되어 있는 영역을 도시하고 있다.
한편, 도 5는 실시 형태 1에 관한 기판 처리 장치의 천장면(44)이 설치되어 있는 영역을 도시하는 단면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 부채형의 볼록 형상부(4)의 주연부[챔버(1)의 외측 테두리측의 부위]에는 회전 테이블(2)의 외측 단부면에 대향하도록 L자형으로 굴곡되는 굴곡부(46)가 형성되어 있다. 이 굴곡부(46)는 볼록 형상부(4)와 마찬가지로, 분리 영역 D의 양측으로부터 반응 가스가 침입하는 것을 억제하여, 양 반응 가스의 혼합을 억제한다. 부채형의 볼록 형상부(4)는 천장판(11)에 설치되어, 천장판(11)이 용기 본체(12)로부터 제거되도록 되어 있으므로, 굴곡부(46)의 외주면과 용기 본체(12) 사이에는 약간 간극이 있다. 굴곡부(46)의 내주면과 회전 테이블(2)의 외측 단부면의 간극 및 굴곡부(46)의 외주면과 용기 본체(12)의 간극은, 예를 들어 회전 테이블(2)의 상면에 대한 천장면(44)의 높이와 동일한 치수로 설정되어 있다.
용기 본체(12)의 내주벽은, 분리 영역 D에 있어서는 도 5에 도시한 바와 같이 굴곡부(46)의 외주면과 접근하여 수직면으로 형성되어 있지만, 분리 영역 D 이외의 부위에 있어서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 예를 들어 회전 테이블(2)의 외측 단부면과 대향하는 부위로부터 저부(14)에 걸쳐서 외측으로 오목하게 되어 있다. 이하, 설명의 편의상, 대략 직사각형의 단면 형상을 갖는 오목한 부분을 배기 영역으로 기재한다. 구체적으로는, 제1 처리 영역 P1에 연통하는 배기 영역을 제1 배기 영역 E1로 기재하고, 제2 처리 영역 P2에 연통하는 영역을 제2 배기 영역 E2로 기재한다. 이들 제1 배기 영역 E1 및 제2 배기 영역 E2의 저부에는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 각각, 제1 배기구(610) 및 제2 배기구(620)가 형성되어 있다. 제1 배기구(610) 및 제2 배기구(620)는, 도 1에 도시한 바와 같이 각각 배기관(630)을 통해 진공 배기 수단인, 예를 들어 진공 펌프(640)에 접속되어 있다. 또한, 도 1 중, 압력 제어기(650)도 도시되어 있다.
회전 테이블(2)과 챔버(1)의 저부(14) 사이의 공간에는, 도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이 가열 수단인 히터 유닛(7)이 설치되고, 회전 테이블(2)을 통해 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)가, 프로세스 레시피로 결정된 온도(예를 들어, 400℃)로 가열된다. 회전 테이블(2)의 주연 부근의 하방측에는 회전 테이블(2)의 상방 공간으로부터 배기 영역 E1, E2에 이르기까지의 분위기와 히터 유닛(7)이 놓여 있는 분위기를 구획하여 회전 테이블(2)의 하방 영역으로의 가스의 침입을 억제하기 위해, 링 형상의 커버 부재(71)가 설치되어 있다(도 5). 이 커버 부재(71)는 회전 테이블(2)의 외측 테두리부 및 외측 테두리부보다도 외주측을 하방측으로부터 면하도록 설치된 내측 부재(71a)와, 이 내측 부재(71a)와 챔버(1)의 내벽면 사이에 설치된 외측 부재(71b)를 구비하고 있다. 외측 부재(71b)는 분리 영역 D에 있어서 볼록 형상부(4)의 외측 테두리부에 형성된 굴곡부(46)의 하방에서, 굴곡부(46)와 근접하여 설치되고, 내측 부재(71a)는 회전 테이블(2)의 외측 테두리부 하방(및 외측 테두리부보다도 약간 외측의 부분의 하방)에 있어서, 히터 유닛(7)을 전체 둘레에 걸쳐서 둘러싸고 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 히터 유닛(7)이 배치되어 있는 공간보다도 회전 중심 근처의 부위에 있어서의 저부(14)는 회전 테이블(2)의 하면의 중심부 부근에 있어서의 코어부(21)에 접근하도록 상방측으로 돌출되어 돌출부(12a)를 이루고 있다. 이 돌출부(12a)와 코어부(21) 사이는 좁은 공간으로 되어 있고, 또한 저부(14)를 관통하는 회전축(22)의 관통 구멍의 내주면과 회전축(22)의 간극이 좁게 되어 있고, 이들 좁은 공간은 케이스체(20)에 연통되어 있다. 그리고, 케이스체(20)에는 퍼지 가스인 N2 가스를 좁은 공간 내에 공급하여 퍼지하기 위한 퍼지 가스 공급관(72)이 설치되어 있다. 또한, 챔버(1)의 저부(14)에는 히터 유닛(7)의 하방에 있어서 주위 방향으로 소정의 각도 간격으로, 히터 유닛(7)의 배치 공간을 퍼지하기 위한 복수의 퍼지 가스 공급관(73)이 설치되어 있다[도 18에는 하나의 퍼지 가스 공급관(73)을 도시함]. 또한, 히터 유닛(7)과 회전 테이블(2) 사이에는, 히터 유닛(7)이 설치된 영역으로의 가스의 침입을 억제하기 위해, 외측 부재(71b)의 내주벽[내측 부재(71a)의 상면]으로부터 돌출부(12a)의 상단부와의 사이를 주위 방향에 걸쳐서 덮는 덮개 부재(7a)가 설치되어 있다. 덮개 부재(7a)는, 예를 들어 석영으로 제작할 수 있다.
또한, 챔버(1)의 천장판(11)의 중심부에는 분리 가스 공급관(51)이 접속되어 있고, 천장판(11)과 코어부(21) 사이의 공간(52)에 분리 가스인 N2 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 이 공간(52)에 공급된 분리 가스는 돌출부(5)와 회전 테이블(2)의 좁은 간극(50)을 통해 회전 테이블(2)의 웨이퍼 적재 영역측의 표면을 따라서 주연을 향해 토출된다. 공간(50)은 분리 가스에 의해 공간(481) 및 공간(482)보다도 높은 압력으로 유지될 수 있다. 따라서, 공간(50)에 의해, 제1 처리 영역 P1에 공급되는 TiCl4 가스와 제2 처리 영역 P2에 공급되는 NH3 가스가, 중심 영역 C를 통해 혼합되는 것이 억제된다. 즉, 공간(50)(또는 중심 영역 C)은 분리 공간 H(또는 분리 영역 D)와 마찬가지로 기능할 수 있다.
또한, 챔버(1)의 측벽에는, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이 외부의 반송 아암(10)과 회전 테이블(2) 사이에서 기판인 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 반송구(15)가 형성되어 있다. 이 반송구(15)는 도시하지 않은 게이트 밸브에 의해 개폐된다. 또한, 회전 테이블(2)에 있어서의 웨이퍼 적재 영역인 오목부(24)는 이 반송구(15)에 면하는 위치에서 반송 아암(10)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달이 행해지므로, 회전 테이블(2)의 하방측에 있어서 전달 위치에 대응하는 부위에, 오목부(24)를 관통하여 웨이퍼(W)를 이면으로부터 들어올리기 위한 전달용 승강 핀 및 그 승강 기구(모두 도시하지 않음)가 설치되어 있다.
또한, 본 실시 형태에 의한 기판 처리 장치에는, 도 1에 도시한 바와 같이 장치 전체의 동작의 컨트롤을 행하기 위한 컴퓨터를 포함하는 제어부(100)가 설치되어 있고, 이 제어부(100)의 메모리 내에는 후술하는 성막 방법을 제어부(100)의 제어 하에 기판 처리 장치에 실시시키는 프로그램이 저장되어 있다. 이 프로그램은 후술하는 성막 방법을 실행하도록 스텝군이 짜여져 있고, 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 광자기 디스크, 메모리 카드, 플렉시블 디스크 등의 매체(102)에 기억되고, 소정의 판독 장치에 의해 기억부(101)로 판독되어, 제어부(100) 내에 인스톨된다. 또한, 제어부(100)는 상술한 처리부(160), 화상 처리부(190) 등도 제어해도 된다.
이와 같이, 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)는, 이와 같은 회전 테이블식 기판 처리 장치(210)에 적절하게 적용할 수 있다.
다음에, 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)에 대해, 보다 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)의 카메라(180)의 배치 및 시야각에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 1 내지 도 3에 있어서, 카메라(180)와 챔버(1)의 위치 관계를 나타냈지만, 카메라(180)로부터의 시야각은, 도 6에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)의 전체 둘레에 걸치는 단부에 대해, 한번에 촬상을 행하는 것이 가능하도록 설정할 수 있다. 즉, 카메라(180)의 시야각에서, 웨이퍼(W)의 양단부를 포함하도록 촬상할 수 있으므로, 오목부(24)의 모든 단부에 대해, 회전 테이블(2)보다도 높을 때의 웨이퍼(W)의 단부의 표면의 높이를 촬상할 수 있다. 이에 의해, 회전 테이블(2)을 회전시켜도, 웨이퍼(W)가 어떤 개소로부터도 튀어나오지 않는 상태를 확실히 담보할 수 있다.
또한, 도 6에 도시한 상태의 시야각은 카메라(180)의 시야각, 창(18)의 크기, 창(18)과 카메라(180)의 거리를 고려함으로써, 용이하게 설정 가능하다.
이와 같이, 카메라(180)의 촬상 영역을 적절하게 설정함으로써, 웨이퍼(W)의 전체 둘레에 대해, 회전 개시 가능 상태를 확실히 검출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치의 일례의 장치 구성을 도시한 도면이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)는 카메라(180)와, 화상 처리부(190)를 구비한다. 그리고, 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(210)의 회전 테이블(2)의 표면 상에 형성된 오목부(24) 상에 적재된 웨이퍼(W)를, 창(18)을 통해 측방으로부터 촬상한다. 창(18)은 회전 테이블(2)의 표면과 동일한 높이의 영역을 적어도 포함하도록 배치되어, 카메라(180)가, 회전 테이블(2)의 표면을 대략 동일한 높이에서 촬상하는 것이 가능하게 되어 있다. 카메라(180)는 회전 테이블(2)의 표면 또는 오목부(24)의 단부 에지와, 웨이퍼(W)의 오목부(24)로부터의 돌출 영역을 함께 촬상할 수 있고, 웨이퍼(W)의 상단부가 오목부(24)로부터 높이 방향으로 돌출되어 있는 것을 촬상에 의해 검출할 수 있다.
또한, 카메라(180)는 CCD 카메라, CMOS 카메라 등의 디지털 카메라 외에, 아날로그 카메라 등도 사용할 수 있다.
카메라(180)로 촬상된 화상 데이터는 화상 처리부(190)로 보내진다. 화상 처리부(190)에서는 카메라(180)로부터 수신한 화상 데이터로부터, 웨이퍼(W)의 상단부 위치와, 회전 테이블(2)의 표면 위치를 화상 처리에 의해 특정하고, 웨이퍼(W)의 상단부가, 회전 테이블(2)의 표면보다도 아래에 있는지 여부를 판정한다. 웨이퍼(W)의 상단부가, 회전 테이블(2)의 표면보다도 아래에 있는지 여부는, 웨이퍼(W)의 상단부의 에지가 소멸했는지 여부에 의해 판정할 수 있다. 즉, 웨이퍼(W)의 상단부의 에지를 검출할 수 있다는 것은, 웨이퍼(W)의 상단부는 회전 테이블(2)의 표면으로부터 돌출되어 있다는 것을 의미한다. 한편, 웨이퍼(W)의 상단부의 에지가 회전 테이블(2)보다도 하방으로 내려가면, 웨이퍼(W)의 에지는 회전 테이블(2)의 표면의 그림자에 가려져 카메라(180)로부터는 촬상할 수 없는 상태에 있는 것을 의미하므로, 웨이퍼(W)의 휨이, 회전 테이블(2)을 회전시켜도 튀어나오지 않을 정도까지 없어진 상태인 것을 검출할 수 있다.
또한, 화상 처리부(190)에 있어서는, 예를 들어 웨이퍼(W)가 회전 가능 상태 인지 여부에 대해, 제어부(100)에 상태 신호를 계속해서 송신하는 구성으로 해도 되고, 상태가 변화된 단계에서, 상태 신호를 송신하도록 해도 된다. 즉, 웨이퍼(W)가 오목부(24) 상에 적재되었을 때에, 웨이퍼(W)가 휘어 회전 불가능 상태이면, 회전 불가능 상태를 나타내는 상태 신호를 제어부(100)로 송신하고, 회전 가능 상태로 되면, 회전 가능 상태를 나타내는 상태 신호를 제어부(100)로 송신하면 되지만, 상태 신호는 계속적이어도 되고, 변화 시에 송신하는 트리거 신호와 같은 것이어도 된다.
화상 처리부(190)는, 상술한 바와 같이, 화상 처리 및 판정 처리가 가능한 화상 처리 기능 및 연산 처리 기능을 가지면 되고, 마이크로 컴퓨터를 포함하는 컴퓨터, 집적 회로 등에 의해 구성되어도 된다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 회전 테이블(2) 상에 복수의 오목부(24)가 형성되어 있고, 복수의 웨이퍼(W)가 각각의 오목부(24)에 적재되는 경우에는, 각 오목부(24) 상에 웨이퍼(W)가 적재될 때마다 회전 가능 상태의 검출 동작을 행하여, 모둔 웨이퍼(W)에 대해 회전 가능 상태가 검출되었을 때에, 회전 테이블(2)이 회전 가능으로 판정하도록 해도 된다. 그 판정은 화상 처리부(190)에서 행해도 되고, 제어부(100)에서 행해도 된다. 단, 기판 처리 장치(210)의 전체 제어를 행하는 것은 제어부(100)이므로, 화상 처리부(190)에서는 순차 개별의 검출을 행하고, 전체는 제어부(100)에서 판정을 행하도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 화상 처리부(190)에서 행하는 판정 처리에 있어서, 상한의 시간을 설정하도록 해도 된다. 즉, 웨이퍼(W)가 오목부(24) 상에 적재된 후 시간을 계측하여, 소정 시간 이내에 회전 가능 상태가 검출되지 않은 경우에는, 알람 신호를 출력하여, 제어부(100)로 송신하는 처리를 행하도록 해도 된다. 제어부(100)에서는, 필요에 따라서, 기판 처리 장치(210)를 정지시켜, 전체의 점검을 행하는 등의 대책을 채용하는 것이 가능해진다.
이 경우에는, 상한 시간의 설정을 변경 가능하도록 하여, 예를 들어 시간 설정 테이블을 설치해도 된다. 시간의 설정 가능 범위는, 예를 들어 0 내지 300초로 해 두고, 그와 같은 시간 설정이 불필요한 경우에는, 0초 설정을 무감시 설정으로 하는 구성으로 해도 된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)는 용도에 따라서 다양한 기능을 부가하는 것이 가능하다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)에 의한 촬상 화상의 일례를 도시한 도면이다.
도 8a는 회전 불가능 상태에 있어서의 촬상 화상의 일례를 도시한 도면이다. 도 8a에 있어서, 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 오목부(24) 상에 적재되어 있지만, 웨이퍼(W)가 휘어, 웨이퍼(W)의 단부가 회전 테이블(2)의 표면보다도 상방에 있는 상태가 도시되어 있다. 웨이퍼(W)의 좌측 단부가 카메라(180)에 의해 촬상되어 있고, 카메라(180)의 화소(180a)가 모식적으로 도시되어 있다. 도 8a에 있어서, 웨이퍼(W)의 단부의 에지 We는 회전 테이블(2)의 표면 에지 Te보다도 크게 상방에 있어, 이대로 회전 테이블(2)을 회전시키면, 웨이퍼(W)가 오목부(24)로부터 튀어나오는 회전 불가능 상태인 것이 도시되어 있다.
도 8b는 회전 가능 상태에 있어서의 촬상 화상의 일례를 도시한 도면이다. 도 8b에 있어서, 웨이퍼(W)의 좌측 단부에 있어서, 웨이퍼(W)의 에지 We는 회전 테이블(2)의 표면의 에지 Te보다도 하방에 있어, 촬상되지 않은 상태인 것이 도시되어 있다. 이 상태는 웨이퍼(W)의 휨이 수습되고, 웨이퍼(W)의 단부가 회전 테이블(2)의 표면보다도 하방에 있는 상태이므로, 회전 테이블(2)을 회전시켜도 웨이퍼(W)는 오목부(24)의 내벽에 접촉하여, 웨이퍼(W)는 오목부(24)를 튀어나오지 않는 회전 가능 상태이다.
이와 같이, 카메라(180)로 촬상한 화상에 의해, 웨이퍼(W)가 회전 가능 상태인지 회전 불가능 상태인지를 검출할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 회전 테이블 상에 적재된 웨이퍼의 상태 변화의 일례를 도시한 도면이다. 도 9a는 웨이퍼(W)가 오목부(24) 상에 적재된 직후의 상태의 일례를 도시한 도면이다. 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 오목부(24) 상에 적재된 직후는 상온 하로부터 가열 분위기 하의 환경으로 급격히 변화되므로, 웨이퍼(W)가 휘어, 단부가 튀어오른 상태로 된다.
도 9b는 웨이퍼(W)가 오목부(24) 상에 적재된 후 어느 정도의 시간이 경과한 상태의 일례를 도시한 도면이다. 도 9b에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 온도가 상승함에 따라서, 웨이퍼(W)의 휨이 경감되어 간다. 그러나, 웨이퍼(W)의 단부는 약간 회전 테이블(2)의 표면보다도 위에 있으므로, 이대로 회전 테이블(2)을 회전시키면, 웨이퍼(W)는 오목부(24)로부터 튀어나올 우려가 있다.
도 9c는 웨이퍼(W)의 휨이 해소된 상태의 일례를 도시한 도면이다. 웨이퍼(W)의 휨이 작아져, 웨이퍼(W)의 단부가 회전 테이블(2)의 표면보다도 하방이 되면, 웨이퍼(W)는 오목부(24) 내에 수용된 상태이고, 카메라(180)의 화상으로부터 웨이퍼(W)는 소멸된다. 이 상태에서, 회전 가능 상태로 된다.
실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)에서는, 이와 같은 웨이퍼(W)의 상태 변화를 감시함으로써, 웨이퍼(W)가 회전 가능 상태로 된 후, 회전 테이블(2)의 회전을 개시하고, 기판 처리를 개시하는 것이 가능해지므로, 확실히 웨이퍼(W)의 튀어나옴을 방지할 수 있음과 함께, 여분의 대기 시간을 없애, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 방법 및 기판 처리 방법의 일례를 도시하는 처리 흐름도이다. 또한, 지금까지 설명한 구성 요소와 동일한 구성 요소에는, 동일한 참조 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
스텝 S100에서는 회전 테이블(2) 상의 기판 적재 영역인 오목부(24) 상에 웨이퍼(W)가 적재된다. 이때, 웨이퍼(W)는 상온 하로부터 400℃ 정도의 고온 하로 이동하므로, 급격한 온도 변화에 따라서, 도 8a, 도 9a에 도시한 바와 같이, 크게 휘어 올라간다.
스텝 S110에서는 카메라(180)에 의해 웨이퍼(W)의 관찰 화상의 도입이 개시된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 상태가 화상으로 감시된다. 카메라(180)로 촬상되어 취득된 화상은 화상 처리부(190)로 보내진다.
스텝 S120에서는 웨이퍼(W)의 휨이, 오목부(24) 내에 수용된 것인지 여부가 판정된다. 웨이퍼(W)의 휨이, 오목부(24) 내에 수용된 경우에는, 회전 가능 상태라고 판정되어, 스텝 S130으로 진행한다. 또한, 여기서, 웨이퍼(W)의 단부가 회전 테이블(2)의 표면보다도 하방에 있는 경우에는, 확실히 회전 가능 상태로 되지만, 웨이퍼(W)의 단부의 상단부가 회전 테이블(2)의 표면보다도 약간 상방에 있지만, 회전 테이블(2)을 회전시켜도, 웨이퍼(W)가 오목부(24)를 튀어나오지 않는 상태도 있을 수 있다. 따라서, 이와 같은 경우를 고려하여, 회전 가능 상태는, 웨이퍼(W)의 회전 테이블(2)의 표면으로부터의 높이 방향의 돌출량이, 소정값 이하인 경우도 포함해도 된다. 그러나, 소정값은 웨이퍼(W)의 튀어나옴을 확실히 방지하는 관점에서, 제로에 가까운 극히 작은 값인 것이 바람직하다. 또한, 회전 테이블(2)의 표면과 동일한 높이로 소정값을 설정한 경우에는, 당연히 소정값은 제로의 설정이 된다.
스텝 S130에서는 회전 테이블(2)을 조금만 회전시켜, 다음의 웨이퍼(W)가 적재된 오목부(24)가 창(18)으로부터 카메라(180)로 촬상 가능한 위치로 오도록 이동시킨다.
스텝 S140에서는 웨이퍼(W)를 이동시킨 단계에서, 설정한 매수의 회전 가능 상태의 검출이 완료되었는지가 판단된다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시한 회전 테이블(2)의 경우에는, 5매의 웨이퍼(W)에 대해 회전 가능 상태의 검출이 완료되었는지 여부가 판단된다.
스텝 S140에 있어서, 설정 매수의 회전 가능 상태의 검출이 완료되었다고 판정된 경우에는 스텝 S150으로 진행한다. 한편, 설정 매수의 회전 가능 상태의 검출이 완료되지 않았다고 판정된 경우에는, 스텝 S110으로 돌아가, 웨이퍼(W)의 관찰 화상 판독으로부터, 스텝 S140까지의 일련의 판정ㆍ검출 처리가 반복된다. 각 웨이퍼(W)에 대해 일련의 처리를 반복하여, 설정 매수가 완료되면, 스텝 S150으로 진행한다.
스텝 S150에서는 기판 처리 장치(210)에 있어서의 성막 처리가 개시된다. 구체적으로는, 도 1 내지 도 5에 있어서 설명한 바와 같이, 회전 테이블(2)의 회전이 개시되어, 성막 처리가 행해진다. 소정의 성막 처리가 종료되면, 처리 플로우를 종료한다.
한편, 스텝 S120에 있어서, 웨이퍼(W)의 휨이 오목부(24) 내에 수용되어 있지 않다고 판정된 경우에는 스텝 S160으로 진행한다.
스텝 S160에서는 웨이퍼(W)를 오목부(24) 상에 적재한 후, 소정의 검출 상한 시간 이상 경과하였는지 여부가 판정된다. 상한 시간은, 예를 들어 0 내지 300초의 범위에서 설정되어도 된다.
스텝 S160에 있어서, 상한 시간이 경과하고 있지 않다고 판정된 경우에는, 스텝 S110으로 돌아가, 웨이퍼(W)의 휨이 수습될 때까지, 스텝 S110, S120 및 S160의 처리를 반복한다.
한편, 스텝 S160에 있어서, 소정의 검출 상한 시간 이상이 경과하였다고 판정된 경우에는, 제어부(100)에 알람 신호를 출력하고, 제어부(100)가 기판 처리 장치(210)의 동작을 정지시킨다. 이에 의해, 기판 처리 장치(210)의 조작자는 이상을 인식할 수 있어, 장치의 상태를 점검할 수 있다.
또한, 스텝 S160에 있어서, 검출 상한 시간은 용도 등에 따라서 변경 가능하게 되어도 된다. 예를 들어, 1초 간격의 시간 설정 테이블을 설치하여, 1초 간격의 임의의 시간으로 검출 상한 시간을 설정하도록 해도 된다. 또한, 이 경우에 있어서, 검출 상한 시간을 설정하지 않은 경우에는, 무감시 설정으로 하고, 0초를 설정하도록 해도 된다.
또한, 스텝 S160 및 스텝 S170은 필요에 따라서 설치하도록 해도 되고, 필수는 아니다.
실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 방법 및 기판 처리 방법에 따르면, 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2) 상에 적재되었을 때에 휨이 발생한 경우라도, 회전 테이블(2)을 회전 가능한 상태까지 휨이 수습된 회전 가능 상태를 확실히 실시간으로 검출할 수 있고, 웨이퍼(W)의 튀어나옴 방지를 담보하면서, 최소한의 대기 시간으로 기판 처리를 개시할 수 있다.
〔실시 형태 2〕
도 11a 내지 도 11f는 웨이퍼(W)가 챔버(1) 내에 반입되어, 회전 테이블(2)의 오목부(24) 상에 적재되었을 때의 웨이퍼(W)의 휨의 변화 상태의 일례를 상세하게 도시한 도면이다. 도 11a 내지 도 11f에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)를 오목부(24) 상에 적재했을 때에, 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)는 주위의 급격한 온도 변화에 따라서 휘지만, 일순간에 휘는 것이 아니라, 수초 내지 수십초, 예를 들어 십수초 내지 20초 정도의 시간을 거쳐서 여러 번 휨 상태에 도달하는 경우가 많다. 그와 같은 경우에는, 최대 휨 상태로부터 휨량이 서서히 감소해 가, 휨량이 감소 경향이 있는 타이밍에서, 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치에 의한 검출을 행한다. 따라서, 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)에 있어서는, 웨이퍼(W)가 오목부(24) 상에 적재된 후 최대 휨량에 도달할 때까지 대기하고, 웨이퍼(W)의 휨량이 확실히 감소로 변한다고 생각되는 소정의 시간을 대기할 필요가 있고, 이 시간을 「휨 대기 시간」이라고 칭하는 것으로 한다.
구체적으로는, 도 11a에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)를 오목부(24) 상에 적재한 후, 도 11b에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)는 휘기 시작하고, 도 11c에 도시한 바와 같이 계속해서 웨이퍼(W)는 최대 휨량이 된다. 또한 시간이 경과하면, 도 11d, 도 11e에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)의 휨량이 감소하고, 마지막에는 도 11f에 도시한 바와 같이, 오목부(24) 내에 수용되어 평탄한 상태로 된다. 여기서, 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)를 사용하기 위해서는, 도 11a 내지 도 11c에 도달할 때까지의 시간을 휨 대기 시간으로 하고, 이 시간이 경과한 후 회전 가능 상태 검출을 행할 필요가 있다. 휨 대기 시간은, 예를 들어 20초에 약간 못 미칠 정도로 설정되지만, 이 시간은, 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)에서는 완전한 대기 시간으로 되어 버린다.
한편, 웨이퍼(W)의 휨 상태에 따라서는, 휨 대기 시간을 기다리지 않아도, 빠르게 최대 휨 상태로 되고, 휨 대기 시간 내에 회전 가능 상태로 되어 버리는 경우도 있을 수 있다. 이와 같은 경우라도, 휨 대기 시간을 경과하지 않으면 회전 가능 상태 검출을 행하지 않는 시퀀스에서는, 여분의 대기 시간을 만들어 버려, 스루풋을 저하시켜 버린다.
실시 형태 2에 관한 회전 가능 상태 검출 장치에 있어서는, 휨 대기 시간 내이라도, 웨이퍼(W)의 휨이 충분히 수습되고, 또한 웨이퍼(W)가 그 이상으로 휘는 일이 없는, 즉 휨량 증가 상태가 아닌 경우에는, 당해 웨이퍼(W)를 회전 가능 상태라고 판정하고, 다음 웨이퍼(W)의 회전 가능 상태의 검출로 이행하는 것이 가능한 회전 가능 상태 검출 장치에 대해 설명한다.
도 12는 본 발명의 실시 형태 2에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(201) 및 기판 처리 장치(211)의 일례를 도시한 도면이다. 도 12에 있어서, 챔버(1)로부터 천장판(11)을 제거한 용기 본체(12)의 상면도가 도시되어 있고, 회전 테이블(2)의 표면에 형성된 오목부(24) 상에 웨이퍼(W)가 적재된 상태가 도시되어 있다. 또한, 용기 본체(12)의 측벽에는 구멍(17)이 형성되고, 구멍(17)의 내벽측을 덮는 내측의 창(18a)과, 구멍(17)의 외벽측을 덮는 외측의 창(18b)이 설치되어 있다.
또한, 기판 처리 장치(211)의 외부에는 실시 형태 2에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(201)가 설치되어 있다. 회전 가능 상태 검출 장치(201)는 2대의 카메라(181, 182)와, 각각의 카메라(181, 182)에 대응하는 화상 처리부(191, 192)와, 제어부(100)를 갖는다. 카메라(181)는 오목부(24) 및 웨이퍼(W)의 게이트 밸브측[반송구(15)측]을 촬상하기 위한 촬상 수단이고, 카메라(182)는 오목부(24) 및 웨이퍼(W)의 회전축측[회전 테이블(2)의 중심측]을 촬상하기 위한 촬상 수단이다. 2대의 카메라(181, 182)를 설치함으로써, 단순히 웨이퍼(W)의 표면이 회전 테이블(2)의 표면보다 높은지 여부뿐만 아니라, 오목부(24) 내에 있어서의 웨이퍼(W)의 정확한 높이, 즉 웨이퍼(W)의 표면이, 회전 테이블(2)의 표면으로부터 얼마나 낮은지를 촬상 및 화상 인식할 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 휨량이 증가 경향이 있는지 여부를 검출할 수 있다. 즉, 게이트 밸브측과 회전축측의 2개소의 웨이퍼(W)의 에지의 높이를 촬상 및 검출하여, 에지의 높이가 증가하고 있으면 휨량이 증가하고 있다고 판정할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 높이는 회전 테이블(2)의 표면을 기준으로 해도 되고, 회전 테이블(2)의 표면과의 높이의 차[회전 테이블(2)의 표면과 웨이퍼(W)의 표면의 높이 방향에 있어서의 거리]에 기초하여 검출해도 된다. 즉, 실제의 촬상 및 화상 인식에서는, 회전 테이블(2)의 표면보다 웨이퍼(W)의 표면의 높이가 얼마나 낮은지를 검출하여, 이에 기초하여 다양한 판정을 행해도 된다.
이와 같이, 웨이퍼(W) 및 오목부(24)의 대향하는 2개소를 촬상하기 위해, 구멍(17) 및 창(18a, 18b)은 광각이고 웨이퍼(W) 및 오목부(24)가 촬상 가능한 크기로 형성되어 있다. 또한, 화상 처리부(191, 192)는 카메라(181, 182)로 촬상한 화상을 화상 처리하기 위한 수단으로, 각각 카메라(181, 182)와 접속되어, 실시 형태 1에서 설명한 화상 처리부(190)와 동일한 기능을 갖는다. 또한, 제어부(100)도, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같고, 화상 처리부(191, 192)가 각각 접속된다.
도 13a 및 도 13b는 웨이퍼(W)의 휨량의 시간 경과 특성 및 실시 형태 2에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(201)에서 행하는 회전 가능 상태 검출 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 13a는 웨이퍼(W)의 휨량의 시간 경과 특성의 일례를 도시한 도면이다. 도 13a에 있어서, 횡축을 시간, 종축을 휨량으로 하여 3매의 웨이퍼 A, B, C의 휨량 시간 경과 특성이 나타나 있다. 웨이퍼 A는 휨량 및 휨 대기 시간이 가장 크고, 웨이퍼 B가 2번째로 휨량 및 휨 대기 시간이 크고, 웨이퍼 C가 휨량 및 휨 대기 시간이 가장 작은 특성을 나타내고 있다. 이 경우, 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)를 사용한 회전 가능 상태 검출 방법에서는, 휨 대기 시간은 안전 사이드에 서면 가장 휨량이 큰 웨이퍼 A에 맞출 필요가 있고, 휨 대기 시간 T1은 가장 휨 대기 시간이 긴 웨이퍼 A의 휨 대기 시간으로 설정된다. 따라서, 화상 판정 기간 T2는 휨 대기 시간 T1이 경과한 후가 된다. 휨 대기 시간이, 예를 들어 20초로 설정되면, 20초 경과 후에 회전 가능 상태 검출을 행하는 시퀀스가 된다.
도 13b는 실시 형태 2에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(201)에 의한 회전 가능 상태 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 13b에 있어서, 휨 대기 시간 T0은 도 13a에 있어서의 휨 대기 시간 T1보다도 짧게 설정되어 있다. 실시 형태 2에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(201)에 있어서는, 휨 대기 시간 T0은, 예를 들어 휨 대기 시간 T1의 1/2 정도로 설정해도 되고, 휨 대기 시간 T1이 20초인 경우에는 휨 대기 시간 T0을 10초 이하로 설정해도 된다.
단축된 휨 대기 시간 T0 경과 후에 화상 판정을 개시하지만, 도 13b의 예에서는, 휨 대기 시간 T0에 있어서 웨이퍼 A, B는 휨량이 증가 경향에 있고, 웨이퍼 C는 휨량이 변화되어 있지 않다. 이와 같은 경우, 웨이퍼 A, B는 휨량이 증가 중이지만, 웨이퍼 C는 휨량이 증가 중이 아니라고 판정하고, 휨량이 증가 중이 아니라고 판정한 웨이퍼 C에 대해서는, 웨이퍼 C의 표면이 소정의 높이보다도 낮은지 여부가 판정된다.
도 13b의 예에서는, 웨이퍼 C의 표면의 높이는 판정 위치보다도 낮으므로, 웨이퍼 C의 휨은 수습되어, 회전 가능 상태에 있다고 판정하고, 다음 웨이퍼 C의 회전 가능 상태의 판정으로 이행한다. 이와 같이, 휨 대기 시간 T1보다도 짧은 시간으로 웨이퍼 C의 회전 가능 상태를 검출할 수 있어, 전체의 회전 가능 상태 검출 판정에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 휨 대기 시간 T0을 단축한 것에 의해, 화상 판정 기간 T3은 당연히 도 13a에 나타낸 화상 판정 기간 T2보다도 길어진다.
도 14는 실시 형태 2에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(201)에 의해 실시되는 회전 가능 상태 검출 방법의 처리 플로우의 일례를 도시한 도면이다. 또한, 도 14에 있어서, 도 10에 도시한 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 방법의 처리 플로우와 동일한 처리 내용에는, 동일한 스텝 번호를 부여하여 그 설명을 간략화 또는 생략한다.
스텝 S100에서는 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 표면 상의 오목부(24)에 적재된다. 웨이퍼(W)가 서서히 휘기 시작한다.
스텝 S101에서는 웨이퍼(W)의 휨 대기 시간 동안, 그대로 대기한다. 또한, 휨 대기 시간은 웨이퍼(W)가 최대 휨량이 되는 휨 대기 시간보다도 짧은 시간, 예를 들어 절반 정도의 시간으로 설정된다. 또한, 대기의 지령은 화상 처리부(191, 192)가 행해도 되고, 제어부(100)가 행해도 된다.
스텝 S110에서는 카메라(181, 182)를 사용하여, 기판 관찰 화상의 도입이 개시된다. 또한, 이 스텝은 도 10과 마찬가지이므로, 그 상세한 설명을 생략한다.
스텝 S111에서는 화상 처리부(191, 192)가, 웨이퍼(W)의 휨량이 감소하고 있는지, 또는 변화가 없는지 여부를 판정한다. 바꾸어 말하면, 화상 처리부(191, 192)에 의해, 웨이퍼(W)의 휨량이 증가 중인지 여부가 판정된다. 웨이퍼(W)의 휨량이 증가 중이라고 판정되었을 때에는 스텝 S110으로 돌아가, 처리 플로우를 스텝 S110부터 반복한다. 한편, 휨량이 증가 중이 아니라고 판정되었을 때에는 스텝 S121로 진행한다.
스텝 S121에서는 화상 처리부(191, 192)에 의해, 웨이퍼(W)의 상면의 높이가 소정 높이(소정값) 이하인지 여부가 판정된다. 웨이퍼(W)의 상면의 높이가 소정 높이 이하라고 판정되었을 때에는, 웨이퍼(W)의 휨이 증가 중이 아니고, 또한 웨이퍼(W)의 상면이 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 깊이에 수용되어 있는 것을 의미하므로, 웨이퍼(W)는 회전 가능 상태에 있다고 판정된다. 그리고, 스텝 S130으로 진행하여, 검출 대상을 다음 웨이퍼(W)의 적재 위치로 한다.
또한, 스텝 S121에서는, 웨이퍼(W)의 높이는 회전 테이블(2)의 표면과 동일한 높이일 필요는 없고, 보다 안전 사이드에 서고, 회전 테이블(2)의 표면보다도 낮은 높이여도 된다. 카메라(181, 182)는 웨이퍼(W)의 표면 높이를 인식 가능하므로, 보다 정밀한 판정이 가능하다.
스텝 S130 내지 스텝 S170은 도 10의 처리 플로우와 동일한 스텝이므로, 동일한 스텝 번호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
이와 같이, 실시 형태 2에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(201) 및 회전 가능 상태 검출 방법에 따르면, 회전 가능 상태 검출 개시 시간을 빠르게 하여, 전체의 회전 가능 검출 시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 카메라(181, 182)를 2개 사용하여 웨이퍼(W)의 표면 높이를 검출하는 예를 들어 설명하였지만, 사용하는 카메라를 광각으로 하고, 넓은 범위에 걸쳐서 웨이퍼(W)의 표면 높이를 검출할 수 있으면, 실시 형태 1과 같은 카메라(180)를 1개 사용한 구성으로 해도 된다. 또한, 반대로, 카메라(181, 182)의 수를 늘려, 보다 정밀하게 웨이퍼(W)의 표면 높이를 검출하는 구성으로 해도 된다. 실시 형태 2에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(201)는 웨이퍼(W)의 휨량의 변화 상태와, 웨이퍼(W)의 표면 높이를 검출하고, 이에 기초하여 회전 가능 상태를 판정할 수 있으면, 다양한 구성으로 할 수 있다.
〔실시 형태 3〕
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시 형태 3에 관한 회전 가능 상태 검출 장치의 일례를 도시한 도면이다. 실시 형태 3에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(202)에 있어서는, 카메라(180) 및 화상 처리부(190)가 아니라, 투과형의 광학적 검출기를 사용하여 회전 가능 상태 검출 수단을 구성하는 점에서, 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)와 다르다. 또한, 그 밖의 구성 요소에 대해서는, 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치와 마찬가지이므로, 동일한 구성 요소에 동일한 참조 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
도 15a는 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 오목부(24) 상에 적재되고, 웨이퍼(W)가 휜 상태를 도시한 도면이다. 도 15a에 있어서, 투광기(183)와 수광기(184)가 대향하여 배치되고, 회전 테이블(2)의 표면 근방의 높이에서 투광기(183)로부터 광이 조사된 상태가 도시되어 있다. 여기서, 웨이퍼(W)가 휘어 있고, 단부가 회전 테이블(2)의 표면보다도 상방으로 올라가 있으므로, 투광기(183)로부터의 광은 웨이퍼(W)의 단부에서 차폐되어, 수광기(184)에는 도달하지 않는 상태로 되어 있다. 이와 같이, 투광기(183)로부터 오목부(24)의 단부 근방을 향해 조사된 광이, 웨이퍼(W)에 의해 차폐됨으로써, 회전 불가능 상태를 검출할 수 있다.
도 15b는 웨이퍼(W)의 휨이 수습되어, 오목부(24) 내에 수용된 상태를 도시한 도면이다. 웨이퍼(W)의 휨이 수습되어, 웨이퍼(W)의 단부가 회전 테이블(2)의 표면보다도 하방에 위치하게 된 것에 수반하여, 투광기(183)로부터 출사된 광이 차폐되지 않고 오목부(24) 위를 통과하여, 대향하는 수광기(184)에 입사하고 있다. 이와 같이, 투광기(183)로부터 수광기(184)를 향해 출사된 광이, 웨이퍼(W)에 차폐되는 일 없이 수광기(184)에 입사하였으므로, 회전 가능 상태를 검출할 수 있다.
이와 같이, 실시 형태 3에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(202)에 있어서는, 회전 가능 상태 검출 수단으로서 한 쌍의 투광기(183) 및 수광기(184)를 포함하는 광학적 검출기를 사용함으로써, 간소한 구성으로 웨이퍼(W)의 회전 가능 상태를 검출할 수 있다.
또한, 투광기(183)와 수광기(184)의 배치는 서로 대향하도록 배치하지만, 그 설치 높이는 출입사광의 광로가, 회전 테이블(2)의 표면으로부터 소정값 간격을 둔 소정의 높이로 되도록 설치할 수 있지만, 회전 테이블(2)의 표면과 접촉하지 않는 극히 작은 간격으로 함으로써, 소정값을 거의 제로로 할 수 있다.
또한, 투광기(183)와 수광기(184)를 갖는 실시 형태 3에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(202)를, 실시 형태 1에 있어서 나타낸 기판 처리 장치(210)에 적용하는 경우에는, 창(18)과 대향하는 위치에 다른 하나의 창을 형성하고, 대향하는 한 쌍의 창의 외측에 투광기(183) 및 수광기(184)를 배치함으로써, 챔버(1)의 외부로부터 웨이퍼(W)의 휨의 유무를 검출할 수 있다. 그리고, 이와 같은 구성으로 함으로써, 실시 형태 3에 관한 기판 처리 장치를 구성할 수 있다.
또한, 실시 형태 3에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(202)에 있어서는, 화상 처리부(190)가 불필요해져, 수광기(184)로부터 상태 신호가 직접 제어부(100)에 입력된다. 즉, 수광기(184)가 투광기(183)로부터의 광을 수광했을 때에, 회전 테이블(2)이 회전 가능 상태에 있는 취지의 상태 신호를 출력하여, 제어부(100)로 송신하도록 하면 된다.
또한, 실시 형태 3에 관한 회전 가능 상태 검출 방법 및 기판 처리 방법은, 도 10에서 도시한 처리 플로우에 있어서, 스텝 S110을, 웨이퍼(W)의 화상을 도입하는 스텝 내용으로부터, 투광기(183)로부터 광의 출사를 행하는 스텝 내용으로 변경하면 된다. 그 밖의 스텝은 도 10에 도시한 처리 플로우와 동일한 내용으로, 실시 형태 3에 관한 회전 가능 상태 검출 방법 및 기판 처리 방법을 실행할 수 있다.
이와 같이, 실시 형태 3에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(202) 및 이것을 사용한 기판 처리 장치, 회전 가능 상태 검출 방법, 기판 처리 방법에 따르면, 한 쌍의 광학적 검출기를 사용한 간소한 구성 및 저비용으로 회전 개시 가능 상태를 확실하고 또한 신속하게 검출할 수 있다.
〔실시 형태 4〕
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 실시 형태 4에 관한 회전 가능 상태 검출 장치의 일례를 도시한 도면이다. 실시 형태 4에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(203)에 있어서는, 카메라(180) 및 화상 처리부(190)가 아니라, 반사형의 광학적 검출기를 사용하여 회전 가능 상태 검출 수단을 구성하는 점에서, 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200)와 다르다. 또한, 그 밖의 구성 요소에 대해서는, 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치와 마찬가지이므로, 동일한 구성 요소에 동일한 참조 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
도 16a는 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 오목부(24) 상에 적재되어, 웨이퍼(W)가 휜 상태를 도시한 도면이다. 도 16a에 있어서, 반사형 광 센서(185)가 회전 테이블(2)의 표면 높이 부근의 측방에 배치되고, 회전 테이블(2)의 표면 근방의 높이에서 반사형 광 센서(185)로부터 광이 조사된 상태가 도시되어 있다. 여기서, 웨이퍼(W)가 휘어 있고, 단부가 회전 테이블(2)의 표면보다도 상방으로 올라가 있으므로, 반사형 광 센서(185)로부터 출사된 광은 웨이퍼(W)의 단부에서 반사되어, 반사광이 반사형 광 센서(185)에 입사하는 상태로 되어 있다. 이와 같이, 반사형 광 센서(185)로부터 오목부(24)의 단부 근방을 향해 조사된 광이, 웨이퍼(W)의 휘어 올라간 단부(돌출된 부분)로부터 반사됨으로써, 회전 불가능 상태를 검출할 수 있다.
도 16b는 웨이퍼(W)의 휨이 수습되어, 오목부(24) 내에 수용된 상태를 도시한 도면이다. 웨이퍼(W)의 휨이 수습되어, 웨이퍼(W)의 단부가 회전 테이블(2)의 표면보다도 하방에 위치하게 된 것에 수반하여, 반사형 광 센서(185)로부터 출사된 광이 반사되지 않고 오목부(24) 상을 통과하여, 반사형 광 센서(185)로 반사광을 수광할 수 없는 상태로 되어 있다. 이와 같이, 반사형 광 센서(185)로부터 회전 테이블(2)의 오목부(24) 상을 향해 출사된 광이, 웨이퍼(W)에 반사되는 일 없이 오목부(24) 상을 통과하여, 반사형 광 센서(185)가 반사광을 수광하지 않게 된 것에 기초하여, 회전 가능 상태를 검출할 수 있다.
이와 같이, 실시 형태 4에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(203)에 있어서는, 회전 가능 상태 검출 수단으로서, 광학적 검출기의 1종인 반사형 광 센서(185)를 사용함으로써, 극히 간소한 구성으로 웨이퍼(W)의 회전 가능 상태를 검출할 수 있다.
또한, 반사형 광 센서(185)는 회전 테이블(2)의 표면 근방이며 오목부(24) 위를 통과하도록 배치하지만, 그 설치 높이는 회전 테이블(2)의 표면으로부터 소정값 이격된 소정의 높이에 설치할 수 있다. 또한, 반사형 광 센서(185)의 설치 높이를, 출사하는 광이 회전 테이블(2)의 표면과 접촉하지 않는 극히 작은 간격이 되도록 설정함으로써, 소정값을 거의 제로로 할 수 있다.
또한, 실시 형태 3에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(203)를, 실시 형태 1에 있어서 나타낸 기판 처리 장치(210)에 적용하는 경우에는, 창(18)을 그대로 이용하고, 카메라(180)의 배치 개소와 유사한 개소에 반사형 광 센서(185)를 배치함으로써, 챔버(1)의 외부로부터 웨이퍼(W)의 휨 유무를 검출할 수 있다. 그리고, 이와 같은 구성으로 함으로써, 실시 형태 4에 관한 기판 처리 장치를 구성할 수 있다.
또한, 실시 형태 4에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(203)에 있어서도, 실시 형태 3에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(202)와 마찬가지로, 화상 처리부(190)가 불필요해져, 반사형 광 센서(185)로부터 상태 신호가, 직접 제어부(100)에 입력된다. 즉, 반사형 광 센서(185)가 웨이퍼(W)로부터의 반사광을 수광했을 때에는, 회전 테이블(2)이 회전 불가능 상태에 있는 취지의 상태 신호를 출력하고, 반사형 광 센서(185)가 웨이퍼(W)로부터의 반사광을 수광하지 않게 되면, 회전 테이블(2)이 회전 가능 상태로 된 취지의 상태 신호를 제어부(100)로 송신하도록 하면 된다.
또한, 실시 형태 4에 관한 회전 가능 상태 검출 방법 및 기판 처리 방법은 도 10에서 도시한 처리 플로우에 있어서, 스텝 S110을, 웨이퍼(W)의 화상을 도입하는 스텝 내용으로부터, 반사형 광 센서(185)로부터 광의 출사를 행하는 스텝 내용으로 변경하면 된다. 그 밖의 스텝은, 도 10에 도시한 처리 플로우와 동일한 내용이고, 실시 형태 4에 관한 회전 가능 상태 검출 방법 및 기판 처리 방법을 실행할 수 있다.
이와 같이, 실시 형태 4에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(202) 및 이것을 사용한 기판 처리 장치, 회전 가능 상태 검출 방법, 기판 처리 방법에 따르면, 반사형의 1개의 광학적 검출기를 사용하고 또한 간소한 구성 및 저비용으로, 회전 개시 가능 상태를 확실하고 또한 신속하게 검출할 수 있다.
〔실시 형태 5〕
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 실시 형태 5에 관한 회전 가능 상태 검출 장치의 일례를 도시한 도면이다. 실시 형태 5에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(203)에 있어서는, 챔버(1)의 측방에 설치된 회전 가능 상태 검출 수단이 아니라, 챔버(1)의 상방에 설치된 간섭계(141)를 사용하여 회전 가능 상태 검출 수단을 구성하는 점에서, 실시 형태 1 내지 3에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(200 내지 203)와 다르다. 또한, 그 밖의 구성 요소에 대해서는, 실시 형태 1에 관한 회전 가능 상태 검출 장치와 마찬가지이므로, 동일한 구성 요소에 동일한 참조 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
도 17a는 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 오목부(24) 상에 적재되어, 웨이퍼(W)가 휜 상태를 도시한 도면이다. 도 17a에 있어서, 간섭계(141)가 회전 테이블(2)의 상방에 배치되고, 오목부(24) 상에 적재된 웨이퍼(W)의 단부의 표면에 광이 조사된 상태가 도시되어 있다. 여기서, 간섭계(141)에 의해 형성된 간섭 줄무늬(142)를 촬상한 화상(143)이 도시되어 있지만, 웨이퍼(W)가 휘어 있고, 단부가 만곡되어 있으므로, 만곡의 곡률 변화에 따라서 간섭 줄무늬(142)의 간격(피치)이 변화되고 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 휨 상태를 검출할 수 있고, 검출된 휨량으로부터, 웨이퍼(W)가 오목부(24)로부터 밀려나와 회전 테이블(2)의 표면보다도 높게 되어 있어, 회전 불가능 상태에 있는 것을 검출할 수 있다. 이와 같이, 간섭계(141)를 사용하여 간섭 줄무늬(142)를 촬상함으로써, 회전 불가능 상태를 검출할 수 있다.
도 17b는 웨이퍼(W)의 휨이 수습되어, 오목부(24) 내에 수용된 상태를 도시한 도면이다. 웨이퍼(W)의 휨이 수습되어, 웨이퍼(W)의 단부 만곡이 소멸한 것에 수반하여, 간섭계(141)에 의한 간섭 줄무늬(142)가 소멸한 화상(143)이 촬상된다. 이와 같이, 간섭계(141)에 의한 간섭 줄무늬(142)가 소멸한 것에 기초하여, 회전 가능 상태를 검출할 수 있다. 또한, 도 17b에 있어서는, 이해의 용이를 위해, 간섭 줄무늬(142)가 완전히 소멸된 상태를 도시하고 있지만, 간섭 줄무늬(142)가 완전히 소멸되지 않아도, 웨이퍼(W)의 만곡이 소정량 이하가 되고, 회전 가능 상태에 있는 것을 검출할 수 있으면 되므로, 간섭 줄무늬(142)가 반드시 완전히 소멸될 필요는 없다. 즉, 간섭 줄무늬(142)가 저감되어, 어떤 간섭 줄무늬(142)로 되었을 때에, 웨이퍼(W)의 단부의 표면 높이가 소정값 이하로 되어, 회전 테이블(2)을 회전시켜도 웨이퍼(W)가 튀어나오지 않는 상태가 되었는지를 미리 파악해 두면 된다. 이에 의해, 간섭 줄무늬(142)의 변화에 의해 웨이퍼(W)의 휨량 및 단부의 표면의 높이를 파악할 수 있고, 회전 개시 가능 상태를 검출할 수 있다.
또한, 간섭계(141)는 회전 테이블(2)의 상방에 설치하므로, 기판 위치 검출 장치(170) 내에 설치할 수 있고, 기존의 창(110)을 그대로 이용할 수 있다. 또한, 기판 위치 검출 장치(170)에 간섭계(141)를 설치함으로써, 실시 형태 5에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(204)를 사용한 기판 처리 장치를 구성할 수 있다. 이 경우, 간섭 줄무늬(142)에 기초하는 화상(143)의 화상 처리는, 기판 위치 검출 장치(170) 내의 처리부(160)에서 행하고, 회전 가능 상태에 있는지 여부의 상태 신호를, 제어부(100)로 송신하는 구성으로 해도 된다.
이와 같이, 실시 형태 5에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(204)에 있어서는, 회전 가능 상태 검출 수단으로서, 간섭계(141)를 사용함으로써, 기존의 기판 위치 검출 장치(170)에 포함시키는 형태로 기판 처리 장치를 구성할 수 있고, 웨이퍼(W)의 회전 가능 상태를 검출할 수 있다.
또한, 실시 형태 5에 관한 회전 가능 상태 검출 방법 및 기판 처리 방법은, 도 10에서 도시한 처리 플로우에 있어서, 스텝 S110을, 웨이퍼(W)의 화상을 도입하는 스텝 내용으로부터, 간섭계(141)에 의한 간섭 줄무늬(142)의 화상(143)을 도입하는 스텝 내용으로 변경하면 된다. 그 밖의 스텝은 도 10에서 도시한 처리 플로우와 동일한 내용으로, 실시 형태 5에 관한 회전 가능 상태 검출 방법 및 기판 처리 방법을 실행할 수 있다.
이와 같이, 실시 형태 5에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(204) 및 이것을 사용한 기판 처리 장치, 회전 가능 상태 검출 방법, 기판 처리 방법에 따르면, 기존의 기판 위치 검출 장치(170)에 회전 가능 상태 검출 장치(204)를 내장한 간소한 구성으로, 회전 개시 가능 상태를 확실하고 또한 신속하게 검출할 수 있다.
또한, 간섭계(141)는 웨이퍼(W)의 표면 높이를 정확하게 측정할 수 있는 경우가 많으므로, 그와 같은 간섭계(141)를 사용하면, 실시 형태 2에서 나타낸 회전 가능 상태 검출 방법으로 조합할 수 있다. 즉, 실시 형태 5에 관한 회전 가능 상태 검출 장치(204)를 사용하여, 실시 형태 2에서 설명한 도 13b 및 도 14의 처리를 행할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태로 제한되지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 상술한 실시 형태에 다양한 변형 및 치환을 추가할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 회전 테이블 상의 웨이퍼가, 회전 테이블을 회전시켜도 튀어나오지 않는 상태로 된 것을 검출할 수 있다.

Claims (20)

  1. 챔버 내에 구비된 회전 테이블의 표면에 형성된 기판 적재용 오목부 상에 기판이 적재되어, 상기 회전 테이블을 회전시켜도 상기 기판이 상기 오목부로부터 튀어나오지 않는 상태로 된 것을 검출하는 회전 가능 상태 검출 장치이며,
    상기 기판이 상기 오목부 상에 적재되었을 때에, 상기 기판의 단부의 표면의 높이가, 상기 회전 테이블을 회전 개시 가능한 소정값 이하로 된 것을 검출하는 회전 가능 상태 검출 수단을 갖고,
    상기 회전 가능 상태 검출 수단은 측방으로부터 상기 오목부의 단부를 촬상하고, 상기 기판의 단부의 표면의 높이를 촬상에 의해 검출하는 촬상 수단을 포함하고,
    상기 회전 가능 상태 검출 수단은 상기 촬상 수단으로 취득한 화상으로부터, 상기 기판의 단부의 표면의 높이가 상기 소정값 이하로 된 것을 판정하는 화상 처리 수단을 포함하고,
    상기 화상 처리 수단은 상기 기판의 단부의 표면의 높이가 증가 중인지 여부를 판정하여, 상기 기판의 단부의 표면의 높이가 증가 중이 아니고, 또한 상기 기판의 단부의 표면의 높이가 상기 소정값 이하로 된 것을 판정했을 때에, 상기 회전 테이블을 회전 개시 가능으로 판정하는, 회전 가능 상태 검출 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 회전 가능 상태 검출 수단은 상방으로부터 상기 기판의 표면 단부에 광을 조사하여, 간섭 줄무늬로부터 상기 기판의 단부의 높이가 상기 소정값 이하로 된 것을 검출하는 간섭계를 포함하는, 회전 가능 상태 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 소정값은 상기 회전 테이블의 표면과 동일하거나 상기 표면보다 낮은 소정 높이인, 회전 가능 상태 검출 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 촬상 수단은 복수 개소의 상기 기판의 단부의 표면을 촬상 가능한, 회전 가능 상태 검출 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 촬상 수단은 상기 복수 개소의 상기 기판의 단부의 표면 각각을 촬상하는 복수의 촬상 수단을 갖는, 회전 가능 상태 검출 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 회전 가능 상태 검출 수단은 측방으로부터 상기 회전 테이블의 표면 근방의 높이에서 상기 오목부의 단부 근방에 광을 조사하고, 상기 기판의 단부에 상기 광이 차폐되는지 여부에 의해 상기 기판의 단부의 표면의 높이가 상기 소정값 이하로 된 것을 검출하는 광학적 검출 수단인, 회전 가능 상태 검출 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 회전 가능 상태 검출 수단은 측방으로부터 상기 회전 테이블의 표면 근방의 높이에서 상기 오목부의 단부 근방에 광을 조사하고, 상기 기판의 단부에 상기 광이 반사되는지 여부에 의해 상기 기판의 단부의 표면의 높이가 상기 소정값 이하로 된 것을 검출하는 광학적 검출 수단인, 회전 가능 상태 검출 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 소정값은 상기 회전 테이블의 표면과 동일하거나, 상기 표면보다도 높은 소정 높이인, 회전 가능 상태 검출 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 화상 처리 수단은 상기 기판이 상기 오목부 상에 적재된 후 소정 시간 경과 후에 상기 기판의 단부의 표면의 높이가 상기 소정값 이하로 된 것을 판정하는, 회전 가능 상태 검출 장치.
  13. 챔버와,
    상기 챔버 내에 회전 가능하게 수용되어, 표면에 기판 적재용 오목부를 갖는 회전 테이블과,
    제1항에 기재된 회전 가능 상태 검출 장치를 갖는, 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 챔버는 내부가 관찰 가능한 창을 갖고,
    상기 회전 가능 상태 검출 수단은 상기 챔버의 외부에 설치되어, 상기 창으로부터 상기 기판의 단부의 표면의 높이가 상기 소정값 이하인 것을 검출하는, 기판 처리 장치.
  15. 챔버 내에 구비된 회전 테이블의 표면에 형성된 기판 적재용 오목부 상에 기판이 적재되어, 상기 회전 테이블을 회전시켜도 상기 기판이 상기 오목부로부터 튀어나오지 않는 상태로 된 것을 검출하는 회전 가능 상태 검출 방법이며,
    상기 기판이 상기 오목부 상에 적재되었을 때에, 상기 기판의 단부의 표면의 높이가, 상기 회전 테이블을 회전 개시 가능한 소정값 이하로 된 것을 검출하는 회전 가능 상태 검출 공정을 갖고,
    상기 회전 가능 상태 검출 공정은 측방으로부터 상기 오목부의 단부를 촬상하고, 상기 기판의 단부의 표면의 높이를 촬상에 의해 검출하는 촬상 공정을 포함하고,
    상기 회전 가능 상태 검출 공정은 상기 촬상 공정으로 취득한 화상으로부터, 상기 기판의 단부의 표면의 높이가 상기 소정값 이하로 된 것을 검출하는 화상 처리 공정을 포함하고,
    상기 화상 처리 공정은 상기 기판의 단부의 표면의 높이가 증가 중인지 여부를 판정하여, 상기 기판의 단부의 표면의 높이가 증가 중이 아니고, 또한 상기 기판의 단부의 표면의 높이가 상기 소정값 이하로 된 것을 판정했을 때에, 상기 회전 테이블을 회전 개시 가능으로 판정하는, 회전 가능 상태 검출 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제15항에 있어서, 상기 소정값은 상기 회전 테이블의 표면과 동일하거나 상기 표면보다 낮은 소정 높이인, 회전 가능 상태 검출 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 오목부는 상기 회전 테이블 상에 복수 형성되고,
    상기 회전 가능 상태 검출 공정을, 복수의 상기 기판에 대해 순차 행하는, 회전 가능 상태 검출 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 기판이 상기 오목부에 적재된 후, 소정의 시간 이내에 상기 기판의 단부의 표면의 높이가 상기 소정값 이하로 된 것이 검출되지 않은 경우에 알람 신호를 발하는, 회전 가능 상태 검출 방법.
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