KR102260806B1 - 워크 검출 장치, 성막 장치 및 워크 검출 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휘어짐 등이 있는 워크의 위치의 이상을, 공통의 검출 수단에 의해, 워크의 표면 성상에 좌우되지 않고 검출할 수 있는 워크 검출 장치, 성막 장치 및 워크 검출 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
미리 정해진 크기의 제1 영역(S1)을 설정하는 제1 설정부(42)와, 제1 영역(S1)보다 크고, 제1 영역(S1)이 전부 들어가는 제2 영역(S2)을 설정하는 제2 설정부(43)와, 홀더(H)에 수용되어 촬상된 웨이퍼(W)로부터의 반사광의 화상(Sw)이, 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2) 사이의 영역과 중복되는 영역의 면적에 대응하는 값을 검출하는 검출부(44)와, 검출부(44)에 의해 검출된 값이 문턱값을 넘는지 아닌지에 기초하여, 홀더(H)에 대한 웨이퍼(W)의 위치의 이상 유무를 판정하는 판정부(45)를 갖는다.

Description

워크 검출 장치, 성막 장치 및 워크 검출 방법{WORK DETECTION APPARATUS, FILM FORMATION APPARATUS AND WORK DETECTION METHOD}
본 발명은 워크 검출 장치, 성막 장치 및 워크 검출 방법에 관한 것이다.
각종 반도체 장치의 제조 공정에서, 웨이퍼나 유리 기판 등의 워크 상에 복수의 막을 적층하여 형성하는 경우가 있다. 복수의 막을 형성하는 성막 장치로서, 복수의 감압 가능한 챔버를 구비한 소위 멀티챔버 타입의 성막 장치가 있다. 각 챔버 내에는 성막 재료로 이루어진 타겟이 배치되어 있다. 챔버 내에 불활성 가스를 도입하고, 타겟에 전압을 인가하여 불활성 가스를 플라즈마화하여 이온을 생성하고, 이 이온을 타겟에 충돌시킨다. 타겟으로부터 튀어나온 재료의 입자가 워크 상에 퇴적하는 스퍼터링에 의해 성막이 행해진다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2008-244078호 공보
스퍼터링에 의해 성막이 행해지는 워크는, 홀더 내에 배치된 상태로 성막 장치에 운반되어 온다. 홀더에 배치된 워크는, 그 위치나 기울기가 일정하지는 않고, 홀더로부터 밀려 나와 있는 경우가 있다. 홀더로부터 밀려 나온 정도가 큰 워크는, 타겟 및 플라즈마와의 거리가 성막면 내에서 일정하지 않아, 균일한 성막 처리를 행할 수 없다.
이것에 대처하기 위해, 워크의 외주 등의 위치를 레이저 센서 등에 의해 검출하여, 기준이 되는 위치와의 어긋남량으로부터 위치의 이상을 판정하는 방법이 고려된다. 그러나, 워크는 그 재질에 따라 표면 성상이 상이하다. 예컨대, 반도체의 웨이퍼는, 재질이 실리콘(Si)인지 실리콘카바이드(SiC)인지, 패턴이 형성되어 있는지 아닌지, 성막이 이루어져 있는지 아닌지 등에 따라, 광의 투과율 혹은 반사율이 상이하다. 이러한 표면 성상이 상이한 복수종류의 웨이퍼를, 예컨대 공통의 센서로 검출하고자 하면, 각각의 웨이퍼의 검출에 최적인 감도 등의 값이 상이하기 때문에, 웨이퍼를 변경할 때마다 값을 변경해야 한다. 또한, 각각의 웨이퍼의 검출에 최적인 감도 등의 값을 알기 어려운 경우도 있다. 이것에 대처하기 위해, 표면 성상이 상이한 웨이퍼에 대응하여, 각각에 적합한 센서를 설치하는 것은, 비용이 높아지므로 현실적이지 않다.
따라서, 웨이퍼에 비친 임의의 이미지를 카메라에 의해 촬상하여, 촬상한 임의의 이미지의 화상의 중심 위치를 구하고, 이 중심 위치와, 미리 설정한 기준이 되는 중심 위치의 어긋남량으로부터, 워크의 위치의 이상을 검출하는 방법이 고려된다(특허문헌 1 참조).
그러나, 웨이퍼에는 매우 얇은 것이 존재한다. 예컨대, 파워 디바이스 분야에서 웨이퍼는, 미리 MOS-FET 등의 전자 회로를 형성한 후, 이면을 깎는 것에 의해 매우 얇게 가공된 후, 성막 장치에 반송되어, 이면에 전극이 되는 알루미늄(Al)이 성막된다. 이와 같이 얇은 웨이퍼는, 휘어짐이나 뒤틀림이 생긴다. 이 휘어짐이나 뒤틀림의 양태는 각 웨이퍼에서 상이하기 때문에, 동일 직경의 웨이퍼라 하더라도, 또한, 정확한 위치에 있는 웨이퍼라 하더라도, 중심 위치는 일정하지 않다. 이 때문에, 기준이 되는 웨이퍼의 중심 위치를 설정하는 것이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 설정한 중심 위치에 기초하여 어긋남량을 판단하는 것이 어렵다.
본 발명은, 휘어짐 등이 있는 워크의 위치의 이상을, 공통의 검출 수단에 의해, 워크의 표면 성상에 좌우되지 않고 검출할 수 있는 워크 검출 장치, 성막 장치 및 워크 검출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 워크 검출 장치는, 미리 정해진 크기의 제1 영역을 설정하는 제1 설정부와, 상기 제1 영역보다 크고, 상기 제1 영역이 전부 들어가는 제2 영역을 설정하는 제2 설정부와, 홀더에 수용되어 촬상된 워크로부터의 반사광의 화상이, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이의 영역과 중복되는 영역의 면적에 대응하는 값을 검출하는 검출부와, 상기 검출부에 의해 검출된 값이, 문턱값을 넘는지 아닌지에 기초하여, 상기 홀더에 대한 상기 워크의 위치의 이상 유무를 판정하는 판정부를 갖는다.
상기 제1 영역은, 홀더에 수용된 정상적인 위치에 있는 워크로부터의 반사광의 화상이 들어가는 크기이어도 좋다. 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 동심원이어도 좋다.
상기 제1 설정부에 의한 제1 영역의 설정을 지시하는 입력부와, 상기 제2 설정부는, 상기 입력부에 의한 상기 제1 영역의 설정에 따라서 상기 제2 영역을 설정해도 좋다.
상기 면적에 대응하는 정보를 표시하는 표시부를 갖고 있어도 좋다. 상기 표시부는 상기 이상을 나타내는 정보를 표시해도 좋다.
상기 워크에 광을 조사하는 단일 광원과, 상기 워크로부터의 반사광을 촬상하는 촬상부를 갖고 있어도 좋다.
또한, 본 발명의 성막 장치는, 상기 워크 검출 장치와, 상기 워크 검출 장치에 의한 위치의 이상 유무가 판정된 워크에 대하여 성막을 행하는 성막부를 갖는다.
또한, 본 발명의 워크 검출 방법은, 컴퓨터 또는 전자 회로가, 미리 정해진 크기의 제1 영역을 설정하는 제1 설정 처리와, 상기 제1 영역보다 크고, 상기 제1 영역이 전부 들어가는 제2 영역을 설정하는 제2 설정 처리와, 상기 워크로부터의 반사광의 화상이, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이의 영역과 중복되는 면적에 대응하는 값을 검출하는 검출 처리와, 상기 검출부에 의해 검출된 값이 문턱값을 넘는지 아닌지에 기초하여, 상기 홀더에 대한 상기 워크의 위치의 이상 유무를 판정하는 판정 처리를 실행한다.
본 발명에 의하면, 휘어짐 등이 있는 워크의 위치의 이상을, 공통의 검출 수단에 의해, 그 표면 성상에 좌우되지 않고 검출할 수 있다.
도 1은 휘어짐이 있는 웨이퍼를 모식적으로 나타내는 평면도(A), 측면도(B)이다.
도 2는 웨이퍼를 수용하는 홀더를 나타내는 평면도(A), A-A 화살표 단면도(B)이다.
도 3은 실시형태에 관한 성막 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 검출 기구의 구성을 모식적으로 나타내는 도 3의 B-B 화살표 단면도이다.
도 5는 도 4의 검출 기구의 웨이퍼 수취 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 4의 검출 기구의 웨이퍼 배치 상태를 나타내는 단면도이다.
도 7은 촬상부의 카메라와 광원을 나타내는 저면도이다.
도 8은 반사광의 화상, 제1 영역, 제2 영역의 표시 화면예를 나타내는 설명도이다.
도 9는 성막실의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 9의 성막실의 홀더 배치 상태를 나타내는 단면도이다.
도 11은 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 12는 반사광의 화상, 제1 영역, 제2 영역의 크기를 나타내는 설명도이다.
도 13은 홀더에 대한 웨이퍼의 위치의 양태를 나타내는 설명도이다.
도 14는 홀더에 대한 웨이퍼의 좌초의 양태를 나타내는 설명도이다.
도 15는 좌초량과 검출값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은 실시형태의 처리 순서를 나타내는 플로우차트이다.
본 발명의 실시형태에 관해, 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
(웨이퍼)
본 실시형태에서는, 성막 대상의 워크로서, 도 1에 나타낸 바와 같이 반도체의 웨이퍼(W)를 사용하는 예를 설명한다. 웨이퍼(W)는, 성막 공정의 전에 표면에 회로가 형성되고, 이면이 연삭되어 있다. 최근에는, 고집적화에 따른 박화 경향에 의해, 웨이퍼(W)는 두께 수십 ㎛ 레벨까지 연삭된다. 이와 같이 웨이퍼(W)는 매우 얇게 형성되어 있기 때문에, 휘어짐이나 뒤틀림이 생긴다. 성막 공정에서는 연삭된 면에 막이 형성된다.
(홀더)
또한, 본 실시형태에서는, 성막되는 웨이퍼(W)가 배치되는 부재로서, 도 2에 나타낸 바와 같이 홀더(H)를 이용한다. 홀더(H)는, A-A 절단면으로 절단한 단면이 직사각형인 바닥이 있는 원통형의 부재이며, 내부에 웨이퍼(W)를 수용하는 크기의 수용부(Hs)를 갖고 있다. 홀더(H)의 저부에는, 웨이퍼(W)보다 작은 직경의 개구(Hо)가 형성되어 있다. 이 때문에, 개구(Hо)의 둘레 가장자리의 저부에 의해, 웨이퍼(W) 표면의 외주를 지지할 수 있게 되어 있다. 또한, 개구(Hо)는, 승강판(232) 및 승강축(233)을 삽입 배출할 수 있는 크기이다(도 5 참조).
(성막 장치)
(개요)
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 성막 장치(100)는, 대기 로더(200), 성막부(300) 및 제어 장치(400)를 갖는다.
대기 로더(200)는, 홀더(H)에 웨이퍼(W)를 배치하여 성막부(300)에 반입하는 구성부이다. 성막부(300)는, 홀더(H)에 배치된 웨이퍼(W)에 대하여, 스퍼터링에 의한 성막을 행하는 구성부이다. 제어 장치(400)는, 성막 장치(100)의 각 부를 제어하는 장치이다. 이하, 성막 장치(100)의 각 부의 상세를 설명한다.
(대기 로더)
대기 로더(200)는, 홀더 공급부(210), 웨이퍼 공급부(220), 검출 기구(230)를 갖는다. 홀더 공급부(210)는, 도시는 하지 않지만, 홀더(H)를 다수 적층하여 수용한 홀더 카세트 및 반송 아암을 갖는다. 웨이퍼 공급부(220)는, 웨이퍼(W)를 다수 적층하여 수용한 웨이퍼 카세트 및 반송 아암을 갖는다. 검출 기구(230)는, 홀더(H)에 배치된 웨이퍼(W)를 촬상하는 구성부이다.
홀더 공급부(210)의 홀더 카세트로부터 반송 아암에 의해 취출된 홀더(H)는, 검출 기구(230)에 세팅된다. 웨이퍼 공급부(220)의 웨이퍼 카세트로부터 취출된 웨이퍼(W)는, 검출 기구(230)에 세팅된 홀더(H)의 수용부(Hs)에 배치된다. 웨이퍼(W)는, 도시하지 않은 반송 아암에 의해, 홀더(H)에 배치된 상태로 성막부(300)에 반입된다.
검출 기구(230)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 지지대(231), 승강판(232), 승강축(233), 지주(234), 촬상부(235)를 갖는다. 지지대(231)는, 홀더(H)가 배치되는 대이다. 지지대(231)에는, 홀더(H)의 개구(Hо)에 대응하는 개구(231a)가 형성되어 있다. 승강판(232)은, 지지대(231)의 하측으로부터 개구(231a) 및 개구(Hо)를 통해 수직 방향으로 진퇴 가능한 판형체이다.
승강축(233)은, 일단이 승강판(232)에 연결된 막대형 부재이다. 승강축(233)의 타단은, 도시하지 않은 구동원에 접속되어 있다. 구동원은 승강축(233)을 승강시킨다. 구동원으로는, 예컨대 에어실린더를 이용할 수 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 승강축(233)에 의해, 지지대(231)의 개구(231a) 및 홀더(H)의 개구(Hо)로부터 진입하여 더욱 상승한 승강판(232)은, 홀더(H)의 상측으로 온 웨이퍼(W)를 수취한다. 그리고, 도 6에 나타낸 바와 같이, 승강판(232)이 하강함으로써, 웨이퍼(W)를 홀더(H)의 수용부(Hs)에 수용한다. 지주(234)는, 지지대(231)의 양 옆으로부터 세워져 설치된 2개의 기둥형 부재에, 홀더(H)의 직경과 평행한 방향이며, 지지대(231)의 상측을 걸치도록 배치된 빔이 부착된 부재이다.
촬상부(235)는, 카메라(21), 광원(22)을 갖는다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 카메라(21)는, 렌즈 등의 광학 부재 및 CMOS나 CCD 등의 수광 소자인 이미지 센서를 가지며, 광학 부재를 통해 수광 소자로 검출한 광에 따른 신호를 출력하는 촬상 장치이다. 광원(22)은, 웨이퍼(W)에 대하여 광을 조사하는 LED 등의 조명 장치이다. 본 실시형태에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 광원(22)은, 카메라(21)의 광학 부재에 인접하는 위치에 1개 설치되어 있다. 또, 광원(22)은, 웨이퍼(W) 전체를 비춰도 좋지만, 반드시 웨이퍼(W) 전체를 비출 필요는 없다. 예컨대, 본 실시형태에서는, 직경이 10 mm 정도인 광을 웨이퍼(W)에 대하여 조사한다.
카메라(21)가 촬상한 웨이퍼(W)로부터의 반사광의 화상은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 후술하는 표시부(49)의 화면에 표시된다. 웨이퍼(W)로부터의 반사광의 화상이란, 광원(22)으로부터 웨이퍼(W)에 조사되어 반사한 광을 수광 소자로 검출함으로써 형성되는 화상 중, 반사광 혹은 웨이퍼(W)의 외측 가장자리에 해당하는 윤곽에 둘러싸인 영역이다. 이하, 이 웨이퍼(W)로부터의 반사광의 화상을 반사광의 화상(Sw)이라고 부른다. 전반사, 투명, 반투명의 웨이퍼(W) 모두, 반사광의 외측 가장자리에 해당하는 윤곽은, 배경으로부터 식별할 수 있는 밝기로 촬상할 수 있다. 이 때문에, 미리 설정된 문턱값 이상의 광량의 영역을, 반사광의 화상(Sw)으로서 추출할 수 있다.
(성막부)
성막부(300)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 육각기둥형의 진공 반송실(310)을 중심으로 하여, 진공 반송실(310)의 각 측면을 따라서, 복수의 챔버(30)가 배치된 멀티챔버 구성으로 되어 있다. 복수의 챔버(30)의 적어도 하나는, 웨이퍼(W)에 대하여 성막을 행하는 성막실이다. 성막실의 수는, 웨이퍼(W)에 형성하는 막의 수에 따라서 결정되는 것이며, 특정한 수에 한정되지 않는다. 또한, 챔버(30) 중의 어느 것을, 냉각실, 가열실, 에칭실 등, 성막 이외의 처리를 행하는 실로 해도 좋다.
본 실시형태에서는, 일례로서 챔버(30)를 5개의 성막실(321∼325)과 하나의 로드록(load-lock)실(326)로 하고 있다. 또, 진공 반송실(310)의 형상도 육각기둥형에 한정되지 않고, 필요로 되는 성막실(321∼325)의 수에 따른 다각형으로 해도 좋고, 혹은 원통형으로 해도 좋다.
로드록실(326)은, 대기 로더(200)로부터의 홀더(H)를 외부로부터 반입하고, 또한 성막 처리를 종료한 홀더(H)를 대기 로더(200)에 반출하기 위한 실이다. 로드록실(326)은, 한쪽의 측면이 진공 게이트 밸브(326a)를 통해 진공 반송실(310)에 연결되고, 다른쪽의 측면이 대기 게이트 밸브(326b)를 통해 대기 로더(200)에 연결되어 있다. 진공 게이트 밸브(326a)의 개폐에 의해, 진공 반송실(310)에 대하여 연통 및 차단을 전환할 수 있다. 대기 게이트 밸브(326b)의 개폐에 의해, 대기 로더(200)에 대하여 연통 및 차단을 전환할 수 있다.
로드록실(326)의 내부에는, 반입된 웨이퍼(W)를 유지하는 도시하지 않은 유지부가 설치되어 있다. 또한, 로드록실(326)에는 도시하지 않은 배기 장치 및 압력계가 설치되어 있어, 원하는 압력으로 감압 가능하다.
진공 반송실(310)은, 로드록실(326)에 반입된 웨이퍼(W)를 각 성막실(321∼325)에 반입 및 반출하기 위한 실이다. 또한, 진공 반송실(310)에는, 도시하지 않은 배기 장치 및 압력계가 설치되어 있어, 원하는 압력으로 감압 가능하다.
진공 반송실(310)의 중심에는, 웨이퍼(W)를 반송하기 위해 반송 아암(311)이 설치되어 있다. 반송 아암(311)은, 로드록실(326) 및 각 성막실(321∼325)의 내부로 신장되어, 각 실로부터 웨이퍼(W)를 취출하여 진공 반송실(310)의 내부에 반입하고, 또 다른 실에 반입한다.
복수의 성막실(321∼325)은, 반입 및 반출시에는, 각각의 진공 게이트 밸브(321a∼325a)를 개방한다. 처리시에는 진공 게이트 밸브(321a∼325a)를 폐쇄하여, 각 실의 내부를 밀폐한다. 각 성막실(321∼325)에서는, 웨이퍼(W)에 대하여 성막을 행한다. 각 성막실(321∼325)은 모두 동일하게 구성해도 좋고, 혹은 상이한 구성으로 해도 좋다.
여기서는, 성막실(321)의 구조를 일례로서, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. 성막실(321)은, 챔버(30), 스테이지(31), 승강 기구(32), 스퍼터원(33)을 갖는다. 챔버(30)는, 내부를 진공으로 하는 것이 가능한 용기이다. 챔버(30)에는, 압력계(30a) 및 도시하지 않은 배기 장치가 설치되어 있다. 챔버(30) 내는, 배기 장치에 의해 항상 배기되어, 미리 정해진 감압 상태가 되도록 관리되고 있다. 또한, 챔버(30)에는 가스 도입부(30b)가 설치되어 있다. 이 가스 도입부(30b)로부터, 챔버(30)의 내부에 스퍼터 가스를 도입할 수 있다. 스퍼터 가스는, 예컨대 아르곤 등의 불활성 가스를 이용할 수 있다.
스테이지(31)는, 챔버(30)의 내저부 부근에 설치되며, 웨이퍼(W)를 수용한 홀더(H)가 배치되는 부재이다. 스테이지(31)는 원판형이며, 챔버(30)의 저면으로부터 연장되는 샤프트(31a)에 연결되어 지지되어 있다. 샤프트(31a)는, 챔버(30)의 저면에 기밀하게 관통하며, 외부에 연통하고 있다.
스테이지(31)는, 중앙 부분이 돌출됨으로써 단면이 볼록한 형상으로 되어 있다. 중앙 부분의 상면은, 홀더(H)의 개구(Hо)로부터 진입함으로써, 웨이퍼(W)가 배치되는 평탄한 배치면이 된다. 이 배치면은 정전척(31b)을 구성하고 있다. 정전척(31b)은, 금속제의 베이스 부재와 세라믹제의 유전체로 구성되어 있다. 웨이퍼(W)의 배치면은 유전체의 상면이다.
유전체의 내부에는 전극이 설치되고, 전극에 전압이 인가되면, 배치면과 그 위에 배치된 웨이퍼(W) 사이에 정전력이 발생하고, 웨이퍼(W)가 유전체의 상면에 흡착 고정된다. 유전체의 내부의 전극에 전력을 공급하기 위해, 케이블이 스테이지(31)의 샤프트(31a)의 내부를 통과하여, 챔버(30)의 외부에 설치된 도시하지 않은 전력공급원에 접속되어 있다. 또, 스테이지(31)에는, 도시하지 않은 냉각 기구가 설치되어, 냉각 기구에 의해 스테이지(31)를 냉각시킬 수 있게 설치되어 있다.
승강 기구(32)는, 챔버(30)의 저부 부근에 설치되어 있다. 승강 기구(32)는, 로드(32a), 테이블(32b), 핀(32c)을 갖는다. 로드(32a)는, 챔버(30)의 저부를 기밀하게 관통하여, 챔버(30)의 외부에서, 실린더 장치 또는 모터 등의 도시하지 않은 구동 기구에 연결된다. 이 구동 기구의 구동에 의해, 로드(32a)는 챔버(30)의 내부에서 승강한다.
테이블(32b)은, 로드(32a)의 상단에 부착되어 있다. 테이블(32b)은, 예컨대 원판형이며, 스테이지(31)의 하측에서 스테이지(31)와 대략 평행하게 배치되어 있다. 테이블(32b)의 중앙에는 관통 구멍이 형성되어 있다. 그 관통 구멍을, 스테이지(31)의 샤프트(31a)가 삽입 관통한다. 로드(32a)의 승강에 의해, 테이블(32b)은 스테이지(31) 및 샤프트(31a)에 대하여 상대적으로 상하 이동한다.
핀(32c)은, 테이블(32b)의 상면에, 복수개가 수직으로 세워져 설치되어 있다. 스테이지(31)에는, 도시는 하지 않지만, 챔버(30)의 상하 방향으로 관통하는 가이드 구멍이, 핀(32c)의 수에 대응하여 형성되어 있다. 각 핀(32c)은 이들 가이드 구멍에 삽입 관통되어, 테이블(32b)의 상하 이동에 따라 상하 이동한다.
이들 핀(32c)은 상승함으로써, 도 9에 나타낸 바와 같이, 반송 아암(311)에 의해 진공 반송실(310)로부터 반입된 홀더(H)를 수취하여 유지하고, 도 10에 나타낸 바와 같이, 하강함으로써 홀더(H)에 배치된 웨이퍼(W)를 스테이지(31)의 상면인 정전척(31b)까지 반송한다. 그 때문에, 핀(32c)은, 적어도 반송 아암(311)으로부터 홀더(H)를 수취하는 수취 위치까지 상승하도록 설정되어 있다. 또한, 핀(32c)의 상단은, 적어도 스테이지(31)의 가이드 구멍 상면과 동일한 위치까지 하강하도록 설정되어 있다. 스테이지(31)의 상면이, 웨이퍼(W)에 대하여 성막을 행하는 성막 위치이다.
스퍼터원(33)은, 웨이퍼(W)에 퇴적되어 막이 되는 성막 재료의 공급원이다. 스퍼터원(33)은, 챔버(30)의 상부에 배치되어 있다. 스퍼터원(33)은, 타겟(33a), 배킹 플레이트(33b) 및 도전 부재(33c)로 구성되어 있다.
타겟(33a)은, 예컨대 챔버(30)의 상면에 부착되고, 그 표면이 챔버(30)의 저부 부근에 설치된 스테이지(31)에 대향하도록 배치되어 있다. 타겟(33a)은 성막 재료로 이루어지며, 주지의 모든 성막 재료를 적용할 수 있지만, 예컨대 티탄, 실리콘 등을 사용할 수 있다. 타겟(33a)의 형상은, 예컨대 원기둥형이다. 단, 타원기둥형, 각기둥형 등 다른 형상이어도 좋다.
배킹 플레이트(33b)는, 타겟(33a)의 스테이지(31)와는 반대면을 유지하는 부재이다. 도전 부재(33c)는, 챔버(30)의 외부로부터 배킹 플레이트(33b)를 통해 타겟(33a)에 전력을 인가하는 부재이다. 또, 스퍼터원(33)에는, 필요에 따라서 마그넷, 냉각 기구 등이 설치되어 있다.
스퍼터원(33)에는 전원(34)이 접속되어 있다. 전원(34)은, 타겟(33a)에 전력을 인가함으로써, 타겟(33a)의 주위에 도입된 스퍼터 가스를 플라즈마화시킨다. 본 실시형태에서의 전원(34)은, 예컨대 고전압을 인가하는 DC 전원이다. 또, 고주파 스퍼터를 행하는 장치의 경우에는, RF 전원으로 할 수도 있다.
스퍼터 가스를 챔버(30)의 내부에 도입하여, 전원(34)으로부터 타겟(33a)에 직류 전압을 인가한다. 직류 전압의 인가에 의해 스퍼터 가스가 플라즈마화하고, 이온이 발생한다. 발생한 이온이 타겟(33a)에 충돌하면, 타겟(33a)의 재료가 입자로서 튀어나온다. 튀어나온 입자가 스테이지(31)에 배치된 웨이퍼(W)에 퇴적됨으로써, 웨이퍼(W) 상에 박막이 형성된다.
제어 장치(400)는, 전술한 대기 로더(200), 성막부(300)의 각 부를 제어하는 장치이다. 제어 장치(400)는, 예컨대, 전용의 전자 회로 혹은 미리 정해진 프로그램에 의해 동작하는 컴퓨터 등으로 구성할 수 있다. 제어 장치(400)에는, 각 부의 제어 내용이 프로그램되어 있고, PLC나 CPU 등의 처리 장치에 의해 실행된다. 이에 따라, 다종 다양한 성막 사양에 대응할 수 있다.
이러한 제어 장치(400)의 구성을, 가상적인 기능 블록도인 도 11을 참조하여 설명한다. 즉, 제어 장치(400)는, 기구 제어부(40), 표시 처리부(41), 제1 설정부(42), 제2 설정부(43), 검출부(44), 판정부(45), 기억부(46), 입출력 제어부(47)를 갖는다.
기구 제어부(40)는, 각 부의 기구를 제어하는 처리부이다. 제어되는 기구로는, 예컨대, 홀더 공급부(210), 웨이퍼 공급부(220) 및 도시하지 않은 반송 아암, 검출 기구(230)의 승강축(233)의 구동원, 촬상부(235)의 카메라(21), 광원(22), 진공 게이트 밸브(321a∼325a, 326a) 및 대기 게이트 밸브(326b), 진공 반송실(310), 성막실(321∼325) 및 로드록실(326)의 배기 장치, 진공 반송실(310)의 반송 아암(311), 성막실(321∼325)의 가스 도입부(30b), 전원(34), 승강 기구(32)를 포함한다.
표시 처리부(41)는, 촬상부(235)에 의해 촬상된 화상의 표시 처리를 행한다. 즉, 도 8a, 8b에 나타낸 바와 같이, 촬상부(235)가 촬상한 반사광의 화상(Sw)을, 표시부(49)의 표시 화면에 표시시킨다. 또한, 표시 처리부(41)는, 후술하는 제1 영역(S1), 제2 영역(S2), 검출 영역(D)의 표시를 제어한다.
제1 설정부(42)는, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 미리 정해진 크기의 제1 영역(S1)을 설정한다. 미리 정해진 크기는, 본 실시형태에서는, 반사광의 화상(Sw)이 들어가는 크기이다. 또한, 본 실시형태에서는, 제1 영역(S1)은 원형이다. 반사광의 화상(Sw)이 들어가는 크기란, 반사광의 화상(Sw)의 크기 이상이면 되고, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)가 수용부(Hs) 내에서 좌초 상태가 되고, 광이 비치는 위치가 어긋나는 것에 의해, 실제로 촬상한 반사광의 화상(Sw)이 제1 영역(S1)으로부터 벗어나도 좋다. 단, 제1 설정부(42)는, 대상으로 하는 웨이퍼(W)를 상이한 재질 혹은 상이한 패턴이 형성된 웨이퍼(W)로 교환할 때마다, 정상적인 위치에 있는 웨이퍼(W)로부터의 반사광이 들어가는 위치에, 제1 영역(S1)을 설정한다. 또, 좌초된다는 것은, 웨이퍼(W)의 외주의 일부가 수용부(Hs)의 측면 혹은 홀더(H)의 상면에 접촉하여, 웨이퍼(W)가 기운 상태를 가리킨다. 예컨대, 도 13의 (B), (D), (E) 및 (F)와 같은 상태를 좌초 상태라고 한다. 수용부(Hs) 내에서 좌초된 상태란, (B) 및 (D)와 같은 상태를 가리킨다.
또한, 웨이퍼(W)의 휘어짐의 상태에 따라서는, 광의 반사에 의해 생기는 반사광의 화상(Sw)의 위치의 어긋남량, 즉 오프셋이 커질 가능성이 있기 때문에, 이것을 고려하여 제1 영역(S1)을 웨이퍼(W)보다 조금 크게 설정하는 것이 바람직하다.
제2 설정부(43)는, 제1 영역(S1)보다 크고, 제1 영역(S1)이 전부 들어가는 제2 영역(S2)을 설정한다. 본 실시형태에서는, 제2 영역(S2)은, 제1 영역(S1)보다 큰 직경의 동심원이다. 따라서, 도 12에 나타낸 바와 같이, 반사광의 화상(Sw)의 직경을 α, 제1 영역(S1)의 직경을 β, 제2 영역(S2)의 직경을 γ로 하면, α≤β<γ이 된다.
검출부(44)는, 반사광의 화상(Sw)이, 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2) 사이의 영역과 중복되는 영역의 면적에 대응하는 값을 검출한다. 이와 같이 검출된 영역을 검출 영역(D)이라고 부른다. 즉, 검출부(44)는, 미리 설정된 문턱값 이상의 광량의 영역을 반사광의 화상(Sw)으로서 추출하고, 추출된 반사광의 화상(Sw)과 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2) 사이의 영역이 중복되는 영역을 검출 영역(D)으로 한다. 검출 영역(D)의 면적에 대응하는 값은, 예컨대, 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2) 사이의 영역과 중복되는 부분의 화소수의 합계에 의해 구할 수 있다. 면적에 대응하는 값이란, 면적에 비례하여 증감하는 값을 말하고, 화소수 그 자체의 값이어도 좋고, 화소수에 기초하여 산출되는 면적의 값이어도 좋다. 면적의 값이란, 화면상의 면적값이어도 좋고, 화소수와 촬상 영역의 축척에 기초하여 산출되는 실면적값이어도 좋다.
판정부(45)는, 검출부(44)에 의해 검출된 값이 문턱값을 넘는지 아닌지에 기초하여, 홀더(H)에 대한 웨이퍼(W)의 위치의 이상 유무를 판정한다. 웨이퍼(W)의 좌초량에 따라서 검출 영역(D)의 면적은 상이하다. 웨이퍼(W)의 종류, 예컨대, 표면 성상의 차이에 의해, 어긋남이 생긴 경우에 나타내는 검출 영역(D)의 면적에 변동이 생긴다. 이 때문에, 검출 영역(D)의 면적으로부터 정상인지 이상인지를 식별하는 문턱값은 달라진다.
예컨대, 도 13에 나타낸 바와 같이, (A)∼(D)는, 수용부(Hs)로부터 웨이퍼(W)가 밀려 나오지 않은 경우이고, (E)∼(F)는, 수용부(Hs)로부터 웨이퍼(W)가 밀려 나온 경우이다. (A), (B), (E)는, 웨이퍼(W)가 아래로 볼록한 휘어짐을 갖는 경우이고, (C), (D), (F)는, 웨이퍼(W)가 위로 볼록한 휘어짐을 갖는 경우이다. 본 실시형태에서는, (A)∼(D)의 경우에는 OK, 즉 정상인 것으로서 허용되고, (E), (F)의 경우에는 NG, 즉 이상인 것으로서 허용되지 않는다.
도 13의 (E), (F)의 상태로 스테이지(31)까지 반송되면, 웨이퍼(W)가 정전척(31b)에 의해 흡착될 수 없을 우려가 있다. 또한, 흡착되었다 하더라도 스테이지(31)의 정상적인 위치로부터 어긋난 상태로 웨이퍼(W)가 배치되기 때문에, 웨이퍼(W)의 스테이지(31)와 접촉하지 않는 부분은, 스테이지(31)로부터 충분히 냉각되지 않고 가열되어 버린다. 또한, 웨이퍼(W)가 배치되지 않은 스테이지(31)의 상면에는 성막하는 막이 부착될 우려가 있다.
단, 도 14에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 좌초량 p가 동일하더라도, 웨이퍼(W)의 종류에 따라서, 검출 영역(D)의 면적에는 변동이 생긴다. 이것은, 웨이퍼(W)의 표면 성상에 따라서 광의 반사율 등이 상이하기 때문에, 윤곽이 뚜렷한 경우와 희미한 경우 등이 있어, 촬상되는 반사광의 화상(Sw)의 크기가 일정하지 않기 때문이다. 예컨대, 웨이퍼(W)의 좌초량과 검출부(44)에 의해 검출되는 값의 관계를 도 15에 나타낸다. 도 15의 원, 정방형, 삼각형의 마커는, 표면 성상이 상이한 웨이퍼(W)를 나타낸다.
각 웨이퍼(W)에 관해, 검출부(44)에 의해 검출되는 값인 검출값은, 이하와 같이 하여 구한다. 웨이퍼(W)를 홀더(H)에 미리 정해진 좌초량의 상태로 배치하여, 검출 기구(230)의 지지대(231)에 세팅한다. 그리고, 홀더(H)를 30도씩 360도 회전시켜 반사광의 화상(Sw)을 12점 촬상한다. 각 촬상한 반사광의 화상(Sw)으로부터 검출 영역(D)의 면적에 대응하는 값인 검출값을 구한다.
각 웨이퍼(W)에 관한 검출값은, 좌초량 a, b에서는, 각 웨이퍼(W)의 검출값의 상한값을 각 마커로 나타낸다. 좌초량 c에서는, 각 웨이퍼(W)의 검출값의 하한값을 각 마커로 나타낸다. 동일한 웨이퍼(W)에서의 검출값의 분포를 에러바로 나타낸다. 각 웨이퍼(W)의 에러바를 나타내면 중복되어 버리기 때문에, 도 15에서는, 어떤 좌초량에서의 모든 검출값의 분포를 에러바로서 나타낸다. 이들 에러바를, 에러바 EB1, EB2, EB3으로 부른다.
마커로 표시된 각 웨이퍼(W)의 검출값은, 좌초량 a, b, c마다 비교하면, 동일한 좌초량이라도 각각 상이한 값이 된다. 이것은, 표면 성상이 상이하기 때문이라고 생각된다. 또한, 동일한 웨이퍼(W)의 검출값에서도 변동에 폭이 있다. 이것은, 웨이퍼(W)에 휘어짐이 있기 때문이라고 생각된다.
예컨대, 좌초량 c 이상(以上)인 경우에, 홀더(H)로부터 밀려 나온, 즉, 이상하다고 판정하고자 하는 경우에는, 에러바 EB2의 검출값 중, 상한의 값(원의 값)보다 큰 값이고, 에러바 EB3의 검출값 중, 하한의 값(정방형의 값)보다 작은 값을 문턱값 Th1로서 설정한다.
에러바 EB2의 상한의 값보다 큰 값을 문턱값 Th1로서 설정하면, 검출값이 Th1 이하인 경우, 수용부(Hs) 내에 웨이퍼(W)가 수용되어 있는 것으로서 처리한다. 이에 따라, 홀더(H)로부터 밀려 나오지 않았음에도 불구하고, 이상하다고 판단하여 빈번하게 정지 처리를 행하는 것에 의한 생산성의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 에러바 EB3의 검출값 중, 하한의 값보다 작은 값을 문턱값 Th1로서 설정하는 경우, 홀더(H)로부터 밀려 나온 웨이퍼(W)가, 성막부(300)에 반입될 가능성을 낮게 할 수 있기 때문에 안전성이 확보된다. 이것은, 에러바 EB2의 상한의 값과 에러바 EB3의 하한의 값의 차가 큰 경우에 적합하다.
에러바 EB2의 상한의 값과 에러바 EB3의 하한의 값의 차가 작은 경우, 에러바 EB2의 범위 내의 값, 예컨대, 정방형의 마커의 값을 문턱값 Th2로서 설정해도 좋다. 이 경우, 홀더(H)로부터 밀려 나오지 않았음에도 불구하고, 이상하다고 판단하여 정지 처리가 발생해 버리지만, 안전성은 확보된다.
기억부(46)는, 본 실시형태의 제어에 필요한 정보를 기억하는 구성부이다. 이 정보는, 촬상부(235)의 카메라(21)의 촬상 타이밍, 광원(22)의 광량, 제1 설정부(42)에 의해 설정되는 제1 영역(S1)의 설정 조건, 제2 설정부(43)에 의해 설정되는 제2 영역(S2)의 설정 조건, 검출부(44)에 의한 검출값, 판정부(45)에 의한 판정의 문턱값 및 판정 결과를 포함한다. 제2 영역(S2)의 설정 조건으로는, 제1 영역(S1)의 직경과 제2 영역(S2)의 직경의 차분값을 포함한다. 기구 제어부(40)는, 기억부(46)에 기억된 정보에 기초하여, 각 부에 대한 제어 신호를 생성하여 출력한다.
또, 기억부(46)는, 예를 들면, 각종 메모리, 하드디스크 등에 의해 구성할 수 있다. 일시적인 기억 영역으로서 사용되는 기억 매체도 기억부(46)에 포함된다. 화상 표시용의 VRAM 등도 기억부(46)로서 인식할 수 있다. 입출력 제어부(47)는, 제어 대상이 되는 각 부와의 사이에서의 신호의 변환이나 입출력을 제어하는 인터페이스이다.
또한, 제어 장치(400)에는, 입력부(48), 표시부(49)가 접속되어 있다. 입력부(48)는, 작업자가, 제어 장치(400)를 통해 성막 장치(100)를 조작하기 위한 스위치, 터치패널, 키보드, 마우스 등의 입력 장치이다. 제1 설정부(42)에 의한 제1 영역(S1)의 설정의 지시, 제1 영역(S1)의 직경에 대한 제2 영역(S2)의 직경의 차분값, 판정부(45)의 판정의 문턱값 등은, 입력부(48)로부터 입력할 수 있다. 입력부(48)로부터의 제1 영역(S1)의 설정의 지시와, 제2 영역(S2)의 설정 조건에 기초하여, 제2 설정부(43)가 제2 영역(S2)을 설정한다.
표시부(49)는, 장치의 상태를 확인하기 위한 정보를, 작업자가 시인 가능한 상태로 하는 디스플레이, 램프, 미터 등의 출력 장치이다. 디스플레이는, 표시 화면에 검출 영역(D)의 면적을 나타내는 정보를 표시한다. 검출 영역(D)의 면적을 나타내는 정보는, 검출 영역(D)을 나타내는 화상이어도 좋고, 검출 영역(D)의 면적의 수치이어도 좋고, 그 쌍방이어도 좋다.
예컨대, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 작업자가 입력부(48)에 의해, 표시 화면에 표시된 정상시의 반사광의 화상(Sw)보다 외측의 임의의 점을 지정하면, 제1 설정부(42)는, 지정된 점을 통과하는 궤적으로, 반사광의 화상(Sw)이 들어가는 크기의 제1 영역(S1)을 설정한다. 또한, 제2 설정부(43)는, 제1 영역(S1)의 직경에 대하여, 설정 조건에서 설정된 길이만큼 큰 직경의 동심원을 제2 영역(S2)으로서 설정한다.
이와 같이, 표시부(49)의 디스플레이는, 표시 화면에, 반사광의 화상(Sw), 제1 영역(S1), 제2 영역(S2)을 표시한다. 도 8b에 나타낸 바와 같이, 반사광의 화상(Sw)에서의 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2) 사이의 영역과 중복되는 영역이 검출 영역(D)이다. 또한, 디스플레이는 판정부(45)의 판정 결과를 표시한다. 예컨대, 이상하다고 판정된 경우에는, 검출 영역(D)을 다른 영역과 구별한 색구별 표시를 한다. 또, 이상을 음성에 의해 통지하는 출력 장치를 구비해도 좋다.
[동작]
다음으로, 본 실시형태에 관한 성막 장치(100)의 동작에 관해 설명한다. 또, 이하와 같은 순서에 의해 웨이퍼(W)의 위치의 이상을 검출하는 검출 방법도, 본 발명의 일양태이다. 즉, 반송 아암에 의해 홀더 공급부(210)로부터 취출된 홀더(H)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 검출 기구(230)의 지지대(231)에 배치된다. 한편, 반송 아암에 의해 웨이퍼 공급부(220)로부터 취출된 웨이퍼(W)는, 지지대(231)에 배치된 홀더(H)의 상측에 반송된다.
승강판(232)이 상승하여, 도 5에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 반송 아암으로부터 수취한다. 그리고, 승강판(232)이 하강하여, 웨이퍼(W)가 홀더(H)의 수용부(Hs) 내에 배치된다. 이와 같이 홀더(H)에 배치된 웨이퍼(W)에 대하여, 어긋남을 검출하는 처리를, 전술한 도면에 덧붙여, 도 16의 플로우차트를 참조하여 설명한다.
(영역 설정 처리)
제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)을 설정하는 처리를 설명한다. 우선, 홀더(H)에 대하여 정상적인 위치에 있는 웨이퍼(W)에 대하여, 광원(22)으로부터 광을 조사하여, 그 반사광을 카메라(21)가 촬상한다(단계 101). 촬상된 웨이퍼(W)의 화상은, 도 8a, 8b에 나타낸 바와 같이, 디스플레이의 표시 화면에 표시된다(단계 102).
작업자는, 디스플레이에 표시된 웨이퍼(W)의 화상을 보고, 웨이퍼(W)의 윤곽의 외측을 지정한다(단계 103). 그렇게 하면, 제1 설정부(42)는, 지정된 점을 지나서 웨이퍼(W)의 화상이 들어가는 원을 제1 영역(S1)으로서 설정한다(단계 104). 또한, 제2 설정부(43)는, 제1 영역(S1)이 들어가는 동심원을 제2 영역(S2)으로서 설정한다(단계 105). 설정된 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)은 디스플레이에 표시된다.
(검출 처리)
다음으로, 설정된 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)에 기초하여, 웨이퍼(W)의 위치의 이상을 검출하는 처리를 설명한다. 상기와 같이, 홀더(H)의 수용부(Hs)에 수용된 웨이퍼(W)에 대하여, 광원(22)이 광을 조사하고, 그 반사광을 카메라(21)가 촬상한다(단계 106).
촬상된 웨이퍼(W)의 반사광의 화상(Sw)은, 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)에 중복되어 디스플레이에 표시된다(단계 107). 검출부(44)는, 카메라(21)가 촬상한 반사광의 화상(Sw)이, 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2) 사이의 영역과 중복되는 영역의 면적에 해당하는 값을 검출한다(단계 108).
판정부(45)는, 검출한 값이 문턱값을 넘는지 아닌지를 판정한다(단계 109). 문턱값은, 사전의 실험으로부터 도 15와 같은 그래프를 작성하여 결정한다. 문턱값을 넘는 경우에는(단계 109의 YES), 어긋남량이 많고, 수용부(Hs)로부터 밀려나온 양이 크기 때문에, 이상하다고 판정한다(단계 110). 이상하다고 판정된 경우에는, 디스플레이가 이상을 나타내는 정보를 표시하고(단계 111), 대기 로더(200), 성막부(300)가 동작을 정지한다(단계 112).
이 경우, 작업자는, 홀더(H) 상의 웨이퍼(W)의 위치를 수정한 후, 대기 로더(200), 성막부(300)의 동작을 시작시킨다. 또는, 홀더(H) 상의 웨이퍼(W)를 취출한다. 문턱값을 넘지 않는 경우에는(단계 109의 NO), 검출 처리를 종료한다. 이러한 검출 처리는, 검출 기구(230)에 배치되는 홀더(H)에 대하여 순차적으로 행해져 간다.
(성막 처리)
다음으로, 이상과 같이 위치가 수정된 웨이퍼(W) 또는 정상적인 위치의 웨이퍼(W)에 대한 성막 처리를 설명한다. 우선, 대기 게이트 밸브(326b)가 개방되고, 반송 아암에 의해, 웨이퍼(W)를 배치한 홀더(H)가 로드록실(326)에 반입된다.
이 때, 로드록실(326)은 대기압하이며, 진공 반송실(310)측의 진공 게이트 밸브(321a)는 폐쇄되어 있다. 웨이퍼(W)를 반입한 반송 아암이 로드록실(326)로부터 후퇴하면, 대기 게이트 밸브(326b)를 폐쇄한다. 계속해서, 로드록실(326)을 배기하여 미리 정해진 압력까지 감압한다. 감압이 완료하면, 로드록실(326)의 진공 게이트 밸브(321a)를 개방하고, 진공 반송실(310)과 연통시킨다. 또, 진공 반송실(310)은 미리 감압되어 있다.
진공 반송실(310)의 반송 아암(311)을 로드록실(326)에 진입시킨다. 반송 아암(311)은 홀더(H)를 유지하여, 진공 반송실(310)에 반입한다. 반입을 완료하면, 로드록실(326)과 진공 반송실(310)을 연결하는 진공 게이트 밸브(321a)를 폐쇄한다.
다음으로, 로드록실(326)에 인접하는 성막실(321)의 진공 게이트 밸브(321a)를 개방하고, 홀더(H)를 유지한 반송 아암(311)을 챔버(30)에 진입시킨다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 성막실(321)의 승강 기구(32)는, 반송 아암(311)의 진입 타이밍에 맞춰, 복수의 핀(32c)을 수취 위치까지 상승시킨다.
반송 아암(311)은, 유지하고 있는 홀더(H)를, 핀(32c)의 상단부에 배치한다. 배치후, 반송 아암(311)을 성막실(321)로부터 후퇴시키고, 진공 반송실(310)과 성막실(321)을 연결하는 진공 게이트 밸브(321a)를 폐쇄한다.
진공 게이트 밸브(321a)를 폐쇄하면, 승강 기구(32)를 동작시켜 핀(32c)을 스테이지(31)까지 하강시킨다. 이에 따라, 홀더(H)는 스테이지(31)에 배치된다. 그렇게 되면, 도 10에 나타낸 바와 같이, 홀더(H)의 개구(Hо)로부터 스테이지(31)의 배치면이 진입하여, 웨이퍼(W)에 접한다. 배치면의 정전척(31b)에는, 통전에 의해 정전력이 작용하고 있기 때문에, 웨이퍼(W)는 정전척(31b)의 상면에 흡착 고정된다.
챔버(30) 내를 미리 정해진 압력까지 감압시키면, 가스 도입부(30b)로부터 스퍼터 가스를 성막실(321)에 도입한다. 전원(34)으로부터 타겟(33a)에 직류 전압을 인가하여 스퍼터 가스를 플라즈마화시킨다. 플라즈마로부터 발생한 이온이 타겟(33a)에 충돌하고, 충돌된 타겟(33a)의 성막 재료의 입자가 튀어나와, 스테이지(31)에 배치된 웨이퍼(W)에 퇴적된다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)의 위에 박막이 형성된다.
성막이 완료하면, 정전척(31b)의 내부의 전극에 대한 전압 인가를 정지하고, 정전척(31b)에 의한 웨이퍼(W)의 흡착 고정을 해제한다. 승강 기구(32)는 핀(32c)을 상승시켜, 웨이퍼(W)를 스테이지(31)로부터 들어 올린다. 핀(32c)은 수취 위치까지 상승시킨다. 성막실(321)의 진공 게이트 밸브(321a)를 개방하고, 진공 반송실(310)의 반송 아암(311)을 챔버(30) 내에 진입시킨다.
반송 아암(311)으로 웨이퍼(W)를 유지하고, 챔버(30)로부터 반출한다. 웨이퍼(W)가 반출되면, 성막실(321)의 진공 게이트 밸브(321a)는 폐쇄된다. 계속해서, 성막실(321)에 인접하는 성막실(322)의 진공 게이트 밸브(322a)를 개방하고, 챔버(30)에 웨이퍼(W)를 반입한다. 이와 같이, 복수의 성막실(321∼325)에 순차적으로 웨이퍼(W)를 반입하여 필요한 성막 처리를 행한다.
[효과]
(1) 전술한 바와 같이, 본 실시형태의 성막 장치(100)는, 미리 정해진 크기의 제1 영역(S1)을 설정하는 제1 설정부(42)와, 제1 영역(S1)보다 크고, 제1 영역(S1)이 전부 들어가는 제2 영역(S2)을 설정하는 제2 설정부(43)와, 홀더(H)에 수용되어 촬상된 웨이퍼(W)의 반사광의 화상이, 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2) 사이의 영역과 중복되는 영역의 면적에 대응하는 값을 검출하는 검출부(44)와, 검출부(44)에 의해 검출된 값이 문턱값을 넘는지 아닌지에 기초하여, 홀더(H)에 대한 웨이퍼(W)의 위치의 이상 유무를 판정하는 판정부(45)를 갖는다.
이와 같이, 촬상된 웨이퍼(W)의 반사광의 화상(Sw)을 사용함으로써, 표면 성상이 상이한 웨이퍼(W)에 관해, 그 위치의 이상을 공통의 검출 수단을 이용하여 검출할 수 있다. 또한, 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2) 사이의 영역과 중복되는 영역인 검출 영역(D)은, 웨이퍼(W)의 좌초량에 따라서 면적이 변화하기 때문에, 중심점 등을 구할 필요가 없고, 휘어짐이나 뒤틀림이 있는 웨이퍼(W)라 하더라도 위치의 이상을 정확하게 판정할 수 있다.
(2) 제1 영역(S1)은, 홀더(H)에 수용된 정상적인 위치에 있는 웨이퍼(W)로부터의 반사광의 화상(Sw)이 들어가는 크기이다. 이 때문에, 제1 영역(S1)으로부터 밀려나온 양에 따라 좌초의 정도를 판단하기 쉽다.
(3) 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)은 동심원이다. 이와 같이, 동심원 사이의 거리는 360° 방향에서 균일하므로, 동심원 사이의 중복 면적에 의해 이상을 판정함으로써, 웨이퍼(W)가 홀더(H) 내에서 어느 방향으로 좌초되었다 하더라도 판정할 수 있다.
(4) 제1 설정부(42)에 의한 제1 영역(S1)의 설정을 지시하는 입력부(48)를 가지며, 제2 설정부(43)는, 입력부(48)에 의한 제1 영역(S1)의 설정에 따라서 제2 영역(S2)을 설정한다. 입력부(48)의 지시에 따라서 제1 영역(S1)을 설정하면, 제2 영역(S2)도 설정되기 때문에, 상이한 크기의 웨이퍼(W)를 처리하게 된 경우에 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)의 변경을 용이하게 행할 수 있다.
(5) 반사광의 화상(Sw)이, 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2) 사이의 영역과 중복되는 면적에 대응하는 정보를 표시하는 표시부(49)를 갖는다. 이 때문에, 작업자는 웨이퍼(W)의 좌초 정도를 시각적으로 인식할 수 있다.
(6) 표시부(49)는, 이상을 나타내는 정보를 표시한다. 이 때문에, 작업자는, 웨이퍼(W)의 위치의 이상을 시각적으로 인식할 수 있어, 조기에 대응할 수 있다.
(7) 웨이퍼(W)에 광을 조사하는 단일 광원(22)과, 웨이퍼(W)로부터의 반사광을 촬상하는 카메라(21)를 갖는다. 이에 따라, 복수의 광원(22)에 의한 헐레이션을 억제하여, 웨이퍼(W)가 정확한 화상을 촬상할 수 있다. 따라서, 간소한 구성으로, 웨이퍼(W)의 위치의 이상을 정확하게 판정할 수 있다.
[다른 실시형태]
(1) 본 발명은, 전술한 실시형태 그대로에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 적절하게 변형할 수 있다. 또한, 전술한 실시형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소를 적절하게 조합해도 좋다. 예컨대, 전술한 실시형태에 제시되는 구성 요소로부터 몇개의 구성 요소를 삭제해도 좋고, 상이한 실시형태에 걸친 구성 요소를 적절하게 조합해도 좋다.
(2) 홀더(H)의 수용부(Hs)의 치수는, 웨이퍼(W)를 수용 가능하면 된다. 단, 성막후에, 스테이지(31)로부터 핀(32c)으로 홀더(H)를 들어 올릴 때에, 웨이퍼(W)가 튀는 경우가 있다. 이것은, 예컨대, 정전척(31b)의 정전력이 잔존하고 있는 것에 의해 발생하는 것으로 생각된다. 이 때, 수용부(Hs)의 깊이가 얕으면 홀더(H)로부터 밀려나오는 만큼 좌초되는 경우가 있기 때문에, 수용부(Hs)에는 어느 정도의 깊이 dp(도 14 참조)가 필요로 된다. 한편, 수용부(Hs)의 깊이 dp를 크게 하면, 성막시에 타겟으로부터 튀어나온 성막 재료를 홀더(H)가 차폐하여, 웨이퍼(W) 외주의 막두께가, 웨이퍼(W) 중앙의 막두께보다 얇아져 버린다. 발명자는, 예의 검토한 결과, 1.8 mm≤dp≤2.1 mm로 하는 것이 바람직하다는 것을 발견했다. 이에 따라, 성막의 균일성과 성막후 밀려나온 만큼의 좌초를 방지할 수 있다.
(3) 성막 대상의 워크는, 반도체의 웨이퍼(W)에 한정되지 않고, 예컨대, DVD 및 하드디스크 등의 광디스크, 미러, 표시 패널 및 태양 전지 패널 등, 성막되는 여러가지 워크에 적용 가능하다. 워크의 형상에 관해서도, 원형에는 한정되지 않고, 사각형 등의 다각형이어도 좋고, 입체물이어도 좋다. 예컨대, 입방체, 직방체 등의 복수의 평면으로 이루어진 다면체, 반구형, 돔형, 사발형 등의 단수 또는 복수의 곡면을 포함하는 곡면체, 각통형, 원통형, 원추형 등의 곡면과 평면을 포함하는 복합체이어도 좋다. 또한, 웨이퍼(W)의 성막되는 면의 반대측의 면, 즉 회로가 형성된 표면에는, 성막전에 보호용의 점착 테이프가 접착되어 있어도 좋다.
(4) 제1 영역(S1), 제2 영역(S2)에 관해서는, 원형에 한정되지는 않는다. 워크의 형상에 맞춰 다각형이어도 좋다. 또한, 제1 영역(S1)의 크기는, 반드시 워크보다 크게 할 필요는 없고, 워크보다 작아도 좋다. 홀더(H)의 형상도 이들 워크의 형상에 맞춘 형상으로 해도 좋다. 홀더(H)는, 워크를 배치하여 반송하는 부재이면 되며, 트레이, 서셉터 등의 호칭은 상관없다.
(5) 워크로부터의 반사광은, 외부의 조명, 자연광이 반사한 광이어도 좋다. 즉, 워크로부터의 반사광을 얻기 위해, 어떠한 광원을 이용할지는 상관없다. 또한, 광원은, 광파이버에 의해 광을 유도하여 워크에 조사하는 양태이어도 좋다.
(6) 성막부(300)의 구체적인 구성은 상기 양태에 한정되지는 않는다. 인라인식의 성막 장치이어도 좋다. 스테이지(31)에 히터를 설치하여 예비 가열을 행해도 좋다. 홀더(H)를 유지하는 기구는, 미케니컬 척기구로 해도 좋다. 또한, 예비 가열을 행하는 전용의 챔버(30)를 설치해도 좋다. 예컨대, 로드록실(326)과 성막실(321)의 사이에 전처리실을 설치하고, 전처리실에서 예비 가열을 행해도 좋다. 또한, 전처리실에서의 전처리를 로드록실(326)에서 겸용하도록 해도 좋다.
100 : 성막 장치 200 : 대기 로더
210 : 홀더 공급부 220 : 웨이퍼 공급부
230 : 검출 기구 231 : 지지대
232 : 승강판 233 : 승강축
234 : 지주 235 : 촬상부
21 : 카메라 22 : 광원
300 : 성막부 310 : 진공 반송실
311 : 반송 아암 321∼325 : 성막실
321a∼325a : 진공 게이트 밸브 326 : 로드록실
326a : 진공 게이트 밸브 326b : 대기 게이트 밸브
30 : 챔버 30a : 압력계
30b : 가스 도입부 31 : 스테이지
31a : 샤프트 31b : 정전척
32 : 승강 기구 32a : 로드
32b : 테이블 32c : 핀
33 : 스퍼터원 33a : 타겟
33b : 배킹 플레이트 33c : 도전 부재
34 : 전원 400 : 제어 장치
40 : 기구 제어부 41 : 표시 처리부
42 : 제1 설정부 43 : 제2 설정부
44 : 검출부 45 : 판정부
46 : 기억부 47 : 입출력 제어부
48 : 입력부 49 : 표시부

Claims (9)

  1. 미리 정해진 크기의 제1 영역을 설정하는 제1 설정부와,
    상기 제1 영역보다 크고, 상기 제1 영역이 전부 들어가는 제2 영역을 설정하는 제2 설정부와,
    홀더에 수용되어 촬상된 워크로부터의 반사광으로 형성되는 화상 중, 상기 워크의 외측 가장자리에 해당하는 윤곽에 둘러싸인 영역인 반사광의 화상이, 상기 제2 영역 중 상기 제1 영역과 겹치는 영역 이외의 영역과 중복되는 영역의 면적에 대응하는 값을 검출하는 검출부와,
    상기 검출부에 의해 검출된 값이 문턱값을 넘는지 아닌지에 기초하여, 상기 홀더에 대한 상기 워크의 위치의 이상 유무를 판정하는 판정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 영역은, 상기 홀더에 수용된 정상적인 위치에 있는 워크로부터의 반사광의 화상이 들어가는 크기인 것을 특징으로 하는 워크 검출 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 동심원인 것을 특징으로 하는 워크 검출 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 설정부에 의한 제1 영역의 설정을 지시하는 입력부를 포함하며,
    상기 제2 설정부는, 상기 입력부에 의한 상기 제1 영역의 설정에 따라서, 상기 제2 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 워크 검출 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 면적에 대응하는 정보를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 표시부는, 상기 이상을 나타내는 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 워크 검출 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 워크에 광을 조사하는 단일 광원과,
    상기 워크로부터의 반사광을 촬상하는 촬상부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크 검출 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 기재된 워크 검출 장치와,
    상기 워크 검출 장치에 의한 위치의 이상 유무가 판정된 워크에 대하여 성막을 행하는 성막부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  9. 컴퓨터 또는 전자 회로가,
    미리 정해진 크기의 제1 영역을 설정하는 제1 설정 처리와,
    상기 제1 영역보다 크고, 상기 제1 영역이 전부 들어가는 제2 영역을 설정하는 제2 설정 처리와,
    워크로부터의 반사광으로 형성되는 화상 중, 상기 워크의 외측 가장자리에 해당하는 윤곽에 둘러싸인 영역인 반사광의 화상이, 상기 제2 영역 중 상기 제1 영역과 겹치는 영역 이외의 영역과 중복되는 면적에 대응하는 값을 검출하는 검출 처리와,
    상기 검출 처리에 의해 검출된 값이 문턱값을 넘는지 아닌지에 기초하여, 홀더에 대한 상기 워크의 위치의 이상 유무를 판정하는 판정 처리
    를 실행하는 것을 특징으로 하는 워크 검출 방법.
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