KR102409610B1 - 위치 검출 시스템 및 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 포커스링과 대상물과의 위치 관계를 검출할 수 있는 위치 검출 시스템 및 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
위치 검출 시스템은, 반송 장치, 광원, 적어도 하나의 광학 소자, 반사 부재, 구동부 및 제어부를 구비한다. 반송 장치는, 대상물을 반송하여 배치대 상에 배치시킨다. 광원은 측정광을 발생시킨다. 광학 소자는, 광원에 의해 발생한 측정광을 출사광으로서 출사시키고 반사광을 입사시킨다. 반사 부재는, 반송 장치에 배치된다. 반사 부재는, 출사광을 배치대를 향해 반사하고, 배치대를 향해 출사된 출사광의 반사광을 광학 소자를 향해 반사한다. 구동부는, 직선형의 복수의 주사 범위를 반사 부재에 주사시키도록, 반송 장치를 구동시킨다. 제어부는, 복수의 주사 범위의 반사광에 기초하여, 포커스링과 배치대에 배치된 대상물과의 위치 관계를 산출한다.

Description

위치 검출 시스템 및 처리 장치{POSITION DETECTING SYSTEM AND PROCESSING APPARATUS}
본 개시는 위치 검출 시스템 및 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치와 같은 전자 디바이스의 제조에서는 플라즈마 처리를 행하는 처리 장치가 이용되고 있다(예컨대 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조). 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 처리 장치는, 챔버 및 배치대를 갖고 있다. 배치대는, 챔버 내에 설치되고, 그 위에 배치하는 대상물을 유지한다. 이들 처리 장치에서는, 대상물은, 반송 장치에 의해 반송되고, 배치대 상에 배치되며, 챔버 내에서 생성되는 처리 가스의 플라즈마에 의해 처리된다. 반송 장치는, 대상물과 동일 형상의 센서 디바이스를 반송함으로써, 반송 상태를 검출한다.
미국 특허 제6468816호 명세서 미국 특허 제6244121호 명세서
그런데, 처리 장치에는, 대상물의 주연부를 둘러싸도록, 배치대 상에 포커스링이 설치되는 경우가 있다. 포커스링은 대상물의 처리의 면내 균일성을 향상시키기 위해 설치된다. 이 때문에, 포커스링에 대하여 대상물을 정확히 배치시키지 않으면, 대상물의 처리의 면내 균일성이 저하될 우려가 있다. 그러나, 특허문헌 1, 특허문헌 2에 기재된 처리 장치 및 반송 장치에 있어서는, 포커스링과 대상물과의 위치 관계를 판단할 수 없다.
본 기술 분야에서는, 포커스링과 대상물과의 위치 관계를 검출할 수 있는 위치 검출 시스템 및 처리 장치가 요구되고 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 위치 검출 시스템은, 처리 장치에 이용되는 위치 검출 시스템이다. 처리 장치는, 원반형의 대상물을 배치하기 위한 배치대와 대상물의 주위를 둘러싸도록 배치되는 포커스링을 갖는다. 이 위치 검출 시스템은, 반송 장치, 광원, 적어도 하나의 광학 소자, 반사 부재, 구동부 및 제어부를 구비한다. 반송 장치는, 대상물을 반송하여 배치대 상에 배치시킨다. 광원은 측정광을 발생시킨다. 적어도 하나의 광학 소자는, 광원에 의해 발생한 측정광을 출사광으로서 출사시키고 반사광을 입사시킨다. 반사 부재는, 반송 장치에 배치된다. 반사 부재는, 출사광을 배치대를 향해 반사하고, 배치대를 향해 출사된 출사광의 반사광을 광학 소자를 향해 반사한다. 구동부는, 포커스링으로부터 배치대에 배치된 대상물에 이를 때까지의 직선형의 복수의 주사 범위를 반사 부재에 주사시키도록, 반송 장치를 구동시킨다. 제어부는, 복수의 주사 범위의 반사광에 기초하여, 포커스링과 배치대에 배치된 대상물과의 위치 관계를 산출한다.
이 위치 검출 시스템에서는, 광원에 의해 발생한 측정광이 광학 소자에 의해 출사광으로서 출사되고, 반사 부재에 의해 반사되어 배치대를 향해 출사된다. 그리고, 배치대를 향해 출사된 출사광의 반사광이 반사 부재에 의해 광학 소자를 향해 반사된다. 또한, 반사 부재가 직선형의 복수의 주사 범위를 주사함으로써, 복수의 주사 범위에 있어서의 피측정물의 두께의 변화량이 검출된다. 그리고, 제어부에 의해, 복수의 주사 범위에 있어서의 피측정물의 두께의 변화량에 기초하여, 포커스링과 대상물과의 위치 관계가 산출된다. 이와 같이, 이 위치 검출 시스템은, 반사 부재를 주사시킴으로써, 포커스링과 배치대에 배치된 대상물과의 위치 관계를 파악할 수 있다.
일 실시형태에 있어서는, 제어부는, 주사 범위마다 산출된 위치 관계에 기초하여, 대상물이 배치 대상의 목표 위치에 배치되었는지 여부를 판정하여도 좋다. 배치대와 포커스링과의 위치 관계는 고정되어 있다. 이 위치 검출 시스템은, 포커스링과 원반형의 대상물과의 위치 관계를 적어도 2 지점에서 산출함으로써, 대상물과 배치대와의 위치 관계를 산출하고, 대상물이 배치대 상의 목표 위치에 배치되었는지 여부를 판정할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 반송 장치는, 반사 부재를 광학 소자와 대응시켜 배치하도록 구성되어도 좋다. 이 경우, 이 위치 검출 시스템은, 반사 부재의 반사 조정을 개개의 광학 소자에 맞춰 행할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 처리 장치는, 배치대 및 포커스링이 내부에 배치된 챔버 본체와, 포커스링의 위쪽에 배치된 상부 전극을 구비하여도 좋다. 그리고, 광원 및 적어도 하나의 광학 소자는, 챔버 본체의 외측의 옆쪽에 배치되어도 좋다. 이 경우, 이 위치 검출 시스템은, 상부 전극의 구성을 변경하는 것이 곤란한 장치여도, 측정을 행할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 복수의 주사 범위 중 2개는, 서로 평행한 직선에 위치하고 있어도 좋다. 일 실시형태에 있어서, 복수의 주사 범위 중 2개는, 1개의 직선에 위치하고 있어도 좋다. 이들의 경우, 이 위치 검출 시스템은, 2개의 주사 범위의 기하학적인 관계성에 기초하여, 배치대 또는 포커스링 등의 처리 장치의 파트와 대상물과의 위치 관계를 검출할 수 있다.
일 실시형태에 있어서는, 제어부는, 주사 범위에 있어서의 반사광에 기초하여 얻어지는 포커스링의 높이 정보와, 미리 취득된 포커스링의 기준 높이 정보 간의 차분을 산출하여도 좋다. 이 위치 검출 시스템은, 전술한 차분을 산출함으로써, 포커스링의 소모량을 파악할 수 있다.
본 개시의 다른 측면에 따른 처리 장치는, 원반형의 대상물을 배치하기 위한 배치대와, 대상물 주위를 둘러싸도록 배치되는 포커스링과, 위치 검출 시스템을 구비한다. 이 위치 검출 시스템은, 반송 장치, 광원, 적어도 하나의 광학 소자, 반사 부재, 구동부 및 제어부를 구비한다. 반송 장치는, 대상물을 반송하여 배치대 상에 배치시킨다. 광원은, 측정광을 발생시킨다. 적어도 하나의 광학 소자는, 광원에 의해 발생한 측정광을 출사광으로서 출사시키고 반사광을 입사시킨다. 반사 부재는, 반송 장치에 배치된다. 반사 부재는, 출사광을 배치대를 향해 반사하고, 배치대를 향해 출사된 출사광의 반사광을 광학 소자를 향해 반사한다. 구동부는, 포커스링으로부터 배치대에 배치된 대상물에 이를 때까지의 직선형의 복수의 주사 범위를 반사 부재에 주사시키도록, 반송 장치를 구동시킨다. 제어부는, 복수의 주사 범위의 반사광에 기초하여, 포커스링과 배치대에 배치된 대상물과의 위치 관계를 산출한다.
전술한 처리 장치에 따르면, 전술한 위치 검출 시스템과 동일한 효과를 발휘한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 개시의 여러 가지 측면 및 실시형태에 따르면, 포커스링과 대상물과의 위치 관계를 검출할 수 있는 위치 검출 시스템 및 처리 장치가 제공된다.
도 1은 처리 시스템의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시형태에 따른 처리 장치의 종단면 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시형태에 따른 위치 검출 시스템의 일례를 도시한 설명도이다.
도 4는 2개의 프리즘을 이용한 주사의 예를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 주사 범위의 확대 설명도이다.
도 6은 도 5의 주사 범위에 대응하는 간섭 스펙트럼의 일례이다.
도 7은 도 6의 간섭 스펙트럼에 기초하여 산출된 주사 영역에 있어서의 높이 정보를 도시한 도면이다.
도 8은 각 주사 위치의 파트 두께 및 주사 거리, 즉 포커스링과 웨이퍼와의 위치 관계의 일례를 도시한 표이다.
도 9는 포커스링과 웨이퍼와의 위치 관계를 산출하는 방법의 일례를 설명한 도면이다.
도 10은 포커스링과 웨이퍼와의 위치 관계를 산출하는 방법의 일례를 설명한 도면이다.
도 11은 일 실시형태에 따른 처리 장치의 파트의 소모 검출을 설명한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 여러 가지 실시형태에 대해서 상세히 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.
도 1은 처리 시스템의 일례를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 처리 시스템(1)은, 대상물을 처리하기 위한 처리 장치, 상기 처리 장치에 대상물을 반송하기 위한 반송 장치, 및 대상물과 처리 장치의 파트와의 위치 관계를 검출하는 것이 가능한 위치 검출 시스템을 구비한다. 대상물이란, 처리 장치의 처리 대상이 되는 원반형 물체이며, 예컨대 웨이퍼이다. 대상물은, 경사진 주연부(베벨)를 가져도 좋다. 웨이퍼는, 가공 처리 또는 플라즈마 처리가 이미 행해져 있어도 좋고, 행해져 있지 않아도 좋다.
처리 시스템(1)은, 대(臺)(2a∼2d), 용기(4a∼4d), 로더 모듈(LM), 로드록 챔버(LL1, LL2), 프로세스 모듈(PM1∼PM6) 및 트랜스퍼 챔버(TC)를 구비한다.
대(2a∼2d)는, 로더 모듈(LM)의 일 가장자리를 따라 배열되어 있다. 용기(4a∼4d)는 각각 대(2a∼2d) 상에 탑재되어 있다. 용기(4a∼4d)는 각각 웨이퍼(W)를 수용하도록 구성되어 있다.
로더 모듈(LM)은, 대기압 상태의 반송 공간을 그 내부에 형성하는 챔버벽을 갖고 있다. 로더 모듈(LM)은, 이 반송 공간 내에 반송 장치(TU1)를 갖고 있다. 반송 장치(TU1)는, 용기(4a∼4d)와 로드록 챔버(LL1∼LL2) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하도록 구성되어 있다.
로드록 챔버(LL1) 및 로드록 챔버(LL2)의 각각은 로더 모듈(LM)과 트랜스퍼 챔버(TC) 사이에 마련되어 있다. 로드록 챔버(LL1) 및 로드록 챔버(LL2)의 각각은 예비 감압실을 제공하고 있다.
트랜스퍼 챔버(TC)는, 로드록 챔버(LL1) 및 로드록 챔버(LL2)에 게이트 밸브를 통해 접속되어 있다. 트랜스퍼 챔버(TC)는, 감압 가능한 감압실을 제공하고 있고, 이 감압실에 반송 장치(TU2)를 수용하고 있다. 반송 장치(TU2)는, 로드록 챔버(LL1∼LL2)와 프로세스 모듈(PM1∼PM6) 사이 및 프로세스 모듈(PM1∼PM6) 중 임의의 2개의 프로세스 모듈 사이에서, 웨이퍼(W)를 반송하도록 구성되어 있다.
프로세스 모듈(PM1∼PM6)은, 트랜스퍼 챔버(TC)에 게이트 밸브를 통해 접속되어 있다. 프로세스 모듈(PM1∼PM6)의 각각은 웨이퍼(W)에 대하여 플라즈마 처리와 같은 전용의 처리를 행하도록 구성된 처리 장치이다.
처리 시스템(1)에 있어서 웨이퍼(W)의 처리가 행해질 때의 일련의 동작은, 이하와 같이 예시된다. 로더 모듈(LM)의 반송 장치(TU1)가, 용기(4a∼4d) 중 어느 하나로부터 웨이퍼(W)를 꺼내고, 이 웨이퍼(W)를 로드록 챔버(LL1) 및 로드록 챔버(LL2) 중 한쪽의 로드록 챔버로 반송한다. 계속해서, 한쪽의 로드록 챔버가, 예비 감압실의 압력을 소정의 압력으로 감압한다. 계속해서, 트랜스퍼 챔버(TC)의 반송 장치(TU2)가, 한쪽의 로드록 챔버로부터 웨이퍼(W)를 꺼내고, 이 웨이퍼(W)를 프로세스 모듈(PM1∼PM6) 중 어느 하나로 반송한다. 그리고, 프로세스 모듈(PM1∼PM6) 중 하나 이상의 프로세스 모듈이 웨이퍼(W)를 처리한다. 그리고, 반송 장치(TU2)가, 처리 후의 웨이퍼를 프로세스 모듈로부터 로드록 챔버(LL1) 및 로드록 챔버(LL2) 중 한쪽의 로드록 챔버로 반송한다. 이어서, 반송 장치(TU1)가 웨이퍼(W)를 한쪽의 로드록 챔버로부터 용기(4a∼4d) 중 어느 하나로 반송한다.
처리 시스템(1)은, 제어 장치(MC)를 더 구비하고 있다. 제어 장치(MC)는, 프로세서, 메모리와 같은 기억 장치, 표시 장치, 입출력 장치, 통신 장치 등을 구비하는 컴퓨터일 수 있다. 전술한 처리 시스템(1)의 일련의 동작은, 기억 장치에 기억된 프로그램에 따른 제어 장치(MC)에 의한 처리 시스템(1)의 각부의 제어에 의해 실현된다.
다음에, 프로세스 모듈(PM1∼PM6)의 일례인 처리 장치(10)를 설명한다. 도 2는 일 실시형태에 따른 처리 장치(10)의 종단면 구성을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 처리 장치(10)는, 웨이퍼(W)를 수용하여 플라즈마에 의해 처리하기 위한 챔버 본체(12)를 구비하고 있다. 챔버 본체(12)는, 그 내부 공간을 챔버(12c)로서 제공하고 있다. 챔버 본체(12)는 접지되어 있다. 챔버(12c)는, 진공 배기 가능하게 구성되어 있다.
챔버(12c) 내에, 그리고 챔버 본체(12)의 바닥부 상에는, 지지부(14)가 마련되어 있다. 지지부(14)는 절연 재료로 구성되어 있다. 지지부(14)는 대략 원통 형상을 갖고 있다. 지지부(14)는, 챔버(12c) 내에서, 챔버 본체(12)의 바닥부로부터 위쪽으로 연장되어 있다. 지지부(14)는, 그 상측 부분에서 배치대(16)를 지지하고 있다.
배치대(16)는, 하부 전극(18) 및 정전척 기구(20)를 포함하고 있다. 하부 전극(18)은, 제1 부재(18a) 및 제2 부재(18b)를 포함하고 있다. 제1 부재(18a) 및 제2 부재(18b)는, 도전성 재료로 형성되어 있고, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 제2 부재(18b)는, 제1 부재(18a) 상에 설치되어 있고, 제1 부재(18a)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 하부 전극(18) 상에는 정전척 기구(20)가 설치되어 있다.
정전척 기구(20)는, 그 위에 배치된 웨이퍼(W)를 유지하도록 구성되어 있다. 정전척 기구(20)는, 원반 형상의 절연층 및 이 절연층 내에 설치된 막 형상의 전극을 갖고 있다. 정전척 기구(20)의 전극에는, 직류 전원(22)이 전기적으로 접속되어 있다. 정전척 기구(20)는, 직류 전원(22)으로부터의 직류 전압에 의해 생긴 정전력에 의해 웨이퍼(W)를 흡착한다.
하부 전극(18)의 주연부 상에는, 웨이퍼(W)의 에지 및 정전척 기구(20)의 주위를 둘러싸도록 포커스링(FR)이 배치되어 있다. 포커스링(FR)은 환형 부재이다. 포커스링(FR)은, 웨이퍼(W)의 플라즈마 처리의 면내 균일성을 향상시키기 위해 설치된다. 포커스링(FR)은, 메인터넌스 시에 배치대(16) 상에서 제거되고, 새로운 포커스링(FR)으로 교환될 수 있다.
정전척 기구(20)에는, 아래쪽에서 위쪽으로 연장되는 관통 구멍이 형성되어 있다. 리프트핀(61)은, 관통 구멍 내에 상하 이동 가능하게 설치되어 있다. 리프트핀(61)은, 리프트 구동 기구(60)에 의해 상하 구동된다. 리프트핀(61)이 상승할 때, 리프트핀(61)의 선단이, 웨이퍼(W)를 밀어올림으로써, 웨이퍼(W)가 상승한다. 리프트핀(61)은, 리프트 구동 기구(60)에 의해, 반송 장치(TU2)의 일부를 구성하는 반송 핸드로부터 웨이퍼(W)를 수취하여, 배치대(16)에 배치하고, 웨이퍼(W)를 배치대(16)로부터 들어올려 반송 핸드에 전달한다.
처리 장치(10)에는, 가스 공급 라인(28)이 설치되어 있다. 가스 공급 라인(28)은, 전열 가스 공급 기구로부터의 전열 가스, 예컨대 He 가스를, 정전척 기구(20)의 상면과 웨이퍼(W)의 이면 사이에 공급한다.
처리 장치(10)는, 대향 전극(30)(상부 전극의 일례)을 더 구비하고 있다. 대향 전극(30)은, 배치대(16)의 위쪽에서, 이 배치대(16)와 대면하도록 배치되어 있다. 대향 전극(30)은, 소위 샤워 헤드에 의해 구성되어 있고, 배치대(16) 상에 배치된 웨이퍼(W)에 대하여, 샤워형으로 소정의 처리 가스를 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 대향 전극(30)은, 절연성 부재(32)를 통해, 챔버 본체(12)의 상부에 지지되어 있다. 이 대향 전극(30)은, 상부판(34) 및 지지체(36)를 포함할 수 있다. 상부판(34)은 챔버(12c)에 면해 있다. 상부판(34)에는, 복수의 가스 토출 구멍(34a)이 형성되어 있다.
지지체(36)는, 상부판(34)을 착탈 가능하게 지지하는 것으로서, 도체로 형성되어 있다. 지지체(36)의 내부에는, 가스 확산실(36a)이 마련되어 있다. 이 가스 확산실(36a)로부터는, 복수의 가스 토출 구멍(34a)에 각각 연통하는 복수의 구멍(36b)이 아래쪽으로 연장되어 있다. 또한, 지지체(36)에는, 가스 확산실(36a)로 처리 가스를 유도하는 포트(36c)가 형성되어 있고, 이 포트(36c)에는, 배관(38)이 접속되어 있다.
챔버 본체(12)에는, 배기구(12e)가 마련되어 있다. 배기구(12e)에는, 배기관(52)을 통해 배기 장치(50)가 접속되어 있다. 배기 장치(50)는 진공 펌프를 갖고 있다. 배기 장치(50)는, 챔버(12c)의 압력을 감압할 수 있다. 또한, 챔버 본체(12)의 측벽에는, 웨이퍼(W)의 반입 또는 반출을 위한 개구(12p)가 마련되어 있다. 이 개구(12p)는 게이트 밸브(GV)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다.
챔버 본체(12)의 측벽에 있어서, 개구(12p)와 대향하는 위치에는, 관통 구멍(74) 및 창(76)이 형성되어 있다. 관통 구멍(74)은, 챔버(12c)의 외측과 내측을 연통하는 관통 구멍이다. 창(76)은, 관통 구멍(74)에 대응하여 형성되고, 광을 투과시킬 수 있으며, 또한, 기밀 밀봉되어 있다. 관통 구멍(74) 및 창(76)은, 출사광을 챔버(12c)로 조사하기 위한 광도입로를 구성한다.
챔버 본체(12)의 외측 옆쪽에는, 후술하는 위치 검출 시스템(100)의 구성 요소인 적어도 하나의 콜리메이터(72)(광학 소자의 일례)가 배치되어 있다. 콜리메이터(72)는, 광파이버를 통해 광원과 접속되어 있고, 관통 구멍(74) 및 창(76)을 통해 광원의 측정광을 출사광으로서 챔버(12c) 내로 조사한다.
처리 장치(10)는, 제1 고주파 전원(62) 및 제2 고주파 전원(64)을 더 구비하고 있다. 제1 고주파 전원(62)은 플라즈마 생성용의 제1 고주파를 발생시키는 전원이다. 제1 고주파의 주파수는, 27∼100 MHz의 주파수이며, 일례에 있어서는 40 MHz의 주파수이다. 제1 고주파 전원(62)은, 정합기(66)를 통해 하부 전극(18)에 접속되어 있다. 정합기(66)는, 제1 고주파 전원(62)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극(18)측)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖고 있다. 또한, 제1 고주파 전원(62)은, 정합기(66)를 통해, 대향 전극(30)에 접속되어 있어도 좋다.
제2 고주파 전원(64)은, 웨이퍼(W)에 이온을 인입하기 위한 제2 고주파를 발생시키는 전원이다. 제2 고주파의 주파수는, 400 kHz∼13.56 MHz의 범위 내의 주파수이며, 일례에 있어서는 3 MHz의 주파수이다. 제2 고주파 전원(64)은, 정합기(68)를 통해 하부 전극(18)에 접속되어 있다. 정합기(68)는, 제2 고주파 전원(64)의 출력 임피던스와 부하측(하부 전극(18)측)의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖고 있다.
처리 장치(10)는, 직류 전원부(69)를 더 구비할 수 있다. 직류 전원부(69)는, 대향 전극(30)에 접속되어 있다. 직류 전원부(69)는, 음의 직류 전압을 발생시키고, 이 직류 전압을 대향 전극(30)에 부여하는 것이 가능하다.
처리 장치(10)는 제어부(CU)를 더 구비할 수 있다. 이 제어부(CU)는, 프로세서, 기억부, 입력 장치, 표시 장치 등을 구비하는 컴퓨터이다. 제어부(CU)는, 처리 장치(10)의 각 부를 제어한다. 이 제어부(CU)에서는, 입력 장치를 이용하여, 오퍼레이터가 처리 장치(10)를 관리하기 위해서 커맨드의 입력 조작 등을 행할 수 있다. 또한, 표시 장치에 의해, 처리 장치(10)의 가동 상황을 표시할 수 있다. 또한, 제어부(CU)의 기억부에는, 처리 장치(10)에서 실행되는 각종 처리를 프로세서에 의해 제어하기 위한 제어 프로그램 및 레시피 데이터가 저장되어 있다. 예컨대, 제어부(CU)의 기억부에는, 방법(MT)을 처리 장치(10)에서 실행하기 위한 제어 프로그램 및 레시피 데이터가 기억되어 있다.
다음에, 처리 장치(10)에 구비되는 위치 검출 시스템의 구성을 설명한다. 도 3은 일 실시형태에 따른 위치 검출 시스템의 일례를 도시한 구성도이다. 위치 검출 시스템(100)은, 반사광 간섭을 이용하여 콜리메이터로부터 프리즘을 통해 반사 지점까지의 거리를 계측하고, 또한 프리즘을 주사시킴으로써, 처리 장치(10)의 파트와 웨이퍼(W)와의 위치 관계를 검출하는 시스템이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 위치 검출 시스템(100)은, 광원(70), 광 서큘레이터(71), 광학 스위치(78), 제1 콜리메이터(72A)(광학 소자의 일례), 제2 콜리메이터(72B)(광학 소자의 일례), 제1 프리즘(15A)(반사 부재의 일례), 제2 프리즘(15B)(반사 부재의 일례) 및 분광기(73)를 구비하고 있다. 분광기(73)는 연산 장치(75)(구동부 및 제어부의 일례)와 접속되어 있다. 연산 장치(75)는, 프로세서, 메모리와 같은 기억 장치, 표시 장치, 입출력 장치, 통신 장치 등을 구비하는 컴퓨터일 수 있다. 후술하는 위치 검출 시스템(100)의 일련의 동작은, 기억 장치에 기억된 프로그램에 따른 연산 장치(75)에 의한 위치 검출 시스템(100)의 각부의 제어에 의해, 실현된다. 연산 장치(75)는, 후술하는 구동부(80) 및 제어부(81)로서 기능한다. 연산 장치(75)는, 도 1에 도시된 제어 장치(MC)나 도 2에 도시된 제어부(CU)와 일체여도 좋다. 또한, 광원(70), 광 서큘레이터(71), 광학 스위치(78), 제1 콜리메이터(72A), 제2 콜리메이터(72B) 및 분광기(73)의 각각은 광파이버를 이용하여 접속되어 있다.
광원(70)은 계측 대상을 투과하는 파장을 갖는 측정광을 발생시킨다. 광원(70)으로서, 예컨대 SLD(Super Luminescent Diode)가 이용된다. 계측 대상은, 예컨대 판형을 띠고, 표면 및 표면에 대향하는 이면을 갖고 있다. 계측 대상으로 하는 대상물(웨이퍼(W)), 포커스링(FR) 정전 등의 처리 장치(10)의 파트로는, 예컨대 Si(실리콘), SiO2(석영) 또는 Al2O3(사파이어) 등이 이용된다. Si의 굴절률은, 예컨대 파장 4 ㎛에 있어서 3.4이다. SiO2의 굴절률은, 예컨대 파장 1 ㎛에 있어서 1.5이다. Al2O3의 굴절률은, 예컨대 파장 1 ㎛에 있어서 1.8이다. 이들 굴절률은, 불순물을 도핑함으로써 변화한다. 예컨대, 불순물이 도핑된 Si의 굴절률은, 파장 1560 ㎚에 있어서 3.6 정도이다.
광 서큘레이터(71)는, 광원(70), 광학 스위치(78) 및 분광기(73)에 접속되어 있다. 광 서큘레이터(71)는, 광원(70)에 의해 발생한 측정광을 광학 스위치(78)로 출사한다. 광학 스위치(78)는, 1개의 입력단과 예컨대 2개의 출력단을 구비하고 있다. 입력단은 광 서큘레이터(71)에 접속되어 있다. 또한, 2개의 출력단은, 제1 광파이버(79A)를 통해 제1 콜리메이터(72A)에 접속되고, 광파이버(79B)를 통해 제2 콜리메이터(72B)에 접속되어 있다. 광학 스위치(78)는 출력처를 전환할 수 있도록 구성되어 있다. 광학 스위치(78)는 광 서큘레이터(71)로부터의 광을 입력단으로부터 입력함과 더불어 교대로 2개의 출력단으로 출력한다.
제1 콜리메이터(72A) 및 제2 콜리메이터(72B)는, 광원(70)에 의해 발생한 측정광을 출사광으로서 출사시키고 반사광을 입사시킨다. 구체적으로는, 제1 콜리메이터(72A)는, 측정광을 제1 프리즘(15A)을 향해 수평 방향으로 출사광으로서 출사시키고, 제1 프리즘(15A)으로부터 반사광을 입사시킨다. 제2 콜리메이터(72B)는, 측정광을 제2 프리즘(15B)을 향해 수평 방향으로 출사광으로서 출사시키고, 제2 프리즘(15B)으로부터 반사광을 입사시킨다.
프리즘(15)(제1 프리즘(15A) 또는 제2 프리즘(15B))은, 출사광을 배치대(16)를 향해 반사하고, 배치대(16)를 향해 출사된 출사광의 반사광을 제1 콜리메이터(72A) 및 제2 콜리메이터(72B)를 향해 반사한다. 구체적으로는, 제1 프리즘(15A)은, 출사광을 웨이퍼(W)를 향해 반사함으로써, 수평 광선인 출사광을 웨이퍼(W)에 대한 수직 광선으로 한다. 출사광은 웨이퍼(W)의 표면에 출사된다. 웨이퍼(W)로부터의 반사광은 다시 제1 프리즘(15A)으로 되돌아가고, 제1 콜리메이터(72A)에 출사된다. 마찬가지로, 제2 프리즘(15B)은, 출사광을 웨이퍼(W)를 향해 반사함으로써, 출사광을 웨이퍼(W)에 대한 수직 광선으로 한다. 출사광은, 웨이퍼(W)의 표면에 출사된다. 웨이퍼(W)로부터의 반사광은 다시 제2 프리즘(15B)으로 되돌아가고, 제2 콜리메이터(72B)에 출사된다. 이들 반사광에는, 표면의 반사광뿐만 아니라 이면의 반사광이 포함된다. 제1 콜리메이터(72A) 및 제2 콜리메이터(72B)는, 각각 반사광을 광학 스위치(78)에 출사한다.
프리즘(15)은, 구동부(80) 및 반송 장치(TU2)에 의해 수평 방향으로 이동한다. 프리즘(15)은 반송 장치(TU2)에 배치된다. 도 4는 2개의 프리즘을 이용한 주사의 예를 모식적으로 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 프리즘(15)은 반송 장치(TU2)의 핸드에 설치되어 있다. 일례로서, 프리즘(15)은 핸드 선단의 아래쪽에 그리고 옆쪽에 설치되어 있다.
연산 장치(75)의 구동부(80)는, 반송 장치(TU2)를 구동시킨다. 구체적으로는, 구동부(80)는, 반송 장치(TU2)의 핸드를 직선적으로 수평 방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 구동부(80)는, 프리즘(15)을 수평 방향으로 직선적으로 주사할 수 있다. 즉, 구동부(80)는, 소정의 직선형의 복수의 주사 범위를 프리즘(15)에 주사시키도록, 반송 장치(TU2)를 구동시킨다. 주사 범위는, 포커스링(FR)으로부터 웨이퍼(W)에 이를 때까지의 직선형의 범위이다. 구동부(80)는, 예컨대, 2개의 주사 범위를 제1 프리즘(15A)에 주사시켜도 좋고, 하나의 주사 범위를 제1 프리즘(15A) 및 제2 프리즘(15B) 각각에 주사시켜도 좋다. 도 4에 도시된 예에서는, 2개의 프리즘(15)에 4개의 직선형의 주사 범위(Q)를 주사시키고 있다. 또한, 주사 방향은, 직경 방향 외측이어도 좋고, 내측이어도 좋다.
도 3으로 되돌아가서, 제1 콜리메이터(72A) 및 제2 콜리메이터(72B)는 각각 반사광을 광학 스위치(78)에 출사한다. 광학 스위치(78)는, 제1 콜리메이터(72A), 제2 콜리메이터(72B)에 의해 얻어진 반사광을 광 서큘레이터(71)에 교대로 출사한다. 광 서큘레이터(71)는, 반사광을 분광기(73)에 출사한다. 분광기(73)는, 광 서큘레이터(71)로부터 얻어진 반사광의 스펙트럼(간섭 강도 분포)을 측정한다. 반사광 스펙트럼은, 반사광의 파장 또는 주파수에 의존한 강도 분포를 나타낸다. 분광기(73)는, 반사광 스펙트럼을 연산 장치(75)에 출력한다.
연산 장치(75)의 제어부(81)는, 주사 범위마다, 주사 범위에 있어서의 반사광에 기초하여 포커스링(FR)과 배치대(16)에 배치된 웨이퍼(W)와의 위치 관계를 산출한다. 도 5는 일 실시형태에 따른 위치 검출 시스템(100)의 측정 지점을 설명한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 주사 범위(Q1)를 예로서 설명한다. 프리즘(15)은, 콜리메이터(72)로부터 출사되는 출사광을 배치대에 반사하면서, 포커스링(FR)으로부터 웨이퍼(W)에 이를 때까지의 범위인 제1 주사 범위(Q1) 내에서 이동한다.
프리즘(15)에 의해 반사된 측정광은, 처리 장치(10)의 각 파트 또는 웨이퍼(W)에 의해 반사된다. 예컨대, 출사광은, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면, 포커스링(FR)의 표면 및 이면에서 반사된다. 위치 검출 시스템(100)은, 각각의 반사광이 간섭함으로써 얻어지는 간섭 스펙트럼을 주사 위치마다 얻을 수 있다.
도 6은 도 5의 주사 위치(A, B, C)에 대응하는 간섭 스펙트럼의 일례이다. 도 6에 도시된 간섭 스펙트럼은, 콜리메이터(72)로부터 파장 1560±20 ㎚, 스폿 직경 0.1 ㎜의 측정광을 조사하여 얻어졌다. 도 6에서는, 횡축이 간섭 거리[㎜], 종축이 신호 강도[a.u]이다. 또한, 포커스링(FR) 및 웨이퍼(W)의 재료는 불순물이 도핑된 실리콘이다. 주사 위치(A)에 대응하는 피크는, 포커스링(FR)의 2 단부 중 상단 부분(FRA)의 표면 및 이면의 반사광이 간섭하여 출현한 피크이다. 주사 위치(B)에 대응하는 피크는, 포커스링(FR)의 2 단부 중 하단 부분(FRB)의 표면 및 이면의 반사광이 간섭하여 출현한 피크이다. 주사 위치(C)에 대응하는 피크는, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면의 반사광이 간섭하여 출현한 피크이다.
연산 장치(75)의 제어부(81)는, 피크가 출현한 간섭 거리와, 포커스링(FR) 및 웨이퍼(W) 등의 측정 대상의 재료의 굴절률에 기초하여, 두께 또는 광조사 방향의 거리를 산출한다. 간섭 거리는, 굴절률과 실제의 두께 또는 거리와의 곱으로 표현된다. 예컨대, 연산 장치(75)의 제어부(81)는, 포커스링(FR)의 상단 부분(FRA)의 간섭 거리(12.53 ㎜)를 포커스링(FR)의 재료인 불순물이 도핑된 실리콘의 굴절률(3.6)로 제산함으로써, 포커스링(FR)의 상단 부분(FRA)의 두께를 3.48 ㎜로 산출한다. 연산 장치(75)의 제어부(81)는, 포커스링(FR)의 하단 부분(FRB)의 간섭 거리(8.94 ㎜)를 포커스링(FR)의 재료인 불순물이 도핑된 실리콘의 굴절률(3.6)로 제산함으로써, 포커스링(FR)의 하단 부분(FRB)의 두께를 2.48 ㎜로 산출한다. 연산 장치(75)는, 웨이퍼(W)의 간섭 거리(2.77 ㎜)를 웨이퍼(W)의 재료인 불순물이 도핑된 실리콘의 굴절률(3.6)로 제산함으로써, 웨이퍼(W)의 두께를 0.77 ㎜로 산출한다.
연산 장치(75)의 제어부(81)는, 제1 주사 범위(Q1) 내의 주사 위치마다 얻어지는 간섭 스펙트럼에 기초하여, 각각의 주사 위치에 있어서 전술한 연산을 행한다. 연산 장치(75)는, 제1 주사 범위(Q1)에서 산출된 두께 및 거리의 정보를 주사 방향으로 플롯팅함으로써, 두께 및 거리의 수평 방향의 변위도 연산할 수 있다. 또한, 연산 장치(75)는, 포커스링(FR)과 웨이퍼(W)와의 위치 관계를 산출할 수 있다. 위치 관계는, 예컨대 포커스링(FR)과 웨이퍼(W) 사이의 수평 방향의 거리(D), 각각의 중심의 변위량, 표면 높이의 차이 등이다.
도 7은 도 6의 간섭 스펙트럼에 기초하여 산출된 주사 영역에 있어서의 높이 정보이다. 도 7에 있어서, 횡축은 주사 길이[㎜]이며, 종축은 간섭 거리[㎜]이다. 연산 장치(75)에 의해 산출된 높이로서, 웨이퍼(W)가 배치대(16)에 배치되어 있는 상태를 실선으로 나타내고, 웨이퍼(W)가 배치대(16)에 배치되지 않은 상태를 일점쇄선으로 나타내고 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 포커스링(FR)의 경사면(도 5의 경사면(FRE)) 및 웨이퍼(W)의 주연부(도 5의 주연부(WE))에 있어서 노이즈가 발생하였지만, 웨이퍼(W)의 평탄한 부분 및 포커스링(FR)의 평탄한 부분(도 5의 상단 부분(FRA) 및 하단 부분(FRB))의 표면 높이는 정확히 산출되었다.
연산 장치(75)의 제어부(81)는, 주사 영역에 있어서의 높이 정보 중, 웨이퍼(W)의 평탄한 부분의 높이 정보, 및 포커스링(FR)의 평탄한 부분(도 5의 상단 부분(FRA) 및 하단 부분(FRB))의 높이 정보를 추출하여, 선형 보간하여도 좋다. 이와 같이, 연산 장치(75)의 제어부(81)는, 노이즈를 제거한 높이 정보를 산출함으로써, 포커스링(FR)과 웨이퍼(W)와의 위치 관계를 산출한다.
도 8은 도 7의 결과에 기초한, 각 주사 위치의 파트 두께 및 주사 거리(포커스링(FR)과 웨이퍼(W) 사이의 수평 방향의 거리(D)), 즉 포커스링(FR)과 웨이퍼(W)와의 위치 관계의 일례를 도시한 표이다. 도 8은 도 7의 높이 정보에 기초하여 얻어진 측정값과 상정값(신품의 파트 치수)과의 대비도 포함하고 있다. 도 8의 표에 나타낸 바와 같이, 포커스링(FR)과 웨이퍼(W) 사이의 수평 방향의 거리(D), 및 포커스링(FR)의 소모 정도(두께 방향)가 파악된다. 또한, 연산 장치(75)의 제어부(81)는, 주사 범위마다 산출된 위치 관계에 기초하여, 웨이퍼(W)가 배치대(16) 상의 목표 위치에 배치되었는지 여부를 판정하여도 좋다. 웨이퍼(W)의 목표 위치란, 예컨대 배치대(16)의 중심 위치이다. 연산 장치(75)는, 웨이퍼(W)의 중심 위치와 포커스링(FR)의 중심 위치가 일치하였는지 여부를 판정함으로써, 웨이퍼(W)가 배치대(16) 상의 목표 위치에 배치되었는지 여부를 판정할 수 있다.
도 4에 도시된 예를 이용하여, 상기 판정의 연산 방법의 일례를 설명한다. 연산 장치(75)의 제어부(81)는, 포커스링(FR)과 웨이퍼(W) 사이의 수평 방향의 거리(D)를, 둘레 방향으로 적어도 2 지점에서 계측한다. 연산 장치(75)의 제어부(81)는, 2 지점의 주사 범위의 위치 관계 및 측정값에 기초하여, 포커스링(FR)의 중심 위치와 웨이퍼(W)의 중심 위치 간의 변위량(중심간 거리와 변위 방향)을 산출한다. 포커스링(FR)과 배치대(16)는 위치 관계가 고정되어 있기 때문에, 연산 장치(75)의 제어부(81)는, 포커스링(FR)의 중심 위치와 웨이퍼(W)의 중심 위치 간의 변위량과, 포커스링(FR)과 배치대(16)와의 위치 관계에 기초하여, 배치대(16)의 중심 위치와 웨이퍼(W)의 중심 위치 간의 변위량을 산출할 수 있다. 예컨대, 포커스링(FR)의 중심 위치와 배치대(16)의 중심 위치가 일치하는 경우에는, 포커스링(FR)의 중심 위치와 웨이퍼(W)의 중심 위치 간의 변위량이, 그대로 배치대(16)의 중심 위치와 웨이퍼(W)의 중심 위치 간의 변위량이 된다. 연산 장치(75)의 제어부(81)는, 산출된 변위량에 기초하여, 웨이퍼(W)의 중심 위치와 배치대(16)의 중심 위치가 일치하는지 여부를 판정한다.
도 9는 포커스링(FR)과 웨이퍼(W)와의 위치 관계를 산출하는 방법의 일례를 설명한 도면이다. 반송 장치(TU2)의 핸드에 배치된 2개의 프리즘(15)은, 포커스링(FR)의 직경에 병행(竝行)하여 주사한다. 프리즘(15)의 주사선은 S1, S2로서 도시되어 있다. 또한, 도 9에서는, 주사선 S1 상에 2 지점의 주사 범위, 주사선 S2 상에 2 지점의 주사 범위가 존재하고 있다. 즉, 주사 범위 중 2개는, 서로 평행한 직선에 위치하고 있다. 제어부(81)는, 4 지점의 주사 범위 중, 어느 2 지점의 주사 범위의 위치 관계 및 측정값에 기초하여, 포커스링(FR)의 중심 위치와 웨이퍼(W)의 중심 위치 간의 변위량을 산출한다. 예컨대, 제어부(81)는, 도면 중의 우측 위와 좌측 아래의 대략 대각선 상에 있는 2개의 주사 범위를 선택한다. 제어부(81)는, 이들 주사 범위에서 측정된 포커스링(FR)과 웨이퍼(W) 사이의 거리 β 및 거리 γ를 이용하여, 포커스링(FR)의 FR 좌표축의 원점과 웨이퍼의 W 좌표축의 원점 간의 변위량 ΔX 및 ΔY를 연산한다.
연산의 전제로서, 포커스링(FR)의 반경(Rf), 웨이퍼(W)의 반경(RW), 프리즘(15)의 주사선(S1, S2)의 포커스링(FR)의 중심으로부터의 이격 거리는 기지인 것으로 한다. 일례로서, 포커스링(FR)의 반경(Rf)은 151 ㎜이고, 웨이퍼(W)의 반경(RW)은 150 ㎜이며, 프리즘(15)의 주사선(S1, S2)은 포커스링(FR)의 중심으로부터 좌우 75.5 ㎜의 거리 이격된 위치로 연장되어 있는 것으로 한다.
포커스링(FR)의 FR 좌표축은 파선으로 나타내고, 웨이퍼의 W 좌표축은 일점쇄선으로 나타내고 있다. 우측 위의 주사 범위(거리 γ가 되는 주사 범위)의 위쪽 가장자리와 FR 좌표축의 원점을 접속하는 선과, FR 좌표축의 +X와의 사이의 각도를 θ0으로 하면, θ0은 60°이다. 또한, 우측 위의 주사 범위(거리 γ가 되는 주사 범위)의 아래쪽 가장자리와 W 좌표축의 원점을 접속하는 선과, W 좌표축의 +X와의 사이의 각도를 θ1로 한다. 또한, 좌측 아래의 주사 범위(거리 β가 되는 주사 범위)의 위쪽 가장자리와 W 좌표축의 원점을 접속하는 선과, W 좌표축의 -X와의 사이의 각도를 θ2로 한다. 이러한 경우, 하기의 관계식을 얻을 수 있다.
Figure 112018034049621-pat00001
이 관계식에 기초하여 이하의 관계식을 얻을 수 있다.
Figure 112018034049621-pat00002
Figure 112018034049621-pat00003
이 2개의 관계식을 연립시킴으로써, 포커스링(FR)의 FR 좌표축의 원점과 웨이퍼의 W 좌표축의 원점 간의 변위량 ΔX 및 ΔY를 연산할 수 있다.
도 10은 포커스링(FR)과 웨이퍼(W)와의 위치 관계를 산출하는 방법의 다른 일례를 설명한 도면이다. 이 예에서는, 1개의 주사선(S1)에 위치하는 2 지점의 주사 범위에 있어서의 위치 관계 및 측정값에 기초하여, 포커스링(FR)의 중심 위치와 웨이퍼(W)의 중심 위치 간의 변위량이 산출된다. 주사선(S1)과 포커스링(FR) 및 웨이퍼(W)가 교차하는 점을 위에서부터 아래로 차례로 A, B, C, D로 한다. 도 10의 우측 아래의 소정의 점을 원점으로 하여, 좌표축을 설정한다. 그 위에서, A점의 좌표를 (xf1, yf1), B점의 좌표를 (xW1, yW1), C점의 좌표를 (xW2, yW2), D점의 좌표를 (xf2, yf2), 포커스링(FR)의 중심 위치(Sf)의 좌표를 (xf0, yf0), 웨이퍼의 중심 위치(SW)의 좌표를 (xW0, yW0)으로 한다. 포커스링(FR)의 내경은 301[㎜]이라고 한다. 포커스링(FR)의 중심 위치(Sf)로부터 선분(AD)까지의 길이를 Xf로 하고, 선분(AD)의 1/2의 길이를 Yf로 한다. 그렇게 하면, 하기의 관계식을 얻을 수 있다.
Figure 112018034049621-pat00004
상기 관계식으로부터 포커스링(FR)의 중심 위치(Sf)의 좌표(xf0, yf0), 웨이퍼의 중심 위치(SW)의 좌표(xW0, yW0)를 구할 수 있다. 다음에, 구한 중심 위치(Sf)와 중심 위치(SW)의 좌표로부터, 이하의 관계식을 얻을 수 있다.
Figure 112018034049621-pat00005
Figure 112018034049621-pat00006
상기 관계식으로부터 포커스링(FR)의 FR 좌표축의 원점과 웨이퍼의 W 좌표축의 원점 간의 변위량 ΔX 및 ΔY를 산출할 수 있다.
연산 장치(75)는, 중심 위치의 변위량이 검출된 경우, 제어 장치(MC)에 중심 위치의 변위량을 출력하여도 좋다. 이 경우, 제어 장치(MC)는, 중심 위치의 변위량이 0이 되도록 반송 장치(TU2)의 티칭값(반송 장치(TU2)의 동작을 제어하는 제어 파라미터)을 조정할 수 있다.
또한, 연산 장치(75)는, 처리 장치(10)의 파트의 소모를 검출하여도 좋다. 처리 장치(10)의 파트는, 주사 범위에 포함되어 있으면 어느 것이라도 좋고, 예컨대, 포커스링(FR), 정전척 기구(20) 등이다. 도 11은 처리 장치(10)의 파트의 소모 검출을 설명한 도면이다. 도 11에 있어서, 소모 검출의 대상은, 포커스링(FR)의 상면이다. 포커스링(FR)의 상면은 플라즈마에 노출되어, 사용에 따라 소모된다. 소모된 포커스링(FR)은 메인터넌스 시에 신품 포커스링(FR)으로 교환된다. 도 11에서는 메인터넌스 직후의 신품 포커스링(FR)의 상면을 실선, 소정 횟수 사용한 포커스링(FR)의 상면을 파선으로 나타내고 있다.
연산 장치(75)는, 주사 범위 내의 파트의 높이의 수평 방향의 변위를 산출한다. 메인터넌스 시에 포커스링(FR)을 교환한 경우, 연산 장치(75)는, 플라즈마 처리의 개시 전에 교환 후의 포커스링(FR)의 표면의 수평 방향의 변위를 산출하여, 기준 높이 정보로서 기억부에 기억시킨다. 연산 장치(75)는, 웨이퍼(W)를 소정 횟수 처리한 후에, 포커스링(FR)의 표면의 높이의 수평 방향의 변위를 산출한다. 그리고, 연산 장치(75)는, 산출된 포커스링(FR)의 표면의 높이의 수평 방향의 변위(높이 정보)와, 기억부에 기억된 기준 높이 정보를 비교한다. 구체적으로는, 연산 장치(75)는 산출된 높이 정보와 기준 높이 정보 간의 차분을 산출한다.
연산 장치(75)는, 전술한 포커스링(FR)의 소모 검출 처리와 동일한 수법으로, 다른 파트의 소모를 검출할 수 있다. 예컨대, 정전척 기구(20)의 소모를 검출하는 경우에는, 연산 장치(75)는, 이들을 주사 범위에 포함하도록 주사 범위를 설정하고, 정전척 기구(20)의 기준 높이 위치를 미리 취득해 두면 좋다. 또한, 정전척 기구(20)는, 그 내부에 전극(20a)을 구비하고 있기 때문에, 정전척 기구(20)의 상면으로부터 전극(20a)까지의 절연층의 소모량을 산출할 수 있다.
이상, 실시형태에 따른 처리 장치(10)(위치 검출 시스템(100))에 따르면, 프리즘(15)(15A 및/또는 15B)(반사 부재의 일례)을 주사시킴으로써, 2 지점 이상의 주사 범위에 있어서의 포커스링(FR) 및 웨이퍼(W)의 두께의 변화량을 검출할 수 있다. 이 두께의 변화량에 의해, 주사 범위(Q)에 있어서의 포커스링(FR)과 웨이퍼(W) 사이의 거리(D) 등이 산출된다. 이와 같이, 위치 검출 시스템(100)은, 프리즘(15)을 주사시킴으로써, 포커스링(FR)과 배치대(16)에 배치된 웨이퍼(W)와의 위치 관계를 파악할 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 처리 장치(10)(위치 검출 시스템(100))는, 포커스링(FR)과 원반형의 웨이퍼(W)와의 위치 관계를 적어도 2 지점에서 산출함으로써, 웨이퍼(W)와 배치대(16)와의 위치 관계를 산출하고, 웨이퍼(W)가 배치대(16) 상의 목표 위치에 배치되었는지 여부를 판정할 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 처리 장치(10)(위치 검출 시스템(100))는, 프리즘(15)의 반사 조정을 개개의 콜리메이터(72)에 맞춰 행할 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 처리 장치(10)(위치 검출 시스템(100))는, 대향 전극(30)의 구성을 변경하는 것이 곤란한 장치여도, 측정을 행할 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 처리 장치(10)(위치 검출 시스템(100))는, 2개의 주사 범위의 기하학적인 관계성에 기초하여, 배치대(16) 또는 포커스링(FR) 등의 처리 장치(10)의 파트와 웨이퍼(W)와의 위치 관계를 검출할 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 처리 장치(10)(위치 검출 시스템(100))는, 미리 취득된 기준 높이 정보 간의 차분을 산출함으로써, 포커스링(FR) 및 정전척 기구(20) 등의 처리 장치(10)의 파트의 소모량을 파악할 수 있다.
전술한 실시형태는, 당업자의 지식에 기초하여 여러 가지 변경, 개량을 행한 다양한 형태로 실시할 수 있다. 예컨대, 광학 소자는, 콜리메이터에 한정되는 것은 아니다. 광학 소자는, 대상물에 광을 조사하고, 대상물로부터의 반사광을 취득하는 기능을 갖는 소자라면 특별히 한정되지 않고, 포커서 등이라도 좋다. 반사 부재도, 프리즘에 한정되지 않고, 미러 등이라도 좋다. 또한, 광원(70)을 연산 장치(75)에 의해 파장이 제어되는 파장 가변형 광원으로 하고, 분광기(73)를 측정 대상의 표면 및 이면에서 반사된 반사광의 스펙트럼을 취득하는 수광 소자로 하여도 좋다.
또한, 프리즘(15)은 적어도 하나여도 좋다. 예컨대, 도 9를 이용하여 설명된 대각선에 위치하는 2개의 주사 범위라도, 반송 장치(TU2)를 좌우로도 이동시킴으로써, 하나의 프리즘(15)으로 대각선에 위치하는 2개의 주사 범위를 주사할 수 있다.
1 : 처리 시스템, W : 웨이퍼(대상물의 일례), TU2 : 반송 장치, 10 : 처리 장치, 12 : 챔버 본체, 16 : 배치대, FR : 포커스링, 30 : 대향 전극(상부 전극의 일례), 100 : 위치 검출 시스템, 72 : 콜리메이터(광학 소자의 일례), 15 : 프리즘(반사 부재의 일례), Q : 주사 범위.

Claims (8)

  1. 원반형의 대상물을 배치하기 위한 배치대와 상기 대상물의 주위를 둘러싸도록 배치되는 포커스링을 갖는 처리 장치에 이용되는 위치 검출 시스템에 있어서,
    상기 대상물을 반송하여 상기 배치대 상에 배치시키는 반송 장치와,
    측정광을 발생시키는 광원과,
    상기 광원에 의해 발생한 상기 측정광을 출사광으로서 출사시키고 반사광을 입사시키는 적어도 하나의 광학 소자와,
    상기 반송 장치에 배치되며, 상기 출사광을 상기 배치대를 향해 반사하고, 상기 배치대를 향해 출사된 출사광의 반사광을 상기 광학 소자를 향해 반사하는 반사 부재와,
    상기 포커스링으로부터 상기 배치대에 배치된 상기 대상물에 이를 때까지의 직선형의 복수의 주사 범위를 상기 반사 부재에 주사시키도록, 상기 반송 장치를 구동시키는 구동부와,
    상기 복수의 주사 범위의 상기 반사광에 기초하여, 상기 포커스링과 상기 배치대에 배치된 상기 대상물과의 위치 관계를 산출하는 제어부
    를 구비하는 위치 검출 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 주사 범위마다 산출된 상기 위치 관계에 기초하여, 상기 대상물이 상기 배치대 상의 목표 위치에 배치되었는지 여부를 판정하는 것인 위치 검출 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반송 장치는, 상기 반사 부재를 상기 광학 소자와 대응시켜 배치하도록 구성되는 것인 위치 검출 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리 장치는, 상기 배치대 및 상기 포커스링이 내부에 배치된 챔버 본체와, 상기 포커스링의 위쪽에 배치된 상부 전극을 구비하고,
    상기 광원 및 상기 적어도 하나의 광학 소자는, 상기 챔버 본체의 외측의 옆쪽에 배치되는 것인 위치 검출 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 주사 범위 중 2개는, 서로 평행한 직선에 위치하고 있는 것인 위치 검출 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 주사 범위 중 2개는, 1개의 직선에 위치하고 있는 것인 위치 검출 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 주사 범위마다, 상기 반사광에 기초하여 얻어지는 상기 포커스링의 높이 정보와, 미리 취득된 상기 포커스링의 기준 높이 정보 간의 차분을 산출하는 것인 위치 검출 시스템.
  8. 원반형의 대상물을 처리하는 처리 장치에 있어서,
    상기 대상물을 배치하기 위한 배치대와,
    상기 대상물의 주위를 둘러싸도록 배치되는 포커스링과,
    위치 검출 시스템
    을 구비하고,
    상기 위치 검출 시스템은,
    상기 대상물을 반송하여 상기 배치대 상에 배치시키는 반송 장치와,
    측정광을 발생시키는 광원과,
    상기 광원에 의해 발생한 상기 측정광을 출사광으로서 출사시키고 반사광을 입사시키는 적어도 하나의 광학 소자와,
    상기 반송 장치에 배치되며, 상기 출사광을 상기 배치대를 향해 반사하고, 상기 배치대를 향해 출사된 출사광의 반사광을 상기 광학 소자를 향해 반사하는 반사 부재와,
    상기 포커스링으로부터 상기 배치대에 배치된 상기 대상물에 이를 때까지의 직선형의 복수의 주사 범위를 상기 반사 부재에 주사시키도록, 상기 반송 장치를 이동시키는 구동부와,
    상기 복수의 주사 범위의 상기 반사광에 기초하여, 상기 포커스링과 상기 배치대에 배치된 상기 대상물과의 위치 관계를 산출하는 제어부
    를 갖는 것인 처리 장치.
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