KR20190005759A - 기판 휨 검출 장치 및 기판 휨 검출 방법, 그리고 이들을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 휨 검출 장치 및 기판 휨 검출 방법, 그리고 이들을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190005759A
KR20190005759A KR1020180077686A KR20180077686A KR20190005759A KR 20190005759 A KR20190005759 A KR 20190005759A KR 1020180077686 A KR1020180077686 A KR 1020180077686A KR 20180077686 A KR20180077686 A KR 20180077686A KR 20190005759 A KR20190005759 A KR 20190005759A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
rotary table
light
light receiving
wafer
Prior art date
Application number
KR1020180077686A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102354048B1 (ko
Inventor
준노스케 타구치
유야 사사키
토시야 치바
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20190005759A publication Critical patent/KR20190005759A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102354048B1 publication Critical patent/KR102354048B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67288—Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B11/306—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G01N21/9505—Wafer internal defects, e.g. microcracks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68771—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by supporting more than one semiconductor substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은, 회전 테이블의 회전 중에 있어서, 기판의 휨을 확실하게 검출할 수 있는 기판 휨 검출 장치 및 기판 휨 검출 방법, 그리고 이들을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다. 회전 테이블 상에 둘레 방향을 따라 설치된 오목 형상의 기판 적재 영역에 적재된 기판의, 상기 회전 테이블의 회전 중에서의 휨을 검출하는 기판 휨 검출 장치이며, 상기 회전 테이블의 측방으로부터 비스듬히 상방을 향해서, 상기 회전 테이블의 측면 상단에 빔 하부가 충돌하고, 해당 빔 하부보다 상부는 상기 회전 테이블의 표면 근방을 통과하도록 빔 광선을 투광하는 투광 수단과, 해당 투광 수단에 대향해서 설치되고, 상기 회전 테이블의 표면 근방을 통과하는 상기 빔 광선을 수광하여, 수광량을 검출하는 수광 수단과, 상기 투광 수단은, 상기 기판 적재 영역에 적재된 상기 기판이 상기 회전 테이블의 표면보다 상방으로 소정 높이 돌출되었을 때 상기 수광 수단이 검출하는 수광량이 소정의 역치 미만이 되도록 배치되어 있다.

Description

기판 휨 검출 장치 및 기판 휨 검출 방법, 그리고 이들을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE WARPAGE DETECTION DEVICE, SUBSTRATE WARPAGE DETECTION METHOD, AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 기판 휨 검출 장치 및 기판 휨 검출 방법, 그리고 이들을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
종래부터, 챔버 내에 대략 수평으로 설치된 회전 테이블의 표면에 형성된 기판 적재용 오목부 상에 기판이 적재된 상태에서 상기 회전 테이블을 연속 회전시켜, 상기 기판의 처리를 행하는 기판 처리 장치에 사용되는 기판 탈리 검출 장치로서, 상기 회전 테이블의 회전 중에, 상기 오목부 상에서의 상기 기판의 유무를 판정함으로써, 상기 기판이 상기 오목부로부터 탈리된 것을 판정하는 기판 탈리 판정 수단을 갖는 기판 탈리 검출 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
이러한 기판 탈리 검출 장치에서는, 회전 테이블의 기판을 적재하기 위한 오목부에 설치된 승강 핀용 관통 구멍의 온도를 검출하는 방사 온도계를 설치하여, 온도 차에 의해 기판의 탈리를 검출하거나, 오목부를 촬상하는 촬상 수단을 설치하거나 해서 기판의 탈리를 검출하여, 기판이 탈리되면 회전 테이블의 회전을 정지시키도록 하고 있다.
일본 특허 공개 제2015-8269호 공보
그러나, 상술한 특허문헌 1에 기재된 구성에서는, 기판의 탈리가 발생한 것은 검출할 수 있어도, 기판이 탈리될 우려가 있지만, 아직 탈리되지 않은 상태를 검출할 수는 없기 때문에, 사후적인 대처가 될 수 밖에 없어, 챔버 내의 손상, 불량 웨이퍼의 발생 등의 피해를 작게 할 수는 있어도, 피해를 완전히 방지할 수는 없다.
그래서, 본 발명은, 회전 테이블의 회전 중에 있어서, 기판이 탈리될 우려가 있을 정도의 기판의 휨을 검출할 수 있어, 기판의 탈리가 발생하기 전에 조치를 취하는 것이 가능한 기판 휨 검출 장치 및 기판 휨 검출 방법, 그리고 이들을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태에 관한 기판 휨 검출 장치는, 회전 테이블 상에 둘레 방향을 따라 설치된 오목형 기판 적재 영역에 적재된 기판의, 상기 회전 테이블의 회전 중에 있어서의 휨을 검출하는 기판 휨 검출 장치이며,
상기 회전 테이블의 측방으로부터 비스듬히 상방을 향해서, 상기 회전 테이블의 측면 상단에 빔 하부가 충돌하고, 해당 빔 하부보다 상부는 상기 회전 테이블의 표면 근방을 통과하도록 빔 광선을 투광하는 투광 수단과,
해당 투광 수단에 대향해서 설치되고, 상기 회전 테이블의 표면 근방을 통과하는 상기 빔 광선을 수광하여, 수광량을 검출하는 수광 수단과,
상기 투광 수단은, 상기 기판 적재 영역에 적재된 상기 기판이 상기 회전 테이블의 표면보다 상방으로 소정 높이 돌출되었을 때 상기 수광 수단이 검출하는 수광량이 소정의 역치 미만이 되도록 배치되어 있다.
본 발명에 따르면, 회전 테이블의 회전 중에 있어서 기판이 탈리되기 전에 기판의 휨을 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치를 포함하는 기판 처리 장치의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치 및 기판 처리 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치 및 기판 처리 장치의 챔버 내의 구성을 도시하는 개략 평면도이다.
도 4는 회전 테이블의 동심원을 따른 챔버의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 천장면이 설치되어 있는 영역을 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치의 기본 원리에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 실시 형태에 따른 기판 휨 장치의 일례를 나타낸 도이다.
도 8은 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치를 사용해서 실제의 웨이퍼(W)의 돌출량과 검출량의 관계를 조사한 결과를 도시한 도면이다.
도 9는 회전 테이블의 표면의 높이의 상이의 일례를 나타낸 도이다.
도 10은 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치를 사용해서 실제로 기판 휨 검출을 행한 결과이다.
도 11은 웨이퍼의 역 휨 상태의 휨 검출의 일례를 나타낸 도이다.
도 12는 역 휨 웨이퍼(W)의 검출 결과를 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태의 설명을 행한다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치를 포함하는 기판 처리 장치의 일례를 나타낸 단면도이다. 도 1에서, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150)는, 투광부(80)와, 도시하지 않은 수광부와, 제어부(100)를 구비한다. 또한, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판 휨 검출 장치(150) 외에도, 주요한 구성 요소로서, 챔버(1)와, 회전 테이블(2)과, 창(18)과, 회전축(22)과, 오목부(24)와, 인코더(25)를 구비한다. 그 밖에, 기판 처리 장치는, 기판의 처리에 필요한 챔버(1) 내의 다양한 구성 요소 및 챔버(1)에 설치된 다양한 구성 요소를, 필요에 따라서 구비해도 된다. 또한, 도 1에서, 휨의 검출 대상인 웨이퍼(W)가 도시되어 있다.
본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이 평면 형상이 대략 원형인 편평한 챔버(1)와, 이 챔버(1) 내에 설치되고, 당해 챔버(1)의 중심에 회전 중심을 갖는 회전 테이블(2)을 구비하고 있다.
챔버(1)는, 웨이퍼(W) 등의 기판에 처리를 행하기 위한 처리 용기이다. 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150)가 적용될 수 있는 챔버(1)는, 회전 테이블(2)을 사용해서 기판 처리를 행하는 모든 기판 처리용 챔버를 적용할 수 있으며, 챔버(1) 내의 기판 처리 내용은 따지지 않는다. 따라서, 기판 처리 장치는, 다양한 기판 처리를 행하는 장치로서 구성할 수 있다. 그러나, 실시 형태 1에서는, 설명을 용이하게 하기 위하여, 챔버(1)를, 성막 처리를 행하는 성막 챔버로서 구성한 예를 들어 설명한다. 또한, 챔버(1)를 사용해서 성막 처리를 행하는 경우, 챔버(1) 내를 고온으로 하여, 성막용 반응 가스를 챔버(1) 내에 공급하는 것이 일반적이다. 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 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 구성되고, 전체로서 밀폐 용기를 구성해도 된다. 천장판(11)은, 내부의 감압 상태에 의해 밀봉 부재, 예를 들어 O링(13)을 개재해서 용기 본체(12)측에 압박되고, 이에 의해 챔버(1)가 기밀하게 밀폐된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 용기 본체(12)의 측벽의 일부에 구멍(17)이 형성되어 있다. 또한, 구멍(17)을 막도록 창(18)이 설치되어 있다. 그리고, 창(18)의 외측에 투광부(80)가 설치되어, 창(18)을 통해서 챔버(1)의 외부로부터 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)쪽을 향해서 레이저 빔이 조사 가능하게 구성되어 있다.
또한, 챔버(1)는, 진공 펌프(640)에 접속된 배기구(610)를 가져, 진공 배기 가능한 진공 용기로서 구성되어도 된다.
회전 테이블(2)은, 기판을 적재하기 위한 기판 적재대이며, 챔버(1) 내에 설치된다. 회전 테이블(2)의 표면에는, 거의 웨이퍼(W)와 동일 사이즈를 갖고, 오목 형상을 갖는 오목부(24)가 기판 적재 영역으로서 형성되어, 웨이퍼(W)가 소정 위치에 적재되도록 구성된다. 또한, 회전 테이블(2)은, 원형의 원반형으로 형성되고, 원주 방향을 따라 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)라 칭해도 된다.
회전 테이블(2)은, 중심부에서 원통 형상의 코어부(21)에 고정되고, 이 코어부(21)는, 연직 방향으로 신장되는 회전축(22)의 상단에 고정되어 있다. 회전축(22)은 용기 본체(12)의 저면부(14)를 관통하여, 그 하단이, 당해 회전축(22)을 연직축 주위로, 이 예에서는 시계 방향으로 회전시키는 구동부(23)에 설치되어 있다. 회전축(22) 및 구동부(23)는, 상면이 개구된 통상의 케이스체(20) 내에 수납되어 있다. 이 케이스체(20)는 그 상면에 설치된 플랜지 부분(20a)을 개재해서 챔버(1)의 저면부(14)의 하면에 기밀하게 설치되어 있고, 이에 의해, 케이스체(20)의 내부 분위기가 외부 분위기로부터 격리된다.
또한, 구동부(23)에는, 인코더(25)가 설치되어 있어, 회전축(22)의 회전 각도를 검출할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치에서는, 회전 테이블(2) 상의 각각의 오목부(24)에 적재된 각각의 웨이퍼(W)의 휨 상태를 통합하여 감시하기 위해서, 오목부(24)와 웨이퍼의 대응 및 그것들의 위치 특정 수단으로서, 인코더(25)를 사용하고 있다.
투광부(80)는, 회전 테이블(2)의 측방으로부터 회전 테이블(2)의 표면 근방을 향해서 레이저 빔을 투광하기 위한 투광 수단이다. 상세는 후술하겠지만, 투광부(80)로부터 발사되는 레이저 빔은, 수평보다도 약간 상측 방향, 즉 약간 비스듬히 상방을 향해서 발사되어, 레이저 빔의 하부가 회전 테이블(2)의 측면 상단에 충돌하는데, 그것보다도 상부는 회전 테이블(2)의 표면 근방을 통과하고, 웨이퍼(W)가 휘어서 회전 테이블(2)의 표면보다도 상방으로 돌출되었을 경우만 웨이퍼(W)의 휨을 검출하는 구성으로 되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 레이저 빔을 투광부(80)로부터 투광하는 빔 광선으로서 사용한 예를 들어 설명하지만, 투광부(80)는, 광을 빔 형상으로 투광 가능하면, 다양한 광원을 사용할 수 있다. 예를 들어, LED 광을 빔 광선으로서 투광해도 되고, 램프광을 빔 광선으로서 투광해도 된다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치는, 빔 광선을 출사 가능하면, 다양한 투광 장치를 사용할 수 있다. 단, 이하의 실시 형태에서는, 설명을 용이하게 하기 위하여, 레이저 빔을 투광하는 투광부(80)를 사용한 예에 대해서 설명한다.
따라서, 구멍(17) 및 창(18)은, 회전 테이블(2)의 표면 근방에, 외부의 투광부(80)로부터 레이저 빔을 투광 가능한 높이로 설치된다. 구체적으로는, 용기 본체(12)의 회전 테이블(2)의 표면과 동일한 높이를 포함함과 함께, 연직 방향 및 수평 방향으로 어느 정도의 여유를 갖고 구멍(17)을 형성하고 있다. 그리고, 구멍(17)에 창(18)을 설치해서 챔버(1) 내를 밀폐함과 함께, 챔버(1)의 외부에 투광부(80)를 설치하여, 회전 테이블(2)의 표면보다도 약간 낮은 위치에 설치된 투광부(80)로부터 레이저 빔을 회전 테이블(2)의 표면 근방을 향해서 투광하고, 오목부(24)로부터 웨이퍼(W)가 소정 높이 비어져 나오면, 레이저 빔이 차폐되는 구성으로 하고 있다.
또한, 구멍(17)은, 용기 본체(2)의 측벽의 일부를 파내어 잘자 버림으로써 구성해도 된다.
또한, 창(18)은, 광을 투과시키는 다양한 재료로 구성되어도 되는데, 예를 들어 석영 유리로 이루어지는 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 끼워넣도록 해서 설치해도 된다. 창(18)은, 챔버(1)의 밀폐성을 유지하면서, 외부로부터의 시인을 가능하게 할 수 있으면, 다양한 형태로 설치될 수 있다.
제어부(100)는, 성막 장치 전체를 제어하기 위한 제어 수단이며, 컴퓨터로 이루어지는 연산 처리 수단으로서 구성되어도 된다. 제어부(100)는, 도시하지 않은 수광부로부터 수광량 제로의 신호를 수신하면, 회전 테이블(2)의 회전을 감속 또는 정지시키는 제어를 행한다. 이에 의해, 오목부(24) 상의 웨이퍼(W)의 휨량이 증가하여, 탈리의 우려가 있는 경우에, 빠르게 회전 테이블(2)의 회전을 감속 또는 정지시켜, 웨이퍼(W)가 챔버(1)의 내부를 파손시키거나, 다른 웨이퍼(W)를 파손시키거나 하는 것을 사전에 방지할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)의 오목부(24)로부터의 탈리가 검출된 경우에는, 제어부(100)는, 회전 테이블(2)을 정지시키는 제어를 행한다. 탈리가 발생해버렸을 경우에는, 신속히 회전 테이블(2)의 회전을 정지해서 챔버(1) 내의 파손을 한시라도 빨리 방지할 것이 요구되기 때문이다.
제어부(100)의 메모리 내에는, 제어부(100)의 제어 하에, 기판 휨 감시 장치(150)로부터의 알람 신호에 기초하는 회전 테이블(2)의 회전의 감속 또는 정지도 포함하여, 소정의 성막 방법을 성막 장치에 실시시키는 프로그램이 저장되어 있다. 이 프로그램은, 회전 테이블(2)의 감속 및 회전 정지 처리도 포함하여, 소정의 성막 방법을 실행하도록 스텝 군이 짜여져 있고, 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 광자기 디스크, 메모리 카드, 플렉시블 디스크 등의 매체(102)에 기억되어 있어, 소정의 판독 장치에 의해 기억부(101)에 판독되어, 제어부(100) 내에 인스톨된다.
이어서, 도 2 내지 도 5를 사용하여, 기판 휨 검출 장치(150) 및 기판 처리 장치(성막 장치)의 구성에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치 및 기판 처리 장치의 사시도이다. 도 3은, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치 및 기판 처리 장치의 챔버 내의 구성을 도시하는 개략 평면도이다. 도 2 및 도 3에서는, 설명의 편의상, 천장판(11)의 도시를 생략하였다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 회전 테이블(2)의 표면에는, 회전 방향(둘레 방향)을 따라 복수(도시의 예에서는 5매)의 기판인 반도체 웨이퍼(W)를 적재하기 위한 원 형상의 오목부(24)가 설치되어 있다. 또한 도 3에는 편의상 하나의 오목부(24)에만 웨이퍼(W)를 도시한다. 이 오목부(24)는, 웨이퍼(W)의 직경보다도 약간, 예를 들어 4mm 큰 내경과, 웨이퍼(W)의 두께에 거의 동일하거나, 또는 웨이퍼(W)의 두께보다도 깊은 깊이를 갖고 있다. 따라서, 웨이퍼(W)가 오목부(24)에 수용되면, 웨이퍼(W)의 표면과 회전 테이블(2)의 표면(웨이퍼(W)가 적재되지 않는 영역)이 동일한 높이가 되거나, 웨이퍼(W)의 표면이 회전 테이블(2)의 표면보다도 낮아진다. 오목부(24)의 깊이는, 웨이퍼(W)의 두께보다도 깊은 경우에도, 너무 깊게 하면 성막에 영향을 미쳐버리므로, 웨이퍼(W)의 두께의 3배 정도의 깊이까지로 하는 것이 바람직하다. 또한, 반대로, 웨이퍼(W)의 높이가 회전 테이블(2)의 표면보다도 높게 되어 있어도 된다. 웨이퍼(W)의 높이가 회전 테이블(2)의 표면보다도 대폭 비어져 나오면 탈리의 우려가 있지만, 웨이퍼(W)의 표면이 약간 회전 테이블(2)의 표면보다도 높은 경우에도, 웨이퍼(W)의 회전 테이블(2)의 표면보다도 낮은 부분이 확실하게 오목부(24) 내에 수용되어 있으면, 웨이퍼(W)를 원래 위치에 보유 지지하는 것은 가능하다. 따라서, 회전 테이블(2)이 회전해도 웨이퍼(W)가 오목부(24)로부터 탈리되지 않는 범위라면, 웨이퍼(W)의 표면의 높이가 회전 테이블(2)의 표면보다 높아도 된다. 또한, 오목부(24)의 저면에는, 웨이퍼(W)의 이면을 지지해서 웨이퍼(W)를 승강시키기 위한, 예를 들어 3개의 승강 핀이 관통하는 관통 구멍(모두 도시하지 않음)이 형성되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 빔이 2매의 웨이퍼(W)의 상방을 통과하도록, 투광부(80)와 수광부(90)가 대향해서 설치되어 있다. 수광부(90)는, 투광부(80)가 투광한 레이저 빔을 수광하여, 수광량을 검출하기 위한 수광 수단이다. 상술한 바와 같이, 레이저 빔은 회전 테이블(2)의 표면 근방을 통과하므로, 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 표면보다도 상방으로 튀어나와 있지 않을 때는, 레이저 빔이 수광부(90)에 입광되어, 수광부(90)는 레이저 빔의 수광량을 검출한다. 한편, 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 표면보다도 소정 높이 돌출하여, 레이저 빔을 차폐했을 경우에는, 수광부(90)에 레이저 빔은 입광되지 않아, 수광부(90)는 레이저 빔의 수광량을 검출하지 않게 된다. 그리고, 이에 의해 웨이퍼(W)의 소정 높이 이상의 돌출, 즉 휨을 검출할 수 있다.
또한, 수광부(90)가 레이저 빔을 수광할 수 있도록, 수광부측의 용기 본체(12)의 벽면에도 구멍(17)이 형성되고, 창(18)에 의해 덮여 있다. 이에 의해, 투광부(80)로부터 투광된 레이저 빔의 수광이 가능하게 된다. 또한, 기판 휨 검출 장치(150)의 투광부(80) 및 수광부(90)의 구성의 상세에 대해서는 후술한다.
이어서, 기판 처리 장치의 다른 구성 요소에 대해서 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 회전 테이블(2)의 상방에는, 각각 예를 들어 석영으로 이루어지는 반응 가스 노즐(31), 반응 가스 노즐(32) 및 분리 가스 노즐(41, 42)이 챔버(1)의 둘레 방향(회전 테이블(2)의 회전 방향(도 3의 화살표 A))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 대하여 수평으로 신장되도록 설치되어 있다.
반응 가스 노즐(31)은, 도시하지 않은 배관 및 유량 제어기 등을 거쳐서, 제1 반응 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속된다. 반응 가스 노즐(32)은, 도시하지 않은 배관 및 유량 제어기 등을 거쳐서, 제2 반응 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속된다. 분리 가스 노즐(41, 42)은, 모두 도시하지 않은 배관 및 유량 제어 밸브 등을 거쳐서, 분리 가스로서, 예를 들어 질소(N2) 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속된다. 또한, 플라스마를 사용하는 경우에는, 분리 가스로는 아르곤(Ar)이 사용되는 경우가 많다. 이와 같이, 분리 가스는, 용도에 따라서 적절한 불활성 가스 또는 희가스를 사용할 수 있다.
반응 가스 노즐(31, 32)에는, 회전 테이블(2)을 향해서 개구되는 복수의 가스 토출 구멍(33)이, 반응 가스 노즐(31, 32)의 길이 방향을 따라, 예를 들어 10mm의 간격으로 배열되어 있다. 반응 가스 노즐(31)의 하방 영역은, 제1 반응 가스를 웨이퍼(W)에 흡착시키기 위한 제1 처리 영역(P1)이 된다. 반응 가스 노즐(32)의 하방 영역은, 제1 처리 영역(P1)에서 웨이퍼(W)에 흡착된 제1 반응 가스와 제2 반응 가스가 반응하는 제2 처리 영역(P2)이 된다.
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(D)을 구성하기 위해, 후술하는 바와 같이, 회전 테이블(2)을 향해서 돌출되도록 천장판(11)의 이면에 설치되어 있다. 또한, 볼록 형상부(4)는, 정상부가 원호형으로 절단된 부채형의 평면 형상을 갖고, 본 실시 형태에서는, 내 원호가 돌출부(5)(후술)에 연결되고, 외 원호가, 챔버(1)의 용기 본체(12)의 내주면을 따르도록 배치되어 있다.
도 4는, 반응 가스 노즐(31)로부터 반응 가스 노즐(32)까지 회전 테이블(2)의 동심원을 따른 챔버(1)의 단면을 도시하고 있다. 도시하는 바와 같이, 천장판(11)의 이면에 볼록 형상부(4)가 설치되어 있기 때문에, 챔버(1) 내에는, 볼록 형상부(4)의 하면인 평탄한 낮은 천장면(44)(제1 천장면)과, 이 천장면(44)의 둘레 방향 양측에 위치하는, 천장면(44)보다도 높은 천장면(45)(제2 천장면)이 존재한다. 천장면(44)은, 정상부가 원호형으로 절단된 부채형의 평면 형상을 갖고 있다. 또한, 도시하는 바와 같이, 볼록 형상부(4)에는 둘레 방향 중앙에 있어서, 반경 방향으로 신장되도록 형성된 홈부(43)가 형성되고, 분리 가스 노즐(42)이 홈부(43) 내에 수용되어 있다. 또 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. 이들 반응 가스 노즐(31, 32)은, 천장면(45)으로부터 이격되어 웨이퍼(W)의 근방에 설치되어 있다. 또한, 설명의 편의상, 도 4에 도시한 바와 같이, 반응 가스 노즐(31)이 설치되는, 높은 천장면(45)의 하방의 공간을 참조 부호 481로 나타내고, 반응 가스 노즐(32)이 설치되는, 높은 천장면(45)의 하방의 공간을 참조 부호 482로 나타낸다.
또한, 볼록 형상부(4)의 홈부(43)에 수용되는 분리 가스 노즐(41, 42)에는, 회전 테이블(2)을 향해서 개구되는 복수의 가스 토출 구멍(42h)(도 4 참조)이, 분리 가스 노즐(41, 42)의 길이 방향을 따라, 예를 들어 10mm의 간격으로 배열되어 있다.
천장면(44)은, 좁은 공간인 분리 공간(H)을 회전 테이블(2)에 대하여 형성하고 있다. 분리 가스 노즐(42)의 토출 구멍(42h)으로부터 N2 가스가 공급되면, 이 N2 가스는, 분리 공간(H)을 통해서 공간(481) 및 공간(482)을 향해서 흐른다. 이때, 분리 공간(H)의 용적은 공간(481 및 482)의 용적보다도 작기 때문에, N2 가스에 의해 분리 공간(H)의 압력을 공간(481 및 482)의 압력에 비해 높게 할 수 있다. 즉, 공간(481 및 482)의 사이에 압력이 높은 분리 공간(H)이 형성된다. 또한, 분리 공간(H)으로부터 공간(481 및 482)으로 흘러나오는 N2 가스가, 제1 영역(P1)으로부터의 제1 반응 가스와, 제2 영역(P2)으로부터의 제2 반응 가스에 대한 카운터 플로우로서 작용한다. 따라서, 제1 영역(P1)으로부터의 제1 반응 가스와, 제2 영역(P2)으로부터의 제2 반응 가스가 분리 공간(H)에 의해 분리된다. 따라서, 챔버(1) 내에서 제1 반응 가스와 제2 반응 가스가 혼합하여, 반응하는 것이 억제된다.
또한, 회전 테이블(2)의 상면에 대한 천장면(44)의 높이(h1)는, 성막 시의 챔버(1) 내의 압력, 회전 테이블(2)의 회전 속도, 공급되는 분리 가스(N2 가스)의 공급량 등을 고려하여, 분리 공간(H)의 압력을 공간(481 및 482)의 압력에 비해 높게 하기에 적합한 높이로 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 천장판(11)의 하면에는, 회전 테이블(2)을 고정하는 코어부(21)의 외주를 둘러싸는 돌출부(5)(도 2 및 도 3)가 설치되어 있다. 이 돌출부(5)는, 본 실시 형태에서는, 볼록 형상부(4)에서의 회전 중심측의 부위와 연속하고 있고, 그 하면이 천장면(44)과 동일한 높이로 형성되어 있다.
앞서 참조한 도 1은, 도 3의 I-I'선을 따른 단면도이며, 천장면(45)이 설치되어 있는 영역을 도시하고 있다. 한편, 도 5는, 천장면(44)이 설치되어 있는 영역을 도시하는 단면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 부채형의 볼록 형상부(4)의 주연부(챔버(1)의 외연측의 부위)에는, 회전 테이블(2)의 외측 단면에 대향하도록 L자 형으로 굴곡되는 굴곡부(46)가 형성되어 있다. 이 굴곡부(46)는, 볼록 형상부(4)와 마찬가지로, 분리 영역(D)의 양측으로부터 반응 가스가 침입하는 것을 억제하여, 양쪽 반응 가스의 혼합을 억제한다. 부채형의 볼록 형상부(4)는 천장판(11)에 설치되고, 천장판(11)이 용기 본체(12)로부터 떼어낼 수 있도록 되어 있으므로, 굴곡부(46)의 외주면과 용기 본체(12)의 사이에는 약간 간극이 있다. 굴곡부(46)의 내주면과 회전 테이블(2)의 외측 단면의 간극, 및 굴곡부(46)의 외주면과 용기 본체(12)의 간극은, 예를 들어 회전 테이블(2)의 상면에 대한 천장면(44)의 높이와 마찬가지의 치수로 설정되어 있다.
용기 본체(12)의 내주벽은, 분리 영역(D)에서는 도 4에 도시한 바와 같이 굴곡부(46)의 외주면과 접근해서 수직면으로 형성되어 있지만, 분리 영역(D) 이외의 부위에서는, 도 1에 도시한 바와 같이 예를 들어 회전 테이블(2)의 외측 단면과 대향하는 부위로부터 저부(14)에 걸쳐서 외측으로 오목해져 있다. 이하, 설명의 편의상, 대략 직사각형 단면 형상을 갖는 오목해진 부분을 배기 영역이라 기재한다. 구체적으로는, 제1 처리 영역(P1)에 연통되는 배기 영역을 제1 배기 영역(E1)이라 기재하고, 제2 처리 영역(P2)에 연통되는 영역을 제2 배기 영역(E2)이라 기재한다. 이들 제1 배기 영역(E1) 및 제2 배기 영역(E2)의 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 통해서 진공 배기 수단인 예를 들어 진공 펌프(640)에 접속되어 있다. 또한 도 1 중, 참조 부호 650은 압력 제어기이다.
회전 테이블(2)과 챔버(1)의 저부(14) 사이의 공간에는, 도 1 및 도 5에 도시하는 바와 같이 가열 수단인 히터 유닛(7)이 설치되어, 회전 테이블(2)을 통해서 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)가, 프로세스 레시피에서 정해진 온도(예를 들어 450℃)로 가열된다. 회전 테이블(2)의 주연 부근의 하방측에는, 회전 테이블(2)의 상방 공간으로부터 배기 영역(E1, E2)에 이르기까지의 분위기와 히터 유닛(7)이 놓여 있는 분위기를 구획해서 회전 테이블(2)의 하방 영역에 대한 가스의 침입을 억제하기 위해서, 링 형상의 커버 부재(71)가 설치되어 있다(도 5). 이 커버 부재(71)는, 회전 테이블(2)의 외연부 및 외연부보다도 외주측을 하방측으로부터 면하도록 설치된 내측 부재(71a)와, 이 내측 부재(71a)와 챔버(1)의 내벽면의 사이에 설치된 외측 부재(71b)를 구비하고 있다. 외측 부재(71b)는, 분리 영역(D)에 있어서 볼록 형상부(4)의 외연부에 형성된 굴곡부(46)의 하방에서, 굴곡부(46)와 근접해서 설치되고, 내측 부재(71a)는, 회전 테이블(2)의 외연부 하방(및 외연부보다도 약간 외측 부분의 하방)에 있어서, 히터 유닛(7)을 전체 둘레에 걸쳐 둘러싸고 있다.
히터 유닛(7)이 배치되어 있는 공간보다도 회전 중심으로 치우친 부위에서의 저부(14)는, 회전 테이블(2)의 하면의 중심부 부근에서의 코어부(21)에 접근하도록 상방측으로 돌출되어 돌출부(12a)를 이루고 있다. 이 돌출부(12a)와 코어부(21)의 사이는 좁은 공간으로 되어 있고, 또한 저부(14)를 관통하는 회전축(22)의 관통 구멍의 내주면과 회전축(22)의 간극이 좁게 되어 있으며, 이들 좁은 공간은 케이스체(20)에 연통되어 있다. 그리고 케이스체(20)에는 퍼지 가스인 N2 가스를 좁은 공간 내에 공급해서 퍼지하기 위한 퍼지 가스 공급관(72)이 설치되어 있다. 또한 챔버(1)의 저부(14)에는, 히터 유닛(7)의 하방에 있어서 둘레 방향으로 소정의 각도 간격으로, 히터 유닛(7)의 배치 공간을 퍼지하기 위한 복수의 퍼지 가스 공급관(73)이 설치되어 있다(도 5에는 하나의 퍼지 가스 공급관(73)을 도시함). 또한, 히터 유닛(7)과 회전 테이블(2)의 사이에는, 히터 유닛(7)이 설치된 영역에 대한 가스의 침입을 억제하기 위해서, 외측 부재(71b)의 내주벽(내측 부재(71a)의 상면)으로부터 돌출부(12a)의 상단부와의 사이를 둘레 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 공간(50)을 통해서 회전 테이블(2)의 오목부(24)측의 표면을 따라 주연을 향해서 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(P1)에 공급되는 제1 반응 가스와 제2 처리 영역(P2)에 공급되는 제2 반응 가스가, 중심 영역(C)을 지나서 혼합되는 것이 억제된다. 즉, 공간(50)(또는 중심 영역(C))은 분리 공간(H)(또는 분리 영역(D))과 마찬가지로 기능할 수 있다.
또한, 챔버(1)의 측벽에는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 외부의 반송 암(10)과 회전 테이블(2)의 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)에서의 웨이퍼 적재 영역인 오목부(24)는, 이 반송구(15)에 면하는 위치에서 반송 암(10)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달이 행해지므로, 회전 테이블(2)의 하방측에서 전달 위치에 대응하는 부위에, 오목부(24)를 관통해서 웨이퍼(W)를 이면으로부터 들어올리기 위한 전달용 승강 핀 및 그 승강 기구(모두 도시하지 않음)가 설치되어 있다.
이어서, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150)에 대해서, 보다 상세하게 설명한다.
도 6은, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치의 기본 원리에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 도 6의 (a)는 회전 테이블(2)의 오목부(24) 내에 적재된 웨이퍼(W)가 휜 상태를 도시한 도면이다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 오목부(24) 내의 웨이퍼(W)에 휨이 발생하면, 웨이퍼(W)의 양단이 상방으로 돌출되어, 회전 테이블(2)의 표면보다도 소정 높이(t)만큼 돌출되어 튀어나온다. 여기서, 소정 높이(t)가 너무 커지면, 웨이퍼(W)가 오목부(24)로부터 튀어나와버려, 튀어나온 웨이퍼(W)는 물론, 다른 웨이퍼(W) 및 챔버(1)의 내부에 손상이 발생해버린다. 따라서, 소정 높이(t)를 이용하여, 웨이퍼(W)가 아직 오목부(24) 내로부터 튀어나오지 않고, 오목부(24) 내에 머무르고 있는 단계에서 웨이퍼(W)의 휨을 검출할 필요가 있다. 이러한 소정 높이(t)는, 회전 테이블(2)의 회전 속도나, 다른 조건에 따라 다르지만, 0.8mm 이하, 바람직하게는 0.4mm 이하와 같은 매우 작은 값이다. 따라서, 웨이퍼(W)의 휨이 회전 테이블(2)보다도 0.4mm 이하와 같은, 약간 돌출된 단계에서 돌출을 검출할 것이 요구된다.
또한, 도 6의 (a)에서는, 웨이퍼(W)의 양단이 휘어 올라가 상방으로 돌출된 예를 나타냈지만, 웨이퍼(W)의 휨의 형상은 다양해서, 후술하는 바와 같은 중앙부가 주연부보다도 상방으로 휘어 올라가는 역 휨 형상이나, 포테이토 칩과 같이 특별한 규칙성이 없이 불규칙하게 휘어 올라가는 형상도 있다. 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150)는, 웨이퍼(W)의 휨 형상에 관계없이 웨이퍼(W)의 휨을 검출할 수 있다.
도 6의 (b)는 본 실시 형태에 따른 기판 휨 장치(150)의 휨 검출의 기본 원리를 도시한 도면이다. 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 투광부(80)로부터 회전 테이블(2)의 표면 근방에 레이저 빔을 투광하여, 대향하는 수광부(90)에서 레이저 빔을 수광하는데, 웨이퍼(W)에 휨이 발생해서 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)로부터 비어져 나오면, 비어져 나온 양에 따라서 레이저 빔의 수광이 제한되어 수광량이 감소하고, 그에 의해 웨이퍼(W)의 휨을 검출한다는 것이 기본 원리이다.
그러나, 단순하게 회전 테이블(2)의 표면 근방으로, 회전 테이블(2)의 표면에 평행으로 레이저 빔을 투광한다는 것은, 실제로는 상당히 곤란하다. 회전 테이블(2)은 석영으로 형성되어 있는 것이 일반적인데, 가공 정밀도, 설치 정밀도의 한계로부터, 회전 테이블(2)의 표면은 완전한 수평면으로 되어 있지는 않은 경우가 많다. 즉, 회전 테이블(2)이 회전하면, 회전 테이블(2)의 표면은 약간 상하 이동한다. 그 상하 이동은, 회전 테이블(2)의 미묘한 경사에 기인하는 경우도 있고, 표면에 약간 존재하는 요철에 기인하는 경우도 있는데, 어떻든간에 약간 표면은 상하 이동하고 있다.
회전 테이블(2)의 측방으로부터, 수평으로 레이저 빔을 조사한 경우, 회전 테이블(2)의 상하 이동에 의해, 레이저 빔은 회전 테이블(2)의 표면에 충돌해서 상측 방향 또는 하측 방향으로 반사되는 경우도 있고, 충돌하지 않고 그대로 통과하는 경우도 있다. 이러한 변동이 큰 레이저 빔을 수광부(90)에서 수광해도, 반사광의 노이즈가 크거나, 또는, 완전히 차단되어버리는 상태도 있어, 웨이퍼(W)의 돌출 유무를 검출한다는 것은 매우 곤란하다.
그래서, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 장치에서는, 이러한 반사광을 방지하는 구성을 채용하고 있다.
도 7은, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 장치(150)의 일례를 나타낸 도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 투광부(80)와 수광부(90)는 대향해서 배치된다. 투광부(80)는, 비스듬히 상방으로 레이저 빔(L)을 투광하도록, 약간 광축이 상향으로 되게 배치된다. 레이저 빔(L)은, 그 하단부가 회전 테이블(2)의 측면 상단에 충돌하여, 일부가 회전 테이블(2)의 측면에 차단되어, 상측 방향으로의 반사만으로 제한되고, 나머지 상부가 회전 테이블(2)의 표면 근방을 통과하도록 배치된다. 빔(L)의 상하 방향의 폭은, 너무 좁으면 하부가 차폐되고, 상부는 통과하는 구성을 취하는 것은 곤란하므로, 일부가 차폐되어도 나머지 부분이 충분히 레이저로서 기능할 정도의 상하폭을 갖는 레이저 빔(L)을 투광한다. 레이저 빔(L)의 빔 폭은, 상한은 특별히 없지만, 하한은, 상술한 바와 같이 일부 차폐되어도 나머지 부분이 레이저로서 기능할 정도의 크기이다. 또한, 레이저 빔(L)의 상하폭은, 예를 들어 0.7 내지 2mm, 바람직하게는 0.8 내지 1.2mm 정도로 해도 된다.
이와 같이, 레이저 빔(L)을 비스듬히 상방으로 투광함으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 반사해서 수광부(90)에 입광하는 반사광을 일 방향으로 제한해서 매우 작게 할 수 있다. 레이저 빔(L)은 상방향으로 발사되고 있기 때문에, 레이저 빔(L)의 하단부가 회전 테이블(2)의 측면 상단부에 충돌하는 것 이외는, 수광부(90)에 도달할 때까지 장해물은 아무것도 존재하지 않는다. 이 경우, 회전 테이블이 미묘하게 상하 이동해도, 레이저 빔(L)의 회전 테이블(2)의 측면 상단에 충돌해서 차단되는 부분과, 충돌하지 않고 회전 테이블(2)의 표면 근방을 통과하는 부분의 비율은 변화하지만, 레이저 빔(L)의 하부의 일부가 차폐되고, 상부가 회전 테이블(2)의 표면 근방을 통과한다는 기본 구성은 변화하지 않는다. 따라서, 회전 테이블(2)이 상하 이동해도, 반사광의 영향을 받지 않고, 안정되게 수광부(90)에서 레이저 빔(L)을 수광하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 7에서는, 리프터(26)를 사용하여, 웨이퍼(W)를 들어올리도록 해서 휨 검출의 실험을 행했기 때문에, 리프터(26)가 도시되어 있지만, 실제의 회전 테이블(2)에 적용할 때는, 리프터(26)에 의해 웨이퍼(W)가 들어올려지는 것이 아니라, 웨이퍼(W)가 휨으로써 오목부(24)로부터 돌출되게 된다. 따라서, 리프터(26)는, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150) 및 기판 처리 장치에서 특별히 필요한 구성 요소는 아니다.
레이저 빔(L)은, 예를 들어 회전 테이블(2)의 표면과의 거리(d)가, 0.1 내지 1.0mm의 범위를 통과하도록 설정되어도 된다. 또한, 레이저 빔(L)은, 예를 들어 수평면에 대하여 0.1 내지 15도, 바람직하게는 0.1 내지 10도, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5도의 각도를 갖도록 설치되어도 된다. 이와 같이, 투광부(80)를 약간 상향으로 고정 설치함으로써, 회전 테이블(2)의 표면이 회전 중에 약간 상하 이동해도, 반사광의 영향을 받지 않고 웨이퍼(W)의 휨을 검출할 수 있다.
수광부(90)는, 레이저 빔(L)의 수광량을 검출할 수 있다면, 다양한 수광 수단이 사용되어도 되는데, 예를 들어 수광 소자로서 CCD(Charge Coupled Device)를 사용해도 된다. 예를 들어, 웨이퍼(W)가 소정 높이(t) 돌출되었을 때, 수광부(90)의 수광량의 검출이 제로가 되도록 설정함으로써, 수광부(90)가 레이저 빔(L)을 수광하고 있으면 웨이퍼(W)의 휨은 소정 높이(t) 미만이고, 수광부(90)가 레이저 빔(L)을 수광하고 있지 않을 때는 웨이퍼(W)가 소정 높이(t) 이상 돌출되어, 소정량 이상의 휨이 발생하였음을 검출할 수 있다.
또한, 실제의 수광의 검출량이 제로가 아닌 경우에도, 웨이퍼(W)가 휠 것인 수광의 검출량을 역치로 설정함으로써, 휨이 발생하였다는 것을 검출할 수도 있다. 즉, 수광량의 검출값이 소정의 역치 미만인 경우에, 웨이퍼(W)가 소정 높이(t) 돌출되어 있어, 소정량 이상의 휨이 발생하였다는 것을 검출해도 된다. 용도에 따라서 역치를 적절하게 설정할 수 있기 때문에, 수광량이 제로인 경우에만 웨이퍼(W)에 휨이 발생하도록 투광부(80)를 설치할 필요가 없고, 설치 조건 등을 고려해서 유연한 투광부(80) 및 수광부(90)의 설치가 가능하게 된다.
이하, 웨이퍼(W)가 소정 높이(t) 돌출되어, 휘었다고 판정하는 소정의 수광량을, 역치로 설정한 경우에 대해서 설명한다. 또한, 소정의 수광량은 제로여도 된다.
또한, 이러한 수광량이 소정의 역치 미만이 되는 높이의 결정은, 회전 테이블(2)의 표면이 가장 낮은 위치에 설치되어 있는 오목부(24)에 대해서 행하는 것이 바람직하다. 이 오목부(24)의 위치에서는, 웨이퍼(W)의 휨이 커도, 회전 테이블(2)의 위치가 낮기 때문에, 레이저 빔(L)이 웨이퍼(W)에 가려지지 않고, 수광부(90)에 도달해버려, 웨이퍼(W)에 휨이 발생하지 않았다고 오판정해버릴 우려가 가장 큰 위치이다. 이 위치에서, 웨이퍼(W)가 소정 높이(t) 돌출되었을 때 수광부(90)의 수광량이 소정의 역치 미만이 되는 설정으로 해 두면, 회전 테이블(2)의 높이가 높은 경우는 그러한 오판정의 우려가 낮은 위치이므로, 모든 오목부(24)에 대해서 기판의 휨을 확실하게 검출할 수 있다.
필요에 따라, 수광부(90) 앞에 차폐판(110)을 배치해도 된다. 차폐판(110)은, 수광부(90)에 입광할 우려가 있는 상부의 반사광을 커트하여, 노이즈의 검출을 방지할 수 있다. 차폐판(110)을 설치함으로써, 수광부(90)에 입광되는 레이저 빔(L)의 상부를 규제할 수 있기 때문에, 레이저 빔(L)의 상하폭에 관계없이 수광부(90)에 입광되는 상하폭을 일정하게 할 수 있어, 대구경의 레이저 빔(L)을 사용하는 것이 가능하게 된다.
차폐판(110)을 설치하는 경우에는, 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 표면으로부터 소정 높이(t) 돌출되었을 때, 차폐판(110) 아래를 통과하는 레이저 빔(L)의 입광이 소정의 역치 미만이 되도록 투광부(80), 수광부(90) 및 차폐판(110)을 배치하면 된다.
또한, 그러한 수광량이 소정의 역치 미만임을 검출했을 때는, 수광은 제로로서 검출하고, 수광이 없었던 것으로 간주하는 온·오프 설정으로 해도 된다. 이러한 설정은, 제어부(100)와 수광부(90)의 조정으로, 용도에 따라서 다양한 설정으로 하는 것이 가능하다.
또한, 수광량이 소정의 역치 미만임을 검출했을 때는, 제어부(100)가, 회전 테이블(2)의 회전을 감속 또는 정지시키는 것이 바람직하다. 소정 높이(t)는, 용도에 따라서 다양한 설정이 가능한데, 예를 들어 소정 높이(t)에 달해도 웨이퍼(W)는 오목부(24)로부터 튀어나오지 않고 남아있지만, 그대로 두면 탈리의 우려가 있는 경고 레벨의 높이로 설정해 두는 것이 바람직하다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 돌출량이 소정 높이(t)에 달했을 때는, 회전 테이블(2)을 감속 또는 정지시킴으로써, 웨이퍼(W)의 오목부(24)로부터의 탈리를 발생시키기 전에 조치를 취할 수 있어, 웨이퍼(W) 및 챔버(1)의 파손을 방지할 수 있다.
이어서, 이러한 기판 휨 검출 장치(150)를 기판 처리 장치에 적용하여, 기판 처리를 행하는 예에 대해서 설명한다. 또한, 상술한 바와 같이, 상술한 기판 처리 장치는 성막 장치로서 구성되어 있으므로, 기판을 성막 처리하는 예를 들어 설명한다.
먼저, 웨이퍼(W)를 챔버(1) 내에 반입한다. 웨이퍼(W) 등의 기판의 반입 시에는, 우선, 도시하지 않은 게이트 밸브를 개방한다. 그리고, 회전 테이블(2)을 간헐적으로 회전시키면서, 반송 암(10)에 의해 반송구(15)를 통해서 회전 테이블(2) 상에 적재한다.
이어서, 도시하지 않은 게이트 밸브를 폐쇄하고, 진공 펌프(64) 및 압력 조정부(65)에 의해 진공 챔버(1) 내를 소정의 압력으로 한 상태에서, 회전 테이블(2)을 회전시키면서, 히터 유닛(7)에 의해 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 가열한다. 이때, 분리 가스 노즐(41, 42)로부터는, 분리 가스, 예를 들어 N2 가스가 공급된다.
회전 테이블(2)을 회전시킨 단계에서, 기판 휨 검출 장치(150)를 기동시켜, 웨이퍼(W)의 휨의 검출을 개시한다.
계속해서, 제1 반응 가스 노즐(31)로부터는 제1 반응 가스를 공급하고, 제2 반응 가스 노즐(32)로부터는 제2 반응 가스를 공급한다. 또한, 도 2 및 도 3에는 도시되어 있지 않지만, 플라스마 개질 처리를 행하는 경우에는, 플라스마 처리용 가스 노즐로부터, 소정의 유량으로 플라스마 처리용 가스를 공급한다.
여기서, 제1 반응 가스, 제2 반응 가스는, 용도에 따라서 다양한 가스를 사용해도 되지만, 제1 반응 가스 노즐(31)로부터는 원료 가스, 제2 반응 가스 노즐(32)로부터는 산화 가스 또는 질화 가스를 공급한다. 또한, 플라스마 처리를 행하는 경우, 도시하지 않은 플라스마 처리용 가스 노즐로부터는, 제2 반응 가스 노즐로부터 공급된 산화 가스 또는 질화 가스와 유사한 산화 가스 또는 질화 가스와, 희가스를 포함하는 혼합 가스로 이루어지는 플라스마 처리용 가스를 공급한다.
여기에서는, 성막하고자 하는 막이 실리콘 산화막이며, 제1 반응 가스가 Si 함유 가스, 제2 반응 가스가 산소 가스로 이루어지는 경우를 예로 들어 설명한다.
웨이퍼(W)의 표면에서는, 회전 테이블(2)의 회전에 의해 제1 처리 영역(P1)에서 Si 함유 가스가 흡착되고, 이어서 제2 처리 영역(P2)에서 웨이퍼(W) 상에 흡착된 Si 함유 가스가, 산소 가스에 의해 산화된다. 이에 의해, 박막 성분인 실리콘 산화막의 분자층이 1층 또는 복수층 형성되어 반응 생성물이 형성된다. 또한, 웨이퍼(W)가 분리 영역(D)을 통과했을 때는, N2 등의 분리 가스가 공급되어 웨이퍼(W)가 퍼지된다. 회전 테이블(2)을 회전시킴으로써, 실리콘 산화막의 분자층이 웨이퍼(W)의 표면 상에 퇴적되어, 실리콘 산화막이 성막된다. 이와 같이, 성막 처리를 행하기 위해서는 회전 테이블(2)의 회전이 필요한데, 상술한 바와 같이, 히터 유닛(7)에 의해 회전 테이블(2)은 가열되고 있기 때문에, 회전 테이블(2)의 회전 중에 웨이퍼(W)에 휨이 발생하고, 휨량이 커지면 웨이퍼(W)가 오목부(24)로부터 이탈될 우려가 있다.
그래서, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150)를 사용하여, 회전 테이블(2)이 회전해서 기판 처리를 행하고 있을 때, 웨이퍼(W)의 휨의 검출을 계속적으로 행하여, 웨이퍼(W)의 휨의 발생을 상시 감시한다. 즉, 투광부(80)로부터 비스듬히 상방으로 레이저 빔(L)을 투광하고, 수광부(90)에서 수광한다. 그리고, 수광부(90)에서 수광량 제로가 검출되면, 수광부(90)는 제어부(100)에 수광량 제로의 신호를 송신한다. 제어부(100)는, 웨이퍼(W)에 휨이 발생하여, 탈리의 우려가 있다고 판정하고, 회전 테이블(2)을 감속 또는 정지시켜, 처리 중의 웨이퍼(W)의 오목부(24)로부터의 탈리를 방지한다. 이와 같이, 기판 휨 검출 장치(150)를 사용해서 기판 휨 검출을 행하면서 기판 처리를 행함으로써, 웨이퍼(W) 및 챔버(1)의 파손을 확실하게 방지하면서 기판 처리를 행할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150) 및 기판 휨 검출 방법, 그리고 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 의하면, 회전 테이블의 회전 중에 있어서, 반사광의 영향없이 고정밀도로 웨이퍼(W)의 휨을 검출할 수 있고, 탈리가 발생하기 전에 필요한 조치를 강구할 수 있어, 웨이퍼(W) 및 챔버(1)의 파손을 확실하게 방지할 수 있다.
이어서, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 장치(150)를 사용해서 기판 휨 검출 방법을 실시한 실시예에 대해서 설명한다.
도 8은, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150)를 사용하여, 휨 판정의 웨이퍼(W)의 돌출량(소정 높이(t))의 역치를 0.4mm로 설정했을 때, 실제 웨이퍼(W)의 돌출량과 검출량의 관계를 조사한 도면이다. 또한, 복수의 오목부(24)에 대해서 검사를 행했기 때문에, 복수의 데이터가 나타나 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 회전 테이블(2)의 높이에 변동이 있기 때문에, 오목부(24) 사이에서 변동이 보이지만, 실제 웨이퍼(W)의 돌출량이 0.4mm로 되었을 때는, 모든 오목부(24)에서 웨이퍼(W)의 휨을 검출하고 있다. 웨이퍼(W)가 휘어 있는데도 휘어 있지 않다고 검출한 예는 없어, 확실하게 웨이퍼(W)의 휨을 검출할 수 있는 것으로 나타났다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150)에 의하면, 0.4mm 돌출 시에 휨 검출이라는 엄격한 기준을 충족한 것으로 나타났다.
도 9는, 회전 테이블(2)의 표면의 높이의 상이의 일례를 나타낸 도면이다. 이와 같이, 회전 테이블(2)의 표면의 높이는, 오목부(24)의 위치에 따라 상이하지만, 가장 낮은 A점에서 휨 검출의 기준을 맞추도록 하면, 그것보다 높은 위치에 있는 오목부(24)에서의 웨이퍼(W)의 휨은 당연히 검출할 수 있다. 즉, 회전 테이블의 표면의 높이가 국소적으로 상이한 경우에 있어서, 기판의 돌출의 높이, 수광수단에 의한 수광량 및 역치와의 관계는 회전 테이블의 표면의 높이가 가장 낮은 오목부(24)를 기준으로 하여 결정되는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 회전 테이블(2)의 높이의 상이를 파악하고, 인코더(25)로 회전 중인 오목부(24)의 위치와 높이를 파악하면, 이러한 회전 테이블(2)의 높이의 상이를 고려해서 웨이퍼(W)의 휨을 검출하는 것도 가능하다. 이러한 처리는, 제어부(100)에서 행하도록 하면 된다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150)에서는, 회전 테이블(2)의 오차에 관계없이 웨이퍼(W)의 휨을 검출할 수 있다.
도 10은, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150)를 사용해서 실제로 기판 휨 검출을 행한 결과이며, 수광부(90)의 수광 검출의 경시 변화를 도시하고 있다. 도 10의 그래프 중, 종축의 상단의, 타원으로 둘러싸여 있는 개소가, 수광량 제로를 검출한 오목부(24)의 수광 신호이다. 그것보다도 검출값이 낮은 개소는, 수광량이 검출되어, 휨은 발생하지 않았다고 판정된 오목부(24)이다. 도 10에 도시되는 바와 같이, 수광량 제로가 검출되고 있는 것은 일정 주기이며, 웨이퍼(W)가 휘여 있는 오목부(24)만, 휨이 일정 주기로 검출되고 있다. 이 주기는, 회전 테이블(2)의 회전 주기이다. 따라서, 휨이 발생한 웨이퍼(W)에 대해서는 휨을 안정되게 검출할 수 있음과 함께, 휨이 발생하지 않은 웨이퍼(W)에 대해서는, 안정되게 휘지 않았음을 검출할 수 있는 것으로 나타났다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150)는, 높은 신뢰성 및 안정성으로 웨이퍼(W)의 휨을 검출할 수 있다.
도 11은, 웨이퍼(W)의 역 휨 상태의 휨 검출의 일례를 나타낸 도면이다. 도 6에서는, 웨이퍼(W)의 양단이 휘어 올라가고, 중앙이 오목부(24)의 저면에 접촉하고 있는 형태의 휨을 도시했지만, 도 11에 도시되는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중앙이 휘어 올라가고, 양단이 오목부(24)의 저면에 접촉하고 있는 휨의 형태도 있을 수 있다. 웨이퍼(W)의 휨의 양태는, 웨이퍼(W) 및 기판 처리의 상태와 관련하고 있어, 다양한 형태가 있을 수 있다. 도 11에 도시하는 바와 같은, 소위 역 휨을 나타내고 있는 웨이퍼(W)에 대해서도, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 장치(150)에서 양호한 휨 검출이 가능한지를 실험하였다. 또한, 웨이퍼(W)를 의도적으로 역 휨 상태로 하는 것은 곤란하므로, 도 11에 도시되는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중앙부 하방에 칩(120)을 설치함으로써, 역 휨 상태를 재현하였다.
도 12는, 역 휨 웨이퍼(W)의 검출 결과를 도시한 도면이다. 3개의 연속한 오목부(24)에, 그러한 역 휨 웨이퍼(W)를 적재하여, 휨 검출을 행하였다. 그렇게 하면, 도 12에 도시된 바와 같이, 3개의 연속한 오목부(24)에 있어서, 주기적인 수광량 제로(수광량 0％)의 개소가 검출되었다. 주기는, 도 10에서 설명한 바와 같이 회전 테이블(2)의 1회전이다. 즉, 회전 테이블(2)의 회전에 맞춰서, 매회 3개의 연속한 오목부(24)에서 수광량 제로, 즉 휨의 발생이 검출되었다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150)는, 역 휨된 웨이퍼(W)의 휨도 문제없이 검출할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150)는, 휨의 양태에 관계없이, 회전 테이블(2)의 표면으로부터 웨이퍼(W)가 소정 높이(t) 돌출되어 있으면, 확실하게 휨을 검출할 수 있다.
또한, 투광부(80)로부터 투광되는 광은, 레이저 빔에 한하지 않고 다양한 광선, 빔을 포함하는 점은, 상술한 바와 같다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 휨 검출 장치(150) 및 기판 휨 검출 방법, 그리고 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 의하면, 회전 테이블(2)의 회전 중에서의 웨이퍼(W)의 휨을 안정되고 확실하게 검출할 수 있어, 웨이퍼(W) 및 챔버(1)의 파손을 확실하게 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태 및 실시예에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태 및 실시예에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 상술한 실시 형태 및 실시예에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.
1 : 챔버 2 : 회전 테이블
4 : 볼록 형상부 5 : 돌출부
7 : 히터 유닛 10 : 반송 암
11 : 천장판 12 : 용기 본체
15 : 반송구 17 : 구멍
18 : 창 21 : 코어부
24 : 오목부(기판 적재부) 25 : 인코더
31, 32 : 반응 가스 노즐 41, 42 : 분리 가스 노즐
43 : 홈부 44 : (낮은)천장면
45 : (높은)천장면 80 : 투광부
90 : 수광부 100 : 제어부
110 : 차폐판 C : 중심 영역
D : 분리 영역 E1, E2 : 배기 영역
S : 내부 공간 W : 웨이퍼

Claims (20)

  1. 회전 테이블 상에 둘레 방향을 따라 설치된 오목형 기판 적재 영역에 적재된 기판의, 상기 회전 테이블의 회전 중에서의 휨을 검출하는 기판 휨 검출 장치이며,
    상기 회전 테이블의 측방으로부터 비스듬히 상방을 향해서, 상기 회전 테이블의 측면 상단에 빔 하부가 충돌하고, 해당 빔 하부보다 상부는 상기 회전 테이블의 표면 근방을 통과하도록 빔 광선을 투광하는 투광 수단과,
    해당 투광 수단에 대향해서 설치되고, 상기 회전 테이블의 표면 근방을 통과하는 상기 빔 광선을 수광하여, 수광량을 검출하는 수광 수단을 포함하고,
    상기 투광 수단은, 상기 기판 적재 영역에 적재된 상기 기판이 상기 회전 테이블의 표면보다 상방으로 소정 높이 돌출되었을 때 상기 수광 수단이 검출하는 수광량이 소정의 역치 미만이 되도록 배치되어 있는 기판 휨 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 적재 영역과 상기 수광 수단의 사이에 설치되고, 상기 수광 수단에 입광되는 상기 빔 광선의 빔 상부를 차폐하는 차광 수단을 더 갖고,
    상기 투광 수단 및 상기 차광 수단은, 상기 기판 적재 영역에 적재된 상기 기판이 상기 회전 테이블의 표면보다 상방으로 상기 소정 높이 돌출되었을 때 상기 수광 수단이 검출하는 수광량이 상기 소정의 역치 미만이 되도록 배치되어 있는 기판 휨 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전 테이블 상에는, 상기 둘레 방향을 따라 복수의 상기 기판 적재 영역이 설치되어 있고, 상기 투광 수단 및 상기 수광 수단은, 복수의 상기 기판 적재 영역 상을 통과하도록 설정되어 있는 기판 휨 검출 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 회전 테이블의 표면의 높이가 국소적으로 상이한 경우에 있어서, 상기 기판의 상기 돌출 높이, 상기 수광수단에 의한 상기 수광량 및 상기 역치 사이의 관계는, 상기 회전 테이블의 표면의 높이가 가장 낮은 위치에 설치된 상기 기판 적재 영역을 기준으로 하여 결정되는 기판 휨 검출 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 테이블의 회전을 제어하는 제어 수단을 더 갖고,
    상기 수광 수단이 검출하는 수광량이 제로인 것을 검출했을 때는, 상기 제어 수단은 상기 회전 테이블의 회전을 감속 또는 정지시키는 기판 휨 검출 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정 높이는, 상기 기판이 상기 기판 적재 영역으로부터 탈리는 되지 않지만, 상기 소정 높이를 초과하면 탈리의 우려가 발생하는 높이로 설정되어 있는 기판 휨 검출 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광 수단은, 상기 기판 적재 영역에 적재된 상기 기판이 상기 회전 테이블의 표면보다 상방으로 상기 소정 높이 돌출되었을 때 상기 수광 수단이 검출하는 수광량이 제로가 되도록 배치되어 있는 기판 휨 검출 장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광 수단의 기울기 각도는, 0.1° 이상 15° 이하의 각도로 설정되어 있는 기판 휨 검출 장치.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광 수단은, 상기 회전 테이블의 표면으로부터 0.1mm 이상 1.0mm의 범위 내에 상기 빔 광선이 위치하도록 배치된 기판 휨 검출 장치.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수광 수단은, CCD를 포함하는 기판 휨 검출 장치.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 테이블은, 처리 용기 내에 설치되고,
    상기 투광 수단 및 상기 수광 수단은, 상기 처리 용기의 외부에 설치되어 있는 기판 휨 검출 장치.
  12. 처리 용기와,
    해당 처리 용기 내에 설치되고, 둘레 방향을 따라 상면에 기판 적재 영역을 갖는 회전 테이블과,
    해당 회전 테이블 상에 처리 가스를 공급 가능한 처리 가스 공급 수단과,
    제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 기판 휨 검출 장치를 갖는 기판 처리 장치.
  13. 회전 테이블의 상면에 둘레 방향을 따라 설치된 오목 형상의 기판 적재 영역에 기판을 적재한 상태에서 상기 회전 테이블을 회전시키는 공정과,
    상기 회전 테이블의 측방으로부터 비스듬히 상방을 향해서, 상기 회전 테이블의 측면 상단에 빔 하부가 충돌하고, 해당 빔 하부보다도 상부는 상기 회전 테이블의 표면 근방을 통과하도록 빔 광선을 투광하는 공정과,
    상기 빔 광선을 수광하여, 상기 빔 광선의 수광량을 검출하는 공정을 갖고,
    상기 빔 광선은, 상기 기판 적재 영역에 적재된 상기 기판이 상기 회전 테이블의 표면보다도 소정 높이 돌출되었을 때, 상기 빔 광선의 수광량이 소정의 역치 미만임을 검출하도록 투광되는 기판 휨 검출 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 빔 광선을 투광하는 공정과, 상기 빔 광선의 수광량을 검출하는 공정의 사이에, 상기 빔 광선의 상단부를 차광하는 공정을 더 갖는 기판 휨 검출 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 빔 광선의 수광량이 제로인 것을 검출했을 때는, 상기 회전 테이블을 감속 또는 정지시키는 공정을 더 갖는 기판 휨 검출 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 테이블 상에는, 상기 둘레 방향을 따라 복수의 상기 기판 적재 영역이 설치되어 있고, 상기 빔 광선은, 복수의 상기 기판 적재 영역 상을 통과하도록 투광되는 기판 휨 검출 방법.
  17. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 테이블의 표면의 높이가 국소적으로 상이한 경우에 있어서, 상기 기판의 상기 돌출 높이, 상기 빔 광선의 수광량 및 상기 역치 사이의 관계는, 상기 회전 테이블의 표면의 높이가 가장 낮은 위치에 설치된 상기 기판 적재 영역을 기준으로 하여 결정되는 기판 휨 검출 방법.
  18. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정 높이는, 상기 기판이 상기 기판 적재 영역으로부터 탈리는 되지 않지만, 상기 소정 높이를 초과하면 탈리의 우려가 발생하는 높이로 설정되어 있는 기판 휨 검출 방법.
  19. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔 광선은, 상기 기판 적재 영역에 적재된 상기 기판이 상기 회전 테이블의 표면보다도 상기 소정 높이 돌출되었을 때, 상기 빔 광선의 수광량이 제로를 검출하도록 투광되는 기판 휨 검출 방법.
  20. 상기 회전 테이블의 상면에 처리 가스를 공급하는 공정을 더 갖고,
    상기 회전 테이블의 상면에 적재된 상기 기판을 처리하면서 상기 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 기판 휨 검출 방법을 실시하는 기판 처리 방법.
KR1020180077686A 2017-07-07 2018-07-04 기판 휨 검출 장치 및 기판 휨 검출 방법, 그리고 이들을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 KR102354048B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017133979A JP6789187B2 (ja) 2017-07-07 2017-07-07 基板反り検出装置及び基板反り検出方法、並びにこれらを用いた基板処理装置及び基板処理方法
JPJP-P-2017-133979 2017-07-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190005759A true KR20190005759A (ko) 2019-01-16
KR102354048B1 KR102354048B1 (ko) 2022-01-24

Family

ID=64903828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180077686A KR102354048B1 (ko) 2017-07-07 2018-07-04 기판 휨 검출 장치 및 기판 휨 검출 방법, 그리고 이들을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10763147B2 (ko)
JP (1) JP6789187B2 (ko)
KR (1) KR102354048B1 (ko)
CN (1) CN109216238B (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11225715B2 (en) * 2019-04-11 2022-01-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Showerhead, semiconductor manufacturing apparatus including the same, and semiconductor manufacturing method
US10998209B2 (en) 2019-05-31 2021-05-04 Applied Materials, Inc. Substrate processing platforms including multiple processing chambers
EP3764165A1 (en) 2019-07-12 2021-01-13 ASML Netherlands B.V. Substrate shape measuring device
CN110416134B (zh) * 2019-09-02 2024-06-07 星科金朋半导体（江阴）有限公司 一种基板的防翘曲治具及其使用方法
CN110682013B (zh) * 2019-11-22 2021-07-02 宁波瑞利时数控科技有限公司 一种切割机防撞安全装置
US11817331B2 (en) 2020-07-27 2023-11-14 Applied Materials, Inc. Substrate holder replacement with protective disk during pasting process
US11749542B2 (en) 2020-07-27 2023-09-05 Applied Materials, Inc. Apparatus, system, and method for non-contact temperature monitoring of substrate supports
US11600507B2 (en) 2020-09-09 2023-03-07 Applied Materials, Inc. Pedestal assembly for a substrate processing chamber
US11610799B2 (en) 2020-09-18 2023-03-21 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having a heating and chucking capabilities
CN112629447A (zh) * 2020-12-21 2021-04-09 安徽龙鼎家居工贸有限公司 一种木门平整度检测装置及检测方法
US11674227B2 (en) 2021-02-03 2023-06-13 Applied Materials, Inc. Symmetric pump down mini-volume with laminar flow cavity gas injection for high and low pressure
CN113068326B (zh) * 2021-03-29 2022-09-30 北京小米移动软件有限公司 一种焊接质量处理方法及装置、电路板
US12002668B2 (en) 2021-06-25 2024-06-04 Applied Materials, Inc. Thermal management hardware for uniform temperature control for enhanced bake-out for cluster tool

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10189674A (ja) * 1996-12-24 1998-07-21 Sony Corp 半導体製造装置
KR19990071449A (ko) * 1998-02-25 1999-09-27 니시히라 순지 멀티챔버 기판처리장치
JP2004119673A (ja) * 2002-09-26 2004-04-15 Nitto Denko Corp 半導体ウエハの反り量測定方法および測定装置
US20120308215A1 (en) * 2011-06-03 2012-12-06 Applied Materials, Inc. Detection of substrate warping during rapid thermal processing
KR20140139429A (ko) * 2013-05-27 2014-12-05 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 회전 가능 상태 검출 장치 및 회전 가능 상태 검출 방법 및 이것을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2015008269A (ja) 2013-05-27 2015-01-15 東京エレクトロン株式会社 基板脱離検出装置及び基板脱離検出方法、並びにこれらを用いた基板処理装置及び基板処理方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE355608B (ko) * 1971-08-23 1973-04-30 Nordiska Maskinfilt Ab
JPS59106543A (ja) * 1982-12-13 1984-06-20 日産自動車株式会社 断片織機の緯糸供給装置
JPS59208741A (ja) * 1983-05-12 1984-11-27 Mitsubishi Electric Corp 半導体ウエ−ハ用吸着チヤツク装置
US4714315A (en) * 1984-10-24 1987-12-22 Siemens Aktiengesellschaft Method for connecting elements of optical communication technology to one another or to elements of releasable plug connections
US5149981A (en) * 1989-10-30 1992-09-22 Strandberg Jr Charles F Method for monitoring size encapsulation of yarn by determining hairiness of the yarn
JPH1144513A (ja) * 1997-05-29 1999-02-16 Sony Corp 半導体装置の外観検査装置および外観検査方法
JPH11183393A (ja) * 1997-10-13 1999-07-09 Mitsubishi Electric Corp パターン欠陥検査装置及びパターン欠陥検査方法
JP2002358695A (ja) * 2001-03-28 2002-12-13 Origin Electric Co Ltd ディスク基板の処理方法及び装置
WO2003066319A1 (fr) * 2002-02-05 2003-08-14 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Systeme de production de feuilles en carton ondule
TWI352645B (en) * 2004-05-28 2011-11-21 Ebara Corp Apparatus for inspecting and polishing substrate r
JP5403852B2 (ja) * 2005-08-12 2014-01-29 株式会社荏原製作所 検出装置及び検査装置
JP4781901B2 (ja) * 2006-05-08 2011-09-28 東京エレクトロン株式会社 熱処理方法，プログラム及び熱処理装置
JP2008032621A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Hitachi High-Technologies Corp 表面検査装置およびその方法
JP5314239B2 (ja) * 2006-10-05 2013-10-16 株式会社キーエンス 光学式変位計、光学式変位測定方法、光学式変位測定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器
US7633070B2 (en) * 2006-12-18 2009-12-15 Kla-Tencor Technologies Corporation Substrate processing apparatus and method
JP4899879B2 (ja) * 2007-01-17 2012-03-21 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
US20080206902A1 (en) * 2007-02-26 2008-08-28 Applied Materials, Inc., A Delaware Corporation Stress measurements during large-mismatch epitaxial processes
KR100877102B1 (ko) * 2007-05-28 2009-01-09 주식회사 하이닉스반도체 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법
US7933009B2 (en) * 2007-07-27 2011-04-26 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for verifying proper substrate positioning
US8259308B2 (en) * 2009-05-29 2012-09-04 Baking Acquisition Llc Sensor system and method for detecting misaligned trays and/or mis-positioned utensils in a direct recirculating oven
CN102473607A (zh) * 2009-08-06 2012-05-23 住友电气工业株式会社 膜沉积装置
JP5525336B2 (ja) * 2010-06-08 2014-06-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検査方法および欠陥検査装置
JP5642628B2 (ja) * 2011-05-27 2014-12-17 東京エレクトロン株式会社 基板反り除去装置、基板反り除去方法及び記憶媒体
AU2013222069A1 (en) * 2012-02-26 2014-10-16 Solexel, Inc. Systems and methods for laser splitting and device layer transfer
US8563335B1 (en) * 2012-04-23 2013-10-22 Applied Materials, Inc. Method of controlling polishing using in-situ optical monitoring and fourier transform
US9134261B2 (en) * 2013-04-22 2015-09-15 Ebara Corporation Inspection apparatus
JP6101584B2 (ja) * 2013-07-09 2017-03-22 株式会社日立製作所 形状計測方法及び装置
JP6307022B2 (ja) * 2014-03-05 2018-04-04 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記録媒体
US10446423B2 (en) * 2016-11-19 2019-10-15 Applied Materials, Inc. Next generation warpage measurement system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10189674A (ja) * 1996-12-24 1998-07-21 Sony Corp 半導体製造装置
KR19990071449A (ko) * 1998-02-25 1999-09-27 니시히라 순지 멀티챔버 기판처리장치
JP2004119673A (ja) * 2002-09-26 2004-04-15 Nitto Denko Corp 半導体ウエハの反り量測定方法および測定装置
US20120308215A1 (en) * 2011-06-03 2012-12-06 Applied Materials, Inc. Detection of substrate warping during rapid thermal processing
KR20140139429A (ko) * 2013-05-27 2014-12-05 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 회전 가능 상태 검출 장치 및 회전 가능 상태 검출 방법 및 이것을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2015008269A (ja) 2013-05-27 2015-01-15 東京エレクトロン株式会社 基板脱離検出装置及び基板脱離検出方法、並びにこれらを用いた基板処理装置及び基板処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190013225A1 (en) 2019-01-10
JP6789187B2 (ja) 2020-11-25
CN109216238A (zh) 2019-01-15
KR102354048B1 (ko) 2022-01-24
US10763147B2 (en) 2020-09-01
JP2019016714A (ja) 2019-01-31
CN109216238B (zh) 2023-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190005759A (ko) 기판 휨 검출 장치 및 기판 휨 검출 방법, 그리고 이들을 사용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US10615066B2 (en) Substrate warping monitoring device and substrate processing apparatus using the same, and substrate warping monitoring method
KR101454068B1 (ko) 기판 위치 검출 장치, 이것을 구비하는 성막 장치 및 기판 위치 검출 방법
JP6114708B2 (ja) 基板脱離検出装置及び基板脱離検出方法、並びにこれらを用いた基板処理装置及び基板処理方法
US6274878B1 (en) Wafer out-of-pocket detection method
JP6114629B2 (ja) 回転可能状態検出装置及び回転可能状態検出方法、並びにこれを用いた基板処理装置及び基板処理方法
KR20100056393A (ko) 기판 위치 검출 장치, 기판 위치 검출 방법, 성막 장치, 성막 방법 및 컴퓨터 판독 가능 기억 매체
JP2009200063A (ja) 基板の変形検出機構，処理システム，基板の変形検出方法及び記録媒体
US11972921B2 (en) Temperature measurement system, temperature measurement method, and substrate processing apparatus
US8347813B2 (en) Thin film deposition apparatus and method thereof
US11765879B2 (en) Substrate processing apparatus and monitoring method
JPH05294405A (ja) 基板検出装置
KR20070019387A (ko) 웨이퍼 감지 장치 그 방법
KR20060086146A (ko) 반도체 소자 제조용 장비
KR20070027881A (ko) 플라즈마 화학 기상증착 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant