TW201928337A - 工件檢測裝置、成膜裝置及工件檢測方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可通過共同的檢測部件，不受工件的表面性狀影響而檢測存在翹曲等的工件的位置的異常的工件檢測裝置、成膜裝置及工件檢測方法。所述工件檢測裝置具有：第1設定部(42)，設定規定的大小的第1區域(S1)；第2設定部(43)，設定比第1區域(S1)大，並將第1區域(S1)全部納入的第2區域(S2)；檢測部(44)，檢測來自收容在固定器(H)且已被拍攝的晶圓(W)的反射光的圖像(Sw)對應於和第1區域(S1)與第2區域(S2)之間的區域所重疊的區域的面積的值；以及判定部(45)，根據由檢測部(44)所檢測到的值是否超過閾值，判定相對於固定器(H)的晶圓(W)的位置有無異常。

Description

工件檢測裝置、成膜裝置及工件檢測方法
本發明涉及一種工件檢測裝置、成膜裝置及工件檢測方法。
在各種半導體裝置的製造步驟中，有時在晶圓或玻璃基板等工件上進行層疊來形成多層膜。作為形成多層膜的成膜裝置，有包括多個可進行減壓的腔室的所謂的多腔室型的成膜裝置。在各腔室內配置有包含成膜材料的靶。將惰性氣體導入腔室內，對靶施加電壓來使惰性氣體電漿(plasma)化而生成離子(ion)，並使此離子撞擊靶。通過從靶中打出的材料的粒子堆積在工件上的濺射(sputtering)來進行成膜。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本專利特開2008-244078號公報
[發明所欲解決之課題]
通過濺射來進行成膜的工件在載置在固定器(holder)內的狀態下被搬運至成膜裝置中。已被載置在固定器內的工件其位置或傾斜度未成為固定，存在從固定器中露出的情況。從固定器中露出的程度大的工件與靶及電漿的距離在成膜面內未成為固定，而無法進行均勻的成膜處理。
為了應對此問題，可考慮利用鐳射感測器等對工件的外周等位置進行檢測，並根據與成為基準的位置的偏移量來判定位置的異常的方法。但是，工件的表面性狀根據其材質而不同。例如，半導體的晶圓(wafer)的光的透過率或反射率根據材質是矽（Si）還是碳化矽（SiC）、是否形成有圖案、是否進行了成膜等而不同。若要例如利用共同的感測器對此種表面性狀不同的多種晶圓進行檢測，則各個晶圓的檢測中最合適的靈敏度等的值不同，因此每當變更晶圓時必須變更值。另外，也存在難以知道各個晶圓的檢測中最合適的靈敏度等的值的情況。為了應對此問題，對應於表面性狀不同的晶圓而設置適合於各晶圓的感測器會使成本變高並不現實。
因此，可考慮如下的方法：利用照相機拍攝已映在晶圓上的任意的像，求出所拍攝的任意的像的圖像的中心位置，並根據此中心位置與事先設定的成為基準的中心位置的偏移量來檢測工件的位置的異常（參照專利文獻1）。
但是，晶圓中存在非常薄的晶圓。例如，在功率元件領域中，晶圓事先形成金屬氧化物半導體場效電晶體（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOS-FET）等電子電路後，通過削去背面而被加工得非常薄，然後被搬送至成膜裝置中，在背面上使成為電極的鋁（Al）成膜。如此薄的晶圓會產生翹曲或扭曲。此翹曲或扭曲的形態在各晶圓中不同，因此即便是同徑的晶圓，另外，即便是位於正確的位置上的晶圓，中心位置也不成為固定。因此，不僅設定成為基準的晶圓的中心位置並不容易，而且難以根據所設定的中心位置來判斷偏移量。
本發明的目的在於提供一種可通過共同的檢測部件，不受工件的表面性狀影響而檢測存在翹曲等的工件的位置的異常的工件檢測裝置、成膜裝置及工件檢測方法。 [解決課題之手段]
為了達成所述目的，本發明的工件檢測裝置包括：第1設定部，設定規定的大小的第1區域；第2設定部，設定比所述第1區域大，並將所述第1區域全部納入的第2區域；檢測部，檢測來自收容在固定器且已被拍攝的工件的反射光的圖像對應於和所述第1區域與所述第2區域之間的區域所重疊的區域的面積的值；以及判定部，根據由所述檢測部所檢測到的值是否超過閾值，判定相對於所述固定器的所述工件的位置有無異常。
所述第1區域的大小也可以是將來自收容在固定器的位於正常的位置的工件的反射光的圖像納入的大小。所述第1區域及所述第2區域也可以是同心圓。
也可以具有輸入部，對利用所述第1設定部的第1區域的設定進行指示，且所述第2設定部對應于利用所述輸入部的所述第1區域的設定，設定所述第2區域。
也可以具有顯示部，顯示對應於所述面積的資訊。所述顯示部也可以顯示所述異常的資訊。
也可以具有對所述工件照射光的單一的光源、及拍攝來自所述工件的反射光的攝像部。
另外，本發明的成膜裝置包括：所述工件檢測裝置；以及成膜部，針對已由所述工件檢測裝置判定有無位置的異常的工件進行成膜。
另外，本發明的工件檢測方法是電腦或電子電路執行如下的處理：第1設定處理，設定規定的大小的第1區域；第2設定處理，設定比所述第1區域大，並將所述第1區域全部納入的第2區域；檢測處理，檢測來自所述工件的反射光的圖像對應於和所述第1區域與所述第2區域之間的區域所重疊的區域的面積的值；以及判定處理，根據由所述檢測處理所檢測到的值是否超過閾值，判定相對於所述固定器的所述工件的位置有無異常。 [發明的效果]
根據本發明，可通過共同的檢測部件，不受工件的表面性狀影響而檢測存在翹曲等的工件的位置的異常。
參照圖式對本發明的實施方式進行具體說明。 （晶圓） 在本實施方式中，對如圖1（A）及圖1（B）所示那樣，使用半導體的晶圓W作為成膜物件的工件的例子進行說明。晶圓W在成膜步驟前在表面上形成有電路，且背面得到研磨。近年來，因伴隨高集成化的薄化傾向，而將晶圓W研磨直至厚度為幾十μm級。如此，晶圓W非常薄地形成，因此產生翹曲或扭曲。在成膜步驟中，在經研磨的表面上形成膜。
（固定器） 另外，在本實施方式中，所成膜的晶圓W作為載置的構件，如圖2（A）及圖2（B）所示，使用固定器H。固定器H是在A-A切斷面上進行切斷後的剖面為矩形的有底圓筒形狀的構件，在內部具有收容晶圓W的大小的收容部Hs。在固定器H的底部形成有直徑比晶圓W小的開口Ho。因此，可通過開口Ho的邊緣的底部來支撐晶圓W的表面的外周。另外，開口Ho為可插入/排出升降板232及升降軸233的大小（參照圖5）。
（成膜裝置） （概要） 如圖3所示，本實施方式的成膜裝置100具有大氣裝載機200、成膜部300及控制裝置400。
大氣裝載機200是將晶圓W載置在固定器H內，並搬入成膜部300中的結構部。成膜部300是對已被載置在固定器H內的晶圓W進行利用濺射的成膜的結構部。控制裝置400是對成膜裝置100的各部進行控制的裝置。以下，對成膜裝置100的各部的詳細情況進行說明。
（大氣裝載機） 大氣裝載機200具有固定器供給部210、晶圓供給部220、檢測機構230。雖然未圖示，但固定器供給部210具有將許多固定器H層疊來收容的固定器盒及搬送臂。晶圓供給部220具有將許多晶圓W層疊來收容的晶圓盒及搬送臂。檢測機構230是拍攝載置在固定器H內的晶圓W的結構部。
通過搬送臂而從固定器供給部210的固定器盒取出的固定器H被設置在檢測機構230。從晶圓供給部220的晶圓盒取出的晶圓W被載置在檢測機構230所設置的固定器H的收容部Hs。晶圓W在已被載置在固定器H內的狀態下，通過未圖示的搬送臂來搬入成膜部300。
如圖4所示，檢測機構230具有支撐台231、升降板232、升降軸233、支柱234、攝像部235。支撐台231是載置固定器H的台。在支撐台231中設置有與固定器H的開口Ho對應的開口231a。升降板232是可從支撐台231的下方起經由開口231a及開口Ho而在垂直方向上進退的板狀體。
升降軸233是一端與升降板232連結的棒狀的構件。升降軸233的另一端與未圖示的驅動源連接。驅動源使升降軸233升降。作為驅動源，例如可使用氣缸。
如圖5所示，通過升降軸233而從支撐台231的開口231a及固定器H的開口Ho進入，並已進一步上升的升降板232接收已來到固定器H的上方的晶圓W。而且，如圖6所示，通過升降板232下降，而將晶圓W收容在固定器H的收容部Hs。支柱234是在從支撐台231的兩側直立設置的兩根柱狀的構件上安裝有梁的構件，所述梁的方向與固定器H的直徑平行，且以橫跨支撐台231的上方的方式配置。
攝像部235具有照相機21、光源22。如圖7所示，照相機21是如下的攝像裝置：具有透鏡等光學構件、及作為互補金屬氧化物半導體（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）或電荷耦合元件（Charge Coupled Device，CCD）等光接收元件的影像感測器，輸出對應於經由光學構件而由光接收元件所檢測到的光的信號。光源22是對晶圓W照射光的發光二極體（Light Emitting Diode，LED）等照明裝置。在本實施方式中，如圖7所示，在與照相機21的光學構件鄰接的位置設置有一個光源22。另外，光源22也可以對晶圓W整體進行照射，但未必需要對晶圓W整體進行照射。例如，在本實施方式中，對晶圓W照射直徑為10 mm左右的光。
如圖8（A）及圖8（B）所示，來自照相機21所拍攝的晶圓W的反射光的圖像被顯示在後述的顯示部49的畫面。所謂來自晶圓W的反射光的圖像，是指通過利用光接收元件檢測從光源22照射至晶圓W後反射的光所形成的圖像中，由相當於反射光或晶圓W的外緣的輪廓包圍的區域。以下，將此來自晶圓W的反射光的圖像稱為反射光的圖像Sw。不論是全反射、透明、半透明的晶圓W的哪一種，相當於反射光的外緣的輪廓均能夠以可從背景識別的明亮度來拍攝。因此，可將事先設定的閾值以上的光量的區域作為反射光的圖像Sw而抽出。
（成膜部） 如圖3所示，成膜部300成為以六角柱狀的真空搬送室310為中心，沿著真空搬送室310的各側面而配置有多個腔室30的多腔室結構。多個腔室30的至少一個是針對晶圓W進行成膜的成膜室。成膜室的數量是對應于形成在晶圓W的膜的數量來決定者，並不限定於特定的數量。另外，也可以將腔室30的任一者設為冷卻室、加熱室、蝕刻室等進行成膜以外的處理的室。
在本實施方式中，作為一例，將腔室30設為五個成膜室321～325與一個工件出入室（load lock chamber）326。另外，真空搬送室310的形狀也不限定於六角柱狀，也可以設為對應於所需的成膜室321～成膜室325的數量的多邊形狀、或者也可以設為圓筒狀。
工件出入室326是用於從外部搬入來自大氣裝載機200的固定器H，另外，將已結束成膜處理的固定器H搬出至大氣裝載機200的室。工件出入室326的一側的側面經由真空閘閥326a而與真空搬送室310連結，另一側的側面經由大氣閘閥326b而與大氣裝載機200連結。通過真空閘閥326a的開閉，可相對於真空搬送室310切換連通及隔斷。通過大氣閘閥326b的開閉，可相對於大氣裝載機200切換連通及隔斷。
在工件出入室326的內部設置有保持已被搬入的晶圓W的未圖示的保持部。另外，在工件出入室326中設置有未圖示的排氣裝置及壓力計，可減壓成所期望的壓力。
真空搬送室310是用於將已被搬入工件出入室326中的晶圓W搬入及搬出各成膜室321～325的室。另外，在真空搬送室310中設置有未圖示的排氣裝置及壓力計，可減壓成所期望的壓力。
在真空搬送室310的中心，為了搬送晶圓W而設置有搬送臂311。搬送臂311伸入工件出入室326及各成膜室321～325的內部，從各室中取出晶圓W並搬入真空搬送室310的內部，進而搬入其他室。
在搬入及搬出時，多個成膜室321～325打開各自的真空閘閥321a～325a。在處理時關閉真空閘閥321a～真空閘閥325a，而將各室的內部密閉。在各成膜室321～325中，針對晶圓W進行成膜。各成膜室321～325均可同樣地構成、或者也可以設為不同的結構。
此處，將成膜室321的結構作為一例，參照圖9及圖10進行說明。成膜室321具有腔室30、平臺31、升降機構32、濺射源33。腔室30是可將內部設為真空的容器。在腔室30中設置有壓力計30a及未圖示的排氣裝置。腔室30內通過排氣裝置而經常被排氣，並以變成規定的減壓狀態的方式得到管理。另外，在腔室30中設置有氣體導入部30b。可從此氣體導入部30b朝腔室30的內部導入濺射氣體。濺射氣體例如可使用氬氣等惰性氣體。
平臺31是設置在腔室30的內底部附近，載置收容了晶圓W的固定器H的構件。平臺31為圓板狀，與從腔室30的底面延長的軸31a連結並得到支撐。軸31a氣密地貫穿腔室30的底面，並與外部連通。
平臺31的中央部分突出，由此剖面呈凸形狀。中央部分的上表面從固定器H的開口Ho進入，由此變成載置晶圓W的平坦的載置面。此載置面構成靜電吸盤(electrostatic chuck)31b。靜電吸盤31b包含金屬製的基底構件與陶瓷製的電介質。晶圓W的載置面為電介質的上表面。
在電介質的內部設置有電極，若對電極施加電壓，則在載置面與其上所載置的晶圓W之間產生靜電力，晶圓W被吸附固定在電介質的上表面。為了對電介質的內部的電極供給電力，使電纜穿過平臺31的軸31a的內部，而與設置在腔室30的外部的未圖示的電力供給源連接。另外，在平臺31中設置有未圖示的冷卻機構，以可通過冷卻機構來對平臺31進行冷卻的方式設置。
升降機構32設置在腔室30的底部附近。升降機構32具有杆32a、台32b、銷32c。杆32a氣密地貫穿腔室30的底部，並在腔室30的外部與氣缸裝置或馬達等未圖示的驅動機構連結。通過此驅動機構的驅動，杆32a在腔室30的內部進行升降。
台32b安裝在杆32a的上端。台32b例如為圓板狀，在平臺31的下方與平臺31大致平行地配置。在台32b的中央形成有貫穿孔。平臺31的軸31a插通所述貫穿孔。通過杆32a的升降，台32b相對於平臺31及軸31a相對地上下移動。
銷32c在台32b的上表面上垂直地立設多根來設置。雖然未圖示，但在平臺31中，對應於銷32c的數量而形成有在腔室30的上下方向上貫穿的引導孔。各銷32c插通在這些引導孔中，伴隨台32b的上下移動而上下移動。
如圖9所示，通過這些銷32c上升，接收並保持已通過搬送臂311而從真空搬送室310搬入的固定器H，如圖10所示，通過這些銷32c下降，將載置在固定器H的晶圓W搬送至作為平臺31的上表面的靜電吸盤31b。因此，銷32c以至少上升直至從搬送臂311接收固定器H的接收位置的方式來設定。另外，銷32c的上端以至少下降直至與平臺31的引導孔上表面相同的位置的方式來設定。平臺31的上表面為針對晶圓W進行成膜的成膜位置。
濺射源33是堆積在晶圓W成為膜的成膜材料的供給源。濺射源33配置在腔室30的上部。濺射源33包含靶33a、背板(backing plate)33b及導電構件33c。
靶33a例如安裝在腔室30的上表面，並以其表面與設置在腔室30的底部附近的平臺31相向的方式配置。靶33a包含成膜材料，可應用眾所周知的所有成膜材料，例如可使用鈦、矽等。靶33a的形狀例如為圓柱形狀。但是，也可以是橢圓柱形狀、角柱形狀等其他形狀。
背板33b是保持靶33a的與平臺31相反面的構件。導電構件33c是從腔室30的外部經由背板33b而對靶33a施加電力的構件。另外，在濺射源33中，視需要設置有磁鐵、冷卻機構等。
在濺射源33連接有電源34。電源34對靶33a施加電力，由此使已被導入至靶33a的周圍的濺射氣體電漿化。本實施方式中的電源34例如為施加高電壓的直流（Direct Current，DC）電源。另外，在進行高頻濺射的裝置的情況下，也可以設為射頻（Radio Frequency，RF）電源。
將濺射氣體導入腔室30的內部後，從電源34對靶33a施加直流電壓。濺射氣體因直流電壓的施加而電漿化，並產生離子。若所產生的離子撞擊靶33a，則靶33a的材料作為粒子而飛出。所飛出的粒子堆積在平臺31所載置的晶圓W，由此在晶圓W上形成薄膜。
控制裝置400是對所述大氣裝載機200、成膜部300的各部進行控制的裝置。控制裝置400例如可包含專用的電子電路或以規定的程式進行動作的電腦等。在控制裝置400中編寫有各部的控制內容，通過可程式設計邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）或中央處理器（Central Processing Unit，CPU）等處理裝置來執行。由此，可對應于多種多樣的成膜規格。
參照作為假想的功能塊圖的圖11對此種控制裝置400的結構進行說明。即，控制裝置400具有機構控制部40、顯示處理部41、第1設定部42、第2設定部43、檢測部44、判定部45、記憶部46、輸入輸出控制部47。
機構控制部40是對各部的機構進行控制的處理部。作為受到控制的機構，例如包括：固定器供給部210、晶圓供給部220及未圖示的搬送臂、檢測機構230的升降軸233的驅動源、攝像部235的照相機21、光源22、真空閘閥321a～真空閘閥325a、真空閘閥326a及大氣閘閥326b、真空搬送室310、成膜室321～成膜室325及工件出入室326的排氣裝置、真空搬送室310的搬送臂311、成膜室321～成膜室325的氣體導入部30b、電源34、升降機構32。
顯示處理部41進行由攝像部235所拍攝的圖像的顯示處理。即，如圖8（A）、圖8（B）所示，使攝像部235所拍攝的反射光的圖像Sw顯示在顯示部49的顯示畫面。另外，顯示處理部41控制後述的第1區域S1、第2區域S2、檢測區域D的顯示。
如圖8（A）所示，第1設定部42設定規定的大小的第1區域S1。在本實施方式中，規定的大小是將反射光的圖像Sw納入的大小。另外，在本實施方式中，第1區域S1為圓形。所謂將反射光的圖像Sw納入的大小，只要是反射光的圖像Sw的大小以上即可，如圖8（B）所示，晶圓W變成已在收容部Hs內上沖的狀態，光照射的位置偏移，由此實際所拍攝的反射光的圖像Sw也可以脫離第1區域S1。但是，第1設定部42每當將作為物件的晶圓W更換成不同的材質或形成有不同的圖案的晶圓W時，均在將來自位於正常的位置的晶圓W的反射光納入的位置設定第1區域S1。另外，所謂上沖，是指晶圓W的外周的一部分接觸收容部Hs的側面或固定器H的上表面，晶圓W已傾斜的狀態。例如，將如圖13的（B）、（D）、（E）及（F）那樣的狀態稱為已上沖的狀態。所謂已在收容部Hs內上沖的狀態是指如（B）及（D）那樣的狀態。
另外，根據晶圓W的翹曲的狀態，存在由光的反射所產生的反射光的圖像Sw的位置的偏移量，即偏移（offset）變大的可能性，因此優選為考慮所述可能性而將第1區域S1設定得比晶圓W大。
第2設定部43設定比第1區域S1大，並將第1區域S1全部納入的第2區域S2。在本實施方式中，第2區域S2是直徑比第1區域S1大的同心圓。因此，如圖12所示，若將反射光的圖像Sw的直徑設為α，將第1區域S1的直徑設為β，將第2區域S2的直徑設為γ，則變成α≦β＜γ。
檢測部44檢測反射光的圖像Sw對應於和第1區域S1與第2區域S2之間的區域所重疊的區域的面積的值。將已如所述那樣被檢測的區域稱為檢測區域D。即，檢測部44將事先設定的閾值以上的光量的區域作為反射光的圖像Sw而抽出，將所抽出的反射光的圖像Sw和第1區域S1與第2區域S2之間的區域所重疊的區域設為檢測區域D。對應於檢測區域D的面積的值例如可通過和第1區域S1與第2區域S2之間的區域所重疊的部分的畫素數的合計來求出。所謂對應於面積的值，是指與面積成比例地增減的值，可以是畫素數本身的值，也可以是根據畫素數所算出的面積的值。所謂面積的值，可以是畫面上的面積值，也可以是根據畫素數與拍攝區域的比例尺所算出的實際面積值。
判定部45根據由檢測部44所檢測到的值是否超過閾值，判定相對於固定器H的晶圓W的位置有無異常。檢測區域D的面積對應於晶圓W的上衝量而不同。產生了偏移時所示的檢測區域D的面積因晶圓W的種類，例如表面性狀的差異而產生偏差。因此，根據檢測區域D的面積識別是正常還是異常的閾值會不同。
例如，如圖13所示，（A）～（D）是晶圓W未從收容部Hs露出的情況，（E）～（F）是晶圓W已從收容部Hs露出的情況。（A）、（B）、（E）是晶圓W具有向下凸出的翹曲的情況，（C）、（D）、（F）是晶圓W具有向上凸出的翹曲的情況。在本實施方式中，在（A）～（D）的情況下，作為OK，即正常而被容許，在（E）、（F）的情況下，作為NG，即異常而不被容許。
若晶圓W在圖13的（E）、（F）的狀態下被搬送至平臺31，則存在無法由靜電吸盤31b吸附的擔憂。另外，即便可吸附，晶圓W也以位置已從平臺31的正常的位置偏移的狀態被載置，因此晶圓W的未與平臺31接觸的部分未由平臺31充分地冷卻而被加熱。另外，存在進行成膜的膜附著在未載置有晶圓W的平臺31的上表面上的擔憂。
但是，如圖14所示，即便晶圓W的上衝量p相同，檢測區域D的面積也因晶圓W的種類而產生偏差。其原因在於：光的反射率等因晶圓W的表面性狀而不同，因此存在輪廓清楚的情況或模糊的情況等，被拍攝的反射光的圖像Sw的大小不固定。例如，將晶圓W的上衝量與由檢測部44所檢測的值的關係示於圖15中。圖15的圓、正方形、三角形的標記表示表面性狀不同的晶圓W。
關於各晶圓W，由檢測部44所檢測的值作為檢測值如以下那樣求出。將晶圓W以規定的上衝量的狀態載置至固定器H，並設置在檢測機構230的支撐台231。然後，使固定器H以30度為單位旋轉360度來拍攝12張反射光的圖像Sw。根據所拍攝的各反射光的圖像Sw求出對應於檢測區域D的面積的值的檢測值。
關於各晶圓W的檢測值在上衝量a、上衝量b處，利用各標記來表示各晶圓W的檢測值的上限值。在上衝量c處，利用各標記來表示各晶圓W的檢測值的下限值。利用誤差棒（error bar）來表示相同的晶圓W中的檢測值的分佈。若表示各晶圓W的誤差棒，則會重疊，因此在圖15中，將某一上衝量處的所有檢測值的分佈以誤差棒的形式表示。將這些誤差棒稱為誤差棒EB1、誤差棒EB2、誤差棒EB3。
若在各上衝量a、b、c處對由標記表示的各晶圓W的檢測值進行比較，則即便是相同的上衝量，所述檢測值也分別成為不同的值。可認為其原因在於表面性狀不同。另外，即便在相同的晶圓W的檢測值中，偏差也有差別。可認為其原因在於晶圓W存在翹曲。
例如，在上衝量c以上的情況下，當已從固定器H露出，即欲判定為異常時，將比誤差棒EB2的檢測值中的上限的值（圓的值）大、且比誤差棒EB3的檢測值中的下限的值（正方形的值）小的值作為閾值Th1來設定。
若將比誤差棒EB2的上限的值大的值作為閾值Th1來設定，則在檢測值為Th1以下的情況下，作為在收容部Hs內收容有晶圓W者來進行處理。由此，可防止由雖然未從固定器H露出，但判斷為異常，而頻繁地進行停止處理所引起的生產性的下降。另外，當將比誤差棒EB3的檢測值中的下限的值小的值作為閾值Th1來設定時，可降低已從固定器H露出的晶圓W被搬入至成膜部300的可能性，因此安全性得到確保。此適合於誤差棒EB2的上限的值與誤差棒EB3的下限的值的差大的情況。
在誤差棒EB2的上限的值與誤差棒EB3的下限的值的差小的情況下，也可以將誤差棒EB2的範圍內的值，例如正方形的標記的值作為閾值Th2來設定。在此情況下，雖然未從固定器H露出，但判斷為異常，而產生停止處理，儘管如此，安全性也得到確保。
記憶部46是記憶本實施方式的控制中需要的資訊的結構部。此資訊包括：攝像部235的照相機21的拍攝時機、光源22的光量、由第1設定部42所設定的第1區域S1的設定條件、由第2設定部43所設定的第2區域S2的設定條件、利用檢測部44的檢測值、利用判定部45的判定的閾值及判定結果。作為第2區域S2的設定條件，包含第1區域S1的直徑與第2區域S2的直徑的差分值。機構控制部40根據已被儲存在記憶部46中的資訊，生成針對各部的控制信號並輸出。
另外，記憶部46例如可包含各種記憶體、硬碟等。用作暫時的記憶區域的記憶儲媒體也包含在記憶部46。圖像顯示用的視頻隨機存取記憶體（Video Random Access Memory，VRAM）等也可以作為記憶部46來採用。輸入輸出控制部47是對成為控制物件的各部之間的信號的變換或輸入輸出進行控制的介面。
進而，在控制裝置400連接有輸入部48、顯示部49。輸入部48是用於作業者經由控制裝置400而對成膜裝置100進行操作的開關、觸摸面板、鍵盤、滑鼠等輸入裝置。利用第1設定部42的第1區域S1的設定的指示、第2區域S2的直徑對於第1區域S1的直徑的差分值、判定部45的判定的閾值等可從輸入部48輸入。根據來自輸入部48的第1區域S1的設定的指示、及第2區域S2的設定條件，第2設定部43設定第2區域S2。
顯示部49是顯示器、燈、儀錶等輸出裝置，使用於確認裝置的狀態的資訊變成作業者可辨認的狀態。顯示器在顯示畫面中顯示檢測區域D的面積的資訊。表示檢測區域D的面積的資訊可以是表示檢測區域D的圖像，也可以是檢測區域D的面積的數值，也可以是所述兩者。
例如，如圖8（A）所示，若作業者通過輸入部48指定在顯示畫面比所顯示的正常時的反射光的圖像Sw更外側的任意的點，則第1設定部42以穿過所指定的點的軌跡，設定將反射光的圖像Sw納入的大小的第1區域S1。進而，第2設定部43相對於第1區域S1的直徑，根據設定條件設定僅大所設定的長度的直徑的同心圓作為第2區域S2。
如此，顯示部49的顯示器在顯示畫面中顯示反射光的圖像Sw、第1區域S1、第2區域S2。如圖8（B）所示，反射光的圖像Sw中的和第1區域S1與第2區域S2之間的區域所重疊的區域為檢測區域D。另外，顯示器顯示判定部45的判定結果。例如，在已判定為異常的情況下，對檢測區域D進行與其他區域加以區分的分色顯示。另外，也可以包括通過聲音來報告以上資訊的輸出裝置。
[動作] 接著，對本實施方式的成膜裝置100的動作進行說明。另外，通過如下的程式來檢測晶圓W的位置的異常的檢測方法也是本發明的一形態。即，已通過搬送臂而從固定器供給部210取出的固定器H如圖4所示那樣，被載置在檢測機構230的支撐台231。另一方面，已通過搬送臂而從晶圓供給部220取出的晶圓W被搬送至支撐台231所載置的固定器H的上方。
升降板232上升，如圖5所示，從搬送臂接收晶圓W。然後，升降板232下降，晶圓W被載置在固定器H的收容部Hs內。除所述圖式以外，參照圖16的流程圖來說明對如所述那樣被載置在固定器H內的晶圓W檢測偏移的處理。
（區域設定處理） 對設定第1區域S1及第2區域S2的處理進行說明。首先，從光源22對相對於固定器H位於正常的位置的晶圓W照射光，照相機21拍攝其反射光（步驟101）。如圖8（A）、圖8（B）所示，所拍攝的晶圓W的圖像被顯示在顯示器的顯示畫面（步驟102）。
作業者觀看在顯示器中所顯示的晶圓W的圖像，指定晶圓W的輪廓的外側（步驟103）。於是，第1設定部42將穿過所指定的點，並將晶圓W的圖像納入的圓作為第1區域S1來設定（步驟104）。另外，第2設定部43將第1區域S1納入的同心圓作為第2區域S2來設定（步驟105）。所設定的第1區域S1及第2區域S2被顯示在顯示器中。
（檢測處理） 接著，根據所設定的第1區域S1及第2區域S2，對檢測晶圓W的位置的異常的處理進行說明。如上所述，光源22對已被收容在固定器H的收容部Hs的晶圓W照射光，照相機21拍攝其反射光（步驟106）。
所拍攝的晶圓W的反射光的圖像Sw與第1區域S1及第2區域S2重疊而被顯示在顯示器中（步驟107）。檢測部44檢測照相機21所拍攝的反射光的圖像Sw相當於和第1區域S1與第2區域S2之間的區域所重疊的區域的面積的值（步驟108）。
判定部45判定所檢測到的值是否超過閾值（步驟109）。根據事前的實驗製作如圖15那樣的圖表來決定閾值。在超過閾值的情況下（步驟109的是（YES）），偏移量多，從收容部Hs的露出量大，因此判定為異常（步驟110）。在已判定為異常的情況下，顯示器顯示異常的資訊（步驟111），大氣裝載機200、成膜部300停止動作（步驟112）。
在此情況下，作業者對固定器H上的晶圓W的位置進行修正後，使大氣裝載機200、成膜部300的動作開始。或者，取出固定器H上的晶圓W。在不超過閾值的情況下（步驟109的否（NO）），結束檢測處理。對被載置在檢測機構230的固定器H依次進行此種檢測處理。
（成膜處理） 接著，對位置已如以上那樣被修正的晶圓W或正常的位置的晶圓W的成膜處理進行說明。首先，打開大氣閘閥326b，通過搬送臂而將載置有晶圓W的固定器H搬入至工件出入室326。
此時，工件出入室326為大氣壓下，真空搬送室310側的真空閘閥326a被關閉。若已搬入晶圓W的搬送臂從工件出入室326退避，則關閉大氣閘閥326b。繼而，對工件出入室326進行排氣來減壓至規定的壓力為止。若減壓完成，則打開工件出入室326的真空閘閥326a，使與真空搬送室310連通。另外，真空搬送室310事先得到減壓。
使真空搬送室310的搬送臂311進入工件出入室326。搬送臂311保持固定器H，並朝真空搬送室310搬入。若完成搬入，則關閉將工件出入室326與真空搬送室310連接的真空閘閥326a。
接著，打開與工件出入室326鄰接的成膜室321的真空閘閥321a，使保持有固定器H的搬送臂311進入腔室30。如圖9所示，成膜室321的升降機構32對照搬送臂311的進入的時機，使多個銷32c上升至接收位置。
搬送臂311將所保持的固定器H載置在銷32c的上端部。載置後，使搬送臂311從成膜室321退避，並關閉將真空搬送室310與成膜室321連接的真空閘閥321a。
若關閉真空閘閥321a，則使升降機構32動作，使銷32c下降至平臺31。由此，固定器H被載置在平臺31。於是，如圖10所示，平臺31的載置面從固定器H的開口Ho進入，並接觸晶圓W。在載置面的靜電吸盤31b中，通過通電而使靜電力發揮作用，因此晶圓W被吸附固定在靜電吸盤31b的上表面。
若使腔室30內減壓至規定的壓力，則從氣體導入部30b朝成膜室321導入濺射氣體。從電源34對靶33a施加直流電壓，而使濺射氣體電漿化。從電漿中產生的離子撞擊靶33a，經撞擊的靶33a的成膜材料的粒子飛出，而堆積在平臺31所載置的晶圓W。由此，在晶圓W上形成薄膜。
若成膜完成，則停止對靜電吸盤31b的內部的電極施加電壓，而解除利用靜電吸盤31b對晶圓W的吸附固定。升降機構32使銷32c上升，而將晶圓W從平臺31抬起。使銷32c上升至接收位置。打開成膜室321的真空閘閥321a，使真空搬送室310的搬送臂311進入腔室30內。
通過搬送臂311保持晶圓W，並從腔室30搬出。若晶圓W被搬出，則成膜室321的真空閘閥321a被關閉。繼而，打開與成膜室321鄰接的成膜室322的真空閘閥322a，將晶圓W搬入腔室30。如此，將晶圓W依次搬入多個成膜室321～325，進行必要的成膜處理。
[效果] （1）如上所述，本實施方式的成膜裝置100具有：第1設定部42，設定規定的大小的第1區域S1；第2設定部43，設定比第1區域S1大，並將第1區域S1全部納入的第2區域S2；檢測部44，檢測收容在固定器H且已被拍攝的晶圓W的反射光的圖像對應於和第1區域S1與第2區域S2之間的區域所重疊的區域的面積的值；以及判定部45，根據由檢測部44所檢測到的值是否超過閾值，判定相對於固定器H的晶圓W的位置有無異常。
如此，通過使用所拍攝的晶圓W的反射光的圖像Sw，針對表面性狀不同的晶圓W，可通過共同的檢測部件來檢測其位置的異常。進而，作為和第1區域S1與第2區域S2之間的區域所重疊的區域的檢測區域D的面積對應於晶圓W的上衝量而變化，因此無需求出中心點等，即便是存在翹曲或扭曲的晶圓W，也可以正確地判定位置的異常。
（2）第1區域S1的大小是將來自收容在固定器H的位於正常的位置的晶圓W的反射光的圖像Sw納入的大小。因此，容易通過從第1區域S1的露出量來判斷上沖的程度。
（3）第1區域S1及第2區域S2為同心圓。如此，同心圓間的距離在360°方向上一致，因此通過同心圓間的重疊面積來判定異常，由此不論晶圓W在固定器H內朝哪個方向上沖，均可進行判定。
（4）具有輸入部48，所述輸入部48對利用第1設定部42的第1區域S1的設定進行指示，且第2設定部43對應于利用輸入部48的第1區域S1的設定，設定第2區域S2。若對應於輸入部48的指示來設定第1區域S1，則第2區域S2也被設定，因此在變成處理不同大小的晶圓W的情況下，可容易地進行第1區域S1及第2區域S2的變更。
（5）具有顯示部49，所述顯示部49顯示反射光的圖像Sw對應於和第1區域S1與第2區域S2之間的區域所重疊的區域的面積的資訊。因此，作業者可通過視覺識別晶圓W的上沖的程度。
顯示部49顯示異常的資訊。因此，作業者可通過視覺識別晶圓W的位置的異常，而可提前應對。
（7）具有對晶圓W照射光的單一的光源22、及拍攝來自晶圓W的反射光的照相機21。由此，抑制由多個光源22所引起的暈光(halation)，可拍攝晶圓W的正確的圖像。因此，能夠以簡單的結構正確地判定晶圓W的位置的異常。
[其他實施方式] （1）本發明並不限定於所述實施方式本身，可在不脫離其主旨的範圍內對構成元件進行適宜變形。另外，也可以將所述實施方式中揭示的多個構成元件適宜組合。例如，也可以從所述實施方式中所示的構成元件中去除幾個構成元件，也可以將涉及不同的實施方式的構成元件適宜組合。
（2）固定器H的收容部Hs的尺寸只要可收容晶圓W即可。但是，在成膜後，當利用銷32c從平臺31抬起固定器H時，晶圓W有時會跳動。可認為其是因例如靜電吸盤31b的靜電力殘存而產生者。此時，若收容部Hs的深度淺，則有時上沖至從固定器H露出的程度，因此在收容部Hs中需要某種程度的深度dp（參照圖14）。另一方面，若將收容部Hs的深度dp設大，則在成膜時固定器H遮蔽被從靶打出的成膜材料，晶圓W的外周的膜厚變得比晶圓W的中央的膜厚薄。發明者進行深入研究的結果，發現優選設為1.8 mm≦dp≦2.1 mm。由此，可實現成膜的均勻性，並可防止成膜後的露出程度的上沖。
成膜物件的工件並不限定於半導體的晶圓W，例如可應用於數位視訊光碟（Digital Video Disc，DVD）及硬碟等光碟、鏡子、顯示面板及太陽電池面板等進行成膜的各種工件。工件的形狀也不限定於圓形，既可以是方形等多邊形狀，也可以是立體物。例如，也可以是立方體、長方體等的由多個平面而成的多面體，半球狀、穹頂狀、碗狀等的包含一個或多個曲面的曲面體，角筒形、圓筒形、圓錐形等的包含曲面與平面的複合體。另外，在晶圓W的進行成膜的面的相反側的面，即在形成有電路的表面上，也可以在成膜前粘貼保護用的粘著膠帶。
（4）第1區域S1、第2區域S2並不限定於圓形。對照工件的形狀，也可以是多邊形狀。另外，第1區域S1的大小未必需要比工件大，也可以比工件小。固定器H的形狀也可以設為對照這些工件的形狀的形狀。固定器H只要是載置並搬送工件的構件即可，託盤(tray)、基座(susceptor)等名稱不限。
（5）來自工件的反射光也可以是外部的照明、自然光所反射的光。即，為了獲得來自工件的反射光，使用何種光源不限。另外，光源也可以是通過光纖來引導光而對工件進行照射的形態。
（6）成膜部300的具體的結構並不限定於所述形態。也可以是線上(in line)式的成膜裝置。也可以在平臺31設置加熱器來進行預加熱。保持固定器H的機構也可以設為機械卡盤機構。另外，也可以設置進行預加熱的專用的腔室30。例如，也可以在工件出入室326與成膜室321之間設置前處理室，而在前處理室中進行預加熱。另外，也可以將工件出入室326設為兼用的方式來進行在前處理室中的前處理。
100‧‧‧成膜裝置
200‧‧‧大氣裝載機
210‧‧‧固定器供給部
220‧‧‧晶圓供給部
230‧‧‧檢測機構
231‧‧‧支撐台
231a‧‧‧開口
232‧‧‧升降板
233‧‧‧升降軸
234‧‧‧支柱
235‧‧‧攝像部
21‧‧‧照相機
22‧‧‧光源
300‧‧‧成膜部
310‧‧‧真空搬送室
311‧‧‧搬送臂
321～325‧‧‧成膜室
321a～325a‧‧‧真空閘閥
326‧‧‧工件出入室
326a‧‧‧真空閘閥
326b‧‧‧大氣閘閥
30‧‧‧腔室
30a‧‧‧壓力計
30b‧‧‧氣體導入部
31‧‧‧平臺
31a‧‧‧軸
31b‧‧‧靜電吸盤
32‧‧‧升降機構
32a‧‧‧杆
32b‧‧‧台
32c‧‧‧銷
33‧‧‧濺射源
33a‧‧‧靶
33b‧‧‧背板
33c‧‧‧導電構件
34‧‧‧電源
400‧‧‧控制裝置
40‧‧‧機構控制部
41‧‧‧顯示處理部
42‧‧‧第1設定部
43‧‧‧第2設定部
44‧‧‧檢測部
45‧‧‧判定部
46‧‧‧記憶部
47‧‧‧輸入輸出控制部
48‧‧‧輸入部
49‧‧‧顯示部
a、b、c、p‧‧‧上衝量
D‧‧‧檢測區域
dp‧‧‧深度
EB1、EB2、EB3‧‧‧誤差棒
H‧‧‧固定器
Ho‧‧‧開口
Hs‧‧‧收容部
Sw‧‧‧反射光的圖像
S1‧‧‧第1區域
S2‧‧‧第2區域
Th1、Th2‧‧‧閾值
W‧‧‧晶圓
α、β、γ‧‧‧直徑
101～112‧‧‧步驟
圖1（A）及圖1（B）是示意性地表示存在翹曲的晶圓的平面圖，側面圖。 圖2（A）及圖2（B）是表示收容晶圓的固定器的平面圖、A-A箭視剖面圖。 圖3是示意性地表示實施方式的成膜裝置的結構的平面圖。 圖4是示意性地表示檢測機構的結構的圖3的B-B箭視剖面圖。 圖5是表示圖4的檢測機構的晶圓接收狀態的剖面圖。 圖6是表示圖4的檢測機構的晶圓載置狀態的剖面圖。 圖7是表示攝像部的照相機與光源的底面圖。 圖8（A）及圖8（B）是表示反射光的圖像、第1區域、第2區域的顯示畫面例的說明圖。 圖9是示意性地表示成膜室的結構的剖面圖。 圖10是表示圖9的成膜室的固定器載置狀態的剖面圖。 圖11是表示控制裝置的框圖。 圖12是表示反射光的圖像、第1區域、第2區域的大小的說明圖。 圖13的（A）〜（F）是表示相對於固定器的晶圓的位置的形態的說明圖。 圖14是表示相對於固定器的晶圓的上沖的形態的說明圖。 圖15是表示上衝量與檢測值的關係的圖表。 圖16是表示實施方式的處理常式的流程圖。

Claims (9)

  1. 一種工件檢測裝置，其特徵在於包括： 第1設定部，設定規定的大小的第1區域； 第2設定部，設定比所述第1區域大，並將所述第1區域全部納入的第2區域； 檢測部，檢測來自收容在固定器且已被拍攝的工件的反射光的圖像對應於和所述第1區域與所述第2區域之間的區域所重疊的區域的面積的值；以及 判定部，根據由所述檢測部所檢測到的值是否超過閾值，判定相對於所述固定器的所述工件的位置有無異常。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的工件檢測裝置，其特徵在於，所述第1區域的大小為將來自收容在所述固定器的位於正常的位置的工件的反射光的圖像納入的大小。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的工件檢測裝置，其特徵在於，所述第1區域及所述第2區域為同心圓。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的工件檢測裝置，其特徵在於，包括輸入部，對利用所述第1設定部的所述第1區域的設定進行指示，且 所述第2設定部對應於利用所述輸入部的所述第1區域的設定，設定所述第2區域。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的工件檢測裝置，其特徵在於，包括顯示部，顯示對應於所述面積的資訊。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的工件檢測裝置，其特徵在於，所述顯示部顯示所述異常的資訊。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的工件檢測裝置，其特徵在於包括： 單一的光源，對所述工件照射光；以及 攝像部，拍攝來自所述工件的反射光。
  8. 一種成膜裝置，其特徵在於包括： 根據專利範圍第1項至第7項中任一項所述的工件檢測裝置；以及 成膜部，針對已由所述工件檢測裝置判定有無位置的異常的工件進行成膜。
  9. 一種工件檢測方法，其特徵在於， 第1設定處理，設定規定的大小的第1區域； 第2設定處理，設定比所述第1區域大，並將所述第1區域全部納入的第2區域； 檢測處理，檢測來自所述工件的反射光的圖像對應於和所述第1區域與所述第2區域之間的區域所重疊的區域的面積的值；以及 判定處理，根據由所述檢測處理所檢測到的值是否超過閾值，判定相對於固定器的所述工件的位置有無異常。
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