TW202303674A - 基板處理裝置及基板搬送位置調整方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於可正確且容易地調整基板搬送位置。 基板處理裝置具備：製程模組，其包含設置於腔室之內部且具有載置基板之第1載置面及配置於第1載置面之外周之第2載置面的載置台、以及載置於第2載置面之邊緣環；測定部，其測定基板之蝕刻速率；及控制部；且控制部進行控制，以於特定之處理條件中，將基板搬送至第1載置面之不同之搬送位置，針對每個搬送位置蝕刻基板，自測定部針對每個搬送位置取得基板之端部附近之位於與基板為同心圓上之複數個地點的蝕刻速率，基於所取得之每個搬送位置之蝕刻速率之各者，產生同心圓之周向之各自之近似曲線，基於所產生之每個搬送位置之近似曲線，分別算出表示基板之移動方向之線性表達式，將所算出之各個線性表達式之交點座標算出。

Description

基板處理裝置及基板搬送位置調整方法
本發明係關於一種基板處理裝置及基板搬送位置調整方法。
於在基板處理裝置中進行蝕刻處理之情形時，載置於處理對象之基板之周圍之邊緣環因消耗而要定期地更換。已知被更換之邊緣環由於設置位置包含誤差，故而導致邊緣環與基板之相對位置之偏移，對基板之外周部特性造成較大的不良影響。相對於此，已知為了修正邊緣環與基板之相對位置之誤差，而進行所謂的示教，即，一面用目視確認基板之搬送位置一面使位置座標記憶於控制部。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2000-127069號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明提供一種可正確且容易地調整基板搬送位置之基板處理裝置及基板搬送位置調整方法。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣之基板處理裝置具備：製程模組，其包含設置於腔室之內部且具有載置基板之第1載置面及配置於第1載置面之外周之第2載置面的載置台、以及載置於第2載置面之邊緣環；測定部，其測定基板之蝕刻速率；及控制部；控制部構成為對基板處理裝置進行控制，以於特定之處理條件中，將基板搬送至第1載置面之不同之搬送位置，且針對每個搬送位置蝕刻基板，控制部構成為對基板處理裝置進行控制，以自測定部針對每個搬送位置取得基板之端部附近之位於與基板為同心圓上之複數個地點的蝕刻速率，控制部構成為對基板處理裝置進行控制，以基於所取得之每個搬送位置之蝕刻速率之各者，產生同心圓之周向之各自之近似曲線，控制部構成為對基板處理裝置進行控制，以基於所產生之每個搬送位置之近似曲線，分別算出表示基板之移動方向之線性表達式，控制部構成為對基板處理裝置進行控制，以將所算出之各個線性表達式之交點座標算出。 [發明之效果]
根據本發明，可正確且容易地調整基板搬送位置。
以下，基於圖式對揭示之基板處理裝置及基板搬送位置調整方法之實施方式詳細地進行說明。再者，並不藉由以下之實施方式而限定揭示技術。
作為示教，除了用目視進行搬送位置調整之方法以外，還有基於蝕刻速率等製程特性進行搬送位置調整之方法，所謂的蝕刻速率示教。於先前之蝕刻速率示教中，作業人員根據製程特性利用手動來調整搬送位置。然而，於該等方法中難以定量地算出適當之調整量。因此，存在調整之精度不好之情形或花費較多調整之步驟數之情形。因此，期待可正確且容易地調整基板搬送位置。本發明之示教係關於蝕刻速率示教，以後將簡稱為示教。
(第1實施方式) [基板處理裝置之構成] 圖1係表示本發明之第1實施方式中之基板處理裝置之一例的橫斷俯視圖。圖1所示之基板處理裝置1係能夠單片地對基板(以下，亦稱為晶圓)實施電漿處理等各種處理之基板處理裝置。
如圖1所示，基板處理裝置1具備轉移模組10、6個製程模組20、載入器模組30、及2個裝載閉鎖模組40。
轉移模組10於俯視時具有大致五邊形狀。轉移模組10具有真空室，且於內部配置有搬送機構11。搬送機構11具有導軌(未圖示)、2個臂12、及配置於各臂12之前端且支持晶圓之叉架13。各臂12係選擇順應性裝配機械臂型(SCARA)，且迴轉、伸縮自如地構成。搬送機構11沿著導軌移動，於製程模組20或裝載閉鎖模組40之間搬送晶圓。再者，搬送機構11只要能夠於製程模組20或裝載閉鎖模組40之間搬送晶圓即可，並不限定於圖1所示之構成。例如，搬送機構11之各臂12亦可迴轉、伸縮自如地構成，並且升降自如地構成。
製程模組20於轉移模組10之周圍呈放射狀地配置且連接於轉移模組10。再者，製程模組20係電漿處理裝置之一例。製程模組20具有處理室，且具有配置於內部之圓柱狀之基板支持部21(載置台)。基板支持部21具有自上表面突出自如之複數個細棒狀之3個頂起銷22。各頂起銷22於俯視時配置於同一圓周上，藉由自基板支持部21之上表面突出而支持載置於基板支持部21之晶圓並提昇，並且藉由向基板支持部21內退出而使所支持之晶圓載置到基板支持部21。製程模組20於將晶圓載置於基板支持部21之後，將內部減壓並導入處理氣體，進而對內部施加高頻電力而產生電漿，藉由電漿對晶圓實施電漿處理。轉移模組10與製程模組20被開閉自如之閘閥23分隔。
載入器模組30與轉移模組10對向地配置。載入器模組30為長方體狀，係保持為大氣壓環境之大氣搬送室。於載入器模組30之沿著長邊方向之一個側面連接有2個裝載閉鎖模組40。於載入器模組30之沿著長邊方向之另一個側面連接有3個負載埠31。於負載埠31，載置有作為收容複數個晶圓之容器之FOUP(Front-Opening Unified Pod，前開式晶圓盒)(未圖示)。於載入器模組30之沿著短邊方向之一個側面連接有對準器32。又，於載入器模組30內配置有搬送機構35。進而，於載入器模組30之沿著短邊方向之另一個側面連接有測定部38。
對準器32進行晶圓之位置對準。對準器32具有藉由驅動馬達(未圖示)而旋轉之旋轉載台33。旋轉載台33例如具有較晶圓之直徑小之直徑，且構成為能夠以在上表面載置有晶圓之狀態而旋轉。於旋轉載台33之附近，設置有用以偵測晶圓之外周緣之光學感測器34。於對準器32中，藉由光學感測器34，而檢測晶圓之中心位置及相對於晶圓之中心之凹槽之方向，以晶圓之中心位置及凹槽之方向成為規定位置及規定方向之方式，將晶圓交接至下述叉架37。藉此，於裝載閉鎖模組40內以晶圓之中心位置及凹槽之方向成為規定位置及規定方向之方式，調整晶圓之搬送位置。
搬送機構35具有導軌(未圖示)、臂36、及叉架37。臂36係選擇順應性裝配機械臂型，且沿著導軌移動自如地構成，並且迴轉、伸縮、升降自如地構成。叉架37配置於臂36之前端且支持晶圓。於載入器模組30中，搬送機構35於載置於各負載埠31之FOUP、對準器32、測定部38及裝載閉鎖模組40之間搬送晶圓。再者，搬送機構35只要能夠於FOUP、對準器32、測定部38及裝載閉鎖模組40之間搬送晶圓即可，並不限定於圖1所示之構成。
測定部38對在製程模組20中結束了蝕刻處理之晶圓測定蝕刻量。測定部38基於所測定出之蝕刻量與蝕刻處理之時間，算出蝕刻速率。即，測定部38測定蝕刻速率。測定部38將所測定出之蝕刻速率輸出至下述控制裝置50。再者，測定部38並不限定於配置於與載入器模組30鄰接之位置，亦可配置於載入器模組30之內部。
裝載閉鎖模組40配置於轉移模組10與載入器模組30之間。裝載閉鎖模組40具有能夠將內部切換為真空、大氣壓之內壓可變室，且具有配置於內部之圓柱狀之載台41。裝載閉鎖模組40於將晶圓自載入器模組30向轉移模組10搬入時，將內部維持為大氣壓而自載入器模組30接收晶圓之後，將內部減壓而向轉移模組10搬入晶圓。又，於將晶圓自轉移模組10向載入器模組30搬出時，將內部維持為真空而自轉移模組10接收晶圓之後，將內部升壓至大氣壓為止並向載入器模組30搬入晶圓。載台41具有自上表面突出自如之複數個細棒狀之3個頂起銷42。各頂起銷42於俯視時配置於同一圓周上，且藉由自載台41之上表面突出而支持晶圓並提昇，並且藉由向載台41內退出而使所支持之晶圓載置到載台41。裝載閉鎖模組40與轉移模組10被開閉自如之閘閥(未圖示)分隔。又，裝載閉鎖模組40與載入器模組30被開閉自如之閘閥(未圖示)分隔。
基板處理裝置1具有控制裝置50。控制裝置50例如為電腦，具備CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、輔助記憶裝置等。CPU基於儲存於ROM或輔助記憶裝置之程式動作，並對基板處理裝置1之各構成要素之動作進行控制。
[製程模組20之構成] 其次，對作為製程模組20之一例之電容耦合電漿處理裝置之構成例進行說明。再者，於以下之說明中，將製程模組20表示為電容耦合電漿處理裝置20，或亦僅表示為電漿處理裝置20。圖2係表示第1實施方式中之電漿處理裝置之一例之圖。
電容耦合電漿處理裝置20包含電漿處理腔室60、氣體供給部70、電源80及排氣系統90。又，電漿處理裝置20包含基板支持部21及氣體導入部。氣體導入部構成為將至少一種處理氣體導入至電漿處理腔室60內。氣體導入部包含簇射頭61。基板支持部21配置於電漿處理腔室60內。簇射頭61配置於基板支持部21之上方。於一實施方式中，簇射頭61構成電漿處理腔室60之頂部(ceiling)之至少一部分。電漿處理腔室60具有由簇射頭61、電漿處理腔室60之側壁60a及基板支持部21而規定之電漿處理空間60s。側壁60a接地。簇射頭61及基板支持部21與電漿處理腔室60殼體電性地絕緣。
基板支持部21包含本體部211及環組件212。本體部211具有用以支持晶圓(基板)W之中央區域(基板支持面)211a、及用以支持環組件212之環狀區域(環支持面)211b。本體部211之環狀區域211b於俯視時包圍本體部211之中央區域211a。晶圓W配置於本體部211之中央區域211a上，環組件212以包圍本體部211之中央區域211a上之晶圓W之方式配置於本體部211之環狀區域211b上。於一實施方式中，本體部211包含基台及靜電吸盤。基台包含導電性構件。基台之導電性構件作為下部電極發揮功能。靜電吸盤配置於基台之上。靜電吸盤之上表面具有基板支持面211a。環組件212包含1個或複數個環狀構件。1個或複數個環狀構件中至少1個為邊緣環。又，雖然省略圖示，但基板支持部21亦可包含以將靜電吸盤、環組件212及晶圓W中至少一者調節為目標溫度之方式構成之溫度調節模組。溫度調節模組亦可包含加熱器、傳熱介質、流路或該等之組合。於流路中流通如鹽水或氣體般之傳熱流體。又，基板支持部21亦可包含以對晶圓W之背面與基板支持面211a之間供給傳熱氣體之方式構成的傳熱氣體供給部。
簇射頭61構成為將來自氣體供給部70之至少一種處理氣體導入至電漿處理空間60s內。簇射頭61具有至少1個氣體供給口61a、至少1個氣體擴散室61b、及複數個氣體導入口61c。供給至氣體供給口61a之處理氣體通過氣體擴散室61b而自複數個氣體導入口61c導入至電漿處理空間60s內。又，簇射頭61包含導電性構件。簇射頭61之導電性構件作為上部電極發揮功能。再者，氣體導入部除了包含簇射頭61以外，亦可包含安裝於形成於側壁60a之1個或複數個開口部之1個或複數個側向氣體注入部(SGI：Side Gas Injector)。
氣體供給部70亦可包含至少1個氣體源71及至少1個流量控制器72。於一實施方式中，氣體供給部70構成為將至少一種處理氣體自分別對應之氣體源71經由分別對應之流量控制器72而供給至簇射頭61。各流量控制器72例如亦可包含質量流量控制器或壓力控制式之流量控制器。進而，氣體供給部70亦可包含將至少一種處理氣體之流量調變或脈衝化之至少1個流量調變元件。
電源80包含經由至少1個阻抗匹配電路而耦合於電漿處理腔室60之RF電源81。RF電源81構成為將如源RF信號及偏壓RF信號般之至少1個RF信號(RF電力)供給至基板支持部21之導電性構件及/或簇射頭61之導電性構件。藉此，自供給至電漿處理空間60s之至少一種處理氣體形成電漿。因此，RF電源81可作為電漿產生部之至少一部分發揮功能。又，藉由將偏壓RF信號供給至基板支持部21之導電性構件，可於晶圓W中產生偏壓電位並將所形成之電漿中之離子成分饋入至晶圓W。
於一實施方式中，RF電源81包含第1RF產生部81a及第2RF產生部81b。第1RF產生部81a構成為經由至少1個阻抗匹配電路而耦合於基板支持部21之導電性構件及/或簇射頭61之導電性構件，產生電漿產生用之源RF信號(源RF電力)。於一實施方式中，源RF信號具有13 MHz～150 MHz之範圍內之頻率。於一實施方式中，第1RF產生部81a亦可構成為產生具有不同之頻率之複數個源RF信號。所產生之1個或複數個源RF信號供給至基板支持部21之導電性構件及/或簇射頭61之導電性構件。第2RF產生部81b構成為經由至少1個阻抗匹配電路而耦合於基板支持部21之導電性構件，產生偏壓RF信號(偏壓RF電力)。於一實施方式中，偏壓RF信號具有較源RF信號低之頻率。於一實施方式中，偏壓RF信號具有400 kHz～13.56 MHz之範圍內之頻率。於一實施方式中，第2RF產生部81b亦可構成為產生具有不同之頻率之複數個偏壓RF信號。所產生之1個或複數個偏壓RF信號供給至基板支持部21之導電性構件。又，於各種實施方式中，源RF信號及偏壓RF信號中至少一者亦可脈衝化。
又，電源80亦可包含耦合於電漿處理腔室60之DC(direct current，直流)電源82。DC電源82包含第1DC產生部82a及第2DC產生部82b。於一實施方式中，第1DC產生部82a構成為連接於基板支持部21之導電性構件，並產生第1DC信號。所產生之第1DC信號施加至基板支持部21之導電性構件。於一實施方式中，第1DC信號亦可施加至如靜電吸盤內之電極般之其他電極。於一實施方式中，第2DC產生部82b構成為連接於簇射頭61之導電性構件，並產生第2DC信號。所產生之第2DC信號施加至簇射頭61之導電性構件。各種實施方式中，第1及第2DC信號亦可脈衝化。再者，除RF電源81以外亦可設置第1及第2DC產生部82a、82b，且可設置第1DC產生部82a來代替第2RF產生部81b。
排氣系統90例如可連接於設置在電漿處理腔室60之底部之氣體排出口60e。排氣系統90亦可包含壓力調整閥及真空泵。藉由壓力調整閥，而調整電漿處理空間60s內之壓力。真空泵亦可包含渦輪分子泵、乾式真空泵或該等之組合。
[移動方向之算出] 其次，使用圖3至圖7對晶圓W之移動方向之算出進行說明。圖3係表示有晶圓之偏移時之一例的等量線圖。於圖3所示之等量線圖中，表示了設定於晶圓W之外周部之圓周上之取樣數「1」～「40」與氧化膜(Ox)之蝕刻速率。取樣數係於與晶圓W為同心圓之半徑147 mm之圓周上以等間隔設定。於圖3之例中，可知取樣數「36」附近之蝕刻速率較慢，取樣數「18」附近之蝕刻速率較快。蝕刻速率與晶圓W之位置之關係成為蝕刻速率越快，晶圓W與邊緣環之間越遠離。再者，設定取樣數之同心圓較佳為距晶圓W之端部之距離為30 mm以內。
圖4係表示蝕刻速率之近似曲線之產生之一例的圖。如圖4所示，曲線圖101係將圖3中設定之取樣數「1」～「40」之蝕刻速率之Raw資料繪製而成之曲線圖。曲線圖101係包含晶圓W之水平方向之位置以外之要素，例如，垂直方向之位置或由顆粒等影響所致之雜訊之狀態。曲線圖102係對曲線圖101藉由3點之移動平均而進行平滑化處理之曲線圖。曲線圖103係對曲線圖102藉由正弦近似進行擬合而產生近似曲線之曲線圖。於曲線圖103中，蝕刻速率最大之取樣數對應之方向係邊緣環與晶圓W最遠離之方向。即，蝕刻速率最大之方向係晶圓W應移動之方向。
圖5係表示使用近似曲線進行示教時之一例之圖。於圖4之曲線圖103中蝕刻速率成為最大之方向係取樣數「12」之方向。因此，晶圓W之移動方向藉由1次示教，而如圖5之向量104所示，成為取樣數「12」之方向。再者，根據曲線圖103，移動量不明。
圖6係表示作業人員進行示教時之一例之圖。另一方面，於作業人員進行示教之情形時，於圖4之曲線圖101中取樣數「18」之蝕刻速率最大，故而第1次，將晶圓W之搬送位置如圖6之向量105所示，調整為於取樣數「18」之方向上移動0.2 mm。然後，進行蝕刻處理並測定取樣數「1」～「40」之蝕刻速率，若與曲線圖101相同地繪製，則取樣數「3」之蝕刻速率最大。第2次，作業人員將晶圓W之搬送位置如向量106所示，調整為於取樣數「3」之方向上移動0.1 mm。以後，同樣地於調整後進行蝕刻處理，作業人員第3次如向量107所示，第4次如向量108所示，在取樣數「11」之方向上各調整0.05 mm。作業人員進行4次示教之結果，晶圓W在由向量105～108合成之向量109所示之取樣數「13」之方向上移動了0.237 mm。如此，於使用正弦近似之圖5之向量104中可利用1次示教來決定取樣數「12」之方向，但若作業人員這樣做則求出向量109會進行4次示教。即，若使用正弦近似，則可利用1次示教來算出移動方向，而不會因蝕刻速率之雜訊而經歷不必要之移動。
繼而，對正弦近似之近似曲線之產生之詳細情況進行說明。於正弦近似中，使用下述式(1)。
y＝asinb(x＋c)＋d ・・・(1)
此處，參數a表示正弦波之振幅，即蝕刻速率之偏差。參數a大致與晶圓W之移動量對應。參數b表示正弦波之週期，由於僅考慮邊緣環與晶圓W之間的平面偏差，即，一個圓周之樣品即可，故而值固定為「1」。參數c表示正弦波之相位，表示晶圓W之偏差方向。參數c大致與晶圓W之移動方向對應。參數d表示偏移，且以取樣數「1」～「40」之平均蝕刻速率而值固定化。再者，藉由將參數b、d的值固定化，而防止聯立方程式之解發散或陷入局部最佳解。
圖7係表示正弦近似方法中之參數之一例之圖。圖7所示之表110表示了利用以表計算軟體使複數個變數之值變化並算出最佳值之求解器進行正弦近似時之參數的一部分。「取樣No.」欄表示上述取樣數，於代入至x之情形時使用由弧度表示之值。「ER」欄表示對應之取樣數中之蝕刻速率之實測值(單位為「nm」)。「近似值」欄與式(1)對應，表示與取樣數對應之x與將任意之值放入至參數a、c時蝕刻速率之近似值y。「平方誤差」欄表示近似值與實測值之平方誤差。於求解器中，對與表110之取樣數「1」～「40」對應之40行，求出使由「和(平方誤差)」表示之平方誤差之合計值最小化之參數a、c。再者，若求出與取樣數「1」～「40」對應之式(1)之聯立方程式之解，即，若移動參數a、c而進行正弦近似，則亦可使用其他運算法則。
[移動量之算出1] 圖8係表示第1實施方式中之晶圓之移動量與蝕刻速率之關係之一例的曲線圖。圖8所示之曲線圖111係表示晶圓W之移動量與蝕刻速率之間之相關關係簡單時之關係之一例的曲線圖。於曲線圖111中，表示了將每1次示教之晶圓W之移動量設為0.05 mm而試行4次時之蝕刻速率的變化量。於第1次示教中，若使晶圓W自當初之位置移動0.05 mm，則蝕刻速率變化-0.2 nm/min。於第2次中，若使晶圓W自第1次之位置移動0.05 mm，則蝕刻速率變化-0.2 nm/min。同樣地，於第3次、第4次中，亦若使晶圓W自上次之位置分別各移動0.05 mm，則蝕刻速率分別各變化-0.2 nm/min。即，於曲線圖111之例中，晶圓W之每移動量之蝕刻速率之變化量固定。
圖9係表示第1實施方式中之晶圓之移動量與均勻度之關係之一例的曲線圖。圖9所示之曲線圖112係表示晶圓W之移動量與均勻度之間之相關關係簡單時之關係之一例的曲線圖。此處，均勻度表示蝕刻速率之均勻性，相當於正弦近似曲線之振幅。於曲線圖112中，係自移動量0 mm至0.4 mm繪製移動量每0.1 mm之均勻度而成之曲線圖，均勻度之變化為線性。於確認如曲線圖111或曲線圖112所示之關係之情形時，預先製成表示移動量與蝕刻速率之關係、或移動量與近似曲線之振幅(均勻度)之關係的資料庫。若進行1次示教取得蝕刻速率，則藉由參照預先製成之資料庫，可根據蝕刻速率之變化量或均勻度算出晶圓W之移動量。
[搬送位置調整方法] 其次，對第1實施方式之基板處理裝置1中之搬送位置之調整方法進行說明。圖10係表示第1實施方式中之搬送位置調整處理之一例之流程圖。再者，於以下之說明中，基板處理裝置1之各構成要素之動作藉由控制裝置50而控制。
控制裝置50將收容於負載埠31之FOUP之晶圓W經由載入器模組30、裝載閉鎖模組40及轉移模組10而搬送至製程模組20，並載置於本體部211之基板支持面211a。再者，於晶圓W形成有例如氧化矽膜(SiO 2)，以測定蝕刻速率。
控制裝置50然後將開口部關閉並控制排氣系統90，藉此以電漿處理空間60s之環境成為規定之真空度之方式將氣體自電漿處理空間60s排出。又，控制裝置50藉由控制未圖示之溫度調節模組，而以晶圓W之溫度成為規定之溫度之方式進行溫度調整。控制裝置50開始供給製程氣體，將製程氣體填充至電漿處理空間60s。再者，製程氣體例如使用含氟氣體。控制裝置50藉由自RF電源81供給源RF信號及偏壓RF信號產生之製程氣體之電漿，而對晶圓W進行蝕刻處理(步驟S1)。
若蝕刻處理結束，則控制裝置50停止供給製程氣體、源RF信號及偏壓RF信號，將未圖示之開口部打開。控制裝置50將晶圓W自製程模組20搬出，經由轉移模組10、裝載閉鎖模組40及載入器模組30而搬送至測定部38。
控制裝置50於測定部38中，測定並取得晶圓W之外周部之同心圓上之蝕刻速率(步驟S2)。控制裝置50基於所取得之蝕刻速率，產生同心圓之周向之正弦近似曲線(步驟S3)。控制裝置50基於所產生之正弦近似曲線，決定晶圓W之移動方向(步驟S4)。
控制裝置50參照表示移動量與蝕刻速率之關係或移動量與均勻度(正弦近似曲線之振幅)之關係之資料庫，算出已決定之移動方向上之晶圓W之移動量(步驟S5)。控制裝置50基於所決定之移動方向及所算出之移動量，調整搬送機構11將晶圓W搬送至製程模組20時之基板支持面211a中之晶圓W之搬送位置(步驟S6)。如此，於第1實施方式之基板處理裝置1中，由於基於蝕刻速率決定晶圓W之移動方向及移動量，故而可正確且容易地調整基板搬送位置。又，可縮短維護時間。進而，即便為基板處理裝置1之運用中亦可不將電漿處理腔室60大氣開放而調整基板搬送位置。
(第2實施方式) 於上述第1實施方式中，於移動量與蝕刻速率之間之相關關係簡單之情形時，參照預先製成之資料庫算出晶圓W之移動量，但於移動量與蝕刻速率之間之相關關係複雜之情形時難以資料庫化。於該情形時，亦可藉由有意識地錯開搬送位置而取得2次蝕刻速率來算出晶圓W之移動方向及移動量，將該情形時之實施方式作為第2實施方式進行說明。再者，第2實施方式中之基板處理裝置之構成由於與第1實施方式相同，故而關於其重複之構成及動作之說明省略。
[移動量之算出2] 圖11係表示第2實施方式中之晶圓之移動量與蝕刻速率之關係之一例的曲線圖。圖11所示之曲線圖113係表示晶圓W之移動量與蝕刻速率之間之相關關係複雜時之關係之一例的曲線圖。於曲線圖113中，表示了將每1次示教之晶圓W之移動量設為0.05 mm而試行4次時之蝕刻速率的變化量。於第1次示教中，若使晶圓W自當初之位置移動0.05 mm，則蝕刻速率之變化量為0.0 nm/min，幾乎不變化。於第2次中，若使晶圓W自第1次之位置移動0.05 mm，則蝕刻速率變化-0.37 nm/min。於第3次中，若使晶圓W自第2次之位置移動0.05 mm，則蝕刻速率變化-0.14 nm/min。於第4次中，若使晶圓W自第3次之位置移動0.05 mm，則蝕刻速率變化-0.51 nm/min。即，於曲線圖113之例中，晶圓W之每移動量之蝕刻速率之變化量並不固定。
圖12係表示第2實施方式中之晶圓之移動量與均勻度之關係之一例的曲線圖。圖12所示之曲線圖114係表示晶圓W之移動量與均勻度之間之相關關係複雜時之關係之一例的曲線圖。此處，均勻度表示蝕刻速率之均勻性，相當於正弦近似曲線之振幅。於曲線圖114中，係於移動量0.0 mm、0.2 mm、0.3 mm、0.35 mm、0.4 mm中繪製均勻度而成之曲線圖，均勻度之變化為非線性。於如曲線圖113或曲線圖114所示之關係之情形時，有意識地錯開搬送位置而進行2次示教來分別取得蝕刻速率。其次，藉由產生表示2次之移動方向之線性表達式算出線性表達式之交點之座標，可算出晶圓W之移動方向及移動量。
圖13係表示第2實施方式中之表示移動方向之線性表達式與各線性表達式之交點座標之一例的圖。於圖13中，將評估開始時之晶圓W之中心座標設為(x，y)＝(0，0)，將搬送位置之條件T1之晶圓W之中心座標設為(x，y)＝(-0.2，0)，將搬送位置之條件T2之晶圓W之中心座標設為(x，y)＝(0，-0.2)。即，於條件T1中，有意識地將晶圓W之搬送位置在x軸方向上移動-0.2 mm，於條件T2中，有意識地將晶圓W之搬送位置在y軸方向上移動-0.2 mm。
如圖13所示，控制裝置50首先根據搬送位置之條件T1、T2中之正弦近似曲線之曲線圖115、116，算出移動方向。控制裝置50於條件T1中，基於曲線圖115，算出晶圓W之移動方向為取樣數「11」之方向。又，控制裝置50於條件T2中，基於曲線圖116，算出晶圓W之移動方向為取樣數「38」之方向。
其次，控制裝置50以評估開始時之晶圓W之外周部之同心圓117作為基準，描畫條件T1之搬送位置中之晶圓W之外周部之同心圓118。由於條件T1中之晶圓W之移動方向為取樣數「11」之方向，故而控制裝置50描畫出將與取樣數「11」對應之同心圓118上之點與同心圓118之中心119連接的直線120。即，條件T1中之表示晶圓W之移動方向之線性表達式可作為表示直線120之線性表達式算出。
同樣地，控制裝置50以同心圓117作為基準，描畫條件T2之搬送位置中之晶圓W之外周部之同心圓121。由於條件T2中之晶圓W之移動方向為取樣數「38」之方向，故而控制裝置50描畫出將與取樣數「38」對應之同心圓121上之點與同心圓121之中心122連接的直線123。即，條件T2中之表示晶圓W之移動方向之線性表達式可作為表示直線123之線性表達式算出。再者，表示直線120及直線123之線性表達式亦可由使各取樣數為移動方向之向量表示。
繼而，控制裝置50算出直線120與直線123之交點124之座標。交點124成為修正後之晶圓W之中心位置之座標。於圖13之例中，交點124之座標成為(x，y)＝(-0.1018，0)。如此，藉由進行2次有意識地錯開搬送位置之示教，可算出晶圓W之移動方向及移動量。
[搬送位置調整方法] 其次，對第2實施方式之基板處理裝置1中之搬送位置之調整方法進行說明。圖14係表示第2實施方式中之搬送位置調整處理之一例之流程圖。
控制裝置50將收容於負載埠31之FOUP之晶圓W經由載入器模組30、裝載閉鎖模組40及轉移模組10而搬送至製程模組20，並載置於本體部211之基板支持面211a之第1搬送位置。控制裝置50然後與第1實施方式之步驟S1相同地，於第1搬送位置中對晶圓W進行蝕刻處理(步驟S11)。
若蝕刻處理結束，則控制裝置50與第1實施方式之步驟S2相同地，於測定部38中，測定並取得第1搬送位置中之晶圓W之外周部之同心圓上的蝕刻速率(步驟S12)。
其次，控制裝置50將收容於負載埠31之FOUP之其他晶圓W經由載入器模組30、裝載閉鎖模組40及轉移模組10而搬送至製程模組20，並載置於本體部211之基板支持面211a之第2搬送位置。控制裝置50然後與第1實施方式之步驟S1相同地，於第2搬送位置中對晶圓W進行蝕刻處理(步驟S13)。
若蝕刻處理結束，則控制裝置50與第1實施方式之步驟S2相同地，於測定部38中，測定並取得第2搬送位置中之晶圓W之外周部之同心圓上的蝕刻速率(步驟S14)。再者，於第1搬送位置經蝕刻處理之晶圓W之氧化矽膜之厚度充分之情形時，亦可使用該晶圓W進行第2搬送位置中之蝕刻處理，根據蝕刻量之差量算出蝕刻速率。
控制裝置50基於已取得之第1搬送位置及第2搬送位置之各晶圓W之蝕刻速率，針對每個晶圓W產生同心圓之周向之正弦近似曲線(步驟S15)。控制裝置50基於所產生之正弦近似曲線，決定晶圓W之移動方向，算出表示每個晶圓W之移動方向之線性表達式(步驟S16)。控制裝置50算出各線性表達式之交點座標(步驟S17)。即，控制裝置50算出晶圓W之移動方向及移動量。控制裝置50基於所算出之交點座標，調整搬送機構11將晶圓W搬送至製程模組20時之基板支持面211a中之晶圓W的搬送位置(步驟S18)。如此，於第2實施方式之基板處理裝置1中，藉由有意識地錯開搬送位置而進行2次示教，可正確且容易地調整基板搬送位置。又，可縮短維護時間。進而，即便為基板處理裝置1之運用中亦可不將電漿處理腔室60大氣開放而調整基板搬送位置。
[實驗結果] 繼而，使用圖15及圖16，對第2實施方式中之示教之實驗結果進行說明。圖15及圖16係表示第2實施方式中之示教之結果之一例的圖。於本實驗中，以與圖15所示之表130之初始位置、X軸示教及Y軸示教對應之條件T10～T12所示之條件進行示教，修正後，即作為示教之結果獲得條件T13。於圖15之曲線圖131中，將初始位置、X軸示教、Y軸示教及修正後之均勻度曲線圖化。又，於圖16中，分別表示了初始位置、X軸示教、Y軸示教及修正後之蝕刻速率之Raw資料、進行擬合之正弦近似曲線、及等量線圖。
如圖15及圖16所示，於初始位置之條件T10中，移動量為零，即設為基準之座標之(x，y)＝(0，0)時，移動方向為取樣數「35」之方向。又，初始位置中之均勻度為0.64%。再者，初始位置係為了與修正後進行比較而計測者，於示教中能夠省略。
於X軸示教之條件T11中，於將移動量，即晶圓W之中心位置之座標設為(x，y)＝(0.2，0)時，移動方向為取樣數「32」之方向。又，X軸示教中之均勻度為1.29%。
於Y軸示教之條件T12中，於將移動量，即晶圓W之中心位置之座標設為(x，y)＝(0，0.2)時，移動方向為取樣數「28」之方向。又，Y軸示教中之均勻度為0.72%。
若算出與條件T11及T12對應之線性表達式之交點座標，則為(x，y)＝(-0.25，0.07)。以晶圓W之中心位置成為該交點座標之方式，對搬送位置進行修正(調整)之情形時，即若以條件T13來測定蝕刻速率，則均勻度為0.29%。若將初始位置及修正後之均勻度進行比較，則可確認自0.64%改善為0.29%。再者，修正後之條件T13之蝕刻速率之測定係為了與初始位置進行比較而計測，於示教中能夠省略。
再者，2次示教時之晶圓W之移動方向並不限定於X軸、Y軸方向，只要線性表達式交叉並可求出交點，則可為任意之角度。又，2次示教時之晶圓W之移動方向較佳為以90°相交之方向以便穩定誤差，但例如，亦可以45°之角度使晶圓W之移動方向相交。又，亦可使用修正後之結果，即使用3個以上之線性表達式重新計算交點座標。於該情形時，可更加提高搬送位置之精度。
以上，根據第2實施方式，基板處理裝置1具備：製程模組20，其包含設置於腔室(電漿處理腔室60)之內部且具有載置基板(晶圓W)之第1載置面(基板支持面211a)及配置於第1載置面之外周之第2載置面(環支持面211b)的載置台(本體部211)、以及載置於第2載置面之邊緣環(環組件212)；測定部38，其測定基板之蝕刻速率；以及控制部(控制裝置50)。控制部構成為對基板處理裝置1進行控制，以於特定之處理條件中，將基板搬送至第1載置面之不同之搬送位置，針對每個搬送位置蝕刻基板。控制部構成為對基板處理裝置進行控制，以自測定部38針對每個搬送位置取得基板之端部附近之位於與基板為同心圓上之複數個地點的蝕刻速率。控制部構成為對基板處理裝置1進行控制，以基於所取得之每個搬送位置之蝕刻速率之各者，產生同心圓之周向之各自之近似曲線。控制部構成為對基板處理裝置1進行控制，以基於所產生之每個搬送位置之近似曲線，分別算出表示基板之移動方向之線性表達式。控制部構成為對基板處理裝置1進行控制，以將所算出之各個線性表達式之交點座標算出。其結果，可正確且容易地調整基板搬送位置。
又，根據第2實施方式，近似曲線係於對已取得之每個搬送位置之蝕刻速率執行平滑化處理後產生。其結果，可產生去除了雜訊成分之近似曲線。
又，根據各實施方式，近似曲線為正弦近似曲線。其結果，可檢測晶圓W相對於邊緣環之水平方向之偏差。
又，根據各實施方式，同心圓係距基板之端部之距離為30 mm以內。其結果，可檢測晶圓W之周向上之蝕刻速率之偏差。
又，根據第2實施方式，構成為基於所算出之交點座標，以調整第1載置面中之基板之搬送位置之方式對基板處理裝置1進行控制。其結果，可定量地進行示教。
又，根據第1實施方式，基板處理裝置1具有：製程模組20，其具備設置於腔室之內部且具有載置基板之第1載置面及配置於第1載置面之外周之第2載置面的載置台、以及載置於第2載置面之邊緣環；測定部38，其測定基板之蝕刻速率；及控制部。控制部構成為對基板處理裝置1進行控制，以於特定之處理條件下蝕刻基板。控制部構成為對基板處理裝置1進行控制，以自測定部38取得基板之端部附近之位於與基板為同心圓上之複數個地點的蝕刻速率。控制部構成為對基板處理裝置1進行控制，以基於所取得之蝕刻速率，產生同心圓之周向之近似曲線。控制部構成為對基板處理裝置1進行控制，以基於所產生之近似曲線，決定基板之移動方向。控制部構成為對基板處理裝置1進行控制，以基於蝕刻速率或近似曲線，算出所決定之移動方向上之基板之移動量。其結果，可正確且容易地調整基板搬送位置。
又，根據第1實施方式，近似曲線係於對所取得之蝕刻速率執行平滑化處理後產生。其結果，可產生去除了雜訊成分之近似曲線。
又，根據第1實施方式，移動量係參照表示移動量與蝕刻速率之關係或移動量與近似曲線之振幅之關係的資料庫來算出。其結果，可利用1次示教調整基板搬送位置。
又，根據第1實施方式，構成為基於移動方向及移動量，以調整第1載置面中之基板之搬送位置之方式對基板處理裝置1進行控制。其結果，可定量地進行示教。
應認為此次所揭示之各實施方式於所有方面為例示，而並非限制性者。上述各實施方式亦可不脫離隨附之申請專利範圍及其主旨，以各種形體進行省略、置換、變更。
又，於上述各實施方式中，將測定部38設置於基板處理裝置1，但並不限定於此。例如，亦可將蝕刻處理後之晶圓W搬送至其他測定裝置，利用其他測定裝置來測定蝕刻速率。
又，於上述各實施方式中，以使用電容耦合型電漿作為電漿源對晶圓W進行蝕刻等處理之製程模組20為例進行了說明，但揭示之技術並不限定於此。只要為使用電漿對晶圓W進行處理之裝置，則電漿源並不限定於電容耦合電漿，例如，可使用感應耦合電漿、微波電漿、磁控電漿等任意電漿源。
1:基板處理裝置 10:轉移模組 11:搬送機構 13:叉架 20:製程模組 21:基板支持部 22:頂起銷 23:閘閥 30:載入器模組 31:負載埠 32:對準器 33:旋轉載台 34:光學感測器 35:搬送機構 36:臂 37:叉架 38:測定部 40:裝載閉鎖模組 41:載台 42:頂起銷 50:控制裝置 60:電漿處理腔室 60a:側壁 60e:氣體排出口 60s:電漿處理空間 61:簇射頭 61a:氣體供給口 61b:氣體擴散室 61c:氣體導入口 70:氣體供給部 71:氣體源 72:流量控制器 80:電源 81:RF電源 81a:第1RF產生部 81b:第2RF產生部 82:DC電源 82a:第1DC產生部 82b:第2DC產生部 90:排氣系統 101:曲線圖 102:曲線圖 103:曲線圖 104:向量 105:向量 106:向量 107:向量 108:向量 109:向量 110:表 111:曲線圖 112:曲線圖 113:曲線圖 114:曲線圖 115:曲線圖 116:曲線圖 117:同心圓 118:同心圓 119:中心 120:直線 121:同心圓 122:中心 123:直線 124:交點 130:表 131:曲線圖 211:本體部 211a:基板支持面 211b:環支持面 212:環組件 S1:步驟 S2:步驟 S3:步驟 S4:步驟 S5:步驟 S6:步驟 S11:步驟 S12:步驟 S13:步驟 S14:步驟 S15:步驟 S16:步驟 S17:步驟 S18:步驟 W:晶圓
圖1係表示本發明之第1實施方式中之基板處理裝置之一例的橫斷俯視圖。 圖2係表示第1實施方式中之電漿處理裝置之一例之圖。 圖3係表示有晶圓之偏移時之一例的等量線圖。 圖4係表示蝕刻速率之近似曲線之產生之一例的圖。 圖5係表示使用近似曲線進行示教時之一例之圖。 圖6係表示作業人員進行示教時之一例之圖。 圖7係表示正弦近似方法中之參數之一例之圖。 圖8係表示第1實施方式中之晶圓之移動量與蝕刻速率之關係之一例的曲線圖。 圖9係表示第1實施方式中之晶圓之移動量與均勻度之關係之一例的曲線圖。 圖10係表示第1實施方式中之搬送位置調整處理之一例之流程圖。 圖11係表示第2實施方式中之晶圓之移動量與蝕刻速率之關係之一例的曲線圖。 圖12係表示第2實施方式中之晶圓之移動量與均勻度之關係之一例的曲線圖。 圖13係表示第2實施方式中之表示移動方向之線性表達式與各線性表達式之交點座標之一例的圖。 圖14係表示第2實施方式中之搬送位置調整處理之一例之流程圖。 圖15係表示第2實施方式中之示教之結果之一例的圖。 圖16係表示第2實施方式中之示教之結果之一例的圖。
S1:步驟
S2:步驟
S3:步驟
S4:步驟
S5:步驟
S6:步驟

Claims (12)

  1. 一種基板處理裝置， 上述基板處理裝置具備： 製程模組，其包含設置於腔室之內部且具有載置基板之第1載置面及配置於上述第1載置面之外周之第2載置面的載置台、以及載置於上述第2載置面之邊緣環； 測定部，其測定上述基板之蝕刻速率；及 控制部； 上述控制部構成為對上述基板處理裝置進行控制，以於特定之處理條件中，將上述基板搬送至上述第1載置面之不同之搬送位置，針對每個上述搬送位置蝕刻上述基板， 上述控制部構成為對上述基板處理裝置進行控制，以自上述測定部針對每個上述搬送位置取得上述基板之端部附近之位於與上述基板為同心圓上之複數個地點的蝕刻速率， 上述控制部構成為對上述基板處理裝置進行控制，以基於所取得之每個上述搬送位置之上述蝕刻速率之各者，產生上述同心圓之周向之各自之近似曲線， 上述控制部構成為對上述基板處理裝置進行控制，以基於所產生之每個上述搬送位置之上述近似曲線，分別算出表示上述基板之移動方向之線性表達式， 上述控制部構成為對上述基板處理裝置進行控制，以將所算出之各個上述線性表達式之交點座標算出。
  2. 如請求項1之基板處理裝置，其中 上述近似曲線係於對所取得之每個上述搬送位置之上述蝕刻速率執行平滑化處理後產生。
  3. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中 上述近似曲線為正弦近似曲線。
  4. 如請求項1至3中任一項之基板處理裝置，其中 上述同心圓係距上述基板之端部之距離為30 mm以內。
  5. 如請求項1至4中任一項之基板處理裝置，其中 上述控制部構成為對上述基板處理裝置進行控制，以基於所算出之上述交點座標，調整上述第1載置面中之上述基板之搬送位置。
  6. 一種基板處理裝置， 上述基板處理裝置具有： 製程模組，其具備設置於腔室之內部且具有載置基板之第1載置面及配置於上述第1載置面之外周之第2載置面的載置台、以及載置於上述第2載置面之邊緣環； 測定部，其測定上述基板之蝕刻速率；及 控制部； 上述控制部構成為對上述基板處理裝置進行控制，以於特定之處理條件下蝕刻上述基板， 上述控制部構成為對上述基板處理裝置進行控制，以自上述測定部取得上述基板之端部附近之位於與上述基板為同心圓上之複數個地點的蝕刻速率， 上述控制部構成為對上述基板處理裝置進行控制，以基於所取得之上述蝕刻速率，產生上述同心圓之周向之近似曲線， 上述控制部構成為對上述基板處理裝置進行控制，以基於所產生之上述近似曲線，決定上述基板之移動方向， 上述控制部構成為對上述基板處理裝置進行控制，以基於上述蝕刻速率或上述近似曲線，算出所決定之上述移動方向上之上述基板之移動量。
  7. 如請求項6之基板處理裝置，其中 上述近似曲線係於對所取得之上述蝕刻速率執行平滑化處理後產生。
  8. 如請求項6或7之基板處理裝置，其中 上述近似曲線為正弦近似曲線。
  9. 如請求項6至8中任一項之基板處理裝置，其中 上述同心圓係距上述基板之端部之距離為30 mm以內。
  10. 如請求項6至9中任一項之基板處理裝置，其中 上述移動量係參照表示上述移動量與上述蝕刻速率之關係或上述移動量與上述近似曲線之振幅之關係的資料庫而算出。
  11. 如請求項6至10中任一項之基板處理裝置，其中 上述控制部構成為對上述基板處理裝置進行控制，以基於上述移動方向及上述移動量，調整上述第1載置面中之上述基板之搬送位置。
  12. 一種基板搬送位置調整方法，其係基板處理裝置中之基板搬送位置調整方法， 上述基板處理裝置具備： 製程模組，其包含設置於腔室之內部且具有載置基板之第1載置面及配置於上述第1載置面之外周之第2載置面的載置台、以及載置於上述第2載置面之邊緣環； 測定部，其測定上述基板之蝕刻速率；及 控制部；且 上述基板搬送位置調整方法具有： 於特定之處理條件中，將上述基板搬送至上述第1載置面之不同之搬送位置，針對每個上述搬送位置蝕刻上述基板； 自上述測定部針對每個上述搬送位置取得上述基板之端部附近之位於與上述基板為同心圓上之複數個地點的蝕刻速率； 基於所取得之每個上述搬送位置之上述蝕刻速率之各者，產生上述同心圓之周向之各自之近似曲線； 基於所產生之每個上述搬送位置之上述近似曲線，分別算出表示上述基板之移動方向之線性表達式；以及 將所算出之各個上述線性表達式之交點座標算出。
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