CN108735654B - 销控制方法和基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抑制基板的位置偏移的销控制方法和基板处理装置。在销控制方法中，对支承基板并被多个驱动部分别上下地驱动的多个销的高度位置分别进行测定，使用所测定出的多个销的高度位置来从多个销中选择作为速度控制的基准的基准销，针对选择出的基准销，估计从测定多个销的高度位置起经过规定时间后的高度位置即基准高度位置，计算用于使除了基准销以外的其它销的高度位置与估计出的基准高度位置一致的调整速度，控制用于驱动其它销的驱动部来将其它销的驱动速度调整为所述调整速度。

Description

销控制方法和基板处理装置
技术领域
本发明的各种方面和实施方式涉及一种销控制方法和基板处理装置。
背景技术
例如在进行蚀刻、成膜等基板处理的基板处理装置中，在用于载置半导体晶圆等基板的载置台以从载置台的载置面突出退回的方式设置多个销。而且，通过使这些多个销上升或下降来进行基板的交接。作为多个销的控制方法，例如存在如下一种方法：通过利用一个驱动部上下地驱动安装有多个销的基部构件，来经由基部构件使多个销统一地上升或下降。
专利文献1：日本特开2011-54933号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述的技术中，随着基部构件的倾斜而多个销的高度位置产生差异，作为结果，存在导致由多个销支承的基板的位置相对于预先决定的位置发生偏移这样的问题。
对此，考虑不使用以上那样的基部构件的方法。例如考虑以下方法：对多个销独立地设置多个驱动部，利用多个驱动部来分别驱动多个销。然而，在该方法中，随着各销的驱动速度的偏差而多个销的高度位置产生差异，作为结果，有可能发生基板的位置偏移。
用于解决问题的方案
关于公开的销控制方法，在一个实施方式中，对支承基板并被多个驱动部分别上下地驱动的多个销的高度位置分别进行测定，使用所测定出的所述多个销的高度位置来从所述多个销中选择作为速度控制的基准的基准销，针对选择出的所述基准销，估计从测定所述多个销的高度位置起经过规定时间后的高度位置即基准高度位置，计算用于使除了所述基准销以外的其它销的高度位置与估计出的所述基准高度位置一致的调整速度，控制用于驱动所述其它销的驱动部来将所述其它销的驱动速度调整为所述调整速度。
发明的效果
根据公开的销控制方法的一个方式，起到能够抑制基板的位置偏移的效果。
附图说明
图1是概要性地示出一个实施方式所涉及的基板处理装置的图。
图2是放大地示出图1所示的基板处理装置的载置台ST的截面图。
图3是示出一个实施方式所涉及的销控制方法的流程的一例的流程图。
图4是示出一个实施方式所涉及的销控制方法的具体例的图。
附图标记说明
10：基板处理装置；12：处理容器；14：台；16：筒状保持部；17：筒状支承部；18：聚焦环；20：排气路径；22：隔板；24：排气口；25：气体导入口；26：排气装置；28：排气管；30：闸阀；32：高频电源；34：匹配器；35：高频电源；36：匹配器；38：喷淋头；40：电极板；40h：气体通气孔；42：电极支承体；42a：缓冲室；44：气体供给部；46：气体供给导管；48：磁场形成机构；50：静电卡盘；52：电极；56：直流电源；58：气体供给管线；62：导热气体供给部；66：控制部；70：销；72：驱动部；ST：载置台；SW：开关；W：晶圆。
具体实施方式
下面，参照附图来详细地说明本申请公开的销控制方法和基板处理装置的实施方式。此外，在各附图中，对相同或相当的部分标注相同的标记。
图1是概要性地示出一个实施方式所涉及的基板处理装置的图。在图1中，示出一个实施方式所涉及的基板处理装置的截面。
如图1所示，一个实施方式的基板处理装置10为平行平板型的等离子体处理装置。基板处理装置10具备处理容器12。处理容器12具有大致圆筒形状，将其内部空间界定为处理空间S。基板处理装置10在处理容器12内具备载置台ST。载置台ST是用于载置作为被处理基板的半导体晶圆(以下记载为“晶圆”)W的载置台。在一个实施方式中，载置台ST具有台14和静电卡盘50。台14具有大致圆板形状，设置于处理空间S的下方。台14例如是铝制的，构成下部电极。
在一个实施方式中，基板处理装置10还具备筒状保持部16和筒状支承部17。筒状保持部16与台14的侧面及底面的缘部相接来保持台14。筒状支承部17从处理容器12的底部沿垂直方向延伸，借助筒状保持部16来支承台14。
基板处理装置10还具备聚焦环18。聚焦环18载置于台14的周缘部分的上表面。聚焦环18是用于改善晶圆W的处理精度的面内均匀性的构件。聚焦环18是具有大致环形状的板状构件，例如由硅、石英或碳化硅构成。
在一个实施方式中，在处理容器12的侧壁与筒状支承部17之间形成有排气路径20。在排气路径20的入口或排气路径20的中途安装有隔板22。另外，在排气路径20的底部设置有排气口24。由嵌入到处理容器12的底部的排气管28界定出排气口24。该排气管28与排气装置26连接。排气装置26具有真空泵，能够将处理容器12内的处理空间S减压到规定的真空度。在处理容器12的侧壁安装有用于开闭晶圆W的搬入搬出口的闸阀30。
台14经由匹配器34而与等离子体生成用的高频电源32电连接。高频电源32向下部电极即台14施加规定的高频(例如13MHz)的高频电力。
基板处理装置10在处理容器12内还具备喷淋头38。喷淋头38设置于处理空间S的上方。喷淋头38包括电极板40和电极支承体42。
电极板40是具有大致圆板形状的导电性的板，构成上部电极。电极板40经由匹配器36而与等离子体生成用的高频电源35电连接。高频电源35向电极板40施加规定的高频(例如60MHz)的高频电力。当由高频电源32和高频电源35分别向台14和电极板40施加高频电力时，在台14与电极板40之间的空间、即处理空间S形成高频电场。
在电极板40形成有多个气体通气孔40h。电极板40以能够装卸的方式被电极支承体42支承。在电极支承体42的内部设置有缓冲室42a。基板处理装置10还具备气体供给部44，缓冲室42a的气体导入口25经由气体供给导管46而与气体供给部44连接。气体供给部44向处理空间S供给处理气体。该处理气体例如可以为蚀刻用的处理气体，或者也可以为成膜用的处理气体。在电极支承体42形成有分别与多个气体通气孔40h连续的多个孔，该多个孔与缓冲室42a连通。从气体供给部44供给的气体经由缓冲室42a、气体通气孔40h向处理空间S供给。
在一个实施方式中，在处理容器12的顶部设置有以环状或同心状延伸的磁场形成机构48。该磁场形成机构48发挥功能以易于开始处理空间S中的高频放电(等离子体点火)来稳定地维持放电。
在基板处理装置10中，在台14的上表面设置有静电卡盘50。静电卡盘50包括一对绝缘膜54a和54b以及被一对绝缘膜54a和54b夹在中间的电极52。电极52经由开关SW而与直流电源56连接。当从直流电源56向电极52施加直流电压时，产生库伦力，晶圆W通过该库伦力而吸附保持在静电卡盘50上。
在一个实施方式中，基板处理装置10还具备气体供给管线58和导热气体供给部62。导热气体供给部62与气体供给管线58连接。该气体供给管线58延伸到静电卡盘50的上表面，在该上表面以环状延伸。导热气体供给部62向静电卡盘50的上表面与晶圆W之间供给例如He气体之类的导热气体。
(载置台ST的结构)
图2是放大地示出图1所示的基板处理装置的载置台ST的截面图。如图2所示，载置台ST具有载置面PF。该载置面PF包括第一区域R1和第二区域R2。第一区域R1为用于载置晶圆W的区域。在一个实施方式中，由静电卡盘50的上表面界定出第一区域R1，该第一区域R1为大致圆形的区域。第一区域R1为载置台ST的载置面的一例。第二区域R2为用于载置聚焦环18的区域，以将第一区域R1包围的方式设置为环状。在一个实施方式中，由台14的周缘部分的上表面界定出第二区域R2。
在载置台ST上，以从载置台ST的载置面(也就是第一区域R1)突出和退回的方式设置有多个销70。多个销70借助O型环等密封构件设置于例如沿周向等间隔地设置于载置台ST的多个孔。在一个实施方式中，沿周向等间隔地设置三个孔，三个销70设置于三个孔。
多个销70独立地与多个驱动部72(参照图1)连接，分别被多个驱动部72上下地驱动。例如，各驱动部72包括电动机和滚珠丝杠，通过利用滚珠丝杠将电动机的旋转运动转换为直线运动，来使各销70上升或下降。而且，通过使多个销70上升，来在多个销70与经由闸阀30向处理容器12内搬送晶圆W的搬送臂之间进行晶圆W的交接。而且，通过使接收到晶圆W的多个销70下降，晶圆W被载置于载置台ST的载置面(也就是第二区域R1的上表面)。
另外，在多个驱动部72设置有编码器等未图示的多个测定器，多个测定器分别测定多个销70的高度位置。在此，多个销70的高度位置是指以载置台ST的载置面或距该载置面规定距离的下方的基准面为基准的多个销70的顶端的位置。
返回图1的说明。在一个实施方式中，基板处理装置10还具备控制部66。该控制部66与排气装置26、开关SW、高频电源32、匹配器34、高频电源35、匹配器36、气体供给部44以及导热气体供给部62连接。控制部66向排气装置26、开关SW、高频电源32、匹配器34、高频电源35、匹配器36、气体供给部44以及导热气体供给部62分别发送控制信号。通过来自控制部66的控制信号来对由排气装置26进行的排气、开关SW的开闭、来自高频电源32的电力供给、匹配器34的阻抗调整、来自高频电源35的电力供给、匹配器36的阻抗调整、由气体供给部44进行的处理气体的供给、由导热气体供给部62进行的导热气体的供给进行控制。
在基板处理装置10中，从气体供给部44向处理空间S供给处理气体。另外，在电极板40与台14之间、即在处理空间S形成高频电场。由此，在处理空间S产生等离子体，利用处理气体中包含的元素的自由基等进行晶圆W的处理。此外，晶圆W的处理能够为任意的处理，例如可以为对晶圆W的蚀刻或在晶圆W上的成膜，没有限定。
另外，控制部66控制多个驱动部72，以进行后述的销控制方法。当例举详细的一例时，控制部66对支承晶圆W并被多个驱动部72分别上下地驱动的多个销70的高度位置分别进行测定。然后，控制部66使用所测定出的多个销70的高度位置来从多个销70中选择作为速度控制的基准的基准销。然后，控制部66针对选择出的基准销，估计从测定多个销70的高度位置起经过规定时间后的高度位置即基准高度位置。然后，控制部66计算用于使除了基准销以外的其它销的高度位置与估计出的基准高度位置一致的调整速度，控制用于驱动其它销的驱动部72来将其它销的驱动速度调整为调整速度。在此，多个销70的高度位置是指以载置台ST的载置面或距该载置面规定距离的下方的基准面为基准的多个销70的顶端的位置。另外，使用分别设置于多个驱动部72的编码器等未图示的多个测定器来分别测定多个销70的高度位置。
接着，对一个实施方式所涉及的销控制方法进行说明。图3是示出一个实施方式所涉及的销控制方法的流程的一例的流程图。此外，在此，对通过使多个销70上升来在多个销70与经由闸阀30向处理容器12内搬送晶圆W的搬送臂之间进行晶圆W的交接的情况下的处理的流程进行说明。
如图3所示，当晶圆W被搬送臂搬送到处理容器12内时，基板处理装置10的控制部66开始驱动多个销70(步骤S101)。此时，多个销70的驱动速度被设定为相同的速度。
控制部66进行待机(步骤S102中的“否”)直到用于测定多个销70的高度位置的规定定时(以下称作“测定定时”)到来为止。然后，在测定定时到来的情况下(步骤S102中的“是”)，控制部66对多个销70的高度位置分别进行测定(步骤S103)。
控制部66使用所测定出的多个销70的高度位置来判定是否所有的销70的高度位置都达到了规定位置(步骤S104)。规定位置例如是被决定为从搬送臂交接到多个销70的晶圆W不与搬送臂发生干扰的位置。在所有的销70的高度位置达到了规定位置的情况下(步骤S104中的“是”)，控制部66结束处理。
另一方面，在并不是所有的销70的高度位置都达到规定位置的情况下(步骤S104中的“否”)，控制部66判定所测定出的多个销70的高度位置是否一致(步骤S105)。在此，在开始驱动多个销70时多个销70的驱动速度被设定为相同的速度，因此多个销70的高度位置原则上应该一致。然而，多个销70例如借助O型环等密封构件被设置于在载置台ST设置的多个孔，因此有时各销70与密封构件之间的摩擦的状态产生偏差。当在各销70与密封构件之间的摩擦的状态产生偏差时，多个销70的驱动速度产生偏差，作为结果，有可能使多个销70的高度位置产生差异。
在测定出的多个销70的高度位置不一致的情况下(步骤S105中的“否”)，控制部66使用多个销70的高度位置来从多个销70中选择作为速度控制的基准的基准销(步骤S106)。例如，控制部66将多个销70中的高度位置最低的销70或高度位置最高的销70选择为基准销。
接着，控制部66针对选择出的基准销，估计从测定多个销70的高度位置起经过“规定时间”后的基准销的高度位置即基准高度位置(步骤S107)。具体地说，控制部66基于从开始驱动多个销70起到测定定时为止的经过时间以及在测定定时测定出的基准销的高度位置，来计算测定定时的基准销的驱动速度。然后，控制部66基于计算出的基准销的驱动速度、上述的“规定时间”以及在测定定时测定出的基准销的高度位置，来估计基准高度位置。
接下来，控制部66计算用于使除了基准销以外的其它销的高度位置与估计出的基准高度位置一致的调整速度(步骤S108)。具体地说，控制部66基于基准高度位置、测定定时的其它销的高度位置以及上述的“规定时间”来计算调整速度。
接下来，控制部66控制用于驱动其它销的驱动部72来将其它销的驱动速度调整为调整速度(步骤S109)。像这样，其它销的驱动速度被调整为用于使其它销的高度位置与基准高度位置一致的调整速度，因此在经过了上述的“规定时间”的时间点，基准销的高度位置与除了基准销以外的其它销的高度位置之差得到抑制。作为结果，能够抑制因支承晶圆W的多个销70的高度位置之差产生的晶圆W的位置偏移。
接下来，控制部66进行待机(步骤S110中的“否”)直到经过上述的“规定时间”为止。然后，当经过上述的“规定时间”时(步骤S110中的“是”)，控制部66为了对多个销70的高度位置分别重新进行测定而使处理返回到步骤S103。由此，每当从上次测定多个销70的高度起经过上述的“规定时间”时，对多个销70的高度位置分别重新进行测定。然后，重复执行基准销的选择、基准高度位置的估计以及其它销的驱动速度的调整直到重新测定的多个销70的高度位置一致为止(步骤S103、S104中的“否”、S105中的“否”、S106～S110)。由此，能够持续使多个销70的高度位置一致，因此能够进一步抑制晶圆W的位置偏移。
另一方面，在测定出的多个销70的高度位置一致的情况下(步骤S105中的“是”)，控制部66判定各销70的驱动速度是否一致(步骤S111)。在各销70的驱动速度一致的情况下(步骤S111中的“是”)，控制部66不需要进行驱动速度的调整，因此使处理返回到步骤S103。
另一方面，在各销70的驱动速度不一致的情况下(步骤S111中的“否”)，由于其它销的驱动速度已被暂时调整为调整速度，因此控制部66进行以下处理。即，控制部66控制用于驱动其它销70的驱动部72来将其它销的驱动速度调整为基准销的驱动速度(步骤S112)，使处理返回到步骤S103。通过其它销的驱动速度被调整为基准销的驱动速度，各销70的驱动速度一致。
接着，参照图4来说明图3所示的销控制方法的具体例。图4是示出一个实施方式所涉及的销控制方法的具体例的图。在图4中，横轴表示时间，纵轴表示多个销70的高度位置。在此，作为多个销70，设置有三个销70(销#1～#3)。
首先，在某个时刻0，开始驱动销#1～#3。此时，销#1～#3的驱动速度被设定为相同的速度。
在开始驱动销#1～#3后，在作为测定定时的时刻t1，对销#1～#3的高度位置分别进行测定。在图4的例子中，销#2的高度位置h2与销#3的高度位置h3一致，销#1的高度位置h1比销#2的高度位置h2和销#3的高度位置h3低。即，由于销#1与对应的密封构件之间的摩擦，在时刻t1，销#1的驱动速度比初始设定的速度慢。
然后，使用所测定出的高度位置h1～h3来从销#1～#3中选择作为速度控制的基准的基准销。在图4的例子中，销#1～#3中的高度位置最低的销#1被选择为基准销。
当销#1被选择为基准销时，针对销#1，估计从时刻t1起经过规定时间α后的时刻t2的高度位置即基准高度位置h1′。具体地说，基于从时刻0到时刻t1为止的经过时间t1以及在时刻t1测定出的基准销(也就是销#1)的高度位置h1来计算时刻t1的销#1的驱动速度v1。销#1的驱动速度v1由下面的式(1)表示。
v1＝h1/t1…(2)
然后，基于计算出的销#1的驱动速度v1、规定时间α、在时刻t1测定出的销#1的高度位置h1来估计基准高度位置h1′。基准高度位置h1′由下面的式(2)表示。
h1′＝h1+α·v1…(2)
当估计出基准高度位置h1′时，计算用于使除了基准销(也就是销#1)以外的其它销的高度位置与基准高度位置h1′一致的调整速度v2。由于销#2的高度位置h2与销#3的高度位置h3一致，因此，在此设为除了基准销以外的其它销为销#2来进行说明。具体地说，基于基准高度位置h1′、时刻t1的其它销(也就是销#2)的高度位置h2以及规定时间α，来计算用于使销#2的高度位置与基准高度位置h1′一致的调整速度v2。调整速度v2由下面的式(3)表示。
v2＝(h1′-h2)/α…(3)
此外，由于销#2的高度位置h2与销#3的高度位置h3一致，因此用于使销#3与基准高度位置h1′一致的调整速度v3由下面的式(4)表示。
v3＝(h1′-h3)/α＝(h1′-h2)/α＝v2…(4)
接下来，控制用于驱动其它销(也就是销#2、#3)的驱动部72来将销#2、#3的驱动速度调整为调整速度v2。由此，在从时刻t1起经过规定时间α后的时刻t2，作为基准销的销#1的高度位置与作为除了基准销以外的其它销的销#2、#3的高度位置之差得到抑制。在图4的例子中，在时刻t2，销#1～#3的高度位置之差为0。
如以上那样，根据一个实施方式，对支承晶圆W并被多个驱动部72分别上下地驱动的多个销70的高度位置分别进行测定，使用所测定出的多个销70的高度位置来从多个销70中选择作为速度控制的基准的基准销，针对选择出的基准销，估计从测定多个销70的高度位置起经过规定时间后的高度位置即基准高度位置，计算用于使除了基准销以外的其它销的高度位置与估计出的基准高度位置一致的调整速度，控制用于驱动其它销的驱动部72来将其它销的驱动速度调整为调整速度。因此，多个销70的高度位置之差得到抑制。作为结果，能够抑制因支承晶圆W的多个销70的高度位置之差产生的晶圆W的位置偏移。
(其它实施方式)
以上，对一个实施方式所涉及的销控制方法和基板处理装置进行了说明，但实施方式并不限定于此。下面，对其它实施方式进行说明。
在上述的实施方式中，以使多个销70上升的情况下的销控制方法为例进行了说明，但也可以在使多个销70下降的情况下应用公开的销控制方法。即，也可以是，在使从搬送臂接收到晶圆W的多个销70朝向载置台ST下降的情况下，应用公开的销控制方法。在该情况下，在图3所示的流程图中，在判定是否所有的销70的高度位置都达到了规定位置的情况下(步骤S104)，作为“规定位置”，例如能够采用载置台ST的载置面或距该载置面规定距离的下方的基准面。

Claims (7)

1.一种销控制方法，其特征在于，
对支承基板并被多个驱动部分别上下地驱动的多个销的高度位置分别进行测定，
使用所测定出的所述多个销的高度位置来从所述多个销中选择作为速度控制的基准的基准销，
针对选择出的所述基准销，估计从测定所述多个销的高度位置起经过规定时间后的高度位置即基准高度位置，
计算用于使除了所述基准销以外的其它销的高度位置与估计出的所述基准高度位置一致的调整速度，控制用于驱动所述其它销的驱动部来将所述其它销的驱动速度调整为所述调整速度。
2.根据权利要求1所述的销控制方法，其特征在于，
在所述选择的处理中，在测定出的所述多个销的高度位置不一致的情况下，将所述多个销中的高度位置最低的销或高度位置最高的销选择为所述基准销。
3.根据权利要求1或2所述的销控制方法，其特征在于，
在所述估计的处理中，基于从所述多个驱动部开始驱动所述多个销起到测定所述多个销的高度位置的测定定时为止的经过时间以及在所述测定定时测定出的所述基准销的高度位置，来计算所述测定定时的所述基准销的驱动速度，基于计算出的所述基准销的驱动速度、所述规定时间以及在所述测定定时测定出的所述基准销的高度位置，来估计所述基准高度位置。
4.根据权利要求1所述的销控制方法，其特征在于，
在所述测定的处理中，每当从上次测定所述多个销的高度位置起经过所述规定时间时，对所述多个销的高度位置分别重新进行测定，
重复执行所述选择的处理、所述估计的处理以及所述调整的处理，直到重新测定的所述多个销的高度位置一致为止。
5.根据权利要求4所述的销控制方法，其特征在于，
在所述调整的处理中，在所述多个销的高度位置一致的情况下，控制用于驱动所述其它销的驱动部来将所述其它销的驱动速度调整为所述基准销的驱动速度。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的销控制方法，其特征在于，
所述多个销的高度位置为以所述基板的载置台的载置面或距该载置面规定距离的下方的基准面为基准的所述多个销的顶端的位置。
7.一种基板处理装置，其特征在于，具有：
处理容器；
载置台，其设置在所述处理容器内，用于载置基板；
多个销，所述多个销以从所述载置台的载置面突出和退回自如的方式设置于所述载置台来进行所述基板的交接；
多个驱动部，所述多个驱动部分别上下地驱动所述多个销；
多个测定器，所述多个测定器分别测定所述多个销的高度位置；以及
控制部，其使得对支承所述基板并被所述多个驱动部分别上下地驱动的所述多个销的高度位置分别进行测定，使用所测定出的所述多个销的高度位置来从所述多个销中选择作为速度控制的基准的基准销，针对选择出的所述基准销，估计从测定所述多个销的高度位置起经过规定时间后的高度位置即基准高度位置，计算用于使除了所述基准销以外的其它销的高度位置与估计出的所述基准高度位置一致的调整速度，控制用于驱动所述其它销的驱动部来将所述其它销的驱动速度调整为所述调整速度。
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