JP2022139929A - 基板処理装置及び基板処理装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】処理容器内において基板載置台又は基板載置台に載置された基板に関する各種測定を行うこと。
【解決手段】基板処理装置は、処理容器と、基板載置台と、回転アームと、センサと、回転機構とを有する。処理容器は、複数の処理空間が内部に形成される。基板載置台は、複数の処理空間の各々に配置される。回転アームは、基板を保持可能なエンドエフェクタを備え、回転軸が複数の処理空間それぞれから等距離の位置に位置する。センサは、回転アームのエンドエフェクタの基板保持面とは反対側の裏面に設けられる。回転機構は、処理容器内においてセンサが基板載置台又は基板載置台に載置された基板と対向する位置に移動するように回転アームを回転させる。
【選択図】図7
【解決手段】基板処理装置は、処理容器と、基板載置台と、回転アームと、センサと、回転機構とを有する。処理容器は、複数の処理空間が内部に形成される。基板載置台は、複数の処理空間の各々に配置される。回転アームは、基板を保持可能なエンドエフェクタを備え、回転軸が複数の処理空間それぞれから等距離の位置に位置する。センサは、回転アームのエンドエフェクタの基板保持面とは反対側の裏面に設けられる。回転機構は、処理容器内においてセンサが基板載置台又は基板載置台に載置された基板と対向する位置に移動するように回転アームを回転させる。
【選択図】図7
Description
本開示は、基板処理装置及び基板処理装置の制御方法に関する。
研磨装置において、研磨を行うための処理空間の外部にインラインモニタを設け、研磨後の基板を処理空間の外部へ搬送し、インラインモニタにより基板の膜厚等の測定を行うことが提案されている(特許文献1)。また、基板処理システムにおける基板(以下、ウエハともいう。)に対して処理を行う基板処理装置として、複数のウエハを同時に1つの処理容器内で処理する形態の基板処理装置が知られている(特許文献2)。
本開示は、処理容器内において基板載置台又は基板載置台に載置された基板に関する各種測定を行うことができる基板処理装置及び基板処理装置の制御方法を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、処理容器と、基板載置台と、回転アームと、センサと、回転機構とを有する。処理容器は、複数の処理空間が内部に形成される。基板載置台は、複数の処理空間の各々に配置される。回転アームは、基板を保持可能なエンドエフェクタを備え、回転軸が複数の処理空間それぞれから等距離の位置に位置する。センサは、回転アームのエンドエフェクタの基板保持面とは反対側の裏面に設けられる。回転機構は、処理容器内においてセンサが基板載置台又は基板載置台に載置された基板と対向する位置に移動するように回転アームを回転させる。
本開示によれば、処理容器内において基板載置台又は基板載置台に載置された基板に関する各種測定を行うことができる。
以下に、開示する基板処理装置及び基板処理装置の制御方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。
複数のウエハを同時に1つの処理容器内で処理する形態の基板処理装置では、各処理空間の間でウエハを搬送するために、処理容器の中央部にウエハを保持可能な回転アームを設ける場合がある。処理容器の中央部に回転アームを設けた構成では、処理容器内において基板載置台又は基板載置台に載置された基板に関する各種測定を行う点までは考慮されていない。そこで、処理容器内において基板載置台又は基板載置台に載置された基板に関する各種測定を行うことが期待されている。
[基板処理装置の構成]
図1は、本開示の一実施形態における基板処理装置の構成の一例を示す分解斜視図である。本実施形態では、図1に示す基板処理装置2を、例えばウエハWにプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)処理を行なう成膜装置に適用した例について説明する。図1に示すように、基板処理装置2は、平面視長方形の処理容器(真空容器)20を備えている。処理容器20は、内部を真空雰囲気に維持可能に構成される。処理容器20は、後述するガス供給部4およびマニホールド36で上面の開放部を閉塞して構成される。なお、図1では、処理空間S1~S4と、回転アーム3との関係が判りやすいように、内部の隔壁等を省略している。処理容器20の、図示しない真空搬送室に接続される側の側面には、Y方向に並ぶように2個の搬入出口21が形成されている。搬入出口21は、図示しないゲートバルブによって開閉される。
図1は、本開示の一実施形態における基板処理装置の構成の一例を示す分解斜視図である。本実施形態では、図1に示す基板処理装置2を、例えばウエハWにプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)処理を行なう成膜装置に適用した例について説明する。図1に示すように、基板処理装置2は、平面視長方形の処理容器(真空容器)20を備えている。処理容器20は、内部を真空雰囲気に維持可能に構成される。処理容器20は、後述するガス供給部4およびマニホールド36で上面の開放部を閉塞して構成される。なお、図1では、処理空間S1~S4と、回転アーム3との関係が判りやすいように、内部の隔壁等を省略している。処理容器20の、図示しない真空搬送室に接続される側の側面には、Y方向に並ぶように2個の搬入出口21が形成されている。搬入出口21は、図示しないゲートバルブによって開閉される。
処理容器20の内部には、複数の処理空間S1~S4が設けられている。処理空間S1~S4には、それぞれ載置台22が配置されている。載置台22は、基板載置台の一例であり、上下方向に移動可能である。載置台22は、ウエハWの処理時には上部に移動し、ウエハWの搬送時には下部に移動する。処理空間S1~S4の下部には、処理空間S1~S4を接続し、回転アーム3によってウエハWの搬送が行われる搬送空間Tが設けられている。また、処理空間S1,S2の下部の搬送空間Tは、各搬入出口21と接続され、図示しない基板搬送機構により真空搬送室との間でウエハWの搬入出が行われる。なお、基板搬送機構は、基板処理装置2に一括して2枚のウエハWを受け渡すように、基板搬送機構の基板保持部は例えば2枚のウエハWを同時に保持できるように構成されている。
処理空間S1~S4の各載置台22は、上面側から見たとき、2行2列にレイアウトされている。当該レイアウトは、行間隔と列間隔とが異なる寸法となっている。つまり、載置台22のY方向ピッチ(行間隔)のピッチPyと、X方向ピッチ(列間隔)のピッチPxとを比べると、ピッチPy>ピッチPxとなっている。
図2は、待機位置における処理空間と回転アームの位置関係の一例を示す図である。図3は、ウエハの保持位置における処理空間と回転アームの位置関係の一例を示す図である。図2および図3に示すように、回転アーム3は、載置台22のそれぞれに載置するウエハWを保持可能な4つのエンドエフェクタ32と、2行2列のレイアウトの中心位置に回転軸が位置するベース部材33とを有する。4つのエンドエフェクタ32は、X形状となるようにベース部材33に接続される。つまり、回転アーム3は、複数の処理空間S1~S4と同数のエンドエフェクタ32を有する。また、ベース部材33の回転軸、すなわち、回転アーム3の回転軸は、複数の処理空間S1~S4それぞれから等距離の位置に位置する。回転アーム3におけるX形状は、図3に示すウエハWの保持位置において、X形状の行間隔に対応するY方向の寸法と、前記列間隔に対応するX方向の寸法とが異なる構成となっている。
回転アーム3は、図2に示す待機位置において、処理空間S1~S4のそれぞれの間に位置することで、各載置台22の上下方向の移動を妨げない。図2では、各載置台22にウエハWが載置された状態である。この状態から例えば1列目と2列目のウエハWを入れ替えるように搬送する場合、つまり、処理空間S1,S2のウエハWを処理空間S3,S4に搬送し、処理空間S3,S4のウエハWを処理空間S1,S2に搬送する場合の回転アーム3の動きについて説明する。
まず、各載置台22を下側の搬送空間Tの受け渡し位置まで移動させ、各載置台22に設けられた後述するリフトピン26を上昇させてウエハWを持ち上げる。次に、回転アーム3を時計回りに約30°回転させて、図3に示すように各エンドエフェクタ32を載置台22とウエハWとの間に挿入する。続いて、リフトピン26を下降させて各エンドエフェクタ32にウエハWを載置する。次に、回転アーム3を時計回りに180°回転させ、各載置台22上の保持位置にウエハWを搬送する。各載置台22がリフトピン26を上昇させてウエハWを受け取ると、回転アーム3を反時計回りに約30°回転させて、待機位置に移動する。このように、回転アーム3によって、1列目と2列目のウエハWを入れ替えるように搬送することができる。これにより、例えば、処理空間S1,S2と、処理空間S3,S4とで異なる処理を繰り返すような場合(例えば、成膜処理とアニール処理とを繰り返す場合。)において、ウエハWの搬送に関する時間を短縮することができる。
図4は、本実施形態における基板処理装置内のウエハの移動経路の一例を示す図である。図4では、図示しない真空搬送室から基板処理装置2の内部にウエハWを搬送する場合の移動経路を説明する。まず、真空搬送室の図示しない基板搬送機構により、経路F1で示すように、同じ列の載置台22に対応する処理空間S1,S2の下部における搬送空間Tの受け渡し位置において、各載置台22に2枚同時にウエハWが搬入される。処理空間S1,S2の各載置台22がリフトピン26を上昇させてウエハWを受け取る。
次に、回転アーム3を待機位置から時計回りに約30°回転させて、エンドエフェクタ32を処理空間S1,S2の下部の受け渡し位置にある載置台22とウエハWとの間に挿入し、リフトピン26を下降させて各エンドエフェクタ32にウエハWを載置する。ウエハWを載置すると、経路F2で示すように、回転アーム3を時計回りに180°回転させ、処理空間S3,S4の下部における搬送空間Tの受け渡し位置にある載置台22上(回転アーム3の保持位置。)にウエハWを搬送する。処理空間S3,S4の下部の受け渡し位置にある載置台22が、リフトピン26を上昇させてウエハWを受け取ると、回転アーム3を反時計回りに約30°回転させて、待機位置に移動する。この状態において、処理空間S1,S2の載置台22にはウエハWが載置されておらず、処理空間S3,S4の載置台22にはウエハWが載置されている。続いて、真空搬送室の基板搬送機構により、経路F1で示すように、処理空間S1,S2の下部の受け渡し位置において、各載置台22に2枚同時にウエハWが搬入され、処理空間S1,S2の載置台22にウエハWが載置されることで、処理空間S1~S4の全ての載置台22にウエハWが載置される。
搬出時も同様に、まず、処理空間S1,S2の下部の受け渡し位置にある載置台22に載置されたウエハWを、基板搬送機構により真空搬送室に先に搬出する。次に、処理空間S3,S4の下部の受け渡し位置にある載置台22に載置されたウエハWを、回転アーム3により処理空間S1,S2の下部の受け渡し位置にある載置台22に搬送する。続いて、処理空間S1,S2の下部の受け渡し位置にある載置台22に載置されたウエハWを、基板搬送機構により真空搬送室に搬出する。このように、2枚同時にウエハWを搬入出可能な基板搬送機構と、回転アーム3とを用いることで、処理空間S1~S4に対してウエハWを搬入出することができる。
また、回転アーム3によるウエハWの搬送の際に、搬送先の載置台22に対するウエハWのずれを検知して、載置台22をXY平面内で微小に移動させることで、ウエハWのずれを補正するようにしてもよい。この場合、基板処理装置2は、回転アーム3に保持されたウエハWの回転軌跡上であって、行間隔内または列間隔内の回転対称の位置それぞれに、ウエハWのずれを検知するずれ検知センサを有する。図4の例では、行間隔内である、処理空間S1とS2の間、および、処理空間S3とS4の間に、それぞれセンサ31a,31bを有する。
センサ31a,31bは、それぞれ、例えば2つの光学センサの組であって、基板処理装置2の中心、つまり2行2列のレイアウトの中心位置を通るX方向の直線上に配置される。これは、処理容器20の熱膨張による膨張方向を2つのセンサで同一方向とすることで、誤差を少なくするためである。なお、センサ31a,31bの配置位置は、基板処理装置2の中心を通る直線上であれば、X方向に限られない。基板処理装置2は、センサ31a,31bで検出されたウエハWの前後のエッジと、回転アーム3に設けられた図示しないエンコーダの出力結果とを比較することで、ウエハWのずれ量を検知する。
図4の例では、ポジションP24が、処理空間S2からS4への搬送時にウエハWの後側のエッジがセンサ31bを通過した状態を示し、ポジションP42が、処理空間S4からS2への搬送時にウエハWの後側のエッジがセンサ31aを通過した状態を示している。基板処理装置2は、検知したずれ量に応じて載置台22をXY平面内で微小に移動させることで、ウエハWのずれを補正することができる。つまり、基板処理装置2は、載置台22が上昇したときに、ウエハWが処理空間S1~S4の中心に位置するようにずれを調整する。なお、ここで言う微小とは、5mm以内程度のことである。
図5は、本実施形態における基板処理装置の排気経路の一例を示す図である。図5では、後述するガス供給部4を外した状態で処理容器20を上面から見た場合を示している。図5に示すように、基板処理装置2の中心には、マニホールド36が配置される。マニホールド36は、処理空間S1~S4に接続される複数の排気路361を有する。各排気路361は、マニホールド36の中心下部において、後述するスラストナット35の孔351に接続される。各排気路361は、処理空間S1~S4の上部に設けられた各ガイド部材362内の環状の流路363に接続される。つまり、処理空間S1~S4内のガスは、流路363、排気路361、孔351を経由して、後述する合流排気口205へと排気される。なお、マニホールド36は、排気マニホールドの一例である。
図6は、本実施形態における基板処理装置の構成の一例を示す概略断面図である。図6の断面は、図5に示す基板処理装置2のA-A線における断面に相当する。4つの処理空間S1~S4は互いに同様に構成され、各々、ウエハWが載置される載置台22と、載置台22と対向して配置されたガス供給部4との間に形成される。言い換えると、処理容器20内には、4つの処理空間S1~S4それぞれについて、載置台22およびガス供給部4が設けられている。図6には、処理空間S1とS3とを示している。以下、処理空間S1を例にして説明する。
載置台22は、下部電極を兼用するものであり、例えば金属もしくは、金属メッシュ電極を埋め込んだ窒化アルミ(AlN)からなる扁平な円柱状に形成される。載置台22は、支持部材23により下方から支持されている。支持部材23は、円筒状に形成され、鉛直下方に延伸し、処理容器20の底部27を貫通している。支持部材23の下端部は、処理容器20の外部に位置し、回転駆動機構600に接続されている。支持部材23は、回転駆動機構600により回転される。載置台22は、支持部材23の回転に応じて回転可能に構成されている。つまり、載置台22は自転可能に構成されている。また、支持部材23の下端部には、載置台22の位置(及び傾き)を調整する調整機構700が設けられている。載置台22は、調整機構700により支持部材23を介して処理位置と受け渡し位置との間で昇降可能に構成されている。図6には、実線にて受け渡し位置にある載置台22を描き、破線にて処理位置にある載置台22をそれぞれ示している。また、受け渡し位置では、エンドエフェクタ32を載置台22とウエハWとの間に挿入し、リフトピン26からウエハWを受け取る状態を示している。なお、処理位置とは、基板処理(例えば、成膜処理)を実行するときの位置であり、受け渡し位置とは、図示しない基板搬送機構またはエンドエフェクタ32との間でウエハWの受け渡しを行う位置である。
載置台22には、ヒーター24が埋設されている。ヒーター24は、載置台22に載置された各ウエハWを例えば60℃~600℃程度に加熱する。また、載置台22は、接地電位に接続されている。
また、載置台22には、複数(例えば3つ)のピン用貫通孔26aが設けられており、これらのピン用貫通孔26aの内部には、それぞれリフトピン26が配置されている。ピン用貫通孔26aは、載置台22の載置面(上面)から載置面に対する裏面(下面)まで貫通するように設けられている。リフトピン26は、ピン用貫通孔26aにスライド可能に挿入されている。リフトピン26の上端は、ピン用貫通孔26aの載置面側に吊り下げられている。すなわち、リフトピン26の上端は、ピン用貫通孔26aよりも大きい径を有しており、ピン用貫通孔26aの上端には、リフトピン26の上端よりも径及び厚みが大きく且つリフトピン26の上端を収容可能な凹部が形成されている。これにより、リフトピン26の上端は、載置台22に係止されてピン用貫通孔26aの載置面側に吊り下げられる。また、リフトピン26の下端は、載置台22の裏面から処理容器20の底部27側へ突出しており、不図示の昇降機構に当接可能に設けられている。
載置台22を処理位置まで上昇させた状態では、リフトピン26の上端がピン用貫通孔26aの載置面側の凹部に収納される。この状態から載置台22を受け渡し位置に下降させるとともに、リフトピン26を不図示の昇降機構により上昇させると、リフトピン26の上端が載置台22の載置面から突出する。
ガス供給部4は、処理容器20の天井部における、載置台22の上方に、絶縁部材よりなるガイド部材362を介して設けられている。ガス供給部4は、上部電極としての機能を有する。ガス供給部4は、蓋体42と、載置台22の載置面と対向するように設けられた対向面をなすシャワープレート43と、蓋体42とシャワープレート43との間に形成されたガスの通流室44とを有する。蓋体42には、ガス供給管51が接続されると共に、シャワープレート43には、厚さ方向に貫通するガス吐出孔45が例えば縦横に配列され、ガスがシャワー状に載置台22に向けて吐出される。
各ガス供給部4は、ガス供給管51を介してガス供給系50に接続されている。ガス供給系50は、例えば処理ガスである反応ガス(成膜ガス)や、パージガス、クリーニングガスの供給源や、配管、バルブV、流量調整部M等を備えている。ガス供給系50は、例えば、クリーニングガス供給源53と、反応ガス供給源54と、パージガス供給源55と、それぞれの供給源の配管に設けられたバルブV1~V3、および、流量調整部M1~M3とを有する。
クリーニングガス供給源53は、流量調整部M1、バルブV1、リモートプラズマユニット(RPU:Remote Plasma Unit)531を介して、クリーニングガス供給路532に接続される。クリーニングガス供給路532は、RPU531の下流側にて4系統に分岐し、それぞれガス供給管51に接続されている。RPU531の下流側には分岐された分岐管毎にバルブV11~V14が設けられ、クリーニング時は対応するバルブV11~V14を開く。なお、図6では便宜上、バルブV11、V14のみが示されている。
反応ガス供給源54およびパージガス供給源55は、それぞれ流量調整部M2,M3、および、バルブV2,V3を介して、ガス供給路52に接続される。ガス供給路52は、ガス供給管510を介してガス供給管51に接続される。なお、図6中、ガス供給路52およびガス供給管510は、各ガス供給部4に対応する各供給路および各供給管を纏めて示したものである。
シャワープレート43には、整合器40を介して高周波電源41が接続されている。シャワープレート43は、載置台22に対向する上部電極としての機能を有する。上部電極であるシャワープレート43と下部電極である載置台22との間に高周波電力を印加すると、容量結合により、シャワープレート43から処理空間S1に供給されたガスを(本例では反応ガス)をプラズマ化することができる。
続いて、処理空間S1~S4から合流排気口205への排気経路について説明する。図5および図6に示すように、排気経路は、処理空間S1~S4の上部に設けられた各ガイド部材362内の環状の流路363から各排気路361を通り、マニホールド36の中心下部の合流部、孔351を経由して、合流排気口205へと向かう。なお、排気路361は、断面が、例えば円形状に形成されている。
各処理空間S1~S4の周囲には、各処理空間S1~S4をそれぞれ囲むように排気用のガイド部材362が設けられている。ガイド部材362は、例えば処理位置にある載置台22の周囲の領域を、当該載置台22に対して間隔を開けて囲むように設けられた環状体である。ガイド部材362は、内部に例えば縦断面が矩形状であって、平面視、環状の流路363を形成するように構成されている。図5では、処理空間S1~S4、ガイド部材362、排気路361およびマニホールド36を概略的に示している。
ガイド部材362は、処理空間S1~S4に向けて開口するスリット状のスリット排気口364を形成する。このようにして、各々の処理空間S1~S4の側周部にスリット排気口364が周方向に沿って形成されることになる。流路363には排気路361が接続され、スリット排気口364から排気された処理ガスをマニホールド36の中心下部の合流部、孔351へ向けて通流させる。
処理空間S1-S2,S3-S4の組は、図5に示すように、上面側から見たとき、マニホールド36を囲んで180°回転対称に配置されている。これにより、各処理空間S1~S4からスリット排気口364、ガイド部材362の流路363、排気路361を介して孔351に至る処理ガスの通流路は、孔351を囲んで180°回転対称に形成されていることになる。
孔351は、処理容器20の中心部に配置された2軸真空シール34のスラスト配管341の内側である合流排気口205を介して排気管61に接続されている。排気管61は、バルブ機構7を介して真空排気機構をなす真空ポンプ62に接続されている。真空ポンプ62は、例えば一つの処理容器20に一つ設けられており、各真空ポンプ62の下流側の排気管は合流して、例えば工場排気系に接続される。
バルブ機構7は、排気管61内に形成された処理ガスの通流路を開閉するものであり、例えばケーシング71と、開閉部72とを有する。ケーシング71の上面には、上流側の排気管61と接続される第1の開口部73、ケーシング71の側面には下流側の排気管と接続される第2の開口部74がそれぞれ形成されている。
開閉部72は、例えば第1の開口部73を塞ぐ大きさに形成された開閉弁721と、ケーシング71の外部に設けられ、開閉弁721をケーシング71内において昇降させる昇降機構722とを有する。開閉弁721は、図6に一点鎖線で示す第1の開口部73を塞ぐ閉止位置と、図6に実線で示す第1および第2の開口部73,74よりも下方側に退避する開放位置との間で昇降自在に構成される。開閉弁721が閉止位置にあるときには、合流排気口205の下流端が閉じられて、処理容器20内の排気が停止される。また、開閉弁721が開放位置にあるときには、合流排気口205の下流端が開かれて、処理容器20内が排気される。
続いて、2軸真空シール34およびスラストナット35について説明する。2軸真空シール34は、スラスト配管341と、軸受342,344と、ロータ343と、本体部345と、磁性流体シール346,347と、ダイレクトドライブモータ348とを有する。
スラスト配管341は、回転しない中心軸であり、スラストナット35を介して、基板処理装置2の中心上部にかかるスラスト荷重を受け止める。つまり、スラスト配管341は、処理空間S1~S4を真空雰囲気とした際に、基板処理装置2の中心部にかかる真空荷重を受け止めることで、基板処理装置2の上部の変形を抑制する。また、スラスト配管341は、中空構造であり、その内部は合流排気口205となっている。スラスト配管341の上面は、スラストナット35の下面と当接される。また、スラスト配管341の上部の内面と、スラストナット35の内周側の凸部の外面との間は、図示しないOリングによって密封されている。また、スラスト配管341の下面は、本体部345に図示しないボルトにより固定される。
スラストナット35の外周側面は、ネジ構造となっており、スラストナット35は処理容器20の中心部の隔壁に螺合されている。処理容器20の中心部は、その上部にマニホールド36が設けられている。スラスト荷重は、マニホールド36、処理容器20の中心部の隔壁、スラストナット35およびスラスト配管341で受け止めることになる。なお、マニホールド36の下面は、その一部がスラストナット35の上面と接している。
軸受342は、ロータ343をスラスト配管341側で保持するラジアル軸受である。軸受344は、ロータ343を本体部345側で保持するラジアル軸受である。ロータ343は、スラスト配管341と同心円に配置され、回転アーム3の中心における回転軸である。また、ロータ343には、ベース部材33が接続されている。ロータ343が回転することで、回転アーム3、つまりエンドエフェクタ32およびベース部材33が回転する。
本体部345は、その内部に軸受342,344と、ロータ343と、磁性流体シール346,347と、ダイレクトドライブモータ348を格納する。磁性流体シール346,347は、ロータ343の内周側および外周側に配置され、処理空間S1~S4を外部に対して密封する。ダイレクトドライブモータ348は、回転機構の一例であり、ロータ343と接続され、ロータ343を駆動することで回転アーム3を回転させる。また、本体部345は、図示しないボルトにより処理容器20の底部27(底面)に固定され、スラスト配管341にかかるスラスト荷重は、本体部345を介して処理容器20で受け止めることになる。
言い換えると、ロータ343は、内部が中空である回転筒の一例であり、同軸磁性流体シールの一例である2軸真空シール34の外筒に対応する。また、ロータ343は、各処理空間S1~S4のそれぞれから等距離の場所に位置することになる。一方、スラスト配管341は、ロータ343の内周側の中空部に位置し、その内部の合流排気口205は、排気経路の一例であり、2軸真空シール34の内筒に対応する。また、スラスト配管341の上面は、スラストナット35を介して、処理容器20の中心部の隔壁、つまり処理容器20の上壁に固定されている。すなわち、スラスト配管341は、処理容器20の中心部の隔壁、および、スラストナット35を介して、マニホールド36を処理容器20の底壁(底部27)に対して支持する。
このように、2軸真空シール34は、1軸目の回転しない中心軸であるスラスト配管341が処理容器20の上部の荷重を支えつつ、ガス排気配管の役目を担い、2軸目のロータ343が回転アーム3を回転させる役目を担う。
基板処理装置2は、制御部8を有する。制御部8は、例えば、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータである。制御部8は、基板処理装置2の各部を制御する。制御部8は、入力装置を用いて、オペレータが基板処理装置2を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、制御部8では、表示装置により、基板処理装置2の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部8の記憶部には、基板処理装置2で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラム、および、レシピデータ等が格納されている。制御部8のプロセッサが制御プログラムを実行して、レシピデータに従って基板処理装置2の各部を制御することにより、所望の基板処理や測定処理が基板処理装置2で実行される。
[エンドエフェクタの裏面の構成]
また、基板処理装置2は、処理容器20内において、回転アーム3を回転させることで、載置台22又は載置台22に載置されたウエハWにセンサを近接させ、載置台22又はウエハWに関する測定を行ってもよい。この場合、基板処理装置2の回転アーム3のエンドエフェクタ32の基板保持面とは反対側の裏面32aには、図6及び図7に示すように、センサ81が設けられる。図7は、図6に示す回転アーム3をエンドエフェクタ32の裏面32a側から見た構成の一例を示す斜視図である。センサ81は、載置台22又は載置台22に載置されたウエハWと対向する位置において、載置台22又は載置台22に載置されたウエハWに関する測定を行うことができる。センサ81により載置台22に関して測定可能なパラメータとしては、温度、表面粗さ及びパーティクル数等が挙げられる。また、センサ81によりウエハWに関して測定可能なパラメータとしては、温度、膜厚、膜質、表面粗さ及びパーティクル数等が挙げられる。センサ81は、対象物の画像を撮像可能なイメージセンサであってもよい。
また、基板処理装置2は、処理容器20内において、回転アーム3を回転させることで、載置台22又は載置台22に載置されたウエハWにセンサを近接させ、載置台22又はウエハWに関する測定を行ってもよい。この場合、基板処理装置2の回転アーム3のエンドエフェクタ32の基板保持面とは反対側の裏面32aには、図6及び図7に示すように、センサ81が設けられる。図7は、図6に示す回転アーム3をエンドエフェクタ32の裏面32a側から見た構成の一例を示す斜視図である。センサ81は、載置台22又は載置台22に載置されたウエハWと対向する位置において、載置台22又は載置台22に載置されたウエハWに関する測定を行うことができる。センサ81により載置台22に関して測定可能なパラメータとしては、温度、表面粗さ及びパーティクル数等が挙げられる。また、センサ81によりウエハWに関して測定可能なパラメータとしては、温度、膜厚、膜質、表面粗さ及びパーティクル数等が挙げられる。センサ81は、対象物の画像を撮像可能なイメージセンサであってもよい。
制御部8は、測定を開始する場合、ダイレクトドライブモータ348(図6参照)を動作させ、処理容器20内においてセンサ81が載置台22又は載置台22に載置されたウエハWと対向する位置に移動するように回転アーム3を回転させる。そして、制御部8は、載置台22又は載置台22に載置されウエハWと対向する位置でセンサ81により載置台22又はウエハWに関する測定を行う。例えば、搬送空間Tの受け渡し位置に位置する各載置台22にウエハWが載置されている場合、制御部8は、回転アーム3を待機位置から時計回りに約30°回転させてセンサ81をウエハWと対向する位置まで移動させ、ウエハWに関する測定を行う。
このように、基板処理装置2は、処理容器20内においてセンサ81が載置台22又は載置台22に載置されたウエハWと対向する位置に移動するように回転アーム3を回転させ、該位置においてセンサ81により載置台22又はウエハWに関する測定を行う。これにより、基板処理装置2は、載置台22又はウエハWを処理容器20の外部へ搬送することなく、処理容器20内において載置台22又はウエハWに関する各種測定を行うことができる。
図8は、基板処理装置2の動作の一例を示す図である。図8には、回転アーム3の回転により、センサ81が載置台22に載置されたウエハWと対向する位置に移動した状態が示されている。センサ81は、エンドエフェクタ32の裏面32aのうち、少なくとも、裏面32aが載置台22又はウエハWと対向する場合に載置台22又はウエハWの中心から外周へ至る線分と対向可能な領域に設けられる。なお、載置台22が回転可能な場合には、載置台22又はウエハWの中心から外周を繋ぐ曲線と対向可能な領域にセンサ81を設けてもよい。かかる場合であっても、センサ81は、載置台22又はウエハWの中心から外周へ至る線分と対向可能な領域に設けられているということができる。図8の例では、センサ81は、載置台22又はウエハWの中心から外周へ至る線分に沿って延在する矩形状の領域に設けられる。
載置台22は、回転駆動機構600(図6参照)の駆動に応じて、回転可能に構成されている。センサ81は、ウエハWと対向する位置に移動した後、図8に示すように、載置台22が回転している状態で、ウエハWに関する測定を行う。これにより、基板処理装置2は、ウエハWの表面全体に対して各種測定を行うことができる。
センサ81は、複数の処理空間S1~S4と同数の4つのエンドエフェクタ32の各々の裏面32aに設けられている。これにより、基板処理装置2は、各処理空間S1~S4の載置台22又はウエハWに関する各種測定を同時に行うことができる。基板処理装置2は、4つのエンドエフェクタ32の各々の裏面32aのセンサ81が4つの処理空間S1~S4を巡回するように回転アーム3を回転させ、各処理空間S1~S4に関してセンサ81により測定される4つの測定値を平均化してもよい。
なお、センサ81は、必ずしも全てのエンドエフェクタ32の裏面32aに設けられることを要しない。例えば、4つのエンドエフェクタ32のうち1つのエンドエフェクタ32の裏面32aにセンサ81が設けられてもよい。この場合、基板処理装置2は、1つのエンドエフェクタ32の裏面32aの1つのセンサ81が各処理空間S1~S4の載置台22又はウエハWと対向する位置に順次移動するように回転アーム3を回転させる。これにより、基板処理装置2は、各処理空間S1~S4の載置台22又はウエハWを共通のセンサ81を用いて測定することができることから、センサ間の誤差に起因する処理空間S1~S4の間の測定誤差を低減することができる。
また、センサ81により測定を行う期間に、基板処理装置2は、調整機構700(図6参照)を動作させ、調整機構700による調整に応じて、載置台22又はウエハWをセンサ81のフォーカス位置に移動させてもよい。例えば、基板処理装置2は、センサ81が載置台22又はウエハWと対向する位置まで移動するように回転アーム3を回転させた後に、調整機構700を制御して、センサ81に近づくように載置台22を上昇させる。これにより、基板処理装置2は、載置台22又はウエハWに関してより精密な測定を行うことができる。
[変形例]
上記の実施形態では、回転アーム3のエンドエフェクタ32の裏面32aのうち、矩形状の領域にセンサ81を設ける場合を例に説明したが、裏面32aにセンサ81よりも小型のスポットセンサであるセンサ82を設けてもよい。このような形態を変形例として説明する。
上記の実施形態では、回転アーム3のエンドエフェクタ32の裏面32aのうち、矩形状の領域にセンサ81を設ける場合を例に説明したが、裏面32aにセンサ81よりも小型のスポットセンサであるセンサ82を設けてもよい。このような形態を変形例として説明する。
図9は、変形例におけるセンサ82の一例を説明するための図である。図9に示す回転アーム3のエンドエフェクタ32の基板保持面とは反対側の裏面32aには、実施形態のセンサ81よりも小型のスポットセンサであるセンサ82が設けられる。センサ82により載置台22又はウエハWに関して測定可能なパラメータは、センサ81により載置台22又はウエハWに関して測定可能なパラメータと同様である。
センサ82は、エンドエフェクタ32の裏面32aのうち、回転アーム3の回転軸を中心とし且つ載置台22の中心を通過する円弧A上に設定された局所的な位置に設けられる。
制御部8は、測定を開始する場合、ダイレクトドライブモータ348(図6参照)を動作させ、処理容器20内においてセンサ82が載置台22又は載置台22に載置されたウエハWと対向する位置に移動するように回転アーム3を回転させる。また、制御部8は、回転駆動機構600(図6参照)を動作させ、載置台22を回転させる。続いて、制御部8は、センサ82による測定期間に、載置台22が回転している状態で、ダイレクトドライブモータ348を動作させ、センサ82が円弧Aに沿って載置台22の中心と外周との間を移動するように回転アーム3を回転させる。図9には、センサ82が載置台22の中心に位置するときの回転アーム3を実線で示し、センサ82が載置台22の外周に位置するときの回転アーム3を二点鎖線で示している。これにより、基板処理装置2は、載置台22の表面全体又はウエハWの表面全体に対して各種測定を行うことができる。
なお、上記した実施形態では、2軸真空シール34におけるロータ343の駆動方法としてダイレクトドライブモータ348を用いたが、これに限定されない。例えば、ロータ343にプーリを設けて、2軸真空シール34の外部に設けたモータからタイミングベルトで駆動してもよい。また、外筒であるロータ343に設けたギヤと外部に設けたモータのギヤとの嵌合によるギヤ駆動としてもよい。なお、同様に、3軸真空シールにおける第1の回転筒および第2の回転筒の駆動方法においても、ダイレクトドライブモータによる駆動、タイミングベルトによる駆動、および、ギヤによる駆動のいずれを用いてもよい。
以上、本実施形態によれば、基板処理装置2は、処理容器20と、基板載置台(例えば、載置台22)と、回転アーム3と、センサ(例えば、センサ81、82)と、回転機構(例えば、ダイレクトドライブモータ348)とを有する。処理容器20は、複数の処理空間S1~S4が内部に形成される。基板載置台は、複数の処理空間S1~S4の各々に配置される。回転アーム3は、基板(例えば、ウエハW)を保持可能なエンドエフェクタ32を備え、回転軸が複数の処理空間S1~S4それぞれから等距離の位置に位置する。センサは、回転アーム3のエンドエフェクタ32の基板保持面とは反対側の裏面32aに設けられる。回転機構は、処理容器20内においてセンサが基板載置台又は基板載置台に載置された基板と対向する位置に移動するように回転アーム3を回転させる。その結果、処理容器20内において基板載置台又は基板載置台に載置された基板に関する各種測定を行うことができる。
また、本実施形態によれば、基板載置台は、回転可能に構成されてもよい。センサは、基板載置台又は基板と対向する位置に移動した後、基板載置台が回転している状態で、基板載置台又は基板に関する測定を行ってもよい。その結果、基板載置台の表面全体又は基板の表面全体に対して各種測定を行うことができる。
また、本実施形態によれば、センサ(例えば、センサ81)は、エンドエフェクタ32の裏面32aのうち、少なくとも、裏面32aが基板載置台又は基板と対向する場合に基板載置台又は基板の中心から外周へ至る線分と対向可能な領域に設けられてもよい。その結果、基板載置台の表面全体又は基板の表面全体に対して各種測定を行うことができる。
また、本実施形態によれば、センサ(例えば、センサ82)は、エンドエフェクタ32の裏面32aのうち、回転アーム3の回転軸を中心とし且つ基板載置台の中心を通過する円弧A上に設定された局所的な位置に設けられてもよい。その結果、小型のスポットセンサであるセンサ82が用いられる場合であっても、基板載置台の表面全体又は基板の表面全体に対して各種測定を行うことができる。
また、本実施形態によれば、基板処理装置2は、基板載置台の位置を調整する調整機構700をさらに有してもよい。基板載置台又は基板は、調整機構700による調整に応じて、センサのフォーカス位置に移動可能であってもよい。その結果、基板載置台又は基板に関してより精密な測定を行うことができる。
また、本実施形態によれば、回転アーム3は、複数の処理空間S1~S4と同数の複数のエンドエフェクタ32を備えてもよい。センサは、複数のエンドエフェクタ32の各々の裏面32aに設けられてもよい。その結果、各処理空間S1~S4の基板載置台又は基板に関する各種測定を同時に行うことができる。
また、本実施形態によれば、基板処理装置2の制御方法は、処理容器20と、基板載置台と、回転アーム3と、センサと、回転機構とを有する基板処理装置2の制御方法である。基板処理装置2の制御方法は、回転させる工程と、測定を行う工程とを含む。回転させる工程は、処理容器20内においてセンサが基板載置台又は基板載置台に載置された基板と対向する位置まで移動するように回転アーム3を回転機構により回転させる。測定を行う工程は、基板載置台又は基板と対向する位置でセンサにより基板載置台又は基板に関する測定を行う。その結果、処理容器20内において基板載置台又は基板載置台に載置された基板に関する各種測定を行うことができる。
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。
例えば、上記実施形態では、基板処理装置2が基板処理としてプラズマCVD処理を行なう装置である例を説明したが、プラズマエッチング等の他の基板処理を行う任意の装置に開示技術を適用してもよい。
2 基板処理装置
3 回転アーム
8 制御部
20 処理容器
32 エンドエフェクタ
32a 裏面
81、82 センサ
348 ダイレクトドライブモータ
700 調整機構
A 円弧
S1~S4 処理空間
T 搬送空間
W ウエハ
3 回転アーム
8 制御部
20 処理容器
32 エンドエフェクタ
32a 裏面
81、82 センサ
348 ダイレクトドライブモータ
700 調整機構
A 円弧
S1~S4 処理空間
T 搬送空間
W ウエハ
Claims (7)
- 複数の処理空間が内部に形成された処理容器と、
前記複数の処理空間の各々に配置された基板載置台と、
基板を保持可能なエンドエフェクタを備え、回転軸が前記複数の処理空間それぞれから等距離の位置に位置する回転アームと、
前記回転アームの前記エンドエフェクタの基板保持面とは反対側の裏面に設けられたセンサと、
前記処理容器内において前記センサが前記基板載置台又は前記基板載置台に載置された基板と対向する位置に移動するように前記回転アームを回転させる回転機構と
を有する、基板処理装置。 - 前記基板載置台は、回転可能に構成され、
前記センサは、前記基板載置台又は前記基板と対向する位置に移動した後、前記基板載置台が回転している状態で、前記基板載置台又は前記基板に関する測定を行う、請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記センサは、前記エンドエフェクタの前記裏面のうち、少なくとも、前記裏面が前記基板載置台又は前記基板と対向する場合に前記基板載置台又は前記基板の中心から外周へ至る線分と対向可能な領域に設けられる、請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記センサは、前記エンドエフェクタの前記裏面のうち、前記回転アームの回転軸を中心とし且つ前記基板載置台の中心を通過する円弧上に設定された局所的な位置に設けられ、
前記回転機構は、前記センサによる測定期間に、前記基板載置台が回転している状態で、前記センサが前記円弧に沿って前記基板載置台の中心と外周との間を移動するように前記回転アームを回転させる、請求項2に記載の基板処理装置。 - 前記基板載置台の位置を調整する調整機構をさらに有し、
前記基板載置台又は前記基板は、前記調整機構による調整に応じて、前記センサのフォーカス位置に移動可能である、請求項1~4のいずれか一つに記載の基板処理装置。 - 前記回転アームは、前記複数の処理空間と同数の複数の前記エンドエフェクタを備え、
前記センサは、複数の前記エンドエフェクタの各々の前記裏面に設けられる、請求項1~5のいずれか一つに記載の基板処理装置。 - 複数の処理空間が内部に形成された処理容器と、
前記複数の処理空間の各々に配置された基板載置台と、
基板を保持可能なエンドエフェクタを備え、回転軸が前記複数の処理空間それぞれから等距離の位置に位置する回転アームと、
前記回転アームの前記エンドエフェクタの基板保持面とは反対側の裏面に設けられたセンサと、
前記回転アームを回転させる回転機構と
を有する基板処理装置の制御方法であって、
前記処理容器内において前記センサが前記基板載置台又は前記基板載置台に載置された基板と対向する位置まで移動するように前記回転アームを前記回転機構により回転させる工程と、
前記基板載置台又は前記基板と対向する位置で前記センサにより前記基板載置台又は前記基板に関する測定を行う工程と
を含む、基板処理装置の制御方法。
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KR1020220026774A KR20220128284A (ko) | 2021-03-12 | 2022-03-02 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 제어 방법 |
CN202210202354.9A CN115132601A (zh) | 2021-03-12 | 2022-03-03 | 基板处理装置和基板处理装置的控制方法 |
US17/689,659 US20220293399A1 (en) | 2021-03-12 | 2022-03-08 | Substrate processing apparatus and method of controlling the same |
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JP2021040513A JP2022139929A (ja) | 2021-03-12 | 2021-03-12 | 基板処理装置及び基板処理装置の制御方法 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2021040513A Pending JP2022139929A (ja) | 2021-03-12 | 2021-03-12 | 基板処理装置及び基板処理装置の制御方法 |
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CN (1) | CN115132601A (ja) |
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JP4689367B2 (ja) | 2004-07-09 | 2011-05-25 | 株式会社荏原製作所 | 研磨プロファイル又は研磨量の予測方法、研磨方法及び研磨装置 |
JP7014055B2 (ja) | 2018-06-15 | 2022-02-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 真空処理装置、真空処理システム、及び真空処理方法 |
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2021
- 2021-03-12 JP JP2021040513A patent/JP2022139929A/ja active Pending
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2022
- 2022-03-02 KR KR1020220026774A patent/KR20220128284A/ko not_active Application Discontinuation
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- 2022-03-08 US US17/689,659 patent/US20220293399A1/en active Pending
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