TW202331869A - 基板搬送位置之偏移量檢測方法及基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明能檢測靜電吸盤與基板之相對位置之偏移量。 本發明之基板搬送位置之偏移量檢測方法包括如下步驟：a)將基板支持面在基板支持面內設定為同一溫度；b)對形成於基板之上之第1蝕刻對象膜進行蝕刻；c)獲取第1蝕刻對象膜之第1蝕刻速率；d)將基板支持面之溫度設定為呈同心圓狀地自中心部向周緣部逐漸升高、或自中心部向周緣部逐漸降低；e)對形成於基板之上之與第1蝕刻對象膜同種類之第2蝕刻對象膜進行蝕刻；f)獲取第2蝕刻對象膜之第2蝕刻速率；g)算出所獲取之第1蝕刻速率與第2蝕刻速率之差量；f)基於所算出之差量算出基板之偏移量。

Description

基板搬送位置之偏移量檢測方法及基板處理裝置
本發明係關於一種基板搬送位置之偏移量檢測方法及基板處理裝置。
於利用基板處理裝置進行蝕刻處理之情形時，會消耗靜電吸盤(ESC：Electric Static Chuck)，故定期更換。已知，更換後之ESC之設置位置包含誤差，故會導致ESC與基板之相對位置偏移，從而對基板之特性產生較大之不良影響。與此相對地，已知，為了修正基座與基板之相對位置之誤差，進行一面目視確認基板之搬送位置一面使控制部記憶位置座標之所謂示教。 [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]
本發明提供一種能檢測靜電吸盤與基板之相對位置之偏移量的基板搬送位置之偏移量檢測方法及基板處理裝置。 [解決問題之技術手段]
本發明之一形態之基板搬送位置之偏移量檢測方法係基板處理裝置中之基板搬送位置之偏移量檢測方法，其中基板處理裝置具備：製程模組，其於腔室之內部設置有具有基板支持面之載置台；及控制部，其可將基板支持面之溫度控制為同心圓狀；且上述基板搬送位置之偏移量檢測方法包括如下步驟：a)將基板支持面在基板支持面內設定為同一溫度；b)對形成於基板之上之第1蝕刻對象膜進行蝕刻；c)獲取第1蝕刻對象膜之蝕刻速率即第1蝕刻速率；d)將基板支持面之溫度設定為呈同心圓狀地自中心部向周緣部逐漸升高、或自中心部向周緣部逐漸降低；e)對形成於基板之上之與第1蝕刻對象膜同種類之第2蝕刻對象膜進行蝕刻；f)獲取第2蝕刻對象膜之蝕刻速率即第2蝕刻速率；g)算出所獲取之第1蝕刻速率與第2蝕刻速率之差量；f)基於所算出之差量，算出基板之偏移量。 [發明之效果]
根據本發明，能檢測靜電吸盤與基板之相對位置之偏移量。
以下，基於圖式對所揭示之基板搬送位置之偏移量檢測方法及基板處理裝置之實施方式進行詳細說明。再者，並非藉由以下實施方式限定揭示技術。
如上所述，若ESC中心與基板中心錯開，則RF(Radio Frequency：射頻)特性及溫度特性變得不均勻，會導致面內之蝕刻速率及蝕刻形狀不均勻。難以在安裝至腔室內之後將此種ESC與基板之相對位置之誤差數值化。因此，期待準確且簡便地檢測靜電吸盤與基板之相對位置之偏移量。
[基板處理裝置之構成] 圖1係表示本發明之一實施方式之基板處理裝置之一例的橫截俯視圖。圖1所示之基板處理裝置1係可一片一片地對基板(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、裝載模組30及2個裝載閉鎖模組40。
轉移模組10於俯視下具有大致五邊形。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為SCARA型臂，構成為迴轉、伸縮自如。搬送機構11沿著導軌移動，在與製程模組20或裝載閉鎖模組40之間搬送晶圓。再者，搬送機構11只要能在與製程模組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亦可構成為迴轉、伸縮自如，並且構成為升降自如。
製程模組20呈放射狀繞轉移模組10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於俯視下配置於同一圓周上，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之晶圓從而將其頂起，並且藉由向基板支持部21內退出而將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生成電漿，藉由電漿對晶圓實施電漿處理。轉移模組10與製程模組20係由開閉自如之閘閥23區隔。
裝載模組30係與轉移模組10對向地配置。裝載模組30係保持為大氣壓氛圍之大氣搬送室，呈長方體狀。於裝載模組30之沿著長邊方向之一側面連接有2個裝載閉鎖模組40。於裝載模組30之沿著長邊方向之另一側面連接有3個負載埠31。於負載埠31中載置有作為收容複數個晶圓之容器之FOUP(Front-Opening Unified Pod，前開式晶圓傳送盒)(未圖示)。於裝載模組30之沿著短邊方向之一側面連接有對準器32。又，於裝載模組30內配置有搬送機構35。進而，於裝載模組30之沿著短邊方向之另一側面連接有測定部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)而旋轉之轉台33。轉台33構成為例如具有較晶圓之直徑小之直徑，且可於上表面載置有晶圓之狀態下旋轉。於轉台33之附近，設置有用以檢測晶圓之外周緣之光學感測器34。於對準器32中，利用光學感測器34檢測晶圓之中心位置及凹槽相對於晶圓中心之方向，以晶圓之中心位置及凹槽之方向成為特定位置及特定方向之方式將晶圓交付至下述叉架37。藉此，以於裝載閉鎖模組40內，晶圓之中心位置及凹槽之方向成為特定位置及特定方向之方式，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為SCARA型臂，構成為沿著導軌移動自如，並且構成為迴轉、伸縮及升降自如。叉架37配置於臂36之前端，支持晶圓。於裝載模組30中，搬送機構35在與載置於各負載埠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只要能在與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係對於製程模組20中結束蝕刻處理後之晶圓測定蝕刻量。測定部38基於所測得之蝕刻量及蝕刻處理之時間，算出蝕刻速率。即，測定部38測定蝕刻速率。測定部38將所測得之蝕刻速率輸出至下文所述之控制裝置50。再者，測定部38亦可配置於裝載模組30之內部，而不限定於與裝載模組30鄰接之位置。
裝載閉鎖模組40配置於轉移模組10與裝載模組30之間。裝載閉鎖模組40具有內部可切換為真空、大氣壓之內壓可變室，且具有配置於內部之圓柱狀之平台41。裝載閉鎖模組40於將晶圓自裝載模組30向轉移模組10搬入時，將內部維持為大氣壓並自裝載模組30接收晶圓後，將內部減壓而將晶圓向轉移模組10搬入。又，於將晶圓自轉移模組10向裝載模組30搬出時，將內部維持為真空並自轉移模組10接收晶圓後，將內部升壓至大氣壓而將晶圓向裝載模組30搬入。平台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於俯視下配置於同一圓周上，藉由自平台41之上表面突出而支持晶圓從而將其頂起，並且藉由向平台41內退出而將支持之晶圓載置到平台41。裝載閉鎖模組40與轉移模組10係由開閉自如之閘閥(未圖示)區隔。又，裝載閉鎖模組40與裝載模組30係由開閉自如之閘閥(未圖示)區隔。
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基於儲存在ROM或輔助記憶裝置中之程式進行動作，控制基板處理裝置1之各構成要素之動作。
[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，於以下說明中，亦將製程模組20表達為電容耦合電漿處理裝置20，或簡單地表達為電漿處理裝置20。圖2係表示本實施方式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1種處理氣體導入電漿處理腔室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(天花板)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界定之電漿處理空間60s。側壁60a接地。簇射頭61及基板支持部21係與電漿處理腔室60之殼體電絕緣。
基板支持部21包含本體部211及環總成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、及用以支持環總成212之環狀區域(環支持面)211b。本體部211之環狀區域211b於俯視下包圍本體部211之中央區域211a。晶圓W配置於本體部211之中央區域211a上，環總成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。環總成212包含1個或複數個環狀構件。1個或複數個環狀構件中之至少1個為邊緣環。又，雖省略圖示，但基板支持部21可包含調溫模組，該調溫模組構成為將靜電吸盤、環總成212及晶圓W中之至少1個調節為目標溫度。調溫模組可包含加熱器、傳熱介質、流路、或該等之組合。於流路中流通鹽水或氣體之類的傳熱流體。又，基板支持部21可包含傳熱氣體供給部，該傳熱氣體供給部構成為向晶圓W之背面與基板支持面211a之間供給傳熱氣體。
簇射頭61構成為將來自氣體供給部70之至少1種處理氣體導入電漿處理空間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自複數個氣體導入口61c導入電漿處理空間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，氣體導入部亦可除了簇射頭61以外，還包含安裝在形成於側壁60a之1個或複數個開口部的1個或複數個側面氣體注入部(SGI：Side Gas Injector)。
氣體供給部70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1種處理氣體自各自對應之氣體源71經由各自對應之流量控制器72供給至簇射頭61。各流量控制器72可包含例如質量流量控制器或壓力控制式流量控制器。進而，氣體供給部70可包含將至少1種處理氣體之流量進行調變或脈衝化之至少1個流量調變裝置。
電源80包含經由至少1個阻抗匹配電路與電漿處理腔室60耦合之RF電源81。RF電源81構成為將源極RF信號及偏置RF信號之類的至少1種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，由供給至電漿處理空間60s之至少1種處理氣體形成電漿。因此，RF電源81可作為電漿生成部之至少一部分發揮功能。又，可藉由將偏置RF信號供給至基板支持部21之導電性構件，而於晶圓W產生偏置電位，將所形成之電漿中之離子成分饋入晶圓W中。
於一實施方式中，RF電源81包含第1 RF生成部81a及第2 RF生成部81b。第1 RF生成部81a構成為經由至少1個阻抗匹配電路而與基板支持部21之導電性構件及/或簇射頭61之導電性構件耦合，生成電漿生成用之源極RF信號(源極RF電力)。於一實施方式中，源極RF信號具有13 MHz～150 MHz之範圍內之頻率。於一實施方式中，第1 RF生成部81a亦可構成為生成具有不同之頻率之複數個源極RF信號。所生成之1個或複數個源極RF信號被供給至基板支持部21之導電性構件及/或簇射頭61之導電性構件。第2 RF生成部81b構成為經由至少1個阻抗匹配電路與基板支持部21之導電性構件耦合，生成偏置RF信號(偏置RF電力)。於一實施方式中，偏置RF信號具有低於源極RF信號之頻率。於一實施方式中，偏置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2 RF生成部81b亦可構成為生成具有不同頻率之複數個偏置RF信號。所生成之1個或複數個偏置RF信號被供給至基板支持部21之導電性構件。又，於各種實施方式中，亦可將源極RF信號及偏置RF信號中之至少1個脈衝化。
又，電源80亦可包含與電漿處理腔室60耦合之DC電源82。DC電源82包含第1 DC生成部82a及第2 DC生成部82b。於一實施方式中，第1 DC生成部82a構成為連接於基板支持部21之導電性構件，生成第1 DC信號。所生成之第1 DC信號被施加於基板支持部21之導電性構件。於一實施方式中，第1 DC信號亦可被施加於其他電極，諸如靜電吸盤內之電極。於一實施方式中，第2 DC生成部82b構成為連接於簇射頭61之導電性構件，生成第2 DC信號。所生成之第2 DC信號被施加於簇射頭61之導電性構件。於各種實施方式中，亦可將第1及第2 DC信號脈衝化。再者，第1及第2 DC生成部82a、82b可在設置RF電源81的基礎上設置，亦可代替第2 RF生成部81b設置第1 DC生成部82a。
排氣系統90可連接於例如設置於電漿處理腔室60之底部的氣體排出口60e。排氣系統90可包含壓力調整閥及真空泵。藉由壓力調整閥，調整電漿處理空間60s內之壓力。真空泵可包含渦輪分子泵、乾式泵或該等之組合。
[蝕刻處理之溫度條件] 其次，使用圖3至圖6對蝕刻處理之溫度條件及蝕刻速率進行說明。首先，使用圖3及圖4對基板支持面211a上之溫度控制區域進行說明。圖3係表示本實施方式之基板支持部之本體部之溫度控制區域之一例的圖。如圖3所示，基板支持面211a自中心部起依序被分割成同心圓狀之5個區域。基板支持面211a之同心圓狀之5個區域係自中心部向周緣部依序設為區域C1、C2、M、E、VE。又，環支持面211b之1個區域因載置例如聚焦環作為邊緣環，故表示為區域FR。區域C1、C2、M、E、VE、FR構成同心圓狀之溫度控制區域。
圖4係表示本實施方式之基板支持部之本體部之剖面之一例的圖。如圖4所示，本體部211具有基台211c及靜電吸盤211d。靜電吸盤211d具有分別與區域C1、C2、M、E、VE、FR對應之加熱器213a～213f。加熱器213a係與基板支持面211a之中心部之區域C1對應之圓形狀之加熱器。加熱器213b～213e係與基板支持面211a之區域C2、M、E、VE對應之圓環狀之加熱器。加熱器213f係與環支持面211b之區域FR對應之圓環狀之加熱器。加熱器213a～213f可分別個別地進行溫度控制。即，控制裝置50可呈同心圓狀地控制基板支持面211a及環支持面211b之溫度。再者，靜電吸盤211d包含未圖示之吸附電極。又，區域C2、M、E、VE、FR亦可沿圓周方向進一步分割成複數個溫度控制區域。於此情形時，加熱器213b～213f亦以對應於分割出之複數個溫度控制區域之方式被分割。又，分割出之複數個溫度控制區域亦可設為沿圓周方向控制為同一溫度。
於圖5及圖6中，使用對蝕刻速率之溫度感度較高之特定之製程配方，於對形成於晶圓W上之氮化矽膜(SiN blanket)進行蝕刻時，獲取晶圓W之溫度設為固定之情形(條件T1)與呈同心圓狀地形成溫度梯度之情形(條件T1_temp)時之蝕刻速率。
圖5係表示本實施方式之各蝕刻處理之溫度條件之一例的圖。如圖5所示，條件T1係將基板支持面211a上之晶圓W相對於搬送位置之移動量(x，y)設為(0，0)。又，於條件T1中，將基板支持面211a及環支持面211b中之區域C1、C2、M、E、VE、FR之溫度控制在t1℃。
條件T1_temp係將基板支持面211a上之晶圓W相對於搬送位置之移動量(x，y)與條件T1同樣地設為(0，0)。又，於條件T1_temp中，針對各區域，將區域C1、C2控制在t1℃，將區域M控制在t2℃，將區域E、VE控制在t3℃。又，於條件T1_temp中，將環支持面211b中之區域FR控制在t3℃。此處，溫度t1～t3之關係係t1＜t2＜t3。即，於條件T1_temp中，呈同心圓狀地形成t1℃至t3℃之溫度梯度。即，條件T1_temp中之同心圓狀之溫度梯度係晶圓W之中心部之溫度低於周緣部之溫度梯度。換言之，同心圓狀之溫度梯度係將基板支持面211a之溫度設定為呈同心圓狀地自中心部向周緣部逐漸升高。再者，同心圓狀之溫度梯度亦可設為晶圓W之中心部之溫度高於周緣部之溫度梯度。即，同心圓狀之溫度梯度亦可將基板支持面211a之溫度設定為呈同心圓狀地自中心部向周緣部逐漸降低。又，同心圓狀之溫度梯度亦可將基板支持面211a及環支持面211b之溫度設定為呈同心圓狀地自中心部向周緣部進而向環支持面211b逐漸升高、或自中心部向周緣部進而向環支持面211b逐漸降低。
再者，晶圓W之溫度控制只要至少控制基板支持面211a之溫度即可，並非必須進行環支持面211b之溫度控制。同心圓狀之溫度梯度只要於基板支持面211a由至少2個溫度區域形成即可，並不限定於本實施方式之5個溫度區域。又，例如，於在基板支持部21內未內置加熱器之情形時，藉由於基板支持面211a(載置面)內使供給至基板支持面211a與晶圓W之間之傳熱氣體即氦氣之壓力均勻，而將晶圓W之表面溫度控制為同一溫度。另一方面，藉由將氦氣之壓力於基板支持面211a內之中心部與周緣部設為不同之壓力，而將晶圓W之表面溫度控制為呈同心圓狀地形成溫度梯度。又，各區域之溫度可任意地設定為於基板支持部21之本體部211可設定之範圍、例如0℃～120℃之範圍內形成溫度梯度。
圖6係表示本實施方式之等量線圖及X、Y方向之蝕刻速率之曲線圖之一例的圖。於圖6中，關於條件T1及條件T1_temp，示出了等量線圖及通過晶圓W之中心之不同的2個方向即X、Y方向之直線上之蝕刻速率作為晶圓W之蝕刻結果。再者，於條件T1及條件T1_temp中，作為蝕刻速率之測定間隔之一例，對晶圓W除其邊緣部分之外以5 mm之間隔實施測定。於條件T1下，結果為晶圓W之周緣部之蝕刻速率較中心部高，獲得X方向之蝕刻速率之曲線圖101、及Y方向之蝕刻速率之曲線圖102。條件T1之結果包含由電漿處理腔室60引起之偏差。
另一方面，於條件T1_temp下，結果為晶圓W之周緣部之蝕刻速率較中心部低，獲得X方向之蝕刻速率之曲線圖103、及Y方向之蝕刻速率之曲線圖104。條件T1_temp之結果包含由電漿處理腔室60引起之偏差、及由基板支持面211a之溫度引起之偏差。再者，蝕刻速率只要分別包含通過晶圓W之中心之不同的2個方向之蝕刻速率，則並不限定於X、Y方向，亦可為其他方向。又，不同之2個方向之蝕刻速率較佳為相互正交之2個方向之蝕刻速率。
[差量之計算] 其次，為了消除由電漿處理腔室60引起之偏差，算出通過晶圓W之中心之不同的2個方向即X、Y方向之直線上之蝕刻速率之差量。圖7係表示本實施方式之表示X、Y方向之蝕刻速率之差量之曲線圖及等量線圖之一例的圖。
圖7所示之條件T1Δ表示條件T1與條件T1_temp之差量。於條件T1Δ下，獲得表示X方向之蝕刻速率之曲線圖101與曲線圖103之差量的曲線圖105、及表示Y方向之蝕刻速率之曲線圖102與曲線圖104之差量的曲線圖106。再者，圖7之等量線圖表示差量。於條件T1Δ下，由電漿處理腔室60引起之偏差被消除，僅包含由基板支持面211a之溫度引起之偏差。即，基板支持面211a之同心圓狀之5個區域之中心對應於基板支持面211a之中心，故條件T1Δ之曲線圖105、106表示晶圓W與基板支持面211a之偏移量。再者，藉由縮短蝕刻速率之測定間隔，能提高所求出之偏移量之精度。
此處，於晶圓W之中心(0 mm)至兩側之周緣部(150 mm，-150 mm)之各區間內，著眼於特定之對應之範圍107、108(例如，±60～90 mm)。於範圍107、108內，以與溫度梯度對應之方式，曲線圖105、106接近直線。因此，藉由針對範圍107、108之曲線圖105、106求出線性近似式，可求出等量線圖之等高線之重心，求出晶圓W相對於基板支持面211a之相對位置。
[重心之偏移量之計算] 圖8係表示根據本實施方式之表示X方向之蝕刻速率之差量的曲線圖，利用線性近似式算出重心之偏移量之一例的圖。再者，重心之偏移量對應於圖7所示之等量線圖中之蝕刻速率之差量之等高線之重心之偏移。如圖8所示，針對曲線圖105中之與晶圓W之中心之距離為正側之範圍107，求出線性近似式，而生成曲線圖109。另一方面，針對曲線圖105中之與晶圓W之中心之距離為負側之範圍108，求出線性近似式，而生成曲線圖110。
其次，若針對曲線圖109、110，求出y座標為ΔER＝2[nm/min]時之x座標(Location)之值，則於曲線圖109所對應之Location之範圍(60 mm～90 mm)內為a。又，於曲線圖110所對應之Location之範圍(-90 mm～-60 mm)內，y座標為ΔER＝2[nm/min]時之x座標(Location)之值為b。可基於y座標為ΔER＝2[nm/min]時之各個x座標之值，求出(a＋b)/2作為重心。即，當以晶圓W之中心為基準時，基板支持面211a之中心沿x方向偏移(a＋b)/2。
圖9係表示根據本實施方式之表示Y方向之蝕刻速率之差量的曲線圖，利用線性近似式算出重心之偏移量之一例的圖。如圖9所示，針對曲線圖106中之與晶圓W之中心之距離為正側之範圍107，求出線性近似式，而生成曲線圖111。另一方面，針對曲線圖106中之與晶圓W之中心之距離為負側之範圍108，求出線性近似式，而生成曲線圖112。
其次，若針對曲線圖111、112，求出y座標為ΔER＝2[nm/min]時之x座標(Location)之值，則於曲線圖111所對應之Location之範圍(60 mm～90 mm)內為c。又，於曲線圖112所對應之Location之範圍(-90 mm～-60 mm)內，y座標為ΔER＝2[nm/min]時之x座標(Location)之值為d。可基於y座標為ΔER＝2[nm/min]時之各個x座標之值，求出(c＋d)/2作為重心。即，於以晶圓W之中心為基準之情形時，基板支持面211a之中心沿y方向偏移(c＋d)/2。再者，於曲線圖109～112中，求出x座標之值之y座標並不限定於ΔER＝2[nm/min]，若為線性區域，則亦可使用ΔER＝1[nm/min]或ΔER＝3[nm/min]等其他值。
圖10係表示本實施方式之晶圓中心相對於ESC中心之偏移量之一例的圖。如圖10所示，若將基板支持面211a上之與晶圓W之最外周相接之部分即密封帶113之中心表示為ESC中心(x，y)＝(0，0)，則晶圓W之中心之座標可基於X、Y方向各自之重心而求出，成為(x，y)＝((a＋b)/2，(c＋d)/2)。即，晶圓W之中心相對於ESC中心之偏移量可作為(x，y)＝((a＋b)/2，(c＋d)/2)而求出。
[基板搬送位置之偏移量檢測方法] 其次，對本實施方式之基板處理裝置1中之基板搬送位置之偏移量檢測方法進行說明。圖11係表示本實施方式之偏移量檢測處理之一例之流程圖。再者，於以下說明中，基板處理裝置1之各構成要素之動作係由控制裝置50控制。又，於圖11所示之偏移量檢測處理中，說明範圍包含至基於檢測出之偏移量之基板搬送位置之調整。
控制裝置50以如下方式進行控制：將收容於負載埠31之FOUP中之晶圓W經由裝載模組30、裝載閉鎖模組40及轉移模組10搬送至製程模組20，載置於本體部211之基板支持面211a。再者，為了測定蝕刻速率，於晶圓W上形成有例如氮化矽膜作為第1蝕刻對象膜，且事先計測了不同之2個方向即X、Y方向上之氮化矽膜之膜厚。
其後，控制裝置50藉由將開口部封閉後控制排氣系統90，而以電漿處理空間60s之氛圍成為特定之真空度之方式自電漿處理空間60s排出氣體。又，控制裝置50藉由控制未圖示之調溫模組，而以晶圓W之溫度成為特定之同一溫度之方式進行溫度調整。控制裝置50以將製程氣體供給至電漿處理空間60s之方式進行控制。再者，製程氣體例如使用含氟氣體。控制裝置50以如下方式進行控制：執行第1蝕刻處理，即，利用自RF電源81供給源極RF信號及偏置RF信號而生成之製程氣體之電漿，對晶圓W進行蝕刻處理(步驟S1)。即，控制裝置50將載置於基板支持部21之基板支持面211a(載置台)上之晶圓W之表面溫度控制為同一溫度後，以於特定之條件下對形成於晶圓W之上之第1蝕刻對象膜進行蝕刻的方式進行控制。
控制裝置50以如下方式進行控制：當第1蝕刻處理結束後，停止供給製程氣體、源極RF信號及偏置RF信號，將未圖示之開口部開放。控制裝置50以如下方式進行控制：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及裝載模組30搬送至測定部38。
控制裝置50以如下方式進行控制：於測定部38中，對第1蝕刻處理後之第1蝕刻對象膜即氮化矽膜之膜厚進行計測。計測係在與事前計測之測定位置相同之複數個位置實施。控制裝置50以如下方式進行控制：針對晶圓W根據事前計測出之氮化矽膜之膜厚與第1蝕刻處理後之氮化矽膜之膜厚獲取第1蝕刻速率(步驟S2)。控制裝置50以如下方式進行控制：將已測定第1蝕刻速率之晶圓W經由裝載模組30收容於負載埠31之FOUP中。
其次，控制裝置50以如下方式進行控制：將收容於負載埠31之FOUP中之另一晶圓W經由裝載模組30、裝載閉鎖模組40及轉移模組10搬送至製程模組20，載置於本體部211之基板支持面211a。其他晶圓W亦為了測定蝕刻速率，而形成有與第1蝕刻處理時相同之膜即第2蝕刻對象膜(氮化矽膜)，且事先計測了不同之2個方向即X、Y方向上之相同之複數個位置之膜厚。其後，控制裝置50藉由將開口部封閉後控制排氣系統90，而以電漿處理空間60s之氛圍成為特定之真空度之方式，自電漿處理空間60s排出氣體。
又，控制裝置50藉由控制未圖示之調溫模組，而以晶圓W之溫度成為呈同心圓狀地形成溫度梯度之特定之溫度之方式進行溫度調整。即，控制裝置50以如下方式進行控制：將基板支持面211a之溫度設定為呈同心圓狀地自中心部向周緣部逐漸升高。控制裝置50以將製程氣體供給至電漿處理空間60s之方式進行控制。再者，製程氣體例如使用含氟氣體。控制裝置50以如下方式進行控制：執行第2蝕刻處理，即，利用自RF電源81供給源極RF信號及偏置RF信號而生成之製程氣體之電漿，對晶圓W進行蝕刻處理(步驟S3)。即，控制裝置50以使載置於基板支持部21之基板支持面211a(載置台)上之晶圓W之表面溫度呈同心圓狀地形成溫度梯度的方式進行控制後，以於特定之條件下對形成於晶圓W之上之與第1蝕刻對象膜同種類之第2蝕刻對象膜進行蝕刻的方式進行控制。
控制裝置50以如下方式進行控制：當第2蝕刻處理結束後，與步驟S2同樣地，於測定部38中，對第2蝕刻處理後之第2蝕刻對象膜即氮化矽膜之膜厚進行計測。計測係在與事前進行計測之測定位置相同之複數個位置實施。控制裝置50以如下方式進行控制：針對其他晶圓W，根據事前計測出之氮化矽膜之膜厚與第2蝕刻處理後之氮化矽膜之膜厚獲取第2蝕刻速率(步驟S4)。控制裝置50以如下方式進行控制：將已測定第2蝕刻速率之晶圓W經由裝載模組30收容於負載埠31之FOUP中。再者，當在第1蝕刻處理中所使用之晶圓W之氮化矽膜之厚度足夠時，亦可使用該晶圓W進行第2蝕刻處理，根據蝕刻量之差量算出第2蝕刻速率。又，控制裝置50亦可將步驟S1、S2及步驟S3、S4調換順序來執行。
控制裝置50以如下方式進行控制：針對X、Y方向分別算出所獲取之第1蝕刻速率與第2蝕刻速率之差量(步驟S5)。即，控制裝置50以如下方式進行控制：針對X、Y方向分別算出通過晶圓W之中心之同一方向之直線上之第1蝕刻速率與第2蝕刻速率之差量。控制裝置50以如下方式進行控制：針對X、Y方向各自之差量之曲線圖，於晶圓W之中心至兩側之周緣部之各區間內，求出特定之對應範圍之線性近似式(步驟S6)。控制裝置50以基於線性近似式算出晶圓W之偏移量之方式進行控制(步驟S7)。即，控制裝置50以如下方式進行控制：分別針對X、Y方向，針對特定之對應範圍之正側與負側算出線性近似式之曲線圖中之與特定之y座標對應之x座標之值，求出各x座標之值之差量除以2所得之值作為基板支持面211a(ESC)之重心之偏移量。控制裝置50以如下方式進行控制：藉由將X、Y方向各自之基板支持面211a之重心之偏移量轉變為晶圓W之重心之偏移量，而算出以基板支持面211a中心為基準之座標軸上之晶圓W之中心之座標(偏移量)。
控制裝置50以如下方式進行控制：基於所算出之偏移量，即以基板支持面211a中心為基準之座標軸上之晶圓W之中心之座標，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上之晶圓W之搬送位置(步驟S8)。如此，於基板處理裝置1中，可基於使溫度均勻之情形時與形成溫度梯度之情形時之蝕刻速率，檢測靜電吸盤(ESC)與基板(晶圓W)之相對位置之偏移量。即，於超過特定之偏移量之情形時，可判定是否要重新安裝ESC。又，能消除由除ESC與晶圓W之相對位置以外之因素引起之蝕刻速率之偏差分量(RF偏差、邊緣環偏差等)。進而，亦包含基板處理裝置1之運用過程在內，可在不使電漿處理腔室60向大氣開放的情況下調整基板搬送位置。
再者，於上述實施方式中，使用形成於晶圓W上之氮化矽膜之蝕刻速率，但並不限定於此。蝕刻速率只要為溫度感度較高之膜之蝕刻速率即可，例如可使用含矽膜或有機膜之蝕刻速率。作為含矽膜，除了上述氮化矽膜以外，可例舉氧化矽膜。又，作為有機膜，可例舉抗蝕劑等含碳膜。
以上，根據本實施方式，基板處理裝置1具備：製程模組20，其於腔室(電漿處理腔室60)之內部設置有具有基板支持面211a之載置台(本體部211)；測定部38，其測定基板(晶圓W)之蝕刻速率；及控制部(控制裝置50)，其可將基板支持面211a之溫度控制為同心圓狀。a)控制部構成為，以將基板支持面211a在基板支持面211a內設定為同一溫度之方式控制基板處理裝置1。b)控制部構成為，以對形成於基板之上之第1蝕刻對象膜進行蝕刻之方式控制基板處理裝置1。c)控制部構成為，以獲取第1蝕刻對象膜之蝕刻速率即第1蝕刻速率之方式控制基板處理裝置1。d)控制部構成為，以將基板支持面之溫度設定為呈同心圓狀地自中心部向周緣部逐漸升高、或自上述中心部向上述周緣部逐漸降低之方式控制基板處理裝置1。e)控制部構成為，以對形成於基板之上之與第1蝕刻對象膜同種類之第2蝕刻對象膜進行蝕刻之方式控制基板處理裝置1。f)控制部構成為，以獲取第2蝕刻對象膜之蝕刻速率即第2蝕刻速率之方式控制基板處理裝置1。g)控制部構成為，以算出所獲取之第1蝕刻速率與第2蝕刻速率之差量之方式控制基板處理裝置1。h)控制部構成為，以基於所算出之差量，算出基板之偏移量之方式控制基板處理裝置1。其結果，能檢測靜電吸盤(本體部211)與基板之相對位置之偏移量。又，能消除由除靜電吸盤與晶圓W之相對位置以外之因素引起之蝕刻速率之偏差分量。
又，根據本實施方式，第1蝕刻速率及第2蝕刻速率分別包含通過基板之中心且不同之2個方向之蝕刻速率。其結果，能檢測靜電吸盤與基板之相對位置之偏移量。
又，根據本實施方式，不同之2個方向之蝕刻速率係相互正交之2個方向之蝕刻速率。其結果，能檢測靜電吸盤與基板之相對位置之偏移量。
又，根據本實施方式，g)係分別算出通過基板之中心之同一方向之直線上之第1蝕刻速率與第2蝕刻速率之差量；h)係於以曲線圖表示直線上之各個差量時之自基板之中心至兩側之周緣部為止之各區間內，針對特定之對應範圍分別求出線性近似式，基於各個線性近似式，算出偏移量。其結果，能檢測靜電吸盤與基板之相對位置之偏移量。
又，根據本實施方式，基板支持面呈同心圓狀具有至少2個溫度控制區域。其結果，能求出第1蝕刻速率與第2蝕刻速率之差量。
又，根據本實施方式，載置台係於基板支持面之外周側具有環狀之環支持面211b。a)係將基板支持面之溫度及環支持面之溫度設定為同一溫度，d)係將基板支持面及環支持面之溫度設定為呈同心圓狀地自中心部向周緣部進而向環支持面211b逐漸升高、或自中心部向周緣部進而向環支持面211b逐漸降低。其結果，能檢測靜電吸盤與基板之相對位置之偏移量。
又，根據本實施方式，第1蝕刻速率及第2蝕刻速率係形成於基板上之含矽膜或有機膜之蝕刻速率。其結果，能檢測靜電吸盤與基板之相對位置之偏移量。
又，根據本實施方式，含矽膜為氮化矽膜或氧化矽膜。其結果，能檢測靜電吸盤與基板之相對位置之偏移量。
又，根據本實施方式，進而，i)控制部構成為，以基於所算出之偏移量，調整基板之搬送位置之方式控制基板處理裝置1。其結果，能準確且容易地調整基板搬送位置。
又，根據本實施方式，第1蝕刻速率及第2蝕刻速率係由測定部38測定而獲取。其結果，能檢測靜電吸盤與基板之相對位置之偏移量。
應明白，此次揭示之實施方式於所有方面均為例示，而非限制性者。上述實施方式可在不脫離隨附之申請專利範圍及其主旨的情況下，以各種方式進行省略、替換及變更。
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，亦可設為，為了測定蝕刻速率，使用與基板處理裝置1獨立之測定裝置計測及獲取蝕刻處理前後之膜厚。
又，於上述實施方式中，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為例進行說明，但揭示之技術並不限於此。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、磁控電漿等任意之電漿源。
1:基板處理裝置 10:轉移模組 11:搬送機構 12:臂 13:叉架 20:製程模組 21:基板支持部 22:頂起銷 23:閘閥 30:裝載模組 31:負載埠 32:對準器 33:轉台 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:平台 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1 RF生成部 81b:第2 RF生成部 82:DC電源 82a:第1 DC生成部 82b:第2 DC生成部 90:排氣系統 113:密封帶 211:本體部 211a:基板支持面 211b:環支持面 211c:基台 211d:靜電吸盤 212:環總成 213a:加熱器 213b:加熱器 213c:加熱器 213d:加熱器 213e:加熱器 213f:加熱器 C1:區域 C2:區域 E:區域 FR:區域 M:區域 S1:步驟 S2:步驟 S3:步驟 S4:步驟 S5:步驟 S6:步驟 S7:步驟 S8:步驟 VE:區域 W:晶圓
圖1係表示本發明之一實施方式之基板處理裝置之一例的橫截俯視圖。 圖2係表示本實施方式之電漿處理裝置之一例之圖。 圖3係表示本實施方式之基板支持部之本體部之溫度控制區域之一例的圖。 圖4係表示本實施方式之基板支持部之本體部之剖面之一例的圖。 圖5係表示本實施方式之各蝕刻處理之溫度條件之一例的圖。 圖6係表示本實施方式之等量線圖及X、Y方向之蝕刻速率之曲線圖之一例的圖。 圖7係表示本實施方式之表示X、Y方向之蝕刻速率之差量之曲線圖及等量線圖之一例的圖。 圖8係表示根據本實施方式之表示X方向之蝕刻速率之差量的曲線圖，利用線性近似式算出重心之偏移量之一例的圖。 圖9係表示根據本實施方式之表示Y方向之蝕刻速率之差量的曲線圖，利用線性近似式算出重心之偏移量之一例的圖。 圖10係表示本實施方式之晶圓中心相對於ESC中心之偏移量之一例的圖。 圖11係表示本實施方式之偏移量檢測處理之一例之流程圖。
S1:步驟
S2:步驟
S3:步驟
S4:步驟
S5:步驟
S6:步驟
S7:步驟
S8:步驟

Claims (11)

  1. 一種基板搬送位置之偏移量檢測方法，其係基板處理裝置中之基板搬送位置之偏移量檢測方法，上述基板處理裝置具備： 製程模組，其於腔室之內部設置有具有基板支持面之載置台；及 控制部，其可將上述基板支持面之溫度控制為同心圓狀；且上述基板搬送位置之偏移量檢測方法包括如下步驟： a)將上述基板支持面在上述基板支持面內設定為同一溫度； b)對形成於基板之上之第1蝕刻對象膜進行蝕刻； c)獲取上述第1蝕刻對象膜之蝕刻速率即第1蝕刻速率； d)將上述基板支持面之溫度設定為呈同心圓狀地自中心部向周緣部逐漸升高、或自上述中心部向上述周緣部逐漸降低； e)對形成於上述基板之上之與第1蝕刻對象膜同種類之第2蝕刻對象膜進行蝕刻； f)獲取上述第2蝕刻對象膜之蝕刻速率即第2蝕刻速率； g)算出所獲取之上述第1蝕刻速率與上述第2蝕刻速率之差量；及 h)基於所算出之上述差量，算出上述基板之偏移量。
  2. 如請求項1之基板搬送位置之偏移量檢測方法，其中 上述第1蝕刻速率及上述第2蝕刻速率分別包含通過上述基板之中心且不同之2個方向之蝕刻速率。
  3. 如請求項2之基板搬送位置之偏移量檢測方法，其中 上述不同之2個方向之蝕刻速率係相互正交之2個方向之蝕刻速率。
  4. 如請求項1至3中任一項之基板搬送位置之偏移量檢測方法，其中 上述g)係分別算出通過上述基板之中心之同一方向之直線上之上述第1蝕刻速率與上述第2蝕刻速率之差量， 上述h)係於以曲線圖表示上述直線上各個差量時之自上述基板之中心至兩側之周緣部為止之各區間內，針對特定之對應範圍分別求出線性近似式，基於各個上述線性近似式算出上述偏移量。
  5. 如請求項1至4中任一項之基板搬送位置之偏移量檢測方法，其中 上述基板支持面呈同心圓狀地具有至少2個溫度控制區域。
  6. 如請求項1至5中任一項之基板搬送位置之偏移量檢測方法，其中 上述載置台於上述基板支持面之外周側具有環狀之環支持面， 上述a)係將上述基板支持面之溫度及上述環支持面之溫度設定為同一溫度， 上述d)係將上述基板支持面及上述環支持面之溫度設定為呈同心圓狀地自上述中心部向上述周緣部進而向上述環支持面逐漸升高、或自上述中心部向上述周緣部進而向上述環支持面逐漸降低。
  7. 如請求項1至6中任一項之基板搬送位置之偏移量檢測方法，其中 上述第1蝕刻速率及上述第2蝕刻速率係形成於上述基板上之含矽膜或有機膜之蝕刻速率。
  8. 如請求項7之基板搬送位置之偏移量檢測方法，其中 上述含矽膜為氮化矽膜或氧化矽膜。
  9. 如請求項1至8中任一項之基板搬送位置之偏移量檢測方法，其進而 i)基於所算出之上述偏移量，調整上述基板之搬送位置。
  10. 如請求項1至9中任一項之基板搬送位置之偏移量檢測方法，其中 上述基板處理裝置具備測定上述基板之蝕刻速率之測定部， 上述第1蝕刻速率及上述第2蝕刻速率係由上述測定部測定而獲取。
  11. 一種基板處理裝置，其具備： 製程模組，其於腔室之內部設置有具有基板支持面之載置台； 測定部，其測定基板之蝕刻速率；及 控制部，其可將上述基板支持面之溫度控制為同心圓狀；且 a)上述控制部構成為，以將上述基板支持面在基板支持面內設定為同一溫度之方式控制上述基板處理裝置； b)上述控制部構成為，以對形成於上述基板之上之第1蝕刻對象膜進行蝕刻之方式控制上述基板處理裝置； c)上述控制部構成為，以獲取上述第1蝕刻對象膜之蝕刻速率即第1蝕刻速率之方式控制上述基板處理裝置； d)上述控制部構成為，以將上述基板支持面之溫度設定為呈同心圓狀地自中心部向周緣部逐漸升高、或自上述中心部向上述周緣部逐漸降低之方式控制上述基板處理裝置； e)上述控制部構成為，以對形成於上述基板之上之與第1蝕刻對象膜同種類之第2蝕刻對象膜進行蝕刻之方式控制上述基板處理裝置； f)上述控制部構成為，以獲取上述第2蝕刻對象膜之蝕刻速率即第2蝕刻速率之方式控制上述基板處理裝置； g)上述控制部構成為，以算出所獲取之上述第1蝕刻速率與上述第2蝕刻速率之差量之方式控制上述基板處理裝置； h)上述控制部構成為，以基於所算出之上述差量，算出上述基板之偏移量之方式控制上述基板處理裝置。
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