基板的異常載置狀態的檢測方法、基板處理方法、計算機可讀取的存儲介質以及基板處理裝置的製作方法

2023-09-20 18:33:20 2

專利名稱：基板的異常載置狀態的檢測方法、基板處理方法、計算機可讀取的存儲介質以及基板處理裝置的製作方法
技術領域：
本申請針對2008年9月30日申請的日本特願2008-253937號主張優先權，參照 並援引該日本特願2008-253937號的全部內容。本發明涉及在將半導體晶片等基板加熱而進行成膜處理、蝕刻處理、熱處理、改性 處理、結晶化處理等處理的處理裝置中，在基板以異常的狀態載置於基板載置臺上時用於 檢測其的基板的異常載置狀態的檢測方法、利用該方法的基板處理方法、利用上述方法的 計算機可讀取的存儲介質以及基板處理裝置。
背景技術：
在半導體裝置的製造過程中，針對半導體晶片等基板而進行成膜等處理的處理裝 置，在反應室內具有載置基板的基板載置臺，在用該基板載置臺支承基板的狀態下進行處 理。在基板載置臺上內裝有加熱器，以便能根據處理內容對基板進行加熱，例如利用熱CVD 法等進行成膜處理的情況下，通過加熱器將基板載置臺的溫度加熱至500°C 700°C左右 (例如日本特開2006-283173號公報)。但是，在基板載置臺與基板之間進入異物等而導致基板從載置面浮起，或因傳送 裝置的錯誤動作而基板在基板載置臺上從正常位置偏離位置而被載置的情況下，存在從基 板載置臺向基板的導熱變得不均勻，處理內容(成膜情況下為膜厚等)在基板面內變得不 均勻等的問題。並且，在基板本身產生翹曲而部分產生浮起的情況，或在基板載置臺本身發 生變形、破損等問題而基板不能在正常位置載置的情況下，也發生與上述相同的問題。以往，在發生基於異物、位置偏離、基板的異常、基板載置臺的異常等的基板的異 常載置狀態的情況下，沒有在處理的中途可靠地檢測所述問題的方法。因此，通常情況是， 針對製成設備時導致批次不良、產品不良的情況，才事後調查原因，查出是異常的載置狀 態。因此，一旦發生異常載置狀態，就會連續發生批次不良、產品不良，成為降低成品率的主 要原因。

發明內容
本發明是鑑於上述實情作出的，其目的在於提供能在早期發現基板相對於基板載 置臺的異常載置狀態的方法。為了解決上述問題，本發明的基板的異常載置狀態的檢測方法，對在設有加熱器的基板載置臺上載置的基板加熱的同時進行處理時，檢測該基板 的載置狀態的異常，其特徵在於，包括在處理一張基板的期間，根據向上述加熱器供給的電力輸出的信息或上述基板載 置臺的計測溫度的信息，檢測上述電力輸出或上述計測溫度的最大值及最小值、或上述電 力輸出或上述計測溫度的累計值的工序；和根據檢測出的上述最大值及上述最小值、或檢測出的上述累計值判定上述基板的異常載置狀態的工序。根據本發明的基板的異常載置狀態的檢測方法，由於能夠以向上述加熱器供給的 電力輸出的最大值及最小值或累計值或上述基板載置臺的溫度的最大值及最小值或累計 值作為指標，每當處理一張基板時判定基板的異常載置狀態，因而能最大限度地抑制產品 不良率，從而提高成品率。並且，由於不需要例如用於檢測基板的載置位置的傳感器等新設 備，因而能容易應用於現有的設備。本發明的基板的異常載置狀態的檢測方法，在上述進行檢測的工序由檢測上述電 力輸出或上述計測溫度的最大值及最小值的工序構成的情況下，也可以包括求出上述最大 值與上述最小值之差的工序，上述進行判定的工序包括通過將上述差與預定的閾值比較而 判定上述基板的異常載置狀態的步驟。根據該特徵，通過將上述最大值與最小值之差與預 先設定的閾值比較，能容易進行基板的異常載置狀態的判定。並且，本發明的基板的異常載置狀態的檢測方法，在上述進行檢測的工序由檢測 上述電力輸出或上述計測溫度的最大值及最小值的工序構成的情況下，還包括求出上述 最大值與上述最小值之差的工序；和利用上述差與在前一張基板的處理中求出的電力輸出 或計測溫度的最大值及最小值之差進行運算處理而求出運算結果的工序，上述進行判定的 工序包括通過將上述運算結果與預定的閾值比較而判定上述基板的異常載置狀態的步驟。 根據該特徵，即使在成膜處理等中因堆積物而基板載置臺的狀態發生變化的情況下，通過 將以相同的處理內容處理前一張的基板作為基準進行校正(運算處理)，能精度良好地檢 測基板的異常載置狀態。並且，本發明的基板的異常載置狀態的檢測方法，在上述進行檢測的工序由檢測 上述電力輸出或上述計測溫度的累計值的工序構成的情況下，上述進行判定的工序包括通 過將上述累計值與預定的閾值比較而判定上述基板的異常載置狀態的步驟。根據該特徵， 通過累計值與預先設定的閾值比較，判定變得容易。並且，本發明的基板的異常載置狀態的檢測方法，在上述進行檢測的工序由檢測 上述電力輸出或上述計測溫度的累計值的工序構成的情況下，也可以包括利用上述累計值 與在前一張基板的處理中檢測出的累計值進行運算處理而求出運算結果的工序，上述進行 判定的工序包括通過將上述運算結果與預定的閾值比較而判定上述基板的異常載置狀態 的步驟。根據該特徵，即使在成膜處理等中因堆積物而基板載置臺的狀態發生變化的情況 下，通過將以相同的處理內容處理前一張的基板作為基準進行校正，能精度良好地檢測基 板的異常載置狀態。此時，設上述累計值為A1，在前一張基板的處理中檢測出的上述累計值為Atl時，上 述運算結果可以由A1與Atl的比構成，或上述運算結果也可以由A1與Atl之差構成。並且，本發明的基板的異常載置狀態的檢測方法，在上述進行檢測的工序由檢測 上述電力輸出的最大值及最小值或上述電力輸出的累計值的工序構成的情況下，向上述加 熱器供給的電力輸出可為向加熱器供給的供給電力、供給電流或供給電壓中任一個以上。由於所述參數為在工藝中通常管理的向加熱器供給的電力輸出的參數，因而通過 利用所述參數，對控制系統的負荷小也可以，能容易應用於現有設備。本發明的基板處理方法，其特徵在於，包括在設有加熱器的基板載置臺上載置基板的工序；
對上述基板加熱的同時進行處理的工序；和檢測被處理的上述基板的載置狀態的異常的工序，上述檢測異常的工序，包括在處理一張基板的期間，根據向上述加熱器供給的電力輸出的信息或上述基板載 置臺的計測溫度的信息，檢測上述電力輸出或上述計測溫度的最大值及最小值或上述電力 輸出或上述計測溫度的累計值的工序；和根據檢測出的上述最大值及上述最小值或檢測出的上述累計值判定上述基板的 異常載置狀態的工序。本發明的計算機能讀取的存儲介質，存儲有在計算機上工作的控制程序，其特徵在於，上述控制程序對在設有加熱器的基板載置臺上載置的基板加熱的同時進行處理 時，使上述計算機執行如下的工序在處理一張基板的期間，根據向上述加熱器供給的電力輸出的信息或上述基板載 置臺的計測溫度的信息，檢測上述電力輸出或上述計測溫度的最大值及最小值或上述電力 輸出或上述計測溫度的累計值的工序；和根據檢測出的上述最大值及上述最小值或檢測出的上述累計值判定上述基板的 異常載置狀態的工序。本發明的基板處理裝置，其特徵在於，包括載置基板的基板載置臺；加熱器，設在上述基板載置臺上，對在該基板載置臺上載置的基板進行加熱；加熱器電源，與上述加熱器電連接；溫度計測部，計測上述基板載置臺的溫度；存儲部，存儲向上述加熱器供給的電力輸出或上述基板載置臺的計測溫度；和判定部，檢測向上述加熱器供給的電力輸出的最大值與最小值之差或向該加熱器 供給的電力輸出的累計值或上述基板載置臺的計測溫度的最大值與最小值之差或該基板 載置臺的計測溫度的累計值，根據上述差或累計值，判定上述基板的異常載置狀態。根據本發明的基板異常載置狀態的檢測方法，可根據對加熱器的電力輸出或基板 載置臺的計測溫度求出最大值及最小值或累計值，通過進行簡單的運算而能在早期準確地 掌握基板的異常載置狀態。因此，能最大限度地抑制產品不良，改善成品率。並且，本發明的方法，由於不設置檢測基板的位置的光學傳感器等設備就能實施， 因而容易應用於現有的設備，利用價值高。


圖1是表示本發明一實施方式的成膜裝置的簡要結構的剖視圖。圖2是表示圖1的成膜裝置的控制系統的方框圖。圖3是表示本發明第一實施方式的異常載置狀態的檢測方法的順序的流程圖。圖4是說明晶片的正常載置狀態與異常載置狀態的不同點的圖。圖5是表示本發明第二實施方式的異常載置狀態的檢測方法的順序的流程圖。圖6是表示晶片的正常載置狀態和異常載置狀態下的工作檯的計測溫度、向加熱器供給的供給電力的△值變化的圖表。圖7是表示晶片的正常載置狀態和模擬的異常載置狀態下的向加熱器供給的供 給電力的長時間變化的圖表。圖8是表示晶片的正常載置狀態和異常載置狀態下的向加熱器供給的供給電力 的累計值的圖表。
具體實施例方式下面，參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。在圖1中示出作為基板處理 裝置的一實施方式的成膜裝置100的簡要結構例。該成膜裝置100具有以氣密方式構成的 大致圓筒狀的處理容器1。在處理容器1中配備有作為基板載置臺的工作檯3，該工作檯3 水平地支承作為被處理基板的半導體晶片(以下簡稱為「晶片」)W。如圖1所示，工作檯3被圓筒狀的支承部件5支承。在與晶片W的中央部對應的 工作檯中央部的區域，埋設有作為加熱單元的加熱器6a。並且，在加熱器6a的外側，即在與 晶片W的周緣部對應的工作檯周緣部的區域，環狀地埋設有加熱器6b。所述加熱器6a、6b 是分別獨立地通過從加熱器電源7供電而將作為被處理基板的晶片W加熱至預定的溫度的 電阻加熱式加熱器。在本實施方式中，考慮到在晶片W的中央部和周緣部之間容易產生溫 度差，採用通過配備內外分成2部分的加熱器6a、6b來分別獨立地控制所述兩個區域的加 熱溫度的結構。並且，在工作檯3上配備有熱電偶(TC)(溫度計測部)8，能實時地計測工作 臺3的溫度。並且，雖然省略了圖示，在工作檯3上，以可相對於工作檯3的基板載置面S進出 的方式設有用於支承晶片W並使其升降的多個支承銷。所述支承銷構成為通過任意的升降 機構沿上下位移，在上升位置處與搬送裝置(省略圖示)之間進行晶片W的交接。如圖1所示，在處理容器1的頂板Ia上設有噴頭11。該噴頭11在內部具有氣體 擴散空間11a。並且，在噴頭11的下表面中，形成有與氣體擴散空間Ila連通的多個氣體吐 出孔13。並且，在噴頭11的中央部，連接有與氣體擴散空間Ila連通的氣體供給配管15。 該氣體供給配管15經由MFC(質量流量控制器)17和未圖示的多個閥，連接在供給成膜原 料氣體等的氣體供給源19上。從氣體供給源19經由氣體供給配管15，除了成膜原料氣體以外，還向噴頭11供給 用於清潔處理容器1內的清潔氣體、用於進行處理容器1內的氣氛置換的吹掃氣體等。在噴頭11上經由匹配器21連接有高頻電源23。通過從該高頻電源23向噴頭11 供給高頻電力，可將經由噴頭11供給至處理容器1內的原料氣體進行等離子化而進行成膜。如圖1所示，在處理容器1的底壁Ic上連結有排氣室30。在該排氣室30的側部 形成有排氣孔31。在該排氣孔31上經由排氣管33連接有排氣裝置35。並且，在排氣管33 的中途配備有閥37，構成為能以氣密方式截斷處理容器1的內部與排氣裝置35之間。並 且，構成為在打開閥37的狀態下，通過使排氣裝置35工作而將處理容器1內減壓至預定的 真空度為止。在構成處理容器1的各部件的接合部分上，為了確保該接合部分的氣密性，配備 有作為密封部件的0形密封圈。在圖1上，例如在頂板Ia與側壁Ib之間的接合部分上環狀地配備有0形密封圈41，並且，在底壁Ic與排氣室30的凸緣部30a之間的接合部分上環 狀地配備有0形密封圈45。在如上所述結構的成膜裝置100中，通過在使處理容器1內為真空並在工作檯3 上載置了晶片W的狀態下，利用加熱器6a、6b對晶片W進行加熱的同時從噴頭11向晶片W 供給原料氣體，而可在晶片W的表面上通過CVD法例如形成Ti膜、TiN膜等預定的薄膜。此 時，為了提高成膜反應效率的目的，還可以從高頻電源23向噴頭11供給高頻電力。構成成膜裝置100的各終端設備(例如加熱器電源7、熱電偶8、MFC17、高頻電源 23、排氣裝置35等)為連接到控制部70而被控制的結構。將成膜裝置100中的控制系統 的結構例如在圖2示出。控制部70包括具有CPU的計算機即控制器71、與該控制器71連 接的用戶界面72以及存儲部73。用戶界面72具有工序管理人員為了管理成膜裝置100而 進行指令的輸入操作等的鍵盤、觸控螢幕、將成膜裝置100的運行狀況可視化而顯示的顯示 器等。在存儲部73保存有用於通過控制器71的控制來實現在成膜裝置100執行的各種處 理的控制程序(軟體)、記錄有處理條件數據等的配方(recipe)。並且，根據需要，通過來 自用戶界面72的指示等從存儲部73調出任意的程序、配方並讓控制器71執行，在控制器 71的控制下，在成膜裝置100的處理容器1內進行所希望的處理。另外，上述控制程序、處理條件數據等配方，可通過將存儲到計算機可讀取的存儲 介質中的狀態下的資料安裝到存儲部73而利用。作為計算機可讀取的存儲介質74，例如可 使用⑶-ROM、硬碟、軟盤、快閃記憶體、DVD等。並且，上述配方可從其他裝置，例如經由專用線路隨 時傳輸而以在線方式利用。並且，控制部70的控制器71控制從加熱器電源7向加熱器6a、6b的電力輸出，例 如控制向加熱器6a、6b供給的供給電力、向加熱器6a、6b供給的供給電流以及加熱器6a、6b 供給的供給電壓。從加熱器電源7向加熱器6a、6b的上述電力輸出，根據基於熱電偶8的 工作檯3的溫度計測數據進行反饋控制，以維持由用戶界面72、配方設定的預定的溫度，並 且自動控制成當工作檯3的計測溫度高於被設定的預定溫度時，抑制上述電力輸出，當工 作臺3的計測溫度低於被設定的預定溫度時，增加上述電力輸出。在對一張晶片進行處理 的期間，上述電力輸出的數據、基於熱電偶8的溫度計側數據，被存儲在作為存儲單元的存 儲部73 (或也可以是控制器71的RAM等)。而且在這裡，在對一張晶片進行處理的期間，是 指針對載置於處理容器1內的工作檯(基板載置臺)3上的一張晶片根據任意的控制程序、 配方進行所希望的處理的期間。並且，控制器71發揮如下的運算單元的功能取得在對一張晶片W進行處理的期 間或一張晶片W被送入處理容器1並載置於工作檯3後、從處理容器1送出為止的期間的 上述電力輸出、溫度的最大值、最小值，運算其差，或運算對一張晶片W進行處理的期間的 上述電力輸出、溫度的累計值。並且，控制器71還發揮如下的判定部的功能根據如上所述 地得到的差、累計值，例如通過與預定的閾值進行比較，判定晶片W的異常載置狀態。(第一實施方式)接著，對在成膜裝置100中進行的本發明的第一實施方式的晶片W的異常載置狀 態的檢測方法進行說明。圖3是表示本實施方式的晶片W的異常載置狀態的檢測方法的順 序的概況的流程圖。該異常載置狀態的檢測方法是用成膜裝置100對一張晶片W進行處理 的期間進行的，其可以將全部晶片W的處理作為對象實施，也可以在批次中，對被選擇的任意數量的晶片W進行處理時實施。並且，例如在控制部70內設置標記寄存器(省略圖示)，該標記寄存器保存判斷是 否進行異常載置狀態的檢測的標記信息，通過參照該標記信息，而能根據基於上述配方的 成膜內容，選擇是否實施異常載置狀態的檢測。首先，在圖3的步驟Si，在一張晶片W的處理期間，檢測從加熱器電源7向加熱器 6a (或加熱器6b)供給的電力的最大值和最小值，並將它們保存在存儲部73中。該步驟Sl 是通過控制器71進行的。在對一張晶片W進行處理的期間從加熱器電源7輸出的電力值， 例如以一秒間隔由控制器71取得。在一張晶片W的處理期間，通過依次覆蓋所取得的電力 的最大值和最小值進行更新，而可在一張晶片W的處理結束的時間點檢測此期間的最大值 和最小值。控制器71將檢測出的電力的最大值和最小值保存到存儲部73。其中，電力的最 大值和最小值，不一定以對一張晶片W進行處理的期間的整體作為基準，也可以檢測一部 分時間內的最大值和最小值。接著，在步驟S2中，控制器71求出在步驟Sl保存了的從加熱器電源7向加熱器 6a(或加熱器6b)供給的供給電力的最大值與最小值之差(最大值-最小值)。其中，在本 說明書中，作為表示電力輸出、溫度的「最大值與最小值之差」的詞彙，有時使用「 Δ值」的 詞彙。接著，在步驟S3中，將在步驟S2得到的供給電力的△值與預先設定的閾值比較， 判斷Δ值是否比閾值大。在這裡，「閾值」可根據在正常的載置狀態下對晶片W進行處理 時的Δ值、其統計的平均值等設置一定的差額而設定。並且，當Δ值大於閾值時(是)， 在步驟S4中載置狀態被判斷為「無異常」。另一方面，在步驟S3中，在△值不大於閾值時 (否)，在步驟S5中載置狀態被判斷為「存在異常」。此時，在步驟S6中例如可進行基於警 報的警告、向顯示器顯示錯誤信息等。並且，在步驟S6中還可採取成膜裝置100的自動停 止(批次處理的中斷)等措施。對在本實施方式中能基於△值檢測晶片W的異常載置狀態的原因進行說明。圖 4是示意性地說明晶片W針對工作檯3的載置狀態的圖，圖4(a)表示晶片W與工作檯3的 表面(基板載置面S)面接觸的正常的載置狀態，圖4(b)表示因異物F的介入而使晶片W 從工作檯3的表面(基板載置面S)浮起的異常的載置狀態。在圖4中，白箭頭Η1、Η2示意 性地表示從工作檯3向晶片W傳導的熱，箭頭的大小表示熱量的大小。如圖4(a)所示，在 正常的載置狀態下，由於晶片W與工作檯3面接觸，所以工作檯3的熱有效地向相對冷的晶 片W—側移動。另一方面，如圖4(b)所示，在因存在異物F使晶片W從工作檯3浮起的狀 態下，由於在工作檯3與晶片W之間產生間隙，因而從工作檯3向晶片W的熱移動變小。因 此，針對工作檯3的溫度損失，圖4(b)的情況比圖4(a)的情況小。如上所述，由於向加熱器6a(或加熱器6b)供電的加熱器電源7受到根據基於熱 電偶8溫度計測數據針對設定溫度的反饋控制，因而如工作檯3的溫度損失大，則來自加熱 器電源7的供給電力也變大，相反，如工作檯3的溫度損失小，則來自加熱器電源7的供給 電力也變小。S卩，在比較圖4(a)和圖4(b)的狀態時，與需要彌補向晶片W移動的量的熱的 圖4(a)的狀態相比，向晶片W的熱的移動少的圖4(b)的狀態下來自加熱器電源7的供給 電力變小。這種輸出的不同點可通過求出來自加熱器電源7的電力輸出的偏差幅度即其輸出的最大值與最小值之差(Δ值)而更明確地區分。S卩，與圖4(a)的狀態相比，圖4(b)的 狀態下由於向晶片W的熱的移動較少，因而來自加熱器電源7的電力輸出穩定化，Δ值較 小地表示出來。因此，通過根據晶片W的正常載置狀態下的來自加熱器電源7的供給電力 的Δ值設定預定的閾值，並將該閾值和計測出的△值比較而進行判定，從而能檢測晶片W 的載置異常。例如，Δ值比閾值小意味著從工作檯3向晶片W的熱的移動量異常小，表示 其為異常載置狀態的可能性高。 如此，本實施方式的方法利用了如下原理在因異物的介入、晶片W的位置偏離、 晶片W的變形、工作檯3的變形、破損等而發生晶片W相對於工作檯3的載置異常的情況下， 與正常的載置狀態相比來自加熱器電源7的供給電力變小，其在Δ值中明顯出現。
根據基於參照圖4說明了的來自工作檯3的向晶片W的熱傳遞的說明，可理解為 不僅是從加熱器電源7向加熱器6a(或加熱器6b)的供給電力，作為與電力輸出有關的其 他參數，即使利用基於從加熱器電源7向加熱器6a(或加熱器6b)的供給電壓的輸出的△ 值或給予供給電流的輸出的△值，也能與以上相同地，檢測晶片W的載置異常。並且，可理解為即使以由熱電偶8計測的工作檯3的溫度的偏差幅度(Δ值)作 為指標，也能同樣地檢測晶片W的載置異常。由熱電偶8計測溫度變動(溫度降低)之後， 通過反饋控制使從加熱器電源7向加熱器6a(或加熱器6b)供給的電力增加直到恢復工作 臺3的溫度為止，存在時滯。因此，在比工作檯3冷的晶片W以正常的狀態載置於工作檯3 上的情況下，熱電偶8的計測溫度暫時降低後至通過反饋控制恢復溫度為止的期間花費一 些時間，其表現出為溫度的Δ值。另一方面，在晶片W以異常的載置狀態被載置的情況下， 由於幾乎不發生溫度降低，因而Δ值變小。S卩，在以工作檯3的計測溫度的Δ值作為指標 時，相比晶片W正常地被載置的狀態，異常載置狀態時與向晶片W的熱的移動越少計測溫度 越穩定化，Δ值變小。因此，與加熱器6a(或加熱器6b)的電力輸出相同地，根據作為計測 溫度的偏差幅度的△值，也能檢測晶片W的異常載置狀態。如上所述，在本實施方式中，通過以從加熱器電源7向加熱器6a(或加熱器6b)供 給的供給電力、供給電壓、供給電流中任意的一個以上或工作檯3的計測溫度作為指標，求 出其偏差幅度(Δ值)，並與閾值進行比較，從而能在短時間內檢測晶片W的載置異常。另 外，在具有獨立控制中央部和周緣部這兩個區域的加熱器6a、6b的圖1的成膜裝置100的 工作檯3中，針對加熱器6a或加熱器6b中任一方實施圖3的順序即可，但也可以對加熱器 6a及加熱器6b雙方實施圖3的順序。並且，清楚的是，該檢測方法也同樣能應用於具有將 工作檯整體作為一個區域控制的加熱器構造的工作檯。(第二實施方式)接著，對在成膜裝置100中進行的本發明第二實施方式的晶片W的異常載置狀態 的檢查方法進行說明。圖5是表示本實施方式的晶片W的異常載置狀態的檢測方法的順序 的概況的方框圖。其中，在以下說明中，以與第一實施方式的不同點為中心進行說明，對相 同的結構省略說明。在第一實施方式中，通過針對從加熱器電源7向加熱器6a(或加熱器6b)供給的 電力輸出或工作檯3的計測溫度求出最大值與最小值之差(Δ值)，通過將其作為指標與規 定的閾值進行比較，而檢測了晶片W的異常載置狀態。在本實施方式中，代替△值，而求出 上述電力輸出或計測溫度的累計值，將其作為指標而與閾值比較，檢測晶片W的異常載置狀態。並且，在本實施方式中，與第一實施方式不同點在於，在與閾值比較之前，以相同 處理內容的前一張的晶片w(是指基於相同配方的上一個批次的最後晶片W或同一批次中 的前一張晶片W，以下簡稱為「上一次」)的處理中的上述電力輸出或計測溫度的累計值為 基準進行校正。校正方法可實施求出前一次處理中的累計值與當前處理中的累計值之比的 方法、求出前一次處理中的累計值與當前處理中的累計值之差的方法等的運算處理。在這 裡，採用了求出前一次處理中的累計值與當前處理中的累計值之比的方法。首先，在圖5的步驟Sll中，在成膜裝置100中通過與從此進行的處理相同內容的 前一次處理(即，針對基於相同配方的前一次對晶片的處理)中，將處理前一張的晶片W時 檢測出的從加熱器電源向加熱器6a(或加熱器6b)的供給電力的累計值設定為Α。。由於該 累計值Atl或作為其基礎的供給電力的數據保存在存儲部73中，因而通過控制器71參照所 述數據，可計算出累計值&。接著，在步驟S12中，在處理當前的一張晶片W的期間，計算出從加熱器電源71向 加熱器6a (或加熱器6b)的供給電力的累計值A1，並保存在存儲部73中。在該步驟S12中， 通過控制器71在處理一張晶片W的期間例如以1秒間隔取得從加熱器電源7輸出的電力 值，並依次對其進行相加，從而能容易地計算出累計值。控制器71將計算出的累計值A1保 存在存儲部73。接著，在步驟S13中，控制器71根據在步驟Sll設定的累計值Atl和在步驟S12計 算出的累計值A1來對比A1Atl進行運算，並將該值與預定的閾值比較。並且，在比A1Atl大 於閾值時(是)，在步驟S14載置狀態被判定為「無異常」。此時，在步驟S15將累計值Atl清 零，使在當前的步驟S12取得的累計值A1為「前一次累計值Atl」進行重新設定處理。另一方面，在步驟S13，在比A1Atl不大於閾值時(否)，在步驟S16載置狀態被判 定為「存在異常」。此時，在步驟S17，例如可進行基於警報的警告、向顯示器顯示錯誤信息寸。在本實施方式中，代替在第一實施方式中使用的△值，而以從加熱器電源7向加 熱器6a (或加熱器6b)的供給電力的累計值之比A1Aq作為了指標，但基本原理與第一實施 方式相同。即，基於如下的原理在因異物、位置偏離等而發生晶片W的載置異常時，由於從 工作檯3向晶片W的熱的移動量變小，所以工作檯3的溫度降低也變小，因而與正常的載置 狀態相比來自加熱器電源7的供給電力變小，其成為累計值A1的變化(減少)而顯現(參 照圖4)。並且，不僅是從加熱器電源7向加熱器6a(或加熱器6b)的供給電力輸出的累計 值，作為其他電力輸出，利用從加熱器電源7向加熱器6a(或加熱器6b)的供給電壓的累計 值或供給電流的累計值，也能與以上相同地，檢測晶片W的載置異常。並且，即使以由熱電偶8計測的工作檯3的計測溫度的累計值作為指標，也同樣能 檢測晶片W的載置異常。如上所述，在比工作檯3冷的晶片W以正常的狀態載置於工作檯 3上的情況下，由熱電偶8計測到溫度變動(溫度降低)之後，通過反饋控制從而時滯存在 直到恢復工作檯3的溫度為止。並且，該時滯成為原因，由此在使從加熱器電源7向加熱器 6a(或加熱器6b)供給的電力增加而恢復工作檯3的溫度的過程中，發生過衝。即，工作檯 3的溫度(由熱電偶8計測的計測溫度)上升直到暫時超過設定溫度為止，從而逐漸接近設定溫度。在晶片W正常載置的狀態下，由於發生上述過衝，因而工作檯3的計測溫度的累計 值變大。在異常載置狀態的情況下，由於向晶片W的熱的移動變小，因而計測溫度接近設定 溫度而穩定化，沒有過衝，從而作為計測溫度的累計值而言變小。因此，與加熱器6a(或加 熱器6b)的電力輸出相同地，通過計測溫度的累計值也能檢測晶片W的異常載置狀態。在本實施方式中，作為與第一實施方式不同點，將前一張的晶片W處理中的電力 輸出的累計值設定為「上一次累計值&」，每當處理以後的晶片W時，依次重新設定Atl的原 因如下所述。在通過工作檯3對晶片W進行加熱的同時進行的熱處理的過程中，有如基於 等離子體的氧化處理、氮化處理一樣以元素向晶片W內部的導入(擴散)為目的的情況和 如CVD —樣原子或分子向晶片W表面的堆積為目的的情況。在後者(堆積)的成膜處理中， 每當處理晶片W時，在也包含工作檯3的處理容器1內的各部件上蓄積堆積物。其結果，處 理容器1內的反射熱、輻射熱慢慢變化，來自工作檯3向晶片W的熱傳遞的效率隨著繼續進 行處理而逐漸變化。如此處理容器1內的環境因晶片W的處理張數而變化的成膜工藝的情況下，可認 為更優選的是，與固定的閾值比較而進行判定時，以之前的正常處理中的電力輸出、計測溫 度為基準進行校正。因此，在本實施方式中，每當處理一張晶片W時，如上所述地重新設定 了累計值&。此時，只要晶片W向工作檯3的載置狀態正常，累計值之比A1Atl就應成為大 致一定的值，通過將該值與閾值比較，能準確地檢測晶片W的異常載置狀態。另外，代替累 計值之比A1Atl,也可以求出累計值之比AciA1,同樣檢測晶片W的載置異常。並且，累計值不一定是以處理一張晶片W期間的全部期間計算出的。S卩，也可以在 處理一張晶片W的期間內，僅對因載置狀態的異常而容易發生電力輸出、計測溫度的變化 的區間(例如開始將成膜氣體導入處理容器1內之後的一定時間)計算累計值。如上所述，在本實施方式中，通過以來自加熱器電源7的供給電力、供給電壓、供 給電流中任意的一個以上或工作檯3的計測溫度作為指標，將比A1Atl與閾值進行比較，從 而能在短時間內檢測晶片W的載置異常。另外，不僅是累計值之比A1Atl，也可以求出累計值 之差A1-Atl,將其與預先設定的閾值(與比A1Atl的情況不同的值)比較。此時，在異常載置 狀態下，差A1-Atl成為負值。因此，可以作為閾值而設定負值，當差A1-Atl在閾值以上的情況 下，判定為正常的載置狀態，當差A1-Atl比閾值小的情況下，判定為異常載置狀態。或者，也 可以是取差A1-Atl的絕對值，當差A1-Atl的絕對值小於預定的閾值(正值)的情況下判定為 正常的載置狀態，當SA1-Atl的絕對值不小於上述閾值(即閾值以上)的情況下判定為異常 載置狀態。另外，代替累計值之SA1-Atl，而求出累計值之差Atl-A1，也可以同樣地檢測晶片W 的載置異常。並且，在堆積物較少、難以發生處理容器1內的內部環境的變化的工藝的情況下， 也可以不與第一實施方式相同地進行校正(即，不設定累計值Atl),通過累計值A1本身與預 定的閾值(與比、從、差、、的情況為不同的值)之比較來進行判定。本實施方式的其他結構、作用以及效果與第一實施方式相同。因此，也可以利用在當前的晶片W的處理中求出的向加熱器6a(或加熱器6b)的 電力輸出或工作檯3的計測溫度的最大值與最小值之差、和在前一張(上一次)的晶片W 的處理中求出的向加熱器6a(或加熱器6b)的電力輸出或工作檯3的計測溫度的最大值與 最小值之差來進行運算處理而求出運算結果。此時，與以上相同地，通過比較運算結果與閾值來判定基板的異常載置狀態。另外，作為運算處理的方法，也可以提取在當前的晶片W的處理中求出的向加熱 器6a(或加熱器6b)的電力輸出或工作檯3的計測溫度的最大值與最小值之差、與在前一 張(上一次)晶片W的處理中求出的向加熱器6a(或加熱器6b)的電力輸出或工作檯3的 計測溫度的最大值與最小值之差的比而提取運算結果。並且，也可以提取在當前的晶片W 的處理中求出的向加熱器6a(或加熱器6b)的電力輸出或工作檯3的計測溫度的最大值與 最小值之差與在前一張(上一次)晶片W的處理中求出的向加熱器6a (或加熱器6b)的電 力輸出或工作檯3的計測溫度的最大值與最小值之差的再次差而提取運算結果。接著，對作為本發明基礎的實驗數據進行說明。在成膜裝置10中，將處理多張晶 片W時的正常載置狀態和異常載置狀態下的工作檯3的計測溫度、向加熱器6a、6b供給的 供給電力的Δ值(最大值-最小值)圖表化。圖6(a)的縱軸表示計測溫度的Δ值，圖 6(b)的縱軸表示向加熱器6a供給的供給電力的△值，圖6(c)的縱軸表示向加熱器6b供 給的供給電力的△值。其中，該數據是在工作檯3中可改變升降地支承晶片W的升降機構 的部件破損，其碎片混入工作檯3和晶片W之間而引起異常載置狀態的事例。並且，在圖 6(a)至圖6(c)中，由於因載置異常以外的要素而容易發生變動，因而省略各批次的最初的 第一張至第三張的數據。當比較正常載置狀態和異常載置狀態時，如圖6(a)所示，異常載置狀態時計測溫 度的△值有意地降低，並且如圖6(b)及圖6(c)所示，異常載置狀態時供給電力的△值有 意地降低。並且，由於在正常載置狀態的△值和異常載置狀態的△值之間觀察到一定的 幅度，因而還可知在兩者的中間能設定閾值。因此，確認了通過檢測正常載置狀態和異常載 置狀態的△值，並將其與預先設定了的閾值比較，能檢測晶片W在工作檯3上的載置異常。圖7是在成膜裝置100中將根據TiN成膜的配方進行處理時的處理時間與向加熱 器6a供給的供給電力的變化之間的關係製成圖表的圖。在本例中，在工作檯3和晶片W之 間，特意設置0. Omm(正常的面接觸狀態)、0. 5mm、l. Omm以及2. Omm的間隙(浮起)並載置 晶片W而進行了實驗。根據圖7，在浮起為0. 5mm的模擬異常載置狀態下，與正常載置狀態(0. Omm)相比 沒有確認較大差異。但是，在浮起為1. Omm及2. Omm的模擬異常載置狀態下，在從開始至約 50 70秒的處理時間的範圍內，與正常載置狀態(0. Omm)相比確認了向加熱器的供給電力 上有較大差異。該50 70秒的期間是通過將TiN的原料氣體向處理容器1內導入，而使 處理容器1內的壓力上升，使得壓力達到作為設定成膜壓力的約667Pa而趨於穩定的區間。 因此，在基於該配方的TiN成膜的情況下，確認了通過求出從開始至約50 70秒的處理時 間的範圍內向加熱器6a供給的供給電力的△值或累計值，能容易進行正常載置狀態和異 常載置狀態的判定。如此，也有時不是針對處理一張晶片W的期間的全部區間，而是針對一 部分區間檢測△值或累計值而能進行精度高的判定的情況。並且，圖8是將成膜裝置100中處理多個晶片W時的正常載置狀態、異常載置狀 態、修復後(正常載置狀態)中的各自的向加熱器6a供給的供給電力的累計值製成圖表的 圖。如圖8所示，在正常載置狀態和異常載置狀態下，向加熱器6a供給的供給電力的累計 值有較大不同。並且，由於在正常載置狀態的累計值和異常載置狀態的累計值之間存在足 夠的幅度(圖8的圖表上的線的間隔)，因而確認了在其間可用任意的值來容易設定閾值。因此，確認了通過在正常載置狀態和異常載置狀態下計算向加熱器6a供給的供給電力的 累計值，並將其與設定的閾值比較，能檢測晶片W在工作檯3上的載置異常。接著，進行了在成膜裝置100中根據TiN成膜的配方處理多張晶片W，檢測晶片W 的載置異常的實驗。在TiN的成膜中，每次在重疊晶片W的處理張數時在處理容器1內附 著堆積物，處理容器1內的環境發生變化。因此，在本實驗中，計算向加熱器6a(6b)供給的 供給電力的累計值A1，並且根據在前一張的晶片W的處理中同樣計算出的累計值Atl，求出累 計值之比A1Atl以及差A1-Atl，進行校正。其結果表示在表1中。表 1
晶片張數n-5n-4n-3n-2n-1η累計值A1 [W]569. 9572. 3558. 2561. 6560. 3494. 6比 A1A01. 0250. 9751. 0060. 9980. 883差 A「A014. 2-14. 13. 4-1. 3-65. 7在表1中，在第η張晶片W的處理中累計值A1的值大幅度降低，檢測出發生了載置 異常。在本實驗的情況下，將累計值A1直接與預定的閾值(例如500W)比較時也能檢測到 晶片W的載置異常。並且，在表1中可知，針對比A1Atl或差A1-Atl的值，在第η張晶片W的 處理中有較大變動。因此，通過將與預定的閾值(例如0.9)比較或將差A1-Atl與預 定的閾值(例如-40)比較，也能檢測出晶片W的載置異常。根據以上結果確認了通過求出向加熱器6a(6b)供給的供給電力的累計值A1、與前 一張的晶片W處理中的累計值的A0比或差A1-Atl,並將其與預定的閾值比較，能明確地檢測 晶片W的載置異常。以上說明了本發明的實施方式，但本發明不限於上述實施方式，可進行各種變形。 例如在上述實施方式中，作為真空裝置的一例而舉例說明了成膜裝置100，但不限於成膜裝 置，只要是加熱基板的同時進行預定處理的處理裝置，就可不受特別限制地應用本發明。並且，在上述實施方式中，通過將Δ值或累計值與閾值比較而進行了是正常還是 異常的判定，也可以設定多個閾值，階段性地檢測異常載置狀態(例如輕度的異常載置狀 態、重度的異常載置狀態等)。此時，為了能進行更加細緻的判定，可與被檢測出的異常載置 狀態的級別一致地設定及選擇警報警告、錯誤信息的注意顯示、裝置的自動停止等緊急措 施。並且，在上述各實施方式中，舉例說明了在處理容器1內設置一個工作檯(基板載 置臺)3，按每張晶片(基板)進行處理的逐張式處理裝置，但不限於此，也可以將本發明應 用於在處理容器1內設置多個工作檯(基板載置臺)3，一次針對多張晶片(基板)進行處 理的批量式處理裝置。並且，在上述各實施方式中，作為被處理體的基板舉例說明了半導體晶片，但不限 於此，例如也可以將本發明應用於玻璃基板、LCD基板、陶瓷基板等。
權利要求
一種基板的異常載置狀態的檢測方法，對在設有加熱器的基板載置臺上載置的基板加熱的同時進行處理時，檢測該基板的載置狀態的異常，其特徵在於，包括在處理一張基板的期間，根據向上述加熱器供給的電力輸出的信息或上述基板載置臺的計測溫度的信息，檢測上述電力輸出或上述計測溫度的最大值及最小值、或上述電力輸出或上述計測溫度的累計值的工序；和根據檢測出的上述最大值及上述最小值、或檢測出的上述累計值判定上述基板的異常載置狀態的工序。
2.如權利要求1所述的基板的異常載置狀態的檢測方法，其特徵在於，還包括求出上 述最大值與上述最小值之差的工序，上述進行檢測的工序包括檢測上述電力輸出或上述計測溫度的最大值及最小值的步驟，上述進行判定的工序包括通過將上述差與預定的閾值比較而判定上述基板的異常載 置狀態的步驟。
3.如權利要求1所述的基板的異常載置狀態的檢測方法，其特徵在於，還包括 求出上述最大值與上述最小值之差的工序；和利用上述差與在前一張基板的處理中求出的電力輸出或計測溫度的最大值及最小值 之差來進行運算處理而求出運算結果的工序，上述進行檢測的工序包括檢測上述電力輸出或上述計測溫度的最大值及最小值的步驟，上述進行判定的工序包括通過將上述運算結果與預定的閾值比較而判定上述基板的 異常載置狀態的步驟。
4.如權利要求1所述的基板的異常載置狀態的檢測方法，其特徵在於，上述進行檢測的工序包括檢測上述電力輸出或上述計測溫度的累計值的步驟， 上述進行判定的工序包括通過將上述累計值與預定的閾值比較而判定上述基板的異 常載置狀態的步驟。
5.如權利要求1所述的基板的異常載置狀態的檢測方法，其特徵在於，還包括利用上 述累計值與在前一張基板的處理中檢測出的累計值進行運算處理而求出運算結果的工序，上述進行檢測的工序包括檢測上述電力輸出或上述計測溫度的累計值的工序， 上述進行判定的工序包括通過將上述運算結果與預定的閾值比較而判定上述基板的 異常載置狀態的情況。
6.如權利要求5所述的基板的異常載置狀態的檢測方法，其特徵在於，設上述累計值 為A1，在前一張基板的處理中檢測出的上述累計值為A0時，上述運算結果由A1與A0之比構 成。
7.如權利要求5所述的基板的異常載置狀態的檢測方法，其特徵在於，在設上述累計 值為A1、前一張基板的處理中檢測出的上述累計值為A0時，上述運算結果由A1與A0之差構 成。
8.如權利要求1所述的基板的異常載置狀態的檢測方法，其特徵在於，上述進行檢測 的工序包括檢測上述電力輸出的最大值及最小值、或上述電力輸出的累計值的工序，向上述加熱器供給的電力輸出為向加熱器供給的供給電力、供給電流或供給電壓中任一個以上。
9.一種基板處理方法，其特徵在於，包括 在設有加熱器的基板載置臺上載置基板的工序； 對上述基板加熱的同時進行處理的工序；和檢測被處理的上述基板的載置狀態的異常的工序， 檢測上述異常的工序，包括在處理一張基板的期間，根據向上述加熱器供給的電力輸出的信息或上述基板載置臺 的計測溫度的信息，檢測上述電力輸出或上述計測溫度的最大值及最小值、或上述電力輸 出或上述計測溫度的累計值的工序；和根據檢測出的上述最大值及上述最小值、或檢測出的上述累計值來判定上述基板的異 常載置狀態的工序。
10.一種計算機能讀取的存儲介質，存儲有在計算機上工作的控制程序，其特徵在於， 上述控制程序在對在設有加熱器的基板載置臺上載置的基板加熱的同時進行處理時，使上述計算機執行如下的工序在處理一張基板的期間，根據向上述加熱器供給的電力輸出的信息或上述基板載置臺 的計測溫度的信息，檢測上述電力輸出或上述計測溫度的最大值及最小值、或上述電力輸 出或上述計測溫度的累計值的工序；和根據檢測出的上述最大值及上述最小值或檢測出的上述累計值來判定上述基板的異 常載置狀態的工序。
11.一種基板處理裝置，其特徵在於，包括 載置基板的基板載置臺；加熱器，設在上述基板載置臺上，對在該基板載置臺上載置的基板進行加熱； 加熱器電源，與上述加熱器電連接； 溫度計測部，計測上述基板載置臺的溫度；存儲部，存儲向上述加熱器供給的電力輸出或上述基板載置臺的計測溫度；和 判定部，檢測向上述加熱器供給的電力輸出的最大值與最小值之差或向該加熱器供給 的電力輸出的累計值、上述基板載置臺的計測溫度的最大值與最小值之差或該基板載置臺 的計測溫度的累計值，根據上述差或累計值，判定上述基板的異常載置狀態。
全文摘要
基板(W)的異常載置狀態的檢測方法，用於對在設有加熱器(6a、6b)的基板載置臺(3)上載置的基板(W)加熱的同時進行加熱時，檢測該基板(W)的載置狀態的異常。上述基板(W)的異常載置狀態的檢測方法，包括在處理一張基板(W)的期間，根據向上述加熱器(6a、6b)供給的電力輸出的信息或上述基板載置臺(3)的計測溫度的信息，檢測上述電力輸出或上述計測溫度的最大值及最小值或上述電力輸出或上述計測溫度的累計值的工序；和根據檢測出的上述最大值及上述最小值或檢測出的上述累計值判定上述基板的異常載置狀態的工序。
文檔編號C23C16/52GK101990707SQ20098011231
公開日2011年3月23日 申請日期2009年9月25日 優先權日2008年9月30日
發明者五味曉志, 宮下晃一, 江田淑惠, 茅野孝, 長澤稔 申請人:東京毅力科創株式會社