(57)【要約】【課題】本発明は、回転テーブルを用いて基板処理を行う場合に、回転テーブルを回転させても基板が飛び出さない回転可能な状態となったことを検出できる回転可能状態検出装置及び回転可能状態検出方法、並びにこれを用いた基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。【解決手段】チャンバ１内に備えられた回転テーブル２の表面に形成された基板載置用の凹部２４上に基板Ｗが載置されたときに、前記回転テーブルを回転させても前記基板が前記凹部から飛び出さない状態となったことを検出する回転可能状態検出装置であって、  前記基板が前記凹部上に載置されたときに、前記基板の端部の表面の高さが、前記回転テーブルを回転開始可能な所定値以下となったことを検出する回転可能状態検出手段２００〜２０４、を有する【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に備えられた回転テーブルの表面に形成された基板載置用の凹部上に基板が載置されたときに、前記回転テーブルを回転させても前記基板が前記凹部から飛び出さない状態となったことを検出する回転可能状態検出装置であって、
前記基板が前記凹部上に載置されたときに、前記基板の端部の表面の高さが、前記回転テーブルを回転開始可能な所定値以下となったことを検出する回転可能状態検出手段、を有する回転可能状態検出装置。
【請求項２】
前記回転可能状態検出手段は、側方から前記凹部の端部を撮像し、前記基板の端部の表面の高さを撮像により検出する撮像手段を含む請求項１に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項３】
前記回転可能状態検出手段は、前記撮像手段で取得した画像から、前記基板の端部の表面の高さが前記所定値以下となったことを判定する画像処理手段を含む請求項２に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項４】
前記回転可能状態検出手段は、上方から前記基板の表面端部に光を照射し、干渉縞から前記基板の端部の高さが前記所定値以下となったことを検出する干渉計を含む請求項１に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項５】
前記所定値は、前記回転テーブルの表面と同じか該表面より低い所定高さである請求項２乃至４のいずれか一項に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項６】
前記撮像手段は、複数箇所の前記基板の端部の表面を撮像可能である請求項２又は３に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項７】
前記撮像手段は、前記複数箇所の前記基板の端部の表面の各々を撮像する複数の撮像手段を有する請求項６に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項８】
前記画像処理手段は、前記基板の端部の表面の高さが増加中であるか否かを判定し、前記基板の端部の表面の高さが増加中でなく、かつ、前記基板の端部の表面の高さが前記所定値以下となったことを判定したときに、前記回転テーブルを回転開始可能と判定する請求項５乃至７のいずれか一項に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項９】
前記回転可能状態検出手段は、側方から前記回転テーブルの表面近傍の高さで前記凹部の端部近傍に光を照射し、前記基板の端部に前記光が遮蔽されるか否かにより前記基板の端部の表面の高さが前記所定値以下となったことを検出する光学的検出手段である請求項１に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項１０】
前記回転可能状態検出手段は、側方から前記回転テーブルの表面近傍の高さで前記凹部の端部近傍に光を照射し、前記基板の端部に前記光が反射されるか否かにより前記基板の端部の表面の高さが前記所定値以下となったことを検出する光学的検出手段である請求項１に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項１１】
前記所定値は、前記回転テーブルの表面と同じか、該表面よりも高い所定高さである請求項９又は１０に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項１２】
前記画像処理手段は、前記基板が前記凹部上に載置されてから所定時間経過後に前記基板の端部の表面の高さが前記所定値以下となったことを判定する請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項１３】
チャンバと、
該チャンバ内に回転可能に収容され、表面に基板載置用の凹部を有する回転テーブルと、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の回転可能状態検出装置と、を有する基板処理装置。
【請求項１４】
前記回転テーブルは、前記凹部を複数有する請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記凹部の深さは、前記基板の厚さよりも深い請求項１３又は１４に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記チャンバは、内部が観察可能な窓を有し、
前記回転可能状態検出手段は前記チャンバの外部に設けられ、前記窓から前記基板の端部の表面の高さが前記所定値以下であることを検出する請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１７】
前記チャンバ内にガスを供給可能なガスノズルを有し、
前記チャンバ内で成膜処理を行う請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１８】
前記ガスノズルは、前記チャンバ内の異なる位置に複数設けられ、
各々の前記ガスノズルから、種類の異なる処理ガス又は不活性ガスを供給し、前記回転テーブルを回転させることにより、前記種類の異なる処理ガス又は前記不活性ガスが順次前記基板上に供給され、原子堆積法による成膜が可能である請求項１７に記載の基板処理装置。
【請求項１９】
チャンバ内に備えられた回転テーブルの表面に形成された基板載置用の凹部上に基板が載置されたときに、前記回転テーブルを回転させても前記基板が前記凹部から飛び出さない状態となったことを検出する回転可能状態検出方法であって、
前記基板が前記凹部上に載置されたときに、前記基板の端部の表面の高さが、前記回転テーブルを回転開始可能な所定値以下となったことを検出する回転可能状態検出工程、を有する回転可能状態検出方法。
【請求項２０】
前記回転可能状態検出工程は、側方から前記凹部の端部を撮像し、前記基板の端部の表面の高さを撮像により検出する撮像工程を含む請求項１９に記載の回転可能状態検出方法。
【請求項２１】
前記回転可能状態検出工程は、前記撮像手段で取得した画像から、前記基板の端部の表面の高さが前記所定値以下となったことを検出する画像処理工程を含む請求項２０に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項２２】
上方から前記基板の表面端部に光を照射し、干渉縞から前記基板の端部の表面の高さが前記所定値以下となったことを検出する請求項１９に記載の回転可能状態検出方法。
【請求項２３】
前記所定値は、前記回転テーブルの表面と同じか該表面より低い所定高さである請求項２０乃至２２のいずれか一項に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項２４】
前記撮像工程は、複数箇所の前記基板の端部の表面を撮像する請求項２０又は２１に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項２５】
前記撮像工程は、前記複数箇所の前記基板の端部の表面の各々を複数の撮像手段により撮像する請求項２４に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項２６】
前記画像処理手段は、前記基板の端部の表面の高さが増加中であるか否かを判定し、前記基板の端部の表面の高さが増加中でなく、かつ、前記基板の端部の表面の高さが前記所定値以下となったことを判定したときに、前記回転テーブルを回転開始可能と判定する請求項２３乃至２５のいずれか一項に記載の回転可能状態検出装置。
【請求項２７】
側方から前記回転テーブルの表面近傍の高さで前記凹部の端部近傍に光を照射し、前記基板の端部に前記光が遮蔽されるか否かにより前記基板の端部の表面の高さが前記所定値以下となったことを検出する請求項１９に記載の回転可能状態検出方法。
【請求項２８】
側方から前記回転テーブルの表面近傍の高さで前記凹部の端部近傍に光を照射し、前記基板の端部に前記光が反射されるか否かにより前記基板の表面の端部の高さが前記所定値以下となったことを検出する請求項１９に記載の回転可能状態検出方法。
【請求項２９】
前記所定値は、前記回転テーブルの表面と同じか該表面よりも高い所定高さである請求項２７又は２８に記載の回転可能状態検出方法。
【請求項３０】
前記凹部は、前記回転テーブル上に複数設けられ、
前記回転可能状態検出工程を、複数の前記基板について順次行う請求項１９乃至２９のいずれか一項に記載の回転可能状態検出方法。
【請求項３１】
前記基板が前記凹部に載置されてから、所定の時間以内に前記基板の端部の表面の高さが前記所定値以下となったことが検出されない場合に、アラーム信号を発する請求項１９乃至３０のいずれか一項に記載の回転可能状態検出方法。
【請求項３２】
前記チャンバは、内部が観察可能な窓を有し、
前記チャンバの外部から、前記窓を介して前記基板の端部の表面の高さが前記所定値以下となったことを検出する請求項１９乃至３１のいずれか一項に記載の回転可能状態検出方法。
【請求項３３】
請求項１９乃至３２のいずれか一項に記載の回転可能状態検出方法と、
前記回転可能状態検出工程の後、前記回転テーブルの回転を開始して前記基板の処理を開始する基板処理工程と、を有する基板処理方法。
【請求項３４】
前記基板処理工程は、ガスを供給しながら前記回転テーブルを回転させ、前記基板の表面上に成膜を行う成膜工程である請求項３３に記載の基板処理方法。
【請求項３５】
前記ガスは、種類の異なる複数の処理ガス又は不活性ガスを含み、前記回転テーブルを回転させることにより、前記種類の異なる処理ガス又は前記不活性ガスが順次前記基板上に供給され、原子堆積法による成膜を行う請求項３４に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転可能状態検出装置及び回転可能状態検出方法、並びにこれを用いた基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハを枚葉式のエピタキシャル成長装置の処理容器内に搬入する際、ウェハの周囲温度が常温から５００℃以上に急激に変化するため、ウェハに反りが生じてしまう。かかるウェハの反りは、ウェハの温度が上昇し、周囲の高温環境に近い温度となると収まるが、一旦反り、次いで反りが収まるという動作をするため、反った状態でウェハをサセプタ上に載置すると、反りが回復する際に、ウェハの裏面エッジ部とサセプタが擦れて発塵する場合がある。
【０００３】
そこで、ウェハをサセプタ上に移載する前に、ウェハをリフトピンで中継支持するとともに、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラでウェハの中心部付近の反りをモニタし、加熱されてウェハの反りが回復した後、サセプタへの移載を行うようにしたエピタキシャル成長装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
かかる特許文献１に記載の発明によれば、ウェハがサセプタ上で反りの回復動作を行うことを防止できるため、ウェハの反りの回復動作時に発生するウェハの裏面エッジ部とサセプタの接触が低減され、ウェハの裏面エッジ部が損傷することを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９４２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に記載した構成では、リフトピン上のウェハの形状が、ウェハの非反り時の形状と一致したことによりウェハの反りの回復を判断しているため、ウェハの反りがほぼ完全に回復した状態まで待ってからサセプタへの移載を行うこととなり、ウェハの移載に時間を要するという問題があった。
【０００７】
一方、回転テーブルを用いた回転テーブル式の基板処理装置においては、回転テーブルの表面に、ウェハを固定するためのポケット状の凹部が設けられているのが一般的である。よって、凹部にウェハが収まり、回転テーブルを回転させてもウェハが飛び出さない状態であれば、多少の反りが残っていても、基板処理に影響が無い場合が多い。また、スループット向上の観点から、処理開始可能な状態となったら、すぐに基板処理を開始する方がプロセス上好ましい。
【０００８】
そこで、本発明は、回転テーブルを用いて基板処理を行う場合に、回転テーブルを回転させても基板が飛び出さない回転可能な状態となったことを検出できる回転可能状態検出装置及び回転可能状態検出方法、並びにこれを用いた基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る回転可能状態検出装置は、チャンバ内に備えられた回転テーブルの表面に形成された基板載置用の凹部上に基板が載置されたときに、前記回転テーブルを回転させても前記基板が前記凹部から飛び出さない状態となったことを検出する回転可能状態検出装置であって、
前記基板が前記凹部上に載置されたときに、前記基板の端部の表面の高さが、前記回転テーブルを回転開始可能な所定値以下となったことを検出する回転可能状態検出手段、を有する。
【００１０】
本発明の他の態様に係る基板処理装置は、チャンバと、
該チャンバ内に回転可能に収容され、表面に基板載置用の凹部を有する回転テーブルと、
前記回転可能状態検出装置と、を有する。
【００１１】
本発明の他の態様に係る回転可能状態検出方法は、チャンバ内に備えられた回転テーブルの表面に形成された基板載置用の凹部上に基板が載置されたときに、前記回転テーブルを回転させても前記基板が前記凹部から飛び出さない状態となったことを検出する回転可能状態検出方法であって、
前記基板が前記凹部上に載置されたときに、前記基板の端部の表面の高さが、前記回転テーブルを回転開始可能な所定値以下となったことを検出する回転可能状態検出工程、を有する。
【００１２】
本発明の他の態様に係る基板処理方法は、前記チャンバは、内部が観察可能な窓を有し、
前記基板高さ検出工程では、前記チャンバの外部から前記窓を介して前記基板の端部の表面の高さを検出する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、回転テーブル上のウェハが、回転テーブルを回転させても飛び出さない状態となったことを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１に係る回転可能状態検出装置を含む基板処理装置の一例を示した断面図である。
【図２】実施形態１に係る回転可能状態検出装置及び基板処理装置の斜視図である。
【図３】実施形態１に係る回転可能状態検出装置及び基板処理装置の真空容器内の構成を示す概略平面図である。
【図４】実施形態１に係る基板処理装置の回転テーブルの同心円に沿ったチャンバの断面図である。
【図５】実施形態１に係る基板処理装置の天井面が設けられている領域を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る回転可能状態検出装置のカメラの配置及び視野角について説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る回転可能状態検出装置の一例の装置構成を示した図である。
【図８】本発明の実施形態１に係る回転可能状態検出装置による撮像画像の一例を示した図である。図８（Ａ）は、回転不能状態における撮像画像の一例を示した図である。図８（Ｂ）は、回転可能状態における撮像画像の一例を示した図である。
【図９】回転テーブル上に載置されたウェハの状態変化の一例を示した図である。図９（Ａ）は、ウェハが凹部上に載置された直後の状態の一例を示した図である。図９（Ｂ）は、ウェハが凹部上に載置されてからある程度の時間が経過した状態の一例を示した図である。図９（Ｃ）は、ウェハの反りが解消した状態の一例を示した図である。
【図１０】本発明の実施形態１に係る回転可能状態検出方法及び基板処理方法の一例を示す処理フロー図である。
【図１１】ウェハがチャンバ内の回転テーブルの凹部上に載置されたときのウェハの反りの変化状態の一例を詳細に示した図である。図１１（Ａ）は、ウェハの反りの変化状態を示した第１の図である。図１１（Ｂ）は、ウェハの反りの変化状態を示した第２の図である。図１１（Ｃ）は、ウェハの反りの変化状態を示した第３の図である。図１１（Ｄ）は、ウェハの反りの変化状態を示した第４の図である。図１１（Ｅ）は、ウェハの反りの変化状態を示した第５の図である。図１１（Ｆ）は、ウェハの反りの変化状態を示した第６の図である。
【図１２】本発明の実施形態２に係る回転可能状態検出装置及び基板処理装置の一例を示した図である。
【図１３】ウェハＷの反り量の時間経過特性及び実施形態２に係る回転可能状態検出装置で行う回転可能状態検出方法の一例を説明するための図である。図１３（Ａ）は、ウェハＷの反り量の時間経過特性の一例を示した図である。図１３（Ｂ）は、実施形態２に係る回転可能状態検出装置による回転可能状態検出方法を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施形態２に係る回転可能状態検出装置により実施される回転可能状態検出方法の処理フローの一例を示した図である。
【図１５】本発明の実施形態３に係る回転可能状態検出装置の一例を示した図である。図１５（Ａ）は、ウェハが回転テーブルの凹部上に載置され、ウェハＷが反った状態を示した図である。図１５（Ｂ）は、ウェハの反りが収まり、凹部内に収まった状態を示した図である。
【図１６】本発明の実施形態４に係る回転可能状態検出装置の一例を示した図である。図１６（Ａ）は、ウェハが回転テーブルの凹部上に載置され、ウェハＷが反った状態を示した図である。図１６（Ｂ）は、ウェハの反りが収まり、凹部内に収まった状態を示した図である。
【図１７】本発明の実施形態５に係る回転可能状態検出装置の一例を示した図である。図１７（Ａ）は、ウェハが回転テーブルの凹部上に載置され、ウェハＷが反った状態を示した図である。図１７（Ｂ）は、ウェハの反りが収まり、凹部内に収まった状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【００１６】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係る回転可能状態検出装置を含む基板処理装置の一例を示した断面図である。図１において、実施形態１に係る回転可能状態検出装置２００は、カメラ１８０と、画像処理部１９０とを備える。また、実施形態１に係る基板処理装置２１０は、回転可能状態検出装置２００に加えて、主要な構成要素として、チャンバ１と、回転テーブル２と、窓１８と、回転軸２２と、凹部２４と、制御部１００と、基板位置検出装置１７０とを備える。その他、基板処理装置２１０は、基板の処理に必要なチャンバ１内の種々の構成要素及びチャンバ１に取り付けられた種々の構成要素を、必要に応じて備えてよい。また、図１において、回転可能状態検出対象であるウェハＷが示されている。
【００１７】
本発明の実施形態１に係る基板処理装置２１０は、図１に示すように平面形状が概ね円形である扁平なチャンバ１と、このチャンバ１内に設けられ、当該チャンバ１の中心に回転中心を有する回転テーブル２と、を備えている。
【００１８】
チャンバ１は、天板１１が容器本体１２から分離できるように構成されている。天板１１は、内部の減圧状態により封止部材例えばＯリング１３を介して容器本体１２側に押し付けられ、これによりチャンバ１が気密に密閉される。一方、天板１１を容器本体１２から分離する必要があるときは、図示しない駆動機構により上方に持ち上げられる。
【００１９】
回転テーブル２は、中心部にて円筒形状のコア部２１に固定され、このコア部２１は、鉛直方向に伸びる回転軸２２の上端に固定されている。回転軸２２は容器本体１２の底面部１４を貫通し、その下端が当該回転軸２２を鉛直軸回りに、この例では時計方向に回転させる駆動部２３に取り付けられている。回転軸２２及び駆動部２３は、上面が開口した筒状のケース体２０内に収納されている。このケース体２０はその上面に設けられたフランジ部分２０ａを介してチャンバ１の底面部１４の下面に気密に取り付けられており、これにより、ケース体２０の内部雰囲気が外部雰囲気から隔離されている。
【００２０】
チャンバ１は、ウェハＷ等の基板に処理を行うための処理容器である。本実施形態に係る回転可能状態検出装置２００が適用され得るチャンバ１は、回転テーブル２を用いて基板処理を行う総ての基板処理用のチャンバを適用することができ、チャンバ１内の基板処理内容は問わない。よって、基板処理装置２００は、種々の基板処理を行う装置として構成することができる。しかしながら、実施形態１においては、説明の容易のため、チャンバ１を、成膜処理を行う成膜チャンバとして構成した例を挙げて説明する。また、チャンバ１を用いて成膜処理を行う場合、チャンバ１内を高温にし、成膜用の反応ガスをチャンバ１内に供給するのが一般的である。本実施形態に係る基板処理装置２１０においては、ウェハＷの表面上に原子層を形成する原子堆積法（Atomic Layer Deposition）又は分子層を形成する分子堆積法（Molecular Layer Deposition）を用いた成膜処理を行う例を挙げて説明する。
【００２１】
チャンバ１は、ウェハＷを処理する密閉容器として構成される。図１に示すように、チャンバ１は、天板１１と容器本体１２とから構成され、全体として密閉容器を構成してもよい。なお、本実施形態に係る基板処理装置２００においては、容器本体１２の側壁の一部に、カメラ１８０でチャンバ１の内部を撮像可能なように、穴１７が設けられている。また、穴１７を塞ぐように窓１８が設けられている。つまり、カメラ１８０が、窓１８を介してチャンバ１の内部を撮像可能なように構成されている。
【００２２】
回転テーブル２は、基板を載置するための基板載置台であり、チャンバ１内に設けられる。回転テーブル２の表面には、ほぼウェハＷと同一サイズを有し、窪み形状を有する凹部２４が基板載置領域として形成され、ウェハＷが所定位置に載置されるように構成される。また、回転テーブル２は、円形の円盤状に形成され、円周方向に沿って、複数のウェハＷが載置可能に構成される。回転テーブル２は、回転軸２２に接続され、回転可能に構成される。なお、回転テーブル２は、サセプタ２と呼んでもよい。
【００２３】
回転テーブル２の表面上に形成された凹部２４の深さは、ウェハＷの厚さと同じ深さであってもよいし、ウェハＷの厚さよりも深くてもよい。凹部２４の深さをあまりに深くすると、ウェハＷの凹部２４への出し入れが困難になるので現実的ではないが、例えば、ウェハＷの２〜３倍程度まで深くしてもよい。これにより、ウェハＷの反りが収まるのを待つ時間を短縮することができる。なお、図１においては、ウェハＷの厚さと凹部２４の深さがほぼ同じ大きさに設定された例が挙げられている。
【００２４】
穴１７及び窓１８は、回転テーブル２の表面が、外部のカメラ１８０から撮像可能な高さに設けられる。カメラ１８０は、回転テーブル２の表面近傍を、側方から撮像し、凹部２４からのウェハＷのはみ出し量を撮像する。つまり、基板処理装置２１０内も、成膜処理を行う際には、チャンバ１内は３００〜６５０℃程度の高温に保たれているため、常温下にあったウェハＷがチャンバ１内に搬入されると、急激な温度変化により、ウェハＷに反りが生じてしまう。ウェハＷの反りは、ウェハＷの温度が上昇し、周囲の雰囲気と同じ温度に接近するにつれて収まってゆくが、どの程度ウェハＷの反りが収まった段階で回転テーブル２の回転を開始させてもよいかは、回転テーブル２の凹部２４へのウェハＷの収まり具合により判断することができる。つまり、凹部２４の端部において、ウェハＷの端部の最も高い箇所が回転テーブル２の表面よりも下にあれば、回転テーブル２を回転させても、凹部２４の端部の壁がウェハＷに作用する遠心力に抗することができ、ウェハＷを凹部２４内に収めたまま回転テーブル２を回転させることができる。一方、ウェハＷの端部が、高さ方向において凹部２４から大きくはみ出し、回転テーブル２の表面よりもウェハＷの下端が高い位置にあれば、回転テーブル２を回転させると、ウェハＷに作用する遠心力に抗する部材は何も存在しないので、ウェハＷは遠心力により凹部２４から飛び出してしまい、チャンバ１の内壁に衝突することになってしまう。
【００２５】
そこで、本実施形態に係る回転可能状態検出装置２００及び基板処理装置２１０においては、凹部２４内に載置されたウェハＷを側方から観察することが可能なように、容器本体１２の回転テーブル２の表面と同じ高さを含む領域に穴１７を形成している。そして、孔７に窓１８を設けてチャンバ１内を密閉するとともに、チャンバ１の外部にカメラ１８０を設け、ウェハＷの凹部２４からのはみ出し量を外部から撮像できる構成としている。
【００２６】
なお、穴１７は、容器本体２の側壁の一部をくり抜いて切除することにより構成してよい。
【００２７】
また、窓１８は、光を透過する種々の材料で構成されてよいが、例えば、石英ガラスからなる石英窓１８として構成されてもよい。窓１８は、穴１７を容器本体２の外側から覆うように設けられてもよいし、穴１７の厚さ方向のいずれかの箇所に溝を設け、溝に嵌め込むようにして設けてもよい。窓１８は、チャンバ１の密閉性を保ちつつ、外部からの視認を可能とすることができれば、種々の態様で設けることができる。
【００２８】
カメラ１８０及び画像処理部１９０は、回転可能状態を検出する回転可能状態検出手段として機能し、回転可能状態検出装置２００を構成する。
【００２９】
カメラ１８０は、チャンバ１の内部を撮像できれば、種々のカメラ１８０が用いられてよいが、例えば、ＣＣＤカメラや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラ等を用いてもよい。
【００３０】
画像処理部１９０は、カメラ１８０で撮像した画像を画像処理し、ウェハＷの端部の表面の高さを算出することにより、ウェハＷが回転テーブル２の回転を開始してよい状態にあるかを判定する判定手段である。具体的には、例えば、画像処理部１９０は、カメラ１８０で取得した画像データからエッジ検出を行い、凹部２４のエッジと、ウェハＷの端部のエッジの高さを比較する。ウェハＷのエッジの高さが、凹部２４のエッジより低いか、又は高くても所定の範囲内にあれば、回転テーブル２を回転させてもよい状態であると判定することができる。このように、画像処理部１９０は、画像処理を行うとともに、回転テーブル２が回転可能状態であるか否かを判定する。なお、画像処理部１９０で判定した判定結果は、制御部１００に送信され、制御部１００は、画像処理部１９０から受信した判定結果に基づいて、回転テーブル２の回転を開始するか、又は回転をさせずにそのまま待機するかを制御する。
【００３１】
このように、画像処理部１９０は、カメラ１８０で撮像した画像データに基づいて、ウェハＷの端部の表面の高さが所定値以下であり、回転テーブル２が回転開始可能状態にあるか否かを検出するための演算処理を行う手段である。よって、画像処理部１９０は、演算処理が可能に構成され、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）を備え、プログラムによって動作するマイクロコンピュータや、特定の用途にために設計、製造されるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の集積回路として構成されてもよい。
【００３２】
本実施形態に係る回転可能状態検出装置２００及び基板処理装置２１０によれば、回転テーブル２の凹部２４の端部付近を撮像可能なカメラ１８を設け、取得した画像からウェハＷの凹部２４からの高さ方向のはみ出し量を検出し、これに基づいて回転テーブル２が回転可能状態にあるか否かを判定するので、必要以上にウェハＷの反りが消滅するのを待つ必要が無くなり、ウェハＷの飛び出しを確実に防止しつつスループットの向上を図ることができる。
【００３３】
なお、窓１８及びカメラ１８０は、チャンバ１の所定箇所に設けられるため、凹部２４を、窓１８及びカメラ１８０から撮像可能な位置に移動させ、ウェハＷの反り具合を検出する必要がある。つまり、回転テーブル２は回転可能であるため、回転テーブル２上に載置されたウェハＷの位置は固定しておらず、各ウェハＷの回転可能状態を検出するに際し、ウェハＷの位置を検出する必要がある。このため、基板処理装置２１０は、基板位置検出装置１７０を備えることが好ましい。
【００３４】
基板位置検出装置１７０は、回転テーブル２上に載置されたウェハＷの位置を検出するための装置であり、天板１１に取り付けられて設けられる。基板位置検出装置は、窓１１０と、照明１２０と、照明反射板１３０と、カメラ１４０と、筐体１５０と、処理部１６０とを有する。天板１１の上面には、カメラ１４０でチャンバ１の内部を撮像可能なように穴１６が設けられており、この上方に基板位置検出装置１７０が設けられている。穴１６は、チャンバ１の内部に通じる開口であり、穴１６を塞ぐように窓１１０を配置することにより、チャンバ１が密閉状態となる。
【００３５】
チャンバ１の表面には、チャンバマーク１９が備えられてよい。チャンバマーク１９は、チャンバ１の基準位置を示すためのマークであり、チャンバマーク１９を基準にウェハＷの位置が検出される。また、回転テーブル２の表面の、凹部２４の近傍には、サセプタマーク２５が設けられてよい。チャンバマーク１９を絶対基準とし、チャンバマーク１９に対するサセプタマーク２５の相対位置を検出することにより、ウェハＷの位置を検出することができる。
【００３６】
窓１１０は、穴１６上に設けられ、穴１６による開口を塞ぐとともに、上方に設置されたカメラ１４０から上面視可能な撮像視野を確保する。窓１８と同様に、例えば、石英ガラス等で構成されてよい。
【００３７】
照明１２０は、光を照射する光源であり、照明１２０よりも上方にある照明反射板１３０に向かって上方に光を照射し、照明反射板１３０で反射した反射光で窓１１０に光を入射させる。照明１２０は、光を適切な輝度で照射できれば、種々の光源が用いられてよいが、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode、発光ダイオード）を用いてもよい。なお、照明１２０は、カメラ１４０の撮像視野を遮蔽しないように、筐体１５０の壁面付近に設けられ、斜め上方に向かって光を照射する。
【００３８】
照明反射板１３０は、照明１２０から入射した光を反射し、反射光で窓１１０を照射し、チャンバ１の内部を明るくするための光反射手段である。照明反射板１３０は、下方から入射した光を反射するので、下面に反射面１３１を有する。照明反射板１３０は、カメラ１４０の撮像視野を遮蔽しないように、開口部１３２を有する。
【００３９】
カメラ１４０は、窓１１０を介してチャンバ１の内部を撮像する撮像手段である。カメラ１４０も、用途に応じて種々の構成のカメラ１４０を用いることができるが、例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラを用いてもよい。
【００４０】
筐体１５０は、窓１１０、照明１２０、照明反射板１３０及びカメラ１４０を収容するためのケーシングである。筐体１５０で全体を覆うことにより、カメラ１４０の周囲を暗くし、撮像に適した状態とすることができる。
【００４１】
処理部１６０は、カメラ１４０で撮像した画像に基づいて、基板の位置を検出するための演算処理を行う手段である。よって、画像処理部１９０と同様に、演算処理機能を有するマイクロコンピュータ、集積回路等として構成されてもよい。
【００４２】
図２は、実施形態１に係る回転可能状態検出装置及び基板処理装置の斜視図である。図３は、実施形態１に係る回転可能状態検出装置及び基板処理装置の真空容器内の構成を示す概略平面図である。
【００４３】
回転テーブル２の表面部には、図２及び図３に示すように、回転方向（周方向）に沿って複数（図示の例では５枚）の基板であるウェハＷを載置するための円形状の凹部２４が設けられている。なお図３には、便宜上１個の凹部２４だけにウェハＷを示す。この凹部２４は、ウェハＷの直径よりも僅かに例えば４ｍｍ大きい内径と、ウェハＷの厚さにほぼ等しいか、又はウェハＷの厚さよりも深い深さとを有している。したがって、反りの無いウェハＷが凹部２４に収容されると、ウェハＷの表面と回転テーブル２の表面（ウェハＷが載置されない領域）とが同じ高さになるか、又はウェハＷの表面が回転テーブル２の表面よりも低くなる。なお、凹部２４がウェハＷより深く構成される場合には、ウェハＷの厚さよりも深く、ウェハＷの厚さの２倍以下又は３倍以下程度までの深さに構成することが好ましい。凹部２４を深く構成すると、ウェハＷが迅速に回転可能状態となるようにも思われるが、ウェハＷの端部が回転テーブル２の表面よりも下方にある状態となっても、ウェハＷの反りが大き過ぎる場合には、成膜を均一に行うことが困難となるおそれがあるからである。また、あまり深く構成すると、ウェハＷの凹部２４への出し入れに余分な時間を要するとともに、成膜時の処理ガスのウェハＷ表面への到達が低下するおそれがあるからである。よって、凹部２４の深さは、ウェハＷの厚さと同じ深さか、ウェハＷの厚さ以上であって、２〜３倍以下であることが好ましい。
【００４４】
なお、凹部２４の底面には、ウェハＷの裏面を支えてウェハＷを昇降させるための例えば３本の昇降ピンが貫通する貫通孔（いずれも図示せず）が形成されている。
【００４５】
また、図２及び図３に示すように、回転テーブル２の上方には、各々例えば石英からなる反応ガスノズル３１、反応ガスノズル３２、及び分離ガスノズル４１，４２がチャンバ１の周方向（回転テーブル２の回転方向（図１６の矢印Ａ））に互いに間隔をおいて配置されている。図示の例では、後述の搬送口１５から時計回り（回転テーブル２の回転方向）に、分離ガスノズル４１、反応ガスノズル３１、分離ガスノズル４２、及び反応ガスノズル３２がこの順番で配列されている。これらのノズル３１、３２、４１、４２は、各ノズル３１、３２、４１、４２の基端部であるガス導入ポート３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａ（図３）を容器本体１２の外周壁に固定することにより、チャンバ１の外周壁からチャンバ１内に導入され、容器本体１２の半径方向に沿って回転テーブル２に対して水平に伸びるように取り付けられている。
【００４６】
本実施形態においては、反応ガスノズル３１は、不図示の配管及び流量制御器などを介して、第１の反応ガスの供給源（図示せず）に接続されている。反応ガスノズル３２は、不図示の配管及び流量制御器などを介して、第２の反応ガスの供給源（図示せず）に接続されている。分離ガスノズル４１、４２は、いずれも不図示の配管及び流量制御バルブなどを介して、分離ガスの供給源（図示せず）に接続されている。分離ガスとしては、ヘリウム（Ｈｅ）やアルゴン（Ａｒ）などの希ガスや窒素（Ｎ２）ガスなどの不活性ガスを用いることができる。本実施形態では、Ｎ２ガスを用いることとする。
【００４７】
なお、一般に、第１の反応ガスには、Ｓｉ含有ガス等の成膜用のガスが用いられ、第２の反応ガスには、酸化ガス、窒化ガス等のガスか、又は第１の反応ガスと同様に成膜用のガスが用いられる場合が多い。
【００４８】
反応ガスノズル３１、３２には、回転テーブル２に向かって開口する複数のガス吐出孔３３が、反応ガスノズル３１、３２の長さ方向に沿って、例えば１０ｍｍの間隔で配列されている。反応ガスノズル３１の下方領域は、第１の反応ガスをウェハＷに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１となる。反応ガスノズル３２の下方領域は、第１の処理領域Ｐ１においてウェハＷに吸着された第１の反応ガスと反応する第２の反応ガスを供給し、第１の反応ガスと第２の反応ガスが反応生成物を堆積させる第２の処理領域Ｐ２となる。
【００４９】
ウェハＷが回転し、第１の反応ガスが供給されている第１の処理領域Ｐ１、第２の反応ガスが供給されている第２の処理領域Ｐ２を順次通過することにより、ウェハＷの表面上への第１の反応ガスの吸着、第１の反応ガスと第２の反応ガスとの反応による反応生成物が順次堆積し、反応生成物の原子層又は分子層がウェハＷの表面上に成膜されてゆく。
【００５０】
実施形態１に係る基板処理装置２１０では、このような回転テーブル２の回転によるＡＬＤ法又はＭＬＤ法による成膜を行うため、ウェハＷをチャンバ１内に搬入し、ウェハＷを凹部２４に順次載置した後、ウェハＷの反りがある程度の範囲内に収まり、回転テーブル２を回転して成膜を開始してよい状態まで待つ必要がある。つまり、ウェハＷの反りが残った状態で回転テーブル２を回転させ、ウェハＷが凹部２４から飛び出してしまうと、飛び出したウェハＷが破損するのみでなく、チャンバ１内も破損し、その後の製造プロセスを実施できなくなるおそれがある。
【００５１】
よって、実施形態１に係る基板処理装置２１０においては、搬送口１５よりもやや左側の容器本体２の側面に穴１７を形成するとともに窓１８で覆い、窓１８の外側にカメラ１８０を配置している。カメラ１８０は、窓１８からチャンバ１の内部が撮像可能であり、特に、搬送口１５から搬入され、凹部２４上に載置されたウェハＷの端部が撮像可能な位置に配置されている。これにより、搬入された後のウェハＷの反りの状態を撮像することが可能となるため、反りが解消し、ウェハＷが回転可能な状態となったことを容易に検出することができる。また、撮像は、連続的に行うことが可能なため、載置後からウェハＷの反りの状態をカメラ１８０により監視し、ウェハＷが回転開始可能状態となり次第、その状態を検出することができる。回転可能状態の検出は、画像処理部１９０による画像処理により可能なことは、上述の通りである。
【００５２】
そして、１枚のウェハＷの回転開始可能状態を検出したら、順次回転テーブル２を移動させ、次に凹部２４上に載置されたウェハＷの反りの状態を観察する。これを順次繰り返し、各々の凹部２４に載置された５枚の各ウェハＷについて、回転開始可能状態が検出されたら、回転テーブル２を回転開始可能な状態となったことが検出される。そして、速やかに上述の成膜工程を開始することが可能となり、待機のためのロスタイムを最小限に抑えることができる。
【００５３】
次に、実施形態１に係る基板処理装置の構成について、より詳細に説明する。
【００５４】
図２及び図３を参照すると、チャンバ１内には２つの凸状部４が設けられている。凸状部４は、分離ガスノズル４１、４２とともに分離領域Ｄを構成するため、後述のとおり、回転テーブル２に向かって突出するように天板１１の裏面に取り付けられている。また、凸状部４は、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有し、本実施形態においては、内円弧が突出部５（後述）に連結し、外円弧が、チャンバ１の容器本体１２の内周面に沿うように配置されている。
【００５５】
図４は、実施形態１に係る基板処理装置の反応ガスノズル３１から反応ガスノズル３２まで回転テーブル２の同心円に沿ったチャンバ１の断面を示している。図示のとおり、天板１１の裏面に凸状部４が取り付けられているため、チャンバ１内には、凸状部４の下面である平坦な低い天井面４４（第１の天井面）と、この天井面４４の周方向両側に位置する、天井面４４よりも高い天井面４５（第２の天井面）とが存在する。天井面４４は、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有している。また、図示のとおり、凸状部４には周方向中央において、半径方向に伸びるように形成された溝部４３が形成され、分離ガスノズル４２が溝部４３内に収容されている。もう一つの凸状部４にも同様に溝部４３が形成され、ここに分離ガスノズル４１が収容されている。また、高い天井面４５の下方の空間に反応ガスノズル３１、３２がそれぞれ設けられている。これらの反応ガスノズル３１、３２は、天井面４５から離間してウェハＷの近傍に設けられている。なお、説明の便宜上、図４に示すように、反応ガスノズル３１が設けられる、高い天井面４５の下方の空間を参照符号４８１で表し、反応ガスノズル３２が設けられる、高い天井面４５の下方の空間を参照符号４８２で表す。
【００５６】
また、凸状部４の溝部４３に収容される分離ガスノズル４１、４２には、回転テーブル２に向かって開口する複数のガス吐出孔４１ｈ（図４参照）が、分離ガスノズル４１、４２の長さ方向に沿って、例えば１０ｍｍの間隔で配列されている。
【００５７】
天井面４４は、狭隘な空間である分離空間Ｈを回転テーブル２に対して形成している。分離ガスノズル４２の吐出孔４２ｈからＮ２ガスが供給されると、このＮ２ガスは、分離空間Ｈを通して空間４８１及び空間４８２へ向かって流れる。このとき、分離空間Ｈの容積は空間４８１及び４８２の容積よりも小さいため、Ｎ２ガスにより分離空間Ｈの圧力を空間４８１及び４８２の圧力に比べて高くすることができる。すなわち、空間４８１及び４８２の間に圧力の高い分離空間Ｈが形成される。また、分離空間Ｈから空間４８１及び４８２へ流れ出るＮ２ガスが、第１の領域Ｐ１からの第１の反応ガスと、第２の領域Ｐ２からの第２の反応ガスとに対するカウンターフローとして働く。したがって、第１の領域Ｐ１からの第１の反応ガスと、第２の領域Ｐ２からの第２の反応ガスとが分離空間Ｈにより分離される。よって、チャンバ１内において第１の反応ガスと第２の反応ガスとが混合し、反応することが抑制される。
【００５８】
なお、回転テーブル２の上面に対する天井面４４の高さｈ１は、成膜時のチャンバ１内の圧力、回転テーブル２の回転速度、供給する分離ガス（Ｎ２ガス）の供給量などを考慮し、分離空間Ｈの圧力を空間４８１及び４８２の圧力に比べて高くするのに適した高さに設定することが好ましい。
【００５９】
一方、天板１１の下面には、回転テーブル２を固定するコア部２１の外周を囲む突出部５（図２及び図３）が設けられている。この突出部５は、本実施形態においては、凸状部４における回転中心側の部位と連続しており、その下面が天井面４４と同じ高さに形成されている。
【００６０】
先に参照した図１は、天井面４５が設けられている領域を示している。
【００６１】
一方、図５は、実施形態１に係る基板処理装置の天井面４４が設けられている領域を示す断面図である。図５に示すように、扇型の凸状部４の周縁部（チャンバ１の外縁側の部位）には、回転テーブル２の外端面に対向するようにＬ字型に屈曲する屈曲部４６が形成されている。この屈曲部４６は、凸状部４と同様に、分離領域Ｄの両側から反応ガスが侵入することを抑制して、両反応ガスの混合を抑制する。扇型の凸状部４は天板１１に設けられ、天板１１が容器本体１２から取り外せるようになっていることから、屈曲部４６の外周面と容器本体１２との間には僅かに隙間がある。屈曲部４６の内周面と回転テーブル２の外端面との隙間、及び屈曲部４６の外周面と容器本体１２との隙間は、例えば回転テーブル２の上面に対する天井面４４の高さと同様の寸法に設定されている。
【００６２】
容器本体１２の内周壁は、分離領域Ｄにおいては図４に示すように屈曲部４６の外周面と接近して垂直面に形成されているが、分離領域Ｄ以外の部位においては、図１に示すように例えば回転テーブル２の外端面と対向する部位から底部１４に亘って外方側に窪んでいる。以下、説明の便宜上、概ね矩形の断面形状を有する窪んだ部分を排気領域と記す。具体的には、第１の処理領域Ｐ１に連通する排気領域を第１の排気領域Ｅ１と記し、第２の処理領域Ｐ２に連通する領域を第２の排気領域Ｅ２と記す。これらの第１の排気領域Ｅ１及び第２の排気領域Ｅ２の底部には、図１から図３に示すように、それぞれ、第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０が形成されている。第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０は、図１に示すように各々排気管６３０を介して真空排気手段である例えば真空ポンプ６４０に接続されている。なお図１中、圧力制御器６５０も示されている。
【００６３】
回転テーブル２とチャンバ１の底部１４との間の空間には、図１及び図４に示すように加熱手段であるヒータユニット７が設けられ、回転テーブル２を介して回転テーブル２上のウェハＷが、プロセスレシピで決められた温度（例えば４００℃）に加熱される。回転テーブル２の周縁付近の下方側には、回転テーブル２の上方空間から排気領域Ｅ１、Ｅ２に至るまでの雰囲気とヒータユニット７が置かれている雰囲気とを区画して回転テーブル２の下方領域へのガスの侵入を抑えるために、リング状のカバー部材７１が設けられている（図５）。このカバー部材７１は、回転テーブル２の外縁部及び外縁部よりも外周側を下方側から臨むように設けられた内側部材７１ａと、この内側部材７１ａとチャンバ１の内壁面との間に設けられた外側部材７１ｂと、を備えている。外側部材７１ｂは、分離領域Ｄにおいて凸状部４の外縁部に形成された屈曲部４６の下方にて、屈曲部４６と近接して設けられ、内側部材７１ａは、回転テーブル２の外縁部下方（及び外縁部よりも僅かに外側の部分の下方）において、ヒータユニット７を全周に亘って取り囲んでいる。
【００６４】
ヒータユニット７が配置されている空間よりも回転中心寄りの部位における底部１４は、回転テーブル２の下面の中心部付近におけるコア部２１に接近するように上方側に突出して突出部１２ａをなしている。この突出部１２ａとコア部２１との間は狭い空間になっており、また底部１４を貫通する回転軸２２の貫通穴の内周面と回転軸２２との隙間が狭くなっていて、これら狭い空間はケース体２０に連通している。そしてケース体２０にはパージガスであるＮ２ガスを狭い空間内に供給してパージするためのパージガス供給管７２が設けられている。またチャンバ１の底部１４には、ヒータユニット７の下方において周方向に所定の角度間隔で、ヒータユニット７の配置空間をパージするための複数のパージガス供給管７３が設けられている（図１８には一つのパージガス供給管７３を示す）。また、ヒータユニット７と回転テーブル２との間には、ヒータユニット７が設けられた領域へのガスの侵入を抑えるために、外側部材７１ｂの内周壁（内側部材７１ａの上面）から突出部１２ａの上端部との間を周方向に亘って覆う蓋部材７ａが設けられている。蓋部材７ａは例えば石英で作製することができる。
【００６５】
また、チャンバ１の天板１１の中心部には分離ガス供給管５１が接続されていて、天板１１とコア部２１との間の空間５２に分離ガスであるＮ２ガスを供給するように構成されている。この空間５２に供給された分離ガスは、突出部５と回転テーブル２との狭い隙間５０を介して回転テーブル２のウェハ載置領域側の表面に沿って周縁に向けて吐出される。空間５０は分離ガスにより空間４８１及び空間４８２よりも高い圧力に維持され得る。したがって、空間５０により、第１の処理領域Ｐ１に供給されるＴｉＣｌ４ガスと第２の処理領域Ｐ２に供給されるＮＨ３ガスとが、中心領域Ｃを通って混合することが抑制される。すなわち、空間５０（又は中心領域Ｃ）は分離空間Ｈ（又は分離領域Ｄ）と同様に機能することができる。
【００６６】
さらに、チャンバ１の側壁には、図２、図３に示すように、外部の搬送アーム１０と回転テーブル２との間で基板であるウェハＷの受け渡しを行うための搬送口１５が形成されている。この搬送口１５は図示しないゲートバルブにより開閉される。また回転テーブル２におけるウェハ載置領域である凹部２４はこの搬送口１５に臨む位置にて搬送アーム１０との間でウェハＷの受け渡しが行われることから、回転テーブル２の下方側において受け渡し位置に対応する部位に、凹部２４を貫通してウェハＷを裏面から持ち上げるための受け渡し用の昇降ピン及びその昇降機構（いずれも図示せず）が設けられている。
【００６７】
また、本実施形態による基板処理装置には、図１に示すように、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部１００が設けられており、この制御部１００のメモリ内には、後述する成膜方法を制御部１００の制御の下に基板処理装置に実施させるプログラムが格納されている。このプログラムは後述の成膜方法を実行するようにステップ群が組まれており、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなどの媒体１０２に記憶され、所定の読み取り装置により記憶部１０１へ読み込まれ、制御部１００内にインストールされる。なお、制御部１００は、上述の処理部１６０、画像処理部１９０等も制御してよい。
【００６８】
このように、実施形態１に係る回転可能状態検出装置２００は、このような回転テーブル式の基板処理装置２１０に好適に適用することができる。
【００６９】
次に、実施形態１に係る回転可能状態検出装置２００について、より詳細に説明する。
【００７０】
図６は、本発明の実施形態１に係る回転可能状態検出装置２００のカメラ１８０の配置及び視野角について説明するための図である。図１乃至図３において、カメラ１８０とチャンバ１との位置関係を示したが、カメラ１８０からの視野角は、図６に示すように、ウェハＷの全周に亘る端部について、一度に撮像を行うことが可能なように設定することができる。つまり、カメラ１８０の視野角で、ウェハＷの両端を含むように撮像することができるので、凹部２４の総ての端部について、回転テーブル２よりも高いときのウェハＷの端部の表面の高さを撮像することができる。これにより、回転テーブル２を回転させても、ウェハＷがいずれの箇所からも飛び出さない状態を確実に担保することができる。
【００７１】
なお、図６に示した状態の視野角は、カメラ１８０の視野角、窓１８の大きさ、窓１８とカメラ１８０との距離を考慮することにより、容易に設定可能である。
【００７２】
このように、カメラ１８０の撮像領域を適切に設定することにより、ウェハＷの全周について、回転開始可能状態を確実に検出することができる。
【００７３】
図７は、本発明の実施形態１に係る回転可能状態検出装置の一例の装置構成を示した図である。図７に示すように、本実施形態に係る回転可能状態検出装置２００は、カメラ１８０と、画像処理部１９０とを備える。そして、本実施形態に係る基板処理装置２１０の回転テーブル２の表面上に形成された凹部２４上に載置されたウェハＷを、窓１８を介して側方から撮像する。窓１８は、回転テーブル２の表面と同じ高さの領域を少なくとも含むように配置され、カメラ１８０が、回転テーブル２の表面をほぼ同じ高さで撮像することが可能となっている。カメラ１８０は、回転テーブル２の表面又は凹部２４の端部のエッジと、ウェハＷの凹部２４からのはみ出し領域を一緒に撮像することができ、ウェハＷの上端が凹部２４から高さ方向にはみ出していることを撮像により検出できる。
【００７４】
なお、カメラ１８０は、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ等のデジタルカメラの他、アナログカメラ等も用いることができる。
【００７５】
カメラ１８０で撮像された画像データは、画像処理部１９０に送られる。画像処理部１９０では、カメラ１８０から受信した画像データから、ウェハＷの上端の位置と、回転テーブル２の表面の位置とを画像処理により特定し、ウェハＷの上端が、回転テーブル２の表面よりも下にあるか否かを判定する。ウェハＷの上端が、回転テーブル２の表面よりも下にあるか否かは、ウェハＷの上端のエッジが消滅したか否かにより判定することができる。つまり、ウェハＷの上端のエッジが検出できるということは、ウェハＷの上端は、回転テーブル２の表面からはみ出しているということを意味する。一方、ウェハＷの上端のエッジが回転テーブル２よりも下方に下がれば、ウェハＷのエッジは回転テーブル２の表面の影に隠れてカメラ１８０からは撮像できない状態にあることを意味するので、ウェハＷの反りが、回転テーブル２を回転させても飛び出さない程度まで無くなった状態であることを検出できる。
【００７６】
なお、画像処理部１９０においては、例えば、ウェハＷが回転可能状態であるか否かについて、制御部１００に状態信号を送信し続ける構成としてもよいし、状態が変化した段階で、状態信号を送信するようにしてもよい。つまり、ウェハＷが凹部２４上に載置されたときに、ウェハＷが反って回転不能状態であれば、回転不能状態を示す状態信号を制御部１００に送信し、回転可能状態となったら、回転可能状態を示す状態信号を制御部１００に送信すればよいが、状態信号は、継続的であってもよいし、変化の際に送信するトリガ信号のようなものであってもよい。
【００７７】
画像処理部１９０は、上述のように、画像処理及び判定処理が可能な画像処理機能及び演算処理機能を有すればよく、マイコロコンピュータを含むコンピュータ、集積回路等により構成されてよい。
【００７８】
なお、図２及び図３に示したように、回転テーブル２上に複数の凹部２４が形成されており、複数のウェハＷが各々の凹部２４に載置される場合には、各凹部２４上にウェハＷが載置される毎に回転可能状態の検出動作を行い、総てのウェハＷについて回転可能状態が検出されたときに、回転テーブル２が回転可能と判定するようにしてよい。その判定は、画像処理部１９０で行ってもよいし、制御部１００で行ってもよい。但し、基板処理装置２１０の全体の制御を行うのは制御部１００であるので、画像処理部１９０では順次個別の検出を行い、全体は制御部１００で判定を行うように構成することが好ましい。
【００７９】
また、画像処理部１９０で行う判定処理において、上限の時間を設定するようにしてもよい。つまり、ウェハＷが凹部２４上に載置してから時間を計測し、所定時間以内に回転可能状態が検出されない場合には、アラーム信号を出力し、制御部１００に送信する処理を行うようにしてもよい。制御部１００では、必要に応じて、基板処理装置２１０を停止させ、全体の点検を行う等の対策を採ることが可能となる。
【００８０】
この場合には、上限時間の設定を変更可能なようにし、例えば、時間設定テーブルを設けるようにしてもよい。時間の設定可能範囲は、例えば、０〜３００秒としておき、そのような時間設定が不要な場合には、０秒設定を無監視設定とする構成としてもよい。
【００８１】
このように、本実施形態に係る回転可能状態検出装置２００は、用途に応じて種々の機能を付加することが可能である。
【００８２】
図８は、本発明の実施形態１に係る回転可能状態検出装置２００による撮像画像の一例を示した図である。
【００８３】
図８（Ａ）は、回転不能状態における撮像画像の一例を示した図である。図８（Ａ）において、ウェハＷが回転テーブル２の凹部２４上に載置されているが、ウェハＷが反り、ウェハＷの端部が回転テーブル２の表面よりも上方にある状態が示されている。ウェハＷの左側の端部がカメラ１８０により撮像されており、カメラ１８０の画素１８０ａが模式的に示されている。図８（Ａ）において、ウェハＷの端部のエッジＷｅは、回転テーブル２の表面のエッジＴｅよりも大きく上方にあり、このまま回転テーブル２を回転させると、ウェハＷが凹部２４から飛び出すであろう回転不能状態であることが示されている。
【００８４】
図８（Ｂ）は、回転可能状態における撮像画像の一例を示した図である。図８（Ｂ）において、ウェハＷの左側の端部において、ウェハＷのエッジＷｅは、回転テーブル２の表面のエッジＴｅよりも下方にあり、撮像されない状態であることが示されている。この状態は、ウェハＷの反りが収まり、ウェハＷの端部が回転テーブル２の表面よりも下方にある状態であるので、回転テーブル２を回転させてもウェハＷは凹部２４の内壁に当たり、ウェハＷは凹部２４を飛び出さない回転可能状態である。
【００８５】
このように、カメラ１８０で撮像した画像により、ウェハＷが回転可能状態であるか回転不能状態であるかを検出することができる。
【００８６】
図９は、回転テーブル上に載置されたウェハの状態変化の一例を示した図である。図９（Ａ）は、ウェハＷが凹部２４上に載置された直後の状態の一例を示した図である。ウェハＷが回転テーブル２の凹部２４上に載置された直後は、常温下から加熱雰囲気下の環境に急激に変化するため、ウェハＷが反り、端部がはね上がった状態となる。
【００８７】
図９（Ｂ）は、ウェハＷが凹部２４上に載置されてからある程度の時間が経過した状態の一例を示した図である。図９（Ｂ）に示すように、ウェハＷの温度が上昇するにつれて、ウェハＷの反りが軽減されてゆく。しかしながら、ウェハＷの端部は、僅かに回転テーブル２の表面よりも上にあるので、このまま回転テーブル２を回転させると、ウェハＷは凹部２４から飛び出すおそれがある。
【００８８】
図９（Ｃ）は、ウェハＷの反りが解消した状態の一例を示した図である。ウェハＷの反りが小さくなり、ウェハＷの端部が回転テーブル２の表面よりも下方になると、ウェハＷは凹部２４内に収まった状態であり、カメラ１８０の画像からウェハＷは消滅する。この状態で、回転可能状態となる。
【００８９】
実施形態１に係る回転可能状態検出装置２００では、このようなウェハＷの状態変化を監視することにより、ウェハＷが回転可能状態となり次第、回転テーブル２の回転を開始し、基板処理を開始することが可能となるので、確実にウェハＷの飛び出しを防止できるとともに、余分な待ち時間を無くし、スループットを向上させることができる。
【００９０】
図１０は、本発明の実施形態１に係る回転可能状態検出方法及び基板処理方法の一例を示す処理フロー図である。なお、今まで説明した構成要素と同様の構成要素には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００９１】
ステップＳ１００では、回転テーブル２上の基板載置領域である凹部２４上に、ウェハＷが載置される。この時、ウェハＷは、常温下から４００℃程度の高温下に移動するので、急激な温度変化により、図８（Ａ）、図９（Ａ）で示したように、大きく反り上がる。
【００９２】
ステップＳ１１０では、カメラ１８０によりウェハＷの観察画像の取り込みが開始される。これにより、ウェハＷの状態が画像で監視される。カメラ１８０で撮像され、取得された画像は、画像処理部１９０に送られる。
【００９３】
ステップＳ１２０では、ウェハＷの反りが、凹部２４内に収まったか否かが判定される。ウェハＷの反りが、凹部２４内に収まった場合には、回転可能状態であると判定され、ステップＳ１３０に進む。なお、ここで、ウェハＷの端部が回転テーブル２の表面よりも下方にある場合には、確実に回転可能状態となるが、ウェハＷの端部の上端が回転テーブル２の表面よりも僅かに上方にあるが、回転テーブル２を回転させても、ウェハＷが凹部２４を飛び出さない状態もあり得る。よって、このような場合を考慮し、回転可能状態は、ウェハＷの回転テーブル２の表面からの高さ方向のはみ出し量が、所定値以下の場合も含めてよい。しかしながら、所定値は、ウェハＷの飛び出しを確実に防止する観点から、ゼロに近い極めて小さい値であることが好ましい。また、回転テーブル２の表面と同じ高さに所定値を設定した場合には、当然ながら所定値はゼロの設定となる。
【００９４】
ステップＳ１３０では、回転テーブル２を少しだけ回転させ、次のウェハＷが載置された凹部２４が窓１８からカメラ１８０で撮像可能な位置に来るように移動させる。
【００９５】
ステップＳ１４０では、ウェハＷを移動させた段階で、設定の枚数の回転可能状態の検出が完了したかが判断される。例えば、図２及び図３に示した回転テーブル２の場合には、５枚のウェハＷについて回転可能状態の検出が完了したか否かが判断される。
【００９６】
ステップＳ１４０において、設定枚数の回転可能状態の検出が完了したと判定された場合にはステップＳ１５０に進む。一方、設定枚数の回転可能状態の検出が完了していないと判定された場合には、ステップＳ１１０に戻り、ウェハＷの観察画像取り込みから、ステップＳ１４０までの一連の判定・検出処理が繰り返される。各ウェハＷについて一連の処理を繰り返し、設定枚数が完了したら、ステップＳ１５０に進む。
【００９７】
ステップＳ１５０では、基板処理装置２１０における成膜処理が開始される。具体的には、図１乃至図５において説明したように、回転テーブル２の回転が開始され、成膜処理が行われる。所定の成膜処理が終了したら、処理フローを終了する。
【００９８】
一方、ステップＳ１２０において、ウェハＷの反りが凹部２４内に収まっていないと判定された場合には、ステップＳ１６０に進む。
【００９９】
ステップＳ１６０では、ウェハＷを凹部２４上に載置してから、所定の検出上限時間以上経過したか否かが判定される。上限時間は、例えば、０〜３００秒の範囲で設定されてもよい。
【０１００】
ステップＳ１６０において、上限時間が経過していないと判定された場合には、ステップＳ１１０に戻り、ウェハＷの反りが収まるまで、ステップＳ１１０、Ｓ１２０及びＳ１６０の処理を繰り返す。
【０１０１】
一方、ステップＳ１６０において、所定の検出上限時間以上が経過したと判定された場合には、制御部１００にアラーム信号を出力し、制御部１００が基板処理装置２１０の動作を停止させる。これにより、基板処理装置２１０の操作者は、異常を認識することができ、装置の状態を点検することができる。
【０１０２】
なお、ステップＳ１６０において、検出上限時間は、用途等に応じて、変更可能とされてよい。例えば、１秒刻みの時間設定テーブルを設け、１秒刻みの任意の時間に検出上限時間を設定するようにしてもよい。なお、この場合において、検出上限時間を設けない場合には、無監視設定として、０秒を設定するようにしてもよい。
【０１０３】
更に、ステップＳ１６０及びステップＳ１７０は、必要に応じて設けるようにしてよく、必須ではない。
【０１０４】
実施形態１に係る回転可能状態検出方法及び基板処理方法によれば、ウェハＷが回転テーブル２上に載置されたときに反りが発生した場合であっても、回転テーブル２を回転可能な状態まで反りが収まった回転可能状態を確実にリアルタイムで検出することができ、ウェハＷの飛び出し防止を担保しつつ、最小限の待機時間で基板処理を開始することができる。
【０１０５】
〔実施形態２〕
図１１は、ウェハＷがチャンバ１内に搬入され、回転テーブル２の凹部２４上に載置されたときのウェハＷの反りの変化状態の一例を詳細に示した図である。図１１（Ａ）〜図１１（Ｆ）に示すように、ウェハＷを凹部２４上に載置したときに、上述のようにウェハＷは周囲の急激な温度変化により反るが、一瞬で反る訳ではなく、数秒から数十秒、例えば、１０数秒〜２０秒程度の時間を経て再々反り状態に達する場合が多い。そのような場合には、最大反り状態から反り量が徐々に減少してゆき、反り量が減少傾向にあるタイミングで、実施形態２に係る回転可能状態検出装置による検出を行う。よって、実施形態１に係る回転可能状態検出装置２００においては、ウェハＷが凹部２４上に載置されてから最大反り量に達するまで待ち、ウェハＷの反り量が確実に減少に転ずると考えられる所定の時間を待機する必要があり、この時間を「反り待ち時間」と呼ぶこととする。
【０１０６】
具体的には、図１１（Ａ）に示すように、ウェハＷを凹部２４上に載置した後、図１１（Ｂ）に示すようにウェハＷは反り始め、図１１（Ｃ）に示すように次いでウェハＷは最大反り量となる。更に時間が経過すると、図１１（Ｄ）、図１１（Ｅ）に示すようにウェハＷの反り量が減少し、最後には図１１（Ｆ）に示すように、凹部２４内に収まり、平坦な状態となる。ここで、実施形態１に係る回転可能状態検出装置２００を用いるためには、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に達するまでの時間を反り待ち時間とし、この時間が経過してから回転可能状態検出を行う必要がある。反り待ち時間は、例えば、２０秒弱程度に設定されるが、この時間は、実施形態１に係る回転可能状態検出装置２００では、完全な待機時間となってしまう。
【０１０７】
一方、ウェハＷの反りの状態によっては、反り待ち時間を待たずとも、いち早く最大反り状態となり、反り待ち時間内に回転可能状態となってしまうような場合もあり得る。このような場合であっても、反り待ち時間を経過しないと回転可能状態検出を行わないようなシーケンスでは、
実施形態２に係る回転可能状態検出装置においては、反り待ち時間内であっても、ウェハＷの反りが十分収まり、かつ、ウェハＷがそれ以上に反ることが無い、つまり反り量増加状態に無い場合には、当該ウェハＷを回転可能状態と判定し、次のウェハＷの回転可能状態の検出に移行することが可能な回転可能状態検出装置について説明する。
【０１０８】
図１２は、本発明の実施形態２に係る回転可能状態検出装置２０１及び基板処理装置２１１の一例を示した図である。図１２において、チャンバ１から天板１１を除いた容器本体１２の上面図が示されており、回転テーブル２の表面に形成された凹部２４上にウェハＷが載置された状態が示されている。また、容器本体１２の側壁には、穴１７が形成され、穴１７の内壁側を覆う内側の窓１８ａと、穴１７の外壁側を覆う外側の窓１８ｂが設けられている。
【０１０９】
また、基板処理装置２１１の外部には、実施形態２に係る回転可能状態検出装置２０１が設けられている。回転可能状態検出装置２０１は、２台のカメラ１８１、１８２と、各々のカメラ１８１、１８２に対応する画像処理部１９１、１９２と、制御部１００とを有する。カメラ１８１は、凹部２４及びウェハＷのゲートバルブ側（搬送口１５側）を撮像するための撮像手段であり、カメラ１８２は、凹部２４及びウェハＷの回転軸側（回転テーブル２の中心側）を撮像するための撮像手段である。２台のカメラ１８１、１８２を設けることにより、単にウェハＷの表面が回転テーブル２の表面より高いか否かだけではなく、凹部２４内におけるウェハＷの正確な高さ、つまりウェハＷの表面が、回転テーブル２の表面からどれだけ低いかを撮像及び画像認識することができる。これにより、ウェハＷの反り量が増加傾向にあるか否かを検出することができる。つまり、ゲートバルブ側と回転軸側の２箇所のウェハＷのエッジの高さを撮像及び検出し、エッジの高さが増加していれば反り量が増加していると判定することができる。なお、ウェハＷの高さは、回転テーブル２の表面を基準としてよく、回転テーブル２の表面との高さの差（回転テーブル２の表面とウェハＷの表面の高さ方向における距離）に基づいて検出してもよい。つまり、実際の撮像及び画像認識では、回転テーブル２の表面よりウェハＷの表面の高さがどれだけ低いかを検出し、これに基づいて種々の判定を行ってよい。
【０１１０】
このように、ウェハＷ及び凹部２４の対向する２箇所を撮像するため、穴１７及び窓１８ａ、１８ｂは、広角でウェハＷ及び凹部２４が撮像可能な大きさに形成されている。また、画像処理部１９１、１９２は、カメラ１８１、１８２で撮像した画像を画像処理するための手段であり、各々カメラ１８１、１８２と接続され、実施形態１で説明した画像処理部１９０と同様の機能を有する。また、制御部１００も、実施形態１で説明した通りであり、画像処理部１９１、１９２がそれぞれ接続される。
【０１１１】
図１３は、ウェハＷの反り量の時間経過特性及び実施形態２に係る回転可能状態検出装置２０１で行う回転可能状態検出方法の一例を説明するための図である。
【０１１２】
図１３（Ａ）は、ウェハＷの反り量の時間経過特性の一例を示した図である。図１３（Ａ）において、横軸を時間、縦軸を反り量として３枚のウェハＡ、Ｂ、Ｃの反り量時間経過特性が示されている。ウェハＡは、反り量及び反り待ち時間が最も大きく、ウェハＢが２番目に反り量及び反り待ち時間が大きく、ウェハＣが反り量及び反り待ち時間が最も小さい特性を示している。この場合、実施形態１に係る回転可能状態検出装置２００を用いた感回転可能状態検出方法では、反り待ち時間は、安全サイドに立つと最も反り量が大きいウェハＡに合わせる必要があり、反り待ち時間Ｔ１は、最も反り待ち時間の長いウェハＡの反り待ち時間に設定される。よって、画像判定期間Ｔ２は、反り待ち時間Ｔ１が経過した後となる。反り待ち時間が、例えば２０秒に設定されれば、２０秒経過後に回転可能状態検出を行うシーケンスとなる。
【０１１３】
図１３（Ｂ）は、実施形態２に係る回転可能状態検出装置２０１による回転可能状態検出方法を説明するための図である。図１３（Ｂ）において、反り待ち時間Ｔ０は、図１３（Ａ）における反り待ち時間Ｔ１よりも短く設定されている。実施形態２に係る回転可能状態検出装置２０１においては、反り待ち時間Ｔ０は、例えば、反り待ち時間Ｔ１の１／２程度に設定してよく、反り待ち時間Ｔ１が２０秒の場合には、反り待ち時間Ｔ０を１０秒以下に設定してよい。
【０１１４】
短縮された反り待ち時間Ｔ０経過後に画像判定を開始するが、図１３（Ｂ）の例では、反り待ち時間Ｔ０においてウェハＡ、Ｂは反り量が増加傾向にあり、ウェハＣは反り量が変化していない。このような場合、ウェハＡ、Ｂは反り量が増加中であるが、ウェハＣは反り量が増加中ではないと判定し、反り量が増加中でないと判定したウェハＣについては、ウェハＣの表面が所定の高さよりも低いか否かが判定される。
【０１１５】
図１３（Ｂ）の例では、ウェハＣの表面の高さは、判定位置よりも低いので、ウェハＣの反りは収まり、回転可能状態にあると判定し、次のウェハＣの回転可能状態の判定に移行する。このように、反り待ち時間Ｔ１よりも短い時間でウェハＣの回転可能状態を検出することができ、全体の回転可能状態検出判定に要する時間を短縮することができる。また、反り待ち時間Ｔ０を短縮したことにより、画像判定期間Ｔ３は当然に図１３（Ａ）に示した画像判定期間Ｔ２よりも長くなる。
【０１１６】
図１４は、実施形態２に係る回転可能状態検出装置２０１により実施される回転可能状態検出方法の処理フローの一例を示した図である。なお、図１４において、図１０に示した実施形態１に係る回転可能状態検出方法の処理フローと同様の処理内容には、同一のステップ番号を付し、その説明を簡略化又は省略する。
【０１１７】
ステップＳ１００では、ウェハＷが回転テーブル２の表面上の凹部２４に載置される。ウェハＷが徐々に反り始める。
【０１１８】
ステップＳ１０１では、ウェハＷの反り待ち時間の間、そのまま待機する。なお、反り待ち時間は、ウェハＷが最大反り量となる反り待ち時間よりも短い時間、例えば、半分程度の時間に設定される。なお、待機の指令は、画像処理部１９１、１９２が行ってもよいし、制御部１００が行ってもよい。
【０１１９】
ステップＳ１１０では、カメラ１８１、１８２を用いて、基板観察画像の取り込みが開始する。なお、このステップは、図１０と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【０１２０】
ステップＳ１１１では、画像処理部１９１、１９２が、ウェハＷの反り量が減少しているか、又は変化が無いか否かを判定する。換言すれば、画像処理部１９１、１９２により、ウェハＷの反り量が増加中であるか否かが判定される。ウェハＷの反り量が増加中であると判定されたときにはステップＳ１１０に戻り、処理フローをステップＳ１１０から繰り返す。一方、反り量が増加中でないと判定されたときには、ステップＳ１２１に進む。
【０１２１】
ステップＳ１２１では、画像処理部１９１、１９２により、ウェハＷの上面の高さが所定高さ（所定値）以下であるか否かが判定される。ウェハＷの上面の高さが所定高さ以下であると判定されたときには、ウェハＷの反りが増加中でなく、かつ、ウェハＷの上面が回転テーブル２の凹部２４の深さに収まっていることを意味するので、ウェハＷは回転可能状態にあると判定される。そして、ステップＳ１３０に進み、検出対象を次のウェハＷの載置位置とする。
【０１２２】
なお、ステップＳ１２１では、ウェハＷの高さは、回転テーブル２の表面と同じ高さである必要は無く、より安全サイドに立ち、回転テーブル２の表面よりも低い高さであってもよい。カメラ１８１、１８２は、ウェハＷの表面高さを認識可能であるので、より精密な判定が可能である。
【０１２３】
ステップＳ１３０〜ステップＳ１７０は、図１０の処理フローと同様のステップであるので、同一のステップ番号を付し、その説明を省略する。
【０１２４】
このように、実施形態２に係る回転可能状態検出装置２０１及び回転可能状態検出方法によれば、回転可能状態検出開始時間を早め、全体の回転可能検出時間を短縮することができる。
【０１２５】
なお、本実施形態においては、カメラ１８１、１８２を２個用いてウェハＷの表面高さを検出する例を挙げて説明したが、使用するカメラを広角とし、広い範囲に亘りウェハＷの表面高さを検出することができれば、実施形態１のようなカメラ１８０を１つ用いた構成としてもよい。また、逆に、カメラ１８１、１８２の数を増やし、より精密にウェハＷの表面高さを検出する構成としてもよい。実施形態２に係る回転可能状態検出装置２０１は、ウェハＷの反り量の変化状態と、ウェハＷの表面高さを検出し、これに基づいて回転可能状態を判定できれば、種々の構成とすることができる。
【０１２６】
〔実施形態３〕
図１５は、本発明の実施形態３に係る回転可能状態検出装置の一例を示した図である。実施形態３に係る回転可能状態検出装置２０２においては、カメラ１８０及び画像処理部１９０ではなく、透過型の光学的検出器を用いて回転可能状態検出手段を構成する点で、実施形態１に係る回転可能状態検出装置２００と異なっている。なお、その他の構成要素については、実施形態１に係る回転可能状態検出装置と同様であるので、同様の構成要素に同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【０１２７】
図１５（Ａ）は、ウェハＷが回転テーブル２の凹部２４上に載置され、ウェハＷが反った状態を示した図である。図１５（Ａ）において、投光器１８３と受光器１８３とが対向して配置され、回転テーブル２の表面近傍の高さで投光器１８３から光が照射された状態が示されている。ここで、ウェハＷが反っており、端部が回転テーブル２の表面よりも上方に上がっているため、投光器１８３からの光はウェハＷの端部で遮蔽され、受光器１８３には到達しない状態となっている。このように、投光器１８３から凹部２４の端部近傍に向けて照射した光が、ウェハＷにより遮蔽されることにより、回転不能状態を検出することができる。
【０１２８】
図１５（Ｂ）は、ウェハＷの反りが収まり、凹部２４内に収まった状態を示した図である。ウェハＷの反りが収まり、ウェハＷの端部が回転テーブル２の表面よりも下方に位置するようになったことに伴い、投光器１８３から出射された光が遮蔽されずに凹部２４上を通過し、対向する受光器１８３に入射している。このように、投光器１８３から受光器１８３に向けて出射された光が、ウェハＷに遮蔽されることなく受光器１８３に入射したことから、回転可能状態を検出することができる。
【０１２９】
このように、実施形態３に係る回転可能状態検出装置２０２においては、回転可能状態検出手段として一対の投光器１８３及び受光器１８３からなる光学的検出器を用いることにより、簡素な構成でウェハＷの回転可能状態を検出することができる。
【０１３０】
なお、投光器１８３と受光器１８３の配置は、互いに対向するように配置するが、その設置高さは、出入射光の光路が、回転テーブル２の表面から所定値間隔を空けた所定の高さとなるように設置することができるが、回転テーブル２の表面と接触しない極めて小さい間隔とすることにより、所定値をほぼゼロとすることができる。
【０１３１】
また、投光器１８３と受光器１８３を有する実施形態３に係る回転可能状態検出装置２０２を、実施形態１において示した基板処理装置２１０に適用する場合には、窓１８と対向する位置にもう一つ窓を設け、対向する一対の窓の外側に投光器１８３及び受光器１８３を配置することにより、チャンバ１の外部からウェハＷの反りの有無を検出することができる。そして、このような構成とすることにより、実施形態３に係る基板処理装置を構成することができる。
【０１３２】
更に、実施形態３に係る回転可能状態検出装置２０２においては、画像処理部１９０が不要となり、受光器１８３から状態信号が直接制御部１００に入力される。つまり、受光部１８３が投光器１８３からの光を受光したときに、回転テーブル２が回転可能状態にある旨の状態信号を出力し、制御部１００に送信するようにすればよい。
【０１３３】
また、実施形態３に係る回転可能状態検出方法及び基板処理方法は、図１０で示した処理フローにおいて、ステップＳ１１０を、ウェハＷの画像を取り込むステップ内容から、投光器１８３から光の出射を行うステップ内容に変更すればよい。その他のステップは、図１０で示した処理フローと同様の内容で、実施形態３に係る回転可能状態検出方法及び基板処理方法を実行することができる。
【０１３４】
このように、実施形態３に係る回転可能状態検出装置２０２及びこれを用いた基板処理装置、回転可能状態検出方法、基板処理方法によれば、一対の光学的検出器を用いた簡素な構成及び低コストで回転開始可能状態を確実かつ迅速に検出することができる。
【０１３５】
〔実施形態４〕
図１６は、本発明の実施形態４に係る回転可能状態検出装置の一例を示した図である。実施形態４に係る回転可能状態検出装置２０３においては、カメラ１８０及び画像処理部１９０ではなく、反射型の光学的検出器を用いて回転可能状態検出手段を構成する点で、実施形態１に係る回転可能状態検出装置２００と異なっている。なお、その他の構成要素については、実施形態１に係る回転可能状態検出装置と同様であるので、同様の構成要素に同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【０１３６】
図１６（Ａ）は、ウェハＷが回転テーブル２の凹部２４上に載置され、ウェハＷが反った状態を示した図である。図１６（Ａ）において、反射型光センサ１８５が回転テーブル２の表面高さ付近の側方に配置され、回転テーブル２の表面近傍の高さで反射型光センサ１８５から光が照射された状態が示されている。ここで、ウェハＷが反っており、端部が回転テーブル２の表面よりも上方に上がっているため、反射型光センサ１８５から出射された光は、ウェハＷの端部で反射され、反射光が反射型光センサ１８５に入射する状態となっている。このように、反射型光センサ１８５から凹部２４の端部近傍に向けて照射した光が、ウェハＷの反り上がった端部（はみ出し部分）から反射されることにより、回転不能状態を検出することができる。
【０１３７】
図１６（Ｂ）は、ウェハＷの反りが収まり、凹部２４内に収まった状態を示した図である。ウェハＷの反りが収まり、ウェハＷの端部が回転テーブル２の表面よりも下方に位置するようになったことに伴い、反射型光センサ１８５から出射された光が反射されずに凹部２４上を通過し、反射型光センサ１８５で反射光を受光できない状態となっている。このように、反射型光センサ１８５から回転テーブル２の凹部２４上に向けて出射された光が、ウェハＷに反射されることなく凹部２４上を通過し、反射型光センサ１８５が反射光を受光しなくなったことに基づいて、回転可能状態を検出することができる。
【０１３８】
このように、実施形態４に係る回転可能状態検出装置２０３においては、回転可能状態検出手段として、光学的検出器の一種である反射型光センサ１８５を用いることにより、極めて簡素な構成でウェハＷの回転可能状態を検出することができる。
【０１３９】
なお、反射型光センサ１８５は、回転テーブル２の表面近傍であって凹部２４上を通過するように配置するが、その設置高さは、回転テーブル２の表面から所定値離間した所定の高さに設置することができる。また、反射型光センサ１８５の設置高さを、出射する光が回転テーブル２の表面と接触しない極めて小さい間隔となるように設定することにより、所定値をほぼゼロとすることができる。
【０１４０】
また、実施形態３に係る回転可能状態検出装置２０３を、実施形態１において示した基板処理装置２１０に適用する場合には、窓１８をそのまま利用し、カメラ１８０の配置箇所と類似した箇所に反射型光センサ１８５を配置することにより、チャンバ１の外部からウェハＷの反りの有無を検出することができる。そして、このような構成とすることにより、実施形態４に係る基板処理装置を構成することができる。
【０１４１】
更に、実施形態４に係る回転可能状態検出装置２０３においても、実施形態３に係る回転可能状態検出装置２０２と同様に、画像処理部１９０が不要となり、反射型光センサ１８５から状態信号が、直接制御部１００に入力される。つまり、反射型光センサ１８５がウェハＷからの反射光を受光したときには、回転テーブル２が回転不能状態にある旨の状態信号を出力し、反射型光センサ１８５がウェハＷからの反射光を受光しなくなったら、回転テーブル２が回転可能状態となった旨の状態信号を制御部１００に送信するようにすればよい。
【０１４２】
また、実施形態４に係る回転可能状態検出方法及び基板処理方法は、図１０で示した処理フローにおいて、ステップＳ１１０を、ウェハＷの画像を取り込むステップ内容から、反射型光センサ１８５から光の出射を行うステップ内容に変更すればよい。その他のステップは、図１０で示した処理フローと同様の内容で、実施形態４に係る回転可能状態検出方法及び基板処理方法を実行することができる。
【０１４３】
このように、実施形態３に係る回転可能状態検出装置２０２及びこれを用いた基板処理装置、回転可能状態検出方法、基板処理方法によれば、反射型の１つの光学的検出器を用いた更に簡素な構成及び低コストで、回転開始可能状態を確実かつ迅速に検出することができる。
【０１４４】
〔実施形態５〕
図１７は、本発明の実施形態５に係る回転可能状態検出装置の一例を示した図である。実施形態５に係る回転可能状態検出装置２０３においては、チャンバ１の側方に設けられた回転可能状態検出手段ではなく、チャンバ１の上方に設けられた干渉計１４１を用いて回転可能状態検出手段を構成する点で、実施形態１乃至３に係る回転可能状態検出装置２００〜２０３と異なっている。なお、その他の構成要素については、実施形態１に係る回転可能状態検出装置と同様であるので、同様の構成要素に同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【０１４５】
図１７（Ａ）は、ウェハＷが回転テーブル２の凹部２４上に載置され、ウェハＷが反った状態を示した図である。図１７（Ａ）において、干渉計１４１が回転テーブル２の上方に配置され、凹部２４上に載置されたウェハＷの端部の表面に光が照射された状態が示されている。ここで、干渉計１４１により形成された干渉縞１４２を撮像した画像１４３が示されているが、ウェハＷが反っており、端部が湾曲しているため、湾曲の曲率の変化に応じて干渉縞１４２の間隔（ピッチ）が変化している。これにより、ウェハＷの反りの状態を検出することができ、検出された反り量から、ウェハＷが凹部２４からはみ出して回転テーブル２の表面よりも高くなっており、回転不能状態にあることを検出することができる。このように、干渉計１４１を用いて干渉縞１４２を撮像することにより、回転不能状態を検出することができる。
【０１４６】
図１７（Ｂ）は、ウェハＷの反りが収まり、凹部２４内に収まった状態を示した図である。ウェハＷの反りが収まり、ウェハＷの端部の湾曲が消滅したことに伴い、干渉計１４１による干渉縞１４２が消滅した画像１４３が撮像される。このように、干渉計１４１による干渉縞１４２が消滅したことに基づいて、回転可能状態を検出することができる。なお、図１７（Ｂ）においては、理解の容易のため、干渉縞１４２が完全に消滅した状態を示しているが、干渉縞１４２が完全に消滅しなくても、ウェハＷの湾曲が所定量以下となり、回転可能状態にあることが検出できればよいので、干渉縞１４２が必ずしも完全に消滅する必要は無い。つまり、干渉縞１４２が低減し、どのような干渉縞１４２となったときに、ウェハＷの端部の表面の高さが所定値以下となり、回転テーブル２を回転させてもウェハＷが飛び出さない状態となったかを予め把握しておけばよい。これにより、干渉縞１４２の変化によりウェハＷの反り量及び端部の表面の高さを把握することができ、回転開始可能状態を検出することができる。
【０１４７】
なお、干渉計１４１は、回転テーブル２の上方に設置するので、基板位置検出装置１７０内に設けることができ、既存の窓１１０をそのまま利用することができる。また、基板位置検出装置１７０に干渉計１４１を設けることにより、実施形態５に係る回転可能状態検出装置２０４を用いた基板処理装置を構成することができる。この場合、干渉縞１４２に基づく画像１４３の画像処理は、基板位置検出装置１７０内の処理部１６０で行い、回転可能状態にあるか否かの状態信号を、制御部１００に送信する構成としてもよい。
【０１４８】
このように、実施形態５に係る回転可能状態検出装置２０４においては、回転可能状態検出手段として、干渉計１４１を用いることにより、既存の基板位置検出装置１７０に含ませる形で基板処理装置を構成することができ、ウェハＷの回転可能状態を検出することができる。
【０１４９】
また、実施形態５に係る回転可能状態検出方法及び基板処理方法は、図１０で示した処理フローにおいて、ステップＳ１１０を、ウェハＷの画像を取り込むステップ内容から、干渉計１４１による干渉縞１４２の画像１４３を取り込むステップ内容に変更すればよい。その他のステップは、図１０で示した処理フローと同様の内容で、実施形態５に係る回転可能状態検出方法及び基板処理方法を実行することができる。
【０１５０】
このように、実施形態５に係る回転可能状態検出装置２０４及びこれを用いた基板処理装置、回転可能状態検出方法、基板処理方法によれば、既存の基板位置検出装置１７０に回転可能状態検出装置２０４を組み込んだ簡素な構成で、回転開始可能状態を確実かつ迅速に検出することができる。
【０１５１】
また、干渉計１４１は、ウェハＷの表面高さを正確に測定できる場合が多いので、そのような干渉計１４１を用いれば、実施形態２で示した回転可能状態検出方法と組み合わせることができる。つまり、実施形態５に係る回転可能状態検出装置２０４を用いて、実施形態２で説明した図１３（Ｂ）及び図１４の処理を行うことができる。
【０１５２】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【０１５３】
１    チャンバ
２    回転テーブル
１６、１７    穴
１８、１８ａ、１８ｂ、１１０    窓
２２    回転軸
２４    凹部
１００    制御部
１４０、１８０、１８１、１８２    カメラ
１４１    干渉計
１６０    処理部
１７０    基板位置検出装置
１８０ａ    画素
１８３    投光器
１８３    受光器
１８５    反射型光センサ
１９０、１９１、１９２    画像処理部
２００、２０１、２０２、２０３、２０４    回転可能状態検出装置
２１０、２１１    基板処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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