(57)【要約】      （修正有）【課題】回転テーブルの回転中において、基板の反りを確実に検出できる基板反り検出装置及び基板反り検出方法、並びにこれらを用いた基板処理装置及び基板処理方法を提供する。【解決手段】回転テーブル２上に周方向に沿って設けられた窪み状の基板載置領域に載置された基板Ｗの回転テーブルの回転中における反りを検出する基板反り検出装置であって、回転テーブルの側方から斜め上方に向けて、回転テーブルの側面上端にビーム下部が衝突し、ビーム下部より上部は回転テーブルの表面近傍を通過するようにビーム光線を投光する投光手段８０と、該投光手段に対向して設けられ、回転テーブルの表面近傍を通過するビーム光線を受光し、受光量を検出する受光手段９０と、を有する。投光手段は、基板載置領域に載置された基板が回転テーブルの表面より上方に所定高さ突出したときに受光手段が検出する受光量が所定の閾値未満となるように配置されている。【選択図】図７
2019016714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転テーブル上に周方向に沿って設けられた窪み状の基板載置領域に載置された基板の前記回転テーブルの回転中における反りを検出する基板反り検出装置であって、
前記回転テーブルの側方から斜め上方に向けて、前記回転テーブルの側面上端にビーム下部が衝突し、該ビーム下部より上部は前記回転テーブルの表面近傍を通過するようにビーム光線を投光する投光手段と、
該投光手段に対向して設けられ、前記回転テーブルの表面近傍を通過する前記ビーム光線を受光し、受光量を検出する受光手段と、
前記投光手段は、前記基板載置領域に載置された前記基板が前記回転テーブルの表面より上方に所定高さ突出したときに前記受光手段が検出する受光量が所定の閾値未満となるように配置されている基板反り検出装置。
【請求項２】
前記基板載置領域と前記受光手段との間に設けられ、前記受光手段に入光する前記ビーム光線のビーム上部を遮蔽する遮光手段を更に有し、
前記投光手段及び前記遮光手段は、前記基板載置領域に載置された前記基板が前記回転テーブルの表面より上方に前記所定高さ突出したときに前記受光手段が検出する受光量が前記所定の閾値未満となるように配置されている請求項１に記載の基板反り検出装置。
【請求項３】
前記回転テーブル上には、前記周方向に沿って複数の前記基板載置領域が設けられており、前記投光手段及び前記受光手段は、複数の前記基板載置領域上を通過するように設定されている請求項１又は２に記載の基板反り検出装置。
【請求項４】
前記回転テーブルの表面の高さが局所的に異なる場合において、前記投光手段及び前記受光手段は、前記回転テーブルの表面の高さが最も低い位置に設けられた前記基板載置領域について、載置された前記基板が前記回転テーブルの表面より上方に前記所定高さ突出したときに前記受光手段が検出する受光量が前記所定の閾値未満となるように配置された請求項２又は３に記載の基板反り検出装置。
【請求項５】
前記回転テーブルの回転を制御する制御手段を更に有し、
前記受光手段が検出する受光量がゼロであることを検出したときには、前記制御手段は前記回転テーブルの回転を減速又は停止させる請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板反り検出装置。
【請求項６】
前記所定高さは、前記基板が前記基板載置領域から脱離はしないが、前記所定高さを超えると脱離のおそれが生じる高さに設定されている請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板反り検出装置。
【請求項７】
前記投光手段は、前記基板載置領域に載置された前記基板が前記回転テーブルの表面より上方に前記所定高さ突出したときに前記受光手段が検出する受光量がゼロとなるように配置されている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板反り検出装置。
【請求項８】
前記投光手段の傾き角度は、０．１°以上１５°以下の所定角度に設定されている請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板反り検出装置。
【請求項９】
前記投光手段は、前記回転テーブルの表面から０．１ｍｍ以上１．０ｍｍの範囲内に前記ビーム光線が位置するように配置された請求項１乃至８のいずれか一項に記載の基板反り検出装置。
【請求項１０】
前記受光手段は、ＣＣＤを含む請求項１乃至９のいずれか一項に記載の基板反り検出装置。
【請求項１１】
前記回転テーブルは、処理容器内に設けられ、
前記投光手段及び前記受光手段は、前記処理容器の外部に設けられている請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の基板反り検出装置。
【請求項１２】
処理容器と、
該処理容器内に設けられ、周方向に沿って上面に基板載置領域を有する回転テーブルと、
該回転テーブル上に処理ガスを供給可能な処理ガス供給手段と、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の基板反り検出装置と、を有する基板処理装置。
【請求項１３】
回転テーブルの上面に周方向に沿って設けられた窪み状の基板載置領域に基板を載置した状態で前記回転テーブルを回転させる工程と、
前記回転テーブルの側方から斜め上方に向けて、前記回転テーブルの側面上端にビーム下部が衝突し、該ビーム下部よりも上部は前記回転テーブルの表面近傍を通過するようにビーム光線を投光する工程と、
前記ビーム光線を受光し、前記ビーム光線の受光量を検出する工程と、を有し、
前記ビーム光線は、前記基板載置領域に載置された前記基板が前記回転テーブルの表面よりも所定高さ突出したときに、前記ビーム光線の受光量が所定の閾値未満であることを検出するように投光される基板反り検出方法。
【請求項１４】
前記ビーム光線を投光する工程と、前記ビーム光線の受光量を検出する工程との間に、前記ビーム光線の上端部を遮光する工程を更に有する請求項１３に記載の基板反り検出方法。
【請求項１５】
前記ビーム光線の受光量がゼロであることを検出したときには、前記回転テーブルを減速又は停止させる工程を更に有する請求項１３又は１４に記載の基板反り検出方法。
【請求項１６】
前記回転テーブル上には、前記周方向に沿って複数の前記基板載置領域が設けられており、前記ビーム光線は、複数の前記基板載置領域上を通過するように投光される請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の基板反り検出方法。
【請求項１７】
前記回転テーブルの表面の高さが局所的に異なる場合において、前記回転テーブルの表面の高さが最も低い位置に設けられた前記基板載置領域について、載置された前記基板が前記回転テーブルの表面より上方に前記所定高さ突出したときに前記受光量が前記所定の閾値未満となるように前記ビーム光線を投光する請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載の基板反り検出方法。
【請求項１８】
前記所定高さは、前記基板が前記基板載置領域から脱離はしないが、前記所定高さを超えると脱離のおそれが生じる高さに設定されている請求項１３乃至１７のいずれか一項に記載の基板反り検出方法。
【請求項１９】
前記ビーム光線は、前記基板載置領域に載置された前記基板が前記回転テーブルの表面よりも前記所定高さ突出したときに、前記ビーム光線の受光量がゼロを検出するように投光される請求項１３乃至１８のいずれか一項に記載の基板反り検出方法。
【請求項２０】
前記回転テーブルの上面に処理ガスを供給する工程を更に有し、
前記回転テーブルの上面に載置された前記基板を処理しながら前記請求項１３乃至１９のいずれか一項に記載の基板反り検出方法を実施する基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板反り検出装置及び基板反り検出方法、並びにこれら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】
従来から、チャンバ内に略水平に設け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状態で前記回転テーブルを連続回転させ、前記基板の処理を行う基板処理装置に用いられる基板脱離検出装置であって、前記回転テーブルの回転中に、前記凹部上における前記基板の有無を判定することにより、前記基板が前記凹部から脱離したことを判定する基板脱離判定手段を有する基板脱離検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる基板脱離検出装置では、回転テーブルの基板を載置するための凹部に設けられた昇降ピン用の貫通孔の温度を検出する放射温度計を設け、温度差により基板の脱離を検出したり、凹部を撮像する撮像手段を設けたりして基板の脱離を検出し、基板が脱離したら回転テーブルの回転を停止させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−８２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、基板の脱離が発生したことは検出できても、基板が脱離するおそれがあるが、未だ脱離していない状態を検出ことはできないため、事後的な対処にならざるを得ず、チャンバ内の損傷、不良ウエハの発生等の被害を小さくすることはできても、被害を完全に食い止めることはできない。
【０００６】
そこで、本発明は、回転テーブルの回転中において、基板が脱離するおそれがある程度の基板の反りを検出でき、基板の脱離が発生する前に措置をとることが可能な基板反り検出装置及び基板反り検出方法、並びにこれら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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る基板反り検出装置は、回転テーブル上に周方向に沿って設けられた窪み状の基板載置領域に載置された基板の前記回転テーブルの回転中における反りを検出する基板反り検出装置であって、
前記回転テーブルの側方から斜め上方に向けて、前記回転テーブルの側面上端にビーム下部が衝突し、該ビーム下部より上部は前記回転テーブルの表面近傍を通過するようにビーム光線を投光する投光手段と、
該投光手段に対向して設けられ、前記回転テーブルの表面近傍を通過する前記ビーム光線を受光し、受光量を検出する受光手段と、
前記投光手段は、前記基板載置領域に載置された前記基板が前記回転テーブルの表面より上方に所定高さ突出したときに前記受光手段が検出する受光量が所定の閾値未満となるように配置されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回転テーブルの回転中において基板が脱離する前に基板の反りを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る基板反り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】本発明の実施形態に係る基板反り検出装置及び基板処理装置の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る基板反り検出装置及び基板処理装置のチャンバ内の構成を示す概略平面図である。
【図４】回転テーブルの同心円に沿ったチャンバの断面を示した図である。
【図５】天井面が設けられている領域を示す断面図である。
【図６】本実施形態に係る基板反り検出装置の基本原理について説明するための図である。
【図７】本実施形態に係る基板反り装置の一例を示した図である。
【図８】本実施形態に係る基板反り検出装置を用いて実際のウエハＷの突出量と検出量との関係を調べた結果を示した図である。
【図９】回転テーブルの表面の高さの相違の一例を示した図である。
【図１０】本実施形態に係る基板反り検出装置を用いて実際に基板反り検出を行った結果である。
【図１１】ウエハの逆反り状態の反り検出の一例を示した図である。
【図１２】逆反りウエハＷの検出結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る基板反り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、本実施形態に係る基板反り検出装置１５０は、投光部８０と、図示しない受光部と、制御部１００とを備える。また、本実施形態に係る基板処理装置は、基板反り検出装置１５０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、エンコーダ２５とを備える。その他、基板処理装置は、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、反りの検出対象であるウエハＷが示されている。
【００１２】
本実施形態に係る基板処理装置は、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。
【００１３】
チャンバ１は、ウエハＷ等の基板に処理を行うための処理容器である。本実施形態に係る基板反り検出装置１５０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においては、ウエハ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。
【００１４】
チャンバ１は、ウエハ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。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。
【００１５】
なお、本実施形態に係る基板処理装置においては、容器本体１２の側壁の一部に穴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。そして、窓１８の外側に投光部８０が設けられ、窓１８を介してチャンバ１の外部から回転テーブル２上のウエハＷの方に向けてレーザビームが照射可能に構成されている。
【００１６】
また、チャンバ１は、真空ポンプ６４０に接続された排気口６１０を有し、真空排気可能な真空容器として構成されてもよい。
【００１７】
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、ほぼウエハ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、ウエハ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、複数のウエハ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。
【００１８】
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。
【００１９】
また、駆動部２３には、エンコーダ２５が設けられており、回転軸２２の回転角度を検出できるように構成されている。本実施形態に係る基板反り検出装置においては、回転テーブル２上の各々の凹部２４に載置された各々のウエハＷの反り状態を総て監視するため、凹部２４とウエハの対応及びそれらの位置特定手段として、エンコーダ２５を用いている。
【００２０】
投光部８０は、回転テーブル２の側方から回転テーブル２の表面近傍に向けてレーザビームを投光するための投光手段である。詳細は後述するが、投光部８０から発射されるレーザビームは、水平よりもやや上方向、つまり僅かに斜め上方に向かって発射され、レーザビームの下部が回転テーブル２の側面上端に衝突するが、それよりも上部は回転テーブル２の表面近傍を通過し、ウエハＷが反って回転テーブル２の表面よりも上方よりも突出した場合のみウエハＷの反りを検出する構成となっている。
【００２１】
なお、本実施形態においては、レーザビームを投光部８０から投光するビーム光線として用いた例を挙げて説明するが、投光部８０は、光をビーム状に投光可能であれば、種々の光源を用いることができる。例えば、ＬＥＤ光をビーム光線として投光してもよいし、ランプ光をビーム光線として投光してもよい。このように、本実施形態に係る基板反り検出装置は、ビーム光線を出射可能であれば、種々の投光装置を用いることができる。但し、以下の実施形態では、説明の容易のため、レーザビームを投光する投光部８０を用いた例について説明する。
【００２２】
よって、穴１７及び窓１８は、回転テーブル２の表面近傍に外部の投光部８０からレーザビームを投光可能な高さに設けられる。具体的には、容器本体１２の回転テーブル２の表面と同じ高さを含むとともに、鉛直方向及び水平方向にある程度の余裕を有して穴１７を形成している。そして、穴１７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の外部に投光部８０を設け、回転テーブル２の表面よりもやや低い位置に設けられた投光部８０からレーザビームを回転テーブル２の表面近傍に向けて投光し、凹部２４からウエハＷが所定高さはみ出したら、レーザビームが遮蔽される構成としている。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
制御部１００は、成膜装置全体を制御するための制御手段であり、コンピュータからなる演算処理手段として構成されてよい。制御部１００は、図示しない受光部から受光量ゼロの信号を受信したら、回転テーブル２の回転を減速又は停止させる制御を行う。これにより、凹部２４上のウエハＷの反り量が増加し、脱離のおそれがある場合に、速やかに回転テーブル２の回転を減速又は停止させ、ウエハＷがチャンバ１の内部を破損したり、他のウエハＷを破損したりすることを事前に食い止めることができる。
【００２６】
なお、ウエハＷの凹部２４からの脱離が検出された場合には、制御部１００は、回転テーブル２を停止させる制御を行う。脱離が発生してしまった場合には、迅速に回転テーブル２の回転を停止してチャンバ１内の破損を一刻も早く食い止めることが求められるからである。
【００２７】
制御部１００のメモリ内には、制御部１００の制御の下に、基板反り監視装置１５０からのアラーム信号に基づく回転テーブル２の回転の減速又は停止も含めて、所定の成膜方法を成膜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、回転テーブル２の減速及び回転停止処理も含めて、所定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に記憶されており、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。
【００２８】
次に、図２〜図５を用いて、基板反り検出装置１５０及び基板処理装置（成膜装置）の構成についてより詳細に説明する。
【００２９】
図２は、本発明の実施形態に係る基板反り検出装置及び基板処理装置の斜視図である。図３は、本発明の実施形態に係る基板反り検出装置及び基板処理装置のチャンバ内の構成を示す概略平面図である。図２及び図３においては、説明の便宜上、天板１１の図示を省略している。
【００３０】
図２及び図３に示すように、回転テーブル２の表面には、回転方向（周方向）に沿って複数（図示の例では５枚）の基板である半導体ウエハ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だけにウエハＷを示す。この凹部２４は、ウエハＷの直径よりも僅かに例えば４ｍｍ大きい内径と、ウエハＷの厚さにほぼ等しいか、又はウエハＷの厚さよりも深い深さとを有している。したがって、ウエハＷが凹部２４に収容されると、ウエハＷの表面と回転テーブル２の表面（ウエハＷが載置されない領域）とが同じ高さになるか、ウエハＷの表面が回転テーブル２の表面よりも低くなる。凹部２４の深さは、ウエハＷの厚さよりも深い場合であっても、あまり深くすると成膜に影響が出てしまうので、ウエハＷの厚さの３倍程度の深さまでとすることが好ましい。また、逆に、ウエハＷの高さが回転テーブル２の表面よりも高くなっていてもよい。ウエハＷの高さが回転テーブル２の表面よりも大幅にはみ出すと脱離のおそれがあるが、ウエハＷの表面が僅かに回転テーブル２の表面よりも高い場合であっても、ウエハＷの回転テーブル２の表面よりも低い部分が確実に凹部２３内に収まっていれば、ウエハＷの保持は可能である。よって、回転テーブル２が回転してもウエハＷが凹部２４から脱離しない範囲であれば、ウエハＷの表面の高さが回転テーブル２の表面より高くてもよい。なお、凹部２４の底面には、ウエハＷの裏面を支えてウエハ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。
【００３１】
図２及び図３に示されるように、２枚のウエハＷの上方を通過するように、投光部８０と受光部９０とが対向して設けられている。受光部９０は、投光部８０が投光したレーザビームを受光し、受光量を検出するための受光手段である。上述のように、レーザビームは回転テーブル２の表面近傍を通過するので、ウエハＷが回転テーブル２の表面よりも上方に飛び出していないときには、レーザビームが受光部９０に入光し、受光部９０はレーザビームの受光量を検出する。一方、ウエハＷが回転テーブル２の表面よりも所定高さ突出し、レーザビームを遮蔽した場合には、受光部９０にレーザビームは入光せず、受光部９０はレーザビームの受光量を検出しないことになる。そして、これによりウエハＷの所定高さ以上の突出、つまり反りを検出することができる。
【００３２】
なお、受光部９０がレーザビームを受光できるように、受光部側の容器本体１２の壁面にも穴１７が形成され、窓１８により覆われている。これにより、投光部８０から投光されたレーザビームの受光が可能となる。なお、基板反り検出装置１５０の投光部８０及び受光部９０の構成の詳細については後述する。
【００３３】
次に、基板処理装置の他の構成要素について説明する。
【００３４】
図２及び図３に示されるように、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３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。
【００３５】
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、分離ガスとして、例えば窒素（Ｎ２）ガスの供給源（図示せず）に接続される。なお、プラズマを用いる場合には、分離ガスにはアルゴン（Ａｒ）が用いられる場合が多い。このように、分離ガスは、用途に応じて適切な不活性ガス又は希ガスを用いることができる。
【００３６】
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の反応ガスをウエハ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においてウエハＷに吸着された第１の反応ガスと第２の反応ガスとが反応する第２の処理領域Ｐ２となる。
【００３７】
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。
【００３８】
図４は、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から離間してウエハ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。
【００３９】
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４２ｈ（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。
【００４０】
天井面４４は、狭い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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
先に参照した図１は、図３のＩ−Ｉ'線に沿った断面図であり、天井面４５が設けられている領域を示している。一方、図５は、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。
【００４４】
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、参照符号６５０は圧力制御器である。
【００４５】
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５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上のウエハＷが、プロセスレシピで決められた温度（例えば４５０℃）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。
【００４６】
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５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。
【００４７】
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の凹部２４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に供給される第１の反応ガスと第２の処理領域Ｐ２に供給される第２の反応ガスとが、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。
【００４８】
さらに、チャンバ１の側壁には、図２及び図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エハ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におけるウエ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との間でウエハ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を貫通してウエハ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。
【００４９】
次に、本実施形態に係る基板反り検出装置１５０について、より詳細に説明する。
【００５０】
図６は、本実施形態に係る基板反り検出装置の基本原理について説明するための図である。図６（ａ）は、回転テーブル２の凹部２４内に載置されたウエハＷが反った状態を示した図である。図６（ａ）に示されるように、凹部２４内のウエハＷに反りが発生すると、ウエハＷの両端が上方に突出し、回転テーブル２の表面よりも所定高さｔだけ突出して飛び出す。ここで、所定高さｔが大きくなり過ぎると、ウエハＷが凹部２４から飛び出してしまい、飛び出したウエハＷは当然のこと、他のウエハＷ及びチャンバ１の内部に損傷が発生してしまう。よって、所定高さｔが、ウエハＷがまだ凹部２４内から飛び出さず、凹部２４内に留まっている段階でウエハＷの反りを検出する必要がある。このような所定高さｔは、回転テーブル２の回転速度や、他の条件にもよるが、０．８ｍｍ以下、好ましくは０．４ｍｍ以下といった、極めて小さい値である。よって、ウエハＷの反りが回転テーブル２よりも０．４ｍｍ以下といった僅かに突出した段階で突出を検出することが要求される。
【００５１】
なお、図６（ａ）においては、ウエハＷの両端が反り上がって上方に突出した例を示したが、ウエハＷの反りの形状は多様であり、後述するような中央部が周縁部よりも上方に反り上がる逆反り形状や、ポテトチップスのように特段の規則性が無く不規則に反り上がる形状もある。本実施形態に係る基板反り検出装置１５０は、ウエハＷの反り形状に関係無くウエハＷの反りを検出することができる。
【００５２】
図６（ｂ）は、本実施形態に係る基板反り装置１５０の反り検出の基本原理を示した図である。図６（ｂ）に示されるように、投光部８０から回転テーブル２の表面近傍にレーザビームを投光し、対向する受光部９０でレーザビームを受光するが、ウエハＷに反りが生じてウエハＷが回転テーブル２からはみ出したら、はみ出し量に応じてレーザビームの受光が制限されて受光量が減少し、それによりウエハＷの反りを検出するというのが基本原理である。
【００５３】
しかしながら、単純に回転テーブル２の表面近傍に、回転テーブル２の表面に平行にレーザビームを投光するというのは、実際には相当に困難である。回転テーブル２は石英で形成されているのが一般的であるが、加工精度、取り付け精度の限界から、回転テーブル２の表面は完全な水平面とはなっていない場合が多い。つまり、回転テーブル２が回転すると、回転テーブル２の表面は僅かに上下動している。その上下動は、回転テーブル２の微妙な傾斜に起因する場合もあるし、表面に僅かに存在する凹凸に起因する場合もあるが、いずれにしても、僅かに表面は上下動している。
【００５４】
回転テーブル２の側方から、水平にレーザビームを照射した場合、回転テーブル２の上下動により、レーザビームは回転テーブル２の表面に衝突して上方向若しくは下方向へ反射する場合もあるし、衝突せずにそのまま通過する場合もある。このような変動の大きいレーザビームを受光部９０で受光しても、反射光のノイズが大きく、または、完全に遮られてしまう状態もあり、ウエハＷの突出の有無を検出するのは極めて困難である。
【００５５】
そこで、本実施形態に係る基板反り装置では、このような反射光を防ぐ構成を採用している。
【００５６】
図７は、本実施形態に係る基板反り装置１５０の一例を示した図である。図７に示されるように、投光部８０と受光部９０とは対向して配置される。投光部８０は、斜め上方にレーザビームＬを投光するように、僅かに光軸が上向きとなるように配置される。レーザビームＬは、その下端部が回転テーブル２の側面上端に衝突し、一部が回転テーブル２の側面に遮られ、上方向への反射のみに制限され、残りの上部が回転テーブル２の表面近傍を通過するように配置される。ビームＬの上下方向の幅は、細すぎると下部が遮蔽され、上部は通過するような構成をとるのは困難であるので、一部が遮蔽されても残りの部分が十分にレーザとして機能する程度の上下幅を有するレーザビームＬを投光する。レーザビームＬのビーム幅は、上限は特に無いが、下限は、上述のように一部遮蔽されても残りの部分がレーザとして機能する程度の大きさである。なお、レーザビームＬの上下幅は、例えば、０．７〜２ｍｍ、好ましくは０．８〜１．２ｍｍ程度としてもよい。
【００５７】
このように、レーザビームＬを斜め上方に投光することにより、ウエハＷの表面に反射して受光部９０に入光する反射光を1方向に制限し極めて小さくすることができる。レーザビームＬは上向きに発射されているため、レーザビームＬの下端部が回転テーブル２の側面上端部に衝突する以外は、受光部９０に到達するまでに障害物は何も存在しない。この場合、回転テーブルが微妙に上下動しても、レーザビームＬの回転テーブル２の側面上端に衝突して遮られる部分と衝突せずに回転テーブル２の表面近傍を通過する部分の比率は変化するが、レーザビームＬの下部の一部が遮蔽され、上部が回転テーブル２の表面近傍を通過するという基本構成は変化しない。よって、回転テーブル２が上下動しても、反射光の影響を受けずに、安定して受光部９０でレーザビームＬを受光することが可能となる。
【００５８】
なお、図７においては、リフター２６を用いて、ウエハＷを持ち上げるようにして反り検出の実験を行ったため、リフター２６が示されているが、実際の回転テーブル２に適用する際には、リフター２６によってウエハＷが持ち上げられるのではなく、ウエハＷが反ることにより凹部２４から突出することになる。よって、リフター２６は、本実施形態に係る基板反り検出装置１５０及び基板処理装置において特に必要な構成要素ではない。
【００５９】
レーザビームＬは、例えば、回転テーブル２の表面との距離ｄが、０．１〜１．０ｍｍの範囲を通過するように設定されてもよい。また、レーザビームＬは、例えば、水平面に対して０．１〜１５度、好ましくは０．１〜１０度、更に好ましくは０．１〜５度の角度を有するように設置されてもよい。このように、投光部８０を僅かに上向きに固定設置することにより、回転テーブル２の表面が回転中に僅かに上下動しても、反射光の影響を受けることなくウエハＷの反りを検出することができる。
【００６０】
受光部９０は、レーザビームＬの受光量を検出できれば、種々の受光手段が用いられてよいが、例えば、受光素子としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）を用いてもよい。例えば、ウエハＷが所定高さｔ突出したときに、受光部９０の受光量の検出がゼロとなるように設定することにより、受光部９０がレーザビームＬを受光していればウエハＷの反りは所定高さｔ未満であり、受光部９０がレーザビームＬを受光していないときはウエハＷが所定高さｔ以上突出し、所定量以上の反りが発生しているということを検出できる。
【００６１】
更に、実際の受光の検出量がゼロではない場合であっても、ウエハＷが反るであろう受光の検出量を閾値に設定することで、反りが発生していることを検出することもできる。即ち、受光量の検出値が所定の閾値未満の場合に、ウエハＷが所定高さｔ突出しており、所定量以上の反りが発生しているということを検出してもよい。用途に応じて閾値を適切に設定することにより、必ずしも受光量がゼロの場合にウエハＷに反りが発生しているという状態に投光部８０を設置する必要が無くなり、設置条件等を考慮して柔軟な投光部８０及び受光部９０の設置が可能となる。
【００６２】
以下、ウエハＷが所定高さｔ突出し、反ったと判定する所定の受光量を閾値に設定した場合について説明する。なお、所定の受光量はゼロであってもよい。
【００６３】
なお、このような受光量が所定の閾値未満となる高さの設定は、回転テーブル２が最も低い位置に設けられている凹部２４について行うことが好ましい。凹部２４が最も低くなる位置では、ウエハＷの反りが大きくても、回転テーブル２の位置が低いため、レーザビームＬがウエハＷに遮られず、受光部９０に届いてしまい、ウエハＷに反りが発生していないと誤判定してしまうおそれが最も大きい位置である。この位置で、ウエハＷが所定高さｔ突出したときに受光部９０の受光量が所定の閾値未満となる設定にしておけば、回転テーブル２の高さが高い場合はそのような誤判定のおそれが低い位置であるので、総ての凹部２４について基板の反りを確実に検出することができる。
【００６４】
必要に応じて、受光部９０の前に遮蔽板１１０を配置してもよい。遮蔽板１１０は、受光部９０に入光するおそれのある上部の反射光をカットし、ノイズの検出を防止することができる。遮蔽板１１０を設けることにより、受光部９０に入光するレーザビームＬの上部を規制できるため、レーザビームＬの上下幅に関わらず受光部９０に入光する上下幅を一定にすることができ、大口径のレーザビームＬを用いることが可能となる。
【００６５】
遮蔽板１１０を設ける場合には、ウエハＷが回転テーブル２の表面から所定高さｔ突出したときに、遮蔽板１１０の下を通過するレーザビームＬの入光が所定の閾値未満となるように投光部８０、受光部９０及び遮蔽板１１０を配置すればよい。
【００６６】
なお、そのような受光量が所定の閾値未満であることを検出したときには、受光はゼロとして検出し、受光が無かったものとみなす、というようなオン・オフ設定にしてもよい。このような設定は、制御部１００と受光部９０との調整で、用途に応じて種々の設定とすることが可能である。
【００６７】
なお、受光量が所定の閾値未満であることを検出したときには、制御部１００が、回転テーブル２の回転を減速又は停止させることが好ましい。所定高さｔは、用途に応じて種々の設定が可能であるが、例えば、所定高さｔに達してもウエハＷは凹部２４から飛び出さずに残っているが、そのままにしておくと脱離のおそれがある、というような警告レベルの高さに設定しておくことが好ましい。これにより、ウエハＷの突出量が所定高さｔに達したときには、回転テーブル２を減速又は停止させることにより、ウエハＷの凹部２４からの脱離を生じさせる前に処置をとることができ、ウエハＷ及びチャンバ１の破損を防止することができる。
【００６８】
次に、このような基板反り検出装置１５０を基板処理装置に適用し、基板処理を行う例について説明する。なお、上述のように、上述の基板処理装置は成膜装置として構成されているので、基板を成膜処理する例を挙げて説明する。
【００６９】
まず、ウエハＷをチャンバ１内に搬入する。ウエハＷ等の基板の搬入に際しては、先ず、図示しないゲートバルブを開放する。そして、回転テーブル２を間欠的に回転させながら、搬送アーム１０により搬送口１５を介して回転テーブル２上に載置する。
【００７０】
次いで、図示しないゲートバルブを閉じて、真空ポンプ６４及び圧力調整部６５により真空容器１内を所定の圧力にした状態で、回転テーブル２を回転させながら、ヒータユニット７によりウエハＷを所定の温度に加熱する。この時、分離ガスノズル４１、４２からは、分離ガス、例えば、Ｎ２ガスが供給される。
【００７１】
回転テーブル２を回転させた段階で、基板反り検出装置１５０を起動させ、ウエハＷの反りの検出を開始する。
【００７２】
続いて、第１の反応ガスノズル３１からは第１の反応ガスを供給し、第２の反応ガスノズル３２からは第２の反応ガスを供給する。また、図２及び図３には示されていないが、プラズマ改質処理を行う場合には、プラズマ処理用ガスノズルから、所定の流量でプラズマ処理用ガスを供給する。
【００７３】
ここで、第１の反応ガス、第２の反応ガスは、用途に応じて種々のガスを用いてよいが、第１の処理ガスノズル３１からは原料ガス、第２の処理ガスノズル３２からは酸化ガス又は窒化ガスを供給する。また、プラズマ処理を行う場合、図示しないプラズマ処理用ガスノズルからは、第２の処理ガスノズルから供給された酸化ガス又は窒化ガスと類似した酸化ガス又は窒化ガスと、希ガスを含む混合ガスからなるプラズマ処理用ガスを供給する。
【００７４】
ここでは、成膜しようとする膜がシリコン酸化膜であり、第１の反応ガスがＳｉ含有ガス、第２の処理ガスが酸素ガスからなる場合を例に挙げて説明する。
【００７５】
ウエハＷの表面では、回転テーブル２の回転によって第１の処理領域Ｐ１においてＳｉ含有ガスが吸着し、次いで、第２の処理領域Ｐ２においてウエハＷ上に吸着したＳｉ含有ガスが、酸素ガスによって酸化される。これにより、薄膜成分であるシリコン酸化膜の分子層が１層又は複数層形成されて反応生成物が形成される。また、ウエハＷが分離領域Ｄを通過した際には、Ｎ２等の分離ガスが供給されてウエハＷがパージされる。回転テーブル２を回転させることにより、シリコン酸化膜の分子層がウエハＷの表面上に堆積し、シリコン酸化膜が成膜される。このように、成膜処理を行うためには回転テーブル２の回転が必要であるが、上述のように、ヒータユニット７により回転テーブル２は加熱されているため、回転テーブル２の回転中にウエハＷに反りが発生し、反り量が大きくなるとウエハＷが凹部２４から離脱するおそれがある。
【００７６】
そこで、本実施形態に係る基板反り検出装置１５０と用いて、回転テーブル２が回転して基板処理を行っているときに、ウエハＷの反りの検出を継続的に行い、ウエハＷの反りの発生を常時監視する。即ち、投光部８０から斜め上方にレーザビームＬを投光し、受光部９０で受光する。そして、受光部９０において受光量ゼロが検出されたら、受光部９０は制御部１００に受光量ゼロの信号を送信する。制御部１００は、ウエハＷに反りが発生し、脱離のおそれがあると判定し、回転テーブル２を減速又は停止させ、処理中のウエハＷの凹部２４からの脱離を防止する。このように、基板反り検出装置１５０を用いて基板反り検出を行いながら基板処理を行うことにより、ウエハＷ及びチャンバ１の破損を確実に防止しつつ基板処理を行うことができる。
【００７７】
このように、本実施形態に係る基板反り検出装置１５０及び基板反り検出方法、並びに基板処理装置及び基板処理方法によれば、回転テーブルの回転中において、反射光の影響無く高精度にウエハＷの反りを検出することができ、脱離が発生する前に必要な措置を講ずることができ、ウエハＷ及びチャンバ１の破損を確実に防止することができる。
【００７８】
次に、本実施形態に係る基板反り装置１５０を用いて基板反り検出方法を実施した実施例について説明する。
【００７９】
図８は、本実施形態に係る基板反り検出装置１５０を用いて、反り判定のウエハＷの突出量（所定高さｔ）の閾値を０．４ｍｍに設定したときに、実際のウエハＷの突出量と検出量との関係を調べた図である。なお、複数の凹部２４について検査を行ったため、複数のデータが示されている。
【００８０】
図８に示されるように、回転テーブル２の高さにバラツキがあるため、凹部２４間でバラツキは見られるが、実際のウエハＷの突出量が０．４ｍｍとなったときには、総ての凹部２４においてウエハＷの反りを検出している。ウエハＷが反っているのに反っていないと検出した例は無く、確実にウエハＷの反りを検出できていることが示された。このように、本実施形態に係る基板反り検出装置１５０によれば、０．４ｍｍ突出時に反り検出という厳しい基準をクリアできていることが示された。
【００８１】
図９は、回転テーブル２の表面の高さの相違の一例を示した図である。このように、回転テーブル２の表面の高さは、凹部２４の位置により異なるが、最も低いＡ点において反り検出の基準を合せるようにすれば、それより高い位置にある凹部２４におけるウエハＷの反りは当然に検出することができる。つまり、受光量が所定の閾値未満となる位置を最も低い位置に合わせれば、それより高い凹部２４では検出は容易であるので、当然にウエハＷの反りを検出することができる。更に、このような回転テーブル２の高さの相違を把握し、エンコーダ２５で回転中の凹部２４の位置と高さを把握すれば、このような回転テーブル２の高さの相違を考慮に入れてウエハＷの反りを検出することも可能である。このような処理は、制御部１００で行うようにすればよい。このように、本実施形態に係る基板反り検出装置１５０においては、回転テーブル２の誤差に関わらずウエハＷの反りを検出することができる。
【００８２】
図１０は、本実施形態に係る基板反り検出装置１５０を用いて実際に基板反り検出を行った結果であり、受光部９０の受光検出の経時変化を示している。図１０のグラフ中、縦軸の上端の楕円で囲まれている箇所が、受光量ゼロを検出した凹部２４の受光信号である。それよりも検出値が低い箇所は、受光量が検出され、反りは発生していないと判定された凹部２４である。図１０に示されるように、受光量ゼロが検出されているのは一定周期であり、ウエハＷが反っている凹部２４のみ、反りが一定周期で検出されている。この周期は、回転テーブル２の回転周期である。よって、反りが発生しているウエハＷについては反りを安定して検出できるとともに、反りが発生してないウエハＷについては、安定して反っていないことを検出できることが示された。このように、本実施形態に係る基板反り検出装置１５０は、高い信頼性及び安定性でウエハＷの反りを検出することができる。
【００８３】
図１１は、ウエハＷの逆反り状態の反り検出の一例を示した図である。図６においては、ウエハＷの両端が反り上がり、中央が凹部２４の底面に接触している形態の反りを示したが、図１１に示されるように、ウエハＷの中央が反り上がり、両端が凹部２４の底面に接触しているような反りの形態もあり得る。ウエハＷの反りの態様は、ウエハＷ及び基板処理の状態と関連しており、種々の態様があり得る。図１１に示すような、所謂逆反りをしているウエハＷについても、本実施形態に係る基板反り装置１５０で良好な反り検出が可能かを実験した。なお、ウエハＷを意図的に逆反り状態にするのは困難であるので、図１１に示されるように、ウエハＷの中央部下方にチップ１２０を設置することにより、逆反り状態を再現した。
【００８４】
図１２は、逆反りウエハＷの検出結果を示した図である。３個の連続した凹部２４に、そのような逆反りウエハＷを載置し、反り検出を行った。そうすると、図１２に示されるように、３個の連続した凹部２４において、周期的な受光量ゼロ（受光量０％）の箇所が検出された。周期は、図１０で説明した通り回転テーブル２の１回転である。つまり、回転テーブル２の回転に合せて、毎回３個の連続した凹部２４で受光量ゼロ、つまり反りの発生が検出された。
【００８５】
このように、本実施形態に係る基板反り検出装置１５０は、逆反りしたウエハＷの反りも問題無く検出することができる。つまり、本実施形態に係る基板反り検出装置１５０は、反りの態様に関わらず、回転テーブル２の表面からウエハＷが所定高さｔ突出していれば、確実に反りを検出することができる。
【００８６】
また、投光部８０から投光する光は、レーザビームに限らず種々の光線、ビームを含む点は、上述の通りである。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態に係る基板反り検出装置１５０及び基板反り検出方法、並びに基板処理装置及び基板処理方法によれば、回転テーブル２の回転中におけるウエハＷの反りを安定して確実に検出することができ、ウエハＷ及びチャンバ１の破損を確実に防止することができる。
【００８８】
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例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、上述した実施形態及び実施例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】
【００８９】
１    チャンバ
２    回転テーブル
４    凸状部
５    突出部
７    ヒータユニット
１０    搬送アーム
１１    天板
１２    容器本体
１５    搬送口
１７    穴
１８    窓
２１    コア部
２４    凹部（基板載置部）
２５    エンコーダ
３１，３２    反応ガスノズル
４１，４２    分離ガスノズル
４３    溝部
４４    （低い）天井面
４５    （高い）天井面
８０    投光部
９０    受光部
１００    制御部
１１０    遮蔽板
Ｃ    中心領域
Ｄ    分離領域
Ｅ１，Ｅ２    排気領域
Ｓ    内部空間
Ｗ    ウエハ
【図１】
2019016714.tif 000003
【図２】
2019016714.tif 000004
【図３】
2019016714.tif 000005
【図４】
2019016714.tif 000006
【図５】
2019016714.tif 000007
【図６】
2019016714.tif 000008
【図７】
2019016714.tif 000009
【図８】
2019016714.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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