(57)【要約】【課題】大幅に製造コストの上昇等を招くことなく、従来に比べて高精度で被処理基板の処理状態を監視することができ、高精度な処理を行うことのできる基板処理装置を提供する。【解決手段】光路切替装置２３ｂを作動させ、光学的センサユニット２０ｂに、光ファイバー２２ａからの光が導入されるように光路の切替えを行う。そして、光学的センサユニット２０ａにおけるデータのサンプリング周期の位相と、光学的センサユニット２０ｂにおけるデータのサンプリング周期の位相をずらすことにより、実質的により短いサンプリング周期でデータのサンプリングを行い、これらのデータをデータ処理装置５０によって合成する。【選択図】　　　図１
2004047815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板に所定の処理を施すため基板処理機構と、
前記基板処理機構による処理の状態を示す所定の物理量を、所定のサンプリング周期で検出する第１のセンサユニットと、
前記第１のセンサユニットと同一の物理量を、所定のサンプリング周期で、かつ、前記第１のセンサユニットとは異なった位相で検出する第２のセンサユニットと、
前記第１のセンサユニット及び前記第２のセンサユニットからの検出データを入力して合成し、前記所定のサンプリング周期より短い周期の検出データを出力する演算手段と
を具備したことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の基板処理装置において、
前記基板処理機構を複数具備し、前記第１のセンサユニットと前記第２のセンサユニットを、これらの複数の基板処理機構で共用するよう構成されたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の基板処理装置において、
前記第１のセンサユニット及び前記第２のセンサユニットが、前記基板処理機構内で前記被処理基板に所定の処理を施すためのプラズマの発光状態を測定するよう構成されたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の基板処理装置において、
前記第１のセンサユニット及び前記第２のセンサユニットが、前記基板処理機構内で前記被処理基板に所定の処理を施すためのプラズマを発生させるために印加される高周波の電圧、電流、位相、プラズマのインピーダンスの少なくともいずれかを測定するよう構成されたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
被処理基板に所定の処理を施すための複数の基板処理機構と、
前記複数の基板処理機構にそれぞれ設けられ、前記基板処理機構による所定の処理の状態を示す所定の物理量を検出するセンサユニットと、
前記複数のセンサユニットを前記複数の基板処理機構のうちの一つ以上の基板処理機構に割り当て、前記割り当てられたセンサユニットが対応する基板処理機構の所定の物理量を位相を変えて測定するように制御する制御ユニットと、
前記割り当てられたセンサユニットからの検出データを入力して合成し、前記所定のサンプリング周期より短い周期の検出データを出力する演算手段と
を具備したことを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の基板処理装置において、
前記制御ユニットは、前記複数の基板処理機構のレシピに基づいて、前記複数のセンサユニットを前記複数の基板処理機構に割り当てることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の基板に所定の処理を施す基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、基板、例えば半導体ウエハやＬＣＤ基板等に所定の処理を施す基板処理装置では、基板の処理状態を示す所定の物理量、例えば、光の強度、波長、電気の電流、電圧、位相、プラズマのインピーダンス、流体の流速、流量、物体の温度等を測定することが行われている。
【０００３】
例えば、半導体ウエハ等にプラズマを作用させて、エッチングや成膜を行う基板処理装置では、プラズマの発光強度を測定するための光学的なセンサユニットを設けたり、プラズマを発生するために電極間に印加する高周波の電圧、電流、位相、プラズマのインピーダンス等を測定するための電気的なセンサユニットを設け、プラズマの状態を監視することにより、半導体ウエハ等に対する処理の状態を監視することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなセンサユニットを備えた基板処理装置では、センサユニットが有する性能に依存する所定のサンプリング周期で、例えば、プラズマの発光強度等のデータを収集することができ、処理の状態を解析することができる。
【０００５】
しかしながら、例えば、半導体装置の製造等に使用される基板処理装置では、処理の高精度化や高速化が求められており、上記のようなセンサユニットによるデータの収集も、さらに短いサンプリング周期で行い、データの精度を向上させることが求められている。
【０００６】
一方、上記のようなセンサユニットにおけるサンプリング周期を短くしようとすると、センサの高感度化や、センサからの信号を処理する信号処理回路の大幅な改良等が必要となり、大幅なコストの上昇を招くという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、大幅に製造コストの上昇等を招くことなく、従来に比べて高精度で被処理基板の処理状態を監視することができ、高精度な処理を行うことのできる基板処理装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、被処理基板に所定の処理を施すため基板処理機構と、前記基板処理機構による処理の状態を示す所定の物理量を、所定のサンプリング周期で検出する第１のセンサユニットと、前記第１のセンサユニットと同一の物理量を、所定のサンプリング周期で、かつ、前記第１のセンサユニットとは異なった位相で検出する第２のセンサユニットと、前記第１のセンサユニット及び前記第２のセンサユニットからの検出データを入力して合成し、前記所定のサンプリング周期より短い周期の検出データを出力する演算手段とを具備したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の基板処理装置において、前記基板処理機構を複数具備し、前記第１のセンサユニットと前記第２のセンサユニットを、これらの複数の基板処理機構で共用するよう構成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の基板処理装置において、前記第１のセンサユニット及び前記第２のセンサユニットが、前記基板処理機構内で前記被処理基板に所定の処理を施すためのプラズマの発光状態を測定するよう構成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１又は２記載の基板処理装置において、前記第１のセンサユニット及び前記第２のセンサユニットが、前記基板処理機構内で前記被処理基板に所定の処理を施すためのプラズマを発生させるために印加される高周波の電圧、電流、位相、プラズマのインピーダンスの少なくともいずれかを測定するよう構成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、被処理基板に所定の処理を施すための複数の基板処理機構と、前記複数の基板処理機構にそれぞれ設けられ、前記基板処理機構による所定の処理の状態を示す所定の物理量を検出するセンサユニットと、前記複数のセンサユニットを前記複数の基板処理機構のうちの一つ以上の基板処理機構に割り当て、前記割り当てられたセンサユニットが対応する基板処理機構の所定の物理量を位相を変えて測定するように制御する制御ユニットと、前記割り当てられたセンサユニットからの検出データを入力して合成し、前記所定のサンプリング周期より短い周期の検出データを出力する演算手段とを具備したことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５記載の基板処理装置において、前記制御ユニットは、前記複数の基板処理機構のレシピに基づいて、前記複数のセンサユニットを前記複数の基板処理機構に割り当てることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係わる基板処理装置の概略構成を模式的に示すものである。
【００１５】
同図に示すように、基板処理装置は、基板処理機構Ａ（図中左側）と基板処理機構Ｂ（図中右側）の２つの基板処理機構を具備している。
【００１６】
上記基板処理機構Ａ，Ｂは、夫々、真空チャンバ１ａ，１ｂを具備しており、真空チャンバ１ａ，１ｂ内には、半導体ウエハＷが載置されるサセプタを兼ねた下部電極２ａ，２ｂと、これらの下部電極２ａ，２ｂに対向する上部電極３ａ，３ｂが設けられている。上部電極３ａ，３ｂは、所謂シャワーヘッドを構成しており、多数の細孔４ａ，４ｂから、下部電極２ａ，２ｂ上に設けられた半導体ウエハＷに向けて、処理ガス供給系５ａ，５ｂから供給された所定の処理ガスをシャワー状に供給するよう構成されている。
【００１７】
一方、真空チャンバ１ａ，１ｂの底部には、排気口６ａ，６ｂが設けられており、これらの排気口６ａ，６ｂに接続された排気装置７ａ，７ｂによって、真空チャンバ１ａ，１ｂ内を所定の真空度に排気可能に構成されている。
【００１８】
また、下部電極２ａ，２ｂには、給電線８ａ，８ｂが接続されており、給電線８ａ，８ｂは、マッチング装置（整合装置）９ａ，９ｂを介して、高周波電源１０ａ，１０ｂに接続されている。
【００１９】
上記構成の各基板処理機構Ａ，Ｂでは、図示しない搬入、搬出用のゲートバルブを開けて真空チャンバ１ａ，１ｂ内の下部電極２ａ，２ｂに半導体ウエハＷを載置する。そして、処理ガス供給系５ａ，５ｂから、上部電極３ａ，３ｂの細孔４ａ，４ｂを介して処理ガスを供給するとともに、排気装置７ａ，７ｂによって排気を行うことにより、真空チャンバ１ａ，１ｂ内を所定の処理ガスで満たされた所定の真空度の雰囲気とし、この状態で高周波電源１０ａ，１０ｂから下部電極２ａ，２ｂに所定周波数、例えば十数ＭＨｚから百数十ＭＨｚの高周波電力を供給し、処理ガスをプラズマ化して半導体ウエハＷのエッチング処理を行うようになっている。
【００２０】
また、上記各基板処理機構Ａ，Ｂには、上記のような半導体ウエハＷの処理を行う際に、処理の状況を監視するための物理量を検出するための機構として、光学的センサユニット２０ａ，２０ｂと、電気的センサユニット３０ａ，３０ｂが設けられている。
【００２１】
上記光学的センサユニット２０ａ，２０ｂのうち、光学的センサユニット２０ａは、主として基板処理機構Ａの真空チャンバ１ａ内のプラズマの発光強度を、真空チャンバ１ａに設けられた窓１１ａを介して測定するためのものである。一方、光学的センサユニット２０ｂは、主として基板処理機構Ｂの真空チャンバ１ｂ内のプラズマの発光強度を、真空チャンバ１ｂに設けられた窓１１ｂを介して測定するためのものである。
【００２２】
また、上記窓１１ａ，１１ｂには、夫々光ファイバー２１ａ，２１ｂと、光ファイバー２２ａ，２２ｂの２本の光ファイバーが接続されており、光ファイバー２１ａと光ファイバー２２ｂは、光路切替装置２３ａに接続され、光ファイバー２２ａと光ファイバー２１ｂは、光路切替装置２３ｂに接続されている。
【００２３】
そして、通常時は、光ファイバー２１ａからの光が光学的センサユニット２０ａに導入され、光ファイバー２１ｂからの光が光学的センサユニット２０ｂに導入されるように光路切替装置２３ａ，２３ｂが光路を選択し、これによって、光学的センサユニット２０ａによる真空チャンバ１ａ内のプラズマの発光強度の測定が行われるとともに、光学的センサユニット２０ｂによる真空チャンバ１ｂ内のプラズマの発光強度の測定が行われるようになっている。
【００２４】
なお、光学的センサユニット２０ａと光学的センサユニット２０ｂは、どちらもＣＣＤ等の光電変換機能を有するセンサと、このセンサからの電気信号を処理する電気回路とを有しており、同じ構成とされている。そして、波長が２２０ｎｍ〜９００ｎｍの範囲のプラズマの光の強度を、各波長について所定のサンプリング周期（例えば１秒）で出力するようになっており、この出力信号は、演算手段としてのデータ処理装置５０（例えば、パーソナルコンピュータ等からなる）に入力されるようになっている。
【００２５】
データ処理装置５０は、通常時には、上記のようにして光学的センサユニット２０ａ、２０ｂから入力されるデータを夫々別々に記憶し、必要に応じてこれらのデータの出力を行うようになっている。
【００２６】
また、基板処理機構Ａ，Ｂのうち、どちらか一方で、より詳細なプラズマの発光強度についてのデータが必要とされる場合、例えば、基板処理機構Ａ側でより詳細なプラズマの発光強度についてのデータが必要となった場合は、光学的センサユニット２０ａに加えて、光学的センサユニット２０ｂも、基板処理機構Ａ側の監視に使用できるようになっている。
【００２７】
すなわち、この場合は、光路切替装置２３ｂを作動させ、光学的センサユニット２０ｂに、光ファイバー２２ａからの光が導入されるように光路の切替えを行う。そして、光学的センサユニット２０ａにおけるデータのサンプリング周期の位相と、光学的センサユニット２０ｂにおけるデータのサンプリング周期の位相を、図２に示すようにずらすことにより、実質的により短いサンプリング周期でデータのサンプリングを行い、これらのデータをデータ処理装置５０によって合成する。
【００２８】
例えば、光学的センサユニット２０ａ，２０ｂの最も短いデータのサンプリング周期（サンプリング限界）が１秒の場合、図２に示すように、光学的センサユニット２０ａ（センサユニット１）におけるデータのサンプリング周期の位相と、光学的センサユニット２０ｂ（センサユニット２）におけるデータのサンプリング周期の位相を０．５秒ずらすことによって、実質的に０．５秒周期でデータのサンプリングを行い、これらのデータを合成する。
【００２９】
これによって、例えば、処理の開始直後や終点近傍等、プラズマの状態が過渡的となり、短時間でプラズマの状態が変化する場合等において、プラズマの短い時間内での変化の状態をより詳細に監視することができる。また、光学的センサユニットの数を増やしたり、性能が高い高価な光学的センサユニットを使用する必要もないので、装置の製造コストの増大を招くこともない。
【００３０】
なお、上記のように光学的センサユニット２０ａ，２０ｂの両方を、一方の基板処理機構Ａのプラズマの監視に使用してしまうと、この間、他方の基板処理機構Ｂのプラズマの監視を行うことができなくなる。
【００３１】
しかしながら、後述するように、基板処理機構Ａと基板処理機構Ｂは、半導体ウエハＷをこれらの中に搬入、搬出する搬送機構を共用しており、基板処理機構Ａで処理を行っている期間中は、基板処理機構Ｂへの半導体ウエハＷの搬入、搬出を行っている期間が多いので、このような期間中を選択して上記のような監視を行えば不都合は生じない。
【００３２】
次に、電気的センサユニット３０ａ，３０ｂについて説明する。電気的センサユニット３０ａ，３０ｂは、高周波電源１０ａ，１０ｂからマッチング装置９ａ，９ｂを介して下部電極２ａ，２ｂに供給される高周波の電圧、電流、位相、プラズマのインピーダンスを測定するためのものである。そして、これらのうち、電気的センサユニット３０ａは、主として基板処理機構Ａの下部電極２ａに供給される高周波の電圧、電流、位相、プラズマのインピーダンスを測定するためのものであり、電気的センサユニット３０ｂは、主として基板処理機構Ｂの下部電極２ｂに供給される高周波の電圧、電流、位相、プラズマのインピーダンスを測定するためのものである。
【００３３】
なお、上記のプラズマのインピーダンスは、測定された電圧、電流から算出され、出力される。
【００３４】
基板処理機構Ａの給電線８ａには、主配線３１ａと副配線３２ａが接続されており、主配線３１ａは配線切替装置３３ａに接続され、副配線３２ａは配線切替装置３３ｂに接続されている。一方、基板処理機構Ｂの給電線８ｂには、主配線３１ｂと副配線３２ｂが接続されており、主配線３１ｂは配線切替装置３３ｂに接続され、副配線３２ｂは配線切替装置３３ａに接続されている。
【００３５】
そして、通常時は、主配線３１ａが電気的センサユニット３０ａに接続され、主配線３１ｂが電気的センサユニット３０ｂに接続されるように配線切替装置３３ａ，３３ｂが配線を選択し、これによって、電気的センサユニット３０ａで基板処理機構Ａの下部電極２ａに供給される高周波の電圧、電流、位相、プラズマのインピーダンスを測定し、電気的センサユニット３０ｂで基板処理機構Ｂの下部電極２ｂに供給される高周波の電圧、電流、位相、プラズマのインピーダンスを測定するようになっている。
【００３６】
上記電気的センサユニット３０ａと電気的センサユニット３０ｂも、同じ電器的測定回路から構成されている。そして、高周波の電圧、電流、位相、プラズマのインピーダンスを所定のサンプリング周期（例えば１００ｍｓ）で出力するようになっており、この出力信号は、データ処理装置５０に入力されるようになっている。
【００３７】
そして、データ処理装置５０は、通常時には、上記のようにして電気的センサユニット３０ａ，３０ｂから入力されるデータを夫々別々に記憶し、必要に応じてこれらのデータの出力を行うようになっている。
【００３８】
また、基板処理機構Ａ，Ｂのうち、どちらか一方で、より詳細な高周波の電圧、電流、位相、プラズマのインピーダンスについてのデータが必要とされる場合、例えば、基板処理機構Ａ側でより詳細な高周波の電圧、電流、位相、プラズマのインピーダンスについてのデータが必要となった場合は、電気的センサユニット３０ａに加えて、電気的センサユニット３０ｂも、基板処理機構Ａ側の監視に使用できるようになっている。
【００３９】
すなわち、この場合は、配線切替装置３３ｂを作動させ、電気的センサユニット３０ｂが、副配線３２ａを介して基板処理機構Ａの給電線８ａに接続されるように切替えを行う。そして、電気的センサユニット３０ａにおけるデータのサンプリング周期の位相と、電気的センサユニット３０ｂにおけるデータのサンプリング周期の位相を、図２に示したようにずらすことにより、実質的により短いサンプリング周期でデータのサンプリングを行い、これらのデータをデータ処理装置５０によって合成する。
【００４０】
例えば、電気的センサユニット３０ａ，３０ｂの最も短いデータのサンプリング周期（サンプリング限界）が１００ｍｓの場合、図２に示すように、電気的センサユニット３０ａ（センサユニット１）におけるデータのサンプリング周期の位相と、電気的センサユニット３０ｂ（センサユニット２）におけるデータのサンプリング周期の位相を５０ｍｓずらすことによって、実質的に５０ｍｓ周期でデータのサンプリングを行い、これらのデータを合成する。
【００４１】
以上のような電気的センサユニット３０ａ，３０ｂの構成においても、前述した光学的センサユニット２０ａ，２０ｂの場合と同様な効果を得ることができる。
【００４２】
次に、上記の基板処理装置のより具体的なレイアウト及び半導体ウエハＷの搬送機構を含めた構成について説明する。
【００４３】
図３に示すように、基板処理装置は、半導体ウエハＷに所定の処理を施す前述した基板処理機構Ａ，Ｂを含むプロセスシップＰＳ１、ＰＳ２と、これらに半導体ウエハＷを搬送する搬送機構を構成するローダモジュールＬＭとを組合わせて構成されている。
【００４４】
ローダモジュールＬＭは、半導体ウエハＷを収容する複数（図３の装置では３つ）のロードポートＬＰ１〜ＬＰ３と、半導体ウエハＷを搬送する搬送室ＴＲと、半導体ウエハＷの位置決めを行うオリエンタＯＲとから構成されている。
【００４５】
搬送室ＴＲには、オリエンタＯＲが連結されるとともに、ロードロックドアＬＧ１、ＬＧ２を介してプロセスシップＰＳ１、ＰＳ２が連結され、さらに、ロードポートドアＣＧ１〜ＣＧ３を介してロードポートＬＰ１〜ＬＰ３が連結されている。このロードポートＬＰ１〜ＬＰ３には、未処理の半導体ウエハＷおよび処理済みの半導体ウエハＷを収容するカセット又はフープ（ＦＯＵＰ）ＣＳ１〜ＣＳ３（以下ではカセットの場合について説明する。）が設置される。
【００４６】
搬送室ＴＲには、２段構成のローダアームＬＡ１、ＬＡ２が設けられ、このローダアームＬＡ１、ＬＡ２は、ロードポートＬＰ１〜ＬＰ３とプロセスシップＰＳ１、ＰＳ２（ロードロック室ＬＬ１、ＬＬ２）との間や、オリエンタＯＲとの間での半導体ウエハＷの搬送を行う（図３の▲１▼▲２▼▲６▼の搬送）。ここで、ローダアームＬＡ１、ＬＡ２を２段構成とすることにより、一方のローダアームＬＡ１、ＬＡ２で半導体ウエハＷの搬入を行いつつ、他方のローダアームＬＡ２、ＬＡ１で半導体ウエハＷの搬出を行うことが可能となり、半導体ウエハＷの入れ替えを効率よく行うことが可能となる。
【００４７】
プロセスシップＰＳ１、ＰＳ２には、ロードロック室ＬＬ１、ＬＬ２およびプロセス室ＰＭ１、ＰＭ２（前述した真空チャンバ１ａ，１ｂ）が設けられ、ロードロック室ＬＬ１、ＬＬ２とプロセス室ＰＭ１、ＰＭ２とは、プロセスゲートＰＧ１、ＰＧ２を介して互いに連結されている。
【００４８】
ロードロック室ＬＬ１、ＬＬ２には、ウエハ載置台Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２２およびロードロックアームＬＲ１、ＬＲ２がそれぞれ設けられ、ウエハ載置台Ｂ１１、Ｂ２１には、ローダモジュールＬＭから搬入された半導体ウエハＷが載置されるとともに、ロードロック室ＬＬ１、ＬＬ２から搬出される半導体ウエハＷが載置される。
【００４９】
また、ウエハ載置台Ｂ１２、Ｂ２２には、プロセス室ＰＭ１、ＰＭ２に搬入される半導体ウエハＷが載置される。また、ロードロックアームＬＲ１、ＬＲ２は、ロードロック室ＬＬ１、ＬＬ２とプロセス室ＰＭ１、ＰＭ２との間での半導体ウエハＷの搬送を行う（図３の▲３▼▲４▼▲５▼の搬送）。
【００５０】
ここで、搬送の効率化を図るため、搬送室ＴＲは大気開放されるとともに、ロードポートドアＣＧ１〜ＣＧ３は、開放された状態に維持される。また、コンタミネーションを防止するため、プロセス室ＰＭ１、ＰＭ２は所定の真空度に維持される。このため、ロードロック室ＬＬ１、ＬＬ２では、搬送室ＴＲとの間での搬送、またはプロセス室ＰＭ１、ＰＭ２との間での搬送に応じ、それぞれの真空度に対応させるための給排気が行われる。
【００５１】
以下、ロードポートＬＰ１とプロセスシップＰＳ１との間での搬送を行う場合を例に取って、基板処理装置の動作について説明する。
【００５２】
まず、ローダアームＬＡ１、ＬＡ２は、ロードポートＬＰ１に載置されているカセットＣＳ１から半導体ウエハＷを取り出し、オリエンタＯＲに搬入する（▲１▼）。
【００５３】
オリエンタＯＲにおける半導体ウエハＷの位置決めが終わると、ローダアームＬＡ１、ＬＡ２は、半導体ウエハＷをオリエンタＯＲから取り出す。そして、内部を大気圧とした状態で、ロードロック室ＬＬ１のロードロックドアＬＧ１が開かれ、ローダアームＬＡ１、ＬＡ２は、その半導体ウエハＷをロードロック室ＬＬ１内に搬入し、ウエハ載置台Ｂ１１上に載置する（▲２▼）。
【００５４】
ウエハ載置台Ｂ１１上に半導体ウエハＷが載置されると、ロードロックドアＬＧ１が閉じられ、ロードロック室ＬＬ１内の排気が行われるとともに、ロードロックアームＬＲ１が、ウエハ載置台Ｂ１１上の半導体ウエハＷをウエハ載置台Ｂ１２に搬送する（▲３▼）。
【００５５】
半導体ウエハＷがウエハ載置台Ｂ１２に搬送され、プロセス室ＰＭ１へ半導体ウエハＷを搬入可能な状態になると、プロセス室ＰＭ１のプロセスゲートＰＧ１が開かれ、ロードロックアームＬＲ１は、ウエハ載置台Ｂ１２上の半導体ウエハＷをプロセス室ＰＭ１内に搬入する（▲４▼）。
【００５６】
半導体ウエハＷがプロセス室ＰＭ１内に搬入されると、プロセスゲートＰＧ１が閉じれられ、半導体ウエハＷにプロセス室ＰＭ１内で所定の処理が施される。
プロセス室ＰＭ１内での半導体ウエハＷの処理が終了し、ロードロック室ＬＬ１へ半導体ウエハＷを搬出可能な状態になると、プロセスゲートＰＧ１が開かれ、ロードロックアームＬＲ１は、プロセス室ＰＭ１内の半導体ウエハＷをウエハ載置台Ｂ１１に搬送する（▲５▼）。
【００５７】
そして、プロセスゲートＰＧ１が閉じられ、ロードロック室ＬＬ１内の大気開放が行われる。ロードロック室ＬＬ１内の大気開放が終了すると、次の半導体ウエハＷの搬入タイミングに従って、ロードロックドアＬＧ１が開かれ、一方のローダアームＬＡ１、ＬＡ２が、ウエハ載置台Ｂ１１上の半導体ウエハＷをロードポートＬＰ１に搬出するとともに（▲６▼）、他方のローダアームＬＡ１、ＬＡ２が、オリエンタＯＲで位置決めされた次の半導体ウエハＷをロードロック室ＬＬ１内に搬入する（▲２▼）。
【００５８】
上記のように、本実施形態の基板処理装置では、基板処理機構Ａ，Ｂ（プロセスシップＰＳ１、ＰＳ２）で、これらに半導体ウエハＷを搬送する搬送機構を構成するローダモジュールＬＭを共用する構成となっている。このため、基板処理機構Ａに対する半導体ウエハＷの搬入、搬出タイミングと、基板処理機構Ｂに対する半導体ウエハＷの搬入、搬出タイミングとの間にはずれがあり、基板処理機構Ａで行う半導体ウエハＷの処理のタイミングと、基板処理機構Ｂで行う半導体ウエハＷの処理のタイミングにも基本的にはずれがある。
【００５９】
このため、２つの基板処理機構Ａ，Ｂで前述したように、光学的センサユニット２０ａ，２０ｂ及び電気的センサユニット３０ａ，３０ｂを共用するようにしても、それによって生じる不都合は少なくて済む。また、必要であれば、光学的センサユニット２０ａ，２０ｂ及び電気的センサユニット３０ａ，３０ｂの数を増やすことによって、これらのセンサユニットを各基板処理機構Ａ，Ｂの専用とすることも可能である。
【００６０】
なお、上記実施形態では、２つの基板処理機構Ａ，Ｂで光学的センサユニット２０ａ，２０ｂ及び電気的センサユニット３０ａ，３０ｂを共用するようした例について説明したが、本発明はかかる例に限定されるものではない。例えば、１つの基板処理機構のみの場合でも良く、１つの基板処理機構に複数のセンサユニットを設けることにより、より短いサンプリング周期でデータをサンプリングできるようにすることもできる。また、３つ以上の基板処理機構を有する場合についても、同様にして適用することができる。なお、３つの基板処理機構を有する場合の実施形態については、後述する。
【００６１】
ところで、半導体ウエハＷをエッチングするレシピは、エッチング処理対象に応じて、ガス種、圧力、ＲＦパワーなどの処理条件を変えてエッチング処理を行うようになっており、例えば、複数層の被エッチング処理対象を複数のステップにより順次エッチング処理する場合には、各層毎（ステップ毎）に処理条件を変えて処理を行っている。
【００６２】
図４は、このように複数のステップのエッチング処理を行った場合のＲＦ電力（高周波電力）の検出値の例を示したもので、同図に示される工程は、エッチング処理する層ごとに、複数のステップ（ステップ１，２，…）により構成されている。また図中に示す「ＳＴＡＢ」はステップ切り換えの際のガス種、圧力、温度等の諸条件を換えるための時間であり、ＲＦ電力はＯＦＦとされ、次のステップが開始する際にＲＦ電力をＯＮとするようになっている。
【００６３】
この場合、図４中の▲１▼部分などのようなＲＦ電力を印加してから数秒では、ＲＦ電力の検出値は振動成分を有する波形となるため、この▲１▼部分には高いサンプリングレートが要求され（センサ要求レベルＡ）、また、▲２▼部分のようなＲＦ電力の変動がない安定した箇所においてはあまり高いサンプリングレートは要求されない（センサ要求レベルＢ）、また、▲３▼部分のＳＴＡＢのようなＲＦ電力をＯＦＦとしている部分では、ＲＦ電力を観測する必要そのものがなく、サンプリングレートはゼロで良い（センサ要求レベルＣ）。
【００６４】
従って、レシピの各部に対して、予めセンサ要求レベルを設定しておけば、各チャンバに対するレシピや生産スケジュールから参照して、各チャンバの時系列での処理の状態を把握することにより、各チャンバに対するセンサ要求レベルを把握することが可能となる。
【００６５】
図５は、３つの基板処理機構（チャンバ及びその周辺システム）を有する基板処理装置の各処理機構Ａ，Ｂ，ＣのＲＦ電力の出力と、各処理機構Ａ，Ｂ，Ｃが有するセンサａ，ｂ，ｃ（同一の物理量を測定する）の時系列での動作を示す例である。なお、センサａ，ｂ，ｃについて記載されたＡ，Ｂ，Ｃの符号は、夫々その時に割り当てられたチャンバを示している。
【００６６】
この場合、例えば、Ｔ１　〜Ｔ２　においては、チャンバＢがセンサ要求レベルＡであり、チャンバＡは、ＲＦ電圧＝ＯＦＦの為、センサ要求レベルＣ、チャンバＣは、センサ要求レベルＢであるので、センサａとセンサｂをチャンバＢに割り当て、センサｃはチャンバＣに割り当てられる。
【００６７】
Ｔ２　〜Ｔ３　の間は、センサａ＝使用しない。センサｂ＝チャンバＢ、センサｃ＝チャンバＣ。Ｔ３　〜Ｔ６　の間では、チャンバＡは、センサ要求レベルＡであるが、Ｔ３　〜Ｔ４　の間は、センサｂ，ｃともに、チャンバＢ，Ｃに対する検出を行わなくてはならず、チャンバＡに割り当てることができないため、センサａのみでの検出を行う。そして、Ｔ４　になると、チャンバＣのセンサ要求レベルがＣとなるので、他への割り付けができるようになるため、センサｃをチャンバＡの検出に割り当てる。
【００６８】
この際、Ｔ３　〜Ｔ４　の間のチャンバＡはセンサ要求レベルＡであるが、他のチャンバのセンサ要求レベルはＢのものしかないので、他のチャンバのセンサを割り当てはしていないが、必要に応じてセンサ要求レベルＢのチャンバＢ，Ｃのセンサｂ，ｃのいずれかを割り当てるようにしても良い。その場合、例えば、センサｂをチャンバＡに割り当て、センサｃをチャンバＢ，Ｃに交互に割り当てることで、チャンバＢ，Ｃをセンサｃの有するサンプリングレートの１／２で検出するようにしても良い。
【００６９】
また、上述した例では、図４に示した▲１▼部分のようなＲＦ印加後数秒の立ち上がり部をセンサ要求レベルＡ、▲１▼部以外のＲＦ＝ＯＮの間をセンサ要求レベルＢとしたが、図４のステップ２の▲２▼部分に示すように、▲２▼部分においてもマイクロアーキングなどが生じ出力波形が短周期で変動する場合がある。このため、▲２▼部分におけるマイクロアーキングなどについて、より詳細な観測が必要とされる場合については▲２▼部分についても、センサ要求レベルＡとするなど、適宜変更可能である。
【００７０】
なお、上記の例では、単一の基板処理装置における基板処理機構のセンサを必要に応じて他の基板処理機構に割り当てる例を用いて説明したが、他の基板処理装置を構成する基板処理機構のセンサを割り当てられるようにしても良い。
【００７１】
また、上記の各例では、光学的及び電気的なセンサユニットについて説明したが、センサユニットは上記のものに限らず、あらゆるセンサユニットについて適用することができる。さらにまた、基板処理機構についても、エッチング処理機構に限らず、例えば、成膜やその他のあるゆる基板処理について適用することができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の基板処理装置によれば、大幅に製造コストの上昇等を招くことなく、従来に比べて高精度で被処理基板の処理状態を監視することができ、高精度な処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の基板処理装置の概略構成を模式的に示す図。
【図２】図１の基板処理装置におけるデータサンプリングのタイミングを示す図。
【図３】図１の基板処理装置の全体のレイアウトの様子を模式的に示す図。
【図４】複数ステップのエッチングを行った場合のＲＦ電力の検出値の例を示す図。
【図５】３つの基板処理機構を有する基板処理装置の各処理機構Ａ，Ｂ，ＣのＲＦ電力の出力とセンサａ，ｂ，ｃの時系列での動作の例を示す図。
【符号の説明】
Ｗ……半導体ウエハ、Ａ，Ｂ……基板処理機構、１ａ，１ｂ……真空チャンバ、２ａ，２ｂ……下部電極、３ａ，３ｂ……上部電極、８ａ，８ｂ……給電線、９ａ，９ｂ……マッチング装置、１０ａ，１０ｂ……高周波電源、１１ａ，１１ｂ……窓、２０ａ，２０ｂ……光学的センサユニット、２３ａ，２３ｂ……光路切替装置、３０ａ，３０ｂ……電気的センサユニット、３３ａ，３３ｂ……配線切替装置、５０……データ処理装置。
【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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