(57)【要約】【課題】基板の歩留まりの悪化を防止すると共に、コストを削減できる基板処理装置及び方法を提供する。【解決手段】基板処理装置１０は、ＰＶＤ法等によって表面に膜が形成されたウエハＷをエッチング処理する処理チャンバ１１及びロード・ロック室１３から構成されるプロセスシップ１４の複数と、２５枚のウエハＷを格納するキャリアボックスを収容するロードポート１５の複数と、ウエハＷの位置をプリアライメントするオリエンタ１６と、膜の厚みを測定するメトロロジー１７と、矩形状の共通搬送路であるローダーモジュール１８と、基板処理装置１０の動作全体を制御するＣＰＵとを備え、該ＣＰＵは、エッチング処理後における膜の厚みに基づいてエッチング処理を再度施すか否かを判定し、エッチング処理を再度施す際における処理条件を設定する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に膜が形成された基板の当該膜に所望の処理を施す処理手段と、前記膜の厚みを測定する測定手段とを備える基板処理装置において、
前記所望の処理を施した後の膜の厚みに基づいて前記所望の処理を再度施すか否かを判定する判定手段と、前記所望の処理を再度施す際における処理条件を設定する再処理条件設定手段とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記測定手段を有し、且つ前記基板の位置を調整する位置調整手段を備えることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記位置調整手段及び前記処理手段の間において前記基板を搬送する搬送手段を備えることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板は識別標識を有し、前記測定手段は前記識別標識を識別する識別手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
表面に膜が形成された基板の当該膜に所望の処理を施す処理手段と、前記膜の厚みを測定する測定手段とを備える基板処理装置において、
前記所望の処理を施す前の膜の厚みに基づいて前記所望の処理における処理条件を設定する処理条件設定手段を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
前記測定手段を有し、且つ前記基板の位置を調整する位置調整手段を備えることを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記位置調整手段及び前記処理手段の間において前記基板を搬送する搬送手段を備えることを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板は識別標識を有し、前記測定手段は前記識別標識を識別する識別手段を備えることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
表面に膜が形成された基板の当該膜に所望の処理を施す処理手段と、前記膜の厚みを測定する測定手段とを備える基板処理装置において、
前記所望の処理を施す前の膜の厚みに基づいて前記所望の処理における処理条件を設定する処理条件設定手段と、前記所望の処理を施した後の膜の厚みに基づいて前記所望の処理を再度施すか否かを判定する判定手段と、前記所望の処理を再度施す際における処理条件を設定する再処理条件設定手段とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
前記測定手段を有し、且つ前記基板の位置を調整する位置調整手段を備えることを特徴とする請求項９記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記基板は識別標識を有し、前記測定手段は前記識別標識を識別する識別手段を備えることを特徴とする請求項９又は１０記載の基板処理装置。
【請求項１２】
表面に膜が形成された基板の当該膜に所望の処理を施す処理工程と、前記膜の厚みを測定する測定工程とを有する基板処理方法において、
前記所望の処理を施した後の膜の厚みに基づいて前記所望の処理を再度施すか否かを判定する判定工程と、前記所望の処理を再度施す際における処理条件を設定する再処理条件設定工程を有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１３】
表面に膜が形成された基板の当該膜に所望の処理を施す処理工程と、前記膜の厚みを測定する測定工程とを有する基板処理方法において、
前記所望の処理を施す前の膜の厚みに基づいて前記所望の処理における処理条件を設定する処理条件設定工程を有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１４】
表面に膜が形成された基板の当該膜に所望の処理を施す処理工程と、前記膜の厚みを測定する測定工程とを有する基板処理方法において、
前記所望の処理を施す前の膜の厚みに基づいて前記所望の処理における処理条件を設定する処理条件設定工程と、前記所望の処理を施した後の膜の厚みに基づいて前記所望の処理を再度施すか否かを判定する判定工程と、前記所望の処理を再度施す際における処理条件を設定する再処理条件設定工程とを有することを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、基板処理装置及び方法に関し、特に、基板の膜厚を測定する基板処理装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ等の基板には、その表面上にＰＶＤ法等によって形成された所定の膜から所望のパターン等を作成するための様々な処理が施される。これらの処理の中には、例えば、基板上に形成された膜の厚みを変化させるエッチング処理がある。
【０００３】
一方で、近年、基板上に作成される所望のパターンの微細化（高デザインルール化）要請が高まってきており、このパターンの微細化要請に対応するため、エッチング処理毎における膜の厚みの変化量の管理が不可欠となっている。
【０００４】
例えば、エッチング処理を行う場合、基板処理装置に基板を投入する前に作業者が、基板処理装置とは別に設置されている膜厚計にて基板の膜の厚みを測定し、さらに、エッチング処理後の基板を再び当該膜厚計まで運搬して基板の膜の厚みを測定する。そして、処理前後の膜の厚みの差から基板に対するエッチング量を求め、このエッチング量が適正な値となっていない場合には処理条件を調整し直す。
【０００５】
このとき、基板処理装置の運転の停止、処理された基板が不良か否かについての長時間を要する確認、及び異なった膜の厚み等の基板の誤処理による不良基板の大量発生を避けるため、エッチング処理毎に迅速にエッチング量を求めることを目的とした基板処理装置が知られている。
【０００６】
このような基板処理装置としては、図７に示す基板７０の膜にエッチング処理を施すエッチング処理部７１が搬送部７２の周囲に放射状に接続され、当該搬送部７２の上部に膜厚計測部７３が設けられた基板処理装置７４であって、搬送部７２内部の基板７０の搬送途上においてエッチング処理前の基板７０の膜の厚みおよびエッチング処理後の基板７０の膜の厚みを膜厚計測部７３により計測する基板処理装置７４（例えば、特許文献１参照。）や、図８に示す基板８０の膜にエッチング処理を施すエッチング処理部８１が２列に配置され、インデクサ部８２の上部に膜厚計測部８３を設けられた基板処理装置８４であって、インデクサ部８２内部の出入ロボット８５による基板８０の搬送途上においてエッチング処理前の基板８０の膜の厚みおよびエッチング処理後の基板８０の膜の厚みを膜厚計測部８３により計測する基板処理装置８４（例えば、特許文献２参照。）が知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２２０００４号公報（第１図）
【特許文献２】
特開平１１−２２０００５号公報（第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した基板処理装置７４及び８４において、膜の厚みの計測によりエッチング処理が不適切に行われたと判定された基板７０及び８０は、その測定された膜の厚みに基づいてエッチング処理の処理条件が調整し直された後、再エッチング処理が行われることなく廃棄されるため、基板７０及び８０の歩留まりが悪化するという問題があった。
【０００９】
近年、基板のサイズは大となる傾向にあり、特に、φ１２ｉｎｃｈの基板が主流となっているため、基板１枚あたりの単価も高額となっており、このような状況においてエッチング処理が不適切に行われたと判定された基板７０及び８０を全て廃棄することはコストの観点からも問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、基板の歩留まりの悪化を防止すると共に、コストを削減できる基板処理装置及び方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理装置は、表面に膜が形成された基板の当該膜に所望の処理を施す処理手段と、前記膜の厚みを測定する測定手段とを備える基板処理装置において、前記所望の処理を施した後の膜の厚みに基づいて前記所望の処理を再度施すか否かを判定する判定手段と、前記所望の処理を再度施す際における処理条件を設定する再処理条件設定手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の基板処理装置によれば、所望の処理を施した後の膜の厚みに基づいて所望の処理を再度施すか否かを判定し、所望の処理を再度施す際における処理条件を設定するので、所望の処理が不適切に行われた基板に、適切な所望の処理を再度施すことができ、当該基板を廃棄する必要をなくすことができる。その結果、基板の歩留まりの悪化を防止できると共に、コストを削減できる。
【００１３】
請求項２記載の基板処理装置は、請求項１記載の基板処理装置において、前記測定手段を有し、且つ前記基板の位置を調整する位置調整手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の基板処理装置によれば、位置調整手段は膜の厚みを測定する測定手段を備えるので、基板の膜の厚みを測定後、位置調整のために基板を移動させる必要が無く、基板を搬送する時間を短縮することができ、もって基板処理装置のスループットを向上できる。加えて、基板の移動量も削減できるので、基板へのパーティクルの付着を防止できる。
【００１５】
請求項３記載の基板処理装置は、請求項２記載の基板処理装置において、前記位置調整手段及び前記処理手段の間において前記基板を搬送する搬送手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の基板処理装置によれば、位置調整手段及び処理手段の間において基板を搬送する搬送手段を備えるので、基板に所望の処理を施す前後のいずれもおいても、基板の膜の厚みを測定することができる。
【００１７】
請求項４記載の基板処理装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記基板は識別標識を有し、前記測定手段は前記識別標識を識別する識別手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の基板処理装置によれば、基板は識別標識を有し、測定手段は識別標識を識別するので、所望の処理が不適切に行われた基板が発生した場合、所望の処理が不適切に行われた時点を特定することができ、所望の処理が不適切に行われた原因の特定を容易にすることができる。また、測定された膜の厚みと識別された識別標識とが組み合わされたデータを蓄積することにより、該蓄積されたデータに基づいて所望の処理における処理条件の変化を予測することができ、高デザインルール対応のレシピの設定を容易にできる。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項５記載の基板処理装置は、表面に膜が形成された基板の当該膜に所望の処理を施す処理手段と、前記膜の厚みを測定する測定手段とを備える基板処理装置において、前記所望の処理を施す前の膜の厚みに基づいて前記所望の処理における処理条件を設定する処理条件設定手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の基板処理装置によれば、所望の処理を施す前の膜の厚みに基づいて所望の処理における処理条件を設定するので、基板の膜に所望の処理が不適切に行われるのを防止することができ、廃棄する基板の数を減少できる。その結果、基板の歩留まりの悪化を防止できると共に、コストを削減できる。
【００２１】
請求項６記載の基板処理装置は、請求項５記載の基板処理装置において、前記測定手段を有し、且つ前記基板の位置を調整する位置調整手段を備えることを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の基板処理装置は、請求項６記載の基板処理装置において、前記位置調整手段及び前記処理手段の間において前記基板を搬送する搬送手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の基板処理装置は、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記基板は識別標識を有し、前記測定手段は前記識別標識を識別する識別手段を備えることを特徴とする。
【００２４】
上記目的を達成するために、請求項９記載の基板処理装置は、表面に膜が形成された基板の当該膜に所望の処理を施す処理手段と、前記膜の厚みを測定する測定手段とを備える基板処理装置において、前記所望の処理を施す前の膜の厚みに基づいて前記所望の処理における処理条件を設定する処理条件設定手段と、前記所望の処理を施した後の膜の厚みに基づいて前記所望の処理を再度施すか否かを判定する判定手段と、前記所望の処理を再度施す際における処理条件を設定する再処理条件設定手段とを備えることを特徴とする。
【００２５】
請求項９記載の基板処理装置によれば、所望の処理を施す前の膜の厚みに基づいて所望の処理における処理条件を設定し、所望の処理を施した後の膜の厚みに基づいて所望の処理を再度施すか否かを判定し、所望の処理を再度施す際における処理条件を設定するので、基板の膜に所望の処理が不適切に行われるのを防止することができ、廃棄する基板の数を減少できると共に、所望の処理が不適切に行われた基板に、適切な所望の処理を再度施すことができ、当該基板を廃棄する必要をなくすことができる。その結果、基板の歩留まりの悪化を確実に防止できると共に、コストをより削減できる。
【００２６】
請求項１０記載の基板処理装置は、請求項９記載の基板処理装置において、前記測定手段を有し、且つ前記基板の位置を調整する位置調整手段を備えることを特徴とする。
【００２７】
請求項１１記載の基板処理装置は、請求項９又は１０記載の基板処理装置において、前記基板は識別標識を有し、前記測定手段は前記識別標識を識別する識別手段を備えることを特徴とする。
【００２８】
上記目的を達成するために、請求項１２記載の基板処理方法は、表面に膜が形成された基板の当該膜に所望の処理を施す処理工程と、前記膜の厚みを測定する測定工程とを有する基板処理方法において、前記所望の処理を施した後の膜の厚みに基づいて前記所望の処理を再度施すか否かを判定する判定工程と、前記所望の処理を再度施す際における処理条件を設定する再処理条件設定工程を有することを特徴とする。
【００２９】
上記目的を達成するために、請求項１３記載の基板処理方法は、表面に膜が形成された基板の当該膜に所望の処理を施す処理工程と、前記膜の厚みを測定する測定工程とを有する基板処理方法において、前記所望の処理を施す前の膜の厚みに基づいて前記所望の処理における処理条件を設定する処理条件設定工程を有することを特徴とする。
【００３０】
上記目的を達成するために、請求項１４記載の基板処理方法は、表面に膜が形成された基板の当該膜に所望の処理を施す処理工程と、前記膜の厚みを測定する測定工程とを有する基板処理方法において、前記所望の処理を施す前の膜の厚みに基づいて前記所望の処理における処理条件を設定する処理条件設定工程と、前記所望の処理を施した後の膜の厚みに基づいて前記所望の処理を再度施すか否かを判定する判定工程と、前記所望の処理を再度施す際における処理条件を設定する再処理条件設定工程とを有することを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置について詳述する。
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【００３３】
図１において、基板処理装置１０は、半導体ウエハ（以下、「ウエハＷ」という。）をエッチング処理する処理チャンバ１１及び処理チャンバ１１にウエハＷを受け渡しするリンク型シングルピックタイプの搬送アーム１２を内蔵するロード・ロック室１３から構成されるプロセスシップ１４の複数と、１ロット分に該当する２５枚のウエハＷを格納するキャリアボックスを収容するロードポート１５の複数と、ウエハＷを収容し、その内部で位置をプリアライメントするオリエンタ１６と、ウエハＷを収容し、その内部でウエハＷの表面にＰＶＤ法等によって形成された所定の膜の厚みを測定するメトロロジー１７と、矩形状の共通搬送路であるローダーモジュール１８とを備える。
【００３４】
複数のプロセスシップ１４、複数のロードポート１５、オリエンタ１６及びメトロロジー１７はローダーモジュール１８に着脱可能に接続されるが、プロセスシップ１４の夫々は、ローダーモジュール１８を介してロードポート１５の夫々と対向するように配設され、オリエンタ１６は、ローダーモジュール１８を介してメトロロジー１７と対向するように、ローダーモジュール１８の長手方向に関する一端に配設される。
【００３５】
ローダーモジュール１８は、接続された複数のプロセスシップ１４、複数のロードポート１５、オリエンタ１６及びメトロロジー１７の間においてウエハＷを搬出入するスカラ型デュアルアームタイプの搬送アーム機構１９を内部に有し、該搬送アーム機構１９は、ローダーモジュール１８の内部においてその長手方向に関して移動可能である。
【００３６】
処理チャンバ１１は、円筒状の処理室容器を有し、該処理室容器は上部電極及び下部電極を有し、該上部電極及び下部電極はウエハＷをプラズマ処理するための適切な間隔を形成する。また、下部電極はウエハＷを静電気によってチャックするＥＳＣをその頂部に有する。この処理チャンバ１１は、処理室容器内部に処理ガスを導入し、上部電極及び下部電極間に電界を発生することによって導入された処理ガスをプラズマに変換し、該プラズマによってウエハＷにエッチング処理等のプラズマ処理を施す。
【００３７】
また、ローダーモジュール１８の内部には大気圧下でドライエアのダウンフローが形成される一方、処理チャンバ１１の内部は減圧されて真空が維持される。そのため、ロード・ロック室１３は、処理チャンバ１１との連結部に真空側ゲートバルブが設けられ、ローダーモジュール１８との連結部に大気側ゲートバルブが設けられることによって、その内部の圧力が調整可能な真空予備室として構成される。
【００３８】
また、ロード・ロック室１３の内部において、略中央部に搬送アーム１２が設置され、該搬送アーム１２より処理チャンバ１１側には第２のバッファ２０が設けられ、搬送アーム１２よりローダーモジュール１８側には第１のバッファ２１が設けられる。このとき、第１及び第２のバッファ２０，２１は搬送アーム１２の先端部のウエハＷを支持する支持部１２ａの軌道上に配置される。また、第１及び第２のバッファ２０，２１は、上昇してウエハＷを支持部１２ａから受け取り、下降してウエハＷを支持部１２ａに受け渡す。
【００３９】
基板処理装置１０においてウエハＷの処理が行われる際に、搬送アーム機構１９は、１枚のウエハＷをロードポート１５から取り出してオリエンタ１６に搬入し、オリエンタ１６によってプリアライメントされたウエハＷを把持してロード・ロック室１３内に搬入する。次いで、搬送アーム１２は、搬入されたウエハＷを受け取って処理チャンバ１１に搬入し、処理チャンバ１１は、搬入されたウエハＷにエッチング処理を施し、搬送アーム１２が、エッチング処理が施されたウエハＷをロード・ロック室１３に搬出し、さらに当該ウエハＷを搬送アーム機構１９に受け渡す。当該ウエハＷを受け渡された搬送アーム機構１９は、当該ウエハＷをメトロロジー１７に搬入し、メトロロジー１７は、エッチング処理後における膜の厚みを測定する。その後、搬送アーム機構１９は、厚みが測定されたウエハＷをロードポート１５に搬入する。
【００４０】
基板処理装置１０において処理されるウエハＷの裏面にはＩＤ番号が印刷され、オリエンタ１６は当該ＩＤ番号を識別するセンサを備える。従来はキャリアボックスにのみＩＤ番号が印刷されていたが、ウエハＷの価格の高騰や高デザインルールの適用に対応してウエハＷの１枚１枚について最終工程までトラッキングをかけるため、ウエハＷの１枚１枚についてＩＤ番号が印刷される。
【００４１】
次に、基板処理装置１０が実行するウエハ再処理について説明する。
【００４２】
図２は、図１の基板処理装置１０が実行するウエハ再処理のフローチャートである。
【００４３】
図２において、まず、搬送アーム機構１９及び搬送アーム１２が、オリエンタ１６によってプリアライメントされたウエハＷを処理チャンバ１１に搬入し（ステップＳ２００）、処理チャンバ１１は、搬入されたウエハＷに対してエッチング処理を施し（ステップＳ２０１）、搬送アーム１２及び搬送アーム機構１９が、エッチング処理が施されたウエハＷをメトロロジー１７に搬入し（ステップＳ２０２）、メトロロジー１７は、搬入されたウエハＷのエッチング処理後における膜の厚みを測定する（ステップＳ２０３）。
【００４４】
その後、基板処理装置１０の動作全体を制御する制御部であるＣＰＵ（不図示）が、上記測定されたエッチング処理後における膜の厚みに基づいて再エッチング処理を実行するか否かを判定する（ステップＳ２０４）。このステップでは、エッチング処理後における膜の厚みが許容値の上限より大きいときには再エッチング処理を実行し、当該厚みが許容値の上限以下であるときには再エッチング処理を実行しないと判定する。
【００４５】
ステップＳ２０４の判定の結果、再エッチング処理を実行するときは（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、ＣＰＵがエッチング処理後における膜の厚みに基づいて再エッチング処理の処理条件を設定する（ステップＳ２０５）。このステップでは、例えば、再エッチング処理の時間を設定したり、処理ガスの流量や混合比を再設定する。
【００４６】
次いで、ステップＳ２０６において、搬送アーム機構１９及び搬送アーム１２が、再度オリエンタ１６によってプリアライメントされたウエハＷを処理チャンバ１１に搬入し、処理チャンバ１１は、ステップＳ２０５で設定された処理条件に従って搬入されたウエハＷに対して再エッチング処理を施した（ステップＳ２０７）後、ステップＳ２０２に戻る。
【００４７】
ステップＳ２０４の判定の結果、再エッチング処理を実行しないときは（ステップＳ２０４でＮＯ）、搬送アーム機構１９がウエハＷをロードポート１５へ搬入し（ステップＳ２０８）、本処理を終了する。
【００４８】
図２の処理によれば、ＣＰＵが、エッチング処理後における膜の厚みに基づいて再エッチング処理を実行するか否かを判定する（ステップＳ２０４）と共に、再エッチング処理の処理条件を設定し（ステップＳ２０５）、処理チャンバ１１が、当該設定された処理条件に従ってウエハＷに対して再エッチング処理を施すので、エッチング処理後における膜の厚みが許容値の上限より大きいウエハＷに適切な処理条件に従って再エッチング処理を施すことができ、当該ウエハＷを廃棄する必要をなくすことができる。その結果、ウエハＷの歩留まりの悪化を防止できると共に、コストを削減できる。
【００４９】
ステップＳ２０５において、再エッチング処理の処理条件を設定する際に、予めメモリ等に格納された複数種類の処理条件から適切な処理条件をエッチング処理後における膜の厚みに基づいて選択してもよく、これにより、再エッチング処理の処理条件の設定を迅速に行うことができる。
【００５０】
ステップＳ２０６において、再エッチング処理のためにウエハＷが搬入される処理チャンバ１１は、当該ウエハＷにエッチング処理を施した処理チャンバ１１である必要はなく、ステップＳ２０５で設定された再エッチング処理の処理条件に基づいて、当該処理条件に最も適した処理チャンバ１１として選択されたものでもよい。
【００５１】
ステップＳ２０４において、再エッチング処理を実行しないとき、再エッチング処理が施されたウエハＷを必ずしもロードポート１５へ搬入する必要はなく、搬送アーム機構１９が再エッチング処理が施されたウエハＷを直接オリエンタ１６へ搬入し、その後、搬送アーム機構１９及び搬送アーム１２が当該ウエハＷを処理チャンバ１１へ搬入してもよい。これにより、基板処理装置１０のスループットを向上できる。
【００５２】
図２の処理においてステップＳ２０７の後、必ずしもステップＳ２０２に戻る必要はなく、再エッチング処理が施されたウエハＷをメトロロジー１７に搬入せずに、ロードポート１５へ搬入したり、オリエンタ１６へ搬入してもよい。これにより、より基板処理装置１０のスループットを向上できる。
【００５３】
また、基板処理装置１０によれば、オリエンタ１６、メトロロジー１７及び処理チャンバ１１の間においてウエハＷを搬送する搬送アーム機構１９を備えるので、ウエハＷにエッチング処理を施す前後のいずれもおいても、ウエハＷの膜の厚みを測定することができる。
【００５４】
さらに、ウエハＷの裏面にはＩＤ番号が印刷され、オリエンタ１６は当該ＩＤ番号を識別するセンサを備えるので、連続プロセス処理においてエッチング処理後における膜の厚みが許容値の上限より大きいウエハＷが発生した場合、エッチング処理が不適切に行われた時点を特定することができ、エッチング処理が不適切に行われた原因の特定を容易にすることができる。また、測定された膜の厚みと識別されたＩＤ番号とが組み合わされたデータを蓄積することにより、該蓄積されたデータに基づいてエッチング処理における処理条件の変化を予測することができ、高デザインルール対応の処理条件の設定を容易にできる。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置について詳述する。
【００５６】
本第２の実施の形態に係る基板処理装置の構成は、第１の実施の形態の基板処理装置の構成とほぼ同じであるので、第１の実施の形態の基板処理装置の構成要素と共通する構成要素には、第１の実施の形態における符号と同じ符号を附して説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成要素についてだけ説明する。
【００５７】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【００５８】
図３において、基板処理装置３０は、基板処理装置１０と異なり、収容したウエハＷの位置をプリアライメントし、且つ当該ウエハＷの表面にＰＶＤ法等によって形成された所定の膜の厚みを測定するオリエンタ３１を備える。
【００５９】
このオリエンタ３１は、ローダーモジュール１８の長手方向に関する一端に、着脱可能に接続される。
【００６０】
基板処理装置３０においてウエハＷの処理が行われる際に、搬送アーム機構１９は、１枚のウエハＷをロードポート１５から取り出してオリエンタ３１に搬入し、オリエンタ３１によってプリアライメントされ、且つ表面に形成された膜の厚みを測定されたウエハＷを把持してロード・ロック室１３内に搬入する。次いで、搬送アーム１２は、搬入されたウエハＷを受け取って処理チャンバ１１に搬入し、処理チャンバ１１は、搬入されたウエハＷにエッチング処理を施し、搬送アーム１２が、エッチング処理が施されたウエハＷをロード・ロック室１３に搬出し、さらに当該ウエハＷを搬送アーム機構１９に受け渡す。当該ウエハＷを受け渡された搬送アーム機構１９は、ウエハＷをロードポート１５に搬入する。
【００６１】
図４は、図３の基板処理装置３０におけるオリエンタ３１の概略構成を示す断面図である。
【００６２】
図４において、オリエンタ３１は、箱状の容器４０と、搬送アーム機構１９と対向する容器４０における側面に設けられた搬出入口４１と、容器４０の内部における底面中央部に立設され、ウエハＷを載置するステージ４２と、ウエハＷの上方から底面を眺めたときに、ウエハＷに覆われる部分であって、回転台２２の横の部分に配設されたＩＤリーダ４３と、ステージ４２の斜め上方に配設された膜厚測定部４４とを備える。
【００６３】
搬送アーム機構１９は、ウエハＷを搬出入口４１を介して容器４０の内部に搬入してステージ４２上に載置する。該ウエハＷを載置されたステージ４２は、ウエハＷを所定の回数だけ回転させてウエハＷの偏心量を測定し、該測定された偏心量に基づいてウエハＷをさらに回転させることによって、ウエハＷが処理チャンバ１１の内部に搬入されたときの相対位置をプリアライメントする。このとき、ウエハＷに印刷されたＩＤ番号が、ＣＣＤカメラであるＩＤリーダ４３と正対するため、ＩＤリーダ４３はＩＤ番号を読み取ることができる。
【００６４】
また、膜厚測定部４４は、容器４０の内部に配設された計測端部４５と、容器４０の上部に配設された膜厚計４６と、容器４０の天井壁を貫通し、計測端部４５及び膜厚計４６を接続する光ファイバ４７とから成る。膜厚計４６はエレクトメータであり、光ファイバ４７を介して計測端部４５に計測用光を供給する。計測端部４５は供給された計測用光をウエハＷに照射し、ウエハＷが反射する計測用光の反射光を集光する。膜厚計４６は計測端部４５を介して集光された反射光を取得し、取得された反射光を波長解析することによりウエハＷの表面に形成された膜の厚みを測定する。該測定された膜の厚みはＩＤリーダ４３が読み取ったＩＤ番号と関連付けられて、基板処理装置３０のＣＰＵが有するメモリ等に格納される。
【００６５】
次に、基板処理装置３０が実行するウエハ処理について説明する。
【００６６】
図５は、図３の基板処理装置３０が実行するウエハ処理のフローチャートである。
【００６７】
図５において、まず、搬送アーム機構１９が、ウエハＷをオリエンタ３１へ搬入し（ステップＳ５００）、オリエンタ３１は、ウエハＷの表面に形成された膜の厚み、すなわち、エッチング処理前における膜の厚みを測定する（ステップＳ５０１）と共に、ウエハＷの位置をプリアライメントする。
【００６８】
次いで、ステップＳ５０２において、基板処理装置３０の動作全体を制御する制御部であるＣＰＵ（不図示）が、理論的な膜の厚み及び測定された膜の厚みに基づいてエッチング処理の時間、処理ガスの流量や混合比等の処理条件を設定する。例えば、測定された膜の厚みがエッチング処理前における理論的な膜の厚みより１０％厚いときには、基準の処理時間を１０％延長して処理時間を設定する。
【００６９】
その後、搬送アーム機構１９及び搬送アーム１２はウエハＷを処理チャンバ１１へ搬入し（ステップＳ５０３）、処理チャンバ１１は、ステップＳ５０２で設定された処理条件に従って、搬入されたウエハＷに対してエッチング処理を施し（ステップＳ５０４）、搬送アーム１２及び搬送アーム機構１９が、エッチング処理が施されたウエハＷをロードポート１５へ搬入し（ステップＳ５０５）、本処理を終了する。
【００７０】
図５の処理によれば、エッチング処理前における膜の厚みに基づいてエッチング処理における処理条件を設定する（ステップＳ５０２）ので、ウエハＷの膜にエッチング処理が不適切に行われるのを防止することができ、廃棄するウエハＷの数を減少できる。その結果、ウエハＷの歩留まりの悪化を防止できると共に、コストを削減できる。
【００７１】
ステップＳ５０２において、エッチング処理の処理条件を設定する際に、予めメモリ等に格納された複数種類の処理条件から適切な処理条件をエッチング処理前における膜の厚みに基づいて選択してもよく、これにより、エッチング処理の処理条件の設定を迅速に行うことができる。
【００７２】
ステップＳ５０５において、搬送アーム機構１９は、エッチング処理されたウエハＷをロードポート１５へ搬入するが、搬送アーム機構１９が、エッチング処理が施されたウエハＷを直接オリエンタ３１へ搬入し、その後、搬送アーム機構１９及び搬送アーム１２が当該ウエハＷを処理チャンバ１１へ搬入してもよい。
【００７３】
また、基板処理装置３０によれば、オリエンタ３１及び処理チャンバ１１の間においてウエハＷを搬送する搬送アーム機構１９を備えるので、ウエハＷにエッチング処理を施す前後のいずれもおいても、ウエハＷの膜の厚みを測定することができる。
【００７４】
また、基板処理装置３０は、膜の厚みを測定する膜厚測定部４４を有すると共に、ウエハＷの位置をプリアライメントするオリエンタ３１を備えるので、ウエハＷの膜の厚みを測定後、位置のプリアライメントのためにウエハＷを移動させる必要が無く、ウエハＷを搬送する時間を短縮することができ、もって基板処理装置のスループットを向上できる。加えて、ウエハＷの移動量も削減できるので、ウエハＷへのパーティクルの付着を防止できる。
【００７５】
基板処理装置３０によれば、ステージ４２は、ウエハＷが処理チャンバ１１の内部に搬入されたときの相対位置をプリアライメントすると同時に、膜の厚みを測定するためのウエハＷの位置を調整するため、基板処理装置１０の様にオリエンタ１６及びメトロロジー１７の２箇所でウエハＷの位置を調整する必要がなく、オリエンタ３１の１箇所でウエハＷの位置を調整するだけなので、ウエハＷの位置の再現性を向上することができ、複数の処理チャンバ１１間において、プラズマ処理中におけるウエハＷの温度を安定させるバックフィルの位置を一致させることができ、エッチング処理の再現性を向上させることができる。
【００７６】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る基板処理装置について詳述する。
【００７７】
本第３の実施の形態に係る基板処理装置の構成は、第２の実施の形態の基板処理装置の構成と同じであり、当該基板処理装置が実行するウエハ処理が異なる。
【００７８】
以下、本第３の実施の形態に係る基板処理装置が実行するウエハ処理について説明する。
【００７９】
図６は、本第３の実施の形態に係る基板処理装置が実行するウエハ処理のフローチャートである。
【００８０】
図６において、まず、搬送アーム機構１９が、ウエハＷをオリエンタ３１へ搬入し（ステップＳ６００）、オリエンタ３１は、ウエハＷの表面に形成された膜の厚み、すなわち、エッチング処理前における膜の厚みを測定する（ステップＳ６０１）と共に、ウエハＷの位置をプリアライメントする。
【００８１】
次いで、ステップＳ６０２において、ＣＰＵが理論的な膜の厚み及び測定された膜の厚みに基づいてエッチング処理の時間、処理ガスの流量や混合比等の処理条件を設定する。
【００８２】
その後、搬送アーム機構１９及び搬送アーム１２はウエハＷを処理チャンバ１１へ搬入し（ステップＳ６０３）、処理チャンバ１１は、ステップＳ６０２で設定された処理条件に従って、搬入されたウエハＷに対してエッチング処理を施し（ステップＳ６０４）、搬送アーム１２及び搬送アーム機構１９が、エッチング処理が施されたウエハＷをオリエンタ３１に搬入し（ステップＳ６０５）、オリエンタ３１は、膜厚測定部４４によって搬入されたウエハＷのエッチング処理後における膜の厚みを測定する（ステップＳ６０６）。
【００８３】
その後、ＣＰＵが、上記測定されたエッチング処理後における膜の厚みに基づいて再エッチング処理を実行するか否かを判定する（ステップＳ６０７）。このステップでは、エッチング処理後における膜の厚みが許容値の上限より大きいときには再エッチング処理を実行し、当該厚みが許容値の上限以下であるときには再エッチング処理を実行しないと判定する。
【００８４】
ステップＳ６０７の判定の結果、再エッチング処理を実行するときは（ステップＳ６０７でＹＥＳ）、ＣＰＵがエッチング処理後における膜の厚みに基づいて再エッチング処理の処理条件を設定する（ステップＳ６０８）。このステップでは、例えば、再エッチング処理の時間を設定したり、処理ガスの流量や混合比を再設定する。
【００８５】
次いで、ステップＳ６０９において、搬送アーム機構１９及び搬送アーム１２が、再度オリエンタ３１によってプリアライメントされたウエハＷを処理チャンバ１１に搬入し、処理チャンバ１１は、ステップＳ６０８で設定された処理条件に従って搬入されたウエハＷに対して再エッチング処理を施した（ステップＳ６１０）後、ステップＳ６０５に戻る。
【００８６】
ステップＳ６０７の判定の結果、再エッチング処理を実行しないときは（ステップＳ６０７でＮＯ）、搬送アーム機構１９がウエハＷをロードポート１５へ搬入し（ステップＳ６１１）、本処理を終了する。
【００８７】
基板処理装置３０によれば、エッチング処理前における膜の厚みに基づいてエッチング処理における処理条件を設定し、エッチング処理後における膜の厚みに基づいてエッチング処理を再度施すか否かを判定し、再エッチング処理の処理条件を設定するので、ウエハＷの膜にエッチング処理が不適切に行われるのを防止することができ、廃棄するウエハＷの数を減少できると共に、エッチング処理後における膜の厚みが許容値の上限より大きいウエハＷに、適切な処理条件に従って再エッチング処理を施すことができ、当該ウエハＷを廃棄する必要をなくすことができる。その結果、ウエハＷの歩留まりの悪化を確実に防止できると共に、コストをより削減できる。
【００８８】
ステップＳ６０２においてエッチング処理の処理条件を設定する際や、ステップＳ６０８において再エッチング処理の処理条件を設定する際に、予めメモリ等に格納された複数種類の処理条件から適切な処理条件を、膜の厚みに基づいて選択してもよく、これにより、エッチング処理や再エッチング処理の処理条件の設定を迅速に行うことができる。
【００８９】
ステップＳ６０９において、再エッチング処理のためにウエハＷが搬入される処理チャンバ１１は、当該ウエハＷにエッチング処理を施した処理チャンバ１１である必要はなく、ステップＳ６０８で設定された再エッチング処理の処理条件に基づいて、当該処理条件に最も適した処理チャンバ１１として選択されたものでもよい。
【００９０】
ステップＳ６０７において、再エッチング処理を実行しないとき、エッチング処理が施されたウエハＷを必ずしもロードポート１５へ搬入する必要はなく、搬送アーム機構１９が、再エッチング処理が施されたウエハＷを直接オリエンタ１６へ搬入し、その後、搬送アーム機構１９及び搬送アーム１２が当該ウエハＷを処理チャンバ１１へ搬入してもよい。これにより、基板処理装置３０のスループットを向上できる。
【００９１】
図６の処理においてステップＳ６１０の後、必ずしもステップＳ６０５に戻る必要はなく、再エッチング処理が施されたウエハをオリエンタ３１に搬入せずに、ロードポート１５へ搬入してもよい。これにより、より基板処理装置３０のスループットを向上できる。
【００９２】
上述した基板処理装置１０及び３０では、処理するウエハＷの１枚１枚につき膜の厚みを測定したが、膜の厚みの測定は、１ロットにおける全てのウエハＷについて行う必要はなく、例えば、ウエハＷに低いデザインルールが適用されるときは、１ロットにおいて任意の枚数、例えば１枚について行えばよい。これにより、より効果的に基板処理装置１０及び３０のスループットを向上できる。
【００９３】
また、上述した図２の処理や図６の処理において、エッチング処理後における膜の厚みが許容値の上限より大きいか否かについて判定したが、当該厚みが許容値の下限より小さいか否かについても判定してよく、当該厚みが許容値の下限より小さいときには、処理チャンバ１１においてＰＶＤ法等により、再度ウエハＷの表面に膜を成膜してもよい。
【００９４】
さらに、上述した基板処理装置１０及び３０はＣＰＵを有するが、このＣＰＵの代わりに、基板処理装置１０及び３０の外部に設けられたＰＣ（パーソナルコンピュータ）等が、エッチング処理や再エッチング処理の処理条件を設定してもよい。
【００９５】
尚、基板処理装置１０が図５，６の処理を実行してもよく、これらの処理においてウエハＷの膜の厚みを測定する際、搬送アーム機構１９はウエハＷをメトロロジー１７に搬入する。例えば、処理チャンバ１１にウエハＷを搬入する前において、基板処理装置１０は、搬送アーム機構１９により、ウエハＷをメトロロジー１７に搬入して膜の厚みを測定した後、当該ウエハＷをオリエンタ１６に搬入してその位置をプリアライメントしてもよく、又は、ウエハＷをオリエンタ１６に搬入してウエハＷの位置をプリアライメントした後、当該ウエハＷをメトロロジー１７に搬入して膜の厚みを測定してもよい。
【００９６】
さらに、基板処理装置３０が図２の処理を実行してもよく、この処理においてウエハＷの膜の厚みを測定する際、搬送アーム機構１９はウエハＷをオリエンタ３１に搬入する。例えば、基板処理装置３０は、エッチング処理や再エッチング処理の後、搬送アーム機構１９により、ウエハＷをオリエンタ３１に搬入してもよい。
【００９７】
また、処理チャンバ１１が実行する処理は、エッチング処理に限るものでなく、プラズマ処理に類するもの、ひいては処理チャンバ１１で実行可能な処理であれば何でもよい。
【００９８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の基板処理装置及び請求項１２記載の基板処理方法によれば、所望の処理を施した後の膜の厚みに基づいて所望の処理を再度施すか否かを判定し、所望の処理を再度施す際における処理条件を設定するので、所望の処理が不適切に行われた基板に、適切な所望の処理を再度施すことができ、当該基板を廃棄する必要をなくすことができる。その結果、基板の歩留まりの悪化を防止できると共に、コストを削減できる。
【００９９】
請求項２記載の基板処理装置、請求項６記載の基板処理装置及び請求項１０記載の基板処理装置によれば、位置調整手段は膜の厚みを測定する測定手段を備えるので、基板の膜の厚みを測定後、位置調整のために基板を移動させる必要が無く、基板を搬送する時間を短縮することができ、もって基板処理装置のスループットを向上できる。加えて、基板の移動量も削減できるので、基板へのパーティクルの付着を防止できる。
【０１００】
請求項３記載の基板処理装置及び請求項７記載の基板処理装置によれば、位置調整手段及び処理手段の間において基板を搬送する搬送手段を備えるので、基板に所望の処理を施す前後のいずれもおいても、基板の膜の厚みを測定することができる。
【０１０１】
請求項４記載の基板処理装置、請求項８記載の基板処理装置及び請求項１１記載の基板処理装置によれば、基板は識別標識を有し、測定手段は識別標識を識別するので、所望の処理が不適切に行われた基板が発生した場合、所望の処理が不適切に行われた時点を特定することができ、所望の処理が不適切に行われた原因の特定を容易にすることができる。また、測定された膜の厚みと識別された識別標識とが組み合わされたデータを蓄積することにより、該蓄積されたデータに基づいて所望の処理における処理条件の変化を予測することができ、高デザインルール対応のレシピの設定を容易にできる。
【０１０２】
請求項５記載の基板処理装置及び請求項１３記載の基板処理方法によれば、所望の処理を施す前の膜の厚みに基づいて所望の処理における処理条件を設定するので、基板の膜に所望の処理が不適切に行われるのを防止することができ、廃棄する基板の数を減少できる。その結果、基板の歩留まりの悪化を防止できると共に、コストを削減できる。
【０１０３】
請求項９記載の基板処理装置及び請求項１４記載の基板処理方法によれば、所望の処理を施す前の膜の厚みに基づいて所望の処理における処理条件を設定し、所望の処理を施した後の膜の厚みに基づいて所望の処理を再度施すか否かを判定し、所望の処理を再度施す際における処理条件を設定するので、基板の膜に所望の処理が不適切に行われるのを防止することができ、廃棄する基板の数を減少できると共に、所望の処理が不適切に行われた基板に、適切な所望の処理を再度施すことができ、当該基板を廃棄する必要をなくすことができる。その結果、基板の歩留まりの悪化を確実に防止できると共に、コストをより削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１の基板処理装置１０が実行するウエハ再処理のフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図４】図３の基板処理装置３０におけるオリエンタ３１の概略構成を示す断面図である。
【図５】図３の基板処理装置３０が実行するウエハ処理のフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る基板処理装置が実行するウエハ処理のフローチャートである。
【図７】従来の基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図８】従来の他の基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
Ｗ  ウエハ
１０，３０  基板処理装置
１１  処理チャンバ
１２  搬送アーム
１４  プロセスシップ
１５  ロードポート
１６，３１  オリエンタ
１７  メトロロジー
１８  ローダーモジュール
１９  搬送アーム機構
４３  ＩＤリーダ
４４  膜厚測定部
【図１】
2004165365.tif 000003
【図２】
2004165365.tif 000004
【図３】
2004165365.tif 000005
【図４】
2004165365.tif 000006
【図５】
2004165365.tif 000007
【図６】
2004165365.tif 000008
【図７】
2004165365.tif 000009
【図８】
2004165365.tif 000010