JP2004200219A

JP2004200219A - 処理装置及び処理方法

Info

Publication number: JP2004200219A
Application number: JP2002363685A
Authority: JP
Inventors: Tetsuharu Sato; 徹治佐藤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【課題】装置構成の大幅な複雑化や、スループットの大幅な低下を招くことなく、半導体ウエハＷの裏面側端部における不所望な堆積物の堆積を防止することのできる処理装置及び処理方法を提供する。
【解決手段】搬送装置１１０は、半導体ウエハＷの上にカバーリングＣＲを載置した状態で、これらを第１処理室１０２ａ又は第２処理室１０２ｂ内に同時に搬入し、サセプタ１２１上に載置する。そして、半導体ウエハＷの周縁部にカバーリングＣＲが載置され、半導体ウエハＷの周縁部がカバーリングＣＲで覆われた状態で、半導体ウエハＷのエッチング処理が行われる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、プラズマエッチング等の所定の処理を半導体ウエハ等の被処理基板に施す処理装置及び処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体装置やＬＣＤの製造工程等では、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の被処理基板に順次所定の処理、例えば、成膜処理やエッチング処理等を施して、製品の製造が行われている。
【０００３】
上記のような処理のうち、例えばプラズマエッチング処理では、被処理基板、例えば半導体ウエハを処理室内に設けられた載置台（サセプタ）上に載置し、処理室内にプラズマを発生させ、このプラズマを半導体ウエハに作用させてエッチング処理を行う。
【０００４】
上記のようなプラズマエッチング装置では、反応性を有するガス等が、半導体ウエハＷの端部の裏面側にまで回り込み、半導体ウエハＷの端部の裏面側、例えば、ベベル部（縁部の傾斜部）等に、不所望な堆積物が堆積することがある。このように、半導体ウエハＷの端部の裏面側に堆積物が堆積すると、後工程においてこの堆積物が剥れてパーティクルの発生原因となったり、段差ができることによって、レジスト露光時にピントが合わなくなるというトラブルの原因となる。このため、上記のような半導体ウエハＷの端部における不所望な堆積物の堆積は、できる限り防止することが必要となる。
【０００５】
なお、上記のようなエッチング装置において、エッチング処理の面内均一性を向上させることを目的として、半導体ウエハの周縁部をマスクによって覆い、半導体ウエハの周縁部のエッチングレートを低下させるようにしたエッチング装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
ここで、上記のようなマスクによって半導体ウエハの周縁部を覆い、エッチング処理等を行えば、半導体ウエハＷの裏面側端部へのガスの回り込みを抑制することができると推測される。しかしながら、かかる構成を採用した場合に、半導体ウエハを搬送機構によって自動搬送しつつ、半導体ウエハの上部に如何にして上記のマスクを配置するかが問題となる。
【０００７】
また、上記のようなエッチング装置において、エッチング処理の面内均一性を向上させることを目的として半導体ウエハの周囲を囲むように設けられた補正リングを、リフトアップ機構によって持ち上げ、半導体ウエハを搬送するための搬送機構を一時流用して、搬送する装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
しかしながら、上記のような機構によって、前述したマスクを搬送しようとすると、マスクを上下動させるためのリフトアップ機構が必要となり、装置構成が大幅に複雑化するという問題が生じる。また、搬送機構によって、半導体ウエハと、マスクを夫々別々に搬送しなければならないため、搬送工程に要する時間が長くなり、スループットの大幅な低下を招くという問題が生じる。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭和５９−７４６３０号公報（第２頁、第３図）
【特許文献２】
特開平９−１６２２５８号公報（第４−５頁、第１−６，１５図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり、半導体ウエハＷの裏面側端部における不所望な堆積物の堆積は、できる限り防止することが必要とされている。また、かかる堆積物の堆積を防止するに当たり、装置構成が大幅に複雑化したり、スループットが大幅に低下することも回避しなければならないという問題がある。
【００１１】
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、装置構成の大幅な複雑化や、スループットの大幅な低下を招くことなく、半導体ウエハＷの裏面側端部における不所望な堆積物の堆積を防止することのできる処理装置及び処理方法を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、処理室内の載置台に載置された被処理基板の周縁部を被覆部材で覆った状態で前記被処理基板に所定の処理を行う処理装置において、前記被処理基板と前記被覆部材を同時に前記処理室内に搬入し、且つ、前記被処理基板と前記被覆部材を同時に前記処理室内から搬出する搬送機構を具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載の処理装置において、前記搬送機構は、前記被処理基板の上方に前記被覆部材が保持された状態で、一つの搬送アームによって搬送し、前記処理室内に搬入及び前記処理室内から搬出することを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、処理室内の載置台に載置された被処理基板の周縁部を被覆部材で覆った状態で前記被処理基板に所定の処理を行う処理装置において、少なくとも一つの前記被処理基板が収納される被処理基板収納部と、少なくとも一つの前記被覆部材が収納される被覆部材収納部と、前記被処理基板の位置決めを行う位置決め部と、前記被処理基板及び前記被覆部材のいずれか一方又は両方を同時に搬送可能な少なくとも一つの搬送アームを有する搬送機構とを具備し、前記搬送機構は、前記搬送アームにより前記被処理基板収納部に収納された前記被処理基板を前記アライメント部に搬送する工程と、前記位置決め部で位置決めされた前記被処理基板を前記搬送アームに載置した状態で、前記被覆部材収納部に収納された前記被覆部材を前記被処理基板の上方に更に保持する工程と、前記搬送アームに同時に保持された前記被処理基板と前記被覆部材とを前記処理室内に搬入する工程と、前記所定の処理が終了した後、前記搬送アームに前記被処理基板と前記被覆部材を保持した状態で前記処理室内から同時に搬出する工程と、前記処理室から搬出された前記被処理基板と前記被覆部材とを前記被覆部材収納部に搬送して前記被覆部材を収納する工程と、前記搬送アーム上の前記被処理基板を前記被処理基板収納部に搬送して収納する工程と、を行うよう構成されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項２又は３記載の処理装置において、前記被覆部材は、前記被処理基板と接触した状態で前記搬送アームに保持されることを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項２又は３記載の処理装置において、前記被覆部材は、前記被処理基板と非接触の状態で前記搬送アームに保持されることを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項４記載の処理装置において、前記所定の処理の間、前記載置台に載置された被処理基板と、前記被覆部材とは、接触した状態で保持されることを特徴とする。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項４又は５記載の処理装置において、前記所定の処理の間、前記載置台に載置された被処理基板と、前記被覆部材とは、非接触状態で保持されることを特徴とする。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１〜７いずれか１項記載の処理装置において、前記被覆部材が、シリコン又はＳｉＣ又はＳｉＮ又はＡｌＮ又は樹脂から構成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項９の発明は、請求項１〜８いずれか１項記載の処理装置において、前記被覆部材の厚さが、１ｍｍ以下とされていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０の発明は、処理室内の載置台に載置された被処理基板の周縁部を被覆部材で覆った状態で前記被処理基板に所定の処理を行う処理方法において、前記被処理基板と前記被覆部材を同時に前記処理室内に搬入し、且つ、前記被処理基板と前記被覆部材を同時に前記処理室内から搬出することを特徴とする。
【００２２】
請求項１１の発明は、請求項１０記載の処理方法において、前記処理室内への搬入及び搬出は、前記被処理基板の上方に前記被覆部材が保持された状態で、一つの搬送アームによって行うとを特徴とする。
【００２３】
請求項１２の発明は、処理室内の載置台に載置された被処理基板の周縁部を被覆部材で覆った状態で前記被処理基板に所定の処理を行う処理方法において、少なくとも一つの前記被処理基板が収納される被処理基板収納部と、少なくとも一つの前記被覆部材が収納される被覆部材収納部と、前記被処理基板の位置決めを行う位置決め部と、前記被処理基板及び前記被覆部材のいずれか一方又は両方を同時に搬送可能な少なくとも一つの搬送アームを有する搬送機構とを設け、前記搬送アームにより前記被処理基板収納部に収納された前記被処理基板を前記位置決め部に搬送する工程と、前記位置決め部に搬送された前記被処理基板を位置決めする工程と、位置決めされた前記被処理基板を前記搬送アームに載置した状態で、前記被覆部材収納部に収納された前記被覆部材を前記被処理基板の上方に更に保持する工程と、前記搬送アームに同時に保持された前記被処理基板と前記被覆部材とを前記処理室内に搬入する工程と、前記処理室内において、前記被処理基板の周縁部を被覆部材で覆った状態で前記所定の処理を施す工程と、前記所定の処理が終了した後、前記搬送アームに前記被処理基板と前記被覆部材を保持した状態で前記処理室内から同時に搬出する工程と、前記処理室から搬出された前記被処理基板と前記被覆部材とを前記被覆部材収納部に搬送して前記被覆部材を収納する工程と、前記搬送アーム上の前記被処理基板を前記被処理基板収納部に搬送して収納する工程と、を行うことを特徴とする。
【００２４】
請求項１３の発明は、請求項１１又は１２記載の処理方法において、前記被覆部材は、前記被処理基板と接触した状態で前記搬送アームに保持されることを特徴とする。
【００２５】
請求項１４の発明は、請求項１１又は１２記載の処理方法において、前記被覆部材は、前記被処理基板と非接触の状態で前記搬送アームに保持されることを特徴とする。
【００２６】
請求項１５の発明は、請求項１３記載の処理方法において、前記所定の処理の間、前記載置台に載置された被処理基板と、前記被覆部材とは、接触した状態で保持されることを特徴とする。
【００２７】
請求項１６の発明は、請求項１３又は１４記載の処理方法において、前記所定の処理の間、前記載置台に載置された被処理基板と、前記被覆部材とは、非接触状態で保持されることを特徴とする。
【００２８】
請求項１７の発明は、請求項１０〜１６いずれか１項記載の処理方法において、前記被覆部材が、シリコン又はＳｉＣ又はＳｉＮ又はＡｌＮ又は樹脂から構成されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項１８の発明は、請求項１０〜１７いずれか１項記載の処理方法において、前記被覆部材の厚さが、１ｍｍ以下とされていることを特徴とする。
【００３０】
【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。
【００３１】
図１は、本発明を、クラスタツール化されたマルチチャンバ式の処理装置（エッチング装置）に適用した実施形態の概略構成を模式的に示すものである。同図に示すように、処理装置１００の中央部には、搬送室１０１が設けられており、この搬送室１０１の周囲に、第１処理室１０２ａ、第２処理室１０２ｂ、及び、第１カセット室１０３ａ、第２カセット室１０３ｂが設けられている。
【００３２】
上記搬送室１０１と、第１処理室１０２ａ、第２処理室１０２ｂ、第１カセット室１０３ａ、第２カセット室１０３ｂとの間には、それぞれ対応するゲートバルブＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が設けられており、これらの間を気密に閉塞した状態と、連通した状態とに設定可能とされている。
【００３３】
また、第１カセット室１０３ａ、及び、第２カセット室１０３ｂには、それぞれ対応するドアバルブＤ１，Ｄ２が設けられており、第１カセット室１０３ａ、及び、第２カセット室１０３ｂを、大気圧とされた外側部に対して、気密に閉塞した状態と、開放した状態とに設定可能とされている。そして、これらのドアバルブＤ１，Ｄ２を開けた状態で、複数（例えば２５枚）の半導体ウエハＷを収容したカセット１３０を、外側から第１カセット室１０３ａ、及び、第２カセット室１０３ｂ内に搬入、及び、搬出可能とされている。これらの第１カセット室１０３ａ、及び、第２カセット室１０３ｂには、それぞれ図示しない真空排気装置が設けられており、カセット１３０を搬入してドアバルブＤ１，Ｄ２を閉めた後、内部を所定の真空度に排気できるよう構成されている。
【００３４】
図２に示すように、第１カセット室１０３ａ、及び、第２カセット室１０３ｂ内には、上下動可能とされ、カセット１３０を載置可能とされたカセット載置台１３１が設けられている。また、このカセット載置台１３１の下部には、複数段（図２に示す例では５段）のスロット１３２が設けられており、これらのスロット１３２に、後述する被覆部材としてのカバーリングＣＲを、それぞれ収納可能とされている。なお、これらのスロット１３２の一部を、第１処理室１０２ａ、及び第２処理室１０２ｂ内をプラズマを用いてクリーニングする際に使用するダミーウエハを収納するよう構成することもできる。
【００３５】
第１カセット室１０３ａ、及び、第２カセット室１０３ｂ内には、カセット１３０を水平面内で回転させる駆動機構が設けられており、カセット１３０は、第１カセット室１０３ａ内に図示された状態で搬入され、この後、第２カセット室１０３ｂ内に図示された状態、つまり、ゲートバルブＧ３，Ｇ４側に向くように回転されるようになっている。
【００３６】
また、搬送室１０１内には、例えば、多関節アーム等から構成された搬送装置１１０と、位置決め装置１１１とが設けられている。搬送装置１１０は、ゲートバルブＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４を開けた状態で、第１処理室１０２ａ、第２処理室１０２ｂ、第１カセット室１０３ａ、第２カセット室１０３ｂ内に進入可能とされており、これらの間で、半導体ウエハＷを搬送可能とされている。また、搬送室１０１には、図示しない真空排気装置が設けられており、搬送室１０１内を所定の真空度に排気した状態で、半導体ウエハＷの搬送等が行われるようになっている。
【００３７】
上記搬送装置１１０は、１つの搬送アームに２つのウエハ支持部１１０ａ，ｂを設けて構成されており、これらのウエハ支持部１１０ａ，ｂに夫々１枚ずつ、合計２枚の半導体ウエハＷを同時に支持可能とされている。また、この搬送装置１１０は、図３に示すように、ウエハ支持部１１０ａ，ｂに半導体ウエハＷを載置した状態で、さらにこの半導体ウエハＷの上にカバーリングＣＲを載置し、この状態でこれらの半導体ウエハＷとカバーリングＣＲとを同時に搬送可能とされている。
【００３８】
また、位置決め装置１１１は、オリエンタ等と称されるものであり、半導体ウエハＷを回転させてその周縁部のオリエンテーションフラット（オリフラ）或いはノッチの位置を検出し、半導体ウエハＷの位置を所定位置に揃えた状態で、第１処理室１０２ａ、第２処理室１０２ｂ内に搬入して処理を行えるようにするためのものである。
【００３９】
第１処理室１０２ａ、及び、第２処理室１０２ｂは、エッチング装置の処理部を構成するものであり、その主要部分が、例えば表面に陽極酸化被膜（アルマイト）が形成されたアルミニウム等から構成されている。
【００４０】
これらの第１処理室１０２ａ、及び、第２処理室１０２ｂの内部には、図４に示すように、半導体ウエハＷを載置するためのサセプタ（載置台）１２１が設けられている。また、このサセプタ１２１には、その内部を貫通するように、上下動可能とされた複数（例えば、３本）のリフターピン１２２が設けられている。そして、搬送装置１１０からサセプタ１２１に半導体ウエハＷ（及びカバーリングＣＲ）を受け渡しする際に、図４（Ａ）に示すように、リフターピン１２２を上昇させ、このリフターピン１２２上に、一時的に半導体ウエハＷ（及びカバーリングＣＲ）を支持し、半導体ウエハＷ（及びカバーリングＣＲ）を支持していない搬送装置１１０を退避させた後、図４（Ｂ）に示すように、リフターピン１２２を下降させて、サセプタ１２１上に半導体ウエハＷ（及びカバーリングＣＲ）を載置するよう構成されている。なお、サセプタ１２１から搬送装置１１０に半導体ウエハＷ（及びカバーリングＣＲ）を受け渡しする場合は、上記と逆の手順によって受け渡しが行われる。
【００４１】
さらに、サセプタ１２１の半導体ウエハＷの載置面には、図５に示すように、半導体ウエハＷを静電的に吸着する静電チャック１２３が設けられており、サセプタ１２１上には、半導体ウエハＷの周囲を囲むように、フォーカスリング１２４が設けられている。
【００４２】
そして、第１処理室１０２ａ、及び、第２処理室１０２ｂ内のサセプタ１２１上に、半導体ウエハＷ及びこの半導体ウエハＷ上に載置されたカバーリングＣＲが、搬送装置１１０の一つの搬送アームによって同時に搬送され、サセプタ１２１上に載置されるようになっている。
【００４３】
なお、サセプタ１２１には、温度調節用の図示しない温調媒体循環流路、及びサセプタ１２１（静電チャック１２３）と半導体ウエハＷの裏面側との間に熱交換用のガス（例えば、Ｈｅガス）を供給するためのガス流路等が設けられ、半導体ウエハＷを所望の温度に維持しつつ、エッチング処理を行えるようになっている。
【００４４】
上記サセプタ１２１と対向するように、その上方には、図４に示すように、接地電位とされた所謂シャワーヘッド１２５が設けられている。一方、サセプタ１２１には、図示しない高周波電源から所定周波数（例えば、十数ＭＨｚ〜百数十ＭＨｚ）の高周波電力が供給されるようになっており、これらのサセプタ１２１（下部電極）とシャワーヘッド１２５（上部電極）とによって、一対の対向電極が構成されるようになっている。なお、サセプタ１２１とシャワーヘッド１２５の双方に、高周波電力を供給するよう構成する場合もある。
【００４５】
また、シャワーヘッド１２５は、多数の処理ガス供給孔１２５ａからシャワー状に所定の処理ガスを供給するよう構成されている。そして、シャワーヘッド１２５の処理ガス供給孔１２５ａから供給された処理ガスを、サセプタ１２１とシャワーヘッド１２５との間に印加された高周波電力によってプラズマ化し、半導体ウエハＷに所定のエッチング処理を施すようになっている。なお、第１処理室１０２ａ、及び、第２処理室１０２ｂの底部には、図示しない排気ポートが設けられており、図示しない真空排気装置によって、第１処理室１０２ａ、及び、第２処理室１０２ｂの内部を所定の真空度に排気可能とされている。
【００４６】
次に、上記のように構成された処理装置によるエッチング処理の手順について説明する。
【００４７】
まず、図６に示すように、搬送装置１１０は、第１カセット室１０３ａ又は第２カセット室１０３ｂ内に設けられたカセット１３０から、処理を行う所定の半導体ウエハＷを取り出し（６０１）、この半導体ウエハＷを位置決め装置１１１に搬送する（６０２）。
【００４８】
位置決め装置１１１では、搬送された半導体ウエハＷを回転させてその周縁部の位置を光学的センサー等で検出し、半導体ウエハＷの周縁部に形成されたオリフラ或いはノッチの位置を検出し、このオリフラ或いはノッチを所定方向に向けて位置決めを行う（６０３）。位置決め装置１１１は、半導体ウエハＷの中心位置の位置決め機能も有するので、半導体ウエハＷがカセット１３０内で位置ズレを生じていても、位置決め装置１１１で半導体ウエハＷの中心が位置決めされる。
【００４９】
この後、搬送装置１１０は、位置決めされた半導体ウエハＷを位置決め装置１１１から受け取り（６０４）、この半導体ウエハＷを、第１カセット室１０３ａ又は第２カセット室１０３ｂ内のスロット１３２に収納されたカバーリングＣＲの下方に挿入し、この後、カセット載置台１３１を下降させてスロット１３２を下降させることによって（若しくは搬送装置１１０側を上昇させることによって）、半導体ウエハＷの上にカバーリングＣＲを載せ、カバーリングＣＲを取り出す（６０５）。
【００５０】
しかる後、搬送装置１１０は、図４（Ａ）に示すように、半導体ウエハＷの上にカバーリングＣＲを載置した状態で、これらを第１処理室１０２ａ又は第２処理室１０２ｂ内に同時に搬入し、サセプタ１２１上に載置する（６０６）。なお、搬送装置１１０とサセプタ１２１との間の半導体ウエハＷ及びカバーリングＣＲの受け渡しは、前述したとおり、リフターピン１２２を用いて行う。また、搬送室１０１と、第１処理室１０２ａ及び第２処理室１０２ｂとの間に設けられたゲートバルブＧ１，Ｇ２は、半導体ウエハＷ及びカバーリングＣＲの搬入時には開かれ、搬入が終了すると閉じられる。
【００５１】
そして、図５等に示されるとおり、半導体ウエハＷの周縁部にカバーリングＣＲが載置され、半導体ウエハＷの周縁部がカバーリングＣＲで覆われた状態で、半導体ウエハＷのエッチング処理が行われる（６０７）。
【００５２】
これによって、反応性を有するガス等が、半導体ウエハＷの端部の裏面側にまで回り込み、半導体ウエハＷの端部の裏面側、例えば、ベベル部（縁部の傾斜部）等に、不所望な堆積物が堆積することを防止できる。
【００５３】
なお、上記のエッチング処理の間、第１処理室１０２ａ及び第２処理室１０２ｂの周囲に設けられた図示しない磁場形成機構等によって、第１処理室１０２ａ及び第２処理室１０２ｂ内に磁場を形成し、この磁場によってプラズマを制御する。
【００５４】
上記のエッチング処理が終了すると、搬送装置１１０によって、第１処理室１０２ａ又は第２処理室１０２ｂ内から、半導体ウエハＷの上にカバーリングＣＲを載置した状態でこれらを同時に搬出する（６０８）。
【００５５】
そして、まず、第１カセット室１０３ａ又は第２カセット室１０３ｂ内のスロット１３２にカバーリングＣＲを収納し（６０９）、この後、処理の済んだ半導体ウエハＷを、第１カセット室１０３ａ又は第２カセット室１０３ｂ内のカセット１３０に収納する（６１０）。
【００５６】
以上のとおり、本実施形態では、半導体ウエハＷの周縁部にカバーリングＣＲが載置され、半導体ウエハＷの周縁部がカバーリングＣＲで覆われた状態で、半導体ウエハＷのエッチング処理が行われるので、反応性を有するガス等が、半導体ウエハＷの端部の裏面側にまで回り込み、半導体ウエハＷの端部の裏面側に、不所望な堆積物が堆積することを防止できる。また、上記したように、搬送装置１１０の一つのアームによって、半導体ウエハＷとカバーリングＣＲとを同時に搬送して、同時に第１処理室１０２ａ及び第２処理室１０２ｂ内に搬入及び、搬出するので、これらを別々に搬送する場合に比べて、スループットの大幅な低下を招くことがなく、又、カバーリングＣＲを搬送するための特別な機構も必要とすることがない。
【００５７】
さらに、上記のように半導体ウエハＷの周縁部をカバーリングＣＲで覆うことによって、半導体ウエハＷとプラズマとの間に電流が流れる所謂表面アーキングが発生することも抑制することができる。すなわち、半導体ウエハＷの周縁部では、配線部分が露出し易くなっており、ここに電流が流れ易い状態となっているので、このような配線部分に電流が流れて、表面アーキングの原因となる場合がある。このような原因による表面アーキングは、カバーリングＣＲを用いることによって防止することができる。
【００５８】
本実施形態において、上記カバーリングＣＲは、図５に示す外径Ｏ．Ｄが２６０ｍｍ、内径Ｉ．Ｄが１９６ｍｍのものを使用した。半導体ウエハＷは、直径が２００ｍｍであり、したがって、カバーリングＣＲが覆う半導体ウエハＷの周縁部の幅は、２ｍｍである。また、カバーリングＣＲの材質としては、エッチング処理に影響を与えないものが好ましく、シリコンの他、例えば、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＡｌＮ、或いは、ベスペル等の樹脂製のものも使用することができる。
【００５９】
上記の大きさで、図５に示す厚さｔが、１．０ｍｍのカバーリングＣＲと、１．４ｍｍのカバーリングＣＲ（シリコン製）を製作し、実際に、半導体ウエハＷのエッチング処理（フォトレジストをマスクとしたＳｉＯ₂膜のエッチング処理）を行ったところ、どちらの厚さのカバーリングＣＲを用いた場合でも、半導体ウエハＷの裏面側端部には、堆積物が付着しないことが確かめられた。
【００６０】
なお、エッチング処理条件は、
エッチングガス：Ｃ₄Ｆ₈／Ｏ₂／Ａｒ＝８／３／５００ｓｃｃｍ
圧力：８Ｐａ（６０ｍTorr）
ＲＦ出力：１６００Ｗ
処理時間：１８０秒
温度（天井部、側壁部／底部）：６０／２５℃
裏面Ｈｅ圧力（中央／周縁）：６６５／２６６０Ｐａ（５／２０Torr）
電極間隔：２７ｍｍ
静電チャック電圧：２．５ＫＶ
である。
【００６１】
また、上記のカバーリングＣＲを配置することによる半導体ウエハＷのエッチング処理に与える影響を調べたところ、縦軸をエッチングによってＳｉＯ₂膜に形成されたホールの側壁部の角度、横軸をウエハ位置とした図７のグラフ、及び、縦軸をエッチングによってＳｉＯ₂膜に形成されたホールの深さ、横軸をウエハ位置とした図８のグラフに示されるとおり、カバーリングＣＲの厚さが厚くなると、エッチング処理に与える影響が大きくなり、エッチングレートの低下や、特に半導体ウエハＷの周縁部におけるホール形状の悪化が生じる。このため、カバーリングＣＲの厚さ（ｔ）は、１ｍｍ以下とすることが好ましい。図７及び図８のウエハ位置Ｅ＊ｍｍは、ウエハ端部からの距離を示している。
【００６２】
また、前述したとおり、本実施形態では、カバーリングＣＲは、内径Ｉ．Ｄを１９６ｍｍとして、直径が２００ｍｍの半導体ウエハＷの外周縁部を２ｍｍの幅で覆うようにしたが、この幅を大きくすると、上述した厚さｔの場合と同様に、エッチング処理に与える影響が大きくなる。また、上記の幅が小さくなると、カバーリングＣＲを半導体ウエハＷの上に載置した状態で支持することが困難になる。このため、上記の幅は、１〜３ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００６３】
ところで、半導体ウエハＷの周縁部には、前記したとおり、オリフラ或いはノッチ等が設けられている。このため、例えば、図９に示すカバーリングＣＲのように、その内側部分に、半導体ウエハＷのノッチＮ（或いはオリフラ）に対応した直線部Ｆ等を設け、ノッチＮやオリフラ部において半導体ウエハＷの端部が露出しないようにすることが好ましい。
【００６４】
この場合、例えば、図９（Ａ）に示すように、スロット１３２に収納された際のカバーリングＣＲの複数の位置（例えば、図中に示すＰ１，Ｐ２，Ｐ３）を、光学センサー等によって検出し、カバーリングＣＲの回転方向位置が所定方向に維持されていることを確認するよう構成することが好ましい。また、図９に示す例では、正面側から見た状態を示す図９（Ｂ）に示されるように、スロット１３２に、傾斜面を有する溝１３２ａが形成されている。そして、この溝１３２ａ内にカバーリングＣＲを落とし込むことにより、カバーリングＣＲが所定位置に位置決めされた状態で、スロット１３２に収納される構成となっている。
【００６５】
上述した実施形態では、半導体ウエハＷの上にカバーリングＣＲを載置した状態、すなわち、半導体ウエハＷとカバーリングＣＲとが接触した状態で、これらの搬送及び半導体ウエハＷのエッチング処理を行う場合について説明した。
【００６６】
しかしながら、例えば、図１０に示すように、搬送装置１１０のウエハ支持部１１０ａ，ｂに、上方に突出する複数（図１０に示す例では４つ）のカバーリング支持部１１０ｃを設けておき、カバーリングＣＲをこれらのカバーリング支持部１１０ｃ上に載置して、半導体ウエハＷとは非接触の状態で、搬送するよう構成することもできる。このように、カバーリングＣＲと半導体ウエハＷとを非接触の状態で搬送すれば、搬送中にこれらが擦れてパーティクルが発生することを防止することができる。
【００６７】
さらに、例えば、図１１に示すように、搬送装置１１０に、半導体ウエハＷ及びカバーリングＣＲのズレを検出するズレ検出機構を設けても良い。図１１に示す例では、ズレ検出機構が、発光部１１２ａ〜ｄと、これらの発光部１１２ａ〜ｄに対向するよう配置された受光部１１３ａ〜ｄとからなる光学的センサーから構成されている。これらのうち、発光部１１２ａ，ｂ及び受光部１１３ａ，ｂは、カバーリングＣＲのズレを検出するためのものであり、発光部１１２ｃ，ｄ及び受光部１１３ｃ，ｄは、半導体ウエハＷのズレを検出するためのものである。そして、発光部１１２ａ〜ｄから照射された光が、受光部１１３ａ〜ｄ側で検出されるとセンサーがオンとなるよう構成されている。
【００６８】
上記のズレ検出機構により、カバーリングＣＲの位置ズレを検出する場合、発光部１１２ａと受光部１１３ａからなるセンサーがオン、発光部１１２ｂと受光部１１３ｂからなるセンサーがオフの場合に正常、これらの双方のセンサーがオン或いはオフの場合は異常として、位置ズレの有無が検出される。
【００６９】
また、同様に、半導体ウエハＷの位置ズレを検出する場合、発光部１１２ｃと受光部１１３ｃからなるセンサーがオン、発光部１１２ｄと受光部１１３ｄからなるセンサーがオフの場合に正常、これらの双方のセンサーがオン或いはオフの場合は異常として、位置ズレの有無が検出される。
【００７０】
また、例えば、図１２に示すように、フォーカスリング１２４上に、半導体ウエハＷの表面より高いカバーリング支持部１２６を設けておき、半導体ウエハＷのエッチング処理中に、半導体ウエハＷとカバーリングＣＲとが非接触な状態となるように構成することもできる。このように非接触な状態にすれば、カバーリングＣＲによるエッチング処理への影響をより小さくすることができる。但し、半導体ウエハＷの端部裏面側への堆積物や表面アーキングを抑制するためには、半導体ウエハＷとカバーリングＣＲとの隙間は０．５ｍｍ以下が好ましい。
【００７１】
さらに、例えば、図１３に示すように、カバーリングＣＲの半導体ウエハＷとの接触部分を、搬送装置１１０による搬送時の位置ずれ防止等のために凹陥した段差部Ｓを設けた形状としておけば、カバーリングＣＲをフォーカスリング１２４上に載置した際に、カバーリングＣＲと半導体ウエハＷとが非接触な状態となり、この状態でエッチング処理が施されることになる。また、カバーリングＣＲの段差部Ｓは、スロット１３２で半導体ウエハＷの上にカバーリングＣＲを載せる際に、各々の中心位置を自己整合させるという機能も有する。
【００７２】
また、上述した実施形態では、第１カセット室１０３ａ、第２カセット室１０３ｂ及び搬送室１０１が真空雰囲気とされ、半導体ウエハＷを真空雰囲気中で搬送する装置に適用した場合について説明したが、例えば、図１４に示すように、常圧雰囲気下で半導体ウエハＷを搬送する装置にも同様にして適用することができる。
【００７３】
すなわち、図１４において、２０１は搬送モジュールであり、この搬送モジュールには、複数（図１４に示す例では４つ）のロードポート２０２ａ〜ｄと、複数（図１４に示す例では２つ）の処理部２０３ａ，ｂ、及び、位置合わせ装置（オリエンタ）２０４が接続されている。
【００７４】
上記処理部２０３ａ，ｂは、夫々処理室２０５ａ，ｂと、ロードロック室２０６ａ，ｂとを備えている。また、ロードポート２０２ａ〜ｄのうち、ロードポート２０２ａ〜ｃには、半導体ウエハＷを収納したカセット２０７ａ〜ｃが配置されるようになっており、残りのロードポート２０２ｄには、前述したカバーリングＣＲが収納されるようになっている。
【００７５】
そして、搬送モジュール２０１に設けられた図示しない搬送装置により、ロードポート２０２ａ〜ｃに配置されたカセット２０７ａ〜ｃ内から処理を行う半導体ウエハＷを搬出し、まず、この半導体ウエハＷを位置合わせ装置２０４に搬送して位置合わせし、この後位置合わせ装置２０４から取り出した半導体ウエハＷをロードポート２０２ｄに搬送して、半導体ウエハＷの上にカバーリングＣＲを載置し、これらの半導体ウエハＷとカバーリングＣＲをロードロック室２０６ａ，ｂに搬送する。
【００７６】
そして、処理部２０３ａ，ｂでは、ロードロック室２０６ａ，ｂに搬入されたこれらの半導体ウエハＷとカバーリングＣＲを、図示しない搬送装置によって同時に処理室２０５ａ，ｂ内に搬入し、ここで、所定のエッチング処理等を行う。また、処理が終了した後は、上記したとは反対の手順で処理室２０５ａ，ｂ内から半導体ウエハＷとカバーリングＣＲを同時に搬出し、カバーリングＣＲをロードポート２０２ｄに、半導体ウエハＷをロードポート２０２ａ〜ｃに配置されたカセット２０７ａ〜ｃに収納する。
【００７７】
上記のような構成の装置の場合も、前述した実施形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００７８】
なお、上記の実施形態では、本発明を半導体ウエハＷのプラズマエッチングに適用した場合について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、ＬＣＤ基板の処理や、成膜処理等の処理に適用できることは勿論である。
【００７９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、装置構成の大幅な複雑化や、スループットの大幅な低下を招くことなく、半導体ウエハＷの裏面側端部における不所望な堆積物の堆積を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の処理装置の概略構成を示す図。
【図２】図１の処理装置の要部概略構成を示す図。
【図３】図１の処理装置の要部概略構成を示す図。
【図４】図１の処理装置の要部概略構成を示す図。
【図５】図１の処理装置の要部概略構成を示す図。
【図６】図１の処理装置における処理工程を示す図。
【図７】ウエハ位置とエッチングされたホールの側壁の角度の関係を示す図。
【図８】ウエハ位置とエッチングされたホールの深さの関係を示す図。
【図９】図１の処理装置の要部概略構成の変形例を示す図。
【図１０】図１の処理装置の要部概略構成の変形例を示す図。
【図１１】図１の処理装置の要部概略構成の変形例を示す図。
【図１２】図１の処理装置の要部概略構成の変形例を示す図。
【図１３】図１の処理装置の要部概略構成の変形例を示す図。
【図１４】他の実施形態の処理装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
Ｗ……半導体ウエハ、ＣＲ……カバーリング、１０１ａ，ｂ……処理室、１１０……搬送装置、１２１……サセプタ（載置台）。

Claims

処理室内の載置台に載置された被処理基板の周縁部を被覆部材で覆った状態で前記被処理基板に所定の処理を行う処理装置において、
前記被処理基板と前記被覆部材を同時に前記処理室内に搬入し、且つ、前記被処理基板と前記被覆部材を同時に前記処理室内から搬出する搬送機構を具備したことを特徴とする処理装置。
請求項１記載の処理装置において、
前記搬送機構は、前記被処理基板の上方に前記被覆部材が保持された状態で、一つの搬送アームによって搬送し、前記処理室内に搬入及び前記処理室内から搬出することを特徴とする処理装置。
処理室内の載置台に載置された被処理基板の周縁部を被覆部材で覆った状態で前記被処理基板に所定の処理を行う処理装置において、
少なくとも一つの前記被処理基板が収納される被処理基板収納部と、
少なくとも一つの前記被覆部材が収納される被覆部材収納部と、
前記被処理基板の位置決めを行う位置決め部と、
前記被処理基板及び前記被覆部材のいずれか一方又は両方を同時に搬送可能な少なくとも一つの搬送アームを有する搬送機構とを具備し、
前記搬送機構は、
前記搬送アームにより前記被処理基板収納部に収納された前記被処理基板を前記アライメント部に搬送する工程と、
前記位置決め部で位置決めされた前記被処理基板を前記搬送アームに載置した状態で、前記被覆部材収納部に収納された前記被覆部材を前記被処理基板の上方に更に保持する工程と、
前記搬送アームに同時に保持された前記被処理基板と前記被覆部材とを前記処理室内に搬入する工程と、
前記所定の処理が終了した後、前記搬送アームに前記被処理基板と前記被覆部材を保持した状態で前記処理室内から同時に搬出する工程と、
前記処理室から搬出された前記被処理基板と前記被覆部材とを前記被覆部材収納部に搬送して前記被覆部材を収納する工程と、
前記搬送アーム上の前記被処理基板を前記被処理基板収納部に搬送して収納する工程と、
を行うよう構成されたことを特徴とする処理装置。
請求項２又は３記載の処理装置において、
前記被覆部材は、前記被処理基板と接触した状態で前記搬送アームに保持されることを特徴とする処理装置。
請求項２又は３記載の処理装置において、
前記被覆部材は、前記被処理基板と非接触の状態で前記搬送アームに保持されることを特徴とする処理装置。
請求項４記載の処理装置において、
前記所定の処理の間、前記載置台に載置された被処理基板と、前記被覆部材とは、接触した状態で保持されることを特徴とする処理装置。
請求項４又は５記載の処理装置において、
前記所定の処理の間、前記載置台に載置された被処理基板と、前記被覆部材とは、非接触状態で保持されることを特徴とする処理装置。
請求項１〜７いずれか１項記載の処理装置において、
前記被覆部材が、シリコン又はＳｉＣ又はＳｉＮ又はＡｌＮ又は樹脂から構成されていることを特徴とする処理装置。
請求項１〜８いずれか１項記載の処理装置において、
前記被覆部材の厚さが、１ｍｍ以下とされていることを特徴とする処理装置。
処理室内の載置台に載置された被処理基板の周縁部を被覆部材で覆った状態で前記被処理基板に所定の処理を行う処理方法において、
前記被処理基板と前記被覆部材を同時に前記処理室内に搬入し、且つ、前記被処理基板と前記被覆部材を同時に前記処理室内から搬出することを特徴とする処理方法。
請求項１０記載の処理方法において、
前記処理室内への搬入及び搬出は、前記被処理基板の上方に前記被覆部材が保持された状態で、一つの搬送アームによって行うとを特徴とする処理方法。
処理室内の載置台に載置された被処理基板の周縁部を被覆部材で覆った状態で前記被処理基板に所定の処理を行う処理方法において、
少なくとも一つの前記被処理基板が収納される被処理基板収納部と、
少なくとも一つの前記被覆部材が収納される被覆部材収納部と、
前記被処理基板の位置決めを行う位置決め部と、
前記被処理基板及び前記被覆部材のいずれか一方又は両方を同時に搬送可能な少なくとも一つの搬送アームを有する搬送機構とを設け、
前記搬送アームにより前記被処理基板収納部に収納された前記被処理基板を前記位置決め部に搬送する工程と、
前記位置決め部に搬送された前記被処理基板を位置決めする工程と、
位置決めされた前記被処理基板を前記搬送アームに載置した状態で、前記被覆部材収納部に収納された前記被覆部材を前記被処理基板の上方に更に保持する工程と、
前記搬送アームに同時に保持された前記被処理基板と前記被覆部材とを前記処理室内に搬入する工程と、
前記処理室内において、前記被処理基板の周縁部を被覆部材で覆った状態で前記所定の処理を施す工程と、
前記所定の処理が終了した後、前記搬送アームに前記被処理基板と前記被覆部材を保持した状態で前記処理室内から同時に搬出する工程と、
前記処理室から搬出された前記被処理基板と前記被覆部材とを前記被覆部材収納部に搬送して前記被覆部材を収納する工程と、
前記搬送アーム上の前記被処理基板を前記被処理基板収納部に搬送して収納する工程と、
を行うことを特徴とする処理方法。
請求項１１又は１２記載の処理方法において、
前記被覆部材は、前記被処理基板と接触した状態で前記搬送アームに保持されることを特徴とする処理方法。
請求項１１又は１２記載の処理方法において、
前記被覆部材は、前記被処理基板と非接触の状態で前記搬送アームに保持されることを特徴とする処理方法。
請求項１３記載の処理方法において、
前記所定の処理の間、前記載置台に載置された被処理基板と、前記被覆部材とは、接触した状態で保持されることを特徴とする処理方法。
請求項１３又は１４記載の処理方法において、
前記所定の処理の間、前記載置台に載置された被処理基板と、前記被覆部材とは、非接触状態で保持されることを特徴とする処理方法。
請求項１０〜１６いずれか１項記載の処理方法において、
前記被覆部材が、シリコン又はＳｉＣ又はＳｉＮ又はＡｌＮ又は樹脂から構成されていることを特徴とする処理方法。
請求項１０〜１７いずれか１項記載の処理方法において、
前記被覆部材の厚さが、１ｍｍ以下とされていることを特徴とする処理方法。