JP2004304116A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ダミーウエハの運用によるスループットの低下を防止する。
【解決手段】マルチチャンバ型CVD装置は各CVDモジュール71〜74が連結された負圧移載室10と、負圧移載室10に設置された負圧移載装置12と、負圧移載室10の正面側壁に連結された搬入室20、搬出室30およびダミーウエハ室40と、これらの室の前側に設置された正圧移載室50と、正圧移載室50に設置された正圧移載装置52とを備えており、ダミーウエハ室40にはダミーウエハを一時的に保持する仮置き台45が設置されている。
【効果】ダミーウエハは負圧移載装置によって各CVDモジュールへ通常の作動を中断せずに搬送できるので、スループットの低下を防止でき、しかも、ダミーウエハの使用回数を負圧移載装置のコントローラによって管理できる。
【選択図】 図1
【解決手段】マルチチャンバ型CVD装置は各CVDモジュール71〜74が連結された負圧移載室10と、負圧移載室10に設置された負圧移載装置12と、負圧移載室10の正面側壁に連結された搬入室20、搬出室30およびダミーウエハ室40と、これらの室の前側に設置された正圧移載室50と、正圧移載室50に設置された正圧移載装置52とを備えており、ダミーウエハ室40にはダミーウエハを一時的に保持する仮置き台45が設置されている。
【効果】ダミーウエハは負圧移載装置によって各CVDモジュールへ通常の作動を中断せずに搬送できるので、スループットの低下を防止でき、しかも、ダミーウエハの使用回数を負圧移載装置のコントローラによって管理できる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理装置に関し、ワークである基板の高清浄な表面状態を維持しながら複数種の薄膜を同一の基板に連続的に成膜する技術に係り、例えば、半導体集積回路装置(以下、ICという。)の製造方法において、ICが作り込まれる半導体ウエハ(以下、ウエハという。)に酸化膜や窒化膜や金属膜を成膜するのに利用して有効なものに関する。
【0002】
【従来の技術】
ICの製造方法において、ウエハに酸化膜や金属膜を成膜するのに、次のようなマルチチャンバ型CVD装置が使用されることがある。すなわち、このマルチチャンバ型CVD装置は、大気圧未満の圧力(負圧)に耐えるロードロックチャンバ構造に構成された負圧側ウエハ移載室と、この負圧側ウエハ移載室に設置された負圧側ウエハ移載装置と、ロードロックチャンバ構造に構成されて負圧側ウエハ移載室の手前に連設された搬入用予備室および搬出用予備室と、大気圧以上の圧力(正圧)を維持可能な構造に構成されて搬入用予備室および搬出用予備室の手前に設置された正圧側ウエハ移載室と、正圧側ウエハ移載室に設置された正圧側ウエハ移載装置と、正圧側ウエハ移載室の手前に設置されてウエハを収納したキャリアが載置されるキャリアステージと、負圧側移載室の後側に設置された複数のCVDモジュールとを備えている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−102424号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなマルチチャンバ型CVD装置においては、サセプタの侵蝕を防止するためのクリーニング用ダミーウエハがCVDモジュールのクリーニング時にサセプタにカバーされたり、モニタリング用のダミーウエハがメンテナンス後や処理中断後の立ち上げ時に投入されてモニタリングが実施されたりする。前記した従来のマルチチャンバ型CVD装置においては、これらのダミーウエハを収容するダミーウエハ収容室が負圧側移載室に連結されて設置されているために、スループットが低減するという問題点がある。すなわち、ダミーウエハをダミーウエハ収容室にストックするためには、通常の作動を中断した後に、ダミーウエハをキャリアステージからダミーウエハ収容室へ正圧側ウエハ移載室、搬入予備室および負圧側移載室を経由して搬送する必要がある。また、繰り返し使用可能回数が終了したダミーウエハを新旧交換する際にも、同様の搬送が必要になる。
【0005】
別の対応としては、正圧側ウエハ移載室の手前にダミーウエハを収納したキャリアが載置されるキャリアステージを設置し、必要時に、このキャリアステージからダミーウエハをCVDモジュールに搬送する方法が、考えられる。しかし、ダミーウエハ収容室を負圧側移載室に連結して設置する場合と同様に通常の作動を中断しての運用となるために、スループットが低下する。また、この場合にはダミーウエハのキャリアステージが別に設置されることになるために、ダミーウエハの使用回数を管理し難いという問題点がある。
【0006】
本発明の目的は、ダミーウエハの運用によるスループットの低下を防止することができるとともに、ダミーウエハの使用回数を管理し易い基板処理装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段の代表的なものは、次の通りである。すなわち、少なくとも一つの基板処理部がゲートバルブを介し連結され基板移載装置が設置された第一の移載室と、基板を収納するキャリアに対し基板を出し入れする基板移載装置が設置された第二の移載室と、前記第一の移載室と第二の移載室との間にゲートバルブを介して一枚以上の基板を収容し減圧可能に構成された少なくとも二つの基板収容室とを備えており、前記基板収容室のうちの一室がダミー基板を専用に収容する収容室であることを特徴とする基板処理装置、である。
【0008】
前記した基板処理装置によれば、ダミー基板をダミー基板収容室にストックしたり交換したりする際には、ダミー基板は第二の移載室からダミー基板収容室へ搬送することができるので、通常の作動は中断せずに済む。また、ダミー基板を基板処理部に供給する際には、ダミー基板はダミー基板収容室から第一の移載室の基板移載装置によって搬送することができるので、ダミー基板の使用回数は基板移載装置のコントローラによって管理することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【0010】
本実施の形態において、図1および図2に示されているように、本発明に係る基板処理装置はマルチチャンバ型CVD装置(以下、CVD装置という。)として構成されており、CVD装置はICの製造方法にあってウエハに酸化シリコンや窒化シリコン等の絶縁膜を成膜したり、ウエハに五酸化タンタル(Ta2 O5 )やルテニウム(Ru)等の金属膜を成膜する成膜工程に使用されるようになっている。なお、本実施の形態に係るCVD装置においてはウエハ搬送用のキャリアとしては、FOUP(front opening unified pod 。以下、ポッドという。)が使用されている。また、以下の説明において、前後左右は図1を基準とする。すなわち、ウエハ移載室50側が前側、その反対側すなわちウエハ移載室10側が後側、搬入用予備室20側が左側、搬出用予備室30側が右側とする。
【0011】
図1および図2に示されているように、CVD装置は大気圧未満の圧力(負圧)に耐えるロードロックチャンバ構造に構成された第一のウエハ移載室(以下、負圧移載室という。)10を備えており、負圧移載室10の筐体(以下、負圧移載室筐体という。)11は平面視が九角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。負圧移載室10の中央部には負圧下でウエハWを移載するウエハ移載装置(以下、負圧移載装置という。)12が設置されており、負圧移載装置12はスカラ形ロボット(selective compliance assembly robot arm SCARA)によって構成されており、負圧移載室筐体11の底壁に設置されたエレベータ13によって気密シールを維持しつつ昇降するように構成されている。
【0012】
負圧移載室筐体11の九枚の側壁のうち正面側に位置する三枚の側壁には、搬入用予備室(以下、搬入室という。)20、搬出用予備室(以下、搬出室という。)30およびダミーウエハ収容室(以下、ダミーウエハ室という。)40がそれぞれ隣接して連結されている。搬入室20の筐体(以下、搬入室筐体という。)21、搬出室30の筐体(以下、搬出室筐体という。)31およびダミーウエハ室40の筐体(以下、ダミーウエハ室筐体という。)41はそれぞれ平面視が大略四角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されているとともに、負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。互いに隣接した搬入室筐体21の側壁および負圧移載室筐体11の側壁には搬入口22、23がそれぞれ開設されており、負圧移載室10側の搬入口23には搬入口22、23を開閉するゲートバルブ24が設置されている。互いに隣接した搬出室筐体31の側壁および負圧移載室筐体11の側壁には搬出口32、33がそれぞれ開設されており、負圧移載室10側の搬出口33には搬出口32、33を開閉するゲートバルブ34が設置されている。互いに隣接したダミーウエハ室筐体41の側壁および負圧移載室筐体11の側壁には搬入搬出口42、43がそれぞれ開設されており、負圧移載室10側の搬入搬出口43には搬入搬出口42、43を開閉するゲートバルブ44が設置されている。
【0013】
搬入室20には搬入室用仮置き台25が設置され、搬出室30には搬出室用仮置き台35が設置され、ダミーウエハ室40にはダミーウエハ仮置き台45が設置されている。これら仮置き台25、35、45は略同様に構成されているので、その構成はダミーウエハ仮置き台45について代表的に説明する。図1および図2に示されているように、仮置き台45は上下で一対の端板81、82と、上下の端板81と82との間に周方向に間隔を置いて垂直に架設された複数本の保持部材83と、各保持部材83に長手方向に等間隔に配置されて水平に刻設された保持溝84とを備えている。ダミーウエハWdの外周辺部が各保持部材83の同一平面内に位置する各保持溝84に挿入されることにより、ダミーウエハWdは仮置き台45に水平に保持された状態になる。複数枚のダミーウエハWdは仮置き台45に中心を揃えられて整列された状態で保持される。仮置き台45はエレベータ85によって昇降されるように構成されている。
【0014】
搬入室20、搬出室30およびダミーウエハ室40の前側には、大気圧以上の圧力(以下、正圧という。)を維持可能な構造に構成された第二のウエハ移載室(以下、正圧移載室という。)50が隣接して連結されており、正圧移載室50の筐体(以下、正圧移載室筐体という。)51は、平面視が横長の長方形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。正圧移載室50には正圧下でウエハWを移載するウエハ移載装置(以下、正圧移載装置という。)52が設置されており、正圧移載装置52はスカラ形ロボットによって構成されている。正圧移載装置52は正圧移載室50に設置されたエレベータ53によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ54によって左右方向に往復移動されるように構成されている。互いに隣接した搬入室筐体21の側壁および正圧移載室筐体51の側壁には搬入口26、27がそれぞれ開設されており、正圧移載室50側の搬入口27には搬入口26、27を開閉するゲートバルブ28が設置されている。互いに隣接した搬出室筐体31の側壁および正圧移載室筐体51の側壁には搬出口36、37がそれぞれ開設されており、正圧移載室50側の搬出口37には搬出口36、37を開閉するゲートバルブ38が設置されている。互いに隣接したダミーウエハ室筐体41の側壁および正圧移載室筐体51の側壁には搬入搬出口46、47がそれぞれ開設されており、正圧移載室50側の搬入搬出口47には搬入搬出口46、47を開閉するゲートバルブ48が設置されている。図1に示されているように、正圧移載室50の左側にはノッチ合わせ装置55が設置されている。また、図2に示されているように、正圧移載室50の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット56が設置されている。
【0015】
図1および図2に示されているように、正圧移載室筐体51の正面壁には三つのウエハ搬入搬出口57、58、59が左右方向に並べられて開設されており、これらのウエハ搬入搬出口57、58、59はウエハWを正圧移載室50に対して搬入搬出し得るように設定されている。これらのウエハ搬入搬出口57、58、59にはポッドオープナ60がそれぞれ設置されている。ポッドオープナ60はポッドPを載置する載置台61と、載置台61に載置されたポッドPのキャップを着脱するキャップ着脱機構62とを備えており、載置台61に載置されたポッドPのキャップをキャップ着脱機構62によって着脱することにより、ポッドPのウエハ出し入れ口を開閉するようになっている。ポッドオープナ60の載置台61に対してはポッドPが、図示しない工程内搬送装置(RGV)によって供給および排出されるようになっている。したがって、載置台61によってキャリアステージとしてのポッドステージが実質的に構成されていることになる。
【0016】
図1に示されているように、負圧移載室筐体11の九枚の側壁のうち背面側に位置する四枚の側壁には第一処理部としての第一CVDモジュール71、第二処理部としての第二CVDモジュール72、第三処理部としての第三CVDモジュール73および第四処理部としての第四CVDモジュール74がそれぞれ隣接して連結されている。第一CVDモジュール71、第二CVDモジュール72、第三CVDモジュール73および第四CVDモジュール74は、いずれも枚葉式コールドウオール形減圧CVD装置によってそれぞれ構成されている。
【0017】
以下、前記構成に係るCVD装置を使用したICの製造方法における成膜工程を説明する。
【0018】
これから成膜すべきプロダクトウエハ(以下、ウエハという。)Wは二十五枚がポッドPに収納された状態で、成膜工程を実施するCVD装置へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。図1および図2に示されているように、搬送されて来たポッドPは搬入室20におけるポッドオープナ60の載置台61の上に工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッドPのキャップがキャップ着脱機構62によって取り外され、ポッドPのウエハ出し入れ口が開放される。
【0019】
ポッドPがポッドオープナ60により開放されると、正圧移載室50に設置された正圧移載装置52はウエハ搬入搬出口57を通してポッドPからウエハWを一枚ずつ順次にピックアップし、搬入室20に搬入口26、27を通して搬入(ウエハローディング)し、一台のポッドPに収納された二十五枚のウエハWを搬入室用仮置き台25に移載して行く。この移載作業に際しては、負圧移載室10側の搬入口22、23はゲートバルブ24によって閉じられており、負圧移載室10の負圧は維持されている。二十五枚のウエハWの搬入室用仮置き台25への移載が完了すると、正圧移載室50側の搬入口26、27がゲートバルブ28によって閉じられ、搬入室20が排気装置(図示せず)によって負圧に排気される。
【0020】
搬入室20が予め設定された圧力値に減圧されると、負圧移載室10側の搬入口22、23がゲートバルブ24によって開かれるとともに、第一CVDモジュール71のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって開かれる。続いて、負圧移載室10の負圧移載装置12は搬入口22、23を通して搬入室20の仮置き台25からウエハWを一枚ずつピックアップして負圧移載室10に搬入し、第一CVDモジュール71の処理室へウエハ搬入搬出口を通して搬入(ウエハローディング)するとともに、処理室のサセプタに移載(セッティング)する。ウエハWのサセプタへの移載が終了すると、第一CVDモジュール71のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって閉じられる。このウエハWの第一CVDモジュール71への搬入に際して、搬入室20および負圧移載室10が真空排気されることによって内部の酸素や水分が予め除去されているため、ウエハWの第一CVDモジュール71への搬入に伴って外部の酸素や水分が第一CVDモジュール71の処理室に侵入することは確実に防止される。
【0021】
その後、第一CVDモジュール71においては、処理室が気密に閉じられた状態で所定の圧力となるように排気管によって排気され、ヒータユニットによって所定の温度に加熱され、所定の原料ガスがガス導入管によって所定の流量だけ供給されることにより、予め設定された処理条件に対応する所望の第一膜がウエハWに形成される。第一CVDモジュール71において予め設定された成膜処理時間が経過すると、第一膜を成膜済みのウエハWは負圧移載装置12によって第一CVDモジュール71からピックアップされ、負圧に維持された負圧移載室10に搬出(ウエハアンローディング)される。処理済みのウエハWが第一CVDモジュール71から負圧移載室10に搬出されると、第二CVDモジュール72のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって開かれる。続いて、負圧移載装置12は第一CVDモジュール71から搬出したウエハWを第二CVDモジュール72の処理室へウエハ搬入搬出口を通して搬入するとともに、処理室のサセプタに移載する。ウエハWの第一CVDモジュール71から第二CVDモジュール72への移替え作業が完了すると、第二CVDモジュール72の処理室のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって閉じられる。このようにして第一CVDモジュール71による第一膜を成膜済みのウエハWについての第一CVDモジュール71から第二CVDモジュール72への移替え作業は、いずれも負圧に維持された第一CVDモジュール71、第二CVDモジュール72および負圧移載室10において実施されるため、第一CVDモジュール71から第二CVDモジュール72へのウエハの移替え作業に際して、ウエハWの第一膜の表面に自然酸化膜が生成されたり、異物等が付着したりするのは防止されることになる。
【0022】
第二CVDモジュール72においてウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって閉じられると、前述した第一CVDモジュール71の場合と同様にして、第二膜がウエハWの第一膜の上に第二CVDモジュール72の処理室において成膜される。この第二CVDモジュール72における第二膜の成膜に際して、搬入室20の仮置き台25に予め準備された二十五枚のウエハWのうちの二枚が、第一CVDモジュール71の処理室の空になったサセプタへ前述した負圧移載装置12の移載作動によって装填される。この移載作業に際して、搬入室20の正圧移載室50側の搬入口26、27がゲートバルブ28によって閉じられることにより、搬入室20および負圧移載室10の負圧は維持されている。
【0023】
第二CVDモジュール72において第二膜の成膜について予め設定された処理時間が経過すると、前述した第一CVDモジュール71の場合と同様にして、第二膜を成膜済みのウエハWは負圧移載装置12によって第二CVDモジュール72からピックアップされ、負圧に維持された負圧移載室10に搬出される。処理済みのウエハWが第二CVDモジュール72から負圧移載室10に搬出されると、第三CVDモジュール73のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって開かれる。続いて、負圧移載装置12は第二CVDモジュール72から搬出したウエハWを第三CVDモジュール73の処理室へウエハ搬入搬出口を通して搬入するとともに、処理室のサセプタに移載する。ウエハWの第二CVDモジュール72から第三CVDモジュール73への移替え作業が完了すると、第三CVDモジュール73の処理室のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって閉じられる。このようにして第二CVDモジュール72による第二膜を成膜済みのウエハWについての第二CVDモジュール72から第三CVDモジュール73への移替え作業も、いずれも負圧に維持された第二CVDモジュール72、第三CVDモジュール73および負圧移載室10において実施されるため、第二CVDモジュール72から第三CVDモジュール73へのウエハの移替え作業に際して、ウエハWの第二膜の表面に自然酸化膜が生成されたり、異物等が付着したりするのは防止されることになる。
【0024】
第三CVDモジュール73においてサセプタに第二膜処理済みのウエハWが装填されて第三CVDモジュール73のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって閉じられると、第一CVDモジュール71および第二CVDモジュール72の場合と同様にして、第三膜がウエハWの第二膜の上に第三CVDモジュール73の処理室において成膜される。なお、前述した搬入室20から第一CVDモジュール71への移替え作業、第一CVDモジュール71から第二CVDモジュール72への移替え作業は、この第三CVDモジュール73における第三膜の成膜中に実行することができる。
【0025】
第三CVDモジュール73において第三膜の成膜について予め設定された処理時間が経過すると、前述した第一CVDモジュール71および第二CVDモジュール72の場合と同様にして、第三膜を成膜済みのウエハWは負圧移載装置12によって第三CVDモジュール73からピックアップされ、負圧に維持されている負圧移載室10に搬出される。処理済みのウエハWが第三CVDモジュール73から負圧移載室10に搬出されると、第四CVDモジュール74のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって開かれる。続いて、負圧移載装置12は第三CVDモジュール73から搬出したウエハWを第四CVDモジュール74の処理室へウエハ搬入搬出口を通して搬入するとともに、処理室のサセプタに移載する。ウエハWの第三CVDモジュール73から第四CVDモジュール74への移替え作業が完了すると、第四CVDモジュール74の処理室のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって閉じられる。このようにして第三CVDモジュール73による第三膜を成膜済みのウエハWについての第三CVDモジュール73から第四CVDモジュール74への移替え作業も、いずれも負圧に維持された第三CVDモジュール73、第四CVDモジュール74および負圧移載室10において実施されるため、第三CVDモジュール73から第四CVDモジュール74へのウエハの移替え作業に際しても、ウエハWの第三膜の表面に自然酸化膜が生成されたり、異物等が付着したりするのは防止されることになる。
【0026】
第四CVDモジュール74においてサセプタに第四膜処理済みのウエハWが装填されて第四CVDモジュール74のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって閉じられると、第一CVDモジュール71、第二CVDモジュール72および第三CVDモジュール73の場合と同様にして、第四膜がウエハWの第三膜の上に第四CVDモジュール74の処理室において成膜される。なお、前述した搬入室20から第一CVDモジュール71への移替え作業、第一CVDモジュール71から第二CVDモジュール72への移替え作業および第二CVDモジュール72から第三CVDモジュール73への移替え作業は、この第四CVDモジュール74における第四膜の成膜中に実行することができる。
【0027】
第四CVDモジュール74において第四膜の成膜について予め設定された処理時間が経過すると、第一CVDモジュール71、第二CVDモジュール72および第三CVDモジュール73の場合と同様にして、第四膜を成膜済みのウエハWは負圧移載装置12によって第四CVDモジュール74からピックアップされ、負圧に維持されている負圧移載室10に搬出される。処理済みのウエハWが第四CVDモジュール74から負圧移載室10に搬出されると、搬出室30の搬出口32、33がゲートバルブ34によって開かれる。続いて、負圧移載装置12は第四CVDモジュール74から搬出したウエハWを搬出口32、33を通じて搬出室30へ搬入するとともに、仮置き台35に移載する。ウエハWの第四CVDモジュール74から搬出室30の仮置き台35への移替え作業が完了すると、搬出室30の搬出口32、33がゲートバルブ34によって閉じられる。この移載作業中には、搬出室30の正圧移載室50側の搬出口36、37がゲートバルブ38によって閉じられることにより、搬出室30および負圧移載室10の負圧は維持されている。
【0028】
以上の作動が繰り返されることにより、搬入室20に一括して搬入された二十五枚のウエハWについて二枚ずつ第一膜から第四膜についての成膜処理が順次に実施されて行く。
【0029】
二十五枚のウエハWについて第一膜から第四膜についての成膜処理が完了すると、搬出室30の正圧移載室50側の搬出口36、37がゲートバルブ38によって開けられて、搬出室30のロードロックが解除される。搬出室30のロードロックが解除されると、正圧移載室50の搬出室30に対応したウエハ搬入搬出口58がポッドオープナ60によって開かれるとともに、載置台61に載置された空のポッドPのキャップがポッドオープナ60によって開かれる。続いて、正圧移載室50の正圧移載装置52は搬出口37を通して搬出室用仮置き台35からウエハWを一枚ずつ順次にピックアップして正圧移載室50に搬出(ウエハアンローディング)し、正圧移載室50のウエハ搬入搬出口58を通してポッドPに収納(チャージング)して行く。成膜済みの二十五枚のウエハWのポッドPへの収納が完了すると、ポッドPのキャップがポッドオープナ60のキャップ着脱機構62によってウエハ出し入れ口に装着され、ポッドPが閉じられる。閉じられたポッドPは載置台61の上から次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。
【0030】
ところで、以上の成膜工程の実施に際して、CVDモジュールの処理室の内面には反応生成物や未反応生成物が堆積し処理毎に累積して行く。処理室の内面に累積した膜は不慮に剥離する可能性があるために、CVDモジュールにおいては定期的または不定期的に処理室にクリーニングガスを供給してクリーニングする所謂セルフクリーニングが実施される。このセルフクリーニングの実施に際して、クリーニングガスによる侵食を防止するために、ダミーウエハがCVDモジュールの処理室に搬入されてサセプタの上に被せられる。また、前記した成膜工程が中断された場合には、中断後の成膜の膜厚分布の均一性や膜質等が所期の値を維持しているか否かを確認するために、ダミーウエハがCVDモジュールの処理室に搬入されてサセプタの上に供給される。本実施の形態においては、このようなダミーウエハのCVDモジュールの処理室への供給が必要な場合には、ダミーウエハ室40の仮置き台45に予め収容されたダミーウエハWdが所定のCVDモジュールの処理室へ搬送される。次に、本実施の形態に係るダミーウエハ供給ステップを説明する。
【0031】
ダミーウエハ室40に搬入されて仮置き台45に予め保持されたダミーウエハWdは、セルフクリーニングまたはモニタリングが必要な第一CVDモジュール71〜第四CVDモジュール74へ投入が可能になった時点で、ダミーウエハ室40からユニットに負圧移載装置12によって一枚ずつ搬入される。ダミーウエハWdが投入された第一CVDモジュール71〜第四CVDモジュール74においては、セルフクリーニングまたはモニタリングが適宜に実施される。セルフクリーニングまたはモニタリングが実施されたダミーウエハWdはダミーウエハ室40の仮置き台45に負圧移載装置12によって戻される。ここで、セルフクリーニングに使用されたダミーウエハWdは反復して使用されるために、反復使用が不可能な回数に達するまではダミーウエハ室40の仮置き台45に存置される。本実施の形態においては、反復使用回数は負圧移載装置12のコントローラによって計数することにより、自動的かつ簡単に管理することができる。ちなみに、負圧移載装置12のコントローラによって管理される反復使用不可能回数に達したダミーウエハWdは、次に述べるモニタリングに使用されたダミーウエハWdの場合と同様にしてダミーウエハ室40から搬出される。
【0032】
モニタリングに使用されてダミーウエハ室40の仮置き台45に戻されたダミーウエハWdは、ダミーウエハ室40からモニタリング用ダミーウエハを収容するポッドPが供給された例えばウエハ搬入搬出口59に正圧移載装置52によって搬送され、そのポッドPに収納される。モニタリングに使用されたダミーウエハWdが収納されたポッドPは、検査工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。ちなみに、モニタリング用や再生したセルフクリーニング用のダミーウエハWdをダミーウエハ室40の仮置き台45に搬入する搬入ステップにおいては、ダミーウエハWdは例えばウエハ搬入搬出口59からダミーウエハ室40に搬送されて仮置き台45に移載される。このウエハ搬入搬出口59とダミーウエハ室40との間のダミーウエハWdの搬送ステップは、ダミーウエハ室40が搬入室20および搬出室30から独立しているので、通常の成膜工程の実施と同様に実行することができ、しかも、通常の成膜工程の実施を中断することなく並行して実行することができる。
【0033】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【0034】
1) 負圧移載室と正圧移載室との間にゲートバルブを介して減圧可能なダミーウエハ室を設置するとともに、ダミーウエハ室に複数枚のダミーウエハを保持する仮置き台を設置することにより、ダミーウエハの運用をプロダクトウエハの運用と同様に実行することができるので、通常の成膜工程を中断しないで済み、スループットの低下を防止することができる。
【0035】
2) ダミーウエハの運用をプロダクトウエハの運用と同様に実行することにより、ダミーウエハを使用したセルフクリーニングステップやモニタリングステップを通常の成膜工程を中断しないで、インシチュー(In−situ)にて実施することができるので、CVD装置の休止時間を減少させることができ、CVD装置および成膜工程ひいてはICの製造方法のスループットを高めることができる。
【0036】
3) 負圧移載室と正圧移載室との間にダミーウエハ室を配置することにより、ダミーウエハをCVDモジュールに供給する際には、ダミーウエハはダミーウエハ室からCVDモジュールへ負圧移載装置によって搬送することができるので、ダミーウエハの反復使用回数を負圧移載装置のコントローラによって管理することができる。
【0037】
図3は本発明の他の実施の形態であるマルチチャンバ型CVD装置を示す一部省略平面断面図である。
【0038】
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、ダミーウエハをストックする仮置き台45Aが正圧移載室50に設置されている点である。本実施の形態において、モニタリング用のダミーウエハの運用は通常のプロダクトウエハの運用と殆ど同じであるので、セルフクリーニングに使用されるダミーウエハの運用方法について説明する。
【0039】
ダミーウエハWdは正圧移載装置52によって例えばウエハ搬入搬出口59から正圧移載室50に搬入されて、仮置き台45Aに予め移載される。仮置き台45Aに予め保持されたダミーウエハWdは、セルフクリーニングが必要な第一CVDモジュール71〜第四CVDモジュール74へ投入が可能になった時点で、仮置き台45Aから搬入室20へ正圧移載装置52によって搬入される。搬入室20へ搬入されたダミーウエハWdは第一CVDモジュール71〜第四CVDモジュール74へ負圧移載装置12によって一枚ずつ搬入される。ダミーウエハWdが投入された第一CVDモジュール71〜第四CVDモジュール74においては、セルフクリーニングが適宜に実施される。セルフクリーニングが実施されたダミーウエハWdは、搬出室30へ負圧移載装置12によって戻される。搬出室30のダミーウエハWdは正圧移載室50の仮置き台45Aに正圧移載装置52によって戻される。ここで、セルフクリーニングに使用されたダミーウエハWdは反復して使用されるために、反復使用が不可能な回数に達するまでは正圧移載室50の仮置き台45に存置される。ちなみに、本実施の形態においては、反復使用回数は正圧移載装置52のコントローラによって計数することにより、自動的かつ簡単に管理することができる。
【0040】
正圧移載装置52のコントローラによって管理される反復使用不可能回数に達したダミーウエハWdは、正圧移載室50の仮置き台45Aからクリーニング用ダミーウエハを収容するポッドPが供給された例えばウエハ搬入搬出口59に正圧移載装置52によって搬送され、そのポッドPに収納される。このダミーウエハWdが収納されたポッドPは、ダミーウエハ再生工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。ちなみに、モニタリング用や再生したセルフクリーニング用のダミーウエハWdをダミーウエハ室40の仮置き台45に搬入するステップにおいては、ダミーウエハWdは例えばウエハ搬入搬出口59からダミーウエハ室40に搬送されて仮置き台45に移載される。このウエハ搬入搬出口59と正圧移載室50の仮置き台45Aとの間のダミーウエハWdの搬送ステップは、通常の成膜工程の実施と同様に実行することができ、しかも、通常の成膜工程の実施を中断することなく並行して実行することができる。
【0041】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【0042】
例えば、負圧移載室の周囲に配設するCVDモジュールの数は、四に限らず、二または三または五以上であってもよい。
【0043】
負圧移載室の周囲に配設されるウエハを処理する処理部は、枚葉式コールドウオール形減圧CVD装置が設備されたCVDモジュールによって構成するに限らず、バッチ式CVD装置および二枚葉式ホットウオール形CVD装置が設備されたCVDモジュール、さらには、酸化装置や拡散装置、熱処理装置、スパッタリング装置、ドライエッチング装置等の基板処理装置を備えたモジュール等によって構成してもよい。
【0044】
前記実施の形態ではCVD膜を形成する場合について説明したが、酸化処理や拡散処理やアニール処理、プラズマ処理、スパッタ処理、ドライエッチング処理、クリーニング処理、冷却処理、予備加熱処理およびそれらを組み合わせた処理にも適用することができる。
【0045】
また、ウエハを処理する場合について説明したが、液晶パネルや磁気ディスク、光ディスク等の基板全般について適用することができる。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ダミーウエハの運用によるスループットの低下を防止することができるとともに、ダミーウエハの使用回数を容易に管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるマルチチャンバ型CVD装置を示す一部省略平面断面図である。
【図2】その側面断面図である。
【図3】本発明の他の実施の形態であるマルチチャンバ型CVD装置を示す一部省略平面断面図である。
【符号の説明】
W…ウエハ(基板)、Wd…ダミーウエハ(ダミー基板)、P…ポッド(基板キャリア)、10…負圧移載室(第一の移載室)、11…負圧移載室筐体、12…負圧移載装置(基板移載装置)、13…エレベータ、20…搬入室(基板収容室)、21…搬入室筐体、22、23…搬入口、24…ゲートバルブ、25…搬入室用仮置き台、26、27…搬入口、28…ゲートバルブ、30…搬出室(基板収容室)、31…搬出室筐体、32、33…搬出口、34…ゲートバルブ、35…搬出室用仮置き台、36、37…搬出口、38…ゲートバルブ、40…ダミーウエハ室(基板収容室)、41…ダミーウエハ室筐体、42、43…搬入搬出口、44…ゲートバルブ、45…ダミーウエハ仮置き台、46、47…搬入搬出口、48…ゲートバルブ、50…正圧移載室(第二の移載室)、51…正圧移載室筐体、52…正圧移載装置(基板移載装置)、53…エレベータ、54…リニアアクチュエータ、55…ノッチ合わせ装置、56…クリーンユニット、57、58、59…ウエハ搬入搬出口、60…ポッドオープナ、61…載置台、62…キャップ着脱機構、71…第一CVDモジュール(第一処理部)、72…第二CVDモジュール(第二処理部)、73…第三CVDモジュール(第三処理部)、74…第四CVDモジュール、81、82…端板、83…保持部材、84…保持溝、85…エレベータ、45A…正圧移載室に設置されたダミーウエハ仮置き台。
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理装置に関し、ワークである基板の高清浄な表面状態を維持しながら複数種の薄膜を同一の基板に連続的に成膜する技術に係り、例えば、半導体集積回路装置(以下、ICという。)の製造方法において、ICが作り込まれる半導体ウエハ(以下、ウエハという。)に酸化膜や窒化膜や金属膜を成膜するのに利用して有効なものに関する。
【0002】
【従来の技術】
ICの製造方法において、ウエハに酸化膜や金属膜を成膜するのに、次のようなマルチチャンバ型CVD装置が使用されることがある。すなわち、このマルチチャンバ型CVD装置は、大気圧未満の圧力(負圧)に耐えるロードロックチャンバ構造に構成された負圧側ウエハ移載室と、この負圧側ウエハ移載室に設置された負圧側ウエハ移載装置と、ロードロックチャンバ構造に構成されて負圧側ウエハ移載室の手前に連設された搬入用予備室および搬出用予備室と、大気圧以上の圧力(正圧)を維持可能な構造に構成されて搬入用予備室および搬出用予備室の手前に設置された正圧側ウエハ移載室と、正圧側ウエハ移載室に設置された正圧側ウエハ移載装置と、正圧側ウエハ移載室の手前に設置されてウエハを収納したキャリアが載置されるキャリアステージと、負圧側移載室の後側に設置された複数のCVDモジュールとを備えている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−102424号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなマルチチャンバ型CVD装置においては、サセプタの侵蝕を防止するためのクリーニング用ダミーウエハがCVDモジュールのクリーニング時にサセプタにカバーされたり、モニタリング用のダミーウエハがメンテナンス後や処理中断後の立ち上げ時に投入されてモニタリングが実施されたりする。前記した従来のマルチチャンバ型CVD装置においては、これらのダミーウエハを収容するダミーウエハ収容室が負圧側移載室に連結されて設置されているために、スループットが低減するという問題点がある。すなわち、ダミーウエハをダミーウエハ収容室にストックするためには、通常の作動を中断した後に、ダミーウエハをキャリアステージからダミーウエハ収容室へ正圧側ウエハ移載室、搬入予備室および負圧側移載室を経由して搬送する必要がある。また、繰り返し使用可能回数が終了したダミーウエハを新旧交換する際にも、同様の搬送が必要になる。
【0005】
別の対応としては、正圧側ウエハ移載室の手前にダミーウエハを収納したキャリアが載置されるキャリアステージを設置し、必要時に、このキャリアステージからダミーウエハをCVDモジュールに搬送する方法が、考えられる。しかし、ダミーウエハ収容室を負圧側移載室に連結して設置する場合と同様に通常の作動を中断しての運用となるために、スループットが低下する。また、この場合にはダミーウエハのキャリアステージが別に設置されることになるために、ダミーウエハの使用回数を管理し難いという問題点がある。
【0006】
本発明の目的は、ダミーウエハの運用によるスループットの低下を防止することができるとともに、ダミーウエハの使用回数を管理し易い基板処理装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段の代表的なものは、次の通りである。すなわち、少なくとも一つの基板処理部がゲートバルブを介し連結され基板移載装置が設置された第一の移載室と、基板を収納するキャリアに対し基板を出し入れする基板移載装置が設置された第二の移載室と、前記第一の移載室と第二の移載室との間にゲートバルブを介して一枚以上の基板を収容し減圧可能に構成された少なくとも二つの基板収容室とを備えており、前記基板収容室のうちの一室がダミー基板を専用に収容する収容室であることを特徴とする基板処理装置、である。
【0008】
前記した基板処理装置によれば、ダミー基板をダミー基板収容室にストックしたり交換したりする際には、ダミー基板は第二の移載室からダミー基板収容室へ搬送することができるので、通常の作動は中断せずに済む。また、ダミー基板を基板処理部に供給する際には、ダミー基板はダミー基板収容室から第一の移載室の基板移載装置によって搬送することができるので、ダミー基板の使用回数は基板移載装置のコントローラによって管理することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【0010】
本実施の形態において、図1および図2に示されているように、本発明に係る基板処理装置はマルチチャンバ型CVD装置(以下、CVD装置という。)として構成されており、CVD装置はICの製造方法にあってウエハに酸化シリコンや窒化シリコン等の絶縁膜を成膜したり、ウエハに五酸化タンタル(Ta2 O5 )やルテニウム(Ru)等の金属膜を成膜する成膜工程に使用されるようになっている。なお、本実施の形態に係るCVD装置においてはウエハ搬送用のキャリアとしては、FOUP(front opening unified pod 。以下、ポッドという。)が使用されている。また、以下の説明において、前後左右は図1を基準とする。すなわち、ウエハ移載室50側が前側、その反対側すなわちウエハ移載室10側が後側、搬入用予備室20側が左側、搬出用予備室30側が右側とする。
【0011】
図1および図2に示されているように、CVD装置は大気圧未満の圧力(負圧)に耐えるロードロックチャンバ構造に構成された第一のウエハ移載室(以下、負圧移載室という。)10を備えており、負圧移載室10の筐体(以下、負圧移載室筐体という。)11は平面視が九角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。負圧移載室10の中央部には負圧下でウエハWを移載するウエハ移載装置(以下、負圧移載装置という。)12が設置されており、負圧移載装置12はスカラ形ロボット(selective compliance assembly robot arm SCARA)によって構成されており、負圧移載室筐体11の底壁に設置されたエレベータ13によって気密シールを維持しつつ昇降するように構成されている。
【0012】
負圧移載室筐体11の九枚の側壁のうち正面側に位置する三枚の側壁には、搬入用予備室(以下、搬入室という。)20、搬出用予備室(以下、搬出室という。)30およびダミーウエハ収容室(以下、ダミーウエハ室という。)40がそれぞれ隣接して連結されている。搬入室20の筐体(以下、搬入室筐体という。)21、搬出室30の筐体(以下、搬出室筐体という。)31およびダミーウエハ室40の筐体(以下、ダミーウエハ室筐体という。)41はそれぞれ平面視が大略四角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されているとともに、負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。互いに隣接した搬入室筐体21の側壁および負圧移載室筐体11の側壁には搬入口22、23がそれぞれ開設されており、負圧移載室10側の搬入口23には搬入口22、23を開閉するゲートバルブ24が設置されている。互いに隣接した搬出室筐体31の側壁および負圧移載室筐体11の側壁には搬出口32、33がそれぞれ開設されており、負圧移載室10側の搬出口33には搬出口32、33を開閉するゲートバルブ34が設置されている。互いに隣接したダミーウエハ室筐体41の側壁および負圧移載室筐体11の側壁には搬入搬出口42、43がそれぞれ開設されており、負圧移載室10側の搬入搬出口43には搬入搬出口42、43を開閉するゲートバルブ44が設置されている。
【0013】
搬入室20には搬入室用仮置き台25が設置され、搬出室30には搬出室用仮置き台35が設置され、ダミーウエハ室40にはダミーウエハ仮置き台45が設置されている。これら仮置き台25、35、45は略同様に構成されているので、その構成はダミーウエハ仮置き台45について代表的に説明する。図1および図2に示されているように、仮置き台45は上下で一対の端板81、82と、上下の端板81と82との間に周方向に間隔を置いて垂直に架設された複数本の保持部材83と、各保持部材83に長手方向に等間隔に配置されて水平に刻設された保持溝84とを備えている。ダミーウエハWdの外周辺部が各保持部材83の同一平面内に位置する各保持溝84に挿入されることにより、ダミーウエハWdは仮置き台45に水平に保持された状態になる。複数枚のダミーウエハWdは仮置き台45に中心を揃えられて整列された状態で保持される。仮置き台45はエレベータ85によって昇降されるように構成されている。
【0014】
搬入室20、搬出室30およびダミーウエハ室40の前側には、大気圧以上の圧力(以下、正圧という。)を維持可能な構造に構成された第二のウエハ移載室(以下、正圧移載室という。)50が隣接して連結されており、正圧移載室50の筐体(以下、正圧移載室筐体という。)51は、平面視が横長の長方形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。正圧移載室50には正圧下でウエハWを移載するウエハ移載装置(以下、正圧移載装置という。)52が設置されており、正圧移載装置52はスカラ形ロボットによって構成されている。正圧移載装置52は正圧移載室50に設置されたエレベータ53によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ54によって左右方向に往復移動されるように構成されている。互いに隣接した搬入室筐体21の側壁および正圧移載室筐体51の側壁には搬入口26、27がそれぞれ開設されており、正圧移載室50側の搬入口27には搬入口26、27を開閉するゲートバルブ28が設置されている。互いに隣接した搬出室筐体31の側壁および正圧移載室筐体51の側壁には搬出口36、37がそれぞれ開設されており、正圧移載室50側の搬出口37には搬出口36、37を開閉するゲートバルブ38が設置されている。互いに隣接したダミーウエハ室筐体41の側壁および正圧移載室筐体51の側壁には搬入搬出口46、47がそれぞれ開設されており、正圧移載室50側の搬入搬出口47には搬入搬出口46、47を開閉するゲートバルブ48が設置されている。図1に示されているように、正圧移載室50の左側にはノッチ合わせ装置55が設置されている。また、図2に示されているように、正圧移載室50の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット56が設置されている。
【0015】
図1および図2に示されているように、正圧移載室筐体51の正面壁には三つのウエハ搬入搬出口57、58、59が左右方向に並べられて開設されており、これらのウエハ搬入搬出口57、58、59はウエハWを正圧移載室50に対して搬入搬出し得るように設定されている。これらのウエハ搬入搬出口57、58、59にはポッドオープナ60がそれぞれ設置されている。ポッドオープナ60はポッドPを載置する載置台61と、載置台61に載置されたポッドPのキャップを着脱するキャップ着脱機構62とを備えており、載置台61に載置されたポッドPのキャップをキャップ着脱機構62によって着脱することにより、ポッドPのウエハ出し入れ口を開閉するようになっている。ポッドオープナ60の載置台61に対してはポッドPが、図示しない工程内搬送装置(RGV)によって供給および排出されるようになっている。したがって、載置台61によってキャリアステージとしてのポッドステージが実質的に構成されていることになる。
【0016】
図1に示されているように、負圧移載室筐体11の九枚の側壁のうち背面側に位置する四枚の側壁には第一処理部としての第一CVDモジュール71、第二処理部としての第二CVDモジュール72、第三処理部としての第三CVDモジュール73および第四処理部としての第四CVDモジュール74がそれぞれ隣接して連結されている。第一CVDモジュール71、第二CVDモジュール72、第三CVDモジュール73および第四CVDモジュール74は、いずれも枚葉式コールドウオール形減圧CVD装置によってそれぞれ構成されている。
【0017】
以下、前記構成に係るCVD装置を使用したICの製造方法における成膜工程を説明する。
【0018】
これから成膜すべきプロダクトウエハ(以下、ウエハという。)Wは二十五枚がポッドPに収納された状態で、成膜工程を実施するCVD装置へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。図1および図2に示されているように、搬送されて来たポッドPは搬入室20におけるポッドオープナ60の載置台61の上に工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッドPのキャップがキャップ着脱機構62によって取り外され、ポッドPのウエハ出し入れ口が開放される。
【0019】
ポッドPがポッドオープナ60により開放されると、正圧移載室50に設置された正圧移載装置52はウエハ搬入搬出口57を通してポッドPからウエハWを一枚ずつ順次にピックアップし、搬入室20に搬入口26、27を通して搬入(ウエハローディング)し、一台のポッドPに収納された二十五枚のウエハWを搬入室用仮置き台25に移載して行く。この移載作業に際しては、負圧移載室10側の搬入口22、23はゲートバルブ24によって閉じられており、負圧移載室10の負圧は維持されている。二十五枚のウエハWの搬入室用仮置き台25への移載が完了すると、正圧移載室50側の搬入口26、27がゲートバルブ28によって閉じられ、搬入室20が排気装置(図示せず)によって負圧に排気される。
【0020】
搬入室20が予め設定された圧力値に減圧されると、負圧移載室10側の搬入口22、23がゲートバルブ24によって開かれるとともに、第一CVDモジュール71のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって開かれる。続いて、負圧移載室10の負圧移載装置12は搬入口22、23を通して搬入室20の仮置き台25からウエハWを一枚ずつピックアップして負圧移載室10に搬入し、第一CVDモジュール71の処理室へウエハ搬入搬出口を通して搬入(ウエハローディング)するとともに、処理室のサセプタに移載(セッティング)する。ウエハWのサセプタへの移載が終了すると、第一CVDモジュール71のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって閉じられる。このウエハWの第一CVDモジュール71への搬入に際して、搬入室20および負圧移載室10が真空排気されることによって内部の酸素や水分が予め除去されているため、ウエハWの第一CVDモジュール71への搬入に伴って外部の酸素や水分が第一CVDモジュール71の処理室に侵入することは確実に防止される。
【0021】
その後、第一CVDモジュール71においては、処理室が気密に閉じられた状態で所定の圧力となるように排気管によって排気され、ヒータユニットによって所定の温度に加熱され、所定の原料ガスがガス導入管によって所定の流量だけ供給されることにより、予め設定された処理条件に対応する所望の第一膜がウエハWに形成される。第一CVDモジュール71において予め設定された成膜処理時間が経過すると、第一膜を成膜済みのウエハWは負圧移載装置12によって第一CVDモジュール71からピックアップされ、負圧に維持された負圧移載室10に搬出(ウエハアンローディング)される。処理済みのウエハWが第一CVDモジュール71から負圧移載室10に搬出されると、第二CVDモジュール72のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって開かれる。続いて、負圧移載装置12は第一CVDモジュール71から搬出したウエハWを第二CVDモジュール72の処理室へウエハ搬入搬出口を通して搬入するとともに、処理室のサセプタに移載する。ウエハWの第一CVDモジュール71から第二CVDモジュール72への移替え作業が完了すると、第二CVDモジュール72の処理室のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって閉じられる。このようにして第一CVDモジュール71による第一膜を成膜済みのウエハWについての第一CVDモジュール71から第二CVDモジュール72への移替え作業は、いずれも負圧に維持された第一CVDモジュール71、第二CVDモジュール72および負圧移載室10において実施されるため、第一CVDモジュール71から第二CVDモジュール72へのウエハの移替え作業に際して、ウエハWの第一膜の表面に自然酸化膜が生成されたり、異物等が付着したりするのは防止されることになる。
【0022】
第二CVDモジュール72においてウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって閉じられると、前述した第一CVDモジュール71の場合と同様にして、第二膜がウエハWの第一膜の上に第二CVDモジュール72の処理室において成膜される。この第二CVDモジュール72における第二膜の成膜に際して、搬入室20の仮置き台25に予め準備された二十五枚のウエハWのうちの二枚が、第一CVDモジュール71の処理室の空になったサセプタへ前述した負圧移載装置12の移載作動によって装填される。この移載作業に際して、搬入室20の正圧移載室50側の搬入口26、27がゲートバルブ28によって閉じられることにより、搬入室20および負圧移載室10の負圧は維持されている。
【0023】
第二CVDモジュール72において第二膜の成膜について予め設定された処理時間が経過すると、前述した第一CVDモジュール71の場合と同様にして、第二膜を成膜済みのウエハWは負圧移載装置12によって第二CVDモジュール72からピックアップされ、負圧に維持された負圧移載室10に搬出される。処理済みのウエハWが第二CVDモジュール72から負圧移載室10に搬出されると、第三CVDモジュール73のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって開かれる。続いて、負圧移載装置12は第二CVDモジュール72から搬出したウエハWを第三CVDモジュール73の処理室へウエハ搬入搬出口を通して搬入するとともに、処理室のサセプタに移載する。ウエハWの第二CVDモジュール72から第三CVDモジュール73への移替え作業が完了すると、第三CVDモジュール73の処理室のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって閉じられる。このようにして第二CVDモジュール72による第二膜を成膜済みのウエハWについての第二CVDモジュール72から第三CVDモジュール73への移替え作業も、いずれも負圧に維持された第二CVDモジュール72、第三CVDモジュール73および負圧移載室10において実施されるため、第二CVDモジュール72から第三CVDモジュール73へのウエハの移替え作業に際して、ウエハWの第二膜の表面に自然酸化膜が生成されたり、異物等が付着したりするのは防止されることになる。
【0024】
第三CVDモジュール73においてサセプタに第二膜処理済みのウエハWが装填されて第三CVDモジュール73のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって閉じられると、第一CVDモジュール71および第二CVDモジュール72の場合と同様にして、第三膜がウエハWの第二膜の上に第三CVDモジュール73の処理室において成膜される。なお、前述した搬入室20から第一CVDモジュール71への移替え作業、第一CVDモジュール71から第二CVDモジュール72への移替え作業は、この第三CVDモジュール73における第三膜の成膜中に実行することができる。
【0025】
第三CVDモジュール73において第三膜の成膜について予め設定された処理時間が経過すると、前述した第一CVDモジュール71および第二CVDモジュール72の場合と同様にして、第三膜を成膜済みのウエハWは負圧移載装置12によって第三CVDモジュール73からピックアップされ、負圧に維持されている負圧移載室10に搬出される。処理済みのウエハWが第三CVDモジュール73から負圧移載室10に搬出されると、第四CVDモジュール74のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって開かれる。続いて、負圧移載装置12は第三CVDモジュール73から搬出したウエハWを第四CVDモジュール74の処理室へウエハ搬入搬出口を通して搬入するとともに、処理室のサセプタに移載する。ウエハWの第三CVDモジュール73から第四CVDモジュール74への移替え作業が完了すると、第四CVDモジュール74の処理室のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって閉じられる。このようにして第三CVDモジュール73による第三膜を成膜済みのウエハWについての第三CVDモジュール73から第四CVDモジュール74への移替え作業も、いずれも負圧に維持された第三CVDモジュール73、第四CVDモジュール74および負圧移載室10において実施されるため、第三CVDモジュール73から第四CVDモジュール74へのウエハの移替え作業に際しても、ウエハWの第三膜の表面に自然酸化膜が生成されたり、異物等が付着したりするのは防止されることになる。
【0026】
第四CVDモジュール74においてサセプタに第四膜処理済みのウエハWが装填されて第四CVDモジュール74のウエハ搬入搬出口がゲートバルブによって閉じられると、第一CVDモジュール71、第二CVDモジュール72および第三CVDモジュール73の場合と同様にして、第四膜がウエハWの第三膜の上に第四CVDモジュール74の処理室において成膜される。なお、前述した搬入室20から第一CVDモジュール71への移替え作業、第一CVDモジュール71から第二CVDモジュール72への移替え作業および第二CVDモジュール72から第三CVDモジュール73への移替え作業は、この第四CVDモジュール74における第四膜の成膜中に実行することができる。
【0027】
第四CVDモジュール74において第四膜の成膜について予め設定された処理時間が経過すると、第一CVDモジュール71、第二CVDモジュール72および第三CVDモジュール73の場合と同様にして、第四膜を成膜済みのウエハWは負圧移載装置12によって第四CVDモジュール74からピックアップされ、負圧に維持されている負圧移載室10に搬出される。処理済みのウエハWが第四CVDモジュール74から負圧移載室10に搬出されると、搬出室30の搬出口32、33がゲートバルブ34によって開かれる。続いて、負圧移載装置12は第四CVDモジュール74から搬出したウエハWを搬出口32、33を通じて搬出室30へ搬入するとともに、仮置き台35に移載する。ウエハWの第四CVDモジュール74から搬出室30の仮置き台35への移替え作業が完了すると、搬出室30の搬出口32、33がゲートバルブ34によって閉じられる。この移載作業中には、搬出室30の正圧移載室50側の搬出口36、37がゲートバルブ38によって閉じられることにより、搬出室30および負圧移載室10の負圧は維持されている。
【0028】
以上の作動が繰り返されることにより、搬入室20に一括して搬入された二十五枚のウエハWについて二枚ずつ第一膜から第四膜についての成膜処理が順次に実施されて行く。
【0029】
二十五枚のウエハWについて第一膜から第四膜についての成膜処理が完了すると、搬出室30の正圧移載室50側の搬出口36、37がゲートバルブ38によって開けられて、搬出室30のロードロックが解除される。搬出室30のロードロックが解除されると、正圧移載室50の搬出室30に対応したウエハ搬入搬出口58がポッドオープナ60によって開かれるとともに、載置台61に載置された空のポッドPのキャップがポッドオープナ60によって開かれる。続いて、正圧移載室50の正圧移載装置52は搬出口37を通して搬出室用仮置き台35からウエハWを一枚ずつ順次にピックアップして正圧移載室50に搬出(ウエハアンローディング)し、正圧移載室50のウエハ搬入搬出口58を通してポッドPに収納(チャージング)して行く。成膜済みの二十五枚のウエハWのポッドPへの収納が完了すると、ポッドPのキャップがポッドオープナ60のキャップ着脱機構62によってウエハ出し入れ口に装着され、ポッドPが閉じられる。閉じられたポッドPは載置台61の上から次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。
【0030】
ところで、以上の成膜工程の実施に際して、CVDモジュールの処理室の内面には反応生成物や未反応生成物が堆積し処理毎に累積して行く。処理室の内面に累積した膜は不慮に剥離する可能性があるために、CVDモジュールにおいては定期的または不定期的に処理室にクリーニングガスを供給してクリーニングする所謂セルフクリーニングが実施される。このセルフクリーニングの実施に際して、クリーニングガスによる侵食を防止するために、ダミーウエハがCVDモジュールの処理室に搬入されてサセプタの上に被せられる。また、前記した成膜工程が中断された場合には、中断後の成膜の膜厚分布の均一性や膜質等が所期の値を維持しているか否かを確認するために、ダミーウエハがCVDモジュールの処理室に搬入されてサセプタの上に供給される。本実施の形態においては、このようなダミーウエハのCVDモジュールの処理室への供給が必要な場合には、ダミーウエハ室40の仮置き台45に予め収容されたダミーウエハWdが所定のCVDモジュールの処理室へ搬送される。次に、本実施の形態に係るダミーウエハ供給ステップを説明する。
【0031】
ダミーウエハ室40に搬入されて仮置き台45に予め保持されたダミーウエハWdは、セルフクリーニングまたはモニタリングが必要な第一CVDモジュール71〜第四CVDモジュール74へ投入が可能になった時点で、ダミーウエハ室40からユニットに負圧移載装置12によって一枚ずつ搬入される。ダミーウエハWdが投入された第一CVDモジュール71〜第四CVDモジュール74においては、セルフクリーニングまたはモニタリングが適宜に実施される。セルフクリーニングまたはモニタリングが実施されたダミーウエハWdはダミーウエハ室40の仮置き台45に負圧移載装置12によって戻される。ここで、セルフクリーニングに使用されたダミーウエハWdは反復して使用されるために、反復使用が不可能な回数に達するまではダミーウエハ室40の仮置き台45に存置される。本実施の形態においては、反復使用回数は負圧移載装置12のコントローラによって計数することにより、自動的かつ簡単に管理することができる。ちなみに、負圧移載装置12のコントローラによって管理される反復使用不可能回数に達したダミーウエハWdは、次に述べるモニタリングに使用されたダミーウエハWdの場合と同様にしてダミーウエハ室40から搬出される。
【0032】
モニタリングに使用されてダミーウエハ室40の仮置き台45に戻されたダミーウエハWdは、ダミーウエハ室40からモニタリング用ダミーウエハを収容するポッドPが供給された例えばウエハ搬入搬出口59に正圧移載装置52によって搬送され、そのポッドPに収納される。モニタリングに使用されたダミーウエハWdが収納されたポッドPは、検査工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。ちなみに、モニタリング用や再生したセルフクリーニング用のダミーウエハWdをダミーウエハ室40の仮置き台45に搬入する搬入ステップにおいては、ダミーウエハWdは例えばウエハ搬入搬出口59からダミーウエハ室40に搬送されて仮置き台45に移載される。このウエハ搬入搬出口59とダミーウエハ室40との間のダミーウエハWdの搬送ステップは、ダミーウエハ室40が搬入室20および搬出室30から独立しているので、通常の成膜工程の実施と同様に実行することができ、しかも、通常の成膜工程の実施を中断することなく並行して実行することができる。
【0033】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【0034】
1) 負圧移載室と正圧移載室との間にゲートバルブを介して減圧可能なダミーウエハ室を設置するとともに、ダミーウエハ室に複数枚のダミーウエハを保持する仮置き台を設置することにより、ダミーウエハの運用をプロダクトウエハの運用と同様に実行することができるので、通常の成膜工程を中断しないで済み、スループットの低下を防止することができる。
【0035】
2) ダミーウエハの運用をプロダクトウエハの運用と同様に実行することにより、ダミーウエハを使用したセルフクリーニングステップやモニタリングステップを通常の成膜工程を中断しないで、インシチュー(In−situ)にて実施することができるので、CVD装置の休止時間を減少させることができ、CVD装置および成膜工程ひいてはICの製造方法のスループットを高めることができる。
【0036】
3) 負圧移載室と正圧移載室との間にダミーウエハ室を配置することにより、ダミーウエハをCVDモジュールに供給する際には、ダミーウエハはダミーウエハ室からCVDモジュールへ負圧移載装置によって搬送することができるので、ダミーウエハの反復使用回数を負圧移載装置のコントローラによって管理することができる。
【0037】
図3は本発明の他の実施の形態であるマルチチャンバ型CVD装置を示す一部省略平面断面図である。
【0038】
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、ダミーウエハをストックする仮置き台45Aが正圧移載室50に設置されている点である。本実施の形態において、モニタリング用のダミーウエハの運用は通常のプロダクトウエハの運用と殆ど同じであるので、セルフクリーニングに使用されるダミーウエハの運用方法について説明する。
【0039】
ダミーウエハWdは正圧移載装置52によって例えばウエハ搬入搬出口59から正圧移載室50に搬入されて、仮置き台45Aに予め移載される。仮置き台45Aに予め保持されたダミーウエハWdは、セルフクリーニングが必要な第一CVDモジュール71〜第四CVDモジュール74へ投入が可能になった時点で、仮置き台45Aから搬入室20へ正圧移載装置52によって搬入される。搬入室20へ搬入されたダミーウエハWdは第一CVDモジュール71〜第四CVDモジュール74へ負圧移載装置12によって一枚ずつ搬入される。ダミーウエハWdが投入された第一CVDモジュール71〜第四CVDモジュール74においては、セルフクリーニングが適宜に実施される。セルフクリーニングが実施されたダミーウエハWdは、搬出室30へ負圧移載装置12によって戻される。搬出室30のダミーウエハWdは正圧移載室50の仮置き台45Aに正圧移載装置52によって戻される。ここで、セルフクリーニングに使用されたダミーウエハWdは反復して使用されるために、反復使用が不可能な回数に達するまでは正圧移載室50の仮置き台45に存置される。ちなみに、本実施の形態においては、反復使用回数は正圧移載装置52のコントローラによって計数することにより、自動的かつ簡単に管理することができる。
【0040】
正圧移載装置52のコントローラによって管理される反復使用不可能回数に達したダミーウエハWdは、正圧移載室50の仮置き台45Aからクリーニング用ダミーウエハを収容するポッドPが供給された例えばウエハ搬入搬出口59に正圧移載装置52によって搬送され、そのポッドPに収納される。このダミーウエハWdが収納されたポッドPは、ダミーウエハ再生工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。ちなみに、モニタリング用や再生したセルフクリーニング用のダミーウエハWdをダミーウエハ室40の仮置き台45に搬入するステップにおいては、ダミーウエハWdは例えばウエハ搬入搬出口59からダミーウエハ室40に搬送されて仮置き台45に移載される。このウエハ搬入搬出口59と正圧移載室50の仮置き台45Aとの間のダミーウエハWdの搬送ステップは、通常の成膜工程の実施と同様に実行することができ、しかも、通常の成膜工程の実施を中断することなく並行して実行することができる。
【0041】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【0042】
例えば、負圧移載室の周囲に配設するCVDモジュールの数は、四に限らず、二または三または五以上であってもよい。
【0043】
負圧移載室の周囲に配設されるウエハを処理する処理部は、枚葉式コールドウオール形減圧CVD装置が設備されたCVDモジュールによって構成するに限らず、バッチ式CVD装置および二枚葉式ホットウオール形CVD装置が設備されたCVDモジュール、さらには、酸化装置や拡散装置、熱処理装置、スパッタリング装置、ドライエッチング装置等の基板処理装置を備えたモジュール等によって構成してもよい。
【0044】
前記実施の形態ではCVD膜を形成する場合について説明したが、酸化処理や拡散処理やアニール処理、プラズマ処理、スパッタ処理、ドライエッチング処理、クリーニング処理、冷却処理、予備加熱処理およびそれらを組み合わせた処理にも適用することができる。
【0045】
また、ウエハを処理する場合について説明したが、液晶パネルや磁気ディスク、光ディスク等の基板全般について適用することができる。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ダミーウエハの運用によるスループットの低下を防止することができるとともに、ダミーウエハの使用回数を容易に管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるマルチチャンバ型CVD装置を示す一部省略平面断面図である。
【図2】その側面断面図である。
【図3】本発明の他の実施の形態であるマルチチャンバ型CVD装置を示す一部省略平面断面図である。
【符号の説明】
W…ウエハ(基板)、Wd…ダミーウエハ(ダミー基板)、P…ポッド(基板キャリア)、10…負圧移載室(第一の移載室)、11…負圧移載室筐体、12…負圧移載装置(基板移載装置)、13…エレベータ、20…搬入室(基板収容室)、21…搬入室筐体、22、23…搬入口、24…ゲートバルブ、25…搬入室用仮置き台、26、27…搬入口、28…ゲートバルブ、30…搬出室(基板収容室)、31…搬出室筐体、32、33…搬出口、34…ゲートバルブ、35…搬出室用仮置き台、36、37…搬出口、38…ゲートバルブ、40…ダミーウエハ室(基板収容室)、41…ダミーウエハ室筐体、42、43…搬入搬出口、44…ゲートバルブ、45…ダミーウエハ仮置き台、46、47…搬入搬出口、48…ゲートバルブ、50…正圧移載室(第二の移載室)、51…正圧移載室筐体、52…正圧移載装置(基板移載装置)、53…エレベータ、54…リニアアクチュエータ、55…ノッチ合わせ装置、56…クリーンユニット、57、58、59…ウエハ搬入搬出口、60…ポッドオープナ、61…載置台、62…キャップ着脱機構、71…第一CVDモジュール(第一処理部)、72…第二CVDモジュール(第二処理部)、73…第三CVDモジュール(第三処理部)、74…第四CVDモジュール、81、82…端板、83…保持部材、84…保持溝、85…エレベータ、45A…正圧移載室に設置されたダミーウエハ仮置き台。
Claims (1)
- 少なくとも一つの基板処理部がゲートバルブを介して連結され基板移載装置が設置された第一の移載室と、基板を収納するキャリアに対し基板を出し入れする基板移載装置が設置された第二の移載室と、前記第一の移載室と第二の移載室との間にゲートバルブを介して一枚以上の基板を収容し減圧可能に構成された少なくとも二つの基板収容室とを備えており、前記基板収容室のうちの一室がダミー基板を専用に収容する収容室であることを特徴とする基板処理装置。
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