JP2007005399A - Substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理装置に関し、特に、被処理基板を加熱する技術に係り、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、半導体素子を含む集積回路が作り込まれる半導体ウエハ(以下、ウエハという。)に成膜やアニール、酸化膜成長および拡散等の各種の熱処理(thermal treatment )を施すのに利用して有効なものに関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly to a technique for heating a substrate to be processed. For example, in a manufacturing method of a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as an IC), a semiconductor in which an integrated circuit including a semiconductor element is built. The present invention relates to a wafer (hereinafter, referred to as a wafer) that is effective for applying various thermal treatments such as film formation, annealing, oxide film growth, and diffusion.
ICの製造方法において成膜やアニール、酸化膜成長および拡散等の各種の熱処理を施す基板処理装置としては、加熱源にタングステン−ハロゲン直線ランプ(以下、加熱ランプという。)を使用したRTP(Rapid Thermal Processing)装置がある。
このRTP装置は、被処理基板としてのウエハを収容する処理室と、この処理室においてウエハを保持する保持部材(以下、サセプタという。)と、サセプタの上のウエハをサセプタの下方から加熱する複数本の加熱ランプと、サセプタの上方に設置されてウエハの温度を測定する温度測定装置と、処理室を大気圧よりも若干低めに排気する排気口と、ウエハを保持したサセプタを回転させるサセプタ回転装置とを備えている。
As a substrate processing apparatus that performs various heat treatments such as film formation, annealing, oxide film growth, and diffusion in an IC manufacturing method, RTP (Rapid) using a tungsten-halogen linear lamp (hereinafter referred to as a heating lamp) as a heating source. Thermal processing equipment.
The RTP apparatus includes a processing chamber for storing a wafer as a substrate to be processed, a holding member (hereinafter referred to as a susceptor) for holding the wafer in the processing chamber, and a plurality of wafers that heat the wafer on the susceptor from below the susceptor. A heating lamp, a temperature measuring device installed above the susceptor to measure the temperature of the wafer, an exhaust port for exhausting the processing chamber slightly below atmospheric pressure, and a susceptor rotation for rotating the susceptor holding the wafer Device.
そして、従来のこの種のRTP装置としては、温度測定装置に放射温度計を使用したものがある(例えば、特許文献1参照)。
前記した放射温度計を使用したRTP装置においては、加熱ランプからの照射光(可視光線から赤外線領域の電磁波。以下、光という。)が上方に漏れると、その漏れた光(所謂迷光)を放射温度計が拾うために、温度の測定精度が低下するという問題点がある。
ところで、このようなRTP装置においては、加熱ランプから照射された光がウエハに効率よく伝わるように、石英等の透光性を有する材料によって透光窓をサセプタに形成して加熱ランプの光をウエハに透過させる場合や、透光孔をサセプタに形成して加熱ランプの光をウエハに直接的に照射させる場合がある。
これらの場合には、ウエハの面内温度分布の均一性を保持するためにウエハの全面に加熱ランプの光が照射するように構成する必要がある。同時に、ウエハの外縁からの迷光の発生を防止する必要もある。
このような場合において、ウエハの面内温度分布の均一性の保持を優先して、サセプタの透光窓やサセプタの透光孔をウエハの外形に合致させると、ウエハをサセプタに移載する際の僅かな位置ずれや、透光窓や透光孔に僅かな加工誤差が発生した場合であっても、加熱ランプの光がウエハの外縁から漏れるために、放射温度計の測定精度が低下してしまうという問題点がある。
逆に、ウエハの外縁からの迷光の発生の防止を優先して、サセプタの透光窓や透光孔をウエハの外形よりも小さめに設定すると、ウエハの周縁部の温度が透光窓や透光孔の周縁部の遮光作用および熱伝導作用によって低下されてしまうために、ウエハの面内温度分布の均一性が低下してしまうという問題点がある。
なお、ウエハは昇温すると、反りが発生することが知られているが、ウエハの反りが発生すると、ウエハの外縁に迷光が発生するために、放射温度計の測定精度が低下する。
In the RTP device using the radiation thermometer described above, when the irradiation light from the heating lamp (electromagnetic wave in the visible to infrared region, hereinafter referred to as light) leaks upward, the leaked light (so-called stray light) is emitted. Since a thermometer picks up, there exists a problem that the measurement precision of temperature falls.
By the way, in such an RTP apparatus, a light-transmitting window is formed on the susceptor by using a light-transmitting material such as quartz so that the light irradiated from the heating lamp can be efficiently transmitted to the wafer. In some cases, the light is transmitted through the wafer, or a light transmitting hole is formed in the susceptor to directly irradiate the wafer with light from a heating lamp.
In these cases, in order to maintain the uniformity of the in-plane temperature distribution of the wafer, the entire surface of the wafer needs to be irradiated with light from a heating lamp. At the same time, it is necessary to prevent the generation of stray light from the outer edge of the wafer.
In such a case, giving priority to maintaining the uniformity of the in-plane temperature distribution of the wafer, if the transparent window of the susceptor and the transparent hole of the susceptor are matched to the outer shape of the wafer, the wafer is transferred to the susceptor. Even if a slight misalignment or a slight processing error occurs in the light-transmitting window or light-transmitting hole, the measurement accuracy of the radiation thermometer decreases because the light from the heating lamp leaks from the outer edge of the wafer. There is a problem that.
Conversely, if priority is given to preventing the generation of stray light from the outer edge of the wafer, and the light transmission window and light transmission hole of the susceptor are set to be smaller than the outer shape of the wafer, the temperature at the peripheral edge of the wafer will be reduced. Since it is lowered by the light shielding effect and heat conduction effect at the peripheral edge of the light hole, there is a problem that the uniformity of the in-plane temperature distribution of the wafer is lowered.
It is known that when the temperature of the wafer rises, warping occurs. However, when the wafer warps, stray light is generated at the outer edge of the wafer, so that the measurement accuracy of the radiation thermometer decreases.
本発明の目的は、被処理基板の面内温度分布の均一性を保持することができるとともに、被処理基板の外縁からの迷光の発生を防止することができる基板処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can maintain the uniformity of the in-plane temperature distribution of the substrate to be processed and can prevent the generation of stray light from the outer edge of the substrate to be processed. .
本発明に係る基板処理装置は、基板を処理する空間を提供する処理室と、
前記基板の処理時に前記処理室内に載置される前記基板の処理位置の一方側に設けられた加熱手段と、
前記処理位置の他方側に設けられて前記基板の温度を測定する温度測定手段と、
前記処理位置にて前記基板を保持する保持手段と、
前記処理位置に保持される前記基板と非接触の状態で、前記基板の外周縁側に設けられる略円形の開口部を有する遮光部材と、
を備えている基板処理装置であって、
前記遮光部材の前記開口部側の端面が、前記温度測定手段の方向に向かって傾斜していることを特徴とする。
A substrate processing apparatus according to the present invention includes a processing chamber that provides a space for processing a substrate,
A heating means provided on one side of the processing position of the substrate placed in the processing chamber during processing of the substrate;
Temperature measuring means provided on the other side of the processing position for measuring the temperature of the substrate;
Holding means for holding the substrate at the processing position;
A light shielding member having a substantially circular opening provided on the outer peripheral side of the substrate in a non-contact state with the substrate held at the processing position;
A substrate processing apparatus comprising:
An end face of the light shielding member on the opening side is inclined toward the direction of the temperature measuring means.
前記した手段によれば、被処理基板の外縁の迷光は遮光部材によって遮光することができるので、例えば、放射温度計の測定精度の低下を防止することができる。
この際、遮光部材の開口部側の端面が温度測定手段の方向に向かって傾斜していることにより、遮光部材の端面で反射した光が被処理基板の周辺部を加熱する状態になるために、被処理基板の周辺部の温度低下を防止することができ、被処理基板の面内温度分布の均一性を維持することができる。
According to the above-described means, stray light on the outer edge of the substrate to be processed can be shielded by the light shielding member, and therefore, for example, it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy of the radiation thermometer.
At this time, since the end surface on the opening side of the light shielding member is inclined toward the temperature measuring means, the light reflected by the end surface of the light shielding member is in a state of heating the peripheral portion of the substrate to be processed. In addition, it is possible to prevent a temperature drop in the periphery of the substrate to be processed, and to maintain the uniformity of the in-plane temperature distribution of the substrate to be processed.
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、図1に示されているように、マルチチャンバ型処理装置(以下、処理装置という。)として構成されており、この処理装置は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、金属とシリコンの合金膜を形成したり、膜中に打ち込まれた不純物原子を活性化させるためのアニール処理を行う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処理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、図1が示されている紙面に対して、前は紙面の下、後は紙面の上、左右は紙面の左右とする。
In the present embodiment, the substrate processing apparatus according to the present invention is configured as a multi-chamber processing apparatus (hereinafter referred to as a processing apparatus) as shown in FIG. In the manufacturing method, an insulating film such as silicon oxide or silicon nitride is formed on the wafer, an alloy film of metal and silicon is formed, or an annealing process is performed to activate impurity atoms implanted in the film. It is used for the process to perform.
In the processing apparatus according to the present embodiment, a FOUP (front opening unified pod, hereinafter referred to as a pod) is used as a carrier for wafer transfer.
In the following description, front, rear, left and right are based on FIG. That is, with respect to the paper surface shown in FIG. 1, the front is below the paper surface, the rear is above the paper surface, and the left and right are the left and right sides of the paper surface.
図1に示されているように、処理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は平面視が六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。
As shown in FIG. 1, the processing apparatus has a first wafer transfer chamber (hereinafter referred to as a negative pressure transfer chamber) configured in a load lock chamber structure that can withstand a pressure (negative pressure) less than atmospheric pressure. 10, a housing 11 of the negative pressure transfer chamber 10 (hereinafter referred to as a negative pressure transfer chamber housing) 11 is formed in a box shape having a hexagonal shape in plan view and closed at both upper and lower ends.
A wafer transfer device (hereinafter referred to as a negative pressure transfer device) 12 for transferring the wafer W under a negative pressure is installed at the center of the negative
負圧移載室筐体11の六枚の側壁のうち正面側に位置する二枚の側壁には、搬入用予備室(以下、搬入室という。)20と搬出用予備室(以下、搬出室という。)30と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と搬出室30の筐体(以下、搬出室筐体という。)31とは、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それぞれ構成されている。
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。搬入室20には搬入室用仮置き台25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。搬出室30には搬出室用仮置き台35が設置されている。
Of the six side walls of the negative pressure transfer chamber casing 11, two side walls located on the front side are provided with a carry-in spare chamber (hereinafter referred to as a carry-in chamber) 20 and a carry-out spare chamber (hereinafter referred to as a carry-out chamber). 30) are connected adjacent to each other.
The
Carry-in
Unloading
搬入室20および搬出室30の前側には、大気圧以上の圧力(正圧)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。)40が隣接して連結されており、正圧移載室40の筐体(以下、正圧移載室筐体という。)41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40には正圧下でウエハWを移載する第二のウエハ移載装置(以下、正圧移載装置という。)42が設置されており、正圧移載装置42はスカラ形ロボットによってウエハを搬送し得るように構成されている。
正圧移載装置42は正圧移載室40に設置されたエレベータ43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44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。
On the front side of the carry-in
The positive
The positive pressure transfer device 42 is configured to be moved up and down by an elevator 43 installed in the positive
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41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40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41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40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。
図1に示されているように、正圧移載室40の左側にはノッチ合わせ装置45が設置されている。
Unloading
As shown in FIG. 1, a
図1に示されているように、正圧移載室筐体41の正面壁には三つのウエハ搬入搬出口47、48、49が左右方向に並べられて開設されており、三つのウエハ搬入搬出口47、48、49はウエハWを正圧移載室40に対して搬入搬出し得るように設定されている。三つのウエハ搬入搬出口47、48、49にはポッドオープナ50がそれぞれ設置されている。
ポッドオープナ50はポッドPを載置する載置台51と、載置台51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52とを備えており、載置台51に載置されたポッドPのキャップをキャップ着脱機構52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50の載置台51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51によってキャリアステージとしてのポッドステージが構成されていることになる。
As shown in FIG. 1, three wafer loading / unloading
The
The pod P is supplied to and discharged from the mounting table 51 of the
図1に示されているように、負圧移載室筐体11の六枚の側壁のうち背面側に位置する二枚の側壁には、第一処理部としての第一処理ユニット61と、第二処理部としての第二処理ユニット62とがそれぞれ隣接して連結されている。
第一処理ユニット61および第二処理ユニット62はいずれも枚葉式減圧RTP装置(以下、RTP装置という。)によってそれぞれ構成されている。
また、負圧移載室筐体11における六枚の側壁のうちの残りの互いに対向する二枚の側壁には、第三処理部としての第一クーリングユニット63と、第四処理部としての第二クーリングユニット64とがそれぞれ連結されており、第一クーリングユニット63および第二クーリングユニット64はいずれも処理済みのウエハWを冷却するように構成されている。
As shown in FIG. 1, two side walls located on the back side among the six side walls of the negative pressure transfer chamber housing 11 have a
Each of the
The remaining two opposite side walls of the six side walls in the negative pressure transfer chamber housing 11 have a first cooling unit 63 as a third processing unit and a second cooling unit as a fourth processing unit. Two cooling
図2に示されているように、RTP装置70はウエハWを処理する処理室71を形成した筐体72を備えており、筐体72は上下面が開口した円筒形状に形成されたカップ73と、カップ73の上面開口部を閉塞する円盤形状のトッププレート74と、カップ73の下面開口部を閉塞する円盤形状のボトムプレート75とが組み合わされて円筒中空体形状に構築されている。筐体72は様々な金属によって形成することができる。図示しないが、筐体72は周知の循環式冷水フローシステムによって室温程度まで水冷されるように構成されている。
カップ73の側壁の一部には排気口76が処理室71の内外を連通するように開設されており、排気口76には処理室71を大気圧未満(以下、負圧という。)に排気し得る排気装置が接続されている。
なお、排気口76はボトムプレート75の中心線上にも開設されている。
カップ73の側壁の排気口76と反対側の位置には、ウエハWを処理室71に搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口77が開設されており、ウエハ搬入搬出口77はゲートバルブ78によって開閉されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
An
The
A wafer loading / unloading
ボトムプレート75の下面の中心線上には昇降駆動装置79が設置されており、昇降駆動装置79は昇降軸80を昇降させるように構成されている。昇降軸80はボトムプレート75を上下方向に挿通されて摺動自在に支持されている。
昇降軸80の上端には昇降板81が水平に固定されており、昇降板81の上面には複数本(通常は三本または四本)のリフタピン82が垂直に立脚されて固定されており、各リフタピン82は昇降板81の昇降に伴って昇降することにより、ウエハWを下から水平に支持して昇降させるようになっている。
An elevating
An elevating
ボトムプレート75の上面における昇降軸80の外側には支持筒83が突設されており、支持筒83の上端面の上には冷却プレート84が水平に架設されている。
冷却プレート84の上方には複数本の加熱ランプから構成された第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86が、下から順に配置されてそれぞれ水平に架設されており、第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86は第一支柱87および第二支柱88によってそれぞれ水平に支持されている。
第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86は加熱源としての加熱ランプ(タングステン−ハロゲン直線ランプ)が複数本、互いに平行に配列されて水平にそれぞれ架設されて構成されている。
図示しないが、第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86には四つのゾーンが、両端から中央にかけてそれぞれ設定されている。第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86は第一ゾーン〜第四ゾーン毎に制御器に並列に接続されており、制御器は後記する放射温度計が接続されたコントローラ(図示せず)によってフィードバック制御されるように構成されている。
第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86の電力供給電線89は、ボトムプレート75を挿通して外部に引き出されている。
なお、第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86やコントローラ等から成るヒータアッセンブリは、放射ピークが0.95μmの波長の放射熱線(光)を照射し、多くの熱を中央部ゾーンよりも周辺部のゾーンに加える加熱プロファイルを呈するように設定されている。
A support cylinder 83 protrudes outside the lifting shaft 80 on the upper surface of the
Above the
The first
Although not shown, the first
The
The heater assembly including the first
処理室71には処理室71の内径よりも小径の外径を有する円筒形状に形成されたタレット91が、同心円に配置されている。タレット91はセラミックやグラファイトより好ましくはシリコングラファイトによって被覆されたグラファイト等が使用されて構成されている。
タレット91は円形のリング形状の内歯平歯車93の上面に同心円に配置されて固定されており、内歯平歯車93はボトムプレート75に介設されたベアリング92によって水平に支承されている。内歯平歯車93には原動側平歯車94が噛合されており、原動側平歯車94はボトムプレート75に介設されたベアリング95によって水平に支承されて、ボトムプレート75の下に設置された保持部材回転装置96によって回転駆動されるようになっている。
なお、タレット91の回転速度は処理の諸条件に対応して、5〜60rpmに設定することが好ましい。
A
The
Note that the rotational speed of the
タレット91の上端面の上には円形リング形状に形成されたアウタプラットホーム97が水平に架設されており、アウタプラットホーム97の内側には遮光部材としてのインナプラットホーム98が水平に架設されている。アウタプラットホーム97およびインナプラットホーム98は炭化シリコン(SiC)が使用されており、インナプラットホーム98には開口部98aの内径がウエハWの外径よりも充分に大径の円形リング形状に形成されている。
図3に示されているように、インナプラットホーム98の開口部98aの上端部には、円形リング形状の遮光部99が内周面から内側に向かって次第に上昇するように傾斜して突出されており、遮光部99の内径はウエハWの外径よりも若干だけ大きめに設定されている。
インナプラットホーム98の下面には石英等の透光性を有する材料によって棒形状に形成され凹字形状に屈曲された支持ピン100が四本、開口部98aの内側に突出するように突設されており、四本の支持ピン100の内側の各上端はインナプラットホーム98の開口部98aの内部空間において水平面を構成するように揃えられている。
つまり、アウタプラットホーム97、インナプラットホーム98および四本の支持ピン100によって、ウエハWを保持するための保持手段としての保持部材101が構成されており、ウエハWが保持部材101において四本の支持ピン100によって水平に保持されるようになっている。
なお、支持ピン100の他の実施の形態として、ボトムプレート75の中心付近から立設する棒体(石英等製)と、棒体から3乃至4本の枝部(石英等製)を放射状に設ける。この枝部の先端部にてウエハWを保持する構成としてもよい。
An outer platform 97 formed in a circular ring shape is horizontally installed on the upper end surface of the
As shown in FIG. 3, a circular ring-shaped
On the lower surface of the
That is, the outer platform 97, the
As another embodiment of the
図2に示されているように、トッププレート74には原料ガス供給管102および不活性ガス供給管103が処理室71に連通するようにそれぞれ接続されている。
トッププレート74には温度測定装置としての放射温度計のプローブ104が複数本、互いに半径方向にウエハWの中心から周辺にかけてずらされてそれぞれ配置されウエハWの上面と対向するように挿入されており、放射温度計は複数本のプローブ104がそれぞれ検出した光に基づく計測温度をコントローラに逐次送信するように構成されている。
トッププレート74の他の場所にはウエハWの放射率を非接触にて測定する放射率測定装置105が設置されている。放射率測定装置105はレファレンスプローブ106を備えており、レファレンスプローブ106はレファレンスプローブ用モータ107によって垂直面内で回転されるように構成されている。レファレンスプローブ106の上側には参照光を照射するレファレンスランプ108が、レファレンスプローブ106の先端に対向するように設置されている。レファレンスプローブ106は放射温度計に光学的に接続されており、放射温度計はウエハWからの光子密度と、レファレンスランプ108からの参照光の光子密度とを比較することにより、計測温度を校正するようになっている。
As shown in FIG. 2, the source
A plurality of radiation thermometer probes 104 as temperature measuring devices are arranged on the
An
以下、前記構成に係る処理装置を使用したICの製造方法における成膜工程を説明する。 Hereinafter, a film forming process in an IC manufacturing method using the processing apparatus having the above configuration will be described.
これから成膜すべきウエハ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処理装置へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。
図1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50の載置台51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52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。
ポッドPがポッドオープナ50により開放されると、正圧移載室40に設置された正圧移載装置42はウエハ搬入搬出口47を通してポッドPからウエハWをピックアップし、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、ウエハWを搬入室用仮置き台25に移載して行く。
この移載作業中には、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。
ウエハWの搬入室用仮置き台25への移載作業が完了すると、正圧移載室40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。
From now on, twenty-five wafers W to be deposited are transferred by the in-process transfer apparatus to the processing apparatus for performing the film forming process in a state where 25 wafers are accommodated in the pod P.
As shown in FIG. 1, the pod P that has been transported is delivered from the in-process transport device and placed on the
The cap of the pod P is removed by the cap attaching / detaching mechanism 52, and the wafer loading / unloading port of the pod P is opened.
When the pod P is opened by the
During the transfer operation, the carry-in
When the transfer operation of the wafer W to the temporary loading table 25 for the loading chamber is completed, the
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、第一処理ユニット61のウエハ搬入搬出口65およびウエハ搬入搬出口77(図2参照)がゲートバルブ78(図2参照)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を通して搬入室用仮置き台25からウエハWをピックアップして負圧移載室10に搬入する。負圧移載装置12はウエハWを第一処理ユニット61のウエハ搬入搬出口65に搬送して、ウエハ搬入搬出口65、77から第一処理ユニット61であるRTP装置70の処理室71へ搬入(ウエハローディング)するとともに、処理室71のリフタピン82の上に移載する。
When the
Subsequently, the negative
ここで、前記構成に係るRTP装置70の作用を説明する。
Here, the operation of the
カップ73の側壁に開設されたウエハ搬入搬出口77がゲートバルブ78により開放されると、昇降軸80が昇降駆動装置79によって上限位置に上昇されて、リフタピン82がインナプラットホーム98の開口部98aを下から挿通する。
続いて、負圧移載装置12によって搬送されて来たウエハWが複数本のリフタピン82の上端間に受け渡される。
その後に、リフタピン82にウエハWを受け渡した負圧移載装置12は後退する。
次に、昇降軸80が昇降駆動装置79によって下降されることにより、リフタピン82が保持部材101の下方に引き込まれて、リフタピン82の上のウエハWが四本の支持ピン100の上端間に受け渡される。
この際、インナプラットホーム98の開口部98aの内周に突設された遮光部99の内径は、ウエハWの外径よりも大きめに設定されているので、下降するウエハWに遮光部99が干渉することはない。
ウエハWが支持ピン100の上に受け渡されると、ウエハ搬入搬出口77がゲートバルブ78により閉じられる。処理室71が閉じられると、処理室71が排気口76を通じて排気される。
When the wafer loading / unloading
Subsequently, the wafer W transferred by the negative
Thereafter, the negative
Next, the elevating shaft 80 is lowered by the elevating
At this time, since the inner diameter of the
When the wafer W is transferred onto the support pins 100, the wafer loading / unloading
ウエハWが四本の支持ピン100の上に水平に受け渡されると、タレット91が内歯平歯車93および原動側平歯車94を介して保持部材回転装置96によって回転される。
支持ピン100に保持されたウエハWは保持部材回転装置96によって回転されながら、第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86によって加熱される。
この加熱中におけるウエハWの温度は放射温度計のプローブ104によって逐次計測され、コントローラへ逐次送信されている。
コントローラは放射温度計からの計測結果に基づいてフィードバック制御を実行する。この際、放射率測定装置105からのデータに基づいて測定温度の校正が実施される。
When the wafer W is horizontally transferred onto the four
The wafer W held on the support pins 100 is heated by the first
The temperature of the wafer W during the heating is sequentially measured by the
The controller executes feedback control based on the measurement result from the radiation thermometer. At this time, the measurement temperature is calibrated based on the data from the
四本の支持ピン100の上に保持されたウエハWは、保持部材101が保持部材回転装置96によって回転されながら、第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86によって加熱されるため、ウエハWは全面にわたって均等に熱処理される。
そして、熱処理レートはウエハWの面内温度分布に依存するため、ウエハWの面内温度分布が全面にわたって均一であれば、ウエハWに施される熱処理状況の面内分布はウエハWの全面にわたって均一になる。
Since the wafer W held on the four
Since the heat treatment rate depends on the in-plane temperature distribution of the wafer W, if the in-plane temperature distribution of the wafer W is uniform over the entire surface, the in-plane distribution of the heat treatment state applied to the wafer W is over the entire surface of the wafer W. It becomes uniform.
予め設定された所定の処理時間が経過すると、処理室71は排気口76によって所定の負圧に排気される。
続いて、前述とは逆の手順により、ウエハWはリフタピン82によって支持ピン100の上から所定の間隔だけ浮かされた後に、リフタピン82の上から負圧移載装置12によってピックアップされ、処理室71の外部へ搬出される。
When a predetermined processing time set in advance elapses, the
Subsequently, the wafer W is lifted by a
ところで、第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86からの光がウエハWの上方に漏洩すると、放射温度計のプローブ104およびレファレンスプローブ106がその迷光を拾うために、放射温度計の測定精度が低下してしまう。
本実施の形態においては、図4に示されているように、第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86からの光110は、インナプラットホーム98の開口部98aに内側に向かって次第に上昇するように傾斜して突設された遮光部99によって遮蔽されるために、上方に漏洩することはない。すなわち、インナプラットホーム98の開口部98aの内周面付近を透過した光110は、遮光部99に吸収されるか、または、遮光部99の下面において下方に反射するために、上方に漏洩することはない。
したがって、放射温度計のプローブ104およびレファレンスプローブ106はウエハWからの放射光111だけを拾うために、放射温度計の測定精度が低下することを防止することができる。
他方、インナプラットホーム98の開口部98aの内径はウエハWの外径よりも充分に大径に設定されていることにより、第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86からの光110は、ウエハWの全面に照射するので、ウエハWは周辺部も含めて全体にわたって加熱される状態になる。
さらに、ウエハWはインナプラットホーム98の開口部98a内に四本の支持ピン100によって支持されていることにより、ウエハWが反った場合であっても、ウエハWは遮光部99の下方空間に収まるために、第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86からの光110がウエハWの上方に漏洩するのを防止することができる。
By the way, when light from the first
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the light 110 from the first
Therefore, since the
On the other hand, since the inner diameter of the
Further, since the wafer W is supported by the four
ところで、ウエハWは第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86によってウエハWの下方から加熱されるが、ウエハWに対する開口部98aの深さすなわちインナプラットホーム98の側壁の高さによっては、開口部98aの影がウエハWの周縁部に形成されるため、ウエハWの周縁部の温度が低下する場合があると、考えられる。
しかし、本実施の形態においては、図4に示されているように、遮光部99の下面において反射した光はウエハWの周縁部に照射するので、ウエハWの周縁部の温度低下は防止することができる。
Incidentally, the wafer W is heated from below the wafer W by the first
However, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the light reflected from the lower surface of the
以上のようにしてRTP装置70すなわち第一処理ユニット61において所定の処理が終了すると、成膜済みのウエハWは第一処理ユニット61のリフタピン82から負圧移載装置12によってピックアップされて、負圧に維持されている負圧移載室10に第一処理ユニット61のウエハ搬入搬出口65から搬出(ウエハアンローディング)される。
処理済みのウエハWが第一処理ユニット61から負圧移載室10に負圧移載装置12によって搬出されると、第一クーリングユニット63のウエハ搬入搬出口67がゲートバルブ67Aによって開かれる。
続いて、負圧移載装置12は第一処理ユニット61から搬出したウエハWを第一クーリングユニット63の処理室(冷却室)へウエハ搬入搬出口67を通して搬入するとともに、処理室の基板載置台に移載する。
ウエハWの第一処理ユニット61から第一クーリングユニット63への移替え作業が完了すると、第一クーリングユニット63の処理室のウエハ搬入搬出口67がゲートバルブ67Aによって閉じられる。ウエハ搬入搬出口67が閉じられると、第一クーリングユニット63に搬入された成膜済みのウエハは冷却される。
When the predetermined processing is completed in the
When the processed wafer W is unloaded from the
Subsequently, the negative
When the transfer operation of the wafer W from the
第一クーリングユニット63において予め設定された冷却時間が経過すると、前述した第一処理ユニット61の場合と同様にして、冷却済みのウエハWは負圧移載装置12によって第一クーリングユニット63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。
冷却済みのウエハWが第一クーリングユニット63から負圧移載室10に搬出されると、搬出口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は第一クーリングユニット63から搬出したウエハWを負圧移載室10の搬出口33へ搬送し、搬出室30に搬出口33を通して搬出するとともに、搬出室用仮置き台35に移載する。
冷却済みのウエハWの第一クーリングユニット63から搬出室30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。
When a preset cooling time elapses in the first cooling unit 63, the cooled wafer W is picked up from the first cooling unit 63 by the negative
When the cooled wafer W is unloaded from the first cooling unit 63 to the negative
Subsequently, the negative
When the transfer operation of the cooled wafer W from the first cooling unit 63 to the unloading
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と、搬出室30の正圧移載室40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40の搬出室30に対応したウエハ搬入搬出口48がポッドオープナ50によって開かれるとともに、載置台51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50によって開かれる。
続いて、正圧移載室40の正圧移載装置42は搬出口37を通して搬出室用仮置き台35からウエハWをピックアップして正圧移載室40に搬出し、正圧移載室40のウエハ搬入搬出口48を通してポッドPに収納(チャージング)して行く。
処理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50のキャップ着脱機構52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51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。
When the carry-out
When the load lock of the unloading
Subsequently, the positive pressure transfer device 42 in the positive
When the storage of the 25 processed wafers W into the pod P is completed, the cap of the pod P is attached to the wafer loading / unloading port by the cap attaching / detaching mechanism 52 of the
以上の作動が繰り返されることにより、ウエハが一枚ずつ順次に処理されて行く。
以上の作動は第一処理ユニット61および第一クーリングユニット63が使用される場合を例にして説明したが、第二処理ユニット62および第二クーリングユニット64が使用される場合についても同様の作動が実施される。
By repeating the above operation, the wafers are sequentially processed one by one.
The above operation has been described by taking the case where the
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。 According to the embodiment, the following effects can be obtained.
1) インナプラットホーム98の開口部98aに上向きに傾斜する遮光部99を突設することにより、第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86からの光110を遮光部99によって遮蔽して、上方に漏洩するのを防止することができるので、放射温度計のプローブ104およびレファレンスプローブ106はウエハWからの放射光111だけを拾うことになり、放射温度計の測定精度が低下することを防止することができる。
1) By projecting a light-shielding
2) ウエハWを遮光部99によって支持せずに、ウエハWを四本の支持ピン100によってインナプラットホーム98の開口部98a内で浮かせて支持することにより、開口部98a内においてウエハWを第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86からの光110によって全体に加熱することができるので、ウエハWの周縁部における温度低下を防止することができる。
2) Without supporting the wafer W by the
3) 遮光部99をウエハWの上側に配置し、ウエハWをインナプラットホーム98の開口部98aの底部に四本の支持ピン100によって支持することにより、ウエハWが反った場合であってもウエハWは遮光部99の下側に収まるために、第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86からの光110がウエハWの上方に漏洩するのを防止することができる。
3) The
4) 遮光部99で反射した光がウエハWの周縁部に照射するように遮光部99を形成することにより、遮光部99で反射した光でウエハWの周縁部を加熱することができるので、ウエハWの周縁部における温度低下を防止することができる。
4) Since the light-reflecting
図5は本発明の第一の比較例を示している。
図5に示されているように、遮光部材としてのインナプラットホーム98Aの開口部には、口径がウエハWの外径よりも小さい遮光部99AがウエハWの周縁部に下から係合するように形成されているために、第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86からの光110が放射温度計のプローブ104側に漏洩するのを防止することができる。
しかしながら、遮光部99AがウエハWの周縁部を完全に遮光しているため、ウエハWの周縁部の温度が低下してしまうという問題点がある。
FIG. 5 shows a first comparative example of the present invention.
As shown in FIG. 5, in the opening portion of the
However, since the light shielding portion 99A completely shields the peripheral edge of the wafer W, there is a problem that the temperature of the peripheral edge of the wafer W decreases.
図6は本発明の第二の比較例を示している。
図6に示されているように、遮光部99BはウエハWの周縁から離れているため、斜めから照射した光112が放射温度計のプローブ104に入射してしまうという問題点がある。
また、遮光部99BがウエハWの下方に位置していることにより、第一加熱ランプ群85および第二加熱ランプ群86からの光のうち一部を遮断する状態、すなわち、遮光部99Bの内周縁部がウエハWの下面の周縁部に影となって投影する状態になるため、ウエハWの周縁部の温度がその分だけ低下してしまう。
FIG. 6 shows a second comparative example of the present invention.
As shown in FIG. 6, since the
Further, since the
なお、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において、種々に変更が可能であることはいうまでもない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It cannot be overemphasized that it can change variously in the range which does not deviate from the summary.
支持ピンは四本に限らず、三本または五本以上に設定してもよい。 The support pins are not limited to four, and may be set to three or five or more.
加熱源としては、加熱ランプを使用するに限らず、抵抗線式ヒータ等を使用してもよい。 The heating source is not limited to a heating lamp, and a resistance wire heater or the like may be used.
基板はウエハに限らず、LCD装置(液晶表示装置)の製造工程におけるガラス基板やアレイ基板等の基板であってもよい。 The substrate is not limited to the wafer, and may be a substrate such as a glass substrate or an array substrate in the manufacturing process of the LCD device (liquid crystal display device).
前記実施の形態においては枚葉式減圧RTP装置に構成した場合について説明したが、本発明は、常圧RTP装置やプラズマRTP装置、ドライエッチング装置等の基板処理装置全般に適用することができる。 Although the case where the single-wafer type reduced pressure RTP apparatus is configured has been described in the above embodiment, the present invention can be applied to general substrate processing apparatuses such as a normal pressure RTP apparatus, a plasma RTP apparatus, and a dry etching apparatus.
W…ウエハ(基板)、P…ポッド(基板キャリア)、10…負圧移載室(基板移載室)、11…負圧移載室筐体、12…負圧移載装置(ウエハ移載装置)、13…エレベータ、20…搬入室(搬入用予備室)、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(搬出用予備室)、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…正圧移載室(ウエハ移載室)、41…正圧移載室筐体、42…正圧移載装置(ウエハ移載装置)、43…エレベータ、44…リニアアクチュエータ、45…ノッチ合わせ装置、47、48、49…ウエハ搬入搬出口、50…ポッドオープナ、51…載置台、52…キャップ着脱機構、61…第一処理ユニット(第一処理部)、62…第二処理ユニット(第二処理部)、63…第一クーリングユニット(第三処理部)、64…第二クーリングユニット(第四処理部)、70…RTP装置(基板処理装置)、71…処理室、72…筐体、73…カップ、74…トッププレート、75…ボトムプレート、76…排気口、77…ウエハ搬入搬出口、78…ゲートバルブ、79…昇降駆動装置、80…昇降軸、81…昇降板、82…リフタピン、83…支持筒、84…冷却プレート、85…第一加熱ランプ群、86…第二加熱ランプ群、87…第一支柱、88…第二支柱、89…電力供給電線、91…タレット、92…ベアリング、93…内歯平歯車、94…原動側平歯車、95…ベアリング、96…保持部材回転装置、97…アウタプラットホーム、98…インナプラットホーム(遮光部材)、98a…開口部、99…遮光部、100…支持ピン、101…保持部材、102…原料ガス供給管、103…不活性ガス供給管、104…放射温度計(温度測定装置)のプローブ、105…放射率測定装置、106…レファレンスプローブ、107…レファレンスプローブ用モータ、108…レファレンスランプ、110…加熱ランプからの光、111…ウエハからの放射光、112…斜めから入射した光。
W ... wafer (substrate), P ... pod (substrate carrier), 10 ... negative pressure transfer chamber (substrate transfer chamber), 11 ... negative pressure transfer chamber housing, 12 ... negative pressure transfer device (wafer transfer) (Equipment), 13 ... elevator, 20 ... carry-in chamber (carry-in spare room), 21 ... carry-in chamber housing, 22, 23 ... carry-in port, 24 ... gate valve, 25 ... temporary storage table for carry-in chamber, 26, 27 ... Loading port, 28 ... gate valve, 30 ... unloading chamber (preliminary chamber for unloading), 31 ... unloading chamber housing, 32, 33 ... unloading port, 34 ... gate valve, 35 ... temporary storage table for unloading chamber, 36, 37 ... unloading port, 38 ... gate valve, 40 ... positive pressure transfer chamber (wafer transfer chamber), 41 ... positive pressure transfer chamber housing, 42 ... positive pressure transfer device (wafer transfer device), 43 ... elevator , 44 ... Linear actuator, 45 ... Notch alignment device, 47, 48, 49 ... Wafer loading / unloading port, 50 Pod opener, 51 ... mounting table, 52 ... cap attaching / detaching mechanism, 61 ... first processing unit (first processing unit), 62 ... second processing unit (second processing unit), 63 ... first cooling unit (third processing) Part), 64 ... second cooling unit (fourth processing part), 70 ... RTP apparatus (substrate processing apparatus), 71 ... processing chamber, 72 ... housing, 73 ... cup, 74 ... top plate, 75 ... bottom plate, 76 ... Exhaust port, 77 ... Wafer loading / unloading port, 78 ... Gate valve, 79 ... Elevating drive device, 80 ... Elevating shaft, 81 ... Elevating plate, 82 ... Lifter pin, 83 ... Support cylinder, 84 ... Cooling plate, 85 ... No. One heating lamp group, 86 ... second heating lamp group, 87 ... first column, 88 ... second column, 89 ... power supply wire, 91 ... turret, 92 ... bearing, 93 ... internal spur gear, 94 ... primary side Spur gear DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記基板の処理時に前記処理室内に載置される前記基板の処理位置の一方側に設けられた加熱手段と、
前記処理位置の他方側に設けられて前記基板の温度を測定する温度測定手段と、
前記処理位置にて前記基板を保持する保持手段と、
前記処理位置に保持される前記基板と非接触の状態で、前記基板の外周縁側に設けられる略円形の開口部を有する遮光部材と、
を備えている基板処理装置であって、
前記遮光部材の前記開口部側の端面が、前記温度測定手段の方向に向かって傾斜していることを特徴とする基板処理装置。 A processing chamber providing a space for processing a substrate;
A heating means provided on one side of the processing position of the substrate placed in the processing chamber during processing of the substrate;
Temperature measuring means provided on the other side of the processing position for measuring the temperature of the substrate;
Holding means for holding the substrate at the processing position;
A light shielding member having a substantially circular opening provided on the outer peripheral side of the substrate in a non-contact state with the substrate held at the processing position;
A substrate processing apparatus comprising:
The substrate processing apparatus, wherein an end face of the light shielding member on the opening side is inclined toward the temperature measuring means.
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