JP2007227626A - 基板処理システム、基板処理方法、及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】スループットを低下させることなく歩留まりを高くすることができる基板処理方法を提供する。
【解決手段】基板処理システム１は、大気系搬送装置３内に搬送アーム５２とガス供給系６０とを、ロードロック室４内に移載アーム７０とガス供給系７２とを備える。大気系搬送装置３内において、ガス供給系６０はヒーティングユニット６２によって加熱された高温ガスを搬送アーム５２及び搬送アーム５２によって搬送されているウエハＷに吹き付ける。また、ロードロック室４内において、ガス供給系７２はヒーティングユニット７６によって加熱された高温のＮ_２ガス等の不活性ガスを移載アーム７０及び移載アーム７０によって搬送されているウエハＷに吹き付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板処理システム、基板処理方法、及び記憶媒体に関する。

基板から半導体デバイスや例えば液晶表示装置等のＦＰＤ（Flat Panel Display）を製造する工程では、製造装置外から混入するか、あるいは製造装置内で発生する微粒子（パーティクル）によって基板が汚染されることを防ぐことが課題となっている。特に、当該製造装置が備える減圧処理室に設けられた載置台がパーティクルによって汚染されていると、その上に載置された基板の裏面にパーティクルが付着して、次工程において汚染が拡大し、最終的に製造される半導体デバイスの歩留まりが低下する。

このようなパーティクルは、減圧処理室外から持ち込まれるもの、減圧処理室内において載置台と基板の接触によって剥離したもの、または反応性ガスによる生成物が堆積したもの等が想定される。

そこで、昨今、本出願人は、減圧処理室内の載置台の温度を制御し、該載置台の温度を通常の使用温度から十分に高く又は低くし、熱応力によって当該載置台に付着したパーティクルの剥離を誘発させる方法を提案し、また、載置台を高温に維持すると共に所定の圧力を保持することで発生する熱泳動力によって当該載置台に付着したパーティクルを該載置台から飛散させる方法を提案した（例えば、特許文献１参照。）。
特願２００４−２１８９３９号

しかしながら、基板は、減圧処理室内で発生するパーティクル等、例えば当該基板が載置される載置台に付着したパーティクルによって汚染されるだけでなく、基板を搬送する搬送工程においても汚染される。これは、特に、基板を搬送する搬送アーム上に付着したパーティクルの付着によって生じる。当該搬送アーム上に付着したパーティクルを除去するためには、搬送アーム、引いては搬送処理室の稼働を停止しなければならず、特に、複数の処理室に接続された搬送処理室の稼働を停止するためには全ての処理室の稼働を停止しなければならず、著しくスループットが低下する。

本発明の目的は、スループットを低下させることなく歩留まりを高くすることができる基板処理システム、基板処理方法、及び記憶媒体を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理方法は、少なくとも、基板を処理する基板処理装置と、前記基板を搬送する搬送手段を有する基板搬送装置とを備えた基板処理システムの基板処理方法において、前記搬送手段及び当該搬送手段によって搬送されている基板の少なくとも一方に高温ガスを噴射する噴射ステップを備えることを特徴とする。

請求項２記載の基板処理方法は、請求項１記載の基板処理方法において、前記噴射ステップは、前記搬送手段による前記基板の搬送前に、当該搬送手段に高温ガスを噴射することを特徴とする。

請求項３記載の基板処理方法は、請求項１又は２記載の基板処理方法において、前記高温ガスは前記搬送手段及び当該搬送手段によって搬送されている基板の少なくとも一方に付着した異物に対して熱応力を発生させることを特徴とする。

請求項４記載の基板処理方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記搬送手段は前記基板と当接する当接部を有し、前記噴射ステップは、前記当接部に向けて前記高温ガスを噴射することを特徴とする。

請求項５記載の基板処理方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記噴射ステップは、前記搬送手段による前記基板の前記基板処理装置への搬送前に、当該基板に高温ガスを噴射することを特徴とする。

請求項６記載の基板処理方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記基板の面には水分が付着し、前記噴射ステップは、前記基板の面に向けて前記高温ガスを噴射することを特徴とする。

請求項７記載の基板処理方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記基板処理装置は前記基板を収容する処理室を有し、前記噴射ステップは、前記処理室内に向けて前記高温ガスを噴射することを特徴とする。

請求項８記載の基板処理方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記基板処理装置は前記基板を収容する処理室を有し、前記基板の面には吸着分子が付着し、前記噴射ステップは前記処理室内に収容された前記基板の面に向けて前記高温ガスを噴射することを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項９記載の基板処理システムは、少なくとも、基板を処理する基板処理装置と、前記基板を搬送する搬送手段を有する基板搬送装置とを備えた基板処理システムにおいて、前記基板搬送装置は、前記搬送手段及び当該搬送手段によって搬送されている基板の少なくとも一方に高温ガスを噴射する噴射手段を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項１０記載の記憶媒体は、少なくとも、基板を処理する基板処理装置と、前記基板を搬送する搬送手段を有する基板搬送装置とを備えた基板処理システムの基板処理方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体において、前記搬送手段及び当該搬送手段によって搬送されている基板の少なくとも一方に高温ガスを噴射する噴射モジュールを有することを特徴とする。

請求項１記載の基板処理方法、請求項９記載の基板処理システム及び請求項１０記載の記憶媒体によれば、搬送手段に高温ガスを噴射するので、搬送手段に付着したパーティクルを飛散させることにより、搬送手段の汚染を防止することができ、もって、当該搬送手段が搬送する基板に汚染が飛散するのを防止することができる。また、搬送手段によって搬送されている基板に高温ガスを噴射するので、基板に付着したパーティクルを飛散させることにより、当該基板の汚染を防止することができる。したがって、基板搬送装置の稼働を停止することなく、当該基板搬送装置が搬送する基板の汚染を防止することができ、もって、スループットを低下させることなく歩留まりを高くすることができる。

請求項２記載の基板処理方法によれば、搬送手段による基板の搬送前に、搬送手段に高温ガスを噴射するので、当該搬送手段に付着したパーティクルを飛散させることができ、当該搬送手段が搬送する基板の汚染を確実に防止することができる。

請求項３記載の基板処理方法によれば、搬送手段及び当該搬送手段によって搬送されている基板の少なくとも一方に付着した異物に対して熱応力を発生させるので、当該熱応力により異物を飛散させることができ、もって、搬送手段及び当該搬送手段が搬送する基板の汚染を防止することができる。

請求項４記載の基板処理方法によれば、搬送手段が有する、基板と当接する当接部に向けて高温ガスを噴射するので、基板と当接部とが当接することによって生じた異物を飛散させることができ、もって、搬送手段の汚染を確実に防止することができる。

請求項５記載の基板処理方法によれば、搬送手段による基板の基板処理装置への搬送前に、基板に高温ガスを噴射するので、基板の温度を予め基板処理装置において昇温される温度に上昇させることができ、もって、基板処理装置内での基板の昇温態様を同様にすることができる。これにより、基板毎の処理結果を均一にすることができ、歩留まりを高くすることができる。

請求項６記載の基板処理方法によれば、水分が付着した基板の面に向けて高温ガスを噴射するので、基板の面に付着した水分を蒸発させることができ、もって、基板の汚染を防止することができる。

請求項７記載の基板処理方法によれば、基板処理装置が有する、基板を収容する処理室内に向けて高温ガスを噴射するので、処理室内に付着した水分のアウトガスの発生を促進することができ、もって、スループットを向上させることができる。

請求項８記載の基板処理方法によれば、基板処理装置が有する処理室内に収容された面に吸着分子が付着した基板の面に向けて高温ガスを噴射するので、処理室内で基板の面に付着した吸着分子を飛散させることができ、もって、処理室外における当該吸着分子の飛散に起因する腐食を防止することができ、システムの腐食を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理システムの概略構成を示す断面図である。

図１において、基板処理システム１は、基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）ＷにＲＩＥ（Reactive Ion Etching）処理やアッシング処理等のプラズマ処理を施す後述する図２の基板処理装置（Process Module）（以下、「Ｐ／Ｍ」という。）２と、ウエハＷを収容する容器としてのフープ（Front Opening Unified Pod）５からウエハＷを取り出す大気系搬送装置３と、該大気系搬送装置３及びＰ／Ｍ２の間に配置され、大気系搬送装置３からＰ／Ｍ２、若しくはＰ／Ｍ２から大気系搬送装置３へウエハＷを搬出入するロードロック室（Load-Lock Module）（以下、「ＬＬ／Ｍ」という。）４とを備える。

Ｐ／Ｍ２及びＬＬ／Ｍ４の内部は真空引き可能に構成され、大気系搬送装置３の内部は常時大気圧に維持される。また、Ｐ／Ｍ２及びＬＬ／Ｍ４、並びにＬＬ／Ｍ４及び大気系搬送装置３は夫々ゲートバルブ６，７によって接続される。該ゲートバルブ６，７は開閉自在であり、Ｐ／Ｍ２及びＬＬ／Ｍ４、並びにＬＬ／Ｍ４及び大気系搬送装置３の間を連通し、若しくは遮断する。また、ＬＬ／Ｍ４の内部及び大気系搬送装置３の内部は、途中に開閉自在なバルブ８が配置された連通管９によっても接続される。

大気系搬送装置３は、フープ５を載置するフープ載置台５０と、大気ローダモジュール（Loader Module）（以下「Ｌ／Ｍ」という。）５１と、該Ｌ／Ｍ５１内に高温ガスを供給するガス供給系６０（噴射手段）とを有する。

フープ載置台５０は上面が平面を呈する台状物であり、フープ５は、例えば、２５枚のウエハＷを等ピッチで多段に載置して収容する。また、Ｌ／Ｍ５１は、直方体状の箱状物であり、内部においてウエハＷを搬送するスカラタイプの搬送アーム５２を有する。

また、Ｌ／Ｍ５１のフープ載置台５０側の側面には、該フープ載置台５０に載置されたフープ５に対向してシャッタ（図示しない）が設けられる。該シャッタはフープ５とＬ／Ｍ５１の内部を連通させる。

搬送アーム５２は、屈伸可能に構成された多関節状の搬送アーム腕部５３と、該搬送ア
ーム腕部５３の先端に取り付けられた後述する図３のピック５４とを有し、該ピック５４はウエハＷを直接的に載置するように構成されている。また、搬送アーム５２は、屈伸可能に構成された多関節腕状のマッピングアーム５５を有しており、該マッピングアーム５５の先端には、例えば、レーザ光を発してウエハＷの有無を確認するマッピングセンサ（図示しない）が配置されている。これらの搬送アーム腕部５３とマッピングアーム５５との各基端は、搬送アーム５２の基部５６から立設されたアーム基端部支柱５７に沿って昇降する昇降台５８に連結されている。また、当該アーム基端部支柱５７は旋回可能に構成されている。フープ５に収容されているウエハＷの位置及び数を認識するために行うマッピング操作では、マッピングアーム５５が延伸された状態で、該マッピングアーム５５が上昇或いは下降することにより、フープ５内におけるウエハＷの位置及び枚数を確認する。

搬送アーム５２は、搬送アーム腕部５３によって屈曲自在であり、アーム基端部支柱５７によって旋回自在であるため、ピック５４に載置したウエハＷを、フープ５及びＬＬ／Ｍ４の間において自在に搬送することができる。

ガス供給系６０は、Ｌ／Ｍ５１の外部からＬ／Ｍ５１の内部へ貫通すると共に、Ｌ／Ｍ５１内部側が搬送アーム５２に向けて設けられたガス導入管６１と、該ガス導入管６１のＬ／Ｍ５１外部側先端に接続されたガス供給装置（図示しない）と、ガス導入管６１においてＬ／Ｍ５１及びガス供給装置の間に配置された制御バルブ６３と、ガス導入管６１においてＬ／Ｍ５１及び制御バルブ６３の間に配置されたヒーティングユニット６２とを有する。本実施の形態において、ヒーティングユニット６２は、供給されたガスの温度を１秒から１０秒程度の短時間の加熱で所定高温に昇温することが望ましい。

本実施の形態において、ガス供給系６０は、ヒーティングユニット６２によって加熱された高温ガスを所定のタイミングで搬送アーム５２、特にピック５４に吹き付け、搬送アーム５２上に付着したパーティクルを除去する。パーティクルの除去の詳細については後述する。

ＬＬ／Ｍ４は、屈伸及び旋回自在になされた移載アーム７０が配置されたチャンバ７１と、該チャンバ７１内に高温のＮ_２ガス等の不活性ガスを供給するガス供給系７２（噴射手段）と、チャンバ７１内を排気するＬ／Ｌ排気系７３とを有する。

移載アーム７０は複数の腕部からなるスカラタイプの搬送アームであり、その先端に取り付けられたピック７４を有する。該ピック７４はウエハＷを直接的に載置するように構成される。なお、ピック７４の形状は上述したピック５４の形状と同様である。

ウエハＷが大気系搬送装置３からＰ／Ｍ２へ搬入される場合、ゲートバルブ７が開放されたとき、移載アーム７０はＬ／Ｍ５１内の搬送アーム５２からウエハＷを受け取り、ゲートバルブ６が開放されたとき、移載アーム７０はＰ／Ｍ２のチャンバ１０内へ進入し、載置台１２の上面から突出した後述するプッシャーピン３３の上端にウエハＷを載置する。また、ウエハＷがＰ／Ｍ２から大気系搬送装置３へ搬入される場合、ゲートバルブ６が開放されたとき、移載アーム７０はＰ／Ｍ２のチャンバ１０内へ進入し、載置台１２の上面から突出したプッシャーピン３３の上端に載置されたウエハＷを受け取る。ゲートバルブ７が開放されたとき、移載アーム７０はＬ／Ｍ５１内の搬送アーム５２へウエハＷを受け渡す。

なお、移載アーム７０は、スカラタイプに限られず、フロッグレッグタイプやダブルアームタイプであってもよい。

ガス供給系７２は、チャンバ７１の外部からチャンバ７１の内部へ貫通するガス導入管７５と、ガス導入管７５のチャンバ７１外部側先端に接続されたガス供給装置（図示しない）と、ガス導入管７５においてチャンバ７１及びガス供給装置の間に配置された制御バルブ７７と、ガス導入管７５においてチャンバ７１及び制御バルブ７７の間に配置されたヒーティングユニット７６と、ガス導入管７５のチャンバ７１内部側先端に配置された高温のＮ_２ガス等の不活性ガスを噴出するガス供給口を有する。本実施の形態において、ガス供給口の先端に一対のブレークフィルタ（Break Filter）８０を有してもよい。本実施の形態において、ヒーティングユニット７６は、供給されたＮ_２ガス等の不活性ガスの温度を１秒から１０秒程度の短時間の加熱で所定高温に昇温することが望ましい。

本実施の形態において、ガス供給系７２は、ヒーティングユニット７６によって加熱された高温のＮ_２ガス等の不活性ガスを所定のタイミングでチャンバ７１内部の移載アーム７０、特にピック７４に吹き付け、移載アーム７０上に付着したパーティクルを除去する。パーティクルの除去の詳細については後述する。また、ガス供給系７２は、高温のＮ_２ガス等の不活性ガスを所定のタイミングでチャンバ７１内部に供給し、該チャンバ７１の内部の圧力を制御する。

ブレークフィルタ８０は、その長さが、例えば２００ｍｍに設定された網状の金属製フィルタであり、高温のＮ_２ガス等の不活性ガスの噴出面積を小さく又は大きくすることができるので、噴出する高温のＮ_２ガス等の不活性ガスの流れを加速することができると共に減速することができ、移載アーム７０へ高圧の高温のＮ_２ガス等の不活性ガスを噴射して移載アーム７０上に付着したパーティクルを効果的に除去すると共に広範囲に亘って均一に高温のＮ_２ガス等の不活性ガスを噴出してチャンバ７１の内部の圧力を均一に上昇させる。

ＬＬ／Ｍ排気系７３は、チャンバ７１の内部へ貫通する排気管７８と、該排気管７８の途中に配置された制御バルブ７９とを有し、上述したガス供給系７２と協働してチャンバ７１の内部の圧力を制御する。

図２は、図１におけるＰ／Ｍ２の概略構成を示す断面図である。

図２において、Ｐ／Ｍ２は、内壁にアルマイトコーティングが施されているアルミニウム製の円筒形状のチャンバ１０を有し、該チャンバ１０内には、例えば、直径が３００ｍｍのウエハＷを載置する円柱状の載置台１２が配置されている。

Ｐ／Ｍ２では、チャンバ１０の内側壁と載置台１２の側面とによって、載置台１２上方の気体分子をチャンバ１０の外へ排出する流路として機能する排気路１３が形成される。この排気路１３の途中にはプラズマの漏洩を防止する環状のバッフル板１４が配置される。また、排気路１３におけるバッフル板１４より下流の空間は、載置台１２の下方へ回り込み、可変式バタフライバルブである自動圧力制御弁（ＡＰＣバルブ：Automatic Pressure Control Valve）１５に連通する。ＡＰＣバルブ１５は、アイソレータバルブ（Isolator Valve）１６を介して真空引き用の排気ポンプであるターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）１７に接続され、ＴＭＰ１７は、バルブ１８を介して排気ポンプであるドライポンプ（ＤＰ：Dry Pump）１９に接続されている。ＡＰＣバルブ１５、アイソレータバルブ１６、ＴＭＰ１７、バルブ１８及びＤＰ１９によって構成される排気流路（本排気ライン）は、ＡＰＣバルブ１５によってチャンバ１０内の圧力制御を行い、さらにＴＭＰ１７及びＤＰ１９によってチャンバ１０内をほぼ真空状態になるまで減圧する。

また、配管２０がＡＰＣバルブ１５及びアイソレータバルブ１６の間からバルブ２１を介してＤＰ１９に接続されている。配管２０及びバルブ２１によって構成される排気流路（バイパスライン）は、ＴＭＰ１７をバイパスして、ＤＰ１９によってチャンバ１０内を粗引きする。

載置台１２には下部電極用の高周波電源２２が給電棒２３及び整合器（Matcher）２４
を介して接続されており、該下部電極用の高周波電源２２は、所定の高周波電力を載置台１２に供給する。これにより、載置台１２は下部電極として機能する。また、整合器２４は、載置台１２からの高周波電力の反射を低減して高周波電力の載置台１２への供給効率を最大にする。

載置台１２の内部上方には、導電膜からなる円板状のＥＳＣ電極板２５が配置されている。ＥＳＣ電極板２５には直流電源２６が電気的に接続されている。ウエハＷは、直流電源２６からＥＳＣ電極板２５に印加された直流電圧により発生するクーロン力又はジョンソン・ラーベック（Johnsen-Rahbek）力によって載置台１２の上面に吸着保持される。また、載置台１２の上方には、載置台１２の上面に吸着保持されたウエハＷの周りを囲うように円環状のフォーカスリング２７が配設される。このフォーカスリング２７は、シリコン、ＳｉＣ（炭化珪素）又はＱｚ（クォーツ）からなり、後述する処理空間Ｓに露出して該処理空間ＳのプラズマをウエハＷの表面に向けて収束し、プラズマ処理の効率を向上させる。

また、載置台１２の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室２８が設けられる。この冷媒室２８には、チラー（chiller）ユニット（図示しない）から冷媒用配管２９を介して所定温度の冷媒、例えば、冷却水又はガルデン（登録商標）が循環供給され、当該冷媒の温度によって載置台１２、引いてはその上面に吸着保持されたウエハＷの温度が制御される。

載置台１２の上面のウエハＷが吸着保持される部分（以下、「吸着面」という。）には、ウエハＷに対向する複数の伝熱ガス供給孔３０が開口している。これらの伝熱ガス供給孔３０は、載置台１２内部に配置された伝熱ガス供給ライン３１を介して伝熱ガス供給部３２に接続され、該伝熱ガス供給部３２は伝熱ガスとしてのヘリウム（Ｈｅ）ガスを、伝熱ガス供給孔３０を介して吸着面及びウエハＷの裏面の間隙に供給する。これらの伝熱ガス供給孔３０、伝熱ガス供給ライン３１、並びに伝熱ガス供給部３２は伝熱ガス供給装置を構成する。なお、バックサイドガスの種類は、ヘリウムに限られることはなく、窒素（Ｎ_２）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の不活性ガス、又は酸素（Ｏ_２）等であってもよい。

また、載置台１２の吸着面には、載置台１２の上面から突出自在なリフトピンとしてのプッシャーピン３３が３本配置されている。これらのプッシャーピン３３は、モータ（図示しない）にボールねじ（図示しない）を介して接続され、該ボールねじによって直線運動に変換されたモータの回転運動に起因して吸着面から自在に突出する。ウエハＷにプラズマ処理を施すためにウエハＷを吸着面に吸着保持するときには、プッシャーピン３３は載置台１２に収容され、プラズマ処理が施されたウエハＷをチャンバ１０から搬出するときには、プッシャーピン３３は載置台１２の上面から突出してウエハＷを載置台１２から離間させて上方へ持ち上げる。

チャンバ１０の天井部には、載置台１２と対向するようにガス導入シャワーヘッド３４（噴射手段）が配置されている。ガス導入シャワーヘッド３４には整合器３５を介して上部電極用の高周波電源３６が接続されており、上部電極用の高周波電源３６は所定の高周波電力をガス導入シャワーヘッド３４に供給するので、ガス導入シャワーヘッド３４は上部電極として機能する。なお、整合器３５の機能は上述した整合器２４の機能と同じである。

ガス導入シャワーヘッド３４は、多数のガス穴３７を有する天井電極板３８と、該天井電極板３８を着脱可能に支持する電極支持体３９とを有する。また、該電極支持体３９の内部にはバッファ室４０が設けられ、このバッファ室４０にはガス供給装置（図示しない）からのガス導入管４１が接続されている。このガス導入管４１においてガス供給装置及びチャンバ１０の間には配管インシュレータ４２が配置されている。この配管インシュレータ４２は絶縁体からなり、ガス導入シャワーヘッド３４へ供給された高周波電力がガス導入管４１を介してガス供給装置へリークするのを防止する。また、ガス導入管４１においてガス供給装置及び配管インシュレータ４２の間には制御バルブ４４が配置され、配管インシュレータ４２及び制御バルブ４４の間にはヒーティングユニット４３が配置されている。本実施の形態において、ヒーティングユニット４３は、供給された処理ガスの温度を１秒から１０秒程度の短時間の加熱で所定高温に昇温することが望ましい。

本実施の形態において、ガス導入シャワーヘッド３４は、ガス導入管４１からバッファ室４０へ供給された高温の処理ガスを、ガス穴３７を経由してチャンバ１０内へ供給する。

また、チャンバ１０の側壁には、プッシャーピン３３によって載置台１２から上方へ持ち上げられたウエハＷの高さに対応する位置にウエハＷの搬出入口４４が設けられ、搬出入口４４には、該搬出入口４４を開閉する上述したゲートバルブ６が取り付けられている。

このＰ／Ｍ２のチャンバ１０内では、上述したように、載置台１２及びガス導入シャワーヘッド３４に高周波電力を供給して、載置台１２及びガス導入シャワーヘッド３４の間の処理空間Ｓに高周波電力を印加することにより、該処理空間Ｓにおいてガス導入シャワーヘッド３４から供給された処理ガスから高密度のプラズマを発生させ、該プラズマによってウエハＷにプラズマ処理を施す。

具体的には、このＰ／Ｍ２では、ウエハＷにプラズマ処理を施す際、先ずゲートバルブ６を開弁し、加工対象のウエハＷをチャンバ１０内に搬入し、さらに、直流電圧をＥＳＣ電極板２５に印加することにより、搬入されたウエハＷを載置台１２の吸着面に吸着保持する。また、ガス導入シャワーヘッド３４より処理ガス（例えば、所定の流量比率のＣＦ_４ガス、Ｏ_２ガス及びＡｒガスから成る混合ガス）を所定の流量及び流量比でチャンバ１０内に供給すると共に、ＡＰＣバルブ１５等によりチャンバ１０内の圧力を所定値に制御する。さらに、載置台１２及びガス導入シャワーヘッド３４によりチャンバ１０内の処理空間Ｓに高周波電力を印加する。これにより、ガス導入シャワーヘッド３４から導入された処理ガスを処理空間Ｓにおいてプラズマにし、該プラズマをフォーカスリング２７によってウエハＷの表面に収束し、ウエハＷの表面を物理的又は化学的にエッチングする。

なお、上述した図１の基板処理システム１を構成するＰ／Ｍ２、大気系搬送装置３及びＬＬ／Ｍ４の各構成要素の動作は、本実施の形態に係る基板処理方法を実行するプログラムに従って基板処理システム１が備える制御装置としてのコンピュータ（図示しない）や、基板処理システム１に接続された制御装置としての外部サーバ（図示しない）等によって制御される。

上述した基板処理システム１においてＬＬ／Ｍ４に接続されるＰ／Ｍ２では、下部電極としての載置台１２がチャンバ１０に対して移動することがないが、ＬＬ／Ｍ４に接続されるＰ／Ｍはこれに限られず、例えば、下部電極がチャンバに対して移動するものであってもよい。

次に、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理方法について説明する。この基板処理方法は上述した基板処理システム１における大気系搬送装置３及びＬＬ／Ｍ４において実行される。

まず、大気系搬送装置３内の搬送アーム５２におけるピック５４の形状について図３を用いて説明する。なお、上述したように、ＬＬ／Ｍ４内の移載アーム７０におけるピック７４の形状はピック５４の形状と同様である。

図３（Ａ）は、ピック５４にウエハＷが載置された状態での平面図を示し、図３（Ｂ）はピック５４上に設けられた後述するテーパパッド５４ａ付近の拡大部分斜視図を示す。

図３（Ａ）に示すように、ピック５４はフォーク型の形状を呈し、ウエハＷをピック５４の表面から所定の間隔だけ離間させて保持するテーパパッド５４ａを４つ備える。各テーパパッド５４ａは、図３（Ｂ）に示すように、円筒形部材に切頭円錐状部材を接合した形状をしている。４つのテーパパッド５４ａはピック５４においてウエハＷの外縁（ベベル部）に沿うように配置され、各テーパパッド５４ａが切頭円錐状部においてウエハＷの外縁と当接することによってピック５４に対するウエハＷのずれを防止する。

大気系搬送装置３内の搬送アーム５２及びＬＬ／Ｍ４内の移載アーム７０がウエハＷを搬送する際、上述したように、ウエハＷの外縁は各テーパパッドの切頭円錐状部と接触するため、ピック上、特にテーパパッドにパーティクルが付着する。付着するパーティクルは、ウエハＷの外縁とテーパパッドとの接触摩擦によりテーパパッドが摩耗することによって発生し、若しくはウエハＷの外縁に付着したＣＦ系ポリマが剥離することによって発生するものと想定されるからである。そして、テーパパッドに付着したパーティクルは、ウエハＷの搬送時に当該ウエハＷへ向けて飛散し、ウエハＷの汚染の原因となる。

本実施の形態では、大気系搬送装置３において、ガス供給系６０によって搬送アーム５２に高温ガスを吹き付けることにより搬送アーム５２上、特にピック５４のテーパパッド５４ａに付着したパーティクルを熱応力を利用して飛散させることによって除去する。また、ＬＬ／Ｍ４において、ガス供給系７２によって移載アーム７０に高温のＮ_２ガスを吹き付けることにより移載アーム７０上、特にピック７４のテーパパッドに付着したパーティクルを熱応力を利用して飛散させることによって除去する。これにより、ウエハＷを汚染させることなく、ウエハＷの搬送を行うことができる。以下、図を用いて具体的に説明する。

図４は、熱応力を利用したテーパパッド５４ａからのパーティクルの除去方法を示す工程図である。

図４に示すように、ピック５４上及びテーパパッド５４ａにパーティクルが付着した状態（図４（Ａ））において、高温ガス（図中白抜き矢印で示す）をピック５４及びテーパパッド５４ａに吹き付け（図４（Ｂ））、ピック５４上及びテーパパッド５４ａに付着したパーティクルを高温ガスの熱応力により飛散させる（図４（Ｃ））。これにより、ピック５４上及びテーパパッド５４ａに付着したパーティクルを除去することができる。なお、ピック７４上及びテーパパッド７４ａにおいても、同様の手法によってパーティクルを除去することができる。

従来、例えばテーパパッドに付着したパーティクルをガスを吹き付けることによって飛散させようとすると、テーパパッド表面に当該ガスの流速度がゼロの層（境界層）が生じ、境界層内部のパーティクルに対してガスを吹き付けることができず当該パーティクルの全てを飛散させることができない。これに対して、本実施の形態では、高温ガスの熱応力を利用して当該パーティクルを飛散させている。また、吹き付けるガスの圧力を変動させることによりパルス波を生じさせ、該パルス波により上述した境界層を突き破ることによって当該パーティクルをより効果的に飛散させることもできるので、本実施の形態において、高温ガスの圧力を変動させながら吹き付けることによって、パーティクルの除去を更に効率よく行えることができる。

本実施の形態において、高温ガスとしてどのようなガスを用いてもよいが、高温の酸素ガス若しくは酸素と他のガス分子とを混合したガス、又はオゾンガスを用いて、フルオロカーボン系ポリマを分解することにより、化学的に除去効果を促進してもよい。

従来、ウエハＷの温度が低い状態でウエハＷがＰ／Ｍに搬送され、Ｐ／Ｍのプラズマ処理が実行されると、プラズマからの入熱によりウエハＷが加熱され、ウエハＷの温度が変化する。プラズマからの入熱は安定せずウエハＷ毎に異なるため、ウエハＷ毎に昇温態様が異なり、結果としてウエハＷ毎にプラズマ処理の結果が異なる（プロセスシフト）。

これに対して、本実施の形態では、搬送工程においてウエハＷに高温ガスを吹き付けることができるので、ウエハＷにプラズマ処理が施される前に、ウエハＷの温度をプラズマからの入熱によって到達する温度に予め昇温することができ、上述したプロセスシフトを防止することができる。この場合、搬送工程においてウエハＷの温度をプラズマからの入熱によって到達する温度に確実に制御すべくＬＬ／Ｍ４や大気系搬送装置３にウエハＷの温度検知手段を設けてもよく、昇温時間を短縮するために上述したプラズマからの入熱によって到達する温度に近い温度の高温ガスを搬送工程において吹き付けてもよい。さらに、ウエハＷがＰ／Ｍ２のチャンバ１０内に搬入された後、ウエハＷにプラズマ処理を施す前に、ガス導入シャワーヘッド３４から高温の処理ガスを吹き付けることにより、ウエハＷの温度をプラズマからの入熱によって到達する温度まで昇温させてもよい。

また、従来、ウエハＷの温度が低い状態でウエハＷがＰ／Ｍ２のチャンバ１０内に搬送され、さらにチャンバ１０内が真空引きされると、ウエハＷに吸着されていた水分が真空引きでウエハＷに蒸着して、図５に示すようなウォーターマークがウエハＷに残る。ウエハＷの残留水分が多ければ多いほど、真空引き後にウォーターマークが多く残り、該ウォーターマークはウエハＷの欠陥になりやすい。また、ウエハＷに残るウォーターマークの形状は基板処理システム全体の装置構成によって異なる。本実施の形態では、搬送工程においてウエハＷに高温ガスを吹き付けることができるので、Ｐ／Ｍ２のチャンバ１０内への搬入前にウエハＷの温度を上昇させることでウエハＷの残留水分を除去することができ、ウエハＷにウォーターマークが残ることを防止することができる。このウォーターマークは大気中でも加熱することにより除去することができるが、真空中において除去しやすいため、大気系搬送装置３に搬送される前に除去するのが好ましい。

また、従来、真空チャンバのメンテナンス（大気開放）後の真空引きでは、チャンバ内壁等に付着した水分のアウトガスが発生するため、長時間の真空引きが必要である。本実施の形態では、チャンバ（チャンバ７１やチャンバ１０）内に高温ガスを供給することができるので、チャンバのメンテナンス後、高温ガスの供給によりチャンバ内壁に付着している水分のアウトガスの発生を促進し、真空引きを短時間で行うことができる。アルミ無垢チャンバやセラミック溶射チャンバ等、内壁内部からのアウトガスがほとんどない又は非常に少ないチャンバではチャンバ内壁に付着している水分が主なアウトガスの発生原因である。このようなチャンバに上述した手法を適用すると、真空引きの時間短縮に非常に効果的である。高温ガスの供給方法は任意であるが、真空引きを行いながら高温ガスを供給すると、効率よく水分のアウトガスの発生を促進することができる。また、水分との反応性を高めるため高温ガスの圧力を変動させてもよく、高温ガス中に水分との反応性の高いガスを混合させてもよい。水分との反応性の高いガスは、ＨＣｌ，ＢＣｌ_３，ＮＯＣｌ，ＣＯＣｌ_２，ＣＯＦ_２，Ｂ_２Ｈ_８，Ｃｌ_２，Ｆ_２，ＳＯＢｒ_２，ジクロロプロパン、ジメチルプロパン、ジブロモプロパン、トリメチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、モノメチルトリクロロシラン、テトラクロロシラン等である。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理方法について説明する。この基板処理方法は上述した基板処理システム１におけるＰ／Ｍ２において実行される。

本実施の形態では、Ｐ／Ｍ２において、ガス導入シャワーヘッド３４によってウエハＷの表面に高温ガスを吹き付けることによりウエハＷの表面に付着したパーティクルを熱応力を利用して飛散させる。また、伝熱ガス供給部３２によってウエハＷの裏面に高温の伝熱ガスを吹き付けることによりウエハＷの裏面に付着したパーティクルを熱応力を利用して飛散させてもよい。

従来、プラズマ処理後のウエハＷ上に腐食性の吸着分子が付着した状態でＰ／Ｍ２のチャンバ１０からウエハＷが搬出されると、ウエハＷから蒸発した吸着分子によって基板処理システム１を腐食してしまうことがある。本実施の形態では、プラズマ処理後にウエハＷの表面に対面した位置のガス導入シャワーヘッド３４からウエハＷに向かって高温ガスを吹き付けることでウエハＷを加熱し、ウエハＷの温度を上昇させることでウエハＷ上の吸着分子を除去することができる。また、プラズマ処理後にウエハＷの裏面に対向する伝熱ガス供給孔３０からウエハＷに向かって高温の伝熱ガスを吹き付けることでウエハＷを加熱し、ウエハＷの温度を上昇させることでウエハＷ上の吸着分子を除去することもできる。以下、図を用いて具体的に説明する。

図６は、熱応力を利用したウエハＷ上の吸着分子の除去方法を示す工程図である。

図６に示すように、ウエハＷの表面に吸着分子が付着した状態（図６（Ａ））において、高温ガス（図中白抜き矢印で示す）をウエハＷの表面に吹き付け（図６（Ｂ））、ウエハＷの温度を上昇させることによってウエハＷの表面に付着した吸着分子を熱応力により該表面から飛散させる（図６（Ｃ））。これにより、プラズマ処理後のウエハＷに付着した吸着分子を除去することができる。なお、ウエハＷの裏面に付着した吸着分子においても、同様に除去することができる。

本実施の形態においても、吹き付ける高温ガスの圧力を変動させてパルス波を生じさせることによって、吸着分子の除去を効率よく行えることができる。

上述したように、ウエハＷの温度が低い状態でウエハＷにＰ／Ｍ２のプラズマ処理が実行されると、ウエハＷ毎にプラズマ処理の結果が異なる。これに対して、本実施の形態では、Ｐ／Ｍ２のチャンバ１０内においてウエハＷにプラズマ処理を施す前に、ガス導入シャワーヘッド３４から高温ガスを吹き付けてもよい。これにより、ウエハＷの温度をプラズマからの入熱によって到達する温度に予め昇温することができ、上述したプロセスシフトを防止することができる。また、プラズマ処理を施す前に、ウエハＷの裏面に対向する伝熱ガス供給孔３０からウエハＷに向かって高温の伝熱ガスを吹き付けてもよく、これによっても、プロセスシフトを防止することができる。

また、本実施の形態でも、ウエハＷにウォーターマークが残ることを防止することができ、さらに、チャンバ１０の内壁に付着している水分のアウトガスの発生を促進し、真空引きを短時間で行うことができる。

また、本発明の目的は、前述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

上記プログラムコードの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る基板処理システムの構成を概略的に示す断面図である。 図１におけるＰ／Ｍの概略構成を示す断面図である。 図１におけるＬ／Ｍ内の搬送アームにおけるピックの概略形状を示す図であり、（Ａ）はピックにウエハが載置された状態での平面図を示し、（Ｂ）はピック上のテーパパッド付近の拡大部分斜視図を示す。 熱応力を利用したテーパパッドからのパーティクルの除去方法を示す工程図である。 ウエハに残るウォーターマークを説明する図である。 熱応力を利用したウエハ上の吸着分子の除去方法を示す工程図である。

符号の説明

Ｗ ウエハ
１ 基板処理システム
２ 基板処理装置
３ 大気系搬送装置
４ ロードロック室
１０，７１ チャンバ
３４ ガス導入シャワーヘッド
４３，６２，７６ ヒーティングユニット
５１ 大気ローダモジュール
５２ 搬送アーム
５４，７４ ピック
５４ａ，７４ａ テーパパッド
６０，７２ ガス供給系
７０ 移載アーム
８０ ブレークフィルタ

Claims (10)

1. 少なくとも、基板を処理する基板処理装置と、前記基板を搬送する搬送手段を有する基板搬送装置とを備えた基板処理システムの基板処理方法において、
   前記搬送手段及び当該搬送手段によって搬送されている基板の少なくとも一方に高温ガスを噴射する噴射ステップを備えることを特徴とする基板処理方法。
2. 前記噴射ステップは、前記搬送手段による前記基板の搬送前に、当該搬送手段に高温ガスを噴射することを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
3. 前記高温ガスは前記搬送手段及び当該搬送手段によって搬送されている基板の少なくとも一方に付着した異物に対して熱応力を発生させることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理方法。
4. 前記搬送手段は前記基板と当接する当接部を有し、
   前記噴射ステップは、前記当接部に向けて前記高温ガスを噴射す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方法。
5. 前記噴射ステップは、前記搬送手段による前記基板の前記基板処理装置への搬送前に、当該基板に高温ガスを噴射す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方法。
6. 前記基板の面には水分が付着し、
   前記噴射ステップは、前記基板の面に向けて前記高温ガスを噴射す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方法。
7. 前記基板処理装置は前記基板を収容する処理室を有し、
   前記噴射ステップは、前記処理室内に向けて前記高温ガスを噴射す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方法。
8. 前記基板処理装置は前記基板を収容する処理室を有し、
   前記基板の面には吸着分子が付着し、
   前記噴射ステップは前記処理室内に収容された前記基板の面に向けて前記高温ガスを噴射す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方法。
9. 少なくとも、基板を処理する基板処理装置と、前記基板を搬送する搬送手段を有する基板搬送装置とを備えた基板処理システムにおいて、
   前記基板搬送装置は、前記搬送手段及び当該搬送手段によって搬送されている基板の少なくとも一方に高温ガスを噴射する噴射手段を備えることを特徴とする基板処理システム。
10. 少なくとも、基板を処理する基板処理装置と、前記基板を搬送する搬送手段を有する基板搬送装置とを備えた基板処理システムの基板処理方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体において、
    前記搬送手段及び当該搬送手段によって搬送されている基板の少なくとも一方に高温ガスを噴射する噴射モジュールを有することを特徴とする記憶媒体。

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