JP2007250988A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】スループットおよび歩留りを高める。
【解決手段】ウエハ1を載置するサセプタ電極50を複数段、処理室32内に所定の間隔を置いて配置し、各段のサセプタ電極50に電力をそれぞれ供給してプラズマを生成し、各段のサセプタ電極50に載置したウエハ1をプラズマ処理するバッチ式プラズマ処理装置10において、ウエハ1を搬送するツィーザ25に中央が長く両脇が短い3本の支持バー26、27、28を設け、3本の支持バーはウエハ1の外周縁部下面の3点を支持するように構成する。各段のサセプタ電極50には3本の支持バーが挿通する三つの挿通部52、53、54を開設する。複数段のサセプタ電極に複数枚のウエハを同時に移載できるので、スループットを向上できる。ツィーザが挿通部に接触するのを防止することで、パーティクルを発生させるのを防止できるので、歩留りを向上できる。
【選択図】図3
【解決手段】ウエハ1を載置するサセプタ電極50を複数段、処理室32内に所定の間隔を置いて配置し、各段のサセプタ電極50に電力をそれぞれ供給してプラズマを生成し、各段のサセプタ電極50に載置したウエハ1をプラズマ処理するバッチ式プラズマ処理装置10において、ウエハ1を搬送するツィーザ25に中央が長く両脇が短い3本の支持バー26、27、28を設け、3本の支持バーはウエハ1の外周縁部下面の3点を支持するように構成する。各段のサセプタ電極50には3本の支持バーが挿通する三つの挿通部52、53、54を開設する。複数段のサセプタ電極に複数枚のウエハを同時に移載できるので、スループットを向上できる。ツィーザが挿通部に接触するのを防止することで、パーティクルを発生させるのを防止できるので、歩留りを向上できる。
【選択図】図3
Description
本発明は、基板処理装置に関し、例えば、半導体集積回路装置(以下、ICという。)が作り込まれる半導体ウエハ(以下、ウエハという。)にプラズマ処理を施すのに利用して有効なものに関する。
ICの製造方法においてウエハにプラズマ処理を施す場合には、枚葉式プラズマ処理装置を使用するのが、一般的である。
しかしながら、枚葉式プラズマ処理装置はウエハを一枚ずつ処理するために、スループットが小さくなるという問題点がある。
また、枚葉式プラズマ処理装置はウエハを保持したサセプタだけが処理温度に加熱されるコールドウオール形が一般的であるために、ウエハ面内を均一に加熱することが困難であるという問題点がある。
しかしながら、枚葉式プラズマ処理装置はウエハを一枚ずつ処理するために、スループットが小さくなるという問題点がある。
また、枚葉式プラズマ処理装置はウエハを保持したサセプタだけが処理温度に加熱されるコールドウオール形が一般的であるために、ウエハ面内を均一に加熱することが困難であるという問題点がある。
そこで、複数枚のウエハが搬入される処理室を備え、かつ、ヒータによって加熱されるプロセスチューブの処理室に一対の電極が縦長に配置されたバッチ式リモートプラズマ処理装置が提案されている。例えば、特許文献1参照。
特開2004−289166号公報
しかしながら、前記したバッチ式リモートプラズマ処理装置においては、プラズマが各ウエハに遠隔的にそれぞれ供給されるために、被処理基板内の処理状況やバッチ内のウエハ相互間の処理状況が不均一になる可能性が有ると、考えられる。
そこで、処理室内にウエハを一枚ずつ載置するサセプタ電極を所定の間隔を置いて複数段配置し、各段のサセプタ電極に載置したウエハ毎にプラズマ処理するバッチ式プラズマ処理装置が、提案され得る。
しかしながら、このようなバッチ式プラズマ処理装置において、複数段のサセプタ電極にウエハを移載するのに枚葉式プラズマ処理装置の突き上げピン式のウエハ移載装置を採用すると、複数段のサセプタ電極にウエハを一枚ずつ移載するために、スループットが低下するという問題点があるばかりでなく、突き上げピンとサセプタ電極との接触によってパーティクルが発生するために、歩留りが低下するという問題点がある。
そこで、処理室内にウエハを一枚ずつ載置するサセプタ電極を所定の間隔を置いて複数段配置し、各段のサセプタ電極に載置したウエハ毎にプラズマ処理するバッチ式プラズマ処理装置が、提案され得る。
しかしながら、このようなバッチ式プラズマ処理装置において、複数段のサセプタ電極にウエハを移載するのに枚葉式プラズマ処理装置の突き上げピン式のウエハ移載装置を採用すると、複数段のサセプタ電極にウエハを一枚ずつ移載するために、スループットが低下するという問題点があるばかりでなく、突き上げピンとサセプタ電極との接触によってパーティクルが発生するために、歩留りが低下するという問題点がある。
本発明の目的は、このような問題点を回避することができるとともに、被処理基板内の処理状況や被処理基板相互間の処理状況の均一性を向上することができる基板処理装置を提供することにある。
本願において開示される発明のうち代表的なものは、次の通りである。
(1)被処理基板を載置するサセプタ電極を複数段、処理室内に所定の間隔を置いて配置し、前記各段のサセプタ電極に電力をフィーダによってそれぞれ供給してプラズマを生成し、前記各段のサセプタ電極に載置した前記被処理基板をプラズマ処理する基板処理装置であって、
前記各段のサセプタ電極には前記被処理基板を搬送するツィーザが上下に挿通可能な挿通部がそれぞれ開設されていることを特徴とする基板処理装置。
(2)前記ツィーザが前記挿通部を挿通する3本の支持バーを備えており、これら3本の支持バーのうち中央の支持バーが長く形成されているとともに、両脇の2本が短く形成されており、これら3本の支持バーは前記被処理基板の3点を支持するように構成されていることを特徴とする前記(1)に記載の基板処理装置。
(3)前記複数段のサセプタ電極がボートに支持されており、このボートには前記フィーダが設けられていることを特徴とする前記(1)(2)に記載の基板処理装置。
(4)前記挿通部は複数個設けられていることを特徴とする前記(1)(2)(3)に記載の基板処理装置。
(5)前記挿通部は前記ツィーザの形状に対応されていることを特徴とする前記(1)に記載の基板処理装置。
(1)被処理基板を載置するサセプタ電極を複数段、処理室内に所定の間隔を置いて配置し、前記各段のサセプタ電極に電力をフィーダによってそれぞれ供給してプラズマを生成し、前記各段のサセプタ電極に載置した前記被処理基板をプラズマ処理する基板処理装置であって、
前記各段のサセプタ電極には前記被処理基板を搬送するツィーザが上下に挿通可能な挿通部がそれぞれ開設されていることを特徴とする基板処理装置。
(2)前記ツィーザが前記挿通部を挿通する3本の支持バーを備えており、これら3本の支持バーのうち中央の支持バーが長く形成されているとともに、両脇の2本が短く形成されており、これら3本の支持バーは前記被処理基板の3点を支持するように構成されていることを特徴とする前記(1)に記載の基板処理装置。
(3)前記複数段のサセプタ電極がボートに支持されており、このボートには前記フィーダが設けられていることを特徴とする前記(1)(2)に記載の基板処理装置。
(4)前記挿通部は複数個設けられていることを特徴とする前記(1)(2)(3)に記載の基板処理装置。
(5)前記挿通部は前記ツィーザの形状に対応されていることを特徴とする前記(1)に記載の基板処理装置。
前記(1)によれば、複数段のサセプタ電極のそれぞれにツィーザが挿通可能な挿通部が開設されていることにより、複数段のサセプタ電極に複数枚の被処理基板を同時に移載することができるので、スループットを向上させることができる。
また、複数段のサセプタ電極のそれぞれにツィーザが挿通可能な挿通部が開設されていることにより、ツィーザが挿通部に接触するのを防止することができるので、パーティクルが発生するのを防止することができ、その結果、歩留りを向上させることができる。
また、複数段のサセプタ電極のそれぞれにツィーザが挿通可能な挿通部が開設されていることにより、ツィーザが挿通部に接触するのを防止することができるので、パーティクルが発生するのを防止することができ、その結果、歩留りを向上させることができる。
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、ICの製造方法において、ウエハに各種のプラズマ処理を施すバッチ式縦形ホットウオール形プラズマ処理装置(以下、バッチ式プラズマ処理装置という。)として構成されている。
なお、本実施の形態においては、便宜上、一回のバッチ処理のウエハの枚数が10枚の場合について説明しているが、実際上は5枚〜150枚程度のバッチを取り扱うことができるものとする。
なお、本実施の形態においては、便宜上、一回のバッチ処理のウエハの枚数が10枚の場合について説明しているが、実際上は5枚〜150枚程度のバッチを取り扱うことができるものとする。
図1に示されているように、本実施の形態に係るバッチ式プラズマ処理装置10においては、被処理基板であるウエハ1を収納して搬送するためのウエハキャリアとしては、オープンカセット(以下、カセットという。)2が使用されている。
バッチ式プラズマ処理装置10は筐体11を備えている。筐体11の正面壁の下部にはメンテナンスするための正面メンテナンス口12が開設されており、正面メンテナンス口12には正面メンテナンス扉13が開閉するように建て付けられている。
正面メンテナンス扉13にはカセット搬入搬出口14が筐体11内外を連通するように開設されており、カセット搬入搬出口14はフロントシャッタ15によって開閉されるようになっている。
バッチ式プラズマ処理装置10は筐体11を備えている。筐体11の正面壁の下部にはメンテナンスするための正面メンテナンス口12が開設されており、正面メンテナンス口12には正面メンテナンス扉13が開閉するように建て付けられている。
正面メンテナンス扉13にはカセット搬入搬出口14が筐体11内外を連通するように開設されており、カセット搬入搬出口14はフロントシャッタ15によって開閉されるようになっている。
カセット搬入搬出口14の筐体11の内部にはカセットステージ16が設置されている。カセット2はカセットステージ16の上に工程内搬送装置(図示せず)によって搬入され、かつまた、カセットステージ16の上から搬出されるようになっている。
工程内搬送装置により、カセットステージ16にはカセット2が、カセット2内のウエハ1が垂直姿勢となり、カセット2のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。カセットステージ16はカセット2を筐体11の後方に右回り縦方向90度回転させ、カセット2内のウエハ1が水平姿勢となり、カセット2のウエハ出し入れ口が筐体11の後方を向く動作が可能となるように構成されている。
工程内搬送装置により、カセットステージ16にはカセット2が、カセット2内のウエハ1が垂直姿勢となり、カセット2のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。カセットステージ16はカセット2を筐体11の後方に右回り縦方向90度回転させ、カセット2内のウエハ1が水平姿勢となり、カセット2のウエハ出し入れ口が筐体11の後方を向く動作が可能となるように構成されている。
筐体11内の前後方向の略中央部には、カセット棚17が設置されている。カセット棚17には複数のカセット2が収納される移載棚18が複数段設けられており、カセット棚17は複数段複数列にて複数個のカセット2を保管するように構成されている。
また、カセットステージ16の上方には予備カセット棚19が設けられており、予備カセット棚19はカセット2を予備的に保管するように構成されている。
また、カセットステージ16の上方には予備カセット棚19が設けられており、予備カセット棚19はカセット2を予備的に保管するように構成されている。
カセットステージ16とカセット棚17との間には、カセット搬送装置20が設置されている。カセット搬送装置20は、カセット2を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ20aと、搬送機構としてのカセット搬送機構20bとによって構成されており、カセットエレベータ20aとカセット搬送機構20bとの連続動作により、カセットステージ16とカセット棚17と予備カセット棚19との間でカセット2を搬送するように構成されている。
カセット棚17の後方にはウエハ移載機構21が設置されている。ウエハ移載機構21はウエハ移載装置エレベータ22と、ウエハ移載装置エレベータ22によって昇降されるウエハ移載装置23とを備えている。ウエハ移載装置エレベータ22は筐体11の右側端部に設置されている。
ウエハ移載装置23はツィーザホルダ24を二次元方向に移動させるように構成されており、ツィーザホルダ24には複数枚(本実施の形態においては、5枚)のツィーザ25が、垂直方向に等間隔に配置されて水平に保持されている。但し、5枚のツィーザ25のうち最上段のツィーザ25は独立して進退し得るように構成されている。
図3に示されているように、ツィーザ25は3本の支持バー26、27、28を有する大略櫛形状に形成されている。これら3本の支持バー26、27、28のうち中央の支持バー26が細長く形成されているとともに、両脇の2本の支持バー27、28がそれぞれ短く形成されている。
3本の支持バー26、27、28の水平方向の幅は、可及的に狭くなるように設定されている。また、3本の支持バー26、27、28の垂直方向の厚みは、ウエハ1の荷重を確実に支えることができる範囲で可及的に薄くなるように設定されている。
これら3本の支持バー26、27、28の先端部には受け部26a、27a、28aが、それぞれウエハ1の厚さ分だけ下がった段差によって形成されており、各受け部26a、27a、28aの内側には逃げ凹部26b、27b、28bがそれぞれ適当な深さの段差によって形成されている。
すなわち、ツィーザ25は3本の支持バー26、27、28の受け部26a、27a、28aによってウエハ1の外周縁辺部の下面における3点を受けるとともに、水平面内での移動を規制するように構成されている。
このように、ツィーザ25はウエハ1を下から3点で位置規制しつつ水平に支持することにより、ウエハ1との接触面積を最小限としてウエハ1に対する接触による汚染を可及的に抑制しているとともに、搬送中のガタツキの発生を防止している。
ウエハ移載装置23はツィーザホルダ24を二次元方向に移動させるように構成されており、ツィーザホルダ24には複数枚(本実施の形態においては、5枚)のツィーザ25が、垂直方向に等間隔に配置されて水平に保持されている。但し、5枚のツィーザ25のうち最上段のツィーザ25は独立して進退し得るように構成されている。
図3に示されているように、ツィーザ25は3本の支持バー26、27、28を有する大略櫛形状に形成されている。これら3本の支持バー26、27、28のうち中央の支持バー26が細長く形成されているとともに、両脇の2本の支持バー27、28がそれぞれ短く形成されている。
3本の支持バー26、27、28の水平方向の幅は、可及的に狭くなるように設定されている。また、3本の支持バー26、27、28の垂直方向の厚みは、ウエハ1の荷重を確実に支えることができる範囲で可及的に薄くなるように設定されている。
これら3本の支持バー26、27、28の先端部には受け部26a、27a、28aが、それぞれウエハ1の厚さ分だけ下がった段差によって形成されており、各受け部26a、27a、28aの内側には逃げ凹部26b、27b、28bがそれぞれ適当な深さの段差によって形成されている。
すなわち、ツィーザ25は3本の支持バー26、27、28の受け部26a、27a、28aによってウエハ1の外周縁辺部の下面における3点を受けるとともに、水平面内での移動を規制するように構成されている。
このように、ツィーザ25はウエハ1を下から3点で位置規制しつつ水平に支持することにより、ウエハ1との接触面積を最小限としてウエハ1に対する接触による汚染を可及的に抑制しているとともに、搬送中のガタツキの発生を防止している。
図1に示されているように、カセット棚17の上方にはファンおよび防塵フィルタによって構成されたクリーンユニット29が設置されており、クリーンユニット29は清浄化した雰囲気であるクリーンエアを筐体11の内部に流通させるように構成されている。
便宜上、図示は省略するが、ウエハ移載装置エレベータ22側と反対側である筐体11の左側端部にもクリーンユニットが設置されており、このクリーンユニットはクリーンエアを筐体11内の後部空間に流通させるように構成されている。
便宜上、図示は省略するが、ウエハ移載装置エレベータ22側と反対側である筐体11の左側端部にもクリーンユニットが設置されており、このクリーンユニットはクリーンエアを筐体11内の後部空間に流通させるように構成されている。
図1および図2に示されているように、筐体11の後側上部には処理炉30が垂直に設置されている。
図2に示されているように、処理炉30は処理室32を形成するプロセスチューブ31を備えている。プロセスチューブ31は石英等の誘電体が使用されて一端開口で他端閉塞の円筒形状に形成されており、プロセスチューブ31は中心線が垂直になるように縦に配されて固定的に支持されている。
プロセスチューブ31の筒中空部は複数枚のウエハ1が収容される処理室32を形成しており、プロセスチューブ31の内径は取り扱うウエハ1の最大外径よりも大きくなるように設定されている。
図2に示されているように、処理炉30は処理室32を形成するプロセスチューブ31を備えている。プロセスチューブ31は石英等の誘電体が使用されて一端開口で他端閉塞の円筒形状に形成されており、プロセスチューブ31は中心線が垂直になるように縦に配されて固定的に支持されている。
プロセスチューブ31の筒中空部は複数枚のウエハ1が収容される処理室32を形成しており、プロセスチューブ31の内径は取り扱うウエハ1の最大外径よりも大きくなるように設定されている。
プロセスチューブ31の下端面にはマニホールド33が当接されており、マニホールド33は誘電体が使用されて上下両端部に径方向外向きに突出したフランジを有する円筒形状に形成されている。プロセスチューブ31についての保守点検作業や清掃作業のために、マニホールド33はプロセスチューブ31に着脱自在に取り付けられている。
そして、マニホールド33が筐体11に支持されることにより、プロセスチューブ31は垂直に据え付けられた状態になっている。
マニホールド33の下端開口はウエハ1を出し入れするための炉口34を形成している。炉口34は通常時には炉口シャッタ35によって閉塞されるようになっている。
そして、マニホールド33が筐体11に支持されることにより、プロセスチューブ31は垂直に据え付けられた状態になっている。
マニホールド33の下端開口はウエハ1を出し入れするための炉口34を形成している。炉口34は通常時には炉口シャッタ35によって閉塞されるようになっている。
マニホールド33の側壁には排気管36の一端が接続されており、排気管36は他端が排気装置(図示せず)に接続されて処理室32を排気し得るように構成されている。
マニホールド33の排気管36と異なる位置(図示例では180度反対側の位置)には、処理ガスを供給するためのガス供給管37が垂直に立脚されており、ガス供給管37は誘電体が使用されて細長い円形のパイプ形状に形成されている。
ガス供給管37には複数個の吹出口38が垂直方向に並べられて開設されている。吹出口38の個数は処理すべきウエハ1の枚数に一致されており、各吹出口38の高さの位置は上下で隣合うウエハ1、1間の空間に対向するようにそれぞれ設定されている。
ガス供給管37には複数個の吹出口38が垂直方向に並べられて開設されている。吹出口38の個数は処理すべきウエハ1の枚数に一致されており、各吹出口38の高さの位置は上下で隣合うウエハ1、1間の空間に対向するようにそれぞれ設定されている。
プロセスチューブ31の外部には処理室32を全体にわたって均一に加熱するためのヒータ39が、プロセスチューブ31の周囲を包囲するように同心円に設備されており、ヒータ39は筐体11の上に垂直に据え付けられた状態になっている。
図1に示されているように、筐体11内における処理炉30の真下近傍にはボートエレベータ40が設置されており、ボートエレベータ40のアーム41には、処理に際して炉口34を閉塞するシールキャップ42が水平に支持されている。
シールキャップ42はマニホールド33の外径と略等しい円盤形状に形成されており、ボートエレベータ40によって上昇されることにより、炉口34を気密シールして閉塞するように構成されている。
シールキャップ42はマニホールド33の外径と略等しい円盤形状に形成されており、ボートエレベータ40によって上昇されることにより、炉口34を気密シールして閉塞するように構成されている。
シールキャップ42の上には複数枚のウエハ1を保持して処理室32に搬入搬出するボート(搬送治具)43が、垂直に立脚されて支持されている。
ボート43は上下で一対の端板44、45と、両端板44、45間に架設されて垂直に配設された複数本(本実施の形態では、4本)の保持柱46とを備えている。
保持柱46は後記するサセプタ電極に電力を供給するフィーダを兼用するように構成されている。各保持柱(以下、電極支柱という。)46は、ウエハ1の金属汚染源とならない導電性を有する材料としての炭化シリコン(SiC)が使用されて形成されている。
ボート43は上下で一対の端板44、45と、両端板44、45間に架設されて垂直に配設された複数本(本実施の形態では、4本)の保持柱46とを備えている。
保持柱46は後記するサセプタ電極に電力を供給するフィーダを兼用するように構成されている。各保持柱(以下、電極支柱という。)46は、ウエハ1の金属汚染源とならない導電性を有する材料としての炭化シリコン(SiC)が使用されて形成されている。
各電極支柱46にはサセプタ電極50が複数段(本実施の形態では11段)、上下方向に等間隔に配置されて水平に保持されている。
上下で隣り合うサセプタ電極50、50の間隔は、ウエハ移載装置23のツィーザ25によるウエハ1の受け渡しに必要な寸法と、後述するプラズマ処理の作用とを考慮して定められている。
上下で隣り合うサセプタ電極50、50の間隔は、ウエハ移載装置23のツィーザ25によるウエハ1の受け渡しに必要な寸法と、後述するプラズマ処理の作用とを考慮して定められている。
図3に示されているように、サセプタ電極50はウエハ1を金属汚染させない導電性を有する材料としての炭化シリコンが使用されて円形の平板形状に形成されており、外径はウエハ1の外径よりも大きめに設定されている。
サセプタ電極50の外周におけるウエハ移載装置23と反対側になる位置には、略正方形平板形状の接続部51が径方向外向きに突設されている。
サセプタ電極50におけるツィーザ25の3本の支持バー26、27、28に対向する位置には、三つの挿通部52、53、54がそれぞれ上下方向に貫通する切欠き形状に開設されている。
これら三つの挿通部52、53、54のうち中央の挿通部52は、接続部51の法線上に配置されているとともに、ウエハ1の直径よりも細長く形成されている。すなわち、接続部51は細長い挿通部52によって二分割されるサセプタ電極50を機械的かつ電気的に接続している。
両脇の二つの挿通部53、54は2本の支持バー27、28に対向する位置に配されて、2本の支持バー27、28に対応するようにそれぞれ短く形成されている。
三つの挿通部52、53、54の水平方向の幅は、3本の支持バー26、27、28の幅よりも大きめに設定されている。すなわち、三つの挿通部52、53、54の水平方向の幅は、3本の支持バー26、27、28を上下方向に挿通可能な範囲内で可及的に狭くなるように設定されている。
サセプタ電極50の外周におけるウエハ移載装置23と反対側になる位置には、略正方形平板形状の接続部51が径方向外向きに突設されている。
サセプタ電極50におけるツィーザ25の3本の支持バー26、27、28に対向する位置には、三つの挿通部52、53、54がそれぞれ上下方向に貫通する切欠き形状に開設されている。
これら三つの挿通部52、53、54のうち中央の挿通部52は、接続部51の法線上に配置されているとともに、ウエハ1の直径よりも細長く形成されている。すなわち、接続部51は細長い挿通部52によって二分割されるサセプタ電極50を機械的かつ電気的に接続している。
両脇の二つの挿通部53、54は2本の支持バー27、28に対向する位置に配されて、2本の支持バー27、28に対応するようにそれぞれ短く形成されている。
三つの挿通部52、53、54の水平方向の幅は、3本の支持バー26、27、28の幅よりも大きめに設定されている。すなわち、三つの挿通部52、53、54の水平方向の幅は、3本の支持バー26、27、28を上下方向に挿通可能な範囲内で可及的に狭くなるように設定されている。
図4に示されているように、上下で隣り合うサセプタ電極50、50間には、交流電力を印加する交流電源61が整合器62を介して電気的に接続されており、各サセプタ電極50、50はそれぞれ並列に接続されている。
交流電力としては、数kHzの低周波数から13.56MHz等の高周波数の交流電源が使用される。
交流電力としては、数kHzの低周波数から13.56MHz等の高周波数の交流電源が使用される。
次に、前記構成に係るバッチ式プラズマ処理装置10の作用を説明する。
図1に示されているように、カセット2がカセットステージ16に供給されるに先立って、カセット搬入搬出口14がフロントシャッタ15によって開放される。
その後、カセット2はカセット搬入搬出口14から搬入され、カセットステージ16の上にウエハ1が垂直姿勢であって、カセット2のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。
その後、カセット2はカセットステージ16によって、カセット2内のウエハ1が水平姿勢となり、カセット2のウエハ出し入れ口が筐体11の後方を向けるように、筐体11の後方に右周り縦方向に90度回転させられる。
次に、カセット2はカセット棚17ないし予備カセット棚19の指定された棚位置へ、カセット搬送装置20によって自動的に搬送されて受け渡される。
その後、カセット2はカセット搬入搬出口14から搬入され、カセットステージ16の上にウエハ1が垂直姿勢であって、カセット2のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。
その後、カセット2はカセットステージ16によって、カセット2内のウエハ1が水平姿勢となり、カセット2のウエハ出し入れ口が筐体11の後方を向けるように、筐体11の後方に右周り縦方向に90度回転させられる。
次に、カセット2はカセット棚17ないし予備カセット棚19の指定された棚位置へ、カセット搬送装置20によって自動的に搬送されて受け渡される。
一時的に保管された後、カセット2はカセット棚17ないし予備カセット棚19からカセット搬送装置20によって移載棚18に移載されるか、もしくは、直接、移載棚18に搬送される。
カセット2が移載棚18に移載されると、ウエハ移載装置23は5枚のツイーザ25によってカセット2内の5枚のウエハ1をカセット2のウエハ出し入れ口を通じて、一度にピックアップし、ウエハ1をカセット2内からボート43に搬送し、5枚のウエハ1を5枚のツィーザ25からボート43の5段のサセプタ電極50の上に一度に移載する。
この5枚のツィーザ25から5段のサセプタ電極50への5枚のウエハ1の受け渡しに際しては、図5(a)に示されているように、5枚のウエハ1をそれぞれ保持した5枚のツィーザ25が各段のサセプタ電極50の上方に一度に搬入される。このとき、各ツィーザ25における3本の支持バー26、27、28がサセプタ電極50における三つの挿通部52、53、54の真上にそれぞれ整合される。
続いて、図5(b)に示されているように、5枚のツィーザ25が5段のサセプタ電極50に対して垂直に一度に下降されると、各ツィーザ25における3本の支持バー26、27、28が各サセプタ電極50における三つの挿通部52、53、54をそれぞれ潜り抜けるので、5枚のウエハ1は5段のサセプタ電極50の上に一度に移載される。
以上のようにして、5枚のウエハ1を5段のサセプタ電極50の上に一度に移載すると、ウエハ移載装置23はツィーザ25をカセット2に戻し、次回の5枚のウエハ1を5枚のツィーザ25によって一度にピックアップする。
ウエハ移載装置23は以上の作動を繰り返すことによって、最下段(本実施の形態においては、11段目)までのサセプタ電極50群の上にウエハ1を5枚ずつ順次に移載して行く。
なお、最後に、ウエハ1が残った場合には、独立して移動可能なツィーザ25を使用することにより、必要なウエハ1をサセプタ電極50に移載する。
カセット2が移載棚18に移載されると、ウエハ移載装置23は5枚のツイーザ25によってカセット2内の5枚のウエハ1をカセット2のウエハ出し入れ口を通じて、一度にピックアップし、ウエハ1をカセット2内からボート43に搬送し、5枚のウエハ1を5枚のツィーザ25からボート43の5段のサセプタ電極50の上に一度に移載する。
この5枚のツィーザ25から5段のサセプタ電極50への5枚のウエハ1の受け渡しに際しては、図5(a)に示されているように、5枚のウエハ1をそれぞれ保持した5枚のツィーザ25が各段のサセプタ電極50の上方に一度に搬入される。このとき、各ツィーザ25における3本の支持バー26、27、28がサセプタ電極50における三つの挿通部52、53、54の真上にそれぞれ整合される。
続いて、図5(b)に示されているように、5枚のツィーザ25が5段のサセプタ電極50に対して垂直に一度に下降されると、各ツィーザ25における3本の支持バー26、27、28が各サセプタ電極50における三つの挿通部52、53、54をそれぞれ潜り抜けるので、5枚のウエハ1は5段のサセプタ電極50の上に一度に移載される。
以上のようにして、5枚のウエハ1を5段のサセプタ電極50の上に一度に移載すると、ウエハ移載装置23はツィーザ25をカセット2に戻し、次回の5枚のウエハ1を5枚のツィーザ25によって一度にピックアップする。
ウエハ移載装置23は以上の作動を繰り返すことによって、最下段(本実施の形態においては、11段目)までのサセプタ電極50群の上にウエハ1を5枚ずつ順次に移載して行く。
なお、最後に、ウエハ1が残った場合には、独立して移動可能なツィーザ25を使用することにより、必要なウエハ1をサセプタ電極50に移載する。
所定の段のサセプタ電極50の上にウエハ1が移載されたボート43はボートエレベータ40によって上昇されて、図6に示されているように、処理炉30の処理室32に搬入(ボートローディング)される。
ボート43が上限に達すると、シールキャップ42が炉口34をシール状態に閉塞するために、処理室32は気密に閉じられた状態になる。
気密に閉じられると、処理室32は排気管36によって排気され、ヒータ39によって所定の温度(例えば、800℃程度)に加熱される。
この際、ヒータ39がホットウオール形構造であることにより、処理室32の温度は全体にわたって均一に維持された状態になるために、ボート43に保持されたウエハ1群の温度分布は全長にわたって均一になるとともに、各ウエハ1の面内の温度分布も均一かつ同一になる。
ボート43が上限に達すると、シールキャップ42が炉口34をシール状態に閉塞するために、処理室32は気密に閉じられた状態になる。
気密に閉じられると、処理室32は排気管36によって排気され、ヒータ39によって所定の温度(例えば、800℃程度)に加熱される。
この際、ヒータ39がホットウオール形構造であることにより、処理室32の温度は全体にわたって均一に維持された状態になるために、ボート43に保持されたウエハ1群の温度分布は全長にわたって均一になるとともに、各ウエハ1の面内の温度分布も均一かつ同一になる。
処理室32内の温度が予め設定された値に達して安定した後に、処理ガス48が処理室32内にガス供給管37から供給されて、処理室32内の圧力が予め設定された値に達すると、各段のサセプタ電極50には、それぞれ180度位相が異なる交流電力が交流電源61や整合器62によって印加される。
図4に示されているように、サセプタ電極50のウエハ1のアクティブエリア側を向く表面である下面には、全体にわたって均一で平坦なプラズマ60が生成される。
この全体にわたって均一で平坦なプラズマ60は、ウエハ1のアクティブエリア側に生成されているために、ウエハ1のアクティブエリア側の主面にはプラズマ処理が全面にわたって均一に施される。
この全体にわたって均一で平坦なプラズマ60は、ウエハ1のアクティブエリア側に生成されているために、ウエハ1のアクティブエリア側の主面にはプラズマ処理が全面にわたって均一に施される。
ガス供給管37に供給された処理ガス48は各吹出口38から各段のウエハ1の上方空間にそれぞれ吹き出して、各サセプタ電極50の下面に生成されたプラズマ60により、反応が活性な状態になる。
各段のサセプタ電極50で活性化した粒子(以下、活性粒子という。)は、各段のサセプタ電極50の上に載置されたウエハ1のアクティブエリア側の主面に接触し、ウエハ1にプラズマ処理を施す。
この際、前述した通りに、ウエハ1の温度分布がボート43の全長かつウエハ面内で均一に維持されており、均一で平坦なプラズマ60による活性粒子のウエハ1との接触分布が各段のウエハ1同士で同等かつ各段のウエハ1のウエハ面内で均一の状態になるため、活性粒子のプラズマ反応によるウエハ1におけるプラズマ処理状況は各段のウエハ1同士で、かつ、各段のウエハ1のウエハ面内において均一な状態になる。
各段のサセプタ電極50で活性化した粒子(以下、活性粒子という。)は、各段のサセプタ電極50の上に載置されたウエハ1のアクティブエリア側の主面に接触し、ウエハ1にプラズマ処理を施す。
この際、前述した通りに、ウエハ1の温度分布がボート43の全長かつウエハ面内で均一に維持されており、均一で平坦なプラズマ60による活性粒子のウエハ1との接触分布が各段のウエハ1同士で同等かつ各段のウエハ1のウエハ面内で均一の状態になるため、活性粒子のプラズマ反応によるウエハ1におけるプラズマ処理状況は各段のウエハ1同士で、かつ、各段のウエハ1のウエハ面内において均一な状態になる。
予め設定された処理時間が経過すると、処理ガス48の供給、ヒータ39の加熱、交流電力の印加および排気管36の排気等が停止された後、ボートエレベータ40によってシールキャップ42が下降されることにより、炉口34が開口されるとともに、ボート43が炉口34から処理室32の外部に搬出(ボートアンローディング)される。
処理室32の外部に搬出されたウエハ1は、前述したウエハ移載装置23の作動とは逆の手順により、カセット2内に収納される。
以上の作動が繰り返されることにより、複数枚のウエハ1がバッチ処理される。
以上の作動が繰り返されることにより、複数枚のウエハ1がバッチ処理される。
ところで、複数段のサセプタ電極にウエハを移載するのに枚葉式プラズマ処理装置における突き上げピン式のウエハ移載装置を採用すると、図7に示されているように、複数段のサセプタ電極50にウエハ1を一枚ずつ移載することになるために、スループットが低下するという問題点がある。
すなわち、図7(a)に示されているように、突き上げピン70は複数段のサセプタ電極50を全体にわたって最下段から最上段まで貫通している。
まず、突き上げピン70の上端が一段目のサセプタ電極50より上方に突き出された状態で、ウエハ1を保持したツィーザ25が突き上げピン70の上方に搬入される。
続いて、図7(b)に示されているように、突き上げピン70が上昇されることにより、ツィーザ25の上のウエハ1を突き上げピン70が受け取る。
次いで、図7(c)に示されているように、突き上げピン70が二段目のサセプタ電極50の所定の高さまで下降されると、突き上げピン70に保持されたウエハ1は一段目のサセプタ電極50の上に受け渡される。
以後、前述した作動が繰り返されることにより、ウエハ1が一枚ずつサセプタ電極50に移載されて行く。
これに対して、本実施の形態においては、5枚のツィーザ25によって5枚のウエハ1を5段のサセプタ電極50へ一度に移載することができるために、スループットを5倍に向上させることができる。
すなわち、図7(a)に示されているように、突き上げピン70は複数段のサセプタ電極50を全体にわたって最下段から最上段まで貫通している。
まず、突き上げピン70の上端が一段目のサセプタ電極50より上方に突き出された状態で、ウエハ1を保持したツィーザ25が突き上げピン70の上方に搬入される。
続いて、図7(b)に示されているように、突き上げピン70が上昇されることにより、ツィーザ25の上のウエハ1を突き上げピン70が受け取る。
次いで、図7(c)に示されているように、突き上げピン70が二段目のサセプタ電極50の所定の高さまで下降されると、突き上げピン70に保持されたウエハ1は一段目のサセプタ電極50の上に受け渡される。
以後、前述した作動が繰り返されることにより、ウエハ1が一枚ずつサセプタ電極50に移載されて行く。
これに対して、本実施の形態においては、5枚のツィーザ25によって5枚のウエハ1を5段のサセプタ電極50へ一度に移載することができるために、スループットを5倍に向上させることができる。
ところで、サセプタ電極50に突き上げピン70が挿通する挿通孔71が開設されていると、図8に示されているように、異物72が挿通孔71の内周面に堆積する。
他方、突き上げピン70は最下段のサセプタ電極50から最上段のサセプタ電極50まで貫通して細長く形成されているために、所謂先振れが起こり易い。
この先振れによって突き上げピン70の上端部が挿通孔71の内周面に接触すると、堆積した異物72が削り取られるために、パーティクル73が発生する。
他方、突き上げピン70は最下段のサセプタ電極50から最上段のサセプタ電極50まで貫通して細長く形成されているために、所謂先振れが起こり易い。
この先振れによって突き上げピン70の上端部が挿通孔71の内周面に接触すると、堆積した異物72が削り取られるために、パーティクル73が発生する。
しかし、本実施の形態においては、各ツィーザ25はツィーザホルダ24にそれぞれ支持されているために、所謂先振れが発生することはないため、パーティクルが発生することはない。
すなわち、ツィーザ25からサセプタ電極50へのウエハ1の受け渡しに際しての潜り抜け時に、ツィーザ25の3本の支持バー26、27、28がサセプタ電極50の三つの挿通部52、53、54に接触しないので、パーティクルが発生することはない。
すなわち、ツィーザ25からサセプタ電極50へのウエハ1の受け渡しに際しての潜り抜け時に、ツィーザ25の3本の支持バー26、27、28がサセプタ電極50の三つの挿通部52、53、54に接触しないので、パーティクルが発生することはない。
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
1) 複数枚のウエハを複数段のサセプタ電極のそれぞれに載置してプラズマ処理することにより、プラズマを各段のウエハのそれぞれにおいて専用的に生成することができるために、プラズマ処理状況をウエハ面内および各ウエハ相互間のいずれにおいても均一化することができる。
2) 複数段のサセプタ電極のそれぞれに載置された複数枚のウエハをホットウオール形のヒータによって一律に加熱することにより、ウエハのボート全長および各ウエハ面内の温度を均一に分布させることができるため、ウエハのプラズマ処理状況をウエハ面内および各ウエハ相互間のいずれにおいても均一化することができる。
3) 複数枚のウエハを一括してバッチ処理することにより、ウエハを一枚ずつ枚葉処理する場合に比べて、スループットを大幅に向上させることができる。
4) 5枚のツィーザによって5枚のウエハを5段のサセプタ電極へ一度に移載することにより、ウエハを一枚ずつサセプタ電極に移載する場合に比べてスループットを5倍に向上させることができる。
5) ツィーザからサセプタ電極へのウエハの受け渡しに際しての潜り抜け時に、ツィーザの3本の支持バーがサセプタ電極の三つの挿通部に接触するのを防止することができるので、パーティクルが発生するのを防止することができ、その結果、歩留りを向上させることができる。
6) 3本の支持バーの受け部によってウエハの外周縁辺部の下面における3点を受けるとともに、水平面内での移動を規制するようにツィーザを構成することにより、ウエハとの接触面積を最小限としてウエハに対する接触による汚染を可及的に抑制することができるとともに、搬送中のガタツキの発生を防止することができるので、歩留りをより一層向上させることができる。
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で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、ウエハ移載装置は5枚のウエハを5段のサセプタ電極に一度に移載することができるように構成するに限らず、2枚以上のウエハを一度に移載することができるように構成してもよい。
サセプタ電極に電力を供給するフィーダは、ボートの保持柱に兼用させるように構成するに限らず、保持柱から独立させて形成してもよい。
本発明に係るバッチ式プラズマ処理装置は、プラズマCVDやドライエッチング等のプラズマ処理全般に使用することができる。
また、被処理基板はウエハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
1…ウエハ(基板)、2…カセット、10…バッチ式プラズマ処理装置(基板処理装置)、11…筐体、12…正面メンテナンス口、13…正面メンテナンス扉、14…カセット搬入搬出口、15…フロントシャッタ、16…カセットステージ、17…カセット棚、18…移載棚、19…予備カセット棚、20…カセット搬送装置、20a…カセットエレベータ、20b…カセット搬送機構、21…ウエハ移載機構、22…ウエハ移載装置エレベータ、23…ウエハ移載装置、24…ツィーザホルダ、25…ツィーザ、26、27、28…支持バー、26a、27a、28a…受け部、26b、27b、28b…逃げ凹部、29…クリーンユニット、30…処理炉、31…プロセスチューブ、32…処理室、33…マニホールド、34…炉口、35…炉口シャッタ、36…排気管、37…ガス供給管、38…吹出口、39…ヒータ、40…ボートエレベータ、41…アーム、42…シールキャップ、43…ボート(搬送治具)、44、45…端板、46…電極支柱、48…処理ガス、50…サセプタ電極、51…接続部、52、53、54…挿通部、60…プラズマ、61…交流電源、62…整合器。
Claims (1)
- 被処理基板を載置するサセプタ電極を複数段、処理室内に所定の間隔を置いて配置し、前記各段のサセプタ電極に電力をフィーダによってそれぞれ供給してプラズマを生成し、前記各段のサセプタ電極に載置した前記被処理基板をプラズマ処理する基板処理装置であって、
前記各段のサセプタ電極には前記被処理基板を搬送するツィーザが上下に挿通可能な挿通部がそれぞれ開設されていることを特徴とする基板処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006074645A JP2007250988A (ja) | 2006-03-17 | 2006-03-17 | 基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006074645A JP2007250988A (ja) | 2006-03-17 | 2006-03-17 | 基板処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=38594936
Family Applications (1)
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JP2006074645A Pending JP2007250988A (ja) | 2006-03-17 | 2006-03-17 | 基板処理装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110024963A1 (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-03 | Tokyo Electron Limited | Substrate mounting mechanism and substrate processing apparatus using same |
CN108368608A (zh) * | 2015-07-09 | 2018-08-03 | 韩华Qcells有限公司 | 用于成对容纳衬底的设备 |
-
2006
- 2006-03-17 JP JP2006074645A patent/JP2007250988A/ja active Pending
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US20110024963A1 (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-03 | Tokyo Electron Limited | Substrate mounting mechanism and substrate processing apparatus using same |
US8469346B2 (en) * | 2009-08-03 | 2013-06-25 | Tokyo Electron Limited | Substrate mounting mechanism and substrate processing apparatus using same |
CN108368608A (zh) * | 2015-07-09 | 2018-08-03 | 韩华Qcells有限公司 | 用于成对容纳衬底的设备 |
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