JP2009176807A - Substrate processing apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理装置、及び基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
半導体装置の製造工程では、所望のデバイス特性を得るために、各種の表面処理工程が実施される。例えば、コンタクトプラグを形成する前工程では、コンタクト抵抗の低抵抗化を図るために、シリコンウェハの表面に形成される自然酸化膜が表面処理によって化学的に除去される。 In the manufacturing process of a semiconductor device, various surface treatment processes are performed in order to obtain desired device characteristics. For example, in the pre-process for forming the contact plug, the natural oxide film formed on the surface of the silicon wafer is chemically removed by surface treatment in order to reduce the contact resistance.
自然酸化膜の除去方法としては、フッ素系の反応ガスを自然酸化膜の表面に吸着させて自然酸化膜を化学的にエッチングする方法が知られている。特許文献1は、三フッ化窒素(NF3 )等の反応ガスと水素ラジカルとを用い、水素ラジカルで反応ガスを還元することにより、シリコン基板表面に中間生成物であるエッチャント(例えば、NHXFY :x、yは任意の整数)を生成する。中間生成物であるエッチャントは、シリコン酸化膜と反応することにより反応生成物(例えば、アンモニア錯体)を生成する。反応生成物は、ウェハの加熱によって熱分解されて、珪フッ化アンモニウム((NH4)2SiF6 )ガスとして排気され
る。
As a method for removing the natural oxide film, a method of chemically etching the natural oxide film by adsorbing a fluorine-based reaction gas on the surface of the natural oxide film is known.
エッチングを行うとエッチャントは処理室の内壁にも付着する。従って、エッチングを複数回繰り返すと、処理室の内壁に付着するエッチャントが厚くなり、それが処理室内壁から外れることでパーティクルを発生させてしまう。そこで、特許文献1は、ウェハを加熱して反応生成物を熱分解するときに、処理空間にパージガスを導入して、反応生成物や熱分解ガスをパージガスの流れに乗せて排気する。これによれば、反応生成物や熱分解ガスと処理被膜との反応が抑制されて、パーティクルの数量を低減させることができる。
When etching is performed, the etchant also adheres to the inner wall of the processing chamber. Therefore, if etching is repeated a plurality of times, the etchant adhering to the inner wall of the processing chamber becomes thicker, and particles are generated by being removed from the inner wall of the processing chamber. Therefore, in
自然酸化膜を除去する装置には、半導体装置の生産性を向上するために、バッチ式の縦型基板処理装置が広く利用される。特許文献2は、エッチングを実行するための表面処理室、反応生成物を排気するための昇華室、及びCVD膜を形成するためのCVD室を、それぞれ共通する気密室の上に連通可能に搭載する。各処理室と連結する気密室は、ウェハの装填されたボートを内部に有してウェハの周辺を窒素ガスでパージするとともに、ボートを搬送することにより各室内に対して順次ウェハを搬入搬出する。これによって、特許文献2は、表面処理室と昇華室とで表面処理の施されるウェハを、その処理の直後にCVD室へ搬入させることができ、CVD膜に対する自然酸化膜の影響を確実に軽減することができる。
特許文献2の基板処理装置は、ウェハに表面処理を施すとき、まず気密室を開放してボートにウェハを装填し、次いで表面処理室、昇華室、CVD室の順序でボートを搬送して、装填したウェハの各室への搬入搬出を繰り返す。そして、基板処理装置は、再度、気密室を開放することにより表面処理後のウェハをボートから脱装する。
When performing surface treatment on a wafer, the substrate processing apparatus of
上記表面処理を実行する間、基板処理装置は、気密室に連結された3つの処理室を用いて、3つの処理工程を直列に処理(シリアル処理)し続ける。このため、一つの処理室は、他の処理室の処理動作が全て終了するまで待機しなければならない。例えば、CVD室
は、気密室、表面処理室、及び昇華室の処理動作が全て終了するまで待機しなければならない。この結果、上記基板処理装置では、各処理室の待機時間が重畳して長くなり、単位時間当たりのウェハの処理枚数、すなわちスループットが大幅に損なわれてしまう。
While performing the surface treatment, the substrate processing apparatus continues to process the three processing steps in series (serial processing) using the three processing chambers connected to the hermetic chamber. For this reason, one processing chamber must wait until all processing operations of other processing chambers are completed. For example, the CVD chamber must wait until the processing operations of the hermetic chamber, the surface treatment chamber, and the sublimation chamber are all completed. As a result, in the substrate processing apparatus, the waiting time of each processing chamber is overlapped and becomes long, and the number of processed wafers per unit time, that is, the throughput is greatly impaired.
特許文献2では、スループットを向上させるため、表面処理室に昇華室を兼用させて、ボートの移送時間を短縮することを提案する。しかし、ボートの移送に要する時間は、一般的に数十秒であって、数分単位の時間を要する自然酸化膜のエッチング時間やウェハの加熱時間、さらにはCVD膜の成膜時間に比べて十分に短い時間である。すなわち、ボートの移送時間は、基板処理装置のスループットを到底律速するものではなく、その時間を短縮するだけでは、基板処理装置のスループットを十分に向上させ難い。
本願発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、スループットを向上した基板処理装置、及び基板処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method with improved throughput.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の基板処理装置は、複数の基板からなる基板群に表面処理を施す基板処理装置であって、所定間隔で配列した複数のボートと、前記各ボートの一方向に配置される複数の処理室と、前記各ボートをそれぞれ前記複数の処理室の各々に搬入及び搬出する搬送部とを有し、前記複数の処理室は、前記ボートへの基板の充填又は前記ボートにある基板群を外部に移載して外部の異なる基板群を前記ボートに装填する装填室と、前記ボートにある基板群を反応ガスに曝す反応室と、前記ボートにある基板群を加熱する加熱室とからなることを要旨とする。
In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus according to
請求項1に記載の基板処理装置によれば、一つ基板群が一つの処理室に搬入されるとき、他の一つの基板群が他の一つの処理室に搬送される。例えば、一つ基板群が装填室に搬入されるとき、他の一つの基板群が反応室に搬送されて、また、他の異なる一つの基板群が加熱室に搬送される。したがって、本基板処理装置は、一つの基板群を移載又は装填するタイミングで、他の一つの基板群を反応ガスに曝すことができ、また、他の異なる一つの基板群に加熱処理を施すことができる。この結果、本基板処理装置は、反応室における処理と、加熱室における処理と、装填室のおける処理とを、それぞれ異なるボート間で並列に処理(パラレル処理)することができる。そのため、本基板処理装置は、基板群の移載に要する時間や装填に要する時間を、反応処理時間あるいは加熱処理時間により相殺することができ、基板処理のスループットを向上することができる。 According to the substrate processing apparatus of the first aspect, when one substrate group is carried into one processing chamber, another one substrate group is transferred to another one processing chamber. For example, when one substrate group is carried into the loading chamber, another one substrate group is transferred to the reaction chamber, and another different substrate group is transferred to the heating chamber. Therefore, the present substrate processing apparatus can expose another substrate group to a reactive gas at the timing of transferring or loading one substrate group, and heat-treats another different substrate group. be able to. As a result, the substrate processing apparatus can perform processing in the reaction chamber, processing in the heating chamber, and processing in the loading chamber in parallel between different boats (parallel processing). Therefore, the present substrate processing apparatus can offset the time required for transferring and loading the substrate group by the reaction processing time or the heat processing time, thereby improving the substrate processing throughput.
請求項2に記載の基板処理装置は、請求項1に記載の基板処理装置であって、前記複数の処理室が、前記ボートにある基板群を冷却する冷却室をさらに有することを要旨とする。 A substrate processing apparatus according to a second aspect is the substrate processing apparatus according to the first aspect, wherein the plurality of processing chambers further include a cooling chamber for cooling a substrate group in the boat. .
請求項2に記載の基板処理装置によれば、一つの基板群が一つの処理室に搬送されるとき、他の一つの基板群が冷却室に搬送される。したがって、この基板処理装置は、基板群の移載に要する時間や装填に要する時間を、他の基板群の反応処理時間、加熱処理時間、冷却処理時間のいずれか一つにより相殺することができる。よって、この基板処理装置は、冷却室を有する分だけ、同じタイミングで実行する処理工程の数量を増加することができ、基板処理のスループットを、さらに向上することができる。しかも、この基板処理装置は、加熱処理後の冷却処理を他の加熱処理と並行して冷却室で単独に実行するため、加熱温度や加熱速度の変更に関わらず、加熱条件に応じた冷却を、スループットを損なうことなく実行できる。 According to the substrate processing apparatus of the second aspect, when one substrate group is transferred to one processing chamber, the other substrate group is transferred to the cooling chamber. Therefore, this substrate processing apparatus can offset the time required for transferring and loading the substrate group by any one of the reaction processing time, the heat processing time, and the cooling processing time of the other substrate group. . Therefore, this substrate processing apparatus can increase the number of processing steps to be executed at the same timing by the amount of the cooling chamber, and can further improve the throughput of the substrate processing. In addition, since this substrate processing apparatus performs the cooling process after the heating process independently in the cooling chamber in parallel with the other heating processes, the substrate processing apparatus can perform the cooling according to the heating conditions regardless of the change in the heating temperature or the heating rate. , And can be executed without losing throughput.
請求項3に記載の基板処理装置は、請求項1又は2に記載の基板処理装置であって、前記搬送部は、4つの前記ボートを一つの面に搭載して回動するステージを有し、前記4つ
のボートに対する前記面の法線方向と前記ステージの回動方向への搬送とを繰返すことにより、前記各ボートをそれぞれ前記回動方向に沿う順序で4つの前記処理室の各々に搬入及び搬出し、前記4つの処理室の各々は、処理工程の順序に従って前記回動方向に配列されることを要旨とする。
A substrate processing apparatus according to a third aspect is the substrate processing apparatus according to the first or second aspect, wherein the transfer unit includes a stage that rotates with the four boats mounted on one surface. By repeating the normal direction of the surface with respect to the four boats and the conveyance in the rotational direction of the stage, the boats are loaded into the four processing chambers in the order along the rotational direction, respectively. In addition, each of the four processing chambers is arranged in the rotation direction according to the order of the processing steps.
請求項3に記載の基板処理装置によれば、全ての処理室が処理工程の順序に従って配列されるため、ステージを1回回転するだけで、1つの基板群に対する全ての処理工程を実行することができる。また、全てのボートが回動方向に搭載されるため、一つのボートに対し、先行する基板群への最終の工程(移載処理)と、後続する基板群への初期の工程(装填処理)とを、同じタイミングで実行することができる。したがって、この基板処理装置は、一つのボートを用いて処理する異なる基板群の間において、移載処理と装填処理とを並列に処理(パラレル処理)することができる。よって、この基板処理装置は、基板処理のスループットを、さらに向上することができる。 According to the substrate processing apparatus of the third aspect, since all the processing chambers are arranged in the order of the processing steps, all the processing steps for one substrate group can be executed by rotating the stage once. Can do. In addition, since all the boats are mounted in the rotation direction, the final process (transfer process) to the preceding substrate group and the initial process (loading process) to the subsequent substrate group for one boat. Can be executed at the same timing. Therefore, this substrate processing apparatus can perform the transfer processing and the loading processing in parallel (parallel processing) between different substrate groups processed using a single boat. Therefore, this substrate processing apparatus can further improve the throughput of the substrate processing.
請求項4に記載の基板処理装置は、請求項3記載の基板処理装置であって、前記全処理室と連結して前記ステージを収容する搬送室と、前記ステージに設けられて前記搬送室の内部空間を前記ボートごとに区画して前記ステージとともに回動する隔壁と、を有することを要旨とする。
The substrate processing apparatus according to
請求項4に記載の基板処理装置によれば、処理室間における気体の流入及び流出(クロスコンタミネーション)が、隔壁によって抑制される。したがって、この基板処理装置は、処理室間のクロストークを抑制する分だけ、他の処理室から流入する気体を排気してパージするための時間、他の処理室に流出する気体を補うための時間等を短縮することができる。よって、この基板処理装置は、各処理室における処理時間をそれぞれ短縮することができ、ひいては基板処理のスループットを、さらに向上することができる。 According to the substrate processing apparatus of the fourth aspect, inflow and outflow (cross contamination) of gas between the processing chambers are suppressed by the partition walls. Therefore, this substrate processing apparatus supplements the gas flowing out into the other processing chambers by the time for exhausting and purging the gas flowing in from the other processing chambers as much as the crosstalk between the processing chambers is suppressed. Time etc. can be shortened. Therefore, this substrate processing apparatus can shorten the processing time in each processing chamber, and can further improve the throughput of the substrate processing.
請求項5に記載の基板処理装置は、請求項4に記載の基板処理装置であって、前記搬送室が、前記装填室よりも前記反応室に近い位置であって、かつ、前記装填室よりも前記加熱室に近い位置に、前記内部空間を排気する排気系を有することを要旨とする。
The substrate processing apparatus according to
請求項5に記載の基板処理装置によれば、ウェハ反応室又は加熱室から流出する気体が、装填室から遠ざかる方向に向けて排気される。したがって、この基板処理装置は、基板処理後の基板群、及び基板処理前の基板群に対して、基板処理に伴う気体の汚染を抑制することができる。よって、この基板処理は、基板処理後の基板群を洗浄するためのパージ時間や基板処理前の基板群を洗浄するためのパージ時間を短縮することができ、ひいては基板処理のスループットを、さらに向上することができる。 According to the substrate processing apparatus of the fifth aspect, the gas flowing out from the wafer reaction chamber or the heating chamber is exhausted in a direction away from the loading chamber. Therefore, this substrate processing apparatus can suppress the gas contamination accompanying the substrate processing with respect to the substrate group after the substrate processing and the substrate group before the substrate processing. Therefore, this substrate processing can shorten the purge time for cleaning the substrate group after the substrate processing and the purge time for cleaning the substrate group before the substrate processing, thereby further improving the throughput of the substrate processing. can do.
請求項6に記載の基板処理装置は、請求項5に記載の基板処理装置であって、前記搬送室が、前記隔壁により区画される空間をそれぞれパージするパージ機構を有することを要旨とする。 A substrate processing apparatus according to a sixth aspect is the substrate processing apparatus according to the fifth aspect, wherein the transfer chamber has a purge mechanism that purges the spaces defined by the partition walls.
請求項6に記載の基板処理装置によれば、反応室又は加熱室から流出する気体が、装填室から遠ざかる方向に向けて、パージガスの流れに乗って排気される。したがって、この基板処理装置は、基板処理後の基板群、及び基板処理前の基板群に対して、基板処理に伴う基板の汚染を、さらに抑制することができる。 According to the substrate processing apparatus of the sixth aspect, the gas flowing out from the reaction chamber or the heating chamber is exhausted along with the purge gas flow in the direction away from the loading chamber. Therefore, this substrate processing apparatus can further suppress the contamination of the substrate accompanying the substrate processing with respect to the substrate group after the substrate processing and the substrate group before the substrate processing.
請求項7に記載の基板処理装置は、請求項4〜6のいずれか1つに記載の基板処理装置であって、前記搬送室が、前記加熱室の前記回動方向に設けられて前記隔壁に気体を噴きつけて前記隔壁を冷却する冷却機構を有することを要旨とする。
The substrate processing apparatus according to
請求項7に記載の基板処理装置によれば、冷却機構が隔壁を冷却するため、隔壁の変形や変質が抑制される。したがって、この基板処理装置は、処理室間のクロストークを、より確実に抑制することができ、ひいては基板処理のスループットを、より確実に向上することができる。 According to the substrate processing apparatus of the seventh aspect, since the cooling mechanism cools the partition wall, deformation and alteration of the partition wall are suppressed. Therefore, the substrate processing apparatus can more reliably suppress crosstalk between the processing chambers, and more reliably improve the throughput of the substrate processing.
上記目的を達成するために、請求項8に記載の基板処理方法は、複数のボートの各々に複数の基板からなる基板群を装填して前記各基板群に表面処理を施す基板処理方法であって、前記ボートを装填室に搬入し、前記ボートにある基板群を前記装填室から外部に移載して外部の異なる基板群を前記ボートに装填する工程と、前記ボートを反応室に搬入して前記ボートにある基板群を反応ガスに曝す工程と、前記ボートを加熱室に搬入して前記ボートにある基板群を加熱する工程と、前記ボートを冷却室に搬入して前記ボートにある基板群を冷却する工程とを有し、前記各工程の工程時間を略同じにするとともに、前記各室に対して異なる前記ボートを略同じタイミングで搬入及び搬出し、かつ、前記複数のボートの各々を前記装填室、前記反応室、加熱室、冷却室の順に搬入及び搬出することを要旨とする。
In order to achieve the above object, a substrate processing method according to
請求項8に記載の基板処理方法によれば、一つ基板群が一つの処理室に搬入されるとき、他の一つの基板群が他の一つの処理室に搬送される。例えば、一つ基板群が装填室に搬入されるとき、他の一つの基板群が反応室に搬送されて、また、他の異なる一つの基板群が加熱室に搬送される。したがって、本基板処理方法は、一つの基板群を移載又は装填するタイミングで、他の一つの基板群を反応ガスに曝すことができ、また、他の異なる一つの基板群に加熱処理を施すことができ、他の異なる一つの基板群に冷却処理を施すことができる。この結果、本基板処理方法は、基板群を移載又は装填する処理、基板群を反応ガスに曝す処理、基板群を加熱する処理、及び基板群を冷却する処理を、それぞれ異なるボート間で並列に処理(パラレル処理)することができる。そのため、本基板処理方法は、基板群の移載に要する時間や装填に要する時間を、反応処理時間、加熱処理時間、あるいは冷却処理時間により相殺することができ、基板処理のスループットを向上することができる。 According to the substrate processing method of the eighth aspect, when one substrate group is carried into one processing chamber, another one substrate group is transferred to another one processing chamber. For example, when one substrate group is carried into the loading chamber, another one substrate group is transferred to the reaction chamber, and another different substrate group is transferred to the heating chamber. Therefore, the present substrate processing method can expose another substrate group to a reaction gas at the timing of transferring or loading one substrate group, and heat-treats another different substrate group. The cooling process can be applied to another different group of substrates. As a result, in the present substrate processing method, the processing for transferring or loading the substrate group, the processing for exposing the substrate group to the reaction gas, the processing for heating the substrate group, and the processing for cooling the substrate group are performed in parallel between different boats. (Parallel processing). Therefore, this substrate processing method can offset the time required for transferring and loading the substrate group by the reaction processing time, the heat processing time, or the cooling processing time, thereby improving the substrate processing throughput. Can do.
上記したように、本発明によれば、スループットを向上した基板処理方法、及び基板処理装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus with improved throughput.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。図1は、基板処理装置10を示す斜視図である。
(基板処理装置)
図1において、基板処理装置10は、箱体状に形成される搬送部11に4つの異なる処理室を搭載する。4つの異なる処理室は、装填室としてのロードロック部(以下単に、LL部12という。)、エッチング部13、加熱部14、及び冷却部15からなり、これらLL部12、エッチング部13、加熱部14、及び冷却部15が、搬送部11の共通する一つの面(以下単に、上面11sという。)に連結される。LL部12、エッチング部13、加熱部14、及び冷却部15は、それぞれ鉛直方向に延びる有蓋円筒状に形成されるチャンバであって、搬送部11の内部と連通する内部空間を有する。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the
(Substrate processing equipment)
In FIG. 1, the
まず、LL部12、エッチング部13、加熱部14、及び冷却部15について以下に説明する。図2及び図3は、それぞれ基板処理装置10を示す平面図及び側面図である。
図2において、上面11sに描かれる仮想円C(図2の一点鎖線)の上には、LL部12、エッチング部13、加熱部14、及び冷却部15の中心軸が、それぞれ周方向に等配される。本実施形態では、LL部12、エッチング部13、加熱部14、及び冷却部15
の中心軸上の点を、それぞれLL位置12P、エッチング位置13P、加熱位置14P、及び冷却位置15Pという。また、上下方向に延びる鉛直線の中で仮想円Cの中心を含むものを、中心軸線Aという。
First, the
In FIG. 2, the center axes of the
The points on the central axis are referred to as an
図1において、LL部12は、一方向に開口を有する有蓋筒状のロードロック室(以下単に、LL室12Aという。)と、LL室12Aの開口を開閉するゲートバルブ12Bと、LL室12Aに連結した図示しないパージガス供給系とを有する。
In FIG. 1, an
図2及び図3において、LL室12Aは、真空ポンプPや圧力調整バルブ等の排気系に連結される真空槽である。LL部12は、LL室12AとFOUPオープナ16との間で基板Sの装填処理や移載処理を実行するとき、LL室12Aの内部圧力を大気圧に調整し、ゲートバルブ12Bを開けることにより、LL室12AとFOUPオープナ16とを連通させて、基板Sの装填処理や移載処理を可能にする。LL部12は、LL室12Aと搬送部11との間で基板Sを搬入及び搬出するとき、ゲートバルブ12Bを閉じることにより、LL室12Aの内部圧力を所定の搬送圧力に調整して基板Sの搬送処理を可能にする。
2 and 3, the
なお、FOUPオープナ16は、公知のFOUP16Fと搬送ロボット16Rとを有し、外部(例えば、基板ストッカ)から移送されるFOUP16Fを開放して、表面処理前の基板Sを基板処理装置10へ移載する。また、FOUPオープナ16は、基板処理装置10から移載する表面処理後の基板SをFOUP16Fに収容して外部へ移送する。
The
基板Sとしては、例えばシリコン基板、ガラス基板、セラミック基板を用いることができ、基板Sを昇温して該基板Sの表面に化学的な処理(以下単に、表面処理という。)を加えられる基板であれば良い。 As the substrate S, for example, a silicon substrate, a glass substrate, or a ceramic substrate can be used, and the substrate S can be heated to be subjected to chemical treatment (hereinafter simply referred to as surface treatment) on the surface of the substrate S. If it is good.
パージガス供給系は、図示しないパージガスラインに接続され、パージ処理を実行するとき、パージガスラインから供給されるパージガスを所定流量に調整してLL室12Aの内部に供給する。パージガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、キセノンを用いることができ、これらの中から2種類以上を選択して混合しても良い。
The purge gas supply system is connected to a purge gas line (not shown), and when purge processing is executed, the purge gas supplied from the purge gas line is adjusted to a predetermined flow rate and supplied into the
図1において、エッチング部13は、有蓋筒状のエッチング室13Aと、エッチング室13Aに連結した図示しない反応ガス供給系と、エッチング室13Aに連結した図示しないラジカル供給系と、ラジカル供給系に連結した図示しないマイクロ波源とを有する。
In FIG. 1, an
図2及び図3において、エッチング室13Aは、真空ポンプPや圧力調整バルブ等の排気系に連結される真空槽である。エッチング部13は、エッチング室13Aと搬送部11との間で基板Sを搬入及び搬出するとき、エッチング室13Aの内部圧力を所定の搬送圧力に調整して基板Sの搬送処理を可能にする。また、エッチング部13は、基板Sのエッチング処理を実行するとき、エッチング室13Aの内部圧力を所定のエッチング圧力に調整してエッチング処理を可能にする。
2 and 3, the
反応ガス供給系は、図示しない反応ガスラインに接続され、基板Sのエッチング処理を実行するとき、反応ガスラインから供給される反応ガスを所定流量に調整してエッチング室13Aの内部に供給する。また、反応ガス供給系は、図示しないパージガスラインに接続され、パージ処理を実行するとき、パージガスラインから供給されるパージガスを所定流量に調整してエッチング室13Aの内部に供給する。
The reaction gas supply system is connected to a reaction gas line (not shown), and when the substrate S is etched, the reaction gas supplied from the reaction gas line is adjusted to a predetermined flow rate and supplied into the
表面処理として自然酸化膜(シリコン酸化膜)をエッチングする場合、反応ガスとしては、フッ化物ガスを用いることができる。フッ化物ガスとしては、炭素と酸素を有しない
ものを用いることが好ましく、例えば三フッ化窒素(NF3 )を用いることができる。また、反応ガスは、1種類を単独で用いても良く、2種類以上の反応ガスを混合して用いても良い。また、反応ガスは、窒素、アルゴン、ヘリウム等のキャリアガスと混合してエッチング室13Aに導入されても良い。
When a natural oxide film (silicon oxide film) is etched as a surface treatment, a fluoride gas can be used as a reaction gas. As the fluoride gas, one having no carbon and oxygen is preferably used. For example, nitrogen trifluoride (NF 3 ) can be used. In addition, one kind of reaction gas may be used alone, or two or more kinds of reaction gases may be mixed and used. Further, the reaction gas may be mixed with a carrier gas such as nitrogen, argon or helium and introduced into the
ラジカル供給系は、図示しないラジカル生成ガスラインに接続され、基板Sのエッチング処理を実行するとき、ラジカル生成ガスラインから供給されるラジカル生成ガスを所定流量に調整してエッチング室13Aの内部に供給する。また、ラジカル供給系は、図示しないキャリアガスラインに接続され、基板Sのエッチング処理を実行するとき、キャリアガスラインから供給されるキャリアガスを所定流量に調整してラジカル生成ガスとともにエッチング室13Aに供給し、これによりラジカル生成ガスの供給状態を安定させる。
The radical supply system is connected to a radical generation gas line (not shown), and when the etching process of the substrate S is executed, the radical generation gas supplied from the radical generation gas line is adjusted to a predetermined flow rate and supplied into the
表面処理として自然酸化膜をエッチングする場合、ラジカル生成ガスとしては、励起されることにより水素ラジカルを生成するガスであれば良く、例えばアンモニア、水素を用いることができる。また、ラジカル生成ガスは、1種類を単独で用いても良く、2種類以上のガスを混合して用いても良い。キャリアガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム等、表面処理の反応系において化学的に安定なガスを用いることができる。また、キャリアガスは、1種類を単独で用いても良く、2種類以上のガスを混合して用いても良い。
When the natural oxide film is etched as the surface treatment, the radical generating gas may be any gas that generates hydrogen radicals when excited, and for example, ammonia or hydrogen can be used. Moreover, radical generation gas may be used individually by 1 type, and may mix and
マイクロ波源は、図示しない導波管を介してラジカル供給系に接続され、基板Sのエッチング処理を実行するとき、所定出力のマイクロ波を導波管に沿って進行させて、ラジカル供給系の一部にマイクロ波を照射する。ラジカル供給系がラジカル生成ガスを供給するとき、ラジカル生成ガスは、マイクロ波源からのマイクロ波を受けることによって励起し、反応活性種(ラジカル状態のガス:例えば、水素ラジカル)を生成する。ラジカル供給系で生成されるラジカル状態のガスは、ラジカル生成ガス、キャリアガス、励起時の副生成物等と共にエッチング室13Aに供給される。
The microwave source is connected to a radical supply system via a waveguide (not shown), and when performing an etching process on the substrate S, a microwave of a predetermined output is caused to travel along the waveguide, and one of the radical supply systems. Irradiate the part with microwaves. When the radical supply system supplies a radical generating gas, the radical generating gas is excited by receiving microwaves from a microwave source to generate reactive species (radical state gas: for example, hydrogen radicals). The radical state gas generated in the radical supply system is supplied to the
図1において、加熱部14は、有蓋筒状の加熱室14Aと、加熱室14Aの外壁に近接する図示しないヒータとを有する。
図2及び図3において、加熱室14Aは、真空ポンプPや圧力調整バルブ等の排気系に連結される真空槽である。加熱部14は、加熱室14Aと搬送部11との間で基板Sを搬入及び搬出するとき、加熱室14Aの内部圧力を所定の搬送圧力に調整して基板Sの搬送処理を可能にする。加熱部14は、基板Sの加熱処理を実行するとき、加熱室14Aの内部圧力を所定の加熱圧力に調整する。ヒータは、加熱室14Aの内部を加熱するヒータであって、基板Sの加熱処理を実行するとき、加熱室14Aの内部空間を加熱して基板Sを昇温する。
In FIG. 1, the
2 and 3, the
図1において、冷却部15は、有蓋筒状の冷却室15Aと、冷却室15Aに連結した図示しない冷却水供給系と、冷却室15Aに連結した図示しない冷却ガス供給系とを有する。
In FIG. 1, the cooling
図2及び図3において、冷却室15Aは、真空ポンプPや圧力調整バルブ等の排気系に連結される真空槽である。冷却部15は、冷却室15Aと搬送部11との間で基板Sを搬入及び搬出するとき、冷却室15Aの内部圧力を所定の搬送圧力に調整して基板Sの搬送処理を可能にする。冷却部15は、基板Sの冷却処理を実行するとき、冷却室15Aの内部圧力を所定の冷却圧力に調整する。
2 and 3, the cooling
冷却水供給系は、冷却水を循環させるための冷却ラインと冷却水を所定温度に冷却するための熱交換器等とを有する冷却系であって、基板Sの冷却処理を実行するとき、冷却室15Aの内壁に設けられた図示しない冷却管に冷却水を循環させて冷却室15Aの内壁温
度を所定温度に冷却する。
The cooling water supply system is a cooling system having a cooling line for circulating the cooling water, a heat exchanger for cooling the cooling water to a predetermined temperature, and the like. Cooling water is circulated through a cooling pipe (not shown) provided on the inner wall of the
冷却ガス供給系は、図示しない冷却ガスラインに接続されて、基板Sの冷却処理を実行するとき、冷却ガスラインから供給される冷却ガスを所定流量に調整して冷却室15Aの内部に供給する。冷却ガス供給系からの冷却ガスは、冷却室15Aの内壁と基板Sとの間で熱交換を行い、これにより基板Sを所定温度に降温させる。
The cooling gas supply system is connected to a cooling gas line (not shown), and when cooling the substrate S, the cooling gas supplied from the cooling gas line is adjusted to a predetermined flow rate and supplied into the
次に、搬送部11について以下に説明する。図4及び図5は、それぞれ搬送部11の内部を示す斜視図及び平面図である。
図4及び図5において、搬送部11は、箱体状に形成された搬送室11Aを有し、搬送室11Aには、真空ポンプPや圧力調整バルブ等からなる搬送排気系21が連結されている。搬送排気系21は、搬送室11Aの一つの面であって、LL位置12Pよりもエッチング位置13Pに近い面であって、かつ、LL位置12Pよりも加熱位置14Pに近い面に排気ポート21aを有し、搬送室11Aの内部にある気体を排気ポート21aから排気する。これにより、搬送部11は、LL位置12Pからエッチング位置13Pに向かう気体の流れと、LL位置12Pから加熱位置14Pに向かう気体の流れとを、それぞれ搬送室11Aの内部に形成する。
Next, the
4 and 5, the
搬送部11は、LL部12、エッチング部13、加熱部14、及び冷却部15と搬送部11との間で基板Sを搬入及び搬出するとき、搬送室11Aの内部圧力を所定の搬送圧力に調整して基板Sの搬送処理を可能にする。
When the
搬送室11Aの内部には、搬送ステージ22と、搬送ステージ22に固設される隔壁としての遮蔽板23と、搬送ステージ22に着脱可能に搭載される4つのボート24とが配設されている。また、搬送室11Aの内部には、中心軸線Aの近傍に図示しないパージ機構としてのパージポートが配設され、また、上面11sの近傍には、冷却機構としての図示しない一対の冷却ポートが配設されている。
Inside the
搬送室11Aの低部には、図5の破線で示す回動モータMR、図示しない昇降モータ、及び図示しないボートモータが固設されている。回動モータMRは、中心軸線A上に配設されて、中心軸線Aに沿って延びる駆動軸を有する。ボートモータは、それぞれLL位置12P、エッチング位置13P、加熱位置14P、冷却位置15Pの直下に配設されている。
A rotation motor MR indicated by a broken line in FIG. 5, a lifting motor (not shown), and a boat motor (not shown) are fixed in the lower part of the
搬送ステージ22は、回動モータMRの駆動軸に連結され、回動モータMRの駆動力を受けることにより中心軸線Aを中心にして回動する。搬送ステージ22は、昇降モータの駆動軸に連結され、昇降モータの駆動力を受けることにより鉛直方向に昇降する。
The
搬送ステージ22の上面(以下単に、搭載面22sという。)には、鉛直方向から見て十字状に形成される遮蔽板23が形成されている。搭載面22sと、搬送室11Aの内側面と、遮蔽板23とによって囲まれる空間を、それぞれボート空間BSという。本実施形態の遮蔽板23は、搬送室11Aの内部空間に、4つのボート空間BSを形成する。
On the upper surface of the transfer stage 22 (hereinafter simply referred to as a mounting
搬送ステージ22は、中心軸線Aを中心にして回動するとき、4つのボート空間BSを、それぞれ搬送ステージ22(仮想円C)の周方向に沿って回動する。これにより、搬送ステージ22は、各ボート空間BSを、それぞれLL位置12P、エッチング位置13P、加熱位置14P、冷却位置15Pの直下に順に搬送する。
When the
4つのボート24は、それぞれ各ボート空間BSの搭載面22sに配置される。4つのボート24は、それぞれ搬送ステージ22が回動するとき、4つのボート空間BSととも
に搬送ステージ22の周方向に沿って回動して、LL位置12P、エッチング位置13P、加熱位置14P、冷却位置15Pの直下に順に移動する。
The four
4つのボート24は、それぞれ鉛直方向に延びる支持棒24aを有し、支持棒24aには、水平方向に延びる複数のガイド溝が所定間隔を空けて鉛直方向に沿って配列されている。4つのボート24は、それぞれ複数の基板Sを各スロットに装填するとき、各基板Sの主面を水平に配置して、隣接する基板Sを鉛直方向に所定間隔だけ離間させる。4つのボート24は、それぞれ複数の基板Sを各スロットに装填するとき、各基板Sの中心を仮想円Cの直下に配置する。本実施形態においては、1つのボート24に装填される一群の基板Sを、基板群という。
Each of the four
4つのボート24は、搬送ステージ22が回動するとき、それぞれ基板群の中心を仮想円Cに沿って回動して、該基板群の中心を、LL位置12P、エッチング位置13P、加熱位置14P、冷却位置15Pの直下に順に搬送する。また、4つのボート24は、搬送ステージ22が回動するとき、4つの基板群の各中心を、それぞれ同じタイミングの下で、LL位置12P、エッチング位置13P、加熱位置14P、冷却位置15Pの直下に配置する。
When the
4つの基板群の各中心がそれぞれLL位置12P、エッチング位置13P、加熱位置14P、冷却位置15Pの直下に位置するとき、搬送ステージ22は、昇降モータの駆動力を受けて、4つのボート24を鉛直方向に昇降する。これにより、搬送ステージ22は、4つのボート24をそれぞれLL部12、エッチング部13、加熱部14、及び冷却部15の内部に同じタイミングで搬入及び搬出し、4つの基板群をそれぞれLL室12A、エッチング室13A、加熱室14A、及び冷却室15Aの内部に搬入及び搬出する。この際、最上位置にある搬送ステージ22は、LL部12、エッチング部13、加熱部14、及び冷却部15の各底部にボート24の各底部を押し当て、搬送部11とLL部12との間、搬送部11とエッチング部13との間、搬送部11と加熱部14との間、及び搬送部11と冷却部15との間を遮断する。
When the centers of the four substrate groups are respectively located immediately below the
4つの基板群の各中心がそれぞれLL位置12P、エッチング位置13P、加熱位置14P、冷却位置15Pの直下に位置するとき、4つのボート24は、それぞれボートモータの駆動軸に連結される。4つのボート24は、それぞれボートモータの駆動力を受けることにより、基板Sの中心を中心点にして基板群を回転する。これにより、4つのボート24は、それぞれLL室12A、エッチング室13A、加熱室14A、及び冷却室15Aの内部で、各基板群の環境を基板Sの周方向にわたり均一にする。
When the centers of the four substrate groups are located immediately below the
基板処理装置10は、4つの基板群をそれぞれLL室12A、エッチング室13A、加熱室14A、及び冷却室15Aの内部に搬入するとき、LL部12を駆動して基板Sの移載処理を実行する。また、基板処理装置10は、エッチング部13を駆動して基板Sのエッチング処理を実行し、同時に、加熱部14を駆動して基板Sの加熱処理を実行し、さらに、冷却部15を駆動して基板Sの冷却処理を実行する。すなわち、基板処理装置10は、4つの基板群をそれぞれ同じタイミングでLL室12A、エッチング室13A、加熱室14A、及び冷却室15Aの内部に搬入し、LL室12A、エッチング室13A、加熱室14A、及び冷却室15Aを同じタイミングで駆動して、基板Sの各処理工程を各基板群の間で並行に処理する。
The
図示しない4つのパージポートは、各ボート空間BSにおける中心軸線Aの近傍に配置され、それぞれ中心軸線Aの近傍から各ボート24に向けてパージガスを供給する。また、図示しない冷却ポートは、搬送室11Aの上側に固設されるガスポートであって、搬送ステージ22が回動するとき、下方に向けて冷却ガス(例えば、窒素)を供給し、加熱位
置14Pの直下を通過した遮蔽板23に向けて冷却ガスを噴きつける。これにより、冷却ポートは、加熱処理後の基板群によって加熱される遮蔽板23を冷却ガスにより冷却する。
Four purge ports (not shown) are arranged in the vicinity of the central axis A in each boat space BS, and supply purge gas from the vicinity of the central axis A toward each
(基板処理方法)
次に、上記基板処理装置10を用いる基板処理方法について以下に説明する。なお、本実施形態においては、基板処理の一例として、基板Sに形成された自然酸化膜(シリコン酸化膜)を除去するための表面処理について説明する。図6は、表面処理の各工程を示すフローチャートであり、図7は、それぞれ各ボート24に装填される基板群の各処理工程に関わるタイムチャートである。
(Substrate processing method)
Next, a substrate processing method using the
図6において、基板処理装置10は、まず、複数の基板SをFOUPオープナ16からLL部12(ボート24)に装填するための装填工程を実行する(ステップS1)。すなわち、基板処理装置10は、搬送ステージ22を回動して、4つのボート24をそれぞれLL位置12P、エッチング位置13P、加熱位置14P、冷却位置15Pに配置する。次いで、基板処理装置10は、搬送ステージ22を上動して、4つのボート24をそれぞれLL室12A、エッチング室13A、加熱室14A、冷却室15Aに搬入する。そして、基板処理装置10は、ゲートバルブ12Bを開けてLL部12を開放し、LL室12Aの内部にあるボート24(第1ボート)に対して基板群を装填する。
In FIG. 6, the
本実施形態においては、第1ボートがLL室12Aにあるときに、エッチング位置13P、加熱位置14P、冷却位置15Pにあるボートを、それぞれ第2ボート、第3ボート、第4ボートという。
In the present embodiment, when the first boat is in the
基板処理装置10は、装填工程を終了すると、LL室12Aにあるボート24をエッチング室13Aに搬送するための第1搬送工程を実行する(ステップS2)。すなわち、基板処理装置10は、搬送ステージ22を下動して回動し、第1ボートがエッチング位置13Pに位置するように、4つのボート24をそれぞれLL位置12P、エッチング位置13P、加熱位置14P、冷却位置15Pに配置する。次いで、基板処理装置10は、搬送ステージ22を上動して、4つのボートをそれぞれLL室12A、エッチング室13A、加熱室14A、冷却室15Aに搬入する。本実施形態では、この第1搬送工程に要する時間を、搬送時間Tr(図7参照)という。
When the loading process is completed, the
基板処理装置10は、第1搬送工程を終了すると、基板群に対してエッチングを施すためのエッチング工程を実行する(ステップS3)。すなわち、基板処理装置10は、反応ガス供給系からの反応ガスを第1ボートの基板群に供給して各基板Sの表面に反応ガスを吸着させる。基板処理装置10は、所定の吸着時間の間、ボートモータを駆動して基板群を回転させることより、各基板Sの表面の全体にわたり均一に反応ガスを吸着させる。
所定の吸着時間が経過すると、基板処理装置10は、ラジカル供給系及びマイクロ波源を駆動し、ラジカル状態のガスを第1ボートの基板群に供給する。ラジカル状態のガスは、基板Sの表面に吸着している反応ガスと反応することにより中間生成物を生成し、基板Sの表面上の中間生成物は、自然酸化膜と反応して反応生成物を生成する。基板処理装置10は、所定の反応時間の間、ボートモータを駆動して基板群を回転させることにより、各基板Sの表面の全体にわたり均一にエッチング反応を進行させる。
When a predetermined adsorption time has elapsed, the
所定の反応時間が経過すると、基板処理装置10は、ラジカル供給系及びマイクロ波源を停止し、反応ガス及びラジカル状態のガスの導入を停止する。基板処理装置10は、各ガスの導入を停止した状態で真空排気を続けることにより、エッチング室13Aの内部から反応ガス、ラジカル状態のガス、反応生成物等を排気する。
When a predetermined reaction time has elapsed, the
このエッチング工程に要する工程時間は、各種の試験等に基づいて設定される時間であって、本実施形態においては、プロセス時間Tp(図7参照)という。プロセス時間Tpとは、表面処理を構成する各処理工程(エッチング工程、加熱工程、冷却工程等)の工程時間の中で最も長いものである。例えば、表面処理を構成する各処理工程の工程時間の中で、エッチング工程の工程時間が最も長い場合には、プロセス時間Tpとしてエッチング工程の工程時間が選択される。 The process time required for this etching process is a time set based on various tests and the like, and is referred to as a process time Tp (see FIG. 7) in the present embodiment. The process time Tp is the longest of the process times of the respective processing steps (etching step, heating step, cooling step, etc.) constituting the surface treatment. For example, when the process time of the etching process is the longest among the process times of the respective process steps constituting the surface treatment, the process time of the etching process is selected as the process time Tp.
基板処理装置10は、エッチング工程を終了すると、エッチング室13Aにあるボート24を加熱室14Aに搬送するための第2搬送工程を実行する(ステップS4)。すなわち、基板処理装置10は、搬送ステージ22を下動して回動し、第1ボートが加熱位置14Pに位置するように、4つのボート24をそれぞれLL位置12P、エッチング位置13P、加熱位置14P、冷却位置15Pに配置する。次いで、基板処理装置10は、搬送ステージ22を上動して、4つのボートをそれぞれLL室12A、エッチング室13A、加熱室14A、冷却室15Aに搬入する。この第2搬送工程では、第1搬送工程と同じく、搬送時間Trを要する。
After completing the etching process, the
この際、基板Sの周辺に残留する反応ガスやラジカル生成ガスは、基板群の下動とともに、搬送室11Aの内部に侵入する。搬送室11Aの内部に侵入する反応ガスやラジカル生成ガスは、パージポートと排気ポート21aとが形成する気体の流れに従って円滑に排気される。これにより、LL位置12Pの近傍は、反応ガスやラジカル生成ガスによる汚染を回避することができる。
At this time, the reaction gas and radical generating gas remaining around the substrate S enter the inside of the
基板処理装置10は、第2搬送工程を終了すると、基板群を加熱するための加熱工程を実行する(ステップS5)。すなわち、基板処理装置10は、図示しないヒータを駆動し、加熱室14Aにある基板群を所定の加熱温度(例えば、130℃)に昇温する。加熱温度の基板表面では、エッチング工程で生成される反応生成物が熱分解されて、基板表面から珪フッ化アンモニウム((NH4)2SiF6 )ガスとして放出される。
基板Sの表面から放出される熱分解ガスは、スロット間の間隔が狭いために、各基板Sの間の空間に停滞したり、基板Sの表面に再吸着したりする。基板処理装置10は、加熱工程の間に、エッチング室13Aの内部にパージガスを導入して、各基板Sの表面の全体にわたりパージガスを噴きつける。各基板Sの周辺に残留する反応生成物と熱分解ガスは、パージガスによって押し流されてパージガスと共に排気される。基板処理装置10は、パージガスを導入する間、ボートモータを駆動することにより、基板表面におけるパージ効果を均一にさせる。
The pyrolysis gas released from the surface of the substrate S is stagnated in the space between the substrates S or re-adsorbed on the surface of the substrate S because the interval between the slots is narrow. The
この加熱工程に要する工程時間は、上記エッチング工程と同じく、プロセス時間Tpに設定される。例えば、表面処理を構成する各処理工程の工程時間の中で、エッチング工程の工程時間が最も長い場合には、プロセス時間Tpとしてエッチング工程の工程時間が選択され、加熱工程では、エッチング工程の工程時間に応じた加熱時間や加熱速度が設定される。 The process time required for this heating process is set to the process time Tp as in the etching process. For example, when the process time of the etching process is the longest among the process times of each processing process constituting the surface treatment, the process time of the etching process is selected as the process time Tp, and in the heating process, the process of the etching process is selected. A heating time and a heating rate corresponding to the time are set.
基板処理装置10は、加熱工程を終了すると、加熱室14Aにある第1ボートを冷却室15Aに搬送するための第3搬送工程を実行する(ステップS6)。すなわち、基板処理装置10は、搬送ステージ22を下動して回動し、第1ボートが冷却位置15Pに位置するように、4つのボート24をそれぞれLL位置12P、エッチング位置13P、加熱位置14P、冷却位置15Pに配置する。次いで、基板処理装置10は、搬送ステージ22を上動して、4つのボートをそれぞれLL室12A、エッチング室13A、加熱室14A、冷却室15Aに搬入する。この第3搬送工程では、各搬送工程と同じく、搬送時間Tr
を要する。
After finishing the heating process, the
Cost.
この際、基板Sの周辺に残留し続ける反応生成物や熱分解ガスは、基板群の下動とともに、搬送室11Aの内部に侵入する。搬送室11Aの内部に侵入する反応生成物や熱分解ガスは、パージポートと排気ポート21aとが形成する気体の流れに従って円滑に排気される。これにより、LL位置12Pの近傍は、反応生成物や熱分解ガスによる汚染を回避することができる。
At this time, reaction products and pyrolysis gas that remain in the vicinity of the substrate S enter the inside of the
基板処理装置10は、第3搬送工程を終了すると、基板群を冷却するための冷却工程を実行する(ステップS7)。すなわち、基板処理装置10は、冷却水供給系と冷却ガス供給系とを駆動し、冷却室15Aにある基板群を所定の温度(例えば、25℃)に降温する。基板処理装置10は、冷却ガスを導入する間、ボートモータを駆動することにより、基板面内における冷却速度を均一にさせる。
The
この冷却工程に要する工程時間は、上記エッチング工程と同じく、プロセス時間Tpに設定される。例えば、表面処理を構成する各処理工程の工程時間の中で、エッチング工程の工程時間が最も長い場合には、プロセス時間Tpとしてエッチング工程の工程時間が選択され、冷却工程では、エッチング工程の工程時間に応じた冷却時間や冷却速度が設定される。 The process time required for this cooling process is set to the process time Tp as in the etching process. For example, when the process time of the etching process is the longest among the process times of each processing process constituting the surface treatment, the process time of the etching process is selected as the process time Tp, and the process of the etching process is selected in the cooling process. A cooling time and a cooling rate corresponding to the time are set.
基板処理装置10は、冷却工程を終了すると、冷却室15Aにある第1ボートをLL室12Aに搬送するための第4搬送工程を実行する(ステップS8)。すなわち、基板処理装置10は、搬送ステージ22を下動して回動し、第1ボートがLL位置12Pに位置するように、4つのボート24をそれぞれLL位置12P、エッチング位置13P、加熱位置14P、冷却位置15Pに配置する。次いで、基板処理装置10は、搬送ステージ22を上動して、4つのボートをそれぞれLL室12A、エッチング室13A、加熱室14A、冷却室15Aに搬入する。この第4搬送工程では、各搬送工程と同じく、搬送時間Trを要する。
After completing the cooling process, the
基板処理装置10は、第4搬送工程を終了すると、LL室12Aの基板群をFOUPオープナ16に移載するための移載工程を実行する(ステップS9)。すなわち、基板処理装置10は、ゲートバルブ12Bを開けてLL部12を開放することにより、LL室12Aにある基板群をFOUPオープナ16に移載する。この際、基板処理装置10は、パージガス供給系からのパージガスをLL室12Aの内部に導入し続ける。パージガスと接触する基板Sの表面、基板Sの裏面、LL室12Aの内壁等の各部は、反応生成物や熱分解ガス等の残留を確実に抑えて、表面処理後の基板群の汚染を確実に回避させる。
After completing the fourth transport process, the
上記装填工程及び移載工程に要する工程時間は、上記エッチング工程、加熱工程、冷却工程と同じく、プロセス時間Tpに設定される。例えば、表面処理を構成する各処理工程の工程時間の中で、エッチング工程の工程時間が最も長い場合には、プロセス時間Tpとしてエッチング工程の工程時間が設定され、装填及び移載工程では、エッチング工程の工程時間に応じた装填時間や装填速度、又は移載時間や移載速度が設定される。本実施形態においては、上記表面処理(ステップS1〜ステップS9)に要する時間を、処理周期Tという。 The process time required for the loading process and the transfer process is set to the process time Tp as in the etching process, the heating process, and the cooling process. For example, when the etching process time is the longest among the processing times of each processing process constituting the surface treatment, the etching process time is set as the process time Tp. In the loading and transfer processes, etching is performed. A loading time and a loading speed, or a transfer time and a transfer speed corresponding to the process time of the process are set. In the present embodiment, the time required for the surface treatment (steps S1 to S9) is referred to as a processing cycle T.
図7において、基板処理装置10は、第1ボートの基板群に対してエッチング工程(ステップS3)を実施するとき、LL室12Aにある第2ポートに対して装填工程(ステップS1)を実施して、第2ポートの基板群に対する表面処理を開始する。
In FIG. 7, when the
また、基板処理装置10は、第1ボートの基板群に対して加熱工程(ステップS5)を
実施するとき、LL室12Aにある第3ポートに対して装填工程を実施して、第3ポートの基板群に対する表面処理を開始する。また、基板処理装置10は、第1ボートの基板群に対して冷却工程(ステップS7)を実施するとき、LL室12Aにある第4ポートに対して装填工程を実施して、第4ポートの基板群に対する表面処理を開始する。
In addition, when the
装填工程と移載工程の積算時間、エッチング工程の工程時間、加熱工程の工程時間、及び冷却工程の工程時間は、それぞれ共通するプロセス時間Tpに設定される。そのため、第1ポート〜第4ポートの基板群は、それぞれ待機時間を要することなく、後続する搬送工程を同期させることができる。よって、基板処理装置10は、装填工程、エッチング工程、加熱工程、冷却工程、及び移載工程を、それぞれ異なるボート24間で並列に処理することができる。
The integration time of the loading process and the transfer process, the process time of the etching process, the process time of the heating process, and the process time of the cooling process are set to a common process time Tp. Therefore, the substrate groups of the first port to the fourth port can synchronize the subsequent transport process without requiring a waiting time. Therefore, the
また、基板処理装置10は、装填工程、エッチング工程、加熱工程、冷却工程、及び移載工程を仮想円Cの上で実行し、かつ、装填工程と移載工程の積算時間をプロセス時間Tpにする。そのため、基板処理装置10は、1つのボート24の移載工程を終了するとき、他のボート24が他の処理工程の途中であるため、該1つのボート24に関わる装填工程を引き続き実行することができる。
Further, the
すなわち、図7に示すように、1つのボート24、例えば第1ボートにおいては、第1周期の移載工程(ステップS9)と、第2周期の装填工程(ステップS1)とが、同じタイミングで実行される。そして、一つのボートに対する第n周期(nは1以上の整数)の移載工程と、第n+1周期の装填工程とが、同じタイミングで実行される。そのため、基板処理装置10は、一つのボート24によって処理する異なる基板群の間において、移載処理と装填処理とを並列に処理することができる。
That is, as shown in FIG. 7, in one
上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)上記実施形態において、基板処理装置10は、4つのボート24を搬送ステージ22の周方向に沿って等配し、各ボート24の上方に、LL室12A、エッチング室13A、及び冷却室15Aを有する。そして、基板処理装置10は、搬送ステージ22の上動と回動とを繰り返すことにより、全てのボート24にある基板群を同じタイミングで直上の処理室に搬入及び搬出し、かつ、各ボート24にある基板群をそれぞれLL室12A、エッチング室13A、冷却室15Aの順に搬送する。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the above embodiment, the
したがって、基板処理装置10は、第1ポートの基板群が一つの処理室に搬入されるとき、第2ボート、第3ボート、第4ボートの基板群がそれぞれ他の異なる処理室に搬送される。よって、基板処理装置10は、先行する第1ボートの基板群を移載及び装填するタイミングで、後続する第2ボートの基板群を冷却することができ、また、第3ボートの基板群に加表面処理を施すことができ、第4ボートの基板群をエッチングすることができる。この結果、基板処理装置10は、表面処理の各処理工程、すなわち基板群の移載及び装填工程、エッチング工程と、加熱工程と、及び冷却工程を、それぞれ異なるボート24の間で並列に処理することができる。そのため、基板処理装置は、基板群の移載に要する時間や装填に要する時間を、エッチング時間、加熱時間、冷却時間により相殺することができ、基板処理のスループットを向上することができる。
Therefore, in the
(2)また、基板処理装置10は、加熱室14Aの後段に冷却室15Aを配設し、加熱処理の後に連続する冷却処理を、加熱処理と並行して冷却室15Aで単独に実行する。そのため、基板処理装置10は、基板Sの加熱温度や加熱速度の変更に関わらず、加熱条件に応じた冷却を、スループットを損なうことなく実行できる。
(2) Moreover, the
(3)上記実施形態において、基板処理装置10は、各処理室を処理工程の順序に従っ
て仮想円C上に配列する。したがって、基板処理装置10は、搬送ステージ22を1回回転するだけで、一つの基板群に対する全ての処理工程を実行することができる。また、LL室12Aにあるボート24に対して、先行する基板群への最終工程、すなわち移載処理と、後続する基板群への最初の工程、すなわち装填工程とを、同じタイミングで実行することができる。よって、基板処理装置10は、一つのボート24を用いて処理する異なる基板群の間において、移載処理と装填処理とを並列に処理することができる。そのため、基板処理装置10は、基板処理のスループットを、さらに向上することができる。
(3) In the above embodiment, the
(4)上記実施形態において、基板処理装置10は、搬送ステージ22に遮蔽板23を設け、搬送室11Aの内部空間を、ボート24ごとのボート空間BSに区画する。したがって、基板処理装置10では、ボート空間BSの間のクロストーク、すなわち基板群間のクロストークが遮蔽板23によって抑制される。よって、基板処理装置10は、基板群間のクロストークを抑制する分だけ、クロストークによる汚染を解消するためのパージ時間を短縮することができる。そのため、基板処理装置10は、表面処理のスループットを、さらに向上することができる。
(4) In the above embodiment, the
(5)上記実施形態において、基板処理装置10は、搬送室11Aに排気ポート21aを設け、LL位置12Pからエッチング位置13Pに向かう気体の流れと、LL位置12Pから加熱位置14Pに向かう気体の流れとを、それぞれ搬送室11Aの内部に形成する。したがって、基板処理装置10は、エッチング室13A又は加熱室14Aから流出する気体が、LL室から遠ざかる方向に向けて排気される。よって、基板処理装置10は、表面処理後の基板群、及び表面処理前の基板群に対して、表面処理に伴う気体の汚染を抑制することができる。そのため、基板処理装置10は、表面処理後の基板群を洗浄するためのパージ時間や表面処理前の基板群を洗浄するためのパージ時間を短縮することができ、ひいてはスループットを、さらに向上することができる。
(5) In the above embodiment, the
(6)上記実施形態において、基板処理装置10は、ボート空間BSごとのパージポートを搬送ステージ22に設け、搬送ステージ22のパージガスの流れをボート空間BSごとに形成する。したがって、基板処理装置は、エッチング室13A又は加熱室14Aから流出する気体が、LL室12Aから遠ざかる方向に向けて排気される。よって、基板処理装置10は、表面処理後の基板群、及び表面処理前の基板群に対して、表面処理に伴う基板の汚染を、さらに抑制することができる。
(6) In the above embodiment, the
(7)上記実施形態において、基板処理装置10は、加熱室14Aの回動方向に冷却ポートを設けて遮蔽板23に冷却ガスを噴きつける。したがって、基板処理装置10は、加熱された基板群の放熱による遮蔽板23の変形や変質を抑制することができ、ボート空間BS間のクロストークを、より確実に抑制することができる。この結果、基板処理装置10は、スループットを、より確実に向上することができる。
(7) In the above embodiment, the
尚、上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態において、基板処理装置10は、加熱した基板Sを冷却室15Aで冷却する。これに限らず、例えば、基板処理装置10は、加熱した基板Sを搬送室11AやLL室12Aで冷却し、冷却室15Aを搭載しない構成であっても良い。すなわち、本発明は、少なくともLL部12、エッチング部13、及び加熱部14が搬送部11に搭載される構成であれば良く、その他の処理室の数量に限定されるものではない。
In addition, you may implement the said embodiment in the following aspects.
In the above embodiment, the
・上記実施形態において、LL部12、エッチング部13、加熱部14、及び冷却部15は、それぞれ独立した排気系を有するが、これに限らず、所望の排気系を共通にする、あるいは搬送部11の排気系と共通にする構成であっても良い。すなわち、本発明は、各処理室の排気系の構成に限定されるものではない。
In the above embodiment, the
・上記実施形態において、基板処理装置10は、LL部12、エッチング部13、加熱部14、及び冷却部15を仮想円C上に配置して、4つのボート24を該仮想円Cに沿って回動する。これに限らず、基板処理装置10は、LL部12、エッチング部13、加熱部14、及び冷却部15を直線上に配置して、複数のボート24を該直線に沿って往復動する構成であっても良い。
In the above embodiment, the
・上記実施形態において、基板処理装置10は、基板Sの表面処理として自然酸化膜の除去処理を実行する。これに限らず、基板処理装置10は、基板Sの表面処理として各種の成膜処理を実行する構成であっても良い。すなわち、本発明の基板処理装置は、基板Sの表面処理として、基板Sを反応ガスに曝す工程と、基板Sを加熱する工程とを有する構成であれば良い。
In the above embodiment, the
10…基板処理装置、11…搬送部、11A…処理室を構成する搬送室、12…LL部、12A…処理室を構成する装填室としてのLL室、13…エッチング部、13A…処理室を構成する反応室としてのエッチング室、14…加熱部、14A…処理室を構成する加熱室、15…冷却部、15A…処理室を構成する冷却室、22…搬送ステージ、23…隔壁としての遮蔽板、24…ボート、25…パージ機構としてのパージポート、26…冷却機構としての冷却ポート。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
所定間隔で配列した複数のボートと、
前記各ボートの一方向に配置される複数の処理室と、
前記各ボートをそれぞれ前記複数の処理室の各々に搬入及び搬出する搬送部とを有し、
前記複数の処理室は、
前記ボートへの基板の充填又は前記ボートにある基板群を外部に移載して外部の異なる基板群を前記ボートに装填する装填室と、
前記ボートにある基板群を反応ガスに曝す反応室と、
前記ボートにある基板群を加熱する加熱室と、
からなることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus for performing a surface treatment on a substrate group consisting of a plurality of substrates,
A plurality of boats arranged at predetermined intervals;
A plurality of processing chambers arranged in one direction of each boat;
A transport unit that carries each boat into and out of each of the plurality of processing chambers;
The plurality of processing chambers are
A loading chamber for loading the board into the boat or transferring a group of substrates in the boat to the outside and loading a different group of substrates into the boat;
A reaction chamber for exposing a group of substrates in the boat to a reaction gas;
A heating chamber for heating a group of substrates in the boat;
A substrate processing apparatus comprising:
前記複数の処理室は、前記ボートにある基板群を冷却する冷却室を有することを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1,
The plurality of processing chambers include a cooling chamber for cooling a substrate group in the boat.
前記搬送部は、
4つの前記ボートを一つの面に搭載して回動するステージを有し、前記4つのボートに対する前記面の法線方向と前記ステージの回動方向への搬送とを繰返すことにより、前記各ボートをそれぞれ前記回動方向に沿う順序で4つの前記処理室の各々に搬入及び搬出し、
前記4つの処理室の各々は、処理工程の順序に従って前記回動方向に配列されることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 2,
The transport unit is
Each of the boats has a stage that rotates by mounting the four boats on one surface, and repeats the normal direction of the surface with respect to the four boats and the conveyance in the rotation direction of the stage. In and out of each of the four processing chambers in the order along the rotation direction,
Each of the four processing chambers is arranged in the rotation direction according to the order of processing steps.
前記全処理室と連結して前記ステージを収容する搬送室と、
前記ステージに設けられて前記搬送室の内部空間を前記ボートごとに区画して前記ステージとともに回動する隔壁と、
を有することを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 3, wherein
A transfer chamber that is connected to all the processing chambers and accommodates the stage;
A partition wall provided on the stage and partitioning the internal space of the transfer chamber for each boat and rotating together with the stage;
A substrate processing apparatus comprising:
前記搬送室は、
前記装填室よりも前記反応室に近い位置であって、かつ、前記装填室よりも前記加熱室に近い位置に、前記内部空間を排気する排気系を有することを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 4,
The transfer chamber is
A substrate processing apparatus comprising an exhaust system for exhausting the internal space at a position closer to the reaction chamber than the loading chamber and closer to the heating chamber than the loading chamber.
前記搬送室は、
前記隔壁により区画される空間をそれぞれパージするパージ機構を有することを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 5,
The transfer chamber is
A substrate processing apparatus having a purge mechanism for purging the spaces defined by the partition walls.
前記搬送室は、
前記加熱室の前記回動方向に設けられて前記隔壁に気体を噴きつけて前記隔壁を冷却する冷却機構を有することを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 4 to 6,
The transfer chamber is
A substrate processing apparatus, comprising: a cooling mechanism that is provided in the rotation direction of the heating chamber and that cools the partition by blowing gas onto the partition.
前記ボートを装填室に搬入し、前記ボートへの基板の充填又は前記ボートにある基板群
を前記装填室から外部に移載して外部の異なる基板群を前記ボートに装填する工程と、
前記ボートを反応室に搬入して前記ボートにある基板群を反応ガスに曝す工程と、
前記ボートを加熱室に搬入して前記ボートにある基板群を加熱する工程と、
前記ボートを冷却室に搬入して前記ボートにある基板群を冷却する工程とを有し、
前記各工程の工程時間を略同じにするとともに、前記各室に対して異なる前記ボートを略同じタイミングで搬入及び搬出し、かつ、前記複数のボートの各々を前記装填室、前記反応室、加熱室、冷却室の順に搬入及び搬出することを特徴とする基板処理方法。 A substrate processing method of loading a substrate group consisting of a plurality of substrates into each of a plurality of boats and performing a surface treatment on each of the substrate groups,
Loading the boat into a loading chamber, filling the boat with a substrate or transferring a group of substrates in the boat from the loading chamber to the outside, and loading different external substrate groups into the boat;
Carrying the boat into a reaction chamber and exposing a group of substrates in the boat to a reaction gas;
Carrying the boat into a heating chamber and heating a group of substrates in the boat;
Carrying the boat into a cooling chamber and cooling a group of substrates in the boat;
The process time of each process is made substantially the same, and the different boats are loaded and unloaded at substantially the same timing, and each of the plurality of boats is loaded into the loading chamber, the reaction chamber, and heated. A substrate processing method comprising carrying in and out in order of a chamber and a cooling chamber.
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