JP2010050184A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
基板処理装置に於いて、排ガスの燃焼除害装置の不具合による被処理ウェーハのスクラップ発生を防止するものである。
【解決手段】
基板１０を保持する基板保持具２３と、該基板保持具を収納し、基板を処理する処理室と、前記基板保持具に基板を装填、払出しする基板搬送部２１と、該基板搬送部を制御し、又前記基板保持具に保持された基板に前記処理室内で所定の処理をする為のレシピプログラムを実行する制御部と、前記処理室で基板を処理した後の排ガスを燃焼させる為の燃焼装置とを具備し、該燃焼装置は、前記レシピプログラム実行開始と同時に排ガス処理準備を行い、前記制御部は排ガス処理準備完了後、前記基板搬送部による前記基板保持具への基板の移載を開始する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ウェーハ、ガラス基板等の基板に、酸化処理、拡散処理、アニール処理、薄膜の生成等の処理を行う基板処理装置に関するものである。

半導体装置の処理工程の１つとして、シリコンウェーハ等の基板に酸化処理、拡散処理、薄膜の生成等の処理を行う基板処理工程があり、該基板処理工程を実行する装置として基板処理装置があり、又縦型処理炉を具備し、所定枚数の基板を一度に処理する縦型基板処理装置がある。

縦型基板処理装置に於ける基板処理は、基板処理装置内に基板（ウェーハ）が投入される。ウェーハの基板処理装置への投入は、ウェーハが基板搬送容器に収納された状態で、基板搬送容器毎に行われる。

基板移載機により１バッチ分のウェーハ（例えば５０枚〜１２５枚）が基板保持具（ボート）に装填される。該ボートは所定のピッチでウェーハを水平姿勢で保持する。昇降装置によりボートが上昇され、処理炉に装入される。処理炉が気密に閉塞され、処理炉内が処理圧に維持され、処理炉内でウェーハを所定温度に加熱維持し、処理ガスを導入してウェーハに所定の処理を行う。

処理が完了すると、ボートが降下され、処理炉から引出されると共に処理炉が炉口ゲートによって閉塞され、処理済となったウェーハがボートから基板移載機により払出され、基板搬送容器に装填される。処理済のウェーハを収納した基板搬送容器が搬出される。

処理済のウェーハが全て払出され、基板処理を続行する場合は、前記基板移載機により未処理ウェーハがボートに装填され、炉口ゲートが開放され、ボートが処理炉に装入され、基板処理が繰返し実行される。

上記一連の基板処理に於いて、排出するガスには有害物質が含まれているので、燃焼除害装置により排ガスを燃焼させることで有害物質を無毒化処理する。燃焼除害装置で排ガスを処理する場合は、通常炉内に材料ガスを流す前に燃焼除害装置を排ガス処理準備完了状態にする必要がある。

又、燃焼除害装置に於いて排ガスを処理する場合は、通常処理炉から燃焼除害装置に対して運転指示を行い、燃焼除害装置は処理炉から運転指示を受けると着火準備を開始する。燃焼除害装置は、着火が完了して排ガス処理準備が完了すると、処理炉に準備完了を知らせる。

処理炉は、準備完了を確認してウェーハの処理を開始する。ウェーハ処理が完了すると、ウェーハ処理完了の通知を燃焼除害装置に通知し、燃焼除害装置は所定の時間燃焼を維持した後停止する。

図４は、従来の基板処理装置に於ける処理炉と燃焼除害装置の関係を示すタイミングチャートである。

レシピプログラムが実行され、上述した様な一連の動作シーケンスが開始される。例えば、基板移載機により１バッチ分のウェーハがボートに装填（ウェーハチャージ）され、該ボートが処理炉に装入される。

ボートの装入が完了すると、処理炉から前記燃焼除害装置に運転開始の指示が発せられる。運転開始の指示により、燃焼除害装置は点火準備を開始し、点火準備が完了すると、準備完了が前記処理炉に通知される。又、点火準備中、処理炉ではウェーハの加熱等、成膜処理に必要な準備が実行される。

一般的に燃焼除害装置が運転開始指示を受けてから排ガス処理準備が完了する迄には、３分〜５分程度の時間を要する。又、燃焼式の除害装置では、燃焼の為の燃料ガスを必要とする。

この為、従来では半導体プロセスに於いて、材料ガスを流す工程の５分〜１０分程度前に処理炉から運転指示を行い、材料ガスを流す工程に於いて、燃焼除害装置の排ガス処理準備完了を確認してから材料ガスを流している。

尚、燃焼除害装置の排ガス処理準備完了が前記処理炉に通知される迄は、該処理炉に処理ガスを供給する供給ラインはインターロックされており、バルブ操作が禁止されている。

ウェーハに成膜処理が実行され、成膜処理後ガスパージ、ウェーハの冷却等が完了した後、前記燃焼除害装置に運転停止の指示が発せられる。運転停止の指示を受けてから所定時間遅延燃焼が行われた後、燃焼除害装置の運転が停止される。

尚、ウェーハの冷却等が完了すると、処理済のウェーハは基板移載機によりボートから払出し（ウェーハディスチャージ）される。

上記した従来の運転方法では、燃焼除害装置の運転に必要な燃料ガスが最小ですむという利点があるが、一方で材料ガスを流す前に被処理ウェーハが処理炉に装入され、更に成膜処理を行う温度に加熱されている。この為、燃焼除害装置に運転指示を行った際に燃焼除害装置に何らかの不具合が発生して排ガス処理準備完了とならず、成膜処理が中断された場合は、中断後回収した被処理ウェーハが再利用できなくなる場合がある。

特に、熱処理装置が、バッチ式の場合は被処理ウェーハの数が多く、成膜処理中断に伴い、高価なウェーハのスクラップ量が多くなるという問題があった。

本発明は斯かる実情に鑑み、排ガスの燃焼除害装置の不具合による被処理ウェーハのスクラップ発生を防止するものである。

本発明は、基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を収納し、基板を処理する処理室と、前記基板保持具に基板を装填、払出しする基板搬送部と、該基板搬送部を制御し、又前記基板保持具に保持された基板に前記処理室内で所定の処理をする為のレシピプログラムを実行する制御部と、前記処理室で基板を処理した後の排ガスを燃焼させる為の燃焼装置とを具備し、該燃焼装置は、前記レシピプログラム実行開始と同時に排ガス処理準備を行い、前記制御部は排ガス処理準備完了後、前記基板搬送部による前記基板保持具への基板の移載を開始する基板処理装置に係るものである。

本発明によれば、基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を収納し、基板を処理する処理室と、前記基板保持具に基板を装填、払出しする基板搬送部と、該基板搬送部を制御し、又前記基板保持具に保持された基板に前記処理室内で所定の処理をする為のレシピプログラムを実行する制御部と、前記処理室で基板を処理した後の排ガスを燃焼させる為の燃焼装置とを具備し、該燃焼装置は、前記レシピプログラム実行開始と同時に排ガス処理準備を行い、前記制御部は排ガス処理準備完了後、前記基板搬送部による前記基板保持具への基板の移載を開始するので、前記燃焼装置の運転に障害があり排ガス処理準備が終了した場合は、基板が基板保持具に装填されず、高価なウェーハのスクラップの発生が未然に防止できるという優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

先ず、図１に於いて本発明が実施される基板処理装置について概略を説明する。

図１中、１は基板処理装置、２は筐体を示している。前記基板処理装置１へのウェーハ１０の搬入搬出は、ウェーハ１０が基板搬送容器に収納された状態で行われる。基板搬送容器として、例えばポッド３が用いられ、該ポッド３にはウェーハ１０が所定枚数、例えば２５枚が収納される。前記ポッド３は、開閉可能な蓋を具備する密閉容器であり、該ポッド３へのウェーハ１０の装填、払出しは、前記蓋を開いて実行される。

前記基板処理装置１の前面には基板授受装置４が設けられ、前記ポッド３は外部搬送装置（図示せず）により前記基板授受装置４に対して搬入搬出が行われる。

前記筐体２の前記基板授受装置４に対峙する部分にはポッド搬入出口５が設けられ、該ポッド搬入出口５を開閉するフロントシャッタ６が設けられており、前記ポッド３は前記フロントシャッタ６を通して前記筐体２内部に搬入搬出される様になっている。

該筐体２内の前部にはポッド搬送装置７が設けられ、該ポッド搬送装置７は前記ポッド３を保持可能なポッド移載アーム８を具備している。又、該ポッド移載アーム８は昇降、横行（紙面に対して垂直な方向）、進退（紙面の左右方向）可能であり、昇降、横行、進退の協働により前記ポッド３を任意な位置に搬送可能となっている。

前記ポッド搬送装置７に対向し、前記筐体２内の上部にはポッド格納部９が設けられている。該ポッド格納部９は間欠回転可能な複数のポッド収納棚１１を有し、各該ポッド収納棚１１毎に複数の前記ポッド３を格納可能となっている。

前記筐体２内の後部下方には、サブ筐体１２が設けられ、該サブ筐体１２は移載室１３を画成する。

前記サブ筐体１２の前壁１４には上下２段にポッドオープナ１５，１５が設けられる。該ポッドオープナ１５はそれぞれ載置台１６、蓋着脱機構１７を具備し、前記載置台１６上に前記ポッド３が載置され、前記前壁１４に密着され、前記蓋着脱機構１７によって蓋が開閉される様になっている。前記ポッド３の蓋が開放された状態では該ポッド３の内部と前記移載室１３が連通状態となる。

前記筐体２内の後部、前記サブ筐体１２の上側には処理炉１８が立設される。該処理炉１８は処理室を気密に画成する反応管、該反応管の周囲に設けられたヒータを具備し、又、前記反応管にはガス供給ライン、排気ラインが連通されており、処理室を加熱すると共に所定の処理圧に維持して、処理ガスの給排を行う様になっている。

前記処理室は下端に前記移載室１３に連通する炉口部を有し、該炉口部は炉口シャッタ１９によって開閉される。

前記移載室１３には前記処理炉１８の下方に、ボートエレベータ２１が設けられ、該ボートエレベータ２１は前記炉口部を気密に閉塞可能なシールキャップ２０を有し、該シールキャップ２０にボート２３が載置可能であり、前記ボートエレベータ２１は前記シールキャップ２０を昇降させることで、前記ボート２３を前記処理室に装脱可能となっている。又、前記ボート２３を前記処理室に装入した状態では、前記シールキャップ２０が前記炉口部を気密に閉塞する。

前記移載室１３には前記ポッドオープナ１５と前記ボートエレベータ２１との間に基板移載機２２が設けられ、該基板移載機２２はウェーハ１０を保持する複数の基板保持プレート（ツイーザ）２４を具備している。該ツイーザ２４は、例えば上下に等間隔で５枚配置され、上下の間隔（ピッチ）は前記ポッド３のウェーハ収納ピッチ、前記ボート２３のウェーハ保持ピッチと同一となっている。

前記基板移載機２２は、前記ツイーザ２４を水平方向に進退可能であり、又昇降可能、垂直軸心中心に回転可能とする構成を具備し、進退、昇降、回転の協動によって前記ツイーザ２４にウェーハ１０を保持し、所望の位置に移載可能となっている。

前記基板処理装置１は制御装置２６を具備しており、該制御装置２６は、例えば前記基板処理装置１の前面に配置される。

図２は、前記制御装置２６の概略を示している。

３０はＣＰＵで代表される制御演算部、３１は表示部、３２は半導体メモリ、ＨＤＤ等の記憶部、３３は圧力制御部、３４は流量制御部、３５は加熱制御部、３６は機構制御部、３７は燃焼除害装置を示している。

前記圧力制御部３３によって、前記処理炉１８の処理室の圧力が制御され、前記流量制御部３４によって前記処理室に供給する処理ガス、パージガスの流量、或は前記移載室１３に供給するパージガスの流量が制御され、前記加熱制御部３５によって処理室の温度が所定温度となる様に前記処理炉１８の加熱状態が制御される。前記表示部３１には、基板の処理条件、進行状態等が表示される。又、前記表示部３１をタッチパネルとすることで、入力装置も兼ねさせることができる。

又、前記機構制御部３６は、前記ポッド搬送装置７、前記ポッドオープナ１５、前記ボートエレベータ２１、前記基板移載機２２等の機構部の駆動を制御する。尚、図では省略しているが、前記フロントシャッタ６、前記ポッド格納部９も同様に制御される。

前記記憶部３２には、基板を処理する為のデータ（レシピ）、レシピを実行する為のレシピプログラム、圧力、ガス流量、温度を制御する為の制御プログラム、機構部及び前記燃焼除害装置３７を制御する為のシーケンスプログラム等、成膜処理を実行する為に必要なプログラムが格納されている。

前記制御演算部３０は、上記したレシピ、レシピプログラム、制御プログラム、シーケンスプログラム等のプログラムに基づき成膜処理を実行する。

図３を参照して、本発明に於ける成膜処理シーケンスの概略を説明する。

先ず、前記燃焼除害装置３７に故障等、運転に障害があるかどうかがチェックされ、運転に障害がある場合は、インターロックが発行され、レシピプログラムの実行が禁止される。

インターロックされていない状態が確認され、レシピプログラムが実行される。

レシピプログラムが実行されると同時に、前記制御演算部３０から前記燃焼除害装置３７に運転開始の指示が発せられ、該燃焼除害装置３７で点火準備が開始される。点火が完了すると、前記燃焼除害装置３７から前記制御演算部３０に点火完了の信号が送られる。

該制御演算部３０では、前記燃焼除害装置３７の点火完了の是非が確認される。

ここで、前記燃焼除害装置３７の点火が確認されない場合は、インターロックが発行され、ウェーハ１０の前記ボート２３への移載は行われず、レシピプログラムが終了する。

前記燃焼除害装置３７の点火完了が確認され、前記燃焼除害装置３７の運転に障害がないこと（準備完了信号）が確認されると、前記基板移載機２２により１バッチ分のウェーハ１０が前記ボート２３に装填され、更に該ボート２３が前記ボートエレベータ２１により、前記処理炉１８に装入される。

前記ボート２３の装入が完了すると、前記処理炉１８に於いてウェーハ１０の加熱、炉内圧力の調整等成膜処理に必要な準備が実行される。準備完了後、前記燃焼除害装置３７の準備完了信号が確認され、準備完了信号がＯＦＦの場合は、バルブインターロックが発行され、成膜処理が中止される。

準備完了信号がＯＮの場合は、処理ガスが前記処理炉１８に供給され、成膜処理が実行される。

ウェーハ１０の成膜処理が完了し、成膜処理後ガスパージ、ウェーハ１０の冷却等が完了した後前記燃焼除害装置３７に運転停止の指示が発せられる。又、前記ボート２３が降下され、前記基板移載機２２により処理済のウェーハ１０の払出しが行われる。

又、前記燃焼除害装置３７では、運転停止の指示を受けてから所定時間遅延燃焼が行われた後、前記燃焼除害装置３７の運転が停止される。

上記した一連のシーケンスが繰返し実行されて、基板のバッチ処理が繰返される。

本発明では、前記処理炉１８から前記燃焼除害装置３７に対する運転開始指示を、処理ガスを流す前ではなく、ウェーハ１０を前記ボート２３に移載する前に行う。更に、前記燃焼除害装置３７の排ガス処理準備完了を確認してからウェーハ１０を前記基板移載機２２に装填する。

又、前記燃焼除害装置３７の運転に障害がある場合は、ウェーハ１０を前記ボート２３に移載することなく、ウェーハ処理を中断する。このことで、前記燃焼除害装置３７に異常があった場合は、ウェーハ１０を前記処理炉１８に装入することなく、ウェーハ処理が中断されるので、高価なウェーハ１０のスクラップの発生が防止できる。

尚、本発明は、基板処理装置として、半導体製造装置だけでなく、ＬＣＤ装置のガラス基板の製造に実施可能であり、又縦型基板処理装置の他、横型基板処理装置にも実施可能であり、更に枚葉式基板処理装置にも実施可能であることは言う迄もない。

（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。

（付記１）基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を収納し、基板を処理する処理室と、前記基板保持具に基板を装填、払出しする基板搬送部と、該基板搬送部を制御し、又前記基板保持具に保持された基板に前記処理室内で所定の処理をする為のレシピプログラムを実行する制御部と、前記処理室で基板を処理した後の排ガスを燃焼させる為の燃焼装置とを具備し、該燃焼装置は、前記レシピプログラム実行開始と同時に排ガス処理準備を行い、前記制御部は排ガス処理準備完了後、前記基板搬送部による前記基板保持具への基板の移載を開始することを特徴とする基板処理装置。

（付記２）前記排ガス処理準備が未完了の場合は、前記基板保持具への前記基板搬送部による基板の移載を開始せず、前記レシピプログラムを終了させる付記１の基板処理装置。

（付記３）前記制御部は、前記基板保持具への基板を装填する前に、排ガス処理準備完了をチェックし、排ガス処理準備未完了の場合はインターロックを発行する付記１の基板処理装置。

（付記４）前記制御部は、排ガス処理準備完了をチェックし、排ガス処理準備完了の信号がＯＮであれば、前記基板保持具への基板の移載を開始し、排ガス処理準備完了の信号がＯＦＦであれば、前記基板保持具への基板の移載を行わず、前記レシピプログラムを終了させる付記１の基板処理装置。

（付記５）基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を収納し、基板を処理する処理室と、前記基板保持具に基板を装填、払出しする基板搬送部と、該基板搬送部を制御し、又前記基板保持具に保持された基板に前記処理室内で所定の処理をする為のレシピプログラムを実行する制御部と、前記処理室で基板を処理した後の排ガスを燃焼させる為の燃焼装置とを具備する基板処理装置による基板処理方法であって、前記レシピプログラム実行開始と同時に前記燃焼装置の排ガス処理準備を行い、排ガス処理準備完了後、前記基板搬送部による前記基板保持具への基板の移載を開始することを特徴とする基板処理方法。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の概略を示す説明図である。 本発明の実施の形態に於ける制御ブロック図である。 本発明の実施の形態に於ける作動のタイミングチャートである。 従来の基板処理装置に於ける作動のタイミングチャートである。

符号の説明

１ 基板処理装置
１０ ウェーハ
１８ 処理炉
２１ ボートエレベータ
２２ 基板移載機
２３ ボート
２６ 制御装置
３０ 制御演算部
３１ 表示部
３２ 記憶部
３７ 燃焼除害装置

Claims (1)

1. 基板を保持する基板保持具と、該基板保持具を収納し、基板を処理する処理室と、前記基板保持具に基板を装填、払出しする基板搬送部と、該基板搬送部を制御し、又前記基板保持具に保持された基板に前記処理室内で所定の処理をする為のレシピプログラムを実行する制御部と、前記処理室で基板を処理した後の排ガスを燃焼させる為の燃焼装置とを具備し、該燃焼装置は、前記レシピプログラム実行開始と同時に排ガス処理準備を行い、前記制御部は排ガス処理準備完了後、前記基板搬送部による前記基板保持具への基板の移載を開始することを特徴とする基板処理装置。

Images