JP2010098296A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高スループット化と省フットプリント化の相反する条件の両立を実現し、ウエハのレジスト剥離均一性を確保することができる。
【解決手段】基板を処理する処理室と、前記処理室に内包された基板載置台４１と、前記基板載置台４１上で基板を一時待機させることが可能な基板搬送部材４０と、前記基板載置台４１を囲むように設けられた排気孔４９aと、前記排気孔４９aと前記基板載置台４１の上端部を結んだ線と、前記基板載置台４１との間に、前記基板搬送部材４０を退避させる退避空間４２と、を有する。
【選択図】図６
【解決手段】基板を処理する処理室と、前記処理室に内包された基板載置台４１と、前記基板載置台４１上で基板を一時待機させることが可能な基板搬送部材４０と、前記基板載置台４１を囲むように設けられた排気孔４９aと、前記排気孔４９aと前記基板載置台４１の上端部を結んだ線と、前記基板載置台４１との間に、前記基板搬送部材４０を退避させる退避空間４２と、を有する。
【選択図】図６
Description
本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
基板処理装置の一例として、ロードポート、ロードロック室、搬送室、処理室の順にウエハは搬送され、処理室において処理される。
処理室ではゲートバルブで遮蔽された独立した空間であり、各室では個別にウエハの処理が可能である。
処理室ではゲートバルブで遮蔽された独立した空間であり、各室では個別にウエハの処理が可能である。
通常、サセプタ上で処理を行うものにおいては、１室では１ウエハのみの処理となる。特許文献１は、未処理ウエハを処理室へ交互に搬送し、処理室それぞれから処理済ウエハ基板支持体へ戻す際に、次に処理する未処理ウエハと入れ替える技術を開示する。
従来の基板処理装置は、ウエハをストックするロードロック室が２室、各室にウエハを移載させるロボットを有する搬送室が１室、ウエハを処理する処理室が２室の構成になっている。本装置構成では、スループット１時間あたり２００枚を超えることは困難であった。更なるスループット向上を目指した場合、単純に搬送室外周部に処理室を追加すると、スループットの向上を図ることは可能である。しかしながら、相対的に搬送室内の搬送ロボットが大型化し、処理室が追加されることで、フットプリントが肥大することは避けられない。また、処理室内の排気流量にバラツキが起きると、アッシングレートや膜処理の均一性にバラツキが生じてしまう。
本発明の目的は、高スループット化と省スペース化の相反する条件の両立を実現し、ウエハのレジスト剥離均一性を確保することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、前記処理室に内包された基板載置台と、前記基板載置台上で基板を一時待機させることが可能な基板搬送部材と、前記基板載置台を囲むように設けられた排気孔と、前記排気孔と前記基板載置台の上端部を結んだ線と、前記基板載置台との間に、前記基板搬送部材を退避させる退避空間と、を有する基板処理装置が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、搬送室に設けられた第１の基板搬送部材が、処理室の第１の基板載置台上部に基板を移動するステップと、前記第１の基板搬送部材から第１の基板支持部と第２の基板搬送部材に基板を移載するステップと、前記第２の基板搬送部材が、前記第２の基板載置台上へ移動し、待機するステップと、前記第２の基板搬送部材が、前記第２の基板載置台を囲うように設けられた排気孔の端部と前記第２の基板載置台の上端部を結んだ線と、前記第２の基板載置台との間に設けた退避空間に退避しつつ前記第２の基板載置台へ基板を載置するステップと、前記処理室に処理ガスを供給して前記基板を処理しつつ、前記排気孔からガスを排気するステップと、を有する基板処理方法が提供される。
本発明によれば、高スループット化と省スペース化の相反する条件の両立を実現し、ウエハのレジスト剥離均一性を確保することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することができる。
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０の全体構成図であり、装置１０上面からみた概念図である。
基板処理装置１０は、例えば搬送室１２を中心として、２つのロードロック室１４ａ、１４ｂ及び２つの処理室１６ａ、１６ｂが配置されており、ロードロック室１４ａ、１４ｂの上流側にはフロントモジュールであるＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）１８が配置されている。
ＥＦＥＭ１８にはウエハ１をストックするフープ（２５枚）を３台搭載することができる構造になっている。
ＥＦＥＭ１８内には大気中にて同時に複数枚（５枚）を移載することが可能な大気ロボット（図示せず）が載置されており、２つのロードロック室１４ａ、１４ｂとの間のウエハ移載を可能にしている。
ＥＦＥＭ１８内には大気中にて同時に複数枚（５枚）を移載することが可能な大気ロボット（図示せず）が載置されており、２つのロードロック室１４ａ、１４ｂとの間のウエハ移載を可能にしている。
図２に示すように、ロードロック室１４ａ、１４ｂには、例えば２５枚の基板を縦方向に一定間隔を隔てて収容する基板支持体（ボート）２０が設けられている。基板支持体２０は、例えば炭化珪素やアルミで構成しており、上部板２２と下部板２４とを接続する例えば３つの支柱２６を有する。支柱２６の長手方向内側には例えば２５個の載置部２８が平行に形成されている。また、基板支持体２０は、ロードロック室１４ａ、１４ｂ内において、鉛直方向に移動（上下方向に移動）するようにされているとともに、鉛直方向に延びる回転軸を軸として回転するようにされている。
搬送室１２には、ロードロック室１４a、１４ｂと処理室１６ａ、１６ｂとの間でウエハ１を搬送する第１の基板搬送部材３０が設けられている。第１の基板搬送部材３０は、上フィンガー３２ａ及び下フィンガー３２ｂから構成されるフィンガー対３２が設けられたアーム３４を有する。上フィンガー３２ａ及び下フィンガー３２ｂは、例えば同一の形状をしており、上下方向に所定の間隔で離間され、アーム３４からそれぞれ略水平に同じ方向に延びて、それぞれウエハ１を支持することができるようにされている。アーム３４は、鉛直方向に延びる回転軸を軸として回転するようにされているとともに、水平方向に移動するようにされている。搬送室１２と処理室１６a、搬送室１２と処理室１６ｂは、図３に示されているように、それぞれゲートバルブ３５を介して連通している。処理室１６ａと処理室１６ｂとの間には、境界壁４８を有し、この境界壁４８によって、それぞれの処理室の雰囲気を独立した状態としている。
したがって、ロードロック室１４ａ、１４ｂにストックされた未処理ウエハは搬送室１２に配置された第１の基板搬送部材３０により同時に２枚ずつゲートバルブ３５を介して処理室１６ａ、１６ｂへ移載される。処理済ウエハは、処理室１６ａ、１６ｂから第１の基板搬送部材３０により一度に２枚ずつロードロック室１４ａ、１４ｂに移載される。
図３において、処理室１６の概要が示されている。
処理室１６には、２つのサセプタが配置されており、搬送室１２側のサセプタである第１の基板載置台３７を有する第１の処理部３６と、他方のサセプタである第２の基板載置台４１を有する第２の処理部３８から構成される。
第１の処理部３６と第２の処理部３８はおのおの独立した構造となっており、装置全体からみるとウエハ処理流れ方向と同方向一列になっている。
すなわち、第２の処理部３８は、搬送室１２から第１の処理部３６を挟んで遠方に配置されている。
第１の処理部３６と第２の処理部３８とは連通し、処理室１６内は、３００℃までの昇温が可能である。
第１の処理部３６と第２の処理部３８は、例えばアルミニウム（Ａ５０５２、Ａ５０５６等）で形成され、内挿したヒータ（不図示）により加熱されている。
省スペース、低コスト化の目的を達成するため、ロードロック室１４ａ、１４ｂ、搬送室１２及び処理室１６ａ、１６ｂを例えばアルミニウム（Ａ５０５２）一部品にて形成してもよい。
処理室１６には、２つのサセプタが配置されており、搬送室１２側のサセプタである第１の基板載置台３７を有する第１の処理部３６と、他方のサセプタである第２の基板載置台４１を有する第２の処理部３８から構成される。
第１の処理部３６と第２の処理部３８はおのおの独立した構造となっており、装置全体からみるとウエハ処理流れ方向と同方向一列になっている。
すなわち、第２の処理部３８は、搬送室１２から第１の処理部３６を挟んで遠方に配置されている。
第１の処理部３６と第２の処理部３８とは連通し、処理室１６内は、３００℃までの昇温が可能である。
第１の処理部３６と第２の処理部３８は、例えばアルミニウム（Ａ５０５２、Ａ５０５６等）で形成され、内挿したヒータ（不図示）により加熱されている。
省スペース、低コスト化の目的を達成するため、ロードロック室１４ａ、１４ｂ、搬送室１２及び処理室１６ａ、１６ｂを例えばアルミニウム（Ａ５０５２）一部品にて形成してもよい。
第１の基板載置台３７及び第２の基板載置台４１は、処理室１６内において固定部材（不図示）により装置本体１１に固定されている。また、第１の基板載置台３７及び第２の基板載置台４１の外周には、３つの基板保持ピン３９が鉛直方向に貫通しており、基板保持ピンが上下に昇降することで、基板を略水平に昇降させる。したがって、ゲートバルブ３５を介して第１の基板搬送部材３０により搬送されたウエハが基板保持ピン３９を介して処理部上に載置されるようになっている。つまり、制御部（図示せず）の制御により、モータが回転及び逆回転することにより、基板保持ピン３９が上下方向に移動するようにされている。
処理室１６内の第１の処理部３６と第２の処理部３８の間の内側、即ち、境界壁４８側寄りには、第２の基板搬送部材４０が設けられている。第２の基板搬送部材４０は、第１の基板搬送部材３０によって搬送された第１の処理部３６上にある２枚の未処理ウエハのうちの１枚を第２の処理部３８の第２の基板載置台４１に移載し、さらに第２の基板載置台４１の処理済ウエハを第１の基板搬送部材３０のフィンガー上へ移載する。
図４は、処理室１６内の第２の基板搬送部材４０が第２の処理部３８側に待機している時（基板処理時）の様子を示す。
第２の基板搬送部材４０は、ウエハ１の外径より大きな基板載置部である円弧部４３ａと、円弧部４３ａから切欠かれた切欠き部４３ｂと、円弧部４３ａから円弧部の中心にむかって略水平に設けられたウエハを載置する爪部４３ｃと、円弧部４３ａを支える支持部であるフレーム部４３ｄが設けられたアーム４７を有する。
円弧部４３ａとフレーム部４３ｄは連続して形成され、アーム４７から略水平に装着され、爪部４３ｃを介してウエハ１を支持することができるようにされている。
アーム４７は、鉛直方向に延びる軸部４３ｅを回転軸として回転するようにされているとともに、鉛直方向に昇降するようにされている。
切欠き部４３ｂは、軸部４３ｅが回転し、第１の処理部３６側に有するときに、搬送室１２と処理室１６との間に設けられたゲートバルブ３５と向かい合う位置に配置される。
したがって、第２の基板搬送部材４０は、回転軸である軸部４３ｅが回転し、昇降することで、第１の基板搬送部材３０によって処理室１６内に搬送された２枚のウエハのうち、１枚のウエハを第１の処理部３６の第１の基板載置台３７上方から搬送室１２の遠方にある第２の処理部３８の第２の基板載置台４１に搬送・載置することができる。
第２の基板搬送部材４０は、第１の基板載置台３７及び第２の基板載置台４１からの熱輻射により高温（２５０℃くらい）になるため、例えばアルミナセラミックス（純度９９．６％以上）から形成するのが好ましい。金属部品に比べ熱膨張係数の小さい例えばアルミナセラミックス（純度９９．６％以上）で形成することで、熱変形によるたわみ等による搬送信頼性劣化を防止することができる。ただし、第２の基板搬送部材４０の基部には高さ位置・水平レベル調整のため、金属部品を使用する。
第２の基板搬送部材４０は、ウエハ１の外径より大きな基板載置部である円弧部４３ａと、円弧部４３ａから切欠かれた切欠き部４３ｂと、円弧部４３ａから円弧部の中心にむかって略水平に設けられたウエハを載置する爪部４３ｃと、円弧部４３ａを支える支持部であるフレーム部４３ｄが設けられたアーム４７を有する。
円弧部４３ａとフレーム部４３ｄは連続して形成され、アーム４７から略水平に装着され、爪部４３ｃを介してウエハ１を支持することができるようにされている。
アーム４７は、鉛直方向に延びる軸部４３ｅを回転軸として回転するようにされているとともに、鉛直方向に昇降するようにされている。
切欠き部４３ｂは、軸部４３ｅが回転し、第１の処理部３６側に有するときに、搬送室１２と処理室１６との間に設けられたゲートバルブ３５と向かい合う位置に配置される。
したがって、第２の基板搬送部材４０は、回転軸である軸部４３ｅが回転し、昇降することで、第１の基板搬送部材３０によって処理室１６内に搬送された２枚のウエハのうち、１枚のウエハを第１の処理部３６の第１の基板載置台３７上方から搬送室１２の遠方にある第２の処理部３８の第２の基板載置台４１に搬送・載置することができる。
第２の基板搬送部材４０は、第１の基板載置台３７及び第２の基板載置台４１からの熱輻射により高温（２５０℃くらい）になるため、例えばアルミナセラミックス（純度９９．６％以上）から形成するのが好ましい。金属部品に比べ熱膨張係数の小さい例えばアルミナセラミックス（純度９９．６％以上）で形成することで、熱変形によるたわみ等による搬送信頼性劣化を防止することができる。ただし、第２の基板搬送部材４０の基部には高さ位置・水平レベル調整のため、金属部品を使用する。
第２の基板搬送部材４０は、軸部４３ｅを中心として回転するものであり、軸部４３ｅは、境界壁４８側に配置されている。
他方の処理室における第２の基板搬送部材４０は、境界壁４８を挟んで、一方の処理室の第２の基板搬送部材４０と対照的に配置される。対照的に配置することで、それぞれの第２の基板搬送部材４０を制御するための配線を、処理室１６の下部であって、水平方向で装置中央、即ち境界壁４８近辺に、集中して配設することが可能となる。この結果、配線スペースにおいて、部品ごとに配線を集中して設けることが可能となり、配線スペースを効率化することができる。また、境界壁４８付近に配置した軸部４３ｅを中心として回転するので、処理室１６の外側を円形とすることができる。円形とすることで、装置本体１１の外郭１１ａを斜め状とすることが可能となり、その結果、保守者が入るメンテナンススペース１７をより大きく確保することができる。仮に、軸部４３ｅを処理室１６の外側に配置した場合、外郭１１ａを斜め状とすることはできず、保守者が入るメンテナンススペース１７を大きく確保することができない。
他方の処理室における第２の基板搬送部材４０は、境界壁４８を挟んで、一方の処理室の第２の基板搬送部材４０と対照的に配置される。対照的に配置することで、それぞれの第２の基板搬送部材４０を制御するための配線を、処理室１６の下部であって、水平方向で装置中央、即ち境界壁４８近辺に、集中して配設することが可能となる。この結果、配線スペースにおいて、部品ごとに配線を集中して設けることが可能となり、配線スペースを効率化することができる。また、境界壁４８付近に配置した軸部４３ｅを中心として回転するので、処理室１６の外側を円形とすることができる。円形とすることで、装置本体１１の外郭１１ａを斜め状とすることが可能となり、その結果、保守者が入るメンテナンススペース１７をより大きく確保することができる。仮に、軸部４３ｅを処理室１６の外側に配置した場合、外郭１１ａを斜め状とすることはできず、保守者が入るメンテナンススペース１７を大きく確保することができない。
第１の基板載置台３７、第２の基板載置台４１の外周には、それぞれバッフルリング４９が設けられている。バッフルリング４９は厚さ２〜５ｍｍ程度の板状のリング型であり、メンテナンス性を考慮し、通常２〜３分割の構造となっている。また、バッフルリング４９の外周部には処理室内のガスを排気する複数の排気孔４９ａが形成されている。すなわち、基板載置台の外周から所望の距離をあけて、それぞれ均等に囲むようにリング状に排気孔群が形成されている。基板載置台と所望の距離がないと排気流れが乱れ、結果的に排気効率が悪くなる。また、リング状に設けることで、均一に排気される。排気孔４９ａは第１の基板載置台３７、第２の基板載置台４１の中心に向かって２つ並べて形成されており、第２の基板搬送部材４０が後述する退避空間に退避されたときに、第２の基板搬送部材４０の円弧部４３ａの外径よりも大きい径の位置に配置される。具体的には、円弧部４３ａの外径は例えばφ３８０〜３９０ｍｍ程度、排気孔４９ａは例えばφ４２０〜４３５ｍｍ程度の円に沿って配置される。なお、基板載置台に近い側の排気孔４９ａほど孔径を大きくすると排気効率がよい。
図５にガス流れ模式図を示す。
第１の処理部３６、第２の処理部３８上方に載置されたプラズマ発生部６６にＯ２ガスを導入・活性化し、Ｏ２プラズマ、ラジカル等に分解する。本装置では、ウエハダメージの少ないラジカルのみをウエハに供給できるように工夫されている。第１の処理部３６、第２の処理部３８に供給されたガスは、第１の処理部３６、第２の処理部３８の外周に載置されたバッフルリング４９に達し、バッフルリング４９外周部にある排気孔４９ａを通過し、排気される。排気孔４９ａが処理室１６内のガスコンダクタンスが最も小さく、この箇所がウエハ面内のガス流れ均一性（円周方向のガス乱れ）を決める。第２の処理部３８の周辺には、第２の基板搬送部材４０等の非対称且つ、ガス流れを局所的に阻害する可能性のある部位が存在する。そのため、さらに、後述する対応をすることでガス流れ均一化を確保する。
第１の処理部３６、第２の処理部３８上方に載置されたプラズマ発生部６６にＯ２ガスを導入・活性化し、Ｏ２プラズマ、ラジカル等に分解する。本装置では、ウエハダメージの少ないラジカルのみをウエハに供給できるように工夫されている。第１の処理部３６、第２の処理部３８に供給されたガスは、第１の処理部３６、第２の処理部３８の外周に載置されたバッフルリング４９に達し、バッフルリング４９外周部にある排気孔４９ａを通過し、排気される。排気孔４９ａが処理室１６内のガスコンダクタンスが最も小さく、この箇所がウエハ面内のガス流れ均一性（円周方向のガス乱れ）を決める。第２の処理部３８の周辺には、第２の基板搬送部材４０等の非対称且つ、ガス流れを局所的に阻害する可能性のある部位が存在する。そのため、さらに、後述する対応をすることでガス流れ均一化を確保する。
図６に第２の基板搬送部材４０周辺の断面図を示す。
第２の基板搬送部材４０は、第１の基板搬送部材３０とのウエハの授受を行うため、円周方向に対し、開口部（切欠き部４３ｂ）を有している。
第２の基板搬送部材４０は、ガス流れからみて第１の処理部３６と第２の処理部３８のほぼ中間に位置しているため、ガス流れ阻害の影響が少ない位置へと退避させる必要がある。具体的には、基板処理時には、第２の基板載置台４１の終端部である第２の基板載置台４１の外周に設けた退避空間４２へ退避させる。退避空間４２へ退避させることで、第２の基板搬送部材４０はガス流れ阻害の影響を少なくすることが可能となる。また、よりよくは、前記排気孔４９ａの第２の基板載置台４１側の上端部と第２の基板載置台４１の角部４１ａを結んだ線と、第２の基板載置台４１との間（退避空間）であって、第２の基板載置台４１の外周に退避させる。即ち、図６の破線よりも下方まで第２の基板搬送部材４０を下降させる。これにより、更に第２の処理部３８上でガス（プラズマ）が均一となり、第２の基板搬送部材４０が、ガス排気の障害にならないので、均一にガスを排気することができ、第２の処理部３８に載置したウエハのアッシングを均一にすることができる。また、第２の基板搬送部材４０自体も厚み（例えば８〜１０ｍｍ程度）を持っているため、第２の基板搬送部材４０上面から第２の処理部３８底面までの距離をＡ、第２の処理部３８上面から第２の処理部３８底面までの距離をＢとするとＡ＜Ｂ／２が望ましい。
第２の基板搬送部材４０は、第１の基板搬送部材３０とのウエハの授受を行うため、円周方向に対し、開口部（切欠き部４３ｂ）を有している。
第２の基板搬送部材４０は、ガス流れからみて第１の処理部３６と第２の処理部３８のほぼ中間に位置しているため、ガス流れ阻害の影響が少ない位置へと退避させる必要がある。具体的には、基板処理時には、第２の基板載置台４１の終端部である第２の基板載置台４１の外周に設けた退避空間４２へ退避させる。退避空間４２へ退避させることで、第２の基板搬送部材４０はガス流れ阻害の影響を少なくすることが可能となる。また、よりよくは、前記排気孔４９ａの第２の基板載置台４１側の上端部と第２の基板載置台４１の角部４１ａを結んだ線と、第２の基板載置台４１との間（退避空間）であって、第２の基板載置台４１の外周に退避させる。即ち、図６の破線よりも下方まで第２の基板搬送部材４０を下降させる。これにより、更に第２の処理部３８上でガス（プラズマ）が均一となり、第２の基板搬送部材４０が、ガス排気の障害にならないので、均一にガスを排気することができ、第２の処理部３８に載置したウエハのアッシングを均一にすることができる。また、第２の基板搬送部材４０自体も厚み（例えば８〜１０ｍｍ程度）を持っているため、第２の基板搬送部材４０上面から第２の処理部３８底面までの距離をＡ、第２の処理部３８上面から第２の処理部３８底面までの距離をＢとするとＡ＜Ｂ／２が望ましい。
図７は、基板処理時の第２の基板搬送部材周辺を上面から見た図であり、（ａ）は比較例に係るバッフルリング周辺を示し、（ｂ）は本発明の実施形態に係るバッフルリング周辺を示す。
図７（ａ）に示す比較例に係るバッフルリング５１には、φ４．５ｍｍの排気孔５１ａが６４個、円周方向ピッチ角度１１．３°の位置に形成されている。
比較例に係るバッフルリング５１では、第２の基板搬送部材４０のフレーム４３ｄが排気孔５１ａを塞がないように配置されてきた。そのため、孔数や円周方向のピッチ寸法が限定され、１孔当りの排気ガス量管理がシビアとなり、組付け、加工誤差による影響により均一性が劣化する現象がみられた。
図７（ａ）に示す比較例に係るバッフルリング５１には、φ４．５ｍｍの排気孔５１ａが６４個、円周方向ピッチ角度１１．３°の位置に形成されている。
比較例に係るバッフルリング５１では、第２の基板搬送部材４０のフレーム４３ｄが排気孔５１ａを塞がないように配置されてきた。そのため、孔数や円周方向のピッチ寸法が限定され、１孔当りの排気ガス量管理がシビアとなり、組付け、加工誤差による影響により均一性が劣化する現象がみられた。
図７（ｂ）に示す本発明の実施形態に係るバッフルリング４９には、φ２．５ｍｍの排気孔４９ａが７２０個、円周方向ピッチ角度２°の位置に形成されている。
図７（ｂ）のＣ部及びＤ部が第２の基板搬送部材４０のフレーム４３ｄにより排気コンダクタンスを遮蔽している箇所となる。具体的には、遮蔽している孔数はＣ部において１２個程度、Ｄ部において７個程度であり、全体の孔数に対する遮蔽している孔の割合はＣ部で１．７％、Ｄ部で１．０％である。この形状の場合、孔の総コンダクタンスは各孔のコンダクタンスの総和になる。よって孔数の遮蔽割合はコンダクタンス割合と考えてもよい。
図７（ｂ）のＣ部及びＤ部が第２の基板搬送部材４０のフレーム４３ｄにより排気コンダクタンスを遮蔽している箇所となる。具体的には、遮蔽している孔数はＣ部において１２個程度、Ｄ部において７個程度であり、全体の孔数に対する遮蔽している孔の割合はＣ部で１．７％、Ｄ部で１．０％である。この形状の場合、孔の総コンダクタンスは各孔のコンダクタンスの総和になる。よって孔数の遮蔽割合はコンダクタンス割合と考えてもよい。
図７（ａ）の比較例に係るバッフルリング５１と図７（ｂ）の本発明の実施形態に係るバッフルリング４９を用いて、バッフルリング以外同等の条件でアッシングを行った。結果、図８（ａ）に示すように、図７（ａ）の比較例に係るバッフルリング５１を使用した場合に６〜７％程度のアッシングレート面内均一性だったものが、図８（ｂ）に示すように、図７（ｂ）の本発明の実施形態に係るバッフルリング４９を使用した結果、５〜６％程度のアッシングレート面内均一性が得られ、均一性改善の効果が確認された。
すなわち、第２の基板搬送部材４０が上述の退避空間に退避されたときに、第２の基板搬送部材４０のフレーム部４３ｄは、総排気コンダクタンスの０％より上で３％以下の割合で排気孔を遮蔽することにより、アッシングレート面内均一性を向上させることができる。また、第２の基板搬送部材４０が上述の退避空間に退避されたときに、２つの支持部から構成されるフレーム部４３ｄの内、１つの支持部が、総排気コンダクタンスの０％より上で２％以下の割合で排気孔を遮蔽することにより、アッシングレート面内均一性を向上させることができる。すなわち、第２の基板搬送部材４０等の主要部品を変更することなく、同等の部品点数にて変更可能であり、作業効率も同等にて行いつつ、ウエハのアッシングを均一にすることができる。
すなわち、第２の基板搬送部材４０が上述の退避空間に退避されたときに、第２の基板搬送部材４０のフレーム部４３ｄは、総排気コンダクタンスの０％より上で３％以下の割合で排気孔を遮蔽することにより、アッシングレート面内均一性を向上させることができる。また、第２の基板搬送部材４０が上述の退避空間に退避されたときに、２つの支持部から構成されるフレーム部４３ｄの内、１つの支持部が、総排気コンダクタンスの０％より上で２％以下の割合で排気孔を遮蔽することにより、アッシングレート面内均一性を向上させることができる。すなわち、第２の基板搬送部材４０等の主要部品を変更することなく、同等の部品点数にて変更可能であり、作業効率も同等にて行いつつ、ウエハのアッシングを均一にすることができる。
図９に処理室１６内の排気系統図を示す。
第１の処理部３６下方は、ガスを排気する第１の配管５０、第１のバルブ５０ａ、第２の配管５２、ＡＰＣバルブ５４、メインバルブ５６を介してポンプ５８に、ＡＰＣバルブ５４、エアバルブ６０を介してベント６２に接続されている。
したがって、第１の処理部３６周辺のガスは、排気孔４９ａを通過し、第１の処理部３６下方から、第１の配管５０、第１のバルブ５０ａ、第２の配管５２、ＡＰＣバルブ５４、メインバルブ５６を介してポンプ５８に排気され、第１の配管５０、第１のバルブ５０ａ、第２の配管５２、ＡＰＣバルブ５４、エアバルブ６０を介してベント６２に排気される。
第２の処理部３８下方は、ガスを排気する第３の配管６４、第２のバルブ６４ａ、第２の配管５２、ＡＰＣバルブ５４、メインバルブ５６を介してポンプ５８に、ＡＰＣバルブ５４、エアバルブ６０を介してベント６２に接続されている。
したがって、第２の処理部３８周辺のガスは、排気孔４９ａを通過し、第２の処理部３８下方から、第３の配管６４、第２のバルブ６４ａ、第２の配管５２、ＡＰＣバルブ５４、メインバルブ５６を介してポンプ５８に排気され、第３の配管６４、第２のバルブ６４ａ、第２の配管５２、ＡＰＣバルブ５４、エアバルブ６０を介してベント６２に排気される。
第１の処理部３６下方は、ガスを排気する第１の配管５０、第１のバルブ５０ａ、第２の配管５２、ＡＰＣバルブ５４、メインバルブ５６を介してポンプ５８に、ＡＰＣバルブ５４、エアバルブ６０を介してベント６２に接続されている。
したがって、第１の処理部３６周辺のガスは、排気孔４９ａを通過し、第１の処理部３６下方から、第１の配管５０、第１のバルブ５０ａ、第２の配管５２、ＡＰＣバルブ５４、メインバルブ５６を介してポンプ５８に排気され、第１の配管５０、第１のバルブ５０ａ、第２の配管５２、ＡＰＣバルブ５４、エアバルブ６０を介してベント６２に排気される。
第２の処理部３８下方は、ガスを排気する第３の配管６４、第２のバルブ６４ａ、第２の配管５２、ＡＰＣバルブ５４、メインバルブ５６を介してポンプ５８に、ＡＰＣバルブ５４、エアバルブ６０を介してベント６２に接続されている。
したがって、第２の処理部３８周辺のガスは、排気孔４９ａを通過し、第２の処理部３８下方から、第３の配管６４、第２のバルブ６４ａ、第２の配管５２、ＡＰＣバルブ５４、メインバルブ５６を介してポンプ５８に排気され、第３の配管６４、第２のバルブ６４ａ、第２の配管５２、ＡＰＣバルブ５４、エアバルブ６０を介してベント６２に排気される。
処理室１６内はポンプ５８に接続されており、到達として０．１Ｐａ程度までの真空に達する。そのため、第２の基板搬送部材４０の軸部４３ｅには大気との真空遮断構造が必要であり、本装置では磁気シールを軸部４３ｅとアーム駆動モータ（図示せず）に載置して真空遮断を行っている。さらに、熱対策として、磁気シール部には水冷を施している。
処理室１６に接続されるポンプ５８は通常１００００〜２００００１／ｍｉｎクラスのスペックが必要となり、コストも高額となっている。出来る限り使用台数を減らしたいため、上述のように第１の処理部３６と第２の処理部３８に接続するポンプ５８は共通とする。
供給ガスについては、レジストを剥離することを目的としているため、例えば活性化したＯ２ガスを導入する。ガス流量は例えば２〜１５ｓｌｍであり、プロセス圧力は例えば１００〜１０００Ｐａの範囲にて行う。コンダクタンスの都合上、この圧力帯を維持するために、排気配管の内径は例えばφ８０〜１００ｍｍ程度となっている。
合流前に載置した第１のバルブ５０ａ及び第２のバルブ６４ａは好ましくは手動バルブであり、通常バタフライ式のものを採用し、開度０〜９０°まで０．３〜０．５°刻みの開度調整機能を有している。この第１のバルブ５０ａ及び第２のバルブ６４ａを使用することで、供給ガスに使用しているＭＦＣ（マスフローコントローラ）の個体差（流量精度・設定±３％）や、第２の基板搬送部材待機（第２の処理部側）によるガス流れ影響、その他組み付け誤差の影響により第１の処理部３６と第２の処理部３８の間のアッシングレート差を緩和することができる。合流後のガスは自動圧力調整手段であるＡＰＣバルブ５４、メインバルブ５６を介してポンプ５８によって排気される。各ユニットの排気コンダクタンスは２００Ｌ／ｓより大きいものを採用している。ＡＰＣバルブ５４近傍には通常圧力計（キャパシタンスマノメータ等）が設置されており（図示せず）、所望の圧力値（プロセス条件、他）へと調圧することが可能である。
合流前に載置した第１のバルブ５０ａ及び第２のバルブ６４ａは好ましくは手動バルブであり、通常バタフライ式のものを採用し、開度０〜９０°まで０．３〜０．５°刻みの開度調整機能を有している。この第１のバルブ５０ａ及び第２のバルブ６４ａを使用することで、供給ガスに使用しているＭＦＣ（マスフローコントローラ）の個体差（流量精度・設定±３％）や、第２の基板搬送部材待機（第２の処理部側）によるガス流れ影響、その他組み付け誤差の影響により第１の処理部３６と第２の処理部３８の間のアッシングレート差を緩和することができる。合流後のガスは自動圧力調整手段であるＡＰＣバルブ５４、メインバルブ５６を介してポンプ５８によって排気される。各ユニットの排気コンダクタンスは２００Ｌ／ｓより大きいものを採用している。ＡＰＣバルブ５４近傍には通常圧力計（キャパシタンスマノメータ等）が設置されており（図示せず）、所望の圧力値（プロセス条件、他）へと調圧することが可能である。
図１０に処理室１６内におけるウエハ移載のフローの概要を示す。
なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作はコントローラ８４により制御される。
ただし、処理室１６内視認性を確保するため、便宜上ウエハは図示しないものとする。
なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作はコントローラ８４により制御される。
ただし、処理室１６内視認性を確保するため、便宜上ウエハは図示しないものとする。
（ステップ１）
第１の基板搬送部材３０が上フィンガ３２ａと下フィンガ３２ｂに載置された２枚のウエハを同時搬送しながら、搬送室１２からゲートバルブ３５を介して処理室１６に移動し、第１の処理部３６の第１の基板載置台３７上方にて停止する。その際、第２の基板搬送部材４０はフィンガ対３２の上フィンガ３２ａと下フィンガ３２ｂの間に収まる高さ位置にて待機している。第１の基板搬送部材３０はそのまま動作しない状態にて、第１の基板載置台３７の基板保持ピン３９が上昇し、下フィンガ３２ｂに載置されたウエハを第１の基板載置台３７の基板保持ピン３９上に載置する。さらに、第２の基板搬送部材４０が上昇することで、上フィンガ３２ａに載置されたウエハを第２の基板搬送部材４０の爪部４３ｃ上に載置する。
第１の基板搬送部材３０が上フィンガ３２ａと下フィンガ３２ｂに載置された２枚のウエハを同時搬送しながら、搬送室１２からゲートバルブ３５を介して処理室１６に移動し、第１の処理部３６の第１の基板載置台３７上方にて停止する。その際、第２の基板搬送部材４０はフィンガ対３２の上フィンガ３２ａと下フィンガ３２ｂの間に収まる高さ位置にて待機している。第１の基板搬送部材３０はそのまま動作しない状態にて、第１の基板載置台３７の基板保持ピン３９が上昇し、下フィンガ３２ｂに載置されたウエハを第１の基板載置台３７の基板保持ピン３９上に載置する。さらに、第２の基板搬送部材４０が上昇することで、上フィンガ３２ａに載置されたウエハを第２の基板搬送部材４０の爪部４３ｃ上に載置する。
（ステップ２）
各ウエハを第１の処理部３６、第２の処理部３８の基板載置台上に載せる動作に移行する。第１の基板載置台３７においては、基板保持ピン３９を下降させることでそのまま第１の基板載置台３７上に載置させる。第２の基板搬送部材４０は、第２の処理部３８の第２の基板載置台４１上方へ略水平に回転し、第２の基板載置台４１の基板保持ピン３９が上昇し、第２の基板搬送部材４０に載置されたウエハを第２の基板載置台４１の基板保持ピン３９上に載置する。そして、第１の基板搬送部材３０は搬送室１２内に戻る。
各ウエハを第１の処理部３６、第２の処理部３８の基板載置台上に載せる動作に移行する。第１の基板載置台３７においては、基板保持ピン３９を下降させることでそのまま第１の基板載置台３７上に載置させる。第２の基板搬送部材４０は、第２の処理部３８の第２の基板載置台４１上方へ略水平に回転し、第２の基板載置台４１の基板保持ピン３９が上昇し、第２の基板搬送部材４０に載置されたウエハを第２の基板載置台４１の基板保持ピン３９上に載置する。そして、第１の基板搬送部材３０は搬送室１２内に戻る。
（ステップ３）
第２の処理部３８側へのウエハ載置を完了した第２の基板搬送部材４０の動作を示す。第２の基板搬送部材４０はウエハ処理中も処理室１６内に待機することになるため、第２の処理部３８上方から供給される処理ガス（例えばＯ２ラジカル等）のガスの流れを阻害し、ウエハ面内の均一性を悪化させる恐れがある。そのため、第２の基板載置台４１の排気孔４９ａの第２の基板載置台４１側の上端部と第２の基板載置台４１の角部４１ａを結んだ線と、第２の基板載置台４１との間（退避空間）であって、第２の基板載置台４１の外周に移動させる。即ち、図６の破線よりも下方まで第２の基板搬送部材４０を下降させる。
基板処理後は、逆のシーケンスを実行する。
第２の処理部３８側へのウエハ載置を完了した第２の基板搬送部材４０の動作を示す。第２の基板搬送部材４０はウエハ処理中も処理室１６内に待機することになるため、第２の処理部３８上方から供給される処理ガス（例えばＯ２ラジカル等）のガスの流れを阻害し、ウエハ面内の均一性を悪化させる恐れがある。そのため、第２の基板載置台４１の排気孔４９ａの第２の基板載置台４１側の上端部と第２の基板載置台４１の角部４１ａを結んだ線と、第２の基板載置台４１との間（退避空間）であって、第２の基板載置台４１の外周に移動させる。即ち、図６の破線よりも下方まで第２の基板搬送部材４０を下降させる。
基板処理後は、逆のシーケンスを実行する。
本発明によれば、従来に比べて省スペース及び高スループット化（１時間当たり２５０枚）を図りつつ、高均一なガス流れ構造を構築し、ウエハの面内アッシング分布において高均一な分布を確保し、ウエハレジスト剥離均一性を確保することができる。
本発明は、半導体製造技術、特に、被処理基板を処理室に収容してヒータによって加熱した状態で処理を施す熱処理技術に関し、例えば、半導体集積回路装置（半導体デバイス）が作り込まれる半導体ウエハに酸化処理や拡散処理、イオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローやアニール及び熱ＣＶＤ反応による成膜処理などに使用される基板処理装置に利用して有効なものに適用することができる。
本発明の一態様によれば、基板を搬送する搬送室と、前記搬送室から基板を受け取り、処理する処理室と、を有し、前記搬送室は、基板を前記搬送室から前記処理室へ搬送する第１の基板搬送部材を有し、前記処理室は、前記搬送室に隣接され、第１の基板載置台を有する第１の処理部と、前記第１の処理部の内、前記搬送室とは異なる側に隣接され、第２の基板載置台を有する第２の処理部と、前記第１の処理部と前記第２の処理部の間で基板を搬送する第２の基板搬送部材と、前記第２の基板載置台を囲むように設けられた排気孔群と、前記排気孔の端部と前記第２の基板載置台の上端部を結んだ線と、前記第２の基板載置台との間に、前記第２の基板搬送部材を退避させる退避空間と、を有する基板処理装置が提供される。したがって、第２の基板搬送部材が、ガス排気の障害にならないので、均一にガスを排気することができ、第２の基板載置台に載置したウエハのアッシングを均一にすることができる。
好ましくは、前記排気孔群は、前記第２の基板載置台を均等に囲むように排気孔が配設されている。
好ましくは、前記退避空間は、前記第２の基板搬送部材が、前記排気孔の端部と前記第２の基板載置台の上端部を結んだ線からはみ出さないように構成する。
好ましくは、前記排気孔の端部は、排気孔径の内、前記第２の基板載置台に最も近い端部である。
好ましくは、前記第２の基板搬送部材は、軸部と、基板を載置する基板載置部と、前記基板載置部を支持する支持部と、を有し、前記第２の基板搬送部材が前記退避空間に退避されたとき、前記支持部は、前記排気孔群の総排気コンダクタンスの０％より上で３％以下の割合で前記排気孔を遮蔽する。
好ましくは、前記第２の基板搬送部材は、軸部と、基板を載置する基板載置部と、前記基板載置部を支持する支持部と、を有し、前記第２の基板搬送部材が前記退避空間に退避されたとき、前記支持部は少なくとも２箇所で前記排気孔を遮蔽し、前記２箇所の遮蔽箇所の内、１箇所は、前記排気孔群の総排気コンダクタンスの０％より上で２％以下の割合で前記排気孔を遮蔽する。
本発明の他の態様によれば、搬送室に設けられた第１の基板搬送部材が、処理室の第１の基板載置台上部に基板を移動するステップと、前記第１の基板搬送部材から第１の基板支持部と第２の基板搬送部材に基板を移載するステップと、前記第２の基板搬送部材が、前記第２の基板載置台上へ移動し、待機するステップと、前記第２の基板搬送部材が、前記第２の基板載置台を囲うように設けられた排気孔の端部と前記第２の基板載置台の上端部を結んだ線と、前記第２の基板載置台との間に設けた退避空間に退避しつつ前記第２の基板載置台へ基板を載置するステップと、前記処理室に処理ガスを供給して前記基板を処理しつつ、前記排気孔からガスを排気するステップと、を有する基板処理方法が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、基板を処理する処理室と、前記処理室に内包された基板載置台と、前記基板載置台上で基板を一時待機させることが可能な基板搬送部材と、前記基板載置台を囲むように設けられた排気孔と、前記排気孔と前記基板載置台の上端部を結んだ線と、前記基板載置台との間に、前記基板搬送部材を退避させる退避空間と、を有する基板処理装置が提供される。
１ ウエハ
１０ 基板処理装置
１２ 搬送室
１４ ロードロック室
１６ 処理室
３０ 第１の基板搬送部材
３５ ゲートバルブ
３６ 第１の処理部
３７ 第１の基板載置台
３８ 第２の処理部
３９ 基板保持ピン
４０ 第２の基板搬送部材
４１ 第２の基板載置台
４９ バッフルリング
４９ａ 排気孔
１０ 基板処理装置
１２ 搬送室
１４ ロードロック室
１６ 処理室
３０ 第１の基板搬送部材
３５ ゲートバルブ
３６ 第１の処理部
３７ 第１の基板載置台
３８ 第２の処理部
３９ 基板保持ピン
４０ 第２の基板搬送部材
４１ 第２の基板載置台
４９ バッフルリング
４９ａ 排気孔
Claims (5)
- 基板を処理する処理室と、
前記処理室に内包された基板載置台と、
前記基板載置台上で基板を一時待機させることが可能な基板搬送部材と、
前記基板載置台を囲むように設けられた排気孔と、
前記排気孔と前記基板載置台の上端部を結んだ線と、前記基板載置台との間に、前記基板搬送部材を退避させる退避空間と、
を有する基板処理装置。 - 基板を搬送する搬送室と、
前記搬送室から基板を受け取り、処理する処理室と、を有し、
前記搬送室は、基板を前記搬送室から前記処理室へ搬送する第１の基板搬送部材を有し、
前記処理室は、前記搬送室に隣接され、第１の基板載置台を有する第１の処理部と、前記第１の処理部の内、前記搬送室とは異なる側に隣接され、第２の基板載置台を有する第２の処理部と、前記第１の処理部と前記第２の処理部の間で基板を搬送する第２の基板搬送部材と、前記第２の基板載置台を囲むように設けられた排気孔群と、前記排気孔の端部と前記第２の基板載置台の上端部を結んだ線と、前記第２の基板載置台との間に、前記第２の基板搬送部材を退避させる退避空間と、を有する
基板処理装置。 - 前記退避空間は、前記第２の基板搬送部材が、前記排気孔の端部と前記第２の基板載置台の上端部を結んだ線からはみ出さないように構成する請求項１に記載の基板処理装置。
- 前記第２の基板搬送部材は、軸部と、基板を載置する基板載置部と、前記基板載置部を支持する支持部と、を有し、
前記第２の基板搬送部材が前記退避空間に退避されたとき、前記支持部は、前記排気孔群の総排気コンダクタンスの０％より上で３％以下の割合で前記排気孔を遮蔽する請求項１又は２に記載の基板処理装置。 - 搬送室に設けられた第１の基板搬送部材が、処理室の第１の基板載置台上部に基板を移動するステップと、
前記第１の基板搬送部材から第１の基板支持部と第２の基板搬送部材に基板を移載するステップと、
前記第２の基板搬送部材が、前記第２の基板載置台上へ移動し、待機するステップと、
前記第２の基板搬送部材が、前記第２の基板載置台を囲うように設けられた排気孔の端部と前記第２の基板載置台の上端部を結んだ線と、前記第２の基板載置台との間に設けた退避空間に退避しつつ前記第２の基板載置台へ基板を載置するステップと、
前記処理室に処理ガスを供給して前記基板を処理しつつ、前記排気孔からガスを排気するステップと、
を有する基板処理方法。
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