JP2013197232A - 基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】処理される基板と、真空雰囲気で前記基板を搬送する搬送室と、前記搬送室に設けられ前記基板を搬送する基板搬送部と、前記搬送室に隣接して少なくとも2つ設けられ前記基板を処理する処理室と、前記搬送室と前記処理室との間にそれぞれ設けられたゲートバルブと、前記基板搬送部と前記ゲートバルブとを制御する制御部と、を有する基板処理装置であって、前記制御部は、前記基板搬送部が前記基板を搬送動作中に、前記少なくとも2つのゲートバルブを開閉するよう制御する。
【選択図】図5
Description
また、特許文献2は、プロセスチャンバPM1にウェハWを搬送するため、プロセスチャンバPMのゲート弁G5を開とした後、ゲート弁G5の開閉を検出する開閉センサのON,OFFにより、ゲート弁G5が開かれているかどうかを判定する構成を開示する。
また、特許文献3は、ゲートバルブ12,13を開けてカセット室CM1から搬送室TMを経て反応室PM1にウェハを搬送し、バルブ12,13を閉めてPM1にてウェハWに処理を施す構成を開示する。
本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概要構成を、図1および図2を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る基板処理装置の構成例を示す横断面図である。図2は、本実施形態に係る基板処理装置の構成例を示す縦断面図である。
図1および図2に示されているように、基板処理装置は、負圧下でウェハ200が搬送される搬送空間となる搬送室としての真空搬送室(トランスファモジュール)103を備えている。真空搬送室103を構成する筐体101は平面視が六角形に形成され、六角形の各辺には、後述の予備室122,123及び各処理室201a〜201dが、ゲートバルブ160,165,161a〜161dを介してそれぞれ連結されている。真空搬送室103の略中央部には、負圧下でウェハ200を移載(搬送)する搬送ロボットとしての真空搬送ロボット112がフランジ115を基部として設置されている。
筐体101の六枚の側壁のうち前側に位置する二枚の側壁には、搬入用の予備室(ロードロックモジュール)122と、搬出用の予備室(ロードロックモジュール)123とがそれぞれゲートバルブ160,165を介して連結されており、それぞれ負圧に耐え得る構造に構成されている。
予備室122および予備室123の前側には、大気搬送室(フロントエンドモジュール)121がゲートバルブ128,129を介して連結されている。大気搬送室121は略大気圧下で用いられる。
図1に示されているように、筐体101の六枚の側壁のうち後側(背面側)に位置する二枚の側壁には、ウェハ200に所望の処理を行う第二処理室(プロセスモジュール)201bと第三処理室(プロセスモジュール)201cとが、ゲートバルブ161b,161cを介してそれぞれ隣接して連結されている。第二処理室201bおよび第三処理室201cはいずれもコールドウォール式の処理容器203b,203cによって構成されている。
図1,2に示すように、制御部としてのコントローラ281は、例えば、信号線Aを通じて真空搬送ロボット112と、信号線Bを通じて大気搬送ロボット124と、信号線Cを通じてゲートバルブ160,161a,161b,161c,161d,165,128,129と、信号線Dを通じてポッドオープナ108と、信号線Eを通じてプリアライナ106と、信号線Fを通じてクリーンユニット118と、それぞれ電気的に接続され、更にこれら基板処理装置を構成する各部の動作を制御する。
コントローラ281は、表示装置281a、演算装置281b、操作部281c、記憶装置281d及びデータ入力部281eが図3に示すように接続された構成となっている。また、データ入力部281eを介して、コントローラ281はネットワーク281hに接続されている。また、記憶装置281dは、内部記録媒体281fを有している。
つまり、コントローラ281は、コンピュータとしての構成部分を有し、演算装置281bが、記憶装置281dの内部記録媒体281fに記憶されたプログラムを実行することにより、操作部281c、表示装置281a等を制御する。
なお、内部記録媒体281fの代わりに、外部記録媒体281gをデータ入力部281eに接続して設けてもよく、また、内部記録媒体281fと外部記録媒体281gの両方を用いてもよい。また、プログラムは、初めから記憶装置281d内に設けられた内部記録媒体281fに記録されていてもよく、後にデータ入力部281eに接続された外部記録媒体281gに記録されたプログラムを内部記録媒体281fに移動させ内部記録媒体281fのプログラムを上書きしてもよい。ここで、内部記録媒体281fとして、例えば、ハードディスク、CD−ROM、フラッシュメモリ等が用いられる。また、外部記録媒体281gとして、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROM,MO,フラッシュメモリ、又は半導体装置製造工場内のネットワークやインターネット回線からのダウンロード等が用いられる。
次に、本発明の一実施形態に係る処理室201aの構成及び動作について図4を用いて説明する。
第一処理室201aを構成する処理容器203aは、第一の容器であるドーム型の上側容器210と、第二の容器である碗型の下部容器211と、を備えている。そして、上側容器210が下側容器211の上に被せられることにより第一処理室201aが形成される。上側容器210は例えば酸化アルミニウム(Al2O3)又は石英(SiO2)等の非金属材料で形成されており、下側容器211は例えばアルミニウム(Al)で形成されている。
第一処理室201a内の底側中央には、ウェハ200を支持する基板載置台としてのサセプタ217が配置されている。サセプタ217は、ウェハ200上に形成された膜等への金属汚染を低減することが出来るように、例えば、窒化アルミニウム(AlN)、セラミックス、石英等の非金属材料で形成されている。
処理容器203aの上面には光透過性窓部278が配設されている。この光透過性窓部278に対応する処理容器203a外側に、例えば赤外光を発する光源となる基板加熱体としてのランプ加熱装置(ランプヒータ)280が設けられている。ランプ加熱装置280は、700℃を超える温度にウェハ200を加熱可能なように構成されている。上限温度を例えば700℃程度とする上述の抵抗加熱ヒータ217bに対し、ランプ加熱装置280は、700℃を超える加熱処理をウェハ200に対して行う場合などの補助ヒータとして用いられる。
第一処理室201aの上部には、第一処理室201a内へ反応ガス等の処理ガスを供給するシャワーヘッド236が設けられている。シャワーヘッド236は、キャップ状の蓋体233と、ガス導入口234と、バッファ室237と、開口238と、遮蔽プレート(シャワープレート)240と、ガス吹出口239とを備えている。
下側容器211の側壁下方には、第一処理室201a内から反応ガス等を排気するガス排気口235が設けられている。ガス排気口235には、ガスを排気するガス排気管231の上流端が接続されている。ガス排気管231には、上流側から順に圧力調整器であるAPC242、開閉弁であるバルブ243b、排気装置である真空ポンプ246が設けられている。真空ポンプ246を作動させ、バルブ243bを開けることにより、第一処理室201a内を排気することが可能なように構成されている。また、APC242の開度を調整することにより、第一処理室201a内の圧力値を調整できるように構成されている。
処理容器203a(上側容器210)の外周には、第一処理室201a内のプラズマ生成領域224を囲うように、第一の電極215が設けられている。第一の電極215は、筒状、例えば円筒状に形成されている。第一の電極215は、インピーダンスの整合を行う整合器272を介して、高周波電力を発生する高周波電源273に接続されている。第一の電極215は、第一処理室201a内に供給されるガスを励起させてプラズマを発生させる放電機構として機能する。
また、制御部としてのコントローラ281は、信号線Gを通じてAPC242、バルブ243b、及び真空ポンプ246と、信号線Hを通じてサセプタ昇降機構268と、信号線Iを通じてゲートバルブ161aと、信号線Jを通じて整合器272、及び高周波電源273と、信号線Kを通じてマスフローコントローラ251a〜251c、バルブ252a〜252cと、さらに図示しない信号線を通じてサセプタ217に埋め込まれた抵抗加熱ヒータ217bやインピーダンス可変機構274等と電気的に接続され、それぞれ制御するように構成されている。
以下、前記構成をもつ基板処理装置を使用して、半導体装置(デバイス)の製造工程の一工程としてウェハ200を処理する処理工程、具体的にはプラズマを用いた加熱処理工程について、図1乃至図4を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ281により制御される。
例えば25枚の未処理のウェハ200がポッド100に収納された状態で、加熱処理工程を実施する基板処理装置へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。図1及び図2に示されているように、搬送されて来たポッド100はIOステージ105の上に工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッド100のキャップ100aがポッドオープナ108によって取り外され、ポッド100の基板出し入れ口が開放される。
まず、真空搬送ロボット112は、ウェハ200を真空搬送室103内から第一処理室201a内へ搬入して、第一処理室201a内のサセプタ217上に移載する。具体的には、最初、サセプタ217は下降しており、基板突き上げピン266の先端がサセプタ217の貫通孔217aを通してサセプタ217の表面より所定の高さ分だけ突き出た状態にある。この状態で、上記のように、下側容器211に設けられたゲートバルブ161aを開く。次に、真空搬送ロボット112が支持しているウェハ200を基板突き上げピン266の先端に載置する。その後、真空搬送ロボット112を処理室201a外へ退避させる。次に、ゲートバルブ161aを閉め、サセプタ217をサセプタ昇降機構268により上昇させる。その結果、ウェハ200がサセプタ217表面に載置される。サセプタ217上に載置されたウェハ200を、さらにウェハ200を処理する位置まで上昇させる。
サセプタ217に埋め込まれた抵抗加熱ヒータ217bは予め加熱されている。ウェハ200は、抵抗加熱ヒータ217bによって、例えば室温から700℃の範囲内で基板処理温度に加熱される。真空ポンプ246及びAPCバルブ242を用いて処理室201a内の圧力を例えば0.1Pa〜300Paの範囲内に維持する。
ウェハ200を基板処理温度に昇温した後、ウェハ200を所定温度に保ちつつ加熱処理を伴う以下の基板処理を行う。すなわち、ガス導入口234からシャワープレート240の開口238を介して、酸化、窒化、成膜、エッチング等の所望の処理に応じた処理ガスを、処理室201a内に配置されているウェハ200の表面(処理面)に向けてシャワー状に供給する。同時に第一の電極215に高周波電源273から整合器272を介して高周波電力を供給する。供給する電力は、例えば100W〜1000Wの範囲内とし、例えば800Wである。なお、インピーダンス可変機構274は予め所望のインピーダンス値に設定されている。
第一処理室201a内での処理が終わったウェハ200は、搬送手段によって、ウェハ200の冷却が終わらないうちに、つまり、ウェハ200が基板処理温度に比較的近い温度を保ったままの状態のうちに、ウェハ200の搬入と逆の動作で第一処理室201a外へ搬送される。すなわち、ウェハ200に対する基板処理が完了すると、ゲートバルブ161aが開かれる。また、ウェハ200を搬送する位置までサセプタ217が下降され、基板突き上げピン266の先端がサセプタ217の貫通孔217aから突き出ることにより、ウェハ200が持ち上げられる。処理済みのウェハ200は、真空搬送ロボット112によって真空搬送室103内に搬出される。搬出後、ゲートバルブ161aは閉じられる。
予備室122内に搬入された全てのウェハ200に対する基板処理が終了し、全ての処理済のウェハ200が予備室123内に収納され、予備室123がゲートバルブ165によって閉じられると、予備室123内が不活性ガスにより略大気圧に戻される。予備室123内が略大気圧に戻されると、ゲートバルブ129が開かれ、IOステージ105に載置された空のポッド100のキャップ100aがポッドオープナ108によって開かれる。
図5は、本発明の一実施形態に係るゲートバルブ開閉シーケンスを示す図である。
図6は、本発明の他の実施形態に係るゲートバルブ開閉シーケンスを示す図である。
図7は、本発明の比較例に係るゲートバルブ開閉シーケンスを示す図である。
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
本発明の一態様は、
処理される基板と、
真空雰囲気で前記基板を搬送する搬送室と、
前記搬送室に設けられ前記基板を搬送する基板搬送部と、
前記搬送室に隣接して少なくとも2つ設けられ前記基板を処理する処理室と、
前記搬送室と前記処理室との間にそれぞれ設けられたゲートバルブと、
前記基板搬送部と前記ゲートバルブとを制御する制御部と、を有する基板処理装置であって、
前記制御部は、前記基板搬送部が前記基板を搬送動作中に、前記少なくとも2つのゲートバルブを開閉するよう制御する基板処理装置である。
好ましくは、
前記制御部は、前記基板搬送部の旋回動作中に一方のゲートバルブの開閉と他方のゲートバルブの開閉を連続して実行するように制御する。
また、好ましくは、
前記制御部は、前記基板搬送部の旋回動作中に前記少なくとも2つのゲートバルブの全開のタイミングを重なるように制御する。
本発明の他の態様は、
基板の搬送空間となる搬送室に設けられた基板搬送部が、前記搬送室内で旋回動作をする工程と、
前記搬送室に隣接して少なくとも2つ設けられ、基板の処理空間となる処理室で基板を処理する工程と、
制御部が前記基板搬送部の旋回動作中に前記搬送室と前記処理室との間にそれぞれ設けられた少なくとも2つのゲートバルブを開閉する工程と、
を有する半導体装置の製造方法である。
また、好ましくは、
前記基板搬送部の旋回動作中に一方のゲートバルブの開閉に連続して他方のゲートバルブを開閉する、付記4に記載の半導体装置の製造方法である。
また、好ましくは、
前記基板搬送部の旋回動作中に前記少なくとも2つのゲートバルブの全開のタイミングが重なる、付記4に記載の半導体装置の製造方法である。
本発明の他の態様は、
基板の搬送空間となる搬送室に設けられた基板搬送部が、前記搬送室内で旋回動作をする工程と、
前記搬送室に隣接して少なくとも2つ設けられ、基板の処理空間となる処理室で基板を処理する工程と、
制御部が前記基板搬送部の旋回動作中に前記搬送室と前記処理室との間にそれぞれ設けられた少なくとも2つのゲートバルブを開閉する工程と、
を有する基板処理方法である。
本発明の他の態様は、
付記4に記載された半導体装置の製造方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体である。
本発明の他の態様は、
付記5に記載された半導体装置の製造方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体である。
本発明の他の態様は、
付記6に記載された半導体装置の製造方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体である。
本発明の他の態様は、
処理される基板と、
真空雰囲気で前記基板を搬送する搬送室と、
前記搬送室に設けられ前記基板を搬送する基板搬送部と、
前記搬送室に隣接して少なくとも2つ設けられ前記基板を処理する処理室と、
前記搬送室と前記処理室との間にそれぞれ設けられたゲートバルブと、
前記基板搬送部と前記ゲートバルブとを制御する制御部と、を有する基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記制御部は、前記基板搬送部が前記基板を搬送動作中に、前記少なくとも2つのゲートバルブを開閉するよう制御する半導体装置の製造方法である。
112 真空搬送ロボット(基板搬送部)
121 大気搬送室
122,123 予備室
124 大気搬送ロボット
128,129 ゲートバルブ
160,161a〜161d,165 ゲートバルブ
200 ウェハ(基板)
201a 第一処理室
201b 第二処理室
201c 第三処理室
201d 第四処理室
281 コントローラ
Claims (6)
- 処理される基板と、
真空雰囲気で前記基板を搬送する搬送室と、
前記搬送室に設けられ前記基板を搬送する基板搬送部と、
前記搬送室に隣接して少なくとも2つ設けられ前記基板を処理する処理室と、
前記搬送室と前記処理室との間にそれぞれ設けられたゲートバルブと、
前記基板搬送部と前記ゲートバルブとを制御する制御部と、を有する基板処理装置であって、
前記制御部は、前記基板搬送部が前記基板を搬送動作中に、前記少なくとも2つのゲートバルブを開閉するよう制御する基板処理装置。 - 前記制御部は、前記基板搬送部の旋回動作中に一方のゲートバルブの開閉と他方のゲートバルブの開閉を連続して実行するように制御する請求項1記載の基板処理装置。
- 前記制御部は、前記基板搬送部の旋回動作中に前記少なくとも2つのゲートバルブの全開のタイミングを重なるように制御する請求項1記載の基板処理装置。
- 基板の搬送空間となる搬送室に設けられた基板搬送部が、前記搬送室内で旋回動作をする工程と、
前記搬送室に隣接して少なくとも2つ設けられ、基板の処理空間となる処理室で基板を処理する工程と、
制御部が前記基板搬送部の旋回動作中に前記搬送室と前記処理室との間にそれぞれ設けられた少なくとも2つのゲートバルブを開閉する工程と、
を有する基板処理方法。 - 基板の搬送空間となる搬送室に設けられた基板搬送部が、前記搬送室内で旋回動作をする工程と、
前記搬送室に隣接して少なくとも2つ設けられ、基板の処理空間となる処理室で基板を処理する工程と、
制御部が前記基板搬送部の旋回動作中に前記搬送室と前記処理室との間にそれぞれ設けられた少なくとも2つのゲートバルブを開閉する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 - 基板の搬送空間となる搬送室に設けられた基板搬送部が、前記搬送室内で旋回動作をする工程と、
前記搬送室に隣接して少なくとも2つ設けられ、基板の処理空間となる処理室で基板を処理する工程と、
制御部が前記基板搬送部の旋回動作中に前記搬送室と前記処理室との間にそれぞれ設けられた少なくとも2つのゲートバルブを開閉する工程と、
を有する半導体装置の製造方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。
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