JP2015191819A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板が位置する雰囲気を十分に除電できると共に、装置の製造コストを抑えることができる技術を提供すること。【解決手段】半導体または絶縁体である基板を外部から搬入し、搬送機構により基板搬送領域を介して基板処理部に搬送して、前記基板処理部にて基板に対して処理を行う基板処理装置において、基板が位置する雰囲気を区画する区画部材と、前記区画部材内に清浄気体を供給するための清浄気体供給部と、前記区画部材内を除電するために、軟Ｘ線を前記区画部材内に照射して前記清浄気体をイオン化するための軟Ｘ線照射源と、を備えるように装置を構成する。そして、前記軟Ｘ線照射源は、軟Ｘ線照射源と、この軟Ｘ線照射源から照射された軟Ｘ線を反射するミラー部と、を備えるように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体または絶縁体からなる基板を処理する基板処理装置に関する。

基板である半導体ウエハ（以下「ウエハ」と言う）は、熱処理装置などの各種の基板処理装置に搬送されて処理される。ウエハに形成されたデバイスの静電破壊を防ぐ目的及びウエハへのパーティクルの付着を防ぐ目的から、筐体により区画された領域であるウエハの搬送領域の除電が行われる。

この除電は、例えば前記ウエハの搬送領域に不活性ガスを供給するファンフィルタユニット（ＦＦＵ）と、イオナイザーとにより行う場合がある。具体的にはイオナイザーを構成する電極に電圧を印加して放電を起こし、電極の周囲のガスから＋イオンと−イオンとを発生させ、これらイオンを前記ＦＦＵの不活性ガスの気流に乗せて、前記ウエハの搬送領域に供給して除電を行う。

前記電極は、ＦＦＵのガスの吹き出し口に設け、前記ＦＦＵからのガスを直接イオン化する場合があるが、当該電極に付着した異物や摩耗した電極自体がパーティクルとなって搬送領域に飛散することを防ぐために、ＦＦＵとは別体の区画された専用のユニット内に設ける傾向がある。その場合、当該専用ユニット（イオン供給ユニットとする）内に供給された不活性ガスから前記放電により発生させたイオンを、当該イオン供給ユニットに設けられるクリーン機構を介して、前記ＦＦＵの気流の流路に供給し、前記ウエハの搬送領域に流通させることになる。

ところで半導体デバイスの配線の微細化が進み、それに伴って前記ウエハの搬送領域において、より微細なパーティクルの付着を抑える技術が求められている。それによって、当該搬送領域の電位をより低く抑えることができる技術が求められている。上記のようにイオン供給ユニット内でイオンを生成する場合は、当該ユニット内でイオンが消費されてしまい、ウエハ搬送領域に十分な量のイオンを供給できないおそれがある。また、前記−イオンは、放電によって生じる電子が前記イオン供給ユニット内の不活性ガスと衝突して生じるが、この電子は非常に軽いため、この衝突が起こらずに当該ユニットから飛散してしまい、結果として当該イオン供給ユニットからは、−イオンに対して＋イオンが多く、前記ウエハ搬送領域に供給されることが懸念される。従って、将来、ウエハ搬送領域の電位を要求される電位よりも低く下げられなくなるおそれがあった。

特許文献１には、イオナイザーをウエハの移載機構に設け、当該イオナイザーによりキャリアガスからプラスイオンとマイナスイオンとを発生させ、これらイオンをキャリアガスと共にウエハの搬送領域に供給する装置について記載されている。しかし、このようにガスによりイオンを供給する装置は、上記のように搬送領域における電位を十分に下げられないおそれがある。また、特許文献２には軟Ｘ線を照射し、照射された雰囲気の気体をイオン化させるイオナイザーについて示されているが、このイオナイザーによりＸ線を照射できる範囲は限られている。このイオナイザーを複数個設けて、照射範囲を広くすることも考えられるが、当該イオナイザーはコストが高いので、そのように複数個設けることが困難であった。

特許第５２１７６６８号公報 特表２００８−５３６２８４号公報

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、基板が位置する雰囲気を十分に除電できると共に、装置の製造コストを抑えることができる技術を提供することである。

本発明の基板処理装置は、半導体または絶縁体である基板を外部から搬入し、搬送機構により基板搬送領域を介して基板処理部に搬送して、前記基板処理部にて基板に対して処理を行う基板処理装置において、
基板が位置する雰囲気を区画する区画部材と、
前記区画部材内に清浄気体を供給するための清浄気体供給部と、
前記区画部材内を除電するために、波長が１ｐｍ〜１０ｎｍである軟Ｘ線を前記区画部材内に照射して前記清浄気体をイオン化するための軟Ｘ線照射源と、を備え、
軟Ｘ線照射源は、軟Ｘ線照射源と、この軟Ｘ線照射源から照射された軟Ｘ線を反射するミラー部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、基板が位置する区画された雰囲気に、軟Ｘ線照射源から照射された軟Ｘ線がミラー部により拡散されて照射される。そして、当該雰囲気に供給される清浄気体がイオン化され、当該雰囲気内が除電される。この構成によれば、背景技術の項目に記載したような、発生させたイオンを送風により前記雰囲気に供給する場合に比べて、確実に当該雰囲気に＋イオンと−イオンとを供給することができる。従って、当該雰囲気の電位をより小さく抑えることができる。さらに、前記雰囲気において、比較的広い範囲に軟Ｘ線を供給して前記イオン化を行うことができるので、前記軟Ｘ線照射源の設置数を抑えることができる。結果として装置の製造コストも抑えることができる。

本発明に係る熱処理装置の縦断面側面図である。 前記熱処理装置のウエハ搬送領域の横断平面図である。 前記ウエハ搬送領域に設けられるウエハ移載機構の斜視図である。 前記ウエハ移載機構のフォークの平面図である。 前記ウエハ移載機構の下面側斜視図である。 前記ウエハ移載機構に設けられる軟Ｘ線照射源の平面図である。 前記ウエハ搬送領域における軟Ｘ線の照射範囲の一例を示す説明図である。 ウエハの移載と軟Ｘ線の照射状態を示すための説明図である。 ウエハの移載と軟Ｘ線の照射状態を示すための説明図である。 ウエハの移載と軟Ｘ線の照射状態を示すための説明図である。 ウエハの移載と軟Ｘ線の照射状態を示すための説明図である。 ウエハの移載と軟Ｘ線の照射状態を示すための説明図である。 ウエハの移載と軟Ｘ線の照射状態を示すための説明図である。 マッピングと軟Ｘ線の照射状態を示すための説明図である。 他のウエハ移載機構の斜視図である。 前記ウエハ移載機構を備えるウエハ搬送領域の平面図である。 前記ウエハ移載機構を備えるウエハ搬送領域の側面図である。 さらに他のウエハ移載機構を備えるウエハ搬送領域の平面図である。 さらに他のウエハ移載機構の斜視図である。 前記ウエハ移載機構のミラー部の縦断側面図である。 前記ウエハ移載機構を備えるウエハ搬送領域の平面図である。 前記軟Ｘ線照射源とミラー部との他の配置の一例を示す説明図である。 前記軟Ｘ線照射源とミラー部との他の配置の一例を示す説明図である。 評価試験で用いた装置を示す説明図である。 評価試験の結果を示すグラフである。 評価試験の結果を示すグラフである。

（第１の実施形態）
本発明の基板処理装置に係る熱処理装置１について概略側面図である図１を参照しながら説明する。この熱処理装置１は、例えばシリコンからなる多数枚の半導体基板であるウエハＷを一括して加熱処理する。熱処理装置１は、例えばステンレス等より構成された、区画部材である筐体１１を備える。図中１２は、筐体１１内を前後方向に分割して区画する区画壁である。筐体１１内の前方側、後方側は、夫々キャリア搬送領域２１、ウエハ搬送領域２２として構成される。キャリア搬送領域２１においては、例えば２５枚のウエハＷを格納するＦＯＵＰ（front open unified pod）と呼ばれるキャリア２が搬送され、ウエハ搬送領域２２においては前記キャリア２から取り出されたウエハＷが搬送される。

熱処理装置１は、当該熱処理装置１の外部の搬送機構と当該熱処理装置１との間で、前記キャリア２の受け渡しを行うためのキャリア搬入出部１３を備えている。当該キャリア搬入出部１３には、キャリア２が載置されるキャリア搬入出用ステージ１４が設けられる。この搬入出用ステージ１４は、筐体１１に設けられる開口部１５を介して前後方向に移動自在に構成され、キャリア２を前記搬送機構による筐体１１の外部の受け渡し位置と、筐体１１の内部の前記キャリア搬送領域２１との間で移動させることができる。キャリア搬送領域２１には、図示しないガス供給部により清浄空気による下降気流が形成される。

キャリア搬送領域２１には、棚状に形成されたストッカ１６と、第１のキャリア搬送機構１７と、第２のキャリア搬送機構１８と、ウエハ移載用ステージ１９とが設けられている。ウエハ移載用ステージ１９は、キャリア２内と前記ウエハ搬送領域２２との間でウエハＷを受け渡すために、当該キャリア２が載置されるステージである。第１のキャリア搬送機構１７は、ストッカ１６と筐体１１内に進入したキャリア搬入出用ステージ１４との間でキャリア２を受け渡し、第２のキャリア搬送機構１８は、第１のキャリア搬送機構１７とウエハ移載用ステージ１９との間でキャリア２を受け渡す。ストッカ１６は、ウエハＷを払い出していないキャリア２及び既にウエハＷを払い出し済みのキャリア２を待機させる役割を有する。図中２３はウエハ移載用ステージ１９に設けられるアクチュエータであり、前記ウエハ移載用ステージ１９に載置されたキャリア２を区画壁１２に押圧する。

以降、ウエハ搬送領域２２の横断平面図である図２も参照しながら説明する。図中２４は、区画壁１２に設けられた開口部であり、ウエハＷの搬入出ポートを構成する。この開口部は、例えば昇降自在に構成された開閉ドア２５により、ウエハ搬送領域２２側から塞がれる。開閉ドア２５は、キャリア２の蓋体を着脱すると共に取り外した当該蓋体を保持する保持機構２６を備えている。前記区画壁１２に押圧された状態で前記蓋体が取り外されたキャリア２の内部は、前記開口部２４を介してウエハ搬送領域２２に連通すると共に、キャリア搬送領域２１から区画される。そのようにキャリア２内がキャリア搬送領域２１から区画された状態で、キャリア２内とウエハ搬送領域２２との間で、ウエハＷの移載が行われる。

図中３１はウエハ搬送領域２２を上下に仕切る仕切り板である。この仕切り板３１の下方には、ウエハＷの保持具であるウエハボート３を載置するための移載用ボート載置台３２及び待機用ボート載置台３３が設けられる。前記ウエハボート３は、縦方向に１００〜１５０枚程度のウエハＷを棚状に保持し、ウエハ搬送領域２２内を移動自在に構成され、この例では２基のウエハボート３がウエハ搬送領域２２に設けられている。また、ウエハ搬送領域２２にはウエハ移載機構４が設けられ、ウエハ移載用ステージ１９上の前記キャリア２と当該移載用ボート載置台３２上のウエハボート３との間でウエハＷの移載を行う。ウエハ移載機構４の構成は、後に詳述する。

前記仕切り板３１の上方側に、縦型熱処理炉である処理ユニット３４が設けられている。この処理ユニット３４は、その下端に開口部３５を有すると共に有天井になされた石英製の円筒体よりなる処理容器３６を備え、当該処理容器３６の周囲にはヒーター３７が設けられている。処理容器３６内には図示しないガス供給部や排気口が設けられる。ウエハボート３に保持された状態で、前記処理容器３６に搬入されたウエハＷは、加熱されながらガス供給され、成膜、酸化あるいはアニール処理など各種の熱処理を受ける。この例では、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２（ジクロロシラン）ガスとＮＨ_３（アンモニア）ガスとが交互に繰り返し供給されるＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）処理が行われ、ウエハＷにＳｉＮ（窒化シリコン）膜が形成される。

図中３８はボート昇降機構であり、ウエハボート３を昇降させて処理容器３６に対する当該ウエハボート３の搬入出を行う。またボート昇降機構３８は、当該ウエハボート３の処理容器３６への搬入時に、前記開口部３５を塞ぐキャップ３９を備えている。図中５１は、ウエハボート３を前記処理容器３６から搬出後、前記開口部３５を塞ぐように移動自在なシャッタである。図中５２は、ボート載置台３２、３３とボート昇降機構３８との間でウエハボート３の移載を行うボート移載機構である。

ウエハ搬送領域２２を形成する筐体１１の内側壁において、キャリア搬送領域２１から見て左側には、清浄気体供給部であるファンフィルタユニット（ＦＦＵ）５３、５４が設けられ、右側には気体吸入部５５が設けられている。ＦＦＵ５３、５４はフィルタと気体送風用のファンとを備え、これらフィルタ及びファンは例えば樹脂により構成されている。そして、当該フィルタを介して清浄化した気体、例えば不活性ガスであるＮ_２ガスを水平方向へ供給する。気体吸入部５５は、前記不活性ガスを吸入できるように図示しないダクトに接続され、パーティクル捕集用の例えば樹脂からなるフィルタを備えている。

熱処理装置１の稼働中、ＦＦＵ５３、５４及び気体吸入部５５により、前記ガス供給及びガス吸入が常時行われ、ウエハ搬送領域２２には水平方向のガス流が形成される。このガス流により、ウエハ搬送領域２２が清浄に保たれると共に、当該ウエハ搬送領域２２の温度上昇が抑えられる。気体吸入部５５に吸入されたガスは、前記ダクトを介してＦＦＵ５３、５４へ供給され、再度これらＦＦＵ５３、５４のフィルタを介してウエハ搬送領域２２に供給される。

続いて、ウエハ移載機構４について図３の斜視図も参照しながら説明する。ウエハ移載機構４は、昇降機構４１により垂直に昇降自在な昇降台４２と、昇降台４２上に垂直軸回りに回転自在に設けられた旋回台４３と、旋回台４３上に当該旋回台４３を進退自在に設けられた進退部４４と、進退部４４から当該進退部４４の前進方向に伸びるフォーク４５とを備えている。フォーク４５はその先端が二股に分かれた水平板状に形成され、その上面にウエハＷを支持して搬送する。一度に５枚のウエハＷを移載できるように、フォーク４５は上下方向に５つ、互いに間隔をおいて重なるように設けられている。前記昇降機構４１は、垂直方向に伸びるボールねじ４６を備え、前記昇降台４２はこのボールねじ４６に螺合され、ボールねじ４６が軸周りに回転することによって昇降する。ボールねじ４６の表面にはグリスが塗布される。図中４７は、この昇降台４２の昇降をガイドするためのガイド部材であり、ボールねじ４６と共に昇降機構４１を構成する。

図４は、前記フォーク４５のうち最下段のフォーク４５の平面図である。この最下段のフォーク４５の二股に分かれた各先端には、この図４に示すように水平に光を照射する投光部４８と、この光を受光する受光部４９とが各々設けられている。後述のようにウエハボート３にウエハＷを移載後、フォーク４５の前記各先端が、平面視ウエハＷの周縁部を挟む位置へ移動する。そして、前記投光部４８と受光部４９との間に光軸を形成しながら、前記昇降台４２の下降により当該フォーク４５が下降する。

正常にウエハボート３にウエハＷが搭載されていれば、前記昇降台４２が下降中、所定の高さに位置するときに前記光軸がウエハＷに遮られることにより、受光部４９は投光部４８からの光を検出できなくなる。受光部４９は、投光部４８からの光を検出した状態と、検出しない状態とで異なる検出信号を後述の制御部１０に出力し、当該制御部１０が、この検出信号に基づいて、ウエハＷがウエハボート３に正常に載置されているか否かを判定する。この判定及び判定を行うために、上記のように昇降台４２が下降する動作をマッピングと記載する。

前記昇降台４２には、支持部６１を介してイオナイザーである軟Ｘ線照射源６２が設けられている。この軟Ｘ線照射源６２は、その照射窓６３から、上方へ向けて波長が１ｐｍ〜１０ｎｍであり、物質に対する比較的透過力が弱い電磁波、つまり軟Ｘ線を照射する。後述のミラー部６５による反射がないものとした場合、この照射源６２からの軟Ｘ線の照射範囲６４は、照射窓６３から照射方向に見ると円形であり、図５に示すように平面で見ると概ね扇状である。図５中の扇の中心角θは例えば１３０°である。

図６は、ウエハ移載機構４の昇降台４２及び旋回台４３の下面側斜視図である。この図６に示すように、旋回台４３の裏面には下方に向けて膨んだ凸レンズ形状をなすミラー部６５が設けられている。ミラー部６５の表面は半球面をなし、上記の軟Ｘ線を反射できるように構成されている。このミラー部６５は、旋回台４３が所定の向きに位置するときに、前記軟Ｘ線照射源６２に重なるように設けられる。そのようにミラー部６５と軟Ｘ線照射源６２とが重なったときに、図６に点線の矢印で示すように前記照射源６２から照射された軟Ｘ線が、ミラー部６５によって反射され、当該ミラー部６５の下方及び水平に放射状に広がる。

軟Ｘ線照射源６２から直接軟Ｘ線が照射された領域及びミラー部６５による反射された軟Ｘ線（以下、反射軟Ｘ線と記載する場合がある）が照射された領域におけるＮ_２ガスの分子は、照射された軟Ｘ線のエネルギーを受けて＋イオンと電子とを生じ、電子は周囲のＮ_２ガスの分子に衝突することで−イオンを生じる。これによって、各照射領域に−イオンと＋イオンとが等量ないしは略等量生成する。そして、これらイオンによって、照射領域内が除電される。つまり、ミラー部６５は軟Ｘ線照射源６２からの軟Ｘ線をより広範囲に供給し、ウエハ搬送領域２２内におけるより広い範囲でイオンを発生させて、除電を行う役割を有している。

上記の熱処理装置１には制御部１０が設けられている。この制御部１０は例えばコンピュータからなり、プログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部を備えていて、前記プログラムには制御部１０から熱処理装置１の各部に制御信号を送り、当該装置１によるウエハＷの搬送及びウエハＷの処理を進行させるように命令（各ステップ）が組み込まれている。具体的には、軟Ｘ線照射源６２からの軟Ｘ線の給断、処理ユニット３４におけるガスの給断、ヒーター３７への供給電力、ボート移載機構５２によるウエハボート３の搬送、移載機構４によるウエハＷの移載、ステージ１４及びキャリア搬送機構１７、１８によるキャリア２の搬送などの各動作が前記プログラムによって制御される。前記プログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）等の記憶部に格納されて制御部１０にインストールされる。

続いて、上記の熱処理装置１の動作の一例について説明する。上記のように、キャリア２が熱処理装置１の外部からキャリア搬入出用ステージ１４に搬入され、第１のキャリア搬送機構１７→ストッカ１６→第２のキャリア搬送機構１８→ウエハ移載用ステージ１９の順で搬送される。そして、開閉ドア２５によりキャリア２の蓋体が取り外され、当該開閉ドア２５が開き、キャリア２内がウエハ搬送領域２２に連通する。このとき、２つのウエハボート３のうちの一つが移載用ボート載置台３２に載置されている。

ウエハ移載機構４のフォーク４５の先端がキャリア２に向くように旋回台４３が旋回し、進退部４４の前進動作と昇降台４２の昇降動作との協働により各フォーク４５がウエハＷを受け取り、進退部４４が後退する。照射源６２からの軟Ｘ線照射が開始され、軟Ｘ線照射源６２とミラー部６５とが重なるように旋回台４３が旋回し、図６で説明したようにミラー部６５で反射した軟Ｘ線がミラー部６５から放射状に照射される。図７中、鎖線で囲む領域６６は、ミラー部６５で反射された軟Ｘ線が照射される範囲を示している。この反射軟Ｘ線照射領域６６内において、搬送領域２２内に供給されているＮ_２ガスから＋イオン及び−イオンが発生し、これらイオンによって反射軟Ｘ線照射領域６６内の除電が進行する。

前記移載用ボート載置台３２に載置されたウエハボート３の上部側にウエハＷを移載するため、昇降台４２が上昇する。これによって、軟Ｘ線照射源６２と、ミラー部６５も上昇し、前記反射軟Ｘ線照射領域６６はウエハ搬送領域２２の上方側へと移動し、この移動した反射軟Ｘ線照射領域６６内においてイオンが発生し、除電が進行する（図８）。また、反射軟Ｘ線照射領域６６内で発生したイオンは、ウエハ搬送領域２２内の不活性ガスの気流により、照射領域６６の外部へと広がり、当該外部でも除電が進行する。

昇降台４２の上昇が停止し、フォーク４５の先端が前記ウエハボート３に向くように旋回台４３が旋回して（図９）、進退部４４の前進動作と昇降台４２の昇降動作との協働により、フォーク４５がウエハＷをウエハボート３に受け渡す。然る後、旋回台４３が旋回し、再度ミラー部６５と軟Ｘ線照射源６２とが重なり、軟Ｘ線がミラー部６５により反射される。その状態で、キャリア２から次のウエハＷを受け取るために昇降台４２が下降し、反射軟Ｘ線照射領域６６が下方へ移動する。そして、先のウエハＷの移載時と同様に、フォーク４５はウエハＷを受け取り、ウエハボート３に受け渡す。このようにウエハ移載機構４によるウエハＷの移載が繰り返し行われ、ウエハボート３の上段側から下段側に向けてウエハＷが順に搭載されていく。

ウエハ移載用ステージ１９上のキャリア２における全てのウエハＷが、ウエハボート３に移載されて当該キャリア２が空になると、開閉ドア２５が一旦閉じられ、当該キャリア２はストッカ１６へ移される。そして、当該ストッカ１６から後続のキャリア２がウエハ移載用ステージ１９に搬送され、開閉ドア２５が再度開き、先行のキャリア２のウエハＷの移載と同様に、この後続のキャリア２のウエハＷの移載が行われる。

図１０は、複数個目にウエハ移載用ステージ１９に載置されたキャリア２から最後のウエハＷを受け取ったウエハ移載機構４を示しており、上記のようにミラー部６５と軟Ｘ線照射源６２とが重なった状態で、ウエハボート３の下段側にウエハＷを受け渡すために昇降台４２が下降する。下方に移動する反射軟Ｘ線照射領域６６内でイオンが発生し、このイオンが気流に乗って流れ、搬送領域２２内の下方側で除電が進行する。そして、昇降台４２の下降が停止し、ウエハボート３の下段にウエハＷを受け渡し（図１１）、予め設定した枚数のウエハＷをウエハボート３に搭載し終え、例えば照射源６２からの軟Ｘ線の照射が一旦停止する。

開閉ドア２５が閉じられ、ウエハ移載用ステージ１９上のキャリア２がストッカ１６に移される一方で、上記のマッピングが行われる。全てのウエハＷが正常にウエハボート３に搭載されていると判定されると、ウエハボート３は移載用ボート載置台３２からボート昇降機構３８に搬送され、処理ユニット３４に搬入される。そして、ウエハＷが加熱された状態で、ウエハＷに各ガスが供給されてＳｉＮ膜が形成される。この熱処理後、ウエハボート３はボート昇降機構３８→待機用ボート載置台３３→移載用ボート載置台３２の順で搬送され、ウエハ移載機構４は、キャリア２からウエハボート３へウエハＷを移載する場合と逆の動作で、ウエハボート３のウエハＷをキャリア２へ移載する。

このキャリア２への移載が開始されると共に、例えば軟Ｘ線の照射が再度開始され、ウエハＷの移載動作に伴う昇降台４２の昇降によって、反射軟Ｘ線照射領域６６がウエハ搬送領域２２を上下方向に移動し、当該ウエハ搬送領域２２の上下方向における除電が進行する。図１２は、そのキャリア２への移載において、ウエハボート３の上段側に搭載されていたウエハＷをフォーク４５が受け取っており、当該ウエハＷをキャリア２に戻すために昇降台４２が下降する状態を示している。この昇降台４２の下降によって、反射軟Ｘ線照射領域６６が下降する。

図１３は、ウエハボート３の下段側に搭載されていたウエハＷをフォーク４５が受け取っており、当該ウエハＷをキャリア２に戻すために昇降台４２が上昇する状態を示している。昇降台４２の上昇によって反射軟Ｘ線照射領域６６が上昇する。従って、キャリア２からウエハボート３への移載時と同様に、このキャリア２への移載時においてもウエハ搬送領域２２内の上下方向の広い範囲においてイオンが発生して、除電が行われる。ウエハボート３の全てのウエハＷをキャリア２へ移載すると、例えば軟Ｘ線の照射が停止する。ウエハＷが移載されたキャリア２は、熱処理装置１への搬入時とは逆の経路を通って装置１から搬出される。

この熱処理装置１によれば、軟Ｘ線照射源６２より照射される軟Ｘ線をミラー部６５により反射させて、ウエハ搬送領域２２内に照射している。反射して、拡散した軟Ｘ線が照射される照射領域６６内のＮ_２ガスがイオン化するため、背景技術の項目で述べたように、区画されたイオン供給ユニット内に発生したイオンを送風によりウエハ搬送領域２２に供給する手法に比べて、ウエハ搬送領域２２に到達するまでにイオンが消費されることが抑えられる。また、ウエハ搬送領域２２内で−イオンが生じるため、前記イオン供給ユニット内で−イオンを発生させる場合に比べてウエハ搬送領域２２内に供給される−イオンが＋イオンに対して少なくなることが防がれ、当該ウエハ搬送領域２２内における＋イオンと−イオンとのバランスが偏りにくい。そのため、ウエハ搬送領域２２内の除電を確実に行うことができる。結果として、ウエハＷに形成された半導体デバイスの静電破壊や当該ウエハＷへのパーティクルの付着を抑えることができ、前記半導体デバイスの歩留りの低下を抑えることができる。また、ミラー部６５により比較的広範囲に軟Ｘ線を供給することができるので、ウエハ搬送領域２２が広くても軟Ｘ線照射源６２を設ける個数を抑えることができる。従って、熱処理装置１の製造コストを抑えることができる。

さらに熱処理装置１では、軟Ｘ線照射源６２及びミラー部６５をウエハ移載機構４に設け、当該ウエハ移載機構４の昇降台４２の昇降動作を利用して、上下方向に軟Ｘ線の反射軟Ｘ線照射領域６６を移動させている。従って、搬送領域２２内においてイオンが発生する領域が、より広くなる。言い換えれば、除電を行うために必要な軟Ｘ線照射源６２の個数を、より確実に抑えることができる。そのように軟Ｘ線照射源６２及びミラー部６５を昇降させるために、専用の昇降機構を設けてもよいが、このようにウエハ移載機構４の昇降台４２の昇降を利用することで、そのような専用の昇降機構を設けるスペースやコストが不要になるため、有利である。また、ウエハ移載機構４によるキャリア２とウエハボート３との間のウエハＷの移載動作時に軟Ｘ線を照射している。除電を目的とするためだけに、軟Ｘ線照射を行いながら昇降台４２を昇降させてもよいが、このように除電と移載動作とを並行して行うようにすることで、スループットの向上を図ることができる。

また、軟Ｘ線を照射するタイミングはウエハＷの移載時に限られず、例えばマッピングを行うときであってもよい。具体的に説明すると、軟Ｘ線照射源６２は、上記のように移載用ボート載置台３２に保持されたウエハボート３にフォーク４５の先端が向いたときにミラー部６５に重なるように、昇降台４２に設けておくものとする。そして、ウエハＷを既述のようにキャリア２からウエハボート３に移載した後、図４で説明した投光部４８及び受光部４９を設けたフォーク４５をウエハボート３の最上段のウエハＷよりも上側に位置させる。投光部４８から受光部４９へ光を照射すると共に、軟Ｘ線照射源６２から軟Ｘ線を照射する。ミラー部６５により当該軟Ｘ線が反射し、拡散されて、ウエハ搬送領域２２の上部側に形成された反射軟Ｘ線照射領域６６内にイオンが生じる。このイオンは、ウエハ搬送領域２２内の気流により、ウエハ搬送領域２２内を横方向に拡散される。

その後、前記フォーク４５がウエハボート３の最下段のウエハＷよりも下側に位置するように昇降台４２を下降させ、既述のマッピングを行う（図１４）。この下降時に前記反射軟Ｘ線照射領域６６も下降し、ウエハ搬送領域２２の上下に比較的広い範囲で除電を行うことができる。例えばこのようにマッピングを行うために昇降台４２が下降するときを除いて、軟Ｘ線照射源６２からの軟Ｘ線の照射は停止する。このようなマッピング及び軟Ｘ線照射は、ウエハボート３からキャリア２へ、ウエハＷを移載する際に行ってもよい。

上記の各例では軟Ｘ線は、ウエハＷの移載時またはマッピング時にのみ照射しているが、熱処理装置１の稼働中において常時照射するようにしてもよい。ただし、ウエハ搬送領域２２内の各部品の劣化や装置の運用コストの低下を図るために、上記の各例のように照射と非照射とを切り替える方が有利である。

（第２の実施形態）
ところで、上記のＦＦＵ５３、５４及び気体吸入部５５に軟Ｘ線の照射がされないようにすることで、これらＦＦＵ５３、５４及び気体吸入部５５を構成する樹脂の劣化を抑えることができ、これらＦＦＵ５３、５４及び気体吸入部５５の寿命を延ばして、交換する頻度を低減させることができる。また、前記昇降機構４１を構成するボールねじ４６の表面にはグリスが塗布されている。このグリスに軟Ｘ線が照射されないようにすることで、その交換あるいは補充を行う頻度を下げることができる。第２の実施形態においては、このようにＦＦＵ５３、５４、気体吸入部５５及び昇降機構４１に軟Ｘ線が照射されないように熱処理装置１が構成される。以下、第１の実施形態との差異点を中心に、第２の実施形態について説明する。

図１５は、この第２の実施形態の熱処理装置１のウエハ移載機構４の斜視図である。第２の実施形態においても、上記の軟Ｘ線照射源６２が支持部６１により昇降台４２に支持されるが、第１の実施形態と異なり、当該軟Ｘ線照射源６２は横方向に軟Ｘ線を照射するように支持される。そして、昇降台４２にはミラー部６５が設けられておらず、その代わりに支持部６１にミラー部７１が設けられている。ミラー部７１は、鉛直方向に伸びる三角柱状に形成され、図１６のウエハ搬送領域２２の平面図に示すように、平面視正三角形に構成されている。例えば軟Ｘ線照射源６２のＸ線の照射軸上に前記正三角形の頂点の一つが配置され、当該照射軸の延長線（図１６中、二点鎖線で表示）により前記正三角形が２等分されるように、ミラー部７１及び軟Ｘ線照射源６２が配置されている。

ミラー部７１の側面は軟Ｘ線を反射できるように構成され、反射された軟Ｘ線はウエハ搬送領域２２内を前後方向に照射される。つまり、ミラー部７１は、軟Ｘ線照射源６２から見て、左右に軟Ｘ線が分かれて反射されるように構成されている。そして、このように左右に分かれて形成される反射軟Ｘ線照射領域７２、７２の間に、昇降機構４１が位置している。前記反射軟Ｘ線照射領域７２は、図１６、図１７に示すように、平面視、側面視共に扇状となる。図１７に示す、側面から見た照射領域７２の中心角θ１は例えば１３０°である。

前記図１６に示すように、前記反射軟Ｘ線照射領域７２は、ＦＦＵ５３、５４、気体吸入部５５及び昇降機構４１から外れている。従って、これらＦＦＵ５３、５４、気体吸入部５５を交換したり、昇降機構４１のボールねじ４６の表面の前記グリスの交換や補充を行ったりするために、熱処理装置１の動作を停止させる頻度を低下させることができる。結果として、熱処理装置１の生産性を高めることができる。

この第２の実施形態の熱処理装置１としては、上記のようにミラー部７１及びＸ線照射源６２の構成が異なることを除いて、第１の実施形態の熱処理装置１と同様に構成される。また、軟Ｘ線を照射するタイミングについても、第１の実施形態で説明したような各タイミングで照射するようことができる。従って、この第２の実施形態においても、昇降台４２の昇降動作により、前記反射軟Ｘ線照射領域７２を上下に移動させて、ウエハ搬送領域２２内における広い範囲でイオンを発生させ、当該ウエハ搬送領域２２内の除電を確実に行うことができる。

また、前記ミラー部７１を支持する支持部６１にミラー部移動機構を設け、軟Ｘ線照射源６２から軟Ｘ線を照射中に、ミラー部７１を例えば三角柱の中心軸まわりに回転するようにしてもよい。これによって、反射軟Ｘ線の照射領域７２の向きが変化し、ウエハ搬送領域２２の広い範囲に軟Ｘ線を照射することができる。この回転は、例えば前記ＦＦＵ５３、５４、気体吸入部５５及び昇降機構４１が、照射領域７２に入らないように行われる。また、ミラー部７１を前記ミラー部移動機構により軟Ｘ線照射源６２に対して水平方向に移動させて、照射領域７２のウエハ搬送領域２２内における位置を変化させてもよい。

ミラー部の構成としては上記の例に限られず、図１８のような構成であってもよい。図１８に示すミラー部７３は、平面で見て直角二等辺三角形に構成されることを除いて、ミラー部７３と同様に構成されている。図１８及び図１６に示すように、ミラー部の形状によって反射軟Ｘ線照射領域７２が変化する。所望の反射軟Ｘ線照射領域７２に応じてミラー部の形状は適宜設計される。

ミラー部のさらに他の構成例を説明する。図１９はミラー部７４の斜視図である。また、図２０、図２１には、夫々ミラー部７４の縦断側面、横断平面を夫々示している。ミラー部７４は、下方に向かって尖頭するようにウエハ移載機構４の旋回台４３の下面から突出している。ミラー部７４の横断平面は、互いに向かい合う２つの面が曲面である凹レンズ状に形成され、ミラー部７４の側面は凹曲面をなす。このミラー部７４に軟Ｘ線を照射する軟Ｘ線照射源６２は、第１の実施形態と同様に、上方に向けて軟Ｘ線を照射するように支持部６１を介して昇降台４２に設けられているが、煩雑化を避けるために図１９〜図２１ではこの支持部６１の図示を省略している。

図１９〜図２１では、照射された軟Ｘ線の経路を点線の矢印で示している。図２０に示すように、第１の実施形態と同様に、軟Ｘ線照射源６２から照射された軟Ｘ線は水平方向及び斜め下方へ向けて反射される。図２１に示すように平面で見ると、図１６に示したミラー部７１と同様に、反射軟Ｘ線の照射領域は扇状となる。ミラー部７１と同様に当該照射領域は、ＦＦＵ５３、５４、気体吸入部５５及び昇降機構４１から外れるように形成される。

（第３の実施形態）
ところで、この熱処理装置１では、ウエハＷがウエハボート３に上下方向に搭載されるため、ウエハＷの移動路は上下方向に比較的長い。そのため、第１、第２の実施形態では、反射した軟Ｘ線の照射領域を昇降させることで、その上下の移動路に軟Ｘ線を照射し、この移動路を通過する各ウエハＷの帯電が抑えられるように構成されているが、各ウエハＷの帯電を抑えることができればよいため、そのように軟Ｘ線の照射領域を移動させることには限られない。図２２には、第３の実施形態として上記のミラー部７１と軟Ｘ線照射源６２の他の配置例を示しており、この例ではこれらミラー部７１及び軟Ｘ線照射源６２は、ウエハ搬送領域２２に固定されて設けられている。軟Ｘ線照射源６２は上方向に軟Ｘ線を照射し、ミラー部７１は横方向に軟Ｘ線を反射して拡散させる。この反射した軟Ｘ線は、ボート昇降機構３８により昇降されるウエハボート３に照射される。例えばボート昇降機構３８の昇降時に、照射源６２から軟Ｘ線が照射され、ミラー部７１により、ウエハボート３に保持されたウエハＷに照射される。ウエハボート３が昇降しているため、全てのウエハＷに軟Ｘ線が照射され、除電を行うことができる。

ミラー部７１及び軟Ｘ線照射源６２は、上記のようにウエハ搬送領域２２に固定することに限られず、第２の実施形態と同様ミラー部７１及び軟Ｘ線照射源６２をウエハ移載機構４に設け、昇降台４２と共に移動するように構成してもよい。また、この第３の実施形態において、ボート昇降機構３８が昇降するときを除いて軟Ｘ線照射源６２からの照射を停止するようにしてもよいし、軟Ｘ線照射源６２から常時、照射を行うようにしてもよい。

（第４の実施形態）
軟Ｘ線照射源６２及びこの軟Ｘ線を拡散させるためのミラー部は、搬送領域２２の外側に配置してもよい。図２３に示す例では、上記のミラー部７１及び軟Ｘ線照射源６２を搬送領域２２の外部に配置し、照射源６２からの軟Ｘ線をミラー部７１が上下方向に反射して拡散させている。そして、その反射した軟Ｘ線をミラー部７５、７６が横方向に反射させ、筐体１１の側壁に設けられた例えば石英からなる軟Ｘ線の透過部材７７を介して、ウエハ搬送領域２２に照射している。

さらに他の実施形態として、軟Ｘ線照射源６２を横方向に軟Ｘ線を照射するようにウエハ搬送領域２２に設け、第２の実施形態で説明したミラー部７１を、この軟Ｘ線照射源６２からの軟Ｘ線を上下方向に反射するように配置する。そして、このミラー部７１及び軟Ｘ線照射源６２をミラー部７１の反射方向と交差する方向、つまり横方向に移動させるような移動機構を設け、反射軟Ｘ線照射領域７２を移動させ、ウエハ搬送領域２２内の広い範囲で除電を行うようにしてもよい。

上記の各実施形態は、互いに組み合わせることができる。本発明は、帯電する基板を搬送する基板処理装置に適用することができる。つまり、半導体であるウエハＷを処理することに限られず、ガラス基板などの絶縁体である基板に処理を行う装置にも適用することができる。また、本発明は熱処理を行う装置に適用することにも限られない。例えば筐体内に囲まれたカップ内にて、ウエハＷにレジスト塗布などの液処理を行うモジュールにおいて、当該筐体内にＸ線照射源６２と例えばミラー部７１とを設け、当該筐体内を除電してもよい。

（評価試験）
上記の実施形態と略同様に構成された熱処理装置１を用いて行われた評価試験について説明する。この評価試験では、図２４に示すように、処理容器３６の開口部３５の下方にセンサヘッド８１を配置した。センサヘッド８１には表面電位計８２が接続されている。ウエハボート３が処理容器３６に搬入出されるにあたり、当該ウエハボート３に保持され、前記センサヘッド８１の正面に位置するウエハＷの電位が、表面電位計８２により計測できる。ウエハ搬送領域２２内には、上記の軟Ｘ線照射源６２が設けられ、この軟Ｘ線照射源６２からの軟Ｘ線は搬送領域２２内の所定の場所に照射される。この評価試験では、ミラー部により軟Ｘ線を反射させずに、ウエハ搬送領域２２に供給している。

評価試験１として、上記の軟Ｘ線を照射しない状態でキャリア２から移載用ボート載置台３２に載置したウエハボート３へ、上記実施形態で説明したようにウエハＷの移載を行い、移載後、当該ウエハボート３をボート昇降機構３８に搬送した。そして、当該ウエハボート３の昇降、下降を５回繰り返し行った後、ウエハボート３をボート昇降機構３８から移載用ボート載置台３２に搬送し、ウエハＷを移載用ボート載置台３２からキャリア２に移載した。このようにウエハボート３へウエハＷを移載してから、ウエハボート３からキャリア２にウエハＷを移載するまでの間、前記表面電位計８２により電位の測定を行った。また、評価試験２としては、このようにキャリア２から搬出されたウエハＷを当該キャリア２に戻すまでの間に、ウエハ搬送領域２２内に軟Ｘ線の照射を行った他は、評価試験１と同様に試験を行った。

図２５のグラフは評価試験１の結果を示し、図２６のグラフは評価試験２の結果を示す。各グラフの横軸は時間を示し、各グラフに示したａ分〜ｂ分の間にウエハボート３の昇降が、再現性確認のため５回行われている。つまり、この間にウエハＷの周縁部の電位の測定が行われている。また、各グラフの縦軸は表面電位（単位ｋＶ）を示している。評価試験１、２においてａ分〜ｂ分の間に、最も０ｋＶから外れて計測された電位の値は夫々ｃｋＶ、ｄｋＶであり、ｄの絶対値は、ｃの絶対値よりも小さかった。従って、ウエハ搬送領域２２に軟Ｘ線を照射することで、ウエハＷの帯電を抑えることができることが確認された。各実施形態で説明したミラー部により、この軟Ｘ線を拡散させて照射した場合も、同様にウエハ搬送領域２２にイオンを発生させることができるので、この評価試験２の結果と同様に、ウエハＷの帯電を抑えられると推測される。

Ｗ ウエハ
１ 熱処理装置
１０ 制御部
１１ 筐体
２ キャリア
２２ ウエハ搬送領域
３ ウエハボート
４ ウエハ移載機構
４１ 昇降機構
４２ 昇降台
４５ フォーク
６２ 軟Ｘ線照射源
６５ ミラー部
６６ 反射軟Ｘ線照射領域

Claims (7)

1. 半導体または絶縁体である基板を外部から搬入し、搬送機構により基板搬送領域を介して基板処理部に搬送して、前記基板処理部にて基板に対して処理を行う基板処理装置において、
   基板が位置する雰囲気を区画する区画部材と、
   前記区画部材内に清浄気体を供給するための清浄気体供給部と、
   前記区画部材内を除電するために、波長が１ｐｍ〜１０ｎｍである軟Ｘ線を前記区画部材内に照射して前記清浄気体をイオン化するための軟Ｘ線照射源と、を備え、
   軟Ｘ線照射源は、軟Ｘ線照射源と、この軟Ｘ線照射源から照射された軟Ｘ線を反射するミラー部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記光照射源及び反射部材は、前記筐体内に設けられることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記ミラー部は、主として縦方向及び横方向の一方に軟Ｘ線を反射するように構成され、
   前記軟Ｘ線照射源を、前記ミラー部における軟Ｘ線の主たる反射方向と交差する方向に移動させる移動機構を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
4. 前記移動機構は前記搬送機構を兼用していることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
5. 前記ミラー部は、軟Ｘ線照射源から見て左右に軟Ｘ線が分かれて反射されるように構成されると共に、互いに左右に分かれて形成される軟Ｘ線照射領域の間に前記搬送機構の駆動部が位置していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記ミラー部は、柱状または凹曲面状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記ミラー部から反射される軟Ｘ線の照射領域を移動させるために、軟Ｘ線照射源に対して当該ミラー部を移動または回転させるためのミラー部移動機構を設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の基板処理装置。

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