JP2017045880A - 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板を処理可能な複数の処理室であって、複数の処理室のそれぞれに処理ガスを供給可能な処理ガス供給部と、複数の処理室(チャンバ)のそれぞれにパージガスを供給可能なパージガス供給部1500と、複数の処理室のいずれか又は全てを排気可能な排気部1600とを持つ。複数の処理室の内、一つの処理室へ基板を搬送し、該一つの処理室以外の少なくとも一つの他の処理室へ基板200を搬送しない場合に、一つの処理室への前記処理ガスの供給と並行して他の処理室にパージガスを供給すると共に、一つの処理室と他の処理室を排気するように処理ガス供給部とパージガス供給部1500と排気部1600とを制御する。これにより、両方の処理室で処理を行う場合と同等の品質を確保しつつ、処理ガスの無駄な消費をなくす。
【選択図】図2
Description
基板を処理可能な複数の処理室と、複数の処理室のそれぞれに処理ガスを供給可能な処理ガス供給部と、複数の処理室のそれぞれにパージガスを供給可能なパージガス供給部と、複数の処理室のいずれか又は全てを排気可能な排気部と、複数の処理室の内、一つの処理室へ基板を搬送し、該一つの処理室以外の少なくとも一つの他の処理室へ基板を搬送しない場合に、一つの処理室への前記処理ガスの供給と並行して他の処理室にパージガスを供給すると共に、一つの処理室と他の処理室を排気するように処理ガス供給部とパージガス供給部と排気部とを制御する制御部と、を有する技術が提供される。
以下に本発明の第1実施形態を図面に即して説明する。
(1)基板処理システムの構成
本発明の一実施形態に係る基板処理システムの概要構成を、図1から図4を用いて説明する。図1は本実施形態に係る基板処理システム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システムの構成例を示す図1のα−α’における縦断面図である。図3は図1のアームの詳細を説明した説明図である。図4は図1のβ−β’の縦断面図であり、プロセスモジュールに供給するガス供給系を説明する説明図である。図5は、プロセスモジュールに設けられるチャンバを説明する説明図である。
なお、ウエハ200の表面には、半導体デバイスが形成され、基板処理システム1000では、半導体デバイス製造の一工程が行われる。ここで、半導体デバイスとは、集積回路や、電子素子単体(抵抗素子、コイル素子、キャパシタ素子、半導体素子)のいずれか、若しくは複数を含むものを言う。また、半導体デバイスの製造途中で必要となるダミー膜であっても良い。
基板処理システム1000の手前には、IOステージ(ロードポート)1100が設置されている。IOステージ1100上には複数のポッド1001が搭載されている。ポッド1001はシリコン(Si)基板などの基板200を搬送するキャリアとして用いられ、ポッド1001内には、未処理の基板200や処理済の基板200がそれぞれ水平姿勢で複数格納されるように構成されている。
ロードロック室1300は大気搬送室1200に隣接する。ロードロック室1300を構成する筐体1310が有する面のうち、大気搬送室1200とは異なる面には、後述するように、真空搬送室1400が配置される。ロードロック室1300は、大気搬送室1200の圧力と真空搬送室1400の圧力に合わせて筐体1310内の圧力が変動するため、負圧に耐え得る構造に構成されている。
基板処理システム1000は、負圧下で基板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)1400を備えている。真空搬送室1400を構成する筐体1410は平面視が五角形に形成され、五角形の各辺には、ロードロック室1300及びウエハ200を処理するプロセスモジュール110a〜110dが連結されている。真空搬送室1400の略中央部には、負圧下で基板200を移載(搬送)する第2搬送ロボットとしての真空搬送ロボット1700がフランジ1430を基部として設置されている。なお、ここでは、真空搬送室1400を五角形の例を示すが、四角形や六角形などの多角形であっても良い。
続いて各プロセスモジュール110の内、プロセスモジュール110aについて、図1、図2、図4を例にして説明する。図4はプロセスモジュール110aとプロセスモジュール110aに接続されるガス供給部と、プロセスモジュール110aに接続されるガス排気部との関連を説明する説明図である。
図4に示すように、処理ガス源113からプロセスモジュール110aの間には、バッファタンク114、とマスフローコントローラ(MFC)115a,115bと、処理室側バルブ116(116a,116b)がそれぞれ設けられている。また、これらは、処理ガス共通管112や、処理ガス供給管111a,111bなどで接続されている。これら、処理ガス共通管112、MFC115a,115b、処理室側バルブ116(116a,116b)、第1ガス供給管(処理ガス供給管)111a,111bで第1ガス供給部が構成される。なお、処理ガス源113を第1ガス供給系に含めるように構成しても良い。また、基板処理システムに設けられるプロセスモジュールの数に応じて、同様の構成を増減させて構成しても良い。
図4に示すように、反応ガス源123からプロセスモジュール110aの間には、活性化部としてのリモートプラズマユニット(RPU)124、MFC125a,125b、処理室側バルブ126(126a,126b)が設けられている。これらの各構成は、反応ガス共通管122と第2ガス供給管(反応ガス供給管)121a,121bなどで接続されている。これら、RPU124、MFC125a,125b、処理室側バルブ126(126a,126b)、反応ガス共通管122、反応ガス供給管121a,121bなどで、第2ガス供給部が構成される。
なお、反応ガス供給源123を第2ガス供給部に含めるように構成しても良い。また、基板処理システムに設けられるプロセスモジュールの数に応じて、同様の構成を増減させて構成しても良い。
図4に示すように、第1パージガス(不活性ガス)源133からプロセスモジュール110aの間には、MFC135a,135b、処理室側バルブ136(136a,136b),バルブ176a,176b、186a,186bなどが設けられている。これらの各構成は、パージガス(不活性ガス)共通管132、パージガス(不活性ガス)供給管131a,131bなどで接続されている。これら、MFC135a,135b、処理室側バルブ136(136a,136b)、不活性ガス共通管132、不活性ガス供給管131a,131bなどで、第3ガス供給系が構成されている。なお、パージガス(不活性ガス)源133を第3ガス供給部(第1パージガス供給部)に含めるように構成しても良い。また、基板処理システムに設けられるプロセスモジュールの数に応じて、同様の構成を増減させて構成しても良い。
図4に示すように、第4ガス供給部は、処理ガス供給管111a,111b、反応ガス供給管121a,121bそれぞれを介して各処理室110e,110fに不活性ガスを供給可能に構成される。第2パージガス(不活性ガス)源143から各供給管の間には、第4パージガス供給管141a,141b,151a,151b、MFC145a,145b,155a,155b、バルブ146a,146b,156a,156bなどが設けられている。これらの構成によって第4ガス供給部(第2パージガス供給部)が構成される。なお、ここでは、第3ガス供給部と第4ガス供給部のガス源を別々に構成したが、まとめて1つだけ設けるように構成しても良い。
処理室201(上部容器202a)の内壁には、処理室201の雰囲気を排気する第1排気部としての排気口221が設けられている。排気口221には処理室排気管224が接続されており、真空ポンプ223が順に直列に接続されている。主に、排気口221、処理室排気管224、第1の排気部(排気ライン)220が構成される。なお、真空ポンプ223を第1の排気部に含めるように構成しても良い。
上部容器202aの側壁には処理室201内に各種ガスを供給するための第1ガス導入口241aが設けられている。第1ガス導入口241aには、第1ガス供給管111aが接続されている。また、処理室201の上部に設けられるシャワーヘッド234の上面(天井壁)には、処理室201内に各種ガスを供給するための第2ガス導入口241bが設けられている。第2ガス導入口241bには第2ガス供給管121bが接続されている。第1ガス供給部の一部として構成される第1ガス導入口241a及び第2ガス供給部の一部として構成される第2ガス導入口241bに接続される各ガス供給ユニットの構成については後述する。なお、第1ガスが供給される第1ガス導入口241aをシャワーヘッド234の上面(天井壁)に設けて、第1ガスを、第1バッファ空間232aの中央から供給する様に構成しても良い。中央から供給することで、第1バッファ空間232a内のガス流れが中心から外周に向かって流れ、空間内のガス流れを均一にし、ウエハ200へのガス供給量を均一化させることができる。
シャワーヘッド234は、第1のバッファ室(空間)232a、第1の分散孔234a、第2のバッファ室(空間)232b及び第2の分散孔234bにより構成されている。シャワーヘッド234は、第2ガス導入口241bと処理室201との間に設けられている。第1ガス導入口241aから導入される第1ガスはシャワーヘッド234の第1バッファ空間232a(第1分散部)に供給される。更に、第2ガス導入口241bはシャワーヘッド234の蓋231に接続され、第2ガス導入口241bから導入される第2のガスは蓋231に設けられた孔231aを介してシャワーヘッド234の第2バッファ空間232b(第2分散部)に供給される。シャワーヘッド234は、例えば、石英、アルミナ、ステンレス、アルミなどの材料で構成される。
第1バッファ空間232aから処理室201へ複数の分散孔234aが延びている。第2バッファ空間232bから処理室201へ複数の分散孔234bが延びている。第1バッファ空間232aの上側に第2バッファ空間232bが設けられている。このため、図5に示すように、第1バッファ空間232a内を第2バッファ空間232bからの分散孔(分散管)234bが貫通するように処理室201へ延びている。
シャワーヘッド234の蓋231に接続されたガス導入孔241には、ガス供給部が接続されている。ガス供給部からは、処理ガス、反応ガス、パージガスが供給される。
図5に示すようにチャンバ100は、チャンバ100の各部の動作を制御するコントローラ260を有している。
次に、上述の基板処理装置の処理炉を用いて半導体装置(半導体デバイス)の製造工程の一工程として、基板上に絶縁膜であって、例えばシリコン含有膜としてのシリコン酸化(SiO)膜を成膜するシーケンス例について図7,8を参照して説明する。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260により制御される。
第1基板処理工程S200Aに際しては、先ず、ウエハ200を処理室201に搬入させる。具体的には、基板支持部210を昇降機構218によって下降させ、リフトピン207が貫通孔214から基板支持部210の上面側に突出させた状態にする。また、処理室201内を所定の圧力に調圧した後、ゲートバルブ1490を開放し、ゲートバルブ1490からリフトピン207上にウエハ200を載置させる。ウエハ200をリフトピン207上に載置させた後、昇降218によって基板支持部210を所定の位置まで上昇させることによって、ウエハ200が、リフトピン207から基板支持部210へ載置されるようになる。
続いて、処理室201内が所定の圧力(真空度)となるように、処理室排気管224を介して処理室201内を排気する。この際、圧力センサが測定した圧力値に基づき、圧力調整器222(222a)としてのAPCバルブの弁の開度をフィードバック制御する。また、温度センサ(不図示)が検出した温度値に基づき、処理室201内が所定の温度となるようにヒータ213への通電量をフィードバック制御する。具体的には、基板支持部210をヒータ213により予め加熱しておき、ウエハ200又は基板支持部210の温度変化が無くなってから一定時間置く。この間、処理室201内に残留している水分あるいは部材からの脱ガス等が有る場合は、真空排気やN2ガスの供給によるパージによって除去しても良い。これで成膜プロセス前の準備が完了することになる。なお、処理室201内を所定の圧力に排気する際に、一度、到達可能な真空度まで真空排気しても良い。
続いて、ウエハ200にSiO膜を成膜する例について説明する。成膜工程S301Aの詳細について、図7,8を用いて説明する。
第1ガス供給工程S203では、第1ガス供給部から処理室201内に第1ガス(原料ガス)としてのアミノシラン系ガスを供給する。アミノシラン系ガスとしては、例えば、ビスジエチルアミノシラン(H2Si(NEt2)2、Bis(diethylamino)silane:BDEAS)ガスがある。具体的には、ガスバルブ160を開き、アミノシラン系ガスをガス源からチャンバ100に供給する。その際、処理室側バルブ116aを開き、MFC115aで所定流量に調整する。流量調整されたアミノシラン系ガスは、第1バッファ空間232aを通り、シャワーヘッド234のガス供給孔234aから、減圧状態の処理室201内に供給される。また、排気系による処理室201内の排気を継続し処理室201内の圧力を所定の圧力範囲(第1圧力)となるように制御する。このとき、ウエハ200に対してアミノシラン系ガスが供給されることとなるアミノシラン系ガスは、所定の圧力(第1圧力:例えば100Pa以上20000Pa以下)で処理室201内に供給する。このようにして、ウエハ200にアミノシランを供給する。アミノシランが供給されることにより、ウエハ200上に、シリコン含有層が形成される。
ウエハ200上にシリコン含有層が形成された後、第1ガス供給管111aのガスバルブ116aを閉じ、アミノシラン系ガスの供給を停止する。原料ガスを停止することで、処理室201中に存在する原料ガスや、第1バッファ空間232aの中に存在する原料ガスを処理室排気管224から排気されることにより第1パージ工程S204が行われる。
第1ガスパージ工程の後、バルブ126を開け、ガス導入孔241b、第2バッファ空間232b、複数の分散孔234bを介して、処理室201内に第2のガス(反応ガス)としての、酸素含有ガスを供給する。酸素含有ガスは例えば、酸素ガス(O2)やオゾンガス(O3)、水(H2O)、亜酸化窒素ガス(N2O)等が有る。ここでは、O2ガスを用いる例を示す。第2バッファ空間232b、分散孔234bを介して処理室201に供給するので、基板上に均一にガスを供給することができる。そのため、膜厚を均一にすることができる。なお、第2のガスを供給する際に、活性化部(励起部)としてのリモートプラズマユニット(RPU)124を介して、活性化させた第2のガスを処理室201内に供給可能に構成しても良い。
O2ガスの供給を停止することで、処理室201中に存在するO2ガスや、第2バッファ空間232aの中に存在するO2ガスを第1の排気部から排気されることにより第2パージ工程S206が行われる。第2パージ工程S206は上述の第1パージ工程S204と同様の工程が行われる。
第1パージ工程S206の終了後、コントローラ260は、上記の成膜工程S301Aの内、S203〜S206が所定のサイクル数nが実行されたか否かを判定する。即ち、ウエハ200上に所望の厚さの膜が形成されたか否かを判定する。上述したステップS203〜S206を1サイクルとして、このサイクルを少なくとも1回以上行う(ステップS207)ことにより、ウエハ200上に所定膜厚のシリコンおよび酸素を含む絶縁膜、すなわち、SiO膜を成膜することができる。なお、上述のサイクルは、複数回繰返すことが好ましい。これにより、ウエハ200上に所定膜厚のSiO膜が形成される。
搬送圧力調整工程S208では、処理室201内や搬送空間203が所定の圧力(真空度)となるように、処理室排気管224を介して処理室201内や搬送空間203内を排気する。この時の処理室201内や搬送空間203内の圧力は、真空搬送室1400内の圧力以上に調整される。なお、この搬送圧力調整工程S208の間や前や後で、ウエハ200の温度が所定の温度まで冷却するようにリフタピン207で保持するように構成しても良い。
搬送圧力調整工程S208で処理室201内が所定圧力になった後、ゲートバルブ1490を開き、搬送空間203から真空搬送室1400にウエハ200を搬出する。
ところで、図1,4に示す様なチャンバ100を偶数個有する処理装置に、奇数枚のウエハ群が搬送された場合であっても生産性を向上させることが求められる。生産性を向上させる手法としては、例えば、単位時間当たりのウエハ200の処理枚数(処理スループット)を増加させること、プロセス性能を維持させること、メンテナンス時間の短縮、メンテナンス頻度の低減、等が有る。図1,4に示す処理装置に、奇数枚のウエハ200が搬送された場合には、例えばプロセスモジュール(100a)では一方のチャンバ(100a)でウエハ200の処理を行い、他方のチャンバ(100b)ではウエハ200の処理を行うことが求められる。発明者は、この様にどちらか一方のチャンバで処理する場合において、以下の(A)〜(C)の課題を見出した。ここで、奇数枚のウエハ群とは、奇数枚のウエハ200が格納されたポッド1001単体又は、複数個のポッド1001で構成される。
一方のチャンバ(100a)にウエハ200が搬送され、他方のチャンバ(100b)にウエハ200が搬送されなかった場合に、他方のチャンバ(100b)に処理ガスと反応ガスのいずれか又は両方が供給されると、処理ガスと反応ガスのいずれか若しくは両方が成膜に寄与しないことになる。このため、処理ガスと反応ガスのいずれか又は両方を余分に消費してしまう。従って、ガスの利用効率が低下し、生産性が低下する課題が有る。なお、1つのガス供給系から2つのチャンバにガスを供給しているため、ガスの余分な消費は、2つのチャンバの排気系統がそれぞれ独立して設けられた場合にも起こり得る。
一方のチャンバ(100a)にウエハ200が搬送され、他方のチャンバ(100b)にウエハ200が搬送されなかった場合に、他方のチャンバ(100b)に処理ガスと反応ガスのいずれか又は両方が供給されると、他方のチャンバ(100b)内の部材に不要な成膜をしてしまう。部材とは、例えば、基板支持部210であり、特に基板支持面211である。従って、部材の表面上に形成される膜の膜厚増加やパーティクルの増加等によるメンテナンス時間の増加(クリーニング時間、部品交換数)や、メンテナンス頻度(クリーニング頻度、部品交換頻度)の増加を引き起こしてしまい、生産性が低下する課題が有る。なお、チャンバ内の部材の内、基板支持部210への成膜を抑制するために、ダミー基板を搬送することが有るが、チャンバの処理室壁への成膜を抑制することはでき無い。また、この場合においても処理ガスと反応ガスのいずれか若しくは両方が成膜に寄与しないため、ガスの使用効率が低下する課題が有る。なお、メンテナンス時間の増加、メンテナンス頻度の増加や、処理ガスの余分な消費は、2つのチャンバの排気系統がそれぞれ独立して設けられた場合にも起こり得る。
一方のチャンバ(100a)にウエハ200が搬送され、他方のチャンバ(100b)にウエハ200が搬送されなかった場合に、一方のチャンバ(100a)に処理ガスと反応ガスを供給し、他方のチャンバ(100b)にガスを供給しない手法が有る。この様な手法では、両方のチャンバで処理が行われている時と比べて、一方のチャンバ(100a)の雰囲気の排気が所定量よりも多くなってしまう。従って、チャンバ100aとチャンバ100bの両方でウエハ200を処理した場合とは異なる処理条件となり、1ロット中のウエハ200毎の処理均一性が低下する課題が有る。例えば、一方のチャンバ(100a)に処理ガスを供給し、他方のチャンバ(100b)にガスを供給しない場合における一方のチャンバ(100a)内のガスの流速が、両方のチャンバで処理した時の、チャンバ100a内のガスの流速よりも大きくなることが有る。この様に、ウエハ200の処理毎にガスの流速が変化した場合、各チャンバ100でのプロセス性能が変化し、生産性が低下する課題を生じる。また、一方のチャンバ100aから排気されたガスが、他方のチャンバ100bの排気管からチャンバ100b内に周り込む課題が有る。なお、ガスの流速の変化は、排気コンダクタンスの変化によって生じる。
第3パージ工程S403では、チャンバ100aで第1処理ガス供給工程S203が行われている間、第4ガス供給部から第1バッファ空間232aを介して処理室201内に不活性ガスを供給する。具体的には、基板載置部311にウエハ200が載置されていない状態で、バルブ146bを開き、MFC145bで流量調整された不活性ガスを、第1ガス供給管111bを介してチャンバ100bに供給する。この不活性ガスの流量は、第2基板処理工程が行われるチャンバ100bから処理室排気管224bへの排気コンダクタンスを、第1基板処理工程が行われるチャンバ100aから処理室排気管224aへの排気コンダクタンスと同等になる流量に設定する。例えば、チャンバ100aに供給される第1処理ガスの流量と同じ流量に設定する。なお、第1処理ガスの分子量と不活性ガスの分子量が異なる場合は、必ずしも同じにする必要は無く、排気コンダクタンスが同等になるような流量に設定すれば良い。なお、ここでは、第4ガス供給部を用いて不活性ガスを供給する様に構成したが、第3ガス供給部から供給する様に構成しても良い。第3ガス供給部から供給する様に構成することによって、配管数を減らすことができる。一方で、第1パージ工程、第2パージ工程、第3パージ工程、第4パージ工程のそれぞれで流量を切り替える必要が発生した場合に流量切替が間に合わなくなる可能性が有る。このような場合においても、第4ガス供給部を設けることによって、MFC135の流量切り替えの待ち時間を無くすことができる。なお、第4ガス供給部からの処理室201への不活性ガス供給を、第1処理ガスの供給流路と同じ流路で構成することによって、チャンバ100aの排気コンダクタンスとチャンバ100bの排気コンダクタンスのバランスを保つことが容易となる。なお、コンダクタンスの差異が許容範囲内のときは、異なる流路を用いても良い。
第4パージ工程S405では、チャンバ100aで第2処理ガス供給工程S205が行われている間、第4ガス供給部から第2バッファ空間232bを介して、処理室201内に不活性ガスを供給する。具体的には、バルブ156bを開き、MFC155bで流量調整された不活性ガスを第2ガス供給管121bを介してチャンバ100bに供給する。なお、ここでは、第4ガス供給部を用いて不活性ガスを供給する様に構成したが、第3ガス供給部から供給するように構成しても良い。また、第4パージ工程S405における不活性ガスの流量は、チャンバ100aに供給される第2処理ガスの流量と同じ流量に設定する。なお、第2処理ガスの分子量と不活性ガスの分子量が異なる場合は、必ずしも同じにする必要は無く、排気コンダクタンスが同等になるような流量に調整すれば良い。なお、第4ガス供給部からの処理室201への不活性ガスの供給を、第2処理ガスの供給流路と同じ流路で構成することによって、チャンバ100aの排気コンダクタンスとチャンバ100bの排気コンダクタンスのバランスを保つことが容易となる。なお、コンダクタンスの差異が許容範囲内のときは、異なる流路を用いても良い。
次に、ウエハ200の有無に応じて、第1基板処理工程S200Aをコンピュータに実行させるプログラム(レシピ)と第2基板処理工程S200Bをコンピュータに実行させるプログラム(レシピ)を切り替えるレシピ切替工程について図1,2,11を用いて説明する。
まず、IOステージ1100にポッド1001が載置された際に、ポッド1001内に格納されたウエハ200の枚数がカウントされ、枚数情報が、記録媒体に記録される。
ポッド1001に格納されたウエハ200を、大気搬送ロボット1220でポッド1001からロードロック室1300に順次搬送する。
ロードロック室1300にウエハ200が2枚格納されると、真空搬送ロボット1400が2枚のウエハ200をロードロック室1300から各プロセスモジュール110に搬送する。
第1搬送判定工程T103では、ポッド1001に格納されたウエハ200が最後の基板、かつ、ロードロック室1300に基板が無い状態か否かを判定する。または、連続処理の最後の基板、かつ、ロードロック室1300に基板が無い状態か否かを判定する。ここで、連続処理とは、ポッド1001が複数個を連続で処理することを言う。
ポッド1001内に格納されたウエハ200が最後の基板、かつ、ロードロック室1300に基板が有る状態であれば、L/L配置先変更工程T105を行わせ、ポッド1001に格納されたウエハ200が最後の基板で無い場合や、ロードロック室1300に基板が有る状態の場合は、第2基板搬送工程T104を行わせる。
第2基板搬送工程T104は、ロードロック室1300にウエハ200が2枚格納された後に行わる。第2基板搬送工程T104では、先ず、ロードロック室1300内を真空搬送室1400と同じ圧力に調圧される。調圧後、ゲートバルブ1350が開かれ、真空搬送ロボット1700が2枚のウエハ200を対象となるプロセスモジュール110に搬送する。プロセスモジュール110に搬送後、第1基板処理工程S200Aが行われる。
判定後、ロードロック室1300内にウエハ200が格納されていない場合には、ロードロック室1300内の載置面1311の内の片方に基板を載置させる。この載置場所が、ウエハ200の処理に使われるチャンバ100を決定することになるため、搬送対象となるチャンバに合う載置面1311に載置させる。例えば、チャンバ100a,100c,100e,100gのいずれかで処理させる際には、載置面1311aに載置する。また、チャンバ100b,100d,100f,100hで処理させる際には、載置面1311bに載置させる。なお、n番目のLotでチャンバ100b,100d,100f,100hのいずれかを用いて処理した際には、n+1番目のLotでは、チャンバ100b,100d,100f,100hが用いられる様に、載置面1311bに搬送させるようにロボット1220を制御する。この様に、搬送先を変えることによって、チャンバ100の使用回数の偏りを抑制させることができ、チャンバ100のメンテナンスからメンテナンスまでの間の期間を長くすることができる。即ち、メンテナンス頻度を低減し、生産性を向上させることができる。また、単位時間当たりのウエハ200の処理枚数(処理スループット)を増加させることが可能となる。
L/L配置先変更工程T105で、搬送対象となったプロセスモジュール110の内、ウエハ200が搬送されたチャンバ100とウエハ200が搬送されなかったチャンバ100がどちらかを判定する。判定は、例えば、L/Lの配置情報を基に判定される。ウエハ200が搬送されたチャンバでは、第1基板処理工程S200Aを行わせる様にプログラムを実行させて、ウエハ200が搬送されなかったチャンバでは第2基板処理工程S200Bを行わせる様にプログラムを実行させる。
第1基板処理工程S200Aと第2基板処理工程S200Bがそれぞれ終了したウエハ200から順にプロセスモジュール110からポッド1001に搬送させる工程が行われる。
ポッド1001内に未処理のウエハ200が格納されているか否かを判定する。ポッド1001内にウエハ200が格納されている場合は、基板搬送工程T102を行わせ、ポッド1001内に未処理のウエハ200が無い場合は、基板処理工程を終了させる。
なお、上述の実施形態の他に、以下の様に構成しても良い。
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
一態様によれば、
基板を処理可能な処理室を少なくとも2つ有し、
前記2つの処理室の両方に処理ガスを供給可能な処理ガス供給部と、
前記2つの処理室の両方にパージガスを供給可能なパージガス供給部と、
前記2つの処理室のいずれか又は両方を排気する排気部と、
前記2つの処理室の内、一方の処理室へ基板を搬送し、他の処理室へ基板を搬送しない際に、前記一方の処理室に処理ガスを供給している間、他方の処理室にパージガスを供給しつつ、前記排気部が前記一方の処理室と前記他方の処理室を排気するように前記処理ガス供給部と前記パージガス供給部と前記排気部とを制御する制御部と、
を有する基板処理装置、または、半導体装置の製造装置が提供される。
付記1に記載の装置であって、好ましくは、
前記制御部は、
前記パージガスの流量が、前記処理ガスの流量と同じ量になるように前記パージガス供給部を制御する様に構成される。
付記1又は付記2に記載の装置であって、好ましくは、
前記2つの処理室の両方に反応ガスを供給可能な反応ガス供給部を有し、
前記制御部は、
前記一方の処理室に前記処理ガスと前記パージガスと前記反応ガスを順に供給する際に、前記他方の処理室に前記不活性ガスを供給するように前記処理ガス供給部と前記パージガス供給部と前記反応ガス供給部とを制御するように構成される。
付記1乃至付記3のいずれかに記載の装置であって、好ましくは、
前記2つの処理室それぞれに接続された排気管にパージガスを供給する排気管パージガス供給部を有し、
前記制御部は、
前記一方の処理室に処理ガスを供給している間、前記他方の処理室の排気部にパージガスを供給するように前記排気管パージガス供給部を制御するように構成される。
付記1乃至付記4のいずれかに記載の装置であって、好ましくは、
前記2つの処理室のそれぞれに接続された排気管のコンダクタンスを調整するコンダクタンス調整部を有し、
前記制御部は、
前記他方の処理室内の圧力が前記一方の処理室内の圧力と同じになるように前記他方の処理室に接続された排気管のコンダクタンス調整部を制御するように構成される。
他の態様によれば、
2つの処理室の内、一方の処理室へ基板を搬送し、他方の処理室へ基板を搬送しない工程と、
前記一方の処理室に処理ガスを供給する際に、前記他方の処理室にパージガスを供給する工程と、
前記他方の処理室にパージガスを供給する工程で、当該一方の処理室と当該他方の処理室のいずれか又は両方を排気する工程と、
を有する基板処理方法、または、半導体装置の製造方法が提供される。
付記6の方法であって、好ましくは、
前記他方の処理室にパージガスを供給する工程では、前記処理ガスと同じ量のパージガスを供給する。
付記6または付記7に記載の方法であって、好ましくは、
前記一方の処理室に反応ガスを供給する工程を有し、
当該反応ガスを供給する工程では、前記反応ガスと同じ量のパージガスを前記他方の処理室に供給する。
付記6乃至付記8のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記他方の処理室にパージガスを供給する工程では、前記他方の処理室に接続された排気管にパージガスを供給する。
付記6乃至付記9のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記一方の処理室に処理ガスを供給する工程で、前記他方の処理室の排気コンダクタンスが当該一方の処理室の排気コンダクタンスと同じになるように前記他方の処理室の排気管のコンダクタンス調整部を制御する工程を有する。
更に他の態様によれば、
2つの処理室の内、一方の処理室へ基板を搬送し、他方の処理室へ基板を搬送させない手順と、
前記一方の処理室に処理ガスを供給する際に、前記他方の処理室にパージガスを供給させる手順と、
前記他方の処理室にパージガスを供給する工程で、当該一方の処理室と当該他方の処理室のいずれか又は両方を排気させる手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム、または、該プログラムが記録された記録媒体が提供される。
更に他の態様によれば、
基板を処理可能な処理室を少なくとも2つ有し、
前記2つの処理室の両方に処理ガスを供給可能な処理ガス供給部と、
前記2つの処理室の両方にパージガスを供給可能なパージガス供給部と、
前記2つの処理室のいずれか又は両方を排気する排気部と、
前記基板が複数枚格納された格納容器が載置されるステージと、
前記ステージと前記処理室の間に設けられたロードロック室と、
前記ステージから前記ロードロック室に前記基板を搬送する第1搬送ロボットと、
前記基板を2枚以上保持可能なフォークを有し、前記ロードロック室から前記処理室に前記基板を搬送する第2搬送ロボットと、
を有し、
前記ロードロック室から一方の処理室へ基板を搬送し、他方の処理室へ基板が搬送されなかった際に、前記一方の処理室では第1基板処理を行い、前記第1基板処理の間、前記他方の処理室では第2基板処理を行わせるように前記処理ガス供給部と前記パージガス供給部と前記排気部と前記第1搬送ロボットと前記第2搬送ロボットとを制御するように構成された制御部と、
を有する基板処理装置、または、半導体装置の製造装置が提供される。
付記12に記載の装置であって、好ましくは、
前記制御部は、前記第1基板処理では、前記処理ガスの供給と前記パージガスの供給と前記反応ガスの供給を順に所定回数行われ、前記第2基板処理では、前記処理ガスの供給中と前記反応ガスの供給中に前記パージガスを供給するように前記処理ガス供給部と前記パージガス供給部と前記反応ガス供給部とを制御するように構成される。
付記13に記載の装置であって、好ましくは、
前記制御部は、前記第1基板処理で前記一方の処理室に供給される前記処理ガス供給の流量と同じ流量のパージガスを前記第2基板処理で供給し、前記第1基板処理で前記反応ガス供給の流量と同じ流量のパージガスを前記第2基板処理で供給するように、前記処理ガス供給部と前記パージガス供給部と前記反応ガス供給部とを制御するように構成される。
付記12乃至付記14のいずれかの装置であって、好ましくは、
前記2つの処理室それぞれに接続された排気管にパージガスを供給する排気管パージガス供給部を有し、
前記制御部は、
前記第1基板処理の内、前記処理ガスの供給中と前記反応ガスの供給中に、前記他方の処理室の排気管にパージガスを供給するように前記排気管パージガス供給部を制御するように構成される。
付記12乃至付記15のいずれかの装置であって、好ましくは、
前記2つの処理室のそれぞれに接続された排気管に、当該排気管のコンダクタンスを調整するコンダクタンス調整部を有し、
前記制御部は、
前記第1基板処理の間、前記他方の処理室内の圧力が前記一方の処理室内の圧力と同じになるように前記他方の処理室接続された排気管のコンダクタンス調整部を制御するように構成される。
更に他の態様によれば、
基板を処理可能な処理室を少なくとも2つ有し、
前記2つの処理室の両方に処理ガスを供給可能な処理ガス供給部と、
前記2つの処理室の両方に反応ガスを供給可能な反応ガス供給部と、
前記2つの処理室の両方にパージガスを供給可能なパージガス供給部と、
前記2つの処理室のいずれか又は両方を排気する排気部と、
前記基板が複数枚格納された格納容器が載置されるステージと、
前記ステージと前記処理室の間に設けられたロードロック室と、
前記ステージから前記ロードロック室へ前記基板を搬送する第1搬送ロボットと、
前記基板を2枚以上保持可能なフォークを有し、前記ロードロック室から前記処理室へ前記基板を搬送する第2搬送ロボットと、
を有し、
N番目のロットでは、前記ロードロック室から一方の処理室へ基板を搬送せずに他方の処理へ基板が搬送し、前記他方の処理室では第1基板処理を行い、前記第1基板処理の間、前記一方の処理室では第2基板処理を行わせ、
N+1番目のロットでは、前記ロードロック室から前記他方の処理室に基板を搬送せずに前記一方の処理室に基板を搬送し、当該一方の処理室で前記第1基板処理を行い、当該第1基板処理の間、前記他方の処理室では前記第2の基板処理を行わせるように前記処理ガス供給部と前記反応ガス供給部と前記パージガス供給部と前記排気部と前記第1搬送ロボットと前記第2搬送ロボットとを制御する様に構成された制御部と、
を有する基板処理装置、または、半導体装置の製造装置が提供される。
付記17に記載の装置であって、好ましくは、
前記制御部は、
前記第1基板処理では、前記処理ガスと前記反応ガスを交互に供給し、
前記第2基板処理では、前記第1基板処理で前記処理ガスの供給している間にパージガスを供給し、前記第1基板処理で前記反応ガスを供給している間にパージガスを供給するように前記処理ガス供給部と前記反応ガス供給部と前記パージガス供給部と、を制御するように構成される。
付記17又は付記18に記載の装置であって、好ましくは、
前記制御部は、
前記第2基板処理で、前記第1基板処理の前記処理ガスの供給時に供給する前記パージガスの流量を当該処理ガスの流量と同じ流量とし、
前記第1基板処理の前記反応ガスの供給時に供給する前記パージガスの流量を当該パージがガスの流量と同じ流量になるように、前記処理ガス供給部と前記反応ガス供給部と前記パージガス供給部を制御するように構成される。
付記17乃至付記19のいずれかに記載の装置であって、好ましくは、
前記2つの処理室それぞれに接続された排気管にパージガスを供給する排気管パージガス供給部を有し、
前記制御部は、
前記第2基板処理で、前記第1基板処理の前記処理ガスの供給時と前記パージガスの供給時に、前記排気管にパージガスを供給するように、前記処理ガス供給部と前記反応ガス供給部と前記パージガス供給部を制御するように構成される。
付記17乃至付記20のいずれかに記載の装置であって、好ましくは、
前記2つの処理室のそれぞれに接続された排気管に、当該排気管のコンダクタンスを調整するコンダクタンス調整部を有し、
前記制御部は、
前記第1基板処理の間、前記第2処理室が行われる処理室内の圧力が、前記第1基板処理が行われる処理室内の圧力と同じになるように前記第2基板処理が行われる処理室の排気管に設けられたコンダクタンス調整部を制御するように構成される。
更に他の態様によれば、
基板を処理可能な複数の処理室と、
前記複数の処理室のそれぞれに処理ガスを供給可能な処理ガス供給部と、
前記複数の処理室のそれぞれにパージガスを供給可能なパージガス供給部と、
前記複数の処理室のいずれか又は全てを排気可能な排気部と、
前記複数の処理室の内、一つの処理室へ基板を搬送し、該一つの処理室以外の少なくとも一つの他の処理室へ基板を搬送しない場合に、前記一つの処理室への前記処理ガスの供給と並行して前記他の処理室に前記パージガスを供給すると共に、前記一つの処理室と前記他の処理室を排気するように前記処理ガス供給部と前記パージガス供給部と前記排気部とを制御する制御部と、
を有する基板処理装置、または、半導体装置の製造装置が提供される。
更に他の態様によれば、
複数の処理室の内、一つの処理室へ基板を搬送し、該一つの処理室以外の少なくとも一つの他の処理室に基板を搬送しない工程と、
前記一つの処理室への処理ガスの供給と並行して、前記他の処理室にパージガスを供給する工程と、
前記他の処理室に前記パージガスを供給する工程で、当該一つの処理室と当該他の処理室のいずれか又は両方を排気する工程と、
を有する半導体装置の製造方法、または、基板処理方法が提供される。
更に他の態様によれば、
複数の処理室の内、一つの処理室へ基板を搬送し、該一つの処理室以外の少なくとも一つの他の処理室に基板を搬送させない手順と、
前記一つの処理室への処理ガスの供給と並行して、前記他の処理室にパージガスを供給させる手順と、
前記他の処理室にパージガスを供給する工程で、当該一つの処理室と当該他の処理室のいずれか又は両方を排気させる手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム、または、該プログラムが記録された記録媒体が提供される。
110・・・プロセスモジュール
200・・・ウエハ(基板)
201・・・処理室
202・・・処理容器
211・・・載置面
212・・・基板載置台
215・・・外周面
232a・・・第1バッファ空間
232b・・・第2バッファ空間
234・・・シャワーヘッド
234a・・・第1の分散孔
234b・・・第2の分散孔
234c・・・第3の分散孔
234d・・・第4の分散孔
241a・・・第1ガス導入口
241b・・・第2ガス導入口
1000・・・基板処理システム
1100・・・IOステージ
1200・・・大気搬送室
1220・・・第1搬送ロボット(大気搬送ロボット)
1300・・・ロードロック室
1400・・・真空搬送室
1700・・・第2搬送ロボット(真空搬送ロボット)
Claims (15)
- 基板を処理可能な複数の処理室と、
前記複数の処理室のそれぞれに処理ガスを供給可能な処理ガス供給部と、
前記複数の処理室のそれぞれにパージガスを供給可能なパージガス供給部と、
前記複数の処理室のいずれか又は全てを排気可能な排気部と、
前記複数の処理室の内、一つの処理室へ基板を搬送し、該一つの処理室以外の少なくとも一つの他の処理室へ基板を搬送しない場合に、前記一つの処理室への前記処理ガスの供給と並行して前記他の処理室に前記パージガスを供給すると共に、前記一つの処理室と前記他の処理室を排気するように前記処理ガス供給部と前記パージガス供給部と前記排気部とを制御する制御部と、
を有する基板処理装置。 - 前記制御部は、
前記排気部が前記複数の処理室の全てを排気しつつ、前記一つの処理室の前記処理ガスを供給する際に、前記他の処理室の排気コンダクタンスが当該一つの処理室の排気コンダクタンスと同じになる様に、前記他の処理室に前記パージガスを供給する様に構成される請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記制御部は、
前記パージガスの流量が、前記処理ガスの流量と同じ量になるように前記パージガス供給部を制御する様に構成される請求項1又は2に記載の基板処理装置。 - 前記複数の処理室の全てに反応ガスを供給可能な反応ガス供給部を有し、
前記制御部は、
前記一つの処理室に前記処理ガスと前記パージガスと前記反応ガスを順に供給する場合に、当該処理ガスと当該パージガスと当該反応ガスの供給と並行して前記他の処理室に前記不活性ガスを供給するように前記処理ガス供給部と前記パージガス供給部と前記反応ガス供給部とを制御するように構成される請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記複数の処理室の全てに接続された排気管にパージガスを供給する排気管パージガス供給部を有し、
前記制御部は、
前記一つの処理室への処理ガス供給と並行して、前記他の処理室の排気部にパージガスを供給するように前記排気管パージガス供給部を制御するように構成される請求項1乃至4のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記複数の処理室のそれぞれに接続された排気管に、当該排気管のコンダクタンスを調整するコンダクタンス調整部を有し、
前記制御部は、
前記他の処理室内の圧力が前記一つの処理室内の圧力と同じになるように前記他の処理室に接続された排気管のコンダクタンス調整部を制御するように構成される請求項1乃至5のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記複数の処理室を有する処理ユニットを有する請求項1乃至6のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 複数の処理室の内、一つの処理室へ基板を搬送し、該一つの処理室以外の少なくとも一つの他の処理室へ基板を搬送しない工程と、
前記一つの処理室への処理ガスの供給と並行して、前記他の処理室にパージガスを供給する工程と、
前記他の処理室に前記パージガスを供給する工程で、当該一つの処理室と当該他の処理室のいずれか又は両方を排気する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 - 前記排気する工程では、前記一つの処理室と前記他の処理室の両方を排気しつつ、前記一つの処理室への前記処理ガスの供給と並行して、前記他の処理室の排気コンダクタンスが当該一つの処理室の排気コンダクタンスと同じになる様に、前記他の処理室に前記パージガスを供給する工程と、
を有する請求項8に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記他の処理室にパージガスを供給する工程では、前記処理ガスと同じ量のパージガスを供給する請求項8又は9に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記一つの処理室に反応ガスを供給する工程を有し、
当該反応ガスを供給する工程では、前記反応ガスと同じ量のパージガスを前記他の処理室に供給する請求項8乃至10のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記他の処理室にパージガスを供給する工程では、前記他の処理室に接続された排気管にパージガスを供給する前記請求項8乃至11のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記一つの処理室に処理ガスを供給する工程で、前記他の処理室の排気コンダクタンスが当該一つの処理室の排気コンダクタンスと同じになるように前記他の処理室の排気管のコンダクタンス調整部を制御する工程を有する請求項8乃至12のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 複数の処理室の内、一つの処理室へ基板を搬送し、該一つの処理室以外の少なくとも一つの他の処理室へ基板を搬送させない手順と、
前記一つの処理室への処理ガスの供給と並行して、前記他の処理室にパージガスを供給させる手順と、
前記他の処理室にパージガスを供給する工程で、当該一つの処理室と当該他の処理室のいずれか又は両方を排気させる手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム。 - 複数の処理室の内、一つの処理室へ基板を搬送し、該一つの処理室以外の少なくとも一つの他の処理室へ基板を搬送させない手順と、
前記一つの処理室への処理ガスの供給と並行して、前記他の処理室にパージガスを供給させる手順と、
前記他の処理室にパージガスを供給する工程で、当該一つの処理室と当該他の処理室のいずれか又は両方を排気させる手順と、
をコンピュータに実行させるプログラムが記録された記録媒体。
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