JP2020009835A - 基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板処理装置において同一の基板に対してＣＯＲ処理及び加熱処理を繰り返し行うにあたり、かかる繰り返し処理を効率よく行う。【解決手段】基板処理装置を用いて基板を処理する基板処理方法であって、前記基板処理装置は、基板にＣＯＲ処理を行うＣＯＲモジュールと、基板に加熱処理を行う加熱モジュールと、基板に冷却処理を行う冷却モジュールと、を有し、前記基板処理方法は、前記ＣＯＲモジュールにおいて減圧雰囲気下で基板にＣＯＲ処理を行うＣＯＲ処理工程と、その後、前記加熱モジュールに基板を搬送し、当該加熱モジュールにおいて減圧雰囲気下で基板を加熱処理する加熱処理工程と、その後、前記冷却モジュールに基板を搬送し、当該冷却モジュールにおいて大気雰囲気下で基板を冷却処理する冷却処理工程と、を有し、同一の基板に対して前記ＣＯＲ処理工程、前記加熱処理工程及び前記冷却処理工程を含む処理サイクルを繰り返し行う。【選択図】図２

Description

本開示は、基板処理方法及び基板処理装置に関する。
特許文献１には、搬入出部に隣接して設けられた２つのロードロック室と、各ロードロック室にそれぞれ隣接して設けられたＰＨＴ処理装置と、各ＰＨＴ処理装置に隣接して設けられたＣＯＲ処理装置と、を備えたガス処理装置が開示されている。特許文献１に記載のガス処理装置によれば、プロセスコントローラからの指令により、複数枚のウェハが連続的に各処理装置に搬送されるように制御される。
特開２００８−１６００００号公報
本開示にかかる技術は、基板処理装置において同一の基板に対してＣＯＲ処理及び加熱処理を繰り返し行うにあたり、かかる繰り返し処理を効率よく行う。
本開示の一態様は、基板処理装置を用いて基板を処理する基板処理方法であって、前記基板処理装置は、基板にＣＯＲ処理を行うＣＯＲモジュールと、基板に加熱処理を行う加熱モジュールと、基板に冷却処理を行う冷却モジュールと、を有し、前記基板処理方法は、前記ＣＯＲモジュールにおいて減圧雰囲気下で基板にＣＯＲ処理を行うＣＯＲ処理工程と、その後、前記加熱モジュールに基板を搬送し、当該加熱モジュールにおいて減圧雰囲気下で基板を加熱処理する加熱処理工程と、その後、前記冷却モジュールに基板を搬送し、当該冷却モジュールにおいて大気雰囲気下で基板を冷却処理する冷却処理工程と、を有し、同一の基板に対して前記ＣＯＲ処理工程、前記加熱処理工程及び前記冷却処理工程を含む処理サイクルを繰り返し行う。
本開示によれば、基板処理装置において同一の基板に対してＣＯＲ処理及び加熱処理を繰り返し行うにあたり、かかる繰り返し処理を効率よく行うことができる。
本実施形態にかかる基板処理装置の構成の概略を示す平面図である。 第１の実施形態にかかるウェハの搬送レシピを模式的に示す説明図である。 第２の実施形態にかかるウェハの搬送レシピを模式的に示す説明図である。 第３の実施形態にかかるウェハの搬送レシピを模式的に示す説明図である。
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という場合がある。）を収納した処理モジュールを減圧状態にし、当該ウェハに所定の処理を行う様々な処理工程が行われている。また、これら複数の処理工程は、例えば共通の搬送モジュールの周りに処理モジュールを複数配置した基板処理装置を用いて行われる。
基板処理装置で行われる前記所定の処理としては、特許文献１に開示されているように、例えばＣＯＲ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｒｅｍｏｖａｌ）処理やＰＨＴ（Ｐｏｓｔ Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）処理等が挙げられる。ＣＯＲ処理は、ウェハ上に形成された酸化膜と処理ガスとを反応させる処理である。ＰＨＴ処理は、ＣＯＲ処理において生成された生成物を加熱して気化させる加熱処理である。そして、これらＣＯＲ処理とＰＨＴ処理を連続的に行うことにより、ウェハ上に形成された酸化膜のエッチングが行われる。
ところで、ＣＯＲ処理は低温環境下（例えば２０℃程度）で行われる場合がある。このような低温環境下でＣＯＲ処理を行う場合、一度のＣＯＲ処理でエッチングできる厚みは制限される。このため、所望のエッチング厚みを達成するために、同一のウェハに対してＣＯＲ処理とＰＨＴ処理を複数回繰り返し行う場合がある。
また、このように処理を繰り返し行う場合、ＰＨＴ処理で加熱されたウェハに対して、再び低温環境下のＣＯＲ処理を行うためには、当該加熱されたウェハを冷却してから、ＣＯＲ処理を行うＣＯＲモジュールに搬送する必要がある。以下、このウェハの冷却処理を、「ＣＳＴ（Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｓｔｏｒａｇｅ）処理」という。かかる場合、ウェハの冷却処理を行うＣＳＴモジュールは、冷却効率の観点から大気圧下に配置される。
このように、ＣＯＲ処理、ＰＨＴ処理及びＣＳＴ処理から成る処理サイクルを繰り返し行うことが要求される場合がある。しかしながら、従来、この繰り返しサイクルを効率的に行うことまでは考慮されていない。
そこで、本開示にかかる技術は、基板処理装置においてＣＯＲ処理、ＰＨＴ処理等を繰り返し行うにあたり、かかる繰り返し処理を効率よく行う。具体的には、複数回施される処理サイクルを、複数の装置をまたぐことなく、一の基板処理装置で行う。そして、基板処理装置では、複数のモジュールに複数回ウェハを搬送する、いわゆるマルチビジット搬送を行うことで、複数回の処理サイクルを実現する。
以下、本実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜基板処理装置＞
図１は、本実施形態にかかる基板処理装置の構成の概略を示す平面図である。本実施形態においては、基板処理装置１が、基板としてのウェハＷにＣＯＲ処理、ＰＨＴ処理、及びＣＳＴ処理を行うための各種処理モジュールを備える場合について説明する。なお、本開示の基板処理装置のモジュール構成はこれに限られず、任意に選択され得る。
図１に示すように基板処理装置１は、大気部１０と減圧部１１がロードロックモジュール２０ａ、２０ｂを介して一体に接続された構成を有している。大気部１０は、大気圧雰囲気下においてウェハＷに所定の処理を行う複数の大気モジュールを備える。減圧部１１は、減圧雰囲気下においてウェハＷに所定の処理を行う複数の減圧モジュールを備える。
ロードロックモジュール２０ａは、大気部１０の後述するローダーモジュール３０から搬送されたウェハＷを、減圧部１１の後述するトランスファモジュール４０に引き渡すため、ウェハＷを一時的に保持する。ロードロックモジュール２０ａは、２枚のウェハＷを重なるように保持する上部ストッカ２１ａと下部ストッカ２１ｂを有している。
また、ロードロックモジュール２０ａは、ゲートバルブ２２ａが設けられたゲート２２ｂを介して後述するローダーモジュール３０に接続されている。このゲートバルブ２２ａにより、ロードロックモジュール２０ａとローダーモジュール３０の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。また、ロードロックモジュール２０ａは、ゲートバルブ２３ａが設けられたゲート２３ｂを介して後述するトランスファモジュール４０に接続されている。このゲートバルブ２３ａにより、ロードロックモジュール２０ａとトランスファモジュール４０の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。
さらに、ロードロックモジュール２０ａにはガスを供給する給気部（図示せず）とガスを排出する排気部（図示せず）が接続され、当該給気部と排気部によって内部が大気圧雰囲気と減圧雰囲気に切り替え可能に構成されている。すなわちロードロックモジュール２０ａは、大気圧雰囲気の大気部１０と、減圧雰囲気の減圧部１１との間で、適切にウェハＷの受け渡しができるように構成されている。
なお、ロードロックモジュール２０ｂはロードロックモジュール２０ａと同様の構成を有している。すなわち、ロードロックモジュール２０ｂは、上部ストッカ２４ａと下部ストッカ２４ｂ、ローダーモジュール３０側のゲートバルブ２５ａとゲート２５ｂ、トランスファモジュール４０側ゲートバルブ２６ａとゲート２６ｂを有している。
大気部１０は、ウェハ搬送機構（図示せず）を備えたローダーモジュール３０と、複数のウェハＷを保管可能なフープ３１を載置するロードポート３２と、ウェハＷを冷却するＣＳＴモジュール３３と、ウェハＷの水平方向の向きを調節するオリエンタモジュール３４とを有している。
ローダーモジュール３０は内部が矩形の筐体からなり、筐体の内部は大気圧雰囲気に維持されている。ローダーモジュール３０の筐体の長辺を構成する一側面には、複数、例えば３つのロードポート３２が並設されている。ローダーモジュール３０の筐体の長辺を構成する他側面には、ロードロックモジュール２０ａ、２０ｂとＣＳＴモジュール３３が並設されている。ローダーモジュール３０の筐体の短辺を構成する一側面には、オリエンタモジュール３４が配設されている。なお、ＣＳＴモジュール３３とオリエンタモジュール３４の配置や数は、本実施形態に限定されるものではなく、任意に設計できる。また、ローダーモジュール３０は、筐体の内部においてその長手方向に移動可能なウェハ搬送機構（図示せず）を有している。ウェハ搬送機構はロードポート３２に載置されたフープ３１、ロードロックモジュール２０ａ、２０ｂ、ＣＳＴモジュール３３、及びオリエンタモジュール３４との間でウェハＷを搬送できる。なお、ウェハ搬送機構の構成は、後述するウェハ搬送機構５０の構成と同様である。
フープ３１は複数の、例えば１ロット２５枚のウェハＷを等間隔で多段に重なるようにして収容する。また、ロードポート３２に載置されたフープ３１の内部は、例えば、大気や窒素ガス等で満たされて密閉されている。
ＣＳＴモジュール３３は、ロードロックモジュール２０ｂに隣接して配置され、ローダーモジュール３０に接続されている。ＣＳＴモジュール３３は、複数、例えばフープ３１に収容される枚数以上のウェハＷを等間隔で多段に重なるようにして収容することができ、当該複数のウェハＷを冷却する。具体的にＣＳＴモジュール３３は、後述のＰＨＴモジュール４２において加熱されたウェハＷの冷却処理を行う。
オリエンタモジュール３４は、ウェハＷを回転させて水平方向の向きの調節を行う。具体的に、オリエンタモジュール３４は、後述する処理サイクルを繰り返し行うにあたり、当該処理サイクル毎に、基準位置（例えばノッチ位置）からの水平方向からの向きが同じになるように調節される。
減圧部１１は、２枚のウェハＷを同時に搬送するトランスファモジュール４０と、トランスファモジュール４０から搬送されたウェハＷにＣＯＲ処理を行うＣＯＲモジュール４１と、ＰＨＴ処理を行うＰＨＴモジュール４２とを有している。トランスファモジュール４０、ＣＯＲモジュール４１、及びＰＨＴモジュール４２の内部は、それぞれ減圧雰囲気に維持される。
減圧部１１においては、ウェハＷに対して一連の処理、本実施形態においてはＣＯＲ処理とＰＨＴ処理が順次行われる。かかる一連の処理を行う一のＣＯＲモジュール４１及び一のＰＨＴモジュール４２は、一の「減圧モジュール群」を構成しており、すなわち、減圧部１１においては一の減圧モジュール群によって一連の処理が行われる。
トランスファモジュール４０には、前記減圧モジュール群が複数、本実施形態においては例えば３つ、当該トランスファモジュール４０の長手方向に沿って設けられている。以下の説明においては、かかる３つの減圧モジュール群を、大気部１０側から順に減圧モジュール群Ａ、Ｂ、Ｃとする。また、減圧モジュール群Ａ、Ｂ、Ｃを構成するＣＯＲモジュール及びＰＨＴモジュールをそれぞれ、ＣＯＲモジュール４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ及びＰＨＴモジュール４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃとする。なお、減圧モジュール群を構成するＣＯＲモジュール４１とＰＨＴモジュール４２の組み合わせは任意に設定できる。例えば後述の第２の実施形態のように、ＣＯＲモジュール４１ＢとＰＨＴモジュール４２Ａから、減圧モジュール群Ｂａを構成してもよい。
トランスファモジュール４０は内部が矩形の筐体からなり、ロードロックモジュール２０ａに搬入されたウェハＷを一の減圧モジュール群に搬送し、順次ＣＯＲ処理とＰＨＴ処理を施した後、ロードロックモジュール２０ｂを介して大気部１０に搬出する。
ＣＯＲモジュール４１の内部には、２枚のウェハＷを水平方向に並べて載置する２つのステージ４３ａ、４３ｂが設けられている。ＣＯＲモジュール４１は、ステージ４３ａ、４３ｂにウェハＷを並べて載置することにより、２枚のウェハＷに対して同時にＣＯＲ処理を行う。また、ＣＯＲモジュール４１には、処理ガスやパージガス等を供給する給気部（図示せず）とガスを排出する排気部（図示せず）が接続されている。
ＰＨＴモジュール４２の内部には、２枚のウェハＷを水平方向に並べて載置する２つのステージ４４ａ、４４ｂが設けられている。ＰＨＴモジュール４２は、ステージ４４ａ、４４ｂにウェハＷを並べて載置することにより、２枚のウェハＷに対して同時にＰＨＴ処理を行う。また、ＰＨＴモジュール４２には、ガスを供給する給気部（図示せず）とガスを排出する排気部（図示せず）が接続されている。
トランスファモジュール４０の内部には、ウェハＷを搬送するウェハ搬送機構５０が設けられている。ウェハ搬送機構５０は、２枚のウェハＷを重なるように保持して移動する搬送アーム５１ａ、５１ｂと、搬送アーム５１ａ、５１ｂを回転可能に支持する回転台５２と、回転台５２を搭載した回転載置台５３とを有している。また、トランスファモジュール４０の内部には、トランスファモジュール４０の長手方向に延伸するガイドレール５４が設けられている。回転載置台５３はガイドレール５４上に設けられ、ウェハ搬送機構５０をガイドレール５４に沿って移動可能に構成されている。
トランスファモジュール４０は、上述したようにゲートバルブ２３ａ、２６ａを介してロードロックモジュール２０ａ、２０ｂに接続されている。また、トランスファモジュール４０には、ゲートバルブ５５ａが設けられたゲート５５ｂを介してＣＯＲモジュール４１が接続されている。かかるゲートバルブ５５ａにより、トランスファモジュール４０とＣＯＲモジュール４１の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。さらに、トランスファモジュール４０には、ゲートバルブ５６ａが設けられたゲート５６ｂを介してＰＨＴモジュール４２が接続されている。かかるゲートバルブ５６ａにより、トランスファモジュール４０とＰＨＴモジュール４２の間の気密性の確保と互いの連通を両立する。
トランスファモジュール４０では、ロードロックモジュール２０ａにおいて上部ストッカ２１ａと下部ストッカ２１ｂに重なるように保持された２枚のウェハＷを、搬送アーム５１ａでも重なるように受け取り、ＣＯＲモジュール４１に搬送する。また、ＣＯＲ処理が施された２枚のウェハＷを、搬送アーム５１ａが重なるように保持し、ＰＨＴモジュール４２に搬送する。また更に、ＰＨＴ処理が施された２枚のウェハＷを、搬送アーム５１ｂが重なるように保持し、ロードロックモジュール２０ｂに搬出する。
以上の基板処理装置１には制御部６０が設けられている。制御部６０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、基板処理装置１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラムや、処理条件に応じて基板処理装置１の各構成部にウェハＷを搬送するためのプログラム、即ち、搬送レシピが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部６０にインストールされたものであってもよい。
＜第１の実施形態＞
本実施形態にかかる基板処理装置１は以上のように構成されており、次に、基板処理装置１におけるウェハ処理について、ウェハＷの搬送レシピに沿って説明する。図２は、第１の実施形態にかかるウェハＷの搬送レシピを模式的に示した説明図である。なお、本実施形態においてウェハ処理は、フープ３１に収容された１ロット（２５枚）のウェハＷに対して、連続的に２枚葉で処理を行う。ここで、図２におけるＷ１〜Ｗ２５は、かかる１ロット（２５枚）のウェハＷに対して、ウェハ処理が行われる順番に１〜２５の番号を付したものである。また、図２におけるＷＤは、２枚葉で行われるウェハ処理においてウェハＷ２５と対になって処理されるダミーウェハである。また更に、図中の太枠線は、連続的に行われるウェハ処理の処理単位を囲んで示したものである。以下の説明においては、このウェハ処理の処理単位を処理グループといい、本実施形態ではウェハＷ１〜Ｗ２５及びダミーウェハＷＤが１つの処理グループを構成している。
先ず、１ロット（２５枚）のウェハＷを収納したフープ３１がロードポート３２に載置される。その後、ローダーモジュール３０によって、フープ３１から２枚のウェハＷ１、Ｗ２が取り出され、ロードロックモジュール２０ａに搬入される。ロードロックモジュール２０ａに２枚のウェハＷが搬入されると、ゲートバルブ２２ａが閉じられ、ロードロックモジュール２０ａ内が密閉され、減圧される。その後、ゲートバルブ２３ａが開放され、ロードロックモジュール２０ａの内部とトランスファモジュール４０の内部が連通される。
次に、ロードロックモジュール２０ａとトランスファモジュール４０が連通すると、ウェハ搬送機構５０の搬送アーム５１ａによって２枚のウェハＷ１、Ｗ２が重なるように保持され、ロードロックモジュール２０ａからトランスファモジュール４０に搬入される。続いて、ウェハ搬送機構５０がＣＯＲモジュール４１Ａの前まで移動する。
次に、ゲートバルブ５５ａが開放され、２枚のウェハＷ１、Ｗ２を保持する搬送アーム５１ａがＣＯＲモジュール４１Ａに進入する。そして、搬送アーム５１ａからステージ４３ａ、４３ｂのそれぞれに、１枚ずつウェハＷ１、Ｗ２が載置される。その後、搬送アーム５１ａはＣＯＲモジュール４１Ａから退出する。
次に、搬送アーム５１ａがＣＯＲモジュール４１Ａから退出すると、ゲートバルブ５５ａが閉じられ、ＣＯＲモジュール４１Ａにおいて２枚のウェハＷ１、Ｗ２に対してＣＯＲ処理が行われる（図２のステップ１）。
次に、ＣＯＲモジュール４１ＡにおけるＣＯＲ処理が終了すると、ゲートバルブ５５ａが開放され、搬送アーム５１ａがＣＯＲモジュール４１Ａに進入する。そして、ステージ４３ａ、４３ｂから搬送アーム５１ａに２枚のウェハＷ１、Ｗ２が受け渡され、搬送アーム５１ａで２枚のＷ１、Ｗ２が重なるように保持される。その後、搬送アーム５１ａはＣＯＲモジュール４１Ａから退出し、ゲートバルブ５５ａが閉じられる。
次に、ウェハ搬送機構５０がＰＨＴモジュール４２Ａの前まで移動する。続いて、ゲートバルブ５６ａが開放され、２枚のウェハＷ１、Ｗ２を保持する搬送アーム５１ａがＰＨＴモジュール４２Ａに進入する。そして、搬送アーム５１ａからステージ４４ａ、４４ｂのそれぞれに、１枚ずつウェハＷ１、Ｗ２が載置される。その後、搬送アーム５１ａはＰＨＴモジュール４２Ａから退出する。続いて、ゲートバルブ５６ａが閉じられ、２枚のウェハＷ１、Ｗ２に対してＰＨＴ処理が行われる（図２のステップ２）。
またこの際、フープ３１から次の２枚のウェハＷ３、Ｗ４が取り出され、ロードロックモジュール２０ａに搬入され、トランスファモジュール４０を介してＣＯＲモジュール４１Ａに搬送される。続いて、２枚のウェハＷ３、Ｗ４に対してＣＯＲ処理が行われる（図２のステップ２）。
次に、ウェハＷ１、Ｗ２のＰＨＴ処理が終了すると、ゲートバルブ５６ａが開放され、搬送アーム５１ｂがＰＨＴモジュール４２Ａに進入する。そして、ステージ４４ａ、４４ｂから搬送アーム５１ｂに２枚のウェハＷ１、Ｗ２が受け渡され、搬送アーム５１ｂで２枚のウェハＷ１、Ｗ２が保持される。その後、搬送アーム５１ｂはＰＨＴモジュール４２Ａから退出し、ゲートバルブ５６ａが閉じられる。
その後、ゲートバルブ２６ａが開放され、ウェハ搬送機構５０によって２枚のウェハＷ１、Ｗ２がロードロックモジュール２０ｂに搬入される。ロードロックモジュール２０ｂ内にウェハＷ１、Ｗ２が搬入されると、ゲートバルブ２６ａが閉じられ、ロードロックモジュール２０ｂ内が密閉され、大気開放される。その後、ローダーモジュール３０によって、２枚のウェハＷ１、Ｗ２がＣＳＴモジュール３３に収納され、ＣＳＴ処理が行われる。（図２のステップ３）。
この際、ＣＯＲ処理が終了した２枚のウェハＷ３、Ｗ４が搬送アーム５１ａによりＰＨＴモジュール４２Ａに搬送される。続いて、２枚のウェハＷ３、Ｗ４に対してＰＨＴ処理が行われる（図２のステップ３）。また更に、フープ３１から次の２枚のウェハＷ５、Ｗ６が取り出され、ロードロックモジュール２０ａに搬入され、トランスファモジュール４０を介してＣＯＲモジュール４１Ａに搬送される。続いて、２枚のウェハＷ５、Ｗ６に対してＣＯＲ処理が行われる（図２のステップ３）。
ＣＳＴモジュール３３に搬送された２枚のウェハＷ１、Ｗ２は、所定時間（例えば１分）のＣＳＴ処理が完了すると、ローダーモジュール３０によってロードポート３２に載置されたフープ３１に収納され、他のウェハＷ３〜Ｗ２５の処理が完了するまで待機状態となる。
このように、一連のＣＯＲ処理、ＰＨＴ処理、及びＣＳＴ処理から成る「処理サイクル」が、全てのウェハＷ１〜Ｗ２５及びダミーウェハＷＤに対して順次行われる（図２のステップ４〜１５）。
ウェハＷに対する一連の処理サイクルは以上のとおりであるが、上述したように、一度の処理サイクルにおけるウェハＷのエッチング量には制限がある。このため、一のウェハＷに対して当該処理サイクルを繰り返し行い、所望のエッチング量を得る必要がある。
そこで、一連の処理サイクルが終了し、フープ３１に収納された２枚のウェハＷ１、Ｗ２は、最後の２枚のウェハＷ２５、ＷＤのＣＯＲモジュール４１ＡにおけるＣＯＲ処理が終了し、ＰＨＴモジュール４２Ａに搬送される際に、再度ＣＯＲモジュール４１Ａに搬送される。すなわち、処理グループを構成する１ロット内全てのウェハＷのＣＯＲ処理が終了し、ＣＯＲモジュール４１Ａを再度利用できるようになるタイミングで、ウェハＷ１、Ｗ２がＣＯＲモジュール４１Ａに再搬入され、ＣＯＲ処理される（図２のステップ１４）。
このように、１ロット内の最後のウェハＷ２５とダミーウェハＷＤのＣＯＲ処理が終了し、ＰＨＴモジュール４２に搬送されるタイミングで、再度、一連の処理サイクルを開始することにより、効率よく処理サイクルを繰り返すことができる。
なお、同一の処理サイクルを実行することができる他の減圧モジュール群が設けられている場合、かかる他の減圧モジュール群を用いて処理サイクルを繰り返すように制御されてもよい。すなわち、例えば図２のステップ２７に示すように、繰り返される次の処理サイクルを、減圧モジュール群Ａではなく、減圧モジュール群Ｂにおいて実行するように制御してもよい。このように、他の減圧モジュール群において処理サイクルを再開する場合であっても、上述したように効率よく次の処理サイクルを開始することができる。
処理サイクルを繰り返す回数は任意であるが、本実施形態では例えば６回である。そして、２枚のウェハＷ１、Ｗ２に対して所定回数の処理サイクルが終了する（図２のステップ６８）と、ローダーモジュール３０において２枚のウェハＷ１、Ｗ２はフープ３１に収納され、待機状態となる。そして、全てのウェハＷ１〜Ｗ２５に対しての所定回数の処理サイクルが終了し（図２のステップ８０）、最後のウェハＷ２５がフープ３１に収納されると、基板処理装置１における一連のウェハ処理が終了する。
以上、本実施形態によれば、基板処理装置１で一連の処理サイクルを繰り返すにあたり、ＰＨＴ処理において昇温されたウェハＷを一度冷却してからＣＯＲモジュール４１に搬入するため、効率よく処理サイクルを繰り返すことができる。
また、本実施形態によれば、ＣＳＴモジュール３３でＣＳＴ処理が行われたウェハＷは、その後フープ３１に待機する。このため、例えばＣＳＴモジュール３３でウェハＷが十分に冷却されない場合でも、フープ３１での大気中に当該ウェハＷが冷却され、後続のＣＯＲ処理への影響を小さくすることができる。
なお、本実施形態においては、ＣＳＴモジュール３３、及び次の処理サイクルを行うまでの待機場所としてのロードポート３２は大気部１０、すなわち大気圧雰囲気下に設けられたが、ＣＳＴモジュール３３、及び待機場所の配置はこれに限られない。例えば、ＣＳＴモジュール３３、及びウェハＷの待機場所としてのバッファ空間は減圧部１１の任意の場所に設けられてもよい。これにより、一の処理サイクルを行う間に大気圧雰囲気下と減圧雰囲気下との間で往復する必要がなくなり、搬送効率を向上させることができる。
ただし、ＣＳＴモジュール３３の内部が大気雰囲気に維持される場合、減圧雰囲気下に維持する場合と比べて冷却効率が高い。また、ウェハＷのＣＳＴモジュール３３に対する搬送時間及びＣＳＴモジュール３３におけるＣＳＴ処理にかかる時間は、ＣＯＲ処理及びＰＨＴ処理にかかる時間に比べて短い。以上の観点を鑑みると、ＣＳＴモジュール３３は大気部１０、すなわち、大気圧雰囲気下に設けられることが好ましい。
また、本実施形態においてウェハＷは、所定回数の処理サイクルの全てにおいて、同一の水平方向の向き、すなわち、基準位置（例えばノッチ位置）からの同一角度の向きで処理が行われていた。ここで、例えばＣＯＲモジュール３３の特性によっては、ウェハＷ面内でエッチング量に偏りが生じる場合がある。かかる場合に、上述したようにウェハＷに対して同一の水平方向の向きで処理が繰り返されると、最終的にウェハＷに施されるエッチングが面内不均一となってしまうおそれがある。そこで、ウェハＷに対して繰り返しの処理サイクルが行われる場合、当該処理サイクル毎に、オリエンタモジュール３４によって基準位置からのウェハＷの水平方向の向きを所定角度変動させるように調節してもよい。
ここで、所定角度とは、所定回数の処理サイクルが全て終了した際に、ちょうどウェハＷが合計１回転されるように設定されることが好ましい。例えば、図２に示すように本実施形態においては、一連の処理サイクルは合計６回繰り返される。かかる場合、３６０度／（所定の回数６回）＝６０度、各処理サイクルが実行される前にウェハＷを回転させることが好ましい。これにより、ウェハＷに対するエッチングを面内均一にすることができる。
＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態においては、１ロット内の最後のウェハＷのＣＯＲ処理が終了した際に、１ロット内の最初のウェハＷの次の処理サイクルを開始するように制御した。一方で、図１に示すように基板処理装置１が、同一のウェハ処理を実行可能な減圧モジュール群を複数備えている場合、既に処理サイクルを実行している一の減圧モジュール群と、他の減圧モジュール群を並行稼働するように制御してもよい。例えば図２に示す第１の実施形態においては、減圧モジュール群Ｃはステップ５３から、減圧モジュール群Ｂの動作の終了後に稼働するように制御されたが、当該ステップ５３よりも前に減圧モジュール群Ｂと並行して稼働させることができる。
図３は、第２の実施形態にかかるウェハＷの搬送レシピを模式的に示した説明図である。なお、図３において上記第１の実施形態と同一の動作については（例えば図３のステップ４２まで）、その説明を省略する。
ここで、第２の実施形態においては、第１の実施形態の減圧モジュール群Ｂ（ＣＯＲモジュール４１ＢとＰＨＴモジュール４２Ｂ）に代えて、ＣＯＲモジュール４１ＢとＰＨＴモジュール４２Ａから構成される減圧モジュール群Ｂａを用いる。かかる場合、減圧モジュール群Ａと減圧モジュール群ＢａではＰＨＴモジュール４２Ａが共通しており、当該減圧モジュール群Ａと減圧モジュール群Ｂａを並行稼働させることはできない。
一方、図３に示すステップ４３では、基板処理装置１に減圧モジュール群Ｂａ、Ｃが設けられているため、これら減圧モジュール群Ｂａと減圧モジュール群Ｃを並行稼働させることができる。かかるステップ４３とは、１ロット内の最初の２枚のウェハＷ１、Ｗ２の４回目の処理サイクルが終了し、ＣＳＴモジュール３３から搬出されるタイミングである。この際、同一の処理サイクルを実行可能な減圧モジュール群Ｃが稼働していない状態であるため、かかる減圧モジュール群Ｃを利用して、ウェハＷ１、Ｗ２に対する次の処理サイクルを開始させる。すなわち、上記第１の実施形態において処理待ち状態（例えば図２のステップ４３〜ステップ５２）にあったウェハＷ１、Ｗ２の、次の処理サイクルの開始のタイミングを早めることができる。
このように、第２の実施形態によれば、空き状態であった他の減圧モジュール群を並行して稼働させ、ウェハＷの処理待ち状態を短縮することにより、ウェハ処理を更に効率的に行うことができる。例えば図３によれば、減圧モジュール群Ｂａ及び減圧モジュール群Ｃを並行稼働させることにより、第１の実施形態と比べて１０ステップの短縮を図ることができる。
なお、図３の例によれば、減圧モジュール群Ｂａ、Ｃを並行稼働させたが、減圧モジュール群Ｂａに代えて減圧モジュール群Ｂを用いる場合には、減圧モジュール群Ａ及び減圧モジュール群Ｂを並行稼働させてもよい。また、減圧モジュール群Ａ、Ｂの並行稼働、及び減圧モジュール群Ｂ、Ｃの並行稼働を一度に行うように制御してもよい。これにより、更にウェハ処理の効率を良くすることができる。
また更に、第２の実施形態においては、ウェハＷの搬送経路として、減圧モジュール群Ａ、Ｂａ、Ｃのそれぞれに対して連続して２回ずつ、すなわち、減圧モジュール群Ａ、Ａ、Ｂａ、Ｂａ、Ｃ、Ｃの順番で処理サイクルを行っていた。しかしながら、ウェハＷの搬送経路はこれに限られるものではなく、例えば減圧モジュール群Ａ、Ｂａ、Ｃ、Ａ、Ｂａ、Ｃの順番で処理サイクルを行うように制御してもよい。このように制御を行うことにより、前記減圧モジュール群の並行稼働の効果を更に好適に享受することができる。
＜第３の実施形態＞
上記第１の実施形態及び第２の実施形態によれば、一の処理サイクルが完了したウェハＷは、大気圧雰囲気下に設けられたフープ３１おいて、他のウェハＷの処理サイクルが終了し次の処理サイクルが開始されるまで待機状態となっていた。この点、ウェハＷの表面の酸化を抑制するためには、当該ウェハＷの表面が大気圧雰囲気に曝露される時間をできるだけ短くするのが好ましい。
そこで、上記第１の実施形態及び第２の実施形態においては各ロット（２５枚）単位を処理グループとしてウェハ処理を行ったが、かかるロット単位を、更に所定枚数の処理グループに分割し、ウェハ処理を行うようにしてもよい。図４は、第３の実施形態にかかるウェハＷの搬送レシピを模式的に示した説明図である。
図４に示すように１ロット２５枚のウェハＷを、更に所定枚数、本実施形態においては６枚ずつの処理グループに分割してウェハ処理を行う。このように、ウェハＷの処理グループを、１ロット（２５枚）よりも少ないグループに分割することにより一のウェハＷに対する複数回の処理サイクルを連続的に行うことができるため、ウェハＷの大気圧雰囲気への曝露時間を短くすることができる。例えば図４の例によれば、２枚のウェハＷ１、Ｗ２はＣＳＴモジュール３３におけるＣＳＴ処理が完了した後（図４のステップ３）、すぐにＣＯＲモジュール４１に搬入されるため（図４のステップ４）、待機時間を短縮することができる。
なお、本実施形態における所定枚数、すなわちグループ化されるウェハＷの枚数は、以下により決定することができる。
ＣＳＴモジュール３３におけるＣＳＴ処理の終了後、フープ３１における待機時間を最適化するためには、当該ＣＳＴ処理の終了後、直ちにＣＯＲモジュール４１に搬入されるように制御されることが望ましい。
ＣＳＴ処理工程から、次の処理サイクルにおけるＣＯＲ処理工程に処理待ちなく移行するための処理グループの枚数は、一の処理サイクルにおいて実行される工程数、及び一のモジュール内において処理できるウェハＷの枚数に応じて求めることができる。ここで例えば、本実施形態によれば、一の処理サイクルにおいて実行される処理工程は、ＣＯＲ処理工程、ＰＨＴ処理工程、及びＣＳＴ処理工程の合計３つの処理工程である。また、ＣＯＲモジュール４１とＰＨＴモジュール４２はそれぞれ、２枚葉でウェハ処理を行う。そこで、本実施形態では「処理工程数３×２枚葉＝６枚」を、処理グループを構成する枚数とすれば、ＣＳＴ処理工程からＣＯＲ処理工程に処理待ちなく移行することができる。これにより、処理途中のウェハＷが大気圧雰囲気に曝露され、表面が酸化されることを抑制することができる。なお、ＣＳＴモジュール３３は、１ロットの２５枚以上のウェハＷを収容することができ、ウェハＷの待ち時間に影響するものではない。
しかも、このように所定枚数のウェハＷの処理グループに分けることによって、例えば当該処理グループを処理中に一のモジュールで異常が発生しても、影響を受けるウェハＷの数を抑えることができる。
なお、本実施形態における、１ロット（２５枚）の基板の所定枚数のグループへの分割は、上記第２の実施形態における複数の減圧モジュール群の並行稼働と同時に実行してもよい。例えば、図４のステップ１３〜ステップ１９等に示すように、一のグループの基板と他のグループの基板を、減圧モジュール群Ａ、Ｃを用いて並行稼働するように制御してもよい。これにより、第１の実施形態から１４ステップ、第２の実施形態から更に４ステップの短縮を図ることができる。
また、本開示によれば、例えば処理グループの数が奇数になった場合であっても、ダミーウェハＷＤを用いることにより、各モジュール内においてウェハ処理に偏りが生じることはない。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
例えば、上述した減圧モジュール群Ａ、Ｂ、Ｃは、ＣＯＲモジュール及びＰＨＴモジュールにより構成される例で説明を行ったが、適宜、任意の処理装置に変更され得る。例えば減圧モジュール群は、ＣＯＲモジュールの代わりに、リモートプラズマを用いたエッチングを行うＲＳＴモジュールを備えたものであってもよい。このようにＣＯＲモジュールと異なるＲＳＴモジュールを用いた場合でも、各モジュールにおける処理雰囲気が安定した状態で処理を行うことができる。
また、例えば、上述した各モジュールにおいては、ウェハＷが２枚葉で処理されるように構成されたが、例えば１枚葉、又は３枚葉以上で処理されるように構成されてもよい。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）基板処理装置を用いて基板を処理する基板処理方法であって、前記基板処理装置は、基板にＣＯＲ処理を行うＣＯＲモジュールと、基板に加熱処理を行う加熱モジュールと、基板に冷却処理を行う冷却モジュールと、を有し、前記基板処理方法は、前記ＣＯＲモジュールにおいて減圧雰囲気下で基板にＣＯＲ処理を行うＣＯＲ処理工程と、その後、前記加熱モジュールに基板を搬送し、当該加熱モジュールにおいて減圧雰囲気下で基板を加熱処理する加熱処理工程と、その後、前記冷却モジュールに基板を搬送し、当該冷却モジュールにおいて大気雰囲気下で基板を冷却処理する冷却処理工程と、を有し、前記ＣＯＲ処理工程、前記加熱処理工程及び前記冷却処理工程を含む処理サイクルを繰り返し行う、基板処理方法。
このように、一の基板に対して複数回の処理サイクルを繰り返し行うので、必要な基板の処理性能を適切、効率的に満たすことができる。
（２）前記基板処理装置は、一の前記ＣＯＲモジュールと一の前記加熱モジュールを含む減圧モジュール群を複数有し、一の減圧モジュール群における処理と他の減圧モジュール群における処理とを並行して行う、（１）に記載の基板処理方法。
このように、複数の減圧モジュール群を含み、かかる減圧モジュール群を並行して稼働させることにより、基板処理を効率的に行い、スループットを向上させることができる。
（３）前記処理サイクルは、所定枚数の基板で構成されたグループ毎に行われる、（１）又は（２）に記載の基板処理方法。
このように、適切なグループ化を行うことにより、基板処理を効率的に行うことが可能になる。
（４）前記グループにおける基板の所定枚数は、前記処理サイクルの工程数と、前記ＣＯＲモジュール又は前記加熱モジュールで処理される基板の枚数とに応じて決定される、（３）に記載の基板処理方法。
かかるグルーピングを行うことにより、装置内における処理待ち基板の発生を抑制することができ、基板処理の効率を高めることができる。
（５）前記グループにおける基板の所定枚数は、１ロットに含まれる基板の枚数である、（３）に記載の基板処理方法。
かかるグルーピングを行うことにより、基板処理にかかる冷却処理を適切に行うことができ、基板処理の効率を高めることができる。
（６）前記処理サイクルは、前記ＣＯＲ処理工程の前に、基板を回転させて水平方向の向きを調節する位置調節工程を有し、前記処理サイクル毎に、前記位置調節工程において基準位置からの基板の向きを所定角度変動させ、前記所定角度は、３６０度を前記処理サイクルの繰り返し数で除して決定される、（１）〜（５）のいずれかに記載の基板処理方法。
これにより、基板処理の面内均一性を向上させることができる。
（７）基板を処理する基板処理装置であって、減圧雰囲気下で基板にＣＯＲ処理を行うＣＯＲモジュールと、減圧雰囲気下で基板に加熱処理を行う加熱モジュールと、大気雰囲気下で基板に冷却処理を行う冷却モジュールと、前記ＣＯＲ処理、前記加熱処理及び前記冷却処理を順に行う処理サイクルを繰り返し行うように、前記ＣＯＲモジュール、前記加熱モジュール及び前記冷却モジュールを制御する制御部と、を有する、基板処理装置。
１ 基板処理装置
３３ ＣＳＴモジュール（冷却モジュール）
４１ ＣＯＲモジュール
４２ ＰＨＴモジュール（加熱モジュール）
Ｗ ウェハ

Claims (7)

  1. 基板処理装置を用いて基板を処理する基板処理方法であって、
    前記基板処理装置は、
    基板にＣＯＲ処理を行うＣＯＲモジュールと、
    基板に加熱処理を行う加熱モジュールと、
    基板に冷却処理を行う冷却モジュールと、を有し、
    前記基板処理方法は、
    前記ＣＯＲモジュールにおいて減圧雰囲気下で基板にＣＯＲ処理を行うＣＯＲ処理工程と、
    その後、前記加熱モジュールに基板を搬送し、当該加熱モジュールにおいて減圧雰囲気下で基板を加熱処理する加熱処理工程と、
    その後、前記冷却モジュールに基板を搬送し、当該冷却モジュールにおいて大気雰囲気下で基板を冷却処理する冷却処理工程と、を有し、
    同一の基板に対して前記ＣＯＲ処理工程、前記加熱処理工程及び前記冷却処理工程を含む処理サイクルを繰り返し行う、基板処理方法。
  2. 前記基板処理装置は、一の前記ＣＯＲモジュールと一の前記加熱モジュールを含む減圧モジュール群を複数有し、
    一の減圧モジュール群における処理と他の減圧モジュール群における処理とを並行して行う、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記処理サイクルは、所定枚数の基板で構成されたグループ毎に行われる、請求項１又は２に記載の基板処理方法。
  4. 前記グループにおける基板の所定枚数は、前記処理サイクルの工程数と、前記ＣＯＲモジュール又は前記加熱モジュールで処理される基板の枚数とに応じて決定される、請求項３に記載の基板処理方法。
  5. 前記グループにおける基板の所定枚数は、１ロットに含まれる基板の枚数である、請求項３に記載の基板処理方法。
  6. 前記処理サイクルは、前記ＣＯＲ処理工程の前に、基板を回転させて水平方向の向きを調節する位置調節工程を有し、
    前記処理サイクル毎に、前記位置調節工程において基準位置からの基板の向きを所定角度変動させ、
    前記所定角度は、３６０度を前記処理サイクルの繰り返し数で除して決定される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  7. 基板を処理する基板処理装置であって、
    減圧雰囲気下で基板にＣＯＲ処理を行うＣＯＲモジュールと、
    減圧雰囲気下で基板に加熱処理を行う加熱モジュールと、
    大気雰囲気下で基板に冷却処理を行う冷却モジュールと、
    同一の基板に対して前記ＣＯＲ処理、前記加熱処理及び前記冷却処理を順に行う処理サイクルを繰り返し行うように、前記ＣＯＲモジュール、前記加熱モジュール及び前記冷却モジュールを制御する制御部と、を有する、基板処理装置。
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