JP2021048415A - Substrate processing device and substrate for measurement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、イオンを含む処理ガスを用いて被処理基板を処理する基板処理装置、及び当該基板処理装置で用いられる測定用基板に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus that processes a substrate to be processed using a processing gas containing ions, and a measurement substrate used in the substrate processing apparatus.
例えば半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィー処理では、例えば半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という)の表面を疎水化する疎水化処理、疎水化されたウェハ上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。 For example, in the photolithography process in the manufacture of a semiconductor device, for example, a hydrophobic treatment for making the surface of a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) hydrophobic, or a resist solution is applied onto the hydrophobic wafer to form a resist film. A resist coating process, an exposure process for exposing a predetermined pattern to the resist film, a development process for developing the exposed resist film, and the like are sequentially performed to form a predetermined resist pattern on the wafer.
上述した疎水化処理は、ウェハの表面とレジスト膜との密着性を向上させるために行われるものであり、親水性のウェハの表面を疎水性に変化させるために行われる。かかる疎水化処理では、ウェハの表面に対して疎水化処理剤、例えばHMDS(Hexamethyldisilazane、ヘキサメチルジシラザン)ガスを所定の時間供給し、ウェハの表面とHMDSを化学反応させる。すなわち、この化学反応によってウェハの表面の水酸基をトリメチルシラノール基に置換して、当該ウェハの表面を疎水化している。そして、これにより、後工程においてレジスト膜がウェハの表面から剥がれたりすることを抑制できる。 The above-mentioned hydrophobizing treatment is performed to improve the adhesion between the surface of the wafer and the resist film, and is performed to change the surface of the hydrophilic wafer to be hydrophobic. In such a hydrophobizing treatment, a hydrophobizing agent, for example, HMDS (Hexamethyldisilazane) gas is supplied to the surface of the wafer for a predetermined time, and the surface of the wafer and HMDS are chemically reacted. That is, the hydroxyl group on the surface of the wafer is replaced with a trimethylsilanol group by this chemical reaction to make the surface of the wafer hydrophobic. As a result, it is possible to prevent the resist film from peeling off from the surface of the wafer in the subsequent process.
上述した疎水化処理を適切に行うためには、ウェハとHMDSの化学反応を促進させるべく、適切な濃度のHMDSガスを用いることが重要である。疎水化処理が適切に行われないと、その後のレジスト塗布処理が適切に行われず、例えばロット不良が生じ、歩留まりが低下する。 In order to properly perform the above-mentioned hydrophobization treatment, it is important to use an HMDS gas having an appropriate concentration in order to promote the chemical reaction between the wafer and HMDS. If the hydrophobization treatment is not properly performed, the subsequent resist coating treatment is not properly performed, for example, lot defects occur, and the yield is lowered.
そこで、HMDSガスの濃度を監視する必要がある。例えば特許文献1には、定電位電解方式のHMDS濃度センサを用いて、HMDSガスの濃度を測定することが開示されている。また、同特許文献1には、疎水化処理により発生するNH3ガスの濃度を、隔膜電極方式のNH3濃度センサを用いて測定することも開示されている。
Therefore, it is necessary to monitor the concentration of HMDS gas. For example,
しかしながら、上述した特許文献1に記載された方法のように、HMDSガス又はNH3ガスの濃度を直接測定する場合、測定に用いられる濃度センサが高価であり、また大型なものとなる。
However, as in the method described in
また、HMDSガスの濃度を測定するため、例えば赤外線センサを用いることも考えられる。しかしながら、赤外線センサもはやり高価で大型である。したがって、HMDS濃度の測定には改善の余地がある。 It is also conceivable to use, for example, an infrared sensor to measure the concentration of the HMDS gas. However, infrared sensors are no longer expensive and large. Therefore, there is room for improvement in the measurement of the HMDS concentration.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、簡易な装置を用いて、処理ガスの濃度を適切に測定することを目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to appropriately measure the concentration of the processing gas by using a simple device.
前記の目的を達成するため、本発明者が鋭意検討した結果、HMDSガスの濃度と、HMDSガスを用いてイオンセンサで測定されるイオンの数とに相関があることを見出した。そして、このイオンセンサは、従来の濃度センサや赤外線センサに比して安価であり、また小型なものである。 As a result of diligent studies by the present inventor in order to achieve the above object, it has been found that there is a correlation between the concentration of HMDS gas and the number of ions measured by an ion sensor using HMDS gas. The ion sensor is cheaper and smaller than the conventional concentration sensor and infrared sensor.
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、本発明は、イオンを含む処理ガスを用いて被処理基板を処理する基板処理装置であって、被処理基板を収容する処理容器と、前記処理容器の内部に処理ガスを供給するガス供給部と、前記処理容器の内部を排気する排気部と、前記被処理基板と同形の測定用基板に設けられ、前記処理容器の内部のガスに含まれる前記イオンの数を測定するイオンセンサと、前記イオンセンサと共に前記測定用基板に設けられ、当該測定用基板の上方の風速を測定する風速センサと、を有することを特徴としている。 The present invention has been made based on such findings, and the present invention is a substrate processing apparatus for processing a substrate to be processed using a processing gas containing ions, and includes a processing container for accommodating the substrate to be processed and a processing container. A gas supply unit that supplies the processing gas to the inside of the processing container, an exhaust unit that exhausts the inside of the processing container, and a measurement substrate having the same shape as the substrate to be processed are provided for the gas inside the processing container. It is characterized by having an ion sensor that measures the number of the contained ions, and a wind velocity sensor that is provided on the measurement substrate together with the ion sensor and measures the wind velocity above the measurement substrate.
前記処理ガスはHMDSガスであってもよい。 The processing gas may be HMDS gas.
前記測定用基板の表面側における一の半面に前記イオンセンサが設けられ、他の半面に前記風速センサが設けられていてもよい。 The ion sensor may be provided on one half surface of the measurement substrate, and the wind speed sensor may be provided on the other half surface.
前記イオンセンサの内部には、ガスが流通するガス流通路が形成され、前記ガス流通路の内部には、イオンを捕集するための集電電極が設けられていてもよい。 A gas flow passage through which gas flows may be formed inside the ion sensor, and a current collecting electrode for collecting ions may be provided inside the gas flow passage.
前記ガス流通路は、直線状に延伸する直線部と、前記直線部に接続される屈曲部と、を有し、前記集電電極は屈曲部に設けられていてもよい。 The gas flow passage has a straight portion extending linearly and a bent portion connected to the straight portion, and the current collecting electrode may be provided at the bent portion.
前記集電電極は、前記ガス流通路の内側面を覆うように設けられていてもよい。 The current collecting electrode may be provided so as to cover the inner surface of the gas flow passage.
別な観点による本発明は、前記基板処理装置で用いられる測定用基板であって、前記イオンセンサと前記風速センサを有することを特徴としている。 The present invention from another viewpoint is a measurement substrate used in the substrate processing apparatus, and is characterized by having the ion sensor and the wind speed sensor.
本発明によれば、簡易な装置であるイオンセンサを用いてイオンの数を測定し、さらに測定されるイオンの数に基づいて、処理ガスの濃度を適切に測定することができる。そして、このように処理ガスの濃度を適切に制御することで、ロット不良を抑制し、製品の歩留まりを向上させることができる。 According to the present invention, the number of ions can be measured using an ion sensor, which is a simple device, and the concentration of the processing gas can be appropriately measured based on the number of ions to be measured. By appropriately controlling the concentration of the processing gas in this way, lot defects can be suppressed and the yield of the product can be improved.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書及び図面において、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the present specification and the drawings, elements having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.
<1.基板処理システム>
先ず、本実施の形態にかかる基板処理装置としての疎水化処理装置を備えた基板処理システムの構成について説明する。図1は、基板処理システム1の構成の概略を模式的に示す平面図である。図2及び図3は、各々基板処理システム1の内部構成の概略を模式的に示す、各々正面図と背面図である。そして、基板処理システム1では、被処理基板としてのウェハWに所定の処理を行う。
<1. Board processing system>
First, the configuration of the substrate processing system including the hydrophobic treatment apparatus as the substrate processing apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a plan view schematically showing an outline of the configuration of the
基板処理システム1は、図1に示すように複数枚のウェハWを収容したカセットCが搬入出されるカセットステーション10と、ウェハWに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション11と、処理ステーション11に隣接する露光装置12との間でウェハWの受け渡しを行うインターフェイスステーション13とを一体に接続した構成を有している。
As shown in FIG. 1, the
カセットステーション10には、カセット載置台20が設けられている。カセット載置台20には、基板処理システム1の外部に対してカセットCを搬入出する際に、カセットCを載置するカセット載置板21が複数設けられている。
The
カセットステーション10には、図1に示すようにX方向に延びる搬送路22上を移動自在なウェハ搬送装置23が設けられている。ウェハ搬送装置23は、上下方向及び鉛直軸周り(θ方向)にも移動自在であり、各カセット載置板21上のカセットCと、後述する処理ステーション11の第3のブロックG3の受け渡し装置との間でウェハWを搬送できる。
As shown in FIG. 1, the
処理ステーション11には、各種装置を備えた複数例えば4つのブロック、すなわち第1のブロックG1〜第4のブロックG4が設けられている。例えば処理ステーション11の正面側(図1のX方向負方向側)には、第1のブロックG1が設けられ、処理ステーション11の背面側(図1のX方向正方向側、図面の上側)には、第2のブロックG2が設けられている。また、処理ステーション11のカセットステーション10側(図1のY方向負方向側)には、既述の第3のブロックG3が設けられ、処理ステーション11のインターフェイスステーション13側(図1のY方向正方向側)には、第4のブロックG4が設けられている。
The
例えば第1のブロックG1には、図2に示すように複数の液処理装置、例えばウェハWを現像処理する現像処理装置30、ウェハWのレジスト膜の下層に反射防止膜(以下「下部反射防止膜」という)を形成する下部反射防止膜形成装置31、ウェハWにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置32、ウェハWのレジスト膜の上層に反射防止膜(以下「上部反射防止膜」という)を形成する上部反射防止膜形成装置33が下からこの順に配置されている。
For example, in the first block G1, as shown in FIG. 2, a plurality of liquid treatment devices, for example, a
例えば現像処理装置30、下部反射防止膜形成装置31、レジスト塗布装置32、上部反射防止膜形成装置33は、それぞれ水平方向に3つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置30、下部反射防止膜形成装置31、レジスト塗布装置32、上部反射防止膜形成装置33の数や配置は、任意に選択できる。
For example, the developing
これら現像処理装置30、下部反射防止膜形成装置31、レジスト塗布装置32、上部反射防止膜形成装置33では、例えばウェハW上に所定の処理液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハW上に処理液を吐出すると共に、ウェハWを回転させて、処理液をウェハWの表面に拡散させる。
In these developing
例えば第2のブロックG2には、図3に示すようにウェハWの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理装置40や、レジスト液とウェハWとの定着性を高めるために疎水化処理を行う疎水化処理装置41、ウェハWの外周部を露光する周辺露光装置42が上下方向と水平方向に並べて設けられている。これら熱処理装置40、疎水化処理装置41、周辺露光装置42の数や配置についても、任意に選択できる。なお、疎水化処理装置41の構成については後述する。
For example, as shown in FIG. 3, the second block G2 includes a
例えば第3のブロックG3には、複数の受け渡し装置50、51、52、53、54、55、56が下から順に設けられている。また、第4のブロックG4には、複数の受け渡し装置60、61、62が下から順に設けられている。
For example, in the third block G3, a plurality of
図1に示すように第1のブロックG1〜第4のブロックG4に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Dが形成されている。ウェハ搬送領域Dには、例えばY方向、X方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有する、ウェハ搬送装置70が複数配置されている。ウェハ搬送装置70は、ウェハ搬送領域D内を移動し、周囲の第1のブロックG1、第2のブロックG2、第3のブロックG3及び第4のブロックG4内の所定の装置にウェハWを搬送できる。
As shown in FIG. 1, a wafer transfer region D is formed in a region surrounded by the first block G1 to the fourth block G4. In the wafer transfer region D, for example, a plurality of
また、ウェハ搬送領域Dには、図3に示すように、第3のブロックG3と第4のブロックG4との間で直線的にウェハWを搬送するシャトル搬送装置80が設けられている。
Further, as shown in FIG. 3, the wafer transfer region D is provided with a
シャトル搬送装置80は、例えば図3のY方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置80は、ウェハWを支持した状態でY方向に移動し、第3のブロックG3の受け渡し装置52と第4のブロックG4の受け渡し装置62との間でウェハWを搬送できる。
The
図1に示すように第3のブロックG3のX方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置90が設けられている。ウェハ搬送装置90は、例えばX方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置90は、ウェハWを支持した状態で上下に移動して、第3のブロックG3内の各受け渡し装置にウェハWを搬送できる。
As shown in FIG. 1, a
インターフェイスステーション13には、ウェハ搬送装置100と受け渡し装置101が設けられている。ウェハ搬送装置100は、例えばY方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置100は、例えば搬送アームにウェハWを支持して、第4のブロックG4内の各受け渡し装置、受け渡し装置101及び露光装置12との間でウェハWを搬送できる。
The
以上の基板処理システム1には、図1に示すように制御部200が設けられている。制御部200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、基板処理システム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、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム1における後述の疎水化処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどの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、その記憶媒体から制御部200にインストールされたものであってもよい。
As shown in FIG. 1, the
<2.疎水化処理装置>
次に、上述した疎水化処理装置41の構成について説明する。図4は、疎水化処理装置41の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。図5は、疎水化処理装置41の構成の概略を模式的に示す平面図である。
<2. Hydrophobization treatment equipment>
Next, the configuration of the above-mentioned
疎水化処理装置41は、ウェハWを収容し、上部が開口する有底の略U字状の処理容器300と、処理容器300の開口を覆う蓋体301とを有している。処理容器300の底面上部には、ウェハWを載置する載置台302が設けられている。載置台302の内部には、ウェハWを加熱するためのヒータ303が設けられている。
The
載置台302の下方には、ウェハWを下方から支持し昇降させるための昇降ピン304が設けられている。昇降ピン304は、昇降駆動部305により上下動できる。載置台302及び処理容器300には、厚み方向に貫通する貫通孔306が形成されており、昇降ピン304は、貫通孔306を挿通するようになっている。
Below the mounting table 302, an elevating
蓋体301は、水平な天板310と、天板310の外周縁部から鉛直下方に延伸して設けられた側板311を備えている。側板311の下端部311aは、処理容器300の上端部300aと対向しており、処理容器300と蓋体301とに囲まれた領域に処理空間Aが形成される。
The
蓋体301は、当該蓋体301を処理容器300に対して相対的に昇降動させる昇降機構312を備えている。この、昇降機構312により、側板311の下端部311aと処理容器300の上端部300aとの間に、所定の隙間Gが形成されるように、蓋体301の処理容器300に対する高さ方向の位置が調整されている。
The
蓋体301には、処理容器300の内部にあるウェハWの上面に対して処理ガス及びパージガスを供給するガス供給部320が設けられている。ガス供給部320において、蓋体301中央部の下面にはガス供給口321が形成されている。ガス供給口321には、蓋体301の内部に形成されたガス流路322が連通している。
The
ガス流路322には、ガス供給管323が接続されている。ガス供給管323には、さらにHMDSガス供給管324と窒素ガス供給管325が接続されている。HMDSガス供給管324には、処理ガスとしてのHMDSガスを供給するHMDSガス供給源326が接続されている。また、HMDSガス供給管324には、HMDSガスの流通を制御するバルブ327が設けられている。窒素ガス供給管325には、パージガスとしての窒素ガスを供給する窒素ガス供給源328が接続されている。また、窒素ガス供給管325には、窒素ガスを圧送するためのレギュレータ329と、窒素ガスの流通を制御するバルブ330が、窒素ガス供給源328側からこの順で設けられている。そして、バルブ327、330により、ウェハWに対して供給するガスを、HMDSガスと窒素ガスとに交互に切り替えることができる。
A
HMDSガス供給源326には、HMDS液供給管331が接続されている。HMDS液供給管331にはさらに、内部に液体状のHMDS液を貯留するHMDS液タンク332が接続されている。また、HMDS液供給管331には、HMDS液の流通を制御するバルブ333が設けられている。そして、HMDS液供給管331から供給されたHMDS液は、HMDSガス供給源326において気化されてHMDSガスに変化する。
The HMDS
また、HMDSガス供給源326には、上述した窒素ガス供給源328に連通する窒素ガス供給管334が接続されている。また、窒素ガス供給管334には、窒素ガスを圧送するためのレギュレータ335と、窒素ガスの流通を制御するバルブ336が、窒素ガス供給源328側からこの順で設けられている。そして、HMDSガス供給源326の内部のHMDSガスは、窒素ガス供給源328から供給される窒素ガスにより、処理容器300の内部に圧送される。
Further, the HMDS
蓋体301には、処理容器300(処理空間A)の内部を排気する排気部340が設けられている。排気部340において、蓋体301の側板311の下端部311aには、複数の排気口341が形成されている。これら複数の排気口341は、下端部311aの周方向に沿って、環状で等間隔に設けられている。各排気口341には、蓋体301の内部に形成された排気路342が連通している。
The
排気路342には、排気管343が接続されている。排気管343にはさらに、例えば真空ポンプなどの排気装置344が接続されている。また、排気管343には、ガスの流通を制御するバルブ345が設けられている。
An
排気管343には、排気装置344とバルブ345の間において、イオンセンサ346が設けられている。イオンセンサ346は、排気管343の内部を流れるガス中のイオンの数(単位体積当たりのイオンの数)を測定することができる。
The
具体的に図6に示すように、イオンセンサ346の内部には、ガスが流通するガス流通路350が形成されている。ガス流通路350の内側面には反発電極351が設けられ、ガス流通路350の内部には集電電極352が設けられている。そして、反発電極351がイオンと同じ極性の電極となるように、当該反発電極351に電圧を印加する。例えばイオンが陽イオンの場合、反発電極351を陽極にする。そうすると、イオンは反発電極351から離れる方向に流れ、集電電極352に捕集される。そして、集電電極352の電圧を測定することで、予め求められた単位体積あたりのイオンの数と電圧の関係から、イオンの数が測定される。こうして、ガス中のイオンの数を測定することができる。
Specifically, as shown in FIG. 6, a
このように排気管343にイオンセンサ346を設ける目的は、ガス中のイオンの数を測定することで、HMDSガスの濃度を測定することである。ここで、本発明者が鋭意検討したところ、図7に示すように、例えば時間T1〜T2の間、疎水化処理装置41を起動させて、ガス供給部320によって処理空間Aの内部にHMDSガスを供給しつつ、排気部340によって処理空間Aの内部を排気すると、イオンセンサ346によって測定されるイオンの数(単位体積当たりのイオンの数)が増加することが分かった。換言すれば、HMDSガスの濃度が増加すると、イオンの数も増加する。したがって、HMDSガスの濃度とイオンの数とに相関があることが分かった。そして、本実施の形態では、イオンセンサ346で測定されるイオンの数に基づいて、HMDSガスの濃度を算出して監視することができる。
The purpose of providing the
<3.ウェハ処理>
次に、以上のように構成された基板処理システム1を用いて行われるウェハ処理について説明する。
<3. Wafer processing>
Next, the wafer processing performed by using the
先ず、複数のウェハWを収納したカセットCが、基板処理システム1のカセットステーション10に搬入され、カセット載置板21に載置される。その後、ウェハ搬送装置23によりカセットC内の各ウェハWが順次取り出され、処理ステーション11の第3のブロックG3の受け渡し装置53に搬送される。
First, the cassette C containing the plurality of wafers W is carried into the
次に、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送され温度調節処理される。その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって例えば第1のブロックG1の下部反射防止膜形成装置31に搬送され、ウェハW上に下部反射防止膜が形成される。その後、ウェハWは、第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送され、加熱処理が行われる。その後、ウェハWは、第3のブロックG3の受け渡し装置53に戻される。
Next, the wafer W is transferred by the
次に、ウェハWは、ウェハ搬送装置90によって同じ第3のブロックG3の受け渡し装置54に搬送される。その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第2のブロックG2の疎水化処理装置41に搬送され、疎水化処理が行われる。この疎水化処理装置41における疎水化処理については後述する。
Next, the wafer W is transferred by the
その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によってレジスト塗布装置32に搬送され、ウェハW上にレジスト膜が形成される。その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって熱処理装置40に搬送されて、プリベーク処理される。その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第3のブロックG3の受け渡し装置55に搬送される。
After that, the wafer W is transferred to the resist
次に、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって上部反射防止膜形成装置33に搬送され、ウェハW上に上部反射防止膜が形成される。その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって熱処理装置40に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後、ウェハWは、周辺露光装置42に搬送され、周辺露光処理される。
Next, the wafer W is conveyed to the upper antireflection
その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第3のブロックG3の受け渡し装置56に搬送される。
After that, the wafer W is transferred by the
次に、ウェハWは、ウェハ搬送装置90によって受け渡し装置52に搬送され、シャトル搬送装置80によって第4のブロックG4の受け渡し装置62に搬送される。その後、ウェハWは、インターフェイスステーション13のウェハ搬送装置100によって露光装置12に搬送され、所定のパターンで露光処理される。
Next, the wafer W is conveyed to the
次に、ウェハWは、ウェハ搬送装置100によって第4のブロックG4の受け渡し装置60に搬送される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって熱処理装置40に搬送され、露光後ベーク処理される。その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって現像処理装置30に搬送され、現像される。現像終了後、ウェハWは、ウェハ搬送装置90によって熱処理装置40に搬送され、ポストベーク処理される。
Next, the wafer W is transferred by the
その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第3のブロックG3の受け渡し装置50に搬送され、その後カセットステーション10のウェハ搬送装置23によって所定のカセット載置板21のカセットCに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。
After that, the wafer W is transported by the
<4.疎水化処理>
次に、上述した疎水化処理装置41における疎水化処理について説明する。疎水化処理にあたっては、昇降機構312により蓋体301を所定の位置まで上昇させる。そして、処理容器300と蓋体301との間からウェハWが搬入され、載置台302上にウェハWが載置される。
<4. Hydrophobization treatment>
Next, the hydrophobizing treatment in the above-mentioned
次いで、蓋体301の下端部311aと処理容器300の上端部300aとの間に所定の隙間Gが形成される位置まで蓋体301を下降させ、処理空間Aを形成する。
Next, the
次に、ヒータ303によりウェハWを例えば90℃〜150℃に加熱した後、HMDSガス供給源326からガス供給部320のガス供給口321を介して所定の濃度のHMDSガスを処理空間Aの内部に所定の流量で供給する。また、HMDSガスの供給と共に排気装置344を起動し、排気部340の排気口341から所定の流量でHMDSガスを排気する。これにより、ウェハWの中央上方から供給されたHMDSガスは、ウェハWの上方をウェハWの外周縁部に向かって拡散するように流れる。そして、HMDSガスに接触したウェハWの表面が疎水化される。また、ウェハWの外周縁部まで拡散したHMDSガスは、ウェハWの外方に設けられた排気部340の排気口341から排気される。
Next, after the wafer W is heated to, for example, 90 ° C. to 150 ° C. by the
この疎水化処理の際、イオンセンサ346でイオンの数を測定することで、HMDSガスの濃度を測定する。ここで、従来、例えばHMDSガスを処理空間Aの内部に供給する時間は、事前に評価した最悪条件を積み重ね、さらにマージンを持たせた時間となっている。これに対して、本実施の形態では、イオンセンサ346でHMDSガスの濃度を測定して監視することで、このHMDSガスの供給時間を最小限に抑えることができる。その結果、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。
During this hydrophobization process, the concentration of HMDS gas is measured by measuring the number of ions with the
HMDSガスを所定の時間供給してウェハW表面の全面を疎水化処理した後、HMDSガスの供給を停止する。そして、窒素ガス供給管325からガス供給部320のガス供給口321を介して窒素ガスを所定の流量で供給して、処理空間A内に残存するHMDSガスをパージする。また、HMDSガスの供給と共に排気装置344を起動し、排気部340の排気口341から所定の流量でHMDSガスを排気する。
After supplying the HMDS gas for a predetermined time to hydrophobize the entire surface of the wafer W, the supply of the HMDS gas is stopped. Then, nitrogen gas is supplied from the nitrogen
このパージの際、イオンセンサ346でイオンの数を測定することで、HMDSガスの濃度を測定する。ここで、従来、例えばパージを行う時間は、事前に評価した最悪条件を積み重ね、さらにマージンを持たせた時間となっている。これに対して、本実施の形態では、イオンセンサ346でHMDSガスの濃度を測定して監視することで、このパージを行う時間を最小限に抑えることができる。その結果、ウェハ処理のスループットをさらに向上させることができる。
At the time of this purging, the concentration of HMDS gas is measured by measuring the number of ions with the
処理空間Aの内部のパージが完了した後、排気装置344を停止させる。次いで、昇降機構312により蓋体301を所定の高さまで上昇させ、疎水化処理が完了したウェハWを処理容器300の外部に搬出される。こうして、疎水化処理装置41における疎水化処理が終了する。
After the purging inside the processing space A is completed, the
以上の実施の形態によれば、イオンセンサ346のように安価で小型なものを用いて、HMDSガスの濃度を測定して監視することができる。その結果、適切な濃度のHMDSガスを用いて疎水化処理を適切に行うことができ、ロット不良を抑制して、製品の歩留まりを向上させることができる。
According to the above embodiment, the concentration of the HMDS gas can be measured and monitored by using an inexpensive and compact one such as the
また、上述したように疎水化処理におけるHMDSガスの供給時間を最小限に抑えることができ、また窒素ガスによるパージ時間を最小限に抑えることができるので、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。 Further, as described above, the supply time of the HMDS gas in the hydrophobizing treatment can be minimized, and the purging time with nitrogen gas can be minimized, so that the throughput of the wafer processing can be improved. ..
なお、従来、HMDSガス供給源326と窒素ガス供給源328を接続する窒素ガス供給管334にマスフローメータ(図示せず)を設け、このマスフローメータで窒素ガスの流量を測定することで、HMDSの濃度を推定していた。しかしながら、このマスフローメータでは、例えば処理容器300からHMDSガスが漏れてHMDSガスの濃度が変化した場合や、ガス供給管323からHMDSガスが漏れてHMDSガスの濃度が変化した場合などを検知することができない。本実施の形態では、このようなHMDSガスの濃度の変化も検知することができる。
Conventionally, a mass flow meter (not shown) is provided in a nitrogen
<5.他の実施の形態>
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
<5. Other embodiments>
Next, other embodiments of the present invention will be described.
<5−1.他の実施の形態の疎水化処理装置>
以上の実施の形態において、イオンセンサ346は排気部340の排気管343に設けられていたが、イオンセンサ346が設けられる場所はこれに限定されない。例えば図8及び図9に示すように、イオンセンサ346は、排気部340の排気管343において、排気装置344の下流側に設けられていてもよい。また、イオンセンサ346は、ガス供給部320のガス供給管323に設けられていてもよいし、HMDSガス供給管324に設けられていてもよい。さらに、図示はしないが、イオンセンサ346は、処理容器300の内部に設けられていてもよい。
<5-1. Hydrophobic treatment device of another embodiment>
In the above embodiment, the
いずれの場合でも、上記実施の形態と同様の効果を享受することができ、すなわちイオンセンサ346を用いてHMDSガスの濃度を監視することで、疎水化処理を適切に行い、製品の歩留まりを向上させることができる。また、ウェハ処理のスループットを向上させることも可能となる。
In any case, the same effect as that of the above embodiment can be enjoyed, that is, by monitoring the concentration of HMDS gas using the
なお、イオンセンサ346をガス供給部320に設けた場合、処理前のHMDSガスをイオンセンサ346に通過させることになり、当該HMDSガスが汚染されるおそれがある。そうすると、疎水化処理が適切に行われない場合がある。そこで、このように疎水化処理への影響を回避するため、イオンセンサ346は排気部340に設けられるのがより好ましい。
If the
<5−2.他の実施の形態のイオンセンサ>
以上の実施の形態では、イオンセンサ346は反発電極351と集電電極352を有していたが、イオンセンサ346の構成はこれに限定されない。例えば図10に示すように、反発電極351を省略してもよい。HMDSガスは引火性があるため、イオンセンサ346には防爆対策が施されているのが好ましい。本実施の形態では、反発電極351を省略することで、電圧の印加を回避できるので、イオンセンサ346を防爆仕様にすることができる。
<5-2. Ion sensors of other embodiments>
In the above embodiment, the
また、図11に示すようにガス流通路350は、直線状に延伸する直線部353と、直線部353に接続される屈曲部354とを有し、この屈曲部354に集電電極352を設けてもよい。かかる場合、直線部353を直線状に流通するイオンは、屈曲部354の集電電極352に衝突して確実に捕集される。したがって、イオンセンサ346を防爆仕様にしつつ、集電電極352でのイオンの捕集を効率よく行うことができる。
Further, as shown in FIG. 11, the
また、図12に示すように集電電極352は、ガス流通路350の内側面を覆うように設けられていてもよい。かかる場合でも、イオンは集電電極352に衝突して確実に捕集される。したがって、イオンセンサ346を防爆仕様にしつつ、集電電極352でのイオンの捕集を効率よく行うことができる。
Further, as shown in FIG. 12, the
<5−3.他の実施の形態の測定用ウェハ>
以上の実施の形態では、イオンセンサ346は疎水化処理装置41に設けられていたが、図13に示すように測定用基板としての測定用ウェハTに設けられていてもよい。測定用ウェハTは、ウェハWと同一形状を有している。
<5-3. Wafers for measurement in other embodiments>
In the above embodiment, the
測定用ウェハT上には、複数のイオンセンサ346、接続基板400、及び各イオンセンサ346と接続基板400を接続する配線401が設けられている。接続基板400には、プリント配線基板402を介してアナログ基板403が接続されている。アナログ基板403はさらに、ロガー(図示せず)や制御装置(図示せず)に接続されている。そして、イオンセンサ346で測定されたデータは、これらロガーや制御装置に出力される。
A plurality of
ここで、従来、ウェハW上に疎水化処理が適切に行われているかどうかの検査は、例えば接触角計を用いて行われていた。しかしながら、この接触角計は高価である。また、接触角計は疎水化処理装置41の外部に設けられるため、疎水化処理されたウェハWを当該接触角計に搬送した上で検査する必要があるため、検査に非常に手間がかかる。
Here, conventionally, an inspection as to whether or not the hydrophobizing treatment is appropriately performed on the wafer W has been performed using, for example, a contact angle meter. However, this contact angle meter is expensive. Further, since the contact angle meter is provided outside the
この点、本実施の形態では、測定用ウェハTを疎水化処理装置41の内部に搬送して疎水化処理を行い、複数のイオンセンサ346を用いて、測定用ウェハT上のHMDSの濃度を測定することができる。したがって、従来の接触角計を用いた検査を省略し、安価に、しかも簡易的に、疎水化処理が適切に行われているかどうかの検査を行うことができる。
In this regard, in the present embodiment, the measurement wafer T is transported to the inside of the
以上の実施の形態では、イオンセンサ346で測定されたデータは有線で出力されていたが、無線で出力されてもよい。図14に示すように、測定用ウェハT上には、複数のイオンセンサ346、計測回路410、及び各イオンセンサ346と計測回路410を接続する配線411が設けられている。計測回路410は、例えばアナログ回路、メモリ、電源、無線通信回路などを備えている。そして、計測回路410で計測されたデータは、例えば無線によって計測回路410から外部の制御装置412に出力される。
In the above embodiment, the data measured by the
かかる場合でも、上記実施の形態と同様の効果を享受することができ、すなわち安価に、しかも簡易的に、疎水化処理が適切に行われているかどうかの検査を行うことができる。 Even in such a case, the same effect as that of the above-described embodiment can be enjoyed, that is, it is possible to inexpensively and simply inspect whether or not the hydrophobization treatment is appropriately performed.
以上の実施の形態の測定用ウェハT上には、イオンセンサ346の他に、図15に示すように測定用ウェハT上のガスの風速を測定する風速センサ420が設けられていてもよい。かかる場合、例えば測定用ウェハTにおいて、一の半面に複数のイオンセンサ346が設けられ、他の半面に複数の風速センサ420が設けられる。風速センサ420には、配線421を介して接続基板422が接続されている。接続基板422には、プリント配線基板423を介してアナログ基板424が接続されている。アナログ基板424は、ロガー(図示せず)や制御装置(図示せず)に接続されている。そして、風速センサ420で測定されたデータは、これらロガーや制御装置に出力される。
On the measurement wafer T of the above embodiment, in addition to the
なお、図14に示したようにイオンセンサ346で測定されたデータは無線で出力されてもよく、同様に風速センサ420で測定されたデータも無線で出力されてもよい。
As shown in FIG. 14, the data measured by the
かかる場合、例えば測定用ウェハTを反転させて2回計測することで、イオンセンサ346によって測定用ウェハTの全面のHDMSガスの濃度を測定することができ、また風速センサ420によって測定用ウェハTの全面のガスの風速を測定することができる。そして、このようにHDMSガスの濃度とガスの風速の両方を測定することで、疎水化処理が適切に行われているかどうかの検査をさらに精緻に行うことができる。
In such a case, for example, by inverting the measurement wafer T and measuring twice, the concentration of HDMS gas on the entire surface of the measurement wafer T can be measured by the
また、測定用ウェハT上には、さらに測定用ウェハTの温度を測定する温度センサ(図示せず)が設けられていてもよい。すなわち、測定用ウェハT上には、イオンセンサ346に加え、風速センサ420に代えて温度センサが設けられていてもよいし、風速センサ420と温度センサの両方が設けられていてもよい。かかる場合、測定用ウェハTの温度も測定することで、疎水化処理が適切に行われているかどうかの検査をさらに精緻に行うことができる。
Further, a temperature sensor (not shown) for measuring the temperature of the measurement wafer T may be further provided on the measurement wafer T. That is, on the measurement wafer T, in addition to the
以上の実施の形態では、処理ガスとしてHMDSの濃度を測定する場合について説明したが、本発明は処理ガスがイオンを含んでいれば、他の処理ガスの濃度を測定する場合にも適用することができる。また、当該他の処理ガスを用いて、疎水化処理以外の他の処理を適切に行うことが可能となる。 In the above embodiment, the case of measuring the concentration of HMDS as the processing gas has been described, but the present invention is also applicable to the case of measuring the concentration of another processing gas if the processing gas contains ions. Can be done. In addition, the other treatment gas can be used to appropriately perform treatments other than the hydrophobization treatment.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the ideas described in the claims, which naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood as a thing.
1 基板処理システム
41 疎水化処理装置
200 制御部
300 処理容器
301 蓋体
320 ガス供給部
340 排気部
346 イオンセンサ
350 ガス流通路
351 反発電極
352 集電電極
353 直線部
354 屈曲部
420 風速センサ
A 処理空間
W ウェハ
T 測定用ウェハ
1
Claims (7)
被処理基板を収容する処理容器と、
前記処理容器の内部に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器の内部を排気する排気部と、
前記被処理基板と同形の測定用基板に設けられ、前記処理容器の内部のガスに含まれる前記イオンの数を測定するイオンセンサと、
前記イオンセンサと共に前記測定用基板に設けられ、当該測定用基板の上方の風速を測定する風速センサと、を有することを特徴とする、基板処理装置。 A substrate processing device that processes a substrate to be processed using a processing gas containing ions.
A processing container that houses the substrate to be processed and
A gas supply unit that supplies processing gas to the inside of the processing container,
An exhaust unit that exhausts the inside of the processing container and
An ion sensor provided on a measurement substrate having the same shape as the substrate to be processed and measuring the number of the ions contained in the gas inside the processing container.
A substrate processing apparatus comprising the ion sensor and a wind speed sensor provided on the measurement substrate and measuring the wind speed above the measurement substrate.
前記ガス流通路の内部には、イオンを捕集するための集電電極が設けられていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置。 A gas flow path through which gas flows is formed inside the ion sensor.
The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a current collecting electrode for collecting ions is provided inside the gas flow passage.
前記集電電極は屈曲部に設けられていることを特徴とする、請求項4に記載の基板処理装置。 The gas flow passage has a straight portion extending linearly and a bent portion connected to the straight portion.
The substrate processing apparatus according to claim 4, wherein the current collecting electrode is provided at a bent portion.
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