JP2023008412A - 基板集積装置、プラズマ処理装置、および基板の集積方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリアに、プラズマ処理前の基板と、プラズマ処理が施された基板とが収納される場合であっても、プラズマ処理が施された基板に残留していた化合物が、プラズマ処理前の基板の表面に付着するのを抑制することができる基板集積装置、プラズマ処理装置、および基板の集積方法を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る基板集積装置は、複数の基板を積層状に収納し、収納された前記複数の基板を密閉した状態で搬送可能なキャリアが載置される載置部と、前記キャリアの外部から、前記キャリアの開口を介して、前記キャリアの内部にガスを供給するガス供給部と、を備えている。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板集積装置、プラズマ処理装置、および基板の集積方法に関する。

半導体装置やフラットパネルディスプレイなどの製造においては、例えば、フッ素、塩素、硫黄などを含む腐食性のガスを用いたプラズマ処理により、基板の表面を処理している。
一般的なプラズマ処理装置には、複数の基板を積層状（多段状）に収納したキャリアが着脱自在に装着される。そして、キャリアに収納された基板を一枚ずつ取り出して、基板にプラズマ処理を施し、プラズマ処理が施された基板をキャリアに戻している。一般的には、プラズマ処理が施された基板は、キャリアの、プラズマ処理前の当該基板が収納されていた位置に収納される。

ここで、フッ素などの腐食性のガスを用いたプラズマ処理を行うと、プラズマ処理が施された基板の表面にフッ素などの化合物が残留する場合がある。基板の表面にフッ素などの化合物が残留していると、次工程における処理に支障が生ずる場合がある。そのため、一般的には、次工程の処理を施す前に、プラズマ処理が施された基板の表面を洗浄している。従来においては、基板の表面を洗浄すれば、基板の表面に残留する化合物を除去することができるので、次工程における歩留まりを向上することができると考えられていた。

ところが、基板の表面を洗浄しても、次工程における歩留まりが向上できないことが判明した。本発明者らは、鋭意研究の結果、キャリアに、プラズマ処理前の基板と、プラズマ処理が施された基板とが収納されると、プラズマ処理が施された基板の表面に残留する化合物が気化してプラズマ処理前の基板の表面に付着することが判明した。そして、化合物が付着している基板にプラズマ処理を施すと、プラズマ処理に悪影響を及ぼし、結果として、次工程における歩留まりを向上させるのが困難となることを発見した。

この場合、プラズマ処理前の基板が収納されるキャリアと、プラズマ処理が施された基板が収納されるキャリアと、を別々に設けるようにすれば、プラズマ処理前の基板の表面に化合物が付着するのを抑制することができる。

ところが、キャリアを別々に設けたりすると、キャリアの設置場所が大きくなり、プラズマ処理装置の大型化を招くことになる。また、キャリアには、バーコードシールやＩＤタグなどの識別マークが付され、識別マークにより、キャリアに収納されている基板の工程管理が行われている。そのため、基板１００を別のキャリアに入れ換えると、工程管理が繁雑となる。

この様に、キャリアを別々に設けたり、プラズマ処理前の基板を別のキャリアに入れ換えたりすると、プラズマ処理装置の大型化、処理時間の長時間化などの新たな問題が生じることになる。

ここで、キャリアに、プラズマ処理前の基板と、プラズマ処理が施された基板とを収納し、キャリアの底面側から、キャリアの内部にパージガスを導入する技術が提案されている。（例えば、特許文献１を参照）
ところが、プラズマ処理前の基板は、キャリアの下側から上側に向けて順次取り出される。そのため、キャリアの底面側から、キャリアの内部にパージガスを導入すると、パージガスがキャリアの上側にあるプラズマ処理前の基板に届かなかったり、気化した化合物がプラズマ処理前の基板に導かれたりするおそれがある。

そこで、キャリアに、プラズマ処理前の基板と、プラズマ処理が施された基板とが収納される場合であっても、プラズマ処理が施された基板に残留していた化合物が、プラズマ処理前の基板の表面に付着するのを抑制することができる技術の開発が望まれていた。

特開２０１７－２２０５６１号公報

本発明が解決しようとする課題は、キャリアに、プラズマ処理前の基板と、プラズマ処理が施された基板とが収納される場合であっても、プラズマ処理が施された基板に残留していた化合物が、プラズマ処理前の基板の表面に付着するのを抑制することができる基板集積装置、プラズマ処理装置、および基板の集積方法を提供することである。

実施形態に係る基板集積装置は、複数の基板を積層状に収納し、収納された前記複数の基板を密閉した状態で搬送可能なキャリアが載置される載置部と、前記キャリアの外部から、前記キャリアの開口を介して、前記キャリアの内部にガスを供給するガス供給部と、を備えている。

本発明の実施形態によれば、キャリアに、プラズマ処理前の基板と、プラズマ処理が施された基板とが収納される場合であっても、プラズマ処理が施された基板に残留していた化合物が、プラズマ処理前の基板の表面に付着するのを抑制することができる基板集積装置、プラズマ処理装置、および基板の集積方法が提供される。

本実施の形態に係るプラズマ処理装置を例示するためのレイアウト図である。 受け渡し部を例示するための模式断面図である。 処理部の一例を例示するための模式断面図である。 他の実施形態に係る処理部の一例を例示するための模式断面図である。 基板集積装置を例示するための模式断面図である。 ノズルの配置を例示するための模式断面図である。 ガス供給部の効果を例示するためのグラフである。 ガス供給部の効果を例示するためのグラフである。 他の実施形態に係るガス供給部を例示するための模式断面図である。 他の実施形態に係るガス供給部を例示するための模式断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本実施の形態に係るプラズマ処理装置１を例示するためのレイアウト図である。
図１に示すように、プラズマ処理装置１は、例えば、コントローラ２、基板集積装置３、キャリア４、ロードロック部５、受け渡し部６、および処理部７を有する。

コントローラ２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算部と、メモリなどの記憶部とを有する。コントローラ２は、例えば、コンピュータなどである。コントローラ２は、例えば、記憶部に格納されている制御プログラムに基づいて、プラズマ処理装置１に設けられた各要素の動作を制御する。
例えば、コントローラ２は、後述するガス供給部３４を制御する。例えば、コントローラ２は、後述する開閉装置３２ｂ（図５参照）により、キャリア４の開口を塞ぐ扉が開いた後に、ガス供給部３４を制御して、キャリア４の内部にガスを供給する。また、コントローラ２は、キャリア４に収納されていた複数の基板１００ｂに処理が施され、次工程の処理の準備が整うまでの間、キャリア４の内部にガスを供給し続ける。
なお、ガス供給部３４の制御などに関する詳細は後述する。

基板集積装置３には、少なくとも１つのキャリア４を着脱自在に取り付けることができる。図１に例示をした基板集積装置３には、３つのキャリア４が取り付けられている。
キャリア４は、複数の基板１００を積層状（多段状）に収納し、収納された複数の基板１００を密閉した状態で搬送することができる。キャリア４は、箱状を呈し、内部に、基板１００を支持する複数のスロットを有する。キャリア４の一方の側面には開口が設けられている。そのため、開口を介して、複数のスロットに基板１００を受け渡したり、複数のスロットから基板１００を取り出したりすることができる。また、キャリア４には開口を塞ぐ扉が設けられている。
キャリア４は、いわゆるポッドとすることができる。ポッドは、例えば、ＦＯＵＰ(Front-Opening Unified Pod)、ＳＭＩＦ（Standard of Mechanical Interface）などである。ただし、キャリア４は、例示をしたものに限定されるわけではない。

基板１００には特に限定がない。例えば、基板１００は、キャリア４に収納可能な板状体とすることができる。例えば、基板１００は、半導体ウェーハ、カラス基板などとすることができる。
なお、基板集積装置３に関する詳細は後述する。

ロードロック部５は、基板集積装置３と受け渡し部６との間に設けられている。ロードロック部５は、雰囲気の圧力が異なる、基板集積装置３と受け渡し部６との間で、基板１００の受け渡しを行う。そのため、ロードロック部５は、チャンバ５１、排気部５２、および、ガス供給部５３を有する。

チャンバ５１は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造を有している。チャンバ５１の側壁には、基板１００の搬入と搬出を行うための開口が設けられている。また、開口を開閉するゲートバルブ５１ａが設けられている。チャンバ５１は、ゲートバルブ５１ａを介して、受け渡し部６のチャンバ６１に接続されている。また、チャンバ５１は、ゲートバルブ５１ａを介して、基板集積装置３の筐体３３に接続されている。

排気部５２は、チャンバ５１の内部を排気して、チャンバ５１の内部の圧力が、受け渡し部６のチャンバ６１の内部の圧力と略同等となるようにする。排気部５２は、例えば、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）と、圧力制御部（ＡＰＣ：Auto Pressure Controller）などを有する。
なお、チャンバ５１の内部の圧力をチャンバ６１の内部の圧力よりも高い圧力としてもよい。この場合、ＴＭＰに代わってドライポンプやメカニカルブースタポンプなどを用いるようにしてもよい。

ガス供給部５３は、チャンバ５１の内部にガスを供給して、チャンバ５１の内部の圧力が、基板集積装置３の筐体３３の内部の圧力と略同等となるようにする。供給されるガスは、例えば、クリーンドライエア（ＣＤＡ）や窒素ガスなどである。

受け渡し部６は、処理部７とロードロック部５との間に設けられている。受け渡し部６は、処理部７とロードロック部５との間における基板１００の受け渡しを行う。
図２は、受け渡し部６を例示するための模式断面図である。
なお、図２は、図１における受け渡し部６のＡ－Ａ線断面図である。
図２に示すように、受け渡し部６は、チャンバ６１、搬送部６２、および排気部６３を有する。

チャンバ６１は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造を有している。チャンバ６１は、ゲートバルブ７４ｂ（１７１ｃ）を介して、処理部７（１７）のチャンバ７４（１７１）と接続されている。

搬送部６２は、チャンバ６１の内部に設けられている。搬送部６２は、処理部７とロードロック部５との間において、基板１００の受け渡しを行う。例えば、搬送部６２は、処理部７に対して、基板１００の搬入と搬出を行う。搬送部６２は、例えば、基板１００を保持するアームを有する搬送ロボット（例えば、多関節ロボット）とすることができる。

排気部６３は、チャンバ６１の内部を所定の圧力まで減圧する。排気部６３は、例えば、圧力制御部６３ａを介して、チャンバ６１の底面に接続される。排気部６３は、例えば、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）とすることができる。
圧力制御部６３ａは、チャンバ６１の内部の圧力を検出する図示しない圧力計の出力に基づいて、チャンバ６１の内部の圧力が所定の圧力となるように制御する。圧力制御部６３ａは、例えば、オートプレッシャーコントローラ（ＡＰＣ：Auto Pressure Controller）などとすることができる。

処理部７は、大気圧よりも減圧された雰囲気において、基板１００にプラズマ処理を施す。処理部７は、例えば、腐食性のガスを用いたプラズマ処理を行う。腐食性のガスは、例えば、フッ素、塩素、硫黄などを含むガスである。フッ素を含むガスは、例えば、ＣＦ_４、ＣＦ_３、ＣＨＦ_３などである。塩素を含むガスは、例えば、Ｃｌ_２などである。硫黄を含むガスは、例えば、ＳＦ_６などである。

処理部７は、例えば、プラズマエッチングや、プラズマアッシングなどを行う装置とすることができる。ただし、プラズマ処理の種類には特に限定はない。
また、プラズマの発生方法にも特に限定はなく、例えば、高周波やマイクロ波などを用いてプラズマを発生させることができる。
すなわち、処理部７は、腐食性のガスを用いたプラズマ処理により、基板１００を処理するものであればよい。

また、処理部７の数にも特に限定はない。処理部７は、少なくとも１つ設けられていればよい。処理部７を複数設ける場合には、同じ種類のプラズマ処理を行う装置を設けることもできるし、異なる種類のプラズマ処理を行う装置を設けることもできる。また、同じ種類のプラズマ処理を行う装置を複数設ける場合には、処理条件がそれぞれ異なるようにすることもできるし、処理条件がそれぞれ同じになるようにすることもできる。

図１に示すプラズマ処理装置１には、一例として、同じ種類のプラズマ処理を行う処理部７が４つ設けられている。

図３は、処理部７の一例を例示するための模式断面図である。
処理部７は、一般に「ＣＤＥ（Chemical Dry Etching；ケミカルドライエッチング）装置」、あるいは、「リモートプラズマ装置」と呼ばれるマイクロ波励起型の装置である。処理部７は、プラズマＰを用いてプロセスガスＧからプラズマ生成物を生成し、主に、プラズマ生成物に含まれているラジカルを用いて基板１００の処理を行う。

図３に示すように、処理部７は、例えば、プラズマ発生部７１、排気部７２、マイクロ波発生部７３、チャンバ７４、載置部７５、およびガス供給部７６を有する。

プラズマ発生部７１は、例えば、放電管７１ａ、導入導波管７１ｂ、および輸送管７１ｃを有する。
放電管７１ａは、内部にプラズマＰを発生させる領域を有し、チャンバ７４から離隔した位置に設けられている。放電管７１ａは管状を呈し、マイクロ波Ｍに対する透過率が高くエッチングされにくい材料から形成することができる。例えば、放電管７１ａは、アルミナや石英などの誘電体から形成される。

導入導波管７１ｂは、放電管７１ａと略直交するように放電管７１ａの外側に接続されている。導入導波管７１ｂの終端には終端整合器７１ｂ１が設けられている。また、導入導波管７１ｂの入口側（マイクロ波Ｍの導入側）にはスタブチューナ７１ｂ２が設けられている。

導入導波管７１ｂと放電管７１ａの接続部分には、環状のスロット７１ｂ３が設けられている。導入導波管７１ｂの内部を伝播したマイクロ波Ｍは、スロット７１ｂ３を介して、放電管７１ａの内部に放射される。

輸送管７１ｃの一方の端部は、放電管７１ａの、ガス供給部７６側とは反対側の端部に接続されている。輸送管７１ｃの他方の端部は、チャンバ７４に接続されている。輸送管７１ｃは、プラズマ生成物に含まれているラジカルに対する耐性のある材料から形成される。輸送管７１ｃは、例えば、石英、ステンレス、セラミックス、フッ素樹脂などから形成される。

排気部７２は、チャンバ７４の内部を所定の圧力まで減圧する。排気部７２は、例えば、圧力制御部６３ａを介して、チャンバ７４の底面に接続することができる。排気部７２は、例えば、前述した排気部６３と同様とすることができる。

マイクロ波発生部７３は、導入導波管７１ｂの、放電管７１ａ側とは反対側の端部に設けられている。マイクロ波発生部７３は、所定の周波数（例えば２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波Ｍを発生させ、導入導波管７１ｂに向けて放射する。

チャンバ７４は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造を有している。チャンバ７４の側壁には、基板１００の搬入と搬出を行うための開口７４ａが設けられている。また、開口７４ａを開閉するゲートバルブ７４ｂが設けられている。チャンバ７４は、ゲートバルブ７４ｂを介して、受け渡し部６のチャンバ６１に接続されている。

また、チャンバ７４の内部には、整流板７４ｃを設けることができる。整流板７４ｃは、載置部７５の載置面と略平行となるようにチャンバ７４の内壁に設けることができる。整流板７４ｃとチャンバ７４の天井との間の空間には、輸送管７１ｃを介して、ラジカルを含んだガスが導入される。整流板７４ｃが設けられていれば、基板１００の処理面におけるラジカルの量を略均一にするのが容易となる。

載置部７５は、チャンバ７４の内部に設けられている。載置部７５の上面には、基板１００が載置される。この場合、基板１００は、載置部７５の上面に直接載置されるようにしてもよいし、図示しない支持部材などを介して載置部７５に載置されるようにしてもよい。また、載置部７５には、静電チャックなどの保持装置を設けることができる。

ガス供給部７６は、放電管７１ａの、チャンバ７４側とは反対側の端部に接続されている。ガス供給部７６は、放電管７１ａの内部にプロセスガスＧを供給する。また、ガス供給部７６と、放電管７１ａとの間には、圧力制御部７６ａを設けることができる。圧力制御部７６ａは、放電管７１ａの内部に供給するプロセスガスＧの圧力を制御する。
プロセスガスＧは、前述した腐食性のガスである。

基板１００にプラズマ処理を施す際には、排気部７２によりチャンバ７４の内部が所定の圧力にまで減圧される。この際、チャンバ７４と連通する放電管７１ａの内部も減圧される。次に、ガス供給部７６から圧力制御部７６ａを介して所定の圧力のプロセスガスＧが放電管７１ａの内部に供給される。また、マイクロ波発生部７３から所定のパワーのマイクロ波Ｍが導入導波管７１ｂの内部に放射される。放射されたマイクロ波Ｍは導入導波管７１ｂの内部を伝播し、スロット７１ｂ３を介して放電管７１ａの内部に放射される。

放電管７１ａの内部に放射されたマイクロ波Ｍのエネルギーにより、プラズマＰが発生する。発生したプラズマＰにより、プロセスガスＧが励起、活性化されて、ラジカルやイオンなどを含むプラズマ生成物が生成される。

プラズマ生成物を含むガスは、輸送管７１ｃを介してチャンバ７４の内部に供給される。この際、寿命の短いイオンなどはチャンバ７４の内部に到達できず、寿命の長いラジカルがチャンバ７４の内部に到達する。チャンバ７４の内部に供給されたラジカルを含むガスは、整流板７４ｃにより整流されて基板１００の処理面に到達し、エッチング処理などのプラズマ処理が行われる。この場合、主に、ラジカルによる化学的な処理が行われる。また、物理的な処理に用いられるイオンは、チャンバ７４の内部に供給されないので、基板１００の処理面がイオンにより損傷を受けることがない。そのため、処理部７は、例えば、イオンを用いたエッチング処理により生じたダメージを除去するのに好適である。

図４は、他の実施形態に係る処理部１７の一例を例示するための模式断面図である。
図４に例示をする処理部１７は、誘導結合プラズマ処理装置である。すなわち、高周波エネルギーにより発生させたプラズマＰを用いて、プロセスガスＧからプラズマ生成物を生成し、基板１００の処理を行う装置の一例である。

図４に示すように、処理部１７は、例えば、チャンバ１７１、載置部１７２、アンテナ１７３、高周波電源１７４ａ、１７４ｂ、ガス供給部１７５、排気部１７６などを備えている。

チャンバ１７１は、例えば、有底の略円筒形状を呈し、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造を有している。チャンバ１７１の上部には、透過窓１７１ａが気密となるように設けられている。透過窓１７１ａは、板状を呈し、高周波エネルギーに対する透過率が高く、プラズマ処理を行った際にエッチングされにくい材料から形成することができる。透過窓１７１ａは、例えば、石英などの誘電体材料から形成される。

チャンバ１７１の側壁には、基板１００の搬入と搬出を行うための開口１７１ｂが設けられている。また、開口１７１ｂを開閉するゲートバルブ１７１ｃが設けられている。チャンバ１７１は、ゲートバルブ１７１ｃを介して、受け渡し部６のチャンバ６１に接続されている。

載置部１７２は、チャンバ１７１の内部に設けられている。載置部１７２の上面には、基板１００が載置される。この場合、基板１００は、載置部１７２の上面に直接載置されるようにしてもよいし、図示しない支持部材などを介して載置部１７２に載置されるようにしてもよい。また、載置部１７２には、静電チャックなどの保持装置を設けることができる。

アンテナ１７３は、チャンバ１７１の内部のプラズマＰを発生させる領域に高周波エネルギー（電磁エネルギー）を供給する。チャンバ１７１の内部に供給された高周波エネルギーによりプラズマＰが発生する。例えば、アンテナ１７３は、透過窓１７１ａを介して、チャンバ１７１の内部に高周波エネルギーを供給する。

高周波電源１７４ａは、整合器１７４ａ１を介して、アンテナ１７３に電気的に接続されている。整合器１７４ａ１には、高周波電源１７４ａ側のインピーダンスと、プラズマＰ側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合回路などが設けられている。高周波電源１７４ａは、プラズマＰを発生させるための電源である。すなわち、高周波電源１７４ａは、チャンバ１７１の内部において高周波放電を生じさせてプラズマＰを発生させるために設けられている。高周波電源１７４ａは、１００ＫＨｚ～１００ＭＨｚ程度の周波数を有する高周波電力をアンテナ１７３に印加する。

高周波電源１７４ｂは、整合器１７４ｂ１を介して、載置部１７２に電気的に接続されている。整合器１７４ｂ１には、高周波電源１７４ｂ側のインピーダンスと、プラズマＰ側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合回路などが設けられている。高周波電源１７４ｂは、載置部１７２に載置された基板１００に引き込むイオンのエネルギーを制御する。高周波電源１７４ｂは、イオンを引き込むために適した周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ以下）を有する高周波電力を載置部１７２に印加する。

ガス供給部１７５は、流量制御部１７５ａを介して、チャンバ１７１の内部のプラズマＰを発生させる領域にプロセスガスＧを供給する。流量制御部１７５ａは、例えば、マスフローコントローラ（ＭＦＣ：Mass Flow Controller）などとすることができる。ガス供給部１７５は、例えば、チャンバ１７１の側壁であって、透過窓１７１ａの近傍に接続することができる。

排気部１７６は、チャンバ１７１の内部を所定の圧力まで減圧する。排気部１７６は、例えば、圧力制御部６３ａを介して、チャンバ１７１の底面に接続することができる。排気部１７６は、例えば、前述した排気部６３と同様とすることができる。

基板１００にプラズマ処理を施す際には、排気部１７６によりチャンバ１７１の内部が所定の圧力にまで減圧され、ガス供給部１７５から所定量のプロセスガスＧがチャンバ１７１の内部のプラズマＰを発生させる領域に供給される。一方、高周波電源１７４ａから所定のパワーの高周波電力がアンテナ１７３に印加され、電磁エネルギーが透過窓１７１ａを介してチャンバ１７１の内部に放射される。また、基板１００を載置する載置部１７２には高周波電源１７４ｂから所定のパワーの高周波電力が印加され、プラズマＰから基板１００に向かうイオンを加速させる電界が形成される。

チャンバ１７１の内部に放射された電磁エネルギーによりプラズマＰが発生し、発生したプラズマＰにより、プロセスガスＧが励起、活性化されて中性活性種、イオンなどのプラズマ生成物が生成される。そして、この生成されたプラズマ生成物が基板１００に供給されることで、基板１００にプラズマ処理が施される。

なお、以上においては、処理部の一例として、ＣＤＥ装置（リモートプラズマ装置）と、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）装置とを説明したが、処理部は、これらのプラズマ装置に限定されるわけではない。例えば、処理部は、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ：Capacitively Coupled Plasma）装置（例えば、平行平板型ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置）、他のマイクロ波励起型のプラズマ装置（例えば、ＳＷＰ（Surface Wave Plasma：表面波プラズマ）装置）などであってもよい。なお、プラズマ装置の基本的な構成には、既知の技術を適用することができるので、詳細な説明は省略する。

次に、基板集積装置３についてさらに説明する。
図５は、基板集積装置３を例示するための模式断面図である。
なお、図５は、図１における基板集積装置３のＢ－Ｂ線断面図である。
図５に示すように、基板集積装置３は、例えば、搬送部３１、載置部３２、筐体３３、および、ガス供給部３４を有する。

搬送部３１は、筐体３３の内部に設けられる。搬送部３１は、基板集積装置３の載置部３２に取り付けられたキャリア４と、ロードロック部５との間における基板１００の搬送と受け渡しを行う。搬送部３１には、関節を有するアーム３１ａが設けられ、アーム３１ａの先端には、基板１００を保持する保持手段が設けられている。搬送部３１は、アーム３１ａを屈曲させるように伸縮させて、基板１００を、キャリア４またはロードロック部５に受け渡したり、取り出したりすることができる。

また、アーム３１ａは、基部３１ｃに設けられている。基部３１ｃは、移動部３１ｂに設けられている。移動部３１ｂは、例えば、複数のキャリア４が並ぶ方向に、基部３１ｃを移動させる。そのため、移動部３１ｂは、アーム３１ａに保持された基板１００を所定の位置まで搬送することができる。

また、例えば、基部３１ｃに、アーム３１ａの回転方向や上下方向の位置を調整する手段を設けることもできる。また、例えば、基部３１ｃに、アーム３１ａの方向を変換させる手段を設けることもできる。

載置部３２は、例えば、ステージ３２ａ、および開閉装置３２ｂを有する。
ステージ３２ａは、筐体３３の外部に設けられている。ステージ３２ａは、例えば、筐体３３の側面に設けることができる。ステージ３２ａは、ロードロック部５に対向する位置に設けることができる。

ステージ３２ａの上面には、キャリア４が着脱自在に載置される。ステージ３２ａには、載置されたキャリア４の位置決めを行う位置決めピンと、載置されたキャリア４を保持するチャックなどを設けることができる。

開閉装置３２ｂは、キャリア４の開口を塞ぐ扉を開閉する。開閉装置３２ｂは、筐体３３の内部に設けられている。開閉装置３２ｂは、ステージ３２ａと対向する位置に設けることができる。

筐体３３は、箱状を呈し、外部からパーティクルが侵入しない程度の気密構造を有する。筐体３３のステージ３２ａ側の側面には、キャリア４の内部空間と連通する孔が設けられている。筐体３３のロードロック部５側の側面には、チャンバ５１の内部空間と連通する孔が設けられている。

筐体３３の天井部分には、フィルタ３３ａと送風ファン３３ｂを設けることができる。 フィルタ３３ａは、例えば、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）などとすることができる。
送風ファン３３ｂは、例えば、プロペラファンなどとすることができる。
筐体３３の底面には、排気口を設けることができる。

送風ファン３３ｂにより、筐体３３の内部に導入された空気は、フィルタ３３ａにより除塵され、筐体３３の内部を下向きに流れる。筐体３３の内部を流れた空気は、筐体３３の底面に設けられた排気口から外部に排出される。そのため、筐体３３の内部を清浄な空気で満たすことができる。また、筐体３３の内部に空気が導入されることで、筐体３３の内部の圧力を高めることができる。筐体３３の内部の圧力が、筐体３３の外部の圧力よりも高ければ、筐体３３の内部にパーティクルなどが侵入するのを抑制することができる。

ここで、プラズマ処理前の基板１００ｂが収納されるキャリア４と、プラズマ処理が施された基板１００ａが収納されるキャリア４と、を別々に設けるようにすれば、ステージ３２ａの大型化、ひいては基板集積装置３の大型化を招くことになる。また、基板１００の工程管理は、キャリア４に付された識別マークにより行われる。そのため、キャリア４を別々に設けるようにすると、工程管理が繁雑となる。

そのため、一般的には、キャリア４から取り出され、プラズマ処理が施された基板１００ａは、キャリア４の、プラズマ処理前の当該基板１００が収納されていた位置に収納される。すなわち、１つのキャリア４の内部に、プラズマ処理が施された基板１００ａと、ラズマ処理前の基板１００ｂとが収納される。

ここで、腐食性のガスを用いたプラズマ処理を行うと、プラズマ処理が施された基板１００ａの表面に、腐食性のガスに含まれていた成分が化合物として残留する場合がある。そのため、１つのキャリア４の内部に、プラズマ処理が施された基板１００ａと、プラズマ処理前の基板１００とが収納されると、プラズマ処理が施された基板１００ａの表面に残留する化合物が気化してプラズマ処理前の基板１００ｂの表面に付着する場合がある。本発明者らは、鋭意研究の結果、プラズマ処理前の基板１００ｂの表面に付着した化合物は、プラズマ処理に悪影響を及ぼし、結果として、次工程における歩留まりを悪化させることをつきとめた。

そこで、本実施の形態に係る基板集積装置３には、ガス供給部３４が設けられている。 ガス供給部３４は、キャリア４の外部から、キャリア４の開口を介して、キャリア４の内部にガスを供給する。ガスは、キャリア４の内部の上側の領域に供給される。そのため、キャリア４の内部に下向きのガスの流れが形成される。

前述したように、プラズマ処理前の基板１００ｂは、キャリア４の下側から上側に向けて順次取り出される。また、プラズマ処理が施された基板１００ａは、キャリア４の、プラズマ処理前の当該基板１００が収納されていた位置に収納される。そのため、キャリア４の下側の領域には、プラズマ処理が施された基板１００ａが収納され、キャリア４の上側の領域には、プラズマ処理前の基板１００ｂが収納される。

この場合、キャリア４の内部に、下向きのガスの流れが形成されれば、プラズマ処理が施された基板１００ａからプラズマ処理前の基板１００ｂに、前述した残留物の成分が移動するのを抑制することができる。

図１に示すように、ガス供給部３４は、ノズル３４ａ、ガス制御部３４ｂ、およびガス源３４ｃを有する。

ノズル３４ａは、キャリア４の内部の上側の領域にガスを噴射する。ノズル３４ａは、複数のキャリア４毎に設けることもできるし、複数のキャリア４に対して１つ設けることもできる。図１に例示をしたノズル３４ａは、３つのキャリア４に対して１つ設けられている。なお、一例として、複数のキャリア４が並ぶ方向に延びる管状のノズル３４ａを例示したが、ノズル３４ａの形態は適宜変更することができる。ノズル３４ａは、例えば、いわゆるスプレーノズルなどであってもよい。

ガス制御部３４ｂは、ノズル３４ａとガス源３４ｃとの間に設けられる。ガス制御部３４ｂは、ノズル３４ａに供給するガスの圧力および流量の少なくともいずれかを制御する。また、ガス制御部３４ｂは、ガスの供給の開始と、ガスの供給の停止とを切り替えることもできる。

ガス源３４ｃは、ガス制御部３４ｂを介して、ノズル３４ａにガスを供給する。ガス源３４ｃは、例えば、ガスが収納された高圧ボンベ、工場配管などとすることができる。
ガスは、基板１００との反応性が低く、且つ、含まれている水分が少ないものであれば特に限定がない。ガスは、例えば、クリーンドライエアや窒素ガスなどとすることができる。

図６は、ノズル３４ａの配置を例示するための模式断面図である。
図６に示すように、ノズル３４ａは、例えば、キャリア４の開口４ａの上端よりも上側に設けることができる。この場合、ノズルの噴射口３４ａ１は、キャリア４の開口４ａよりも上方に位置している。この様にすれば、ノズル３４ａと、搬送部３１のアーム３１ａとが干渉するのを防ぐことができる。

ノズル３４ａの噴射口３４ａ１は、基板１００の積層方向に直交する方向に対して下方に傾いている。そのため、基板１００の積層方向に直交する方向に対して下方に傾いた方向からキャリア４の内部にガスを供給することができる。この様にすれば、キャリア４の内部に下向きのガスの流れが形成され易くなる。そのため、プラズマ処理が施された基板１００ａからプラズマ処理前の基板１００ｂに、残留物の成分が移動するのを効果的に抑制することができる。

例えば、噴射口３４ａ１の中心線と、基板１００の積層方向に直交する方向との間の角度θは、５°～４０°程度とすることができる。例えば、基板１００の積層方向において、最も上側に収納されたプラズマ処理前の基板１００ｂの上面と、ノズル３４ａの中心との間の距離Ｈは、７５ｍｍ程度とすることができる。例えば、基板１００の積層方向に直交する方向において、プラズマ処理前の基板１００ｂの、開口４ａ側の端部と、ノズル３４ａの中心との間の距離Ｌは、１５０ｍｍ程度とすることができる。

図７は、ガス供給部３４の効果を例示するためのグラフである。
図７から分かるように、ガス供給部３４が設けられていれば、プラズマ処理前の基板１００ｂに残留物の成分が付着するのを大幅に低減させることができる。

図８も、ガス供給部３４の効果を例示するためのグラフである。
図８から分かるように、ガス供給部３４が設けられていれば、プラズマ処理前の基板１００ｂに残留物の成分がパーティクルとして付着するのを大幅に低減させることができる。また、プラズマ処理前の基板１００ｂがキャリア４の内部に長時間留められたとしても、プラズマ処理前の基板１００ｂに残留物の成分が付着するのを抑制することができる。

例えば、コントローラ２は、キャリア４に収納されていた複数の基板１００ｂに処理が施され、次工程の処理の準備が整うまでの間、キャリア４の内部にガスを供給し続けることができる。

図９は、他の実施形態に係るガス供給部１３４を例示するための模式断面図である。
ガス供給部１３４は、前述したガス供給部３４に、排気部３４ｄをさらに加えたものである。
キャリア４の底面には、ロードゲートポートが設けられている。そのため、例えば、ステージ３２ａに排気部３４ｄを設け、キャリア４がステージ３２ａに載置された際に、キャリア４のロードゲートポートに、排気部３４ｄが接続されるようにすることができる。排気部３４ｄは、例えば、ブロアなどとすることができる。

排気部３４ｄが設けられていれば、ノズル３４ａからキャリア４の内部に供給されたガスを、キャリア４の底面側から排出することができる。そのため、キャリア４の内部に下向きのガスの流れがさらに形成され易くなる。その結果、プラズマ処理が施された基板１００ａからプラズマ処理前の基板１００ｂに、残留物の成分が移動するのをさらに抑制することができる。

図１０は、他の実施形態に係るガス供給部２３４を例示するための模式断面図である。 ガス供給部２３４は、前述したガス供給部３４に、移動部３４ｅをさらに加えたものである。
移動部３４ｅは、基板１００の積層方向にノズル３４ａを移動させる。

前述したように、プラズマ処理が施された基板１００ａは、キャリア４の、プラズマ処理前の当該基板が収納されていた位置に収納される。また、プラズマ処理中の基板１００の数だけ、キャリア４の内部に空きスペース４ｂが生じる。空きスペース４ｂにガスを供給することができれば、プラズマ処理が施された基板１００ａが収納された領域と、プラズマ処理前の基板１００ｂが収納された領域とを供給されたガスにより分離することができる。そのため、プラズマ処理が施された基板１００ａからプラズマ処理前の基板１００ｂに、残留物の成分が移動するのをさらに効果的に抑制することができる。

この場合、空きスペース４ｂは、プラズマ処理の進行に応じて移動する。
移動部３４ｅが設けられていれば、空きスペース４ｂが移動したとしても、空きスペース４ｂにガスを供給することができる。空きスペース４ｂの位置は、例えば、搬送部３１が、プラズマ処理前の基板１００ｂを取り出した位置から求めることができる。また、ノズル３４ａなどに基板１００を検出するセンサを設け、センサにより空きスペース４ｂの位置を検出してもよい。

以上に説明した様に、本実施の形態に係る基板の集積方法は、キャリア４の、開口を塞ぐ扉が開いた後に、開口よりも上方からキャリア４の内部にガスを供給する。キャリア４は、複数の基板１００を積層状に収納し、収納された複数の基板１００を密閉した状態で搬送可能である。
また、基板の集積方法は、キャリア４に収納されていた複数の基板１００ｂに処理が施され、次工程の処理の準備が整うまでの間、キャリア４の内部に前記ガスを供給し続ける。

なお、基板の集積方法の内容は、前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。

以上、本実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、基板集積装置３、プラズマ処理装置１が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１ プラズマ処理装置、３ 基板集積装置、４ キャリア、７ 処理部、３１ 搬送部、３２ 載置部、３２ｂ 開閉装置、３３ 筐体、３４ ガス供給部、３４ａ ノズル、３４ａ１ 噴射口、３４ｂ ガス制御部、３４ｃ ガス源、３４ｄ 排気部、３４ｅ 移動部、１００ 基板、１００ａ プラズマ処理が施された基板、１００ｂ プラズマ処理前の基板、１３４ ガス供給部、２３４ ガス供給部

Claims (9)

1. 複数の基板を積層状に収納し、収納された前記複数の基板を密閉した状態で搬送可能なキャリアが載置される載置部と、
   前記キャリアの外部から、前記キャリアの開口を介して、前記キャリアの内部にガスを供給するガス供給部と、
   を備えた基板集積装置。
2. 前記ガス供給部は、前記ガスを噴射するノズルを有し、
   前記ノズルの噴射口は、前記キャリアの開口よりも上方に位置している請求項１記載の基板集積装置。
3. 前記ガス供給部は、前記ノズルを前記基板の積層方向に移動させる移動部をさらに備えた請求項２記載の基板集積装置。
4. 前記ガス供給部は、前記キャリアが前記載置部に載置された際に、前記キャリアの底面に設けられたロードゲートポートと接続される排気部をさらに備えた請求項２または３に記載の基板集積装置。
5. 前記ガス供給部を制御するコントローラをさらに備え、
   前記載置部は、前記キャリアの開口を塞ぐ扉を開閉する開閉装置を有し、
   前記コントローラは、前記開閉装置により、前記キャリアの開口を塞ぐ扉が開いた後に、前記ガス供給部を制御して、前記キャリアの内部に前記ガスを供給する請求項１～４のいずれか１つに記載の基板集積装置。
6. 前記コントローラは、前記キャリアに収納されていた前記複数の基板に処理が施され、次工程の処理の準備が整うまでの間、前記キャリアの内部に前記ガスを供給し続ける請求項５記載の基板集積装置。
7. 請求項１～６のいずれか１つに記載の基板集積装置と、
   腐食性のガスを用いたプラズマ処理により、基板を処理する処理部と、
   を備えたプラズマ処理装置。
8. 複数の基板を積層状に収納し、収納された前記複数の基板を密閉した状態で搬送可能なキャリアの、開口を塞ぐ扉が開いた後に、前記開口よりも上方から前記キャリアの内部にガスを供給する基板の集積方法。
9. 前記キャリアに収納されていた前記複数の基板に処理が施され、次工程の処理の準備が整うまでの間、前記キャリアの内部に前記ガスを供給し続ける請求項８記載の基板の集積方法。

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