JP4876337B2 - 処理システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に所定の処理を施すための複数の処理装置を有する処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体集積回路を製造するためにはウエハに対して成膜、エッチング、酸化、拡散等の各種の処理が行なわれる。そして、半導体集積回路の微細化及び高集積化によって、スループット及び歩留りを向上させるために、同一処理を行なう複数の処理装置、或いは異なる処理を行なう複数の処理装置を、共通の搬送室を介して相互に結合して、ウエハを大気に晒すことなく各種工程の連続処理を可能とした、いわゆるクラスタ化された処理システム装置が、例えば特開２０００−２０８５８９号公報や特開２０００−２９９３６７号公報等に開示されているように、すでに知られている。
【０００３】
図７はこのようなクラスタ化された従来の処理システムの一例を示す概略構成図である。図示するように、この処理システム２は、３つの処理装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃと、第１の搬送室６と、予熱機構を備えた２つのロードロック室８Ａ、８Ｂと、第２の搬送室１０と２つのカセット収容室１２Ａ、１２Ｂを有している。上記３つの処理装置４Ａ〜４Ｃは上記第２の搬送室６に共通に連結され、上記２つのロードロック室８Ａ、８Ｂは、上記第１及び第２の搬送室６、１０間に並列に介在されている。また、上記２つのカセット収容室１２Ａ、１２Ｂは、上記第２の搬送室１０に連結されている。そして、各室間には気密に開閉可能になされたゲートバルブＧが介在されている。
【０００４】
そして、上記第１及び第２の搬送室６、１０内には、それぞれ屈伸及び旋回可能になされた多関節式の第１及び第２搬送アーム１４、１６が設けられており、これにより半導体ウエハＷを保持して搬送することにより、ウエハＷを移載する。また、第２の搬送室１０内には、回転台１８と光学センサ２０よりなる位置合わせ機構２２が設けられており、カセット収容室１２Ａ或いは１２Ｂより取り込んだウエハＷを回転してこのオリエンテーションフラットやノッチを検出してその位置合わせを行なうようになっている。
半導体ウエハＷの処理に関しては、まず、Ｎ2 雰囲気の大気圧に維持されている第２の搬送室１０内の第２の搬送アーム１６により、いずれか一方のカセット収容室、例えば１２Ａ内のカセットＣから未処理の半導体ウエハＷを取り出し、これを第２の搬送室１０内の位置合わせ機構２２の回転台１８に載置する。そして、位置合わせ操作が終了すると、この搬送アーム１６は再度、この位置合わせ後のウエハＷを保持し、これをいずれか一方のロードロック室、例えば８Ａ内に収容する。このロードロック室８Ａ内では、必要に応じてウエハを予熱すると同時に、ロードロック室８Ａ内は所定の圧力に真空引きされる。
【０００５】
このように予熱操作が終了したならば、このロードロック室８Ａ内と予め真空状態になされている第１の搬送室６内とをゲートバルブＧを開いて連通し、予熱されたウエハＷを第１の搬送アーム１４で把持し、これを所定の処理装置、例えば４Ａ内に移載して所定の処理、例えば金属膜や絶縁膜などの成膜処理を行なう。
処理済みの半導体ウエハＷは、必要な場合には、更に他の処理装置４Ｂ、４Ｃ内にて所定の処理が連続的に行われ、そして、例えば前述した経路とは逆の経路を通り、例えばカセット収容室１２Ａの元のカセットＣ内に収容される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体ウエハ処理の高微細化、高集積化及び薄膜化の傾向が更に進むに従って、半導体ウエハ表面上に付着している水分や余分なガス成分を加熱により除去する処理、すなわちデガス処理（予熱処理）を、より十分に行う必要が生じている。このため、上記したような処理システムにあっては、ロードロック室８Ａ、８Ｂにてデガス処理が行われる。
【０００７】
しかしながら、上記半導体ウエハ表面は水分やガス成分が付着しているのみならず、予熱処理では簡単に除去できない有機物成分も付着している場合もあり、このように有機物成分が付着している場合にはこれを十分に除去することができなかった。この場合、有機物成分を除去する有機物除去処理装置を処理システムに組み入れることも考えられるが、成膜処理装置やスパッタ装置等の処理装置と比較して構造が簡単で、サイズも小さくて済む上記有機物除去処理装置を上記搬送室６に連設するのは、スペース有効利用の上から好ましくない。
また、最近にあっては、ＮＦ3 ガスやＨ2 ガスの存在下にてプラズマを用いてウエハ表面の自然酸化膜を除去する自然酸化膜除去装置を処理システムに組み入れる場合があるが、この場合には、上記自然酸化膜の除去処理に伴ってウエハ表面に反応副生成物（バイプロダクト）が付着することは避けられず、従って、この反応副生成物を除去するための加熱装置を、上記自然酸化膜除去装置の他に上記処理システムに連設して別途設けなければならず、この点よりも、スペース有効利用の上から好ましくなかった。
また、他の処理システムとして、カセット収容室１２Ａ、１２Ｂ内にてウエハを予熱するようにした装置も知られてはいるが、この場合にはデガス（Ｄｅｇａｓ）処理を十分に行うことができなかった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、占有スペースを大きくすることなく水分やガス成分のみならず、反応副生成物及び有機物成分も除去することができる処理システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に規定する発明は、被処理体に対して所定の処理を行う複数の処理装置と、前記複数の処理装置に共通に接続されて真空引き可能になされた共通搬送室と、前記共通搬送室内に設けられて前記処理装置との間で前記被処理体を搬送するための搬送手段と、前記共通搬送室の上側区画壁側に設けた加熱手段としての加熱ランプを有し、前記被処理体を予備加熱するために前記搬送手段により保持された状態の前記被処理体の周囲を囲むことができるように昇降可能になされたシャッタ部材により区画される予備加熱エリア部と、前記共通搬送室の上側区画壁側に設けた紫外線手段としての紫外線ランプを有し、前記被処理体に紫外線を照射するために前記搬送手段により保持された状態の前記被処理体の周囲を囲むことができるように昇降可能になされたシャッタ部材により区画される紫外線照射エリア部と、を備えたことを特徴とする処理システムである。
【０００９】
これによれば、共通搬送室内にて必要に応じて予備加熱エリア部にて被処理体を加熱することにより、被処理体の付着水分や付着ガス成分を除去したり、自然酸化膜除去処理によって発生した反応副生成物を除去したり、または、紫外線照射エリア部にて紫外線を照射することにより付着有機物を分解除去したりすることが可能となる。
しかも、上記予備加熱エリア部や紫外線照射エリア部は、共通搬送室に併せて設けるようにしているので、占有スペースが増加することもなく、省スペース化に寄与することが可能となる。
また、被処理体に対して高温で熱処理する直前に予備加熱エリア部にて被処理体を予熱しておけば、プロセス時に急激な昇温を行う必要がないので、被処理体の厚さ方向における温度差を低減してこれに反りが発生することを未然に防止することができる。
【００１０】
また、予備加熱エリア部はシャッタ部材により区画されているので、予熱によって飛散した水分やガス成分や反応副生成物の分解ガス成分が、共通搬送室内の他の領域に侵入することを可能な限り抑制することが可能となる。
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記予備加熱エリア部に対応する前記上側区画壁には、開口が設けられると共に前記開口には、透過窓が気密に設けられ、前記透過窓の外側に前記加熱手段が設けられる。
また、例えば請求項３に規定するように、前記紫外線照射エリア部に対応する前記上側区画壁には、開口が設けられると共に前記開口には、透過窓が気密に設けられ、前記透過窓の外側に前記紫外線照射手段が設けられる。
また、例えば請求項４に規定するように、少なくとも前記予備加熱エリア部に臨ませて真空排気口が設けられる。
これによれば、予備加熱エリア部にて発生したガス成分等を共通搬送室内の他の領域に流出させることなく、これを系外へ排出することが可能となる。
【００１２】
また、例えば請求項５に規定するように、少なくとも前記予備加熱エリア部には、これに不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段が設けられる。
これによれば、この予備加熱エリア部にて発生したガス成分等を効率的に系外へ排出することが可能となる。
また、例えば請求項６に規定するように、前記予備加熱エリア部と前記紫外線照射エリア部とは同一場所に設置されている。
これによれば、被処理体に対する予熱と紫外線の照射を同時に行うことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る処理システムの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る処理システムの一例を示す概略平面図、図２は予熱加熱エリア部を示す断面図、図３は予備加熱エリア部にて用いるシャッタ部材を示す斜視図、図４はシャッタ部材が上昇している時の予備加熱エリア部を示す断面図、図５は紫外線照射エリア部を示す断面図である。
図示するように、この処理システム３０は、複数、例えば４つの処理装置３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄと、やや細長い多角形状、例えば六角形状の共通搬送室３４とを主に有している。
【００１４】
具体的には、上記共通搬送室３４は、その対向する一対の一辺のみが、他の辺よりも少し長くなされて、多角形状、ここでは扁平な六角形状になっている。そして、この扁平六角形状の共通搬送室３４の４辺に集中させてその各辺に上記各処理装置３２Ａ〜３２Ｄが接合され、他側の２つの辺に、それぞれ第１及び第２のカセット室３６Ａ、３６Ｂがそれぞれ接合される。
上記共通搬送室３４と上記４つの各処理装置３２Ａ〜３２Ｄとの間及び上記共通搬送室３４と上記第１及び第２のカセット室３６Ａ、３６Ｂとの間は、それぞれ気密に開閉可能になされたゲートバルブＧ１〜Ｇ４及びＧ５、Ｇ６が介在して接合されて、クラスタツール化されており、必要に応じて共通搬送室３４内と連通可能になされている。また、上記第１及び第２の各カセット室３６Ａ、３６Ｂの反対側には、大気側であるクリーニングルームに対して開閉可能になされたゲートドアＧ７、Ｇ８が介在されている。この各カセット室３６Ａ、３６Ｂ内に収容される各カセットＣ１、Ｃ２には、それぞれ最大例えば２５枚の被処理体としての半導体ウエハＷを等ピッチで多段に載置して収容できるようになっており、各カセット室３６Ａ、３６Ｂの内部は例えばＮ2 ガス雰囲気で満たされている。
【００１５】
上記４つの処理装置３２Ａ〜３２Ｄでは、被処理体である半導体ウエハＷに対して同種の、或いは異種の処理を施すようになっている。そして、この共通搬送室３４内には、屈伸、昇降及び旋回可能になされた多関節アームよりなる搬送手段４０が設けられており、これは、互いに反対方向へ独立して屈伸できる２つのピック４０Ａ、４０Ｂを有しており、一度に２枚のウエハを取り扱うことができるようになっている。尚、上記搬送手段４０として１つのみのピックを有しているものも用いることができる。
そして、この共通搬送室３４内に、半導体ウエハＷのオリエンテーションフラットやノッチなどを検出してその位置合わせを行なう位置合わせ機構４４が設置されている。この位置合わせ機構４４は、ウエハＷを保持したままこれを回転させる回転台４６と上述したようにウエハＷのオリエンテーションフラットやノッチなどを光学的に検出する光学センサ４８とにより主に構成されている。
【００１６】
そして、この共通搬送室３４には、本発明の特徴とする予備加熱エリア部５０と紫外線照射エリア部５２とが設けられている。図１においては、上記２つのエリア部５０、５２は、内部の搬送手段４０を中心として互いに反対側に設置されている。
上記予備加熱エリア部５０は、半導体ウエハＷに熱線を照射してこれを所定の温度まで昇温し、付着水分や付着ガス等を飛ばすデガス処理、自然酸化膜除去処理等によってウエハ面に付着している反応副生成物の除去処理、予熱によりウエハの反り防止等を行うものであり、上記紫外線照射エリア部５２は、半導体ウエハＷに上記紫外線を照射してウエハ面に付着している有機物成分を分解して飛ばすデガス処理等を行うものである。
【００１７】
具体的には、まず、図２にも示すように上記予備加熱エリア部５０にあっては、このエリア部５０に対応する共通搬送室３４の上側区画壁５４に開口５６を形成し、この開口５６にＯリング等のシール部材５８を介して石英等よりなる透過窓６０が気密に接合されている。そして、この透過窓６０の上方には、反射板を兼ねるケーシング６２が設けられており、このケーシング６２内に加熱手段として複数の加熱ランプ６４をウエハ面に対応させて平面的に配置して設けている。この加熱ランプ６４としては発熱量の大きな、例えばハロゲンランプが用いられる。
そして、上記透過窓６０の周囲の上側区画壁５４には、これを貫通するようにして不活性ガス供給手段を構成する複数の不活性ガスノズル６６が設けられており、上記予備加熱エリア部５０内に不活性ガスとして例えばＮ2 ガスを流量制御しつつ必要時に供給し得るようになっている。
【００１８】
また、上記共通搬送室３４の下側区画壁７０には、この予備加熱エリア部５０の中心位置に臨ませて真空排気口７２が形成されると共に、この真空排気口７２には、図示しない真空ポンプ等を途中に介在させた真空排気系７４が接続されており、この共通搬送室３４内の雰囲気を真空引きできるようになっている。
更にこの共通搬送室３４内には、上記予備加熱エリア部５０の周囲を囲むようにし、或いは区画するようにして図３にも示すような円筒体状のシャッタ部材７６が昇降可能に設けられる。具体的には、このシャッタ部材７６は、例えばアルミナ等により、その内部に半導体ウエハＷを収容できる程度の大きさの円筒体状に成形されており、搬送手段４０（図１参照）が屈伸する搬送方向の側壁には、上記搬送手段４０のアーム部分との干渉を避けるための開口凹部７８が形成されている。このシャッタ部材７６は、複数、例えば３本の昇降ロッド８０（図２においては２本のみ記す）により支持されると共に、各支持ロッド８０は上記下側区画壁７０に形成した貫通孔８２を下方向へ挿通されている。そして、各支持ロッド８０の挿通部には、伸縮可能になされたベローズ８４が介設されており、上記共通搬送室３４内の気密性を維持しつつ上記各昇降ロッド７４を一体的に昇降移動できるようになっている。図４は上記昇降ロッド７４を上昇させて上記シャッタ部材７６を上方へ移動させた状態を示している。
【００１９】
一方、図５に示す上記紫外線照射エリア部５２の構成は、図２に示した予備加熱エリア部５０における加熱ランプ６４に代えて、紫外線照射手段として紫外線ランプ８６を用いた点を除き、他の構成は上記予備加熱エリア部５０の構成と同様になされている。
具体的には、まず、図５にも示すように上記紫外線照射エリア部５２にあっては、このエリア部５２に対応する共通搬送室３４の上側区画壁５４に開口９０を形成し、この開口９０にＯリング等のシール部材９２を介して石英等よりなる透過窓９４が気密に接合されている。そして、この透過窓９４の上方には、反射板を兼ねるケーシング９６が設けられており、このケーシング９６内に紫外線照射手段として複数の上記紫外線ランプ８６をウエハ面に対応させて平面的に配置して設けている。
そして、上記透過窓９４の周囲の上側区画壁５４には、これを貫通するようにしてガス供給手段を構成する複数のガスノズル９８が設けられており、上記紫外線照射エリア部５２内に不活性ガスとして例えばＮ2 ガス、または真空度によっては微量のＯ2 ガスを流量制御しつつ必要時に供給し得るようになっている。
【００２０】
また、上記共通搬送室３４の下側区画壁７０には、この紫外線照射エリア部５２の中心位置に臨ませて真空排気口１００が形成されると共に、この真空排気口１００には、図示しない真空ポンプ等を途中に介在させた真空排気系１０２が接続されており、この共通搬送室３４内の雰囲気を真空引きできるようになっている。尚、この真空排気系１０２は、前記予備加熱エリア部５０の真空排気系７４（図２参照）と連結されている。
更にこの共通搬送室３４内には、上記紫外線照射エリア部５２の周囲を囲むようにし、或いは区画するようにして図３に示したものと同様な構造の円筒体状のシャッタ部材１０４が昇降可能に設けられる。具体的には、このシャッタ部材１０４は、例えばアルミナ、透明石英等により、その内部に半導体ウエハＷを収容できる程度の大きさの円筒体状に成形されており、搬送手段４０（図１参照）が屈伸する搬送方向の側壁には、上記搬送手段４０のアーム部分との干渉を避けるための開口凹部１０６が形成されている。このシャッタ部材１０４は、複数、例えば３本の昇降ロッド１０８により支持されると共に、各支持ロッド１０８は上記下側区画壁７０に形成した貫通孔１１０を下方向へ挿通されている。そして、各支持ロッド１０８の挿通部には、伸縮可能になされたベローズ１１２が介設されており、上記共通搬送室３４内の気密性を維持しつつ上記各支持ロッド１０８を一体的に昇降移動できるようになっている。
【００２１】
次に、以上のような処理システム３０を用いて行なわれる動作について説明する。
まず、本発明について重要な点は、半導体ウエハＷの表面に付着している有機物成分を除去するデガス処理を行う場合には、この処理を紫外線照射エリア部５２で行い、また、半導体ウエハＷの表面に付着している水分やガス成分を除去するデガス処理のための予熱処理、自然酸化膜除去時にウエハ表面に付着した反応副生成物の除去処理のための予熱処理及びウエハの反り発生の防止の予熱処理等は予備加熱エリア部５０で行う点である。
まず、ここでは半導体ウエハＷの流れの一例を簡単に説明する。
例えば、２つのカセット室３６Ａ、３６Ｂの内のいずれか１つのカセット室、例えばカセット室３６Ａ内のカセットＣ１内から未処理の半導体ウエハＷを、搬送手段４０を駆動することによって一方のピック、例えばピック４０Ａで取り上げて保持し、このウエハＷを予め真空状態になされる共通搬送室３４内の位置合わせ機構４４まで搬送する。
【００２２】
次に、搬送手段４０のピック４０Ａに保持していた未処理のウエハを、空状態になっている回転台４６上に載置する。そして、このウエハＷを回転することによってその位置ずれ量を求めて、位置合わせを行うことになる。
そして、このように位置合わせされたウエハＷは、必要なデガス処理のための予熱処理、或いは反り防止のための予熱処理が行われた後に、各処理装置３２Ａ〜３２Ｄにて必要な処理が順次連続的に行われる。また、この連続処理の途中に、自然酸化膜の除去処理を行った場合には、その直後にはウエハ表面に反応副生成物が付着しているので、このウエハＷは、次の処理装置における処理に先立って上記予備加熱エリア部５０にて反応副生成物の除去処理が行われることになる。
ここで、具体的な処理方法を例にとってウエハＷの流れを説明する。
まず、処理装置３２Ａではウエハ表面に付着している自然酸化膜をプラズマ（加熱なし）によって除去する自然酸化膜除去処理を行い、処理装置３２Ｂでは略６５０℃にてウエハ表面に酸化膜（ＳｉＯ2 ）を形成する酸化膜成膜処理を行い、処理装置３２Ｃでは略４５０℃にてウエハ表面にＺｒＳｉＯ膜を形成する成膜処理を行い、処理装置３２Ｄで略７５０℃にてウエハにアニール処理を行う場合を例にとって説明する。
【００２３】
まず、共通搬送室３４内の位置合わせ機構４４にて位置合わせされたウエハＷは、この搬送手段４０を旋回駆動してウエハＷを紫外線照射エリア部５２に位置させる。
ここで、ウエハＷを例えばピック４０Ａで保持したまま、シャッタ部材１０４（図５参照）を上昇させてウエハＷの周囲をこのシャッタ部材１０４で囲む。この時のシャッタ部材１０４の位置は、図４に示す予備加熱エリア部５０におけるシャッタ部７６の位置と同じである。次に、紫外線ランプ８６を点灯し、これによって発生した紫外線ＵＶを、透過窓９４を介してウエハＷの表面に照射してこの表面に付着している有機物成分を紫外線ＵＶによって分解し、気化させて除去する。
この際、ガスノズル９８より不活性ガスとしてＮ2 ガス、または真空度によっては微量のＯ2 ガスを流量制御しつつ流し、且つこの真下の真空排気口１００より雰囲気ガスを真空引きすることにより、有機物成分を分解することによって発生したガスは、上記供給されるＮ2 ガス流により効率的に排除され、しかも、ウエハＷの周辺部から下方向の真空排気口１００に向けて円滑に排除されることになる。更に、このエリア部５２の周囲はシャッタ部材１０４により囲まれて区画されているので、発生したガス成分がこのエリア部５２から共通搬送室３４内の他の領域に漏れ出ることも極力抑制することが可能となる。尚、この有機物成分の処理装置においては、紫外線ＵＶによってウエハＷの温度はほとんど上昇することはない。
【００２４】
このように、有機物成分の除去処理が完了したならば、搬送手段４０を駆動してこのウエハＷを処理装置３２Ａ内に搬入する。そして、この処理装置３２Ａ内にて、例えばＮＨ3 ガス、Ｎ2 ガス、Ｈ2 ガスの存在下にてプラズマを立てて、ウエハＷの表面に付着していた自然酸化膜を除去する。この際、ウエハＷはプラズマ熱によって僅かに昇温されるが、積極的には加熱は行われない。
この自然酸化膜の除去処理では、ウエハ表面に例えばＳｉＦ4 やＮＨ3 等の化合物よりなる反応副生成物が付着することは避けられない。
【００２５】
次に、この自然酸化膜の除去処理が完了したウエハＷを、搬送手段４０を駆動して処理装置３２Ａから搬出すると共に、このウエハＷを予備加熱エリア部５０に位置させる。
ここで、ウエハＷを例えばピック４０Ａで保持したまま、シャッタ部材７６（図２参照）を上昇させてウエハＷの周囲をこのシャッタ部材７６で囲む。この時のシャッタ部材７６の位置は、図４に示される。次に、ハロゲンランプよりなる加熱ランプ６４を点灯し、これによって発生した熱線ＩＲを、透過窓６０を介してウエハＷの表面に照射してウエハＷを１００〜４５０℃程度の範囲内まで昇温し、この表面に付着している反応副生成物を分解して気化させて除去する。
この際、不活性ガスノズル６６より不活性ガスとしてＮ2 ガスを流量制御しつつ流し、且つこの真下の真空排気口７２より雰囲気ガスを真空引きすることにより、反応副生成物を分解することによって発生したガスは、上記供給されるＮ2 ガス流により効率的に排除され、しかも、ウエハＷの周辺部から下方向の真空排気口７２に向けて円滑に排除されることになる。更に、このエリア部５０の周囲はシャッタ部材７６により囲まれて区画されているので、発生したガス成分がこのエリア部５０から共通搬送室３４内の他の領域に漏れ出ることも極力抑制することが可能となる。特に、デガス処理と比較して、この反応副生成物の除去処理では多くの不純物ガスが発生するので、上記シャッタ部材７６の作用は重要である。
また、上述のように、ウエハＷを所定の温度、例えば１００〜４５０℃程度まで予備加熱しているので、次の成膜工程でウエハＷを更に昇温させる際に、ウエハＷに反りが発生することも防止することかできる。
【００２６】
このようにして、反応副生成物を分解除去するデガス処理が完了したならば、搬送手段４０を駆動してこのウエハＷを処理装置３２Ｂへ搬入し、ここでウエハ表面に酸化膜であるＳｉＯ2 膜の成膜処理を行う。このＳｉＯ2 膜の成膜処理では、ウエハＷを昇温して例えばプロセス温度を略６５０℃程度に設定し、Ｏ2 ガスと紫外線の存在下にてウエハ表面にＳｉＯ2 膜を形成する。
上述したように、ウエハＷの温度は、前処理である反応副生成物の除去処理にてすでに１００〜４５０℃程度まで昇温されているので、この温度からプロセス温度である６５０℃程度まで、ウエハＷの上下面に大きな温度差を生ぜしめることなく無理なく昇温でき、従って、ウエハＷに反りが発生することを確実に防止することが可能となる。
【００２７】
このように、酸化膜（ＳｉＯ2 膜）の成膜が完了したならば、搬送手段４０を駆動してこのウエハＷを次の処理装置３２Ｃへ搬送し、ここでプロセス温度略４５０℃程度で例えばＺｒＳｉＯ膜をＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等によって成膜する。
そして、ＺｒＳｉＯ膜の成膜が完了したならば、搬送手段４０を駆動してこのウエハＷを次の処理装置３２Ｄへ搬送し、ここでプロセス温度略７５０℃程度でウエハＷに対してアニール処理を施す。
このようにして、最後のアニール処理が完了したならば、搬送手段４０を駆動してこの処理済みのウエハＷを、例えば元のカセットＣ１へ搬送することになる。
【００２８】
本実施例では、紫外線照射エリア部５２にてウエハ表面の有機物成分の除去処理を行った後、直ちに処理装置３２Ａ内にて自然酸化膜の除去処理を行ったが、この直前に、或いは上記有機物成分の除去処理の前に、予備加熱エリア部５０にてウエハＷを、上述したような予備加熱することによってウエハ表面に付着している水分やガス成分を飛ばすようにしてもよい。
また、この実施例では１つのウエハＷに着目してその流れを説明したが、実際の処理では、２つのピック４０Ａ、４０Ｂを用いて先行するウエハと後行するウエハと置き換えしつつ処理が進んで行く。また、各処理装置３２Ａ〜３２Ｄにおける各プロセス時間は、上記デガス処理や反応副生成物の除去処理と比較して長いので、処理装置３２Ａ、３２Ｂに対するウエハＷの待ち時間中に上記デガス処理や反応副生成物の除去処理が行われる。
また、上記各エリア部５０、５２の設置位置は、上述した位置に限定されず、共通搬送室３４内の空きスペースならばどこに設けてもよい。
【００２９】
更に、本実施例では、２つのエリア部５０、５２を異なる位置に設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、両エリア部５０、５２を共通搬送室３４の同一場所に設置してもよい。図６はこのような本発明の変形例を示しており、ここでは図１及び図２において紫外線照射エリア部５２を設置した位置に、予備加熱エリア部５０の機能を兼ね備えるようにしている。この場合、図２に示した加熱ランプ５４等を下部区画壁７０側に設けている。すなわち、下部区画壁７０に開口部５６を形成してこの開口部５６にシール部材５８を介して透過窓６０を設け、この透過窓６０の下方に設けたケーシング６２内に、ハロゲンランプよりなる加熱ランプ６４を設けており、このランプ６４と上方の紫外線ランプ８６の両ランプ６４、８６を選択的に或いは同時に点灯可能としている。この構成によれば、両ランプ６４、８６を同時に点灯させることにより、ウエハ表面に付着する水分、ガス、有機物成分等を同時に除去することが可能となり、また、設備コストも少なくて済む。
尚、図６においては真空排気口を記載しておらず、これは別個に設けられる。また、上記加熱ランプ６４と紫外線ランプ８６の双方を、上下の区画壁のいずれか一方に集合させて設けるようにしてもよい。
また、ここでは加熱手段として加熱ランプ６４を用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、抵抗加熱ヒータを用いてもよい。
また、本実施例では、各プロセスは単に一例を示したに過ぎず、処理装置にてどのような処理を行う場合にも本発明を適用できるのは勿論である。
尚、以上の実施例では被処理体として半導体ウエハＷを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板等にも本発明を適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の処理システムによれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
本発明によれば、共通搬送室内にて必要に応じて予備加熱エリア部にて被処理体を加熱することにより、被処理体の付着水分や付着ガス成分を除去したり、自然酸化膜除去処理によって発生した反応副生成物を除去したり、または、紫外線照射エリア部にて紫外線を照射することにより付着有機物を分解除去したりすることができる。
しかも、上記予備加熱エリア部や紫外線照射エリア部は、共通搬送室に併せて設けるようにしているので、占有スペースが増加することもなく、省スペース化に寄与することができる。
また、被処理体に対して高温で熱処理する直前に予備加熱エリア部にて被処理体を予熱しておけば、プロセス時に急激な昇温を行う必要がないので、被処理体の厚さ方向における温度差を低減してこれに反りが発生することを未然に防止することができる。
また、予備加熱エリア部はシャッタ部材により区画されているので、予熱によって飛散した水分やガス成分や反応副生成物の分解ガス成分が、共通搬送室内の他の領域に侵入することを可能な限り抑制することができる。
請求項４に規定する発明によれば、予備加熱エリア部にて発生したガス成分等を共通搬送室内の他の領域に流出させることなく、これを系外へ排出することができる。
請求項５に規定する発明によれば、予備加熱エリア部にて発生したガス成分等を効率的に系外へ排出することができる。
請求項６に規定する発明によれば、被処理体に対する予熱と紫外線の照射を同時に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図２】予熱加熱エリア部を示す断面図である。
【図３】予備加熱エリア部にて用いるシャッタ部材を示す斜視図である。
【図４】シャッタ部材が上昇している時の予備加熱エリア部を示す断面図である。
【図５】紫外線照射エリア部を示す断面図である。
【図６】本発明の変形例を示す断面図である。
【図７】従来の処理システムの一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
３０ 処理システム
３２Ａ〜３２Ｄ 処理装置
３４ 共通搬送室
４０ 搬送手段
５０ 予備加熱エリア部
５２ 紫外線照射エリア部
６４ 加熱ランプ（加熱手段）
６６，９８ 不活性ガスノズル（不活性ガス供給手段）
７２，１００ 真空排気口
７６，１０４ シャッタ部材
８６ 紫外線ランプ（紫外線照射手段）
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に所定の処理を施すための複数の処理装置を有する処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体集積回路を製造するためにはウエハに対して成膜、エッチング、酸化、拡散等の各種の処理が行なわれる。そして、半導体集積回路の微細化及び高集積化によって、スループット及び歩留りを向上させるために、同一処理を行なう複数の処理装置、或いは異なる処理を行なう複数の処理装置を、共通の搬送室を介して相互に結合して、ウエハを大気に晒すことなく各種工程の連続処理を可能とした、いわゆるクラスタ化された処理システム装置が、例えば特開２０００−２０８５８９号公報や特開２０００−２９９３６７号公報等に開示されているように、すでに知られている。
【０００３】
図７はこのようなクラスタ化された従来の処理システムの一例を示す概略構成図である。図示するように、この処理システム２は、３つの処理装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃと、第１の搬送室６と、予熱機構を備えた２つのロードロック室８Ａ、８Ｂと、第２の搬送室１０と２つのカセット収容室１２Ａ、１２Ｂを有している。上記３つの処理装置４Ａ〜４Ｃは上記第２の搬送室６に共通に連結され、上記２つのロードロック室８Ａ、８Ｂは、上記第１及び第２の搬送室６、１０間に並列に介在されている。また、上記２つのカセット収容室１２Ａ、１２Ｂは、上記第２の搬送室１０に連結されている。そして、各室間には気密に開閉可能になされたゲートバルブＧが介在されている。
【０００４】
そして、上記第１及び第２の搬送室６、１０内には、それぞれ屈伸及び旋回可能になされた多関節式の第１及び第２搬送アーム１４、１６が設けられており、これにより半導体ウエハＷを保持して搬送することにより、ウエハＷを移載する。また、第２の搬送室１０内には、回転台１８と光学センサ２０よりなる位置合わせ機構２２が設けられており、カセット収容室１２Ａ或いは１２Ｂより取り込んだウエハＷを回転してこのオリエンテーションフラットやノッチを検出してその位置合わせを行なうようになっている。
半導体ウエハＷの処理に関しては、まず、Ｎ2 雰囲気の大気圧に維持されている第２の搬送室１０内の第２の搬送アーム１６により、いずれか一方のカセット収容室、例えば１２Ａ内のカセットＣから未処理の半導体ウエハＷを取り出し、これを第２の搬送室１０内の位置合わせ機構２２の回転台１８に載置する。そして、位置合わせ操作が終了すると、この搬送アーム１６は再度、この位置合わせ後のウエハＷを保持し、これをいずれか一方のロードロック室、例えば８Ａ内に収容する。このロードロック室８Ａ内では、必要に応じてウエハを予熱すると同時に、ロードロック室８Ａ内は所定の圧力に真空引きされる。
【０００５】
このように予熱操作が終了したならば、このロードロック室８Ａ内と予め真空状態になされている第１の搬送室６内とをゲートバルブＧを開いて連通し、予熱されたウエハＷを第１の搬送アーム１４で把持し、これを所定の処理装置、例えば４Ａ内に移載して所定の処理、例えば金属膜や絶縁膜などの成膜処理を行なう。
処理済みの半導体ウエハＷは、必要な場合には、更に他の処理装置４Ｂ、４Ｃ内にて所定の処理が連続的に行われ、そして、例えば前述した経路とは逆の経路を通り、例えばカセット収容室１２Ａの元のカセットＣ内に収容される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体ウエハ処理の高微細化、高集積化及び薄膜化の傾向が更に進むに従って、半導体ウエハ表面上に付着している水分や余分なガス成分を加熱により除去する処理、すなわちデガス処理（予熱処理）を、より十分に行う必要が生じている。このため、上記したような処理システムにあっては、ロードロック室８Ａ、８Ｂにてデガス処理が行われる。
【０００７】
しかしながら、上記半導体ウエハ表面は水分やガス成分が付着しているのみならず、予熱処理では簡単に除去できない有機物成分も付着している場合もあり、このように有機物成分が付着している場合にはこれを十分に除去することができなかった。この場合、有機物成分を除去する有機物除去処理装置を処理システムに組み入れることも考えられるが、成膜処理装置やスパッタ装置等の処理装置と比較して構造が簡単で、サイズも小さくて済む上記有機物除去処理装置を上記搬送室６に連設するのは、スペース有効利用の上から好ましくない。
また、最近にあっては、ＮＦ3 ガスやＨ2 ガスの存在下にてプラズマを用いてウエハ表面の自然酸化膜を除去する自然酸化膜除去装置を処理システムに組み入れる場合があるが、この場合には、上記自然酸化膜の除去処理に伴ってウエハ表面に反応副生成物（バイプロダクト）が付着することは避けられず、従って、この反応副生成物を除去するための加熱装置を、上記自然酸化膜除去装置の他に上記処理システムに連設して別途設けなければならず、この点よりも、スペース有効利用の上から好ましくなかった。
また、他の処理システムとして、カセット収容室１２Ａ、１２Ｂ内にてウエハを予熱するようにした装置も知られてはいるが、この場合にはデガス（Ｄｅｇａｓ）処理を十分に行うことができなかった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、占有スペースを大きくすることなく水分やガス成分のみならず、反応副生成物及び有機物成分も除去することができる処理システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に規定する発明は、被処理体に対して所定の処理を行う複数の処理装置と、前記複数の処理装置に共通に接続されて真空引き可能になされた共通搬送室と、前記共通搬送室内に設けられて前記処理装置との間で前記被処理体を搬送するための搬送手段と、前記共通搬送室の上側区画壁側に設けた加熱手段としての加熱ランプを有し、前記被処理体を予備加熱するために前記搬送手段により保持された状態の前記被処理体の周囲を囲むことができるように昇降可能になされたシャッタ部材により区画される予備加熱エリア部と、前記共通搬送室の上側区画壁側に設けた紫外線手段としての紫外線ランプを有し、前記被処理体に紫外線を照射するために前記搬送手段により保持された状態の前記被処理体の周囲を囲むことができるように昇降可能になされたシャッタ部材により区画される紫外線照射エリア部と、を備えたことを特徴とする処理システムである。
【０００９】
これによれば、共通搬送室内にて必要に応じて予備加熱エリア部にて被処理体を加熱することにより、被処理体の付着水分や付着ガス成分を除去したり、自然酸化膜除去処理によって発生した反応副生成物を除去したり、または、紫外線照射エリア部にて紫外線を照射することにより付着有機物を分解除去したりすることが可能となる。
しかも、上記予備加熱エリア部や紫外線照射エリア部は、共通搬送室に併せて設けるようにしているので、占有スペースが増加することもなく、省スペース化に寄与することが可能となる。
また、被処理体に対して高温で熱処理する直前に予備加熱エリア部にて被処理体を予熱しておけば、プロセス時に急激な昇温を行う必要がないので、被処理体の厚さ方向における温度差を低減してこれに反りが発生することを未然に防止することができる。
【００１０】
また、予備加熱エリア部はシャッタ部材により区画されているので、予熱によって飛散した水分やガス成分や反応副生成物の分解ガス成分が、共通搬送室内の他の領域に侵入することを可能な限り抑制することが可能となる。
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記予備加熱エリア部に対応する前記上側区画壁には、開口が設けられると共に前記開口には、透過窓が気密に設けられ、前記透過窓の外側に前記加熱手段が設けられる。
また、例えば請求項３に規定するように、前記紫外線照射エリア部に対応する前記上側区画壁には、開口が設けられると共に前記開口には、透過窓が気密に設けられ、前記透過窓の外側に前記紫外線照射手段が設けられる。
また、例えば請求項４に規定するように、少なくとも前記予備加熱エリア部に臨ませて真空排気口が設けられる。
これによれば、予備加熱エリア部にて発生したガス成分等を共通搬送室内の他の領域に流出させることなく、これを系外へ排出することが可能となる。
【００１２】
また、例えば請求項５に規定するように、少なくとも前記予備加熱エリア部には、これに不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段が設けられる。
これによれば、この予備加熱エリア部にて発生したガス成分等を効率的に系外へ排出することが可能となる。
また、例えば請求項６に規定するように、前記予備加熱エリア部と前記紫外線照射エリア部とは同一場所に設置されている。
これによれば、被処理体に対する予熱と紫外線の照射を同時に行うことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る処理システムの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る処理システムの一例を示す概略平面図、図２は予熱加熱エリア部を示す断面図、図３は予備加熱エリア部にて用いるシャッタ部材を示す斜視図、図４はシャッタ部材が上昇している時の予備加熱エリア部を示す断面図、図５は紫外線照射エリア部を示す断面図である。
図示するように、この処理システム３０は、複数、例えば４つの処理装置３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄと、やや細長い多角形状、例えば六角形状の共通搬送室３４とを主に有している。
【００１４】
具体的には、上記共通搬送室３４は、その対向する一対の一辺のみが、他の辺よりも少し長くなされて、多角形状、ここでは扁平な六角形状になっている。そして、この扁平六角形状の共通搬送室３４の４辺に集中させてその各辺に上記各処理装置３２Ａ〜３２Ｄが接合され、他側の２つの辺に、それぞれ第１及び第２のカセット室３６Ａ、３６Ｂがそれぞれ接合される。
上記共通搬送室３４と上記４つの各処理装置３２Ａ〜３２Ｄとの間及び上記共通搬送室３４と上記第１及び第２のカセット室３６Ａ、３６Ｂとの間は、それぞれ気密に開閉可能になされたゲートバルブＧ１〜Ｇ４及びＧ５、Ｇ６が介在して接合されて、クラスタツール化されており、必要に応じて共通搬送室３４内と連通可能になされている。また、上記第１及び第２の各カセット室３６Ａ、３６Ｂの反対側には、大気側であるクリーニングルームに対して開閉可能になされたゲートドアＧ７、Ｇ８が介在されている。この各カセット室３６Ａ、３６Ｂ内に収容される各カセットＣ１、Ｃ２には、それぞれ最大例えば２５枚の被処理体としての半導体ウエハＷを等ピッチで多段に載置して収容できるようになっており、各カセット室３６Ａ、３６Ｂの内部は例えばＮ2 ガス雰囲気で満たされている。
【００１５】
上記４つの処理装置３２Ａ〜３２Ｄでは、被処理体である半導体ウエハＷに対して同種の、或いは異種の処理を施すようになっている。そして、この共通搬送室３４内には、屈伸、昇降及び旋回可能になされた多関節アームよりなる搬送手段４０が設けられており、これは、互いに反対方向へ独立して屈伸できる２つのピック４０Ａ、４０Ｂを有しており、一度に２枚のウエハを取り扱うことができるようになっている。尚、上記搬送手段４０として１つのみのピックを有しているものも用いることができる。
そして、この共通搬送室３４内に、半導体ウエハＷのオリエンテーションフラットやノッチなどを検出してその位置合わせを行なう位置合わせ機構４４が設置されている。この位置合わせ機構４４は、ウエハＷを保持したままこれを回転させる回転台４６と上述したようにウエハＷのオリエンテーションフラットやノッチなどを光学的に検出する光学センサ４８とにより主に構成されている。
【００１６】
そして、この共通搬送室３４には、本発明の特徴とする予備加熱エリア部５０と紫外線照射エリア部５２とが設けられている。図１においては、上記２つのエリア部５０、５２は、内部の搬送手段４０を中心として互いに反対側に設置されている。
上記予備加熱エリア部５０は、半導体ウエハＷに熱線を照射してこれを所定の温度まで昇温し、付着水分や付着ガス等を飛ばすデガス処理、自然酸化膜除去処理等によってウエハ面に付着している反応副生成物の除去処理、予熱によりウエハの反り防止等を行うものであり、上記紫外線照射エリア部５２は、半導体ウエハＷに上記紫外線を照射してウエハ面に付着している有機物成分を分解して飛ばすデガス処理等を行うものである。
【００１７】
具体的には、まず、図２にも示すように上記予備加熱エリア部５０にあっては、このエリア部５０に対応する共通搬送室３４の上側区画壁５４に開口５６を形成し、この開口５６にＯリング等のシール部材５８を介して石英等よりなる透過窓６０が気密に接合されている。そして、この透過窓６０の上方には、反射板を兼ねるケーシング６２が設けられており、このケーシング６２内に加熱手段として複数の加熱ランプ６４をウエハ面に対応させて平面的に配置して設けている。この加熱ランプ６４としては発熱量の大きな、例えばハロゲンランプが用いられる。
そして、上記透過窓６０の周囲の上側区画壁５４には、これを貫通するようにして不活性ガス供給手段を構成する複数の不活性ガスノズル６６が設けられており、上記予備加熱エリア部５０内に不活性ガスとして例えばＮ2 ガスを流量制御しつつ必要時に供給し得るようになっている。
【００１８】
また、上記共通搬送室３４の下側区画壁７０には、この予備加熱エリア部５０の中心位置に臨ませて真空排気口７２が形成されると共に、この真空排気口７２には、図示しない真空ポンプ等を途中に介在させた真空排気系７４が接続されており、この共通搬送室３４内の雰囲気を真空引きできるようになっている。
更にこの共通搬送室３４内には、上記予備加熱エリア部５０の周囲を囲むようにし、或いは区画するようにして図３にも示すような円筒体状のシャッタ部材７６が昇降可能に設けられる。具体的には、このシャッタ部材７６は、例えばアルミナ等により、その内部に半導体ウエハＷを収容できる程度の大きさの円筒体状に成形されており、搬送手段４０（図１参照）が屈伸する搬送方向の側壁には、上記搬送手段４０のアーム部分との干渉を避けるための開口凹部７８が形成されている。このシャッタ部材７６は、複数、例えば３本の昇降ロッド８０（図２においては２本のみ記す）により支持されると共に、各支持ロッド８０は上記下側区画壁７０に形成した貫通孔８２を下方向へ挿通されている。そして、各支持ロッド８０の挿通部には、伸縮可能になされたベローズ８４が介設されており、上記共通搬送室３４内の気密性を維持しつつ上記各昇降ロッド７４を一体的に昇降移動できるようになっている。図４は上記昇降ロッド７４を上昇させて上記シャッタ部材７６を上方へ移動させた状態を示している。
【００１９】
一方、図５に示す上記紫外線照射エリア部５２の構成は、図２に示した予備加熱エリア部５０における加熱ランプ６４に代えて、紫外線照射手段として紫外線ランプ８６を用いた点を除き、他の構成は上記予備加熱エリア部５０の構成と同様になされている。
具体的には、まず、図５にも示すように上記紫外線照射エリア部５２にあっては、このエリア部５２に対応する共通搬送室３４の上側区画壁５４に開口９０を形成し、この開口９０にＯリング等のシール部材９２を介して石英等よりなる透過窓９４が気密に接合されている。そして、この透過窓９４の上方には、反射板を兼ねるケーシング９６が設けられており、このケーシング９６内に紫外線照射手段として複数の上記紫外線ランプ８６をウエハ面に対応させて平面的に配置して設けている。
そして、上記透過窓９４の周囲の上側区画壁５４には、これを貫通するようにしてガス供給手段を構成する複数のガスノズル９８が設けられており、上記紫外線照射エリア部５２内に不活性ガスとして例えばＮ2 ガス、または真空度によっては微量のＯ2 ガスを流量制御しつつ必要時に供給し得るようになっている。
【００２０】
また、上記共通搬送室３４の下側区画壁７０には、この紫外線照射エリア部５２の中心位置に臨ませて真空排気口１００が形成されると共に、この真空排気口１００には、図示しない真空ポンプ等を途中に介在させた真空排気系１０２が接続されており、この共通搬送室３４内の雰囲気を真空引きできるようになっている。尚、この真空排気系１０２は、前記予備加熱エリア部５０の真空排気系７４（図２参照）と連結されている。
更にこの共通搬送室３４内には、上記紫外線照射エリア部５２の周囲を囲むようにし、或いは区画するようにして図３に示したものと同様な構造の円筒体状のシャッタ部材１０４が昇降可能に設けられる。具体的には、このシャッタ部材１０４は、例えばアルミナ、透明石英等により、その内部に半導体ウエハＷを収容できる程度の大きさの円筒体状に成形されており、搬送手段４０（図１参照）が屈伸する搬送方向の側壁には、上記搬送手段４０のアーム部分との干渉を避けるための開口凹部１０６が形成されている。このシャッタ部材１０４は、複数、例えば３本の昇降ロッド１０８により支持されると共に、各支持ロッド１０８は上記下側区画壁７０に形成した貫通孔１１０を下方向へ挿通されている。そして、各支持ロッド１０８の挿通部には、伸縮可能になされたベローズ１１２が介設されており、上記共通搬送室３４内の気密性を維持しつつ上記各支持ロッド１０８を一体的に昇降移動できるようになっている。
【００２１】
次に、以上のような処理システム３０を用いて行なわれる動作について説明する。
まず、本発明について重要な点は、半導体ウエハＷの表面に付着している有機物成分を除去するデガス処理を行う場合には、この処理を紫外線照射エリア部５２で行い、また、半導体ウエハＷの表面に付着している水分やガス成分を除去するデガス処理のための予熱処理、自然酸化膜除去時にウエハ表面に付着した反応副生成物の除去処理のための予熱処理及びウエハの反り発生の防止の予熱処理等は予備加熱エリア部５０で行う点である。
まず、ここでは半導体ウエハＷの流れの一例を簡単に説明する。
例えば、２つのカセット室３６Ａ、３６Ｂの内のいずれか１つのカセット室、例えばカセット室３６Ａ内のカセットＣ１内から未処理の半導体ウエハＷを、搬送手段４０を駆動することによって一方のピック、例えばピック４０Ａで取り上げて保持し、このウエハＷを予め真空状態になされる共通搬送室３４内の位置合わせ機構４４まで搬送する。
【００２２】
次に、搬送手段４０のピック４０Ａに保持していた未処理のウエハを、空状態になっている回転台４６上に載置する。そして、このウエハＷを回転することによってその位置ずれ量を求めて、位置合わせを行うことになる。
そして、このように位置合わせされたウエハＷは、必要なデガス処理のための予熱処理、或いは反り防止のための予熱処理が行われた後に、各処理装置３２Ａ〜３２Ｄにて必要な処理が順次連続的に行われる。また、この連続処理の途中に、自然酸化膜の除去処理を行った場合には、その直後にはウエハ表面に反応副生成物が付着しているので、このウエハＷは、次の処理装置における処理に先立って上記予備加熱エリア部５０にて反応副生成物の除去処理が行われることになる。
ここで、具体的な処理方法を例にとってウエハＷの流れを説明する。
まず、処理装置３２Ａではウエハ表面に付着している自然酸化膜をプラズマ（加熱なし）によって除去する自然酸化膜除去処理を行い、処理装置３２Ｂでは略６５０℃にてウエハ表面に酸化膜（ＳｉＯ2 ）を形成する酸化膜成膜処理を行い、処理装置３２Ｃでは略４５０℃にてウエハ表面にＺｒＳｉＯ膜を形成する成膜処理を行い、処理装置３２Ｄで略７５０℃にてウエハにアニール処理を行う場合を例にとって説明する。
【００２３】
まず、共通搬送室３４内の位置合わせ機構４４にて位置合わせされたウエハＷは、この搬送手段４０を旋回駆動してウエハＷを紫外線照射エリア部５２に位置させる。
ここで、ウエハＷを例えばピック４０Ａで保持したまま、シャッタ部材１０４（図５参照）を上昇させてウエハＷの周囲をこのシャッタ部材１０４で囲む。この時のシャッタ部材１０４の位置は、図４に示す予備加熱エリア部５０におけるシャッタ部７６の位置と同じである。次に、紫外線ランプ８６を点灯し、これによって発生した紫外線ＵＶを、透過窓９４を介してウエハＷの表面に照射してこの表面に付着している有機物成分を紫外線ＵＶによって分解し、気化させて除去する。
この際、ガスノズル９８より不活性ガスとしてＮ2 ガス、または真空度によっては微量のＯ2 ガスを流量制御しつつ流し、且つこの真下の真空排気口１００より雰囲気ガスを真空引きすることにより、有機物成分を分解することによって発生したガスは、上記供給されるＮ2 ガス流により効率的に排除され、しかも、ウエハＷの周辺部から下方向の真空排気口１００に向けて円滑に排除されることになる。更に、このエリア部５２の周囲はシャッタ部材１０４により囲まれて区画されているので、発生したガス成分がこのエリア部５２から共通搬送室３４内の他の領域に漏れ出ることも極力抑制することが可能となる。尚、この有機物成分の処理装置においては、紫外線ＵＶによってウエハＷの温度はほとんど上昇することはない。
【００２４】
このように、有機物成分の除去処理が完了したならば、搬送手段４０を駆動してこのウエハＷを処理装置３２Ａ内に搬入する。そして、この処理装置３２Ａ内にて、例えばＮＨ3 ガス、Ｎ2 ガス、Ｈ2 ガスの存在下にてプラズマを立てて、ウエハＷの表面に付着していた自然酸化膜を除去する。この際、ウエハＷはプラズマ熱によって僅かに昇温されるが、積極的には加熱は行われない。
この自然酸化膜の除去処理では、ウエハ表面に例えばＳｉＦ4 やＮＨ3 等の化合物よりなる反応副生成物が付着することは避けられない。
【００２５】
次に、この自然酸化膜の除去処理が完了したウエハＷを、搬送手段４０を駆動して処理装置３２Ａから搬出すると共に、このウエハＷを予備加熱エリア部５０に位置させる。
ここで、ウエハＷを例えばピック４０Ａで保持したまま、シャッタ部材７６（図２参照）を上昇させてウエハＷの周囲をこのシャッタ部材７６で囲む。この時のシャッタ部材７６の位置は、図４に示される。次に、ハロゲンランプよりなる加熱ランプ６４を点灯し、これによって発生した熱線ＩＲを、透過窓６０を介してウエハＷの表面に照射してウエハＷを１００〜４５０℃程度の範囲内まで昇温し、この表面に付着している反応副生成物を分解して気化させて除去する。
この際、不活性ガスノズル６６より不活性ガスとしてＮ2 ガスを流量制御しつつ流し、且つこの真下の真空排気口７２より雰囲気ガスを真空引きすることにより、反応副生成物を分解することによって発生したガスは、上記供給されるＮ2 ガス流により効率的に排除され、しかも、ウエハＷの周辺部から下方向の真空排気口７２に向けて円滑に排除されることになる。更に、このエリア部５０の周囲はシャッタ部材７６により囲まれて区画されているので、発生したガス成分がこのエリア部５０から共通搬送室３４内の他の領域に漏れ出ることも極力抑制することが可能となる。特に、デガス処理と比較して、この反応副生成物の除去処理では多くの不純物ガスが発生するので、上記シャッタ部材７６の作用は重要である。
また、上述のように、ウエハＷを所定の温度、例えば１００〜４５０℃程度まで予備加熱しているので、次の成膜工程でウエハＷを更に昇温させる際に、ウエハＷに反りが発生することも防止することかできる。
【００２６】
このようにして、反応副生成物を分解除去するデガス処理が完了したならば、搬送手段４０を駆動してこのウエハＷを処理装置３２Ｂへ搬入し、ここでウエハ表面に酸化膜であるＳｉＯ2 膜の成膜処理を行う。このＳｉＯ2 膜の成膜処理では、ウエハＷを昇温して例えばプロセス温度を略６５０℃程度に設定し、Ｏ2 ガスと紫外線の存在下にてウエハ表面にＳｉＯ2 膜を形成する。
上述したように、ウエハＷの温度は、前処理である反応副生成物の除去処理にてすでに１００〜４５０℃程度まで昇温されているので、この温度からプロセス温度である６５０℃程度まで、ウエハＷの上下面に大きな温度差を生ぜしめることなく無理なく昇温でき、従って、ウエハＷに反りが発生することを確実に防止することが可能となる。
【００２７】
このように、酸化膜（ＳｉＯ2 膜）の成膜が完了したならば、搬送手段４０を駆動してこのウエハＷを次の処理装置３２Ｃへ搬送し、ここでプロセス温度略４５０℃程度で例えばＺｒＳｉＯ膜をＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等によって成膜する。
そして、ＺｒＳｉＯ膜の成膜が完了したならば、搬送手段４０を駆動してこのウエハＷを次の処理装置３２Ｄへ搬送し、ここでプロセス温度略７５０℃程度でウエハＷに対してアニール処理を施す。
このようにして、最後のアニール処理が完了したならば、搬送手段４０を駆動してこの処理済みのウエハＷを、例えば元のカセットＣ１へ搬送することになる。
【００２８】
本実施例では、紫外線照射エリア部５２にてウエハ表面の有機物成分の除去処理を行った後、直ちに処理装置３２Ａ内にて自然酸化膜の除去処理を行ったが、この直前に、或いは上記有機物成分の除去処理の前に、予備加熱エリア部５０にてウエハＷを、上述したような予備加熱することによってウエハ表面に付着している水分やガス成分を飛ばすようにしてもよい。
また、この実施例では１つのウエハＷに着目してその流れを説明したが、実際の処理では、２つのピック４０Ａ、４０Ｂを用いて先行するウエハと後行するウエハと置き換えしつつ処理が進んで行く。また、各処理装置３２Ａ〜３２Ｄにおける各プロセス時間は、上記デガス処理や反応副生成物の除去処理と比較して長いので、処理装置３２Ａ、３２Ｂに対するウエハＷの待ち時間中に上記デガス処理や反応副生成物の除去処理が行われる。
また、上記各エリア部５０、５２の設置位置は、上述した位置に限定されず、共通搬送室３４内の空きスペースならばどこに設けてもよい。
【００２９】
更に、本実施例では、２つのエリア部５０、５２を異なる位置に設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、両エリア部５０、５２を共通搬送室３４の同一場所に設置してもよい。図６はこのような本発明の変形例を示しており、ここでは図１及び図２において紫外線照射エリア部５２を設置した位置に、予備加熱エリア部５０の機能を兼ね備えるようにしている。この場合、図２に示した加熱ランプ５４等を下部区画壁７０側に設けている。すなわち、下部区画壁７０に開口部５６を形成してこの開口部５６にシール部材５８を介して透過窓６０を設け、この透過窓６０の下方に設けたケーシング６２内に、ハロゲンランプよりなる加熱ランプ６４を設けており、このランプ６４と上方の紫外線ランプ８６の両ランプ６４、８６を選択的に或いは同時に点灯可能としている。この構成によれば、両ランプ６４、８６を同時に点灯させることにより、ウエハ表面に付着する水分、ガス、有機物成分等を同時に除去することが可能となり、また、設備コストも少なくて済む。
尚、図６においては真空排気口を記載しておらず、これは別個に設けられる。また、上記加熱ランプ６４と紫外線ランプ８６の双方を、上下の区画壁のいずれか一方に集合させて設けるようにしてもよい。
また、ここでは加熱手段として加熱ランプ６４を用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、抵抗加熱ヒータを用いてもよい。
また、本実施例では、各プロセスは単に一例を示したに過ぎず、処理装置にてどのような処理を行う場合にも本発明を適用できるのは勿論である。
尚、以上の実施例では被処理体として半導体ウエハＷを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板等にも本発明を適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の処理システムによれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
本発明によれば、共通搬送室内にて必要に応じて予備加熱エリア部にて被処理体を加熱することにより、被処理体の付着水分や付着ガス成分を除去したり、自然酸化膜除去処理によって発生した反応副生成物を除去したり、または、紫外線照射エリア部にて紫外線を照射することにより付着有機物を分解除去したりすることができる。
しかも、上記予備加熱エリア部や紫外線照射エリア部は、共通搬送室に併せて設けるようにしているので、占有スペースが増加することもなく、省スペース化に寄与することができる。
また、被処理体に対して高温で熱処理する直前に予備加熱エリア部にて被処理体を予熱しておけば、プロセス時に急激な昇温を行う必要がないので、被処理体の厚さ方向における温度差を低減してこれに反りが発生することを未然に防止することができる。
また、予備加熱エリア部はシャッタ部材により区画されているので、予熱によって飛散した水分やガス成分や反応副生成物の分解ガス成分が、共通搬送室内の他の領域に侵入することを可能な限り抑制することができる。
請求項４に規定する発明によれば、予備加熱エリア部にて発生したガス成分等を共通搬送室内の他の領域に流出させることなく、これを系外へ排出することができる。
請求項５に規定する発明によれば、予備加熱エリア部にて発生したガス成分等を効率的に系外へ排出することができる。
請求項６に規定する発明によれば、被処理体に対する予熱と紫外線の照射を同時に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図２】予熱加熱エリア部を示す断面図である。
【図３】予備加熱エリア部にて用いるシャッタ部材を示す斜視図である。
【図４】シャッタ部材が上昇している時の予備加熱エリア部を示す断面図である。
【図５】紫外線照射エリア部を示す断面図である。
【図６】本発明の変形例を示す断面図である。
【図７】従来の処理システムの一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
３０ 処理システム
３２Ａ〜３２Ｄ 処理装置
３４ 共通搬送室
４０ 搬送手段
５０ 予備加熱エリア部
５２ 紫外線照射エリア部
６４ 加熱ランプ（加熱手段）
６６，９８ 不活性ガスノズル（不活性ガス供給手段）
７２，１００ 真空排気口
７６，１０４ シャッタ部材
８６ 紫外線ランプ（紫外線照射手段）
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
Claims (6)
- 被処理体に対して所定の処理を行う複数の処理装置と、
前記複数の処理装置に共通に接続されて真空引き可能になされた共通搬送室と、
前記共通搬送室内に設けられて前記処理装置との間で前記被処理体を搬送するための搬送手段と、
前記共通搬送室の上側区画壁側に設けた加熱手段としての加熱ランプを有し、前記被処理体を予備加熱するために前記搬送手段により保持された状態の前記被処理体の周囲を囲むことができるように昇降可能になされたシャッタ部材により区画される予備加熱エリア部と、
前記共通搬送室の上側区画壁側に設けた紫外線手段としての紫外線ランプを有し、前記被処理体に紫外線を照射するために前記搬送手段により保持された状態の前記被処理体の周囲を囲むことができるように昇降可能になされたシャッタ部材により区画される紫外線照射エリア部と、
を備えたことを特徴とする処理システム。 - 前記予備加熱エリア部に対応する前記上側区画壁には、開口が設けられると共に前記開口には、透過窓が気密に設けられ、前記透過窓の外側に前記加熱手段が設けられることを特徴とする請求項１記載の処理システム。
- 前記紫外線照射エリア部に対応する前記上側区画壁には、開口が設けられると共に前記開口には、透過窓が気密に設けられ、前記透過窓の外側に前記紫外線照射手段が設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の処理システム。
- 少なくとも前記予備加熱エリア部に臨ませて真空排気口が設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の処理システム。
- 少なくとも前記予備加熱エリア部には、これに不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段が設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の処理システム。
- 前記予備加熱エリア部と前記紫外線照射エリア部とは同一場所に設置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の処理システム。
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