JP5511273B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。

基板処理装置の一例として、ロードポート、ロードロック室、搬送室、処理室の順にウエハは搬送され、処理室において処理される。
処理室はゲートバルブで遮蔽された独立した空間であり、各室では個別にウエハの処理が可能である。

通常、基板載置台上で処理を行うものにおいては、１室では１ウエハのみの処理となる。特許文献１は、未処理ウエハを処理室へ交互に搬送し、処理室それぞれから処理済ウエハ基板支持体へ戻す際に、次に処理する未処理ウエハと入れ替える技術を開示する。

特開２００６−８６１８０号公報

従来の基板処理装置は、ウエハをストックするロードロック室が２室、各室にウエハを移載させるロボットを有する搬送室が１室、ウエハを処理する処理室が２室の構成になっている。本装置構成では、スループット１時間あたり２００枚を超えることは困難であった。更なるスループット向上を目指した場合、単純に搬送室外周部に処理室を追加すると、スループットの向上を図ることは可能である。しかしながら、相対的に搬送室内の搬送ロボットが大型化し、また処理室が追加されることでフットプリントが肥大することは避けられない。

本発明の目的は、高スループット化と省フットプリント化の相反する条件の両立を実現することのできる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。

本発明の一態様によれば、搬送室と、基板を処理する処理室と、を有し、前記搬送室は、基板を当該搬送室から前記処理室へ搬送する第１の基板搬送部材を有し、前記処理室は、前記搬送室と隣接され、第１の基板載置台を有する第１の処理部と、前記第１の処理部の内、前記搬送室とは異なる側に隣接され、第２の基板載置台を有する第２の処理部と、前記第１の処理部と前記第２の処理部の間で基板を搬送する第２の基板搬送部材と、少なくとも前記第２の基板搬送部材を制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。処理室が第１の処理部と第２の処理部を有し、同時に処理可能なので、従来に比べて処理枚数が増加し、スループットが向上する。また、４反応室保持装置として他社構成と比べて省フットプリントでの配置が可能である。

また、本発明の他の一態様によれば、少なくとも２枚の基板を、第１の処理部、第２の処理部、及び基板を載置する基板載置台を有する処理室へ供給するステップと、前記少なくとも２枚の基板をそれぞれ前記第１の処理部の第１の基板搬送機構及び前記第２の処理部の第２の基板搬送機構に載置するステップと、基板を前記基板載置台に載置するとき、前記第１の基板搬送機構と前記基板載置台に内包されたヒータとの距離及び前記第２の基板搬送機構と前記基板載置台に内包されたヒータとの距離が同じとなるよう前記第１の基板搬送機構と前記第２の基板搬送機構、もしくは前記基板載置台を相対的に制御するステップと、を有する基板処理方法が提供される。これにより、第１の処理部と第２の処理部それぞれの基板とヒータとの距離が同じとなり、加熱条件が一緒となり、基板温度が同じ割合で上昇する。

本発明によれば、高スループット化と省フットプリント化の相反する条件の両立を実現することができる。

本発明の実施形態で用いられる基板処理装置の全体構成図であり、上面からみた概念図である。 本発明の実施形態で用いられる基板処理装置の全体構成図の縦断面図である。 本発明の実施形態における基板処理装置の処理室を示す斜視図である。 本発明の実施形態における基板処理装置のウエハストッパとウエハの位置関係を説明するための図である。 本発明の実施形態における基板処理時の第２の基板搬送部材周辺を上面からみた図である。 本発明の実施形態における処理室内を上面からみた図であり、ウエハ移載のフローを示す。 本発明の実施形態における処理室内を上面からみた図であり、図６のウエハ移載のフローの続きを示す。 比較例の基板処理装置の全体構成図であり、上面からみた概念図である。 比較例の基板処理装置の処理室内を上面からみた図であり、ウエハ移載のフローを示す。 本発明の実施形態に係る基板処理装置１０の配置例を示す。 本発明の第２の実施形態における基板処理装置を示す。 本発明の第３の実施形態における基板処理装置を示す。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０の全体構成図であり、装置１０上面からみた概念図である。

基板処理装置１０は、例えば搬送室１２を中心として、２つのロードロック室１４ａ、１４ｂ及び２つの処理室１６ａ、１６ｂが配置されており、ロードロック室１４ａ、１４ｂの上流側にはフロントモジュールであるＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）１８が配置されている。

ＥＦＥＭ１８にはウエハ１をストックするフープ（２５枚）を３台搭載することができる構造になっている。
ＥＦＥＭ１８内には大気中にて同時に複数枚（５枚）を移載することが可能な大気ロボット（図示せず）が載置されており、２つのロードロック室１４ａ、１４ｂとの間のウエハ移載を可能にしている。また、本装置は、各構成を制御するコントローラ８４を有する。

図２に示すように、ロードロック室１４ａ、１４ｂには、例えば２５枚の基板を縦方向に一定間隔を隔てて収容する基板支持体（ボート）２０が設けられている。基板支持体２０は、例えば炭化珪素やアルミで構成しており、上部板２２と下部板２４とを接続する例えば３つの支柱２６を有する。支柱２６の長手方向内側には例えば２５個の載置部２８が平行に形成されている。また、基板支持体２０は、ロードロック室１４ａ、１４ｂ内において、鉛直方向に移動（上下方向に移動）するようにされているとともに、鉛直方向に延びる回転軸を軸として回転するようにされている。

搬送室１２には、ロードロック室１４ａ、１４ｂと処理室１６ａ、１６ｂとの間でウエハ１を搬送する第１の基板搬送部材３０が設けられている。第１の基板搬送部材３０は、上フィンガー３２ａ及び下フィンガー３２ｂから構成されるフィンガー対３２が設けられたアーム３４を有する。上フィンガー３２ａ及び下フィンガー３２ｂは、例えば同一の形状をしており、上下方向に所定の間隔で離間され、アーム３４からそれぞれ略水平に同じ方向に延びて、それぞれウエハ１を支持することができるようにされている。アーム３４は、鉛直方向に延びる回転軸を軸として回転するようにされているとともに、水平方向に移動するようにされている。搬送室１２と処理室１６ａ、搬送室１２と処理室１６ｂは、図３に示されているように、それぞれゲートバルブ３５を介して連通している。処理室１６ａと処理室１６ｂとの間には、境界壁４８を有し、この境界壁４８によって、それぞれの処理室の雰囲気を独立した状態としている。

したがって、ロードロック室１４ａ、１４ｂにストックされた未処理ウエハは搬送室１２に配置された第１の基板搬送部材３０により同時に２枚ずつゲートバルブ３５を介して処理室１６ａ、１６ｂへ移載される。処理済ウエハは処理室１６ａ、１６ｂから第１の基板搬送部材３０により一度に２枚ずつロードロック室１４ａ、１４ｂに移載される（第1の基板搬送機構）。

図３において、処理室１６の概要が示されている。
処理室１６には、２つの基板載置台が配置されており、搬送室１２側の第１の処理部３６の基板載置台を第１の基板載置台３７、他方の第２の処理部３８の基板載置台を第２の基板載置台４１とする。
第１の処理部３６と第２の処理部３８はおのおの独立した構造となっており、装置全体からみるとウエハ処理流れ方向と同方向一列になっている。
すなわち、第２の処理部３８は、搬送室１２から第１の処理部３６を挟んで遠方に配置されている。
第１の処理部３６と第２の処理部３８では、同じプロセスによって基板処理がなされる。
第１の処理部３６と第２の処理部３８とは連通し、処理室１６内は、３００℃までの昇温が可能である。
第１の基板載置台３７及び第２の基板載置台４１には、ヒータ６４が内挿され、加熱されている。また、第１の基板載置台３７と第２の基板載置台４１は、例えばアルミニウム（Ａ５０５２、Ａ５０５６等）で形成される。
省スペース、低コスト化の目的を達成するため、ロードロック室１４ａ、１４ｂ、搬送室１２及び処理室１６ａ、１６ｂを例えばアルミニウム（Ａ５０５２）一部品にて形成してもよい。

処理室１６内の第１の処理部３６と第２の処理部３８の間の内側、すなわち境界壁４８側寄りには、第２の基板搬送部材４０が設けられている。
第２の基板搬送部材４０は、軸部４３ｅを中心として回転するものであり、軸部４３ｅは、境界壁４８側に配置されている。
他方の処理室における第２の基板搬送部材４０は、境界壁４８を挟んで、一方の処理室の第２の基板搬送部材４０と対照的に配置される。対照的に配置することで、それぞれの第２の基板搬送部材４０を制御するための配線を、処理室１６の下部であって、水平方向で装置中央、即ち境界壁４８近辺に、集中して配設することが可能となる。この結果、配線スペースにおいて、部品ごとに配線を集中して設けることが可能となり、配線スペースを効率化することができる。また、境界壁４８付近に配置した軸部４３ｅを中心として回転するので、処理室１６の外側を円形とすることができる。円形とすることで、装置本体１１の外郭１１ａを斜め状とすることが可能となり、その結果、保守者が入るメンテナンススペース１７をより大きく確保することができる。仮に、軸部４３ｅを処理室１６の外側に配置した場合、外郭１１ａを斜め状とすることはできず、保守者が入るメンテナンススペース１７を大きく確保することができない。
第２の基板搬送部材４０は、第１の基板搬送部材３０によって搬送された２枚の未処理ウエハのうちの１枚を第２の処理部３８の第２の基板載置台４１に移載し、さらに第２の基板載置台４１の処理済ウエハを第１の基板搬送部材３０のフィンガー上へ移載する（第２の基板搬送機構）。

図４は、第１の基板搬送部材３０周辺の側面図である。
第1の基板搬送部材３０の上フィンガー３２ａ及び下フィンガー３２ｂのアーム３４よりには、基板止め部材であるウエハストッパ７０が下フィンガー３２ｂから鉛直方向上方に延びた状態で設けられている。ウエハストッパ７０は、例えば、基板を垂直方向に整列させる整列プレートとして使用することが可能である。
ウエハストッパ７０は、第1の基板搬送部材３０の外形に沿って形成されている。また、ウエハストッパ７０の上端面が、図４に示すように、第1の基板搬送部材３０の上フィンガー３２a上のウエハ１の上面よりも上方に配置される。これにより、第２の基板搬送部材４０が旋回し、行き過ぎた場合でもウエハ１は、ウエハストッパ７０に止められ、ウエハ１がウエハストッパ７０に乗り上げてしまうことを防止できる。また、ウエハストッパ７０は、第２の基板搬送部材４０と干渉しない位置に配置される。ウエハストッパ７０を設けることで、ウエハ１が第１の基板搬送部材３０からずれて第１の基板載置台３７に載置されるのを防ぐ。また、ウエハストッパ７０を第２の基板搬送部材４０と干渉しない位置に配置することで、第1の基板搬送部材３０及び第２の基板搬送部材４０を第1の処理部３６の第１の基板載置台３７上に同時に存在させることができる。これにより、スループットを向上させることができる。

図５は、処理部１６内の第２の基板搬送部材４０が第２の処理部３８側に待機している時（基板処理時）の様子を示す。
第２の基板搬送部材４０は、ウエハの外径より大きな円弧部４３ａと、円弧部４３ａから切欠かれた切欠き部４３ｂと、円弧部４３ａから円弧部の中心にむかって略水平に設けられたウエハを載置する爪部４３ｃと、円弧部４３ａを支えるフレーム部４３ｄが設けられたアーム４７を有する。
円弧部４３ａとフレーム部４３ｄは連続して形成され、アーム４７から略水平に装着され、爪部４３ｃを介してウエハ１を支持することができるようにされている。
アーム４７は、鉛直方向に延びる軸部４３ｅを回転軸として回転するようにされているとともに、鉛直方向に昇降するようにされている。
切欠き部４３ｂは、軸部４３ｅが回転し、第１の処理部３６側に有するときに、搬送室１２と処理室１６との間に設けられたゲートバルブ３５と向かい合う位置に配置する。
したがって、第２の基板搬送部材４０は、回転軸である軸部４３ｅが回転し、昇降する。このような動作を行うことで、第１の基板搬送部材３０によって処理室１６内に搬送された２枚のウエハのうち、１枚のウエハを第１の処理部３６上方から搬送室１２の遠方にある第２の処理部３８に搬送・載置することができる。
第２の基板搬送部材４０は、第１の基板載置台３７及び第２の基板載置台４１からの熱輻射により高温（２５０℃くらい）になるため、耐プラズマ性、耐高熱性である例えばアルミナセラミックス（純度９９．６％以上）、石英、ＳｉＣ（炭化珪素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）等から形成するのが好ましい。金属部品に比べ熱膨張係数の小さい例えばアルミナセラミックス（純度９９．６％以上）で形成することで、熱変形によるたわみ等による搬送信頼性劣化を防止することができる。ただし、第２の基板搬送部材４０の基部には位置・レベル調整のため、金属部品を使用する。

第１の基板載置台３７及び第２の基板載置台４１は、処理室１６内において固定部材（不図示）により装置本体１１に固定されている。また、第１の基板載置台３７の外周には、基板保持部である３つの第１の基板保持ピン３９ａが鉛直方向に貫通しており、基板保持ピンが上下に昇降することで、基板を略水平に昇降させる。また、第２の基板載置台４１の外周には、基板保持部である３つの第２の基板保持ピン３９ｂが鉛直方向に貫通しており、基板保持ピンが上下に昇降することで、基板を略水平に昇降させる。したがって、ゲートバルブ３５を介して第１の基板搬送部材３０により搬送されたウエハが基板保持ピン３９ａ、３９ｂを介して基板載置台に載置されるようになっている。つまり、コントローラ８４の制御により、モータが回転及び逆回転することにより、第1の基板保持ピン３９ａ、第２の基板保持ピン３９ｂが上下方向に移動するようにされている。

図６及び図７に処理室１６内におけるウエハ移載のフローの概要を示す。
図６（ａ）〜（ｄ）及び図７(ｅ)〜（ｈ）において、上図は処理室１６の上面図である。下図は上図の断面をイメージした図で、説明用図面である。
下図では、基板保持ピン３９ａの一つが、第１の処理部３６の内、ゲートバルブ３５に近い箇所に設けられている。これは説明の便宜上のものである。実際には上図のように、第１の処理部３６の内、ゲートバルブ３５に近い箇所、即ち第１の基板搬送部材３０が図６（ｃ）上図のように待機する箇所には、基板保持ピン３９ａは設けられていない。
まず、処理室１６内は、搬送室１２と同圧に真空化される。尚、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作はコントローラ８４により制御する。

（ステップ１ 図６（ａ））
ゲートバルブ３５が開き、第１の基板載置台３７の第１の基板保持ピン３９ａと第２の基板載置台４１の第２の基板保持ピン３９ｂが上昇する。第２の基板搬送部材４０は第２の処理部３８側に待機し、第1の基板保持ピン３９ａ、第２の基板保持ピン３９ｂと共に上昇する。

（ステップ２ 図６（ｂ））
第２の基板搬送部材４０は、軸部４３ｅが回転することで略水平に第１の処理部３６側へ移動する。この際、第２の基板搬送部材４０の切欠き部４３ｂは、ゲートバルブ３５と向かい合っている。

（ステップ３ 図６（ｃ））
第１の基板搬送部材３０が上フィンガー３２ａと下フィンガー３２ｂに載置された２枚のウエハを同時搬送しながら、搬送室１２からゲートバルブ３５を介して処理室１６に移動し、第１の処理部３６上方にて停止する。その際、第２の基板搬送部材４０はフィンガー対３２の上フィンガー３２ａと下フィンガー３２ｂの間に収まる高さ位置にて待機している。ここで、ウエハストッパ７０が、旋回時のウエハ高さよりも高く設けられているため、ウエハ行き過ぎの抑制になる。また、上フィンガー３２ａと下フィンガー３２ｂのアームよりに設けられているため、旋回時のウエハ１との干渉は防止される。

（ステップ４ 図６（ｄ））
第１の基板搬送部材３０はそのまま動作しない状態にて、第１の基板載置台３７の第１の基板保持ピン３９ａが上昇し、下フィンガー３２ｂに載置されたウエハを第１の基板保持ピン３９ａ上に載置する。さらに、第２の基板搬送部材４０が上昇することで、上フィンガー３２ａに載置されたウエハを第２の基板搬送部材４０の爪部４３ｃ上に載置する。

（ステップ５ 図７（ｅ））
第１の基板搬送部材３０は、搬送室１２内に戻る。ここで、ウエハストッパ７０を設けることにより、第１の基板搬送部材３０の縮動作に際しても、ウエハ１との干渉は防止される。

（ステップ６ 図７（ｆ））
第２の基板搬送部材４０は、ウエハ１を載置した状態で、軸部４３ｅが回転することで略水平に第２の処理部３８側へ移動する。
ゲートバルブ３５が閉まる。

（ステップ７ 図７（ｇ））
軸部４３ｅが下降して、第２の基板搬送部材４０は、第２の基板載置台４１の外周下方に移動する。
第２の基板搬送部材４０はウエハ処理中も処理室１６内に待機することになるため、第２の処理部３８上方から供給される処理ガス（例えばＯ_２ラジカル等）のガスの流れを阻害し、ウエハ面内の均一性を悪化させる恐れがある。そのため、第２の基板載置台４１の外周のガス流れを阻害しない高さへと移動する。

（ステップ８ 図７（ｈ））
第１の基板載置台３７の第１の基板保持ピン３９ａ及び第２の基板載置台４１の第２の基板保持ピン３９ｂがウエハ１を略水平に保持した状態でほぼ同時に下降し、ウエハ１を第１の基板載置台３７及び第２の基板載置台４１に載置する。即ち、それぞれのウエハと、それらのウエハに対応した基板載置台との距離が互いに等しくなるよう、ウエハを下降させる。
第１の処理部３６及び第２の処理部３８それぞれのウエハへの熱影響を同じにするためである。熱影響を同じにすることにより、例えばそれぞれのウエハのアッシングレートを均一にすることができる。基板処理がＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の場合、それぞれの膜厚を略同じ厚みとすることができる。
なお、まったく同じ熱影響とする必要は無く、アッシングレートや膜厚が均一にさえなれば、誤差があってもよい。各基板が載置される時間の誤差は、例えば２秒程度である。
第１の基板保持ピン３９ａと第２の基板保持ピン３９ｂをほぼ同時に下降して、熱影響を同じとする代わりに、ヒータ６４を個別に制御してもよい。
また、本装置では、基板保持ピン３９が下がるが、第１の基板載置台３７及び第２の基板載置台４１が上下する構成にしてもよい。

その後、処理室１６内にガスを供給し、プラズマ生成（アッシング処理）がなされ、基板処理後は、逆のシーケンスを実行し、基板を搬出する。

図８に、比較例の基板処理装置５０の全体構成図であり、装置５０上面からみた概念図を示す。
比較例の基板処理装置５０は、ウエハをストックするロードロック室５２が２室、各室にウエハを移載させるロボットを有する搬送室５４が１室、ウエハを処理する処理室５６が２室の構成になっていて、処理室１室では１ウエハのみの処理となる。

図９に比較例の基板処理装置５０の処理室５６内におけるウエハ移載のフローの概要を示す。
なお、以下の説明において、比較例の基板処理装置５０を構成する各部の動作はコントローラ８６により制御される。
まず、処理室５６内は、搬送室５４と同圧に真空化される。

（ステップ１）
ゲートバルブ６２が開く。

（ステップ２）
第３の基板搬送部材６０がウエハ１を搬送しながら、搬送室５４からゲートバルブ６２を介して処理室５６内に移動し、基板載置台６６上方にて停止する。ここで、第３の基板搬送部材６０は、ウエハを１枚ずつ搬送可能なものである。

（ステップ３）
第３の基板搬送部材６０はそのまま動作しない状態にて、基板保持ピン６８が上昇し、ウエハ１は、基板保持ピン６８上に載置される。

（ステップ４）
第３の基板搬送部材６０は、搬送室５４内に戻る。

（ステップ５）
基板保持ピン６８は、ウエハ１を略水平に保持した状態で下降し、基板載置台６６に載置し、ウエハ載置が完了する。
ゲートバルブ６２が閉まる。

その後、処理室５６内にガスを供給し、プラズマ生成（アッシング処理）がなされ、基板処理後は、逆のシーケンスを実行し、基板を搬出する。

以上のように本発明によれば、４反応室保持装置として比較例の基板処理装置５０と比べて省フットプリントでの配置が可能である。また、図１０に示すように、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０によれば、横方向にウエハ１を移動させる処理室１６がなく、奥行きに複数の処理室１６を有するため、装置１０の横幅を狭くすることができ、多くの装置１０を配置することが可能となる。また、本発明によれば、搬送室からウエハを搬送する第１の基板搬送部材３０のほかに、第２の基板搬送部材４０を有するので、第１の基板搬送部材３０と第２の基板搬送部材４０が別の動作を同時に実行でき、高スループット対応が可能である。また、第２の基板搬送部材４０が処理室１６内に配置されるので、処理室１６内部にて減圧・高温を維持したままでウエハの搬送が可能であり、第２の基板搬送部材４０が例えばアルミナセラミックス製の場合には、処理室１６内に第２の基板搬送部材４０を残したままで処理が可能である。さらに、既存の基板処理装置の構成を流用するため、変更点を少なくすることが出来る。

したがって、本発明によれば、省フットプリントレイアウトを維持したままでスループットを倍増させることができる。

図１１に、本発明の第２の実施形態を示す。
第２の実施形態における基板処理装置では、上述の第１の基板載置台３７と第２の基板載置台４１を１枚の基板載置台６５としている。処理室１６の中央には、仕切６８が形成され、第１の処理部３６と第２の処理部３８が構成されている。第１の処理部３６と第２の処理部３８の上方にはそれぞれガス供給管６９から処理ガスが供給され、ガス排気管７１から排気される。基板載置台６５にはヒータ６４が内挿されている。基板載置台６５の中心には、基板載置台６５を昇降させる昇降機構６７が設けられている。ここでは、基板載置台６５を上昇させることにより、第１の処理部３６のウエハ１とヒータ６４との距離、第２の処理部３８のウエハ１とヒータ６４との距離を同じにする。
本発明の第２の実施形態によれば、昇降機構６７を装置本体の中心に設けることで、簡易な構成でバランスよく基板載置台６５の昇降が可能となる為、各ウエハ１との距離にばらつきが生じにくくなる。すなわち、第１の処理部３６及び第２の処理部３８のウエハへの熱影響を同じにし、アッシングレートを均一にすることができる。
仮に２つの基板載置台を上昇させる場合に基板載置台ごとに基板載置台の昇降機構が必要となり、コストアップにつながる。また、それぞれの基板載置台ごとにヒータ６４とウエハ１間の距離を調整する必要があり、メンテナンス作業が増え、メンテナンスコストも増えることとなる。また、一つのヒータを一つの基板載置台の中に埋め込んだ場合、ヒータの加熱制御部が一つで済むので、コストがかからず、また制御がシンプルとなる。

図１２に、本発明の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態における基板処理装置では、２つの基板載置台６５を有し、２つの基板載置台６５にはヒータ６４がそれぞれ内挿されている。処理室１６の中央から、処理室１６が完全に仕切６８によって仕切られ、第１の処理部３６と第２の処理部３８が構成されている。第１の処理部３６と第２の処理部３８の上方にはそれぞれガス供給管６９から処理ガスが供給され、ガス排気管７１から排気される。
第３の実施形態では、本発明の実施形態同様、第１の処理部３６のウエハ１とヒータ６４との距離と、第２の処理部３８のウエハ１とヒータ６４との距離が同じとなるように、すなわち、それぞれの基板に対するヒータからの熱影響レベルが同じとなるように２つの基板載置台６５の基板保持ピン３９をそれぞれ同時に降下させる。
本発明の第３の実施形態によれば、処理室１６が仕切られているため、プラズマが均一にウエハ１に晒される。
これにより、第１の処理部３６と第２の処理部３８とで、同じ温度でかつ同じ条件でプラズマに晒されるので、基板に対して均一にプラズマを処理することができる。

また、本発明は、プラズマで基板を処理するプラズマ処理装置に限らず、半導体製造技術、特に、被処理基板を処理室に収容してヒータによって加熱した状態で処理を施す熱処理技術に関し、例えば、半導体集積回路装置（半導体デバイス）が作り込まれる半導体ウエハに酸化処理や拡散処理、イオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローやアニール及び熱ＣＶＤ反応による成膜処理などに使用される基板処理装置に利用して有効なものに適用することができる。

本発明の一態様によれば、搬送室と、基板を処理する処理室と、を有し、前記搬送室は、基板を当該搬送室から前記処理室へ搬送する第１の基板搬送部材を有し、前記処理室は、前記搬送室と隣接され、第１の基板載置台を有する第１の処理部と、前記第１の処理部の内、前記搬送室とは異なる側に隣接され、第２の基板載置台を有する第２の処理部と、前記第１の処理部と前記第２の処理部の間で基板を搬送する第２の基板搬送部材と、少なくとも前記第２の基板搬送部材を制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。これにより、スループットが向上する。

好ましくは、前記処理室は、少なくとも二つ設けられ、それぞれ前記搬送室の一面に設けられている。これにより、スループット向上とコストオブオーナーシップ（ＣｏＯ）の両立が可能となる。

好ましくは、前記処理室は、少なくとも二つ設けられ、それぞれの処理室の長手方向は、前記搬送室から見て同方向に配置される。これにより、スループット向上とコストオブオーナーシップ（ＣｏＯ）の両立が可能となる。

好ましくは、前記第１の処理部と前記第２の処理部は、それぞれの処理室が連通し、前記第２の基板搬送部材は、軸部と、基板を載置する円弧部と、前記円弧部から切欠かれた切欠き部とを有し、
前記軸部は、鉛直方向に昇降し、回転するよう構成され、前記切欠き部は、前記搬送室と前記処理室の間に形成されたゲートバルブと向かい合うよう構成されている。これにより、連通している処理室において、一方の処理部から他方の処理部へ基板を搬送、載置することができる。また、基板処理時に第２の基板搬送部材を下げることにより、ガス排気の障害とならない。

好ましくは、前記第１の処理部は、基板を水平に昇降させる基板保持部を有する。これにより、基板に対する熱影響が同じとなる。

好ましくは、前記制御部は、前記基板保持部により前記第１の処理部に配設された第１のヒータを有する第１の基板載置台上面から基板を所望の距離で一時待機させ、前記第２の基板搬送部材により前記第２の処理部に配設された第２のヒータを有する第２の基板載置台上面から基板を前記所望の距離で待機させる。これにより、ヒータからの加熱状況が同じとなり、基板に対する熱影響が同じとなる。

好ましくは、前記制御部は、前記第１の基板載置台と前記第２の基板載置台においてそれぞれ基板を待機させた後、前記第１の基板載置台と該第１の基板載置台上の基板を、前記基板保持部によって下降させ、前記第２の基板載置台と該第２の基板載置台上の基板を前記第２の基板搬送部材によって下降させ、それぞれ下降するにあたり、前記第１の基板載置台と該第１の基板載置台上の基板、及び前記第２の基板載置台と該第２の基板載置台上の基板との距離を同じ距離となるようにする。これにより、それぞれの基板とヒータとの距離を同じとし、加熱条件が同じとなり、基板に対する熱影響が同じとなる。

好ましくは、前記第1の基板搬送部材と前記第２の基板搬送部材は、前記第１の処理部に配設された、第１のヒータを有する第１の基板載置台上面に待機されるよう構成され、前記第１の基板搬送部材は、前記第２の基板搬送部材と接触しない位置に基板止め部材を有する。これにより、第１の基板搬送部材と第２の基板搬送部材を同時に一方の処理部上で待機させ、基板を移載することができるので、ハイスループットで基板を搬送できる。

好ましくは、前記基板止め部材は、上端が前記第２の基板搬送部材に載置される基板よりも上方に配置される。これにより、載置される際に、基板が基板載置台から飛び出すのを防止され、基板の破損を防止できる。

また、本発明の他の一態様によれば、基板をそれぞれ処理する第１の処理部及び第２の処理部を有する処理室と、前記処理室に内包され、基板を加熱するヒータを有する少なくとも一つの基板載置台と、前記第１の処理部に設けられた第１の基板搬送機構と、前記第２の処理部に設けられた第２の基板搬送機構と、基板を前記基板載置台に載置するとき、前記第１の基板搬送機構と前記ヒータとの距離及び前記第２の基板搬送機構と前記ヒータとの距離が同じとなるよう前記第１の基板搬送機構と前記第２の基板搬送機構、もしくは前記基板載置台を相対的に制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。これにより、それぞれの基板とヒータとの距離を同じとし、加熱条件が同じとなり、基板に対する熱影響が同じとなる。

また、本発明のさらに他の一態様によれば、少なくとも２枚の基板を、第１の処理部、第２の処理部、及び基板を載置する基板載置台を有する処理室へ供給するステップと、前記少なくとも２枚の基板をそれぞれ前記第１の処理部の第１の基板搬送機構及び前記第２の処理部の第２の基板搬送機構に載置するステップと、基板を前記基板載置台に載置するとき、前記第１の基板搬送機構と前記基板載置台に内包されたヒータとの距離及び前記第２の基板搬送機構と前記基板載置台に内包されたヒータとの距離が同じとなるよう前記第１の基板搬送機構と前記第２の基板搬送機構、もしくは前記基板載置台を相対的に制御するステップと、を有する基板処理方法が提供される。これにより、それぞれの基板とヒータとの距離を同じとし、加熱条件が同じとなり、基板に対する熱影響が同じとなる。

１ ウエハ
１０ 基板処理装置
１２ 搬送室
１４ ロードロック室
１６ 処理室
３０ 第１の基板搬送部材
３５ ゲートバルブ
３６ 第１の処理部
３８ 第２の処理部
３９ 基板保持ピン
４０ 第２の基板搬送部材
６４ ヒータ
７０ ウエハストッパ

Claims (7)

1. 搬送室と、
   基板を処理する処理室と、
   前記搬送室から前記処理室へ基板を搬送する第１の基板搬送部材と、
   載置された基板を加熱する第１のヒータを有する第１の処理部と、
   載置された基板を加熱する第２のヒータを有する第２の処理部と、
   前記第１の基板搬送部材から基板を受け、前記第１の処理部上に、所定の距離を維持して基板を保持する第１の基板保持部と、
   前記第２の処理部上に、前記所定の距離を維持して基板を保持する第２の基板保持部と、
   前記第１の処理部と前記第２の処理部の間に設けられ、前記第１の基板搬送部材から基板を受け、更に前記第２の基板保持部に基板を移載する第２の基板搬送部材と、
   前記第１の処理部上に所定の距離を維持して保持された基板と前記第２の処理部上に前記所定の距離を維持して保持した基板の熱影響が同じとなるよう、前記第１のヒータと前記第２のヒータが加熱制御された状態で、前記第１の基板搬送部材と前記第１のヒータとの距離及び前記第２の基板搬送部材と前記第２のヒータとの距離が同じとなるよう基板に対して相対的に移動するよう前記第１の基板搬送部材と前記第２の基板搬送部材を制御する制御部と、を有し、
   前記搬送室には、前記第１の基板搬送部材が設けられ、
   前記処理室には、前記第１の処理部と前記第２の処理部と前記第２の基板搬送部材が内包され、前記第１の処理部と前記第２の処理部は連通する
   基板処理装置。
2. 前記処理室は、少なくとも二つ設けられ、それぞれ前記搬送室の一面に設けられている請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記第２の基板搬送部材は、軸部と、基板を載置する円弧部と、前記円弧部から切欠かれた切欠き部とを有し、
   前記軸部は、鉛直方向に昇降し、回転するよう構成され、
   前記切欠き部は、前記搬送室と前記処理室の間に形成されたゲートバルブと向かい合うよう構成されている請求項１又は２記載の基板処理装置。
4. 前記第１の基板保持部と前記第２の基板保持部は、基板を水平に昇降させる請求項１乃至３いずれか記載の基板処理装置。
5. 前記第１の基板搬送部材は、少なくとも２つのフィンガと、上端面が前記フィンガよりも上方に配置された基板止め部材を有する請求項１乃至４いずれか記載の基板処理装置。
6. 前記基板止め部材は、前記第２の基板搬送部材と干渉しない位置に配置される請求項５記載の基板処理装置。
7. 搬送室から、該搬送室に設けられた第１の基板搬送部材を用いて、少なくとも２枚の基板を、載置された基板を加熱する第１のヒータを有する第１の処理部、載置された基板を加熱する第２のヒータを有する第２の処理部、及び前記第１の処理部と前記第２の処理部の間に設けられる第２の基板搬送部材が内包され、前記第１の処理部と前記第２の処理部が連通する処理室へ供給するステップと、
   前記少なくとも２枚の基板をそれぞれ前記第１の基板搬送部材から基板を受け、前記第１の処理部上に、所定の距離を維持して基板を保持する第１の基板保持部と、前記第１の基板搬送部材から基板を受け、前記第２の基板搬送部材を用いて、前記第２の処理部上に、前記所定の距離を維持して基板を保持する第２の基板保持部に載置するステップと、
   前記第１の処理部上に所定の距離を維持して保持された基板と前記第２の処理部上に前記所定の距離を維持して保持した基板の熱影響が同じとなるよう、第１のヒータと第２のヒータが加熱制御された状態で、前記第１の基板搬送部材と前記第１のヒータとの距離及び前記第２の基板搬送部材と前記第２のヒータとの距離が同じとなるよう基板に対して相対的に移動するよう前記第１の基板搬送部材と前記第２の基板搬送部材を制御するステップと、
   を有する基板処理方法。

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