次に、本発明を実施するための形態について図面と共に説明する。
最初に、図1から図6を参照し、本発明の実施の形態に係る成膜装置について説明する。
本実施の形態に係る成膜装置は、本発明に係る基板搬送装置を含み、複数枚の被処理基板(以下「基板」又は「ウェハW」という。)にバッチ処理により膜を成膜する成膜装置に適用した例である。
本実施の形態に係る成膜装置は、例えばピロメリット酸二無水物(Pyromellitic Dianhydride、以下「PMDA」と略す。)を気化した第1の原料ガスと、例えば4,4'−3オキシジアニリン(4,4'-Oxydianiline、以下「ODA」と略す。)を気化した第2の原料ガスとを、成膜容器内に保持されている基板に供給することによって、基板にポリイミド膜を成膜する成膜装置に適用することができる。
図1は、本実施の形態に係る成膜装置10を概略的に示す縦断面図である。図2は、ローディングエリア20を概略的に示す斜視図である。図3は、前のバッチ(バッチ1)のウェハWが成膜容器中で成膜処理されているときの、後のバッチ(バッチ2)のウェハWの状態を示す図である。図4は、ボート24の一例を概略的に示す斜視図である。図5は、ボート24に複板ユニット36が搭載されている状態を示す断面図である。図6は、スペーサ部材35の一例を概略的に示す平面図である。図7は、成膜容器40の付近を拡大して示す一部縦断面を含む図である。
図1に示すように、成膜装置10は、載置台(ロードポート)12、筐体18、及び制御部50を有する。
載置台(ロードポート)12は、筐体18の前部に設けられている。筐体18は、ローディングエリア(作業領域)20及び成膜容器40を有する。ローディングエリア20は、筐体18内の下方に設けられており、成膜容器40は、筐体18内であってローディングエリア20の上方に設けられている。また、ローディングエリア20と成膜容器40との間には、ベースプレート19が設けられている。
ベースプレート19は、成膜容器40の後述する反応管41を設置するための例えばSUS製のベースプレートであり、反応管41を下方から上方に挿入するための図示しない開口部が形成されている。
載置台(ロードポート)12は、筐体18内へのウェハWの搬入搬出を行うためのものである。載置台(ロードポート)12には、収納容器13が載置されている。収納容器13は、前面に図示しない蓋を着脱可能に備えた、複数枚例えば50枚程度のウェハを所定の間隔で収容する密閉型収納容器(フープ)である。
また、本実施の形態では、載置台(ロードポート)12は、筐体18内への後述するスペーサ部材35の搬入搬出を行うためのものである。載置台(ロードポート)12には、収納容器14が載置されている。収納容器14は、前面に図示しない蓋を着脱可能に備えた、複数枚例えば25枚程度の後述するスペーサ部材35を所定の間隔で収容する密閉型収納容器(フープ)である。
なお、収納容器13、14は、本発明における収容部に相当する。
また、載置台12の下方には、後述する移載機構27により移載されたウェハWの外周に設けられたノッチを一方向に揃えるための整列装置(アライナ)15が設けられていてもよい。
ローディングエリア(作業領域)20は、収納容器13と後述するボート24との間でウェハWの移載を行い、ボート24を成膜容器40内に搬入(ロード)し、ボート24を成膜容器40から搬出(アンロード)するためのものである。ローディングエリア20には、ドア機構21、シャッター機構22、蓋体23、ボート24、基台25a、25b、昇降機構26(図2参照)、及び移載機構27が設けられている。
なお、蓋体23及びボート24は、本発明における基板保持部に相当する。また、移載機構27は、本発明における基板搬送装置に相当する。
ドア機構21は、収納容器13、14の蓋を取外して収納容器13、14内をローディングエリア20内に連通開放するためのものである。
シャッター機構22は、ローディングエリア20の上方に設けられている。シャッター機構22は、蓋体23を開けているときに、後述する成膜容器40の開口43から高温の炉内の熱がローディングエリア20に放出されるのを抑制ないし防止するために開口43を覆う(又は塞ぐ)ように設けられている。
蓋体23は、保温筒28及び回転機構29を有する。保温筒28は、蓋体23上に設けられている。保温筒28は、ボート24が蓋体23側との伝熱により冷却されることを防止し、ボート24を保温するためのものである。回転機構29は、蓋体23の下部に取り付けられている。回転機構29は、ボート24を回転するためのものである。回転機構29の回転軸は蓋体23を気密に貫通し、蓋体23上に配置された図示しない回転テーブルを回転するように設けられている。
昇降機構26は、ボート24のローディングエリア20から成膜容器40に対する搬入、搬出に際し、蓋体23を昇降駆動する。そして、昇降機構26により上昇させられた蓋体23が成膜容器40内に搬入されているときに、蓋体23は、後述する開口43に当接して開口43を密閉するように設けられている。そして、蓋体23に載置されているボート24は、成膜容器40内でウェハWを水平面内で回転可能に保持することができる。
なお、成膜装置10は、ボート24を複数有していてもよい。以下、本実施の形態では、図2を参照し、ボート24を2つ有する例について説明する。
ローディングエリア20には、ボート24a、24bが設けられている。そして、ローディングエリア20には、基台25a、25b及びボート搬送機構25cが設けられている。基台25a、25bは、それぞれボート24a、24bが蓋体23から移載される載置台である。ボート搬送機構25cは、ボート24a、24bを、蓋体23から基台25a、25bに移載するためのものである。
図3に示すように、前のバッチ(バッチ1)のウェハWが搭載されたボート24aが成膜容器40に搬入され、成膜処理されている時に、ローディングエリア20において、後のバッチ(バッチ2)のウェハWを収納容器13からボート24bへ移載することができる。これにより、前のバッチ(バッチ1)のウェハWの成膜工程が終了し、成膜容器40からボート24aを搬出した直後に、後のバッチ(バッチ2)のウェハWを搭載したボート24bを成膜容器40に搬入することができる。その結果、成膜処理に要する時間(タクト時間)を短縮することができ、製造コストを低減することができる。
ボート24a、24bは、例えば石英製であり、大口径例えば直径300mmのウェハWを水平状態で上下方向に所定の間隔(ピッチ幅)で搭載するようになっている。ボート24a、24bは、例えば図4に示すように、天板30と底板31の間に複数本例えば3本の支柱32を介設してなる。支柱32には、ウェハWを保持するための爪部33が設けられている。また、支柱32と共に補助柱34が適宜設けられていてもよい。
また、ボート24a、24bは、爪部33に、裏面同士が対向する2枚のウェハWがスペーサ部材35を介して積層されてなる複板ユニット36を、上下方向に所定の間隔で複数保持可能である。以下、本実施の形態では、複板ユニット36が、2枚のウェハWがリング形状を有するスペーサ部材35を介して積層されてなるものである例について説明する。
なお、複板ユニット36は、本発明における積層体に相当する。
図5に示すように、爪部33は、底部33a及び側壁部33bを有し、ボート24の周方向に垂直な縦断面がL字形状を有する。底部33aには、裏面Wbを上面(すなわち表面Waを下面)にした下側ウェハW1の周縁部が支持されている。底部33aに裏面Wbの周縁部が支持されている下側ウェハW1上には、スペーサ部材35が積み重ねられている。そして、スペーサ部材35上には、裏面Wbを下面(すなわち表面Waを上面)にした上側ウェハW2が支持されている。側壁部33bは、複板ユニット36を構成する下側ウェハW1、スペーサ部材35及び上側ウェハW2の側面に近接するように設けられており、複板ユニット36の水平方向のずれを防止する。
なお、下側ウェハW1は、本発明における第1の基板に相当し、上側ウェハW2は、本発明における第2の基板に相当する。
また、ウェハWとして、単独の1枚のウェハの他に、複数のウェハを張り合わせた張り合わせウェハを用いてもよい。これら各種のウェハを含め、例えば0.75〜1.2mmの厚さを有するウェハを用いることができる。
図5及び図6に示すように、スペーサ部材35は、ウェハWの外径と略等しい外径を有するとともに、ウェハWの外径よりもやや小さい内径を有するリング形状を有する。スペーサ部材35は、成膜容器40内で成膜処理される際に、リング形状の部分が、裏面同士が対向する2枚のウェハWである下側ウェハW1の周縁部と上側ウェハW2の周縁部との間に挟まれている。これにより、裏面同士で対向する2枚のウェハW1、W2の隙間に原料ガスが入り込み、ウェハW1、W2の裏面に膜が成膜されることを抑制することができる。スペーサ部材35は、例えばSiC、シリコン、石英よりなる。
図6に示すように、スペーサ部材35は、切欠部35a、35bを有する。図11を用いて後述するように、切欠部35aは、第2の掴み機構62によりスペーサ部材35を支持する際に、第1の掴み機構61の第1の爪部61aにスペーサ部材35が干渉しないように、設けられている。また、切欠部35bは、第2の掴み機構62によりスペーサ部材35を支持する際に、第1の掴み機構61の第1の押し部61bにスペーサ部材35が干渉しないように、設けられている。
図5に示すように、ウェハWの厚さをWtとし、1つの複板ユニット36全体の厚さをPaとし、複板ユニット36が上下方向に保持される間隔、すなわち爪部33の間隔をPbとする。このとき、裏面同士で対向して上下に隣り合う2枚のウェハWの間隔は、Pa−2Wtであり、表面同士で対向して上下に隣り合う2枚のウェハWの間隔は、Pb−Paである。このような配置のとき、Pa−2WtがPb−Paよりも小さくなるようにすることが好ましい。すなわち、裏面同士で対向して上下に隣り合う2枚のウェハWの間隔(Pa−2Wt)が、表面同士で対向して上下に隣り合う2枚のウェハWの間隔(Pb−Pa)よりも狭くなるように、上下方向に複数保持されることが好ましい。
ここで、複板ユニット36の厚さPaを例えば3.3mmとし、複板ユニット36が上下方向に保持される間隔(爪部33の間隔)Pbを例えば21mmとすることができる。すると、表面同士で対向して上下に隣り合う2枚のウェハWの間隔(Pb−Pa)を21−3.3=17.7mmとすることができる。一方、複板ユニット36の間隔Pbである21mmに通常通り2枚のウェハWが等間隔に入るように支持するときは、上下に隣り合う2枚のウェハWの間隔は、(21−0.9×2)/2=9.6mmであり、17.7mmよりも小さい。従って、複板ユニット36を用いて裏面同士が対向するようにウェハWを支持することにより、一のウェハWの表面Waと他のウェハWの表面Waとの隙間を大きくすることができ、ウェハWの表面Waに十分な量の原料ガスを供給することができる。
移載機構27については、後述する。
図7は、成膜容器40、供給機構44及び排気機構47の構成の概略を示す断面図である。
成膜容器40は、例えば、複数枚の被処理基板例えば薄板円板状のウェハWを収容して所定の処理例えばCVD処理等を施すための縦型炉とすることができる。成膜容器40は、反応管41、及びヒータ(加熱装置)42を有する。
反応管41は、例えば石英製であり、縦長の形状を有しており、下端に開口43が形成されている。ヒータ(加熱装置)42は、反応管41の周囲を覆うように設けられており、反応管41内を所定の温度例えば100〜1200℃に加熱制御可能である。
供給機構44は、第1の原料ガス供給部45及び第2の原料ガス供給部46を有する。第1の原料ガス供給部45は、バルブ45bを介し、インジェクタ45cに接続されている。第2の原料ガス供給部46は、バルブ46bを介し、インジェクタ46cに接続されている。
第1の原料ガス供給部45は、例えばPMDA原料を気化するための第1の気化器45aを有する。第1の気化器45aは、PMDAよりなる第1の原料を加熱して気化させ、気化して得られたPMDAガスよりなる第1の原料ガスを窒素ガス(N2ガス)よりなる第1のキャリアガスとともに反応管41内に供給する。
第2の原料ガス供給部46は、例えばODA原料を気化するための第2の気化器46aを有する。第2の気化器46aは、ODAよりなる第2の原料を加熱して気化させ、気化して得られたODAガスよりなる第2の原料ガスを窒素ガス(N2ガス)よりなる第2のキャリアガスとともに反応管41内に供給する。第2のキャリアガスは、ODAガスよりなる第2の原料ガスを搬送するためのものであるとともに、液体状態のODAをバブリングするためのものでもある。
排気機構47は、排気装置48、及び、成膜容器40内に設けられた排気管49を含む。排気機構47は、成膜容器40内からガスを排気するためのものである。
インジェクタ45c、46cの側面には開口部が設けられており、第1の原料ガス供給部45及び第2の原料ガス供給部46により気化したPMDAガス及びODAガスが図面において矢印で示すようにウェハWに供給される。供給されたPMDAガス及びODAガスがウェハW上で蒸着重合反応することによりポリイミド膜が成膜される。なお、ポリイミド膜の成膜に寄与しないPMDAガス及びODAガス等は、そのまま流れ、排気管49より成膜容器40の外に排出される。また、ウェハW上に均一にポリイミド膜が成膜されるように、ボート24は、前述した回転機構29により回転駆動される。
制御部50は、例えば、図示しない演算処理部、記憶部及び表示部を有する。演算処理部は、例えばCPU(Central Processing Unit)を有するコンピュータである。記憶部は、演算処理部に、各種の処理を実行させるためのプログラムを記録した、例えばハードディスクにより構成されるコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。表示部は、例えばコンピュータの画面よりなる。演算処理部は、記憶部に記録されたプログラムを読み取り、そのプログラムに従って、ボート24(基板保持部)、後述する移載機構27、供給機構44、及び、排気機構47を構成する各部に制御信号を送り、後述するような基板搬送方法及び成膜処理を実行する。
次に、図8から図11を参照し、移載機構27について説明する。
図8は、移載機構27の一例を概略的に示す側面図である。図9は、上側フォーク54がウェハWを下方から支持(下掴み)している状態を模式的に示す上面図及び横断面図である。図10は、上側フォーク54がウェハWを上方から支持(上掴み)している状態を模式的に示す下面図及び横断面図である。図11は、上側フォーク54がスペーサ部材35を上方から支持(上掴み)している状態を模式的に示す下面図及び横断面図である。
なお、図9から図11において、(b)の右半分は(a)のA−A線に沿う断面図を示し、(b)の左半分は(a)のD−D線に沿う断面図を示し、(c)の右半分は(a)のB−B線に沿う断面図を示し、(c)の左半分は(a)のC−C線に沿う断面図を示す。
移載機構27は、収納容器13、14とボート24a、24bの間でウェハW又はスペーサ部材35の移載を行うためのものである。移載機構27は、基台51、昇降機構52、下側フォーク53及び上側フォーク54を有する。基台51は、旋回可能に設けられている。昇降機構52は、例えば上下方向に設けられたレール52a(図1参照)に沿って上下方向に移動可能(昇降可能)に設けられている。下側フォーク53は、基台51に対して水平動可能かつ昇降可能に設けられている。上側フォーク54は、基台51に対して水平動可能であるとともに上下反転可能に設けられている。
なお、下側フォーク53は、本発明における第1のフォークに相当し、上側フォーク54は、本発明における第2のフォークに相当する。また、下側フォーク53と上側フォーク54とは、いずれか一方が他方に対して上下方向に移動可能に設けられていればよい。従って、下側フォーク53に代え、上側フォーク54が基台51に対して昇降可能に設けられていてもよい。
下側フォーク53は、移動体55により、複板ユニット36を搭載するボート24a、24bに向けて進退可能に設けられており、ボート24a、24bとの間で複板ユニット36を受け渡しするためのものでもある。一方、上側フォーク54は、移動体56により、水平動可能に設けられているとともに、ウェハWを収容する収納容器13に向けて進退可能に設けられており、収納容器13との間でウェハWを受け渡しするためのものである。また、上側フォーク54は、移動体56により、スペーサ部材35を収容する収納容器14に向けて進退可能に設けられており、収納容器14との間でスペーサ部材35を受け渡しするためのものである。
図9に示すように、上側フォーク54の先端部58は、二股状態に分かれている。また、下側フォーク53の先端部57も、図示を省略するが、上側フォーク54と同様に、二股状態に分かれている。
下側フォーク53は、第1の掴み機構61、第2の掴み機構62及び支持部71を有する。
第1の掴み機構61は、2つの第1の爪部61aと、2つの第1の押し部61bを有する。2つの第1の爪部61aは、上側フォーク54の二股状態に分かれている先端部58の各々の面54a側に1つずつ固定されている。2つの第1の押し部61bは、上側フォーク54の基端部60側であって面54a側に第1の爪部61aに対して進退可能に設けられており、ウェハWの周縁部に接触してウェハWを第1の爪部61a側に押すことによって第1の爪部61aとの間でウェハWを挟持する。2つの第1の押し部61bは、一体に設けられていてもよい。
第2の掴み機構62は、2つの第2の爪部62aと、2つの第2の押し部62bを有する。2つの第2の爪部62aは、上側フォーク54の二股状態に分かれている先端部58の各々の面54a側に1つずつ固定されている。2つの第2の押し部62bは、上側フォーク54の基端部60側であって面54a側に第2の爪部62aに対して進退可能に設けられており、ウェハWの周縁部に接触してウェハWを第2の爪部62a側に押すことによって第2の爪部62aとの間でウェハWを挟持する。2つの第2の押し部62bは、一体に設けられていてもよい。
すなわち、第1の掴み機構61は、上側フォーク54の一方の面54a側に設けられており、面54aを下方に向けた状態でウェハWを上掴みして支持可能に設けられている。また、第2の掴み機構62は、上側フォーク54の第1の掴み機構61が設けられている面54aと同一面側に設けられており、面54aを下方に向けた状態でスペーサ部材35を上掴みして支持可能に設けられている。
なお、「ウェハWを上掴み」するとは、ウェハWを上方から掴むことを意味し、「スペーサ部材35を上掴み」するとは、スペーサ部材35を上方から掴むことを意味する。
また、第1の爪部61a、第1の押し部61bは、少なくとも3箇所でウェハWの周縁部に接触して挟持できればよく、第1の爪部61aの個数と第1の押し部61bの個数との合計が3以上になるように設けられていればよい。また、第2の爪部62a、第2の押し部62bは、少なくとも3箇所でウェハWの周縁部に接触して挟持できればよく、第2の爪部62aの個数と第2の押し部62bの個数との合計が3以上になるように設けられていればよい。
また、第1の掴み機構61は、第1の押し部61bを第1の爪部61aに対して進退駆動させる第1の進退駆動部63を有する。また、第2の掴み機構62は、第2の押し部62bを第2の爪部62aに対して進退駆動させる第2の進退駆動部64を有する。
なお、第1の押し部61bと第2の押し部62bとは、一体に構成されていてもよい。これにより、第1の押し部61bを進退駆動する第1の進退駆動部63と第2の押し部62bを進退駆動する第2の進退駆動部64とをまとめて設けることができる。図8から図11では、第1の押し部61bと第2の押し部62bとが、一体に構成されており、同一の進退駆動部63(64)が設けられている例を示している。
また、第1の掴み機構61として、ウェハWを上掴みできればよく、第1の爪部61a及び第1の押し部61b以外の部材を有するものであってもよい。また、第2の掴み機構62として、スペーサ部材35を上掴みできればよく、第2の爪部62aと第2の押し部62b以外の部材を有するものであってもよい。
支持部71は、2つの接触部71aを有する。支持部71は、ウェハWを下掴みするときにウェハWの周縁部が載置される部分である。
ウェハWを下掴みして支持するときは、図9(a)及び図9(b)に示すように、ウェハWは、第1の爪部61aと第1の押し部61bとに挟持されることによって、水平方向に拘束される。また、ウェハWの下面が、第1の爪部61aの底部61eと接触するとともに、接触部71aと接触することによって、上下方向に支持される。一方、図9(a)及び図9(c)に示すように、ウェハWは、第2の爪部62a及び第2の押し部62bのいずれにも接触しておらず、第2の爪部62aと第2の押し部62bとには挟持されない。
なお、「ウェハWを下掴み」するとは、ウェハWを下方から掴むことを意味する。
ウェハWを上掴みして支持するときは、図10(a)及び図10(b)に示すように、ウェハWは、第1の爪部61aと第1の押し部61bとに挟持されることによって、水平方向に拘束される。また、ウェハWの下面が、第1の爪部61aの鍔部61cと接触するとともに、第1の押し部61bの鍔部61dと接触することによって、上下方向に支持される。一方、図10(a)及び図10(c)に示すように、ウェハWは、第2の爪部62a及び第2の押し部62bのいずれにも接触しておらず、第2の爪部62aと第2の押し部62bとには挟持されない。
スペーサ部材35を上掴みして支持するときは、図11(a)及び図11(c)に示すように、スペーサ部材35は、第2の爪部62aと第2の押し部62bとに挟持されることによって、水平方向に拘束される。また、スペーサ部材35の下面が、第2の爪部62aの鍔部62cと接触するとともに、第2の押し部62bの鍔部62dと接触することによって、上下方向に支持される。一方、図11(a)及び図11(b)に示すように、スペーサ部材35には、図6で示したように、切欠部35a、35bが設けられているため、第1の爪部61a及び第1の押し部61bのいずれにも接触しておらず、第1の爪部61aと第1の押し部61bとには挟持されない。
また、スペーサ部材35が第2の爪部62aの鍔部62cと接触する部分は、上方に少し切り欠かれた切欠部35cが形成されていてもよい。これにより、ボート24から複板ユニット36を受け取り、収納容器14にスペーサ部材35を収容するときに、ウェハW1上に載置されているスペーサ部材35を上掴みしやすくなる。
また、第1の掴み機構61と第2の掴み機構62とは、第1の掴み機構61に支持されているウェハWの中心位置C1と、第2の掴み機構62に支持されているスペーサ部材35の中心位置C2とが、上側フォーク54の進退方向に沿って異なる位置になるように、設けられている。これにより、第2の爪部62aと第2の押し部62bとによりスペーサ部材35を挟持したときに、スペーサ部材35が第1の爪部61a及び第1の押し部61bのいずれとも干渉しないようにすることができる。
ウェハWの外径を例えば300mmとするとき、C1とC2との距離DCを例えば2mmとすることができる。
ここで、図12を参照し、本実施の形態に係る移載機構によれば、収納容器に収容されているウェハ及びスペーサ部材の間隔を小さくすることができることを、比較例と対比しながら示す。
図12は、本実施の形態に係る移載機構27の上側フォーク54の先端部58と、比較例に係る移載機構の上側フォーク154の先端部158とを比較して示す縦断面図である。図12(a)は、本実施の形態に係る移載機構27の上側フォーク54の先端部58を示し、図12(b)は、比較例に係る移載機構の上側フォーク154の先端部158を示す。
先端部58、158の厚さをTFとし、第1の爪部61aの最大厚さをTWとし、第2の爪部62aの最大厚さをTSとする。また、第2の爪部62aの最大厚さTSが、第1の爪部61aの最大厚さTWよりも厚い、すなわちTS>TWであるものとする。これは、例えば1.5mmのスペーサ部材35の厚さが例えば0.9mmのウェハWの厚さよりも厚いことによる。
図12(b)に示すように、比較例に係る移載機構では、第1の爪部61aと第2の爪部62aとが上側フォーク154の互いに反対側の面154a、154bに設けられている。従って、上側フォーク154の先端部158における厚さは、TS+TF+TWとなる。
一方、図12(a)に示すように、本実施の形態に係る移載機構27では、第1の爪部61aと第2の爪部62aとが上側フォーク54の同一面54aに設けられている。従って、上側フォーク54の先端部58における厚さは、TS>TWより、TS+TFとなる。すなわち、本実施の形態に係る移載機構27の上側フォーク54の厚さ(TS+TF)を、比較例に係る移載機構の上側フォーク154の厚さ(TS+TF+TW)よりも薄くすることができる。従って、収納容器13、14におけるウェハW及びスペーサ部材35の間隔を小さくすることができる。
また、ウェハWを収容する収納容器13では、ウェハWを上下方向に収容する所定のピッチが予め規定されている。所定のピッチをPL1とし、ウェハWの厚さをWtとするときに、図12(b)に示す比較例では、収納容器13における上側フォーク154と上下両側のウェハWとのクリアランスCL0は、(PL1−Wt−(TS+TF+TW))/2である。一方、図12(a)に示す本実施の形態では、収納容器13における上側フォーク54と上下両側のウェハWとのクリアランスCL1は、(PL1−Wt−(TS+TF))/2となり、CL0よりも大きくなる。このように、本実施の形態に係る移載機構27の上側フォーク54の収納容器13内におけるクリアランスCL1を、比較例に係る移載機構の上側フォーク154の収納容器13内におけるクリアランスCL0よりも大きくすることができる。スペーサ部材35を収容する収納容器14でも同様である。
例えば、PL1を10mmとし、Wtを0.9mmとし、比較例におけるTS+TF+TWを7.2mmとし、本実施の形態におけるTS+TFを5.3mmとする。すると、比較例におけるCL0は、0.95mmとなり、本実施の形態におけるCL1は1.9mmとなるため、CL1をCL0よりも大きくすることができる。
次に、図13から図20を参照し、移載機構27が複板ユニット36を構成して搬送する基板搬送方法について説明する。
図13から図19は、移載機構27が複板ユニット36を構成して搬送する手順を示す側面図である。また、図20は、上側フォーク54がウェハWを下側フォーク53に受け渡す際の上側フォーク54及び第2の押し部62bの動きを示す図である。図20(a)は、上側フォーク54がウェハWを下側フォーク53に受け渡す前の状態を示し、図20(b)は、上側フォーク54がウェハWを下側フォーク53に受け渡した後の状態を示している。
まず、上側フォーク54を収納容器13内に前進させ、第1の掴み機構61によりウェハW1を下掴みに支持して受け取り、上側フォーク54を後退させるとともに上下反転させ、ウェハW1を下側フォーク53に載置する(第1の工程)。
上側フォーク54を、面54aを上方に向けた状態で、ウェハW1が収容されている収納容器13内に前進させる(図13(a))。このとき、ウェハW1が第1の爪部61aと第1の押し部61bとの間に位置するように、前進させる。次いで、第1の押し部61bを前進させ、ウェハW1を第1の爪部61a側に押しながら下掴みして支持することによって、ウェハW1を受け取る(図13(b))。次いで、ウェハW1を支持したまま上側フォーク54を収納容器13内から後退させる(図13(c))。次いで、ウェハW1を支持したまま上側フォーク54を上下反転させる(図14(a))。次いで、下側フォーク53を、上昇させて上側フォーク54に近づける(図14(b))。次いで、第1の押し部61bを後退させ、ウェハW1を下側フォーク53に載置する(図14(c))。次いで、下側フォーク53を、もとの位置まで下降させる(図15(a))。
上側フォーク54がウェハW1を下側フォーク53に受け渡す前は、図20(a)に示すように、第1の爪部61aと第1の押し部61bとによりウェハW1を挟持している。そして、上側フォーク54がウェハW1を下側フォーク53に受け渡す際に、図20(b)に示すように、第1の押し部61bを後退させると同時に、上側フォーク54を移動体56により少し前進させるとともに、移載機構27を昇降機構52により少し上昇させてもよい。これにより、ウェハW1を下側フォーク53に受け渡す際に、ウェハW1が第1の爪部61a及び第1の押し部61bのいずれにも引っかからないようにすることができる。また、スペーサ部材35及びウェハW2を上側フォーク54から下側フォーク53に受け渡すときも同様にすることができる(図16(c)及び図18(c)参照)。
なお、前述したように、下側フォーク53に代え、上側フォーク54が基台51に対して昇降可能に設けられていてもよい。このときは、上側フォーク54を下降させて下側フォーク53に近づけ、第1の押し部61bを後退させてウェハW1を下側フォーク53に載置した後、上側フォーク54をもとの位置まで上昇させてもよい。また、スペーサ部材35及びウェハW2を上側フォーク54から下側フォーク53に受け渡すときも同様にすることができる(図16(c)及び図18(c)参照)。
次いで、上側フォーク54を、収納容器14内に前進させ、第2の掴み機構62によりスペーサ部材35を上掴みに支持して受け取り、上側フォーク54を後退させ、スペーサ部材35を下側フォーク53に載置されているウェハW1上に載置する(第2の工程)。
上側フォーク54を、面54aを下方に向けた状態で、スペーサ部材35が収容されている収納容器14内に前進させる(図15(b))。このとき、スペーサ部材35が第2の爪部62aと第2の押し部62bとの間に位置するように、前進させる。次いで、第2の押し部62bを前進させ、スペーサ部材35を第2の爪部62a側に押しながら上掴みして支持することによって、スペーサ部材35を受け取る(図15(c))。次いで、スペーサ部材35を支持したまま上側フォーク54を収納容器14内から後退させる(図16(a))。次いで、下側フォーク53を、上昇させて上側フォーク54に近づける(図16(b))。次いで、第2の押し部62bを後退させ、スペーサ部材35を下側フォーク53に載置されているウェハW1上に載置する(図16(c))。次いで、下側フォーク53を、もとの位置まで下降させる(図17(a))。
第2の工程では、第2の掴み機構62に支持されているスペーサ部材35の中心位置C2が、上側フォーク54の進退方向に沿って、第1の掴み機構61に支持されているウェハW1の中心位置C1と異なる位置にあるときに、スペーサ部材35を受け取る。これにより、第2の爪部62aと第2の押し部62bとによりスペーサ部材35を挟持したときに、スペーサ部材35が第1の爪部61a及び第1の押し部61bのいずれとも干渉しないようにすることができる。
次いで、上側フォーク54を、収納容器13内に前進させ、第1の掴み機構61によりウェハW2を上掴みに支持して受け取り、上側フォーク54を後退させ、ウェハW2を下側フォーク53に載置されているスペーサ部材35上に載置する(第3の工程)。
上側フォーク54を、面54aを下方に向けた状態で、ウェハW2が収容されている収納容器13内に前進させる(図17(b))。このとき、ウェハW2が第1の爪部61aと第1の押し部61bとの間に位置するように、前進させる。次いで、第1の押し部61bを前進させ、ウェハW2を第1の爪部61a側に押しながら上掴みして支持することによって、ウェハW2を受け取る(図17(c))。次いで、ウェハW2を支持したまま上側フォーク54を収納容器13内から後退させる(図18(a))。次いで、下側フォーク53を、上昇させて上側フォーク54に近づける(図18(b))。次いで、第1の押し部61bを後退させ、ウェハW2を下側フォーク53に載置されているスペーサ部材35上に載置する(図18(c))。次いで、下側フォーク53を、もとの位置まで下降させる(図19(a))。
次いで、下側フォーク53を、ボート24内に前進させ、複板ユニット36を爪部33に受け渡す(第4の工程)。
下側フォーク53を、ボート24内に前進させ、ウェハW1、スペーサ部材35及びウェハW2よりなる複板ユニット36を爪部33に受け渡す(図19(b))。次いで、下側フォーク53をボート24内から後退させる(図19(c))。
次に、本実施の形態に係る成膜装置を用いた成膜処理について説明する。図21は、本実施の形態に係る成膜装置を用いた成膜処理を含む各工程の手順を説明するためのフローチャートである。
成膜処理開始後、ステップS11では、成膜容器40に複板ユニット36を搬入する(搬入工程)。図1から図4に示した成膜装置10の例では、例えばローディングエリア20において、移載機構27によりボート24aに複板ユニット36を搭載し、複板ユニット36を搭載したボート24aをボート搬送機構25cにより蓋体23に載置することができる。そして、ボート24aを載置した蓋体23を昇降機構26により上昇させて成膜容器40内に挿入することにより、ウェハWを搬入する。収納容器13、14からボート24aへのウェハW及びスペーサ部材35の移載は、図13から図19を用いて説明した手順により行うことができる。
次に、ステップS12では、成膜容器40の内部を減圧する(減圧工程)。排気装置48の排気能力又は排気装置48と排気管49との間に設けられている図示しない流量調整バルブを調整することにより、排気管49を介して成膜容器40を排気する排気量を増大させる。そして、成膜容器40の内部を所定圧力例えば大気圧(760Torr)から例えば0.3Torrに減圧する。
次に、ステップS13では、ポリイミド膜を成膜する(成膜工程)。
予め、又はステップS13において、制御部50により、インジェクタ45cに第1の原料ガス(PMDAガス)を流す第1の流量F1と、インジェクタ46cに第2の原料ガス(ODAガス)を流す第2の流量F2とを設定しておく。そして、回転機構29によりウェハWを回転させた状態で、設定した第1の流量F1で第1の原料ガス供給部45からPMDAガスをインジェクタ45cに流し、設定した第2の流量F2で第2の原料ガス供給部46からODAガスをインジェクタ46cに流す。これにより、PMDAガスとODAガスとを所定の混合比で混合させた状態で成膜容器40内に供給する。そして、ウェハWの表面でPMDAとODAを重合反応させ、ポリイミド膜を成膜する。具体的には、例えば第1の流量F1を900sccmとし、第2の流量F2を900sccmとすることができる。
このときの、PMDAとODAとの重合反応は、次の式(1)に従う。
本実施の形態では、裏面同士で対向して上下に隣り合う2枚のウェハWの間隔が、表面同士で対向して上下に隣り合う2枚のウェハWの間隔よりも狭くなるように、複数のウェハWを上下方向に保持することができる。これにより、ボート24のウェハ搭載枚数を等しくした状態で、表面同士で対向して上下に隣り合う2枚のウェハWの間隔を増加することが可能となる。その結果、一のウェハWの表面と他のウェハWの表面との隙間を大きくすることができ、ウェハWの表面に十分な量の原料ガスを供給することができる。
次に、ステップS14では、第1の原料ガス供給部45からのPMDAガスの供給及び第2の原料ガス供給部46からのODAガスの供給を停止し、成膜容器40の内部を大気圧に復圧する(復圧工程)。排気装置48の排気能力又は排気装置48と排気管49との間に設けられている図示しない流量調整バルブを調整することにより、成膜容器40を排気する排気量を減少させ、成膜容器40の内部を例えば0.3Torrから例えば大気圧(760Torr)に復圧する。
次に、ステップS15では、成膜容器40から複板ユニット36を搬出する(搬出工程)。図1から図4に示した成膜装置10の例では、例えばボート24aを載置した蓋体23を昇降機構26により下降させて成膜容器40内からローディングエリア20に搬出することができる。そして、移載機構27により、搬出した蓋体23に載置されているボート24aから収納容器13へウェハWを移載することによって、複板ユニット36を成膜容器40から搬出する。ボート24aから収納容器13、14へのウェハW及びスペーサ部材35の移載は、図13から図19を用いて説明した収納容器13からボート24aへのウェハW及びスペーサ部材35の移載と逆の手順により行うことができる。その後、成膜処理を終了する。
なお、複数のバッチについて連続して成膜処理を行うときは、更に、ローディングエリア20において、移載機構27により収納容器13からウェハWをボート24へ移載し、再びステップS11に戻り、次のバッチの成膜処理を行う。
以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
なお、実施の形態では、移載機構が、成膜装置のボートに複板ユニットを移載するものである場合について説明した。しかし、本発明に係る基板搬送装置は、裏面同士が対向する2枚の基板がスペーサ部材を介して積層されてなる複板ユニットを上下方向に所定の保持間隔で複数保持可能な基板保持部に対して、複板ユニットを搬送するものであればよい。従って、成膜装置のボート以外の各種の基板処理装置の基板保持部であって、複板ユニットを上下方向に複数保持可能なものに対して、複板ユニットを移載するものであってもよい。