JP6027837B2

JP6027837B2 - 基板処理装置及び半導体装置の製造方法

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Publication number: JP6027837B2
Application number: JP2012213556A
Authority: JP
Inventors: 油谷　幸則; 幸則油谷
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2032-09-27
Also published as: JP2014067939A

Description

本発明は、シリコンウェーハ、ガラス基板等の基板に薄膜の生成、酸化処理、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の処理を行う基板処理装置及び該基板処理装置に搭載される不活性ガス供給ユニット及び半導体装置の製造方法に関するものである。

基板処理装置は反応容器内に画成された処理室に基板を収納し、処理室内若しくは処理室の周囲に設けられた加熱装置で基板を所定温度に加熱し、処理ガスを反応容器内に供給して基板処理を行う。又、基板処理装置には、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置と、所要枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置とがある。

枚葉式の基板処理装置では、反応容器に形成された搬入搬出口より基板載置部に基板（ウェーハ）が水平に載置される。載置された基板は加熱装置により加熱されると共に、処理ガスが処理室内に供給されることで、基板は基板載置部に載置された状態で処理がなされる様になっている。

従来の基板処理装置に於いては、ウェーハの搬送を行う基板搬送容器内に保持されたウェーハの表面に付着した酸素、或は基板搬送容器から真空搬送室へとウェーハを搬入する際に使用される大気／真空乾燥室（ロードロック室）内で付着した酸素等、処理室内に処理ガスとは異なる種別のガスが混入する虞れがあり、処理ガスとは異なる種別のガスが処理室内に混入することで基板処理に悪影響を及すことがあった。

特開２０１２−５４４７５号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、処理ガスとは異なる種別のガスが処理室内に混入するのを防止し、基板の生産性の向上を図る基板処理装置及び不活性ガス供給ユニット及び半導体装置の製造方法を提供するものである。

本発明は、複数の基板を積層した状態で搬送する大気搬送ロボットが配置された大気搬送空間を有する大気搬送室と、該大気搬送室に隣接し、基板を保持する基板保持空間を有するロードロック室と、前記大気搬送空間と前記基板保持空間との間に設けられ、積層された基板の表面に対して平行に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、前記ロードロック室に真空搬送室を介して接続される処理室とを具備する基板処理装置に係るものである。

又本発明は、ロードロック室の基板保持空間と大気搬送室の大気搬送空間との間に設けられ、複数の基板を積層した状態で前記大気搬送空間から前記基板保持空間に搬送する際に、複数の基板の表面に対して水平方向に不活性ガスを供給する不活性ガス供給孔と、複数の基板を介して前記不活性ガス供給孔に対向する位置に設けられる不活性ガス排気孔とを具備する不活性ガス供給ユニットに係るものである。

更に又本発明は、複数の基板を積層した状態で大気搬送室の大気搬送空間からロードロック室の基板保持空間に基板を搬送する間、前記基板保持空間と前記大気搬送空間との間に設けられた不活性ガス供給孔から積層された基板の表面に対して水平方向に不活性ガスを供給する工程と、複数の基板が前記基板保持空間に搬送された後、前記ロードロック室の圧力を調整する工程と、該ロードロック室の圧力を調整した後、基板を真空搬送室を介して処理室に搬入する工程と、該処理室で基板を処理する工程とを有する半導体装置の製造方法に係るものである。

本発明によれば、処理ガスとは異なる種別のガスが処理室内に混入するのを防止し、基板の生産性の向上を図ることが可能となる。

本発明の実施例に係る基板処理装置を示す概略平断面図である。本発明の実施例に係る基板処理装置を示す概略側断面図である。本発明の実施例に係る不活性ガス供給ユニット及びその周辺の構成を示す斜視図である。本発明の実施例に係る不活性ガス供給ユニットであり、（Ａ）は該不活性ガス供給ユニットの平面図を示し、（Ｂ）は該不活性ガス供給ユニットの正面図を示し、（Ｃ）は該不活性ガス供給ユニットの側面図を示している。本発明の実施例に係る不活性ガス供給ユニット及びその周辺の構成であり、（Ａ）は概略側断面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図を示している。本発明の実施例に係る基板処理を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１、図２に於いて、本発明の実施例に係る基板処理装置１について説明する。

該基板処理装置１は、大気搬送室部（ＥＦＥＭ：ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＦｒｏｎｔＥｎｄＭｏｄｕｌｅ）２と、ロードロック室部３と、真空搬送室部４と、アニール処理等の基板処理が行われる処理室部５とを有している。

前記大気搬送室部２は、内部に大気搬送空間６を有する大気搬送室７と、ＦＯＵＰ（ＦｒｏｎｔＯｐｅｎｉｎｇＵｎｉｆｉｅｄＰｏｄ）８，ＦＯＵＰ９を授受するＦＯＵＰ授受部１０，ＦＯＵＰ授受部１１と、前記ＦＯＵＰ８，前記ＦＯＵＰ９と前記大気搬送空間６とを連通させるゲートバルブ１２，ゲートバルブ１３とを有する。前記大気搬送空間６内には、前記ＦＯＵＰ８，前記ＦＯＵＰ９からロードロック室１４，ロードロック室１５（後述）へとウェーハ１６を搬送する第１の搬送部である大気搬送ロボット１７が配置されている。前記ＦＯＵＰ８，前記ＦＯＵＰ９には所定枚数、例えば２５枚のウェーハ１６がそれぞれ装填されている。前記大気搬送ロボット１７のアーム部１８は、複数枚（例えば５枚）のウェーハ１６を積層して搬送可能な様に、ウェーハ１６を保持するフィンガ４５を重力方向に複数有している。前記アーム部１８は、前記ＦＯＵＰ８，前記ＦＯＵＰ９からロードロック室１４，前記ロードロック室１５に、ウェーハ１６をそれぞれの前記フィンガ４５に搭載した状態、つまりウェーハ１６を積層した状態で搬送する。

前記ロードロック室部３は、ロードロック室１４，前記ロードロック室１５とを有する。前記ロードロック室１４は、内部に基板保持空間１９が形成されており、該基板保持空間１９内に前記大気搬送ロボット１７により前記ＦＯＵＰ８，前記ＦＯＵＰ９から搬送されたウェーハ１６を保持するバッファユニット２２が設けられている。更に、前記ロードロック室１４の大気側基板搬入出口には、不活性ガス供給ユニット２４と、前記大気側基板搬入出口を気密に閉塞可能なゲートバルブ２６とが設けられている。

一方、前記ロードロック室１５は、内部に基板保持空間２１が形成されており、該基板保持空間２１内に前記大気搬送ロボット１７により前記ＦＯＵＰ８，前記ＦＯＵＰ９から搬送されたウェーハ１６を保持するバッファユニット２３が設けられている。更に、前記ロードロック室１５の大気側基板搬入出口には、不活性ガス供給ユニット２５と、前記大気側基板搬入出口を気密に閉塞可能なゲートバルブ２７とが設けられている。

前記バッファユニット２２は、複数枚のウェーハ１６を水平多段に保持する（ウェーハ１６を積層する）ボート（図示せず）と、該ボートの下部に設けられウェーハ１６の向きを整えるインデックスアセンブリ２８とを有している。同様に、前記バッファユニット２３は、複数枚のウェーハ１６を水平多段に保持する（ウェーハ１６を積層する）ボート（図示せず）と、該ボートの下部に設けられウェーハ１６の向きを整えるインデックスアセンブリ２９とを有している。前記ボートと該ボートの下部の前記インデックスアセンブリ２８，前記インデックスアセンブリ２９は一体に回転する。

前記真空搬送室部４は、真空搬送室３１を有し、該真空搬送室３１には第２の搬送部である真空搬送ロボット３２が設けられ、前記真空搬送室３１はゲートバルブ３３を介して前記ロードロック室１４と連結されると共に、ゲートバルブ３４を介して前記ロードロック室１５と連結されている。前記真空搬送ロボット３２は水平方向に延出するフィンガ３５を有し、該フィンガ３５を鉛直方向に延びる回転軸を軸として回転させると共に、水平方向に移動させることで、ウェーハ１６を前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５と後述する処理室３６，処理室３７との間で搬送する様になっている。

前記処理室部５は、互いに対象となる位置に配置された前記処理室３６，前記処理室３７を有しており、前記処理室３６はゲートバルブ３８により気密に閉塞可能であり、前記処理室３７はゲートバルブ３９により気密に閉塞可能となっている。又、前記処理室３６，前記処理室３７は前記真空搬送室３１を介して前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５と接続されている。尚、前記処理室３６，前記処理室３７は同様の構造であるので、以下では該処理室３７について説明する。

該処理室３７内には、奥行き方向に２つの基板載置台４１，基板載置台４２が設けられ、前記基板載置台４１と前記基板載置台４２との間の空間は、仕切部材４３により水平方向の一部が仕切られている。又、該仕切部材４３の一端側には、ウェーハ１６を搬送可能なロボットアーム４４が配置されている。該ロボットアーム４４は、前記真空搬送ロボット３２が搬送するウェーハ１６のうちの１枚を前記基板載置台４１から前記基板載置台４２に向って搬送し、又該基板載置台４２からウェーハ１６を回収する様になっている。

前記真空搬送ロボット３２を介して前記基板載置台４１にウェーハ１６が載置され、前記ロボットアーム４４により前記基板載置台４２にウェーハ１６が載置されることで、前記処理室３７内の同一空間内で２枚のウェーハ１６に対して同時にアニール処理を行うことが可能となっている。

次に、図３〜図５（Ａ）（Ｂ）に於いて、前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５の搬入出口に取付けられる前記不活性ガス供給ユニット２４，前記不活性ガス供給ユニット２５及びその周辺の構成について説明する。尚、前記ロードロック室１４と前記ロードロック室１５の構造、及び前記不活性ガス供給ユニット２４と前記不活性ガス供給ユニット２５の基本的な構造は同様であるので、以下では前記ロードロック室１５と前記不活性ガス供給ユニット２５について説明する。

前記大気搬送ロボット１７のアーム部１８は、水平方向に延出する複数の前記フィンガ４５、例えば５枚のフィンガ４５を有し、各フィンガ４５上にそれぞれウェーハ１６を保持可能となっている。又、前記ロードロック室１５の前記ゲートバルブ１３（図１参照）と対向する箇所には、前記大気搬送ロボット１７により前記ロードロック室１５に対してウェーハ１６の搬入出を行う為の大気側基板搬入出口４６が形成され、該大気側基板搬入出口４６は前記ゲートバルブ２７により気密に閉塞可能となっている。

前記ロードロック室１５の前記大気側基板搬入出口４６と対向する箇所には、前記真空搬送室３１と連通する真空側基板搬入出口４７が形成され、該真空側基板搬入出口４７は前記ゲートバルブ３４により気密に閉塞可能となっている。

前記ロードロック室１５には、前記大気側基板搬入出口４６を囲む様に前記不活性ガス供給ユニット２５が着脱可能に取付けられている。該不活性ガス供給ユニット２５は所定の厚みを有する矩形形状の枠体４８を有している。尚、該枠体４８は前記大気側基板搬入出口４６よりも充分に大きい開口面積を有し、前記大気搬送ロボット１７によるウェーハ１６の搬送を妨げない様になっている。

前記枠体４８の一方の側枠（図４中紙面に対して左側。隣合う前記ロードロック室２４側。）には、不活性ガス供給流路４９が下方から穿設されている。該不活性ガス供給流路４９の下端には不活性ガス供給管５１が接続され、該不活性ガス供給管５１には上流側に向ってバルブ５２、流量制御器（ＭＦＣ）５３、不活性ガス供給源５４が設けられている。

前記不活性ガス供給流路４９には、前記不活性ガス供給源５４から供給されるＮ₂等の不活性ガスが、前記ＭＦＣ５３及び前記バルブ５２により流量調整され、供給される。又、前記枠体４８の一方の側枠の内面には、前記不活性ガス供給流路４９と連通する不活性ガス供給孔５５が所定の間隔で軸心が水平となる様に複数穿設され、該不活性ガス供給孔５５を介して不活性ガスが水平方向、即ち前記アーム部１８に積層されたウェーハ１６と平行な方向に噴出される様になっている。

尚、該不活性ガス供給孔５５は、図５（Ｂ）に示される様に、前記ロードロック室１５にウェーハ１６を搬入する際に、上下に隣接するウェーハ１６間に位置する様穿設するのが好まく、又前記不活性ガス供給孔５５の数は搬送されるウェーハ１６の数より多く設けるのが好ましい。

主に、前記不活性ガス供給孔５５、前記不活性ガス供給流路４９、前記不活性ガス供給管５１、前記流量制御器５３を不活性ガス供給部と呼ぶ。尚、前記不活性ガス供給源５４を不活性ガス供給部に含めても良い。

前記枠体４８の他方の側枠（図４中紙面に対して右側）には、不活性ガス排気流路５６が下方から穿設されている。該不活性ガス排気流路５６の下端には不活性ガス排気管５７が接続され、該不活性ガス排気管５７には排気手段である真空ポンプ５８が接続されている。

又、前記枠体４８の他方の側枠の内面には、前記不活性ガス供給孔５５と対向する位置に、軸心が水平となる様に不活性ガス排気孔５９が穿設されており、該不活性ガス排気孔５９は前記不活性ガス排気流路５６と連通する。前記不活性ガス供給孔５５から前記不活性ガス排気孔５９に向って、積層されたウェーハ１６と平行な不活性ガスのガス流６１が形成される。換言すれば、前記フィンガ４５が前記大気側基板搬入出口４６を通過する際、前記大気搬送ロボット１７に搭載されたウェーハ１６の間に前記ガス流６１が形成される様構成されている。即ち、前記大気搬送ロボット１７の前記アーム部１８に設けられた複数のフィンガ４５間に不活性ガスのガス流６１が形成される様構成されている。

前記不活性ガス供給孔５５と前記不活性ガス排気孔５９の上端は、積層されたウェーハ１６の上端よりも高い位置となる様配設されている。即ち、積層されたウェーハ１６の内、最も上方に配設されたウェーハ１６の表面を前記ガス流６１が通過する様構成されている。更に換言するなら、前記フィンガ４５が前記大気側基板搬入出口４６を通過する際、前記アーム部１８に設けられた複数のフィンガ４５の内最も上方に設けられたフィンガ４５よりも、前記不活性ガス供給孔５５と前記不活性ガス排気孔５９の上端が高い位置となる様配設されている。

この様な構成とすることで、前記不活性ガス供給孔５５の上端から最も上方に配設されたウェーハ１６の表面を介して前記不活性ガス排気孔５９の上端に向けて前記ガス流６１が形成される。これにより、前記フィンガ４５が前記大気側基板搬入出口４６を通過する際、前記不活性ガス供給ユニット２５の周囲、特に前記大気搬送空間６上方の雰囲気が前記アーム部１８の周囲に引き寄せられることを防ぐことが可能となる。即ち、前記大気搬送空間６の雰囲気が前記ロードロック室１５に侵入することを抑制することが可能となる。該ロードロック室１５への侵入を抑制することで、該ロードロック室１５内でのウェーハ１６の酸化を防ぐことができる。

又、前記不活性ガス供給孔５５と前記不活性ガス排気孔５９の下端は、積層されたウェーハ１６の下端よりも低い位置となる様配設されている。即ち、積層されたウェーハ１６の内、最も下方に配設されたウェーハ１６の裏面を前記ガス流６１が通過する様構成されている。更に換言するなら、前記フィンガ４５が前記大気側基板搬入出口４６を通過する際、前記アーム部１８に設けられた複数のフィンガ４５の内最も下方に設けられたフィンガ４５よりも、前記不活性ガス供給孔５５と前記不活性ガス排気孔５９の下端が低い位置となる様配設されている。

この様な構成とすることで、前記不活性ガス供給孔５５の下端から最も下方に配設されたウェーハ１６の裏面を介して前記不活性ガス排気孔５９の下端に向けて前記ガス流６１が形成される。これにより、前記フィンガ４５が前記大気側基板搬入出口４６を通過する際、前記不活性ガス供給ユニット２５の周囲の、特に前記大気搬送空間６下方の雰囲気が前記アーム部１８の周囲に引き寄せられることを防ぐことが可能となる。即ち、前記大気搬送空間６の雰囲気が前記ロードロック室１５に侵入することを抑制することが可能となる。該ロードロック室１５への侵入を抑制することで、該ロードロック室１５内でのウェーハ１６の酸化を防ぐことができる。

尚、前記不活性ガス排気孔５９は、前記不活性ガス供給孔５５と対向する様上下方向に形成されたスリットであってもよい。

主に、前記不活性ガス排気孔５９、前記不活性ガス排気流路５６、前記不活性ガス排気管５７を不活性ガス排気部と呼ぶ。尚、前記真空ポンプ５８を不活性ガス排気部に含めても良い。

尚、前記ガス流６１は、図３中紙面に対して左側から右側に向って流れる様にしているが、前記不活性ガス供給ユニット２４に於けるガス流６２は、図３中紙面に対して右側から左側へと流れる様にするのが好ましい。即ち、前記不活性ガス供給ユニット２５の前記ガス流６１を、隣接する前記不活性ガス供給ユニット２４から離れる方向に形成し、更に前記不活性ガス供給ユニット２４の前記ガス流６２を、隣接する前記不活性ガス供給ユニット２５から離れる方向に形成する様にする。換言すれば、前記不活性ガス供給ユニット２４の不活性ガス供給孔を隣接する前記不活性ガス供給ユニット２５側の枠に設け、不活性ガス排気孔５９を前記不活性ガス供給ユニット２５から離れた側の枠に設ける様に構成する。同様に、前記不活性ガス供給ユニット２５の前記不活性ガス供給孔５５を隣接する前記不活性ガス供給ユニット２４側の枠に設け、前記不活性ガス排気孔５９を前記不活性ガス供給ユニット２４から離れた側の枠に設ける様に構成する。

この様に構成することで、前記ガス流６１，前記ガス流６２同士の干渉や、その干渉による雰囲気の巻上げが防止されるので、円滑なガス流が形成できる。その結果、それらによるウェーハ１６の酸化等を抑制することが可能となる。

尚、ここでは前記不活性ガス供給孔５５と前記不活性ガス排気孔５９とを具備する前記枠体４８を前記不活性ガス供給ユニット２５と呼んだが、それに限らず、前記不活性ガス供給部の構成や前記不活性ガス排気部の構成を含めても良い。更には、不活性ガス供給源５４、真空ポンプ５８を前記不活性ガス供給ユニット２５に含めても良い。

次に、半導体装置の製造工程の一工程として、図６のフローチャートを用い、本実施例に於ける前記基板処理装置１による基板処理について説明する。尚、以下の説明に於いては、例えば金属配線等の金属膜を有するウェーハ１６が用いられる。

ＳＴＥＰ：０１先ず、ウェーハ１６を前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５に搬入する前段階として、前記バルブ５２を開放し、前記ＭＦＣ５３により流量調整を行い、前記不活性ガス供給流路４９に所定の流量の不活性ガスを供給する。又、不活性ガスの供給と並行して、前記真空ポンプ５８を作動させる。前記不活性ガス供給孔５５から不活性ガスが噴出され、噴出された不活性ガスが前記不活性ガス排気孔５９より吸引されることで、前記大気側基板搬入出口４６を覆う一様流れの前記ガス流６１，前記ガス流６２が形成される。

ＳＴＥＰ：０２次に、前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５内を昇圧し、前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５内部の圧力を前記大気搬送室部２の圧力よりも若干高くする。

ＳＴＥＰ：０３上記２工程が終了した後、前記ゲートバルブ２６，前記ゲートバルブ２７を開放する。この時、前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５内部の圧力が前記大気搬送室部２の圧力よりも高くなっており、又前記大気搬送室部２と前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５との間に前記ガス流６１，前記ガス流６２による不活性ガスのカーテンが形成されている。その為、酸素等のガスが前記大気搬送室部２から前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５の内部に浸入するのが防止される。

又、前記ガス流６１，前記ガス流６２が互いに離反する方向へと流れていることから、前記ガス流６１，前記ガス流６２が互いに干渉せず、乱流が生じるのが防止される。

ＳＴＥＰ：０４前記ゲートバルブ２６，前記ゲートバルブ２７の解放後、前記大気搬送ロボット１７により前記ＦＯＵＰ８若しくは前記ＦＯＵＰ９から未処理のウェーハ１６が多段に積層された状態で前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５内に搬入される。搬入過程でウェーハ１６が前記ガス流６１，前記ガス流６２を通過する。この時、前記不活性ガス供給孔５５が積層されたウェーハ１６間に位置しているので、前記不活性ガス供給孔５５から噴出された不活性ガスは、積層されたウェーハ１６間を流通し、ウェーハ１６間の空気（残留酸素）が不活性ガスにより置換され、除去される。

又、ウェーハ１６を搬入する際、ウェーハ１６が前記ガス流６１，前記ガス流６２を通過する速度を遅くする、又は一時停止することで、より効果的に不活性ガスによる置換を行うことができる。

ＳＴＥＰ：０５ウェーハ１６の搬入後、前記ゲートバルブ２６，前記ゲートバルブ２７を閉塞し、前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５内の減圧、不活性ガスによる昇圧、減圧を繰返し行う。減圧及び昇圧を繰返し行うことで、ウェーハ１６間やウェーハ１６に部分的に付着した残留酸素を完全に除去する。

ＳＴＥＰ：０６酸素除去後、前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５の内部の圧力を真空搬送圧と同じか、それより低い圧力となる様調圧する。次に前記ゲートバルブ３３又は前記ゲートバルブ３４を開放し、前記ゲートバルブ３８又は前記ゲートバルブ３９を開放し、前記真空搬送ロボット３２により２枚のウェーハ１６が、前記処理室３６と前記処理室３７のうちの一方、例えば前記処理室３７内の前記基板載置台４１上に搬送される。搬送された２枚のウェーハ１６のうちの１枚は、前記真空搬送ロボット３２により前記基板載置台４１へと移載され、残りの１枚は前記ロボットアーム４４により前記基板載置台４２へと移載される。

ＳＴＥＰ：０７前記ゲートバルブ３８，前記ゲートバルブ３９を閉塞した後、前記処理室３７に所定のガスを供給し、前記基板載置台４１，前記基板載置台４２に移載されたウェーハ１６に対し、図示しない加熱部によってウェーハ１６を加熱し、例えばアニール処理等所定の基板処理が行われる。

ＳＴＥＰ：０８基板処理が終了すると、ウェーハ１６が処理された前記処理室３７に隣接された前記ゲートバルブ３８又は前記ゲートバルブ３９を開放する。前記基板載置台４１のウェーハ１６が前記真空搬送ロボット３２に移載され、前記基板載置台４２のウェーハ１６が前記ロボットアーム４４により前記真空搬送ロボット３２に移載される。該真空搬送ロボット３２により２枚のウェーハ１６が元の前記ロードロック室１４又は前記ロードロック室１５に搬入され、前記ロードロック室１４又は前記ロードロック室１５内のボート（図示せず）にウェーハ１６が移載される。

ＳＴＥＰ：０９処理済のウェーハ１６を前記ロードロック室１４又は前記ロードロック室１５へ搬入した後、搬入した前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５に隣接する前記ゲートバルブ３３又は前記ゲートバルブ３４を閉塞し、前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５内を大気圧に復帰させる。最後に、処理済のウェーハ１６が搬入された前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５に隣接する前記ゲートバルブ２６又は前記ゲートバルブ２７を開放し、前記大気搬送ロボット１７により前記ロードロック室１４又は前記ロードロック室１５から前記ＦＯＵＰ８又は前記ＦＯＵＰ９へとウェーハ１６を多段に積層した状態で搬出し、基板処理を終了する。

この時、前記大気搬送ロボット１７によるウェーハ１６の搬出速度を、ＳＴＥＰ：０４に於けるウェーハ１６の搬入速度よりも速くする。ウェーハ１６の搬出速度を速くすることで、ウェーハ１６のスループットの向上を図ることができる。

尚、ＳＴＥＰ：０９のウェーハ１６の搬出工程に於いて、前記ゲートバルブ２６と前記ゲートバルブ２７が開放されている場合、ウェーハ１６の搬入時と同様に前記不活性ガス供給流路４９に不活性ガスを供給し、又前記不活性ガス排気孔５９で不活性ガスを吸引し、不活性ガスの前記ガス流６１，前記ガス流６２を形成してもよい。

この場合、前記ガス流６１，前記ガス流６２を形成するタイミングは、前記ロードロック室１４と前記ロードロック室１５の大気圧復帰後であって、前記ゲートバルブ２６と前記ゲートバルブ２７を開放する前であり、ウェーハ１６は前記ガス流６１，前記ガス流６２の中を通過して前記ＦＯＵＰ８又は前記ＦＯＵＰ９へと搬出される。

又、前記処理室３６又は前記処理室３７にて加熱された処理済のウェーハ１６は、前記ガス流６１，前記ガス流６２が、積層されたウェーハ１６間を流通する様になっているので、全てのウェーハ１６を満遍なく冷却することができる。ウェーハ１６が冷却され、前記大気搬送空間６内の酸素成分がウェーハ１６の表面と反応しにくくなる為、前記大気搬送室部２に於けるウェーハ１６の酸化をより確実に防止することができる。

上述の様に、本実施例では、前記大気側基板搬入出口４６を囲む様に前記不活性ガス供給ユニット２４，前記不活性ガス供給ユニット２５を取付け、前記不活性ガス供給ユニット２４，前記不活性ガス供給ユニット２５により前記ガス流６１，前記ガス流６２を形成し、ウェーハ１６を搬入する際に積層されたウェーハ１６間に不活性ガスが流通する様にしている。従って、ウェーハ１６間の残留酸素を不活性ガスで除去し、前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５、前記真空搬送室３１、前記処理室３６，前記処理室３７内に酸素が混入するのを防止することができるので、ウェーハ１６が酸化し易い金属配線を有していたとしても、金属配線が酸化し、劣化することがない為、基板処理に於けるウェーハ１６の品質向上を図ることができる。

又、前記不活性ガス供給ユニット２４，前記不活性ガス供給ユニット２５が複数の不活性ガス供給孔５５を有し、該不活性ガス供給孔５５が積層されたウェーハ１６間に位置しているので、前記ガス流６１，前記ガス流６２が確実にウェーハ１６間を流通し、より確実にウェーハ１６間の残留酸素を除去することができる。従って、基板処理に於けるウェーハ１６の品質をより向上させることができる。

又、前記不活性ガス供給ユニット２４，前記不活性ガス供給ユニット２５により形成される前記ガス流６１，前記ガス流６２が、互いに離反する方向へと流れているので、該ガス流６１，前記ガス流６２が互いに干渉せず、前記大気側基板搬入出口４６での乱流の発生を防止することができる。従って、前記ガス流６１，前記ガス流６２がより確実にウェーハ１６間の残留酸素を除去でき、基板処理に於けるウェーハ１６の品質を更に向上させることができる。

又、前記処理室３６，３７では、非酸素雰囲気下で基板処理を行うので、金属成分を有するウェーハ１６に対し、金属膜の酸化等を防止しつつ基板処理を行うことができる。

尚、本実施例に於いては、前記不活性ガス供給ユニット２４，前記不活性ガス供給ユニット２５を、前記大気側基板搬入出口４６を囲む様に前記ロードロック室１４，前記ロードロック室１５に取付けているが、前記不活性ガス供給ユニット２４，前記不活性ガス供給ユニット２５は前記大気搬送室部２と前記ロードロック室部３との間にあればよい。従って、前記不活性ガス供給ユニット２４，前記不活性ガス供給ユニット２５を前記大気搬送室部２側の搬入出口に設けてもよく、前記大気搬送室部２と前記ロードロック室部３との間に別部品として設けてもよい。

又、本実施例に於いては、複数の基板を積層した状態で搬送する大気搬送ロボットが配置された大気搬送空間を有する大気搬送室と、該大気搬送室に隣接し、基板を保持する基板保持空間を有するロードロック室と、前記大気搬送空間と前記基板保持空間との間に設けられ、積層された基板の表面に対して平行に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、前記ロードロック室に真空搬送室を介して接続される処理室とを具備するので、積層された基板間に残留する残留酸素成分を除去することができ、前記ロードロック室、前記真空搬送室、前記処理室に酸素が混入するのが防止され、高品質な基板処理が可能となる。

又、本実施例に於いては、前記不活性ガス供給ユニットは不活性ガスを噴出する複数の供給孔を有し、該供給孔は積層された基板の間に位置する様に構成されたので、より確実に基板間の残留酸素成分を除去することができ、前記ロードロック室、前記真空搬送室、前記処理室に酸素が混入するのが防止され、より高品質な基板処理が可能となる。

又、本実施例に於いては、前記ロードロック室を複数有し、前記不活性ガス供給ユニットはそれぞれの前記ロードロック室に対応して配置され、前記不活性ガス供給ユニットの供給孔は、隣接する不活性ガス供給ユニットの供給孔とは異なる方向に設けられる様構成されたので、前記ロードロック室の搬入出口での不活性ガスの乱流を防止することができ、より確実に基板間の残留酸素成分を除去することができ、前記ロードロック室、前記真空搬送室、前記処理室に酸素が混入するのが防止され、より高品質な基板処理が可能となる。

又、本実施例に於いては、ロードロック室の基板保持空間と大気搬送室の大気搬送空間との間に設けられ、複数の基板を積層した状態で前記大気搬送空間から前記基板保持空間に搬送する際に、複数の基板の表面に対して水平方向に不活性ガスを供給する不活性ガス供給孔と、複数の基板を介して前記不活性ガス供給孔に対向する位置に設けられる不活性ガス排気孔とを具備するので、積層された基板間に残留する残留酸素成分を除去することができ、前記ロードロック室、前記真空搬送室、前記処理室に酸素が混入するのが防止され、高品質な基板処理が可能となる。

又、本実施例に於いては、複数の基板を積層した状態で大気搬送室の大気搬送空間からロードロック室の基板保持空間に基板を搬送する間、前記基板保持空間と前記大気搬送空間との間に設けられた不活性ガス供給孔から積層された基板の表面に対して水平方向に不活性ガスを供給する工程と、複数の基板が前記基板保持空間に搬送された後、前記ロードロック室の圧力を調整する工程と、該ロードロック室の圧力を調整した後、基板を真空搬送室を介して処理室に搬入する工程と、該処理室で基板を処理する工程とを有するので、積層された基板間に残留する残留酸素成分を除去することができ、前記ロードロック室、前記真空搬送室、前記処理室に酸素が混入するのが防止され、高品質な基板処理が可能となるという優れた効果を発揮する。

（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。

（付記１）複数の基板を積層した状態で搬送する大気搬送ロボットが配置された大気搬送空間を有する大気搬送室と、該大気搬送室に隣接し、基板を保持する基板保持空間を有するロードロック室と、前記大気搬送空間と前記基板保持空間との間に設けられ、積層された基板の表面に対して平行に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、前記ロードロック室に真空搬送室を介して接続される処理室とを具備する基板処理装置。

（付記２）前記不活性ガス供給ユニットは不活性ガスを噴出する複数の供給孔を有し、該供給孔は積層された基板の間に位置する様に構成された付記１に記載の基板処理装置。

（付記３）前記ロードロック室を複数有し、前記不活性ガス供給ユニットはそれぞれの前記ロードロック室に対応して配置され、前記不活性ガス供給ユニットの供給孔は、隣接する不活性ガス供給ユニットの供給孔とは異なる方向に設けられる様構成された付記１又は付記２に記載の基板処理装置。

（付記４）基板は金属成分を有する基板であり、前記処理室は非酸素雰囲気で基板を処理する付記１〜付記３のうちいずれかに記載の基板処理装置。

（付記５）ロードロック室の基板保持空間と大気搬送室の大気搬送空間との間に設けられ、複数の基板を積層した状態で前記大気搬送空間から前記基板保持空間に搬送する際に、複数の基板の表面に対して水平方向に不活性ガスを供給する不活性ガス供給孔と、複数の基板を介して前記不活性ガス供給孔に対向する位置に設けられる不活性ガス排気孔とを具備する不活性ガス供給ユニット。

（付記６）複数の基板を積層した状態で大気搬送室の大気搬送空間からロードロック室の基板保持空間に基板を搬送する間、前記ロードロック室と前記大気搬送空間との間に設けられた不活性ガス供給孔から積層された基板の表面に対して平行に不活性ガスを供給する工程と、複数の基板が前記基板保持空間に搬送された後、前記ロードロック室の圧力を調整する工程と、該ロードロック室の圧力を調整した後、基板を真空搬送室を介して処理室に搬入する工程と、該処理室で基板を処理する工程とを有する半導体装置の製造方法。

（付記７）基板は金属成分を有する基板であり、前記処理室は非酸素雰囲気で基板を処理する付記６に記載の半導体装置の製造方法。

（付記８）基板を処理する処理室を具備する半導体製造装置であって、大気搬送ロボットによりロードロック室に対して複数の基板を積層して搬入出する際に、前記ロードロック室手前に設けた不活性ガス供給ユニットから積層された基板と平行に不活性ガスを供給し、基板間の空気を不活性ガスに置換する半導体製造装置。

（付記９）前記ロードロック室に対して基板を搬入出する際に、基板の搬入出速度を低下させるか、又は停止させて基板間の空気が不活性ガスにより置換される時間を延長する付記８に記載の半導体製造装置。

（付記１０）前記不活性ガス供給ユニットに基板の枚数以上の不活性ガス供給孔を形成した付記８又は付記９に記載の半導体製造装置。

（付記１１）前記ロードロック室内で減圧動作及び昇圧動作を複数回繰返し、該ロードロック室内の酸素を完全に排気する付記８〜付記１０のいずれかに記載の半導体製造装置。

１基板処理装置
２大気搬送室部
３ロードロック室部
４真空搬送室部
５処理室部
６大気搬送空間
７大気搬送室
８，９ＦＯＵＰ
１４，１５ロードロック室
１６ウェーハ
１７大気搬送ロボット
１９，２１基板保持空間
２４，２５不活性ガス供給ユニット
２６，２７ゲートバルブ
３１真空搬送室
３２真空搬送ロボット
３３，３４ゲートバルブ
３６，３７処理室
４６大気側基板搬入出口
４７真空側基板搬入出口
４８枠体
４９不活性ガス供給流路
５５不活性ガス供給孔
５６不活性ガス排気流路
５９不活性ガス排気孔
６１，６２ガス流

Claims

複数の基板を積層した状態で搬送する大気搬送ロボットが配置された大気搬送空間を有する大気搬送室と、該大気搬送室に隣接し、基板を保持する基板保持空間を有する隣合う２つのロードロック室と、前記大気搬送空間と前記基板保持空間との間にそれぞれ設けられ、不活性ガス供給孔から積層した状態で搬送される前記基板の表面に対して平行に不活性ガスを供給し、前記不活性ガス供給孔に対して対向する位置に配置された不活性ガス排気孔から前記不活性ガスを排気する様構成された不活性ガス供給ユニットと、前記隣合う２つのロードロック室に真空搬送室を介して接続される処理室とを具備し、各不活性ガス供給ユニットの前記不活性ガス供給孔は、互いに隣合う様に配置され、前記不活性ガス排気孔は、隣合う前記不活性ガス供給孔から互いに離れる方向に前記不活性ガスのガス流が形成される様に配置される基板処理装置。
前記不活性ガス供給ユニットは、複数の前記不活性ガス供給孔と複数の前記不活性ガス排気孔を有し、前記不活性ガス供給孔と前記不活性ガス排気孔は、積層した状態で搬送される前記基板の間に位置する様に構成された請求項１の基板処理装置。
積層した状態で搬送される前記基板は、前記大気搬送ロボットにより前記基板の表面に対して平行な方向に搬送される請求項１又は請求項２の基板処理装置。
複数の基板を積層した状態で大気搬送室の大気搬送空間から、隣合う２つのロードロック室の少なくともいずれかの基板保持空間に前記基板を搬送する間、前記隣合う２つのロードロック室の前記基板保持空間と前記大気搬送空間との間にそれぞれ設けられた不活性ガス供給ユニットにより、積層した状態で搬送される前記基板の表面に対して平行に不活性ガスを供給する工程と、前記基板が前記基板保持空間に搬送された後、前記基板を真空搬送室を介して処理室に搬入する工程と、該処理室で前記基板を処理する工程とを有し、前記隣合う２つのロードロック室にそれぞれ設けられた前記不活性ガス供給ユニットは、互いに隣合う様に配置された不活性ガス供給孔と、該不活性ガス供給孔に対向する位置に配置された不活性ガス排気孔とをそれぞれ備え、前記不活性ガスを供給する工程では、互いに隣合う様に配置された前記不活性ガス供給孔からそれぞれ供給される前記不活性ガスのガス流が、前記不活性ガス排気孔に向って互いに離れる方向に形成される半導体装置の製造方法。