JP6038503B2 - 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、基板を加熱するためのランプの寿命を長くすることが可能な基板処理装置、あるいは該基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
基板を処理する受光室と、
前記受光室内に設けられ、基板を支持する基板支持部と、
ランプ電気配線と、該ランプ電気配線を内包し当該ランプ内の気体を気密に封止する封止部とを有し、前記基板支持部に支持された基板に光を照射するランプと、
前記受光室外に設けられ、前記ランプと、前記ランプと連結され前記ランプ電気配線に電流を供給するランプ連結部材と、前記封止部よりも熱伝導率の高い材料で構成され、前記封止部の周囲を覆い前記封止部に接触する吸熱部材と、前記吸熱部材に接触し前記吸熱部材を固定するための基礎部材と、を有するランプ収容部と、
前記ランプ連結部材に接続され、前記ランプ連結部材へ電流を供給する外部電気配線と、
を備える基板処理装置。
基板を処理する受光室と、
前記受光室内に設けられ、基板を支持する基板支持部と、
ランプ電気配線と、該ランプ電気配線を内包し当該ランプ内の気体を気密に封止する封止部とを有し、前記基板支持部に支持された基板に光を照射するランプと、
前記受光室外に設けられ、前記ランプと、前記ランプと連結され前記ランプ電気配線に電流を供給するランプ連結部材と、前記封止部よりも熱伝導率の高い材料で構成され、前記封止部の周囲を覆い前記封止部に接触する吸熱部材と、前記吸熱部材に接触し前記吸熱部材を固定するための基礎部材と、を有するランプ収容部と、
前記ランプ連結部材に接続され、前記ランプ連結部材へ電流を供給する外部電気配線と、
を備える基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記受光室内に基板を搬入して前記基板支持部に基板を支持する工程と、
前記基板支持部に支持された基板に、前記ランプから光を照射する光照射工程と、
前記受光室内から基板を搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
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、基板処理装置10を上方から見た概念図である。図2は、図1に示す基板処理装置10のロードロック室から処理室までの概要を示す側面図である。
図1や図2に示すように、基板処理装置10は、例えば搬送室12と、搬送室12を中心として配置されるロードロック室14a,14b及び2つの処理室16a,16bと、を備えている。ロードロック室14a,14bの上流側には、カセットなどのフープ(キャリア)とロードロック室14a,14bとの間で基板を搬送する大気搬送室(EFEM:Equipment Front End Module)20が配置されている。大気搬送室20には、例えば25枚の基板22を縦方向に一定間隔を隔てて収容可能なフープ(図示せず)が3台配置されている。また、大気搬送室20内には、大気搬送室20とロードロック室14a,14bとの間で基板22を例えば5枚ずつ搬送する図示しない大気ロボットが配置されている。搬送室12、ロードロック室14a,14b及び処理室16a,16bは、例えばアルミニウム(A5052)等の材料により一体形成された容器(装置本体とも呼ぶ)の内部に構成されている。
フランジ53a,53bの下方には、下側容器47に立設された支柱49が接続されている。基板支持部44a,44bは、下方から支柱49により支持されると共に、側方から固定部材52により固定されている。
続いて、本実施形態に係る加熱部としてのランプハウス80a,80bの構成について図7から図10を用いて説明する。
図7は、ランプハウス80および基板支持部44を側面から見た図である。図8は、ランプハウス80を上面から見た図である。図9は、図7の部分拡大図である。図10は、ランプ81の取り付け構造を示す分解斜視図である。ランプ81は、基板支持部44に支持された基板22に光を照射する。
ランプハウス80a,80bは同一の構成であるため、ここではランプハウス80として説明する。
このような構成とすることで、ランプ交換などのメンテナンス作業において、処理空間110の雰囲気に影響することなく、安全にかつすばやくランプ81を交換することが可能となる。
上記のような構造とすることで、ヒータの冷却待ち、再度の真空引きが必要なくなるため、メンテナンス時間の短縮を図ることが可能となる。
このような構成とすることで、ランプベース84を経由して、ブロック83を冷却している。ブロック83を冷却することで、後述する封止部81sやソケット82やソケット82に取り付けられている配線82cを冷却することが可能となり、ランプ81の寿命を延ばすことができる。配線82cは、ランプハウス80の外部からソケット82へ電流を供給する外部電気配線である(図9参照)。
各グループのランプは隣り合うよう構成されており、グループごとに照度を調整することで、基板22に照射される照度量を調整するようにしている。各グループ間で照度量を調整することで、基板22を均一に加熱することができる。
図9に示すように、ランプ81は、例えばハロゲン電球であり、フィラメント81fを内蔵する例えば石英製のバルブ81b内に、例えばハロゲンガスを封入している。ランプ81は、ハロゲンガスが漏れ出ないように封止するために、石英製のバルブ81bから連続して形成された石英製の封止部81sを有する。封止部81sの機械的強度を高くするため、封止部81sの石英の表面を例えばセラミックスで覆うようにしてもよい。封止部81sは、フィラメント81fに電気的に接続されているモリブデン箔81m(ランプ電気配線)を内包している。モリブデン箔81mは、封止部81s外に突き出るように設けられたプラグ81pに電気的に接続されている。
なお、本実施形態では、ソケット82とランプ81との電気的接続を、ソケット穴82hとプラグ81pにより行っているが、家庭用の白熱電球のように、ランプ81をソケット82にねじ込むように構成してもよい。
石英製の封止部81sやセラミックス製のソケット82やソケット82に取り付けられている配線82cは、セラミックスや石英よりも熱伝導度の高いアルミ製のブロック83で覆われ、ブロック83は、アルミ製のランプベース84に上方から埋め込まれている。言い換えれば、ブロック83は、ランプベース84に、基板を処理する処理空間110と異なる方向から嵌め込まれ、固定されている。
この構造により、封止部81sやソケット82や配線82cの熱がブロック83に移動し易くなるので、封止部81sやソケット82や配線82cの温度上昇を抑制することができる。ソケット82や配線82cの温度上昇を抑制することにより、封止部81sの温度上昇を抑制することができる。
また、分割ブロック83aと分割ブロック83bを合わせた状態において、第1の空間の下方には、ブロック83内部に第2の空間が形成される。この第2の空間に封止部81sが嵌まるように構成されている。このため、封止部81sを覆うブロック83の内部形状は、封止部81sの外部形状と略同一に形成されている。
封止部81sの周囲には、封止部81sとブロック83との間の熱伝導を行うための伝熱部材95が設けられている(図10参照)。封止部81sとブロック83との間に、伝熱部材95を挟み込むことにより、封止部81sとブロック83との間の熱伝導性が向上する。
図10に示すように、ランプ81の封止部81sのプラグ81p(不図示)がソケット82に差し込まれた状態で、封止部81sの側面の周囲にアルミ製のテープ95が巻き付けられ、ソケット82の側面の周囲にアルミ製のテープ96が巻き付けられる。アルミ製のテープ95や96は、熱を均一に伝導させれば良く、状況に応じ、複数回巻き付けてもよいし、1回の巻き付けとしてもよい。
その状態で、分割ブロック83aに設けたねじ穴104aと分割ブロック83bに設けたねじ穴104bを貫通させて、ねじ穴104aとねじ穴104bに、ねじ99aを水平方向にねじ込む。また、分割ブロック83aに設けたねじ穴105aと分割ブロック83bに設けたねじ穴105bを貫通させて、ねじ穴105aとねじ穴105bに、ねじ99bを水平方向にねじ込む。
こうすることにより、アルミ製のテープを巻き付けられたソケット82と封止部81sが、熱伝導の良好な状態で、ブロック83に固定される。また、配線82cの被覆部がブロック83に押し付けられるので、フィラメント81fから配線82cに伝わってきた熱は、ブロック83に伝わり易くなる。
次に、ロボットアーム70が基板22を搬送する動作及び本実施形態における半導体装置の製造方法の一工程としての基板処理方法について、図11ないし図13を用いて説明する。
図11から図13において、ロボットアーム70が基板22を搬送する経過が示されている。なお、図11から図13においては、ロボットアーム70等の動作を明確にするために、基板22は図示されていない。
まず、図11に示すように、真空ロボット36のフィンガ対38の上フィンガ38a及び下フィンガ38bは、それぞれ基板を搬送室12から受光室50内に搬送(2枚の基板22を同時搬送)し、基板支持部44aの上方で停止する。
この時、ロボットアーム70のフィンガ72は、基板支持部44aの上方で2枚の基板22の間に位置するように待機させられている。
そして、図13に示すように、フィンガ72の突起部72bのそれぞれが基板支持部44bの溝部76に沿って上方から下方へ移動し、基板支持部44bを貫通している3つの基板保持ピン74に基板22を受け渡す。
また、ロボットアーム70は、ガス供給部51a,51bから供給されるガスが上方から下方へ流れることを阻害しない状態で、基板22の処理中にも受光室50内に位置する。
基板の加熱処理と並行して、処理ガスをガス供給部51a,51bから供給する。処理ガスとしては、例えば窒素(N2)ガスを供給する。供給された処理ガスの雰囲気にて、基板22が加熱され、所定の熱処理がなされる。
(1)ランプ封止部又はソケットあるいはその両者を、ランプ封止部やソケットよりも熱伝導率の高いブロックで覆い該ブロックに接触させたので、ランプ封止部の温度上昇を抑制でき、その結果、ランプ寿命を長くすることができる。
(2)上記ブロックを、冷却流路を有するランプベースに接触させたので、更にランプ封止部の温度上昇を抑制することができる。
(3)ソケットの外部電気配線を、上記ブロックで覆うように接触させたので、更にランプ封止部の温度上昇を抑制することができる。
(4)ランプ封止部又はソケットあるいはその両者と、上記ブロックとの間に、変形容易な伝熱部材(例えばアルミ箔)を介在させたので、更にランプ封止部の温度上昇を抑制することができる。
(5)上記ブロックに対し、ばねによりソケットを押し付けるようにしたので、更にランプ封止部の温度上昇を抑制することができる。
(6)ランプ封止部やソケットよりも熱伝導率の高い高さ調整ブロックを介して、上記ブロックをランプベースに取り付けるようにしたので、ランプ封止部の温度上昇を抑制することができる。
(7)上記ブロックを、複数の分割ブロックから構成したので、ランプ封止部又はソケットあるいはその両者をブロックで覆うことが容易となる。また、ソケットの配線を上記ブロックで覆うことが容易となる。
(8)ランプ封止部又はソケット又はソケットの配線を、ブロックで覆い、ランプからの光がランプ封止部又はソケット又はソケットの配線に照射されないようにしたので、ランプ封止部の温度上昇を抑制することができる。
前記実施形態においては、ランプ封止部とソケットとソケットの配線の全てをブロックで覆うようにしたが、ランプ封止部とソケットとソケットの配線のうちの1つをブロックで覆うように構成することも可能である。このようにしても、一定程度、ランプ封止部の温度上昇を抑制することができる。
また、前記実施形態においては、ウエハ等の基板に処理が施される場合について説明したが、処理対象はホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
第1の構成は、
基板を処理する受光室と、
前記受光室内に設けられ、基板を支持する基板支持部と、
ランプ電気配線と、該ランプ電気配線を内包し当該ランプ内の気体を気密に封止する封止部とを有し、前記基板支持部に支持された基板に光を照射するランプと、
前記受光室外に設けられ、前記ランプと、前記ランプと連結され前記ランプ電気配線に電流を供給するランプ連結部材と、前記封止部よりも熱伝導率の高い材料で構成され、前記封止部の周囲を覆い前記封止部に接触する吸熱部材と、前記吸熱部材に接触し前記吸熱部材を固定するための基礎部材と、を有するランプ収容部と、
前記ランプ連結部材に接続され、前記ランプ連結部材へ電流を供給する外部電気配線と、
を備える基板処理装置。
前記吸熱部材は、前記ランプ連結部材よりも熱伝導率の高い材料で構成され、前記ランプ連結部材の周囲を覆い前記ランプ連結部材に接触するよう構成された基板処理装置。
前記ランプ収容部は、さらに、前記封止部と前記吸熱部材との間に介在させた変形容易な伝熱部材を有し、前記伝熱部材は、前記封止部及び前記ランプ連結部材よりも熱伝導率の高い材料で構成された基板処理装置。
前記基礎部材は、冷媒が流れる冷却流路を内包するよう構成された基板処理装置。
前記吸熱部材は、前記外部電気配線の周囲を覆い前記外部電気配線に接触するよう構成された基板処理装置。
前記ランプ連結部材は、弾性部材により前記吸熱部材に押し付けられるよう構成された基板処理装置。
前記吸熱部材は、複数の分割ブロックから構成された基板処理装置。
前記吸熱部材は、前記封止部又は前記ランプ連結部材あるいは前記封止部と前記ランプ連結部材の両者に、前記ランプからの光が照射されないよう、前記ランプからの光を遮るように構成された基板処理装置。
基板を処理する受光室と、
前記受光室内に設けられ、基板を支持する基板支持部と、
ランプ電気配線と、該ランプ電気配線を内包し当該ランプ内の気体を気密に封止する封止部とを有し、前記基板支持部に支持された基板に光を照射するランプと、
前記受光室外に設けられ、前記ランプと、前記ランプと連結され前記ランプ電気配線に電流を供給するランプ連結部材と、前記封止部よりも熱伝導率の高い材料で構成され、前記封止部の周囲を覆い前記封止部に接触する吸熱部材と、前記吸熱部材に接触し前記吸熱部材を固定するための基礎部材と、を有するランプ収容部と、
前記ランプ連結部材に接続され、前記ランプ連結部材へ電流を供給する外部電気配線と、
を備える基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記受光室内に基板を搬入して前記基板支持部に基板を支持する工程と、
前記基板支持部に支持された基板に、前記ランプから光を照射する光照射工程と、
前記受光室内から基板を搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
Claims (6)
- 基板を処理する受光室と、
前記受光室内に設けられ、基板を支持する基板支持部と、
ランプ電気配線と、該ランプ電気配線を内包し当該ランプ内の気体を気密に封止する封止部とを有し、前記基板支持部に支持された基板に光を照射するランプと、
前記受光室外に設けられ、前記ランプと、前記ランプと連結され前記ランプ電気配線に電流を供給するランプ連結部材と、前記ランプ連結部材に接続され、前記ランプ連結部材へ電流を供給する外部電気配線と、前記封止部よりも熱伝導率の高い材料で構成され、前記封止部、前記ランプ連結部材、及び前記外部電気配線に接触するように周囲を覆う吸熱部材と、前記吸熱部材に接触し前記吸熱部材を固定するための基礎部材と、を有するランプ収容部と、
を備える基板処理装置。 - 請求項1に記載された基板処理装置であって、
前記吸熱部材は、前記ランプ連結部材よりも熱伝導率の高い材料で構成された基板処理装置。 - 請求項1に記載された基板処理装置であって、
前記ランプ収容部は、さらに、前記封止部と前記吸熱部材との間に介在させた変形容易な伝熱部材を有し、前記伝熱部材は、前記封止部及び前記ランプ連結部材よりも熱伝導率の高い材料で構成された基板処理装置。 - 請求項1に記載された基板処理装置であって、
前記ランプ連結部材は、弾性部材により前記吸熱部材に押し付けられるよう構成された基板処理装置。 - 請求項1に記載された基板処理装置であって、
前記吸熱部材は、前記封止部に前記ランプからの光が照射されないよう、前記ランプからの光を遮るように構成された基板処理装置。 - 基板を処理する受光室と、
前記受光室内に設けられ、基板を支持する基板支持部と、
ランプ電気配線と、該ランプ電気配線を内包し当該ランプ内の気体を気密に封止する封止部とを有し、前記基板支持部に支持された基板に光を照射するランプと、
前記受光室外に設けられ、前記ランプと、前記ランプと連結され前記ランプ電気配線に電流を供給するランプ連結部材と、前記ランプ連結部材に接続され、前記ランプ連結部材へ電流を供給する外部電気配線と、前記封止部よりも熱伝導率の高い材料で構成され、前記封止部、前記ランプ連結部材、及び前記外部電気配線に接触するように周囲を覆う吸熱部材と、前記吸熱部材に接触し前記吸熱部材を固定するための基礎部材と、を有するランプ収容部と、
を備える基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記受光室内に基板を搬入して前記基板支持部に基板を支持する工程と、
前記基板支持部に支持された基板に、前記ランプから光を照射する光照射工程と、
前記受光室内から基板を搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
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