JP6285411B2 - 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム - Google Patents
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Description
基板を処理する処理室を有する処理モジュールと、
前記処理モジュールを構成する壁の一つに設けられた基板搬入出口と、
前記基板搬入出口の近傍に配設された冷却機構と、
前記処理モジュール内に配され、前記基板が載置される基板載置面を有する基板載置部と、
前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理室を介して前記基板載置面と対向する位置に配され、第一の熱膨張率を有する材質で構成された分散板を有するシャワーヘッドと、
前記第一の熱膨張率とは異なる第二の熱膨張率を有する材質で構成されて前記分散板を支持する分散板支持部と、
前記分散板と前記分散板支持部との位置決めをするものであり、前記基板搬入出口が設けられた側に配置された第一位置決め部と、
前記分散板と前記分散板支持部との位置決めをするものであり、前記基板搬入出口が設けられた側とは前記処理室を介して対向する側に配置され、かつ、前記基板搬入出口を通じた基板の搬入出方向に沿って前記第一位置決め部と並ぶ位置に配置された第二位置決め部と、
を備える技術が提供される。
先ず、本発明の第一実施形態について説明する。
本発明の第一実施形態に係る基板処理装置の全体構成について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、第一実施形態に係る基板処理装置の全体構成例を示す横断面図である。図2は、第一実施形態に係る基板処理装置の全体構成例を示す縦断面図である。
以下、これらの各構成について具体的に説明する。なお、以下の説明において、前後左右は、X1方向が右、X2方向が左、Y1方向が前、Y2方向が後とする。
真空搬送室103は、負圧下でウエハ200が搬送される搬送空間となる搬送室として機能する。真空搬送室103を構成する筐体101は、平面視が六角形に形成される。そして、六角形の各辺には、ロードロック室122,123及び各処理モジュール201a〜201dがゲートバルブ160,165,161a〜161dを介してそれぞれ連結されている。
真空搬送室103を構成する筐体101の六枚の側壁のうち前側に位置する二枚の側壁には、搬入用のロードロック室122と、搬出用のロードロック室123とが、それぞれゲートバルブ160,165を介して連結されている。ロードロック室122内には搬入室用の基板載置台150が設置され、ロードロック室123内には搬出室用の基板載置台151が設置されている。なお、各ロードロック室122,123は、それぞれが負圧に耐え得る構造に構成されている。
ロードロック室122,123の前側には、大気搬送室121がゲートバルブ128,129を介して連結されている。大気搬送室121は、略大気圧下で用いられる。
大気搬送室121の筐体125の前側には、ウエハ200を大気搬送室121に対して搬入搬出するための基板搬入搬出口134と、ポッドオープナ108とが設置されている。基板搬入搬出口134を挟んでポッドオープナ108と反対側、すなわち筐体125の外側には、IOステージ105が設置されている。
真空搬送室103を構成する筐体101の六枚の側壁のうち、ロードロック室122,123が連結されていない残りの四枚の側壁には、それぞれに対して、ウエハ200に所望の処理を行う処理モジュール201a〜201dが、ゲートバルブ161a〜161dを介して、真空搬送室103を中心にして放射状に位置するように連結されている。各処理モジュール201a〜201dは、いずれもコールドウォール式の処理容器203a〜203dによって構成され、それぞれに一つの処理室202a〜202dが形成されている。各処理室202a〜202d内では、半導体や半導体装置の製造工程の一工程として、ウエハ200に対する処理を行う。各処理室202a〜202d内で行う処理としては、例えば、ウエハ上へ薄膜を形成する処理、ウエハ表面を酸化、窒化、炭化等する処理、シリサイド、メタル等の膜形成、ウエハ表面をエッチングする処理、リフロー処理等の各種基板処理が挙げられる。
コントローラ281は、基板処理装置を構成する各部の動作を制御する制御部(制御手段)として機能する。そのために、制御部としてのコントローラ281は、CPU(Central Processing Unit)やRAM(Random Access Memory)等を有してなるコンピュータ装置によって構成されている。そして、例えば、信号線Aを通じて真空搬送ロボット112と、信号線Bを通じて大気搬送ロボット124と、信号線Cを通じてゲートバルブ160,161a,161b,161c,161d,165,128,129と、信号線Dを通じてポッドオープナ108と、信号線Eを通じてプリアライナ106と、信号線Fを通じてクリーンユニット118と、それぞれ電気的に接続され、これらの各部に対して信号線A〜Fを通じて動作指示を与えるように構成されている。
次に、各処理モジュール201a〜201dの詳細な構成について説明する。
ここで、各処理モジュール201a〜201dのうちの一つを例に挙げて、具体的な構成を説明する。処理モジュール201a〜201dの一つを例に挙げることから、以下の説明においては、処理モジュール201a〜201dを単に「処理モジュール201」と記述し、各処理モジュール201a〜201dを構成するコールドウォール式の処理容器203a〜203dについても単に「処理容器203」と記述し、各処理容器203a〜203d内に形成される処理室202a〜202dを単に「処理室202」と記述し、さらに各処理モジュール201a〜201dのそれぞれに対応するゲートバルブ161a〜161dについても単に「ゲートバルブ161」と記述する。
図3は、第一実施形態に係る基板処理装置の処理室の概略構成の一例を模式的に示す説明図である。
処理モジュール201は、上述したように、コールドウォール式の処理容器203によって構成されている。処理容器203は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。処理容器203は、アルミナ(AlO)等のセラミック材料で形成された上部容器2031と、アルミニウム(Al)やステンレス(SUS)等の金属材料で形成された下部容器2032とで構成されている。
処理空間2021内には、ウエハ200を支持する基板支持部(サセプタ)210が設けられている。基板支持部210は、ウエハ200を載置する載置面211と、載置面211を表面に持つ基板載置台212と、基板載置台212に内包された加熱部としてのヒータ213と、を主に有する。基板載置台212には、リフトピン207が貫通する貫通孔214が、リフトピン207と対応する位置にそれぞれ設けられている。
具体的には、基板載置台212をウエハ搬送位置まで下降させた時には、リフトピン207の上端部が載置面211の上面から突出して、リフトピン207がウエハ200を下方から支持するようになっている。また、基板載置台212をウエハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン207は載置面211の上面から埋没して、載置面211がウエハ200を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン207は、ウエハ200と直接触れるため、例えば、石英やアルミナ等の材質で形成することが望ましい。なお、リフトピン207に昇降機構を設けて、リフトピン207を動くように構成してもよい。
処理空間2021の上方(ガス供給方向上流側)には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド230が設けられている。シャワーヘッド230は、例えば上部容器2031に設けられた穴2031aに挿入される。そして、シャワーヘッド230は、図示せぬヒンジを介して上部容器2031に固定され、メンテナンス時にはヒンジを利用して開けられるように構成されている。
シャワーヘッドの蓋231に設けられた貫通孔231aに挿入されるガス供給管241には、共通ガス供給管242が接続されている。ガス供給管241と共通ガス供給管242は、管の内部で連通している。そして、共通ガス供給管242から供給されるガスは、ガス供給管241、ガス導入孔231aを通じて、シャワーヘッド230内に供給される。
第一ガス供給管243aには、上流方向から順に、第一ガス供給源243b、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)243c、及び、開閉弁であるバルブ243dが設けられている。そして、第一ガス供給源243bからは、第一元素を含有するガス(以下、「第一元素含有ガス」という。)が、MFC243c、バルブ243d、第一ガス供給管243a、共通ガス供給管242を介して、シャワーヘッド230内に供給される。
また、主に、第一不活性ガス供給管246a、MFC246c及びバルブ246dにより、第一不活性ガス供給系が構成される。
なお、第一ガス供給系243は、第一ガス供給源243b、第一不活性ガス供給系を含めて考えてもよい。また、第一不活性ガス供給系は、不活性ガス供給源234b、第一ガス供給管243aを含めて考えてもよい。
このような第一ガス供給系243は、処理ガスの一つである原料ガスを供給するものであることから、処理ガス供給系の一つに該当することになる。
第二ガス供給管244aには、下流にリモートプラズマユニット244eが設けられている。上流には、上流方向から順に、第二ガス供給源244b、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)244c、及び、開閉弁であるバルブ244dが設けられている。そして、第二ガス供給源244bからは、第二元素を含有するガス(以下、「第二元素含有ガス」という。)が、MFC244c、バルブ244d、第二ガス供給管244a、リモートプラズマユニット244e、共通ガス供給管242を介して、シャワーヘッド230内に供給される。このとき、第二元素含有ガスは、リモートプラズマユニット244eによりプラズマ状態とされ、ウエハ200上に供給される。
また、主に、第二不活性ガス供給管247a、MFC247c及びバルブ247dにより、第二不活性ガス供給系が構成される。
なお、第二ガス供給系244は、第二ガス供給源244b、リモートプラズマユニット244e、第二不活性ガス供給系を含めて考えてもよい。また、第二不活性ガス供給系は、不活性ガス供給源247b、第二ガス供給管244a、リモートプラズマユニット244eを含めて考えてもよい。
このような第二ガス供給系244は、処理ガスの一つである反応ガスまたは改質ガスを供給するものであることから、処理ガス供給系の一つに該当することになる。
第三ガス供給管245aには、上流方向から順に、第三ガス供給源245b、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)245c、及び、開閉弁であるバルブ245dが設けられている。そして、第三ガス供給源245bからは、不活性ガスが、MFC245c、バルブ245d、第三ガス供給管245a、共通ガス供給管242を介して、シャワーヘッド230内に供給される。
また、主に、クリーニングガス供給管248a、マスフローコントローラ248c及びバルブ248dにより、クリーニングガス供給系が構成される。
なお、第三ガス供給系245は、第三ガス供給源245b、クリーニングガス供給系を含めて考えてもよい。また、クリーニングガス供給系は、クリーニングガス供給源248b、第三ガス供給管245aを含めて考えてもよい。
処理容器203の雰囲気を排気する排気系は、処理容器203に接続された複数の排気管を有する。具体的には、搬送空間2022に接続される排気管(第一排気管)261と、処理空間2021に接続される排気管(第二排気管)262と、シャワーヘッドバッファ室232に接続される排気管(第三排気管)263と、を有する。また、各排気管261,262,263の下流側には、排気管(第四排気管)264が接続される。
次に、シャワーヘッド230に設けられた分散板234と、その分散板234の位置決めを行う位置決め部235,236とについて、それぞれの詳細な構成を説明する。
例えば、分散板234を構成する石英については、熱膨張率が6.0×10−7/℃であることから、温度変化Δt=300℃、長さL=500mmである場合には、6.0×10−7×300×500=0.09mm伸びる。また、温度変化Δt=400℃、長さL=500mmである場合には、6.0×10−7×400×500=0.12mm伸びる。また、温度変化Δt=500℃、長さL=500mmである場合には、6.0×10−7×500×500=0.15mm伸びる。
これに対して、例えば、上部容器2031の台座部分2031bを構成するアルミナについては、熱膨張率が7.1×10−6/℃であることから、温度変化Δt=300℃、長さL=500mmである場合には、7.1×10−6×300×500=1.1mm伸びる。また、温度変化Δt=400℃、長さL=500mmである場合には、7.1×10−6×400×500=1.4mm伸びる。また、温度変化Δt=500℃、長さL=500mmである場合には、7.1×10−6×500×500=1.8mm伸びる。
そこで、本実施形態で説明する基板処理装置では、分散板234と上部容器2031の台座部分2031bとの位置関係の固定を、位置決め部235,236を利用して行っている。
図4は、第一実施形態に係る基板処理装置の処理室における要部構成の一例を模式的に示す説明図である。
次に、コントローラ281の詳細な構成について説明する。
図5は、第一実施形態に係る基板処理装置のコントローラの構成例を示すブロック図である。
コントローラ281は、基板処理装置を構成する各部の動作を制御する制御部(制御手段)として機能するものであり、コンピュータ装置によって構成されたものである。さらに詳しくは、コントローラ281は、図5(a)に示すように、液晶ディスプレイ等の表示装置281a、CPUやRAM等の組み合わせからなる演算装置281b、キーボードやマウス等の操作部281c、フラッシュメモリやHDD(Hard Disk Drive)等の記憶装置281d及び外部インタフェース等のデータ入出力部281eといったハードウエア資源を備えて構成されている。これらのうち、記憶装置281dは、内部記録媒体281fを有している。また、データ入出力部281eは、ネットワーク281hに接続されている。そして、ネットワーク281hを介して、基板処理装置内の他の構成、例えば後述するロボット駆動部283や図示しない上位装置に接続される。なお、コントローラ281は、内部記録媒体281fの代わりに、外部記録媒体281gをデータ入出力部281eに接続して設けてもよく、また、内部記録媒体281fと外部記録媒体281gの両方を用いたものであってもよい。
コントローラ281における演算装置281bは、記憶装置281dの内部記録媒体281fに記憶されたプログラムを実行することにより、図5(b)に示すように、少なくともロボット制御部282としての機能を実現する。なお、ここでは、ロボット制御部282のみを例に挙げて説明するが、演算装置281bが他の制御機能をも実現するものであることは言うまでもない。
検出部282aは、真空搬送ロボット112の稼働パラメータを検出するものである。稼働パラメータには、少なくとも、真空搬送ロボット112のロボット駆動部(例えば、駆動モータやそのコントローラ等)283の駆動履歴情報または真空搬送ロボット112の位置情報が含まれる。
算出部282bは、検出部282aが検出した稼働パラメータと載置面211上にウエハ200を載置する第一ポジションの位置情報または第二ポジションの位置情報とを基に、真空搬送ロボット112を動作させる際の駆動データを算出するものである。
指示部282cは、算出部282bが算出した駆動データに応じて、真空搬送ロボット112のロボット駆動部283に対して動作指示を与えるものである。
記憶部282dは、算出部282bが駆動データを算出する際に必要となる各種データ(マッピングデータ等)を予め記憶しておくものである。
次に、半導体製造工程の一工程として、上述した構成の処理モジュール201を用いてウエハ200上に薄膜を形成する工程について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ281により制御される。
処理室202内においては、先ず、基板載置台212をウエハ200の搬送位置(搬送ポジション)まで下降させることにより、基板載置台212の貫通孔214にリフトピン207を貫通させる。その結果、リフトピン207が、基板載置台212表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ161を開いて搬送空間2022を真空搬送室103と連通させる。そして、この真空搬送室103から真空搬送ロボット112を用いてウエハ200を搬送空間2022に搬入し、リフトピン207上にウエハ200を移載する。これにより、ウエハ200は、基板載置台212の表面から突出したリフトピン207上に水平姿勢で支持される。
基板搬入載置・加熱工程(S102)の後は、次に、成膜工程(S104)を行う。以下、図7を参照し、成膜工程(S104)について詳細に説明する。なお、成膜工程(S104)は、異なる処理ガスを交互に供給する工程を繰り返すサイクリック処理である。
成膜工程(S104)では、先ず、第一の処理ガス供給工程(S202)を行う。第一の処理ガス供給工程(S202)において、第一の処理ガスとして第一元素含有ガスであるDCSガスを供給する際は、バルブ243dを開くとともに、DCSガスの流量が所定流量となるように、MFC243cを調整する。これにより、処理空間2021内へのDCSガスの供給が開始される。なお、DCSガスの供給流量は、例えば100sccm以上5000sccm以下である。このとき、第三ガス供給系のバルブ245dを開き、第三ガス供給管245aからN2ガスを供給する。また、第一不活性ガス供給系からN2ガスを流してもよい。また、この工程に先立ち、第三ガス供給管245aからN2ガスの供給を開始していてもよい。
DCSガスの供給を停止した後は、第三ガス供給管245aからN2ガスを供給し、シャワーヘッド230及び処理空間2021のパージを行う。
このとき、バルブ275及びバルブ277は開状態とされてAPC276によって処理空間2021の圧力が所定圧力となるように制御される。一方、バルブ275及びバルブ277以外の排気系のバルブは、全て閉状態とされる。これにより、第一の処理ガス供給工程(S202)でウエハ200に結合できなかったDCSガスは、DP278により、排気管262を介して処理空間2021から除去される。
次いで、第三ガス供給管245aからN2ガスを供給した状態のまま、バルブ275及びバルブ277を閉状態とし、その一方でバルブ270を開状態とする。他の排気系のバルブは、閉状態のままである。すなわち、処理空間2021とAPC276の間を遮断するとともに、APC276と排気管264の間を遮断し、APC276による圧力制御を停止する一方で、シャワーヘッドバッファ室232とDP278との間を連通する。これにより、シャワーヘッド230(シャワーヘッドバッファ室232)内に残留したDCSガスは、排気管263を介し、DP278によりシャワーヘッド230から排気される。
シャワーヘッドバッファ室232及び処理空間2021のパージが完了したら、続いて、第二の処理ガス供給工程(S206)を行う。第二の処理ガス供給工程(S206)では、バルブ244dを開けて、リモートプラズマユニット244e、シャワーヘッド230を介して、処理空間2021内へ第二の処理ガスとして第二元素含有ガスであるNH3ガスの供給を開始する。このとき、NH3ガスの流量が所定流量となるように、MFC244cを調整する。NH3ガスの供給流量は、例えば1000〜10000sccmである。また、第二の処理ガス供給工程(S206)においても、第三ガス供給系のバルブ245dは開状態とされ、第三ガス供給管245aからN2ガスが供給される。このようにすることで、NH3ガスが第三ガス供給系に侵入することを防ぐ。
NH3ガスの供給を停止した後は、上述したパージ工程(S204)と同様のパージ工程(S208)を実行する。パージ工程(S208)における各部の動作は、上述したパージ工程(S204)と同様であるので、ここでの説明を省略する。
以上の第一の処理ガス供給工程(S202)、パージ工程(S204)、第二の処理ガス供給工程(S206)、パージ工程(S208)を1サイクルとして、コントローラ281は、このサイクルを所定回数(nサイクル)実施したか否かを判定する(S210)。サイクルを所定回数実施すると、ウエハ200上には、所望膜厚のSiN層が形成される。
図6の説明に戻ると、以上の各工程(S202〜S210)からなる成膜工程(S104)の後は、判定工程(S106)を実行する。判定工程(S106)では、成膜工程(S104)を所定回数実施したか否かを判定する。ここで、所定回数とは、例えば、メンテナンスの必要が生じる程度に成膜工程(S104)を繰り返した回数のことをいう。
基板搬入出工程(S108)では、上述した基板搬入載置・加熱工程(S102)と逆の手順にて、処理済みのウエハ200を処理容器203の外へ搬出する。そして、基板搬入載置・加熱工程(S102)と同様の手順にて、次に待機している未処理のウエハ200を処理容器203内に搬入する。その後、搬入されたウエハ200に対しては、成膜工程(S104)が実行されることになる。
基板搬出工程(S110)では、処理済のウエハ200を取り出して、処理容器203内にウエハ200が存在しない状態にする。具体的には、上述した基板搬入載置・加熱工程(S102)と逆の手順にて、処理済みのウエハ200を処理容器203の外へ搬出する。ただし、基板搬出入工程(S108)の場合とは異なり、基板搬出工程(S110)では、次に待機している新たなウエハ200の処理容器203内への搬入は行わない。
基板搬出工程(S110)が終了すると、その後は、メンテナンス工程(S112)に移行する。メンテナンス工程(S112)では、処理容器203内に対するクリーニング処理を行う。具体的には、クリーニングガス供給系におけるバルブ248dを開状態として、クリーニングガス供給源248bからのクリーニングガスを、第三ガス供給管245a及び共通ガス供給管242を通じて、シャワーヘッド230内及び処理容器203内へ供給する。供給されたクリーニングガスは、シャワーヘッド230内及び処理容器203内に流入した後に、第一排気管261、第二排気管262または第三排気管263を通じて排気される。したがって、メンテナンス工程(S112)では、上述したクリーニングガスの流れを利用して、主にシャワーヘッド230内及び処理容器203内に対して、付着した堆積物(反応副生成物等)を除去するクリーニング処理を行うことができる。メンテナンス工程(S112)は、以上のようなクリーニング処理を所定時間行った後に終了する。所定時間は、予め適宜設定されたものであれば、特に限定されるものではない。
メンテナンス工程(S112)の終了後は、判定工程(S114)を実行する。判定工程(S114)では、上述した一連の各工程(S102〜S112)を所定回数実施したか否かを判定する。ここで、所定回数とは、例えば、予め想定されたウエハ200の枚数分(すなわち、IOステージ105上のポッド100に収納されているウエハ200の枚数分)に相当する回数のことをいう。
次に、上述した一連の基板処理工程において、真空搬送ロボット112が処理容器203内に搬入したウエハ200の載置面211上における載置ポジションについて説明する。なお、ウエハ200の載置ポジションは、真空搬送ロボット112によるウエハ200の搬入位置に応じて定まり、ロボット制御部282からの動作指示の内容によってコントロールされるものとする。
図8は、第一実施形態に係る基板処理装置における基板の載置ポジションの一具体例を模式的に示す説明図である。
載置面211上に載置されたウエハ200は、基板載置台212が基板処理ポジションまで上昇すると、図8(a)に示すように、分散板234と面した状態となる。そして、載置面211上のウエハ200には、分散板234の貫通孔234aからガス供給がされることになる。
その一方で、成膜工程(S104)では、分散板234の各貫通孔234aから均一に供給された処理ガスが、分散板234の直下からウエハ200の表面上を外周側に向かって流れて排気される。そのため、分散板234の中心付近から流出した処理ガスと、分散板234の外周付近から流出した処理ガスとでは、ウエハ200の表面上を流れる距離が異なる。また、ウエハ200の中心付近で副生成物が発生した場合には、その副生成物がウエハ200の表面上を外周側に向かって流れる。
したがって、ウエハ200の面上では、処理ガスが流れる距離の違いに起因して、または外周側に流れた副生成物が外周付近での反応を阻害する等の悪影響を及ぼすことにより、中心付近と外周付近とで形成する膜質(膜密度や膜厚等)に偏りが起きることが考えられる。
ところが、一連の基板処理工程では、基板載置台212内のヒータ213が加熱処理を行う。そのため、ウエハ200が載置される基板載置台212と、そのウエハ200へのガス供給を行う分散板234とのそれぞれが、いずれも、ヒータ213による加熱処理の影響を受けることになる。
ただし、このとき、基板載置台212については、その中心位置(ウエハ200の中心位置C1と一致する位置)を軸中心として四方に向けて変形(伸び)が発生する(図中矢印G1参照)。これに対して、分散板234については、円孔状の第一凹部235bを有する第一位置決め部235と長円孔状の第二凹部236bを有する第二位置決め部236とによって位置決めされていることから、第一位置決め部235の位置を基準にして第二位置決め部236が設けられた側に向けて変形(伸び)が発生する(図中矢印G2参照)。
以上のことを踏まえ、本実施形態で説明する基板処理装置では、加熱処理を開始した後においても載置面211上のウエハ200と分散板234における各貫通孔234aとの位置関係にズレが生じてしまうのを抑制すべく、真空搬送ロボット112によるウエハ200の載置ポジションについて、ロボット制御部282が以下に述べるような可変制御を行う。
以上のような載置ポジションの可変制御は、ロボット制御部282が検出部282a、算出部282b、指示部282c及び記憶部282dの各機能を利用して実行する。
本実施形態によれば、以下に示す一つまたは複数の効果を奏する。
しかも、非金属材料の分散板234とこれを支持する上部容器2031の台座部分2031bとは、互いに異なる熱膨張率の材質で構成されることになるが、それぞれの間の位置関係の固定がウエハ200の搬入出方向に沿って並ぶ第一位置決め部235と第二位置決め部236とによって行われる。そのため、ヒータ213による加熱処理の影響で分散板234等に変形(伸び)が生じても、分散板234等の破損を回避しつつ、その変形方向を主に真空搬送ロボット112のエンドエフェクタ113の移動方向に沿うように規制することができる。つまり、加熱処理の影響による分散板234等の変形を、真空搬送ロボット112の移動位置を可変させることで相殺することができ、載置面211上のウエハ200と分散板234の各貫通孔234aとの間の位置関係を一定の関係に保ち得る。
したがって、本実施形態によれば、シャワーヘッド230を利用してウエハ200へのガス供給を行う場合に、ウエハ200への加熱処理を行っても、その加熱処理がウエハ200へのガス供給に悪影響を及ぼすのを回避できる。
次に、本発明の第二実施形態について説明する。ここでは、主として上述した第一実施形態との相違点を説明し、第一実施形態と同様の箇所については説明を省略する。
図9は、第二実施形態に係る基板処理装置の全体構成例を示す横断面図である。
図例の基板処理装置は、各処理モジュール201a〜201dのそれぞれに複数(例えば二つ)の処理室202a〜202hが形成されている点で、上述した第一実施形態の構成とは異なる。具体的には、処理モジュール201aに二つの処理室202a,202bが形成され、処理モジュール201bに二つの処理室202c,202dが形成され、処理モジュール201cに二つの処理室202e,202fが形成され、処理モジュール201dに二つの処理室202g,202hが形成されている。
続いて、第二実施形態におけるウエハ200の載置ポジションについて説明する。
図10は、第二実施形態に係る基板処理装置の処理室における要部構成の一例を模式的に示す説明図である。
このとき、各処理室202L,202Rは、それぞれに対応するゲートバルブ161L,161Rが処理モジュール201の同一壁面に位置している。さらに、各エンドエフェクタ113a,113bは、それぞれが同期して動作する。
したがって、各処理室202L,202Rに対しては、ウエハ200の搬入出が同じタイミングでの同方向へのロボット動作によって行われる。つまり、各処理室202L,202Rに対するウエハ200の搬入出が、処理モジュール201単位で効率的に行われることになる。
ところで、第二実施形態で説明する構成においても、冷却機構を構成する冷却配管2034については、第一実施形態の場合と同様に、処理モジュール201のゲートバルブ161L,161Rが配されている側に配設することが考えられる(図10参照)。ただし、第二実施形態においては、第一実施形態の場合とは異なり、処理モジュール201に二つの処理室202L,202Rが隣り合うように配置されている。そのため、冷却機構を構成する冷却配管2034,2035については、以下に述べるように配設することも考えられる。
各処理室202L,202Rでは、ウエハ200に対する加熱処理の影響により、基板載置台212や分散板234等に変形(伸び)が生じる。このときの変形は、ウエハ200の搬入出方向に沿った方向のみならず、当該搬入出方向と交差する方向にも生じ得る。 ただし、二つの処理室202L,202Rは、互いに隣接して配置されている。そのため、ウエハ200の搬入出方向と交差する方向の変形については、処理室202Lでは、隣接する処理室202Rの存在により、その処理室202Rの側への発生が阻害され、主としてその反対側に向けて生じる(図中の破線矢印参照)。また、処理室202Rでは、隣接する処理室202Lの存在により、その処理室202Lの側への発生が阻害され、主としてその反対側に向けて生じる(図中の破線矢印参照)。
このような変形(伸び)の発生方向の偏りは、載置面211上のウエハ200と分散板234の各貫通孔234aとの間の位置関係を一定の関係に保つ上では好ましくない。
本実施形態によれば、上述した第一実施形態における効果に加えて、以下に示す効果を奏する。
以上に、本発明の第一実施形態及び第二実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室を有する処理モジュールと、
前記処理モジュールを構成する壁の一つに設けられた基板搬入出口と、
前記基板搬入出口の近傍に配設された冷却機構と、
前記処理室内に配され、前記基板が載置される基板載置面を有する基板載置部と、
前記基板を加熱する加熱部と、
前記基板載置面と対向する位置に配され、第一の熱膨張率を有する材質で構成された分散板を有するシャワーヘッドと、
前記第一の熱膨張率とは異なる第二の熱膨張率を有する材質で構成されて前記分散板を支持する分散板支持部と、
前記分散板と前記分散板支持部との位置決めをするものであり、前記基板搬入出口が設けられた側に配置された第一位置決め部と、
前記分散板と前記分散板支持部との位置決めをするものであり、前記基板搬入出口が設けられた側とは前記処理室を介して対向する側に配置され、かつ、前記基板搬入出口を通じた基板の搬入出方向に沿って前記第一位置決め部と並ぶ位置に配置された第二位置決め部と、
を備える基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記第一位置決め部は、
ピン状の第一凸部と、
前記第一凸部が挿入される円孔状の第一凹部と、
を有する付記1に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記第二位置決め部は、
ピン状の第二凸部と、
前記第二凸部が挿入される長円孔状で、長軸方向が前記基板搬入出口を通じた基板の搬入出方向に沿うように配された第二凹部と、
を有する付記1または2に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記第一位置決め部及び前記第二位置決め部は、前記基板搬入出口の中央を通り、前記基板搬入出口を通じた基板の搬入出方向に沿って延びる仮想的な直線上に配置されている
付記1から3のいずれかに記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記処理モジュールに隣接する搬送室と、
前記搬送室内に配置され、前記基板搬入出口を通じて前記処理モジュールに対する基板の搬入出を行う搬送ロボットと、
前記搬送ロボットによる前記基板載置面上への基板の載置ポジションを制御するロボット制御部と、
を備える付記1から4のいずれかに記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記ロボット制御部は、前記処理モジュール内における処理状況に応じて前記載置ポジションの可変制御を行うものである
付記5に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記ロボット制御部は、ある基板を載置する第一ポジションと前記ある基板の後に処理する他の基板を載置する第二ポジションとを相違させるように、前記載置ポジションの可変制御を行うものである
付記6に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記ロボット制御部は、
前記搬送ロボットの稼働パラメータを検出する検出部と、
前記検出部が検出した稼働パラメータと前記第一ポジションの位置情報または前記第二ポジションの位置情報とを基に、前記搬送ロボットの駆動データを算出する算出部と、
前記算出部が算出した駆動データに応じて、前記搬送ロボットの駆動部に対して動作指示を与える指示部と、
を有する付記7に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記稼働パラメータは、少なくとも前記搬送ロボットの前記駆動部の駆動履歴情報または前記搬送ロボットの位置情報を含む
付記8に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記処理モジュールは、複数の前記処理室を有するとともに、前記処理室のそれぞれに対応する複数の前記基板搬入出口が同方向を向くように設けられている
付記1から9のいずれかに記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記搬送ロボットは、同方向を向く複数の前記基板搬入出口のそれぞれに対応する複数のエンドエフェクタを有するとともに、各エンドエフェクタが同期して動作するように構成されている
付記10に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記シャワーヘッドには、第一ガスと当該第一ガスとは異なる第二ガスを前記処理室に交互に供給する供給部が接続されている
付記1から11のいずれかに記載の基板処理装置が提供される。
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室を有する処理モジュール内に、前記処理モジュールを構成する壁の一つで冷却機構を有する壁に設けられた基板搬入出口を通じて、基板を搬入する工程と、
前記処理モジュール内に搬入した基板を、前記処理室内に配された基板載置部の基板載置面上に載置する工程と、
前記基板を加熱する工程と、
前記基板載置面と対向する位置に配されたシャワーヘッドから、前記シャワーヘッドが有する分散板を通じてガスを供給し、前記基板載置面上の基板に対する処理を行う工程と、
処理後の基板を前記処理モジュール内から搬出する工程と、を備え
前記処理モジュール内に基板を搬入する工程に先立ち、前記基板搬入出口が設けられた側に配置された第一位置決め部と、前記基板搬入出口が設けられた側とは前記処理室を介して対向する側に配置され、かつ、前記基板搬入出口を通じた基板の搬入出方向に沿って前記第一位置決め部と並ぶ位置に配置された第二位置決め部とによって、第一の熱膨張率を有する材質で構成された前記分散板と、前記第一の熱膨張率とは異なる第二の熱膨張率を有する材質で構成されて前記分散板を支持する分散板支持部との位置決めをしておく
半導体装置の製造方法が提供される。
好ましくは、
前記処理モジュール内に基板を搬入する工程及び前記処理モジュール内の前記基板載置面上に基板を載置する工程を、前記処理モジュールに隣接する搬送室内に配置された搬送ロボットを用いて行い、
前記基板載置面上に基板を載置する工程では、前記搬送ロボットによる前記基板載置面上への基板の載置ポジションについて、前記処理モジュール内における処理状況に応じて可変制御を行う
付記13に記載の半導体装置の製造方法が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を処理する処理室を有する処理モジュール内に、前記処理モジュールを構成する壁の一つで冷却機構を有する壁に設けられた基板搬入出口を通じて、基板を搬入する手順と、
前記処理モジュール内に搬入した基板を、前記処理室内に配された基板載置部の基板載置面上に載置する手順と、
前記基板を加熱する手順と、
前記基板載置面と対向する位置に配されたシャワーヘッドから、前記シャワーヘッドが有する分散板を通じてガスを供給して、前記基板載置面上の基板に対する処理を行う手順と、
処理後の基板を前記処理モジュール内から搬出する手順と、
をコンピュータに実行させるとともに、
前記処理モジュール内に基板を搬入する手順に先立ち、前記基板搬入出口が設けられた側に配置された第一位置決め部と、前記基板搬入出口が設けられた側とは前記処理室を介して対向する側に配置され、かつ、前記基板搬入出口を通じた基板の搬入出方向に沿って前記第一位置決め部と並ぶ位置に配置された第二位置決め部とによって、第一の熱膨張率を有する材質で構成された前記分散板と、前記第一の熱膨張率とは異なる第二の熱膨張率を有する材質で構成されて前記分散板を支持する分散板支持部との位置決めをしておく手順
を前記コンピュータに実行させるプログラムが提供される。
好ましくは、
前記処理モジュール内に基板を搬入する手順及び前記処理モジュール内の前記基板載置面上に基板を載置する手順を、前記処理モジュールに隣接する搬送室内に配置された搬送ロボットを用いて行い、
前記基板載置面上に基板を載置する手順では、前記搬送ロボットによる前記基板載置面上への基板の載置ポジションについて、前記処理モジュール内における処理状況に応じて可変制御を行う
付記15に記載のプログラムが提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を処理する処理室を有する処理モジュール内に、前記処理モジュールを構成する壁の一つで冷却機構を有する壁に設けられた基板搬入出口を通じて、基板を搬入する手順と、
前記処理モジュール内に搬入した基板を、前記処理室内に配された基板載置部の基板載置面上に載置する手順と、
前記基板を加熱する手順と、
前記基板載置面と対向する位置に配されたシャワーヘッドから、前記シャワーヘッドが有する分散板を通じてガスを供給して、前記基板載置面上の基板に対する処理を行う手順と、
処理後の基板を前記処理モジュール内から搬出する手順と、
をコンピュータに実行させるとともに、
前記処理モジュール内に基板を搬入する手順に先立ち、前記基板搬入出口が設けられた側に配置された第一位置決め部と、前記基板搬入出口が設けられた側とは前記処理室を介して対向する側に配置され、かつ、前記基板搬入出口を通じた基板の搬入出方向に沿って前記第一位置決め部と並ぶ位置に配置された第二位置決め部とによって、第一の熱膨張率を有する材質で構成された前記分散板と、前記第一の熱膨張率とは異なる第二の熱膨張率を有する材質で構成されて前記分散板を支持する分散板支持部との位置決めをしておく手順
を前記コンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体が提供される。
好ましくは、
前記処理モジュール内に基板を搬入する手順及び前記処理モジュール内の前記基板載置面上に基板を載置する手順を、前記処理モジュールに隣接する搬送室内に配置された搬送ロボットを用いて行い、
前記基板載置面上に基板を載置する手順では、前記搬送ロボットによる前記基板載置面上への基板の載置ポジションについて、前記処理モジュール内における処理状況に応じて可変制御を行う
付記17に記載の記録媒体が提供される。
Claims (6)
- 基板を処理する処理室を有する処理モジュールと、
前記処理モジュールを構成する壁の一つに設けられた基板搬入出口と、
前記基板搬入出口の近傍に配設された冷却機構と、
前記処理室内に配され、前記基板が載置される基板載置面を有する基板載置部と、
前記基板を加熱する加熱部と、
前記基板載置面と対向する位置に配され、第一の熱膨張率を有する材質で構成された分散板を有するシャワーヘッドと、
前記第一の熱膨張率とは異なる第二の熱膨張率を有する材質で構成されて前記分散板を支持する分散板支持部と、
前記分散板と前記分散板支持部との位置決めをするものであり、前記基板搬入出口が設けられた側に配置された第一位置決め部と、
前記分散板と前記分散板支持部との位置決めをするものであり、前記基板搬入出口が設けられた側とは前記処理室を介して対向する側に配置され、かつ、前記基板搬入出口を通じた基板の搬入出方向に沿って前記第一位置決め部と並ぶ位置に配置され、前記搬入出方向に沿った方向に逃げを有して構成された第二位置決め部と、
を備える基板処理装置。 - 前記処理モジュールに隣接する搬送室と、
前記搬送室内に配置され、前記基板搬入出口を通じて前記処理モジュールに対する基板の搬入出を行う搬送ロボットと、
前記搬送ロボットによる前記基板載置面上への基板の載置ポジションを制御するロボット制御部と、を備え、
前記ロボット制御部は、前記処理室内における処理状況に応じて前記載置ポジションの可変制御を行うものである
請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記ロボット制御部は、
前記搬送ロボットの稼働パラメータを検出する検出部と、
前記検出部が検出した稼働パラメータと前記第一ポジションの位置情報または前記第二ポジションの位置情報とを基に、前記搬送ロボットの駆動データを算出する算出部と、
前記算出部が算出した駆動データに応じて、前記搬送ロボットの駆動部に対して動作指示を与える指示部と、
を有する請求項2に記載の基板処理装置。 - 前記処理モジュールは、複数の前記処理室を有するとともに、前記処理室のそれぞれに対応する複数の前記基板搬入出口が同方向を向くように設けられており、
前記搬送ロボットは、同方向を向く複数の前記基板搬入出口のそれぞれに対応する複数のエンドエフェクタを有するとともに、各エンドエフェクタが同期して動作するように構成されている
請求項2または3に記載の基板処理装置。 - 基板を処理する処理室を有する処理モジュール内に、前記処理モジュールを構成する壁の一つで冷却機構を有する壁に設けられた基板搬入出口を通じて、基板を搬入する工程と、
前記処理モジュール内に搬入した基板を、前記処理室内に配された基板載置部の基板載置面上に載置する工程と、
前記基板を加熱する工程と、
前記基板載置面と対向する位置に配されたシャワーヘッドから、前記シャワーヘッドが有する分散板を通じてガスを供給し、前記基板載置面上の基板に対する処理を行う工程と、
処理後の基板を前記処理モジュール内から搬出する工程と、を備え
前記処理モジュール内に基板を搬入する工程に先立ち、前記基板搬入出口が設けられた側に配置された第一位置決め部と、前記基板搬入出口が設けられた側とは前記処理室を介して対向する側に配置され、かつ、前記基板搬入出口を通じた基板の搬入出方向に沿って前記第一位置決め部と並ぶ位置に配置され、前記搬入出方向に沿った方向に逃げを有して構成された第二位置決め部とによって、第一の熱膨張率を有する材質で構成された前記分散板と、前記第一の熱膨張率とは異なる第二の熱膨張率を有する材質で構成されて前記分散板を支持する分散板支持部との位置決めをしておく
半導体装置の製造方法。 - 基板を処理する処理室を有する処理モジュール内に、前記処理モジュールを構成する壁の一つで冷却機構を有する壁に設けられた基板搬入出口を通じて、基板を搬入する手順と、
前記処理モジュール内に搬入した基板を、前記処理室内に配された基板載置部の基板載置面上に載置する手順と、
前記基板を加熱する手順と、
前記基板載置面と対向する位置に配されたシャワーヘッドから、前記シャワーヘッドが有する分散板を通じてガスを供給し、前記基板載置面上の基板に対する処理を行う手順と、
処理後の基板を前記処理モジュール内から搬出する手順と、
前記処理モジュール内に基板を搬入する手順に先立ち、前記基板搬入出口が設けられた側に配置された第一位置決め部と、前記基板搬入出口が設けられた側とは前記処理室を介して対向する側に配置され、かつ、前記基板搬入出口を通じた基板の搬入出方向に沿って前記第一位置決め部と並ぶ位置に配置され、前記搬入出方向に沿った方向に逃げを有して構成された第二位置決め部とによって、第一の熱膨張率を有する材質で構成された前記分散板と、前記第一の熱膨張率とは異なる第二の熱膨張率を有する材質で構成されて前記分散板を支持する分散板支持部との位置決めをしておく手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
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