JP7176361B2 - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents

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Description

本開示は、基板処理方法及び基板処理装置に関する。 The present disclosure relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus.

半導体デバイスの製造工程においては、基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）を静電チャックに吸着保持すると共に加熱した状態で処理を行う場合が有る。例えば特許文献１においては、静電チャックにウエハを吸着するにあたり、当該静電チャックに吸着前のウエハを加熱（予備加熱）する予備加熱室と、静電チャックを備える製膜処理工程室と、を備える半導体製造装置が示されている。予備加熱室においては、静電チャックの温度と吸着後のウエハの最高温度との差を５０℃以下に抑えるように予備加熱が行われる。 2. Description of the Related Art In a process of manufacturing a semiconductor device, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), which is a substrate, may be processed while being held by suction on an electrostatic chuck and heated. For example, in Patent Document 1, when a wafer is attracted to an electrostatic chuck, a preheating chamber for heating (preheating) the wafer before being attracted to the electrostatic chuck, a film forming process chamber including the electrostatic chuck, A semiconductor manufacturing apparatus is shown. In the preheating chamber, preheating is performed so that the difference between the temperature of the electrostatic chuck and the maximum temperature of the wafer after chucking is suppressed to 50° C. or less.

特開２０００－１２６６４号公報JP-A-2000-12664

本開示は、静電チャックに吸着されて処理される基板の裏面が傷付くこと及び吸着解除時の振動を抑制することができる技術を提供する。 The present disclosure provides a technique capable of suppressing damage to the back surface of a substrate to be processed by being attracted to an electrostatic chuck and vibration when the attraction is released.

本開示の基板処理方法は、真空容器内に設けられる複数の突起を備えた静電チャックが設けられる冷却部に冷媒を供給することで当該静電チャックを冷却して温度を調整する第１の温度調整工程と、
温度調整された前記静電チャックの前記複数の突起に基板の裏面を吸着し、当該基板を真空処理する処理工程と、
温度調整された前記静電チャックの前記複数の突起に基板の裏面を吸着し、当該基板を真空処理する処理工程と、
前記基板が前記静電チャックに吸着されるときの当該基板の温度と当該静電チャックの温度との差を低減させるために、前記静電チャックに載置される前の当該基板を冷却することで当該基板の温度を、前記静電チャックとは別の温度調整部によって調整する第２の温度調整工程と、
を備え、
前記第２の温度調整工程は、前記基板が前記静電チャックに吸着されるときの当該静電チャックの温度よりも当該基板の温度が低くなるように、前記基板を冷却する工程を含む。
また、本開示の他の基板処理方法は、真空容器内に設けられる複数の突起を備えた静電チャックの温度を調整する第１の温度調整工程と、
温度調整された前記静電チャックの前記複数の突起に前記基板の裏面を吸着し、当該基板を真空処理する処理工程と、
前記基板が前記静電チャックに吸着されるときの当該基板の温度と当該静電チャックの温度との差を低減させるために、前記静電チャックに載置される前の当該基板の温度を、前記静電チャックとは別の温度調整部によって調整する第２の温度調整工程と、
を備え、
前記第１の温度調整工程は、前記静電チャックを加熱する工程を含み、
前記第２の温度調整工程は、前記基板を加熱する工程と、
前記真空容器内で支持体によって前記静電チャックの上方に支持された前記基板に対して、当該真空容器内に設けられる前記温度調整部を対向させた状態で温度調整する工程と、を含み、
前記支持体を前記静電チャックに対して相対的に昇降させて、温度調整された前記基板を前記静電チャックに載置する工程と、
前記第２の温度調整工程後に前記基板を処理するために、前記温度調整部を、前記静電チャックに載置された当該基板に対して対向しない位置へ移動させる工程と、を備える。
A substrate processing method of the present disclosure is a first method in which an electrostatic chuck having a plurality of projections provided in a vacuum chamber is provided in a cooling unit, and a coolant is supplied to the cooling unit to cool and adjust the temperature of the electrostatic chuck . a temperature adjustment step;
a processing step of vacuum-processing the substrate by adsorbing the rear surface of the substrate to the plurality of projections of the electrostatic chuck whose temperature is adjusted;
a processing step of vacuum-processing the substrate by adsorbing the rear surface of the substrate to the plurality of projections of the electrostatic chuck whose temperature is adjusted;
Cooling the substrate before being placed on the electrostatic chuck in order to reduce a difference between a temperature of the substrate when the substrate is attracted to the electrostatic chuck and a temperature of the electrostatic chuck. a second temperature adjustment step of adjusting the temperature of the substrate by a temperature adjustment unit separate from the electrostatic chuck;
with
The second temperature adjustment step includes a step of cooling the substrate so that the temperature of the substrate is lower than the temperature of the electrostatic chuck when the substrate is attracted to the electrostatic chuck.
Further, another substrate processing method of the present disclosure includes a first temperature adjustment step of adjusting the temperature of an electrostatic chuck having a plurality of projections provided in a vacuum chamber;
a processing step of vacuum-processing the substrate by adsorbing the rear surface of the substrate to the plurality of projections of the electrostatic chuck whose temperature is adjusted;
In order to reduce the difference between the temperature of the substrate when the substrate is attracted to the electrostatic chuck and the temperature of the electrostatic chuck, the temperature of the substrate before being placed on the electrostatic chuck is a second temperature adjustment step of adjusting by a temperature adjustment unit separate from the electrostatic chuck;
with
The first temperature adjustment step includes heating the electrostatic chuck,
The second temperature adjustment step includes heating the substrate;
adjusting the temperature of the substrate supported above the electrostatic chuck by a support in the vacuum chamber while the temperature adjustment unit provided in the vacuum chamber faces the substrate;
elevating the support relative to the electrostatic chuck to place the temperature-controlled substrate on the electrostatic chuck;
and moving the temperature adjustment unit to a position not facing the substrate placed on the electrostatic chuck in order to process the substrate after the second temperature adjustment step.

本開示によれば、静電チャックに吸着されて処理される基板の裏面が傷付くこと及び吸着解除時の振動を抑制することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, it is possible to suppress damage to the back surface of a substrate to be processed by being attracted to an electrostatic chuck and to suppress vibration when the attraction is released.

本開示の一実施形態である基板処理装置の平面図である。1 is a plan view of a substrate processing apparatus that is an embodiment of the present disclosure; FIG. 前記基板処理装置に設けられる成膜モジュールの縦断側面図である。3 is a longitudinal side view of a film forming module provided in the substrate processing apparatus; FIG. 前記成膜モジュールに設けられる静電チャックの平面図である4 is a plan view of an electrostatic chuck provided in the film forming module; FIG. 前記静電チャックへの載置時のウエハの状態を示す説明図である。It is an explanatory view showing the state of the wafer when mounted on the electrostatic chuck. 前記静電チャックへの吸着時のウエハの状態を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of a wafer when it is attracted to the electrostatic chuck; 前記静電チャックに対するデチャック時のウエハの状態を示す説明図である。前記基板処理装置に設けられる予備加熱を行う処理モジュールの縦断側面図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a state of a wafer during dechucking with respect to the electrostatic chuck; 4 is a longitudinal side view of a processing module for preheating provided in the substrate processing apparatus; FIG. 前記基板処理装置に設けられる予備加熱モジュールの縦断側面図である。4 is a longitudinal side view of a preheating module provided in the substrate processing apparatus; FIG. 前記基板処理装置における処理工程を示すフロー図である。It is a flow figure which shows the processing process in the said substrate processing apparatus. 前記基板処理装置におけるロードロックモジュールの縦断側面図である。It is a longitudinal side view of a load lock module in the substrate processing apparatus. 前記成膜モジュールにおけるウエハＷの予備加熱を示す説明図である。4 is an explanatory view showing preheating of the wafer W in the film forming module; FIG. 前記静電チャックへの吸着時のウエハの状態を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of a wafer when it is attracted to the electrostatic chuck; 前記静電チャックに対するデチャック時のウエハの状態を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a state of a wafer during dechucking with respect to the electrostatic chuck; 前記基板処理装置に設けられる予備冷却モジュールの縦断側面図である。4 is a longitudinal side view of a pre-cooling module provided in the substrate processing apparatus; FIG. 評価試験の結果を示すグラフ図である。It is a graph chart which shows the result of an evaluation test. 評価試験で取得された画像を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an image acquired in an evaluation test; 評価試験で取得された画像を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an image acquired in an evaluation test; 評価試験で取得された画像を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an image acquired in an evaluation test; 評価試験で取得された画像を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an image acquired in an evaluation test; 評価試験で取得された画像を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an image acquired in an evaluation test;

本開示の一実施の形態である基板処理装置１について、平面図である図１を参照しながら説明する。基板処理装置１は、ローダーモジュール１１、ロードロックモジュール２、真空搬送モジュール３、及び２つの処理モジュール４を備えている。この基板処理装置１はＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）を構成するMTJ（Magnetic Tunnel Junction）素子を形成するための処理を行う。 A substrate processing apparatus 1 according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 1, which is a plan view. A substrate processing apparatus 1 includes a loader module 11 , a load lock module 2 , a vacuum transfer module 3 and two processing modules 4 . This substrate processing apparatus 1 performs processing for forming MTJ (Magnetic Tunnel Junction) elements that constitute MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory).

ローダーモジュール１１は、その内部が大気雰囲気且つ常圧雰囲気とされる。そして、複数のウエハＷを格納する搬送容器１２を載置するステージ１３と、当該ステージ１３上の当該搬送容器１２とロードロックモジュール２との間でウエハＷを受け渡す基板搬送機構１４と、を備えている。 The inside of the loader module 11 is an atmospheric atmosphere and a normal pressure atmosphere. A stage 13 on which a transfer container 12 storing a plurality of wafers W is mounted, and a substrate transfer mechanism 14 that transfers the wafers W between the transfer container 12 on the stage 13 and the load lock module 2. I have.

ローダーモジュール１１の後方側にロードロックモジュール２が接続されている。ロードロックモジュール２は、その内部の雰囲気を窒素雰囲気の常圧雰囲気と真空雰囲気との間で切り替えることができるように構成されている。ロードロックモジュール２とローダーモジュール１１との間には、ゲートバルブＧ１が介在する。 A load lock module 2 is connected to the rear side of the loader module 11 . The load lock module 2 is configured so that the internal atmosphere can be switched between a normal pressure atmosphere such as a nitrogen atmosphere and a vacuum atmosphere. A gate valve G1 is interposed between the load lock module 2 and the loader module 11 .

ロードロックモジュール２の後方側には、真空搬送モジュール３の一つがゲートバルブＧ２を介して接続されている。真空搬送モジュール３は、その内部が真空雰囲気とされる真空容器３１と、当該真空容器３１内に設けられる基板搬送機構３３と、を備えている。 One of the vacuum transfer modules 3 is connected to the rear side of the load lock module 2 via a gate valve G2. The vacuum transfer module 3 includes a vacuum container 31 whose inside is a vacuum atmosphere, and a substrate transfer mechanism 33 provided inside the vacuum container 31 .

処理モジュール４は真空搬送モジュール３に接続されている。処理モジュール４と真空搬送モジュール３との間には、ゲートバルブＧ３が介在している。このゲートバルブＧ３及び既述のゲートバルブＧ１、Ｇ２は通常は閉鎖され、各モジュール間を区画している。そして、モジュール間でウエハＷの搬送の妨げにならないように適宜開放される。 A processing module 4 is connected to the vacuum transfer module 3 . A gate valve G3 is interposed between the processing module 4 and the vacuum transfer module 3 . This gate valve G3 and the already-described gate valves G1 and G2 are normally closed to separate the modules. Then, it is appropriately opened so as not to interfere with the transportation of the wafer W between modules.

２つの処理モジュール４のうちの一つは、ウエハＷにスパッタであるＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）により成膜を行うモジュールであり、以降の説明では成膜モジュール４Ａとして説明する。また、２つの処理モジュール４のうちの他の一つは、この成膜モジュール４Ａに搬送する直前のウエハＷが搬送されて、当該ウエハＷに対して加熱処理するモジュールであり、以降の説明では予備加熱モジュール４Ｂとして説明する。 One of the two processing modules 4 is a module for forming a film on the wafer W by PVD (Physical Vapor Deposition), which is sputtering, and will be described as a film forming module 4A in the following description. The other one of the two processing modules 4 is a module in which the wafer W immediately before being transferred to the film forming module 4A is transferred and the wafer W is heat-treated. It will be described as a preheating module 4B.

以下、成膜モジュール４Ａについて、図２の縦断側面図を参照しながら説明する。図中４１は真空容器（第１の真空容器）であり、金属製であり且つ接地されている。図中４２は、真空容器４１内を排気して所望の圧力の真空雰囲気とする排気機構である。真空容器４１内には誘電体層４３と当該誘電体層４３に埋設された電極４４と、により構成された円形の静電チャック４５が設けられている。静電チャック４５は例えば双極型であり、水平に設けられている。図３は当該静電チャック４５の表面（上面）を示しており、この静電チャック４５の表面はエンボス加工されており、当該表面には多数の円形の突起４０が分散して設けられている。各突起４０上に載置されたウエハＷの裏面が当該突起４０に吸着され、ウエハＷは静電チャック４５に水平に保持される。なお、静電チャックの基板が載置される突起とは、上記の突起４０のように装置の設計上形成されるものであり、静電チャックの表面をミクロ的に見たときに、意図せずに微小な突起として形成されているものは含まれない。また、静電チャック４５としては、ジョンソンラーベック型としてもクーロン型としてもよいし、双極型に限られず、単極型として構成されていてもよい。 The film forming module 4A will be described below with reference to the longitudinal side view of FIG. In the figure, 41 is a vacuum container (first vacuum container), which is made of metal and grounded. Reference numeral 42 in the figure denotes an exhaust mechanism for evacuating the inside of the vacuum vessel 41 to create a vacuum atmosphere of a desired pressure. A circular electrostatic chuck 45 composed of a dielectric layer 43 and an electrode 44 embedded in the dielectric layer 43 is provided in the vacuum vessel 41 . The electrostatic chuck 45 is, for example, of a bipolar type and provided horizontally. FIG. 3 shows the surface (upper surface) of the electrostatic chuck 45. The surface of the electrostatic chuck 45 is embossed, and a large number of circular projections 40 are distributed on the surface. . The rear surface of the wafer W placed on each protrusion 40 is attracted to the protrusion 40 , and the wafer W is horizontally held by the electrostatic chuck 45 . The projections on which the substrate of the electrostatic chuck is placed are formed in the design of the device like the projections 40 described above, and when the surface of the electrostatic chuck is viewed microscopically, the projections are not intended. It does not include those formed as minute projections without Further, the electrostatic chuck 45 may be of a Johnson-Rahbek type or a Coulomb type, and is not limited to a bipolar type, and may be configured as a unipolar type.

図２中４６は電源部であり、後述の制御部１０から出力される制御信号に基づいて、静電チャック４５の電極４４への電圧の印加と、印加の停止とを切り替える。つまり、ウエハＷを吸着保持（チャック）する状態と当該吸着保持が解除（デチャック）された状態と、が互いに切り替えられる。また、静電チャック４５の誘電体層４３にはヒーター４７が埋設されている。ヒーターは、ウエハＷが載置される前から当該静電チャック４５を予め設定された処理温度、例えば３５０℃に加熱する。それによって、吸着されたウエハＷが当該処理温度に加熱される。また、静電チャック４５の表面中心部における凹部の底面、即ち突起４０間にはガス吐出孔４８が開口している。ガス吐出孔４８はガス供給路を介して不活性ガスの供給機構４９に接続されている。ウエハＷが静電チャック４５の上記の突起４０に保持されているときに、ガス吐出孔４８からウエハＷの裏面へガスが吐出される。このガスは、真空雰囲気とされる真空容器４１内で、静電チャック４５の熱をウエハＷに伝える伝熱用ガスである。なお、伝熱用ガスとしては、Ｈｅ（ヘリウム）やＡｒ（アルゴン）などの不活性ガスである。 Reference numeral 46 in FIG. 2 denotes a power supply unit, which switches between applying voltage to the electrode 44 of the electrostatic chuck 45 and stopping the application based on a control signal output from the control unit 10, which will be described later. That is, the state in which the wafer W is sucked and held (chucked) and the state in which the chucked state is released (dechucked) are switched to each other. A heater 47 is embedded in the dielectric layer 43 of the electrostatic chuck 45 . The heater heats the electrostatic chuck 45 to a preset processing temperature, eg, 350° C., before the wafer W is placed thereon. Thereby, the sucked wafer W is heated to the processing temperature. Further, a gas discharge hole 48 is opened on the bottom surface of the concave portion at the center of the surface of the electrostatic chuck 45 , that is, between the protrusions 40 . The gas discharge hole 48 is connected to an inert gas supply mechanism 49 through a gas supply passage. When the wafer W is held by the protrusions 40 of the electrostatic chuck 45 , gas is discharged to the rear surface of the wafer W through the gas discharge holes 48 . This gas is a heat transfer gas that transfers the heat of the electrostatic chuck 45 to the wafer W in the vacuum vessel 41 which is a vacuum atmosphere. The heat transfer gas is an inert gas such as He (helium) or Ar (argon).

ウエハＷを上記のヒーター４７によって加熱された当該静電チャック４５に吸着させることで、ウエハＷの昇温速度を高くし、速やかに成膜処理を開始できるようにしている。また、静電チャック４５の突起４０にウエハＷが載置され、且つ伝熱用ガスを介して静電チャック４５の熱を当該ウエハＷに伝熱させる構成とすることで、ウエハＷの裏面側において伝熱用ガスが流通可能な範囲を広くし、高い流動性が得られるようにしている。それによって、突起４０を設けない場合に比べてウエハＷの面内における温度の均一性が高くなるようにしている。 By attracting the wafer W to the electrostatic chuck 45 heated by the heater 47, the temperature rise rate of the wafer W is increased, and the film forming process can be started quickly. In addition, the wafer W is placed on the protrusions 40 of the electrostatic chuck 45, and the heat of the electrostatic chuck 45 is transferred to the wafer W via the heat transfer gas, so that the back side of the wafer W can be , the range in which the heat transfer gas can flow is widened to obtain high fluidity. Thereby, the temperature uniformity in the surface of the wafer W is improved compared to the case where the protrusions 40 are not provided.

図中５１は静電チャック４５を支持する支柱であり、真空容器４１の底部を貫通し、その下端部は駆動機構５２に接続されている。この駆動機構５２により、静電チャック４５及び当該静電チャック４５に吸着保持されるウエハＷが、各々の中心軸回りに回転する。図中５３は垂直な３本のピン（図２では便宜上２本のみ表示）であり、図示しない昇降機構により昇降して静電チャック４５の表面を突没し、基板搬送機構３３と静電チャック４５との間でウエハＷを受け渡す。 Reference numeral 51 in the drawing denotes a column that supports the electrostatic chuck 45 , passes through the bottom of the vacuum vessel 41 and has a lower end connected to a drive mechanism 52 . The driving mechanism 52 rotates the electrostatic chuck 45 and the wafer W attracted and held by the electrostatic chuck 45 about their central axes. Reference numeral 53 in the drawing denotes three vertical pins (only two pins are shown in FIG. 2 for convenience), which are lifted and lowered by an elevating mechanism (not shown) to protrude from the surface of the electrostatic chuck 45, and the substrate conveying mechanism 33 and the electrostatic chuck are separated from each other. 45 to transfer the wafer W between them.

真空容器４１の天井部には金属からなるターゲット６１が、板状の電極６２の下方側に当該電極６２に接続されて設けられている。電極６２には直流電源６４が接続されている。図中６５は真空容器４１の外側に設けられるマグネットであり、マグネット駆動部６６により夫々、電極６２の上方を当該電極６２の上面に沿って移動する。また、真空容器４１の天井部にはガス供給部６７が設けられ、当該ガス供給部６７はガス流路を介して不活性ガスの供給機構６８に接続されている。ガス供給部６７から不活性ガスが供給されたときに、直流電源６４から電極６２を介してターゲット６１に電圧が印加されることで、当該ガスが励起されてプラズマ化し、プラズマ中の正イオンが衝突することで、ターゲット６１を構成する金属がスパッタされ、ウエハＷに金属膜が成膜される。 A target 61 made of metal is provided on the ceiling of the vacuum vessel 41 so as to be connected to a plate-like electrode 62 below the electrode 62 . A DC power supply 64 is connected to the electrode 62 . Magnets 65 in the figure are provided outside the vacuum vessel 41 , and are moved above the electrodes 62 along the upper surface of the electrodes 62 by a magnet drive section 66 . A gas supply unit 67 is provided on the ceiling of the vacuum vessel 41, and the gas supply unit 67 is connected to an inert gas supply mechanism 68 via a gas flow path. When an inert gas is supplied from the gas supply unit 67, a voltage is applied to the target 61 from the DC power source 64 via the electrode 62, thereby exciting the gas and turning it into plasma, and positive ions in the plasma are generated. By colliding, the metal forming the target 61 is sputtered, and a metal film is formed on the wafer W. As shown in FIG.

また、真空容器４１内には水平な円形に構成された用力供給ヘッド５５が設けられる。この用力供給ヘッド５５は真空容器４１の底部を貫通する支柱５６に支持され、支柱５６の下端部は当該支柱５６を回転させる回転機構５７に接続されている。当該支柱５６の回転により、用力供給ヘッド５５は静電チャック４５上のウエハＷに対向する対向位置と、当該ウエハＷに対向しない非対向位置との間を旋回移動する。そして、用力供給ヘッド５５から吐出されるプロセスガスや用力供給ヘッド５５に設けられるヒーター５０による熱の供給を行うときには対向位置に、供給を行わないときには非対向位置に夫々当該用力供給ヘッド５５が位置する。なお図中においては対向位置を実線で、非対向位置を点線で夫々示している。なお、図中５８はガス吐出孔であり、５９はガス供給機構である。 A utility supply head 55 having a horizontal circular shape is provided in the vacuum vessel 41 . The utility supply head 55 is supported by a support 56 penetrating through the bottom of the vacuum vessel 41 , and the lower end of the support 56 is connected to a rotating mechanism 57 that rotates the support 56 . Due to the rotation of the column 56 , the utility supply head 55 pivots between a position facing the wafer W on the electrostatic chuck 45 and a non-facing position not facing the wafer W. As shown in FIG. When the process gas discharged from the utility supply head 55 or heat is supplied by the heater 50 provided in the utility supply head 55, the utility supply head 55 is positioned at the opposing position, and when the supply is not performed, the utility supply head 55 is positioned at the non-opposing position. do. In the drawing, the facing position is indicated by a solid line, and the non-opposing position is indicated by a dotted line. In the figure, 58 is a gas discharge hole, and 59 is a gas supply mechanism.

この成膜モジュール４Ａの動作を順に説明する。ヒーター４７によって静電チャック４５が成膜処理を行うための処理温度に加熱される。そして、基板搬送機構３３からウエハＷを受け取ったピン５３が下降して、静電チャック４５にウエハＷが載置されて吸着されると共にウエハＷの裏面にガス（伝熱用ガス）が供給される。静電チャック４５の突起４０からの伝熱及びガスを介しての伝熱により、ウエハＷが上記の処理温度である例えば３５０℃に昇温する。その一方で、真空容器４１内が所定の真空圧力になるように排気される。 The operation of this film forming module 4A will be described in order. The heater 47 heats the electrostatic chuck 45 to a processing temperature for film formation. After receiving the wafer W from the substrate transfer mechanism 33, the pins 53 descend, and the wafer W is placed and attracted to the electrostatic chuck 45, and gas (heat transfer gas) is supplied to the rear surface of the wafer W. be. The heat transfer from the projections 40 of the electrostatic chuck 45 and the heat transfer via the gas raise the temperature of the wafer W to, for example, 350° C., which is the above processing temperature. On the other hand, the inside of the vacuum container 41 is evacuated to a predetermined vacuum pressure.

そして静電チャック４５及びウエハＷが回転し、既述のようにガス供給部６７からの不活性ガスの供給、ターゲット６１への電圧の印加、マグネット６５の移動が行われ、ウエハＷの表面に金属膜が成膜される。その後、ガス供給部６７からの不活性ガスの供給、ターゲット６１への電圧の印加、マグネット６５の移動が各々停止し、ウエハＷ及び静電チャック４５の回転が停止する。そして、静電チャック４５によるウエハＷの吸着が解除されると、その解除に若干遅れてピン５３がウエハＷに接触し、ウエハＷは静電チャック４５から離され、基板搬送機構３３により成膜モジュール４Ａから搬出される。 Then, the electrostatic chuck 45 and the wafer W rotate, and as described above, inert gas is supplied from the gas supply unit 67, voltage is applied to the target 61, and the magnet 65 is moved. A metal film is deposited. After that, the supply of the inert gas from the gas supply unit 67, the application of the voltage to the target 61, and the movement of the magnet 65 are all stopped, and the rotation of the wafer W and the electrostatic chuck 45 is stopped. Then, when the attraction of the wafer W by the electrostatic chuck 45 is released, the pins 53 come into contact with the wafer W with a slight delay from the release, the wafer W is separated from the electrostatic chuck 45 , and the substrate transfer mechanism 33 starts film formation. It is carried out from the module 4A.

ところで上記の成膜処理を速やかに開始するために、静電チャック４５は常時ウエハＷの処理温度に加熱されている。つまり、ウエハＷが吸着される前に既に処理温度とされている。このように加熱された状態で、突起４０を備えている静電チャック４５に対して、その温度が低く、且つ静電チャック４５との温度差が比較的大きいウエハＷを吸着して成膜処理を行う場合、成膜処理後のウエハＷの裏面には傷が付いていることが有る。また、上記の温度差が比較的大きいウエハＷを吸着して成膜処理を行う場合、成膜処理を終了してデチャックするときにウエハＷに振動が起きることが有る。この振動によってウエハＷが本来の位置からずれてしまい、基板搬送機構３３による成膜モジュール４Ａからの搬出が行えなくなってしまうおそれや、ウエハＷが割れてしまうおそれが有る。 By the way, the electrostatic chuck 45 is always heated to the processing temperature of the wafer W in order to promptly start the above-described film forming process. That is, the processing temperature has already been reached before the wafer W is sucked. In this heated state, the electrostatic chuck 45 having the projections 40 is attracted to the wafer W whose temperature is low and whose temperature difference is relatively large from that of the electrostatic chuck 45, and the film forming process is performed. , the rear surface of the wafer W after the film formation process may be scratched. Further, when a wafer W having a relatively large temperature difference is adsorbed to perform the film formation process, the wafer W may vibrate when the film formation process is completed and dechucking is performed. This vibration may cause the wafer W to shift from its original position, making it impossible to unload the wafer W from the film forming module 4A by the substrate transport mechanism 33, or cracking the wafer W. FIG.

上記のウエハＷの裏面の傷付き及びウエハＷの振動を発生させると推定される機序について、静電チャック４５よりも低い温度のウエハＷを当該静電チャック４５に吸着させたときのウエハＷの状態を示す模式図である図４～図６を用いて説明する。先ず、処理温度に加熱された静電チャック４５にウエハＷが吸着されると（図４）、静電チャック４５の突起４０からの直接の伝熱及び伝熱用ガスを介しての伝熱により、上記の吸着が行われた状態でウエハＷが熱膨張する。この熱膨張により突起４０から見てウエハＷが横方向に移動するようにウエハＷと突起４０とが擦れる結果、ウエハＷの裏面が傷つくと考えられる。また、ウエハＷは突起４０に吸着されて熱膨張することにより、突起４０に接した部位以外の部位について上下方向に突出するように撓みが生じ、ウエハＷの内部応力が上昇する（図５）。 With regard to the mechanism presumed to cause the scratches on the back surface of the wafer W and the vibration of the wafer W, the wafer W having a temperature lower than that of the electrostatic chuck 45 is attracted to the electrostatic chuck 45 . 4 to 6, which are schematic diagrams showing the state of . First, when the wafer W is attracted to the electrostatic chuck 45 heated to the processing temperature (FIG. 4), the heat is transferred directly from the protrusions 40 of the electrostatic chuck 45 and through the heat transfer gas. , the wafer W thermally expands while being sucked as described above. It is considered that the rear surface of the wafer W is damaged as a result of the friction between the wafer W and the projections 40 such that the wafer W moves laterally as viewed from the projections 40 due to this thermal expansion. Further, since the wafer W is attracted to the protrusions 40 and thermally expands, the portions other than the portions in contact with the protrusions 40 are bent so as to protrude in the vertical direction, and the internal stress of the wafer W increases (FIG. 5). .

従って、成膜処理が終わりデチャックされるときに、ウエハＷには比較的高い内部応力が生じている。この内部応力が低減して上記の撓みが解消されるように、デチャックされたウエハＷは変形する。その勢いでウエハＷが静電チャック４５上で跳ねて、上記の振動が発生すると考えられる（図６）。そして、このように振動することでウエハＷの裏面と突起４０とが擦れて、当該裏面にさらに傷が付くと考えられる。 Therefore, when the film formation process is finished and dechucked, the wafer W has a relatively high internal stress. The dechucked wafer W is deformed such that this internal stress is reduced and the deflection is eliminated. It is considered that the momentum causes the wafer W to bounce on the electrostatic chuck 45 and cause the above vibration (FIG. 6). It is considered that such vibration causes the rear surface of the wafer W to rub against the projections 40, and the rear surface is further damaged.

そこで、この基板処理装置１においては予備加熱モジュール４Ｂによって成膜モジュール４Ａに搬送する前にウエハＷを予め設定した温度に加熱し、静電チャック４５に載置されるときのウエハＷと当該静電チャック４５との温度差を低減させる。それにより、静電チャック４５に吸着中にウエハＷが熱膨張することを抑制する。つまり、吸着時の熱膨張が抑制されるように予めウエハＷを熱膨張させておく。それにより、上記のウエハＷの裏面における傷の形成及びウエハＷの振動の発生を防ぐ。なお、このように静電チャック４５に吸着する直前に、当該静電チャック４５との温度差を低減させるために行うウエハＷの加熱を、予備加熱と記載する場合が有る。 Therefore, in this substrate processing apparatus 1, the wafer W is heated to a preset temperature by the preheating module 4B before being transported to the film formation module 4A, and the wafer W and the static electricity when placed on the electrostatic chuck 45 are heated. The temperature difference with the electric chuck 45 is reduced. As a result, the thermal expansion of the wafer W is suppressed while being attracted to the electrostatic chuck 45 . That is, the wafer W is thermally expanded in advance so as to suppress thermal expansion during adsorption. Thereby, the formation of scratches on the back surface of the wafer W and the occurrence of vibration of the wafer W are prevented. The heating of the wafer W to reduce the temperature difference with the electrostatic chuck 45 immediately before being attracted to the electrostatic chuck 45 may be referred to as preheating.

以下、上記の予備加熱を行う予備加熱モジュール４Ｂについて、縦断側面図である図７を参照して説明する。図中７１は既述した真空容器（第２の真空容器）であり、排気口７２が開口している。この排気口７２には排気路を介して例えば真空ポンプからなる排気機構７３が接続されている。そして、真空搬送モジュール３に対してウエハＷを受け渡すことができるように、真空容器７１内は所定の圧力の真空雰囲気になるように排気される。真空容器７１の底部には、真空搬送モジュール３の基板搬送機構３３によってウエハＷが受け渡される垂直なピン７４が設けられている。このピン７４は成膜モジュール４Ａのピン５３と同様に、ウエハＷの裏面の一部を局所的に支持するように構成されている。従って、この予備加熱モジュール４Ｂでは成膜モジュール４Ａとは異なり、ウエハＷの裏面を吸着せずに加熱処理を行う。 The preheating module 4B that performs the above preheating will be described below with reference to FIG. 7, which is a longitudinal side view. Reference numeral 71 in the figure denotes the already-described vacuum vessel (second vacuum vessel), and an exhaust port 72 is open. An exhaust mechanism 73 such as a vacuum pump is connected to the exhaust port 72 through an exhaust path. Then, the inside of the vacuum container 71 is evacuated to a vacuum atmosphere of a predetermined pressure so that the wafer W can be transferred to the vacuum transfer module 3 . Vertical pins 74 to which the wafer W is transferred by the substrate transfer mechanism 33 of the vacuum transfer module 3 are provided at the bottom of the vacuum container 71 . The pins 74 are configured to locally support a portion of the back surface of the wafer W, like the pins 53 of the film forming module 4A. Therefore, unlike the film forming module 4A, the preheating module 4B heats the back surface of the wafer W without sucking it.

そして、真空容器７１の天井部には温度調整部をなす加熱部７５が設けられている。この加熱部７５は、真空雰囲気でウエハＷを効率良く予備加熱できるようにウエハＷが吸収可能な電磁波、例えば赤外線をピン７４に支持されたウエハＷに放射する。具体的には、加熱部７５は、例えばハロゲンランプにより構成される。上記のように予備加熱は吸着時のウエハＷの熱膨張を抑えるために行われるので、ウエハＷの吸着時にウエハＷの温度が成膜モジュール４Ａの静電チャック４５の温度に近くなるように行われることが好ましい。この例では予備加熱は、ウエハＷの温度が成膜モジュール４Ａの処理温度と同じ３５０℃となるように行われるものとする。なお、上記のように予備加熱中にウエハＷを支持するための支持部材であるピン７４によってウエハＷの裏面の一部のみを局所的に支持するのは、支持部材を介するウエハＷからの放熱を抑え、ウエハＷの昇温速度が低下することを防ぐためである。 A heating section 75 serving as a temperature control section is provided on the ceiling of the vacuum vessel 71 . The heating unit 75 radiates electromagnetic waves, such as infrared rays, that can be absorbed by the wafer W to the wafer W supported by the pins 74 so that the wafer W can be efficiently preheated in a vacuum atmosphere. Specifically, the heating unit 75 is configured by, for example, a halogen lamp. As described above, the preheating is performed to suppress the thermal expansion of the wafer W when it is attracted. It is preferred that In this example, preheating is performed so that the temperature of the wafer W is 350° C., which is the same as the processing temperature of the film forming module 4A. It should be noted that the reason why only a part of the back surface of the wafer W is locally supported by the pins 74, which are supporting members for supporting the wafer W during preheating as described above, is because heat radiation from the wafer W via the supporting members This is to prevent the temperature rise rate of the wafer W from decreasing.

また、図１に示すように基板処理装置１は制御部１０を備えている。この制御部１０はコンピュータにより構成されており、プログラム、メモリ、ＣＰＵを備えている。プログラムには、基板処理装置１における一連の動作を実施することができるようにステップ群が組み込まれており、当該プログラムによって制御部１０は基板処理装置１の各部に制御信号を出力し、当該各部の動作が制御される。それにより後述のフローに従って、ウエハＷの搬送と処理とが行われる。上記のプログラムは、例えばコンパクトディスク、ハードディスク、ＤＶＤなどの記憶媒体に格納されて、制御部１０にインストールされる。 Further, the substrate processing apparatus 1 includes a control section 10 as shown in FIG. The control unit 10 is composed of a computer, and includes a program, memory, and CPU. The program incorporates a group of steps so that a series of operations in the substrate processing apparatus 1 can be performed, and according to the program, the control unit 10 outputs a control signal to each unit of the substrate processing apparatus 1 to is controlled. Accordingly, the transfer and processing of the wafer W are performed according to the flow described later. The above program is stored in a storage medium such as a compact disc, hard disk, or DVD, and installed in the control unit 10 .

続いて基板処理装置１の動作を、図８のフローチャートを参照しながら説明する。先ず、成膜モジュール４Ａにおいて静電チャック４５の温度が処理温度に調整される第１の温度調整工程が行われる。そして、搬送容器１２のウエハＷはローダーモジュール１１に取り込まれ、常圧雰囲気のロードロックモジュール２に搬送され、当該ロードロックモジュール２の雰囲気が真空雰囲気に切り替えられる。その後、ウエハＷは真空搬送モジュール３に取り込まれ、予備加熱モジュール４Ｂに搬入される。そして、既述したようにウエハＷは予備加熱されて、例えば処理温度と同じ温度に調整される第２の温度調整工程が行われる（ステップＳ１）。 Next, the operation of the substrate processing apparatus 1 will be described with reference to the flow chart of FIG. First, a first temperature adjustment step is performed in which the temperature of the electrostatic chuck 45 is adjusted to the processing temperature in the film formation module 4A. Then, the wafers W in the transfer container 12 are taken into the loader module 11 and transferred to the load lock module 2 in the normal pressure atmosphere, and the atmosphere of the load lock module 2 is switched to the vacuum atmosphere. After that, the wafer W is taken into the vacuum transfer module 3 and loaded into the preheating module 4B. Then, as described above, the wafer W is preheated and subjected to the second temperature adjustment step in which it is adjusted to the same temperature as the processing temperature, for example (step S1).

然る後、予備加熱によって熱膨張したウエハＷを成膜モジュール４Ａに搬送する（ステップＳ２）。そして、ウエハＷは静電チャック４５に載置されて吸着され、上記したように静電チャック４５からの直接の伝熱及び伝熱用ガスを介しての伝熱により加熱される。吸着前に既にウエハＷは予備加熱モジュール４Ｂにて加熱されており、ウエハＷの温度と静電チャック４５の温度との差は比較的小さいので、この吸着中におけるウエハＷの熱膨張は抑制される（ステップＳ３）。従って、図５で説明したウエハＷの撓みが発生することや、ウエハＷの裏面が静電チャック４５の突起４０に対して擦れることが抑制される。 After that, the wafer W thermally expanded by preheating is transferred to the film forming module 4A (step S2). The wafer W is placed and attracted to the electrostatic chuck 45 and is heated by direct heat transfer from the electrostatic chuck 45 and heat transfer via the heat transfer gas as described above. The wafer W is already heated by the preheating module 4B before being attracted, and the difference between the temperature of the wafer W and the temperature of the electrostatic chuck 45 is relatively small, so the thermal expansion of the wafer W during this attraction is suppressed. (step S3). Therefore, the bending of the wafer W described with reference to FIG.

その後、静電チャック４５によるウエハＷの吸着が解除されるが、ウエハＷの撓みは小さいので、当該ウエハＷの跳ね及び振動の発生について抑制される（ステップＳ４）。然る後、ウエハＷは真空搬送モジュール３に取り込まれ、真空雰囲気のロードロックモジュール２に搬送される。そしてロードロックモジュール２の雰囲気が常圧雰囲気に切り替えられた後、当該ウエハＷはローダーモジュール１１を介して搬送容器１２に戻される。 After that, the chucking of the wafer W by the electrostatic chuck 45 is released, but since the deflection of the wafer W is small, the bouncing and vibration of the wafer W are suppressed (step S4). After that, the wafer W is taken into the vacuum transfer module 3 and transferred to the load lock module 2 in a vacuum atmosphere. After the atmosphere of the load lock module 2 is switched to normal pressure atmosphere, the wafer W is returned to the transfer container 12 via the loader module 11 .

この基板処理装置１によれば、予備加熱モジュール４ＢによりウエハＷを予備加熱し、ウエハＷと静電チャック４５との温度差が抑えられた状態でウエハＷが当該静電チャック４５に吸着される。従って、静電チャック４５に吸着中のウエハＷの熱膨張を抑えることができるため、吸着中の静電チャック４５の突起４０とウエハＷの裏面との擦れ、及びデチャック時のウエハＷの跳ね及び振動を防ぐことができる。その結果として、ウエハＷの裏面が傷ついたり、ウエハＷが割れたりすることを抑制することができる。また、跳ね及び振動によってウエハＷが所定の位置から位置ずれすることに起因して、基板搬送機構３３が当該ウエハＷを受け取れずに成膜モジュール４Ａから当該ウエハＷの搬出ができなくなることを防ぐことができる。 According to this substrate processing apparatus 1, the wafer W is preheated by the preheating module 4B, and the wafer W is attracted to the electrostatic chuck 45 while the temperature difference between the wafer W and the electrostatic chuck 45 is suppressed. . Therefore, since the thermal expansion of the wafer W being attracted to the electrostatic chuck 45 can be suppressed, the friction between the projections 40 of the electrostatic chuck 45 being attracted and the rear surface of the wafer W, the bounce of the wafer W during dechucking, and the Vibration can be prevented. As a result, it is possible to prevent the rear surface of the wafer W from being damaged and the wafer W from cracking. In addition, it is possible to prevent the wafer W from being unloaded from the film forming module 4A because the substrate transport mechanism 33 cannot receive the wafer W due to the wafer W being displaced from the predetermined position due to bouncing and vibration. be able to.

なお、上記の特許文献１における静電チャックの表面には突起を設けることについて記載されておらず、特許文献１の静電チャックの構成と、本開示の静電チャック４５の構成とは互いに異なる。つまり、特許文献１では本願で着眼した、静電チャック４５に突起４０を設けることで吸着中及び吸着解除時に発生する上記の各問題について着眼されていない。従って、特許文献１は当該問題を解決することができる技術ではない。 Note that the provision of protrusions on the surface of the electrostatic chuck in Patent Document 1 is not described, and the configuration of the electrostatic chuck of Patent Document 1 and the configuration of the electrostatic chuck 45 of the present disclosure are different from each other. . In other words, Patent Literature 1 does not focus on the above-described problems that occur during adsorption and when releasing adsorption due to the provision of the projections 40 on the electrostatic chuck 45, which is the focus of the present application. Therefore, Patent Document 1 is not a technique that can solve the problem.

ところで、上記のように成膜モジュール４ＡにウエハＷを吸着するときに、当該ウエハＷと当該静電チャック４５との温度差が抑制されていればよい。即ち、予備加熱については、静電チャック４５に載置する前のウエハＷを、静電チャック４５とは別個の加熱機構にて加熱できればよく、当該予備加熱専用のモジュールである上記の予備加熱モジュール４Ｂを、処理モジュール４のいずれかとして設けて行うことには限られない。具体的には、例えばロードロックモジュール２にて予備加熱を行ってもよい。 By the way, when the wafer W is attracted to the film forming module 4A as described above, it is sufficient that the temperature difference between the wafer W and the electrostatic chuck 45 is suppressed. That is, for preheating, it is sufficient that the wafer W before being placed on the electrostatic chuck 45 can be heated by a heating mechanism separate from the electrostatic chuck 45. 4B is not limited to being provided as one of the processing modules 4. FIG. Specifically, preheating may be performed in the load lock module 2, for example.

図９はそのようにウエハＷを加熱することができるように構成されたロードロックモジュール２を示している。図中２１は筐体である。図中２２はウエハＷを載置するステージであり、昇降機構２３により昇降する３本のピン２４を備え、真空搬送モジュール３及びローダーモジュール１１に対してウエハＷの受け渡しを行えるように構成されている。図中２５、２６は夫々Ｎ２ガスの供給口、排気口である。供給口２５からのＮ２ガスの供給及び排気口２６からの排気により、筐体２１内の雰囲気が、既述のように窒素雰囲気の常圧雰囲気と真空雰囲気とで切り替えられる。筐体２１の天井には予備加熱モジュール４Ｂと同様にハロゲンランプにより構成される加熱部７５が設けられている。 FIG. 9 shows a load lock module 2 configured to be able to heat the wafer W in such a manner. 21 in the figure is a housing|casing. In the figure, 22 is a stage on which the wafer W is placed, which is provided with three pins 24 which are lifted and lowered by an elevating mechanism 23 so as to transfer the wafer W to and from the vacuum transfer module 3 and the loader module 11. there is Reference numerals 25 and 26 in the figure are a supply port and an exhaust port for N2 gas, respectively. By supplying N 2 gas from the supply port 25 and exhausting it from the exhaust port 26, the atmosphere in the housing 21 is switched between the normal pressure atmosphere of the nitrogen atmosphere and the vacuum atmosphere as described above. A heating unit 75 composed of a halogen lamp is provided on the ceiling of the housing 21, like the preheating module 4B.

このようにロードロックモジュール２が構成される場合の基板処理装置１におけるウエハＷの搬送例を示す。この例では基板処理装置１の真空搬送モジュールには、４Ａ、４Ｂ以外にも処理モジュール４が接続されているものとする。先ず、搬送容器１２から搬出されたウエハＷは、ローダーモジュール１１からロードロックモジュール２に搬送される。続いてロードロックモジュール２からウエハＷを真空搬送モジュール３に搬送し、成膜モジュール４Ａ以外の処理モジュール４を順番に搬送する。そして、成膜モジュール４ＡにウエハＷを搬送する直前に、当該ウエハＷを真空雰囲気のロードロックモジュール２に搬送し、予備加熱を行う。この予備加熱を行った後は、既述したように成膜モジュール４ＡにウエハＷを直接搬送して処理を行う。つまり、ウエハＷを他の処理モジュール４を経由させずに成膜モジュール４Ａに搬送する。然る後、ウエハＷはロードロックモジュール２からローダーモジュール１１へ搬送されて、搬送容器１２に戻される。なお、上記の搬送中、ローダーモジュール１１からロードロックモジュール２へ、ロードロックモジュール２からローダーモジュール１１へ夫々ウエハＷを搬送するときに、ロードロックモジュール２でウエハＷを加熱してもよい。この加熱はウエハＷに付着する異物を気化させて除去するための加熱である。 An example of transfer of a wafer W in the substrate processing apparatus 1 when the load lock module 2 is configured in this way will be shown. In this example, it is assumed that a processing module 4 is connected to the vacuum transfer module of the substrate processing apparatus 1 in addition to 4A and 4B. First, the wafer W unloaded from the transfer container 12 is transferred from the loader module 11 to the load lock module 2 . Subsequently, the wafer W is transferred from the load lock module 2 to the vacuum transfer module 3, and the processing modules 4 other than the film formation module 4A are transferred in order. Immediately before transferring the wafer W to the film forming module 4A, the wafer W is transferred to the load lock module 2 in a vacuum atmosphere and preheated. After this preheating, the wafer W is directly transferred to the film forming module 4A and processed as described above. In other words, the wafer W is transferred to the film forming module 4A without passing through the other processing modules 4. FIG. After that, the wafer W is transferred from the load lock module 2 to the loader module 11 and returned to the transfer container 12 . During the transfer, the wafer W may be heated by the load lock module 2 when transferring the wafer W from the loader module 11 to the load lock module 2 and from the load lock module 2 to the loader module 11 . This heating is for vaporizing and removing the foreign matters adhering to the wafer W. As shown in FIG.

上記のようにロードロックモジュール２で予備加熱を行う場合、予備加熱モジュール４Ｂが不要になるので、装置の製造コストの低下やフットプリントの低減を図ることができる。ただし、ローダーモジュール１１との真空搬送モジュール３との間のウエハＷの受け渡しのために、ロードロックモジュール２には単位時間あたりに多くのウエハＷが搬送される。上記のようにロードロックモジュール２で予備加熱を行う場合は、例えばロードロックモジュール２が空くまでウエハＷをロードロックモジュール２の外で待機させることが必要になる場合が有る。従って、既述の実施形態で予備加熱モジュール４Ｂにて予備加熱を行うことは、そのような待機時間を不要にし、スループットの低下を防ぐことができるという利点が有る。 When preheating is performed by the load lock module 2 as described above, the preheating module 4B becomes unnecessary, so that the manufacturing cost of the apparatus and the footprint can be reduced. However, many wafers W are transferred to the load lock module 2 per unit time in order to transfer the wafers W between the loader module 11 and the vacuum transfer module 3 . When preheating is performed in the load-lock module 2 as described above, it may be necessary to wait the wafer W outside the load-lock module 2 until the load-lock module 2 becomes empty. Therefore, performing preheating in the preheating module 4B in the above-described embodiment has the advantage of eliminating the need for such waiting time and preventing a drop in throughput.

また、ロードロックモジュール２、予備加熱モジュール４Ｂのように、成膜モジュール４Ａを構成する真空容器４１の外部で予備加熱を行うことには限られず、当該真空容器４１内で予備加熱を行うようにしてもよい。そのような予備加熱の手法について具体的に説明する。先ず、成膜モジュール４Ａにおいて、その先端が静電チャック４５の突起４０よりも上方に位置するピン５３上にウエハＷを搬送する。このウエハＷを静電チャック４５に載置する前に用力供給ヘッド５５を非対向位置から対向位置に移動させ、例えばこの用力供給ヘッド５５のヒーター５０の熱輻射により、ピン５３上のウエハＷを予備加熱する。図１０は、そのように予備加熱が行われているウエハＷを示している。そして、予備加熱の終了後はピン５３を下降させてウエハＷを静電チャック４５に載置し、既述したように成膜処理を行う。つまり、用力供給ヘッド５５は、静電チャック４５とは別個に真空容器４１内に設けられた温度調整部として構成される。 Further, like the load lock module 2 and the preheating module 4B, preheating is not limited to being performed outside the vacuum vessel 41 constituting the film forming module 4A, and preheating is performed inside the vacuum vessel 41. may A method for such preheating will be specifically described. First, in the film formation module 4A, the wafer W is transferred onto the pins 53 whose tips are located above the protrusions 40 of the electrostatic chuck 45 . Before the wafer W is placed on the electrostatic chuck 45, the utility supply head 55 is moved from the non-facing position to the facing position, and the wafer W on the pins 53 is moved by heat radiation from the heater 50 of the utility supply head 55, for example. Preheat. FIG. 10 shows the wafer W being preheated in such a manner. After the preheating is completed, the pins 53 are lowered to mount the wafer W on the electrostatic chuck 45, and the film formation process is performed as described above. That is, the utility supply head 55 is configured as a temperature adjustment section provided inside the vacuum vessel 41 separately from the electrostatic chuck 45 .

なお、この用力供給ヘッド５５によるウエハＷの予備加熱は、用力供給ヘッド５５から例えば加熱したガスを供給して行ってもよいし、用力供給ヘッド５５に予備加熱モジュール４Ｂの加熱部７５と同様にハロゲンランプを設けて赤外線を放射して行ってもよい。
また、上記のように静電チャック４５への吸着中のウエハＷの熱膨張を抑制することができればよいため、処理モジュール４やロードロックモジュール２にて予備加熱を行うことには限られず、真空搬送モジュール３に上記の加熱部７５を設けて予備加熱を行ってもよい。つまり、真空搬送モジュール３を加熱モジュールとして構成してもよい。このように予備加熱を行うために、予備加熱モジュール４Ｂで設けられるウエハＷを支持するピン７４を、真空搬送モジュール３にも設けてもよい。 The preheating of the wafer W by the utility supply head 55 may be performed by supplying, for example, a heated gas from the utility supply head 55. A halogen lamp may be provided to radiate infrared rays.
In addition, since it is sufficient to suppress the thermal expansion of the wafer W being attracted to the electrostatic chuck 45 as described above, the preheating is not limited to the processing module 4 or the load lock module 2. Preheating may be performed by providing the above-described heating unit 75 in the transfer module 3 . That is, the vacuum transfer module 3 may be configured as a heating module. In order to perform preheating in this manner, the vacuum transfer module 3 may also be provided with the pins 74 for supporting the wafer W provided in the preheating module 4B.

ところで、静電チャック４５に吸着してウエハＷを真空雰囲気にて処理（真空処理）する処理モジュールとしては、上記のようにスパッタを行う成膜モジュールであることには限られない。具体的には、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により成膜を行う成膜モジュールや、ドライエッチングを行うエッチングモジュールや、不活性ガス雰囲気でウエハＷを加熱するアニールモジュールなどによる処理前に予備加熱を行ってもよい。ただし、スパッタを行う成膜モジュールでは例えば３００℃以上、より具体的には上記のように例えば３５０℃と、比較的高い温度にウエハＷを加熱して処理を行う。従って、予備加熱が行われない場合、静電チャック４５に載置されるウエハＷと当該静電チャック４５との温度差が比較的大きくなるので、図４～図６で説明した静電チャック４５に吸着中のウエハＷの熱膨張による問題が起こりやすい傾向になることが考えられる。従って、既述のようにスパッタを行う成膜モジュールの静電チャック４５にウエハＷを吸着する前に、ウエハＷを予備加熱することが特に有効である。 By the way, the processing module for processing (vacuum processing) the wafer W in a vacuum atmosphere by being attracted to the electrostatic chuck 45 is not limited to the film forming module for performing sputtering as described above. Specifically, preheating is performed before processing by a film forming module that forms a film by CVD (Chemical Vapor Deposition), an etching module that performs dry etching, an annealing module that heats the wafer W in an inert gas atmosphere, or the like. may However, in the deposition module that performs sputtering, the wafer W is heated to a relatively high temperature, for example, 300° C. or higher, more specifically, for example, 350° C. as described above. Therefore, when preheating is not performed, the temperature difference between the wafer W placed on the electrostatic chuck 45 and the electrostatic chuck 45 becomes relatively large. It is conceivable that problems due to thermal expansion of the wafer W being sucked tend to occur easily. Therefore, it is particularly effective to preheat the wafer W before it is attracted to the electrostatic chuck 45 of the film forming module that performs sputtering as described above.

これまでウエハＷを加熱してＰＶＤを行う例について説明してきたが、ウエハＷを冷却してＰＶＤを行ってもよい。その場合は成膜モジュール４Ａについて、静電チャック４５の下部に冷媒の流路を備えた冷却部を設ける構成とする。冷媒を当該流路に通流させることで、静電チャック４５を例えば－６０℃～－２６３℃の処理温度に冷却する。そして、そのように冷却された静電チャック４５にウエハＷを載置して吸着させて、当該ウエハＷを処理温度に冷却した状態で成膜処理を行う。なお、ウエハＷを加熱する場合と同様にウエハＷの吸着中は、静電チャック４５からウエハＷの裏面に伝熱用ガスを供給し、当該ウエハＷから静電チャック４５へ伝熱させてウエハＷを冷却する。 Although the example in which the wafer W is heated to perform PVD has been described so far, the wafer W may be cooled to perform PVD. In that case, the film formation module 4A is configured to have a cooling section provided with a flow path for a coolant under the electrostatic chuck 45 . The electrostatic chuck 45 is cooled to a processing temperature of -60°C to -263°C, for example, by causing the coolant to flow through the channel. Then, the wafer W is placed and attracted to the electrostatic chuck 45 cooled in this way, and the film formation process is performed while the wafer W is cooled to the process temperature. As in the case of heating the wafer W, while the wafer W is attracted, the heat transfer gas is supplied from the electrostatic chuck 45 to the back surface of the wafer W, and heat is transferred from the wafer W to the electrostatic chuck 45 to transfer the wafer. Cool W.

ここで、静電チャック４５が冷却されることによって、静電チャック４５の温度よりも当該静電チャック４５に載置されるウエハＷの温度の方が高い場合に、当該ウエハＷに起こると推定される事象について説明する。先ず、静電チャック４５に当該ウエハＷが吸着されると、静電チャック４５にウエハＷの熱が逃げることで、当該ウエハＷが収縮する。突起４０は収縮したウエハＷと擦れることになり、当該ウエハＷの裏面に傷が付く。また、ウエハＷが冷却されることによるウエハＷの中心方向への収縮量はウエハＷの径方向で異なってくるが、突起４０に接している箇所ではウエハＷが静電力により突起４０に固定されているため、突起４０上でのウエハＷの内部応力に不均衡が生じ、図１１に示すように突起４０上にて上方に向けてウエハＷが撓む方向に、ウエハＷの内部応力が高くなると考えられる。そして、静電チャック４５によるウエハＷの吸着が解除されるとウエハＷの内部応力が低減されるように、つまり撓みが解消されるようにウエハＷが変形し、図１２に示すようにその勢いでウエハＷが跳ねて振動が発生すると考えられる。 Here, when the temperature of the wafer W mounted on the electrostatic chuck 45 is higher than the temperature of the electrostatic chuck 45 due to the cooling of the electrostatic chuck 45, it is presumed that this occurs in the wafer W. I will explain the events that occur. First, when the wafer W is attracted to the electrostatic chuck 45, the heat of the wafer W escapes to the electrostatic chuck 45, and the wafer W contracts. The protrusion 40 rubs against the contracted wafer W, and the rear surface of the wafer W is scratched. Further, the amount of shrinkage of the wafer W toward the center due to the cooling of the wafer W varies depending on the radial direction of the wafer W, but the wafer W is fixed to the protrusions 40 by electrostatic force at the portions in contact with the protrusions 40 . Therefore, an imbalance occurs in the internal stress of the wafer W on the protrusion 40, and the internal stress of the wafer W increases in the direction in which the wafer W bends upward on the protrusion 40 as shown in FIG. It is considered to be. Then, when the chucking of the wafer W by the electrostatic chuck 45 is released, the wafer W is deformed so that the internal stress of the wafer W is reduced, that is, the deflection is eliminated, and the momentum is shown in FIG. It is considered that the wafer W bounces at , causing vibration.

そこで、上記のようにウエハＷを冷却してＰＶＤを行うように成膜モジュール４Ａを構成した場合は、上記の予備加熱を行う代わりに静電チャック４５に載置する直前のウエハＷを予め設定した温度に冷却し、静電チャック４５とウエハＷとの温度差を低減することが有効である。つまり、予め収縮した状態のウエハＷを静電チャック４５に吸着させて、図１１で示した吸着中におけるウエハＷの収縮を抑制する。なお、このように静電チャック４５に吸着する直前に、当該静電チャック４５との温度差を低減させるウエハＷの冷却を予備冷却と記載する場合が有る。 Therefore, when the film forming module 4A is configured to perform PVD after cooling the wafer W as described above, the wafer W immediately before being mounted on the electrostatic chuck 45 is set in advance instead of performing the preheating. It is effective to reduce the temperature difference between the electrostatic chuck 45 and the wafer W by cooling to a temperature that is equal to or higher than the temperature. That is, the wafer W in a pre-shrunk state is attracted to the electrostatic chuck 45 to suppress the shrinkage of the wafer W during attraction shown in FIG. The cooling of the wafer W to reduce the temperature difference with the electrostatic chuck 45 immediately before being attracted to the electrostatic chuck 45 may be referred to as pre-cooling.

この予備冷却を行うにあたり、基板処理装置１の処理モジュール４として、予備加熱モジュール４Ｂの代わりに予備冷却モジュール４Ｃを設ける。この予備冷却モジュール４Ｃにより、ウエハＷを例えば処理温度に予備冷却した後、当該ウエハＷを成膜モジュール４Ａに直接搬送する。つまり、予備冷却モジュール４Ｃにより予備冷却したウエハＷを、他の処理モジュール４を経由させずに成膜モジュール４Ａに搬送する。そして成膜モジュール４Ａにて既述のように成膜処理を行う。このようなウエハＷの搬送及び処理を行うことで、ウエハＷの裏面における傷の形成と、吸着解除時のウエハＷの振動とを防ぐことができる。 In performing this pre-cooling, as the processing module 4 of the substrate processing apparatus 1, a pre-cooling module 4C is provided instead of the pre-heating module 4B. After precooling the wafer W to, for example, a processing temperature by the precooling module 4C, the wafer W is directly transferred to the film forming module 4A. That is, the wafer W pre-cooled by the pre-cooling module 4C is transferred to the film forming module 4A without passing through the other processing modules 4. FIG. Then, the film forming process is performed in the film forming module 4A as described above. By carrying out the transfer and processing of the wafer W in this way, it is possible to prevent the formation of scratches on the back surface of the wafer W and the vibration of the wafer W when the suction is released.

図１３に予備冷却モジュール４Ｃの一例を示している。この予備冷却モジュール４Ｃについては、筐体８１内にウエハＷを載置するステージ８２を備えている。図中８３は筐体８１内に開口した排気口である。図中８４は流路を介して排気口８３に接続された、例えば真空ポンプからなる排気機構であり、筐体８１内が所定の圧力の真空雰囲気となるように排気する。図中８５は例えばシャワーヘッドからなるガス供給部である。図中８６は、例えばガスを冷却すると共にガス供給部８５に供給するガス供給機構である。温度調整部をなすガス供給部８５から供給される冷却ガスに曝されて、ウエハＷは予備冷却される。 FIG. 13 shows an example of the pre-cooling module 4C. The pre-cooling module 4</b>C has a stage 82 on which the wafer W is placed inside a housing 81 . Reference numeral 83 in the drawing denotes an exhaust port opened in the housing 81 . In the figure, 84 is an exhaust mechanism, for example, a vacuum pump, which is connected to an exhaust port 83 via a flow path, and evacuates the inside of the housing 81 to a vacuum atmosphere of a predetermined pressure. Reference numeral 85 in the figure denotes a gas supply unit comprising, for example, a shower head. Reference numeral 86 in the drawing denotes a gas supply mechanism that cools gas and supplies it to the gas supply unit 85, for example. The wafer W is pre-cooled by being exposed to the cooling gas supplied from the gas supply section 85 forming the temperature control section.

予備冷却としては、ウエハＷを静電チャック４５に載置する前に静電チャック４５とは別の冷却機構によって行うことができればよいので、予備冷却モジュール４Ｃとしては、このようにガスによりウエハＷを冷却する構成とすることには限られない。例えばステージ８２を静電チャックとして構成する。ただし、そのステージ８２の表面は図１３に示すように平坦であり、突起４０が設けられない構成とする。そして、ステージ８２には冷媒が流通する流路を形成する。この冷媒によって、ステージ８２が冷却されて、ステージ８２に吸着されるウエハＷも冷却されるようにする。ステージ８２に突起４０が形成されていないため、吸着時に突起４０とウエハＷとの擦れは起きず、図１１に示した突起４０上での局所的なウエハＷの撓みも起こらない。従って、この予備冷却モジュール４Ｃにおいては、チャック中のウエハＷの裏面の傷の形成及びデチャック時のウエハＷの振動が抑制された状態でウエハＷが冷却される。 Pre-cooling may be performed by a cooling mechanism separate from the electrostatic chuck 45 before the wafer W is placed on the electrostatic chuck 45. Therefore, the pre-cooling module 4C is designed to cool the wafer W using gas in this way. is not limited to the configuration for cooling the . For example, the stage 82 is configured as an electrostatic chuck. However, the surface of the stage 82 is flat as shown in FIG. 13, and the projection 40 is not provided. Then, the stage 82 is formed with a channel through which the coolant flows. This coolant cools the stage 82 so that the wafer W attracted to the stage 82 is also cooled. Since the projections 40 are not formed on the stage 82, the projections 40 and the wafer W do not rub against each other during suction, and the local deflection of the wafer W on the projections 40 shown in FIG. 11 does not occur. Therefore, in the pre-cooling module 4C, the wafer W is cooled while the formation of scratches on the back surface of the wafer W during chucking and the vibration of the wafer W during dechucking are suppressed.

ところで、上記の処理例では予備加熱を、成膜モジュール４ＡにおけるウエハＷの処理温度と同じ温度となるように行うものとした。しかし、予備加熱を完了してからウエハＷが静電チャック４５に載置されるまでの搬送中にウエハＷの温度が低下し、上記の処理温度、即ち静電チャック４５の温度からずれることが考えられる。そこで予備加熱としては、ウエハＷが吸着されるときの静電チャック４５の温度よりも高い温度となるようにウエハＷを加熱してもよい。成膜モジュール４Ａの外部で予備加熱を行う場合、つまり上記のように予備加熱モジュール４Ｂやロードロックモジュール２で予備加熱を行う場合は、ウエハＷが予備加熱される場所から静電チャック４５までのウエハＷの搬送距離が比較的長い。そのため、このように静電チャック４５の温度よりも高い温度にウエハＷを予備加熱することが有効である。同様の理由で、予備冷却については、ウエハＷが吸着されるときの静電チャック４５の温度よりも低い温度となるようにウエハＷを冷却するようにしてもよい。 By the way, in the above processing example, the preheating is performed so as to be the same temperature as the processing temperature of the wafer W in the film forming module 4A. However, the temperature of the wafer W may drop during transportation from the completion of preheating until the wafer W is placed on the electrostatic chuck 45 , and may deviate from the above processing temperature, that is, the temperature of the electrostatic chuck 45 . Conceivable. Therefore, as preheating, the wafer W may be heated to a temperature higher than the temperature of the electrostatic chuck 45 when the wafer W is attracted. When preheating is performed outside the film forming module 4A, that is, when preheating is performed in the preheating module 4B or the load lock module 2 as described above, the distance from the place where the wafer W is preheated to the electrostatic chuck 45 is The transfer distance of the wafer W is relatively long. Therefore, it is effective to preheat the wafer W to a temperature higher than the temperature of the electrostatic chuck 45 in this manner. For the same reason, in pre-cooling, the wafer W may be cooled to a temperature lower than the temperature of the electrostatic chuck 45 when the wafer W is attracted.

なお、上記の各例では静電チャック４５の温度は常時、処理温度となるように調整されているが、この静電チャック４５の温度について、ウエハＷを吸着する瞬間には処理温度に対して所定量ずれた温度に調整されており、ウエハＷの吸着中に処理温度になるように温度変更されてもよい。温度変更中は静電チャック４５もウエハＷと共に膨張あるいは収縮するので、この温度変更に起因する撓み量の増加は起こり難い。従って、ウエハＷの撓みを抑えるためには、静電チャック４５にウエハＷが吸着されるときの当該ウエハＷと当該静電チャックとの温度差が低減されるように基板の温度調整（予備加熱または予備冷却）を行うようにする。この温度差については後に好ましい範囲を説明するが、上記の静電チャック４５にウエハＷが吸着されるときとは、より具体的には静電チャック４５の吸着力がウエハＷに作用する瞬間、即ち電源部４６によって静電チャック４５に吸着力を発生させる電圧が印加される瞬間である。 In each of the above examples, the temperature of the electrostatic chuck 45 is always adjusted to the processing temperature. The temperature is adjusted to be shifted by a predetermined amount, and the temperature may be changed so as to reach the processing temperature while the wafer W is being sucked. Since the electrostatic chuck 45 also expands or contracts together with the wafer W during the temperature change, it is difficult for the amount of deflection to increase due to this temperature change. Therefore, in order to suppress the deflection of the wafer W, the temperature of the substrate is adjusted (preheated) so that the temperature difference between the wafer W and the electrostatic chuck when the wafer W is attracted to the electrostatic chuck 45 is reduced. or pre-cooling). A preferable range of this temperature difference will be described later. That is, it is the moment when the power supply unit 46 applies the voltage for generating the attracting force to the electrostatic chuck 45 .

ところで、図４～図６のウエハＷについて、静電チャック４５が加熱され、且つ静電チャック４５よりもウエハＷの温度が低い場合の状態として説明した。しかし、静電チャック４５が冷却される場合も、静電チャック４５の温度よりもウエハＷの温度が低く、その温度差が比較的大きいと、この図中に示した撓みがウエハＷに発生し得る。また、図１１、図１２のウエハＷについて、静電チャック４５が冷却され、且つ静電チャック４５よりもウエハＷの温度が高い場合の状態として説明した。しかし、静電チャック４５が加熱される場合も静電チャック４５の温度よりもウエハＷの温度が高く、その温度差が比較的大きいと、この図中に示した撓みがウエハＷに発生し得る。つまり、これらの各図で示すような撓みを抑えるために、ウエハＷは静電チャック４５の温度よりも高くなるように温度調整されてもよいし、静電チャック４５の温度よりも低くなるように温度調整されてよい。ただし、当該静電チャック４５の温度に近い温度に温度調整されることが好ましい。この温度調整されるウエハＷについての好ましい温度範囲について、後述の評価試験で説明する。 By the way, the wafer W in FIGS. 4 to 6 has been described as a state in which the electrostatic chuck 45 is heated and the temperature of the wafer W is lower than that of the electrostatic chuck 45 . However, even when the electrostatic chuck 45 is cooled, if the temperature of the wafer W is lower than the temperature of the electrostatic chuck 45 and the temperature difference is relatively large, the wafer W will flex as shown in the figure. obtain. 11 and 12, the state in which the electrostatic chuck 45 is cooled and the temperature of the wafer W is higher than that of the electrostatic chuck 45 has been described. However, even when the electrostatic chuck 45 is heated, the temperature of the wafer W is higher than the temperature of the electrostatic chuck 45, and if the temperature difference is relatively large, the wafer W may flex as shown in this figure. . In other words, in order to suppress bending as shown in these figures, the temperature of the wafer W may be adjusted to be higher than the temperature of the electrostatic chuck 45 or lower than the temperature of the electrostatic chuck 45 . The temperature may be adjusted to However, it is preferable that the temperature be adjusted to a temperature close to the temperature of the electrostatic chuck 45 . A preferable temperature range for the temperature-controlled wafer W will be described later in the evaluation test.

なおウエハＷの予備冷却は、ロードロックモジュール２において冷却ガスを供給して行ってもよい。また、図１０に示すようにピン５３によって静電チャック４５上にウエハＷを支持した状態で用力供給ヘッド５５から冷却ガスを供給することで行ってもよい。また、図１０では支持体であるピン５３が静電チャック４５に対して昇降することで静電チャック４５とピン５３とがウエハＷを受け渡すが、静電チャック４５がピン５３に対して昇降し、ウエハＷが受け渡されてもよい。つまり、ピン５３は静電チャック４５に対して相対的に昇降できればよい。 The wafer W may be pre-cooled by supplying a cooling gas in the load lock module 2 . Alternatively, as shown in FIG. 10, cooling gas may be supplied from the utility supply head 55 while the wafer W is supported on the electrostatic chuck 45 by the pins 53 . Further, in FIG. 10, the electrostatic chuck 45 and the pins 53 deliver the wafer W by raising and lowering the pins 53 serving as the support with respect to the electrostatic chuck 45 . and the wafer W may be transferred. In other words, it is sufficient that the pins 53 can move up and down relative to the electrostatic chuck 45 .

（評価試験）
本開示の技術に関連して行われた評価試験について説明する。既述の基板処理装置１において、ローダーモジュール１１、ロードロックモジュール２、成膜モジュール４Ａの順でウエハＷを搬送し、当該成膜モジュール４Ａにおいて既述のように３５０℃の処理温度に加熱された静電チャック４５にウエハＷを吸着して、成膜処理を行った。その後、ウエハＷをデチャックし、当該ウエハＷをロードロックモジュール２、ローダーモジュール１１の順で搬送した。複数のウエハＷについて、このような搬送及び処理を行った。上記のロードロックモジュール２については、図９で説明したように加熱部７５を備えており、当該ロードロックモジュール２にて予備加熱を行った。この予備加熱の温度についてウエハＷ毎に、１００℃～３５０℃の範囲内で変更した。より詳しくは、ウエハＷを１００℃、２００℃、２５０℃、３００℃あるいは３５０℃に予備加熱した。 (Evaluation test)
Evaluation tests conducted in relation to the technology of the present disclosure will be described. In the substrate processing apparatus 1 described above, the wafer W is transferred in the order of the loader module 11, the load lock module 2, and the film forming module 4A, and heated to the processing temperature of 350° C. in the film forming module 4A as described above. The wafer W was attracted to the electrostatic chuck 45, and the film formation process was performed. After that, the wafer W was dechucked and transferred to the load lock module 2 and the loader module 11 in this order. A plurality of wafers W were transferred and processed as described above. The load-lock module 2 described above includes the heating unit 75 as described with reference to FIG. The temperature of this preheating was changed within the range of 100.degree. C. to 350.degree. More specifically, the wafer W was preheated to 100°C, 200°C, 250°C, 300°C or 350°C.

この評価試験では、上記の静電チャック４５のデチャック後に成膜モジュール４Ａから搬出される各ウエハＷについて、所定の設定位置からの位置ずれ量を算出した。また、デチャック時の各ウエハＷの録画を行った。さらに、ローダーモジュール１１に戻された各ウエハＷの裏面を光学顕微鏡で撮像した。 In this evaluation test, the displacement amount from a predetermined set position was calculated for each wafer W unloaded from the film forming module 4A after the electrostatic chuck 45 was dechucked. In addition, each wafer W was recorded during dechucking. Further, the rear surface of each wafer W returned to the loader module 11 was imaged with an optical microscope.

評価試験の処理条件について補足して述べておくと、ロードロックモジュール２においては雰囲気を切り替えるために排気を行い、ウエハＷの加熱を行った。また、成膜モジュール４Ａにおいて、静電チャック４５へ電圧を印加し、ウエハＷの裏面に当該静電チャック４５から伝熱用ガスを供給した。また、ウエハＷの吸着解除から所定の時間が経過した後にピン５３を上昇させて、ウエハＷの排出処理を行った。 To supplement the processing conditions of the evaluation test, the load lock module 2 was evacuated and the wafer W was heated in order to change the atmosphere. Further, in the film forming module 4A, a voltage was applied to the electrostatic chuck 45, and the heat transfer gas was supplied from the electrostatic chuck 45 to the rear surface of the wafer W. FIG. Further, the pins 53 are lifted after a lapse of a predetermined time since the adsorption of the wafer W is released, and the wafer W is ejected.

図１４のグラフはこの評価試験の結果を示しており、縦軸に上記の位置ずれ量（単位：ｍｍ）を、横軸にロードロックモジュール２にて予備加熱されたウエハＷの温度（単位：℃）を夫々示している。グラフに示すように予備加熱されたウエハＷの温度が１００℃であると、位置ずれ量は０．５ｍｍを越える場合があった。しかし、ウエハＷの予備加熱温度が２００℃以上である場合はいずれも、位置ずれ量が０．５ｍｍ以下に抑えられていた。このウエハＷの位置ずれは、既述したデチャック時に発生するウエハＷの振動によって生じたものと考えられる。そして、取得された録画からは、予備加熱の温度が１００℃及び２００℃であるとき、ウエハＷが振動していることが確認された。しかし、予備加熱の温度が２５０℃、３００℃、３５０℃であるときには、振動は確認されなかった。 The graph of FIG. 14 shows the results of this evaluation test, in which the vertical axis represents the amount of misalignment (unit: mm), and the horizontal axis represents the temperature of the wafer W preheated by the load lock module 2 (unit: °C), respectively. As shown in the graph, when the temperature of the preheated wafer W was 100° C., the amount of positional deviation exceeded 0.5 mm in some cases. However, in any case where the preheating temperature of the wafer W is 200° C. or higher, the amount of positional deviation is suppressed to 0.5 mm or less. It is considered that the positional deviation of the wafer W is caused by the vibration of the wafer W that occurs during dechucking as described above. It was confirmed from the acquired video recording that the wafer W was vibrating when the preheating temperatures were 100.degree. C. and 200.degree. However, no vibration was observed when the preheating temperatures were 250°C, 300°C, and 350°C.

また、図１５、図１６、図１７、図１８、図１９は夫々１００℃、２００℃、２５０℃、３００℃、３５０℃に予備加熱されたウエハＷの裏面について、上記の顕微鏡で取得された画像である。１００℃に予備加熱されたウエハＷには、比較的大きく且つ多数の傷が付いている。しかし、２００℃に予備加熱されたウエハＷの傷は、１００℃であるときよりも小さく且つ少数であり、２５０℃及び３００℃に予備加熱されたウエハＷの傷は、２００℃に予備加熱されたウエハＷの傷よりもより小さく且つ少数であった。そして３５０℃に予備加熱されたウエハＷについては最も傷が小さく、且つ最も傷の数が少なかった 15, 16, 17, 18, and 19 were obtained with the above microscope for the back surface of the wafer W preheated to 100°C, 200°C, 250°C, 300°C, and 350°C, respectively. It is an image. The wafer W preheated to 100° C. has a relatively large number of scratches. However, wafers W preheated to 200°C have smaller and fewer scratches than those at 100°C, and wafers W preheated to 250°C and 300°C have scratches preheated to 200°C. The scratches were smaller and fewer than the scratches on the wafer W shown. The wafer W preheated to 350° C. had the smallest scratches and the smallest number of scratches.

このように位置ずれ量、ウエハＷの録画及びウエハＷの裏面の画像から、予備加熱されたウエハＷの温度が静電チャック４５の温度に近いと、吸着解除時の振動及びウエハＷの裏面の傷付きを抑制できる傾向が有ることが確認された。従って、この試験結果は図４～図６で説明した、静電チャック４５とウエハＷとの温度差によってデチャック時の振動及び裏面への傷の形成がなされる推定と整合する。そして、静電チャック４５への吸着するときのウエハＷの温度が、静電チャック４５の温度に近いほど好ましいことが、この評価試験の結果から分かる。 From the amount of positional deviation, the recording of the wafer W, and the image of the back surface of the wafer W, if the temperature of the preheated wafer W is close to the temperature of the electrostatic chuck 45, the vibration and the back surface of the wafer W at the time of releasing the chucking can be detected. It was confirmed that there is a tendency to suppress scratching. Therefore, this test result agrees with the assumption that the difference in temperature between the electrostatic chuck 45 and the wafer W causes vibration during dechucking and the formation of scratches on the back surface, as explained in FIGS. The results of this evaluation test show that the closer the temperature of the wafer W when it is attracted to the electrostatic chuck 45 is to the temperature of the electrostatic chuck 45 , the better.

上記のようにウエハＷを２００℃以上の温度に予備加熱したときに、ウエハＷの位置ずれが比較的小さい。また、ウエハＷを２５０℃以上の予備温度に加熱したときには、ウエハＷの位置ずれが比較的小さく、且つ振動も確認されていない。従って、成膜モジュール４Ａの外部のモジュールでウエハＷを温度調整するにあたり、当該外部のモジュールにおいては、静電チャック４５との温度差が３５０℃－２００℃＝１５０℃以下となるようにすることが好ましいことが確認された。そして、当該温度差について３５０℃－２５０℃＝１００℃以下とすると、より好ましいことが確認された。 When the wafer W is preheated to a temperature of 200° C. or higher as described above, the displacement of the wafer W is relatively small. Further, when the wafer W is heated to a preliminary temperature of 250° C. or higher, the displacement of the wafer W is relatively small and no vibration is confirmed. Therefore, when the temperature of the wafer W is adjusted in the external module of the film forming module 4A, the temperature difference between the external module and the electrostatic chuck 45 should be 350° C.−200° C.=150° C. or less. was confirmed to be preferable. It was confirmed that it is more preferable to set the temperature difference to 350° C.−250° C.=100° C. or less.

ただし、ロードロックモジュール２でウエハＷの温度を調整してから、成膜モジュール４Ａの静電チャック４５にてウエハＷを吸着するまでにはタイムラグが有る。このタイムラグにより、静電チャック４５に吸着されるときのウエハＷの温度は、ロードロックモジュール２における調整直後のウエハＷの温度よりも２０℃程度低いと考えられる。従って、静電チャック４５に吸着されるときのウエハＷの温度と静電チャック４５の温度との差は、１５０℃－２０℃＝１３０℃以下にすることが好ましく、１００℃－２０℃＝８０℃以下にすることがより好ましいと考えられる。なお、上記の予備加熱モジュール４ＢにてウエハＷを予備加熱する場合も、このロードロックモジュール２で予備加熱する場合と同様の手順でウエハＷの搬送及び処理が行われる。つまり、この評価試験から示された好ましい温度差とは、ロードロックモジュール２で予備加熱する場合の好ましい温度差に限られず、予備加熱モジュール４Ｂで予備加熱するときの好ましい温度差でもあると考えられる。 However, there is a time lag between the adjustment of the temperature of the wafer W by the load lock module 2 and the adsorption of the wafer W by the electrostatic chuck 45 of the film formation module 4A. Due to this time lag, the temperature of wafer W when attracted to electrostatic chuck 45 is considered to be about 20° C. lower than the temperature of wafer W immediately after adjustment in load lock module 2 . Therefore, the difference between the temperature of the wafer W when it is attracted to the electrostatic chuck 45 and the temperature of the electrostatic chuck 45 is preferably 150° C.−20° C.=130° C. or less, and 100° C.−20° C.=80° C. °C or less is considered more preferable. When the wafer W is preheated in the preheating module 4B, the transfer and processing of the wafer W are performed in the same manner as in the case of preheating in the load lock module 2. FIG. In other words, the preferable temperature difference indicated by this evaluation test is not limited to the preferable temperature difference when preheating in the load lock module 2, but is also considered to be the preferable temperature difference when preheating in the preheating module 4B. .

また、この評価試験ではウエハＷは、静電チャック４５の温度以下の温度となるように温度調整されている。しかし、静電チャック４５の温度以上の温度となるようにウエハＷが温度調整される場合においても、上記のような小さい温度差とされることで、吸着中のウエハＷの撓み量については十分小さくなるものと考えられる。つまり既述した好ましい温度差については、ウエハＷが静電チャック４５の温度以下の温度となるように温度調整される場合の温度差に限られず、ウエハＷが静電チャック４５の温度以上の温度となるように温度調整される場合の温度差でも有る。 Further, in this evaluation test, the temperature of the wafer W is adjusted so as to be equal to or lower than the temperature of the electrostatic chuck 45 . However, even when the temperature of the wafer W is adjusted to be equal to or higher than the temperature of the electrostatic chuck 45, the small temperature difference as described above sufficiently reduces the amount of deflection of the wafer W during chucking. considered to be smaller. In other words, the preferred temperature difference described above is not limited to the temperature difference in the case where the temperature of the wafer W is adjusted to be equal to or lower than the temperature of the electrostatic chuck 45. It is also the temperature difference when the temperature is adjusted to be

なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 In addition, the embodiment disclosed this time should be considered as an example and not restrictive in all respects. The above-described embodiments may be omitted, substituted or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.

Ｗ ウエハ
１ 基板処理装置
４０ 突起
４１ 真空容器
４５ 静電チャック
４７ ヒーター
７５ 加熱部 W Wafer 1 Substrate processing apparatus 40 Projection 41 Vacuum container 45 Electrostatic chuck 47 Heater 75 Heating unit

Claims (13)

真空容器内に設けられる複数の突起を備えた静電チャックが設けられる冷却部に冷媒を供給することで当該静電チャックを冷却して温度を調整する第１の温度調整工程と、
温度調整された前記静電チャックの前記複数の突起に基板の裏面を吸着し、当該基板を真空処理する処理工程と、
前記基板が前記静電チャックに吸着されるときの当該基板の温度と当該静電チャックの温度との差を低減させるために、前記静電チャックに載置される前の当該基板を冷却することで当該基板の温度を、前記静電チャックとは別の温度調整部によって調整する第２の温度調整工程と、
を備え、
前記第２の温度調整工程は、前記基板が前記静電チャックに吸着されるときの当該静電チャックの温度よりも当該基板の温度が低くなるように、前記基板を冷却する工程を含む基板処理方法。 a first temperature adjustment step of cooling and adjusting the temperature of the electrostatic chuck by supplying a coolant to a cooling unit provided with an electrostatic chuck having a plurality of protrusions provided in the vacuum vessel;
a processing step of vacuum-processing the substrate by adsorbing the rear surface of the substrate to the plurality of projections of the electrostatic chuck whose temperature is adjusted;
Cooling the substrate before being placed on the electrostatic chuck in order to reduce a difference between a temperature of the substrate when the substrate is attracted to the electrostatic chuck and a temperature of the electrostatic chuck. a second temperature adjustment step of adjusting the temperature of the substrate by a temperature adjustment unit separate from the electrostatic chuck;
with
The second temperature adjustment step includes the step of cooling the substrate so that the temperature of the substrate is lower than the temperature of the electrostatic chuck when the substrate is attracted to the electrostatic chuck. Method. 前記第１の温度調整工程は、前記静電チャックを－６０℃～－２６３℃に冷却する工程を含む請求項１記載の基板処理方法。 2. The substrate processing method according to claim 1, wherein said first temperature adjustment step includes a step of cooling said electrostatic chuck to -60.degree. C. to -263.degree. 前記静電チャックを一の静電チャックとすると、
前記第２の温度調整工程は、平坦面を備える他の静電チャックと、冷媒の流路と、を備えるステージにおける、前記平坦面に前記基板を載置して冷却する工程を含む請求項１または２記載の基板処理方法。 Assuming that the electrostatic chuck is one electrostatic chuck,
2. The second temperature adjustment step includes a step of placing the substrate on the flat surface of a stage including another electrostatic chuck having a flat surface and a coolant flow path and cooling the substrate. 3. The substrate processing method according to 2 above. 前記第２の温度調整工程は、前記基板を格納する搬送容器と前記真空容器との間で当該基板を受け渡すために圧力を変更自在なロードロックモジュールを構成する筐体内で、前記温度調整部により前記基板の温度を調整する工程を含み、
前記筐体内から前記真空容器内へ、温度が調整された前記基板を搬送する搬送工程を含む請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板処理方法。 In the second temperature adjustment step, the temperature adjustment section is performed in a housing constituting a load lock module capable of changing pressure for transferring the substrate between a transfer container storing the substrate and the vacuum container. adjusting the temperature of the substrate by
4. The substrate processing method according to any one of claims 1 to 3, further comprising a transfer step of transferring the temperature-controlled substrate from inside the housing to inside the vacuum vessel. 前記静電チャックが設けられる真空容器を第１の真空容器とすると、
前記第２の温度調整工程は、前記基板を格納する搬送容器と前記第１の真空容器との間で当該基板を受け渡すために圧力を変更自在なロードロックモジュールを構成する筐体とは別に設けられた第２の真空容器内で、前記温度調整部により前記基板の温度を調整する工程を含み
前記第２の真空容器内から前記第１の真空容器内へ、温度が調整された前記基板を搬送する搬送工程を含む請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板処理方法。 Assuming that the vacuum vessel provided with the electrostatic chuck is a first vacuum vessel,
The second temperature adjustment step is performed separately from a housing that constitutes a load lock module capable of changing pressure for transferring the substrate between a transfer container that stores the substrate and the first vacuum container. a step of adjusting the temperature of the substrate by the temperature adjusting unit in a provided second vacuum chamber, wherein the temperature-adjusted substrate is transferred from the second vacuum chamber to the first vacuum chamber. 5. The substrate processing method according to any one of claims 1 to 4, further comprising a transporting step of transporting the substrate. 前記第２の温度調整工程は、前記基板が静電チャックに吸着されるときの当該静電チャックの温度と、前記第１の真空容器内または前記筐体内で温度調整される前記基板の温度との差が１５０℃以下となるように、当該基板の温度を調整する工程を含む請求項４または５記載の基板処理方法。 The second temperature adjustment step includes adjusting the temperature of the electrostatic chuck when the substrate is attracted to the electrostatic chuck and the temperature of the substrate adjusted in the first vacuum container or the housing. 6. The substrate processing method according to claim 4, further comprising the step of adjusting the temperature of the substrate so that the difference between the temperatures is 150[deg.] C. or less. 真空容器内に設けられる複数の突起を備えた静電チャックの温度を調整する第１の温度調整工程と、
温度調整された前記静電チャックの前記複数の突起に基板の裏面を吸着し、当該基板を真空処理する処理工程と、
前記基板が前記静電チャックに吸着されるときの当該基板の温度と当該静電チャックの温度との差を低減させるために、前記静電チャックに載置される前の当該基板の温度を、前記静電チャックとは別の温度調整部によって調整する第２の温度調整工程と、
を備え、
前記第１の温度調整工程は、前記静電チャックを加熱する工程を含み、
前記第２の温度調整工程は、前記基板を加熱する工程と、
前記真空容器内で支持体によって前記静電チャックの上方に支持された前記基板に対して、当該真空容器内に設けられる前記温度調整部を対向させた状態で温度調整する工程と、を含み、
前記支持体を前記静電チャックに対して相対的に昇降させて、温度調整された前記基板を前記静電チャックに載置する工程と、
前記第２の温度調整工程後に前記基板を処理するために、前記温度調整部を、前記静電チャックに載置された当該基板に対して対向しない位置へ移動させる工程と、を備える基板処理方法。 a first temperature adjustment step of adjusting the temperature of an electrostatic chuck provided with a plurality of projections provided in the vacuum vessel;
a processing step of vacuum-processing the substrate by adsorbing the rear surface of the substrate to the plurality of projections of the electrostatic chuck whose temperature is adjusted;
In order to reduce the difference between the temperature of the substrate when the substrate is attracted to the electrostatic chuck and the temperature of the electrostatic chuck, the temperature of the substrate before being placed on the electrostatic chuck is a second temperature adjustment step of adjusting by a temperature adjustment unit separate from the electrostatic chuck;
with
The first temperature adjustment step includes heating the electrostatic chuck,
The second temperature adjustment step includes heating the substrate;
adjusting the temperature of the substrate supported above the electrostatic chuck by a support in the vacuum chamber while the temperature adjustment unit provided in the vacuum chamber faces the substrate;
elevating the support relative to the electrostatic chuck to place the temperature-controlled substrate on the electrostatic chuck;
A substrate processing method comprising a step of moving the temperature adjustment unit to a position not facing the substrate placed on the electrostatic chuck in order to process the substrate after the second temperature adjustment step. . 前記第２の温度調整工程は、前記基板に電磁波を照射して当該基板を加熱する工程を含む請求項７記載の基板処理方法。 8. The substrate processing method according to claim 7, wherein said second temperature adjustment step includes a step of heating said substrate by irradiating said substrate with electromagnetic waves. 前記第２の温度調整工程は、前記基板が前記静電チャックに吸着されるときの当該静電チャックの温度よりも当該基板の温度が高くなるように、前記基板を加熱する工程を含む請求項７または８記載の基板処理方法。 3. The second temperature adjusting step includes a step of heating the substrate so that the temperature of the substrate becomes higher than the temperature of the electrostatic chuck when the substrate is attracted to the electrostatic chuck. 9. The substrate processing method according to 7 or 8. 前記第２の温度調整工程は、前記静電チャックに吸着されるときの前記基板の温度と、当該静電チャックの温度との差が１３０℃以下となるように当該基板の温度を調整する工程を含む請求項１ないし９のいずれか一つに記載の基板処理方法。 The second temperature adjusting step is a step of adjusting the temperature of the substrate so that the difference between the temperature of the substrate when it is attracted to the electrostatic chuck and the temperature of the electrostatic chuck is 130° C. or less. The substrate processing method according to any one of claims 1 to 9, comprising 前記処理工程は、スパッタにより前記基板に成膜する工程を含む請求項１ないし１０のいずれか一つに記載の基板処理方法。 11. The substrate processing method according to claim 1, wherein said processing step includes a step of forming a film on said substrate by sputtering. 真空容器と、
前記真空容器内に設けられ、基板の裏面を吸着する複数の突起を備えると共に、吸着された前記基板を真空処理するために、当該基板が載置される前から冷却されて温度調整される静電チャックと、
前記基板が前記静電チャックに吸着されるときの当該基板の温度と当該静電チャックの温度との差を低減させるために、前記静電チャックに載置される前の当該基板の温度を、当該基板を冷却することで調整する、当該静電チャックとは別に設けられる温度調整部と、
前記静電チャックが設けられ、当該静電チャックを冷却するための冷媒の流路を備える冷却部と、
を備え、
前記温度調整部は、前記基板が前記静電チャックに吸着されるときの当該静電チャックの温度よりも当該基板の温度が低くなるように前記基板を冷却する基板処理装置。 a vacuum vessel;
A static apparatus provided in the vacuum vessel, provided with a plurality of projections for attracting the back surface of the substrate, and cooled and temperature-controlled before the substrate is placed in order to perform vacuum processing on the attracted substrate. electric chuck and
In order to reduce the difference between the temperature of the substrate when the substrate is attracted to the electrostatic chuck and the temperature of the electrostatic chuck, the temperature of the substrate before being placed on the electrostatic chuck is a temperature adjustment unit provided separately from the electrostatic chuck, which is adjusted by cooling the substrate;
a cooling unit provided with the electrostatic chuck and including a flow path of a coolant for cooling the electrostatic chuck;
with
The substrate processing apparatus, wherein the temperature adjustment unit cools the substrate so that the temperature of the substrate becomes lower than the temperature of the electrostatic chuck when the substrate is attracted to the electrostatic chuck. 真空容器と、
前記真空容器内に設けられ、基板の裏面を吸着する複数の突起を備えると共に、吸着された前記基板を真空処理するために、当該基板が載置される前から加熱されて温度調整される静電チャックと、
前記基板が前記静電チャックに吸着されるときの当該基板の温度と当該静電チャックの温度との差を低減させるために、前記静電チャックに載置される前の当該基板の温度を当該基板を加熱することで調整する、当該静電チャックとは別に前記真空容器内に設けられる温度調整部と、
前記基板を前記真空容器内で前記静電チャックの上方に支持し、当該静電チャックに前記基板を載置するために前記静電チャックに対して相対的に昇降可能な支持体と、
前記温度調整部を、前記基板を温度調整するために前記支持体によって支持された前記基板に対向する位置と、前記静電チャックに載置された前記基板を真空処理するために当該基板に対向しない位置と、の間で移動させる移動機構と、
を備える基板処理装置。 a vacuum vessel;
A static apparatus provided in the vacuum vessel, provided with a plurality of projections for sucking the back surface of the substrate, and heated before the substrate is placed to adjust the temperature in order to vacuum-process the sucked substrate. electric chuck and
In order to reduce the difference between the temperature of the substrate when the substrate is attracted to the electrostatic chuck and the temperature of the electrostatic chuck, the temperature of the substrate before being placed on the electrostatic chuck is adjusted to the a temperature adjusting unit provided in the vacuum vessel separately from the electrostatic chuck, which is adjusted by heating the substrate;
a support that supports the substrate above the electrostatic chuck within the vacuum vessel and can move up and down relative to the electrostatic chuck to place the substrate on the electrostatic chuck;
The temperature adjustment unit is arranged at a position facing the substrate supported by the support for temperature adjustment of the substrate and at a position facing the substrate placed on the electrostatic chuck for vacuum processing. a moving mechanism for moving between a position where the
A substrate processing apparatus comprising:
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