KR101334758B1

KR101334758B1 - 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR101334758B1
Application number: KR1020110057758A
Authority: KR
Inventors: 타케시 야스이; 유키토모 히로치; 사토시 타카노; 리츠오 호리이; 마코토 카와바타
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2013-11-29
Also published as: JP2012004381A; US9028191B2; JP5511536B2; KR20110137746A; US20110311339A1

Abstract

냉각실 내에서 복수 매의 기판을 냉각할 때에, 온도가 높은 기판의 복사열의
영향을 온도가 낮은 기판이 받기 어려워지므로, 온도가 낮은 기판의 냉각 속도의 저하를 억제한다. 기판을 복수 단으로 수납하는 로드록 실; 상기 로드록 실의 일방측(一方側)으로부터 상기 로드록 실 내외에 상기 기판을 반송하는 엔드 이펙터를 구비한 제1 반송암(arm)을 포함하는 제1 반송 기구; 및 상기 로드록 실의 타방측(他方側)으로부터 상기 로드록 실 내외에 상기 기판을 반송하는 엔드 이펙터를 구비한 제2 반송암을 포함하는 제2 반송 기구;를 구비하는 기판 처리 장치로서, 상기 로드록 실 내의 기판 지지부에 지지되는 상기 기판의 사이에, 상기 기판과 이간하여, 상기 기판 사이의 열을 차단하는 격벽을 설치하고, 상기 기판과 상기 격벽의 사이에 있어서, 상기 엔드 이펙터 대기(待機) 공간과 상기 기판이 겹치지 않는 개소에, 상기 격벽 상방에 수납되는 상기 기판의 중심축에 접근하여, 상기 기판의 복사열을 흡수하는 격벽 부대부(付帶部)를 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조 방법의 일 공정을 실시하는 종래의 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 처리실, 처리실에 연통 가능하게 접속된 반송실, 반송실 내에 설치되어 반송실과 처리실의 사이에서 기판을 반송하는 반송 기구 및 반송실에 연통 가능하게 접속된 복수 매의 기판을 다단으로 수납하는 로드록 실을 구비하고 있다. 그리고 처리실에서 처리된 기판은, 반송 기구에 의해 반송실을 경유하여 로드록 실 내에 반송되어 냉각된다.

그러나, 로드록 실 내에 반송된 처리 완료된 기판은 고온으로 되어 있기 때문에, 먼저 로드록 실 내에 반송된 처리 완료된 제1 기판을 냉각 중에, 처리 완료된 고온의 제2 기판이 로드록 실내에 더 반송되면, 제2 기판으로부터의 복사열에 의해 제1 기판이 가열되어버린다. 이 때문에, 제1 기판의 냉각 속도가 저하하여, 제1 기판을 냉각하는데 시간이 걸리는 일이 있었다. 또한, 로드록 실 내에 먼저 반입된 제1 기판보다도 저온인 제2 기판이 반입된 경우에는, 제1 기판의 복사열에 의해 제2 기판이 가열되어, 제2 기판의 냉각에 시간이 걸리는 일이 있었다.

그로부터 본 발명은, 냉각실 내에서 복수 매의 기판을 냉각할 때에, 고온인 기판의 복사열의 영향을 저온인 기판이 받기 어려워지고, 저온인 기판의 냉각 속도의 저하를 억제하는 것이 가능한 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 형태에 의하면, 기판을 복수 단으로 수납하는 로드록 실; 상기 로드록 실의 일방측(一方側)으로부터 상기 로드록 실 내외에 상기 기판을 반송하는 엔드 이펙터를 구비한 제1 반송암(arm)을 포함하는 제1 반송 기구; 및 상기 로드록 실의 타방측(他方側)으로부터 상기 로드록 실 내외에 상기 기판을 반송하는 엔드 이펙터를 구비한 제2 반송암을 포함하는 제2 반송 기구;를 구비하는 기판 처리 장치로서, 상기 로드록 실 내의 기판 지지부에 지지되는 상기 기판의 사이에, 상기 기판과 이간하여, 상기 기판 사이의 열을 차단하는 격벽을 설치하고, 상기 기판과 상기 격벽의 사이에 있어서, 상기 엔드 이펙터 대기(待機) 공간과 상기 기판이 겹치지 않는 개소에, 상기 격벽 상방에 수납되는 상기 기판의 중심축에 접근하여, 상기 기판의 복사열을 흡수하는 격벽 부대부(付帶部)를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 형태에 의하면, 기판을 복수 단으로 수납하는 로드록 실; 상기 로드록 실의 일방측으로부터 상기 로드록 실 내와 기판을 처리하는 처리실 내의 사이에서 상기 기판을 반송하는 엔드 이펙터를 구비한 제1 반송암을 포함하는 제1 반송 기구; 및 상기 로드록 실의 타방측으로부터 상기 로드록 실 내외에 상기 기판을 반송하는 엔드 이펙터를 구비한 제2 반송암을 포함하는 제2 반송 기구;를 구비하고, 상기 로드록 실 내의 기판 지지부에 지지되는 상기 기판 사이에, 상기 기판과 이간하여, 상기 기판 사이의 열을 차단하는 격벽을 설치하고, 상기 기판과 상기 격벽의 사이에 있어서, 상기 엔드 이펙터 대기 공간과 상기 기판이 겹치지 않는 개소에, 상기 격벽 상방에 수납되는 상기 기판의 중심축에 접근하여, 상기 기판의 복사열을 흡수하는 격벽 부대부를 포함하는 기판 처리 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법으로서, 상기 처리실에서 상기 기판을 가열 처리하고, 상기 처리실에서 처리된 상기 기판을 상기 제1 반송 기구가 상기 처리실로부터 반출하고, 상기 제1 반송 기구의 엔드 이펙터를 상기 엔드 이펙터 대기 공간에 대기시키도록 상기 기판 지지부에 상기 기판을 재치(載置)하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 기판 처리 장치에 의하면, 냉각실 내에서 복수 매의 기판을 냉각할 때에, 온도가 높은 기판의 복사열의 영향을 온도가 낮은 기판이 받기 어려워지므로, 온도가 낮은 기판의 냉각 속도의 저하를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 클러스터 형 기판 처리 장치의 개요 구성을 도시한 상(上)단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개요 구성을 도시한 측(側)단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 처리로(處理爐)의 제1 예를 도시한 개략 단면도이다.
도 4는 비교예에 따른 로드록 실의 개략 사시도 및 개략 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 로드록 실의 개략 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 로드록 실의 개략 정면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 로드록 실의 개략 상면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 로드록 실 내에서의 웨이퍼 온도와 냉각 시간의 관계도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 로드록 실의 배기 구성의 일 예를 도시한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 로드록 실의 진공 흡입 시퀀스를 도시한 플로우 챠트이다.
도 11의 (a)는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 로드록 실의 진공 흡입 시에 있어서의 압력과 시간의 관계도이며, 도 11의 (b)는 질소 유량과 시간의 관계도이다.
도 12는 로드록 실의 종래의 진공 흡입 시퀀스를 도시한 플로우 챠트이다.
도 13의 (a)는 로드록 실의 종래의 진공 흡입 시에 있어서의 압력과 시간의 관계도이며, 도 13의 (b)는 질소 유량과 시간의 관계도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 로드록 실 천정벽의 개폐 방향을 도시한 상단면도이다.
도 15는 로드록 실 천정벽의 종래의 개폐 방향을 도시한 상단면도이다.
도 16은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개요 구성을 도시한 상단면도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 처리로의 제2 예를 도시한 개략 단면도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 처리로의 제3 예를 도시한 개략 단면도이다.

<본 발명의 제1 실시 형태>

이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성, 이 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 공정, 기판 처리 방법 및 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.

(1) 기판 처리 장치의 구성

우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성에 대하여, 도1 및 도 2를 이용하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 클러스터형 기판 처리 장치의 개요 구성을 도시한 상단면도이다. 도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개요 구성을 도시한 측단면도이며, 일 예로서, 프로세스 챔버(152)로부터 로드 포트(LP2)까지의 단면도이다.

본 실시 형태에 따른 클러스터형 기판 처리 장치는, 진공측과 대기(大氣)측으로 나뉘어져 있다. 본 명세서 중에 있어서의「진공」이란 공업적 진공을 의미한다.

(진공측의 구성)

클러스터형 기판 처리 장치의 진공측에는, 진공 기밀 가능한 제1 반송실로서의 진공 반송실(110), 로드록 실(131), 로드록 실(141) 및 기판으로서의 웨이퍼(W)를 처리하는 처리실로서의 프로세스 챔버(151, 152, 153, 154)가 설치되어 있다. 로드록 실(131), 로드록 실(141) 및 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154)는 진공 반송실(110)의 외주(外周)에 별 형상(클러스터 형상)으로 배치되어 있다.

진공 반송실(110)은, 진공 상태 등의 대기압 미만의 압력(감압)을 견디어낼 수 있는 로드 록 챔버 구조로 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 진공 반송실(110)의 광체(筐體, 111)는, 평면시(平面視)가 예를 들면 오각형으로, 상하 양단(兩端)이 폐색(閉塞)한 상자 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 진공 반송실(110)의 광체(111)를 구성하는 측벽의 한 면에는 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)이 설치되고, 다른 측벽의 4면에는 각각, 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154)가 설치된다.

진공 반송실(110) 내에는, 제1 반송 기구로서의 진공 반송 로봇(112)이 설치되어 있다. 진공 반송 로봇(112)은, 2매의 웨이퍼(W, 도면에서는 2점 쇄선으로 나타냄)를 동시에 반송하는 것이 가능한 제1 반송암(113) 및 제2 반송암(114)을 구비하고 있다. 진공 반송 로봇(112)에서는, 각각의 제1 반송암(113) 및 제2 반송암(114) 단(端)을 구성하는 제1 엔드 이펙터(115) 및 제2 엔드 이펙터(116) 상에 웨이퍼(W)를 싣고, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)과, 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154)와의 사이에, 웨이퍼(W)의 반송을 서로 수행하도록 되어 있다. 또한, 각 제1 엔드 이펙터(115) 및 제2 엔드 이펙터(116)는 웨이퍼(W)를 지지하는 핑거를 포함한다. 본 실시 형태에 있어서는, 제1 엔드 이펙터(115) 및 제2 엔드 이펙터(116)는 선단(先端)이 이간된 두 갈래 형상으로 구성되어 있고, 2개의 핑거를 포함하고 있다. 또한, 진공 반송 로봇(112)은, 엘리베이터(117)에 의해, 진공 반송실(110)의 기밀성을 유지하면서 승강할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 로드록 실(131), 로드록 실(141) 및 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154) 앞의 소정의 위치(예를 들면 게이트 밸브 근방)에는, 웨이퍼(W)의 유무를 검지하는 기판 검지부로서의 도시하지 않는 웨이퍼 유무 센서가 설치되어 있다.

프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154)는, 예를 들면 CVD(Chemical Vapor Deposition)법, ALD(Atomic Layer Deposition)법 또는 PVD(Physical Vapor Deposition)법에 의해 웨이퍼(W) 상에 박막을 형성하는 공정, 또는 웨이퍼(W) 표면에 산화막 또는 질화막을 형성하는 공정, 또는 웨이퍼(W) 표면에 금속 박막 또는 금속 화합물 박막을 형성하는 공정 등을 실시하여 웨이퍼(W)를 처리하도록 구성되어 있다. 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154)에는, 도시하지 않은 가스 공급원과, 가스 공급원으로부터 공급되는 처리 가스의 유량을 제어하는 매스 플로우 컨트롤러(MFC) 및 밸브 등을 구비한 가스 도입 기구와, 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154) 내의 압력을 제어하는 도시하지 않는 오토 프레셔 컨트롤러(APC) 및 압력 센서 등을 구비한 가스 배기 기구와, 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154) 내의 온도를 제어하는 도시하지 않는 온도 조정기와, 도시하지 않은 처리 가스의 공급이나 배기용 밸브의 온/오프를 제어하기 위한 입출력 밸브 I/O와, 고주파 전력을 공급하여 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154) 내에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 방전 기구 등이 설치되어 있다.

프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154)는 동일 종류의 처리로여도 좋고,또한 처리 목적에 따라 각각 다른 종류의 처리로로 하여도 좋다. 본 실시 형태의 기재에 있어서는, 동일 종류의 처리로로 하여, 이하에 설명한다. 또한, 처리로의 상세는 후술한다.

프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154)는, 각각 게이트 밸브(161), 게이트 밸브(162), 게이트 밸브(163) 및 게이트 밸브(164)를 개재하여 진공 반송실(110)과 연통 가능하도록 접속되어 있다.

로드록 실(131) 및 로드록 실(141)은, 각각 게이트 밸브(165) 및 게이트 밸브(166)를 개재하여 진공 반송실(110)과 연통 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)은, 각각 게이트 밸브(167) 및 게이트 밸브(168)를 개재하여 후술하는 제2 반송실로서의 대기 반송실(120)과 연통 가능하도록 구성되어 있다.

로드록 실(131) 및 로드록 실(141)은 진공 상태 등의 대기압 미만의 감압에 견딜 수 있는 로드 록 챔버 구조를 이루고, 그 내부를 각각 진공 배기하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다. 따라서, 로드록 실(131), 로드록 실(141) 및 진공 반송실(110)은, 게이트 밸브(165)∼게이트 밸브(168)를 닫아서 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)의 내부를 진공 배기한 후, 게이트 밸브(165) 및 게이트 밸브(166)를 여는 것에 의해, 진공 상태를 보지(保持)할 수 있다. 웨이퍼(W)는, 로드록 실(131)에, 또는 로드록 실(141)과 진공 반송실(110)과의 사이에, 반송 가능한 구성으로 되어 있다.

로드록 실(131) 및 로드록 실(141)은, 진공 반송실(110) 내로 웨이퍼(W)를 반송할 때에 일시적으로 수납하는 예비실로서 기능하고, 진공 반송실(110) 내로부터 웨이퍼(W)를 반출하여 일시적으로 수납하고 냉각하는 예비실 겸 냉각실로서 기능한다. 이 때, 웨이퍼(W)는 로드록 실(131)에서는 기판 지지부(133)에, 로드록 실(141)에서는 기판 지지부(143)에 각각 재치된다. 또한, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)의 구성과, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 내에서의 냉각 동작에 대해서는 후술한다.

(대기측의 구성)

또한, 클러스터형 기판 처리 장치의 대기측에는, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)에 접속된 제2 반송실로서의 대기 반송실(120)과, 상기 대기 반송실(120)에 접속된 로드 포트(LP1)∼로드 포트(LP4)가 설치된다. 따라서, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)은, 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154)로부터 대기 반송실(120)까지의 웨이퍼(W)의 반송 경로 상에 설치되어 있다.

대기 반송실(120)에는, 클린 에어를 공급하는 클린 에어 유닛(106, 도 2 참조)이 설치되어 있다.

로드 포트(LP1)∼로드 포트(LP4) 상에는, 기판 수납 용기로서의 포드(PD1)∼포드(PD4)가 재치되도록 구성되어 있다. 포드(PD1)∼포드(PD4) 내에는, 웨이퍼(W)를 각각 수납하는 수납부로서의 도시하지 않는 슬롯이 복수 설치되어 있다.

대기 반송실(120) 내에는, 제2 반송 기구로서의 1대의 대기 반송 로봇(122)이 설치되어 있다. 대기 반송 로봇(122)에는, 2매의 웨이퍼(W, 도면에서는 2점 쇄선으로 나타냄)를 반송하는 것이 가능한 제3 반송암(123) 및 제4 반송암(124)이 설치되어 있다. 대기 반송 로봇(122)은, 각각의 제3 반송암(123) 및 제4 반송암(124)단을 구성하는 제3 엔드 이펙터(125) 및 제4 엔드 이펙터(126)에 웨이퍼(W)를 싣고, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)과 로드 포트(LP1)∼로드 포트(LP4) 상에 재치된 포드(PD1)∼포드(PD4)의 사이에, 웨이퍼(W)를 서로 반송하도록 되어 있다. 또한, 대기 반송 로봇(122)은, 엘리베이터(127)에 의해 승강되도록 구성되는 것과 함께, 이동 장치로서의 리니어 액츄에이터(128)에 의해 좌우 방향(도 1에 있어서의 좌우 방향이며, 도 2에서는 전후 방향이 됨)으로 왕복 이동되도록 구성되어 있다. 또한, 대기 반송실(120) 앞의 소정의 위치(예를 들면, 게이트 밸브 근방)에도, 웨이퍼(W)의 유무를 검지하는 기판 검지부로서의 웨이퍼 유무 센서(도시하지 않음)가 설치되어 있다.

또한, 대기 반송실(120) 내에는, 기판 위치의 보정 장치로서, 웨이퍼(W)의 결정(結晶) 방위의 위치 조정 등을 웨이퍼(W)에 형성된 노치(notch)로 수행하는 노치 조정 장치(107)가 설치되어 있다. 또는, 노치 조정 장치(107) 대신 웨이퍼(W)의 결정 방위의 위치 조정 등을 수행하는 도시하지 않은 오리플라(Orientation Flat) 조정 장치가 설치될 수 있다.

대기 반송실(120)의 광체(121)에는, 웨이퍼(W)를 대기 반송실(120)에 대하여 반입 반출하는 웨이퍼 반송구(104, 搬送口)가 형성되어 있다. 대기 반송실(120)의 광체(121)의 외부에서, 웨이퍼 반송구(104)의 하부에는, 복수 매의 웨이퍼(W)를 수납하는 포드(PD1)∼포드(PD4)를 재치하는 상술한 로드 포트(LP1)∼로드 포트(LP4)를 구비한다. 또한, 대기 반송실(120) 내에는, 웨이퍼 반송구(104)를 개폐하는 덮개(105) 및 로드 포트(LP1)∼로드 포트(LP4)에 재치된 포드(PD1)∼포드(PD4)의 도시하지 않은 캡을 개폐 동작시키는 개폐 기구(102)와, 개폐 기구(102)를 구동하는 개폐 기구 구동부(103)를 구비한다. 주로, 개폐 기구(102)와 개폐 기구 구동부(103)로 포드 오프너가 구성된다. 따라서, 포드(PD1)∼포드(PD4)의 각각 설치된 도시하지 않은 캡 및 웨이퍼 반송구(104)를 폐색하는 덮개(105)를 개폐 기구(102)에 의해 개폐하는 것에 의해, 포드(PD1)∼포드(PD4)에 대하여 웨이퍼(W)의 반출입을 가능하게 한다. 또한, 포드(PD1)∼포드(PD4)는 도시하지 않은 공정 내 반송 장치(AGV/OHT)에 의해, 로드 포트(LP1)∼로드 포트(LP4) 상에 대하여 반송 및 반출되도록 되어 있다.

(제어부)

기판 처리 장치(101)는, 상술한 각 구성의 동작을 제어하는 제어부(108)를 구비한다.

(처리로의 제1 예)

다음으로, 상술한 처리실[프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154)]을 포함하는 처리로의 일 예에 대하여 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은, MMT 장치의 일 예를 도시한 개략 단면도이다. MMT 장치는, 전계와 자계에 의해 고밀도 플라즈마를 생성할 수 있는 변형 마그네트론형 플라즈마원(Modified Magnetron Typed Plasma Source)을 이용하여 기판으로서의 웨이퍼 등을 플라즈마 처리하도록 처리로를 포함하는 기판 처리 장치를 말한다. 이 MMT 장치에서는, 기밀성을 확보한 처리실 내에 기판을 설치하고, 샤워 헤드를 개재하여 반응 가스를 처리실 내에 도입하고, 처리실을 어떠한 일정한 압력으로 유지하고, 방전용 전극에 고주파 전력을 공급하여 전계를 형성하는 것과 함께 자계를 걸어서 마그네트론 방전을 일으킨다. 방전용 전극으로부터 방출된 전자가 드리프트하면서 사이클로이드 운동을 계속하여 주회(周回)하는 것으로 의해 수명이 길어져 전리(電離) 생성율을 향상시키므로 고밀도 플라즈마를 생성할 수 있다. 이와 같이 반응 가스를 여기(勵起) 분해시켜서 기판 표면을 산화 또는 질화 등의 확산 처리를 하거나, 또는 기판 표면에 박막을 형성하거나, 또는 기판 표면을 에칭하는 등, 기판에 각종 플라즈마 처리를 실시할 수 있다.

도 3에 도시되는 바와 같이, MMT장치는, 처리실[201, 상술한 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154)에 대응]이 형성되는 처리 용기(203)를 포함한다. 처리 용기(203)는, 제1 용기인 돔형 상측 용기(210) 및 제2 용기인 사발형 하측 용기(211)에 의해 구성된다. 그리고, 상측 용기(210)는 하측 용기(211) 상에 덮여 있다. 상측 용기(210)는, 예를 들면, 산화알루미늄, 질화알루미늄 또는 석영 등의 비금속 재료로 형성되어 있다. 하측 용기(211)는, 예를 들면 알루미늄으로 형성되어 있다. 또한 후술하는 히터 일체형의 기판 보지구(기판 보지부)인 서셉터(217)를 구비하고 있다. 이 서셉터(217)를 질화알루미늄이나, 세라믹스 또는 석영 등의 비금속 재료로 형성함으로써, 처리 시에, 기판으로서의 웨이퍼(W)의 막 중에 혼입되는 금속 오염을 저감하고 있다.

상측 용기(210)의 상부에는, 샤워 헤드(236)가 설치된다. 샤워 헤드(236)의 상부에는 가스가 도입되는 가스 도입구(234)가 설치되고, 샤워 헤드(236)의 하부에는 처리실(201) 내에 가스를 분출하는 가스 분출구(239)가 설치된다. 가스 도입구(234)에는, 가스를 공급하는 가스 공급관(232)이 접속되어 있다. 가스 공급관(232)은, 개폐 밸브인 밸브(243a) 및 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(241)를 개재하여 반응 가스(230)의 공급원인 도시하지 않은 가스 봄베에 접속되어 있다.

샤워 헤드(236)는, 주로, 버퍼실(237), 개구(238), 가스 분출구(239) 및 차폐 플레이트(240)를 구비하고 있다. 버퍼실(237)은, 처리실(201)의 상부에 가스가 도입되는 가스 분산 공간으로서 설치된다. 버퍼실(237)은, 개구(238)의 상측을 막는 캡 형상의 개체(233, 蓋體), 개체(233)와 이간하여 개구(238)를 상측으로부터 덮는 차폐 플레이트(240) 및 처리실(201)의 개구(238)의 주변 하부 내측에 형성된 개구 주변부(229)로 구성된다. 버퍼실(237) 내에는 차폐 플레이트(240)가 설치되므로, 실질적으로 가스 분산 공간은, 개체(233)와 차폐 플레이트(240)의 사이에 형성되는 공간이 된다. 개체(233)는, 유전체로 구성되는 상측 용기(210)와는 별체(別體)의 알루미늄으로 구성되고, 플라즈마 안정화를 위하여 접지 전위가 된다. 개구(238)는, 웨이퍼(W)의 주면(主面)과 대향하는 처리실(201)의 천정에 설치되고, 버퍼실(237)과 처리실(201)을 연통하도록 구성된다. 개구 지름은, 웨이퍼(W)와 거의 동일한 지름이거나, 웨이퍼(W)보다는 작게 되어 있다.

차폐 플레이트(240)는, 개구(238)를 버퍼실(237) 내측으로부터 덮고, 버퍼실(237) 내에 도입되는 가스를 개구 주변부(229)에 흘려보내도록 구성된다. 차폐 플레이트(240)는 석영이나 탄화규소 등의 유전체로 구성된다. 가스 분출구(239)는, 차폐 플레이트(240)의 하면(下面) 외주부와 개구(238)의 주변부의 사이에 형성된 극간(隙間)에 설치된다. 가스 분출구(239)는, 플라즈마에 노출되는 처리실(201)에 노출되지 않도록, 개구(238)의 개구면보다도 들어간 버퍼실(237)의 내측에 배치된다. 가스 분출구(239)는, 개구(238)의 주방향(周方向)을 따라 복수 개 등간격으로 형성되어, 차폐 플레이트(240)에 의해 개구 주변부(229)에 흐르는 가스를 처리실(201) 내에 샤워 형상으로 분출하도록 구성된다.

상술한 가스 분출구(239)로부터 반응 가스(230)가 처리실(201) 내에 공급되고, 또한 서셉터(217)의 주위로부터 처리실(201)의 바닥 방향으로 기판 처리 후의 가스가 흐르도록, 하측 용기(211)의 측벽에 가스를 배기하는 배기구인 가스 배기구(235)가 설치되어 있다. 가스 배기구(235)는, 가스를 배기하는 배기관인 가스 배기관(231)에 의해 압력 조정기인 APC(Automatic Pressure Controller, 242), 개폐 밸브인 밸브(243b)를 개재하여 배기 장치인 진공 펌프(246)에 접속되어 있다.

주로, 매스 플로우 컨트롤러(241), 밸브(243a), 가스 공급관(232), 가스 도입구(234), 샤워 헤드(236)로부터 가스 공급계가 구성된다. 또한, 주로, 가스 배기구(235), 가스 배기관(231), APC(242), 밸브(243b), 진공 펌프(246)로 가스 배기계가 구성된다.

처리실(201) 내에 플라즈마 생성 영역(224)을 형성하는 플라즈마 생성부는, 공급되는 반응 가스(230)를 여기시키는 방전 기구 및 전자를 트랩하는 자계 형성 기구를 구비하고 있다.

공급되는 반응 가스(230)를 여기시키는 방전 기구에는, 방전용 전극으로서, 예를 들면 원통 형상으로 형성된 통 형상 전극(215)이 설치된다. 통 형상 전극(215)은 처리 용기[203, 상측 용기(210)]의 외주에 설치되어서 처리실(201) 내에 생성되는 플라즈마 생성 영역(224)을 둘러싸고 있다. 통 형상 전극(215)에는 임피던스의 정합을 수행하는 정합기(272)를 개재하여 고주파 전력을 인가하는 고주파 전원(273)이 접속되어 있다. 상술한 정합기(272)와 고주파 전원(273)으로부터 통 형상 전극(215)에 고주파 전력을 인가하는 고주파 전력 인가원이 구성된다. 이와 같이, 방전 기구는, 주로, 통 형상 전극(215), 정합기(272), 고주파 전원(273)으로 구성된다.

또, 자계 형성 기구는, 주로, 통 형상 자석(216)으로 구성된다. 예를 들면 원통 형상으로 형성된 자계 형성 기구(자계 형성부)인 통 형상 자석(216)은 영구 자석, 예를 들면 네오디뮴(neodymium)계 희토류 코발트 자석으로 형성되어 있다. 통 형상 자석(216)은, 통 형상 전극(215)의 외표면(外表面) 상하단 근방에, 예를 들면 2단으로 배치된다. 상하의 통 형상 자석(216, 216)은, 처리실(201)의 반경 방향을 따른 양단(兩端, 내주단과 외주단)에 자극을 가지고, 상하의 통 형상 자석(216, 216)의 자극의 방향이 역방향으로 설정되어 있다. 따라서, 내주부의 자극끼리가 다른 극이 되어 있고, 이에 의해, 통 형상 전극(215)의 내주면을 따라 원통 축 방향으로 자력선을 형성하도록 되어 있다.

처리실(201)의 저측(底側) 중앙에는, 기판인 웨이퍼(W)를 보지하는 기판 보지구(기판 보지부)로서 서셉터(217)가 배치되어 있다. 서셉터(217)는, 그 내부에 가열 기구(가열부)로서의 히터(217b)가 일체적으로 매립되어 있고, 웨이퍼(W)를 가열할 수 있도록 되어 있다. 히터(217b)는 전력이 인가되어서 웨이퍼(W)를 예를 들면 700℃∼800℃정도까지 가열할 수 있도록 되어 있다.

또한, 서셉터(217)의 내부에는, 임피던스를 변화시키는 전극인 도시하지 않은 서셉터 내 전극이 장비되어 있다. 이 서셉터 내 전극이 임피던스 가변 기구(274)를 개재하여 접지되어 있다. 임피던스 가변 기구(274)는, 코일이나 가변 콘덴서로부터 구성되고, 코일의 패턴 수나 가변 콘덴서의 용량값을 제어함으로써, 서셉터 내 전극 및 서셉터(217)를 개재하여 웨이퍼(W)의 전위를 제어할 수 있도록 되어 있다. 상술한 서셉터(217)의 내부에 장비된 서셉터 내 전극 및 임피던스 가변 기구(274)도 상술한 방전 기구에 포함된다.

상술한 바와 같이, 마그네트론형 플라즈마원에서의 마그네트론 방전에 의해 웨이퍼(W)를 처리하는 처리로(202)는, 적어도 처리실(201), 처리 용기(203), 서셉터(217), 통 형상 전극(215), 통 형상 자석(216), 샤워 헤드(236) 및 가스 배기 구(235)를 구비하고 있고, 처리실(201) 내에서 웨이퍼(W)를 플라즈마 처리하는 것이 가능하게 되어 있다.

통 형상 전극(215) 및 통 형상 자석(216)의 주위에는, 이 통 형상 전극(215) 및 통 형상 자석(216)으로 형성되는 전계나 자계에 의해 외부 환경이나 다른 처리로 등의 장치에 악영향을 끼치지 않도록, 전계나 자계를 효율적으로 차폐하는 차폐 박스(223)가 설치되어 있다.

서셉터(217)에는, 접지된 하측 용기(211)와 절연되고, 서셉터(217)를 승강시키는 서셉터 승강 기구(승강부, 268)가 설치되어 있다. 또한 서셉터(217)에는 관통공(217a)이 설치되고, 하측 용기(211) 저면에는 웨이퍼(W)를 밀어 올리는 웨이퍼 승강핀(266)이 적어도 3개소에 설치되어 있다. 그리고, 서셉터 승강 기구(268)에 의해 서셉터(217)가 하강되었을 때에는 웨이퍼 승강핀(266)이 서셉터(217)와 비접촉한 상태에서 관통공(217a)을 관통하는 위치 관계가 되도록, 관통공(217a) 및 웨이퍼 승강핀(266)이 배치된다.

또한, 하측 용기(211)의 측벽에는 개폐 밸브가 되는 게이트 밸브(244)가 설치되고, 열려 있을 때에는 도시하지 않은 반송 기구(반송부)에 의해 처리실(201)내에 대하여 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출할 수 있고, 닫혀 있을 때에는 처리실(201) 내를 기밀하게 닫을 수 있다.

또한, 제어부로서의 컨트롤러(121)는 신호선(A)를 통하여 APC(242), 밸브(243b), 진공 펌프(246)를, 신호선(B)를 통하여 서셉터 승강 기구(268)를, 신호선(C)를 통하여 게이트 밸브(244)를, 신호선(D)를 통하여 정합기(272), 고주파 전원(273)을, 신호선(E)를 통하여 매스 플로우 컨트롤러(241), 밸브(243a)를, 도시하지 않은 신호선을 통하여 서셉터(217)에 매립된 히터(217b)와 임피던스 가변 기구(274)를 각각 제어하도록 구성되어 있다.

(2)기판 처리 공정

이하, 상술한 구성의 기판 처리 장치(101)를 사용한 처리 공정을 상술한 도 1∼도 3에 의해 설명한다. 이 처리 공정에 있어서, 기판 처리 장치(101)의 각 부의 동작은 제어부(108)에 의해 제어된다.

미처리된 웨이퍼(W)는, 예를 들면 25매가 포드(PD1)∼포드(PD4)에 수납된 상태에서, 처리 공정을 실시하는 기판 처리 장치로 도시하지 않은 공정 내 반송 장치에 의해 반송되어 온다. 반송되어 온 포드(PD1)∼포드(PD4)는 공정 내 반송 장치로부터 수도(受渡)되어서 로드 포트(LP1)∼로드 포트(LP4) 상에 재치된다. 포드(PD1)∼포드(PD4)의 캡 및 웨이퍼 반송구(104)를 폐색하는 덮개(105) 개폐 기구(102)에 의해 분리되고, 포드(PD1)∼포드(PD4)의 도시하지 않은 웨이퍼 출입구가 개방된다.

포드(PD1)∼포드(PD4)의 도시하지 않은 웨이퍼 출입구가 개방되면, 대기 반송실(120)에 설치된 대기 반송 로봇(122)은, 포드(PD1)∼포드(PD4)로부터 웨이퍼(W)를 1매 픽업한다.

그리고, 웨이퍼가 노치 조정 장치(107)로 이재되고, 웨이퍼(제1 웨이퍼, W)의 위치가 조정된다. 노치 조정 장치(107)에서는, X방향, Y방향 및 원주 방향으로 웨이퍼(W)의 위치를 조정한다. 노치 조정을 실시함과 동시에, 대기 반송 로봇(122)에 의한 픽업 동작에 의해 다음 웨이퍼(제2 웨이퍼, W)를 대기 반송실(120) 내에 반출한다.

노치 조정 장치(107)에 의해 제1 웨이퍼(W)의 위치 조정이 종료한 후, 대기 반송 로봇(122)으로 노치 조정 장치(107) 상의 제1 웨이퍼(W)를 대기 반송실(120)로 반출하고, 이 때 대기 반송 로봇(122)이 보지하고 있는 다음 제2 웨이퍼를 노치 조정 장치(107)로 이재한다. 그리고, 제2 웨이퍼(W)에 대하여, 노치 조정을 수행한다.

계속하여, 게이트 밸브(167)를 열고, 제1 웨이퍼(W)를 로드록 실(131)에 반입하여 기판 지지부(133)에 재치한다. 이 이재 작업 중에는, 진공 반송실(110) 측의 게이트 밸브(165)는 닫혀 있어서, 진공 반송실(110) 내의 감압 분위기가 유지된다.

기판 지지부(133)로 제1 웨이퍼(W)의 이재가 완료하면, 게이트 밸브(167)가 닫히고, 로드록 실(131)이 도시하지 않은 배기 장치에 의해 감압(예를 들면 진공)으로 배기된다. 배기와 병행하여, 대기 반송 로봇(122)은 노치 조정 장치(107)로부터 제2 웨이퍼(W)를 픽업하고, 게이트 밸브(168)를 열어서 로드록 실(141)에 반입하고, 제2 웨이퍼(W)를 기판 지지부(143)에 이재한다. 이 이재 작업 중에는, 진공 반송실(110) 측의 게이트 밸브(166)는 닫혀 있고, 진공 반송실(110) 내의 감압 분위기는 유지되어 있다. 그리고 게이트 밸브(168)를 닫고, 로드록 실(141) 내를 도시하지 않은 배기 장치에 의해 감압 분위기로 배기한다.

이하, 대기 반송 로봇(122)은, 이상의 동작을 반복한다. 그러나, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)이 감압 분위기인 경우는, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)로의 웨이퍼(W)의 반입을 실행하지 않고, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)의 직전 위치에서 웨이퍼(W)의 반송을 정지한다.

로드록 실(131)이 미리 설정된 압력값으로 감압되면, 게이트 밸브(165)가 열린다. 계속하여 진공 반송실(110)의 진공 반송 로봇(112)이, 기판 지지부(133)로부터 제1 웨이퍼(W)를 픽업한다.

픽업 후, 게이트 밸브(165)를 닫아서 로드록 실(131)을 대기압으로 되돌리고, 다음 웨이퍼(제3 웨이퍼, W)를 반입할 준비를 한다. 그와 병행하여, 프로세스 챔버(151)의 게이트 밸브(161)를 열고, 진공 반송 로봇(112)이 제1 웨이퍼(W)를 프로세스 챔버(151) 내에 반입한다. 그리고 프로세스 챔버(151) 내에 도시하지 않은 가스 공급 장치로부터 처리 가스가 공급되고, 원하는 처리가 제1 웨이퍼(W)에 수행된다.

계속하여, 로드록 실(141)이 미리 설정된 압력값으로 감압되면, 게이트 밸브(162)가 열린다. 계속하여 진공 반송실(110)의 진공 반송 로봇(112)은, 기판 지지부(143)로부터 제2 웨이퍼(W)를 픽업한다. 픽업 후, 게이트 밸브(166)를 닫아서 로드록 실(141)을 대기압으로 되돌리고, 다음 웨이퍼(제4 웨이퍼, W)를 반입하는 준비를 한다. 그와 동시에, 프로세스 챔버(152)의 게이트 밸브(162)를 열고, 진공 반송 로봇(112)이 제2 웨이퍼를 프로세스 챔버(152) 내에 반입한다. 그리고 프로세스 챔버(152) 내에 도시하지 않은 가스 공급 장치로부터 처리 가스가 공급되고, 원하는 처리가 제2 웨이퍼(W)에 시행된다.

이하, 마찬가지로 하여 프로세스 챔버(153), 프로세스 챔버(154)에 웨이퍼(W)를 반입하고, 원하는 처리를 실시한다. 예를 들면 이하와 같은 플라즈마 처리를 실시한다.

상술한 도 3에 도시되는 바와 같이, 웨이퍼(W)는 처리실(201)의 외부에서 웨이퍼(W)를 반송하는 도시하지 않은 반송부[도 1의 진공 반송 로봇(112)에 상당]에 의해, 처리실(201) 내에 반입되고, 서셉터(217) 상에 재치된다. 이 반송 동작의 상세는, 우선 서셉터(217)가 강하한 상태로 되어 있고 웨이퍼 승강핀(266)의 선단이 서셉터(217)의 관통공(217a)을 통과하여 서셉터(217) 표면보다도 소정의 높이 만큼 돌출된 상태에서, 하측 용기(211)에 설치된 게이트 밸브[244, 도 1의 게이트 밸브(161)∼게이트 밸브(164)에 상당]가 열린다. 계속하여, 반송부에 의해 웨이퍼(W)가 웨이퍼 승강핀(266)의 선단에 재치된다. 그리고, 반송부[도 1의 진공 반송 로봇(112)의 반송암(113) 또는 제2 반송암(114)에 상당]는 처리실(201)의 외측으로 퇴피(退避)한다. 계속하여, 게이트 밸브(244)가 닫히고, 서셉터(217)가 서셉터 승강 기구(268)에 의해 상승하면, 서셉터(217) 상면에 웨이퍼(W)가 재치된다. 웨이퍼(W)를 처리하는 위치까지 서셉터(217)를 상승시킨다.

컨트롤러(121)에 의해, 서셉터(217)에 매립된 히터(217b)가 미리 가열되어 있어서, 반입된 웨이퍼(W)를 실온∼600℃의 범위 내에서 웨이퍼 처리 온도로 가열한다. 진공 펌프(246) 및 APC(242)를 이용하여 처리실(201)의 압력을 1Pa∼260Pa의 범위 내로 유지한다.

예를 들면, 웨이퍼(W)를 소정의 처리 온도로 가열한 후, 가스 도입구(234)로부터 샤워 헤드(236)의 가스 분출구(239)를 개재하여, 반응 가스를 처리실(201)내의 웨이퍼(W)의 상면(처리면)을 향하여 샤워 형상으로 도입하면서, 가스 배기구(235)로부터 배기한다. 그와 병행하여, 통 형상 전극(215)에 고주파 전원(273)으로부터 정합기(272)를 개재하여 고주파 전력을 인가한다. 반응 가스는, 예를 들면 질소 가스, 산소 가스, 산소와 수소의 혼합 가스 중의 어느 하나 또는 이들의 혼합 가스이다.

통 형상 자석(216, 216)의 자계의 영향을 받아서 마그네트론 방전이 발생하고, 웨이퍼(W)의 상방 공간에 전하가 포획되고, 플라즈마 생성 영역(224)에 고밀도 플라즈마가 생성된다. 그리고, 생성된 고밀도 플라즈마에 의해, 서셉터(217) 상의 웨이퍼(W)의 표면에 플라즈마 처리가 실시된다.

상술한 도 1에 도시되는 바와 같이, 프로세스 챔버(151)에 있어서 원하는 처리가 종료한 후, 진공 반송 로봇(112)은 프로세스 챔버(151) 내로부터 반출한 웨이퍼(제1 웨이퍼, W)를 로드록 실(131) 내에 반입하고, 예를 들면 기판 지지부(133)의 하단에 재치한다. 이 때, 로드록 실(131) 내에 미처리된 웨이퍼(W)가 존재하는 경우, 진공 반송 로봇(112)은, 미처리된 웨이퍼(W)를 로드록 실(131)로부터 진공 반송실(110)에 반출한다. 또한, 프로세스 챔버(152)에 있어서도 원하는 처리가 종료하여 있는 경우에는, 진공 반송 로봇(112)은 프로세스 챔버(152) 내로부터 반출한 웨이퍼(제2 웨이퍼, W)를 로드록 실(131) 내에 반입하고, 예를 들면 기판 지지부(133)의 상단에 재치한다.

그리고, 게이트 밸브(165)를 닫고, 처리 완료된 웨이퍼(제1, 제2 웨이퍼, W)의 냉각을 시작함과 동시에, 로드록 실(131)에 접속된 도시하지 않은 불활성 가스 공급 장치로부터 불활성 가스를 도입하고, 로드록 실(131) 내의 압력을 대기압으로 되돌린다. 여기서는, 불활성 가스로서 질소 가스를 이용하고 있지만, 헬륨(He), 아르곤(Ar) 등의 희가스 이외에, 클린 에어를 이용해도 좋다.

로드록 실(131)에 있어서, 미리 설정된 냉각 시간이 경과하고, 로드록 실(131) 내의 압력이 대기압으로 되돌아오면, 게이트 밸브(167)를 연다. 계속하여, 대기 반송 로봇(122)에 의해 기판 지지부(133∼136)로부터 처리 완료된 웨이퍼(제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼, W)를 픽업하여 대기 반송실(120)에 반출한다. 그리고, 게이트 밸브(167)을 닫는다. 그 후, 반출된 웨이퍼(W)를 대기 반송실(120)의 웨이퍼 반송구(104)를 통하여, 포드(PD1)∼포드(PD4)의 소정의 포드에 수납한다.

상술한 공정에 의해 포드(PD1)∼포드(PD4) 내의 모든 웨이퍼(W)에 원하는 처리가 수행되고, 포드(PD1)∼포드(PD4)의 각각 처리 완료된 25매의 웨이퍼(W)가 수납되면, 개폐 기구(102)에 의해 포드(PD1)∼포드(PD4)가 캡에 의해 폐색됨과 함께 웨이퍼 반송구(104)가 덮개(105)에 의해 폐색된다. 닫힌 포드(PD1)∼포드(PD4)는, 로드 포트(LP1)∼로드 포트(LP4) 상으로부터 다음 공정으로 공정 내 반송 장치에 의해 반송된다. 이상의 동작이 반복되는 것에 의해, 웨이퍼(W)가 25매씩 순차적으로 처리되어 간다.

(로드록 실의 제1 형태)

프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154)[처리실(201)] 내에서 처리된 웨이퍼(W)는, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 내에 반입될 때, 고온으로 되어 있다. 그리고 로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 내에는 복수의 웨이퍼(W)가 반입될 수 있다. 이 때, 비교예의 로드록 실(도 4 참조)에서는, 로드록 실 내에 반입된 웨이퍼(W)의 열의 영향을 서로 받아버린다. 예를 들면, 감압 분위기에서는 고온의 웨이퍼(W)로부터의 복사열의 영향을 받고, 대기압력 분위기에 가까워지면, 고온의 웨이퍼(W)로부터 분위기를 개재한 열전도에 의한 열의 영향을 받게 된다.

그로부터, 본 실시 형태에서는, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)을 하기와 같이 구성하여 상술한 문제점을 해결하도록 하고 있다.

로드록 실(131) 및 로드록 실(141)의 상세에 대하여, 도 5의 개략 사시도, 도 6의 개략 정면도 및 도 7의 개략 상면도에 의해 설명한다. 도 5∼도 7에서는, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)을 대표하여 로드록 실(131)을 설명한다. 또한, 로드록 실(131)과 로드록 실(141)은 동일한 구성을 채택하고, 로드록 실(141)에 대하여는 도면에서 괄호 안에 부호로 나타낸다.

(전체 구성)

도 5∼도 7에 도시되는 바와 같이, 로드록 실(131 또는 141) 내에는, 주로, 웨이퍼(W) 간의 열을 차단하는 격벽(171), 웨이퍼(W)의 복사열을 흡수하는 격벽 부대부(172) 및 웨이퍼(W)를 복수 단으로 지지하는 기판 지지부(133)가 설치되어 있다. 또한, 높이 방향에서는 격벽(171)과 기판 지지부(133)의 사이이고, 수평 방향에서는 기판 지지부(133)보다도 격벽 중심 방향의 위치에는, 엔드 이펙터 대기(待機) 공간이 설정되어 있다. 엔드 이펙터 대기 공간은, 기판 지지부(133) 상에 기판을 지지할 때에 엔드 이펙터가 대기하는 공간이다. 또한, 로드록 실(131 또는 141)의 천정벽 (135 또는 145)에는 창(窓, 181)이 설치되어 있다.

(격벽)

격벽(171)은, 로드록 실(131 또는 141) 내에 수납되는 웨이퍼(W) 사이[웨이퍼(W1)과 웨이퍼(W2)의 사이]에, 웨이퍼(W)와 이간하여 설치되어 있다.

격벽(171)이 웨이퍼(W)의 외형보다도 작게 형성된 경우, 격벽이 형성되어 있지 않은 부분에 대응하는 웨이퍼(W)의 부분에서는, 다른 웨이퍼(W)로부터의 열 영향을 받기 때문에 냉각 효과가 낮아진다. 따라서, 격벽(171)은, 웨이퍼(W)의 냉각 효과를 높이도록, 웨이퍼(W)의 외형 이상의 크기로 형성된다. 또한 격벽(171)의 외형의 일부는, 웨이퍼(W)의 외형의 일부와 동일 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 웨이퍼(W)의 외형과 동일 형상이 되는 격벽(171)의 외형 부분은, 로드록 실 (131 또는 141) 내에 각각 재치된 웨이퍼(W)의 중심에 대하여 대칭(점대칭 혹은 선대칭)이 되는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

격벽(171)의 내부는, 냉각 매체가 흐르는 도시하지 않은 유로가 형성되어 있다. 이 냉각 매체로서는, 물, 액화 가스 등의 액체 또는 냉각된 질소 가스, 희가스 등의 기체를 들 수 있다. 따라서, 격벽(171)의 유로의 상류측에는 냉각 매체를 공급하는 도시하지 않은 냉각 매체 공급부가 접속되고, 유로의 하류측에는 냉각 매체를 배출하는 도시하지 않은 배출관이 접속되어 있다. 이 배출관에는 도시하지 않은 열교환기가 접속되고, 열교환기에 의해 격벽(171) 내에서 데워진 냉각 매체를 다시 식히고, 재냉각된 냉각 매체는 냉각 매체 공급부로 보내진다. 이와 같이 냉각 매체를 순환시켜서 재이용할 수도 있다.

격벽(171)의 표면은, 복사열 등의 열의 흡수를 높이도록 흑화(黑化) 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 격벽(171)이 스텐레스 강으로 형성되어 있는 경우, 스텐레스 강에 흑화 처리를 실시하는 방법으로서, 유화(硫化) 산화법, 산성 산화법, 알칼리 산화법 등을 들 수 있다.

(격벽 부대부)

격벽 부대부(172)는, 제1 엔드 이펙터(115)를 포함하는 제1 반송암(113) 및 도시하지 않은 제3 엔드 이펙터(125)를 포함하는 제3 반송암(123)의 각각의 이동 영역을 제외하는 영역에, 바꿔 말하면 격벽 상에 있어서 엔드 이펙터 대기 공간과는 다른 영역에 설치된다. 특히, 격벽(171) 상방에 수납되는 웨이퍼(W2)에 접근하도록 설치되어 있다. 예를 들면, 엔드 이펙터(115)의 핑거 사이에 설치되어 있다. 상기 격벽 부대부(172)는, 격벽(171) 상에, 격벽(171)과 별체로 설치한 구성이여도 좋고, 일체로 형성된 구성이여도 좋다. 또한, 격벽 부대부(172)의 주위에 격벽(171)을 설치한 구성으로 하여도 좋다.

격벽 부대부(172)와, 격벽 부대부(172)의 바로 위에 수납되는 웨이퍼(W2)와의 거리는, 0.5mm이상 2mm이하로 설정한다. 격벽 부대부(172)와 그 바로 위에 수납되는 웨이퍼(W2)와의 거리를 0.5mm이상으로 함에 따라, 웨이퍼(W2)가 휘었다고 하여도 격벽 부대부(172)에 접촉하는 일은 없다. 또한, 상기 거리를 2mm이하로 함에 따라, 웨이퍼(W2)의 복사열을 격벽 부대부(172)가 효율적으로 흡수할 수 있다. 또한, 상기 거리를 0.5mm보다도 짧게 하면, 웨이퍼(W2)가 휘었을 경우에, 웨이퍼(W2)가 격벽 부대부(172)에 접촉하여 웨이퍼(W2)가 급속히 냉각되는 것으로 휘어짐이 커지는 문제가 생기는 경우가 있다. 또한, 웨이퍼(W2)의 이면(裏面)이 격벽 부대부(172)에 접촉함에 따라, 웨이퍼(W2)의 이면을 손상할 가능성이 있다. 또한, 상기 거리가 2mm을 넘으면, 격벽 부대부(172)가 웨이퍼(W2)로부터 지나치게 멀어져서 복사열을 흡수하는 것이 불리해지는 경우가 있다.

또한 격벽 부대부(172) 내에는, 냉각 매체를 흐르게 하는 유로를 설치하는 것이 바람직하다. 격벽 부대부(172) 내에 형성한 유로와, 격벽(171) 내에 형성한 유로는, 접속되어 있어도 좋고, 접속되어 있지 않아도 좋다. 격벽 부대부(172) 내에 설치한 유로에 있어서도, 상기 격벽(171) 내에 형성한 유로와 동일한 구성에 의해 냉각 매체를 순환시킬 수 있다.

격벽 부대부(172)의 표면은, 복사열 등의 열의 흡수를 높이도록 흑화 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 격벽 부대부(172)가 스텐레스 강으로 형성되어 있는 경우의 흑화 처리로서는, 유화 산화법, 산성 산화법, 알칼리 산화법 등을 들 수 있다.

(기판 지지부)

기판 지지부(133 또는 143)는, 복수 개(도시 예에서는 4개)로 구성되고, 로드록 실(131 또는 141) 내의 저벽(底壁, 134 또는 144)에 각각 고정되어서 설치되어 있다. 기판 지지부(133 또는 143)의 웨이퍼(W)를 지지하는 상단의 각각의 지지면(133S 또는 143S)은, 격벽 부대부(172)의 상면(172S)보다 높은 위치에 있다.

(저벽 부대부)

또, 로드록 실(131 또는 141)의 저벽(134 또는 144)에는, 상기 격벽 부대부(172)와 동일한 저벽 부대부(173)를 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우도, 저벽 부대부(173)와, 저벽 부대부(173)의 바로 위에 수납되는 웨이퍼(W1)와의 거리는, 0.5mm이상 2mm이하로 한다. 저벽 부대부(173)와 그 바로 위에 수납되는 웨이퍼(W1)와의 거리를 0.5mm이상으로 함에 따라, 웨이퍼(W1)가 휘었다고 하여도 저벽 부대부(173)에 접촉하는 일은 없다. 또한, 상기 거리를 2mm이하로 함에 따라, 웨이퍼(W1)의 복사열이 저벽 부대부(173)에 의해 효율적으로 흡수된다. 또한, 상기 거리를 0.5mm보다도 짧게 하면, 웨이퍼(W1)가 휘었을 경우에, 웨이퍼(W1)의 이면이 저벽 부대부(173)에 접촉하여 급속히 냉각되는 것으로, 웨이퍼(W1)의 휘어짐이 커지는 문제가 생기는 경우가 있다. 또한, 웨이퍼(W1)의 이면은, 저벽 부대부(173)에 접촉하는 것으로 손상될 가능성이 있다. 또한, 상기 거리가 2mm을 넘으면, 저벽 부대부(173)가 웨이퍼(W1)로부터 지나치게 멀어져서 복사열을 흡수하는 것이 불리해지는 경우가 있다.

저벽 부대부(173) 내에는, 냉각 매체를 흐르게 하는 도시하지 않은 유로를 설치하는 것이 바람직하다. 저벽 부대부(173)내 및 저벽(134 또는 144) 내에 설치한 각각의 유로에 있어서도, 상기 격벽(171) 내에 형성한 유로와 동일한 구성에 의해 냉각 매체를 순환시킬 수 있다.

격벽 부대부(172)의 표면은, 복사열 등의 열의 흡수를 높이도록 흑화 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 저벽 부대부(173)가 스텐레스 강으로 형성되어 있는 경우의 흑화 처리로서는, 유화 산화법, 산성 산화법, 알칼리 산화법 등을 들 수 있다.

(로드록 실 벽 내의 냉각 구조)

또한, 로드록 실(131 또는 141)의 저벽(134 또는 144) 내에는 냉각 매체를 흐르게 하는 도시하지 않은 유로가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 저벽 (134 또는 144)에 형성된 유로는, 상술한 저벽 부대부(173)안에 형성한 유로와 접속되고 있어도 좋고, 접속되지 않고 있어도 좋다. 또한 상기 로드록 실(131 또는 141)의 각각의 천정벽(135 또는 145) 내에도, 냉각 매체를 흐르게 하는 유로(136 또는 146)을 형성하여도 좋다. 어느 유로도, 기판 지지부(133 또는 143) 상에 재치되는 웨이퍼(W)에 대향하는 위치에 설치하는 것이 바람직하다.

(창)

계속하여, 도 5 및 도 7에 의해 창(181)에 대하여 설명한다. 또한, 도 7에서는, 천정벽(135 또는 145)은 도시하지 않고, 천정벽(135 또는 145)에 설치되는 창(181)을 2점 쇄선으로 도시하였다.

창(181)은, 웨이퍼(W)의 표면 혹은 이면과 대향하는 로드록 실(131 또는 141)의 벽[천정벽(135 또는 145) 또는 저벽(134 또는 144)]에, 격벽(171)의 외형의 일부와 웨이퍼(W)의 외형의 일부의 중첩 상태가 시인(視認) 가능한 위치에 설치된다. 보다 바람직하게는, 창(181)은, 웨이퍼(W)의 외형과 동일 형상이 되는 격벽(171)의 외형 부분에 대향하는 위치에 배치된다. 창(181)은, 로드록 실(131 또는 141) 내의 기밀성을 손상하지 않는 투명한 재료, 예를 들면, 석영, 산화알루미늄, 내열성 유리 등으로 이루어질 수 있다.

(로드록 실 내에 있어서의 웨이퍼의 냉각 작용)

다음으로, 로드록 실(131) 내에 처리 완료된 웨이퍼(W)를 반입하여 냉각을 개시하고 나서, 로드록 실(131) 내를 대기압으로 되돌리는 과정을 구체적으로 설명한다. 로드록 실(131) 내에, 처리 완료된 2매의 웨이퍼(W, 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼)를 기판 지지부(133)의 하단과 상단에 재치한다. 예를 들면, 먼저 제1 웨이퍼(W)를 반입하여 기판 지지부(133)의 하단에 재치한다. 그 후, 제1 웨이퍼(W)보다도 고온인 제2 웨이퍼(W)를 반입하여 기판 지지부(133)의 상단에 재치한다. 웨이퍼(W)를 기판 지지부(133)에 재치했을 때, 창(181)으로부터, 웨이퍼(W)가 소정의 위치에 재치되어 있는지 아닌지를 눈으로 확인할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)가 어긋나서 재치되어 있는 경우는, 그 웨이퍼(W)의 반송을 다시 수행하는 것이 바람직하다. 감압 분위기에서는, 제2 웨이퍼(W)로부터의 복사열은, 격벽(171)에 의해 차단되고, 격벽 부대부(172)에 의해 흡수되므로, 제1 웨이퍼(W)는 냉각 속도를 저하하지 않고 냉각된다. 동시에, 복사열을 방출하고 있는 제2 웨이퍼(W)도 격벽 부대부(172)의 흡열 작용 등에 의해 냉각된다. 그리고, 로드록 실(131) 내가 대기압 분위기에 가까워지면, 냉각 매체에 의해 냉각되고 있는 격벽(171) 및 격벽 부대부(172)로부터 분위기를 개재한 열전도에 의해, 제1 및 제2의 웨이퍼(W)가 냉각되게 된다.

한편, 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154) 중 적어도 하나[예를 들면, 프로세스 챔버(152)]가 다른 처리를 수행한 경우, 그 프로세스 챔버(152)에 의해 처리된 후에 로드록 실(131)에 반입되는 제2 웨이퍼(W)의 온도가, 먼저 반입된 제1 웨이퍼(W)의 온도보다도 낮은 경우가 있다. 이 경우, 감압 분위기에서는, 제1 웨이퍼(W)로부터의 복사열은, 격벽(171)에 의해 차단되고, 저부측에 설치한 저벽 부대부(173)에 의해 흡수되므로, 제2 웨이퍼(W)는 제1 웨이퍼(W)의 복사열에 영향을 주지 않고 냉각된다. 동시에, 복사열을 방출하는 제1 웨이퍼(W)도 냉각된다. 그리고, 로드록 실(131) 내가 대기압 분위기에 가까워지면, 냉각 매체에 의해 냉각되어 있는 격벽(171)과 격벽 부대부(172)와 저벽 부대부(173)로부터 분위기를 개재한 열전도에 의해, 제1 및 제2의 웨이퍼(W)가 냉각된다.

(3) 본 실시 형태에 따른 효과

본 실시 형태에 의하면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과를 갖는다.

(a) 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(101)에서는, 로드록 실(131) 내에서 먼저 반입된 제1 웨이퍼(W)를 냉각 중에, 로드록 실(131) 내에 처리를 종료한 제1 웨이퍼(W)보다도 온도가 높은 제2 웨이퍼(W)를 반입하여도, 격벽(171)에 의해 제2 웨이퍼(W)로부터의 열이 차단된다. 이 때문에, 제1 웨이퍼(W)의 냉각 효과가 저하하는 것을 억제할 수 있다. 특히, 대기 반송실(120) 측에 웨이퍼(W)를 반출할 때는, 로드록 실(131) 내를 대기압 상태로 한다. 예를 들면, 로드록 실(131) 내에 질소 또는 클린 에어를 도입하여 대기압 상태로 한다. 대기압 상태의 로드록 실(131)에서는, 웨이퍼(W) 간의 전열(傳熱)은, 분위기 가스를 개재한 열전도가 지배적이 된다. 따라서, 웨이퍼(W) 사이에 격벽(171)이 설치되어 있어서, 웨이퍼(W) 간의 열전도가 차단되므로, 저온의 웨이퍼(W)가 고온의 웨이퍼(W)의 열의 영향을 받기 어려워진다. 따라서, 저온의 웨이퍼(W)의 냉각 속도의 저하를 억제할 수 있다.

(b) 단순히 로드록 실(131) 내에 격벽(171)을 설치하는 것만으로는, 제1반송암(113) 및 제2 반송암(114) 단의 제1 엔드 이펙터(115) 및 제2 엔드 이펙터(116)와, 제3 반송암(123) 및 제4 반송암(124) 단의 제3 엔드 이펙터(125) 및 제4 엔드 이펙터(126)의 두께만큼, 격벽(171)과 웨이퍼(W)의 간격이 생겨버리므로, 격벽(171)에 의한 웨이퍼(W)의 냉각 효과가 충분히 얻어지지 않을 수 있다. 특히, 감압 하에서는, 복사에 의한 전열이 주체가 되므로, 복사열을 격벽(171)에 의해 흡수하기 위해서는, 웨이퍼(W)를 격벽(171)에 가능한 한 가까이 하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 격벽(171) 상방에 수납되는 웨이퍼(W)에 접근하여, 웨이퍼(W)의 복사열을 흡수하는 격벽 부대부(172)를 포함하고 있다. 격벽 부대부(172)에 의해, 격벽 부대부(172) 바로 위의 웨이퍼(W)로부터의 복사열을 효율적으로 흡수하는 것이 가능해진다. 따라서, 제1 웨이퍼(W)를 냉각 중에 온도가 높은 제2 웨이퍼(W)를 기판 지지부(133)의 상단에 재치하여도, 제1 웨이퍼(W)의 냉각 속도의 저하를 억제할 수 있다. 특히, 진공 반송실(110)측으로부터 로드록 실(131) 내에 웨이퍼(W)가 반송되는 경우, 로드록 실(131) 내는 감압 상태 (예를 들면, 진공 상태)로 되어 있으므로, 웨이퍼(W)로부터의 방열은 복사열이 지배적이 된다. 따라서, 상술한 바와 같이, 격벽 부대부(172)에 웨이퍼(W)의 복사열을 흡수시키는 것이 특히 냉각 효과를 향상시킨다.

(c) 또한 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 격벽(171)은 웨이퍼(W)의 외형 이상의 크기로 형성되어 있으므로, 격벽(171)에 의해 온도가 높은 웨이퍼(W)로부터의 복사열의 영향을 확실하게 저지할 수 있다. 이 때문에, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 내에 재치되어 있는 온도가 낮은 웨이퍼(W)의 냉각 속도의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 내에 반입된 웨이퍼(W)의 주단(周端)까지 격벽(171)에 의해 냉각하는 것이 가능해진다.

(d) 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 격벽 부대부(172)와, 격벽 부대부(172)의 바로 위에 수납되는 웨이퍼(W)와의 거리는, 0.5mm이상 2mm이하이므로, 웨이퍼(W)의 복사열을 격벽 부대부(172)가 효율적으로 흡수할 수 있다.

예를 들면, 웨이퍼(W)가 로드록 실(131) 내에 반송된 경우, 격벽 부대부(172)의 흡열 효과에 의해, 웨이퍼(W)의 냉각 속도를 빠르게 할 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시되는 바와 같이, 진공 반송실(110) 측으로부터 처리 완료된 웨이퍼(W)를 로드록 실(131) 내에 반송하고, 기판 지지부(133)의 상단의 지지면(133S) 상에 재치한다. 재치했을 때의 웨이퍼(W)의 온도는 350℃였다. 그 후, 게이트 밸브(165)를 폐색하여 로드록 실(131) 내를 대기압 상태로 되돌리기 위해, 질소 또는 클린 에어를 로드록 실(131) 내에 도입한다. 그러자, 88초에서 웨이퍼(W)의 온도가 원하는 냉각 온도인 80℃가 되었다. 이와 같이, 350℃의 웨이퍼(W)를 80℃까지 냉각하는 냉각 공정의 냉각 시간을 약 90초로 하는 것이 가능해졌다. 또한, 냉각 초기의 냉각 속도가 빠른 것은, 로드록 실(131) 내에 도입된 질소 또는 클린 에어에 의한 냉각 작용도 있다.

또한, 상술한 도 4에 도시되는 바와 같이, 격벽(171)도 격벽 부대부(172)도 설치되어 있지 않은 종래의 로드록 실(131) 내에 웨이퍼(W)를 반입하여 기판 지지부(133)에 재치하고, 진공 상태로부터 대기압 상태로 하기 위해 질소 또는 클린 에어를 도입하여 냉각한 경우, 350℃로부터 원하는 온도인 80℃까지 냉각하는데도 90초보다도 오랜 시간을 필요로 하고 있었다. 현재의 반도체 장치의 제조 공정에서는, 상당히 고온에서 처리를 하는 웨이퍼(W)가 증가하고 있으므로, 냉각 시간을 고려하여 로드록 실(131) 내에서 웨이퍼(W)가 머무는 시간이 길어지고 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 처리 시간이 길어져, 웨이퍼(W)의 처리 매수가 크게 줄어들게 된다. 또한, 도 4에서는, 상단에 개략 사시도를 나타내고, 하단에 개략 정면도를 도시하였다.

이와 같이 기판 처리 장치(101)에서는, 냉각 시간의 단축이 가능하게 되므로, 웨이퍼(W)의 냉각을 포함시킨 장치 스루풋은, 1시간당 100매 이상이 가능하게 된다. 따라서, 냉각 시간을 단축하여 웨이퍼(W)의 처리 매수를 대폭 향상시키는 것이 가능하게 된다. 상기 기술의 효과는, 로드록 실(141)에 있어서도 로드록 실(131)과 동일한 식으로 얻을 수 있다.

(e) 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 격벽(171) 내부에 냉각 매체가 흐르는 도시하지 않은 유로가 형성되어 있으므로, 격벽(171)이 웨이퍼(W)로부터의 복사열을 받아도, 효율적으로 격벽(171) 자체를 냉각하는 것이 가능해진다. 또한, 로드록 실(131) 내가 대기압 분위기가 되어 가면, 분위기에 의한 전열이 주체가 되어, 냉각된 격벽(171)에 의해 웨이퍼(W)의 냉각 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 격벽 부대부(172) 내에 냉각 매체가 흐르는 유로가 설치되어 있는 구성에 있어서도, 격벽(171)과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 격벽 부대부(172)가 복사열을 받아서 흡수했을 때에는, 유로 내를 흐르는 냉각 매체에 의해 흡수된 열이 제거되므로, 격벽 부대부(172)의 가열을 억제하고, 복사열을 흡열하기 쉽게 할 수 있다.

(f) 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 제1 엔드 이펙터(115) 및 제2 엔드 이펙터(116)와 제3 엔드 이펙터(125) 및 제4 엔드 이펙터(126)의 이동 영역을 확보하도록, 제1 반송암(113) 및 제2 반송암(114)[실질적으로는 제1 엔드 이펙터(115) 및 제2 엔드 이펙터(116)]과 제3 반송암(123) 및 제4 반송암(124)[실질적으로는 제3 엔드 이펙터(125) 및 제4 엔드 이펙터(126)]의 각각의 이동 영역을 제외하는 영역에, 격벽 부대부(172)를 포함하고 있다. 따라서, 격벽 부대부(172)에 의해, 웨이퍼 반송이 방해되지 않는다.

(g) 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 격벽(171), 격벽 부대부 (172) 및 저벽 부대부(173)의 각각의 표면은, 흑화 처리가 실시되어 있으므로, 웨이퍼(W)로부터의 복사열의 흡수를 높이는 것이 가능해진다. 따라서, 웨이퍼(W)의 냉각 속도를 빠르게 할 수 있다.

(h) 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 웨이퍼(W)의 표면 또는 이면과 대향하는 로드록 실(131 또는 141)의 벽[예를 들면, 천정벽(135)]에, 격벽(171)의 외형의 일부와 웨이퍼(W)의 외형의 일부의 중첩 상태를 시인하는 창(181)을 포함하므로, 창(181)로부터 격벽(171)에 대한 웨이퍼(W)의 위치 관계를 확인하기 쉬워진다. 또한 창(181)은, 웨이퍼(W)의 외형과 동일 형상이 되는 격벽(171)의 외형 부분에 대응하는 위치에 배치되어 있으므로, 격벽(171)에 대하여 웨이퍼(W)가 벗어나 있는지 아닌지를 시인하는 것이 보다 용이해진다.

(i) 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 웨이퍼(W)의 외형과 동일형상이 되는 격벽(171)의 외형 부분은, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 내에 재치된 웨이퍼(W)의 중심에 대하여 대칭이 되는 위치에 배치되므로, 티칭 시에 웨이퍼(W)의 차이를 발견하기 용이해진다. 한편, 웨이퍼(W)의 외형과 동일 형상이 되는 격벽(171)의 외형 부분이 기판의 중심에 대하여 대칭이 되는 위치에 배치되어 있지 않은 경우, 웨이퍼(W)가 어긋나게 지지되어 있는 것인지 아닌지 판정하는 것이 어려워진다.

(j) 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 웨이퍼(W)를 냉각할 수 있는 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)이, 처리실(151∼154)로부터 제2 반송실인 대기 반송실(120)까지의 웨이퍼(W)의 반송 경로 상에 설치되므로, 처리완료된 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각실을 별도로 설치할 필요가 없다. 이 때문에, 반송 시간의 단축 및 설비의 삭감이 가능하게 된다.

(k) 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 기판 지지부(133, 143)는, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)의 저벽(134, 144)에 고정되어 있으므로, 냉각 효율을 높이도록 웨이퍼를 승강시키는 리프터(lifter) 기구를 이용할 필요가 없으므로, 웨이퍼(W)의 간격을 좁게 할 수 있다. 이에 의해, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 내의 웨이퍼(W)의 수용 매수를 증가시킬 수 있다. 또한 장치 비용을 싸게 할 수 있다.

(l) 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 기판 지지부(133, 143)의 웨이퍼(W)를 지지하는 지지면(133S, 143S)이 격벽 부대부(172)의 상면(172S)보다 높은 위치에 있으므로, 웨이퍼(W)가 격벽 부대부(172)에 접촉하지 않으므로, 급냉각에 의해 웨이퍼(W)에 휘어짐을 발생시키지 않고, 웨이퍼(W)를 손상시키는 일도 없다.

(m) 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)은, 감압 가능하게 구성되어 있으므로, 진공 반송실(110)과 대기 반송실(120)의 사이를 접속하여, 진공 반송실(110)의 진공 분위기를 방해하지 않고 대기 반송실(120)과 진공 반송실(110)의 사이에 웨이퍼(W)의 반송을 가능하게 한다.

<본 발명의 제2 실시 형태>

계속하여, 본 발명의 제2 실시 형태로서, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)의 제2 형태에 대하여, 도 9∼도 13을 참조하여 이하에 설명한다.

(로드록 실의 진공 흡입 시퀀스)

도 9는, 로드록 실(131 또는 141)의 가스 도입계(190)와 배기계(191)의 일 예를 도시한 블록도이다. 도 9에 도시되는 바와 같이, 가스 도입계(190)로서는, 로드록 실(131)의 상류 측에, 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(193)를 개재하여, 질소 가스가 도입되는 배관(192)이 설치되어 있다. 또한 배기계(191)로서는, 로드록 실(131)의 하류측에, 메인 배기 밸브(194)를 개재하여 진공 펌프(195)가 접속되어 있다. 또한, 메인 배기 밸브(194)에 병렬로 슬로우 배기 밸브(196)가 접속되어 있다. 또한, 로드록 실(131)과 메인 배기 밸브(194)의 사이에는, 진공도를 측정하는 진공계(197)가 접속되어 있다.

다음으로, 도 10의 진공 흡입 시퀀스를 나타낸 플로우 챠트 및 도 11(a)의 압력과 시간과의 관계도, 도 11(b)의 질소 유량과 시간과의 관계도에 의해, 로드록 실(131) 내의 진공 흡입에 대하여 설명한다. 로드록 실(131) 내의 진공 흡입에 대해서, 제1 스텝(S1)에서는, 메인 배기 밸브(194)를 폐색하고, 슬로우 배기 밸브(196)를 개방한다. 이 상태에서, 배관(192)으로부터 질소 가스를 도입한다. 그 때, 매스 플로우 컨트롤러(193)에 의해 유량을, 예를 들면 2sccm로 제어한다. 이와 같이 하여, 로드록 실(131) 내에 질소 가스를 도입하는 것과 함께, 슬로우 배기 밸브(196)을 통하여 로드록 실(131) 내에 도입된 질소 가스를 진공 펌프(195)에 의해 배기한다. 그리고, 소정의 진공도, 예를 들면 1000Pa가 되면, 제2 스텝(S2)으로 이행한다. 제2 스텝(S2)에서는, 메인 배기 밸브(194)를 개방하고, 슬로우 배기 밸브(196)를 폐색하고, 상기와 동일한 식으로, 배관(192)으로부터 질소 가스를 도입하면서, 매스 플로우 컨트롤러(193)에 의해 유량을, 예를 들면 2sccm로 제어한다. 이와 같이 하여, 로드록 실(131) 내에 질소 가스를 도입하는 동시에, 메인 배기 밸브(194)를 통하여, 로드록 실(131) 내에 도입된 질소 가스를 진공 펌프(195)에 의해 배기한다. 그 때, 진공계(197)에 의해 진공도를 측정하고, 원하는 진공도(예를 들면, 100Pa가 될 때까지, 진공 배기를 계속한다. 그리고, 진공계(197)에서 계측되는 측정값이 원하는 진공도인 예를 들면 100Pa가 되면 진공 흡입을 종료한다. 상술한 진공 흡입 시퀀스는, 상술한 제어부(108)에 의해 지시되고 실행된다.

한편, 종래의 진공 흡입 시퀀스에서는, 로드록 실(131 또는 141)이 원하는 진공 반송 압력에 도달할 때까지 약 22초를 요하고 있었다. 종래의 진공 흡입 시퀀스를, 도 12의 진공 흡입 시퀀스를 도시한 플로우 챠트, 도 13(a)의 압력과 시간의 관계도 및 도 13(b)의 질소 유량과 시간의 관계도에 의해 설명한다. 로드록 실(131) 내의 진공 흡입에 대해서, 제1 스텝(S11)에서는, 메인 배기 밸브(193)를 폐색하고, 슬로우 배기 밸브(195)를 개방하고, 배관(191)으로부터 질소 가스는 도입하지 않고, 슬로우 배기 밸브(195)를 통하여, 로드록 실(131) 내의 분위기를 진공 펌프(194)에 의해 배기한다. 소정의 진공도, 예를 들면 1000Pa가 되면, 제2 스텝(S12)으로 이행한다. 제2 스텝(S12)에서는, 메인 배기 밸브(193)를 개방하고, 슬로우 배기 밸브(195)를 폐색하고, 상기와 동일한 식으로, 질소 가스를 도입하지 않고, 메인 배기 밸브(193)를 통하여, 로드록 실(131) 내의 분위기를 진공 펌프(194)에 의해 배기한다. 그 때, 진공계(196)에 의해 진공도를 측정하고, 원하는 진공도(예를 들면, 0.1Pa)가 될 때까지 진공 배기를 계속한다. 그리고, 진공도가 0.1Pa가 되면, 제3 스텝(S13)을 수행한다. 제3 스텝(S13)에서는, 메인 배기 밸브(193)의 개방 상태를 계속하는 것과 함께 슬로우 배기 밸브(195)의 폐색 상태를 계속하고, 배관(191)으로부터 질소 가스를 도입한다. 그 때, 매스 플로우 컨트롤러(192)에 의해 유량을, 예를 들면 2sccm로 제어하고, 로드록 실(131) 내에 질소 가스를 도입한다. 그리고 메인 배기 밸브(193)를 통하여, 로드록 실(131) 내에 도입된 질소 가스를 진공 펌프(194)에 의해 배기한다. 배기 중에는 진공계(196)에 의해 진공도를 측정하고, 소정의 진공도(예를 들면, 100Pa)가 될 때까지 진공 배기를 계속한다. 그리고, 진공계(196)에서 계측되는 측정값이 원하는 진공도인 예를 들면 100Pa가 되면 진공 흡입을 종료한다.

상술한 바와 같이, 최초의 스텝부터 질소 가스를 흘려보내는 진공 흡입 시퀀스를 채용하고, 메인 배기에 의한 진공 흡입의 체크를 수행하지 않는 것으로, 약 16초라는 단시간으로 로드록 실(131 및 141) 내의 분위기의 압력을 대기압으로부터 원하는 진공 반송 압력으로 할 수 있다. 따라서, 스루풋의 향상을 도모할 수 있다.

<본 발명의 제3 실시 형태>

계속하여, 본 발명의 제3 실시 형태로서, 진공 반송실(110)의 형태에 대하여, 도 14∼도 15를 참조하여 이하 설명한다.

(진공 반송실 천정벽의 개폐)

도 14는, 진공 반송실(110)의 상부 덮개(118)의 개방 방향을 도시한 상단면도이다. 도 14에 도시되는 바와 같이, 진공 반송실(110)의 상부 덮개(118)는, 개폐 방향이 자유자재인 방향으로 설정 가능하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 프로세스 챔버(151) 측, 프로세스 챔버(152) 측, 프로세스 챔버(153) 측, 프로세스 챔버(154) 측, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 측의 각각에 상부 덮개(118)를 회동하여 개방 가능하게 하는 도시하지 않은 회동 지지부가 설치되어 있다. 도면에서는, 일 예로서, 프로세스 챔버(154)가 분리되어 있는 상태를 도시하고, 상부 덮개(118)를 프로세스 챔버(152) 측에 개방한 상태를 도시하였다. 이 상태에서는, 진공 반송실(110)의 메인테넌스를 수행하는 경우의 작업 지역을, 분리한 프로세스 챔버(154) 측에 설정할 수 있고, 상부 덮개(118)가 프로세스 챔버(152) 측에 개방되어 있으므로, 프로세스 챔버(151)와 로드록 실(131)의 사이, 프로세스 챔버(153)의 프로세스 챔버(154)측 및 로드록 실(141)의 프로세스 챔버(154) 측에 설정할 수 있다.

또한, 도 15는, 종래의 진공 반송실(110)의 상부 덮개(118)의 개방 방향을 도시한 상단면도이다. 도 15에 도시되는 바와 같이, 진공 반송실(110)의 상부 덮개(118)는, 로드록 실(131), 로드록 실(141) 측에만 개방하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 그 때문에, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)측에 상부 덮개(118)가 해방된 상태에서는, 진공 반송실(110)의 메인테넌스를 수행하는 경우의 작업 지역을 분리한 프로세스 챔버(154) 측에 설정할 수 있지만, 상부 덮개(118)를 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)측에 설정하는 것이 어렵다. 또한, 프로세스 챔버(151)와 프로세스 챔버(152)의 사이 및 프로세스 챔버(152)와 프로세스 챔버(153)의 사이에 작업 영역을 설정하는 것도 어렵다. 또한, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 측에 개방된 상부 덮개(118)에 의해, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 측의 작업성이 악화되어 있다.

따라서, 상술한 바와 같이, 진공 반송실(110)의 상부 덮개(118)가 여러 방향으로 개방하는 것이 가능하도록 구성되는 것에 의해, 프로세스 챔버(154)가 분리된 영역 이외에 메인테넌스 작업의 작업 영역이 확대되므로, 메인테넌스 작업의 작업 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 메인테넌스 작업이 넓게 개방된 측으로부터만 실시할 수 있으므로, 더욱 작업 효율이 향상하고, 작업 시간의 단축을 도모할 수 있고, 메인테넌스 시간을 포함시킨 장치 가동률의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 진공 반송실(110)에 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154)가 접속되어 있는 경우, 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(154)의 어느 쪽의 후방으로부터도, 메인테넌스 작업을 수행하는 것이 어렵다. 이러한 경우에는, 후방으부터의 메인테넌스 작업을 수행하는 것이 어려운 프로세스 챔버(152) 또는 프로세스 챔버(153) 측에, 상부 덮개(118)를 개방하는 것으로, 프로세스 챔버(151)와 로드록 실(131)의 사이 및 프로세스 챔버(154)와 로드록 실(141)의 사이에 작업 영역을 확보할 수 있다.

<본 발명의 제4 실시 형태>

계속하여, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 도 16에 도시한다. 도 16은, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 인라인형 기판 처리 장치의 개요 구성을 나타낸 상단면도이다. 인라인형 기판 처리 장치도, 진공측과 대기측으로 나뉘어져 있다.

(진공 측의 구성)

인라인형 기판 처리 장치의 진공측에는, 2개의 기판 처리 모듈(MD1, MD2)이 병렬로 설치된다. 기판 처리 모듈(MD1)은, 기판으로서의 웨이퍼(W)를 처리하는 처리실로서의 프로세스 챔버(151)와, 이 전단(前段)에 설치된 로드록 실(131)을 구비하고 있다. 기판 처리 모듈(MD2)도, 기판 처리 모듈(MD1)과 동일한 식으로, 프로세스 챔버(152)와 로드록 실(141)을 구비하고 있다.

프로세스 챔버(151, 152)는, 상술한 클러스터형 기판 처리 장치와 동일한 식으로, 예를 들면 CVD법, PVD법 또는 ALD법 등에 의해 웨이퍼(W) 상에 박막을 형성하는 공정, 또는 웨이퍼(W) 표면에 산화막 또는 질화막을 형성하는 공정 또는 웨이퍼(W) 상에 금속 박막을 형성하는 공정 등을 실시하여, 웨이퍼(W)를 처리하도록 구성되어 있다.

프로세스 챔버(151, 152)에는, 도시하지 않은 가스 공급원, 가스 공급원으로부터 공급되는 처리 가스의 유량을 제어하는 매스 플로우 컨트롤러(MFC), 밸브 등을 구비한 가스 도입 기구, 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(152) 내의 압력을 제어하는 도시하지 않은 오토 프레셔 컨트롤러(APC), 압력 센서 등을 구비한 가스 배기 기구, 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(152) 내의 온도를 제어하는 도시하지 않은 온도 정합기, 도시하지 않은 처리 가스의 공급이나 배기용 밸브의 온/오프를 제어하기 위한 입출력 밸브 I/O, 고주파 전력을 공급하여 프로세스 챔버(151)∼프로세스 챔버(152) 내에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 방전 기구 등이 설치되어 있다.

로드록 실(131) 및 로드록 실(141)은, 각각 프로세스 챔버(151, 152)에 웨이퍼(W)를 반송하는 예비실로서, 또는, 프로세스 챔버(151, 152)로부터 웨이퍼(W)를 반송하여 냉각하는 예비실 겸 냉각실로서 기능한다.

로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 내에, 진공 반송 기구로서의 진공 반송 로봇[112(112A, 112B)]이 각각 설치되어 있다. 진공 반송 로봇(112A)은 프로세스 챔버(151)와 로드록 실(131)의 사이에, 진공 반송 로봇(112B)은 프로세스 챔버(152)와 로드록 실(141)의 사이에, 웨이퍼(W)를 반송하는 구성으로 되어 있다. 또한, 이들 진공 반송 로봇(112)에는, 2매의 웨이퍼(W)를 동시에 반송하는 것이 가능한 제1 반송암(113) 및 제2 반송암(114)이 설치되어 있다. 진공 반송 로봇(112)에서는, 각각의 제1 반송암(113) 및 제2 반송암(114) 단을 구성하는 제1 엔드 이펙터(115) 및 제2 엔드 이펙터(116)에 웨이퍼(W)를 싣고, 로드록 실(131)과 프로세스 챔버(151)의 사이 및 로드록 실(141)과 프로세스 챔버(152)의 사이에, 각각 웨이퍼(W)의 반송을 서로 수행하도록 되어 있다. 또한, 진공 반송 로봇(112)은, 엘리베이터(117)에 의해, 진공 반송실(110)의 기밀성을 유지하면서 승강할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 로드록 실(131), 로드록 실(141), 프로세스 챔버(151, 152) 앞의 소정의 위치(예를 들면 게이트 밸브 근방)에는, 웨이퍼(W)의 유무를 검지하는 기판 검지부로서의 도시하지 않은 웨이퍼 유무 센서가 설치되어 있다.

로드록 실(131) 및 로드록 실(141)은, 각각 게이트 밸브(165) 및 게이트 밸브(166)를 개재하여 프로세스 챔버(151, 152)와 연통 가능하게 접속되어 있다. 또한, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)은, 각각 게이트 밸브(167) 및 게이트 밸브(168)를 개재하여 후술하는 대기 반송실(120)과 연통 가능하게 접속되어 있다. 따라서, 게이트 밸브(165) 및 게이트 밸브(166)를 닫은 상태에서, 게이트 밸브(167) 및 게이트 밸브(168)를 여는 것에 의해, 프로세스 챔버(151, 152) 내의 진공기밀을 보지한 채, 로드록 실(131)과 프로세스 챔버(151)의 사이 및 로드록 실(141)과 프로세스 챔버(152)의 사이에, 웨이퍼(W)의 반송을 수행하는 것이 가능하다.

또한, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)은, 진공 상태 등의 대기압 미만의 감압에 견딜 수 있는 로드 록 챔버 구조로 구성되어 있고, 그 내부를 진공 배기하는 것이 가능하게 되어 있다. 따라서, 게이트 밸브(167) 및 게이트 밸브(168)를 닫아서 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)의 내부를 진공 배기한 후에, 게이트 밸브(165) 및 게이트 밸브(166)를 여는 것에 의해, 프로세스 챔버(151, 152) 내의 진공 상태를 보지한 상태에서, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)과, 대기 반송실(120)과의 사이에, 웨이퍼(W)의 반송을 수행하는 것이 가능하다.

로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 내에는, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 내에 수납되는 웨이퍼(W) 사이에, 웨이퍼(W)와 이간하고, 웨이퍼(W) 간의 열을 차단하는 격벽(171)을 구비한다.

격벽(171)은, 격벽(171) 상방의 웨이퍼(W)의 복사열을 흡수하는 격벽 부대부(172)를 포함한다. 격벽 부대부(172)는, 제1 엔드 이펙터(115)를 포함하는 제1 반송암(113) 및 도시하지 않은 제3 엔드 이펙터(125)를 포함하는 제3 반송암(123)의 각각의 이동 영역을 제외한 영역에, 격벽(171) 상방에 수납되는 웨이퍼(W)에 접근하여 설치되어 있다. 상기 격벽 부대부(172)는, 격벽(171) 상에, 격벽(171)과 별체로 설치한 구성이여도 좋고, 일체에 형성된 구성이여도 좋다. 또한, 격벽 부대부(172)의 주위에 격벽(171)을 설치한 구성으로 하여도 좋다.

또한, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 내에는, 그 저벽(134, 144)에, 복수 매의 웨이퍼(W)를 복수 단으로 지지하는 복수 개(도시예에서는 4개)로 구성되는 기판 지지부(133, 143)가 각각 고정되어서 설치되어 있다. 기판 지지부(133, 143)의 웨이퍼(W)를 지지하는 상단의 각각의 지지면(133S, 143S)은, 격벽 부대부(172)의 상면(172S)보다 높은 위치에 있다.

격벽 부대부(172)와, 격벽 부대부(172)의 바로 위에 수납되는 웨이퍼(W)와의 거리는, 상술한 제1 실시 형태와 동일하고, 0.5mm이상 2mm이하로 설정한다.

또한, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)의 도시하지 않은 저벽에는, 상기 격벽 부대부(172)와 동일한 도시하지 않은 저벽 부대부를 설치한다. 이 저벽 부대부는, 상기 도 6에 의해 설명한 저벽 부대부(173)와 동일한 것으로, 0.5mm이상 2mm이하로 설정한다.

(대기측의 구성)

인라인형 기판 처리 장치의 대기 측에는, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)에 접속된 제2 반송실로서의 대기 반송실(120)과, 이 대기 반송실(120)에 접속된 기판 수납 용기[이하 포드(PD1, PD2)]를 재치 하는 기판 수납부로서의 로드 포트(LP1, LP2)가 설치되어 있다.

대기 반송실(120) 내에는, 제2 반송 기구로서의 1대의 대기 반송 로봇(122)이 설치되어 있다. 대기 반송 로봇(122)에는, 2매의 웨이퍼(W)를 동시에 반송하는 제3 반송암(123) 및 제4 반송암(124)이 설치되어 있다. 대기 반송 로봇(122)에서는, 각각의 제3 반송암(123) 및 제4 반송암(124) 단을 구성하는 제3 엔드 이펙터(125) 및 제4 엔드 이펙터(126)에 웨이퍼(W)를 싣고, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)과, 로드 포트(LP1, LP2) 상에 재치된 포드(PD1, PD2)와의 사이에, 웨이퍼(W)의 반송을 서로 수행하도록 되어 있다. 또한, 대기 반송 로봇(122)은, 엘리베이터(127)에 의해 승강되도록 구성되는 것과 함께, 이동 장치로서의 도시하지 않은 리니어 액츄에이터에 의해 도면에 있어서의 좌우 방향으로 왕복 이동되도록 구성되어 있다. 또한, 대기 반송실(120) 앞의 소정의 위치(게이트 밸브 근방)에도, 웨이퍼(W)의 유무를 검지하는 기판 검지부로서의 웨이퍼 유무 센서(도시하지 않음)가 설치되어 있다.

또한, 대기 반송실(120) 내에는, 기판 위치의 보정 장치로서, 웨이퍼(W)의 결정 방향의 위치 조정 등을 웨이퍼(W)에 형성된 노치로 수행하는, 노치 조정 장치(107)가 설치되어 있다. 또는, 노치 조정 장치(107) 대신 웨이퍼(W)의 결정 방위의 위치 조정 등을 수행하는 도시하지 않은 오리플라(Orientation Flat) 조정 장치가 설치될 수 있다.

대기 반송실(120)의 광체(121)에는, 웨이퍼(W)를 대기 반송실(120)에 대하여 반입 반출하는 웨이퍼 반송구(104)가 형성되어 있다. 대기 반송실(120)의 광체(121)의 외부에서, 웨이퍼 반송구(104)의 하부에는, 복수 매의 웨이퍼(W)를 수납하는 포드(PD1, PD2)를 재치하는 로드 포트(LP1, LP2)를 구비한다. 또한, 대기 반송실(120) 내에는, 웨이퍼 반송구(104)를 개폐하는 덮개(105) 및 로드 포트(LP1, LP2)에 재치된 포드(PD1, PD2)의 도시하지 않은 캡을 개폐 동작시키는 도시하지 않은 포드 오프너가 설치되어 있다. 또한, 포드(PD1, PD2)는 도시하지 않은 공정 내 반송 장치(AGV/OHT)에 의해, 로드 포트(LP1, LP2) 상에 대하여 반송 및 반출되도록 되어 있다. 각 로드 포트(LP1, LP2)는 포드(PD1, PD2)를 각각 재치할 수 있다.

상술한 설명에서는, 두 개의 프로세스 챔버(151, 152), 두 개의 로드록 실(131, 141) 및 두 개 로드 포트(LP1, LP2)를 도시하였으나, 각각, 세 개 이상이 설치되어 있어도 좋다.

상술한 인라인형 기판 처리 장치도 상술한 클러스터형 기판 처리 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

상술한 클러스터형 기판 처리 장치 및 인라인형 기판 처리 장치에서는, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 내에 2매의 웨이퍼(W)를 재치하는 것이 가능한 구성을 나타냈으나, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141) 내에 3매 이상의 웨이퍼(W)가 재치되도록, 기판 지지부(133)를 구성해도 좋다. 이 경우, 기판 지지부(133)의 상단측에서 재치되는 웨이퍼(W) 간에 상술한 바와 동일한 격벽 부대부(172)를 포함하는 격벽(171)이 설치된다. 또한, 로드록 실(131) 및 로드록 실(141)의 저벽에는, 상술한 바와 동일한 식으로 저벽 부대부(173)가 설치된다.

<본 발명의 그 외의 실시 형태>

계속하여, 본 발명의 그 외의 실시 형태로서, 처리로의 제2 예 및 제3 예에 대하여, 도 17∼도 18을 참조하여 이하에 설명한다.

(처리로의 제2 예)

도 17에, 제2 예의 MMT 장치의 개략 단면도를 도시한다. MMT 장치는, 처리실(201)이 형성되는 처리 용기(203)를 포함한다. 처리 용기(203)는, 제1 용기인 돔형의 상측 용기(210) 및 제2 용기인 사발형 하측 용기(211)에 의해 구성된다. 그리고, 상측 용기(210)는 하측 용기(211) 상에 덮여져 있다. 상측 용기(210)는, 예를 들면, 산화알루미늄, 질화알루미늄 또는 석영 등의 비금속 재료로 형성되어 있다. 하측 용기(211)는, 예를 들면 알루미늄으로 형성되어 있다. 또한 후술하는 히터 일체형 기판 보지구(기판 보지부)인 서셉터(217)를 구비하고 있다. 이 서셉터(217)를 질화알루미늄이나, 세라믹스 또는 석영 등의 비금속 재료로 형성함으로써, 처리시에, 기판으로서의 웨이퍼(W)의 막 중에 혼입되는 금속 오염을 저감하고 있다.

상측 용기(210)의 외측 상부에는, 고주파 코일(281)이 설치된다. 고주파 코일(281)에는 임피던스의 정합을 수행하는 정합기(272)를 개재하여 고주파 전력을 인가하는 고주파 전원(273)이 접속되어 있다.

상측 용기(210)의 측벽에는, 가스가 도입되는 가스 도입구(234)가 설치된다. 가스 도입구(234)에는, 가스를 공급하는 가스 공급관(232)이 접속되어 있다. 가스 공급관(232)은, 개폐 밸브인 밸브(243a), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(241)를 개재하여 반응 가스(230)의 공급원인 도시하지 않은 가스 봄베에 접속되어 있다.

상술한 가스 도입구(234)로부터 반응 가스(230)가 처리실(201)에 공급되고, 서셉터(217)의 주위로부터 처리실(201)의 바닥 방향으로 기판 처리 후의 가스가 흐르도록 하측 용기(211)의 측벽에 가스를 배기하는 배기구인 가스 배기구(235)가 설치되어 있다. 가스 배기구(235)는 가스를 배기하는 배기관인 가스 배기관(231)에 의해 압력 조정기인 APC(242), 개폐 밸브인 밸브(243b)를 개재하여 배기 장치인 진공 펌프(246)에 접속되어 있다.

주로, 매스 플로우 컨트롤러(241), 밸브(243a), 가스 공급관(232), 가스 도입구(234)로 가스 공급부가 구성된다. 또한, 주로, 가스 배기구(235), 가스 배기 관(231), APC(242), 밸브(243b), 진공 펌프(246)로 가스 배기부가 구성된다.

공급되는 반응 가스(230)를 여기시키는 방전 기구로서, 예를 들면 평면 코일 형상으로 형성된 상술한 고주파 코일(281)이 설치된다. 고주파 코일(281)은 처리 용기[203, 상측 용기(210)]의 외측 상부에 설치되어서, 처리실(201) 내에 생성되는 플라즈마 생성 영역(224)의 상방에 배치되어 있다. 고주파 코일(281)에는 임피던스의 조정을 수행하는 정합기(272)를 개재하여 고주파 전력을 인가하는 고주파 전원(273)이 접속되어 있다. 상술한 정합기(272)와 고주파 전원(273)으로부터 고주파 코일(281)에 고주파 전력을 인가하는 고주파 전력 인가원을 구성한다. 이와 같이, 방전 기구는, 주로, 고주파 코일(281), 정합기(272) 및 고주파 전원(273)으로 구성된다.

처리실(201)의 저측 중앙에는, 기판인 웨이퍼(W)를 보지하는 기판 보지구(기판 보지부)로서 서셉터(217)가 배치되어 있다. 서셉터(217)는, 그 내부에 가열 기구(가열부)로서의 히터(217b)가 일체적으로 매립되어 있고, 웨이퍼(W)를 가열할 수 있게 되어 있다. 히터(217b)는 전력이 인가되어서 웨이퍼(W)를 예를 들면 700℃∼800℃정도까지 가열할 수 있도록 되어 있다.

또한, 서셉터(217)의 내부에는, 임피던스를 변화시키는 전극인 도시하지 않은 서셉터 내 전극이 장비되어 있다. 이 서셉터 내 전극은 임피던스 가변 기구(274)를 개재하여 접지되어 있다. 임피던스 가변 기구(274)는, 코일이나 가변 콘덴서로 구성되고, 코일의 패턴 수나 가변 콘덴서의 용량값을 제어함으로써, 서셉터 내 전극 및 서셉터(217)를 개재하여 웨이퍼(W)의 전위를 제어할 수 있게 되어 있다. 상술한 서셉터(217)의 내부에 장비된 서셉터 내 전극 및 임피던스 가변 기구(274)도 상술한 방전 기구에 포함된다.

웨이퍼(W)를 고주파 플라즈마원에서의 방전에 의해 처리하는 처리로(202)는, 주로 처리실(201), 처리 용기(203), 서셉터(217), 고주파 코일(281), 가스 도입구(234) 및 가스 배기구(235)를 구비하고 있고, 처리실(201) 내에서 웨이퍼(W)를 플라즈마 처리하는 것이 가능하게 되어 있다.

고주파 코일(281)의 주위에는, 이 고주파 코일(281)로 형성되는 전계에 의해 외부 환경이나 타 처리로 등의 장치에 악영향을 끼치지 않도록, 전계를 효율적으로 차폐하는 차폐 박스(223)가 설치되어 있다.

서셉터(217)는 접지된 하측 용기(211)와 절연되고, 서셉터(217)를 승강시키는 서셉터 승강 기구(승강부, 268)가 설치되어 있다. 또한 서셉터(217)에는 관통 공(217a)이 설치되고, 하측 용기(211) 저면(底面)에는 웨이퍼(W)를 밀어 올리는 웨이퍼 승강핀(266)이 적어도 3개소에 설치되어 있다. 그리고, 서셉터 승강 기구(268)에 의해 서셉터(217)가 하강되었을 때에는 웨이퍼 승강핀(266)이 서셉터(217)와 비접촉한 상태에서 관통공(217a)을 관통하는 위치 관계가 되도록, 관통공(217a) 및 웨이퍼 승강핀(266)이 배치된다.

또한, 하측 용기(211)의 측벽에는 개폐 밸브가 되는 게이트 밸브(244)가 설치되고, 열려 있을 때에는 도시하지 않은 반송 기구(반송부)에 의해 처리실(201)에 대하여 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출할 수 있고, 닫혀 있을 때에는 처리실(201)을 기밀하게 닫을 수 있다.

또한, 제어부로서의 컨트롤러(121)는, 신호선(A)를 통하여 APC(242), 밸브(243b), 진공 펌프(246)를, 신호선(B)를 통하여 서셉터 승강 기구(268)를, 신호선(C)을 통하여 게이트 밸브(244)를, 신호선(D)을 통하여 정합기(272) 및 고주파 전원(273)을, 신호선(E)을 통하여 매스 플로우 컨트롤러(241) 및 밸브(243a)를, 도시하지 않은 신호선을 통하여 서셉터(217)에 매립된 히터(217b)와 임피던스 가변 기구(274)를 각각 제어하도록 구성되어 있다.

상술의 처리로(202)의 제2 예에서는, 여기부로서 고주파 코일(281)을 이용하고, 처리실(201) 내의 가스 도입구(234)로부터 공급된 가스를 여기시켜서 플라즈마를 발생시키고, 기판을 처리한다.

(처리로의 제3 예)

도 18에, 제3 예의 MMT 장치의 개략 단면도를 도시한다. MMT 장치는, 처리실(201)이 형성되는 처리 용기(203)를 포함한다. 처리 용기(203)는, 제1 용기인 돔형의 상측 용기(210)와 제2 용기인 사발형 하측 용기(211)에 의해 구성된다. 그리고, 상측 용기(210)는 하측 용기(211) 상에 덮여있다. 상측 용기(210)는, 예를 들면, 산화알루미늄, 질화알루미늄 또는 석영 등의 비금속 재료로 형성되어 있다. 하측 용기(211)는, 예를 들면 알루미늄으로 형성되어 있다. 또한 후술하는 히터 일체형 기판 보지구(기판 보지부)인 서셉터(217)를 구비하고 있다. 이 서셉터(217)를 질화알루미늄이나, 세라믹스 또는 석영 등의 비금속 재료로 형성함으로써, 처리 시에, 기판으로서의 웨이퍼(W)의 막 중에 혼입되는 금속 오염을 저감하고 있다.

상측 용기(210)의 외측 상부에는, 여기부로서의 자석(283)이 설치된다. 또한, 상측 용기(210)의 처리실(201)의 상부에는, 마이크로파 도입부(285)가 설치된다. 마이크로파 도입부(285)의 상부에는, 상측 용기(210)의 외측 상부로부터 마이크로파가 인도되는 도파관(286)이 설치되어 있다. 도파관(286)의 마이크로파 입사 측에는 도시하지 않은 마이크로파 발생기가 설치된다. 또한, 도파관(286)의 마이크로파 사출 측에는, 처리실(201) 내의 기밀을 보지하는 것과 함께 마이크로파를 투과하는 부재가 설치되어 있다. 이러한 부재로서 예를 들면 석영 부재가 있다. 도파관(286) 내를 전파한 마이크로파는 처리실(201) 내에 공급된다.

공급되는 반응 가스(230)를 여기시키는 방전 기구로서, 예를 들면 동심 형상으로 배치된 상술한 자석(283)이 설치된다. 자석(283)은 처리 용기[203, 상측 용기(210)]의 외측 상부에 설치되고, 예를 들면, 중심측에서 S극, N극, S극의 순서로 설치되어 있고, 처리실(201) 내에 생성되는 플라즈마 생성 영역(224)의 상방에 배치되어 있다.

처리실(201)의 저측 중앙에는, 기판인 웨이퍼(W)를 보지하는 기판 보지구(기판 보지부)로서 서셉터(217)가 배치되어 있다. 서셉터(217)는, 그 내부에 가열 기구(가열부)로서의 히터(217b)가 일체적으로 매립되어 있고, 웨이퍼(W)를 가열할 수 있도록 되어 있다. 히터(217b)는 전력이 인가되어 웨이퍼(W)를 700℃∼800℃정도까지 가열할 수 있게 되어있다.

또한, 서셉터(217)의 내부에는 도시하지 않은 서셉터 내 전극이 장비되어 있다. 이 서셉터내 전극은 접지되어 있다. 상술한 서셉터(217)의 내부에 장비된 서셉터 내 전극도 상술한 방전 기구에 포함된다.

처리로(202)는, 주로, 처리실(201), 처리 용기(203), 서셉터(217), 자석(283), 마이크로파 도입부(285), 가스 도입구(234) 및 가스 배기구(235)를 구비하고 있고, 처리실(201)에서 웨이퍼(W)를 플라즈마 처리하는 것이 가능해지고 있다.

자석(283)의 주위에는, 이 자석(283)으로 형성되는 자계에 의해 외부 환경이나 타 처리로 등의 장치에 악영향을 끼치지 않도록, 자계를 효율적으로 차폐하는 차폐 박스(223)가 설치되어 있다.

서셉터(217)는 접지된 하측 용기(211)와 절연되어, 서셉터(217)를 상승시키는 서셉터 승강 기구(승강부, 268)가 설치되어 있다. 또한 서셉터(217)에는 관통 공(217a)이 설치되고, 하측 용기(211) 저면에는 웨이퍼(W)를 밀어올리는 웨이퍼 승강핀(266)이 적어도 3개소에 설치되어 있다. 그리고, 서셉터 승강 기구(268)에 의해 서셉터(217)가 하강되었을 때에는 웨이퍼 승강핀(266)이 서셉터(217)와 비접촉한 상태로 관통공(217a)을 관통하는 위치 관계가 되도록, 관통공(217a) 및 웨이퍼 승강핀(266)이 배치된다.

또한, 제어부로서의 컨트롤러(121)는, 신호선(A)을 통하여 APC(242), 밸브(243b) 및 진공 펌프(246)를, 신호선(B)을 통하여 서셉터 승강 기구(268)를, 신호선(C)을 통하여 게이트 밸브(244)를, 신호선(E)을 통하여 매스 플로우 컨트롤러(241) 및 밸브(243a)를, 도시하지 않은 신호선을 통하여 서셉터(217)에 매립된 히터(217b)를 각각 제어하도록 구성되어 있다.

상술한 처리로(202)의 제3 예에서는, 마이크로파와 자장의 상호 작용에 의해, 고밀도 플라즈마를 얻는다. 그 때, 자석(283)에 의해 발생시킨 자력선을 따라 전자는 나선상으로 운동하고, 상기 전자의 주변에 플라즈마가 고밀도로 발생하고, 그 플라즈마에 의해 웨이퍼(W)를 처리한다.

상술한 제1 예로부터 제3 예에 기재한 처리로는 매엽식 처리로이지만, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리로에는, 매엽식 처리로에 한정되지 않고, 배치(batch)식 처리로나 종형(縱型) 처리로를 이용할 수도 있다. 또한, 플라즈마 처리로에 한정되지 않고, 플라즈마를 이용하지 않는 열처리로여도 좋다.

<본 발명이 바람직한 형태>

이하에 본 발명이 바람직한 형태에 대하여 부기(付記)한다.

본 발명의 제1 형태는,

기판을 복수 단으로 수납하는 로드록 실;

상기 로드록 실의 일방측으로부터 상기 기판을 반출입 하는 제1 반송암을 포함하는 제1 반송 기구; 및

상기 로드록 실의 타방측으로부터 상기 기판을 반출입하는 제2 반송암을 포함하는 제2 반송 기구를 구비한 기판 처리 장치로서,

상기 로드록 실 내에 수납되는 상기 기판 사이에, 상기 기판과 이간하고, 상기 기판 사이의 열을 차단하는 격벽을 설치하고,

상기 격벽은, 상기 제1 반송암 및 상기 제2 반송암의 각각의 이동 영역을 제외하는 영역에, 상기 격벽 상방에 수납되는 상기 기판에 접근하여, 상기 기판의 복사열을 흡수하는 격벽 부대부

를 포함하는 기판 처리 장치이다.

본 발명의 제2 형태는,

기판을 처리하는 처리실에 연통 가능하게 접속한 제1 반송실;

상기 제1 반송실에 연통 가능하게 설치한 상기 로드록 실; 및

상기 로드록 실에 연통 가능하게 설치한 제2 반송실;을 구비하고,

상기 제1 반송 기구는, 상기 제1 반송실 내에 설치되어, 상기 기판의 반출 입을 상기 처리실과 상기 로드록 실의 사이에서 수행하고,

상기 제2 반송 기구는, 상기 제2 반송실 내에 설치되어, 상기 기판의 반출입을 상기 로드록 실과 상기 제2 반송실의 사이에서 수행하는 제1 형태에 기재된 기판 처리 장치이다.

본 발명의 제3 형태는,

기판을 처리하는 처리실;

상기 처리실에 연통 가능하게 설치한 상기 로드록 실; 및

상기 제1 반송 기구는, 상기 로드록 실 내에 설치되어, 상기 기판의 반출 입을 상기 처리실과 상기 로드록 실의 사이에 수행하고,

본 발명의 제4 형태는,

상기 격벽 부대부와 상기 격벽 부대부의 바로 위에 수납되는 상기 기판의 거리는 0.5mm이상 2mm이하인 제1 형태 내지 제3 형태의 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치이다.

본 발명의 제5 형태는,

상기 격벽 내부는, 냉각 매체가 흐르는 유로가 형성되어 있는 제1 형태 내지제4 형태의 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치이다.

본 발명의 제6 형태는,

상기 격벽 부대부의 표면은, 흑화 처리가 설비되어 있는 제1 형태 내지 제5 형태의 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치이다.

본 발명의 제7 형태는,

상기 로드록 실은, 감압 가능하게 구성되어 있는 제1 형태 내지 제6 형태의 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치이다.

본 발명의 제8 형태는,

상기 로드록 실은, 상기 처리실로부터 상기 제2 반송실까지 상기 기판의 반송 경로 상에 설치되는 제1 형태 내지 제7 형태의 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치이다.

본 발명의 제9 형태는,

상기 로드록 실 내에 복수 매의 상기 기판을 지지하는 기판 지지부를 설치하고,

상기 격벽 상측에 상기 기판을 지지하는 상기 기판 지지부의 지지면은, 상기격벽 부대부의 상면보다 높은 위치에 있는 제1 형태 내지 제8 형태의 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치이다.

본 발명의 제10 형태는,

상기 기판 지지부는, 상기 로드록 실 벽에 고정되어 있는 제1 형태 내지 제9 형태의 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치이다.

본 발명의 제11 형태는,

상기 격벽은 상기 기판의 외형 이상의 크기로 형성되는 제1 형태 내지 제10 형태의 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치이다.

본 발명의 제12 형태는,

상기 격벽의 외형의 일부는 상기 기판의 외형의 일부와 동일 형상을 이루고,

상기 로드록 실은, 상기 기판의 표면 또는 이면과 대향하는 벽에, 상기 격벽의 외형의 일부와 상기 기판의 외형의 일부와의 중첩 상태를 시인하는 창을 포함하는 제1 형태 내지 제11 형태의 어느 하나에 기재된 기판 처리 장치이다.

본 발명의 제13 형태는,

상기 기판의 외형과 동일 형상이 되는 상기 격벽의 외형 부분은, 상기 로드록 실 내에 재치된 상기 기판의 중심에 대하여 대칭이 되는 위치에 배치되는 제12 형태에 기재된 기판 처리 장치이다.

본 발명의 제14 형태는,

상기 창은, 상기 기판의 외형과 동일 형상이 되는 상기 격벽의 외형 부분에 대응하는 위치에 배치되는 제12 형태 또는 제13 형태에 기재된 기판 처리 장치이다.

본 발명의 제15 형태는,

상기 로드록 실에 질소를 공급하는 가스 공급계;

상기 로드록 실에 메인 배기 밸브와 슬로우 배기 밸브를 병렬로 개재하여 접속된 진공 펌프; 및

상기 메인 배기 밸브와 상기 슬로우 배기 밸브를 제어하는 제어부;를 구비하고,

상기 제어부는, 상기 메인 배기 밸브를 닫고 상기 슬로우 배기 밸브를 열어, 상기 진공 펌프에 의해 상기 로드록 실 내의 분위기를 배기하는 제1 스텝; 및 상기 로드록 실 내가 소정의 압력이 된 후, 상기 메인 배기 밸브를 열고 상기 슬로우 배기 밸브를 닫고 상기 진공 펌프에 의해 상기 로드록 실 내의 분위기를 배기하여, 상기 로드록 실 내를 소정의 압력으로 압력을 내리는 제2 스텝;을 포함하는 상기 로드록 실의 진공 흡입 시퀀스를 가지고, 상기 제1 스텝의 시작부터 상기 제2 스텝의 종료까지 상기 가스 공급계에 의해 상기 로드록 실 내에 질소 가스를 공급하는 제1 형태 또는 제14 형태 중의 어느 하나의 형태에 기재된 기판 처리 장치이다.

본 발명의 제16 형태는,

상기 진공 반송실의 상부 덮개는, 개폐 방향이 자유(자재)로 설정 가능하도록 구성되어 있는 제1 형태 또는 제15 형태 중의 어느 하나의 형태에 기재된 기판 처리 장치이다.

101: 기판 처리 장치 110: 진공 반송실(제1 반송실)
113…제1 반송암 114: 제2 반송암
120: 대기 반송실(제2 반송실) 123: 제3 반송암
124: 제4 반송암 112: 진공 반송 로봇(제1 반송 기구)
122: 대기 반송 로봇(제2 반송 기구)
131, 141: 로드록 실
151, 152, 153, 154: 프로세스 챔버(처리실)
171…격벽 172…격벽 부대부
W…웨이퍼

Claims

기판을 복수 단으로 수납하는 로드록 실;
상기 로드록 실의 일방측(一方側)으로부터 상기 로드록 실 내외에 상기 기판을 반송하는 엔드 이펙터를 구비한 제1 반송암(arm)을 포함하는 제1 반송 기구; 및
상기 로드록 실의 타방측(他方側)으로부터 상기 로드록 실 내외에 상기 기판을 반송하는 엔드 이펙터를 구비한 제2 반송암을 포함하는 제2 반송 기구;를 구비하는 기판 처리 장치로서,
상기 로드록 실 내의 기판 지지부에 지지되는 상기 기판의 사이에, 상기 기판과 이간하여, 상기 기판 사이의 열을 차단하는 격벽을 설치하고,
상기 기판과 상기 격벽의 사이에 있어서, 상기 엔드 이펙터 대기(待機) 공간과 상기 기판이 겹치지 않는 개소에, 상기 격벽 상방에 수납되는 상기 기판의 중심축에 접근하여, 상기 기판의 복사열을 흡수하는 격벽 부대부(付帶部)를 포함하는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 기판 지지부는 상기 로드록 실 내에 복수 매의 상기 기판을 지지하는 것이고,
상기 격벽 상측에 상기 기판을 지지하는 상기 기판 지지부의 지지면은, 상기 격벽 부대부의 상면보다 높은 위치에 설치되는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 격벽은 상기 기판의 외형 이상의 크기로 형성되는 기판 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 격벽은 상기 기판의 외형 이상의 크기로 형성되는 기판 처리 장치.
기판을 복수 단으로 수납하는 로드록 실;
상기 로드록 실의 일방측으로부터 상기 로드록 실 내와 기판을 처리하는 처리실 내의 사이에서 상기 기판을 반송하는 엔드 이펙터를 구비한 제1 반송암을 포함하는 제1 반송 기구; 및
상기 로드록 실의 타방측으로부터 상기 로드록 실 내외에 상기 기판을 반송하는 엔드 이펙터를 구비한 제2 반송암을 포함하는 제2 반송 기구;를 구비하고,
상기 로드록 실 내의 기판 지지부에 지지되는 상기 기판 사이에, 상기 기판과 이간하여, 상기 기판 사이의 열을 차단하는 격벽을 설치하고,
상기 기판과 상기 격벽의 사이에 있어서, 상기 엔드 이펙터 대기 공간과 상기 기판이 겹치지 않는 개소에, 상기 격벽 상방에 수납되는 상기 기판의 중심축에 접근하여, 상기 기판의 복사열을 흡수하는 격벽 부대부를 포함하는 기판 처리 장치를 이용한 반도체 장치의 제조 방법으로서,
상기 처리실에서 상기 기판을 가열 처리하고,
상기 처리실에서 처리된 상기 기판을 상기 제1 반송 기구가 상기 처리실로부터 반출하고,
상기 제1 반송 기구의 엔드 이펙터를 상기 엔드 이펙터 대기 공간에 대기시키도록 상기 기판 지지부에 상기 기판을 재치(載置)하는 반도체 장치의 제조 방법.