KR102300977B1 - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

기판 처리부에서 처리 완료된 기판이 캐리어 내에 수납된 후에, 당해 캐리어 내에 포함되는 이물에 의해 오염되는 것을 방지하는 것.
내부에 기판(W)이 수납된 캐리어(C)가 적재되는 스테이지(23)와, 상기 기판(W)을 처리하기 위한 기판 처리부(5)와, 상기 스테이지(23)에 적재된 상기 캐리어(C)와 상기 기판 처리부(5) 사이에서 상기 기판(W)을 반송하기 위한 기판 반송 기구(63)와, 상기 기판(W)이 반출된 상태의 상기 캐리어(C)를, 상기 기판 처리부(5)에서 처리 완료된 기판(W)을 당해 캐리어(C)에 반입할 때의 당해 기판(W)의 온도보다 높은 온도로 가열하는 캐리어 가열 기구(52, 42C, 43C)와, 상기 캐리어 가열 기구(52, 42C, 43C)에 의해 가열되는 상기 캐리어(C)의 내부의 가스를 당해 캐리어의 외측으로 유출시키기 위한 가스 유출 기구(32)를 구비하도록 장치를 구성한다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 캐리어로부터 기판 처리부에 기판을 반송하여 처리하는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 사용되는 기억 매체에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, FOUP(Front-Opening Unified Pod)라고 불리는 캐리어에 수납된 상태에서, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 기재함)가 공장 내에 설치된 각 장치 사이에서 반송된다. 그리고, 각 장치에 있어서 반송 기구에 의해 캐리어로부터 취출된 웨이퍼는, 당해 웨이퍼에 성막 처리나 에칭 처리 등의 소정의 처리를 행하는 처리부로 반송되어 처리된다. 따라서, 하나의 장치에 있어서 소정의 처리를 받은 웨이퍼는 캐리어로 복귀되고, 다른 장치로 반송되어 다음의 소정의 처리를 받게 된다. 통상, 상기한 캐리어는 순수 등의 세정액으로 세정되고, 그 후에 소정의 온도의 건조된 에어가 분사되거나, 히터의 복사열에 의해 가열되거나 함으로써 건조된 후, 앞서 서술한 바와 같이 사용된다.
그러나, 상기한 바와 같이 웨이퍼가 장치 사이에서 반송되어 처리를 받는 것에 있어서, 장치 내에서 수분 및 유기물 등의 휘발성 유기 오염 물질(이하, 오염 물질이라고 기재함)이 웨이퍼에 부착되는 경우가 있다. 그리고, 이 웨이퍼가 캐리어 내로 복귀되면, 이 수분 및 오염 물질이 캐리어의 내벽이나 캐리어를 구성하는 가스킷의 표면이나 내부에 흡착되어 버린다. 그 후, 웨이퍼에 부착된 수분 및 오염 물질은, 웨이퍼가 장치 사이에서 반송되는 동안에 가열 처리 등의 처리를 받음으로써 제거되는 경우가 있지만, 캐리어 내에 있어서는 수분 및 오염 물질이 잔류된 상태 그대로이다.
그리고 캐리어의 주위의 환경의 변화에 따라, 수분 및 오염 물질은 흡착된 캐리어의 각 부로부터 가스로서 방출되어, 캐리어 내의 웨이퍼 표면에 있어서 서로 작용하여, 유기물인 오염 물질이 수분에 용해된 상태로 됨으로써 미소한 파티클을 발생한다. 즉, 이와 같이 물 및 오염 물질로부터 발생하는 파티클에 의해 웨이퍼가 오염되어 버려, 반도체 디바이스의 수율이 저하되어 버릴 우려가 있다. 특허문헌 1에는, 캐리어가 적재되는 스토커가 설치되는 영역을 퍼지하는 기술에 대해 기재되어 있지만, 상기한 문제를 해결하는 방법에 대해서는 나타나 있지 않다.
일본 특허 공개 제2016-21429호 공보
본 발명은 이러한 사정하에 이루어진 것이며, 그 목적은, 기판 처리부에서 처리 완료된 기판이 캐리어 내에 수납된 후에, 당해 캐리어 내에 포함되는 이물에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 내부에 기판이 수납된 캐리어가 적재되는 스테이지와,
상기 기판을 처리하기 위한 기판 처리부와,
상기 스테이지에 적재된 상기 캐리어와 상기 기판 처리부 사이에서 상기 기판을 반송하기 위한 기판 반송 기구와,
상기 기판이 반출된 상태의 상기 캐리어를, 상기 기판 처리부에서 처리 완료된 기판을 당해 캐리어에 반입할 때의 당해 기판의 온도보다 높은 온도로 가열하는 캐리어 가열 기구와,
상기 캐리어 가열 기구에 의해 가열되는 상기 캐리어의 내부의 가스를 당해 캐리어의 외측으로 유출시키기 위한 가스 유출 기구를
구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 내부에 기판이 수납된 캐리어를 스테이지에 적재하는 공정과,
기판 반송 기구에 의해 상기 기판을, 상기 캐리어로부터 당해 기판을 처리하는 기판 처리부로 반출하는 반출 공정과,
상기 기판 반송 기구에 의해, 상기 기판 처리부에서 처리 완료된 기판을 상기 캐리어로 반입하는 반입 공정과,
상기 반출 공정 후, 상기 반입 공정이 행해지기 전에 상기 기판이 반출된 상태의 상기 캐리어를, 상기 기판 처리부에서 처리 완료된 기판을 당해 캐리어로 반입할 때의 당해 기판의 온도보다 높은 온도로 가열하는 캐리어 가열 공정과,
상기 캐리어 가열 공정에 의해 가열되는 상기 캐리어의 내부의 가스를 당해 캐리어의 외측으로 유출시키는 공정을
구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기억 매체는, 기판이 수납된 캐리어가 적재되는 스테이지와, 상기 기판을 처리하는 기판 처리부 사이에서 기판이 반송되어 처리가 행해지는 기판 처리 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체이며,
상기 컴퓨터 프로그램은, 본 발명의 기판 처리 방법을 실행하도록 스텝 군이 짜여져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기판이 반출된 상태의 캐리어를, 기판 처리부에서 처리 완료된 기판을 당해 캐리어로 반입할 때의 당해 기판의 온도보다 높은 온도로 가열하고, 이 가열 시의 캐리어의 내부의 가스를 당해 캐리어의 외측으로 유출시킨다. 그것에 의해 기화된 캐리어 내의 이물이 제거되므로, 캐리어 내에 수납된 기판이 당해 이물에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치의 종단 측면도이다.
도 2는 상기 성막 장치에 설치되는 덮개 개폐 기구의 측면도이다.
도 3은 상기 성막 장치에 의한 처리 공정을 도시하는 설명도이다.
도 4는 상기 성막 장치에 의한 처리 공정을 도시하는 설명도이다.
도 5는 상기 성막 장치에 의한 처리 공정을 도시하는 설명도이다.
도 6은 상기 성막 장치에 의한 처리 공정을 도시하는 설명도이다.
도 7은 상기 성막 장치에 설치되는 캐리어의 스테이지의 종단 측면도이다.
도 8은 상기 성막 장치에 있어서의 캐리어 반입 반출 영역의 횡단 평면도이다.
도 9는 상기 성막 장치에 있어서의 캐리어의 가열 기구의 예를 도시하는 개략도이다.
도 10은 상기 성막 장치에 있어서의 격벽 및 스테이지의 종단 측면도이다.
도 11은 상기 성막 장치에 의한 다른 처리 공정을 도시하는 설명도이다.
본 발명의 기판 처리 장치 일 실시 형태인 성막 장치(1)에 대해 설명한다. 성막 장치(1)는, 공장 내에 있어서의 예를 들어 25℃로 온도 제어된 클린 룸 내에 설치되어 있다. 이 성막 장치(1)에는, 캐리어(C)에 수납된 상태에서 웨이퍼(W)가 반송된다. 이 캐리어(C)는 FOUP이며, 대략 각형이며 전방측이 개구된 용기 본체(C1)와, 용기 본체(C1)에 대해 착탈 가능하고 당해 용기 본체(C1)의 전방측을 폐색하는 덮개(C2)에 의해 구성되어 있고, 덮개(C2)가 폐쇄된 상태에서 내부가 밀폐되고, 웨이퍼(W)를 그 내부에 다수 매 수납할 수 있다.
성막 장치(1)는, 캐리어(C)로부터 취출된 웨이퍼(W)를 기판 처리부인 반응 용기(5) 내에 수납하여, 예를 들어 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 성막 처리한다. 그 성막 처리를 행하는 한편, 반응 용기(5)가 설치되고, CVD를 행함으로써 가열되는 실내의 가스를, 웨이퍼(W)를 반출 완료한 캐리어(C)에 공급하여 당해 캐리어(C)를 가열함과 함께 캐리어(C)의 덮개(C2)를 개방한다. 그것에 의해, 캐리어(C) 내의 각 부에 흡착되어 있는 수분 및 오염 물질 등의 이물을 기화시킴과 함께 캐리어(C) 내로부터 제거하는 청정화 처리를 행할 수 있도록 구성되어 있다.
이하, 도 1의 종단 측면도를 참조하면서, 성막 장치(1)의 구성을 설명한다. 도면 중 부호 11은, 각형의 하우징이다. 하우징(11) 내에는, 당해 하우징(11) 내를 전후 방향으로 구획하는 수직 구획벽과, 하우징(11) 내를 상하 방향으로 구획하는 수평 구획벽이 설치되어 있다. 구획 부재인 하우징(11), 수직 구획벽 및 수평 구획벽에 의해 서로 구획된 캐리어 반입 반출 영역(12), 캐리어 대기 영역(13), 웨이퍼 반송 영역(14) 및 상기한 반응 용기(5)가 설치되는 반응 용기 설치 영역(15)이 형성되어 있다. 캐리어 반입 반출 영역(12), 웨이퍼 반송 영역(14)이 각각 전방, 후방에 위치하고 있고, 캐리어 반입 반출 영역(12), 웨이퍼 반송 영역(14)의 상방에, 캐리어 대기 영역(13), 반응 용기 설치 영역(15)이 각각 위치하고 있다. 이들 각 영역(12∼15)은 하우징(11) 내에 형성됨으로써, 하우징(11)의 외측 영역으로부터 구획되어 있다.
상기한 수직 구획벽에 대해, 캐리어 반입 반출 영역(12)과 웨이퍼 반송 영역(14)을 구획하는 하방측의 부위를 하방 구획벽(16), 캐리어 대기 영역(13)과 반응 용기 설치 영역(15)을 구획하는 상방측의 부위를 상방 구획벽(17)으로 한다. 상기한 수평 구획벽에 대해, 캐리어 반입 반출 영역(12)과 캐리어 대기 영역(13)을 구획하는 전방측의 부위를 전방 구획벽(18), 웨이퍼 반송 영역(14)과 반응 용기 설치 영역(15)을 구획하는 후방측의 부위를 후방 구획벽(19)으로 한다. 캐리어 반입 반출 영역(12), 캐리어 대기 영역(13) 및 반응 용기 설치 영역(15)의 반응 용기(5)의 외측은 에어 분위기이며, 웨이퍼 반송 영역(14)은 이 예에서는 질소(N2) 가스 분위기이다. 단, 웨이퍼 반송 영역(14)에 대해서도 에어 분위기로 해도 된다.
우선, 캐리어 반입 반출 영역(12)에 대해 설명한다. 도면 중 부호 21은, 캐리어 반송구이며, 하우징(11)의 전방측의 측벽에 있어서 캐리어 반입 반출 영역(12)에 개구되도록 형성되어 있다. 캐리어 반입 반출 영역(12)에 있어서는 전방측, 후방측에 각각 캐리어(C)가 적재되는 전방측 캐리어 스테이지(22), 후방측 캐리어 스테이지(23)가 설치되어 있다. 하우징(11)의 외부에 설치되는 도시하지 않은 캐리어 반송 기구가, 캐리어 반송구(21)를 통해 전방측 캐리어 스테이지(22)에 대해 캐리어(C)를 전달함으로써, 캐리어(C)가 캐리어 반입 반출 영역(12)에 대해 반입 반출된다. 후방측 캐리어 스테이지(23)는 웨이퍼(W)를 반송하기 위해 하방 구획벽(16)에 개구된 웨이퍼 반송구(24)의 에지부에 캐리어(C)의 전방면의 에지부가 압박되도록 당해 캐리어(C)를 적재할 수 있도록 구성되어 있다.
도면 중 부호 25는, 전방 구획벽(18)에 개구된 캐리어 반송구이며, 캐리어 반입 반출 영역(12)에는, 당해 캐리어 반송구(25)를 개폐하는 셔터(26)가 설치되어 있다. 후술하는 바와 같이 캐리어 반송구(25)를 통해 캐리어 반입 반출 영역(12)에 에어가 공급되고, 캐리어 반입 반출 영역(12)에는 이 에어를 배기하는 배기구가 설치되지만, 도시는 생략하고 있다.
계속해서, 캐리어 대기 영역(13)에 대해 설명한다. 이 캐리어 대기 영역(13)의 전방측, 후방측에는 캐리어(C)를 대기시키기 위해 적재하는 대기용 캐리어 스테이지(31)가 각각, 상하로 3단으로 설치되어 있다. 도면 중 부호 32는, 캐리어 반송 기구이며, 승강하여 캐리어 반송구(25)를 통해 캐리어 반입 반출 영역(12)과 캐리어 대기 영역(13) 사이를 이동할 수 있다. 도 2의 측면도도 참조하면서 설명하면, 캐리어 반송 기구(32)는 본체부(33)와, 기단부가 본체부(33)에 접속된 다관절 아암(34)을 구비하고 있고, 다관절 아암(34)의 선단부에는 캐리어 보유 지지부(35)가 설치되어 있다. 캐리어(C)는 이 캐리어 보유 지지부(35)에 의해 보유 지지되어, 전방측 캐리어 스테이지(22)와 후방측 캐리어 스테이지(23)와 대기용 캐리어 스테이지(31) 사이에서 전달된다.
또한 캐리어 반송 기구(32)는 가스 유출 기구를 이루고, 상기한 본체부(33)에는 다관절 아암(36)의 기단부가 접속되고, 다관절 아암(36)의 선단부에는 덮개 보유 지지부(37)가 설치된다. 덮개 보유 지지부(37)는, 대기용 캐리어 스테이지(31)에 적재된 캐리어(C)의 덮개(C2)를 탈착하기 위해 당해 덮개(C2)의 전방면의 키 구멍에 삽입되는 도시하지 않은 키를 구비하고 있고, 키 구멍에 삽입된 상태에서 당해 키를 회전시켜, 덮개(C2)와 캐리어(C)를 구성하는 용기 본체(C1) 사이에 있어서 결합이 형성된 상태와, 결합이 해제된 상태를 전환할 수 있다. 이 결합이 해제된 상태에서는, 덮개(C2)는 덮개 보유 지지부(37)에 보유 지지되고, 도 2에 도시한 바와 같이 용기 본체(C1)로부터 떼어낼 수 있다. 즉, 덮개 보유 지지부(37)는 캐리어(C)의 덮개 개폐 기구로서 구성되어 있다.
도 1로 되돌아가 캐리어 대기 영역(13)의 설명을 계속하면, 캐리어 대기 영역(13)의 천장부에는 배관(41A)의 일단부가 개구되어 있고, 배관(41A)의 타단부는 하우징(11)의 외부에서 상기한 클린 룸 내에 개구되어 있다. 배관(41A)에는, 당해 배관(41A) 내의 유로를 개폐하는 댐퍼(42A)와 팬(43A)과 필터(44)가 일단부측(캐리어 대기 영역(13)측)을 향해 이 순서로 개재 설치되어 있고, 댐퍼(42A)에 의해 당해 배관(41A) 내의 유로(제2 접속로)가 개방된 상태에서 팬(43A)이 동작함으로써, 하우징(11)의 외부에 있어서의 클린 룸 내의 에어가 필터(44)에 의해 청정화되어 캐리어 대기 영역(13)에 공급된다. 댐퍼(42A)와 팬(43A)은, 후술하는 바와 같이 캐리어(C)를 냉각하기 위한 냉각 가스 공급 기구를 이룬다. 필터(44)에 대해서는, 예를 들어 케미컬 필터(45), ULPA 필터(Ultra Low Penetration Air Filter)(46)가, 상기한 배관(41A) 내의 가스류 하류측을 향해 이 순서로 배치됨으로써 구성되어 있다. 즉, 필터(44)는, 2종류의 필터에 의해 구성되어 있다. 케미컬 필터(45)는 유기 가스나 이온상 가스를 제거하기 위한 필터이고, ULPA 필터(46)는 파티클을 제거하기 위한 필터이다.
계속해서, 반응 용기 설치 영역(15)에 대해 설명한다. 상기한 반응 용기(5)는 후방 구획벽(19)으로부터 상방으로 신장되도록 종형의 원형으로 구성되어 있고, 반응 용기(5)의 내부에는 세로로 긴 처리 공간이 형성되어 있다. 반응 용기(5)의 하단부에는 상기한 처리 공간에 연통되는 개구부(51)가 웨이퍼 반송 영역(14)에 개구되도록 형성되어 있다. 반응 용기(5)의 외측에는 당해 반응 용기(5)의 측방을 둘러싸도록, 상기한 처리 공간을 가열하는 발열체인 히터(52)가 설치되어 있다. 도면 중 부호 53은 단열재이며, 히터(52) 및 반응 용기(5)를 둘러싸도록 기립된 통 형상으로 형성되고, 당해 단열재(53)의 외측 영역에 있어서의 온도가 지나치게 높아지는 것을 방지하고 있다.
반응 용기(5)에 대해 설명하면, 당해 반응 용기(5) 내에는 도시하지 않은 배기구가 개구되어 있어, 후술하는 바와 같이 개구부(51)가 폐쇄된 상태에서 배기가 행해짐으로써, 반응 용기(5) 내의 처리 공간을 소정의 압력의 진공 분위기로 할 수 있다. 또한, 반응 용기(5) 내에는, 성막용 처리 가스를 처리 공간에 공급하는 도시하지 않은 가스 인젝터가 설치되어 있다. 처리 공간이 진공 분위기로 된 상태에서, 히터(52)에 의해 당해 처리 공간에 수납된 웨이퍼(W)가 가열됨과 함께 당해 가스 인젝터로부터 성막 가스가 공급됨으로써 CVD가 행해져, 예를 들어 실리콘 등의 성막 가스의 종류에 따른 막이 웨이퍼(W)에 형성된다.
또한, 하우징(11)의 후방측의 측벽에는 배관(41B)이 설치되고, 배관(41B)의 일단부는 반응 용기 설치 영역(15)에 있어서 단열재(53)에 둘러싸이는 영역의 외측에 개구되어 있다. 그리고, 배관(41B)의 타단부는 하우징(11)의 외부에 개구되고, 공장의 배기 설비를 이루는 배기로에 접속되어 있다. 배관(41B)에는, 팬(43B), 당해 배관(41B) 내의 유로를 개폐하는 댐퍼(42B)가 일단부측(반응 용기 설치 영역(15)측)을 향해 이 순서로 개재 설치되어 있다. 댐퍼(42B)에 의해 당해 배관(41B) 내의 유로가 개방된 상태에서 팬(43B)이 동작하고, 히터(52)에 의해 가열되는 반응 용기 설치 영역(15)의 분위기를 형성하는 에어가 하우징(11)의 외부로 배출됨으로써, 당해 반응 용기 설치 영역(15)의 과잉의 온도 상승이 억제된다.
또한, 상방 구획벽(17)에 있어서 배관(41C, 41D)이 설치되어 있고, 이들 배관(41C, 41D)의 각 일단부가, 반응 용기 설치 영역(15)의 단열재(53)에 의해 둘러싸이는 영역의 외측에 개구되어 있다. 배관(41C)의 타단부는, 캐리어 대기 영역(13)의 천장부 부근에서 각 캐리어(C)가 적재되는 영역보다 상방의 위치에 개구되어 있고, 당해 배관(41C)에는, 당해 배관(41C) 내의 유로(제1 접속로)를 개폐하는 댐퍼(42C)와 팬(43C)과 필터(44)가 타단부측(캐리어 대기 영역(13)측)을 향해 이 순서로 개재 설치되어 있다. 댐퍼(42C)에 의해 당해 배관(41C) 내의 유로가 개방된 상태에서 팬(43C)이 동작하고, 반응 용기 설치 영역(15)의 에어가 배관(41C)의 타단부를 향해 공급되고, 필터(44)에 의해 청정화되어, 캐리어 대기 영역(13)에 공급된다. 필터(44)는, 상기한 바와 같이 케미컬 필터(45)와, ULPA 필터(46)에 의해 구성되어 있고, 배관(41C) 내에 있어서의 가스류의 상류측, 하류측에 케미컬 필터(45), ULPA 필터(46)가 각각 설치되어 있다. 댐퍼(42C), 팬(43C)은, 가열된 가스를 캐리어(C)에 공급하는 가열 유체 공급 기구를 이루고, 상기한 히터(52)와 함께 캐리어 가열 기구를 구성한다.
배관(41D)의 타단부는, 캐리어 대기 영역(13)의 저부 부근에서 각 캐리어(C)가 적재되는 영역보다 하방의 위치에 개구되어 있고, 당해 배관(41D)에는 팬(43D)과 당해 배관(41D) 내의 유로를 개폐하는 댐퍼(42D)가 타단부측(캐리어 대기 영역(13)측)을 향해 이 순서로 개재 설치되어 있고, 댐퍼(42D)에 의해 당해 배관(41D) 내의 유로가 개방된 상태에서 팬(43C)이 동작하여, 캐리어 대기 영역(13)의 에어를 반응 용기 설치 영역(15)으로 공급한다. 또한, 이상의 배관(41A∼41D)의 각 팬(43A∼43D)은, 예를 들어 성막 장치(1)에 있어서의 처리 중에는 상시 동작하고 있고, 댐퍼(42A∼42D)의 개폐에 의해, 이들 배관(41A∼41D)에 있어서의 가스의 유통과 유통의 정지가 전환된다.
계속해서, 웨이퍼 반송 영역(14)에 대해 설명한다. 도면 중 부호 61은 도어이며, 캐리어 반송 기구(32)의 덮개 보유 지지부(37)와 마찬가지로 키(도시는 생략하고 있음)를 구비하고 있다. 그리고 도어(61)는, 앞서 서술한 바와 같이 하방 구획벽(16)에 압박된 상태에서 후방측 캐리어 스테이지(23)에 적재되는 캐리어(C)에 대해 웨이퍼 반송구(24)를 통해 상기한 키에 의해 덮개(C2)를 탈착하고, 덮개(C2)를 보유 지지한 상태에서 상하 방향으로 이동함으로써 당해 웨이퍼 반송구(24)의 개폐를 행할 수 있도록 구성되어 있다. 이와 같이 도어(61)도 캐리어(C)의 덮개 개폐 기구를 이룬다.
도면 중 부호 6은 웨이퍼 보트이며, 다수 매의 웨이퍼(W)를 상하 방향으로 다수 설치된 지지부 상에 적재하여 선반 형상으로 보유 지지하는 기판 유지구를 이룬다. 도면 중 부호 D는 더미 웨이퍼이며, 웨이퍼(W)와 마찬가지인 형상을 갖고 있다. 더미 웨이퍼(D)는, 예를 들어 웨이퍼 보트(6)의 상부측 및 하부측에 있어서 수 매씩, 웨이퍼(W)와 마찬가지로 당해 웨이퍼 보트(6)에 착탈 가능하게 보유 지지되고, 웨이퍼(W)와 함께 반응 용기(5) 내에 반입되어 처리된다. 이 더미 웨이퍼(D)는, 웨이퍼 보트(6)에 탑재되는 웨이퍼(W) 사이에서 처리 가스의 흐름을 균일화하는 역할을 갖고 있고, 반도체 디바이스의 제조를 목적으로 하지 않는 더미 기판이다.
도면 중 부호 62는 이동 탑재용 보트 스테이지이며, 상기한 후방측 캐리어 스테이지(23)에 적재되는 캐리어(C)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 이동 탑재를 행하기 위해, 앞서 서술한 웨이퍼 보트(6)가 적재된다. 도면 중 부호 63은 이 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 웨이퍼 반송 기구(기판 반송 기구)이며, 승강 가능하고 또한 연직축 주위로 회전 가능한 베이스와, 베이스 위를 진퇴 가능한 웨이퍼(W)의 이면 보유 지지부를 구비한다. 도면 중 부호 64는 승강함으로써 상기한 반응 용기(5)의 개구부(51)를 하방으로부터 개폐하는 덮개이다. 도면 중 부호 65는 웨이퍼 보트(6)를 반응 용기(5)에 대해 반입하기 위해 적재하는 반입용 보트 스테이지이며, 덮개(64) 상에 설치된다. 즉, 덮개(64)의 승강에 의해, 웨이퍼 보트(6)의 반응 용기(5)에 대한 반입 반출과 반응 용기(5)의 개구부(52)의 개폐가 모두 행해진다.
도면 중 부호 66은, 이동 탑재용 보트 스테이지(62)와 반입용 보트 스테이지(65) 사이에서 웨이퍼 보트(6)를 반송할 수 있도록 관절 아암을 구비한 보트 반송 기구이다. 이들 외에 웨이퍼 반송 영역(14)에는, 보트 반송 기구(66)에 의해 웨이퍼 보트(6)가 반송되는 웨이퍼 보트(6)의 대기용 스테이지나, 웨이퍼 반송 영역(14)에 N2 가스를 공급하여 N2 가스 분위기를 형성하기 위한 N2 가스 공급부, 웨이퍼 반송 영역(14)을 배기하는 배기구 등이 설치되지만, 도시는 생략한다.
상기한 성막 장치(1)에는 컴퓨터인 제어부(10)가 설치되어 있고, 당해 제어부(10)에는 프로그램이 포함된다. 이 프로그램에는, 성막 장치(1)의 각 부에 제어 신호를 보내, 후술하는 캐리어(C)의 반송, 웨이퍼(W)의 반송, 웨이퍼(W)에의 성막 처리 및 캐리어(C) 내의 청정화 처리가 진행되도록 명령(각 스텝)이 내장되어 있다. 이 프로그램은, 기억 매체, 예를 들어 콤팩트 디스크, 하드 디스크, 메모리 카드 등에 저장되어 제어부(10)에 인스톨된다.
계속해서, 상기한 성막 장치(1)에 있어서의 웨이퍼(W)의 성막 처리 및 캐리어(C) 내의 청정화 처리에 대해, 도 3∼도 6을 참조하면서 설명한다. 이 도 3∼도 6에서는 댐퍼(42A∼42D) 중, 폐쇄되어 있는 것과 개방되어 있는 것을 구별하기 위해, 폐쇄되어 있는 것에 사선을 부여하여 나타내고 있고, 또한 가스의 흐름을 실선의 화살표로 나타내고 있다. 또한 도시의 편의상, 도 4에서는 배관(41C)의 표시를 도 1보다 반응 용기 설치 영역(15) 부근에 도시하고 있다.
웨이퍼(W)의 처리를 행하기 위해 반응 용기(5) 내의 처리 공간이 소정의 온도, 예를 들어 300℃ 이상으로 되도록 히터(52)가 발열하여, 반응 용기 설치 영역(15)의 에어가 가열된다. 이때, 배관(41A, 41B)의 댐퍼(42A, 42B)는 개방되어 있고, 배관(41C, 41D)의 댐퍼(42C, 42D)는 폐쇄되어 있다. 또한, 캐리어 반송구(25)의 셔터(26)가 개방되어, 캐리어 반입 반출 영역(12)과 캐리어 대기 영역(13)이 연통되어 있다.
댐퍼(42A) 및 셔터(26)가 상기한 바와 같이 개방됨으로써, 하우징(11)의 외부의 클린 룸 내의 에어가 캐리어 대기 영역(13)의 천장 하부로 유입되고, 당해 캐리어 대기 영역(13)에 있어서 하강류를 형성하고, 캐리어 반송구(25)를 통해 캐리어 반입 반출 영역(12)으로 유입된 후, 도시하지 않은 반송구로부터 배기된다. 또한, 댐퍼(42B)가 상기한 바와 같이 개방됨으로써, 가열된 반응 용기 설치 영역(15)의 에어가, 배관(41B)을 통해 성막 장치(1)의 외부로 방출된다. 또한, 댐퍼(42C, 42D)가 상기한 바와 같이 폐쇄됨으로써, 반응 용기 설치 영역(15)과 캐리어 대기 영역(13) 사이에서는, 에어의 통류가 행해지고 있지 않다.
이와 같이 성막 장치(1)의 각 부에 에어의 흐름이 형성된 상태에서, 캐리어(C)가 캐리어 반입 반출 영역(12)으로 반입되고, 전방측 캐리어 스테이지(22)를 통해 후방측 캐리어 스테이지(23)로 반송된다. 도어(61)에 의해 이 캐리어(C)의 덮개(C2)가 떼어진 후, 당해 캐리어(C)에 수납되어 있는 웨이퍼(W)가, 이동 탑재용 보트 스테이지(62)에 적재된 웨이퍼 보트(6)로 반송되어 보유 지지된다. 수납되어 있는 모든 웨이퍼(W)가 그렇게 웨이퍼 보트(6)로 반송되면, 덮개(C2)가 설치된 후에 캐리어(C)는, 캐리어 대기 영역(13)으로 반송되어, 대기용 캐리어 스테이지(31)에 적재된다. 이 캐리어(C)에 이어서 캐리어 반입 반출 영역(12)으로 반송된 캐리어(C)도 마찬가지로, 수납되어 있는 웨이퍼(W)가 모두 반출된 후, 대기용 캐리어 스테이지(31)에 적재된다(도 3).
소정의 개수의 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)가 취출되어, 소정의 매수의 웨이퍼(W)가 웨이퍼 보트(6)에 보유 지지되면, 웨이퍼 보트(6)는 덮개(64) 상의 반입용 보트 스테이지(65)로 반송된다. 그리고 덮개(64)가 상승하여, 웨이퍼 보트(6)가 반응 용기(5) 내의 처리 공간에 수납됨과 함께 반응 용기(5)가 기밀하게 폐쇄된다. 히터(52)에 의해 웨이퍼(W)가 가열되어 소정의 온도로 됨과 함께 처리 공간이 소정의 압력의 진공 분위기로 된 후, 성막 가스가 공급되어, 웨이퍼(W)에 CVD에 의한 성막이 행해진다. 또한, 캐리어(C)로부터 취출될 때, 웨이퍼(W)에 수분 및 오염 물질 등의 이물이 부착되어 있어도, 이 이물에 대해서는 성막 처리에 의한 가열에 의해 기화됨으로써 웨이퍼(W)로부터 제거된다.
예를 들어, 이 성막 처리 중에, 캐리어 반송 기구(32)가 캐리어 대기 영역(13)에 위치하는 상태에서, 셔터(26)에 의해 캐리어 반송구(25)가 폐쇄되어, 캐리어 대기 영역(13)과 캐리어 반입 반출 영역(12)이 구획된다. 또한, 배관(41A)의 댐퍼(42A) 및 배관(41B)의 댐퍼(42B)가 폐쇄되어, 캐리어 대기 영역(13)으로의 하우징(11)의 외부로부터의 에어의 공급이 정지함과 함께, 반응 용기 설치 영역(15)으로부터 성막 장치(1)의 외부로의 가열된 에어의 방출이 정지한다. 이와 같이 댐퍼(42A, 42B)가 폐쇄되는 한편, 배관(41C, 41D)의 댐퍼(42C, 42D)가 개방되고, 반응 용기 설치 영역(15)에서 가열된 에어가 배관(41C)의 필터(44)에 의해 청정화되어 캐리어 대기 영역(13)의 상부에 공급됨과 함께, 캐리어 대기 영역(13)의 하부로부터 반응 용기 설치 영역(15)으로의 배기가 행해진다.
이 에어의 공급과 배기에 의해, 캐리어 대기 영역(13)의 각 캐리어(C)가 적재되는 영역에는 하강류가 형성되고, 이 하강류에 노출되어 캐리어(C)는 가열되고, 그 온도가 예를 들어 40℃∼80℃로 된다. 그렇게 가열됨으로써 캐리어(C) 내에서는 각 부에 흡착되어 있던 이물이 기화되어 당해 각 부로부터 이탈한 상태로 된다. 그리고, 이와 같이 캐리어(C)가 가열된 상태에서, 캐리어 반송 기구(32)에 의해 캐리어(C)의 덮개(C2)가 개방되어, 기화된 이물은 캐리어(C) 내로부터 유출되고, 당해 캐리어(C) 내에는 상기한 하강류를 이루는 청정한 에어가 유입된다. 즉, 캐리어(C) 내의 가스가, 청정한 에어로 치환된다(도 4). 그 후, 캐리어 반송 기구(32)는 캐리어(C)의 덮개(C2)를 폐쇄한다. 캐리어 대기 영역(13)에 대기하고 있는 모든 캐리어(C)에 대해, 차례로 상기한 덮개(C2)의 개폐가 행해지고, 덮개(C2)가 개방되었을 때에 캐리어(C) 내의 가스가 치환된다.
그 후, 캐리어 반송구(25)의 개방, 배관(41A)의 댐퍼(42A) 및 배관(41B)의 댐퍼(42B)의 개방 및 배관(41C)의 댐퍼(42C) 및 배관(41D)의 댐퍼(42D)의 폐쇄가 행해지고, 반응 용기 설치 영역(15)과 캐리어 대기 영역(13) 사이에 있어서의 에어의 유통이 정지하여, 다시 반응 용기 설치 영역(15)의 에어는 하우징(11)의 외부로 배출됨과 함께, 다시 클린 룸으로부터 공급된 에어에 의한 하강류가 캐리어 대기 영역(13)에 형성된다(도 5). 클린 룸의 온도는 가열된 캐리어(C)의 온도보다 낮기 때문에, 이 클린 룸으로부터 공급된 에어는 캐리어(C)를 냉각하는 냉각 가스로서 작용하여, 캐리어(C)의 온도가 빠르게 저하된다.
그리고 성막 처리가 종료되면, 반응 용기(5) 내의 처리 공간으로의 성막 가스의 공급이 정지됨과 함께 당해 처리 공간의 압력이 상승한 후, 덮개(64)가 하강하여, 웨이퍼 보트(6)가 웨이퍼 반송 영역(14)으로 반출되고, 웨이퍼 보트(6)에 보유 지지되는 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 영역(14)의 N2 가스 분위기에 노출되어 냉각된다. 그 후, 웨이퍼 보트(6)가 이동 탑재용 보트 스테이지(62)로 반송되는 한편, 캐리어 대기 영역(13)으로부터 내부가 청정화된 캐리어(C)가 후방측 캐리어 스테이지(23)로 반송되어, 덮개(C2)가 떼어진다. 그리고, 성막 완료된 웨이퍼(W)가 이 캐리어(C)로 반송되어 수납된다.
이 수납되는 웨이퍼(W)의 온도보다, 상기한 캐리어 대기 영역(13)에 있어서 덮개(C2)가 개방된 상태에서 가열되었을 때의 캐리어(C)의 온도는 높다. 구체적으로, 캐리어(C)에 반입될 때의 웨이퍼(W) 온도가 40℃라고 하면, 상기한 덮개(C2)가 개방되었을 때에 가열된 캐리어(C)의 온도는 40℃보다 높은 온도가 된다. 이것은, 캐리어(C) 내에 수납되는 웨이퍼(W)의 열에 의해, 상기한 캐리어(C) 내의 청정화 처리 시에는 기화되지 않은 이물이 기화되어 웨이퍼(W)에 흡착되는 것을 방지하기 위해서이다. 또한, 이와 같이 캐리어(C) 내로부터의 이물의 기화를 방지할 수 있도록 가열 시의 캐리어(C)의 온도가 설정되기 때문에, 가열 시에 있어서 캐리어(C)의 내벽과 외벽에서 온도가 상이한 경우에는, 이 캐리어(C)의 온도라 함은, 내벽의 온도이다.
상기한 바와 같이 성막 완료된 웨이퍼(W)가 수납된 캐리어(C)에는 덮개(C2)가 설치되고, 당해 캐리어(C)는, 전방측 캐리어 스테이지(22)를 통해 성막 장치(1)로부터 반출된다. 캐리어 대기 영역(13)에서 대기하고 있던 각 캐리어(C)에 대해 차례로, 앞서 서술한 후방측 캐리어 스테이지(23)로의 반송과, 성막 완료된 웨이퍼(W)의 수납과, 성막 장치(1)로부터의 반출이 행해진다(도 6).
이 성막 장치(1)에 의하면, 수납되어 있던 웨이퍼(W)가 반응 용기(5)로 반송됨으로써 빈 상태로 캐리어 대기 영역(13)에서 대기하고 있는 캐리어(C)를, 당해 캐리어(C)로 복귀될 때의 성막 처리 완료된 웨이퍼(W)의 온도보다 높은 온도로 가열함과 함께 덮개(C2)를 개방한다. 그것에 의해, 수분 및 오염 물질 등을 포함하는 이물을 기화시킨 상태에서 캐리어(C) 내로부터 유출시켜 제거하여, 캐리어(C) 내가 청정화된다. 따라서, 반응 용기(5) 내에서 성막 처리된 웨이퍼(W)가 이 캐리어(C)로 복귀될 때, 이 웨이퍼(W)의 온도 이하의 온도에서 기화되는 이물은 당해 캐리어(C) 내에 남아 있지 않다. 그 때문에, 웨이퍼(W)를 캐리어(C)로 복귀시키는 데 있어서, 당해 웨이퍼(W)가 이물에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 캐리어(C) 내가 청정화되어 있으므로, 이 성막 장치(1)에 있어서의 성막 처리의 후단의 각 처리를 행하는 장치로 당해 캐리어(C)가 반송된 후에도, 웨이퍼(W)가 이물에 오염되는 것을 억제할 수 있다.
상기한 처리 예에서는 웨이퍼(W)의 성막 처리와, 캐리어(C) 내의 청정화 처리가 동시에 행해지고 있지만, 이것들은 서로 다른 타이밍에 행해져도 된다. 예를 들어 성막 처리가 종료되고, 웨이퍼 보트(6)가 반응 용기(5)로부터 반출되어 웨이퍼 반송 영역(14)에 있어서 웨이퍼(W)가 냉각되고 있는 동안에, 도 4에서 설명한 바와 같이 캐리어 대기 영역(13)으로의 가열된 에어의 공급과 캐리어(C)의 덮개(C2)의 개폐를 행하여, 캐리어(C)를 청정화하도록 해도 된다.
그런데 캐리어(C) 내의 청정화 처리에 있어서, 캐리어(C)의 가열 온도를 높게 할수록 확실하게 이물을 기화할 수 있지만, 이 가열 온도가 지나치게 높으면 캐리어(C)의 내열 온도의 한계를 초과하여, 변형 등의 문제가 캐리어(C)에 발생할 우려가 있다. 또한, 이물이 되는 유기물이나 이온성 기체는 수화성(수용성)을 갖는다는 점에서, 캐리어(C)를 가열하여 수분을 캐리어(C)의 각 부로부터 이탈시킬 때, 이 수분에 용해되어 있는 유기물이나 이온성 기체에 대해서도 이탈시킬 수 있다고 생각된다. 즉, 이들 유기물이나 이온성 기체의 캐리어(C)의 각 부의 흡착 에너지는 비교적 낮고, 비교적 낮은 온도라도 이것들을 이탈시킬 수 있다고 생각된다. 또한, 상기한 캐리어(C)는 상기한 클린 룸 내에서 반송되므로, 비교적 높은 온도 환경에 노출될 우려는 적기 때문에, 비교적 높은 온도로 하지 않으면 기화되지 않는 이물이 캐리어(C)에 흡착되고 있었다고 해도, 그러한 이물에 대해서는 캐리어(C)의 사용 중에 기화되어 웨이퍼(W)에 부착될 가능성은 낮으므로, 상기한 캐리어(C) 내의 청정화 처리에 의해 제거되지 않아도 된다. 이러한 사정에 의해, 캐리어(C)를 가열 온도로서는 과잉으로 높게 할 필요는 없고, 앞서 서술한 범위 내의 온도로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기한 성막 장치(1)에서는 캐리어(C) 내를 청정화 처리한 후, 클린 룸 내의 에어를 캐리어 대기 영역(13)에 공급하여, 가열된 캐리어(C)를 냉각하고 있다. 따라서, 캐리어(C)를 가열한 후에 당해 캐리어(C)가 반송되는 캐리어 반입 반출 영역(12)의 각 부재에 대한 내열성을 높게 할 필요가 없다. 또한, 이와 같이 냉각됨으로써, 캐리어 반입 반출 영역(12)에 캐리어(C)를 반송할 수 있는 타이밍의 자유도가 높다. 그 때문에, 성막 처리 완료된 웨이퍼(W)가 냉각된 후, 신속하게 캐리어 반입 반출 영역(12)으로 반송해 둔 캐리어(C)에 수납할 수 있기 때문에, 스루풋의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 캐리어(C) 내의 청정화 처리에 있어서 덮개(C2)의 개폐는, 캐리어 반송 기구(32)에 의해 행해지는 것에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 캐리어(C)의 전방면이 캐리어 대기 영역(13)을 구성하는 측벽을 향하도록 대기용 캐리어 스테이지(31)에 적재되도록 한다. 그리고, 상기한 캐리어 대기 영역(13)을 구성하는 측벽에는, 도어(61)와 마찬가지로 덮개(C2)를 개폐하는 개폐 기구가 설치되고, 덮개(C2)가 개폐되도록 해도 된다.
단, 캐리어(C) 내의 청정화 처리를 행하는 데 있어서, 덮개(C2)를 개폐하는 것에는 한정되지 않는다. 도 7은, 덮개(C2)를 개폐하지 않고 청정화 처리를 행할 수 있도록 구성된 대기용 캐리어 스테이지(31)의 종단 측면을 도시하고 있다. 이 대기용 캐리어 스테이지(31)는, 가스 유출 기구를 이루도록 구성되고, 그 상면에는 N2 가스 토출구(71)와, 배기구(72)가 설치되어 있다. N2 가스 토출구(71)는 대기용 캐리어 스테이지(31)에 형성된 유로(73)를 통해 N2 가스 공급 기구(74)에 접속되어 있고, 배기구(72)는 대기용 캐리어 스테이지(31)에 형성된 유로(75)를 통해 배기 기구(76)에 접속되어 있다.
캐리어(C)의 하부에는 가스 공급 포트(C3), 가스 배출 포트(C4)가 설치되어 있고, 캐리어(C)가 대기용 캐리어 스테이지(31)에 적재될 때, N2 가스 토출구(71)가 가스 공급 포트(C3)에, 배기구(72)가 가스 배출 포트(C4)에 각각 접속된다. 도 4에서 설명한 바와 같이 캐리어 대기 영역(13)에 가열된 에어의 하강류가 형성되어 앞서 서술한 온도로 캐리어(C)가 가열된 상태에서, N2 가스 토출구(71)로부터 가스 공급 포트(C3)를 통해 캐리어(C) 내, 즉, 웨이퍼(W)가 수납되는 공간에 N2 가스가 공급됨과 함께, 배기구(72) 및 가스 배출 포트(C4)를 통해 당해 공간이 배기된다. 즉, 캐리어(C)의 내부가 N2 가스에 의해 퍼지되고, 기화된 이물이 제거된다. 또한, 도면 중의 점선의 화살표는, 캐리어(C) 내의 N2 가스의 흐름을 개략적으로 나타낸 것이다. 또한, 이 캐리어(C) 내의 퍼지에 사용하는 가스로서는 N2 가스에 한정되지 않고, 건조한 에어나 N2 가스 이외의 불활성 가스를 사용해도 된다. 또한, 상기한 바와 같이 가열된 에어를 캐리어(C)에 공급한 후, 또한 이러한 캐리어(C) 내의 퍼지를 행하도록 해도 된다.
또한, 캐리어(C) 내의 청정화 처리는 캐리어 대기 영역(13)에 있어서 행해지는 것에는 한정되지 않고, 예를 들어 캐리어 반입 반출 영역(12)에서 행해져도 된다. 도 8은, 캐리어(C) 내의 청정화 처리를 행할 수 있도록 구성된 캐리어 반입 반출 영역(12)의 평면도이다. 이 캐리어 반입 반출 영역(12)에는 캐리어(C)를 수납하는 하우징(76)이 설치되어 있고, 하우징(76) 내는 청정화 처리를 행하는 처리실로서 구성되어 있다. 하우징(76) 내에는 캐리어 스테이지(77)가 설치되어 있다. 이 캐리어 스테이지(77)는, 도 7에서 설명한 대기용 캐리어 스테이지(31)와 마찬가지로 구성되어 있어, 적재된 캐리어(C) 내를 퍼지할 수 있다. 도면 중, 부호 78은 하우징(76)의 측벽에 설치된 캐리어(C)의 반송구이며, 캐리어 반송 기구(32)는 당해 반송구(78)를 통해, 캐리어(C)를 캐리어 스테이지(77)에 적재할 수 있다. 하우징(76) 내에는, 캐리어 스테이지(77)에 적재된 캐리어(C)를 가열하는 히터(79)가 설치되어 있다.
캐리어 스테이지(77) 상에, 웨이퍼 보트(6)로의 웨이퍼(W)의 불출을 종료한 캐리어(C)가 반송된다. 그리고, 히터(79)에 의해 캐리어(C)가 가열됨과 함께 캐리어(C) 내가 퍼지되어 청정화 처리가 행해진다. 이 청정화 처리는, 캐리어(C)를 캐리어 대기 영역(13)으로 반송하여 대기시키기 전에 행해도 되고, 캐리어 대기 영역(13)으로 반송하여 대기시킨 후에 행해도 된다. 또한, 이와 같이 하우징(76) 내에서 청정화 처리를 행함으로써, 캐리어 대기 영역(13)에 있어서 덮개(C2)의 개폐를 행할 필요가 없으므로, 도 8에 도시한 캐리어 반송 기구(32)에는 다관절 아암(36) 및 덮개 보유 지지부(37)가 설치되어 있지 않다.
그런데, 캐리어 대기 영역(13)에서 캐리어(C)의 가열을 행하는 데 있어서, 상기한 바와 같이 가열된 에어를 캐리어 대기 영역(13)에 공급하는 대신, 캐리어 대기 영역(13)에 설치한 히터에 의해 행하도록 해도 된다. 예를 들어 캐리어 대기 영역(13)을 구성하는 벽면이나 대기용 캐리어 스테이지(31)에 당해 히터를 설치할 수 있다. 또한, 그와 같이 캐리어(C)를 가열하는 가열부로서는, 히터 대신에 적외선 조사 램프나 LED(발광 다이오드) 등, 캐리어(C)에 전자파를 조사하여 가열하는 것을 캐리어 대기 영역(13)에 설치해도 된다. 단, 도 1에서 설명한 바와 같이 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 것의 부산물로서 얻어지는 가열된 에어를 사용하여 캐리어(C)를 가열하는 구성으로 하면, 그러한 가열부를 설치할 필요가 없어, 가열부에 공급하는 전력이 불필요해진다. 따라서, 성막 장치(1)의 운용 비용을 억제할 수 있다고 하는 이점이 있다. 또한, 가열된 에어의 캐리어(C)로의 공급과, 캐리어 대기 영역(13)에 설치한 가열부에 의한 캐리어(C)의 가열을 모두 행하도록 해도 된다.
또한, 도 7, 도 8에 도시한 바와 같이 캐리어(C) 내에 N2 가스를 공급하는 경우, 이 N2 가스를 공급하는 N2 가스 공급 기구(74)에, 당해 N2 가스를 가열하는 가열부를 설치해도 된다. 즉, 가열된 N2 가스를 캐리어(C)에 공급함으로써, 캐리어(C) 내가 가열되도록 해도 된다. 단, 가스의 비열은 비교적 작다. 즉, 온도가 저하되기 쉽기 때문에, 그렇게 캐리어(C) 내에 국소적으로 N2 가스가 공급된 경우, 공급된 N2 가스의 온도는 빠르게 저하되어, 캐리어(C) 내의 온도를 상승시키기 위해 비교적 긴 시간을 요하는 경우가 있는 것이 고려된다. 따라서 효율적으로 캐리어(C) 내의 온도를 상승시켜, 이물의 제거 효율을 높이기 위해서는, 도 1에 도시한 바와 같이 가열된 에어를 캐리어(C)가 놓이는 캐리어 대기 영역(13)에 공급함으로써, 당해 캐리어 대기 영역(13) 전체를 가열하는 구성으로 하는 것이 유효하다.
도 9는, 캐리어 대기 영역(13)과 반응 용기 설치 영역(15)에 걸치는 액체의 순환로(81)를 설치한 예를 도시하고 있다. 이 순환로(81)의 일부는, 캐리어 대기 영역(13)에 있어서 대기용 캐리어 스테이지(31) 내에 배선되어 있다. 도면 중, 부호 82는 펌프이며, 순환로(81)에 있어서 액체를 순환시킨다. 순환로(81) 중, 반응 용기 설치 영역(15)에 설치되는 부위는, 당해 반응 용기 설치 영역(15)의 에어에 의해 가열되어 있으므로, 액체는 이 부위에서 유통 중에 가열되어, 캐리어 대기 영역(13)에 공급된다. 그리고, 대기용 캐리어 스테이지(31) 및 당해 대기용 캐리어 스테이지(31)에 적재되는 캐리어(C)가 이 액체의 열에 의해 가열된다. 그 후, 액체는 순환로(81)를 유통하여, 반응 용기 설치 영역(15)에서 다시 가열된 후, 캐리어 대기 영역(13)에 공급된다. 이와 같이 펌프(82) 및 순환로는 캐리어(C)를 가열하는 가열 유체 공급 기구를 이룬다. 즉, 캐리어(C) 내의 청정화 처리를 행하기 위해 반응 용기 설치 영역(15)으로부터 캐리어 대기 영역(13)에 공급되는 가열된 유체로서는 기체인 것에 한정되지 않고, 액체여도 된다.
도 10에서는, 후방측 캐리어 스테이지(23)에 히터(83)를 설치함과 함께, 하방 구획벽(16)에 있어서 도어(61)가 웨이퍼 반송구(24)를 개방할 때에 당해 도어(61)에 보유 지지되는 덮개(C2)와 대향하는 부위에 히터(84)를 설치한 예를 나타내고 있다. 덮개(C2)가 떼어져 웨이퍼 보트(6)에 웨이퍼(W)가 반출된 캐리어(C)에 대해 히터(83)에 의해 용기 본체(C1)를, 히터(84)에 의해 덮개(C2)를 각각 가열한다. 그것에 의해, 용기 본체(C1) 및 덮개(C2)로부터 기화된 이물이 기화되어 이탈된다. 덮개(C2)가 개방되어 있음으로써 용기 본체(C1) 내에는, 웨이퍼 반송 영역(14)에 있어서의 N2 가스가 유입되어, 분위기가 치환된다. 용기 본체(C1) 및 덮개(C2)로부터 이탈된 이물은 웨이퍼 반송 영역(14)에 설치되는 도시하지 않은 배기구로부터 웨이퍼 반송 영역(14)의 분위기를 형성하는 N2 가스와 함께 배기되어 제거된다.
상기한 히터(83, 84)에 의해 캐리어(C)를 가열하여 이물의 제거를 행하는 타이밍으로서는 웨이퍼(W)를 불출한 직후, 즉, 캐리어 대기 영역(13)으로 반송되어 대기하기 전이어도 되고, 웨이퍼(W)가 복귀되기 직전, 즉, 캐리어 대기 영역(13)에서 대기한 후여도 된다. 또한, 히터(83, 84) 중, 히터(83)만이 설치되어 용기 본체(C1)만이 가열되는 구성이어도 되지만, 히터(84)에 의해 덮개(C2)도 가열함으로써, 더 확실하게 웨이퍼(W)의 이물에 의한 오염을 방지할 수 있다. 또한, 이와 같이 용기 본체(C1), 덮개(C2)를 가열하기 위한 가열부로서는 발열 저항체인 히터(83, 84)를 사용하는 것에 한정되지 않고, 상기한 적외선 조사 램프나 LED를 웨이퍼 반송 영역(14), 캐리어 반입 반출 영역(12)에 각각 설치하여 덮개(C2), 용기 본체(C1)를 가열해도 된다.
그런데, 가열된 더미 웨이퍼(D)를 사용하여 캐리어(C)를 가열하여 청정화 처리를 행해도 된다. 구체적으로 설명하면, 전술한 바와 같이 웨이퍼 보트(6)에는 웨이퍼(W) 외에 더미 웨이퍼(D)가 탑재된 상태에서 성막 처리가 행해지므로, 웨이퍼(W)에의 성막 처리가 종료되고, 반응 용기(5)로부터 반출된 웨이퍼 보트(6)에는 가열되어, 비교적 높은 온도로 된 더미 웨이퍼(D)가 탑재되어 있다. 웨이퍼(W)를 수취하기 위해 대기용 캐리어 스테이지(31)로부터 후방측 캐리어 스테이지(23)로 반송되고, 덮개(C2)가 개방된 캐리어(C)에 대해, 도 11에 도시한 바와 같이 이동 탑재용 보트 스테이지(62)로 반송된 웨이퍼 보트(6)로부터, 웨이퍼(W)보다 먼저 더미 웨이퍼(D)가 반송되어 캐리어(C) 내에 수납된다.
이 수납 시의 더미 웨이퍼(D)의 온도는, 캐리어(C)의 내열 한계를 초과하지 않는 온도, 예를 들어 80℃ 이하이다. 더미 웨이퍼(D)로부터의 복사열, 더미 웨이퍼(D)의 접촉에 의한 열전도, 더미 웨이퍼(D)에 의해 발생하는 열대류에 의해, 캐리어(C) 내가 가열되어, 이물이 기화된다. 또한, 더미 웨이퍼(D)에 대해서는 웨이퍼(W)와 마찬가지로, CVD에 의해 수분 및 오염 물질 등의 이물은 기화되어 제거되어 있기 때문에, 이 더미 웨이퍼(D)의 반입에 의해 캐리어(C)가 이물에 오염되는 일은 없다.
캐리어(C)의 덮개(C2)가 개방되어 있으므로, 기화된 이물은 캐리어(C)로부터 유출되어, 캐리어(C) 내의 분위기는 웨이퍼 반송 영역(14)의 분위기인 N2 가스 분위기로 치환된다. 그 후, 더미 웨이퍼(D)가 캐리어(C)로부터 반출되어 웨이퍼 보트(6)로 복귀되고, 캐리어(C)에는 웨이퍼 보트(6)로부터 성막 처리 완료된 웨이퍼(W)가 반입된다. 더미 웨이퍼(D)보다 이후에 캐리어(C)로 반송되는, 즉, 더미 웨이퍼(D)보다 긴 시간 냉각되므로, 이 웨이퍼(W)의 온도는, 상기한 캐리어(C)로의 반입 시의 더미 웨이퍼(D)의 온도보다 낮다. 따라서, 이 웨이퍼(W)의 온도보다, 더미 웨이퍼(D)에 의해 가열되는 캐리어(C)의 온도의 쪽이 높아지기 때문에, 웨이퍼(W)에 이물은 부착되지 않는다. 또한, 캐리어(C)에 반입되는 더미 웨이퍼(D)의 매수로서는 1매여도 되지만, 캐리어(C) 내를 더 확실하게 가열하기 위해 많을수록 바람직하다. 또한, 상기한 더미 웨이퍼(D)의 반송은, 웨이퍼(W)와 마찬가지로 웨이퍼 반송 기구(63)에 의해 행해진다.
그런데 덮개(C2)에는, 용기 본체(C1)와의 사이에 형성되는 간극을 시일하기 위한 수지제 가스킷이 설치되어 있다. 이 가스킷이, 용기 본체(C1)에 대해 고착되고, 덮개(C2)를 개방할 때에 용기 본체(C1)가 덮개(C2)에 잡아당겨져 진동하여, 덮개(C2)를 개방하는 동작을 다시 하게 될 우려가 있지만, 캐리어(C)를 가열함으로써, 이 고착 현상이 억제된다. 즉, 성막 장치(1)는, 이 고착 현상을 억제하는 효과도 갖는다.
또한, 성막 처리 시에 더미 웨이퍼(D)의 표면에 수분이 흡착되어 있으면, 이 수분이 반응 용기(5) 내에 확산되어, 웨이퍼(W)에 형성되는 막의 막질을 열화시키는 경우가 있다. 그것을 방지하기 위해, 이하의 순서로 처리를 행하도록 해도 된다. 우선, 도 3에서 설명한 바와 같이 캐리어(C)로부터 웨이퍼 보트(6)로 웨이퍼(W)를 반출한 후, 웨이퍼 보트(6)로부터 이 캐리어(C)로 더미 웨이퍼(D)를 반송하여 수납한다. 계속해서, 더미 웨이퍼(D)가 수납된 상태에서, 도 4에서 설명한 캐리어(C) 내의 청정화 처리를 행한다. 이 청정화 처리에 의해 더미 웨이퍼(D)도 가열되어, 흡착된 수분이 제거된다. 그 후, 캐리어(C)로부터 더미 웨이퍼(D)를 웨이퍼 보트(6)로 반송하고, 더미 웨이퍼(D)와 웨이퍼(W)가 탑재된 상태에서 웨이퍼 보트(6)를 반응 용기(5)로 반송하여 성막 처리를 행한다. 그 후에는, 도 6에서 설명한 바와 같이 성막 처리 완료된 웨이퍼(W)를 캐리어(C)로 복귀시킨다. 즉, 이 처리 공정에 의하면, 더미 웨이퍼(D)의 표면과 캐리어(C) 내를 동시에 청정화할 수 있다.
그런데, 반응 용기(5) 내에서는 ALD에 의한 성막 처리를 행해도 되고, 성막 처리 이외의 처리가 행해져도 된다. 예를 들어, 히터(52)에 의해 가열되는 반응 용기(5) 내에는 에칭용 처리 가스를 공급해도 되고, 어닐링 처리용 불활성 가스를 공급해도 된다. 즉, 상기한 성막 장치(1)는, 성막 장치로 되는 대신, 에칭 장치나 어닐링 장치 등의 가열 처리 장치로서 구성되어 있어도 된다. 또한, 상기한 바와 같이 캐리어(C)의 가열에는, 반응 용기 설치 영역(15)의 에어를 사용하는 것에는 한정되지 않으므로, 본 발명은 상온에서 웨이퍼(W)에 처리액을 공급하여 세정, 성막 등의 액 처리를 행하는 기판 처리부를 구비한, 가열 처리 장치 이외의 처리 장치에도 적용된다. 또한, 본 발명은, 앞서 서술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 각 실시 형태는 적절하게 변경하거나, 조합하거나 할 수 있다.
C : 캐리어
W : 웨이퍼
1 : 성막 장치
10 : 제어부
32 : 캐리어 반송 기구
42A∼42D : 댐퍼
43A∼43D : 팬
5 : 반응 용기
63 : 웨이퍼 반송 기구

Claims (13)

  1. 내부에 기판이 수납된 캐리어가 적재되는 스테이지와,
    상기 기판을 처리하기 위한 기판 처리부와,
    상기 스테이지에 적재된 상기 캐리어와 상기 기판 처리부 사이에서 상기 기판을 반송하기 위한 기판 반송 기구와,
    상기 기판이 반출된 상태의 상기 캐리어를, 상기 기판 처리부에서 처리 완료된 기판을 당해 캐리어에 반입할 때의 당해 기판의 온도보다 높은 온도로 가열하는 캐리어 가열 기구와,
    상기 캐리어 가열 기구에 의해 가열되는 상기 캐리어의 내부의 가스를 당해 캐리어의 외측으로 유출시키기 위한 가스 유출 기구와,
    상기 내부의 가스가 유출된 후의 캐리어를 냉각하기 위한 가스를, 상기 기판이 반출된 상태의 캐리어가 대기하는 캐리어 대기 영역으로 공급하는 캐리어 냉각용 가스 공급 기구를
    구비하고,
    상기 가스 유출 기구는, 상기 캐리어의 덮개를 개폐하는 덮개 개폐 기구이고,
    상기 스테이지와 상기 캐리어 대기 영역에 설치되는 대기용 스테이지 사이에서 상기 캐리어를 반송하는 캐리어 반송 기구가 설치되고,
    상기 덮개 개폐 기구는, 상기 대기용 스테이지에 적재된 상기 캐리어의 덮개를 개폐하고,
    상기 덮개 개폐 기구는, 당해 캐리어 반송 기구에 설치되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 처리부에 있어서 상기 기판을 가열 처리하기 위해 발열하는 발열체를 구비하고,
    상기 캐리어 가열 기구는, 상기 발열체에 의해 가열된 유체를 상기 기판이 반출된 상태의 캐리어가 대기하는 캐리어 대기 영역에 공급하여, 당해 캐리어를 가열하는 가열 유체 공급 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 발열체가 설치되는 발열체 설치 영역과, 상기 캐리어 대기 영역을 구획하는 구획 부재와,
    상기 구획 부재에 설치되고, 상기 발열체 설치 영역과 상기 캐리어 대기 영역을 접속하는 제1 접속로를 구비하고,
    상기 가열 유체 공급 기구는, 상기 발열체 설치 영역에 있어서 가열된 상기 유체인 가스를 상기 제1 접속로를 통해 상기 캐리어 대기 영역으로 공급하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구획 부재에는, 상기 발열체 설치 영역 및 상기 캐리어 대기 영역에 대해 구획된 외측 영역과, 당해 캐리어 대기 영역을 접속하는 제2 접속로가 설치되고,
    상기 캐리어 냉각용 가스 공급 기구는, 상기 외측 영역에 있어서의 가스를 상기 제2 접속로를 통해 상기 캐리어 대기 영역으로 공급하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 덮개 개폐 기구는, 상기 스테이지에 적재된 상기 캐리어의 덮개를 개폐하고, 상기 캐리어 가열 기구는, 당해 스테이지에 적재된 상기 캐리어를 가열하는 가열부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가스 유출 기구는,
    상기 캐리어의 내부를 퍼지하기 위해 상기 대기용 스테이지에 각각 설치된, 상기 캐리어에 형성되는 가스 공급 포트에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 토출구와, 상기 캐리어에 형성되는 가스 배출 포트로부터 가스를 배출하는 배기구를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
  10. 내부에 기판이 수납된 캐리어를 스테이지에 적재하는 공정과,
    기판 반송 기구에 의해 상기 기판을, 상기 캐리어로부터 당해 기판을 처리하는 기판 처리부로 반출하는 반출 공정과,
    상기 기판 반송 기구에 의해, 상기 기판 처리부에서 처리 완료된 기판을 상기 캐리어에 반입하는 반입 공정과,
    상기 반출 공정 후, 상기 반입 공정이 행해지기 전에 상기 기판이 반출된 상태의 상기 캐리어를, 상기 기판 처리부에서 처리 완료된 기판을 당해 캐리어에 반입할 때의 당해 기판의 온도보다 높은 온도로 가열하는 캐리어 가열 공정과,
    상기 캐리어 가열 공정에 의해 가열되는 상기 캐리어의 내부의 가스를 당해 캐리어의 외측으로 유출시키는 공정과,
    상기 내부의 가스가 유출된 후의 캐리어를 냉각하기 위한 가스를, 상기 기판이 반출된 상태의 캐리어가 대기하는 캐리어 대기 영역으로 공급하는 공정을
    구비하고,
    상기 기판 처리부에 있어서 상기 기판을 가열 처리하기 위해 발열체를 발열시키는 공정을 포함하고,
    상기 캐리어 가열 공정은, 상기 기판 처리부에 있어서 상기 발열체에 의해 가열된 더미 기판을, 상기 기판이 반출된 상태의 상기 캐리어에 반입하여 당해 캐리어를 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 캐리어 가열 공정은, 상기 캐리어의 내부에 더미 기판이 수납된 상태에서 행해지고,
    당해 캐리어 가열 공정 후, 상기 더미 기판을 상기 캐리어로부터 반출하고, 상기 캐리어로부터 반출 완료된 기판과 함께 상기 기판 처리부에서 처리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 방법.
  13. 기판이 수납된 캐리어가 적재되는 스테이지와, 상기 기판을 처리하는 기판 처리부 사이에서 기판이 반송되어 처리가 행해지는 기판 처리 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체이며,
    상기 컴퓨터 프로그램은, 제10항 또는 제12항에 기재된 기판 처리 방법을 실행하도록 스텝 군이 짜여져 있는 것을 특징으로 하는, 기억 매체.
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