KR20200110122A - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 Download PDF

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KR20200110122A
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Abstract

기판을 가열 처리하는 기판 처리 장치에 있어서, 기판 상에 형성되는 막의 막질을 향상시킬 것을 목적으로 한다.
기판을 처리하는 처리실을 가짐과 함께 진공 반송실에 고정된 리액터와, 상기 기판이 적재되는 기판 적재면을 갖고, 상기 리액터 내에 배치되는 기판 적재대와, 상기 기판을 가열하는 가열부와, 상기 처리실에 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 기판 적재면의 위치를 추정하는 기초 정보를 추출하는 추출부와, 상기 기초 정보에 기초하여 상기 기판 적재면의 중심 추정 위치 정보를 산출하는 산출부와, 상기 기판을 반송할 때에 상기 기판을 지지하는 엔드 이펙터를 갖고, 상기 진공 반송실 내에 배치된 반송 로봇과, 상기 추정 위치 정보에 따라 상기 엔드 이펙터의 목표 좌표를 설정함과 함께, 상기 목표 좌표로 상기 엔드 이펙터를 이동시켜, 상기 기판을 상기 기판 적재면에 적재하도록 제어하는 제어부를 갖는 기술을 제공한다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, AND RECORDING MEDIUM}
기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
반도체 디바이스를 제조하는 장치로서는, 기판을 1매마다 처리하는 매엽 장치가 존재한다(예를 들어 특허문헌 1). 매엽 장치에서는, 로봇이 매엽 장치 내의 처리실에 기판을 반입하고, 처리실 내의 기판 적재면에 적재한다. 여기에서는, 예를 들어 기판을 가열함과 함께 기판 상에 가스를 공급하여 반도체 디바이스의 일부로서 구성되는 막을 형성한다.
기판에 대해 막을 형성하는 경우, 기판의 면 내나, 복수의 기판 사이에 있어서, 처리 상태의 변동을 억제하는 것이 바람직하다.
일본 특허 공개 제2012-54399호 공보
일반적인 매엽 장치의 처리실은, 예를 들어 알루미늄 등의 금속으로 구성되어 있다. 금속은 온도 변화에 따라 일정한 선팽창 계수를 갖고 있다. 부품의 배치 등을 포함한 장치 설계를 할 때에는, 그 선팽창 계수를 고려할 필요가 있다.
그러나, 장치 조립 후에 행해지는 로봇의 교시 작업은, 통상 실온에서 행하여진다. 그 때문에, 기판 처리시와 교시 작업시는 처리실의 열팽창 상태가 상이해 버려, 교시 작업에서 설정한 기판의 적재 위치와 어긋나는 경우가 있다. 이 어긋남에 의해, 기판 상에 원하는 막질의 막을 형성할 수 없는 경우가 있다.
본 기술은, 기판을 가열 처리하는 기판 처리 장치에 있어서, 기판 상에 형성되는 막의 막질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
기판을 처리하는 처리실을 가짐과 함께 진공 반송실에 고정된 리액터와, 상기 기판이 적재되는 기판 적재면을 갖고, 상기 리액터 내에 배치되는 기판 적재대와, 상기 기판을 가열하는 가열부와, 상기 처리실에 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 기판 적재면의 위치를 추정하는 기초 정보를 추출하는 추출부와, 상기 기초 정보에 기초하여 상기 기판 적재면의 중심 추정 위치 정보를 산출하는 산출부와, 상기 기판을 반송할 때에 상기 기판을 지지하는 엔드 이펙터를 갖고, 상기 진공 반송실 내에 배치된 반송 로봇과, 상기 추정 위치 정보에 따라 상기 엔드 이펙터의 목표 좌표를 설정함과 함께, 상기 목표 좌표로 상기 엔드 이펙터를 이동시켜, 상기 기판을 상기 기판 적재면에 적재하도록 제어하는 제어부를 갖는 기술을 제공한다.
기판 상에 형성되는 막의 막질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 기판 처리 장치를 설명하는 설명도이다.
도 2는 기판 처리 장치를 설명하는 설명도이다.
도 3은 기판 처리 장치를 설명하는 설명도이다.
도 4는 기판 적재대를 설명하는 설명도이다.
도 5는 가스 공급부를 설명하는 설명도이다.
도 6은 가스 공급부를 설명하는 설명도이다.
도 7은 기판 처리 장치의 컨트롤러를 설명하는 설명도이다.
도 8은 좌표 테이블을 설명하는 설명도이다.
도 9는 비교예를 설명하는 설명도이다.
도 10은 기판 처리 공정을 설명하는 흐름도이다.
도 11은 기판 적재대를 설명하는 설명도이다.
도 12는 기판 적재대를 설명하는 설명도이다.
도 13은 좌표 테이블을 설명하는 설명도이다.
이하에, 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.
(제1 실시 형태)
제1 실시 형태를 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
본 개시의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 개요 구성을, 도 1 내지 도 6을 사용하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 구성예를 나타내는 횡단면도이다. 도 2는, 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 구성예를 나타내고, 도 1의 α-α'에 있어서의 종단면도이다. 도 3은 본 실시 형태에 관한 리액터 RC(200)를 설명하는 설명도이다. 도 4는 기판 적재대(212)에 기판 S를 적재한 상태를 설명하는 설명도이다. 도 5 내지 도 6은 RC(200)에 접속되는 가스 공급부를 설명하는 설명도이다.
도 1 및 도 2에 있어서, 본 개시가 적용되는 기판 처리 장치(100)는 기판 S를 처리하는 것으로, IO 스테이지(110), 대기 반송실(120), 로드 로크실(130), 진공 반송실(140), RC(200)로 주로 구성된다.
(대기 반송실·IO 스테이지)
기판 처리 장치(100)의 앞에는, IO 스테이지(로드 포트)(110)가 설치되어 있다. IO 스테이지(110) 상에는 복수의 포드(111)가 탑재되어 있다. 포드(111)는 실리콘(Si) 기판 등의 기판 S를 반송하는 캐리어로서 사용된다.
포드(111)에는 캡(112)이 마련되고, 포드 오프너(121)에 의해 개폐된다. 포드 오프너(121)는, IO 스테이지(110)에 적재된 포드(111)의 캡(112)을 개폐하고, 기판 출입구를 개방·폐쇄함으로써, 포드(111)에 대한 기판 S의 출입을 가능하게 한다. 포드(111)는 도시되지 않은 AMHS(Automated Material Handling Systems, 자동 웨이퍼 반송 시스템)에 의해, IO 스테이지(110)에 대해, 공급 및 배출된다.
IO 스테이지(110)는 대기 반송실(120)에 인접한다. 대기 반송실(120)은, IO 스테이지(110)와 상이한 면에, 후술하는 로드 로크실(130)이 연결된다. 대기 반송실(120) 내에는 기판 S를 이동 탑재하는 대기 반송 로봇(122)이 설치되어 있다.
대기 반송실(120)의 하우징(127)의 전방측에는, 기판 S를 대기 반송실(120)에 대해 반입 반출하기 위한 기판 반입 반출구(128)와, 포드 오프너(121)가 설치되어 있다. 대기 반송실(120)의 하우징(127)의 후방측에는, 기판 S를 로드 로크실(130)에 반입 반출하기 위한 기판 반입출구(129)가 마련된다. 기판 반입출구(129)는, 게이트 밸브(133)에 의해 개방·폐쇄됨으로써, 기판 S의 출입을 가능하게 한다.
(로드 로크실)
로드 로크실(130)은 대기 반송실(120)에 인접한다. 로드 로크실(130)을 구성하는 하우징(131)이 갖는 면 중, 대기 반송실(120)과 상이한 면에는, 후술하는 진공 반송실(140)이 배치된다.
로드 로크실(130) 내에는 기판 S를 적재하는 적재면(135)을, 적어도 둘 갖는 기판 적재대(136)가 설치되어 있다. 로드 로크실(130) 내부는, 반송구(132)를 통하여 진공 반송실(140)에 연통한다. 반송구(132)에는 게이트 밸브(134)가 마련된다.
(진공 반송실)
기판 처리 장치(100)는, 부압 하에서 기판 S가 반송되는 반송 공간이 되는 반송실로서의 진공 반송실(트랜스퍼 모듈)(140)을 구비하고 있다. 진공 반송실(140)을 구성하는 하우징(141)은 평면으로 볼 때 오각형으로 형성되고, 오각형의 각 변에는, 로드 로크실(130) 및 기판 S를 처리하는 리액터 RC(200)(RC(200a) 내지 RC(200d))가 고정되어 있다. 진공 반송실(140)의 대략 중앙부에는, 부압 하에서 기판 S를 이동 탑재(반송)하는 반송부로서의 반송 로봇(170)이 플랜지(144)를 기부로 하여 설치되어 있다.
진공 반송실(140) 내에 설치되는 진공 반송 로봇(170)은, 엘리베이터(145) 및 플랜지(144)에 의해 진공 반송실(140)의 기밀성을 유지하면서 승강할 수 있도록 구성되어 있다. 로봇(170)이 갖는 두 암(180)은 승강 가능하도록 구성되어 있다. 암(180)의 선단에는, 기판 S를 지지하는 엔드 이펙터(181)가 마련되어 있다. 각암(180)은 링크 구조(182)를 갖고, 복수의 링크 구조(182)와 엔드 이펙터(181)로 암(180)이 구성된다. 또한, 도 2에 있어서는, 설명의 편의상, 암(180)과, 엔드 이펙터(181)를 표시하고, 다른 구조는 생략하였다.
하우징(141)의 측벽 중, 각 RC(200)와 대향하는 벽에는 기판 반입출구(148)가 마련된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, RC(200c)와 대향하는 벽에는, 기판 반입 반출구(148c)가 마련된다. 나아가, 게이트 밸브(149)가 RC(200)별로 마련된다. RC(200c)에는 게이트 밸브(149c)가 마련된다. 또한, RC(200a, 200b, 200d)는 200c와 동일한 구성이기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
엘리베이터(145) 내에는, 암(180)의 승강이나 회전을 제어하는 암 제어부(171)가 내장된다. 암 제어부(171)는, 암(180)의 축을 지지하는 지지 축(171a)과, 지지 축(171a)을 승강시키거나 회전시키거나 하는 작동부(171b)를 주로 갖는다. 플랜지(144) 중, 암(180)의 축과 지지 축(171a) 사이에는 구멍이 형성되어 있고, 지지 축(171a)은 암(180)의 축을 직접 지지하도록 구성된다.
작동부(171b)는, 예를 들어 승강을 실현하기 위한 모터를 포함하는 승강 기구(171c)와, 지지 축(171a)을 회전시키기 위한 기어 등의 회전 기구(171d)를 갖는다. 또한, 엘리베이터(145) 내에는, 암 제어부(171)의 일부로서, 작동부(171b)에 승강·회전 지시하기 위한 지시부(171e)를 마련해도 된다. 지시부(171e)는 컨트롤러(400)에 전기적으로 접속된다. 지시부(171e)는 컨트롤러(400)의 지시에 기초하여, 작동부(171b)를 제어한다. 지시부는 암 제어부라고도 칭한다.
암 제어부(171)가 암(180)을 제어함으로써, 엔드 이펙터(181)의 회전이나 연신이 가능해진다. 회전이나 연신을 행함으로써, RC(200) 내에 기판 S를 반송하거나, RC(200) 내로부터 기판 S를 반출하거나 한다. 나아가, 컨트롤러(400)의 지시에 따라, 지정의 RC(200)에 웨이퍼를 반송 가능하게 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 각 RC(200)에는, RC(200)를 지지하는 지지부(270)가 마련되어 있다. 지지부(270)는, 예를 들어 복수의 기둥으로 구성되어, RC(200)가 열팽창에 의해 신장되었다고 해도 지지할 수 있도록, 플렉시블성을 갖는다.
여기서, 플렉시블성을 갖는 이유를 설명한다. 전술한 바와 같이 RC(200)는 진공 반송실(141)에 고정되어 있다. 일반적으로, 진공 반송실(141)은 다른 RC(200)에 접속되어 있거나, 로봇(170)을 갖거나 하는 점에서, 바닥에 고정되어 있다. 그 때문에, 후술하는 바와 같이 RC(200)가 열팽창한 경우, 진공 반송실(141)을 기준으로 하여 반송실(141)과 역방향으로 팽창되어 버린다. 이와 같은 상태이므로, RC(200)를 움직이지 않도록 고정하면 지지부(270)의 파손 등을 일으킬 가능성이 있다. 따라서 RC(200)가 팽창해도 파손되지 않도록, 지지부(270)는 플렉시블성을 갖는다.
(리액터)
다음에, 도 3 내지 도 6을 사용하여 RC(200)에 대해 설명한다. 또한, RC(200a) 내지 RC(200d)는 각각 동일한 구성이기 때문에, 여기서는 RC(200)로 하여 설명한다.
도 3은 RC(200)의 종단면도이다. 도 4는 기판 적재대(212)를 설명하는 도면이며, (a)는 기판 적재대(212)의 종단면도, (b)는 기판 적재대(212)를 상방으로부터 본 도면이다. 도 5는 후술하는 제1 가스 공급부를 설명하는 도면이며, 도 6은 제2 가스 공급부를 설명하는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, RC(200)는 용기(202)를 구비하고 있다. 용기(202)는, 예를 들어 횡단면이 원형이며 편평한 밀폐 용기로서 구성되어 있다. 또한, 용기(202)는, 예를 들어 알루미늄(Al)이나 스테인리스(SUS) 등의 금속 재료에 의해 구성되어 있다. 용기(202) 내에는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판 S를 처리하는 처리 공간(205)을 구성하는 처리실(201)과, 기판 S를 처리 공간(205)에 반송할 때에 기판 S가 통과하는 반송 공간을 갖는 반송실(206)이 형성되어 있다. 용기(202)는, 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b)로 구성된다. 상부 용기(202a)와 하부 용기(202b) 사이에는 구획판(208)이 마련된다.
하부 용기(202b)의 측벽(202c)은, 게이트 밸브(149)에 인접한 기판 반입출구(148)에 직접적으로, 또는 간접적으로 고정되어 있고, 기판 S는 기판 반입출구(148)를 통하여 진공 반송실(140)과 하부 용기(202b) 사이를 이동한다. 하부 용기(202b)의 저부에는, 리프트 핀(207)이 복수 마련되어 있다.
처리 공간(205)에는, 기판 S를 지지하는 기판 지지부(210)가 배치된다. 기판 지지부(210)는, 기판 S를 적재하는 기판 적재면(211)과, 기판 적재면(211)을 표면에 갖는 기판 홀더(215)와, 기판 적재 홀더(215)가 마련되는 기판 적재대(212)와, 기판 적재대(212) 내에 마련된 가열부로서의 히터(213)를 주로 갖는다.
기판 적재대(212)는, 질화 알루미늄이나 석영 등으로 구성된다. 기판 적재대(212)는, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 상방으로부터 보면 원주형으로 구성된다. 기판 홀더(215)의 중심은 기판 적재대(212)의 중심과 겹치도록 배치된다. 기판 적재면(211)도 마찬가지로, 상방으로부터 보면 원주형으로 구성된다. 기판 적재면(211)의 중심은 기판 적재대(212)의 중심과 겹치도록 배치된다.
기판 적재대(212)에는, 리프트 핀(207)이 관통하는 관통 구멍(214)이, 리프트 핀(207)과 대응하는 위치에 각각 마련되어 있다. 또한, 도 4에서는 관통 구멍(214)을 생략한다.
기판 홀더(215)는, 기판 적재대(212) 중, 가스 도입 구멍(231a)과 대향하는 위치에 마련된다. 기판 홀더(215)는 오목 구조이며, 오목 구조의 저면에 기판 적재면(211)이 있다.
기판 홀더(215)의 직경은, 적재되는 기판 S의 직경보다도 크게 구성된다. 따라서, 기판 S는 오목 구조의 저면에 적재된다. 기판 S는 오목 구조의 저면에 배치되기 때문에, 기판 적재대(212)의 주위의 구조에 의한 가스 흐름의 영향을 받기 어렵다. 예를 들어, 기판 적재대(212)의 상면 중, 배기관(272)측은 다른 것에 비해 약간 가스 유량이 적어지거나 하지만, 기판 적재대(212)의 저면에서는 그 영향을 받기 어렵다. 따라서, 기판 S에 공급되는 처리 가스의 공급량을 제어하기 쉽다.
기판 S를 적재할 때는, 엔드 이펙터(181)가 목표 좌표로 이동할 수 있도록 암 제어부(171)가 암(180)을 제어한다. 목표 좌표는, 기판 적재면(211)의 직경 방향의 중심으로서, 기판 S의 중심 위치와 기판 적재면(211)의 중심 위치가 겹치는 좌표이다.
이에 대해, 도 4를 사용하여 설명한다. 도 4에서는, (a)가 기판 적재대(212)의 측단면도이며, (b)는 상면도이다. 또한, (a)는 (b)의 D-D'에 있어서의 단면도이다. Se는 기판 S의 에지이다. 에지 Se는 기판 S의 주위 방향으로 구성되어 있다. 215e는 기판 홀더(215) 중, 기판 S의 에지 Se와 대향하는 측의 에지이다. 에지 Se와 마찬가지로, 주위 방향으로 구성되어 있다. 212e는 기판 적재대(212)의 외주측 에지이다.
La는 에지 Se와 에지(212e) 사이의 거리를 나타낸다. 또한, La1은 기판 반입출구(148)측의 거리 La이며, La2는 기판 반입출구(148)와 상이한 측의 거리 La를 나타낸다.
Lb는 에지 Se와 에지(215e) 사이의 거리를 나타낸다. 또한, Lb1은 기판 반입출구(148)측의 거리 Lb이며, Lb2는 기판 반입출구(148)와 상이한 측의 거리 Lb를 나타낸다.
암 제어부(171)는 엔드 이펙터(181)를 목표 좌표에 도달시킴으로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 주위 방향에 있어서 거리 La, Lb를 일정하게 하도록, 기판 S가 적재된다.
거리 La를 일정하게 유지함으로써, 주위 방향에 걸쳐 에지 Se와 에지(212e) 사이의 공간에 있어서의 난류 상태를 동일하게 할 수 있다. 따라서, 기판 S의 주위 방향 처리를 균일하게 할 수 있다.
또한, 거리 Lb를 일정하게 유지함으로써, 또한 주위 방향에 걸쳐 에지 Se와 에지(215e) 사이의 공간에 있어서의 난류 상태를 동일하게 할 수 있다. 따라서, 보다 기판 S의 주위 방향 처리를 균일하게 할 수 있다.
다른 기판 S를 처리할 때도 La, Lb를 각각 일정하게 함으로써, 복수의 기판 S 사이에서 균일하게 처리할 수 있다.
기판 적재대(212) 내에는, 히터(213)의 온도를 측정하는 제1 온도 측정기인 온도 측정기(216)를 갖는다. 온도 측정기(216)는, 배선(220)을 통하여 제1 온도 측정부인 온도 측정부(221)에 접속된다.
히터(213)에는, 전력을 공급하기 위한 배선(222)이 접속된다. 배선(222)은 히터 제어부(223)에 접속된다.
온도 측정부(221), 히터 제어부(223)는 후술하는 컨트롤러(400)에 전기적으로 접속되어 있다. 컨트롤러(400)는, 온도 측정부(221)에서 측정한 온도 정보를 바탕으로 히터 제어부(223)에 제어 정보를 송신한다. 히터 제어부(223)는 수신된 제어 정보를 참조하고, 히터(213)를 제어한다.
기판 적재대(212)는, 샤프트(217)에 의해 지지된다. 샤프트(217)는, 용기(202)의 저부(202d)의 구멍(209)을 관통하고 있으며, 또한 용기(202)의 외부에서 샤프트 지지부(218)에 접속되어 있다. 샤프트(217)는, 예를 들어 질화알루미늄 등으로 구성되어 있다.
샤프트 지지부(218)는, 승강 축(224)에 접속된다. 승강 축(224)에는 모터(225)가 접속되어 있다. 모터(225)가 승강 축(224)을 회전시키고, 샤프트 지지부(218)를 승강시킨다. 승강 축(224)는, 승강 축 지지부(226)에 고정된다. 승강 축 지지부(226)는, 저부(202d)에 고정된다. 샤프트(217) 하단부의 주위는 벨로우즈(219)에 의해 덮여 있고, 이에 의해 처리 공간(205) 내는 기밀하게 보유 지지되어 있다.
그런데, 용기(202)가 열팽창한 경우, 전술한 바와 같이 용기(202)는 진공 반송실(141)과 반대측인 화살표(276) 방향으로 연장된다. 용기(202)가 가열되면, 거기에 고정되어 있는 샤프트(217)나 기판 적재대(212)의 위치가 어긋난다. 구체적으로는, 가열에 의해 저부(202d)가 화살표(276)의 방향으로 연장되면 저부(202d)에 고정된 승강 축 지지부(226)의 위치가 화살표 방향으로 어긋난다. 그것에 수반하여, 승강 축 지지부(226)에 고정된 샤프트 지지부(218)의 위치가 화살표(276)로 어긋난다. 그것들의 위치 어긋남과 함께, 기판 적재면(211)의 중심 위치도 어긋나게 되므로, 교시한 당시의 목표 좌표로부터도 어긋나게 된다.
또한, 세라믹이나 석영으로 구성되어 있는 샤프트(217)나 기판 적재대(212)는, 금속제의 용기(202)에 비하여 열팽창 계수가 현저하게 낮고, 열에 의한 팽창은 매우 작다. 즉, 가열했을 때에는, 용기(202)의 열팽창의 영향이 지배적이다. 따라서, 샤프트(217)나 기판 적재대(212)는, 전술한 바와 같은 금속의 열팽창에 추종하는 경우가 없다. 그 때문에, 목표 좌표로부터의 어긋남양은 보다 현저해진다.
처리실(201)은, 예를 들어 후술하는 버퍼 구조(230)와 기판 적재대(212)로 구성된다. 또한, 처리실(201)은 기판 S를 처리하는 처리 공간(205)을 확보할 수 있으면 되고, 다른 구조에 의해 구성되어도 된다.
기판 적재대(212)는, 기판 S의 반송 시에는, 기판 적재면(211)이 기판 반입출구(148)에 대향하는 반송 포지션 P0까지 하강하고, 기판 S의 처리 시에는, 도 3에서 나타낸 바와 같이, 기판 S가 처리 공간(205) 내의 처리 포지션이 될 때까지 상승한다.
처리 공간(205)의 상부(상류측)에는, 가스를 확산시키는 버퍼 구조(230)가 마련되어 있다. 버퍼 구조(230)는, 주로 덮개(231)로 구성된다.
덮개(231)에 마련된 가스 도입 구멍(231a)과 연통되도록, 덮개(231)에는, 후술하는 제1 가스 공급부(240), 제2 가스 공급부(250)와 연통한다. 도 3에 도시된 A는 도 5의 A에 대응하고, B는 도 6의 B에 대응하고, 각각 가스 공급부가 접속되는 것을 의미한다. 또한, 도 3에서는 가스 도입 구멍(231a)이 하나밖에 나타나 있지 않지만, 가스 공급부마다 가스 도입 구멍을 형성해도 된다.
용기(202)의 저부(202d)에는, 온도 측정기(235)가 마련된다. 온도 측정기(235)는, 배선(236)을 통하여 제2 온도 측정부인 온도 측정부(237)에 접속된다. 온도 측정기(235)는, 용기(202)의 온도, 특히 저부(202d)의 온도를 검출한다. 후술하는 바와 같이, 검출된 온도는 기판 적재면(211)의 위치를 검출하는 것이기도 하므로, 위치 검출부라고도 칭한다.
(제1 가스 공급부)
다음에, 도 5를 사용하여 제1 가스 공급부(240)를 설명한다.
제1 가스 공급관(241)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 제1 가스원(242), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(243) 및 개폐 밸브인 밸브(244)가 마련되어 있다.
제1 가스원(242)은 제1 원소를 함유하는 제1 가스(「제1 원소 함유 가스」라고도 칭함)원이다. 제1 원소 함유 가스는, 원료 가스, 즉, 처리 가스의 하나이다. 여기서, 제1 원소는, 예를 들어 실리콘(Si)이다. 즉, 제1 원소 함유 가스는, 예를 들어 실리콘 함유 가스이다. 구체적으로는, 실리콘 함유 가스로서, 모노실란(SiH4) 가스가 사용된다.
주로, 제1 가스 공급관(241), 매스 플로우 컨트롤러(243), 밸브(244)에 의해, 제1 가스 공급부(240)(실리콘 함유 가스 공급계라고도 함)가 구성된다.
(제2 가스 공급부)
다음에, 도 6을 사용하여 제2 가스 공급부(250)를 설명한다.
제2 가스 공급관(251)에는, 상류 방향으로부터 순서대로, 제2 가스원(252), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(253) 및 개폐 밸브인 밸브(254)가 마련되어 있다.
제2 가스원(252)은 제2 원소를 함유하는 제2 가스(이하, 「제2 원소 함유 가스」라고도 칭함)원이다. 제2 원소 함유 가스는, 처리 가스의 하나이다. 또한, 제2 원소 함유 가스는, 반응 가스 또는 개질 가스로서 고려해도 된다.
여기서, 제2 원소 함유 가스는, 제1 원소와 다른 제2 원소를 함유한다. 제2 원소로서는, 예를 들어 산소(O), 질소(N), 탄소(C)의 어느 하나이다. 여기에서는, 제2 원소 함유 가스는, 예를 들어 산소 함유 가스로서 설명한다. 구체적으로는, 산소 함유 가스로서, 산소 가스(O2)가 사용된다.
주로, 제2 가스 공급관(251), 매스 플로우 컨트롤러(253), 밸브(254)에 의해, 제2 가스 공급부(250)(반응 가스 공급계라고도 함)가 구성된다.
또한, 제1 가스 단체로 기판 S 상에 막을 형성하는 경우는, 제2 가스 공급부(250)를 마련하지 않아도 된다.
이상 설명한 제1 가스 공급부(240), 제2 가스 공급부(250)를 통합하여 가스 공급부라 한다.
(배기부)
도 3에서 배기부(271)를 설명한다.
처리 공간(205)에는, 배기관(272)이 연통된다. 배기관(272)은, 처리 공간(205)에 연통하도록, 상부 용기(202a)에 접속된다. 배기관(272)에는, 처리 공간(205) 내를 소정의 압력으로 제어하는 압력 제어기인 APC(Auto Pressure Controller)(273)가 마련된다. APC(273)는 개방도 조정 가능한 밸브체(도시되지 않음)를 갖고, 컨트롤러(400)로부터의 지시에 따라 배기관(272)의 컨덕턴스를 조정한다. 또한, 배기관(272)에 있어서 APC(273)의 상류측에는 밸브(274)가 마련된다. 배기관(272)과 밸브(274), APC(273)를 통합하여 배기부라고 칭한다.
또한, 배기관(272)의 하류에는, DP(Dry Pump. 드라이 펌프)(275)가 마련된다. DP(275)는, 배기관(272)을 통하여, 처리 공간(205)의 분위기를 배기한다.
(컨트롤러)
다음에 도 7을 사용하여 컨트롤러(400)를 설명한다.
기판 처리 장치(100)는, 각 부의 동작을 제어하는 컨트롤러(400)를 갖고 있다.
제어부(제어 수단)인 컨트롤러(400)는, CPU(Central Processing Unit)(401), RAM(Random Access Memory)(402), 기억 장치로서의 기억부(403), I/O 포트(404)를 구비한 컴퓨터로 구성되어 있다. RAM(402), 기억부(403), I/O 포트(404)는, 내부 버스(405)를 통하여, CPU(401)와 데이터 교환 가능하도록 구성되어 있다. 기판 처리 장치(100) 내의 데이터 송수신은, CPU(401)의 하나의 기능이기도 한 송수신 지시부(406)의 지시에 의해 행하여진다.
CPU(401)는, 추출부(407)와 산출부(408)를 추가로 갖는다. 추출부(407)는, 후술하는 기초 정보를 추출하고, 기초 정보 기억부(411)에 기억하는 역할을 갖는다. 산출부(408)는, 후술하는 기초 정보 기억부(411)와 좌표 테이블(412)의 관계를 분석하고, 엔드 이펙터(181)의 목표 좌표를 산출하는 역할을 갖는다.
또한, 상위 장치(284)에 네트워크를 통하여 접속되는 네트워크 송수신부(283)가 마련된다. 네트워크 송수신부(283)는, 로트 중의 기판 S의 처리 이력이나, 실행해야 할 레시피 등에 관한 기판 처리 정보 등을 수신하는 것이 가능하다.
기억부(403)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억부(403) 내에는, 기판 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피(409)나, 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램(410)이 판독 가능하게 저장되어 있다. 또한, 온도 측정부(221, 237)가 계측한 온도 데이터 등의 기초 정보가 기록되는 기초 정보 기억부(411)나, 그 기초 정보와 엔드 이펙터(181)의 목표 좌표의 관계를 나타낸 좌표 테이블(412)을 갖는다.
또한, 프로세스 레시피는, 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 수순을 컨트롤러(400)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있게 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 간단히 프로그램이라고도 한다. 또한, 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 사용한 경우는, 프로세스 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, RAM(402)은, CPU(401)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보유 지지되는 메모리 영역(워크에어리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(404)는, 게이트 밸브(149), 모터(225), 각 압력 조정기, 각 펌프, 히터 제어부(223), 암 제어부(171), 기판 처리 장치(100)의 각 구성에 접속되어 있다.
CPU(401)는, 기억부(403)로부터의 제어 프로그램을 판독하여 실행함과 함께, 입출력 장치(281)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억부(403)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성되어 있다. 그리고, CPU(401)는, 판독된 프로세스 레시피의 내용에 따르도록, 게이트 밸브(149)의 개폐 동작, 모터(225)의 동작, 온도 측정부(221, 237), 히터 제어부(223), 각 펌프의 온/오프 제어, 매스 플로우 컨트롤러의 유량 조정 동작, 밸브 등을 제어 가능하게 구성되어 있다.
또한, 후술하는 좌표 테이블(412)의 정보에 기초하여, 작동부(171b)나 지시부(171e)를 제어하고, 암의 침입 위치를 제어한다. 좌표 테이블(412)에 대해서는, 이후에 상세하게 설명한다.
컨트롤러(400)는, 상술한 프로그램을 저장한 외부 기억 장치(예를 들어, 하드 디스크 등의 자기 디스크, DVD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리 등의 반도체 메모리)(282)를 사용하여 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하거나 함으로써, 본 기술에 관한 컨트롤러(400)를 구성할 수 있다. 또한, 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은, 외부 기억 장치(282)를 통하여 공급하는 경우에 제한되지 않는다. 예를 들어, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용하여, 외부 기억 장치(282)를 통하지 않고 프로그램을 공급하도록 해도 된다. 또한, 기억부(403)나 외부 기억 장치(282)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여, 간단히 기록 매체라고도 한다. 또한, 본 명세서에서, 기록 매체라고 하는 단어를 사용한 경우는, 기억부(403) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(282) 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다.
다음에, 도 8을 사용하여 좌표 테이블(412)을 설명한다.
좌표 테이블(412)은, 기초 정보로서의 용기(202)의 온도와, 열팽창에 의해 이동한 기판 홀더(215)의 중심 좌표인 추정 위치 좌표와, 엔드 이펙터(181)의 목표 좌표의 관계를 나타내는 것이다. 용기(202)의 온도는 예를 들어 저부(202d)의 온도이다. 목표 좌표는, 엔드 이펙터(181)가 기판 홀더(215)의 중심에 기판 S를 적재하기 위한 좌표이다.
용기 온도라고 기재되어 있는 「Temp Zone 1」 내지 「Temp Zone m」 내지 「Temp Zone n」은, 각각 일정한 폭(예를 들어 50℃마다)을 갖는다. Temp Zone 1은 초기 온도이며, 열팽창이 발생하지 않을 정도의 온도이다. 따라서, 1매째의 기판 S의 처리에서는, 로봇(170)은 목표 좌표 A2가 설정된다. m, n은 임의수이며, 프로세스에 따라 온도가 설정된다. 또한, m<n으로 한다. 또한, 「Temp Zone m」<「Temp Zone n」으로 한다.
여기서, 발명자는 예의 연구의 결과, 용기(202)의 온도와 기판 적재면(211)의 위치 어긋남량은 일정한 관계를 갖고 있음을 알아내었다. 전술한 바와 같이, 열팽창에 의한 신장 방향이 일정하기 때문에, 용기(202)의 온도를 검출하면, 저절로 열팽창 후의 기판 적재면(211)의 중심 위치를 산출해 낼 수 있기 때문이다.
열팽창에 의해 기판 적재면(211)이 어긋난 경우, 좌표 테이블(412)을 사용하여 목표 좌표를 재설정하고, 엔드 이펙터(181)가 항상 기판 적재면(211)의 중심 좌표에 기판 S를 반송하도록 한다.
이와 같이 재설정함으로써, 거리 La1과 거리 La2, 거리 Lb1과 거리 Lb2 각각을 동일한 거리로 할 수 있기 때문에, 열팽창이 일어나서 기판 적재면(211)이 어긋났다고 해도, 에지 Se에서는 가스의 영향을 동등하게 할 수 있다. 따라서, 면 내 막 두께 균일성을 향상시킬 수 있다. 나아가 복수의 기판을 처리했을 때, 기판 사이의 막 두께 균일성을 향상시킬 수 있다.
다음에 비교예로서, 도 9를 사용하여, 좌표 테이블(412)을 갖고 있지 않은 장치의 문제점을 설명한다. 도 9는, 용기(202)가 열팽창된 경우의 기판 적재면(211)의 상태를 설명한 설명도이다. 도 9에서는 도면의 좌측에 측벽(202c)이 배치되어 있지만, 도시는 생략한다.
도 9의 (a)는 열팽창의 영향을 받지 않은 상태이며, 도 4의 (a)와 마찬가지의 상태이다. 도 9의 (b)는 용기(202)가 열팽창하여, 기판 적재면(211)을 갖는 기판 적재대(212)가 기판 반입출구(148)와 반대측의 방향으로 어긋난 상태이다. 점선 C는 기판 S의 중심을 나타낸다.
통상 로봇(170)은, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판 S의 중심 C의 좌표와 기판 적재면(211) 중심의 좌표가 겹치도록, 반송 제어된다. 따라서, 거리 La1과 La2는 동등해진다. 또한, 거리 Lb1과 Lb2는 동등해진다. 좌표를 겹치는 작업은, 예를 들어 클린 룸 등에 장치를 거치할 때의 티칭 작업으로 조정된다.
전술한 바와 같이, 가열 처리를 행하면, 기판 적재대(212)의 위치, 즉 기판 적재면(211)의 위치가 어긋나 버리는 경우가 있다.
비교예에서는 좌표 테이블(412)이 존재하지 않기 때문에, 암(180)은 열팽창 전의 목표 좌표에 기판을 적재하도록 제어되어 있다. 그 때문에, 기판 적재면(211)의 위치 어긋남이 일어난 경우, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 암(180)은 기판 S를 기판 홀더(215)의 중심으로부터 어긋난 위치에 두게 된다. 이와 같은 경우 다음의 문제가 일어난다.
예를 들어, 거리 La1과 거리 La2, 거리 Lb1과 거리 Lb2가 상이하게 되어 버린다. 도 9의 (b)에서는, 거리 La1은, 거리 La2보다도 작아진다. 거리 Lb1은, 거리 Lb2보다도 작아진다.
도 9의 (a)의 상태에서 가스를 공급한 경우, 거리 La1과 거리 La2, 거리 Lb1과 거리 Lb2가 각각 동일하다. 따라서, 기판 S의 주위에서는 난류 상태를 동일하게 할 수 있기 때문에, 기판 S를 균일하게 처리할 수 있다.
그러나, 도 9의 (b)의 상태에서 가스를 공급한 경우, 거리 La1과 거리 La2, 거리 Lb1과 거리 Lb2가 상이하다. 따라서 기판 S의 주위에서는 난류 상태가 상이해져 버린다. 즉, 기판 S를 균일하게 처리할 수 없다.
이와 같은 상황은, 기판 S의 면 내 막 두께 균일성을 저하시킨다. 따라서, 현저한 수율의 저하로 이어진다.
따라서 본 기술에서는, 좌표 테이블(412)을 가짐과 함께, 또한 좌표 테이블(412)의 정보를 바탕으로 하여 로봇(170)을 제어하기로 했다. 여기에서는, 기판 적재면(211)의 중심 좌표에 기판 S를 반송하도록 로봇(170)이 제어된다. 이와 같이 함으로써 거리 La1과 거리 La2, 거리 Lb1과 거리 Lb2를 동일하게 할 수 있기 때문에, 열팽창이 일어나서 기판 적재면(211)가 어긋났다고 해도, 에지 Se에 있어서의 난류 상태를 동등하게 할 수 있다. 따라서, 면 내 막 두께 균일성을 향상시켜, 나아가 복수의 기판 사이의 막 두께 균일성을 향상시킬 수 있다.
(2) 기판 처리 공정
다음에 도 10을 사용하여, 반도체 제조 공정의 일 공정으로서 기판 처리 장치(100)를 사용하여 기판 S 상에 막을 형성할 공정에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(400)에 의해 제어된다.
여기에서는, 하나의 RC(200)에 있어서의 기판 처리 방법을 예로 들어 설명한다.
(티칭 공정 S102)
티칭 공정 S102를 설명한다. 여기에서는, 히터(213)가 가동되지 않은 상태, 즉 기판 S를 처리하지 않은 상태에서 엔드 이펙터(181)의 궤도나 목표 좌표를 조정한다. 구체적으로는, 암(180)을 조작하여, 기판 적재면(211)에 기판 S가 적재되도록, 암(180)의 동작을 학습시킨다. 그 때, 엔드 이펙터(181)의 목표 좌표는, 반송하는 기판 S의 중심과 기판 적재면(211)의 중심이 겹치는 좌표로 한다. 또한, 이 때의 목표 좌표는 후술하는 초기 좌표 A2가 된다.
(기초 정보 추출 공정 S104)
기초 정보 추출 공정 S104를 설명한다.
여기에서는, 기판 적재면(211)의 중심이 초기 좌표 A2로부터 어긋나 있는지 여부를 판정하기 위한 기초 정보를 추출한다. 기초 정보란, 예를 들어 용기(202)의 온도이다. 검출된 기초 정보는, 기초 정보 기억부(411)에 기록된다.
(판정 공정 S106)
판정 공정 S106을 설명한다.
여기에서는, 엔드 이펙터(181)의 목표 좌표를 재설정할 것인지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 기초 정보 추출 공정 S104에서 검출된 온도가, 초기 설정의 온도 범위인 「Temp Zone 1」의 범위보다도 높은 경우, 수율에 영향이 있는 열팽창 레벨이며, 목표 좌표를 재설정할 필요가 있다고 판단되어, 목표 좌표 설정 공정 S108로 이행한다.
「Temp Zone 1」의 범위, 또는 그것보다도 낮은 경우는, 수율에 영향이 있는 열팽창 레벨에 있지 않아, 목표 좌표를 재설정할 필요가 없다고 판단되어, 기판 반송 공정 S110으로 이행한다. 이 때, 기판 반송 공정 S110에서는, 초기 좌표 A2를 유지한다.
(목표 좌표 설정 공정 S108)
목표 좌표 설정 공정 S108을 설명한다.
판정 공정 S106에서 "예"라고 판단되면, 목표 좌표 설정 공정 S108로 이동한다. 여기에서는, 산출부(408)가 좌표 테이블(412)에서, 기초 정보 추출 공정 S104에서 검출한 값에 대응한 엔드 이펙터(181)의 목표 좌표를 산출한다. 예를 들어, 기초 정보 추출 공정 S104에서 검출한 온도가 「Temp Zone m」의 범위인 경우, 기판 홀더(215)의 추정 위치 정보가 B1이라고 추정되어, 거기에 대응한 목표 좌표 B2를 산출한다. 산출된 목표 좌표로 설정 후, 기판 반송 공정 S110으로 이행한다.
(기판 반송 공정 S110)
기판 반송 공정 S110을 설명한다.
목표 좌표 설정 공정 S108이 종료되면, 또는 판정 공정 S106에서 "아니오"라고 판단되면, 기판 반송 공정 S110으로 이동한다.
여기에서는, 기판 적재대(212)를 기판 S의 반송 위치(반송 포지션 P0)까지 하강시켜, 기판 적재대(212)의 관통 구멍(214)에 리프트 핀(207)을 관통시킨다. 그 결과, 리프트 핀(207)이, 기판 적재대(212) 표면보다도 소정의 높이 만큼 돌출된 상태로 된다. 이들 동작과 병행하여, 반송실(206)의 분위기를 배기하고, 인접하는 진공 반송실(140)과 동일한 압력, 또는 인접하는 진공 반송실(140)의 압력보다도 낮은 압력으로 한다.
다음에 게이트 밸브(149)를 개방하고, 반송실(206)을 인접하는 진공 반송실(140)과 연통시킨다. 그리고, 진공 반송 로봇(170)은, 설정된 목표 좌표까지 기판 S를 지지하는 엔드 이펙터(181)를 연신시킨다. 그 후, 리프트 핀(207) 상에 기판 S를 적재한다.
이와 같이 제어함으로써, 열팽창에 의해 기판 홀더(215)의 위치가 어긋났다고 해도, 항상 L1과 L2의 거리를 동등하게 할 수 있다.
(기판 적재 공정 S112)
기판 적재 공정 S112을 설명한다.
리프트 핀(207) 상에 기판 S가 적재되면, 기판 적재대(212)를 상승시켜, 기판 홀더(215)의 기판 적재면(211) 상에 기판 S를 적재한다.
(기판 처리 포지션 이동 공정 S114)
기판 적재면(211) 상에 기판 S가 적재되면, 도 1과 같이 기판 적재대(212)를 기판 처리 포지션까지 상승시킨다. 이 때, 도 4의 (a)와 같이, 거리 La1과 거리 La2, 거리 Lb1과 거리 Lb2는 각각 동등한 상태이다.
(성막 공정 S116)
성막 공정 S116을 설명한다.
기판 적재대(212)가 기판 처리 포지션으로 이동하면, 배기관(272)을 통하여 처리실(201)로부터 분위기를 배기하여, 처리실(201) 내의 압력을 조정한다.
또한 기판 S는, 기판 적재면(211)에 적재된 상태에서, 히터(213)에 의해 가열된다. 소정의 압력으로 조정하면서, 기판 S의 온도가 소정의 온도, 예를 들어 500℃로부터 600℃에 도달하면, 가스 공급부로부터 처리 가스, 예를 들어 모노실란 가스와 산소 가스를 처리실에 공급한다.
공급된 가스는, 기판 S 상에 공급됨과 함께, 기판 에지 Se와 기판 홀더(215)의 에지(215e) 사이, 에지(215e)와 에지(212e) 사이에 공급된다. 공급된 모노실란 가스와 산소 가스에 의해 기판 S 상에 실리콘 함유막을 형성한다. 실리콘 함유막이 원하는 막 두께로 될 때까지 기판 S를 처리한다. 또한, 이 때는 거리 La1과 거리 La2, 거리 Lb1과 거리 Lb2는 각각 동등한 상태이기 때문에, 주위 방향에 있어서 기판 에지 Se를 균일하게 처리할 수 있다. 또한, 거리 La, Lb를 확보할 수 있으므로, 기판 S의 중앙과 에지 Se를 균일하게 처리할 수 있다.
(반송 포지션 이동 공정 S118)
반송 포지션 이동 공정 S118을 설명한다.
원하는 막 두께의 막이 형성되면, 기판 적재대(212)를 하강시켜, 도 3에 도시된 반송 포지션 P0로 이동한다. 따라서, 기판 S는 반송실(206)에 대기된다.
(기판 반출 공정 S120)
기판 반출 공정 S120을 설명한다.
기판 S를 반송 포지션 P0로 이동하면, 게이트 밸브(149)를 개방으로 하고, 반송실(206)로부터 진공 반송실(140)에 기판 S를 반출한다.
(판정 S122)
판정 S122를 설명한다.
RC 반출 공정 S120이 종료되면, 판정 S122로 이행한다. 여기에서는, 소정 매수의 기판 S를 처리한 후, 다음에 처리하는 기판 S의 유무를 판단한다. 다른 RC(200)에서 처리한 기판을 포함하여, 1로트 중의 모든 기판인 n매의 기판을 처리했다고 판단하면, 처리를 종료한다. 또는, n매의 기판을 처리하지 않았어도, 다음에 처리할 기판 S가 없으면 처리를 종료한다. 다음에 처리할 기판 S가 있으면 기초 정보 추출 공정 S104로 이행한다.
이상 설명한 방법에 의하면, 기판 홀더(215)가 열팽창에 의해 이동되었다고 해도 기판 면 내 처리를 균일하게 할 수 있다. 나아가, 재현성 좋게 처리할 수 있기 때문에, 복수의 기판 사이의 처리를 균일하게 할 수 있다.
(제2 실시 형태)
도 11을 사용하여, 제2 실시 형태를, 도 11을 사용하여 설명한다. 도 11에서는, (a)가 기판 적재대(212)의 측단면도이며, (b)는 상면도이다. 또한, (a)는 (b)의 E-E'에 있어서의 단면도이다. 제1 실시 형태와 마찬가지의 구성에 대해서는, 동일한 번호를 사용하고 있다.
제2 실시 형태에서는, 기판 적재대(212)의 형상이 제1 실시 형태와 상이하다. 이하에, 상위점을 중심으로 설명한다.
본 실시 형태의 기판 적재대(212)에서는, 도 11에 도시된 바와 같이 절결(291)이 마련된다. 절결(291)은, 기판 적재대(212) 중, 에지(212e)와 에지(215e) 사이의 부분이며, 주위 방향으로 균등하게 배치된다. 도 11에서는, 네 절결이 마련되어 있다. 절결(291)을 마련함으로써, 기판 홀더(215) 내에, 과도의 가스가 머무르는 것을 억제한다.
본 실시 형태에 있어서도 제1 실시 형태와 마찬가지로, 열팽창 후에 있어서도, 기판 적재면(211)의 중심에 기판 S를 적재하도록, 로봇(170)은 제어된다. 이와 같이 함으로써, 절결(291)에 있어서는 거리 La1, 거리 La2 각각을, 주위 방향으로 일정하게 할 수 있기 때문에, 기판 홀더(215) 내에 과도의 가스가 머무르는 것을 억제하면서, 주위 방향에 있어서 기판 에지 Se를 균일하게 처리할 수 있다.
이상과 같이, 절결(291)을 갖는 기판 처리 장치에서도, 기판 S를 균일하게 처리할 수 있다.
(제3 실시 형태)
도 12를 사용하여, 제3 실시 형태를 설명한다. 제3 실시 형태에서는, 제1 실시 형태의 기판 홀더(215)를 마련하지 않고, 기판 적재대(212) 중에, 기판 S를 흡착시키기 위한 전극(292)을 마련하고 있다. 이하에, 상위점을 중심으로 설명한다.
기판 S는 전극(292)에 의해 기판 적재면(211)에 흡착되어, 기판 S가 슬라이드하는 일이 없다. 따라서, 에지(212e)와 동일한 높이에 기판 S를 적재할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서도 제1 실시 형태와 마찬가지로, 열팽창 후에 있어서도, 기판 적재면(211)의 중심에 기판 S를 적재하도록, 로봇(170)은 제어된다. 이와 같이 함으로써, 거리 La1, 거리 La2 각각을, 주위 방향으로 일정하게 할 수 있기 때문에, 주위 방향에 있어서 기판 에지 Se를 균일하게 처리할 수 있다.
이상과 같이, 에지(212e)와 동일한 높이에 기판 S를 적재하는 구조에서도, 기판 S를 균일하게 처리할 수 있다.
(제4 실시 형태)
도 13을 사용하여 제4 실시 형태를 설명한다.
제4 실시 형태에서는, 제일 실시 형태의 좌표 테이블(412) 대신에, 도 13에 도시된 좌표 테이블(413)을 사용하는 점에서 상이하다. 도 7의 컨트롤러(400)의 구성에 있어서도, 좌표 테이블(412) 대신에 좌표 테이블(413)이 사용된다. 다른 구성은 제1 실시 형태와 동일하다. 이하에, 상위점을 중심으로 설명한다.
좌표 테이블(413)은, 기초 정보로서의 레시피 정보를 갖는다. 또한, 레시피별로 기판 온도 정보를 갖는다. 기판 온도 정보란, 기판 S의 처리 온도를 관리하는 정보이며, 예를 들어 히터(213)의 온도이다. 추정 위치 정보는 열팽창에 의해 이동한 기판 홀더(215)의 중심 좌표이며, 목표 좌표는 엔드 이펙터(181)의 목표 좌표이다.
좌표 테이블(413)의 종축에는 레시피의 종류를 나타낸다. 각 레시피는, 적어도 기판 S를 처리하는 온도가 상이하다. 예를 들어, 레시피(1)는 400℃에서, 레시피 p는 550℃에서, 레시피 q는 750℃에서 기판 S를 처리하는 레시피이다. 이들 레시피는, 산출부(408)가 상위 장치(284)로부터 수신한 기판 처리 정보로부터 판단한다.
각 레시피에 의해 온도가 설정되어 있는 점에서, 좌표 테이블(412)과 동일하게, 기판 홀더(215)의 이동처의 위치 정보가 추정된다. 따라서, 레시피의 종류로부터 엔드 이펙터(181)의 목표 좌표를 설정한다.
다음에, 도 10을 사용하여 본 실시 형태에서의 기판 처리 공정을 설명한다.
기판 처리 공정에서는, 기초 정보 추출 공정 S104로부터 목표 좌표 설정 공정 S108이 상이하다. 여기에서는 상위점을 중심으로 설명한다.
(기초 정보 추출 공정 S104)
본 실시 형태의, 기초 정보 추출 공정 S104를 설명한다.
여기에서는, 기판 S가 어느 레시피로 처리되는지를 판단한다. 먼저 CPU(401)는, 상위 장치(284)로부터 수신된 기판 처리 정보에 기초하여, 어느 레시피로 처리할지를 판단하여, 처리를 설정한다. 추출부(407)는, 설정된 레시피 정보를 기초 정보로서 추출한다.
(판정 공정 S106)
본 실시 형태의 판정 공정 S106을 설명한다.
여기에서는, 엔드 이펙터(181)의 목표 좌표를 설정할지 여부를 판정한다. 처음으로 기판 S를 투입하여 처리하는 경우 또는 이전에 처리한 기판의 레시피와 열 영향이 다른 레시피를 실행하는 경우, 수율에 영향이 있는 열팽창 레벨이며, 목표 좌표를 재설정할 필요가 있다고 판단되어, 목표 좌표 설정 공정 S108로 이행한다.
다음 기판에서 처리할 레시피에서 설정된 온도가, 이전에 처리한 기판의 레시피와 동일한 레벨의 열 영향이면, 수율에 영향이 있는 열팽창 레벨에 있지 않아, 목표 좌표를 재설정할 필요가 없다고 판단되어, 기판 반송 공정 S110으로 이행한다.
또한, 여기에서 설명한 열 영향이란, 금속 부품에 대한 열의 영향이며, 예를 들어 기판의 처리 온도나, 그 온도에서의 처리 시간 등을 감안한 것이다.
(목표 좌표 설정 공정 S108)
본 실시 형태에서의 목표 좌표 설정 공정 S108을 설명한다.
판정 공정 S106에서 "예"라고 판단되면, 목표 좌표 설정 공정 S108로 이동한다. 여기에서는, 산출부(408)가 좌표 테이블(413)에 의해, 기초 정보 추출 공정 S104에서 검출한 값에 대응한 엔드 이펙터(181)의 목표 좌표를 산출한다.
이와 같이 함으로써, 레시피에 의해 처리 온도가 바뀌었다고 해도, 기판 적재면(211)의 중심에 기판 S를 적재하도록, 로봇(170)은 제어된다. 그 때문에 거리 La1, 거리 La2 각각을, 주위 방향으로 일정하게 할 수 있고, 주위 방향에 있어서 기판 에지 Se를 균일하게 처리할 수 있다.
또한, 레시피에 따라 목표 좌표를 설정할 수 있으므로, 온도 측정기(235) 등의 검출부를 새롭게 마련하지 않고, 수율을 향상시킬 수 있다.
(다른 실시 형태)
이상으로, 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 기술은 상술한 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 용기(202)의 온도를 계측함으로써 위치 어긋남을 계측했지만, 그것에 한정하는 것은 아니고, 예를 들어 용기(202)에 위치 어긋남 센서를 사용하여 위치 어긋남을 센싱해도 된다. 위치 어긋남 센서로서는, 예를 들어 기판 적재대(212)의 근방에 반사 센서(261) 등을 마련해도 된다.
기판 처리 장치가 행해지는 성막 처리에 있어서, 제1 원소 함유 가스(제1 처리 가스)로서 모노실란 가스를 사용하고, 제2 원소 함유 가스(제2 처리 가스)로서 O2 가스를 사용하여, 막을 형성하는 예를 나타냈지만, 그것에 한정하는 것은 아니고, 다른 종류의 가스를 사용하여 다른 종류의 박막을 형성해도 된다.
또한, 여기서는 2종류의 가스를 공급하는 예를 사용했지만, 거기에 한정하는 것은 아니고, 1종류의 가스나 3종류 이상의 가스를 공급하여 막을 형성해도 된다.
또한, 이상의 실시 형태에서는 「동일」 「동등」 「일정」이라고 표현하고 있지만, 완전히 「동일」 「동등」 「일정」인 것만은 아니다. 수율에 영향이 없는 범위라면, 실질적으로 「동일」이나 「동등」, 「일정」인 범위도 포함하는 것으로 한다.
100: 기판
200: 기판 처리 장치
201: 처리실
213: 히터
200: 리액터
400: 컨트롤러
403: 기억부
412: 좌표 테이블

Claims (22)

  1. 기판을 처리하는 처리실을 가짐과 함께 진공 반송실에 고정된 리액터와,
    상기 기판이 적재되는 기판 적재면을 갖고, 상기 리액터 내에 배치되는 기판 적재대와,
    상기 기판을 가열하는 가열부와,
    상기 처리실에 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 기판 적재면의 위치를 추정하는 기초 정보를 추출하는 추출부와,
    상기 기초 정보에 기초하여 상기 기판 적재면의 중심 추정 위치 정보를 산출하는 산출부와,
    상기 기판을 반송할 때에 상기 기판을 지지하는 엔드 이펙터를 갖고, 상기 진공 반송실 내에 배치된 반송 로봇과,
    상기 추정 위치 정보에 따라 상기 엔드 이펙터의 목표 좌표를 설정함과 함께, 상기 목표 좌표로 상기 엔드 이펙터를 이동시켜, 상기 기판을 상기 기판 적재면에 적재하도록 제어하는 제어부,
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기초 정보는, 상기 리액터의 온도 정보와 대응하는 정보인, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기초 정보는, 레시피의 정보인, 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 기판 적재대의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 상기 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 기판 적재면은, 상기 기판 적재대에 마련된 오목부의 바닥에 마련되고,
    상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 오목부의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 기판 적재면은, 상기 기판 적재대에 마련된 오목부의 바닥에 마련되고,
    상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 오목부의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 기판 적재대의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 상기 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 기판 적재면은, 상기 기판 적재대에 마련된 오목부의 바닥에 마련되고,
    상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 오목부의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 기판 적재면은, 상기 기판 적재대에 마련된 오목부의 바닥에 마련되고,
    상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 오목부의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기초 정보는, 레시피의 정보인, 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 기판 적재대의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 상기 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기판 적재면은, 상기 기판 적재대에 마련된 오목부의 바닥에 마련되고,
    상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 오목부의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 기판 적재면은, 상기 기판 적재대에 마련된 오목부의 바닥에 마련되고,
    상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 오목부의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 기초 정보는, 상기 기판 적재대의 위치 정보인 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 기판 적재대의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 상기 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 기판 적재면은, 상기 기판 적재대에 마련된 오목부의 바닥에 마련되고,
    상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 오목부의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 기판 적재면은, 상기 기판 적재대에 마련된 오목부의 바닥에 마련되고,
    상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 오목부의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 기판 적재대의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 상기 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 기판 적재면은, 상기 기판 적재대에 마련된 오목부의 바닥에 마련되고,
    상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 오목부의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 기판 적재면은, 상기 기판 적재대에 마련된 오목부의 바닥에 마련되고,
    상기 제어부는, 상기 기판의 에지와 상기 오목부의 에지 사이의 거리가 주위 방향으로 일정해지도록 엔드 이펙터의 이동을 제어하는, 기판 처리 장치.
  21. 진공 반송실에 고정된 리액터의 내부에 배치된 기판 적재부가 갖는 기판 적재면의 위치를 추정하는 기초 정보를, 추출부가 추출하는 공정과,
    상기 기초 정보에 기초하여, 상기 기판 적재면의 중심 추정 위치 정보를 산출부가 산출하는 공정과,
    상기 진공 반송실 내에 배치된 반송 로봇을 갖는 엔드 이펙터의 목표 좌표를 상기 추정 위치 정보에 따라 설정함과 함께, 상기 엔드 이펙터에 상기 기판을 지지한 상태에서 상기 엔드 이펙터를 상기 목표 좌표로 이동시키고, 상기 기판 적재면에 기판을 적재하는 공정과,
    상기 기판 적재면에 기판이 적재된 상태에서, 상기 리액터가 갖는 처리실에 가스 공급부가 가스를 공급함과 함께, 가열부가 상기 기판을 가열하는 공정
    을 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  22. 진공 반송실에 고정된 리액터의 내부에 배치된 기판 적재부가 갖는 기판 적재면의 위치를 추정하는 기초 정보를, 추출부가 추출하는 수순과,
    상기 기초 정보에 기초하여, 상기 기판 적재면의 중심 추정 위치 정보를 산출부가 산출하는 수순과,
    상기 진공 반송실 내에 배치된 반송 로봇을 갖는 엔드 이펙터의 목표 좌표를 상기 추정 위치 정보에 따라 설정함과 함께, 상기 엔드 이펙터에 상기 기판을 지지한 상태에서 상기 엔드 이펙터를 상기 목표 좌표로 이동시키고, 상기 기판 적재면에 기판을 적재하는 수순과,
    상기 기판 적재면에 기판이 적재된 상태에서, 상기 리액터가 갖는 처리실에 가스 공급부가 가스를 공급함과 함께, 가열부가 상기 기판을 가열하는 수순
    을 컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 기록하는 기록 매체.
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