KR20200125462A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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KR20200125462A
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히로후미 야마구치
요시아키 사사키
유이치 니시모리
아츠시 다나카
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 1개의 챔버 내에서 기판에 대하여 가열 처리 및 냉각 처리를 실행한다. 기판 처리 장치는, 적어도 하나의 기판 가열 영역 및 적어도 하나의 기판 냉각 영역을 포함하는 처리실을 갖는 챔버와, 적어도 하나의 기판 가열 영역에서 제1 기판을 가열하도록 구성된 가열 기구와, 제1 기판을 가열하고 있는 동안에, 적어도 하나의 기판 냉각 영역에서 제2 기판을 냉각하도록 구성된 냉각 기구와, 처리실 내에 마련되어, 적어도 하나의 기판 가열 영역과 적어도 하나의 기판 냉각 영역을 열적 및 압력적으로 분리하도록 구성된 격벽을 갖는다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 개시는, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 특허문헌 1에서는, 기판을 가열하는 가열 처리 챔버와는 별개로, 냉각 처리 챔버를 마련하여, 냉각 처리 챔버에서 가열 처리 완료된 기판을 냉각하는 기술이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2017-168738호 공보
본 개시는, 1개의 챔버 내에서 기판에 대하여 가열 처리 및 냉각 처리를 실행할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 형태에 의한 기판 처리 장치는, 적어도 하나의 기판 가열 영역 및 적어도 하나의 기판 냉각 영역을 포함하는 처리실을 갖는 챔버와, 상기 적어도 하나의 기판 가열 영역에서 제1 기판을 가열하도록 구성된 가열 기구와, 제1 기판을 가열하고 있는 동안에, 상기 적어도 하나의 기판 냉각 영역에서 제2 기판을 냉각하도록 구성된 냉각 기구와, 상기 처리실 내에 마련되어, 상기 적어도 하나의 기판 가열 영역과 상기 적어도 하나의 기판 냉각 영역을 열적 및 압력적으로 분리하도록 구성된 격벽을 갖는다.
본 개시에 의하면, 1개의 챔버 내에서 기판에 대하여 가열 처리 및 냉각 처리를 실행할 수 있는 효과를 발휘한다.
도 1은 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 포함하는 기판 처리 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 3은 상방에서 본 경우의 기판 처리 장치 일례를 나타내는 평면도이다.
도 4는 챔버에 포함되는 제1 영역의 제1 분할 영역의 일례를 나타내는 모식 단면도이다.
도 5는 챔버에 포함되는 제2 영역의 일례를 나타내는 모식 단면도이다.
도 6은 챔버에 포함되는 제2 영역의 일례를 나타내는 모식 단면도이다.
도 7은 리프터 핀에 의해 회전 대로부터 웨이퍼가 들어 올려진 상태의 일례를 도시하는 도면이다.
도 8은 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 처리 동작의 일례에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 처리 동작의 일례에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 처리 동작의 일례에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 처리 동작의 일례에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 처리 동작의 일례에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일하거나 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 한다.
그러나, 가열 처리 챔버와 냉각 처리 챔버가 별개로 마련되는 경우, 가열 처리 챔버와 냉각 처리 챔버의 사이에서의 기판 반송에 시간이 걸리기 때문에, 기판 처리 시스템의 스루풋이 저하될 우려가 있다. 이 때문에, 기판 처리 시스템에서는, 1개의 챔버 내에서 기판에 대하여 가열 처리 및 냉각 처리를 실행하는 것이 기대되고 있다.
(실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 포함하는 기판 처리 시스템의 구성예)
기판 처리 시스템은, 기판을 진공 처리하는 진공 처리 챔버와, 기판을 가열 및 냉각하는 기판 처리 장치를 갖고, 진공 처리 챔버와 기판 처리 장치의 사이에서 기판을 반송함으로써, 기판에 대하여 진공 처리, 가열 처리 및 냉각 처리를 포함하는 처리 사이클을 반복해서 행한다. 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 기판 가열 영역 및 기판 냉각 영역을 포함하는 챔버를 갖고, 기판 가열 영역에서 기판을 가열하고, 기판 가열 영역에서 기판이 가열되고 있는 동안에 기판 냉각 영역에서 다른 기판을 냉각한다. 일 실시 형태에서는, 기판 가열 영역과 기판 냉각 영역은 격벽에 의해 열적 및 압력적으로 분리된다.
여기서, 진공 처리란, 예를 들어 COR 처리 등의 에칭 처리나, 성막 처리를 가리킨다. 이하에서는, 진공 처리의 예로서 COR 처리를 사용해서 실시 형태를 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 「진공」이란 대기압보다도 낮은 압력의 기체로 채워진 상태를 가리킨다. 즉, 이하의 설명에서 「진공」은, 감압 상태 또는 부압 상태를 포함한다. 또한, 이하의 설명에서 「상압」은 대기압과 대략 동등한 압력을 가리킨다.
도 1은, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(30)를 포함하는 기판 처리 시스템(1)의 개략 구성도이다.
기판 처리 시스템(1)은, 복수의 COR 챔버(11)(11A 내지 11F)와, 진공 반송 챔버(20)와, 복수의 기판 처리 장치(30)(30a, 30b)와, 로드 로크 챔버(40)와, 상압 반송 챔버(50)를 갖는다. 또한, 기판 처리 시스템(1)은, 복수의 로드 포트(60)(60a 내지 60e)와, 제어 장치(70)를 갖는다.
또한, 도 1의 예에서는, 6개의 COR 챔버(11A 내지 11F)와, 2개의 기판 처리 장치(30a, 30b)와, 5개의 로드 포트(60a 내지 60e)를 나타낸다. 단, 기판 처리 시스템(1)이 갖는 COR 챔버(11), 기판 처리 장치(30), 로드 포트(60)의 수는 도시하는 것에 한정되지 않는다. 이하, 특별히 구별할 필요가 없을 경우는, 6개의 COR 챔버(11A 내지 11F)는 통합해서 COR 챔버(11)라고 칭한다. 마찬가지로, 2개의 기판 처리 장치(30a, 30b)는 통합해서 기판 처리 장치(30)라고 칭한다. 마찬가지로 5개의 로드 포트(60a 내지 60e)는 통합해서 로드 포트(60)라고 칭한다.
COR 챔버(11)는, 감압 분위기에서 처리 대상인 반도체 기판(이하, 「웨이퍼」라고 칭함)(W)에 대하여 COR 처리를 실행한다. COR 챔버(11)는, 2매의 웨이퍼(W)를 수평 방향으로 배열해서 적재하는 적재대(13a, 13b)를 갖는다. COR 챔버(11)는, 적재대(13a, 13b)에 적재된 2매의 웨이퍼(W)에 대하여 동시에 COR 처리를 실행한다.
COR 챔버(11)는, 각각, 개폐 가능한 게이트 밸브(GV)를 통해서 진공 반송 챔버(20)에 접속한다. 게이트 밸브(GV)는, COR 챔버(11) 내에서 웨이퍼(W)의 COR 처리가 실행되고 있는 동안에, 폐쇄한 상태가 된다. 게이트 밸브(GV)는, COR 챔버(11)로부터 웨이퍼(W)를 반출할 때, 및 COR 챔버(11)에 웨이퍼(W)를 반입할 때 개방한다. COR 챔버(11)에는, 처리 가스를 공급하기 위한 기체 공급부 및 가스를 배출하기 위한 배기부가 마련된다.
진공 반송 챔버(20)는, 내부가 감압 분위기로 유지 가능하다. 웨이퍼(W)는, 진공 반송 챔버(20)를 통해서 각 COR 챔버(11) 및 각 기판 처리 장치(30)에 반송된다. 도 1의 예에서는, 진공 반송 챔버(20)는, 상면에서 보아 대략 6각형이며, 대향하는 2변을 따라 COR 챔버(11)가 배치된다. COR 챔버(11) 내에서 COR 처리가 실시된 웨이퍼(W)는, 진공 반송 챔버(20)를 통해서 기판 처리 장치(30)에 반송된다. 기판 처리 장치(30) 내에서 가열 처리 및 냉각 처리가 실시된 웨이퍼(W)는, 진공 반송 챔버(20)를 통해서 다음의 COR 처리가 실행되는 COR 챔버(11)에 반송된다. 모든 처리가 종료된 웨이퍼(W)는, 진공 반송 챔버(20)를 통해서 로드 로크 챔버(40)에 반송된다. 진공 반송 챔버(20)는, 도시하지 않은 기체 공급부 및 진공화가 가능한 배기부를 갖는다.
또한, 진공 반송 챔버(20)에는, 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 VTM(Vacuum Transfer Module) 암(25)이 배치된다. VTM 암(25)은, COR 챔버(11A 내지 11F), 기판 처리 장치(30a 내지 30b) 및 로드 로크 챔버(40)의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송한다.
도 1에 도시하는 VTM 암(25)은, 제1 암(25a) 및 제2 암(25b)을 갖는다. 제1 암(25a) 및 제2 암(25b)은, 기대(25c) 상에 설치되어 있다. 기대(25c)는, 안내 레일(26a, 26b) 상을 진공 반송 챔버(20)의 길이 방향으로 슬라이드 가능하다. 예를 들어, 안내 레일(26a, 26b)에 나사 결합되는 스크루의 모터 구동에 의해, 기대(25c)는 진공 반송 챔버(20) 내를 이동한다. 제1 암(25a) 및 제2 암(25b)은, 기대(25c) 상에 선회 가능하게 고정된다. 또한, 제1 암(25a) 및 제2 암(25b) 각각의 선단에는, 대략 U자 형상의 제1 피크(27a)와 제2 피크(27b)가 회동 가능하게 접속된다. 또한, 제1 피크(27a) 및 제2 피크(27b)는, 각각 상하 방향으로 겹치도록 배치된 보유 지지부를 갖고 있어도 된다.
또한, VTM 암(25)은, 제1 암(25a) 및 제2 암(25b)을 신축시키기 위한 모터(도시하지 않음)를 갖는다.
기판 처리 장치(30)는, 감압 분위기에서 적어도 2개의 웨이퍼(W)에 대하여 가열 처리 및 냉각 처리를 동시에 실행한다. 기판 처리 장치(30)는, 기판 가열 영역 및 기판 냉각 영역을 포함하는 챔버를 갖는다. 복수의 COR 챔버(11)에서 COR 처리가 실시된 복수의 웨이퍼(W)는, 진공 반송 챔버(20)를 통해서 기판 처리 장치(30)의 챔버에 순차 반송된다. 기판 처리 장치(30)는, 기판 가열 영역에서 복수의 웨이퍼(W)의 적어도 하나인 제1 웨이퍼를 가열하고, 제1 웨이퍼가 가열되고 있는 동안에, 기판 냉각 영역에서 복수의 웨이퍼(W)의 적어도 다른 하나인 제2 웨이퍼를 냉각한다. 기판 처리 장치(30)에 있어서, 기판 가열 영역과 기판 냉각 영역은, 격벽에 의해 열적 및 압력적으로 분리되어 있다. 이에 의해, 기판 가열 영역과 기판 냉각 영역의 사이의 열전도를 억제함과 함께, 기판 가열 영역 내의 압력과 기판 냉각 영역 내의 압력을 독립적으로 제어하는 것이 가능하게 된다. 기판 처리 장치(30)는 각각, 게이트 밸브(GV)를 통해서 진공 반송 챔버(20)에 접속된다. 기판 처리 장치(30)의 상세는, 후술한다.
로드 로크 챔버(40)는, 복수의 웨이퍼(W)를 보유 지지 가능한 스토커를 갖는다. 로드 로크 챔버(40)는, 도시하지 않은 배기 기구(예를 들어, 진공 펌프 및 누설 밸브)를 가져, 로드 로크 챔버(40) 내를 대기 분위기와 감압 분위기로 전환 가능하게 구성되어 있다. 로드 로크 챔버(40)는, COR 챔버(11) 및 기판 처리 장치(30)가 배치되어 있지 않은 진공 반송 챔버(20)의 한 변에 배치된다. 로드 로크 챔버(40)와 진공 반송 챔버(20)는, 게이트 밸브(GV)를 통해서 내부가 연통 가능하게 구성되어 있다.
VTM 암(25)은, 로드 로크 챔버(40)의 스토커로부터 웨이퍼(W)를 취출하여, COR 챔버(11)의 적재대(13a,13b)에 반송한다. 또한, VTM 암(25)은, 모든 처리가 종료된 웨이퍼(W)를 기판 처리 장치(30)로부터 취출하여, 로드 로크 챔버(40)의 스토커까지 반송한다.
로드 로크 챔버(40)는, 진공 반송 챔버(20)에 접속되는 측과 반대측에서, 상압 반송 챔버(50)에 접속된다. 로드 로크 챔버(40)와 상압 반송 챔버(50)의 사이는, 게이트 밸브(GV)를 통해서 각각의 내부가 연통 가능하게 구성되어 있다.
상압 반송 챔버(50)는, 상압 분위기로 유지된다. 도 1의 예에서는, 상압 반송 챔버(50)는, 상면에서 보아, 상변이 하변보다도 짧은 대략 사다리꼴 형상이다. 상압 반송 챔버(50)의 상변에 로드 로크 챔버(40)가 배치되어 있고, 상압 반송 챔버(50)의 하변에 복수의 로드 포트(60)가 병설되어 있다. 상압 반송 챔버(50) 내에는, 로드 로크 챔버(40)와 로드 포트(60)의 사이에서 반송물을 반송하기 위한 LM(Loader Module) 암(55)이 배치된다. LM 암(55)은, 암(55a)을 갖는다. 암(55a)은, 기대(55c) 상에 회전 가능하게 고정되어 있다. 기대(55c)는, 상압 반송 챔버(50)의 로드 포트(60)측의 벽면을 따라 이동 가능하게 설치되어 있다. 암(55a)의 선단에는, 대략 U자 형상의 제1 피크(57a) 및 제2 피크(57b)가 회동 가능하게 접속된다.
로드 포트(60)는, 복수의 웨이퍼(W)를 수용하기 위한 FOUP(Front Opening Unify Pod)를 적재 가능하게 형성된다. FOUP란, 복수의 웨이퍼(W)를 수용 가능한 용기이다.
상기 COR 챔버(11), 진공 반송 챔버(20), VTM 암(25), 기판 처리 장치(30), 로드 로크 챔버(40), 상압 반송 챔버(50), LM 암(55) 및 로드 포트(60)는 각각, 제어 장치(70)와 접속되어, 제어 장치(70)에 제어된다.
제어 장치(70)는, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하는 정보 처리 장치이다. 제어 장치(70)는, 기억부 및 처리부 등을 갖는다. 기억부는, 예를 들어 하드 디스크, 광 디스크, 반도체 메모리 소자 등의 임의의 기억 장치이다. 처리부는, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processing Unit) 등의 프로세서이다. 처리부는, 기억부에 저장된 프로그램이나 레시피를 판독해서 실행함으로써, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어한다.
(기판 처리 장치(30)의 구성예)
도 2는, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(30)의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 3은, 상방에서 본 경우의 기판 처리 장치(30)의 일례를 나타내는 평면도이다. 또한, 도 2 및 도 3에서는, 설명의 편의상, 기판 처리 장치(30)의 상부 부재(31b)(도 1 참조)가 생략되어 있다. 도 2 및 도 3에 도시하는 기판 처리 장치(30)는, 주로, 챔버(31), 반송 기구(32), 격벽(P) 및 제어부(81)를 갖는다.
챔버(31)는, 하부 부재(31a) 및 상부 부재(31b)(도 1 참조)를 갖는다. 하부 부재(31a)는, 상방이 개구된 대략 원통 형상을 갖고, 처리실(C)을 형성하는 측벽 및 저벽을 포함하는 오목부를 형성한다. 상부 부재(31b)는, 대략 원판 형상을 갖는 덮개이며, 하부 부재(31a)의 상부의 개구를 폐색함으로써 처리실(C)을 형성한다. 하부 부재(31a)와 상부 부재(31b)의 사이의 외주부에는, 처리실(C)을 밀폐하기 위한 밀봉 부재, 예를 들어 O링 등이 마련된다. 또한, 챔버(31)는, 하부 부재(31a)의 측벽에, VTM 암(25)과 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 기판 반송구(31c)를 갖는다. 기판 반송구(31c)에는, 게이트 밸브(GV)(도 1 참조)가 마련된다. 웨이퍼(W)의 반출입이 행하여질 때는, 게이트 밸브(GV)가 개방된다. 그리고, VTM 암(25)에 의해 기판 반송구(31c)를 통해서 웨이퍼(W)의 반출입이 행하여진다.
처리실(C)은, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 축선 X를 중심으로 하는 원주 상에 배열된 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)을 포함한다. 제1 영역(R1)은, 기판 가열 영역의 일례이며, 제2 영역(R2)은, 기판 냉각 영역의 일례이다. 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2) 각각에는, 예를 들어 N2 가스 등의 승압용 가스를 공급하기 위한 가스 공급관(도시하지 않음)이 마련되어 있다. 제1 영역(R1)은, 제1 분할 영역(R1a), 제2 분할 영역(R1b) 및 제3 분할 영역(R1c)으로 구분된다. 제1 분할 영역(R1a), 제2 분할 영역(R1b) 및 제3 분할 영역(R1c)은, 열적 및 압력적으로 연통하고 있다.
또한, 도 2 및 도 3의 예에서는, 1개의 제1 영역(R1)과, 1개의 제2 영역(R2)을 나타낸다. 단, 처리실(C)에 포함되는 제1 영역(R1), 제2 영역(R2)의 수는 도시하는 것에 한정되지 않는다. 또한, 제1 영역(R1)에 포함되는 분할 영역(제1 분할 영역(R1a), 제2 분할 영역(R1b), 제3 분할 영역(R1c))의 수도 도시하는 것에 한정되지 않는다.
제1 영역(R1)에는, 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 가열 기구가 배치된다. 예를 들어, 도 3에 도시하는 승온 기구(33) 및 보온 기구(34, 35)는, 가열 기구의 일례이다. 승온 기구(33)는, 제1 분할 영역(R1a)에서 웨이퍼(W)를 승화 온도까지 승온한다. 승화 온도란, 예를 들어 COR 처리에 의해 생성된 반응 생성물이 기화하는 온도이다. 승온 기구(33)는, 예를 들어 상부 부재(31b)(도 1 참조) 중 제1 분할 영역(R1a)에 대응하는 부분에 배치되어, 후술하는 회전 대(32a)의 회전이 정지된 상태에서, 상부 부재(31b)측부터 웨이퍼(W)를 승화 온도까지 승온한다. 도 3에서는, 상부 부재(31b)가 생략되어 있기 때문에, 승온 기구(33)의 배치 위치가 파선으로 나타내지고 있다. 또한, 제1 분할 영역(R1a)에는, 웨이퍼(W)의 위치 정렬을 행하기 위한 위치 정렬 기구(36)가 배치된다. 제1 분할 영역(R1a)은, 기판 승온 영역의 일례이다. 제1 영역(R1)의 제1 분할 영역(R1a)의 상세는, 후술한다.
보온 기구(34, 35)는, 각각, 제2 분할 영역(R1b) 및 제3 분할 영역(R1c)에서 웨이퍼(W)를 승화 온도로 유지한다. 보온 기구(34, 35) 각각은, 예를 들어 도시하지 않은 구동 기구에 의해 승강 가능하게 구성되고, 내부에 히터를 갖는 대이다. 보온 기구(34, 35) 각각은, 후술하는 회전 대(32a)의 하방에 배치되고, 회전 대(32a)의 회전이 정지되었을 경우에, 회전 대(32a)의 하방으로부터 상승하여, 회전 대(32a)의 구멍에서 웨이퍼(W)에 접촉한다. 그리고, 보온 기구(34, 35) 각각은, 내부의 히터에 의해 웨이퍼(W)를 가열한다. 이에 의해, 보온 기구(34, 35) 각각은, 웨이퍼(W)를 승화 온도로 유지한다. 제2 분할 영역(R1b) 및 제3 분할 영역(R1c)은, 기판 보온 영역의 일례이다. 보온 기구(34, 35) 각각의 내부에 배치되는 히터는, 저항 가열 요소의 일례이다. 또한, 보온 기구(34, 35)는, 저항 가열 요소, 특정 파장을 갖는 광을 방사하는 방사원(예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 히터), 및 가열 기체 공급 요소(예를 들어 N2 가스 공급관)의 적어도 어느 하나를 포함하도록 구성되어도 된다.
제2 영역(R2)에는, 웨이퍼(W)를 냉각하기 위한 냉각 기구가 배치된다. 예를 들어, 도 3에 도시하는 냉각판(37)은, 냉각 기구의 일례이다. 냉각판(37)은, 제2 영역(R2)에서 승강 가능하게 마련되고, 내부에 냉매 유로를 갖는다. 냉각판(37)은, 후술하는 회전 대(32a)의 하방에 배치되고, 회전 대(32a)의 회전이 정지되었을 경우에, 회전 대(32a)의 하방으로부터 상승하여, 회전 대(32a)의 구멍에서 웨이퍼(W)에 접촉한다. 그리고, 냉각판(37)은, 냉매 유로를 흐르는 냉매에 의해 웨이퍼(W)를 냉각한다. 또한, 제2 영역(R2)에는, 웨이퍼(W)의 냉각 시에 웨이퍼(W)를 밀폐하기 위한 밀폐부(38)가 배치된다. 제2 영역(R2)의 상세는, 후술한다.
기판 처리 장치(30)는, 예를 들어 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 챔버(31)의 내부에 형성되는 처리실(C)에, 반송 기구(32)를 갖는다. 반송 기구(32)는, 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2)의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송한다. 반송 기구(32)는, 회전 대(32a) 및 회전 기구(32b)를 갖는다.
회전 대(32a)는, 축선 X를 중심축으로 하는 대략 원반 형상의 부재이며, 둘레 방향으로 소정의 간격으로 배치된 복수의 구멍(도 3의 예에서는 4개의 구멍)을 갖는다. 회전 대(32a)의 복수의 구멍 각각에는, 웨이퍼(W)를 보유 지지하기 위한 플랜지(32a-1)가 형성되어 있다. 회전 대(32a)는, 기판 반송구(31c)로부터 순차 반송되는 복수의 웨이퍼(W)를 복수의 구멍에서 플랜지(32a-1)에 의해 각각 보유 지지한다. 회전 대(32a)는, 예를 들어 복수의 구멍 각각에 있어서, COR 챔버(11)가 동시에 COR 처리를 실행할 웨이퍼(W)의 수에 따른 수의 웨이퍼(W)를 보유 지지 가능하게 형성된다. 예를 들어, 1개의 COR 챔버(11)에서 동시에 COR 처리가 실시되는 웨이퍼(W)의 수가 2장이라면, 회전 대(32a)는, 복수의 구멍 각각에서, 2매의 웨이퍼(W)를 유지 가능하면 된다. 회전 대(32a)는, 보유 지지부의 일례이다.
회전 기구(32b)는, 축선 X를 중심으로 회전 대(32a)를 회전시킨다. 회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(W)는, 회전 대(32a)의 회전에 수반하여, 축선 X의 주위를 이동하여, 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)을 순서대로 통과 가능하다. 본 실시 형태에서, 회전 대(32a)는, 위에서 본 경우에 예를 들어 시계 방향으로 회전한다. 또한, 회전 기구(32b)는, 회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼가 제1 영역(R1)의 제1 분할 영역(R1a), 제2 분할 영역(R1b), 제3 분할 영역(R1c) 및 제2 영역(R2) 각각에 도달할 때마다, 회전 대(32a)의 회전을 일시적으로 정지한다.
기판 처리 장치(30)는, 예를 들어 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 챔버(31)의 내부에 형성되는 처리실(C)에, 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2)을 열적 및 압력적으로 분리하는 격벽(P)을 갖는다. 격벽(P)은, 상면에서 보아 코너부가 축선 X에 위치하는 대략 V자 형상을 갖고, 하부 부재(31a)의 측벽에 고정된다. 격벽(P)의 위치는, 회전 대(32a)의 회전 시에 회전 대(32a) 및 회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(W)와 간섭하지 않은 위치이면 된다. 또한, 처리실(C)의 저부에는, 격벽(P)이 마련된 위치에 대응하여, 다른 격벽(도시하지 않음)이 마련되어 있다. 다른 격벽은, 격벽(P)과 마찬가지로, 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2)을 열적 및 압력적으로 분리하는 기능을 갖는다. 다른 격벽은, 격벽(P)과 대략 마찬가지의 형상을 갖고, 하부 부재(31a)의 측벽에 고정된다. 다른 격벽의 위치는, 회전 대(32a)의 회전 시에 회전 대(32a) 및 회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(W)와 간섭하지 않은 위치이면 된다. 즉, 다른 격벽은, 다른 격벽과 격벽(P)의 사이에 회전 대(32a) 및 회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(W)가 통과 가능한 간극이 형성되도록 배치된다.
제어부(81)는, 기판 처리 장치(30)의 각 부를 제어하는 정보 처리 장치이다. 제어부(81)는, 기억부 및 처리부 등을 갖는다. 기억부는, 예를 들어 하드 디스크, 광 디스크, 반도체 메모리 소자 등의 임의의 기억 장치이다. 처리부는, 예를 들어 CPU, MPU 등의 프로세서이다. 제어부(81)는, 기억부에 저장된 제어 프로그램에 따라서 처리부가 동작함으로써, 기판 처리 장치(30)의 각 부를 제어한다. 또한, 제어부(81)와 기판 처리 시스템(1)의 제어 장치(70)가 통신함으로써 기판 처리 장치(30)의 각 부가 제어되도록 구성해도 된다.
예를 들어, 제어부(81)는, 후술하는 바와 같이, 제1 영역(R1)에서의 웨이퍼(W)의 가열과, 제2 영역(R2)에서의 다른 웨이퍼(W)의 냉각을, 가열 기구 및 냉각 기구에 병행해서 실행시킨다. 이 경우, 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)은, 격벽(P)에 의해 열적으로 분리되어 있으므로, 제1 영역(R1)에서의 가열 효율과 제2 영역(R2)에서의 냉각 효율을 각각 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)은, 격벽(P)에 의해 압력적으로도 분리되어 있으므로, 제1 영역(R1)에서의 압력과 제2 영역(R2)에서의 압력을 독립적으로 제어하는 것이 가능하게 된다. 본 예에서는, 냉각 시의 제2 영역(R2)의 압력을 가열 시의 제1 영역(R1)의 압력보다도 높게 함으로써, 제1 영역(R1)에서 승화한 가스가 제2 영역(R2)에 침입하는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 제1 영역(R1)에서 승화한 가스가 제2 영역(R2)에서의 기판에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
(제1 영역(R1)의 제1 분할 영역(R1a)의 일례)
이어서, 챔버(31)에 포함되는 제1 영역(R1)의 제1 분할 영역(R1a)의 일례에 대해서 설명한다. 도 4는, 챔버(31)에 포함되는 제1 영역(R1)의 제1 분할 영역(R1a)의 일례를 나타내는 모식 단면도이다. 도 4는, 도 3의 IV-IV선에서의 단면에 상당한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 챔버(31)의 상부 부재(31b) 중 제1 분할 영역(R1a)에 대응하는 부분에는, 승온 기구(33)가 배치된다. 승온 기구(33)는, 회전 대(32a)의 회전이 정지된 상태에서, 상부 부재(31b)측부터 웨이퍼(W)를 승화 온도까지 승온한다. 승온 기구(33)는, LED 히터(33a)와, LED 히터(33a)를 상부 부재(31b)에 고정하는 고정 부재(33b)를 갖는다. LED 히터(33a)는, 특정 파장을 갖는 광을 방사한다. 특정 파장을 갖는 광이란, 예를 들어 적외선이다. LED 히터(33a)로부터 방사된 광은, 상부 부재(31b)에 마련된 투과창 부재(31d)를 투과하여, 제1 분할 영역(R1a)에서 웨이퍼(W)에 조사된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)가 승화 온도까지 승온된다. LED 히터(33a)는, 방사원의 일례이다.
또한, 제1 분할 영역(R1a)에는, 웨이퍼(W)의 위치 정렬을 행하기 위한 위치 정렬 기구(36)가 배치된다. 위치 정렬 기구(36)는, 웨이퍼(W)를 적재하는 회전 적재대(36a)와, 웨이퍼(W)의 외주연부를 광학적으로 검출 가능한 검출 유닛(36b)을 갖는다. 회전 적재대(36a)는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 승강 가능하면서 또한 연직축 주위로 회전 가능하게 동작한다. 회전 적재대(36a)는, 회전 대(32a)의 하방에 배치되고, 회전 대(32a)의 회전이 정지되었을 경우에, 회전 대(32a)의 하방으로부터 상승해서 회전 대(32a)의 구멍을 통과하여, 웨이퍼(W)를 들어 올린다. 도 4에서는, 회전 적재대(36a)를 상승시킨 상태가 도시되어 있다. 회전 적재대(36a)를 상승시킨 상태에서는, 웨이퍼(W)는, 회전 적재대(36a)에 의해 들어 올려진 상태가 되어, 회전 적재대(36a)의 회전에 수반하여 회전 가능한 상태가 된다. 검출 유닛(36b)은, 회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(W)를 사이에 두는 위치에 마련된 발광부(36b-1) 및 수광부(36b-2)를 갖는다. 발광부(36b-1)로부터 방출된 광이 수광부(36b-2)에 입사됨으로써, 수광부(36b-2)에서 입사된 광의 강도가 검출되고, 그 검출 결과가 제어부(81)에 출력된다. 제어부(81)은, 수광부(36b-2)에 의해 검출된 광의 강도에 기초하여, 웨이퍼(W)의 외주연부의 오리엔테이션 플랫이나 노치를 검출한다. 그리고, 제어부(81)는, 검출된 오리엔테이션 플랫이나 노치가 소정의 방향을 향하도록 회전 적재대(36a)를 제어하여, 웨이퍼(W)의 위치 정렬을 행한다. 또한, 웨이퍼(W)의 위치 정렬은, 제1 분할 영역(R1a)에서의 웨이퍼(W)의 승온과 병행해서 실행되어도 된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 면내 온도 균일성을 향상시킬 수 있다.
(제2 영역(R2)의 일례)
이어서, 챔버(31)에 포함되는 제2 영역(R2)의 일례에 대해서 설명한다. 도 5 및 도 6은, 챔버(31)에 포함되는 제2 영역(R2)의 일례를 나타내는 모식 단면도이다. 도 5는, 도 3의 V-V선에서의 단면에 상당한다. 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 챔버(31)의 제2 영역(R2)에는, 웨이퍼(W)를 냉각하기 위한 냉각판(37)과, 웨이퍼(W)의 냉각 시에 웨이퍼(W)를 밀폐하기 위한 밀폐부(38)가 배치된다.
냉각판(37)은, 내부에 냉매 유로를 갖는다. 냉각판(37)의 냉매 유로는, 챔버(31)의 외부에 마련된 칠러 유닛, 혹은 일반 냉각수 설비에 배관을 통해서 접속되어, 냉매가 공급되어서 순환된다. 냉각판(37)은, 밀폐부(38)(후술하는 하측 가동 부재(38b)에 고정되고, 하측 가동 부재(38b)의 승강에 수반하여, 제2 영역(R2)에서 승강한다. 냉각판(37)은, 회전 대(32a)의 구멍을 통과 가능한 사이즈를 갖고, 냉각판(37)의 외측 테두리에는, 회전 대(32a)의 구멍에 형성된 플랜지(32a-1)와의 간섭을 회피하기 위한 절결이 형성되어 있다. 냉각판(37)은, 회전 대(32a)의 하방에 배치되고, 회전 대(32a)의 회전이 정지되었을 경우에, 회전 대(32a)의 하방으로부터 상승하여, 회전 대(32a)의 구멍에서 웨이퍼(W)에 접촉한다. 도 5에서는, 냉각판(37)을 하강시킨 상태가 도시되고, 도 6에서는, 냉각판(37)을 상승시킨 상태가 도시되어 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 냉각판(37)을 상승시킨 상태에서는, 웨이퍼(W)는, 냉각판(37) 상에 적재된 상태가 된다. 그리고, 냉각판(37)은, 냉매 유로를 흐르는 냉매에 의해 웨이퍼(W)를 냉각한다.
밀폐부(38)는, 상측 가동 부재(38a)와 하측 가동 부재(38b)를 갖는다. 상측 가동 부재(38a) 및 하측 가동 부재(38b)는, 각각 바닥이 있는 통 형상으로 형성되어, 회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(W)를 사이에 두는 위치에 배치된다. 상측 가동 부재(38a) 및 하측 가동 부재(38b)는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 하측 가동 부재(38b)에는, 냉각판(37)이 고정되어 있다. 상측 가동 부재(38a) 및 하측 가동 부재(38b)는, 냉각판(37)에 의한 웨이퍼(W)의 냉각 시에(즉, 회전 대(32a)의 회전의 정지 시) 서로 접근해서 웨이퍼(W)를 밀폐한다. 한편, 상측 가동 부재(38a) 및 하측 가동 부재(38b)는, 반송 기구(32)에 의한 웨이퍼(W)의 반송 시(즉, 회전 대(32a)의 회전 시)에 서로 이격되어 밀폐를 해제한다. 도 5에서는, 상측 가동 부재(38a) 및 하측 가동 부재(38b)가 서로 이격된 상태가 도시되고, 도 6에서는, 상측 가동 부재(38a) 및 하측 가동 부재(38b)가 서로 접근한 상태가 도시되어 있다.
상측 가동 부재(38a) 및 하측 가동 부재(38b)는, 회전 대(32a)와 대향하는 단부면에, 시일 부재(38a-1, 38b-1)를 갖는다. 상측 가동 부재(38a) 및 하측 가동 부재(38b)는, 냉각판(37)에 의한 웨이퍼(W)의 냉각 시에 서로 접근하고 또한 시일 부재(38a-1, 38b-1)를 회전 대(32a)에 접촉시킴으로써, 웨이퍼(W)를 밀폐한다. 상측 가동 부재(38a)는, 제1 가동 부재의 일례이며, 하측 가동 부재(38b)는, 제2 가동 부재의 일례이다.
또한, 본 예에서는, 상측 가동 부재(38a)와 하측 가동 부재(38b)의 사이에 형성되어 웨이퍼(W)를 수용하는 밀폐 공간에 승압용 가스를 공급하여, 냉각판(37)에 의한 웨이퍼(W)의 냉각 시에 해당 밀폐 공간을 승압한다. 예를 들어, 상측 가동 부재(38a) 또는 하측 가동 부재(38b)에, N2 가스 등의 승압용 가스를 상측 가동 부재(38a) 및 하측 가동 부재(38b)의 사이의 밀폐 공간에 공급하기 위한 가스 공급관이 마련되어도 된다. 그리고, 냉각판(37)은, 상측 가동 부재(38a)와 하측 가동 부재(38b)의 사이의 밀폐 공간이 승압용 가스에 의해 승압된 상태에서, 웨이퍼(W)를 냉각한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 밀폐부(38)의 내부의 밀폐 공간이 승압용 가스에 의해 승압되는 경우, 밀폐부(38)의 내부 압력>밀폐부(38)의 외부의 압력>제1 영역(R1)의 압력이라는 관계가 성립한다. 이에 의해, 퇴적물이 밀폐부(38)의 내부의 밀폐 공간에 진입하는 것을 억제할 수 있어, 밀폐부(38)의 내부의 밀폐 공간을 깨끗한 상태로 유지할 수 있다.
또한, 제2 영역(R2)에는, 기판 반송구(31c)가 배치된다. 또한, 제2 영역(R)에는, 리프터 핀(39)이 냉각판(37)의 상면으로부터 승강 가능하게 마련되어 있다. 리프터 핀(39)은, 예를 들어 환형의 베이스 부재(39a)에 배치되어, 베이스 부재(39a)에 접속된 구동 기구(도시하지 않음)에 의해 구동된다. 리프터 핀(39)은, 하측 가동 부재(38b)를 관통해서 형성되는 구멍부 및 냉각판(37)을 관통해서 형성되는 구멍부에 각각 삽입되어, 베이스 부재(39a)를 통한 구동 기구의 구동 제어에 따라, 냉각판(37)의 상면으로부터 승강한다. 이렇게 구성된 리프터 핀(39)은, 회전 대(32a)의 회전이 정지되었을 경우에, 베이스 부재(39a)를 통한 구동 기구의 구동 제어에 따라, 도 7에 도시하는 바와 같이 냉각판(37)의 상면으로부터 상승해서 웨이퍼(W)를 회전 대(32a)로부터 들어 올릴 수 있다. 도 7은, 리프터 핀(39)에 의해 회전 대(32a)로부터 웨이퍼(W)가 들어 올려진 상태의 일례를 도시하는 도면이다. 리프터 핀(39)에 의해 회전 대(32a)로부터 들어 올려진 웨이퍼(W)는, VTM 암(25)(도 1 참조)에 의해 기판 반송구(31c)로부터 취출된다.
(실시 형태에 관한 기판 처리 장치(30)의 처리 동작)
도 8 내지 도 12는, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(30)의 처리 동작의 일례에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 기판 처리 장치(30)는, 복수의 COR 챔버(11)에서 COR 처리가 실시된 복수의 웨이퍼(W)가 VTM 암(25)에 의해 챔버(31)에 순차 반송되는 경우에, 복수의 웨이퍼(W)에 대하여 가열 처리 및 냉각 처리를 연속적으로 실행한다. 일 실시 형태에서는, 기판 처리 장치(30)는, 기판 가열 영역에서 복수의 웨이퍼(W)의 적어도 하나인 제1 웨이퍼를 가열하고, 제1 웨이퍼가 가열되고 있는 동안에, 기판 냉각 영역에서 복수의 웨이퍼(W)의 적어도 다른 하나인 제2 웨이퍼를 냉각한다. 이하의 설명에서는, COR 처리가 실시된 2매의 웨이퍼(#1, #2)가 제2 웨이퍼에 상당하고, COR 처리가 실시된 2매의 웨이퍼(#3, #4)가 제1 웨이퍼에 상당하는 것으로 한다.
예를 들어, 기판 처리 장치(30)는, 먼저, 도 8에 도시하는 바와 같이, COR 처리가 실시된 2매의 웨이퍼(#1, #2)가 VTM 암(25)에 의해 챔버(31) 내의 제2 영역(R2)에 반입되면, 리프터 핀(39)을 동작시켜서, 웨이퍼(#1, #2)를 회전 대(32a)에 보유 지지시킨다. 그리고, 기판 처리 장치(30)는, 회전 기구(32b)를 동작시켜서, 축선 X를 중심으로 회전 대(32a)를 회전시킨다.
회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(#1, #2)는, 회전 대(32a)의 회전에 수반하여, 축선 X의 주위를 시계 방향으로 이동하여, 도 9에 도시하는 바와 같이, 제1 영역(R1)의 제1 분할 영역(R1a)에 도달한다. 기판 처리 장치(30)는, 회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(#1, #2)가 제1 분할 영역(R1a)에 도달하면, 회전 기구(32b)를 정지시켜서, 회전 대(32a)의 회전을 정지시킨다. 그리고, 기판 처리 장치(30)는, 제1 분할 영역(R1a)에 배치된 승온 기구(33)를 동작시켜서, 제1 분할 영역(R1a)에서 웨이퍼(#1, #2)를 승화 온도까지 승온시킨다. 이에 의해, COR 처리에 의해 생성된 반응 생성물이 웨이퍼(#1, #2)에서 기화한다. 기판 처리 장치(30)는, 승온 기구(33)의 동작이 개시되고 나서 미리 정해진 시간이 경과하면, 회전 기구(32b)를 동작시켜서, 축선 X를 중심으로 회전 대(32a)를 회전시킨다.
회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(#1, #2)는, 회전 대(32a)의 회전에 수반하여, 축선 X의 주위를 시계 방향으로 이동하여, 도 10에 도시하는 바와 같이, 제1 영역(R1)의 제2 분할 영역(R1b)에 도달한다. 기판 처리 장치(30)는, 회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(#1, #2)가 제2 분할 영역(R1b)에 도달하면, 회전 기구(32b)를 정지시켜서, 회전 대(32a)의 회전을 정지시킨다. 그리고, 기판 처리 장치(30)는, 제2 분할 영역(R1b)에 배치된 보온 기구(34)를 동작시켜서, 제2 분할 영역(R1b)에서 웨이퍼(#1, #2)를 승화 온도로 유지한다. 이에 의해, COR 처리에 의해 생성된 반응 생성물이 웨이퍼(#1, #2)에서 계속적으로 기화한다. 한편, 기판 처리 장치(30)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, COR 처리가 실시된 2매의 웨이퍼(#3, #4)가 VTM 암(25)에 의해 챔버(31) 내의 제2 영역(R2)에 반입되면, 리프터 핀(39)을 동작시켜서, 웨이퍼(#3, #4)를 회전 대(32a)에 보유 지지시킨다. 기판 처리 장치(30)는, 보온 기구(34)의 동작이 개시되고 나서 미리 정해진 시간이 경과하면, 회전 기구(32b)를 동작시켜서, 축선 X를 중심으로 회전 대(32a)를 회전시킨다.
회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(#1, #2)는, 회전 대(32a)의 회전에 수반하여, 축선 X의 주위를 시계 방향으로 이동하여, 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 영역(R1)의 제3 분할 영역(R1c)에 도달한다. 한편, 회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(#3, #4)는, 회전 대(32a)의 회전에 수반하여, 축선 X의 주위를 시계 방향으로 이동하여, 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 영역(R1)의 제1 분할 영역(R1a)에 도달한다. 기판 처리 장치(30)는, 회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(#1, #2)가 제3 분할 영역(R1c)에 도달하고 또한 웨이퍼(#3, #4)가 제1 분할 영역(R1a)에 도달하면, 회전 기구(32b)를 정지시켜서, 회전 대(32a)의 회전을 정지시킨다. 그리고, 기판 처리 장치(30)는, 제3 분할 영역(R1c)에 배치된 보온 기구(35)를 동작시켜서, 제3 분할 영역(R1c)에서 웨이퍼(#1, #2)를 승화 온도로 유지한다. 이에 의해, COR 처리에 의해 생성된 반응 생성물이 웨이퍼(#1, #2)에서 계속적으로 기화한다. 한편, 기판 처리 장치(30)는, 제1 분할 영역(R1a)에 배치된 승온 기구(33)를 동작시켜서, 제1 분할 영역(R1a)에서 웨이퍼(#3, #4)를 승화 온도까지 승온시킨다. 이에 의해, COR 처리에 의해 생성된 반응 생성물이 웨이퍼(#3, #4)에서 기화한다. 기판 처리 장치(30)는, 승온 기구(33) 및 보온 기구(35)의 동작이 개시되고 나서 미리 정해진 시간이 경과하면, 회전 기구(32b)를 동작시켜서, 축선 X를 중심으로 회전 대(32a)를 회전시킨다.
회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(#1, #2)는, 회전 대(32a)의 회전에 수반하여, 축선 X의 주위를 시계 방향으로 이동하여, 도 12에 도시하는 바와 같이, 제2 영역(R2)에 도달한다. 한편, 회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(#3, #4)는, 회전 대(32a)의 회전에 수반하여, 축선 X의 주위를 시계 방향으로 이동하여, 도 12에 도시하는 바와 같이, 제1 영역(R1)의 제2 분할 영역(R1b)에 도달한다. 기판 처리 장치(30)는, 회전 대(32a)에 보유 지지된 웨이퍼(#1, #2)가 제2 영역(R2)에 도달하고 또한 웨이퍼(#3, #4)가 제2 분할 영역(R1b)에 도달하면, 회전 기구(32b)를 정지시켜서, 회전 대(32a)의 회전을 정지시킨다. 그리고, 기판 처리 장치(30)는, 제2 분할 영역(R1b)(제1 영역(R1)에서의 웨이퍼(#3, #4)의 가열 기구에 의한 가열과, 제2 영역(R2)에서의 웨이퍼(#1, #2)의 냉각 기구에 의한 냉각을 병행해서 실행한다. 즉, 기판 처리 장치(30)는, 제2 분할 영역(R1b)에 배치된 보온 기구(34)를 동작시켜서, 제2 분할 영역(R1b)에서 웨이퍼(#3, #4)를 승화 온도로 유지한다. 이에 의해, COR 처리에 의해 생성된 반응 생성물이 웨이퍼(#3, #4)에서 계속적으로 기화한다. 한편, 기판 처리 장치(30)는, 웨이퍼(#3, #4)가 보온 기구(34)에 의해 가열되고 있는 동안에, 제2 영역(R2)에 배치된 냉각판(37)을 동작시켜서, 제2 영역(R2)에서 웨이퍼(#1, #2)를 냉각한다. 이에 의해, 웨이퍼(#1, #2)가 다음의 COR 처리에 적합한 온도까지 냉각된다. 이렇게 해서, COR 처리가 실시된 복수의 웨이퍼에 대하여 가열 처리 및 냉각 처리가 연속적으로 실행된다.
기판 처리 장치(30)는, 보온 기구(34) 및 냉각판(37)의 동작이 개시되고 나서 미리 정해진 시간이 경과하면, 리프터 핀(39)을 동작시켜서, 리프터 핀(39)에 의해 웨이퍼(#1, #2)를 회전 대(32a)로부터 들어 올린다. 리프터 핀(39)에 의해 회전 대(32a)로부터 들어 올려진 웨이퍼(#1, #2)는, VTM 암(25)에 의해 기판 반송구(31c)로부터 취출된다.
또한, 도 8 내지 도 12의 예에서는, 기판 냉각 영역인 제2 영역(R2)에 인접하지 않는 제2 분할 영역(R1b)에서의 웨이퍼(#3, #4)의 가열과, 제2 영역(R2)에서의 웨이퍼(#1, #2)의 냉각을 병행해서 실행하는 것으로 했다. 단, 기판 처리 장치(30)의 스루풋을 향상시키는 관점에서, 제1 분할 영역(R1a)에서의 웨이퍼의 가열과 제2 분할 영역(R1b)에서의 웨이퍼의 가열과 제3 분할 영역(R1c)에서의 웨이퍼의 가열과 제2 영역(R2)에서의 웨이퍼의 냉각을 병행해서 실행해도 된다. 즉, 기판 처리 장치(30)는, 제1 분할 영역(R1a)에 배치된 승온 기구(33), 제2 분할 영역(R1b)에 배치된 보온 기구(34), 제3 분할 영역(R1c)에 배치된 보온 기구(35), 및 제2 영역(R2)에 배치된 냉각판(37)을 동시에 동작시켜도 된다.
이하에, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(30)에서 기판을 처리하는 방법의 일례를 나타낸다. 스텝 S1에서, 기판 가열 영역(즉, 제1 영역(R1)) 및 기판 냉각 영역(즉, 제2 영역(R2))을 제1 압력으로 조절(감압)한다. 스텝 S2에서, 기판 냉각 영역의 압력이 기판 가열 영역의 압력보다도 높아지도록, 기판 가열 영역 또는 기판 냉각 영역을 제1 압력에서 제2 압력으로 조절한다. 기판 가열 영역의 압력을 조절할 경우에는 기판 가열 영역을 감압하고, 기판 냉각 영역의 압력을 조절할 경우에는 기판 냉각 영역을 승압한다. 스텝 S3에서, 제1 기판을 기판 가열 영역에 반송하고, 제2 기판을 기판 냉각 영역에 반송한다. 예를 들어, 제1 기판은, 기판 냉각 영역에 마련된 기판 처리 장치(30)의 반입출구(즉, 기판 반송구(31c))로부터 기판 가열 영역에 반송되고, 제2 기판은, 기판 가열 영역에서 가열된 후에, 기판 가열 영역으로부터 기판 냉각 영역에 반송된다. 바꾸어 말하면, 제2 기판은, 제1 기판이 기판 처리 장치(30)에 반입되기 전에 기판 가열 영역에서 가열되고 있고, 예를 들어 기판 처리 장치(30)에 반입된 제1 기판이 기판 냉각 영역으로부터 기판 가열 영역에 반송될 때 기판 가열 영역으로부터 기판 냉각 영역에 반송된다. 제1 기판 및 제2 기판의 반송은 동시여도 되고 다른 타이밍이어도 된다. 스텝 S4에서, 기판 가열 영역에서 제1 기판을 가열함과 함께 기판 냉각 영역에서 제2 기판을 냉각한다. 상세하게는, 밀폐부(38)는, 제2 기판을 밀폐한 후에 제1 압력 및 제2 압력과는 상이한 제3 압력까지 승압된다. 그리고, 제2 기판이 냉각된다. 스텝 S5에서, 제1 기판을 제2 분할 영역(R1b), 제3 분할 영역(R1c) 또는 기판 냉각 영역으로 이동시킴과 함께, 제2 기판을 기판 냉각 영역으로부터 기판 처리 장치(30)의 반입출구를 통해서 VTM 챔버(즉, 진공 반송 챔버(20))에 반출한다.
(효과)
이상 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 챔버와, 가열 기구와, 냉각 기구와, 격벽을 갖는다. 챔버는, 적어도 하나의 기판 가열 영역 및 적어도 하나의 기판 냉각 영역을 포함하는 처리실을 갖는다. 가열 기구는, 적어도 하나의 기판 가열 영역에서 제1 기판을 가열하도록 구성된다. 냉각 기구는, 제1 기판을 가열하고 있는 동안에, 적어도 하나의 기판 냉각 영역에서 제2 기판을 냉각하도록 구성된다. 격벽은, 처리실 내에 마련되어, 적어도 하나의 기판 가열 영역과 적어도 하나의 기판 냉각 영역을 열적 및 압력적으로 분리하도록 구성된다. 이 때문에, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 1개의 챔버 내에서 기판에 대하여 가열 처리 및 냉각 처리를 실행할 수 있다. 기판 처리 시스템에서 가열 처리 챔버와 냉각 처리 챔버가 별개로 마련되는 경우, 가열 처리 챔버와 냉각 처리 챔버의 사이에서의 기판의 반송에 시간이 걸리기 때문에, 기판 처리 시스템의 스루풋이 저하된다. 상기 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 1개의 챔버 내에서 격벽에 의해 열적 및 압력적으로 분리된 기판 가열 영역 및 기판 냉각 영역에서, 기판에 대하여 가열 처리 및 냉각 처리를 연속적으로 실행한다. 이 때문에, 본 실시 형태에 따르면, 서로 다른 챔버간에서의 기판의 반송을 생략할 수 있어, 기판 처리 시스템의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 적어도 하나의 기판 냉각 영역 내에 마련되어, 기판의 냉각 시에 기판을 밀폐하도록 구성되는 밀폐부를 더 갖는다. 이 때문에, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 기판 가열 영역 및 기판 냉각 영역을 격벽 및 밀폐부에 의해 이중으로 분리할 수 있어, 기판의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 냉각 시는, 내부 격벽(즉, 밀폐부)에 의해 좁은 영역을 형성함으로써 단시간에 승압하면서, 기판의 냉각을 실행할 수 있다. 또한, 기판 가열 영역과 기판 냉각 영역을 격리시킴으로써, 기판 가열 영역에서 승화한 가스가 기판 냉각 영역에 있는 기판에 재부착하는 것을 방지하고 있다. 즉, 밀폐부의 내부의 압력>기판 가열 영역의 압력이라는 관계가 성립함으로써, 밀폐부의 내부의 밀폐 공간으로 가스가 돌아 들어가지 않는 구조로 되어 있다. 또한, 이중 격벽을 구성함으로써, 밀폐부의 내부의 밀폐 공간을 기판 가열 영역과 격리할 수 있어, 또한 퇴적물 부착 방지에 기여하고 있다.
또한, 상기 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 적어도 하나의 기판 가열 영역과 적어도 하나의 기판 냉각 영역의 사이에서 기판을 반송하도록 구성된 반송 기구를 더 갖는다. 그리고, 밀폐부는, 제1 가동 부재와 제2 가동 부재를 포함한다. 제1 가동 부재 및 상기 제2 가동 부재는, 냉각 기구에 의한 기판의 냉각 시에 서로 접근해서 기판을 밀폐하도록 구성되고, 반송 기구에 의한 기판의 반송 시에 서로 이격해서 밀폐를 해제하도록 구성된다. 이 때문에, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 1개의 챔버 내에서 기판 가열 영역과 기판 냉각 영역의 사이에서 기판을 반송하여 기판에 대하여 가열 처리 및 냉각 처리를 연속적으로 실행할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 있어서, 반송 기구는, 복수의 기판을 보유 지지하도록 구성된 보유 지지부와, 보유 지지부를 회전시키도록 구성된 회전 기구를 포함한다. 이 때문에, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 1개의 챔버 내에서 기판 가열 영역과 기판 냉각 영역의 사이에서 보유 지지부의 회전에 의해 기판을 반송하여 기판에 대하여 가열 처리 및 냉각 처리를 연속적으로 실행할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 있어서, 제1 가동 부재 및 제2 가동 부재는, 보유 지지부와 대향하는 단부면에 시일 부재를 갖는다. 그리고, 제1 가동 부재 및 제2 가동 부재는, 냉각 기구에 의한 기판의 냉각 시에 서로 접근하고 또한 시일 부재를 보유 지지부에 접촉시킴으로써, 기판을 밀폐하도록 구성된다. 이 때문에, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 기판의 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 있어서, 적어도 하나의 기판 가열 영역은, 적어도 하나의 기판 승온 영역 및 적어도 하나의 기판 보온 영역을 포함한다. 그리고, 가열 기구는, 적어도 하나의 기판 승온 영역에서 기판을 승화 온도까지 승온하도록 구성된 승온 기구와, 적어도 하나의 기판 보온 영역에서 기판을 승화 온도로 유지하도록 구성된 보온 기구를 포함한다. 이 때문에, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 적어도 하나의 기판 보온 영역을 마련함으로써, 기판 보온 영역의 수에 따른 복수의 기판을 동시에 또한 효율적으로 가열할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 있어서, 승온 기구는, 기판을 가열 가능한 특정 파장을 갖는 광을 방사하는 방사원을 포함하고, 보온 기구는, 저항 가열 요소를 포함한다. 이 때문에, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 기판의 가열 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 승온 기구, 보온 기구 및 냉각 기구를 동시에 동작시키도록 구성된 제어부를 갖는다. 이 때문에, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 기판에 대하여 가열 처리 및 냉각 처리를 연속적으로 실행하는 경우의 처리 시간을 단축할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 있어서, 챔버는, 외부와 기판의 전달을 행하는 기판 반송구를 갖는다. 기판 반송구는, 적어도 하나의 기판 냉각 영역 내에 마련된다. 이 때문에, 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 기판 냉각 영역에서 냉각된 기판을 기판 반송구로부터 원활하게 반출할 수 있다.
또한, 금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 기판 가열 영역 및 적어도 하나의 기판 냉각 영역을 포함하는 처리실을 갖는 챔버와,
    상기 적어도 하나의 기판 가열 영역에서 제1 기판을 가열하도록 구성된 가열 기구와,
    제1 기판을 가열하고 있는 동안에, 상기 적어도 하나의 기판 냉각 영역에서 제2 기판을 냉각하도록 구성된 냉각 기구와,
    상기 처리실 내에 마련되어, 상기 적어도 하나의 기판 가열 영역과 상기 적어도 하나의 기판 냉각 영역을 열적 및 압력적으로 분리하도록 구성된 격벽
    을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 기판 냉각 영역 내에 마련되어, 기판의 냉각 시에 기판을 밀폐하도록 구성되는 밀폐부를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 기판 가열 영역과 상기 적어도 하나의 기판 냉각 영역의 사이에서 기판을 반송하도록 구성된 반송 기구를 더 포함하고,
    상기 밀폐부는, 제1 가동 부재와 제2 가동 부재를 포함하고, 상기 제1 가동 부재 및 상기 제2 가동 부재는, 상기 냉각 기구에 의한 기판의 냉각 시에 서로 접근해서 기판을 밀폐하도록 구성되고, 상기 반송 기구에 의한 기판의 반송 시에 서로 이격해서 밀폐를 해제하도록 구성되는, 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 반송 기구는, 복수의 기판을 보유 지지하도록 구성된 보유 지지부와, 상기 보유 지지부를 회전시키도록 구성된 회전 기구를 포함하는, 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 가동 부재 및 상기 제2 가동 부재는, 상기 보유 지지부와 대향하는 단부면에 시일 부재를 포함하고, 상기 냉각 기구에 의한 기판의 냉각 시에 서로 접근하고 또한 상기 시일 부재를 상기 보유 지지부에 접촉시킴으로써, 기판을 밀폐하도록 구성되는, 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 기판 가열 영역은, 적어도 하나의 기판 승온 영역 및 적어도 하나의 기판 보온 영역을 포함하고,
    상기 가열 기구는, 상기 적어도 하나의 기판 승온 영역에서 기판을 승화 온도까지 승온하도록 구성된 승온 기구와, 상기 적어도 하나의 기판 보온 영역에서 기판을 상기 승화 온도로 유지하도록 구성된 보온 기구를 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 승온 기구는, 특정 파장을 갖는 광을 방사하는 방사원을 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 보온 기구는, 저항 가열 요소, 특정 파장을 갖는 광을 방사하는 방사원, 및 가열 기체 공급 요소의 적어도 어느 하나를 포함하는, 기판 처리 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 승온 기구, 상기 보온 기구 및 상기 냉각 기구를 동시에 동작시키도록 구성된 제어부를 갖는, 기판 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버는, 외부와 기판의 전달을 행하는 기판 반송구를 포함하고, 상기 기판 반송구는, 상기 적어도 하나의 기판 냉각 영역 내에 마련되는, 기판 처리 장치.
  11. 적어도 하나의 기판 가열 영역 및 적어도 하나의 기판 냉각 영역을 포함하는 처리실을 갖는 챔버에서 기판을 처리하는 기판 처리 방법이며, 상기 처리실은, 상기 적어도 하나의 기판 가열 영역과 상기 적어도 하나의 기판 냉각 영역을 열적 및 압력적으로 분리하도록 구성된 격벽을 포함하고, 당해 기판 처리 방법은,
    상기 적어도 하나의 기판 가열 영역 및 상기 적어도 하나의 기판 냉각 영역을 제1 압력으로 조절하는 공정과,
    상기 적어도 하나의 기판 냉각 영역의 압력이 상기 적어도 하나의 기판 가열 영역의 압력보다도 높아지도록, 상기 적어도 하나의 기판 가열 영역 또는 상기 적어도 하나의 기판 냉각 영역을 상기 제1 압력에서 제2 압력으로 조절하는 공정과,
    제1 기판을 상기 적어도 하나의 기판 가열 영역에 반송하는 공정과,
    제2 기판을 상기 적어도 하나의 기판 냉각 영역에 반송하는 공정과,
    상기 적어도 하나의 기판 가열 영역에서 제1 기판을 가열하는 공정과,
    제1 기판을 가열하고 있는 동안에, 상기 적어도 하나의 기판 냉각 영역에서 제2 기판을 냉각하는 공정
    을 포함하는 기판 처리 방법.
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