CN116779468A - 基板处理装置、半导体装置的制造方法以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基板处理装置、半导体装置的制造方法以及存储介质,即使在存在进行不同的处理的反应器的情况下,也能够抑制反应器间的对各处理的影响。该技术具有:第一容器,具备构成能够将基板搬入/搬出的搬入/搬出口的搬入/搬出部和收纳基板的处理室;第二容器,与第一容器相邻,经由搬入/搬出口能够与第一容器连通;盖体,能够将搬入/搬出口封闭;密封部件,配置于搬入/搬出部与盖体之间;以及控制部,能够进行控制,以在对基板在处理室进行处理的期间,在盖体将搬入/搬出口封闭的状态下,使第一容器内的压力比第二容器内的压力低,且在对基板进行处理后且使第一容器和第二容器连通前,使第一容器内的压力比第二容器内的压力高。
Description
技术领域
本技术涉及一种基板处理装置、半导体装置的制造方法以及存储介质。
背景技术
作为半导体装置的制造工序中所使用的基板处理装置的一方案,例如存在设置于多个反应器真空搬送装置的周围的集群型装置(例如专利文献1)。各反应器能够进行不同的处理,例如某反应器能够进行成膜处理,其它反应器能够进行改性处理。在反应器进行了处理的基板经由真空搬送室移动至其它反应器,或者被搬送到基板处理装置的外部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2005/112108号
发明内容
发明所要解决的课题
如上述,存在进行不同的处理的反应器,因此,希望在反应器间抑制对各处理的影响。
本公开提供一种即使在存在进行不同的处理的反应器的情况下,也能够抑制反应器间的对各处理的影响。
用于解决课题的方案
根据本公开的一方案,提供一种技术,其具有:第一容器,其具备构成能够将基板搬入/搬出的搬入/搬出口的搬入/搬出部和收纳上述基板的处理室;第二容器,其与上述第一容器相邻,且经由上述搬入/搬出口能够与上述第一容器连通;盖体,其能够将上述搬入/搬出口封闭;密封部件,其配置于上述搬入/搬出部与盖体之间;以及控制部,其能够进行控制,以在对上述基板在上述处理室进行处理的期间,在上述盖体将上述搬入/搬出口封闭的状态下,使上述第一容器内的压力比上述第二容器内的压力低,在对上述基板进行处理后且使上述第一容器和上述第二容器连通前,使上述第一容器内的压力比上述第二容器内的压力高。
发明效果
根据本公开,即使在存在进行不同的处理的反应器的情况下,也能够抑制反应器间的对各处理的影响。
附图说明
图1是表示本公开的基板处理装置的概略结构例的说明图。
图2是表示本公开的基板处理装置的概略结构例的说明图。
图3是表示本公开的反应器的概略结构例的说明图。
图4A是表示图3所示的反应器具备的第一气体供给部的概略结构例的说明图。
图4B是表示图3所示的反应器具备的第二气体供给部的概略结构例的说明图。
图4C是表示图3所示的反应器具备的惰性气体供给部的概略结构例的说明图。
图4D是表示图3所示的反应器具备的惰性气体供给部的概略结构例的说明图。
图5是表示本公开的反应器的概略结构例的说明图。
图6是表示图5所示的反应器具备的第一气体供给部的概略结构例的说明图。
图7是说明本公开的基板处理装置的控制器的说明图。
图8是说明本公开的基板处理流程的说明图。
图9是说明实施方式的基板处理流程的说明图。
图中:
S—基板,100—基板处理装置,200—反应器,300—反应器,400—控制器。
具体实施方式
以下,参照附图对本方案的实施方式进行说明。
此外,以下的说明中所使用的图均为示意性的图,图面上的各要素的尺寸的关系、各要素的比率等未必与实际一致。另外,在多个图彼此之间,各要素的尺寸的关系、各要素的比率等也未必一致。
(1)基板处理装置的结构
使用图1、图2对本方案的一实施方式的基板处理装置的概要结构进行说明。图1是表示本技术的基板处理装置的结构例的横剖视图。图2表示本技术的基板处理装置的结构例,是图1α-α的纵剖视图。
图1及图2中,应用本方案的基板处理装置100对作为基板的基板S进行处理,主要由IO工作台110、大气搬送室120、装载锁定室130、真空搬送室140、反应器200、反应器300构成。接着,对各结构具体地进行说明。
在基板处理装置100的近前设置有IO工作台(装载口)110。在IO工作台110上搭载有多个晶圆盒111。晶圆盒111被用作搬送硅(Si)基板等基板S的载体。
IO工作台110与大气搬送室120相邻。大气搬送室120在与IO工作台110不同的面连结有后述的装载锁定室130。在大气搬送室120内设置有移载基板S的大气搬送机器人122。
在构成大气搬送室120的箱体127的前侧设置有用于将基板S相对于大气搬送室120搬入/搬出的搬入/搬出口128和晶圆盒开启器121。在大气搬送室120的箱体127的后侧设置有用于将基板S搬入/搬出装载锁定室130的搬入/搬出口129。搬入/搬出口129通过闸阀133打开/闭合,由此能够进行基板S的出入。
装载锁定室130与大气搬送室120相邻。在构成装载锁定室130的箱体131所具有的面中的与大气搬送室120不同的面配置有后述的真空搬送室140。真空搬送室140经由闸阀134而连接。
在装载锁定室130内设置有至少具有两个载置基板S的载置面135的基板载置台136。载置面135间的距离根据后述的搬送机器人180的臂所具有的末端执行器间的距离来设定。
基板处理装置100具备作为成为在负压下搬送基板S的搬送空间的搬送室的真空搬送室140。构成真空搬送室140的箱体141俯视下形成为五边形,在五边形的各边连结有装载锁定室130和对基板S进行处理的反应器200(200a、200b以及200c)及反应器300。在真空搬送室140的大致中央部以凸缘144为基部地设置有作为在负压下移载(搬送)基板S的搬送部的搬送机器人180。
设置于真空搬送室140内的搬送机器人180构成为,通过升降机145及凸缘144,维持真空搬送室140的气密性,并且能够升降。搬送机器人180所具有的两个臂181构成为通过升降机145能够升降。此外,图2中,为了方便说明,显示臂181的末端执行器,省略与凸缘144连接的机器人轴等构造。
在真空搬送室140的外周连接有反应器200(200a、200b以及200c)和反应器300。各反应器200和反应器300以真空搬送室140为中心呈放射状配。
在箱体141的侧壁中的与各反应器200分别面对面的壁及与反应器300面对面的壁分别设置有搬入/搬出口148。例如,如图2所示,在与反应器200a面对面的壁设置有搬入/搬出口148a。此外,由于反应器200b、200c也是与反应器200a同样的结构,因此,在此省略说明。另外,例如在与反应器300面对面的壁设置有搬入/搬出口148d和闸阀149。各反应器200、反应器300与真空搬送室140连通,因此,各反应器200及反应器300也在真空水平下使用,以使真空搬送室140的气氛不会流向各反应器。在真空搬送室140与各反应器之间搬入/搬出基板S时,进一步地通过各反应器进行压力调整。
接着,对搭载于真空搬送室140的搬送机器人180进行说明。
搬送机器人180具备两个臂181。臂181具备载置基板S的末端执行器。
升降机145控制臂181的升降、旋转。臂181能够进行以臂轴为中心的旋转、延伸。通过进行旋转、延伸,向反应器200、反应器300内搬送基板S,或者从反应器200、反应器300内搬出基板S。
<反应器200(分批装置)>
接着,使用图3,对反应器200a、200b以及200c进行说明。反应器200a、200b以及200c分别是同样的结构,因此,在此作为一个反应器200进行说明。各反应器200构成为能够进行多个处理。以下说明详情。
构成反应器200的箱体201在上方具备反应管容纳室210,在下方具备移载室270。在反应管容纳室210内主要容纳有加热器211、内侧反应管222。移载室270为能够与真空搬送室140连通的结构。在移载室270设置有用于搬入/搬出基板S的搬入/搬出口148(148a、148b、148c)。搬入/搬出口148通过闸阀149被开闭。加热器211沿着作为沿铅垂方向延伸的处理室222c的壁的内侧反应管222的壁从该壁分开地配置。加热器211也称为第一加热器、或壁侧加热器。
移载室270设置于内侧反应管222的下部,且构成为与内侧反应管222连通。在移载室270进行经由搬入/搬出口148通过搬送机器人180将基板S载置(搭载)于后述的基板支撑件(以下,有时记为晶舟)240、或者通过搬送机器人180从基板支撑件240取出基板S。
<反应管>
接着,对反应管容纳室210和容纳于其内部的内侧反应管222进行说明。内侧反应管222具备外侧反应管221和内侧反应管222。内侧反应管222收纳于外侧反应管221的内部。在本方案中,将外侧反应管221和内侧反应管222总地称为第一容器。
外侧反应管221设置于内侧反应管222与加热器211之间。图3中构成为将外侧反应管221内的气氛和内侧反应管222内的气氛划分开。将外侧反应管221中的容纳内侧反应管222的空间称为内侧反应管容纳室221b。不限于这样的结构,也可以使外侧反应管221内的气氛和内侧反应管222内的气氛连通。
在外侧反应管221的下方设置有凸缘部221a。凸缘部221a固定于构成反应管容纳室210的壁。在凸缘部221a的中心设置有孔,在此处***并固定有内侧反应管222的凸缘部222a。将凸缘部221a和凸缘部222a总地称为炉口部222b。
内侧反应管222的上方被封闭,且在下方设置有凸缘部222a。在凸缘部222a的中心设置有供基板支撑件240通过的炉口部222b。即,凸缘部222a设置于构成内侧反应管222且沿铅垂方向延伸的壁的下方。炉口部222b供基板支撑件240通过,因此也称为搬入/搬出口。另外,将凸缘部222a、炉口部222b总地称为搬入/搬出部。也可以将炉口部222b包含于凸缘部222a。
内侧反应管222能够容纳支撑于基板支撑件240的基板S。在内侧反应管222设置有作为气体供给部的喷嘴223。喷嘴223构成为沿作为多张基板S的配置方向的铅垂方向延伸。从喷嘴223供给来的气体被供给至各基板S。
喷嘴223例如按照气体种类而设置,在此,作为一例,记载三个喷嘴223a、223b、223c。各喷嘴223以在水平方向上不重叠的方式配置。此外,在图3中,为了方便说明而记载了三个喷嘴223,但不限于此,也可以根据基板处理的内容配置四个以上。
接着,使用图4A、图4B、图4C以及图4D对能够向各喷嘴223供给气体的气体供给部进行说明。在本方案中,例如将后述的第一气体供给部和第二气体供给部总地称为气体供给部。
首先,使用图4A对能够向喷嘴223a供给气体的第一气体供给部224进行说明。在气体供给管224a,从上游方向起,依次设置有第一气体源224b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)224c以及作为开闭阀的阀224d。气体供给管224a构成为与喷嘴223a连通。
第一气体源224b为含有第一元素的第一气体(也称为“含第一元素气体”。)源。含第一元素气体为原料气体、即处理气体的一种。在此,第一元素例如为硅(Si)。具体而言,为六氯乙硅烷(Si2Cl6、简称:HCDS)气体、一氯甲硅烷(SiH3Cl、简称:MCS)气体、二氯硅烷(SiH2Cl2、简称:DCS)、三氯硅烷(SiHCl3、简称:TCS)气体、四氯硅烷(SiCl4、简称:STC)气体、八氯三硅烷(Si3Cl8、简称:OCTS)气体等包含Si-Cl键的氯硅烷原料气体。
主要由气体供给管224a、MFC224c、阀224d构成了第一气体供给部(也称为含硅气体供给部)224。
在气体供给管224a中的阀224d的下游侧连接有气体供给管224e。在气体供给管224e,从上游方向起,依次设置有惰性气体源224f、MFC224g以及阀224h。从惰性气体源224f供给惰性气体、例如氮(N2)气体。
主要由气体供给管224e、MFC224g、阀224h构成了第一惰性气体供给部。从惰性气体源224f供给的惰性气体在基板处理工序中作为第一气体的载气或稀释气体来使用。也可以将第一惰性气体供给部添加到第一气体供给部。
接着,使用图4B对能够向喷嘴223b供给气体的第二气体供给部225进行说明。在气体供给管225a,从上游方向起,依次设置有第二气体源225b、MFC225c以及阀225d。气体供给管225a构成为与喷嘴223b连通。
第二气体源225b为含有第二元素的第二气体(以下,也称为“含第二元素气体”。)源。含第二元素气体为处理气体的一种。此外,含第二元素气体也可以作为反应气体或改性气体来考虑。
在此,含第二元素气体含有与第一元素不同的第二元素。作为第二元素,例如为氧(O)、氮(N)、碳(C)中的任一个。在本方案中,含第二元素气体例如为含氮的气体。具体而言,为氨(NH3)、二亚胺(N2H2)气体、联氨(N2H4)气体、N3H8气体等包含N-H键的氮化氢系气体。
主要由气体供给管225a、MFC225c、阀225d构成了第二气体供给部(也称为反应气体供给部)225。
在气体供给管225a中的阀225d的下游侧连接有气体供给管225e。在气体供给管225e,从上游方向起,依次设置有惰性气体源225f、MFC225g以及阀225h。从惰性气体源225f供给惰性气体。
主要由气体供给管225e、MFC225g、阀225h构成了第二惰性气体供给部。从惰性气体源225f供给的惰性气体在基板处理工序中作为第二气体的载气或稀释气体来使用。也可以将第二惰性气体供给部添加到第二气体供给部225。
接着,使用图4C对能够向喷嘴223c供给气体的惰性气体供给部226进行说明。在气体供给管226a,从上游方向起,依次设置有惰性气体源226b、MFC226c以及阀226d。从惰性气体源226b供给的惰性气体例如作为净化内侧反应管222内的气氛的净化气体、或者调整内侧反应管222的压力的压力调整用气体来使用。气体供给管226a构成为与喷嘴223c连通。
将内侧反应管222的气氛排出的排气部230具有与内侧反应管222连通的排气管231。
在排气管231,经由作为开闭阀的阀232、作为压力调整器(压力调整部)的APC(Auto Pressure Controller)阀233连接有作为真空排气装置的真空泵(省略图示),且构成为能够进行真空排气,以使内侧反应管222内的压力成为预定的压力(真空度)。在排气部230设置有压力检测部234。压力检测部234具备检测内侧反应管222内的压力的功能。另外,为了与设置于后述的移载室270的排气部区分,也称为处理室排气部。
通过上述的气体供给部与排气部的协作,调整内侧反应管222内的压力。在调整压力时,例如以使由压力检测部234检测出的压力值成为预定的值的方式进行调整。能够这样通过气体供给部和排气部来调整第一容器内的气氛,因此在本方案中,将气体供给部和排气部总地称为第一气氛控制部。
将内侧反应管222中的收纳有基板S的区域称为处理区域,将构成处理区域的划分件称为处理室222c。在本方案中,由内侧反应管222构成处理室222c。
<基板支撑件(晶舟)>
基板支撑部至少由基板支撑件240构成。基板支撑件240在移载室270的内部通过搬送机器人180经由搬入/搬出口148进行基板S的转移。另外,基板支撑件240将转移来的基板S搬送至内侧反应管222的内部。然后,在内侧反应管222的内部,进行在基板S的表面形成薄膜等的处理。
基板支撑件240具备作为将基板支撑件240沿上下方向驱动的第一驱动部的升降部241。图3中表示基板支撑件240通过升降部241上升而容纳于内侧反应管222内的状态。另外,基板支撑件240具备作为将基板支撑件240以旋转的方式驱动的第二驱动部的旋转驱动部242。
各驱动部与支撑支撑台244的旋转轴243连接。在支撑台244设置有能够支撑基板S的多个支撑柱246。支撑柱246支撑顶板249。图3中,为了方便说明,记载了一个支撑柱246。在支撑柱246,在铅垂方向上以预定的间隔设置有多个基板支撑机构,多张基板S被支撑于各个基板支撑机构。多个支撑柱246的下方由隔热罩245覆盖。隔热罩245抑制基板处理区域内的热向炉口部222b附近移动,由此实现基板处理区域内的均热化。
基板支撑件240通过多个支撑柱246将多张、例如五张基板S在铅垂方向上支撑成多层。顶板249及多个支撑柱246例如由石英、SiC等材料形成。此外,在此表示在基板支撑件240支撑七张基板S的例,但不限于此。例如,也可以构成能够支撑5~50张左右的基板S的基板支撑件240。
基板支撑件240通过升降部241在内侧反应管222与移载室270之间的上下方向上移动,通过旋转驱动部242b在绕由基板支撑件240支撑的基板S的中心的旋转方向上驱动。
在旋转轴243经由固定部247a固定有封闭炉口部222b的盖体247。盖体247的径构成为比炉口部222b的径大。在盖体247设置有对盖体247进行加热的加热器247b。在内侧反应管222的凸缘部222a设置有作为密封部件的O形环248。加热器247b是用于使内侧反应管222的铅垂方向的温度均匀的辅助结构。通过将加热器247b接通,能够维持配置于基板支撑件240下方的基板S的温度与配置于上方的温度同等。加热器247b也称为第二加热器、盖侧加热器。
盖体247例如在对基板S进行处理的期间将炉口部222b封闭。在盖体247封闭炉口部222b时,如图3所示,升降部241使盖体247上升,以将盖体247的上表面设定于与凸缘部222a抵碰的位置。由此,能够将内侧反应管222的内部保持为气密。此外,如后述地,在本方案中,移载室270内的压力设定为比处理室222c内的压力高,因此O形环248被压扁而变形,被压接于凸缘部222a。
此外,在本方案中将O形环248设置于内侧反应管222的凸缘部222a,但不限于此,也可以设置于外侧反应管221的凸缘部221a。该情况下将盖体247的径构成为比设置于外侧反应管221的凸缘部221a的O形环248大。另外,也可以将O形环248设置于盖体247。在该情况下,在更换O形环248时,因为能够对每个盖体247进行更换,所有具有容易维护的优点。
<移载室>
对移载室270进行说明。移载室270设置于反应管容纳室210的下部。在移载室270中,进行经由搬入/搬出口148通过搬送机器人180将基板S载置(搭载)于基板支撑件240、或者通过搬送机器人180将基板S从基板支撑件240取出。移载室270也称为第二容器。
在移载室270的底壁设置有供旋转轴243贯通的孔。而且,在移载室270设置有排出移载室270内的气氛的排气部280。排气部280连接于移载室270,并且具有与其内部连通的排气管281。
在排气管281经由作为开闭阀的阀282、APC阀283连接有作为真空排气装置的真空泵(省略图示),且构成为能够进行真空排气,以使移载室270内的压力成为预定的压力(真空度)。排气部280也称为移载室排气部。在排气部280设置有压力检测部284。压力检测部284具备检测移载室270内的压力的功能。这样,排气部280能够控制移载室270内的气氛,因此也将排气部280称为第二气氛控制部。
在移载室270也可以连接图4D所示的惰性气体供给部271。如图4D所示,在气体供给管271a,从上游方向起,依次设置有惰性气体源271b、MFC271c以及阀271d。从惰性气体源271b供给的惰性气体被用于例如净化移载室270内的气氛、或者调整压力的情况。惰性气体供给部271也称为第三气体供给部。惰性气体供给部271能够与排气部280共同控制移载室270内的气氛,因此也可以将惰性气体供给部271包含于第二气氛控制部。
<反应器300(单片)>
接着,使用图5对反应器300进行说明。如图5所示,反应器300具备容器302。在容器302内形成有:构成对基板S进行处理的处理空间305的处理室301;以及具有在将基板S向处理空间305搬送时供基板S通过的搬送空间的搬送室306。容器302由上部容器302a和下部容器302b构成。在上部容器302a与下部容器302b之间设置有隔板308。容器302也称为第三容器。
在下部容器302b的侧面设置有与闸阀149相邻的搬入/搬出口148,基板S经由搬入/搬出口148在与真空搬送室140之间移动。在下部容器302b的底部设置有多个顶针307。
在处理空间305配置有支撑基板S的基板支撑部310。基板支撑部310具有载置基板S的基板载置面311、在表面具有基板载置面311的基板载置台312以及作为设置于基板载置台312内的加热部的加热器313。在基板载置台312的与顶针307对应的位置分别设有供顶针307贯通的贯通孔314。
在加热器313连接有用于供给电力的配线322。配线322与加热器控制部323连接。加热器控制部323与控制器400电连接。控制器400控制加热器控制部323,使加热器313工作。
基板载置台312由旋转轴317支撑。旋转轴317贯通容器302的底部,且在容器302的外部连接于升降部318。
通过使升降部318工作,使旋转轴317及基板载置台312升降,基板载置台312能够使载置于基板载置面311上的基板S升降。
处理室301例如由后述的等离子体生成室330和基板载置台312构成。此外,处理室301只要能够确保对基板S进行处理的处理空间305即可,也可以由其它构造构成。
基板载置台312在基板S的搬送时下降至基板载置面311与搬入/搬出口148对置的搬送位置P0,在基板S的处理时,如图5所示,上升至使基板S成为处理空间305内的处理位置。
在处理空间305的上部(上游侧)设置有使气体成为等离子体状态的等离子体生成室330。以与设于等离子体生成室330的盖331的气体导入孔331a连通的方式在盖331连接有后述的第四气体供给部340。在等离子体生成室330的周围配置有线圈332。在线圈332连接有电极(省略图示),通过从电极供给电力,使供给到等离子体生成室330的气体成为等离子体状态。
接着,对排气部391进行说明。排气管392与处理空间305连通。排气管392以与处理空间305连通的方式连接于上部容器302a。在排气管392设置有将处理空间305内控制为预定的压力的压力控制器即APC393。APC393具有能够调整开度的阀芯(省略图示),根据来自控制器400的指示调整排气管392的流导。在排气管392中,在APC393的下游侧设置有阀394。在排气管392的上游设置有无油泵(省略图示)。无油泵经由排气管392排出处理空间305的气氛。
接着,使用图6,对向处理室301供给气体的第四气体供给部340进行说明。
在气体供给管341,从上游方向起,依次设置有第四气体源342、作为流量控制器(流量控制部)的MFC343以及作为开闭阀的阀344。而且,在气体供给管341连接有惰性气体供给管345。在惰性气体供给管345,从上游方向起,依次设置有惰性气体源346、MFC347以及作为开闭阀的阀348。
第四气体源342为含有第三元素的第三气体(也称为“含第三元素气体”。)源。含第三元素气体例如为与形成于基板S上的膜反应的气体。第三气体也可以作为改性气体来考虑。
在此,作为第三元素,例如为氧(O)、氮(N)、碳(C)、氢(H)中的任一种。在此,含第三元素气体例如作为含氢气体进行说明。具体而言,作为含氢气体,使用氢气(H2)。
在向处理室301供给第三气体时,也可以向处理室301供给作为稀释气体或载气的惰性气体。
主要由气体供给管341、MFC343、阀344构成了第四气体供给部。也可以将由惰性气体供给管345、MFC347、阀348构成的惰性气体供给部添加到第四气体供给部。
<控制器>
接着,使用图7对控制器400进行说明。
基板处理装置100具有控制各部的动作的控制器400。
作为控制部(控制单元)的控制器400构成为具备CPU(Central Processing Unit)401、RAM(Random Access Memory)402、作为存储装置的存储部403、I/O端口404的计算机。RAM402、存储部403、I/O端口404构成为能够经由内部总线405与CPU401进行数据交换。基板处理装置100内的数据的接收/发送通过作为CPU401的一个功能的接收/发送指示部406的指示进行。
CPU401构成为读出并执行来自存储部403的控制程序,并且根据来自输入/输出装置423的操作指令的输入等从存储部403读出工艺配方。而且,CPU401构成为能够以按照读出的工艺配方的内容的方式控制例如闸阀149的开闭动作、各泵的接通/断开控制、MFC的流量调整动作、阀的开闭动作等。
存储部403例如由闪速存储器、HDD(Hard Disk Drive)等构成。在存储部403内可读出地存储有由记载有基板处理的顺序、条件等的工艺配方等构成的配方410、控制基板处理装置的动作的控制程序411。
此外,工艺配方将后述的基板处理工序中的各顺序以时控制器400执行并能够得到预定的结果的方式组合,作为程序发挥功能。该工艺配方例如按照反应器而存在,且按照各个反应器被读出。
以下,将该工艺配方、控制程序等总称地简称为程序。此外,在本说明书中,使用程序这一术语的情况具有仅包含工艺配方单体的情况、仅包含控制程序单体的情况、或者包含双方的情况。另外,RAM402构成为临时保持由CPU401读出的程序、数据等的存储区域(工作区)。
I/O端口404与闸阀149、各压力调整器、各泵、加热器控制部等各结构连接。另外,在上位装置420设置有经由网络连接的网络接收/发送部421。
此外,控制器400能够通过使用存储有上述的程序的外部存储装置422将程序安装于计算机等来构成本技术的控制器400。此外,作为外部存储装置422,例如可以举出硬盘等磁盘、DVD等光盘、MO等光磁盘以及USB存储器等半导体存储器。另外,用于向计算机供给程序的方案不限于经由外部存储装置422进行供给的情况。例如,也可以使用因特网、专用线路等通信单元,而不经由外部存储装置422地供给程序。此外,存储部403、外部存储装置422构成为计算机可读取的存储介质。以下,将它们总称地简称为存储介质。此外,在本说明书中,使用存储介质这一术语的情况具有仅包含存储部403单体的情况、仅包含外部存储装置422单体的情况、或者包含双方的情况。
(2)基板处理工序
接着,使用图8对基板处理工序进行说明。作为基板处理装置的一工序,对使用上述的结构的基板处理装置100对基板S进行处理的工序进行说明。此外,在以下的说明中,构成基板处理装置的各部的动作由控制器400控制。
(基板移动工序S202)
对基板移动工序S202进行说明。基板处理装置100从工厂内的机器人接收包含多个基板S的FOUP。大气搬送机器人122从FOUP拾取基板S,并将其搬入装载锁定室130内。在装载锁定室130,将气氛从大气压置换成与真空搬送室140的压力同等的压力。然后,打开闸阀134,搬送机器人180拾取装载锁定室130内的基板S。
(基板搬入工序S204)
搬送机器人180将基板S从真空搬送室140移动至任意的反应器200。此时,将移载室270内的压力设为真空搬送室140内的压力同等以下,使移载室270内的气氛不会流入真空搬送室140内。在此,例如控制排气部280,调整移载室270内的压力。
接着,在使基板支撑件240下降至移载室270的状态下,打开反应器200的闸阀149。此时,调整基板支撑件240的高度,例如以使基板支撑件240中的最上层的基板支撑机构和搬入/搬出口148成为相同的高度。
搬送机器人180使臂181延伸,将基板支撑于最上层的基板支撑机构。然后,使臂181退避,将反应器200的闸阀149关闭。
在将基板S搭载于基板支撑机构后,调整基板支撑件240的高度,以使已经支撑有基板的基板支撑机构的下方的基板支撑机构和搬入/搬出口148成为相同的高度。另一方面,搬送机器人180待机,以能够拾取投入到装载锁定室130的新的基板S,并将基板S搬入反应器200。然后,与上述同样地,打开闸阀149,搬送机器人180将基板S载置于基板支撑件240。
将这样的动作反复进行预定次数,向基板支撑件240载置预定张数的基板S。在载置预定张数基板S后,关闭闸阀149,再使基板支撑件240上升,如图3所示地搬入内侧反应管222内。此时,盖体247与基板支撑件240一起上升,O形环248被挤压于盖体247。由此,将内侧反应管222内封闭。此外,加热器211处于工作状态,且维持在作为后述的第一温度的基板处理温度。
接着,通过惰性气体供给部226与排气部230的协作,使内侧反应管222内成为预定的压力。另外,与此并行地,控制惰性气体供给部271和排气部280,以使移载室270内比内侧反应管222内的压力高。通过这样,能够抑制内侧反应管222内的气氛向移载室270移动。
(第一膜处理工序S206)
接着,对第一膜处理工序S206进行说明。第一膜处理工序S206是在反应器200内对形成于基板S的膜进行处理的工序。在由内侧反应管222构成的处理室301成为期望的压力后,控制第一气体供给部224、第二气体供给部225,向内侧反应管222内供给第一气体和第二气体,对基板S进行处理。该工序中的处理是指例如使第一气体和第二气体反应,在基板S上形成预定的膜的处理。在本实施方式中,例如供给HCDS作为第一气体,供给NH3气体作为第二气体,形成氮化硅(SiN)膜。此时,在关闭基板S的状态下控制惰性气体供给部271和排气部280,以维持移载室270内的压力比内侧反应管222内的压力高的状态。通过这样,即使在处理中也能够抑制盖体247移动。因此,能够抑制内侧反应管222内的气氛向移载室270移动。
在本工序中,例如在以下的条件下进行处理。
第一气体:HCDS
第一气体的气体供给量:5sccm~5000sccm
第二气体:NH3
第二气体的气体供给量:10sccm~10000sccm
处理室的压力:133Pa~13332Pa
处理温度:300℃~500℃
在经过了预定时间后,停止第一气体供给部224、第二气体供给部225。进一步地,从惰性气体供给部226供给惰性气体,排出处理室301内的气氛。
(基板搬出工序S208)
对基板搬出工序S208进行说明。在经过预定时间后,升降部241使基板支撑件240下降。此时,盖体247也下降,盖体247从炉口部222b分离。关于下降方法的具体的内容,后面进行叙述。在基板支撑件240下降后,通过与搬入基板S相反的方法将基板搬出。此时,期望在基板支撑件240停止的状态下打开闸阀149。由此,能够抑制形成因基板支撑件240移动而导致的移载室270内的气氛的紊流。此外,期望各空间的压力关系为内侧反应管222内的压力>移载室270内的压力<真空搬送室140内的压力。由此,能够抑制内侧反应管222内的气氛流向真空搬送室140。由此,能够抑制真空搬送室140内的汚染。因此,能够抑制在内侧反应管222内所使用的气体侵入反应器300内,能够抑制反应器300中的意外反应、例如在容器内壁的膜的生成等。
(基板移动工序S210)
接着,对基板移动工序S210进行说明。搭载有从反应器200搬出的基板S的搬送机器人180移动基板S,以能够将基板S搬入反应器300。
(基板搬入工序S212)
对基板搬入工序S212进行说明。在此,向反应器300中搬入基板S。此时,使基板载置台312下降至基板S的搬送位置,使顶针307贯通基板载置台312的贯通孔314。其结果,成为顶针307比基板载置台312表面突出预定的高度的状态。与这些动作并行地进行从第四气体供给部的惰性气体的供给和搬送室306的气氛的排出等,成为与相邻的真空搬送室140同压以下。
接着,打开闸阀149,使搬送室306与相邻的真空搬送室140连通。然后,搬送机器人180将基板S从真空搬送室140搬入搬送室306,并载置于顶针307上。在将基板S载置于顶针307上后,使基板载置台312上升,将基板S载置于基板载置面311上。然后,如图5所示,使基板载置台312上升至基板处理位置。在将基板S载置于基板载置面311时,向加热器313供给电力,并控制加热器313,以使基板S的表面成为预定的温度。
(第二膜处理工序S214)
对第二膜处理工序S214进行说明。在此,例如使排气部391和第四气体供给部340动作。在成为期望的压力后,控制第四气体供给部340,向处理室301供给第三气体,对基板S上的膜进行处理。膜的处理是指例如通过第三气体对在第一膜处理工序S206所形成的膜进行改性的处理。另外,在本工序中,也可以根据配方使等离子体生成部349工作。在本实施方式中,对在第一膜处理工序S206所形成的SiN膜供给H2气体,将SiN膜改性。
在本工序中,在例如以下的条件下进行处理。
第三气体:H2
第三气体的气体供给量:10sccm~500sccm
处理室的压力:133Pa~6666Pa
处理温度:100℃~600℃
在经过预定时间后,停止从第四气体供给部340的第三气体的供给。接着,从第四气体供给部340供给惰性气体,将处理室301内的气氛排出。
(基板搬出工序S216)
对基板搬出工序S216进行说明。在基板S上进行期望的处理后,通过与基板搬入工序S212相反的顺序从处理室222c搬出基板S。此时,基板S为支撑于搬送机器人180的状态。
(基板移动工序S218)
对基板移动工序S218进行说明。搬送机器人180将基板S从反应器300搬出,并进一步地使其移动至装载锁定室130。如以上地对基板S进行处理。
<基板搬出工序S208中的下降方法的详情>
接着,对基板搬出工序S208中的基板支撑件240的下降方法的详情进行说明。如上述地,在基板搬出工序S208前的第一膜处理工序S206中,控制成使移载室270内的压力比内侧反应管222内的压力高。通过这种控制,盖体247挤压于炉口部222b,因此,能够抑制内侧反应管222内的气氛的泄漏。因此,能够稳定地控制内侧反应管222内的气氛。
然而,在这种状况中,本公开者发现了以下的课题。在此,盖体247挤压于炉口部222b,因此,配置于盖体247与炉口部222b之间的O形环248被压瘪而变形。在O形环248固定于炉口部222b的情况下,O形环248会以变形了的状态附着于盖体247。而且,越是高温状态,O形环248的附着越牢固。O形环248受到加热器211、加热器247b的影响,因此,有时牢固地附着。假设在O形环248附着于盖体247的状态下使盖体247下降的情况下,O形环248有可能会由于附着力的强度而破损,于是担心微粒的产生。本方案中,目的之一在于一边抑制O形环248的破损,一边使盖体247下降。
接着,使用图9对更具体的内容进行说明。
(压力调整工序S302)
本工序是在将基板支撑件240下降之前、即使内侧反应管222内和移载室270内连通之前进行的工序。在第一膜处理工序S206中对基板S在内侧反应管222内进行处理后,停止向内侧反应管222内的处理气体的供给。然后,在使内侧反应管222和移载室270连通之前进行控制,以使内侧反应管222内的压力比移载室270内的压力高。在此,控制惰性气体供给部226、排气部230、惰性气体供给部271、排气部280进行调整。此时,也可以使用压力检测部234、压力检测部284来调整压力。
通过控制成使内侧反应管222内的压力比移载室270内的压力高,内侧反应管222内的气氛能够轻柔地推出盖体247。此时的内侧反应管222内与移载室270内的压力差为O形环248不会破损的程度。具体而言,压力差在比0Pa高且低于3.0kPa的范围。因此,能够抑制相对于盖体247附着的O形环248的破损,并且恢复O形环248的形状。此外,此时O形环248为不会与盖体247背离,而是密封内侧反应管222的气氛的状态。
在调整压力差时,也可以使内侧反应管222内的压力逐渐比移载室270的压力高。这样,不会对变形状态的O形环248赋予突发的力,能够可靠地抑制O形环248的破损,并且使O形环248的形状恢复。
在调整压力差前、或者在调整时,也可以通过将加热器211断开,或者减小功率等,成为比对基板S进行处理时的温度即第一温度低的第二温度,使O形环248的温度降低。当使温度降低时,能够缓和O形环248的附着状态,因此,能够容易地将O形环248从盖体247剥离。在此,以加热器211为例进行了记载,但在具备加热器247b的情况下,也可以将加热器247b断开,或者减小功率等。
另外,期望第二温度为搬送机器人180的耐热性温度以下。如上述地,移载室270内、真空搬送室140设定为真空水平的压力,因此,从基板S的热逃散效率低。即,基板S的温度难以降低。在加热器211、加热器247b维持高温的状态下,需要在移载室270内等待保持基板S的温度降低,这样导致搬送吞吐量显著降低。在如本方案地将基板S层叠的情况下,由于基板S之间的热影响,基板温度更难以降低。因此,通过设为搬送机器人180的耐热性温度以下,能够提高搬送吞吐量。而且,期望第二温度为不会对配置于旋转轴243的温度传感器250造成不良影响的程度的温度。此外,温度传感器250也可以设置于升降部241。
此外,第二温度为例如室温(25℃左右)以上且100℃以下。通过设为这样的范围,能够使O形环248从盖体247容易地剥离。另外,由于为搬送机器人180的耐热性温度以下,因此能够提高搬送效率。另外,由于为不会对温度传感器250造成不良影响的程度的温度,因此能够避免温度传感器250的故障或随之产生的处理吞吐量的降低等。
在内侧反应管222内的压力比移载室270内的压力高的状态下经过预定时间后,进入基板支撑件下降工序S304。在此所谓的预定时间是例如直至变形的O形环248的形状恢复的时间。此外,在此,也可以计测内侧反应管222内和移载室270内各自的压力,如果计测出的结果为预定值,则进入基板支撑件下降工序S304。
(基板支撑件下降工序S304)
在压力调整工序S302中将内侧反应管222内的压力设为比移载室270内的压力高的状态,在经过预定时间后,在本工序中,在维持压力的控制的状态下,升降部241使基板支撑件240下降。如上述地,预定时间是例如直至变形的O形环248的形状恢复的时间。因此,在使基板支撑件240下降的阶段,能够抑制O形环248的破损,并且将O形环248从盖体247容易地剥离。因此,通过在经过预定时间后使基板支撑件240下降,能够抑制随着O形环248的破损而产生的微粒的产生,并且使基板支撑件240下降。
在此,惰性气体供给部226、排气部230、排气部280的控制也可以维持设为上述压力关系的控制。在维持各控制的情况下,内侧反应管222内和移载室270内的气氛缓慢地成为同压,因此不会急剧地变化。因此,能够防止急剧的压力变化所导致的气氛的紊流,其结果,能够抑制伴随着紊流所导致的微粒的卷起的微粒向基板支撑件240的基板S的附着、微粒向内侧反应管222内的侵入。另外,通过设为这样的关系,能够控制成移载室270内的气氛流向排气管281。因此,能够抑制移载室270内的气氛向内侧反应管222内逆流、或者流入真空搬送室140内。
另外,也可以控制成使移载室270内的压力减小。即,也可以控制成使内侧反应管222内的压力比移载室270内的压力高。在该情况下,例如维持惰性气体供给部226、惰性气体供给部271、排气部230的控制,控制阀282的开度,提高排气部280的排气量。通过维持惰性气体供给部226、惰性气体供给部271、排气部230的控制,能够抑制内侧反应管222内的气氛的急剧的变化。
另外,通过使内侧反应管222内的压力比移载室270内的压力高,能够产生从内侧反应管222内部向移载室270内的气流,因此,能够抑制移载室270中的气氛进入内侧反应管222内。由此,能够保持内侧反应管222内、移载室270内的气氛清洁。而且,由于一边维持排气部230的控制一边变更排气部280的控制,因此能够在内侧反应管222内不产生紊流地将气氛排出。因此,能够在内侧反应管222内抑制微粒的扩散。另外,通过逐渐缩小阀282的开度,能够不产生移载室270内的紊流地将气氛排出。能够防止伴随着急剧的压力变化的气氛的紊流,其结果,能够抑制伴随着因紊流而导致的微粒的卷起的微粒向基板支撑件240的基板S的附着、微粒向内侧反应管222内的侵入。
此外,上述记载了在使内侧反应管222内的压力比移载室270内的压力高之后,在经过预定时间后,升降部241使基板支撑件240下降,但不限于此。例如也可以基于压力检测部234、压力检测部284的检测结果,开始旋转轴243的下降。例如,在压力检测部234和压力检测部284的压力差成为预定的压力差后,使旋转轴243下降。该预定的压力差为不会使O形环248破损的程度的压力,例如比0kPa高且低于3.0kPa。
(其它实施方式)
另外,作为基板处理装置100,对反应器200和反应器300合计使用了四个的例进行了说明,但不限于此,也可以为使用五个以上、例如合计八个或八个以上的反应器200、300的基板处理装置。
另外,例如,在上述的各实施方式中列举了如下情况:在基板处理装置进行的成膜处理中,使用HCDS气体作为含第一元素气体(第一气体),使用NH3气体作为含第二元素气体(第二气体),在基板S上形成SiN膜,但本方案不限于此。即,成膜处理所使用的处理气体不限于HCDS气体、NH3气体等,也可以使用其它种类的气体来形成其它种类的薄膜。另外,也可以为使用三种以上的处理气体的情况。另外,作为第一元素,也可以不是Si,而是例如钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)等各种元素。另外,作为第二元素,也可以不是H,而是例如氮(N)等。
另外,例如在上述的各实施方式中,作为改性处理,说明了使用含H气体(第三气体)进行处理,但不限于此,也可以使用例如氧(O)、氮(N)、碳(C)、氢(H)中的任一个或包含它们的组合的气体。
另外,例如在上述的各实施方式中,对在成膜处理后进行改性处理的例进行了说明,但不限于此,也可以在进行改性处理后,进行成膜处理。
另外,例如,在上述的各实施方式中,作为基板处理装置进行的处理,列举了成膜处理和改性处理,但本方案不限于此。即,本方案除了在各实施方式中举例的成膜处理、改性处理,还能够应用于在各实施方式中所示例的薄膜以外的成膜处理、改性处理。另外,不涉及基板处理的具体的内容,不仅成膜处理、改性处理,还能够应用于进行退火处理、扩散处理、氧化处理、氮化处理、光刻处理等其它基板处理的情况。而且,本方案还能够应用于其它基板处理装置、例如退火处理装置、蚀刻装置、氧化处理装置、氮化处理装置、曝光装置、涂布装置、干燥装置、加热装置、利用了等离子体的处理装置等其它基板处理装置。另外,能够将某实施方式的结构的一部分置换成其它实施方式的结构,另外,也能够在某实施方式的结构添加其它实施方式的结构。另外,对于各实施方式的结构的一部分,也能够进行其它结构的追加、删除、置换。
Claims (18)
1.一种基板处理装置,其特征在于,具有:
第一容器,其具备构成能够将基板搬入/搬出的搬入/搬出口的搬入/搬出部和收纳所述基板的处理室;
第二容器,其与所述第一容器相邻,且经由所述搬入/搬出口能够与所述第一容器连通;
盖体,其能够将所述搬入/搬出口封闭;
密封部件,其配置于所述搬入/搬出部与盖体之间;以及
控制部,其能够进行控制,以在对所述基板在所述处理室进行处理的期间,在所述盖体将所述搬入/搬出口封闭的状态下,使所述第一容器内的压力比所述第二容器内的压力低,且在对所述基板进行处理后且使所述第一容器和所述第二容器连通前,使所述第一容器内的压力比所述第二容器内的压力高。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
具有:
第三容器,其能够进行与所述第一容器不同的处理;以及
真空搬送室,其设置于所述第二容器与所述第三容器之间,且能够搬送所述基板,
所述第二容器具备:支撑所述基板的基板支撑部;支撑所述基板支撑部的旋转轴;以及能够升降所述基板支撑部的升降部,
所述控制部能够进行控制,以在停止所述旋转轴的移动后,将设于所述第二容器与所述真空搬送室之间的闸阀打开。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
具有能够对所述处理室内进行加热的加热器,
在对所述基板在所述处理室进行处理的期间,所述加热器被控制为成为使所述密封部件变形的第一温度,
在对于所述基板进行处理后且使所述第一容器和所述第二容器连通前,所述加热器被控制为成为比所述第一温度低的第二温度。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置,其特征在于,
所述加热器包括沿着在铅垂方向上延伸的所述处理室的壁从该壁分开地配置的壁侧加热器,
所述密封部件配置于所述壁的下方。
5.根据权利要求3所述的基板处理装置,其特征在于,
所述加热器包括设于所述盖体的盖侧加热器。
6.根据权利要求3所述的基板处理装置,其特征在于,
所述第二容器具备:支撑所述基板的基板支撑部;支撑所述基板支撑部的旋转轴;以及能够升降所述基板支撑部的升降部,
在所述旋转轴或所述升降部设置有传感器,所述第二温度是不会对所述传感器造成不良影响的温度。
7.根据权利要求3所述的基板处理装置,其特征在于,
所述第二温度为室温以上且100℃以下。
8.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
具备:
基板支撑部,其支撑所述基板;
旋转轴,其支撑所述基板支撑部;
升降部,其能够升降所述基板支撑部;以及
排气管,其设置于所述第二容器,
与使所述旋转轴下降并行地进行控制,以使所述第二容器内的气氛不会流向所述第一容器。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
具备:
基板支撑部,其支撑所述基板;
旋转轴,其支撑所述基板支撑部;
升降部,其能够升降所述基板支撑部;以及
排气管,其设置于所述第二容器,
与使所述旋转轴下降并行地进行控制,以使所述第二容器内的气氛流向所述排气管。
10.根据权利要求9所述的基板处理装置,其特征在于,
在所述排气管设有阀,
与使所述旋转轴下降并行地进行控制,以使所述阀工作。
11.根据权利要求10所述的基板处理装置,其特征在于,
与使所述旋转轴下降并行地进行控制,以将所述阀的开度追歼缩小。
12.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
具备:
基板支撑部,其支撑所述基板;
旋转轴,其支撑所述基板支撑部;以及
升降部,其能够升降所述基板支撑部,
进行控制,以在对所述基板进行处理后且使所述第一容器和所述第二容器连通前,使所述第一容器内的压力比所述第二容器内的压力高,且在所述第一容器与所述第二容器的压力差成为预定值后,开始所述旋转轴的下降。
13.根据权利要求12所述的基板处理装置,其特征在于,
所述预定值设定为使所述密封部件不会破损的值。
14.根据权利要求12所述的基板处理装置,其特征在于,
所述预定值比0kPa高且低于3.0kPa。
15.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
具备:
基板支撑部,其支撑所述基板;
旋转轴,其支撑所述基板支撑部;以及
升降部,其能够升降所述基板支撑部,
在对所述基板进行处理后且使所述第一容器和所述第二容器连通前,进行控制,以使所述第一容器内的压力比所述第二容器内的压力高,且在经过预定时间后,在维持该控制的状态下进行控制,以使所述旋转轴下降。
16.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
具备:
基板支撑部,其支撑所述基板;
旋转轴,其支撑所述基板支撑部;
升降部,其能够升降所述基板支撑部;
第一气氛控制部,其能够控制所述第一容器的气氛;以及
第二气氛控制部,其能够控制所述第二容器的气氛,
所述第一气氛控制部和所述第二气氛控制部在对所述基板进行处理后且使所述第一容器和所述第二容器连通前进行控制,以使所述第一容器内的压力比所述第二容器内的压力高,然后,在使所述旋转轴下降的期间,维持所述第一气氛控制部的控制,且变更所述第二气氛控制部的控制。
17.一种半导体装置的制造方法,使用基板处理装置,该基板处理装置具有:
第一容器,其具备构成能够搬入/搬出基板的搬入/搬出口的搬入/搬出部和收纳所述基板的处理室;
第二容器,其与所述第一容器相邻,且经由所述搬入/搬出口能够与所述第一容器连通;
盖体,其能够将所述搬入/搬出口封闭;以及
密封部件,其配置于所述搬入/搬出部与盖体之间,
所述半导体装置的制造方法的特征在于,
在对所述基板在所述处理室进行处理的期间,在所述盖体将所述搬入/搬出口封闭的状态下,使所述第一容器内的压力比所述第二容器内的压力低,
在对所述基板进行处理后且使所述第一容器和所述第二容器连通前,使所述第一容器内的压力比所述第二容器内的压力高。
18.一种存储介质,其特征在于,存储有通过计算机使基板处理装置执行如下步骤的程序:
在对基板在处理室进行处理的期间,在盖体将搬入/搬出口封闭的状态下,使第一容器内的压力比第二容器内的压力低;以及
在对所述基板进行处理后且使所述第一容器和所述第二容器连通前,使所述第一容器内的压力比所述第二容器内的压力高,
其中,所述基板处理装置具有:
所述第一容器,其具备构成能够搬入/搬出所述基板的所述搬入/搬出口的搬入/搬出部和收纳所述基板的所述处理室;
所述第二容器,其与所述第一容器相邻,且经由所述搬入/搬出口能够与所述第一容器连通;
所述盖体,其能够将所述搬入/搬出口封闭;以及
密封部件,其配置于所述搬入/搬出部与盖体之间。
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