JP2010098296A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板を処理する処理室と、前記処理室に内包された基板載置台41と、前記基板載置台41上で基板を一時待機させることが可能な基板搬送部材40と、前記基板載置台41を囲むように設けられた排気孔49aと、前記排気孔49aと前記基板載置台41の上端部を結んだ線と、前記基板載置台41との間に、前記基板搬送部材40を退避させる退避空間42と、を有する。
【選択図】図6
Description
処理室ではゲートバルブで遮蔽された独立した空間であり、各室では個別にウエハの処理が可能である。
EFEM18内には大気中にて同時に複数枚(5枚)を移載することが可能な大気ロボット(図示せず)が載置されており、2つのロードロック室14a、14bとの間のウエハ移載を可能にしている。
処理室16には、2つのサセプタが配置されており、搬送室12側のサセプタである第1の基板載置台37を有する第1の処理部36と、他方のサセプタである第2の基板載置台41を有する第2の処理部38から構成される。
第1の処理部36と第2の処理部38はおのおの独立した構造となっており、装置全体からみるとウエハ処理流れ方向と同方向一列になっている。
すなわち、第2の処理部38は、搬送室12から第1の処理部36を挟んで遠方に配置されている。
第1の処理部36と第2の処理部38とは連通し、処理室16内は、300℃までの昇温が可能である。
第1の処理部36と第2の処理部38は、例えばアルミニウム(A5052、A5056等)で形成され、内挿したヒータ(不図示)により加熱されている。
省スペース、低コスト化の目的を達成するため、ロードロック室14a、14b、搬送室12及び処理室16a、16bを例えばアルミニウム(A5052)一部品にて形成してもよい。
第2の基板搬送部材40は、ウエハ1の外径より大きな基板載置部である円弧部43aと、円弧部43aから切欠かれた切欠き部43bと、円弧部43aから円弧部の中心にむかって略水平に設けられたウエハを載置する爪部43cと、円弧部43aを支える支持部であるフレーム部43dが設けられたアーム47を有する。
円弧部43aとフレーム部43dは連続して形成され、アーム47から略水平に装着され、爪部43cを介してウエハ1を支持することができるようにされている。
アーム47は、鉛直方向に延びる軸部43eを回転軸として回転するようにされているとともに、鉛直方向に昇降するようにされている。
切欠き部43bは、軸部43eが回転し、第1の処理部36側に有するときに、搬送室12と処理室16との間に設けられたゲートバルブ35と向かい合う位置に配置される。
したがって、第2の基板搬送部材40は、回転軸である軸部43eが回転し、昇降することで、第1の基板搬送部材30によって処理室16内に搬送された2枚のウエハのうち、1枚のウエハを第1の処理部36の第1の基板載置台37上方から搬送室12の遠方にある第2の処理部38の第2の基板載置台41に搬送・載置することができる。
第2の基板搬送部材40は、第1の基板載置台37及び第2の基板載置台41からの熱輻射により高温(250℃くらい)になるため、例えばアルミナセラミックス(純度99.6%以上)から形成するのが好ましい。金属部品に比べ熱膨張係数の小さい例えばアルミナセラミックス(純度99.6%以上)で形成することで、熱変形によるたわみ等による搬送信頼性劣化を防止することができる。ただし、第2の基板搬送部材40の基部には高さ位置・水平レベル調整のため、金属部品を使用する。
他方の処理室における第2の基板搬送部材40は、境界壁48を挟んで、一方の処理室の第2の基板搬送部材40と対照的に配置される。対照的に配置することで、それぞれの第2の基板搬送部材40を制御するための配線を、処理室16の下部であって、水平方向で装置中央、即ち境界壁48近辺に、集中して配設することが可能となる。この結果、配線スペースにおいて、部品ごとに配線を集中して設けることが可能となり、配線スペースを効率化することができる。また、境界壁48付近に配置した軸部43eを中心として回転するので、処理室16の外側を円形とすることができる。円形とすることで、装置本体11の外郭11aを斜め状とすることが可能となり、その結果、保守者が入るメンテナンススペース17をより大きく確保することができる。仮に、軸部43eを処理室16の外側に配置した場合、外郭11aを斜め状とすることはできず、保守者が入るメンテナンススペース17を大きく確保することができない。
第1の処理部36、第2の処理部38上方に載置されたプラズマ発生部66にO2ガスを導入・活性化し、O2プラズマ、ラジカル等に分解する。本装置では、ウエハダメージの少ないラジカルのみをウエハに供給できるように工夫されている。第1の処理部36、第2の処理部38に供給されたガスは、第1の処理部36、第2の処理部38の外周に載置されたバッフルリング49に達し、バッフルリング49外周部にある排気孔49aを通過し、排気される。排気孔49aが処理室16内のガスコンダクタンスが最も小さく、この箇所がウエハ面内のガス流れ均一性(円周方向のガス乱れ)を決める。第2の処理部38の周辺には、第2の基板搬送部材40等の非対称且つ、ガス流れを局所的に阻害する可能性のある部位が存在する。そのため、さらに、後述する対応をすることでガス流れ均一化を確保する。
第2の基板搬送部材40は、第1の基板搬送部材30とのウエハの授受を行うため、円周方向に対し、開口部(切欠き部43b)を有している。
第2の基板搬送部材40は、ガス流れからみて第1の処理部36と第2の処理部38のほぼ中間に位置しているため、ガス流れ阻害の影響が少ない位置へと退避させる必要がある。具体的には、基板処理時には、第2の基板載置台41の終端部である第2の基板載置台41の外周に設けた退避空間42へ退避させる。退避空間42へ退避させることで、第2の基板搬送部材40はガス流れ阻害の影響を少なくすることが可能となる。また、よりよくは、前記排気孔49aの第2の基板載置台41側の上端部と第2の基板載置台41の角部41aを結んだ線と、第2の基板載置台41との間(退避空間)であって、第2の基板載置台41の外周に退避させる。即ち、図6の破線よりも下方まで第2の基板搬送部材40を下降させる。これにより、更に第2の処理部38上でガス(プラズマ)が均一となり、第2の基板搬送部材40が、ガス排気の障害にならないので、均一にガスを排気することができ、第2の処理部38に載置したウエハのアッシングを均一にすることができる。また、第2の基板搬送部材40自体も厚み(例えば8〜10mm程度)を持っているため、第2の基板搬送部材40上面から第2の処理部38底面までの距離をA、第2の処理部38上面から第2の処理部38底面までの距離をBとするとA<B/2が望ましい。
図7(a)に示す比較例に係るバッフルリング51には、φ4.5mmの排気孔51aが64個、円周方向ピッチ角度11.3°の位置に形成されている。
比較例に係るバッフルリング51では、第2の基板搬送部材40のフレーム43dが排気孔51aを塞がないように配置されてきた。そのため、孔数や円周方向のピッチ寸法が限定され、1孔当りの排気ガス量管理がシビアとなり、組付け、加工誤差による影響により均一性が劣化する現象がみられた。
図7(b)のC部及びD部が第2の基板搬送部材40のフレーム43dにより排気コンダクタンスを遮蔽している箇所となる。具体的には、遮蔽している孔数はC部において12個程度、D部において7個程度であり、全体の孔数に対する遮蔽している孔の割合はC部で1.7%、D部で1.0%である。この形状の場合、孔の総コンダクタンスは各孔のコンダクタンスの総和になる。よって孔数の遮蔽割合はコンダクタンス割合と考えてもよい。
すなわち、第2の基板搬送部材40が上述の退避空間に退避されたときに、第2の基板搬送部材40のフレーム部43dは、総排気コンダクタンスの0%より上で3%以下の割合で排気孔を遮蔽することにより、アッシングレート面内均一性を向上させることができる。また、第2の基板搬送部材40が上述の退避空間に退避されたときに、2つの支持部から構成されるフレーム部43dの内、1つの支持部が、総排気コンダクタンスの0%より上で2%以下の割合で排気孔を遮蔽することにより、アッシングレート面内均一性を向上させることができる。すなわち、第2の基板搬送部材40等の主要部品を変更することなく、同等の部品点数にて変更可能であり、作業効率も同等にて行いつつ、ウエハのアッシングを均一にすることができる。
第1の処理部36下方は、ガスを排気する第1の配管50、第1のバルブ50a、第2の配管52、APCバルブ54、メインバルブ56を介してポンプ58に、APCバルブ54、エアバルブ60を介してベント62に接続されている。
したがって、第1の処理部36周辺のガスは、排気孔49aを通過し、第1の処理部36下方から、第1の配管50、第1のバルブ50a、第2の配管52、APCバルブ54、メインバルブ56を介してポンプ58に排気され、第1の配管50、第1のバルブ50a、第2の配管52、APCバルブ54、エアバルブ60を介してベント62に排気される。
第2の処理部38下方は、ガスを排気する第3の配管64、第2のバルブ64a、第2の配管52、APCバルブ54、メインバルブ56を介してポンプ58に、APCバルブ54、エアバルブ60を介してベント62に接続されている。
したがって、第2の処理部38周辺のガスは、排気孔49aを通過し、第2の処理部38下方から、第3の配管64、第2のバルブ64a、第2の配管52、APCバルブ54、メインバルブ56を介してポンプ58に排気され、第3の配管64、第2のバルブ64a、第2の配管52、APCバルブ54、エアバルブ60を介してベント62に排気される。
合流前に載置した第1のバルブ50a及び第2のバルブ64aは好ましくは手動バルブであり、通常バタフライ式のものを採用し、開度0〜90°まで0.3〜0.5°刻みの開度調整機能を有している。この第1のバルブ50a及び第2のバルブ64aを使用することで、供給ガスに使用しているMFC(マスフローコントローラ)の個体差(流量精度・設定±3%)や、第2の基板搬送部材待機(第2の処理部側)によるガス流れ影響、その他組み付け誤差の影響により第1の処理部36と第2の処理部38の間のアッシングレート差を緩和することができる。合流後のガスは自動圧力調整手段であるAPCバルブ54、メインバルブ56を介してポンプ58によって排気される。各ユニットの排気コンダクタンスは200L/sより大きいものを採用している。APCバルブ54近傍には通常圧力計(キャパシタンスマノメータ等)が設置されており(図示せず)、所望の圧力値(プロセス条件、他)へと調圧することが可能である。
なお、以下の説明において、基板処理装置10を構成する各部の動作はコントローラ84により制御される。
ただし、処理室16内視認性を確保するため、便宜上ウエハは図示しないものとする。
第1の基板搬送部材30が上フィンガ32aと下フィンガ32bに載置された2枚のウエハを同時搬送しながら、搬送室12からゲートバルブ35を介して処理室16に移動し、第1の処理部36の第1の基板載置台37上方にて停止する。その際、第2の基板搬送部材40はフィンガ対32の上フィンガ32aと下フィンガ32bの間に収まる高さ位置にて待機している。第1の基板搬送部材30はそのまま動作しない状態にて、第1の基板載置台37の基板保持ピン39が上昇し、下フィンガ32bに載置されたウエハを第1の基板載置台37の基板保持ピン39上に載置する。さらに、第2の基板搬送部材40が上昇することで、上フィンガ32aに載置されたウエハを第2の基板搬送部材40の爪部43c上に載置する。
各ウエハを第1の処理部36、第2の処理部38の基板載置台上に載せる動作に移行する。第1の基板載置台37においては、基板保持ピン39を下降させることでそのまま第1の基板載置台37上に載置させる。第2の基板搬送部材40は、第2の処理部38の第2の基板載置台41上方へ略水平に回転し、第2の基板載置台41の基板保持ピン39が上昇し、第2の基板搬送部材40に載置されたウエハを第2の基板載置台41の基板保持ピン39上に載置する。そして、第1の基板搬送部材30は搬送室12内に戻る。
第2の処理部38側へのウエハ載置を完了した第2の基板搬送部材40の動作を示す。第2の基板搬送部材40はウエハ処理中も処理室16内に待機することになるため、第2の処理部38上方から供給される処理ガス(例えばO2ラジカル等)のガスの流れを阻害し、ウエハ面内の均一性を悪化させる恐れがある。そのため、第2の基板載置台41の排気孔49aの第2の基板載置台41側の上端部と第2の基板載置台41の角部41aを結んだ線と、第2の基板載置台41との間(退避空間)であって、第2の基板載置台41の外周に移動させる。即ち、図6の破線よりも下方まで第2の基板搬送部材40を下降させる。
基板処理後は、逆のシーケンスを実行する。
10 基板処理装置
12 搬送室
14 ロードロック室
16 処理室
30 第1の基板搬送部材
35 ゲートバルブ
36 第1の処理部
37 第1の基板載置台
38 第2の処理部
39 基板保持ピン
40 第2の基板搬送部材
41 第2の基板載置台
49 バッフルリング
49a 排気孔
Claims (5)
- 基板を処理する処理室と、
前記処理室に内包された基板載置台と、
前記基板載置台上で基板を一時待機させることが可能な基板搬送部材と、
前記基板載置台を囲むように設けられた排気孔と、
前記排気孔と前記基板載置台の上端部を結んだ線と、前記基板載置台との間に、前記基板搬送部材を退避させる退避空間と、
を有する基板処理装置。 - 基板を搬送する搬送室と、
前記搬送室から基板を受け取り、処理する処理室と、を有し、
前記搬送室は、基板を前記搬送室から前記処理室へ搬送する第1の基板搬送部材を有し、
前記処理室は、前記搬送室に隣接され、第1の基板載置台を有する第1の処理部と、前記第1の処理部の内、前記搬送室とは異なる側に隣接され、第2の基板載置台を有する第2の処理部と、前記第1の処理部と前記第2の処理部の間で基板を搬送する第2の基板搬送部材と、前記第2の基板載置台を囲むように設けられた排気孔群と、前記排気孔の端部と前記第2の基板載置台の上端部を結んだ線と、前記第2の基板載置台との間に、前記第2の基板搬送部材を退避させる退避空間と、を有する
基板処理装置。 - 前記退避空間は、前記第2の基板搬送部材が、前記排気孔の端部と前記第2の基板載置台の上端部を結んだ線からはみ出さないように構成する請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記第2の基板搬送部材は、軸部と、基板を載置する基板載置部と、前記基板載置部を支持する支持部と、を有し、
前記第2の基板搬送部材が前記退避空間に退避されたとき、前記支持部は、前記排気孔群の総排気コンダクタンスの0%より上で3%以下の割合で前記排気孔を遮蔽する請求項1又は2に記載の基板処理装置。 - 搬送室に設けられた第1の基板搬送部材が、処理室の第1の基板載置台上部に基板を移動するステップと、
前記第1の基板搬送部材から第1の基板支持部と第2の基板搬送部材に基板を移載するステップと、
前記第2の基板搬送部材が、前記第2の基板載置台上へ移動し、待機するステップと、
前記第2の基板搬送部材が、前記第2の基板載置台を囲うように設けられた排気孔の端部と前記第2の基板載置台の上端部を結んだ線と、前記第2の基板載置台との間に設けた退避空間に退避しつつ前記第2の基板載置台へ基板を載置するステップと、
前記処理室に処理ガスを供給して前記基板を処理しつつ、前記排気孔からガスを排気するステップと、
を有する基板処理方法。
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