JP3611943B2 - 基板処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板をロードロック室を介して処理室に搬入した後、この基板に所定の処理を施す基板処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、半導体装置のウェーハに薄膜を形成する薄膜形成装置においては、反応室にウェーハを搬入する場合、ロードロック室を介して搬入するようになっている。
【0003】
ロードロック室を介して反応室にウェーハを搬入する方法としては、従来は、次の2つの方法が用いられていた。
【0004】
第1の方法は、あらかじめ反応室を真空状態に設定しておき、ウェーハをロードロック室に搬入した段階で、このロードロック室を真空状態に設定し、この真空化処理が終了した段階で、ウェーハを反応室に搬入する方法である。第2の方法は、あらかじめ反応室の雰囲気をN2 ガスに設定しておき、ウェーハをロードロック室に搬入した段階で、このロードロック室の雰囲気をN2 ガスに置換し、この置換処理が終了した段階で、ウェーハを反応室に搬入する方法である。
【0005】
図5は、第1の方法を示すシーケンス図であり、図6は、第2の方法を示すシーケンス図である。なお、図5、図6には、ウェーハをロードロック室から反応室に搬入する部分のシーケンスのみを示す。
【0006】
図5、図6において、401は反応容器を示し、402はロードロック容器を示し、403はゲートバルブを示し、404はボートを示し、405,407はエア弁を示し、406は真空ポンプを示し、500はウェーハを示す。
【0007】
第1の方法では、まず、図5(a)に示すように、エア弁405が開かれるとともに、真空ポンプ406がオン状態に設定される。これにより、ロードロック室B2(ロードロック容器402によって形成される空間)が真空引きされる。次に、図5(b)に示すように、ゲートバルブ403が開かれる。次に、図5
(c)に示すように、ボート404に収納されたウェーハ500が反応室B1
(反応容器401によって形成される反応空間)に搬入される。
【0008】
第2の方法では、まず、図6(a)に示すように、ロードロック室B1が真空引きされる。次に、図6(b)に示すように、エア弁407が開かれる。これにより、ロードロック室B2にN2 ガスが供給される。次に、図6(c)に示すように、ゲートバルブ403が開かれた後、図6(d)に示すように、ボード404に収納されたウェーハ500が反応室B1に搬入される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した2つの方法では、いずれも、ウェーハ500をロードロック室B2から高温の反応室B1に搬送する場合、ロードロック室B2内に残留している水分や酸素、あるいは、ロードロック室B2の壁面からのアウトガスが反応室B1に巻き込まれ、ウェーハ500上に自然酸化膜が形成されてしまうことがあるという問題があった。
【0010】
そこで、本発明は、基板をロードロック室から処理室に搬送する場合、ロードロック室の残留雰囲気(残留水分、残留酸素、アウトガス等)が処理室に巻き込まれることにより、基板上に自然酸化膜が形成されてしまうことを抑制可能な基板処理方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の基板処理方法は、基板をロードロック室を介して処理室に搬入した後、この基板に所定の処理を施す方法において、ロードロック室に基板が搬入されると、処理室に不活性ガスを供給しながら、ロードロック室を真空排気することにより、処理室からロードロック室に不活性ガスを流す第1の工程と、この第1の工程の実行中に、ロードロック室に収納されている基板を処理室に搬入する第2の工程と、この第2の工程が終了した後、ロードロック室に搬入された基板に対して所定の処理を施す第3の工程とを設けるようにしたものである。
【0012】
言い換えれば、本発明は、ロードロック室に基板が搬入されると、処理室に不活性ガスを供給しながら、ロードロック室を真空排気することにより、処理室からロードロック室への不活性ガスの流れを形成する流れ形成手段と、この流れ形成手段の流れ形成処理の実行中に、ロードロック室に収納されている基板を処理室に搬入する搬入手段と、この搬入手段の搬入処理が終了した後、ロードロック室に搬入された基板に対して所定の処理を施す処理手段とを備えた基板処理装置を提供するものである。
【0013】
上記構成では、ロードロック室に基板が搬入されると、まず、処理室に不活性ガスを供給しながら、ロードロック室を真空排気する処理が実行される。次に、この処理の実行中に、ロードロック室に収納されている基板を処理室に搬入する処理が実行される。次に、この処理が終了すると、処理室に搬入された基板に対して所定の処理が施される。
【0014】
このような構成によれば、基板をロードロック室から処理室に搬送する場合、反応室からロードロック室への不活性ガスの流れが形成される。これにより、ロードロック室の残留雰囲気(残留水分、残留酸素、アウトガス等)が反応室に巻き込まれることが抑制される。その結果、基板をロードロック室から処理室に搬送する場合に、基板上に自然酸化膜が形成されることが抑制される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0016】
図1は、本発明に係る基板処理方法を実行する基板処理装置の一実施の形態の構成を示す図である。なお、図には、基板処理装置として、半導体装置のウェーハに薄膜を形成する薄膜形成装置を代表として示す。また、図には、この薄膜形成装置として、縦型の薄膜形成装置を代表として示す。
【0017】
図示の薄膜形成装置100は、ウェーハ200に対して薄膜を形成するための反応室A1を形成する反応容器101と、反応室A1が大気に触れるのを防止するためのロードロック室A2を形成するロードロック容器102と、反応容器101とロードロック容器102との間のボート出し入れ口を遮断するためのゲートバルブ103とを有する。
【0018】
また、図示の薄膜形成装置100は、ウェーハ200に薄膜を形成する場合に、このウェーハ200を保持するためのボート104と、このボート104を反応室A1に搬入したり、反応室A1から搬出するためのボートエレベータ105とを有する。
【0019】
また、図示の薄膜形成装置100は、反応室A1をN2 ガスでバックパージするための給気配管106及び石英ノズル107と、ロードロック室A2を真空排気するための排気配管108及び真空ポンプ109と、ロードロック室A2にN2 ガスを供給するための給気配管110と、配管106,108,110を遮断するためのエア弁111,112,113と、ロードロック室A2の真空圧を計測するための真空計(VAC)114とを有する。
【0020】
また、図示の薄膜形成装置100は、この装置100の制御を司る制御部115を有する。
【0021】
上記反応容器101は、アウタチューブ101aとインナチューブ101bとの組合せによって構成されている。上記ロードロック容器102は、反応容器101の下方に設けられている。上記ボート104は、ボートエレベータ105の載置台105aに載置されている。このボートエレベータ105は、ロードロック室A2に配設されている。このボートエレベータ105の載置台105aは、ボート104を反応室A1に搬入した場合に、ボート出し入れ口を封止する封止蓋としても使用される。
【0022】
上記給気配管106の一端は、石英ノズル107の一端に接続され、他端は、図示しないバックパージ用のN2 ガスタンクに接続されている。上記エア弁111は、給気配管106の途中に挿入されている。上記石英ノズル107は、反応容器101の内部に設けられている。
【0023】
上記排気配管108の一端は、ロードロック容器102の側面に接続され、他端は、真空ポンプ109に接続されている。上記エア弁112は、排気配管108の途中に挿入されている。上記真空計114は、ロードロック容器102とエア弁112との間において、排気配管108に接続されている。
【0024】
上記給気配管110の一端は、ロードロック容器102の側面に接続され、他端は、図示しない置換用のN2 ガスタンクに接続されている。上記エア弁113は、給気配管110の途中に挿入されている。
【0025】
上記制御部115の処理プログラムは、例えば、外部記憶媒体300に格納され、使用時に、この外部記憶媒体300から制御部115の内部記憶媒体115aにロードされるようになっている。ここで、外部記憶媒体300としては、例えば、CD−ROMが使用され、内部記憶媒体としては、例えば、ハードディスクが使用される。
【0026】
上記構成において、図2及び図3を参照しながら、薄膜形成処理を説明する。ここで、図2は、薄膜形成処理を制御するための制御部115の処理を示すフローチャートであり、図3は、薄膜形成処理を示すシーケンス図である。なお、これらの図には、ウェーハ200をロードロック室A2から反応室はA1に搬送する部分の処理をやシーケンスのみを示す。
【0027】
ウェーハ200がロードロック室A2に搬入された状態では、図3(a)に示すように、ゲートバルブ103、エア弁111,112,113が閉じられ、かつ、真空ポンプ109がオン状態に設定されている。また、反応室A1の雰囲気はN2 ガスに設定され、圧力は大気圧に設定されている。これは、反応室A1の内部の状態を不活性ガスによって安定な状態に保つためである。さらに、ロードロック室A1の雰囲気は大気に設定され、圧力は大気圧に設定されている。これは、ウェーハ200の搬入によってロードロック室A2が外部に解放されたからである。
【0028】
この状態で、制御部115では、まず、図2に示すように、反応室A1からロードロック室A2へのN2 ガスの流れを形成する制御が行われる(ステップS11)。この制御により、図3(b)に示すように、ゲートバルブ103とエア弁111,112が開かれる。これにより、反応室A1にN2 ガスが供給されとともに、ロードロック室A2が真空排気される。その結果、反応室A1からロードロック室A2へのN2 ガスの流れが形成される。
【0029】
次に、この処理の実行中に、制御部115では、図2に示すように、ウェーハ200をロードロック室A2から反応室A1に搬送する制御が行われる(ステップS12)。この制御により、図3(c)に示すように、ボートエレベータ105が上昇駆動される。これにより、ボート104が反応室A1に搬入されるとともに、基板出し入れ口が載置台105aにより封止される。なお、この搬入処理は、例えば、N2 ガスの流量が約20リットル毎分で、反応室A1とロードロック室A2の圧力とが100paに減圧された状態で行われる。
【0030】
この処理が終了すると、制御部115では、図2に示すように、反応室A1からロードロック室A2へのN2 ガスの流れを停止する制御が行われる(ステップS13)。この制御により、エア弁111,112が閉じられる。これにより、反応室A1からロードロック室A2へのN2 ガスの流れが停止される。
【0031】
この処理が終了すると、制御部115では、図2には示さないが、反応室A1を真空排気する制御が行われる。これにより、反応室A1が真空状態に設定される。この処理が終了すると、制御部115では、図2には示さないが、ウェーハ200上に薄膜を形成する制御が行われる。これにより、ウェーハ200上に薄膜が形成される。
【0032】
以上詳述した本実施の形態によれば、ウェーハ200をロードロック室A1から反応室A2に搬送する場合、反応室A1にN2 ガスを供給しながら、ロードロック室A2を真空排気するようにしたので、反応室A1からロードロック室A2へのN2 ガスの流れを形成することができる。
【0033】
これにより、ウェーハ200をロードロック室A2から反応室A1に搬送する場合、ロードロック室A2内の雰囲気(残留水分、残留酸素、アウトガス等)が反応室A1に巻き込まれるのを抑制することができる。その結果、ウェーハ200をロードロック室A2から反応室A1に搬送する場合、ウェーハ200上に自然酸化膜が形成されるのを抑制することができる。
【0034】
図4にこの様子を示す。図4は、ウェーハ200をロードロック室A2から反応室A1に搬送するのに、従来の方法で搬送した場合の自然酸化膜の増加量の測定結果C1と、本実施の形態の方法で搬送した場合の自然酸化膜の増加量の測定結果C2とを示すものである。なお、図4は、反応室A1の温度を700°Cに設定した場合の測定結果を示す。
【0035】
図示のごとく、従来の搬送方法では、0.5〜1.2オングストロームの自然酸化膜が形成される。これに対し、本実施の形態では、0〜0.2オングストロームの自然酸化膜が形成される。この図より、本実施の形態の搬送方法では、従来の搬送方法に比べ、自然酸化膜の増加量を大幅に抑制することができることがわかる。
【0036】
また、このような構成によれば、ハードウェアをあまり変更することなく、主に、制御部109の処理プログラム(ソフトウェア)を変更することにより、従来の問題を解決することができる。これにより、従来の問題を簡単な構成で解決することができる。
【0037】
以上、本発明の一実施の形態を詳細に説明したが、本発明は、上述したような実施の形態に限定されるものではない。
【0038】
例えば、先の実施の形態では、本発明を、不活性ガスとしてN2 ガスを用いる薄膜形成方法に適用する場合を説明した。しかしながら、本発明は、N2 ガス以外の不活性ガスを用いる薄膜形成方法にも適用することができる。
【0039】
また、先の実施の形態では、本発明を、ウェーハ上に所定の薄膜を形成するための薄膜形成方法に適用する場合を説明した。しかしながら、本発明は、薄膜形成方法以外のウェーハ処理方法にも適用することができる。例えば、本発明は、ウェーハに酸化膜を形成するための酸化膜形成方法やウェーハ中に不純物原子を添加するための不純物ドーピング処理方法にも適用することができる。
【0040】
また、先の実施の形態では、本発明を、半導体装置のウェーハ処理方法に適用する場合を説明した。しかしながら、本発明は、ウェーハ以外の基板を処理する基板処理方法にも適用することができる。例えば、本発明は、液晶表示装置のガラス基板を処理する基板処理方法にも適用することができる。
【0041】
このほかにも、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々様々変形実施可能なことは勿論である。
【0042】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、基板をロードロック室から反応室に搬送する場合、反応室に不活性ガスを供給しながら、ロードロック室を真空排気するようにしたので、反応室からロードロック室に向けて不活性ガスの流れを形成することができる。これにより、基板をロードロック室から反応室に搬送する場合、ロードロック室内の雰囲気(残留水分、残留酸素、アウトガス等)が反応室に巻き込まれるのを抑制することができる。その結果、この雰囲気によってウェーハに自然酸化膜が形成されてしまうことを抑制することができる。
【0043】
また、このような構成によれば、基板処理装置がコンピュータを使って基板の処理を制御するような構成の場合、ハードウェアをあまり変更することなく、主に、ソフトウェアを変更することにより、従来の問題を解決することができる。これにより、従来の問題を簡単な構成で解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の構成を示す図である。
【図2】本発明の一実施の形態の制御部の処理を示すフローチャートである。
【図3】本発明の一実施の形態の動作を示すシーケンス図である。
【図4】本発明の一実施の形態の効果を説明するための特性図である。
【図5】従来の基板処理方法の一例の動作を示すシーケンス図である。
【図6】従来の基板処理方法の他の例の動作を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
100…基板処理装置、101…反応容器、101a…アウタチューブ、101b…インナチューブ、102…ロードロック容器、103…ゲートバルブ、104…ボート、105…ボードエレベータ、106,110…給気配管、107…石英ノズル、108…排気配管、109…真空ポンプ、111,112,113…エア弁、114…真空計、115…制御部、115a…内部記憶媒体、200…ウェーハ、300…外部記録媒体、A1…反応室、A2…ロードロック室。
Claims (2)
- 基板をロードロック室を介して処理室に搬入した後、この基板に所定の処理を施す基板処理方法において、
前記ロードロック室に前記基板を搬入した後、ロードロック室を真空化処理又は不活性ガス雰囲気にし、前記処理室に不活性ガスを供給して前記処理室から前記ロードロック室への不活性ガスの流れを形成する第1の工程と、
この第1の工程の実行中に、前記ロードロック室に収納されている基板を前記処理室に搬入する第2の工程と、
この第2の工程が終了した後、前記処理室に搬入された前記基板に対して所定の処理を施す第3の工程とを備えたことを特徴とする基板処理方法。 - 前記第2の工程は、前記処理室及び前記ロードロック室が減圧された状態で行われることを特徴とする請求項1記載の基板処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06798397A JP3611943B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 基板処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP06798397A JP3611943B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 基板処理方法 |
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JPH10261591A JPH10261591A (ja) | 1998-09-29 |
JP3611943B2 true JP3611943B2 (ja) | 2005-01-19 |
Family
ID=13360738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP06798397A Expired - Lifetime JP3611943B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 基板処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3611943B2 (ja) |
-
1997
- 1997-03-21 JP JP06798397A patent/JP3611943B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH10261591A (ja) | 1998-09-29 |
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