JP3992480B2 - 基板処理装置および基板処理方法ならびに基板処理システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体ウエハ等の基板に層間絶縁膜等を形成する際に用いられる基板処理装置および基板処理方法ならびに基板処理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程において、半導体ウエハに層間絶縁膜等の誘電体膜を形成する方法として、SOD(spin on dielectric)システムを用いてウエハに塗布液を塗布して塗布膜を形成した後に加熱等の物理的処理を施す方法が知られている。塗布膜の形成方法としては、一般的に、停止または回転する半導体ウエハの略中心に塗布液を塗布し、その後に半導体ウエハを所定の回転数で回転させることによって塗布液を半導体ウエハ全体に拡げる方法(スピンコート)が用いられている。
【0003】
近時、このような層間絶縁膜として誘電率の低い材料が要求されているために、所謂、Low−k材料と呼ばれる材料が種々開発されている。このようなLow−k材料の中には、ウエハに形成された塗布膜を所定量の水蒸気を含むアンモニア(NH3)ガス雰囲気で処理することが必要とされるものがある。
【0004】
このような水蒸気を含むアンモニアガス雰囲気でウエハを処理するユニットとしては、図10の断面図に示すエージングユニット90がある。このエージングユニット90は、ウエハWを載置する載置プレート91と、載置プレート91を収容するチャンバ92とを有している。チャンバ92は下部容器92aと蓋体92bとからなり、下部容器92aの底部には水蒸気を含むアンモニアガス(NH3/H2O)をチャンバ92内に供給するためのガス供給口95aが設けられ、また蓋体92bの中央部にはチャンバ92内に導入された水蒸気を含むアンモニアガスを排気するための排気口95bが設けられている。
【0005】
エージングユニット90へ水蒸気を含むアンモニアガスを供給する装置としては、一般的にタンク内に貯留したアンモニア水にアンモニアガスを吹き込んでバブリングさせるバブラーが用いられている。このバブラー内のアンモニア水は一定温度に保持されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は載置プレート91の温度調整は行われていなかった。そのためにエージングユニット90におけるウエハWの処理温度は、エージングユニット90が設けられた場所の環境の影響を大きく受けていた。この場合には、塗布膜の反応の進行の程度を一定に保つために、エージングユニット90における処理時間を変更しなければならず、このために、例えば、1日に1回の頻度で処理環境に応じた処理時間を決定する条件出しの作業を行う必要があった。また、決定された処理時間が変化することでタクトを変更する必要もあった。さらに、この条件出しによって求められたエージングユニット90での処理時間が、例えば5分という程度に長くなると、SODシステムにおけるウエハの処理のスループットが低下する問題もあった。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、塗布膜に所定の処理を施す時間を一定にすることを可能とする基板処理装置および基板処理方法ならびに基板処理システムを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明によれば、塗布液が塗布されて塗布膜が形成された基板を処理する基板処理装置であって、基板を載置する載置プレートと、前記載置プレートの温度を調節するプレート温調機構と、前記載置プレートに載置された基板を収容するチャンバと、前記チャンバに所定量の水蒸気を含むアンモニアガスを供給するガス供給機構と、前記プレート温調機構および前記ガス供給機構を制御する制御機構と、を具備し、前記制御機構は、基板の処理時間を入力する入力部と、前記入力部に入力された基板の処理時間と前記載置プレートの温度、前記アンモニアガスの供給量、前記アンモニアガス中の水蒸気量の各パラメータとの関係を表すデータベースと、前記入力部に入力された処理時間で基板の処理が終了するように、前記データベースを参照して前記載置プレートの温度、前記アンモニアガスの供給量、前記アンモニアガス中の水蒸気量の各データを算出する演算部と、前記演算部で算出されたデータ信号を前記プレート温調機構および前記ガス供給機構へ送信する信号送信部と、を有し、前記制御機構が、前記演算部により算出されたデータ信号を前記信号送信部により前記プレート温調機構および前記ガス供給機構に送信して、前記プレート温調機構による載置プレートの温度、前記ガス供給機構によるアンモニアガスの供給量、前記ガス供給機構によって供給されるアンモニアガス中の水蒸気量を制御することにより、前記入力部に入力された処理時間で基板を処理することを特徴とする基板処理装置、が提供される。
【0009】
また本発明によれば、塗布液が塗布されて塗布膜が形成された基板を載置プレートに載置してチャンバ内に収容した状態で、前記載置プレートの温度を調整しつつ前記チャンバ内に所定量の水蒸気を含むアンモニアガスを供給することにより基板を処理する基板処理方法であって、基板の処理時間と前記載置プレートの温度、前記アンモニアガスの供給量、前記アンモニアガス中の水蒸気量の各パラメータとの関係を表すデータベースを準備する工程と、基板の処理時間を設定する工程と、設定した処理時間で基板の処理が終了するように、前記データベースを参照して前記載置プレートの温度、前記アンモニアガスの供給量、前記アンモニアガス中の水蒸気量を算出する工程と、前記載置プレートの温度、前記アンモニアガスの供給量、前記アンモニアガス中の水蒸気量をそれぞれ算出量に制御することにより、設定した処理時間で基板を処理する工程と、を有することを特徴とする基板処理方法、が提供される。
【0010】
このような基板処理装置および基板処理方法によれば、塗布膜が形成された基板を処理する際の条件出しを行わなくともよいために、処理効率が高められる。また基板の処理時間を一定とすることができるために、タクトを一定とすることができる。これにより前後の工程とのタイミングを取って全工程の時間のロスを少なくすることが可能となるために、スループットを向上させることもできる。さらに他の処理ユニットとの関係でタクトを変更する場合の処理条件の決定を容易に行うことができる。さらにまた基板に形成された塗布膜の処理状態を一定とすることができるために、基板の品質を一定に保つことが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照しながら具体的に説明する。ここでは本発明をSODシステムに搭載されているエージングユニット(DAC)に適用し、半導体ウエハに層間絶縁膜を形成する場合について説明することとする。
【0012】
図1は上記SODシステムの平面図であり、図2は図1に示したSODシステムの側面図であり、図3は図1に示したSODシステム内に装着された処理ユニット群の側面図である。
【0013】
このSODシステムは、大略的に、処理部1と、サイドキャビネット2と、キャリアステーション(CSB)3とを有している。処理部1には、図1および図2に示すように、手前側上部に塗布処理ユニット(SCT)11・12が設けられている。また塗布処理ユニット(SCT)11・12の下方には塗布処理ユニット(SCT)11・12で用いられる塗布液(薬液)やこの塗布液を送液するためのポンプ等を内蔵したケミカルユニット13・14が設けられている。
【0014】
処理部1の中央部には、図1および図3に示すように、複数の処理ユニットを多段に積層してなる処理ユニット群16・17が設けられ、これらの間に、昇降して半導体ウエハ(ウエハ)Wを搬送するためのウエハ搬送機構(PRA)18が設けられている。
【0015】
ウエハ搬送機構(PRA)18は、Z方向に延在し、垂直壁51a・51bおよびこれらの間の側面開口部51cを有する筒状支持体51と、その内側に筒状支持体51に沿ってZ方向に昇降自在に設けられたウエハ搬送体52とを有している。筒状支持体51はモータ53の回転駆動力によって回転可能となっており、それに伴ってウエハ搬送体52も一体的に回転されるようになっている。
【0016】
ウエハ搬送体52は、搬送基台54と、搬送基台54に沿って前後に移動可能な3本のウエハ搬送アーム55・56・57とを備えており、ウエハ搬送アーム55〜57は、筒状支持体51の側面開口部51cを通過可能な大きさを有している。これらウエハ搬送アーム55〜57は、搬送基台54内に内蔵されたモータおよびベルト機構によりそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。ウエハ搬送体52は、モータ58によってベルト59を駆動させることにより昇降するようになっている。なお、符号40は駆動プーリー、41は従動プーリーである。
【0017】
左側の処理ユニット群16は、図3に示すように、その上側から順に低温用のホットプレートユニット(LHP)19と、2個の硬化(キュア)処理ユニット(DLC)20と、2個のエージングユニット(DAC)21とが積層されて構成されている。また右側の処理ユニット群17は、その上から順に2個のベーク処理ユニット(DLB)22と、低温用のホットプレートユニット(LHP)23と、2個のクーリングプレートユニット(CPL)24と、受渡ユニット(TRS)25と、クーリングプレートユニット(CPL)26とが積層されて構成されている。なお、受渡ユニット(TRS)25は、クーリングプレートの機能を兼ね備えることが可能である。また、ベーク処理ユニット(DLB)22に代えて高温用のホットプレートユニット(OHP)を設けることができる。
【0018】
サイドキャビネット2は、バブラー(Bub)27と各ユニットから排出される排気ガスの洗浄のためのトラップ(TRAP)28とを有している。またバブラー(Bub)27の下方には、電力供給源(図示せず)と、アドヒージョンプロモータや純水、アンモニア(NH3)ガス等を貯留するための薬液室(図示せず)と、SODシステムにおいて使用された処理液の廃液を排出するためのドレイン29とが設けられている。
【0019】
上記のように構成されたSODシステムにおいて、例えば、ゾル−ゲル法によりウエハWに層間絶縁膜を形成する場合には、一般的には、ウエハWを、クーリングプレートユニット(CPL)24・26→塗布処理ユニット(SCT)11・12→エージングユニット(DAC)21→ベーク処理ユニット(DLB)22(または高温用のホットプレートユニット(OHP))の順序で搬送し、処理する。なお、エージングユニット(DAC)21とベーク処理ユニット(DLB)22(または高温用のホットプレートユニット(OHP))との間に、低温用のホットプレートユニット(LHP)19・23における処理を行ってもよい。
【0020】
またシルク法およびスピードフィルム法によりウエハWに層間絶縁膜を形成する場合には、一般的には、ウエハWを、クーリングプレートユニット(CPL)24・26→塗布処理ユニット(SCT)12(アドヒージョンプロモータの塗布)→低温用のホットプレートユニット(LHP)19・23→塗布処理ユニット(SCT)11(本薬液の塗布)→低温用のホットプレートユニット(LHP)19・23→ベーク処理ユニット(DLB)22(または高温用のホットプレートユニット(OHP))→硬化処理ユニット(DLC)20の順序で搬送し、処理する。
【0021】
さらにフォックス法によりウエハWに層間絶縁膜を形成する場合には、一般的には、ウエハWを、クーリングプレートユニット(CPL)24・26→塗布処理ユニット(SCT)11・12→低温用のホットプレートユニット(LHP)19・23→ベーク処理ユニット(DLB)22(または高温用のホットプレートユニット(OHP))→硬化処理ユニット(DLC)20の順序で搬送し、処理する。
【0022】
上述した各種の方法においてLow−k材料の層間絶縁膜を形成する場合には、ウエハWは、塗布処理ユニット(SCT)11(または12)で薬液が塗布されて塗布膜が形成された後にエージングユニット(DAC)21へ搬送されて処理され、次いで低温用のホットプレートユニット(LHP)19・23、ベーク処理ユニット(DLB)22(または高温用のホットプレートユニット(OHP))、硬化処理ユニット(DLC)20の順序で搬送され、処理される。なお、これら各種の方法によって形成される層間絶縁膜の材質には制限はなく、有機系、無機系およびハイブリッド系の各種材料を用いることが可能である。
【0023】
次に図4にエージングユニット(DAC)21の構造とエージングユニット(DAC)21へ所定の組成を有するガスを供給するガス供給機構70の構成を示す説明図を示す。エージングユニット(DAC)21は、ウエハWを載置する載置プレート61と、載置プレート61に載置されたウエハWを収容するチャンバ62とを有している。また、ガス供給機構70は、バブラー71と、バブラー71へアンモニアガス、純水をそれぞれ供給するラインと、バブラー71からガス導入口63へ水蒸気を含むアンモニアガスを供給するラインとを有している。さらに、ガス供給機構70を用いたエージングユニット(DAC)21によるウエハWの処理は制御装置60により制御されるようになっている。
【0024】
載置プレート61の上面には図示しないプロキシミティピンが複数箇所に設けられており、ウエハWは直接に載置プレート61の上面に接触することなく、このプロキシミティピンに支持されるようになっている。また、載置プレート61はジャケット構造となっており、温調循環装置66によって所定の温度に調整された温調水をその内部に循環させることができるようになっている。これにより載置プレート61の温度は所望する一定温度に保持されるため、載置プレート61に載置されたウエハWの温度を一定に保持することが可能となる。
【0025】
なお、温調循環装置66は、例えば、15℃〜30℃の温調水を調整して循環させることができるようになっており、温調循環装置66で調整される温調水の温度と循環水流量は制御装置60からの指令によって決定される。
【0026】
チャンバ62は昇降機構(図示せず)により昇降自在な蓋体62aと、載置プレート61を収容可能な下部容器62bから構成されており、下部容器62bはSODシステムを構成しているフレーム等に固定されている。下部容器62bには載置プレート61を貫通してウエハWを昇降させる昇降ピン67が設けられている。蓋体62aを上方へ退避させ、かつ、この昇降ピン67の上端を載置プレート61より上側の所定位置へ上昇させた状態において、昇降ピン67とウエハ搬送アーム55〜57との間のウエハWの受け渡しが行われる。
【0027】
蓋体62aの上面中央には、ガス供給機構70から供給される水蒸気を含むアンモニアガス(NH3/H2O)をチャンバ62の内部に導入するためのガス導入口63が設けられている。また、蓋体62aには通風口65aが設けられた拡散板65が取り付けられており、この通風口65aはガス導入口63から供給された水蒸気を含むアンモニアガスがウエハWに均一にダウンフローして供給されるように適所に設けられている。このように、ウエハWに均一に水蒸気を含むアンモニアガスを供給することにより、ウエハWの表面に形成された塗布膜の処理を均一に行うことが可能となる。
【0028】
ウエハWに供給された水蒸気を含むアンモニアガスは載置プレート61と下部容器62bの側壁との隙間を抜けて、下部容器62bの底部に設けられた排気口64から排気されるようになっている。
【0029】
バブラー71は、アンモニア水を貯留するタンク73と、タンク73内のアンモニア水の温度を測定する温度センサ76と、タンク73に貯留されたアンモニア水を所望する温度に調整するために所定の温度に調整された温調水を内部に流すことができる温調配管74を有している。このガス供給機構70の制御は温調循環装置66の制御を行う制御装置60によって行われる。
【0030】
タンク73には図示しないアンモニアガス源からアンモニアガスが供給されるようになっている。タンク73に供給されるアンモニアガスはタンク73に貯留されたアンモニア水をバブリングして、所定量のアンモニアと水蒸気を含んだ状態でタンク73から排出され、蓋体62aに設けられたガス導入口63へ送られる。アンモニアガスのタンク73への供給量の制御はバルブ72aの開閉量を制御することによって行われ、このバルブ72aの動作制御は制御装置60によって行われる。
【0031】
タンク73には、また、図示しない純水源から純水を供給することができるようになっている。タンク73内に貯留されるアンモニア水はアンモニア飽和濃度となるが、タンク73内のアンモニア水量が一定量よりも少なくなったときには、タンク73に純水を供給してタンク内のアンモニア水量を増加させ、さらにアンモニアガスを供給することで薄められたアンモニア水を飽和濃度に至らしめることができる。純水の供給量はバルブ72bの開閉量を操作することによって行われ、バルブ72bの開閉動作もまた制御装置60によって行われる。
【0032】
なお、例えば、タンク73内に水位センサを設けて、この水位センサがタンク73内のアンモニア水が所定量以下となったことを検知した場合に、制御装置60がバルブ72bを開けて所定量の純水をタンク73へ供給し、さらにタンク73内のアンモニア水が飽和濃度に達するようにバルブ72aを開いてアンモニアガスをタンク73へ供給するように構成することもできる。
【0033】
制御装置60は、タンク73に貯留されたアンモニア水が設定された温度に保持されるように、温度センサ76の検知温度を参照しながら、温調配管74に温調循環装置75において所定温度に調整された温調水を送る。温調循環装置75で調整される温調水の温度と循環水流量もまた制御装置60からの指令によって決定される。温調配管74へ送液する温調水の温度を変化させてタンク73内のアンモニア水の温度を変化させることにより、アンモニアガスに含まれる水蒸気量を変化させることができる。
【0034】
このようにエージングユニット(DAC)21では、ウエハWを載置する載置プレート61が所定温度に調整され、また、タンク73に貯留されたアンモニア水も所定温度に調整されているために、エージングユニット(DAC)21におけるウエハWの処理条件を一定に保持することが可能である。このことはエージングユニット(DAC)21でのウエハWの処理時間を一定にすることができることを意味しているが、このことを逆に利用すると、エージングユニット(DAC)21での処理時間を所望する時間に前もって決定しておき、その処理時間で確実にウエハWを処理する条件を決定することができる。ウエハWの処理時間を一定とすることによってタクトを一定とすることができ、またこれにより前後の工程とのタイミングを取って全工程の時間のロスを少なくすることが可能となり、スループットが向上する。
【0035】
図5はエージングユニット(DAC)21での処理条件を決定するために用いられる制御装置60の構成を示す説明図である。制御装置60は、エージングユニット(DAC)21での処理時間を入力する入力部60aと、データベース60bと、CPU60cと、信号送信部60dを有している。SODシステムのオペレータは、入力部60aにエージングユニット(DAC)21における処理時間を入力する。データベース60bには、載置プレート61の温度とチャンバ62への水蒸気を含むアンモニアガスの供給量とアンモニアガス中の水蒸気量の3つのパラメータと処理時間との関係を表すデータが保存されている。
【0036】
例えば、データベース60bには、図6に示すように、エージングユニット(DAC)21での処理時間を60秒とした場合における塗布膜の反応の進行度と載置プレート61の温度との関係を示したデータが保存されている。同様に、データベース60bには、別の処理時間における塗布膜の反応の進行度と載置プレート61の温度との関係を示したデータや、載置プレート61の温度を一定に保持した場合における塗布膜の反応の進行度と水蒸気を含むアンモニアガスの流量との関係を示すデータ、載置プレート61の温度を一定に保持した場合における塗布膜の反応の進行度とアンモニアガス中の水蒸気量との関係を示すデータ等が保存されている。
【0037】
CPU60cは、入力された処理時間での処理が可能な条件、つまり、載置プレート61の温度とアンモニアガスの供給量とアンモニアガス中の水蒸気量をデータベース60bのデータを参照して算出する。CPU60cにより算出された条件は1つとは限らず、オペレータは算出された複数の条件から1つの条件を選択できるようにすることができる。信号送信部60dは、CPU60cで計算されたデータ信号またはオペレータにより決定された処理条件のデータ信号を温調循環装置66・75やバルブ72a・72bへ送信する。
【0038】
なお、CPU60cによる計算の結果、載置プレート61の温度と水蒸気を含むアンモニアガスの供給量とアンモニアガス中の水蒸気量が決定された場合に、その条件の一部を変更することができるようにしてもよい。例えば、エージングユニット(DAC)21での処理時間を指定して、CPU60cが計算した結果を画面表示させ、そのときの載置プレート61の設定温度が26℃であった場合にその値を22℃へ変更するように画面から指示を行い、この指示に基づいてエージングユニット(DAC)21での処理時間を変更せずにその他の処理条件を変更するようにCPU60cに再計算を行わせて、最終的な処理条件を決定する構成とすることもできる。
【0039】
このような構成を有するエージングユニット(DAC)21を用いたウエハWの処理工程の一例を図7に示す。以下、この図7に示した工程について説明する。最初にオペレータはエージングユニット(DAC)21の処理時間、例えば60秒を入力部60aに入力して、制御装置60にエージングユニット(DAC)21における処理条件を決定させる(ステップ1)。このように処理時間を任意に設定することができるために、オペレータは他の処理ユニットとの関係でエージングユニット(DAC)21のタクトを変更しなければならない場合の処置を容易に行うことができる。
【0040】
オペレータは必要に応じて処理条件を選択し、処理条件(載置プレート61の温度、アンモニアガス供給量、アンモニア水保持温度(アンモニアガスに含まれる水蒸気量))を確定する(ステップ2)。こうしてエージングユニット(DAC)21における処理条件が確定すると、制御装置60から温調循環装置66・75等に制御信号が送られて、エージングユニット(DAC)21における処理環境が整えられる(ステップ3)。このようにエージングユニット(DAC)21においては、従来行っていた処理条件を条件出しする工程を行う必要がない。
【0041】
次に、塗布処理ユニット(SCT)11・12において層間絶縁膜を形成するための塗布液が塗布されて塗布膜が形成されたウエハWをエージングユニット(DAC)21のチャンバ62内に収納し、所定量の水蒸気を含んだ所定流量のアンモニアガスをチャンバ62内に供給し、ウエハWの処理を行う(ステップ4)。エージングユニット(DAC)21での処理時間は一定であるために、SODシステムに設けられた他のユニットにおける処理との関係を良好な条件に設定して、SODシステムにおけるウエハWの処理のスループットを上げることができる。
【0042】
所定の処理時間が経過した後は、水蒸気を含むアンモニアガスの供給を停止して、ウエハWをチャンバ62から搬出し(ステップ5)、ベーク処理ユニット(DLB)22へ搬送してそこで所定の熱処理を行い、さらにウエハWを硬化処理ユニット(DLC)20またはSODシステムに隣接された図示しない炉(FNC)へ搬送して熱処理を行うことで、ウエハWに層間絶縁膜が形成される。
【0043】
上記実施の形態ではエージングユニット(DAC)21に水蒸気を含むアンモニアガスを送るためにバブラー71を用いた場合について説明したが、エージングユニット(DAC)21への水蒸気およびアンモニアガスの供給方法は、これに限定されるものではない。
【0044】
例えば、Low−k材料の中には、ウエハに塗布液を塗布して形成された塗布膜を所定量の水蒸気を含むガスを供給しながら熱処理することが必要とされるものがある。図8に水蒸気を含むガス雰囲気においてウエハWの熱処理を行う加湿熱処理ユニット(HAC)15を有するSODシステムの概略平面図を、図9に加湿熱処理ユニット(HAC)15の概略構成と加湿熱処理ユニット(HAC)15からエージングユニット(DAC)21へのガス供給形態の一例を示す説明図をそれぞれ示す。
【0045】
図8に示すSODシステムは、図1に示したSODシステムに設けられたウエハ搬送機構(PRA)18の後方に加湿熱処理ユニット(HAC)15を設けた構造を有している。また、加湿熱処理ユニット(HAC)15は、下段に純水を貯蔵する純水貯蔵部15cが設けられ、上段にウエハWを加湿雰囲気で熱処理するウエハ処理部15aが設けられ、純水貯蔵部15cに貯蔵された純水を気化させて窒素ガスと混合し、所定の湿度に調整された窒素ガス(加湿ガス)をウエハ処理部15aへ送風する気化・送風部15bが中段に設けられている。
【0046】
エージングユニット(DAC)21のチャンバ62へは、図示しないアンモニア源からアンモニアガスが送られ、かつ、加湿熱処理ユニット(HAC)15の気化・送風部15bから加湿ガスが送られる。このアンモニアガスと加湿ガスはガス導入口63に送られる前に混合して均一な処理ガスとすることが好ましい。この場合には、バブラー71を設けることなく、エージングユニット(DAC)21において、ウエハWを水蒸気を含むアンモニアガス雰囲気下で処理することができる。制御装置60のデータベース60bには、水蒸気とアンモニアと窒素の混合ガスを用いた場合のウエハWの処理条件に関するデータを保存しておき、このデータから処理条件を決定すればよい。
【0047】
なお、チャンバ62内には窒素ガスが供給されるが、この窒素ガスは塗布膜には何ら悪影響を及ぼさない。また、気化・送風部15bにアンモニアガスを供給してこのアンモニアガスに水蒸気を含ませるラインを、窒素ガスに水蒸気を含ませるラインとは別に設けることもできる。
【0048】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態においては水蒸気を含むアンモニアガスを処理ガスとして用いる場合を例に挙げたが、有機溶剤の蒸気を含ませたアンモニアガスを処理ガスとして用い、または水蒸気を含むアンモニアガス以外のガスを処理ガスとして用いて基板を処理する装置に対して本発明を適用することができる。
【0049】
【発明の効果】
上述の通り、本発明によれば、基板の処理時間を所望する一定時間に設定して基板を処理することができるために、処理時間の条件出しを処理の都度行わなくともよい。これにより処理効率が高められる。また基板の処理時間を一定とすることができるために、タクトを一定とすることができる。これにより前後の工程とのタイミングを取って全工程の時間のロスを少なくすることが可能となるために、スループットを向上させることもできる。さらに他の処理ユニットとの関係でタクトを変更する場合の処理条件の決定を容易に行うことができる。さらにまた基板に形成された塗布膜の処理状態を一定とすることができるために、基板の品質を一定の高い水準に保つことが可能となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】SODシステムの概略構造を示す平面図。
【図2】図1記載のSODシステムの側面図。
【図3】図1記載のSODシステムの別の側面図。
【図4】エージングユニットの構造とエージングユニットへ所定のガスを供給するガス供給機構の構成を示す説明図。
【図5】制御装置の構成を示す説明図。
【図6】塗布膜の反応の進行度と載置プレートの温度との関係を示す説明図。
【図7】エージングユニットを用いたウエハの処理工程の一例を示す説明図。
【図8】加湿熱処理ユニットを有するSODシステムの概略平面図。
【図9】加湿熱処理ユニットの概略構成と加湿熱処理ユニットからエージングユニットへのガス供給形態の一例を示す説明図。
【図10】従来のエージングユニットの概略構造を示す断面図。
【符号の説明】
1;処理部
2;サイドキャビネット
3;キャリアステーション(CSB)
11・12;塗布処理ユニット(SCT)
15;加湿熱処理ユニット(HAC)
16・17;処理ユニット群
18;ウエハ搬送機構(PRA)
21;エージングユニット(DAC)
55〜57;ウエハ搬送アーム
60;制御装置
60a;入力部
60b;データベース
60c;CPU
60d;信号送信部
61;載置プレート
62;チャンバ
65;拡散板
65a;通風口
66;温調循環装置
70;ガス供給機構
71;バブラー
73;タンク
74;温調配管
75;温調循環装置
W;半導体ウエハ
Claims (6)
- 塗布液が塗布されて塗布膜が形成された基板を処理する基板処理装置であって、
基板を載置する載置プレートと、
前記載置プレートの温度を調節するプレート温調機構と、
前記載置プレートに載置された基板を収容するチャンバと、
前記チャンバに所定量の水蒸気を含むアンモニアガスを供給するガス供給機構と、
前記プレート温調機構および前記ガス供給機構を制御する制御機構と、
を具備し、
前記制御機構は、
基板の処理時間を入力する入力部と、
前記入力部に入力された基板の処理時間と前記載置プレートの温度、前記アンモニアガスの供給量、前記アンモニアガス中の水蒸気量の各パラメータとの関係を表すデータベースと、
前記入力部に入力された処理時間で基板の処理が終了するように、前記データベースを参照して前記載置プレートの温度、前記アンモニアガスの供給量、前記アンモニアガス中の水蒸気量の各データを算出する演算部と、
前記演算部で算出されたデータ信号を前記プレート温調機構および前記ガス供給機構へ送信する信号送信部と、
を有し、
前記制御機構が、前記演算部により算出されたデータ信号を前記信号送信部により前記プレート温調機構および前記ガス供給機構に送信して、前記プレート温調機構による載置プレートの温度、前記ガス供給機構によるアンモニアガスの供給量、前記ガス供給機構によって供給されるアンモニアガス中の水蒸気量を制御することにより、前記入力部に入力された処理時間で基板を処理することを特徴とする基板処理装置。 - 前記チャンバは、
前記載置プレートを収容する下部容器と、前記下部容器の上面開口部を閉塞する蓋体と、を具備し、
前記蓋体は、
前記ガス供給機構から供給されるガスを前記チャンバ内に導入するガス導入口と、前記ガス導入口から前記チャンバ内に導入されたガスが前記載置プレートに載置された基板に略均一にダウンフローするように所定位置に通風口が設けられて略水平姿勢に保持された拡散板と、を有し、
前記下部容器は、
前記ガス導入口から前記チャンバ内に導入されたガスを前記チャンバの外部へ排出する排気口をその底部に有することを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記ガス供給機構は、
所定濃度のアンモニア水を貯留し、前記アンモニアガスにより前記アンモニア水をバブリングするバブラーと、
前記バブラーに貯留されたアンモニア水を温度調節するバブラー温調機構と、
を具備することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の基板処理装置。 - 塗布液が塗布されて塗布膜が形成された基板を載置プレートに載置してチャンバ内に収容した状態で、前記載置プレートの温度を調整しつつ前記チャンバ内に所定量の水蒸気を含むアンモニアガスを供給することにより基板を処理する基板処理方法であって、
基板の処理時間と前記載置プレートの温度、前記アンモニアガスの供給量、前記アンモニアガス中の水蒸気量の各パラメータとの関係を表すデータベースを準備する工程と、
基板の処理時間を設定する工程と、
設定した処理時間で基板の処理が終了するように、前記データベースを参照して前記載置プレートの温度、前記アンモニアガスの供給量、前記アンモニアガス中の水蒸気量を算 出する工程と、
前記載置プレートの温度、前記アンモニアガスの供給量、前記アンモニアガス中の水蒸気量をそれぞれ算出量に制御することにより、設定した処理時間で基板を処理する工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。 - 前記アンモニアガス中の水蒸気量の制御は、
アンモニア水を貯留するバブラーを用いて、
前記バブラーに貯留されるアンモニア水の温度と、前記バブラーに供給するアンモニアガスの流量を調整することによって行われることを特徴とする請求項4に記載の基板処理方法。 - 塗布液が塗布されて塗布膜が形成された基板を、水蒸気を含むアンモニアガス雰囲気で処理する基板処理ユニットと、
塗布液が塗布されて塗布膜が形成された基板を、水蒸気を含むガス雰囲気で熱処理する加湿熱処理ユニットと、
を具備する基板処理システムであって、
前記基板処理ユニットは、
基板を載置する載置プレートと、
前記載置プレートの温度を調節するプレート温調機構と、
前記載置プレートに載置された基板を収容するチャンバと、
前記チャンバに所定量の水蒸気を含むアンモニアガスを供給するガス供給機構と、
基板の処理時間を入力する入力部を有し、前記入力部に入力された処理時間で基板の処理が終了するように、前記載置プレートの温度と前記アンモニアガスの供給量と前記アンモニアガスに含まれる水蒸気量とを制御する制御機構と、
を備え、
前記ガス供給機構は、前記加湿熱処理ユニットで生成された水蒸気をアンモニアガスと混合して前記チャンバに供給することを特徴とする基板処理システム。
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