JP4684310B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は処理室内にて基板を処理する基板処理装置に関し、特に、処理室に移載室が連接されている基板処理装置に関するものである。
処理室と移載室とが連接された基板処理装置には、基板の自然酸化を防止するため、移載室が密閉構造となっており、移載室内を不活性ガスに置換し、酸素濃度を所定値以下に保持させるためのパージガス導入管と排気管とが設けられている。
移載室は、基板上の自然酸化膜の付着を防止するため、酸素濃度を所定値以下に保持するとともに、不活性ガスを循環させている。
しかし、処理室で基板を処理した後に、基板の表面を調べると、表面に有機物が付着していることがある。このような有機物は、高温の処理の際に、処理室の配線が加熱されることにより発生し、ウエハのアンロードの際の高温の雰囲気とともに有機物が移載室に拡散することによって、基板に付着することが突き止められている。有機物のクリーニングをせずに成膜を実施した場合は、有機物等の汚染物質が付着した部分から膜が成長するので、結晶格子の局部的な歪や面内膜厚の不均一が発生することがある。
しかしながら、アンロード時に、自然酸化膜の基板への付着を防止するよりも、基板上の有機物の付着を防止するように変更するには、装置構成や装置パラメータを変更する必要がある。従って、装置の置き場所も限られているため、同一装置で自然酸化膜の基板への付着を防止する機能と基板上の有機物の付着を防止する機能とを処理毎に切替えて運用することが求められている。
そこで、本発明の目的は、移載室内において、自然酸化膜の基板への付着を防止する装置から切り替えて、移載室内を拡散する有機物が基板に付着する前に移載室から速やかに排気させる装置に運用することを可能にし、又その逆の運用も一つの装置で行えるようにすることにある。
この発明は、前記目的を達成するため、基板の処理を行う処理室に連接される移載室をガスでパージするように制御する制御手段を備えた基板処理装置であって、前記制御手段は、前記移載室内のガスの流れを一方向に排気させる機能と、前記移載室内に不活性雰囲気でガスを循環させる機能と、を切替える切替手段を有する基板処理装置を提供する。ウエハのアンロードの前後、及びアンロードの最中に、移載室内の不活性ガスを一方向に排気させると、移載室に拡散した有機物が移載室から速やかに排気される。有機物が排気されるので、基板表面への有機物の付着が防止される。
本発明によれば、少なくともアンロード工程時に、移載室内において基板上に酸化膜が付着するよりも有機物の付着を防止する必要がある場合でも、同一装置で自然酸化膜の基板への付着を防止する機能と基板上の有機物の付着を防止する機能とを切替えて運用することで、有機物の付着を防止することができる。また、装置構成や装置パラメータを変更する場合でも、プログラム変更を行う必要がないため、同一装置で自然酸化膜の基板への付着を防止する機能と基板上の有機物の付着を防止する機能とを切替える作業を効率よく行えるようになった。その結果、膜種に応じてアンロード時に自然酸化膜の基板への付着
を防止する機能を基板上の有機物の付着を防止する機能に切替える運用が効率よく行えるようになった。
以下、図1及び図2を参照して本発明の一実施形態に係る基板処理装置について説明し、次に、図3乃至図7を参照して本発明に係る基板処理システム及び基板処理方法について説明する。
図1は基板処理装置の正面図、図2は図1の側面図である。
図1及び図2に示すように、本実施の形態に係る基板処理装置100は、シリコン等からなるウエハ(被処理基板)200を収納したウエハキャリアとしてフープ(基板収容器。以下、ポッドという。)110が用いられる。ポッド110には、現在、FOURというタイプが主流で使用される。このポッド110は一側面に設けられた開口部を蓋体(図示せず)で塞ぐことによってウエハ200を大気から隔離して搬送し、蓋体を取り去ることでポッド110内へのウエハ200を出入することができようになっている。
筐体111の正面壁111aにはポッド搬入搬出口(基板収容器搬入搬出口)112が筐体111の内外を連通するように開設されており、ポッド搬入搬出口112はフロントシャッタ(基板収容器搬入搬出口開閉機構)113によって開閉されるようになっている。
ポッド搬入搬出口112の正面前方側にはロードポート(基板収容器受渡し台)114が設置される。
ロードポート114はポッド110を載置して位置合わせするように構成される。
ポッド110はロードポート114上に工程内搬送装置(図示せず)によって搬入され、かつまた、ロードポート114上から搬出される。
筐体111内の前後方向の略中央部における上部には、回転式ポッド棚(基板収容器載置棚)105が設置されており、回転式ポッド棚105は複数個のポッド110を保管するように構成されている。すなわち、回転式ポッド棚105は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱116と、支柱116に上中下段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板(基板収容器載置台)117とを備えており、複数枚の棚板117はポッド110を複数個宛それぞれ載置した状態で保持するように構成されている。
筐体111内において、ロードポート114と回転式ポッド棚105との間には、ポッド搬送装置(基板収容器搬送装置)118が設置される。
ポッド搬送装置118は、ポッド110を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ(基板収容器昇降機構)118aと搬送機構としてのポッド搬送機構(基板収容器搬送機構)118bとで構成されており、ポッド搬送装置118はポッドエレベータ118aとポッド搬送機構118bとの連続動作により、ロードポート114、回転式ポッド棚105、ポッドオープナ(基板収容器蓋体開閉機構)121との間でポッド110を搬送するように構成される。
筐体111内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体119が後端にわたって構築されている。
サブ筐体119の正面壁119aにはウエハ200をサブ筐体119内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口(基板搬入搬出口)120が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口120、120には一対のポッドオープナ121、121がそれぞれ設置されている。
ポッドオープナ121はポッド110を載置する載置台122、122と、ポッド110のキャップ(蓋体)を着脱するキャップ着脱機構(蓋体着脱機構)123、123とを備えている。
ポッドオープナ121は載置台122に載置されたポッド110のキャップをキャップ
着脱機構123によって着脱することにより、ポッド110のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
サブ筐体119はポッド搬送装置118や回転式ポッド棚105の設置空間から流体的に隔絶された移載室102を構成している。移載室(気密室)102は、ウエハ200の搬送エリアとして、また、後述のボート(基板保持手段)217のローディング、アンローディング空間として用いられる。
<移載室>
移載室102はウエハ200の自然酸化を防止するため、及び処理室202の減圧に対応する密閉容器となっており、不活性ガスが充満されている。不活性ガスには、種々のガスを用いることができるが、本実施の形態では安価なN2ガスが用いられている。
移載室102の前側領域にはウエハ移載機構(基板移載機構)125が設置されており、ウエハ移載機構125は、ウエハ200を水平方向に回転乃至直動可能なウエハ移載装置(基板移載装置)125a及びウエハ移載装置125aを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ(基板移載装置昇降機構)125bとで構成されている。
図1に示されるようにウエハ移載装置エレベータ125bは、耐圧性の筐体111の右側端部とサブ筐体119の移載室102の前方領域右端部との間に設置される。
これらのウエハ移載装置エレベータ125b及びウエハ移載装置125aの連続動作により、ウエハ移載装置125aのツイーザ(基板保持体)125cをウエハ200の載置部として、ツイーザ(基板保持体)125cによりボート(基板保持具)217へのウエハ200の装填(チャージ)及び脱装(ディスチャージ)が実施される。
移載室102の後側領域には、ボート217を収容して待機させる待機部126が構成されている。
待機部126の上方には反応炉201が設けられ、反応炉201の下部は、炉口シャッタ(炉口開閉機構)147により開閉されるように構成される。反応炉201には処理室202が設けられる。処理室202の区画壁は、石英(石英ガラス等)、セラミックなど電気的に絶縁可能な誘電材料で構成されている。
処理室202は誘電体からなる区画壁と前記シールキャップ129とで気密に区画されており、ヒータ13が処理室202の区画壁を取り囲むように設けられる。
なお、前記処理室202には排気管(図示せず)が連通しており、排気管の下流に減圧排気装置としての真空ポンプ(図示せず)が接続される。また、処理室202には、処理ガス(成膜原料ガス、酸化ガス、エッチングガス等)を導入するためのガス導入管が接続される。
図1に示すように、前記筐体111の右側端部とサブ筐体119の待機部126の右端部との間にはボート217を昇降させるためのボートエレベータ(基板保持具昇降機構)115が設置される。
ボートエレベータ115の昇降台に連結された連結具としてのエレベータアーム128には前記シールキャップ129が水平に据え付けられる。
シールキャップ129はボート217を垂直に支持し、反応炉201の下部を開閉する蓋体として構成されている。このシールキャップ129は、前記ボートエレベータ115のエレベータアーム128に支持されている。ボートエレベータ115により、エレベータアーム128が上昇し、シールキャップ129が反応炉201の処理室202の炉口を閉鎖した段階で、ボート217の処理室202の挿入が終了する。ボートエレベータ115のエレベータアーム128を下降させると、ボート217は処理室202から搬出される。
移載室102のウエハ移載装置エレベータ125b側及びボートエレベータ115側と
反対側である左側端部には、清浄化された大気もしくは不活性ガスであるクリーンエア133を供給するよう、吸気ダクト(後述する)が設けられ、吸気ダクト(後述する)に供給フアン及びフィルタ(図示せず)で構成されたクリーンユニット134が取り付けられている。
そして、ウエハ移載装置125aとクリーンユニット134との間に、ウエハ200(被処理基板)の円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてノッチ合わせ装置(図示せず)が設置されている。
クリーンユニット134から吹き出されたクリーンエア133は、ノッチ合わせ装置及びウエハ移載装置125a、待機部126にあるボート217に流通された後、排気ダクト(後述する)から吸い込まれて、筐体111の外部に排気されるか又は後述するように循環ライン(後述する)の吸込口に吸込まれてクリーンユニット134から再び移載室102内に吹き出され、移載室102内を循環される。
前記ボート217には後述するように複数本の保持部材217c,217dが設けられる。
図3は移載室102を所定のガスでパージするよう制御するための一例を示す解説図である。
図3に示すように、移載室102には、ボート設置側と反対側に吸気ダクト300が区画されており、吸気ダクト300の導入口に吸気管303が接続されている。吸気ダクト300の排気口は移載室102の底部付近に開口している。吸気ダクト300には、その上流側と下流側とにそれぞれ開閉弁AV65、AV68が設けられており、上流側の開閉弁AV65(DV1)と下流側の開閉弁AV68との間に吹出口301が形成されている。
吹出口301には、前記クリーンユニット134が取り付けられている。
移載室102をパージする系統は、排気ダクト312と、パージガス導入管302aとで構成される。
パージガス導入管302aは、クリーンユニット134側と反対側から移載室102の区画壁を貫通して前記吸気ダクト300内に挿入され、クリーンユニット134の背面部の接続部に接続される。
パージガス導入管302aのガス排出口は、処理室202の炉口付近に開口される。
各パージガス導入管302aには、マスフローメータにより流量がフィードバック制御されるマスフローコントローラN2MFC#1が設けられる。
排気ダクト312の導入口は、前記ボート217及び前記ウエハ移載装置125aを挟んでその反対側に設置されていて、移載室102の底面付近に開口している。
排気ダクト312の排気口は、前記処理室202から処理室内雰囲気乃至処理済みガスを排気するためのガス排出管313に接続されている。
パージガス導入管302a及び排気ダクト312には、それぞれ開閉のために開閉弁AV56(LA1),AV66(DV2)が設けられている。又、排気ダクト312には、酸素濃度計OV1が設けられている。
排気ダクト312の導入口が移載室102の底面付近に開口していると、移載室102を淀みなく排気させることが可能になる。同様に、吸気ダクト300の導入口が移載室102の天井付近に開口し、吸気ダクト300の排気口が、移載室102の底面付近に開口していると、移載室102内を淀みなく循環させることができる。
また、前記開閉弁AV56、AV65、AV66、AV68の開閉を組み合わせると、移載室102を大気又は不活性ガス雰囲気に切り替えることができ、又、不活性ガスを移
載室102内で循環させることができる。なお、305は移載室の温度を調節するためのラジエータである。
<大気導入>
大気導入の場合は、排気ダクト312の開閉弁AV66(DV2)を閉、吸気ダクト300の開閉弁AV65(DV1)、吸気ダクト300の開閉弁AV68を開、パージガス導入管302aの開閉弁AV56(LA1)を閉とする。
このようにすると、クリーンルーム内の大気が導入され、移載室102が大気圧となるので、ポッド110とウエハ移載装置125aとの間でのウエハ200の搬送が可能になる。
<パージ>
パージの場合は、吸気ダクト300の開閉弁AV65(DV1)を閉、パージガス導入管302aの開閉弁AV56(LA1)を開、排気ダクト312の開閉弁AV66(DV2)を開とする。
このようにすると、不活性ガスが不活性ガス供給源、例えば、不活性ガス供給ボンベから移載室102内に導入され、移載室102の雰囲気が排気ダクト312から排出されるので、移載室102内が不活性ガス雰囲気、例えば、窒素ガスに置換される。
移載室内が不活性ガスに置換されると、酸素濃度が低下するので、移載室102内でのウエハ200の自然酸化が防止される。
<移載室内雰囲気の循環>
不活性ガスを循環させる場合は、パージガス導入管302aの開閉弁AV56(LA1)を開、吸気ダクト300の開閉弁AV68を開、吸気ダクト300の開閉弁AV65(DV1)を閉とし、クリーンユニット134の供給ファンを駆動する。又、排気ダクト312の開閉弁AV66(DV2)を閉とする。
移載室内は、移載室102内を循環する間に、クリーンユニット134のフィルタによって清浄化されるので、塵埃によるウエハ200の汚染が抑制される。
図4は基板処理を実行するための制御手段としての装置コントローラ321の一例を示すブロック図である。
装置コントローラ321は、CPU、メモリ、ハードディスク、I/O(いずれも図示せず)等を主要部とする周知のコンピュータで構成されている。
本実施形態では、装置コントローラ321はそれぞれ操作部321aと制御部321bと分散し、LANを介して相互に接続した例を示しているが操作部と制御部を一つで構成してもよい。
操作部321aにはモニタ324(表示手段)の他、必要なユーザインタフェィスが接続される。
制御部321bの出力部には、前記不活性ガス導入管に取り付けられたマスフローコントローラN2MFC#1及び吸気ダクト300の開閉弁AV68、パージガス導入管302aの開閉弁AV56(LA1)、排気ダクト312の開閉弁AV66(DV2)、吸気ダクト300の開閉弁AV65(DV1)の他、設定値を参照し基板搬送系、基板搬送系のアクチュエータや各種メカニズムを動作させるためのサブコントローラ等が接続される。
また、制御部321bの入力部には、後述するマスフローコントローラN2MFC#1のマスフローメータと、移載室102の酸素濃度を検出するための酸素濃度センサOV1等が接続される。
本実施の形態では、各開閉弁AV56(LA1)、AV65(DV1)、AV66(D
V2)、AV68が装置コントローラ321により直接制御されるようにしているがサブコントローラの一種である弁コントローラ(図示せず)により、制御されるようにしてもよい。
また、前記操作部321a又は制御部321bには、固定記憶装置として、例えば、ハードディスク306が搭載されている。このハードディスク306には、コンフィグレーションファイル、膜種毎のプロセスレシピや移載室102をパージするためのレシピ(以下、総称してレシピという)、各種制御テーブルや各種パラメータ操作画面、設定画面を含む画面ファイル等の必要なデータが格納されている。
装置コントローラ321を起動し、レシピを実行すると、レシピを構成するステップ毎の設定が基板搬送系、基板処理系のサブコントローラに参照され、基板搬送系のサブコントローラによりフロントシャッタ113、ポッド搬送装置118、回転式ポッド棚、ポッドオープナ121、キャップ着脱機構123、ウエハ移載装置125a、ツイーザ125c、ノッチ合わせ装置が制御され、基板処理系のサブコントローラにより、炉口シャッタ147、ボートエレベータ115、ヒータ、真空ポンプ、処理ガス供給系が制御される。
図6に前記装置コントローラ321におけるレシピ作成の際の操作画面を示す。
なお、この操作画面は移載室102をパージするためのレシピ(以下、パージレシピという)の一例であり、画面のレイアウトや項目、ボタンの種類の配置によって本発明が限定されるものではない。又、プロセスレシピとパージレシピはそれぞれ個別に実行される。
図6に示すように、画面の画面左下欄には、バルブ配置図512が表示され、画面の右欄に設定項目が、画面の上欄にファイル情報が表示される。バルブ配置図512の構成は、図3で説明した構成と合致するのでここでは説明を割愛する。
バルブ配置図512の上欄には、例えば、「NAME」ボタン513と、「No.」ボタン514の二つのプログラムボタンが表示される。
「NAME」ボタン513は、押下されると、バルブ配置図512に表示される符号の表示を部品名称の表示に切り替え、「No.」ボタン514が押下されると、逆に、部品名称の表示を符号の表示に切り替える。このため、装置作業者は、「NAME」ボタン513、「No.」ボタン514を選択して押下するだけで、どの部品が配管のどこに配置されるのかを操作画面上で把握することができる。これらのボタンにはそれぞれ制御部321bにより実行されるプログラムと関連付けられており、ボタンが指やタッチペン等の入力デバイスによって押下されると、対応するプログラムを動作させるようになっている。
ファイル情報としては、例えば、「ファイル」名称入力セル515と、レシピの「ステップNo.」を表示する「ステップNo.」表示セル516とが表示される。
この場合、「ファイル」名称入力セル515は、この画面のテーブル名称を入力するためのセルであり、「ステップNo.」表示セル516は、レシピのステップ数に対応するステップ番号を入力するためのセルである。入力には、同じ画面に表示する文字入力システムを操作する文字/数字/記号テーブル(いずれも図示せず)を用いるが、前記操作部321aに接続するキーボードを用いるようにしてもよい。
また、「バルブ設定」ボタン517を押下すると、図7に示すバルブ設定画面が表示される。
図7に示すように、バルブ設定画面上には、複数のボタンが表示される。
ボタンの上方側には、文字/記号表示が表示される。文字/記号表示の文字や記号は、図3で説明した各開閉弁の符号と対応している。
ボタン上のOPEN、CLOSEの文字は、それぞれバルブの開閉を表している。
これらのボタンは押下するとOPEN、CLOSEの文字が実線表示から破線表示に切り替えられ、もう一度押下すると破線表示から実線表示に切り替えられる。
画面上の「66:DV2」は前記開閉弁AV66に、「65:DV1」はAV65に、「56:LA1」はAV56に対応する。
したがって、「66:DV2」の表示の直ぐ下のボタンが押下されると、ボタン上のCLOSEの文字が破線表示から実線表示となり、「66:DV2」の開閉弁、すなわち、開閉弁AV66が閉に設定される。
もう一度、同じ「66:DV2」の表示の下のボタンが押下されると、今度は、ボタン上のCLOSEの文字が実線表示から破線表示に切り替わって、「66:DV2」の表示に対応する開閉弁AV66(DV2)が開に設定される。なお、この場合に、同じ実線表示で文字がOPENからCLOSEに又はその逆に切り替わる表示形態としてもよい。
前記開閉弁AV56(LA1)、AV65(DV1)、AV66(DV2)、AV68についての開閉の設定を終了すると、この画面の下部の「SET」ボタン518を押下し、設定を確定する。
設定をキャンセルする場合は、画面上に表示された「CANCEL(キャンセル)」ボタン519を押下する。
「SET」ボタン518を押下すると、設定が前記レシピに反映され、レシピを実行すると、この設定で開閉弁AV56(LA1)、AV65(DV1)、AV66(DV2)、AV68が開閉される。尚、本実施の形態では、前述した移載室102内を不活性ガスで循環させる場合の設定が実施される。
また、「SET」ボタン518を押下し、画面上の「戻る」ボタン(図示せず)を押下すると、画面は、元の操作画面に復帰する。
図5は開閉弁AV65(DV1)、開閉弁AV66(DV2)、開閉弁AV56(LA1)の開閉及び酸素濃度センサの検出値の有効・無効を設定するための設定画面を操作画面に表示する表示例を示す。
具体的には、図3(A)のNパージモードと図3(B)の1パスモードとの切替設定を行う画面である。設定は、前記したように、図7に示したバルブ設定画面を用いて設定してもよい。又、画面ファイルは設定テーブルとして図5(A)、(B)が、ハードディスク306に格納されもよい。
図5に示すように、設定は、アンロード、ロードにより区分される。
ここで、ロード、アンロードは、ウエハ200を保持したボート217のロード、アンロードを意味している。
図5(A)のように1PASS S/W(スイッチ)がONの場合、吸気ダクト300の開閉弁AV65(DV1)が開、パージガス導入管302aの開閉弁AV56(LA1)が開、排気ダクト312の開閉弁AV66(DV2)が開に設定される。
このため、アンロードの際は、パージガス導入管302aから移載室102に導入される不活性ガス、例えば、窒素ガス及び吸気管303からの大気によって有機物がウエハ200に付着する前に全て排気されるので、ウエハ200表面への有機物の付着が防止される。
また、この場合に、移載室102の酸素濃度が大気導入によって酸素濃度の監視値より
も上昇し所定時間を経過してしまうが、図5に示すように、酸素濃度センサOV1による監視が無効とされるので、このような問題も発生しない。
また、1PASS S/W機能で動作させると、ウエハ200への有機物の付着が防止され、その後の成膜処理における成膜の結合格子の局部的なひずみ、面内膜厚の不均一さが防止されるので、ウエハ200のクリーニングを実施する必要がない。
基板処理(例えば、酸化処理)後、ウエハ200は別の処理装置にて成膜処理が施され、被処理面上に、例えば、Siが成膜される。
ここで、1PASS S/WがONとなる条件に、処理室202の配線から有機物が発生する処理温度を入れると、それ以下の処理温度では、1PASS S/WがOFFとなるので、不活性ガスの消費量を低減することができる。
なお、1PASS S/W(スイッチ)がONの場合は、パージガス導入管302aより供給される不活性ガスの流量は、好ましくは、800SLM以上に設定される。
一方、1PASS S/W(スイッチ)がOFFの場合は、吸気管303の開閉弁AV65(DV1)が閉、パージガス導入管302aの開閉弁AV56(LA1)が開、排気ダクト312の開閉弁AV66(DV2)が閉に設定される。また、酸素濃度センサOV1の検出値は有効とされる。
このため、ロードの際は、移載室雰囲気は、酸素濃度センサOV1の検出値と、移載室102の酸素濃度の監視値とに基づいて不活性ガスの導入によるパージが実施され、排気ダクト312のバイパスラインから、適宜、移載室雰囲気が排出される。
また、ロードの際は、移載室102で有機物が生成されることがないので、このようにすると、適宜流量の不活性ガスによって、移載室102の酸素濃度が監視値、例えば、20ppm以下に保持される。
なお、この場合に、不活性ガスの流量は400〜800SLM未満の範囲内で決定される。
また、移載室102の酸素濃度が監視値に合致すると、吸気管303の開閉弁AV65(DV1)が閉、吸気ダクト300の開閉弁AV68が開とされ、クリーンユニット134の供給ファンによる移載室内の循環が実行されるものとする。
このように、開閉弁AV65(DV1)、AV66(DV2)、AV56(LA1)、開閉弁AV68の開閉の設定をし、パージレシピを実行すると、基板処理の際に発生する有機物が全て排気されるので、従来のように、ウエハ200表面への有機物の付着が防止され、その後の成膜処理の際の結晶格子の歪や面内膜厚不均一さの発生が防止される。また、ウエハ200に付着した有機物のクリーニング工程を省略することができるので、生産性が向上する。
また、図5のように開閉弁を設定する手段を設けることで、装置に汎用性を持たせることができる。また1PASS S/WをON/OFFするボタンを操作画面上に設け、プロセスレシピ実行中に押下して、1PASS S/W機能に切り替えるようにしてもよい。その結果、アンロード時のみ1PASS S/W機能に切り替えることができるので、膜種に応じて運用が効率よく行える。当然、1PASS S/W機能の解除もできるのはいうまでもない。
次に、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明する。
本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、基板を基板保持具としての前記ボート217に装填(チャージ)又は処理室202の基板支持具に支持する工程と、前記処理室202内にて所定の温度、圧力を一定に維持した状態で、所定の処理ガスを供給し、ウエハ200を処理する工程と、処理後のウエハ200を前記処理室202から搬出する工程とをこの順に実施する。そして、処理後のウエハ200を搬出する工程、すなわち
、ウエハ200又はボート217のアンロードの工程では、前記移載室102の雰囲気、すなわち、不活性ガスを含むクリーンエア133を一方向に排気させ(1 PASS)、ウエハ200への有機物の付着を防止する。
この後は、別の処理装置にて基板処理(例えば、成膜処理)を実施する。
このような方法を実施すると、アンロードの際に発生する有機物が全て排気され、ウエハ200に対する有機物の付着が防止される。したがって、基板処理後、成膜を実施するに、成膜の結晶格子の局部的な歪の発生や面内膜厚が不均一になることが防止される。
なお、本実施の形態では、1PASS S/W(スイッチ)のON、OFFに基づいて開閉弁AV65(DV1)、AV66(DV2)、AV56(LA1)の開閉を設定する説明をしたが、図5に基づいてアンロード時に参照する1PASS S/W(スイッチ)のONのパージレシピと、ロード時に参照する1PASS S/W(スイッチ)のOFFのパージレシピを作成しておき、プロセスレシピのロード、アンロードの際に、それぞれこれらのレシピを実行させて、各開閉弁AV65(DV1)、AV66(DV2)、AV56(LA1)の開閉を、前記したように制御することにより、ウエハ200への有機物の付着を防止させるようにしてもよい。又、上記作成したパージレシピをプロセスレシピに組み込んでも構わない。
また、同様に、操作画面上に1PASS S/W(スイッチ)のON/OFFボタンを設け、該操作画面上のボタン操作により、1PASS S/W(スイッチ)のONのパージレシピと、ロード時に参照する1PASS S/W(スイッチ)のOFFのパージレシピを選択できるようにし、アンロードの際は、1PASS S/W(スイッチ)をON、ロード時には、1PASS S/W(スイッチ)をOFFとして、マニュアル操作により、有機物によるウエハ200の汚染を防止するようにしてもよい。
次に、図1及び図2を参照して本実施形態に係る処理装置の動作について説明する。
AGV、OHTを含めた工程内搬送台車により、ポッド110がロードポート114に供給されると、ポッド搬入搬出口112がフロントシャッタ113によって開放され、ロードポート114の上のポッド110はポッド搬送装置118によって筐体111の内部へポッド搬入搬出口112から搬入される。
搬入されたポッド110は回転式ポッド棚105の指定された棚板117へポッド搬送装置118によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、棚板117から一方のポッドオープナ121に搬送されて載置台122に移載されるか、もしくは直接、ポッドオープナ121に搬送されて載置台122に移載される。
この際、ポッド110のウエハ出し入れ口はキャップ着脱機構123によって閉じられており、移載室102には、後述するレシピの実行によって、クリーンエアとして不活性ガスが133が流通され、充満されている。例えば、移載室102にはクリーンエア133として窒素ガスが充満されることにより、酸素濃度が20ppm以下と、筐体111の内部(大気雰囲気)の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
載置台122に載置されたポッド110はその開口側端面がサブ筐体119の正面壁119aにおけるウエハ搬入搬出口120の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構123によって取り外され、ポッド110ウエハ出し入れ口が開放されている。
ポッド110がポッドオープナ121によって開放されると、ウエハ200はポッド110からウエハ移載装置125aのツイーザ125cによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、ノッチ合わせ装置にてウエハ200を整合した後、移載室102の後方にある待機部126へ搬入され、ボート217に装填(チャージ)される。ウエハ移載装置125aはボート217にウエハ200を受け渡した後は、ポッド110に戻って次
のウエハ200がボート217に装填される。
一方(上段または下段)のポッドオープナ121におけるウエハ移載機構125によるウエハ200のボート217への装填作業中に、他方(下段または上段)のポッドオープナ121には回転式ポッド棚105から別のポッド110がポッド搬送装置118によって搬送されて移載され、ポッドオープナ121によるポッド110の開放作業が同時進行される。
予め指定された枚数のウエハ200がボート217に装填されると、炉口シャッタ147によって閉じられていた反応炉201の炉口が、炉口シャッタ147の開放動作によって、開放される。続いて、ウエハ200群を保持したボート217はシールキャップ129がボートエレベータ115によって上昇されることにより、処理室202内に搬入(ローディング)されて行く。
ローディング後は、レシピの設定値に従ったヒータの加熱と、減圧排気装置としての真空ポンプ(図示せず)の処理室内雰囲気の排気とによって、基板処理に適した温度、圧力に保持される。その後、処理室202に処理ガスが供給される。
処理ガスが酸化ガスの場合は、ウエハ200の表面との反応により、ウエハ200の被処理面に酸化膜が形成される。処理ガスが成膜ガスの場合は、熱CVD反応によりウエハ200の被処理面に成膜が形成される。
処理を終了すると、ボートエレベータ115の下降により、ボート217のアンロードが実施される。
この際、レシピにより、1PASS S/W(スイッチ)がONとなり、吸気管303の開閉弁AV65(DV1)、パージガス導入管302aの開閉弁AV56(LA1)が開、排気ダクト312の開閉弁AV66(DV2)が開とされ、パージガス導入管302aから移載室102に導入される不活性ガス(例えば、窒素ガス)及び吸気管303からの大気によって、有機物がウエハ200に付着する前に全て排気される。これにより、ウエハ200の表面への有機物の付着が防止される。
処理後は、ノッチ合わせ装置135でのウエハ200の整合工程を除き、概上述の逆の手順で、ウエハ200及びポッド110が筐体111の外部へと払い出される。
本願発明における別の実施形態について説明する。本願発明における移載室が密閉性を有しない待機室の場合でも同様に1Pass機能を用いると、基板の有機汚染の低減を図ることができる。図8に、そのときの設定画面例を示す。この場合、本実施形態における待機室では、酸素が存在しても(自然酸化膜が付着しても)Nパージが不要なので、アンロード時だけでなくロード時にも1Pass機能を実施することができる。
以下、本発明に係る好ましい実施の態様を付記する。
<実施の態様1>
基板の処理を行う処理室に連接される移載室を不活性ガスでパージするように制御する制御手段を備えた基板処理装置において、前記制御手段は、前記移載室に不活性ガスを循環させる機能と、前記移載室内の不活性ガスを一方向に排気させる機能を有する基板処理装置。
<実施の態様2>
前記移載室をパージする複数のレシピを有し、前記各機能は前記レシピを選択させることにより、実行される基板処理装置。
<実施の態様3>
前記不活性ガスを一方向に排気させる機能と不活性ガスを循環させる機能の実施を操作画面により切り替えられる基板処理装置。
<実施の態様4>
前記移載室を不活性ガスでパージするレシピの実行中に、操作画面上の切替手段を押下
するようにした基板処理装置。
<実施の態様5>
基板を基板保持具に装填する工程と、前記基板保持具を炉内に挿入する工程と、前記炉内にて基板を処理する工程と、処理後の基板を炉内から搬出する工程と、を有し、前記基板を炉内から搬出する工程では、前記移載室内の不活性ガスを一方向に排気させ、前記基板保持具を炉内に挿入する工程では、前記移載室内の不活性ガスを循環させる基板処理装置。
<実施の態様6>
基板を炉内に挿入し基板保持具に支持する工程と、前記炉内にて基板を処理する工程と、処理後の基板を炉内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法であって、前記基板を炉内から搬出する工程では、前記移載室内の不活性ガスを一方向に排気させ、前記基板保持具を炉内に挿入する工程では、前記移載室内の不活性ガスを循環させる半導体装置の製造方法。
なお、本実施形態の説明において、本発明を縦型の処理装置に適用する説明をしたが、横型の処理装置にも適用が可能であり、枚葉装置に適用することも可能である。
さらに、本発明に係る処理装置は、CVD、酸化、アニール等の基板の処理に適用できるし、処理対象とする基板も水晶、液晶、半導体等の種々の基板を対象とする。
また、前記排気ダクト312とは別の不活性ガス導入管を前記各ポッド110に接続し、これらに開閉弁を設けて各ポッド110内の雰囲気を不活性ガスに置換することによって、各ポッド110内の基板の自然酸化を防止するようにしてもよい。
さらに、開閉弁、マスフローコントローラ及びパージガス導入管を備えるパージ系は、流量の確保や応答性の向上のため、必要に応じて二系統以上設けるようにしてもよい。
このように本発明は種々の改変が可能であり、本発明がこの改変された発明に及ぶことは当然である。
本発明の一実施形態に係る基板処理装置の正面図である。 図1の側面図である。 本発明の一実施の形態に係る移載室のパージ系と循環系の構成を示す解説図である。 本発明の一実施の形態に係る装置コントローラの一例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係り、ボート又はウエハのロード時、アンロード時開閉弁の開閉設定の一例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る装置コントローラの操作画面の一例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係り、バルブ設定ダイアログ画面の一例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係り、ボート又はウエハのロード時、アンロード時開閉弁の開閉設定の一例を示す図である。
符号の説明
102 移載室
134 クリーンユニット
200 ウエハ(基板)
202 処理室
217 ボート
300 ダクト
302a パージガス導入管
303 吸気管
321 装置コントローラ(制御手段)
400 循環ライン
AV56 開閉弁
AV65 開閉弁
AV66 開閉弁
AV68 開閉弁

Claims (1)

  1. 基板の処理を行う処理室に連接される移載室をガスでパージするように制御する制御手段を備えた基板処理装置であって、
    前記制御手段は、前記移載室内のガスの流れを一方向に排気させる機能と、前記移載室内に不活性雰囲気でガスを循環させる機能と、を切替える切替手段を有し、
    前記移載室は、清浄化された大気若しくは不活性ガスであるクリーンエアを供給する吸気ダクトと、前記処理室から処理室内雰囲気及び処理済ガスを排気するガス排気管及び酸素濃度計が設けられた排気ダクトと、前記吸気ダクト内に挿入されたパージガス導入管と、を含み、
    前記切替手段は、操作画面上で、前記吸気ダクトのバルブ開閉と、前記排気ダクトのバルブ開閉と、前記パージガス導入管のバルブ開閉と、前記酸素濃度計の有効或いは無効とを設定し、前記基板を処理するプロセスレシピのロード或いはアンロード時に、前記移載室内のガスの流れを一方向に排気させる機能と前記移載室内に不活性雰囲気でガスを循環させる機能とを選択するように構成されている基板処理装置。
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