JP7445509B2 - 基板処理装置及び基板搬送方法 - Google Patents
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Description
本開示は、基板処理装置及び基板搬送方法に関する。
特許文献1には、真空搬送モジュールと、複数の真空処理装置と、搬入出ポートと、搬入出モジュールと、を備えた真空処理システムが開示されている。上記真空搬送モジュールは、真空搬送室と、真空搬送室内に配置され、基板の搬送を行うための基板保持部が設けられた基板搬送機構と、を有する。上記真空処理装置は、真空雰囲気の処理空間に配置された基板に処理ガスを供給して真空処理を行うものであり、上記真空搬送室に接続され、搬入出口を介して上記真空搬送室と上記処理空間との間の基板の搬送が行われる。上記搬入出ポートは、処理対象の基板を収容した搬送容器が載置されるものである。搬入出モジュールは、上記搬送容器と上記真空搬送モジュールとの間での基板の搬入出が行われるものである。
本開示にかかる技術は、基板に対し第1処理及び第2処理をこの順で行う基板処理装置において、第1処理後且つ第2処理前の基板によって真空搬送空間が悪影響を受けたり、第1処理後且つ第2処理後の基板が真空搬送空間の雰囲気により悪影響を受けたりすることを防ぐ。
本開示の一態様は、基板を処理する基板処理装置であって、基板保持部で複数の基板を一括保持して搬送可能に構成された基板搬送機構が、真空雰囲気とされる内部の真空搬送空間に設けられた真空搬送室と、真空雰囲気とされる処理空間が内部に複数形成され、前記真空搬送室に接続された処理室と、を備え、前記処理室は、前記真空搬送空間と前記処理空間とを連通させる搬入出口が前記真空搬送室側に設けられ、前記処理空間として、前記搬入出口を介して搬入された基板に対し第1処理が行われる第1処理空間と、前記第1処理後の基板に対して第2処理が行われる第2処理空間と、を有し、前記第1処理空間と前記第2処理空間とは、前記基板搬送機構による前記搬入出口を介した基板の搬入出方向に並び、前記基板搬送機構の前記基板保持部は、前記第1処理空間と前記第2処理空間とに跨り得る長さを有する。
本開示によれば、基板に対し第1処理及び第2処理をこの順で行う基板処理装置において、第1処理後且つ第2処理前の基板によって真空搬送空間が悪影響を受けたり、第1処理後且つ第2処理前の基板が真空搬送空間の雰囲気により悪影響を受けたりすることを防ぐことができる。
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、例えば、半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)等の基板に対する成膜処理等の各種処理が、処理毎に個別な処理空間内において真空雰囲気下で行われる。上述の成膜処理等は1枚の基板に対して必要に応じて多数行われる。そのため、スループット等の向上を目的として、それぞれ互いに異なる処理が行われる複数の処理室を、真空雰囲気下で基板を搬送可能に構成された真空搬送室を介して相互に接続することで、基板を大気に曝すことなく各種処理を連続的に行うようにした基板処理装置が知られている。
しかし、このような基板処理装置では、第1処理室で第1処理が行われた基板が、第1処理後に続く第2処理が行われる第2処理室に搬送される際に、真空搬送室を通過する。したがって、第1処理且つ第2処理前の基板によって、真空搬送空間が悪影響を受けることがある。具体的には、例えば、第1処理で基板表面に形成された膜中から揮発した成分が真空搬送室の内壁面に付着することがある。また、第1処理後且つ第2処理前の基板が真空搬送空間の雰囲気により悪影響を受けることがある。具体的には、例えば、第1処理後の基板表面が、真空搬送室の雰囲気中の酸素によって、酸化することがある。
そこで、本開示にかかる技術は、基板に対し第1処理及び第2処理をこの順で行う基板処理装置において、第1処理後且つ第2処理前の基板によって真空搬送空間が悪影響を受けたり、第1処理後且つ第2処理前の基板が真空搬送空間の雰囲気により悪影響を受けたりすることを防ぐ。
以下、本実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態にかかる基板処理装置としてのウェハ処理装置の構成の概略を模式的に示す平面図である。本実施形態においては、ウェハ処理装置1が、基板としてのウェハWに対して、第1処理としての化学気相液体成膜(Chemical Vapor Liquid Deposition)処理及び第1処理に続く第2処理としてのアニール処理を行う。例えば、ウェハWは、シリコン製であり、微細な凹部を有するパターンが表面に形成されている。
図1は、第1実施形態にかかる基板処理装置としてのウェハ処理装置の構成の概略を模式的に示す平面図である。本実施形態においては、ウェハ処理装置1が、基板としてのウェハWに対して、第1処理としての化学気相液体成膜(Chemical Vapor Liquid Deposition)処理及び第1処理に続く第2処理としてのアニール処理を行う。例えば、ウェハWは、シリコン製であり、微細な凹部を有するパターンが表面に形成されている。
図1に示すようにウェハ処理装置1は、大気部10と減圧部11とを有し、これら大気部10と減圧部11とが一体に接続された構成を有している。大気部10は、大気圧雰囲気下においてウェハWに所望の処理を行う大気モジュールを備える。減圧部11は、減圧雰囲気下においてウェハWに所望の処理を行う減圧モジュールを備える。
本例において、大気部10は、ロードロック室12を内蔵している。このロードロック室12を介して、大気部10と減圧部11とは連結されている。
ロードロック室12は、大気部10の後述する大気搬送室20から搬送されたウェハWを、減圧部11の後述する真空搬送室40に受け渡すため、ウェハWを一時的に収容するように構成されている。また、ロードロック室12は、内部を大気圧雰囲気と減圧雰囲気とに切り替えられるように構成されている。
ロードロック室12は、大気部10の後述する大気搬送室20から搬送されたウェハWを、減圧部11の後述する真空搬送室40に受け渡すため、ウェハWを一時的に収容するように構成されている。また、ロードロック室12は、内部を大気圧雰囲気と減圧雰囲気とに切り替えられるように構成されている。
ロードロック室12は、複数枚(本例では4枚)のウェハWを収容可能に構成されている。具体的には、ロードロック室12は、ウェハWを支持するウェハ支持部(図示せず)が複数設けられており、本例では、前後方向(図のY方向)及び幅方向(図のX方向)に2つずつ並べられ、計4つ設けられている。また、ロードロック室12内には、各ウェハ支持部に対して、後述のウェハ搬送機構30やウェハ搬送機構60との間でのウェハWの受け渡しのために、例えば複数のリフトピンが設けられている。
ロードロック室12は、ゲートバルブが設けられた搬入出口(図示せず)を介して、後述する大気搬送室20に接続されている。また、ロードロック室12は、ゲートバルブが設けられた搬入出口(図示せず)を介して後述する真空搬送室40に接続されている。
ロードロック室12は、ゲートバルブが設けられた搬入出口(図示せず)を介して、後述する大気搬送室20に接続されている。また、ロードロック室12は、ゲートバルブが設けられた搬入出口(図示せず)を介して後述する真空搬送室40に接続されている。
大気部10は、後述するウェハ搬送機構30を備えた大気搬送室20と、フープ21を載置するロードポート22とを有している。フープ21は、複数のウェハWを保管可能な容器である。なお、大気搬送室20には、ウェハWの水平方向の向きを調節するオリエンタモジュール(図示せず)等が隣接して設けられていてもよい。
大気搬送室20は、平面視矩形状の筐体を有し、筐体の内部は大気圧雰囲気に維持されている。大気搬送室20の筐体の前側(図のY方向負側)の面には、複数、例えば幅方向一方側(図のX方向負側)に2つ、幅方向他方側(図のX方向正側)に2つ、計4つのロードポート22が並設されている。大気搬送室20の筐体の後側(図のY方向正側)の面における幅方向(図のX方向)中央には、真空搬送室40が接続されている。
大気搬送室20の内部における、幅方向中央には、前述のロードロック室12が設けられている。また、大気搬送室20の内部における、幅方向一方側(図のX方向負側)と幅方向他方側(図のX方向正側)にはそれぞれ、ウェハWを搬送するウェハ搬送機構30が設けられている。ウェハ搬送機構30は、ロードポート22上のフープ21とロードロック室12との間でウェハWの受け渡しを行うためのものである。
減圧部11は、真空搬送室40と処理室50とを有する。真空搬送室40及び処理室50の内部はそれぞれ、減圧雰囲気すなわち真空雰囲気に維持される。
真空搬送室40は、例えば平面視矩形状の筐体を有し、上述したようにロードロック室12に接続されている。真空搬送室40は、ロードロック室12に搬入されたウェハWを一の処理室50に搬送すると共に、当該一の処理室50で化学気相液体成膜処理及びアニール処理が行われたウェハWを、ロードロック室12を介して大気部10に搬出するように存在する。
真空搬送室40内部の、真空雰囲気とされる空間すなわち真空搬送空間S1には、基板搬送機構としてのウェハ搬送機構60が設けられている。ウェハ搬送機構60は、ウェハWを保持して搬送することにより、処理室50に対しウェハWを搬入出させるものである。
ウェハ搬送機構60は、ウェハWを保持する、基板保持部としてのウェハ保持部70が先端に設けられた多関節アームから構成される搬送アーム61と、搬送アーム61の根元部分を軸支する基台62とを有する。
ウェハ搬送機構60は、ウェハ保持部70を一対有する。以下では、ウェハ保持部70の一方を第1ウェハ保持部71と、他方を第2ウェハ保持部72として説明することがある。
第1ウェハ保持部71及び第2ウェハ保持部72はそれぞれ、水平方向に延びるように、細長い板状に形成されている。また、第1ウェハ保持部71及び第2ウェハ保持部72は、互いに平行となるように設けられている。第1ウェハ保持部71の長さは、処理室50の後述の第1処理空間S21と第2処理空間S22とに跨り得る長さであり、第1ウェハ保持部71の長手方向(長さ方向)に沿って並んだ複数枚(本例では2枚)のウェハWを一括して保持可能な長さである。また、第1ウェハ保持部71は、その幅(水平面内における長手方向に垂直方向の長さ)が、例えばウェハWの直径より細く形成されている。第2ウェハ保持部72の長さ及び幅は第1ウェハ保持部71と同様である。
上述のような構成により、ウェハ搬送機構60は、ウェハ保持部70で複数枚のウェハWを一括保持して搬送可能となっている。
また、真空搬送室40の筐体には、処理室50が複数接続されており、例えば、真空搬送室40の筐体の幅方向一方側(図のX方向負側)の面に2つ、幅方向他方側(図のX方向正側)の面に2つ、計4つの処理室50が接続されている。
さらに、真空搬送室40の筐体の前側(図のY方向負側)にはロードロック室12が接続されている。
さらに、真空搬送室40の筐体の前側(図のY方向負側)にはロードロック室12が接続されている。
各処理室50は、平面視矩形状(図の例では平面視正方形状)の筐体を有し、筐体の内部に処理空間S2が複数形成されている。また、各処理室50の真空搬送室40側には、真空搬送空間S1と処理空間S2とを連通させる搬入出口51が設けられている。搬入出口51にはゲートバルブ52が設けられている。
各処理室50は、処理空間S2として、ウェハWに対し化学気相液体成膜処理が行われる第1処理空間S21と、化学気相液体成膜処理が行われたウェハW(以下、化学気相液体成膜処理後のウェハW)に対しアニール処理が行われる第2処理空間S22と、を有する。
また、各処理室50において、第1処理空間S21と第2処理空間S22とが、真空搬送室40のウェハ搬送機構60の搬入出口51を介したウェハWの搬入出方向(図のX方向)に隣接して並ぶように、形成されている。具体的には、上記搬入出方向に沿って、第1処理空間S21は、真空搬送室40を基準とした奥側に位置し、第2処理空間S22は、真空搬送室40を基準とした手前側に位置する。
さらに、各処理室50において、第1処理空間S21と第2処理空間S22との間には、第1処理空間S21と第2処理空間S22とを連通させる搬入出口53が設けられており、搬入出口53にはゲートバルブ54が設けられている。
また、各処理室50において、第1処理空間S21は、水平面内におけるウェハWの上記搬入出方向と直交する方向(図のY方向)に複数(図の例では2つ)並ぶように設けられている。これにより、各処理室50において、複数枚(図の例では2枚)のウェハWに対して同時に化学気相液体成膜処理を行うことができる。
同様に、各処理室50において、第2処理空間S22は、水平面内におけるウェハWの上記搬入出方向と直交する方向(図のY方向)に第1処理空間S21と同数並ぶように設けられている。これにより、各処理室50において、複数枚(図の例では2枚)のウェハWに対して同時にアニール処理を行うことができる。
そして、前述の搬入出口51及び搬入出口53は、第1処理空間S21毎に設けられている。
なお、各処理室50において、2つ並んだ第1処理空間S21同士の間、及び、第2処理空間S22同士の間は、例えば隔壁により隔てられている。
同様に、各処理室50において、第2処理空間S22は、水平面内におけるウェハWの上記搬入出方向と直交する方向(図のY方向)に第1処理空間S21と同数並ぶように設けられている。これにより、各処理室50において、複数枚(図の例では2枚)のウェハWに対して同時にアニール処理を行うことができる。
そして、前述の搬入出口51及び搬入出口53は、第1処理空間S21毎に設けられている。
なお、各処理室50において、2つ並んだ第1処理空間S21同士の間、及び、第2処理空間S22同士の間は、例えば隔壁により隔てられている。
各第1処理空間S21の内部及び各第2処理空間S22の内部には、化学気相液体成膜処理またはアニール処理中にウェハWを支持する、基板支持台としてのステージ55が設けられている。各ステージ55に対しては、ウェハWの温度を化学気相液体成膜処理またはアニール処理に適した温度に調節するため、温度調節機構(図示せず)が設けられている。温度調節機構は、例えば、ステージ55に埋設された抵抗加熱ヒータである。
また、各第1処理空間S21の内部及び各第2処理空間S22の内部には、ステージ55とウェハ搬送機構60との間でのウェハWの受け渡しのため、例えば複数のリフトピン(図示せず)が立設されている。
第1処理空間S21では、ウェハWの表面に形成された微細な凹部を埋め込むように、化学気相液体成膜処理により、流動性を有する中間体を生成する。第2処理空間S22では、ウェハWをアニール処理することにより、流動性を有する中間体を、絶縁膜に変化させる。
化学気相液体成膜処理は、例えば酸素含有シリコン化合物ガスと非酸化性の水素含有ガスとを、少なくとも水素含有ガスをプラズマ化した状態で反応させて、流動性のシラノールコンパンドをウェハW上に成膜する。
酸素含有シリコン化合物ガスとしては、例えば、テトラメトキシシラン(TMOS;Si(OCH3)4)、テトラエトキシシラン(TEOS;Si(OC2H5)4)等である。これらの化合物は、単独で用いてもよいし、2以上を組み合わせて用いてもよい。
非酸化性の水素含有ガスとしては、H2ガス、NH3ガス、SiH4ガスを挙げることができ、これら単独であっても、2以上の組み合わせであってもよい。
上述の化学気相液体成膜処理を可能とするため、処理室50には、酸素含有シリコン化合物ガスや非酸化性の水素含有ガス等の処理ガスを第1処理空間S21に供給する給気部(図示せず)が接続されている。なお、アニール処理に処理ガスが必要な場合は、処理室50には、アニール処理用の処理ガスを第2処理空間S22に供給する給気部(図示せず)も接続される。
また、上述の化学気相液体成膜処理を可能とするため、第1処理空間S21内には、当該第1処理空間S21内に酸素含有シリコン化合物ガスや非酸化性の水素含有ガス等の処理ガスを導入するガス導入部として、ガスシャワーヘッド(図示せず)が設けられている。
さらに、上述の化学気相液体成膜処理を可能とするため、ガスシャワーヘッドには、プラズマ生成用の高周波電力を供給する高周波電源(図示せず)が接続されている。
さらに、上述の化学気相液体成膜処理を可能とするため、ガスシャワーヘッドには、プラズマ生成用の高周波電力を供給する高周波電源(図示せず)が接続されている。
また、処理室50には、第1処理空間S21及び第2処理空間S22を排気するため排気部(図示せず)が設けられている。排気部は、第1処理空間S21と第2処理空間S22との間で共通であってもよいし、第1処理空間S21と、第2処理空間S22とで別個に設けられてもよい。
なお、化学気相液体成膜処理時のウェハWの温度すなわち第1処理空間S21内のステージ55の温度が低いほど、化学気相液体成膜処理によってウェハWの表面に形成される中間体の流動性が高くなる。また、アニール処理時のウェハWの温度すなわち第2処理空間S22内のステージ55の温度が高いほど、短時間で上記中間体を絶縁膜に変化させることができる。
そのため、第1処理空間S21内のステージ55の温度は例えば100℃以下とされ、第2処理空間S22内のステージ55の温度は例えば150~400℃とされる。
そのため、第1処理空間S21内のステージ55の温度は例えば100℃以下とされ、第2処理空間S22内のステージ55の温度は例えば150~400℃とされる。
以上のように構成されるウェハ処理装置1には、制御部Uが設けられている。制御部Uは、例えばCPUやメモリ等を備えたコンピュータにより構成され、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、ウェハ搬送機構30や、ウェハ搬送機構60、ゲートバルブ52、54等を制御してウェハ処理装置1における後述のウェハ処理を実現するためのプログラム等が格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部Uにインストールされたものであってもよい。また、プログラムの一部または全ては専用ハードウェア(回路基板)で実現してもよい。
次に、以上のように構成されたウェハ処理装置1を用いて行われるウェハ処理について、具体的には、第1処理空間S21での化学気相液体成膜処理と第2処理空間S22でのアニール処理とを実行している時からのウェハ処理について、図2~図4を用いて説明する。図2~図4は、上記ウェハ処理の各工程におけるウェハ保持部70の状態を示す図である。なお、図2~図4において、開状態のゲートバルブを白塗りで、閉状態のゲートバルブを黒塗りで示す。また、以下の各工程は、制御部Uの制御の下、行われる。
(A1:化学気相液体成膜処理及びアニール処理の実行)
第1処理空間S21での化学気相液体成膜処理及び第2処理空間S22でのアニール処理を実行中、図2(A)に示すように、ゲートバルブ52、54は閉状態とされる。
第1処理空間S21での化学気相液体成膜処理及び第2処理空間S22でのアニール処理を実行中、図2(A)に示すように、ゲートバルブ52、54は閉状態とされる。
(A2:化学気相液体成膜処理後のウェハW1及びアニール処理後ウェハW2の受け取り)
化学気相液体成膜処理及びアニール処理が終了すると、図2(B)に示すように、ゲートバルブ52、54は開状態とされる。次いで、ウェハ保持部70が、搬入出方向一方側(図のX方向正側)に移動し、真空搬送室40から処理室50内に挿入される。この移動は、具体的には、ウェハ保持部70の先端が第2処理空間S22を通過し第1処理空間S21内に至るまで行われる。そして、ウェハ保持部70は、化学気相液体成膜処理後のウェハW1(以下、「成膜処理後のウェハW1」と省略することがある。)とアニール処理後のウェハW2とを同時に受け取る。言い換えると、ウェハ保持部70は、第1処理空間S21内で化学気相液体成膜処理後のウェハW1を受け取るタイミングで、第2処理空間S22内でアニール処理後のウェハW2も受け取る。ウェハ保持部70は、その先端部分で、化学気相液体成膜処理後のウェハW1を受け取り、その根元部分で、アニール処理後のウェハW2を受け取る。
化学気相液体成膜処理及びアニール処理が終了すると、図2(B)に示すように、ゲートバルブ52、54は開状態とされる。次いで、ウェハ保持部70が、搬入出方向一方側(図のX方向正側)に移動し、真空搬送室40から処理室50内に挿入される。この移動は、具体的には、ウェハ保持部70の先端が第2処理空間S22を通過し第1処理空間S21内に至るまで行われる。そして、ウェハ保持部70は、化学気相液体成膜処理後のウェハW1(以下、「成膜処理後のウェハW1」と省略することがある。)とアニール処理後のウェハW2とを同時に受け取る。言い換えると、ウェハ保持部70は、第1処理空間S21内で化学気相液体成膜処理後のウェハW1を受け取るタイミングで、第2処理空間S22内でアニール処理後のウェハW2も受け取る。ウェハ保持部70は、その先端部分で、化学気相液体成膜処理後のウェハW1を受け取り、その根元部分で、アニール処理後のウェハW2を受け取る。
なお、第1処理空間内S21でのウェハ保持部70による化学気相液体成膜処理後のウェハW1の受け取りは、例えば、以下のようにして行われる。まず、ステージ55が処理位置から待機位置に下降され、ステージ55からリフトピン(図示せず)に化学気相液体成膜処理後のウェハW1が受け渡される。その後、ウェハ保持部70の移動(挿入)が、リフトピン上のウェハWとステージ55との間にウェハ保持部70が位置するように、行われる。そして、リフトピンの下降が行われ、これにより、リフトピン上の化学気相液体成膜処理後のウェハW1がウェハ保持部70に受け取られる。
第2処理空間S22内でのウェハ保持部70によるアニール処理後のウェハW2の受け取り方法は、第1処理空間S21でのウェハ保持部70による化学気相液体成膜処理後のウェハW1の受け取り方法と同様に、例えば以下のようになる。まず、リフトピン(図示せず)が上昇され、ステージ55からリフトピン(図示せず)にアニール処理後のウェハW2が受け渡される。その後、ウェハ保持部70の移動が、リフトピン上のウェハWとステージ55との間にウェハ保持部70が位置するように、行われる。そして、リフトピンの下降が行われ、これにより、リフトピン上のアニール処理後のウェハW2がウェハ保持部70に受け取られる。
なお、後述の工程A7等では、第2処理空間S22内のステージ55上にウェハWが載置された状態で、第2処理空間S22内をウェハ保持部70が移動する。そのため、第2処理空間S22内のステージ55は、ウェハ保持部70が移動し得る空間の下方で固定される場合がある。
なお、後述の工程A7等では、第2処理空間S22内のステージ55上にウェハWが載置された状態で、第2処理空間S22内をウェハ保持部70が移動する。そのため、第2処理空間S22内のステージ55は、ウェハ保持部70が移動し得る空間の下方で固定される場合がある。
なお、第1処理空間S21及び第2処理空間S22でのウェハ保持部70によるウェハWの受け取りに必要な、ステージ55の昇降やリフトピンの昇降のための駆動力は、モータ等を有する駆動部(図示せず)から供給され、また、上記駆動部は制御部Uにより制御される。
(A3:化学気相液体成膜処理後のウェハW1の搬送)
次いで、ウェハ保持部70は、搬入出方向(図のX方向)に移動し、化学気相液体成膜処理後のウェハW1を、真空搬送空間S1を経由することなく、第1処理空間S21から第2処理空間S22へ搬送する。具体的には、成膜処理後のウェハW1とアニール処理後のウェハW2との両方を保持したウェハ保持部70が、搬入出方向他方側(図のX方向負側)に移動する。この移動は、図2(C)に示すように、ウェハ保持部70における、成膜処理後のウェハWを保持した先端部分が第2処理空間S22内に位置し、成膜処理後のウェハW1が第2処理空間S22内のステージ55の上方に位置するようになるまで、行われる。つまり、この工程では、成膜処理後のウェハW1を、アニール処理後のウェハW2も保持したウェハ保持部70で保持して、第1処理空間S21から第2処理空間S22へ搬送する。
また、この工程では、成膜処理後のウェハW1の搬送(移動)に伴って、ウェハ保持部70の根元部分に保持されたアニール処理後のウェハW2が真空搬送室40に搬出される。
次いで、ウェハ保持部70は、搬入出方向(図のX方向)に移動し、化学気相液体成膜処理後のウェハW1を、真空搬送空間S1を経由することなく、第1処理空間S21から第2処理空間S22へ搬送する。具体的には、成膜処理後のウェハW1とアニール処理後のウェハW2との両方を保持したウェハ保持部70が、搬入出方向他方側(図のX方向負側)に移動する。この移動は、図2(C)に示すように、ウェハ保持部70における、成膜処理後のウェハWを保持した先端部分が第2処理空間S22内に位置し、成膜処理後のウェハW1が第2処理空間S22内のステージ55の上方に位置するようになるまで、行われる。つまり、この工程では、成膜処理後のウェハW1を、アニール処理後のウェハW2も保持したウェハ保持部70で保持して、第1処理空間S21から第2処理空間S22へ搬送する。
また、この工程では、成膜処理後のウェハW1の搬送(移動)に伴って、ウェハ保持部70の根元部分に保持されたアニール処理後のウェハW2が真空搬送室40に搬出される。
成膜処理後のウェハW1の移動及びアニール処理後のウェハW2の搬出後、ゲートバルブ54が閉状態とされる。それと共に、第2処理空間S22内でウェハ保持部70からの成膜処理後のウェハW1の受け渡しが行われ、具体的には、例えば第2処理空間S22内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、リフトピン上に成膜処理後のウェハW1が受け渡される。
(A4:ウェハ保持部70の抜き出し)
その後、ウェハ保持部70は、搬入出方向他方側(図のX方向負側)にさらに移動し、図2(D)に示すように、ウェハ保持部70全体が処理室50から抜き出される。そして、ゲートバルブ52が閉状態とされる。それと共に、第2処理空間S22内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、成膜処理後のウェハW1が第2処理空間S22内のステージ55上に載置される。この後、成膜処理後のウェハW1に対するアニール処理が開始される。
その後、ウェハ保持部70は、搬入出方向他方側(図のX方向負側)にさらに移動し、図2(D)に示すように、ウェハ保持部70全体が処理室50から抜き出される。そして、ゲートバルブ52が閉状態とされる。それと共に、第2処理空間S22内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、成膜処理後のウェハW1が第2処理空間S22内のステージ55上に載置される。この後、成膜処理後のウェハW1に対するアニール処理が開始される。
(A5:アニール処理後のウェハW2の搬出)
次いで、ウェハ保持部70は、図3(A)に示すように、ロードロック室12に挿入される。そして、ウェハ保持部70の根元部分からの、アニール処理後のウェハW2の受け渡しが、ロードロック室12内で行われる。具体的には、例えばロードロック室12内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、このリフトピン上に、アニール処理後のウェハW2が受け渡される。リフトピンに受け渡されたアニール処理後のウェハW2は所定のタイミングでロードロック室12からフープ21に搬送される。
次いで、ウェハ保持部70は、図3(A)に示すように、ロードロック室12に挿入される。そして、ウェハ保持部70の根元部分からの、アニール処理後のウェハW2の受け渡しが、ロードロック室12内で行われる。具体的には、例えばロードロック室12内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、このリフトピン上に、アニール処理後のウェハW2が受け渡される。リフトピンに受け渡されたアニール処理後のウェハW2は所定のタイミングでロードロック室12からフープ21に搬送される。
(A6:未処理ウェハW3の受け取り)
続いて、図3(B)に示すように、ロードロック室12内において、ウェハ保持部70の先端部分による、化学気相液体成膜処理前のウェハW3すなわち未処理ウェハW3の受け取りが行われる。具体的には、予め未処理ウェハW3を上端で支持したロードロック室12内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、これにより、リフトピン上の未処理ウェハW3がウェハ保持部70の先端部分に受け渡される。
続いて、図3(B)に示すように、ロードロック室12内において、ウェハ保持部70の先端部分による、化学気相液体成膜処理前のウェハW3すなわち未処理ウェハW3の受け取りが行われる。具体的には、予め未処理ウェハW3を上端で支持したロードロック室12内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、これにより、リフトピン上の未処理ウェハW3がウェハ保持部70の先端部分に受け渡される。
(A7:未処理ウェハW3の搬送)
次に、図4(A)に示すように、ゲートバルブ52、54が開状態とされる。そして、成膜処理後のウェハW1が第2処理空間S22に位置した状態で、未処理ウェハW3のみを保持したウェハ保持部70が、処理室50に挿入され、未処理ウェハW3が第1処理空間S21に搬送される。その後、第1処理空間S21内でウェハ保持部70からの未処理ウェハW3の受け渡しが行われ、具体的には、例えば第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、リフトピン上に未処理ウェハW3が受け渡される。
次に、図4(A)に示すように、ゲートバルブ52、54が開状態とされる。そして、成膜処理後のウェハW1が第2処理空間S22に位置した状態で、未処理ウェハW3のみを保持したウェハ保持部70が、処理室50に挿入され、未処理ウェハW3が第1処理空間S21に搬送される。その後、第1処理空間S21内でウェハ保持部70からの未処理ウェハW3の受け渡しが行われ、具体的には、例えば第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、リフトピン上に未処理ウェハW3が受け渡される。
(A8:ウェハ保持部70の抜き出し)
その後、ウェハ保持部70は、搬入出方向他方側(図のX方向負側)に移動し、図4(B)に示すように、ウェハ保持部70全体が処理室50から抜き出される。そして、ゲートバルブ52、54が閉状態とされる。それと共に、第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、未処理ウェハW3が第1処理空間S21内のステージ55上に載置される。この後、未処理ウェハW3に対する化学気相液体成膜処理が開始される。
その後、ウェハ保持部70は、搬入出方向他方側(図のX方向負側)に移動し、図4(B)に示すように、ウェハ保持部70全体が処理室50から抜き出される。そして、ゲートバルブ52、54が閉状態とされる。それと共に、第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、未処理ウェハW3が第1処理空間S21内のステージ55上に載置される。この後、未処理ウェハW3に対する化学気相液体成膜処理が開始される。
その後、上記工程A1に戻り、工程A1~A8が繰り返される。
以上のように、本実施形態では、ウェハ処理装置1において、第1処理空間S21と第2処理空間S22とが、ウェハ搬送機構60による搬入出口51を介したウェハWの搬入出方向に並んでいる。そのため、第1処理空間S21内で化学気相液体成膜処理後のウェハW1をウェハ保持部70で受け取った後、ウェハ保持部70を上記搬入出方向に移動させることで、成膜処理後のウェハW1を、真空搬送空間S1を経由することなく、第2処理空間S22へ搬送することができる。したがって、化学気相液体成膜処理後であってアニール処理前のウェハW1によって、真空搬送空間S1が悪影響を受けることがない。具体的には、例えば、化学気相液体成膜処理でウェハWの表面に形成された上記中間生成物から揮発した成分が真空搬送室40の内壁面に付着するのを防止することができる。また、化学気相液体成膜処理後であってアニール処理前のウェハW1が、真空搬送空間S1の雰囲気により悪影響を受けるのを抑制することができる。さらに、化学気相液体成膜処理後であってアニール処理前のウェハW1から大気雰囲気中等に有害なガスが放出されるのを防ぐことができる。
さらにまた、本実施形態によれば、以下の効果がある。すなわち、化学気相液体成膜処理とアニール処理の両方を行うウェハ処理装置として、本実施形態と異なり、化学気相液体成膜処理が行われる第1処理空間と、アニール処理が行われる第2処理空間とが、別々の処理室に設けられ、処理室同士が真空搬送室を介して接続される装置が考えられる。このウェハ処理装置(以下、比較の形態のウェハ処理装置)では、化学気相液体成膜処理後のウェハは、真空搬送室を介して第1処理空間から第2処理空間に搬送される。それに対し、本実施形態では、化学気相液体成膜処理後のウェハW1は真空搬送室40を介さずに第1処理空間S21から第2処理空間S22に搬送することができる。そのため、化学気相液体成膜処理後のウェハW1を第1処理空間S21から第2処理空間S22へ搬送する時間を短縮することができる。したがって、ウェハ処理装置1におけるスループットを向上させることができる。具体的には、本実施形態では、化学気相液体成膜処理後のウェハW1を第1処理空間S21から第2処理空間S22へ搬送する時間を、比較の形態のウェハ処理装置に比べて、少なくとも2~3秒程度短縮することができる。化学気相液体成膜処理に要する時間は例えば100秒程度であり、化学気相液体成膜処理後のウェハW1を第1処理空間S21から第2処理空間S22へ搬送する時間を上述のように2~3秒程度短縮できることは、ウェハ処理装置1におけるスループットの観点では、非常に大きい。
また、本実施形態では、ウェハ保持部70が、第1処理空間S21と第2処理空間S22とに跨り得る長さを有する。そのため、ウェハ保持部70は、第1処理空間S21内で化学気相液体成膜後のウェハW1を受け取るタイミングで、第2処理空間S22内でアニール処理後のウェハW2も受け取ることができる。したがって、第1処理空間S21内でのウェハ保持部70による化学気相液体成膜後のウェハW1の受け取りタイミングと、第2処理空間S22内でのウェハ保持部70によるアニール処理後のウェハW2の受け取りタイミングが異なる場合に比べて、ウェハ処理装置1におけるスループットをさらに向上させることができる。
また、本実施形態では、化学気相液体成膜処理とアニール処理とを、別々の処理空間で行っており、具体的には、別々のステージ55上で行っている。そのため、化学気相液体成膜処理とアニール処理との間でステージ55の温度変更の必要がない。したがって、化学気相液体成膜処理とアニール処理とで大きく異なるステージ温度すなわち処理温度を設定した場合でも、化学気相液体成膜処理とアニール処理とを含む一連の処理を短時間で行うことができる。
なお、本実施形態にかかるウェハ処理装置1は、化学気相液体成膜処理よりアニール処理の方が長い場合、すなわち、第1処理より第2処理の方が長い場合に好適に用いられる。また、化学気相液体成膜処理の時間長さは、処理ガスの流量や、プラズマ生成用の高周波電力の出力等で調節可能である。
<第2実施形態>
第1実施形態に係るウェハ処理装置1は、1対のウェハ保持部70がウェハ搬送機構60に設けられていた。言い換えると、一対のウェハ保持部70を有する1つのウェハ保持ユニットがウェハ搬送機構60の搬送アーム61の先端に設けられていた。
それに対し、本実施形態に係るウェハ処理装置は、ウェハ搬送機構の搬送アームの先端に、一対のウェハ保持部70を有するウェハ保持ユニットが2つ設けられている。なお、以下では、ウェハ保持ユニットのうち、一方をウェハ保持ユニット80、他方をウェハ保持ユニット81として説明する。
第1実施形態に係るウェハ処理装置1は、1対のウェハ保持部70がウェハ搬送機構60に設けられていた。言い換えると、一対のウェハ保持部70を有する1つのウェハ保持ユニットがウェハ搬送機構60の搬送アーム61の先端に設けられていた。
それに対し、本実施形態に係るウェハ処理装置は、ウェハ搬送機構の搬送アームの先端に、一対のウェハ保持部70を有するウェハ保持ユニットが2つ設けられている。なお、以下では、ウェハ保持ユニットのうち、一方をウェハ保持ユニット80、他方をウェハ保持ユニット81として説明する。
図5及び図6は、第2実施形態に係るウェハ処理装置を用いて行われるウェハ処理の各工程での、ウェハ保持ユニット80、81の状態を示す図である。
(B1:化学気相液体成膜処理及びアニール処理の実行)
第1処理空間S21での化学気相液体成膜処理及び第2処理空間S22でのアニール処理を実行中、図5(A)に示すように、ゲートバルブ52、54は閉状態とされる。また、このとき、ウェハ保持ユニット80は、ウェハWを保持していないが、ウェハ保持ユニット81は、未処理ウェハW3をその先端部分に保持している。
第1処理空間S21での化学気相液体成膜処理及び第2処理空間S22でのアニール処理を実行中、図5(A)に示すように、ゲートバルブ52、54は閉状態とされる。また、このとき、ウェハ保持ユニット80は、ウェハWを保持していないが、ウェハ保持ユニット81は、未処理ウェハW3をその先端部分に保持している。
(B2:化学気相液体成膜処理後のウェハW1及びアニール処理後ウェハW2の受け取り)
化学気相液体成膜処理及びアニール処理が終了すると、図5(B)に示すように、ゲートバルブ52、54は開状態とされる。次いで、ウェハ保持ユニット80が、搬入出方向一方側(図のX方向正側)に移動し、真空搬送室40から処理室50内に挿入される。このとき、ウェハ保持ユニット81は、真空搬送室40内に位置したままである。そして、ウェハ保持ユニット80は、成膜処理後のウェハW1とアニール処理後のウェハW2とを同時に受け取る。
化学気相液体成膜処理及びアニール処理が終了すると、図5(B)に示すように、ゲートバルブ52、54は開状態とされる。次いで、ウェハ保持ユニット80が、搬入出方向一方側(図のX方向正側)に移動し、真空搬送室40から処理室50内に挿入される。このとき、ウェハ保持ユニット81は、真空搬送室40内に位置したままである。そして、ウェハ保持ユニット80は、成膜処理後のウェハW1とアニール処理後のウェハW2とを同時に受け取る。
(B3:成膜処理後のウェハW1の搬送)
次いで、ウェハ保持ユニット80は、図5(C)に示すように、搬入出方向他方側(図のX方向負側)に移動し、成膜処理後のウェハW1を、真空搬送空間S1を経由することなく、第1処理空間S21から第2処理空間S22へ搬送する。このとき、ウェハ保持ユニット80は、アニール処理後のウェハW2も保持しており、また、ウェハ保持ユニット81は、引き続き、真空搬送室40内に位置したままである。
次いで、ウェハ保持ユニット80は、図5(C)に示すように、搬入出方向他方側(図のX方向負側)に移動し、成膜処理後のウェハW1を、真空搬送空間S1を経由することなく、第1処理空間S21から第2処理空間S22へ搬送する。このとき、ウェハ保持ユニット80は、アニール処理後のウェハW2も保持しており、また、ウェハ保持ユニット81は、引き続き、真空搬送室40内に位置したままである。
成膜処理後のウェハW1の第2処理空間S22への搬送後、ゲートバルブ54が閉状態とされる。それと共に、第2処理空間S22内でウェハ保持ユニット80からの成膜処理後のウェハW1の受け渡しが行われ、具体的には、例えば第2処理空間S22内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、リフトピン上に成膜処理後のウェハW1が受け渡される。
(B4:ウェハ保持ユニット80の抜き出し及び未処理ウェハW3の搬送)
その後、図6(A)に示すように、ウェハ保持ユニット80全体が、処理室50から抜き出される。そして、第2処理空間S22内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、成膜処理後のウェハW1が第2処理空間S22内のステージ55上に載置される。この後、成膜処理後のウェハW1に対するアニール処理が開始される。
続いて、ゲートバルブ54が開状態とされる。そして、成膜処理後のウェハW1が第2処理空間S22に位置した状態で、未処理ウェハW3のみを保持したウェハ保持ユニット81が、処理室50に挿入され、未処理ウェハW3が第1処理空間S21に搬送される。その後、第1処理空間S21内でウェハ保持ユニット81からの未処理ウェハW3の受け渡しが行われ、具体的には、例えば第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、リフトピン上に未処理ウェハW3が受け渡される。
その後、図6(A)に示すように、ウェハ保持ユニット80全体が、処理室50から抜き出される。そして、第2処理空間S22内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、成膜処理後のウェハW1が第2処理空間S22内のステージ55上に載置される。この後、成膜処理後のウェハW1に対するアニール処理が開始される。
続いて、ゲートバルブ54が開状態とされる。そして、成膜処理後のウェハW1が第2処理空間S22に位置した状態で、未処理ウェハW3のみを保持したウェハ保持ユニット81が、処理室50に挿入され、未処理ウェハW3が第1処理空間S21に搬送される。その後、第1処理空間S21内でウェハ保持ユニット81からの未処理ウェハW3の受け渡しが行われ、具体的には、例えば第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、リフトピン上に未処理ウェハW3が受け渡される。
(B5:ウェハ保持ユニット81の抜き出し)
その後、ウェハ保持ユニット81は、搬入出方向他方側(図のX方向負側)に移動し、図6(B)に示すように、ウェハ保持ユニット81全体が処理室50から抜き出される。そして、ゲートバルブ52、54が閉状態とされる。それと共に、第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、未処理ウェハW3が第1処理空間S21内のステージ55上に載置される。この後、未処理ウェハW3に対する化学気相液体成膜処理が開始される。
その後、ウェハ保持ユニット81は、搬入出方向他方側(図のX方向負側)に移動し、図6(B)に示すように、ウェハ保持ユニット81全体が処理室50から抜き出される。そして、ゲートバルブ52、54が閉状態とされる。それと共に、第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、未処理ウェハW3が第1処理空間S21内のステージ55上に載置される。この後、未処理ウェハW3に対する化学気相液体成膜処理が開始される。
(B6:アニール処理後のウェハW2の搬出)
次いで、ウェハ保持ユニット80が、ロードロック室12に挿入される。そして、ウェハ保持ユニット80の根元部分からの、アニール処理後のウェハW2の受け渡しが、ロードロック室12内で行われる。
次いで、ウェハ保持ユニット80が、ロードロック室12に挿入される。そして、ウェハ保持ユニット80の根元部分からの、アニール処理後のウェハW2の受け渡しが、ロードロック室12内で行われる。
(B7:未処理ウェハW3の受け取り)
続いて、ウェハ保持ユニット80は、ロードロック室12内において、未処理ウェハW3をその先端部分で受け取る。
続いて、ウェハ保持ユニット80は、ロードロック室12内において、未処理ウェハW3をその先端部分で受け取る。
その後、上記工程B1に戻り、工程B1~B7が繰り返される。なお、ウェハ保持ユニット80とウェハ保持ユニット81の動作は、その動作が互いに干渉することが無い範囲で同時に行われてもよい。
本実施形態においても、化学気相液体成膜処理後のウェハW1を、真空搬送空間S1を経由することなく、第2処理空間S22へ搬送することができる。したがって、化学気相液体成膜処理後であってアニール処理前のウェハW1によって、真空搬送空間S1が悪影響を受けることがなく、また、化学気相液体成膜処理後であってアニール処理前のウェハW1が、真空搬送空間S1の雰囲気により悪影響を受けるのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、ウェハWに対する化学気相液体成膜処理終了後から次のウェハWに対する化学気相液体成膜処理開始までの時間を短縮することができ、スループットをさらに向上させることができる。
本実施形態に係るウェハ処理装置は、化学気相液体成膜処理に要する時間と、アニール処理に要する時間が近いときに好適に用いることができる。
<第3実施形態>
図7は、第3実施形態にかかるウェハ処理装置の構成の概略を模式的に示す平面図である。
第1実施形態にかかるウェハ処理装置1では、搬入出口51を介したウェハWの搬入出方向(図のX方向)に沿って、第1処理空間S21は、真空搬送室40を基準とした奥側に位置し、第2処理空間S22は、真空搬送室40を基準とした手前側に位置していた。
それに対し、第3実施形態にかかるウェハ処理装置1aでは、図示するように、搬入出口51を介したウェハWの搬入出方向(図のX方向)に沿って、第1処理空間S21は、真空搬送室40を基準とした手前側に位置し、第2処理空間S22は、真空搬送室40を基準とした奥側に位置している。
図7は、第3実施形態にかかるウェハ処理装置の構成の概略を模式的に示す平面図である。
第1実施形態にかかるウェハ処理装置1では、搬入出口51を介したウェハWの搬入出方向(図のX方向)に沿って、第1処理空間S21は、真空搬送室40を基準とした奥側に位置し、第2処理空間S22は、真空搬送室40を基準とした手前側に位置していた。
それに対し、第3実施形態にかかるウェハ処理装置1aでは、図示するように、搬入出口51を介したウェハWの搬入出方向(図のX方向)に沿って、第1処理空間S21は、真空搬送室40を基準とした手前側に位置し、第2処理空間S22は、真空搬送室40を基準とした奥側に位置している。
図8~図10は、第3実施形態に係るウェハ処理装置1aを用いて行われるウェハ処理の各工程での、ウェハ保持部70の状態を示す図である。
(C1:化学気相液体成膜処理及びアニール処理の実行)
第1処理空間S21での化学気相液体成膜処理及び第2処理空間S22でのアニール処理を実行中、図8(A)に示すように、ゲートバルブ52、54は閉状態とされる。
第1処理空間S21での化学気相液体成膜処理及び第2処理空間S22でのアニール処理を実行中、図8(A)に示すように、ゲートバルブ52、54は閉状態とされる。
(C2:アニール処理後ウェハW2の受け取り)
化学気相液体成膜処理及びアニール処理が終了すると、図8(B)に示すように、ゲートバルブ52、54は開状態とされる。次いで、ウェハ保持部70が、搬入出方向一方側(図のX方向正側)に移動し、真空搬送室40から処理室50内に挿入される。この移動は、具体的には、ウェハ保持部70の先端が第1処理空間S21を通過し第2処理空間S22内に至るまで行われる。そして、ウェハ保持部70は、アニール処理後のウェハW2のみを、その先端部分で受け取る。
化学気相液体成膜処理及びアニール処理が終了すると、図8(B)に示すように、ゲートバルブ52、54は開状態とされる。次いで、ウェハ保持部70が、搬入出方向一方側(図のX方向正側)に移動し、真空搬送室40から処理室50内に挿入される。この移動は、具体的には、ウェハ保持部70の先端が第1処理空間S21を通過し第2処理空間S22内に至るまで行われる。そして、ウェハ保持部70は、アニール処理後のウェハW2のみを、その先端部分で受け取る。
(C3:ウェハ保持部70の抜き出し)
その後、ウェハ保持部70は、アニール処理後のウェハW2のみを保持した状態で、搬入出方向他方側(図のX方向負側)に移動し、図8(C)に示すように、ウェハ保持部70全体が処理室50から抜き出される。そして、ゲートバルブ52、54が閉状態とされる。
その後、ウェハ保持部70は、アニール処理後のウェハW2のみを保持した状態で、搬入出方向他方側(図のX方向負側)に移動し、図8(C)に示すように、ウェハ保持部70全体が処理室50から抜き出される。そして、ゲートバルブ52、54が閉状態とされる。
(C4:アニール処理後のウェハW2の搬出)
次いで、ウェハ保持部70は、図9(A)に示すように、ロードロック室12に挿入される。そして、ウェハ保持部70の先端部分からの、アニール処理後のウェハW2の受け渡しが、ロードロック室12内で行われる。具体的には、例えばロードロック室12内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、このリフトピン上に、アニール処理後のウェハW2が受け渡される。
次いで、ウェハ保持部70は、図9(A)に示すように、ロードロック室12に挿入される。そして、ウェハ保持部70の先端部分からの、アニール処理後のウェハW2の受け渡しが、ロードロック室12内で行われる。具体的には、例えばロードロック室12内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、このリフトピン上に、アニール処理後のウェハW2が受け渡される。
(C5:未処理ウェハW3の受け取り)
続いて、図9(B)に示すように、ロードロック室12内において、ウェハ保持部70の根元部分による、化学気相液体成膜処理前のウェハW3すなわち未処理ウェハW3の受け取りが行われる。具体的には、予め未処理ウェハW3を上端で支持したロードロック室12内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、これにより、リフトピン上の未処理ウェハW3がウェハ保持部70の根元部分に受け渡される。
続いて、図9(B)に示すように、ロードロック室12内において、ウェハ保持部70の根元部分による、化学気相液体成膜処理前のウェハW3すなわち未処理ウェハW3の受け取りが行われる。具体的には、予め未処理ウェハW3を上端で支持したロードロック室12内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、これにより、リフトピン上の未処理ウェハW3がウェハ保持部70の根元部分に受け渡される。
(C6:化学気相液体成膜処理後ウェハW1の受け取り)
次に、図10(A)に示すように、ゲートバルブ52が開状態とされると共に、ウェハ保持部70の先端部分が、処理室50の第1処理空間S21内に挿入される。そして、ウェハ保持部70が、成膜処理後のウェハW1を、その先端部分で受け取る。このとき、ウェハ保持部70の根元部分には未処理ウェハW3が保持されている。つまり、この工程では、未処理ウェハW3を保持したウェハ保持部70で、第1処理空間S21内において成膜処理後のウェハW1を受け取る。
次に、図10(A)に示すように、ゲートバルブ52が開状態とされると共に、ウェハ保持部70の先端部分が、処理室50の第1処理空間S21内に挿入される。そして、ウェハ保持部70が、成膜処理後のウェハW1を、その先端部分で受け取る。このとき、ウェハ保持部70の根元部分には未処理ウェハW3が保持されている。つまり、この工程では、未処理ウェハW3を保持したウェハ保持部70で、第1処理空間S21内において成膜処理後のウェハW1を受け取る。
(C7:成膜処理後のウェハW1及び未処理ウェハW3の搬送)
続いて、図10(B)に示すように、ゲートバルブ54が開状態とされると共に、ウェハ保持部70が、搬入出方向一方側(図のX方向正側)に移動する。これにより、成膜処理後のウェハW1を、真空搬送空間S1を経由することなく、第1処理空間S21から第2処理空間S22へ搬送すると共に、未処理ウェハW3を第1処理空間S21へ搬送する。そして、ウェハ保持部70は、成膜処理後のウェハW1と未処理ウェハW3とを同時に受け渡す。言い換えると、ウェハ保持部70は、先端部分で保持した成膜処理後のウェハW1を第2処理空間S22内で受け渡すタイミングで、根元部分で保持した未処理ウェハW3も第1処理空間S21内で受け渡す。なお、第2処理空間S22内での成膜処理後のウェハW1の受け渡しでは、第2処理空間S22内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、このリフトピン上に成膜処理後のウェハW1が受け渡される。また、第1処理空間S21内での未処理ウェハW3の受け渡しでは、第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、このリフトピン上に未処理ウェハW3が受け渡される。
続いて、図10(B)に示すように、ゲートバルブ54が開状態とされると共に、ウェハ保持部70が、搬入出方向一方側(図のX方向正側)に移動する。これにより、成膜処理後のウェハW1を、真空搬送空間S1を経由することなく、第1処理空間S21から第2処理空間S22へ搬送すると共に、未処理ウェハW3を第1処理空間S21へ搬送する。そして、ウェハ保持部70は、成膜処理後のウェハW1と未処理ウェハW3とを同時に受け渡す。言い換えると、ウェハ保持部70は、先端部分で保持した成膜処理後のウェハW1を第2処理空間S22内で受け渡すタイミングで、根元部分で保持した未処理ウェハW3も第1処理空間S21内で受け渡す。なお、第2処理空間S22内での成膜処理後のウェハW1の受け渡しでは、第2処理空間S22内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、このリフトピン上に成膜処理後のウェハW1が受け渡される。また、第1処理空間S21内での未処理ウェハW3の受け渡しでは、第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、このリフトピン上に未処理ウェハW3が受け渡される。
(C8:ウェハ保持部70の抜き出し)
その後、ウェハ保持部70は、搬入出方向他方側(図のX方向負側)に移動し、図10(C)に示すように、ウェハ保持部70全体が処理室50から抜き出される。そして、ゲートバルブ52、54が閉状態とされる。それと共に、第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の下降及び第2処理空間S22内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、成膜処理後のウェハW1が第2処理空間S22内のステージ55上に載置されると共に、未処理ウェハW3が第1処理空間S21内のステージ55上に載置される。この後、成膜処理後のウェハW1に対するアニール処理と未処理ウェハW3に対する化学気相液体成膜処理と、が開始される。
その後、ウェハ保持部70は、搬入出方向他方側(図のX方向負側)に移動し、図10(C)に示すように、ウェハ保持部70全体が処理室50から抜き出される。そして、ゲートバルブ52、54が閉状態とされる。それと共に、第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の下降及び第2処理空間S22内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、成膜処理後のウェハW1が第2処理空間S22内のステージ55上に載置されると共に、未処理ウェハW3が第1処理空間S21内のステージ55上に載置される。この後、成膜処理後のウェハW1に対するアニール処理と未処理ウェハW3に対する化学気相液体成膜処理と、が開始される。
その後、上記工程C1に戻り、工程C1~C8が繰り返される。
本実施形態においても、化学気相液体成膜処理後のウェハW1を、真空搬送空間S1を経由することなく、第2処理空間S22へ搬送することができる。したがって、化学気相液体成膜処理後であってアニール処理前のウェハW1によって、真空搬送空間S1が悪影響を受けることがなく、また、化学気相液体成膜処理後であってアニール処理前のウェハW1が、真空搬送空間S1の雰囲気により悪影響を受けるのを抑制することができる。
また、本実施形態では、化学気相液体成膜処理終了からアニール処理開始まで時間があるため、この時間で、第1処理空間S21内で化学気相液体成膜処理後のウェハW1に対し、プラズマを用いた化学気相液体成膜処理以外の処理を行うことができる。
<第4実施形態>
第4実施形態にかかるウェハ処理装置は、第3実施形態にかかるウェハ処理装置と同様に、第1処理空間S21と第2処理空間S22が位置している。具体的には、搬入出口51を介したウェハWの搬入出方向(図のX方向)に沿って、第1処理空間S21は、真空搬送室40を基準とした手前側に位置し、第2処理空間S22は、真空搬送室40を基準とした奥側に位置している。また、第4実施形態にかかるウェハ処理装置は、第2実施形態に係るウェハ処理装置と同様に、一対のウェハ保持部70を有する2つのウェハ保持ユニット(ウェハ保持ユニット80、81)が設けられている。
第4実施形態にかかるウェハ処理装置は、第3実施形態にかかるウェハ処理装置と同様に、第1処理空間S21と第2処理空間S22が位置している。具体的には、搬入出口51を介したウェハWの搬入出方向(図のX方向)に沿って、第1処理空間S21は、真空搬送室40を基準とした手前側に位置し、第2処理空間S22は、真空搬送室40を基準とした奥側に位置している。また、第4実施形態にかかるウェハ処理装置は、第2実施形態に係るウェハ処理装置と同様に、一対のウェハ保持部70を有する2つのウェハ保持ユニット(ウェハ保持ユニット80、81)が設けられている。
図11及び図12は、第4実施形態に係るウェハ処理装置を用いて行われるウェハ処理の各工程での、ウェハ保持ユニット80、81の状態を示す図である。
(D1:化学気相液体成膜処理及びアニール処理の実行)
第1処理空間S21での化学気相液体成膜処理及び第2処理空間S22でのアニール処理を実行中、図11(A)に示すように、ゲートバルブ52、54は閉状態とされる。また、このとき、ウェハ保持ユニット80は、ウェハWを保持していないが、ウェハ保持ユニット81は、未処理ウェハW3をその根元部分に保持している。
第1処理空間S21での化学気相液体成膜処理及び第2処理空間S22でのアニール処理を実行中、図11(A)に示すように、ゲートバルブ52、54は閉状態とされる。また、このとき、ウェハ保持ユニット80は、ウェハWを保持していないが、ウェハ保持ユニット81は、未処理ウェハW3をその根元部分に保持している。
(D2:アニール処理後ウェハW2の受け取り)
化学気相液体成膜処理及びアニール処理が終了すると、図11(B)に示すように、ゲートバルブ52、54は開状態とされる。次いで、ウェハ保持ユニット80が、搬入出方向一方側(図のX方向正側)に移動し、真空搬送室40から処理室50内に挿入される。このとき、ウェハ保持ユニット81は、真空搬送室40内に位置したままである。そして、ウェハ保持部70は、アニール処理後のウェハW2のみを、その先端部分で受け取る。
化学気相液体成膜処理及びアニール処理が終了すると、図11(B)に示すように、ゲートバルブ52、54は開状態とされる。次いで、ウェハ保持ユニット80が、搬入出方向一方側(図のX方向正側)に移動し、真空搬送室40から処理室50内に挿入される。このとき、ウェハ保持ユニット81は、真空搬送室40内に位置したままである。そして、ウェハ保持部70は、アニール処理後のウェハW2のみを、その先端部分で受け取る。
(D3:ウェハ保持ユニット80の抜き出し及び成膜処理後のウェハWの受け取り)
続いて、図11(C)に示すように、ウェハ保持部ユニット80全体が、処理室50から抜き出されると共に、ゲートバルブ54が閉状態とされ、また、ウェハ保持ユニット81の先端部分が、第1処理空間S21内に挿入される。そして、ウェハ保持ユニット81が、成膜処理後のウェハW1を、その先端部分で受け取る。このとき、ウェハ保持ユニット81のウェハ保持部70の根元部分には未処理ウェハW3が保持されている。
続いて、図11(C)に示すように、ウェハ保持部ユニット80全体が、処理室50から抜き出されると共に、ゲートバルブ54が閉状態とされ、また、ウェハ保持ユニット81の先端部分が、第1処理空間S21内に挿入される。そして、ウェハ保持ユニット81が、成膜処理後のウェハW1を、その先端部分で受け取る。このとき、ウェハ保持ユニット81のウェハ保持部70の根元部分には未処理ウェハW3が保持されている。
(D4:成膜処理後のウェハW1の搬送及び未処理ウェハW3の搬送)
続いて、図12(A)に示すように、ゲートバルブ54が開状態とされると共に、ウェハ保持ユニット81が、搬入出方向一方側(図のX方向正側)に移動する。これにより、成膜処理後のウェハW1を、真空搬送空間S1を経由することなく、第1処理空間S21から第2処理空間S22へ搬送すると共に、未処理ウェハW3を第1処理空間S21へ搬送する。そして、ウェハ保持ユニット81は、成膜処理後のウェハW1と未処理ウェハW3とを同時に受け渡す。なお、成膜処理後のウェハW1の受け渡しでは、第2処理空間S22内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、このリフトピン上に成膜処理後のウェハW1が受け渡される。また、未処理ウェハW3の受け渡しでは、第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、このリフトピン上に未処理ウェハW3が受け渡される。
続いて、図12(A)に示すように、ゲートバルブ54が開状態とされると共に、ウェハ保持ユニット81が、搬入出方向一方側(図のX方向正側)に移動する。これにより、成膜処理後のウェハW1を、真空搬送空間S1を経由することなく、第1処理空間S21から第2処理空間S22へ搬送すると共に、未処理ウェハW3を第1処理空間S21へ搬送する。そして、ウェハ保持ユニット81は、成膜処理後のウェハW1と未処理ウェハW3とを同時に受け渡す。なお、成膜処理後のウェハW1の受け渡しでは、第2処理空間S22内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、このリフトピン上に成膜処理後のウェハW1が受け渡される。また、未処理ウェハW3の受け渡しでは、第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の上昇が行われ、このリフトピン上に未処理ウェハW3が受け渡される。
(D5:ウェハ保持ユニット81の抜き出し)
その後、図12(B)に示すように、ウェハ保持部ユニット81全体が、処理室50から抜き出されると共に、ゲートバルブ52、54が閉状態とされる。それと共に、第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の下降及び第2処理空間S22内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、体成膜処理後のウェハW1が第2処理空間S22内のステージ55上に載置されると共に、未処理ウェハW3が第1処理空間S21内のステージ55上に載置される。この後、成膜処理後のウェハW1に対するアニール処理と未処理ウェハW3に対する化学気相液体成膜処理と、が開始される。
その後、図12(B)に示すように、ウェハ保持部ユニット81全体が、処理室50から抜き出されると共に、ゲートバルブ52、54が閉状態とされる。それと共に、第1処理空間S21内のリフトピン(図示せず)の下降及び第2処理空間S22内のリフトピン(図示せず)の下降が行われ、体成膜処理後のウェハW1が第2処理空間S22内のステージ55上に載置されると共に、未処理ウェハW3が第1処理空間S21内のステージ55上に載置される。この後、成膜処理後のウェハW1に対するアニール処理と未処理ウェハW3に対する化学気相液体成膜処理と、が開始される。
(D6:アニール処理後のウェハW2の搬出)
次いで、ウェハ保持ユニット80が、ロードロック室12に挿入される。そして、ウェハ保持ユニット80の先端部分からの、アニール処理後のウェハW2の受け渡しが、ロードロック室12内で行われる。
次いで、ウェハ保持ユニット80が、ロードロック室12に挿入される。そして、ウェハ保持ユニット80の先端部分からの、アニール処理後のウェハW2の受け渡しが、ロードロック室12内で行われる。
(D7:未処理ウェハW3の受け取り)
続いて、ウェハ保持ユニット80は、ロードロック室12内において、未処理ウェハW3をその根元部分で受け取る。
続いて、ウェハ保持ユニット80は、ロードロック室12内において、未処理ウェハW3をその根元部分で受け取る。
その後、上記工程D1に戻り、工程D1~D7が繰り返される。
本実施形態においても、化学気相液体成膜処理後のウェハW1を、真空搬送空間S1を経由することなく、第2処理空間S22へ搬送することができる。したがって、化学気相液体成膜処理後であってアニール処理前のウェハW1によって、真空搬送空間S1が悪影響を受けることがなく、また、化学気相液体成膜処理後であってアニール処理前のウェハW1が、真空搬送空間S1の雰囲気により悪影響を受けるのを抑制することができる。
さらに、本実施形態では、第3実施形態に比べて、化学気相液体成膜処理終了からアニール処理開始までの時間を短縮することができるため、スループットを高めることができる。
<変形例>
以上の例では、各処理室50において、第1処理空間S21及び第2処理空間S22はそれぞれ、水平面内におけるウェハWの搬入出方向と直交する方向(図のY方向)に複数並ぶように設けられていた。この例に限られず、各処理室50において形成される、第1処理空間S21及び第2処理空間の数はそれぞれ1つであってもよい。
以上の例では、各処理室50において、第1処理空間S21及び第2処理空間S22はそれぞれ、水平面内におけるウェハWの搬入出方向と直交する方向(図のY方向)に複数並ぶように設けられていた。この例に限られず、各処理室50において形成される、第1処理空間S21及び第2処理空間の数はそれぞれ1つであってもよい。
また、以上の例では、第2処理空間S22で行われる処理はアニール処理のみであったが、アニール処理と並行してベベルエッチ処理を行うようにしてもよい。これにより、化学気相液体成膜処理でウェハWのベベル部や裏面に形成された前述の中間体を除去することができ、この中間体が、ウェハWの搬送に悪影響を及ぼすのを防ぐことができる。
なお、第2処理空間S22でベベルエッチ処理を行う場合、例えば、ウェハWのベベル部周辺にプラズマが集中するよう、第2処理空間S22内部は構成される。
なお、第2処理空間S22でベベルエッチ処理を行う場合、例えば、ウェハWのベベル部周辺にプラズマが集中するよう、第2処理空間S22内部は構成される。
また、以上の例では、ウェハWの温度調節機構は、ステージ55に埋設された抵抗加熱ヒータであるものとしたが、これに限られない。例えば、ステージ55に埋設された、ウェハWから抜熱するための冷媒流路であってもよいし、ステージ55の上方に設けられたランプヒータやLEDヒータであってもよい。
また、以上の例では、第1処理と第2処理の組み合わせは、化学気相液体成膜処理とアニール処理であったが、これに限られない。例えば、第1処理が、Ti膜の成膜処理、第2処理が、TiN膜の成膜処理であってもよい。また、第1処理が、ウェハWの表面の自然酸化膜や有機物の除去をするためのクリーニング処理、第2処理が、化学気相液体成膜処理またはそれ以外の成膜処理であってもよい。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
1、1a…ウェハ処理装置
40… 真空搬送室
50… 処理室
60… ウェハ搬送機構
70… ウェハ保持部
W… ウェハ
40… 真空搬送室
50… 処理室
60… ウェハ搬送機構
70… ウェハ保持部
W… ウェハ
Claims (19)
- 基板を処理する基板処理装置であって、
基板保持部で複数の基板を一括保持して搬送可能に構成された基板搬送機構が、真空雰囲気とされる内部の真空搬送空間に設けられた真空搬送室と、
真空雰囲気とされる処理空間が内部に複数形成され、前記真空搬送室に接続された処理室と、を備え、
前記処理室は、
前記真空搬送空間と前記処理空間とを連通させる搬入出口が前記真空搬送室側に設けられ、
前記処理空間として、前記搬入出口を介して搬入された基板に対し第1処理が行われる第1処理空間と、前記第1処理後の基板に対して第2処理が行われる第2処理空間と、を有し、
前記第1処理空間と前記第2処理空間とは、前記基板搬送機構による前記搬入出口を介した基板の搬入出方向に並び、
前記基板搬送機構の前記基板保持部は、前記第1処理空間と前記第2処理空間とに跨り得る長さを有する、基板処理装置。 - 前記基板保持部は、前記第1処理後の基板を前記第1処理空間内で受け取った後、当該基板が前記真空搬送空間を経由することなく前記第2処理空間へ搬送されるよう、前記搬入出方向に移動する、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記第1処理空間内における前記基板保持部との間での基板の受け渡し、及び、前記第2処理空間内における前記基板保持部との間での基板の受け渡しは、同じタイミングで行われる、請求項1または2に記載の基板処理装置。
- 前記真空搬送室を基準として、前記第1処理空間は奥側に、前記第2処理空間は手前側に、位置する、請求項1~3のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 前記基板保持部は、前記第1処理空間から前記第2処理空間への前記第1処理後の基板の搬送時に、前記第1処理後の基板に加えて、前記第2処理後の基板も保持する、請求項4に記載の基板処理装置。
- 前記基板保持部は、前記第1処理空間内で前記第1処理後の基板を受け取るタイミングで、前記第2処理空間内で前記第2処理後の基板も受け取る、請求項5に記載の基板処理装置。
- 前記基板搬送機構は、前記第1処理後の基板が前記第2処理空間に位置した状態で、前記第1処理前の基板のみを前記基板保持部で保持し、前記第1処理空間に搬送する、請求項4~6のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 前記真空搬送室を基準として、前記第1処理空間は手前側に、前記第2処理空間は奥側に、位置する、請求項1~3のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 前記基板搬送機構は、前記第1処理前の基板を保持した前記基板保持部で、前記第1処理空間内において前記第1処理後の基板を受け取り、続けて、前記基板保持部で保持された前記第1処理後の基板を前記奥側へ移動させ前記第2処理空間へ搬送する、請求項8に記載の基板処理装置。
- 前記基板保持部は、前記第1処理空間内で前記第1処理前の基板を受け渡すタイミングで、前記第2処理空間内で前記第1処理後の基板を受け渡す、請求項9に記載の基板処理装置。
- 基板を処理する基板処理装置における基板搬送方法であって、
前記基板処理装置は、
基板保持部で複数の基板を一括保持して搬送可能に構成された基板搬送機構が、真空雰囲気とされる内部の真空搬送空間に設けられた真空搬送室と、
真空雰囲気とされる処理空間が内部に複数形成され、前記真空搬送室に接続された処理室と、を備え、
前記処理室は、
前記真空搬送空間と前記処理空間とを連通させる搬入出口が前記真空搬送室側に設けられ、
前記処理空間として、前記搬入出口を介して搬入された基板に対し第1処理が行われる第1処理空間と、前記第1処理が行われた基板に対して第2処理が行われる第2処理空間と、を有し、
前記第1処理空間と前記第2処理空間とが、前記基板搬送機構による前記搬入出口を介した基板の搬入出方向に並び、
前記第1処理空間内で前記第1処理後の基板を前記基板保持部で受け取った後、前記基板保持部を前記搬入出方向に移動させ、前記第1処理後の基板を、前記真空搬送空間を経由することなく、前記第2処理空間へ搬送する工程を有する、基板搬送方法。 - 前記第1処理空間内における前記基板保持部との間での基板の受け渡し、及び、前記第2処理空間内における前記基板保持部との間での基板の受け渡しを、同じタイミングで行う工程を有する、請求項11に記載の基板搬送方法。
- 前記基板処理装置は、前記真空搬送室を基準として、前記第1処理空間が奥側に、前記第2処理空間が手前側に、位置する、請求項11または12に記載の基板搬送方法。
- 前記第1処理後の基板を、前記第2処理後の基板も保持した前記基板保持部で保持して、前記第1処理空間から前記第2処理空間へ搬送する工程を有する、請求項13に記載の基板搬送方法。
- 前記第1処理空間内で前記基板保持部が前記第1処理後の基板を受け取るタイミングで、前記第2処理空間内で前記基板保持部が前記第2処理後の基板も受け取る工程を有する、請求項14に記載の基板搬送方法。
- 前記第1処理後の基板が前記第2処理空間に位置した状態で、前記第1処理前の基板のみを前記基板保持部で保持し、前記第1処理空間に搬送する工程を有する、請求項13~15のいずれか1項に記載の基板搬送方法。
- 前記基板処理装置は、前記真空搬送室を基準として、前記第1処理空間が手前側に、前記第2処理空間が奥側に、位置する、請求項11または12に記載の基板搬送方法。
- 前記第1処理前の基板を保持した前記基板保持部で、前記第1処理空間内において前記第1処理後の基板を受け取り、続けて、前記基板保持部に保持された前記第1処理後の基板を前記奥側へ移動させ前記第2処理空間へ搬送する、請求項17に記載の基板搬送方法。
- 前記第1処理空間内で前記基板保持部から前記第1処理前の基板を受け渡すタイミングで、前記第2処理空間内で前記基板保持部から前記第1処理後の基板を受け渡す、請求項18に記載の基板搬送方法。
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