(57)【要約】【課題】ウエハの搬出時のパーティクルの発生を抑制できる基板処理装置を提供すること。【解決手段】容器内にて互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板の表面に供給する供給サイクルを複数回実行することにより、前記基板上に反応生成物を含む膜を形成する基板処理装置であって、前記容器内に回転可能に設けられ、表面に前記基板を載置する凹部と前記凹部に連通する貫通孔とが形成されている、回転テーブルと、前記凹部に載置された前記基板を移載する際に用いる昇降ピンを有する昇降機構と、前記昇降機構の作動を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記昇降ピンが前記貫通孔を介して前記基板に当接した状態で、前記昇降ピンを鉛直上向きに移動させながら、前記昇降ピンを前記回転テーブルの回転に関する径方向内向きに移動させることで、前記基板を前記凹部から搬出するように前記昇降機構を制御する、基板処理装置。【選択図】図１
2015060936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内にて互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板の表面に供給する供給サイクルを複数回実行することにより、前記基板上に反応生成物を含む膜を形成する基板処理装置であって、
前記容器内に回転可能に設けられ、表面に前記基板を載置する凹部と前記凹部に連通する貫通孔とが形成されている、回転テーブルと、
前記凹部に載置された前記基板を移載する際に用いる昇降ピンを有する昇降機構と、
前記昇降機構の作動を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記昇降ピンが前記貫通孔を介して前記基板に当接した状態で、前記昇降ピンを鉛直上向きに移動させながら、前記昇降ピンを前記回転テーブルの回転に関する径方向内向きに移動させることで、前記基板を前記凹部から搬出するように前記昇降機構を制御する、
基板処理装置。
【請求項２】
前記昇降ピンが前記基板に当接してからの、前記昇降ピンの前記径方向内向きへの移動量Ｘ１は、前記凹部に載置された前記基板の直径Ｄ１と、前記凹部の直径Ｄ２とを用いて、
Ｘ１＜Ｄ２−Ｄ１の関係にある、
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記昇降ピンが前記基板に当接してから、前記鉛直上向き及び前記径方向内向きに移動している間の、
前記昇降ピンの前記径方向内向きへの移動量Ｘ１と、前記昇降ピンの鉛直上向きへの移動量Ｚ１と、前記凹部に載置された前記基板の直径Ｄ１と、前記凹部の直径Ｄ２と、前記凹部の深さｄ２とは、Ｚ１／Ｘ１＞ｄ２／（Ｄ２−Ｄ１）の関係にある、
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記容器内の第１の供給領域に配置され、前記凹部上の前記基板へ第１の反応ガスを供給する第１の反応ガス供給部と、
前記第１の供給領域から前記回転テーブルの回転方向に沿って離間する第２の供給領域に配置され、前記凹部上の前記基板へ第２の反応ガスを供給する第２の反応ガス供給部と、
を更に有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記回転方向における、前記第１の反応ガス供給部と前記第２の反応ガス供給部との間、及び、前記回転方向における、前記第２の反応ガス供給部と前記第１の反応ガス供給部との間に設けられ、前記第１の反応ガスと前記第２の反応ガスとを分離する分離ガスを吐出する分離ガス供給部を更に有する、請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記分離ガス供給部は、前記回転テーブルの前記基板を載置する面との間に所定の高さを有する分離空間を形成する天井面を有し、
前記分離ガス供給部を形成する空間の高さは、前記第１の反応ガス供給部及び前記第２の反応ガス供給部の各々を形成する空間の高さよりも低い、
請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記回転テーブル内に、複数の前記凹部が設けられ、
各々の前記凹部に対して、３本の前記昇降ピンが設けられる、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
容器内に回転可能に設けられ、表面に基板を載置する凹部と前記凹部に連通する貫通孔とが形成されている、回転テーブルの前記凹部上に前記基板が載置された状態で、前記回転テーブルを回転させながら前記基板に処理を施した後、昇降ピンを有する昇降機構を用いて、前記凹部に載置された前記基板を搬出する基板処理方法であって、
前記昇降ピンが前記貫通孔を介して前記基板に当接した状態で、前記昇降ピンを鉛直上向きに移動させながら、前記昇降ピンを前記回転テーブルの回転に関する径方向内向きに移動させることで、前記基板を前記凹部から搬出する工程を有する、
基板処理方法。
【請求項９】
前記昇降ピンが前記基板に当接してからの、前記昇降ピンの前記径方向内向きへの移動量Ｘ１と、前記凹部に載置された前記基板の直径Ｄ１と、前記凹部の直径Ｄ２とは、Ｘ１＜Ｄ２−Ｄ１の関係にある、
請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記昇降ピンが前記基板に当接してから、前記鉛直上向き及び前記径方向内向きに移動している間の、
前記昇降ピンの前記径方向内向きへの移動量Ｘ１と、前記昇降ピンの鉛直上向きへの移動量Ｚ１と、前記凹部に載置された前記基板の直径Ｄ１と、前記凹部の直径Ｄ２と、前記凹部の深さｄ２とは、Ｚ１／Ｘ１＞ｄ２／（Ｄ２−Ｄ１）の関係にある、
請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記基板に対する前記昇降ピンの当接は、
前記基板の下方から、前記昇降ピンと前記基板との距離が所定の距離となるまで、前記昇降ピンを鉛直上向きに移動させる工程と、
前記昇降ピンを鉛直上向きに移動させながら、前記昇降ピンを前記回転テーブルの回転に関する径方向内向きに移動させて、前記昇降ピンを前記基板に当接させる工程と、
を有する、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記搬出する工程の後に、
前記基板を保持するための基板保持アームを、前記昇降ピンと前記凹部との間に移動させる工程と、
前記昇降ピンを下降させて、前記基板を前記基板保持アームへと載置する工程と、
を有する、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造においては、被処理体である半導体ウエハ（以下、ウエハと呼ぶ）に対して、原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法等の方法によって、各種成膜処理が施される。この成膜処理を施す基板処理装置では、ウエハを載置するサセプタに加熱手段が設けられており、この加熱手段よって間接的にウエハを加熱しながら、種々の成膜反応を進行させる。
【０００３】
近年、ＡＬＤ法を実施する成膜装置として、所謂回転テーブル式の成膜装置（例えば、特許文献１参照）の研究開発が進められている。この成膜装置は、真空容器内に回転可能に配置され、複数のウエハが各々載置される、ウエハよりも僅かに大きい径を有する凹部が形成された回転テーブルを有する。そして、この回転テーブルの上方に区画される反応ガスＡの供給領域と、反応ガスＢの供給領域と、これらの供給領域を分離する分離領域とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許４６６１９９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１等に記載の回転テーブルの成膜装置では、成膜終了後、遠心力によって、ウエハが凹部の回転方向外周側に寄っている。この状態でウエハを凹部から搬出するために、ウエハを垂直上方向に移動させると、ウエハが凹部の外壁と擦れ、パーティクルが発生することがある。
【０００６】
上記課題に対して、ウエハの搬出時のパーティクルの発生を抑制できる基板処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
容器内にて互いに反応する少なくとも２種類の反応ガスを順番に基板の表面に供給する供給サイクルを複数回実行することにより、前記基板上に反応生成物を含む膜を形成する基板処理装置であって、
前記容器内に回転可能に設けられ、表面に前記基板を載置する凹部と前記凹部に連通する貫通孔とが形成されている、回転テーブルと、
前記凹部に載置された前記基板を移載する際に用いる昇降ピンを有する昇降機構と、
前記昇降機構の作動を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記昇降ピンが前記貫通孔を介して前記基板に当接した状態で、前記昇降ピンを鉛直上向きに移動させながら、前記昇降ピンを前記回転テーブルの回転に関する径方向内向きに移動させることで、前記基板を前記凹部から搬出するように前記昇降機構を制御する、
基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
ウエハの搬出時のパーティクルの発生を抑制できる基板処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る基板処理装置の一例の概略断面図である。
【図２】本実施形態に係る基板処理装置の内部構造の一例の概略斜視図である。
【図３】本実施形態に係る基板処理装置の内部構造の一例の概略平面図である。
【図４】本実施形態に係る基板処理装置の回転テーブルの同心円に沿った断面図である。
【図５】本実施形態に係る基板処理装置のチャンバの天井面が設けられている領域を示す断面図である。
【図６】本実施形態に係る基板搬入方法の一例を説明するための概略図である。
【図７】本実施形態に係る基板搬入方法の他の例を説明するための概略図である。
【図８】本実施形態に係る基板搬出方法の一例を説明するための概略図である。
【図９】昇降ピン及びウエハの移動を説明するための概略図である。
【図１０】本実施形態に係る基板処理方法後のパーティクル数の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本実施形態に係る基板処理方法を実施するのに好適な基板処理装置について説明する。
【００１１】
（基板処理装置の構成）
本実施形態においては、基板処理装置の一例として、所謂回転テーブル（後述）を用いた基板処理装置であって、互いに反応する２種類以上の反応ガスを交互に供給することによって、複数の基板の表面を成膜処理する装置について、説明する。
【００１２】
図１に、本実施形態に係る基板処理装置の一例の概略断面図を示す。また、図２に、本実施形態に係る基板処理装置の内部構造の一例の概略斜視図を示し、図３に、概略平面図を示す。なお、図１は、図３のＩ−Ｉ'線に沿った断面図を示しており、図２及び図３では、説明の便宜上、天板１１（図１参照）を省略している。
【００１３】
図１から図３までを参照すると、基板処理装置１００は、ほぼ円形の平面形状を有する扁平なチャンバ１と、このチャンバ１内に設けられ、チャンバ１の中心に回転中心を有する回転テーブル２と、を備えている。チャンバ１は、処理対象となる基板を収容し、基板に成膜処理を行うための容器である。図１に示すように、チャンバ１は、有底の円筒形状を有する容器本体１２と、容器本体１２の上面に対して、例えばＯリングなどのシール部材１３を介して気密に着脱可能に配置される天板１１とを有している。
【００１４】
また、チャンバ１は、真空ポンプ６４０に接続された排気口６１０を有し、真空排気可能な真空容器として構成されても良い。
【００１５】
回転テーブル２は、基板を載置するための載置台である。基板は、必ずしも半導体ウエハＷには限定されないが、以下、基板として半導体ウエハＷ（以下、「ウエハＷ」という。）が用いられる例を挙げて説明する。回転テーブル２の表面には、表面に円形窪み状の凹部２４を有し、凹部２４上にウエハＷを支持する。図３に示す例では、回転テーブル２の表面には、回転方向（周方向）に沿って複数（図示の例では５枚）のウエハＷを載置するための凹部２４が設けられている。図１においては、凹部２４上にウエハＷが載置された状態が示されており、また、図３には便宜上１個の凹部２４だけにウエハＷを示す。
【００１６】
凹部２４は、ウエハＷの直径よりも僅かに、具体的には１ｍｍ乃至４ｍｍ程度大きい内径を有する。また、凹部２４の深さは、ウエハＷの厚さにほぼ等しいか、又はウエハＷの厚さよりも大きく構成される。したがって、ウエハＷが凹部２４に収容されると、ウエハＷの表面と、回転テーブル２のウエハＷが載置されない領域の表面とが同じ高さになるか、ウエハＷの表面が回転テーブル２の表面よりも低くなる。なお、凹部２４の深さは、ウエハＷの厚さよりも深い場合であっても、あまり深くすると成膜に影響が出てしまうので、ウエハＷの厚さの３倍程度の深さまでとすることが好ましい。
【００１７】
回転テーブル２は、例えば石英により作製されており、中心部にて円筒形状のコア部２１に固定されている。コア部２１は、鉛直方向に伸びる回転軸２２の上端に固定されている。回転軸２２は、チャンバ１の底部１４を貫通し、その下端が回転軸２２（図１参照）を鉛直軸回りに回転させるモータ２３に取り付けられている。回転軸２２及びモータ２３は、上面が開口した筒状のケース体２０内に収納されている。このケース体２０は、その上面に設けられたフランジ部分がチャンバ１の底部１４の下面に気密に取り付けられており、ケース体２０の内部雰囲気と外部雰囲気との気密状態が維持されている。
【００１８】
チャンバ１の側壁には、図３に示すように、外部の搬送アーム１０と回転テーブル２との間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送口１５が形成されている。この搬送口１５は、図示しないゲートバルブにより開閉される。また、回転テーブル２におけるウエハ載置領域である凹部２４は、この搬送口１５に臨む位置にて搬送アーム１０との間でウエハＷの受け渡しが行われる。そのため、凹部２４の底面側には、ウエハＷの裏面を支えてウエハＷを昇降させるための、ウエハ保持機構２５が設けられている。本実施形態における、ウエハ保持機構２５の詳細及びウエハの搬出搬入方法の詳細については、後述する。
【００１９】
図２及び図３に示すように、回転テーブル２の上方には、各々例えば石英からなる反応ガスノズル３１、反応ガスノズル３２及び分離ガスノズル４１，４２がチャンバ１の周方向（回転テーブル２の回転方向（図３参照））に、互いに間隔をおいて配置されている。図示の例では、搬送口１５から時計回りに、分離ガスノズル４１、反応ガスノズル３１、分離ガスノズル４２、及び反応ガスノズル３２がこの順番で配列されている。
【００２０】
これらのノズル３１，３２，４１，４２は、各ノズル３１，３２，４１，４２の基端部であるガス導入ポート３１ａ，３２ａ，４１ａ，４２ａ（図３参照）を、容器本体１２の外周壁に固定することにより、チャンバ１の外周壁からチャンバ１内に導入され、容器本体１２の半径方向に沿って回転テーブル２に対して水平に伸びるように取り付けられている。
【００２１】
反応ガスノズル３１は、図示しない配管及び流量制御器等を介して、図示しない第１の反応ガスの供給源に接続される。反応ガスノズル３２は、図示しない配管及び流量制御器等を介して、図示しない第２の反応ガスの供給源に接続される。分離ガスノズル４１，４２は、いずれも図示しない配管及び流量制御バルブ等を介して、図示しない分離ガス供給源に接続される。
【００２２】
反応ガスノズル３１，３２には、回転テーブル２に向かって開口する複数のガス吐出孔３３が、反応ガスノズル３１，３２の長さ方向に沿って、例えば１０ｍｍの間隔で配列されている。反応ガスノズル３１の下方領域には、第１の反応ガスをウエハＷに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１となる。また、反応ガスノズル３２の下方領域は、第１の処理領域Ｐ１においてウエハＷに吸着された第１の反応ガスと第２の反応ガスとが反応する第２の処理領域Ｐ２となる。
【００２３】
反応ガスノズル３１，３２には、回転テーブル２に向かって開口する複数のガス吐出孔３３が、反応ガスノズル３１，３２の長さ方向に沿って、例えば１０ｍｍの間隔で配列されている。反応ガスノズル３１の下方領域は、第１の反応ガスをウエハＷに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１となる。反応ガスノズル３２の下方領域は、第１の処理領域Ｐ１においてウエハＷに吸着された第１の反応ガスと、反応ガスノズル３２によって供給された第２の反応ガスとが反応する第２の反応領域Ｐ２となる。
【００２４】
図２及び図３に示されるように、チャンバ１内には、２つの凸状部４が設けられている。凸状部４は、分離ガスノズル４１，４２とともに分離領域Ｄを構成するため、後述のとおり、回転テーブル２側に向かって突出するように天板１１の裏面に取り付けられている。また、凸状部４は、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有し、本実施形態においては、内円弧が突出部５（後述）に連結し、外円弧が、チャンバ１の容器本体１２の内周面に沿うように配置されている。
【００２５】
図４に、反応ガスノズル３１から反応ガスノズル３２まで回転テーブル２の同心円に沿ったチャンバ１の断面を示す。また、図５に、天井面４４が設けられている領域を示す断面図を示す。
【００２６】
凸状部４は、天板１１の裏面に取り付けられており、チャンバ１内には、凸状部４の下面である平坦な低い天井面４４（第１の天井面）と、この天井面４４の周方向両側に位置する、天井面４４よりも高い天井面４５（第２の天井面）とが形成される。
【００２７】
天井面４４は、図３に示すように、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有している。また、凸状部４には、周方向中央において、半径方向に伸びるように形成された溝部４３が形成され、分離ガスノズル４２がこの溝部４３内に収容されている。なお、もう一方の凸状部４にも、同様に、溝部４３が形成され、この溝部４３内に分離ガスノズル４１が収容されている。
【００２８】
また、天井面４４の周方向両側に存在する天井面４５の下方の空間には、各々、反応ガスノズル３１，３２が設けられている。これらの反応ガスノズル３１，３２は、天井面４５から離間して、ウエハＷの近傍に設けられている。なお、説明の便宜上、図４に示すように、反応ガスノズル３１が設けられる天井面４５の下方の空間を参照符号４８１で表し、反応ガスノズル３２が設けられる天井面４５の下方の空間を参照符号４８２で表す。
【００２９】
また、凸状部４の溝部４３に収容される分離ガスノズル４１，４２には、各々、回転テーブル２側に向かって開口する複数のガス吐出孔４１ｈ（不図示）、４２ｈ（図４参照）が、分離ガスノズル４１，４２の長さ方向に沿って、例えば１０ｍｍの間隔で配列されている。
【００３０】
天井面４４は、空間４８１，４８２よりも狭い空間である分離空間Ｈを回転テーブル２に対して形成している。分離ガスノズル４２の吐出孔４２ｈから分離ガスが供給されると、この分離ガスは、分離空間Ｈを通して空間４８１及び空間４８２へ向かって流れる。このとき、分離空間Ｈの容積は、空間４８１，４８２の容積よりも小さいため、分離ガスにより、分離空間Ｈの圧力を空間４８１及び４８２の圧力に比べて高くすることができる。すなわち、空間４８１及び４８２の間に圧力の高い分離空間Ｈ２が形成される。また、分離空間Ｈから空間４８１及び４８２へと流れ出るＮ２ガスが、第１の領域Ｐ１からの第１の反応ガスと、第２の領域Ｐ２からの第２の反応ガスとに対するカウンターフローとして働く。したがって、第１の領域Ｐ１からの第１の反応ガスと、第２の領域Ｐ２からの第２の反応ガスとが分離空間Ｈにより分離される。これにより、チャンバ１内において、第１の反応ガスと第２の反応ガスとが混合し、反応することが抑制される。
【００３１】
なお、回転テーブル２の上面に対する天井面４４の高さｈ１は、成膜時のチャンバ１内の圧力、回転テーブル２の回転速度、供給する分離ガスの供給量等に応じて、分離空間Ｈの圧力が、空間４８１及び４８２の圧力と比して高くなるように、当業者は適宜設定することができる。
【００３２】
一方、天板１１の下面には、回転テーブル２を固定するコア部２を固定するコア部２１の外周を囲む突出部５（図１乃至図３参照）が設けられている。この突出部５は、本実施形態においては、凸状部４における回転中心側の部位と連続しており、突出部５の下面の高さは、天井面４４と同じ高さに形成されている。
【００３３】
また、図５に示すように、扇型の凸状部４の周縁部（チャンバ１の外縁側の部位）には、回転テーブル２の外端面に対向するようにＬ字型に屈曲する屈曲部４６が形成されている。この屈曲部４６は、凸状部４と同様に、分離領域Ｄの両側から反応ガスが侵入することを抑制し、両反応ガスの混合を抑制する。扇型の凸状部４は天板１１に設けられ、天板１１が容器本体１２から取外せるようになっていることから、屈曲部４６の外周面と容器本体１２との間には僅かに隙間がある。屈曲部４６の内周面と回転テーブル２の外端面との間の隙間、及び屈曲部４６の外周面と容器本体１２との間の隙間は、例えば回転テーブル２の上面に対する天井面４４の高さと同程度の寸法に設定されていても良い。
【００３４】
容器本体１２の内周壁は、図５に示すように、分離領域Ｄにおいては屈曲部４６の外周面と接近して垂直面に形成されているが、分離領域Ｄ以外の部位においては、図１に示すように、例えば回転テーブル２の外端面と対向する部位から底部１４に亘って外方側に窪んでいる。以下、説明の便宜上、概ね矩形の断面形状を有する窪んだ部分を排気領域と記す。具体的には、第１の処理領域Ｐ１に連通する排気領域を第１の排気領域Ｅ１と記し、第２の処理領域Ｐ２に連通する領域を第２の排気領域Ｅ２と記す。これらの第１の排気領域Ｅ１及び第２の排気領域Ｅ２の底部には、図１乃至図３に示すように、各々、第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０が形成されている。第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０には、図１に示すように、各々、排気管６３０、圧力制御器６５０を介して真空排気手段である例えば真空ポンプ６４０に接続されている。
【００３５】
回転テーブル２とチャンバ１の底部１４との間の空間には、図１及び図５に示すように、ヒータユニット７が設けられ、回転テーブル２を介して回転テーブル２上のウエハＷが、プロセスレシピで決められた温度に加熱される。また、回転テーブル２の周縁付近の下方側には、回転テーブル２の上方空間から排気領域Ｅ１，Ｅ２に至るまでの雰囲気とヒータユニット７が配置される雰囲気とを区画して、回転テーブル２の下方領域へのガスの侵入を抑えるために、リング状のカバー部材７１が設けられている。
【００３６】
カバー部材７１は、図５に示すように、回転テーブル２の外縁部及びこの外縁部よりも外周側を下方側から臨むように設けられた内側部材７１ａと、この内側部材７１ａとチャンバ１の無い壁面との間に設けられた外側部材７１ｂとを備えている。外側部材７１ｂは、分離領域Ｄにおいて凸状部４の外縁部に形成された屈曲部４６の下方にて、屈曲部４６と近接して設けられ、内側部材７１ａは、回転テーブル２の外縁部下方（及び外縁部よりも僅かに外側の部分の下方）において、ヒータユニット７を全周に亘って取り囲んでいる。
【００３７】
ヒータユニット７が配置されている空間よりも回転中心寄りの部位における底部１４は、回転テーブル２の下面の中心部付近におけるコア部２１に接近するように上方側に突出して突出部１２ａをなしている。この突出部１２ａとコア部２１との間は狭い空間になっており、また底部１４を貫通する回転軸２２の貫通穴の内周面と回転軸２２との隙間が狭くなっていて、これら狭い空間はケース体２０に連通している。そしてケース体２０にはパージガスであるＮ２ガスを狭い空間内に供給してパージするためのパージガス供給管７２が設けられている。
【００３８】
また、チャンバ１の底部１４には、ヒータユニット７の下方において周方向に所定の角度間隔で、ヒータユニット７の配置空間をパージするための１乃至複数のパージガス供給管７３が設けられている。また、ヒータユニット７と回転テーブル２との間には、ヒータユニット７が設けられた領域へのガスの侵入を抑えるために、外側部材７１ｂの内周壁（内側部材７１ａの上面）から突出部１２ａの上端部との間を周方向に亘って覆う蓋部材７ａが設けられている。蓋部材７ａは例えば石英で作製することができる。
【００３９】
また、チャンバ１の天板１１の中心部には分離ガス供給管５１が接続されていて、天板１１とコア部２１との間の空間５２に分離ガスを供給するように構成されている。この空間５２に供給された分離ガスは、突出部５と回転テーブル２との狭い隙間５０（空間５０）を介して回転テーブル２の凹部２４側の表面に沿って周縁に向けて吐出される。空間５０は分離ガスにより空間４８１及び空間４８２よりも高い圧力に維持され得る。したがって、空間５０により、第１の処理領域Ｐ１に供給される第１の反応ガスと、第２の処理領域Ｐ２に供給される第２の反応ガスとが、中心領域Ｃを通って混合することが抑制される。すなわち、空間５０（又は中心領域Ｃ）は分離空間Ｈ（又は分離領域Ｄ）と同様に機能することができる。
【００４０】
制御部１０１は、基板処理装置１００の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御するものである。制御部１０１は、記憶部１０２（図１）に記憶されたプログラムを実行し、ハードウェアと協働することで、ウエハＷを回転テーブル２の凹部２４上へと搬入（載置）し、ウエハＷを各種処理し、ウエハＷを凹部２４から搬出する。なお、制御部１０２は、公知技術のＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリ（ROM、RAMなど）等を含む演算処理装置で構成することができる。
【００４１】
具体的には、制御部１０２は、内蔵するメモリ内に、後述する基板処理方法を基板処理装置１００に実施させるためのプログラムを格納する。このプログラムは、例えばステップ群を組まれている。基板処理装置１００は、媒体１０３（図１）に記憶されている上記プログラムを記憶部１０２へ読み込み、その後、制御部１０２（が内蔵するメモリ）にインストールする。なお、媒体１０３は、例えばハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなどを用いることができる。
【００４２】
また、制御部１０２は、反応ガスノズル３１（第１のガス供給部）の動作を制御することで、回転テーブル２の上面に第１の反応ガスを供給する動作を制御することができる。また、制御部１０２は、反応ガスノズル３２（第２のガス供給部）の動作を制御することで、回転テーブル２の上面に第２の反応ガスを供給する動作を制御することができる。また、制御部１０２は、分離ガスノズル４１，４２（分離ガス供給部）の動作を制御することで、回転テーブル２の上面に分離ガスを供給する動作を制御することができる。
【００４３】
（基板処理方法）
上述した基板処理装置１００を用いた、本実施形態に係る基板処理方法における、特にウエハＷの搬入・搬出について、図を参照して説明する。
【００４４】
［基板の搬入方法］
図６に、本実施形態に係る基板搬入方法の一例を説明するための概略図を示す。図６は、搬入搬出領域Ｐ２ｍ（図２参照）を介してウエハＷを基板処理装置１００に搬入する方法を説明するための概略図である。
【００４５】
ウエハＷの搬入搬出は、ウエハ保持機構２５を用いて実施される。そのため、ウエハ保持機構２５の構成について、簡単に説明し、その後、ウエハ保持機構２５を用いた基板処理方法（ウエハＷの搬入・搬出方法）について、説明する。
【００４６】
ウエハ保持機構２５は、例えば３本の昇降ピン２５ａと、各々の昇降ピン２５ａを収容可能であると共に昇降可能である昇降機構２５ｂを有する。
【００４７】
また、凹部２４の底面２４ｂには、昇降ピン２５ａが貫通する貫通孔２６が形成されている。ウエハＷの凹部２４への搬入搬出は、貫通孔２６を通過する昇降ピン２５ａを介して実施される。そのため、貫通孔２６の孔径は、昇降ピン２５ａの径よりも大きく設計される。
【００４８】
昇降機構２５ｂは、昇降ピン２５ａを垂直方向に移動可能（昇降可能）に構成されると共に、昇降ピン２５ａを回転テーブル２の径方向内向きへと移動可能に構成される。昇降ピン２５ａの径方向内向きへの移動は、昇降ピン２５ａの径に対する貫通孔２６の径のクリアランス分の範囲内となる。
【００４９】
一般的に、貫通孔２６の孔径と、昇降ピン２５ａのピン径との差分が、昇降ピン２５ａの径方向に関する最大移動量となる。限定されないが、昇降ピン２５ａのピン径は、例えばφ３．５ｍｍであっても良く、貫通孔２６の孔径は、例えばφ９．５ｍｍであっても良い。また、前述のように、凹部２４は、ウエハＷの直径よりも僅かに、具体的には１ｍｍ乃至４ｍｍ程度大きい内径を有する。そのため、昇降ピン２５ａの径方向内向きの移動量は、凹部２４とウエハＷとの間の径方向のクリアランスよりも大きくなる。
【００５０】
ウエハＷの搬入においては、先ず、所定の凹部２４が搬入搬出領域Ｐ２ｍ（図３参照）に臨む位置に来るように、回転テーブル２を間欠的に回転させる。そして、図６（ａ）に示すように、昇降ピン２５ａの端部を凹部２４よりも高く保持した状態で、搬送アーム１０を用いてウエハＷを昇降ピン２５ａの上方へと移動させる。搬送アーム１０に搬送されるウエハＷの位置は、昇降ピン２５ａの端部よりも高い位置となる。なお、本実施形態においては、ウエハＷの中心が、概ね凹部２４の中心に位置するように、搬送アーム１０を用いてウエハＷが移動される。
【００５１】
次に、図６（ｂ）に示すように、更に昇降ピン２５ａを上方へと移動させ、昇降ピン２５ａをウエハＷに当接させる。そして、更に昇降ピン２５ａを上方へと移動させる。これにより、ウエハＷは、搬送アーム１０から上方に所定の距離だけ離間した位置に配置される。
【００５２】
そして、図６（ｃ）に示すように、搬送アーム１０を搬送口１５から基板処理装置１００の外側へと移動させる。
【００５３】
最後に、図６（ｄ）に示すように、昇降ピン２５ａを鉛直下向きに降下させることで、ウエハＷを凹部２４上に載置する。なお、図６（ｄ）においては、破線により、図６（ｃ）におけるウエハＷの位置を示している。
【００５４】
なお、図６（ａ）に示すように、ウエハＷが載置される凹部２４の直径Ｄ２は、ウエハＷの直径Ｄ１よりも僅かに、具体的には、１ｍｍ乃至４ｍｍ程度大きい内径を有する。また、凹部２４の深さｄ２は、ウエハＷの厚さｄ１にほぼ等しいか、又はウエハＷの厚さｄ１よりも大きく構成されている。しかしながら、図６においては、説明の便宜上、凹部２４の直径Ｄ２が、ウエハＷの直径Ｄ１に対して、比較的大きい例を概略的に示している。また、凹部２４の側壁２４ａは、凹部２４の底面２４ｂに対して、垂直に形成されている例について説明したが、本発明はこの点において限定されず、凹部２４は、凹部２４の径が底面２４ｂから離れるにつれて大きくなるテーパ形状を有していても良い。
【００５５】
ウエハＷの凹部２４への搬入に関して、より好ましい実施形態について、図７を参照して説明する。図７に、本実施形態に係る基板搬入方法の他の例を説明するための概略図を示す。図７（ａ）乃至図７（ｃ）に対応する工程は、図６（ａ）乃至図６（ｃ）で説明した工程と同様であるため、同様の説明は省略する。即ち、図７（ｃ）において、ウエハＷは昇降ピン２５ａによって当接しており、搬送アーム１０は、搬送口１５から基板処理装置１００の外側へと移動されている。
【００５６】
図７（ｄ）において、昇降ピン２５ａは、鉛直下向きに移動すると共に、回転テーブル２の回転に関する、径方向外側に移動する。これにより、図７（ｄ）で凹部２４に載置されるウエハＷは、図６（ｄ）で示されるウエハＷの載置位置に対して、径方向外側に移動する。なお、図７（ｄ）においては、破線により、図７（ｃ）におけるウエハＷの位置を示している。
【００５７】
図７（ｄ）における径方向外側への移動は、ウエハＷが凹部２４の側壁２４ａに触れない程度とすることが好ましい。ウエハＷが側壁２４ａに触れた場合、接触箇所からパーティクルが発生することがある。また、ウエハＷと側壁２４ａと擦れることにより、ウエハＷの外表面が傷つくことがある。
【００５８】
図６及び図７を用いて説明したウエハＷの凹部２４への載置後、ウエハＷには、各種処理（例えば成膜処理）が実施される。その際には、回転テーブル２が回転するため、ウエハＷは、遠心力によって径方向外側に移動する。図７に示す実施形態では、ウエハＷの載置位置が、図６に示す実施形態の場合と比して、回転テーブル２の回転に関する、径方向外側に移動している。これにより、その後の基板処理時（例えば成膜処理時）における回転テーブル２の回転によって、ウエハＷに遠心力が印加され、更に径方向外側へ移動した場合であっても、ウエハＷと側壁２４ａの衝突による衝撃を抑制することができる。即ち、図６に示す実施形態と比して、パーティクルの発生や、衝突による外傷の発生を抑制することができる。
【００５９】
［基板の搬出方法］
次に、凹部２４に載置されたウエハＷに対して例えば成膜処理を施した後の、ウエハＷの搬出方法について、図を参照して説明する。
【００６０】
図８に、本実施形態に係る基板搬出方法の一例を説明するための概略図を示す。また、図９に、図８（ａ）から図８（ｂ）までの昇降ピン２５ａ及びウエハＷの移動を説明するための概略図を示す。なお、図９においては、説明の便宜上、図８の図を更に概略的に示している。具体的には、昇降ピン２５ａは１つだけ記載し、凹部２４の径Ｄ２及び深さｄ２が、各々、ウエハＷの径Ｄ１及び厚さｄ１に対して、比較的大きい例を概略的に示している。また、各図９における左図は、各々、図９における右図に対応しており、左図の昇降ピン２５ａが、実線の位置から破線の位置まで直線的に移動したときの、昇降ピン２５ａの端部の位置が、各々、右図における矢印の始点及び終点に対応している。
【００６１】
ウエハＷの搬出においては、先ず、所定の凹部２４が搬入搬出領域Ｐ２ｍ（図３参照）に臨む位置に来るように、回転テーブル２を間欠的に回転させる。
【００６２】
この際、成膜処理後のウエハＷの中心は、図８（ａ）に示すように、凹部２４の中心に対して、径方向外側に位置している。これは、ウエハＷが、回転テーブル２の回転により遠心力の影響を受けるからである。
【００６３】
この状態で、図９（ａ）に示すように、昇降ピン２５ａを昇降機構２５ｂにより、ウエハＷの底面の近傍まで、若しくはウエハＷの底面に当接するまで、上昇させる。図９（ａ）に示す例では、昇降ピン２５ａが、ウエハＷの底面の近傍まで上昇された（即ち、ウエハＷの底面から所定の距離離間している）例を示す。なお、昇降ピン２５ａは、後述する図９（ｂ）において、回転テーブル２の回転に関して径方向内向きに移動するため、この段階においては、貫通孔２６の中心に対して径方向外側に移動された状態で、上昇させることが好ましい。
【００６４】
次に、図９（ｂ）に示すように、昇降ピン２５ａを上昇させる（Ｚ軸方向）と共に、径方向内向き（Ｘ軸方向）へと移動させて、昇降ピン２５ａの端部をウエハＷの底面に当接させる。
【００６５】
そして、図９（ｃ）に示すように、更に昇降ピン２５ａを上昇させると共に、径方向内向きへと移動させて、ウエハＷを凹部２４から所定の距離だけ離間させる。なお、図９（ｂ）及び図９（ｃ）における、昇降ピン２５ａの移動ベクトルの向きは、限定されないが、同じであっても良い。また、図９（ｂ）の終点（即ち、図９（ｃ））における、昇降ピン２５ａの位置は、凹部２４の中心部であっても良い。
【００６６】
図９（ａ）での昇降ピン２５ａのＸ軸方向位置と、図９（ｃ）の終点（図９（ｄ）の始点）での昇降ピン２５ａの径方向位置の差（の絶対値）が、昇降ピン２５ａの径方向の移動距離となる。これは、昇降ピン２５ａのピン径と、貫通孔２６の孔径との差（の絶対値）の範囲内となるように、当業者が各種パラメータを設定する。
【００６７】
最後に、図９（ｄ）に示すように、昇降ピン２５ａを更に上昇させ、搬送アーム１０にウエハＷを載置可能となる十分な距離だけ、ウエハＷを凹部２４から離間させる。結果として、図９（ｄ）に示す状態は、図８（ｂ）に示す状態と同じ状態となる。なお、図９（ｄ）において、昇降ピン２５ａは鉛直上向きに移動する例を示したが、図９（ｃ）で説明したように、鉛直上向きに移動すると共に、径方向内向きへとする構成であっても良い。
【００６８】
ウエハＷを凹部２４から十分に離間させた後は、図８（ｃ）に示すように、搬送アーム１０をウエハＷの底面と凹部２４との間に移動させる。そして、図８（ｄ）に示すように、ウエハＷを搬送アーム１０へと載置し、搬送アーム１０を介して、ウエハＷは基板処理装置１００の外側へと搬出される。
【００６９】
本実施形態に係る基板搬出方法は、回転テーブル式の各種基板処理によって、径方向外側に移動したウエハＷを、鉛直上向きに移動させると共に、径方向内向きへと移動させる。これにより、ウエハＷが、凹部２４の側壁２４ａと接触しないため、搬出時のパーティクル発生量を抑制することができる。また、ウエハＷが凹部２４の側壁２４ａと接触しないため、搬出時におけるウエハＷの破損を抑制することができる。
【００７０】
なお、図９（ｃ）を用いて説明した、昇降ピン２５ａがウエハＷの底面に接触してからの、昇降ピン２５ａの径方向内向きへの移動量Ｘ１は、凹部２４の直径Ｄ２及びウエハＷの直径Ｄ１を使用して、下記式（１）の関係にあることが好ましい。
【００７１】
Ｘ１＜Ｄ２−Ｄ１      ・・・式（１）
式（１）で示す関係式は、ウエハＷの搬出において、ウエハＷと、凹部２４の側壁２４ａであって、径方向内側に位置する側壁との接触を防ぐものである。ウエハＷの径方向内向きへの移動距離を、所定の値より小さくすることにより、物理的にウエハＷは、凹部２４の側壁２４ａと接触しない。なお、式（１）におけるＤ２−Ｄ１は、図９（ｃ）における、実線でのウエハＷの右端と、凹部２４の側壁との間の距離に対応する。
【００７２】
若しくは、昇降ピン２５ａがウエハＷの底面に接触してからの、昇降ピン２５ａの径方向内向きへの移動量Ｘ１及び昇降ピン２５ａの鉛直上向きへの移動量Ｚ１は、凹部２４の直径Ｄ２、ウエハＷの直径Ｄ１及び凹部２４の深さｄ２を使用して、下記式（２）の関係にあっても良い。
【００７３】
Ｚ１／Ｘ１＞ｄ２／（Ｄ２−Ｄ１）      ・・・式（２）
式（２）の関係は、昇降ピン２５ａの傾きを所定の値よりも大きい値に規定することにより、ウエハＷと、凹部２４の側壁２４ａであって、径方向内側に位置する側壁との接触を防ぐものである。なお、式（２）におけるＺ１／Ｘ１は、図９（ｃ）における昇降ピン２５ａの傾きに対応し、式（２）におけるｄ２／（Ｄ２−Ｄ１）は、図９（ｃ）における昇降ピン２５ａの右端と、凹部２４の側壁の上端部とを結ぶ直線の傾きに対応する。
【００７４】
なお、式（１）及び式（２）において、ウエハＷの直径Ｄ１の寸法は、例えば成膜処理後などの各種基板処理後のウエハＷに関するものである。成膜処理や熱処理などによりウエハＷの寸法が変更される場合には、予めその変更分を考慮したウエハＷの直径Ｄ１を採用する。
【００７５】
このように、本実施形態に係る基板処理方法（基板搬送方法）は、基板の搬出時に、昇降ピン２５ａを鉛直上向きに移動させると共に、回転テーブル２の回転に関する径方向内向きに移動させることにより、ウエハＷが凹部２４の側壁２４ａと擦れることを防ぐ。結果として、ウエハＷからのパーティクルの発生を抑制することができる。
【００７６】
本実施形態に係る基板処理方法における、ウエハＷを鉛直上向きに移動させると共に、径方向内向きに移動させることにより、パーティクルの発生を抑制する効果について、具体的な実施形態を参照して説明する。
【００７７】
（第１の実施形態）
図１を用いて説明した基板処理装置１００に、図７を用いて基板搬入方法により、回転テーブル２上の２つの凹部２４上に、シリコンウエハＷを載置した。なお、ウエハＷは、直径Ｄ１がφ３００ｍｍのものを使用し、凹部２４は、直径Ｄ２がφ３０２ｍｍであり、深さｄ２が１．８ｍｍのものを使用した。
【００７８】
載置されたウエハＷに対して、下記の処理条件で、成膜処理を実施した。
【００７９】
処理条件としては、
温度：６００℃：
圧力：６．７Ｔｏｒｒ：
第１の反応ガス／流量：トリスジメチルアミノシラン（３ＤＭＡＳ）／３００ｓｃｃｍ：
第２の反応ガス／流量：Ｎ２／４２０ｓｃｃｍ：
回転速度：１２０ｒｐｍ：
とした。
【００８０】
成膜処理後のウエハＷの直径Ｄ１'は、おおよそφ３０１ｍｍであった。
【００８１】
そして、図８で説明した昇降ピン２５ａの軌道により、１枚のウエハＷを凹部２４から搬出した。なお、ウエハＷに接した後における、昇降ピン２５ａの径方向内向きの移動量Ｘ１は、０．２ｍｍとした。この移動量は、式（１）のＸ１（０．２ｍｍ）＜Ｄ２（３０２ｍｍ）−Ｄ１（３０１ｍｍ）の関係を満たしている。
【００８２】
また、同時に、比較例として、残りの１枚のウエハＷを、昇降ピン２５ａの軌道を径方向内向きに移動させず、鉛直上向きにして、搬出した。
【００８３】
ウエハＷの搬出後、各々の凹部２４について、パーティクルの発生量を計測した。このステップを１ステップとし、合計５回（実施例１〜５及び比較例１〜５）のステップで、パーティクルの発生量を計測した。
【００８４】
図１０に、本実施形態に係る基板処理方法後のパーティクル数の一例を示す。
【００８５】
図１０に示されるように、本実施形態に係る基板処理方法は、基板の搬出時において、ウエハＷが凹部２４の側壁部と擦れないため、パーティクルの発生が抑制されることがわかった。
【符号の説明】
【００８６】
１          チャンバ
２          回転テーブル
１１        天板
１２        容器本体
１３        シール部材
２４        凹部
２５        ウエハ保持機構
２６        貫通孔
３１        ガスノズル
３２        反応ガスノズル
４１        分離ガスノズル
４２        分離ガスノズル
４４        天井面
８１        加熱ランプ
８６        透過部材
１００      基板処理装置
１０１      制御部
１０２      記憶部
１０３      媒体
６１０      排気口
６４０      真空ポンプ
Ｗ          ウエハ
【図１】
2015060936.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015060936.tif 000009
【図８】
2015060936.tif 000010
【図９】
2015060936.tif 000011
【図１０】
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