(57)【要約】【課題】基板のある処理が終了した後に基板の次の処理が行われる前に、効率的に基板を冷却できる基板処理装置を提供する。【解決手段】一方の処理室２０２にて基板２００の処理終了後、一方の処理室２０２から他方の処理室１３７へ基板２００が搬送される途中において、基板２００を冷却手段にて冷却し、基板２００が所定の温度に冷却された後、基板２００を他方の処理室１３７へ搬入して処理を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの処理室を備え、
一方の処理室にて基板の処理終了後、他の処理室にて該基板の処理が行われる基板処理装置であって、
前記一方の処理室から前記他方の処理室へ該基板が搬送される途中において、該基板を冷却手段にて冷却し、該基板が所定の温度に冷却された後、該基板を該他方の処理室へ搬入して処理を行うことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板処理装置に関し、特に、半導体ウェーハを用いてＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）処理やアニール処理、酸化膜形成処理等を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１はこのような基板処理装置の内、クラスタ構造の枚葉式の処理装置の一例を示した図である。
真空搬送室１０３の周辺には、ゲートバルブ２４４、１２７をそれぞれ介してロードロック室１２２、１２３が設置され、ゲートバルブ１３０、１３１をそれぞれ介して処理室２０２、１３７が設置され、ゲートバルブ１３２、１３３をそれぞれ介して予備室１３８、１３９が設置されている。それぞれのユニットは気密構造になっており、図１の装置では処理室が２室、予備室が２室設けられている。予備室１３８、１３９は処理室２０２、１３７の形態により、必要に応じ基板予備加熱室、処理バッファ室、基板最終冷却室として準備される。
【０００３】
実際の生産運用においては、処理室２０２、１３７が同種であり、各処理室２０２、１３７が並列に機能する場合、あるいは、反応処理室２０２、１３７を渡りながら順次処理させる場合がある。もちろんこれらの混合の処理形態も存在する。よって、先の述べた反応処理室２０２、１３７と予備室１３８、１３９の数は、適宜調整される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
生産の高速化、すなわち高スループットが求められている近年では、反応処理の高速化の要求に加えて、搬送速度の高速化の要求が高まってきた。このような状況の下、反応処理後の基板の温度を急速に低下させる要求も決して無視できない状況になってきた。
【０００５】
従来、基板の冷却と言えば、基板のアンローダ時、カセットやＦＯＵＰ（Front  Opening  Unified  Pod）等の専用ポッドに返却する際に、カセットやポッドのシェルフの変形を抑制するため、また、これによる基板への汚染を防止するための基板の冷却を指していた。故に、先に示した予備室の１つを冷却室として機能させることがあった。また、ロードロック室１２２、１２３に然るべき冷却効率を向上させる機能を具備させることがあった。
【０００６】
しかしながら、デバイス作成プロセスにおいて、処理室を渡りながら複数の反応処理を行う際に、次プロセスが前プロセスの熱履歴に影響を受けることがあり、特に高温でのアニール後、低温にて反応処理を行うプロセスでは、基板の温度を早期に低下させる必要が生じてくる。
【０００７】
前述した予備室を冷却室として機能させることは可能ではあるが、予備室に基板を移載するための時間的なロスは、スループット低下をもたらすことになる。
【０００８】
また、所定の反応処理後に、次の反応処理を考慮して、処理室にて、圧力上昇、不活性ガスパージ等を行い、基板を冷却する処理を反応処理室にて実施する方法もあるが、反応処理室に加熱源がある場合、反応処理室にて圧力上昇、不活性ガスパージ等の冷却処理を行ったとしても冷却効果は低く、また、次受入基板に対してもスタンバイ状態の復旧に時間を要し、必ずしも妥当な方法ではない。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を鑑みて考案されたものであり、本発明の主な目的は、基板のある処理が終了した後に基板の次の処理が行われる前に、効率的に基板を冷却できる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、
少なくとも２つの処理室を備え、
一方の処理室にて基板の処理終了後、他の処理室にて該基板の処理が行われる基板処理装置であって、
前記一方の処理室から前記他方の処理室へ該基板が搬送される途中において、該基板を冷却手段にて冷却し、該基板が所定の温度に冷却された後、該基板を該他方の処理室へ搬入して処理を行うことを特徴とする基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基板のある処理が終了した後に基板の次の処理が行われる前に、効率的に基板を冷却できる基板処理装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の好ましい実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
本実施例は、反応処理後の基板を迅速に冷却する技術に係り、例えば、ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）処理やアニール処理、酸化膜形成処理の後処理として、効率良く処理基板を冷却する機能を搬送室に具備する装置に関する。
【００１４】
すなわち、本実施例は、枚葉式の反応処理を行う装置において、搬送室に搬送運用途中に効果的に基板を冷却する機能を具備させることにより、スループットを低下させることなく、効率の良い基板冷却を行う装置を提供するものである。
【００１５】
本実施例の半導体製造装置は、内部に基板受け渡し可能な構造と基板搬出入用のゲートを設けた気密構造のロードロック室と、基板を搬送するロボットと基板搬出入用のゲートを設けた気密構造の搬送室と、基板搬出入用のゲートを設けた気密構造の処理室とを備え、搬送室に反応処理後の基板を冷却する冷却ユニットを具備している。
【００１６】
そして、反応処理後の基板に対して、冷却ユニットを基板に近接させ基板を冷却する。好ましくは、反応処理後の基板に対して、冷却ユニットを基板に近接させ、かつ、冷却ガスを放出することにより基板を冷却する。
【００１７】
搬送室の冷却ユニットは、少なくとも１箇所に設置され、反応室相互あるいは、ロードロック室等への移載工程において基板冷却機能を機能させる。
【００１８】
以下に、本実施例を、基板として半導体ウェーハを使用するクラスタ型装置を例として、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本実施例１の枚葉型の基板処理装置を説明するための概略横断面図である。
ロードロック室１２２、１２３、真空搬送室１０３、処理室２０２、１３７、予備室１３８、１３９が連結されている。真空搬送室１０３の周囲には、ゲートバルブ２４４、１２７をそれぞれ介してロードロック室１２２、１２３が設置され、ゲートバルブ１３０、１３１をそれぞれ介して処理室２０２、１３７が設置され、ゲートバルブ１３２、１３３をそれぞれ介して予備室１３８、１３９が設置されている。それぞれのユニットは気密構造になっており、図１の装置では処理室が２室、予備室が２室設けられている。予備室１３８、１３９は処理室２０２、１３７の形態により、必要に応じ基板予備加熱室、処理バッファ室、基板最終冷却室として準備される。
【００２０】
真空搬送室１０３には真空雰囲気でのウェーハ移載用ロボット１１２が搭載され、ロボット１１２のツィーザ１１３にウェーハ２００を載置して、所定の処理室２０２及び予備室１３８から他の処理室１３７及び予備室１３９へウェーハ２００を移載する。
【００２１】
ロードロック室１２２、１２３に隣接する大気側ウェーハ搬送室１２１は、大気ウェーハ搬送ロボット１２４、ウェーハアライナ１０６、ロードポート１０５（本例では３基）を備えている。ロードポート１０５には先述したＦＯＵＰ１００が載置されている。
【００２２】
なお、ロードロック室１２２、１２３には、ウェーハ置き台１４０、１４１がそれぞれ設けられている。また、大気側ウェーハ搬送室１２１とロードロック室１２２、１２３との間には、ゲートバルブ１２８、１２９がそれぞれ設けられている。大気側ウェーハ搬送室１２１のロードポート１０５接続部にはウェーハ搬入搬出口１３４が設けられ、そこには、ＦＯＵＰ１００の蓋を開閉するＦＯＵＰオープナー１０８が設けられている。
【００２３】
図２は、本実施例の枚葉型の基板処理装置の真空搬送室１０３を説明するための概略部分縦断面図である。ウェーハ２００を移載する際に、丁度、処理室２０２または１３７からウェーハ２００を取り出したリトラクト状態を想定する。ウェーハ２００直上に配置されているのが冷却ユニット１１４であり、この冷却ユニット１４はできるだけウェーハ２００と近接しているのが望ましく、冷却ユニット１４とウェーハ２００との間の間隔は１０ｍｍ以下が望ましい。
【００２４】
図３は、本実施例の枚葉型の基板処理装置の冷却ユニットの一例を説明するための概略縦断面図である。冷却ユニット１１４には冷媒配管１２０が接続され、冷媒配管１２０によって冷却ユニット１１４内を冷媒１１９が流れており、冷媒１１９は必要に応じチラー（図示せず）によって冷却されている。なお、冷却ユニット１１４や冷媒配管１２０には、冷媒の設定温度により、適宜結露防止のための保温断熱処理を行うのが良い。
【００２５】
図４は同じく、冷却ユニット１１４の断面を示しているが、これは、冷却ユニット１１４からウェーハ２００に向けてガス１１８が放出できるようになっており、より効果的にウェーハ２００を冷却できるようになっている。ガス１１８の放出面は図４のような細孔１１５を配したものや図５のような細粒を焼結させたもの１１６が使用できる。供給されるガス１１８は、ウェーハ２００への影響の少ない不活性ガスや窒素ガスを使用する。
【００２６】
冷却効果を向上させるために、適宜ガスを冷却させるのが良く、図６はガス１１８の供給系に熱交換器１１７を設置した例を示している。基本的には真空搬送室１０３には真空ポンプ（図示せず）が接続され、ガス１１８を供給することにより、真空搬送室１０３自体がパージ及びベントされているような環境を作り出すことができる。必要に応じ、圧力センサ（図示せず）、制御バルブ（図示せず）と圧力制御ユニット（図示せず）を用いて、所定の圧力に調整しても良い。
【００２７】
さらに効果的にウェーハ冷却機能を働かせるために、冷却ユニット１１４にザグリを設け、かつ冷却ユニット１１４が上下動作できるようにした例を図７に示している。真空搬送室１０３の所定冷却ユニット１１４直下にウェーハ２００が移載された際に、ウェーハ２００全体を包含できるように上下機構（図示せず）により冷却ユニット１１４のザグリ部内にウェーハ２００を挿入することが可能である。ウェーハ２００の冷却方法は、前述通り、ウェーハ２００の近接、ウェーハ２００へのガス放出という方法が採れる。なお、ガス１１８を放出する方法では、冷却ユニット１１４がウェーハ２００を包含するような配置となるため、適宜ウェーハ側部、ウェーハ裏面にもガスを供給できる。
【００２８】
これら、冷却ユニット１１４は、実運用において、移載工程において機能させるものであり、冷却ユニット１１４は少なくとも１箇所に具備させ、その場所は固定されるものではない。運用面を考慮して、処理室方向かつ真空搬送アームリトラクト位置、処理室直前位置、搬送ロボットホーミング位置等自由に選択できる。また必要に応じ、ウェーハずれ検知機能を具備させ、冷却位置での冷却後のウェーハずれを検知して、これを搬送ロボット制御器に通知し、搬送ロボットがウェーハの次移載位置にずれ補正を行って搬送工程を完了する機能を具備しても良い。
【００２９】
本実施例では、枚葉式の反応処理を行う装置において、搬送室に基板搬送運用途中に効果的に基板を冷却する機能を具備させることにより、一方の処理室にて基板の処理終了後、一方の処理室から他方の処理室へ基板が搬送される途中において、基板を冷却手段（冷却ユニット）にて冷却し、基板が所定の温度に冷却された後、その基板を他方の処理室へ搬入して処理を行うので、スループットを低下させることなく、効率の良い基板冷却を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１の枚葉型の基板処理装置を説明するための概略横断面図である。
【図２】本発明の実施例１の枚葉型の基板処理装置の真空搬送室を説明するための概略部分縦断面図である。
【図３】本発明の実施例１の枚葉型の基板処理装置の冷却ユニットの一例を説明するための概略縦断面図である。
【図４】本発明の実施例１の枚葉型の基板処理装置のガス放出型冷却ユニットの他の例（細孔タイプ）を説明するための概略縦断面図である。
【図５】本発明の実施例１の枚葉型の基板処理装置のガス放出型冷却ユニットのさらに他の例（焼結タイプ）を説明するための概略縦断面図である。
【図６】本発明の実施例１の枚葉型の基板処理装置のガス放出型冷却ユニットのさらに他の例（ガス供給系を備えるタイプ）を説明するための概略縦断面図である。
【図７】本発明の実施例１の枚葉型の基板処理装置の冷却ユニットのさらに他の例（ザグリタイプ）を説明するための概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００…ＦＯＵＰ
１０３…真空搬送室
１０５…ロードポート
１０６…ウェーハアライナー
１０８…ＦＯＵＰオープナー
１１２…ウェーハ移載用ロボット
１１３…ツイーザ
１１４…冷却ユニット
１１５…細孔
１１６…細粒を焼結させたもの
１１７…熱交換器
１１８…ガス
１１９…冷媒
１２０…冷媒配管
１２１…大気側ウェーハ搬送室
１２２、１２３…ロードロック室
１２４…大気ウェーハ搬送ロボット
１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、２４４…ゲートバルブ
１３４…ウェーハ搬入搬出口
１３７、２０２…処理室
１３８、１３９…予備室
１４０、１４１…ウェーハ置き台
２００…ウェーハ
【図１】
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【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】
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