(57)【要約】  【課題】  スワップ搬送の有無に拘らず、ウエハのプロセス条件を統一することのできる基板処理装置を提供する。  【解決手段】  基板の処理を行う処理室と、前記基板を前記処理室に搬送する搬送手段と、前記搬送手段により基板を搬送するタイミングを規定する所定の運転スケジュールに基づいて、前記搬送手段による基板の搬送を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記搬送手段により基板を前記処理室内へ搬送させる際に、搬送対象となる処理室内に処理済みの基板が存在しない場合、前記搬送手段による該基板の前記処理室内への搬送を所定時間だけ遅らせる。  【選択図】  図５
2007194481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の処理を行う処理室と、
前記基板を前記処理室に搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により基板を搬送するタイミングを規定する所定の運転スケジュールに基づいて、前記搬送手段による基板の搬送を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記搬送手段により基板を前記処理室内へ搬送させる際に、搬送対象となる処理室内に処理済みの基板が存在しない場合にも、前記搬送手段による該基板の前記処理室内への搬送を所定時間だけ遅らせる
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、基板処理装置における基板搬送シーケンスの実行制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来の基板処理装置における処理の制御に関連するモジュールと処理の関連を示す図である。同図において、スケジュール生成モジュールは搬送時間やプロセスレシピの時間からの運転スケジュールデータの生成を行う役割を有し、スケジュール実行管理モジュールは生成された運転スケジュールデータに基づく処理の監視を行うと共に、後述の各実行制御モジュールへ実行を要求する役割を有し、ＭＦロボット実行制御モジュールは要求されたタイミングで指定された搬送処理を実行する役割を有し、ＬＬロボット実行制御モジュールは要求されたタイミングで指定された搬送処理を実行する役割を有し、プロセス実行制御モジュールは要求されたタイミングで指定されたプロセスを実行する役割を有している。
【０００３】
従来の基板処理装置では、自動運転でウエハを処理する場合、その運転スケジュールにおける処理時間は、以下の（１）〜（７）の処理時間に大別される。基板処理装置にて１枚のウエハを処理する場合、以下に示すように（１）〜（７）の順序で処理が実施される（図８参照）。
（１）ウエハ移載機（ＬＬロボット）が、複数のウエハを保持するロードポートからウエハを取り出し、他のウエハ移載機（ＭＦロボット）へと受け渡される複数のウエハが保持されるロードロック室へと搬送する時間（ＬＰ＿ＬＬ）。
（２）ウエハ移載機（ＭＦロボット）が、ロードロック室からウエハを取り出す時間（ＬＬ＿ＭＦ）。
（３）ウエハ移載機（ＭＦロボット）が処理炉（チャンバ）へウエハを運ぶ時間（ＭＦ＿ＰＣ）。
（４）処理炉内でプロセスを実施する時間（ＰＲＯＣ）。
（５）ウエハ移載機（ＭＦロボット）が処理炉からウエハを取り出す時間（ＰＣ＿ＭＦ）。
（６）ウエハ移載機（ＭＦロボット）がロードロック室へウエハを運ぶ時間（ＭＦ＿ＬＬ）。
（７）ウエハ移載機（ＬＬロボット）がロードロック室からウエハを取り出し、ロードポートへ返す時間（ＬＬ＿ＬＰ）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のウエハ処理シーケンスは、１枚のウエハのみに対して行う場合だけでなく、複数枚のウエハに対して自動運転で行われる場合もある（図９参照）。このような場合、複数のウエハに対する処理を効率よく連続して実施できるように、ウエハの同時入れ替え搬送（スワップ搬送）が行われる。このスワップ搬送を行う際、運転スケジュール中で使用される時間は、スワップ搬送用の時間（ＳＷＡＰ）となる。また、スワップ搬送用の時間は、以下のように、
ＭＦ＿ＰＣ  ＜  ＳＷＡＰ  ＜  ＭＦ＿ＰＣ＋ＰＣ＿ＭＦ
という関係となっている。
【０００５】
ＭＦロボット実行制御モジュールは、スケジュール実行管理モジュールから実行要求があると、直ちにウエハの搬送を実施する。このため、スワップ搬送を行わないウエハに関しては、スワップ搬送したウエハに比べて早く処理炉内に搬入される。
【０００６】
このように処理炉内に早く搬入されたウエハは、プロセスが開始されるまで待ち（滞留）状態となってしまい、複数枚のウエハに対して自動運転で処理を行う場合に、固定の時間でスケジュール管理されるため、各ウエハに対してのプロセス実行条件を統一することができないという問題があった（図１０参照）。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、スワップ搬送の有無に拘らず、処理対象となる基板が処理室内に滞在する時間を同じにすることで、処理対象の基板に対するプロセス条件を同一することのできる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明に係る基板処理装置は、基板の処理を行う処理室と、前記基板を前記処理室に搬送する搬送手段と、前記搬送手段により基板を搬送するタイミングを規定する所定の運転スケジュールに基づいて、前記搬送手段による基板の搬送を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記搬送手段により基板を前記処理室内へ搬送させる際に、搬送対象となる処理室内に処理済みの基板が存在しない場合、前記搬送手段による該基板の前記処理室内への搬送を所定時間だけ遅らせることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明に係る基板処理方法は、搬送手段により基板を搬送するタイミングを規定する所定の運転スケジュールに基づいて、前記搬送手段による基板の搬送を制御する制御ステップと、前記搬送手段により基板を該基板の処理を行う処理室内へ搬送させる際に、搬送対象となる処理室内に処理済みの基板が存在するか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにて搬送対象となる処理室内に処理済みの基板が存在しないと判定された場合、前記搬送手段による該基板の前記処理室内への搬送を所定時間だけ遅らせる遅延ステップとを有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明に係る基板処理方法は、基板の処理を行う処理室と、前記基板を保持して処理室まで搬送する搬送手段を備え、前記搬送手段が基板を搬送する時間および前記処理室内で基板が処理される時間から決められる運転スケジュールに従って基板処理を行う基板処理装置において、前記処理室へ未処理基板を搬送する際に、搬送対象となる処理室内に処理済み基板が存在するか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにて前記処理済み基板が存在しないと判定された場合、前記未処理基板の前記処理室内への搬送を所定時間だけ遅らせる遅延ステップとを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上に詳述したように本発明によれば、搬送時間を調整して、処理室内にウエハを滞留させないため、スワップ搬送の有無に拘らず、全てのウエハに対するプロセス条件を同一にすることのできる基板処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態による基板処理装置を上方から見た全体構成図、図２は本実施の形態による基板処理装置を側方から見た全体構成図、図３は本実施の形態による基板処理装置における処理炉の概略を示す構成図である。
【００１３】
以下、本実施の形態による基板処理装置では、ウエハなどの基板を搬送するキャリヤとして、ＦＯＵＰ（front opening unified pod。以下、ポッドという。）が使用されているものとする。また、以下の説明において、前後左右は図１を基準とする。すなわち、図１が示されている紙面に対して、前は紙面の下、後ろは紙面の上、左右は紙面の左右とする。
【００１４】
図１および図２に示されているように、本実施の形態による基板処理装置は真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成された第一の搬送室１０３を備えており、第一の搬送室１０３の筐体１０１は平面視が六角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。第一の搬送室１０３には負圧下でウエハ２００を移載する第一のウエハ移載機１１２が設置されている。第一のウエハ移載機１１２は、エレベータ１１５によって、第一の搬送室１０３の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。
【００１５】
筐体１０１の六枚の側壁のうち前側に位置する二枚の側壁には、搬入用の予備室１２２と搬出用の予備室１２３とがそれぞれゲートバルブ２４４，１２７を介して連結されており、それぞれ負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。さらに、予備室１２２には搬入室用の基板置き台１４０が設置され、予備室１２３には搬出室用の基板置き台１４１が設置されている。
【００１６】
予備室１２２および予備室１２３の前側には、略大気圧下で用いられる第二の搬送室１２１がゲートバルブ１２８、１２９を介して連結されている。第二の搬送室１２１にはウエハ２００を移載する第二のウエハ移載機１２４が設置されている。第二のウエハ移載機１２４は第二の搬送室１２１に設置されたエレベータ１２６によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ１３２によって左右方向に往復移動されるように構成されている。
【００１７】
図１に示されているように、第二の搬送室１２１の左側にはノッチまたはオリフラ合わせ装置１０６が設置されている。また、図２に示されているように、第二の搬送室１２１の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット１１８が設置されている。
【００１８】
図１および図２に示されているように、第二の搬送室１２１の筐体１２５の前側には、ウエハ２００を第二の搬送室１２１に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口１３４と、ポッドオープナ１０８が設置されている。ウエハ搬入搬出口１３４を挟んでポッドオープナ１０８と反対側、すなわち筐体１２５の外側にはＩＯステージ１０５が設置されている。ポッドオープナ１０８は、ポッド１００のキャップ１００ａを開閉すると共にウエハ搬入搬出口１３４を閉塞可能なクロージャ１４２と、クロージャ１４２を駆動する駆動機構１３６とを備えており、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャップ１００ａを開閉することにより、ポッド１００に対するウエハ２００の出し入れを可能にする。また、ポッド１００は図示しない工程内搬送装置（ＲＧＶ）によって、ＩＯステージ１０５に対して、供給および排出されるようになっている。
【００１９】
図１に示されているように、筐体１０１の六枚の側壁のうち後ろ側（背面側）に位置する二枚の側壁には、ウエハに所望の処理を行う第一の処理炉（処理室）２０２と、第二の処理炉（処理室）１３７とがゲートバルブ１３０、１３１を介してそれぞれ隣接して連結されている。第一の処理炉２０２および第二の処理炉１３７はいずれもコールドウォール式の処理炉によって構成されている。また、筐体１０１における六枚の側壁のうちの残りの互いに対向する二枚の側壁には、第一のクーリングユニット１３８と、第二のクーリングユニット１３９とがそれぞれ連結されており、第一のクーリングユニット１３８および第二のクーリングユニット１３９はいずれも処理済みのウエハ２００を冷却するように構成されている。
【００２０】
また、本実施の形態による基板処理装置は、ＣＰＵ（制御部）９０１およびメモリ９０２を有している。ＣＰＵ９０１は、基板処理装置における各種処理を行う役割を有しており、またメモリ９０２に格納されているプログラムを実行することにより種々の機能を実現する役割も有している。また、ＣＰＵ９０１は、第一の移載機および第二の移載機等により基板を搬送するタイミングを規定する所定の運転スケジュールに基づいて、搬送手段による基板の搬送を制御する。メモリ９０２は、例えばＲＯＭやＲＡＭ等から構成されており、基板処理装置において利用される種々の情報やプログラムを格納する役割を有している。
【００２１】
本実施の形態においても、上述したスケジュール生成モジュール、スケジュール実行管理モジュール、ＭＦロボット実行制御モジュール、ＬＬロボット実行制御モジュールおよびプロセス実行制御モジュールを有している。これらのモジュールの機能は、ＣＰＵ９０１によって実現されている。
【００２２】
以下、上述のような構成をもつ基板処理装置を使用した処理工程について説明する。
【００２３】
未処理のウエハ２００は２５枚がポッド１００に収納された状態で、処理工程を実施する基板処理装置へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。図１および図２に示されているように、搬送されて来たポッド１００はＩＯステージ１０５の上に工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッド１００のキャップ１００ａがポッドオープナ１０８によって取り外され、ポッド１００のウエハ出し入れ口が開放される。
【００２４】
ポッド１００がポッドオープナ１０８により開放されると、第二の搬送室１２１に設置された第二のウエハ移載機１２４は、ポッド１００からウエハ２００をピックアップして予備室１２２に搬入し、ウエハ２００を基板置き台１４０に移載する。この移載作業中には、予備室１２２の第一の搬送室１０３側のゲートバルブ２４４は閉じられており、第一の搬送室１０３内の負圧は維持されている。ポッド１００に収納された所定枚数、例えば２５枚のウエハ２００の基板置き台１４０への移載が完了すると、ゲートバルブ１２８が閉じられ、予備室１２２内が排気装置（図示せず）によって負圧に排気される。
【００２５】
予備室１２２内が予め設定された圧力値となると、ゲートバルブ２４４が開かれ、予備室１２２と第一の搬送室１０３とが連通される。続いて、第一の搬送室１０３の第一のウエハ移載機１１２は基板置き台１４０からウエハ２００をピックアップして第一の搬送室１０３に搬入する。ゲートバルブ２４４が閉じられた後、ゲートバルブ１３０が開かれ、第一の搬送室１０３と第一の処理炉２０２とが連通される。続いて第一のウエハ移載機１１２は、ウエハ２００を第一の搬送室１０３から第一の処理炉２０２に搬入して、第一の処理炉２０２内の支持具に移載する。ゲートバルブ１３０が閉じられた後、第一の処理炉２０２内に処理ガスが供給され、ウエハ２００に所望の処理が施される。
【００２６】
第一の処理炉２０２でウエハ２００に対する処理が完了すると、ゲートバルブ１３０が開かれ、処理済みのウエハ２００は第一のウエハ移載機１１２によって第一の搬送室１０３に搬出される。搬出後、ゲートバルブ１３０は閉じられる。
【００２７】
第一のウエハ移載機１１２は第一の処理炉２０２から搬出したウエハ２００を第一のクーリングユニット１３８へ搬送し、処理済みのウエハは冷却される。
【００２８】
第一のクーリングユニット１３８に処理済みウエハ２００を搬送すると、第一のウエハ移載機１１２は予備室１２２の基板置き台１４０に予め準備されたウエハ２００を前述した作動と同様に、第一の処理炉２０２に搬送し、第一の処理炉２０２内でウエハ２００に所望の処理が施される。
【００２９】
第一のクーリングユニット１３８において予め設定された冷却時間が経過すると、冷却済みのウエハ２００は第一のウエハ移載機１１２によって第一のクーリングユニット１３８から第一の搬送室１０３に搬出される。
【００３０】
冷却済みのウエハ２００が第一のクーリングユニット１３８から第一の搬送室１０３に搬出されたのち、ゲートバルブ１２７が開かれる。第１のウエハ移載機１１２は第一のクーリングユニット１３８から搬出したウエハ２００を予備室１２３へ搬送し、基板置き台１４１に移載した後、予備室１２３はゲートバルブ１２７によって閉じられる。
【００３１】
以上の作動が繰り返されることにより、予備室１２２内に搬入された所定枚数、例えば２５枚のウエハ２００が順次処理されて行く。
【００３２】
予備室１２２内に搬入された全てのウエハ２００に対する処理が終了し、全ての処理済みウエハ２００が予備室１２３に収納され、予備室１２３がゲートバルブ１２７によって閉じられると、予備室１２３内が不活性ガスにより略大気圧に戻される。予備室１２３内が略大気圧に戻されると、ゲートバルブ１２９が開かれ、ＩＯステージ１０５に載置された空のポッド１００のキャップ１００ａがポッドオープナ１０８によって開かれる。続いて、第二の搬送室１２１の第二のウエハ移載機１２４は基板置き台１４１からウエハ２００をピックアップして第二の搬送室１２１に搬出し、第二の搬送室１２１のウエハ搬入搬出口１３４を通してポッド１００に収納して行く。２５枚の処理済みウエハ２００のポッド１００への収納が完了すると、ポッド１００のキャップ１００ａがポッドオープナ１０８によって閉じられる。閉じられたポッド１００はＩＯステージ１０５の上から次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。
【００３３】
以上の作動は第一の処理炉２０２および第一のクーリングユニット１３８が使用される場合を例にして説明したが、第二の処理炉１３７および第二のクーリングユニット１３９が使用される場合についても同様の作動が実施される。また、上述の基板処理装置では、予備室１２２を搬入用、予備室１２３を搬出用としたが、予備室１２３を搬入用、予備室１２２を搬出用としてもよい。
【００３４】
また、第一の処理炉２０２と第二の処理炉１３７は、それぞれ同じ処理を行ってもよいし、別の処理を行ってもよい。第一の処理炉２０２と第二の処理炉１３７で別の処理を行う場合、例えば第一の処理炉２０２でウエハ２００にある処理を行った後、続けて第二の処理炉１３７で別の処理を行わせてもよい。また、第一の処理炉２０２でウエハ２００にある処理を行った後、第二の処理炉１３７で別の処理を行わせる場合、第一のクーリングユニット１３８又は第二のクーリングユニット１３９を経由するようにしてもよい。
【００３５】
続いて、図３を参照し、本実施の形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉を詳細に説明する。
【００３６】
なお、本実施の形態で好適に用いられる基板処理装置は主制御部２８４を備え、主制御部２８４により基板処理装置および処理炉を構成する各部の動作等が制御される。なお、ここではＣＰＵ９０１と主制御部２８４とが別々に配置されている例を示しているが、これに限られるものではなく、ＣＰＵ９０１と主制御部２８４の機能を１つのＣＰＵによって実現することもできる。
【００３７】
また、主制御部２８４は、主制御部２８４に支配されるガス制御部２８５、駆動制御部２８６、加熱制御部２８７、温度検出部２８８から構成される。
【００３８】
本発明に係る処理炉２０２は、枚葉式ＣＶＤ炉（コールドウオール方式）として構成されており、被処理基板としてのウエハ（半導体ウエハ）２００を処理する処理室２０１を形成するチャンバ２２３を備えている。チャンバ２２３はチャンバ蓋２２４とチャンバ本体２２５とチャンバ底２２６とが組み合わされて、上下の端面がいずれも閉塞した円筒形状に形成されている。
【００３９】
チャンバ２２３のチャンバ本体２２５の円筒壁の中間部にはゲートバルブ２４４によって開閉されるウエハ搬入搬出口２５０が水平方向に横長に開設されており、ウエハ搬入搬出口２５０は被処理基板であるウエハ２００を処理室２０１に対して図３に図示しないウエハ移載装置によって搬入搬出し得るように形成されている。すなわち、ウエハ２００はウエハ移載装置によって下から機械的に支持された状態で、ウエハ搬入搬出口２５０より処理室２０１に対して搬入搬出されるようになっている。
【００４０】
チャンバ本体２２５のウエハ搬入搬出口２５０と対向する壁面の上部には、真空ポンプ等からなる排気装置（図示せず）に接続された排気口２３５が処理室２０１に連通するように開設されており、処理室２０１内は排気装置によって排気されるようになっている。
【００４１】
また、チャンバ本体２２５の上部には排気口２３５に連通する排気バッファ空間２４９が円環状に形成され、カバープレート２４８とともにウエハ２００のほぼ全面に対し、均一に排気が行われるように作用している。
【００４２】
なお、カバープレート２４８は、ウエハ２００のエッジ部を非接触で覆うようにサセプタ（基板保持手段）２１７の上に延在しており、ウエハ２００のエッジ部に成膜されるＣＶＤ膜を制御するために用いられる。
【００４３】
チャンバ２２３のチャンバ蓋２２４には処理ガスを供給するシャワーヘッド２３６が一体的に組み込まれている。すなわち、チャンバ蓋２２４の天井壁にはガス供給管２３２が挿入されており、各ガス供給管２３２には例えば原料ガスやパージガス等の処理ガスＡ、Ｂを導入するため開閉バルブ２４３、流量制御装置としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１から成るガス供給装置が接続されている。チャンバ蓋２２４の下面には円板形状に形成されたシャワープレート２４０がガス供給管２３２から間隔を置いて水平に固定されており、シャワープレート２４０には複数個のガス吹出口（以下、吹出口という。）２４７が全面にわたって均一に配置されて上下の空間を流通させるように開設されている。
【００４４】
チャンバ蓋２２４の内側面とシャワープレート２４０の上面とが画成する内側空間によってバッファ室２３７が形成されており、バッファ室２３７はガス供給管２３２に導入された処理ガス２３０を全体的に均等に拡散させて各吹出口２４７から均等にシャワー状に吹き出させるようになっている。
【００４５】
チャンバ２２３のチャンバ底２２６の中心には挿通孔２７８が円形に開設されており、挿通孔２７８の中心線上には円筒形状に形成された支持軸２７６が処理室２０１に下方から挿通されている。支持軸２７６はエアシリンダ装置等が使用された昇降機構（昇降手段）２６８によって昇降されるようになっている。
【００４６】
支持軸２７６の上端には加熱装置（加熱手段）としての加熱ユニット２５１が同心に配されて水平に固定されており、加熱ユニット２５１は支持軸２７６によって昇降されるようになっている。すなわち、加熱ユニット２５１は円板形状に形成された支持板２５８を備えており、支持板２５８は支持軸２７６の上端開口に同心円に固定されている。支持板２５８の上面には支柱を兼ねる複数本の電極２５３が垂直に立脚されており、これら電極２５３の上端間には円板形状に形成され複数領域に分割制御されるヒータ２０７が架橋されて固定されている。これら電極２５３に対する電気配線２５７は支持軸２７６の中空部内に挿通されている。
【００４７】
ヒータ２０７の下方には反射板２５２が支持板２５８に固定されて設けられ、ヒータ２０７から発せられた熱をサセプタ２１７側に反射させて、効率の良い加熱に作用している。
【００４８】
また、温度検出装置（温度検出手段）である放射温度計２６４が、支持軸２７６の下端から導入され、放射温度計２６４の先端がサセプタ２１７の裏面に対し所定の隙間を設けて設置されている。放射温度計２６４は、石英から成るロッドと光ファイバとの組み合わせから構成され、サセプタ２１７の裏面（例えばヒータ２０７の分割領域に対応する裏面）から発せられる放射光を検出し、サセプタ２１７の裏面温度を算出するのに用いられ（予め取得したウエハ２００とサセプタ２１７の温度の関係によりウエハ２００の温度を算出することも可能）、この算出結果に基づきヒータ２１７の加熱具合を制御している。
【００４９】
チャンバ底２２６の挿通孔２７８の支持軸２７６の外側には、支持軸２７６よりも大径の円筒形状に形成された回転軸２７７が同心円に配置されて処理室２０１に下方から挿通されており、回転軸２７７は昇降機構２６８によって支持軸２７６と共に昇降されるようになっている。回転軸２７７の上端には回転体２２７が同心に配されて水平に固定されており、回転体２２７は回転軸２７７によって回転されるようになっている。すなわち、回転体２２７はドーナツ形の平板に形成された回転板２２９と、円筒形状に形成された回転筒２２８を備えており、回転板２２９の内周縁辺部が円筒形状の回転軸２７７の上端開口に固定されて、回転板２２９の上面の外周縁辺部に回転筒２２８が同心円に固定されている。回転体２２７の回転筒２２８の上端には炭化シリコンや窒化アルミニウム等が使用されて円板形状に形成されたサセプタ２１７が回転筒２２８の上端開口を閉塞するように被せられている。
【００５０】
回転体２２７にはウエハ昇降装置２７５が設置されている。ウエハ昇降装置２７５は円形リング形状に形成された２つの昇降リングのそれぞれに突上ピン（基板突上手段）２６６、２７４を突設したものから構成されており、下側の昇降リング（以下、回転側リングという。）は回転体２２７の回転板２２９の上に支持軸２７６と同心円に配置されている。回転側リングの下面には複数本（本実施の形態においては三本とする。）の突上ピン（以下、回転側ピンという。）２７４が周方向に等間隔に配置されて垂直方向下向きに突設されており、各回転側ピン２７４は、回転板２２９に回転筒２２８と同心円の線上に配置されて垂直方向に開設された各ガイド孔２５５に、それぞれ摺動自在に嵌入されている。各回転側ピン２７４の長さは回転側リングを水平に突き上げ得るように互いに等しく設定されているとともに、ウエハのサセプタ上からの突き上げ量に対応するように設定されている。各回転側ピン２７４の下端は処理室２０１の底面すなわちチャンバ底２２６の上面に離着座自在に対向されている。
【００５１】
加熱ユニット２５１の支持板２５８には円形リング形状に形成されたもう一つの昇降リング（以下、ヒータ側リングという。）が支持軸２７６と同心円に配置されている。ヒータ側リングの下面には複数本（本実施の形態においては三本とする。）の突上ピン（以下、ヒータ側ピンという。）２６６が周方向に等間隔に配置されて垂直方向下向きに突設されており、各ヒータ側ピン２６６は、支持板２５８に支持軸２７６と同心円の線上に配置されて垂直方向に開設された各ガイド孔２５４に、それぞれ摺動自在に嵌入されている。これらのヒータ側ピン２６６の長さはヒータ側リングを水平に突き上げ得るように互いに等しく設定されているとともに、その下端が回転側リングの上面に適度のエアギャップを置いて対向されている。つまり、これらのヒータ側ピン２６６は回転体２２７の回転時に回転側リングに干渉しないようになっている。
【００５２】
また、ヒータ側リングの上面には複数本（本実施の形態においては三本とする。）の突上ピン（以下、突上部という。）２８９が、周方向に等間隔に配置されて垂直方向上向きに突設されており、突上部２８９の上端はヒータ２０７およびサセプタ２１７の挿通孔２５６に対向するようになっている。これらの突上部２８９の長さはヒータ２０７およびサセプタ２１７の挿通孔２５６を下から挿通してサセプタ２１７に載置されたウエハ２００をサセプタ２１７から水平に浮かせるように互いに等しく設定されている。また、これらの突上部２８９の長さはヒータ側リングが支持板２５８に着座した状態において、その上端がヒータ２０７の上面から突出しないように設定されている。つまり、これらの突上部２６６は回転体２２７の回転時にサセプタ２１７に干渉しないように、かつ、ヒータ２０７の加熱を妨げないようになっている。
【００５３】
チャンバ２２３は複数本の支柱２８０によって水平に支持されている。これらの支柱２８０には昇降ブロック２８１がそれぞれ昇降自在に嵌合されており、これら昇降ブロック２８１間にはエアシリンダ装置等が使用された昇降駆動装置（図示せず）によって昇降される昇降台２８２が架設されている。昇降台２８２の上には支持軸２７６および回転体２２７を回転させるサセプタ回転機構２６７が設置されており、サセプタ回転機構２６７とチャンバ２２３との間にはベローズ２７９が、回転軸２７７の外側を気密封止するように介設されている。
【００５４】
なお、ガス制御部２８５はＭＦＣ２４１、開閉バルブ２４３に接続され、ガス流量、供給を制御する。駆動制御部２８６はサセプタ回転機構２６７、昇降機構２６８に接続され、これらの駆動を制御する。加熱制御部２８７は配線２５７を介しヒータ２０７に接続され、ヒータ２０７の加熱具合を制御する。温度検出部２８８は放射温度計２６４に接続され、サセプタ２１７の温度を検出し、加熱制御部と連携してヒータ２０７の加熱制御に用いられる。
【００５５】
次に、以上の構成に係る処理炉の作用を説明することにより、本発明の一実施の形態である半導体装置の製造方法（基板処理方法）における成膜工程について説明する。
【００５６】
ウエハ２００の搬出搬入に際しては、回転体２２７および加熱ユニット２５１が回転軸２７７および支持軸２７６によって下限位置に下降される。すると、ウエハ昇降装置２７５の回転側ピン２７４の下端が処理室２０１の底面すなわちチャンバ底２２６の上面に突合するため、回転側リングが回転体２２７および加熱ユニット２５１に対して相対的に上昇する。上昇した回転側リングはヒータ側ピン２６６を突き上げることにより、ヒータ側リングを持ち上げる。ヒータ側リングが持ち上げられると、ヒータ側リングに立脚された三本の突上部２８９がヒータ２０７およびサセプタ２１７の挿通孔２５６を挿通して、サセプタ２１７の上面よりも突出した状態となる。この状態でゲートバルブ（仕切弁）２４４を開けて、図３に図示しないウエハ移載装置により、ウエハ２００をウエハ搬入搬出口２５０からチャンバ２３３内に搬入する。
【００５７】
そして、ウエハ移載装置に設けられた基板保持プレート（以下、プレートという）は、ウエハ２００をサセプタ２１７の上方においてウエハ２００の中心がサセプタ２１７の中心と一致する位置に搬送する。ウエハ２００を所定の位置に搬送すると、プレートは若干下降することによりウエハ２００が三本の突上部２８９にて保持される。ウエハ２００をウエハ昇降装置２７５に受け渡したプレートは、ウエハ搬入搬出口２５０から処理室２０１の外へ退出する。プレートが処理室２０１から退出すると、ウエハ搬入搬出口２５０はゲートバルブ２４４によって閉じられる。
【００５８】
ゲートバルブ２４４が閉じられると、処理室２０１に対して回転体２２７および加熱ユニット２５１が回転軸２７７および支持軸２７６を介して昇降台２８２によって上昇される。回転体２２７および加熱ユニット２５１の上昇により、突上部２８９、突上ピン２６６および２７４が回転体２２７および加熱ユニット２５１に対し相対的に下降し、図３に示されているように、ウエハ２００はサセプタ２１７の上に完全に移載された状態になる。回転軸２７７および支持軸２７６は突上部２８９の上端がヒータ２０７の下面に近接する高さになる位置にて停止される。
【００５９】
一方、処理室２０１が排気口２３５に接続された真空ポンプ等の排気装置（図示せず）によって排気される。この際、処理室２０１の真空雰囲気と外部の大気圧雰囲気とはベローズ２７９によって隔絶されている。
【００６０】
続いて、回転体２２７が回転軸２７７を介してサセプタ回転機構２６７によって回転される。
【００６１】
回転体２２７の回転中には、回転側ピン２７４は処理室２０１の底面から離座し、ヒータ側ピン２６６は回転側リングから離座しているため、回転体２２７の回転がウエハ昇降装置２７５に妨げられることはなく、しかも、加熱ユニット２５１は停止状態を維持することができる。すなわち、ウエハ昇降装置２７５においては、回転側リングと回転側ピン２７４が回転ドラム２２７と共に回転し、ヒータ側リングとヒータ側ピン２６６および突上部２８９が加熱ユニット２５１と共に停止した状態になっている。
【００６２】
ウエハ２００の温度が処理温度まで上昇し、排気口２３５の排気量および回転体２２７の回転作動が安定した時点で、図３に実線矢印で示されているように、処理ガス２３０が供給管２３２に導入される。ガス供給管２３２に導入された処理ガス２３０は、ガス分散空間として機能するバッファ室２３７に流入するとともに、シャワープレート２４０の径方向外向きに放射状に拡散して、シャワープレート２４０の各ガス吹出口２４７からそれぞれが略均等な流れになって、ウエハ２００に向かってシャワー状に吹き出す。吹出口２４７群からシャワー状に吹き出した処理ガス２３０はカバープレート２４８の上方空間を通って、排気バッファ空間２４９を経由して排気口２３５に吸い込まれて排気されて行く。
【００６３】
この際、回転体２２７に支持されたサセプタ２１７の上のウエハ２００は回転しているため、吹出口２４７群からシャワー状に吹き出した処理ガス２３０はウエハ２００の全面にわたって均等に接触する状態になる。処理ガス２３０がウエハ２００の全面にわたって均等に接触するため、ウエハ２００に処理ガス２３０によって形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布はウエハ２００の全面にわたって均一になる。
【００６４】
また、加熱ユニット２５１は支持軸２７６に支持されることにより回転しない状態になっているため、回転体２２７によって回転されるウエハ２００の温度分布は全面にわたって均一に制御される。このようにウエハ２００の温度分布が全面にわたって均一に制御されることにより、ウエハ２００に形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布はウエハ２００の全面にわたって均一に制御される。
【００６５】
所定の処理時間が経過すると、サセプタ回転機構２６７の運転が停止される。サセプタ回転機構２６７の運転が停止されると、前述のように、回転体２２７および加熱ユニット２５１は回転軸２７７および支持軸２７６を介して昇降台２８２によって搬入搬出位置に下降される。下降の途中において、ウエハ昇降装置２７５の作用により、サセプタ２１７の上面に載置されたウエハ２００はサセプタ２１７から浮き上がる。
【００６６】
ウエハ昇降装置２７５の突上部２８９がウエハ２００をサセプタ２１７の上面から浮き上がらせると、ウエハ２００の下方空間すなわちウエハ２００の下面とサセプタ２１７の上面との間に挿入スペースが形成された状態になるため、ウエハ移載機に設けられたプレートがウエハ搬入搬出口２５０から前記挿入スペースに挿入される。ウエハ２００の下方に挿入されたプレートは上昇することにより、突上部２８９からウエハ２００を受け取る。ウエハ２００を受け取ったプレートはウエハ搬入搬出口２５０を後退してウエハ２００を処理室２０１から搬出する。そして、ウエハ２００を搬出したウエハ移載装置は、処理室２０１の外部の空ウエハカセット等の所定の収納場所にウエハ２００を移載する。
【００６７】
この際、突上部２８９とヒータ２０７およびサセプタ２１７の挿通孔２５６とは正確かつ再現性よく合致されているため、突上部２８９がサセプタ２１７およびヒータ２０７を突き上げる突き上げミスが発生することはない。
【００６８】
以降、前述した作業が繰り返されることにより、次のウエハ２００にＣＶＤ膜が成膜処理されて行く。
【００６９】
図４は、本実施の形態による基板処理装置における処理の制御に関連するモジュールと処理の関連を示す図である。本実施の形態では、ＭＦロボット実行制御モジュールは、ウエハのスワップ搬送の支持を受けたときに、払い出すウエハがなくスワップ搬送する必要がない場合は、所定の搬送時間パラメータを参照し、
ＳＷＡＰ時間  −  ＭＦ＿ＰＣ時間
だけウエハを待機させてから当該ウエハの搬送を開始する。これにより、処理炉内でウエハが無駄に滞留することがなくなり、処理炉内に搬入されるタイミングがスワップ搬送する他のウエハと同一タイミングとなるため、プロセスの条件を同一にすることができる（図５参照）。
【００７０】
すなわち、ＣＰＵ９０１は、搬送手段により基板を処理室内へ搬送させる際に、搬送対象となる処理室内に処理済みの基板が存在しない場合、搬送手段による該基板の処理室内への搬送を所定時間だけ遅らせる構成となっている。
【００７１】
なお、ここでの搬送手段とは、主に第一のウエハ移載機（ＭＦロボット）１１２を指しているが、これに限られるものではなく、例えば第一のウエハ移載機（ＭＦロボット）１１２および第二のウエハ移載機（ＬＬロボット）１２４とで共働して上記所定時間だけの搬送の遅れを生じさせるようにすることもできる。
【００７２】
続いて、本実施の形態による基板処理方法について説明する。図６は、本実施の形態による基板処理方法における各ステップを示すフローチャートである。
【００７３】
ＣＰＵ９０１は、搬送手段により基板を搬送するタイミングを規定する所定の運転スケジュールに基づいて、搬送手段による基板の搬送を制御する（制御ステップ）（Ｓ１０１）。
【００７４】
ＣＰＵ９０１は、搬送手段により基板を該基板の処理を行う処理室内へ搬送させる際に、搬送対象となる処理室内に処理済みの基板が存在するか否かを判定する（判定ステップ）（Ｓ１０２）。
【００７５】
ＣＰＵ９０１は、判定ステップにて搬送対象となる処理室内に処理済みの基板が存在しないと判定された場合、搬送手段による該基板の処理室内への搬送を所定時間だけ遅らせる（遅延ステップ）（Ｓ１０３）。
【００７６】
なお、上述の基板処理装置での処理（基板処理方法）における各ステップは、メモリ９０２に格納されている基板処理プログラムをＣＰＵ９０１に実行させることにより実現されるものである。
【００７７】
このように、本実施の形態によれば、基板のスワップ搬送が可能な半導体製造装置において、固定時間スケジューリング方式で自動運転を行う場合に、スワップ搬送を実施しない基板の搬入では、搬送開始を遅らせることにより、処理炉に基板を投入した後のプロセス開始タイミングが同一となるため、全ての基板に対してプロセス条件を同じにすることができる。
【００７８】
なお、ここでは、本実施の形態による基板処理装置が半導体製造装置である例を示したが、これに限られるものではなく、ＬＣＤ装置のようなガラス基板を処理する装置であってもよいことは言うまでもない。
【００７９】
また、上述の実施の形態では、処理炉における処理の内容はどのようなものであってもよく、例えば、酸化、拡散、アニール等であってもよい。
【００８０】
上述のように、本実施の形態によれば、スワップ搬送の有無に拘らず、ウエハの処理室内での無駄な滞留を防止することになるので、各ウエハに対するプロセス条件を同一にすることができ、ウエハ毎に膜厚の差異が生ずるといった問題も発生しない。
【００８１】
本発明を特定の態様により詳細に説明したが、本発明の精神および範囲を逸脱しないかぎり、様々な変更および改質がなされ得ることは、当業者には自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態による基板処理装置を上方から見た全体構成図である。
【図２】本実施の形態による基板処理装置を側方から見た全体構成図である。
【図３】本実施の形態による基板処理装置における処理炉の概略を示す構成図である。
【図４】本実施の形態による基板処理装置における処理の制御に関連するモジュールと処理の関連を示す図である。
【図５】ウエハが処理炉に搬入されるタイミングについて説明するための図である。
【図６】本実施の形態による基板処理方法における各ステップを示すフローチャートである。
【図７】従来の基板処理装置における処理の制御に関連するモジュールと処理の関連を示す図である。
【図８】１枚のウエハ処理に必要な処理シーケンスを示す図である。
【図９】複数枚のウエハに対して処理を行う場合の処理シーケンスの関係を示す図である。
【図１０】従来の基板処理装置における問題点について説明するための図である。
【符号の説明】
【００８３】
１１２  第一のウエハ移載機、１２４  第二のウエハ移載機、２０２  第一の処理炉、１３７  第二の処理炉、２００  ウエハ、９０１  ＣＰＵ、９０２  メモリ。
【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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【図８】
2007194481.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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