[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN110299304A - 基板处理装置、半导体装置的制造方法和记录介质 - Google Patents

基板处理装置、半导体装置的制造方法和记录介质 Download PDF

Info

Publication number
CN110299304A
CN110299304A CN201910198182.0A CN201910198182A CN110299304A CN 110299304 A CN110299304 A CN 110299304A CN 201910198182 A CN201910198182 A CN 201910198182A CN 110299304 A CN110299304 A CN 110299304A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
pedestal
board
process chamber
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910198182.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110299304B (zh
Inventor
广地志有
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INTERNATIONAL ELECTRIC CO Ltd
Original Assignee
INTERNATIONAL ELECTRIC CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INTERNATIONAL ELECTRIC CO Ltd filed Critical INTERNATIONAL ELECTRIC CO Ltd
Publication of CN110299304A publication Critical patent/CN110299304A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110299304B publication Critical patent/CN110299304B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67748Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber horizontal transfer of a single workpiece
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • H01L21/2686Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation using incoherent radiation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67259Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742Mechanical parts of transfer devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67763Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
    • H01L21/67766Mechanical parts of transfer devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明涉及基板处理装置、半导体装置的制造方法和记录介质。消除由基板处理装置等的基座的位置变化造成的对工序重现性的影响。本发明提供一种技术,具有:处理基板的处理室、向基板供给电磁波的电磁波供给部、对基板和抑制基板的边缘对电磁波的吸收的基座进行保持的基板保持部、搬运基板的基板搬运部、以及构成为通过基板搬运部修正基座位置的控制部。

Description

基板处理装置、半导体装置的制造方法和记录介质
技术领域
本发明涉及基板处理装置、半导体装置的制造方法和记录介质。
背景技术
作为半导体装置(半导体器件)的制造工序的一个工序,例如,存在以退火处理为代表的改性处理,该退火处理使用加热装置对处理室内的基板进行加热,使成膜于基板的表面的薄膜中的组成、晶体构造发生变化,或者修复所成膜的薄膜内的晶体缺陷等。在近年来的半导体器件中,小型化、高度集成化变得显著,与此相伴,要求针对形成了具有较高的宽高比的图案的高密度的基板的改性处理。作为这样的针对高密度基板的改性处理方法,例如研究使用了专利文献1所示的电磁波的热处理方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-070045号公报
在现有的使用了电磁波的处理中,由于需要设置在处理室内对因热处理而被高温加热的基板进行冷却的冷却工序,因此存在生产率降低的情况。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种即便是在设置了基板的冷却工序的情况下,也能够抑制生产率的降低的技术。
本发明的第2目的在于,提供一种改善为了在反应室内重复进行半导体基板处理而产生的基座位置变化,并能够实现工序重现性的技术。
为了实现上述的第2目的,根据本发明的一个方式,提供一种技术,其具有:处理室,其对基板进行处理;电磁波供给部,其向基板供给电磁波;基板保持部,其对基板和抑制基板的边缘对电磁波的吸收的基座进行保持;基板搬运部,其搬运基板;以及控制部,其构成为通过基板搬运部修正基座位置。发明效果。
根据本发明,可以提供一种能够抑制生产率的降低的基板处理装置。另外,根据本发明,可以提供一种能够通过修正基座位置来实现工序重现性的技术。
附图说明
图1是以处理炉的位置示出在本发明的实施方式中优选使用的基板处理装置的简要结构的纵向剖视图。
图2是表示在本发明的实施方式中优选使用的基板处理装置的简要结构的横向剖视图。
图3是以纵向剖视图示出在本发明的实施方式中优选使用的基板处理装置的处理炉部分的简要结构图。
图4是以冷却室的位置示出在本发明的实施方式中优选使用的基板处理装置的简要结构的纵向剖视图。
图5中的(A)是示意性地表示将晶圆向冷却室搬运的方法的图。图5中的(B)是示意性地表示将结束了冷却的晶圆从冷却室搬出的方法的图。
图6是在本发明的实施方式中优选使用的基板处理装置的控制器的简要结构图。
图7是表示实施例1的基板处理的流程的图。
图8是用于说明实施例2所涉及的进行基座位置修正的基板处理装置的动作的示意图。
图9是表示实施例2所涉及的进行基座位置修正的基板搬运部的一个结构例的图。
附图标记说明
125―作为基板搬运部的移载机,125a-1、302―低温用夹钳,125a-2、303―高温用夹钳,108―晶圆冷却用载置具(冷却工作台、CS),200―晶圆(基板),201―处理室,203―搬运室,204―冷却室,301―未处理半导体基板,307、309、314―基座,308―半导体基板,312、313―边缘把手。
具体实施方式
以下,基于附图,对用于实施本发明的各种方式进行说明。
[实施例1]
(1)基板处理装置的结构
实施例1所涉及的基板处理装置100构成为对1片或者多片晶圆实施各种热处理的单片式热处理装置,作为进行使用了后述的电磁波的退火处理(改性处理)的装置来进行说明。在本实施例的基板处理装置100中,使用FOUP(Front Opening Unified Pod:以下,称为晶圆盒)110作为将基板的晶圆200收容于内部的收纳容器(行星架)。晶圆盒110也可以用作用于将晶圆200在各种基板处理装置之间搬运的搬运容器。
如图1和图2所示,基板处理装置100具备:在内部具有搬运晶圆200的搬运室203的搬运壳体202、设置于搬运壳体202的侧壁并分别在内部具有处理晶圆200的处理室201-1、201-2的作为后述的处理容器的外壳102-1、102-2。另外,在处理室201-1、201-2之间设置有形成后述的冷却室204的冷却外壳109。
在作为搬运壳体202的前侧的图1的朝向右侧(图2的朝向下侧)处配置有作为晶圆盒开闭机构的装卸口单元(LP)106,该装卸口单元(LP)106用于开闭晶圆盒110的盖,将晶圆200搬入·搬出搬运室203。装卸口单元106具备:壳体106a、工作台106b、和开口器106c,工作台106b构成为载置晶圆盒110,使晶圆盒110接近形成于搬运室203的壳体前方的基板搬入搬出口134,通过开口器106c对设置于晶圆盒110的未图示的盖进行开闭。另外,装卸口单元106也可以具有能够利用N2气体等清洗气体清洗晶圆盒110内部的功能。另外,搬运壳体202具有用于使N2等清洗气体在搬运室203内循环的后述的清洗气体循环构造。
在作为搬运壳体202的后侧的图1的朝向左侧(图2的朝向上侧)处分别配置有开闭处理室201-1、201-2的闸阀(GV)205-1、205-2。在搬运室203设置有作为移载晶圆200的基板移载机构的基板移载机器人、作为基板搬运部的移载机125。移载机125由作为载置晶圆200的载置部的夹钳(臂)125a-1、125a-2、能够使夹钳125a-1、125a-2分别在水平方向上旋转或者直线移动的移载装置125b、以及使移载装置125b升降的移载装置升降器125c构成。通过夹钳125a-1、125a-2、移载装置125b、移载装置升降器125c的连续动作,形成能够向后述的基板保持件(基板保持部)217、冷却室204、晶圆盒110装填(Charging)或者卸载(Discharging)晶圆200的结构。以下,在无需分别对外壳102-1、102-2、处理室201-1、201-2、夹钳125a-1和125a-2进行特别区别来说明的情况下,仅记载为外壳102、处理室201、夹钳125a。
夹钳125a-1为通常的铝材质,使用于低温和常温的晶圆的搬运。夹钳125a-2为耐热性较高且热传导率较差的铝、石英部件等的材质,使用于高温和常温的晶圆的搬运。换句话说,夹钳125a-1为低温用的基板搬运部,夹钳125a-2为高温用的基板搬运部。高温用的夹钳125a-2例如也可以构成为具有100℃以上的耐热性,更加优选具有200℃以上的耐热性。在低温用夹钳125a-1上能够设置绘图传感器。通过在低温用夹钳125a-1上设置绘图传感器,由此能够进行装卸口单元106内的晶圆200的片数的确认、反应室201内的晶圆200的片数的确认、冷却室204内的晶圆200的片数的确认。
在本实施例中,虽将夹钳125a-1设为低温用夹钳,将夹钳125a-2设为高温用夹钳来进行说明,但不限定于此。也可以由耐热性较高且热传导率较差的铝、石英部件等材质构成夹钳125a-1,使用于高温和常温的晶圆的搬运,由通常的铝材质构成夹钳125a-2,使用于低温和常温的晶圆的搬运。另外,也可以由耐热性较高且热传导率较差的铝、石英部件等材质构成夹钳125a-1、125a-2双方。
(处理炉)
在由图1的虚线围起的区域A构成有具有图3所示的基板处理构造的处理炉。如图2所示,在本实施例中设置多个处理炉,但由于处理炉的结构相同,所以仅限对一个结构进行说明,省略其他的处理炉结构的说明。
如图3所示,处理炉具有作为由金属等反射电磁波的材料构成的空腔(处理容器)的外壳102。另外,由金属材料构成的帽凸缘(关闭板)104构成为经由省略了图示的作为密封部件的O型圈来封闭外壳102的上端。主要将外壳102与帽凸缘104的内侧空间构成为对硅晶圆等基板进行处理的处理室201。也可以在外壳102的内部设置使电磁波透过的石英制的未图示的反应管,还可以反应管内部成为处理室的方式构成处理容器。另外,也可以不设置帽凸缘104,使用封闭了顶棚的外壳102来构成处理室201。
在处理室201内设置有载置台210,在载置台210的上表面载置有作为保持作为基板的晶圆200的基板保持件的晶舟217。在晶舟217上以预定的间隔保持有作为处理对象的晶圆200、和以夹持晶圆200的方式载置于晶圆200的垂直方向上下的基座103a、103b。就该基座103a、103b而言,例如作为硅板(Si板)、碳化硅板(SiC板)等材料配置于晶圆200的上下,由此抑制电场强度集中在晶圆200的边缘。即,基座抑制晶圆的边缘对电磁波的吸收。另外,也可以在基座103a、103b的上表面和下表面以预定的间隔保持有作为隔热板的石英板101a、101b。在本实施例中,石英板101a、101b与基座103a、103b分别由相同的部件构成,之后,在不需要特别区别来说明的情况下,称为石英板101、基座103来进行说明。
作为处理容器的外壳102例如横截面为圆形,构成为平坦的封闭容器。另外,作为下部容器的搬运壳体202例如由铝(Al)、不锈钢(SUS)等金属材料、或者石英等构成。此外,有时也将被外壳102围起的空间称为作为处理空间的处理室201或者反应区域201,将被搬运壳体202围起的空间称为作为搬运空间的搬运室或者搬运区域203。此外,处理室201和搬运室203不局限于如本实施例那样在水平方向上邻接地构成,也可以设为在垂直方向上邻接,并使具有预定的构造的基板保持件进行升降的结构。
如图1、图2和图3所示,在搬运壳体202的侧面设置有与闸阀205邻接的基板搬入搬出口206,晶圆200经由基板搬入搬出口206在处理室201与搬运室203之间移动。在闸阀205或者基板搬入搬出口206的周边设置有具有所使用的电磁波的1/4波长的长度的扼流构造,来作为后述的电磁波的泄露对策。
在外壳102的侧面设置有作为以后详细描述的加热装置的电磁波供给部,从电磁波供给部被供给的微波等电磁波被导入处理室201而对晶圆200等进行加热,从而对晶圆200进行处理。
载置台210被作为旋转轴的轴255支承。轴255贯通处理室201的底部,进而在处理室201的外部连接于进行旋转动作的驱动机构267。通过使驱动机构267进行动作而使轴255和载置台210旋转,由此能够使载置于晶舟217上的晶圆200旋转。此外,轴255下端部的周围被波纹管212覆盖,从而处理室201和搬运区域203内保持为气密。
这里,载置台210也可以构成为与基板搬入搬出口206的高度对应地,通过驱动机构267,在晶圆200的搬运时以晶圆200成为晶圆搬运位置的方式进行上升或者下降,在晶圆200的处理时使晶圆200上升或者下降至处理室201内的处理位置(晶圆处理位置)。
在处理室201的下方,且在载置台210的外周侧设置有排出处理室201的气氛的排气部。如图3所示,在排气部设置有排气口221。在排气口221连接有排气管231,在排气管231按顺序串联地连接有与处理室201内的压力对应地控制阀开度的APC阀等压力调整器244、真空泵246。
这里,压力调整器244只要能够接收处理室201内的压力信息、来自后述的压力传感器245的反馈信号并调整排气量,则不局限于APC阀,也可以构成为并用通常的开闭阀和压力调整阀。
排气部(也称为排气系统或者排气管道)主要由排气口221、排气管231、压力调整器244构成。此外,也可以构成为以包围载置台210的方式设置排气口,能够从晶圆200的整周排出气体。另外,也可以在排气部的结构中添加真空泵246。
在帽凸缘104设置有将惰性气体、原料气体、反应气体等用于各种基板处理的处理气体供给至处理室201内的气体供给管232。在该气体供给管中232从上游起按顺序设置有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)241和作为开闭阀的阀243。在气体供给管232的上游侧例如连接有作为惰性气体的氮气(N2)气体源,并经由MFC241、阀243向处理室201内供给。当在进行基板处理时使用多种气体的情况下,使用在比气体供给管232的阀243更靠下游侧连接了从上游侧按顺序设置有作为流量控制器的MFC和作为开闭阀的阀的气体供给管的结构,由此能够供给多种气体。也可以针对每个气体种类,设置设有MFC、阀的气体供给管。
气体供给系统(气体供给部)主要由气体供给管232、MFC241、阀243构成。当在气体供给系统中流动惰性气体的情况下,也称为惰性气体供给系统。作为惰性气体,除了N2气体之外,例如能够使用Ar气体、He气体、Ne气体、Xe气体等稀有气体。
在帽凸缘104上设置有温度传感器263,作为非接触式的温度测定装置。基于由温度传感器263检测出的温度信息,调整后述的微波振荡器655的输出,由此对基板进行加热,从而基板温度成为所希望的温度分布。温度传感器263例如由IR(Infrared Radiation,红外辐射)传感器等辐射温度计构成。温度传感器263设置为测定石英板101a的表面温度、或者晶圆200的表面温度。在设置有作为上述的发热体的基座的情况下,也可以构成为测定基座的表面温度。此外,当在本实施例中记载为晶圆200的温度(晶圆温度)的情况下,说明为是指如下情况:表示根据后述的温度转换数据转换而得的晶圆温度,即推测出的晶圆温度的情况、表示通过温度传感器263直接测定并取得晶圆200的温度的温度的情况、以及表示上述情况双方的情况。
也可以通过温度传感器263相对于石英板101或者基座103与晶圆200分别预先取得温度变化的推移,由此使表示石英板101或者基座103与晶圆200的温度的相关关系的温度转换数据存储于存储装置121c或者外部存储装置123。这样预先生成温度转换数据,由此对于晶圆200的温度而言,通过仅测定石英板101的温度,就能够推测晶圆200的温度,从而能够基于推测出的晶圆200的温度进行微波振荡器655的输出,即加热装置的控制。
此外,作为测定基板的温度的手段,不局限于上述的辐射温度计,可以使用热电偶进行温度测定,也可以并用热电偶和非接触式温度计来进行温度测定。但是,在使用热电偶进行了温度测定的情况下,需要将热电偶配置于晶圆200的附近来进行温度测定。即,需要在处理室201内配置热电偶,因此热电偶本身会被从后述的微波振荡器供给的微波加热,因此无法准确地测温。因此,优选将非接触式温度计使用为温度传感器263。
另外,温度传感器263不局限于设置于帽凸缘104,也可以设置于载置台210。另外,温度传感器263不仅直接设置于帽凸缘104、载置台210,也可以构成为利用镜子等反射来自设置于帽凸缘104、载置台210的测定窗的辐射光而间接地进行测定。另外,温度传感器263不局限于设置一个,也可以设置多个。
在外壳102的侧壁设置有电磁波导入端口653-1、653-2。在电磁波导入端口653-1、653-2分别连接有用于向处理室201内供给电磁波(微波)的导波管654-1、654-2的各自的一端。在导波管654-1、654-2各自的另一端连接有向处理室201内供给电磁波而对处理室201进行加热的作为加热源的微波振荡器(电磁波源)655-1、655-2。微波振荡器655-1、655-2将微波等电磁波分别供给至导波管654-1、654-2。另外,微波振荡器655-1、655-2使用磁控管、速调管等。以下,电磁波导入端口653-1、653-2、导波管654-1、654-2、微波振荡器655-1、655-2在不需要特别将它们区别来说明的情况下,记载为电磁波导入端口653、导波管654、微波振荡器655来进行说明。
由微波振荡器655产生的电磁波的频率优选被控制为13.56MHz以上且24.125GHz以下的频率范围。进而适当地,优选控制为2.45GHz或者5.8GHz的频率。这里,微波振荡器655-1、655-2的各自的频率可以为相同的频率,也可以以不同的频率设置。
另外,在本实施例中,微波振荡器655记载为在外壳102的侧面配置两个,但不局限于此,只要设置一个以上即可,另外,也可以配置为设置于外壳102的对置的侧面等不同的侧面。主要由微波振荡器655―1、655-2、导波管654-1、654-2和电磁波导入端口653-1、653-2构成作为加热装置的电磁波供给部(也称为电磁波供给装置、微波供给部、微波供给装置)。
在微波振荡器655-1、655-2分别连接有后述的控制器121。在控制器121连接有测定收容于处理室201内的石英板101a或101b、或者晶圆200的温度的温度传感器263。温度传感器263通过上述的方法测定石英板101、或者晶圆200的温度并发送至控制器121,通过控制器121控制微波振荡器655-1、655-2的输出,控制晶圆200的加热。此外,作为加热装置的加热控制的方法,能够使用通过控制向微波振荡器655输入的电压而控制晶圆200的加热的方法、通过变更将微波振荡器655的电源接通的时间和断开的时间的比率而控制晶圆200的加热的方法等。
这里,微波振荡器655-1、655-2被从控制器121发送的相同的控制信号控制。但是,不局限于此,也可以构成为从控制器121分别向微波振荡器655-1、655-2发送不同的控制信号,由此单独地控制微波振荡器655-1、655-2。
(冷却室)
如图2和图4所示,在搬运室203的侧面,且在处理室201-1、201-2之间以距处理室201-1、201-2成为大致相等距离的位置,具体而言距处理室201-1、201-2的基板搬入搬出口206的搬运距离成为大致相同距离的方式,通过冷却外壳109形成作为冷却区域的冷却室(冷却区域,也称为冷却部)204,该冷却室204对实施了预定的基板处理的晶圆200进行冷却。在冷却室204的内部设置有具有与作为基板保持件的晶舟217相同的构造的晶圆冷却用载置具(也称为冷却工作台,以下记载为CS)108。如后述的图5所示,CS108构成为通过多个晶圆保持槽107a~107d在垂直多层水平保持多片晶圆200。另外,在冷却外壳109设置有作为冷却室用清洗气体供给部的气体供给喷嘴(冷却室用气体供给喷嘴)401,该气体供给喷嘴401经由气体供给配管(冷却室用气体供给配管)404以预先决定的第1气体流量供给作为清洗冷却室204内的气氛的清洗气体(冷却室用清洗气体)的惰性气体。气体供给喷嘴401可以为喷嘴端部开口的开口喷嘴,优选使用在面对CS108侧的喷嘴侧壁设置有多个气体供给口的多孔喷嘴。另外,气体供给喷嘴401也可以设置多个。此外,从气体供给喷嘴401供给的清洗气体也可以用作冷却载置于CS108的处理后的晶圆200的冷却气体。
如图2所示,冷却室204优选设置于处理室201-1和处理室201-2之间。由此,能够将处理室201-1与冷却室204的移动距离(移动时间)和处理室201-2与冷却室204的移动距离形成为相同,从而能够将生产间隔时间形成相同。另外,在处理室201-1与处理室201-2之间设置冷却室204,由此能够提高搬运生产率。
如图5所示,设置于冷却室204的内部的CS108能够保持4片晶圆200。换句话说,CS108构成为能够冷却被处理室201-1或者201-2加热的晶圆200的片数(2片)的至少2倍的晶圆200(4片)。
另外,在冷却室204设置有用于排出冷却室用清洗气体的排气口405、用于调节气体排气量的作为冷却室用排气阀的开闭阀(或者APC阀)406、以及作为冷却室用排气配管的排气配管407。在开闭阀406的后段的排气配管407也可以设置用于积极地排出冷却室204内的气氛的未图示的冷却室用真空泵。排气配管407也可以连接于用于使后述的搬运室203内的气氛循环的清洗气体循环构造而进行循环。
另外,在冷却外壳109设置有检测冷却室204内的压力的冷却室用压力传感器(冷却室用压力计)408,为了将由搬运室用压力传感器(搬运室用压力计)180检测出的搬运室内的压力与冷却室204内的差压形成恒定,通过后述的控制器121,控制作为冷却室用MFC的MFC403、作为冷却室用阀的阀402来实施清洗气体的供给或者供给停止,另外,控制开闭阀405与冷却室用真空泵而能够控制清洗气体的排气或者排气停止。通过这些控制,能够进行冷却室204内的压力控制、以及载置于CS108的晶圆200的温度控制。此外,主要由气体供给喷嘴401、阀402、MFC403、气体供给配管404构成冷却室用气体供给系统(第1气体供给部),另外,冷却室用气体排气系统(冷却室用气体排气部)主要由排气口405、开闭阀406、排气配管407构成。在冷却室用气体排气系统中也可以包含冷却室用真空泵。另外,在冷却室204内也可以设置有用于测定载置于CS108的晶圆200的温度的未图示的温度传感器。这里,晶圆保持槽107a~107d分别在不需要特别区别来说明的情况下,仅记载为晶圆保持槽107。
(控制装置)
如图6所示,作为控制部(控制装置、控制手段)的控制器121构成为具备了CPU(Central Processing Unit,中央处理器)121a、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)121b、存储装置121c、I/O端口121d的计算机。RAM121b、存储装置121c、I/O端口121d构成为能够经由内部总线121e与CPU121a进行数据交换。在控制器121例如连接有构成为触摸面板等的输入输出装置122。
存储装置121c例如由闪存、HDD(Hard Disk Drive,硬盘驱动器)等构成。在存储装置121c内以能够读出的方式储存有控制基板处理装置的动作的控制程序、记载有退火(改性)处理的顺序、条件等的工序方法等。工序方法使控制器121执行后述的基板处理工序中的各顺序,以能够获得预定的结果的方式进行组合,从而作为程序发挥功能。以下,总称该工序方法、控制程序等,也简称为程序。另外,将工序方法也简称为方法。当在本说明书中使用了称为程序的术语的情况下,存在仅包含方法单体的情况、仅包含控制程序单体的情况、或者包含它们双方的情况。RAM121b构成为暂时保持由CPU121a读出的程序、数据等的存储器区域(工作区域)。
I/O端口121d连接于上述的移载机125、MFC241、阀243、压力传感器245、APC阀244、真空泵246、温度传感器263、驱动机构267、微波振荡器655等。
CPU121a构成为从存储装置121c读出并执行控制程序,并且与来自输入输出装置122的操作指令的输入等对应地从存储装置121c读出方法。CPU121a构成为以按照读出的方法的内容的方式,控制由移载机进行的基板的移载动作、由MFC241进行的各种气体的流量调整动作、阀243的开闭动作、由基于压力传感器245的APC阀244进行的压力调整动作、真空泵246的起动和停止、基于温度传感器263的微波振荡器655的输出调整动作、驱动由机构267进行的载置台210(或者晶舟217)的旋转和旋转速度调节动作、或者升降动作等。
控制器121能够通过将储存于外部存储装置(例如,硬盘等磁盘、CD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器等半导体存储器)123的上述的程序安装于计算机而构成。存储装置121c、外部存储装置123构成为计算机能够读取的记录介质。以下,将这些总称,也简称为记录介质。当在本说明书中使用了称为记录介质的术语的情况下,存在仅包含存储装置121c单体的情况、仅包含外部存储装置123单体的情况、或者包含它们双方的情况。此外,就向计算机提供程序而言,也可以不使用外部存储装置123,而使用网络、专用线路等通信手段。
(2)基板处理工序
接下来,使用上述的基板处理装置100的处理炉,作为半导体装置(器件)的制造工序的一个工序,例如,按照图7所示的处理流程对形成于基板上的作为含硅膜的非晶硅膜的改性(晶体化)方法的一个例子进行说明。在以下的说明中,构成基板处理装置100的各部的动作被控制器121控制。另外,与上述的处理炉构造相同地,即使在本实施例的基板处理工序中,针对处理内容即方法在被设置为多个的处理炉中也使用相同的方法,因此限于对使用了一方的处理炉的基板处理工序进行说明,省略使用其他的处理炉的基板处理工序的说明。
这里,当在本说明书中使用了称为“晶圆”的术语的情况下,存在表示晶圆本身的情况、表示晶圆与形成于其表面的预定的层、膜的层叠体的情况。当在本说明书中使用了称为“晶圆的表面”的术语的情况下,存在表示晶圆本身的表面的情况、表示形成于晶圆上的预定的层等的表面的情况。当在本说明书中记载为“在晶圆上形成预定的层”的情况下,存在表示在晶圆本身的表面上直接形成预定的层的情况、表示在形成于晶圆上的层等上形成预定的层的情况。在本说明书中使用了称为“基板”、“半导体基板”的术语的情况也与使用了称为“晶圆”的术语的情况同义。
(基板取出工序(S801))
如图1所示,移载机125从通过装卸口单元106而开口的晶圆盒110取出成为处理对象的预定片数的晶圆200,在夹钳125a-1、125a-2双方载置晶圆200。换句话说,在低温用的夹钳125a-1、高温用的夹钳125a-2载置2片晶圆,从晶圆盒110取出2片晶圆。
(基板搬入工序(S802))
如图1和图3所示,载置于夹钳125a-1、125a-2双方的晶圆200通过闸阀205的开闭动作而被搬入(晶舟装载)预定的处理室201。换句话说,将载置于低温用的夹钳125a-1、高温用的夹钳125a-2的2片晶圆搬入处理室201。
(炉内压力·温度调整工序(S803))
在晶舟217向处理室201内的搬入结束之后,控制处理室201内的气氛以便使处理室201内成为预定的压力(例如10~102000Pa)。具体而言,通过真空泵246进行排气,并且基于由压力传感器245检测出的压力信息反馈控制压力调整器244的阀开度,而使处理室201内形成预定的压力。另外,也可以控制为同时控制电磁波供给部作为预备加热,而加热至预定的温度(S803)。在通过电磁波供给部升温至预定的基板处理温度的情况下,为了使晶圆200不变形/不破损的方式,优选以小于后述的改性工序的输出的输出进行升温。此外,当在大气压下进行基板处理的情况下,也可以不进行炉内压力调整,而在仅进行了炉内的温度调整后,控制为转入后述的惰性气体供给工序S804。
(惰性气体供给工序(S804))
若通过炉内压力·温度调整工序S803将处理室201内的压力与温度控制为预定的值,则驱动机构267使轴255旋转,并经由载置台210上的晶舟217使晶圆200旋转。此时,经由气体供给管232供给氮气气体等惰性气体(S804)。而且,此时,处理室201内的压力被调整为10Pa以上且102000Pa以下的范围的预定的值,且例如为101300Pa以上且101650Pa以下。此外,轴也可以在基板搬入工序S402时,即在将晶圆200搬入处理室201内结束后旋转。
(改性工序(S805))
若将处理室201内维持为预定的压力,则微波振荡器655经由上述的各部向处理室201内供给微波。通过向处理室201内供给微波,由此将晶圆200加热为100℃以上且1000℃以下的温度,优选加热为400℃以上且900℃以下的温度,更加优选加热为500℃以上且700℃以下的温度。利用这样的温度进行基板处理,由此成为晶圆200高效地吸收微波的温度下的基板处理,能够提高改性处理的速度。换言之,若使晶圆200的温度在低于100℃的温度,或者高于1000℃的温度下进行处理,则晶圆200的表面变质,从而难以吸收微波,因此难以对晶圆200进行加热。因此,优选在上述的温度区内进行基板处理。
在利用微波的加热方式进行加热的本实施例中,与使用多模式涂抹器的实施例2的结构不同,在处理室201产生驻波,在晶圆200(在载置有基座103的情况下,基座103也与晶圆200相同)上产生局部被加热的加热集中区域(热点)和除此以外的不被加热的区域(非加热区域),从而抑制晶圆200(在载置有基座103的情况下,基座103也与晶圆200相同)变形,因此通过控制电磁波供给部的电源的开/关,而抑制在晶圆200产生热点。此时,将电磁波供给部的供给电力形成低输出,由此控制为热点的影响变小,从而也能够抑制晶圆200的变形。但是,在该情况下,照射至晶圆200、基座103的能量变小,因此升温温度也变小,从而需要增长加热时间。
这里,如上所述,温度传感器263为非接触式的温度传感器,若在作为测定对象的晶圆200(基座103也与晶圆200相同地)产生变形、错位、破损,则温度传感器监视的晶圆200的位置、相对于晶圆200的测定角度变化,因此测定值(监视值)变得不准确,从而测定温度会急剧地变化。在本实施例中,将辐射温度计的测定温度伴随着这样的测定对象的变形、破损而急剧地变化的情况利用为进行电磁波供给部的开/关的触发条件。此外,相对于基座的错位,如在实施例2中详述的那样,通过基座的位置的修正处理进行应对。
如以上那样控制微波振荡器655,由此对晶圆200进行加热,使形成于晶圆200表面上的非晶硅膜向多晶硅膜改性(晶体化)(S805)。即,能够将晶圆200均匀地改性。此外,在晶圆200的测定温度超过上述的阈值增高或降低的情况下,也可以控制为不将微波振荡器655关闭,而降低微波振荡器655的输出,由此使晶圆200的温度成为预定的范围的温度。在该情况下,若晶圆200的温度返回预定的范围的温度,则控制为提高微波振荡器655的输出。
若经过预先设定的处理时间,则停止晶舟217的旋转、气体的供给、微波的供给以及排气管的排气。
(基板搬出工序(S806))
在使处理室201内的压力复原成大气压后,释放闸阀205,而使处理室201与搬运室203空间上连通。之后,通过移载机125的高温用的夹钳125a-2将载置于晶舟217的加热(处理)后的1片晶圆200,搬出至搬运室203(S806)。
(基板冷却工序(S807))
被高温用的夹钳125a-2搬出的加热(处理)后的1片晶圆200通过移载装置125b、移载装置升降器125c的连续动作,而移动至冷却室204,而被高温用的夹钳125a-2载置于CS108。具体而言,如图5的(A)所示,被高温用的夹钳125a-21保持的改性处理S805后的晶圆200a被移送至设置于CS108的晶圆保持槽107b,载置预定时间,由此冷却晶圆200a(S807)。此时,如图5的(B)所示,在载置有已经先被CS108冷却的冷却结束晶圆200b的情况下,将改性处理S805结束后的晶圆200a载置于晶圆保持槽107b后的高温用的夹钳125a-2和低温用的夹钳125a-1将2片冷却结束的晶圆200b向装卸口、即向晶圆盒110搬运。
当在处理室201内的晶舟217上一并加热(处理)2片晶圆200的情况下,基板搬出工序(S806)和基板冷却工序(S807)连续被实施多次(在该例中,为2次),由此2片高温的晶圆200a被高温用的夹钳125a-2一片一片地载置于CS108。此时,当在CS108载置有2片冷却结束的晶圆200b的情况下,2片冷却结束的晶圆200b被高温用的夹钳125a-2和低温用的夹钳125a-1从CS108向晶圆盒110搬出。由此,能够缩短高温用的夹钳125a-2保持高温的晶圆200a的时间,因此能够减少对移载机125的热负荷。另外,也能够增长冷却晶圆200的时间。
如以上那样,设置高温用的夹钳125a-2,不使处理室201内的加热(处理)后的高温的晶圆200a在处理室201内例如冷却至成为100℃以下,而保持相对的高温,使用高温用的夹钳125a-2,使其向冷却室204内的CS108移动。
(基板收容工序(S808))
对于通过基板冷却工序S807冷却的晶圆200而言,通过低温用的夹钳125a-1和高温用的夹钳125a-2,将被冷却的2片晶圆从冷却室204取出,并搬运至预定的晶圆盒110。这样通过组合晶圆的1片搬运(向冷却室204的搬入)和2片搬运(从冷却室204的搬运),能够使晶圆200的搬运时间高速化。
重复以上的动作,由此晶圆200被改性处理,移至接下来的基板处理工序。另外,虽然说明了构成为通过使晶圆200在晶舟217载置2片来进行基板处理,但并不局限于此,可以在分别设置于处理室201-1、201-2的晶舟217上一片一片地载置并进行相同的处理,也可以进行对换处理,由此使晶圆200两片两片地在处理室201-1、201-2中进行处理。此时,也可以控制晶圆200的搬运目的地使得在处理室201-1、201-2分别进行的基板处理的次数一致。通过这样控制,由此各处理室201-1、201-2的基板处理的实施次数变得恒定,从而能够高效地进行维护等维护作业。例如,在前次搬运了晶圆200的处理室是处理室201-1的情况下,可以通过接下来的晶圆200的搬运目的地控制为处理室201-2,由此能够控制各处理室201-1、201-2中的基板处理的实施次数。
根据本实施例的基板处理装置,能够获得以下所示的一个或者多个效果。
(I)构成为使用基板搬运部(125),使从晶圆盒110搬入处理室201的晶圆200的片数(2片)多于从处理室201搬入冷却室204的晶圆200的片数(1片)。组合晶圆200的1片搬运和2片搬运,由此能够使晶圆200的搬运时间高速化。
(II)能够不使处理室201内的加热(处理)后的高温的晶圆200在处理室201内冷却,而保持较高的高温,并使用高温用的夹钳125a-2,向冷却室204内的CS108移动。因此,能够提高处理室201的利用效率,从而能够提高晶圆200的改性处理等的生产率。
(III)构成为冷却室204设置于处理室201-1和处理室201-2之间。由此,能够使处理室201-1与冷却室204的移动距离(移动时间)和处理室201-2与冷却室204的移动距离相同,从而能够使生产间隔时间相同。
(IV)在处理室201-1与处理室201-2之间设置冷却室204,由此能够提高晶圆200的搬运生产率。
(V)构成为设置于冷却室204的内部的CS108能够保持4片晶圆200。换句话说,CS108构成为能够冷却被处理室201-1或者201-2加热的晶圆200的片数(2片)的至少2倍的晶圆200(4片)。当在处理室201内的晶舟217上一并加热(处理)2片晶圆200的情况下,2片高温的晶圆200被高温用的夹钳125a-2一片一片地载置于CS108。此时,当在CS108载置有2片冷却结束的晶圆200b的情况下,2片冷却结束的晶圆200b被高温用的夹钳125a-2和低温用的夹钳125a-1从CS108向晶圆盒110搬出。由此,能够缩短高温用的夹钳125a-2保持高温的晶圆200a的时间,因此能够减少对移载机125的热负荷。
以上说明的实施例1的结构能够适当地变更来使用,从而也能够获得其效果。例如,在上述的说明中,作为以硅为主要成分的膜,记载了将非晶硅膜向多晶硅膜改性的处理,但不局限于此,也可以供给包含氧(O)、氮(N)、碳(C)、氢(H)中的至少一个以上的气体,使形成于晶圆200的表面的膜改性。例如,当在晶圆200上形成有作为高介电膜的氧化铪膜(HfxOy膜)的情况下,一边供给包含氧的气体一边供给微波并进行加热,由此能够补充氧化铪膜中的缺损的氧,而提高高介电膜的特性。
此外,这里示出了氧化铪膜,但不局限于此,即便是在对包含含有铝(Al)、钛(Ti)、锆(Zr)、钽(Ta)、铌(Nb)、镧(La)、铈(Ce)、钇(Y)、钡(Ba)、锶(Sr)、钙(Ca)、铅(Pb)、钼(Mo)、钨(W)等至少任一个的金属元素的氧化膜,即金属类氧化膜进行改性的情况下,也能够适当应用。即,即便是在晶圆200上对TiOCN膜、TiOC膜、TiON膜、TiO膜、ZrOCN膜、ZrOC膜、ZrON膜、ZrO膜、HfOCN膜,HfOC膜,HfON膜、HfO膜、TaOCN膜、TaOC膜、TaON膜、TaO膜、NbOCN膜、NbOC膜、NbON膜、NbO膜、AlOCN膜、AlOC膜、AlON膜、AlO膜、MoOCN膜、MoOC膜、MoON膜、MoO膜、WOCN膜、WOC膜、WON膜、WO膜进行改性的情况下,也能够适当地应用上述的成膜顺序。
另外,不局限于高介电膜,也可以对以掺杂有杂质的硅为主要成分的膜进行加热。作为以硅为主要成分的膜,存在氮化硅膜(SiN膜)、氧化硅膜(SiO膜)、碳氧化硅膜(SiOC膜)、碳氮氧化硅膜(SiOCN膜)、氮氧化硅膜(SiON膜)等Si类氧化膜。作为杂质,例如,包含溴(B)、碳(C)、氮(N)、铝(Al)、磷(P)、镓(Ga)、砷(As)等至少一个以上。
另外,也可以甲基丙烯酸甲酯树脂(Polymethyl methacrylate:PMMA)、环氧树脂、酚醛清漆树脂、聚乙烯基苯基树脂等至少任意一个为基础的抗蚀剂膜。
另外,以上记载了半导体装置的制造工序的一个工序,但不局限于此,也能够应用于液晶面板的制造工序的图案成型处理、太阳电池的制造工序的图案成型处理、功率器件的制造工序的图案成型处理等的处理基板的技术。
[实施例2]
实施例2是在实施例1中说明的基板处理装置的基板搬出工序(S806))中,不仅进行基板的搬出,还进行基座的位置修正、处理结束基板的搬出、未处理的基板的搬入等的基板处理装置的实施例。即,本实施例是具备处理基板的处理室、向基板供给电磁波的电磁波供给部、对基板和抑制基板的边缘对电磁波的吸收的基座进行保持的基板保持部、搬运基板的基板搬运部、构成为通过基板搬运部修正基座的位置的控制部的基板处理装置的实施例。
在实施例1中说明的图7的基板处理的流程图中,在基板搬出工序(S806)中,将载置于晶舟的加热处理后的基板搬出至搬运室,但在本实施例中,不仅进行基板的搬出,还进行基座的位置修正、处理结束的基板的搬出(从晶舟的取出)、未处理的基板的搬入(向晶舟的载置)。
在反应室为多模式涂抹器的情况下,成为尺寸大于波长的反应室,微波在反应室内重叠反射,而存在多个微波模式,因此在没有用于将半导体基板上的电磁场分布形成均匀的基座的情况下,通过微波边缘效果在半导体基板的端部集中电场,从而产生异常加热,进而半导体基板的面内温度均匀性非常差,因温度差而使半导体基板大幅翘曲,最差的情况下,将导致半导体基板破裂。
因此,需要设置包含边缘效果抑制的基座,但即便在设置了基座的情况下,也因微波加热而对半导体基板直接进行加热,因此在使半导体基板的温度升高的情况下,基板温度变得不均匀。其结果是,半导体基板伴随着温度上升而翘曲,从而设置基座的位置偏移。这样若基座的位置变化,则半导体基板与基座之间的电磁场分布变化,会对工序重现性产生影响。
为了解决这样的问题,实施例2提供一种通过基板搬运部修正基座错位,从而能够实现良好的工序重现性的基板处理装置。即,如图8所示,构成为在反应室中在一片或层叠的半导体基板308与该半导体基板的上下设置抑制半导体基板的边缘效果的基座307、309,通过具有边缘把手的大气机器人的高温用夹钳303修正半导体基板308和基座307、309的位置。作为进行该基座的位置修正、进一步进行处理结束基板的搬出等的顺序,例如,接下来示出四个方式。
(I)在基座的位置修正后,搬出处理结束的半导体基板。
如图8所示,首先,修正上基座的位置,为了进行上半导体基板的交换(SWAP),通过装卸口单元(LP)将未处理基板301载置于低温用夹钳302,打开闸阀(GV)。在处理室(PM)中使用高温用夹钳303进行上部基座307的位置修正处理。之后,将上部的处理结束的半导体基板308载置于高温用夹钳303并从晶舟取出,通过低温用夹钳302将未处理基板301载置于上部基板保持位置。之后,通过高温用夹钳303将处理结束的半导体基板308从处理室向晶圆冷却用载置具(冷却工作台:CS)搬出。
继续修正下基座的位置,为了进行下半导体基板的SWAP,通过LP将处理前的基板载置于低温用夹钳302,在处理室中通过高温用夹钳303进行下部基座309的位置修正处理。在处理室中将下部的处理结束的半导体基板308载置于高温用夹钳303并从晶舟取出,使用低温用夹钳302将未处理基板301载置于下部基板保持位置,关闭GV,开始基板处理。另外,使用高温用夹钳303将处理结束的半导体基板308从处理室向CS搬出。
(II)在搬出处理结束基板后,进行基座位置修正。
在本方式的情况下,首先,通过LP将未处理基板301载置于低温用夹钳302,打开GV,在处理室中将上部的处理结束的半导体基板308载置于高温用夹钳303并从晶舟取出,通过低温用夹钳302将未处理基板301载置于上部基板保持位置。另外,在通过高温用夹钳303将处理结束的半导体基板308从处理室向CS搬出后,在处理室中通过高温用夹钳303进行上部基座307的位置修正处理。接下来,在处理室中将下部的处理结束的半导体基板308载置于高温用夹钳303并从晶舟取出,通过低温用夹钳302将未处理基板301载置于下部基板保持位置。在通过高温用夹钳303将处理结束的半导体基板308从PM向CS搬运后,在处理室中使用高温用夹钳303,进行下部基座309的位置修正处理。关闭GV,开始基板处理。
(III)在搬出2片处理结束基板后,且载置未处理基板后,进行基座位置修正。
在本方式中,首先打开GV,在处理室中在高温用夹钳303载置上部的处理结束的半导体基板308,通过高温用夹钳303将处理结束的半导体基板308从处理室向CS搬出。在处理室中在高温用夹钳303载置下部的处理结束的半导体基板308,通过高温用夹钳303将处理结束的半导体基板308从处理室向CS搬运。通过LP将2片未处理基板301载置于低温用夹钳302和高温用夹钳303,在处理室中将2片未处理基板301载置于上部基板保持位置和下部基板保持位置。在处理室中通过高温用夹钳303进行上部基座307的位置修正处理。接着,在处理室中通过高温用夹钳303进行下部的基座309的位置修正处理,关闭GV,开始基板处理。
(IV)在搬出2片处理结束基板后,且在载置未处理基板前,修正基座的位置。
在本方式中,首先打开GV,在处理室中在高温用夹钳303载置上部的处理结束的半导体基板308,通过高温用夹钳303将处理结束的半导体基板308从处理室向CS搬出。在处理室中在高温用夹钳303载置下部的处理结束的半导体基板308,通过高温用夹钳303将处理结束的半导体基板308从处理室向CS搬运。然后,在处理室中通过高温用夹钳303进行上部基座307的位置修正处理。接着,在处理室中通过高温用夹钳303进行下部的基座309的位置修正处理。之后,通过LP将2片未处理基板301载置于低温用夹钳302和高温用夹钳303,在处理室中将2片未处理基板301载置于上部基板保持位置和下部基板保持位置,关闭GV,开始基板处理。此外,在以上的本实施例的各方式中使用的低温的晶圆的搬入等所使用的低温用夹钳302优选为通常的铝材质,高温和常温的晶圆的搬运所使用的高温用夹钳303优选为耐热性较高且热传导率较差的铝、石英部件等材质。
另外,在本实施例中,每当进行1FOUP(基板25片)的处理,便进行1次的基座的位置修正处理。即,在1处理中进行2片基板处理,因此每进行13次的处理,便进行基座的位置修正处理。例如,在以微波10KW,且1次的处理时间为2分钟的情况下,每当进行1FOUP(基板25片)处理,每隔26分钟进行1次的基座位置修正处理。实施这样的基座位置修正的时机是在半导体基板处理前后的任一个每次都进行修正为最适当的方法,但若考虑生产率的降低,则通过预定半导体基板的处理次数、微波加热的照射时间等,也能够每隔其处理次数、照射时间来实施。即,在重复进行预定次数半导体基板的处理后在基板搬运部修正基座的位置、或者在电磁波的照射时间经过了预定时间后基板搬运部修正基座的位置。
图9示意性地示出了通过作为本实施例的基板搬运部的低温用、高温用夹钳的边缘把手夹持基座等的情况下的一个例子。如该图所示,通过基板搬运部的各夹钳311的边缘把手312、313夹持半导体基板、基座314的边缘,由此修正位置。
这样,根据本实施例,在多模式涂抹器的反应室中,在实施半导体基板处理的前后,通过大气机器人进行把持,由此能够将基座的位置修正成原来的设置位置。由此,基座返回原来的设置位置,因此不对半导体基板处理带来影响,能够确保工序重现性。
此外,本发明不限定于上述的实施例,包含各种变形例。例如,上述的实施例是为了更好地理解本发明而详细地说明的例子,未必限定于具备说明的全部的结构。另外,能够将某实施例的结构的一部分置换成其他的实施例的结构,另外,能够在某实施例的结构中添加其他的实施例的结构。另外,能够针对各实施例的结构的一部分,进行其他的结构的追加/删除/置换。
另外,上述的各结构、功能、控制装置等说明了制作实现它们的一部分或者全部的程序的例子,但不言而喻也可以通过例如在集成电路中设计它们的一部分或者全部等而由硬件实现。即,处理部的全部或者一部分的功能也可以代替程序,例如由ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit,专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)等集成电路等实现。

Claims (18)

1.一种基板处理装置,其特征在于,具有:
处理室,其处理基板;
电磁波供给部,其向所述基板供给电磁波;
基板保持部,其对至少一个所述基板和抑制所述基板的边缘对所述电磁波的吸收的至少一个基座进行保持;
基板搬运部,其搬运所述基板;以及
控制部,其构成为通过所述基板搬运部修正所述基座的位置。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
在处理所述基板之前或者处理所述基板之后,所述控制部以修正所述基座的位置的方式控制所述基板搬运部。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
在由所述基板搬运部将在所述处理室内进行了处理的基板从所述处理室搬出之前或者从所述处理室搬出之后,所述控制部以修正所述基座的位置的方式控制所述基板搬运部。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述基座至少配置于所述基板的上表面和下表面。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
在重复进行预定次数所述基板的处理之后,所述控制部以修正所述基座的位置的方式控制所述基板搬运部。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
在所述电磁波的照射时间经过了预定时间后,所述控制部以所述基板搬运部修正所述基座的位置的方式控制所述基板搬运部。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述基板搬运部通过所述基板搬运部的把手夹持所述基座的边缘部,由此修正所述基座的位置。
8.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述基板搬运部具备搬运高温的基板的高温用的夹钳,
所述控制部以通过所述高温用的夹钳来修正所述基座的位置的方式控制所述基板搬运部。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述处理室是对保持于所述基板保持部的多个所述基板进行处理的处理室,
在所述处理室内进行了处理的所述多个基板通过所述基板搬运部而从所述处理室搬出之前或者从所述处理室搬出之后,所述控制部以修正所述基座的位置的方式控制所述基板搬运部。
10.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
在将所述基板载置于所述基板保持部之前或者将所述基板载置于所述基板保持部之后,所述控制部以修正所述基座的位置的方式控制所述基板搬运部。
11.根据权利要求4所述的基板处理装置,其特征在于,
在处理所述基板之前或者处理所述基板之后,所述控制部以修正配置于所述基板的上表面的基座和配置于所述基板的下表面的基座的位置的方式控制所述基板搬运部。
12.根据权利要求4所述的基板处理装置,其特征在于,
在由所述基板搬运部将在所述处理室内进行了处理的基板从所述处理室搬出之前或者从所述处理室搬出之后,所述控制部以修正配置于所述基板的上表面的基座和配置于所述基板的下表面的基座的位置的方式控制所述基板搬运部。
13.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,该方法具有:
搬入工序,向基板处理装置的处理室搬入基板,其中,该基板处理装置具有:处理所述基板的处理室、向所述基板供给电磁波的电磁波供给部、对所述基板和抑制所述基板的边缘对所述电磁波的吸收的基座进行保持的基板保持部、搬运所述基板的基板搬运部、以及构成为通过所述基板搬运部修正所述基座的位置的控制部;
处理工序,通过电磁波处理所述基板;
搬出工序,将所述基板从所述处理室搬出;以及
修正工序,通过所述基板搬运部修正所述基座的位置。
14.根据权利要求13所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,
在重复进行所述搬入工序、所述处理工序、所述搬出工序预定次数之后,进行所述修正工序。
15.根据权利要求13所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,
在所述处理工序中的所述电磁波的照射时间经过了预定时间后,进行所述修正工序。
16.一种计算机可读取的记录介质,其特征在于,该记录介质记录了通过计算机使所述基板处理装置执行如下步骤的程序:
搬入步骤,向基板处理装置的处理室搬入基板,其中,该基板处理装置具有:处理所述基板的处理室、向所述基板供给电磁波的电磁波供给部、对所述基板与抑制所述基板的边缘对所述电磁波的吸收的基座进行保持的基板保持部、搬运所述基板的基板搬运部、以及构成为通过所述基板搬运部修正所述基座的位置的控制部;
处理步骤,处理所述基板;
搬出步骤,将所述基板从所述处理室搬出;以及
修正步骤,通过所述基板搬运部修正所述基座的位置。
17.根据权利要求16所述的记录介质,其特征在于,
在重复进行所述搬入顺序、所述处理顺序、所述搬出顺序预定次数之后,进行所述修正顺序。
18.根据权利要求16所述的记录介质,其特征在于,
在所述处理顺序中的所述电磁波的照射时间经过了预定时间后,进行所述修正顺序。
CN201910198182.0A 2018-03-22 2019-03-15 基板处理装置、半导体装置的制造方法和记录介质 Active CN110299304B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-054104 2018-03-22
JP2018054104A JP6838010B2 (ja) 2018-03-22 2018-03-22 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110299304A true CN110299304A (zh) 2019-10-01
CN110299304B CN110299304B (zh) 2023-10-27

Family

ID=67985609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910198182.0A Active CN110299304B (zh) 2018-03-22 2019-03-15 基板处理装置、半导体装置的制造方法和记录介质

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11239098B2 (zh)
JP (1) JP6838010B2 (zh)
KR (1) KR102224544B1 (zh)
CN (1) CN110299304B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7011033B2 (ja) * 2018-03-01 2022-01-26 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
KR102435940B1 (ko) * 2019-10-31 2022-08-24 세메스 주식회사 기판 휨 모니터링 장치, 기판 휨 모니터링 방법, 기판 처리 장비 및 기판형 센서
KR102493877B1 (ko) * 2019-12-31 2023-02-01 세메스 주식회사 기판처리장치
JP7361005B2 (ja) * 2020-09-18 2023-10-13 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、基板保持具、半導体装置の製造方法、及び、プログラム
JP7222003B2 (ja) * 2021-02-02 2023-02-14 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、基板保持装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
US20230274958A1 (en) * 2022-02-28 2023-08-31 Syskey Technology Co., Ltd. Multi-chamber semiconductor manufacturing system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005277175A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Tokyo Electron Ltd 縦型熱処理装置及び移載機構の自動教示方法
US20150325434A1 (en) * 2014-03-06 2015-11-12 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate Processing Apparatus, Method of Manufacturing Semiconductor Device and Non-Transitory Computer-Readable Recording Medium
WO2017056148A1 (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050188923A1 (en) * 1997-08-11 2005-09-01 Cook Robert C. Substrate carrier for parallel wafer processing reactor
KR100947135B1 (ko) * 2004-03-25 2010-03-12 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 종형 열처리 장치 및 이동 적재 기구의 자동 교시 방법
JP4168452B2 (ja) * 2006-03-07 2008-10-22 株式会社Ihi 水蒸気アニール用治具、水蒸気アニール方法及び基板移載装置
JP2010073952A (ja) * 2008-09-19 2010-04-02 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP6188145B2 (ja) 2013-09-27 2017-08-30 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
WO2017149663A1 (ja) 2016-03-01 2017-09-08 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体
JP6664487B2 (ja) 2016-07-26 2020-03-13 株式会社Kokusai Electric 発熱体、基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005277175A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Tokyo Electron Ltd 縦型熱処理装置及び移載機構の自動教示方法
US20150325434A1 (en) * 2014-03-06 2015-11-12 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate Processing Apparatus, Method of Manufacturing Semiconductor Device and Non-Transitory Computer-Readable Recording Medium
WO2017056148A1 (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
CN110299304B (zh) 2023-10-27
JP6838010B2 (ja) 2021-03-03
US11239098B2 (en) 2022-02-01
KR20190111774A (ko) 2019-10-02
JP2019169509A (ja) 2019-10-03
KR102224544B1 (ko) 2021-03-08
US20190295873A1 (en) 2019-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110299304A (zh) 基板处理装置、半导体装置的制造方法和记录介质
US11265977B2 (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium
US20190006218A1 (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and non-transitory computer-readable recording medium
US20200013646A1 (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium
CN111095517B (zh) 基板处理装置、半导体装置的制造方法和存储介质
WO2019043919A1 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
TW201941275A (zh) 基板處理裝置,半導體裝置的製造方法及記錄媒體
TWI808537B (zh) 基板處理裝置,基板保持裝置,半導體裝置的製造方法及程式
KR102204253B1 (ko) 발열체, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
US11553565B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and non-transitory computer-readable recording medium
US20230189407A1 (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium
WO2019053805A1 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
JP6949080B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
WO2022201227A1 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法、及び、プログラム
TW202401567A (zh) 基板處理裝置,半導體裝置的製造方法及程式
CN116805587A (zh) 基板处理装置、半导体装置的制造方法以及记录介质
CN118352267A (zh) 基板处理装置、基板处理方法、半导体装置的制造方法以及记录介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant