説明

基板処理装置

【課題】パーティクルチェック作業を短縮する。
【解決手段】基板に処理を施す複数の処理室と、前記複数の処理室のそれぞれへ前記基板を保持部に保持して搬送する第一搬送装置を備えた第一搬送室と、前記基板を大気圧状態で搬送する第二搬送装置を備えた第二搬送室と、前記第一搬送室と前記第二搬送装置とを連結する減圧可能な予備室と、前記第一搬送室と前記第二搬送装置および前記予備室に対して設けられた排気装置と、前記基板が複数収納された収納容器と前記複数の処理室との間の前記第一搬送装置および前記第二搬送装置の搬送を制御する制御手段と、を有する基板処理装置において、前記制御手段は、システムスタンバイ処理を実行する前に、前記システムスタンバイ処理で実行する項目を設定する処理選択画面を表示部に表示し、選択された前記項目のみをシステムスタンバイ処理として実行する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、半導体集積回路装置(以下、ICという)を作り込む半導体ウエハ(以下、ウエハという)に絶縁膜や金属膜および半導体膜を形成する基板処理装置としては、ウエハに処理を施す複数の処理室と、 ウエハを各処理室へ搬送する第一搬送装置を備えた第一搬送室と、 大気圧状態でウエハを搬送する第二搬送装置を備えた第二搬送室と、 第一搬送室と第二搬送室とを連結した減圧可能な予備室(ロードロック室)と、 予備室を開閉するゲートバルブと、第一搬送室と第二搬送室と予備室とに設けられた排気装置と、第一搬送装置や第二搬送装置および排気装置を制御する制御手段と、 を備えている半導体製造装置がある。例えば、特許文献1参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2001−7030号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のこの種の基板処理装置においては、自動生産時における準備(スタンバイ)不足によるロットアウト(ロット全不良)を防止するために、ワンタッチで自動生産の準備を実行することができるシステムスタンバイ処理プログラムを搭載している。
しかしながら、このシステムスタンバイ処理プログラムの実行による自動生産の準備時間は基板処理装置の個体によってまちまちである。例えば、搬送装置等の軸数が多い基板処理装置、ガス配管および排気装置の共有を理由にロードロック室および搬送室の処理をシーケンシャルにしか実行することができない基板処理装置、がある。その結果、最悪の場合には、システムスタンバイ処理が数時間以上もかかってしまう。このような場合には、パーティクルチェックを繰り返し行うと、作業時間が極めて長くなってしまう。
【0005】
本発明の目的は、必要なシステムスタンバイ処理のみを実行し、パーティクルチェック作業を短縮することが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】
【0006】
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
基板に処理を施す複数の処理室と、
前記複数の処理室のそれぞれへ前記基板を保持部に保持して搬送する第一搬送装置を備えた第一搬送室と、
前記基板を大気圧状態で搬送する第二搬送装置を備えた第二搬送室と、
前記第一搬送室と前記第二搬送装置とを連結する減圧可能な予備室と、
前記第一搬送室と前記第二搬送装置および前記予備室に対して設けられた排気装置と、
前記基板が複数収納された収納容器と前記複数の処理室との間の前記第一搬送装置および前記第二搬送装置の搬送を制御する制御手段と、を有する基板処理装置において、
前記制御手段は、システムスタンバイ処理を実行する前に、前記システムスタンバイ処理で実行する項目を設定する処理選択画面を表示部に表示し、選択された前記項目のみをシステムスタンバイ処理として実行する、
ことを特徴とする基板処理装置。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、必要なシステムスタンバイ処理のみを選択し、選択した項目を実行するので、例えば、パーティクルチェック作業を行うだけで、セットアップ作業を終了することができる。よって、自動運転の準備時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態である半導体製造装置を示す平面断面図である。
【図2】本発明の一実施形態である半導体製造装置を示す縦断面図である。
【図3】本発明の一実施形態である半導体製造装置の処理室を示す斜視図である。
【図4】ウエハ処理時の内側移載装置周辺を示す平面図である。
【図5】ウエハ移載フローを示す各模式的平面図および各縦断面図である。
【図6】ウエハ移載フローの続きを示す各模式的平面図および各縦断面図である。
【図7】制御システムを示すブロック図である。
【図8(a)】スキップ処理を示すフローチャートである。
【図8(b)】スキップ処理の続きを示すフローチャートである。
【図9】スキップ処理選択画面を示す画面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の一実施形態を図面に即して説明する。
【0010】
本実施形態において、本発明に係る基板処理装置は、半導体製造装置10として構成されている。
図1に示されているように、半導体製造装置10は第一搬送室としての搬送室12を中心として、2つのロードロック室(予備室)14a、14bおよび2つの処理室16a、16bが配置されている。2つのロードロック室14a、14bの上流側には第二搬送室であるEFEM(Equipment Front End Module)18が配置されている。
【0011】
図示しないが、EFEM18は3台のキャリアを搭載することができる構造になっている。キャリアには25段のスロットが形成されており、各段のスロットはウエハを1枚ずつ保持するように構成されている。したがって、キャリアは最小1枚から最大25枚のウエハを収容可能である。
図示しないが、EFEM18内には第二搬送装置としてのウエハ移載装置(Wafer Transfer Equipment)が設置されており、ウエハ移載装置は大気中にて同時に複数枚(通例、5枚)を移載することができる。ウエハ移載装置は2つのロードロック室14a、14bとの間のウエハ移載を可能にしている。
【0012】
図2に示されているように、ロードロック室14a、14bには支持台20が設けられており、支持台20は25枚のウエハを縦方向に一定間隔を隔てて収容する。支持台20は、例えば炭化珪素やアルミニウムで構成されており、上部板22と下部板24とを接続する例えば3つの支柱26を有する。支柱26の長手方向内側には例えば25個の載置部28が平行に形成されている。
また、支持台20は、ロードロック室14a、14b内において、鉛直方向に移動(上下方向に移動)するように構成されているとともに、鉛直方向に延びる回転軸を軸として回転するように構成されている。
【0013】
搬送室12には第一搬送装置としてのウエハ移載装置30が設置されている。ウエハ移載装置30はロードロック室14a、14bと処理室16a、16bとの間でウエハ1を搬送する。ウエハ移載装置30はフィンガーアッシー32が設けられたアーム34を備えている。フィンガーアッシー32は上フィンガー32aと下フィンガー32bとを有する。上フィンガー32aと下フィンガー32bとは同一の形状をしており、上下方向に所定の間隔で離間され、アーム34からそれぞれ略水平に同じ方向に延びて、ウエハ1をそれぞれ支持する。アーム34は鉛直方向に延びる回転軸を中心として回転するように、かつ、水平方向に移動するように構成されている。
搬送室12と処理室16a、搬送室12と処理室16bは、ゲートバルブ35(図3参照)を介してそれぞれ連通している。
【0014】
したがって、搬送室12に設置されたウエハ移載装置30は、ロードロック室14a、14bにストックされた未処理ウエハを同時に2枚ずつゲートバルブ35を介して処理室16a、16bへ移載することができるとともに、処理済ウエハを一度に2枚ずつ処理室16a、16bからロードロック室14a、14bに移載することができる。
【0015】
図3に示されているように、処理室16には2つの保持台37、37が載置されている。搬送室12側の保持台37を第一処理部36、他方の保持台37を第二処理部38とする。第一処理部36と第二処理部38はおのおの独立した構造となっており、装置全体からみると、ウエハ処理流れ方向と同方向一列になっている。すなわち、第二処理部38は、搬送室12から第一処理部36を挟んで遠方に配置されている。
第一処理部36と第二処理部38とは連通し、処理室16内は300℃までの昇温が可能である。第一処理部36と第二処理部38は、例えばアルミニウムで形成され、内挿したヒータ(不図示)により加熱される。
省スペース、低コスト化の目的を達成するため、ロードロック室14a、14b、搬送室12および処理室16a、16bを例えばアルミニウム一部品にて形成してもよい。
【0016】
処理室16内の第一処理部36と第二処理部38の間の内側寄りには、処理室内ウエハ移載装置(以下、内側移載装置という)40が設けられている。内側移載装置40はウエハ移載装置(以下、外側移載装置という)30によって搬送された2枚の未処理ウエハのうちの1枚を第二処理部38に移載し、さらに、第二処理部38の処理済ウエハを外側移載装置30のフィンガーアッシー32上へ移載する。
【0017】
図4は、処理部16内の内側移載装置40が第二処理部38側に待機している時(ウエハ処理時)の状態を示す。
内側移載装置40は、ウエハの外径より大きな円弧部43aと、円弧部43aから切欠かれた切欠き部43bと、円弧部43aから円弧部の中心にむかって略水平に設けられたウエハを載置する爪部43cと、円弧部43aを支えるフレーム部43dが設けられたアーム47と、を有する。
円弧部43aとフレーム部43dとは連続して形成され、アーム47から略水平に装着され、爪部43cを介してウエハ1を支持する。
アーム47は、鉛直方向に延びる軸部43eを回転軸として回転するように、かつ、鉛直方向に昇降するように構成されている。
切欠き部43bは、軸部43eが回転し、第一処理部36側に位置するときに、搬送室12と処理室16との間に設けられたゲートバルブ35と向かい合う位置に配置する。
したがって、内側移載装置40は、回転軸である軸部43eの回転、昇降動作に伴い、回転動作や昇降動作を行うので、外側移載装置30によって処理室16内に搬送された2枚のウエハのうち、1枚のウエハを第一処理部36上方から搬送室12の遠方にある第二処理部38に搬送して載置することができる。
内側移載装置40は、第一処理部36および第二処理部38からの熱輻射により高温(200℃くらい)になるため、耐プラズマ性、耐高熱性である例えばアルミナセラミックス、石英、SiC(炭化珪素)、AlN(窒化アルミニウム)等から形成するのが好ましい。金属部品に比べ熱膨張係数の小さい例えばアルミナセラミックスで形成することで、熱変形によるたわみ等による搬送信頼性劣化を防止することができる。ただし、内側移載装置40の基部には位置・レベル調整のため、金属部品を使用する。
【0018】
第一処理部36および第二処理部38は、処理室16内において固定部材(不図示)により装置本体11に固定されている。第一処理部36外周には3つの第一保持ピン39aが鉛直方向に貫通しており、第一保持ピン39aが上下に昇降することで、ウエハ1を略水平に昇降させる。第二処理部38外周には3つの第二保持ピン39bが鉛直方向に貫通しており、第二保持ピン39bが上下に昇降することで、ウエハ1を略水平に昇降させる。したがって、ゲートバルブ35を介して外側移載装置30により搬送されたウエハ1は、保持ピン39a、39bを介して保持台37に載置されるようになっている。つまり、モータが回転および逆回転することにより、第一保持ピン39a、第二保持ピン39bが上下方向に移動する。
【0019】
図5および図6に処理室16内におけるウエハ移載のフローの概要を示す。
図5(a)〜(d)および図6(e) 〜(h)において、上図は処理室16の上面図であり、下図は上図の断面をイメージした図で、説明用図面である。
下図では、保持ピン39aの一つが第一処理部36内のゲートバルブ35に近い箇所に設けられている。これは説明の便宜上のものである。実際には上図のように、第一処理部36内のゲートバルブ35に近い箇所、すなわち、外側移載装置30が図5(c)上図のように待機する箇所には、保持ピン39aは設けられていない。
なお、以下の説明において、半導体製造装置10を構成する各部の動作はコントローラ84により制御する。
まず、処理室16内は搬送室12と同圧に減圧化される。
【0020】
(ステップ1 図5(a))
ゲートバルブ35が開き、第一処理部36の第一保持ピン39aと第二処理部38の第二保持ピン39bが上昇する。内側移載装置40は第二処理部38側に待機し、第一保持ピン39a、第二保持ピン39bと共に上昇する。
【0021】
(ステップ2 図5(b))
内側移載装置40は、軸部43eが回転することで、略水平に第一処理部36側へ移動する。この際、内側移載装置40の切欠き部43bは、ゲートバルブ35と向かい合っている。
【0022】
(ステップ3 図5(c))
外側移載装置30が上フィンガー32aと下フィンガー32bに載置された2枚のウエハ1、1を同時に搬送しながら、搬送室12からゲートバルブ35を介して処理室16に移動し、第一処理部36の上方にて停止する。その際、内側移載装置40はフィンガーアッシー32の上フィンガー32aと下フィンガー32bの間に収まる高さ位置にて待機している。
【0023】
(ステップ4 図5(d))
外側移載装置30はそのまま動作しない状態にて、第一処理部36の第一保持ピン39aが上昇し、下フィンガー32bに載置されたウエハを第一保持ピン39a上に載置する。さらに、内側移載装置40が上昇することで、上フィンガー32aに載置されたウエハを内側移載装置40の爪部43c上に載置する。
【0024】
(ステップ5 図6(e))
外側移載装置30は、搬送室12内に戻る。
【0025】
(ステップ6 図6(f))
内側移載装置40は、ウエハ1を載置した状態で、軸部43eが回転することで略水平に第二処理部38側へ移動する。
ゲートバルブ35が閉まる。
【0026】
(ステップ7 図6(g))
軸部43eが下降して、内側移載装置40は第二処理部38の外周下方に移動する。
内側移載装置40はウエハ処理中も処理室16内に待機することになるため、第二処理部38上方から供給される処理ガス(例えばO2 ラジカル等)のガスの流れを阻害し、ウエハ面内の均一性を悪化させる危惧がある。そのため、第二処理部38の外周のガス流れを阻害しない高さへと移動する。
【0027】
(ステップ8 図6(h))
第一処理部36の第一保持ピン39aおよび第二処理部38の第二保持ピン39bがウエハ1を略水平に保持した状態で略同時に下降し、ウエハ1を保持台37に載置する。すなわち、それぞれのウエハと、それらのウエハに対応した保持台との距離が互いに等しくなるよう、ウエハを下降させる。第一処理部36および第二処理部38それぞれのウエハへの熱影響を同じにするためである。
熱影響を同じにすることにより、例えばそれぞれのウエハのアッシングレートを均一にすることができる。まったく同じ熱影響とする必要は無く、アッシングレートが均一にさえなれば、誤差があってもよい。誤差は、例えば2秒程度である。
第一保持ピン39aと第二保持ピン39bを略同時に下降して、熱影響を同じとする代わりに、ヒータを個別に制御してもよい。
また、本実施形態では、保持ピン39が下がるが、保持台37が上下するように構成にしてもよい。
【0028】
その後、処理室16内にガスを供給し、プラズマ生成(アッシング処理)がなされ、基板処理後は、逆のシーケンスを実行し、処理済ウエハ1、1を搬出する。
【0029】
図7は制御手段としての制御システム70を示している。
図7に示されているように、制御システム70はパーソナルコンピュータ等から構築されたメインコントローラ71を備えている。メインコントローラ71にはLANシステム72を介して、外側移載装置30を制御するサブコントローラ73、内側移載装置40を制御するサブコントローラ74、EFEM18のウエハ移載装置を制御するサブコントローラ75、搬送室12、ロードロック室14a、14bおよび処理室16a、16bに対して設けられた排気装置を制御するサブコントローラ76と、ゲートバルブ24、25、35を制御するサブコントローラ77等が接続されている。
メインコントローラ71には、キーボードやマウス等の入力手段によって構成された入力装置81、テレビモニタ等の表示部(操作画面)によって構成された表示装置82、記憶媒体駆動装置等によって構成された記憶装置83等が接続されている。
また、メインコントローラはホストコンピュータ84に接続することができるようになっている。
【0030】
メインコントローラ71はGUI(グラフィカル・ユーザ・インタフエース)システム85を備えている。
メインコントローラ71にはスタンバイスキッププログラム(以下、スキッププログラムという)86がプログラミングされて組み込まれている。スキッププログラム86は図8に示されたフローを実行するように構成されている。
【0031】
ところで、本実施形態に係る半導体製造装置においては、例えば、自動生産時における準備不足によるロットアウトを防止するために、システムスタンバイ処理プログラムによって自動生産の準備を自動的に実行する。
システムスタンバイ処理プログラムの実行項目処理に要する時間は、各半導体製造装置個性(個体それぞれの特性)によってまちまちであるために、最悪の場合には数時間以上もかかってしまう。このような場合には、パーティクルチェックを繰り返し行うと、作業時間が極めて長くなってしまう。
そこで、本実施形態においては、システムスタンバイ処理プログラムの実行前に、例えば、図9に示されたセットアップコンフィグレーションスタンバイ処理選択画面を表示装置82に表示させ、半導体製造装置のオペレータが必要な項目を選択することができるようにした。
【0032】
以下、スキッププログラム86のプロセスフローを説明する。
例えば、図9において、項目を選択した後、所定の釦(アイコン)を押下し、スキッププログラム86を起動させる。
スキッププログラム86が起動すると、図8(a)に示された第一ステップA1(以下、各ステップについて同様に表記する)において、セットアップコンフィグレーションチェックが実行され、ゲートイニシャル処理が必要かが判定される。
必要と判定された場合(YES)には第二ステップA2に進む。第二ステップA2においてはゲートイニシャル処理が実行される。
続いて、第三ステップA3において、ゲートイニシャル処理が正常に終了したかが判定される。正常に終了しなかった場合(NO)には第四ステップA4に進む。第四ステップA4においては、異常終了応答がメインコントローラ71へ報告され、スキッププログラム86が終了する。
第一ステップA1において不要と判定された場合(NO)および第三ステップA3において正常と判定された場合(YES)には、第五ステップA5に進む。第五ステップA5においてはゲートバルブ24、25、35のクローズ処理が実行される。
続いて、第六ステップA6において、全ゲートクローズ処理が正常に終了したかが判定される。正常に終了しなかったと判定された場合(NO)には第七ステップA7に進む。第七ステップA7においては、異常終了応答がメインコントローラ71へ報告され、スキッププログラム86が終了する。
【0033】
第六ステップA6において正常に終了と判定された(YES)には、第八ステップA8に進む。第八ステップA8において、セットアップコンフィグレーションチェックが実行され、搬送室真空引き処理が必要かが判定される。
必要と判定された(YES)には第九ステップA9に進む。第九ステップA9においては搬送室12の真空引き処理が実行される。
続いて、第十ステップA10において、搬送室真空引き処理が正常に終了したかが判定される。正常に終了しなかったと判定された場合(NO)には第十一ステップA11に進む。第十一ステップA11においては、異常終了応答がメインコントローラ71へ報告され、スキッププログラム86が終了する。
【0034】
第八ステップA8において不要と判定された場合(NO)および第十ステップA10において正常と判定された場合(YES)には、第十二ステップA12(以降図8(b))に進む。第十二ステップA12において、セットアップコンフィグレーションチェックが実行され、ロードロック室大気開放処理が必要かが判定される。
必要と判定された場合(YES)には第十三ステップA13に進む。第十三ステップA13においてはロードロック室14a、14bの大気開放処理が実行される。
続いて、第十四ステップA14においては、ロードロック室大気開放処理が正常に終了したかが判定される。正常に終了しなかったと判定された場合(NO)には第十五ステップA15に進む。第十五ステップA15においては、異常終了応答がメインコントローラ71へ報告され、スキッププログラム86が終了する。
【0035】
第十二ステップA12において不要と判定された場合(NO)および第十四ステップA14において正常と判定された場合(YES)には、第十六ステップA16に進む。第十六ステップA16においては、セットアップコンフィグレーションチェックが実行され、処理室アッシング準備処理が必要かが判定される。
必要と判定された(YES)には第十七ステップA17に進む。第十七ステップA17においては処理室16のアッシング準備処理が実行される。
続いて、第十八ステップA18において、処理室アッシング準備処理が正常に終了したかが判定される。正常に終了しなかったと判定された場合(NO)には第十九ステップA19に進む。第十九ステップA19においては、異常終了応答がメインコントローラ71へ報告され、スキッププログラム86が終了する。
第十六ステップA16において不要と判定された場合(NO)には、第二十ステップA20に進む。第二十ステップA20においては、異常終了応答がメインコントローラ71へ報告され、スキッププログラム86が終了する。
【0036】
その後は、前述したアッシング工程のシーケンスのプロセスフローが実施される。
【0037】
本実施形態によれば、次の効果が得られる。
【0038】
1) 必要なシステムスタンバイ処理のみを実行することにより、システムスタンバイ処理時間を短縮することができるので、セットアップ作業を短縮することができる。
【0039】
2) セットアップ時間を短縮することにより、半導体製造装置の稼働効率を向上させることができる。
【0040】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【0041】
前記実施形態ではアッシング装置について説明したが、成膜装置、酸化装置や拡散装置、アニール装置および熱処理装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
【0042】
また、ウエハを処理する場合について説明したが、液晶パネルや磁気ディスク、光ディスク等の基板全般について適用することができる。
【0043】
次に、本発明の好ましい他の実施態様を付記する。
[実施態様1]
基板に処理を施す複数の処理室と、
前記複数の処理室のそれぞれへ前記基板を保持部に保持して搬送する第一搬送装置を備えた第一搬送室と、
前記基板を大気圧状態で搬送する第二搬送装置を備えた第二搬送室と、
前記第一搬送室と前記第二搬送装置とを連結する減圧可能な予備室と、
前記第一搬送室と前記第二搬送装置および前記予備室に対して設けられた排気装置と、 前記基板が複数収納された収納容器と前記複数の処理室との間の前記第一搬送装置および前記第二搬送装置の搬送を制御する制御手段と、を有する基板処理装置において、
前記制御手段は、システムスタンバイ処理を実行する前に、前記システムスタンバイ処理で実行する項目を設定する処理選択画面を表示部に表示し、選択された前記項目のみをシステムスタンバイ処理として実行する、
ことを特徴とする基板処理装置。
[実施態様2]
システムスタンバイ処理プログラムによって自動生産を準備するに際して、前記システムスタンバイ処理プログラムによって実行する項目を処理選択画面を表示部に表示し、選択された前記項目のみをシステムスタンバイ処理として実行する、基板処理方法。
【符号の説明】
【0044】
1 ウエハ(基板)
12 搬送室
14a 第一ロードロック室
14b 第二ロードロック室
16a 処理室
16b 処理室
18 EFEM
30 外側移載装置
40 内側移載装置
70 制御システム(制御手段)
71 メインコントローラ
81 入力装置
82 表示装置
83 記憶装置
84 ホストコンピュータ
85 GUI(グラフィカル・ユーザ・インタフエース)システム
86 スキッププログラム(スタンバイスキッププログラム)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板に処理を施す複数の処理室と、
前記複数の処理室のそれぞれへ前記基板を保持部に保持して搬送する第一搬送装置を備えた第一搬送室と、
前記基板を大気圧状態で搬送する第二搬送装置を備えた第二搬送室と、
前記第一搬送室と前記第二搬送装置とを連結する減圧可能な予備室と、
前記第一搬送室と前記第二搬送装置および前記予備室に対して設けられた排気装置と、
前記基板が複数収納された収納容器と前記複数の処理室との間の前記第一搬送装置および前記第二搬送装置の搬送を制御する制御手段と、を有する基板処理装置において、
前記制御手段は、システムスタンバイ処理を実行する前に、前記システムスタンバイ処理で実行する項目を設定する処理選択画面を表示部に表示し、選択された前記項目のみをシステムスタンバイ処理として実行する、
ことを特徴とする基板処理装置。

【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(a)】
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【図8(b)】
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【図9】
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【公開番号】特開2012−54473(P2012−54473A)
【公開日】平成24年3月15日(2012.3.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−197076(P2010−197076)
【出願日】平成22年9月2日(2010.9.2)
【出願人】(000001122)株式会社日立国際電気 (5,007)
【Fターム(参考)】