WO2025057743A1 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
- Patent Document 1 describes a substrate processing apparatus (coating and developing apparatus) that forms a resist film, which is a coating film, and forms a pattern on the resist film by developing it after exposure.
- This disclosure provides technology related to an apparatus suitable for forming a high-quality coating film on a substrate.
- the substrate processing apparatus includes a carrier block including a carrier placement portion on which a carrier for storing a substrate is placed; a processing block including a plurality of processing modules stacked on top of each other and each processing the substrate, and a first transport mechanism shared by the plurality of processing modules and transporting the substrate, the processing block being provided on one of the left and right sides of the carrier block; a coating film forming module which constitutes one of the plurality of processing modules and supplies a coating liquid to the substrate to form a coating film; a plasma processing block provided on one side of the processing block, between which the substrate is transferred, the plasma processing block including a plurality of plasma processing modules each for plasma-processing a coating film on the substrate to modify the coating film; a second transport mechanism provided in the plasma processing block for transferring the substrate to each of the plasma processing modules and shared by the plasma processing modules; Equipped with.
- This disclosure can provide technology related to an apparatus suitable for forming a high-quality coating film on a substrate.
- FIG. 1 is a plan view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present disclosure.
- 2 is a vertical sectional side view of the substrate processing apparatus;
- FIG. FIG. 2 is a vertical sectional front view of the substrate processing apparatus.
- 2 is a vertical sectional side view of a plasma processing module provided in the substrate processing apparatus;
- 4 is a flow diagram of a wafer transfer path in the substrate processing apparatus.
- FIG. 4 is a plan view showing a first modified example of the substrate processing apparatus.
- FIG. 13 is a vertical sectional front view showing a second modified example of the substrate processing apparatus.
- FIG. 13 is a vertical sectional front view showing a third modified example of the substrate processing apparatus.
- FIG. 13 is a plan view showing a fourth modified example of the substrate processing apparatus.
- FIG. 4 is a plan view showing a second embodiment of the substrate processing apparatus.
- FIG. 11 is a plan view showing a third embodiment of the substrate processing apparatus.
- FIG. 11 is a vertical sectional front view of the device according to the third embodiment.
- FIG. 13 is a plan view showing a fourth embodiment of the substrate processing apparatus.
- FIG. 13 is a vertical sectional front view of a modified example of the fourth embodiment.
- 11 is a vertical sectional side view showing another example of the processing block of the substrate processing apparatus.
- FIG. FIG. 13 is a plan view showing a fifth embodiment of the substrate processing apparatus.
- FIG. 13 is a vertical sectional side view of the device according to the fifth embodiment.
- FIG. 13 is a vertical sectional front view of the device according to the fifth embodiment.
- FIG. 13 is a plan view showing a modified example of the device of the fifth embodiment.
- FIG. 13 is a plan view showing a sixth embodiment of the substrate processing apparatus.
- FIG. 13 is a vertical sectional side view of the device according to the sixth embodiment.
- FIG. 13 is a vertical sectional front view showing a modified example of the device of the sixth embodiment.
- FIG. 13 is a plan view showing a seventh embodiment of the substrate processing apparatus.
- FIG. 23 is a front view of the device according to the seventh embodiment.
- FIG. 13 is a plan view showing an eighth embodiment of the substrate processing apparatus.
- FIG. 23 is a front view of the device according to the eighth embodiment.
- FIG. 23 is a vertical sectional front view of the device according to the eighth embodiment.
- FIG. 23 is a vertical sectional side view of the device according to the eighth embodiment.
- FIG. 23 is a vertical sectional front view showing a modified example of the device of the eighth embodiment.
- FIG. 11 is a graph showing the results of an evaluation
- a substrate processing apparatus 1 which is a first embodiment of a substrate transfer apparatus according to the present disclosure, will be described with reference to the plan view of Fig. 1.
- the substrate processing apparatus 1 is provided in an atmospheric environment, and transfers a wafer W between modules provided within the apparatus, and performs various processes on the wafer W.
- the processes include forming a coating film by supplying a coating liquid to the wafer W in an atmospheric environment, baking the coating film by heating the wafer W in an atmospheric environment, and plasma processing the coating film after baking in a vacuum environment.
- the coating film in this example is an organic film mainly composed of carbon, called an SOC (Spin on Carbon) film.
- the manufacturing process of a semiconductor device after the formation of an SOC film will be described.
- Various films, including a resist film are formed on the SOC film.
- the resist film is then exposed and developed to form a pattern.
- the pattern is transferred to the SOC film by etching, and then the underlying film (the film formed on the underlying side of the SOC film) is etched using the SOC film as a mask. If the etching resistance of the SOC film is low, it may not be possible to form the desired mask pattern on the SOC film, or the opening of the mask pattern of the SOC film may widen during etching of the underlying film, which may prevent the pattern of the underlying film from being formed into the desired shape.
- the SOC film In order to increase the etching resistance of the SOC film, it is effective to heat the wafer W to a relatively high temperature during baking, but there are cases where such high-temperature processing is not desired. Therefore, in the substrate processing apparatus 1, the SOC film is baked at a relatively low temperature, and then the above-mentioned plasma processing is performed, thereby changing the structure of the SOC film and making it denser. This modifies the SOC film so that it has higher etching resistance.
- the substrate processing apparatus 1 is formed by connecting a carrier block D1, a processing block D2, and a plasma processing block D3 in a row horizontally.
- the direction along the row of blocks is referred to as the left-right direction, with the carrier block D1 side being the left side and the plasma processing block D3 side being the right side.
- the near side when looking at the carrier block D1 side from the left side and the plasma processing block D3 side from the right side will be referred to as the front side and the far side will be referred to as the rear side.
- the left and right sides are the -X and +X sides in the figure, respectively, and the front and rear sides are the -Y and +Y sides in the figure, respectively.
- the carrier block D1 comprises a plurality of carrier stages 11 arranged in the front-to-rear direction, and a transport mechanism 12 that transports wafers W into and out of the carriers C placed on each stage 11.
- the stages 11, which are carrier placement sections, are arranged in a front-to-rear arrangement of, for example, four stages 11.
- the carriers C are transport containers capable of storing multiple wafers W, such as a FOUP (Front Opening Unity Pod).
- a transport area 13 extending in the front-to-rear direction in a plan view is formed so that the transport mechanism 12 can access the carriers C on each stage 11, and the transport mechanism 12 moves through the transport area 13.
- Processing block D2 will be described with reference to FIG. 2, which is a longitudinal side view.
- Processing block D2 has a liquid processing unit F1 on the front side and a heating processing unit F2 on the rear side. Between the liquid processing unit F1 and the heating processing unit F2, a transfer area 14 for wafers W is configured, which extends left and right in a plan view, and the transfer area 14 is located in the center of processing block D2 in the front-to-rear direction.
- the liquid processing section F1 is formed by stacking multiple modules (liquid processing modules) that perform liquid processing on the wafer W.
- the multiple liquid processing modules include an SOC film formation module 21 and a back surface cleaning module 22.
- the liquid processing modules are provided in three stages, two of which are composed of SOC film formation modules 21 and one of which is composed of a back surface cleaning module 22.
- the SOC film formation module 21, which is a coating film formation module applies a chemical liquid (coating liquid) for forming an SOC film to the wafer W by spin coating.
- the SOC film formation module 21 is equipped with a stage on which the placed wafer W is adsorbed and held, a rotation mechanism that rotates the stage, and a nozzle that ejects the chemical liquid onto the wafer W.
- the back surface cleaning module 22 is a module that cleans the back surface of the wafer W after plasma processing, and includes a holding mechanism that contacts a portion of the back surface of the wafer W to hold the wafer W, and a back surface cleaning mechanism of the wafer W, which is composed of a nozzle, a brush, etc. that supplies a cleaning liquid.
- the cleaning mechanism cleans the portion of the back surface of the wafer W that is not held by the holding mechanism, and the holding mechanism can switch the portion it holds between the peripheral portion and the center portion of the wafer W.
- the entire back surface of the wafer W is attracted to the electrostatic chuck 64 described below, and there is a risk that foreign matter will adhere to various portions of the back surface during this attraction.
- the back surface cleaning module 22 cleans the entire back surface of the wafer W so that the foreign matter is removed.
- the heating processing unit F2 is configured by stacking a plurality of heating modules to form a laminate, and arranging a plurality of these laminates on the left and right. In this example, six heating modules form a laminate, and three of these laminates are arranged to form the heating processing unit F2.
- the heating modules that make up this heating processing unit F2 include heating modules 23 and 24.
- the heating module 23 bakes the SOC film described above. Although it has been stated that the SOC film is densified by plasma processing, the SOC film is also densified by this baking.
- the heating module 24 heats the wafer W after plasma processing to remove moisture and gas in the SOC film. In addition, the heating by this heating module 24 also plays a role in suppressing peeling of the SOC film.
- the wafer W may be exposed to a high temperature that is relatively far from the temperature at which the SOC film was baked, which may cause the SOC film to peel off, but the peeling can be suppressed by heating to an appropriate temperature by the heating module 24.
- the heating modules 23 and 24 are sometimes referred to as the pre-plasma processing heating module 23 and the post-plasma processing heating module 24 to distinguish them from each other.
- the vacuum transfer module 5 includes a housing 51 and a transfer mechanism 52 provided in the housing 51.
- An exhaust mechanism is provided to exhaust the inside of the housing 51, and the inside of the housing 51 is made into a vacuum atmosphere of a desired pressure.
- the inside of the housing 51 is a vacuum transfer area outside the load lock module 4, where the wafer W is transferred by the transfer mechanism 52.
- the transfer mechanism 52 is configured as a multi-joint arm and includes a base 52A, a first arm 52B, a second arm 52C, and a third arm 52D.
- the plasma processing module 6 includes a processing vessel 61.
- 62 denotes a transfer port provided in the side wall of the processing vessel 61.
- a stage 63 on which a wafer W is placed is provided within the processing vessel 61.
- the upper central portion of the stage 63 is configured as an electrostatic chuck 64, to which the back surface of the wafer W is attracted during plasma processing as described above.
- a focus ring 65 that surrounds the wafer W on the electrostatic chuck 64 is provided on the upper peripheral portion of the stage 63, and the distribution of the plasma formed in the processing space 60 above the wafer W is adjusted.
- a capacitively coupled plasma is formed with the ceiling of the processing vessel 61 as the upper electrode and the stage 63 as the lower electrode.
- High frequency powers of different frequencies are applied to the stage 63 from a first high frequency power supply 76 and a second high frequency power supply 77.
- the first high frequency power supply 76 is a high frequency power supply for forming plasma, and by supplying high frequency power of, for example, 100 MHz, an electric field is formed in the processing space 60 to turn the processing gas into plasma.
- the second high frequency power supply 77 is a high frequency power supply for applying a bias, and by supplying high frequency power of, for example, 400 kHz to 13 MHz, ions in the plasma are attracted toward the stage 63.
- the substrate processing apparatus 1 also includes a control unit 10.
- the control unit 10 is configured with a computer and includes a program, a memory, and a CPU.
- the program incorporates a set of steps that enable a series of operations in the substrate processing apparatus 1, which will be described later, to be performed.
- the program causes the control unit 10 to output control signals to each part of the substrate processing apparatus 1, which controls the operation of each transport mechanism and each module, thereby transporting the wafer W along the transport path, which will be described later, and processing the wafer W in each module.
- the above program is stored in a storage medium, such as a compact disc, hard disk, or DVD, and installed in the control unit 10.
- the comparative example system requires time to transport the carrier C between devices using a transport mechanism such as an OHT (Overhead Hoist Transport) installed in a semiconductor device manufacturing factory, but this transport time is not necessary in the substrate processing apparatus 1.
- OHT Overhead Hoist Transport
- the number of times that wafers W are loaded and unloaded from the carrier C to perform the series of processes described above is also less when the substrate processing apparatus 1 is used than when the comparative example system is used. Therefore, the substrate processing apparatus 1 can improve throughput.
- the wafer W may be transported in the order of pre-plasma processing heating module 23 ⁇ plasma processing module 6 ⁇ ... ⁇ back surface cleaning module 22 ⁇ post-plasma processing heating module 24, and then the wafer W may be returned to the carrier C via the transfer module TRS.
- the wafer W may also be transported in the order of pre-plasma processing heating module 23 ⁇ temperature adjustment module SCPL ⁇ plasma processing module 6 ⁇ ... ⁇ back surface cleaning module 22 ⁇ post-plasma processing heating module 24.
- the wafer W may also be transported in the order of pre-plasma processing heating module 23 ⁇ plasma processing module 6 ⁇ ... ⁇ back surface cleaning module 22 ⁇ post-plasma processing heating module 24 ⁇ temperature adjustment module SCPL.
- the order of backside cleaning of the wafer W in step S5 and heating and cooling of the wafer W in steps S6 and S7 may be arbitrary, and backside cleaning may be performed after heating and cooling in that order.
- the wafer W that has been subjected to the plasma processing in step S4 may be transported in the order of heating module 24 ⁇ temperature adjustment module SCPL ⁇ backside cleaning module 22, and then returned to the carrier C via the transfer module TRS.
- transport to the temperature adjustment module SCPL can be omitted, so the wafer W may be transported in the order of heating module 24 ⁇ backside cleaning module 22.
- the wafer W may be returned to the carrier C without performing the processing in steps S5 to S7.
- FIG. 6 shows a plan view of a substrate processing apparatus 1A which is a first modified example of the first embodiment.
- the substrate processing apparatus 1A is provided with inspection modules 25 and 26 at the front end and rear end of the transfer region 13 of the carrier block D1, respectively, so that the transfer mechanism 12 can transfer the wafer W.
- the height of the inspection modules 25 and 26 is offset from the height of the door 37 and the opening opened and closed by the door 37, and the inspection modules 25 and 26 are located above the door 37 and the opening, for example.
- the inspection modules 25 and 26 are modules that capture images of the surface (top surface) of the wafer W, and transmit the captured images to the control unit 10.
- the control unit 10 uses these images to determine whether there are any abnormalities on the surface of the wafer W, such as the presence or absence of foreign matter, and for wafers W that are determined to have abnormalities, performs processing such as transmitting the determination result to the host computer of the factory.
- pre-processing inspection module 25 and post-processing inspection module 26 take images of the wafers W before and after processing in processing block D2 and plasma processing block D3, and are therefore hereinafter referred to as pre-processing inspection module 25 and post-processing inspection module 26. It should be noted that only one of the pre-processing inspection module 25 and the post-processing inspection module 26 may be provided, or the arrangement of the pre-processing inspection module 25 and the post-processing inspection module 26 may be reversed.
- FIG. 7 shows a longitudinal sectional front view of a substrate processing apparatus 1B according to a second modification of the first embodiment.
- the right side wall of the housing 36 is formed so that the area below the gate valve G1 protrudes to the right.
- the lower side of the transfer area 14 is formed as a protruding area 83 protruding to the right from the upper side.
- stages 84 for temporarily placing the wafer W are provided in multiple stages, and the transfer mechanism 31 can transfer the wafer W to each stage 84.
- the stage 84 may be configured as a temperature adjustment module SCPL, or may be a transfer module TRS that does not have a function of adjusting the temperature of the wafer W.
- the stage 84 can be used in any manner, but can be used, for example, to hold the wafer W before it is transferred to the load lock module 4. Specifically, if the wafer W cannot be transferred to the load lock module 4 after the processing of steps S1 to S3 is completed because the load lock module 4 is changing pressure or for other reasons, the wafer W is transferred to the stage 84 to hold the wafer W. Then, when the wafer W is ready to be transferred to the load lock module 4, the wafer W is transferred from the stage 84 to the load lock module 4. In this way, it is possible to prevent the wafer W from stagnating in each processing module on the transfer path up to the load lock module 4, which would prevent the wafer W from being transferred, and thus increase the throughput of the substrate processing apparatus 1.
- the wafer W that has been subjected to plasma processing may be transported to the stage 84 and left to wait for a predetermined time before being transported to the post-plasma processing heating module 24.
- the order of the processing in the post-plasma processing heating module 24 and the processing in the back surface cleaning module 22 can be arbitrary, so the wafer W transported to the stage 84 may or may not have been subjected to back surface cleaning. Therefore, by using the stage 84 in this way, the quality of the SOC film can be further improved and a decrease in the yield of semiconductor products can be prevented.
- the substrate processing apparatus 1B described above is advantageous in that it is possible to form an area for waiting the wafer W without increasing the footprint by utilizing the area overlapping below the load lock module 4.
- a protruding area 83 may be formed in the area overlapping above, and the wafer W may be waited on.
- the load lock module 4 and the stage 84 of the protruding area 83 are arranged to overlap each other in a plan view.
- FIG. 8 shows a longitudinal sectional front view of a substrate processing apparatus 1C which is a third modified example of the first embodiment.
- a set consisting of a liquid processing section F1, a heating processing section F2 and a transport mechanism 31 described in the substrate processing apparatus 1 is stacked in two stages. These two sets are referred to as a lower stage processing section E1 and an upper stage processing section E2.
- the liquid processing section F1 of each stage is omitted in the figure.
- the plasma processing block D3 is also provided in two stages, and wafers W can be transferred between the lower processing section E1 and the lower plasma processing block D3, and between the upper processing section E2 and the upper plasma processing block D3.
- transfer modules TRS and temperature adjustment modules SCPL are arranged at the respective heights of the lower processing section E1 and upper processing section E2 in the tower T1.
- FIG. 9 shows a plan view of a substrate processing apparatus 1D which is a fourth modification of the first embodiment.
- a plasma processing module 6 is also connected to the right side of the vacuum transfer module 5 via a gate valve G3. Therefore, the transfer mechanism 52 is shared by the three plasma processing modules 6.
- This configuration can increase the throughput of the apparatus.
- the substrate processing apparatus 1 is preferable from the viewpoint of further reducing the footprint.
- the substrate processing apparatus 1 may not be provided with the liquid processing unit F1, and the wafer W on which the chemical solution has been applied and the SOC film has been formed may be stored in the carrier C and transported to the substrate processing apparatus 1 by the above-mentioned factory carrier transport mechanism. Then, in the substrate processing apparatus 1, the process of step S1 described in FIG. 5 may not be performed, and the process from step S2 onwards may be performed.
- the substrate processing apparatus 1 may be configured such that only the heating module out of the heating module and liquid processing module is stacked, and the transport mechanism is shared with the heating module. Note that each of the modified examples described above can be applied not only to the substrate processing apparatus 1 of the first embodiment, but also to the substrate processing apparatuses of the other embodiments described below.
- the substrate processing apparatus 1E according to the second embodiment will be described with reference to the plan view of FIG. 10, focusing on the differences from the substrate processing apparatus 1.
- the plasma processing block D3 of the substrate processing apparatus 1E is provided with a vacuum transfer module 5A having a different shape from the vacuum transfer module 5. More specifically, the housing 51 of the vacuum transfer module 5A is longer in the front-rear direction than that of the vacuum transfer module 5.
- the front-rear width of the vacuum transfer module 5A is the same or approximately the same as the front-rear width of the carrier block D1 and the processing block D2.
- the positions of the front end and the rear end of the vacuum transfer module 5A in the front-rear direction are the same or approximately the same as the positions of the front end and the rear end of the carrier block D1 and the processing block D2, respectively.
- Three plasma processing modules 6 are connected to the right side of the vacuum transfer module 5A (the side opposite to the side to which the load lock module 4 is connected) via gate valve G3. These three plasma processing modules 6 are lined up in the front-to-rear direction with a small gap between them.
- the transfer mechanism 52 delivers wafers W to and from these three plasma processing modules 6.
- the vacuum transfer module 5A faces the processing block D2 with a gap between them.
- the load lock module 4 faces the space 85 formed between the processing block D2 and the vacuum transfer module 5.
- the space 85 corresponds to the space 19 of the substrate processing apparatus 1, and is a space where workers can enter to perform maintenance on the load lock module 4.
- This substrate processing apparatus 1E is provided with more plasma processing modules 6 than the substrate processing apparatus 1A, so that the throughput of the apparatus can be increased. Even if such a relatively large number of plasma processing modules 6 are provided, the transport mechanism 52 is shared by these plasma processing modules 6, so that the number of transport mechanisms 52 is also reduced in this substrate processing apparatus 1E, and an increase in the footprint is prevented.
- the vacuum transport modules 5 and plasma processing modules 6 of the substrate processing apparatus 1 of the first embodiment have the layout already described, the left-right width of the apparatus is smaller than that of the substrate processing apparatus 1E. Therefore, from the viewpoint of further reducing the footprint of the apparatus, the configuration of the substrate processing apparatus 1 is more advantageous.
- the substrate processing apparatus 1F of the third embodiment will be described with reference to the plan view of FIG. 11 and the vertical front view of FIG. 12, focusing on the differences from the substrate processing apparatus 1 of the first embodiment.
- an atmospheric transfer module 5B is provided on the right side of the processing block D2.
- a plasma processing module 6 is connected to a housing 81 constituting the atmospheric transfer module 5B from the front and rear via a gate valve G3.
- each plasma processing module 6 in the substrate processing apparatus 1F with respect to the processing block D2 in the front-rear direction is the same as the positional relationship of each plasma processing module 6 in the substrate processing apparatus 1 with respect to the processing block D2 in the front-rear direction.
- the plasma processing block D3 is composed of two plasma processing modules 6 and the atmospheric transfer module 5B.
- the housing 81 is connected to the right side of the processing block D2, and its interior is a transfer area for the wafer W, which is in an atmospheric atmosphere.
- the wafer W can be transferred between the processing block D2 and the atmospheric transfer module 5B through openings provided in each of the housings 81 and 36.
- the tower T2 and the transfer mechanism 82 are provided inside the housing 81.
- the tower T2 is composed of a plurality of temperature control modules SCPL and a plurality of transfer modules TRS stacked together, similar to the tower T1. In FIG. 12, the stage constituting these SCPL and TRS is indicated as 80.
- the tower T2 is located on the right side of the transfer area 14 so as to face the transfer area 14, so that the transfer mechanism 31 of the processing block D2 can transfer the wafer W to each module of the tower T2.
- Each module of the tower T2 corresponds to a placement unit, and the transfer mechanism 82 corresponds to a second transfer mechanism.
- the transfer mechanism 82 has a similar configuration to the transfer mechanism 35 provided for the tower T1, and is provided on the right side of the tower T2.
- a gate valve G3 and a plasma processing module 6 are provided on the front and rear sides of the transfer mechanism 82, respectively. Therefore, similar to the transfer mechanism 52 in the first embodiment, the transfer mechanism 82 is sandwiched between the plasma processing modules 6 from the front and rear.
- the transfer mechanism 82 can transfer wafers W to and from each module of the tower T2 and the plasma processing module 6.
- the gas supply mechanism 75 of the plasma processing module 6 of this substrate processing apparatus 1F can switch between a processing gas and the atmosphere and supply it into the processing vessel 61.
- the pressure inside the processing vessel 61 can be changed by supplying the atmosphere and exhausting the atmosphere inside the processing vessel 61, and this pressure change allows the transfer of the wafer W between the atmospheric transfer module 5B and the plasma processing module 6.
- the transfer of the wafer W between the processing block D2 and the plasma processing module 6 will be described in detail below.
- the wafer W that has been processed in the processing block D2 is transferred to the atmospheric transfer module 5B via the tower T2, and then transferred to the plasma processing module 6, where the processing vessel 61 is at atmospheric pressure.
- the processing vessel 61 is evacuated to a predetermined vacuum pressure, and plasma processing is performed on the wafer W. Then, when the pressure in the processing vessel 61 is restored to atmospheric pressure by supplying atmospheric air into the processing vessel 61, the wafer W is transferred from the plasma processing module 6 to the atmospheric transfer module 5B, and then returned to the processing block D2 via the tower T2.
- the wafer W is transported between each module for processing.
- a temperature adjustment module SCPL is also provided in the tower T2, so the wafer W may be transported to the temperature adjustment module SCPL of this tower T2 for temperature adjustment instead of the temperature adjustment module SCPL of the tower T1.
- the apparatus may be configured without the load lock module 4 and the vacuum transfer module 5.
- the substrate processing apparatus 1E is also configured to transfer the wafer W between the processing block D2 and the plasma processing module 6, and the transfer mechanism 82 is shared by the two plasma processing modules 6, so that, like the substrate processing apparatus 1, the apparatus throughput can be increased and the footprint can be reduced.
- the inside of the processing vessel 61 of the plasma processing module 6 may be relatively large since it contains structures necessary for processing the wafer W, and the time required for changing the pressure may be long depending on the volume.
- the substrate processing apparatus 1G according to the fourth embodiment will be described with reference to the plan view of FIG. 13, focusing on the differences from the substrate processing apparatus 1F according to the third embodiment.
- the substrate processing apparatus 1G does not have the load lock module 4 and the vacuum transfer module 5 as in the substrate processing apparatus 1F, and instead has an atmospheric transfer module 5C on the right side of the processing block D2.
- the atmospheric transfer module 5C has an atmospheric atmosphere inside as in the atmospheric transfer module 5B of the substrate processing apparatus 1F.
- the atmospheric transfer module 5C is different from the atmospheric transfer module 5B in terms of the shape of the housing constituting the atmospheric transfer module 5C, the transfer mechanism provided in the housing, and the position to which the plasma processing module 6 is connected.
- the plasma processing block D3 is composed of the plasma processing module 6 and the atmospheric transfer module 5C.
- the front-rear width of the housing 88 of the atmospheric transfer module 5C is longer than the front-rear width of the housing 81 of the atmospheric transfer module 5B.
- the front-rear width of the atmospheric transfer module 5C is the same as or approximately the same as the front-rear width of the carrier block D1 and the processing block D2.
- the tower T2 and the transfer mechanism 86 are provided in this housing 88, and the transfer mechanism 86 is located on the right side of the tower T2.
- the transfer mechanism 86 has a similar configuration to the transfer mechanism 35 of the processing block D2, except that it moves linearly in the front-rear direction instead of the left-right direction by the moving mechanism 34.
- three plasma processing modules 6 are connected to the right side of the housing 88 via gate valves G3, and the plasma processing modules 6 are arranged in a front-rear direction as in the second embodiment.
- the transfer mechanism 86 can transfer wafers W to each module of the tower T2 and each plasma processing module 6.
- the wafer W is transferred along a route similar to that of the substrate processing apparatus 1F, and the pressure in the processing vessel 61 of the plasma processing module 6 is changed to transfer the wafer W between the plasma processing module 6 and the atmospheric transfer module 5C.
- the wafer W is transferred between the processing block D2 and the plasma processing module 6, and the transfer mechanism 86 is shared by the three plasma processing modules 6, so that the throughput of the apparatus can be increased and the footprint can be reduced, similar to the substrate processing apparatus 1.
- the configuration of the substrate processing apparatus 1G is preferable in consideration of the throughput of the apparatus, and the configuration of the substrate processing apparatus 1F is preferable in consideration of the footprint of the apparatus.
- the substrate processing apparatus 1G may be provided with a transport mechanism 52 which is a multi-joint arm as in the second embodiment.
- the transport mechanism 86 is configured so that the base 32 moves linearly in the forward and backward directions.
- the linear movement distance is relatively long so that the three plasma processing modules 6 can be accessed.
- the movement mechanism 34 is configured to include a drive mechanism such as a motor or a belt, and a cover that prevents particles from scattering from the drive mechanism, and the drive mechanism and the base 32 are connected via a connection part. As described above, if the linear movement distance of the base 32 is long, an opening for passing the connection part is opened in the cover by the length of the movement distance.
- the transport mechanism 52 which is a multi-joint arm rather than the transport mechanism 86.
- the transfer mechanism 52 when the transfer mechanism 52 is provided, it is necessary to secure a rotation area for the first to third arms 52B to 52D. Therefore, when the transfer mechanism 52 is provided, there is a risk that the transfer area for the wafer W in the housing 88 will be larger than when the transfer mechanism 86 is provided. Therefore, from the viewpoint of more reliably reducing the footprint of the device, it is preferable to provide the transfer mechanism 86.
- the lower processing unit E1 and upper processing unit E2 each including the liquid processing unit F1, the heating processing unit F2, and the transport mechanism 31, may be configured in a stacked configuration, and the plasma processing module 6 may also be stacked accordingly.
- This configuration may also be applied to a substrate processing apparatus 1G equipped with an atmospheric transport module 5C.
- the transfer mechanism 52 that transfers the wafer W between the transfer mechanism 31 and the plasma processing module 6 does not move up and down, so the transfer mechanism 52 is provided in two stages.
- the transfer mechanism 99 of the substrate processing apparatus 1G is configured to be able to move up and down, so it does not need to be provided in two stages as shown in FIG. 14.
- the transfer of the wafer W between the lower processing unit E1 and the lower plasma processing module 6, and the transfer of the wafer W between the upper processing unit E2 and the upper plasma processing module 6 can be performed by the same transfer mechanism 99.
- the lower processing unit E1 and the upper processing unit E2 can be stacked, and the same transfer mechanism 82 can be used to transfer the wafer W at the upper stage and the lower stage.
- the inside of the housing 36 of the carrier block D1 and the processing block D2 has been described as being an atmospheric atmosphere, it is not limited to being an atmospheric atmosphere.
- the inside of the housing 36 may be an inert gas atmosphere by providing a supply port for an inert gas such as N2 gas in each part of the housing 36.
- the atmospheric transfer modules 5B and 5C in the third and fourth embodiments may be an inert gas atmosphere instead of an atmospheric atmosphere.
- the pressure of the load lock module 4 has been described as being changed by supplying an inert gas, the pressure may be changed by supplying the atmosphere.
- the plasma processing module 6 is not limited to being configured to perform processing using capacitively coupled plasma, and may be configured to perform processing using, for example, inductively coupled plasma. In addition, processing may be performed using so-called remote plasma, in which plasma formed outside the processing vessel 61 is supplied into the processing vessel 61 for processing.
- two load lock modules 4 are provided to improve throughput.
- these two load lock modules 4 one may be used for transport from the processing block D2 to the vacuum transfer module 5, and the other may be used for transport from the vacuum transfer module 5 to the processing block D2. Also, only one load lock module 4 may be provided.
- the carrier block D1, processing block D2, and plasma processing block D3 may be arranged in order from right to left. Therefore, the processing block D2 is provided on one of the left and right sides of the carrier block D1, and the plasma processing block D3 is provided on one of the left and right sides of the processing block D2.
- the plasma processing module 6 is provided on one of the left and right sides of the housing (transport area) in which the second transport mechanism is provided.
- the number and layout of the transport mechanisms provided in each block are not limited to those described above and can be changed as appropriate.
- the configuration of the transport mechanisms is also arbitrary, and the transport mechanism 31 of processing block D2, for example, may be configured as a multi-joint arm similar to the transport mechanism 52 of vacuum transport module 5.
- the third arm 52D constituting the transfer mechanism 52 in the first embodiment is a support for the wafer W.
- a plurality of third arms 52D are provided on the second arm 52C, and the wafer W is transferred to one of the two plasma processing modules 6 by one third arm 52D, and to the other of the two plasma processing modules 6 by the other third arm 52D.
- the third arm 52D which is a support for the wafer W, is used differently depending on the plasma processing module 6.
- the first arm 52B and the second arm 52C are also shared by the plasma processing modules 6 as the support for the wafer W, so that the transfer mechanism 52 is shared by the two plasma processing modules 6.
- the transfer mechanism being shared by a plurality of plasma processing modules 6 includes a case where some moving members of the transfer mechanism are shared by each plasma processing module 6, and is not limited to a case where the entire transfer mechanism is shared by each plasma processing module 6.
- the number and layout of the modules to be arranged are not limited to the above-mentioned examples.
- FIG. 15 another example of the layout of modules in the processing block D2 will be shown in comparison with the example of FIG. 2.
- the total number of heating modules (23 or 24) arranged in the vertical direction is six as described above in the vertical cross-sectional side view.
- the region in which the heating modules are arranged is divided into partitioned regions divided by the height of the liquid treatment module, and two heating modules (23 or 24) are stacked in each partitioned region in the vertical cross-sectional side view.
- the total number of heating modules arranged in the vertical direction in the vertical cross-sectional side view is four.
- partitioned regions in which heating modules are arranged are formed for each height of the liquid treatment module, but the number of heating modules installed in one partitioned region is one or two in the vertical cross-sectional side view. As described above, the number of heating modules installed in the partitioned regions in the vertical cross-sectional side view may be the same or different.
- the number of heating modules installed in the partitioned areas may be different in the vertical cross-sectional view as shown in FIG. 15. Specifically, for a heating module that processes the wafer W at a temperature higher than X°C, the number of heating modules installed in the partitioned area that includes this heating module is made greater than the number of heating modules installed in the partitioned area that includes a heating module that processes the wafer W at a temperature of X°C or lower so that heat radiation from another heating module in the partitioned area can be effectively utilized. In the example of FIG.
- one heating module 23 that performs heat processing at X°C or lower (X is a natural number) is provided in the partitioned area in the vertical side view, and two heating modules 24 that perform heat processing at a temperature higher than X°C are provided in the partitioned area in the vertical side view.
- inspection modules 25 and 26 are shown as being provided in the carrier block D1, they may also be provided in the processing block D2. For example, they may be placed in place of some of the heating modules in the heating processing unit F2.
- FIG. 17 shows a cross section of a processing block D2, which, like the processing block D2 of the substrate processing apparatus 1F, is provided with a liquid processing section F1 and a heating processing section F2 on the front side (-Y side) and rear side (+Y side) of the transport region 14, respectively.
- the processing block D2 of the substrate processing apparatus 1H is composed of four stories that are stacked on top of each other and partitioned, and each story includes a liquid processing section F1, a heating processing section F2, a transport region 14, and a transport mechanism 31.
- a liquid processing module is provided in the liquid processing section F1 of one story without being stacked with other liquid processing modules.
- the story where the outward transport is performed has a processing module for processing the wafer W before plasma processing
- the story where the return transport is performed has a processing module for processing the wafer W after plasma processing.
- the lower two are stories for the outward transport and are provided with the SOC film formation module 21 and the pre-plasma processing heating module 23
- the upper two are stories for the return transport and are provided with the back surface cleaning module 22 and the post-plasma processing heating module 24.
- the wafer W passes through either of the stories for the outward transport and either of the stories for the return transport.
- the wafer W is transported and processed in parallel on each story.
- a housing 81 constituting the atmospheric transfer module 5B is connected from the right to the central portion of the front and rear of the processing block D2.
- the housing 81 is formed so that the long side extends in the left-right direction (X direction) in a plan view, and the front-rear width is smaller than the front-rear width of the processing block D2.
- the tower T2 is provided at the left end of the housing 81 and includes a transfer module TRS and a buffer module BM.
- the buffer module BM has multiple placement sections on the top and bottom, and a wafer W can be placed on each placement section. Therefore, a large number of wafers W can be placed and retained in the buffer module BM.
- the transfer module TRS is provided at a height that allows the transfer mechanism 31 on each level and the transfer mechanism 82 provided in the atmospheric transfer module 5B to transfer the wafer W.
- the transport mechanism 82 of this substrate processing apparatus 1H is configured similarly to the transport mechanism 31 of processing block D2, and in addition to the various operations performed by the transport mechanism 82 of substrate processing apparatus 1F, it is capable of moving the base 32 left and right. Therefore, in addition to transferring wafers W to each module of tower T2, the transport mechanism 82 of substrate processing apparatus 1H can also transfer wafers W to load lock modules 40 located to the left and right, as described below.
- the housing 81 is provided with an air supply unit, for example, constituted by an FFU (fan filter unit), which supplies a desired amount of air into the housing 81.
- An exhaust path is also opened into the housing 81, and the amount of exhaust from the housing 81 can be set as desired, for example, by adjusting the opening of a valve provided in this exhaust path.
- the pressure inside the housing 81 can be adjusted to atmospheric pressure or a desired pressure close to atmospheric pressure.
- Gate valves G1 are provided on both the front and rear side walls of the housing 81. The left and right positions of these gate valves G1 are different; the gate valve G1 on the front side of the housing 81 is located on the right side of the tower T2 near the left end of the housing 81, and the gate valve G1 on the rear side of the housing 81 is located at the right end of the housing 81.
- Load lock modules 40 are provided on both the front and rear sides of the housing 81 and the transport mechanism 82 inside the housing 81, and are connected to the housing 81 via the gate valve G1.
- a vacuum transfer module 50 is connected to the right side of the load lock module 40 on the front side of the housing 81 via gate valve G2, and a plasma processing module 6 is connected to the right side of this vacuum transfer module 50 via gate valve G3.
- a vacuum transfer module 50 is connected to the left side of the load lock module 40 on the rear side of the housing 81 via gate valve G2, and a plasma processing module 6 is connected to the left side of this vacuum transfer module 50 via gate valve G3.
- the load lock module 40, vacuum transfer module 50, and plasma processing module 6 are arranged in a row on each of the front and rear sides of the housing 81, and the arrangement direction of these modules is reversed on the front side and rear side of the housing 81.
- the load lock module 40 and the vacuum transfer module 50 have the same configuration as the load lock module 4 and the vacuum transfer module 5, except for the differences described below. Therefore, the interior of the housing 41 of the load lock module 40 can be switched between air and vacuum atmosphere when the gate valves G1 and G2 connected to the housing 41 are closed.
- the interior of the housing 51 of the vacuum transfer module 50 forms a transfer area for the wafer W that is maintained in a vacuum atmosphere while the substrate processing apparatus 1H is in operation.
- the wafer W is transferred between the load lock module 40, the vacuum transfer module 50, and the plasma processing module 6. Specifically, the wafer W is transferred from the atmospheric transfer module 5B, which is in an atmospheric atmosphere, to the load lock module 40, which is in an atmospheric atmosphere, and then transferred from the load lock module 40, which is in a vacuum atmosphere, to the plasma processing module 6 via the vacuum transfer module 50, where it is subjected to plasma processing. Then, a transfer operation in the reverse direction to the transfer operation from the atmospheric transfer module 5B to the plasma processing module 6 is performed, and the plasma-processed wafer W is returned to the atmospheric transfer module 5B. Since the wafer W is transferred between the vacuum transfer module 50 and the processing chamber 61 of the plasma processing module 6 is maintained in a vacuum atmosphere during operation of the substrate processing apparatus 1H, as in the first embodiment.
- the set of the load lock module 40, the vacuum transfer module 50, the plasma processing module 6, and the gate valves G1 to G3 located on the front and rear sides of the housing 81 may be referred to as the vacuum unit 80. Therefore, the two vacuum units 80 form a first set in which the load lock module 40 is provided on one side, either front or rear, of the transport area of the wafer W in the housing 81, and a second set in which the load lock module 40 is provided on the other side, either front or rear, of the transport area of the wafer W in the housing 81, and the left and right positions of the load lock module 40 differ between these sets.
- the load lock module 40, the vacuum transfer module 50, and the plasma processing module 6 constituting the first set are arranged in order from one side to the other, and the load lock module 40, the vacuum transfer module 50, and the plasma processing module 6 constituting the second set are arranged in order from the other side to one.
- these vacuum units 80 are configured in the same way, except that the modules constituting the vacuum unit 80 are arranged in the opposite directions, and the direction in which the gate valve G1 is connected to the load lock module 4 is reversed, and they are located at the same height.
- the above-mentioned two vacuum units 80 and the atmospheric transfer module 5B constitute the plasma processing block D3.
- the load lock module 40, the vacuum transfer module 50, and the plasma processing module 6 are arranged in a row to form the vacuum unit 80, with the front vacuum unit 80 facing the front portion of the processing block D2 and the rear vacuum unit 80 facing the rear portion of the processing block D2.
- This configuration and arrangement of the vacuum unit 80 prevents the front-to-rear width of the substrate processing apparatus 1H from increasing due to the installation of the vacuum unit 80.
- a space 87 is formed between the load lock module 40 at the front side and the processing block D2.
- an operator can enter the space 87 from the area in front of the processing block D2.
- the rear side of the tower T2 faces the plasma processing module 6 of the vacuum unit 80 arranged at the rear side of the two vacuum units 80, and the distance between them is relatively short. If the plasma processing module 6 were not to face the tower T2 but to be located to the right of the tower T2, the horizontal length of the atmospheric transfer module 5B would be large, and the horizontal length of the substrate processing apparatus 1H would also be large. Therefore, arranging the plasma processing module 6 and the tower T2 to face each other as described above contributes to preventing an increase in the footprint of the substrate processing apparatus 1H.
- the load lock module 40 has two stages 42 arranged vertically in a housing 41. A wafer W can be placed on each of these two stages 42.
- the vacuum transfer module 50 has a transfer mechanism 52 similar to the vacuum transfer module 5, but the base 52A of the transfer mechanism 52 has a platform 52E that can rotate around a vertical axis and can be raised and lowered. Two articulated arms 52F are provided on the platform 52E.
- Each articulated arm 52F is composed of the first arm 52B, the second arm 52C, and the third arm 52D described in the first embodiment, and the third arm 52D that supports the wafer W can be moved forward and backward relative to the load lock module 40 and the vacuum transfer module 5, respectively, to transfer the wafer W to these modules.
- the tip of each third arm 52D faces the same direction as shown in FIG. 15, for convenience of illustration, it is shown facing in the opposite direction in FIG. 17.
- This transfer mechanism 52 constitutes a third transfer mechanism that transfers the wafer W between the load lock module 40 and the vacuum transfer module 5.
- the wafer W is transported to the return level of processing block D2 via tower T2 of atmospheric transfer module 5B, and is transported in order to the back surface cleaning module 22 and heating module 24 for processing, and then returned to carrier C. Note that processing in the back surface cleaning module 22 and/or heating module 24 does not necessarily have to be performed. Therefore, the wafer W may simply pass through the return level (without being transported to a processing module).
- the transfer mechanism 82 When the transfer mechanism 82 receives a processed wafer W from the transfer module TRS of the tower T2 on the outbound level and the wafer W cannot be transferred to the vacuum unit 80, the transfer mechanism 82 transfers the wafer W to the buffer module BM and holds the wafer W there. Then, when the wafer W can be transferred to the vacuum unit 80, the transfer mechanism 82 transfers the wafer W from the buffer module BM to the vacuum unit 80. Note that the transfer of the wafer W to the buffer module BM may be performed only when the wafer W cannot be transferred to the vacuum unit 80 as described above, or may be performed uniformly for each wafer W regardless of the transfer status of the wafer W in the vacuum unit 80.
- the pressure inside the load lock module 40 varies between the pressure ( ⁇ Pa) when the wafer W is transferred to the atmospheric transfer module 5B and the pressure ( ⁇ Pa) when the wafer W is transferred to the vacuum transfer module 50, but is set, for example, so that ⁇ Pa > ⁇ Pa > the pressure inside the plasma processing module 6. Because a pressure difference is thus formed between the load lock module 40 and the plasma processing module 6, particles generated by the processing of the wafer W in the plasma processing module 6 are unlikely to flow into the atmospheric transfer module 5B.
- the load lock modules 4 are positioned differently on the left and right sides in the front vacuum unit 80 and the rear vacuum unit 80, so that the load lock modules 4 do not face each other. Therefore, even if particles flow out of the load lock module 4 of one vacuum unit 80 into the atmospheric transfer module 5B, they are prevented from entering the load lock module 4 of the other vacuum unit 80. As a result, particles generated in one vacuum unit 80 are prevented from contaminating each module of the other vacuum unit 80.
- the pressure in the atmospheric transfer module 5B and the pressure in the load lock module 40 may be adjusted so that the pressure in the processing block D2 > the pressure in the atmospheric transfer module 5B > the pressure in the load lock module 40 when transferring the wafer W between the atmospheric transfer module 5B (the above-mentioned ⁇ Pa).
- the reason for this is that the pressure in the atmospheric transfer module 5B (pressure in the housing 81) is greater than the pressure in the load-lock module 40 (pressure in the housing 41) in order to prevent particles from flowing out from the housing 41 into the housing 81.
- the reason for setting the pressure in the processing block D2 greater than the pressure in the atmospheric transfer module 5B (pressure in the housing 36) in this manner is that, by creating a pressure difference such that the atmospheric transfer module 5B is greater than the load-lock module 40, the pressure ⁇ Pa in the load-lock module 40 is set to a relatively small pressure. Note that ⁇ Pa is the pressure in the load-lock module 40 when the wafer W is transferred to the atmospheric transfer module 5B, as described above.
- ⁇ Pa is the pressure inside the load lock module 40 when the wafer W is transported to the vacuum transfer module 50, as described above.
- ⁇ Pa - ⁇ Pa is the pressure inside the load lock module 40 when the wafer W is transported to the vacuum transfer module 50, as described above.
- ⁇ Pa - ⁇ Pa is small in this way, the pressure inside the load lock module 40 can be quickly changed between ⁇ Pa and ⁇ Pa, and the throughput of the substrate processing apparatus 1H can be increased.
- the pressure inside the processing block D2 > pressure inside the atmospheric transfer module 5B > pressure inside the load lock module 40 when transferring the wafer W between the atmospheric transfer module 5B ( ⁇ Pa) is set in order to improve the throughput of the apparatus.
- the inside of the housing 81 of the atmospheric transfer module 5B is made negative relative to the pressure inside the processing block D2
- the inside of the housing 81 is made to have an atmospheric atmosphere.
- the inside of the housing 81 is not made to have a vacuum atmosphere, but is made to have a pressure between atmospheric pressure (standard pressure) and atmospheric pressure.
- a pressure close to atmospheric pressure is, for example, atmospheric pressure -10 kPa to atmospheric pressure +10 kPa.
- the load lock module 40 is provided with two stages 63, each of which carries a wafer W.
- the vacuum transfer module 50 is provided with two articulated arms 52F, each of which has a third arm 52D for supporting the wafer W.
- one of the two stages 63 is used to carry a wafer W before plasma processing that is to be transferred to the vacuum transfer module 50, and the other is used to carry a plasma-processed wafer W that is to be transferred to the atmospheric transfer module 5B.
- one of the two third arms 52D may be used to support a wafer W before plasma processing that is to be transferred to the plasma processing module 6, and the other may be used to support a plasma-processed wafer W that is to be transferred to the vacuum transfer module 50.
- the stage 63 and the third arm 52D are used separately for handling a wafer W before plasma processing and for handling a wafer W that has been plasma processed.
- the stage 63 and the third arm 52D may be used as described above to suppress the range in which foreign matter is transferred from the back surface of the wafer W in the vacuum unit 80, and to suppress the adhesion of foreign matter to the wafer W before plasma processing. It is also possible to use any one of the two stages 63 and any one of the two third arms 52D to transport the wafer W without using the stage 63 and the third arm 52D as described above. It is also possible to use a different configuration from the transport mechanism 52 provided in the first embodiment for the transport mechanism 52 of the vacuum transport module 50, but there is no particular limitation on the configuration. For example, a transport mechanism 52 having one multi-joint arm may be provided as described in the first embodiment.
- the tower T2 may also include a temperature adjustment module SCPL.
- the transfer mechanism 82 of the atmospheric transfer module 5B which receives the wafer W from the transfer module TRS or the buffer module BM of the tower T2, transfers the wafer W to the temperature adjustment module SCPL, where the temperature is adjusted, and then transfers it to the load lock module 40.
- the time required for the temperature adjustment unit 66 of the stage 63 to adjust the temperature to a predetermined temperature before the start of plasma processing can be shortened. Therefore, by adjusting the temperature of the wafer W before plasma processing in the temperature adjustment module SCPL as described above, the throughput of the plasma processing module 6 and therefore the throughput of the substrate processing apparatus 1H can be increased.
- the wafer W whose temperature has been adjusted in the temperature adjustment module SCPL is transported, for example, to the load lock module 40 after the temperature adjustment module SCPL.
- the wafer W after being unloaded from the temperature adjustment module SCPL is transported to the load lock module 40 without passing through any other modules.
- the air supply unit that supplies air into the housing 81 may have a mechanism for adjusting the amount of moisture contained in the air, or may be configured to be capable of cooling the flow path through which the air flows before being released into the housing 81, so that the temperature inside the housing 81 can be controlled to be lower than the temperature outside the housing 81, for example, to 20°C.
- the temperature of the wafer W during plasma processing is preferably 20°C or close to 20°C. Therefore, the temperature of the stage 63 of the plasma processing module 6 is also set to, for example, 20°C or close to 20°C.
- the time required for temperature adjustment after the wafer W is placed on the stage 63 of the plasma processing module 6 is prevented from being extended.
- the arrangement of the modules in the front and rear vacuum units 80 may be reversed from that shown in the example.
- the front vacuum unit 80 may be arranged from left to right in the order of plasma processing module 6, vacuum transfer module 50, and load lock module 40
- the rear vacuum unit 80 may be arranged from left to right in the order of load lock module 40, vacuum transfer module 50, and plasma processing module 6.
- FIG. 19 A plan view of a modified example of the substrate processing apparatus 1H is shown in Fig. 19.
- Two plasma processing modules 6 are connected to each vacuum transfer module 50 of each vacuum unit 80 of the substrate processing apparatus 1H in Fig. 19 via a gate valve G3.
- the two plasma processing modules 6 connected to the vacuum transfer module 50 one is disposed at the position described in Fig. 15, and the other is connected to the vacuum transfer module 50 from the opposite side in the front-rear direction to the side where the atmospheric transfer module 5B is located.
- the plasma processing module 6 is connected to the vacuum transfer module 50 of the vacuum unit 80 located in front of the atmospheric transfer module 5B from the right side and front side, and to the vacuum transfer module 50 of the vacuum unit 80 located in the rear of the atmospheric transfer module 5B from the left side and rear side.
- processing in the plasma processing module 6 may take a relatively long time. Therefore, by configuring multiple plasma processing modules 6 connected to one vacuum transfer module 50 in this manner to enable parallel processing, the throughput of the substrate processing apparatus 1H can be increased. Note that two plasma processing modules 6 may be connected to only one of the two vacuum transfer modules 50 as shown in FIG. 19, and only one plasma processing module 6 may be connected to the other vacuum transfer module 50 as shown in FIG. 16.
- a substrate processing apparatus 1I according to the sixth embodiment will be described with reference to the plan view of Fig. 20 and the vertical cross-sectional side view of Fig. 21, focusing on the differences from the substrate processing apparatus 1H according to the fifth embodiment.
- the vacuum units 80 are arranged in front and behind the atmospheric transfer module 5B as in the fifth embodiment, but the rear vacuum unit 80 is configured with the load lock module 40, the vacuum transfer module 50, and the plasma processing module 6 arranged in order from left to right as in the front vacuum unit 80.
- the modules constituting the vacuum unit 80 are arranged in the same direction for the front vacuum unit 80 and the rear vacuum unit 80.
- each vacuum unit 80 The left and right positions of each vacuum unit 80 are the same, and the two load lock modules 40, the two vacuum transfer modules 50, and the two plasma processing modules 6 face each other in the front-to-rear direction, sandwiching the atmospheric transfer module 5B. Since the load lock module 40 is located on the right side of the tower T2, the maintenance space 87 is formed in front and behind the atmospheric transfer module 5B.
- the base 32 of the transport mechanism 82 does not move left or right, and the transport mechanism 82 is positioned between two load lock modules 40 in a plan view. Therefore, the transport mechanism 82 is located to the left of each vacuum transport module 50 (the other of the left and right sides). More specifically, the base 32 of the transport mechanism 82 is located to the left of the vacuum transport module 50, and remains located to the left of the vacuum transport module 50 even when transferring a wafer W to each module in the module placement area 89 described below.
- the area to the right of the transfer mechanism 82 inside the housing 81 is configured as a module placement area 89, in which many modules are stacked.
- the module placement area 89 is sandwiched between the vacuum transfer modules 50, and is therefore located to the left (the other of the left and right sides) of the plasma processing modules 6.
- the transfer mechanism 82 can transfer wafers W to and from each module in this module placement area 89, in addition to each module in the tower T2 and the load lock module 40.
- the transfer path can be set so that the wafer W before plasma processing transferred from the outward floor is transferred to one or more of the modules in this module placement area 89 and then transferred to the vacuum unit 80.
- the transfer path can be set so that the wafer W after plasma processing transferred from the vacuum unit 80 is transferred to one or more of the modules in this module placement area 89 and then transferred to the return floor.
- the modules included in the module placement area 89 are not limited to modules (processing modules) that process the wafer W, but may include modules that only place the wafer W without processing it.
- at least one of the inspection module 26, the transfer module TRS, the temperature adjustment module SCPL, and the back surface cleaning module 22 can be arranged in the module placement area 89, and FIG. 21 shows an example in which all of these modules are arranged.
- the inspection module 26 a wafer W that has been processed on the outbound floor but before plasma processing, or a wafer W that has been plasma processed but before transport to the return floor, is transported and images are taken for inspection. Note that, prior to the sixth embodiment, the inspection module 26 was described as taking images of a wafer W that has been processed in processing block D2, but from the sixth embodiment onwards, it will take images of a wafer W before or after plasma processing in this manner.
- the transfer module TRS temporarily holds the transferred wafer W.
- the temperature control module SCPL like the temperature control module SCPL of the tower T2, is provided to adjust the temperature of the wafer W before it is loaded into the plasma processing module 6.
- the back surface cleaning module 22 is, for example, a module for cleaning the back surface of the wafer W after plasma processing to remove foreign matter, as described above as being provided in the return floor.
- the wafer W after plasma processing is transported to this back surface cleaning module 22 after the load lock module 40, for example, and processed.
- the back surface cleaning module 22 is provided in this module placement area 89 in order to reduce the amount of foreign matter adhering to the module to which the wafer W is transported after back surface cleaning and the transport mechanism that transfers the wafer W to the module by performing back surface cleaning at a position closer to the plasma processing module 6 on the transport path of the wafer W than the return floor.
- the back surface cleaning module 22 does not need to be provided in the return floor. Note that the back surface cleaning module 22 has been described so far as being used to process the wafer W after plasma processing, but the back surface cleaning module 22 in this module placement area 89 may be set to transport the wafer W before plasma processing and process the wafer W.
- the back surface cleaning module 22, inspection module 26, and temperature adjustment module SCPL which are arranged in the module arrangement area 89 and set up to transfer the wafer W before plasma processing, are arranged so that the wafer W waiting in the atmospheric transfer module 5B can be processed by utilizing the time until it becomes possible to transfer it to the vacuum unit 80.
- the module to which the wafer W is transferred in the module arrangement area 89 is set in advance, this is not limited to the fact that the wafer W is set in advance.
- the transfer module TRS when the transfer mechanism 82 transfers the wafer W to the vacuum unit 80, if the wafer W can be transferred to the vacuum unit 80, the transfer to the transfer module TRS is not performed, and the wafer W may be transferred only if the wafer W cannot be transferred to the vacuum unit 80. In other words, if the wafer W cannot be transferred to the vacuum unit 80, the wafer W is transferred to the transfer module TRS or the buffer module BM and retained there.
- the wafer W may not be transferred to the processing module, and the wafer W may be transferred to the processing module only if the wafer W cannot be transferred to the vacuum unit 80.
- modules of the module arrangement area 89 and a buffer module BM are provided on the right side (one of the left and right sides) and left side (the other of the left and right sides) of each load lock module 40, in which wafers W are placed and retained before being transported to the vacuum unit 80.
- This is preferable because it prevents wafers W from being retained in the processing block D2 and causing a stagnation of processing in the processing block D2.
- Each module of the module arrangement area 89 corresponds to a first placement area on which multiple wafers W are placed
- the buffer module BM corresponds to a second placement area on which multiple wafers W are placed.
- the transport mechanism 82 is located to the left (the other side in the left and right direction) of the vacuum transport module 50 of each vacuum unit 80, and the module arrangement area 89 is located to the left (the other side in the left and right direction) of the plasma processing module 6 of each vacuum unit 80. Therefore, the distance in the left and right direction between the load lock module 4 accessed by the transport mechanism 82 and the module arrangement area 89 is prevented from becoming long. Therefore, the distance that the base 32 of the transport mechanism 82 must move in the left and right direction in order for the transport mechanism 82 to deliver the wafer W to the load lock module 40 and each module in the module arrangement area 89 can be shortened. In the above-mentioned example, this left and right movement is unnecessary.
- the transport mechanism 82 can quickly transport the wafer W between the load lock module 40 and each module in the module arrangement area 89, so that the throughput of the substrate processing apparatus 1I can be increased.
- the left and right positions of the base 32 of the transport mechanism 82 are not limited to being fixed, and may be configured to move slightly left and right.
- the rear vacuum unit 80 of this substrate processing apparatus 1I is different from the rear vacuum unit 80 of the substrate processing apparatus 1H described in FIG. 16 in that, from left to right, a load lock module 40, two vacuum transfer modules 50, and two plasma processing modules 6 are arranged. Even in the case of such an arrangement of modules, as shown in FIG. 22, the plasma processing module 6 may be connected to the vacuum transfer module 50 on the side opposite to the side on which the atmospheric transfer module 5B is located in the front-to-rear direction.
- a substrate processing apparatus 1J according to the seventh embodiment will be described with reference to the plan view of Fig. 23 and the front view of Fig. 24, focusing on the differences from the substrate processing apparatus 1I according to the sixth embodiment.
- the atmospheric transfer module 5B of this substrate processing apparatus 1J does not have a module arrangement area 89 in its housing 81, and the base 32 of the transfer mechanism 82 is movable left and right.
- a module arrangement area 90 is provided above each vacuum unit 80, and each module described as being disposed in the module arrangement area 89 can be disposed in the module arrangement area 90.
- the plasma processing block D3 of the substrate processing apparatus 1J is composed of the atmospheric transfer module 5B and the vacuum unit 80, as well as each module in the module arrangement area 90.
- the module placement area 90 multiple modules are stacked to form a stack, and multiple stacks are arranged side by side on the left and right.
- the load lock module 40, vacuum transfer module 50, and plasma processing module 6 that make up the vacuum unit 80 overlap with each module in the module placement area 90 in a planar view.
- the transfer mechanism 82 can access each module in the module placement area 90.
- the wafer W is transferred between modules in the same order as in the substrate processing apparatus 1I of the sixth embodiment and processed.
- This substrate processing apparatus 1J allows many modules to be provided in the module arrangement area 90, so that the processing can be improved by mounting multiple modules of the same type, and the processing that can be performed before and after plasma processing can be diversified by providing different types of modules.
- the positional relationship between the vacuum unit 80 and the module arrangement area 90 may be reversed on the front and/or rear side of the atmospheric transfer module 5B, so that the module arrangement area 90 is located below the vacuum unit 80.
- the module arrangement area 90 may be provided only on the front or rear side of the atmospheric transfer module 5B, so that the module arrangement area 90 overlaps only one of the two vacuum units 80 in a plan view.
- Fig. 27 is a cross-sectional view taken along the line A-A' in Fig. 25.
- an intermediate block D4 is interposed between the processing block D2 and the atmospheric transfer module 5B, and the intermediate block D4 has the same front-to-rear width and height as the processing block D2.
- the intermediate block D4 also has a housing 36 like the processing block D2, and the interior of the housing 36 is an atmospheric atmosphere.
- Tower T2 is provided in the housing 36 of intermediate block D4 instead of in the housing 81 of atmospheric transfer module 5B, and faces the transfer area 14 of processing block D2.
- a transfer mechanism 91 is provided on the rear side of tower T2 within the housing 36 of intermediate block D4. This transfer mechanism 91 is configured similarly to the transfer mechanism 35 provided for tower T1, and is capable of transferring wafers W between each module included in tower T2.
- Two transfer mechanisms 82 are provided in the atmospheric transfer module 5B in the substrate processing apparatus 1K.
- One of the two transfer mechanisms 82 (hereinafter referred to as transfer mechanism 82A) can move up and down in the lower region 92A in the atmospheric transfer module 5B, and the other (hereinafter referred to as transfer mechanism 82B) can move up and down in the upper region 92B in the atmospheric transfer module 5B.
- transfer mechanism 82A One of the two transfer mechanisms 82
- transfer mechanism 82B can move up and down in the upper region 92B in the atmospheric transfer module 5B.
- the two vacuum units 80 are located at different heights.
- the front vacuum unit 80 (-Y side) is located at a height at which the wafer W can be transferred between the load lock module 40 of the vacuum unit 80 and the transfer mechanism 82A, and the rear vacuum unit 80 (+Y side) is located at a height at which the wafer W can be transferred between the load lock module 40 of the vacuum unit 80 and the transfer mechanism 82B.
- the area above the front vacuum unit 80 is the module placement area 93B, and the areas above and below the rear vacuum unit 80 are the module placement areas 94B and 94A.
- These module placement areas 93B, 94A, and 94B are areas in which multiple modules are placed in the left-right direction, similar to the module placement area 90 of the substrate processing apparatus 1I. Therefore, the modules provided in the module placement area 93B overlap the load lock module 40, vacuum transfer module 50, or plasma processing module 6 of the front vacuum unit 80 in a planar view.
- the modules provided in the module placement areas 94B and 94A overlap the load lock module 40, vacuum transfer module 50, or plasma processing module 6 of the rear vacuum unit 80 in a planar view.
- the modules described as being able to be placed in the module placement area 89 in FIG. 21 can be placed in these module placement areas 93B, 94A, and 94B.
- each of the module placement areas 93B, 94B, and 94A multiple modules may be stacked as in the module placement area 90. However, in the illustrated example, the modules in the module placement area 94B are not stacked because the height is relatively small.
- the transport mechanism 82A accesses each module in the module placement area 94A, and the transport mechanism 82B accesses each module in the module placement areas 93B and 94B.
- the plasma processing block D3 is composed of the intermediate block D4, the atmospheric transport module 5B, the vacuum unit 80, and the modules in the module placement areas 93B, 94B, and 94A.
- each transfer module TRS provided in tower T2 will be numbered to distinguish them from each other. Some of the TRSs are shown in FIG. 28.
- the wafer W transferred from the outward floor to TRS1 of tower T2 is transferred to TRS2A at the height of the lower region 92A of the atmospheric transfer module 5B and to TRS2B at the height of the upper region 92B.
- the wafer W in TRS2A is transferred to the front vacuum unit 80 and returned to TRS3A of tower T2, and the wafer W in TRS2B is transferred to the rear vacuum unit 80 and returned to TRS3B of tower T2.
- the wafers W in TRS3A and TRS3B are transferred to the return floor via TRS4 provided at the height of the return floor.
- the wafer W can be transferred to a module in the module placement area 94A. While being transferred from TRS2B to the vacuum unit 80, and while being transferred from the vacuum unit 80 to TRS3B, the wafer W can be transferred to a module in the module placement area 93B and/or 94B. In this way, the wafer W can be transferred and processed between modules in the same order as in the substrate processing apparatuses 1J and 1I described above in the substrate processing apparatus 1K.
- transfer between the TRSs is performed by a transfer mechanism 91.
- This transfer mechanism 91 transfers the wafer W from the forward level to each vacuum unit 80, and also transfers the wafer W from each vacuum unit 80 to the return level, so that the transfer mechanism 91 is a transfer mechanism shared by each plasma processing module 6.
- the wafer W can be transported between each module in the module arrangement area and the load lock module 40 by each of the transport mechanisms 82A and 82B. Therefore, when the wafer W becomes available for removal from each module of the tower T2, each module in the module arrangement areas 93B, 94A, and 94B, and the load lock module 40 accessed by these transport mechanisms 82A and 82B, the wafer W can be quickly removed. This prevents the wafer W from being left in the module for a long time unnecessarily, thereby preventing a decrease in the throughput of the apparatus.
- the substrate processing apparatus 1K may be configured such that the vacuum units 80 are stacked on one side of the front and rear sides of the atmospheric transfer module 5B so that the transfer mechanisms 82A and 82B can each access the module arrangement area, and the module arrangement area accessible by the transfer mechanism 82A and the module arrangement area accessible by the transfer mechanism 82B are stacked on the other side.
- a transport mechanism 35A is provided at the front side of the tower T1.
- This transport mechanism 35A transports wafers W between each module constituting the tower T1, similar to the transport mechanism 35 provided at the rear side of the tower T1.
- the transport between each module of the tower T1 is shared by the transport mechanisms 35 and 35A, thereby improving throughput.
- the substrate processing apparatus 1K may be provided with only the transport mechanism 35 out of the transport mechanisms 35 and 35A, or only the transport mechanism 35A.
- substrate processing apparatuses other than the substrate processing apparatus 1K may be provided with the transport mechanism 35 in addition to the transport mechanism 35, or only the transport mechanism 35A out of the transport mechanisms 35 and 35A.
- the transport between the modules provided in the tower T2 may be shared by two transport mechanisms.
- a transport mechanism (91A) other than the transport mechanism 91 may be provided in the area 90 on the front side of the tower T2 surrounded by the two-dot chain line in FIG. 25, and each of the transport mechanisms 91 and 91A may transport the wafer W between the modules.
- 91A a transport mechanism other than the transport mechanism 91
- each of the transport mechanisms 91 and 91A may transport the wafer W between the modules.
- the processing block D2 of the substrate processing apparatuses 1H to 1K has been shown to have four stories, the number of stories to be provided is arbitrary, and for example, six stories may be provided as shown in the longitudinal front view of FIG. 29. Not only the total number of stories, but also the number of stories for the forward path and the return path may be arbitrary, and the number of stories for the forward path and the return path may be appropriately set according to the number and type of modules to be installed on each story.
- the lower four stories are the stories for the forward path
- the upper two stories are the stories for the upper path.
- the transport mechanism 31 may be shared among a plurality of stories for the forward path.
- the transport areas 14 of these stories may be connected to each other, and the transport mechanism 31 may be movable between each story.
- the transport mechanism 31 may be shared among a plurality of stories for the return path.
- the tower T2 may be provided in the processing block D2 instead of in the plasma processing block D3.
- this may result in a decrease in the number of modules to be installed due to the increase in the left-right length of the processing block D2 and the decrease in the left-right length of the liquid processing section F1 and the heating processing section F2. Therefore, it is preferable to provide the tower T2 in the plasma processing block D3 as in the examples shown so far.
- the substrate processing apparatus 1L in FIG. 29 has the same configuration as the substrate processing apparatus 1H described in FIG. 16 to FIG. 18, except that the number of floors is different as described above, and some of the modules mounted thereon are different. To go into detail about the differences in the modules mounted thereon, the substrate processing apparatus 1L does not have a back surface cleaning module 22 on the return floor, but instead has a cleaning module 102. Also, an inversion module 101 is provided in the tower T2.
- the inversion module 101 includes a holding section that suction-holds the wafer W received from the transfer mechanism 31, and a rotation mechanism that rotates the holding section around a horizontal axis. With this configuration, the inversion module 101 can switch the wafer W received from the transfer mechanism 31 between a state in which the front side (the surface on which the device is formed) faces upward and a state in which the back side faces upward, and the transfer mechanism 31 receives the wafer W again after the state has been switched in this way.
- the cleaning module 102 has a relatively high foreign matter removal performance by including a stage that supports the wafer W from below, a nozzle that supplies cleaning liquid to the wafer W from above, and a brush that is pressed against the stage from above and scrubs the wafer W while the cleaning liquid is being supplied to the wafer W.
- This cleaning module 102 is provided in the liquid processing section F1.
- the wafer W that has been subjected to plasma processing and transported to the inversion module 101 of the tower T2 is turned backside up and then transported to the cleaning module 102 on the return level, where the backside that is turned up is subjected to a cleaning process.
- foreign matter on the backside of the wafer W is removed by supplying a cleaning liquid and scrubbing with a brush.
- the wafer W is then transported to the inversion module 101, where the backside is turned down again.
- the wafer W is then either returned to the carrier C, or transported to the heating module 24 where it is subjected to a heating process after the plasma processing and then returned to the carrier C.
- the cleaning module 102 may be provided at a location other than the above-mentioned location, for example by incorporating the cleaning module 102 in the tower T2.
- the inversion module 101 may be provided in the tower T1. Therefore, the locations at which the inversion module 101 and cleaning module 102 are arranged are not limited to the locations described in FIG. 29.
- an example of application of the inversion module 101 and cleaning module 102 to the substrate processing apparatus 1H of the fifth embodiment has been shown as the substrate processing apparatus 1L, but the inversion module 101 and cleaning module 102 may also be applied to, for example, the substrate processing apparatuses 1I to 1K of the sixth to eighth embodiments, and examples of arrangement when applied to these apparatuses will be described below.
- the inversion module 101 and cleaning module 102 When providing the inversion module 101 and cleaning module 102 in the substrate processing apparatus 1I and 1J, they may be provided as modules arranged in the module arrangement areas 89 and 90. When providing the inversion module 101 and cleaning module 102 in the substrate processing apparatus 1K, they may be provided in at least one of the module arrangement areas 93B and 94B, and in the module arrangement area 94A. In other words, the inversion module 101 and cleaning module 102 may be provided in positions accessible to each of the transport mechanisms 82A and 82B, so that the wafers W transferred from each vacuum unit 80 can be inverted and cleaned.
- the plasma processing module 6 will also be described in more detail.
- a relatively high power from the second high frequency power supply 77 to the stage 63, which is the lower electrode, and for example, a power of 3000 W or more is supplied to the lower electrode.
- the power supply of 3000 W or more from the second high frequency power supply 77 may be performed together with the power supply from the first high frequency power supply 76, or may be performed with the first high frequency power supply 76 turned off.
- the second high frequency power supply 77 may supply a power of 3000 W or more as a bias application power, or may supply a power of 3000 W or more as a plasma formation power.
- the upper electrode is made of, for example, quartz so as to prevent etching of the upper electrode.
- the focus ring 65 is also preferably made of, for example, quartz.
- FIG. 4 illustrates an example of the baffle plate 73 that is horizontal and annular, surrounding the stage 63.
- the baffle plate 73 may not be horizontal, but may be configured as an annular member that descends toward the inner periphery. With this configuration, even if the inner periphery of the baffle plate 73 is close to the wafer W in a plan view, it is far away from the wafer W in a side view, thereby preventing the adhesion of the metal particles to the wafer W.
- the substrate to be processed is not limited to a wafer, and may be, for example, a substrate for manufacturing a flat panel display or a mask substrate for manufacturing a mask for exposure. Therefore, a rectangular substrate may be processed.
- an SOC film is exemplified, the formation of other coating films and plasma processing may be performed in the substrate processing apparatus of each embodiment.
- the gas used for plasma formation is not limited to He gas, and may be appropriately selected depending on the type of film.
- the plasma of He gas which is an inert gas and has a small molecular weight, easily penetrates into the film, it is preferable in that it is considered that the film can be sufficiently modified toward the bottom while suppressing unnecessary reactions of the film.
- evaluation test An evaluation test carried out in relation to the present invention will be described. In this evaluation test, a study was carried out to find a suitable wafer temperature during processing by the plasma processing module 6. Specifically, first, a plurality of wafers were prepared as test pieces having an SOC film formed by heating and baking at a relatively low temperature, and the wafers were irradiated with helium ions in the plasma processing module 6 while changing the wafer temperature. That is, a plasma of helium gas was generated, and the wafers W were exposed to the plasma. After that, RIE (Reactive Ion Etching) was performed on each wafer irradiated with helium ions under conditions for etching a silicon oxide film, and the etching rate of the SOC film was measured.
- RIE Reactive Ion Etching
- Figure 30 is a graph showing the etching rate of an SOC film by RIE when the wafer temperature during ion irradiation of the SOC film is changed.
- the conditions other than the wafer temperature during ion irradiation (when plasma is turned on) were as follows: the pressure inside the processing vessel 61 was 300 mTorr, the magnitude of the power from the first high frequency power supply 76 was 0 W, and the magnitude of the power from the second high frequency power supply 77 was 3000 W.
- the flow rate of the helium gas supplied to the processing space 60 was 900 sccm, and the ion irradiation time was 10 seconds.
- "conventional" refers to an SOC film that has not been exposed to helium gas plasma.
- the etch rate of the SOC film irradiated with helium ions is significantly lower than the etch rate of a conventional SOC film. Therefore, it was found that if the wafer temperature during ion irradiation is set to 60°C or less, the SOC film becomes more dense and has better etching resistance than a conventional SOC film. In particular, considering the recent demand for low-temperature processing in the manufacturing process of semiconductor devices, it was considered more preferable to set the wafer temperature to 20°C. Therefore, it is preferable to set the temperature of the wafer W during plasma processing to 20°C to 60°C.
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Abstract
本開示の基板処理装置は、キャリアブロックと、互いに積層される複数の処理モジュールと、前記複数の処理モジュールに共用されて基板を搬送する第1搬送機構と、を備え、前記キャリアブロックに対して左右の一方に設けられる処理ブロックと、前記複数の処理モジュールのうちの一の処理モジュールをなす塗布膜形成モジュールと、前記処理ブロックに対して左右の一方に設けられて当該処理ブロックとの間で前記基板が受け渡されるブロックであり、前記基板の塗布膜を各々プラズマ処理して前記塗布膜を改質する複数のプラズマ処理モジュールを備えるプラズマ処理ブロックと、前記プラズマ処理ブロックに設けられ、当該各プラズマ処理モジュールに共用される第2搬送機構と、を備える。
Description
本開示は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
半導体デバイスの製造工程においては、基板である半導体ウエハ(以下、ウエハと記載する)を装置内で搬送し、当該ウエハへの塗布液の供給による塗布膜の形成と、この塗布膜に対する各種の処理と、が行われる。特許文献1には、塗布膜であるレジスト膜の形成と、当該レジスト膜に対して露光後の現像によるパターンの形成と、を行う基板処理装置(塗布、現像装置)について記載されている。
本開示は、基板に対して品質の良い塗布膜を形成するために適した装置に関する技術を提供する。
本開示の基板処理装置は、基板を格納するキャリアが載置されるキャリア載置部を備えるキャリアブロックと、
互いに積層されて設けられて前記基板を各々処理する複数の処理モジュールと、前記複数の処理モジュールに共用されて前記基板を搬送する第1搬送機構と、を備え、前記キャリアブロックに対して左右の一方に設けられる処理ブロックと、
前記複数の処理モジュールのうちの一の処理モジュールをなし、前記基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布膜形成モジュールと、
前記処理ブロックに対して左右の一方に設けられて当該処理ブロックとの間で前記基板が受け渡されるブロックであり、前記基板の塗布膜を各々プラズマ処理して前記塗布膜を改質する複数のプラズマ処理モジュールを備えるプラズマ処理ブロックと、
前記基板を前記各プラズマ処理モジュールに受け渡すために前記プラズマ処理ブロックに設けられ、当該各プラズマ処理モジュールに共用される第2搬送機構と、
を備える。
互いに積層されて設けられて前記基板を各々処理する複数の処理モジュールと、前記複数の処理モジュールに共用されて前記基板を搬送する第1搬送機構と、を備え、前記キャリアブロックに対して左右の一方に設けられる処理ブロックと、
前記複数の処理モジュールのうちの一の処理モジュールをなし、前記基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布膜形成モジュールと、
前記処理ブロックに対して左右の一方に設けられて当該処理ブロックとの間で前記基板が受け渡されるブロックであり、前記基板の塗布膜を各々プラズマ処理して前記塗布膜を改質する複数のプラズマ処理モジュールを備えるプラズマ処理ブロックと、
前記基板を前記各プラズマ処理モジュールに受け渡すために前記プラズマ処理ブロックに設けられ、当該各プラズマ処理モジュールに共用される第2搬送機構と、
を備える。
本開示は、基板に対して品質の良い塗布膜を形成するために適した装置に関する技術を提供することができる。
[第1実施形態]
本開示の基板搬送装置の第1実施形態である基板処理装置1について、図1の平面図を参照して説明する。基板処理装置1は大気雰囲気に設けられており、ウエハWを装置内に設けられるモジュール間で搬送し、当該ウエハWに各種の処理を行う。この処理には、大気雰囲気でのウエハWへの塗布液の供給による塗布膜の形成と、大気雰囲気でのウエハWの加熱による塗布膜の焼成と、真空雰囲気での焼成後の塗布膜のプラズマ処理と、が含まれる。本例における塗布膜は、SOC(Spin on Carbon)膜と呼ばれる炭素を主成分とする有機膜である。
本開示の基板搬送装置の第1実施形態である基板処理装置1について、図1の平面図を参照して説明する。基板処理装置1は大気雰囲気に設けられており、ウエハWを装置内に設けられるモジュール間で搬送し、当該ウエハWに各種の処理を行う。この処理には、大気雰囲気でのウエハWへの塗布液の供給による塗布膜の形成と、大気雰囲気でのウエハWの加熱による塗布膜の焼成と、真空雰囲気での焼成後の塗布膜のプラズマ処理と、が含まれる。本例における塗布膜は、SOC(Spin on Carbon)膜と呼ばれる炭素を主成分とする有機膜である。
上記のプラズマ処理を行う目的について説明するために、SOC膜の形成後の半導体装置の製造工程を述べる。SOC膜上にはレジスト膜を含む各種の膜が形成される。そして、レジスト膜に対して露光、現像が行われてパターンが形成される。エッチングによってそのパターンがSOC膜に転写された後に、SOC膜をマスクとして下層膜(SOC膜の下層側に形成される膜)のエッチングが行われる。SOC膜のエッチング耐性が低いと、SOC膜に所望のマスクパターンが形成できなかったり、下層膜のエッチング中に当該SOC膜のマスクパターンの開口が広がってしまったりすることで、下層膜のパターンを所望の形状にすることができないおそれが有る。
SOC膜のエッチング耐性を高くするために、焼成時のウエハWの加熱温度を比較的高い温度とすることが有効であるが、そのような高温処理を行うことが望まれない場合が有る。そこで基板処理装置1では、比較的低い温度でSOC膜の焼成を行った後に、上記のプラズマ処理を行うことで、SOC膜の構造を変化させて緻密化させる。それによって、SOC膜についてエッチング耐性が高まるように改質させる。
以下、基板処理装置1の構成について詳しく説明する。基板処理装置1は、キャリアブロックD1と、処理ブロックD2と、プラズマ処理ブロックD3と、が横方向に一列に接続されることで形成されている。以降の説明では、このブロックの列に沿った方向を左右方向とし、キャリアブロックD1側を左側、プラズマ処理ブロックD3側を右側とする。そして、そのようにキャリアブロックD1側を左側、プラズマ処理ブロックD3側を右側に見た際の手前側を前方側、奥側を後方側として説明する。なお、左側、右側は夫々図中の-X側、+X側であり、前方側、後方側は夫々図中の-Y側、+Y側である。
キャリアブロックD1は、前後方向に複数配置されたキャリア用のステージ11と、各ステージ11上に載置されたキャリアCに対してウエハWを搬入及び搬出する搬送機構12と、を備える。本例ではキャリア載置部であるステージ11は、前後に例えば4つ並んで設けられている。そして、キャリアCは、例えばFOUP(Front Opening Unity Pod)と呼ばれる、複数枚のウエハWを格納可能な搬送容器である。各ステージ11上のキャリアCに搬送機構12がアクセスできるように、平面視で前後方向に伸びる搬送領域13が形成され、当該搬送領域13を搬送機構12が移動する。
処理ブロックD2について、縦断側面図である図2も参照して説明する。処理ブロックD2は、前方側に液処理部F1、後方側に加熱処理部F2を夫々備え、液処理部F1、加熱処理部F2の間は、平面視で左右に伸びるウエハWの搬送領域14として構成されており、当該搬送領域14は、処理ブロックD2の前後方向における中央部に位置している。
液処理部F1は、ウエハWに液処理を行うモジュール(液処理モジュール)が複数積層されることで形成されている。この複数の液処理モジュールには、SOC膜形成モジュール21及び裏面洗浄モジュール22が含まれる。本例では、液処理モジュールは3段に設けられ、そのうちの2段がSOC膜形成モジュール21により構成され、1段が裏面洗浄モジュール22により構成されている。塗布膜形成モジュールであるSOC膜形成モジュール21は、スピンコートによりSOC膜形成用の薬液(塗布液)をウエハWに塗布する。そのためにSOC膜形成モジュール21は、載置されたウエハWが吸着保持されるステージ、ステージを回転させる回転機構、ウエハWに薬液を吐出するノズルを備えている。
裏面洗浄モジュール22は、プラズマ処理後のウエハWの裏面を洗浄するモジュールであり、ウエハWの裏面のうちの一部に接して当該ウエハWを保持する保持機構と、洗浄液を供給するノズルやブラシなどにより構成されたウエハWの裏面の洗浄機構と、を備えている。洗浄機構はウエハWの裏面のうち保持機構に保持されていない部位の洗浄を行い、保持機構は、保持する部位をウエハWの周縁部と中心部との間で切り替え可能である。既述のプラズマ処理時に、ウエハWの裏面全体が後述の静電チャック64に吸着され、その吸着時に当該裏面の各部に異物が付着するおそれがある。裏面洗浄モジュール22については上記の構成を備えることで、その異物が除去されるようにウエハWの裏面全体の洗浄を行う。
加熱処理部F2は、加熱モジュールが複数積層されて積層体をなし、この積層体が左右に複数並ぶことで構成されている。なお、本例では6つの加熱モジュールが積層体をなし、その積層体が3つ並ぶことで加熱処理部F2を形成している。この加熱処理部F2をなす加熱モジュールとしては、加熱モジュール23、24が含まれている。加熱モジュール23は上記したSOC膜の焼成を行う。なお、SOC膜の緻密化はプラズマ処理によりなされると述べたが、この焼成によってもSOC膜は緻密化される。加熱モジュール24はプラズマ処理後のウエハWを加熱して、SOC膜中の水分及びガスを除去する。また、この加熱モジュール24による加熱は、SOC膜の剥がれを抑制する役割も果たす。具体的に述べると、例えば基板処理装置1の外部装置において、ウエハWがSOC膜の焼成時の温度よりも比較的大きく離れた高温に曝されることでSOC膜が剥がれる場合が有るが、加熱モジュール24にて適切な温度に加熱することによって、その剥がれを抑制することができる。加熱モジュール23、24について、互いを区別するためにプラズマ処理前加熱モジュール23、プラズマ処理後加熱モジュール24と記載する場合が有る。
加熱モジュール23、24は、載置されたウエハWを加熱する熱板と、当該熱板と後述の搬送機構31との間でウエハWを受け渡すためにウエハWを支持して移動可能な搬送体と、を備える。搬送体は冷媒の流路を備えており、熱板で加熱されたウエハWを後述の搬送機構31が受け取るまでに冷却する。既述した過度の高温処理を避けるために、これらの加熱モジュール23、24の熱板の温度は、例えば550℃未満とされる。より詳しく述べると、加熱モジュール23の熱板の温度は500℃未満、加熱モジュール24の熱板の温度は550℃未満である。
搬送領域14には搬送機構31が設けられている。搬送機構31は、基台32と、基台32上を進退可能であってウエハWを支持可能な支持体33と、基台32を移動させる移動機構34と、を備える。移動機構34は、一部のみ図示している。この移動機構34により、基台32は左右移動、昇降移動、及び鉛直軸回りにおける回転が可能である。このような構成によって、搬送機構31は、液処理部F1及び加熱処理部F2の各モジュール、後述するタワーT1の各モジュール及び後述するロードロックモジュール4に対してウエハWを受け渡すことができる。従って、搬送機構31は、液処理部F1を構成するように積層される各液処理モジュールに共用され、且つ加熱処理部F2を構成するように積層される各加熱モジュールに共用され、第1搬送機構に該当する。
搬送領域14に対して左側に、タワーT1が設けられている。タワーT1は、ウエハWが仮置きされるモジュールが多段に設けられていることで構成されている。そのように多数設けられる仮置きモジュールのうちの一部は受け渡しモジュールTRS、他の一部は温度調整モジュールSCPLである。温度調整モジュールSCPLには、流体の流路を備えるステージが設けられ、チラーによって温度調整された流体が当該流路に供給される。それにより、当該ステージに載置されたウエハWの温度の調整がなされる。
タワーT1に対して後方側には搬送機構35が設けられている。タワーT1の各モジュールに対して搬送機構12、31、35がアクセスし、これらの搬送機構間でウエハWを受け渡すことができる。なお、搬送機構12については基台32が左右の代わりに前後に移動するように移動機構34が構成されること及び支持体33がキャリアCにアクセス可能な形状であること、搬送機構35については移動機構34による基台32の左右移動が行われないことを除いて、夫々搬送機構31と同様の構成である。なお、以上のようにキャリアブロックD1及び処理ブロックD2に設けられる搬送機構12、31、35と、プラズマ処理ブロックD3に設けられる後述の搬送機構52とにより、搬送機構群が構成される。
図中36は、キャリアブロックD1及び処理ブロックD2が備える筐体であり、当該キャリアブロックD1及び処理ブロックD2に形成される既述の各搬送領域及び各モジュールを囲む。筐体36の内部は大気雰囲気である。大気雰囲気は大気によって大気圧または大気圧に近い圧力とされた雰囲気である。なお、図中37はロードポートを構成するドアであり、基板処理装置1に対するウエハWの搬入出のために、筐体36のキャリアブロックD1側の側壁に形成された開口部を開閉する。筐体36のプラズマ処理ブロックD3側(右方側)の側壁には搬送口39が形成され、搬送領域14に開口している。当該搬送口39は、処理ブロックD2とプラズマ処理ブロックD3との間におけるウエハWの受け渡しに用いられ、後述のゲートバルブG1により開閉される。
続いてプラズマ処理ブロックD3について、縦断正面図である図3も参照して説明する。プラズマ処理ブロックD3は、排気によって上記の筐体36内の圧力よりも低い真空圧力雰囲気を形成可能、且つ真空プラズマ処理を行うモジュールを含むブロックであり、2つのロードロックモジュール4、真空搬送モジュール5、及び2つのプラズマ処理モジュール6により構成されている。なお、真空圧力は大気圧よりも低い圧力である。処理ブロックD2の前後の中央部に対して右側に2つのロードロックモジュール4が設けられており、この2つのロードロックモジュール4は、前後に並んで配置されている。
この2つのロードロックモジュール4に対して右側に真空搬送モジュール5が設けられている。そして、真空搬送モジュール5に対する前方側、後方側の各々にプラズマ処理モジュール6が配置され、この2つのプラズマ処理モジュール6は前後に並んでいる。ロードロックモジュール4は、ゲートバルブG1、G2を介して処理ブロックD2、真空搬送モジュール5に夫々接続されている。プラズマ処理モジュール6は、ゲートバルブG3を介して真空搬送モジュール5に接続されている。
ゲートバルブG1は筐体36の搬送口39及びロードロックモジュール4が備える筐体41の搬送口を開閉する。ゲートバルブG1の閉鎖により、処理ブロックD2の雰囲気とロードロックモジュール4内(より具体的には筐体41内)の雰囲気とが分離される。ゲートバルブG1の開放時には、処理ブロックD2とロードロックモジュール4との間で、筐体36に形成される搬送口39及び筐体41に形成されるウエハWの搬送口を介して、ウエハWの受け渡しが可能である。
処理ブロックD2、ロードロックモジュール4間と同様に、ロードロックモジュール4と真空搬送モジュール5との間、真空搬送モジュール5とプラズマ処理モジュール6との間でも夫々ゲートバルブG2、G3による筐体の搬送口の開閉で、ウエハWの受け渡しが可能な状態と、雰囲気が分離される状態とが切り替わる。つまり、ゲートバルブG2の閉鎖により、ロードロックモジュール4内の雰囲気と、真空搬送モジュール5内(より具体的には後述の筐体51内)の雰囲気と、が分離され、ゲートバルブG2の開放時には、ロードロックモジュール4と真空搬送モジュール5との間でウエハWの受け渡しが可能である。そして、ゲートバルブG3の閉鎖により、ロードロックモジュール4内の雰囲気と、プラズマ処理モジュール6内(より具体的には後述の筐体である処理容器61内)の雰囲気とが分離され、ゲートバルブG3の開放時には、真空搬送モジュール5とプラズマ処理モジュール6との間でウエハWの受け渡しが可能である。ゲートバルブG1~G3は、ウエハWの搬送に必要な場合を除いて各々閉鎖される。
ロードロックモジュール4の構成について説明する。ロードロックモジュール4は、筐体41と、筐体41内に位置してウエハWが載置されるステージ42と、を備える。また、筐体41内に対して例えばN2(窒素)ガスなどの不活性ガスの給気を行う給気機構、排気を行う排気機構が各々設けられる。ゲートバルブG1、G2が閉じた状態でそのような給気あるいは排気が行われることで、筐体41内の圧力について変更可能であり、大気圧と所望の真空圧力との間で切り替えられる。ステージ42には、当該ステージ42におけるウエハWの載置面(上面)にて突没するピン43が設けられており、当該ピン43を介して搬送機構31及び後述の搬送機構52は、載置面にウエハWを受け渡すことができる。なお、ステージ42は搬送機構31、52の各々によってウエハWが受け渡される載置部に該当する。
真空搬送モジュール5は、筐体51と、筐体51内に設けられる搬送機構52と、を備えている。筐体51内を排気する排気機構が設けられ、当該筐体51内は、所望の圧力の真空雰囲気とされる。この筐体51内がロードロックモジュール4の外側で、搬送機構52によってウエハWが搬送される真空搬送領域である。搬送機構52は多関節アームとして構成され、ベース52A、第1アーム52B、第2アーム52C及び第3アーム52Dを備える。第1アーム52Bの基端部にベース52Aに接続される旋回軸が設けられ、第2アーム52Cの基端部に第1アーム52Bの先端部に接続される旋回軸が設けられ、第3アーム52Dの基端部に第2アーム52Cの先端部に接続される旋回軸が設けられる。そして、各アーム52B~52Dの先端側が鉛直軸回りに旋回可能である。第3アーム52Dは、ウエハWを支持する支持部をなす。
搬送機構52はプラズマ処理モジュール6に前後から挟まれて位置しており、基板処理装置1の左右の長さが抑えられている。そして、搬送機構52は、ロードロックモジュール4及び各プラズマ処理モジュール6にアクセスして、これらのモジュール間でウエハWを搬送する。従って搬送機構52は、2つのプラズマ処理モジュール6に共用される第2搬送機構に該当する。
続いて、プラズマ処理モジュール6について、図4の縦断側面図を参照して説明する。プラズマ処理モジュール6は、処理容器61を備えている。図中62は、処理容器61の側壁に設けられる搬送口である。処理容器61内には、ウエハWが載置されるステージ63が設けられている。ステージ63の上側中央部は静電チャック64として構成されており、プラズマ処理時には既述したようにウエハWの裏面が吸着される。ステージ63の上側周縁部には、静電チャック64上のウエハWを囲むフォーカスリング65が設けられ、ウエハW上における処理空間60に形成されるプラズマの分布が調整される。
ステージ63には、静電チャック64上のウエハWの温度を調整する温度調整部66が埋設されている。温度調整部66は、例えばヒータ、あるいはチラーによって温度調整された流体が供給される流路により構成されている。なお、ステージ63には、ロードロックモジュール4のピン43と同様に、ステージ63のウエハWの載置面(静電チャック64の上面)に突没して搬送機構52とステージ63との間でウエハWを受け渡すためのピン67が設けられるが、図1にのみ表示している。
図4中68は支柱であり、処理容器61内にてステージ63を支持している。そして、図4中69は排気管であり、処理容器61の底部に上流端が開口し、下流端はターボ分子ポンプやドライポンプなどにより構成された排気機構71に接続されている。排気機構71による排気で、処理容器61内が所望の圧力の真空雰囲気とされる。ステージ63の周に沿った各部の排気の均一性を高めるために、厚さ方向に穿孔された多数の貫通孔72を備えるバッフル板73が設けられており、このバッフル板73はステージ63を囲んで処理容器61内を上下に仕切る。
処理容器61の天井部にはガス供給管74の下流端が接続されている。ガス供給管74の上流側に設けられるガス供給機構75から供給される処理ガスが、ガス供給管74を介して当該天井部に形成される図示しない吐出口から、処理空間60に吐出される。この処理ガスは、例えばヘリウムガスである。
ところでプラズマ処理モジュール6では、処理容器61の天井部を上部電極、ステージ63を下部電極として、容量結合プラズマが形成される。ステージ63には第1の高周波電源76及び第2の高周波電源77から各々異なる周波数の高周波電力が印加される。第1の高周波電源76はプラズマ形成用の高周波電源であり、例えば100MHzの高周波電力を供給することによって処理空間60に電界を形成して上記の処理ガスをプラズマ化させる。第2の高周波電源77はバイアス印加用の高周波電源であり、例えば400kHz~13MHzの高周波電力を供給することで、プラズマ中のイオンをステージ63に向けて引き込む。
プラズマ処理モジュール6におけるウエハWの処理手順を説明すると、所定の真空圧力とされた処理容器61内に搬送されたウエハWが、静電チャック64上に載置される。そして処理空間60への処理ガスの供給と、ステージ63への第1の高周波電源76及び第2の高周波電源77からの給電と、が行われる。それによって処理ガスがプラズマ化し、プラズマ中のイオンがステージ63へと引き込まれ、当該イオンはウエハWの表面に形成されたSOC膜に衝突する。その結果、既述したようにSOC膜の構造が変化する。その後、処理ガスの供給が停止、且つ及び第1の高周波電源76及び第2の高周波電源77からの給電が停止することで処理が終了し、ウエハWは処理容器61内から搬出される。
図1に戻って、基板処理装置1の各部のレイアウトについて、さらに詳しく説明する。真空搬送モジュール5の前後幅は、キャリアブロックD1及び処理ブロックD2の前後幅よりも小さい。また、前方側に位置するプラズマ処理モジュール6の前方端から、後方側に位置するプラズマ処理モジュール6の後方端までの前後幅が、キャリアブロックD1及び処理ブロックD2の各前後幅と同じ、ないしは概ね同じ大きさである。そして、処理ブロックD2と各プラズマ処理モジュール6とは左右に離れている。このようなレイアウトであるため、処理ブロックD2と各プラズマ処理モジュール6との間にはスペース19が形成されており、ロードロックモジュール4はこのスペース19に面する。
より詳しく述べると、スペース19は基板処理装置1の前方側、後方側に各々形成され、前方側に位置するロードロックモジュール4は前方側に形成されたスペース19に、後方側に位置するロードロックモジュール4は後方側に形成されているスペース19に、夫々面する。当該スペース19については作業員が立ち入ることができ、当該スペース19に面するロードロックモジュール4にアクセスして、メンテナンス等の作業を行うことができる。
また、基板処理装置1は制御部10を備えている。制御部10はコンピュータにより構成されており、プログラム、メモリ及びCPUを備えている。プログラムには、後述する基板処理装置1における一連の動作を実施することができるようにステップ群が組み込まれている。そして、当該プログラムによって制御部10は基板処理装置1の各部に制御信号を出力し、各搬送機構の動作や各モジュールの動作が制御されることで、後述する搬送経路でのウエハWの搬送及び各モジュールでのウエハWの処理が行われる。上記のプログラムは、例えばコンパクトディスク、ハードディスク、DVDなどの記憶媒体に格納されて、制御部10にインストールされる。
続いて、基板処理装置1におけるウエハWの搬送経路及び処理手順の一例について、図5のフロー図を参照して説明する。ステージ11上のキャリアCから搬出されたウエハWは、タワーT1の受け渡しモジュールTRSを介して温度調整モジュールSCPLに搬送されて、温度調整された後にSOC膜形成モジュール21に搬送される。そして、当該ウエハWの表面に薬液が塗布され、SOC膜が形成される(ステップS1)。その後、ウエハWはプラズマ処理前加熱モジュール23に搬送され、加熱されることでSOC膜が焼成され、緻密化される(ステップS2)。その後、ウエハWは温度調整モジュールSCPLに搬送されて冷却されると(ステップS3)、内部が大気圧の状態のロードロックモジュール4に搬送される。このロードロックモジュール4内が所定の真空圧力になり、真空搬送モジュール5への搬送が可能になると、ウエハWは当該真空搬送モジュール5を介してプラズマ処理モジュール6に搬送され、図4で説明したようにプラズマ処理を受け、SOC膜の構造が変化する(ステップS4)。
その後、ウエハWは真空搬送モジュール5を介して、内部が所定の真空圧力のロードロックモジュール4に搬送される。そして、ロードロックモジュール4内が大気圧となって処理ブロックD2への搬送が可能になると、ウエハWは当該処理ブロックD2の裏面洗浄モジュール22に搬送されて裏面洗浄される(ステップS5)。その後、ウエハWはプラズマ処理後加熱モジュール24に搬送されて加熱処理されることで、SOC膜中の水分及びガスが除去される(ステップS6)。然る後、ウエハWは温度調整モジュールSCPLに搬送されて冷却されると(ステップS7)、受け渡しモジュールTRSを介してキャリアCに戻される。
以上に述べたように基板処理装置1によれば、大気雰囲気でウエハWにSOC膜の形成及び焼成、緻密化を行う処理ブロックD2と、真空雰囲気でウエハWにプラズマ処理を行うプラズマ処理モジュール6とが、ロードロックモジュール4及び真空搬送モジュール5を介して互いに接続される。そして、処理ブロックD2とプラズマ処理モジュール6との間で、ウエハWの搬送が行われて、処理がなされる。
仮に処理ブロックD2、プラズマ処理モジュール6の各々に対してキャリアブロックD1が設けられることで、これらの処理ブロックD2、プラズマ処理モジュール6が個別にウエハWの搬入出が可能な装置として構成されたとする。そして、半導体製造工場に設けられるキャリアC用の搬送機構によって、これらの装置間でキャリアCの搬送がなされることで、図5で説明した一連の処理が行われるとする。そのような複数の装置間でキャリアCが搬送されて処理が行われるシステム(比較例のシステムとする)に比べれば、基板処理装置1についてはキャリアブロックD1の数を少なくすることができるので、既述した一連の処理を行うにあたり、装置の専有床面積(フットプリント)を抑えることができる。さらに基板処理装置1では、2つのプラズマ処理モジュール6に対して1つの搬送機構52がウエハWを受け渡す構成である点から見ても、フットプリントが抑えられている。
また、一連の処理を行うにあたり、比較例のシステムではOHT(Overhead Hoist Transport)などの半導体装置製造工場に設けられる搬送機構による装置間でのキャリアCの搬送時間を要することになるが、基板処理装置1ではこの搬送時間については不要である。上記の一連の処理を行うためにキャリアCに対してウエハWを搬入出する回数についても、基板処理装置1を用いる場合の方が比較例のシステムを用いる場合よりも少ない。従って基板処理装置1によれば、スループットの向上を図ることができる。
さらに上記の工場のキャリアC用の搬送機構について、各装置に設けられる制御部は動作スケジュールを把握することが困難な場合が有る。従って、比較例のシステムを用いる場合に、一部のモジュール間では搬送先へのウエハWの移動可能なタイミングの把握が難しく、ウエハWの搬送計画を立てることが難しい。そのため、各モジュール間で搬送計画を立てて、適切なタイミングで搬送先のモジュールへウエハWを搬送することでスループットを高めることが容易であるという点からも、基板処理装置1の構成の方が有利である。
なお、既述したように基板処理装置1はプラズマ処理を行うことで、SOC膜の構造を変化させることで膜の品質を改善する。それによって、その後のエッチングが適正になされて、ウエハWから製造される半導体装置の歩留りの低下を抑えることができる。以上のようにスループットの向上、フットプリントの低減、及び歩留りの低下に寄与するため、基板処理装置1は品質の良いSOC膜を形成するにあたって適した装置である。
[搬送経路の他の例]
加熱モジュール23、24でも加熱後のウエハWの冷却がなされる。この加熱モジュール23及び/または加熱モジュール24での冷却が十分に行われるようにすることで、ステップS3及び/またはステップS7における温度調整モジュールSCPLへのウエハWの搬送が行われないようにしてもよい。
加熱モジュール23、24でも加熱後のウエハWの冷却がなされる。この加熱モジュール23及び/または加熱モジュール24での冷却が十分に行われるようにすることで、ステップS3及び/またはステップS7における温度調整モジュールSCPLへのウエハWの搬送が行われないようにしてもよい。
従って、プラズマ処理前加熱モジュール23→プラズマ処理モジュール6→・・・→裏面洗浄モジュール22→プラズマ処理後加熱モジュール24の順でウエハWを搬送し、その後、受け渡しモジュールTRSを介してキャリアCに当該ウエハWを戻すようにしてもよい。また、プラズマ処理前加熱モジュール23→温度調整モジュールSCPL→プラズマ処理モジュール6→・・・→裏面洗浄モジュール22→プラズマ処理後加熱モジュール24の順でウエハWを搬送してもよい。そして、プラズマ処理前加熱モジュール23→プラズマ処理モジュール6→・・・→裏面洗浄モジュール22→プラズマ処理後加熱モジュール24→温度調整モジュールSCPLの順でウエハWを搬送してもよい。
また、ステップS5のウエハWの裏面洗浄と、ステップS6、S7のウエハWの加熱及び冷却と、の順番は任意であり、加熱、冷却を順番に行った後に、裏面洗浄を行ってもよい。つまり、ステップS4のプラズマ処理が行われたウエハWについては、加熱モジュール24→温度調整モジュールSCPL→裏面洗浄モジュール22の順で搬送し、受け渡しモジュールTRSを介してキャリアCに戻してもよい。既述したように温度調整モジュールSCPLへの搬送は省略できるので、加熱モジュール24→裏面洗浄モジュール22の順でウエハWを搬送してもよい。
ただし、図5に示したとおりステップS5のウエハWの裏面洗浄を、ステップS6、S7のウエハWの加熱及び冷却よりも先に行うことで、ウエハWに異物が付着している期間を短くしたり、異物が付着して装置内を移動する範囲を抑えたりすることができる。そのため、処理ブロックD2の清浄性を高く保つにあたり好ましい。
なお、ステップS4のプラズマ処理が行われた後は、ステップS5~S7の処理が行われずにウエハWがキャリアCに戻されてもよい。
なお、ステップS4のプラズマ処理が行われた後は、ステップS5~S7の処理が行われずにウエハWがキャリアCに戻されてもよい。
[第1実施形態の第1変形例]
図6には、第1実施形態の第1変形例である基板処理装置1Aの平面図を示している。基板処理装置1との差異点として、基板処理装置1AではキャリアブロックD1の搬送領域13の前方端部、後方端部の夫々に検査モジュール25、26が設けられており、搬送機構12がウエハWを受け渡すことができる。なお、キャリアCと搬送機構12とのウエハWの受け渡しを妨げないように、検査モジュール25、26の高さは、ドア37及びドア37によって開閉される開口部の高さとずれており、例えばドア37及び開口部の上方に検査モジュール25、26が位置する。
図6には、第1実施形態の第1変形例である基板処理装置1Aの平面図を示している。基板処理装置1との差異点として、基板処理装置1AではキャリアブロックD1の搬送領域13の前方端部、後方端部の夫々に検査モジュール25、26が設けられており、搬送機構12がウエハWを受け渡すことができる。なお、キャリアCと搬送機構12とのウエハWの受け渡しを妨げないように、検査モジュール25、26の高さは、ドア37及びドア37によって開閉される開口部の高さとずれており、例えばドア37及び開口部の上方に検査モジュール25、26が位置する。
検査モジュール25、26は、ウエハWの表面(上面)を撮像するモジュールであり、取得された画像を制御部10に送信する。制御部10はこの画像から例えば異物の有無などのウエハWの表面について異常の有無の判定を行い、異常有りと判定されたウエハWについては、その判定結果を工場のホストコンピュータに送信するなどの処理を行う。
キャリアC→検査モジュール25→処理ブロックD2のタワーT1の順で搬送され、タワーT1→検査モジュール26→キャリアCの順で搬送される。従って検査モジュール25、26は、処理ブロックD2及びプラズマ処理ブロックD3での処理前のウエハW、処理後のウエハWの撮像を行うので、以降は処理前検査モジュール25、処理後検査モジュール26として記載する。
なお、処理前検査モジュール25、処理後検査モジュール26のうちの一方のみが設けられていてもよいし、処理前検査モジュール25と処理後検査モジュール26との配置が逆であってもよい。
なお、処理前検査モジュール25、処理後検査モジュール26のうちの一方のみが設けられていてもよいし、処理前検査モジュール25と処理後検査モジュール26との配置が逆であってもよい。
[第1実施形態の第2変形例]
図7には、第1実施形態の第2変形例である基板処理装置1Bの縦断正面図を示している。基板処理装置1Bでは筐体36の右方側の側壁について、ゲートバルブG1が設けられる位置よりも下方の領域が右方へと突出するように形成される。それによって搬送領域14の下部側は、上部側に対して右方に突出する突出領域83として形成されている。そして突出領域83には、ウエハWの仮置き用のステージ84が多段に設けられており、搬送機構31が、各ステージ84にウエハWを受け渡すことができる。このステージ84は、温度調整モジュールSCPLとして構成してもよいし、ウエハWの温度調整機能を備えていない受け渡しモジュールTRSとしてもよい。
図7には、第1実施形態の第2変形例である基板処理装置1Bの縦断正面図を示している。基板処理装置1Bでは筐体36の右方側の側壁について、ゲートバルブG1が設けられる位置よりも下方の領域が右方へと突出するように形成される。それによって搬送領域14の下部側は、上部側に対して右方に突出する突出領域83として形成されている。そして突出領域83には、ウエハWの仮置き用のステージ84が多段に設けられており、搬送機構31が、各ステージ84にウエハWを受け渡すことができる。このステージ84は、温度調整モジュールSCPLとして構成してもよいし、ウエハWの温度調整機能を備えていない受け渡しモジュールTRSとしてもよい。
ステージ84の利用方法としては任意であるが、例えばロードロックモジュール4へ搬送前のウエハWを待機させるために利用することができる。具体的には、搬送先のロードロックモジュール4が圧力の変更中であるなどの理由により、ステップS1~S3の処理終了後のウエハWを当該ロードロックモジュール4へと搬送できない場合、このウエハWをステージ84に搬送して待機させる。そして、当該ロードロックモジュール4へウエハWが搬送可能になったら、当該ウエハWをステージ84からロードロックモジュール4へ搬送する。そのようにすることで、搬送経路上のロードロックモジュール4に至るまでの各処理モジュールでウエハWが停滞して搬送を行えなくなってしまうことを防止し、基板処理装置1のスループットを高くすることができる。
また、プラズマ処理後のSOC膜からの水分の除去性を高めるために、プラズマ処理後、比較的長い時間が経過してSOC膜に比較的多くの吸水がなされた状態でウエハWをプラズマ処理後加熱モジュール24にて加熱処理することが検討されている。そのためプラズマ処理を行ったウエハWを、ステージ84に搬送して所定の時間だけ待機させてからプラズマ処理後加熱モジュール24に搬送してもよい。なお、既述したようにプラズマ処理後加熱モジュール24での処理と裏面洗浄モジュール22での処理との順番は任意であるため、ステージ84に搬送されるウエハWについては裏面洗浄が行われていてもいなくてもよい。従って、このようにステージ84を利用することでSOC膜の品質をより高めて、半導体製品の歩留りの低下を防止することができる。
以上の基板処理装置1Bによれば、ロードロックモジュール4の下方に重なる領域が利用されることでフットプリントを増大させることなく、ウエハWを待機させる領域を形成することができるという点で好ましい。なお、ロードロックモジュール4の下方側に重なる領域の代わりに上方側に重なる領域に突出領域83が形成されて、ウエハWが待機される構成であってもよい。つまり、平面視でロードロックモジュール4と突出領域83のステージ84とが、互いに重なる配置であればよい。
[第1実施形態の第3変形例]
図8には、第1実施形態の第3変形例である基板処理装置1Cの縦断正面図を示している。この基板処理装置1Cでは、基板処理装置1で説明した液処理部F1、加熱処理部F2及び搬送機構31からなる組が2段に積層されて設けられている。この2つの組について、下段側処理部E1、上段側処理部E2とする。ただし、図では各段の液処理部F1の表示は省略している。
図8には、第1実施形態の第3変形例である基板処理装置1Cの縦断正面図を示している。この基板処理装置1Cでは、基板処理装置1で説明した液処理部F1、加熱処理部F2及び搬送機構31からなる組が2段に積層されて設けられている。この2つの組について、下段側処理部E1、上段側処理部E2とする。ただし、図では各段の液処理部F1の表示は省略している。
そして、プラズマ処理ブロックD3についても2段に設けられており、下段側処理部E1と下段側のプラズマ処理ブロックD3との間、上段側処理部E2と上段側のプラズマ処理ブロックD3との間でウエハWの受け渡しが可能である。なお、キャリアCと、下段側処理部E1及び上段側処理部E2と、の間でウエハWの受け渡しが可能であるように、タワーT1については下段側処理部E1及び上段側処理部E2の各高さに受け渡しモジュールTRS及び温度調整モジュールSCPLが配置されている。
このように液処理部F1、加熱処理部F2及び搬送機構31からなる組を複数積層して設け、その組の数に対応するだけのプラズマ処理ブロックD3を積層して設けることで、フットプリントの増大を抑えつつ、より多くのモジュールを搭載してスループットを高くすることができる。
[第1実施形態の第4変形例]
図9には、第1実施形態の第4変形例である基板処理装置1Dの平面図を示している。この基板処理装置1Dでは、真空搬送モジュール5の右側にもゲートバルブG3を介してプラズマ処理モジュール6が接続されている。従って、搬送機構52は3つのプラズマ処理モジュール6に共用される。本構成によれば、装置のスループットをより高くすることができる。ただし、装置の左右幅が長くなるので、フットプリントをより抑える観点からは、基板処理装置1の方が好ましい。
図9には、第1実施形態の第4変形例である基板処理装置1Dの平面図を示している。この基板処理装置1Dでは、真空搬送モジュール5の右側にもゲートバルブG3を介してプラズマ処理モジュール6が接続されている。従って、搬送機構52は3つのプラズマ処理モジュール6に共用される。本構成によれば、装置のスループットをより高くすることができる。ただし、装置の左右幅が長くなるので、フットプリントをより抑える観点からは、基板処理装置1の方が好ましい。
ところで他の変形例として、基板処理装置1には液処理部F1が設けられず、薬液が塗布されてSOC膜が形成されたウエハWがキャリアCに格納された状態で、上記した工場のキャリア用の搬送機構により基板処理装置1に搬送されるようにしてもよい。そして、基板処理装置1では図5で説明した処理のうちステップS1の処理が行われず、ステップS2以降の処理が行われるようにしてもよい。
従って、基板処理装置1について加熱モジュール及び液処理モジュールのうち加熱モジュールのみが積層され、その加熱モジュールに搬送機構が共用される構成であってもよい。なお、以上に述べた各変形例は、第1実施形態の基板処理装置1のみならず、後述する他の実施形態の基板処理装置にも適用することができる。
[第2実施形態]
続いて第2実施形態である基板処理装置1Eについて、図10の平面図を参照して、基板処理装置1との差違点を中心に説明する。この基板処理装置1Eのプラズマ処理ブロックD3には真空搬送モジュール5の代わりに、当該真空搬送モジュール5とは形状が異なる真空搬送モジュール5Aが設けられている。より詳しくは、真空搬送モジュール5Aでは真空搬送モジュール5よりも筐体51が前後に長い。それにより、真空搬送モジュール5Aの前後幅は、キャリアブロックD1及び処理ブロックD2の前後幅と同じ、ないしは概ね同じ大きさである。そして前後方向における真空搬送モジュール5Aの前端の位置、後端の位置は、キャリアブロックD1及び処理ブロックD2の前端の位置、後端の位置と夫々同じ、ないしは概ね同じ位置である。
続いて第2実施形態である基板処理装置1Eについて、図10の平面図を参照して、基板処理装置1との差違点を中心に説明する。この基板処理装置1Eのプラズマ処理ブロックD3には真空搬送モジュール5の代わりに、当該真空搬送モジュール5とは形状が異なる真空搬送モジュール5Aが設けられている。より詳しくは、真空搬送モジュール5Aでは真空搬送モジュール5よりも筐体51が前後に長い。それにより、真空搬送モジュール5Aの前後幅は、キャリアブロックD1及び処理ブロックD2の前後幅と同じ、ないしは概ね同じ大きさである。そして前後方向における真空搬送モジュール5Aの前端の位置、後端の位置は、キャリアブロックD1及び処理ブロックD2の前端の位置、後端の位置と夫々同じ、ないしは概ね同じ位置である。
この真空搬送モジュール5Aの右側(ロードロックモジュール4が接続される側とは反対側)に3つのプラズマ処理モジュール6が、ゲートバルブG3を介して接続されている。この3つのプラズマ処理モジュール6は、前後方向に若干の間隔空けて並んでいる。搬送機構52は、この3つのプラズマ処理モジュール6に対してウエハWを受け渡す。
真空搬送モジュール5Aの前後幅が上記の大きさとされることで、処理ブロックD2に対して真空搬送モジュール5Aが間隔を空けて対向している。そしてロードロックモジュール4は、処理ブロックD2と真空搬送モジュール5との間に形成されるスペース85に臨む。スペース85は、基板処理装置1のスペース19に相当し、ロードロックモジュール4のメンテナンスを行うために作業員が立ち入ることが可能なスペースである。
この基板処理装置1Eでは、基板処理装置1Aよりも多くのプラズマ処理モジュール6が設けられているので、装置のスループットをより高いものとすることができる。また、そのように比較的多くの数のプラズマ処理モジュール6が設けられていても、搬送機構52がこれらのプラズマ処理モジュール6に共用されているので、この基板処理装置1Eでも搬送機構52の数が抑えられることで、フットプリントの増大が防止されている。なお、第1実施形態の基板処理装置1については真空搬送モジュール5及びプラズマ処理モジュール6が既述したレイアウトであることで、基板処理装置1Eよりも装置の左右幅が小さい。そのため装置のフットプリントをより低減させる観点からは、基板処理装置1の構成がより有利である。
[第3実施形態]
第3実施形態の基板処理装置1Fについて、図11の平面図及び図12の縦断正面図を参照して、第1実施形態の基板処理装置1との差異点を中心に説明する。基板処理装置1Fでは、ロードロックモジュール4及び真空搬送モジュール5の代わりに、処理ブロックD2の右側に大気搬送モジュール5Bが設けられている。そしてプラズマ処理モジュール6が、ゲートバルブG3を介して大気搬送モジュール5Bを構成する筐体81に前後から接続されている。この基板処理装置1Fにおける各プラズマ処理モジュール6の処理ブロックD2に対する前後方向の位置関係は、基板処理装置1における各プラズマ処理モジュール6の処理ブロックD2に対する前後方向の位置関係と同じである。この基板処理装置1Fでは、プラズマ処理ブロックD3は2つのプラズマ処理モジュール6及び大気搬送モジュール5Bによって構成される。
第3実施形態の基板処理装置1Fについて、図11の平面図及び図12の縦断正面図を参照して、第1実施形態の基板処理装置1との差異点を中心に説明する。基板処理装置1Fでは、ロードロックモジュール4及び真空搬送モジュール5の代わりに、処理ブロックD2の右側に大気搬送モジュール5Bが設けられている。そしてプラズマ処理モジュール6が、ゲートバルブG3を介して大気搬送モジュール5Bを構成する筐体81に前後から接続されている。この基板処理装置1Fにおける各プラズマ処理モジュール6の処理ブロックD2に対する前後方向の位置関係は、基板処理装置1における各プラズマ処理モジュール6の処理ブロックD2に対する前後方向の位置関係と同じである。この基板処理装置1Fでは、プラズマ処理ブロックD3は2つのプラズマ処理モジュール6及び大気搬送モジュール5Bによって構成される。
筐体81は処理ブロックD2の右側に接続されており、その内部は大気雰囲気であるウエハWの搬送領域である。筐体81、筐体36の各々に設けられる開口部を介して、処理ブロックD2と大気搬送モジュール5Bとの間でウエハWの搬送が可能である。そして、筐体81内にはタワーT2及び搬送機構82が設けられている。タワーT2はタワーT1と同様に、複数の温度調整モジュールSCPL及び複数の受け渡しモジュールTRSが積層されることで構成されている。図12中では、これらのSCPL、TRSを構成するステージを80として示している。タワーT2の各モジュールに対して、処理ブロックD2の搬送機構31がウエハWを受け渡すことができるように、タワーT2は搬送領域14に臨むように当該搬送領域14の右側に位置している。なお、タワーT2の各モジュールは載置部に該当し、搬送機構82は第2搬送機構に該当する。
搬送機構82はタワーT1に対して設けられた搬送機構35と同様の構成であり、タワーT2の右側に設けられる。筐体81において、この搬送機構82の前方側、後方側に各々ゲートバルブG3及びプラズマ処理モジュール6が設けられている。従って、第1実施形態の搬送機構52と同様、搬送機構82はプラズマ処理モジュール6に前後から挟まれている。搬送機構82は、タワーT2の各モジュール及びプラズマ処理モジュール6に対してウエハWを受け渡すことができる。
この基板処理装置1Fのプラズマ処理モジュール6のガス供給機構75は、処理ガスと大気とを切り替えて処理容器61内に供給することができる。この大気の供給と処理容器61内の排気とによって処理容器61内の圧力が変更可能であり、この圧力変更により、大気搬送モジュール5Bとプラズマ処理モジュール6との間でウエハWの受け渡しを行うことができる。
以下に処理ブロックD2とプラズマ処理モジュール6との間でのウエハWの搬送について具体的に述べる。処理ブロックD2で処理を受けたウエハWがタワーT2を介して大気搬送モジュール5Bに搬送され、処理容器61内が大気圧のプラズマ処理モジュール6に搬送される。処理容器61内の排気によって処理容器61内が所定の真空圧力とされて、ウエハWにプラズマ処理が行われる。続いて、処理容器61内に大気が供給されることで処理容器61内の圧力が大気圧に復帰すると、ウエハWはプラズマ処理モジュール6から大気搬送モジュール5Bへと搬送され、タワーT2を介して処理ブロックD2へと戻される。
以上の基板処理装置1Fでも基板処理装置1と同様に、各モジュール間をウエハWが搬送されて処理が行われる。なお、基板処理装置1FではタワーT2にも温度調整モジュールSCPLが設けられるため、タワーT1の温度調整モジュールSCPLの代わりに、このタワーT2の温度調整モジュールSCPLにウエハWを搬送して、温度調整がなされてもよい。
この基板処理装置1Fのように、ロードロックモジュール4及び真空搬送モジュール5が設けられない装置構成としてもよい。この基板処理装置1Eでも、処理ブロックD2とプラズマ処理モジュール6との間でウエハWが搬送される構成であり、且つ搬送機構82は2つのプラズマ処理モジュール6に共用されるため、基板処理装置1と同様に装置のスループットを高くすると共にフットプリントを抑えることができる。
ただし、プラズマ処理モジュール6の処理容器61内はウエハWの処理に必要な構造物を含むために比較的大きくなる場合が有るので、その容積の大きさに応じて圧力変更に要する時間も長くなるおそれが有る。また、ウエハWを処理するにあたって処理容器61内に異物が残留した状態となることを防いで、ウエハWから製造される半導体製品の歩留りの低下を防ぐために、当該処理容器61内の真空度を比較的高くする(圧力を低くする)ことが求められる場合が有る。その場合、この圧力変更に要する時間はより長いものとなる。従ってこれまでに述べたロードロックモジュール4及び真空搬送モジュール5を備える基板処理装置1~1Dについては、半導体製品の歩留りの低下を防ぎつつ、装置についてより高いスループットが得られるという観点から好ましい。
[第4実施形態]
第4実施形態に係る基板処理装置1Gについて、図13の平面図を参照して第3実施形態の基板処理装置1Fとの差異点を中心に説明する。基板処理装置1Gについては基板処理装置1Fと同様に、ロードロックモジュール4及び真空搬送モジュール5が設けられておらず、その代わりに処理ブロックD2の右側には大気搬送モジュール5Cが設けられている。この大気搬送モジュール5Cについては、基板処理装置1Fの大気搬送モジュール5Bと同様に、内部が大気雰囲気とされている。ただし、当該大気搬送モジュール5Cを構成する筐体の形状、筐体内に設けられる搬送機構、プラズマ処理モジュール6が接続される位置に関して、大気搬送モジュール5Bとは異なっている。基板処理装置1Gでは、プラズマ処理ブロックD3はプラズマ処理モジュール6及び大気搬送モジュール5Cによって構成される。
第4実施形態に係る基板処理装置1Gについて、図13の平面図を参照して第3実施形態の基板処理装置1Fとの差異点を中心に説明する。基板処理装置1Gについては基板処理装置1Fと同様に、ロードロックモジュール4及び真空搬送モジュール5が設けられておらず、その代わりに処理ブロックD2の右側には大気搬送モジュール5Cが設けられている。この大気搬送モジュール5Cについては、基板処理装置1Fの大気搬送モジュール5Bと同様に、内部が大気雰囲気とされている。ただし、当該大気搬送モジュール5Cを構成する筐体の形状、筐体内に設けられる搬送機構、プラズマ処理モジュール6が接続される位置に関して、大気搬送モジュール5Bとは異なっている。基板処理装置1Gでは、プラズマ処理ブロックD3はプラズマ処理モジュール6及び大気搬送モジュール5Cによって構成される。
大気搬送モジュール5Cの筐体88の前後幅は、大気搬送モジュール5Bの筐体81の前後幅よりも長い。それにより、当該大気搬送モジュール5Cの前後幅は、キャリアブロックD1及び処理ブロックD2の前後幅と同じ、ないしは概ね同じ大きさである。この筐体88内にはタワーT2及び搬送機構86が設けられ、搬送機構86はタワーT2の右側に位置する。搬送機構86は、移動機構34によって左右方向に直線移動する代わりに前後方向に直線移動することを除いて、処理ブロックD2の搬送機構35と同様の構成である。そして、筐体88の右側に、ゲートバルブG3を各々介してプラズマ処理モジュール6が3つ接続されており、第2実施形態と同様、プラズマ処理モジュール6は前後に並ぶ。搬送機構86は、タワーT2の各モジュール及び各プラズマ処理モジュール6に対してウエハWを受け渡すことができる。
この基板処理装置1Gにおいても基板処理装置1Fと同様の経路でウエハWが搬送され、プラズマ処理モジュール6の処理容器61内の圧力が変更されることで、プラズマ処理モジュール6と大気搬送モジュール5Cとの間でウエハWの搬送が行われる。また基板処理装置1Gでも、処理ブロックD2とプラズマ処理モジュール6との間でウエハWが搬送される構成であり、且つ搬送機構86は3つのプラズマ処理モジュール6に共用されるため、基板処理装置1と同様に装置のスループットを高くすると共にフットプリントを抑えることができる。なお、第2実施形態で述べた理由のとおり、装置のスループットを考慮すれば当該基板処理装置1Gの構成とすることが好ましく、装置のフットプリントを考慮すれば基板処理装置1Fの構成とすることが好ましい。
ところで基板処理装置1Gについて搬送機構86の代わりに、第2実施形態と同様に多関節アームである搬送機構52を設けてもよい。搬送機構86は上記したように基台32が前後方向に直線移動する構成である。3つのプラズマ処理モジュール6にアクセスできるように、その直線移動距離は比較的長い。移動機構34は例えばモータやベルトなどの駆動機構と、駆動機構からのパーティクルの飛散を防止するカバーと、を備える構成とされ、駆動機構と基台32とが接続部を介して接続される。上記のように基台32の直線移動距離が長いと、接続部を通過させるための開口部を、その移動距離の分の長さだけカバーに開口させることになる。従って、ウエハWに処理が行われるプラズマ処理モジュール6付近でパーティクル等の飛散を抑えて当該プラズマ処理モジュール6内の清浄性を保ち、半導体製品の歩留りの低減をより確実に防止する観点から、搬送機構86よりも多関節アームである搬送機構52を設けることが好ましい。
ただし、搬送機構52を設ける場合、第1~第3アーム52B~52Dの旋回領域を確保する必要が有る。そのため、搬送機構52を設ける場合には搬送機構86を設ける場合よりも筐体88内のウエハWの搬送領域が大型化するおそれが有る。従って、装置のフットプリントをより確実に抑える観点からは、搬送機構86を設けることが好ましい。
ところで図8の第1実施形態の第3変形例で、各々液処理部F1、加熱処理部F2及び搬送機構31を含む下段側処理部E1、上段側処理部E2を積層した構成とし、それに応じてプラズマ処理モジュール6も積層して設けてよいことを述べた。その構成を、大気搬送モジュール5Cを備える基板処理装置1Gに適用してもよい。
具体的に述べると、図8の例では、搬送機構31とプラズマ処理モジュール6との間でウエハWを受け渡す搬送機構52は昇降しないため、当該搬送機構52は2段に設けられている。しかし、基板処理装置1Gの搬送機構99については昇降可能な構成であるため、図14に示すように2段に設けなくてもよい。つまり下段側処理部E1と下段側のプラズマ処理モジュール6との間のウエハWの受け渡し、上段側処理部E2と上段側のプラズマ処理モジュール6との間のウエハWの受け渡しが、同じ搬送機構99によって行われるようにすることができる。なお、第3実施形態の基板処理装置1Fについてもこの図14に示す例と同様に、下段側処理部E1及び上段側処理部E2が積層され、上段でのウエハWの受け渡し、下段でのウエハWの受け渡しに、同じ搬送機構82が用いられる構成とすることができる。
[その他]
これまでキャリアブロックD1及び処理ブロックD2の筐体36内を大気雰囲気であるものとして説明してきたが、大気雰囲気であることには限られない。例えば筐体36内の各部にN2ガスなどの不活性ガスの供給口が設けられることで、筐体36内は不活性ガス雰囲気とされていてもよい。また、第3、第4実施形態での大気搬送モジュール5B、5Cについても大気雰囲気とされる代わりに不活性ガス雰囲気であってもよい。また、ロードロックモジュール4について不活性ガスの供給により圧力が変更されるとして述べたが、大気の供給によって圧力が変更されてもよい。
これまでキャリアブロックD1及び処理ブロックD2の筐体36内を大気雰囲気であるものとして説明してきたが、大気雰囲気であることには限られない。例えば筐体36内の各部にN2ガスなどの不活性ガスの供給口が設けられることで、筐体36内は不活性ガス雰囲気とされていてもよい。また、第3、第4実施形態での大気搬送モジュール5B、5Cについても大気雰囲気とされる代わりに不活性ガス雰囲気であってもよい。また、ロードロックモジュール4について不活性ガスの供給により圧力が変更されるとして述べたが、大気の供給によって圧力が変更されてもよい。
プラズマ処理モジュール6について、容量結合プラズマで処理を行う構成とすることには限られず、例えば誘導結合プラズマによって処理を行う構成としてもよい。また、処理容器61の外部で形成されたプラズマを処理容器61内に供給して処理を行う、いわゆるリモートプラズマによる処理を行ってもよい。
上記の第1及び第2実施形態では、スループットの向上を図るためにロードロックモジュール4を2つ設けている。この2つのロードロックモジュール4について、一方を処理ブロックD2から真空搬送モジュール5への搬送用、他方を真空搬送モジュール5から処理ブロックD2への搬送用として使い分けるようにしてもよい。また、ロードロックモジュール4については1つのみ設けられてもよい。
また、キャリアブロックD1、処理ブロックD2、プラズマ処理ブロックD3について、右側から左側へ向けて順に配列される構成であってもよい。従って、キャリアブロックD1に対して処理ブロックD2は左右の一方側に設けられ、処理ブロックD2に対してプラズマ処理ブロックD3は左右の一方側に設けられる。そして、第2、第4実施形態では、第2搬送機構が設けられる筐体内(搬送領域)に対して、プラズマ処理モジュール6は、左右の一方側に設けられる
そして、各ブロックに設けられる搬送機構の個数、レイアウトについて既述した個数、レイアウトに限られず、適宜変更が可能である。そして、搬送機構の構成についても任意であり、処理ブロックD2の搬送機構31など、真空搬送モジュール5の搬送機構52と同様に多関節アームとして構成してもよい。
ところで既述のように第1実施形態における搬送機構52を構成する第3アーム52DはウエハWの支持部である。この第3アーム52Dが第2アーム52Cに複数設けられ、一方の第3アーム52Dで2つのプラズマ処理モジュール6のうちの一方に、他方の第3アーム52Dで2つのプラズマ処理モジュール6のうちの他方にウエハWが受け渡されるものとする。つまり、ウエハWの支持部である第3アーム52Dがプラズマ処理モジュール6によって使い分けられたとする。この場合も第1アーム52B、第2アーム52CはウエハWの支持部は、各プラズマ処理モジュール6について共用されているので、搬送機構52は2つのプラズマ処理モジュール6に共用されている。つまり、搬送機構が複数のプラズマ処理モジュール6に共用されるとは、搬送機構の一部の移動する部材が各プラズマ処理モジュール6に対して共用されることを含み、搬送機構の全部が各プラズマ処理モジュール6に対して共用されることに限られない。
[モジュールのレイアウト]
また、配置されるモジュールの数やレイアウトについても、既述した例に限られない。図15の縦断側面図を用いて、処理ブロックD2におけるモジュールのレイアウトの他の例について、図2の例と比較して示しておく。図2の処理ブロックD2では縦断側面視において、既述したように縦方向に並ぶ加熱モジュール(23または24)の合計数は6つである。加熱モジュールが配置される領域は、液処理モジュールの高さ毎に区画された区画領域をなし、各区画領域には縦断側面視で2つずつ加熱モジュール(23または24)が積層されている。図15に示した処理ブロックD2では、縦断側面視で縦方向に並ぶ加熱モジュールの合計数は4つである。この図15の処理ブロックD2でも液処理モジュールの高さ毎に加熱モジュールが配置される区画領域が形成されるが、1つの区画領域に設けられる加熱モジュールの設置数は、縦断側面視で1つまたは2つである。以上のように区画領域間での縦断側面視における加熱モジュールの設置数は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
また、配置されるモジュールの数やレイアウトについても、既述した例に限られない。図15の縦断側面図を用いて、処理ブロックD2におけるモジュールのレイアウトの他の例について、図2の例と比較して示しておく。図2の処理ブロックD2では縦断側面視において、既述したように縦方向に並ぶ加熱モジュール(23または24)の合計数は6つである。加熱モジュールが配置される領域は、液処理モジュールの高さ毎に区画された区画領域をなし、各区画領域には縦断側面視で2つずつ加熱モジュール(23または24)が積層されている。図15に示した処理ブロックD2では、縦断側面視で縦方向に並ぶ加熱モジュールの合計数は4つである。この図15の処理ブロックD2でも液処理モジュールの高さ毎に加熱モジュールが配置される区画領域が形成されるが、1つの区画領域に設けられる加熱モジュールの設置数は、縦断側面視で1つまたは2つである。以上のように区画領域間での縦断側面視における加熱モジュールの設置数は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
例えば熱板の温度(ウエハWの処理温度)が加熱モジュール間で異なる場合は、図15に示すように区画領域間での縦断面視における加熱モジュールの設置数が異なるようにすればよい。具体的には、X℃よりも高い温度でウエハWを処理する加熱モジュールについては、この加熱モジュールを含む区画領域での別の加熱モジュールからの放熱を有効に利用できるように当該区画領域での設置数を、X℃以下の温度でウエハWを処理する加熱モジュールを含む区画領域での当該加熱モジュールの設置数よりも多くする。図15の例では、X℃以下(Xは自然数である)の加熱処理を行う加熱モジュール23を上記の区画領域に縦断側面視で1つ設け、X℃より高い加熱処理を行う加熱モジュール24を上記の区画領域に縦断側面視で2つ設けている。
なお、検査モジュール25、26については、キャリアブロックD1に設けられる例を示したが処理ブロックD2に設けてもよい。例えば、加熱処理部F2の一部の加熱モジュールの代わりに、配置すればよい。
[第5実施形態]
第5実施形態に係る基板処理装置1Hについて、図16の平面図、図17の縦断側面図、及び図18の縦断正面図を参照して、図11の基板処理装置1Fとの差異点を中心に説明する。図17は処理ブロックD2の断面を示しており、当該処理ブロックD2は、基板処理装置1Fの処理ブロックD2と同じく、搬送領域14に対して前方側(-Y側)、後方側(+Y側)に夫々液処理部F1、加熱処理部F2が設けられる。ただし、この基板処理装置1Hの処理ブロックD2は、互いに積層されると共に区画された4つの階層によって構成され、階層の各々が液処理部F1、加熱処理部F2、搬送領域14及び搬送機構31を備えている。1つの階層の液処理部F1には液処理モジュールが、他の液処理モジュールとは積層されずに設けられている。
第5実施形態に係る基板処理装置1Hについて、図16の平面図、図17の縦断側面図、及び図18の縦断正面図を参照して、図11の基板処理装置1Fとの差異点を中心に説明する。図17は処理ブロックD2の断面を示しており、当該処理ブロックD2は、基板処理装置1Fの処理ブロックD2と同じく、搬送領域14に対して前方側(-Y側)、後方側(+Y側)に夫々液処理部F1、加熱処理部F2が設けられる。ただし、この基板処理装置1Hの処理ブロックD2は、互いに積層されると共に区画された4つの階層によって構成され、階層の各々が液処理部F1、加熱処理部F2、搬送領域14及び搬送機構31を備えている。1つの階層の液処理部F1には液処理モジュールが、他の液処理モジュールとは積層されずに設けられている。
キャリアブロックD1からプラズマ処理ブロックD3へ向かう搬送を往路の搬送、プラズマ処理ブロックD3からキャリアブロックD1へ向かう搬送を復路の搬送とすると、一つの階層は往路の搬送、復路の搬送のうちのいずれかを行う。従って、往路の搬送を行う階層にはプラズマ処理前のウエハWを処理する処理モジュールが、復路の搬送を行う階層にはプラズマ処理後のウエハWを処理する処理モジュールが、夫々配置される。4つの階層のうちの下側2つが往路の搬送用の階層であってSOC膜形成モジュール21及びプラズマ処理前加熱モジュール23が設けられ、上側2つが復路の搬送用の階層であって裏面洗浄モジュール22及びプラズマ処理後加熱モジュール24が設けられる。ウエハWはいずれかの往路用の階層、いずれかの復路用の階層を夫々通過する。そして、各階層で並行してウエハWの搬送及び処理が行われる。
基板処理装置1Hでは、基板処理装置1Fと同様に、処理ブロックD2の前後の中央部に右方から、大気搬送モジュール5Bを構成する筐体81が接続されている。この筐体81については平面視で長辺が左右方向(X方向)に伸びるように形成されており、前後幅は処理ブロックD2の前後幅よりも小さい。そして、タワーT2は筐体81内の左端部に設けられており、受け渡しモジュールTRSとバッファモジュールBMとを含む。バッファモジュールBMには上下に多段に載置部が設けられており、各載置部にウエハWを載置することができる。従ってバッファモジュールBMには、多数枚のウエハWを載置して滞留させることができる。受け渡しモジュールTRSについては、各階層の搬送機構31と、大気搬送モジュール5Bに設けられる搬送機構82と、でウエハWを受け渡し可能な高さに設けられている。
この基板処理装置1Hの搬送機構82は処理ブロックD2の搬送機構31と同様に構成されており、基板処理装置1Fの搬送機構82が行う各動作に加えて、基台32の左右移動が可能である。そのため基板処理装置1Hの搬送機構82は、タワーT2の各モジュールに対する受け渡しの他に、後述のように左右に離れたロードロックモジュール40に対するウエハWの受け渡しも可能である。
図16、図18では表示していないが、筐体81には、例えばFFU(ファンフィルタユニット)によって構成された大気供給部が設けられ、当該筐体81内に所望の供給量で大気を供給する。また筐体81には排気路が開口しており、例えばこの排気路に設けられるバルブが開度調整されることで、筐体81内の排気量が所望のものとされる。この大気の供給及び排気により、筐体81内の圧力が大気圧ないしは大気圧に近い所望の圧力となるように調整可能である。
筐体81の前方側の側壁、後方側の側壁の各々にはゲートバルブG1が設けられている。これらのゲートバルブG1の左右の位置は異なっており、筐体81の前方側のゲートバルブG1は筐体81の左端部寄りでタワーT2の右側に位置し、筐体81の後方側のゲートバルブG1は筐体81の右端部に位置している。そして筐体81及び筐体81内の搬送機構82に対して前方側及び後方側の各々にロードロックモジュール40が設けられており、ゲートバルブG1を介して筐体81に接続されている。
筐体81の前方側のロードロックモジュール40の右側に、ゲートバルブG2を介して真空搬送モジュール50が接続されており、この真空搬送モジュール50の右側にゲートバルブG3を介してプラズマ処理モジュール6が接続されている。筐体81の後方側のロードロックモジュール40の左側に、ゲートバルブG2を介して真空搬送モジュール50が接続されており、この真空搬送モジュール50の左側にゲートバルブG3を介してプラズマ処理モジュール6が接続されている。このように筐体81の前方側及び後方側の各々で、ロードロックモジュール40、真空搬送モジュール50、プラズマ処理モジュール6が一列に並んで設けられており、これらのモジュールの配列方向は筐体81の前方側と後方側とで逆になっている。
なお、ロードロックモジュール40、真空搬送モジュール50は、後述する差異点を除いてロードロックモジュール4、真空搬送モジュール5と同様の構成である。従って、ロードロックモジュール40の筐体41内については当該筐体41に接続されるゲートバルブG1、G2の閉鎖時に大気雰囲気と真空雰囲気とが切替え可能である。そして、真空搬送モジュール50の筐体51内は、基板処理装置1Hの稼働中に真空雰囲気に保たれるウエハWの搬送領域をなす。
第1実施形態のプラズマ処理ブロックD3における各モジュール間での搬送と同様に、ウエハWはロードロックモジュール40、真空搬送モジュール50、プラズマ処理モジュール6間を搬送される。具体的には、ウエハWは大気雰囲気である大気搬送モジュール5Bから大気雰囲気とされたロードロックモジュール40に搬送され、続いて真空雰囲気とされた当該ロードロックモジュール40から真空搬送モジュール50を介してプラズマ処理モジュール6に搬送されて、プラズマ処理を受ける。そして、この大気搬送モジュール5Bからプラズマ処理モジュール6へ向う搬送動作とは逆の搬送動作が行われて、プラズマ処理済みのウエハWは大気搬送モジュール5Bに戻される。真空搬送モジュール50との間でウエハWが受け渡されるため、プラズマ処理モジュール6の処理容器61内については第1実施形態と同様に、基板処理装置1Hの稼働中は真空雰囲気に保たれる
以下の説明では、筐体81の前方側、後方側の各々に位置するロードロックモジュール40、真空搬送モジュール50、プラズマ処理モジュール6及びゲートバルブG1~G3の組を、真空ユニット80と呼称する場合が有る。従って、この2つの真空ユニット80は、ロードロックモジュール40が筐体81内のウエハWの搬送領域に対する前後の一方側に設けられる第1の組と、ロードロックモジュール40が筐体81内のウエハWの搬送領域に対する前後の他方側に設けられる第2の組とをなし、これらの組間ではロードロックモジュール40の左右の位置が異なる。そして、第1の組をなすロードロックモジュール40、真空搬送モジュール50、プラズマ処理モジュール6が、左右の一方から他方に向けて順に並び、第2の組をなすロードロックモジュール40、真空搬送モジュール50、プラズマ処理モジュール6が、左右の他方から一方に向けて順に並ぶ。なお、これらの真空ユニット80については、上記のように真空ユニット80を構成する各モジュールが並ぶ方向が左右逆であること、ロードロックモジュール4に対してゲートバルブG1が接続される方向が前後逆であることを除いて同様に構成されており、互いに同じ高さに位置している。基板処理装置1Hでは、以上に述べた2つの真空ユニット80及び大気搬送モジュール5Bが、プラズマ処理ブロックD3を構成する。
上記したようにロードロックモジュール40、真空搬送モジュール50、プラズマ処理モジュール6が一列に並んで真空ユニット80が構成され、前方側の真空ユニット80は処理ブロックD2における前方側の部位に、後方側の真空ユニット80は処理ブロックD2における後方側の部位に夫々対向して位置している。このような真空ユニット80の構成及び配置であることにより、基板処理装置1Hの前後の幅が、当該真空ユニット80を設けることによって拡大することが防止されている。
なお、筐体81の前方側ではゲートバルブG1が既述した位置に設けられるため、当該前方側のロードロックモジュール40と処理ブロックD2との間にはスペース87が形成されている。例えば当該ロードロックモジュール40及びタワーT2のメンテナンスを行うために、作業員が処理ブロックD2よりも前方側の領域から当該スペース87に立ち入ることができる。その一方で、タワーT2の後方側については、2つの真空ユニット80のうち後方側に配置された真空ユニット80のプラズマ処理モジュール6と対向し、互いの距離が比較的近い。仮にこのようにプラズマ処理モジュール6がタワーT2に対向せず、タワーT2よりも右方に位置するとした場合は、大気搬送モジュール5Bの左右の長さが大きくなり、基板処理装置1Hの左右の長さとしても大きくなる。従って、上記したようにプラズマ処理モジュール6とタワーT2とを対向させる配置とすることは、基板処理装置1Hのフットプリントの増大の防止に寄与している。
本実施形態のロードロックモジュール40、真空搬送モジュール50と、これまでに述べたロードロックモジュール40、真空搬送モジュール5との差異点を説明する。ロードロックモジュール40については、筐体41内にステージ42が上下に2段に設けられている。これらの2つのステージ42に各々ウエハWを載置することができる。真空搬送モジュール50については、真空搬送モジュール5と同様に搬送機構52を備えるが、当該搬送機構52のベース52Aは、鉛直軸回りに回転可能であって昇降可能な台52Eを備えている。台52E上には多関節アーム52Fが2つ設けられている。各多関節アーム52Fは第1実施形態で説明した第1アーム52B、第2アーム52C及び第3アーム52Dによって構成されており、ウエハWを各々支持する第3アーム52Dをロードロックモジュール40、真空搬送モジュール5の各々に対して進退させることで、これらのモジュールに対してウエハWを受け渡すことができる。なお、各第3アーム52Dについては図15に示すように先端側が同じ方向に向けられるが、図示の便宜上図17では逆方向に向けて示している。この搬送機構52については、ロードロックモジュール40と真空搬送モジュール5との間でウエハWを搬送する第3搬送機構をなす。
以上に述べた基板処理装置1HにおけるウエハWの搬送経路の概要について説明する。キャリアCから搬出されたウエハWは、処理ブロックD2の往路用の階層においてSOC膜形成モジュール21、加熱モジュール23の順で搬送されて処理を受けた後、タワーT2に搬送される。搬送機構82がウエハWをタワーT2から真空ユニット80のロードロックモジュール40へと搬送し、当該ウエハWはプラズマ処理モジュール6に搬送されてSOC膜の改質処理を受ける。なお、後述するようにタワーT2に搬送されたウエハWは、バッファモジュールBMを経由して真空ユニット80へ搬送される場合が有る。
プラズマ処理後のウエハWは、大気搬送モジュール5BのタワーT2を介して処理ブロックD2の復路用の階層へ搬送され、裏面洗浄モジュール22、加熱モジュール24の順で搬送されて処理を受けた後、キャリアCに戻される。なお、裏面洗浄モジュール22及び/または加熱モジュール24による処理は、行わなくてもよい。従って、復路用の階層においてウエハWが素通りする(処理モジュールに搬送されない)ようにしてもよい。
ところでプラズマ処理モジュール6におけるプラズマ処理には比較的長い時間を要する場合が有る。そのため単位時間あたりに、いずれかの往路用の階層で処理を受けて大気搬送モジュール5Bに搬送されるウエハWの枚数よりも、いずれかの真空ユニット80で処理を受けて大気搬送モジュール5Bに搬送されるウエハWの枚数の方が多くなる場合が発生することが考えられる。そのような場合は、各真空ユニット80でウエハWを搬送中、あるいは各真空ユニット80のプラズマ処理モジュール6でウエハWを処理中などの理由で、ウエハWを大気搬送モジュール5Bから真空ユニット80へ搬送できない状態となる。
搬送機構82が往路用の階層で処理済みのウエハWをタワーT2の受け渡しモジュールTRSから受け取った際にそのように真空ユニット80への搬送が不可の状態である場合、搬送機構82は当該ウエハWをバッファモジュールBMに搬送して滞留させる。そして、真空ユニット80への搬送が可能になったら搬送機構82は、当該ウエハWをバッファモジュールBMから当該真空ユニット80へ搬送する。なお、バッファモジュールBMへのウエハWの搬送は、上記のように真空ユニット80への搬送が不可になった場合のみ行われるようにしてもよいし、真空ユニット80のウエハWの搬送状況によらずに各ウエハWについて一律に行われるようにしてもよい。
ところでロードロックモジュール40内の圧力は、大気搬送モジュール5Bに対するウエハWの搬送時の圧力(αPa)と、真空搬送モジュール50に対するウエハWの搬送時の圧力(βPa)との間で変化するが例えば、αPa>βPa>プラズマ処理モジュール6内の圧力となるように設定される。そのようにロードロックモジュール40内とプラズマ処理モジュール6内との間で圧力差が形成されるので、プラズマ処理モジュール6でのウエハWの処理によって生じたパーティクルは、大気搬送モジュール5Bへは流出し難い。
また、この基板処理装置1Hでは、前方側の真空ユニット80と、後方側の真空ユニット80とでロードロックモジュール4の左右の位置が異なることで、当該ロードロックモジュール4同士が対向していない。そのため、仮に一方の真空ユニット80のロードロックモジュール4からパーティクルが大気搬送モジュール5Bへ流出したとしても、他方の真空ユニット80のロードロックモジュール4へ進入することが抑制される。結果として、一方の真空ユニット80で生じたパーティクルが、他方の真空ユニット80の各モジュールを汚染してしまうことが抑制される。
そして、処理ブロックD2内の圧力>大気搬送モジュール5B内の圧力>大気搬送モジュール5Bとの間でウエハWを受け渡す際のロードロックモジュール40内の圧力(上記したαPa)となるように、当該大気搬送モジュール5B内の圧力及びロードロックモジュール40内の圧力が調整されるようにしてもよい。
その理由を述べると、大気搬送モジュール5B内の圧力(筐体81内の圧力)>ロードロックモジュール40内の圧力(筐体41内の圧力)とするのは、筐体41内から筐体81内へのパーティクルの流出が防止されるようにするためである。そして、処理ブロックD2内の圧力>大気搬送モジュール5B内の圧力(筐体36内の圧力)とするのは、そのように圧力差を形成することによって大気搬送モジュール5B>ロードロックモジュール40とするにあたり、ロードロックモジュール40内の圧力αPaは比較的小さい圧力として設定されることになる。なおαPaは、上記したように大気搬送モジュール5Bに対するウエハWの搬送時のロードロックモジュール40内の圧力である。
その理由を述べると、大気搬送モジュール5B内の圧力(筐体81内の圧力)>ロードロックモジュール40内の圧力(筐体41内の圧力)とするのは、筐体41内から筐体81内へのパーティクルの流出が防止されるようにするためである。そして、処理ブロックD2内の圧力>大気搬送モジュール5B内の圧力(筐体36内の圧力)とするのは、そのように圧力差を形成することによって大気搬送モジュール5B>ロードロックモジュール40とするにあたり、ロードロックモジュール40内の圧力αPaは比較的小さい圧力として設定されることになる。なおαPaは、上記したように大気搬送モジュール5Bに対するウエハWの搬送時のロードロックモジュール40内の圧力である。
このようにαPaが低い値となることは、ロードロックモジュール40でウエハWの搬送のために必要な圧力の変更量(αPa-βPa)は小さくなる。なお、βPaは、上記したように真空搬送モジュール50に対するウエハWの搬送時のロードロックモジュール40内の圧力である。そのようにαPa-βPaが小さいと、ロードロックモジュール40内の圧力について、αPaとβPaとの間で速やかに変更することができ、基板処理装置1Hのスループットを高めることができる。つまり、処理ブロックD2内の圧力>大気搬送モジュール5B内の圧力>大気搬送モジュール5Bとの間でウエハWを受け渡す際のロードロックモジュール40内の圧力(αPa)とするのは、そのように装置のスループットの向上を図るためである。
なお、このように処理ブロックD2内の圧力に対して大気搬送モジュール5Bの筐体81内を負圧にするにあたって、当該筐体81内は大気雰囲気とされる。即ち、筐体81内は真空雰囲気とはされず、大気圧(標準気圧)~大気圧に近い圧力とされる。大気圧に近い圧力とは、具体的には例えば大気圧-10kPa~大気圧+10kPaである。
ところで上記したようにロードロックモジュール40には2つのステージ63が設けられて各々がウエハWを載置する。真空搬送モジュール50にはウエハWの支持用の第3アーム52Dを各々備える多関節アーム52Fが2つ設けられる。例えば、2つのステージ63のうちの一方を真空搬送モジュール50へと搬送されるプラズマ処理前のウエハWの載置用、他方を大気搬送モジュール5Bへと搬送されるプラズマ処理済みのウエハWの載置用とする。さらに例えば、2つの第3アーム52Dのうちの一方をプラズマ処理モジュール6へと搬送されるプラズマ処理前のウエハWの支持用、他方を真空搬送モジュール50へと搬送されるプラズマ処理済みのウエハWの支持用としてもよい。つまり、ステージ63及び第3アーム52Dについて、プラズマ処理前のウエハWを扱うものと、プラズマ処理済みのウエハWを扱うものとでの使い分けを行う。
上記したように、プラズマ処理モジュール6での静電チャック64の吸着時にウエハWの裏面には異物が付着する場合が有る。そこでステージ63及び第3アーム52Dについて既述の使い分けを行い、真空ユニット80においてウエハWの裏面から異物が転写される範囲を抑制し、プラズマ処理前のウエハWに異物が付着されてしまうことが抑制されるようにしてもよい。なお、ステージ63及び第3アーム52Dについて、このような使い分けをせず、2つのうちの任意のステージ63、2つのうちの任意の第3アーム52DがウエハWの搬送に用いられるようにしてもよい。なお、真空搬送モジュール50の搬送機構52について、第1実施形態で設けられる搬送機構52とは異なる構成のものを示したが特に構成の制限は無く、例えば第1実施形態で説明したように1つの多関節アームを備える搬送機構52を設けてもよい。
また、タワーT2には、温度調整モジュールSCPLが含まれていてもよい。タワーT2の受け渡しモジュールTRSあるいはバッファモジュールBMからウエハWを受け取った大気搬送モジュール5Bの搬送機構82は、当該ウエハWを当該温度調整モジュールSCPLに搬送して温度調整が行われた後に、ロードロックモジュール40へと搬送する。このように温度調整されたウエハWがロードロックモジュール40を介してプラズマ処理モジュール6に搬送されることで、プラズマ処理の開始前にステージ63の温度調整部66によって所定の温度に調整されるまでに要する時間を短縮化させることができる。従って、上記のように温度調整モジュールSCPLでプラズマ処理前のウエハWを温度調整することで、プラズマ処理モジュール6のスループットひいては基板処理装置1Hのスループットを高めることができる。
なお、温度調整後のウエハWの温度変動を抑えるために、温度調整モジュールSCPLで温度調整されたウエハWは、例えば当該温度調整モジュールSCPLの次にロードロックモジュール40に搬送されるようにする。つまり、温度調整モジュールSCPLからの搬出後のウエハWは、他のモジュールを経由せずにロードロックモジュール40へ搬送されるようにする。
また、筐体81内に大気を供給する大気供給部は、当該大気に含まれる水分量を調整する機構を有したり、筐体81内に放出前の大気が通流する流路を冷却可能な構成とされたりすることで、筐体81内の温度が筐体81の外側の温度よりも低く、例えば20℃になるように制御できる構成としてもよい。後述の評価試験で示すように、プラズマ処理時のウエハWの温度は20℃ないしは20℃付近であることが好ましい。そのため、プラズマ処理モジュール6のステージ63の温度も、例えばそのように20℃ないしは20℃付近とされる。それ故に、筐体81内の温度を上記した温度に制御し、筐体81内を搬送されるプラズマ処理前のウエハWの温度を調整することで、当該ウエハWがプラズマ処理モジュール6のステージ63に載置された後での温度調整に要する時間の長期化が防止される。
なお前方側及び後方側の真空ユニット80について、モジュールの並びは例示したものとは逆であってもよい。つまり、前方側の真空ユニット80が、左方から右方へプラズマ処理モジュール6、真空搬送モジュール50、ロードロックモジュール40の順で並び、且つ後方側の真空ユニット80が、左方から右方へロードロックモジュール40、真空搬送モジュール50、プラズマ処理モジュール6の順で並ぶようにしてもよい。
[第5実施形態の変形例]
基板処理装置1Hの変形例の平面図を図19に示している。この図19の基板処理装置1Hの各真空ユニット80の真空搬送モジュール50にはプラズマ処理モジュール6が2つずつ、ゲートバルブG3を介して接続されている。真空搬送モジュール50に接続される2つのプラズマ処理モジュール6について、1つは図15で説明した位置に配置されており、もう1つは真空搬送モジュール50に対して大気搬送モジュール5Bが位置する側とは前後方向において逆側から接続されている。従って、大気搬送モジュール5Bに対して前方に位置する真空ユニット80の真空搬送モジュール50には右側及び前方側から、大気搬送モジュール5Bに対して後方に位置する真空ユニット80の真空搬送モジュール50には左側及び後方側から、プラズマ処理モジュール6が夫々接続されている。
基板処理装置1Hの変形例の平面図を図19に示している。この図19の基板処理装置1Hの各真空ユニット80の真空搬送モジュール50にはプラズマ処理モジュール6が2つずつ、ゲートバルブG3を介して接続されている。真空搬送モジュール50に接続される2つのプラズマ処理モジュール6について、1つは図15で説明した位置に配置されており、もう1つは真空搬送モジュール50に対して大気搬送モジュール5Bが位置する側とは前後方向において逆側から接続されている。従って、大気搬送モジュール5Bに対して前方に位置する真空ユニット80の真空搬送モジュール50には右側及び前方側から、大気搬送モジュール5Bに対して後方に位置する真空ユニット80の真空搬送モジュール50には左側及び後方側から、プラズマ処理モジュール6が夫々接続されている。
上記したようにプラズマ処理モジュール6における処理は比較的長い時間を要する場合が有る。そのため、このように1つの真空搬送モジュール50に複数接続されるプラズマ処理モジュール6で並行して処理可能な構成とすることで、基板処理装置1Hのスループットを高めることができる。なお、2つの真空搬送モジュール50のうちの1つのみに、図19のようにプラズマ処理モジュール6が2つ接続され、もう1つの真空搬送モジュール50には図16で示したようにプラズマ処理モジュール6が1つのみ接続される構成であってもよい。
以上の第5実施形態及びその変形例で述べた構成のうち、後に述べる実施形態で適用可能なものは適宜適用して実施することができる。例えば、筐体81内の温度調整、タワーT2の温度調整モジュールSCPLによる真空ユニット80搬送前の温度調整、モジュール間の圧力制御、ロードロックモジュール40のステージ63及び真空搬送モジュール50の第3アーム52Dの使い分けなど、後に説明する他の実施形態の装置にも適用し、実施してもよい。そして図19に示したように、真空搬送モジュール50に2つのロードロックモジュール40を接続するようにしてもよい。なお、第5の実施形態の構成よりも前に述べた装置構成についても、第5実施形態以降の各実施形態の装置構成に適宜適用して実施することができる。
[第6実施形態]
第6実施形態に係る基板処理装置1Iについて、図20の平面図、図21の縦断側面図を参照して、第5実施形態の基板処理装置1Hとの差異点を中心に説明する。基板処理装置1Iでは、真空ユニット80については第5実施形態と同様に大気搬送モジュール5Bに対して前後に配置されるが、後方側の真空ユニット80については前方側の真空ユニット80と同様に左方から右方に向けて、ロードロックモジュール40、真空搬送モジュール50、プラズマ処理モジュール6が順に並んで構成されている。つまり前方側の真空ユニット80と後方側の真空ユニット80とについて、当該真空ユニット80を構成する各モジュールは同じ方向に並ぶ。
第6実施形態に係る基板処理装置1Iについて、図20の平面図、図21の縦断側面図を参照して、第5実施形態の基板処理装置1Hとの差異点を中心に説明する。基板処理装置1Iでは、真空ユニット80については第5実施形態と同様に大気搬送モジュール5Bに対して前後に配置されるが、後方側の真空ユニット80については前方側の真空ユニット80と同様に左方から右方に向けて、ロードロックモジュール40、真空搬送モジュール50、プラズマ処理モジュール6が順に並んで構成されている。つまり前方側の真空ユニット80と後方側の真空ユニット80とについて、当該真空ユニット80を構成する各モジュールは同じ方向に並ぶ。
そして、各真空ユニット80の左右の位置は同じであり、2つのロードロックモジュール40、2つの真空搬送モジュール50、2つのプラズマ処理モジュール6の各々は、大気搬送モジュール5Bを挟んで前後方向に対向している。ロードロックモジュール40はタワーT2の右側に位置するため、メンテナンス用のスペース87は大気搬送モジュール5Bの前方及び後方に形成されている。
この基板処理装置1Iでは搬送機構82の基台32は左右に移動せず、当該搬送機構82は平面視で2つのロードロックモジュール40に挟まれて位置する。そのため、搬送機構82は各真空搬送モジュール50よりも左側(左右の他方側)に位置している。より詳細に述べると、搬送機構82の基台32が真空搬送モジュール50よりも左側に位置し、後述のモジュール配置領域89の各モジュールに対してウエハWを受け渡す際においても、そのように真空搬送モジュール50よりも左側に位置した状態が保たれる。
筐体81内の搬送機構82の右側の領域については、モジュール配置領域89として構成されており、多数のモジュールが積層されて設けられている。モジュール配置領域89は真空搬送モジュール50に挟まれて設けられることにより、各プラズマ処理モジュール6よりも左側(左右の他方側)に位置している。搬送機構82はタワーT2の各モジュール及びロードロックモジュール40の他に、このモジュール配置領域89の各モジュールに対してウエハWを受け渡すことができる。
往路用の階層から搬送されたプラズマ処理前のウエハWは、このモジュール配置領域89のモジュールのうちの一つまたは複数に搬送されてから、真空ユニット80に搬送されるように搬送経路を設定することができる。同様に、真空ユニット80から搬送されたプラズマ処理後のウエハWは、このモジュール配置領域89のモジュールのうちの一つまたは複数に搬送されてから、復路用の階層へ搬送されるように搬送経路を設定することができる。そして、モジュール配置領域89に含まれるモジュールとしてはウエハWに処理を行うモジュール(処理モジュール)には限られず、ウエハWに処理を行わずにウエハWの載置のみが行われるものを含むようにしてもよい。具体的には例えばモジュール配置領域89には、検査モジュール26、受け渡しモジュールTRS、温度調整モジュールSCPL、裏面洗浄モジュール22のうちの少なくともいずれかのモジュールを配置することができ、図21ではこれらのすべてのモジュールが配置されるものとして例示している。
モジュール配置領域89に設けられるこれらの各モジュールについて説明する。検査モジュール26としては、往路用の階層で処理後であってプラズマ処理前のウエハW、またはプラズマ処理後で復路用の階層に搬送前のウエハWが搬送されて、検査のための撮像が行われる。なお、第6実施形態よりも以前で検査モジュール26は、処理ブロックD2での処理済みのウエハWを撮像するとして述べたが、この第6実施形態以降では、このようにプラズマ処理前またはプラズマ処理後のウエハWを撮像するものとする。
受け渡しモジュールTRSについては、既述したように搬送されたウエハWを仮置きして滞留させる。温度調整モジュールSCPLは、タワーT2の温度調整モジュールSCPLと同じく、プラズマ処理モジュール6に搬入前のウエハWの温度を調整するために設けられている。
裏面洗浄モジュール22については例えば、復路用の階層に設けられるとして説明したものと同様、プラズマ処理後のウエハWの裏面を洗浄して異物を除去するためのモジュールであり、プラズマ処理後のウエハWは、例えばロードロックモジュール40の次にこの裏面洗浄モジュール22に搬送されて処理を受ける。ウエハWの搬送経路上、復路用の階層よりもプラズマ処理モジュール6に近い位置で裏面洗浄を行うことで、この裏面洗浄後にウエハWが搬送されるモジュールや当該モジュールに対してウエハWを受け渡す搬送機構に付着する異物の量が抑えられるようにするために、このモジュール配置領域89に裏面洗浄モジュール22が設けられる。このようにモジュール配置領域89で裏面洗浄を行う場合、復路用の階層には、裏面洗浄モジュール22を設けなくてもよい。なお、ここまで裏面洗浄モジュール22について、プラズマ処理後のウエハWを処理するものとして述べてきたが、このモジュール配置領域89の裏面洗浄モジュール22については、プラズマ処理前のウエハWが搬送されるように設定して、当該ウエハWに対して処理を行ってもよい。
ところで上記したようにプラズマ処理モジュール6が比較的処理に時間を要することで、往路用の階層から大気搬送モジュール5Bに搬送されたウエハWを速やかに真空ユニット80に搬送することができない場合が有る。モジュール配置領域89に配置され、プラズマ処理前のウエハWが搬送されるように設定された裏面洗浄モジュール22、検査モジュール26及び温度調整モジュールSCPLについては、真空ユニット80への搬送が可能になるまでの時間を利用して、大気搬送モジュール5Bにて待機するウエハWに処理が行えるように配置されていると言える。
なお、モジュール配置領域89のうちのいずれのモジュールにウエハWが搬送されるかが予め設定されているように述べたが、そのように予め搬送されるか否かが設定されることには限られない。例えば受け渡しモジュールTRSについては、搬送機構82がウエハWを真空ユニット80へ搬送するにあたり、当該真空ユニット80への搬送が可能である場合には当該TRSへの搬送が行われず、真空ユニット80への搬送が不可である場合にのみ搬送されるようにしてもよい。つまり、真空ユニット80への搬送が不可の場合に、当該受け渡しモジュールTRSまたはバッファモジュールBMに搬送されて滞留されるようにする。例えば検査モジュール26などの処理モジュールについてもこのTRSの例と同様に、真空ユニット80への搬送が可能である場合には当該処理モジュールへの搬送は行われず、真空ユニット80への搬送が不可である場合にのみ搬送されて処理がなされるようにしてもよい。
以上の基板処理装置1Iによれば、各ロードロックモジュール40に対する右側(左右の一方側)、左側(左右の他方側)には夫々モジュール配置領域89の各モジュール、バッファモジュールBMとして、真空ユニット80に搬送される前のウエハWが載置されて滞留されるモジュールが設けられている。そのため、処理ブロックD2でウエハWが滞留してしまい、当該処理ブロックD2における処理を停滞させることを防ぐことができるため、好ましい。なお、モジュール配置領域89の各モジュールは複数のウエハWを載置する第1載置領域、バッファモジュールBMは複数のウエハWを載置する第2載置領域に夫々該当する。
また、基板処理装置1Iでは搬送機構82について、各真空ユニット80の真空搬送モジュール50よりも左側(左右の他方側)に位置し、且つ各真空ユニット80のプラズマ処理モジュール6よりも左側(左右の他方側)にモジュール配置領域89が位置する。そのため、搬送機構82が各々アクセスするロードロックモジュール4とモジュール配置領域89との左右方向における距離が長くなることが抑えられる。従って、搬送機構82がロードロックモジュール40及びモジュール配置領域89の各モジュールに対してウエハWを受け渡すために、当該搬送機構82の基台32が左右方向に移動しなければならない距離を短縮化させることができる。既述した例では、この左右方向の移動が不要となっている。そのように基台32の左右方向に必要な移動距離が抑えられることで、搬送機構82はロードロックモジュール40、モジュール配置領域89の各モジュール間で速やかにウエハWを搬送することができるので、基板処理装置1Iのスループットを高くすることができる。なお、搬送機構82の基台32について、左右の位置は固定されることに限られず、左右に若干移動する構成としてもよい。
ところでこの基板処理装置1Iの後方側の真空ユニット80は、図16で説明した基板処理装置1Hの後方側の真空ユニット80とは異なり、左方から右方に向けて、ロードロックモジュール40、2つの真空搬送モジュール50、2つのプラズマ処理モジュール6が並ぶ。このようなモジュールの並びである場合にも図22で示すように、真空搬送モジュール50に対して、前後方向における大気搬送モジュール5Bが位置する側とは逆側にプラズマ処理モジュール6を接続してもよい。
[第7実施形態]
第7実施形態に係る基板処理装置1Jについて、図23の平面図、図24の正面図を参照して、第6実施形態の基板処理装置1Iとの差異点を中心に説明する。この基板処理装置1Jの大気搬送モジュール5Bの筐体81内には、モジュール配置領域89が設けられておらず、搬送機構82の基台32は左右に移動可能とされる。基板処理装置1Jではモジュール配置領域89が設けられない代りに、各真空ユニット80の上方にモジュール配置領域90が設けられており、モジュール配置領域89に配置されるとして述べた各モジュールを、当該モジュール配置領域90に設けることができる。基板処理装置1Jのプラズマ処理ブロックD3は、大気搬送モジュール5B及び真空ユニット80の他に、このモジュール配置領域90の各モジュールによって構成されている。
第7実施形態に係る基板処理装置1Jについて、図23の平面図、図24の正面図を参照して、第6実施形態の基板処理装置1Iとの差異点を中心に説明する。この基板処理装置1Jの大気搬送モジュール5Bの筐体81内には、モジュール配置領域89が設けられておらず、搬送機構82の基台32は左右に移動可能とされる。基板処理装置1Jではモジュール配置領域89が設けられない代りに、各真空ユニット80の上方にモジュール配置領域90が設けられており、モジュール配置領域89に配置されるとして述べた各モジュールを、当該モジュール配置領域90に設けることができる。基板処理装置1Jのプラズマ処理ブロックD3は、大気搬送モジュール5B及び真空ユニット80の他に、このモジュール配置領域90の各モジュールによって構成されている。
モジュール配置領域90では、複数のモジュールが積層して積層体をなし、且つこの積層体が左右に複数並んで設けられている。そのような配置により、真空ユニット80を構成するロードロックモジュール40、真空搬送モジュール50、プラズマ処理モジュール6の各々とモジュール配置領域90の各モジュールとが、平面視で重なる。搬送機構82は、モジュール配置領域90の各モジュールにアクセスすることができる。
以上に述べた基板処理装置1Jでは、第6実施形態の基板処理装置1Iと同様の順番でモジュール間をウエハWが搬送されて処理が行われる。この基板処理装置1Jによれば、モジュール配置領域90において多くのモジュールを設けることができるので、同種のモジュールを複数搭載することでの処理の向上や、異なる種類のモジュールを設けることによるプラズマ処理前後での実施可能な処理の多様化を図ることができる。なお、大気搬送モジュール5Bの前方側及び/または後方側において、真空ユニット80とモジュール配置領域90との位置関係を逆とし、真空ユニット80の下方にモジュール配置領域90が位置するようにしてもよい。また、大気搬送モジュール5Bに対して前後の一方のみにモジュール配置領域90を設けて、2つの真空ユニット80のうちの1つのみに平面視でモジュール配置領域90が重なるようにしてもよい。
[第8実施形態]
第8実施形態に係る基板処理装置1Kについて、図25の平面図、図26の正面図、図27の縦断正面図及び図28の縦断側面図を参照して、第7実施形態の基板処理装置1Jとの差異点を中心に説明する。図27は、図25のA-A′矢視断面図である。基板処理装置1Kでは、処理ブロックD2と大気搬送モジュール5Bとの間に中間ブロックD4が介在しており、中間ブロックD4は処理ブロックD2と同じ前後幅及び高さを備える。そして、中間ブロックD4も処理ブロックD2と同様に筐体36を備えており、当該筐体36内は大気雰囲気とされる。
第8実施形態に係る基板処理装置1Kについて、図25の平面図、図26の正面図、図27の縦断正面図及び図28の縦断側面図を参照して、第7実施形態の基板処理装置1Jとの差異点を中心に説明する。図27は、図25のA-A′矢視断面図である。基板処理装置1Kでは、処理ブロックD2と大気搬送モジュール5Bとの間に中間ブロックD4が介在しており、中間ブロックD4は処理ブロックD2と同じ前後幅及び高さを備える。そして、中間ブロックD4も処理ブロックD2と同様に筐体36を備えており、当該筐体36内は大気雰囲気とされる。
タワーT2は、大気搬送モジュール5Bの筐体81内の代わりに中間ブロックD4の筐体36内に設けられ、処理ブロックD2の搬送領域14に臨む。そして、中間ブロックD4の筐体36内では、タワーT2の後方側に搬送機構91が設けられている。この搬送機構91は、タワーT1に対して設けられる搬送機構35と同様に構成されており、タワーT2に含まれる各モジュール間でウエハWを搬送可能である。
基板処理装置1Kにおける大気搬送モジュール5Bには、搬送機構82が2つ設けられている。2つの搬送機構82のうちの一方(搬送機構82Aとする)が大気搬送モジュール5B内の下方領域92Aを昇降可能であり、他方(搬送機構82Bとする)が大気搬送モジュール5B内の上方領域92Bを昇降可能である。そして基板処理装置1Kでは、図28に示すように、2つの真空ユニット80は互いに異なる高さに位置している。前方側(-Y側)の真空ユニット80については、当該真空ユニット80のロードロックモジュール40と搬送機構82Aとの間でウエハWの受け渡しが可能な高さに位置し、後方側(+Y側)の真空ユニット80は、当該真空ユニット80のロードロックモジュール40と搬送機構82Bとの間でウエハWの受け渡しが可能な高さに位置している。
前方側の真空ユニット80の上方がモジュール配置領域93Bとされており、後方側の真空ユニット80の上方、下方がモジュール配置領域94B、94Aとされている。これらのモジュール配置領域93B、94A、94Bについては、基板処理装置1Iのモジュール配置領域90と同様に、左右方向に複数のモジュールが配置される領域である。従って、モジュール配置領域93Bに設けられるモジュールについては、前方側の真空ユニット80のロードロックモジュール40、真空搬送モジュール50またはプラズマ処理モジュール6に平面視で重なる。そして、モジュール配置領域94B、94Aに設けられるモジュールについては、後方側の真空ユニット80のロードロックモジュール40、真空搬送モジュール50またはプラズマ処理モジュール6に平面視で重なる。そして、これらのモジュール配置領域93B、94A、94Bには、図21のモジュール配置領域89に配置可能なものとして説明した各モジュールを配置することができる。
各モジュール配置領域93B、94B、94Aでは、モジュール配置領域90と同様に複数のモジュールを積層して設けてよい。ただし、図示の配置例ではモジュール配置領域94Bについては、高さが比較的小さいためにモジュールを積層せずに設けている。モジュール配置領域94Aの各モジュールには搬送機構82Aがアクセスし、モジュール配置領域93B、94Bの各モジュールには搬送機構82Bがアクセスする。本例ではプラズマ処理ブロックD3は、中間ブロックD4、大気搬送モジュール5B、真空ユニット80及びモジュール配置領域93B、94B、94Aの各モジュールによって構成されている。
処理ブロックD2とプラズマ処理ブロックD3との間におけるウエハWの受け渡しについて説明する。以下の説明中、タワーT2に設けられる各受け渡しモジュールTRSについて、番号を付して互いを区別する。そのうちの一部のTRSは図28中に示している。先ず、往路用の階層からタワーT2のTRS1へ搬送されたウエハWは、大気搬送モジュール5Bの下方領域92Aの高さのTRS2A、上方領域92Bの高さのTRS2Bへ搬送される。TRS2AのウエハWは前方側の真空ユニット80に搬送されてタワーT2のTRS3Aに戻され、TRS2BのウエハWは後方側の真空ユニット80に搬送されてタワーT2のTRS3Bに戻される。その後、TRS3A、TRS3BのウエハWは復路用の階層の高さに設けられるTRS4を介して当該復路用の階層へと搬送される。
TRS2Aから真空ユニット80に搬送されるまでの間、及び真空ユニット80からTRS2Bに搬送されるまでの間に、ウエハWをモジュール配置領域94Aのモジュールに搬送することができる。TRS2Bから真空ユニット80に搬送されるまでの間、及び真空ユニット80からTRS3Bに搬送されるまでの間に、ウエハWをモジュール配置領域93B及び/または94Bのモジュールに搬送することができる。このようにして、基板処理装置1Kでもこれまでに述べた基板処理装置1J、1Iと同様の順番をもって、モジュール間でウエハWを搬送して処理を行うことができる。
上記した基板処理装置1Kの搬送経路で、TRS間における搬送は搬送機構91により行われる。この搬送機構91によって往路用の階層から各真空ユニット80にウエハWが搬送され、且つ、各真空ユニット80から復路用の階層にウエハWが搬送されるので、当該搬送機構91が各プラズマ処理モジュール6に共用の搬送機構である。
この基板処理装置1Kでは、搬送機構82A、82Bの夫々によってモジュール配置領域の各モジュールとロードロックモジュール40との間でウエハWを搬送することができる。そのため、これらの搬送機構82A、82BがアクセスするタワーT2の各モジュール、モジュール配置領域93B、94A、94Bの各モジュール、ロードロックモジュール40において、ウエハWを搬出可能になった場合に当該ウエハWを速やかに搬出することができる。従って、モジュールにウエハWが必要無く長く留め置かれてしまうことが防止されるため、装置のスループットの低下が防止される。なお基板処理装置1Kについては、大気搬送モジュール5Bの前方側及び後方側のうちの一方側にて真空ユニット80を積層して搬送機構82A、82Bが各々アクセスできるようにし、他方側にて搬送機構82Aがアクセスできるモジュール配置領域と搬送機構82Bがアクセスできるモジュール配置領域とが積層される構成としてもよい。
ところで基板処理装置1Kの処理ブロックD2では、タワーT1の前方側に搬送機構35Aが設けられている。この搬送機構35Aは、タワーT1の後方側に設けられた搬送機構35と同様にタワーT1を構成する各モジュール間でウエハWの搬送を行う。つまり、タワーT1の各モジュール間での搬送が、搬送機構35、35Aによって分担されるようにすることで、スループットの向上が図られている。なお、基板処理装置1Kについてこれまでに述べた各基板処理装置と同様に搬送機構35、35Aのうち搬送機構35のみが設けられるようにしてもよいし、搬送機構35Aのみが設けられるようにしてもよい。また、基板処理装置1K以外の基板処理装置についても搬送機構35に加えて搬送機構35Aを設けるようにしてもよいし、搬送機構35、35Aのうち搬送機構35Aのみが設けられる構成であってもよい。
そして、基板処理装置1KにおけるタワーT2ついても当該タワーT2に設けられるモジュール間の搬送を2つの搬送機構で分担して行うようにしてもよい。具体的には、図25中、二点鎖線で囲ったタワーT2の前方側の領域90に搬送機構91とは別の搬送機構(91Aとする)を設けて、搬送機構91、91Aの各々が当該モジュール間でウエハWの搬送を行うようにしてもよい。なお、搬送機構91、91Aのうち91のみを設ける例を図示したが、91Aのみを設けるようにしてもよい。
[各実施形態の説明の補足]
基板処理装置1H~1Kの処理ブロックD2は4つの階層を備えるように示してきたが、備えられる階層の数は任意であり、例えば図29の縦断正面図に示すように6つの階層が設けられてもよい。また、全ての階層の数だけではなく、往路用の階層の数、復路用の階層の数も任意であり、各階層に設置するモジュールの数や種類に応じて、これら往路用、復路用の各階層の数を適宜設定すればよい。なお、図29に示す基板処理装置1Lでは6つの階層のうち、下側4つの階層を往路用の階層、上側2つの階層としている。また、階層毎に搬送機構31が設けられるように述べたが、複数の往路用の階層間で搬送機構31は共通化されてもよい。つまり、往路用の階層を上下に複数並べて配置するにあたり、これらの階層における搬送領域14については互いに連通させ、各階層間で搬送機構31が移動可能であるようにしてもよい。同様に複数の復路用の階層間で搬送機構31は共通化されてもよい。また、タワーT2はプラズマ処理ブロックD3に設ける代わりに、処理ブロックD2に設けてもよい。ただし、処理ブロックD2における左右の長さが大きくなってしまったり、液処理部F1及び加熱処理部F2の左右の長さが小さくなってしまうことで設置されるモジュール数が少なくなってしまったりするおそれがある。従って、これまでに示した例のようにタワーT2はプラズマ処理ブロックD3に設けることが好ましい。
基板処理装置1H~1Kの処理ブロックD2は4つの階層を備えるように示してきたが、備えられる階層の数は任意であり、例えば図29の縦断正面図に示すように6つの階層が設けられてもよい。また、全ての階層の数だけではなく、往路用の階層の数、復路用の階層の数も任意であり、各階層に設置するモジュールの数や種類に応じて、これら往路用、復路用の各階層の数を適宜設定すればよい。なお、図29に示す基板処理装置1Lでは6つの階層のうち、下側4つの階層を往路用の階層、上側2つの階層としている。また、階層毎に搬送機構31が設けられるように述べたが、複数の往路用の階層間で搬送機構31は共通化されてもよい。つまり、往路用の階層を上下に複数並べて配置するにあたり、これらの階層における搬送領域14については互いに連通させ、各階層間で搬送機構31が移動可能であるようにしてもよい。同様に複数の復路用の階層間で搬送機構31は共通化されてもよい。また、タワーT2はプラズマ処理ブロックD3に設ける代わりに、処理ブロックD2に設けてもよい。ただし、処理ブロックD2における左右の長さが大きくなってしまったり、液処理部F1及び加熱処理部F2の左右の長さが小さくなってしまうことで設置されるモジュール数が少なくなってしまったりするおそれがある。従って、これまでに示した例のようにタワーT2はプラズマ処理ブロックD3に設けることが好ましい。
図29の基板処理装置1Lは、図16~図18で説明した基板処理装置1Hに対して、上記したように階層の数が異なること、及び搭載されるモジュールの一部が異なることを除いて、当該基板処理装置1Hと同様の構成とされている。搭載されるモジュールの違いについて詳細に述べると、基板処理装置1Lでは復路用の階層において裏面洗浄モジュール22が設けられておらず、洗浄モジュール102が設けられている。また、タワーT2に反転モジュール101が設けられている。
反転モジュール101は、搬送機構31から受け取ったウエハWを吸着保持する保持部と、当該保持部を水平軸回りに回転させる回転機構と、を備える。この構成によって反転モジュール101は搬送機構31から受け取ったウエハWについて、表面(デバイスが形成される面)が上向きの状態と、裏面が上向きの状態とを切り替えることができ、搬送機構31はそのように状態が切り替えられたウエハWを再度受け取る。
洗浄モジュール102は、ウエハWを下方から支持するステージ、ウエハWに上方から洗浄液を供給するノズル、洗浄液のウエハWへの供給中にステージへ向けて上方から押し当てられると共にウエハWを擦るブラシなどを備えることで、比較的高い異物の除去性能を備えている。この洗浄モジュール102は、液処理部F1に設けられている。
基板処理装置1Lでは、プラズマ処理が行われてタワーT2の反転モジュール101に搬送されたウエハWは、裏面が上向きの状態とされた後に復路用の階層の洗浄モジュール102に搬送されて、上向きとされた裏面の洗浄処理を受ける。つまり、洗浄液の供給及びブラシによる擦りにより、ウエハWの裏面の異物が除去される。続いて、ウエハWは反転モジュール101に搬送されて、再度、裏面が下向きの状態とされる。その後、ウエハWはキャリアCに戻されるか、加熱モジュール24に搬送されてプラズマ処理後の加熱処理を受けてからキャリアCに戻される。
基板処理装置1Lにおいて、例えばタワーT2に洗浄モジュール102を組み込むなどして、上記した位置以外の場所に洗浄モジュール102を設けてもよい。反転モジュール101は、タワーT1に設けられていてもよい。従って、反転モジュール101及び洗浄モジュール102を配置する位置は、図29で説明した位置に限られない。また、基板処理装置1Lとして、第5実施形態の基板処理装置1Hに対する反転モジュール101及び洗浄モジュール102の適用例を示したが、反転モジュール101及び洗浄モジュール102は、例えば第6~第8実施形態の基板処理装置1I~1Kに適用されてもよく、これらの装置に適用した場合の配置例を述べておく。
基板処理装置1I、1Jに反転モジュール101及び洗浄モジュール102を設けるにあたっては、モジュール配置領域89、90に配置されるモジュールとして設ければよい。基板処理装置1Kに反転モジュール101及び洗浄モジュール102を設けるにあたっては、モジュール配置領域93B及び94Bのうちの少なくとも一方の配置領域に設けると共に、モジュール配置領域94Aに設けるようにすればよい。つまり、搬送機構82A、82Bの夫々がアクセスできる位置に、反転モジュール101及び洗浄モジュール102に設けて、各真空ユニット80から搬出されたウエハWを反転させて洗浄できるようにすればよい。
プラズマ処理モジュール6についても補足して説明する。SOC膜を改質するにあたり、第2の高周波電源77から下部電極であるステージ63に供給する電力について比較的高くすることが好ましいことが確認されており、例えば3000W以上の電力を当該下部電極に供給する。なお、この第2の高周波電源77からの3000W以上の電力供給は、第1の高周波電源76からの電力供給と共に行ってもよいし、第1高周波電源76をオフにした状態で行ってもよい。つまり、第2の高周波電源77からバイアス印加用の電力として3000W以上の電力が供給されてもよいし、プラズマ形成用の電力として3000W以上の電力が供給されてもよい。そのように第2の高周波電源77から比較的大きな電力を供給して処理を行うにあたり、処理空間60に上部電極が露出する構成とする場合には、当該上部電極のエッチングが防止されるように、当該上部電極は例えば石英により構成することが好ましい。同じ理由で、フォーカスリング65も例えば石英により構成することが好ましい。
また、図4ではバッフル板73について、ステージ63を囲むように水平な環状であるものを例示した。上記のように高い電力を供給して、イオンの引き込みを強くしたり、プラズマの強度を高くしたりするにあたり、当該バッフル板73がエッチングされることで生じた金属の粒子がウエハWに付着することが考えられる。それを抑制するためにバッフル板73については水平とはせずに、内周縁側に向うにつれて下降する環状部材として構成してもよい。当該構成によれば、バッフル板73の内周縁側が平面視ではウエハWに近接していても、側面視ではウエハWから大きく離れることで、上記した金属粒子のウエハWへの付着を抑制することができる。
さらに各実施形態において、処理対象の基板としてはウエハであることに限られず、例えばフラットパネルディスプレイ製造用の基板や、露光用のマスクを製造するためのマスク基板であってもよい。従って角型の基板を処理してもよい。SOC膜を例示したが他の塗布膜の形成及びプラズマ処理を、各実施形態の基板処理装置で行ってもよい。そしてプラズマ形成のために使用するガスはHeガスに限られず、膜の種類に応じて適宜選択することができる。ただし不活性ガスであり、且つ分子量が小さいHeガスのプラズマは膜中に浸透しやすいので、膜の不要な反応を抑えつつ膜の底部に向けて改質を十分に行うことができると考えられる点で好ましい。ただし、プラズマ処理モジュール6で処理を行うにあたり、改質対象となる塗布膜の種類や処理条件によっては、バイアス印加用の高周波電力の供給を行わなくてもよい。
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更及び組み合わせがなされてもよい。
〔評価試験〕
本発明に関連して行われた評価試験について説明する。この評価試験では、プラズマ処理モジュール6による処理時の好適なウエハの温度を見出す検討を行った。具体的には、まず、比較的低温の加熱焼成によって形成されたSOC膜を有する複数のテストピースとしてのウエハを準備し、プラズマ処理モジュール6において、ウエハの温度を変更してヘリウムイオンの照射を行った。つまりヘリウムガスのプラズマを生成して、当該プラズマにウエハWを曝した。その後、ヘリウムイオンが照射された各ウエハへ、シリコン酸化膜をエッチングする条件でRIE(Reactive Ion Etching)を施し、SOC膜のエッチレートを計測した。
本発明に関連して行われた評価試験について説明する。この評価試験では、プラズマ処理モジュール6による処理時の好適なウエハの温度を見出す検討を行った。具体的には、まず、比較的低温の加熱焼成によって形成されたSOC膜を有する複数のテストピースとしてのウエハを準備し、プラズマ処理モジュール6において、ウエハの温度を変更してヘリウムイオンの照射を行った。つまりヘリウムガスのプラズマを生成して、当該プラズマにウエハWを曝した。その後、ヘリウムイオンが照射された各ウエハへ、シリコン酸化膜をエッチングする条件でRIE(Reactive Ion Etching)を施し、SOC膜のエッチレートを計測した。
図30は、SOC膜へのイオン照射時のウエハの温度を変更したときのSOC膜のRIEによるエッチレートを示すグラフである。なお、イオン照射時(プラズマ点灯時)のウエハの温度以外の諸条件は、処理容器61の内部の圧力が300mTorrであり、第1の高周波電源76からの電力の大きさが0Wであり、第2の高周波電源77からの電力の大きさが3000Wであった。また、処理空間60へ供給されるヘリウムガスの流量が900sccmであり、イオン照射時間が10秒であった。図中、従来とは、ヘリウムガスのプラズマに曝していないSOC膜である。
図30に示すように、ウエハの温度が60℃以下であれば、ヘリウムイオンを照射したSOC膜のエッチレートが従来のSOC膜のエッチレートよりも大きく低下する。したがって、イオン照射時のウエハの温度を60℃以下とすれば、SOC膜の緻密化が進み、従来のSOC膜よりもエッチング耐性が向上することが分かった。特に、昨今の半導体装置の製造工程における低温処理の要求を考慮すると、ウエハの温度を20℃とするのがより好ましいと考えられた。従って、プラズマ処理中のウエハWの温度は20℃~60℃とすることが好ましい。
W ウエハ
C キャリア
D1 キャリアブロック
D2 処理ブロック
D3 プラズマ処理ブロック
11 ステージ
21 SOC膜形成モジュール
35 搬送機構
52 搬送機構
6 プラズマ処理モジュール
C キャリア
D1 キャリアブロック
D2 処理ブロック
D3 プラズマ処理ブロック
11 ステージ
21 SOC膜形成モジュール
35 搬送機構
52 搬送機構
6 プラズマ処理モジュール
Claims (20)
- 基板を格納するキャリアが載置されるキャリア載置部を備えるキャリアブロックと、
互いに積層されて設けられて前記基板を各々処理する複数の処理モジュールと、前記複数の処理モジュールに共用されて前記基板を搬送する第1搬送機構と、を備え、前記キャリアブロックに対して左右の一方に設けられる処理ブロックと、
前記複数の処理モジュールのうちの一の処理モジュールをなし、前記基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布膜形成モジュールと、
前記処理ブロックに対して左右の一方に設けられて当該処理ブロックとの間で前記基板が受け渡されるブロックであり、前記基板の塗布膜を各々プラズマ処理して前記塗布膜を改質する複数のプラズマ処理モジュールを備えるプラズマ処理ブロックと、
前記基板を前記各プラズマ処理モジュールに受け渡すために前記プラズマ処理ブロックに設けられ、当該各プラズマ処理モジュールに共用される第2搬送機構と、
を備える基板処理装置。 - 前記プラズマ処理ブロックには、
前記第1搬送機構及び前記第2搬送機構の各々によって前記基板が受け渡され、前記処理ブロックと前記プラズマ処理ブロックとの間で前記基板を搬送するために当該基板が載置される載置部が設けられる請求項1記載の基板処理装置。 - 前記プラズマ処理ブロックは、
前記載置部が設けられ、大気雰囲気と真空雰囲気とが切り替えられるロードロックモジュールと、
前記ロードロックモジュールの外側で、前記第2搬送機構によって前記基板が搬送される真空搬送領域と、
を備える請求項2記載の基板処理装置。 - 前記プラズマ処理モジュールは、前記第2搬送機構の前方及び後方に設けられて当該第2搬送機構を挟む請求項1ないし3のいずれか一つに記載の基板処理装置。
- 前記プラズマ処理ブロックは、前記第2搬送機構が設けられる前記基板の搬送領域を備え、
前記搬送領域の左右の一方側に前記複数のプラズマ処理モジュールが設けられる請求項1ないし3のいずれか一つに記載の基板処理装置。 - 前記第1搬送機構及び前記第2搬送機構の各々によって前記基板が受け渡され、前記処理ブロックと前記プラズマ処理ブロックとの間で前記基板を搬送するために当該基板が載置される載置部が設けられ、
前記プラズマ処理ブロックは、前記第2搬送機構及び前記載置部が設けられる大気雰囲気の前記基板の搬送領域を備え、
前記プラズマ処理モジュール内が真空雰囲気とされる請求項1記載の基板処理装置。 - 前記プラズマ処理モジュールは、前記第2搬送機構の前方及び後方に当該第2搬送機構を挟んで設けられる請求項1、2または6記載の基板処理装置。
- 前記プラズマ処理ブロックは、前記第2搬送機構によって前記基板が搬送される前記基板の搬送領域を備え、
前記搬送領域の左右の一方側に前記複数のプラズマ処理モジュールが設けられる請求項1、2または6記載の基板処理装置。 - 前記処理モジュールは、前記基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する塗布膜形成モジュールと、前記基板を加熱する加熱モジュールと、を含み、
前記塗布膜形成モジュール、前記加熱モジュールの各々が複数積層されて設けられ、
前記第1搬送機構及び前記第2搬送機構を含む搬送機構群が設けられ、
前記搬送機構群は、前記キャリア、前記塗布膜形成モジュール、前記加熱モジュール、前記プラズマ処理モジュール、前記キャリアの順で、前記基板を搬送する請求項1記載の基板処理装置。 - 前記搬送機構群は、前記プラズマ処理モジュールで処理された前記基板を前記キャリアに搬送する前に、前記加熱モジュールに搬送する請求項9記載の基板処理装置。
- 加熱された前記基板を冷却して温度調整するための温度調整モジュールが設けられ、
前記搬送機構群は、前記加熱モジュールで加熱された前記基板を前記プラズマ処理モジュールに搬送する前に、前記温度調整モジュールに搬送する請求項10記載の基板処理装置。 - 前記搬送機構は、前記加熱モジュールで加熱された前記プラズマ処理モジュールで処理後の前記基板を、前記キャリアに搬送する前に前記温度調整モジュールに搬送する請求項11記載の基板処理装置。
- 大気雰囲気と真空雰囲気とが切り替えられて前記プラズマ処理ブロックにおける大気雰囲気の前記基板の搬送領域に接続されるロードロックモジュールと、前記基板を搬送する真空雰囲気の搬送路を備えると共に前記ロードロックモジュールに接続される真空搬送モジュールと、前記真空搬送モジュールに接続される前記プラズマ処理モジュールと、を各々備える第1の組、第2の組が設けられ、
前記第1の組の前記ロードロックモジュールは前記搬送領域に対する前後の一方側に、前記第2の組の前記ロードロックモジュールは前記搬送領域に対する前後の他方側に夫々設けられ、
前記第1の組及び前記第2の組における前記真空雰囲気の搬送路には、前記ロードロックモジュールと前記プラズマ処理モジュールとの間で前記基板を搬送する第3搬送機構が設けられる請求項6記載の基板処理装置。 - 前記第1の組をなすロードロックモジュール、前記真空搬送モジュール、前記プラズマ処理モジュールが、左右の一方から他方に向けて順に並び、
前記第2の組をなすロードロックモジュール、前記真空搬送モジュール、前記プラズマ処理モジュールが、左右の他方から一方に向けて順に並び、
前記第1の組のロードロックモジュールと、前記第2の組のロードロックモジュールとの左右の位置が異なる請求項13記載の基板処理装置。 - 前記第1の組または前記第2の組の真空搬送モジュールには前記プラズマ処理モジュールが2つ接続され、
前記2つのプラズマ処理モジュールうちの1つは、前後方向において前記第2搬送機構が位置する側とは逆側から前記真空搬送モジュールに接続されている請求項14記載の基板処理装置。 - 前記第1の組及び前記第2の組のロードロックモジュールに対する左右の一方側、他方側の夫々に、複数の前記基板を各々載置する第1載置領域、第2載置領域が設けられる請求項13記載の基板処理装置。
- 前記第1載置領域は、前記基板を検査するための検査モジュール、前記基板の裏面を洗浄する裏面洗浄モジュール、前記基板の温度を調整する温度調整モジュールのいずれかを備える請求項16記載の基板処理装置。
- 前記第2搬送機構は、前記一の組及び前記他の組における各真空搬送モジュールよりも左右の他方側に設けられ、
前記第1載置領域は、前記一の組及び前記他の組における各前記処理モジュールよりも前記左右の他方側に設けられる請求項16または17記載の基板処理装置。 - 複数の前記基板を載置する載置領域が設けられ、
前記載置領域は前記一の組または前記他の組に対して平面視で重なる請求項13記載の基板処理装置。 - キャリアブロックのキャリア載置部に、基板を格納するキャリアを載置する工程と、
前記キャリアブロックに対して左右の一方に設けられる処理ブロックにおいて互いに積層されて設けられる複数の処理モジュールにおいて前記基板を各々処理する工程と、
前記複数の処理モジュールのうちの一の処理モジュールをなす塗布膜形成モジュールで、前記基板に塗布液を供給して塗布膜を形成する工程と、
前記処理ブロックに設けられ、前記複数の処理モジュールに共用される第1搬送機構により、前記基板を搬送する工程と、
前記処理ブロックに対して左右の一方に設けられるプラズマ処理ブロックと、当該処理ブロックとの間で前記基板を受け渡す工程と、
前記プラズマ処理ブロックに設けられる複数のプラズマ処理モジュールで前記基板の塗布膜を各々プラズマ処理して改質する工程と、
前記プラズマ処理ブロックに設けられて前記各プラズマ処理モジュールに共用される第2搬送機構によって、前記基板を当該各プラズマ処理モジュールに受け渡す工程と、
を備える基板処理方法。
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2024
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