(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024020926
(43)【公開日】2024-02-15
(54)【発明の名称】基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/677 20060101AFI20240207BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022123485
(22)【出願日】2022-08-02
(71)【出願人】
【識別番号】318009126
【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大橋 直史
(72)【発明者】
【氏名】天野 富大
(72)【発明者】
【氏名】宮田 智之
【テーマコード（参考）】
5F131
【Ｆターム（参考）】
5F131AA02
5F131BA03
5F131BA04
5F131BA19
5F131BA22
5F131BA23
5F131BA24
5F131BB04
5F131BB22
5F131CA12
5F131DA22
5F131DA33
5F131DA42
5F131DA43
5F131DD03
5F131DD33
5F131HA12
5F131HA14
5F131JA09
5F131JA16
5F131JA24
5F131JA27
5F131JA28
(57)【要約】
【課題】基板表面の酸化やパーティクルの付着を抑制して、スループットを向上させることが可能な技術を提供する。
【解決手段】搬入された基板に対して予め設定された処理をそれぞれ実行する複数の処理室と、前記複数の処理室に隣接した減圧状態に保たれた搬送室と、前記搬送室と減圧状態で連通可能であり、前記複数の処理室のうちの第１の処理室における処理が終了した後の複数の基板を支持可能な複数の支持部を備え、前記複数の支持部でそれぞれ支持した複数の基板のうち、所定枚数毎の基板に不活性ガスを供給するように構成された待機室と、を有する。
【選択図】図１
【解決手段】搬入された基板に対して予め設定された処理をそれぞれ実行する複数の処理室と、前記複数の処理室に隣接した減圧状態に保たれた搬送室と、前記搬送室と減圧状態で連通可能であり、前記複数の処理室のうちの第１の処理室における処理が終了した後の複数の基板を支持可能な複数の支持部を備え、前記複数の支持部でそれぞれ支持した複数の基板のうち、所定枚数毎の基板に不活性ガスを供給するように構成された待機室と、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
搬入された基板に対して予め設定された処理をそれぞれ実行する複数の処理室と、
前記複数の処理室に隣接した減圧状態に保たれた搬送室と、
前記搬送室と減圧状態で連通可能であり、前記複数の処理室のうちの第１の処理室における処理が終了した後の複数の基板を支持可能な複数の支持部を備え、前記複数の支持部でそれぞれ支持した複数の基板のうち、所定枚数毎の基板に不活性ガスを供給するように構成された待機室と、
を有する基板処理装置。
前記複数の処理室に隣接した減圧状態に保たれた搬送室と、
前記搬送室と減圧状態で連通可能であり、前記複数の処理室のうちの第１の処理室における処理が終了した後の複数の基板を支持可能な複数の支持部を備え、前記複数の支持部でそれぞれ支持した複数の基板のうち、所定枚数毎の基板に不活性ガスを供給するように構成された待機室と、
を有する基板処理装置。
【請求項2】
前記待機室の底面、若しくは側面下方には、前記不活性ガスを排気する排気口を有する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記複数の処理室では、それぞれ異なる処理を実行する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記複数の処理室のうちの第２の処理室では、前記待機室に待機させた基板が搬入され、搬入されてきた基板に対して当該第２の処理室における処理を実行する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記複数の処理室は、枚葉処理室とバッチ処理室が混載されている請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項6】
複数の処理室において、搬入された基板に対して予め設定された処理をそれぞれ実行する工程と、
前記複数の処理室に隣接した減圧状態に保たれた搬送室と減圧状態で連通する待機室において、前記複数の処理室のうちの第１の処理室における処理が終了した後の、複数の支持部でそれぞれ支持された複数の基板のうち、所定枚数毎の基板に不活性ガスを供給する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
前記複数の処理室に隣接した減圧状態に保たれた搬送室と減圧状態で連通する待機室において、前記複数の処理室のうちの第１の処理室における処理が終了した後の、複数の支持部でそれぞれ支持された複数の基板のうち、所定枚数毎の基板に不活性ガスを供給する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項7】
前記不活性ガスを供給する工程では、前記待機室で前記基板を保持しつつ、前記待機室の底面、若しくは側面下方に設けられた排気口から前記不活性ガスを排気する請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項8】
前記複数の処理室では、それぞれ異なる処理を実行する請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項9】
前記待機室に待機させた基板を、前記複数の処理室のうちの第２の処理室に搬入し、前記基板に対して前記第２の処理室における処理を実行する工程と、を有する請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項10】
前記複数の処理室では、枚葉処理とバッチ処理のいずれかを実施する請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項11】
複数の処理室において、搬入された基板に対して予め設定された処理をそれぞれ実行する手順と、
前記複数の処理室に隣接した減圧状態に保たれた搬送室と減圧状態で連通する待機室において、前記複数の処理室のうちの第１の処理室における処理が終了した後の、複数の支持部でそれぞれ支持された複数の基板のうち、所定枚数毎の基板に不活性ガスを供給する手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
前記複数の処理室に隣接した減圧状態に保たれた搬送室と減圧状態で連通する待機室において、前記複数の処理室のうちの第１の処理室における処理が終了した後の、複数の支持部でそれぞれ支持された複数の基板のうち、所定枚数毎の基板に不活性ガスを供給する手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
【請求項12】
前記不活性ガスを供給する手順では、前記待機室で前記基板を保持しつつ、前記待機室の底面、若しくは側面下方に設けられた排気口から前記不活性ガスを排気する請求項１１に記載のプログラム。
【請求項13】
前記複数の処理室では、それぞれ異なる処理を実行する請求項１１に記載のプログラム。
【請求項14】
前記待機室に待機させた基板を、前記複数の処理室のうちの第２の処理室に搬入し、前記基板に対して前記第２の処理室における処理を実行する手順と、を有する請求項１１に記載のプログラム。
【請求項15】
前記複数の処理室では、枚葉処理とバッチ処理のいずれかを実施する請求項１１に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、複数の処理炉内において、複数の処理を基板に対して実行することがある（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】実公平５―１７８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したように、複数の処理炉内において、複数の処理を基板に対して実行する場合、処理が終了した基板は、次の処理を行うまでの待機時間が発生する場合がある。また、この待機時間に、基板表面が大気に曝されたり、基板表面にパーティクルが付着する場合がある。
【0005】
本開示は、基板表面の酸化やパーティクルの付着を抑制して、スループットを向上させることが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様によれば、
搬入された基板に対して予め設定された処理をそれぞれ実行する複数の処理室と、
前記複数の処理室に隣接した減圧状態に保たれた搬送室と、
前記搬送室と減圧状態で連通可能であり、前記複数の処理室のうちの第１の処理室における処理が終了した後の複数の基板を支持可能な複数の支持部を備え、前記複数の支持部でそれぞれ支持した複数の基板のうち、所定枚数毎の基板に不活性ガスを供給するように構成された待機室と、
を有する技術が提供される。
搬入された基板に対して予め設定された処理をそれぞれ実行する複数の処理室と、
前記複数の処理室に隣接した減圧状態に保たれた搬送室と、
前記搬送室と減圧状態で連通可能であり、前記複数の処理室のうちの第１の処理室における処理が終了した後の複数の基板を支持可能な複数の支持部を備え、前記複数の支持部でそれぞれ支持した複数の基板のうち、所定枚数毎の基板に不活性ガスを供給するように構成された待機室と、
を有する技術が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、基板表面の酸化やパーティクルの付着を抑制して、スループットを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
（１）基板処理装置の構成
以下、本開示の一態様について、主に図１～図５を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
以下、本開示の一態様について、主に図１～図５を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
【0010】
図１は半導体装置（デバイス）の製造方法を実施するための基板処理装置１０の上面断面図である。基板処理装置１０はクラスタ型の装置であって、搬送装置は、真空側と大気側とに分かれている。また、基板処理装置１０では、基板としてのウエハ２００を搬送するキャリヤとして、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ：以下、ポッドという。）１００が使用されている。
【0011】
（真空側の構成）
図１に示されているように、基板処理装置１０は、真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐え得る第１搬送室１０３を備えている。第１搬送室１０３の筐体１０１は平面視が例えば五角形であり、上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。
図１に示されているように、基板処理装置１０は、真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐え得る第１搬送室１０３を備えている。第１搬送室１０３の筐体１０１は平面視が例えば五角形であり、上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。
【0012】
第１搬送室１０３内には、ウエハ２００を移載する第１基板移載機１１２が設けられている。
【0013】
筐体１０１の五枚の側壁のうち前側（図１中の下方側）に位置する側壁には、ロードロック室１２２と、待機室としてのロードロック室１２３がそれぞれゲートバルブ１２６，１２７を介して連結されている。ロードロック室１２２，１２３は、詳細には後述するが、ウエハ２００を搬入する機能とウエハ２００を待機する機能とウエハ２００を搬出する機能とを併用可能に構成され、それぞれ負圧に耐え得る構造で構成されている。
【0014】
第１搬送室１０３の筐体１０１の五枚の側壁のうち後ろ側（背面側、図１中の上方側）に位置する四枚の側壁には、ウエハ２００に所望の処理を行う処理容器２０２ａ～２０２ｄがゲートバルブ７０ａ～７０ｄを介してそれぞれ隣接して連結されている。
【0015】
（大気側の構成）
ロードロック室１２２，１２３の前側には、大気圧下の状態でウエハ２００を搬送することができる第２搬送室１２１がゲートバルブ１２８、１２９を介して連結されている。第２搬送室１２１には、ウエハ２００を移載する第２基板移載機１２４が設けられている。
ロードロック室１２２，１２３の前側には、大気圧下の状態でウエハ２００を搬送することができる第２搬送室１２１がゲートバルブ１２８、１２９を介して連結されている。第２搬送室１２１には、ウエハ２００を移載する第２基板移載機１２４が設けられている。
【0016】
第２搬送室１２１の左側にはノッチ合わせ装置１０６が設けられている。なお、ノッチ合わせ装置１０６は、オリエンテーションフラット合わせ装置であってもよい。
【0017】
第２搬送室１２１の筐体１２５の前側には、ウエハ２００を第２搬送室１２１に対して搬入搬出するための基板搬入出口１３４と、ポッドオープナ１０８と、が設けられている。基板搬入出口１３４を挟んでポッドオープナ１０８と反対側、すなわち筐体１２５の外側には、ロードポート（ＩＯステージ）１０５が設けられている。ポッドオープナ１０８は、ポッド１００のキャップ１００ａを開閉すると共に基板搬入出口１３４を閉塞可能なクロージャを備えている。ロードポート１０５に載置されたポッド１００のキャップ１００ａを開閉することにより、ポッド１００に対するウエハ２００の出し入れを可能にする。また、ポッド１００は図示しない工程内搬送装置（ＯＨＴなど）によって、ロードポート１０５に対して、供給および排出されるようになっている。
【0018】
（処理容器の構成）
処理容器２０２ａ～２０２ｄは、それぞれ処理室２０１ａ～２０１ｄを有する。処理室２０１ａ～２０１ｄは、ゲートバルブ７０ａ～７０ｄ、第１搬送室１０３を介して、減圧状態で互いに連通するよう構成されている。処理室２０１ａ～２０１ｄでは、搬入されたウエハ２００に対して予め設定された処理がそれぞれ実行される。すなわち、処理容器２０２ａ～２０２ｄでは、ウエハ２００に対して、それぞれ異なる処理が実行される。
処理容器２０２ａ～２０２ｄは、それぞれ処理室２０１ａ～２０１ｄを有する。処理室２０１ａ～２０１ｄは、ゲートバルブ７０ａ～７０ｄ、第１搬送室１０３を介して、減圧状態で互いに連通するよう構成されている。処理室２０１ａ～２０１ｄでは、搬入されたウエハ２００に対して予め設定された処理がそれぞれ実行される。すなわち、処理容器２０２ａ～２０２ｄでは、ウエハ２００に対して、それぞれ異なる処理が実行される。
【0019】
処理容器２０２ａ～２０２ｄとして、枚葉式の基板処理装置とバッチ式の基板処理装置が混載されている。枚葉式の基板処理装置は、一度に１枚または数枚のウエハ２００に対して枚葉処理を実施する枚葉処理室を備える。バッチ式の基板処理装置は、一度に複数のウエハ２００に対してバッチ処理を実施するバッチ処理室を備える。すなわち、処理室２０１ａ～２０１ｄとして、枚葉処理室とバッチ処理室とが混載されている。
【0020】
（ロードロック室の構成）
次に、ロードロック室１２２，１２３について説明する。ロードロック室１２２，１２３は、真空側である第１搬送室１０３の一面に対してゲートバルブ１２６，１２７を介してそれぞれ隣接するように設けられている。また、ロードロック室１２２，１２３は、大気側である第２搬送室１２１の一面に対してゲートバルブ１２８，１２９を介してそれぞれ隣接するように設けられている。ロードロック室１２２，１２３は、ゲートバルブ１２６，１２７、第１搬送室１０３を介して、処理室２０１ａ～２０１ｄと減圧状態で互いに連通するよう構成されている。すなわち、ロードロック室１２２，１２３は、ゲートバルブ１２６，１２７を介して、第１搬送室１０３と減圧状態で連通可能である。また、ロードロック室１２２，１２３は、ゲートバルブ１２８，１２９を介して、第２搬送室１２１と大気圧状態で互いに連通するよう構成されている。
次に、ロードロック室１２２，１２３について説明する。ロードロック室１２２，１２３は、真空側である第１搬送室１０３の一面に対してゲートバルブ１２６，１２７を介してそれぞれ隣接するように設けられている。また、ロードロック室１２２，１２３は、大気側である第２搬送室１２１の一面に対してゲートバルブ１２８，１２９を介してそれぞれ隣接するように設けられている。ロードロック室１２２，１２３は、ゲートバルブ１２６，１２７、第１搬送室１０３を介して、処理室２０１ａ～２０１ｄと減圧状態で互いに連通するよう構成されている。すなわち、ロードロック室１２２，１２３は、ゲートバルブ１２６，１２７を介して、第１搬送室１０３と減圧状態で連通可能である。また、ロードロック室１２２，１２３は、ゲートバルブ１２８，１２９を介して、第２搬送室１２１と大気圧状態で互いに連通するよう構成されている。
【0021】
ロードロック室１２２には、処理室２０１ａ～２０１ｄのいずれかへ搬送される前の未処理のウエハ２００が格納される。また、ロードロック室１２３には、処理室２０１ａ～２０１ｄの少なくともいずれかで処理された処理済みのウエハ２００が格納される。すなわち、ロードロック室１２２，１２３は、それぞれ未処理又は処理済みのウエハ２００を一時的に格納する格納室である。
【0022】
【0023】
ロードロック室１２３は、処理容器２０２ａ～２０２ｄのうちの少なくともいずれかにおいて処理された後のウエハ２００を、次の処理を実行する前に待機させる待機室として用いられる。ロードロック室１２３は、筐体３０１と、筐体３０１内で複数のウエハ２００を鉛直方向に略水平にそれぞれ支持可能な複数の支持部３０２と、筐体３０１内に不活性ガスを供給する不活性ガス流路３０３と不活性ガス供給口３０４とを有する。
【0024】
図２（Ａ）に示すように、不活性ガス流路３０３は、筐体３０１の両側壁に鉛直方向に形成されている。不活性ガス供給口３０４は、ロードロック室１２３の複数のウエハ２００の対応する高さ位置であって鉛直方向に略水平に複数形成されている。不活性ガス供給口３０４は、不活性ガス流路３０３とロードロック室１２３内を連通するように形成されている。
【0025】
また、不活性ガス供給口３０４は、図２（Ｂ）に示すように、ロードロック室１２３の幅方向に複数形成されている。また、不活性ガス供給口３０４は、ウエハ２００の中心よりも排気口３０５に向けて斜めに形成されている。すなわち、不活性ガス流路３０３を流れた不活性ガスが、それぞれのウエハ２００の両側からそれぞれのウエハ２００の表面に対して略水平に供給される。
【0026】
不活性ガス流路３０３には、不活性ガス供給管３０６が接続されている。不活性ガス供給管３０６には、ガス流の上流側から順に、不活性ガス供給源３０７、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３０８および開閉弁であるバルブ３０９が設けられている。主に、不活性ガス供給管３０６、ＭＦＣ３０８、バルブ３０９により、不活性ガス供給系３１４が構成される。不活性ガス供給源３０７を不活性ガス供給系３１４に含めてもよい。
【0027】
不活性ガス供給管３０６からは、不活性ガスが、不活性ガス流路３０３、不活性ガス供給口３０４を介してロードロック室１２３内へ供給される。不活性ガスは、パージガスとして作用する。
【0028】
筐体３０１の底面の第１搬送室１０３側には、ロードロック室１２３内の雰囲気を排気する排気口３０５が設けられている。すなわち、排気口３０５は、ロードロック室１２３内へ供給された不活性ガスを排気するように構成されている。これにより、ウエハ２００の表面に供給した不活性ガスを滞留させることなく流すことが可能となり、ロードロック室１２３内で待機中のウエハ２００上へのパーティクルの再付着を抑制することができる。排気口３０５は、筐体３０１の側面下方や底面中央等に設けてもよい。
【0029】
排気口３０５には排気管３１０が接続されている。排気管３１０には、筐体３０１内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ３１１および圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ３１２を介して、真空排気装置としての真空ポンプ３１３が接続されている。ＡＰＣバルブ３１２は、真空ポンプ３１３を作動させた状態で弁を開閉することで、筐体３０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、さらに、真空ポンプ３１３を作動させた状態で、圧力センサ３１１により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、筐体３０１内の圧力を調整することができるように構成されている。主に、排気管３１０、ＡＰＣバルブ３１２、圧力センサ３１１により、排気系３１５が構成される。真空ポンプ３１３を排気系３１５に含めてもよい。
【0030】
ロードロック室１２３では、複数の支持部３０２に、複数のウエハ２００が、それぞれ水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持されるように、すなわち、間隔を空けて配列されるように構成されている。筐体３０１と支持部３０２は、例えば一体的に構成され、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される。
【0031】
ロードロック室１２３は、処理中のウエハ２００を待機させる待機室として用いられる。また、ロードロック室１２３では、処理室２０１ａ～２０１ｄのうちのいずれかの処理室における処理が終了した後のウエハ２００をそれぞれ支持部３０２に載置して待機させる。なお、本開示においては、１スロット毎（すなわち１枚毎）に不活性ガス供給口３０４を設け、各支持部３０２のウエハ２００に対して不活性ガスを供給する場合を例にして説明したが、待機させた複数のウエハ２００のうち、所定スロット数毎（すなわち所定枚数毎）のウエハ２００に不活性ガスを供給するように構成してもよい。例えば、２スロット毎や、３スロット毎に不活性ガスを供給するようにしても良い。
【0032】
（２）コントローラの構成
次に、制御部（制御手段）としてのコントローラ５００の構成について説明する。
次に、制御部（制御手段）としてのコントローラ５００の構成について説明する。
【0033】
制御部（制御手段）としてのコントローラ５００は、後述の基板処理工程を行うように、上述の各部を制御する。
【0034】
図３に示すように、コントローラ５００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５００ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５００ｂ、記憶装置５００ｃ、Ｉ／Ｏポート５００ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ５００ｂ、記憶装置５００ｃ、Ｉ／Ｏポート５００ｄは、内部バス５００ｅを介して、ＣＰＵ５００ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ５００には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置５０１やディスプレイ等の表示装置４７２が接続されている。
【0035】
記憶装置５００ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置５００ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ５００に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ５００ｂは、ＣＰＵ５００ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
【0036】
Ｉ／Ｏポート５００ｄは、ＭＦＣ３０８、バルブ３０９、圧力センサ３１１、ＡＰＣバルブ３１２、真空ポンプ３１３、ゲートバルブ７０ａ～７０ｄ，１２６～１２９、第１基板移載機１０３、第２基板移載機１２４等に接続されている。
【0037】
ＣＰＵ５００ａは、記憶装置５００ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置５０１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置５００ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ５００ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、第１基板移載機１０３や第２基板移載機１２４によるウエハ２００の搬送・基板移載動作、ロードロック室１２３内のＭＦＣ３０８、バルブ３０９、圧力センサ３１１、ＡＰＣバルブ３１２、真空ポンプ３１３による不活性ガスの供給排出動作、真空排気動作、処理容器２０２ａ～２０２ｄ内のヒータによる昇温・降温動作、ＡＰＣバルブによる圧力調整動作、ＭＦＣとバルブによるガスの流量調整動作等を制御するように構成されている。
【0038】
なお、コントローラ５００は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ（ＵＳＢ Ｆｌａｓｈ Ｄｒｉｖｅ）やメモリカード等の半導体メモリ）５０２を用意し、係る外部記憶装置５０２を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本態様に係るコントローラ５００を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置５０２を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置５０２を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶装置５００ｃや外部記憶装置５０２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置５００ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置５０２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
【0039】
（３）基板処理工程
次に、半導体製造工程の一工程として、上述した構成の基板処理装置１０を用いて、ウエハ２００に対して、処理容器２０２ａにおける処理を開始してから処理容器２０２ｄにおける処理を終了するまでの工程について図４及び図５を用いて説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作はコントローラ５００により制御される。また、処理容器２０２ａ～２０２ｄでは、それぞれ異なる処理を実行する。
次に、半導体製造工程の一工程として、上述した構成の基板処理装置１０を用いて、ウエハ２００に対して、処理容器２０２ａにおける処理を開始してから処理容器２０２ｄにおける処理を終了するまでの工程について図４及び図５を用いて説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作はコントローラ５００により制御される。また、処理容器２０２ａ～２０２ｄでは、それぞれ異なる処理を実行する。
【0040】
（第１の処理：Ｓ１１）
先ず、ロードロック室１２２に格納された未処理のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により処理容器２０２ａの処理室２０１ａへ搬入する。処理室２０１ａにウエハ２００を搬入したら、第１基板移載機１１２を処理容器２０２ａの外へ退避させ、ゲートバルブ７０ａを閉じて処理容器２０２ａ内を密閉する。そして、処理室２０１ａのウエハ２００に対して、第１の処理を実行する。
先ず、ロードロック室１２２に格納された未処理のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により処理容器２０２ａの処理室２０１ａへ搬入する。処理室２０１ａにウエハ２００を搬入したら、第１基板移載機１１２を処理容器２０２ａの外へ退避させ、ゲートバルブ７０ａを閉じて処理容器２０２ａ内を密閉する。そして、処理室２０１ａのウエハ２００に対して、第１の処理を実行する。
【0041】
（待機：Ｓ１２）
続いて、ゲートバルブ７０ａを開いて処理室２０１ａと第１搬送室１０３とを連通させる。そして、次の第２の処理を行う処理容器２０２ｂが使用中である場合に、第１の処理が終了した後のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により、処理室２０１ａからロードロック室１２３へ搬送して、各支持部３０２へ載置する。そして、処理容器２０２ｂにおける処理が終了するまで第１の処理後のウエハ２００を待機させる。ここで、処理容器２０２ａが枚葉式の基板処理装置である場合、１枚または数枚のウエハ２００に対して枚葉処理を実施する毎に、ロードロック室１２３の各支持部３０２へ載置して待機させておく。すなわち、空いた処理容器２０２ａにおいて次のウエハ２００に対する処理を実行することが可能となる。また、処理容器２０２ａがバッチ式の基板処理装置である場合、複数のウエハ２００に対してバッチ処理を実施した後に各支持部３０２へ載置して待機させておく。
続いて、ゲートバルブ７０ａを開いて処理室２０１ａと第１搬送室１０３とを連通させる。そして、次の第２の処理を行う処理容器２０２ｂが使用中である場合に、第１の処理が終了した後のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により、処理室２０１ａからロードロック室１２３へ搬送して、各支持部３０２へ載置する。そして、処理容器２０２ｂにおける処理が終了するまで第１の処理後のウエハ２００を待機させる。ここで、処理容器２０２ａが枚葉式の基板処理装置である場合、１枚または数枚のウエハ２００に対して枚葉処理を実施する毎に、ロードロック室１２３の各支持部３０２へ載置して待機させておく。すなわち、空いた処理容器２０２ａにおいて次のウエハ２００に対する処理を実行することが可能となる。また、処理容器２０２ａがバッチ式の基板処理装置である場合、複数のウエハ２００に対してバッチ処理を実施した後に各支持部３０２へ載置して待機させておく。
【0042】
このとき、ロードロック室１２３内に、不活性ガスを供給する。具体的には、バルブ３０９とＡＰＣバルブ３１２を開き、ＭＦＣ３０８を制御して、不活性ガス供給管３０６から不活性ガス流路３０３、不活性ガス供給口３０４を介して、ロードロック室１２３内の各支持部３０２のウエハ２００に対して不活性ガスを供給する。このとき、ＡＰＣ３１２により筐体３０１内の圧力が減圧状態の所定圧力となるように制御される。
【0043】
そしてＡＰＣバルブ３１２は、排気管３１０のコンダクタンスを調整することで、真空ポンプ３１３によるロードロック室１２３内の不活性ガスの排気流量を制御し、ロードロック室１２３内を所定の圧力に維持する。これにより、ロードロック室１２３内の不活性ガスは、真空ポンプ３１３により、排気口３０５、排気管３１０を介してロードロック室１２３から除去される。
【0044】
このようにして、ロードロック室１２３では、各支持部３０２に待機中のウエハ２００に対して減圧状態で不活性ガスを供給する。なお、後述する待機工程（Ｓ１４，Ｓ１６）における各部の動作は、本ステップ（Ｓ１２）と同様であるので、以下において詳細な説明を省略する。
【0045】
（第２の処理：Ｓ１３）
続いて、処理容器２０２ｂにおける前の処理が終了し、処理容器２０２ｂが使用可能な状態になったら、ロードロック室１２３に待機中の第１の処理後のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により処理室２０１ｂへ搬入する。処理室２０１ｂにウエハ２００を搬入したら、第１基板移載機１１２を処理容器２０２ｂの外へ退避させ、ゲートバルブ７０ｂを閉じて処理容器２０２ｂ内を密閉する。そして、処理室２０１ｂのウエハ２００に対して、第２の処理を実行する。
続いて、処理容器２０２ｂにおける前の処理が終了し、処理容器２０２ｂが使用可能な状態になったら、ロードロック室１２３に待機中の第１の処理後のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により処理室２０１ｂへ搬入する。処理室２０１ｂにウエハ２００を搬入したら、第１基板移載機１１２を処理容器２０２ｂの外へ退避させ、ゲートバルブ７０ｂを閉じて処理容器２０２ｂ内を密閉する。そして、処理室２０１ｂのウエハ２００に対して、第２の処理を実行する。
【0046】
（待機：Ｓ１４）
続いて、ゲートバルブ７０ｂを開いて処理室２０１ｂと第１搬送室１０３とを連通させる。そして、次の第３の処理を行う処理容器２０２ｃが使用中である場合に、第２の処理後のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により、処理室２０１ｂからロードロック室１２３へ搬送して、各支持部３０２へ載置する。そして、処理容器２０２ｃにおける処理が終了するまで第２の処理後のウエハ２００に対して不活性ガスを供給して排気しながら待機させる。
続いて、ゲートバルブ７０ｂを開いて処理室２０１ｂと第１搬送室１０３とを連通させる。そして、次の第３の処理を行う処理容器２０２ｃが使用中である場合に、第２の処理後のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により、処理室２０１ｂからロードロック室１２３へ搬送して、各支持部３０２へ載置する。そして、処理容器２０２ｃにおける処理が終了するまで第２の処理後のウエハ２００に対して不活性ガスを供給して排気しながら待機させる。
【0047】
（第３の処理：Ｓ１５）
続いて、処理容器２０２ｃにおける前の処理が終了し、処理容器２０２ｃが使用可能な状態になったら、ロードロック室１２３に待機中の第２の処理後のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により処理室２０１ｃへ搬入する。処理室２０１ｃにウエハ２００を搬入したら、第１基板移載機１１２を処理容器２０２ｃの外へ退避させ、ゲートバルブ７０ｃを閉じて処理容器２０２ｃ内を密閉する。そして、処理室２０１ｃのウエハ２００に対して、第３の処理を実行する。
続いて、処理容器２０２ｃにおける前の処理が終了し、処理容器２０２ｃが使用可能な状態になったら、ロードロック室１２３に待機中の第２の処理後のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により処理室２０１ｃへ搬入する。処理室２０１ｃにウエハ２００を搬入したら、第１基板移載機１１２を処理容器２０２ｃの外へ退避させ、ゲートバルブ７０ｃを閉じて処理容器２０２ｃ内を密閉する。そして、処理室２０１ｃのウエハ２００に対して、第３の処理を実行する。
【0048】
（待機：Ｓ１６）
続いて、ゲートバルブ７０ｃを開いて処理室２０１ｃと第１搬送室１０３とを連通させる。そして、次の第４の処理を行う処理容器２０２ｄが使用中である場合に、第３の処理後のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により、処理室２０１ｃからロードロック室１２３へ搬送して、各支持部３０２へ載置する。そして、処理容器２０２ｄにおける処理が終了するまで第３の処理後のウエハ２００に対して不活性ガスを供給して排気しながら待機させる。
続いて、ゲートバルブ７０ｃを開いて処理室２０１ｃと第１搬送室１０３とを連通させる。そして、次の第４の処理を行う処理容器２０２ｄが使用中である場合に、第３の処理後のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により、処理室２０１ｃからロードロック室１２３へ搬送して、各支持部３０２へ載置する。そして、処理容器２０２ｄにおける処理が終了するまで第３の処理後のウエハ２００に対して不活性ガスを供給して排気しながら待機させる。
【0049】
（第４の処理：Ｓ１７）
続いて、処理容器２０２ｄにおける前の処理が終了し、処理容器２０２ｄが使用可能な状態になったら、ロードロック室１２３に待機中の第３の処理後のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により処理室２０１ｄへ搬入する。処理室２０１ｄにウエハ２００を搬入したら、第１基板移載機１１２を処理容器２０２ｄの外へ退避させ、ゲートバルブ７０ｄを閉じて処理容器２０２ｄ内を密閉する。そして、処理室２０１ｄのウエハ２００に対して、第４の処理を実行する。
続いて、処理容器２０２ｄにおける前の処理が終了し、処理容器２０２ｄが使用可能な状態になったら、ロードロック室１２３に待機中の第３の処理後のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により処理室２０１ｄへ搬入する。処理室２０１ｄにウエハ２００を搬入したら、第１基板移載機１１２を処理容器２０２ｄの外へ退避させ、ゲートバルブ７０ｄを閉じて処理容器２０２ｄ内を密閉する。そして、処理室２０１ｄのウエハ２００に対して、第４の処理を実行する。
【0050】
第４の処理が実行された後は、ゲートバルブ７０ｄを開いて処理室２０１ｄと第１搬送室１０３とを連通させる。そして、第４の処理後のウエハ２００を、第１基板移載機１１２により、処理室２０１ｄからロードロック室１２３に搬入させる。そして、ゲートバルブ７０ｄを閉じた後にゲートバルブ１２９を開いてロードロック室１２３と第２搬送室１２１とを連通させる。そして、第１～第４の処理後のウエハ２００を、第２基板移載機１２４により、ロードロック室１２３から搬出する。
【0051】
複数の処理室を用いて、複数の処理をウエハに対して実施する場合、処理が終了したウエハ２００は次の処理を行うまでの待機時間が発生する場合がある。本開示のように処理が終了したウエハ２００をロードロック室１２３に一時的に待機させることにより、第１基板移載機１１２の待機が解消され、空いた処理容器を使用することが可能となる。このため、処理が円滑となり、スループットを向上させることができる。また、減圧状態のロードロック室１２３内で待機中のウエハ２００の表面に対して不活性ガスを供給することで、待機中の基板表面を酸化などから防ぎ、かつ、基板表面へのパーティクルの付着を抑制することができる。
【0052】
［他の態様］
以上に、本開示の一態様を具体的に説明したが、本開示は上述の態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
以上に、本開示の一態様を具体的に説明したが、本開示は上述の態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【0053】
例えば、上述した態様では、処理容器２０２ａ～２０２ｄの順にウエハ２００に対して各処理を実施する場合を用いて説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。すなわち、順序や、回数はこれに限定されるものではなく、少なくとも２つの処理容器を用いてウエハ２００に対して処理を行う場合に適用することができる。本変形例においても、上述の態様と同様の効果が得られる。
【0054】
また、上述した態様では、ロードロック室１２３を待機室として用いる場合を例に挙げたが、本開示はこれに限定されるものではない。すなわち、ロードロック室１２２を待機室として用いてもよく、ロードロック室１２２，１２３とは別に待機室を設けてもよい。本変形例においても、上述の態様と同様の効果が得られる。
【0055】
また、上述した態様では、ロードロック室１２３の底面の第１搬送室１０３側、若しくはロードロック室１２３の側面下方に、不活性ガスを排気する排気口３０５を設ける場合を用いて説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。すなわち、ロードロック室１２３の底面の中央や、ロードロック室１２３の底面の第２搬送室１２１側や、ロードロック室１２３の上面等に排気口３０５を設けてもよい。本変形例においても、上述の態様と同様の効果が得られる。
【0056】
また、各処理に用いられるレシピは、処理内容に応じて個別に用意し、電気通信回線や外部記憶装置５０２を介して記憶装置５００ｃ内に格納しておくことが好ましい。そして、各処理を開始する際、ＣＰＵ５００ａが、記憶装置５００ｃ内に格納された複数のレシピの中から、処理内容に応じて適正なレシピを適宜選択することが好ましい。これにより、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の膜を、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの負担を低減でき、操作ミスを回避しつつ、各処理を迅速に開始できるようになる。
【0057】
また、上述のレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置５０１を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更してもよい。
【0058】
また、上述の態様では、処理室２０１ａ～２０１ｄとして、それぞれ枚葉処理室とバッチ処理室とが混載されていると説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。すなわち、枚葉処理室とバッチ処理室とが混載されていなくてもよく、枚葉処理室のみ又はバッチ処理室のみにより構成されていても良い。また、処理容器２０２ａ～２０２ｄとして、それぞれホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置や、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置やその他の基板処理装置を用いることができる。
【0059】
これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の態様と同様な処理手順、処理条件にて各処理を行うことができ、上述の態様と同様の効果が得られる。
【0060】
なお、上述の態様や変形例は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理手順、処理条件は、例えば、上述の態様や変形例の処理手順、処理条件と同様とすることができる。
【符号の説明】
【0061】
１０ 基板処理装置
１２３ ロードロック室（待機室）
２００ ウエハ（基板）
２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ 処理室
３０２ 支持部
１２３ ロードロック室（待機室）
２００ ウエハ（基板）
２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ 処理室
３０２ 支持部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
