基板處理裝置及基板處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基板處理裝置及基板處理方法，該基板處理裝置通過執(zhí)行多次將在容器內(nèi)相互發(fā)生反應(yīng)的至少兩種反應(yīng)氣體依次供給到基板的表面的供給循環(huán)，從而在所述基板上形成含有反應(yīng)產(chǎn)物的膜。該基板處理裝置包括：旋轉(zhuǎn)臺，其設(shè)于所述容器內(nèi)，并形成有用于在表面載置所述基板的凹部和與所述凹部連通的通孔；升降機構(gòu)，其具有在對載置于所述凹部的所述基板進行移載時使用的升降銷；以及控制部，其用于控制所述升降機構(gòu)的動作。所述控制部控制所述升降機構(gòu)，以使得在所述升降銷經(jīng)由所述通孔抵接于所述基板的狀態(tài)下，一邊使所述升降銷向鉛垂上方移動，一邊使所述升降銷向所述旋轉(zhuǎn)臺的徑向內(nèi)側(cè)移動，從而從所述凹部輸出所述基板。
【專利說明】基板處理裝置及基板處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及基板處理裝置及基板處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體裝置的制造中，針對作為被處理體的半導(dǎo)體晶圓(以下，稱作晶圓)，利用原子層沉積(ALD:Atomic Layer Deposit1n)法等方法實施各種成膜處理。在實施該成膜處理的基板處理裝置中，在載置晶圓的基座上設(shè)有加熱部件，一邊利用該加熱部件間接地對晶圓進行加熱，一邊進行各種成膜反應(yīng)。
[0003]近年來，作為實施ALD法的成膜裝置，像日本特許第4661990號所公開的那樣，正在進行所謂的旋轉(zhuǎn)臺式的成膜裝置的研究開發(fā)。該成膜裝置具有旋轉(zhuǎn)臺，該旋轉(zhuǎn)臺以能夠旋轉(zhuǎn)的方式配置在真空容器內(nèi)，并形成有凹部，該凹部分別用于載置多個晶圓，且具有比晶圓稍微大的直徑。而且，具有被劃分于該旋轉(zhuǎn)臺的上方的反應(yīng)氣體A的供給區(qū)域、反應(yīng)氣體B的供給區(qū)域以及分離這些供給區(qū)域的分離區(qū)域。
[0004]但是，在日本特許第4661990號等所記載的旋轉(zhuǎn)臺的成膜裝置中，在成膜結(jié)束后，在離心力的作用下，晶圓靠近凹部的旋轉(zhuǎn)方向外周側(cè)。若為了在該狀態(tài)下從凹部輸出晶圓而使晶圓向鉛垂上方移動，則晶圓有時與凹部的外壁相摩擦，而產(chǎn)生微粒。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述課題，提供一種能夠抑制晶圓輸出時的微粒產(chǎn)生的基板處理裝置。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一技術(shù)方案，提供一種基板處理裝置，其通過執(zhí)行多次將在容器內(nèi)相互發(fā)生反應(yīng)的至少兩種反應(yīng)氣體依次供給到基板的表面的供給循環(huán)，從而在所述基板上形成含有反應(yīng)產(chǎn)物的膜。
[0007]該基板處理裝置包括:
[0008]旋轉(zhuǎn)臺，其設(shè)于所述容器內(nèi)，并形成有用于在表面載置所述基板的凹部和與所述凹部連通的通孔；
[0009]升降機構(gòu)，其具有在對載置于所述凹部的所述基板進行移載時使用的升降銷；以及
[0010]控制部，其用于控制所述升降機構(gòu)的動作。
[0011]所述控制部控制所述升降機構(gòu)，以使得在所述升降銷經(jīng)由所述通孔抵接于所述基板的狀態(tài)下，一邊使所述升降銷向鉛垂上方移動，一邊使所述升降銷向所述旋轉(zhuǎn)臺的徑向內(nèi)側(cè)移動，從而從所述凹部輸出所述基板。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的其他技術(shù)方案，提供一種基板處理方法，旋轉(zhuǎn)臺設(shè)于容器內(nèi)，并形成有用于在表面載置基板的凹部和與所述凹部連通的通孔，在該旋轉(zhuǎn)臺的所述凹部上載置有所述基板的狀態(tài)下，一邊使所述旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)一邊對所述基板實施處理，之后使用具有升降銷的升降機構(gòu)，輸出被載置于所述凹部的所述基板。
[0013]在該方法中，在所述升降銷經(jīng)由所述通孔抵接于所述基板的狀態(tài)下，一邊使所述升降銷向鉛垂上方移動，一邊使所述升降銷向所述旋轉(zhuǎn)臺的徑向內(nèi)側(cè)移動，從而從所述凹部輸出所述基板。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實施方式的基板處理裝置的一例的概略剖視圖。
[0015]圖2是本實施方式的基板處理裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一例的概略立體圖。
[0016]圖3是本實施方式的基板處理裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一例的概略俯視圖。
[0017]圖4是本實施方式的基板處理裝置的沿著旋轉(zhuǎn)臺的同心圓的剖視圖。
[0018]圖5是表示本實施方式的基板處理裝置的腔室的設(shè)有頂面的區(qū)域的剖視圖。
[0019]圖6A?圖6D是用于說明本實施方式的基板輸入方法的一例的概略圖。
[0020]圖7A?圖7D是用于說明本實施方式的基板輸入方法的其他例子的概略圖。
[0021]圖8A?圖8D是用于說明本實施方式的基板輸出方法的一例的概略圖。
[0022]圖9A?圖9D是用于說明升降銷和晶圓的移動的概略圖。
[0023]圖10是本實施方式的基板處理方法后的微粒數(shù)的一例。

【具體實施方式】
[0024]以下，參照附圖，說明適合于實施本實施方式的基板處理方法的基板處理裝置。
[0025](基板處理裝置的結(jié)構(gòu))
[0026]在本實施方式中，作為基板處理裝置的一例，說明使用了所謂的旋轉(zhuǎn)臺(后述)的基板處理裝置、即通過交替供給相互發(fā)生反應(yīng)的兩種以上的反應(yīng)氣體來對多個基板的表面進行成膜處理的裝置。
[0027]圖1中表示本實施方式的基板處理裝置的一例的概略剖視圖。另外，圖2中表示本實施方式的基板處理裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一例的概略立體圖，圖3中表示概略俯視圖。另夕卜，圖1表示沿著圖3的I 一 I’線的剖視圖，在圖2和圖3中，為了便于說明，省略了頂板11 (參照圖1)。
[0028]參照圖1?圖3，基板處理裝置100包括具有大致圓形的俯視形狀的扁平的腔室I和設(shè)于該腔室I內(nèi)、并在腔室I的中心具有旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)臺2。腔室I是用于收納成為處理對象的基板、并對基板進行成膜處理的容器。如圖1所示，腔室I包括具有有底的圓筒形狀的容器主體12和以能夠借助例如O形密封圈等密封構(gòu)件13相對于容器主體12的上表面氣密地裝卸的方式配置的頂板11。
[0029]另外，也可以是，腔室I具有連接于真空泵640的排氣口 610，而構(gòu)成為能夠進行真空排氣的真空容器。
[0030]旋轉(zhuǎn)臺2是用于載置基板的載置臺。基板不必限定于半導(dǎo)體晶圓W，以下，列舉使用半導(dǎo)體晶圓W(以下，稱作“晶圓W”。)作為基板的例子進行說明。在旋轉(zhuǎn)臺2的表面上，具有表面呈圓形凹坑狀的凹部24，將晶圓W支承在凹部24上。在圖3所示的例子中，在旋轉(zhuǎn)臺2的表面上，沿著旋轉(zhuǎn)方向(周向)設(shè)有用于載置多個(在圖示的例子中為5張)晶圓W的凹部24。在圖1中，示出了在凹部24上載置有晶圓W的狀態(tài)，另外，在圖3中，為了方便而僅在I個凹部24上示出了晶圓W。
[0031]凹部24具有比晶圓W的直徑稍微大具體地說大Imm?4mm左右的內(nèi)徑。另外，凹部24的深度構(gòu)成為，與晶圓W的厚度大致相等，或者比晶圓W的厚度大。因而，若將晶圓W收納于凹部24，則晶圓W的表面與旋轉(zhuǎn)臺2的未載置有晶圓W的區(qū)域的表面成為相同的高度，或者晶圓W的表面比旋轉(zhuǎn)臺2的表面低。另外，即使在凹部24的深度比晶圓W的厚度深的情況下，若過深，則會對成膜帶來影響，因此優(yōu)選凹部24的深度設(shè)到晶圓W的厚度的3倍左右的深度。
[0032]旋轉(zhuǎn)臺2例如利用石英來制作，在中心部固定于圓筒形狀的芯部21。芯部21固定于沿鉛垂方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸22的上端。旋轉(zhuǎn)軸22貫穿腔室I的底部14，旋轉(zhuǎn)軸22的下端安裝于使旋轉(zhuǎn)軸22 (參照圖1)繞鉛垂軸線旋轉(zhuǎn)的馬達23。旋轉(zhuǎn)軸22和馬達23收納于上表面開口的筒狀的殼體20內(nèi)。該殼體20的設(shè)于其上表面的凸緣部分氣密地安裝于腔室I的底部14的下表面，而維持著殼體20的內(nèi)部氣氛與外部氣氛之間的氣密狀態(tài)。
[0033]如圖3所示，在腔室I的側(cè)壁上形成有用于在外部的輸送臂10與旋轉(zhuǎn)臺2之間進行晶圓W的交接的輸送口 15。該輸送口 15利用未圖示的閘閥進行開閉。另外，旋轉(zhuǎn)臺2的作為晶圓載置區(qū)域的凹部24在與該輸送口 15相面對的位置與輸送臂10之間進行晶圓W的交接。因此，在凹部24的底面?zhèn)仍O(shè)有用于支承晶圓W的背面并使晶圓W升降的晶圓保持機構(gòu)25。后面說明本實施方式中的、晶圓保持機構(gòu)25的詳細內(nèi)容和晶圓的輸出輸入方法的詳細內(nèi)容。
[0034]如圖2和圖3所示，在旋轉(zhuǎn)臺2的上方，在腔室I的周向(旋轉(zhuǎn)臺2的旋轉(zhuǎn)方向(參照圖3))上相互隔開間隔地分別配置有例如由石英構(gòu)成的反應(yīng)氣體噴嘴31、反應(yīng)氣體噴嘴32及分離氣體噴嘴41、42。在圖示的例子中，自輸送口 15繞順時針依次排列有分離氣體噴嘴41、反應(yīng)氣體噴嘴31、分離氣體噴嘴42以及反應(yīng)氣體噴嘴32。
[0035]通過將作為各個噴嘴31、32、41、42的基端部的氣體導(dǎo)入部31a、32a、41a、42a (參照圖3)固定于容器主體12的外周壁，從而這些噴嘴31、32、41、42從腔室I的外周壁導(dǎo)入到腔室I內(nèi)，并以沿著容器主體12的半徑方向相對于旋轉(zhuǎn)臺2水平地延伸的方式進行安裝。
[0036]反應(yīng)氣體噴嘴31借助未圖示的配管和流量控制器等連接于未圖示的第I反應(yīng)氣體的供給源。反應(yīng)氣體噴嘴32借助未圖示的配管和流量控制器等連接于未圖示的第2反應(yīng)氣體的供給源。分離氣體噴嘴41、42均借助未圖示的配管和流量控制閥等連接于未圖示的分離氣體供給源。
[0037]在反應(yīng)氣體噴嘴31、32上，沿著反應(yīng)氣體噴嘴31、32的長度方向以例如1mm的間隔排列有朝向旋轉(zhuǎn)臺2開口的多個氣體噴出孔33。反應(yīng)氣體噴嘴31的下方區(qū)域成為用于使第I反應(yīng)氣體吸附于晶圓W的第I處理區(qū)域Pl。反應(yīng)氣體噴嘴32的下方區(qū)域成為在第I處理區(qū)域Pl中吸附于晶圓W的第I反應(yīng)氣體與利用反應(yīng)氣體噴嘴32供給的第2反應(yīng)氣體發(fā)生反應(yīng)的第2處理區(qū)域P2。
[0038]如圖2和圖3所示，在腔室I內(nèi)設(shè)有兩個凸?fàn)畈?。凸?fàn)畈?與分離氣體噴嘴41、42 一起構(gòu)成了分離區(qū)域D，因此如后所述，凸?fàn)畈?以朝向旋轉(zhuǎn)臺2側(cè)突出的方式安裝于頂板11的背面。另外，凸?fàn)畈?具有頂部被切斷為圓弧狀的扇型的俯視形狀，在本實施方式中，內(nèi)圓弧連結(jié)于突出部5(后述)，外圓弧以沿著腔室I的容器主體12的內(nèi)周面的方式進行配置。
[0039]圖4中表示腔室I的從反應(yīng)氣體噴嘴31到反應(yīng)氣體噴嘴32沿著旋轉(zhuǎn)臺2的同心圓的截面。另外，圖5中表示示出設(shè)有頂面44的區(qū)域的剖視圖。
[0040]凸?fàn)畈?安裝于頂板11的背面，在腔室I內(nèi)形成有作為凸?fàn)畈?的下表面的平坦的較低的頂面44 (第I頂面)和位于該頂面44的周向兩側(cè)的、比頂面44高的頂面45 (第2頂面)。
[0041]如圖3所示，頂面44具有頂部被切斷為圓弧狀的扇型的俯視形狀。另外，在凸?fàn)畈?的周向中央形成有以沿半徑方向延伸的方式形成的槽部43，分離氣體噴嘴42收納于該槽部43內(nèi)。另外，在另一個凸?fàn)畈?上也同樣地形成有槽部43，在該槽部43內(nèi)收納有分離氣體噴嘴41。
[0042]另外，在存在于頂面44的周向兩側(cè)的頂面45的下方的空間內(nèi)分別設(shè)有反應(yīng)氣體噴嘴31、32。這些反應(yīng)氣體噴嘴31、32與頂面45分開，并設(shè)于晶圓W附近。另外，為了便于說明，如圖4所不,用附圖標(biāo)記481表不用于設(shè)置反應(yīng)氣體噴嘴31的頂面45的下方的空間，用附圖標(biāo)記482表示用于設(shè)置反應(yīng)氣體噴嘴32的頂面45的下方的空間。
[0043]另外，在收納于凸?fàn)畈?的槽部43內(nèi)的分離氣體噴嘴41、42上，分別沿著分離氣體噴嘴41、42的長度方向以例如1mm的間隔排列有朝向旋轉(zhuǎn)臺2側(cè)開口的多個氣體噴出孔42h(參照圖4)。
[0044]頂面44與旋轉(zhuǎn)臺2之間形成有作為比空間481、482窄的空間的分離空間H。若從分離氣體噴嘴42的噴出孔42h供給分離氣體，則該分離氣體通過分離空間H朝向空間481和空間482流動。此時，由于分離空間H的容積小于空間481、482的容積，因此能夠利用分離氣體使分離空間H的壓力高于空間481和482的壓力。S卩，在空間481和482之間形成有壓力較高的分離空間H。另外，從分離空間H向空間481和482流出的N2氣體作為相對于來自第I區(qū)域Pl的第I反應(yīng)氣體與來自第2區(qū)域P2的第2反應(yīng)氣體的逆流(日文:力々 > 夕一 7 口一)發(fā)揮作用。因而，來自第I區(qū)域Pl的第I反應(yīng)氣體與來自第2區(qū)域P2的第2反應(yīng)氣體被分離空間H分離。由此，在腔室I內(nèi)，能夠抑制第I反應(yīng)氣體與第2反應(yīng)氣體混合而發(fā)生反應(yīng)。
[0045]另外，優(yōu)選的是，根據(jù)成膜時的腔室I內(nèi)的壓力、旋轉(zhuǎn)臺2的轉(zhuǎn)速、供給的分離氣體的供給量等，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定頂面44的距旋轉(zhuǎn)臺2的上表面的高度hl，以使得分離空間H的壓力高于空間481和482的壓力。
[0046]另一方面，在頂板11的下表面上，以將用于固定旋轉(zhuǎn)臺2的芯部21的外周包圍的方式設(shè)有突出部5 (參照圖1?圖3)。在本實施方式中，該突出部5與凸?fàn)畈?的靠旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的部位相連續(xù)，突出部5的下表面的高度形成為與頂面44的高度相同。
[0047]另外，如圖5所示，在扇型的凸?fàn)畈?的周緣部(靠腔室I的外緣側(cè)的部位)形成有以與旋轉(zhuǎn)臺2的外端面相對的方式呈L字型彎曲的彎曲部46。該彎曲部46與凸?fàn)畈?相同地抑制反應(yīng)氣體從分離區(qū)域D的兩側(cè)進入，抑制兩反應(yīng)氣體的混合。扇型的凸?fàn)畈?設(shè)于頂板11，頂板11能夠從容器主體12上卸下，因此在彎曲部46的外周面與容器主體12之間稍微存在間隙。彎曲部46的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)臺2的外端面之間的間隙、以及彎曲部46的外周面與容器主體12之間的間隙也可以設(shè)定為例如與頂面44的距旋轉(zhuǎn)臺2的上表面的高度相同程度的尺寸。
[0048]如圖5所示，容器主體12的內(nèi)周壁在分離區(qū)域D中接近彎曲部46的外周面并形成為鉛垂面，但是在除分離區(qū)域D以外的部位，如圖1所示，例如從與旋轉(zhuǎn)臺2的外端面相對的部位直到底部14向外側(cè)凹陷。以下，為了便于說明，將具有大致矩形的截面形狀的凹陷的部分記為排氣區(qū)域。具體地說，將與第I處理區(qū)域Pi連通的排氣區(qū)域記為第I排氣區(qū)域E1，將與第2處理區(qū)域P2連通的區(qū)域記為第2排氣區(qū)域E2。如圖1?圖3所示，在該第I排氣區(qū)域El和第2排氣區(qū)域E2的底部分別形成有第I排氣口 610和第2排氣口 620。如圖1所示，第I排氣口 610和第2排氣口 620分別借助排氣管630、壓力控制器650連接于作為真空排氣部件的例如真空泵640。
[0049]如圖1和圖5所示，在旋轉(zhuǎn)臺2與腔室I的底部14之間的空間內(nèi)設(shè)有加熱器單元7，隔著旋轉(zhuǎn)臺2將旋轉(zhuǎn)臺2上的晶圓W加熱到通過工藝制程確定的溫度。另外，在旋轉(zhuǎn)臺2的周緣附近的下方側(cè)，劃分為從旋轉(zhuǎn)臺2的上方空間到排氣區(qū)域El、E2的氣氛和配置有加熱器單元7的氣氛，為了抑制氣體向旋轉(zhuǎn)臺2的下方區(qū)域的進入而設(shè)有環(huán)狀的蓋構(gòu)件71。
[0050]如圖5所示，蓋構(gòu)件71包括內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a和外側(cè)構(gòu)件71b，該內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a以自下方側(cè)與旋轉(zhuǎn)臺2的外緣部和比外緣部靠外周側(cè)的部分相面對的方式設(shè)置，該外側(cè)構(gòu)件71b設(shè)于該內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a與反應(yīng)容器I的內(nèi)壁面之間。外側(cè)構(gòu)件71b在分離區(qū)域D中形成于凸?fàn)畈?的外緣部的彎曲部46的下方與彎曲部46相接近地設(shè)置，內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a在旋轉(zhuǎn)臺2的外緣部下方(以及比外緣部稍微靠外側(cè)的部分的下方)整周包圍加熱器單元7。
[0051]底部14的比配置有加熱器單元7的空間靠近旋轉(zhuǎn)中心的部位處的部分以接近旋轉(zhuǎn)臺2的下表面的中心部附近的芯部21的方式向上方側(cè)突出而形成突出部12a。該突出部12a與芯部21之間成為較窄的空間，另外，供貫穿底部14的旋轉(zhuǎn)軸22貫穿的通孔的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)軸22之間的間隙變窄，這些較窄的空間與殼體20連通。而且，在殼體20上設(shè)有用于向較窄的空間內(nèi)供給作為吹掃氣體的N2氣體來進行吹掃的吹掃氣體供給管72。
[0052]另外，在腔室I的底部14，在加熱器單元7的下方沿周向以預(yù)定的角度間隔設(shè)有用于對加熱器單元7的配置空間進行吹掃的I個或多個吹掃氣體供給管73。另外，在加熱器單元7與旋轉(zhuǎn)臺2之間，為了抑制氣體向設(shè)有加熱器單元7的區(qū)域的進入而設(shè)有在整個周向上對外側(cè)構(gòu)件71b的內(nèi)周壁(內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a的上表面)與突出部12a的上端部之間進行覆蓋的蓋構(gòu)件7a。蓋構(gòu)件7a例如能夠用石英來制作。
[0053]另外，在腔室I的頂板11的中心部連接有分離氣體供給管51，構(gòu)成為向頂板11與芯部21之間的空間52內(nèi)供給分離氣體。供給到該空間52內(nèi)的分離氣體經(jīng)由突出部5與旋轉(zhuǎn)臺2之間的較窄的間隙50(空間50)沿著旋轉(zhuǎn)臺2的凹部24側(cè)的表面朝向周緣噴出?？臻g50能夠利用分離氣體維持為比空間481和空間482高的壓力。因而，利用空間50，抑制向第I處理區(qū)域Pl供給的第I反應(yīng)氣體與向第2處理區(qū)域P2供給的第2反應(yīng)氣體通過中心區(qū)域C進行混合。S卩，空間50(或中心區(qū)域C)能夠與分離空間H(或分離區(qū)域D)相同地發(fā)揮作用。
[0054]控制部101是用于向基板處理裝置100的各個結(jié)構(gòu)指示動作、并控制各個結(jié)構(gòu)的動作的部件?？刂撇?01執(zhí)行被存儲于存儲部102 (圖1)的程序，通過與硬件協(xié)作，從而將晶圓W輸入(載置)到旋轉(zhuǎn)臺2的凹部24上，對晶圓W進行各種處理，并從凹部24內(nèi)輸出晶圓W。另外，控制部102能夠由包括公知技術(shù)的CPU (Central Processing Unit:中央處理單元)和存儲器(ROM、RAM等)等的運算處理裝置構(gòu)成。
[0055]具體地說，控制部102將用于使基板處理裝置100實施后述的基板處理方法的程序存儲在內(nèi)置的存儲器內(nèi)。該程序例如編有步驟組?；逄幚硌b置100將存儲于介質(zhì)103 (圖1)中的上述程序讀入到存儲部102，之后，安裝于控制部102(所內(nèi)置的存儲器)。另外，介質(zhì)103能夠使用例如硬盤、光盤、光磁盤、存儲卡、軟盤等。
[0056]另外，控制部102通過控制反應(yīng)氣體噴嘴31(第I氣體供給部)的動作，能夠控制向旋轉(zhuǎn)臺2的上表面供給第I反應(yīng)氣體的動作。另外，控制部102通過控制反應(yīng)氣體噴嘴32(第2氣體供給部)的動作，能夠控制向旋轉(zhuǎn)臺2的上表面供給第2反應(yīng)氣體的動作。另夕卜，控制部102通過控制分離氣體噴嘴41、42(分離氣體供給部)的動作，能夠控制向旋轉(zhuǎn)臺2的上表面供給分離氣體的動作。
[0057](基板處理方法)
[0058]參照【專利附圖】

【附圖說明】使用了上述基板處理裝置100的、本實施方式的基板處理方法中的、特別是晶圓W的輸入.輸出。
[0059][基板的輸入方法]
[0060]圖6A?圖6D中表不用于說明本實施方式的基板輸入方法的一例的概略圖。圖6A?圖6D是用于說明經(jīng)由輸入輸出區(qū)域P2m (參照圖2)將晶圓W輸入到基板處理裝置100的方法的概略圖。
[0061]晶圓W的輸入輸出使用晶圓保持機構(gòu)25來實施。因此，對晶圓保持機構(gòu)25的結(jié)構(gòu)簡單地進行說明，之后，說明使用了晶圓保持機構(gòu)25的基板處理方法(晶圓W的輸入.輸出方法)。
[0062]晶圓保持機構(gòu)25包括例如3個升降銷25a和能夠收納各個升降銷25a并且能夠升降的升降機構(gòu)25b。
[0063]另外，在凹部24的底面24b形成有供升降銷25a貫穿的通孔26。晶圓W向凹部24的輸入輸出借助通過通孔26的升降銷25a來實施。因此，通孔26的孔徑設(shè)計得比升降銷25a的直徑大。
[0064]升降機構(gòu)25b構(gòu)成為能夠使升降銷25a沿鉛垂方向移動(能夠升降)，并且構(gòu)成為能夠使升降銷25a向旋轉(zhuǎn)臺2的徑向內(nèi)側(cè)移動。升降銷25a的向徑向內(nèi)側(cè)的移動處于通孔26的直徑相對于升降銷25a的直徑的余隙量(日文:々U 7 9 分)的范圍內(nèi)。
[0065]一般來說，通孔26的孔徑與升降銷25a的銷徑之間的差分成為升降銷25a的徑向上的最大移動量。升降銷25a的銷徑例如可以為Φ3.5mm，通孔26的孔徑例如可以為Φ9.5mm，但并不受到限定。另外，如上所述，凹部24具有比晶圓W的直徑稍微大具體地說大Imm?4mm左右的內(nèi)徑。因此，升降銷25a的向徑向內(nèi)側(cè)的移動量比凹部24與晶圓W之間的徑向的余隙大。
[0066]在晶圓W的輸入中，首先，使旋轉(zhuǎn)臺2間歇地旋轉(zhuǎn)，以使得預(yù)定的凹部24來到與輸入輸出區(qū)域P2m(參照圖3)相面對的位置。然后，如圖6A所示，在將升降銷25a的端部保持得比凹部24高的狀態(tài)下，使用輸送臂10使晶圓W向升降銷25a的上方移動。被輸送到輸送臂10的晶圓W的位置成為比升降銷25a的端部高的位置。另外，在本實施方式中，使用輸送臂10使晶圓W移動，以使得晶圓W的中心大致位于凹部24的中心。
[0067]接著，如圖6B所示，進一步使升降銷25a向上方移動，使升降銷25a抵接于晶圓W。然后，進一步使升降銷25a向上方移動。由此，晶圓W配置在向上方與輸送臂10分開了預(yù)定的距離的位置。
[0068]然后,如圖6C所不,使輸送臂10從輸送口 15向基板處理裝置100的外側(cè)移動。
[0069]最后，如圖6D所示，通過使升降銷25a向鉛垂下方下降，從而將晶圓W載置在凹部24上。另外，在圖6D中，利用虛線示出了圖6C中的晶圓W的位置。
[0070]另外，如圖6A所示，用于載置晶圓W的凹部24的直徑D2具有比晶圓W的直徑Dl稍微大具體地說大Imm?4mm左右的內(nèi)徑。另外，凹部24的深度d2構(gòu)成為，與晶圓W的厚度dl大致相等，或者比晶圓W的厚度dl大。但是，在圖6A?圖6D中，為了便于說明，概略示出了凹部24的直徑D2相對于晶圓W的直徑Dl比較大的例子。另外，說明了凹部24的側(cè)壁24a相對于凹部24的底面24b垂直地形成的例子，但是本發(fā)明并不限定于這一點，凹部24也可以具有凹部24的直徑隨著自底面24b離開而變大的錐形狀。
[0071]關(guān)于晶圓W的向凹部24的輸入，參照圖7A?圖7D說明更優(yōu)選的實施方式。圖7A?圖7D中表示用于說明本實施方式的基板輸入方法的其他例子的概略圖。由于與圖7A?圖7C對應(yīng)的工序同利用圖6A?圖6C說明了的工序相同，因此省略同樣的說明。SP，在圖7C中，由升降銷25a抵接晶圓W，輸送臂10從輸送口 15向基板處理裝置100的外側(cè)移動。
[0072]在圖7D中，升降銷25a向鉛垂下方移動，并且向與旋轉(zhuǎn)臺2的徑向外側(cè)移動。由此，在圖7D中載置于凹部24內(nèi)的晶圓W相對于圖6D所示的晶圓W的載置位置移動到徑向外側(cè)。另外，在圖7D中，利用虛線示出了圖7C中的晶圓W的位置。
[0073]圖7D中的向徑向外側(cè)的移動優(yōu)選設(shè)為晶圓W不碰到凹部24的側(cè)壁24a的程度。在晶圓W碰到側(cè)壁24a的情況下，有時自接觸部位產(chǎn)生微粒。另外，由于晶圓W與側(cè)壁24a相摩擦，因此有時會劃傷晶圓W的外表面。
[0074]在使用圖6A?圖6D及圖7A?圖7D說明的晶圓W向凹部24的載置之后，對晶圓W實施各種處理(例如成膜處理)。此時，由于旋轉(zhuǎn)臺2旋轉(zhuǎn)，因此晶圓W在離心力的作用下向徑向外側(cè)移動。在圖7A?圖7D所示的實施方式中，晶圓W的載置位置與圖6A?圖6D所示的實施方式的情況相比移動到與旋轉(zhuǎn)臺2的徑向外側(cè)。由此，即使在借助之后的基板處理時(例如成膜處理時)的旋轉(zhuǎn)臺2的旋轉(zhuǎn)而對晶圓W施加離心力、使其進一步向徑向外側(cè)移動的情況下，也能夠抑制由晶圓W與側(cè)壁24a的碰撞帶來的沖擊。即，與圖6A?圖6D所不的實施方式相比，能夠抑制微粒的產(chǎn)生、由碰撞引起的外傷的產(chǎn)生。
[0075][基板的輸出方法]
[0076]接著，參照【專利附圖】

【附圖說明】針對載置于凹部24內(nèi)的晶圓W實施了例如成膜處理之后的、晶圓W的輸出方法。
[0077]圖8A?圖8D中表不用于說明本實施方式的基板輸出方法的一例的概略圖。另外，圖9A?圖9D中表示用于說明圖8A?圖8B的升降銷25a和晶圓W的移動的概略圖。另外，在圖9A?圖9D中，為了便于說明，進一步概略示出了圖8A?圖8D的圖。具體地說，概略示出了僅記載I個升降銷25a、且凹部24的直徑D2和深度d2分別相對于晶圓W的直徑Dl和厚度dl比較大的例子。另外，各個圖9A?圖9D中的左圖分別與圖9A?圖9D中的右圖相對應(yīng)，在左圖的升降銷25a從實線的位置直線地移動到虛線的位置時的、升降銷25a的端部的位置分別與右圖中的箭頭的起點和終點相對應(yīng)。
[0078]在晶圓W的輸出中，首先，使旋轉(zhuǎn)臺2間歇地旋轉(zhuǎn)，以使得預(yù)定的凹部24來到與輸入輸出區(qū)域P2m(參照圖3)相面對的位置。
[0079]此時，如圖8A所示，成膜處理后的晶圓W的中心相對于凹部24的中心位于徑向外偵U。這是因為，晶圓W因旋轉(zhuǎn)臺2的旋轉(zhuǎn)而受到離心力的影響。
[0080]在該狀態(tài)下，如圖9A所示，利用升降機構(gòu)25b使升降銷25a上升至晶圓W的底面附近或者抵接于晶圓W的底面。在圖9A所示的例子表示升降銷25a上升至晶圓W的底面附近的(即，與晶圓W的底面分開了預(yù)定的距離的)例子。另外，升降銷25a由于在后述的圖9B中向與旋轉(zhuǎn)臺2的徑向內(nèi)側(cè)移動，因此在該階段中，優(yōu)選的是升降銷25a以相對于通孔26的中心移動到徑向外側(cè)后的狀態(tài)上升。
[0081]接著，如圖9B所示，使升降銷25a上升(Z軸方向)，并且使其向徑向內(nèi)側(cè)(X軸方向)移動，使升降銷25a的端部抵接于晶圓W的底面。
[0082]然后，如圖9C所示，進一步使升降銷25a上升，并且使其向徑向內(nèi)側(cè)移動，使晶圓W與凹部24分開預(yù)定的距離。另外，圖9B和圖9C中的、升降銷25a的移動矢量的朝向并不受到限定，也可以相同。另外，圖9B的終點(S卩，圖9C的始點)處的、升降銷25a的位置也可以是凹部24的中心部。
[0083]圖9A中的升降銷25a的X軸方向位置與圖9C的終點(圖9D的始點)處的升降銷25a的徑向位置之差(的絕對值)成為升降銷25a的徑向的移動距離。本領(lǐng)域技術(shù)人員設(shè)定各種參數(shù)，以使得該差處于升降銷25a的銷徑與通孔26的孔徑之差(的絕對值)的范圍內(nèi)。
[0084]最后，如圖9D所示，使升降銷25a進一步上升，使晶圓W與凹部24分開能夠?qū)⒕AW載置于輸送臂10的充分的距離。作為結(jié)果，圖9D所示的狀態(tài)成為與圖SB所示的狀態(tài)相同的狀態(tài)。另外，在圖9D中，示出了升降銷25a向鉛垂上方移動的例子，但是也可以是如利用圖9C所說明那樣向鉛垂上方移動并且向徑向內(nèi)側(cè)移動的結(jié)構(gòu)。
[0085]在使晶圓W與凹部24充分地分開之后，如圖8C所示，使輸送臂10移動到晶圓W的底面與凹部24之間。然后,如圖8D所不,將晶圓W載置于輸送臂10,利用輸送臂10將晶圓W輸出到基板處理裝置100的外側(cè)。
[0086]本實施方式的基板輸出方法是通過旋轉(zhuǎn)臺式的各種基板處理使移動到徑向外側(cè)的晶圓W向鉛垂上方移動，并且向徑向內(nèi)偵彳移動。由此，由于晶圓W不與凹部24的側(cè)壁24a相接觸，因此能夠抑制輸出時的微粒產(chǎn)生量。另外，由于晶圓W不與凹部24的側(cè)壁24a相接觸，因此能夠抑制輸出時的晶圓W的破損。
[0087]另外，優(yōu)選的是，使用圖9C說明的、升降銷25a接觸到晶圓W的底面后的、升降銷25a的向徑向內(nèi)側(cè)的移動量Xl使用凹部24的直徑D2和晶圓W的直徑Dl而滿足下述式(I)的關(guān)系。
[0088]Xl < D2 - Dl 式(I)
[0089]式(I)所示的關(guān)系式是在晶圓W的輸出中防止晶圓W與凹部24的側(cè)壁24a、即位于徑向內(nèi)側(cè)的側(cè)壁之間的接觸的關(guān)系式。通過使晶圓W的向徑向內(nèi)向側(cè)的移動距離小于預(yù)定的值，從而在物理上晶圓W不與凹部24的側(cè)壁24a相接觸。另外，式(I)中的D2 — Dl同圖9C中的、實線所示的晶圓W的右端與凹部24的側(cè)壁之間的距離相對應(yīng)。
[0090]或者，也可以是，升降銷25a接觸到晶圓W的底面后的、升降銷25a的向徑向內(nèi)側(cè)的移動量Xl和升降銷25a的向鉛垂上方的移動量Zl使用凹部24的直徑D2、晶圓W的直徑Dl及凹部24的深度d2而滿足下述式(2)的關(guān)系。
[0091]Z1/X1 > d2/(D2 — Dl) 式(2)
[0092]式⑵的關(guān)系是通過將升降銷25a的傾斜度限定為比預(yù)定的值大的值來防止晶圓W與凹部24的側(cè)壁24a、即位于徑向內(nèi)側(cè)的側(cè)壁之間的接觸的關(guān)系。另外，式⑵中的Zl/Xl同圖9C中的升降銷25a的傾斜度相對應(yīng)，式⑵中的d2/(D2 — Dl)同圖9C中的連結(jié)升降銷25a的右端與凹部24的側(cè)壁的上端部的直線的傾斜度相對應(yīng)。
[0093]另外，在式(I)和式(2)中，晶圓W的直徑Dl的尺寸是關(guān)于例如成膜處理后等各種基板處理后的晶圓W的尺寸。在由于成膜處理、熱處理等而改變晶圓W的尺寸的情況下，采用預(yù)先考慮了該改變量的晶圓W的直徑Dl。
[0094]這樣，本實施方式的基板處理方法(基板輸送方法)通過在基板的輸出時使升降銷25a向鉛垂上方移動、并且向與旋轉(zhuǎn)臺2的徑向內(nèi)側(cè)移動，從而防止晶圓W與凹部24的側(cè)壁24a相摩擦。作為結(jié)果，能夠抑制自晶圓W產(chǎn)生微粒。
[0095]參照具體的實施例說明本實施方式的基板處理方法中的、通過使晶圓W向鉛垂上方移動、并且向徑向內(nèi)側(cè)移動來抑制微粒產(chǎn)生的效果。
[0096](實施例)
[0097]在使用圖1說明的基板處理裝置100中，使用圖7A?圖7D的基板輸入方法在旋轉(zhuǎn)臺2上的兩個凹部24上載置硅晶圓W。另外，晶圓W使用了直徑Dl為Φ 300mm的晶圓，凹部24使用了直徑D2為Φ302.ι、深度d2為1.8mm的凹部。
[0098]針對所載置的晶圓W，在下述處理條件下實施成膜處理。
[0099]作為處理條件，設(shè)為了
[0100]溫度:600°C；
[0101]壓力:6.7Torr ；
[0102]第I反應(yīng)氣體/流量:三(二甲氨基)硅烷(3DMAS)/300sccm;
[0103]第2反應(yīng)氣體/流量:N2/420sccm ；
[0104]轉(zhuǎn)速:120rpm。
[0105]成膜處理后的晶圓W的直徑D1’大約為Φ 301mm。
[0106]然后，利用在圖8A?圖8D中說明的升降銷25a的軌道，從凹部24內(nèi)輸出I張晶圓W。另外，接觸到晶圓W后的、升降銷25a的向徑向內(nèi)側(cè)的移動量Xl設(shè)為了 0.2mm。該移動量滿足了式⑴的 Xl (0.2mm) < D2 (302mm) - Dl (301mm)的關(guān)系。
[0107]另外，同時，作為比較例，在不使升降銷25a的軌道向徑向內(nèi)側(cè)移動的情況下，將剩余的I張晶圓W向鉛垂上方輸出。
[0108]在晶圓W輸出之后，針對各個凹部24測量微粒的產(chǎn)生量。將該步驟作為一個步驟，利用共計5次(實施例1?實施例5及比較例I?比較例5)步驟測量微粒的產(chǎn)生量。
[0109]圖10中表示本實施例的基板處理方法后的微粒數(shù)的一例。
[0110]如圖10所示可知，本實施例的基板處理方法由于在基板輸出時晶圓W未與凹部24的側(cè)壁部相摩擦，因此抑制了微粒的產(chǎn)生。
[0111]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，能夠提供一種能夠抑制晶圓輸出時的微粒產(chǎn)生的基板處理裝置。
[0112]以上，詳細說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式和實施例，但是本發(fā)明并不限制于上述實施方式和實施例，能夠在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下對上述實施例施加各種變形和替換。
[0113]本申請基于2013年9月18日向日本特許廳提出申請的日本特許出愿2013 — 193412號要求優(yōu)先權(quán)，并將日本特許出愿2013 — 193412號的全部內(nèi)容引用于此。
【權(quán)利要求】
1.一種基板處理裝置，其通過執(zhí)行多次將在容器內(nèi)相互發(fā)生反應(yīng)的至少兩種反應(yīng)氣體依次供給到基板的表面的供給循環(huán)，從而在所述基板上形成含有反應(yīng)產(chǎn)物的膜，其中，該基板處理裝置包括: 旋轉(zhuǎn)臺，其設(shè)于所述容器內(nèi)，并形成有用于在表面載置所述基板的凹部和與所述凹部連通的通孔； 升降機構(gòu)，其具有在對載置于所述凹部的所述基板進行移載時使用的升降銷；以及 控制部，其用于控制所述升降機構(gòu)的動作， 所述控制部控制所述升降機構(gòu)，以使得在所述升降銷經(jīng)由所述通孔抵接于所述基板的狀態(tài)下，一邊使所述升降銷向鉛垂上方移動，一邊使所述升降銷向所述旋轉(zhuǎn)臺的徑向內(nèi)側(cè)移動，從而從所述凹部輸出所述基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其中， 所述升降銷抵接于所述基板后的、所述升降銷的向所述徑向內(nèi)側(cè)的移動量Xl使用載置于所述凹部的所述基板的直徑Dl和所述凹部的直徑D2而滿足Xl < D2 - Dl的關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其中， 所述升降銷抵接于所述基板后的、向所述鉛垂上方和所述徑向內(nèi)側(cè)移動的期間內(nèi)的、所述升降銷的向所述徑向內(nèi)側(cè)的移動量X1、所述升降銷的向鉛垂上方的移動量Z1、載置于所述凹部的所述基板的直徑D1、所述凹部的直徑D2以及所述凹部的深度d2滿足Zl/Xl > d2/(D2 - Dl)的關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其中， 該基板處理裝置還包括: 第I反應(yīng)氣體供給部，其配置在所述容器內(nèi)的第I供給區(qū)域內(nèi)，用于向所述凹部上的所述基板供給第I反應(yīng)氣體；以及 第2反應(yīng)氣體供給部，其配置在沿著所述旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)方向與所述第I供給區(qū)域分開的第2供給區(qū)域內(nèi)，用于向所述凹部上的所述基板供給第2反應(yīng)氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板處理裝置，其中， 該基板處理裝置還包括分離氣體供給部，該分離氣體供給部設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)方向上的、所述第I反應(yīng)氣體供給部與所述第2反應(yīng)氣體供給部之間以及所述旋轉(zhuǎn)方向上的、所述第2反應(yīng)氣體供給部與所述第I反應(yīng)氣體供給部之間，用于噴出使所述第I反應(yīng)氣體與所述第2反應(yīng)氣體分離的分離氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基板處理裝置，其中， 所述分離氣體供給部具有頂面，在該頂面與所述旋轉(zhuǎn)臺的載置所述基板的面之間形成具有預(yù)定的高度的分離空間， 形成所述分離氣體供給部的空間的高度低于分別形成所述第I反應(yīng)氣體供給部和所述第2反應(yīng)氣體供給部的空間的高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其中， 在所述旋轉(zhuǎn)臺內(nèi)設(shè)有多個所述凹部， 針對各個所述凹部均設(shè)有3個所述升降銷。
8.一種基板處理方法，旋轉(zhuǎn)臺設(shè)于容器內(nèi)，并形成有用于在表面載置基板的凹部和與所述凹部連通的通孔，在該旋轉(zhuǎn)臺的所述凹部上載置有所述基板的狀態(tài)下，一邊使所述旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)一邊對所述基板實施處理，之后使用具有升降銷的升降機構(gòu)，輸出被載置于所述凹部的所述基板，其中， 在所述升降銷經(jīng)由所述通孔抵接于所述基板的狀態(tài)下，一邊所述升降銷向鉛垂上方移動，一邊使所述升降銷向所述旋轉(zhuǎn)臺的徑向內(nèi)側(cè)移動，從而從所述凹部輸出所述基板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板處理方法，其中， 所述升降銷抵接于所述基板后的、所述升降銷的向所述徑向內(nèi)側(cè)的移動量X1、載置于所述凹部的所述基板的直徑Dl以及所述凹部的直徑D2滿足Xl < D2 — Dl的關(guān)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板處理方法，其中， 所述升降銷抵接于所述基板后的、向所述鉛垂上方和所述徑向內(nèi)側(cè)移動的期間內(nèi)的、 所述升降銷的向所述徑向內(nèi)側(cè)的移動量X1、所述升降銷的向鉛垂上方的移動量Z1、載置于所述凹部的所述基板的直徑D1、所述凹部的直徑D2以及所述凹部的深度d2滿足Zl/Xl > d2/(D2 - Dl)的關(guān)系。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板處理方法，其中， 所述升降銷相對于所述基板的抵接通過如下操作來進行: 使所述升降銷從所述基板的下方向鉛垂上方移動，直至所述升降銷與所述基板之間的距離成為預(yù)定的距離， 一邊使所述升降銷向鉛垂上方移動，一邊使所述升降銷向與所述旋轉(zhuǎn)臺的徑向內(nèi)側(cè)移動，使所述升降銷抵接于所述基板。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板處理方法，其中， 在輸出所述基板的工序之后包括以下工序: 使保持所述基板用的基板保持臂向所述基板與所述凹部之間移動的工序；以及 使所述升降銷下降、而將所述基板載置于所述基板保持臂的工序。
【文檔編號】C23C16/455GK104451602SQ201410479020
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】佐藤薫, 高橋喜一 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社