专利名称:基板处理方法、基板处理系统及基板处理程序的制作方法
技术领域:
本发明涉及基板处理方法、基板处理系统及基板处理程序,特别是,输送基板并对基板进行所需的处理的基板处理方法、基板处理系统及基板处理程序。
背景技术:
通常,对作为基板的半导体晶片(以下称“晶片”)进行成膜处理、蚀刻处理等处理的基板处理系统具有容纳晶片并进行处理的工艺模块(以下称“P/M”);从作为存放规定片数的晶片的密闭容器的晶片盒中取出晶片的大气系统输送装置配置在该大气系统输送装置和P/M之间,并将晶片从大气系统输送装置到P/M或从P/M到大气系统输送装置输出输入的负载锁定室(以下称“L/L”)室。
在这种基板处理系统中,为提高作为晶片处理时间的处理效率,以往,单独地对各装置进行了工序改进,但是,近年来,由于要求更进一步地提高处理效率,从OEE(Overall Equipment Efficiency整机效率)的观点出发,研讨了使构成基板处理系统的各装置的联动中的效率提高的方法。而且,为提高各装置的联动中的效率,对基板处理系统中各装置的工序进行集中管理控制的外部设备的开发,也取得了进展。
作为使各装置的联动中的效率提高的装置,在具有多个工作机构、例如多个处理模块和对该处理模块的工作进行驱动控制的CCU(中央控制单元)的单片式半导体制造装置中,已知一种各处理模块具有由气缸进行开闭驱动的闸阀的半导体制造装置的处理效率调整装置(例如,参照专利文献1)。
该处理效率调整装置,由CCU所具有的CPU将气缸的电磁阀驱动到闭锁侧,使同一个CCU所具有的RAM内的计时器T起动并开始将闸阀闭锁,与此同时开始测量实际的动作时间T1。然后,当闸阀完全闭锁时,CPU根据计时器T的值取得动作时间T1,并由从RAM读入的动作监视时间T0减去动作时间T1而计算出剩余时间T2,在处理效率调整装置的显示器上显示当前的状况。由此,操作人员可以简便且迅速地测量工作机构的动作时间,并能很容易地根据其测量结果提高半导体制造装置的处理效率。
另外,作为提高各装置的联动中的效率的方法,在决定半导体生产中的剩余盒数量的生产条件决定方法中,已知一种利用由缓冲尺寸决定装置根据生产装置的处理效率值、晶片总数量、晶片移载时间、盒内所保持的晶片数量或盒的数量,从规定的公式计算出的OEE值计算剩余晶片数量W,并根据该W值以高的精度简易地决定剩余盒的数量的方法(例如,参照专利文献2)。
专利文献1特开平10-135093号公报专利文献2特开2002-141255号公报发明内容但是,上述的装置或方法都是计算和预测使处理效率提高的剩余量,并没有提出任何具体的提高处理效率的对策。因此,作为提高处理效率的对策,只是执行根据计算和预测出的提高剩余量缩短处理中的各工序间的待机时间之类的与以往相同的对策,当由某个装置执行某个动作时,与该动作的实施无关的其他装置在随后的下一个动作之前都只能待机,因此存在着不能使处理效率飞跃地提高的问题。
本发明的目的在于,提供一种可以使处理效率飞跃地提高的基板处理方法、基板处理系统及基板处理程序。
为达到上述目的,项1所述的基板处理方法是在至少具有基板处理装置及基板输送装置的基板处理系统中执行,并包括输送基板的基板输送工序和对上述基板进行规定处理的基板处理工序的基板处理方法,其特征在于上述基板输送工序及上述基板处理工序由多个动作完成,并使上述多个动作中的至少2个动作并行地执行。
项2所述的基板处理方法,其特征在于在项1所述的基板处理方法中,上述基板处理装置,具有容纳室、配置在该容纳室内且用于载置上述基板的载置台、向载置在上述载置台上的上述基板和上述载置台之间供给传热气体的传热气体供给管线,并使进行上述传热气体供给管线的抽真空的抽真空动作和进行上述基板的对上述容纳室的送入的送入动作并行地执行。
项3所述的基板处理方法,其特征在于在项1所述的基板处理方法中,上述基板处理装置,具有容纳室、配置在该容纳室内且用于载置上述基板的载置台、从该载置台伸出而使上述基板升降的升降销,并使进行上述升降销的伸出的销伸出动作和进行上述基板的对上述容纳室的送入的送入动作并行地执行。
项4所述的基板处理方法,其特征在于在项3所述的基板处理方法中,使进行上述升降销的下降的销下降动作和进行上述基板的从上述容纳室的送出的送出动作并行地执行。
项5所述的基板处理方法,其特征在于在项1所述的基板处理方法中,上述基板处理装置,具有容纳室和控制该容纳室内的压力的压力控制装置,并使进行上述基板的对上述容纳室的送入的送入动作和进行上述压力控制装置的上述容纳室的升压的升压动作并行地执行。
项6所述的基板处理方法,其特征在于在项1所述的基板处理方法中,上述基板处理装置,具有容纳室、配置在该容纳室内且用于载置上述基板的载置台、向载置在上述载置台上的上述基板和上述载置台之间供给传热气体的传热气体供给管线、对上述载置台施加高频电力的高频电源、控制所需气体的流量并将其供给上述容纳室的气体流量控制供给装置,并使将上述高频电源的高频电力施加停止的施加停止动作、将上述气体流量控制供给装置的气体供给停止的供给停止动作和进行上述传热气体供给管线的抽真空的抽真空动作并行地执行。
项7所述的基板处理方法,其特征在于在项1所述的基板处理方法中,上述基板处理装置,具有容纳室、配置在该容纳室内且用于载置上述基板的载置台、从该载置台伸出而使上述基板升降的升降销、控制上述容纳室内的压力的压力控制装置、控制所需气体的流量并将其供给上述容纳室的气体流量控制供给装置,并使进行上述升降销的伸出的伸出动作、进行上述压力控制装置的上述容纳室的降压的降压动作和将上述气体流量控制供给装置的气体供给停止的供给停止动作并行地执行。
项8所述的基板处理方法,其特征在于在项1所述的基板处理方法中,上述基板输送装置,具有可升降且可伸缩地构成并用于对容纳多个上述基板的基板容纳器中的上述基板的片数进行计数的横臂状的基板片数计数装置,对上述基板的片数进行计数后,使进行上述基板片数计数装置的升降的升降动作和进行上述基板片数计数装置的缩短的缩短动作并行地执行。
项9所述的基板处理方法,其特征在于在项1所述的基板处理方法中,上述基板处理装置,具有容纳室、配置在该容纳室内且用于载置上述基板的载置台、控制该容纳室内的压力的压力控制装置,并使进行上述压力控制装置的上述容纳室的升压的升压动作和进行上述载置台的上升的载置台上升动作并行地执行。
项10所述的基板处理方法,其特征在于在项9所述的基板处理方法中,使进行上述压力控制装置的上述容纳室的降压的降压动作和进行上述载置台的下降的载置台下降动作并行地执行。
项11所述的基板处理方法,其特征在于在项1所述的基板处理方法中,上述基板处理装置,具有容纳室、配置在该容纳室内且用于载置上述基板的载置台、从上述载置台伸出而使上述基板升降的升降销、连接上述基板输送装置和上述基板处理装置的开闭自如的门装置,并使进行上述升降销的伸出的销伸出动作和进行上述门装置的闭锁的闭锁动作并行地执行。
为达到上述目的,项12所述的基板处理系统,是至少具有基板处理装置及基板输送装置的基板处理系统,其特征在于上述基板处理装置及上述基板输送装置由多个构成要素构成,至少在处理基板时或输送上述基板时,上述多个构成要素中至少2个构成要素同时工作。
为达到上述目的,项13所述的基板处理程序,是在至少具有基板处理装置及基板输送装置的基板处理系统中,由计算机使被执行的基板处理方法执行的基板处理程序,其特征在于具有输送基板的基板输送模块和处理上述基板的基板处理模块,上述基板输送模块及上述基板处理模块由多个动作构成,并使上述多个动作中的至少2个动作并行地执行。
按照项1的基板处理方法,由于基板输送工序及基板处理工序由多个动作构成并使基板输送工序的多个动作和基板处理工序的多个动作中的至少2个动作并行地执行,所以当基板处理装置及基板输送装置的构成要素中的某1个构成要素执行某个动作时,通过使与该动作的执行无关的其他构成要素执行其他动作,可以缩短基板处理所需要的时间,因而可以使处理效率飞跃地提高。
按照项2所述的基板处理方法,由于使进行传热气体供给管线的抽真空的抽真空动作和进行基板的向容纳室的送入的送入动作并行地执行,可以使处理效率进一步飞跃地提高。
按照项3所述的基板处理方法,由于使进行升降销的伸出的销伸出动作和进行基板的对容纳室的送入的送入动作并行地执行,可以使处理效率进一步飞跃地提高。
按照项4所述的基板处理方法,由于使进行升降销的下降的下降动作和进行基板的从容纳室的送出的送出动作并行地执行,可以使处理效率进一步飞跃地提高。
按照项5所述的基板处理方法,由于使进行基板的对容纳室送入的送入动作和进行压力控制装置的上述容纳室的升压的升压动作并行地执行,可以使处理效率进一步飞跃地提高。
按照项6所述的基板处理方法,由于使将高频电源的高频电力施加停止的施加停止动作、将气体流量控制供给装置的气体供给停止的供给停止动作以及进行传热气体供给管线的抽真空的抽真空动作并行地执行,可以使处理效率进一步飞跃地提高。
按照项7所述的基板处理方法,由于使进行升降销的伸出的伸出动作、进行上述压力控制装置的上述容纳室的降压的降压动作以及将气体流量控制供给装置的气体供给停止的供给停止动作并行地执行,可以使处理效率进一步飞跃地提高。
按照项8所述的基板处理方法,由于使进行基板个数计数装置的升降的升降动作和进行基板片数计数装置的缩短的缩短动作并行地执行,可以使处理效率进一步飞跃地提高。
按照项9所述的基板处理方法,由于使进行压力控制装置的上述容纳室的升压的升压动作和进行载置台的上升的载置台上升动作并行地执行,可以使处理效率进一步飞跃地提高。
按照项10所述的基板处理方法,由于使进行上述压力控制装置的上述容纳室的降压的降压动作和进行载置台的下降的载置台下降动作并行地执行,可以使处理效率进一步飞跃地提高。
按照项11所述的基板处理方法,由于使进行升降销的伸出的销伸出动作和进行门装置的闭锁的闭锁动作并行地执行,可以使处理效率进一步飞跃地提高。
按照项12所述的基板处理系统,由于至少在处理基板时或输送基板时使基板处理装置及基板输送装置的多个构成要素中的至少2个构成要素同时动作,可以缩短基板处理所需要的时间,因而可以使处理效率飞跃地提高。
按照项13所述的基板处理程序,由于基板输送模块及基板处理模块由多个动作构成,并使这些多个动作中的至少2个动作并行地执行,当基板处理装置及基板输送装置的构成要素中的某1个构成要素执行某个动作时,通过使与该动作的执行无关的其他构成要素执行其他动作,可以缩短基板处理所需要的时间,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图1是表示本发明实施方式的基板处理系统的概略结构的截面图。
图2是表示图1中的基板处理装置的概略结构的截面图。
图3是表示图1的基板处理系统中可与负载锁定室连接的另一种基板处理装置的概略结构的截面图。
图4是采用本实施方式的基板处理方法的晶片处理的流程图。
图5是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第一具体例的顺序图。
图6是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第二具体例的顺序图。
图7是图4的晶片送入工序和晶片送出工序中的本实施方式的基板处理方法的具体例,(A)是晶片送入工序的第二具体例,(B)是表示图4的晶片送出工序的第一具体例的顺序图。
图8是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第三具体例的顺序图。
图9是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第四具体例的顺序图。
图10是表示图4的背面抽真空工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第一具体例的顺序图。
图11是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第五具体例的顺序图。
图12是表示图4的工序0中采用的本实施方式的基板处理方法的第一具体例的顺序图。
图13是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第六具体例的顺序图。
图14是表示在负载锁定室和大气输送装置之间送入送出半导体晶片W时的具体例的顺序图。
图15是表示图4的晶片送出工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第二具体例的顺序图。
图16是表示图4的工序2中采用的本实施方式的基板处理方法的第一具体例的顺序图。
图17是表示图2的基板处理装置中的传热气体供给部的概略结构的图。
图18是表示图17的传热气体供给部的阀控制的顺序图。
图19是表示图4的工序2中采用的本实施方式的基板处理方法的第二具体例的顺序图。
图20是表示图4的工序1中采用的本实施方式的基板处理方法的第一具体例的顺序图。
图21是表示图4的工序1中采用的本实施方式的基板处理方法的第二具体例的顺序图。
图22是表示图4的背面抽真空工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第二具体例的顺序图。
图23是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第七具体例和晶片送出工序中的第三具体例的顺序图。
图24是表示本实施方式的晶片转换处理的流程图。
图25是表示图24的晶片转换处理的顺序图。
图26是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第八具体例及晶片送出工序中的第四具体例的顺序图。
图27是表示图4的工序1中采用的本实施方式的基板处理方法的第三具体例的顺序图。
图28是表示图4的晶片送出工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第五具体例的顺序图。
图29是表示图4的晶片送出工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第六具体例的顺序图。
符号说明W 半导体晶片 1 基板处理系统 2,60 基板处理装置(P/M)3 大气输送装置4 负载锁定室(L/L) 5,6 闸阀7,V45,V46,V61,V62,V65,V66,V67,V68 阀8 连通管 10,51,61 容室11 基座12 排气路径 13,75 缓冲室 14 APC15 TMP16 DP 17,57 排气管18,69 高频电源 19,70 匹配器 20,35,72 电极板22,73 直流电源 24,74 聚焦环 25,81 制冷剂室26,82 配管 27 传热气体供给孔 28,83 传热气体供给管线29,84 传热气体供给部 30,80 推起销 31 送入送出口33,6 5喷头 34 气体通气孔 36 电极支撑体37,85 缓冲室 38,86 处理气体导入管 39,87 MFC40 晶片盒 41 晶片盒载置台42 装入模块43 输送臂 44 输送臂横臂部45,54 拾取部46 交换臂 47 基部48 臂基端部支柱49 升降台 50 移送臂 52 N2气体供给系统53L/L排气系统 55 N2气体导入管 56,58 控制阀62 下部电极 63 绝缘材料64 支撑体66 上室 67 下室68 偶极环形磁铁
71 静电抑制板76 排气系统 77 滚珠丝杆78 波纹管79 波纹管罩 100 喷散过滤器101a,101b 第一配管 102a,102b 第二配管 103a,103b 第三配管具体实施方式
以下,参照
本发明的实施方式。
首先,说明本发明实施方式的基板处理系统及基板输送方法。
图1是表示本实施方式的基板处理系统的概略结构的截面图。
在图1中,基板处理系统1,具有对作为基板的半导体晶片W按每个单片进行成膜处理、扩散处理、蚀刻处理等各种处理的基板处理装置(Process Module工艺模块)(以下称“P/M”)2、从存放规定片数的半导体晶片W的晶片盒40取出半导体晶片W的大气系统输送装置3、配置在该大气系统输送装置3和P/M2之间并将半导体晶片W从大气系统输送装置3到P/M2或从P/M2到大气系统输送装置3送入送出的负载锁定室(以下称“L/L”)4。
P/M2和L/L4的内部,构成为可以抽成真空,大气系统输送装置3的内部始终保持在大气压。另外,P/M2和L/L4、及L/L4和大气系统输送装置3分别由闸阀5、6连接。该闸阀5、6开闭自如,用于将P/M2和L/L4、及L/L4和大气系统输送装置3之间连通或切断。而且,L/L4的内部和大气系统输送装置3的内部,还由在中间部位配置了开闭自如的阀7的连通管8连接。
图2是表示图1中的P/M的概略结构的截面图。
在图2中,作为对半导体晶片W进行蚀刻处理的蚀刻处理装置而构成的P/M2,具有金属制、例如铝或不锈钢制的圆筒型容室10,在该容室10内,例如配置有作为载置直径为300mm的半导体晶片W的载置台的圆拄状基座11。
在容室10的侧壁和基座11之间,形成有作为将基座11上方的气体排出到容室10的外部的流路而起作用的排气路径12。在该排气路径12的中间部位配置有环状的隔板13,排气路径12的自隔板13起的下游空间,与可调式蝶阀即自动压力控制阀(Automatic Pressure ControlValve)(以下称“APC”)14连通。APC14与作为抽真空用的排气泵的涡轮分子泵(以下称“TMP”)15连接,进一步,通过TMP15与作为排气泵的干式泵(以下称“DP”)16连接。以下将由APC14、TMP15及DP16构成的排气流路称为“主排气管路”,该主排气管路,不仅由APC14进行容室10内的压力控制,而且由TMP15及DP16将容室10内减压到大致为真空状态。
另外,上述的排气路径12的自隔板13起的下游空间,还连接于和主排气管路不同的排气流路(以下称“副排气管路”)。该副排气管路,具有将上述空间与DP16连通的直径例如为25mm的排气管17和配置在排气管17的中间部位的阀V2。该阀V2,可以将上述空间与DP16切断。副排气管路利用DP16将容室10内的气体排出。
高频电源18通过匹配器19与基座11连接,高频电源18,对基座11施加规定的高频电力。因此,基座11具有下部电极的作用。此外,匹配器19,用于减小高频电力从基座11的反射从而使高频电力对基座11的入射效率为最大。
基座11的内部上方,配置有由用于以静电吸附力吸附半导体晶片W的导电膜构成的电极板20。电极板20与直流电源22电气连接。半导体晶片W,由从直流电源22施加于电极板20的直流电压所产生的库仑力或约翰逊·勒比克(Johnsen-Rahbek)力吸附并保持在基座11的表面上。此外,在基座11的上方还配置有由硅(Si)等构成的圆环状的聚焦环24,该聚焦环24,用于将在基座11的上方产生的等离子体会聚并射向半导体晶片W。
在基座11的内部,设置有例如沿圆周方向延伸的环形的制冷剂室25。从冷却装置(图中未示出)通过配管26向该制冷剂室25循环地供给规定温度的制冷剂、例如冷却水,并由该制冷剂的温度控制基座11上的半导体晶片W的处理温度。
在基座11表面的吸附半导体晶片W的部分(以下称“吸附面”)上,配置有多个传热气体供给孔27及传热气体供给沟道(图中未示出)。这些传热气体供给孔27等,通过配置在基座11内部的传热气体供给管线28与传热气体供给部29连接。该传热气体供给部29,向吸附面与半导体晶片W的背面的间隙供给传热气体、例如He(氦)气。该传热气体供给部29,构成为可以将吸附面与半导体晶片W的背面的间隙抽成真空。
另外,在吸附面上,配置有从基座11的表面自由伸出的作为升降销的多个推起销30。这些推起销30,通过滚珠丝杆等将电机(图中未示出)的旋转运动变换为直线运动,从而沿图中上下方向移动。当半导体晶片W被吸附和保持在吸附面上时,推起销30容纳到基座11内,在将进行了蚀刻处理等而结束了等离子体处理的半导体晶片W从容室10送出时,推起销30从基座11的表面伸出而使半导体晶片W从基座11离开并向上方推起。
在容室10的顶部,配置着喷头33。喷头33接地(与地线连接),因此喷头33具有接地电极的作用。
喷头33,包括具有多个气体通气孔34的底面的电极板35和以可拆卸的方式支撑该电极板35的电极支撑体36。而且,在该电极支撑体36的内部设有缓冲室37,该缓冲室37与接自处理气体供给部(图中未示出)的处理气体导入管38连接。在该处理气体导入管38的中间部位配置有MFC(Mass Flow Controller质量流量控制器)39。该MFC39,通过缓冲室37将规定的气体、例如处理气体或N2气供给容室10,同时控制该气体的流量并通过与上述APC14协同动作而将容室10的压力控制在所需的值。这里,基座11和喷头33之间的电极间距离D,例如设定在35±1mm以上。
在容室10的侧壁上,安装有用于开闭半导体晶片W的送入送出口31的闸阀5。在该P/M2的容室10内,如上所述,对基座11施加高频电力,由该所施加的高频电力在基座11和喷头33之间的空间S内从处理气体产生高密度的等离子体,并生成离子或原子团。
在该P/M2中,当进行蚀刻处理时,首先将闸阀5打开,将作为加工对象的半导体晶片W送入容室10内并载置在基座11上。然后,由喷头33将处理气体(例如,由规定的流量比率的C4F8气、O2气及Ar气组成的混合气)以规定的流量及流量比导入容室10内,并由APC14等将容室10内的压力调整到规定值。进一步,由高频电源18对基座11施加高频电力,并由直流电源22对电极板20施加直流电压,从而将半导体晶片W吸附在基座11上。接着,由喷头33喷出的处理气体进行如上所述的等离子体化。由该等离子体生成的原子团或离子,由聚焦环24会聚到半导体晶片W的表面上,对半导体晶片W的表面进行物理蚀刻或化学蚀刻。
再来看图1,大气系统输送装置3,具有载置晶片盒40的晶片盒载置台41和装入模块(以下称“L/M”)42。
晶片盒载置台41,是表面呈平面的台状物,晶片盒40,以等间距按多层载置并存放例如25片半导体晶片W。此外,L/M42,是长方体状的箱形物,内部具有输送半导体晶片W的定标式的输送臂43。
另外,在L/M42的晶片盒载置台41侧的侧面上,与载置在该晶片盒载置台41上的晶片盒40相对地设置一个闸门(图中未示出)。该闸门将晶片盒40和L/M42的内部连通。
输送臂43,具有构成为可伸缩的多关节状的输送臂横臂部44和安装在该输送臂横臂部44的前端的拾取部45。该拾取部45构成为可直接载置半导体晶片W。此外,输送臂43,还具有构成为可伸缩的多关节横臂状的变换臂46,在该变换臂46的前端,例如配置有发出激光以确认半导体晶片W的有无的变换传感器(图中未示出)。该输送臂横臂部44和变换臂46的各自的基端,与沿着从输送臂43的基部47竖立设置的臂基端部支柱48升降的升降台49连结。该臂基端部支柱48,按可旋转的方式构成。在为识别存放在晶片盒40内的半导体晶片W的位置及数量而进行的变换操作中,在使变换臂46延伸的状态下,通过使该变换臂46上升或下降,可以确认晶片盒40内的半导体晶片W的位置及数量。
输送臂43,利用输送臂横臂部44而自由伸缩,并利用臂基端部支柱48而自由转动,因此,可以将载置在拾取部45上的半导体晶片W自由地在晶片盒40和L/L4之间输送。
L/L4,具有配置了伸缩自如及旋转自如的移送臂50的容室51、和向该容室51内供给N2气的N2气供给系统52、以及从容室51内排气的L/L排气系统53。
移送臂50,是由多个横臂部构成的定标式的输送臂,具有安装在其前端的拾取部54。该拾取部54构成为可直接载置半导体晶片W。
在将半导体晶片W从大气系统输送装置3送入P/M2的情况下,当打开闸阀6时,移送臂50从L/M42内的输送臂43接受半导体晶片W,当打开闸阀5时,移送臂50进入P/M2的容室10内,将半导体晶片W载置在从基座11的表面伸出的推起销30的上端。而在将半导体晶片W从P/M2送入大气系统输送装置3的情况下,当打开闸阀5时,移送臂50进入P/M2的容室10内,接受载置在从基座11的表面伸出的推起销30的上端的半导体晶片W。当打开闸阀6时,移送臂50将半导体晶片W交接到L/M42内的输送臂43上。
另外,移送臂50,并不限于定标式,也可以是蛙足式或双臂式。
N2气供给系统52,具有从容室51的外部贯通到容室51的内部的N2气导入管55、配置在该N2气导入管55的中间部位的控制阀56、配置在N2气导入管55的容室51内部侧前端的喷出N2气的一对喷散过滤器(Break Filter)100、与N2气导入管55的容室51外部侧前端连接的N2气供给装置(图中未示出)。N2气供给系统52,按规定的时间向容室51供给N2气,并控制该容室51内的压力。
喷散过滤器100,是其长度设定为例如200mm的网状的金属制过滤器,可以增大N2气的喷出面积,因此能够使喷出的N2气的气流减速,并可以在很宽的范围内均匀地喷出N2气,从而使容室51的内部的压力均匀上升。
在以往的基板处理系统的L/L中,喷散过滤器的长度例如为100mm,N2气的喷出面积小,因此,当供给N2气时,从喷散过滤器喷出的N2气的气流的速度变快,因而成为将容室51内的颗粒卷起的主要原因。与此对应地,在以往的L/L中在N2气导入管的中间部位配置SSV(Slow Start Valve),并由该SSV使N2气的气流减速。
与此不同,在本实施方式的基板处理系统的L/L4中,如上所述,在喷散过滤器100中使N2气的气流减速,因此不需要SSV也能够防止颗粒的卷起。此外,由于将喷散过滤器100的N2气的喷出面积设定得很大,可以迅速地向容室51内供给所需体积的N2气,因而可以使处理效率飞跃地提高。
L/L排气系统53,具有贯通到容室51的内部的排气管57和配置在该排气管57的中间部位的控制阀58,通过与上述的N2气供给系统52协同动作而控制容室51的内部压力。
这些构成基板处理系统1的P/M2、大气系统输送装置3及L/L4的各构成要素的动作,由基板处理系统1所具有的作为控制装置的计算机(图中未示出),和与基板处理系统1连接的作为控制装置的外部服务器(图中未示出)等根据执行本实施方式的基板处理方法的后文所述的程序进行控制。
在上述的基板处理系统1中,在与L/L4连接的P/M2内,作为下部电极的基座11并不相对于容室10移动,但与L/L4连接的P/M不限于此,例如,也可以是下部电极相对于容室移动的型式。
图3是表示图1的基板处理系统中可与L/L连接的另一种P/M的概略结构的截面图。
在图3中,作为蚀刻处理装置构成的P/M60,具有例如铝制的圆筒型容室61、和配置在该容室61内的隔着绝缘材料63支撑载置例如直径为200mm的半导体晶片W的下部电极62的升降自如的支撑体64、以及与下部电极62相对地配置在容室61内的上方的作为上部电极的喷头65。
容室61,上部形成为小直径的上室66,下部形成为大直径的下室67。在上室66的周围配置有偶极环形磁铁68,该偶极环形磁铁68,在上室66内形成指向一个方向的均匀水平磁场。在下室67的侧面上部,安装着用于开闭半导体晶片W的送入送出口的闸阀5。P/M60通过该闸阀5与L/L4连接。
高频电源69通过匹配器70与下部电极62连接,高频电源69,对下部电极62施加规定的高频电力。因此,下部电极62具有下部电极的作用。
在下部电极62的表面上,配置有用于以静电吸附力吸附半导体晶片W的静电抑制板(ESC)71。在该静电抑制板71的内部,配置由导电膜构成的圆板状的电极板72,该电极板72与直流电源73电连接。半导体晶片W,由从直流电源73施加于电极板72的直流电压所产生的库仑力等吸附并保持在静电抑制板71的表面上。在静电抑制板71的周围,配置有圆环状的聚焦环74,该聚焦环74,用于将在下部电极62的上方产生的等离子体会聚并射向半导体晶片W。
在上室66的侧壁和下部电极62之间,形成将下部电极62上方的气体排出到容室61的外部的排气路径。在该排气路径的中间部位配置有环状的隔板75,排气路径的自隔板75起的下游空间(下室67的内部空间),与由具有APC、TMP及DP的主排气管路和作为下室67的内部空间与DP之间的旁通管路的副排气管路构成的排气系统76连通。该排气系统76,不仅进行容室61内的压力控制,而且将容室61内减压到大致为真空状态。
在下部电极62的下方,配置有由从该支撑体64的下部向下方延伸设置的滚珠丝杆77构成的下部电极升降机构。该下部电极升降机构,通过支撑体64支撑下部电极62,并由图中未示出的电机等使滚珠丝杆77转动从而使作为GAP的下部电极62升降。该下部电极升降机构,由配置在其周围的波纹管78及配置在该波纹管78的周围的波纹管罩79与容室61内的气体隔断。
另外,在下部电极62上,还配置有从该静电抑制板71的表面自由伸出的多个推起销80。这些推起销80,与图1中的推起销30一样,沿图中上下方向移动。
在该P/M60中,当由L/L4的移送臂50送入送出半导体晶片W时,在使下部电极62下降到半导体晶片W的送入送出位置的同时,使推起销80从静电抑制板71的表面伸出而使半导体晶片W从下部电极62离开并向上方推起。而当对半导体晶片W进行蚀刻处理时,在使下部电极62上升到半导体晶片W的处理位置的同时,使推起销80存放到下部电极62内,并由静电抑制板71吸附和保持半导体晶片W。
另外,在下部电极62的内部,设置有例如沿圆周方向延伸的环形的制冷剂室81。从冷却装置(图中未示出)通过配管82向该制冷剂室81循环地供给规定温度的制冷剂、例如冷却水,并由该制冷剂的温度控制下部电极62上的半导体晶片W的处理温度。
在静电抑制板71的表面上,配置有多个传热气体供给孔及传热气体供给沟道(图中未示出)。这些传热气体供给孔等,通过配置在下部电极62内部的传热气体供给管线83与传热气体供给部84连接。该传热气体供给部84,向静电抑制板71和半导体晶片W的间隙供给传热气体、例如He气。该传热气体供给部84,也可以构成为能够将静电抑制板71和半导体晶片W的间隙抽成真空。
在容室61的顶部配置的喷头65接地(与地线连接),因此喷头65起着接地电极的作用。而且,在喷头65的上面设有缓冲室85,该缓冲室85与接自处理气体供给部(图中未示出)的处理气体导入管86连接。在该处理气体导入管86的中间部位配置有MFC87。该MFC87,通过缓冲室85及喷头65将规定的气体、例如处理气体或N2气供给到容室61内,同时控制该气体的流量并通过与上述APC协同动作而将容室61内的压力控制在所需的值。
在该P/M60的容室61内,如上所述,对下部电极62施加高频电力,由该所施加的高频电力,在下部电极62和喷头65之间从处理气体产生高密度的等离子体,并生成离子或原子团。
在P/M60中,当进行蚀刻处理时,首先使闸阀5为打开状态,将作为加工对象的半导体晶片W送入容室61内。然后,由喷头65将处理气体(例如,由规定的流量比率的C4F8气、O2气及Ar气组成的混合气)以规定的流量及流量比导入容室61内,并由APC等将容室61内的压力调整到规定值。进一步,由高频电源69对下部电极62施加高频电力,并由直流电源73对电极板72施加直流电压,从而将半导体晶片W吸附在下部电极62上。接着,由喷头65喷出的处理气体进行如上所述的等离子体化。由该等离子体生成的原子团或离子,由聚焦环74会聚到半导体晶片W的表面上,对半导体晶片W的表面进行物理蚀刻或化学蚀刻。
以下,说明本实施方式的基板处理方法。该基板处理方法由上述的基板处理系统1执行。
图4是采用本实施方式的基板处理方法的晶片处理的流程图。以下,对基板处理系统1中将P/M2与L/L4连接的情况进行说明。
在图4中,首先,由大气系统输送装置3的输送臂43及L/L4的移送臂50将模拟晶片从晶片盒40输送到P/M2的容室10内,P/M2进行由所输送的模拟晶片整理容室10内的处理环境的模拟处理(工序S41)。
接着,与基板处理系统1连接的控制装置将计数器n设定为1(工序S42),并由大气系统输送装置3的输送臂43及L/L4的移送臂50将未处理的半导体晶片W从晶片盒40送入P/M2的容室10内(工序S43),P/M2,进行用于由APC14及MFC39使容室10内的压力达到蚀刻处理前的半导体晶片W的吸附压力(以下称“工艺压力”)的处理即工序0(工序S44)。
当容室10内的压力达到工艺压力时,P/M2,进行由电极板20将半导体晶片W吸附并保持在基座11的表面上并由传热气体供给部29向基座11的吸附面和半导体晶片W的背面的间隙供给He气的稳定化处理即工序1(工序S45)。
然后,P/M2,进行由对基座11施加高频电力在空间S内从处理气体产生高密度的等离子体而生成离子或原子团并由该离子等对半导体晶片W实施蚀刻处理的工序2(工序S46)。
接着,P/M2,为防止在后面的晶片除静电工序中半导体晶片W从基座11弹起,进行将传热气体供给孔27和传热气体供给管线28抽真空以除去He气的背面抽真空处理(工序S47),然后,进行对电极板20施加逆电位或如后文所述使等离子体与半导体晶片W接触而将半导体晶片W带有的静电除去的晶片除静电处理(工序S48)。
下一步,由大气系统输送装置3的输送臂43及L/L4的移送臂50将实施了蚀刻处理后的半导体晶片W从容室10送出并送入晶片盒40内(工序S49)。
然后,控制装置,判别计数器n的值是否大于表示规定的处理片数的设定值N(工序S50),当计数器n的值小于等于设定值N时,返回工序S43,当计数器n的值大于设定值N时,结束本处理。
该晶片处理中的工序S43及S49(基板输送工序)及工序S44~S48(基板处理工序)的各工序,由多个动作构成。例如,在工序S43中,包括使闸阀5打开的闸阀打开动作、推起销30从基座11的表面伸出的推起销伸出动作、移送臂50进入容室10内的移送臂伸长动作、使APC14全开的吹洗动作、以及MFC39将对容室10的N2气的供给停止的N2气供给停止动作等。
在以往的基板处理方法中,构成各工序的多个动作是按顺序执行的,与此不同,本实施方式的基板处理方法,在构成图4的处理中的各工序的多个动作中,至少并行地执行2个动作。例如,在上述的工序S43中,使吹洗动作、N2气供给停止动作和推起销伸出动作并行地执行。
另外,在基板处理系统1中即使将P/M60与L/L4连接时也能执行与上述图4的处理相同的处理。
按照本实施方式的基板处理方法,在构成图4的处理的各工序的多个动作中至少并行地执行2个动作,因此,当P/M2、大气系统输送装置3及L/L4的构成要素中的某1个构成要素执行某个动作时,通过使与该动作的执行无关的其他构成要素执行其他动作,可以缩短半导体晶片W的蚀刻处理所需要的时间,因而可以使处理效率飞跃地提高。
另外,按照本实施方式的基板处理装置,在图4的处理的各工序中的至少1个工序中,P/M2、大气系统输送装置3及L/L4的构成要素中的至少2个构成要素同工作,因此,可以缩短半导体晶片W的蚀刻处理所需要的时间,因而可以使处理效率飞跃地提高。
以下,说明在基板处理系统1中将P/M2与L/L4连接时的本实施方式的基板处理方法的具体例。而且,在以下的图中,用实线表示本实施方式的基板处理方法的动作,用虚线表示以往的基板处理方法的动作。
图5是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第一具体例的顺序图。
以往,在将半导体晶片W送入容室10内时,首先,由传热气体供给部进行传热气体供给管线的抽真空(VACCUM),在该抽真空结束后(OFF),使移送臂进入容室内(EXTEND)并将半导体晶片W载置在推起销的上端,进一步,再使该移送臂从容室内退出(RETRACT),但在本实施方式的基板处理方法中,在传热气体供给部29开始进行传热气体供给管线28的抽真空的同时,使移送臂50进入容室10内,并在抽真空结束的同时使移送臂50从容室10内退出。
因此,使传热气体供给管线28的抽真空和半导体晶片W的送入并行地执行,因而可以使处理效率飞跃地提高。
另外,在以往的P/M中,当移送臂停止时将因惯性力而产生振摆,因此,在移送臂停止后,在执行下一个动作、例如接受半导体晶片W之前设定了规定的延迟时间。与此不同,在P/M2中,通过使移送臂50的移动控制中的增益最佳化,可以无需设定规定的延迟时间。因此,可以使处理效率进一步飞跃地提高。
图6和图7(A)是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第二具体例的顺序图。
以往,推起销的设定位置,有容纳到基座内的容纳位置(DOWN向下)和用于从移送臂接受半导体晶片W的接受位置(UP向上)的2个位置,但在本实施方式的基板处理方法中,还追加了一个等待接受移送臂50的进入的等待位置(WAIT等待)。
另外,以往,在将半导体晶片W送入容室内时,在移送臂的伸长结束后,使推起销从容纳位置伸出到接受位置,但在本实施方式的基板处理方法中,处于容纳位置(图6(A))的推起销30,当移送臂50伸长并开始进入容室10内时,就伸出到等待位置(图6(B)),进一步,在将载置在拾取部54上的半导体晶片W输送到基座11的上方之前一直保持等待状态(图6(C))。然后,当移送臂50的伸长结束时,推起销30伸出到接受位置,并接受半导体晶片W(图(D))。
因此,使推起销30的伸出和半导体晶片W的送入并行地执行,因而可以使处理效率飞跃地提高。
另外,在移送臂50的伸长结束后,推起销30只需上升从等待位置到接受位置的较短距离,因此可以在短时间内进行半导体晶片W的接受,因而可以使处理效率进一步飞跃地提高。
进一步,在以往的P/M中,推起销30的升降速度为15mm/sec,但在P/M2中,将推起销的升降速度设定为25mm/sec。因此,可以使处理效率进一步飞跃地提高。
图7(B)是图4的晶片送出工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第一具体例的顺序图。
以往,在将半导体晶片W从容室送出时,在移送臂的退出结束后,推起销从接受位置下降到容纳位置,但在本实施方式的基板处理方法中,首先,处于容纳位置的推起销30伸出到接受位置而将半导体晶片W推起,并保持等待状态。接着,在移送臂50的伸长结束后,推起销30下降到等待位置,然后,在接受了半导体晶片W的移送臂50开始退出时,推起销30进一步下降到容纳位置。
因此,使推起销30的下降和半导体晶片W的送出并行地执行,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图8是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第三具体例的顺序图。
以往,在将半导体晶片W送入容室内时,使将送入送出口闭锁(CLOSE)的闸阀打开(OPEN),在将半导体晶片W送入容室内的移送臂从容室退出后,从全开APC,对容室内进行吹洗的OPEN模式切换到将容室内的压力保持在用于使基座除静电的压力(ESC除静电)的ESC除静电压力模式。与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,使将送入送出口31闭锁的闸阀5打开,并且,当载置了半导体晶片W的移送臂50开始进入容室10内时,将APC14从OPEN模式切换到ESC除静电压力模式。
因此,使半导体晶片W的送入和APC14的从OPEN模式到ESC除静电压力模式的切换并行地执行,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图9是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第四具体例的顺序图。
以往,在将半导体晶片W送入容室内时,将直流电源(HV)从对电极板施加逆电位而对基座进行除静电的HV逆施加模式(-)切换到不对电极板施加电位的无施加模式(0),进一步,将APC从ESC除静电压力模式切换到OPEN模式,并当开始进行P/M的主排气系统等的抽真空时,从直流电源切换到无施加模式经过了规定的时间、例如10秒后,将MFC从以最大流量向容室内供给N2气的最大供给模式(max流量)切换到不向容室内供给气体的无供给模式(0)。然后,将APC从OPEN模式切换到用于使容室内的压力急剧地上升到工艺压力的STEP0压力模式,并结束P/M的主排气系统等的抽真空操作。而且,闸阀,在MFC切换到无供给模式之前,将送入送出口闭锁。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,由闸阀5将送入送出口闭锁后,监控容室10内的压力,当该所监控的压力降低到规定的压力以下时,将MFC39从最大供给模式切换到无供给模式,然后,将APC14从OPEN模式切换到STEP0压力模式,并结束P/M2的主排气系统等的抽真空操作。
因此,由于根据容室10内的压力结束P/M2的主排气系统等的抽真空操作,不进行多余的抽真空操作,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图10是表示图4的背面抽真空工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第一具体例的顺序图。
以往,在将半导体晶片W的背面抽真空时,在将高频电源(RF)从对基座施加着高频电力的高频电力施加模式(ON)切换到不对基座施加高频电力的无施加模式(OFF)的同时,将MFC从为保持工艺压力而以规定的流量向容室内供给处理气体的处理气体设定流量模式(PRO GAS的设定流量)切换到无供给模式后,将该MFC从无供给模式切换到以规定流量向容室内供给用于容室内的N2吹洗的N2气的N2气设定流量模式(N2GAS的设定流量),进一步,由传热气体供给部进行传热气体供给管线的抽真空。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,在将高频电源18从高频电力施加模式切换到无施加模式、并将MFC39从处理气体设定流量模式切换到无供给模式的同时,由传热气体供给部29进行传热气体供给管线28的抽真空。然后,将MFC39切换到N2气设定流量模式。
因此,使高频电源18的从高频电力施加模式到无施加模式的切换、MFC39的从处理气体设定流量模式到无供给模式的切换、以及传热气体供给部29的传热气体供给管线28的抽真空并行地执行,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图11是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第五具体例的顺序图。
以往,在将半导体晶片W送入到容室内时,首先,将直流电源从HV逆施加模式切换到无施加模式,并进一步使推起销从容纳位置伸出到接受位置后,将APC从ESC除静电压力模式切换到OPEN模式的同时,将MFC从N2气设定流量模式切换到无供给模式,进一步在经过了规定的时间后,再次切换到N2气设定流量模式。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,当将直流电源22从HV逆施加模式切换到无施加模式时,使推起销30从容纳位置上升到仅从基座11的表面下降了0.5mm的第一等待位置(ESC位置(一0.5mm)),进一步,当经过规定的时间后使推起销30开始从第一等待位置上升到仅从基座11的表面伸出了0.5mm的第二等待位置(ESC位置(+0.5mm))时,在将APC14从ESC除静电压力模式切换到OPEN模式的同时,将MFC39从N2气设定流量模式切换到无供给模式。
因此,使推起销30的上升、APC14的从ESC除静电压力模式到OPEN模式的切换、和MFC39的从N2气设定流量模式到无供给模式的切换并行地执行,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图12是表示图4的工序0中采用的本实施方式的基板处理方法的第一具体例的顺序图。
以往,当容室内的压力达到工艺压力时,首先,由闸阀将送入送出口闭锁,并将MFC从最大供给模式切换到无供给模式。接着,在将MFC从无供给模式切换到处理气体设定流量模式的同时,将APC从OPEN模式切换到STEP0压力模式,在经过了规定的时间后,将直流电源从无施加模式切换到对电极板施加直流电压的HV施加模式。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,在将MFC39从最大供给模式切换到无供给模式后,接着,在将MFC39从无供给模式切换到处理气体设定流量模式的同时,当STEP0压力模式的目标压力小于等于工序1中的设定压力、即工艺压力时,将APC14从OPEN模式切换到用于将容室内的压力保持在工艺压力的工艺压力模式,当STEP0压力模式的目标压力大于工艺压力时,将APC14从OPEN模式切换到STEP0压力模式,在经过了规定的时间后,再将APC14从STEP0压力模式切换到工艺压力模式。
因此,可以根据STEP0压力模式的目标压力使APC14选择最佳的模式,因此,无需进行多余的压力上升,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图13是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第六具体例的顺序图。
以往,在将半导体晶片W送入容室内时,首先,在将半导体晶片W送入容室内之前,将APC从OPEN模式切换到ESC除静电压力模式,接着,将直流电源从无施加模式切换到HV逆施加模式,进一步,将直流电源从该HV逆施加模式切换到无施加模式而对基座进行除静电,在送入作为处理基板的半导体晶片W后,由闸阀将送入送出口闭锁,然后,将APC从ESC除静电压力模式切换到OPEN模式。这时,APC的从ESC除静电压力模式到OPEN模式的切换所需要的时间,比闸阀的闭锁所需要的时间长,因此,闸阀闭锁后,APC继续向OPEN模式的转移。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,在将直流电源22从HV逆施加模式切换到无施加模式后,紧接着将APC14从ESC除静电压力模式切换到OPEN模式,在APC向OPEN模式的转移结束后,由闸阀5将送入送出口31闭锁。
因此,闸阀5闭锁后,APC14不会继续向OPEN模式转移,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图14是表示在L/L和大气输送装置之间送入送出半导体晶片W时的具体例的顺序图。
在以往的基板处理系统中的L/L和大气输送装置之间送入送出半导体晶片W时,首先,由N2气供给系统以设定流量向L/L的容室内供给N2气,在将L/L的PSW(Pressure Switch压力开关)从OFF切换到ON并转移到大气压模式后,将连通管的阀打开而使容室与L/M连通,进一步,从PSW切换到ON经过规定的时间后,将闸阀打开。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,在将L/L4的PSW(图中未示出)从OFF切换到ON并转移到大气压模式后,将连通管的阀打开而使容室与L/M连通。而且,在PSW切换到ON后,当输送臂43在L/M42内移动并移动到闸阀6的前面时,将闸阀6打开。
因此,在输送臂43移动到闸阀6的前面后,不存在使该输送臂43在闸阀6的前面等待的时间,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图15是表示图4的晶片送出工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第二具体例的顺序图。
以往,在将半导体晶片W从容室送出时,在将APC从ESC除静电压力模式切换到OPEN模式之前,开始由副排气管路进行容室内的排气,并当容室内的压力降低到例如133Pa(100Torr乇)时,将APC切换到OPEN模式,开始由主排气管路进行容室内的排气。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,当开始由副排气管路进行容室内的排气并使容室内的压力降低到例如666Pa(500Torr乇)时,将APC14切换到OPEN模式,开始由主排气管路进行容室内的排气。
因此,由于更早地由主排气管路进行容室内的排气,因而可以使处理效率飞跃地提高。
另外,在以往的大气输送装置中,在一边使输送臂43下降,一边由延伸了的变换臂46对晶片盒40内的半导体晶片W的位置及片数进行确认后,首先,使升降台49沿臂基端部支柱48上升,当到达该臂基端部支柱48的上端时,使变换臂46缩短。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,在升降台49开始沿臂基端部支柱48上升的同时,就使变换臂46缩短。
因此,使升降台49的上升和变换臂46的缩短并行地执行,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图16是表示图4的工序2中采用的本实施方式的基板处理方法的第一具体例的顺序图。
以往,在对半导体晶片W进行蚀刻处理之前,将直流电源从无施加模式切换到HV施加模式,然后,将高频电源从无施加模式切换到高频电源施加模式。而在对半导体晶片W进行了蚀刻处理之后,将高频电源从高频电力施加模式切换到无施加模式,然后,将直流电源从HV施加模式切换到无施加模式。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,为减小半导体晶片W的由静电吸附于基座11所需的容室10内压力的减压量,同时缩短HV逆施加的时间,由等离子体对半导体晶片W供给电荷,增大半导体晶片W和基座11之间的静电吸附力。而且,为促进半导体晶片W的除静电,还由等离子体将半导体晶片W的电荷除去。即,在本实施方式的基板处理方法中,与以往的基板处理方法相比,以更长的时间执行高频电源18的高频电力施加模式。
具体地说,在对半导体晶片W进行蚀刻处理之前,将高频电源18从无施加模式切换到高频电力施加模式,然后,将直流电源22从无施加模式切换到HV施加模式。而在对半导体晶片W进行了蚀刻处理之后,将直流电源22从HV施加模式切换到无施加模式,然后,再将高频电源18从高频电力施加模式切换到无施加模式。
因此,可以减小半导体晶片W的由静电吸附于基座11所需的容室10内压力的减压量,并且能促进半导体晶片W的除静电,因而可以使处理效率飞跃地提高。
另外,在以往的P/M的传热气体供给部中,与载置在基座表面上的半导体晶片W的背面的中心部及周边部相对的各传热气体供给孔,通过具有1个阀的配管及具有另1个阀和节流孔板的另一配管与DP连接。该传热气体供给部,通过将配管及另一配管上的阀打开而使传热气体供给孔与DP连通,对半导体晶片W的背面进行抽真空。
与此不同,在本实施方式的基板处理系统中,如图17所示,在P/M2的传热气体供给部29中,与载置在基座11表面上的半导体晶片W的背面的中心部(CENTER)及周边部(EDGE)相对的各传热气体供给孔27,分别通过阀V65、V66与PCV(Pressure Control Valve压力控制阀)(图中未示出)连接。
另外,与上述中心部及周边部相对的各传热气体供给孔27,不仅通过分别具有阀V67、V68的第一配管101a、101b及分别具有阀V45、V46和节流孔板(ORIFICE)的第二配管102a、102b与DP16连接,而且通过分别具有阀V61、V62的第三配管103a、103b与容室10和APC14之间的配管105连接。因此,与半导体晶片W的背面的中心部及周边部相对的各传热气体供给孔27,通过第三配管103a、103b及APC14与TMP15连接。
因此,可以由TMP15对半导体晶片W的背面进行抽真空,并可以迅速地进行半导体晶片W的背面的抽真空、以及进一步的传热气体供给管线28的抽真空,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图18是表示图17的传热气体供给部的阀控制的顺序图。
在图4的工序2中对半导体晶片W进行了蚀刻处理后,在工序2中打开了的阀V45、V46、V65、V66继续保持开启状态,并通过PCV向半导体晶片W的背面供给He气,同时由DP16将剩余的He气从传热气体供给管线28排除。
接着,在图4的背面抽真空工序中,首先,将阀V67、V68打开而由DP16将传热气体供给管线28内的He气排除,在经过了规定的时间后,再将阀V61、V62打开,接着,将阀V67、V68关闭而由TMP15将传热气体供给管线28内的He气排除。然后,将阀V61、V62关闭,进一步,将阀V45、V46、V65、V66也关闭。
在将阀V61、V62打开时,第三配管103a、103b的两端与容室10内连通,因此,如残留在传热气体供给管线28内的He气的压力高,则该He气有时会流入到容室10内,使容室10内的压力不能降低。在图18的顺序中,与此对应地,在由TMP15排除He气之前,先由DP16将传热气体供给管线28内的He气排除,并使传热气体供给管线28内的He气的压力减低,因此,在将阀V61、V62打开时,可以防止He气流入到容室10内。
图19是表示图4的工序2中采用的本实施方式的基板处理方法的第二具体例的顺序图。
以往,在对半导体晶片W进行蚀刻处理时,高频电源反复进行高频电力施加模式和无施加模式的切换,但在本实施方式的基板处理方法中,与此不同,高频电源18,反复进行高频电力施加模式和使对基座施加着的高频电力逐渐减小的高频电力渐减模式的切换。
因此,在某个工序2和随后的工序2之间,在基座11上残留若干量的等离子体,所以在随后的工序2中可以迅速地产生所需要的量的等离子体,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图20是表示图4的工序1中采用的本实施方式的基板处理方法的第一具体例的顺序图。
以往,当以静电吸附半导体晶片W时,在将MFC从无供给模式切换到处理气体设定流量模式后,将直流电源从无施加模式切换到HV施加模式。这里,作为处理气体设定流量模式中的处理气体的供给流量,设定为足以使容室内的压力提高并使基座吸附面上带有剩余的电荷易于放电同时将半导体晶片W吸附在基座上的流量。并且,当只为吸附半导体晶片W所需要的半导体晶片W的表面和背面的差压增大了时,直流电源,切换到HV施加模式,以静电吸附半导体晶片W。
在本实施方式的基板处理方法中,将MFC39从无供给模式切换到处理气体设定流量模式后,将直流电源22从无施加模式切换到HV施加模式,虽然与以往的基板处理方法相同,但其不同点在于,MFC39的处理气体设定流量模式中的处理气体的供给流量比以往的供给流量多,例如,设定为与最大供给模式中的N2气供给流量相同的流量。
因此,可以使容室内的压力迅速地达到可以将基座吸附面上的剩余电荷放电的压力,并可以更早地将直流电源22切换到HV施加模式,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图21是表示图4的工序1中采用的本实施方式的基板处理方法的第二具体例的顺序图。
以往,当向半导体晶片W的背面供给He气时,在将直流电源从无施加模式切换到HV施加模式后,在规定的稳定时间、例如2秒后,由传热气体供给部通过传热气体供给管线向半导体晶片W的背面供给He气,但在本实施方式的基板处理方法中,将上述的稳定时间缩短到例如0.5秒。
因此,可以更早地进行对半导体晶片W的背面的He气供给,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图22是表示图4的背面抽真空工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第二具体例的顺序图。
以往,当将容室内升压到ESC除静电压力时,通过反馈控制等改变APC的蝶阀的开度(角度)以控制容室内的压力。这时,对APC进行自动控制(AUTO),改变蝶阀的角度,直到使容室内的压力稳定,但该蝶阀很难进行精细的角度变更,因此使容室内的压力反复地超调和欠调。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,当控制容室10内的压力时,如容室10内的压力小于规定值,则对APC进行自动控制而改变蝶阀的角度。接着,当容室10内的压力上升并超过规定值时,APC解除自动控制并将蝶阀的角度固定(SET ANGLE规定角度)。然后,由MFC39的处理气体供给量控制容室10内的压力。
因此,当容室10内的压力超过规定值时,将APC的蝶阀的角度固定,所以能够防止容室10内的压力反复地超调和欠调,因而可以更早地将容室10内的压力稳定在规定值。因此,可以使处理效率飞跃地提高。
另外,在以往的P/M中,当由APC或MFC进行容室内的压力控制时,无论是哪个工序,都设定了使作为装置停止模式的联锁起动的压力变动阈值,但在本实施方式的基板处理方法中,按照图4中的各工序变更和设定压力变动阈值。具体地说,将工序1或工序2中的压力变动阈值设定得小,但容许容室内有少许压力变动的晶片送入工序、背面抽真空工序、及晶片除静电工序等中的压力变动阈值设定得较大。
因此,可以减少晶片送入工序、背面抽真空工序、及晶片除静电工序等中的不必要的联锁起动次数,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图23是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第七具体例及晶片送出工序中的第三具体例的顺序图。
以往,当推起销伸出时,处于容纳位置的推起销,首先,上升到仅从基座表面下降了0.5mm的第一等待位置,在等待了规定的时间后,上升到仅从基座表面伸出了0.5mm的第二等待位置,进一步,在等待了规定的时间后,上升到接受位置。而当推起销下降时,按照与上述的推起销的伸出步骤相反的步骤下降。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,将推起销30的等待位置的设定废除。具体地说,处于容纳位置的推起销30,当开始伸出时,直接上升到接收位置,而处于接受位置的推起销30,当开始下降时,直接下降到容纳位置。
因此,在推起销30的升降中可以不存在等待时间,因而可以使处理效率飞跃地提高。
以往,在晶片转换处理中,在闸阀打开期间,因L/L的容室和P/M的容室的压力差而使L/L的容室内的N2气流入到P/M的容室内,因此,除基座进行除静电时以外,APC保持OPEN模式,并对容室内进行吹洗。所以,在闸阀打开期间,不能由MFC向内供给处理气体,因此,很难尽早地通过处理气体的供给而使容室内过渡到工艺压力。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法的晶片转换处理中,根据L/L4的容室51和P/M2的容室10的压力差控制L/L4的N2气供给系统52和L/L排气系统53的动作,并在闸阀5打开之前将该压力差消除。因此,可以防止L/L4的容室51内的N2气流入到P/M2的容室10内,从而能更早地通过处理气体的供给而使容室内过渡到工艺压力。
图24是表示本实施方式的晶片转换处理的流程图。
在图24中,首先,控制N2气供给系统52和L/L排气系统53的动作,而将L/L4的容室51和P/M2的容室10的压力差消除(工序S241),将闸阀5打开(工序S242),由移送臂50将半导体晶片W从容室10内送出(工序S243)。
接着,将APC14从OPEN模式切换到ESC除静电压力模式,并将MFC39从无供给模式切换到最大供给模式,进一步,将直流电源22从无施加模式切换到HV逆施加模式,从而进行基座11的除静电(ESC除静电)(工序S244)。
然后,在将MFC39从最大供给模式切换到处理气体设定流量模式的同时,将APC14从ESC除静电压力模式切换到OPEN模式(工序S245),在经过规定时间后,将APC14从OPEN模式切换到工艺压力模式,使容室10内过渡到工艺压力(工序S246)。
下一步,由移送臂50将下一个半导体晶片W送入容室10内(工序S247),将闸阀5关闭(工序S248),并结束本处理。
按照图24的处理,在将闸阀5打开之前,将L/L4的容室51和P/M2的容室10的压力差消除,因此,L/L4的容室51内的N2气不会流入到P/M2的容室10内。
以往,如图25的虚线所示,即使在ESC除静电后,为了吹洗从L/L的容室流入的N2气,也要长时间地使APC保持OPEN模式,而且,为提高吹洗的效率必需将MFC保持在最大供给模式,但如上所述,按照图24的处理,L/L4的容室51内的N2气不会流入到P/M2的容室10内,所以,在ESC除静电后没有必要使APC14长时间地保持OPEN模式,进一步,也没有必要将MFC39保持在最大供给模式。因此,在图24的处理中,如图25所示,在ESC除静电后,立即将MFC39从最大供给模式切换到处理气体设定流量模式,同时将APC14从ESC除静电压力模式切换到OPEN模式,进一步,将APC14切换到工艺压力模式,从而可以更早地使容室10内的压力过渡到工艺压力,因而可以使处理效率飞跃地提高。
以下,说明在基板处理系统1中将P/M60与L/L4连接时的本实施方式的基板处理方法的具体例。而且,在以下的图中,也用实线表示本实施方式的基板处理方法的动作,用虚线表示以往的基板处理方法的动作。
图26是表示图4的晶片送入工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第八具体例以及晶片送出工序中的第四具体例的顺序图。
以往,在将半导体晶片W送入容室内时,推起销从处于送入送出位置的下部电极(GAP)上的静电抑制板的表面伸出,并上升到接受半导体晶片W的位置。接收到半导体晶片W的推起销下降到容纳位置,从而将半导体晶片W载置在静电抑制板上。载置了该半导体晶片W的静电抑制板,与下部电极一起上升到处理位置。
另外,在将半导体晶片W从容室内送出时,载置了该半导体晶片W的静电抑制板,与下部电极一起下降到送入送出位置,然后,推起销从静电抑制板的表面伸出,将静电抑制板上的半导体晶片W推起到接受位置。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,在将半导体晶片W送入容室61内时,推起销80从处于送入送出位置的下部电极(GAP)62上的静电抑制板71的表面伸出,并上升到接受半导体晶片W的位置(图26(A))。接收到半导体晶片W的推起销80在接受位置保持等待状态。然后,静电抑制板71开始与下部电极62一起上升。静电抑制板71在上升的过程中从推起销80接受半导体晶片W,进一步,上升到处理位置(图26(B))。
另外,在将半导体晶片W从容室61内送出时,在对半导体晶片W进行了蚀刻处理后,载置了半导体晶片W的静电抑制板71开始与下部电极62一起下降。静电抑制板71,在下降的过程中将半导体晶片W交接给在接受位置等待的推起销80,并下降到送入送出位置(图26(C))。然后,已将半导体晶片W交接给移送臂50的推起销80,下降到容纳位置。
因此,在将半导体晶片W送入容室61内时,推起销80没有从接受位置下降到容纳位置,而在将半导体晶片W从容室61内送出时,推起销80不必再从容纳位置上升到接受位置,所以,可以迅速地进行半导体晶片W的交接,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图27是表示图4的工序1中采用的本实施方式的基板处理方法的第三具体例的顺序图。
以往,在使静电抑制板与下部电极一起上升到处理位置时,首先,将闸阀关闭,同时使推起销从接受位置下降到容纳位置。然后,将APC从OPEN模式切换到工艺压力模式,将直流电源从无施加模式切换到HV施加模式,进一步,使静电抑制板与下部电极一起从送入送出位置上升到处理位置。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,首先,将闸阀5关闭,然后,使推起销80从接受位置下降到容纳位置,并将APC从OPEN模式切换到工艺压力模式,且使静电抑制板71与下部电极62一起从送入送出位置上升到处理位置。接着,将直流电源73从无施加模式切换到HV施加模式。
因此,使APC的从OPEN模式到工艺压力模式的切换和静电抑制板71的从送入送出位置到处理位置的上升并行地执行,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图28是表示图4的晶片送出工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第五具体例的顺序图。
以往,在将半导体晶片W从容室内送出时,首先,在结束了由传热气体供给部进行的传热气体供给管线的抽真空后,使静电抑制板与下部电极一起从处理位置下降到送入送出位置,然后,将APC从工艺压力模式切换到OPEN模式。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,在下部电极62的上升中,在处理位置和送入送出位置之间设定中间位置(MIDDLE)。而且,在将半导体晶片W从容室61内送出时,首先,在结束了由传热气体供给部84进行的传热气体供给管线83的抽真空后,使静电抑制板71与下部电极62一起从处理位置下降到中间位置,在经过规定时间后,再使静电抑制板71与下部电极62一起从中间位置下降到送入送出位置,同时将APC从工艺压力模式切换到OPEN模式。
因此,使静电抑制板71的从中间位置到送入送出位置的下降和APC的从工艺压力模式到OPEN模式的切换并行地执行,因而可以使处理效率飞跃地提高。
图29是表示图4的晶片送出工序中采用的本实施方式的基板处理方法的第六具体例的顺序图。
以往,在将半导体晶片W从容室内送出时,首先,使推起销从容纳位置上升到接受位置并将半导体晶片W推起。然后,在将闸阀打开后,使移送臂进入容室内接受半导体晶片W,进一步,从容室内退出。
与此不同,在本实施方式的基板处理方法中,在将半导体晶片W从容室61内送出时,首先,在使推起销80从容纳位置上升到接受位置并将半导体晶片W推起的同时,将闸阀5打开。然后,使移送臂50进入容室61内接受半导体晶片W,进一步,从容室61内推出。
因此,使推起销80的从容纳位置到接受位置的上升和闸阀5的打开并行地执行,因而可以使处理效率飞跃地提高。
另外,上述的各具体例,既可以单独地应用于基板处理系统1,也可以将多个具体例适当地组合后使用。
另外,与基板处理系统1连接的主计算机和外部服务器等,监控基板处理系统1的构成装置、例如P/M2、大气输送装置3和L/L4的维修周期,当监控到该维修周期时,主计算机等向基板处理系统1的计算机上的软件发送维修指令。接收到该维修指令的软件,判断P/M2、大气输送装置3和L/L4等是否可以转移到维修状态。当P/M2等为空闲状态就可以转移到维修状态时,软件执行使P/M2的容室10的压力和L/L4的容室51内的压力等升压到大气压的大气敞开程序。
因此,管理人员等可以立即进行维修作业,因而可以提高基板处理系统1的运行率。
另外,本发明的目的,当然也可以通过将记录了实现上述实施方式的功能的软件的程序代码的存储介质(或记录介质)供给基板处理系统1或P/M2等,并由该基板处理系统1或P/M2等所具有的控制装置、例如计算机(或CPU和MPU等)、或与基板处理系统1连接的控制装置、例如外部服务器读出并执行存储在存储介质内的程序代码来完成。
另外,不仅可以通过由计算机等执行所读出的程序代码实现上述实施方式的功能,而且也包括由在计算机等上工作着的操作系统(OS)等,根据该程序代码的指示执行实际处理的一部分或全部,并通过该处理实现上述实施方式的功能的情况。
进一步,也包括将从存储介质读出的程序代码写入插入到计算机或外部服务器内的功能扩展卡或与计算机或外部服务器连接的功能扩展单元所具有的存储器后,由该功能扩展卡或功能扩展单元所具有的CPU等根据该程序代码的指示执行实际处理的一部分或全部并通过该处理实现上述实施方式的功能的情况。
另外,上述程序代码,不仅可以由计算机或外部服务器实现上述实施方式的功能,而且其方式也可以具有目标代码、由解释程序执行的程序代码、供给OS的脚本数据等方式。
作为供给程序代码的记录介质,例如,可使用RAM、NV-RAM、软(注册商标)磁盘、硬盘、光盘、磁性光盘、CD-ROM、MO、CD-R、CD-RW、DVD(DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡、其他ROM等可存储上述程序代码的存储介质。或者,上述程序代码,也可以通过从与因特网、商用网或局域网等连接的图中未示出的其他计算机或数据库等下载而供给。
另外,与基板处理系统1连接的主计算机和外部服务器,也可以监控基板处理系统1的各构成装置、例如P/M2、大气输送装置3和L/L4等的构成要素的工作状况或半导体晶片W的处理状况,根据该监控结果,抽出可并行执行的动作,并通过将该抽出的动作组合而构筑最佳基板处理顺序。在这种情况下,对构成基板处理系统1的P/M2、大气输送装置3以及L/L4的各构成要素的动作,根据最佳基板处理顺序进行控制。因此,可以有效地提高处理效率。
另外,当基板处理系统1具有多个P/M2,并由多个P/M2按顺序处理多个半导体晶片W时,主计算机或外部服务器等,生成定义多个半导体晶片W的处理工序的晶片处理工序表,基板处理系统1根据该晶片处理工序表处理各半导体晶片W。另外,主计算机或外部服务器等,当执行晶片处理工序表中的1个半导体晶片W的处理时,也可以监控P/M2、大气输送装置3和L/L4等的构成要素的工作状况和半导体晶片W的处理状况等,并根据该监控结果构筑进行处理的过程中的半导体晶片W的最佳基板输送顺序、和晶片处理工序表中的下1个半导体晶片W的最佳基板处理顺序。因此,不仅可以提高晶片处理工序表中的下1个半导体晶片W的处理效率,而且还可以提高进行着处理的过程中的处理效率。
在上述的实施方式中,对基板处理系统中的基板处理装置为蚀刻处理装置的情况进行了说明,但可应用本发明的基板处理系统中的基板处理装置并不限于此,例如,也可以是涂敷显影装置、基板清洗装置、热处理装置,蚀刻处理装置等。
另外,在上述的实施方式中,所输送的基板为半导体晶片,但所输送的基板不限于此,例如,也可以是LCD(Liquid Crystal Display液晶显示器)和FPD(Flat Panel Display平板显示器)等的玻璃基板。
权利要求
1.一种基板处理方法,是在至少具有基板处理装置和基板输送装置的基板处理系统中执行,并包括输送基板的基板输送工序和对所述基板进行规定处理的基板处理工序的基板处理方法,其特征在于所述基板输送工序和所述基板处理工序由多个动作构成,并使所述多个动作中的至少2个动作并行地执行。
2.如权利要求1所述的基板处理方法,其特征在于所述基板处理装置,具有容纳室、配置在该容纳室内且用于载置所述基板的载置台、以及向载置在所述载置台上的所述基板和所述载置台之间供给传热气体的传热气体供给管线,使进行所述传热气体供给管线的抽真空的抽真空动作和进行所述基板的对所述容纳室的送入的送入动作并行地执行。
3.如权利要求1所述的基板处理方法,其特征在于所述基板处理装置,具有容纳室、配置在该容纳室内且用于载置所述基板的载置台、以及从该载置台伸出而使所述基板升降的升降销,使进行所述升降销的伸出的销伸出动作和进行所述基板的对所述容纳室的送入的送入动作并行地执行。
4.如权利要求3所述的基板处理方法,其特征在于使进行所述升降销的下降的销下降动作和进行所述基板的从所述容纳室的送出的送出动作并行地执行。
5.如权利要求1所述的基板处理方法,其特征在于所述基板处理装置,具有容纳室和控制该容纳室内的压力的压力控制装置,使进行所述基板的对所述容纳室的送入的送入动作和进行所述压力控制装置的所述容纳室的升压的升压动作并行地执行。
6.如权利要求1所述的基板处理方法,其特征在于所述基板处理装置,具有容纳室、配置在该容纳室内且用于载置所述基板的载置台、向载置在所述载置台上的所述基板和所述载置台之间供给传热气体的传热气体供给管线、对所述载置台施加高频电力的高频电源、以及控制所需气体的流量并将其供给所述容纳室的气体流量控制供给装置,使将所述高频电源的高频电力施加停止的施加停止动作、将所述气体流量控制供给装置的气体供给停止的供给停止动作、以及进行所述传热气体供给管线的抽真空的抽真空动作并行地执行。
7.如权利要求1所述的基板处理方法,其特征在于所述基板处理装置,具有容纳室、配置在该容纳室内且用于载置所述基板的载置台、从该载置台伸出而使所述基板升降的升降销、控制所述容纳室内的压力的压力控制装置、以及控制所需气体的流量并将其供给所述容纳室的气体流量控制供给装置,使进行所述升降销的伸出的伸出动作、进行所述压力控制装置的所述容纳室的降压的降压动作、和将所述气体流量控制供给装置的气体供给停止的供给停止动作并行地执行。
8.如权利要求1所述的基板处理方法,其特征在于所述基板输送装置,具有构成为升降自如且伸缩自如的用于对容纳多个所述基板的基板容纳器中的所述基板的片数进行计数的横臂状的基板片数计数装置,在对所述基板的片数进行计数后,使进行所述基板片数计数装置的升降的升降动作和进行所述基板片数计数装置的缩短的缩短动作并行地执行。
9.如权利要求1所述的基板处理方法,其特征在于所述基板处理装置,具有容纳室、配置在该容纳室内且用于载置所述基板的载置台、控制该容纳室内的压力的压力控制装置,使进行所述压力控制装置的所述容纳室的升压的升压动作和进行所述载置台的上升的载置台上升动作并行地执行。
10.如权利要求9所述的基板处理方法,其特征在于使进行所述压力控制装置的所述容纳室的降压的降压动作和进行所述载置台的下降的载置台下降动作并行地执行。
11.如权利要求1所述的基板处理方法,其特征在于所述基板处理装置,具有容纳室、配置在该容纳室内且用于载置所述基板的载置台、从所述载置台伸出而使所述基板升降的升降销、连接所述基板输送装置和所述基板处理装置的开闭自如的门装置,使进行所述升降销的伸出的销伸出动作和进行所述门装置的闭锁的闭锁动作并行地执行。
12.一种基板处理系统,是至少具有基板处理装置和基板输送装置的基板处理系统,其特征在于所述基板处理装置和所述基板输送装置由多个构成要素构成,至少在处理基板时或输送所述基板时,所述多个构成要素中至少2个构成要素同时工作。
13.一种基板处理程序,由计算机执行在至少具有基板处理装置和基板输送装置的基板处理系统中执行的基板处理方法的基板处理程序,其特征在于具有输送基板的基板输送模块和处理所述基板的基板处理模块,所述基板输送模块和所述基板处理模块由多个动作构成,使所述多个动作中的至少2个动作并行地执行。
全文摘要
提供一种可以使处理效率飞跃地提高的基板处理方法。作为晶片处理的基板处理方法,在具有基板处理装置(2)、大气输送装置(3)以及负载锁定室(4)的基板处理系统(1)中执行,具有输送半导体晶片W的基板输送工序(工序S43和S49)、和对半导体晶片W进行蚀刻处理的基板处理工序(工序S44~S48),基板输送工序和基板处理工序由多个动作构成,该基板处理方法,使构成各工序的多个动作中的至少2个动作并行地执行。
文档编号G06Q50/04GK1779906SQ200510117318
公开日2006年5月31日 申请日期2005年11月1日 优先权日2004年11月1日
发明者贝濑精一, 岩渕纪之, 加藤茂昭, 中村博, 横内健, 柴田真理子, 小尾章 申请人:东京毅力科创株式会社