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公開番号2025092373
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2024095861
出願日2024-06-13
発明の名称半導体基板を処理するための装置および方法
出願人エスピーティーエステクノロジーズリミティド
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類H01L 21/677 20060101AFI20250612BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】真空条件下で半導体基板を搬送する搬送モジュール及び半導体基板を処理する方法を提供する。
【解決手段】半導体基板を装置に導入し、かつ、装置から除去することができる1つ以上の半導体基板ハンドリング装置と、半導体基板を処理するための複数の処理チャンバと、半導体基板ハンドリング装置と複数の処理チャンバとの間で半導体基板を真空搬送する搬送モジュールでであって、主チャンバと脱ガスサブチャンバとを備える真空チャンバと、主チャンバ内の真空を維持するために主チャンバと接続する第1のポンピングシステムと、脱ガスサブチャンバ内の真空を維持するために脱ガスサブチャンバと接続する第2のポンピングシステムと、半導体基板ハンドリング装置と複数の処理チャンバ少なくとも1つの搬送装置と、基板支持体と、昇降装置と、を含む。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
半導体基板を処理するための装置であって、
１つ以上の半導体基板ハンドリング装置であって、それを通して前記半導体基板を装置に導入し、および／または前記装置から除去することができる、１つ以上の半導体基板ハンドリング装置と、
前記半導体基板を処理するための複数の処理チャンバと、
前記半導体基板ハンドリング装置と前記複数の処理チャンバとの間で前記半導体基板を真空搬送する搬送モジュールと、
を含み、
前記搬送モジュールは、
主チャンバと脱ガスサブチャンバとを備える真空チャンバと、
前記主チャンバ内の真空を維持するために前記主チャンバと接続する第１のポンピングシステムと、
前記脱ガスサブチャンバ内の真空を維持するための、前記脱ガスサブチャンバと接続する第２のポンピングシステムと、
半導体基板ハンドリング装置と前記複数の処理チャンバとを含む所望の場所の間で前記半導体基板を搬送するための少なくとも１つの搬送装置と、
基板支持体と、
前記基板支持体を上昇位置と下降位置との間で移動させる昇降装置と、
を含み、前記昇降装置は、前記下降位置によって前記搬送装置が前記半導体基板を前記基板支持体上に位置決めし、前記上昇位置によって（ｉ）前記基板支持体上に配置された前記半導体基板を前記脱ガスサブチャンバ内に位置決めし、（ｉｉ）前記脱ガスサブチャンバを前記主チャンバから封止して、前記第２のポンピングシステムによって前記脱ガスサブチャンバ内の真空を維持するように構成される、
装置。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記真空チャンバは、前記主チャンバと前記脱ガスサブチャンバとの間に配置された補助サブチャンバをさらに備え、その下降位置において、前記基板支持体は、前記搬送装置が前記半導体基板を前記基板支持体上に位置決めすることを可能にするために前記補助サブチャンバ内に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記脱ガスサブチャンバは、前記補助サブチャンバの上方に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記補助サブチャンバは、前記主チャンバに形成された開口を介して前記主チャンバと真空連通している、請求項２または請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記脱ガスサブチャンバは、２つの半導体基板ハンドリング装置の間の前記主チャンバの周辺領域に配置される、請求項１～４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記半導体基板ハンドリング装置及び前記複数の処理チャンバは、それぞれ開閉可能なゲートを介して前記搬送モジュールの前記主チャンバと真空連通している、請求項１～５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記ゲートはスロットバルブである、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記脱ガスサブチャンバは、前記スロットバルブの上方に配置される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記半導体基板ハンドリング装置および前記複数の処理チャンバは、前記主チャンバの周囲に円周方向に配置される、先行請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記脱ガスサブチャンバは、前記半導体基板の温度を上昇させるための１つ以上の加熱デバイスを備える、先行請求項のいずれかに記載の装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板を処理するための装置に関し、特に脱ガス機能を提供する装置に関する。本発明はまた、真空条件下で半導体基板を搬送するための関連する搬送モジュール、及び半導体基板を処理する関連する方法に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
物理気相成長法（ＰＶＤ）、化学気相成長法（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、または原子層堆積法（ＡＬＤ）などの技術を用いて、金属または誘電体材料などの材料の薄膜を半導体ウェハ表面上に堆積させることは周知である。半導体ウェハ表面は、これらの堆積方法のいずれかによって層を堆積する前に適切に準備されることが不可欠である。これらの堆積方法の各々は、望ましくない汚染物質の存在を最小限に抑えることによって膜品質を維持するために減圧下で行われる。生産性を最大にするために、これらの堆積ステップは、必ず、多数の処理モジュールが中央搬送モジュール（ＴＭ）の周囲に配置されるクラスタツールにおいて行われる。多くの場合、薄膜堆積ステップの前に、脱ガスまたは予熱ステップ、および潜在的にエッチングステップまたはステップの組み合わせが必要とされる。これは、水および有機化合物などのウェハの表面からの汚染物質が除去され、ウェハが堆積プロセスのための正しい温度にあることを確実にするためである。
【０００３】
生産性またはシステム全体（典型的にはウェハ／時間で測定される）は、製造システムの性能を決定する上で重要な因子である。したがって、スループットを最大化するために、ウェハ処理シーケンスのバランスが良好であることが重要である。プロセスステップの数が増加し、異なる処理モジュールの使用をもたらすにつれて、統合されたプロセスフローにおけるボトルネックを回避することがますます困難になる。これは、プロセス中にアイドル時間をもたらし得る。クラスタツールにおけるウェハの順序付けは、次のプロセスステップを実行するための処理モジュールの利用可能性によってしばしば決定される。多くの用途では、処理モジュールおよび搬送モジュール内の圧力は、モジュールと搬送モジュールとの間のスロット弁が開放され得る前に、定義された設定点を下回らなければならないであろう。これは、ステーション間の相互汚染を回避するためである。
【０００４】
クラスタツール内でウェハを脱ガスまたは予熱することは、典型的には、ウェハを必要とされる温度まで均一に加熱することと、ウェハが加熱される領域から脱着ガスを除去することとを伴い、その結果、脱着ガスは、ウェハ上に再び吸着されず、ＴＭまたは処理モジュールの真空性能を劣化させない。脱ガスは、典型的には、処理モジュールにおいて、またはＴＭ内にウェハを導入するために使用されるウェハハンドリング装置の一部を形成するロック／ロードシステムにおいて実行される。ウェハの温度が上昇すると、汚染物質の大部分が除去されるまで、ウェハの領域内の圧力が上昇する。ウェハパッキングのために、およびファンアウトウェハレベルパッケージング（ＦＯＷＬＰ）用途のためのモールド層として、ポリイミド（ＰＩ）およびポリベンゾオキサゾール（ＢＰＯ）などの有機パッシベーション層を使用するＰＶＤシステムでは、特定の問題に直面する。これらのシステムの脱ガス能力に対する要求は、有機パッシベーション層の温度感受性およびこれらの層に存在する汚染物質の量に起因して増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許出願公開第２０２２／０４０６６４０号
米国特許出願公開第２０２１／０３９８８２４号
米国特許出願公開第２０２３／００９５０９５号
欧州特許出願公開第０３６７４２５号
特開２００３－２０９１５２号公報
米国特許第６１８３５６４号
米国特許第６４９７７３４号
米国特許第５３８０６８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、その実施形態の少なくともいくつかにおいて、上記の問題、要望および要件に対処する。特に、本発明は、その実施形態の少なくともいくつかにおいて、その脱ガス能力によって制限される統合クラスタツールの生産性を改善するという問題に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ＰＩおよびＢＰＯなどの有機パッシベーション層を含む基板の脱ガスにおいて特定の有用性を見出すが、本発明はこの点において限定されないことが理解されるであろう。むしろ、本発明は、様々な基板、処理モジュールおよびクラスタツールに広く適用可能である。
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、半導体基板を処理するための装置は、１つ以上の半導体基板ハンドリング装置であって、それを通して半導体基板を装置に導入し、および／または装置から除去することができる、１つ以上の半導体基板ハンドリング装置と、半導体基板を処理するための複数の処理チャンバと、半導体基板ハンドリング装置と複数の処理チャンバとの間で半導体基板を真空搬送する搬送モジュールであり、搬送モジュールは、主チャンバと脱ガスサブチャンバとを備える真空チャンバと、主チャンバ内の真空を維持するために主チャンバと接続する第１のポンピングシステムと、脱ガスサブチャンバ内の真空を維持するために脱ガスサブチャンバと接続する第２のポンピングシステムと、半導体基板ハンドリング装置と複数の処理チャンバとを含む所望の場所の間で半導体基板を搬送するための少なくとも１つの搬送装置と、基板支持体と、基板支持体を上昇位置と下降位置との間で移動させる昇降装置と、を含み、昇降装置は、下降位置によって搬送装置が半導体基板を基板支持体上に位置決めし、上昇位置によって（ｉ）基板支持体上に配置された半導体基板を脱ガスサブチャンバ内に位置決めし、（ｉｉ）脱ガスサブチャンバを主チャンバから封止して、第２のポンピングシステムによって脱ガスサブチャンバ内の真空を維持するように構成される。
【０００９】
この種の装置は、多数の利点を提供する。処理チャンバ位置に脱ガスチャンバが設けられる従来技術の装置と比較して、余分な処理チャンバ位置が利用可能となる。これは、装置のスループットを向上させるか、または追加のツールの柔軟性を提供することができる。インライン脱ガスステーションがロードロック装置に設けられる従来技術の装置と比較して、本発明は、ロードロックモジュールがロードロックとしてのみ機能することを可能にする。これは、大気から真空（および真空から大気）への移送時間を短縮する。また、脱ガスは、大気に通気されず、専用のポンプシステムを有する環境で行われる。あるいは、本発明の装置は、脱ガスステーションを有する１つ以上のインラインロードロック装置を備えることができる。これは、装置の脱ガス能力のさらなる増加を提供する。脱ガスサブチャンバは、連続的にポンピングすることができ、したがって、基板支持体を下げることによってサブチャンバを搬送モジュールに開放する前に排気することができる。脱ガスサブチャンバは、搬送モジュールから容易に真空隔離され、全般的なメンテナンスを行うことができる。搬送モジュールおよび第１のポンピングシステムの汚染は、搬送モジュールからの脱ガスサブチャンバの真空隔離によって、および第２のポンピングシステムによる脱ガスサブチャンバの専用ポンピングの提供を通して回避することができる。
【００１０】
真空チャンバは、主チャンバと脱ガスサブチャンバとの間に配置された補助サブチャンバをさらに備えることができ、その下降位置において、基板支持体は、搬送装置が半導体基板を基板支持体上に位置決めすることを可能にするために補助サブチャンバ内に配置される。脱ガスサブチャンバは、補助サブチャンバの上に配置することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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