JP2008244123A - 開閉手段の開放制御方法及びこれを用いた減圧処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、実際の大気圧に基づいてゲートバルブの開放制御を行い、かかる大気圧の変動があっても、異物の巻上げや吸込みのない開閉手段の開放制御方法及びこれを用いた減圧処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】大気圧より低い圧力で被処理物４０を処理する処理室６０に隣接して設けられ、該処理室６０と連通可能な第１の開閉手段９１、９２と、前記被処理物４０を大気側から導入するための第２の開閉手段９３、９４を有する予備室の該第２の開閉手段９３、９４の開放制御方法であって、
前記予備室外の大気圧を検出する工程と、
前記予備室内の室内圧力を検出する工程と、
前記予備室内に不活性ガスを含むガスを導入するガス導入工程とを有し、
前記室内圧力が、前記大気圧よりも低いときには、前記ガス導入工程を実行し、
前記室内圧力が、前記大気圧より高いときには、前記第２の開閉手段９３、９４を開放することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、開閉手段の開放制御方法に関し、特に、減圧下で被処理物を処理する減圧処理装置における開閉手段の開放制御方法及びこれを用いた減圧処理装置に関する。

従来から、エッチング装置等の減圧下で被処理物の処理を行う減圧処理装置及び減圧処理方法が知られている。かかる減圧処理装置及び減圧処理方法においては、被処理物を処理室に導入する際に、圧力を変化させることによりロードロック室等の予備室や処理室に塵等が入り難い状態にして、被処理物を導入又は搬入している。

図１０は、従来の減圧処理装置３００の概略図を示している。図１０においては、減圧処理装置３００は、エッチング装置が例として挙げられている。図１０において、減圧処理装置３００は、圧力センサー３０と、ロードロック室５０と、処理室６０と、アンロードロック室８０と、ゲートバルブ９０、９１、９２、９３とから構成される。

圧力センサー３０は、ロードロック室５０と、処理室６０と、アンロードロック室に対応して、圧力センサー３１、３２、３３が各々に設けられている。

図１０のような減圧処理装置３００の構成において、ロードロック室５０の圧力は、室内圧力センサー３１により検出されている。被処理物であるウェハー４０は、室内圧力センサー３１により検出されるロードロック室５０の圧力が、大気圧に近い所定圧力に達したときに、ゲートバルブ９３が開いてロードロック室５０に導入されるようになっている。

ロードロック室５０に導入された被処理物４０は、一旦ここに載置されて待機する。この状態で、ロードロック室５０内が真空排気されて圧力が下げられ、処理室６０と同程度の真空度になったときに、被処理物４０は処理室６０に導入され、ステージ７０の上に載置される。そして、ステージ７０上のウェハー４０に対して、真空条件下でエッチング等の所定の処理がなされる。このとき、アンロード室８０は、真空排気がなされて真空状態となるような制御がなされている。ウェハー４０の処理が終わったら、アンロード室８０が真空状態であれば、ゲートバルブ９２が開放され、ウェハー４０は、アンロード室８０に移送される。そして、アンロード室８０内の圧力が、気体等の導入により高められ、大気圧と同程度に設定された所定圧力になったときに、ゲートバルブ９４から搬出される。

このように、従来は、大気圧を検出したい真空容器であるロードロック室５０、処理室６０、アンロードロック室８０に室内圧力センサー３１、３２、３３を直接取り付け、真空容器５０、６０、８０内の圧力が設定された所定圧力になったことを検出していた。そして、例えばロードロック室５０へのウェハー４０の搬入を例に挙げると、この設定圧力を大気圧に近い擬似的な設定とすることにより、ウェハー４０が搬入される側のロードロック室５０と、搬入する大気側の圧力差が無い状態とすることができ、圧力差に起因するロードロック室５０への異物の吸込みを防止することができた。

なお、チャンバ内に基板を搬入／搬出する方法に関して、差圧計により、ウェハー入出炉時のパーティクル発生を無くすことができるようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１１７０７２号公報

しかしながら、上述の図１０に示した従来技術の構成では、大気圧が例えば台風等の天候の影響で変化した場合には、変動する大気圧の影響でロードロック室５０又はアンロードロック室８０の内部圧力が設定圧力にまで到達することができずに、室内圧力センサー３０の調整が必要となることがあった。

また、従来技術では、ロードロック室５０又はアンロードロック室８０の内部圧力が、設定した圧力に達したか否かのみかを検出しており、実際の大気圧とは差圧がある場合がある。このような場合には、例えばロードロック室５０又はアンロードロック室８０の内部圧力が実際の大気圧よりも低い場合には、ゲートバルブ９３、９４の動作時に、容器５０、８０の内部に大気圧が吸入され、内部の異物の巻上げや、外部の異物の吸込みが発生するという問題があった。そのため、ロードロック室５０又はアンロードロック室８０の内部にウェハー４０がある場合には、それら異物の影響で、品質低下に繋がる問題があった。

そこで、本発明は、実際の大気圧に基づいてゲートバルブの開放制御を行い、かかる大気圧の変動があっても、異物の巻上げや吸込みのない開閉手段の開放制御方法及びこれを用いた減圧処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明に係る開閉手段（９３、９４）の開放制御方法は、大気圧より低い圧力で被処理物（４０）を処理する処理室（６０）に隣接して設けられ、該処理室（６０）と連通可能な第１の開閉手段（９１、９２）と、前記被処理物（４０）を大気側から導入するための第２の開閉手段（９３、９４）を有する予備室の該第２の開閉手段（９３、９４）の開放制御方法であって、
前記予備室外の大気圧を検出する工程と、
前記予備室内の室内圧力を検出する工程と、
前記予備室内に不活性ガスを含むガスを導入するガス導入工程とを有し、
前記室内圧力が、前記大気圧よりも低いときには、前記ガス導入工程を実行し、
前記室内圧力が、前記大気圧より高いときには、前記第２の開閉手段（９３、９４）を開放することを特徴とする。

これにより、予備室を備えた減圧処理装置において、変化する現実の大気圧を検出し、これとの比較により予備室の開放を制御することができ、大気圧の変化に起因する異物の巻上げや吸い込みを防止することができる。

第２の発明に係る開閉手段（９１、９２）の開放制御方法は、大気圧より低い圧力で被処理物（４０）を処理する処理室（６０）の開閉手段（９１、９２）の開放制御方法であって、
前記処理室外の大気圧を検出する工程と、
前記処理室内の室内圧力を検出する工程と、
前記処理室内に不活性ガスを含むガスを導入するガス導入工程とを有し、
前記室内圧力が、前記大気圧よりも低いときには、前記ガス導入工程を実行し、
前記室内圧力が、前記大気圧よりも高いときには、前記開閉手段（９１、９２）を開放することを特徴とする。

これにより、処理室に直接被処理物を導入する構成の減圧処理装置においても、変化する現実の大気圧を検出し、これとの比較により処理室の開放を制御することができ、大気圧の変化に起因する異物の巻上げや吸込みを防止することができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明に係る開閉手段（９１、９２、９３、９４）の開放制御方法において、
前記ガス導入工程の実行は、前記大気圧と前記室内圧力とを比較する比較回路（１００）により制御されることを特徴とする。これにより、比較回路により容易にガス導入工程の実行制御を行うことができる。

第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明に係る開閉手段（９１、９２、９３、９４）の開放制御方法において、
前記大気圧を検出する工程及び前記室内圧力を検出する工程は、前記予備室（５０、８０）に設けられた一体型のセンサー（１１、１３）により検出されることを特徴とする。これにより、従来の制御に大きな変更を加えることなく、コンパクトに開閉手段の開放制御を実現することができる。

第５の発明は、第３の発明に係る開閉手段（９１、９２、９３、９４）の開放制御方法において、
前記比較回路（１００）は、前記一体型のセンサー内に設けられていることを特徴とする。これにより、センサーを設けるだけで、コンパクトかつ容易に開閉手段の開放制御を行うことができる。

第６の発明は、第１〜５のいずれか１つの発明に係る開閉手段（９１、９２、９３、９４）の開閉制御方法において、
前記室内圧力が、前記大気圧よりも所定のマージン量分高く設定された設定圧力以上のときに、前記開閉手段（９１、９２、９３、９４）を開放することを特徴とする。これにより、余裕を持って安全度を高めた状態で開閉手段の開放制御を行うことができる。

第７の発明は、第１〜６のいずれか１つの発明に係る開閉手段（９１、９２、９３、９４）の開放制御方法において、
前記大気圧を検出する工程は、前記予備室（５０、８０）及び／又は前記処理室（６０）の外に設けられた１つの大気圧センサー（２０ａ）により検出され、
前記室内圧力の検出は、各々の前記予備室（５０、８０）及び／又は前記処理室（６０）に設けられた室内圧力センサー（３１ａ、３２ａ、３３ａ）により各々の室内圧力が検出され、
前記ガスを導入する工程は、前記１つの大気圧センサー（２０ａ）により検出された前記大気圧と、前記各々の室内圧力とが各々比較され、各々の比較結果に基づいて、各々の前記予備室（５０、８０）及び／又は前記処理室（６０）にガスが導入されることを特徴とする。

これにより、１つの大気圧センサーにより、設けられた容器全部の開閉手段の開放制御を行うことができる。

第８の発明に係る減圧処理装置（２００、２００ｂ、２００ｃ）は、大気圧より低い圧力で被処理物（４０）を処理する処理室（６０）と、
該処理室（６０）に隣接し、該処理室（６０）と連通する第１の開閉手段（９１、９２）と、大気側と連通する第２の開閉手段（９３、９４）とを有する予備室（５０、８０）と、
該予備室外の大気圧を検出する大気圧センサー（２０、２１、２２、２３）と、
前記予備室内の室内圧力を検出する室内圧力センサー（３０、３１、３２、３３）と、
該予備室にガスを導入するガス導入手段（１１０、１１１、１１２、１１３）と、
前記第２の開閉手段の開閉を制御する制御手段（１４０）とを備え、
該制御手段８１４０）は、前記室内圧力センサー（３０、３１、３２、３３）により検出された室内圧力が、前記大気圧センサー（２０、２１、２２、２３）により検出された大気圧よりも低いときには、前記ガス導入を行うとともに、前記室内圧力が前記大気圧を超えたときには、前記第２の開閉手段（９３、９４）を開く制御を行うことを特徴とする。

これにより、気象状況等により変化する現実の大気圧に対応して、被処理物の導入時に異物の巻上げや吸込みのない状態で開閉手段の開放制御を実行できる減圧処理装置を提供することができる。

第９の発明は、第８の発明に係る減圧処理装置において、
前記制御手段（１４０）は、前記大気圧と前記室内圧力とを比較する比較回路（１００）を備えることを特徴とする。これにより、現実の大気圧と室内圧力の比較に基づいて開閉手段の開放制御を行うことができる。

なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、図示の態様に限定されるものではない。

本発明によれば、現実の大気圧との関係で開閉手段の開放制御を行うことができ、天候等の影響により大気圧が大きく変化しても、常に異物の巻き上がりや吸込みを防ぎつつ開閉手段を開放することができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

〔実施の形態１〕
図１は、本発明を適用した実施の形態１に係る減圧処理装置２００の概略構成図である。なお、今まで説明したものと同様の構成要素については、同一の参照符号を付す。

図１において、実施の形態１に係る減圧装置２００は、センサー１１と、予備室であるロードロック室５０と、処理室６０と、開閉手段であるゲートバルブ９１、９２とから構成される。また、必要に応じて、ステージ７０と、予備室であるアンロードロック室８０と、圧力センサー１２、１３と、開閉手段であるゲートバルブ９３、９４とを備えてもよい。処理時は、被処理物４０が、減圧処理装置２００内に導入されて処理される。

処理室６０は、被処理物４０を処理するための容器であり、容器内の圧力は可変に構成されている。本実施の形態に係る減圧処理装置２００では、例えばエッチング装置等のように、減圧下で被処理物の処理を行うため、処理室６０内の圧力は可変に構成される。処理室６０は、減圧下で処理を行うプロセスであれば、何でも好適に適用可能であるが、例えば、被処理物４０が半導体ウェハー等の基板である半導体製造プロセス等に適用されてよい。

処理室６０の減圧は、例えば、真空ポンプ１２２等により真空排気されることにより、減圧環境を作り出してよい。また、真空ポンプ１２２は、要求される真空度に応じて、ドライポンプやターボ分子ポンプ等、適切な種類の真空ポンプが適宜利用されてよい。

ロードロック室５０は、被処理物を処理室６０に導入する前に、一旦被処理物を保持して待機させるための予備室であって、仮置き場の役割を果たす。よって、処理室６０に隣接した位置に設けられている。

また、ロードロック室５０は、処理室６０と連通する第１のゲートバルブ９１と、大気側と連通する第２のゲートバルブ９３とを備える。被処理物４０をロードロック室５０に搬入する場合には、第１のゲートバルブ９１を閉じるとともに第２のゲートバルブ９３を開放して被処理物４０を導入する。また、被処理物４０をロードロック室５０から処理室６０に搬出する場合には、第１のゲートバルブ９１を開放するとともに、第２のゲートバルブ９３を閉じるようにする。

ロードロック室５０は、その圧力が可変に構成され、被処理物４０をロードロック室５０に導入するときと、被処理物４０をロードロック室５０から処理室６０に搬出する際に、その圧力を調整し、処理室６０側の方に異物等が移動しないように圧力操作を行う。つまり、大気側からゲートバルブ９３を開放して被処理物４０を搬入する場合には、ロードロック室５０の圧力が、大気圧よりも高くなるようにする。このようにすることにより、高圧側から低圧側の空気の流れができるので、高圧側には異物等が行き難くなり、高圧側をクリーンな状態に保てる。これは、ロードロック室５０から処理室６０に被処理物４０を搬出する場合も同様であって、この場合には、ロードロック室５０の真空度を高めて低圧にし、処理室６０の方が高圧になるようにする。

なお、ロードロック室５０の圧力の制御は、例えば、減圧は処理室６０と同様に真空ポンプ１２１により排気されてよく、加圧は、例えば、Ｎ_２等の不活性ガスを含むガス等を導入するガス導入手段１１１によりガス導入されて加圧されてもよい。

圧力センサー１１は、常時大気圧を検出する大気圧センサー２１と、予備室であるロードロック室５０内の圧力を検出する室内圧力センサー３１の双方を備えてよい。大気圧センサー２１は、予備室であるロードロック室５０外の実際の大気圧を検出するための圧力センサーである。本実施の形態に係る減圧装置２００では、天候等の影響により、日々変動する実際の大気圧に対応してゲートバルブ９３の開放制御を行うため、現実の大気圧を常時測定又は検出するための大気圧センサー２１を設けることとしている。

一方、室内圧力センサー３１は、ロードロック室５０内の圧力を検出して監視し、大気圧との比較によりゲートバルブ９３の開放制御を行う。このような、大気圧と室内圧力を容易に比較可能な圧力センサー１１を用いることにより、大気圧の変動に関わらず適切なタイミングでバルブ９３を開放することができる。

上述のように、ロードロック室５０に被処理物４０が導入又は搬入されたら、ゲートバルブ９３は閉じられ、ロードロック室５０は、被処理物４０を待機させた状態で真空排気されて減圧される。そして、処理室６０の圧力の方が、ロードロック室５０の圧力よりも高い状態になったら、ゲートバルブ９１を開放し、被処理物４０を処理室６０に移送してよい。

処理室６０では、上述のように、所定の処理プロセスが行われてよく、そのため、処理用のステージ６０が備えられていてよい。被処理物４０は、例えば半導体ウェハー等の基板であってよく、処理用のステージ６０上に載置され、エッチング等の所定の製造プロセスが実行されてよい。

また、処理室６０は、ロードロック室５０と同様に、圧力センサー１２を備えていてよい。処理室６０は、通常真空状態で被処理物４０の処理がなされ、減圧処理装置２００稼動中は、大気圧レベルに圧力が上げられることが少ない。よって、必ずしも大気圧センサー２２を備えていなくてもよく、処理室６０内の圧力を検出・監視する室内圧力センサー３２のみであってもよい。しかしながら、大気圧下で予備室であるロードロック室５０又はアンロードロック室８０と被処理物４０の搬送を行う場合も考えられるので、大気圧センサー２２も備えている方が好ましい。なお、室内圧力センサー３２は、処理が実際に実行される真空度領域において、圧力感度が高いものが利用されることが好ましい。

なお、処理室６０は、加圧用のガス導入手段１１２を備えてよい。ガス導入手段１１２からＮ_２等の不活性ガスを含むガスを導入することにより、処理室６０内の圧力と高めることができる。

また、処理室６０は、搬出用のゲートバルブ９２を備えてよい。所定の処理がなされた後は、被処理物４０は、搬出用ゲートバルブ９２を介して予備室であるアンロードロック室８０に移送されてよい。

アンロードロック室８０は、ロードロック室５０と同様に、処理室６０に対して予備室の役割を果たす。ロードロック室５０と同様に、真空ポンプ１２３やガス導入手段１１３等の圧力を可変する手段を備えていてよい。

また、アンロードロック室８０は、処理後の被処理物４０を減圧処理装置２００から搬出するため、ゲートバルブ９４を備えていてよい。ゲートバルブ９４から被処理物４０が搬出されたときに、減圧処理装置２００の一連の処理が終了したことになる。

アンドードロック室８０は、ロードロック室５０と同様に、圧力センサー１３を備えてよい。アンドードロック室８０は、被処理物４０の大気側との間で搬送を行うので、圧力センサー１３は、大気圧センサー２３を備えている。また、大気圧とアンロードロック室８０の室内圧力との比較を行って、ゲートバルブ９４の開放制御を行うので、室内圧力センサー３３を備える。

アンロードロック室８０は、処理室６０から被処理物４０がゲートバルブ９２を介して搬入されるときには、室内圧力を処理室６０よりも低くなるように圧力制御する。これにより、処理室６０の方をクリーンな状態に保つことができる。

また、ゲートバルブ９４を介して、被処理物４０が大気側に搬出されるときは、室内圧力が大気圧よりも高い状態でゲートバルブ９４が開放されるように制御する。これにより、被処理物４０の搬出時においても、アンロードロック室８０内の異物の巻上げや、外部からの異物の吸込みを防止することができる。

このように、大気圧センサー２１、２３及び室内圧力センサー３１、３３を備えた圧力センサー１１、１３を用いて現実の大気圧を監視して、ゲートバルブ９３、９４の開放を制御するため、大気圧が変化しても、異物混入等の無い状態で被処理物４０の搬入又は搬出が可能となる。

なお、処理室６０と、予備室であるロードロック室５０、アンロードロック室８０との搬送の際の開閉手段については、ゲートバルブ９０、９１、９２、９３、９４を例に挙げて説明したが、閉じたときに圧力を密閉できる開閉手段であれば、他のバルブやシャッター等の開閉手段を適用してもよい。以後の実施の形態においても、理解の容易のためにゲートバルブ９０、９１、９２、９３、９４を例に挙げて説明するが、総ての実施の形態において開閉手段の種類や型式は問わない。

次に、本実施の形態に係る開閉手段の開放制御方法及びこれを用いた減圧処理装置２００に適用される、圧力センサー１０について説明する。

図２は、圧力センサー１０の拡大図である。図２において、圧力センサー１０は、図１において説明したように、容器外の大気圧を検出する大気圧センサー２０と、容器内の圧力を検出する室内圧力センサー３０とを備える。そして、圧力センサー１０の内部には、内部回路として比較回路１００を備える。

室内圧力センサー３０は、その検出部がロードロック室５０、処理室６０及びアンロードロック室８０の内部に配置されるように、各々の容器壁を貫通して設けられてよい。一方、大気圧センサー２０は、各々ロードロック室５０、処理室６０及びアンロードロック室８０の容器外部に設けられてよい。

大気圧センサー２０は、容器外の大気圧を常時検出し、監視する。そして、その検出値は、電気信号の形で常時比較回路１００に送り続ける。一方、室内圧力センサー３０も、容器内の圧力を検出して監視し続け、比較回路１００に電気信号として送り続ける。比較回路１００では、送られてきた電気信号を比較し、室内圧力が大気圧より高くなったときに、大気圧検出の信号を出力し、ゲートバルブ９３、９４を開放する制御を行なう。これにより、簡素な構造の圧力センサー１０を用いながらも、常時変化する大気圧を考慮したゲートバルブ９３、９４の開放制御を行うことができる。なお、比較回路１００は、コンパレータ（図示せず）等を利用して実現されてよい。また、圧力を電気信号に変換するのは、比較回路１００が行うようにしてもよく、大気圧と室内圧力の大きさを比較できれば、その詳細の態様は問わない。

なお、このように、大気圧センサー２０と室内圧力センサー３０の検出圧力同士の比較に基づいて制御を行うため、両センサー２０、３０の特性は同等であることが好ましい。このようにすることにより、いかなる圧力領域においても、正確な圧力比較を行うことができる。

次に、本実施の形態に係る減圧処理装置２００の、ガス導入手段１１０について説明する。図３は、実施の形態１に係る減圧処理装置２００の、ガス導入及びゲートバルブ開放制御系統について示した図である。

図３において、ガス導入手段１１０は、ロードロック室５０と、処理室６０と、アンロードロック室８０の各々に対応させて、３つの系統のガス導入手段１１１、１１２、１１３から構成されている。ガス導入手段１１０は、ガス供給源１３０から供給されるガスを、ガス導入手段１１１、１１２、１１３の３系統において、ガス制御バルブ１１１ａ、１１２ａ、１１３ａにより各々の流量を制御するようになっている。

なお、ガス制御バルブ１１０は、制御手段１４０からの制御信号によりその制御が実行されてもよい。制御手段１４０は、圧力センサー１０の比較回路１００からの信号を受け、その信号に基づいて、ガス制御バルブ１１０を駆動制御してもよい。

また、制御手段１４０は、ゲートバルブ９０の開放制御を行ってもよい。本実施の形態においては、圧力センサー１０の比較回路１００の信号に基づいて、ゲートバルブ９０の開閉動作を制御するように構成してよい。また、制御手段１４０は、計算機や回路等の種々の演算制御手段により実現されてよい。

このように、ロードロック室５０、処理室６０及びアンロードロック室８０の圧力は、かかるガス制御バルブ１１１ａ、１１２ａ、１１３ａによりそのガス流量を調整することにより、制御されてよい。

また、用いられるガスの種類は、Ｎ_２等の不活性ガスが用いられるのが好ましく、その他、被処理物と反応を起こさないガスを用途に応じて好適に利用してよい。

なお、他の構成要素については、図１で説明したのと同様の構成要素であるので、その説明を省略する。

次に、本実施の形態に係る開閉手段の開放制御方法の動作フローについて説明する。

図４は、本実施の形態に係る開閉手段の開放制御方法の、ロードロック室５０のゲートバルブ９３の開放制御動作フローチャートである。なお、今まで説明した構成要素と同様の構成要素については、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

ステップ１００では、ロードロック室５０にＮ_２パージガスが導入される。なお、ガスの種類は、他の不活性ガスであってもよい。

ステップ１１０では、圧力センサー１１が備える室内圧力センサー３１により、ロードロック室５０の室内圧力が検出される。

ステップ１２０では、比較回路１００において、ロードロック室５０の室内圧力と大気圧との比較が行われ、室内圧力が大気圧より大きいか否かが判断される。なお、大気圧は、常時大気圧センサー２１により検出されているものとする。ステップ１２０において、ロードロック室５０の室内圧力が大気圧よりも大きい場合には、ステップ１３０に進む。一方、室内圧力が大気圧以下のときには、ステップ１１０に戻り、ロードロック室５０内の室内圧力検出を再度行う。

ステップ１３０では、比較回路１００において、室内圧力が大気圧を超えたという大気圧検出がなされる。

ステップ１４０では、圧力センサー１１の比較回路１００から、減圧処理装置２００の制御手段１４０に、大気圧より大きいことを検出したという検出信号が出力される。

ステップ１５０では、大気圧検出信号に基づいて、制御手段１４０のゲートバルブ開放制御により、ゲートバルブ９３が開放される。

ステップ１６０では、ロードロック室５０への被処理物４０、例えばウェハーの受け入れ動作がなされ、被処理物４０がロードロック室に、異物の巻上げや吸込み等の問題を生じることなく搬入される。

なお、ステップ１１０からステップ１４０は、圧力センサー１０内部で処理してよい。圧力センサー１０の内部でこれらのフローを処理することにより、従来の室内圧力センサー３０を本実施の形態に係る圧力センサー１０に交換するだけで、容易に本実施の形態に係るゲートバルブ９３の開放制御を実現することができる。

なお、本実施の形態に係るゲートバルブ９３の開放制御方法は、今までロードロック室５に適用する態様について説明を行ってきたが、アンロードロック室８０にも同様に適用することができる。

図５は、処理室６０と、アンロードロック室８０との関係を示した図である。図５において、処理室６０に隣接してアンロードロック室８０が設けられ、互いがゲートバルブ９２の開閉により、連通したり遮断されたりするようになっている。また、アンロードロック室８０は、圧力センサー１３を備えており、圧力センサー１３は、大気圧センサー２３と、室内圧力センサー３３とから構成されている。

このような構成において、アンロードロック室８０から、被処理物４０を搬出する場合も、アンロードロック室８０の室内圧力が室外の大気圧よりも低いと、ゲートバルブ９４を開放したときに、異物や大気の吸込みと、アンロードロック室８０内の異物の巻上げが発生してしまう。よって、これを防止するため、アンロードロック室８０の外部の大気圧を大気圧センサー２３により検出して常時監視するとともに、アンロードロック室８０の室内圧力を室内圧力センサー３３により検出し、これらを比較して、室内圧力が大気圧よりも高いときにゲートバルブ９４を開くようにすれば、上述の問題を防ぐことができる。

なお、具体的な処理フローについては、図４において説明したフローチャートにおいて、ロードロック室５０をアンロードロック室８０に置き換えることにより、そのまま適用可能である。

このように、ロードロック室５０及びアンロードロック室８０等の予備室が設けられた減圧処理装置２００において、本実施の形態に係るゲートバルブ開放制御方法を適用することにより、予備室５０、８０への異物の巻上げと吸込みを防止し、被処理物４０の品質安定化を図ることができる。

また、本実施の形態に係るゲートバルブ開放制御方法によれば、天候等により変動する大気圧に対応させて容器内の圧力の大気圧検出を行うため、従来の室内圧力センサー３０で必要だった閾値設定等の調整が不要となり、減圧処理装置２００を安定して稼動させることができる。

次に、実施の形態１の変形例について説明する。

図６は、実施の形態１の変形例の動作フローチャートである。なお、図６においては、ロードロック室５０を例に挙げて説明するが、図５において説明したように、アンロードロック室８０にもそのまま適用してよい。

ステップ１００では、ロードロック室５０へのＮ_２パージガス導入が、ガス導入手段１１０により行われる。なお、ガスの種類は、他の不活性ガスを含むガスであってもよい。

ステップ１１０では、ロードロック室５０の室内圧力の検出が、圧力センサー１１の室内圧力センサー３１により行われる。検出結果は、圧力センサー１１内部の比較回路１００に送られる。

ステップ１２０では、比較回路１００において、ロードロック室５０の室内圧力と、室外の大気圧との比較がなされ、室内圧力が大気圧より大きいか否かが判断される。なお、大気圧は、圧力センサー１１が備える大気圧センサー２１により、常時検出され、監視されている。室内圧力が、大気圧よりも大きい場合には、ステップ１３０に進む。一方、室内圧力が大気圧以下の場合には、ステップ１００に戻り、処理フローを繰り返す。

ステップ１３０では、比較回路１００において、ロードロック室５０の室内圧力が大気圧を超えたとの大気圧検出がなされる。

ステップ２００では、ロードロック室５０の室内圧力が、更に設定圧力以上か否かが判定される。ここで、設定圧力は、大気圧よりも高く設定され、大気圧に所定のマージン量分の余裕を持たせた値である。つまり、ロードロック室５０の室内圧力が大気圧よりも高くなれば、ロードロック室５０内は大気に対して陽圧になり、基本的に異物の吸込み等は防止される。しかし、大気圧が刻一刻と大きく変動している場合もありえ、また若干の誤差等がある場合も考慮し、大気圧よりも所定のマージン量分大きい状態で初めてゲートバルブ９３を開放することとしたものである。

これにより、大気圧よりも更にマージン量分高い圧力になって初めてゲートバルブ９３が開放されるので、ゲートバルブ９３が開放されたときには、ロードロック室５０の室内圧力は大気圧よりも余裕を持って十分高い値となっているので、確実にロードロック室への空気や異物の吸込みを防止することができる。またこれにより、従来、安全のために行っていたオーバーパージ等の制御が不要になり、同様の制御をより簡素な構成で実現することができる。

なお、マージン量の設定は、種々の用途等により所望の手法で決定されてよいが、例えば、大気圧の値に所定マージン量分圧力を加えた値を設定圧力とすれば、変動する大気圧に対応して設定圧力も適切に変動し、容易に安全度の高いゲートバルブ開放制御を実現できる。

ステップ２００において、室内圧力が設定圧力以上のときは、ステップ１４０に進み、設定圧力より小さいときには、ステップ１００に戻り、処理フローを繰り返す。

ステップ１４０では、比較回路１００から、制御手段１４０の方に、ゲートバルブの開放制御を行う制御指令信号が出力される。

ステップ１５０では、ゲートバルブ９３が開放されるゲートバルブ開放制御が行われる。

ステップ１６０では、ロードロック室５０に、ウェハー等の被処理物４０が搬入される受け入れ動作がなされる。

なお、ステップ１１０からステップ１４０までの処理フローは、圧力センサー１０により実行されてよい。

このように、実施の形態１の変形例に係るゲートバルブ開放制御方法により、大気圧よりも更に高い設定圧力を制御閾値として設けることにより、変動する大気圧に対応しつつ、安定したゲートバルブ開放制御を行うことができる。

〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２に係る減圧処理装置２００ａ及び開閉手段の開放制御方法について説明する。なお、今まで説明した構成要素と同様の構成要素については、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

図７は、実施の形態２に係る減圧処理装置２００ａの概略構成図である。図７において、本実施の形態に係る減圧処理装置２００ａは、処理室６０と、ステージ７０と、圧力センサー１０と、ガス導入手段１１０を備えている。実施の形態１に係る減圧処理装置２００とは、予備室５０、８０が除かれた点で異なっている。このように、予備室５０、８０が無く、処理室６０と大気側との間で、直接ウェハー等の被処理物４０の搬入及び搬出を行う装置にも、本発明は適用可能である。例えば、エピタキシャル成長の工程のように、必ずしも高真空を要しないプロセスでは、予備室５０、８０を設けない場合もあるが、このような場合にも、本発明は好適に適用可能である。

この場合であっても、圧力センサー１０は、実施の形態１に適用した態様と同様の態様のものを適用してよい。本実施の形態においては、圧力センサー１０の大気圧センサー２０で常時処理室外の大気圧を検出するとともに、処理室６０の内部の圧力を室内圧力センサー３０により検出する。

そして、被処理物４０搬入時において、処理室６０の室内圧力が大気圧より小さいときには、制御手段１４０によりガス制御バルブ１１０ａが制御され、ガス導入手段１１０により、処理室６０内に不活性ガスが導入される。

圧力センサー１０は、大気圧を常時検出するとともに、処理室６０の室内圧力も検出し、室内圧力が大気圧よりも高くなったときには、圧力センサー１０内の比較回路１００から制御信号が出力され、制御手段１４０により、ゲートバルブ９１を開放する制御が行われる。そして、被処理物４０が処理室６０内に導入される。処理室６０における処理が終了し、処理室６０から被処理物４０が搬出される場合も、変化する大気圧と処理室の室内圧力を比較回路１００で比較し、室内圧力が大気圧より大きいときに、ゲートバルブ９２を開とする制御を制御手段１４０により実行してよい。

このように、処理室６０と大気側で被処理物４０の受け渡しを直接行う場合には、処理室６０の室内圧力と処理室６０外の実際の大気圧と比較して判断することにより、処理室６０への異物の吸込みを防止しつつゲートバルブ９１、９２を開放し、被処理物４０を搬入又は搬出することができる。

なお、図７においては、ゲートバルブ９１、９２を備えた減圧処理装置２００ａ及び開閉手段９１、９２の開放制御方法について説明したが、ゲートバルブ９１、９２に代えて、ステージ７０の下降によって処理室６０を開放し、ステージ７０の上昇によって処理室６０を密閉する機構を備えた減圧処理装置２００ａに適用してもよい。

この場合であっても、圧力センサー１０は、実施の形態１に適用した態様と同様の態様のものを適用してよい。本実施の形態においては、圧力センサー１０の大気圧センサー２０で常時処理室外の大気圧を検出するとともに、処理室６０の内部の圧力を室内圧力センサー３０により検出する。

そして、被処理物４０搬入時において、処理室６０の室内圧力が大気圧より小さいときには、制御手段１４０によりガス制御バルブ１１０ａが制御され、ガス導入手段１１０により、処理室６０内に不活性ガスが導入される。

圧力センサー１０は、大気圧を常時検出するとともに、処理室６０の室内圧力も検出し、室内圧力が大気圧よりも高くなったときには、圧力センサー１０内の比較回路１００から制御信号が出力され、制御手段１４０により、ステージ７０の下降によって処理室６０を開放する制御が行われる。そして、被処理物４０が処理室６０内に導入される。処理室６０における処理が終了し、処理室６０から被処理物４０が搬出される場合も、変化する大気圧と処理室６０の室内圧力を比較回路１００で比較し、室内圧力が大気圧より大きいときに、ステージ７０の下降によって処理室６０を開とする制御を制御手段１４０により実行してよい。

このように、処理室６０と大気側で被処理物４０の受け渡しを直接行う場合には、処理室６０の室内圧力と処理室６０外の実際の大気圧と比較して判断することにより、処理室６０への異物の吸込みを防止しつつステージ７０の下降によって処理室６０を開放し、被処理物４０を搬入又は搬出することができる。

〔実施の形態３〕
次に、実施の形態３に係る減圧処理装置２００ｂ及び開閉手段の開放制御方法について説明する。図８は、実施の形態３に係る減圧処理装置２００ｂの概略構成図である。なお、今まで説明したのと同様の構成要素については、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

図８において、実施の形態３に係る減圧処理装置２００ｂは、処理室６０と、アンロードロック室８０とを備えており、処理室６０とアンロードロック室８０との間にはゲートバルブ９２、アンロードロック室８０と大気側との間には、ゲートバルブ９４が設けられている。

図８において、圧力センサー１３ａは、室内圧力センサー３３ａがアンロードロック室８０に設けられているが、大気圧センサー２３ａは、減圧処理装置２００ｂと離れた位置に設けられている点で、実施の形態１及び２と異なっている。このように、圧力センサー１３ａは必ずしも一体型として構成しなくてもよく、図８に示すように、大気圧センサー２３ａを別体として構成してもよい。

この場合、室内圧力センサー３３ａと大気圧センサー２３ａとを信号線Ｓで接続し、室内圧力の検出値を、信号線Ｓを介して大気圧センサー２３ａに内蔵された比較回路１００に送るようにしてもよい。また、信号線Ｓを無線とし、無線により室内圧力検出値を比較回路１００に送るようにしてもよい。

比較回路１００においては、今まで説明したのと同様の処理が行われてよく、これに基づいて、ゲートバルブ９４の開放が制御されてよい。

このように、室内圧力センサー３３ａと大気圧センサー２３ａとを別体として圧力センサー１３ａを構成しても、本発明を適用することができる。

なお、図８においては、アンロードロック室８０を例に挙げて説明したが、ロードロック室５０にも同様に適用可能であるし、実施の形態２に係る処理室６０にも、別体型の圧力センサー１３ａを適用し、ゲートバルブの開放制御を行ってよい。

本実施の形態により、例えば、予備室５０や処理室６０の周囲の大気圧が特殊な環境下にあって信頼性が乏しいような場合であっても、大気圧センサー２３ａを適切な場所に設定することにより、変動する大気圧に対応させて適切なゲートバルブ開放制御を行なうことができる。

図９は、実施の形態３に係る減圧処理装置２００ｂの変形例である減圧処理装置２００ｃの概略構成図である。図９において、減圧処理装置２００ｃは、その減圧処理装置本体部分については、実施の形態１に係る減圧処理装置２００と同様の構成である。圧力センサー１０ａが、１つの大気圧センサー２０ａと、ロードロック室５０、処理室６０及びアンロードロック室８０の各々に備えられた室内圧力センサー３１ａ、３２ａ、３３ａから構成されている点で異なっている。

このように、大気圧については、１つの大気圧センサー２０ａで検出すれば共通に利用できて足りるので、大気圧センサー２０ａを１つとし、他の各々の容器５０、６０、８０についてのみ、各々室内圧力センサー３１ａ、３２ａ、３３ａを設けるようにしてもよい。

１つの大気圧センサー２０ａで検出された大気圧も、各々の室内圧力センサー３１ａ、３２ａ、３３ａにより検出された各容器５０、６０、８０の室内圧力も、比較回路１００に入力される。各容器５０、６０、８０の各々の室内圧力は、各々大気圧と比較され、各容器で独立に制御がなされる。つまり、室内圧力が大気圧より高い容器については、ステップ１３０で大気圧検出がなされ、ステップ１４０で比較回路１００から減圧処理装置２００ｃの制御手段１４０に信号出力がなされる。そして、図４及び図６で説明したのと同様に、該当するゲートバルブ９１、９２、９３、９４の開放制御が行われる。一方、室内圧力が大気圧以下の容器については、引き続きガス導入手段１１１、１１２、１１３により、各容器へのガス導入が継続され、室内の圧力が高められる。そして、室内圧力が大気圧を超えた段階で、ゲートバルブ９１、９２、９３、９４を開放する制御が行われる。

なお、比較回路１００は、大気圧センサー２０ａに内蔵されてもよいし、他の演算手段に組み込まれてもよい。

このように、１つの大気圧センサー２０ａを用いて同様のゲートバルブ開放制御を行うことにより、制御対象となり容器の数が多い場合には、圧力センサー１０ａの全体のコストを下げることが可能となる。なお、本実施の形態についても、予備室５０、８０を備えた態様だけでなく、実施の形態２に係る処理室６０のみの減圧処理装置２００ａが複数ラインあるような場合にも適用可能である。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

本発明を適用した実施の形態１に係る減圧処理装置２００の概略構成図である。 圧力センサー１０の拡大図である。 実施の形態１に係る減圧処理装置２００の、ガス導入制御系統を示した図である。 実施の形態１に係るゲートバルブの開放制御方法の動作フローチャートである。 処理室６０と、アンロードロック室８０との関係を示した図である。 実施の形態１の変形例の動作フローチャートである。 実施の形態２に係る減圧処理装置２００ａの概略構成図である。 実施の形態３に係る減圧処理装置２００ｂの概略構成図である。 実施の形態３に係る減圧処理装置２００ｂの変形例の概略構成図である。 従来の減圧処理装置３００の概略図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１１、１２、１３、１３ａ 圧力センサー
２０、２０ａ、２１、２２、２３、２３ａ 大気圧センサー
３０、３１、３１ａ、３２、３２ａ、３３、３３ａ 室内圧力センサー
４０ 被処理物
５０ ロードロック室（予備室）
６０ 処理室
７０ ステージ
８０ アンロードロック室（予備室）
９０、９１、９２、９３、９４ ゲートバルブ（開閉手段）
１００ 比較回路
１１０、１１１、１１２、１１３ ガス導入手段
１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ ガス制御バルブ
１２１、１２２、１２３ 真空ポンプ
１３０ ガス供給源
１４０ 制御手段
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、３００ 減圧処理装置

Claims (9)

1. 大気圧より低い圧力で被処理物を処理する処理室に隣接して設けられ、該処理室と連通可能な第１の開閉手段と、前記被処理物を大気側から導入するための第２の開閉手段を有する予備室の該第２の開閉手段の開放制御方法であって、
   前記予備室外の大気圧を検出する工程と、
   前記予備室内の室内圧力を検出する工程と、
   前記予備室内に不活性ガスを含むガスを導入するガス導入工程とを有し、
   前記室内圧力が、前記大気圧よりも低いときには、前記ガス導入工程を実行し、
   前記室内圧力が、前記大気圧より高いときには、前記第２の開閉手段を開放することを特徴とする開閉手段の開放制御方法。
2. 大気圧より低い圧力で被処理物を処理する処理室の開閉手段の開放制御方法であって、
   前記処理室外の大気圧を検出する工程と、
   前記処理室内の室内圧力を検出する工程と、
   前記処理室内に不活性ガスを含むガスを導入するガス導入工程とを有し、
   前記室内圧力が、前記大気圧よりも低いときには、前記ガス導入工程を実行し、
   前記室内圧力が、前記大気圧よりも高いときには、前記開閉手段を開放することを特徴とする開閉手段の開放制御方法。
3. 前記ガス導入工程の実行は、前記大気圧と前記室内圧力とを比較する比較回路により制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載の開閉手段の開放制御方法。
4. 前記大気圧を検出する工程及び前記室内圧力を検出する工程は、前記予備室に設けられた一体型のセンサーにより検出されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の開閉手段の開放制御方法。
5. 前記比較回路は、前記一体型のセンサー内に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の開閉手段の開放制御方法。
6. 前記室内圧力が、前記大気圧よりも所定のマージン量分高く設定された設定圧力以上のときに、前記開閉手段を開放することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の開閉手段の開閉制御方法。
7. 前記大気圧を検出する工程は、前記予備室及び／又は前記処理室の外に設けられた１つの大気圧センサーにより検出され、
   前記室内圧力の検出は、各々の前記予備室及び／又は前記処理室に設けられた圧力センサーにより各々の室内圧力が検出され、
   前記ガスを導入する工程は、前記１つの大気圧センサーにより検出された前記大気圧と、前記各々の室内圧力とが各々比較され、各々の比較結果に基づいて、各々の前記予備室及び／又は前記処理室にガスが導入されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の開閉手段の開放制御方法。
8. 大気圧より低い圧力で被処理物を処理する処理室と、
   該処理室に隣接し、該処理室と連通する第１の開閉手段と、大気側と連通する第２の開閉手段とを有する予備室と、
   該予備室外の大気圧を検出する大気圧センサーと、
   前記予備室内の室内圧力を検出する圧力センサーと、
   該予備室にガスを導入するガス導入手段と、
   前記第２の開閉手段の開閉を制御する制御手段とを備え、
   該制御手段は、前記圧力センサーにより検出された室内圧力が、前記大気圧センサーにより検出された大気圧よりも低いときには、前記ガス導入を行うとともに、前記室内圧力が前記大気圧を超えたときには、前記第２の開閉手段を開く制御を行うことを特徴とする減圧処理装置。
9. 前記制御手段は、前記大気圧と前記室内圧力とを比較する比較回路を備えることを特徴とする請求項８に記載の減圧処理装置。

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