JP2010103443A - 基板処理装置の真空排気方法及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】真空引き時にチャンバ内に発生するパーティクル及び／又はアウトガスを吸着、除去することができる基板処理装置の真空排気方法を提供する。
【解決手段】ウエハＷを載置するステージ１２を備えたチャンバ１１を大気開放後に減圧する基板処理装置の真空排気方法において、ステージ１２表面を保護部材２５で覆う保護部材被覆ステップと、チャンバ１１を密閉する密閉ステップと、密封したチャンバ内を減圧する真空排気ステップとを有する。保護部材２５は、パーティクルＰ及びアウトガスを捕集するガス吸着能を備えたトラップ部３８と、基部２６とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板処理装置の真空排気方法及び基板処理装置に関し、特に、真空処理室を真空引きする基板処理装置の真空排気方法に関する。

半導体、フラットパネルディスプレイ等の基板に対して必要な処理を施すプラズマエッチング装置、ＣＶＤ装置をはじめとする基板処理装置において、例えば大気開放を伴う真空処理室（以下、「チャンバ」という）のメンテナンス後にチャンバ内を真空引きすると、パーティクルの飛散等に起因して粒子汚染が発生することが知られている。

チャンバ内部品にパーティクルが付着すると、その後のプロセスで基板（以下、「ウエハ」という）の汚染、ウエハの載置台表面への吸着不良等の原因となり、これに伴って、処理不良、異常放電が生じることもある。

ところで、チャンバ内の真空引き時に、載置台（以下、「ステージ」という。）上にウエハを載置しておき、真空引き後に、ウエハ表面のパーティクルをマッピング測定すると、ステージに対向配置されたシャワーヘッドのガス孔の配列に対応するパーティクルマップを確認することができる。これは、真空引き時に、シャワーヘッドのガス孔からステージ上にパーティクルが飛来して付着したものと考えられる。このようなチャンバ内パーティクルの発生源としては、例えばメンテナンス時に外部環境からチャンバに進入したパーティクル、ガスライン中に残留していたパーティクル、又は水分の凝集によって発生するパーティクルが考えられる。

また、真空引き時には、チャンバ内パーツからアウトガスが発生することが知られており、アウトガスは、チャンバ内を一定の真空度に減圧させるまでの真空引き時間を長くするだけでなく、プロセスシフト、異常放電等の不都合を招来させることもある。

図１３は、真空引き時に、基板処理装置のチャンバ内パーツから発生するアウトガス中の成分量と放出時間との関係を示す図である。

図１３において、アウトガス中の成分は、水分（Ｈ_２Ｏ）の外、Ｎ_２／ＣＯ、Ｏ_２、ＣＯ_２等が挙げられ、大気開放時に外部環境から進入したものであることが分かる。水分放出量は他の成分の放出量よりも１桁以上大きく、アウトガスの主成分は水分であることが分かる。アウトガスを多く排気する材料としては、アルマイト材、イットリア溶射材、セラミックス材、カーボン材等であると考えられる。

このような真空引きを行う基板処理装置におけるチャンバ内のパーティクルを減少させる技術として、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１には、真空処理室内にウエハを載せるウエハステージと、ウエハステージを底部として内部を真空シールする蓋となるウエハステージカバーと、ウエハステージとウエハステージカバーによって形成される真空的に閉ざされた気密室の内部へガスを導入するガス導入管と、真空引きを行う真空排気配管とを備え、ウエハステージ上のウエハにガス導入管からガスを吹き付けてウエハ上のパーティクルを巻き上げ、その後、真空排気配管からパーティクルを吸い取る真空処理方法が開示されている。
特開平０８−２５５７８４号公報

しかしながら、上記従来技術は、ウエハ上のパーティクルにガスを吹き付けてこれを巻き上げた後、真空排気配管によって吸い取るものであるが、巻き上がったパーティクルが他のチャンバ内パーツに付着して残留する虞があり、必ずしも全てのパーティクルを除去することができず、チャンバ内に存在するパーティクル及び真空引き時にチャンバ内に進入するパーティクルを確実に捕集し、且つ真空引き時に発生するアウトガスを吸着、除去することができる技術の開発が望まれていた。

本発明の目的は、真空引き時にチャンバ内に発生するパーティクル及び／又はアウトガスを吸着、除去することができる基板処理装置の真空排気方法及び基板処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理装置の真空排気方法は、被処理基板を載置する載置台を備えた真空処理室を大気開放後に減圧する基板処理装置の真空排気方法において、前記載置台表面を保護部材で覆う保護部材被覆ステップと、前記真空処理室を密閉する密閉ステップと、密封した真空処理室内を減圧する真空排気ステップと、前記保護部材により異物とアウトガスの少なくとも１つを吸着する吸着ステップと、を有することを特徴とする。

請求項２記載の基板処理装置の真空排気方法は、請求項１記載の基板処理装置の真空排気方法において、前記真空排気ステップにおいて、前記保護部材を冷却して、該保護部材に吸着する異物に熱泳動力を作用させることを特徴とする。

請求項３記載の基板処理装置の真空排気方法は、請求項１又は２記載の基板処理装置の真空排気方法において、前記真空排気ステップにおいて、前記保護部材を帯電させ、該保護部材に吸着する異物に静電気力を作用させることを特徴とする。

請求項４記載の基板処理装置の真空排気方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置の真空排気方法において、前記保護部材は、前記真空排気ステップが終了した後、前記真空処理室外の待機チャンバ内に収納され、前記真空排気ステップを開始する前に、前記待機チャンバから搬出して前記真空処理室内に搬入されることを特徴とする。

請求項５記載の基板処理装置の真空排気方法は、請求項４記載の基板処理装置の真空排気方法において、前記待機チャンバ内で、使用済みの保護部材を再生する再生ステップを有することを特徴とする。

請求項６記載の基板処理装置の真空排気方法は、請求項５記載の基板処理装置の真空排気方法において、前記再生ステップは、前記使用済み保護部材にガス又はエアロゾルを吹き付けて前記保護部材に付着した異物及び／又はアウトガスを剥離又は放散させるステップを有することを特徴とする。

請求項７記載の基板処理装置の真空排気方法は、請求項５記載の基板処理装置の真空排気方法において、前記再生ステップは、前記使用済み保護部材を加熱して保護部材に吸着した前記異物に熱泳動力を作用させて剥離する加熱ステップを有することを特徴とする。

請求項８記載の基板処理装置の真空排気方法は、請求項７記載の基板処理装置の真空排気方法において、前記加熱ステップにおいて、前記保護部材に超音波を伝達させて前記保護部材表面を振動させる超音波振動ステップを併用することを特徴とする。

請求項９記載の基板処理装置の真空排気方法は、請求項７又は８記載の基板処理装置の真空排気方法において、前記加熱ステップにおいて、前記保護部材に光を照射して該光の熱振動又はエネルギ振動によって前記基板表面を振動させる光照射ステップを併用することを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項１０記載の基板処理装置は、被処理基板を載置する載置台と、前記載置台を収容する真空処理室と、前記真空処理室内を減圧する排気部と、前記載置台表面を覆い、前記真空処理室の排気時に異物及びアウトガスのいずれか１つ又は両方を吸着する吸着層と、を有することを特徴とする。

請求項１１記載の基板処理装置は、請求項１０記載の基板処理装置において、前記吸着層は、無機繊維からなるメッシュ構造、又は織布若しくは不織布構造の層であることを特徴とする。

請求項１２記載の基板処理装置は、請求項１０記載の基板処理装置において、前記吸着層は、メッシュ構造の活性炭又は織布若しくは不織布構造の炭素繊維からなることを特徴とする。

請求項１３記載の基板処理装置は、請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記吸着層は、裏面に樹脂シート層を有することを特徴とすることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項１４記載の基板処理装置は、真空処理室と、該真空処理室内に設けられ被処理基板を載置する載置台と、前記真空処理室内を減圧する排気部と、を備えた基板処理装置において、前記排気部を駆動させて前記真空処理室内を減圧する真空排気時に前記載置台の表面を被覆し、前記排気部の停止時に前記真空処理室外に移動して待機する保護部材と、該保護部材を、前記真空処理室外で収容する待機チャンバと、を有することを特徴とする。

請求項１５記載の基板処理装置は、請求項１４に記載の基板処理装置において、前記待機チャンバ内に、使用済み保護部材の再生部を設けたことを特徴とする。

請求項１記載の基板処理装置の真空排気方法によれば、載置台表面を保護部材で覆う保護部材被覆ステップと、真空処理室を密閉する密閉ステップと、密封した真空処理室内を減圧する真空排気ステップと、保護部材により異物とアウトガスの少なくとも１つを吸着する吸着ステップと、を有するので、真空排気中に真空処理室内で発生する異物が載置台表面に付着するのを保護部材で防止することができ、これによって、異物による載置台の汚染を防止することができる。

請求項２記載の基板処理装置の真空排気方法によれば、真空排気ステップにおいて、保護部材を冷却して、該保護部材に吸着する異物に熱泳動力を作用させるので、異物の捕集効率が向上する。

請求項３記載の基板処理装置の真空排気方法によれば、真空排気ステップにおいて、保護部材を帯電させ、該保護部材に吸着する異物に静電気力を作用させるので、異物の捕集効率が向上する。

請求項４記載の基板処理装置の真空排気方法によれば、保護部材は、真空排気ステップが終了した後、真空処理室外の待機チャンバ内に収納され、真空排気ステップを開始する前に、待機チャンバから搬出して前記真空処理室内に搬入されるので、真空排気ステップ後の基板処理ステップにおいて保護部材が邪魔になることはない。

請求項５記載の基板処理装置の真空排気方法によれば、待機チャンバ内で、使用済みの保護部材を再生する再生ステップを有するので、使用済みの保護部材を再生して繰り返し使用することができる。

請求項６記載の基板処理装置の真空排気方法によれば、再生ステップは、使用済み保護部材にガス又はエアロゾルを吹き付けて保護部材に付着した異物及び／又はアウトガスを剥離又は放散させるステップを有するので、保護部材を確実に再生することができる。

請求項７記載の基板処理装置の真空排気方法によれば、再生ステップは、使用済み保護部材を加熱して保護部材に吸着した前記異物に熱泳動力を作用させて剥離する加熱ステップを有するので、保護部材に捕集された異物を効果的に剥離して保護部材を再生することができる。

請求項８記載の基板処理装置の真空排気方法によれば、加熱ステップにおいて、保護部材に超音波を伝達させて前記保護部材表面を振動させる超音波振動ステップを併用するので、保護部材に捕集された異物の保護部材への吸着力が低減して異物の剥離効率が向上する。

請求項９記載の基板処理装置の真空排気方法によれば、加熱ステップにおいて、保護部材に光を照射して該光の熱振動又はエネルギ振動によって基板表面を振動させる光照射ステップを併用するので、保護部材に捕集された異物の保護部材への吸着力が低減して異物の剥離効率が向上する。

請求項１０記載の基板処理装置によれば、被処理基板を載置する載置台と、前記載置台を収容する真空処理室と、前記真空処理室内を減圧する排気部と、前記載置台表面を覆い、前記真空処理室の排気時に異物及びアウトガスのいずれか１つ又は両方を吸着する吸着層と、を有するので、真空処理室を排気部で排気する真空排気中に真空処理室内で発生する異物が載置台表面に付着するのを吸着層で防止することができ、これによって、異物による載置台の汚染を防止することができる。

請求項１１記載の基板処理装置によれば、吸着層が、無機繊維からなるメッシュ構造、又は織布若しくは不織布構造の層であるので、真空排気時に発生する異物を効率よく吸着、除去することができる。

請求項１２記載の基板処理装置によれば、吸着層は、メッシュ構造の活性炭又は織布若しくは不織布構造の炭素繊維からなるので、真空排気時に発生する異物及びアウトガスのいずれか１方又は両方を効率よく吸着、除去することができる。

請求項１３記載の基板処理装置によれば、吸着層は、裏面に樹脂シート層を有するので、保護部材を載置台上面に当接させることにより、真空排気時に発生する異物のみならず、真空排気時に既に載置台上面に付着している異物を吸着、除去することができる。

請求項１４記載の基板処理装置によれば、排気部を駆動させて真空処理室内を減圧する真空排気時に載置台の表面を被覆し、排気部の停止時に真空処理室外に移動して待機する保護部材と、該保護部材を、真空処理室外で収容する待機チャンバとを有するので、真空排気中に真空処理室内で発生する異物が載置台表面に付着するのを保護部材で防止することができると共に、真空排気ステップ後に、異物を吸着した保護部材を待機チャンバ内に収容することができる。従って、基板処理時に、保護部材が邪魔になることはない。

請求項１５記載の基板処理装置によれば、待機チャンバ内に、使用済み保護部材の再生部を設けたので、使用済み保護部材を再生して繰り返し使用することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。

図１において、この基板処理装置１０は、チャンバ（処理室）１１と、該チャンバ１１内に配置されたウエハＷの載置台（ステージ）１２と、ステージ１２の周囲に配置されたエンクロージャ１３と、ステージ１２の上面の外周部にウエハＷ（図示省略）を取り囲むように設けられたフォーカスリング１４及びカバーリング１５と、チャンバ１１の上方においてステージ１２と対向するように配置された天井部材（シャワーヘッド）１６と、チャンバ１１の側壁部材１７及びステージ１２の側壁部材１９と、チャンバ１１内へ、ウエハＷを搬入、搬出する搬入出口に設けられたシャッタ１８とから主として構成されている。

ステージ１２の側壁部材１９とチャンバ１１の側壁部材１７との間は、排気流路２０となっており、排気流路２０は排気プレート２１を介してＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）２２に連結されている。チャンバ１１及びＴＭＰ２２の間にはチャンバ１１内の圧力を制御する可変式バタフライバルブとしてのＡＰＣ（Adaptive Pressure Control）バルブ２３が設けられている。ＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）２２は、チャンバ１１内のガス等を排気する。

このような基板処理装置において、例えばウエハＷに対してエッチング処理を施す際、先ず、チャンバ内を所定圧力、例えば１．３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）以下に減圧する真空引き（以下、「真空排気」ともいう。）を行うが、このとき、ステージ１２表面及びチャンバ側壁部材１７の表面を、チャンバ内で発生するパーティクルＰから保護するために保護部材２５で覆う。

図１において、ウエハＷを載置するステージ１２の表面が、該ステージ１２の表面よりも面積の大きい保護部材２５ａによって覆われ、また、チャンバ内パーツであるチャンバ１１の側壁部材１７表面が、保護部材２５ｂで覆われている。

図２は、保護部材２５の側面図である。

図２において、この保護部材２５は、真空引き時に、例えばシャワーヘッド１６のガス孔から飛散してくるパーティクルＰを付着、捕集するための板状又はシート状の部材である。保護部材２５は、例えば基部２６と、該基部２６の表面に設けられた異物吸着層としてのトラップ部２７と、基部２６の裏面の吸着部２８とから主として構成される。

トラップ部２７は、例えばシリカもしくはアルミナ又はその混合物からなる繊維を編んだメッシュ状、又は織布もしくは不織布構造等を呈している。シリカとアルミナとの混合物におけるシリカ対アルミナの混合比は、例えば７：３である。メッシュ状、又は織布もしくは不織布構造とすることにより、トラップ部内部に入り込んだパーティクルＰが繊維に複数回衝突し、運動エネルギを消耗していって捕集され易くなる。

基部２６は、例えば石英、シリコン等、アウトガスが発生し難い材料の部材からなる。なお、この場合、銅等、ウエハＷに対して汚染成分となる材料の適用は避けるべきである。

基部２６の裏面の吸着部２８は、粘着性又は吸着性を有する樹脂シート、例えばポリイミドシートからなり、吸着部２８は、保護対象部材である例えばステージ１２の表面に接触することにより、ステージ１２の表面に既に付着しているパーティクルを吸着、分離する。吸着部２８の貼着面（裏面）形状は、ステージ１２の上面、ステージ上面を囲むフォーカスリング表面及びカバーリング表面の形状に合わせて密着するような凹凸面を備えている。

このような構成の保護部材２５によって、ステージ１２の上面及びチャンバ側壁部材１７表面を覆った後、例えばシャッタ１８を閉じ、ＴＭＰ２２を起動して排気プレート２１を介してチャンバ１１内のガスを吸引し、真空引きを行う。このとき、シャワーヘッド１６に設けられたガス孔（図示省略）からチャンバ１１内に進入するパーティクルＰはステージ１２表面及びチャンバ側壁部材１７の表面を覆うように配置された保護部材２５のトラップ部２７に衝突し、ここで捕集される。

本実施の形態によれば、真空引き時に発生するパーティクルＰを、ステージ１２の表面、チャンバ側壁部材１７の表面に配置した保護部材２５のトラップ部１７によって捕集することができるので、真空引き時のパーティクル汚染を防止し、その後のプロセスを安定化することができる。また、基板処理装置１０内部において自浄作用効果が得られるので、従来は、高いクリーン度のクリーンルーム内での作業が要求されていた装置の組立てや大気開放を伴うメンテナンスなどにおいても、より低いクリーン度での作業が可能となった。

本実施の形態において、保護部材２５で被覆するチャンバ内部材は、ステージ１２、チャンバ１１の側壁部材１７に限定されるものではなく、パーティクルＰの付着を許容できない部材、例えばステージ１２の側壁部材１９、シールドリング等が挙げられる。

本実施の形態において、保護部材２５のトラップ部２７を多層構造とし、第１のトラップ層におけるパーティクルＰの吸着力が低下した時点で、第１のトラップ層を剥離して第２のトラップ層を露出させて使用し、順次、トラップ部２７を更新するようにしてもよい。

本実施の形態において、保護部材２５と、これによって保護されるステージ１２の上面との間隔は狭い方が好ましく、保護部材２５は、例えばアームを用いてステージ１２の直上部に配置される。これによって、保護部材２５とステージ１２の上面との間にパーティクルＰが進入することによる汚染を回避することができる。なお、保護部材２５をステージ１２に接触させることも考えられるが、接触させない方が好ましい。

本実施の形態において、保護部材に冷却機能を付与することもできる。

図３は、図２の保護部材２５の変形例を示す図である。

図３において、この保護部材３０は、図２の保護部材における吸着部２８内に、冷却手段として、例えばペルティエ素子３１を内臓して冷却吸着部２９としたものである。

このような構成の保護部材３０をチャンバ１１内のステージ１２の上面を覆うように配置し、冷却吸着部２９を、例えばチャンバ内温度との温度差が、例えば０〜−２０℃となるように冷却しながら、真空引きステップを行うと、真空引き時に発生するパーティクルＰと、保護部材３０の冷却吸着部２９によって冷却されたトラップ部２７との間に温度差が生じ、パーティクルＰに、該パーティクルＰを保護部材３０のトラップ部２７に向かって付勢する熱泳動力が作用し、これによってトラップ部２７におけるパーティクルＰの捕集効率が向上する。

ここで、熱泳動力とは、以下のように定義される。すなわち、粒子が存在する空間中に大きな温度勾配があるとき、粒子に衝突する気体分子の運動量は、粒子の高温側と低温側とを比較すると高温側の方が大きくなり、これによって、粒子は高温側から低温側へ向かう力を受けることが確認されており、このとき粒子が受ける力を熱泳動力という。

本実施の形態において、保護部材を帯電させてパーティクルＰの捕集効率を向上させることもできる。

図４は、図２の保護部材２５の変形例を示す図である。

図４において、この保護部材３５は、図２の保護部材における吸着部２８に代えて帯電吸着部３２を設けたものである。帯電吸着部３２は、例えば直流電源３３に電気的に接続されている。

このような構成において、帯電吸着部３２を有する保護部材３５を、チャンバ１１内のステージ１２の上面を覆うように配置し、パーティクルの帯電極性に応じ、逆極性となるように帯電吸着部３２に正又は負の直流電圧を印加することにより、パーティクルＰに静電気力が働き、これによってパーティクルＰの捕集効率が向上する。このとき帯電吸着部３２に印加する直流電圧は、例えば−５ｋＶ〜＋５ｋＶである。

本実施の形態において、保護部材２５、３０、３５の基部２６として、ガス吸着能を有する多孔質部材、例えば活性炭層、アルミナ層等を適用することもできる。基部２６として、多孔質層を適用することにより、真空引き時に、チャンバ内部材に含まれていた気体が流出するアウトガスを吸着することができ、保護部材２５、３０、３５は、表層のトラップ層２７によるパーティクルＰの捕集作用と、基部２６によるアウトガスの吸着作用との２つの作用を発揮する。

アウトガスは、一般に、イットリア、セラミックス等を含有する気孔を有するチャンバ内パーツから排出される。

本実施の形態において、保護部材２５のトラップ部２７をガス吸着性材料で構成し、トラップ部でパーティクルＰの捕集と同時にアウトガスを吸着するようにしてもよい。

図５は、図２の保護部材２５の変形例を示す図である。

図５において、この保護部材４０は、図２の保護部材２５におけるトラップ部２７に代えて、表面積が大きい活性炭、多孔質セラミックス等の多孔質部材を、例えばメッシュ状に成形してガス吸着能を備えたトラップ部３８としたものである。

このような構成の保護部材４０をチャンバ１１内のステージ１２の上面を覆うように配置し、真空引きステップを行うと、真空引き時に、例えばシャワーヘッドのガス孔から排出され、チャンバ１１内に進入するパーティクルＰ（固体）は、ガス吸着機能を備えたトラップ部３８で捕集されると共に、各構成部材から発生するアウトガス（分子）が、トラップ部３８で吸着除去される。

本実施の形態において、保護部材を適用するプロセスチャンバに隣接するように、保護部材を待避させる待機チャンバを設け、保護部材を必要な時にのみ待機チャンバからプロセスチャンバ内に搬入し、不要なときには、待機チャンバ内に待避させるようにしてもよい。

図６は、真空引きが行われるプロセスチャンバ及びこれに隣接して設けられた保護部材格納エリアとしての待機チャンバを備えた基板処理システムの構成を概略的に示す図である。

図６において、この基板処理システムは、プロセスモジュール６１と、該プロセスモジュール６１内に設けられたプロセスチャンバ６２と、プロセスチャンバ６２内にウエハＷを搬入する搬送アーム６３を備えたロード・ロックモジュール６４と、該ロード・ロックモジュール６４に隣接して設けられた保護部材６６の待機チャンバ６５とを備えた２系統のプロセスシップと、この２系統のプロセスシップがそれぞれ接続された共通搬送室としてのローダーモジュール６７と、ローダーモジュール６７内に設けられ、フープ６８からウエハＷを取り出し、ロード・ロックモジュール６４に搬送する搬送アーム６９とから主として構成されている。

このような構成の基板処理システムにおいて、保護部材６６は、プロセスモジュール６１と待機チャンバ６５とを連結するロード・ロックモジュール６４に設けられた搬送アーム６３によって、不使用時にはプロセスチャンバ６２から待機チャンバ６５内に搬入されて待機し、使用時には、待機チャンバ６５からプロセスチャンバ６２内に搬入される。

本実施の形態において、待機チャンバ６５内に、パーティクルＰ及びアウトガスを付着した保護部材６６から、パーティクルＰ及びアウトガスを放出させる保護部材再生手段を設けることが好ましい。

図７は、待機チャンバ内に設けられた保護部材再生手段の一例を示す説明図である。

図７において、待避チャンバ７１内に、パーティクルＰ及びアウトガスを捕集吸着した保護部材７５を加熱する加熱台７２が設けられている。加熱台７２には、電熱ヒータ７３が内蔵されており、電熱ヒータ７３は、例えば直流電源７４に電気的に接続されている。

このような構成において、待機チャンバ７１内に搬入されたパーティクルＰ及びアウトガスを捕集、吸着した保護部材７５は、加熱台７２上に載置され、電熱ヒータ７３によって、例えば１００〜１５０℃に加熱される。保護部材７５が加熱されると、そのトラップ部７７に捕集されたパーティクルＰも加熱され、パーティクルＰを取り巻く空間に温度勾配が生じる。すなわち、パーティクルＰの保護部材側（図７中、下側）が高温、パーティクルＰの反保護部材側（図７中、上側）が低温となって温度勾配が生じる。この温度勾配に基づいて、パーティクルＰには、高温側である保護部材７５の表面から、低温側である上部空間部に向かう熱泳動力が作用し、これによってパーティクルＰは、保護部材７５のトラップ部７７の表面から離脱し、また、パーティクルＰと共にアウトガスが放出され、保護部材７５が再生される。

本実施の形態において、保護部材を再生する際、加熱ステップ時に超音波振動ステップを併用することが好ましい。

図８は、待機チャンバ内に適用される別の保護部材再生手段の説明図である。

図８において、この保護部材再生手段が図７の保護部材再生手段と異なるところは、加熱台７２に超音波発振器８６を内蔵して加熱振動台８２とした点である。

このような構成において、待機チャンバ８１に搬入された使用済み保護部材８５を加熱振動台８２に載置し、待機チャンバ内の圧力を例えば１．３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）に設定し、電熱ヒータ８３で、保護部材８５を、例えば１００℃〜１５０℃に加熱すると共に、超音波発振器８６によって保護部材８５に振動を与えると、パーティクルＰ及びアウトガスが離脱して保護部材８５が再生される。待機チャンバ８１内に放出されたパーティクルＰ及び／又はアウトガスは、ドライポンプによる真空引きにより処理される。なお、別途クライオポンプ等のガス吸着機構を付加してもよい。

加熱ステップ時に超音波振動ステップを併用することよって、パーティクルＰの保持部材８５への付着力が、加熱ステップだけの場合よりも小さくなる。従って、パーティクルＰが保持部材８５から離れ易くなり、再生効率が向上する。超音波振動器が発生する超音波の周波数は、例えば１〜１００ｋＨｚである。

本実施の形態において、保護部材を再生する際、加熱ステップ時に光照射ステップを併用することが好ましい。

図９は、待機チャンバ内に適用されるさらに別の保護部材再生手段の説明図である。図９において、この保護部材再生手段が図７の保護部材再生手段と異なるところは、加熱台と対向するように加熱台の上方に、再生対象である保護部材９５に光を照射する光源９６を設けた点である。

このような構成において、使用済み保護部材９５を、加熱台９２の上面に載置し、待機チャンバ内の圧力を例えば１．３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）に設定し、電熱ヒータ９３で、保護部材９５を、例えば１００℃〜１５０℃に加熱すると共に、光源９６から保護部材９５の表面に対して、例えば周波数１００ｋＨｚの電磁波を照射すると、パーティクルＰが保護部材９５から離脱して保護部材９５が再生される。

加熱ステップ時に光照射ステップを併用することにより、保護部材９５のトラップ部９７に付着したパーティクルＰが微振動し、これによって、パーティクルＰのトラップ部９７対する付着力が低減するので、パーティクルＰが保護部材９５から離れ易くなる。

この場合、光源９６から、保護部材９５の表面に付着したパーティクルＰに対して赤外レーザ光を照射することもできる。赤外レーザ光が照射されたパーティクルＰは、赤外光を吸収することにより強くなった熱振動によって保護部材９５の表面から急激に浮き上がり、保護部材９５に対する付着力が低減し、保護部材９５の表面から離れ易くなる。また、保護部材９５にアウトガスが吸着されているときは、アウトガスも離脱し易くなる。保護部材９５から離脱したパーティクルＰ及びアウトガスは、別途ドライポンプによる真空引きにより処理される。

また、この場合、光源９６から、保護部材９５の表面に対してＵＶ（紫外線）、ＥＵＶ（超紫外線）等の短波長光を照射することもできる。短波長光が照射された保護部材９５上のパーティクルＰは、短波長光のエネルギそのもので振動し、保護部材９５に対する付着力が低減し、保護部材９５の表面から浮き上がって離れ易くなる。このとき、保護部材９５にアウトガスが吸着されていれば、アウトガスも離脱し易くなる。

本実施の形態において、保護部材を再生する際、ガス噴射ステップを適用することができる。

図１０は、待機チャンバ内に適用されるさらに別の保護部材再生手段の説明図である。

図１０において、この保護部材再生手段は、保護部材１０５の表面に対して洗浄ガスを噴射するガス噴射ノズル１０６を設けたものである。

このような構成において、待機チャンバ内に搬入された使用済み保護部材１０５の表面に対して洗浄ガスとして、例えば窒素ガス、アルゴンガス、二酸化炭素ガスを１０００ｍｌ／ｓｅｃの噴射速度で噴射して保護部材１０５表面に付着したパーティクルＰを離脱させるとともに、アウトガスが吸着している場合は、アウトガスを放散させて、保護部材１０５を再生する。

ガス噴射ステップを適用することにより、保護部材１０５に捕集されたパーティクルＰ及びアウトガスを離脱させて保護部材１０５を再生することができる。保護部材１０５から離脱したパーティクルＰ及びアウトガスは、別途ドライポンプによる真空引きにより処理される。

本実施の形態において、保護部材を再生する際、エアロゾル噴射ステップを適用することができる。

図１１は、待機チャンバ内に適用されるさらに別の保護部材再生手段の説明図である。

図１１において、この保護部材再生手段が図１０の保護部材再生手段と異なるところは、ガス噴射ノズル１０６に代えてエアロゾル噴射ノズル１１６を設けた点である。エアロゾルとは、気体中に浮遊する微小な液体又は固体をいい、例えば、液エアロゾルとして、スチームが適用され、固体エアロゾルとして、例えばＣＯ_２ブラストが適用される。

このような構成において、待機チャンバ１１１内に搬入された使用済み保護部材１１５の表面にエアロゾル噴霧ノズル１１６からエアロゾルを噴射して保護部材１１５に捕集されたパーティクルＰ及びアウトガスが吸着されている場合は、アウトガスを離脱させて保護部材１１５を再生する。保護部材１１５から離脱したパーティクルＰ及びアウトガスは別途ドライポンプによる真空引きにより処理される。

エアロゾル噴射ステップを適用することにより、使用済み保護部材１１５の表面にスチーム、ＣＯ２ブラスト等のエアロゾルを噴射して保護部材１１５に捕集されたパーティクルＰ及びアウトガスが吸着されている場合は、アウトガスを離脱させ、これによって保護部材１１５を再生することができる。

なお、本実施の形態において、使用済み保護部材に公知の方法によってガスの衝撃波を伝達し、これによって捕集したパーティクルＰ及びアウトガスを剥離、放出するようにしてもよい。

本発明において、基板処理システムにおけるロード・ロックモジュール内を真空引きする際に上述した保護部材を適用して、真空引きに起因して発生するパーティクルＰ等による搬送アームの汚染を防止することもできる。

以下、本発明に係る別の実施の形態について説明する。

図１２は、基板処理システムの一例の構成を概略的に示す図である。

図１２において、この基板処理システム５０は、平面視六角形のトランスファモジュール５１と、該トランスファモジュール５１の外周部に配置された複数のプロセスモジュール５２ａ〜５２ｆと、トランスファモジュール５１に並設された矩形状の搬送室としてのローダーモジュール５３と、該ローダーモジュール５３内に設けられた搬送アーム５４と、ローダーモジュール５３と各フープ載置台５５との連結部に配置されたロードポート５６と、トランスファモジュール５１及びローダーモジュール５３の間に配置されてこれらを連結するロード・ロックモジュール５７、５８とから主として構成されている。

このような構成の基板処理システムにおけるロード・ロックモジュール５７、５８内のウエハ搬送部材であるウエハ載置台５７ｃ及び５８ｃが保護部材２５で被覆されている。

基板処理システム５０では、ローダーモジュール５３の内部圧力が大気圧に維持される一方、トランスファモジュール５１の内部圧力は真空に維持される。そのため、各ロード・ロックモジュール５７、５８は、それぞれトランスファモジュール５１との連結部に真空ゲートバルブを備えると共に、ローダーモジュール５３との連結部に大気ドアバルブを備えることによって、その内部圧力を調整可能な真空予備搬送室として構成されている。従って、ロード・ロックモジュール５７、５８は、必要に応じて真空引きが行われ、このときロード・ロックモジュール内に進入してくるパーティクルＰによるウエハ載置台等の汚染を防止する必要があり、真空引き時にウエハ載置台５７ｃ及び５８ｃを保護部材５９で保護する。

本実施の形態によれば、基板処理システム５０における、ロード・ロックモジュール５７、５８の真空引き時に、ウエハ搬送部材であるウエハ載置台５７ｃ及び５８ｃを保護部材５９で被覆することにより、真空引きに起因して発生するパーティクルＰのウエハ搬送部材としての載置台５７ｃ及び５８ｃへの付着及び汚染を確実に防止することができる。

本実施の形態において、保護部材５９は、ウエハ載置台５７ｃ及び５８ｃに載置されたウエハ全体をそれぞれ覆うように、ウエハと同じ形状で、ウエハよりも、例えば１０％大きいサイズの板状体に形成することが好ましい。保護部材５９は、例えば活性炭からなるメッシュ状の多孔質体であり、真空引きによってロード・ロックモジュール２７、２８内で発生するパーティクルＰを吸着すると共に、各構成部材からのアウトガスを吸着してロード・ロックモジュール２７、２８内を真空引する際の必要所要時間の増大を防止することができる。この場合、保護部材５９は、ウエハＷの搬送の際に邪魔にならないので、真空排気後に、待機させる必要はない。

上述した各実施の形態において、処理が施される基板は半導体デバイス用のウエハに限られず、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＦＰＤ（Flat Panel Display）等に用いる各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であってもよい。

また、実施の形態における特徴的な構成、例えば、保護部材が有する異物吸着層、アウトガス吸着層の構成及び材質、冷却手段の適用、帯電手段の適用等、また、保護部材の再生加熱ステップにおける超音波によるウエハＷに対する振動の付与、光照射によるウエハＷに対する振動の付与等は、それぞれ単独で適用することもできるが、２つ又はそれ以上を組み合わせて適用してもよい。

また、本発明の目的は、上述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。 保護部材の側面図である。 図２の保護部材の変形例を示す図である。 図２の保護部材の変形例を示す図である。 図２の保護部材の変形例を示す図である。 真空引きが行われるプロセスチャンバ及びこれに隣接して設けられた保護部材格納エリアとしての待機チャンバの位置関係を概略的に示す図である。 待機チャンバ内に設けられた保護部材再生手段の一例を示す説明図である。 待機チャンバ内に適用される別の保護部材再生手段の説明図である。 待機チャンバ内に適用されるさらに別の保護部材再生手段の説明図である。 待機チャンバ内に適用されるさらに別の保護部材再生手段の説明図である。 待機チャンバ内に適用されるさらに別の保護部材再生手段の説明図である。 基板処理システムの一例の構成を概略的に示す図である。 真空引き時に、基板処理装置のチャンバ内パーツから発生するアウトガス中の成分量と放出時間との関係を示す図である。

符号の説明

１０ 基板処理装置
１１ チャンバ
１２ ステージ
１６ シャワーヘッド
２０ 排気流路
２１ 排気プレート
２５ 保護部材
２６ 基部
２７ トラップ部
２８ 吸着部
３２ 帯電吸着部
３８ ガス吸着能を備えたトラップ部
７３ 電熱ヒータ
９６ 光源
１０６ ガス噴射ノズル
１１６ エアロゾル噴射ノズル

Claims (15)

1. 被処理基板を載置する載置台を備えた真空処理室を大気開放後に減圧する基板処理装置の真空排気方法において、
   前記載置台表面を保護部材で覆う保護部材被覆ステップと、
   前記真空処理室を密閉する密閉ステップと、
   密封した真空処理室内を減圧する真空排気ステップと、
   前記保護部材により異物とアウトガスの少なくとも１つを吸着する吸着ステップと、
   を有することを特徴とする基板処理装置の真空排気方法。
2. 前記真空排気ステップにおいて、前記保護部材を冷却して、該保護部材に吸着する異物に熱泳動力を作用させることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置の真空排気方法。
3. 前記真空排気ステップにおいて、前記保護部材を帯電させ、該保護部材に吸着する異物に静電気力を作用させることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理装置の真空排気方法。
4. 前記保護部材は、前記真空排気ステップが終了した後、前記真空処理室外の待機チャンバ内に収納され、前記真空排気ステップを開始する前に、前記待機チャンバから搬出して前記真空処理室内に搬入されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置の真空排気方法。
5. 前記待機チャンバ内で、使用済みの保護部材を再生する再生ステップを有することを特徴とする請求項４記載の基板処理装置の真空排気方法。
6. 前記再生ステップは、前記使用済み保護部材にガス又はエアロゾルを吹き付けて前記保護部材に付着した異物及び／又はアウトガスを剥離又は放散させるステップを有することを特徴とする請求項５記載の基板処理装置の真空排気方法。
7. 前記再生ステップは、前記使用済み保護部材を加熱して保護部材に吸着した前記異物に熱泳動力を作用させて剥離する加熱ステップを有することを特徴とする請求項５記載の基板処理装置の真空排気方法。
8. 前記加熱ステップにおいて、前記保護部材に超音波を伝達させて前記保護部材表面を振動させる超音波振動ステップを併用することを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置の真空排気方法。
9. 前記加熱ステップにおいて、前記保護部材に光を照射して該光の熱振動又はエネルギ振動によって前記基板表面を振動させる光照射ステップを併用することを特徴とする請求項７又は８記載の基板処理装置の真空排気方法。
10. 被処理基板を載置する載置台と、
    前記載置台を収容する真空処理室と、
    前記真空処理室内を減圧する排気部と、
    前記載置台表面を覆い、前記真空処理室の排気時に異物及びアウトガスのいずれか１つ又は両方を吸着する吸着層と、
    を有することを特徴とする基板処理装置。
11. 前記吸着層は、無機繊維からなるメッシュ構造、又は織布若しくは不織布構造の層であることを特徴とする請求項１０記載の基板処理装置。
12. 前記吸着層は、メッシュ構造の活性炭又は織布若しくは不織布構造の炭素繊維からなることを特徴とする請求項１０記載の基板処理装置。
13. 前記吸着層は、裏面に樹脂シート層を有することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の基板処理装置。
14. 真空処理室と、該真空処理室内に設けられ被処理基板を載置する載置台と、前記真空処理室内を減圧する排気部と、を備えた基板処理装置において、
    前記排気部を駆動させて前記真空処理室内を減圧する真空排気時に前記載置台の表面を被覆し、前記排気部の停止時に前記真空処理室外に移動して待機する保護部材と、
    該保護部材を、前記真空処理室外で収容する待機チャンバと、
    を有することを特徴とする基板処理装置。
15. 前記待機チャンバ内に、使用済み保護部材の再生部を設けたことを特徴とする請求項１４記載の基板処理装置。

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