JP4623715B2 - 基板搬送機構及び該基板搬送機構を備える基板搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板搬送機構及び該基板搬送機構を備える基板搬送装置に関し、特に、成膜プロセス、エッチングプロセス等の処理を実行するべく該基板を所定の位置に搬送する基板搬送機構及び該基板搬送機構を備える基板搬送装置に関する。

従来、イオンドープ、成膜、エッチング等の各種プラズマ処理を基板に施す基板処理システムとして、複数の基板処理装置が共通の基板搬送装置を介して放射状に配設されたクラスタ基板処理システムが知られている。

このようなクラスタ基板処理システムは、図１５（ａ）に示すように、基板を処理する、例えば、２つの基板処理装置１５１と、基板カセット（図示せず）から基板を搬出入するローダーモジュール１５２と、該ローダーモジュール１５２への基板の搬出入を行う２つの基板搬出入室１５３と、基板処理装置１５１及び基板搬出入室１５３の間に介在する、基板搬送装置としての基板搬送室１５４とを備える（例えば、特許文献１参照。）。

基板搬送室１５４は、図１５（ｂ）に示すように、その内部にＮ２ガス等をパージするガス導入部１５５と、内部を真空引きするポンプ部１５６とを備える。また、その内部において基板を搬送する基板搬送機構としてのハンドリング装置１５７を備え、さらに、基板処理装置１５１や基板搬出入室１５３と接する側壁において、開閉自在なゲートバルブ１５８を備える。ハンドリング装置１５７は、複数の腕部材と回転台とを有するスカラアーム式ハンドリング装置であり、基板を基板処理装置１５１や基板搬出入室１５３へゲートバルブ１５８を介して搬送する。
特開平１０−１５４７３９号公報（図１）

しかしながら、このようなクラスタ基板処理システムを用いて基板を連続処理すると、ハンドリング装置１５７が基板を搬送する際に、基板と共に基板搬送室１５４に持ち込まれたパーティクルやハンドリング装置１５７が作動する際に発塵した切削粉であるパーティクルが該基板に付着する場合があり、これにより、例えば、エッチングプロセスでは、付着したパーティクルがマスクとなってエッチング残りを発生させ、また、成膜プロセスでは、該付着したパーティクルが核となって成長することにより膜質を低下させるという問題がある。

本発明の目的は、基板に付着したパーティクルを剥離及び除去することができる基板搬送機構及び該基板搬送機構を備える基板搬送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記載の基板搬送機構は、基板を搬送する基板搬送機構において、基板を収容する収容室内で前記基板を載置する載置部と、前記載置部に接続され且つ前記載置部を移動する腕部と、前記載置部の温度を制御する温度制御装置とを備え、前記温度制御装置は前記載置部と前記収容室の内壁との間に所定の温度勾配を形成し、前記載置部は所定の材料から成る表層を有し、該表層の材料の線膨張係数は前記載置部の近傍に発生するパーティクルの線膨張係数と異なることを特徴とする。

請求項２記載の基板搬送機構は、請求項１記載の基板搬送機構において、前記温度制御装置は、外部周囲の温度を検出する検出部と、前記載置部を加熱する加熱部と、前記検出部で検出した外部周囲の温度に基づいて前記加熱部の作動を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

請求項３記載の基板搬送機構は、請求項２記載の基板搬送機構において、前記制御部は、前記載置部の温度を外部周囲の温度より３０Ｋ以上高い温度に制御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４記載の基板搬送装置は、基板を収容する収容室と、該収容室内に配設され且つ基板を搬送する基板搬送機構と、前記収容室内を排気する排気部と、前記収容室に気体を導入する気体導入部とを備える基板搬送装置において、前記基板搬送機構は、基板を載置する載置部と、該載置部に接続され且つ前記載置部を移動する腕部と、前記載置部の温度を制御する温度制御装置を備え、前記温度制御装置は前記載置部と前記収容室の内壁との間に所定の温度勾配を形成し、前記載置部は所定の材料から成る表層を有し、該表層の材料の線膨張係数は前記載置部の近傍に発生するパーティクルの線膨張係数と異なることを特徴とする。

請求項５記載の基板搬送装置は、請求項４記載の基板搬送装置において、前記温度制御装置は、前記収容室内の温度を検出する検出部と、前記載置部を加熱する加熱部と、前記検出部で検出した前記収容室内の温度に基づいて前記加熱部の作動を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

請求項６記載の基板搬送装置は、請求項５記載の基板搬送装置において、前記制御部は、前記載置部の温度を前記収容室内の温度より３０Ｋ以上高い温度に制御することを特徴とする。

請求項７記載の基板搬送装置は、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の基板搬送装置において、前記気体導入部は、前記検出部で検出した前記収容室内の温度に基づいて前記導入する所定のガスの温度を制御する気体温度制御装置を備えることを特徴とする。

請求項８記載の基板搬送装置は、請求項４乃至７のいずれか１項に記載の基板搬送装置において、前記収容室内の圧力を制御する圧力制御装置を更に備えることを特徴とする。

請求項９記載の基板搬送装置は、請求項８記載の基板搬送装置において、前記圧力制御装置は、前記収容室内の圧力を１．３×１０^−２〜１．３ｋＰａ（０．１〜１０Ｔｏｒｒ）に制御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記載の基板搬送機構は、基板を搬送する基板搬送機構において、基板を収容する収容室内で前記基板を載置する載置部と、前記載置部に接続され且つ前記載置部を移動する腕部と、前記載置部の温度を制御する温度制御装置と、超音波領域の振動を発生する振動発生部と、前記振動発生部に接続されると共に前記載置部に固定されている発振部とを備え、前記温度制御装置は前記載置部と前記収容室の内壁との間に所定の温度勾配を形成し、前記載置部は所定の材料から成る表層を有し、該表層の材料の線膨張係数は前記載置部の近傍に発生するパーティクルの線膨張係数と異なることを特徴とする。

請求項１１記載の基板搬送機構は、請求項１０記載の基板搬送機構において、前記温度
制御装置は、外部周囲の温度を検出する検出部と、前記載置部を加熱する加熱部と、前記
検出部で検出した外部周囲の温度に基づいて前記加熱部の作動を制御する制御部とを備え
ることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項１２記載の基板搬送装置は、基板を収容する収容室と、該収容室内に配設され且つ基板を搬送する基板搬送機構と、前記収容室内を排気する排気部と、前記収容室に気体を導入する気体導入部とを備える基板搬送装置において、前記基板搬送機構は、基板を載置する載置部と、該載置部に接続され且つ前記載置部を移動する腕部と、前記載置部の温度を制御する温度制御装置と、超音波領域の振動を発生する振動発生部と、前記振動発生部に接続されると共に前記載置部に固定されている発振部とを備え、前記温度制御装置は前記載置部と前記収容室の内壁との間に所定の温度勾配を形成し、前記載置部は所定の材料から成る表層を有し、該表層の材料の線膨張係数は前記載置部の近傍に発生するパーティクルの線膨張係数と異なることを特徴とする。

請求項１３記載の基板搬送装置は、請求項１２記載の基板搬送装置において、前記温度制御装置は、前記収容室内の温度を検出する検出部と、前記載置部を加熱する加熱部と、前記検出部で検出した前記収容室内の温度に基づいて前記加熱部の作動を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

請求項１４記載の基板搬送装置は、請求項１２又は１３記載の基板搬送装置において、前記気体導入部は、前記検出部で検出した収容室内の温度に基づいて前記導入する所定のガスの温度を制御する気体温度制御装置を備えることを特徴とする。

請求項１５記載の基板搬送装置は、請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の基板搬送装置において、前記収容室内の圧力を制御する圧力制御装置を更に備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項１６記載の基板搬送装置は、基板を収容する収容室と、該収容室内に配設され前記基板を載置する載置部と、前記収容室内を排気する排気部と、前記収容室に気体を導入する気体導入部とを備える基板搬送装置において、前記載置部の温度を制御する温度制御装置を備え、前記温度制御装置は、前記載置部と前記収容室の内壁との間に所定の温度勾配を形成し、前記載置部は所定の材料から成る表層を有し、該表層の材料の線膨張係数は前記載置部の近傍に発生するパーティクルの線膨張係数と異なることを特徴とする。

請求項１７記載の基板搬送装置は、請求項１６記載の基板搬送装置において、前記温度制御装置は、前記収容室内の温度を検出する検出部と、前記載置部を加熱する加熱部と、前記検出部で検出した前記収容室内の温度に基づいて前記加熱部の作動を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

請求項１８記載の基板搬送装置は、請求項１６又は１７記載の基板搬送装置において、前記気体導入部は、前記検出部で検出した収容室内の温度に基づいて前記導入する所定のガスの温度を制御する気体温度制御装置を備えることを特徴とする。

請求項１９記載の基板搬送装置は、請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載の基板搬送装置において、前記収容室内の圧力を制御する圧力制御装置を更に備えることを特徴とする。

請求項１記載の基板搬送機構、請求項４載の基板搬送装置によれば、基板を載置する載置部と収容室の内壁との間に所定の温度勾配が形成されるので、基板とパーティクルとの界面に発生する熱応力によりパーティクルを基板から剥離し、基板から遠ざかる方向へ働く熱泳動力により該パーティクルを基板から除去することができ、もって基板に付着したパーティクルを剥離及び除去することができる。また、載置部における表層の材料の線膨張係数は載置部の近傍に発生するパーティクルの線膨張係数と異なるので、載置部とパーティクルとの界面に発生する熱応力を増大させることができ、もって載置部に付着したパーティクルの剥離及び除去を促進することができる。

請求項２記載の基板搬送機構によれば、検出された外部周囲の温度に基づいて載置部が加熱されるので、載置部の基板に付着したパーティクルを確実に剥離及び除去することができる。

請求項３記載の基板搬送機構によれば、載置部の温度が外部周囲の温度より３０Ｋ以上高い温度に制御されるので、基板に付着したパーティクルを更に確実に剥離及び除去することができる。

請求項７記載の基板搬送装置によれば、気体温度制御装置は、検出された収容室内の温度に基づいて該導入する所定のガスの温度を制御するので、載置部を所望の温度まで加熱することができない場合であっても、載置部の近傍に温度勾配を形成することができる。

請求項８記載の基板搬送装置によれば、収容室内の圧力が制御されるので、収容室内の圧力に依存する熱泳動力により、基板に付着したパーティクルを更に確実に剥離させることができる。

請求項９記載の基板搬送装置によれば、収容室内の圧力が１．３×１０^−２〜１．３ｋＰａ（０．１〜１０Ｔｏｒｒ）に制御される。収容室内の圧力が１．３×１０^−２〜１．３ｋＰａに設定されると熱泳動力が増加する。したがって、増大した熱泳動力により基板に付着したパーティクルをより確実に剥離させることができる。

請求項１０記載の基板搬送機構、請求項１２記載の基板搬送装置によれば、基板を載置する載置部と収容室の内壁との間に所定の温度勾配が形成されると共に、超音波領域の振動が基板を載置する載置部に印加されるので、基板とパーティクルとの界面に発生する熱応力によりパーティクルを基板から剥離し、基板から遠ざかる方向へ働く熱泳動力により該パーティクルを基板から除去することができ、さらに、基板に超音波領域の振動を印加して基板とパーティクルとの結合力を弱くさせることができ、もって基板に付着したパーティクルを確実に剥離及び除去することができる。また、載置部における表層の材料の線膨張係数は載置部の近傍に発生するパーティクルの線膨張係数と異なるので、載置部とパーティクルとの界面に発生する熱応力を増大させることができ、もって載置部に付着したパーティクルの剥離及び除去を促進することができる。

請求項１６記載の基板搬送装置によれば、基板を載置する載置部と収容室の内壁との間に所定の温度勾配が形成されるので、基板とパーティクルとの界面に発生する熱応力によりパーティクルを基板から剥離し、基板から遠ざかる方向へ働く熱泳動力により該パーティクルを基板から除去することができ、もって基板に付着したパーティクルを確実に剥離及び除去することができる。また、載置部における表層の材料の線膨張係数は載置部の近傍に発生するパーティクルの線膨張係数と異なるので、載置部とパーティクルとの界面に発生する熱応力を増大させることができ、もって載置部に付着したパーティクルの剥離及び除去を促進することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板搬送装置の構成を概略的に示す図である。

図１において、基板搬送装置１０は、金属製、例えば、アルミニウム又はステンレス鋼
製の保安接地された箱状のチャンバ１１（収容室）と、該チャンバ１１内に基板Ｗを搬送する搬送アーム１２（基板搬送機構）とを備える。

チャンバ１１の側壁には、搬送アーム１２が基板Ｗをチャンバ１１内へ搬出入するときに、基板Ｗを通過させる搬入出口１３が配設され、該搬入出口１３は、開閉自在なゲートバルブ１４によって密封されている。また、チャンバ１１の底部には排気ライン（排気部）１５が接続されている。この排気ライン１５は、直径が、例えば２５ｍｍである排気管１６と、該排気管１６の途中に配設されたバルブＶ１と、排気管１６に接続された排気ポンプであるドライポンプ１７とを有し、チャンバ１１内を排気して減圧する。このバルブＶ１は、チャンバ１１内とドライポンプ１７を遮断することができる。さらに、チャンバ１１の天井部にはガス導入ライン１８（気体導入部）が接続されている。このガス導入ライン１８は、例えば、Ｎ２ガスを供給するガス供給装置１９と、該ガス供給装置１９からのＮ２ガスをチャンバ１１内へ導入するガス導入管２０とを備え、ガス導入管２０の途中にはバルブＶ２が配設されている。このバルブＶ２は、チャンバ１１内とガス供給装置１９を遮断することができる。

また、基板搬送装置１０は、チャンバ１１及びガス供給装置１９にガス導入管２０を介して連結され、チャンバ１１内に導入するＮ２ガスを冷却する冷却装置６（気体温度制御装置）と、排気管１６に設けられ、チャンバ１１内の圧力を制御する圧力制御装置７とを備える。冷却装置６は、後述する温度センサ８で検出したチャンバ１１の温度に基づいて、チャンバ１１内に導入するＮ２ガスを冷却し、圧力制御装置７は、チャンバ１１内の圧
力を、例えば１．３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）に制御する。

この基板搬送装置１０は、例えば、クラスタ型やパラレル型の基板処理システムに配設され、該基板処理システムが備えるプラズマ処理装置等にゲートバルブ１４を介して接続される。

図２は、図１における搬送アーム１２の構成を概略的に示す斜視図である。

図２において、スカラアーム式ハンドリング装置としての搬送アーム１２は、チャンバ１１の底面に配設されて該底面に対する垂直軸（以下、「チャンバ垂直軸」という）周りに回転自在な回転台２１と、該回転台２１に接続された棒状の第１の腕部材２２と、該第１の腕部材２２に接続された棒状の第２の腕部材２３と、該第２の腕部材２３の他端に接続された、基板Ｗを載置するピック２４（載置部）とを備える。

この搬送アーム１２では、第２の腕部材２３の一端が、チャンバ垂直軸周りに回転自在に第１の腕部材２２の他端と接続され、ピック２４が、チャンバ垂直軸周りに回転自在に第２の腕部材２３の他端と接続され、回転台２１、第１の腕部材２２、第２の腕部材２３及びピック２４が協働して回転運動を行い、これにより、ピック２４及び該ピック２４に載置された基板Ｗをチャンバ１１の所望の位置や搬入出口１３を介して隣接するプラズマ処理装置等に移動する。

ピック２４は、音叉形状を呈し、二股部において基板Ｗを担持する一方で、二股部とは反対の端部において、上述したように第２の腕部材２３の他端と接続される。

また、搬送アーム１２はピック２４の温度を制御する温度制御装置２８を備え、温度制御装置２８はピック２４とチャンバ１１の内壁に所定の温度勾配を形成する。具体的には、温度制御装置２８は、チャンバ１１の内壁温度を検出する温度センサ８（検出部）と、搬送アーム１２のピック２４の内部に埋設され且つピック２４を加熱する、例えば、シースヒータ等の抵抗体２５（加熱部）と、第２の腕部材２３、第１の腕部材２２及び回転台２１の内部に配線された電線２６を介して抵抗体２５と接続されると共に抵抗体２５の温度を制御する制御部９とを備える。

この制御部９は、温度センサ８で検出したチャンバ１１の内壁温度に基づいて抵抗体２５を加熱することによりピック２４の温度を制御する。これにより、ピック２４とチャンバ１１の内壁に所望の温度勾配を形成することができ、もって基板Ｗに付着したパーティクルを確実に剥離及び除去することができる。また、このとき、搬送アーム１２のピック２４は、チャンバ１１の内壁温度より３０Ｋ以上高い温度に制御されるのが好ましい。これにより、基板Ｗに付着したパーティクルを更に確実に剥離及び除去することができる。

基板搬送装置１０は、温度センサ８によりチャンバ１１の内壁温度を検出し、該検出した温度に対応した電気信号が制御部９に出力され、制御部９によりこの電気信号に応じた抵抗体２５の印加電圧を決定し、この決定された印加電圧を抵抗体２５に印加することにより抵抗体２５を加熱し、ピック２４に載置された基板Ｗを、主としてピック２４からの伝導伝熱により加熱する。これにより、搬送アーム１２のピック２４及びピック２４に載置された基板Ｗとチャンバ１１の内壁に温度勾配が形成され、基板Ｗから遠ざかる方向（ピック２４からチャンバ１１の内壁へ向かう方向）への熱泳動力がパーティクルに働く。また、このとき、基板Ｗ上では、材料固有の線膨張係数の違いによって基板Ｗとパーティクルとの界面に互いに離れる方向の熱応力が発生し、この発生した熱応力により、パーティクルが基板Ｗから剥離してリフトアップする。リフトアップしたパーティクルは、上述した熱泳動力によって、ピック２４より温度が低いチャンバ１１の内壁に引き寄せられる。

上述のように、基板Ｗ及び搬送アームのピック２４からパーティクルが除去される際の除去メカニズムは、熱応力によってパーティクルが剥離されるパーティクル剥離行程と、熱泳動力によってパーティクルが移動するパーティクル移動行程とで説明することができる。ここで、基板Ｗ上から剥離したパーティクルの初速を１０ｍ／ｓ、チャンバ１１内の圧力を１．３ｋＰａ（１．０Ｔｏｒｒ）と仮定し、下記に示す公知の速度式を用いて基板Ｗ上から剥離したパーティクルの移動速度を計算する。

その結果、図３に示すように、パーティクルの速度（図中の実線）は、基板Ｗ上からパーティクルが剥離してから約０．００４ｓ経過後、すなわち数ｍｓ以内に熱泳動速度（図中の破線で示す終末速度）に到達することになる。また、パーティクルの速度が熱泳動速度に到達したときのパーティクルの移動距離（図中の一点鎖線）は、基板Ｗの上面から約０．９ｃｍとなる。換言すれば、基板Ｗから剥離したパーティクルは、数ｍｍ程度離れた位置で熱泳動力に起因する速度が支配的な速度に達し、基板Ｗから剥離した後、基板Ｗ近傍に滞ることなく連続的に輸送される。

次に、パーティクルの除去メカニズムにおけるパーティクル移動行程と圧力との関係について、以下に説明する。

図１の基板搬送装置１０において、排気ライン１５によってチャンバ１１内が減圧されると、チャンバ１１内にはチャンバ１１の内壁とチャンバ内の雰囲気との間において温度跳躍が発生するため、チャンバ１１の内壁に接触しているＮ_２ガスの温度がチャンバ１１の内壁温度と異なってくる。ここで、基板Ｗの温度を５００Ｋ、チャンバ１１の内壁温度を３５０Ｋとし、且つ温度跳躍の影響を考慮した場合におけるチャンバ１１内の各所定の圧力に対応する温度勾配を計算した結果を図４に示す。尚、図４中の横軸は、基板Ｗとチャンバ１１の上部内壁との距離を示している。

図４に示すように、チャンバ１１内の希薄度（真空度）が大きい程、すなわち、流れ場の希薄度を表わすクヌッセン数が大きい程温度跳躍、例えば、上記距離が０．００ｍにおける温度勾配の温度と基板Ｗの温度との差が大きくなり、搬送アーム１２のピック２４及びピック２４に載置された基板Ｗとチャンバ１１の内壁との温度差が同じであっても温度勾配は減少する。上述のように、温度勾配は温度跳躍の影響を受けることから、チャンバ１１内の希薄度が大きくなり温度跳躍が大きい程パーティクルに働く熱泳動力は小さくなることが分かる。

図４の結果を考慮して、計算条件を、基板Ｗの温度を６２３．１５Ｋ、チャンバ１１の内壁温度を３３８．１５Ｋ、基板Ｗとチャンバ１１の上部内壁との間隔を３５ｍｍとし、直径約０．６μｍのＳｉＯ_２パーティクルに働く熱泳動力の圧力依存性を計算する。その結果、図５に示すように、チャンバ１１内の圧力が１．３×１０^−２〜１．３ｋＰａ（０．１〜１０Ｔｏｒｒ）の範囲内においてパーティクルに働く熱泳動力が最大（Ｆ＝１．０×１０^−１３［Ｎ］）となる。したがって、チャンバ１１内の圧力を０．０１３〜１．３ｋＰａ（０．１〜１０Ｔｏｒｒ）に制御することにより、基板Ｗに付着したパーティクルをより効果的に除去することができる。

本実施の形態によれば、基板Ｗを載置するピック２４に所定の温度勾配が形成されるので、基板Ｗとパーティクルとの界面に発生する熱応力によりパーティクルを基板Ｗから剥離し、基板Ｗから遠ざかる方向へ働く熱泳動力により該パーティクルを基板Ｗから除去することができ、もって基板Ｗに付着したパーティクルを剥離及び除去することができる。また、基板Ｗを基板搬送装置１０に隣接するプラズマ処理装置等に移動する際に、ピック２４により基板Ｗに付着したパーティクルを剥離及び除去することができるので、基板Ｗの連続処理時においても、次の処理に悪影響を与えない基板Ｗを搬送することが可能となる。さらに、基板Ｗの搬送時間を利用することにより、基板搬送装置１０が配設される基板処理システムの稼働率を低下させることなくパーティクルの剥離及び除去を実行することができる。

また、本実施の形態によれば、冷却装置６は、温度センサ８で検出したチャンバ１１の内壁温度に基づいてチャンバ１１内に導入するＮ_２ガスを冷却するので、抵抗体２５を制御することによりピック２４を所望の温度まで加熱することができない場合であっても、ピック２４の近傍に温度勾配を形成することができる。

図６は、本発明の第２の実施の形態に係る基板搬送装置の構成を概略的に示す図である。

図６の基板搬送装置は、その構成が図１のものと基本的に同じであり、同じ構成要素については同一の参照番号を付して重複した説明を省略し、以下に異なる部分のみを説明する。

図６において、基板搬送装置３０は、チャンバ１１内に基板Ｗを搬送する搬送アーム３２を備える。搬送アーム３２は、チャンバ１１の底面に配設されて該底面に対する垂直軸周りに回転自在な回転台２１と、該回転台２１に接続された棒状の第１の腕部材２２と、該第１の腕部材２２に接続された棒状の第２の腕部材２３と、該第２の腕部材２３の他端に接続された、基板Ｗを載置するピック２４とを備える。

また、搬送アーム３２は、超音波領域の振動、例えば、その周波数が４０ｋＨｚの振動を発生する振動発生部３３と、振動発生部３３に接続されると共にピック２４に固定されている発振部３４とを備える。振動発生部３３が発生する超音波領域の振動の方向は、ピック２４に載置された基板Ｗの主面に垂直な方向に沿っている。尚、振動発生部３３は基板Ｗの主面に垂直な方向に沿って配置したが、任意の方向でよく、基板Ｗの主面に水平な方向に沿って配置してもよい。

振動発生部３３は超音波領域の振動を発生し、この発生した振動を発振部３４に伝達することにより搬送アーム３２のピック２４を振動させる。ピック２４に載置された基板Ｗは、ピック２４からの振動が伝達されることにより超音波領域の周波数で振動する。これにより、基板Ｗとパーティクルとの結合力を弱くすることができ、もってパーティクルを基板Ｗから剥離及び除去することができる。

本実施の形態によれば、搬送アーム３２は、超音波領域の振動が基板Ｗを載置するピック２４に印加されるので、基板Ｗに超音波領域の振動を印加して基板Ｗとパーティクルとの結合力を弱くすることができ、もって基板Ｗに付着したパーティクルをから剥離及び除去することができる。

図７は、本発明の第３の実施の形態に係る基板搬送装置の構成を概略的に示す図である。

図７の基板搬送装置は、その構成が図１のものと基本的に同じであり、同じ構成要素については同一の参照番号を付して重複した説明を省略し、以下に異なる部分のみを説明する。

図７おいて、基板搬送装置４０は、チャンバ１１内に基板Ｗを搬送する搬送アーム４２を備える。搬送アーム４２は、チャンバ１１の底面に配設されてチャンバ垂直軸周りに回転自在な回転台２１と、該回転台２１に接続された棒状の第１の腕部材２２と、該第１の腕部材２２に接続された棒状の第２の腕部材２３と、該第２の腕部材２３の他端に接続された、基板Ｗを載置するピック２４と、ピック２４の温度を制御する温度制御装置２８と、超音波領域、例えば、その周波数が４０ｋＨｚの振動を発生する振動発生部３３と、振動発生部３３に接続されると共にピック２４に固定されている発振部３４とを備える。

温度制御装置２８は、ピック２４とチャンバ１１の内壁に所定の温度勾配を形成する。具体的には、温度制御装置２８は、チャンバ１１の内壁温度を検出する温度センサ８と、搬送アーム４２のピック２４の内部に埋設され且つピック２４を加熱する、例えば、シースヒータ等の抵抗体２５と、第２の腕部材２３、第１の腕部材２２及び回転台２１の内部に配線された電線２６を介して抵抗体２５と接続されると共に抵抗体２５の温度を制御する制御部９とを備える。

本実施の形態によれば、基板Ｗを載置するピック２４に所定の温度勾配が形成されると共に、超音波領域の振動が基板Ｗを載置するピック２４に印加されるので、基板Ｗとパーティクルとの界面に発生する熱応力によりパーティクルを基板Ｗから剥離し、基板Ｗから遠ざかる方向へ働く熱泳動力により該パーティクルを基板Ｗから除去することができ、さらに、基板Ｗに超音波領域の振動を印加することにより基板Ｗとパーティクルとの結合力を弱くすることができ、もって基板Ｗに付着したパーティクルを確実に剥離及び除去することができる。

上記実施の形態では、チャンバ１１内へ導入されるガスはＮ_２ガスであるが、これに限るものではなく、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）等の不活性ガスでもよく、また、Ｏ_２ガスなどを用いてもよい。

上記実施の形態では、シースヒータ等の抵抗体２５によってピック２４を加熱するが、これに限るものではなく、赤外線等のランプを用いてピック２４を加熱してもよい。

上記実施の形態では、振動発生部３３はその周波数が４０ｋＨｚの振動を発生するが、これに限るものではなく、周波数が１６０００〜１０ＭＨｚの振動を発生するものであってもよい。また、好ましくは、その周波数が、１６０００〜４０ｋＨｚである。

上記実施の形態では、搬送アーム１２，３２，４２としてスカラアーム式ハンドリング装置が用いられたが、搬送アームの形式はこれに限られず、フロッグレッグ式ハンドリング装置であってもよい。

また、上記実施の形態では、搬送アーム１２，３２，４２は基板Ｗに付着したパーティクルを剥離及び除去するが、これに限るものではなく、パーティクルによって汚染されていない基板の搬送中や基板搬送装置１０，３０，４０のアイドリング時に上記処理が施されることにより、基板へのパーティクル汚染を防止することができる。

また、上記実施の形態において、上述したように、材料固有の線膨張係数の違いによって発生した熱応力によりパーティクルを基板Ｗから剥離させることができることから、チャンバ１１内に発生し得るパーティクルの材質を予測することができる場合は、発生し得るパーティクルの線膨張係数と異なる線膨張係数を有する材質でチャンバ１１の内壁及び搬送アーム１２，３２，４２等のチャンバ内パーツを被覆することが好ましい。具体的には、搬送アーム１２，３２，４２が、搬送アーム１２，３２，４２の近傍に発生するパーティクルの線膨張係数と異なる所定の材料から成る表層を有することが好ましい。これにより、チャンバ１１の内壁及び搬送アーム１２，３２，４２等のチャンバ内パーツとパーティクルとの界面に大きな熱応力を発生させることができ、もってチャンバ内パーツに付着したパーティクルを確実に剥離及び除去することができる。

この効果を確認するべく、ＳｉＯ_２、Ｓｉ、ＳｉＮ、Ｗ、Ｃｕ、ＰＲ、及びＣＦ系ポリマーで基板を夫々被覆し、上記各種材質で被覆された夫々の基板上にＳｉＯ_２粒子を散布し、該基板を加熱したときの基板上におけるＳｉＯ_２粒子の除去率を測定したところ、図８に示すように、ＳｉＯ_２で被覆された基板ＷにおけるＳｉＯ_２粒子の除去率と比較して、テフロン（登録商標）などのＣＦ系ポリマーで被覆された基板Ｗ上におけるＳｉＯ_２粒子の除去率が高い。したがって、例えば、ＳｉやＳｉＯ_２のパーティクルの発生が予測される場合は、テフロン（登録商標）などのＣＦ系ポリマーでチャンバ内パーツを被覆するのが好ましく、また、ＣＦ系ポリマーがパーティクルとして発生することが予測されている場合は、チャンバ内パーツをＳｉＯ_２で被覆することが好ましい。これにより、チャンバ内パーツに付着したパーティクル除去率を高めることができる。尚、基板Ｗの表面を、発生し得るパーティクルの線膨張係数と異なる線膨張係数を有する材質で被覆した場合も同様の効果が得られる。

図９は、本発明の第４の実施の形態に係る基板搬送装置を備える基板処理装置の構成を概略的に示す図である。

図９において、基板処理装置としてのプラズマ処理システム５０は、基板Ｗにエッチング処理を施す第１処理ユニット５１及び第２処理ユニット５２と、基板搬出入ステージ５３と、プラズマ処理システム５０の動作を制御する制御ユニット８０とを備える。

第１処理ユニット５１は、基板Ｗにエッチング処理を施す処理室２ａを有するプラズマ処理装置１ａと、気密に開閉可能なゲート弁５５ａを介してプラズマ処理装置１ａの処理室２ａに接続されて基板Ｗを処理室２ａに搬出入する搬送室５６ａと、気密に開閉可能なゲート弁５７ａを介して搬送室５６ａに接続されて基板Ｗを搬送室５６ａに搬出入するロードロック室５８ａとを備える。尚、第２処理ユニット５２は第１処理室５１と同一構成であるので、第１処理室５１の各構成要素に付された番号と対応する番号を第２処理ユニット５２の各構成要素に付し、その説明を省略する。

搬送室５６ａは、パーティクル等のパージ及び真空排気可能に構成されており、搬送室５６ａの内部には、処理室２ａ、ロードロック室５８ａ及び搬送室５６ａの間で基板Ｗの搬出入を行う、例えば、屈伸及び旋回可能な多関節構造のスカラアーム式ハンドリング装置としての搬送アーム５９ａが設けられている。また、搬送アーム５９ａの先端には、基板Ｗを載置可能な載置台６０ａが設けられている。

ロードロック室５８ａも、残留物のパージ及び真空排気可能に構成されており、内部には、基板Ｗを載置可能な受渡台６２ａが設けられている。受渡台６２ａには、必要に応じて冷却ジャケットを設けて処理済みのウエハを冷却し、或いは加熱ランプを設けて処理前の基板Ｗを予熱するようにしてもよい。また、受渡台６２ａ自体を複数段構造として複数枚の基板Ｗを載置可能にしてもよい。

基板搬出入ステージ５３は、略直方体の箱形状を呈し、その側面において第１処理ユニット５１のロードロック室５８ａ及び第２処理ユニット５２のロードロック室５８ｂと、気密に開閉可能に構成されたゲート弁６４ａ及びゲート弁６４ｂを介して接続されており、また、その一方の端部において、内部に回転載置台７３と基板Ｗの周縁部を光学的に検出する光学センサ７４とを備えた位置合室７２を備える。そして、位置合室７２は基板Ｗのオリエンテーションフラットやノッチ等を光学センサ７４により検出して回転載置台７３により基板Ｗを回転させて位置合わせを行う。

また、基板搬出入ステージ５３には、その内部において、その長手方向に沿って配置された図示しない案内レールに沿って移動可能に構成された搬送アーム６５が配設されており、搬送アーム６５は例えば、別々に駆動されるウエハ搬送用の多関節フォーク６６，６７を備え、多関節フォーク６６，６７は屈伸及び旋回可能に構成されている。また、搬送アーム６５は、多関節フォーク６６，６７の先端に夫々基板Ｗを把持可能なアーム６８，６９を夫々備える。

搬送アーム６５は、後述するフープ台５４に載置された基板カセットとしてのフープ７６に収容された基板Ｗを、位置合室７２の回転載置台７３、及びロードロック室５８の受渡台６２上に搬送可能であり、また、受渡台６２上に載置された基板Ｗを回転載置台７３上、及びフープ７６ａ〜７６ｃ内に搬送可能である。尚、フープ７６ａ〜７６ｃは各内部においてスロットを２５個備え、２５枚の基板Ｗが収容可能である。さらに、搬送アーム６５は、第１処理ユニット５１におけるロードロック室５８ａの受渡台６２ａ上に載置された基板Ｗを後述する基板載置室９０に搬送すると共に、該基板載置室９０に載置された基板Ｗを第２処理ユニット５１におけるロードロック室５８ｂの受渡台６２ｂ上に搬送可能である。

また、基板搬出入ステージ５３は、ロードロック室５８ａ及びロードロック室５８ｂと接続された側面に対向する側面において、４つの開閉自在な開口部であるポート７７ａ〜７７ｄを有し、ポート７７ａ〜７７ｃの各ポートの位置に対応して、基板搬出入ステージ５３の側面から突出した平台である３つのフープ台５４と、ポート７７ｄの位置に対応して、エッチング処理が施された基板Ｗを一時的に載置する基板搬送装置としての基板載置室９０とを有する。各フープ台５４は、１つのフープ７６が載置される載置面７８と、該載置面７８に載置されたフープ７６の蓋体を開閉するフープオープナー（図示せず）とを有する。

図１０は、基板載置室９０の構成を概略的に示す図である。基板載置室９０は、その構成が図１のものと基本的に同じであり、同じ構成要素については同一の参照番号を付して重複した説明を省略し、以下に異なる部分を説明する。

図１０において、基板載置室９０は、パーティクル等のパージ及び真空排気可能に構成されており、アルミニウム又はステンレス鋼製の保安接地された箱状のチャンバ９１（収容室）と、基板Ｗが載置される載置台（載置部）９２と、基板載置室９０の側壁において、ポート７７ｄに接続され、搬送アーム６５が基板Ｗを基板載置室９０内へ搬出入するときに基板Ｗを通過させる搬入出ポート９３と、載置台９２の温度を制御する温度制御装置９４と、超音波領域、例えば、その周波数が４０ｋＨｚの振動を発生する振動発生部９５と、振動発生部９５に接続されると共にピック載置台９２に固定されている発振部９６とを備える。該搬入出ポート９３は開閉自在なポート７７ｄによって密封されている。

温度制御装置９４は、チャンバ９１の内壁温度を検出する温度センサ９７と、チャンバ９１の上部に配設され且つ載置台９２に載置された基板Ｗに赤外線を放射することにより基板Ｗを加熱するランプ９８と、ランプ９８と電気的に接続されると共にランプ９８の動作を制御する制御部９９とを備える。尚、ランプ９８から放射される光線は、赤外線に限るものではなく、基板Ｗを加熱可能な光線であればよく、また、基板Ｗ上に形成されたレジスト膜に影響を与えない波長を有する光線であることが好ましい。

この制御部９９は、温度センサ９７で検出したチャンバ９１の内壁温度に基づいてランプ９８から放射される赤外線の放射量を制御することにより基板Ｗの温度を制御する。また、載置台９２に基板Ｗが載置されていない場合は、温度センサ９７で検出したチャンバ９１の内壁温度に基づいてランプ９８から放射される赤外線の放射量を制御することにより載置台９２の温度を制御する。これにより、基板Ｗとチャンバ９１の内壁の間、及び載置台９２とチャンバ９１の内壁の間に夫々所定の温度勾配が形成される。また、載置台９２は、チャンバ９１の内壁温度より３０Ｋ以上高い温度に制御されるのが好ましい。

上記のように構成されるプラズマ処理システム５０において、フープ７６内の未処理の基板Ｗを処理する際、フープオープナーがフープ７６の蓋体を開き且つ該フープ７６を載置するフープ台５４に対応するポート７７ａ〜７７ｃいずれか１つ又は複数が開口することにより、フープ７６に収容された基板Ｗが搬送アーム６５により搬出され、次いで、位置合室７２、第１処理ユニット５１におけるロードロック室５８ａ及び搬送室５６ａを介して、基板Ｗがプラズマ処理装置１ａの処理室２ａに搬入される。さらに、処理室２ａで所定の処理が施された基板Ｗは、第１処理ユニット５１の搬送室５６ａ及びロードロック室５８ａを介して基板載置室９０に搬送される。

基板載置室９０内に搬入された基板Ｗは、搬送アーム６５により載置台９２に載置され、温度センサ９７で検出したチャンバ９１の内壁温度に基づいてランプ９８から放射される赤外線により加熱される。これにより、基板Ｗ及びチャンバ９１の内壁に所望の温度勾配が形成され、さらに、載置台９２及びチャンバ９１の内壁に所望の温度勾配が形成される。また、基板Ｗは、振動発生部９５により超音波領域の振動が印加される。その後、チャンバ９１内のパーティクルのパージ及び真空排気が行われる。

チャンバ９１内のパージ及び真空排気が行なわれた後、基板載置室９０内で加熱及び振動印加された基板Ｗは、第２処理ユニット５２におけるロードロック室５８ｂ及び搬送室５６ｂを介してプラズマ処理装置１ｂの処理室２ｂに搬入され、処理室２ｂにおいて所定のプラズマ処理が施される。

本実施の形態によれば、温度センサ９７で検出したチャンバ９１の内壁温度に基づいてランプ９８から放射される赤外線の放射量が制御され、該光線により加熱された載置部９２及び基板Ｗに所定の温度勾配が形成されるので、第１処理ユニット５１及び第２処理ユニット５２により基板Ｗに施す複数のプロセスの間において、基板Ｗをチャンバ９１内に搬送した場合に、載置台９２に載置された基板とパーティクルとの界面に発生する熱応力によりパーティクルを基板Ｗから剥離し、基板Ｗから遠ざかる方向へ働く熱泳動力により該パーティクルを基板Ｗから除去することができ、もって基板Ｗに付着したパーティクルを確実に剥離及び除去することができる。

本実施の形態では、独立した基板載置室９０が設けられたが、ロードロック室５８ａ及びロードロック室５８ｂの少なくとも１つが基板載置室として機能してもよい。この場合、基板載置室として機能するロードロック室５８は、基板載置室９０と同様の構成を有する。

また、本実施の形態では、プラズマ処理システム５０は、基板Ｗにエッチング処理を施す第１処理ユニット５１及び第２処理ユニット５２と、基板搬出入ステージ５３とを備え、該基板搬出入ステージ５３は、その側面に基板載置室９０を有するが、これに限るものではなく、図１１に示すように、気密に開閉可能なゲート弁（図示せず）を介して後述する複数のプロセスチャンバに接続され、基板Ｗを複数のプロセスチャンバに搬出入するトランスファモジュール１００と、トランスファモジュール１００内に配置された２つのスカラタイプの搬送アームからなるダブルアームタイプの移載アーム１０１と、トランスファモジュール１００の周りに放射状に配置された５つのプロセスチャンバ１０２Ａ〜１０２Ｅと、気密に開閉可能なゲート弁（図示せず）を介してトランスファモジュール１００に接続され、プロセスチャンバ１０２Ａ〜１０２Ｅによりエッチング処理が施された基板Ｗを一時的に載置する基板搬送室としての基板載置室９０とを備えるものであってもよい。

図１１に示すプラズマ処理システムでは、未処理の基板Ｗが移載アーム１０１によってトランスファモジュール１００内に搬入され、次いで、プロセスチャンバ１０２Ａ〜１０２Ｅのうち所定のプロセスチャンバ、例えばプロセスチャンバ１０２Ａ内にゲート弁（図示せず）を介して搬入される。さらに、プロセスチャンバ１０２Ａで所定の処理が施された基板Ｗは、移載アーム１０１によってトランスファモジュール１００を介して基板載置室９０に搬送される。

基板載置室９０内に搬入された基板Ｗは、移載アーム１０１により載置台９２に載置され、温度センサ９７で検出したチャンバ９１の内壁温度に基づいてランプ９８から放射される赤外線により加熱される。これにより、基板Ｗ及びチャンバ９１の内壁に所望の温度勾配が形成され、さらに、載置台９２及びチャンバ９１の内壁に所望の温度勾配が形成される。また、基板Ｗは、振動発生部９５により超音波領域の振動が印加される。その後、チャンバ９１内のパーティクルのパージ及び真空排気が行われる。

チャンバ９１内のパージ及び真空排気が行なわれた後、基板載置室９０内で加熱及び振動印加された基板Ｗは、移載アーム１０1によってトランスファモジュール１００を介して、他のプロセスチャンバ、例えばプロセスチャンバ１０２Ｂ内に搬入され、プロセスチャンバ１０２Ｂにおいて所定のプラズマ処理が施される。

尚、基板Ｗが基板載置室９０に搬入されるタイミングは、プロセスチャンバ１０２Ａからプロセスチャンバ１０２Ｂへ搬送されるときに限られず、プロセスチャンバ１０２Ａ〜１０２Ｅのうちいずれか２つのプロセスチャンバ間において、一方のプロセスチャンバから他方のプロセスチャンバへ搬送されるときであってもよく、また、プロセスチャンバ１０２Ａ〜１０２Ｅのうち２つ以上のプロセスチャンバにおける複数の処理が終了した後であってもよい。

本実施の形態では、温度制御装置９４は、チャンバ９１の上部に配設され且つ載置台９２に載置された基板Ｗに赤外線等を放射することにより基板Ｗを加熱するランプ９８を有するが、これに限るものではなく、載置台９２の内部に埋設され且つ載置台９２及び基板Ｗを加熱する、例えば、シースヒータ等の抵抗体を有していてもよい。これにより、載置台９２の温度が制御され、載置台９２に所定の温度勾配が形成されるので、載置台９２に載置された基板Ｗとパーティクルとの界面に発生する熱応力によりパーティクルを基板Ｗから剥離し、基板Ｗから遠ざかる方向へ働く熱泳動力により該パーティクルを基板Ｗから除去することができ、もって基板Ｗに付着したパーティクルを確実に剥離及び除去することができる。

本実施の形態において、チャンバ９１内に発生し得るパーティクルの材質を予測することができる場合は、上記第１の実施の形態と同様に、発生し得るパーティクルの線膨張係数と大きく異なる線膨張係数を有する材質でチャンバ９１の内壁及び載置台９２等のチャンバ内パーツを被覆することが好ましい。これにより、チャンバ１１の内壁及び載置台９２等のチャンバ内パーツとパーティクルとの界面に大きな熱応力を発生させることができ、もってチャンバ内パーツに付着したパーティクルを確実に剥離及び除去することができる。

また、本発明の目的は、前述の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録した記憶媒体を、上記システムあるいは装置に供給し、そのシステムのコンピュータ（またはＣＰＵ、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て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本発明の新規な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およびプログラム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、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。或いは、上記プログラムは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。

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、上記の各実施の形態の機能が実現されるだけでなく、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、その処理によって前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。

更に、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、その機能拡張カードや機能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、その処理によって前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。

次に、本発明の実施例を具体的に説明する。尚、以下の実施例では、基板搬送装置１０及び基板搬送装置３０を想定したプロセス装置のプロセスチャンバにて擬似的に実験を行った。

先ず、基板搬送装置１０を想定したプロセスチャンバにおいて、粒子径が０．６μｍであるＳｉＯ_２パーティクルを予め表面に付着させたＳｉウエハを準備し、プロセスチャンバ内における搬送アームを想定した下部電極上にＳｉウエハを載置した。次に、プロセスチャンバ内の圧力を０．１３ｋＰａ（１．０Ｔｏｒｒ）に制御しながら下部電極を昇温させ、この昇温中にＳｉウエハ上から剥離したＳｉＯ_２パーティクルの数（個／分）を測定した。また、基板搬送装置１０の内壁温度とＳｉウエハとの温度差を想定した上部電極の温度とＳｉウエハとの温度差を求めた。

同様にして、プロセスチャンバ内の圧力を１．３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）に制御しながら下部電極を昇温させ、この昇温中にＳｉウエハ上から剥離したＳｉＯ_２パーティクルの数（個／分）を測定した。この結果を図１２に示す。

これにより、上部電極の温度とＳｉウエハとの温度差が１５０℃以上であるときに、Ｓｉウエハ上から剥離したＳｉＯ_２パーティクル数が急激に増大することが分かった。すなわち、図１２より、プロセスチャンバ内の圧力に対する熱泳動力の効果によって、Ｓｉウエハ上のＳｉＯ_２パーティクル剥離量が圧力に依存することが分かった。

次に、プロセスチャンバにおいて、粒子径が０．６μｍであるＳｉＯ_２パーティクルを予め表面に付着させたＳｉウエハを準備し、下部電極上にＳｉウエハを載置した。次に、下部電極を所定の温度まで加熱し、プロセスチャンバ内の圧力を０．００１３ｋＰａ（０．０１Ｔｏｒｒ）に制御しながら、下部電極上にＳｉウエハを所定時間載置させた。この所定時間中にＳｉウエハ上から剥離したＳｉＯ_２パーティクルの数を測定し、この測定結果から、Ｓｉウエハ上のＳｉＯ_２パーティクル減少率を求めた。さらに、プロセスチャンバ内の圧力を０．００１３〜１３０ｋＰａ（０．０１〜１０００Ｔｏｒｒ）まで変化させ、同様の測定を行った。この結果を図１３に示す。

これにより、プロセスチャンバ内の圧力を０．０１３〜１３ｋＰａ（０．１〜１００Ｔｏｒｒ）に制御したときに、多くのＳｉＯ_２パーティクルをＳｉウエハ上から剥離させることができ、好ましくは、プロセスチャンバ内の圧力を０．１３〜１．３ｋＰａ（１．０〜１０Ｔｏｒｒ）に制御したときに多くのＳｉＯ_２パーティクルをＳｉウエハ上から剥離させることができることが分かった。すなわち、Ｓｉウエハの近傍における熱泳動力がプロセスチャンバ内の圧力に依存することにより、Ｓｉウエハに付着したＳｉＯ_２パーティルを更に確実に剥離させることができることが分かった。

更に、基板搬送装置３０を想定したプロセスチャンバにおいて、上記実施例と同様に、粒子径が０．６μｍであるＳｉＯ_２パーティクルを予め表面に付着させたＳｉウエハを準備し、下部電極上に載置した。次に、プロセスチャンバ内の圧力を１．３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）に制御し、Ｓｉウエハを下部電極上に４０分間載置させた後、周波数が４０ｋＨｚの振動をＳｉウエハに印加した。このとき、Ｓｉウエハ上から剥離したＳｉＯ_２パーティクルの数を測定した。この結果を図１４に示す。

これにより、ＳｉＯ_２パーティクルが付着したＳｉウエハに超音波振動を印加することによってより多くのＳｉＯ_２パーティクルをＳｉウエハ上から剥離させることができることが分かった。

本発明の第１の実施の形態に係る基板搬送装置の構成を概略的に示す図である。 図１における搬送アームの構成を概略的に示す斜視図である。 基板上から剥離したパーティクルの移動速度を計算した結果を示す図である。 チャンバ内の各所定の圧力に対応する温度勾配を計算した結果を示す図である。 パーティクルに働く熱泳動力の圧力依存性を計算した結果を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る基板搬送装置の構成を概略的に示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る基板搬送装置の構成を概略的に示す図である。 基板Ｗ上に散布したＳｉＯ２粒子の除去率を測定した結果を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係る基板搬送装置を備える基板処理装置の構成を概略的に示す図である。 基板載置室の構成を概略的に示す図である。 基板載置室を備えるプラズマ処理システムの変形例を示す図である。 本発明の実施例として実行されたパーティクル除去処理において、プロセスチャンバ内の上部電極とＳｉウエハとの温度差と、Ｓｉウエハ上のＳｉＯ２パーティクルの減少率との関係を示す図である。 本発明の実施例として実行されたパーティクル除去処理において、プロセスチャンバ内の圧力とＳｉウエハ上のＳｉＯ２パーティクルの減少率との関係を示す図である。 本実施例の実施例として実行されたパーティクル除去処理において、チャンバ内でのＳｉウエハの搬送時間とＳｉウエハ上のＳｉＯ２パーティクルの減少率との関係を示す図である。 スカラアーム式ハンドリング装置が配設された従来のクラスタ基板処理システムの構成を概略的に示す図であり、図１５（ａ）は、クラスタ基板処理システムの水平断面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）における線ＶＩ−ＶＩに沿う断面図である。

１０ 基板搬送装置
１１ チャンバ
１２ 搬送アーム
１５ 排気ライン
１８ ガス導入ライン
２１ 回転台
２２ 第１の腕部材
２３ 第２の腕部材
２４ ピック
２８ 温度制御装置
８ 温度センサ
２５ 抵抗体
９ 制御部

Claims (19)

1. 基板を搬送する基板搬送機構において、
   基板を収容する収容室内で前記基板を載置する載置部と、前記載置部に接続され且つ前記載置部を移動する腕部と、前記載置部の温度を制御する温度制御装置とを備え、前記温度制御装置は前記載置部と前記収容室の内壁との間に所定の温度勾配を形成し、前記載置部は所定の材料から成る表層を有し、該表層の材料の線膨張係数は前記載置部の近傍に発生するパーティクルの線膨張係数と異なることを特徴とする基板搬送機構。
2. 前記温度制御装置は、外部周囲の温度を検出する検出部と、前記載置部を加熱する加熱部と、前記検出部で検出した外部周囲の温度に基づいて前記加熱部の作動を制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項１記載の基板搬送機構。
3. 前記制御部は、前記載置部の温度を外部周囲の温度より３０Ｋ以上高い温度に制御することを特徴とする請求項２記載の基板搬送機構。
4. 基板を収容する収容室と、該収容室内に配設され且つ基板を搬送する基板搬送機構と、前記収容室内を排気する排気部と、前記収容室に気体を導入する気体導入部とを備える基板搬送装置において、
   前記基板搬送機構は、基板を載置する載置部と、該載置部に接続され且つ前記載置部を移動する腕部と、前記載置部の温度を制御する温度制御装置を備え、前記温度制御装置は前記載置部と前記収容室の内壁との間に所定の温度勾配を形成し、前記載置部は所定の材料から成る表層を有し、該表層の材料の線膨張係数は前記載置部の近傍に発生するパーティクルの線膨張係数と異なることを特徴とする基板搬送装置。
5. 前記温度制御装置は、前記収容室内の温度を検出する検出部と、前記載置部を加熱する加熱部と、前記検出部で検出した前記収容室内の温度に基づいて前記加熱部の作動を制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項４記載の基板搬送装置。
6. 前記制御部は、前記載置部の温度を前記収容室内の温度より３０Ｋ以上高い温度に制御することを特徴とする請求項５記載の基板搬送装置。
7. 前記気体導入部は、前記検出部で検出した前記収容室内の温度に基づいて前記導入する所定のガスの温度を制御する気体温度制御装置を備えることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の基板搬送装置。
8. 前記収容室内の圧力を制御する圧力制御装置を更に備えることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の基板搬送装置。
9. 前記圧力制御装置は、前記収容室内の圧力を１．３×１０^−２〜１．３ｋＰａ（０．１〜１０Ｔｏｒｒ）に制御することを特徴とする請求項８記載の基板搬送装置。
10. 基板を搬送する基板搬送機構において、
    基板を収容する収容室内で前記基板を載置する載置部と、前記載置部に接続され且つ前記載置部を移動する腕部と、前記載置部の温度を制御する温度制御装置と、超音波領域の振動を発生する振動発生部と、前記振動発生部に接続されると共に前記載置部に固定されている発振部とを備え、前記温度制御装置は前記載置部と前記収容室の内壁との間に所定の温度勾配を形成し、前記載置部は所定の材料から成る表層を有し、該表層の材料の線膨張係数は前記載置部の近傍に発生するパーティクルの線膨張係数と異なることを特徴とする基板搬送機構。
11. 前記温度制御装置は、外部周囲の温度を検出する検出部と、前記載置部を加熱する加熱部と、前記検出部で検出した外部周囲の温度に基づいて前記加熱部の作動を制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項１０記載の基板搬送機構。
12. 基板を収容する収容室と、該収容室内に配設され且つ基板を搬送する基板搬送機構と、前記収容室内を排気する排気部と、前記収容室に気体を導入する気体導入部とを備える基板搬送装置において、
    前記基板搬送機構は、基板を載置する載置部と、該載置部に接続され且つ前記載置部を移動する腕部と、前記載置部の温度を制御する温度制御装置と、超音波領域の振動を発生する振動発生部と、前記振動発生部に接続されると共に前記載置部に固定されている発振部とを備え、前記温度制御装置は前記載置部と前記収容室の内壁との間に所定の温度勾配を形成し、前記載置部は所定の材料から成る表層を有し、該表層の材料の線膨張係数は前記載置部の近傍に発生するパーティクルの線膨張係数と異なることを特徴とする基板搬送装置。
13. 前記温度制御装置は、前記収容室内の温度を検出する検出部と、前記載置部を加熱する加熱部と、前記検出部で検出した前記収容室内の温度に基づいて前記加熱部の作動を制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項１２記載の基板搬送装置。
14. 前記気体導入部は、前記検出部で検出した収容室内の温度に基づいて前記導入する所定のガスの温度を制御する気体温度制御装置を備えることを特徴とする請求項１２又は１３記載の基板搬送装置。
15. 前記収容室内の圧力を制御する圧力制御装置を更に備えることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の基板搬送装置。
16. 基板を収容する収容室と、該収容室内に配設され前記基板を載置する載置部と、前記収容室内を排気する排気部と、前記収容室に気体を導入する気体導入部とを備える基板搬送装置において、
    前記載置部の温度を制御する温度制御装置を備え、前記温度制御装置は、前記載置部と前記収容室の内壁との間に所定の温度勾配を形成し、前記載置部は所定の材料から成る表層を有し、該表層の材料の線膨張係数は前記載置部の近傍に発生するパーティクルの線膨張係数と異なることを特徴とする基板搬送装置。
17. 前記温度制御装置は、前記収容室内の温度を検出する検出部と、前記載置部を加熱する加熱部と、前記検出部で検出した前記収容室内の温度に基づいて前記加熱部の作動を制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項１６記載の基板搬送装置。
18. 前記気体導入部は、前記検出部で検出した収容室内の温度に基づいて前記導入する所定のガスの温度を制御する気体温度制御装置を備えることを特徴とする請求項１６又は１７記載の基板搬送装置。
19. 前記収容室内の圧力を制御する圧力制御装置を更に備えることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載の基板搬送装置。