JP4833512B2 - 被処理体処理装置、被処理体処理方法及び被処理体搬送方法 - Google Patents

被処理体処理装置、被処理体処理方法及び被処理体搬送方法 Download PDF

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Description

本発明は、被処理体を処理する被処理体処理装置、その被処理体処理方法、圧力制御方法、被処理体搬送方法、及び搬送装置に関し、特に、ドライエッチング及びウェットエッチングに代わるＣＯＲ（Chemical Oxide Removal）処理やＣＶＤ処理を実行する被処理体処理装置に関する。
従来から、化学反応を利用した薄膜の形状加工として、エッチングがある。通常、エッチング工程はリソグラフィ工程とセットになっており、リソグラフィ工程ではレジストパターンを形成し、エッチング工程では形成されたレジストパターンのとおりに薄膜を形状加工する。
エッチングには、ドライエッチングとウェットエッチングの２種類がある。ドライエッチングの中で最も一般的なものが平行平板型反応性イオンエッチングである。この平行平板型反応性イオンエッチングでは、真空処理装置（被処理体処理装置）が備える真空処理室を真空にして、当該真空処理室内に被処理体であるウエハを入れ、その後にエッチングガスを真空処理室に導入する。
真空処理室内にはウエハを載置する載置台と、この載置台のウエハ載置面に平行に対面した上部電極とが配設されている。載置台に高周波電圧を加えると、エッチングガスはプラズマ化する。このプラズマ中では正・負のイオンや電子などの荷電粒子、エッチング種である中性活性種などがバラバラな状態で存在している。エッチング種がウエハ表面の薄膜に吸着されると、ウエハ表面で化学反応が起こり、生成物はウエハ表面から離脱して真空処理室の外部に排気され、エッチングが進行する。また、条件によってはウエハ表面にエッチング種がスパッタリングされて物理的反応によりエッチングが進行する。
この際、高周波電界がウエハ表面に垂直にかかるためエッチング種（ラジカル）もウエハ表面に垂直な方向に運動を行う。したがって、エッチングはウエハ表面に垂直な方向に進み、ウエハ表面上を等方的に進むことはない。すなわち、エッチングはウエハ表面上を横へ広がることはない。このため、ドライエッチングは微細加工に向いている。
しかしながら、ドライエッチングでは、レジストパターンどおりの高精度微細加工を行うために、被エッチング材とレジスト材とのエッチング速度の比を大きく取り、結晶欠陥の発生や不純物汚染などによるエッチングダメージに注意しなければならない。
一方、ウェットエッチングには、薬液の入ったエッチング槽にウエハを浸すディップ式と、ウエハを回転させながらウエハに薬液をスプレーするスピン式とがある。これらの何れであっても、エッチングは等方的に進行するのでサイドエッチが生じてしまう。このため、ウェットエッチングは微細加工には利用できない。ただし、薄膜を全面的に除去するなどの工程では現在も利用されている。
また、化学反応を利用した薄膜の形成法として、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition、化学気相成長）法がある。ＣＶＤ法では、２種類以上の反応ガスが気相中、或いはウエハの表面近傍などで反応し、該反応によって生成された生成物がウエハ表面に薄膜として形成される。このとき、ウエハが加熱され、該加熱されたウエハからの熱輻射によって反応ガスへ活性化エネルギが供給され、上述した反応ガスの反応が励起される。
従来、フラットパネルディスプレイを含む集積回路及びその他の電子素子の製造において上述したＣＶＤ処理を含む成膜処理、酸化処理、拡散処理、上述した形状加工処理としてのエッチング処理、アニール処理等の各種の処理を行うために、真空処理装置が用いられてきた。真空処理装置は、通常１つ以上のロードロック室と、少なくとも１つのトランスファ室と、１つ以上の処理室とを備えている。このような真空処理装置は、少なくとも２つのタイプが知られている。
１つのタイプは、マルチチャンバー型の真空処理装置である。この真空処理装置は、３つ乃至６つの真空処理室としてのプロセスチャンバと、これら各プロセスチャンバに被処理体としての半導体ウエハを搬入・搬出する搬送機構を備えた真空予備室（ロードロック室）と、各プロセスチャンバ及びロードロック室が周配され、それぞれにゲートバルブを介して気密に連通する複数個の接続口を周壁に有した多角形のトランスファチャンバと、このトランスファチャンバ内に設置された旋回及び伸縮可能な搬送アームとから構成されている（例えば、特許文献１参照）。
また、もう１つのタイプは、直列型チャンバを備える真空処理装置である。この真空処理装置は、半導体ウエハをエッチング処理する真空処理室と、この真空処理室との間でウエハの受け渡しを行うための搬送手段としてスカラ型シングルピックタイプ若しくはスカラ型ツインピックタイプの搬送アームを内蔵したロードロック室とを備えている。つまり、真空処理室と搬送アームを内蔵したロードロック室とを１つのモジュールとしている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
尚、上述したいずれの真空処理装置においても、ロードロック室において真空／大気の切換が行われ、ウエハキャリアにセットされたウエハを搬送するローダ及び真空処理室間における円滑なウエハの受け渡しを実現している。
エッチング処理の場合、いずれの真空処装置においても、真空処理室に導入したエッチングガス（反応処理ガス）に高周波電圧を印加することによって反応処理ガスをプラズマ化して、エッチングを行っていた。これらドライエッチングは、エッチング種が印加電圧によって追随制御されることで垂直異方性に優れたエッチング加工がなされ、リソグラフィの要求線幅通りのエッチングが可能である。
しかし、ウエハ表面に回路パターンを焼き付けるフォトリソグラフィ工程での微細加工技術の開発が進められている中、フォトリソグラフィの光源としてＫｒＦエキシマレーザー（波長＝２４８ｎｍ）の紫外線で露光するプロセスが実用化され、さらに、より短い波長（波長＝１９３ｎｍ）のＡｒＦエキシマレーザーを使用したプロセスも実用化されつつある。さらに、２００５年の次世代プロセスにおいては、Ｆ２レーザー（波長＝１５７ｎｍ）を用いたフォトリソグラフィが７０ｎｍ以下の微細パターンを形成できる技術として最有力になっている。ところが、耐ドライエッチ性を損なうことなく、１５０〜２００ｎｍの膜厚で線幅６５ｎｍ以下の１：１ラインアンドスペースの微細パターン化を可能とするレジスト材料が開発されておらず、在来のレジスト材料によってはアウトガスによるパーティクル汚染という実用上の問題が生じており、異方性ドライエッチによる微細パターン化は限界に近づいている。
そこで、ドライエッチング及びウェットエッチングに代わる微細化エッチング処理方法としてＣＯＲ（Chemical Oxide Removal）が期待されている。ＣＯＲ処理は被処理体の酸化膜にガス分子を化学反応させて生成物を付着させるものであり、その後、ウエハを加熱して生成物を除去することによってリソパターンの線幅よりも細い線幅を得ることができる。また、ＣＯＲは緩やかな等方性エッチであり、エッチレート圧力は、ガス濃度、ガス濃度比、処理温度、ガス流量、ガス流量比などのパラメータにより制御され、所定の処理時間以上で処理量が飽和することによってエッチングが終了する（エッチストップ）。このように、飽和のポイントを制御することによって所望のエッチレートを得ることができる。
このようなＣＯＲ処理は、ソース／ドレイン拡散活性化焼鈍と、後に除去され且つポリシリコンゲート領域に置き換えられるダミーゲート領域の直前で発生する金属シリケイド化とを有するダマシンゲート・プロセスを使用する、最小厚の多空乏層、金属シリサイド層が形成されたソース／ドレイン接合部及び極低膜抵抗ポリゲートを備えるサブ０．１μｍの金属酸化物半導体電界効果トランジスタ装置の製造に適している（例えば、特許文献４参照）。
特開平０８−４６０１３号公報 特開２００１−５３１３１号公報 特開２０００−１５０６１８号公報 米国特許第６４４０８０８号明細書
従来のエッチング処理を行う真空処理装置では複数の処理をより効率良く行うことが求められている。また、ＣＯＲ処理やＣＶＤ処理を行う真空処理装置に対しても、これらの処理では加熱されたウエハを冷却する処理が必要となるため、特に、複数の処理をより効率良く行うことが求められるが、従来の真空処理装置では、上述したように、ロードロック室において真空／大気の切換を行う一方、当該ロードロック室が搬送アームとウエハを冷却する冷却機構とを備えるため、ロードロック室の容積は必然的に大きくなり、真空／大気の切換に時間を要する。また、ロードロック室内に搬入されたウエハは長時間、真空／大気の切換に起因する空気の対流に晒されるため、該対流によって舞い上がったパーティクルが付着するというおそれもある。
本発明の目的は、複数の処理を効率良く行うことができる被処理体処理装置、その被処理体処理方法、圧力制御方法、被処理体搬送方法、及び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記載の被処理体処理装置は、被処理体を処理する被処理体処理装置において、連通自在且つ隣接して連結された、前記被処理体を処理する第１及び第２の処理室と、前記第２の処理室と連通自在且つ隣接して連結され、前記被処理体を前記第１及び第２の処理室のそれぞれの間で搬出入する搬送アーム並びに前記被処理体を保持する被処理体保持部を備えた１つのロードロック室とを備え、前記第２の処理室は真空処理室であり、前記１つのロードロック室は前記第１及び第２の処理室と一直線上に配置され、前記搬送アームは、前記第１及び第２の処理室の両方へ進入可能であり、前記被処理体を前記第１及び第２の処理室へ直接搬送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２記載の被処理体処理装置は、被処理体を処理する被処理体処理装置において、連通自在且つ隣接して連結された、前記被処理体にＣＯＲ処理を施すＣＯＲ処理室及び前記被処理体に他の処理を施す真空処理室と、前記真空処理室と連通自在且つ隣接して連結され、前記被処理体を前記ＣＯＲ処理室及び前記真空処理室のそれぞれの間で搬出入する搬送アーム並びに前記被処理体を保持する被処理体保持部を備えた１つのロードロック室とを備え、前記１つのロードロック室は、前記ＣＯＲ処理室及び前記真空処理室と一直線上に配置され、前記搬送アームは、前記ＣＯＲ処理室及び前記真空処理室の両方へ進入可能であり、前記被処理体を前記ＣＯＲ処理室及び前記真空処理室へ直接搬送することを特徴とする。
請求項３記載の被処理体処理装置は、請求項２記載の被処理体処理装置において、前記真空処理室は、前記ＣＯＲ処理が施された被処理体に熱処理を施すための熱処理室であることを特徴とする。
請求項４記載の被処理体処理装置は、請求項３記載の被処理体処理装置において、前記ＣＯＲ処理室及び前記熱処理室は、常時に真空状態にあることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項５記載の被処理体処理方法は、被処理体にＣＯＲ処理を施すＣＯＲ処理室と、前記ＣＯＲ処理室と連通自在且つ隣接して連結され、前記ＣＯＲ処理室でＣＯＲ処理を受けた被処理体に熱処理を施す熱処理室と、前記熱処理室と連通自在且つ隣接して連結され、前記被処理体を前記ＣＯＲ処理室及び前記熱処理室のそれぞれの間で搬送するための搬送アームを備えたロードロック室とを有する被処理体処理装置の被処理体処理方法であって、外部から第１の被処理体を前記ロードロック室に搬入する第１のロードロック室搬入ステップと、前記第１の搬入ステップの後に前記ロードロック室を真空引きする第１の真空引きステップと、前記真空引きが終了した後に、前記第１の被処理体を前記ロードロック室から前記ＣＯＲ処理室に搬入する第１のＣＯＲ処理室搬入ステップと、前記ＣＯＲ処理を開始するＣＯＲ処理開始ステップと、前記ＣＯＲ処理の間に第２の被処理体を外部から前記ロードロック室に搬入する第２のロードロック室搬入ステップと、前記ロードロック室を真空引きする第２の真空引きステップと、前記真空引きが終了した後に、前記ＣＯＲ処理が終了してから前記第１の被処理体を前記ＣＯＲ処理室から前記熱処理室に移動させる第１の移動ステップと、前記第２の被処理体を前記ロードロック室から前記ＣＯＲ処理室に搬入する第２のＣＯＲ処理室搬入ステップと、前記ＣＯＲ処理室で前記ＣＯＲ処理を開始し、前記熱処理室で前記熱処理を開始する同時処理開始ステップと、前記熱処理が終了した後に前記熱処理室の前記第１の被処理体を前記ロードロック室に移す第２の移動ステップと、前記ロードロック室内の前記第１の被処理体と外部で待機している第３の被処理体とを入れ換える入換ステップとを有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６記載の被処理体搬送方法は、第１の載置台を有し、該第１の載置台に載置された被処理体に熱処理を施す熱処理室と、前記熱処理室と連通自在且つ隣接して連結され、第２の載置台を有し、該第２の載置台に載置された前記被処理体に真空処理を施す真空処理室と、前記熱処理室と連通自在且つ隣接して配設され、前記被処理体を搬送する搬送手段を有するロードロック室と、前記搬送手段を制御する制御装置とを備え、前記ロードロック室は、前記熱処理室及び前記真空処理室と一直線上に配置され、前記搬送手段は、前記熱処理室及び前記真空処理室の両方へ進入可能であり、前記被処理体を前記熱処理室及び前記真空処理室へ直接搬送するために前記被処理体を保持すると共に前記複数の処理室内を自在に移動する被処理体保持部を有し、前記被処理体保持部が前記被処理体の有無に関する情報を検知する第１の検知手段を有し、前記第１及び第２の載置台のうち少なくとも１つが、前記被処理体の有無に関する情報を検知する第２の検知手段を有し、前記制御装置が前記検知された情報に基づいて前記被処理体の位置を検出する被処理体処理装置における前記搬送手段の被処理体搬送方法であって、初期位置における前記被処理体の中心及び前記載置台の中心の第１の相対的な位置関係を検出する第１の位置関係検出ステップと、前記検出された第１の相対的な位置関係に基づいて前記被処理体の搬送経路を決定し且つ該決定された搬送経路に沿って前記被処理体を搬送する搬送ステップと、前記載置台へ搬送された前記被処理体の中心及び前記初期位置における前記被処理体の中心の第２の相対的な位置関係を検出する第２の位置関係検出ステップと、前記第１及び第２の相対的な位置関係の差に基づいて前記被処理体の位置を補正する位置補正ステップとを有することを特徴とする。
請求項７記載の被処理体搬送方法は、請求項６記載の被処理体搬送方法において、前記位置を補正された被処理体の基準面の位置を所定の位置に合わせるために前記被処理体保持部が前記被処理体を保持したまま回転する被処理体保持部回転ステップをさらに有することを特徴とする。
請求項８記載の被処理体搬送方法は、請求項６又７記載の被処理体搬送方法において、前記初期位置における前記被処理体の中心は、搬送前の前記ロードロック室における前記被処理体の中心であることを特徴とする。
請求項９記載の被処理体処理装置は、請求項１記載の被処理体処理装置において、前記搬送アームは、前記第２の処理室が前記被処理体を収容している間に、他の被処理体を前記第１の処理室へ直接搬入することを特徴とする。
請求項１０記載の被処理体処理装置は、請求項１又は９記載の被処理体処理装置において、前記搬送アームは、前記１つのロードロック室が前記被処理体を収容している間に、他の被処理体を前記第１の処理室から前記第２の処理室へ直接搬送することを特徴とする。
請求項１１記載の被処理体処理装置は、請求項２記載の被処理体処理装置において、前記搬送アームは、前記真空処理室が前記被処理体を収容している間に、他の被処理体を前記ＣＯＲ処理室へ直接搬入することを特徴とする。
請求項１２記載の被処理体処理装置は、請求項２又は１１記載の被処理体処理装置において、前記搬送アームは、前記１つのロードロック室が前記被処理体を収容している間に、他の被処理体を前記ＣＯＲ処理室から前記真空処理室へ直接搬送することを特徴とする。
請求項１３記載の被処理体処理装置は、請求項１，９，１０のいずれか１項に記載の被処理体処理装置において、前記ロードロック室と連通自在で且つ隣接して連結されるローダーモジュールをさらに有することを特徴とする。
請求項１４記載の被処理体処理装置は、請求項１３記載の被処理体処理装置において、前記第１の処理室と前記第２の処理室とを連結する第１の連結ユニットと、前記第２の処理室と前記ロードロック室とを連結する第２の連結ユニットと、前記ロードロック室と前記ローダーモジュールとを連結する第３の連結ユニットとをさらに有し、前記第１の連結ユニット、前記第２の連結ユニット及び前記第３の連結ユニットは一直線上に配置されていることを特徴とする。
請求項１５記載の被処理体処理装置は、請求項１３又は１４記載の被処理体処理装置において、前記ローダーモジュールは、その内部が大気圧であることを特徴とする。
請求項１６記載の被処理体処理装置は、請求項１，９，１０，１３乃至１５記載の被処理体処理装置において、前記ロードロック室は、その内部を真空引き及び大気開放が可能であるように構成されていることを特徴とする。
請求項１７記載の被処理体処理装置は、請求項２記載の被処理体処理装置において、前記ロードロック室と連通自在で且つ隣接して連結されるローダーモジュールをさらに有することを特徴とする。
請求項１８記載の被処理体処理装置は、請求項１７記載の被処理体処理装置において、前記第ＣＯＲ処理室と前記真空処理室とを連結する第１の連結ユニットと、前記真空処理室と前記ロードロック室とを連結する第２の連結ユニットと、前記ロードロック室と前記ローダーモジュールとを連結する第３の連結ユニットとをさらに有し、前記第１の連結ユニット、前記第２の連結ユニット及び前記第３の連結ユニットは一直線上に配置されていることを特徴とする。
請求項１９記載の被処理体処理装置は、請求項１７又は１８記載の被処理体処理装置において、前記ローダーモジュールは、その内部が大気圧であることを特徴とする。
請求項２０記載の被処理体処理装置は、請求項２乃至４，１１，１２，１７乃至１９のいずれか１項に記載の被処理体処理装置において、前記ロードロック室は、その内部を真空引き及び大気開放が可能であるように構成されていることを特徴とする。
請求項２１記載の被処理体搬送方法は、請求項５記載の被処理体搬送方法において、前記第２の真空引きステップから前記入換ステップまでの各ステップを繰り返して行うことを特徴とする。
請求項１記載の被処理体処理装置によれば、被処理体を処理する第１及び第２の処理室が連通自在且つ隣接して連結され、第２の処理室は真空処理室であり、第１及び第２の処理室のそれぞれの間で搬出入する搬送アーム並びに被処理体を保持する被処理体保持部を備えたロードロック室が、第２の処理室と連通自在且つ隣接して連結されると共に第１及び第２の処理室と一直線上に配置されており、搬送アームは、第１の処理室及び第２の処理室の両方へ進入可能であり、被処理体を第１の処理室及び第２の処理室へ直接搬送するので、第１及び第２の処理室間での被処理体の搬出入の動作を簡易化でき、もって真空処理を含む複数の処理を効率良く行うことができる。
請求項２記載の被処理体処理装置によれば、被処理体にＣＯＲ処理を施すＣＯＲ処理室及び被処理体に他の処理を施す真空処理室が連通自在且つ隣接して連結され、ＣＯＲ処理室及び真空処理室のそれぞれの間で搬出入する搬送アーム並びに被処理体を保持する被処理体保持部を備えたロードロック室が、真空処理室と連通自在且つ隣接して連結されると共にＣＯＲ処理室及び真空処理室と一直線上に配置されており、搬送アームは、前記ＣＯＲ処理室及び前記真空処理室の両方へ進入可能であり、前記被処理体を前記ＣＯＲ処理室及び前記真空処理室へ直接搬送するので、ＣＯＲ処理室及び真空処理室間での被処理体の搬出入の動作を簡易化でき、もって複数の処理を効率良く行うことができる。
請求項３記載の被処理体処理装置によれば、真空処理室はＣＯＲ処理が施された被処理体に熱処理を施すための熱処理室であり、該熱処理室はＣＯＲ処理室と連通自在且つ隣接して連結されているので、ＣＯＲ処理後の熱処理を効率良く行うことができる。
請求項４記載の被処理体処理装置によれば、ＣＯＲ処理室及び熱処理室における各処理を常時に真空状態の下で連続して行えるので、ＣＯＲ処理後の被処理体表面に水分が吸着することがなく、ＣＯＲ処理後の被処理体の酸化膜に化学反応が起こるのを避けることができる。
請求項５記載の被処理体処理方法によれば、ＣＯＲ処理室で被処理体にＣＯＲ処理を施すと同時に、既にＣＯＲ処理を施された被処理体に熱処理室で熱処理を施すことができ、さらに、ＣＯＲ処理の終了を待つ間にＣＯＲ処理を施されていない被処理体を準備しておけるので、一連の処理間に無駄な時間が生じることなくＣＯＲ処理及び熱処理を効率良く行うことができる。
請求項６記載の被処理体搬送方法によれば、各載置台に関して初期位置における被処理体の中心及び載置台の中心の第１の相対的な位置関係を検出し、該検出された第１の相対的な位置関係に基づいて被処理体の搬送経路を決定し、該決定された搬送経路に沿って被処理体を搬送するので、各載置台への搬送経路を短く設定することができると共に、載置台へ搬送された被処理体の中心及び初期位置における被処理体の中心の第２の相対的な位置関係を検出し、第１及び第２の相対的な位置関係の差に基づいて被処理体の位置を補正するので、被処理体を載置台に対して正確な位置に載置することができ、搬送作業の効率を向上することができ、もって複数の処理を効率良く行うことができる。
請求項７記載の被処理体搬送方法によれば、被処理体保持部が被処理体を保持したまま回転するので、載置台に対して被処理体の基準面の位置を所定の位置に容易に合わせることができ、搬送作業の効率をより向上することができる。
請求項８記載の被処理体搬送方法によれば、初期位置における被処理体の中心は、搬送前のロードロック室における被処理体の中心であるので、各載置台への搬送経路をさらに短く設定することができる。
請求項９記載の被処理体処理装置によれば、搬送アームは、第２の処理室が被処理体を収容している間に、他の被処理体を第１の処理室へ搬入するので、一連の処理間に無駄な時間が生じることなく、複数の処理を効率良く行うことができる。
請求項１０記載の被処理体処理装置によれば、搬送アームは、１つのロードロック室が被処理体を収容している間に、他の被処理体を第１の処理室から第２の処理室へ搬送するので、一連の処理間に無駄な時間が生じることなく、複数の処理を効率良く行うことができる。
請求項１１記載の被処理体処理装置によれば、搬送アームは、真空処理室が被処理体を収容している間に、他の被処理体をＣＯＲ処理室へ搬入するので、一連の処理間に無駄な時間が生じることなく、複数の処理を効率良く行うことができる。
請求項１２記載の被処理体処理装置によれば、搬送アームは、１つのロードロック室が被処理体を収容している間に、他の被処理体をＣＯＲ処理室から真空処理室へ搬送するので、一連の処理間に無駄な時間が生じることなく、複数の処理を効率良く行うことができる。
以下、本発明の第１の実施の形態にかかる真空処理装置（被処理体処理装置）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真空処理装置の概略構成を示す概略平面図である。図２は、図１の真空処理装置の概略構成を示す側面図である。
図１において、真空処理装置１００は、半導体ウエハ等の被処理体を処理する第１の真空処理室１０（第１の処理室）、この第１の真空処理室１０と連通自在且つ隣接して連結された、被処理体を処理する第２の真空処理室３０（第２の処理室）、これらと縦列をなす位置で第２の真空処理室３０に連通自在に連結されたロードロック室５０、及びロードロック室５０に連通自在に連結された大気搬送モジュール（ＬｏａｄｅｒＭｏｄｕｌｅ）７０を備えている。
第１の真空処理室１０の内部には処理の際に被処理体を載置しておく載置台１１及び被処理体の受け渡しをするための被処理体保持器１２が配設されている。図２に示すように第１の真空処理室１０の外側上部にはＮ２ガス等を供給するガス供給系１３が接続されており、外側下部には排気系圧力制御バルブ１４が取り付けられている。また、第１の真空処理室１０には室内の圧力を測定するための圧力測定器（図示せず）が取り付けられている。
この第１の真空処理室１０の側壁には被処理体を搬入搬出するための搬送口（図示せず）が穿設されている。同様に第１の搬送口（図示せず）が第２の真空処理室３０にも穿設されている。第１の真空処理室１０と第２の真空処理室３０とは、それぞれの搬送口が穿設された部分同士を連結ユニット２０によって連結されている。この連結ユニット２０は、第１の真空処理室１０と第２の真空処理室３０との間の環境隔離をするためにゲートバルブ２１や断熱ユニット２２を備えている。
第２の真空処理室３０には処理の際に被処理体を載置しておく載置台３１及び被処理体の受け渡しをするための被処理体保持器３２が配設されている。図２に示すように第２の真空処理室３０の外側上部にはＮ２ガス等を供給するガス供給系３３が接続されており、外側下部には排気系圧力制御バルブ３４が取り付けられている。また、第２の真空処理室３０には室内の圧力を測定するための圧力測定器（図示せず）が取り付けられている。
この第２の真空処理室３０には上記の第１の搬送口の他に第２の搬送口（図示せず）が穿設されている。同様に第１の搬送口（図示せず）がロードロック室５０にも穿設されている。第２の真空処理室３０の第２の搬送口とロードロック室５０の第１の搬送口とは、それぞれ搬送口が穿設された部分同士を連結ユニット４０によって連結されている。これにより、第１の真空処理室１０、第２の真空処理室３０及びロードロック室５０は縦列に配置される。連結ユニット４０は、第２の真空処理室３０とロードロック室５０との間の環境隔離をするためにゲートバルブ４１や断熱ユニット４２を備えている。
ロードロック室５０の内部には、被処理体の受け渡しをするために搬送中の被処理体を保持する被処理体保持部５１並びに当該被処理体保持部５１を第１の真空処理室１０、第２の真空処理室３０及び大気搬送モジュール７０に搬送する搬送機構５２（搬送アーム）が配設されている。被処理体を保持している被処理体保持部５１を搬送機構５２が搬送することにより、被処理体を第１の真空処理室１０、第２の真空処理室３０及び大気搬送モジュール７０の間で搬送し、受け渡しをすることができる。
図２に示すようにロードロック室５０の外側上部にはＮ２ガス等を供給するガス供給系５３が接続されており、外側下部には排気系８０が接続されている。また、ロードロック室５０には室内の圧力を測定するための圧力測定器（図示せず）が取り付けられている。
このロードロック室５０には上記の第１の搬送口の他に第２の搬送口（図示せず）が穿設されている。同様の搬送口（図示せず）が大気搬送モジュール７０にも穿設されている。ロードロック室５０と大気搬送モジュール７０とは、それぞれの搬送口が穿設された部分同士を連結ユニット６０によって連結されている。連結ユニット６０は、ロードロック室５０と大気搬送モジュール７０との間の環境隔離をするためにドアーバルブ６１や断熱ユニット６２を備えている。
以上、真空処理装置１００の構成を説明したが、真空処理室の数は第１の真空処理室１０及び第２の真空処理室３０の２つに限らず３つ以上の真空処理室を縦列に連結することもできる。
上述した真空処理装置１００では、後述する被処理体の搬送シーケンスが実行されるが、被処理体が正常に搬送されないとき、被処理体に不正な処理が施されるのを防止するため、被処理体の搬送シーケンスは直ちに中断される必要がある。従って、真空処理装置１００は搬送される被処理体の位置を正確に把握する機能を有することが必要である。そのため、真空処理装置１００は下記に示す複数の位置センサを備える。
まず、被処理体に直接接触する載置台３１（若しくは、被処理体保持器３２）、搬送機構５２（若しくは、被処理体保持部５１）及びロードロック室５０内に備えられた被処理体を一時保持するための載置台（不図示）の各々は位置センサを備え、該位置センサによって被処理体の有無を検知すると共に、第１の真空処理室１０内の載置台１１は内蔵するＥＳＣチャックの状態や位置センサによって被処理体の有無を検知する。これら検知された情報から被処理体の位置を検出するソフトウエアを作成することはいわゆる真空処理装置の当業者にとって容易な事項であり、このようなソフトウエアにより、例えば、搬送機構５２等の動作を制御する制御部（不図示）は、真空処理装置１００の内部において搬送される被処理体の位置を検出することができる。
さらに、第１の真空処理室１０、第２の真空処理室３０及びロードロック室５０には、被処理体の搬送経路に沿って各ゲートバルブ２１，４１及びドアーバルブ６１を挟んだ位置の各々に、位置センサユニット９０，９１，９２，９３，９４及び９５が配設される。各位置センサユニットは、被処理体の外縁に指向する３つの位置センサ、例えばレーザセンサからなり、各レーザセンサは上記外縁に向かって放射状に配置されるか、若しくは被処理体の外縁に対応した位置に配置され、被処理体の位置を検出するだけでなく、被処理体の中心位置をも検出する。
制御部は、搬送前のロードロック室７０における被処理体の中心位置（以下「初期位置」という。）と載置台１１，３１の中心位置との第１の相対的な位置関係を検出し、該検出された第１の相対的な位置関係に基づいて被処理体の搬送経路を決定し、該決定された搬送経路に沿って被処理体を搬送させ、載置台１１，３１へ搬送された被処理体の中心位置と初期位置との第２の相対的な位置関係を検出し、第１及び第２の相対的な位置関係の差異に基づいて載置台１１，３１上における被処理体の位置を補正する。これにより、各載置台への搬送経路を短く設定することができると共に、被処理体を載置台１１，３１に対して正確な位置に載置することができ、搬送作業の効率を向上することができ、もって複数の処理を効率良く行うことができる。
搬送機構５２はスカラ型シングルピックタイプ若しくはスカラ型ツインピックタイプ等の多関節アームを備える搬送アームであり、搬送アーム基部には連結プーリが配され、該連結プーリはタイミングベルトを介してアームの関節部に配された支持プーリに連結され、回転駆動力を支持プーリに伝達する。また、連結プーリは別のタイミングベルトを介してアームの回転角を検出するエンコーダが有する回転角プーリにも接続される。
エンコーダは、回転角プーリの回転開始位置、すわなち、搬送アームの移動開始位置を原点として電気的に保存する一方、上記別のタイミングベルトによって回転駆動される回転角プーリの回転角を回転角センサによってデジタル信号の形式で検出することによって搬送アームの移動距離を検出し、該検出された移動距離を被処理体の搬送、例えば、被処理体の位置決め等が正確に実行されているか否かの判定に使用するティーチングデータとして出力する。
真空処理装置１００は、位置センサによって検出された被処理体の位置とエンコーダが出力するティーチングデータとを比較することによって、被処理体の位置決め、特に、載置台１１や１３において被処理体の位置決めが正確に行われているか否かを判定する。
また、搬送機構５２としての搬送アームは少なくとも２つの腕状部材からなり、該２つの腕状部材は互いに一端同士が回転自在に接続され、２つの腕状部材のうち一方の腕状部材における他端には被処理体保持部５１が接続される。そして、被処理体保持部５１が一方の腕状部材における他端を中心として被処理体の表面と平行に回転すると共に、一方の腕状部材が一端を中心として上記表面と平行に回転し且つ他の腕状部材が他端を中心として上記表面と平行に回転する。これにより、被処理体を第２の真空処理室３０及び第１の真空処理室１０における任意の位置へ、任意の搬送経路に沿って搬送することができ、搬送作業の効率を向上することができ、もって複数の処理を効率良く行うことができる。
さらに、上述した２つの腕状部材及び被処理体保持部５１が任意の搬送経路、例えば、載置台１１，３１の配列方向に沿って被処理体を移動させるべく協動して回転する。これにより、さらに被処理体の搬送経路を短くすることができ、作業効率をより向上することができる。
また、被処理体保持部５１は、載置台１１，３１上において、被処理体であるウエハのオリエンテーションフラット（基準面）の位置を所定の位置に合わせるべく被処理体を保持したまま回転する。これにより、載置台１１，３１に対してウエハのオリエンテーションフラットの位置を所定の位置に容易に合わせることができ、作業効率をより向上することができる。
次に、真空処理装置１００が実行する被処理体処理方法及び該方法における被処理体の搬送シーケンスについて説明する。
図３は、図１の真空処理装置１００における被処理体の搬送シーケンスの流れの前半を示す図である。図４は、図３に示した搬送シーケンスに続く後半の流れを示す図である。
以下の説明では、真空処理装置１００は被処理体に従来のエッチング処理（ドライエッチング、ウェットエッチング）を行う代わりにＣＯＲ（Chemical Oxide Removal）処理及びＰＨＴ（Post Heat Treatment）処理（熱処理）を行うものを例にあげる。ＣＯＲ処理は、被処理体の酸化膜にガス分子を化学反応させて生成物を付着させる処理であり、ＰＨＴ処理は、ＣＯＲ処理を施された被処理体を加熱して、ＣＯＲ処理の化学反応によって被処理体に生成した生成物を気化・熱酸化（Thermal Oxidation）させて被処理体から飛ばすように除去する処理である。
ここで、下地をなす基板と該基板上に形成された所定の層とを有する被処理体に施されるＣＯＲ処理では、上記所定の層におけるゲート領域のポリシリコン層を除去した後に露出するポリシリコン、若しくは酸化物の層（酸化膜）が選択的にエッチングされるが、このＣＯＲ処理では当該エッチングの進行が基板の表面で停止するようにエッチレートが制御される。また、このＣＯＲ処理には、ゲート開口部を形成するために、ＨＦ及びＮＨ３の蒸気をエッチャント・ガスとして使用することによって低圧で実現可能な気相化学的酸化物除去プロセス（Vaporphase Chemical Oxide Removal Process）が含まれる。
以下、第１の真空処理室１０は被処理体にＣＯＲ処理を行うＣＯＲ処理室１０とし、第２の真空処理室３０は被処理体にＰＨＴ処理を行うＰＨＴ処理室３０とする。ここでＣＯＲ処理室１０におけるガス供給系１３は、シャワーヘッドであるのが好ましく、この場合、ＣＯＲ処理室１０内に均一に導入ガスを供給することが可能である。
ＣＯＲ処理室１０の容積は約３０リットルであり、内部の圧力は０．５〜３０mTorrであり、温度は１５〜５０℃であり、導入ガスはＦ含有の反応性ガス、還元性ガス、不活性ガス等である。不活性ガスはＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等のガスであるが、Ａｒガスが好ましい。
また、ＰＨＴ処理室３０の容積は約５０リットルであり、内部の圧力は搬送時の圧力と異なるプロセス時の圧力に２段減圧される。また、２段減圧に限らず、プロセス条件に応じて２段以上の多段減圧であってもよい。また、内部の温度は８０〜２００℃であり、真空ポンプ排気速度は１６００〜１８００Ｌ／ｍｉｎ（２００mTorr時）であり、プロセス終了時（０．５mTorr時）には０〜１００Ｌ／ｍｉｎであるが、ＰＨＴ処理室３０の真空度が達成されているとき、ポンプは作動しない。ＰＨＴ処理室３０に導入されるガスはパーティクル飛散防止及び冷却のためのガスであり、ダウンフローガス（Ｎ２）である。
図３の（１）に示すように、始めに、被処理体Ｗ１が大気搬送モジュール７０にあり、連結ユニット２０，４０のそれぞれのゲートバルブ２１，４１が閉じられており、ＣＯＲ処理室１０とＰＨＴ処理室３０とが隔離されている。一方、連結ユニット６０のドアーバルブ６１は開かれている。なお、被処理体Ｗ１は既に従来から有る処理によって表面に所定のパターンが形成されている。（２）に示すように、１枚目の被処理体Ｗ１を大気搬送モジュール７０からロードロック室５０に搬入し、連結ユニット６０のドアーバルブ６１を閉じる。次に、排気系圧力制御バルブ３４を閉じてロードロック室５０を真空引きする。ロードロック室５０の真空引きが終了した後に、（３）に示すように排気系圧力制御バルブ３４を開き、連結ユニット４０のゲートバルブ４１を開く。その後、連結ユニット２０のゲートバルブ２１を開く。
次に、（４）に示すように被処理体保持部５１で保持した被処理体Ｗ１を搬送機構５２によってＣＯＲ処理室１０に搬入し、（５）に示すように被処理体保持部５１及び搬送機構５２がロードロック室５０に戻った後にゲートバルブ２１，４１を閉じてＣＯＲ処理を開始する。この処理の間に、ロードロック室５０を大気開放する。
次に、（６）及び（７）に示すように２枚目の被処理体Ｗ２を大気搬送モジュール７０からロードロック室５０に搬入し、ドアーバルブ６１を閉じるとともに排気系圧力制御バルブ３４を閉じてロードロック室５０の真空引きを開始する。ロードロック室５０の真空引きが終了した後に排気系圧力制御バルブ３４及びゲートバルブ４１を開けてＣＯＲ処理の終了を待つ。
（８）及び（９）に示すように、ＣＯＲ処理が終了した後にゲートバルブ２１を開き、被処理体Ｗ１をＣＯＲ処理室１０からＰＨＴ処理室３０に移す。
次に、（１０）及び（１１）に示すように、被処理体Ｗ２をロードロック室５０からＣＯＲ処理室１０に移し、（１２）に示すように、被処理体保持部５１及び搬送機構５２がロードロック室５０に戻った後にゲートバルブ２１，４１を閉じて、ＣＯＲ処理室１０ではＣＯＲ処理を開始し、ＰＨＴ処理室３０ではＰＨＴ処理を開始する。
ＰＨＴ処理が終了した後は、（１３）に示すようにゲートバルブ４１を開いてＰＨＴ処理室３０の被処理体Ｗ１をロードロック室５０に移す。
次に、（１４）乃至（１６）に示すように、ゲートバルブ４１を閉じてロードロック室５０を大気開放した後に、ロードロック室５０内の被処理体Ｗ１と大気搬送モジュール７０に待機している３枚目の被処理体Ｗ３とを入れ換える。この後、（１７）に示すようにロードロック室５０を真空引きする。さらに、ゲートバルブ４１を開いて被処理体Ｗ２に対するＣＯＲ処理が終了するまで待機する。上記搬送シーケンスには圧力制御を伴う。以上をロット（Lot）終了まで繰り返す。
以上説明した搬送シーケンスにおける（１）〜（１６）の各ステップでは、上述した位置センサによって検出された被処理体の位置とティーチングデータとの比較に基づいた被処理体の位置決めの判定が実行されてもよく、或るステップにおいて被処理体の位置決めが正確に行われていない場合には、被処理体の搬送を中断すると共に、当該ステップと、当該ステップにおける被処理体の位置とを保存し、保存されたデータを再処理レシピの基礎データとして活用してもよい。
以上の説明は搬送方法の一例であり、例えば、ロードロック室５０→第１の真空処理室１０→ロードロック室５０、ロードロック室５０→第２の真空処理室３０→ロードロック室５０、ロードロック室５０→第２の真空処理室３０→第１の真空処理室１０→ロードロック室５０などの搬送パターンも可能である。
さらに、必要に応じて第１の真空処理室１０←→第２の真空処理室３０間の往復も可能である。被処理体を上記のＣＯＲ処理室１０（第１の真空処理室１０）とＰＨＴ処理室３０（第２の真空処理室３０）との間で往復させて、ＣＯＲ処理及びＰＨＴ処理を繰り返すことにより、理論的には被処理体に形成するパターンの線幅をより細くすることができる。従って、パターンの微細化に対応することができる。
本発明の第１の実施の形態に係る真空処理装置によれば、搬送機構５２が、被処理体Ｗ１をロードロック室５０に搬入し、ロードロック室５０の真空引きが終了した後に、被処理体Ｗ１をＣＯＲ処理室１０搬入し、ＣＯＲ処理が終了してから被処理体Ｗ１をＣＯＲ処理室１０からＰＨＴ処理室３０に移動させ、ＰＨＴ処理が終了した後にＰＨＴ処理室３０の被処理体Ｗ１をロードロック室５０に移し、さらに、被処理体Ｗ１を大気搬送モジュール７０に搬出するので、複数の処理室間での被処理体Ｗ１の搬入搬送の動作を簡易化でき、もって少なくとも１つのＣＯＲ処理を含む複数の処理を効率良く行うことができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る真空処理装置によれば、次のプロセス条件を満たす場合には、第１の真空処理室１０を待機させることなく、２つの連続した処理を効率よく行うことができる。
第１の真空処理室１０における処理の時間：第１処理時間
第２の真空処理室３０における処理の時間：第２処理時間
ロードロック室５０と第２の真空処理室３０との間の被処理体の入れ換え時間：第１の入換時間
ロードロック室５０と大気搬送モジュール７０との間の入換時間：第２の入換時間
プロセス条件：（第１処理時間）≧（第２処理時間）＋（第１の入換時間）＋（第２の入換時間）＋（ロードロック室５０の給排気時間）
第１の真空処理室１０及び第２の真空処理室３０の構成は、上記の例に限らず、エッチングシステム、成膜システム、コーティングシステム、計測システム、熱処理システムなど必要なモジュールを組み合わせて構成することができる。
また、第１の真空処理室１０及び第２の真空処理室３０が常時真空の場合には、第２の真空処理室３０及びロードロック室５０を同時に真空引きする場合はないので、第２の真空処理室３０及びロードロック室５０の排気系８０を共用することができる。
次に、真空処理装置１００の動作中における圧力調整について説明する。
図５は、真空処理装置１００の圧力調整におけるタイミングチャートを示す図である。
１）ＰＨＴ処理室３０を真空引き中に、ロードロック室５０を大気状態にしてＣＯＲ処理前の被処理体を大気搬送モジュール７０からロードロック室５０に搬入した後、ＰＨＴ処理室３０に取り付けられている排気系圧力制御バルブ３４（以下、ＰＨＴ排気バルブ３４）を閉じ、ロードロック室５０の真空引きを開始する。
ロードロック室５０が設定圧力に到達した後、ロードロック室５０の排気バルブ（図示せず。ＬＬＭ排気バルブ）を閉じて、ＰＨＴ排気バルブ３４を開き、
ロードロック室５０内圧力＞ＰＨＴ処理室３０内圧力
となるように制御し、制御完了を確認後、ロードロック室５０‐ＰＨＴ処理室３０間のゲートバルブ４１（以下、ＰＨＴ側ゲートバルブ４１）を開いて、ロードロック室５０とＰＨＴ処理室３０とを連通させる。
ＰＨＴ側ゲートバルブ４１を開いた後も継続してＰＨＴ排気バルブ３４を開いておき、排気することによってＰＨＴ雰囲気がロードロック室５０内に回り込むことを防げる。また、ロードロック室５０から積極的に流体（Ｎ２）を流し、対流の発生などを防ぐことも可能である。
２）ＰＨＴ処理室３０内の圧力をモニタし、
ＰＨＴ処理室３０内圧力＜ＣＯＲ処理室１０内圧力
となる様にＣＯＲ処理室１０内の圧力を圧力制御する。
ＰＨＴ処理室３０内圧力＜ＣＯＲ処理室１０内圧力
となった時点で、ＣＯＲ処理室１０に取り付けられた排気系圧力制御バルブ１４（以下、
ＣＯＲ排気バルブ１４）を閉じ、ＰＨＴ処理室３０‐ＣＯＲ処理室１０間のゲートバルブ２１（以下、ＣＯＲ側ゲートバルブ２１）を開く。
ＣＯＲ側ゲートバルブ２１を開いた後も継続してＰＨＴ排気バルブ３４を開いておき、排気することにより、ＰＨＴ処理室３０内の雰囲気がＣＯＲ処理室１０の内部に回り込むことを防ぐことができる。また、ＣＯＲ処理室１０から積極的に流体（Ｎ２）を流し、対流の発生などを防ぐことも可能である。
３）１）に記述のシーケンスでＰＨＴ側ゲートバルブ４１を開き、ロードロック室５０とＰＨＴ処理室３０とを１モジュールと想定して、（２）に記述のシーケンスでＣＯＲ側ゲートバルブ２１を開く。ＰＨＴ側ゲートバルブ４１、ＣＯＲ側ゲートバルブ２１が開いた後も継続してＰＨＴ排気バルブ３４を開いておき、排気することにより、ＰＨＴ処理室３０内の雰囲気がロードロック室５０の内部、ＣＯＲ処理室１０の内部に回り込むことを防ぐことができる。
また、積極的にロードロック室５０、ＣＯＲ処理室１０に流体（Ｎ２）を流入させて、対流などの発生を防ぐことも可能であり、ＰＨＴ処理室３０への流体の流量を
ロードロック室５０からの流量＝ＣＯＲ処理室１０からの流量
とすることによって、逆流が起こらないようにすることも可能である。
４）上述の３）に記述のシーケンスにおいて、ＣＯＲ処理を施した被処理体をＣＯＲ処理室１０から搬出した後にＥＳＣ残留電荷除去のため、ＰＨＴ排気系３４を用いてＣＯＲ処理室１０内を除電圧力になるように制御する。これにより、ＰＨＴ処理室３０内の雰囲気がＣＯＲ処理室１０内に回り込むことなくＥＳＣ除電が可能になる。
また、ＰＨＴ処理室３０及びＣＯＲ処理室１０における処理を常時に真空状態で連続して行うことができるので、ＣＯＲ後の被処理体の酸化膜が大気の水分を吸収したりして化学反応を起こすことを防止できる。
尚、上述した搬送方法では製品となるウエハ（製品ウエハ）が被処理体として搬送されたが、搬送される被処理体は製品ウエハに限られず、真空処理装置１００の各処理室やデバイスの作動を検査するためのダミーウエハや、各処理室のシーズニングに使用される他のダミーウエハであってもよい。
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる真空処理装置について図面を参照しながら説明する。
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る真空処理装置の概略構成を示す概略平面図である。図７は、図６の真空処理装置の概略構成を示す側面図である。
図６において、真空処理装置６００は、被処理体に真空処理を施す真空処理室６０１と、この真空処理室６０１と連通自在且つ縦列に連結された、被処理体に他の処理を施す大気処理室６０２と、真空処理室６０１及び大気処理室６０２の間に介在し、これらと列をなす位置で真空処理室６０１及び大気処理室６０２に連通自在に連結されたロードロック室６０３と、大気処理室６０２に連通自在に連結された大気搬送モジュール６０４とを備えている。
真空処理室６０１の内部には、処理の際、真空処理室６０１の内部においてプラズマを発生させるための高周波電圧が印加される下部電極及び被処理体を載置しておくための台座を兼ねる載置台６０５と、該載置台６０５に内蔵され且つ載置台６０５に載置された被処理体を加熱するヒータ６０６と、真空処理室６０１の内部に反応ガスを供給する供給系及び下部電極としての載置台６０５と協動して当該内部に高周波電界を発生させる上部電極を兼ねるシャワーヘッド６０７と、開閉自在なバルブ（図示せず）を有し且つ真空処理室６０１の内部に発生したプラズマや生成物の残滓を排出する排出口６０８と、室内の圧力を測定するための圧力測定器（図示せず）とが配設される。真空処理室６０１の内部は常時に真空状態であり、ここでは真空処理が実行可能な状況となっている。
この真空処理室６０１の側壁には被処理体を搬入搬出するための搬送口（図示せず）が穿設されている。真空処理室６０１に隣接して配されるロードロック室６０３の側壁にも同様の搬送口（図示せず）が穿設されている。真空処理室６０１とロードロック室６０３とは、それぞれの搬送口が穿設された部分同士を連結ユニット６１１によって連結されている。この連結ユニット６１１は、真空処理室６０１とロードロック室６０３との間の環境隔離をするためにゲートバルブ６１２や断熱ユニット６１３を備えている。
大気処理室６０２の内部には、被処理体を載置しておくための載置台６０９と、載置台６０９に載置された被処理体を保持する保持具６１０とが配設される。載置台６０９は、冷媒が循環可能な冷却機構として冷却回路（図示せず）を内蔵し、載置された被処理体を冷却する。また、大気処理室６０２は常時に大気開放され、その内部は大気圧状態にある。従って、大気処理室６０２はＣＶＤ処理等によって加熱された被処理体の冷却処理を大気圧状態において実行可能である。
また、大気処理室６０２は冷却機構として、上述した冷却回路の他、冷却のためのダウンフローガス、例えば、Ｎ２，Ａｒ，Ｈｅガス等の不活性ガス等を内部に導入する導入口を備えていてもよい。
この大気処理室６０２の側壁には被処理体を搬出入するための搬送口（図示せず）が穿設されている。大気処理室６０２に隣接して配されるロードロック室６０３の側壁にも上述した搬送口とは別に、他の搬送口（図示せず）が同様に穿設されている。大気処理室６０２とロードロック室６０３とは、それぞれ搬送口が穿設された部分同士を連結ユニット６１４によって連結されている。これにより、真空処理室６０１、ロードロック室６０３及び大気処理室６０２は順に列をなすように配置される。連結ユニット６１４は、大気処理室６０２とロードロック室６０３との間の環境隔離をするためにゲートバルブ６１５や断熱ユニット６１６を備えている。
ロードロック室６０３の内部には、被処理体の受け渡しをするために搬送中の被処理体を保持する被処理体保持部６１７、並びに当該被処理体保持部６１７を真空処理室６０１及び大気処理室６０２に搬送する搬送機構６１８が配設されている。被処理体を保持している被処理体保持部６１７を搬送機構６１８が搬送することにより、被処理体を真空処理室６０１及び大気処理室６０２の間で搬送し、受け渡しをすることができる。また、ロードロック室６０３の内部の容積は、搬送機構６１８の作動を阻害しない程度の必要最小限度の空間が確保可能な容積に設定される。
図７に示すようにロードロック室６０３の外側下部にはロードロック室６０３の内部と外部とを連通するパイプ６１９が配設され、該パイプ６１９にはターボ分子ポンプなどの真空引き用ポンプ６２３と、ロードロック室６０３の内部及び真空引き用ポンプ６２３の連通・遮断が自在なバルブ６２４とが配される。また、ロードロック室６０３には室内の圧力を測定するための圧力測定器（図示せず）が取り付けられている。さらに、ロードロック室６０３の外側下部にはＮ２ガス等を供給するガス供給系６２０が接続されている。従って、ロードロック室６０３はパイプ６１９とガス供給系６２０によってその内部の真空／大気の切換が可能な構成となっている。
大気搬送モジュール６０４の内部には、上述した被処理体保持部６１７及び搬送機構６１８と同様の被処理体保持部６２５及び搬送機構６２６が配設されている。そして、被処理体保持部６２５及び搬送機構６２６によって被処理体を大気搬送モジュール６０４に取り付けられた被処理体のキャリア（図示せず）及び大気処理室６０２の間で搬送し、受け渡しをすることができる。
この大気搬送モジュール６０４の側壁には搬送口（図示せず）が穿設されている。また、大気搬送モジュール６０４に隣接して配される大気処理室６０２の側壁にも上述した搬送口とは別に、他の搬送口（図示せず）が同様に穿設されている。大気搬送モジュール６０４と大気処理室６０２とは、それぞれ搬送口が穿設された部分同士を連結ユニット６２７によって連結されている。
以上、真空処理装置６００の構成を説明したが、処理室の数は真空処理室６０１及び大気処理室６０２の２つに限らず３つ以上の処理室を縦列に連結することもできることは、本発明の第１の実施形態にかかる真空処理装置１００と同様である。
次に、真空処理装置６００が実行する被処理体処理方法及び該方法における被処理体の搬送シーケンスについて説明する。
図８は、図６の真空処理装置６００における被処理体の搬送シーケンスの流れを示す図である。
以下の説明では、真空処理装置６００は被処理体にＣＶＤ処理及び冷却処理を行うものを例にあげる。
以下、真空処理室６０１はＣＶＤ処理室６０１として被処理体にＣＶＤ処理を行い、大気処理室６０２は被処理体に大気処理としての冷却処理を行う。尚、図中において連結ユニットの白抜きはゲートバルブの開状態を表し、同黒抜きはゲートバルブの閉状態を表すのは図３及び４と同じである。
まず、図８の（１）に示すように、始めに、大気搬送モジュール６０４にある被処理体Ｗ１が、大気処理室６０２に搬入される。このとき、ゲートバルブ６１２は閉状態にあり、ロードロック室６０３とＣＶＤ処理室６０１とが隔離されている。一方、ゲートバルブ６１５は開状態にあり、大気処理室６０２とロードロック室６０３とが連通している。
次に、（２）に示すように、被処理体Ｗ１を大気処理室６０２からロードロック室６０３に搬入した後、（３）に示すようにゲートバルブ６１５を閉状態にし、さらに、パイプ６１９におけるバルブ６２４を開き、その後、真空引き用ポンプ６２３を作動させてロードロック室６０３を真空引きする。
そして、（４）に示すようにゲートバルブ６１２を開状態にした後、被処理体保持部６１７で保持した被処理体Ｗ１を搬送機構６１８によってＣＶＤ処理室６０１に搬入し、（５）に示すように被処理体保持部６１７及び搬送機構６１８がロードロック室６０３に戻った後にゲートバルブ６１２を閉状態にしてＣＶＤ処理室６０１において被処理体Ｗ１にＣＶＤ処理を施す。
次に、（６）に示すように、ＣＶＤ処理が終了した後にゲートバルブ６１２を開状態にしてＣＶＤ処理が施された被処理体Ｗ１をＣＶＤ処理室６０１からロードロック室６０３に搬出する。
次に、（７）に示すように、被処理体Ｗ１がロードロック室６０３へ搬出された後、ゲートバルブ６１２を閉状態にし、さらに、パイプ６１９におけるバルブ６２４を閉じ、ガス供給系６２０からのＮ２ガス等の供給を開始してロードロック室６０３を大気開放する。ロードロック室６０３の内部の圧力が大気圧に達した後、（８）に示すように、ゲートバルブ６１５を開状態にした後、被処理体Ｗ１を搬送機構６１８によって大気処理室６０２に搬出し、被処理体Ｗ１を載置台６０９に載置し、さらに保持具６１０によって保持する。
次に、（９）に示すように、載置台６０９は被処理体Ｗ１を冷却し、被処理体Ｗ１が所定温度（約７０℃）まで冷却されると、（１０）に示すように、被処理体Ｗ１は大気搬送モジュール６０４へ搬出される。
そして、真空処理装置６００は以上の搬送シーケンスをロット終了まで繰り返す。
以上説明した搬送シーケンスにおける（１）〜（１０）の各ステップにおいても、本発明の第１の実施の形態において説明したように、位置センサによって検出された被処理体の位置とティーチングデータとの比較に基づいた被処理体の位置決めの判定が実行されてもよく、或るステップにおいて被処理体の位置決めが正確に行われていない場合には、被処理体の搬送を中断すると共に、当該ステップと、当該ステップにおける被処理体の位置とを保存し、保存されたデータを再処理レシピの基礎データとして活用してもよい。
また、本第２の実施の形態に係る真空処理装置においても、本第１の実施の形態において説明したように、位置センサによって検知された情報に基づいて初期位置と載置台６０５，６０９の中心位置との第１の相対的な位置関係を検出し、該検出された第１の相対的な位置関係に基づいて被処理体の搬送経路を決定し、該決定された搬送経路に沿って被処理体を搬送させ、載置台６０５，６０９へ搬送された被処理体の中心位置と初期位置との第２の相対的な位置関係を検出し、第１及び第２の相対的な位置関係の差異に基づいて載置台６０５，６０９上における被処理体の位置を補正してもよく、これにより、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
また、搬送機構６１８及び被処理体保持部６１７は、本第１の実施の形態における搬送機構５２及び被処理体保持部５１と同様の構成を有していてもよく、これによっても上述した効果と同様の効果を奏することができる。
以上の説明は搬送シーケンスの一例であり、他の搬送シーケンスでは、必要に応じて真空処理室６０１←→大気処理室６０２間の往復も可能である。被処理体Ｗ１を上記のＣＶＤ処理室６０１（真空処理室６０１）と大気処理室６０２との間で往復させて、ＣＶＤ処理及び冷却処理を繰り返すことにより、被処理体Ｗ１の表面に形成される薄膜の厚さのばらつきを抑えることができる。
また、真空処理室６０１及び大気処理室６０２の構成は、上記の例に限らず、エッチングシステム、成膜システム、塗布現像システム、計測システム、熱処理システムなどに応じて必要なモジュールを組み合わせて構成することができる。
本発明の第２の実施の形態に係る真空処理装置によれば、被処理体Ｗ１にＣＶＤ処理を施すＣＶＤ処理室６０１及び被処理体Ｗ１に冷却処理を施す大気処理室６０２が連通自在に連結されており、ロードロック室６０３はＣＶＤ処理室６０１及び大気処理室６０２の間に介在し、これらの処理室と列をなす位置に配置されて互いに連通自在に連結されているので、ＣＶＤ処理室６０１及び大気処理室６０２間における被処理体Ｗ１の搬入搬送の動作を簡易化でき、もって、ＣＶＤ処理及び冷却処理を含む複数の処理を効率良く行うことができ、特に、被処理体Ｗ１のＣＶＤ処理後の冷却処理を効率良く行うことができる。
また、大気処理室６０２における冷却処理を常時に大気圧状態で行うので、大気処理室６０２において真空／大気の切換を実行する必要が無く、冷却処理を短時間で実行することができると共に、真空／大気の切換を実行するロードロック室６０３は冷却機構を備える必要がないため、その容積を小さくすることができ、もって真空／大気の切換を短時間で実行することができる。その結果、被処理体Ｗ１の冷却処理及び真空／大気の切換を含む複数の処理をさらに効率良く行うことができる。
例えば、従来の真空処理装置のように、真空／大気の切換及び冷却処理を同時に実行する場合、ロードロック室が搬送機構だけでなく、冷却機構を備える必要があるため、ロードロック室の容積が大きくなり、真空／大気の切換及び冷却処理に約１２６秒を要したが、上述した本発明の第２の実施の形態に係る真空処理装置にように、真空／大気の切換及び冷却処理を夫々異なる処理室で実行する場合、ロードロック室が真空／大気の切換のみを実行し、且つ大気処理室が冷却処理のみを実行すればよく、ロードロック室の容積が小さくなり、真空／大気の切換に約２０秒を要するのみであり、且つ冷却処理に約１５秒を要するのみなので、真空／大気の切換及び冷却処理に約３５秒を要するのみである。
さらに、ロードロック室６０３内に搬入された被処理体Ｗ１は長時間、真空／大気の切換に起因する空気の対流に晒されることがないため、該対流によって舞い上がったパーティクルが付着するというおそれもなくすことができる。
また、本発明の第２の実施の形態に係る被処理体処理方法によれば、被処理体Ｗ１のＣＶＤ処理後における真空／大気の切換及び冷却処理をロードロック室６０３及び大気処理室６０２の夫々に振り分けたので、夫々の処理に要する時間を短縮することができ、もって、真空／大気の切換及び冷却処理を含む複数の処理を効率良く行うことができると共に、被処理体Ｗ１のＣＶＤ処理後、ロードロック室６０３への搬出処理、ロードロック室６０３での真空／大気の切換処理及び大気処理室６０２への搬出処理を経て大気処理室６０２での冷却処理が実行されるため、冷却処理までに被処理体Ｗ１の冷却が進行し、例えば、ＣＶＤ処理直後における被処理体Ｗ１の温度が約６５０℃である場合、大気処理室６０２への搬出処理後における被処理体Ｗ１の温度は約４００℃となる。その結果、大気処理室６０２での被処理体Ｗ１の冷却処理を効率良く行うことができる。
尚、上述した本第２の実施の形態に係る真空処理装置では、被処理体にＣＶＤ処理を施したが、当該真空処理装置が被処理体に施す真空処理はこれに限られず、熱処理を伴う真空処理であれば、どのような真空処理でも施すことができ、この場合においても上述した効果を奏することができることは言うまでもない。
本発明の第１の実施の形態に係る真空処理装置の概略構成を示す概略平面図である。 図１の真空処理装置の概略構成を示す側面図である。 図１の真空処理装置１００における被処理体の搬送シーケンスの流れの前半を示す図である。 図３に示した搬送シーケンスに続く後半の流れを示す図である。 真空処理装置１００の圧力調整におけるタイミングチャートを示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る真空処理装置の概略構成を示す概略平面図である。 図６の真空処理装置の概略構成を示す側面図である。 図６の真空処理装置６００における被処理体の搬送シーケンスの流れを示す図である。
符号の説明
１０ 第１の真空処理室（ＣＯＲ処理装置）
１２，３２ 被処理体保持器
１３，３３，５３ ガス供給系
１４，３４ 排気系圧力制御バルブ
２０，４０，６０，６１１，６１４，６２７ 連結ユニット
２１，４１，６１２，６１５ ゲートバルブ
２２，６１３，６１６ 断熱ユニット
３０ 第２の真空処理室（熱処理室）
５０，６０３ ロードロック室
５１，６１７ 被処理体保持部
５２，６１８，６２６ 搬送機構
６１ ドアーバルブ
７０，６０４ 大気搬送モジュール
８０ 排気系
９０，９１，９２，９３，９４，９５ 位置センサユニット
１００，６００ 真空処理装置
６０１ 真空処理室（ＣＶＤ処理室）
６０２ 大気処理室
６０５，６０９ 載置台
６０６ ヒータ
６０７ シャワーヘッド
６０８ 排出口
６１０ 保持具
６１９ パイプ
６２０ ガス供給系
６２３ 真空引き用ポンプ
６２４ バルブ
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ 被処理体

Claims (21)

  1. 被処理体を処理する被処理体処理装置において、
    連通自在且つ隣接して連結された、前記被処理体を処理する第１及び第２の処理室と、
    前記第２の処理室と連通自在且つ隣接して連結され、前記被処理体を前記第１及び第２の処理室のそれぞれの間で搬出入する搬送アーム並びに前記被処理体を保持する被処理体保持部を備えた１つのロードロック室とを備え、
    前記第２の処理室は真空処理室であり、前記１つのロードロック室は前記第１及び第２の処理室と一直線上に配置され、
    前記搬送アームは、前記第１及び第２の処理室の両方へ進入可能であり、前記被処理体を前記第１及び第２の処理室へ直接搬送することを特徴とする被処理体処理装置。
  2. 被処理体を処理する被処理体処理装置において、
    連通自在且つ隣接して連結された、前記被処理体にＣＯＲ処理を施すＣＯＲ処理室及び前記被処理体に他の処理を施す真空処理室と、
    前記真空処理室と連通自在且つ隣接して連結され、前記被処理体を前記ＣＯＲ処理室及び前記真空処理室のそれぞれの間で搬出入する搬送アーム並びに前記被処理体を保持する被処理体保持部を備えた１つのロードロック室とを備え、
    前記１つのロードロック室は、前記ＣＯＲ処理室及び前記真空処理室と一直線上に配置され、
    前記搬送アームは、前記ＣＯＲ処理室及び前記真空処理室の両方へ進入可能であり、前記被処理体を前記ＣＯＲ処理室及び前記真空処理室へ直接搬送することを特徴とする被処理体処理装置。
  3. 前記真空処理室は、前記ＣＯＲ処理が施された被処理体に熱処理を施すための熱処理室であることを特徴とする請求項２記載の被処理体処理装置。
  4. 前記ＣＯＲ処理室及び前記熱処理室は、常時に真空状態にあることを特徴とする請求項３記載の被処理体処理装置。
  5. 被処理体にＣＯＲ処理を施すＣＯＲ処理室と、前記ＣＯＲ処理室と連通自在且つ隣接して連結され、前記ＣＯＲ処理室でＣＯＲ処理を受けた被処理体に熱処理を施す熱処理室と、前記熱処理室と連通自在且つ隣接して連結され、前記被処理体を前記ＣＯＲ処理室及び前記熱処理室のそれぞれの間で搬送するための搬送アームを備えたロードロック室とを有する被処理体処理装置の被処理体処理方法であって、
    外部から第１の被処理体を前記ロードロック室に搬入する第１のロードロック室搬入ステップと、
    前記第１の搬入ステップの後に前記ロードロック室を真空引きする第１の真空引きステップと、
    前記真空引きが終了した後に、前記第１の被処理体を前記ロードロック室から前記ＣＯＲ処理室に搬入する第１のＣＯＲ処理室搬入ステップと、
    前記ＣＯＲ処理を開始するＣＯＲ処理開始ステップと、
    前記ＣＯＲ処理の間に第２の被処理体を外部から前記ロードロック室に搬入する第２のロードロック室搬入ステップと、
    前記ロードロック室を真空引きする第２の真空引きステップと、
    前記真空引きが終了した後に、前記ＣＯＲ処理が終了してから前記第１の被処理体を前記ＣＯＲ処理室から前記熱処理室に移動させる第１の移動ステップと、
    前記第２の被処理体を前記ロードロック室から前記ＣＯＲ処理室に搬入する第２のＣＯＲ処理室搬入ステップと、
    前記ＣＯＲ処理室で前記ＣＯＲ処理を開始し、前記熱処理室で前記熱処理を開始する同時処理開始ステップと、
    前記熱処理が終了した後に前記熱処理室の前記第１の被処理体を前記ロードロック室に移す第２の移動ステップと、
    前記ロードロック室内の前記第１の被処理体と外部で待機している第３の被処理体とを入れ換える入換ステップとを有することを特徴とする被処理体処理方法。
  6. 第１の載置台を有し、該第１の載置台に載置された被処理体に熱処理を施す熱処理室と、前記熱処理室と連通自在且つ隣接して連結され、第２の載置台を有し、該第２の載置台に載置された前記被処理体に真空処理を施す真空処理室と、前記熱処理室と連通自在且つ隣接して配設され、前記被処理体を搬送する搬送手段を有するロードロック室と、前記搬送手段を制御する制御装置とを備え、前記ロードロック室は、前記熱処理室及び前記真空処理室と一直線上に配置され、前記搬送手段は、前記熱処理室及び前記真空処理室の両方へ進入可能であり、前記被処理体を前記熱処理室及び前記真空処理室へ直接搬送するために前記被処理体を保持すると共に前記複数の処理室内を自在に移動する被処理体保持部を有し、前記被処理体保持部が前記被処理体の有無に関する情報を検知する第１の検知手段を有し、前記第１及び第２の載置台のうち少なくとも１つが、前記被処理体の有無に関する情報を検知する第２の検知手段を有し、前記制御装置が前記検知された情報に基づいて前記被処理体の位置を検出する被処理体処理装置における前記搬送手段の被処理体搬送方法であって、
    初期位置における前記被処理体の中心及び前記載置台の中心の第１の相対的な位置関係を検出する第１の位置関係検出ステップと、
    前記検出された第１の相対的な位置関係に基づいて前記被処理体の搬送経路を決定し且つ該決定された搬送経路に沿って前記被処理体を搬送する搬送ステップと、
    前記載置台へ搬送された前記被処理体の中心及び前記初期位置における前記被処理体の中心の第２の相対的な位置関係を検出する第２の位置関係検出ステップと、
    前記第１及び第２の相対的な位置関係の差に基づいて前記被処理体の位置を補正する位置補正ステップとを有することを特徴とする被処理体搬送方法。
  7. 前記位置を補正された被処理体の基準面の位置を所定の位置に合わせるために前記被処理体保持部が前記被処理体を保持したまま回転する被処理体保持部回転ステップをさらに有することを特徴とする請求項６記載の被処理体搬送方法。
  8. 前記初期位置における前記被処理体の中心は、搬送前の前記ロードロック室における前記被処理体の中心であることを特徴とする請求項６又７記載の被処理体搬送方法。
  9. 前記搬送アームは、前記第２の処理室が前記被処理体を収容している間に、他の被処理体を前記第１の処理室へ直接搬入することを特徴とする請求項１記載の被処理体処理装置。
  10. 前記搬送アームは、前記１つのロードロック室が前記被処理体を収容している間に、他の被処理体を前記第１の処理室から前記第２の処理室へ直接搬送することを特徴とする請求項１又は９記載の被処理体処理装置。
  11. 前記搬送アームは、前記真空処理室が前記被処理体を収容している間に、他の被処理体を前記ＣＯＲ処理室へ直接搬入することを特徴とする請求項２記載の被処理体処理装置。
  12. 前記搬送アームは、前記１つのロードロック室が前記被処理体を収容している間に、他の被処理体を前記ＣＯＲ処理室から前記真空処理室へ直接搬送することを特徴とする請求項２又は１１記載の被処理体処理装置。
  13. 前記ロードロック室と連通自在で且つ隣接して連結されるローダーモジュールをさらに有することを特徴とする請求項１，９，１０のいずれか１項に記載の被処理体処理装置。
  14. 前記第１の処理室と前記第２の処理室とを連結する第１の連結ユニットと、前記第２の処理室と前記ロードロック室とを連結する第２の連結ユニットと、前記ロードロック室と前記ローダーモジュールとを連結する第３の連結ユニットとをさらに有し、
    前記第１の連結ユニット、前記第２の連結ユニット及び前記第３の連結ユニットは一直線上に配置されていることを特徴とする請求項１３記載の被処理体処理装置。
  15. 前記ローダーモジュールは、その内部が大気圧であることを特徴とする請求項１３又は１４記載の被処理体処理装置。
  16. 前記ロードロック室は、その内部を真空引き及び大気開放が可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１，９，１０，１３乃至１５のいずれか１項に記載の被処理体処理装置。
  17. 前記ロードロック室と連通自在で且つ隣接して連結されるローダーモジュールをさらに有することを特徴とする請求項２乃至４，１１，１２のいずれか１項に記載の被処理体処理装置。
  18. 前記第ＣＯＲ処理室と前記真空処理室とを連結する第１の連結ユニットと、前記真空処理室と前記ロードロック室とを連結する第２の連結ユニットと、前記ロードロック室と前記ローダーモジュールとを連結する第３の連結ユニットとをさらに有し、
    前記第１の連結ユニット、前記第２の連結ユニット及び前記第３の連結ユニットは一直線上に配置されていることを特徴とする請求項１７記載の被処理体処理装置。
  19. 前記ローダーモジュールは、その内部が大気圧であることを特徴とする請求項１７又は１８記載の被処理体処理装置。
  20. 前記ロードロック室は、その内部を真空引き及び大気開放が可能であるように構成されていることを特徴とする請求項２乃至４，１１，１２，１７乃至１９のいずれか１項に記載の被処理体処理装置。
  21. 前記第２の真空引きステップから前記入換ステップまでの各ステップを繰り返して行うことを特徴とする請求項５記載の被処理体搬送方法。
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