JP4961894B2 - 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、真空処理を施した基板を大気搬送室に搬送するにあたって、真空処理により基板に生成された生成物が大気に触れて大気搬送室内に悪影響を与えることを回避あるいは軽減する技術分野に関する。

半導体装置の製造においては、被処理基板である例えば半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に真空処理例えばエッチング処理等のプラズマ処理を施す工程があり、このような処理を高スループットで行うためにマルチチャンバシステムなどと呼ばれる真空処理装置が用いられている。

この真空処理装置の中でも、真空処理室と大気搬送室とを備えたものが知られている。その一例を図１１に示すと、複数枚例えば２５枚のウエハを収納した運搬容器であるフープ（Front Opening Unified Pod）を載置するフープ載置台１０と、ウエハを搬送する搬送アームを有し、真空雰囲気にあるトランスファモジュール（ＴＭ）１１と、当該トランスファモジュール（ＴＭ）１１の周囲に配置され、ウエハを真空雰囲気にて所定の処理を施す４つのプロセスモジュール（ＰＭ）１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、ウエハを搬送する搬送アームを備えた搬送機構を有し、大気雰囲気にあるローダーモジュール（ＬＭ）１４と、前記ローダーモジュール１４及び前記トランスファモジュール１１の間に配置され、真空雰囲気と常圧雰囲気とに切り替え可能な２つのロードロックモジュール（ＬＬＭ）１５ａ，１５ｂと、前記ローダーモジュール１４に隣接して設けられ、ウエハの位置をプリアライメントする図示しないオリエンタ（ＯＲＴ）と、を備えたものが知られている。なお図１１中のＧ１１〜Ｇ１４はゲートバルブである。

前記真空処理装置におけるウエハの搬送経路を簡単に述べると、フープ載置台１０に載置されている処理前のウエハは、ＬＭ→ＯＲＴ→ＬＬＭ→ＴＭ→ＰＭとこの順に搬送される。そしてプロセスモジュール１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）にて所定の処理ガス雰囲気下で例えばエッチング処理が施された後、処理済みのウエハはＴＭ→ＬＬＭ→ＬＭ→フープ載置台１０とこの順に搬送される。

ところで、プロセス処理後のウエハをフープ載置台１０に戻す際、プロセス処理後のウエハ上の副生成物が大気中の水分と反応して発生したガスが、プロセス処理前のウエハ上で凝結し、デバイス欠陥に繋がることがある。このクロスコンタミネーション対策として、前記ローダーモジュール１４に、処理済みのウエハを大気雰囲気にて一時保管するパージストレージ１３（鎖線）が設けられる。

しかしながら、ロードロックモジュール１５ａ（１５ｂ）からローダーモジュール１４を介してパージストレージ１３へプロセス処理後のウエハを搬送する際、次のような問題がある。その一例を示すと、プロセスモジュール１２ａ（１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）では、例えばＨＢｒガスやＣｌ2ガスなどの処理ガスをプラズマ化し、ウエハ上に形成されたポリシリコン膜へのエッチングを行う場合がある。このときエッチング処理に伴う生成物（臭化ケイ素や塩化ケイ素等）がウエハ上に生成する。このウエハを大気雰囲気にあるローダーモジュール１４に搬入すると、例えば上述の臭化ケイ素や塩化ケイ素等と大気中の水分とが反応して臭化水素や塩化水素等の腐食性ガスとなって飛散したり、これらの腐食性ガスがさらに大気中に微量に存在するアンモニアと反応して臭化アンモニウムや塩化アンモニウム等の微粒子となったりしてローダーモジュール１４内に拡散する。その結果、ローダーモジュール１４の金属部分例えば搬送室の壁部や搬送機構を腐食させ、その腐食部分が例えばメカニカル動作により擦れて金属汚染を引き起こすおそれがある。また前記微粒子がローダーモジュール１４内に付着してパーティクル汚染の要因になる懸念がある。

一方、特許文献１には、プラズマ処理装置にて試料に付着した同伴付着物は、大気中の水分と反応して、新たな付着物を生成したり、周辺の構造物を腐食する環境等を生成することが記載され、そこで、負圧下のロードロック室への当該試料の大気側開口部からの搬入出時に、前記ロードロック室に設けたガス導入口からガスを導入した後、大気側ゲート弁を開けて引き続きガス導入口よりガスの導入を継続しながら且つ、カバーのガス導入口よりガスを流しながらカバーに設けた排気口よりカバー内の雰囲気を排気しながら、試料の搬入出を行うことが記載されている。しかしながらロードロック室内に気流を形成して付着物を除去しようとしても、ロードロック室内におけるウエハの滞在時間はスループット上極めて限られているので、そのような短い時間だけ気流を形成しても生成物を除去できず、到底実機には採用できない手法である。

特開２００５−５０８５２号公報

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、真空処理室で処理を施した基板を大気搬送室に搬送するにあたって、大気搬送室側の装置に対する悪影響を回避あるいは軽減することができる技術を提供することにある。

本発明の基板処理装置は、複数の基板を収納した運搬容器を載置する載置台と、
前記基板に対して真空雰囲気にて処理を施す真空処理室と、
この真空処理室との間で基板が受け渡され、真空雰囲気と常圧雰囲気とに切り替え可能なロードロック室と、
このロードロック室に隣接して設けられ、処理済みの基板に対して、真空処理により生成された生成物を除去するために大気雰囲気にて後処理を行う後処理室と、
前記ロードロック室と前記載置台との間に介在し、大気雰囲気中で基板を搬送する搬送手段を備えた大気搬送室と、を備え、次のいずれかの特徴を備えている。
（１）前記大気搬送室とロードロック室との間に設けられたゲートバルブは、ロードロック室と後処理室との間のゲートバルブを兼用している構成
（２）前記ロードロック室として、大気搬送室の背面側に左右対称に第１のロードロック室と第２のロードロック室とが設けられ、
前記後処理室は、前記第１及び第２のロードロック室の中間に設けられている構成
（３）後処理室は、真空処理室における処理時に生成された基板上の生成物と大気中の水分との反応を促進させるために設けられている構成

前記後処理室に対する基板の搬入及び搬出は、前記大気搬送室の搬送手段により行われることが好ましい。この場合次の構成を採用することがより好ましい。

（１）前記後処理室と大気搬送室との間は、仕切り壁で仕切られており、この仕切り壁には、前記搬送手段及び基板の通過に必要なスリット状の開口部が形成されている構成
（２）前記大気搬送室とロードロック室との間に設けられたゲートバルブは、ロードロック室と後処理室との間のゲートバルブを兼用している構成
（３）前記ロードロック室の搬送口は長さ方向に沿って屈曲し、前記ゲートバルブは搬送口の形状に対応して屈曲している構成
ここで上記の「屈曲」とは山形に折り曲げた場合、及び円弧状に曲がっている（湾曲している）場合のいずれをも含む。

更にまた、後処理室は、例えば複数段に基板を載置できる載置部を備えている構成とすることができ、この場合、後処理室内の載置部は昇降手段により昇降可能に構成されていることが好ましい。

本発明に係る基板処理方法は、複数の基板を収納した運搬容器を載置する載置台と、
前記基板に対して真空雰囲気にて処理を施す真空処理室と、
この真空処理室との間で基板が受け渡され、真空雰囲気と常圧雰囲気とに切り替え可能なロードロック室と、
このロードロック室に隣接して設けられ、処理済みの基板に対して、真空処理により生成された生成物を除去するために大気雰囲気にて後処理を行う後処理室と、
前記ロードロック室と前記載置台との間に介在し、大気雰囲気中で基板を搬送する搬送手段を備えた大気搬送室と、を備えた基板処理装置を用いて基板処理を行う方法であって、
基板に対して真空処理室にて処理を施す工程と、
その後、前記真空処理室から真空雰囲気のロードロック室に基板を搬送する工程と、
このロードロック室内の雰囲気を真空雰囲気から常圧雰囲気に切り替える工程と、
次いで、前記ロードロック室に隣接して設けられた後処理室に、前記ロードロック室内の前記基板を搬送する工程と、
前記後処理室内において、前記基板に対し、真空処理により生成された生成物を除去するために大気雰囲気で後処理を行う工程と、
複数の基板を収納した運搬容器を載置する載置台と前記ロードロック室との間に介在し、大気雰囲気中で基板を搬送する搬送手段を備えた大気搬送室内に、後処理室内の基板を搬送する工程と、を含み、
前記大気搬送室とロードロック室との間に設けられたゲートバルブは、ロードロック室と後処理室との間のゲートバルブを兼用していることを特徴とする。
他の発明は、基板に対して真空雰囲気にて処理を施す基板処理装置に用いられ、コンピュータ上で動作するプログラムを格納する記憶媒体であって、
前記プログラムは本発明の基板処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。

本発明は、真空処理を行うことにより基板に生成された生成物を、大気搬送室に基板を搬送する前に、ロードロック室に隣接して設けられた後処理室にて除去するようにしているため、その生成物に起因して生じる大気搬送室内（搬送室の壁部や搬送機構など）に対する悪影響例えば腐食や微粒子の付着を回避あるいは軽減することができる。そして後処理室に対する基板の搬入及び搬出を前記大気搬送室の搬送手段により行うようにすれば、後処理室のための専用の搬送手段を設けなくてすむので、装置の複雑化、コストアップを抑えることができる。この場合、大気搬送室とロードロック室との間、及びロードロック室と後処理室との間を共通のゲートバルブで仕切るようにすることで、搬送効率を高めることができる。

本発明に係る基板処理装置の一実施の形態について説明する。図１はこの実施の形態における基板処理装置の概略平面図であり、図２は基板処理装置の要部を示す概略斜視図である。図１において、２は被処理基板である半導体ウエハ（以下、ウエハという。）Ｗを一枚ずつ搬送して所定の処理を施す枚葉式の基板処理装置である。この基板処理装置２は、平面縦長六角形のトランスファモジュール（ＴＭ）２０と、前記トランスファモジュール２０の一方の縦側面（図１中のＹ軸方向）に配置された２つのプロセスモジュール（ＰＭ）３０ａ，３０ｂと、前記トランスファモジュール２０の他方の縦側面（図１中のＹ軸方向）に配置された２つのプロセスモジュール３０ｃ，３０ｄと、前記トランスファモジュール２０の一方の横側斜面（図１中のＸ軸方向）に配置された２つのロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａ，４０ｂと、前記ロードロックモジュール４０ａと前記ロードロックモジュール４０ｂとに並ぶようにして設けられたローダーモジュール５０と、を備えている。なお、前記ロードロックモジュール４０ａは第１のロードロック室に相当し、前記ロードロックモジュール４０ｂは、第２のロードロック室に相当する。

前記プロセスモジュール３０ａ〜３０ｄは、真空処理室内にウエハを載置するためのウエハ載置台３１ａ〜３１ｄと、プラズマ発生用の電極と、真空処理室内に処理ガス例えば臭化水素（ＨＢｒ）ガスを供給するための処理ガス供給部と、を備え、電極に高周波電力を印加することによって処理ガスをプラズマ化し、このプラズマによりウエハＷ上に形成された例えばポリシリコン膜をエッチングするエッチング処理等が行われるようになっている。

前記トランスファモジュール２０と前記プロセスモジュール３０ａ〜３０ｄとの連結部分にはゲートバルブＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が夫々設けられている。また前記トランスファモジュール２０は、真空搬送室内に２つのスカラアームタイプの搬送アームからなる搬送アームユニット２１を設けて構成されている。当該搬送アームユニット２１は、トランスファモジュール２０内に長手方向（図１中のＹ軸方向）に配設されたガイドレール２２に沿って移動し、各プロセスモジュール３０ａ〜３０ｄやロードロックモジュール４０ａ，４０ｂの間においてウエハＷを搬送するようになっている。

前記ローダーモジュール５０は、横方向に長尺の箱状をなし、図３に示すように天井部にはファンとフィルタとを組み合わせたファンフィルタユニット（ＦＦＵ）５５が取り付けられると共に、床面には排気ファンユニット５６が設置されている。また前記排気ファンユニット５６は除害装置を備えた工場排気系に接続されており、ＦＦＵ５５と排気ファン５６との間に清浄空気の下降気流が形成されるようになっている。また前記ローダーモジュール５０の背面の仕切り壁５７にはスリット状の開口部５３が形成されている。

また前記ローダーモジュール５０は、内部に搬送アーム機構５１が配置されると共に、図２に示すように後述するフープ載置台７０に対応する前面部にはウエハＷの投入口としての３つのウエハ搬出入口５１ａ，５１ｂ，５１ｃが形成されている。前記搬送アーム機構５１は、ローダーモジュール５０内に長手方向に配置したガイドレール５２に沿って電磁石駆動による往復移動可能なＸ軸移動部と、当該Ｘ軸移動部上に昇降可能に設けられたＺ軸移動部を介して水平旋回可能な旋回台と、当該旋回台上に設けられ半径方向ないし水平方向へ伸縮可能な多関節型の搬送アーム５４とを有する。この搬送アーム５４は、ウエハ保持部が図２に示すように例えばフォーク状に形成されており、ウエハＷの下面周縁部を支持するようになっている。

また前記ロードロックモジュール４０ａ，４０ｂはローダーモジュール５０の背面部とトランスファモジュール２０との間に介在し、互に左右に対称に配列されており、前記ロードロックモジュール４０ａ，４０ｂと前記トランスファモジュール２０との連結部分にはゲートバルブＧ５，Ｇ６が夫々設けられている。前記ロードロックモジュール４０ａ，４０ｂは、ウエハＷを載置するためのウエハ載置台４１ａ，４１ｂを有すると共に、当該ロードロックモジュール４０ａ，４０ｂ内の圧力を所定の真空雰囲気と常圧雰囲気例えば窒素ガスによる常圧雰囲気との間で切り替えることができるように構成されている。

また前記ロードロックモジュール４０ａ，４０ｂは横断面形状が五角形をなしており、五角形の５辺のうちロードロックモジュール４０ａ、４０ｂ同士で互いに対向する２辺に沿って後述するウエハＷの搬送口４２ａ（４２ｂ）が形成され、この搬送口４２ａ（４２ｂ）を開閉するゲートバルブＧ７，Ｇ８が夫々設けられている。即ち、これらゲートバルブＧ７，Ｇ８は図１及び図２に示すように五角形の２辺に跨って屈曲して例えばヘ字型に形成されており、ロードロックモジュール４０ａ（４０ｂ）とローダーモジュール５０及び後述のパージストレージ（ＰＳＴ）６０との間を仕切る役割を持っている。また前記ゲートバルブＧ７，Ｇ８は、ロードロックモジュール４０ａ（４０ｂ）と後述するパージストレージ（ＰＳＴ）６０との間のゲートバルブを兼用している。このゲートバルブＧ７，Ｇ８の構成及び開閉動作に関しては後述する。

また前記基板処理装置２において、ローダーモジュール５０の背面の仕切り壁５７とロードロックモジュール４０ａ，４０ｂの各２辺及びトランスファモジュール２０の１辺とで囲まれる領域は、後処理室であるパージストレージ６０の処理室本体を形成している。このパージストレージ６０は、真空処理であるプラズマ処理により生成され、大気雰囲気に触れるとローダーモジュール５０側の装置に悪影響を及ぼす生成物を大気中の水分と反応させて、予め腐食性ガスを飛散させるための処理（後処理）を実施するために設けられている。

前記パージストレージ６０の内部には、図２及び図３に示すように複数枚この例では４枚のウエハＷを棚状に搭載する基板搭載部６３が配置されている。この基板搭載部６３は、床面に敷設された基台６４と、この基台６４の一端側に設けられた支柱６５と、前記支柱６５の上端側に所定の間隔をおいて配列された複数この例では４つの支持台６６と、前記支柱６５を昇降させるための昇降機構６７とで構成されている。また前記支持台６６は、図２に示すように例えばコ字状に形成されており、中央の空間６６ａを前記搬送アーム５４が通過できるようになっている。また前記昇降機構６７は、４段の支持台６６から選択された支持台６６を搬送アーム５４の受け渡し位置の高さレベルに対応した高さレベルに設定する役割を果たす。

また前記パージストレージ６０の床面には、排気管６８が接続されており、前記排気管６８の下端側は除害装置を備えた工場排気系に接続されている。こうして前記パージストレージ６０は、ローダーモジュール５０側からスリット状の開口部５３を介して流入する清浄空気を、排気管６８を介して工場排気系へ排気するようになっている。

また前記ローダーモジュール５０の前面側には、前述したウエハ搬出入口５１ａ〜５１ｃを介して複数枚例えば２５枚のウエハを収納した運搬容器であるフープ（Front Opening Unified Pod）を載置するフープ載置台７０ａ〜７０ｃが夫々配置されている。また前記ローダーモジュール５０の図１中の左側面部には、フープ載置台７０ａ〜７０ｃからローダーモジュール５０内に搬入されたウエハＷの位置をプリアライメントするオリエンタ（ＯＲＴ）７１が配置されている。

ここでロードロックモジュール４０ａ，４０ｂの壁面に夫々設けられたゲートバルブＧ７，Ｇ８について詳述する。図４に示すように、ゲートバルブＧ７，Ｇ８は、ヘ字型に形成された弁体８０と、前記弁体８０を支持するための弁体支持棒８１と、前記弁体支持棒８１の下端側に接続され、パージストレージ６０の床面に敷設された弁体駆動機構８２とで構成されている。前記弁体８０の内側側面部には、ロードロックモジュール４０ａ，４０ｂの壁面と弁体８０との密着性を高めるために樹脂性のリング状部材であるＯリング８３が設けられている。このゲートバルブＧ７（Ｇ８）の開閉動作について図５を参照しながら説明すると、ゲートバルブＧ７（Ｇ８）を閉じる場合には、先ず、弁体駆動機構８２によって弁体８０を所定の高さ位置まで上昇させる（図５（ａ）参照）。続いて、弁体駆動機構８２によって弁体８０を傾動させて、ロードロックモジュール４０ａ，４０ｂの壁面に形成された横長の搬送口４２ａ（４２ｂ）を気密に封止する（図５（ｂ）参照）。またゲートバルブＧ７（Ｇ８）を開ける場合には、上述した動作とは逆の動作が行われる。

またゲートバルブＧ７（Ｇ８）としては、図６に示す構造のものを用いてもよい。この例はロードロックモジュール４０ａ，４０ｂの搬送口４２ａ（４２ｂ）の開口縁に下向きのシール面を形成すると共に、ゲートバルブＧ７（Ｇ８）に上向きのシール面を形成し、これらを上下に密着して気密構造を得るものである。即ち、図７に示すように前記搬送口４２ａ（４２ｂ）の下縁に開口面よりもロードロックモジュール４０ａ（４０ｂ）の室内側に位置する下向きシール面９５を形成すると共に、当該搬送口４２ａ（４２ｂ）の上縁に開口面よりもロードロックモジュール４０ａ（４０ｂ）の室外側に突出する下向きシール面９４を形成し、更には搬送口４２ａ（４２ｂ）の側縁にこれらシール面同士を結ぶ下向きのシール面（図７には表していない）が形成されている。一方、図６に示すように湾曲状の弁体９０の上縁及び下縁には、前記下向きシール面９４，９５に夫々対向する位置に夫々上向きシール面９１，９２が形成され、更にこれらシール面９１，９２同士を結ぶ上向きのシール面９７が形成されている。なお、シール面９１，９２，９７には樹脂性のリング状部材であるＯリング９３が設けられている。そして図７に示すように弁体９０を上昇させることにより搬送口４２ａ（４２ｂ）側の下向きのシール面９４，９５と弁体９０側の上向きのシール面９１，９２，９７が上下に密着することで、ロードロックモジュール４０ａ，４０ｂの壁面に形成された横長の開口部４２ａ（４２ｂ）を気密に封止する（図７（ｂ）参照）。

また前記基板処理装置２は制御部１００を備えており、前記制御部１００は、例えばコンピュータからなり、搬送アームユニット２１、搬送アーム機構５１、昇降機構６７及びゲートバルブＧ１〜Ｇ８の動作シーケンスと、プロセスモジュール３０ａ〜３０ｄで行われる真空処理のシーケンス等をコンピュータのプログラムにより制御するように構成されている。なお、このプログラムは、例えばハードディスク、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、これら記憶媒体から制御部１００にダウンロードされる
次に上述した基板処理装置２の作用について説明する。先ず、外部からウエハＷを収納したフープが例えばフープ載置台７０ａに載置されると、フープの蓋体が外されてウエハ搬出入口５１ａを介して搬送アーム５４により処理前のウエハＷが取り出され、ローダーモジュール（ＬＭ）５０内に搬入される。そして処理前のウエハＷはローダーモジュール（ＬＭ）５０内を通ってオリエンタ（ＯＲＴ）７１に搬送され、当該オリエンタ（ＯＲＴ）７１にてウエハＷの位置のアライメントが行われる。続いて搬送アーム５４によってオリエンタ（ＯＲＴ）７１からウエハＷを取り出し、当該ウエハＷはローダーモジュール（ＬＭ）５０内を通ってロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａに搬送される。

ここで処理前のウエハＷが搬送アーム５４によってローダーモジュール（ＬＭ）５０からロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａに搬送される様子を、図８を参照しながら説明すると、図８（ａ）に示すように、先ず、搬送アーム機構５１を例えばロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａの正面に配置し、搬送アーム５４を伸長させることで、当該搬送アーム５４はロードロックモジュール４０ａの壁面に形成されている搬送口４２ａからロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａ内に進入することになる（図８（ｂ）参照）。なお、図８において説明の便宜上、搬送アーム５４の上に載置されるウエハＷは一点鎖線で示してある。

続いてロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａのウエハ載置台４１ａに処理前のウエハＷが載置されると、搬送アームユニット２１により取り出され、トランスファモジュール（ＴＭ）２０内に搬入される。そして処理前のウエハＷはトランスファモジュール（ＴＭ）２０内を通って例えばプロセスモジュール（ＰＭ）３０ａに搬送され、当該プロセスモジュール（ＰＭ）３０ａにてプラズマ処理である例えばエッチング処理が施される。

処理が終わった後、搬送アームユニット２１によってプロセスモジュール（ＰＭ）３０ａから処理済みのウエハＷを取り出し、当該ウエハＷはトランスファモジュール（ＴＭ）２０を通ってロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａに搬送される。続いて図示しないベントバルブを開いて図示しない不活性ガス供給源から例えば窒素ガスをロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａ内に取り込み、ロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａ内を真空雰囲気から常圧雰囲気に切り替え、その後、ゲートバルブＧ７を開き、搬送アーム５４によってロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａから処理済みのウエハＷを取り出してパージストレージ（ＰＳＴ）６０に搬送する。

ここで処理済みのウエハＷが搬送アーム５４によってロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａからパージストレージ（ＰＳＴ）６０に搬送される様子を、図９を参照しながら説明すると、例えば搬送アーム機構５１をロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａの正面に配置し、搬送アーム５４を伸長させ、ローダーモジュール（ＬＭ）５０の背面側の仕切り壁５７に形成されたスリット状の開口部５３を通ってロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａ内に進入し、ウエハ載置台４１ａに埋設された図示しない昇降ピンによってウエハ載置台４１ａからウエハＷを持ち上げ、このウエハＷの下から搬送アーム５４を上昇させることで、当該搬送アーム５４にウエハＷが受け渡される。次いで、搬送アーム５４を少し縮退させてウエハＷを手前側に引き出し、搬送アーム５４を時計回りに少し回転させて、更に搬送アーム５４をＸ軸方向に移動させて当該搬送アーム５４の保持部分が基板搭載部６３のコ字型の支持台６６で囲まれる空間の上方領域に収まる位置に停止させる。しかる後、支持台６６を上昇させて搬送アーム５４上のウエハＷの周縁を保持して掬い上げ、その後、搬送アーム５４は縮退して支持台６６の手前側に位置した後、再度伸長して、支持台６６を昇降させ、基板搭載部６３において既に処理の終わった他の段のウエハＷを受け取りに行く。なお、搬送アーム５４と支持台６６とは平面的に干渉しないように、搬送アーム５４の左右の幅が支持台６６のコ字型部分で囲まれる空間６６aの左右の幅よりも僅かに小さくなっている。この場合、支持台６６が下降して当該支持台６６の上に載置されているウエハＷが搬送アーム５４に受け渡されることになる。そして搬送アーム５４はこのウエハＷを例えばフープ載置台７０ａ上のフープ内に戻し、更に例えば次のウエハＷを当該フープから受け取ってロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａに搬送する。なお、図９において説明の便宜上、搬送アーム５４の上に載置されるウエハＷは一点鎖線で示してある。

次にパージストレージ（ＰＳＴ）６０におけるウエハＷの処理について述べると、パージストレージ（ＰＳＴ）６０内は、排気管６８により常時排気されており、その負圧によりローダーモジュール（ＬＭ）５０の背面の仕切り壁５７のスリット状の開口部５３を通じてローダーモジュール（ＬＭ）５０内の大気が流入する。一方ウエハＷは、プラズマエッチング処理されることで生成物である例えばハロゲン化シリコン（例えば臭化シリコン）が付着しており、このハロゲン化シリコンが大気中の水分と反応して臭化水素ガスを生成し、またこの臭化水素ガスが大気中の微量なアンモニアと反応して臭化アンモニウムの微粒子を生成する。そして腐食ガスである臭化水素ガスと前記微粒子とは排気流に乗って排気管６８から排気される。なお、臭化水素ガスは排気路の途中に設けられた図示しないケミカルフィルタにより除去される。

ところで上述のウエハＷの搬送シーケンスは、使用するプロセスモジュール（ＰＭ）の数と各プロセスモジュール（ＰＭ）３０ａ〜３０ｄにおける処理時間とパージストレージ（ＰＳＴ）６０内における既述の後処理の時間とにより決まってくる。この例では、例えば４つのプロセスモジュール（ＰＭ）３０ａ〜３０ｄを使用して並列にエッチングを行い、各プロセスモジュール（ＰＭ）における滞在時間をｔ１とすると、前記後処理に必要な時間を３／４・ｔ１と見込んでいる。即ち、ロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａ，４０ｂのいずれかに処理済みのウエハＷが搬入されるタイミングは１／４・ｔ１であり、このため各ウエハＷがパージストレージ（ＰＳＴ）に３／４・ｔ１滞在できるように支持台６６の段数を３段用意し、更にバファとして１段用意して合計４段の支持台６６を設けている。なお、ここで挙げた処理時間は、模式的な説明をするための例に過ぎない。

また搬送シーケンスとしては、パージストレージ（ＰＳＴ）６０にて後処理の終了したウエハＷの搬出よりもロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａ，４０ｂに対する搬入及び搬出を優先させるようにしてもよい。例えば、ロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａからパージストレージ（ＰＳＴ）６０内にウエハＷを搬送した後、既に後処理の終了したウエハＷがパージストレージ（ＰＳＴ）６０内に存在していても、先ずフープ載置台７０ａの上のフープから次のウエハＷを、空になっているロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａに搬入し、その後、パージストレージ（ＰＳＴ）６０内のウエハＷをフープ載置台７０ａの上のフープに戻すようにしてもよい。

また２つのロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａ，４０ｂのいずれについても未処理のウエハＷの搬入及び処理済みのウエハＷの搬出を兼用するようにしてもよいが、ロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａ，４０ｂの一方を未処理のウエハＷの搬入専用とし、他方を処理済みのウエハＷの搬出専用としてもよい。

上述の実施の形態によれば、プラズマによるエッチングを行ったウエハＷをロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａ，４０ｂに隣接して設けられたパージストレージ（ＰＳＴ）６０内にて大気雰囲気に置き、エッチング時に生成した生成物を大気中の水分と反応させて腐食性ガスを飛散させ、その後、当該ウエハＷをローダーモジュール（ＬＭ）５０内に搬送するようにしている。従って、ローダーモジュール（ＬＭ）５０内にて、ウエハＷ上の前記生成物と水分との反応による微粒子の発生も抑えられるため、ローダーモジュール（ＬＭ）５０内、つまり大気搬送室内（大気搬送室の壁部や搬送機構）の腐食が抑制され、また部材への微粒子の付着が抑制されてパーティクル汚染が低減できる。

またパージストレージ（ＰＳＴ）６０に対するウエハＷの搬入及び搬出を大気搬送室であるローダーモジュール（ＬＭ）５０内の搬送アーム５４で行っているため、パージストレージ（ＰＳＴ）６０をロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａ，４０ｂに隣接して設けたことによる搬送系の増設を行わなくて済む。更にロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａ，４０ｂの間にパージストレージ（ＰＳＴ）６０を設けているため、パージストレージ（ＰＳＴ）６０に対するウエハＷの搬入及び搬出の後、ロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａ，４０ｂのいずれに対しても直ぐにウエハＷの受け渡しを行うことができるので、高いスループットが得られると共に、装置をコンパクトにすることができる。

またパージストレージ（ＰＳＴ）６０内に設けられた基板搭載部６３を昇降可能とすることで、基板搭載部６３の支持台６６とローダーモジュール５０との間の搬送アーム５４によるウエハＷの受け渡しに必要な高さが制限されるため、つまり搬送アーム５４の昇降を必要としないため、図２に示すようにローダーモジュール５０の背面の仕切り壁５７の開口部５３をスリット状にすることができて、その開口面積を減らすことができるため、パージストレージ（ＰＳＴ）６０内からローダーモジュール（ＬＭ）５０への腐食性ガスの進入を抑えることができる。

またロードロックモジュール４０ａ，４０ｂの壁面に夫々設けられたゲートバルブＧ７，Ｇ８は、図４及び図６に示すように屈曲状（く字型あるいは湾曲型）の弁体８０（９０）を用いることにより、ロードロックモジュール（ＬＬＭ）４０ａ，４０ｂから処理済みのウエハＷをパージストレージ（ＰＳＴ）に搬送するにあたって、搬送アーム５４を一旦ローダーモジュール（ＬＭ）５０内に持ち込まずに、図９に示すように搬送アーム５４を横にスライドさせることでウエハＷをパージストレージ（ＰＳＴ）に搬送することができる。このため搬送アーム５４のストロークを短くすることができ、搬送アーム５４の旋回半径を小さくすることができるので、ローダーモジュール（ＬＭ）５０が小さくて済み、装置をコンパクトにすることができる。

またロードロックモジュール４０ａ，４０ｂに搬送アームを設け、ロードロックモジュール４０ａ，４０ｂに設けられた搬送アームによって、ロードロックモジュール４０ａ，４０ｂにある処理済みのウエハＷをパージストレージ６０の基板搭載部６３に搬送するようにしてもよいし、基板搭載部６３の支持台６６に支持されている未処理のウエハＷをロードロックモジュール４０ａ，４０ｂに搬送するようにしてもよい。

また上述の実施の形態では、ロードロックモジュール４０ａとロードロックモジュール４０ｂとの間にパージストレージ６０を設けているが、図１０に示すようにロードロックモジュール４０ａの左側面部及びロードロックモジュール４０ｂの右側面部に夫々パージストレージ６０を設けるようにしてもよい。この場合も、パージストレージ６０とロードロックモジュール４０ａ（４０ｂ）との間に設けられたゲートバルブＧ７（Ｇ８）は屈曲しており、ロードロックモジュール４０ａ（４０ｂ）のウエハ載置台４１ａ（４１ｂ）に載置されている処理済みのウエハＷをローダーモジュール５０に設けられた搬送アーム５４で受け取り、この搬送アーム５４を横にスライドさせることでパージストレージ６０の基板搭載部６３に受け渡すようになっている。このような構成においても既述の実施の形態と同様の効果が得られる。また本発明は、ロードロックモジュール４０ａの左側面部及びロードロックモジュール４０ｂの右側面部の一方のみに、パージストレージ６０を設けるようにしてもよい。この場合、例えばパージストレージ６０が並設された側のロードロックモジュール４０ａ（４０ｂ）が処理済みのウエハＷの搬出専用となる。また図１０に示す装置において、ロードロックモジュール４０ａ，４０ｂに搬送アームを設けてもよく、この搬送アームによってロードロックモジュール４０ａ（４０ｂ）からパージストレージ６０へ処理済みウエハＷを搬送するようにしてもよい。

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平面図である。 本発明の実施の形態に係る基板処理装置の要部を示す斜視図である。 パージストレージの概略構成を示す断面図である。 ロードロックモジュールとパージストレージとの間に設けられたゲートバルブを示す概略斜視図である。 図４に示すゲートバルブの動作を示す説明図である。 ロードロックモジュールとパージストレージとの間に設けられた他のゲートバルブを示す概略斜視図である。 図６に示すゲートバルブの作用を示す説明図である。 ローダーモジュールに設けられた搬送アームの動作を示す説明図である。 ローダーモジュールに設けられた搬送アームの動作を示す説明図である。 本発明の他の実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。 従来の基板処理装置の概略構成を示す平面図である。

符号の説明

２ 基板処理装置
２０ トランスファモジュール
２１ 搬送アームユニット
３０ａ〜３０ｄ プロセスモジュール
４０ａ，４０ｂ ロードロックモジュール
５０ ローダーモジュール
５１ 搬送アーム機構
６０ パージストレージ
７０ａ〜７０ｃ フープ載置台
７１ オリエンタ

Claims (22)

1. 複数の基板を収納した運搬容器を載置する載置台と、
   前記基板に対して真空雰囲気にて処理を施す真空処理室と、
   この真空処理室との間で基板が受け渡され、真空雰囲気と常圧雰囲気とに切り替え可能なロードロック室と、
   このロードロック室に隣接して設けられ、処理済みの基板に対して、真空処理により生成された生成物を除去するために大気雰囲気にて後処理を行う後処理室と、
   前記ロードロック室と前記載置台との間に介在し、大気雰囲気中で基板を搬送する搬送手段を備えた大気搬送室と、を備え、
   前記大気搬送室とロードロック室との間に設けられたゲートバルブは、ロードロック室と後処理室との間のゲートバルブを兼用していることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記ロードロック室の搬送口は長さ方向に沿って屈曲し、前記ゲートバルブは搬送口の形状に対応して屈曲していることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記ロードロック室として、大気搬送室の背面側に左右対称に第１のロードロック室と第２のロードロック室とが設けられ、
   前記後処理室は、前記第１及び第２のロードロック室の中間に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 後処理室は、真空処理室における処理時に生成された基板上の生成物と大気中の水分との反応を促進させるために設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
5. 複数の基板を収納した運搬容器を載置する載置台と、
   前記基板に対して真空雰囲気にて処理を施す真空処理室と、
   この真空処理室との間で基板が受け渡され、真空雰囲気と常圧雰囲気とに切り替え可能なロードロック室と、
   このロードロック室に隣接して設けられ、処理済みの基板に対して、真空処理により生成された生成物を除去するために大気雰囲気にて後処理を行う後処理室と、
   前記ロードロック室と前記載置台との間に介在し、大気雰囲気中で基板を搬送する搬送手段を備えた大気搬送室と、を備え、
   前記ロードロック室として、大気搬送室の背面側に左右対称に第１のロードロック室と第２のロードロック室とが設けられ、
   前記後処理室は、前記第１及び第２のロードロック室の中間に設けられていることを特徴とする基板処理装置。
6. 前記大気搬送室とロードロック室との間に設けられたゲートバルブは、ロードロック室と後処理室との間のゲートバルブを兼用していることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
7. 前記ロードロック室の搬送口は長さ方向に沿って屈曲し、前記ゲートバルブは搬送口の形状に対応して屈曲していることを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
8. 後処理室は、真空処理室における処理時に生成された基板上の生成物と大気中の水分との反応を促進させるために設けられていることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一つに記載の基板処理装置。
9. 複数の基板を収納した運搬容器を載置する載置台と、
   前記基板に対して真空雰囲気にて処理を施す真空処理室と、
   この真空処理室との間で基板が受け渡され、真空雰囲気と常圧雰囲気とに切り替え可能なロードロック室と、
   このロードロック室に隣接して設けられ、処理済みの基板に対して、真空処理により生成された生成物を除去するために大気雰囲気にて後処理を行う後処理室と、
   前記ロードロック室と前記載置台との間に介在し、大気雰囲気中で基板を搬送する搬送手段を備えた大気搬送室と、を備え、
   前記後処理室は、真空処理室における処理時に生成された基板上の生成物と大気中の水分との反応を促進させるために設けられていることを特徴とする基板処理装置。
10. 前記大気搬送室とロードロック室との間に設けられたゲートバルブは、ロードロック室と後処理室との間のゲートバルブを兼用していることを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
11. 前記ロードロック室の搬送口は長さ方向に沿って屈曲し、前記ゲートバルブは搬送口の形状に対応して屈曲していることを特徴とする請求項１０記載の基板処理装置。
12. 前記ロードロック室として、大気搬送室の背面側に左右対称に第１のロードロック室と第２のロードロック室とが設けられ、
    前記後処理室は、前記第１及び第２のロードロック室の中間に設けられていることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか一つに記載の基板処理装置。
13. 前記後処理室に対する基板の搬入及び搬出は、前記大気搬送室の搬送手段により行われることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。
14. 前記後処理室と大気搬送室との間は、仕切り壁で仕切られており、この仕切り壁には、前記搬送手段及び基板の通過に必要なスリット状の開口部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
15. 後処理室は、複数段に基板を載置できる載置部を備えていることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
16. 後処理室内の載置部は昇降手段により昇降可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
17. 前記真空処理室にゲートバルブを介して接続されると共に前記ロードロック室にゲートバルブを介して接続され、前記真空処理室とロードロック室との間で基板の受け渡しを行うための搬送アームが内部に配置された真空搬送室を備えていることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
18. 複数の基板を収納した運搬容器を載置する載置台と、
    前記基板に対して真空雰囲気にて処理を施す真空処理室と、
    この真空処理室との間で基板が受け渡され、真空雰囲気と常圧雰囲気とに切り替え可能なロードロック室と、
    このロードロック室に隣接して設けられ、処理済みの基板に対して、真空処理により生成された生成物を除去するために大気雰囲気にて後処理を行う後処理室と、
    前記ロードロック室と前記載置台との間に介在し、大気雰囲気中で基板を搬送する搬送手段を備えた大気搬送室と、を備えた基板処理装置を用いて基板処理を行う方法であって、
    基板に対して真空処理室にて処理を施す工程と、
    その後、前記真空処理室から真空雰囲気のロードロック室に基板を搬送する工程と、
    このロードロック室内の雰囲気を真空雰囲気から常圧雰囲気に切り替える工程と、
    次いで、前記ロードロック室に隣接して設けられた後処理室に、前記ロードロック室内の前記基板を搬送する工程と、
    前記後処理室内において、前記基板に対し、真空処理により生成された生成物を除去するために大気雰囲気で後処理を行う工程と、
    複数の基板を収納した運搬容器を載置する載置台と前記ロードロック室との間に介在し、大気雰囲気中で基板を搬送する搬送手段を備えた大気搬送室内に、後処理室内の基板を搬送する工程と、を含み、
    前記大気搬送室とロードロック室との間に設けられたゲートバルブは、ロードロック室と後処理室との間のゲートバルブを兼用していることを特徴とする基板処理方法。
19. 前記後処理室に対する基板の搬入及び搬出は、前記大気搬送室の搬送手段により行うことを特徴とする請求項１８記載の基板処理方法。
20. 前記後処理室と大気搬送室との間の基板の搬送は、仕切り壁に形成されたスリット状の開口部を介して行われることを特徴とする請求項１８または１９に記載の基板処理方法。
21. 前記真空処理室にゲートバルブを介して接続されると共に前記ロードロック室にゲートバルブを介して接続され、基板の受け渡しを行うための搬送アームが内部に配置された真空搬送室を備え、
    前記真空処理室とロードロック室との間の基板の搬送は前記真空搬送室を介して行われることを特徴とする請求項１８ないし２０のいずれか一項に記載の基板処理方法。
22. 基板に対して真空雰囲気にて処理を施す基板処理装置に用いられ、コンピュータ上で動作するプログラムを格納する記憶媒体であって、
    前記プログラムは、請求項１８ないし２１のいずれか一つに記載された基板処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。

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