JP7149144B2 - 真空処理装置及び真空処理装置の制御方法 - Google Patents

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Description

本開示は、真空処理装置及び真空処理装置の制御方法に関する。
特許文献１は、成膜モジュールで成膜処理済みの基板を、成膜モジュールを構成する真空処理室とロードロック室との間に設けられる真空搬送室で搬送するにあたり、基板の被処理面の面内全体で酸化を抑えるように構成された真空処理装置が開示されている。この真空処理装置は、成膜処理済みの基板の搬送領域に沿って、当該搬送領域の全体に亘って、基板の被処理面側に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部が真空搬送室に設けられている。この構成に基づき、被処理面を不活性ガスに曝しながら基板を搬送することで、被処理面全体において水分の付着を抑え、被処理面全体の酸化を抑えている。
特開２０１６－４８３４号公報
本開示にかかる技術は、真空処理装置がアイドル状態から復帰して間もない時点において被処理体が酸化するのを抑制する。
本開示の一態様は、被処理体に対し減圧下で所定の処理を行う真空処理装置であって、室内が減圧され被処理体に対して前記所定の処理が行われる真空処理室が形成された処理モジュールと、前記真空処理室との間に仕切弁を介して設けられた室内が減圧状態に保たれ、且つ、当該室内に前記真空処理室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられた真空搬送室が形成された真空搬送モジュールと、少なくとも酸化防止用に用いられる所定のガスを前記真空搬送室に供給するガス供給機構と、前記ガス供給機構を制御する制御部と、を有し、前記所定の処理は、前記処理モジュールの前記真空処理室において、被処理体が４００℃以上に加熱された状態で行われ、前記制御部は、当該真空処理装置で被処理体に対する処理が行われないアイドル状態において、前記真空搬送室に前記所定のガスが供給されるよう前記ガス供給機構を制御して、前記アイドル状態における当該真空搬送室の酸素濃度を、当該真空搬送室を引ききり状態とする場合よりも低い０．１ｐｐｍ以下になるように、調整する。
本開示によれば、真空処理装置がアイドル状態から復帰して間もない時点において被処理体が酸化するのを抑制することができる。
真空搬送室が引ききり状態になるよう切り替えてからの経過時間と、当該真空搬送室内の圧力及び酸素濃度との関係を示す図である。 真空搬送室が引ききり状態になるようにしていたアイドル状態から、窒素ガス供給を再開して復帰させたときにおける、再開からの経過時間と、真空搬送室内の圧力及び酸素濃度との関係を示す図である。 第１の実施形態にかかる真空処理装置の構成の概略を示す平面図である。 真空搬送室内の雰囲気を制御する機構の概略を説明するための図である。 真空搬送室内の設定圧力と窒素ガス流量との関係を示す図である。 真空搬送室内の設定圧力と当該真空搬送室内の酸素濃度との関係を示す図である。 第１の実施形態の変形例にかかる真空搬送室の概略構成例を示す図である。 第２の実施形態にかかる真空処理装置の構成の概略を示す説明図である。
半導体装置の製造過程では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）等の被処理体に対して成膜処理やエッチング処理等の所定の処理が減圧下で行われる。この処理を行う真空処理装置としては、室内が減圧され上記所定の処理が行われる真空処理室と、真空処理室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられ室内が減圧状態に保たれた真空搬送室と、を有するものがある。
特許文献１の真空処理装置は、成膜処理済みの基板の搬送領域に沿って、当該搬送領域の全体に亘って、基板の被処理面側に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部が真空搬送室に設けられるよう構成されている。この構成により、高温で成膜処理されたウェハの被処理面が、成膜処理後の基板搬送時に、真空搬送室内の微量の水分によって酸化するのを防いでいる。
また、真空処理装置は、真空搬送室に設けられたウェハの搬送機構を構成する搬送アームへの成膜や搬送アームの腐食防止等を目的として、ウェハに対して処理を行う際に真空搬送室に窒素ガス等を供給し、真空搬送室が真空処理室より陽圧となるよう調圧することがある。
ところで、真空処理装置には、ウェハに対して処理が行われないアイドル状態が存在する。このアイドル状態では、従来、真空処理装置の真空搬送室に対する減圧のための排気は行われるものの、コスト削減等を目的として、真空搬送室に対するガス供給を停止していた。つまり、アイドル状態では、真空搬送室が引ききり状態（最高真空度）になるようにしていた。そして、このようにアイドル状態において真空搬送室が引ききり状態になるようにしても、ウェハの被処理面の酸化の観点では特に問題がなかった。
しかし、半導体装置の微細化はさらに進んでおり、従来問題とならなかったわずかな酸化であっても半導体装置の電気的特性に影響を与える場合がある。
また、本発明者らが、鋭意調査したところ、図１及び図２に示すような点が判明した。
図１は、真空搬送室への窒素ガス供給を停止してからの経過時間、すなわち、真空搬送室が引ききり状態になるよう切り替えてからの経過時間と、当該真空搬送室内の圧力及び酸素濃度との関係を示す図である。
また、図２は、真空搬送室が引ききり状態になるようにしていたアイドル状態から、窒素ガス供給を再開して復帰させたときにおける、再開からの経過時間と、真空搬送室内の圧力及び酸素濃度との関係を示す図である。
図１及び図２において、横軸は時刻、縦軸は、真空搬送室内の圧力及び酸素濃度を示す。また、図２の結果を得るための試験では、ウェハに対する処理が行われる動作状態において真空搬送室内の圧力が真空処理室に対して陽圧である１０６Ｐａになるように、当該真空搬送室への窒素ガスの供給圧力を制御した。そして、真空搬送室内の圧力が１０６Ｐａで安定してから、ロードロック室内で待機しているウェハを、真空搬送室を経由して真空処理室内に搬送し、真空処理室で処理を実施した後に真空処理室から真空搬送室へ戻した。
図１に示すように、窒素ガスの供給を停止した時刻（２３時頃）から時間が経過すると共に、真空搬送室内の酸素濃度は上昇し、また、当該酸素濃度は、真空搬送室が引ききり状態になってからも上昇し続けていた。図の例では、窒素ガスの供給を停止してから約９時間経過し真空搬送室内の圧力が３．２Ｐａであるときに、酸素濃度は３．４ｐｐｍまで上昇していた。
また、図２に示すように、窒素ガス供給を再開しアイドル状態から復帰させ、真空搬送室内の圧力が所定の圧力（１０６Ｐａ）になっていても、アイドル状態から復帰して間もない時点では真空搬送室内の酸素濃度が下がり切っていなかった。図示は省略するが、特に、復帰後１枚目のウェハに対する成膜処理等の所定の処理が終了し当該ウェハが真空処理室から真空搬送室に搬出される時点で、真空搬送室内の酸素濃度が下がり切っていなかった。このように、アイドル状態のときに真空搬送室内の酸素濃度が上昇すると、元の酸素濃度に戻るのに時間がかかる。そして、真空処理室から真空搬送室に戻される時点においてウェハの温度は４００℃以上となる場合があり、当該時点において真空搬送室内の酸素濃度が高ければ酸化によるウェハの被処理面の劣化のリスクが増えることになる。
特許文献１は、この点に関し開示するものではない。
そこで、本開示にかかる技術は、真空処理装置がアイドル状態から復帰して間もない時点において被処理体が酸化するのを抑制する。
以下、本実施形態にかかる基板処理装置及び検査方法を、図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
（第１の実施形態）
図３は、真空処理装置１の構成の概略を示す平面図である。真空処理装置１は、被処理体としてのウェハＷに対して、例えば成膜処理、拡散処理、エッチング処理等の所定の処理を減圧下で行うものである。
真空処理装置１は、複数のウェハＷを収容可能なキャリアＣが搬出入されるキャリアステーション１０と、減圧下でウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理モジュールを備えた処理ステーション１１とを一体に接続した構成を有している。キャリアステーション１０と処理ステーション１１は、２つのロードロックモジュール１２、１３を介して連結されている。
ロードロックモジュール１２、１３は、室内を大気圧状態と真空状態とに切り替えられるように構成されたロードロック室１２ａ、１３ａを有する。ロードロックモジュール１２、１３は、後述する大気圧搬送モジュール２０と真空搬送モジュール３０を連結するように設けられている。
キャリアステーション１０は、大気圧搬送モジュール２０とキャリア載置台２１を有している。なお、キャリアステーション１０には、さらにウェハＷの向きを調節するオリエンタ（図示せず）が設けられていてもよい。
大気圧搬送モジュール２０は、室内が大気圧下とされる大気搬送室２２を形成する筐体を有する。大気搬送室２２は、ロードロックモジュール１２、１３のロードロック室１２ａ、１３ａとゲートバルブＧ１、Ｇ２を介して接続されている。大気搬送室２２内には、大気圧下でロードロック室１２ａ、１３ａとの間でウェハＷを搬送するウェハ搬送機構２３が設けられている。ウェハ搬送機構２３は、ウェハＷを略水平に保持する２つの搬送アーム２３ａ、２３ｂを有している。そして、ウェハ搬送機構２３は、搬送アーム２３ａ、２３ｂのいずれかによってウェハＷを保持しながら搬送する構成となっている。
キャリア載置台２１は、大気圧搬送モジュール２０において、ロードロックモジュール１２、１３の反対側の側面に設けられている。図示の例では、キャリア載置台２１には、キャリアＣを複数、例えば３つ載置できるようになっている。キャリア載置台２１に載置されたキャリアＣ内のウェハＷは、大気圧搬送モジュール２０のウェハ搬送機構２３の搬送アーム２３ａ、２３ｂにより大気搬送室２２に対して搬入出される。
処理ステーション１１は、真空搬送モジュール３０と処理モジュール４０～４３を有している。
真空搬送モジュール３０は、室内が減圧状態（真空状態）に保たれる真空搬送室３１を形成する筐体を有し、該筐体は、密閉可能に構成されており、例えば平面視において略多角形状（図示の例では六角形状）をなすように形成されている。真空搬送室３１は、ロードロックモジュール１２、１３のロードロック室１２ａ、１３ａとゲートバルブＧ３、Ｇ４を介して接続されている。真空搬送室３１内には、処理モジュール４０～４３の後述の真空処理室４４～４７との間でウェハＷを搬送するウェハ搬送機構３２が設けられている。ウェハ搬送機構３２は、ウェハＷを略水平に保持する２つの搬送アーム３２ａ、３２ｂを有しており、これら搬送アーム３２ａ、３２ｂのいずれかによってウェハＷを保持しながら搬送する構成となっている。
図４は、真空搬送モジュール３０の真空搬送室３１内の雰囲気を制御する機構の概略を説明するための図である。
図４に示すように、真空搬送モジュール３０の真空搬送室３１を形成する筐体３１ａの例えば底面には、排気口３１ｂが設けられている。排気口３１ｂには、排気機構３３が接続されており、真空搬送室３１はこの排気機構３３により一定の排気速度で排気される。排気機構３３は、ターボ分子ポンプ等からなる真空排気装置３３ａと、真空排気装置３３ａと真空搬送室３１を接続する排気管３３ｂと、排気管３３ｂ内の排気路を開閉する開閉弁３３ｃとを有する。
また、真空搬送室３１を形成する筐体３１ａの例えば天井面には、給気口３１ｃが設けられている。給気口３１ｃには、所定のガスとしての窒素ガスを真空搬送室３１に供給するガス供給機構３４が接続されている。上記所定のガスは、少なくともウェハＷの被処理面の酸化防止を目的としたものであり、真空搬送室３１内の圧力調整（調圧）、搬送アーム３２ａ、３２ｂへの成膜防止、搬送アーム３２ａ、３２ｂの腐食防止等も目的としている。ガス供給機構３４は、窒素ガスを貯留するガス供給源３４ａと、ガス供給源３４ａと真空搬送室３１を接続する給気管３４ｂとを有する。給気管３４ｂには、当該給気管３４ｂ内の給気路を開閉する開閉弁３４ｃと、ガス供給源３４ａから真空搬送室３１への窒素ガスの供給圧力を制御する圧力制御弁３４ｄとを有する。圧力制御弁３４ｄは、給気管３４ｂにおける開閉弁３４ｃより上流側に設けられる。圧力制御弁３４ｄの制御、すなわち、真空搬送室３１への窒素ガスの供給圧力の制御は、後述の制御部１００により行われる。なお、本実施形態では、酸化防止及び調圧のためのガスとして、不活性ガスである窒素ガスを用いたが、アルゴンガスなどの他の不活性ガスを用いてもよい。
さらに、真空搬送室３１内には当該真空搬送室３１内の圧力を検出する圧力検出部としての圧力センサ３５が設けられている。圧力センサ３５での検出結果は制御部１００に出力される。
前述のように、排気機構３３による排気速度が一定であることから、真空搬送室３１内の圧力はガス供給機構３４から供給される窒素ガスの供給圧力に応じて変化する。したがって、ガス供給機構３４からの窒素ガスの供給圧力を制御することにより、真空搬送室３１内の圧力は調整される。
図３の説明に戻る。
真空搬送モジュール３０の真空搬送室３１を形成する筐体３１ａ（図４参照）の外側には、処理モジュール４０～４３、ロードロックモジュール１２、１３が、上記筐体の周囲を囲むように配置されている。ロードロックモジュール１２、処理モジュール４０～４３、ロードロックモジュール１３は、例えばロードロックモジュール１２から平面視において時計回転方向にこの順に並ぶように、また、上記筐体の側面部に対してそれぞれ対向するようにして配置されている。
処理モジュール４０～４３は、ウェハＷに対して、例えば成膜処理、拡散処理、エッチング処理等の所定の処理を減圧下で施す。また、処理モジュール４０～４３はそれぞれ、減圧下の室内でウェハＷに対して上記所定の処理が行われる真空処理室４４～４７を形成する筐体を有する。真空処理室４４～４７はそれぞれ、真空搬送モジュール３０の真空搬送室３１と仕切弁としてのゲートバルブＧ５～Ｇ８を介して接続されている。
なお、処理モジュール４０～４３には、ウェハ処理の目的に応じた処理を行うモジュールを、任意に選択することができる。
以上の真空処理装置１には、制御部１００が設けられている。制御部１００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、真空処理装置１におけるウェハ処理を制御するプログラムが格納されている。このプログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、当該記憶媒体Ｈから制御部１００にインストールされたものであってもよい。
次に、以上のように構成された真空処理装置１を用いたウェハ処理について説明する。
複数のウェハＷを収納したキャリアＣが、真空処理装置１のキャリアステーション１０に搬入され、キャリア載置台２１に載置されると、アイドル状態の真空処理装置１を動作状態にするため、まず、以下の工程が行われる。すなわち、ガス供給機構３４から真空搬送室３１への窒素ガスの供給形態がアイドル状態のものから動作状態のものに変更され、真空搬送室３１内の圧力が、動作状態のときの設定圧力（例えば１８５Ｐａ）に調整される。動作状態のときの設定圧力は、真空処理室４４～４７に比べて陽圧となる圧力である。なお、動作状態におけるガス供給機構３４からのガス供給は、真空搬送室３１内の圧力が上記設定圧力で一定になるように、制御される。この制御は、制御部１００による、圧力制御弁３４ｄを介した窒素ガスのガス供給圧の調整により行われる。アイドル状態のときの窒素ガスの供給形態については後述する。
真空搬送室３１内の調圧が完了すると、ウェハ搬送機構２３によって、キャリアＣから１枚のウェハＷが取り出され、大気搬送室２２内に搬入される。その後、ゲートバルブＧ１が開状態とされ、大気搬送室２２内とロードロック室１２ａ内とが連通される。そして、ウェハＷが、ウェハ搬送機構２３によって、大気圧下で、大気搬送室２２からロードロックモジュール１２のロードロック室１２ａ内に搬入される。
ロードロックモジュール１２内に搬入されると、ゲートバルブＧ１が閉状態とされてロードロック室１２ａ内が密閉され、減圧される。その後、ゲートバルブＧ３が開状態とされ、ロードロック室１２ａ内と、上記動作状態のときの設定圧力に調圧された真空搬送室３１内とが連通される。そして、ウェハ搬送機構３２によって、ウェハＷがロードロック室１２ａから搬出され、真空搬送室３１内に搬入される。
真空搬送室３１内に搬入されると、ゲートバルブＧ３が閉状態とされた後、目的の処理を行う処理モジュール（ここでは、処理モジュール４０であるものとする。）に対するゲートバルブＧ５が開状態とされ、真空搬送室３１内と真空処理室４４とが連通される。そして、ウェハ搬送機構３２によって、ウェハＷが真空搬送室３１から搬出され、真空処理室４４内に搬入される。
真空処理室４４内に搬入されると、ゲートバルブＧ５が閉状態とされて、真空処理室４４が密閉される。その後、真空処理室４４内において、ウェハＷに対する所定の処理が、当該ウェハＷが４００℃以上に加熱された状態で施される。
所定の処理終了後、ゲートバルブＧ５が開状態とされて、真空処理室４４内と真空搬送室３１内とが連通され、ウェハ搬送機構３２によってウェハＷが再び真空搬送室３１内に戻される。このとき、真空搬送室３１内は前述のように真空処理室４４内に対し陽圧である設定圧力に調圧されているため、真空処理室４４内のガスの真空搬送室３１への浸入を抑えられる。
真空搬送室３１内にウェハＷが戻されると、ゲートバルブＧ５が閉状態とされた後、ゲートバルブＧ４か開状態とされ、真空搬送室３１内とロードロックモジュール１３のロードロック室１３ａとが連通される。そして、ウェハ搬送機構３２によって、ウェハＷが真空搬送室３１からロードロック室１３ａ内に搬入される。
ロードロック室１３ａ内に搬入されると、ゲートバルブＧ４が閉状態とされた後にロードロック室１３ａ内が大気圧とされる。次いで、ゲートバルブＧ２が開状態とされ、ロードロック室１３ａ内と、大気搬送室２２内とが連通される。その後、ウェハ搬送機構２３によって、大気圧下で、ロードロック室１３ａから大気搬送室２２内に搬入される。そして、ゲートバルブＧ２が閉状態とされた後、ウェハ搬送機構２３によって、ウェハＷが大気搬送室２２からキャリアＣに収納される。
上述のキャリアＣから大気搬送室２２内へのウェハＷの搬入処理以降の一連の処理は、例えば、キャリアＣに収納されたウェハＷ全てについて行われる。そして、キャリアＣに収納されたウェハＷ全てについて上記一連の処理が行われると、ウェハＷを収納したキャリアＣが真空処理装置１から搬出される。
続いて、真空処理装置１における窒素ガスの供給形態について、特に、ウェハＷに対する処理が行われないアイドル状態のときの窒素ガスの供給形態について説明する。
真空処理装置１が動作状態のときは、真空処理室４４～４７に比べて陽圧となる設定圧力に真空搬送室３１が調圧されるよう、窒素ガスが供給される。
また、真空処理装置１は、動作状態の他にアイドル状態を取りうる。真空処理装置１がアイドル状態となるタイミングは、例えば、１つのキャリアＣ（ロット）内のウェハＷ全てについて上記一連の処理が終了した後、次のキャリアＣ内のウェハＷに対して上記一連の処理を開始するまでの間である。
従来の真空処理装置では、アイドル状態のときに、前述のように、真空搬送室に対するガス供給を停止し、真空搬送室が引ききり状態になるようにしていた。
それに対し、本実施形態の真空処理装置１では、以下の本発明者らが行った試験の結果を踏まえ、アイドル状態においてもガス供給機構３４からのガス供給が行われるようガス供給機構３４を制御する。これにより、アイドル状態における真空搬送室３１の酸素濃度を、当該真空搬送室３１を引ききり状態とする場合より低くなるように、調整する。
本発明者らは、真空搬送室３１内の設定圧力が引ききり状態から段階的に大きくなるよう、ガス供給機構３４からの窒素ガスの供給圧力を調整し、真空搬送室３１内の設定圧力、窒素ガス流量、及び、真空搬送室３１内の酸素濃度の関係について試験を行った。窒素ガス流量は、ガス供給機構３４の給気管３４ｂにおける圧力制御弁３４ｄの下流側に設けたマスフローメータで検出し、上記酸素濃度は、真空搬送室３１内の排気口３１ｂ近傍に設けた酸素濃度センサで検出した。
図５は、上記試験で得られた、真空搬送室３１内の設定圧力と窒素ガス流量との関係を示す図である。図５において、横軸は時刻、縦軸は上記設定圧力及び窒素ガス流量を示す。図６は、上記試験で得られた、真空搬送室３１内の設定圧力と当該真空搬送室３１内の酸素濃度との関係を示す図である。図６において、横軸は時刻、縦軸は上記設定圧力及び上記酸素濃度を示す。
図５、図６及び前述の図１に示すように、真空搬送室３１の設定圧力が大きく窒素が多く供給される場合（１８５Ｐａ、２２０Ｐａの場合）、引ききり状態にする場合に比べて、真空搬送室３１内の酸素濃度が著しく低減している。
また、真空搬送室３１内の設定圧力が小さく窒素が少量供給される場合（１０６Ｐａ、５３Ｐａ、２６Ｐａの場合）も、引ききり状態にする場合に比べて、真空搬送室３１内の酸素濃度が大きく低減している。
そして、窒素供給を維持していれば、真空搬送室３１内の圧力が維持されるだけでなく、真空搬送室３１内の酸素濃度も上昇せずに、真空搬送室３１の設定圧力に応じた酸素濃度に維持されている。
この試験結果を踏まえ、本実施形態では、アイドル状態における真空搬送室３１の酸素濃度が、当該真空搬送室３１を引ききり状態とする場合のように高くなるのを防ぐため、アイドル状態においてもガス供給機構３４からの窒素ガス供給が行われるようにする。言い換えると、本実施形態では、アイドル状態においても窒素ガス供給が行われるようガス供給機構３４を制御し、アイドル状態における真空搬送室３１の酸素濃度を、当該真空搬送室３１を引ききり状態とする場合より低くなるように、調整する。具体的には、アイドル状態における真空搬送室３１の設定圧力を、当該真空搬送室３１の酸素濃度が引ききり時よりも低くなる圧力（例えば、２６Ｐａ）とする。そして、アイドル状態において真空搬送室３１内が当該設定圧力に調圧されるように、圧力センサ３５での検出結果に基づいて、ガス供給機構３４（具体的には圧力制御弁３４ｄ）を制御する。これにより、アイドル状態における真空搬送室３１の酸素濃度を低い値に調整する。
本実施形態の真空処理装置１では、アイドル状態における真空搬送室３１の酸素濃度が例えば０．１ｐｐｍ以下になるよう、ガス供給機構３４を制御する。アイドル状態における真空搬送室３１の酸素濃度が０．１ｐｐｍ以下であれば、アイドル状態から動作状態に復帰して間もない時点であっても、真空搬送室３１の酸素濃度が０．０１ｐｐｍ程度となる。そのため、上記時点で真空処理室４４～４７のいずれかにおいて例えば金属膜の成膜処理が行われその後当該真空処理室から４００℃以上の高温のウェハＷが真空搬送室３１に搬入される場合において、ウェハＷ上に形成された金属膜が酸化するのを抑制することができる。したがって、アイドル状態から復帰して間もない時に成膜処理されたウェハＷであっても、真空搬送室３１に戻されたときに、当該ウェハＷ上に成膜された金属膜の膜抵抗等といった電気的性質が悪化するのを防ぐことができる。また、アイドル状態から復帰して間もない時点から次にアイドル状態になるまでの間、真空搬送室３１内の酸素濃度は低く維持されるため、同一キャリア（ロット）内で、ウェハＷ上に成膜された金属膜の電気的性質がばらつくことがない。
また、図５、図６に示すように、本発明者らが行った上述の試験では、窒素ガス供給量と真空搬送室３１内の酸素濃度は比例関係となっていない。具体的には、例えば、真空搬送室３１内の設定圧力が１８５Ｐａであるときには窒素ガスは１２００ｓｃｃｍ以上の流量が必要であり、このときの真空搬送室３１内の酸素濃度が０．０１２ｐｐｍである。それに対し、真空搬送室３１内の設定圧力が２６Ｐａであるときに必要な窒素ガスの流量は３２ｓｃｃｍであり、このときの真空搬送室３１内の酸素濃度は０．０６６ｐｐｍである。つまり、約１／４０の窒素ガスの流量で酸素濃度の上昇が約５倍程度に抑えられている。そして、約１／４０の窒素ガスの流量としたときでも、真空搬送室３１内の酸素濃度は、引ききり状態にするときの約１／５０である。
この結果を踏まえ、本実施形態の真空処理装置１において、動作状態のときよりもアイドル状態のときの方が真空搬送室３１の圧力が小さくなるようにガス供給機構３４を制御するようにしてもよい。例えば、動作状態のときの真空搬送室３１の設定圧力を１８５Ｐａとし、アイドル状態のときの圧力を２６Ｐａとしてもよい。これにより、窒素ガスの使用量を抑えつつ、アイドル状態へ切り替えたときの酸素濃度の上昇を抑えることができる。
以上の実施形態によれば、真空処理装置１は、アイドル状態においても窒素ガス供給が行われるようガス供給機構３４を制御し、アイドル状態における真空搬送室３１の酸素濃度を、当該真空搬送室３１を引ききり状態とする場合より低くなるように、調整する。そのため、アイドル状態においても真空搬送室３１の酸素濃度が低いので、アイドル状態から動作状態に復帰してから間もなくであっても、真空搬送室３１の酸素濃度が低い。したがって、アイドル状態から復帰して間もない時点で、真空搬送室３１内においてウェハＷの被処理面が酸化するのを抑制することができる。
本実施形態において、アイドル状態における真空搬送室３１の設定圧力は、当該アイドル状態中に常に一定でなくてもよく、当該アイドル状態中の所定のタイミングで変更されてもよい。例えば、アイドル状態における真空搬送室３１の設定圧力は当該アイドル状態中に定期的に変更されてもよい。より具体的には、アイドル状態における真空搬送室３１の設定圧力を所定時間経過毎に増大させ、窒素ガスの供給圧力すなわち供給量を増加させるようにしてもよい。これにより、アイドル状態において真空搬送室３１の設定圧力を一定にし窒素ガスの供給量を一定にすると真空搬送室３１内の酸素濃度が上昇する場合でも、当該酸素濃度の上昇を抑えることができる。
（第１の実施形態の変形例）
図７は、第１の実施形態の変形例にかかる真空搬送室３１の概略構成例を示す図である。
図７の真空搬送室３１は、前述の図４に示した真空搬送室３１の各構成部材に加えて、図７に示すように、真空搬送室３１内の酸素濃度を検出する酸素濃度検出部としての酸素濃度センサ５０が排気口３１ｂの近傍に設けられている。
図７の真空搬送室３１を用いる場合において、アイドル状態における真空搬送室３１の設定圧力を、当該アイドル状態中の所定のタイミングで変更するときは、その所定のタイミングを酸素濃度センサ５０での検出結果に基づいて決定してもよい。つまり、アイドル状態における真空搬送室３１の設定圧力が、当該アイドル状態中に、酸素濃度センサ５０での検出結果に基づいて変更されるようにしてもよい。
例えば、酸素濃度センサ５０での検出結果が、酸素濃度が高いことを示している場合は、真空搬送室３１の設定圧力を変更して大きくして、より多くの窒素ガスが真空搬送室３１に供給されるようにする。これにより、アイドル状態中に酸素濃度が高くなっても低下させることができる。
なお、酸素濃度センサ５０を排気口３１ｂの近傍に設けることにより、給気口３１ｃの近傍に設ける場合等に比べて、真空搬送室３１内の酸素濃度をより正確に検出することができる。
（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態にかかる真空処理装置の構成の概略を示す説明図である。
図８に示す本実施形態の真空処理装置６０は、前述の図３及び図４の真空処理装置１の各構成部材に加えて、図７のものと同様に、酸素濃度検出部としての酸素濃度センサ５０が排気口３１ｂの近傍に設けられている。また、本実施形態の真空処理装置６０は、第１実施形態の真空処理装置１が有していた圧力制御弁３４ｄに代えて、流量制御部としてのマスフローコントローラ６１が給気管３４ｂに設けられている。
第１の実施形態では、アイドル状態における真空搬送室３１の酸素濃度を引ききり状態よりも低い値に調整する際に、目標の酸素濃度に対応する真空搬送室３１の設定圧力が設定されていた。そして、アイドル状態において、設定圧力に真空搬送室３１を調圧するため、圧力センサ３５での検出結果に基づいて、圧力制御弁３４ｄを制御し窒素ガスの真空搬送室３１への供給圧力を制御していた。
それに対し、本実施形態の真空処理装置６０では、アイドル状態における真空搬送室３１の酸素濃度を引ききり状態よりも低い値に調整する際に、真空搬送室３１内の目標の酸素濃度が設定される。そして、アイドル状態において、真空搬送室３１内の酸素濃度を上記目標の酸素濃度にするため、酸素濃度センサ５０での検出結果に基づいて、マスフローコントローラ６１を制御し窒素ガスの真空搬送室３１への供給流量を制御する。
本実施形態においても、アイドル状態における真空搬送室３１の酸素濃度が、当該真空搬送室３１を引ききり状態とする場合より低くなる。したがって、アイドル状態から復帰して間もない時点で、真空搬送室３１内においてウェハＷの被処理面が酸化するのを抑制することができる。
また、本実施形態でも、動作状態において、ガス供給機構３４からの窒素ガス供給により真空搬送室３１内の圧力は設定圧力に調整される。
真空搬送室３１内の圧力が、動作状態のときよりもアイドル状態のときの方が小さくなるように、アイドル状態における真空搬送室３１内の目標酸素濃度を設定してもよい。つまり、動作状態よりアイドル状態のときの窒素ガス供給流量を小さくしてもよい。これにより、アイドル状態において、窒素ガスの消費量を抑えながら、真空搬送室３１の酸素濃度の上昇を抑えることができる。
（第１及び第２の実施形態の変形例）
第１の実施形態では、圧力センサでの検出結果に基づいてガス供給機構の圧力制御弁を制御し、第２の実施形態では、酸素濃度センサでの検出結果に基づいてガス供給機構のマスフローコントローラを制御していた。これらに代えて、圧力センサでの検出結果に基づいてガス供給機構のマスフローコントローラを制御してもよいし、酸素濃度センサでの検出結果に基づいてガス供給機構の圧力制御弁を制御するようにしてもよい。
なお、図１に示した実験結果では、前述のように、真空搬送室内の圧力が３．２Ｐａのときに、真空搬送室内の酸素濃度は３．４ｐｐｍであった。大気圧（１×１０４Ｐａ）で２０．６％含有される酸素が、分圧を保ったまま３．２Ｐａまで減圧された場合、酸素濃度は計算上６．６ｐｐｍとなる。この計算上の値より低い３．４ｐｐｍとなっている理由としては、酸素濃度センサの誤差、ガス種によって分子量や平均自由工程が違うことによって生じる排気ポンプの排気効率、ガス種によるシール面からの透過率の違い等が考えられる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）被処理体に対し減圧下で所定の処理を行う真空処理装置であって、
室内が減圧され被処理体に対して前記所定の処理が行われる真空処理室が形成された処理モジュールと、
前記真空処理室との間に仕切弁を介して設けられた室内が減圧状態に保たれ、且つ、当該室内に前記真空処理室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられた真空搬送室が形成された真空搬送モジュールと、
少なくとも酸化防止用に用いられる所定のガスを前記真空搬送室に供給するガス供給機構と、
前記ガス供給機構を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
当該真空処理装置で被処理体に対する処理が行われないアイドル状態において、前記真空搬送室に前記所定のガスが供給されるよう前記ガス供給機構を制御して、前記アイドル状態における当該真空搬送室の酸素濃度を、当該真空搬送室を引ききり状態とする場合よりも低くなるように、調整する、真空処理装置。
上記（１）によれば、アイドル状態における真空搬送室の酸素濃度が低いため、アイドル状態から動作状態に復帰してから間もなくであっても、真空搬送室の酸素濃度が低い。したがって、アイドル状態から復帰して間もない時点で、真空搬送室内において被処理体が酸化するのを抑制することができる。
（２）前記制御部は、
当該真空処理装置で被処理体に対する処理が行われる動作状態において、前記真空搬送室に前記所定のガスが供給されるよう前記ガス供給機構を制御して、前記動作状態における当該真空搬送室の圧力を、前記真空処理室の圧力より大きくなるよう調整し、且つ
前記動作状態よりも前記アイドル状態のときの方が、前記真空搬送室の圧力が小さくなるように前記ガス供給機構を制御する、上記（１）に記載の真空処理装置
上記（２）によれば、アイドル状態のときのガス使用量を抑えながら、アイドル状態のときの酸素濃度の上昇を抑えることができる。
（３）前記真空搬送室の圧力を検出する圧力検出部を有し、
前記制御部は、前記アイドル状態において、前記圧力検出部での検出結果に基づいて前記ガス供給機構を制御して、前記アイドル状態における前記真空搬送室の酸素濃度を調整する、上記（１）または（２）に記載の真空処理装置。
（４）前記ガス供給機構は、前記真空搬送室への前記所定のガスの供給圧力を調整する圧力制御弁を有し、
前記制御部は、前記アイドル状態において、前記圧力検出部での検出結果に基づいて前記圧力制御弁を制御して、当該アイドル状態における前記真空搬送室の酸素濃度を調整する、上記（３）に記載の真空処理装置。
（５）前記アイドル状態における前記真空搬送室の設定圧力は、当該アイドル状態中に所定のタイミングで変更される、上記（３）または（４）に記載の真空処理装置。
（６）前記アイドル状態における前記真空搬送室の設定圧力は、当該アイドル状態中に定期的に変更される、上記（５）に記載の真空処理装置。
（７）前記真空搬送室の酸素濃度を検出する酸素濃度検出部を有し、
前記アイドル状態における前記真空搬送室の設定圧力は、当該アイドル状態中に、前記酸素濃度検出部での検出結果に基づいて変更される、上記（５）に記載の真空処理装置。
（８）前記真空搬送室の酸素濃度を検出する酸素濃度検出部を有し、
前記制御部は、前記アイドル状態において、前記酸素濃度検出部での検出結果に基づいて前記ガス供給機構を制御して、当該アイドル状態における前記真空搬送室の酸素濃度を調整する、上記（１）または（２）に記載の真空処理装置。
（９）前記ガス供給機構は、前記真空搬送室への前記所定のガスの供給流量を制御する流量制御部を有し、
前記制御部は、前記アイドル状態において、前記酸素濃度検出部での検出結果に基づいて前記流量制御部を制御して、当該アイドル状態における前記真空搬送室の酸素濃度を調整する、上記（８）に記載の真空処理装置。
（１０）前記処理モジュールの前記真空処理室において、被処理体が４００℃以上に加熱された状態で前記所定の処理が行われる、上記（１）～（９）のいずれか１に記載の真空処理装置。
（１１）前記制御部は、前記アイドル状態における前記真空搬送室の酸素濃度が設定値以下になるよう、前記ガス供給機構を制御する、上記（１）～（１０）のいずれか１に記載の真空処理装置。
（１２）前記設定値は、０．１ｐｐｍである、上記（１１）に記載の真空処理装置。
上記（１２）によれば、アイドル状態における真空搬送室の酸素濃度が０．１ｐｐｍ以下であれば、アイドル状態から動作状態に復帰して間もない時点の真空搬送室内の酸素濃度を、非常に小さくすることができる。したがって、上記時点において、被処理体が酸化するのを確実に抑制することができる。
（１３）被処理体に対し減圧下で所定の処理を行う真空処理装置の制御方法であって、
前記真空処理装置は、
室内が減圧され被処理体に対して前記所定の処理が行われる真空処理室が形成された処理モジュールと、
前記真空処理室との間に仕切弁を介して設けられた室内が減圧状態に保たれ、且つ、当該室内に前記真空処理室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられた真空搬送室が形成された真空搬送モジュールと、
少なくとも酸化防止用に用いられる所定のガスを前記真空搬送室に供給するガス供給機構と、を有し、
当該制御方法は、
前記真空処理装置で被処理体に対する処理が行われないアイドル状態において、前記真空搬送室に前記所定のガスが供給されるよう前記ガス供給機構を制御して、前記アイドル状態における当該真空搬送室の酸素濃度を、当該真空搬送室を引ききり状態とする場合よりも低くなるように、調整する工程を有する、真空処理装置の制御方法。
１、６０ 真空処理装置
３０ 真空搬送モジュール
３１ 真空搬送室
３２ ウェハ搬送機構
３４ ガス供給機構
４０～４３ 処理モジュール
４４～４７ 真空処理室
６０ 真空処理装置
１００ 制御部
Ｗ ウェハ

Claims (10)

  1. 被処理体に対し減圧下で所定の処理を行う真空処理装置であって、
    室内が減圧され被処理体に対して前記所定の処理が行われる真空処理室が形成された処理モジュールと、
    前記真空処理室との間に仕切弁を介して設けられた室内が減圧状態に保たれ、且つ、当該室内に前記真空処理室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられた真空搬送室が形成された真空搬送モジュールと、
    少なくとも酸化防止用に用いられる所定のガスを前記真空搬送室に供給するガス供給機構と、
    前記ガス供給機構を制御する制御部と、を有し、
    前記所定の処理は、前記処理モジュールの前記真空処理室において、被処理体が４００℃以上に加熱された状態で行われ、
    前記制御部は、
    当該真空処理装置で被処理体に対する処理が行われないアイドル状態において、前記真空搬送室に前記所定のガスが供給されるよう前記ガス供給機構を制御して、前記アイドル状態における当該真空搬送室の酸素濃度を、当該真空搬送室を引ききり状態とする場合よりも低い０．１ｐｐｍ以下になるように、調整する、真空処理装置。
  2. 前記制御部は、
    当該真空処理装置で被処理体に対する処理が行われる動作状態において、前記真空搬送室に前記所定のガスが供給されるよう前記ガス供給機構を制御して、前記動作状態における当該真空搬送室の圧力を、前記真空処理室の圧力より大きくなるよう調整し、且つ
    前記動作状態よりも前記アイドル状態のときの方が、前記真空搬送室の圧力が小さくなるように前記ガス供給機構を制御する、請求項１に記載の真空処理装置。
  3. 前記真空搬送室の圧力を検出する圧力検出部を有し、
    前記制御部は、前記アイドル状態において、前記圧力検出部での検出結果に基づいて前記ガス供給機構を制御して、前記アイドル状態における前記真空搬送室の酸素濃度を調整する、請求項１または２に記載の真空処理装置。
  4. 前記ガス供給機構は、前記真空搬送室への前記所定のガスの供給圧力を調整する圧力制御弁を有し、
    前記制御部は、前記アイドル状態において、前記圧力検出部での検出結果に基づいて前記圧力制御弁を制御して、当該アイドル状態における前記真空搬送室の酸素濃度を調整する、請求項３に記載の真空処理装置。
  5. 前記アイドル状態における前記真空搬送室の設定圧力は、当該アイドル状態中に所定のタイミングで変更される、請求項３または４に記載の真空処理装置。
  6. 前記アイドル状態における前記真空搬送室の設定圧力は、当該アイドル状態中に定期的に変更される、請求項５に記載の真空処理装置。
  7. 前記真空搬送室の酸素濃度を検出する酸素濃度検出部を有し、
    前記アイドル状態における前記真空搬送室の設定圧力は、当該アイドル状態中に、前記酸素濃度検出部での検出結果に基づいて変更される、請求項５に記載の真空処理装置。
  8. 前記真空搬送室の酸素濃度を検出する酸素濃度検出部を有し、
    前記制御部は、前記アイドル状態において、前記酸素濃度検出部での検出結果に基づいて前記ガス供給機構を制御して、当該アイドル状態における前記真空搬送室の酸素濃度を調整する、請求項１または２に記載の真空処理装置。
  9. 前記ガス供給機構は、前記真空搬送室への前記所定のガスの供給流量を制御する流量制御部を有し、
    前記制御部は、前記アイドル状態において、前記酸素濃度検出部での検出結果に基づいて前記流量制御部を制御して、当該アイドル状態における前記真空搬送室の酸素濃度を調整する、請求項８に記載の真空処理装置。
  10. 被処理体に対し減圧下で所定の処理を行う真空処理装置の制御方法であって、
    前記真空処理装置は、
    室内が減圧され被処理体に対して前記所定の処理が行われる真空処理室が形成された処理モジュールと、
    前記真空処理室との間に仕切弁を介して設けられた室内が減圧状態に保たれ、且つ、当該室内に前記真空処理室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられた真空搬送室が形成された真空搬送モジュールと、
    少なくとも酸化防止用に用いられる所定のガスを前記真空搬送室に供給するガス供給機構と、を有し、
    前記所定の処理は、前記処理モジュールの前記真空処理室において、被処理体が４００℃以上に加熱された状態で行われ、
    当該制御方法は、
    前記真空処理装置で被処理体に対する処理が行われないアイドル状態において、前記真空搬送室に前記所定のガスが供給されるよう前記ガス供給機構を制御して、前記アイドル状態における当該真空搬送室の酸素濃度を、当該真空搬送室を引ききり状態とする場合よりも低い０．１ｐｐｍ以下になるように、調整する工程を有する、真空処理装置の制御方法。
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