JP5037058B2

JP5037058B2 - 中間搬送室、基板処理システム、及び当該中間搬送室の排気方法

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Publication number: JP5037058B2
Application number: JP2006210304A
Authority: JP
Inventors: 剛守屋; 博之中山; 圭祐近藤; 寛樹岡
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2026-08-01
Also published as: CN101127302A; TWI421126B; JP2008041719A; TW200822968A; CN100514557C; KR20080012131A

Description

本発明は、中間搬送室、基板処理システム、及び当該中間搬送室の排気方法に関し、特に、基板搬送時に真空排気する中間搬送室に関する。

基板としてのウエハにプラズマ処理を施す基板処理システムは、ウエハを収容してプラズマ処理を施すプロセスモジュールと、該プロセスモジュールへウエハを搬入する中間搬送室としてのロード・ロックモジュールと、複数枚のウエハを収容する容器からウエハを取り出してロード・ロックモジュールに受け渡すローダーモジュールとを備える。

通常、基板処理システムのロード・ロックモジュールは、大気圧下でウエハを受け入れ、チャンバ内を所定の圧力まで真空排気した後、プロセスモジュール側のゲートを開いて、プロセスモジュール側にウエハを搬入し、プロセスが終了すると、プロセスモジュールからウエハを搬出し、プロセスモジュール側のゲートを閉めて、チャンバ内を大気圧に戻し、ウエハをローダーモジュールに搬出する、という機能を有する（例えば、特許文献１参照。）。

以前より、ロード・ロックモジュール内が真空排気される際に、チャンバ内にパーティクルが発生し、このパーティクルがウエハ表面に付着及び堆積し、ウエハプロセスにおいて当該パーティクルがウエハの欠陥となり、最終的に製造されるデバイスの歩留まりや、信頼性が低下するという問題があった。

真空排気時のチャンバ内におけるパーティクルの発生メカニズムとしては、従来より、チャンバ内に付着及び堆積しているパーティクルが真空排気時に巻き上げられ、それらがウエハに付着するという考え方が主流である。
特開２００６−１２８５７８号公報

しかしながら、上述したパーティクルの発生メカニズムとは別に、チャンバ内に含まれる水分が真空排気時の内部ガスの断熱膨張による急激な温度低下により、凝固して、これに起因する微細パーティクルがウエハに付着するという現象も確認されるようになった。このパーティクルが付着したウエハにプロセスを施すと、例えば、花びら形状の腐食痕がウエハ上に残り、これがウエハの欠陥となる。

真空排気時の内部ガスの温度は、ガスの種類、チャンバ容積、及び排気速度等に大きく依存するが、数十℃ほど低下することが観測されている。チャンバ内に水分が含まれていると、ガス温度の急激な低下によって、小さなパーティクルを核に水分の凝結が生じ大きなパーティクルに成長し、温度によってはさらに氷に凝固し、それがウエハに付着する。この水分の凝結及び凝固という現象は、チャンバ内に核となるパーティクルがなくてもガス中の種々のイオンが凝結核となったり、水分子同士が凝集して大きく成長する等、チャンバ内に水分が含まれれば発生することがあり、深刻な問題を引き起こす。

本発明の目的は、基板の欠陥を防止することができる中間搬送室、基板処理システム、及び当該中間搬送室の排気方法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記載の中間搬送室は、内部が第１の圧力で水分を含む第１の環境にある第１室と内部が第１の圧力よりも低い第２の圧力の第２の環境にある第２室との間に設けられ、当該第１室と当該第２室との間で双方向に基板を搬送し且つ当該基板を支持する支持部を有する搬送装置を備えた中間搬送室において、前記中間搬送室の内部圧力を前記第１の圧力から前記第２の圧力へ減圧すべく当該中間搬送室内を排気する排気装置と、該排気装置による排気の際に、前記支持部に支持された基板の直上のガスのコンダクタンスを制御するコンダクタンス制御装置とを備え、前記コンダクタンス制御装置は、前記基板の主面と対向して設けられた平板状部材であり、且つ、前記平板状部材は加熱手段を備えず、前記排気装置による排気の際に前記平板状部材によって前記基板を加熱することなく前記基板の主面上において水分の凝結若しくは凝縮が生じないように、前記基板の主面と前記平板状部材との間隔を制御することによって前記基板の直上のガスのコンダクタンスを制御することを特徴とする。

請求項２記載の中間搬送室は、請求項１記載の中間搬送室において、前記排気装置は前記基板の主面上の水分の凝結若しくは凝縮が生じない最大の排気速度で当該中間搬送室内の排気を行うことを特徴とする。

請求項３記載の中間搬送室は、請求項２記載の中間搬送室において、さらに、前記中間搬送室内の水分量を測定する水分量測定装置を備え、前記排気装置は当該水分量測定装置の測定結果に基づいて当該中間搬送室内の排気を行うことを特徴とする。

請求項４記載の中間搬送室は、請求項２又は３記載の中間搬送室において、さらに、前記中間搬送室内の凝結若しくは凝縮した水分を検出する水分検出装置を備え、前記排気装置は当該水分検出装置の検出結果に基づいて当該中間搬送室内の排気を行うことを特徴とする。

請求項５記載の中間搬送室は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の中間搬送室において、さらに、前記中間搬送室内に乾燥したガスを供給する乾燥ガス供給装置を備えることを特徴とする。

請求項６記載の中間搬送室は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の中間搬送室において、さらに、前記中間搬送室内に所定の温度に加熱したガスを供給する加熱ガス供給装置を備えることを特徴とする。

請求項７記載の中間搬送室は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の中間搬送室において、さらに、前記中間搬送室内に該中間搬送室内を前記第１の圧力よりも高い圧力に昇圧するガスを供給する昇圧ガス供給装置を備えることを特徴とする。

請求項８記載の中間搬送室は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の中間搬送室において、さらに、前記中間搬送室内に該中間搬送室内に含まれる水分を分解するガスを供給する水分分解ガス供給装置を備えることを特徴とする。

請求項９記載の中間搬送室は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の中間搬送室において、さらに、前記中間搬送室における前記第１室との連通部において当該第１室内のガスの当該中間搬送室内への侵入を遮断するガスを噴出する遮断ガス噴出手段を備えることを特徴とする。

請求項１０記載の中間搬送室は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の中間搬送室において、さらに、前記中間搬送室内及び内壁の少なくとも一部を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする。

請求項１１記載の中間搬送室は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の中間搬送室において、前記第１室内には乾燥したガスが供給され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記載の基板処理システムは、前記第２室としての基板に処理を施す基板処理装置と、前記第１室としての前記基板を搬送する基板搬送装置と、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の中間搬送室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１３記載の中間搬送室の排気方法は、内部が第１の圧力で水分を含む第１の環境にある第１室と内部が第１の圧力よりも低い第２の圧力の第２の環境にある第２室との間に設けられ、当該第１室と当該第２室との間で双方向に基板を搬送し且つ当該基板を支持する支持部を有する搬送装置を備えた中間搬送室の排気方法において、前記中間搬送室の内部圧力を前記第１の圧力から前記第２の圧力へ減圧すべく当該中間搬送室内を排気する排気ステップと、該排気ステップによる排気の際に、前記支持部に支持された基板の直上のガスのコンダクタンスを制御するコンダクタンス制御ステップとを有し、前記コンダクタンス制御ステップでは、加熱手段を備えない平板状部材を前記基板の主面と対向するように配置し、前記平板状部材によって前記基板を加熱することなく、前記基板の主面上において水分の凝結若しくは凝縮が生じないように、前記基板の主面と前記平板状部材との間隔を制御することによって前記基板の直上のガスのコンダクタンスを制御することを特徴とする。

請求項１記載の中間搬送室、請求項１３記載の中間搬送室の排気方法によれば、中間搬送室内の排気の際に、支持部に支持された基板の直上のガスのコンダクタンスを制御するので、基板の直上のガスの流れを緩やかにすることができる。その結果、基板直上のガスの断熱膨張を抑制することができるので、断熱膨張に起因するパーティクルが付着するのを防止することができ、もって、基板の欠陥を防止することができる。

また、請求項１記載の中間搬送室、請求項１３記載の中間搬送室の排気方法によれば、
基板の主面と対向して加熱手段を備えない板状部材が設けられるので、基板の直上のガスのコンダクタンスを正確に制御することができ、基板の直上のガスの流れを確実に緩やかにすることができる。また、中間搬送室内の排気の際に、基板の直上のガス以外の中間搬送室内のガスでは断熱膨張により該ガス中の水分が凝固するが、基板の直上に板状部材が設けられるので、板状部材が基板のカバーの役割を果たす。したがって、基板に内部ガスの断熱膨張に起因するパーティクルが付着するのを確実に防止することができる。

更に、請求項１記載の中間搬送室、請求項１３記載の中間搬送室の排気方法によれば、中間搬送室内の排気の際に、基板の主面上の水分の凝結若しくは凝縮が生じないように当該主面上のコンダクタンスを制御するので、基板に内部ガスの断熱膨張に起因するパーティクルが付着するのを適切に防止することができる。

請求項２記載の中間搬送室によれば、基板の主面上の水分の凝結若しくは凝縮が生じない最大の排気速度で中間搬送室内の排気を行うので、内部ガスの断熱膨張に起因するパーティクルの発生を抑制しつつ、中間搬送室内のガスの圧力を効率よく低下させることができ、もって、内部ガスの断熱膨張による該ガス中の水分の凝固を適切に防止することができる。

請求項３記載の中間搬送室によれば、中間搬送室内の水分量を測定し、水分量の測定結果に基づいて中間搬送室内の排気を行うので、中間搬送室内の水分量に応じて排気速度を適切に変更することができ、もって、中間搬送室内の水分の凝固を適切に防止することができる。

請求項４記載の中間搬送室によれば、中間搬送室内の凝結若しくは凝縮した水分を検出し、当該水分の検出結果に基づいて中間搬送室内の排気を行うので、中間搬送室内に発生した水分の検出結果に応じて排気速度を適切に変更することができ、もって、中間搬送室内の水分のさらなる凝固を適切に防止することができる。

請求項５記載の中間搬送室によれば、中間搬送室内に乾燥したガスを供給するので、中間搬送室内のガスを水分を含んだガスから乾燥ガスに置換することができる。したがって、中間搬送室内のガス中に水分が含まれるのを抑制することができ、もって、当該ガス中の水分が断熱膨張により凝固するのをなくすことができる。

請求項６記載の中間搬送室によれば、中間搬送室内に所定の温度に加熱したガスを供給するので、中間搬送室の内壁や基板の表面に付着した水分を蒸発させることができる。その結果、中間搬送室内のガス中に含まれる水分を除去することができ、もって、中間搬送室内のガス中に含まれる水分が断熱膨張により凝固するのをなくすことができる。また、中間搬送室内の排気の際における断熱膨張により中間搬送室内のガスの温度が水分の凝固点まで低下するのを防止することができる。したがって、当該ガス中に含まれる水分は凝固することがない。さらに、中間搬送室内のガスの温度を水分を含む大気の温度よりも高くすることができる。その結果、中間搬送室内に侵入する水分を含む大気を中間搬送室内の下部に流れ込ませることができ、水分を含む大気が基板の上方に回り込むのを防止することができる。したがって、基板の上方において水分が凝固するのを防止することができる。

請求項７記載の中間搬送室によれば、中間搬送室内に中間搬送室内を第１の圧力よりも高い圧力に昇圧するガスを供給するので、中間搬送室内のガスの圧力を水分を含む大気の圧力よりも高くすることができる。その結果、水分を含む大気が中間搬送室内に流れ込むのを防ぐことができ、もって、中間搬送室内に水分を含んだ大気が供給されるのを防止することができる。

請求項８記載の中間搬送室によれば、中間搬送室内に中間搬送室内に含まれる水分を分解するガスを供給するので、中間搬送室内のガス中に含まれる水分を分解することができる。その結果、中間搬送室内のガス中に水分が存在するのを防止することができ、もって、当該ガス中の水分が断熱膨張により凝固するのをなくすことができる。

請求項９記載の中間搬送室によれば、中間搬送室における第１室との連通部において第１室内のガスの中間搬送室内への侵入を遮断するガスを噴出するので、水分を含む大気が中間搬送室内に侵入するのを遮断することができる。したがって、中間搬送室内に水分を含んだ大気が供給されることを防止することができる。

請求項１０記載の中間搬送室によれば、中間搬送室内及び内壁の少なくとも一部を冷却するので、中間搬送室内のガス中の水分を凝固させ、当該ガス中の水分の割合を低下させることができ、もって、ガス中の水分が断熱膨張により凝固することを防止することができる。

請求項１１記載の中間搬送室によれば、第１室内に乾燥したガスが供給されるので、第１室内のガスを水分を含んだ大気から乾燥ガスに置換することができる。その結果、第１室内から中間搬送室内に水分を含んだ大気が流れ込むのを防ぐことができ、もって、中間搬送室内に水分を含んだ大気が供給されるのを防止することができる。

請求項１２記載の基板処理システムによれば、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の中間搬送室を備えるので、基板の欠陥を防止することができる。

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。

まず、本発明の実施の形態に係る基板処理システムについて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理システムの概略構成を示す断面図である。

図１において、基板処理システム１は、基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）ＷにＲＩＥ（Reactive Ion Etching）処理やアッシング処理等のプラズマ処理を施すプロセスモジュール（Process Module）（以下、「Ｐ／Ｍ」という。）２と、ウエハＷを収容する容器としてのフープ（Front Opening Unified Pod）５からウエハＷを取り出す大気系搬送装置３と、該大気系搬送装置３及びＰ／Ｍ２の間に配置され、大気系搬送装置３からＰ／Ｍ２、若しくはＰ／Ｍ２から大気系搬送装置３へウエハＷを搬出入する中間搬送室としてのロード・ロックモジュール（Load-Lock Module）（以下、「ＬＬ／Ｍ」という。）４とを備える。

Ｐ／Ｍ２及びＬＬ／Ｍ４の内部は真空引き可能に構成され、大気系搬送装置３の内部は常時大気圧に維持される。また、Ｐ／Ｍ２及びＬＬ／Ｍ４、並びにＬＬ／Ｍ４及び大気系搬送装置３は夫々ゲートバルブ６，７によって接続される。該ゲートバルブ６，７は開閉自在であり、Ｐ／Ｍ２及びＬＬ／Ｍ４、並びにＬＬ／Ｍ４及び大気系搬送装置３の間を連通し、若しくは遮断する。

大気系搬送装置３は、フープ５を載置するフープ載置台５０と、ローダーモジュール（Loader Module）（以下、「Ｌ／Ｍ」という。）５１（第１室）と、該Ｌ／Ｍ５１内にガスを供給するガス供給系６０とを有する。

フープ載置台５０は上面が平面を呈する台状物であり、フープ５は、例えば、２５枚のウエハＷを等ピッチで多段に載置して収容する。また、Ｌ／Ｍ５１は、直方体状の箱状物であり、内部においてウエハＷを搬送するスカラタイプの搬送アーム５２を有する。

また、Ｌ／Ｍ５１のフープ載置台５０側の側面には、該フープ載置台５０に載置されたフープ５に対向してフープオープナー（図示しない）が設けられる。該フープオープナーはフープ５の前面扉を開きフープ５とＬ／Ｍ５１の内部を連通させる。

搬送アーム５２は、屈伸可能に構成された多関節状の搬送アーム腕部５３と、該搬送アーム腕部５３の先端に取り付けられたピック５４とを有し、該ピック５４はウエハＷを直接的に載置するように構成されている。また、搬送アーム５２は、屈伸可能に構成された多関節腕状のマッピングアーム５５を有しており、該マッピングアーム５５の先端には、例えば、レーザ光を発してウエハＷの有無を確認するマッピングセンサ（図示しない）が配置されている。これらの搬送アーム腕部５３とマッピングアーム５５との各基端は、搬送アーム５２の基部５６から立設されたアーム基端部支柱５７に沿って昇降する昇降台５８に連結されている。また、当該アーム基端部支柱５７は旋回可能に構成されている。フープ５に収容されているウエハＷの位置及び数を認識するために行うマッピング操作では、マッピングアーム５５が延伸された状態で、該マッピングアーム５５が上昇或いは下降することにより、フープ５内におけるウエハＷの位置及び枚数を確認する。

搬送アーム５２は、搬送アーム腕部５３によって屈曲自在であり、アーム基端部支柱５７によって旋回自在であるため、ピック５４に載置したウエハＷを、フープ５及びＬＬ／Ｍ４の間において自在に搬送することができる。

ガス供給系６０は、Ｌ／Ｍ５１の外部からＬ／Ｍ５１の内部へ貫通したガス導入管６１と、該ガス導入管６１のＬ／Ｍ５１外部側先端に接続されたガス供給装置（図示しない）と、ガス導入管６１においてＬ／Ｍ５１及びガス供給装置の間に配置された制御バルブ６３とを有する。本実施の形態において、ガス供給系６０は、Ｌ／Ｍ５１内にＮ_２ガスやドライエア等の乾燥ガスを供給し、Ｌ／Ｍ５１内の水分量を減少させる。

ＬＬ／Ｍ４は、屈伸及び旋回自在になされた移載アーム７０（搬送装置）が配置されると共に、移載アーム７０の後述するピック７４のウエハ載置面の直上に対向して設けられた板状部材９０（コンダクタンス制御装置）を有するチャンバ７１と、該チャンバ７１内にガスを供給するガス供給系７２と、チャンバ７１内を排気するＬＬ／Ｍ排気系７３（排気装置）とを有する。

移載アーム７０は複数の腕部からなるスカラタイプの搬送アームであり、その先端に取り付けられたピック７４（支持部）を有する。該ピック７４はウエハＷを直接的に載置するように構成される。なお、ピック７４の形状は上述したピック５４の形状と略同様である。

ウエハＷが大気系搬送装置３からＰ／Ｍ２へ搬入される場合、ゲートバルブ７が開放されたとき、移載アーム７０はＬ／Ｍ５１内の搬送アーム５２からウエハＷを受け取り、ゲートバルブ６が開放されたとき、移載アーム７０はＰ／Ｍ２のチャンバ１０（第２室）内へ進入し、載置台１２の上面から突出したプッシャーピン（図示しない）の上端にウエハＷを載置する。また、ウエハＷがＰ／Ｍ２から大気系搬送装置３へ搬入される場合、ゲートバルブ６が開放されたとき、移載アーム７０はＰ／Ｍ２のチャンバ１０内へ進入し、載置台１２の上面から突出したプッシャーピンの上端に載置されたウエハＷを受け取る。ゲートバルブ７が開放されたとき、移載アーム７０はＬ／Ｍ５１内の搬送アーム５２へウエハＷを受け渡す。なお、移載アーム７０は、スカラタイプに限られず、フロッグレッグタイプやダブルアームタイプであってもよい。

ガス供給系７２は、チャンバ７１の外部からチャンバ７１の内部へ貫通するガス導入管７５と、ガス導入管７５のチャンバ７１外部側先端に接続されたガス供給装置（図示しない）と、ガス導入管７５においてチャンバ７１及びガス供給装置の間に配置された制御バルブ７７と、ガス導入管７５においてチャンバ７１及び制御バルブ７７の間に配置されたヒーティングユニット７６と、ガス導入管７５のチャンバ７１内部側先端に配置されたガスを噴出するガス供給口を有する。本実施の形態においては、ガス供給口の先端に一対のブレークフィルタ（Break Filter）８０を有する。本実施の形態において、ガス供給系７２は、チャンバ７１内に不活性ガス、Ｎ_２ガスやドライエア等の乾燥ガス、ヒーティングユニット７６により所定の温度以上に加熱したガス、若しくは後述する水分を分解するガスを供給する。ブレークフィルタ８０は、その長さが、例えば２００ｍｍに設定された多孔質状のセラミックス製フィルタである。

ＬＬ／Ｍ排気系７３は、チャンバ７１の内部へ貫通する排気管７８と、該排気管７８の途中に配置された制御バルブ７９とを有し、上述したガス供給系７２と協働してチャンバ７１の内部の圧力を制御する。

次に、図１におけるＬＬ／Ｍ４において実行される真空排気処理について説明する。

真空排気処理が行なわれる際のウエハＷの搬送手順としては、まず、フープ５内に収容されたウエハＷを搬送アーム５２により大気圧下のＬＬ／Ｍ４のチャンバ７１内に搬入し、ゲートバルブ７を閉じてからＬＬ／Ｍ排気系７３によりチャンバ７１内を真空排気し、チャンバ７１内が所定の圧力になるとゲートバルブ６を開いて移載アーム７０によりウエハＷをＰ／Ｍ２のチャンバ１０内に搬送する。

従来から、ウエハＷの搬送時のＬＬ／Ｍ４のチャンバ７１内における真空排気の過程で、チャンバ７１内のガスが断熱膨張により急速に冷却され、チャンバ７１内のガスに含まれる水分が凝固して、これに起因する微細パーティクルがウエハＷに付着するという問題が発生していた。

本実施の形態においては、図２に示すように、移載アーム７０のピック７４のウエハ載置面の直上に対向して板状部材９０を設け、ピック７４のウエハ載置面に載置されたウエハＷの直上におけるガスの流れのコンダクタンスを小さくする。これにより、ＬＬ／Ｍ排気系７３による真空排気の際に、ウエハＷの直上のガスの流れを緩やかにすることができ、もって、当該ガスの断熱膨張による該ガス中の水分の凝固を防止することができる。また、ＬＬ／Ｍ排気系７３による真空排気の際に、上記ウエハＷの直上のガス以外のチャンバ７１内のガスは断熱膨張により該ガス中の水分が凝固するが、ウエハＷの直上に板状部材９０が設けられているため、板状部材９０がウエハＷのカバーの役割を果たし、もって、ウエハＷに上記ガス中の水分が凝固して発生したパーティクルが付着することがない。

なお、ガス中の水分の凝固を防止するためには、ガスの排気速度を３．８ｌ／ｓｅｃまで低下させればよいことが本発明者によって確認されており、該排気速度に相当するウエハＷ直上のコンダクタンスは４６．３ｌ／ｓｅｃである。ここで、チャンバ７１のガスの流れ方向に沿う長さ（図２中における水平方向の長さ）を３７９ｍｍとし、チャンバ７１のガスの流れ方向に直角な方向に沿う長さ（図２中における奥行き方向の長さ）を３０９ｍｍとすると、上述したコンダクタンスを実現するためには、ピック７４のウエハ載置面に載置されたウエハＷと板状部材９０との間の距離を１０．７ｍｍに設定するのがよい。

本実施の形態によれば、ピック７４のウエハ載置面に載置されたウエハＷの直上におけるガスの流れのコンダクタンスを制御する板状部材９０が、ウエハＷの直上のガスの流れを緩やかにするので、ＬＬ／Ｍ４のチャンバ７１内における真空排気の過程において、ウエハＷに内部ガスの断熱膨張に起因するパーティクルが付着するのを防止することができ、もって、ウエハＷの欠陥を防止することができる。

また、本実施の形態では、ピック７４のウエハ載置面の直上に対向して板状部材９０を設け、ピック７４のウエハ載置面に載置されたウエハＷの直上のコンダクタンスを小さくしているが、板状部材９０を設けることなく、ピック７４のウエハ載置面に載置されたウエハＷを持ち上げることにより、チャンバ７１内の天井に当該ウエハを接近させ、当該ウエハの直上のコンダクタンスを小さくしてもよい。

また、本実施の形態において、ＬＬ／Ｍ排気系７３によるチャンバ７１内の真空排気の排気速度を制御して、スロー排気を行ってもよく、これにより、チャンバ７１内のガスの圧力を緩やかに低下させることができ、もって、当該ガスの断熱膨張による該ガス中の水分の凝固を防止することができる。

また、本実施の形態において、図３（Ａ）に示すように、チャンバ７１内に湿度計９１を設け、湿度計９１を用いてチャンバ７１内の水分量を測定し、この測定結果に基づいてＬＬ／Ｍ排気系７３によるチャンバ７１内の真空排気の排気速度を動的に制御してもよく、これにより、チャンバ７１内の水分量に応じて排気速度を適切に変更することができ、もって、当該チャンバ７１内の水分の凝固を適切に防止することができる。

また、本実施の形態において、図３（Ａ）に示すように、チャンバ７１内にパーティクルモニタ９２ａを設け、パーティクルモニタ９２ａを用いてチャンバ７１内のガスの断熱膨張に起因して発生したパーティクルを検出し、この検出結果に基づいてＬＬ／Ｍ排気系７３によるチャンバ７１内の真空排気の排気速度を動的に制御してもよく、これにより、チャンバ７１内に発生したパーティクルの検出結果に応じて排気速度を適切に変更することができ、もって、当該チャンバ７１内の水分の凝固を適切に防止することができる。本実施の形態においては、図３（Ａ）に示すように、パーティクルモニタ９２ｂをチャンバ７１内のＬＬ／Ｍ排気系７３の排気ラインに設け、排気パーティクルを検出し、排気パーティクルの検出結果に応じてＬＬ／Ｍ排気系７３によるチャンバ７１内の真空排気の排気速度を動的に制御してもよい。なお、パーティクルモニタ９２ａ，９２ｂはレーザ光散乱法等を用いてパーティクルを検出する。

また、本実施の形態において、図３（Ｂ）に示すように、チャンバ７１内に該チャンバ７１内のガスと接触する冷却体等を備えた冷却装置９３を設け、チャンバ７１内のガス中の水分を冷却装置９３にて凝固し、当該ガス中の水分の割合を低下させてもよく、これにより、ＬＬ／Ｍ排気系７３によりチャンバ７１内を真空排気する際に、チャンバ７１内のガス中に含まれる水分の割合を低くすることができ、当該ガス中の水分が断熱膨張により凝固することを防止することができる。本実施の形態においては、チャンバ７１内に冷却装置９３を設け、チャンバ７１内のガス中の水分の割合を低下させているが、冷却装置９３を設けることなく、チャンバ７１内及び内壁の少なくとも一部を水分が凝固する温度に冷却することにより、チャンバ７１内のガス中の水分の割合を低下させてもよい。

また、本実施の形態において、図３（Ｃ）に示すように、チャンバ７１のゲートバルブ７との連通部においてガス噴出系９４を備え、ガス噴出系９４によりゲートバルブ７が開いた際にＬ／Ｍ５１内の水分を含む大気がチャンバ７１内に侵入するのを遮断すべくゲートバルブ７の近傍においてカーテン状流れのガスを噴出してもよく、これにより、チャンバ７１内にＬ／Ｍ５１内から水分を含む大気の侵入を防ぐことができ、もって、チャンバ７１内に水分を含んだ大気が供給されることを防止することができる。

また、本実施の形態において、図４（Ａ）に示すように、ガス供給系７２によりチャンバ７１内にＮ_２ガスやドライエア等の乾燥ガスを供給し、チャンバ７１内のガスを水分を含んだガスから当該乾燥ガスに置換してもよく、これにより、ＬＬ／Ｍ排気系７３によりチャンバ７１内を真空排気する際に、チャンバ７１内のガス中に水分が含まれるのを抑制することができ、当該ガス中の水分が断熱膨張により凝固するのをなくすことができる。

また、本実施の形態において、図４（Ａ）に示すように、ガス供給系７２によりチャンバ７１内に水分を分解するガスを供給し、チャンバ７１内のガス中に含まれる水分を分解してもよく、これにより、ＬＬ／Ｍ排気系７３によりチャンバ７１内を真空排気する際に、チャンバ７１内のガス中に水分が存在するのを防止することができ、当該ガス中の水分が断熱膨張により凝固するのをなくすことができる。水分を分解するガスの供給方法は任意であるが、単調に供給することに限らず、例えば、効率よく水分を分解するためにパルス化して供給、若しくは脈動を加えて圧力を変動させながら供給してもよい。これにより、水分を分解するガスと水分を含むガスとの混合を促進して水分の分解をより効率よく行うことができる。

水分を分解するガスは、オキシハロゲン類等であり、例えば、メチルシラン化合物、ジクロロプロパン、ジブロモプロパン、ニトロシルクロライド、カルボシルクロライド、カルボシルフロライド、シボラン、塩素、フッ素、チオニルブロマイド、ヨウドメチルプロパン、アセチルクロライド、アセトンジアチルアセタル、一酸化炭素である。メチルシラン化合物は、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、モノメチルトリクロロシラン、テトラクロロシラン等である。

また、本実施の形態において、図４（Ｂ）に示すように、ガス供給系７２によりチャンバ７１内に１００℃以上に加熱したガスを供給し、チャンバ７１の内壁やウエハＷの表面に付着した水分を蒸発させてもよく、これにより、チャンバ７１内のガス中に含まれる水分を除去することができ、もって、ＬＬ／Ｍ排気系７３によりチャンバ７１内を真空排気する際に、チャンバ７１内のガス中に含まれる水分が断熱膨張により凝固するのをなくすことができる。

また、ガス供給系７２によりチャンバ７１内に、ＬＬ／Ｍ排気系７３によるチャンバ７１内の真空排気の際における断熱膨張によりチャンバ７１内のガスの温度が水分の凝固点まで低下するのを防止すべく所定の温度以上に加熱したガスを供給してもよく、これにより、チャンバ７１内のガスが断熱膨張により当該ガスの温度が水分の凝固点まで低下しないので、当該ガス中に含まれる水分は凝固することがない。さらに、上述のように所定の温度以上に加熱したガスをチャンバ７１内に供給するので、チャンバ７１内のガスの温度をＬ／Ｍ５１内の水分を含む大気の温度よりも高くすることができる。これにより、ゲートバルブ７を開いた際にＬ／Ｍ５１からチャンバ７１内に流れ込む水分を含む大気をチャンバ７１内の下部に流れ込ませることができ、水分を含む大気がピック７４のウエハ載置面に載置されたウエハＷの上方に回り込むのを防止することができる。したがって、ウエハＷの上方において水分が凝固するのを防止することができる。

また、本実施の形態において、図４（Ｃ）に示すように、ガス供給系７２によりチャンバ７１内に乾燥ガスを供給し、チャンバ７１内のガスの圧力をＬ／Ｍ５１内の水分を含む大気の圧力よりも高くしてもよく、これにより、ゲートバルブ７が開いた際にＬ／Ｍ５１内の水分を含む大気がチャンバ７１内に流れ込むのを防ぐことができ、もって、チャンバ７１内に水分を含んだ大気が供給されるのを防止することができる。

また、本実施の形態において、図１に示すように、ガス供給系６０によりＬ／Ｍ５１内にＮ_２ガスやドライエア等の乾燥ガスを供給し、Ｌ／Ｍ５１内のガスを水分を含んだ大気から当該乾燥ガスに置換する。これにより、ゲートバルブ７が開いた際にＬＬ／Ｍ４のチャンバ７１内に水分を含んだ大気が流れ込むのを防ぐことができ、もって、チャンバ７１内に水分を含んだ大気が供給されるのを防止することができる。また、上記した水分を分解するガスをガス供給系６０によりＬ／Ｍ５１内に供給し、Ｌ／Ｍ５１内の大気中に含まれる水分を分解することによっても、同様の効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態に係る基板処理システムの概略構成を示す断面図である。図１におけるＬＬ／Ｍにおいて実行される真空排気処理を説明する図である。図２の真空排気処理の変形例を示す図であり、（Ａ）は排気速度を制御する場合であり、（Ｂ）は冷却装置を設ける場合であり、（Ｃ）はカーテン状流れのガスを噴出する場合である。図２の真空排気処理の変形例を示す図であり、（Ａ）は乾燥ガス等を供給する場合であり、（Ｂ）は加熱したガスを供給する場合であり、（Ｃ）はチャンバ内の圧力を高める場合である。

符号の説明

１基板処理システム
２プロセスモジュール
３大気系搬送装置
４ロード・ロックモジュール
５１ローダーモジュール
６０，７２ガス供給系
７０移載アーム
７３ＬＬ／Ｍ排気系
７４ピック
９０板状部材

Claims

内部が第１の圧力で水分を含む第１の環境にある第１室と内部が第１の圧力よりも低い第２の圧力の第２の環境にある第２室との間に設けられ、当該第１室と当該第２室との間で双方向に基板を搬送し且つ当該基板を支持する支持部を有する搬送装置を備えた中間搬送室において、
前記中間搬送室の内部圧力を前記第１の圧力から前記第２の圧力へ減圧すべく当該中間搬送室内を排気する排気装置と、
該排気装置による排気の際に、前記支持部に支持された基板の直上のガスのコンダクタンスを制御するコンダクタンス制御装置とを備え、
前記コンダクタンス制御装置は、前記基板の主面と対向して設けられた平板状部材であり、且つ、前記平板状部材は加熱手段を備えず、前記排気装置による排気の際に前記平板状部材によって前記基板を加熱することなく前記基板の主面上において水分の凝結若しくは凝縮が生じないように、前記基板の主面と前記平板状部材との間隔を制御することによって前記基板の直上のガスのコンダクタンスを制御することを特徴とする中間搬送室。
前記排気装置は前記基板の主面上の水分の凝結若しくは凝縮が生じない最大の排気速度で当該中間搬送室内の排気を行うことを特徴とする請求項１記載の中間搬送室。
さらに、前記中間搬送室内の水分量を測定する水分量測定装置を備え、
前記排気装置は当該水分量測定装置の測定結果に基づいて当該中間搬送室内の排気を行うことを特徴とする請求項２記載の中間搬送室。
さらに、前記中間搬送室内の凝結若しくは凝縮した水分を検出する水分検出装置を備え、
前記排気装置は当該水分検出装置の検出結果に基づいて当該中間搬送室内の排気を行うことを特徴とする請求項２又は３記載の中間搬送室。
さらに、前記中間搬送室内に乾燥したガスを供給する乾燥ガス供給装置を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の中間搬送室。
さらに、前記中間搬送室内に所定の温度に加熱したガスを供給する加熱ガス供給装置を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の中間搬送室。
さらに、前記中間搬送室内に該中間搬送室内を前記第１の圧力よりも高い圧力に昇圧するガスを供給する昇圧ガス供給装置を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の中間搬送室。
さらに、前記中間搬送室内に該中間搬送室内に含まれる水分を分解するガスを供給する水分分解ガス供給装置を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の中間搬送室。
さらに、前記中間搬送室における前記第１室との連通部において当該第１室内のガスの当該中間搬送室内への侵入を遮断するガスを噴出する遮断ガス噴出手段を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の中間搬送室。
さらに、前記中間搬送室内及び内壁の少なくとも一部を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の中間搬送室。
前記第１室内には乾燥したガスが供給されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の中間搬送室。
前記第２室としての基板に処理を施す基板処理装置と、前記第１室としての前記基板を搬送する基板搬送装置と、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の中間搬送室とを備えることを特徴とする基板処理システム。
内部が第１の圧力で水分を含む第１の環境にある第１室と内部が第１の圧力よりも低い第２の圧力の第２の環境にある第２室との間に設けられ、当該第１室と当該第２室との間で双方向に基板を搬送し且つ当該基板を支持する支持部を有する搬送装置を備えた中間搬送室の排気方法において、
前記中間搬送室の内部圧力を前記第１の圧力から前記第２の圧力へ減圧すべく当該中間搬送室内を排気する排気ステップと、
該排気ステップによる排気の際に、前記支持部に支持された基板の直上のガスのコンダクタンスを制御するコンダクタンス制御ステップとを有し、
前記コンダクタンス制御ステップでは、加熱手段を備えない平板状部材を前記基板の主面と対向するように配置し、前記平板状部材によって前記基板を加熱することなく、前記基板の主面上において水分の凝結若しくは凝縮が生じないように、前記基板の主面と前記平板状部材との間隔を制御することによって前記基板の直上のガスのコンダクタンスを制御することを特徴とする中間搬送室の排気方法。