(57)【要約】【課題】２つの部屋を連通する際に一方の部屋の雰囲気を他方の部屋へ流入させることなく両部屋の差圧をゼロにすることが可能な圧力調整装置を提供する。【解決手段】開閉可能になされた開閉ドアＧ１〜Ｇ８を介して連通された、圧力差が生ずることのある第１の部屋と第２の部屋の圧力調整装置において、第１の部屋と第２の部屋とを連通する連通路６６と、連通路の途中に介設された第１及び第２の開閉弁６８，７０と、連通路の第１及び第２の開閉弁との間に接続されて、連通路に所定の圧力の清浄ガスを供給するガス供給通路７２と、ガス供給通路の途中に介設されたガス開閉弁７４と、開閉ドアを開く直前に、第１及び第２の開閉弁を閉じた状態で連通路内に清浄ガスを貯め込み、次に、貯め込んだ清浄ガスを第１及び第２の部屋へ供給するために第１及び第２の開閉弁を開くように制御する弁制御部７６とを備えるように構成する。【選択図】図２
2010040623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉可能になされた開閉ドアを介して連通された、圧力差が生ずることのある第１の部屋と第２の部屋の圧力調整装置において、
前記第１の部屋と前記第２の部屋とを連通する連通路と、
前記連通路の途中に介設された第１及び第２の開閉弁と、
前記連通路の前記第１及び前記第２の開閉弁との間に接続されて、前記連通路に所定の圧力の清浄ガスを供給するガス供給通路と、
前記ガス供給通路の途中に介設されたガス開閉弁と、
前記開閉ドアを開く直前に、前記第１及び第２の開閉弁を閉じた状態で前記連通路内に前記清浄ガスを貯め込み、次に、前記貯め込んだ前記清浄ガスを前記第１及び第２の部屋へ供給するために前記第１及び第２の開閉弁を開くように制御する弁制御部と、
を備えるように構成したことを特徴とする圧力調整装置。
【請求項２】
前記弁制御部は、前記第１及び第２の開閉弁を開いた後、所定の時間経過した時に前記開閉ドアを開くように制御することを特徴とする請求項１記載の圧力調整装置。
【請求項３】
前記弁制御部は、前記第１及び第２の開閉弁を開いた後は、前記開閉ドアを開くまでは前記第１及び第２の開閉弁の開状態を維持するように制御することを特徴とする請求項１又は２記載の圧力調整装置。
【請求項４】
前記弁制御部は、前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁とを同時に開くように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧力調整装置。
【請求項５】
前記第１の部屋と前記第２の部屋の内、少なくともいずれか一方の部屋に圧力計が設けられており、前記弁制御部は前気圧力計の検出値に基づいて開弁の制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の圧力調整装置。
【請求項６】
前記清浄ガスの所定の圧力は、前記第１及び第２の開閉弁を開く前の前記第１及び第２の部屋の各圧力よりも高く設定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の圧力調整装置。
【請求項７】
前記連通路には、前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁との間において容積増加タンクが接続されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の圧力調整装置。
【請求項８】
前記ガス供給通路の前記ガス開閉弁よりも下流側には、容積増加タンクが接続されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の圧力調整装置。
【請求項９】
前記第１の部屋と前記第２の部屋は、被処理体に対して減圧雰囲気で処理を行うための処理システムにおける大気側搬送室と、該大気側搬送室に連設されて大気圧雰囲気と減圧雰囲気とを繰り返すロードロック室であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の圧力調整装置。
【請求項１０】
前記第１の部屋と前記第２の部屋は、被処理体に対して減圧雰囲気で処理を行うための処理システムにおける減圧側搬送室と、該減圧側搬送室に連設されて大気圧雰囲気と減圧雰囲気とを繰り返すロードロック室であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の圧力調整装置。
【請求項１１】
前記第１の部屋と前記第２の部屋は、被処理体に対して減圧雰囲気で処理を行うための処理システムにおける減圧側搬送室と、該減圧側搬送室に連設されて減圧雰囲気下で前記被処理体に対して実際に処理を施す処理室であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の圧力調整装置。
【請求項１２】
前記開閉ドアは、ゲートバルブであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の圧力調整装置。
【請求項１３】
前記清浄ガスは、清浄空気、Ｎ２ ガス及び希ガスの内の１以上ガスであることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の圧力調整装置。
【請求項１４】
被処理体に処理を施すための処理システムにおいて、
前記被処理体に処理を実際に施す１又は複数の処理室と、
前記処理室に、開閉可能になされた開閉ドアを設けた開口を介して共通に連結される減圧側搬送室と、
前記減圧側搬送室に、開閉可能になされた開閉ドアを設けた開口を介して連結されて大気圧雰囲気と減圧雰囲気とが繰り返されるロードロック室と、
前記ロードロック室に、開閉可能になされた開閉ドアを設けた開口を介して連結される大気側搬送室と、
前記減圧側搬送室に設けられて前記被処理体を搬送する第１の搬送機構と、
前記大気側搬送室に設けられて前記被処理体を搬送する第２の搬送機構と、
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の圧力調整装置と、
システム全体の動作を制御するシステム制御部と、
を備えたことを特徴とする処理システム。
【請求項１５】
開閉可能になされた開閉ドアを介して連通された、圧力差が生ずることのある第１の部屋と第２の部屋の圧力調整装置であって、
前記第１の部屋と前記第２の部屋とを連通する連通路と、
前記連通路の途中に介設された第１及び第２の開閉弁と、
前記連通路の前記第１及び前記第２の開閉弁との間に接続されて、前記連通路に所定の圧力の清浄ガスを供給するガス供給通路と、
前記ガス供給通路の途中に介設されたガス開閉弁と、
を有する圧力調整装置を用いて行われる圧力調整方法において、
前記第１及び第２の開閉弁を閉じた状態で前記連通路内に前記清浄ガスを貯め込む工程と、
前記第１及び第２の開閉弁を開いて前記貯め込んだ前記清浄ガスを前記第１及び第２の部屋へ供給する工程と、
を備えるようにしたことを特徴とする圧力調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等を処理するために、例えばクラスタツール化されたマルチチャンバ型の処理システムにおける処理室（チャンバ）間の圧力を調整する圧力調整装置及びこれを用いた処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路を製造するためには、例えばシリコン基板よりなる半導体ウエハに対して成膜処理、酸化拡散処理、アニール処理、エッチング処理等の各種の処理が繰り返し施される。そして、上述した一連の処理を施す際、処理の効率化を図り、且つ半導体ウエハの大気搬送を避けるために、例えば上記した一連の処理を行なうための枚葉式の同種、或いは異種の処理室を複数個集合させて結合してクラスター化し、１つの処理が終了した半導体ウエハを大気中に晒すことなく次の異なる処理を行なう処理室へ搬送して次々と連続処理を行うようにした、いわゆるクラスター化されたマルチチャンバ型の処理システムが知られている（例えば特許文献１、２）。
【０００３】
例えばこの種のマルチチャンバ型の処理システムは、常時真空状態に維持されている共通の搬送室に、成膜用の処理室やエッチング用の処理室が、それぞれゲートバルブを介して共通に接続され、この搬送室に対しては小容量で必要に応じて真空状態又は大気圧状態になされるロードロック室がゲートバルブを介して連結され、搬送室の真空状態を破ることなくロードロック室との間で半導体ウエハの搬入・搬出を行ない得るようになっている。
【０００４】
また、このロードロック室には、半導体ウエハ表面の自然酸化を防止するために例えばＮ２ガス等の不活性ガス雰囲気になされており、このロードロック室に はゲートバルブを介して常時略大気圧状態になされた大気側の搬送室が連結されており、この装置へ取り込んだ半導体ウエハをロードロック室との間で搬入・搬出できるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２９１３８４号公報
【特許文献２】特開平１１−１８６３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半導体ウエハの製造工程にあっては、非常に僅かなゴミ、すなわちパーティクルが存在していても、ミクロンオーダの線幅の加工を行なうことから容易に不良品となってしまい、このようなパーティクルをどのように排除するかが大きな課題となっている。
【０００７】
このような状況下において、大きな問題となるのは、上記した各室間に亘って半導体ウエハを搬送する際に、各室間に生じている圧力差により２つの室を連通した時に圧力差に起因して気流が一方の室に流れ込み、このために、パーティクルが巻き上げられて半導体ウエハに付着してしまうという点や一方の室内のパーティクルや汚染物質が他方の室内に流れ込んで拡散させてしまうという点である。そのため、上記圧力差を解消するために、真空状態と大気圧状態に繰り返しなされるロードロック室と常時略大気圧状態に維持される大気側の搬送室とを連通させる際には、ロードロック室内にＮ２ ガスを供給してロードロック室内に設けた圧力計が略大気圧を検出したところで両室を区画するゲートバルブを開いて両室を連通させるようになっている。
【０００８】
しかし、大気圧程度の圧力下においては僅かな圧力差でもって容易に気流が移動してしまうが、大気圧程度の圧力レンジをカバーする圧力計は、精度の高いものは非常に高価で、且つ圧力計で差圧ゼロを検知したとしても、この測定誤差による圧力差に起因して、両室間を連通する毎に気流が流れてパーティクルを巻き上げてしまうという恐れがあった。
【０００９】
また、他の従来の連通方法としては、図１０に示すような方法も知られている。すなわち、大気側の搬送室２とロードロック室４とを連通するように、途中に開閉弁６が介設された連通管８を設けておき、ロードロック室４の大気圧復帰時には、ロードロック室４内にＮ２ ガスを導入して行き、ここに設けた圧力計１０が略大気圧を検出した時に、弁制御部１２が上記開閉弁６を開状態とする。これにより連通管８を介して圧力が高い室から低い室へ僅かにガスが移動することで、両室２、４間の僅かな差圧を解消することができ、この後に両室２、４間を仕切っていたゲートバルブ１４を開くようにする（例えば特許文献２）。
【００１０】
しかしながら、この場合にも、上記圧力計１０の誤差等に伴って、一方の室内の雰囲気が連通管８を介して他方の室内へ移動することを避けることは困難であり、特に、パーティクルがより発生し易い状況にある大気側の搬送室２内の雰囲気が、ロードロック室４内へ侵入してパーティクルの拡散を引き起こす恐れが存在する、といった問題がここでもあった。
【００１１】
このような問題は、上記した大気側の搬送室２とロードロック室４との間のみならず、ロードロック室と真空状態の搬送室との間及び真空状態の搬送室と各処理室との間にも、程度の差はあるが存在していた。
【００１２】
特に、半導体集積回路の更なる高密度、高微細化が進んできている今日において、僅かなパーティクルが存在しても歩留まり低下の原因となり、上記した問題点の早期の解決が望まれている。
【００１３】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、２つの部屋を連通する際に、一方の部屋の雰囲気を他方の部屋へ流入させることなく両部屋の差圧をゼロにすることが可能な圧力調整装置、これを用いた処理システム及び圧力調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明は、開閉可能になされた開閉ドアを介して連通された、圧力差が生ずることのある第１の部屋と第２の部屋の圧力調整装置において、前記第１の部屋と前記第２の部屋とを連通する連通路と、前記連通路の途中に介設された第１及び第２の開閉弁と、前記連通路の前記第１及び前記第２の開閉弁との間に接続されて、前記連通路に所定の圧力の清浄ガスを供給するガス供給通路と、前記ガス供給通路の途中に介設されたガス開閉弁と、前記開閉ドアを開く直前に、前記第１及び第２の開閉弁を閉じた状態で前記連通路内に前記清浄ガスを貯め込み、次に、前記貯め込んだ前記清浄ガスを前記第１及び第２の部屋へ供給するために前記第１及び第２の開閉弁を開くように制御する弁制御部と、を備えるように構成したことを特徴とする圧力調整装置である。
【００１５】
このように、第１の部屋と第２の部屋とを連通する連通路と、連通路の途中に介設された第１及び第２の開閉弁と、連通路の第１及び第２の開閉弁との間に接続されて、連通路に所定の圧力の清浄ガスを供給するガス供給通路と、ガス供給通路の途中に介設されたガス開閉弁と、開閉ドアを開く直前に、第１及び第２の開閉弁を閉じた状態で連通路内に清浄ガスを貯め込み、次に、貯め込んだ清浄ガスを第１及び第２の部屋へ供給するために第１及び第２の開閉弁を開くように制御する弁制御部とを設け、開閉ドア、例えばゲートバルブを開いて両部屋を連通する直前に、前記連通路内に貯め込んだ清浄ガスを両部屋へそれぞれ供給して圧力を平衡させるようにしたので、２つの部屋を連通する際に、一方の部屋の雰囲気を他方の部屋へ流入させることなく両部屋の差圧をゼロにすることができる。
【００１６】
従って、開閉ドアを開いて両部屋を連通した際に、パーティクルの巻き上げを阻止することができるのみならず、一方の部屋に存在するパーティクルや汚染物質が他の部屋に拡散することを防止することができる。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記弁制御部は、前記第１及び第２の開閉弁を開いた後、所定の時間経過した時に前記開閉ドアを開くように制御することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記弁制御部は、前記第１及び第２の開閉弁を開いた後は、前記開閉ドアを開くまでは前記第１及び第２の開閉弁の開状態を維持するように制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記弁制御部は、前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁とを同時に開くように制御することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発明において、前記第１の部屋と前記第２の部屋の内、少なくともいずれか一方の部屋に圧力計が設けられており、前記弁制御部は前気圧力計の検出値に基づいて開弁の制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発明において、前記清浄ガスの所定の圧力は、前記第１及び第２の開閉弁を開く前の前記第１及び第２の部屋の各圧力よりも高く設定されていることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発明において、前記連通路には、前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁との間において容積増加タンクが接続されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発明において、前記ガス供給通路の前記ガス開閉弁よりも下流側には、容積増加タンクが接続されていることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発明において、前記第１の部屋と前記第２の部屋は、被処理体に対して減圧雰囲気で処理を行うための処理システムにおける大気側搬送室と、該大気側搬送室に連設されて大気圧雰囲気と減圧雰囲気とを繰り返すロードロック室であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０の発明は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発明において、前記第１の部屋と前記第２の部屋は、被処理体に対して減圧雰囲気で処理を行うための処理システムにおける減圧側搬送室と、該減圧側搬送室に連設されて大気圧雰囲気と減圧雰囲気とを繰り返すロードロック室であることを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発明において、前記第１の部屋と前記第２の部屋は、被処理体に対して減圧雰囲気で処理を行うための処理システムにおける減圧側搬送室と、該減圧側搬送室に連設されて減圧雰囲気下で前記被処理体に対して実際に処理を施す処理室であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発明において、前記開閉ドアは、ゲートバルブであることを特徴とする。
請求項１３の発明は、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発明において、前記清浄ガスは、清浄空気、Ｎ２ ガス及び希ガスの内の１以上ガスであることを特徴とする。
【００２３】
請求項１４の発明は、被処理体に処理を施すための処理システムにおいて、前記被処理体に処理を実際に施す１又は複数の処理室と、前記処理室に、開閉可能になされた開閉ドアを設けた開口を介して共通に連結される減圧側搬送室と、前記減圧側搬送室に、開閉可能になされた開閉ドアを設けた開口を介して連結されて大気圧雰囲気と減圧雰囲気とが繰り返されるロードロック室と、前記ロードロック室に、開閉可能になされた開閉ドアを設けた開口を介して連結される大気側搬送室と、前記減圧側搬送室に設けられて前記被処理体を搬送する第１の搬送機構と、前記大気側搬送室に設けられて前記被処理体を搬送する第２の搬送機構と、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の圧力調整装置と、システム全体の動作を制御するシステム制御部と、を備えたことを特徴とする処理システムである。
【００２４】
請求項１５の発明は、開閉可能になされた開閉ドアを介して連通された、圧力差が生ずることのある第１の部屋と第２の部屋の圧力調整装置であって、前記第１の部屋と前記第２の部屋とを連通する連通路と、前記連通路の途中に介設された第１及び第２の開閉弁と、前記連通路の前記第１及び前記第２の開閉弁との間に接続されて、前記連通路に所定の圧力の清浄ガスを供給するガス供給通路と、前記ガス供給通路の途中に介設されたガス開閉弁と、を有する圧力調整装置を用いて行われる圧力調整方法において、前記第１及び第２の開閉弁を閉じた状態で前記連通路内に前記清浄ガスを貯め込む工程と、前記第１及び第２の開閉弁を開いて前記貯め込んだ前記清浄ガスを前記第１及び第２の部屋へ供給する工程と、を備えるようにしたことを特徴とする圧力調整方法である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る圧力調整装置、これを用いた処理システム及び圧力調整方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
開閉可能になされた開閉ドアを介して連通された、圧力差が生ずることのある第１の部屋と第２の部屋の圧力調整装置において、第１の部屋と第２の部屋とを連通する連通路と、連通路の途中に介設された第１及び第２の開閉弁と、連通路の第１及び第２の開閉弁との間に接続されて、連通路に所定の圧力の清浄ガスを供給するガス供給通路と、ガス供給通路の途中に介設されたガス開閉弁と、開閉ドアを開く直前に、第１及び第２の開閉弁を閉じた状態で連通路内に清浄ガスを貯め込み、次に、貯め込んだ清浄ガスを第１及び第２の部屋へ供給するために第１及び第２の開閉弁を開くように制御する弁制御部とを設け、開閉ドア、例えばゲートバルブを開いて両部屋を連通する直前に、前記連通路内に貯め込んだ清浄ガスを両部屋へそれぞれ供給して圧力を平衡させるようにしたので、２つの部屋を連通する際に、一方の部屋の雰囲気を他方の部屋へ流入させることなく両部屋の差圧をゼロにすることができる。
【００２６】
従って、開閉ドアを開いて両部屋を連通した際に、パーティクルの巻き上げを阻止することができるのみならず、一方の部屋に存在するパーティクルや汚染物質が他の部屋に拡散することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明に係る圧力調整装置、これを用いた処理システム及び圧力調整方法の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る処理システムの一例を示す概略構成図、図２は大気側搬送室とロードロック室との間に設けた圧力調整装置で示す図、図３は減圧側搬送室とロードロック室との間に設けた圧力調整装置を示す図、図４は減圧側搬送室と処理室の間に設けた圧力調整装置を示す図である。
【００２８】
＜処理システムの説明＞
まず、上記処理システムについて説明する。
図１に示すように、この処理システム２２は、複数、例えば第１〜第４の４つの処理室２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄと、略六角形状の減圧側搬送室２６と、ロードロック機能を有する第１及び第２のロードロック室２８ａ、２８ｂと、細長い大気側搬送室３０とを主に有している。
【００２９】
具体的には、略六角形状の上記減圧側搬送室２６の４辺に上記各処理室２４ａ〜２４ｄが接合され、残りの２つの辺に、上記第１及び第２のロードロック室２８ａ、２８ｂがそれぞれ接合される。そして、この第１及び第２のロードロック室２８ａ、２８ｂに、上記大気側搬送室３０が共通に接続される。ここでは上記第１の処理室２４ａ、第２の処理室２４ｂ、第３の処理室２４ｃ、第４の処理室２４ｄでは例えば成膜処理、エッチング処理、酸化拡散処理等の減圧雰囲気下で行われる同種、或いは異種の処理が半導体ウエハである被処理体に対して行われる。
【００３０】
上記減圧側搬送室２６と上記４つの各処理室２４ａ〜２４ｄとの間は、それぞれ気密に開閉可能になされた開閉ドアであるゲートバルブＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４を介在して接合されて、クラスタツール化されており、必要に応じて減圧側搬送室２６内と連通可能になされている。また、上記減圧側搬送室２６と上記第１及び第２の各ロードロック室２８ａ、２８ｂとの間も、それぞれ気密に開閉可能になされた開閉ドアであるゲートバルブＧ５、Ｇ６を介在して接合されて、必要に応じて減圧側搬送室２６内と連通可能になされている。
【００３１】
ここで、この減圧側搬送室２６内は常時真空引きされて、不活性ガス、例えばＮ２ ガスの所定の減圧雰囲気に維持されている。また、上記第１及び第２の各ロードロック室２８ａ、２８ｂと上記大気側搬送室３０との間も、それぞれ気密に開閉可能になされた開閉ドアであるゲートバルブＧ７、Ｇ８が介在されている。この第１及び第２のロードロック室２８ａ、２８ｂは真空引きによる減圧雰囲気、及び大気圧雰囲気が半導体ウエハの搬出入に伴って繰り返される。そして、半導体ウエハＷは各ゲートバルブＧ１〜Ｇ８を開いた状態で搬出入させることなる。
【００３２】
また、上記第１〜第４の各処理室２４ａ〜２４ｄ内には、半導体ウエハＷを載置するための載置台３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄがそれぞれ設けられ、上記第１及び第２のロードロック室２８ａ、２８ｂ内には、半導体ウエハＷを一時的に載置するための載置テーブル３６ａ、３６ｂがそれぞれ設けられている。
【００３３】
また上記第１〜第４の各処理室２４ａ〜２４ｄには、処理に必要なガスを供給する、例えばシャワーヘッド等のガス導入部（図示せず）や室内を真空引きする真空排気系（図示せず）や半導体ウエハを加熱する加熱手段（図示せず）等が必要に応じてそれぞれ設けられている。
【００３４】
更には、上記第１〜第４の各処理室２４ａ〜２４ｄには、この室内の圧力を検出する圧力計３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄがそれぞれ設けられ、第１及び第２の各ロードロック室２８ａ、２８ｂにもこの室内の圧力を検出する圧力計４０ａ、４０ｄがそれぞれ設けられている。また、上記減圧側搬送室２６にもこの室内の圧力を検出する圧力計４２が設けられている。
【００３５】
また、第１及び第２のロードロック室２８ａ、２８ｂには、大気圧復帰時の不活性ガスとして例えばＮ２ ガスを導入するために開閉弁が介設されたガス導入系４４ａ、４４ｂと、必要時に各室内の雰囲気を真空引きするために開閉弁が介設された排気系４６ａ、４６ｂとがそれぞれ接続されている。
【００３６】
そして、この減圧側搬送室２６内においては、上記２つの各ロードロック室２８ａ、２８ｂ及び４つの各処理室２４ａ〜２４ｄにアクセスできる位置に、屈伸及び旋回可能になされた多関節アームよりなる第１の搬送機構５０が設けられており、これは、互いに反対方向へ独立して屈伸できる２つのピック５０ａ、５０ｂを有しており、一度に２枚の半導体ウエハを取り扱うことができるようになっている。尚、上記第１の搬送機構５０として１つのみのピックを有しているものも用いることができる。
【００３７】
上記大気側搬送室３０は、横長の箱体により形成されており、この横長の一側には、被処理体である半導体ウエハを導入するための１つ乃至複数の、図示例では３つの搬入口が設けられ、各搬入口には、開閉可能になされた開閉蓋５２が設けられる。そして、この各搬入口に対応させて、導入ポート５４がそれぞれ設けられ、ここにそれぞれ１つずつカセット容器５６を載置できるようになっている。各カセット容器５６には、複数枚、例えば２５枚の半導体ウエハＷを等ピッチで多段に載置して収容できるようになっている。この大気側搬送室３０内は、この処理システムが設置されているクリーンルーム内の清浄空気を取り込んでダウンフローが形成されており、略大気圧状態が維持されている。
【００３８】
この大気側搬送室３０内には、半導体ウエハＷをその長手方向に沿って搬送するための大気側搬送機構である第２の搬送機構５８が設けられる。この第２の搬送機構５８は、屈伸及び旋回可能になされた２つのピック５８ａ、５８ｂを有しており、一度に２枚の半導体ウエハＷを取り扱い得るようになっている。この第２の搬送機構５８は、大気側搬送室３０内の導入ポート側に長さ方向に沿って延びるように設けた案内レール６０上にスライド移動可能に支持されている。
【００３９】
また、大気側搬送室３０の一方の端部には、半導体ウエハの位置合わせを行なうオリエンタ６２が設けられる。上記オリエンタ６２は、駆動モータによって回転される回転台６２ａを有しており、この上に半導体ウエハＷを載置した状態で回転するようになっている。この回転台６２ａの外周には、半導体ウエハＷの周縁部を検出するための光学センサ６２ｂが設けられ、これにより半導体ウエハＷの位置決め切り欠き、例えばノッチやオリエンテーションフラットの位置方向や半導体ウエハＷの中心の位置ずれ量を検出できるようになっている。
【００４０】
そして、上述のように形成した処理システムの各ゲートバルブの部分に、これを跨ぐようにして本発明に係る圧力調整装置が設けられる。具体的には、上記減圧側搬送室２６と第１から第４の各処理室２４ａ〜２４ｄとの間に介在されるゲートバルブＧ１〜Ｇ４の部分に対応させて圧力調整装置Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４がそれぞれ設けられており、減圧側搬送室２６と第１〜第２の各ロードロック室２８ａ、２８ｂとの間に介在されるゲートバルブＧ５、Ｇ６の部分に対応させて圧力調整装置Ａ５、Ａ６がそれぞれ設けられており、更に大気側搬送室３０と第１〜第２の各ロードロック室２８ａ、２８ｂとの間に介在されるゲートバルブＧ７、Ｇ８に対応させて圧力調整装置Ａ７、Ａ８がそれぞれ設けられる。
【００４１】
ここで上記圧力調整装置Ａ１〜Ａ８は、基本的には略同じ構成になされている。特に、上記ゲートバルブＧ１〜Ｇ４に対応して設けた圧力調整装置Ａ１〜Ａ４同士は全く同じ構成になされており、また、ゲートバルブＧ５、Ｇ６に対応して設けた圧力調整装置Ａ５、Ａ６同士は全く同じ構成になされており、更に、上記ゲートバルブＧ７、Ｇ８に対応して設けた圧力調整装置Ａ７、Ａ８同士は全く同じ構成になされている。
【００４２】
従って、ここでは４つの圧力調整装置Ａ１〜Ａ４については、その内の１つの圧力調整装置Ａ１を例にとって説明し、２つの圧力調整装置Ａ５、Ａ６については一方の圧力調整装置Ａ５を例にとって説明し、残りの２つの圧力調整装置Ａ７、Ａ８については一方の圧力調整装置Ａ７を例にとって説明する。これらの圧力調整装置Ａ１〜Ａ４同士、Ａ５とＡ６同士、Ａ７とＡ８同士は、それぞれ全く同じような作用（動作）をする。
【００４３】
まず、図２は大気側搬送室３０と第１のロードロック室２８ａとの間に介在されるゲートバルブＧ７に対応させて設けた圧力調整装置Ａ７を模式的に示しており、図３は減圧側搬送室２６と第１のロードロック室２８ａとの間に介在されるゲートバルブＧ５に対応させて設けた圧力調整装置Ａ５を模式的に示しており、図４は減圧側搬送室２６と第１の処理室２４ａとの間に介在されるゲートバルブＧ１に対応させて設けた圧力調整装置Ａ１を模式的に示す。図２乃至図４の各図では、同一構成部分については同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
＜圧力調整装置Ａ７の構成＞
まず、図２に示すように、この圧力調整装置Ａ７は、第１の部屋である大気側搬送室３０と第２の部屋である第１のロードロック室２８ａとを跨ぐようにして設けられている。すなわち、この圧力調整装置Ａ７は、第１の部屋である大気側搬送室３０と第２の部屋である第１のロードロック室２８ａとを連通する連通路６６と、この連通路６６の途中に介設された第１及び第２の開閉弁６８、７０と、上記連通路６６の上記第１の開閉弁６８と第２の開閉弁７０との間に接続されて、所定の圧力の清浄ガスを供給するためのガス供給通路７２と、このガス供給通路７２の途中に介設されたガス開閉弁７４と、上記各開閉弁６８、７０、７４等を制御する例えばコンピュータ等よりなる弁制御部７６とにより主に構成されている。
【００４５】
ここで、上記第１の部屋や第２の部屋の名称は、ロードロック室や搬送室等の各室を単に抽象的に表すための標記であり、この点は他の圧力調整装置においても同様である。具体的には、上記連通路６６は、所定の内径になされた配管等よりなり、その両端のガス出口は、上記大気側搬送室３０内及び第１のロードロック室２８ａ内にそれぞれ臨んでおり、ガスを放出できるようになっている。上記第１の開閉弁６８は、大気側搬送室３０側に接近させて設けており、第２の開閉弁７０は第１のロードロック室２８ａ側に接近させて設けている。
【００４６】
また、上記ガス供給通路７２も、所定の内径になされた配管等よりなり、ここでは清浄ガスとして所定の圧力になされたＮ２ ガスを供給できるようになっている。このＮ２ ガスの圧力は、上記大気側搬送室３０内及び第１のロードロック室２８ａ内の圧力よりも高い圧力に設定されている。例えば第１のロードロック室２８ａ内は、半導体ウエハＷの搬出入に伴って減圧雰囲気と大気圧雰囲気とを交互に繰り返されるのに対して、大気側搬送室３０内はクリーンルームの清浄空気を取り込んでダウンフローが形成されて略大気圧になっているので、上記Ｎ２ ガスの圧力は大気圧よりも大きい、例えば０．２ＭＰａ程度に設定されている。
【００４７】
また、上記弁制御部７６は、上記第１のロードロック室２８ａ内に設けた圧力計４０ａの検出値を入力しており、そして、開閉ドアであるゲートバルブＧ７を開く直前に、上記第１及び第２の開閉弁６８、７０を閉じた状態で上記連通路６６内にＮ２ ガスを貯め込み、大気側搬送室３０内と第１のロードロック室２８ａ内の圧力差が圧力計４０ａの検出値に基づいてゼロ、又は微小になった時に、ガス開閉弁７４を閉じた状態で第１及び第２の開閉弁６８、７０を同時に開いて上記貯め込んだＮ２ ガスを大気側搬送室３０内と第１のロードロック室２８ａ内へ共に放出するようになっている。
【００４８】
この結果、いずれか一方の室内から他方の室内へ雰囲気ガスが流れることを防止し得るようになっている。この場合、ガス供給通路７２にあっては、これに介設したガス開閉弁７４よりも下流側の通路部分でも上記Ｎ２ ガスが貯め込まれた状態となっている。従って、上記連通路６６内の容積（第１と第２の開閉弁６８、７０間）やガス供給通路７２内の容積（ガス開閉弁７４よりも下流側）やＮ２ ガスの圧力は、上記第１及び第２の開閉弁６８、７０を共に開いて連通状態にした時に大気側搬送室３０から第１のロードロック室２８ａ側へ、或いはその逆方向へ雰囲気が流出しないような大きさにそれぞれ設定されている。
【００４９】
＜圧力調整装置Ａ５の構成＞
次に、圧力調整装置Ａ５は、図３に示すように、第１の部屋である減圧側搬送室２６と第２の部屋である第１のロードロック室２８ａとの間に設けた開閉ドアであるゲートバルブＧ５を跨ぐようにして設けられている。この圧力調整装置Ａ５の基本的構造は、先に図２を参照して説明した圧力調整装置Ａ７と同じである。そして、ここでは減圧側搬送室２６内と第１のロードロック室２８ａ内に、共に圧力計４２、４０ａを設けていることから、両圧力計４２、４０ａの検出値は共に弁制御部７６へ入力されている。
【００５０】
そして、上記両圧力計４２、４０ａの検出値が同一又は微小な差になったことを確認してから、減圧側搬送室２６内と第１のロードロック室２８ａ内とを連通するために前述したような第１及び第２の開閉弁６８、７０等の弁操作が行われることになる。
【００５１】
＜圧力調整装置Ａ１の構成＞
次に、圧力調整装置Ａ１は、図４に示すように、第１の部屋である減圧側搬送室２６と第２の部屋である第１の処理室２４ａとの間に設けた開閉ドアであるゲートバルブＧ１を跨ぐようにして設けられている。この圧力調整装置Ａ１の基本的構造は、先に図２を参照して説明した圧力調整装置Ａ７と同じである。そして、ここでは減圧側搬送室２６内と第１の処理室２４ａ内に、共に圧力計４２、３８ａを設けていることから、両圧力計４２、３８ａの検出値は共に弁制御部７６へ入力されている。
【００５２】
そして、上記両圧力計４２、３８ａの検出値が同一又は微小な差になったことを確認してから、減圧側搬送室２６内と第１の処理室２４ａ内とを連通するために前述したような第１及び第２の開閉弁６８、７０等の弁操作が行われることになる。
【００５３】
図１に戻って、このように構成された処理システム２２の全体の動作、例えば第１〜第４の各処理室２４ａ〜２４ｄにおける半導体ウエハに対する各種の処理、半導体ウエハＷの搬入・搬出操作等は、例えばコンピュータ等よりなるシステム制御部８０により制御されることになり、また、各圧力調整装置Ａ１〜Ａ８の各弁制御部７６は、上記システム制御部８０の支配下で動作する。この場合、上記各ゲートバルブＧ１〜Ｇ８は、上記弁制御部７６が開閉動作を行うようにしてもよいし、或いは弁制御部７６が、弁操作完了信号を上記システム制御部８０に通知した時に、システム制御部８０が行うようにしてもよい。
【００５４】
また、上記処理システム２２の制御に必要なコンピュータに読み取り可能なプログラムは、記憶媒体８２に記憶されている。この記憶媒体８２は、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリ或いはＤＶＤ等よりなる。
【００５５】
次に、以上のように構成された処理システム２２における概略的な動作及び本発明の圧力調整装置の動作について説明する。まず、導入ポート５４に設置されたカセット容器５６からは、未処理の半導体ウエハＷが第２の搬送機構５８により大気圧状態になっている大気側搬送室３０内に取り込まれ、この取り込まれた半導体ウエハＷは大気側搬送室３０の一端に設けたオリエンタ６２へ搬送されて、ここで位置決めがなされる。
【００５６】
位置決めがなされた半導体ウエハＷは、上記第２の搬送機構５８により再度搬送され、ゲートバルブＧ７又はゲートバルブＧ８を用いて第１及び第２のロードロック室２８ａ、２８ｂの内のいずれか一方のロードロック室内へ搬入される。このロードロック室内が真空引きされた後に、そのロードロック室のゲートバルブＧ５又はゲートバルブＧ６を開き、予め真空引きされた減圧側搬送室２６内の第１の搬送機構５０を用いて、上記ロードロック室内の半導体ウエハＷが減圧側搬送室２６内に取り込まれる。
【００５７】
そして、この減圧側搬送室２６内へ取り込まれた未処理の半導体ウエハは、第１の処理室２４ａ〜第４の処理室２４ｄまで搬入・搬出を繰り返しながら搬送され、その都度、各処理室内で必要とされる所定の処理が施される。そして、減圧側搬送室２６と第１から第４の各処理室２４ａ〜２４ｄ間で半導体ウエハＷの搬入・搬出が行われる時には、その都度、各ゲートバルブＧ１〜Ｇ４が開閉動作されることになる。
【００５８】
このように、上記第１〜第４の処理室２４ａ〜２４ｄ内にて、半導体ウエハＷに対してそれぞれ所定の処理を施したならば、この処理済みの半導体ウエハＷは、いずれか一方のロードロック室２８ａ又は２８ｂ、大気側搬送室３０を経由して導入ポート５４の処理済み半導体ウエハ用のカセット容器５６内へ収容されることになる。また、上述のように処理済みの半導体ウエハＷを搬出する時にも、搬出経路途中の各ゲートバルブは開閉されることになる。
【００５９】
さて、上述のようにして、未処理の半導体ウエハＷが処理システム２２の内部に取り込まれて搬入され、そして、処理済みの半導体ウエハＷが搬出される際、この半導体ウエハＷの経路途中に存在するゲートバルブは、半導体ウエハＷが通過する際にその都度開閉されるが、その時、本発明の圧力調整装置を用いてこのゲートバルブの両側に位置する部屋（室）間の圧力調整を行って、パーティクルの巻き上げや汚染の拡散を防止するようになっている。
【００６０】
この本発明の圧力調整装置を用いて行われる圧力調整方法について、図５乃至図８を参照して以下に説明する。図５は大気側搬送室とロードロック室との間のゲートバルブを開くときの圧力調整方法の一例を示すフローチャート、図６は減圧側搬送室とロードロック室との間のゲートバルブを開くときの圧力調整方法の一例を示すフローチャート、図７は減圧側搬送室と処理室との間のゲートバルブを開くときの圧力調整方法の一例を示すフローチャート、図８は圧力調整装置の第１及び第２の開閉弁を開いた時の第１及び第２の各部屋の圧力変化の一例を模式的に示すグラフである。
【００６１】
＜大気側搬送室とロードロック室との間の圧力調整＞
まず、図２及び図５を参照して、減圧雰囲気下の第１のロードロック室２８ａと大気圧状態になっている大気側搬送室３０との間のゲートバルブＧ７を開く際の圧力調整方法について説明する。尚、各弁の弁操作は前述したように弁制御部７６からの指令によって行われる。
【００６２】
まず、通常の待機時には、圧力調整装置Ａ７の連通路６６の途中に介設されている第１及び第２の開閉弁６８、７０は共に閉状態になされており、また、ガス供給通路７２の途中に介設されているガス開閉弁７４は開状態になされている。従って、高い圧力に設定されている清浄ガスであるＮ２ ガスは上記ガス供給通路７２内に充填されているのみならず、上記連通路６６内においても第１及び第２の開閉弁６８、７０まではＮ２ ガスが充填された状態となっている。
【００６３】
さて、このような状態で、ゲートバルブＧ７を開く場合には、その前に、まず、ステップＳ１にて、上記第１及び第２の開閉弁６８、７０の閉状態を確認すると共に、ガス供給通路７２のガス開閉弁７４の開状態を確認し、上述したように連通路６６まで清浄ガスであるＮ２ ガスが到達してこの連通路６６内に充填されていることを確認する。
【００６４】
次に、連通路６６までＮ２ ガスが充填されていることを確認したならば、上記ガス開閉弁７４を閉じる（Ｓ２）。これにより、第１及び第２の開閉弁６８、７０及びガス開閉弁７４間に上記高い圧力のＮ２ ガスが貯め込まれることになる。具体的には、このＮ２ ガスは第１及び第２の開閉弁６８、７０よりも上流側部分の連通路６６内及びガス開閉弁７４よりも下流側部分のガス供給通路７２内に孤立化されて貯め込まれることになる。
【００６５】
次に、低圧側の部屋、すなわちここでは第１のロードロック室２８ａ内に、ガス導入系４４ａの開閉弁４４ａ’を開いてＮ２ ガスを徐々に導入して内部圧力を昇圧して行く（Ｓ３）。尚、上記ガス導入系４４ａのＮ２ ガス源と上記ガス供給通路７２のＮ２ ガス源とは同じガス源を用いてもよい。
【００６６】
上記した内部圧力の上昇は、第１のロードロック室２８ａ内に設けた圧力計４０ａによりリアルタイムで検出されており、この検出値はシステム制御部８０（図１参照）に入力される一方、弁制御部７６にも入力されており、圧力計４０ａの検出値が略大気圧に到達したか否かがチェックされている（Ｓ４）。従って、検出値が略大気圧に到達するまでは、低圧側の部屋である第１のロードロック室２８ａ内の昇圧が継続して行われる（Ｓ４のＮＯ）。
【００６７】
そして、上記圧力計４０ａの検出値が略大気圧に到達したならば（Ｓ４のＹＥＳ）、次に、ガス導入系４４ａの開閉弁４４ａ’を閉じて昇圧を停止する（Ｓ５）。この場合、検出値が大気圧よりも僅かに低い圧力となった時に、昇圧を停止するのが好ましい。この開閉弁の操作は、弁制御部７６の指令で行ってもよいが、実際には例えばシステム制御部８０の指令で行う。
【００６８】
これにより、大気側搬送室３０内と第１のロードロック室２８ａ内の圧力は略同圧、すなわち略大気圧程度になっており、両室間の差圧は略ゼロに近いはずであるが、実際には、圧力計４０ａの誤差等により、ある程度の差圧が発生している場合が多く、この状態でゲートバルブＧ７を開くと、その差圧に起因するガスの移動でパーティクルを巻き上げる恐れや汚染の拡散を生ずる恐れ等が存在する。
【００６９】
そこで、本発明では、上述のように昇圧を停止したならば、次に、上記第１及び第２の開閉弁６８、７０を同時に開き（Ｓ６）、これにより、上記連通路６６やガス開閉弁７４よりも下流側部分のガス供給通路７２に貯め込んでいた清浄ガスである高い圧力のＮ２ ガスを開放して大気側搬送室３０内と第１のロードロック室２８ａ内とに同時に供給する。両室３０、２８ａ内の圧力が同じになって平衡状態となり、ガスの流れが安定化するまで第１及び第２の開閉弁６８、７０を開いた状態で所定の時間経過させる（Ｓ７のＮＯ）。
【００７０】
この際、上記貯め込まれていたＮ２ ガスの圧力は、第１及び第２の開閉弁６８、７０を開く直前の大気側搬送室３０内の圧力や第１のロードロック室２８ａ内の圧力よりも十分に高く、且つ連通路６６内の体積やガス開閉弁７４よりも下流側部分のガス供給通路７２の体積も十分に大きく設定されているので、いずれか一方の室内の雰囲気ガスが連通路６６を通って他方の室内へ流入することはない。特に、ロードロック室に対してパーティクルが発生し易い大気側搬送室３０内の雰囲気が連通路６６を通って第１のロードロック室２８ａ側へ流れることを、確実に防止することができる。
【００７１】
ここで上記各室等の容積と圧力関係について説明する。図２中において、圧力調整前、すなわち第１及び第２の開閉弁６８、７０を開く直前の大気側搬送室３０内の圧力及び体積をそれぞれＰ１、Ｖ１とし、第１のロードロック室２８ａ内の圧力及び体積をＰ２、Ｖ２とし、清浄ガスであるＮ２ ガスの圧力をＰ３とし、第１及び第２の開閉弁６８、７０間の連通路６６の体積とガス開閉弁７４よりも下流側部分のガス供給通路７２の体積との総和をＶ３とする。
【００７２】
そして、第１及び第２の開閉弁６８、７０を同時に開いて調圧して平衡状態になった時の圧力をＰとすると、以下の式が成立する。尚、厳密には、Ｖ１には第１の開閉弁６８よりも下流側部分の連通路６６の体積が含まれ、Ｖ２には第２の開閉弁７０よりも下流側部分の連通路６６の体積が含まれる。
【００７３】
Ｐ１・Ｖ１＋Ｐ２・Ｖ２＋Ｐ３・Ｖ３＝Ｐ（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）
（但し、Ｐ＞Ｐ１，Ｐ＞Ｐ２、好ましくはＰ１＞Ｐ２）
Ｐ＝（Ｐ１・Ｖ１＋Ｐ２・Ｖ２＋Ｐ３・Ｖ３）／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）
従って、システムの設計段階で、上記Ｖ１、Ｖ２は定まっているので、この圧力調整装置の設計時に上記圧力Ｐや体積Ｖ３を、上記関係式を満たすように決定することになる。
【００７４】
また、上記した第１及び第２の開閉弁６８、７０を開状態にした時以降の圧力変化の一例は図８に示されており、この図８に示すように大気側搬送室３０内と第１のロードロック室２８ａ内の圧力は弁の開動作と同時に平衡状態の圧力Ｐに向かって上昇して行くことになる。ただし、大気側搬送室３０内は前述したようにクリーンルーム内の清浄空気を取り込んでダウンフローを形成しているので、大気側搬送室３０内の圧力はある程度の時間をかけて最終的には大気圧に戻ることになる。この場合、第１のロードロック室２８ａ内の雰囲気が連通路６６を介して大気側搬送室３０内へ流れ込むことを防止するために、圧力Ｐと圧力Ｐ１、Ｐ２との差は必要以上に大きく設定しないようにする。
【００７５】
また、この場合、好ましくは上述したようにＰ１＞Ｐ２となるように設定して、第１のロードロック室２８ａ内の圧力を大気側搬送室３０内よりも僅かだけ低く設定しておけば、第１のロードロック室２８ａ内に僅かなＮ２ ガスが供給されるだけで、ここの圧力は略大気圧になるので、第１のロードロック室２８ａ内の雰囲気が連通路６６を介して大気側搬送室３０内へ逆流することを確実に防止することができる。また、第１及び第２の開閉弁６８、７０を開状態にしてから上記圧力Ｐに平衡状態になるまでの時間Ｔ１は連通路６６の内径にもよるが、例えば数秒程度であり、ステップＳ７ではこの時間Ｔ１だけ経過するのを待つことになる。
【００７６】
また、ステップＳ６では、第１及び第２の開閉弁６８、７０を同時に開くように設定したが、この”同時”とは時間的に厳密な意味で同時性を要求するものではなく、両開閉弁６８、７０の開動作に僅かな時間差があってもその同時性は確保されているものであり、例えば両開閉弁６８、７０の開動作に上記平衡までの時間Ｔ１の１／２程度の時間差内であれば同時性が確保されている。
【００７７】
以上のように、大気側搬送室３０内と第１のロードロック室２８ａ内の圧力とが平衡状態になったならば、開閉ドアであるゲートバルブＧ７を開き、両室内を連通することになる（Ｓ８）。これ以降は、大気側搬送室３０側から第１のロードロック室２８ａ内に向けて、或いはその逆方向に向けて半導体ウエハＷを搬送することになる。また、この時に、第１及び第２の開閉弁６８、７０も閉状態にする。以上のようにして、一連の圧力調整方法が完了することになる。
【００７８】
このように、第１の部屋、例えば大気側搬送室３０と第２の部屋、例えば第１のロードロック室２８ａとを連通する連通路６６と、連通路６６の途中に介設された第１及び第２の開閉弁６８、７０と、連通路６６の第１及び第２の開閉弁６８、７０との間に接続されて、連通路６６に所定の圧力の清浄ガスを供給するガス供給通路７２と、ガス供給通路７２の途中に介設されたガス開閉弁７４と、開閉ドア、例えばゲートバルブＧ７を開く直前に、第１及び第２の開閉弁６８、７０を閉じた状態で連通路６６内に清浄ガスを貯め込み、次に、貯め込んだ清浄ガスを第１及び第２の部屋３０、２８ａへ供給するために第１及び第２の開閉弁６８、７０を開くように制御する弁制御部７６とを設け、開閉ドア、例えばゲートバルブＧ７を開いて両部屋を連通する直前に、連通路内に貯め込んだ清浄ガスを両部屋へそれぞれ供給して圧力を平衡させるようにしたので、２つの部屋を連通する際に、一方の部屋の雰囲気を他方の部屋へ流入させることなく両部屋の差圧をゼロにすることができる。
【００７９】
従って、開閉ドア、例えばゲートバルブＧ７を開いて両部屋を連通した際に、パーティクルの巻き上げを阻止することができるのみならず、一方の部屋に存在するパーティクルや汚染物質が他の部屋に拡散することを防止することができる。
【００８０】
＜ロードロック室と減圧側搬送室との間の圧力調整＞
次に、図３及び図６を参照して大気圧下の第１のロードロック室２８ａと低圧雰囲気下の減圧側搬送室２６との間のゲートバルブＧ５を開く際の圧力調整方法について説明する。尚、各弁の弁操作は、前述したように弁制御部７６からの指令によって行われる。また、ここでの基本的な動作は、図５において説明した方法と同じである。また、ここでは圧力調整装置Ａ５が用いられることになる。そして、図３中において、減圧側搬送室２６には、内部雰囲気を排気する排気系８８と内部に不活性ガス、例えばＮ２ ガスを供給するガス供給系９０が設けられている。
【００８１】
まず、通常の待機時には、圧力調整装置Ａ５の連通路６６の途中に介設されている第１及び第２の開閉弁６８、７０は共に閉状態になされており、また、ガス供給通路７２の途中に介設されているガス開閉弁７４は開状態になされている。従って、高い圧力に設定されている清浄ガスであるＮ２ ガスは上記ガス供給通路７２内に充填されているのみならず、上記連通路６６内においても第１及び第２の開閉弁６８、７０まではＮ２ ガスが充填された状態となっている。
【００８２】
さて、このような状態で、ゲートバルブＧ５を開く場合には、その前に、まず、ステップＳ１１にて、上記第１及び第２の開閉弁６８、７０の閉状態を確認すると共に、ガス供給通路７２のガス開閉弁７４の開状態を確認し、上述したように連通路６６まで清浄ガスであるＮ２ ガスが到達してこの連通路６６内に充填されていることを確認する。
【００８３】
次に、連通路６６までＮ２ ガスが充填されていることを確認したならば、上記ガス開閉弁７４を閉じる（Ｓ１２）。これにより、第１及び第２の開閉弁６８、７０及びガス開閉弁７４間に上記高い圧力のＮ２ ガスが貯め込まれることになる。具体的には、このＮ２ ガスは第１及び第２の開閉弁６８、７０よりも上流側部分の連通路６６内及びガス開閉弁７４よりも下流側部分のガス供給通路７２内に孤立化されて貯め込まれることになる。
【００８４】
次に、高圧側の部屋、すなわちここでは第１のロードロック室２８ａ内の雰囲気を、排気系４６ａの開閉弁４６ａ’を開いて徐々に真空排気して内部圧力を降圧して行く（Ｓ１３）。尚、上記ガス供給系９０のＮ２ ガス源と上記ガス供給通路７２のＮ２ ガス源とは同じガス源を用いてもよい。
【００８５】
上記した内部圧力の降下は、第１のロードロック室２８ａ内に設けた圧力計４０ａによりリアルタイムで検出されており、これと同時に、減圧側搬送室２６内に設けた圧力計４２によりこの内部の圧力もリアルタイムで検出されている。これらの検出値はシステム制御部８０（図１参照）に入力される一方、弁制御部７６にも入力されており、両圧力計４０ａ、４２の検出値が略同じになったか否かがチェックされている（Ｓ１４）。従って、両検出値が略同じになるまでは、低圧側の部屋である第１のロードロック室２８ａ内の降圧が継続して行われる（Ｓ１４のＮＯ）。尚、周知のように、減圧側搬送室２６内は、他の室と比較して容量が大きいので圧力の昇降に時間を要すことになり、そのため、一連の処理中ではこの減圧側搬送室２６内は一定の圧力の減圧雰囲気下に維持されている。
【００８６】
そして、上記両圧力計４０ａ、４２の検出値が略同じになったならば（Ｓ１４のＹＥＳ）、次に、排気系４６ａの開閉弁４６ａ’を閉じて降圧を停止する（Ｓ１５）。この開閉弁の操作は、弁制御部７６の指令で行ってもよいが、実際には例えばシステム制御部８０の指令で行う。
【００８７】
これにより、減圧側搬送室２６内と第１のロードロック室２８ａ内の圧力は略同圧の減圧雰囲気になっており、両室間の差圧は略ゼロに近いはずであるが、実際には、圧力計４０ａ、４２の誤差等により、ある程度の差圧が発生している場合が多く、この状態でゲートバルブＧ５を開くと、その差圧に起因するガスの移動でパーティクルを巻き上げる恐れや汚染の拡散を生ずる恐れ等が存在する。
【００８８】
そこで、本発明では、上述のように降圧を停止したならば、次に、上記第１及び第２の開閉弁６８、７０を同時に開き（Ｓ１６）、これにより、上記連通路６６やガス開閉弁７４よりも下流側部分のガス供給通路７２に貯め込んでいた清浄ガスである高い圧力のＮ２ ガスを開放して減圧側搬送室２６内と第１のロードロック室２８ａ内とに同時に供給する。両室２６、２８ａ内の圧力が同じになって平衡状態となり、ガスの流れが安定化するまで第１及び第２の開閉弁６８、７０を開いた状態で所定の時間経過させる（Ｓ１７のＮＯ）。
【００８９】
この際、上記貯め込まれていたＮ２ ガスの圧力は、第１及び第２の開閉弁６８、７０を開く直前の減圧側搬送室２６内の圧力や第１のロードロック室２８ａ内の圧力よりも十分に高く、且つ連通路６６内の体積やガス開閉弁７４よりも下流側部分のガス供給通路７２の体積も十分に大きく設定されているので、いずれか一方の室内の雰囲気ガスが連通路６６を通って他方の室内へ流入することはない。この点は、図２を参照して説明した場合と略同じである。
【００９０】
ここで上記各室等の容積と圧力関係について説明する。この点は、図２を参照して説明した場合と略同じである。すなわち、図３中において、圧力調整前、すなわち第１及び第２の開閉弁６８、７０を開く直前の減圧側搬送室２６内の圧力及び体積をそれぞれＰ１、Ｖ１とし、第１のロードロック室２８ａ内の圧力及び体積をＰ２、Ｖ２とし、清浄ガスであるＮ２ ガスの圧力をＰ３とし、第１及び第２の開閉弁６８、７０間の連通路６６の体積とガス開閉弁７４よりも下流側部分のガス供給通路７２の体積との総和をＶ３とする。
【００９１】
そして、第１及び第２の開閉弁６８、７０を同時に開いて調圧して平衡状態になった時の圧力をＰとすると、以下の式が成立する。尚、厳密には、Ｖ１には第１の開閉弁６８よりも下流側部分の連通路６６の体積が含まれ、Ｖ２には第２の開閉弁７０よりも下流側部分の連通路６６の体積が含まれる。
【００９２】
Ｐ１・Ｖ１＋Ｐ２・Ｖ２＋Ｐ３・Ｖ３＝Ｐ（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）
（但し、Ｐ＞Ｐ１，Ｐ＞Ｐ２、好ましくはＰ１＞Ｐ２）
Ｐ＝（Ｐ１・Ｖ１＋Ｐ２・Ｖ２＋Ｐ３・Ｖ３）／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）
従って、システムの設計段階で、上記Ｖ１、Ｖ２は定まっているので、この圧力調整装置の設計時に上記圧力Ｐや体積Ｖ３を、上記関係式を満たすように決定することになる。
【００９３】
また、上記した第１及び第２の開閉弁６８、７０を開状態にした時以降の圧力変化の一例は図８に示されており、この図８に示すように減圧側搬送室２６内と第１のロードロック室２８ａ内の圧力は弁の開動作と同時に平衡状態の圧力Ｐに向かって上昇して行くことになる。この場合、連通路６６の体積にもよるが、上昇する圧力は非常に僅かである。この場合、第１のロードロック室２８ａ内の雰囲気が連通路６６を介して減圧側搬送室２６内へ流れ込むことを防止するために、圧力Ｐと圧力Ｐ１、Ｐ２との差は必要以上に大きく設定しないようにする。
【００９４】
また、第１及び第２の開閉弁６８、７０を開状態にしてから上記圧力Ｐに平衡状態になるまでの時間Ｔ１は連通路６６の内径にもよるが、例えば数秒程度であり、ステップＳ１７ではこの時間Ｔ１だけ経過するのを待つことになる。
【００９５】
また、ステップＳ１６では、第１及び第２の開閉弁６８、７０を同時に開くように設定したが、先に説明したと同様に、この”同時”とは時間的に厳密な意味で同時性を要求するものではなく、両開閉弁６８、７０の開動作に僅かな時間差があってもその同時性は確保されているものであり、例えば両開閉弁６８、７０の開動作に上記平衡までの時間Ｔ１の１／２程度の時間差内であれば同時性が確保されている。
【００９６】
以上のように、減圧側搬送室２６内と第１のロードロック室２８ａ内の圧力とが平衡状態になったならば、開閉ドアであるゲートバルブＧ５を開き、両室内を連通することになる（Ｓ１８）。これ以降は、減圧側搬送室２６側から第１のロードロック室２８ａ内に向けて、或いはその逆方向に向けて半導体ウエハＷを搬送することになる。また、この時に、第１及び第２の開閉弁６８、７０も閉状態にする。以上のようにして、一連の圧力調整方法が完了することになる。この場合にも、先に図２及び図５を参照して説明した場合と同様な作用効果を発揮することができる。
【００９７】
＜処理室と減圧側搬送室との間の圧力調整＞
次に、図４及び図７を参照して低圧雰囲気下の第１の処理室２４ａと低圧雰囲気下の減圧側搬送室２６との間のゲートバルブＧ１を開く際の圧力調整方法について説明する。尚、各弁の弁操作は、前述したように弁制御部７６からの指令によって行われる。また、ここでの基本的な動作は、図６において説明した方法と同じである。また、ここでは圧力調整装置Ａ１が用いられることになる。
【００９８】
また、図４中においては、第１の処理室（他の処理室も同じ）２４ａには、内部雰囲気を排気する排気系９４と、内部に処理に必要なガスを供給するガス供給系９６（一般的にはシャワーヘッドが用いられる）が設けられており、ここより不活性ガス、例えばＮ２ ガスを供給できるようになっている。
【００９９】
まず、通常の待機時には、圧力調整装置Ａ１の連通路６６の途中に介設されている第１及び第２の開閉弁６８、７０は共に閉状態になされており、また、ガス供給通路７２の途中に介設されているガス開閉弁７４は開状態になされている。従って、高い圧力に設定されている清浄ガスであるＮ２ ガスは上記ガス供給通路７２内に充填されているのみならず、上記連通路６６内においても第１及び第２の開閉弁６８、７０まではＮ２ ガスが充填された状態となっている。
【０１００】
さて、このような状態で、ゲートバルブＧ１を開く場合には、その前に、まず、ステップＳ２１にて、上記第１及び第２の開閉弁６８、７０の閉状態を確認すると共に、ガス供給通路７２のガス開閉弁７４の開状態を確認し、上述したように連通路６６まで清浄ガスであるＮ２ ガスが到達してこの連通路６６内に充填されていることを確認する。
【０１０１】
次に、連通路６６までＮ２ ガスが充填されていることを確認したならば、上記ガス開閉弁７４を閉じる（Ｓ２２）。これにより、第１及び第２の開閉弁６８、７０及びガス開閉弁７４間に上記高い圧力のＮ２ ガスが貯め込まれることになる。具体的には、このＮ２ ガスは第１及び第２の開閉弁６８、７０よりも上流側部分の連通路６６内及びガス開閉弁７４よりも下流側部分のガス供給通路７２内に孤立化されて貯め込まれることになる。
【０１０２】
次に、処理室側、すなわちここでは第１の処理室２４ａ内の雰囲気を、排気系９４の開閉弁９４ａを開いて徐々に真空排気して内部圧力を降圧するか、或いはガス供給系９６を用いてＮ２ ガスを徐々に供給して昇圧するかして、減圧側搬送室２６内の圧力に近付ける（Ｓ２３）。尚、上記ガス供給系９６のＮ２ ガス源と上記ガス供給通路７２のＮ２ ガス源とは同じガス源を用いてもよい。
【０１０３】
上記した内部圧力の降下又は上昇は、第１の処理室２４ａ内に設けた圧力計３８ａによりリアルタイムで検出されており、これと同時に、減圧側搬送室２６内に設けた圧力計４２によりこの内部の圧力もリアルタイムで検出されている。これらの検出値はシステム制御部８０（図１参照）に入力される一方、弁制御部７６にも入力されており、両圧力計３８ａ、４２の検出値が略同じになったか否かがチェックされている（Ｓ２４）。従って、両検出値が略同じになるまでは、第１の処理室２４ａ内の降圧又は昇圧が継続して行われる（Ｓ２４のＮＯ）。尚、前述したように、減圧側搬送室２６内は、他の室と比較して容量が大きいので圧力の昇降に時間を要すことになり、そのため、一連の処理中ではこの減圧側搬送室２６内は一定の圧力の減圧雰囲気下に維持されている。
【０１０４】
そして、上記両圧力計３８ａ、４２の検出値が略同じになったならば（Ｓ２４のＹＥＳ）、次に、降圧又は昇圧を停止する（Ｓ２５）。この開閉弁の操作は、弁制御部７６の指令で行ってもよいが、実際には例えばシステム制御部８０の指令で行う。
【０１０５】
これにより、減圧側搬送室２６内と第１の処理室２４ａ内の圧力は略同圧の減圧雰囲気になっており、両室間の差圧は略ゼロに近いはずであるが、実際には、圧力計３８ａ、４２の誤差等により、ある程度の差圧が発生している場合が多く、この状態でゲートバルブＧ１を開くと、その差圧に起因するガスの移動でパーティクルを巻き上げる恐れや汚染の拡散を生ずる恐れ等が存在する。
【０１０６】
そこで、本発明では、上述のように昇圧を停止したならば、次に、上記第１及び第２の開閉弁６８、７０を同時に開き（Ｓ２６）、これにより、上記連通路６６やガス開閉弁７４よりも下流側部分のガス供給通路７２に貯め込んでいた清浄ガスである高い圧力のＮ２ ガスを開放して減圧側搬送室２６内と第１の処理室２４ａ内とに同時に供給する。両室２６、２４ａ内の圧力が同じになって平衡状態となり、ガスの流れが安定化するまで第１及び第２の開閉弁６８、７０を開いた状態で所定の時間経過させる（Ｓ２７のＮＯ）。
【０１０７】
この際、上記貯め込まれていたＮ２ ガスの圧力は、第１及び第２の開閉弁６８、７０を開く直前の減圧側搬送室２６内の圧力や第１の処理室２４ａ内の圧力よりも十分に高く、且つ連通路６６内の体積やガス開閉弁７４よりも下流側部分のガス供給通路７２の体積も十分に大きく設定されているので、いずれか一方の室内の雰囲気ガスが連通路６６を通って他方の室内へ流入することはない。この点は、図２及び図３を参照して説明した場合と略同じである。
【０１０８】
ここで上記各室等の容積と圧力関係について説明する。この点は、図２及び図３を参照して説明した場合と略同じである。すなわち、図４中において、圧力調整前、すなわち第１及び第２の開閉弁６８、７０を開く直前の減圧側搬送室２６内の圧力及び体積をそれぞれＰ１、Ｖ１とし、第１の処理室２４ａ内の圧力及び体積をＰ２、Ｖ２とし、清浄ガスであるＮ２ ガスの圧力をＰ３とし、第１及び第２の開閉弁６８、７０間の連通路６６の体積とガス開閉弁７４よりも下流側部分のガス供給通路７２の体積との総和をＶ３とする。
【０１０９】
そして、第１及び第２の開閉弁６８、７０を同時に開いて調圧して平衡状態になった時の圧力をＰとすると、以下の式が成立する。尚、厳密には、Ｖ１には第１の開閉弁６８よりも下流側部分の連通路６６の体積が含まれ、Ｖ２には第２の開閉弁７０よりも下流側部分の連通路６６の体積が含まれる。
【０１１０】
Ｐ１・Ｖ１＋Ｐ２・Ｖ２＋Ｐ３・Ｖ３＝Ｐ（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）
（但し、Ｐ＞Ｐ１，Ｐ＞Ｐ２、好ましくはＰ１＞Ｐ２）
Ｐ＝（Ｐ１・Ｖ１＋Ｐ２・Ｖ２＋Ｐ３・Ｖ３）／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）
従って、システムの設計段階で、上記Ｖ１、Ｖ２は定まっているので、この圧力調整装置の設計時に上記圧力Ｐや体積Ｖ３を、上記関係式を満たすように決定することになる。
【０１１１】
また、上記した第１及び第２の開閉弁６８、７０を開状態にした時以降の圧力変化の一例は図８に示されており、この図８に示すように減圧側搬送室２６内と第１の処理室２４ａ内の圧力は弁の開動作と同時に平衡状態の圧力Ｐに向かって上昇して行くことになる。この場合、連通路６６の体積にもよるが、上昇する圧力は非常に僅かである。この場合、第１の処理室２４ａ内の雰囲気が連通路６６を介して減圧側搬送室２６内へ流れ込むことを防止するために、圧力Ｐと圧力Ｐ１、Ｐ２との差は必要以上に大きく設定しないようにする。
【０１１２】
また、第１及び第２の開閉弁６８、７０を開状態にしてから上記圧力Ｐに平衡状態になるまでの時間Ｔ１は連通路６６の内径にもよるが、例えば数秒程度であり、ステップＳ２７ではこの時間Ｔ１だけ経過するのを待つことになる。
【０１１３】
また、ステップＳ２６では、第１及び第２の開閉弁６８、７０を同時に開くように設定したが、先に説明したと同様に、この”同時”とは時間的に厳密な意味で同時性を要求するものではなく、両開閉弁６８、７０の開動作に僅かな時間差があってもその同時性は確保されているものであり、例えば両開閉弁６８、７０の開動作に上記平衡までの時間Ｔ１の１／２程度の時間差内であれば同時性が確保されている。
【０１１４】
以上のように、減圧側搬送室２６内と第１の処理室２４ａ内の圧力とが平衡状態になったならば、開閉ドアであるゲートバルブＧ１を開き、両室内を連通することになる（Ｓ２８）。これ以降は、減圧側搬送室２６側から第１の処理室２４ａ内に向けて、或いはその逆方向に向けて半導体ウエハＷを搬送することになる。また、この時に、第１及び第２の開閉弁６８、７０も閉状態にする。以上のようにして、一連の圧力調整方法が完了することになる。この場合にも、先に図２、図３、図５及び図６を参照して説明した場合と同様な作用効果を発揮することができる。
【０１１５】
尚、以上の各実施形態において、連通路６６やガス供給通路７２に貯め込むＮ２ ガスの容積が少ない場合には、図９に示すように、上記第１の開閉弁６８と第２の開閉弁７０との間において容積増加タンク１００を設けるようにしてもよい。また、この容積増加タンク１００を、ガス開閉弁７４よりも下流側のガス供給通路７２に設けるようにしてもよい。これによれば、前記式中の体積”Ｖ３”が増加した分だけ、Ｎ２ ガスの供給圧力”Ｐ”を低くすることができる。
【０１１６】
また、上記実施形態では、清浄ガスとしてＮ２ ガスを用いたが、これに限定されず、上記清浄ガスは、清浄空気、Ｎ２ ガス及び希ガスの内の１以上ガスを用いることができる。更に、上記した処理システムの構造は、単に一例を示したに過ぎず、ゲートバルブ等を用いた全ての処理システム、或いは処理装置に本発明を適用することができる。
【０１１７】
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、この半導体ウエハにはシリコン基板やＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体基板も含まれ、更にはこれらの基板に限定されず、液晶表示装置に用いるガラス基板やセラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明に係る処理システムの一例を示す概略構成図である。
【図２】大気側搬送室とロードロック室との間に設けた圧力調整装置で示す図である。
【図３】減圧側搬送室とロードロック室との間に設けた圧力調整装置を示す図である。
【図４】減圧側搬送室と処理室の間に設けた圧力調整装置を示す図である。
【図５】大気側搬送室とロードロック室との間のゲートバルブを開くときの圧力調整方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】減圧側搬送室とロードロック室との間のゲートバルブを開くときの圧力調整方法の一例を示すフローチャートである。
【図７】減圧側搬送室と処理室との間のゲートバルブを開くときの圧力調整方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】圧力調整装置の第１及び第２の開閉弁を開いた時の第１及び第２の各部屋の圧力変化の一例を模式的に示すグラフである。
【図９】容積増加タンクを設けるようにした圧力調整装置の変形実施形態を示す図である。
【図１０】従来の圧力調整装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【０１１９】
２２  処理システム
２４ａ〜２４ｄ  処理室
２６ａ，２６ｂ  ロードロック室
３０  大気側搬送室
５０  第１の搬送機構
５８  第２の搬送機構
６６  連通路
６８  第１の開閉弁
７０  第２の開閉弁
７２  ガス供給通路
７４  ガス開閉弁
７６  弁制御部
８０  システム制御部
８２  記憶媒体
１００  容積増加タンク
Ａ１〜Ａ８  圧力調整装置
Ｇ１〜Ｇ８  ゲートバルブ（開閉ドア）
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【図１】
2010040623.tif 000003
【図２】
2010040623.tif 000004
【図３】
2010040623.tif 000005
【図４】
2010040623.tif 000006
【図５】
2010040623.tif 000007
【図６】
2010040623.tif 000008
【図７】
2010040623.tif 000009
【図８】
2010040623.tif 000010
【図９】
2010040623.tif 000011
【図１０】
2010040623.tif 000012