(57)【要約】【課題】    真空雰囲気下で試料を搬入・搬出する際に生じる異物量を低減することのできる真空処理装置を提供する。【解決手段】   搬入された試料に真空処理を施す真空処理室１と、室内を大気雰囲気と真空雰囲気に切り換え可能なロードロック室５１と、真空処理室とロードロック室間で試料を搬入出する真空搬送手段３を備えた真空搬送室２と、真空搬送室と真空処理室間及び真空搬送室とロードロック室間をそれぞれ隔離する仕切り弁４，５と、真空搬送室、真空処理室及びロードロック室の圧力を検出する圧力検出手段４３，３５，２３と、前記真空搬送手段により試料を真空搬送室を介してロードロック室と真空処理室間で移動させる制御手段を備え、該制御手段は、試料を真空搬送室と真空処理室間あるいは真空搬送室とロードロック室間の仕切り弁を通して移動させる際、仕切り弁の解放前に、移動させる前および後の室の内圧を分子流領域近傍の中間領域に調整する。【選択図】  図２
2006156769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬入された試料に真空処理を施す真空処理室と、
室内を大気雰囲気と真空雰囲気に切り換え可能なロードロック室と、
真空処理室とロードロック室間で試料を搬入出する真空搬送手段を備えた真空搬送室と、
真空搬送室と真空処理室間及び真空搬送室とロードロック室間をそれぞれ隔離する仕切り弁と、
真空搬送室、真空処理室及びロードロック室の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記真空搬送手段により試料を真空搬送室を介してロードロック室と真空処理室間で移動させる制御手段を備え、
該制御手段は、試料を真空搬送室と真空処理室間あるいは真空搬送室とロードロック室間の仕切り弁を通して移動させる際、仕切り弁の解放前に、移動させる前および後の室の内圧を分子流領域近傍の中間領域に調整することを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の真空処理装置において、
真空搬送室、真空処理室及びロードロック室の内の少なくとも１つの室は、流量制御手段及びガス供給時に解放するガス供給バルブをこの順に有するガス供給ラインを備え、前記流量制御手段とガス導入バルブ間は狭小配管で接続したことを特徴とする真空処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の真空処理装置において、
ガス供給ラインを介して供給するガスは、不活性ガスであることを特徴とする真空処理装置。
【請求項４】
請求項１記載の真空処理装置において、仕切り弁の解放前における、移動させる前および後の室の内圧の差は０．３ないし２．０Ｐａであることを特徴とする真空処理装置。
【請求項５】
請求項２記載の真空処理装置において、
狭小配管の内径は０．５ないし３．０ｍｍ、長さは５ないし３００ｍｍであることを特徴とする真空処理装置。
【請求項６】
請求項１記載の真空処理装置において、
真空搬送室、真空処理室及びロードロック室の内の少なくとも１つの室は、ガス排出用の真空ポンプにそれぞれ接続するメインライン及びメインラインよりもコンダクタンスの小さいバイパスライン並びにメインライン及びバイパスラインを切り換えて真空ポンプに接続する切り換えバルブを備え、ガス排出中にバイパスラインからメインラインに切り換えることを特徴とする真空処理装置。
【請求項７】
請求項４記載の真空処理装置において、仕切り弁の解放前における真空搬送室の内圧はロードロック室の内圧よりも大であることを特徴とする真空処理装置。
【請求項８】
請求項４記載の真空処理装置において、仕切り弁の解放前における真空搬送室の内圧は真空処理室の内圧よりも大であることを特徴とする真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空処理装置に係り、特に真空雰囲気下で試料を搬入および搬出する真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化、高集積化の進展に伴い、プロセス処理に求められる精度は、より厳しいものとなってきた。このため、近年では、試料間あるいは面内のバラツキを抑制しながらスループットを確保できるマルチチャンバーシステムが、半導体製造設備における主流の装置構成となっている。このシステムでは、共通の真空搬送室を中心に複数の枚葉処理チャンバを配置する。この装置構成は、半導体製造過程で繰返されるＣＶＤ処理、スパッタリング処理による成膜、エッチング処理、酸化処理、拡散処理など、各種処理を大気に晒すことなく実施することができ、さらに試料表面の酸化や腐食などの不安定要因を排除することができる。このため、デバイスの歩留りを向上する上でも有効な装置構成となっている。
【０００３】
この様な装置構成においては、一般に各処理室の到達圧力において、各処理室間を分離する仕切弁を開放し、共通搬送室に配設した搬送ロボットを用いて各処理室間で試料を搬入出する。このため、各処理室が連通された際には、プロセス処理チャンバに残留した腐食性ガスあるいはロードロック室内に流入した水分が、各処理室毎の排気能力差に起因する圧力勾配あるいは濃度勾配によって各処理室間を移動し、結果として各処理室間を相互に汚染するという問題が生じていた。
【０００４】
この問題を回避する方法として、共通の真空搬送室を各処理室より高圧にし、汚染物を共通搬送室で遮断する方法が知られている（特許文献１参照）。この方法は、真空搬送室を介して真空処理室とロードロック室との間で被処理体を搬送する際に、前記真空処理室或いは前記ロードロック室内の圧力を前記真空搬送室の圧力と同一か或いはそれよりも僅かに低く設定するようにしたものである。
【０００５】
このため、仕切弁を開放時には、真空搬送室からロードロック室内、或いは処理室内へ気体の流れが生じる。これにより、カセット搬出入時に外部からロードロック室内へ侵入した塵埃（コンタミネーション）の真空搬送室内への流入を防止し、また、真空処理室内に残留する処理ガスやパーティクルの真空搬送室内への侵入を減少することができる。また、残留ガスやパーティクルによる真空処理装置内での汚染（クロスコンタミネーション）を抑制することができる。
【特許文献１】特開平７−２１１７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術では、ロードロック室内に侵入した水分の真空搬送室内への拡散、真空処理室の残留処理ガスの真空搬送室への侵入を抑制することができる。このため、真空処理室内での汚染をある程度抑制することは可能である。しかし、この装置では、真空処理室と真空搬送室あるいは真空搬送室とロードロック室を隔離する仕切弁の開閉時に高速の気流が発生し、この高速の気流に起因して処理室内の付着物が飛散してパーティクルを発生することがある。
【０００７】
低真空領域で使用する大排気容量のターボ分子ポンプを搭載した近年の真空処理室では、処理室間の圧力差が増大し、高速の気流によるパーティクルの発生頻度は増大している。また、デバイスにおけるゲート長の狭小化に伴い、有害となるパーティクルの微細化と相俟って製品歩留りに対する影響は甚大となっている。
【０００８】
また、真空搬送室とロードロック室内との差圧制御は、ロードロック室内へ流れが生じる圧力制御のため、濃度拡散等により真空搬送室へ侵入した残留ハロゲンガスは、ロードロック室を介して、真空処理装置外に排出される問題がある。すなわち、大気中に排出されたハロゲンガスは、大気中の水分と反応してハロゲン化水素を生成し、大気搬送系を徐々に腐食する。またこのとき発生するパーティクル等は半導体デバイスの歩留りに影響を与える。
【０００９】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、真空雰囲気下で試料を搬入出する際に生じる異物量を低減することのできる真空処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。
【００１１】
搬入された試料に真空処理を施す真空処理室と、室内を大気雰囲気と真空雰囲気に切り換え可能なロードロック室と、真空処理室とロードロック室間で試料を搬入出する真空搬送手段を備えた真空搬送室と、真空搬送室と真空処理室間及び真空搬送室とロードロック室間をそれぞれ隔離する仕切り弁と、真空搬送室、真空処理室及びロードロック室の圧力を検出する圧力検出手段と、前記真空搬送手段により試料を真空搬送室を介してロードロック室と真空処理室間で移動させる制御手段を備え、該制御手段は、試料を真空搬送室と真空処理室間あるいは真空搬送室とロードロック室間の仕切り弁を通して移動させる際、仕切り弁の解放前に、移動させる前および後の室の内圧を分子流領域近傍の中間領域に調整する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以上の構成を備えるため、真空雰囲気下で試料を搬入・搬出する際に生じる異物量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、マルチチャンバ方式の真空処理装置を説明する図である。図に示すように、真空処理装置は、試料２７を真空処理する真空処理室１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）、真空処理室１に試料を搬入出可能な真空搬送手段３を配設した真空搬送室２、真空処理室１へ試料を搬入出するため大気雰囲気あるいは真空雰囲気に切替え可能なロードロック室５１ａ、５２ｂ、および試料２７を収納するカセツト５６ａ〜５６ｃを載置するカセット載置部５７、並びにロードロック室５１ａ、５１ｂとカセット載置部５７間で試料を搬入出するための大気ロボット５３を備える。なお、図では真空搬送手段３及び大気ロボット５３は１本のハンドリングアームを備えているが、２本以上とすることは可能であり、この場合はスループットを向上することができる。
【００１４】
図２は、真空処理装置の配管系統を説明する図である。図１，２に示すように、真空処理室１は、仕切弁４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）を介して真空搬送室２と連通可能に連結され、真空処理室１内は仕切弁４により密閉可能となっている。プロセスガス１８は、開閉バルブ１７、ＭＦＣ(Mass Flow Controller)等からなる流量制御手段２４、及びプロセスガス導入元バルブ１９からなるプロセスガス供給ライン２６を介して導入され、真空処理室１内部に供給される。
【００１５】
真空処理室１の底部には、圧力調整するための開度調整可能なメインバルブ６、高真空状態に維持するターボ分子ポンプ７、中真空から高真空排気に切替えるための主排気用バルブ８を備え、真空ポンプ１１により排気配管２０を介して真空排気される。真空処理室１とメインライン用バルブ１０の間には、ピラニーゲージ、バラトロン、電離真空計等からなる圧力センサ２３を備え、真空処理室１内部の圧力を検出する。また、前記圧力センサ２３からの検出信号をもとに、真空処理室１内部の圧力をを所定圧力にフィードバック制御している。また、真空処理室１の内部には試料２７を設置する試料台（図省略）を備える。真空処理室内に導入するプロセスガスの流量制御、あるいは真空処理室１内の圧力調整を行った後、前記試料に対してエッチング処理、ＣＶＤ処理、スパッタ処理等の所定の真空処理を施す。
【００１６】
また、真空処理室１には、真空処理室を大気雰囲気から真空雰囲気に切替えるための、配管（１〜３インチ径）からなるコンダクタンスの大きなメインライン２１および排気速度を抑え真空処理室１内の沈着物の巻上げを防止するためのコンダクタンスの小さい配管（１／４〜１／２インチ径）からなるバイパスライン２２からなる真空配管系（真空引きライン）が配設されている。これら真空引きラインの切替えは、メインライン２１およびバイパスライン２２にそれぞれ介挿したメインライン用バルブ１０及びバイパスライン用バルブ９により行う。なお、試料搬入出の際には、仕切弁４の開放前に真空処理室１内部を分子流領域近傍の（粘性領域との）中間領域（５〜３０Ｐａ）に圧力制御する。ここで「分子流領域」は、平均自由行程よりも小さい領域を考える場合、あるいは減圧することによって、考えている装置に対して平均自由行程が長くなってしまう場合などの「分子衝突が不十分な領域」すなわち、圧力が低く、気体分子とパイプ内壁との衝突だけが支配的である場合の流れの領域であり、「粘性領域」と区別して表す語である。
【００１７】
真空処理室１には、真空処理室１内雰囲気のパージし、また均圧化処理するためのパージライン２８が配設されている。パージライン２８は、パージガス導入バルブ２９、狭小配管３２、ＭＦＣ等からなる流量制御手段３０、開閉バルブ３１を備える。なお、パージガスとしては、Ｎ2、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスが用いられる。
【００１８】
真空処理室１とメインライン用バルブ１０の間には、大気圧センサ６５が配設される。真空処理室１内部をメンテナンスする際には、メインライン用バルブ１０、バイパスライン用バルブ９、及びメインバルブ６を閉鎖した後、前記パージライン２８より不活性ガスを供給して大気状態に開放する。大気圧は大気圧センサ６５により検出し、大気圧が検出された後、パージガスの供給を停止する。
【００１９】
図３は、前記パージライン２８の詳細を説明する図である。パージガス導入バルブ２９と流量制御手段３０に介挿した狭小配管３２は、長さ５〜３００ｍｍ程度の短い配管であり、配管内の容量を低減するため、該配管の内径は０．５〜３ｍｍ程度に形成されている。配管内の容量を低減することにより、安価な構造でパージガス導入バルブ２９解放時の突入流量を低減し、高速の気流を抑制抑制することができる。
【００２０】
狭小配管３２の配管長は短いほど突入流量を低減し、高速の気流を抑制できるが、製造過程での組立が困難となり、処理装置間の機差を生じ易い。このため、好ましくは配管長を１０〜２００ｍｍで構成することが望ましい。また、狭小配管３２の内径は、小さいほど突入流量を低減し、高速の気流を抑制できるが、コンダクタンスの低下により、供給できるパージガス流量が制限されため、処理時間の増加により生産性が低下する。このため、好ましくは１〜２．５ｍｍの配管径とすることが好ましい。なお、狭小配管３２内の容量は、配管長と配管内部の径によって決まるため、使用実態に合わせ、前述の適正範囲から高速の気流を抑制し機差を生じない最適な配管長と配管内径を決定することが望ましい。
【００２１】
真空処理室１内へパージガスを導入する際には、図示しない真空処理装置の制御部から信号ケーブル５８を介して、流量制御手段３０に全閉信号が送信される。流量制御手段３０は前記全閉信号を受け、流量制御手段３０に埋設された開度調整可能な流量調整弁（図省略）を閉鎖する。
【００２２】
流量調整弁を閉鎖した後、開閉バルブ３１とパージガス導入バルブ２９を順次開放し、前記制御部に設定された供給流量と供給方法に基づき、段階的に流量制御電圧をステップアップしながら供給流量を漸増して所定の流量に制御する。このように流量制御手段３０を一旦全閉にすることにより、開閉バルブ３１とパージガス導入バルブ２９の開放直後のパージガスの突入を防止し、真空処理室１内の堆積物の飛散を低減し、パーティクルの付着を抑制することができる。また、パージガスの供給流量をステップアップ（漸増）するため、真空処理室１内部の乱流やオーバーシュートの発生を抑制し、パーティクルと調圧処理時間を低減することが可能となる。
【００２３】
なお、この例では配管径および配管長の小さい狭小配管３２について説明したが、流量調整手段３０とパージガス導入バルブ２９を一体化することにより高速の気流を抑制することが可能である。この場合は配管内容量を極めて小さくできるため、高速の気流の抑制には顕著な効果を得ることができる。また、集積タイプとすることでさらに配管内容量を低減することが可能である。
【００２４】
また、配管内部のパージガスや不活性ガスの供給圧力を低圧化することによっても、高速の気流を抑制することが可能であり、パーティクルを低減することができる。パージガスや不活性ガスの供給圧力は、低いほど高速の気流の抑制には効果的であるが、流量制御手段３０の安定性が劣化する為、好ましくはゲージ圧にて４０〜５０ｋＰａの供給圧力が好ましい。
【００２５】
なお、真空搬送室２は、真空処理室１及びロードロック室５１ａ、５１ｂと連通可能に連結され、仕切弁４ａ〜４ｄと仕切弁５ａ、５ｂを密閉することにより真空搬送室２内部の雰囲気が維持される。真空搬送室２の中央部分には、真空搬送手段３が配置され、該手段により周壁に配設された真空処理室１及びロードロック室５１ａ、５１ｂに試料を搬入出する。
【００２６】
図２に示すように、真空搬送室２の底部には、真空搬送室２内の沈着物の巻上げを抑制しながら真空排気するための、コンダクタンスの小さいバイパスライン３３（配管径１／４〜１インチ径）と、高真空を維持するためのメインライン３４（配管径１〜３インチ径）からなる真空排気系が配設されている。真空排気ラインの切替えは、メインライン３４およびバイパスライン３３に介挿したメインライン用バルブ１５およびバイパスライン用バルブ１４により行うことができる。メインライン用バルブ１５の下方には、自動圧力制御器（ＡＰＣ）６６を介挿し、真空搬送室２内を所定の圧力に制御する。メインライン３４とバイパスライン３３は下流で合流され、ここにドライポンプやメカニカルブースターポンプ、あるいは排気手段とターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）組合せからなる真空ポンプ１６が接続される。
【００２７】
真空搬送室２とメインライン用バルブ１５の間には、同様に、例えばピラニーゲージ、バラトロン、電離真空計などの圧力センサ３５が配設され、真空搬送室２内の圧力を検出可能となっている。試料搬入出の際には、仕切弁４または仕切弁５の開放前に真空搬送室２内部を、分子流領域近傍の中間領域（５〜３０Ｐａ）に圧力制御する。なお、制御する圧力が低いほど、仕切弁４開放時の気流の発生は抑制できるが、遮蔽する不活性ガスの分子が減少するため、真空処理室１からの残留ハロゲンガスの遮蔽効果が低下する。
【００２８】
真空搬送室２には、不活性ガスを導入するための不活性ガス供給ラインが、不活性ガス供給バルブ３７、狭小配管３８、流量調整手段３６および開閉バルブ１２を介して接続されている。不活性供給ラインの構成及び不活性ガスの供給方法は、前述のパージライン２８の場合と同様である。真空搬送室２内の圧力は、真空処理の間、常時５〜３０Ｐａの一定圧力に維持される。常時不活性ガスを供給して圧力を維持することにより、排気系からの濃度拡散を防止し、清浄な真空雰囲気を維持すると共に、調圧時間による生産性の低下を防止することができる。また、試料２７の処理毎に調圧することも可能であり、不活性ガスの消費量を抑え、ランニングコストを低減することができる。
【００２９】
なお、真空処理装置の制御部では、試料２７の処理日時を管理しており、最後の真空処理より所定時間が経過すると、自動的に不活性ガスの供給を停止し、不活性ガスの消費量を低減可能となっている。また、カセット載置部５７に、新たな試料２７が認識された場合は真空搬送室２内の調圧が自動的に再開されるように構成されている。
【００３０】
真空搬送室２とメインライン用バルブ１５の間には、大気圧センサ６４が配設され、真空搬送室２内部をメンテナンスする際には、メインライン用バルブ１５とバイパスライン用バルブ１４を閉鎖した後、前記不活性ガス供給ライン１３より不活性ガスを供給し、大気雰囲気に開放する。大気圧は大気圧センサ６４により検出し、大気圧が検出された後、パージガスの供給を停止する。
【００３１】
ロードロック室５１ａ、５１ｂは、試料２７を搬出入するに必要な小容量の容器として構成され、真空雰囲気及び大気雰囲気状態に切替えるに要する時間を短縮できる構成となっている。ロードロック室５１ａ、５１ｂ内は、仕切弁２５ａあるいは２５ｂと仕切弁５ａあるいは５ｂにより密閉され、ロードロック室５１ａ、５１ｂ内部の雰囲気を維持可能となっている。ロードロック室５１ａ、５１ｂの底部には、試料２７を載置するための、ステージ（図省略）が内設されている。
【００３２】
ロードロック室５１ａ、５１ｂの底部には、容器内部を真空雰囲気にするため、バイパスライン３９およびメインライン４２からなる真空排気系が配設されている。バイパスライン３９およびメインライン４２からなる排気系は、メインライン用バルブ４１およびバイパスライン用バルブ４０により切替え可能である。メインライン用バルブ４１の下方には、圧力調整するための開度調整可能な自動圧力制御器（ＡＰＣ）６７が介挿され、ロードロック室５１ａ、５１ｂ内を所定の圧力に制御可能となっている。メインライン４２とバイパスライン３９は下流で合流され、ドライポンプやメカニカルブースターポンプ、あるいは排気手段とターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）を組合からなる真空ポンプ４５に接続されている。
【００３３】
ロードロック室５１ａ、５１ｂとメインライン用バルブ４１の間には、例えばピラニーゲージ、バラトロン、電離真空計などの圧力センサ４３が配設され、ロードロック室５１ａ、５１ｂ内の圧力を検出可能となっている。試料の搬入出の際には、仕切弁５ａ、或いは５ｂの開放前にロードロック室５１ａあるいは５１ｂ内部を、分子流領域近傍の中間領域の圧力（５〜３０Ｐａ）に圧力制御する。なお、制御する圧力が低いほど、仕切弁５ａあるいは５ｂ開放時の気流の発生は抑制できるが、遮蔽するパージガスの分子が減少するため、真空搬送室２より流出する残留ハロゲンガスの遮蔽効果が低下する。
【００３４】
また、ロードロック室５１ａ、５１ｂには、容器内部を大気雰囲気に切替えるための不活性ガス供給ライン４９が接続される。ガス供給ライン４９は、不活性ガス供給バルブ４６、狭小配管５０、ＭＦＣからなる流量調整手段４７および開閉バルブ４８を備える。なお、不活性供給ライン４９の構成及び不活性ガスの供給方法は、前述のパージライン２８と同様である。
【００３５】
図１に示す大気ローダ部５５は水平、高さおよび回転方向に駆動可能な大気ロボット５３と試料２７の位置合せを実施するウェハアライメント部５４により構成される。また、カセット載置部５７には、試料２７を収納した複数のカセット５６ａ〜５６ｃが設置される。カセット５６ａ〜５６ｃに収納された試料２７の位置情報は、カセット５６ａ〜５６ｃの両側面に配設された光学的センサ（図省略）により検出され、図示しない真空処理装置内部の制御部に記録される。試料２７は、記録された位置情報に基づき、大気ロボット５３によりカセット５６ａ〜５６ｃから搬出され、真空処理室１にて真空処理の後、同じカセット５６ａ〜５６ｃの同じ棚段に回収される。
【００３６】
次に、真空処理装置の例として、エッチング処理装置用いた場合における処理例を説明する。真空処理室１ａ〜１ｄは同様な内部構造であるため、真空処理室１ａを用いた例について説明する。
【００３７】
試料２７は、カセット５６ａ〜５６ｃから大気ロボット５３により搬出され、ウェハアライメント部５４へ搬送される。ウェハアライメント部５４で位置補正された試料２７は、仕切弁２５ａ開放の後、大気ロボット５３によりロードロック室５１ａ内のステージ上に設置される。仕切弁２５ａを閉鎖した後、バイパスライン用バルブ４０を開き、ロードロック室５１ａ内をバイパスライン３９を介して大気圧雰囲気から真空雰囲気に低速で排気する。ロードロック室５１ａ内の圧力が、所定圧力に達したことを圧力センサ４３により検出したとき、バイパスライン用バルブ４０からメインライン用バルブ４１に切替え、メインライン４２を介して到達可能な圧力（到達圧力）まで真空排気する。
ロードロック室５１ａ内が到達圧力に達した後、信号ケーブル（図省略）を介して不活性ガス供給ライン４９の流量調整手段４７に全閉信号が送信され、流量調整手段４７に内設された流量調整弁（図省略）が閉鎖される。次いで、開閉バルブ４８、不活性ガス供給バルブ４６を順次開放し、前述の不活性ガス供給方法に従いＮ2ガスの供給量を漸増しながら、圧力センサ４３の信号をもとに、ロードロック室５１ａ内圧力を分子流領域近傍の中間領域における所定圧力に制御する。
【００３８】
ロードロック室５１ａ内圧力を分子流領域近傍の中間領域に圧力制御することにより、高速の気流の発生を抑え、仕切弁５ａに付着した付着物の飛散を防止することができる。また、狭小配管５０によりＮ２ガス供給量を漸増することにより、不活性供給バルブ４６開放時の高速の気流の発生を防止し、パーティクルの付着を抑止することができる。この例では、真空搬送室２の圧力は中間領域の１０Ｐａ（７５ｍTorr）に制御し、ロードロック室５１ａの圧力を９.５Ｐａ（７１ｍTorr）、すなわち０.５Ｐａの微小差圧をもつように圧力制御する。
【００３９】
圧力センサ４３と圧力センサ３５からの信号を、図示しない真空処理装置の制御部で処理し、所定圧力差（０.３〜２.０Ｐａ）であることを検出後、仕切弁５ａを開放し、試料２７をロードロック室５１ａから真空搬送室２へ搬送する。このため、ロードロック室内５１ａに流入した大気中の水分は、真空搬送室２から不活性ガス分子との衝突によって遮断され、真空搬送室２への拡散を防止することができる。
【００４０】
ロードロック室５１ａ内の試料２７は、ステージの昇降と真空搬送手段３により搬送アーム上に設置される。試料２７が、真空搬送手段３により真空搬送室２内に搬入したことを光学的センサ（図省略）により検出した後、仕切弁５ａを閉鎖し、真空搬送室２内を密閉する。ロードロック室５１ａ内は、不活性ガス供給ライン４９よりＮ２ガスが供給され大気状態に開放された後、次の試料２７の搬入に備え、前記大気状態で保持される。
【００４１】
仕切弁５ａを閉鎖した後、真空処理室１ａ内のメインバルブ６を閉鎖する。パージライン２８の流量調整手段３０に信号ケーブル（図省略）を介して全閉信号が送信され、流量調整手段３０に内設された流量調整弁（図省略）が閉鎖される。開閉バルブ３１、パージガス導入バルブ２９を順次開放し、前述のパージガス供給方法に従い、供給量を漸増しながら、真空処理室１ａ内にＡｒガスを供給する。圧力センサ２３により真空処理室１ａ内の圧力を検出しながら、所定圧力に達した時点で、パージガス導入バルブ２９と開閉バルブ３１を順次閉鎖し、パージガスの供給を停止する。
【００４２】
圧力センサ２３及び圧力センサ３５からの信号を、図示しない真空処理装置の制御部で処理し、設定された所定圧力差（０.３〜２.０Ｐａ）であることを検出後、仕切弁４ａを開放し、試料２７を真空搬送室２から真空処理室１ａへ搬送する。狭小配管３８によりＡｒガス供給量を漸増することにより、不活性供給バルブ３６開放時の高速の気流の発生が抑制され、パーティクルの付着を抑止しながら圧力調整可能となっている。この例では、真空搬送室２の圧力を分子流近傍の中間領域における圧力１０Ｐａ（７５ｍTorr）に制御し、真空処理室１ａの圧力を９.５Ｐａ（７１ｍTorr）に、すなわち０.５Ｐａの微小差圧となるように制御される。このため、真空処理室１ａ内の残留ガスは、真空搬送室２からのパージガス分子との衝突により遮蔽され、真空搬送室２への侵入を防止することが可能となっている。
【００４３】
図４は、真空処理室の圧力調整の方法を説明する図である。真空処理室１ａ内の圧力は必ずしも精度よく前述の９.５Ｐａ（７１ｍTorr）に制御する必要はなく、予め排気特性から得られた結果から、パージガスライン２８の流量（Ｑ１）および封入時間（Ｔ１）を設定し、所定のガス量を供給することによって制御することが可能であり、この場合は均圧化処理時間を短縮しスループットを向上することができる。
【００４４】
まず、試料搬入処理シーケンスでは、初めに均圧化処理としてメインバルブ６を全閉（０％）し、パージガスライン２８の流量制御手段３０内の流量調整弁（図省略）を前記排気特性から得られた流量（Ｑ１）および封入時間（Ｔ１）に設定し、パージガスを真空処理室１ａに導入する（ステップＳ２）。
【００４５】
その後、圧力センサ２３及び圧力センサ３５からの信号を、図示しない真空処理装置の制御部にて処理し、設定された所定圧力差（０.３〜２Ｐａ）であることを検出後、仕切弁４ａを開放する。なお、真空処理室１ａ内の圧力と真空搬送室２内の圧力が、真空処理装置の制御部に設定された所定差圧を満たさない場合には、真空搬送室２内の圧力を前記所定差圧を満たす圧力に制御する。
【００４６】
搬送アーム３上に設置された試料２７は、真空搬送手段３により真空処理室１ａ内に搬入され、試料台上に設置される。真空処理室１ａ内に試料が設置されたことを、真空搬送室２内の光学的センサ（図省略）により検出した後、仕切弁４ａを閉鎖し、真空処理室１ａ内を密閉する（ステップＳ３）。
【００４７】
試料搬入後、真空処理室１ａ内のメインバルブ６を徐々に開き、容器内部のパージガスを到達圧力まで真空排気する。プロセスガス供給ライン２６の流量調整手段２４へ信号ケーブル（図省略）を介して全閉信号を送信し、流量調整手段２４に内設された流量調整弁（図省略）を閉鎖する（ステップＳ４）。
【００４８】
次に、エッチング処理シーケンスでは、開閉バルブ１７、プロセスガス導入元バルブ１９を順次開放し、前述のパージガス供給方法と同じ方法で、供給量を漸増しながら、真空処理室１ａ内にプロセスガスを供給する。真空処理室１ａ内の圧力を、圧力センサ２３で検出しながらメインバルブ６の開閉度を調整し、所定圧力に制御する。真空処理室１ａ内の圧力調整の後、エッチング処理が実行され（ステップＳ５）、所定のステップタイム終了後（ステップＳ６）、試料２７上には所定時間エッチング処理が施されたことになる。
【００４９】
その後、除電などの終了処理として、試料２７を図示しない試料台から搬出可能なように脱離処理を実施する（ステップＳ７）。そして真空処理室１ａ内をＡｒガスでパージした後、ガスの供給を停止し、メインバルブ６の開閉度を徐々に大きくし、真空処理室１ａ内を到達圧力まで真空排気する（ステップＳ８）。
【００５０】
真空処理室１ａ内が到達圧力（例えば０．００５Ｐａ以下）に達したことを、圧力センサ２３により検出すると（ステップＳ９）、プロセスガス導入元バルブ１９を閉鎖して、次のシーケンスに移行する（図４（２）手順）。また、ハロゲンガス等の腐食性ガスを使用しないプロセスでは、必ずしも真空処理室１ａ内を到達圧力に真空排気する必要はなく、所定の圧力、或いは所定時間の排気を行った後、真空処理室１ａ内圧力と真空搬送室２内圧力の均圧化処理を開始しても同様の効果を得ることができる。このため到達圧力に達しなくても次のシーケンスに移行する（図４（１）手順）。この場合は到達圧力に達せずに次のシーケンスに移行するので、排気処理の待ち時間を短縮でき、スループットを向上できる。
【００５１】
次に、試料搬出処理シーケンスでは、前述の試料搬入処理シーケンスと同様に均圧を開始し（ステップＳ１０）、真空処理室１ａ内にパージガスのＡｒガスを供給する。真空処理室１ａ内の圧力と真空搬送室２内の圧力が分子流近傍の中間領域の圧力で、かつ所定圧力差（０.３〜２.０Ｐａ）であることを確認した後（ステップＳ１１）、仕切弁４ａを開放する。真空搬送手段３を真空処理室１ａ内に挿入し、試料台上に設置された試料２７を、搬送アーム３へ移載する。真空搬送手段３を引出し、真空搬送室２内から試料２７が搬出されたことを光学的センサ（図省略）により検出した後（ステップＳ１２）、仕切弁４ａを閉鎖し、真空処理室１ａ内を密閉する。仕切弁４ａが閉鎖された後、メインバルブ６の開閉度を徐々に大きくし、真空処理室１ａ内を到達圧力で真空保持する。
【００５２】
また、到達圧力に保持されたロードロック室５１ｂに接続された不活性ガス供給ライン４９の流量調整手段４７には全閉信号を送信し、流量調整手段４７に内設された流量調整弁（図省略）を閉鎖する。開閉バルブ４８、不活性供給バルブ４６を順次開放し、前述の不活性ガス供給方法と同様にＮ2ガスの供給量を漸増しながら、圧力センサ４３の信号をもとに、ロードロック室５１ａ内を分子流近傍の中間領域における所定圧力に制御する（ステップＳ１３）。
【００５３】
以上説明したように、真空搬送室を介して真空処理室及びロードロック室を連結した真空処理装置において、前記各室への圧力調整ガス導入時に発生する高速の気流を抑制するので、試料に付着するパーティクルを低減し、製品歩留りを向上することができる。また、真空搬送室を介して真空処理室及びロードロック室を連結した真空処理装置において、真空処理装置外への残留ハロゲンガスの流出を抑止するので、大気搬送系の腐食を防止してパーティクルやコンタミネーションを低減することができる。
【００５４】
また、真空搬送室２の圧力を、例えば１０Ｐａ（７５ｍTorr）に制御し、ロードロック室５１ｂの圧力を１０．５Ｐａ（７９ｍTorr）に制御して、０.５Ｐａの微小差圧を持つように圧力制御する。また、圧力センサ４３と圧力センサ３５からの信号を図示しない真空処理装置の制御部で処理し、所定圧力差（０.３〜２.０Ｐａ）であることを検出後、仕切弁５ｂを開放し、試料２７を真空搬送室２からロードロック室５１ｂへ搬送する。このため、真空搬送室より濃度拡散等で漏洩した僅かな残留ハロゲンガスは、ロードロック室５１ｂから流入する不活性ガス分子との衝突により遮蔽され、ロードロック室５１ｂへの拡散を防止できるようになる。このため、真空処理装置外への残留ハロゲンガスの拡散を抑止できるため、大気ローダ部５５内部品の腐食を抑制し、異物発生の原因を防止することが可能となる。
【００５５】
なお、本実施形態では真空搬送室２の圧力を基準に、真空処理室１ａを調圧制御する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、真空処理室１ａ内の圧力を基準に、真空搬送室２を調圧制御することも可能であり、真空ポンプの排気能力に応じ、低排気能力のポンプを搭載した真空容器を基準に調圧制御することができる。
【００５６】
また、真空処理室１ａの調圧処理時にメインバルブ６を全閉としたが、同様な排気能力のポンプを搭載した真空容器であれば、メインバルブ６を全閉にする必要は無く、不活性ガスの流量制御と圧力調整機能を配設することにより、上記均圧化処理を実施することは可能であり、同様の効果を得ることができる。また、本実施形態ではカセット載置部５７に収納された試料２７を、大気ローダ５３とロードロック室５１ａ、５１ｂを介して真空処理室１へ搬入出する真空処理装置の例を示したが、ロードロック室５１ａ、５１ｂ内にカセット５６を直接載置する真空処理装置においても実施することは可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００５７】
更に、本実施形態では、マルチチャンバ方式のエッチング処理装置の例を示したが、処理装置の如何に関わらず適用することは可能であり、例えば、真空雰囲気中で試料２７をハンドリングする真空搬送室２と、試料２７を真空処理する真空処理室１を連結した処理装置であれば、ＣＶＤ装置、アッシング装置、スパッタ装置、ミリング装置、インプラ装置を問わず、如何なる処理形態にも適用することは可能であり、同様な効果を得ることができる。また、試料２７は半導体ウェハに留まることなく、ガラス基板、ＬＣＤ基板、ＡＬＴＩＣ基板等においても本発明を適用することは可能であり、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】マルチチャンバ方式の真空処理装置を説明する図である。
【図２】真空処理装置の配管系統を説明する図である。
【図３】前記パージライン２８の詳細を説明する図である。
【図４】真空処理室の圧力調整の方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００５９】
1ａ〜1ｄ  真空処理装置
２  真空搬送室
３  真空搬送手段
４ａ〜４ｄ  仕切弁
５ａ，５ｂ  仕切弁
６  メインバルブ
７  ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）
８  主排気用バルブ  
９  バイパスライン用バルブ
１０  メインライン用バルブ
１１  真空ポンプ  
１２  開閉バルブ
１３  不活性ガス供給口
１４  バイパスライン用バルブ  
１５  メインライン用バルブ
１６  真空ポンプ
１７  開閉バルブ  
１８  プロセスガス供給口
１９  プロセスガス導入元バルブ
２０  排気配管  
２１  メインライン
２２  バイパスライン
２３  圧力センサ
２４  流量制御手段  
２５ａ，２５ｂ  仕切弁
２６  プロセスガス供給ライン
２７  試料
２８  パージライン  
２９  パージガス導入バルブ
３０  流量制御手段
３１  開閉バルブ
３２  狭小配管  
３３  バイパスライン
３４  メインライン
３５  圧力センサ
３６  流量制御手段  
３７  不活性ガス供給バルブ
３８  狭小配管
３９  バイパスライン  
４０  バイパスライン用バルブ
４１  メインライン用バルブ
４２  メインライン
４３  圧力センサ
４５  真空ポンプ
４６  不活性ガス供給バルブ
４７  流量制御手段  
４８  開閉バルブ
４９  不活性ガス供給ライン
５０  狭小配管
５１ａ，５１ｂ  ロードロック室
５３  大気ロボット
５４  ウェハアライメント部
５５  大気ローダ部
５６ａ〜５６ｃ  カセット
５７  カセット載置部
５８  信号ケーブル
５９ａ、５９ｂ  エアー配管
６０  電磁弁
６１  信号ケーブル
６２  エアー配管
６３〜６５  大気圧センサ
６６，６７  圧力調整器（ＡＰＣ）  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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