(57)【要約】本発明の一側面によれば、搬送チャンバ、処理チャンバ、及びこれらの搬送チャンバと処理チャンバの間のゲートバルブを備える半導体処理装置内で加工物を搬送する方法が提供される。この方法は、搬送チャンバを真空排気して搬送チャンバ内を第１圧力にすることと、処理チャンバを真空排気して処理チャンバ内を第２圧力にすることとを含む。搬送チャンバ内に不活性ガスを流し、処理チャンバ内で不活性ガスを止める。搬送チャンバを排気処理から隔離するが、処理チャンバからの排気は継続する。搬送チャンバを排気処理から隔離した後で、ゲートバルブを開く。次いで、搬送チャンバと処理チャンバの間で加工物を搬送する。それによって、搬送チャンバから処理チャンバへの確実な流れ方向が得られ、従って、逆拡散の危険性を最小にする。
2005527120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送チャンバ、処理チャンバ、及び前記搬送チャンバと前記処理チャンバの間のゲートバルブを備える半導体処理装置内で加工物を搬送する方法であって、
前記搬送チャンバに連結された第１ポンプを動作させて、前記搬送チャンバ内を第１圧力にするステップと、
前記処理チャンバに連結された第２ポンプを動作させて、前記処理チャンバ内を第２圧力にするステップと、
前記搬送チャンバ内に不活性ガスを流すステップと、
前記搬送チャンバから前記第１ポンプを隔離するステップと、
前記搬送チャンバから前記第１ポンプを隔離し、かつ前記第２ポンプを継続して動作させながら、前記ゲートバルブを開くステップと、
開いた前記ゲートバルブを通って、前記搬送チャンバと前記処理チャンバの間で前記加工物を搬送するステップとを含むことを特徴とする加工物搬送方法。
【請求項２】
前記第２圧力が前記第１圧力よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の加工物搬送方法。
【請求項３】
前記ゲートバルブを開く時点では、不活性ガスが直接前記処理チャンバ内に流れ込まないことを特徴とする請求項１に記載の加工物搬送方法。
【請求項４】
前記第１ポンプを隔離した後の約２秒〜５秒の間に、前記ゲートバルブを開くことを特徴とする請求項１に記載の加工物搬送方法。
【請求項５】
前記第１ポンプを隔離するステップが、前記第１ポンプを前記搬送チャンバに連結するガスライン中のバルブを閉じることを含むことを特徴とする請求項１に記載の加工物搬送方法。
【請求項６】
前記第１ポンプを隔離するステップが、前記ゲートバルブを開くのと同時に、または前記ゲートバルブを開いた後に前記第１ポンプを止めることを含むことを特徴とする請求項１に記載の加工物搬送方法。
【請求項７】
搬送チャンバ、処理チャンバ、及び前記搬送チャンバと前記処理チャンバの間のゲートバルブを備える半導体処理装置内で加工物を搬送する方法であって、
前記搬送チャンバ内よりも前記処理チャンバ内を低圧にするために真空排気するステップと、
前記搬送チャンバ内に不活性ガスを流すステップと、
前記処理チャンバ内に不活性ガスを流すステップと、
前記処理チャンバ内への前記不活性ガスの流れを中断するステップと、
前記搬送チャンバ内に不活性ガスを継続して流しながら、前記処理チャンバ内への前記不活性ガスの流れを中断した後で、前記ゲートバルブを開くステップと、
前記搬送チャンバと前記処理チャンバの間で前記加工物を搬送するステップとを含むことを特徴とする加工物搬送方法。
【請求項８】
前記処理チャンバ内への前記不活性ガスの流れを中断した後の約２秒〜１０秒の間に、前記ゲートバルブを開くことを特徴とする請求項７に記載の加工物搬送方法。
【請求項９】
前記ゲートバルブを開く、少なくとも１０秒前に、前記搬送チャンバ内で前記不活性ガスを流すことを開始することを特徴とする請求項７に記載の加工物搬送方法。
【請求項１０】
前記ゲートバルブが開いている間、前記処理チャンバを継続して真空排気するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の加工物搬送方法。
【請求項１１】
前記ゲートバルブが開いている間、真空排気処理から前記搬送チャンバを隔離すステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の加工物搬送方法。
【請求項１２】
前記ゲートバルブの前記搬送チャンバに隣接する側で、不活性ガスのカーテンを生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の加工物搬送方法。
【請求項１３】
前記不活性ガスのカーテンが、前記ゲートバルブの外壁に沿って前記処理チャンバに向けられている不活性ガスジェットによって生成されることを特徴とする請求項１２に記載の加工物搬送方法。
【請求項１４】
半導体処理装置内で加工物を搬送する方法であって、
前記処理装置の第１チャンバを排気して、前記第１チャンバ内を第１圧力にするステップと、
前記処理装置の第２チャンバを排気して、前記第２チャンバ内を第２圧力にするステップと、
前記第１チャンバ内に不活性ガスを流すステップと、
前記第１チャンバと前記第２チャンバの間に配置したゲートバルブを開くステップと、
前記ゲートバルブを開く前および前記ゲートバルブが開いている間は、前記第１チャンバの排気を中断するステップと、
前記第１チャンバと前記第２チャンバの間で前記加工物を搬送するステップとを含むことを特徴とする加工物搬送方法。
【請求項１５】
前記第１圧力が前記第２圧力よりも高いことを特徴とする請求項１４に記載の加工物搬送方法。
【請求項１６】
前記第２圧力が、前記加工物の処理中の前記第２チャンバ内の動作圧よりも低いことを特徴とする請求項１５に記載の加工物搬送方法。
【請求項１７】
前記ゲートバルブを開く直前には、不活性ガスが前記第２チャンバ内に流れ込まないことを特徴とする請求項１４に記載の加工物搬送方法。
【請求項１８】
前記ゲートバルブの前記第１チャンバに隣接する側で、不活性ガスのカーテンを生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の加工物搬送方法。
【請求項１９】
前記不活性ガスのカーテンが、前記ゲートバルブの外壁に沿って前記第２チャンバに向けられている不活性ガスジェットによって生成されることを特徴とする請求項１８に記載の加工物搬送方法。
【請求項２０】
前記第１チャンバが搬送チャンバであることを特徴とする請求項１４に記載の加工物搬送方法。
【請求項２１】
搬送チャンバ、処理チャンバ、及び前記搬送チャンバと前記処理チャンバの間のゲートバルブを備える半導体処理装置内で加工物を搬送する方法であって、
前記搬送チャンバ内よりも前記処理チャンバ内を低圧にするために真空排気するステップと、
前記搬送チャンバ内に不活性ガスを流すステップと、
前記処理チャンバ内に不活性ガスを流すステップと、
前記処理チャンバを継続して排気しながら、前記ゲートバルブを開くステップと、
前記ゲートバルブが開いている間、前記処理チャンバ内への前記不活性ガスの流れを止め続けるステップと、
開いた前記ゲートバルブを通って、前記搬送チャンバと前記処理チャンバの間で前記加工物を搬送するステップとを含むことを特徴とする加工物搬送方法。
【請求項２２】
前記処理装置が、前記搬送チャンバに連結された少なくとも２つの処理チャンバを備えることを特徴とする請求項２１に記載の加工物搬送方法。
【請求項２３】
前記ゲートバルブを開く直前の前記処理チャンバ内の圧力が、前記搬送チャンバ内の圧力よりも約１００ｍＴｏｒｒ〜５Ｔｏｒｒ低いことを特徴とする請求項２１に記載の加工物搬送方法。
【請求項２４】
前記ゲートバルブを開く直前の前記処理チャンバ内の圧力が、前記搬送チャンバ内の圧力よりも約１００ｍＴｏｒｒ〜３００ｍＴｏｒｒ低いことを特徴とする請求項２１に記載の加工物搬送方法。
【請求項２５】
前記処理チャンバ内への前記不活性ガスの流れを止め続けるステップが、前記ゲートバルブを開く、少なくとも１秒前に、前記処理チャンバ内への前記不活性ガスの流れを中断することを含むことを特徴とする請求項２１に記載の加工物搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体処理ツールに関し、特に、このようなツールのチャンバ間でウエハを搬送する際の相互汚染を最小にする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ウエハやその他の加工物の半導体加工で使用するクラスタツールは、ウエハに対して様々な処理（例えば、被着、エッチング、ドープ、アニール、および酸化）を行ういくつかの処理チャンバに取り囲まれた中央ウエハハンドリングチャンバ、すなわち搬送チャンバを備える。クラスタツール内でウエハを移動させるために搬送チャンバ内にはロボットが設けられている。一般に、この搬送チャンバは、ゲートバルブによって各処理チャンバから隔離される。このゲートバルブは、ロボットが搬送チャンバと処理チャンバの間でウエハを搬送し得るように開くことができる。
【０００３】
低圧で処理を行う場合には、搬送チャンバと処理チャンバの間でのウエハの搬送を低圧で行うことができ、それにより、ウエハを搬送する度に処理チャンバを排気して減圧する必要をなくし、ウエハのスループットを向上させる。ウエハの搬送中に、これらのチャンバ間の相互汚染を防止することが重要である。（均一の）気体相互汚染は、ガスが１つのチャンバから別のチャンバに対流または拡散により運ばれるときに生じ、その結果、もう一方のチャンバが汚染される。例えば、１つの処理チャンバ内で二酸化シリコンまたは酸窒化物被膜を成長させるのに使用する酸化種により、エピタキシャル成長などの無酸素環境が望まれる別の処理チャンバが汚染されることがある。さらに、ウエハの搬送中に（不均一の）粒子も発生し得る。
【０００４】
これまで、アクセスすべき処理チャンバと搬送チャンバの間のゲートバルブを開く前に、これらのチャンバ間に圧力差を生成することによって、チャンバ間のガスの流れを制御し、それにより、気体相互汚染を低減しようとする試みがなされている。その目的は、ゲートバルブを開いたとき、高圧側チャンバから低圧側チャンバにガスが流れて、高圧側チャンバの汚染を防止することである。これらのチャンバ間に圧力差を生成するために様々なポンプシステムが考案されている。
【０００５】
このようなシステムの１つの問題は、これらのチャンバ間に圧力差を生成しても、ゲートバルブを開き次第、所望のガスの流れが生じるとは必ずしも保証されないことである。これは、圧力差によって生じる流れが、これらのチャンバ内の絶対圧力によってある程度決まるからである。さらに、ゲートバルブを開き次第、（当初の）高圧側チャンバへのガスの逆流または逆拡散が発生することもある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本方法は、チャンバ間の１つ（または複数）のゲートバルブを開き次第、搬送チャンバと１つ（または複数）の処理チャンバの間で所望の流れの発生を確実にする。
【０００７】
本発明の一側面によれば、搬送チャンバ、処理チャンバ、及びこれらの搬送チャンバと処理チャンバの間のゲートバルブを備える半導体処理装置内で加工物を搬送する方法が提供される。この方法は、搬送チャンバに連結された第１ポンプを動作させて、搬送チャンバ内を第１圧力にすることと、処理チャンバに連結された第２ポンプを動作させて、処理チャンバ内を第２圧力にすることとを含む。搬送チャンバ内に不活性ガスを流す。搬送チャンバから第１ポンプを隔離する。搬送チャンバから第１ポンプを隔離し、かつ第２ポンプを継続して動作させながら、ゲートバルブを開く。次いで、搬送チャンバと処理チャンバの間で加工物を搬送する。
【０００８】
本発明の別の側面によれば、搬送チャンバ、処理チャンバ、及びこれらの搬送チャンバと処理チャンバの間のゲートバルブを備える半導体処理装置内で加工物を搬送する方法が提供される。この方法は、搬送チャンバ内よりも処理チャンバ内を低圧にするために真空排気することを含む。搬送チャンバ内に不活性ガスを流す。処理チャンバ内にも不活性ガスを流す。処理チャンバ内への不活性ガスの流れを中断する。搬送チャンバ内には不活性ガスを継続して流しながら、処理チャンバ内への不活性ガスの流れを中断した後で、ゲートバルブを開く。次いで、搬送チャンバと処理チャンバの間で加工物を搬送する。
【０００９】
本発明の別の側面によれば、半導体処理装置内で加工物を搬送する方法が提供される。この方法は、この処理装置の第１チャンバを排気して第１チャンバ内を第１圧力にすることと、この処理装置の第２チャンバを排気して第２チャンバ内を第２圧力にすることとを含む。第１チャンバ内に不活性ガスを流す。第１チャンバと第２チャンバの間に配置したゲートバルブを開く。ゲートバルブを開く前およびゲートバルブが開いている間は、第１チャンバの排気を中断する。次いで、第１チャンバと第２チャンバの間で加工物を搬送する。
【００１０】
本発明の別の側面によれば、搬送チャンバ、処理チャンバ、及びこれらの搬送チャンバと処理チャンバの間のゲートバルブを備える半導体処理装置内で加工物を搬送する方法が提供される。この方法は、搬送チャンバ内よりも処理チャンバ内を低圧にするために真空排気することを含む。搬送チャンバ内に不活性ガスを流す。処理チャンバ内にも不活性ガスを流す。少なくとも１つのポンプを継続して動作させながら、ゲートバルブを開く。ゲートバルブが開いている間、処理チャンバ内への不活性ガスの流れを止め続ける。次いで、搬送チャンバと処理チャンバの間で加工物を搬送する。
【００１１】
本発明の上記及びその他の側面は、以下の説明、添付の特許請求の範囲を読み、並びに図面を見れば、当業者には容易に明らかになるであろう。これらの図面は、本発明を説明するためのものであり、本発明を限定するためのものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図には分けて示していないが、本明細書で開示する処理ステップは、ガス流量バルブ、流量調節コントローラ、ゲートバルブアクチュエータ、基板搬送ロボットなどを制御するために電気的に接続された処理ツール用コントローラにプログラムし得ることを理解されたい。ソフトウエアによりプログラミングするか、あるいは物理的に配線した装置により、本明細書で説明する所望の処理ステップを実現し得ることが当業者には容易に理解されよう。
【００１３】
まず図１を参照すると、基板または加工物用の中央ハンドリングチャンバを備える半導体処理装置２０の例が示されている。この中央ハンドリングチャンバは、本明細書では搬送チャンバ２６と称し、少なくとも１つの処理チャンバに連結される。図１には、いくつかの処理チャンバ３０で取り囲まれたハンドリングチャンバ２６を示す。図に示す実施形態では、半導体処理装置２０は、ＣＭＯＳゲートスタックの応用に使用するように適合されている。処理チャンバ３０は、ＨＦ（フッ化水素）蒸気クリーンチャンバ３４、窒化シリコンＣＶＤ（化学気相成長）チャンバ３６、およびＡＬＤ（原子層成長）チャンバ３８を備える。ただし、図１に示す半導体処理装置２０は単なる例であることを理解されたい。代替の実施形態では、装置２０は、より多くの数、又はより少ない数の処理チャンバ３０を備えてもよい。例えば、装置２０は、搬送チャンバ２６に連結された処理チャンバ３０を１つだけ備え、又は図に示す３つの処理チャンバ３０よりも多くの処理チャンバを備えることができる。さらに、装置２０は、追加のまたは他のタイプの処理を実施するように構成することもできるし、またこれらの処理チャンバ３０のうち２つ或いはそれ以上のチャンバ内で同じ処理を行うように構成することもできる。  図に示す実施形態の半導体処理装置２０は、モジュール化設計を採用しており、搬送チャンバ２６と処理チャンバ３０の便利な相互接続のために、ＳＥＭＩ（国際半導体製造装置材料協会）の標準化要件を満たしている。各処理チャンバ３０はそれぞれ、ゲートバルブ４０（図２参照）によって搬送チャンバ２６から隔離されている。ゲートバルブ４０は、搬送チャンバ２６内に配置された加工物ハンドリングロボット４６（図２参照）が搬送チャンバ２６と処理チャンバ３０の間で半導体ウエハやその他の加工物を搬送し得るように開くことができる。
【００１４】
図に示す実施形態では、粒子汚染物を最小にするために、搬送チャンバ２６および処理チャンバ３０を、グレイルーム壁４８によって画定されたグレイルーム内に配置することが好ましい。グレイルーム内、あるいはグレイルーム壁４８の反対側のクリーンルーム内に、第１すなわち搬送チャンバ用の真空ポンプ５０を設ける。他の構成では、クリーンルームもグレイルームも設けない。図に示す実施形態では、第２すなわち処理チャンバ用の真空ポンプ５４を各処理チャンバ３０ごとに設ける。搬送チャンバ用ポンプ５０および処理チャンバ用ポンプ５４はそれぞれ、チャンバ２６、３０内の圧力を調節するために、伝導ライン５８を介して搬送チャンバ２６および処理チャンバ３０と選択的に連通する。ただし、代替の実施形態では、搬送チャンバ２６および処理チャンバ３０に使用するポンプの数を増減することができる。例えば、たった一つのポンプを、様々なバルブ付き伝導ラインを介して２つ以上のチャンバに使用することもできるし、２つ以上のポンプが、たった一つのチャンバに使用するポンプ「バンク」を構成することもできる。図には示していないが、各処理チャンバ３０はそれぞれ、パージガスおよび１種（または複数種）の反応ガスの供給源に連結され、搬送チャンバ２６もパージガスの供給源８０（図２参照）に連結されることを理解されたい。そのため、ガス分配システムは、各処理チャンバ３０内および搬送チャンバ２６内にパージガス取込み口を含む。
【００１５】
引き続き図１を参照すると、搬送チャンバ２６の前端部にロードロックチャンバ６２が設けられている。図に示す実施形態は、２つのロードロックチャンバ６２を備えている。ただし、代替的に、たった一つのロードロックチャンバ６２、または３つ以上のロードロックチャンバ６２を設けることもできる。ロードロックチャンバ６２は、ゲートバルブ（図示しない）によって搬送チャンバ２６から隔離される。図に示す実施形態では、ロードロックチャンバ６２の前面に、カセット（図示しない）からウエハを、あるいはカセット自体をロードロックチャンバ６２内に自動的にロードするためのローディングプラットホーム６８を設けている。図に示す実施形態のローディングプラットホーム６８は、それぞれカセットを２つまで収容し得る２つのシャトル７２を備えている。好ましくは、これらのカセットは、ウエハに対して密閉環境を提供する標準の「ＦＯＵＰ」（前開き一体型ポッド）である。これらのカセットは、ウエハを受け取るために空になったり、処理すべきウエハを１〜２５枚収容したりする。
【００１６】
ウエハ処理装置２０を動作させるために、使用者は、コントローラ（図示しない）に処理レシピを入力する。この処理レシピは、処理シーケンス、処理時間、処理の温度、圧力、およびガス流量に関する命令を含み得る。１つの処理例では、１つのシャトル７２が、１つのロードロックチャンバ６２の前面にカセットを位置決めする。次いで、ロードロックチャンバ６２を充填して大気圧に戻す。ロードロックチャンバ６２が開かれ、クラスタプラットホームロボット（図示しない）が、カセットからウエハを、あるいはシャトル７２からカセット自体をロードロックチャンバ６２に搬送する。次いで、ロードロックチャンバ６２を閉じて排気する。
【００１７】
搬送チャンバ２６内の加工物ハンドリングロボットがカセットにアクセスできるように、活動状態のロードロックチャンバ６２と搬送チャンバ２６の間のゲートバルブを開く。この加工物ハンドリングロボットは、ロードロックチャンバ６２内に伸び、ロードロックチャンバ６２から加工物（例えばウエハ）を取り出す。次いで、ゲートバルブを閉じ、ロボットが、アクセスすべき処理チャンバ３０に向かってウエハを移動させる。
【００１８】
次に図２を参照すると、搬送チャンバ２６と１つの処理チャンバ３０の間のゲートバルブ４０を開く前に、搬送チャンバ２６内よりも処理チャンバ３０内がわずかに低圧になるように、必要に応じて、搬送チャンバ用ポンプ５０およびアクセスすべき処理チャンバ３０用のポンプ５４を動作させる。ゲートバルブ４０を開く前の処理チャンバ３０内の圧力が、処理中の動作値よりもわずかに低いことが好ましい。こうすると、以下の開示を読めば理解されるように、ウエハ搬送中に処理チャンバ３０が充填されて処理圧力に戻される。ただし、任意の所望の方法で、搬送チャンバ２６に比べて処理チャンバ３０内の圧力を低くし得ることが当業者には理解されよう。処理チャンバ３０と搬送チャンバ２６の圧力差が、ゲートバルブ４０を開き次第、処理装置２０内で粒子汚染物をかき回し得る大きな圧力波が生成されない程度に十分に小さいことが好ましい。最適な圧力差は、装置２０の個々の設計を含めて、いくつかの異なるファクタによって決まる。好ましくは、この圧力差は約１００ｍＴｏｒｒ〜５Ｔｏｒｒである。ただし、典型的な低圧での加工物搬送では、処理チャンバ３０と搬送チャンバ２６の圧力差が約１００ｍＴｏｒｒ〜３００ｍＴｏｒｒの方が有利であることが証明されている。より好ましくは、処理チャンバ３０と搬送チャンバ２６の圧力差は、約１００ｍＴｏｒｒ〜１５０ｍＴｏｒｒである。そのため、例えば、ゲートバルブ４０を開く前の処理チャンバ３０内の圧力が約２００ｍＴｏｒｒである場合、搬送チャンバ２６内の圧力は、好ましくは約３００ｍＴｏｒｒ〜５００ｍＴｏｒｒ、より好ましくは、約３００ｍＴｏｒｒ〜３５０ｍＴｏｒｒである。別の構成では、ゲートバルブ４０を開く前に処理チャンバ３０を約１Ｔｏｒｒに排気し、搬送チャンバ２６内の圧力を好ましくは約３Ｔｏｒｒにして、圧力差を約２Ｔｏｒｒにする。
【００１９】
搬送チャンバ２６およびアクセスすべき処理チャンバ３０内で所望の圧力が得られた後で、Ｎ２（窒素）などの（パージガスまたはスイープガスとしても知られる）不活性ガスまたは非反応性ガスを、ガス供給源８０からガスライン８４を介して搬送チャンバ２６内に流す。あるいは、搬送チャンバ２６および処理チャンバ３０を排気して、チャンバ２６および３０内の圧力が所望の圧力に達するまでの間に、搬送チャンバ２６内にすでに不活性ガスを流し込んでいてもよい。この場合には、搬送チャンバ２６に不活性ガスを継続して流し込むことができる。半導体処理反応器内では、しばしば不活性ガスを流して、酸素、水分、および粒子を除去する。次いで、処理チャンバ３０のポンプ５４を継続して動作させながら、搬送チャンバ２６と処理チャンバ３０の間のゲートバルブ４０を開く。好ましくは、処理チャンバへのゲートバルブ４０を開く、少なくとも２秒前、より好ましくは少なくとも１０秒前に、搬送チャンバ２６内で不活性ガスを流すことを開始する。最も好ましくは、ゲートバルブが開いている間、搬送チャンバ２６に不活性ガスを継続して流す。
【００２０】
好ましくは、ゲートバルブ４０を開くときに、搬送チャンバ２６から搬送チャンバ用ポンプ５０を隔離する。開くのと同時にポンプ５０を隔離することもできる。より好ましくは、搬送チャンバ２６から搬送チャンバ用ポンプ５０を隔離した、少なくとも１秒後に、ゲートバルブ４０を開く。最も好ましくは、搬送チャンバ用ポンプ５０を隔離した後の約２秒〜５秒間に、ゲートバルブ４０を開く。搬送チャンバ用ポンプ５０の隔離は、例えば、搬送チャンバ２６と搬送チャンバ用ポンプ５０の間の伝導ライン５８中のバルブ８８を閉じることによって、またはポンプ５０を止めることによって、またはポンプ５０の速度を遅くすることによって、あるいは吸引を別の経路に振り向けることによって実現することができる。
【００２１】
好ましくは、搬送チャンバ２６と処理チャンバ３０の間のゲートバルブ４０を開いた時点から、不活性ガスが処理チャンバ３０内を流れていない。一般に、処理チャンバ３０は、チャンバ３０内での処理を停止した後で、不活性ガスによって反応ガスおよび副産物ガスが除去される。そのため、処理チャンバ３０内に不活性ガスが流れ込んでいる場合には、ゲートバルブ４０を開くときに、この流れを確実に中断すべきである。好ましくは、処理チャンバ３０内に不活性ガスを流すのを中断した後で、ゲートバルブ４０を開く。より好ましくは、処理チャンバ３０内に不活性ガスを流すのを中断した、少なくとも１秒後に、ゲートバルブ４０を開く。最も好ましくは、処理チャンバ３０内でパージ流れを中断した後の約２秒〜１０秒間に、ゲートバルブ４０を開く。不活性ガスは、ゲートバルブ４０が開いているときに、処理チャンバ３０への不活性ガス取込み開口を介して処理チャンバ３０に直接には供給されないが、以下の段落でより詳細に説明するように、ゲートバルブ４０が開いているときに、搬送チャンバ２６からの流れによって処理チャンバに間接的に不活性ガスが供給されることを理解されたい。
【００２２】
好ましい実施形態によれば、チャンバ２６と３０の間のゲートバルブ４０を開いた時点から、搬送チャンバ２６から処理チャンバ３０への不活性ガスの限定的な対流が生成される。次いで、ロボット４６が処理チャンバ３０内にウエハを搬送し、そしてゲートバルブ４０が閉じられる。単に圧力差を生成するのではなく、図３に示すパージおよび排気の状態は、ゲートバルブ４０が開かれ次第、搬送チャンバ２６から処理チャンバ３０への不活性ガスの限定的な流れを生成する。このため、処理チャンバ３０内の汚染物により搬送チャンバ２６が汚染される可能性が最小になる。搬送チャンバ２６と不活性ガス供給源８０の間のガスライン８４中に配置された流量調節コントローラを動作させることによって、チャンバ２６と３０の間のガスの流速を所望のとおりに調整することができる。
【００２３】
特に好ましい実施形態では、搬送チャンバ２６と各処理チャンバ３０の間のゲートバルブ４０の搬送チャンバ側に不活性ガスのカーテンが生成される。好ましくは、この不活性ガスのカーテンは、ゲートバルブ４０の外壁に沿って処理チャンバ３０に向けられるガスジェット（図示しない）によって生成され、これにより、外壁での不活性ガスの境界層の厚さを薄くする。その結果、搬送チャンバ２６への不活性ガスの逆流が（処理チャンバ３０からのあらゆる汚染物とともに）減少される。搬送チャンバ２６から処理チャンバ３０に流れる不活性ガスの量も、汚染を悪化させることなく、全体的に減少させることができる。
【００２４】
処理チャンバ３０内でのウエハの処理が完了した後で、ゲートバルブ４０を開いて処理チャンバ３０からウエハを取り出す前に、上記で説明した方法を繰り返す。すなわち、搬送チャンバ２６内よりも処理チャンバ３０内がわずかに低圧になるように、必要に応じて、搬送チャンバ用ポンプ５０およびアクセスすべき処理チャンバ３０用のポンプ５４を再度動作させる。一つの実施形態では、ゲートバルブを開く前に、処理チャンバ内の圧力を能動的に制御して、搬送チャンバ内よりも低いレベルにする。したがって、不活性ガスは、搬送チャンバ２６内に直接流れ込むが、処理チャンバ３０内にはゲートバルブ４０を介して間接的にしか流れ込まない。搬送チャンバ２６およびアクセスすべき処理チャンバ３０内で所望の圧力が得られると、搬送チャンバ２６内には不活性ガスを流し続ける。次いで、処理チャンバ３０のポンプ５４を継続して動作させながら、搬送チャンバ２６と処理チャンバ３０の間のゲートバルブ４０を開く。好ましくは、ゲートバルブ４０を開いた時点で、搬送チャンバ用ポンプ５０は搬送チャンバ２６から隔離され、不活性ガスは処理チャンバ３０内に流れ込まない。ただし、処理チャンバ３０のポンプ５４を継続して動作させ、搬送チャンバ２６内には不活性ガスを継続して流し込む。ロボット４６により、処理チャンバ３０の外にウエハを搬送し、そしてゲートバルブ４０が閉じられる。次いで、所望のとおりに、別の処理チャンバ３０に、または冷却ステーション（図示しない）に、あるいは元のカセットにウエハを搬送する。
【００２５】
本明細書で説明する方法は、搬送チャンバ２６と１つの処理チャンバ３０の間の１つのゲートバルブ４０を開くたびに実行することができる。搬送チャンバ２６と各処理チャンバ３０の間のゲートバルブ４０を開き次第、搬送チャンバ２６から処理チャンバ３０への不活性ガスの限定的な流れを生成することにより、処理チャンバ３０から搬送チャンバ２６への汚染物の逆流および逆拡散を最小にする。その結果、１つの処理チャンバ３０内に存在する反応物または反応生成物が搬送チャンバ２６へ流入するのが防止される。流入すれば、これらの反応物または反応生成物は、後で他の処理チャンバ３０を汚染し、そうでない場合には、搬送チャンバ２６内の材料との望ましくない反応が行われて、例えば腐食を引き起こしてしまう。
【００２６】
図３および図４に、本発明の好ましい実施形態による、ゲートバルブの開閉に対する搬送チャンバおよび処理チャンバの排気およびパージの状態を要約している。図４に示すように、ゲートバルブが閉じ（かつ典型的には処理チャンバ内部で処理が行われ）ている間に、搬送チャンバに比べて処理チャンバ内の圧力が低い状態を確立する（１００）。これは、ゲートバルブを開き次第、ガスの初期流動が処理チャンバに向かうのを確実にする。基板または加工物の搬送が望まれる場合、まず搬送チャンバの排気および処理チャンバのパージをオフにする（１１０）ように制御をプログラムする。図３に示すように、好ましくは、搬送チャンバのパージおよび処理チャンバの排気をオン状態に維持する。好ましくは、ゲートバルブを開き次第乱流が発生するのを回避するためにこのシステムを安定化させるのに十分な時間を経過させる。次いで、ゲートバルブを開く（１２０）。搬送チャンバ内では、排気動作が行われない状態でパージガスが継続して流れており、かつ処理チャンバへのパージガスがオフにされ、真空ポンプが処理チャンバからガスを継続して吸引しているので、パージガスは、搬送チャンバから処理チャンバへの確実な流れ方向を有する。この確実な流れ方向は、処理チャンバから外に出て搬送チャンバに向かう均一または不均一な汚染物または残余の反応物が逆拡散する危険性を最小にする。
【００２７】
次いで、処理チャンバと搬送チャンバの間で加工物を搬送することができる（１３０）。例えば、処理チャンバから処理されたウエハを取り出し、新しいウエハと交換して、それを処理チャンバ内に配置することができる。好ましくは、この交換のための新しいウエハがすでに搬送チャンバ内に存在しており、そのため、他のゲートバルブを開く必要がない。例えば、搬送チャンバは、新しいウエハ用の中間準備区域および処理されたウエハ用の冷却ステーションを備えてもよい。他の構成では、単一のロボット上に複数のロボット、複数のエンドエフェクタ、または複数のスポットを設けて、各ステーションを不要にすることができる。さらに他の構成では、交換を行うためにウエハのバッファまたはロードロックを設けることができる。
【００２８】
以上、本発明、および従来技術に対して実現される利点を説明するために、本発明の一定の目的および利点を説明したことに留意されたい。もちろん、本発明の特定の実施形態によっては、必ずしもすべてのこのような目的または利点を実現しなくてもよいことを理解されたい。そのため、例えば、本明細書で教示される１つの利点または一群の利点を、本明細書が教示または示唆し得る他の目的または利点を必ずしも実現せずに、実現または最適化するように本発明を実現または実施し得ることが当業者には理解されよう。
【００２９】
さらに、本発明を特定の好ましい実施形態および実施例に照らして開示してきたが、本発明は、具体的に開示した実施形態以外に、本発明の他の代替の実施形態および／または利用法、ならびに本発明の明らかな変形および均等なものまで及ぶことが当業者には理解されよう。例えば、代替の実施形態の処理装置２０では、搬送チャンバ２６に連結された処理チャンバ３０を１つだけとすることもできるし、他の任意の適切な数にすることもできる。さらに、これらの実施形態の個々の特徴および側面の様々な組み合わせおよびより小さい単位での組み合わせが可能で、かつ依然として本発明の範囲に含まれることが考えられる。例えば、ある場合では、チャンバ２６と３０の間のゲートバルブ４０を開く前に搬送チャンバ用ポンプ５０を隔離し、かつ処理チャンバ３０への不活性ガスの流れを中断しないことが望ましいことがある。他の場合では、例えば、チャンバ２６と３０の間のゲートバルブ４０を開く前に処理チャンバ３０への不活性ガスの流れを中断し、かつ搬送チャンバ用ポンプ５０を隔離しないことが望ましいことがある。したがって、本明細書で開示する本発明の範囲は、上記で開示した特定の実施形態によって限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲を公正に解釈することによってのみ決められるべきであることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一好ましい実施形態に係るウエハ処理装置の上面図である。
【図２】図１のウエハ処理装置の簡略構成図である。
【図３】本発明の一好ましい実施形態に係る、ゲートバルブ開閉時の処理装置の様々なコンポーネントの状態を示す表である。
【図４】本発明の一好ましい実施形態に係る、半導体処理装置を動作させるプロセスを示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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