(57)【要約】【課題】被処理体の搬送中、及び搬送前後に被処理体に付着する異物粒子数を低減させた半導体製造装置を提供する。【解決手段】真空搬送室１１０と、複数の連結された処理室と、処理室排気手段と、第１のゲートバルブ２１４と、第２のゲートバルブ２１５と、処理室の内部に配置された試料台２０８の上下駆動機構２０９を備えた半導体製造装置１００の被処理体２０７の搬送方法であって、真空搬送室１１０と処理室間で被処理体２０７を搬送する際の第１、第２のゲートバルブ２１４，２１５の開閉動作中および、搬送室・処理室の圧力変動中においては、試料台２０８の高さは試料台の上面位置が第２のゲートバルブ２１５の上面より高い位置とし、被処理体の搬送を行う半導体製造装置における被処理体の搬送方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造装置において被処理体が搬送される真空搬送室と、真空搬送室の内部に配置された真空ロボットにより搬送された被処理体を処理するための複数の連結された処理室と、前記処理室を減圧する処理室排気手段と、前記真空搬送室と前記処理室間を接続する被処理体の搬送経路を連通・閉止する第１のゲートバルブと、第１のゲートバルブに対して前記処理室側に設けられた第２のゲートバルブとで構成され、前記処理室の内部に配置された試料台は上下駆動機構を備えており、前記処理室に対して前記真空搬送室を陽圧とした状態で、第１のゲートバルブを開け、その後、第２のゲートバルブを開けて、前記真空搬送室と前記処理室を連通状態として前記被処理体を搬送し、前記処理室の内部に配置された試料台上に前記被処理体を載置する被処理体の搬送方法であって、
前記真空搬送室と前記処理室間で前記被処理体を搬送する際の第１、第２のゲートバルブ開閉動作中および、搬送室・処理室の圧力変動中においては、試料台の高さは試料台の上面位置が第２のゲートバルブの上面より高い位置とし、被処理体の搬送を行うことを特徴とする半導体製造装置における被処理体の搬送方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体製造装置における被処理体の搬送方法であって、
前記真空搬送室と前記処理室間で前記被処理体を搬送する際の第１、第２のゲートバルブ開閉動作中および、搬送室・処理室の圧力変動中においては、試料台の高さは試料台の上面位置が第２のゲートバルブの上面より高い位置とし、さらに、温調された内壁の領域に配置して被処理体の搬送を行うことを特徴とする半導体製造装置における被処理体の搬送方法。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体製造装置における被処理体の搬送方法であって、
前記処理室の内側容器として円筒形状のインナーカバーを備えており、前記インナーカバーの被処理体搬入口は、前記第２のゲートバルブの弁体により開閉され、前記第２のゲートバルブは、インナーカバーの内壁と面一に配置された弁体形状を有し、インナーカバーと弁体の隙間へのプラズマの回り込みや反応生成物の堆積を抑制する構造を特徴とする半導体製造装置における被処理体の搬送方法。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体製造装置における被処理体の搬送方法であって、
前記処理室は、外側の容器とその内側に交換可能に設けられた内側の容器とを備えており、前記内側の容器と前記真空搬送室側の第１のゲートバルブの間に設けられ、前記処理室内を経由せずにガスを排気するための配管とフィルタを備えており、前記真空搬送室側の第１のゲートバルブを開き、前記処理室側に設けられた第２のゲートバルブが閉じている状態で、前記真空搬送室から流れ込むガスを前記配管とフィルタを経由して排気することを特徴とする半導体製造装置における被処理体の搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体処理装置における被処理体の搬送方法、特に真空搬送室と処理室間の搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化、多層化の進展とともに、高精度加工が求められ、プロセス処理の均一性を阻害する要因を最小限に抑えることが必要となる。その課題の１つに、ウエハ等の被処理体に付着する異物数を低減することが挙げられる。例えば、エッチング処理中や処理前に被処理体の微細パターン上に異物粒子が落下すると、その部位は局所的にエッチングが阻害される。その結果、被処理体の微細パターンには断線などの不良が生じ、歩留まり低下を引き起こす。そのため、ガス粘性力や熱泳動力、クーロン力などを用いて異物粒子の輸送を制御し、被処理体に付着する異物数を低減する方法が多数考案されている。
【０００３】
例えば特許文献１では、搬送室と処理室の間でガスの往来を完全に遮断できる第１のゲートバルブと、該ゲートバルブよりも処理室側に第２のゲートバルブを配置し、搬送室と処理室のガスの流量や圧力を最適に調整してガスの流れを調整することにより、被処理体の搬送時に付着する異物数を少なくすることが述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６４８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の半導体処理装置では、真空搬送室と処理室間の被処理体の搬送中、もしくは搬送前後に被処理体に付着する異物粒子数を低減させること、また前記処理室内を構成するインナーカバーの搬送口へのプラズマ・反応生成物等の回り込みによる汚染、異物の要因になることに関しての配慮が十分でなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。被処理体が搬送される真空搬送室と、真空搬送室の内部に配置された真空ロボットにより搬送された被処理体を処理するための複数の連結された処理室と、前記処理室を減圧する処理室排気手段と、前記真空搬送室と前記処理室間を接続する被処理体の搬送経路を連通・閉止する第１のゲートバルブと、第１のゲートバルブに対して前記処理室側に設けられた第２のゲートバルブとで構成され、前記処理室の内部に配置された試料台は上下駆動機構を備えており、前記処理室に対して前記真空搬送室を陽圧とした状態で、第１のゲートバルブを開け、その後、第２のゲートバルブを開けて、前記真空搬送室と前記処理室を連通状態として前記被処理体を搬送し、前記処理室の内部に配置された試料台上に前記被処理体を載置する被処理体の搬送方法であって、前記真空搬送室と前記処理室間で前記被処理体を搬送する際の第１、第２のゲートバルブ開閉動作中および、搬送室・処理室の圧力変動中においては、試料台の高さは試料台の上面位置が第２のゲートバルブの上面より高い位置とし、被処理体の搬送を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、前記手段により、処理室内における被処理体上の圧力変動を抑制でき、その結果、圧力変動による被処理体上への異物拡散および異物落下を抑制でき、さらに、試料台の上面位置が第２のゲートバルブの上面より高い位置に配置することで、被処理体の搬送中、もしくは搬送前後に被処理体に付着する異物粒子数を最小限に抑えることができ、製品の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は実施例１の処理室の主要部を説明する図である。
【図２】図２は実施例１の半導体処理装置全体を上方から見た概略図である。
【図３】図３は試料台を処理室上部の温調された領域に配置した図である。
【図４】図４はウエハの入れ替え時の試料台とゲートバルブの搬送シーケンスの概要を説明する図である。
【図５】図５は本発明の実施例であるゲートバルブ（プロセスバルブ）弁体部の拡大図である。
【図６】図６は本発明の実施例である真空搬送室から流れ込むガスの排気方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施例であるプラズマ処理装置の処理室の主要部を示す。プラズマ処理室２００は、外側の容器である真空チャンバー２０１とその内側の容器の二重構造となっており、内側の容器として処理室の上部側壁を構成し温調機能を有するインナーケース２０２と、処理室の下部側壁等を構成するインナーカバー２０３とハイキカバー２０４を備えている。
【００１１】
さらに、真空チャンバー２０１の上部に配置されプラズマ生成用の高周波電力を供給するためのアンテナ２０５と処理ガスをプラズマ処理室２００に分散供給するための分散板を有するシャワープレート２０６、このプラズマ処理室２００内に配置された載置面に被処理体（ウエハ）２０７を載置して処理するための試料台２０８、及び試料台２０８に上下駆動機構２０９を備えている。インナーケース２０２は、処理室の外側の容器である真空チャンバー２０１の内部に交換可能に配置され、装置の定期的な分解洗浄を効率的に行うための交換用パーツである。
【００１２】
さらに、プラズマ処理室２００には処理室内を減圧にするための排気手段としてターボ分子ポンプ２１０が取り付けられている。また、処理室内の圧力を制御するため、バタフライバルブ２１１がターボ分子ポンプ２１０の上部に取り付けられている。さらに、プラズマ処理室２００には、磁場を形成するためのコイル２１２とヨーク２１３が取り付けられている。
【００１３】
真空チャンバー２０１と真空搬送室１１０の間に被処理体２０７の搬送経路の連通・閉止を行う第１のゲートバルブ２１４が取り付けられている。さらに、この第１のゲートバルブ２１４に対して処理室側に第２のゲートバルブ（プロセスバルブ）２１５が設置されている。
【００１４】
第１のゲートバルブ２１４は、真空を封じきる機能があり、該第１のゲートバルブを閉じることにより搬送室と処理室の間でガスの往来を完全に遮断できる。対して、第２のゲートバルブ２１５は、プラズマが偏心しないように、電磁波に対して側壁が軸対象に見えるようにする目的と、第１のゲートバルブが開いたとき、搬送室と処理室の差圧によって生じるガスの急激な流れによる異物の拡散を抑制する目的とがある。
【００１５】
そこで、被処理体２０７を処理室へ搬入する際は、先に第１のゲートバルブ２１４を開放し、次に第２のゲートバルブ２１５を開く。第１のゲートバルブ２１４を開くことにより、第２のゲートバルブ２１５の周りの隙間を通じて搬送室と処理室とが連通状態になり、両室間の圧力差が徐々に縮小するため、処理室内での異物の拡散を抑制するという効果を得ることができる。
【００１６】
図２に本発明の実施例である半導体処理装置１００の全体を上方から見た時の概要を示す。半導体処理装置１００は、複数（４個）の処理室１０１，１０２，１０３，１０４と、複数（３個）のカセット載置台１０５との間で大気搬送ロボット１０８と真空搬送ロボット１１１によりウエハ等の被処理体を移送することができる。
【００１７】
これら処理室１０１，１０２，１０３，１０４は、所定の圧力（真空圧）に減圧可能な内部の空間に被処理体が載置される試料台を有した真空処理容器から構成され、その内部の空間に処理用のガスを供給しつつ、図示しない電界または磁界の供給手段から電界または磁界を印加して処理室の被処理体上方の空間にプラズマを形成し、試料の表面を処理する処理容器となっている。
【００１８】
真空処理装置である半導体処理装置１００の真空搬送室１１０は、内部が前記処理室１０１等の内部と同等の圧力に調節可能な真空容器から構成され、被処理体を真空側に導入するために実装された複数のロードロック室１０６，１０７が接続されている。なお、処理室１０１，１０２，１０３，１０４、真空搬送室１１０、ロック室１０６，１０７は、減圧された条件で試料を搬送、処理を行う真空側ブロックを構成している。
【００１９】
複数のロック室１０６，１０７は、大気搬送ロボット１０８が内部の空間に配置された大気搬送室１０９に接続され、この大気搬送室１０９は、被処理体が収納されるカセットがその上面に載置されるカセット載置台１０５を前面側に備えている。
【００２０】
ロック室１０６，１０７は、カセットが連結される大気搬送室１０９と真空側ブロックとの間での被処理体の取り出しや受け渡しのための開閉機構であるとともに、可変圧インタフェースとして機能する。
【実施例１】
【００２１】
真空搬送室１１０と処理室間で被処理体２０７の搬入出を行う際、真空搬送室１１０と処理室の差圧により、第１のゲートバルブ２１４を開放した直後に発生する圧力変動による処理室内での異物舞い上げ、側壁からの異物剥がれ等を最小限に抑えるために、試料台２０８の上面位置（ウエハ載置面）が第２のゲートバルブ２１５の上面より高い位置に配置して前記ゲートバルブの開閉を行うことで、被処理体上に付着する異物粒子数を抑えるのに効果的である。
【００２２】
図３に、試料台２０８の上面位置が第２のゲートバルブ２１５の上面より高い位置に配置した図を示す。試料台２０８の上昇位置は、処理室上部の温調されたインナーケース２０２内壁の領域に配置することで、温調された壁環境によりインナーケース２０２の側壁はデポが少ない状態となり、側壁からの異物剥がれも軽減する。
【００２３】
本発明において、前記試料台の高さ位置については、前記第１のゲートバルブ２１４と第２のゲートバルブ（プロセスバルブ）２１５の開閉動作と連動して運用することを特徴とする。
【００２４】
図４を例に、被処理体（ウエハ）の入れ替え時の試料台２０８と第１、第２のゲートバルブ２１４、２１５の搬送シーケンスの概略を以下に説明する。図４の（ａ）は試料台位置、（ｂ）は第１のゲートバルブ開閉状態、（ｃ）は第２のゲートバルブ開閉状態を示している。
【００２５】
タイミングＡ１は、ウエハ搬出前に試料台の高さを試料台の上面位置が第２のゲートバルブ２１５の上面より高い位置（以下、待機位置という。）に配置した状態である。タイミングＡ１の詳細は、試料台２０８を待機位置まで上昇させた後、第１のゲートバルブを開け、その後、第２のゲートバルブを開けた後、試料台２０８を搬送面まで下降した状態である。
【００２６】
タイミングＢ１は、ウエハの入れ替えを行っている状態である。タイミングＢ１の第１、第２のゲートバルブ２１４，２１５は共に、開いた状態を保っている。タイミングＡ２は、ウエハの入れ替えを終えた直後で、試料台２０８は待機位置の状態である。タイミングＡ２の詳細は、試料台２０８が待機位置で、第２のゲートバルブを閉じ、その後、第１のゲートバルブを閉じた後、試料台２０８は待機位置を保った状態である。
【００２７】
タイミングＣ１は入れ替え後の次のウエハを処理している状態である。タイミングＣ１の詳細は、試料台２０８を処理面まで移動させ、第１、第２のゲートバルブ２１４，２１５は共に、閉じた状態を保っている。上記、第１のゲートバルブ２１４を開けたとき第２のゲートバルブ２１５が閉まっていれば、処理室内への差圧による圧力変動の影響を直接受けることなく、さらに、試料台２０８を待機位置に配置することで、よりウエハ上に付着する異物粒子数を低減することができる。
【００２８】
図５に、第２のゲートバルブ（プロセスバルブ）弁体部２１５の拡大図を示す。前記弁体は、インナーカバー２０３の内壁と面一に配置可能な弁体形状を有し、図５に示す、ガスの流れに対し、ガスの流れを封じきるためのＯリング２１６を備え、インナーカバー２０３と弁体２１５の隙間へのプラズマの回り込みや反応生成物の堆積を抑制する目的がある。
【００２９】
図６は、真空搬送室から流れ込むガスの排気方法を示す概略図である。前記真空搬送室側の第１のゲートバルブ２１４を開き、前記処理室側に設けられた第２のゲートバルブ２１５が閉じている状態で、前記真空搬送室から流れ込むガスは、処理室内を経由せずに、処理室の内側の容器であるインナーカバー２０３と前記第１のゲートバルブ２１４の間に設けられた排気配管２１７とフィルタ２１８を経由してターボ分子ポンプ２１０により排気される。そのため、処理室内の急激なガスの流れの発生を抑制することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１００  半導体処理装置
１０１  処理室１
１０２  処理室２
１０３  処理室３
１０４  処理室４
１０５  カセット戴置台
１０６  ロック室１
１０７  ロック室２
１０８  大気搬送ロボット
１０９  大気搬送室
１１０  真空搬送室
１１１  真空搬送ロボット
２００  プラズマ処理室
２０１  真空チャンバー
２０２  インナーケース
２０３  インナーカバー
２０４  ハイキカバー
２０５  アンテナ
２０６  シャワープレート
２０７  被処理体（ウエハ）
２０８  試料台
２０９  上下駆動機構
２１０  ターボ分子ポンプ
２１１  バタフライバルブ
２１２  コイル
２１３  ヨーク
２１４  第１のゲートバルブ
２１５  第２のゲートバルブ（プロセスバルブ）
２１６  弁体Ｏリング
２１７  排気配管
２１８  フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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