(57)【要約】【課題】パーティクルの発生を抑制することを目的とする。【解決手段】アルマイト処理された部品を有する真空装置のパーティクル発生抑制方法であって、前記真空装置内を排気して降圧し、該真空装置内の圧力を１．３×１０−１Ｐａ（１ｍＴｏｒｒ）以下に真空引きする排気工程と、前記排気工程の後に、前記真空装置内を大気圧に昇圧する昇圧工程と、前記昇圧工程の後に、前記アルマイト処理された部品に水分を付着させる水分付着工程と、を有するパーティクル発生抑制方法が提供される。【選択図】図４
2019071410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルマイト処理された部品を有する真空装置のパーティクル発生抑制方法であって、
前記真空装置内を排気して降圧し、該真空装置内の圧力を１．３×１０−１Ｐａ（１ｍＴｏｒｒ）以下に真空引きする排気工程と、
前記排気工程の後に、前記真空装置内を大気圧に昇圧する昇圧工程と、
前記昇圧工程の後に、前記アルマイト処理された部品に水分を付着させる水分付着工程と、
を有するパーティクル発生抑制方法。
【請求項２】
前記真空装置は半導体製造装置の搬送室であり、
前記排気工程は、前記搬送室に設けられた第１のポンプにより前記搬送室内を排気する第１の排気工程と、
基板処理室と前記搬送室との間に設けられたゲートバルブを開放する開放工程と、
前記基板処理室に設けられた第２のポンプにより前記搬送室内を排気する第２の排気工程と、
を含む請求項１に記載のパーティクル発生抑制方法。
【請求項３】
前記第２の排気工程は、少なくとも１時間以上行う請求項２に記載のパーティクル発生抑制方法。
【請求項４】
前記第１のポンプはドライポンプであり、前記第２のポンプはターボ分子ポンプである請求項２又は３に記載のパーティクル発生抑制方法。
【請求項５】
前記水分付着工程の後に、前記搬送室に設けられた前記第１のポンプにより前記搬送室内を排気する第３の排気工程を更に有する請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載のパーティクル発生抑制方法。
【請求項６】
前記第３の排気工程の後に、前記基板処理室と前記搬送室との間に設けられたゲートバルブを開放する開放工程と、
前記基板処理室に設けられた前記第２のポンプにより前記搬送室内を排気する第４の排気工程を有する請求項５に記載のパーティクル発生抑制方法。
【請求項７】
前記水分付着工程は、前記真空装置の蓋体を開放し、前記真空装置内を大気に暴露させることにより行われる請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のパーティクル発生抑制方法。
【請求項８】
前記水分付着工程は、前記真空装置内に、水分を含むガスを導入することにより行われる請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のパーティクル発生抑制方法。
【請求項９】
前記昇圧工程は、乾燥ガスを導入することにより行われ、前記乾燥ガスは、ドライエア、窒素ガスまたは希ガスのいずれかである、
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のパーティクル発生抑制方法。
【請求項１０】
前記真空装置は、出荷する前の未使用の真空装置又は前記アルマイト処理された部品を交換後の前記真空装置である、
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のパーティクル発生抑制方法。
【請求項１１】
前記アルマイト処理された部品は、前記真空装置の内壁である請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のパーティクル発生抑制方法。
【請求項１２】
アルマイト処理された部品と制御部とを有する真空装置であって、
前記制御部は、
前記真空装置内を排気して降圧し、該真空装置内の圧力を１．３×１０−１Ｐａ（１ｍＴｏｒｒ）以下に真空引きするように制御し、
前記真空引きの後に、前記真空装置内に水分を含むガスを導入して前記真空装置内を大気圧に昇圧するように制御する、
真空装置。
【請求項１３】
アルマイト処理された部品と制御部とを有する真空装置であって、
前記制御部は、
前記真空装置内を排気して降圧し、該真空装置内の圧力を１．３×１０−１Ｐａ（１ｍＴｏｒｒ）以下に真空引きするように制御し、
前記真空引きした後に、前記真空装置内に乾燥ガスを導入して前記真空装置内を大気圧に昇圧するように制御し、
前記昇圧した後に、前記真空装置の蓋体を開放するように制御する、
真空装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーティクル発生抑制方法及び真空装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空装置で発生するパーティクルの量は、真空装置内の水分量と相関していることが知られている。そこでプロセス中のパーティクルの発生を低減するために、真空処理室内を減圧した後、真空処理室内に不活性ガスを導入し、その後再び真空処理室内を減圧するという工程を繰り返すことで、真空装置内の水分量を低減させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０５９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、真空装置内で発生するパーティクルの発生を抑制する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、一の態様によれば、アルマイト処理された部品を有する真空装置のパーティクル発生抑制方法であって、前記真空装置内を排気して降圧し、該真空装置内の圧力を１．３×１０−１Ｐａ（１ｍＴｏｒｒ）以下に真空引きする排気工程と、前記排気工程の後に、前記真空装置内を大気圧に昇圧する昇圧工程と、前記昇圧工程の後に、前記アルマイト処理された部品に水分を付着させる水分付着工程と、を有するパーティクル発生抑制方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
一の側面によれば、パーティクルの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態に係る半導体製造装置の全体構成の一例を示す図。
【図２】一実施形態に係る基板処理室の構成の一例を示す断面図。
【図３】一実施形態に係る搬送室の構成の一例を示す断面図。
【図４】一実施形態に係るパーティクル発生抑制処理の一例を示すフローチャート。
【図５】一実施形態に係る排気時間とイオン電流の変化の関係を示す図。
【図６】一実施形態に係る真空容器で発生するパーティクルの数の推移を示す図。
【図７】一実施形態に係るパーティクルの推定モデルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【０００９】
［はじめに］
本発明者が行った実験により、アルマイト処理された部品（以下、「アルマイト部品」ともいう。）を有する真空装置では、単に減圧と不活性ガスの導入を繰り返すだけでは、パーティクルの発生を抑制することができないという知見を得た。また、新規に出荷された真空装置において特にそれが顕著であるという知見も得た。そこで、本開示は、以上の知見を考慮して真空装置内にて発生するパーティクルの発生を抑制する技術を提供する。
【００１０】
［半導体製造装置の全体構成］
まず、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置１０の縦断面の構成の一例について、図１を参照しながら説明する。図１に示す半導体製造装置１０はクラスタ構造（マルチチャンバタイプ）の装置であり、搬送室ＶＴＭや基板処理室ＰＭは真空装置の一例である。
【００１１】
図１の半導体製造装置１０は、基板処理室ＰＭ（Process Module）１〜ＰＭ６、搬送室ＶＴＭ（Vacuum Transfer Module）、ロードロック室ＬＬＭ（Load Lock Module）１、ＬＬＭ２、ローダーモジュールＬＭ（Loader Module）及びロードポートＬＰ（Load Port）１〜ＬＰ３を有する。
【００１２】
半導体製造装置１０は、制御部１００により制御され、基板の一例である半導体ウェハＷ（以下、「ウェハＷ」ともいう。）に所定の処理を施す。
【００１３】
基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ６は、搬送室ＶＴＭに隣接して配置される。基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ６を、総称して、基板処理室ＰＭともいう。基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ６と搬送室ＶＴＭとは、ゲートバルブＧＶの開閉により連通する。基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ６は、所定の真空雰囲気に減圧され、その内部にてウェハＷにエッチング処理、成膜処理、クリーニング処理、アッシング処理等の処理が施される。
【００１４】
搬送室ＶＴＭの内部には、ウェハＷを搬送する搬送装置ＶＡが配置されている。搬送装置ＶＡは、屈伸及び回転自在な２つのロボットアームＡＣ、ＡＤを有する。各ロボットアームＡＣ、ＡＤの先端部には、それぞれピックＣ、Ｄが取り付けられている。搬送装置ＶＡは、ピックＣ、ＤのそれぞれにウェハＷを保持可能であり、ゲートバルブＧＶの開閉に応じて基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ６と搬送室ＶＴＭとの間でウェハＷの搬入及び搬出を行う。また、搬送装置ＶＡは、ゲートバルブＧＶの開閉に応じて搬送室ＶＴＭとロードロック室ＬＬＭ１、ＬＬＭ２との間でウェハＷの搬入及び搬出を行う。
【００１５】
ロードロック室ＬＬＭ１、ＬＬＭ２は、搬送室ＶＴＭとローダーモジュールＬＭとの間に設けられている。ロードロック室ＬＬＭ１、ＬＬＭ２は、大気雰囲気と真空雰囲気とを切り替えて、ウェハＷを大気側のローダーモジュールＬＭから真空側の搬送室ＶＴＭへ搬送したり、真空側の搬送室ＶＴＭから大気側のローダーモジュールＬＭへ搬送したりする。
【００１６】
ローダーモジュールＬＭには、ロードポートＬＰ１〜ＬＰ３が設けられている。ロードポートＬＰ１〜ＬＰ３には、例えば２５枚のウェハＷが収納されたＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）または空のＦＯＵＰが載置される。ローダーモジュールＬＭは、ロードポートＬＰ１〜ＬＰ３内のＦＯＵＰから搬出されたウェハＷをロードロック室ＬＬＭ１、ＬＬＭ２のいずれかに搬入し、ロードロック室ＬＬＭ１、ＬＬＭ２のいずれかから搬出されたウェハＷをＦＯＵＰに搬入する。
【００１７】
制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０４を有する。制御部１００は、ＨＤＤ１０４に限らずＳＳＤ（Solid State Drive）等の他の記憶領域を有してもよい。ＨＤＤ１０４、ＲＡＭ１０３等の記憶領域には、プロセスの手順、プロセスの条件、搬送条件等が設定されたレシピが格納されている。
【００１８】
ＣＰＵ１０１は、レシピに従って基板処理室ＰＭにおけるウェハＷの処理を制御し、ウェハＷの搬送を制御する。また、ＣＰＵ１０１は、本実施形態に係るガス導入、排気制御等のプロセス処理及びパーティクルの測定等を制御する。ＨＤＤ１０４やＲＡＭ１０３には、例えば基板搬送処理やクリーニング処理や排気制御処理等を実行するためのプログラムが記憶されてもよい。これらのプログラムは、記憶媒体に格納して提供されてもよいし、ネットワークを通じて外部装置から提供されてもよい。
【００１９】
なお、基板処理室ＰＭ、ロードロック室ＬＬＭ及びロードポートＬＰの数は、本実施形態で示す個数に限らず、１以上設けられていればよい。
【００２０】
［基板処理室の構成］
次に、本発明の一実施形態に係る基板処理室ＰＭの構成の一例について、図２を参照しながら説明する。ここで、基板処理室ＰＭは、真空容器１１内でプラズマを生成し、プラズマの作用によりウェハＷに対してエッチング処理等のプラズマ処理を行う装置である。
【００２１】
基板処理室ＰＭは、内部を密閉可能な筒状の真空容器１１を有している。真空容器１１は、接地電位に接続されている。真空容器１１は、アルミニウムから形成され、その表面がアルマイト加工されてもよい。基板処理室ＰＭ及び内部の各構成部品の一部には、アルマイト加工された部材又は部分を有するアルマイト部品が用いられている。アルマイト部品とは、アルミニウムの表面を陽極酸化処理し、部材の表面に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の皮膜を生成させるアルマイト処理が施された部品である。例えばアルミニウム製の排気プレート１４等にアルマイト処理が施されたものがアルマイト部品の一例として挙げられる。真空容器１１もアルミニウムの内壁がアルマイト処理されている場合、アルマイト部品の一例となる。
【００２２】
また、真空容器１１は、ゲートバルブＧＶの開閉により、搬送室ＶＴＭと連通する。真空容器１１の内部には、導電性材料、例えばアルミニウム等から構成された載置台１２が設けられている。載置台１２は、ウェハＷを載置する円柱状の台であり、下部電極を兼ねている。真空容器１１の側壁と載置台１２の側面との間には、載置台１２の上方のガスを真空容器１１外へ排出する経路となる排気路１３が形成されている。排気路１３の途中には、排気プレート１４が配置される。排気プレート１４は、多数の孔を有する板状部材であり、真空容器１１を上部と下部とに仕切る仕切り板として機能する。排気プレート１４によって仕切られた真空容器１１の上部は、プラズマ処理が実行される反応室１７である。
【００２３】
また、真空容器１１下部の排気室（マニホールド）１８には、真空容器１１内のガスを排出する排気管１５が接続されている。排気管１５には、自動圧力制御（ＡＰＣ：Adaptive Pressure Control）バルブ１６が接続されている。排気プレート１４は、反応室１７にて生成されるプラズマを捕捉または反射して排気室１８への漏洩を防止する。排気管１５には、ＡＰＣバルブ１６を介してターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）４０及びドライポンプ（ＤＰ：Dry Pump）４１が接続され、これらの排気装置は、真空容器１１内を排気して減圧する。
【００２４】
具体的には、ドライポンプ４１は、真空容器１１内を大気圧から中真空状態（例えば、１．３×１０Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧する。その際、ドライポンプ４１と真空容器１１とを繋ぐ配管（バイパスルート）に設けられたバルブ４３が開かれ、ＴＭＰ４０とドライポンプ４１とを繋ぐ配管に設けられたバルブ４２が閉じられる。
【００２５】
ＴＭＰ４０は、ドライポンプ４１と協働して真空容器１１内を中真空状態よりも低い圧力である高真空状態（例えば、１．３×１０−３Ｐａ（１．０×１０−５Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧する。その際、バルブ４３が閉じられ、バルブ４２が開かれる。
【００２６】
第１の高周波電源１９は、整合器２０を介して載置台１２に接続され、例えば４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚのバイアス用の高周波電力を載置台１２に供給する。整合器２０は、載置台１２からの高周波電力の反射を抑え、バイアス用の高周波電力の載置台１２への供給効率を最大にする。
【００２７】
載置台１２の上部には、静電電極板２１を内部に有する静電チャック２２が配置されている。静電チャック２２は、下部円板状部材の上に、下部円板状部材よりも直径の小さい上部円板状部材を重ねた形状を有する。なお、静電チャック２２はアルミニウムからなり、上面にはセラミック等が溶射されている。載置台１２にウェハＷを載置するとき、ウェハＷは、静電チャック２２の上部円板状部材の上に置かれる。
【００２８】
静電電極板２１には、直流電源２３が接続されている。静電電極板２１に正の直流電圧が印加されると、ウェハＷの裏面（静電チャック２２側の面）に負電位が発生して静電電極板２１及びウェハＷの裏面の間に電位差が生じる。ウェハＷは、この電位差に起因するクーロン力により、静電チャック２２における上部円板状部材上に静電吸着され、保持される。
【００２９】
また、静電チャック２２には、ウェハＷの周縁部を囲むように、円環状のフォーカスリング２４が載置される。フォーカスリング２４は、導電性部材、例えばシリコンからなり、反応室１７においてプラズマをウェハＷの表面に向けて収束し、エッチング処理の効率を向上させる。
【００３０】
また、載置台１２の内部には、例えば円周方向に延在する環状の冷媒室２５が設けられる。この冷媒室２５には、冷媒用配管２６を介してチラーユニットから低温の冷媒、例えば冷却水やガルデン（登録商標）が循環供給される。この低温の冷媒によって冷却された載置台１２は、静電チャック２２を介してウェハＷ及びフォーカスリング２４を冷却する。
【００３１】
静電チャック２２における上部円板状部材上のウェハＷが吸着する面（吸着面）には、複数の伝熱ガス供給孔２７が開口している。これら複数の伝熱ガス供給孔２７には、伝熱ガス供給ライン２８を介してヘリウム（Ｈｅ）ガス等の伝熱ガスが供給される。伝熱ガスは、伝熱ガス供給孔２７を介して静電チャック２２の吸着面とウェハＷの裏面との間隙に供給される。その間隙に供給された伝熱ガスは、ウェハＷの熱を静電チャック２２に伝達する。
【００３２】
真空容器１１の天井部には、載置台１２と対向するようにシャワーヘッド２９が配置されている。第２の高周波電源３１は、整合器３０を介してシャワーヘッド２９に接続され、例えば４０ＭＨｚ程度のプラズマ励起用の高周波電力をシャワーヘッド２９に供給する。すなわち、シャワーヘッド２９は、上部電極として機能する。なお、整合器３０は、シャワーヘッド２９からの高周波電力の反射を抑え、プラズマ励起用の高周波電力の載置台１２への供給効率を最大にする。
【００３３】
シャワーヘッド２９は、多数のガス孔３２を有する天井電極板３３と、天井電極板３３を着脱可能に釣支するクーリングプレート３４と、クーリングプレート３４を覆う蓋３５とを有する。また、クーリングプレート３４の内部には、バッファ室３６が設けられ、バッファ室３６にはガス導入管３７が接続されている。シャワーヘッド２９は、ガス導入管３７からバッファ室３６に供給されたガスを、多数のガス孔３２を介して反応室１７内に供給する。
【００３４】
真空容器１１の上部には、シャワーヘッド２９を含み、真空容器１１に対して着脱可能な蓋体３８が配置されている。真空容器１１と蓋体３８との間には、周囲をシールするＯリング等のシール部材３９が設けられている。真空容器１１から蓋体３８を離脱させれば、作業者は真空容器１１の壁面や構成部品に直接触れることができる。これにより、作業者は、真空容器１１の壁面や構成部品の表面をクリーニングすることができ、真空容器１１の壁面等に付着した付着物を除去することができる。
【００３５】
基板処理室ＰＭでは、バイアス用の高周波電力は、印加されてもよいし、印加されなくてもよい。反応室１７内に少なくともプラズマ生成用の高周波電力を印加することにより、シャワーヘッド２９から供給されたガスからプラズマが生成され、そのプラズマによってウェハＷにエッチング等のプラズマ処理が施される。
【００３６】
なお、基板処理室ＰＭの各構成部品の動作は、半導体製造装置１０の全体を制御する制御部１００と制御部２００とが連携して制御してもよい。
【００３７】
［搬送室の構成］
次に、本発明の一実施形態に係る搬送室ＶＴＭの縦断面の構成の一例について、図３を参照しながら説明する。ここで、搬送室ＶＴＭは、搬送装置ＶＡを用いて基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ６とロードロック室ＬＬＭ１、ＬＬＭ２との間でウェハＷを搬送する装置である。
【００３８】
搬送室ＶＴＭは、内部を密閉可能な筒状の真空容器５１を有している。真空容器５１は、アルミニウムにより形成され、その表面がアルマイト加工されてもよい。真空容器５１は、ゲートバルブＧＶの開閉により、基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ６と連通する。真空容器５１の内部には、ウェハＷを搬送する搬送装置ＶＡが配置されている。搬送装置ＶＡは、屈伸及び回転自在な２つのロボットアームＡＣ、ＡＤを有し、各ロボットアームＡＣ、ＡＤの先端部には、それぞれピックＣ、Ｄが取り付けられている。
【００３９】
搬送室ＶＴＭの各構成部品の一部には、アルマイト部品が用いられている。例えば、搬送装置ＶＡのアルミニウム製のロボットアームＡＣ、ＡＤ等がアルマイト部品である。真空容器５１も、アルミニウムの内壁がアルマイト処理されている場合、アルマイト部品の一例となる。
【００４０】
また、真空容器５１の下部には、真空容器５１内のガスを排出する排気管５２が接続されている。排気管５２には、ドライポンプ（ＤＰ：Dry Pump）５３が接続され、ドライポンプ５３は、真空容器５１内を排気して減圧する。具体的には、ドライポンプ５３は、真空容器５１内を大気圧から中真空状態（例えば、１．３×１０Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧する。
【００４１】
真空容器５１の側壁には、真空容器５１の内部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給ライン５４と、乾燥ガス供給ライン５４を開閉するバルブ５５とが設けられ、バルブ５５の開閉により乾燥ガスを真空容器５１の内部に供給できるようになっている。乾燥ガスとしては、ドライエア等の乾燥気体や、窒素（Ｎ２）ガスや希ガス等の不活性ガスを用いることができる。なお、真空容器１１にも同様に、乾燥ガスの供給ラインとバルブとが設けられ、ドライエア等の乾燥ガスを真空容器１１の内部に供給できるようになっていてもよい。
【００４２】
また、真空容器５１の天井部は、アルミニウムの表面がアルマイト加工され、真空容器５１に設けられた開口部５６を閉塞する蓋体５７が配置されている。また、真空容器５１と蓋体５７との間には、開口部５６の周囲をシールするＯリング等のシール部材５８が設けられている。
【００４３】
蓋体５７は、真空容器５１に対して着脱可能であり、蓋体５７を開放すれば、作業者は真空容器５１の壁面や構成部品に直接触れることができる。これにより、作業者は、真空容器５１の壁面や構成部品の表面をクリーニングすることができ、真空容器５１の壁面等に付着した付着物を除去することができる。
【００４４】
また、真空容器５１の内部には、真空容器５１内の水分量をモニタリングするために、四重極型質量分析装置（ＱＭＳ：Quadrupole Mass Spectrometer）５９が取り付けられている。ＱＭＳ５９は、四重極マスフィルタを利用して、分析対象である試料由来のイオンを質量電荷比に応じて分離し、検出する質量分析装置の一例である。
【００４５】
これにより、被測定空間内に存在する分子の量を確認することができる。ここでは、ＱＭＳ５９は、検出した真空容器５１内の水分量に比例するイオン電流を出力する。なお、真空容器５１内の水分量を検出できるものであれば、赤外吸収・発光分析装置やＩＣＰ質量分析装置等、いずれの装置を用いてもよい。なお、真空容器１１にも同様に、ＱＭＳ等が取り付けられてもよい。
【００４６】
搬送室ＶＴＭの各構成部品の動作は、半導体製造装置１０の全体を制御する制御部１００と制御部３００とが連携して制御してもよい。
【００４７】
［パーティクル発生抑制方法］
次に、本実施形態に係るパーティクル発生抑制方法について、図４を参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係るパーティクル発生抑制処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態では、搬送室ＶＴＭの真空容器５１のパーティクル発生抑制について述べるが、基板処理室ＰＭの真空容器１１のパーティクル発生抑制についても同様である。本実施形態に係るパーティクル発生抑制処理は、主に制御部１００により実行されるが、搬送室ＶＴＭの制御部３００によって又は制御部１００と連携して実行されてもよい。
【００４８】
まず、制御部１００は、ドライポンプ５３によりクリーンルーム内に設置した搬送室ＶＴＭの真空容器５１の排気を開始し（ステップＳ１１）、真空容器５１内の圧力を大気圧から中真空状態（例えば、１．３×１０Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）程度）まで減圧する。
【００４９】
続いて、制御部１００は、搬送室ＶＴＭと基板処理室ＰＭとの間のゲートバルブＧＶを開放する（ステップＳ１２）。次に、制御部１００は、搬送室ＶＴＭの真空容器５１を基板処理室ＰＭのＴＭＰ４０により排気し、搬送室ＶＴＭの真空容器５１内の圧力が１．３×１０−１Ｐａ（１ｍＴｏｒｒ）以下になるように制御する（ステップＳ１３）。
【００５０】
ここで、１．３×１０−１Ｐａ（１ｍＴｏｒｒ）以下としたのは、真空容器５１内のアルマイト部品に含まれる水分の除去を十分に行うため、基板処理室ＰＭのＴＭＰ４０で搬送室ＶＴＭの真空容器５１内を真空引きすることで到達可能な真空度であって、搬送室ＶＴＭのドライポンプ５３のみでは到達不可能な真空度として設定したものである。
【００５１】
続いて、制御部１００は、排気時間が第１の設定時間を経過するまで待ち（ステップＳ１４）、経過後、搬送室ＶＴＭと基板処理室ＰＭとの間のゲートバルブＧＶを閉鎖する（ステップＳ１６）。なお、第１の設定時間は、真空容器内に乾燥ガスを導入する前にＴＭＰ４０により排気した時間である。
【００５２】
次に、制御部１００は、乾燥ガス供給ライン５４を開閉するバルブ５５を開放して搬送室ＶＴＭの真空容器５１内に乾燥ガスを導入し、搬送室ＶＴＭの真空容器５１内を大気圧にする（ステップＳ１７）。これにより、蓋体５７が開放可能な状態になる。そこで、次に、搬送室ＶＴＭの蓋体５７が開放される（ステップＳ１８）。蓋体５７が開放されることにより、真空容器５１内が大気に暴露される。
【００５３】
続いて、搬送室ＶＴＭの蓋体５７が閉鎖される（ステップＳ１９）。次に、制御部１００は、ドライポンプ５３による搬送室ＶＴＭの排気を開始する（ステップＳ２０）。次に、制御部１００は、搬送室ＶＴＭをドライポンプ５３により排気している状態で、搬送室ＶＴＭ内にウェハＷを搬入する。搬送室ＶＴＭ内でウェハＷをピックで保持したまま一定期間放置（シッティング）し、その後、ＦＯＵＰに搬送する（ステップＳ２１）。続いて、制御部１００は、搬送室ＶＴＭと基板処理室ＰＭとの間のゲートバルブＧＶを開放する（ステップＳ２２）。
【００５４】
次に、制御部１００は、搬送室ＶＴＭの真空容器５１を基板処理室ＰＭのＴＭＰ４０により排気し、搬送室ＶＴＭの真空容器５１内の圧力が１．３×１０−１Ｐａ（１ｍＴｏｒｒ）以下になるように制御する（ステップＳ２３）。
【００５５】
続いて、制御部１００は、排気時間が第２の設定時間を経過するまで待ち（ステップＳ２４）、経過後、搬送室ＶＴＭと基板処理室ＰＭとの間のゲートバルブＧＶを閉鎖する（ステップＳ２５）。
【００５６】
次に、制御部１００は、搬送室ＶＴＭをドライポンプ５３により排気している状態で、搬送室ＶＴＭ内にウェハＷをシッティングした後、シッティング後のウェハＷをＦＯＵＰに搬送する（ステップＳ２６）。続いて、パーティクル測定器にそのＦＯＵＰをセットして、ステップＳ２１およびステップＳ２６にて搬送室ＶＴＭ内にシッティングしたウェハＷ上のパーティクルの数を測定する（ステップＳ２７）。次に、測定したパーティクル数が閾値を下回ったかが判定される（ステップＳ２８）。ウェハＷ上のパーティクルの数は、パーティクルによる散乱光を検出する検出器を用いてカウントすることができる。
【００５７】
測定したパーティクル数が閾値を下回った場合、パーティクルの発生を抑制することが可能な程度に搬送室ＶＴＭ内の排気を行ったと判断され、本処理を終了する。一方、測定したパーティクル数が閾値を下回っていない場合、ステップＳ１２に戻り、再度、搬送室ＶＴＭ内の真空引きが開始され、ステップＳ１２以降の処理を行う。測定したパーティクル数が閾値を下回ったと判定するまで、ステップＳ１２〜Ｓ２８の処理が繰り返される。なお、ステップＳ２８の判定は、パーティクル測定器の測定結果に基づきオペレータが行ってもよいし、制御部１００が行ってもよい。
【００５８】
このように本実施形態に係るパーティクル発生抑制方法では、ＴＭＰ４０による第１の設定時間の真空引きを行い、搬送室ＶＴＭの真空容器５１内の圧力を１．３×１０−１Ｐａ（１ｍＴｏｒｒ）以下に真空引きする排気工程にて、真空容器５１内のアルマイト部品に内在する水分を十分に除去する。その後、真空容器５１内に乾燥ガスを導入して真空容器５１内を大気圧に昇圧する昇圧工程を行う。そして、昇圧工程の後に真空容器５１の蓋体５７を開放し、真空容器５１内を大気に暴露させる暴露工程を行う。これにより、搬送室ＶＴＭの真空容器５１内のアルマイト部品からのパーティクルの発生を抑制することができる。
【００５９】
また、本実施形態に係るパーティクル発生抑制方法では、暴露工程の後に、所定条件に基づきパーティクル数の測定を行い、パーティクル数が閾値を下回るか否かを判定する。つまり、排気工程、昇圧工程および暴露工程は、測定したパーティクル数が閾値を下回るまで繰り返し行われる。これにより、真空容器５１内のパーティクルの発生を確実に抑制することができる。ただし、シッティングおよびこれに伴うパーティクル測定は、必ずしも行わなくてよい。
【００６０】
なお、暴露工程の後に所定条件に基づき行う真空容器５１内のパーティクル数の測定における所定条件としては、暴露工程の後の真空引きに関する条件及び真空容器５１内のパーティクル数の測定に関する条件を含む。真空引きに関する条件としては、真空引きの時間（第２の設定時間）等が一例として挙げられ、パーティクル数の測定に関する条件としては、ウェハＷを真空容器５１にシッティングする時間等が一例として挙げられる。
【００６１】
ここで、本実施形態に係るパーティクル発生抑制方法による結果の一例を、図５を参照しながら説明する。排気工程では、真空容器５１内をドライポンプ５３により排気した後、ＴＭＰ４０により７２時間排気した。その後、昇圧工程では、真空容器５１内に乾燥ガスを導入して真空容器５１内を大気圧にした。その後、蓋体５７を開閉して、真空容器５１内をドライポンプ５３で排気した後、ＴＭＰ４０で１１０時間排気した場合における真空容器５１内の水分量を測定した。図５に示す排気工程の排気時間は、第１の設定時間の一例である。また、蓋体を開放後行った排気時間は、第２の設定時間の一例である。このときの真空容器５１内の水分量の減少の程度は、図５の縦軸のイオン電流により間接的に示される。
【００６２】
図５において、ＴＭＰ４０により真空容器５１内を７２時間連続して真空引きすることで、真空容器５１内の水分量は連続的に減少していることが分かる。したがって、排気工程及び昇圧工程により、ＴＭの真空容器５１内の水分を十分に除去することで、アルマイト部品からのパーティクルの発生を抑制することができる。
【００６３】
基板処理室ＰＭのＴＭＰ４０による真空引き（排気工程）は、イオン電流の減少量が横ばい（つまり、継続しても減少が見込めない状態）になるまで継続される。排気工程の間にシッティングによるパーティクル測定を行い、当該結果で判断してもよい。また、これらの結果から第１の設定時間を予め設定してもよい。その後、乾燥ガスを導入して大気圧まで昇圧を行い（昇圧工程）、その後開蓋する（暴露工程）。
【００６４】
開蓋により、一時的に水分量（イオン電流量）が増加するものの、その後のドライポンプ５３およびＴＭＰ４０による真空引きにより、暴露工程以前で横ばいになっていた水分量（イオン電流量）がさらに減少していることが分かる。
【００６５】
以上に説明した暴露工程の後に、搬送室ＶＴＭの真空容器５１に設けられたドライポンプ５３により真空容器５１内を排気する第３の排気工程を行う。さらに、第３の排気工程の後に、基板処理室ＰＭと搬送室ＶＴＭとの間に設けられたゲートバルブＧＶを開放する開放工程と、基板処理室ＰＭに設けられたＴＭＰ４０により真空容器５１内を排気する第４の排気工程とが行われる。
【００６６】
［真空容器で発生するパーティクルの数］
次に、暴露工程前後で、設定した所定条件（真空引き条件、シッティング時間）下でパーティクル数を測定した結果の一例について、図６を参照して説明する。図５と図６とは、別々に本実施形態に係るパーティクル発生抑制方法を実行した結果である。
【００６７】
ここで、ドライポンプ５３で真空容器５１内を排気した後、ＴＭＰ４０により真空容器５１内を真空引きしている間、真空容器５１で発生するパーティクルの数を断続的に測定した。このときのパーティクルの数の推移を図６に示す。図６の横軸は時間を示し、縦軸はパーティクルの数の推移を対数表示で示している。例えば、第１の排気工程であるドライポンプＤＰによる排気時、第２の排気工程であるＴＭＰ４０による排気開始から１時間経過後、２４時間経過後、４８時間経過後、９６時間経過後にパーティクルの数を断続的に測定した。
【００６８】
図６において、ドライポンプ５３で真空容器５１内を排気した後、搬送室ＶＴＭの真空容器５１内をＴＭＰ４０で真空引きする。つまり、排気工程は、搬送室ＶＴＭの真空容器５１に設けられた第１のポンプの一例であるドライポンプ５３により真空容器５１を排気する第１の排気工程と、基板処理室ＰＭと搬送室ＶＴＭとの間に設けられたゲートバルブＧＶを開放する開放工程と、基板処理室ＰＭに設けられた第２のポンプの一例であるＴＰＭ４０により搬送室ＶＴＭ内を排気する第２の排気工程とを含む。
【００６９】
このとき、第２の排気工程は、１時間以上行うことが好ましい。これにより、図６に示すＤＰ〜ＴＭＰ（１ｈ）において、アルマイト部品に内在する水分が除去される過程においてパーティクルの数が増え、パーティクルの発生が促進されていることが分かる。さらにＴＭＰ（１ｈ）〜ＴＭＰ（２４ｈ）において、アルマイト部品に内在する水分が除去され、更にパーティクルの発生が促進されていることが分かる。
【００７０】
その後、ＴＭＰ４０による真空容器５１内の真空引きを継続することにより、アルマイト部品に内在する水分量が減り、ＴＭＰ（２４ｈ）〜ＴＭＰ（９６ｈ）において、発生するパーティクルの数が低減され、パーティクルの発生が抑制されていることが分かる。
【００７１】
続いて、真空容器５１内に乾燥ガスを導入して真空容器５１内を大気圧に戻し、蓋体５７を開閉することなく、真空容器５１内をＤＰ及びＴＭＰ４０（１ｈ）で真空引きした。ＴＭＰ４０で１時間真空引きを行うことにより、パーティクルの数が更に減少しているものの、大幅には減少していないことが分かる。
【００７２】
続いて、真空容器５１内に乾燥ガスを導入して真空容器５１内を大気圧に戻し、蓋体５７を開閉し（暴露工程）、真空容器５１内をＤＰにより減圧し（第３の排気工程）、ＴＭＰ４０（１ｈ）で更に真空引きした（第４の排気工程）。大気圧に戻すだけではなく、蓋体５７の開閉を行うことにより、パーティクルの数が、昇圧工程におけるＴＭＰ４０による排気開始から１時間経過後のパーティクル数よりも一桁以上減少していることが分かる。
【００７３】
図６の例では、蓋体５７の開閉後における真空引きによって、パーティクルの数の測定値が予め定めた閾値を下回ったと判断した。一方、測定値が予め定めた閾値を上回ると判断された場合、排気工程に戻り、測定値が閾値を下回るまで、排気工程、昇圧工程および暴露工程を繰り返す。これにより、真空容器５１内の水分量を十分に低減し、アルマイト部品からパーティクルが発生することをより確実に回避することができる。
【００７４】
なお、図４では、測定したパーティクル数が閾値を下回ったと判定するまで、ステップＳ１２〜Ｓ２８の処理が繰り返される。この場合、第３の排気工程は第１の排気工程に相当し、第４の排気工程は第２の排気工程に相当する。
【００７５】
［アルマイト部品から発生するパーティクルの推定モデル］
次に、アルマイト部品から発生するパーティクルの推定モデルについて、図７を参照しながら説明する。図７（ａ）〜（e）は、本実施形態に係るパーティクルの推定モデルを示す図である。アルマイト部品３００は、アルマイト層の表面に形成された微細孔２０２に水分および微細な異物を含んでいる（図7（ａ））。
【００７６】
搬送室ＶＴＭの真空容器５１をターボ分子ポンプで真空引きすることにより真空容器５１内の水分圧が低下すると、微細孔２０２に内在する水分が気化して真空容器５１内に放出される。このとき、微細孔２０２に内在する水分と共に微細な異物が排出され、パーティクルＰが発生する（図７（ｂ））。よって、真空引きの初期（図６における排気開始から１時間経過後および２４時間経過後）においては、パーティクルＰが増加する。なお、ここで発生するパーティクルＰの主成分はアルミニウム（Ａｌ）であることを確認している。よって、微細孔２０２に含まれる異物は、アルマイト層の表面に形成された脆弱層２０１から発生していると考えられる。
【００７７】
さらに、連続して真空容器５１をターボ分子ポンプで真空引きする（図６における排気開始から４８時間経過後および９６時間経過後）と、微細孔２０２に内在する水分がさらに除去される（図７（ｃ））。このため、水分と共に排出される異物の量が減るため、パーティクルの数が減少する。しかしながら、真空容器５１の振動などにより異物は排出され続けるため、ある程度のパーティクルが発生する。ここで、真空容器５１内に乾燥ガスを導入して真空容器５１内の圧力を大気圧まで昇圧し、開蓋する。これにより、真空容器５１外の大気が流入し、大気に含まれる水分がアルマイト層の表面に形成された微細孔２０２に再度吸着する（図７（ｄ））。
【００７８】
この状態で真空容器５１を真空引きすることにより、微細孔２０２に内在する水分と共に微細な異物が排出され、微細孔２０２に内在する微細な異物が十分に除去される（図７（e））。これにより、アルマイト層表面の微細孔２０２から発生するパーティクルＰが大幅に減少するものと考えられる。
【００７９】
本実施形態に係るパーティクル発生抑制方法は、新規に出荷する前の未使用の真空装置又は内部のアルマイト部品を交換後の真空装置に適用されてもよい。これによれば、新品の真空装置や新品のアルマイト部品を用いて最初にウェハの処理を実行する前に、真空装置内に設置されたアルマイト部品から水分を除去し、その水分除去する過程において事前にパーティクルを発生させることができる。これにより、未使用の真空装置であっても、使用後の真空装置と同様に、パーティクルが発生し難い、安定した状態で使用することができる。これにより、歩留まりの低下を防止し、生産性を向上させることができる。
【００８０】
以上、パーティクル発生抑制方法を上記実施形態により説明したが、本発明にかかるパーティクル発生抑制方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
【００８１】
なお、上記実施形態に係るパーティクル発生抑制方法は、搬送室ＶＴＭの真空容器５１内のパーティクル発生抑制に限らず、基板処理室ＰＭにも適用可能である。これにより、基板処理室ＰＭに使用されるアルマイト部品から発生するパーティクルを低減させることができる。
【００８２】
また、上記実施形態においては、蓋体を開放し、水分を含む大気を導入する暴露工程により水分を再吸着させた。しかしながら、水分を再吸着させる手段としては、蓋体を開放することだけに限らない。例えば、クリーンルーム内の相対湿度は通常、４０〜５０％であるため、開蓋をせずにクリーンルームの湿度に相当する４０〜５０％の水分を含むガスを、真空装置内に供給して水分を再吸着させてもよい。また、さらに効率よく短時間で水分を再吸着させるため、５０〜１００％の高い湿度のガスを真空装置内に供給したり、真空装置の内壁表面を直接水拭きするなどで再吸着させてもよい。また、真空装置内を大気圧に昇圧する際に、これら水分を含むガスを導入してもよい。さらに、これら水分を含むガスの導入は、制御部１００により制御してもよい。これらは水分付着工程の一例であり、暴露工程も水分付着工程の一例である。
【００８３】
また、搬送室ＶＴＭまたは基板処理室ＰＭに用いられたアルマイト部品に限らず、例えば組み立て前のアルマイト部品や他の用途に用いられるアルマイト部品に対しても、上記実施形態に係るパーティクル発生抑制方法を適用可能である。これにより、アルマイト部品から発生するパーティクルを低減させることができる。例えば、組み立て前のアルマイト部品に対して、任意の真空装置で上記実施形態に係るパーティクル発生抑制方法を実行し、アルマイト部品から発生するパーティクルを低減させた後、装置の組み立てを行ってもよい。
【００８４】
また、上記実施形態において、ＴＭＰ４０を稼働させた後に、クライオポンプ又は加熱を行うと水分除去が早くなり、結果としてパーティクルを早く減らすことができる方法を使用してもよい。クライオポンプや上記方法を用いることにより、真空容器５１内の水分の分圧を低下させることができ、真空容器５１の連続真空引き時間を短縮することができる可能性がある。
【００８５】
また、基板処理室ＰＭ及び搬送室ＶＴＭは、アルマイト処理された部品を備えた真空装置の一例であり、本発明に係るパーティクル発生抑制方法は、真空装置内を１ｍＴｏｒｒ以下に保持できるような排気システムに利用され得る。
【００８６】
本発明に係る真空装置が、基板処理室ＰＭに適用される場合、基板処理室には、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ:Capacitively Coupled Plasma)装置、誘導結合型プラズマ(ＩＣＰ:Inductively Coupled Plasma)、ラジアルラインスロットアンテナを用いたプラズマ処理装置、ヘリコン波励起型プラズマ（ＨＷＰ：Helicon Wave Plasma）装置、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ＥＣＲ：Electron Cyclotron Ｒesonance Plasma）装置等であってもよい。また、反応性ガスと熱によりエッチングや成膜処理を行うプラズマレスの装置であってもよい。
【００８７】
また、本明細書では、基板の一例としてウェハについて説明したが、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＦＰＤ（Flat Panel Display）等に用いられる各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であってもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０：半導体製造装置
１１：真空容器
３８：蓋体
５１：真空容器
５７：蓋体
５９：ＱＭＳ
３００：アルマイト部品
ＰＭ：基板処理室
ＶＴＭ：搬送室
【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】
2019071410.tif 000007
【図６】
2019071410.tif 000008
【図７】
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