(57)【要約】【課題】基板移送モジュールの汚染を制御することができる基板処理装置及び方法を提供する。【解決手段】基板を収容する容器１０６を支持するロードポート１１２ａを備え、基板に処理を行う工程チャンバを含む基板処理部へ基板を移送するロボットが内部に配置された基板移送チャンバ１１０を含む基板移送モジュール１０８と、基板移送チャンバ１１０に浄化ガスを供給して内部を浄化するガス供給部１３２及び浄化ガスを再循環させるガス循環管１３８を含む汚染制御部１３０を備える。基板移送チャンバ内を浄化して湿気及び汚染物質を除去し、処理完了後の基板が容器内で待機中に湿気及び汚染物質と反応して凝縮粒子を形成することを防止する。【選択図】  図６
2004311940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の基板を収容する容器と、
前記基板に対して設定された工程を実施する少なくとも一つの工程チャンバを含む基板処理部と、
前記容器内の基板を前記基板処理部に移送するための基板移送手段がその内部に配置されている基板移送チャンバ、及び前記基板移送チャンバの外部に配置され、前記容器を支持するための少なくとも一つのロードポートを含み、前記基板処理部に連結される基板移送モジュールと、
前記基板移送チャンバに連結され、前記基板移送チャンバ内に浄化ガスを供給するガス供給部、及び前記基板移送チャンバ内部の浄化ガスを再循環させて前記基板移送チャンバ内に供給するガス循環管を含む汚染制御部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記基板移送手段は、前記容器内の前記基板を１枚ずつ移送するロボットアームを備えることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記容器は、前開き統合型ポッドであることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板移送モジュールと前記基板処理部との間に配置されたロードロックチャンバをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記汚染制御部は不活性ガスを前記ガス供給部に連結するガス供給手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記不活性ガスは窒素ガスであることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記汚染制御部は前記基板移送チャンバ内部の温度及び湿度を検出するためのセンサー、及び前記センサーにより検出された前記基板移送チャンバの温度及び湿度が設定値を超過すると前記浄化ガスの供給量を増加させ、設定値より低いと前記浄化ガスの供給量を減少させるように前記ガス供給部の動作を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記ガス循環管は、前記ガス循環管を通じて前記基板移送チャンバに供給される前記浄化ガスが前記基板移送チャンバの内部で層流を形成するように、前記基板移送チャンバの一側面下部で最上部面に延びて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記基板移送モジュールは前記基板移送チャンバ内に外部空気を流入させるためのファンと、流入させた前記外部空気を浄化するフィルターとを有するフィルターユニットをさらに備え、前記ガス循環管を通じて再循環される浄化ガスは前記フィルターユニットを通じて濾過されて前記基板移送チャンバに供給されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
複数個の基板を収容する容器と、
前記基板に対して設定された工程を実施する少なくとも一つの工程チャンバを含む基板処理部と、
前記容器内の基板を前記基板処理部に移送するための基板移送手段がその内部に配置されている基板移送チャンバ、及び前記基板移送チャンバの外部に配置され、前記容器を支持するための少なくとも一つのロードポートを含む基板移送モジュールと、
前記基板移送チャンバに連結され、前記基板移送チャンバに浄化ガスを供給して前記基板移送チャンバの内部を浄化するガス供給部及び前記供給された浄化ガスを再循環させて前記基板移送チャンバ内部に供給するためのガス循環管を含む汚染制御部を備え、
前記ロードポート上に支持されている前記容器の内部が前記基板移送チャンバに供給された前記浄化ガスに充填されて前記容器内に汚染物質が流入されることを防止することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
前記基板移送手段は前記基板を支持するロボットアーム及び前記ロボットアームを駆動させて前記基板を移動させるためのアーム駆動部を有するロボットからなることを特徴とする請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記汚染制御部は前記基板移送チャンバ内部の温度及び湿度を検出するセンサー、及び前記センサーにより検出された基板移送チャンバの温度及び湿度が設定値を超過すると前記浄化ガスの供給量を増加させ、設定値より低いと前記浄化ガスの供給量を減少させるように前記ガス供給部の動作を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
基板移送チャンバ内に浄化ガスを提供し、前記浄化ガスを前記基板移送チャンバに再循環させる段階（ａ）と、
複数個の基板を含む容器を前記基板移送チャンバの外部に配置されたロードポート上にローディングさせる段階（ｂ）と、
前記基板移送チャンバ内のロボットを用いて前記ロードポート上の前記容器から前記基板移送チャンバ内に前記基板を移送する段階（ｃ）と、
前記基板移送チャンバから少なくとも一つの工程チャンバに前記基板を移送する段階（ｄ）と、
前記工程チャンバ内で前記基板を処理する段階（ｅ）と、
前記処理された基板を前記工程チャンバから前記容器に移送する段階（ｆ）を含み、
前記（ａ）段階は前記（ｂ）段階乃至前記（ｆ）段階の間に続けて進行されることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１４】
前記（ｃ）段階及び前記（ｄ）段階は、前記基板を１枚ずつ前記基板処理部に移送する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
前記（ｆ）段階後、
前記ロードポート上に配置された前記容器から前記基板をアンローディングさせる段階（ｇ）をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の基板処理方法。
【請求項１６】
前記（ａ）段階は前記（ｂ）段階乃至前記（ｇ）段階の間に続けて進行されることを特徴とする請求項１５に記載の基板処理方法。
【請求項１７】
前記浄化ガスは不活性ガスまたはドライ空気であることを特徴とする請求項１３に記載の基板処理方法。
【請求項１８】
前記不活性ガスは窒素（Ｎ２）ガスを含むことを特徴とする請求項１７に記載の基板処理方法。
【請求項１９】
前記（ａ）段階を進行する間に前記基板移送チャンバ内の湿度を測定する段階と、前記測定された湿度が設定値以上である場合、前記基板移送チャンバ内に供給される前記浄化ガスの流量を増加させる段階と、前記測定された湿度が設定値以下である場合、前記基板移送チャンバ内に供給される前記浄化ガスの流量を減少させる段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の基板処理方法。
【請求項２０】
前記（ｄ）段階で前記基板が初めて前記容器内に移送される場合、前記基板が移送された前記容器を前記基板移送チャンバから前記浄化ガスに埋めて前記（ｆ）段階で前記基板が移送される間に前記基板を浄化ガスが取り囲む段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板処理装置及び方法に関するものであり、より詳しくは、容器（ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）内に収容されている基板を、さまざまな工程を実施する基板処理部に移送するための基板移送モジュール（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｍｏｄｕｌｅ）内部の汚染を制御することができる基板処理装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程中のドライエッチング工程は、リソグラフィ工程を通じて形成されたフォトレジストパターンをエッチングマスクとして施されたウェーハをチャンバ内に載置して、これにエッチングガスを利用することで、ウェーハ上にパターンを形成する工程であり、通常、高真空状態で実行される。
【０００３】
しかし、クリーンルームの常圧状態において、チャンバ内部を高真空状態の雰囲気にするには相当な時間がかかるために、一般にドライエッチング設備の入／出力ポート（ｐｏｒｔ）間にバッファの役割をする低真空ロードロックチャンバ（ｌｏａｄｌｏｃｋ  ｃｈａｍｂｅｒ）を配置し、この部分にウェーハを待機させることにより単位時間当りに生産量を向上させる方法を使用している。
【０００４】
図１は従来の２００ｍｍ直径ウェーハ用多重チャンバシステムを有するドライエッチング設備の平面図である（たとえば特許文献１、および２参照）。
【０００５】
図１に示すように、従来の２００ｍｍドライエッチング設備は低真空ロードロックチャンバ１４ａ、１４ｂ及び高真空工程チャンバ１８ａ、１８ｂ、１８ｃを含む。
このようなドライエッチング設備を用いたエッチング工程の実施は、まず、通常２５枚のウェーハ（すなわち、半導体基板）２０が収容されたカセット１２を約１０−３ｔｏｒｒ（１３３．３２２０×１０−３Ｐａ）の低真空状態に維持される第１ロードロックチャンバ１４ａにローディングする。その後、移送チャンバ１５の移送ロボット１６を通じて前記第１ロードロックチャンバ１４ａ内のウェーハ２０を１枚ずつ対応される高真空工程チャンバ１８ａ、１８ｂ、１８ｃに移送する。全ての高真空工程チャンバ１８ａ、１８ｂ、１８ｃは約１０−６ｔｏｒｒ（１３３．３２２０×１０−６Ｐａ）の高真空状態に維持されている。
【０００６】
前記高真空工程チャンバ１８ａ、１８ｂ、１８ｃでドライエッチング工程が完了されたウェーハ２０は移送チャンバ１５の移送ロボット１６を通じて第２ロードロックチャンバ１４ｂに移送される。
【０００７】
このように、上述した各段階を経てエッチング工程が完了された全てウェーハ２０が第２ロードロックチャンバ１４ｂ内のカセット１２に入って来ると、前記第２ロードロックチャンバ１４ｂを開いてウェーハカセット１２をドライエッチング設備から除去する。
【０００８】
一方、半導体装置の生産性を向上させ、製造原価を節減するためにウェーハの大口径化を必ず必要とする。従って、最近、３００ｍｍ直径の半導体ウェーハが使用され、これにより半導体製造設備及び工程設計なども発展している。
【０００９】
３００ｍｍ直径のウェーハは、複数個のスロット（ｓｌｏｔ）が備えられたキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）と、ウェーハの重みによってキャリアに荷重がかかった状態でウェーハを移送するキャリアボックスのような移送道具を統合した前開き統合型ポッド（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ；以下、“ＦＯＵＰ”と称する）のようなウェーハ容器内に収容する。
【００１０】
しかし、前記ＦＯＵＰは体積が大きいため、低真空ロードロックチャンバにローディングする場合、常圧から低真空状態を形成し、再度低真空状態から常圧に加圧（ｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎ）させるための時間が長くなって、単位時間当りの生産量を低下させることになる。従って、３００ｍｍウェーハ用工程設備はＦＯＵＰとロードロックチャンバとの間にＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ  Ｍｏｄｕｌｅ）のような別途の基板移送モジュールを置いて、ＦＯＵＰを基板移送モジュールのロードポート（ｌｏａｄ  ｐｏｒｔ）上に積載し、ウェーハを１枚ずつ基板移送モジュールを通じてロードロックチャンバに移送する方式を採択している。
【００１１】
図２は従来の３００ｍｍウェーハ用多重チャンバシステムを有するドライエッチング設備の平面図である（たとえば特許文献３参照）。
【００１２】
図２に示すように、従来の３００ｍｍのドライエッチング設備は基板移送モジュール５０、低真空ロードロックチャンバ６０ａ、６０ｂ及び基板処理部６５により構成される。
【００１３】
基板処理部６５はウェーハ６２上に設定された工程を実施するための複数個の高真空工程チャンバ６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、及びロードロックチャンバ６０ａ、６０ｂと高真空工程チャンバ６６ａ、６６ｂ、６６ｃとの間でウェーハ６２を移送するための移送チャンバ６３を含む。
【００１４】
基板移送モジュール５０は図３に示すように、ウェーハ６２が収容されているＦＯＵＰ５２を支持するためのロードポート５８ａ、５８ｂ、外部空気を流入するためのフィルターユニット５９及びその内部に基板移送ロボット５６が配置される基板移送チャンバ５４を含む。
【００１５】
図２及び図３に示すように、１ロット（ｌｏｔ）、即ち、２５枚のウェーハ６２が収容されたＦＯＵＰ５２を基板移送モジュール５０の第１ロードポート５８ａ上に置いた後、基板移送チャンバ５４と向き合っているＦＯＵＰ５２の正面ドア（Ｆｒｏｎｔ  ｄｏｏｒ）（図示せず）をオープンさせる。
【００１６】
基板移送モジュール５０のフィルターユニット５９はファン（ｆａｎ）とフィルターが一体化されたファンフィルターユニット（ｆａｎ  ｆｉｌｔｅｒ  ｕｎｉｔ；ＦＦＵ）として、クリーンルームのフィルター７５を通じて濾過された清浄化空気８０を基板移送チャンバ５４内部にダウンフロー（ｄｏｗｎ  ｆｌｏｗ）させる役割をする。従って、基板移送チャンバ５４はフィルターユニット５９からダウンフローされた清浄化空気８０の条件（温度２３℃、湿度４５％）と同一である常温、常圧に維持される。従って、ＦＯＵＰ５２はオープンされた正面ドアを通じて基板移送チャンバ５４と連結される状態であるので、基板移送チャンバ５４の清浄化空気８０がＦＯＵＰ５２内部に流入されてＦＯＵＰ５２の内部も基板移送チャンバ５４と同一に  常温、常圧に維持される。
【００１７】
このようにＦＯＵＰ５２の正面ドアをオープンした状態で、一ロットのウェーハ６２のうち、第一ウェーハを基板移送チャンバ５４の基板移送ロボット５６を通じて約１０−３ｔｏｒｒの低真空状態に維持される第１ロードロックチャンバ６０ａにローディングされる。その後、移送チャンバ６３の基板移送ロボット６４を通じて第１ロードロックチャンバ６０ａ内のウェーハ６２を対応される工程チャンバ６６ａ、６６ｂ、６６ｃに移送する。全て工程チャンバ６６ａ、６６ｂ、６６ｃは約１０−６ｔｏｒｒの高真空状態に維持される。
【００１８】
工程チャンバ６６ａ、６６ｂ、６６ｃでドライエッチング工程が完了された第一ウェーハ６２は移送チャンバ６３の移送ロボット６４を通じて第２ロードロックチャンバ６０ｂに移送される。続けて、第一ウェーハ６２は基板移送チャンバ５４の基板移送ロボット５６を通じて第２ロードポート５８ｂ上に置かれているＦＯＵＰ５２に移送された後、残余ウェーハに対する工程が完了されるまでＦＯＵＰ５２内で５０分程度待機することになる。
【００１９】
このような段階を経てエッチング工程が完了された全てのウェーハがＦＯＵＰ５２内に入って来ると、ＦＯＵＰ５２の正面ドアを閉じてＦＯＵＰ５２をドライエッチング設備から除去する。
【００２０】
上述したように、２５枚のウェーハが収容されたカセットを低真空ロードロックチャンバに直接ローディングして、カセットが外部の清浄化空気から完全に遮断される２００ｍｍドライエッチング設備に比べて、従来の３００ｍｍドライエッチング設備では２５枚のウェーハが収容されているＦＯＵＰ５２からウェーハ６２を１枚ずつ基板移送モジュール５０を通じて第１ロードロックチャンバ６０ａに移送する。従って、ドライエッチング工程が完了されたウェーハ６２はＦＯＵＰ５２の正面ドアがオープンされた状態で基板移送モジュール５０の第２ロードポート５８ｂ上に置かれたＦＯＵＰ５２内で基板移送チャンバ５４を通じて清浄化空気８０と同一である温度及び湿度条件で待機することになるので、ウェーハ停滞時間が発生することになる。
【００２１】
次の表１は従来の２００ｍｍドライエッチング設備と３００ｍｍドライエッチング設備のウェーハ流れを比較して示したものである。
【００２２】
【表１】
2004311940.tif 000003
【００２３】
前記表１から分かるように、従来の３００ｍｍドライエッチング設備では基板移送モジュール（ＥＦＥＭ）と連結されて常温・常圧で待機するＦＯＵＰ内のウェーハが１枚ずつロードロックチャンバに移送される。従って、ドライエッチング工程が完了されたウェーハはＦＯＵＰの正面ドアが開いた状態でＦＯＵＰ内で待機することになり、工程を先に進行したウェーハであるほどＦＯＵＰ内での停滞時間が長くなる。
【００２４】
ＦＯＵＰ内での停滞時間の間にウェーハは、基板移送モジュールを通じて清浄化空気の温度及び湿度と同一である雰囲気に露出されているので、ＦＯＵＰ内のウェーハは清浄化空気中の湿気（Ｈ２Ｏ）及びオゾン（Ｏ３）のような各種空気中分子状汚染物質（ａｉｒｂｏｒｎｅ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ；ＡＭＣ）に露出される。ここで、ウェーハの表面に残留しているエッチングガスが空気中の湿気と反応して凝縮（ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ）される現象が発生し、凝縮されたエッチングガスが微粒子で形状化されて隣接パターン間のブリッジ（ｂｒｉｄｇｅ）を誘発することになる。
【００２５】
図４はドライエッチング後の基板の停滞時間による凝縮粒子数量を示したグラフであり、ドライエッチング工程を完了した後、後続の検査（ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）設備にウェーハ容器であるＦＯＵＰを移動させるまでの停滞時間によりウェーハ上に発生した凝縮粒子の数量を比較した結果を示す。このグラフで、水平軸は停滞時間を示し、垂直軸はウェーハ当りに凝縮粒子数を示す。
【００２６】
図４に示すように、停滞時間が１００分程度過ぎた後、ウェーハ上で凝縮粒子の数が急激に増加することが示された。特に、パターンが微細化されるほどオゾンによる自然酸化膜の成長による抵抗増加、工程と工程との間の停滞時間による湿気またはＡＭＣなどの吸着によるゲート酸化膜の劣化など半導体素子に及ぼす影響が加重される。
【００２７】
また、図４の測定結果から、常温、常圧条件においてＦＯＵＰ内で待機することになる第一ウェーハで、このような凝縮現象が最も激しく発生することが分かる。このような現象は従来の２００ｍｍドライエッチング設備でも発生したが、ドライエッチング設備からトラック−アウトした後、後続の洗浄工程までの停滞時間を管理することにより、この問題を解決することができた。
【００２８】
逆に、従来の３００ｍｍドライエッチング設備ではウェーハが基板移送モジュールにローディングされる時から停滞時間が発生するために、第一ウェーハの場合、ドライエッチング設備からトラック−アウトさせる前に５０分程度の停滞時間が発生することにより、トラック−アウト以前にもう凝縮現象が示されることになる。
【００２９】
このように、ウェーハを収容しているＦＯＵＰが常温、常圧の空気により汚染されることを減少させるために、ＦＯＵＰを直接低真空ロードロックチャンバにローディングする３００ｍｍ工程設備が開発された。しかし、これはＦＯＵＰの大きさによる空間の増加により真空形成時間が長くなったことにより、単位時間当りの生産量を大きく低下させるという問題があった。従って、基板移送モジュールを通じてＦＯＵＰ内のウェーハを１枚ずつロードロックチャンバに移送する３００ｍｍ工程設備を使用することが一般の趨勢である。
【特許文献１】特開平１１−２８８９９０号公報
【特許文献２】特開平１３−３５８９９号公報
【特許文献３】韓国公開特許第２００３−８４０３２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
本発明の目的は、容器内に収容されている基板を、さまざまな工程を実施する基板処理部に移送するための基板移送モジュール内部の汚染を制御することができる基板処理装置を提供することにある。
【００３１】
本発明の他の目的は、容器内に収容されている基板を、さまざまな工程を実施する基板処理部に移送するための基板移送モジュール内部の汚染を制御することができる基板処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上述した目的を達成するための本発明による基板処理装置は、複数個の基板を収容する容器と、前記基板に対して設定された工程を実施する少なくとも一つの工程チャンバを含む基板処理部と、前記容器内の基板を前記基板処理部に移送するための基板移送手段がその内部に配置されている基板移送チャンバ、及び前記基板移送チャンバの外部に配置され、前記容器を支持するための少なくとも一つのロードポートを含み、前記基板処理部に連結される基板移送モジュールと、前記基板移送チャンバに連結され、前記基板移送チャンバに浄化ガスを供給するガス供給部と、前記基板移送チャンバ内部の浄化ガスを再循環させて前記基板移送チャンバに供給するガス循環管とを含む汚染制御部を備える。
【００３３】
本発明の望ましい実施形態によると、容器はＦＯＵＰであり、基板移送手段は前記容器内の前記基板を１枚ずつ移送するロボットアームを備えるロボットである。浄化ガスは不活性ガスまたはドライ空気のうちのいずれか一つであり、望ましくは、窒素（Ｎ２）ガスである。
【００３４】
本発明の望ましい実施形態によると、汚染制御部は前記基板移送チャンバ内部の温度及び湿度を検出するためのセンサー及び前記センサーにより検出された基板移送チャンバの温度及び湿度が、設定値を超過すると前記浄化ガスの供給量を増加させ、設定値より低いと前記浄化ガスの供給量を減少させるように前記ガス供給部の動作を制御する制御部をさらに備える。
【００３５】
上述した他の目的を達成するための本発明による基板処理装置は、複数個の基板を収容する容器と、前記基板に対して設定された工程を実施する少なくとも一つの工程チャンバを含む基板処理部と、前記容器内の基板を前記基板処理部に移送するための基板移送手段がその内部に配置されている基板移送チャンバ、及び前記基板移送チャンバの外部に配置され、前記容器を支持するための少なくとも一つのロードポートを含む基板移送モジュールと、前記基板移送チャンバに連結され、前記基板移送チャンバに浄化ガスを供給して前記基板移送チャンバの内部を浄化するガス供給部及び前記供給された浄化ガスを再循環させて前記基板移送チャンバ内部に供給するためのガス循環管を含む汚染制御部を備え、前記ロードポート上に支持されている前記容器の内部が前記基板移送チャンバに供給された前記浄化ガスに充填されて前記容器内に汚染物質が流入されることを防止する。
【００３６】
また、上述した他の目的を達成するための本発明による基板処理方法は、基板移送チャンバ内に浄化ガスを提供し、前記浄化ガスを前記基板移送チャンバに再循環させる段階（ａ）と、複数個の基板を含む容器を前記基板移送チャンバの外部に配置されたロードポート上にローディングさせる段階（ｂ）と、前記基板移送チャンバ内のロボットを用いて前記ロードポート上の前記容器から前記基板移送チャンバ内に前記基板を移送する段階（ｃ）と、前記基板移送チャンバから少なくとも一つの工程チャンバに前記基板を移送する段階（ｄ）と、前記工程チャンバ内で前記基板を処理する段階（ｅ）と、前記処理された基板を前記工程チャンバから前記容器に移送する段階（ｆ）を含み、前記（ａ）段階は前記（ｂ）段階乃至前記（ｆ）段階の間に続けて進行される。
【００３７】
本発明の望ましい実施形態によると、浄化工程を続けて進行する間に基板移送チャンバ内部の温度及び湿度を実時間に検出し、検出された温度及び湿度が設定値を超過すると、浄化ガスの供給量を増加させ、設定値より低いと、浄化ガスの供給量を減少させる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によると、容器内に収容されている基板に対して各種工程における処理を実施する基板処理部に移送するための基板移送モジュールの基板移送チャンバ内部に窒素ガスのような浄化ガスを供給及び再循環させて、基板移送チャンバ内部の湿気及びオゾンを含む各種空気中の分子状汚染物質（ＡＭＣ）を制御する。従って、工程が完了された基板が容器内で待機する間に湿気及び汚染物質と反応して凝縮粒子を形成することを防止することができる。
【００３９】
また、基板移送モジュールのロードポート上に支持されている容器の内部が基板移送チャンバに供給された浄化ガスに充填されるので、後続工程を進行するために容器を他の設備に移送する時、容器の外部大気中の湿気及び外部汚染物質が流入されることを遮断することにより、工程と工程との間の停滞時間の間に汚染吸着及び凝縮現象を防止することができる。
【００４０】
また、基板移送チャンバ内部の温度及び湿度を実時間にモニタリングして浄化ガスの供給量を自動に調節することにより、基板移送チャンバの内部湿度を使用者が所望である濃度に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施形態をより詳細に説明する。
【００４２】
（第１実施形態）
図５は本発明の第１実施形態による基板処理装置の平面図である。
【００４３】
図５に示すように、本発明の３００ｍｍドライエッチング設備は基板移送モジュール１０８、低真空ロードロックチャンバ１２２ａ、１２２ｂ、及び基板処理部１０２により構成される。
【００４４】
基板処理部１０２は半導体基板、例えば、直径３００ｍｍのウェーハ１０４上に設定された工程、例えば、ドライエッチング工程を実施するための複数個の高真空工程チャンバ１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、及び移送チャンバ１２４を含む。移送チャンバ１２４内の移送ロボット１２６によりウェーハ１０４が低真空ロードロックチャンバ１２２ａ、１２２ｂと高真空工程チャンバ１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃとの間で移送される。
【００４５】
基板移送モジュール１０８の側面図が図６に図示されている。
【００４６】
図５及び図６に示すように、基板移送モジュール１０８はその内部に基板移送手段１１４が配置される基板移送チャンバ１１０、基板移送チャンバ１１０の外部に配置され、ウェーハ１０４が収容されている容器１０６を支持するためのロードポート１１２ａ、１１２ｂ、及び基板移送チャンバ１１０内に外部空気を流入させるためのフィルターユニット１２０を含む。なお、図においては、ロードポートを２つ示したが、これは少なくとも一つあればよい。
【００４７】
望ましくは、容器１０６はＦＯＵＰである。また、基板移送手段１１４はウェーハ１０４を支持するロボットアーム１１６、及びロボットアーム１１６を駆動させてウェーハ１０４を移動させるためのアーム駆動部１１８からなるロボットである。そして、ロボットアーム１１６によって基板が１枚ずつ容器１０６から取り出されて、基板処理部１０２へ移送される。
【００４８】
フィルターユニット１２０は、外部空気を流入させるためのファンと、流入させた外部空気を浄化するフィルターが一体化されたファン・フィルターユニット（ＦＦＵ）として、清浄化空気を基板移送チャンバ１１０の内部にダウンフローさせる役割をする。
【００４９】
本発明の基板処理装置は、基板移送モジュール１０８の外部に汚染制御部１３０を備える。汚染制御部１３０は基板移送チャンバ１１０内に浄化ガス１４６ａを供給して基板移送チャンバ１１０の内部を浄化するガス供給部１３２、及び内部の浄化ガスを再循環させて基板移送チャンバ１１０内に供給するためのガス循環管１３８を含む。
【００５０】
浄化ガスは不活性ガスまたは湿気が除去されたドライ空気うちのいずれか一つを使用し、望ましくは窒素（Ｎ２）ガスを使用する。
【００５１】
ガス供給部１３２には浄化ガスを供給するためのガスライン１３４と浄化ガスの流量を制御するための質量流量計（ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＭＦＣ）１３６が連結されている。
【００５２】
ガス循環管１３８を通じて再循環されて基板移送チャンバ１１０内に供給される浄化ガス１４６ｂが基板移送チャンバ１１０の内部で層流（ｌａｍｉｎａｒ  ｆｌｏｗ）を形成するように、ガス循環管１３８は基板移送チャンバ１１０の一側面下部で最上部面に延びて設けられている。ガス循環管１３８を通じて再循環される浄化ガス１４６ｂはフィルターユニット１２０を通じて濾過されて基板移送チャンバ１１０内に供給される。
【００５３】
基板移送チャンバ１１０内部の大気（ａｍｂｉｅｎｔ）を浄化ガスにより全て浄化する場合、浄化ガスの多量消耗による原価上昇問題と浄化ガスの排気問題が台頭される。従って、基板移送チャンバ１１０の全体体積の一定量のみを浄化ガスにより浄化し、内部の浄化ガスをガス循環管１３８を通じて再循環させて基板移送チャンバ１１０に供給し、加圧（ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｉｎｇ）により浄化ガスの自然漏洩を誘発することが望ましい。ここで、参照符号１４６ａはガス供給部１３２を通じて基板移送チャンバ１１０に供給される浄化ガスを示す。参照符号１４６ｂはガス循環管１３８を通じて再循環されて基板移送チャンバ１１０に供給される浄化ガスを示す。参照符号１４６ｃは加圧により漏洩される浄化ガスを示す。
【００５４】
以下、上述した構造の基板処理装置の動作を説明する。
【００５５】
ロードポート１１２ａ、１１２ｂ及び基板移送チャンバ１１０を含む基板移送モジュール１０８は、フィルターユニット１２０を通じて清浄化空気が基板移送チャンバ１１０の内部に流入されるために、設定された工程、例えば、ドライエッチング工程を実施する以前に基板移送チャンバ１１０の内部は清浄化空気の温度及び湿度と同一の条件、例えば、約２３℃の温度及び約４５％の湿度の常温及び常圧に維持される。
【００５６】
基板移送モジュール１０８に連結された汚染制御部１３０のガス供給部１３２を通じて基板移送チャンバ１１０に不活性ガスまたはドライエッチング工程にも用いられる浄化ガス１４６ａ、望ましくは窒素（Ｎ２）ガスを供給することにより、基板移送チャンバ１１０内部の湿気または汚染物質を浄化する。これと同時に、基板移送チャンバ１１０内部の浄化ガスをガス循環管１３８を通じて再循環させて基板移送チャンバ１１０に供給する。
【００５７】
汚染制御部１３０による浄化工程は全てウェーハ１０４に対して設定された工程、例えば、ドライエッチング工程が完了されて最終ウェーハがＦＯＵＰ１０６内に移送されるまで持続的に進行される。
【００５８】
浄化工程を進行する間に、一ロット、即ち、２５枚のウェーハ１０４が収容されたＦＯＵＰ１０６を基板移送モジュール１０８のロードポート１１２ａ、１１２ｂ、例えば、第１ロードポート１１２ａにローディングする。その後、基板移送モジュール１０８の基板移送チャンバ１１０と向き合っているＦＯＵＰ１０６の正面ドア１５０ａを開く。
【００５９】
このように、ＦＯＵＰ１０６の正面ドア１５０ａを開いて、浄化工程を持続的に進行する状態で、基板移送チャンバ１１０の基板移送手段１１４によりＦＯＵＰ１０６内に収容されているウェーハ１０４のうち１枚のウェーハ、例えば第一ウェーハを基板移送チャンバ１１０内に移動させる。その後、基板移送チャンバ１１０と低真空ロードロックチャンバ１２２ａ、１２２ｂ、例えば、第１ロードロックチャンバ１２２ａ間のゲートバルブ１５２ａを開いて、基板移送チャンバ１１０の基板移送手段１１４を通じて第一ウェーハを約１０−３ｔｏｒｒの低真空状態に維持されている第１ロードロックチャンバ１２２ａにローディングする。
【００６０】
基板移送チャンバ１１０と第１ロードロックチャンバ１２２ａとの間のゲートバルブ１５２ａを遮断し、基板処理部１０２の移送チャンバ１２４と第１ロードロックチャンバ１２２ａとの間のゲートバルブ１５４ａをオープンさせた後、移送チャンバ１２４の移送ロボット１２６を通じて第一ウェーハを移送チャンバ１２４に移動させる。
【００６１】
移送チャンバ１２４と第１ロードロックチャンバ１２２ａとの間のゲートバルブ１５４ａを遮断した後、移送チャンバ１２４と高真空工程チャンバ１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃとの間のゲートバルブ１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃをオープンし、移送ロボット１２６を通じて第一ウェーハを高真空工程チャンバ１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃに移動させる。ここで、高真空工程チャンバ１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃは約１０−６ｔｏｒｒの高真空状態に維持される。
【００６２】
移送チャンバ１２４と高真空工程チャンバ１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃとの間のゲートバルブ１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃを遮断した後、高真空工程チャンバ１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃで第一ウェーハに設定された工程、例えば、ドライエッチング工程を実施する。
【００６３】
前記工程が完了されると、移送チャンバ１２４と高真空工程チャンバ１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃとの間のゲートバルブ１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃを開き、第一ウェーハを移送ロボット１２６を通じて移送チャンバ１２４に移動させる。
【００６４】
移送チャンバ１２４と高真空工程チャンバ１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃとの間のゲートバルブ１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃを遮断した後、移送チャンバ１２４と低真空ロードロックチャンバ１２２ａ、１２２ｂ、例えば、第２ロードロックチャンバ１２２ｂ間のゲートバルブ１５４ｂを開き、移送ロボット１２６を通じて第一ウェーハを第２ロードロックチャンバ１２２ｂに移動させる。
【００６５】
移送チャンバ１２４と第１ロードロックチャンバ１２２ａとの間のゲートバルブ１５４ｂを遮断した後、基板移送チャンバ１１０と第２ロードロックチャンバ１２２ｂとの間のゲートバルブ１５２ｂを開き、第一ウェーハを基板移送手段１１４を通じて基板移送チャンバ１１０に移動させる。続けて、基板移送手段１１４を駆動させて第一ウェーハを基板移送チャンバ１１０からロードポート１１２ａ、１１２ｂ、例えば、第２ロードポート１１２ｂのＦＯＵＰ１０６内部に移動させる。
【００６６】
第一ウェーハはその他のウェーハに対する工程が完了されるまでＦＯＵＰ１０６内で５０分程度待機することになるが、ＦＯＵＰ１０６と連結されている基板移送チャンバ１１０の内部が持続的に窒素ガスにより浄化されて湿気及び汚染物質が除去されるので、停滞時間の間に第一ウェーハの表面に湿気及び汚染物質が吸着されることを防止することができる。
【００６７】
前記のような段階を経てエッチング工程が完了された全てウェーハがＦＯＵＰ１０６内に入って来ると、ＦＯＵＰ１０６の正面ドアを遮断し、基板移送チャンバ１１０への浄化ガス供給を中断する。その後、ＦＯＵＰ１０６をドライエッチング設備から除去する。ＦＯＵＰ１０６は全てウェーハ１０４に対する工程が進行する間に正面ドア１５０ａ、１５０ｂがオープンされている状態にロードポート１１２ａ、１１２ｂ上で待機しているために、基板移送チャンバ１１０に供給される窒素（Ｎ２）浄化ガスがＦＯＵＰ１０６の内部に自然に充填される。従って、ＦＯＵＰ１０６の正面ドアを遮断した後、後続工程設備にＦＯＵＰ１０６を移動させる時、ＦＯＵＰ１０６の内部に充填されている浄化ガスが外部大気中の湿気及び汚染物質（ＡＭＣ）の流入を遮断することにより、工程と工程との間の停滞時間の間にウェーハ１０４の表面に湿気及び汚染物質が吸着されて凝縮粒子を形成することを防止することができる。
【００６８】
図７は窒素ガスにより基板移送チャンバを浄化するにおいて、浄化時間による基板移送チャンバ及びＦＯＵＰの内部湿度変化を示したグラフである。このグラフにおいて、水平軸は時間を示し、垂直軸は相対湿度（％）を示す。
【００６９】
図７で、（１）領域は基板移送チャンバ内で浄化ガス、例えば、窒素（Ｎ２）ガスにより浄化を始める段階を示す。（２）領域は窒素（Ｎ２）ガスにより浄化された基板移送チャンバの外部に配置されたロードポート上に一ロットのウェーハが収容されているＦＯＵＰをローディングする段階を示す。（３）領域はロードポートからＦＯＵＰをアンローディングする段階を示す。Ａは基板移送チャンバ内部の相対湿度を示し、ＢはＦＯＵＰ内部の相対湿度を示す。
【００７０】
図７に示すように、基板移送チャンバ内に窒素（Ｎ２）ガスを供給して浄化を実施する間に基板移送チャンバ内部の湿度は約２５％から約４％に減少した。ロードポート上にローディングされたＦＯＵＰはオープンされた正面ドアを通じて基板移送チャンバ内部の大気が続けて流入されるために、全てウェーハに対する工程が進行する間にＦＯＵＰの内部に窒素ガスが自然に充填されて湿度が約３０％から約６％に減少した。
【００７１】
また、ＦＯＵＰの正面ドアを遮断し、ロードポートからＦＯＵＰをアンローディングした後、清浄室内でＦＯＵＰが停滞される時にもＦＯＵＰの内部湿度が外部湿度の５０％まで増加するに１時間１０分程度が所要されることを確認することができた。これは基板移送チャンバのみ窒素（Ｎ２）ガスにより浄化してもロードポート上にローディングされている間にＦＯＵＰの内部に窒素（Ｎ２）ガスが自然に充填されるために、ＦＯＵＰに対しても窒素浄化効果が１時間１０分程度持続されることを意味する。従って、工程と工程との間で清浄室内にＦＯＵＰが停滞される時にも外部大気中の湿気及び汚染物質（ＡＭＣ）がＦＯＵＰの内部に流入されることを遮断することができることが分かる。
【００７２】
（第２実施形態）
図８は本発明の第２実施形態による基板処理装置の基板移送モジュールを示す側面図である。
【００７３】
図８に示すように、第２実施形態による基板処理装置は基板移送モジュール１０８の汚染制御部を除いて上述した第１実施形態と同一である。
【００７４】
基板移送モジュール１０８はその内部に基板移送手段、望ましくは基板移送ロボット１１４が配置される基板移送チャンバ１１０、基板移送チャンバ１１０の外部に配置され、ウェーハ１０４が収容されている容器、望ましくはＦＯＵＰ１０６を支持するための少なくとも一つのロードポート１１２ａ、１１２ｂ及び基板移送チャンバ１１０内に外部空気を流入させるためのフィルターユニット１２０とを含む。
【００７５】
基板移送モジュール１０８の外部には汚染制御部１３０が配置される。汚染制御部１３０は基板移送チャンバ１１０に窒素（Ｎ２）ガスのような不活性ガスまたはドライ空気からなる浄化ガス１４６ａを供給して基板移送チャンバ１１０の内部を浄化するガス供給部１３２及び内部の浄化ガスを再循環させて基板移送チャンバ１１０に供給するためのガス循環管１３８とを含む。
【００７６】
また、汚染制御部１３０は基板移送チャンバ１１０内部の温度または湿度を検出するセンサー１４０、センサー１４０により検出された基板移送チャンバ１１０の温度及び湿度データを記録し、データを制御部１４４に伝達するデータ受信部１４２及び浄化ガス１４６ａの供給量を制御するようにＭＦＣ１３６を制御する制御部１４４とを含む。
【００７７】
具体的に、汚染制御部１３０のガス供給部１３２を通じて基板移送チャンバ１１０に浄化ガス１４６ａを供給して基板移送チャンバ１１０内部の湿気または汚染物質を浄化する。浄化ガス１４６ａの供給が進行される間に、基板移送チャンバ１１０内部の浄化ガスはガス循環管１３８を通じて再循環されて基板移送チャンバ１１０に供給される。
【００７８】
また、浄化ガス１４６ａの供給を進行する間に、センサー１４０を通じて基板移送チャンバ１１０内部の温度及び湿度を実時間に測定する。測定されたデータはデータ受信部１５２を通じて制御部１４４に伝達される。例えば、使用者が定めた湿度設定値が約１％未満であり、湿度が約１０００ｐｐｍ〜５００ｐｐｍである時、基板移送チャンバ１１０内部の測定された湿度が設定値を超過すると、制御部１４４は浄化ガスの流量を調節する質量流量計（ＭＦＣ）１３６を制御して浄化ガスの供給量を増加させる。また、測定された湿度が設定値より低いと、制御部１４４は質量流量計（ＭＦＣ）１３６を制御して浄化ガスの供給量を減少させる。
【００７９】
このように、本発明の第２実施形態による基板移送モジュール１０８は基板移送チャンバ１１０内部の温度または湿度を実時間に測定して浄化ガスの供給量を自動に調節することにより、基板移送チャンバ１１０の内部空気の湿度を使用者が所望である濃度に制御することができる。
【００８０】
以上、本発明を実施形態によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できるのであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】従来の２００ｍｍウェーハ用ドライエッチング設備の平面図である。
【図２】従来の３００ｍｍウェーハ用ドライエッチング設備の平面図である。
【図３】図２の設備において、基板移送モジュールを示す側面図である。
【図４】ドライエッチング後基板の停滞時間による凝縮粒子数量を示すグラフである。
【図５】本発明の第１実施形態による基板処理装置の平面図である。
【図６】図５の基板処理装置において、基板移送モジュールを示す側面図である。
【図７】浄化時間による基板移送チャンバ及びＦＯＵＰの内部湿度変化を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態による基板処理装置の基板移送モジュールを示す側面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１００  基板処理装置
１０２  基板処理部
１０４  基板
１０８  基板移送モジュール
１１０  基板移送チャンバ
１１２ａ、１１２ｂ  ロードポート
１１４  基板移送手段
１１６  ロボットアーム
１２０  フィルターユニット
１２２ａ、１２２ｂ  ロードロックチャンバ
１２４  移送チャンバ
１２６  移送ロボット
１３０  汚染制御部
１３２  ガス供給部
１３４  ガスライン
１３８  ガス循環管
１４０  センサー
１４２  データ受信部
１４４  制御部
【図１】
2004311940.tif 000004
【図２】
2004311940.tif 000005
【図３】
2004311940.tif 000006
【図４】
2004311940.tif 000007
【図５】
2004311940.tif 000008
【図６】
2004311940.tif 000009
【図７】
2004311940.tif 000010
【図８】
2004311940.tif 000011