(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理前または処理後の基板を一時的に収容する予備室と、
基板に処理を施す処理室と、
内装した搬送ロボットにより前記予備室と前記処理室との間で基板の搬送を行う搬送室と、
少なくとも前記予備室および前記搬送室のそれぞれに設けられ前記予備室内および前記搬送室内にそれぞれ不活性ガスを導入する第一の不活性ガス導入ポートと、
少なくとも前記予備室および前記搬送室のそれぞれに設けられるとともに、真空ポンプに接続され、前記予備室内および前記搬送室内のガスをそれぞれ排気する排気配管と、
それぞれの前記排気配管の前記真空ポンプよりも上流側に設けられ、それぞれの前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入する第二の不活性ガス導入ポートと、
前記予備室および前記搬送室のうち少なくともいずれかの室内に基板が存在する間は、少なくとも基板が存在する室に対応する前記第一の不活性ガス導入ポートからその室内に不活性ガスを導入すると共に、その室に対応する前記排気配管に設けられた前記第二の不活性ガス導入ポートからその室に対応する前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入しつつ、その室に対応する前記排気配管より排気するよう制御するように構成されるコントローラと、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記コントローラは、更に、前記予備室および前記搬送室のうち少なくともいずれかの室内に基板が存在する間は、前記第一の不活性ガス導入ポートから前記予備室および前記搬送室内に不活性ガスを導入すると共に、前記第二の不活性ガス導入ポートから前記予備室および前記搬送室のそれぞれに設けられた前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入しつつ、それぞれの前記排気配管より排気するよう制御するように構成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３】
処理前または処理後の基板を一時的に収容する予備室と、
基板に処理を施す処理室と、
内装した搬送ロボットにより前記予備室と前記処理室との間で基板の搬送を行う搬送室と、
少なくとも前記予備室および前記搬送室のそれぞれに設けられ前記予備室内および前記搬送室内にそれぞれ不活性ガスを導入する第一の不活性ガス導入ポートと、
少なくとも前記予備室および前記搬送室のそれぞれに設けられるとともに、真空ポンプに接続され、前記予備室内および前記搬送室内のガスをそれぞれ排気する排気配管と、
それぞれの前記排気配管の前記真空ポンプよりも上流側に設けられ、それぞれの前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入する第二の不活性ガス導入ポートと、
少なくとも前記搬送室を介して前記予備室と前記処理室との間で基板を搬送する際に前記予備室および前記搬送室のうち少なくともいずれかの室内に基板が存在する間は、少なくとも基板が存在する室に対応する前記第一の不活性ガス導入ポートからその室内に不活性ガスを導入すると共に、その室に対応する前記排気配管に設けられた前記第二の不活性ガス導入ポートからその室に対応する前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入しつつ、その室に対応する前記排気配管より排気するよう制御するように構成されるコントローラと、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
処理前または処理後の基板を一時的に収容する予備室と、
基板に処理を施す処理室と、
内装した搬送ロボットにより前記予備室と前記処理室との間で基板の搬送を行う搬送室と、
少なくとも前記予備室および前記搬送室のそれぞれに設けられ前記予備室内および前記搬送室内にそれぞれ不活性ガスを導入する第一の不活性ガス導入ポートと、
少なくとも前記予備室および前記搬送室のそれぞれに設けられるとともに、真空ポンプに接続され、前記予備室内および前記搬送室内のガスをそれぞれ排気する排気配管と、
それぞれの前記排気配管の前記真空ポンプよりも上流側に設けられ、それぞれの前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入する第二の不活性ガス導入ポートと、
少なくとも前記搬送室を介して前記予備室と前記処理室との間で基板を搬送する際は、前記第一の不活性ガス導入ポートから前記予備室および前記搬送室内に不活性ガスを導入すると共に、前記第二の不活性ガス導入ポートから前記予備室および前記搬送室のそれぞれに設けられた前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入しつつ、それぞれの前記排気配管より排気するよう制御するように構成されるコントローラと、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
基板を予備室内に搬入する工程と、
処理室内で前記基板を処理する工程と、
前記予備室と前記処理室との間に備えられた搬送室に内装された搬送ロボットにより前記搬送室を介して前記基板の搬送を行う工程と、を有し、
少なくとも前記予備室および前記搬送室のそれぞれには、前記予備室内および前記搬送室内にそれぞれ不活性ガスを導入する第一の不活性ガス導入ポートと、真空ポンプに接続され前記予備室内および前記搬送室内のガスをそれぞれ排気する排気配管が設けられ、
それぞれの前記排気配管の前記真空ポンプよりも上流側には、それぞれの前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入する第二の不活性ガス導入ポートが設けられ、
前記予備室および前記搬送室のうち少なくともいずれかの室内に基板が存在する間は、少なくとも基板が存在する室に対応する前記第一の不活性ガス導入ポートからその室内に不活性ガスを導入すると共に、その室に対応する前記排気配管に設けられた前記第二の不活性ガス導入ポートからその室に対応する前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入しつつ、その室に対応する前記排気配管より排気することを特徴とする基板処理方法。
【請求項６】
基板を予備室内に搬入する工程と、
処理室内で前記基板を処理する工程と、
前記予備室と前記処理室との間に備えられた搬送室に内装された搬送ロボットにより前記搬送室を介して前記基板の搬送を行う工程と、を有し、
少なくとも前記予備室および前記搬送室のそれぞれには、前記予備室内および前記搬送室内にそれぞれ不活性ガスを導入する第一の不活性ガス導入ポートと、真空ポンプに接続され前記予備室内および前記搬送室内のガスをそれぞれ排気する排気配管が設けられ、
それぞれの前記排気配管の前記真空ポンプよりも上流側には、それぞれの前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入する第二の不活性ガス導入ポートが設けられ、
前記基板の搬送を行う工程では、前記予備室および前記搬送室のうち少なくともいずれかの室内に基板が存在する間は、少なくとも基板が存在する室に対応する前記第一の不活性ガス導入ポートからその室内に不活性ガスを導入すると共に、その室に対応する前記排気配管に設けられた前記第二の不活性ガス導入ポートからその室に対応する前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入しつつ、その室に対応する前記排気配管より排気することを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
基板を予備室内に搬入する工程と、
処理室内で前記基板を処理する工程と、
前記予備室と前記処理室との間に備えられた搬送室に内装された搬送ロボットにより前記搬送室を介して前記基板の搬送を行う工程と、を有し、
少なくとも前記予備室および前記搬送室のそれぞれには、前記予備室内および前記搬送室内にそれぞれ不活性ガスを導入する第一の不活性ガス導入ポートと、真空ポンプに接続され前記予備室内および前記搬送室内のガスをそれぞれ排気する排気配管が設けられ、
それぞれの前記排気配管の前記真空ポンプよりも上流側には、それぞれの前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入する第二の不活性ガス導入ポートが設けられ、
前記基板の搬送を行う工程では、前記第一の不活性ガス導入ポートから前記予備室および前記搬送室内に不活性ガスを導入すると共に、前記第二の不活性ガス導入ポートから前記予備室および前記搬送室のそれぞれに設けられた前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入しつつ、それぞれの前記排気配管より排気することを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
基板を予備室内に搬入する工程と、
処理室内で前記基板を処理する工程と、
前記予備室と前記処理室との間に備えられた搬送室に内装された搬送ロボットにより前記搬送室を介して前記基板の搬送を行う工程と、を有し、
少なくとも前記予備室および前記搬送室のそれぞれには、前記予備室内および前記搬送室内にそれぞれ不活性ガスを導入する第一の不活性ガス導入ポートと、真空ポンプに接続され前記予備室内および前記搬送室内のガスをそれぞれ排気する排気配管が設けられ、
それぞれの前記排気配管の前記真空ポンプよりも上流側には、それぞれの前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入する第二の不活性ガス導入ポートが設けられ、
前記予備室および前記搬送室のうち少なくともいずれかの室内に基板が存在する間は、少なくとも基板が存在する室に対応する前記第一の不活性ガス導入ポートからその室内に不活性ガスを導入すると共に、その室に対応する前記排気配管に設けられた前記第二の不活性ガス導入ポートからその室に対応する排気配管内に直接に不活性ガスを導入しつつ、その室に対応する前記排気配管より排気することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
基板を予備室内に搬入する工程と、
処理室内で前記基板を処理する工程と、
前記予備室と前記処理室との間に備えられた搬送室に内装された搬送ロボットにより前記搬送室を介して前記基板の搬送を行う工程と、を有し、
少なくとも前記予備室および前記搬送室のそれぞれには、前記予備室内および前記搬送室内にそれぞれ不活性ガスを導入する第一の不活性ガス導入ポートと、真空ポンプに接続され前記予備室内および前記搬送室内のガスをそれぞれ排気する排気配管が設けられ、
それぞれの前記排気配管の前記真空ポンプよりも上流側には、それぞれの前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入する第二の不活性ガス導入ポートが設けられ、
前記基板の搬送を行う工程では、前記予備室および前記搬送室のうち少なくともいずれかの室内に基板が存在する間は、少なくとも基板が存在する室に対応する前記第一の不活性ガス導入ポートからその室内に不活性ガスを導入すると共に、その室に対応する前記排気配管に設けられた前記第二の不活性ガス導入ポートからその室に対応する前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入しつつ、その室に対応する前記排気配管より排気することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
基板を予備室内に搬入する工程と、
処理室内で前記基板を処理する工程と、
前記予備室と前記処理室との間に備えられた搬送室に内装された搬送ロボットにより前記搬送室を介して前記基板の搬送を行う工程と、を有し、
少なくとも前記予備室および前記搬送室のそれぞれには、前記予備室内および前記搬送室内にそれぞれ不活性ガスを導入する第一の不活性ガス導入ポートと、真空ポンプに接続され前記予備室内および前記搬送室内のガスをそれぞれ排気する排気配管が設けられ、
それぞれの前記排気配管の前記真空ポンプよりも上流側には、それぞれの前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入する第二の不活性ガス導入ポートが設けられ、
前記基板の搬送を行う工程では、前記第一の不活性ガス導入ポートから前記予備室および前記搬送室内に不活性ガスを導入すると共に、前記第二の不活性ガス導入ポートから前記予備室および前記搬送室のそれぞれに設けられた前記排気配管内に直接に不活性ガスを導入しつつ、それぞれの前記排気配管より排気することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内に不活性ガスを導入して基板の汚染を防止するようにした基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板に成膜などの処理を行う基板処理装置においては、基板（ウェハ）を装置内の室（チャンバ）に挿入したあと、ウェハを挿入したチャンバを低圧・真空にする必要がある。このとき、ウェハ導入治具（例えばカセット、ポッド）やチャンバ等からの脱ガスの発生、真空ポンプからのオイル等の逆拡散の影響のため、ウェハ表面に水分や有機汚染物質が付着してウェハ表面を汚染する。ウェハ汚染はウェハ挿入直後だけでなく、成膜後にウェハをチャンバ内に待機させているときにも発生する。このウェハ汚染は、その後の成膜、デバイス特性に影響を与える。
特に、近年、半導体デバイスの微細化、高集積化に伴い、従来の規制対象であったメカニカルコンタミネーション以外にケミカルコンタミネーションによるウェハ汚染が問題となっている。
【０００３】
そこで、ウェハ表面の汚染を防止するためにチャンバ内に不活性ガス（例えばＮ2ガス）を導入することが行われている。この場合、特に、ウェハ挿入時から真空保持時までの間、室から排気配管に向かう流れを形成する必要がある。そこで、従来、室内に不活性ガスを常時導入しつつ排気配管より排気するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３４５２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１記載の発明のように、室内に不活性ガスを常時導入しつつ排気配管より排気するようにすると、室から排気配管に向かう流れを形成することはできる。
しかしながら、室から排気配管に向かう流れを上記の不活性ガスにのみ頼ると、例えば室内部と外部との間に圧力差がある場合等においては、室開放時（ゲートバルブを開けた時）に、開放部から室外部に不活性ガスが流れ出して、排気配管に流れる不活性ガスの流量が減少し、排気配管から室への汚染物質の逆拡散を十分に防止できなくなることが考えられる。
【０００５】
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、室開放時であっても、排気配管から室への汚染物質の逆拡散を防止することが可能な基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、処理前または処理後の基板を一時的に収容する予備室と、基板に処理を施す処理室と、内装した搬送ロボットにより前記予備室と前記処理室との間で基板の搬送を行う搬送室と、少なくとも前記予備室および前記搬送室のそれぞれに設けられ前記予備室および前記搬送室内にそれぞれ不活性ガスを導入する第一の不活性ガス導入ポートと、少なくとも前記予備室および前記搬送室のそれぞれに設けられ前記予備室および前記搬送室内のガスをそれぞれ排気する排気配管と、前記排気配管に接続された真空ポンプと、前記排気配管の前記真空ポンプよりも上流側に設けられ、前記排気配管内に不活性ガスを導入する第二の不活性ガス導入ポートと、前記予備室および前記搬送室のうち少なくともいずれかの室内に基板が存在する間は、少なくとも基板が存在する室内と、その室に対応する前記排気配管内とのそれぞれに、その室に対応する前記第一の不活性ガス導入ポートと前記第二の不活性ガス導入ポートの両方から不活性ガスを連続的に導入しつつ前記排気配管より排気するよう制御するコントローラと、を有することを特徴とする基板処理装置である。
【０００７】
基板を予備室内に搬入し、予備室内に搬入された基板を搬送ロボットにより搬送室を介して処理室内に搬送し、この処理室内で基板の処理を施す。処理後の基板を、搬送ロボットにより処理室内から搬送室を経由して予備室内に搬送し、予備室から搬出する。
【０００８】
この場合において、基板処理装置内に搬入された基板が、少なくとも前記予備室および前記搬送室のうち少なくともいずれかの室内に存在する間は、コントローラによる制御により、少なくとも基板が存在する室内と、その室に対応する前記排気配管内とのそれぞれに、その室に対応する前記第一の不活性ガス導入ポートと前記第二の不活性ガス導入ポートの両方から、不活性ガスが連続的に導入される。したがって、予備室または搬送室の開放時に、第一の不活性ガス導入ポートから導入される不活性ガスが予備室または搬送室の外部に流れるような場合であっても、第一の不活性ガス導入ポートの一方からのみ不活性ガスを導入しつつ排気するよう制御される場合と比べて、排気配管内に流れるトータルの不活性ガスの流量を第二の不活性ガス導入ポートから一定流量確保できるので、排気配管内から予備室または搬送室への汚染物質の逆拡散を防止できる。
【０００９】
また、少なくとも前記予備室および前記搬送室のうち少なくともいずれかの室内に基板が存在する間は、少なくとも基板が存在する室内と、その室に対応する前記排気配管内とのそれぞれに、不活性ガス流が形成され、ウェハはその不活性ガス流にさらされることとなるため、基板に不純物を付着させることなく、基板を清浄に保ったまま処理室で基板を処理することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記搬送室に連通し処理後の前記基板を冷却する冷却室と、この冷却室内に不活性ガスを導入する第３の不活性ガス導入ポートとを有し、前記コントローラは、少なくとも前記冷却室内に基板が存在する間は、前記第３の不活性ガス導入ポートと前記搬送室の排気配管に設けられた前記第二の不活性ガス導入ポートの両方から前記冷却室内と前記排気配管内とのそれぞれに不活性ガスを連続的に導入しつつ前記排気配管より排気するように制御することを特徴とする基板処理装置である。
【００１１】
第３の不活性ガス導入ポートから冷却室内に連続的に導入される不活性ガスは、冷却室と連通する前記搬送室に設けられた排気配管を通して排気される。したがって、コントローラにより、処理後の前記基板を冷却する冷却室内に不活性ガスを導入する第３の不活性ガス導入ポートと、前記搬送室の排気配管に設けられた前記第二の不活性ガス導入ポートとの両方から前記冷却室内と前記排気配管内に不活性ガスを連続的に導入しつつ排気すると、前記冷却室内に対する前記排気配管からの汚染物質の逆拡散を防止できる。
【００１２】
また、搬送室が開放することにより、第３の不活性ガス導入ポートから冷却室に導入される不活性ガスが、搬送室を介して外部に流れるような場合であっても、前記搬送室の排気配管に流れる不活性ガスの流量を第二の不活性ガス導入ポートから一定流量確保できるので、前記排気配管や真空ポンプからの冷却室に対する汚染物質の逆拡散を防止できる。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、前記コントローラは下記項目（１）〜（４）のうちの１つまたは複数を行うように制御することを特徴とする基板処理装置である。
（１）前記予備室および前記搬送室のうち、少なくともいずれかの室内に基板が存在する間は、前記真空ポンプの停止の有無、すなわち真空ポンプのオン、オフ状態にかかわらず、前記各室に対応する第二の不活性ガス導入ポートから前記排気配管内に不活性ガスを連続的に導入しつつ前記排気配管より排気する。好ましくは、前記排気配管内に連続的に導入する前記不活性ガスの流量を０．５ｓｌｍ以上とする。
（２）基板搬送に伴う前記予備室および前記搬送室に設けられた各室を開閉するゲートバルブの動作切替え時にも、前記各室に対応する第一の不活性ガス導入ポートと第二の不活性ガス導入ポートとの両方より、前記予備室内および前記搬送室内およびこれら各室に対応する前記排気配管内に前記不活性ガスを連続的に導入しつつ前記排気配管より排気する。
（３）一定時間、基板が滞在する前記予備室または前記冷却室において、前記基板表面を不活性ガスの流れ状態の中に置き、直接基板表面に不活性ガスをあてる。
【００１４】
第４の発明は、第１の発明において、前記コントローラは、前記予備室および前記搬送室のうち、少なくともいずれかの室内に基板が存在する間は、前記各室内と、前記各室に対応する前記排気配管とのそれぞれに、前記各室に対応する前記第一の不活性ガス導入ポートと前記第二の不活性ガス導入ポートの両方から不活性ガスを連続的に導入しつつ前記排気配管より排気するよう制御することを特徴とする基板処理装置である。
【００１５】
第５の発明は、処理前または処理後の基板を一時的に収容する予備室と、基板に処理を施す処理室と、内装した搬送ロボットにより前記予備室と前記処理室との間で基板の搬送を行う搬送室と、前記各室にそれぞれ設けられ前記各室内にそれぞれ不活性ガスを導入する第一の不活性ガス導入ポートと、前記各室にそれぞれ設けられ前記各室内のガスをそれぞれ排気する排気配管と、前記排気配管に接続された真空ポンプと、前記排気配管の前記真空ポンプよりも上流側に設けられ、前記排気配管内に不活性ガスを導入する第二の不活性ガス導入ポートと、少なくとも前記搬送室を介して予備室と処理室との間で基板を搬送する際は、前記各室内と前記各室に対応する前記排気配管と、のそれぞれに前記各室に対応する前記第一の不活性ガス導入ポートと前記第二の不活性ガス導入ポートの両方から不活性ガスを連続的に導入しつつ前記排気配管より排気するよう制御するコントローラと、を有することを特徴とする基板処理装置である。
【００１６】
第６の発明は、処理前または処理後の基板を一時的に収容する予備室と、基板に処理を施す処理室と、内装した搬送ロボットにより前記予備室と前記処理室との間で基板の搬送を行う搬送室と、少なくとも前記予備室に設けられ前記予備室内に不活性ガスを導入する第一の不活性ガス導入ポートと、少なくとも前記予備室に設けられ前記予備室内のガスを排気する主排気配管と、前記主排気配管に接続された真空ポンプと、前記主排気配管に設けられたメインバルブと、前記主排気配管内の前記真空ポンプよりも上流側であって前記メインバルブよりも下流側に不活性ガスを導入する第二の不活性ガス導入ポートと、主排気配管のメインバルブの上流側に設けられたベントラインと、前記ベントラインに設けられたエアバルブと、前記主排気配管内を流れるガスを前記メインバルブよりも下流側にバイパスさせる副排気配管と、前記副排気配管に設けられたスローバルブと、を備えた基板処理装置において、下記（Ａ）〜（Ｄ）のように各バルブを切替えて、少なくとも前記予備室内および前記主排気配管内に不活性ガス流を形成するよう制御するコントローラを有することを特徴とする基板処理装置である。
（Ａ）前記真空ポンプの駆動を停止した状態で、前記スローバルブ及び前記メインバルブを閉じ、前記エアバルブを開いて、第一の不活性ガス導入ポートから少なくとも前記予備室内に不活性ガスを導入しつつベントラインから排気するとともに、第二の不活性ガス導入ポートから前記主排気配管内に不活性ガスを導入しつつ主排気配管より排気する。これらの不活性ガスの導入により、少なくとも前記予備室内、前記主排気配管内の前記メインバルブの上流側、前記ベントライン内に第一の不活性ガス流を形成するとともに、前記主排気配管内の前記メインバルブの下流側に第二の不活性ガス流を形成する。予備室内への基板挿入前のアイドル時はこのような状態とする。
（Ｂ）前記真空ポンプを駆動させ、前記真空ポンプを駆動させた状態で、前記スローバルブおよび前記メインバルブは閉じ、前記エアバルブは開いたままの状態で、第一の不活性ガス導入ポートから少なくとも前記予備室内へ不活性ガスの導入、および第二の不活性ガス導入ポートから前記主排気配管内への不活性ガスの導入を継続する。これらの不活性ガスの導入により、少なくとも前記予備室内、前記主排気配管内の前記メインバルブの上流側、前記ベントライン内への第一の不活性ガス流、および前記主排気配管内の前記メインバルブの下流側への第二の不活性ガス流の形成を維持する。このような状態で前記予備室内に基板を挿入する。
（Ｃ）前記真空ポンプの駆動を維持させた状態で、メインバルブは閉じたまま、前記スローバルブを開き、前記エアバルブを閉じて、第一の不活性ガス導入ポートから少なくとも前記予備室内への不活性ガスの導入、および第二の不活性ガス導入ポートから前記主排気配管内への不活性ガスの導入を継続する。これらの不活性ガスの導入により、少なくとも前記予備室内、前記主排気配管内の前記メインバルブの上流側、前記副排気配管内、前記主排気配管内の前記メインバルブの下流側に前記第一の不活性ガス流を形成する（切り換える）とともに、前記主排気配管内の前記メインバルブの下流側への第二の不活性ガス流の形成を維持する。このような状態で、少なくとも前記予備室内の減圧を開始する。
（Ｄ）少なくとも前記予備室内を減圧した状態で、スローバルブは開き、エアバルブは閉じたまま、さらに前記メインバルブを開き、第一の不活性ガス導入ポートから少なくとも前記予備室内への不活性ガスの導入、および第二の不活性ガス導入ポートから前記主排気配管内への不活性ガスの導入を継続する。これらの不活性ガスの導入により、少なくとも前記予備室内、前記主排気配管内、前記副排気配管内に前記第一の不活性ガス流を形成するとともに、前記主排気配管内の前記メインバルブの下流側への第二の不活性ガス流の形成を維持する。このような状態で、少なくとも前記予備室内から他の室内に基板を搬送する。
【００１７】
第７の発明は、基板を予備室内に搬入する工程と、処理室内で前記基板を処理する工程と、前記予備室と前記処理室との間に備えられた搬送室を介して前記基板の搬送を行う工程と、を有し、前記各工程において、前記予備室および前記搬送室のうち少なくともいずれかの室内に基板が存在する間は、少なくとも基板が存在する室内と、その室に設けられた排気配管内と、のそれぞれに不活性ガスを直接連続的に導入しつつ前記排気配管より排気することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００１８】
第８の発明は、基板を予備室内に搬入する工程と、処理室内で前記基板を処理する工程と、前記予備室と前記処理室との間に備えられた搬送室を介して前記基板の搬送を行う工程と、を有し、前記基板の搬送を行う工程では、前記各室内と、前記各室にそれぞれ設けられた排気配管内とのそれぞれに、不活性ガスを直接連続的に導入しつつ前記排気配管より排気することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、室開放時であっても、室への汚染物質の逆拡散を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【００２１】
図１０および図１１において、本発明が適用される基板処理装置の概要を説明する。
【００２２】
なお、本発明が適用される基板処理装置においてウェハなどの基板を搬送するキャリヤとしては、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod 。以下、ポッドという。）やカセット等が使用されている。また、以下の説明において、前後左右は図１０を基準とする。すなわち、図１０が示されている紙面に対して、前は紙面の下、後ろは紙面の上、左右は紙面の左右とする。
【００２３】
図１０および図１１に示されているように、基板処理装置は真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐えるロードロックチャンバ構造に構成された第一の搬送室１０３を備えており、第一の搬送室１０３の筐体１０１は平面視が六角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。第一の搬送室１０３には負圧下でウェハ２００を移載する第一の搬送ロボットとしてのウェハ移載機１１２が設置されている。前記第一のウェハ移載機１１２は、エレベータ１１５によって、第一の搬送室１０３の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。
【００２４】
筐体１０１の六枚の側壁のうち前側に位置する二枚の側壁には、搬入用の予備室１２２と搬出用の予備室１２３とがそれぞれゲートバルブ２４４，１２７を介して連結されており、それぞれ負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。さらに、予備室１２２には搬入室用の基板置き台１４０が設置され、予備室１２３には搬出室用の基板置き台１４１が設置されている。
【００２５】
予備室１２２および予備室１２３の前側には、略大気圧下で用いられる第二の搬送室１２１がゲートバルブ１２８、１２９を介して連結されている。第二の搬送室１２１にはウェハ２００を移載する第二のウェハ移載機１２４が設置されている。第二のウェハ移載機１２４は第二の搬送室１２１に設置されたエレベータ１２６によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ１３２によって左右方向に往復移動されるように構成されている。
【００２６】
図１０に示されているように、第二の搬送室１２１の左側にはオリフラ合わせ装置１０６が設置されている。また、図１１に示されているように、第二の搬送室１２１の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット１１８が設置されている。
【００２７】
図１０および図１１に示されているように、第二の搬送室１２１の筐体１２５には、ウェハ２００を第二の搬送室１２１に対して搬入搬出するためのウェハ搬入搬出口１３４と、前記ウェハ搬入搬出口を閉塞する蓋１４２と、ポッドオープナ１０８がそれぞれ設置されている。ポッドオープナ１０８は、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャップおよびウェハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２を開閉するキャップ開閉機構１３６とを備えており、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャップおよびウェハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２をキャップ開閉機構１３６によって開閉することにより、ポッド１００のウェハ出し入れを可能にする。また、ポッド１００は図示しない工程内搬送装置（ＲＧＶ）によって、前記ＩＯステージ１０５に、供給および排出されるようになっている。
【００２８】
図１０に示されているように、筐体１０１の六枚の側壁のうち背面側に位置する二枚の側壁には、ゲートバルブ１３０、１３１を介して、ウェハに所望の処理を行う第一の処理室２０２と、第二の処理室１３７とが隣接してそれぞれ連結されている。また、筐体１０１における六枚の側壁のうちの残りの互いに対向する二枚の側壁には、第一のクーリングユニット（冷却室）１３８と、第二のクーリングユニット（冷却室）１３９とがそれぞれ連結されており、第一の冷却室１３８および第二の冷却室１３９はいずれも処理済みのウェハ２００を冷却するように構成されている。
【００２９】
以下、前記構成をもつ基板処理装置を使用して半導体装置の製造工程の一工程として基板を処理する基板処理工程を説明する。
【００３０】
未処理のウェハ２００は２５枚がポッド１００に収納された状態で、処理工程を実施する基板処理装置へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。図１０および図１１に示されているように、搬送されて来たポッド１００はＩＯステージ１０５の上に工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッド１００のキャップおよびウェハ搬入搬出口１３４を開閉する蓋１４２がキャップ開閉機構１３６によって取り外され、ポッド１００のウェハ出し入れ口が開放される。
【００３１】
ポッド１００がポッドオープナ１０８により開放されると、第二の搬送室１２１に設置された第二のウェハ移載機１２４はポッド１００からウェハ２００をピックアップし、予備室１２２に搬入し、ウェハ２００を基板置き台１４０に移載する。この移載作業中には、予備室１２２の第一の搬送室１０３側のゲートバルブ２４４は閉じられており、第一の搬送室１０３の負圧は維持されている。ポッド１００に収納された所定枚数、例えば２５枚のウェハ２００の基板置き台１４０への移載が完了すると、ゲートバルブ１２８が閉じられ、予備室１２２が真空ポンプなどの排気装置（図示せず）によって負圧に排気される。
【００３２】
予備室１２２が予め設定された圧力値に減圧されると、ゲートバルブ２４４が開かれ、予備室１２２と第一の搬送室１０３とが連通される。続いて、第一の搬送室１０３の第一のウェハ移載機１１２は基板置き台１４０からウェハ２００をピックアップして第一の搬送室１０３に搬入する。ゲートバルブ２４４が閉じられた後、ゲートバルブ１３０が開かれ、第一の搬送室１０３と第一の処理室２０２とが連通される。続いて第一のウェハ移載機１１２は、ウェハ２００を第一の搬送室１０３から第一の処理室２０２に搬入する。ゲートバルブ１３０が閉じられた後、第一の処理室２０２内に処理ガスが供給され、所望の処理がウェハ２００に施される。
【００３３】
第一の処理室２０２で前記処理が完了すると、ゲートバルブ１３０が開かれ、処理済みのウェハ２００は第一の搬送室１０３の第一のウェハ移載機１１２によって第一の搬送室１０３に搬出される。搬出後、ゲートバルブ１３０は閉じられる。
【００３４】
そして、第一のウェハ移載機１１２は第一の処理室２０２から搬出したウェハ２００を第一の冷却室１３８へ搬送し、処理済みのウェハを冷却する。
【００３５】
第一の冷却室１３８に処理済みウェハ２００を搬送すると、第一のウェハ移載機１１２は予備室１２２の基板置き台１４０に予め準備されたウェハ２００を第一の処理室２０２に前述した作動と同様に搬送し、第一の処理室２０２内に処理ガスが供給され、所望の処理がウェハ２００に施される。
【００３６】
第一の冷却室１３８において予め設定された冷却時間が経過すると、冷却済みのウェハ２００は第一のウェハ移載機１１２によって第一の冷却室１３８から第一の搬送室１０３に搬出される。
【００３７】
冷却済みのウェハ２００が第一の冷却室１３８から第一の搬送室１０３に搬出されたのち、ゲートバルブ１２７が開かれる。そして、第一のウェハ移載機１１２は第一の冷却室１３８から搬出したウェハ２００を予備室１２３へ搬送し、基板置き台１４１に移載した後、予備室１２３はゲートバルブ１２７によって閉じられる。
以上の作動が繰り返されることにより、予備室１２２内に搬入された所定枚数、例えば２５枚のウェハ２００が順次処理されて行く。
【００３８】
予備室１２２内に搬入された全てのウェハ２００に対する処理が終了し、全ての処理済ウェハ２００が予備室１２３に収納され、予備室１２３がゲートバルブ１２７によって閉じられると、前記排出用予備室１２３内が、不活性ガス導入ポート（図示せず）から供給される不活性ガスにより略大気圧に戻される。前記予備室１２３内が略大気圧に戻されると、ゲートバルブ１２９が開かれ、第二の搬送室１２１の予備室１２３に対応したウェハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２と、ＩＯステージ１０５に載置された空のポッド１００のキャップがポッドオープナ１０８によって開かれる。続いて、第二の搬送室１２１の第二のウェハ移載機１２４は基板置き台１４１からウェハ２００をピックアップして第二の搬送室１２１に搬出し、第二の搬送室１２１のウェハ搬入搬出口１３４を通してポッド１００に収納して行く。処理済みの２５枚のウェハ２００のポッド１００への収納が完了すると、ポッド１００のキャップとウェハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２がポッドオープナ１０８によって閉じられる。閉じられたポッド１００はＩＯステージ１０５の上から次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。
【００３９】
以上の作動は第一の処理室２０２および第一の冷却室１３８が使用される場合を例にして説明したが、第二の処理室１３７および第二の冷却室１３９が使用される場合についても同様の作動が実施される。
【００４０】
なお、上述の基板処理装置では、予備室１２２を搬入用、予備室１２３を搬出用としたが、予備室１２３を搬入用、予備室１２２を搬出用としてもよい。また、第一の処理室２０２と第二の処理室１３７は、それぞれ同じ処理を行ってもよいし、別の処理を行ってもよい。第一の処理室２０２と第二の処理室１３７で別の処理を行う場合、例えば第一の処理室２０２でウェハ２００にある処理を行った後、続けて第二の処理室１３７で別の処理を行わせてもよい。また、第一の処理室２０２でウェハ２００にある処理を行った後、第二の処理室１３７で別の処理を行わせる場合、第一の冷却室１３８（または第二の冷却室１３９）を経由するようにしてもよい。
【００４１】
つぎに、上述の基板処理装置における各室（チャンバ）内への汚染物質の逆拡散を十分に防止するための構成を説明する。
【００４２】
図１は、実施の形態における基板処理装置の要部を示した概略説明図である。
この基板処理装置は、上述のように処理前または処理後のウェハ２００を一時的に収容する予備室１２２（１２３）と、ウェハ２００に所定の処理を施す処理室２０２と、予備室１２２（１２３）と処理室２０２との間でウェハ２００の搬送を行う搬送室１０３とを備えている。予備室１２２（１２３）において予備室１２２（１２３）の外部との間で行われるウェハ２００のやりとりは、上述のようにポッドやカセットから取り出されたウェハ２００で直接行われるようにすることもできるが、複数のウェハを収納したカセット９０やポッド１００で間接的に行われるようにすることもできる。ここでは、予備室１２２（１２３）に対するウェハ２００のやりとり、すなわちウェハ２００の搬入搬出をカセット９０を用いて間接的に行う場合について説明する。搬送室１０３には、上述のようにウェハ２００を搬送するための搬送ロボットとしてのウェハ移載機１１２が内装されている。処理室２０２で行われる所定の処理には、ＨＳＧ形成、エピタキシャル成長、気相成長（ＣＶＤ法による薄膜の形成）、酸化膜の形成、拡散処理、エッチング処理などが含まれる。なお、予備室１２２は、ロードロック室やＮ2パージボックスなどで構成されるが、カセットが挿入される場合はカセットモジュールとも呼ばれる。
【００４３】
予備室１２２、搬送室１０３および処理室２０２には、第一の不活性ガス導入ポート３０１、３０４、および３０７がそれぞれ接続され、予備室１２２、搬送室１０３および処理室２０２内に個別に不活性ガス（Ｎ2ガス）を供給できるようになっている。
【００４４】
また、予備室１２２、搬送室１０３、処理室２０２には、排気配管３１０、３４０、３７０を介してそれぞれ真空ポンプ１６１、１６４、１６７が接続され、予備室１２２、搬送室１０３、処理室２０２内のガスを個別に真空排気できるようになっている。さらに、排気配管３１０、３４０、３７０には、真空ポンプ１６１、１６４、１６７よりも上流側に第二の不活性ガス導入ポート３１５、３４５、３７５がそれぞれ接続され、排気配管３１０、３４０、３７０内に個別に不活性ガス（Ｎ2ガス）を供給できるようになっている。第二の不活性ガス導入ポート３１５、３４５、３７５は、排気配管３１０、３４０、３７０の真空ポンプ１６１、１６４、１６７よりも上流側であって、各チャンバの排気口付近に設けることが好ましい。汚染物質の逆拡散を排気配管３１０、３４０、３７０の上流部まで防止することを可能にするためである。
【００４５】
予備室１２２と搬送室１０３間、および搬送室１０３と処理室２０２間は、ゲートバルブ２４４、１３０によってそれぞれ開閉可能に仕切られている。
【００４６】
また、予備室１２２と処理室２０２間でウェハ２００を搬送する際に、各第一の不活性ガス導入ポート３０１、３０４、３０７と、各第二の不活性ガス導入ポート３１５、３４５、３７５との両方から、予備室１２２、搬送室１０３、処理室２０２内と、排気配管３１０、３４０、３７０内とのうちの、所定のチャンバ内と所定の排気配管内とのそれぞれにＮ2ガスを連続的に導入しつつ所定の排気配管より排気するよう制御するコントローラ３００が設けられている。
【００４７】
なお、所定のチャンバとは、少なくともウェハ２００が存在する室のことであり、例えば複数のウェハ２００を収納したカセット９０を予備室１２２内に搬入した後のウェハ搬送前は、少なくともウェハ２００を収納したカセット９０が存在している予備室１２２のことである。また、予備室１２２から搬送室１０３へのウェハ搬送の際は、少なくともウェハ２００を収納したカセット９０が存在する予備室１２２と、搬送中ないし搬送後のウェハ２００が存在する搬送室１０３のことである。また、搬送室１０３から処理室２へのウェハ搬送の際は、少なくともカセット９０が存在する予備室１２２と、搬送中ないし搬送後のウェハ２００が存在する搬送室１０３および処理室２０２のことである。つまり、所定のチャンバとは、ウェハ２００が存在する室と、その室に連通する全ての室ということもできる。勿論、所定のチャンバは、すべてのチャンバであってもよく、むしろこの方がケミカルコンタミネーション等の汚染物質をより有効に防止でき、また搬送効率もよく好ましい。また、所定のチャンバは、真空ポンプ１６１、１６４、１６７を具備する全てのチャンバであってもよい。また、所定の排気配管とは、所定のチャンバに接続された排気配管のことである。また、特に顕著な汚染ポイントと考えられる予備室および搬送室に注目すると、所定のチャンバとは、予備室および搬送室のうち少なくとも基板が存在するチャンバのことである。
【００４８】
また、チャンバ内にウェハ２００が存在しない状態でもチャンバ内にＮ2ガスを供給しつつ排気するとチャンバ内が清浄な状態に保たれるので、さらに好ましい。また、ウェハ２００の存在、不存在にかかわらず、真空ポンプ１６１、１６４、１６７によりチャンバ内を真空排気する際には、常にチャンバ内にＮ2ガスを供給しつつ排気配管３１０、３４０、３７０から排気し、真空ポンプ１６１、１６４、１６７に対し、真空ポンプ上流側から下流側へのガス流を形成するようにすると、さらに好ましい。
また、真空ポンプのオン、オフにかかわらず常に各排気配管３１０、３４０、３７０内にＮ2ガスを供給しつつ排気し、真空ポンプ１６１、１６４、１６７に対し、真空ポンプ上流側から下流側へのガス流を形成するようにするとさらに好ましい。
【００４９】
この基板処理装置において、所定のウェハ処理工程を実施する場合には、予備室１２２から処理室２０２にウェハ２００を搬送するに当たって、予め、例えば第一の不活性ガス導入ポート３０１、３０４、３０７と、第二の不活性ガス導入ポート３１５、３４５、３７５との両方から、予備室１２２、搬送室１０３、処理室２０２内の全てと、排気配管３１０、３４０、３７０内のすべてとにＮ2ガスを連続的に導入しつつ排気配管３１０、３４０、３７０より排気し、予備室１２２と搬送室１０３と処理室２０２内を所定の圧力に維持する。そして、予備室１２２内と搬送室１０３内と処理室２０２内を所定の圧力に維持した上でウェハ２００の搬送を行う。
【００５０】
具体的には、コントローラ３００により次のように各部を制御する。ゲートバルブ１２８を開ける前から第一の不活性ガス導入ポート３０１と第二の不活性ガス導入ポート３１５との両方から、予備室１２２内と排気配管３１０内に直接不活性ガス（例えばＮ2ガス）を連続的に導入しつつ排気配管３１０より排気しておく。その状態で閉じているゲートバルブ１２８、２４４、１３０のうち、まず外部とのやりとり口である挿入用のゲートバルブ１２８を開け、予備室１２２に、複数枚のウェハ２００が収納されたカセット９０を搬入し、ゲートバルブ１２８を閉じる。その後、第一の不活性ガス導入ポート３０１と第二の不活性ガス導入ポート３１５の両方から予備室１２２内と排気配管３１０内にＮ2ガスを導入しつつ排気配管３１０より排気した状態で予備室１２２を真空引きして、予備室１２２内を搬送圧力とする。以後、少なくとも予備室１２２内にカセット９０すなわちウェハ２００が存在する間は予備室１２２内および排気配管３１０には、Ｎ2ガスを導入しつつ排気配管３１０より排気し続けることとなり、予備室１２２内は一定の圧力に維持される。
【００５１】
また、搬送室１０３内、処理室２０２内は、予め、第一の不活性ガス導入ポート３０４、３０７と第二の不活性ガス導入ポート３４５、３７５との両方から、Ｎ2ガスを導入しつつ排気配管３４０、３７０より排気した状態としておき、搬送室１０３内の圧力は搬送圧力に維持しておく。処理室２０２については、ウェハ処理時以外はこの状態を維持する様にし、搬送室１０３については、装置稼働中、この状態を維持するようにする。予備室１２２内の圧力が、搬送室１０３内の圧力すなわち搬送圧力と同等となったところで、ゲートバルブ２４４を開き、ウェハ移載機１１２によりウェハ２００を予備室１２２内から搬送室１０３内に搬送し、ゲートバルブ２４４を閉じる。その後、搬送室１０３内圧力と処理室２０２内圧力が同等となったところで、ゲートバルブ１３０を開き、ウェハ移載機１１２によりウェハ２００を搬送室１０３内から処理室２０２内に搬送し、ゲートバルブ１３０を閉じ、ウェハ２００に処理を施す。ウェハ処理後は、上記と反対の手順でウェハ移載機１１２によりウェハ２００を搬送することとなる。
【００５２】
第一の不活性ガス導入ポート３０１、３０４、３０７と第二の不活性ガス導入ポート３１５、３４５、３７５の両方から予備室１２２、搬送室１０３、処理室２０２内と排気配管３１０、３４０、３７０内とのそれぞれにＮ2ガスを連続的に導入しつつ排気配管３１０、３４０、３７０より排気することで、真空ポンプ１６１、１６４、１６７から予備室１２２、処理室２０２、搬送室１０３へのオイルの逆拡散を防止することができると共に、チャンバ構造物（搬送ロボットの軸シール材、チャンバシーリング材としてのＯリング等）からの不純物の揮発を抑制することができ、その結果、不純物による汚染の影響を極力排除することができて、ウェハ２００の処理の質が向上する。
【００５３】
また、予備室１２２、搬送室１０３、処理室２０２の開放時に、第一の不活性ガス導入ポート３０１、３０４、３０７から導入される第１のＮ2ガスが予備室１２２、搬送室１０３、処理室２０２の外部に流れるような場合であっても、第一の不活性ガス導入ポート３０１、３０４、３０７の一方からのみＮ2ガスを導入しつつ排気するよう制御される場合と比べて、排気配管３１０、３４０、３７０内に流れるトータルの不活性ガスの流量を第二の不活性ガス導入ポート３１５、３４５、３７５から導入される第２のＮ2ガスにより一定流量確保できるので、排気配管３１０、３４０、３７０、特に真空ポンプ１６１、１６４、１６７から予備室１２２、搬送室１０３、処理室２０２への汚染物質の逆拡散を十分に防止できる。
【００５４】
次に、図２に上述した予備室１２２を例にとり、その排気系の詳細を示す。なお、搬送室１０３、処理室２０２についても、その構成は同じである。
挿入用のゲートバルブ１２８および搬出用のゲートバルブ２４４を有する予備室１２２は、第一の不活性ガス導入ポート３０１と、主排気配管３１１と、主排気配管３１１に接続された真空ポンプ１６１と、主排気配管３１１に設けられたメインバルブ１５２と、主排気配管３１１のメインバルブ１５２の上流側に設けられ、予備室１２２内に導入されるＮ2ガスを大気に逃がすベントライン３１３と、ベントライン３１３に設けられたエアバルブ１５３とを備える。さらに、主排気配管３１１内を流れるガスを主排気配管３１１のメインバルブ１５２よりも下流側に低速でバイパス（スロー排気）させる副排気配管３１４と、副排気配管３１４に設けられたスローバルブ１５１と、主排気配管３１１のメインバルブ１５２よりも下流側に設けられた第二の不活性ガス導入ポート３１５とを備える。上述した主排気配管３１１と副排気配管３１４とから排気配管３１０が構成される。
なお、第二の不活性ガス導入ポート３１５は、既述したように予備室１２２の排気口付近に設けることが好ましい。ここでは、第二の不活性ガス導入ポート３１５はメインバルブ１５２の下流側に設けるようになっているので、第二の不活性ガス導入ポート３１５が予備室１２２の排気口付近にくるように、メインバルブ１５２を予備室１２２の排気口に近接させるとともに第二の不活性ガス導入ポート３１５をメインバルブ１５２に近接配置させるようにしている。
【００５５】
ここで、上記予備室１２２をはじめとして複数のチャンバを有する基板処理装置において、特に顕著な汚染発生ポイントは、大きく分類して、図１中の予備室１２２、搬送室１０３である。なお、図１には示されていないが、搬送室１０３に連通して処理後のウェハ２００を冷却する冷却室１３８（図１０参照）も特に顕著な汚染発生ポイントに含まれる。
これらの汚染発生ポイントで汚染物質の存在確率を減少させるために、ゲートバルブ動作切替え時にも、予備室１２２内、搬送室１０３内または冷却室１３８内に、常時、第一の不活性ガス導入ポート３０１、３０４から排気配管３１０、３４０に向かう第１のＮ2ガスフローを形成する。また、予備室１２２、搬送室１０３に接続された真空ポンプ１６１、１６４および排気配管３１０、３４０からの汚染物質の逆拡散を防止するために、真空ポンプ１６１、１６４の稼働状態（オン、オフ）に関わらず、常時、真空ポンプ１６１、１６４の上流側から下流側に向かう第２のＮ2ガスフローを形成する。なお、処理室２０２にも同様に常時第一の不活性ガス導入ポート３０７から排気配管３７０に向かう第１のＮ2ガスフローと、真空ポンプ１６７の上流側から下流側に向かう第２のＮ2ガスフローを形成するのが好ましい。
このようなＮ2ガスフローを各室内および主排気配管内に形成して、汚染物質の逆拡散を十分に防止するには、次に示すようなシーケンス制御を行って各ゲートバルブまたは各バルブを切替えるとよい。
【実施例】
【００５６】
図４および図５に、そのような制御を行う基板搬送、処理のシーケンス図を示す。
上記制御は、予備室１２２、搬送室１０３について共通であるので、図４および図５のガスフロー図については、予備室（チャンバ）１２２で代表した。なお、図４はシーケンスの前半、図５はシーケンスの後半を示す。
【００５７】
Ａ．アイドル時
図４に示すように、アイドル時は真空ポンプ１６０はオフ、スローバルブ１５１およびメインバルブ１５２は共に閉、エアバルブ１５３は開とする。
第一の不活性ガス導入ポート３０１からチャンバ１２２内に第１のＮ2ガス（１）を矢印で示すように導入しつつベントライン３１３より排気して、チャンバ１２２内で発生した脱ガスを排除する。
また、第二の不活性ガス導入ポート３１５から主排気配管３１１内に第２のＮ2ガス（２）を矢印で示すように導入して、真空ポンプ１６０の上流側から下流側に向かって第２のＮ2ガス（２）を流し、真空ポンプ１６０からの逆拡散を防止する。
具体的には、第一の不活性ガス導入ポート３０１から、常時、予備室１２２内に第１のＮ2ガス（１）をゼロではない流量以上流すことにより、チャンバ１２２から主排気配管３１１に向かうＮ2ガスの流れを常時形成して、予備室１２２内で発生した脱ガスを排除する。また、主排気配管３１１のメインバルブ１５２よりも下流部より、常時、第２のＮ2ガス（２）を０．５ｓｌｍ以上流すことにより、真空ポンプ１６０の上流側から下流側に向かうＮ2ガスの流れを常時形成し、汚染物質の逆拡散を防止する。なお、真空ポンプ１６０をオフとした状態でも、主排気配管３１１内は真空ポンプ１６０よりも下流に設けられる建屋付帯設備の排気設備により引かれており、真空ポンプ１６０の下流側は陰圧となっているので、主排気配管３１１の真空ポンプ１６０より上流側から下流側に向かって第２のＮ2ガス（２）は流れる。
【００５８】
Ｂ．ウェハ挿入時
挿入用のゲートバルブ１２８を開き予備室１２２内にウェハ（カセット）を挿入する時は、真空ポンプ１６０を駆動させる（オンとする）。また、スローバルブ１５１およびメインバルブ１５２は共に閉、エアバルブ１５３は開としたままの状態で、引き続き第一の不活性ガス導入ポート３０１から予備室１２２内に第１のＮ2ガス（１）を導入しつつベントライン３１３より排気して、予備室１２２内で発生した脱ガスを排除する。
また、第二の不活性ガス導入ポート３１５から主排気配管３１１内への第二の不活性ガスＮ2（２）の導入も継続する。また、主排気配管３１１内は、オンになった真空ポンプ１６０によって真空引きされるので、主排気配管３１１内に導入された第二の不活性ガスＮ2（２）は、真空ポンプ１６０の上流側から下流側に向かって流れる。
【００５９】
Ｃ．減圧時
挿入用のゲートバルブ１２８を閉じた後、予備室１２２内の減圧を開始する時は、真空ポンプ１６０はオン、メインバルブ１５２は閉としたままの状態で、エアバルブ１５３を閉じ、スローバルブ１５１を開く。引き続き第一の不活性ガス導入ポート３０１から予備室１２２内に第１のＮ2ガス（１）を連続的に導入しつつ、ベントライン３１３に代えて副排気配管３１４から主排気配管３１１を介して排気する。また、引き続き第二の不活性ガス導入ポート３１５から主排気配管３１１内に第２のＮ2ガス（２）を連続的に導入しつつ主排気配管３１１から排気する。
【００６０】
Ｄ．真空保持時
図５に示すように、予備室１２２の減圧安定化、搬送（搬出用のゲートバルブ２４４開）・基板処理（搬出用のゲートバルブ２４４閉）、基板処理終了までは、真空ポンプ１６０はオン、エアバルブ１５３は閉、スローバルブ１５１は開としたままの状態でさらにメインバルブ１５２を開く。引き続き第一の不活性ガス導入ポート３０１から予備室１２２内に第１のＮ2ガス（１）を連続的に導入しつつ、副排気配管３１４と主排気配管３１１との両方より排気する。
また、引き続き第二の不活性ガス導入ポート３１５から主排気配管３１１内に第２のＮ2ガス（２）を連続的に導入しつつ主排気配管３１１から排気する。
【００６１】
Ｅ．処理終了・昇圧開始時
基板処理終了・昇圧開始から大気圧復帰完了までは、真空ポンプ１６０はオン、エアバルブ１５３は閉としたままの状態でスローバルブ１５１、メインバルブ１５２を閉じる。予備室１２２内を大気圧にするために、引き続き予備室１２２内に第１のＮ2ガス（１）を導入してＮ2ガス雰囲気とする。引き続き第二の不活性ガス導入ポート３１５から主排気配管３１１内に第２のＮ2ガス（２）を連続的に導入しつつ主排気配管３１１から排気する。なお、予備室１２２内の大気圧復帰は、スローバルブ１５１を開として第一の不活性ガス導入ポート３０１から予備室１２２内に導入した第１のＮ2ガス（１）を副排気配管３１４を介して排気しつつ行うようにしてもよい。
【００６２】
Ｆ．大気圧復帰完了・ウェハ回収時
上述したＢと同じ状態とする。
【００６３】
Ｇ．真空ポンプオフ時
上述したＡと同じ状態とする。
【００６４】
上述したように、本実施の形態における成膜シーケンスでは、第一の不活性ガス導入ポート３０１、第二の不活性ガス導入ポート３１５の両方から常時Ｎ2ガスを導入しつつ排気配管３１０より排気するようにしたので、第一の不活性ガス導入ポートからのＮ2ガスの導入のみに頼るものとは異なり、予備室１２２等所定のチャンバが開放しても、排気配管３１０には第二の不活性ガス導入ポート３１５より常時一定流量の第２のＮ2ガス（２）が導入されるので、排気配管３１０からの、正確には主排気配管３１１の第二の不活性ガス導入ポート３１５の接続ポイントよりも下流側からの汚染物質の逆拡散を十分に防止できる。
【００６５】
また、チャンバ内と排気配管内とのそれぞれに常時Ｎ2ガスを流しつつ前記排気配管より排気しているので、チャンバ内にＮ2ガスを導入するだけで排気させなかったり、排気配管内を真空引きするだけであったりするものと異なり、チャンバ内に挿入されたウェハおよびカセットを積極的に清浄なＮ2ガスフローのある状態に置くことができ、汚染物質の基板への吸着確率が低減できる。これにより有機物質による基板汚染を防止できるので、ウェハを清浄に保ち、成膜特性やデバイス特性を改善することができる。
【００６６】
また、汚染物質の吸着確率をより低減するためには、ウェハやカセットをＮ2ガス雰囲気の中に置くというのではなく、清浄なＮ2ガスを積極的にフローさせた雰囲気の中にウェハ２００やカセット９０を置いて、ウェハ２００にＮ2ガスを直接あてるようにする。特に、同一箇所に所定時間ウェハやカセットが滞在する予備室１２２、１２３や冷却室１３８、１３９においては、ウェハ２００の表面をＮ2ガスフロー状態の中に積極的に置くのがよい。そのためには、プロセス条件、搬送条件の許容される範囲内で最大流量の清浄なＮ2ガスを直接ウェハ表面にあてるとよい。
【００６７】
実験によれば、予備室においては１０ｓｌｍ、搬送室においては１５ｓｌｍ、冷却室においては２．５ｓｌｍのＮ2ガスをフローさせるのが好ましいことが判明した。つまり、搬送室に流すＮ2流量＞予備室に流すＮ2流量＞冷却室に流すＮ2流量とすることが好ましい。これらの流量のＮ2ガスをフローさせることにより、汚染物質の吸着確率を大幅に下げることができることが判明した。
【比較例】
【００６８】
図６、図７は、比較例における基板搬送、処理の手順を示すシーケンス図、およびそのシーケンスに対応した予備室および排気配管内のＮ2ガスの流れ（フロー）の説明図である。図６はシーケンスの前半、図７はシーケンスの後半をそれぞれ示している。
【００６９】
図４、図５と異なる点は、次の（Ｂ）〜（Ｆ）のシーケンスである。
図６に示すように、（Ｂ）ウェハ挿入時（挿入用のゲートバルブ２８開）は、真空ポンプ６０をオンとする。スローバルブ５１とメインバルブ５２は閉としたままの状態でエアバルブ５３を閉じてベントライン１３を塞ぐ。この場合、第１のＮ2ガス（１）は予備室２２内に滞留し、予備室２２内は第１のＮ2ガス（１）雰囲気となる。また、第二の不活性ガスＮ2（２）の主排気配管３１内への導入は停止され、主排気配管３１内は真空ポンプ６０によって真空引きされる。
（Ｃ）予備室２２の減圧開始時（挿入用のゲートバルブ２８閉）からメインバルブ５２が開になるまでは、第１のＮ2ガス（１）の導入は停止される。真空ポンプ６０はオン、メインバルブ５２、エアバルブ５３は閉としたままの状態でスローバルブ５１を開き、副排気配管１４を介して予備室２２内が矢印のように真空引きされる。
【００７０】
また、図７に示すように、（Ｄ）予備室２２の減圧安定化、搬送（搬出用のゲートバルブ４４開）・処理（搬出用のゲートバルブ４４閉）、処理終了までは、真空ポンプ６０はオン、エアバルブ５３は閉、スローバルブ５１は開としたままの状態で、さらにメインバルブ５２を開き、副排気配管１４と主排気配管３１の両方から矢印で示すように予備室２２内が真空引きされる。
（Ｅ）処理終了・昇圧開始から大気圧復帰完了までは、真空ポンプ６０はオン、エアバルブ５３は閉としたままの状態で、スローバルブ５１、メインバルブ５２を閉じ、予備室２２内を大気圧にするために、第１のＮ2ガス（１）が予備室２２内に導入されて、予備室２２内が第１のＮ2ガス（１）雰囲気とされる。
（Ｆ）大気圧復帰完了から真空ポンプ６０のオフ時までは、真空ポンプ６０はオン、スローバルブ５１、メインバルブ５２は閉じたままの状態で、エアバルブ５３を開き、第１のＮ2ガス（１）は予備室２２内に導入されつつベントライン１３から排気される。
【００７１】
このように、比較例のものは、予備室２２内へのウェハ挿入時（Ｂ）や予備室２２内を大気圧に戻すときは（Ｅ）、ウェハをＮ2ガス雰囲気の予備室２２内に置くようにし、また、予備室２２内の真空保持時は（Ｃ、Ｄ）、予備室２２内を真空引きするようにして、ウェハの汚染を防止している。なお、搬送室や冷却室においても同様なシーケンス制御を行ってウェハの汚染を防止している。
【００７２】
しかし、図６および図７のシーケンスを通して分かるように、予備室２２内を大気圧にするときのみ（チャンバ内の減圧開始以前（Ａ）、（Ｂ）、およびチャンバ内の昇圧開始以降（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ））第一の不活性ガス導入ポート１１から予備室２２内にＮ2ガス（１）が導入されており、チャンバを真空に保持する真空保持時（減圧開始（Ｃ）から処理終了（Ｄ）まで）には、Ｎ2ガス（１）は予備室２２内に導入されていない。また、真空ポンプ６０がオフのときのみ（（Ａ）、（Ｇ））、第二の不活性ガス導入ポート１５から主排気配管３１内にＮ2ガス（２）が導入されており、真空ポンプ６０がオンのとき（（Ｂ）〜（Ｆ））には、Ｎ2ガス（２）は主排気配管３１内に導入されていない。
【００７３】
上述した比較例では、第一の不活性ガスの予備室２２への導入が、もっぱら予備室２２を大気圧にするために用いられているために、予備室２２の真空保持時に、予備室２２内において継続して不活性ガスのフローを形成していない。したがって、汚染物質の基板への吸着確率が増加し、有機物質による基板汚染が問題となる。
また、真空ポンプがオンのときは、真空ポンプが排気配管内を真空引きしているが、このとき、第二の不活性ガスを第二の不活性ガス導入ポート１５から排気配管内に導入していない。したがって、真空ポンプ上流側から下流側に向かう不活性ガスの流れを形成することができず、汚染物質の排気配管内から予備室２２への逆拡散を防止することが困難である。
また、予備室２２内への基板挿入時および予備室２２内の大気戻し時でも、予備室２２内のフローのない不活性ガス雰囲気中に基板を置いているだけであるため、汚染物質の基板への吸着確率を低減することが困難である。
【００７４】
つぎに、上述した実施例及び比較例のシーケンスにより基板搬送、処理を行った実験結果を図８および図９に示す。図８は、装置内の汚染による影響を、サンプルウェハ上の膜厚で示した結果であり、エリプソ膜厚計で測定したときの汚染防止効果を示す。図９は、装置内の汚染による影響を、サンプルウェハ上の汚染量で示した結果であり、ガスクロマトグラフ質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）で測定したときの汚染防止効果を示す。図９の縦軸は汚染量、横軸は時間である。但し、横軸の時間は、本測定が、所定の昇温レートで昇温しながらウェハからの汚染量の変化をみるという測定であるから、温度とみなしてもよい。
【００７５】
図８、９において、比較シーケンスとは図６および図７による比較例のシーケンスであり、新シーケンスとは図４および図５による本実施の形態のシーケンスである。また、図９において、Ｒｅｆ．シーケンスとは、図４及び図５において、減圧開始から大気圧復帰完了までを省略して、ポンプＯＮ→ウェハ挿入→３０秒保持→ウェハ回収→ポンプＯＦＦとしたシーケンスを意味している。また、カセットありとは、複数のウェハを収納したカセットが予備室内に挿入される場合をいい、カセット無しとは、ウェハが直接予備室内に挿入される場合をいう。
【００７６】
図８、図９から、カセットの有無によってウェハへの汚染量や汚染の影響による膜厚分布が変化するが、新シーケンスでは、汚染源となりうるカセットの有無に関わらず、ウェハ表面の有機汚染物質付着量を比較シーケンスと比べて、１／１００以下にすることができ、見かけ上の膜厚変化量は１／１０以下（０．１Å以下）とすることができることが分かる。
また、図９からわかるように、カセット無し、比較シーケンスによる場合（Ｓａｍｐｌｅ Ｎｏ.２）、（１）１−Ｈｅｘａｄｅｃｅｎｅ、（２）ＤＢＰ、（３）ｎ−Ｈｅｐｔａｎｅ、（４）Ｂｕｔｙｌ ｏｃｔａｄｅｃａｎｏａｔｅ、（５）ＤＯＰといった有機物が、ウェハに付着した汚染物質として顕著に検出される。特に、ＤＢＰ、ＤＯＰはそれぞれ０．１０ｎｇ／ｃｍ2、６．３４ｎｇ／ｃｍ2検出されている。これに対しカセット無し、新シーケンスによる場合（Ｓａｍｐｌｅ Ｎｏ.３）では、ＤＢＰ、ＤＯＰはそれぞれ０．００６ｎｇ／ｃｍ2、０．００７ｎｇ／ｃｍ2検出されており、Ｓａｍｐｌｅ Ｎｏ.２に比べ汚染物質を大幅に低減できたことが分かる。また、カセット有り、新シーケンスによる場合（Ｓａｍｐｌｅ Ｎｏ.４）は、ＤＢＰ、ＤＯＰはそれぞれ０．０１２ｎｇ／ｃｍ2、０．０２２ｎｇ／ｃｍ2検出されており、Ｓａｍｐｌｅ Ｎｏ.２に比べ、汚染物質を大幅に低減できたことが分かる。また、Ｓａｍｐｌｅ Ｎｏ.３、４はＳａｍｐｌｅ Ｎｏ.１（清浄化目標サンプル）と比べて、遜色がなかった。すなわち、これらの結果から、実施例の対策を行うことで、真空下での真空ポンプからのポンプオイルの逆拡散、チャンバ壁やカセットからのアウトガス等の影響が低減して、Ｓａｍｐｌｅ Ｎｏ.１に近づけることができたことがわかる。
【００７７】
これらの両実験結果により、次世代を見据えた高性能デバイスを作成することが可能な薄膜対応の基板処理装置を実現できることがわかった。なお、実施の形態では、ウェハ挿入直後のウェハ汚染について主に説明したが、ウェハ汚染はウェハ挿入直後だけでなく、成膜後にウェハをチャンバ内に待機させているときにも発生する。この成膜後のウェハ汚染に対しても本発明は有効である。
【００７８】
なお、さらにウェハを清浄に保つためには、特に、同一箇所に所定時間ウェハやカセットが滞在する予備室、搬送室、冷却室において、汚染物質の滞留、蓄積の発生を減少させる必要がある。そのためには、予備室、搬送室、冷却室における第一の不活性ガス導入ポート位置の最適化と、ポート数の追加を行うのがよい。
【００７９】
図３は、そのようなポート位置の最適化とポート数の追加を行った実施の形態の変形例を概略的に示したものである。なお、基本構成は、図１０と同じなので、同一箇所は同一符号を付して説明を省略する。
予備室１２２、１２３では、第一の不活性ガス導入ポート３０１、３０２の位置を、排気配管が接続される排気口３１０ａ、３２０ａとそれぞれ対向するように、チャンバの対角線上に配置している。また、通常第一の不活性ガス導入ポートが設けられない冷却室１３８、１３９には、新たな第一の不活性ガス導入ポート３０５、３０６をそれぞれ追加している。
なお、冷却室１３８、１３９には、第一の不活性ガス導入ポート３０５、３０６を設けるが、排気口は設けていない。冷却室１３８、１３９と搬送室１０３との間にはゲートバルブが設けられておらず、冷却室１３８、１３９と搬送室１０３とは互いに連通しているため、冷却室１３８、１３９に導入された第１のＮ2ガス（１）は搬送室１０３の排気口３３０ａから排気できるからである。
【００８０】
また、チャンバのうちで、もっとも容積の大きい搬送室１０３では、通常１箇所だけに設けられる第一の不活性ガス導入ポート３０４を、例えば、点線で示すようなチャンバのコーナ位置に、１箇所または２箇所増設する（３０４ａ、３０４ｂ）。また、排気口３３０ａの位置を、搬送室１０３の実線で示すコーナ位置から点線で示すように中心部位置に変更して設けるか（排気口３３０ｂ）、または排気口３３０ａの他にさらに排気口３３０ｂを増設する。このように必要に応じて第一の不活性ガス導入ポート、あるいは排気口の取付位置の最適化や個数の増加を図ることで、更に汚染物質の滞留、蓄積の発生を減少させることが可能である。
【００８１】
以上述べたように、本実施の形態によれば、
（１）真空ポンプの停止の有無に関わらず、真空ポンプに接続された排気配管の上流側から下流側に向かうＮ2ガスのフローを常時形成するようにしたので、予備室、搬送室、処理室に接続された真空ポンプおよび排気配管からの汚染物質の逆拡散を防止できる。
（２）予備室、搬送室、冷却室の圧力状態が変化する際のゲートバルブ動作切替え時にも、各チャンバ内と排気配管内に導入されるＮ2ガスを停止させることなく、チャンバ内と排気配管内を常時Ｎ2ガスフローのある状態としたので、真空ポンプから予備室、搬送室、処理室への汚染物質の逆拡散を十分に防止でき、汚染物質の存在確率を減少させることができる。
（３）予備室、搬送室、冷却室において、Ｎ2導入口位置の最適化、追加を行うようにしたので、汚染物質の滞留、蓄積の発生を減少させることができる。
（４）装置内にウェハまたはカセットを導入後、ウェハ表面またはカセットをを常時不活性ガスの流れのある状態に置くことで、カセット等から拡散する汚染物質のウェハ表面への汚染物質の付着を抑制・防止できる。特に、同一箇所に一定時間ウェハが滞在する予備室、冷却室においては、ウェハ表面をＮ2ガス流れ状態の中に置くことで、汚染物質の吸着確率を下げることができる。
【００８２】
なお、上述した実施の形態では、基板処理装置が枚葉タイプである場合について説明したが、本発明は、縦型バッチタイプである場合でもよく、またホットウォール、コールドウォールタイプのいずれにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本実施の形態における基板処理装置の概略説明図である。
【図２】本実施の形態における予備室の排気系を詳細に示した概略説明図である。
【図３】本実施の形態における基板処理装置の概略平面図である。
【図４】実施例における基板処理の前半を示すシーケンス図、およびシーケンス図に対応したガス流れを示す説明図である。
【図５】実施例における基板処理の後半を示すシーケンス図、およびシーケンス図に対応したガス流れを示す説明図である。
【図６】比較例における基板処理の前半を示すシーケンス図、およびシーケンス図に対応したガス流れを示す説明図である。
【図７】比較例における基板処理の後半を示すシーケンス図、およびシーケンス図に対応したガス流れを示す説明図である。
【図８】比較シーケンスと実施例（新シーケンス）とを比較した膜厚評価結果を示す説明図である。
【図９】比較シーケンスと実施例（新シーケンス）とを比較したＧＣ−ＭＳ評価結果を示す説明図である。
【図１０】実施の形態における基板処理装置の平面図である。
【図１１】実施の形態における基板処理装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
９０    カセット
１０３    搬送室
１１２    ウェハ移載機（搬送ロボット）
１２２    予備室
１６１    真空ポンプ
１６４    真空ポンプ
１６７    真空ポンプ
２００    ウェハ（基板）
２０２    処理炉（処理室）
３０１    第一の不活性ガス導入ポート
３０４    第一の不活性ガス導入ポート
３０７    第一の不活性ガス導入ポート
３１０    排気配管
３４０    排気配管
３７０    排気配管
３１５    第二の不活性ガス導入ポート
３４５    第二の不活性ガス導入ポート
３７５    第二の不活性ガス導入ポート
３００    コントローラ
【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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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図８】
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【図９】
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