(57)【要約】【課題】真空搬送室内で被処理体が有機物汚染を極力受けないようにすること。【解決手段】排気機構２４は、一定の排気量または排気速度で真空搬送室１０内を真空排気する。定常時は、開閉弁３６が開状態に保持され、パージガス供給源３０よりパージガス（Ｎ2ガス）がＭＦＣ３４および開閉弁３６を通って真空搬送室１０内に供給される。主制御部３８は、ＭＦＣ３６に対する流量設定値を通じて真空搬送室１０内の圧力を所定の範囲内に制御すると同時に、真空計４０を通じて真空搬送室１０内の圧力をモニタし、圧力が所定の上限値を超えたときは異常と判断し、ＭＦＣ３６に対する流量設定値の変更、アラームの発生、装置運転の停止等の処置をとる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内が減圧状態に保たれ、室内と隣室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられている真空搬送室と、
前記真空搬送室に隣接して設けられ、減圧下の室内で被処理体に所定の処理が行われる真空処理室と、
前記真空搬送室を真空排気する排気部と、
前記真空搬送室にパージガスを供給するパージガス供給部と、
前記真空搬送室内の圧力が所定の圧力範囲から外れないようにこれを監視しながら前記パージガス供給部より前記真空搬送室に供給する前記パージガスの流量を制御する制御部と
を有する真空処理装置。
【請求項２】
室内が減圧状態に保たれ、室内と隣室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられている真空搬送室と、
前記真空搬送室に隣接して設けられ、減圧下の室内で被処理体に所定の処理が行われる真空処理室と、
前記真空搬送室に隣接して設けられ、室内が選択的に大気状態または減圧状態に切り換えられ、大気空間と前記真空搬送室との間で転送される被処理体を一時的に留め置くロードロック室と、
前記ロードロック室を真空排気する排気部と、
前記ロードロック室にパージガスを供給するパージガス供給部と、
前記ロードロック室内の圧力が所定の圧力範囲から外れないようにこれを監視しながら前記パージガス供給部より前記ロードロック室に供給する前記パージガスの流量を制御する制御部と
を有する真空処理装置。
【請求項３】
前記圧力上限値を６６．７Ｐａ（５００ｍＴｏｒｒ）以下の値に設定し、前記パージガスの流量を１０ｓｃｃｍ以上の設定値に制御する請求項１または請求項２に記載の真空処理装置。
【請求項４】
室内が減圧状態に保たれ、室内と隣室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられている真空搬送室と、
前記真空搬送室に隣接して設けられ、減圧下の室内で被処理体に所定の処理が行われる真空処理室と、
前記真空搬送室を真空排気する排気部と、
前記真空搬送室にパージガスを供給するパージガス供給部と、
前記パージガス供給部より前記真空搬送室に供給する前記パージガスの流量が所定の流量下限値よりも小さくならないようにこれを監視しながら前記真空搬送室内の圧力を制御する制御部と
を有する真空処理装置。
【請求項５】
室内が減圧状態に保たれ、室内と隣室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられている真空搬送室と、
前記真空搬送室に隣接して設けられ、減圧下の室内で被処理体に所定の処理が行われる真空処理室と、
前記真空搬送室に隣接して設けられ、室内が選択的に大気状態または減圧状態に切り換えられ、大気空間と前記真空搬送室との間で転送される被処理体を一時的に留め置くロードロック室と、
前記ロードロック室を真空排気する排気部と、
前記ロードロック室にパージガスを供給するパージガス供給部と、
前記パージガス供給部より前記ロードロック室に供給する前記パージガスの流量が所定の流量下限値よりも小さくならないようにこれを監視しながら前記ロードロック室内の圧力を制御する制御部と
を有する真空処理装置。
【請求項６】
前記流量下限値を１０ｓｃｃｍ以上の値に設定し、前記真空搬送室内の圧力を６６．７Ｐａ（５００ｍＴｏｒｒ）以下の設定値に制御する請求項４または請求項５に記載の真空処理装置。
【請求項７】
前記ロードロック室内の圧力を前記真空搬送室内の圧力よりも高くする請求項２または請求項５に記載の真空処理装置。
【請求項８】
前記真空搬送室に隣接して設けられ、室内が選択的に大気状態または減圧状態に切り換えられ、大気空間と前記真空搬送室との間で搬送される被処理体を一時的に留め置くロードロック室を有する請求項１または請求項４に記載の真空処理装置。
【請求項９】
前記真空搬送室が、室内に搬送機構が設けられ、室内を選択的に大気状態または減圧状態に切り換えられるロードロック室である請求項１または請求項４に記載の真空処理装置。
【請求項１０】
真空処理室と真空搬送室との間で被処理体を減圧下で搬送し、前記真空処理室内で前記被処理体に対して所定の処理を行う真空処理方法であって、
前記真空搬送室を真空排気しながら室内にパージガスを供給し、室内の圧力を６６．７Ｐａ（５００ｍＴｏｒｒ）以下の値に制御し、前記パージガスの流量を１０ｓｃｃｍ以上の値に制御する真空処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空中で被処理体に所望の処理を施す真空処理装置および真空処理方法に係り、特に真空処理室との間で被処理体を減圧下で搬送する真空搬送室内の雰囲気を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスやＦＰＤ（フラット・パネル・ディスプレイ）の製造においては、成膜処理、熱処理、ドライエッチング処理、クリーニング処理等の様々なプロセスが真空容器の中で所要の処理ガスを用いて行われる。このような真空プロセスが行われる真空容器または真空処理室を大気に開放することなく室内に被処理体（半導体ウエハ、ガラス基板等）を搬入出するために、常時減圧状態を保持するタイプの真空搬送室もしくは室内が選択的に大気圧状態または減圧状態に切換可能なタイプの真空搬送室がゲートバルブを介して真空処理室に接続され、該真空搬送室内に搬送ロボットが設けられる（たとえば特許文献１，２）。
【特許文献１】特開２０００−１２７０６９
【特許文献２】特開平３−８７３８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、真空処理装置においては、真空搬送室内の可動部または擦動部等から発生する有機物が被処理体に付着するという有機物汚染の問題が顕在化している。一般に、被処理体が受ける有機物汚染（吸着）量は大気中よりも真空中の方がはるかに多い。特に、クラスタツールの構成を採る真空処理装置においては、システム内の工程数が多いために全処理時間つまり被処理体滞在時間が長いうえ、プロセスの高精度化に応じて高真空度（１０-4Ｐａ以下）のプロセス処理が指向されており、それに伴って真空搬送室の室内も例えば１０ｍＴｏｒｒ（約１．３３Ｐａ）以下の真空圧力に保持されることもある。しかし、真空搬送室の室内が高真空になるほど被処理体に有機物が付着しやすくなる。
【０００４】
このような有機物の付着ないし汚染は、真空処理室内の成膜処理、エッチング加工等のプロセスの信頼性や製造歩留まりを大きく低下させる。たとえば、ゲート酸化膜形成において酸化膜耐圧を劣化させたり、コンタクト形成において自然酸化膜の成長を促進してコンタクト抵抗を増加させたり、成膜プロセスにおいてインキュベーションタイムの増加により膜厚面内のばらつきを増加させるといった悪影響が生ずる。
【０００５】
特に、真空封止用に使用されるＯリングあるいはベアリング等に施すグリースから発生または飛散する有機物、あるいは搬送機構（たとえば搬送ベルト）から発生する有機物、あるいは洗浄不良等により処理室内の各部表面に付着してから放出された有機物が被処理体の表面に付着すると、その除去が難しく、また被処理面の不良領域が広くなることから、上記のように製造歩留りの低下を顕著なものにする。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、真空搬送室内で被処理体が有機物汚染を極力受けないようにした真空処理装置および真空処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の真空処理装置は、室内が減圧状態に保たれ、室内と隣室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられている真空搬送室と、前記真空搬送室に隣接して設けられ、減圧下の室内で被処理体に所定の処理が行われる真空処理室と、前記真空搬送室を真空排気する排気部と、前記真空搬送室にパージガスを供給するパージガス供給部と、前記真空搬送室内の圧力が所定の圧力範囲から外れないようにこれを監視しながら前記パージガス供給部より前記真空搬送室に供給する前記パージガスの流量を制御する制御部とを有する。
【０００８】
上記第１の真空処理装置においては、真空搬送室内で有機物材料等からの脱ガスで有機物が飛散しても、パージガス供給部より供給されるパージガスによって希釈化され、被処理体への付着が低減される。特に、高真空下では、被処理体に対する有機物の付着が顕著になる反面、パージガスの流量制御による有機物付着量の低減効果も大になる。本発明の好適な一態様によれば、圧力上限値を６６．７Ｐａ（５００ｍＴｏｒｒ）以下の値に設定し、パージガスの流量を１０ｓｃｃｍ以上の設定値に制御する。
【０００９】
上記第１の真空処理装置においては、一態様として、上記真空搬送室に隣接してロードロック室が設けられる。このロードロック室は、室内が選択的に大気状態または減圧状態に切り換えられ、大気空間と真空搬送室との間で転送される被処理体を一時的に留め置く。別の一態様として、上記真空搬送室がロードロック室として構成される。この場合、ロードロック室内に搬送機構が設けられ、室内が選択的に大気状態または減圧状態に切り換えられる。
【００１０】
また、本発明の第２の真空処理装置は、室内が減圧状態に保たれ、室内と隣室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられている真空搬送室と、前記真空搬送室に隣接して設けられ、減圧下の室内で被処理体に所定の処理が行われる真空処理室と、前記真空搬送室に隣接して設けられ、室内が選択的に大気状態または減圧状態に切り換えられ、大気空間と前記真空搬送室との間で転送される被処理体を一時的に留め置くロードロック室と、前記ロードロック室を真空排気する排気部と、前記ロードロック室にパージガスを供給するパージガス供給部と、前記ロードロック室内の圧力が所定の圧力範囲から外れないようにこれを監視しながら前記パージガス供給部より前記ロードロック室に供給する前記パージガスの流量を制御する制御部とを有する。
【００１１】
上記第２の真空処理装置においては、ロードロック室内で有機物材料等からの脱ガスで有機物が飛散しても、パージガス供給部より供給されるパージガスによって希釈化され、被処理体への付着が低減される。特に、高真空下では、被処理体に対する有機物の付着が顕著になる反面、パージガスの流量制御による有機物付着量の低減効果も大になる。本発明の好適な一態様によれば、圧力上限値を６６．７Ｐａ（５００ｍＴｏｒｒ）以下の値に設定し、パージガスの流量を１０ｓｃｃｍ以上の設定値に制御する。なお、真空処理室に近い真空搬送室の雰囲気がロードロック室へ拡散するのを防止するために、ロードロック室内の圧力を真空搬送室内の圧力よりも高くするのが好ましい。
【００１２】
また、本発明の第３の真空処理装置は、室内が減圧状態に保たれ、室内と隣室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられている真空搬送室と、前記真空搬送室に隣接して設けられ、減圧下の室内で被処理体に所定の処理が行われる真空処理室と、前記真空搬送室を真空排気する排気部と、前記真空搬送室にパージガスを供給するパージガス供給部と、前記パージガス供給部より前記真空搬送室に供給する前記パージガスの流量が所定の流量下限値よりも小さくならないようにこれを監視しながら前記真空搬送室内の圧力を制御する制御部とを有する。
【００１３】
上記第３の真空処理装置においても、真空搬送室内で有機物材料等からの脱ガスで有機物が飛散しても、パージガス供給部より供給されるパージガスによって希釈化され、被処理体への付着が低減される。特に、高真空下では、被処理体に対する有機物の付着が顕著になる反面、パージガスの流量制御による有機物付着量の低減効果も大になる。本発明の好適な一態様によれば、流量下限値を１０ｓｃｃｍ以上の値に設定し、真空搬送室内の圧力を６６．７Ｐａ（５００ｍＴｏｒｒ）以下の設定値に制御する。
【００１４】
上記第３の真空処理装置においては、一態様として、上記真空搬送室に隣接してロードロック室が設けられる。このロードロック室は、室内が選択的に大気状態または減圧状態に切り換えられ、大気空間と真空搬送室との間で転送される被処理体を一時的に留め置く。別の一態様として、上記真空搬送室がロードロック室として構成される。この場合、ロードロック室内に搬送機構が設けられ、室内が選択的に大気状態または減圧状態に切り換えられる。
【００１５】
また、本発明の第４の真空処理装置は、室内が減圧状態に保たれ、室内と隣室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられている真空搬送室と、前記真空搬送室に隣接して設けられ、減圧下の室内で被処理体に所定の処理が行われる真空処理室と、前記真空搬送室に隣接して設けられ、室内が選択的に大気状態または減圧状態に切り換えられ、大気空間と前記真空搬送室との間で転送される被処理体を一時的に留め置くロードロック室と、前記ロードロック室を真空排気する排気部と、前記ロードロック室にパージガスを供給するパージガス供給部と、前記パージガス供給部より前記ロードロック室に供給する前記パージガスの流量が所定の流量下限値よりも小さくならないようにこれを監視しながら前記ロードロック室内の圧力を制御する制御部とを有する。
【００１６】
上記第４の真空処理装置においては、ロードロック室内で有機物材料等からの脱ガスで有機物が飛散しても、パージガス供給部より供給されるパージガスによって希釈化され、被処理体への付着が低減される。特に、高真空下では、被処理体に対する有機物の付着が顕著になる反面、パージガスの流量制御による有機物付着量の低減効果も大になる。本発明の好適な一態様によれば、流量下限値を１０ｓｃｃｍ以上の値に設定し、真空搬送室内の圧力を６６．７Ｐａ（５００ｍＴｏｒｒ）以下の設定値に制御する。なお、真空処理室に近い真空搬送室の雰囲気がロードロック室へ拡散するのを防止するために、ロードロック室内の圧力を真空搬送室内の圧力よりも高くするのが好ましい。
【００１７】
本発明の真空処理方法は、真空処理室と真空搬送室との間で被処理体を減圧下で搬送し、前記真空処理室内で前記被処理体に対して所定の処理を行う真空処理方法であって、前記真空搬送室を真空排気しながら室内にパージガスを供給し、室内の圧力を６６．７Ｐａ（５００ｍＴｏｒｒ）以下の値に制御し、前記パージガスの流量を１０ｓｃｃｍ以上の値に制御する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の真空処理装置または真空処理方法によれば、上記のような構成および作用により、真空処理装置内に有機系部材あるいは有機物が存在しても被処理体の有機物汚染を効果的に低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２０】
図１に、本発明の一実施形態に係る真空処理装置の全体構成を示す。この真空処理装置は、いわゆるクラスタツールであり、クリーンルーム内に設置され、搬送室１０を有する例えば六角形のトランスファ・モジュールＴＭの周りにプロセス・モジュールＰＭ1，ＰＭ2，ＰＭ3，ＰＭ4と、２つのロードロック・モジュールＬＬＭ1，ＬＬＭ2とをクラスタ状に配置している。
【００２１】
プロセス・モジュールＰＭ1，ＰＭ2，ＰＭ3，ＰＭ4は、室内の圧力が個別に設定ないし制御されるチャンバ型の真空処理室１２を有している。ロードロック・モジュールＬＬＭ1，ＬＬＭ2は、後述するように、室内を選択的に大気圧状態または減圧状態に切り換えられるチャンバ型のロードロック室１４を有している。プロセス・モジュールＰＭ1，ＰＭ2，ＰＭ3，ＰＭ4の真空処理室１２はそれぞれゲートバルブＧＡを介してトランスファ・モジュールＴＭの真空搬送室１０に連結されている。ロードロック・モジュールＬＬＭ1，ＬＬＭ2のロードロック室１４はそれぞれゲートバルブＧＢを介して真空搬送室１０に連結されている。真空搬送室１０の室内には旋回および伸縮可能な一対の搬送アームＦA，ＦBを有する真空搬送ロボットＲＢ1が設けられている。
【００２２】
プロセス・モジュールＰＭ1，ＰＭ2，ＰＭ3，ＰＭ4は、各々の真空処理室１２内で所定の用力（処理ガス、高周波、熱等）を用いて所要の枚葉処理、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）あるいはＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）等の成膜処理、熱処理、半導体ウエハ表面のクリーニング処理、ドライエッチング加工等を行うようになっている。
【００２３】
ロードロック・モジュールＬＬＭ1，ＬＬＭ2は、各々のロードロック室１４内の雰囲気を大気圧状態と所定真空度の減圧状態との間で切り換えられるようになっている。各ロードロック室１４は、トランスファ・モジュールＴＭ側からみて反対側の大気圧下にあるローダ・モジュールＬＭの大気搬送室１６にドアバルブＤＶを介して接続されている。
【００２４】
ローダ・モジュールＬＭと隣接してロードポートＬＰおよびオリフラ合わせ機構ＯＲＴが設けられている。ロードポートＬＰは、外部搬送車との間で例えば１バッチ２５枚の半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗを収納可能なウエハカセットＣＲの投入、払出しに用いられる。オリフラ合わせ機構ＯＲＴは、ウエハＷのオリエンテーションフラットまたはノッチを所定の位置または向きに合わせるために用いられる。
【００２５】
ローダ・モジュールＬＭに設けられている大気搬送ロボットＲＢ2は、一対の伸縮可能な搬送アームを有し、リニアガイド（リニアスライド）ＬＡに沿って水平方向に移動可能であるとともに、昇降・旋回可能であり、ロードポートＬＰ、オリフラ合わせ機構ＯＲＴおよびロードロック・モジュールＬＬＭ1，ＬＬＭ2の間を行き来してウエハＷを枚葉単位で搬送する。ここで、大気搬送ロボットＲＢ2は、ウエハカセットＣＲ前面に設けられているＬＰドア（図示せず）の開状態において半導体ウエハＷをローダ・モジュールＬＭ内に搬入する。リニアガイドＬＡは、例えば永久磁石からなるマグネット、駆動用磁気コイルおよびスケールヘッド等で構成され、コントローラからのコマンドに応じて大気搬送ロボットＲＢ2の直線運動制御を行う。
【００２６】
ここで、ロードポートＬＰに投入されたウエハカセットＣＲ内の１枚のウエハにこのクラスタツール内で一連の処理を受けさせるための基本的なウエハ搬送動作を説明する。
【００２７】
ローダ・モジュールＬＭの搬送ロボットＲＢ2は、ロードポートＬＰ上のウエハカセットＣＲから１枚のウエハＷを取り出し、このウエハＷをオリフラ合わせ機構ＯＲＴに搬送してオリフラ合わせを受けさせ、それが済んだ後にロードロック・モジュールＬＬＭ1，ＬＬＭ2のいずれか一方（たとえばＬＬＭ1）に移送する。移送先のロードロック・モジュールＬＬＭ1は、大気圧状態でウエハＷを受け取り、搬入後にロードロック室１４内を真空引きし、減圧状態でウエハＷをトランスファ・モジュールＴＭの真空搬送ロボットＲＢ1に渡す。
【００２８】
搬送ロボットＲＢ1は、搬送アームＦA，ＦBの片方を用いて、ロードロック・モジュールＬＬＭ1より取り出したウエハＷを１番目のプロセス・モジュール（たとえばＰＭ1）に搬入する。プロセス・モジュールＰＭ1は、予め設定されたレシピにしたがい所定のプロセス条件（ガス、圧力、電力、時間等）で第１工程の枚葉処理を実施する。
【００２９】
この第１工程の枚葉処理が終了した後に、搬送ロボットＲＢ1は、ウエハＷをプロセス・モジュールＰＭ1から搬出する。次に、搬送ロボットＲＢ1は、１番目のプロセス・モジュールＰＭ1から搬出したウエハＷを次に２番目のプロセス・モジュール（たとえばＰＭ2）に搬入する。この２番目のプロセス・モジュールＰＭ2でも、予め設定されたレシピにしたがい所定のプロセス条件で第２工程の枚葉処理を実施する。
【００３０】
この第２工程の枚葉処理が終了すると、搬送ロボットＲＢ1は、ウエハＷを２番目のプロセス・モジュールＰＭ2から搬出する。次いで、搬送ロボットＲＢ1は、プロセス・モジュールＰＭ2から搬出したウエハＷを、次工程があるときは３番目のプロセス・モジュール（ＰＭ3もしくはＰＭ4）に搬入し、次工程がないときはロードロック・モジュールＬＬＭ1，ＬＬＭ2の片方に搬送する。３番目以降のプロセス・モジュールで処理が行われた場合も、その後に次工程があるときは後段のプロセス・モジュールに搬入し、次工程がないときはロードロック・モジュールＬＬＭ1，ＬＬＭ2の片方に戻す。
【００３１】
こうしてクラスタツール内の複数のプロセス・モジュールＰＭ1，ＰＭ2・・で一連の処理を受けたウエハＷがロードロック・モジュールの片方（たとえばＬＬＭ2）に搬入されると、このロードロック・モジュールＬＬＭ2のロードロック室１４は減圧状態から大気圧状態に切り替えられる。しかる後、ローダ・モジュールＬＭの搬送ロボットＲＢ2が、大気開放されたロードロック・モジュールＬＬＭ2からウエハＷを取り出して該当のウエハカセットＣＲに戻す。なお、ロードロック・モジュールＬＬＭ1，ＬＬＭ2において滞在中のウエハＷに所望の雰囲気下で加熱または冷却処理を施すこともできる。
【００３２】
上記のように、このクラスタツールは、ウエハを複数のプロセス・モジュールに真空中で順次シリアルに搬送して一連の処理を連続的に実施することが可能であり、特に真空薄膜形成加工では複数のプロセス・モジュールに異なる成膜加工を連続的に行わせて所望の薄膜をインラインで積層形成することができる。また、複数のプロセス・モジュールがパイプライン方式でそれぞれの枚葉処理を連続的に繰り返すため、高い稼働率および生産性を可能とする。
【００３３】
図２に、トランスファ・モジュールＴＭの真空搬送室１０内の雰囲気および各ロードロック・モジュールＬＬＭj（ｊ＝１，２）のロードロック室１４内の雰囲気をそれぞれ制御する機構の一実施例の構成を示す。
【００３４】
トランスファ・モジュールＴＭの真空搬送室１０の側面には、各プロセス・モジュールＰＭi（ｉ＝１，２，３，４）のウエハ搬入出口にゲートバルブＧＡを介して連結される第１のウエハ搬入出口１０ａと、各ロードロック・モジュールＬＬＭjのロードロック室１４にゲートバルブＧＢを介して連結される第２のウエハ搬入出口１０ｂが設けられている。
【００３５】
真空搬送室１０の底面には排気ポート２０が設けられており、この排気ポート２０に排気管２２を介して排気機構２４が接続されている。排気管２２に設けられる開閉弁２６は定常時は開状態に保持される。排気機構２４は、たとえばターボ分子ポンプからなる真空ポンプや絞り弁からなる流量制御弁等を含んでおり、一定の排気量または排気速度で真空搬送室１０内を真空排気するようになっている。
【００３６】
真空搬送室１０の上部たとえば天井面には給気ポート２８が設けられている。この給気ポート２８にはパージガス供給源３０からの給気管３２が接続されており、この給気管３２にはマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３４と開閉弁３６が設けられている。定常時は、開閉弁３６が開状態に保持され、パージガス供給源３０よりパージガスまたは調圧ガスとして不活性ガス、好ましくはＮ2ガスがＭＦＣ３４および開閉弁３６を通って真空搬送室１０内に供給される。ここで、ＭＦＣ３４は、ガス質量センサと流量調整弁とを備えており、給気管３２を流れるＮ2ガスの流量を内部のフィードバック制御によって流量設定値に保つように動作する。主制御部３８はＭＦＣ３４に流量設定値を与える。
【００３７】
また、真空搬送室１０の天井には室内の圧力を計測する真空計４０が取り付けられており、この真空計４０の出力信号（圧力測定値）は圧力モニタ信号として主制御部３８に与えられる。上記のように排気機構２４の排気量が一定であることから、真空搬送室１０内の圧力はパージガス供給機構（３０，３２，３４）より供給されるパージガスの流量に依存する。したがって、主制御部３８は、ＭＦＣ３６に対する流量設定値を通じて真空搬送室１０内の圧力を所定の範囲内に制御することができる。しかしながら、たとえば排気機構２４において排気流量が低下したり、真空搬送室１０の気密性が低下すると、パージガスの流量が設定通りに制御されていても真空搬送室１０内の圧力が異常に高くなることがある。この場合、主制御部３８は、真空計４０を通じて真空搬送室１０内の圧力をモニタしているので、圧力が所定の上限値を超えたときは異常と判断し、ＭＦＣ３４に対する流量設定値の変更、アラームの発生、装置運転の停止等の処置をとることができる。
【００３８】
この実施形態において、真空搬送室１０内の圧力はプロセス・モジュールＰＭiの真空処理室１２内の圧力を基準としてこれよりも適度に高い値に選ばれ、通常のクラスタツールでは５００ｍＴｏｒｒ（６６．７Ｐａ）以下の値たとえば２００ｍＴｏｒｒ（２６．７Ｐａ）に選ばれる。一方、真空搬送室１０に供給するパージガスの流量は、真空搬送室１０内に滞在中のウエハＷに対する有機物の付着を可及的に低減する観点から最適値に設定ないし制御される。
【００３９】
図３に、ウエハ上の有機物付着量のパージガス流量依存性を測定した結果を示す。測定条件として、真空室の内壁温度は２３℃、圧力は５３Ｐａ、パージガスはＮ2ガス、ウエハ口径は３００ｍｍである。
【００４０】
図３の測定結果において、パージガス（Ｎ2ガス）の流量が０ｓｃｃｍのときの有機物付着量が約３００ｎｇであるところ、１０ｓｃｃｍで約１８０ｎｇ、４０ｓｃｃｍで約１８０ｎｇ、７５ｓｃｃｍで約１４０ｎｇ、９６ｓｃｃｍで約１３５ｎｇであり、１０ｓｃｃｍ以上のパージガス（Ｎ2ガス）流量で有機物付着量を効果的に低減できることがわかる。
【００４１】
理論的には、次のように考えられる。すなわち、真空搬送室における有機物汚染源は真空封止用のＯリング、グリースなどの有機材料、およびアセトン等の有機溶剤である。これら有機材料および装置内壁の表面からガス状有機物が放出される速度はクラジウス・クラペイロンの式に従い、温度と各有機成分の蒸発エンタルピーに依存する。このため、温度が一定である場合、有機物の放出速度は一定となる。一方、真空搬送室内のウエハに付着する有機物の量は、真空搬送室内の有機物濃度に依存する。したがって、真空搬送室におけるウエハ上の有機物付着量を低減させるためには、真空搬送室内にパージガスを供給して有機物濃度を低減させることが有効であると考えられる。
【００４２】
なお、パージガス（Ｎ2ガス）流量にはプロセスへの影響や排気機構の排気能力等の様々な観点から上限が設けられる。通常は、１０００ｓｃｃｍを上限値としてよい。
【００４３】
再び図２において、ロードロック・モジュールＬＬＭjは、ロードロック室１４内に、ウエハＷを載置して支持する載置台４０を設けている。この載置台４０の中には、ウエハＷを搬送ロボットＲＢ1，ＲＢ2との受け渡しの際に水平姿勢で上げ下げするためのリフトピン機構（図示せず）が設けられている。また、ロードロック室１４内でウエハＷに加熱または冷却処理を施す場合は、載置台４０にヒータまたは冷却機構が設けられる。
【００４４】
ロードロック室１４の底面には排気ポート４２が設けられており、この排気ポート４２に排気管４４を介して排気機構４６が接続されている。排気管４４に設けられる開閉弁４８は、ロードロック室１４内を減圧状態に切り換える際や減圧状態を保持する期間中は開けられ、ロードロック室１４内を大気圧状態に切り換える際や大気圧状態を保持する期間中は閉められる。排気機構４６は、たとえば粗引き用のドライポンプや高真空用のターボ分子ポンプおよび流量制御弁たとえば絞り弁等を含んでおり、ロードロック室１４内を大気圧状態から減圧状態に切り換えるときは大きな一定の排気速度で、ロードロック室１４内を減圧状態を保持するときは比較的小さな一定の排気速度で、ロードロック室１４を真空排気するようになっている。
【００４５】
ロードロック室１４の上部たとえば天井面には給気ポート５０が設けられている。この給気ポート５０にはパージガス供給源５２からの給気管５４が接続されており、この給気管５４にはマスフローコントローラ（ＭＦＣ）５６と開閉弁５８が設けられている。開閉弁５８は、ロードロック室１４にパージガスを供給する時または期間（ロードロック室１４内を減圧状態から大気圧状態に切り換える時と、ロードロック室１４内を真空の設定圧力に保持する期間）中は開状態となり、それ以外の期間中は閉状態となる。
【００４６】
開閉弁５８が開いているときは、パージガス供給源５２よりパージガスまたは調圧ガスとして不活性ガス、好ましくはＮ2ガスがＭＦＣ５６および開閉弁５８を通ってロードロック室１４内に供給される。ここで、ＭＦＣ５６は、ガス質量センサと流量調整弁とを備えており、ロードロック室１４内を減圧状態から大気圧状態に切り換える時は該流量調整弁を全開状態とし、ロードロック室１４内を真空の設定圧力に保持する期間中は給気管５８を流れるＮ2ガスの流量を内部のフィードバック制御によって流量設定値に保つように動作する。主制御部３８はＭＦＣ５６に流量設定値を与える。ロードロック室１４の天井には室内の圧力を計測する真空計６０が取り付けられており、この真空計６０の出力信号（圧力測定値）は圧力モニタ信号として主制御部３８に与えられる。
【００４７】
ロードロック室１４においても、減圧状態を保持するときは、上記したトランスファ・モジュールＴＭの真空搬送室１０と同様の雰囲気制御が行われる。すなわち、上記のように排気機構４６の排気量が一定であることから、ロードロック室１４内の圧力はパージガス供給機構（５２，５４，５６）より供給されるパージガス（Ｎ2ガス）の流量に依存する。したがって、主制御部３８は、ＭＦＣ５６に対する流量設定値を通じてロードロック室１４内の圧力を所定の範囲内に制御することができる。しかしながら、たとえば排気機構４６において排気流量が低下し、あるいはロードロック室１４の気密性が低下すると、パージガス（Ｎ2ガス）の流量が設定通りに制御されていてもロードロック室１４内の圧力が異常に高くなることがある。主制御部３８は、真空計６０を通じてロードロック室１４内の圧力をモニタしているので、圧力が所定の上限値を超えたときは異常と判断し、ＭＦＣ５６に対する流量設定値の変更、アラームの発生、装置運転の停止等の処置をとることができる。
【００４８】
なお、図２において、主制御部３８は、ＭＦＣ３４，５６の他にも、開閉弁２６，４８，３６，５８、搬送ロボットＲＢ1、ゲートバルブＧＡ，ＧＢ、ドアバルブＤＶ等の動作を直接または間接的に制御できるようになっている。
【００４９】
この実施形態において、ロードロック室１４内の圧力はトランスファ・モジュールＴＭの真空搬送室１０内の圧力を基準としてこれよりも適度に高い値、それでも通常のクラスタツールでは５００ｍＴｏｒｒ（６６．７Ｐａ）以下の値たとえば２００〜４００ｍＴｏｒｒ（２６．７〜５３．４Ｐａ）に選ばれる。一方、ロードロック室１４に供給するパージガスの流量は、ロードロック室１４内に滞在中のウエハＷに対する有機物の付着を可及的に低減する観点から最適値に設定ないし制御される。ここでも、図３の計測結果と上記の理論を基に、ロードロック室１４に供給するパージガスの流量を１０ｓｃｃｍ以上の値に制御することでロードロック室１４内のウエハＷに対する有機物付着量を効果的に低減することができる。
【００５０】
図４に、真空搬送室１０およびロードロック室１４内の雰囲気をそれぞれ制御する機構の別の実施例を示す。図中、上記した第１の実施例（図２）のものと同様の構成または機能を有する部分には同一の参照符号を附してある。
【００５１】
この実施例において、真空搬送室１０内の上部に設けられている給気ポート２８にはパージガス供給源３０からの給気管３２が接続されており、この給気管３２には開閉弁６２と流量制御弁６４とが並列に設けられている。流量制御弁６４は、たとえば比例制御弁からなり、圧力制御部６６によってバルブ開度を制御されるようになっている。真空搬送室１０内の圧力を計測する真空計４０の出力信号（圧力測定値）は、フィードバック信号として圧力制御部６６に与えられる。また、給気管３２には流量制御弁６４と直列に流量センサ６８が設けられており、この流量センサ６８の出力信号（流量測定値）は流量モニタ信号として主制御部３８に与えられる。
【００５２】
開閉弁６２は、メンテナンス作業で真空搬送室１０内を大気圧状態にする際に開けられる。定常時は、開閉弁６２を閉状態に保ったまま、パージガス供給源３０からのパージガスを調圧用ガスとして流量制御弁６４経由で真空搬送室１４内に供給し、流量制御弁６４のバルブ開度（ガス供給流量）を真空計４０および圧力制御部６６によってフィードバック制御し、真空搬送室１０内の圧力を圧力設定値たとえば２００ｍＴｏｒｒ（２６．７Ｐａ）に合わせる。主制御部３８は、圧力制御部６６に所望の圧力設定値を与えるとともに、流量センサ６８の出力信号（流量測定値）から真空搬送室１０に供給するパージガス（Ｎ2ガス）の流量を監視する。
【００５３】
この場合も、排気機構２４の排気流量が一定であることから、真空搬送室１０に供給されるパージガスの流量は一定の関係で真空搬送室１０内の圧力に対応した値になる。したがって、主制御部３８は、圧力制御部６６に対する圧力設定値を通じてパージガスの流量を所定値以上または所定範囲内に制御することができる。しかしながら、たとえば排気機構２４において排気流量が低下すると、真空搬送室１０内の圧力が設定通りに制御されていてもパージガスの流量が異常に低くなることがある。この場合、主制御部３８は、流量センサ６８を通じて真空搬送室１０内の圧力をモニタしているので、パージガスの流量が所定の下限値（たとえば１０ｓｃｃｍ）を超えたときは異常と判断し、圧力制御部６６に対する圧力設定値の変更、アラームの発生、動作停止等の処置をとることができる。
【００５４】
ロードロック室１４においても、給気ポート５０にはパージガス供給源５２からの給気管５４が接続されており、この給気管５４には開閉弁５８と流量制御弁７０とが並列に設けられている。流量制御弁７０は、たとえば比例制御弁からなり、圧力制御部７２によってバルブ開度を制御されるようになっている。ロードロック室１４内の圧力を計測する真空計６０の出力信号（圧力測定値）は、フィードバック信号として圧力制御部７２に与えられる。さらに、給気管５４には流量制御弁７０と直列に流量センサ７４が設けられており、この流量センサ７４の出力信号（流量測定値）は流量モニタ信号として主制御部３８に与えられる。
【００５５】
ロードロック室１４の室内を減圧状態から大気圧状態に切り換える際には、開閉弁５８を開けてパージガス供給源５２からのパージガスを開状態の開閉弁５８を介してロードロック室１４内に送り込む。また、ロードロック室１４内を大気圧状態から減圧状態に切り換えた後に室内の真空圧力を一定値に保持するときは、開閉弁５８を閉状態に保ったままパージガス供給源５２からのパージガスを調圧用ガスとして流量制御弁７０経由でロードロック室１４内に供給し、流量制御弁７０のバルブ開度（ガス供給流量）を真空計６０および圧力制御部７２によってフィードバック制御し、ロードロック室１４内の圧力を圧力設定値たとえば４００ｍＴｏｒｒ（５３．４Ｐａ）に合わせる。
【００５６】
主制御部３８は、圧力制御部７２に所望の圧力設定値を与えるとともに、流量センサ７４の出力信号（流量測定値）を基にロードロック室１４に供給するパージガスの流量を監視する。ロードロック室１４においても、排気機構４６の排気量または排気速度が一定であることから、パージガスの流量は一定の関係で室内の圧力に対応した値になる。したがって、主制御部３８は、圧力制御部７２に対する圧力設定値を通じてパージガスの流量を所定値以上または所定範囲内に制御することができる。しかしながら、たとえば排気機構４６において排気流量が低下すると、ロードロック室１４内の圧力が設定通りに制御されていてもパージガスの流量が異常に低くなることがある。この場合、主制御部３８は、流量センサ７４を通じてロードロック室１４内の圧力をモニタしているので、パージガスの流量が所定の下限値（たとえば１０ｓｃｃｍ）を超えたときは異常と判断し、圧力制御部７２に対する圧力設定値の変更やアラームの発生あるいは動作停止等の処置をとることができる。
【００５７】
上記実施形態におけるクラスタツールの真空処理装置は、図１に示したものに限定されるものではなく、レイアウトや各部の構成等において種々の変形が可能である。例えば、図５に示すように、１つのクラスタツール内で２つのトランスファ・モジュールＴＭ1，ＴＭ2をパスユニット７８を介して直列に連結する構成も可能である。図示のレイアウトは、プロセス・モジュールＰＭを最大で６台まで設置できる。パスユニット７８の両側には、プロセスの前処理を行うためのサブモジュールＳＭ1、ＳＭ2も配置される。このクラスタツールにおいても、各トランスファ・モジュールＴＭ1，ＴＭ2の真空搬送室１０および各ロードロック・モジュールＬＬＭ１，ＬＬＭ２のロードロック室１４について、上記実施形態と同様の構成または機能を有するパージガス流量制御機構および圧力モニタ機構（図２）あるいは圧力制御機構およびパージガス流量モニタ機構（図３）を装備することができる。
【００５８】
また、上記した実施形態におけるロードロック・モジュールＬＬＭ1，ＬＬＭ2は半導体ウエハＷを１枚単位で一時的に留め置く枚葉式のものであった。これらのロードロック・モジュールＬＬＭ1，ＬＬＭ2を、図示省略するが、ウエハＷを複数枚単位で一時的に留め置くバッチ式に構成することも可能である。
【００５９】
さらに、別の実施形態による真空処理装置として、図示省略するが、真空処理室にゲートバルブを介して接続される真空搬送室をロードロック・モジュールで構成し、このロードロック・モジュール内に搬送ロボットを設ける方式にも本発明は適用可能である。すなわち、該ロードロック・モジュールのロードロック室について上記実施形態と同様の構成または機能を有するパージガス流量制御機構および圧力モニタ機構（図２）あるいは圧力制御機構およびパージガス流量モニタ機構（図３）を装備することができる。
【００６０】
なお、このように真空搬送室にロードロック室を直結する方式において、ロードロック室にドアバルブを介してローダ・モジュールＬＭを接続する場合は、ロードロック室内の搬送ロボットおよびローダ・モジュールＬＭの大気搬送ロボットＲＢ2の双方からアクセス可能なウエハ載置台がロードロック室内（ドアバルブＤＶの近く）に設けられる。あるいは、ロードロック室にドアバルブを介してカセット室を接続し、このカセット室内にウエハカセットＣＲを配置する構成にも本発明は適用可能である。
【００６１】
また、本発明はクラスタツール以外の真空処理装置にも適用可能である。本発明における真空プロセスには、ＣＶＤやドライエッチング等のように反応性ガスを用いるものに限らず、たとえば減圧方式の露光等も含まれる。
【００６２】
図６に、本発明の適用可能な減圧式露光装置の要部の構成を示す。この露光装置は、真空排気可能な真空露光室８０と、この真空露光室８０の上方に配置される投影光学系８２と、この投影光学系８２の上方に配置されるレチクル８４と、このレチクル８４の上方に配置される照明光学系８６とを有している。
【００６３】
真空露光室８０内でウエハＷはウエハステージ８８上に水平に載置される。レチクル８４は、ウエハＷ上に転写すべきパターンが形成されているフォトマスクであり、リング状のレチクルステージ９０に水平に支持される。レチクル８４とウエハステージ８８との間の所定の中間位置（瞳位置近傍）に可変の開口絞り９２が配置されている。照明光学系８６は、たとえばＡｒＦエキシマレーザであり、いわゆるケーラー照明により瞳位置に光源の像が形成されるようにレチクル８４を照明する。投影光学系８２は、複数の光学レンズからなる縮小投影レンズを有しており、上方からケーラー照明されたレチクル８４のパターンを所定の縮小倍率で直下のウエハＷ上に結像（転写）させる。
【００６４】
真空露光室８０には、不活性ガス供給部（図示せず）より不活性ガスたとえばヘリウムガスが所定の流量で供給される一方で、排気機構９４により真空排気され、室内の圧力が所定の真空度に維持される。この真空露光室８０に第１のゲートバルブＧＡを介してトランスファ・モジュールＴＭの真空搬送室９４が接続されるとともに、このトランスファ・モジュールＴＭに第２のゲートバルブＧＢを介してロードロック・モジュールＬＬＭのロードロック室９６が接続される。
【００６５】
上記構成の露光装置においても、図７に示すように、トランスファ・モジュールＴＭの真空搬送室９６およびロードロック・モジュールＬＬＭのロードロック室９８の雰囲気を上記実施形態（図２）と同様の雰囲気制御機構によって制御し、各室９６，９８内の有機物汚染を防止することができる。さらには、図示省略するが、図４と同様の雰囲気制御機構を採用することも可能である。
【００６６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものではない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。
【００６７】
上述した実施形態ではトランスファ・モジュールＴＭの真空搬送室１０およびロードロック・モジュールＬＬＭ1，ＬＬＭ2のロードロック室１４を真空排気する排気機構２４，４６の排気量または排気速度を一定に固定した。しかし、排気機構２４，４６に自動圧力制御装置（ＡＰＣ）を設け、排気量をＡＰＣで可変制御して各室１０，１４内の圧力を設定値に合わせる構成も可能である。この場合、パージガス供給機構側は、パージガスの流量を絞り弁等の流量制御弁によって一定値に固定することが可能であり、ＭＦＣや圧力制御ループを省くことができる。本発明における被処理体は、半導体ウエハに限らず、ＬＣＤ基板など真空処理装置内で有機物汚染が懸念される他の被処理体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】一実施形態におけるクラスタツールの真空処理装置の構成を示す略平面図である。
【図２】実施形態のクラスタツールにおいて真空搬送室およびロードロック室内の雰囲気をそれぞれ制御する機構の一実施例の構成を示す図である。
【図３】ウエハ上の有機物付着量をパージガスの流量依存性を測定した結果を示すグラフ図である。
【図４】実施形態のクラスタツールにおいて真空搬送室およびロードロック室内の雰囲気をそれぞれ制御する機構の別の実施例の構成を示す図である。
【図５】実施形態におけるクラスタツールの一変形例の構成を示す略平面図である。
【図６】一実施形態における露光装置の要部の構成を示す図である。
【図７】実施形態の露光装置において真空搬送室およびロードロック室内の雰囲気をそれぞれ制御する機構の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０    真空搬送室
１２    真空処理室（プロセス・チャンバ）
１４    ロードロック室
２４，４６    排気機構
３０，５２    パージガス供給機構
３４，５６    マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
３８    主制御部
４０，６０    真空計
６４，７０    流量制御弁
６６，７２    圧力制御部
８０    真空露光室
８２    投影光学系
８４    レチクル
８６    照明光学系
９６    真空搬送室
９８    ロードロック室  
ＴＭ，ＴＭ1，ＴＭ2    トランスファ・モジュール
ＬＬＭ1，ＬＬＭ2，ＬＬＭ  ロードロック・モジュール
ＰＭ1，ＰＭ2，ＰＭ3，ＰＭ4，ＰＭ5，ＰＭ6  プロセス・モジュール
ＧＡ，ＧＢ  ゲートバルブ
【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】
2007186757.tif 000007
【図６】
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【図７】
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