(57)【要約】【課題】ロードロック室内部に異物を巻上げずに短時間で大気開放を行うことができるロードロック室の大気開放方法、ロードロック装置及び半導体製造装置を提供する。【解決手段】半導体基板２４を真空雰囲気下で格納するロードロック室２０に気体を供給して大気開放を行うロードロック室２０の大気開放方法において、複数の貫通孔５１が設けられ、ロードロック室２０の上方に配設されたシャワー供給手段５０を用いて、ロードロック室２０の上方から前記気体をシャワー状に供給し、ロードロック室２０を排気する排気管４０の排気量を、排気管４０に取付けられたバルブ６０を用いて徐々に低減し、０にする。【選択図】  図１
2009158819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を真空雰囲気下で格納するロードロック室に気体を供給して大気開放を行うロードロック室の大気開放方法において、
前記ロードロック室の上方に配設され、複数の貫通孔が設けられたシャワー供給手段を用いて、前記ロードロック室の上方から前記気体をシャワー状に供給し、
前記ロードロック室を排気する排気量を徐々に低減し、０にすることを特徴とするロードロック室の大気開放方法。
【請求項２】
前記ロードロック室を排気する排気量を０にした後、前記ロードロック室に供給する気体を大気に切替えることを特徴とする請求項１に記載のロードロック室の大気開放方法。
【請求項３】
前記ロードロック室の下方に配設され、複数の貫通孔が設けられた排気床部材を介して排気を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のロードロック室の大気開放方法。
【請求項４】
ロードロック室と、
前記ロードロック室と連通され、前記ロードロック室に気体を供給する供給管と、
前記ロードロック室と連通され、前記ロードロック室を排気する排気管と、
前記ロードロック室の上方の前記供給管側に配設され、前記気体をシャワー状に供給する複数の貫通孔が設けられたシャワー供給手段と、
前記気体を前記ロードロック室に供給しながら前記ロードロック室の排気を徐々に低減するための前記排気管に取付けられたバルブと、を有するロードロック装置。
【請求項５】
前記シャワー供給手段は、前記ロードロック室の内部空間の一部を区画するように設けられた多孔板であることを特徴とする請求項４記載のロードロック装置。
【請求項６】
前記シャワー供給手段は、先端が閉じられた配管であり、前記配管に複数の貫通孔が設けられることを特徴とする請求項４記載のロードロック装置。
【請求項７】
前記ロードロック室は、
上方が前記供給管と連通され、
下方が前記排気管と連通され、
上方から下方に向かうに従い径が漸減する形状部分を有することを特徴とする請求項４乃至６何れか一項に記載のロードロック装置。
【請求項８】
前記供給管は、前記ロードロック室へ供給する気体を大気と切替える切替手段が設けられることを特徴とする請求項４乃至７何れか一項に記載のロードロック装置。
【請求項９】
前記ロードロック室は、前記ロードロック室の下方の前記排気管側に配設され、複数の貫通孔が設けられた排気床部材を有することを特徴とする請求項４乃至８何れか一項に記載のロードロック装置。
【請求項１０】
半導体基板の処理を行う処理室と、
前記処理室に隣接して設けられた請求項４乃至９何れか一項に記載のロードロック装置と、
前記ロードロック装置の前記ロードロック室内に設けられ、前記処理室に対して前記半導体基板を搬入又は搬出する搬送機構と、を有する半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロードロック室の大気開放方法、ロードロック装置及び半導体製造装置に係り、特に半導体基板を真空雰囲気下で格納するロードロック室に気体を供給して大気開放を行うロードロック室の大気開放方法、ロードロック装置及び半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置は、一般的に、半導体基板を減圧下又は真空で処理する複数の処理室を有している。半導体基板は、予め決められた製造工程に従い、それらの複数の処理室に連続して導入され、所定の処理が行われる。
【０００３】
また、処理室は、製造工程に従った所定の処理の開始前及び終了後において、通常、真空に保持される。従って、半導体基板を処理室に搬入又は搬出する場合、真空と大気圧との間で圧力を推移させるロードロック室が必要となる。
【０００４】
ここで、ロードロック室を用いた半導体基板の処理室への一般的な搬送工程は以下のようになる。
【０００５】
半導体基板が大気から導入されたロードロック室が排気され真空になる。続いて、ロードロック室に隣接する移動モジュールに設置されたロボットアームによって、半導体基板は、ロードロック室から移動モジュールを経由し処理室へ搬送される。その後、プロセスチャンバ内において、半導体基板に対して処理操作（例えば、エッチング、酸化、化学気相蒸着等）が実施される。
【０００６】
処理後の半導体基板は、処理室への搬送時と同様に、ロボットアームによって処理室から移動モジュールを経由しロードロック室へ戻される。ロードロック室は、前述したロードロック室から処理室への基板搬送以降、ずっと真空に保持されている。半導体基板がロードロック室に戻った後、窒素（Ｎ２）等のパージガスを供給し、ロードロック室の圧力を大気圧に戻す（以下大気開放）。ロードロック室の圧力が大気圧に達した後、処理済みの半導体基板を基板カセットに移し、次の処理工程に供える。
【０００７】
以上の工程で用いられるロードロック室は、真空から大気開放を行うため、ロードロック室に窒素等のパージガスを供給するノズルを有している。このノズルは、従来、ロードロック室の一辺に有った。図１４に、従来のノズルが、ロードロック室の上方の一辺に有る例を示す。ロードロック室１８０は、基板ホルダ１８１、インナーゲート１８２、アウターゲート１８３、供給管１８４、排気管１８５、ノズル１８６、排気バルブ１８７を備えており、基板ホルダ１８１に半導体基板１８８を載置している。
【０００８】
このようなノズル１８６を具備したロードロック室１８０において大気開放を行う際、供給管１８４を通して供給したパージガスをノズル１８６から放出すると、ロードロック室１８０にノズル１８６の周辺に偏ったガスの流れが生じ、ロードロック室１８０の内壁の一部だけにパージガスが強く当たることになり、異物を巻上げる可能性があった。
【０００９】
一方、一般的に真空容器全体に均一にガスを導入する方法として、通常のノズルではなく、シャワーノズルを用いる方法がある。
【００１０】
具体的には、特許文献１には、ドライ現像装置において、現像処理用ガスを供給するノズルの直下に、現像処理用ガスを分散して導入するための拡散板を配置し、現像処理用ガスをシャワー状に供給する例が開示されている。
【００１１】
また、特許文献２には、ロードロック室を真空排気する際に、被処理物である基板上の空間に浮遊する水蒸気が、同じく基板上の空間に浮遊する異物を核として凝縮し、落下することを防ぐため、基板より上方に拡散器を準備し、窒素等の不活性ガスを拡散器を通じてシャワー状に供給し、基板の周辺から水蒸気等の不純物ガスを追出す例が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−５５０７３号公報
【特許文献２】特表２００５−５２７０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記のような拡散板又は拡散器を用いる場合でも、異物の巻上げを防ぎながら短時間でロードロック装置の大気開放を行うためには、以下のような問題があった。
【００１３】
特許文献１に開示される方法によると、パージガスを均一に供給することは可能であるが、短時間で大気開放を行うために大量のパージガスを供給する場合に、供給開始時にロードロック室底面に気流が強く当たり、異物の巻上げを防止することができないという問題があった。
【００１４】
また、特許文献２に開示される方法は、パージガスは被処理物の周辺から水蒸気等の不純物ガスを追出すことはできるものの、短時間で大気開放を行うために大量のパージガスを供給する場合に、供給開始時にロードロック室底面に気流が強く当たり、異物の巻上げを防止することができないという問題があった。
【００１５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ロードロック室にパージガスを導入して大気開放する場合に、ロードロック室内部に異物を巻上げずに短時間で大気開放を行うことができるロードロック室の大気開放方法、ロードロック装置及び半導体製造装置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】
【００１６】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１７】
第１の発明に係るロードロック室（２０）の大気開放方法は、
半導体基板（２４）を真空雰囲気下で格納するロードロック室（２０）に気体を供給して大気開放を行うロードロック室（２０）の大気開放方法において、
前記ロードロック室（２０）の上方に配設され、複数の貫通孔（５１）が設けられたシャワー供給手段（５０）を用いて、前記ロードロック室（２０）の上方から前記気体をシャワー状に供給し、
前記ロードロック室（２０）を排気する排気量を徐々に低減し、０にすることを特徴とする。
【００１８】
前記シャワー供給手段（５０）は、気体をロードロック室（２０）に上方からシャワー状に供給するための複数の貫通孔（５１）を有する部材と定義し、シャワーノズル、シャワーヘッドを含む。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明に係るロードロック室（２０）の大気開放方法において、前記ロードロック室（２０）を排気する排気量を０にした後、前記ロードロック室（２０）に供給する気体を大気に切替えることを特徴とする。
【００２０】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係るロードロック室（２０）の大気開放方法において、前記ロードロック室（２０）の下方に配設され、複数の貫通孔（７１）が設けられた排気床部材（７０）を介して排気を行うことを特徴とする。
【００２１】
前記排気床部材（７０）とは、排気の気流を調整するためにロードロック室（２０）の床に近接して配設された複数の貫通孔（７１）を有する部材と定義する。
【００２２】
第４の発明に係るロードロック装置（１０）は、
ロードロック室（２０）と、
前記ロードロック室（２０）と連通され、前記ロードロック室（２０）に気体を供給する供給管（３０）と、
前記ロードロック室（２０）と連通され、前記ロードロック室（２０）を排気する排気管（４０）と、
前記ロードロック室（２０）の上方の前記供給管（３０）側に配設され、前記気体をシャワー状に供給する複数の貫通孔（５１）が設けられたシャワー供給手段（５０）と、
前記気体を前記ロードロック室（２０）に供給しながら前記ロードロック室（２０）の排気を徐々に低減するための前記排気管（４０）に取付けられたバルブ（６０）と、を有することを特徴とする。
【００２３】
第５の発明は、第４の発明に係るロードロック装置（１０）において、前記シャワー供給手段（５０）は、前記ロードロック室（２０）の内部空間の一部を区画するように設けられた多孔板（５０）であることを特徴とする。
【００２４】
第６の発明は、第４の発明に係るロードロック装置（１０）において、前記シャワー供給手段（５０）は、先端が閉じられた配管（５３）であり、前記配管（５３）に複数の貫通孔（５１）が設けられることを特徴とする。
【００２５】
第７の発明は、第４〜６の発明の何れか一つに係るロードロック装置（１０）において、前記ロードロック室（２０）は、
上方が前記供給管（３０）と連通され、
下方が前記排気管（４０）と連通され、
上方から下方に向かうに従い径が漸減する形状部分を有することを特徴とする。
【００２６】
第８の発明は、第４〜７の発明の何れか一つに係るロードロック装置（１０）において、前記供給管（３０）は、前記ロードロック室（２０）へ供給する気体を大気と切替える切替手段（３１）が設けられることを特徴とする。
【００２７】
第９の発明は、第４〜８の発明の何れか一つに係るロードロック装置（１０）において、前記ロードロック室（２０）は、前記ロードロック室（２０）の下方の前記排気管（４０）側に配設され、複数の貫通孔（７１）が設けられた排気床部材（７０）を有することを特徴とする。
【００２８】
第１０の発明に係る半導体製造装置（１００）は、
半導体基板の処理を行う処理室（１５０）と、
前記処理室（１５０）に隣接して設けられた第４〜９の発明の何れか一つに係るロードロック装置（１３０）と、
前記ロードロック装置（１３０）の前記ロードロック室（１４０）内に設けられ、前記処理室（１５０）に対して前記半導体基板を搬入又は搬出する搬送機構（１７０）と、を有することを特徴とする。
【００２９】
なお、上記の括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ロードロック室内部に異物を巻上げることなく、短時間でロードロック室の大気開放工程を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【００３２】
〔第１の実施例〕
図１乃至図３を参照し、本発明の第１の実施例に係るロードロック装置を説明する。
【００３３】
図１は、本実施例に係るロードロック装置の構成を模式的に示す断面図である。
【００３４】
図１に示すように、ロードロック装置１０は、ロードロック室２０と、供給管３０と、排気管４０と、多孔板（シャワー供給手段）５０と、排気バルブ６０と、を有する。
【００３５】
ロードロック室２０は、基板ホルダ２１、インナーゲート２２、アウターゲート２３を有する。基板ホルダ２１は、ロードロック室２０の中心に配置され、半導体基板２４を保持する。インナーゲート２２、アウターゲート２３は、ロードロック室２０側面に配設される。インナーゲート２２は、隣接する処理室又は大気からロードロック室２０に半導体基板２４を搬入する際の搬入口である。また、アウターゲート２３は、ロードロック室２０から隣接する処理室又は大気へ半導体基板２４を搬出する際の搬出口である。
【００３６】
供給管３０は、ロードロック室２０の天井面２５において、ロードロック室２０と連通される。供給管３０は、ロードロック室２０にパージガスを供給するためのものであり、内部にガスを供給する管状構造を有する。パージガスであるが、例えば、窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスが用いられる。
【００３７】
排気管４０は、ロードロック室２０の底面２６において、ロードロック室２０と連通される。排気管４０は、ロードロック室２０を排気するためのものであり、内部にガスを排気する管状構造を有する。
【００３８】
多孔板５０は、ロードロック室２０の天井面２５に平行で、且つロードロック室２０の天井面２５の全面を覆うように配設される。多孔板５０は、ロードロック室２０を大気開放するためのパージガスをロードロック室２０の上方からシャワー状に供給するための部材である。図２は、図１に示すロードロック装置１０において、多孔板５０を、図１に示すＡの方向から見た平面図である。多孔板５０は、ロードロック室２０の天井面２５の全面を覆う部材であるため、ロードロック室２０の天井面２５の形状と同一であり、本実施例では、矩形形状を有する。多孔板５０には、貫通孔５１が複数形成される。貫通孔５１は、多孔板５０をロードロック室２０の上方から下方に貫通する微細な孔であり、多孔板５０の全面に亘って等間隔で均等に形成される。貫通孔５１は、パージガスを供給する通路である。
【００３９】
多孔板５０と、ロードロック室２０の天井面２５と、ロードロック室２０の側面２７は、矩形状の空間５２を形成する。空間５２は、パージガスを均一に分散させる領域である。
【００４０】
多孔板５０は、半導体基板２４を格納するロードロック室２０の上方からパージガスを供給する。従って、多孔板５０は、半導体基板２４の上方に配設される。多孔板５０から半導体基板２４までの距離Ｄは任意に設定が可能であるが、例えばＤ＝５〜３０ｍｍ程度に設定することができる。
【００４１】
排気バルブ６０は、メインバルブ６１と、圧力制御バルブ６２と、を有する。メインバルブ６１、圧力制御バルブ６２は、ともに排気管４０に取り付けられる。メインバルブ６１、圧力制御バルブ６２は、ロードロック室２０に近い方から、圧力制御バルブ６２、メインバルブ６１の順に、排気管４０に直列になるように取付けられる。メインバルブ６１は、バルブの開度を全開又は全閉の２つの状態で制御するバルブである。圧力制御バルブ６２は、バルブの開度を開状態から閉状態まで多段階又は連続的に制御するバルブである。本実施例では、圧力制御バルブ６２の開度は連続的に制御が可能である。
【００４２】
次に、ロードロック室２０の大気開放の作用について説明する。
【００４３】
供給管３０からパージガスが供給されると、パージガスは供給管３０を通じて、多孔板５０、ロードロック室２０の天井面２５及び側面２７で構成される空間５２に供給される。空間５２においてパージガスは均一に分散され、多孔板５０に形成された複数の貫通孔５１を通してロードロック室２０の上方から下方に向かって供給される。貫通孔５１が多孔板５０にほぼ等間隔に配置されるため、ロードロック室２０の一部の領域においてパージガスの流れが強くなることはない。
【００４４】
ここで、メインバルブ６１、圧力制御バルブ６２を有する排気バルブ６０を閉じた状態でパージガスを供給開始する場合、多孔板５０から供給されるパージガスの流量は多孔板５０全面に亘り均一にはなるものの、パージガスの供給開始時に乱流を伴った不安定な気流が発生し、ロードロック室２０の底面２６に堆積した異物の巻上げが発生する。
【００４５】
一方、メインバルブ６１、圧力制御バルブ６２を有する排気バルブ６０を開いた状態でパージガスを供給開始する場合、多孔板５０から供給されるパージガスはロードロック室２０から排気管４０へ排気されるため、パージガスの供給開始から層流を伴った安定な気流が確保され、ロードロック室２０の底面２６に堆積した異物の巻上げは発生しない。安定な気流が確保された後に、圧力制御バルブ６２を徐々に閉じ、その後、予め設定した圧力に達したときにメインバルブ６１を閉じることにより、異物を巻上げずに大気開放される。
【００４６】
以上のように、多孔板５０からのパージガス供給と排気バルブ６０による排気量調整を組合せることにより、異物を巻上げない大気開放が可能になる。
【００４７】
次に、図３を参照して、本実施例に係るロードロック装置１０における、ロードロック室２０の大気開放方法の手順について説明する。
【００４８】
図３は、ロードロック室２０に搬送した半導体基板２４を大気開放する方法の手順を説明するための図である。
【００４９】
始めに、インナーゲート２２を開き、半導体基板２４をロードロック室２０に搬入し、インナーゲート２２を閉じる（ステップ１１）。この際、排気管４０のメインバルブ６１、圧力制御バルブ６２は開かれた状態であり、ロードロック室２０は真空に保持されている。
【００５０】
次に、多孔板５０を用いてロードロック室２０の上方からパージガスをシャワー状に供給する（ステップ１２）。この際、ロードロック室２０の底面２６にてロードロック室２０に連通される排気管４０のメインバルブ６１、圧力制御バルブ６２は開かれた状態にあるため、ロードロック室２０を排気しながらパージガスを供給することになる。ロードロック室２０が排気されているため、パージガスはロードロック室２０の上方から下方に向かって安定した層流を発生する。
【００５１】
次に、ロードロック室２０を排気する排気量を徐々に低減し、０にする（ステップ１３）。パージガスを供給した状態で、排気管４０に取付けられたメインバルブ６１、圧力制御バルブ６２のうち、まず、圧力制御バルブ６２を徐々に閉める。予め設定した圧力に達するまで圧力制御バルブ６２を閉めた後、メインバルブ６１を閉める。ロードロック室２０の圧力は、圧力制御バルブ６２を徐々に閉める際に徐々に増加し、メインバルブ６１を閉める際に急激に増加するが、メインバルブ６１を閉める設定圧力の調整により、ロードロック室２０の圧力を急激に変動させないことが可能である。
【００５２】
最後に、アウターゲート２３を開き、半導体基板２４をロードロック室２０から搬出し、アウターゲート２３を閉じる（ステップ１４）。
【００５３】
以上、本実施例に係るロードロック装置１０によれば、ロードロック室２０を排気しながら多孔板５０を用いてロードロック室２０の上方からパージガスをシャワー状に供給し、その後、ロードロック室２０を排気する排気量を徐々に低減し、０にし、大気開放する方法を行うことができるため、ロードロック室２０の圧力を急激に変動させずにパージガスを高速に供給することができ、ロードロック室２０を短時間で異物の巻上げなしに大気開放することができる。
【００５４】
なお、本実施例においては、多孔板５０の周囲を囲繞し、ロードロック室２０の天井面２５と当接する側板を設け、ロードロック室の側面２７の代わりに側板を用いて、多孔板５０と、ロードロック室２０の天井面２５とで、矩形状の空間５２を形成するように構成することも可能である。
【００５５】
〔第１の実施例の第１の変形例〕
次に、図４及び図５を参照し、第１の実施例の第１の変形例について説明する。
【００５６】
図４は、本変形例に係るロードロック装置１０ａの構成を模式的に示す断面図である。ただし、以下の文中では、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある（以下の変形例及び実施例についても同様）。
【００５７】
本変形例に係るロードロック装置１０ａは、シャワー供給手段が配管５３で構成される点で、第１の実施例に係るロードロック装置１０と相違する。
【００５８】
図４を参照するに、第１の実施例において、シャワー供給手段が多孔板５０をもって構成されるのと相違し、本変形例に係るロードロック装置１０ａは、シャワー供給手段が、先端の閉じられた配管５３をもって構成され、配管５３に複数の貫通孔５１が設けられることが特徴である。
【００５９】
なお、以下の説明では、特に説明しない部分は第１の実施例に示したロードロック装置１０と同様の構造を有するものとする。
【００６０】
図５は、図４に示すロードロック装置１０ａにおいて、シャワー供給手段を構成する配管５３を、図４に示すＡの方向から見た平面図である。配管５３は、幹管５４と、枝管５５をもって構成される。配管５３は幹管５４としてロードロック室２０に導入された後、途中で複数の枝管５５に分枝する。各々の枝管５５は、先端が閉じられている。複数の枝管５５は平行に配列しており、櫛葉形状を有する。
【００６１】
枝管５５には、第１の実施例に係るロードロック装置１０と同様に、貫通孔５１が複数形成される。貫通孔５１は、配管５３の内側からロードロック室２０下方に向けて貫通する微細な孔であり、ほぼ等間隔に配置される。貫通孔５１は、パージガスを供給するためのものである。
【００６２】
本変形例においては、配管５３は、ロードロック室２０に導入された後、二本に分岐し、対称性をもって配置された二組の櫛歯形状の配管５３の組合せをもって構成される。この配置方法によれば、一方の配管５３の根元付近の貫通孔５１は、他方の配管５３の末端付近の貫通孔５１と近接するため、パージガスの供給量の分布を第１の実施例と比較して更に均一にすることが可能である。
【００６３】
以上、本変形例に係るロードロック装置１０ａによれば、シャワー供給手段が、複数の貫通孔５１が設けられ、先端の閉じられた配管５３をもって構成されるため、各貫通孔５１からのパージガスの供給量の分布をより均一にすることができ、より短時間で異物の巻上げのない大気開放を行うことが可能になる。
【００６４】
なお、本変形例では、二組の櫛歯形状の配管５３をもってシャワー供給手段が構成されるが、各貫通孔５１からのパージガスの供給量の分布を均一化することができるのであれば、任意の形状に配管を配置することが可能である。
【００６５】
〔第１の実施例の第２の変形例〕
図６は、第１の実施例の第２の変形例に係るロードロック装置１０ｂの構成を模式的に示す断面図である。
【００６６】
本変形例に係るロードロック装置１０ｂは、ロードロック室２０の一部がすり鉢状になる点で、第１の実施例に係るロードロック装置１０と相違する。
【００６７】
図６を参照するに、第１の実施例において、ロードロック室２０の断面形状が矩形であるのと相違し、本変形例に係るロードロック装置１０ｂは、ロードロック室２０の断面形状が、上方から下方に向けてすり鉢状となる形状部分を有することが特徴である。
【００６８】
なお、以下の説明では、特に説明しない部分は第１の実施例に示したロードロック装置１０と同様の構造を有するものとする。
【００６９】
ロードロック室２０は、第１の実施例に係るロードロック装置１０におけるロードロック室２０と同様に、ロードロック室２０の上方において、供給管３０と連通され、ロードロック室２０の下方において、排気管４０と連通される。
【００７０】
ロードロック室２０の底面２６は、第１の実施例においては天井面２５と平行であるが、本変形例においては、ロードロック室２０の側面２７の下端２８からロードロック室２０の排気管４０との連通箇所２９に向けて、一定の勾配をもって低くなるため、すり鉢状の形状を有している。
【００７１】
ここで、メインバルブ６１、圧力制御バルブ６２を有する排気バルブ６０が開かれ、多孔板５０を通してパージガスがシャワー状に供給される場合、ロードロック室２０の底面２６がすり鉢状の形状を有しているため、基板ホルダ２１を回り込んだパージガスがロードロック室２０の底面２６に垂直に吹付けられることがなく、ロードロック室２０の底面２６において乱流が発生しにくくなる。その結果、ロードロック室２０の底面２６での異物の巻上げが発生しにくくなる。
【００７２】
以上、本変形例に係るロードロック装置１０ｂによれば、ロードロック室２０の断面形状が、上方から下方に向けてすり鉢状の形状部分を有することにより、ロードロック室２０の底面２６での異物の巻上げがより発生しにくくなる。
【００７３】
なお、本変形例では、ロードロック室２０の底面２６に一定の勾配を設けてすり鉢状の形状としているが、基板ホルダ２１を回り込んだパージガスがロードロック室２０の底面２６に垂直に吹付けられることを防ぐ形状であるならば、任意の形状とすることができる。
【００７４】
〔第１の実施例の第３の変形例〕
図７は、第１の実施例の第３の変形例に係るロードロック装置１０ｃの構成を模式的に示す断面図である。
【００７５】
本変形例に係るロードロック装置１０ｃは、ロードロック室２０の一部が半球状になる点で、第１の実施例の第２の変形例に係るロードロック装置１０ｂと相違する。
【００７６】
図７を参照するに、第１の実施例の第２の変形例において、ロードロック室２０の断面形状が、上方から下方に向けてすり鉢状となる形状部分を有するのと相違し、本変形例に係るロードロック装置１０ｃは、ロードロック室２０の断面形状が、上方から下方に向けて径が漸減する半球状となる形状部分を有することが特徴である。
【００７７】
なお、以下の説明では、特に説明しない部分は第１の実施例の第２の変形例に示したロードロック装置１０ｂと同様の構造を有するものとする。
【００７８】
ロードロック室２０の底面２６は、第１の実施例の第２の変形例においては、すり鉢状の形状を有しているが、本変形例においては、ロードロック室２０の側面２７の下端２８からロードロック２０室の排気管４０との連通箇所２９に向けて、連続的に変化する勾配をもって低くなるため、半球状の形状部分を有している。
【００７９】
ここで、多孔板５０を通してパージガスがシャワー状に供給される場合、ロードロック室２０の底面２６が半球状の形状を有しているため、基板ホルダ２１を回り込んだパージガスがロードロック室２０の底面２６にほぼ平行に近い浅い角度で吹付けられることにより、ロードロック室２０の底面２６においてより乱流が発生しにくくなる。その結果、ロードロック室２０の底面２６における異物の巻上げがより発生しにくくなる。
【００８０】
以上、本変形例に係るロードロック装置１０ｃによれば、ロードロック室２０の断面形状が、上方から下方に向けて半球状の形状部分を有することにより、ロードロック室２０の底面２６での異物の巻上げがより発生しにくくなる。
【００８１】
なお、本変形例では、ロードロック室２０の底面２６に連続的に変化する勾配を設けて半球状の形状としているが、基板ホルダ２１を回り込んだパージガスがロードロック室２０の底面２６にほぼ平行に近い浅い角度で吹付けられる形状であるならば、任意の形状とすることができる。
【００８２】
〔第１の実施例の第４の変形例〕
図８は、第１の実施例の第４の変形例に係るロードロック装置１０ｄの構成を模式的に示す断面図である。
【００８３】
本変形例に係るロードロック装置１０ｄは、ロードロック室２０の下方に多孔板（排気床部材）７０を有する点で、第１の実施例に係るロードロック装置１０と相違する。
【００８４】
図８を参照するに、第１の実施例において、ロードロック室２０の下方において、直接排気管４０と連通しているのと相違し、本変形例に係るロードロック装置１０ｄは、ロードロック室２０の下方の排気管４０側に、複数の貫通孔７１が設けられた多孔板７０を有することが特徴である。
【００８５】
なお、以下の説明では、特に説明しない部分は第１の実施例に示したロードロック装置１０と同様の構造を有するものとする。
【００８６】
多孔板７０は、ロードロック室２０の下方、即ち、基板ホルダ２１より下方にあり、ロードロック室２０の底面２６よりも上方に配設される。多孔板７０は、ロードロック室２０の底面２６に平行で、且つロードロック室２０の底面２６の全面を覆う部材である。多孔板７０には、貫通孔７１が複数形成される。貫通孔７１は、ロードロック室２０を排気するための微細な孔であり、多孔板７０の全面に亘りほぼ等間隔に形成される。
【００８７】
ここで、シャワー供給手段である多孔板５０を通してロードロック室２０にパージガスがシャワー状に供給され、メインバルブ６１、圧力制御バルブ６２を有する排気バルブ６０が開かれた排気管４０から排気される場合、多孔板７０に設けられた複数の貫通孔７１の各々において、排気が行われる。
【００８８】
即ち、複数の貫通孔７１の各々において、上方から下方に向かう気流が発生する。従って、ロードロック室２０の下方の一部の領域だけで気流が強くなることがなく、乱流が発生しにくくなる。従って、ロードロック室２０の底面２６における異物の巻上げがより発生しにくくなる。
【００８９】
以上、本変形例に係るロードロック装置１０ｂによれば、ロードロック室２０の下方に多孔板７０を有することにより、ロードロック室２０の底面２６での異物の巻上げの発生がより少ない大気開放を行うことが可能となる。
【００９０】
なお、本変形例では、ロードロック室２０の底面２６の全面を覆うように多孔板７０を設けているが、複数の貫通孔７１が設けられ、排気管４０への排気の気流をロードロック室２０の底面２６の全面に亘り均一にすることが可能であるならば、多孔板７０の構造について任意の変形が可能である。
【００９１】
〔第１の実施例の第５の変形例〕
次に、図９及び図１０を参照し、第１の実施例の第５の変形例について説明する。
【００９２】
図９は、第１の実施例の第５の変形例に係るロードロック装置１０ｅの構成を模式的に示す断面図である。
【００９３】
本変形例に係るロードロック装置１０ｅは、供給管３０から供給するパージガスを大気と切替えることができる点で、第１の実施例に係るロードロック装置１０と相違する。
【００９４】
図９を参照するに、第１の実施例において、供給管３０からロードロック室２０に供給できるガスはパージガスだけであるのと相違し、本変形例に係るロードロック装置１０ｅは、供給管３０にパージガスに代わりに大気を供給できることが特徴である。
【００９５】
なお、以下の説明では、特に説明しない部分は第１の実施例に示したロードロック装置１０と同様の構造を有するものとする。
【００９６】
供給管３０は、三方バルブ３１を介して、大気開放管３２に接続される。即ち、ロードロック室２０と連通される手前において、三方バルブ３１が設けられ、三方バルブ３１を介して供給管３０に合流するように、大気開放管３２が接続される。大気開放管３２は、ロードロック室２０を大気と連通して大気開放するためのものである。三方バルブ３１は、供給管３０にパージガスを供給するか、大気開放管３２に連通して大気を供給するかを切替えるためのものである。
【００９７】
第１の実施例においては、多孔板５０を通してパージガスがシャワー状に供給され、徐々に圧力制御バルブ６２を閉め、予め設定した圧力に達したときにメインバルブ６１を閉じる。本変形例においては、メインバルブ６１を閉じた後、所定の圧力に達したときに、ロードロック室２０を大気開放管３２と連通するように三方バルブ３１を切替えることにより、大気開放が行われる。具体的には、三方バルブ３１を切替えるのと同時にロードロック室２０は一瞬で大気開放される。連続して供給管３０からパージガスを供給して大気開放するのに比べ、より短時間で大気開放することが可能となる。三方バルブ３１を切替える圧力を大気圧に近い圧力に設定することにより、圧力変動による乱流や、その結果としての異物の巻上げは発生しない。
【００９８】
以上のように、供給管３０のパージガスを大気と切替えることにより、異物を巻上げずにより短時間での大気開放が可能になる。
【００９９】
次に、図１０を参照して、本変形例に係るロードロック装置１０ｅにおける、ロードロック室２０の大気開放方法の手順について説明する。
【０１００】
図１０は、ロードロック室２０に搬送した半導体基板２４を大気開放する方法の手順を説明するための図である。
【０１０１】
始めに、ステップ２１からステップ２２までを行う。ステップ２１及びステップ２２は第１の実施例におけるステップ１１及びステップ１２と同様である。
【０１０２】
次に、ロードロック室２０を排気する排気量を徐々に低減し、０にする（ステップ２３）。第１の実施例におけるステップ１３においては、大気開放するまで続行するが、本変形例に係るステップ２３では、大気開放するまで続行しない。即ち、ステップ２３では、パージガスを供給した状態で、まず、圧力制御バルブ６２を徐々に閉める。予め設定した圧力に達するまで圧力制御バルブ６２を閉めた後、メインバルブ６１を閉める。その後、大気開放される前に次のステップに移る。
【０１０３】
次に、ロードロック室２０へ供給するガスを、パージガスから大気に切替えて大気開放を行う（ステップ２４）。第１の実施例には含まれないステップである。ロードロック室２０を大気開放管３２と連通するように三方バルブ３１を切替えることにより、一瞬にしてロードロック室２０を大気開放する。
【０１０４】
最後に、ステップ２５を行う。ステップ２５は、第１の実施例におけるステップ１４と同一である。
【０１０５】
以上、本変形例に係るロードロック装置１０ｅによれば、メインバルブ６１を閉じた後、供給管３０のパージガスを大気に切替えて大気開放を行うため、より短時間で大気開放することが可能となる。
【０１０６】
〔第２の実施例〕
次に、図１１乃至図１３を参照し、本発明の第２の実施例に係る半導体製造装置を説明する。
【０１０７】
図１１は、本実施例に係る半導体製造装置１００の構成を模式的に示す断面図であり、図１２は、本実施例に係る半導体製造装置１００の構成を模式的に示す平面図である。
【０１０８】
本実施例に係る半導体製造装置１００は、ロードロック装置と、処理室と、ロードロック装置のロードロック室内に設けられた搬送機構と、を組合せた構成を有しており、ロードロック装置は、第１の実施例に係るロードロック装置１０と同一である。従って、第１の実施例との違いである処理室と搬送機構を中心に説明する。
【０１０９】
図１１及び図１２に示すように、半導体製造装置１００は、第１のロードロック装置１１０と、第２のロードロック装置１３０と、処理室１５０と、第１のロボットアーム（搬送機構）１６０と、第２のロボットアーム（搬送機構）１７０と、を有する。
【０１１０】
第１のロードロック装置１１０は、第１の実施例に係るロードロック装置１０と同一の構成であり、第１のロードロック室１２０と、供給管３０と、排気管４０と、多孔板５０と、排気バルブ６０と、を有する。
【０１１１】
第１のロードロック室１２０には、第１の基板ホルダ１２１、第１のインナーゲート１２２、第１のアウターゲート１２３が設けられている。ただし、第１の基板ホルダ１２１は、第１のロボットアーム１６０に取付けられる。
【０１１２】
排気バルブ６０は、第１の実施例と同様に、メインバルブ６１と、圧力制御バルブ６２とからなり、第１のロードロック室１２０に近い方から、圧力制御バルブ６２、メインバルブ６１の順に、排気管４０に直列になるように取付けられる。
【０１１３】
また、第１のロードロック装置１１０は、半導体基板を処理室１５０に搬送するためのモジュールである。
【０１１４】
第２のロードロック装置１３０も、第１の実施例に係るロードロック装置１０と同一の構成であるため、ロードロック装置１０と同一の符号を付した部分については、説明を省略する。
【０１１５】
但し、第２のロードロック装置１３０において、ロードロック室は第２のロードロック室１４０、基板ホルダは第２の基板ホルダ１４１、インナーゲートは第２のインナーゲート１４２、アウターゲートは第２のアウターゲート１４３、とする。また、第２の基板ホルダ１４１は、第２のロボットアーム１７０に取付けられる。
【０１１６】
また、第２のロードロック装置１３０は、半導体基板を処理室１５０から大気に搬出するためのモジュールである。
【０１１７】
処理室１５０は、第１の実施例に係るロードロック装置１０と同様の構成であり、供給管３０と、排気管４０と、排気バルブ６０とを有する。また、ロードロック装置１０における基板ホルダ２１の代わりに、基板ステージ１５１を有する。また、第１のアウターゲート１２３を介して第１のロードロック室１１０と連通され、第２のインナーゲート１４２を介して第２のロードロック室１３０と連通される。
【０１１８】
また、処理室１５０は、半導体製造工程において半導体基板に処理を行うためのものである。従って、処理室１５０は、例えばエッチング処理を行うための処理室であることが可能である。その場合、供給管３０からエッチングガスが供給される。
【０１１９】
第１のロボットアーム１６０は、大気圧下にある半導体基板を処理室１５０内の基板ステージ１５１に搬入するための機構であり、第２のロボットアーム１７０は、処理室１５０内の基板ステージ１５１にある半導体基板を大気圧下に搬出するための機構である。
【０１２０】
また、第１のロードロック室１２０及び第２のロードロック室１４０における大気開放の作用については、第１の実施例と同一であり、異物を巻上げずに短時間で大気開放を行うことができる。
【０１２１】
ただし、第１の実施例と異なり、本実施例に係る第１のロードロック室１２０及び第２のロードロック室１４０においては、第１のロボットアーム１６０及び第２のロボットアーム１７０を有している。第１のロボットアーム１６０及び第２のロボットアーム１７０は、モータによって駆動される回転機構又は摺動機構を有し、回転機構又は摺動機構は異物を発生しやすい。従って、本実施例は、第１の実施例に比べて、より巻上げる異物の量を減少させる効果が大きくなる。
【０１２２】
次に、図１３を参照して、本実施例に係る半導体製造装置１００における、半導体基板の処理の手順について説明する。
【０１２３】
図１３は、半導体製造装置１００において、半導体基板を大気から処理室１５０に搬入し、処理室１５０から大気に搬出する方法の手順を説明するための図である。
【０１２４】
始めに、第１のインナーゲート１２２を開き、半導体基板を取出して第１のロードロック室１２０に搬入し、第１のインナーゲート１２２を閉じる（ステップ３１）。第１のインナーゲート１２２を開いた後、第１のロボットアーム１６０が、基板カセットに格納された半導体基板を第１の基板ホルダ１２１に載置して取出し、第１のロードロック室１２０に戻り、その後、第１のインナーゲート１２２を閉じる。
【０１２５】
次に、第１のロードロック室１２０を排気する排気量を徐々に増加させ、真空にする（ステップ３２）。
【０１２６】
次に、第１のアウターゲート１２３を開き、半導体基板を処理室１５０に搬入し、第１のアウターゲート１２３を閉じる（ステップ３３）。第１のアウターゲート１２３を開いた後、第１のロボットアーム１６０が、第１の基板ホルダ１２１に載置された半導体基板を、処理室１５０の基板ステージ１５１に載置し、その後、第１のアウターゲート１２３を閉じる。
【０１２７】
次に、処理終了後、第２のインナーゲート１４２を開き、半導体基板を第２のロードロック室１４０に搬入し、第２のインナーゲート１４２を閉じる（ステップ３４）。第２のインナーゲート１４２を開いた後、第２のロボットアーム１７０が、基板ステージ１５１に載置されている半導体基板を第２の基板ホルダ１４１に載置して取出し、第２のロードロック室１２０に戻り、その後、第２のインナーゲート１４２を閉じる。この際、排気管４０のメインバルブ６１、圧力制御バルブ６２は開かれた状態であり、第２のロードロック室１４０は真空に保持されている。
【０１２８】
次に、多孔板５０を用いて第２のロードロック室１４０の上方からパージガスをシャワー状に供給する（ステップ３５）。この際も、第２のロードロック室１４０に連通される排気管４０のメインバルブ６１、圧力制御バルブ６２は開かれた状態であり、第２のロードロック室１４０を排気しながらパージガスを供給することになる。第２のロードロック室１４０が排気されているため、多孔板５０を用いて供給されるパージガスは第２のロードロック室１４０全体に亘り均一かつ上方から下方に向かって安定した層流を発生する。
【０１２９】
次に、第２のロードロック室１４０を排気する排気量を徐々に低減し、０にする（ステップ３６）。パージガスを供給した状態で、排気管４０に取付けられたメインバルブ６１、圧力制御バルブ６２のうち、まず、圧力制御バルブ６２を徐々に閉める。予め設定した圧力に達するまで圧力制御バルブ６２を閉めた後、メインバルブ６１を閉め、大気開放を行う。この間、圧力は、大気圧に向けて徐々に増加し、メインバルブ６１を閉めた後は急激に増加するが、メインバルブ６１を閉める設定圧力を調整することにより、第２のロードロック室１４０には急激な圧力変動が発生せず、乱流は発生しない。
【０１３０】
最後に、第２のアウターゲート１４３を開き、半導体基板を第２のロードロック室１４０から搬出し、第２のアウターゲート１４３を閉じる（ステップ３７）。
【０１３１】
以上、本実施例に係る半導体製造装置１００によれば、パージガスは、第２のロードロック室１４０に急激な圧力変動を発生せずに上方から下方に向かって均一で安定した気流を伴って、高速に供給することができ、ロードロック室の大気開放を短時間で異物の巻上げなしに行うことができる。
【０１３２】
なお、本実施例に係る半導体製造装置１００を１ユニットとして、複数のユニットを、大気圧処理モジュールを介して組合せることもでき、大気開放の異物巻上げを防ぎながら大気開放を短時間で行うことができるため、複雑な処理を異物を混入させることなく連続して行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の第１の実施例に係るロードロック装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るロードロック装置の構成を説明するための図であり、シャワー供給手段を構成する多孔板を、図１に示すＡの方向から見た平面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るロードロック室の大気開放方法の手順を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施例の第１の変形例に係るロードロック装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施例の第１の変形例に係るロードロック装置の構成を説明するための図であり、シャワー供給手段を構成する配管を、図４に示すＡの方向から見た平面図である。
【図６】本発明の第１の実施例の第２の変形例に係るロードロック装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施例の第３の変形例に係るロードロック装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施例の第４の変形例に係るロードロック装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の第１の実施例の第５の変形例に係るロードロック装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施例の第５の変形例に係るロードロック室の大気開放方法の手順を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施例に係る半導体製造装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施例に係る半導体製造装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図１３】本発明の第２の実施例に係る、半導体基板を大気から処理室に搬入し、処理室から大気に搬出する方法の手順を説明するための図である。
【図１４】従来のロードロック室の大気開放を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ  ロードロック装置
２０  ロードロック室
２１  基板ホルダ
２２  インナーゲート
２３  アウターゲート
２４  半導体基板
２５  天井面
２６  底面
２７  側面
３０  供給管
３１  三方バルブ
３２  大気開放管
４０  排気管
５０  多孔板（シャワー供給手段）
５１、７１  貫通孔
５２  空間
５３  配管
５４  幹管
５５  枝管
６０  排気バルブ
６１  メインバルブ
６２  圧力制御バルブ
７０  多孔板（排気床部材）
１００  半導体製造装置
１１０  第１のロードロック装置
１２０  第１のロードロック室
１２１  第１の基板ホルダ
１２２  第１のインナーゲート
１２３  第１のアウターゲート
１３０  第２のロードロック装置
１４０  第２のロードロック室
１４１  第２の基板ホルダ
１４２  第２のインナーゲート
１４３  第２のアウターゲート
１５０  処理室
１５１  基板ステージ
１６０  第１のロボットアーム
１７０  第２のロボットアーム
Ｄ  距離
【図１】
2009158819.tif 000003
【図２】
2009158819.tif 000004
【図３】
2009158819.tif 000005
【図４】
2009158819.tif 000006
【図５】
2009158819.tif 000007
【図６】
2009158819.tif 000008
【図７】
2009158819.tif 000009
【図８】
2009158819.tif 000010
【図９】
2009158819.tif 000011
【図１０】
2009158819.tif 000012
【図１１】
2009158819.tif 000013
【図１２】
2009158819.tif 000014
【図１３】
2009158819.tif 000015
【図１４】
2009158819.tif 000016