ロードロック装置および昇圧方法
【課題】ロードロック装置内へのパーティクルの進入を効果的に防止でき、しかも、大気圧に復帰させた後、すぐにチャンバ内を大気開放できるロードロック装置を提供する。
【解決手段】密閉可能なチャンバ５１と、チャンバ５１内に基板Ｇを搬入出させる開閉自在な搬入出口５２、５３と、チャンバ５１内において基板Ｇの温度を調節する温度調節部材５０、５６を有し、チャンバ５１内にガスを供給するガス供給路７０と、チャンバ５１内を排気する排気路７１が接続されたロードロック装置５であって、チャンバ５１内の雰囲気を、外部との圧力差で排出させるリーク路１２０がチャンバ５１に接続され、ガス供給路７０は、比較的流量の大きい大流量配管１０５と、比較的流量の小さい小流量配管１０６とを有し、それら大流量配管１０５と小流量配管１０６とを選択自在であることを特徴とする。
【解決手段】密閉可能なチャンバ５１と、チャンバ５１内に基板Ｇを搬入出させる開閉自在な搬入出口５２、５３と、チャンバ５１内において基板Ｇの温度を調節する温度調節部材５０、５６を有し、チャンバ５１内にガスを供給するガス供給路７０と、チャンバ５１内を排気する排気路７１が接続されたロードロック装置５であって、チャンバ５１内の雰囲気を、外部との圧力差で排出させるリーク路１２０がチャンバ５１に接続され、ガス供給路７０は、比較的流量の大きい大流量配管１０５と、比較的流量の小さい小流量配管１０６とを有し、それら大流量配管１０５と小流量配管１０６とを選択自在であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロードロック装置とロードロック装置の昇圧方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＬＣＤ基板等の製造工程においては、減圧雰囲気下で基板にＣＶＤ等の所定の処理を施す基板処理装置を複数備えた、いわゆるマルチチャンバー型の処理システムが使用されている（例えば、特許文献１参照）。このような処理システムには、基板を搬送する基板搬送装置を備えた搬送室と、その周囲に設けられた複数の基板処理装置とを有する処理部が備えられている。そして、基板搬送装置の搬送アームにより、基板が各基板処理装置に対して搬入出されるようになっている。また、この処理システムには、外部に対して基板を搬入出させる搬入出部が備えられており、搬入出部と処理部との間には、ロードロック装置が備えられる。搬入出部に搬入された基板は、ロードロック装置を介して処理部に搬入され、処理部で処理された後、再びロードロック装置を介して搬入出部に搬出される。
【０００３】
ロードロック装置は、処理部内を真空に保持し、大気圧となっている搬入出部側に開放させないことを目的に設けられる。搬入出部に搬送された基板は、先ずロードロック装置の搬入出部側に設けた搬入出口を通じて、ロードロック装置内に収納される。そして、ロードロック装置内が減圧され真空になった後、ロードロック装置の処理部側に設けた搬入出口が開かれて搬送室に連通させられると、基板搬送装置の搬送アームにより、基板がロードロック装置から搬出され、各基板処理装置に搬送される。また、各基板処理装置で処理された基板は、基板搬送装置の搬送アームにより取り出され、ロードロック装置の搬入出部側の搬入出口を通じて、ロードロック装置内に収納される。そして、ロードロック装置内が昇圧され大気圧に戻ると、ロードロック装置の搬入出部側の搬入出口が開かれて、基板が搬入出部に戻されるようになっている。
【０００４】
かかるロードロック装置としては、ロードロック装置内で基板を予備加熱するためのヒータを備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。また、加熱用プレートと冷却用プレートとを備え、基板を搬入出部から処理部に搬入するときは、加熱用プレートによって基板を加熱し、基板を処理部から搬入出部に搬出するときは、冷却用プレートによって基板を冷却できるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
一方、ロードロック装置に関するものではないが、半導体製造装置に関しては、処理室内を昇圧させて大気圧に戻す際に、昇圧後、大気圧を利用して処理室内の圧力を安定させてから、大気開放する方法が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】特表２００６−３０３０１３号公報
【特許文献２】特開２００１−２３９１４４号公報
【特許文献３】特表２００４−５２３８８０号公報
【特許文献４】特開平１０−２９４２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のロードロック装置にあっては、ロードロック装置内を大気圧にして、搬入出部側の搬入出口が開かれた際に、外部からロードロック装置内にパーティクルが進入する場合があった。ロードロック装置内に進入したパーティクルが処理部に持ち込まれた場合、基板処理に悪影響を与えることになりかねない。
【０００８】
一方、上記特許文献４のように、処理室内の圧力を安定させてから、ロードロック装置を大気開放することも可能であるが、そうすると、処理室内の圧力を安定するまで待たなければならない。そのため、処理時間が長くなり、スループットが良くないという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、ロードロック装置内へのパーティクルの進入を効果的に防止でき、しかも、大気圧に復帰させた後、すぐにチャンバ内を大気開放できるロードロック装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、ロードロック装置に関し、減圧されていたチャンバ内にガスを供給して大気圧に復帰させる際の、チャンバ内の圧力の動向について種々検討した。その結果、減圧されていたチャンバ内にガスを供給して大気圧に復帰させた場合、チャンバ内の圧力は一旦大気圧に復帰しても、その後しばらくは不安定であることが分かってきた。本発明者らがその原因について鋭意研究したところ、チャンバ内に基板の温度を調節する加熱プレートや冷却プレートなどの温度調節部材があるが、チャンバ内の雰囲気の温度が、この温度調節部材による熱の影響で、チャンバ内の圧力が変動することが判明した。更に、本発明者らが研究を続けたところ、チャンバ内が−５００〜１０００Ｐａのゲージ圧の範囲であれば、ロードロック装置を大気開放する際に、外部からチャンバ内にパーティクルが実質的に進入しないことが分かってきた。
【００１１】
本発明は、かかる新規な知見に基いてなされたものである。即ち、本発明によれば、密閉可能なチャンバと、前記チャンバ内に基板を搬入出させる開閉自在な搬入出口と、前記チャンバ内において基板の温度を調節する温度調節部材を有し、前記チャンバ内にガスを供給するガス供給路と、前記チャンバ内を排気する排気路が接続されたロードロック装置であって、前記チャンバ内の雰囲気を、外部との圧力差で排出させるリーク路が前記チャンバに接続され、前記ガス供給路は、比較的流量の大きい大流量配管と、比較的流量の小さい小流量配管とを有し、それら大流量配管と小流量配管とを選択自在であることを特徴とする、ロードロック装置が提供される。
【００１２】
このロードロック装置にあっては、前記チャンバ内の圧力変動を吸収するアキュームレータを有しても良い。
【００１３】
また本発明によれば、密閉可能なチャンバと、前記チャンバ内に基板を搬入出させる開閉自在な搬入出口と、前記チャンバ内に基板の温度を調節する温度調節部材を有し、前記チャンバ内にガスを供給するガス供給路と、前記チャンバ内を排気する排気路が接続されたロードロック装置の昇圧方法であって、前記搬入出口が閉じられた状態で、減圧されていた前記チャンバ内にガスを供給して大気圧に復帰させる復帰工程と、大気圧に復帰させた後、更に、前記チャンバ内にガスを供給し続けるとともに、前記チャンバ内の雰囲気を外部との圧力差で排出させるリーク工程を有し、前記リーク工程において、前記搬入出口が開かれることを特徴とする、ロードロック装置の昇圧方法が提供される。
【００１４】
この昇圧方法において、前記復帰工程では、例えば６００〜１００リットル／ｍｉｎといった比較的大きい流量で前記チャンバ内にガスを供給し、前記リーク工程では、例えば１００〜１０リットル／ｍｉｎといった比較的小さい流量で前記チャンバ内にガスを供給しても良い。また、前記リーク工程では、前記チャンバ内が例えば１０００Ｐａ以下のゲージ圧にされる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ロードロック装置内を大気開放する際に、チャンバ内をゲージ圧で１０００Ｐａ以下の範囲とすることにより、ロードロック装置内へのパーティクルの進入を効果的に防止できるようになる。本発明によれば、大気圧に復帰させた後、更に、チャンバ内にガスを供給し続けつつ、チャンバ内の雰囲気を外部との圧力差で排出させることにより、チャンバ内を実質的に大気圧と等しく保つことができる。そのため、大気圧に復帰させた後、すぐにロードロック装置内を大気開放しても、外部からパーティクルが進入せず、ロードロック装置内を清浄な状態に保つことができる。そのため、従来のように圧力が安定するまで待つ必要がなく、処理時間が短くなり、スループットが向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、基板の一例としてのＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；液晶表示装置）用のガラス基板Ｇに対して、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理により薄膜を成膜する工程を実施する処理システムに基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかるロードロック装置５、６を備えた処理システム１の概略的な構成を示した平面図である。図２は、処理システム１の概略的な構成を示した側面図である。図１に示す処理システム１は、いわゆるマルチチャンバー型の処理システムであり、処理システム１の外部に対して基板Ｇを搬入出させる搬入出部２と、基板ＧのＣＶＤ処理を行う処理部３とを備えている。搬入出部２と処理部３との間には、２つのロードロック装置５、６が上下に設置されている。なお説明のため、図１、２において、水平面方向であって搬入出部２の巾方向（図１において上下方向、図２において図面に垂直な方向）をＸ方向、水平面方向であって搬入出部２、ロードロック装置５、６および処理部３の並び方向（水平面方向であってＸ方向と直交する方向）をＹ方向、鉛直方向をＺ方向と定義する。また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
搬入出部２には、複数枚の基板Ｇを収納したカセットＣを載置する載置台１１と、基板Ｇを搬送する第一の搬送装置１２とが設けられている。載置台１１上には、Ｘ方向に沿って、複数のカセットＣが並べられる。載置台１１上のカセットＣ内には、略長方形の薄板状の基板Ｇが、略水平な姿勢で複数枚上下に並べて収納されている。
【００１８】
搬送装置１２は、載置台１１とロードロック装置５、６の間に備えられている。搬送装置１２は、Ｘ方向に沿って延設されたレール１３と、レール１３に沿って水平方向に移動可能な搬送機構１４とを備えている。搬送機構１４は、基板Ｇを載せて略水平に保持する一対の搬送アーム１５を備えており、搬送アーム１５を、Ｚ方向に昇降させ、Ｙ方向に移動させ、Ｚ方向を中心に略水平面内で旋回可能である。即ち、載置台１１上の各カセットＣの正面に設けられた開口１６を通じて、搬送アーム１５を各カセットＣ内に進入させて、基板Ｇを一枚ずつカセットＣ内から取り出したり、カセットＣ内に収納したりすることができる構成になっている。また、搬送装置１２を挟んで載置台１１と対向する側（Ｙ軸方向において搬送装置１２の後方）に設けられたロードロック装置５、６に対して、搬送アーム１５を進入させて、基板Ｇを一枚ずつロードロック装置５、６に搬入させ、ロードロック装置５、６から搬出させることができる。
【００１９】
図２に示すように、ロードロック装置５、６は、上下に積み重ねて配置されている。下のロードロック装置５の搬入出部２側には、後述するロードロック装置５の搬入口５２を開閉するゲートバルブ２０が設けられており、ロードロック装置５の処理部３側には、後述するロードロック装置５の搬出口５３を開閉するゲートバルブ２１が設けられている。同様に、上のロードロック装置６の搬入出部２側には、後述するロードロック装置６の搬出口７７を開閉するゲートバルブ２２が設けられており、ロードロック装置６の処理部３側には、後述するロードロック装置６の搬入口７６を開閉するゲートバルブ２３が設けられている。かかる構成において、各ゲートバルブ２０、２２を閉じることにより、搬入出部２の雰囲気とロードロック装置５、６内の雰囲気とをそれぞれ遮断できるようになっている。また、各ゲートバルブ２１、２３を閉じることにより、処理部３の雰囲気とロードロック装置５、６内の雰囲気とをそれぞれ遮断できるようになっている。各ロードロック装置５、６の構造については、後に詳細に説明する。
【００２０】
図１に示すように、処理部３には、基板Ｇを収納してプラズマＣＶＤ処理を施す複数の基板処理装置、例えば５つの基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅ、および、ロードロック装置５、６と各基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅとの間で基板Ｇを搬送する第二の搬送装置３１が備えられている。第二の搬送装置３１は、密閉構造の搬送チャンバ３２内に設けられた搬送室３３に格納されている。搬送チャンバ３２は、ロードロック装置５に隣接して設けられている。また、ロードロック装置５、６および各基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅは、搬送チャンバ３２の周囲を囲むように配置されている。
【００２１】
搬送室３３とロードロック装置５、６の間には、前述したゲートバルブ２１、２３がそれぞれ設けられており、各ゲートバルブ２１、２３によって搬送室３３内の雰囲気とロードロック装置５、６内の雰囲気とをそれぞれ遮断できるようになっている。搬送室３３と各基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅとの間には、それぞれゲートバルブ３５が設けられており、各ゲートバルブ３５によって基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅの開口を気密に閉塞し、搬送室３３内の雰囲気と各基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅ内の雰囲気とをそれぞれ遮断できるようになっている。また、図２に示すように、搬送室３３内を強制排気して減圧させるための排気路３６が設けられている。処理システム１における処理時には、処理部３の搬送室３３、基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅ内は、搬入出部２よりも減圧雰囲気にされ、例えば真空状態にされる。
【００２２】
第二の搬送装置３１は、例えば多関節構造を有する搬送機構４０を備え、搬送機構４０は、基板Ｇを載せて略水平に保持する一対の搬送アーム４１を備えている。搬送機構４０は、搬送アーム４１を、Ｚ方向に昇降させ、Ｚ方向を中心に略水平面内で旋回させ、水平面内において任意の方向に向けて搬送アーム４１を進退させることが可能である。これにより、搬送機構４０は、各ロードロック装置５、６、基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅに、各ゲートバルブ２１、２３、３５を介して搬送アーム４１を進入させて、基板Ｇを一枚ずつ搬入および搬出させることができるように構成されている。
【００２３】
次に、前述したロードロック装置５、６の構成について説明する。図３は、Ｘ方向に対して垂直な断面で切断したロードロック装置５、６の内部構造を説明するための縦断面図である。
【００２４】
先ず、下のロードロック装置５は、密閉構造のチャンバ５１を備えている。チャンバ５１の搬入出部２側、即ち、図３において左側面には、チャンバ５１内に基板Ｇを搬入するための搬入口５２が設けられている。搬入口５２には、前述したゲートバルブ２０が設けられており、ゲートバルブ２０によって気密に閉塞可能になっている。チャンバ５１の処理部３側、即ち、図３において右側面には、チャンバ５１内から基板Ｇを搬出するための搬出口５３が設けられている。搬出口５３には、前述したゲートバルブ２１が設けられており、ゲートバルブ２１によって気密に閉塞可能になっている。
【００２５】
搬出口５３内には、基板Ｇを支持する複数の保持部材５５が備えられている。各保持部材５５は略棒状をなし、チャンバ５１の底部から上方に突出するように設けられている。各保持部材５５の上端部に基板Ｇの下面を載せることにより、基板Ｇを略水平に支持するようになっている。
【００２６】
さらに、チャンバ５１内には、保持部材５５に支持された基板Ｇを下から加熱する加熱プレート５０と上から加熱する補助ヒータ５６が備えられている。これら加熱プレート５０および補助ヒータ５６は、それぞれ交流電源５７に接続されており、交流電源５７から供給される電力によってそれぞれ昇温されるようになっている。
【００２７】
補助ヒータ５６は略長方形板状をなし、チャンバ５１の天井に沿って略水平に備えられている。補助ヒータ５６は、保持部材７０に支持された基板Ｇの上面に対して略平行な姿勢で対向するようになっている。なお、補助ヒータ５６の下面の面積は基板Ｇの上面の面積より大きく、基板Ｇの上面全体を覆うようにして加熱することができる。
【００２８】
加熱プレート５０は略長方形板状をなし、チャンバ５１の底面に沿って略水平に備えられている。前述した保持部材５５は、加熱プレート５０に形成された複数の孔６０内にそれぞれ配置されている。加熱プレート５０は、保持部材５５によって保持された基板Ｇの下面に対して略平行な姿勢で対向する。
【００２９】
また、加熱プレート５０は上下に昇降可能に構成されており、補助ヒータ５６に対して近接及び離隔することができる。例えば図３に示すように、チャンバ５１の下方に昇降機構としてのシリンダ６１が設けられており、シリンダ６１に接続されたロッド６２が、チャンバ５１の底部を上下に貫通するように設けられている。加熱プレート５０は、ロッド６２の上端部に取り付けられている。そして、シリンダ６１の駆動によって、ロッド６２がＺ軸方向に昇降することにより、加熱プレート５０がロッド６２と一体的に、各孔６０をそれぞれ保持部材５５に沿って移動させながら昇降するようになっている。
【００３０】
さらに、加熱プレート５０の上面には、加熱時に基板Ｇを支持するための複数の支持部材６５が設けられている。加熱プレート５０を待機位置Ｐ１に下降させたとき、支持部材６５は、保持部材５５の上端部より下方に位置する。そのため、保持部材５５に基板Ｇが保持されていても、支持部材６５は基板Ｇに接触しないようになっている。一方、加熱プレート５０を待機位置Ｐ１から上昇させることにより、支持部材６５を保持部材５５の上端部より上方に移動させることができる。即ち、保持部材５５に保持された基板Ｇを、支持部材６５によって持ち上げ、支持部材６５によって基板Ｇを支持する状態にすることができる。支持部材６５は、各支持部材６５の上端部に基板Ｇの下面を載せることにより、基板Ｇを略水平に支持するようになっている。支持部材６５に支持された基板Ｇの下面と加熱プレート５０の上面との間には、略均一な幅の隙間が形成され、基板Ｇと加熱プレート５０が互いに近接配置されるように構成されている。基板Ｇの加熱時、加熱プレート５０は、加熱処理位置Ｐ２に上昇させられ、この状態では、複数の支持部材６５によって基板Ｇが支持されるようになっており、また、支持部材６５に支持された基板Ｇと前述した補助ヒータ５６が近接し、支持部材６５に支持された基板Ｇの上面と前述した補助ヒータ５６の下面との間に、略均一な幅の隙間が形成されるようになっている。
【００３１】
また、チャンバ５１内に例えばＮ２（窒素）ガスやＨｅ（ヘリウム）ガス等の不活性ガスを供給するガス供給路７０、及び、チャンバ５１内を強制排気する排気路７１が接続されている。即ち、ガス供給路７０からのガス供給と排気路７１による強制排気により、チャンバ５１内の圧力を調節することができる。
【００３２】
次に、上のロードロック装置６の構成について詳細に説明する。ロードロック装置６は、密閉構造のチャンバ７５を備えている。図示の例では、チャンバ７５は下段のロードロック装置５のチャンバ５１の上面に載せられている。
【００３３】
チャンバ７５の処理部３側、即ち、図３において右側面には、チャンバ７５内に基板Ｇを搬入するための搬入口７６が設けられている。搬入口７６には、前述したゲートバルブ２３が設けられており、ゲートバルブ２３によって気密に閉塞可能になっている。チャンバ７５の搬入出部２側、即ち、図３において左側面には、チャンバ７５内から基板Ｇを搬出するための搬出口７７が設けられている。搬出口７７には、前述したゲートバルブ２２が設けられており、ゲートバルブ２２によって気密に閉塞可能になっている。
【００３４】
チャンバ７５内には、基板Ｇを保持するための複数の支持部材８０が備えられている。各支持部材８０は略棒状をなし、チャンバ７５の底部から上方に突出するように設けられており、各支持部材８０の上端部に基板Ｇの下面を載せることにより、基板Ｇを略水平に保持するようになっている。
【００３５】
さらに、チャンバ７５内には、基板Ｇを冷却する冷却プレート８１と補助クーラ８２が備えられている。これら冷却プレート８１および補助クーラ８２には、冷却水を送水する冷却水送水路８３、８４がそれぞれ内蔵されており、冷却水送水路８３、８４を流れる冷却水の冷熱によって冷却プレート８１および補助クーラ８２が冷却されるようになっている。
【００３６】
補助クーラ８２は略長方形板状をなし、チャンバ７５の天井に沿って略水平に備えられており、支持部材８０に支持された基板Ｇの上面側に配置される。また、支持部材８０に支持された基板Ｇの上面に対して略平行な姿勢で対向するようになっている。
【００３７】
また、補助クーラ８２は、上下に昇降可能に構成されており、支持部材８０に支持された基板Ｇに対して近接及び離隔することができる。例えば図３に示すように、チャンバ７５の上方に昇降機構としてのシリンダ８５が設けられており、シリンダ８５のロッド８６が、チャンバ７５の天井を上下に貫通するように設けられている。補助クーラ８２は、ロッド８６の下端部に取り付けられている。そして、シリンダ８５の駆動によって、ロッド８６がＺ軸方向に昇降することにより、補助クーラ８２がロッド８６と一体的に昇降するようになっている。補助クーラ８２は、例えば支持部材８０に支持された基板Ｇから離隔する上方の待機位置Ｐ３と、基板Ｇに近接する下方の冷却処理位置Ｐ４とに移動する。なお、補助クーラ８２の下面の面積は基板Ｇの上面の面積より大きく、支持部材８０に支持された基板Ｇの上面全体を覆うようにして冷却することができる。
【００３８】
冷却プレート８１は略長方形板状をなし、チャンバ５１の底面に沿って略水平に備えられており、支持部材８０に支持された基板Ｇの下面側に配置される。前述した支持部材８０は、冷却プレート８１に形成された複数の孔９０内にそれぞれ配置されている。冷却プレート８１は、支持部材８０によって支持された基板Ｇの下面に対して略平行な姿勢で対向する。また、基板Ｇと冷却プレート８１との間に、略均一な幅の隙間が形成された状態で、基板Ｇと冷却プレート８１が互いに近接配置されるようになっている。冷却プレート８１の上面の面積は基板Ｇの下面の面積より大きく、支持部材８０に支持された基板Ｇの下面全体を覆うようにして冷却することができる。
【００３９】
また、チャンバ７５内に例えばＮ２（窒素）ガスやＨｅ（ヘリウム）ガス等の不活性ガスを供給するガス供給路９１、及び、チャンバ７５内を強制排気する排気路９２が接続されている。即ち、ガス供給路９１からのガス供給と排気路９２による強制排気により、チャンバ７５内の圧力を調節することができる。
【００４０】
図４は、ロードロック装置５、６に対する給排気系統の説明図である。なお、ロードロック装置５、６に対する給排気系統は同様であるので、代表してロードロック装置５に対する給排気系統を説明する。ガス供給路７０の上流側に、例えば０．７ＭＰａに加圧された不活性ガスの供給源１００が接続されている。この供給源１００から出た不活性ガスが、圧力スイッチ１０１とレギュレータにより０．５ＭＰａに調整されてロードロック装置５のチャンバ５１内に供給される。ガス供給路７０の途中には、比較的流量の大きい大流量配管１０５と、比較的流量の小さい小流量配管１０６とが設けられている。大流量配管１０５のＣｖ値は例えば０．６〜０．１であり、小流量配管１０６のＣｖ値は例えば０．１以下である。なお、ガスの場合、Cv値は次の式によって求めることができる。
Ｃｖ＝０．０２４・Ｑｇ・（Ｓ．Ｇ．・Ｔ）−１／２／ΔＰ
但し、Qg:1分間あたりに流れる気体の体積(sccm)、△P:バルブ一次側の絶対圧力、単位(Pa)、S.G.=20℃1気圧(100kPa)の空気を1としたときのガスの比重、T:温度（K）である。これら大流量配管１０５と小流量配管１０６には開閉弁１０７、１０８が設けられており、この開閉弁１０７、１０８の開閉操作によって、大流量配管１０５に不活性ガスを通すことにより、例えば６００〜１００リットル／ｍｉｎといった比較的大きい流量でロードロック装置５のチャンバ５１内に不活性ガスを供給する状態と、例えば１００〜１０リットル／ｍｉｎといった比小流量配管１０６に不活性ガスを通すことにより、比較的小さい流量でロードロック装置５のチャンバ５１内に不活性ガスを供給する状態とに切り替えることができる。なお、小流量配管１０６には、ニードル弁１１０が設けられており、小流量配管１０６に通して比較的小さい流量でチャンバ５１内に不活性ガスを供給する状態では、このニードル弁１１０によって流量を調整することができる。
【００４１】
排気路７１は、真空ポンプ等の排気装置１１５に接続されている。排気路７１には、可変式バタフライバルブである自動圧力制御弁（automatic pressure control valve）１１６が設けられており、この自動圧力制御弁１１６によってチャンバ５１内の圧力が制御されている。
【００４２】
チャンバ５１には、チャンバ５１内の雰囲気を、外部との圧力差で排出させるリーク路１２０が接続されている。リーク路１２０には、チェックバルブ１２１が取り付けてある。このチェックバルブ１２１があるため、リーク路１２０を介してチャンバ５１内に外部から空気が入らない。
【００４３】
また、チャンバ５１には、チャンバ５１内の圧力を検出する圧力計１２５と、チャンバ５１内の瞬間的な圧力変動を吸収するアキュームレータ１２６が取り付けられている。なお、ロードロック装置５に対する給排気系統を説明したが、ロードロック装置６に対する給排気系統も同様の構成を有している。
【００４４】
次に、以上のように構成された処理システム１における基板Ｇの処理工程について説明する。先ず、複数枚の基板Ｇが収納されたキャリアＣが、開口１６を搬送装置１２側に向けた状態で載置台１１上に載置される。そして、搬送装置１２の搬送アーム１５が開口１６に進入させられ、一枚の基板Ｇが取り出される。基板Ｇを保持した搬送アーム１５は、下段に配置されたロードロック装置５のゲートバルブ２０の前方に対向する位置に移動させられる。
【００４５】
一方、ロードロック装置５は、閉塞状態のゲートバルブ２０、２１によって、搬入口５２、搬出口５３がそれぞれ気密に封じられており、チャンバ５１内が密閉されている。これにより、搬入出部２の雰囲気と処理部３の搬送室３３内の雰囲気とは、ロードロック装置５を介して互いに遮断された状態となっている。搬入出部２の雰囲気は例えば大気圧となっているのに対して、搬送室３３内は排気路３６からの排気により真空引きされている。
【００４６】
ロードロック装置５においては、先ず、チャンバ５１内を所定の圧力、即ち搬入出部２と略同一の略大気圧に昇圧させる。この場合、先ず、ガス供給路７０において開閉弁１０７を開き、供給源１００の不活性ガスを、大流量配管１０５に通して、比較的大きい流量でチャンバ５１内に不活性ガスを供給することによる復帰工程を行う。これにより、減圧されていたチャンバ５１内に不活性ガスを大流量で供給し、チャンバ５１内の圧力を瞬時に大気圧に復帰させることができる。
【００４７】
次に、こうしてチャンバ５１内を大気圧に復帰させた後、開閉弁１０７を閉じて開閉弁１０８を開き、不活性ガスを小流量配管１０６に通して、比較的小さい流量でチャンバ５１内に供給する。なお、開閉弁１０７を閉じる前に開閉弁１０８を開き、予め開閉弁１０８を開いている状態で開閉弁１０７を閉じることによって、比較的小さい流量でチャンバ５１内に供給することもできる。また一方で、チャンバ５１内の雰囲気を、外部との圧力差によってリーク路１２０から排出させる。こうして、比較的小さい流量でチャンバ５１内に不活性ガスを供給し続けると共に、チャンバ５１内の雰囲気をリーク路１２０から排出させることによるリーク工程を行う。
【００４８】
このリーク工程では、チャンバ５１内に供給される不活性ガスの流量が比較的小さく、また、チャンバ５１内の雰囲気はリーク路１２０から外部に排出されるので、チャンバ５１内は実質的に大気圧に保たれる。この場合、小流量配管１０６に設けられたニードル弁１１０を調整することにより、チャンバ５１内の圧力が１０００Ｐａ以下のゲージ圧となるように調整すると良い。
【００４９】
こうしてチャンバ５１内を大気圧に維持した状態で、搬出口５３をゲートバルブ２１によって閉じたまま、ゲートバルブ２０を開放状態にして、搬入口５２を開口させる。これにより、チャンバ５１内は搬入口５２を介して搬入出部２の雰囲気と連通した状態になる。搬入口５２を開口させている間も、搬出口５３をゲートバルブ２１によって閉塞することにより、搬送室３３内の真空状態を維持することができる。
【００５０】
そして、基板Ｇを保持した搬送アーム１５をＹ軸方向に移動させ、ゲートバルブ２０、搬入口５２を介して、チャンバ５１内に進入させ、搬送アーム１５から保持部材５５上に基板Ｇを受け渡す。その後、搬送アーム１５がチャンバ５１内から退出したら、ゲートバルブ２０を閉じ、チャンバ５１内を密閉状態にして、チャンバ５１内を排気路７１によって強制排気することにより、チャンバ５１内を所定の圧力、即ち、搬送室３３内と略同圧の真空状態に減圧する。なお、チャンバ５１内にガス供給路７０から不活性ガスを供給しながら、即ちチャンバ５１内を不活性ガスによってパージしながら減圧するようにしても良く、この場合、基板Ｇの加熱の促進を図ることができる。
【００５１】
一方、チャンバ５１内に収納された基板Ｇは、加熱プレート５０と補助ヒータ５６とによって加熱される。先ず、シリンダ６１の駆動により加熱プレート５０が待機位置Ｐ１から上昇させられる。すると、加熱プレート５０が上昇する途中で、基板Ｇは支持部材６５によって保持部材５５から持ち上げられ、支持部材６５によって支持された状態になる。支持部材６５に支持された基板Ｇは、加熱プレート５０と一体的に上昇して、補助ヒータ５６に近接させられる。こうして、加熱プレート５０が加熱処理位置Ｐ２に配置され、基板Ｇが加熱プレート５０と補助ヒータ５６とによって加熱される。このように、基板Ｇを両面から加熱することにより、基板Ｇを均一に加熱することができ、また、短時間で効率的に加熱することができる。
【００５２】
なお、チャンバ５１内における基板Ｇの加熱は、チャンバ５１内の減圧と並行して行うと良い。そうすれば、チャンバ５１内での処理時間を短縮することができ、効率的である。
【００５３】
チャンバ５１内が略真空状態になり、かつ、基板Ｇの加熱が終了したら、搬入口５２をゲートバルブ２０によって閉じたまま、ゲートバルブ２１を開放状態にして、搬出口５３を開口させる。これにより、チャンバ５１内は搬出口５３を介して搬送室３３の雰囲気と連通した状態になる。搬出口５３を開口させている間も、搬入口５２をゲートバルブ２０によって閉塞することにより、チャンバ５１内及び搬送室３３内の真空状態を維持することができる。
【００５４】
また、加熱プレート５０は加熱処理位置Ｐ２から下降させ、待機位置Ｐ１に戻す。すると、加熱プレート５０が下降する途中で、基板Ｇの下面に保持部材５５が当接し、基板Ｇが支持部材６５から保持部材５５に受け渡される。これにより、基板Ｇは、保持部材５５によって支持された状態になる。
【００５５】
こうして、搬出口５３を開口させるとともに、加熱プレート５０を待機位置Ｐ１に配置した状態にしたら、第二の搬送装置３１の搬送アーム４１をＹ軸方向に移動させ、ゲートバルブ２１、搬出口５３を介して、チャンバ５１内に進入させる。そして、搬送アーム４１によって保持部材５５から基板Ｇを受け取り、基板Ｇを保持した搬送アーム４１をチャンバ５１内から退出させる。こうして、基板Ｇが、チャンバ５１内から搬出口５３、ゲートバルブ２１を通じて搬出され、処理部３の搬送室３３に搬入される。
【００５６】
搬送室３３に搬入された基板Ｇは、搬送アーム４１によって搬送室３３から基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅのいずれかに搬入され、所定のプラズマＣＶＤ処理による成膜が行われる。基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅにおいては、減圧雰囲気下で基板Ｇが加熱されるとともに、処理室内に反応ガスが供給され、マイクロ波のエネルギによって反応ガスがプラズマ化される。これにより、基板Ｇの表面上に所定の薄膜が形成される。ここで、搬入された基板Ｇはチャンバ５１内において予備加熱されているので、基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅにおける基板Ｇの加熱時間を短くすることができ、効率的に処理することができる。
【００５７】
基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅにおいて基板Ｇの処理が終了したら、搬送アーム４１によって基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅから基板Ｇを取り出し、搬送室３３に搬出させる。このとき、基板Ｇは高温状態となっている。
【００５８】
一方、上段に配置されたロードロック装置６は、閉塞状態のゲートバルブ２３、２２によって、搬入口７６、搬出口７７をそれぞれ気密に封じ、チャンバ７５内を密閉した状態にしておく。また、排気路９２の強制排気によって、チャンバ７５内を所定の圧力、即ち搬送室３３と略同一の真空状態に減圧しておく。この状態で、搬出口７７をゲートバルブ２２によって閉じたまま、ゲートバルブ２３を開放状態にして、搬入口７６を開口させる。これにより、チャンバ７５内は搬入口７６を介して搬送室３３の雰囲気と連通した状態になる。搬入口７６を開口させている間も、搬出口７７をゲートバルブ２２によって閉塞することにより、チャンバ７５内及び搬送室３３内の真空状態を維持することができる。また、補助クーラ８２はシリンダ８５の駆動により上昇させておき、待機位置Ｐ３に待機させる。
【００５９】
搬入口７６を開口させるとともに、補助クーラ８２を待機位置Ｐ３に配置した状態にしたら、基板Ｇを保持した搬送アーム４１をＹ軸方向に移動させ、ゲートバルブ２３、搬入口７６を介して、チャンバ７５内に進入させ、基板Ｇを搬送アーム４１から支持部材８０上に受け渡す。
【００６０】
このようにして、基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅから搬出された高温状態の基板Ｇが、ゲートバルブ２３、搬入口７６通じて搬入され、チャンバ７５内に収納され、搬送アーム４１がチャンバ７５内から退出したら、ゲートバルブ２３閉じ、チャンバ７５内を密閉状態にする。そして、チャンバ７５内にガス供給路９１から不活性ガスを供給して、チャンバ７５内が所定の圧力、即ち搬入出部２と略同一の略大気圧になるまで昇圧させる。
【００６１】
この場合も、先ず、ガス供給路９１において開閉弁１０７を開き、供給源１００の不活性ガスを、大流量配管１０５に通して、比較的大きい流量でチャンバ７５内に不活性ガスを供給することによる復帰工程を行う。これにより、減圧されていたチャンバ７５内に不活性ガスを大流量で供給し、チャンバ７５内の圧力を瞬時に大気圧に復帰させることができる。
【００６２】
次に、こうしてチャンバ７５内を大気圧に復帰させた後、開閉弁１０７を閉じて開閉弁１０８を開き、不活性ガスを小流量配管１０６に通して、比較的小さい流量でチャンバ７５内に供給する。また一方で、チャンバ７５内の雰囲気を、外部との圧力差によってリーク路１２０から排出させる。こうして、比較的小さい流量でチャンバ７５内に不活性ガスを供給し続けると共に、チャンバ７５内の雰囲気をリーク路１２０から排出させることによるリーク工程を行う。
【００６３】
このリーク工程では、チャンバ７５内に供給される不活性ガスの流量が比較的小さく、また、チャンバ７５内の雰囲気はリーク路１２０から外部に排出されるので、チャンバ７５内は実質的に大気圧に保たれる。この場合、小流量配管１０６に設けられたニードル弁１１０を調整することにより、チャンバ７５内の圧力が１０００Ｐａ以下のゲージ圧となるように調整すると良い。
【００６４】
一方、基板Ｇは補助クーラ８２と冷却プレート８１とによって冷却される。冷却時は、シリンダ８５の駆動により補助クーラ８２を下降させて冷却処理位置Ｐ４に配置し、基板Ｇの上面に近接させる。即ち、基板Ｇの上面全体に補助クーラ８２を近接させ、下面全体に冷却プレート８１を近接させて、基板Ｇを両面から冷却することにより、基板Ｇを均一に冷却することができ、また、短時間で効率的に冷却することができる。
【００６５】
なお、チャンバ７５内における基板Ｇの冷却は、チャンバ７５内の加圧と並行して行うと良い。そうすれば、チャンバ７５内での処理時間を短縮することができ、効率的である。また、ガス供給路９１から供給される不活性ガスの冷風によって、基板Ｇの冷却の促進を図るようにしても良い。
【００６６】
そして、基板Ｇの冷却が終了したら、チャンバ７５内を大気圧に維持した状態で、搬入口７６をゲートバルブ２３によって閉じたまま、ゲートバルブ２２を開放状態にして、搬出口７７を開口させる。これにより、チャンバ７５内は搬出口７７を介して搬入出部２の雰囲気と連通した状態になる。搬出口７７を開口させている間も、搬入口７６をゲートバルブ２３によって閉塞することにより、搬送室３３内の真空状態を維持することができる。
【００６７】
そして、搬送装置１２の搬送アーム１５をＹ軸方向に移動させ、ゲートバルブ２２、搬出口７７を介して、チャンバ７５内に進入させる。そして、搬送アーム１５によって支持部材８０から基板Ｇを受け取り、基板Ｇを保持した搬送アーム１５をチャンバ７５内から退出させる。
【００６８】
こうして、基板Ｇはチャンバ７５内から搬出口７７、ゲートバルブ２２を通じて搬出され、搬入出部２に搬出される。そして、搬送アーム１５によって載置台１１上のキャリアＣに戻される。以上のようにして、処理システム１における一連の処理工程が終了する。
【００６９】
かかる処理システム１にあっては、ロードロック装置５、６のチャンバ５１、７５内を大気開放する際に、減圧されていたチャンバ５１、７５内に不活性ガスを大流量で供給することにより、チャンバ５１、７５内の圧力を瞬時に大気圧に復帰させることができる。また、大気圧に復帰させた後においては、比較的小さい流量でチャンバ５１、７５内に不活性ガスを供給し続けつつ、チャンバ５１、７５内の雰囲気をリーク路１２０から排出させることにより、チャンバ５１、７５内を実質的に大気圧と等しく保つことができる。この場合、例えばチャンバ５１、７５内を、ゲージ圧で１０００Ｐａ以下の範囲に保つことができる。そのため、大気圧に復帰させた後、すぐにチャンバ５１、７５内を大気開放しても、外部からパーティクルが進入せず、チャンバ５１、７５内を清浄な状態に保つことができる。これにより、従来のように圧力が安定するまで待つ必要がなく、処理時間が短くなってスループットが向上する。
【００７０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７１】
例えば、処理システムは、複数の基板処理装置を備えたマルチチャンバー型のものでなくても良い。処理部に備える基板処理装置の台数は１台でも良い。また、以上の実施形態では、処理部３においてプラズマＣＶＤ処理を行う処理システム１について説明したが、処理部で行われる処理は他の処理であっても良い。本発明は、その他の減圧雰囲気下で行う処理、例えば熱ＣＶＤ処理、エッチング処理、アッシング処理等を処理部において行う処理システムに備えられるロードロック装置に適用できる。また、以上の実施形態では、ＬＣＤ用基板Ｇを処理する場合について説明したが、基板は他のもの、例えば半導体ウェハ等であっても良い。
【実施例】
【００７２】
図３で説明したロードロック装置において、チャンバ内の圧力変動を調べた。先ず図５に示すように、減圧されていたチャンバ内に不活性ガスを４５０ＳＬＭの大流量で供給し、１２０秒付近でチャンバ内の圧力を大気圧よりも約８０００Ｐａ程度陽圧にまで昇圧させた。その後、チャンバ内を密閉した。なお、チャンバ内の容積（加熱プレート等の温度調節部材などが無い状態での容積）は２３０リットルである。すると、密閉後、チャンバ内の圧力は徐々に低下した。これは、チャンバ内に供給された不活性ガスが、供給後に冷却されて収縮したためと考えられる。昇圧を開始してから６７秒を経過した時点でチャンバ内の圧力が安定と見なすことができた。
【００７３】
次に、図６に示すように、減圧されていたチャンバ内に不活性ガスを６００ＳＬＭの大流量で供給し、３４０秒付近でチャンバ内の圧力がほぼ大気圧となった時点で大流量での供給を停止し、更に、チャンバ内にガスを５ＳＬＭの小流量で供給し続けつつ、チャンバ内の雰囲気を外部との圧力差で排出させてリークさせた。なお、チャンバ内の容積（加熱プレート等の温度調節部材などが無い状態での容積）は２３０リットルである。昇圧を開始してから３０秒を経過した時点Ａでチャンバ内の圧力は既に、９００Ｐａのゲージ圧となり、チャンバ内を開放できる状態となった。
【００７４】
次に、チャンバ内を大気開放した際に、チャンバ内と外部との差圧によってチャンバ内に進入するパーティクルの個数を調べた。その結果を図７に示す。チャンバ内がゲージ圧で−５００〜１０００Ｐａ以下の範囲の場合、チャンバ内に進入するパーティクルが著しく少なかった。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、例えば基板の処理を行う処理システムのロードロック装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】処理システムの構成を説明する概略平面図である。
【図２】処理システムの構成を説明する概略側面図である。
【図３】ロードロック装置の概略縦断面図である。
【図４】給排気系統の説明図である。
【図５】大気圧よりも約８０００Ｐａ程度陽圧にまで昇圧させた後、チャンバ内を密閉した場合のチャンバ内の圧力変動のグラフである。
【図６】本発明に従うチャンバ内の圧力変動のグラフである。
【図７】チャンバ内と外部との差圧とパーティクルの個数の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
Ｇ 基板
１ 処理システム
２ 搬入出部
３ 処理部
５、６ ロードロック装置
５１、７５ チャンバ
５０ 加熱プレート
５６ 補助ヒータ
７０、９１ ガス供給路
７１、９２ 排気路
８１ 冷却プレート
８２ 補助クーラ
１０５ 大流量配管
１０６ 小流量配管
１１０ ニードル弁
１１５ 排気装置
１１６ 自動圧力制御弁
１２０ リーク路
１２５ 圧力計
１２６ アキュームレータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロードロック装置とロードロック装置の昇圧方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＬＣＤ基板等の製造工程においては、減圧雰囲気下で基板にＣＶＤ等の所定の処理を施す基板処理装置を複数備えた、いわゆるマルチチャンバー型の処理システムが使用されている（例えば、特許文献１参照）。このような処理システムには、基板を搬送する基板搬送装置を備えた搬送室と、その周囲に設けられた複数の基板処理装置とを有する処理部が備えられている。そして、基板搬送装置の搬送アームにより、基板が各基板処理装置に対して搬入出されるようになっている。また、この処理システムには、外部に対して基板を搬入出させる搬入出部が備えられており、搬入出部と処理部との間には、ロードロック装置が備えられる。搬入出部に搬入された基板は、ロードロック装置を介して処理部に搬入され、処理部で処理された後、再びロードロック装置を介して搬入出部に搬出される。
【０００３】
ロードロック装置は、処理部内を真空に保持し、大気圧となっている搬入出部側に開放させないことを目的に設けられる。搬入出部に搬送された基板は、先ずロードロック装置の搬入出部側に設けた搬入出口を通じて、ロードロック装置内に収納される。そして、ロードロック装置内が減圧され真空になった後、ロードロック装置の処理部側に設けた搬入出口が開かれて搬送室に連通させられると、基板搬送装置の搬送アームにより、基板がロードロック装置から搬出され、各基板処理装置に搬送される。また、各基板処理装置で処理された基板は、基板搬送装置の搬送アームにより取り出され、ロードロック装置の搬入出部側の搬入出口を通じて、ロードロック装置内に収納される。そして、ロードロック装置内が昇圧され大気圧に戻ると、ロードロック装置の搬入出部側の搬入出口が開かれて、基板が搬入出部に戻されるようになっている。
【０００４】
かかるロードロック装置としては、ロードロック装置内で基板を予備加熱するためのヒータを備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。また、加熱用プレートと冷却用プレートとを備え、基板を搬入出部から処理部に搬入するときは、加熱用プレートによって基板を加熱し、基板を処理部から搬入出部に搬出するときは、冷却用プレートによって基板を冷却できるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
一方、ロードロック装置に関するものではないが、半導体製造装置に関しては、処理室内を昇圧させて大気圧に戻す際に、昇圧後、大気圧を利用して処理室内の圧力を安定させてから、大気開放する方法が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】特表２００６−３０３０１３号公報
【特許文献２】特開２００１−２３９１４４号公報
【特許文献３】特表２００４−５２３８８０号公報
【特許文献４】特開平１０−２９４２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のロードロック装置にあっては、ロードロック装置内を大気圧にして、搬入出部側の搬入出口が開かれた際に、外部からロードロック装置内にパーティクルが進入する場合があった。ロードロック装置内に進入したパーティクルが処理部に持ち込まれた場合、基板処理に悪影響を与えることになりかねない。
【０００８】
一方、上記特許文献４のように、処理室内の圧力を安定させてから、ロードロック装置を大気開放することも可能であるが、そうすると、処理室内の圧力を安定するまで待たなければならない。そのため、処理時間が長くなり、スループットが良くないという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、ロードロック装置内へのパーティクルの進入を効果的に防止でき、しかも、大気圧に復帰させた後、すぐにチャンバ内を大気開放できるロードロック装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、ロードロック装置に関し、減圧されていたチャンバ内にガスを供給して大気圧に復帰させる際の、チャンバ内の圧力の動向について種々検討した。その結果、減圧されていたチャンバ内にガスを供給して大気圧に復帰させた場合、チャンバ内の圧力は一旦大気圧に復帰しても、その後しばらくは不安定であることが分かってきた。本発明者らがその原因について鋭意研究したところ、チャンバ内に基板の温度を調節する加熱プレートや冷却プレートなどの温度調節部材があるが、チャンバ内の雰囲気の温度が、この温度調節部材による熱の影響で、チャンバ内の圧力が変動することが判明した。更に、本発明者らが研究を続けたところ、チャンバ内が−５００〜１０００Ｐａのゲージ圧の範囲であれば、ロードロック装置を大気開放する際に、外部からチャンバ内にパーティクルが実質的に進入しないことが分かってきた。
【００１１】
本発明は、かかる新規な知見に基いてなされたものである。即ち、本発明によれば、密閉可能なチャンバと、前記チャンバ内に基板を搬入出させる開閉自在な搬入出口と、前記チャンバ内において基板の温度を調節する温度調節部材を有し、前記チャンバ内にガスを供給するガス供給路と、前記チャンバ内を排気する排気路が接続されたロードロック装置であって、前記チャンバ内の雰囲気を、外部との圧力差で排出させるリーク路が前記チャンバに接続され、前記ガス供給路は、比較的流量の大きい大流量配管と、比較的流量の小さい小流量配管とを有し、それら大流量配管と小流量配管とを選択自在であることを特徴とする、ロードロック装置が提供される。
【００１２】
このロードロック装置にあっては、前記チャンバ内の圧力変動を吸収するアキュームレータを有しても良い。
【００１３】
また本発明によれば、密閉可能なチャンバと、前記チャンバ内に基板を搬入出させる開閉自在な搬入出口と、前記チャンバ内に基板の温度を調節する温度調節部材を有し、前記チャンバ内にガスを供給するガス供給路と、前記チャンバ内を排気する排気路が接続されたロードロック装置の昇圧方法であって、前記搬入出口が閉じられた状態で、減圧されていた前記チャンバ内にガスを供給して大気圧に復帰させる復帰工程と、大気圧に復帰させた後、更に、前記チャンバ内にガスを供給し続けるとともに、前記チャンバ内の雰囲気を外部との圧力差で排出させるリーク工程を有し、前記リーク工程において、前記搬入出口が開かれることを特徴とする、ロードロック装置の昇圧方法が提供される。
【００１４】
この昇圧方法において、前記復帰工程では、例えば６００〜１００リットル／ｍｉｎといった比較的大きい流量で前記チャンバ内にガスを供給し、前記リーク工程では、例えば１００〜１０リットル／ｍｉｎといった比較的小さい流量で前記チャンバ内にガスを供給しても良い。また、前記リーク工程では、前記チャンバ内が例えば１０００Ｐａ以下のゲージ圧にされる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ロードロック装置内を大気開放する際に、チャンバ内をゲージ圧で１０００Ｐａ以下の範囲とすることにより、ロードロック装置内へのパーティクルの進入を効果的に防止できるようになる。本発明によれば、大気圧に復帰させた後、更に、チャンバ内にガスを供給し続けつつ、チャンバ内の雰囲気を外部との圧力差で排出させることにより、チャンバ内を実質的に大気圧と等しく保つことができる。そのため、大気圧に復帰させた後、すぐにロードロック装置内を大気開放しても、外部からパーティクルが進入せず、ロードロック装置内を清浄な状態に保つことができる。そのため、従来のように圧力が安定するまで待つ必要がなく、処理時間が短くなり、スループットが向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、基板の一例としてのＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；液晶表示装置）用のガラス基板Ｇに対して、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理により薄膜を成膜する工程を実施する処理システムに基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかるロードロック装置５、６を備えた処理システム１の概略的な構成を示した平面図である。図２は、処理システム１の概略的な構成を示した側面図である。図１に示す処理システム１は、いわゆるマルチチャンバー型の処理システムであり、処理システム１の外部に対して基板Ｇを搬入出させる搬入出部２と、基板ＧのＣＶＤ処理を行う処理部３とを備えている。搬入出部２と処理部３との間には、２つのロードロック装置５、６が上下に設置されている。なお説明のため、図１、２において、水平面方向であって搬入出部２の巾方向（図１において上下方向、図２において図面に垂直な方向）をＸ方向、水平面方向であって搬入出部２、ロードロック装置５、６および処理部３の並び方向（水平面方向であってＸ方向と直交する方向）をＹ方向、鉛直方向をＺ方向と定義する。また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
搬入出部２には、複数枚の基板Ｇを収納したカセットＣを載置する載置台１１と、基板Ｇを搬送する第一の搬送装置１２とが設けられている。載置台１１上には、Ｘ方向に沿って、複数のカセットＣが並べられる。載置台１１上のカセットＣ内には、略長方形の薄板状の基板Ｇが、略水平な姿勢で複数枚上下に並べて収納されている。
【００１８】
搬送装置１２は、載置台１１とロードロック装置５、６の間に備えられている。搬送装置１２は、Ｘ方向に沿って延設されたレール１３と、レール１３に沿って水平方向に移動可能な搬送機構１４とを備えている。搬送機構１４は、基板Ｇを載せて略水平に保持する一対の搬送アーム１５を備えており、搬送アーム１５を、Ｚ方向に昇降させ、Ｙ方向に移動させ、Ｚ方向を中心に略水平面内で旋回可能である。即ち、載置台１１上の各カセットＣの正面に設けられた開口１６を通じて、搬送アーム１５を各カセットＣ内に進入させて、基板Ｇを一枚ずつカセットＣ内から取り出したり、カセットＣ内に収納したりすることができる構成になっている。また、搬送装置１２を挟んで載置台１１と対向する側（Ｙ軸方向において搬送装置１２の後方）に設けられたロードロック装置５、６に対して、搬送アーム１５を進入させて、基板Ｇを一枚ずつロードロック装置５、６に搬入させ、ロードロック装置５、６から搬出させることができる。
【００１９】
図２に示すように、ロードロック装置５、６は、上下に積み重ねて配置されている。下のロードロック装置５の搬入出部２側には、後述するロードロック装置５の搬入口５２を開閉するゲートバルブ２０が設けられており、ロードロック装置５の処理部３側には、後述するロードロック装置５の搬出口５３を開閉するゲートバルブ２１が設けられている。同様に、上のロードロック装置６の搬入出部２側には、後述するロードロック装置６の搬出口７７を開閉するゲートバルブ２２が設けられており、ロードロック装置６の処理部３側には、後述するロードロック装置６の搬入口７６を開閉するゲートバルブ２３が設けられている。かかる構成において、各ゲートバルブ２０、２２を閉じることにより、搬入出部２の雰囲気とロードロック装置５、６内の雰囲気とをそれぞれ遮断できるようになっている。また、各ゲートバルブ２１、２３を閉じることにより、処理部３の雰囲気とロードロック装置５、６内の雰囲気とをそれぞれ遮断できるようになっている。各ロードロック装置５、６の構造については、後に詳細に説明する。
【００２０】
図１に示すように、処理部３には、基板Ｇを収納してプラズマＣＶＤ処理を施す複数の基板処理装置、例えば５つの基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅ、および、ロードロック装置５、６と各基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅとの間で基板Ｇを搬送する第二の搬送装置３１が備えられている。第二の搬送装置３１は、密閉構造の搬送チャンバ３２内に設けられた搬送室３３に格納されている。搬送チャンバ３２は、ロードロック装置５に隣接して設けられている。また、ロードロック装置５、６および各基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅは、搬送チャンバ３２の周囲を囲むように配置されている。
【００２１】
搬送室３３とロードロック装置５、６の間には、前述したゲートバルブ２１、２３がそれぞれ設けられており、各ゲートバルブ２１、２３によって搬送室３３内の雰囲気とロードロック装置５、６内の雰囲気とをそれぞれ遮断できるようになっている。搬送室３３と各基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅとの間には、それぞれゲートバルブ３５が設けられており、各ゲートバルブ３５によって基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅの開口を気密に閉塞し、搬送室３３内の雰囲気と各基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅ内の雰囲気とをそれぞれ遮断できるようになっている。また、図２に示すように、搬送室３３内を強制排気して減圧させるための排気路３６が設けられている。処理システム１における処理時には、処理部３の搬送室３３、基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅ内は、搬入出部２よりも減圧雰囲気にされ、例えば真空状態にされる。
【００２２】
第二の搬送装置３１は、例えば多関節構造を有する搬送機構４０を備え、搬送機構４０は、基板Ｇを載せて略水平に保持する一対の搬送アーム４１を備えている。搬送機構４０は、搬送アーム４１を、Ｚ方向に昇降させ、Ｚ方向を中心に略水平面内で旋回させ、水平面内において任意の方向に向けて搬送アーム４１を進退させることが可能である。これにより、搬送機構４０は、各ロードロック装置５、６、基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅに、各ゲートバルブ２１、２３、３５を介して搬送アーム４１を進入させて、基板Ｇを一枚ずつ搬入および搬出させることができるように構成されている。
【００２３】
次に、前述したロードロック装置５、６の構成について説明する。図３は、Ｘ方向に対して垂直な断面で切断したロードロック装置５、６の内部構造を説明するための縦断面図である。
【００２４】
先ず、下のロードロック装置５は、密閉構造のチャンバ５１を備えている。チャンバ５１の搬入出部２側、即ち、図３において左側面には、チャンバ５１内に基板Ｇを搬入するための搬入口５２が設けられている。搬入口５２には、前述したゲートバルブ２０が設けられており、ゲートバルブ２０によって気密に閉塞可能になっている。チャンバ５１の処理部３側、即ち、図３において右側面には、チャンバ５１内から基板Ｇを搬出するための搬出口５３が設けられている。搬出口５３には、前述したゲートバルブ２１が設けられており、ゲートバルブ２１によって気密に閉塞可能になっている。
【００２５】
搬出口５３内には、基板Ｇを支持する複数の保持部材５５が備えられている。各保持部材５５は略棒状をなし、チャンバ５１の底部から上方に突出するように設けられている。各保持部材５５の上端部に基板Ｇの下面を載せることにより、基板Ｇを略水平に支持するようになっている。
【００２６】
さらに、チャンバ５１内には、保持部材５５に支持された基板Ｇを下から加熱する加熱プレート５０と上から加熱する補助ヒータ５６が備えられている。これら加熱プレート５０および補助ヒータ５６は、それぞれ交流電源５７に接続されており、交流電源５７から供給される電力によってそれぞれ昇温されるようになっている。
【００２７】
補助ヒータ５６は略長方形板状をなし、チャンバ５１の天井に沿って略水平に備えられている。補助ヒータ５６は、保持部材７０に支持された基板Ｇの上面に対して略平行な姿勢で対向するようになっている。なお、補助ヒータ５６の下面の面積は基板Ｇの上面の面積より大きく、基板Ｇの上面全体を覆うようにして加熱することができる。
【００２８】
加熱プレート５０は略長方形板状をなし、チャンバ５１の底面に沿って略水平に備えられている。前述した保持部材５５は、加熱プレート５０に形成された複数の孔６０内にそれぞれ配置されている。加熱プレート５０は、保持部材５５によって保持された基板Ｇの下面に対して略平行な姿勢で対向する。
【００２９】
また、加熱プレート５０は上下に昇降可能に構成されており、補助ヒータ５６に対して近接及び離隔することができる。例えば図３に示すように、チャンバ５１の下方に昇降機構としてのシリンダ６１が設けられており、シリンダ６１に接続されたロッド６２が、チャンバ５１の底部を上下に貫通するように設けられている。加熱プレート５０は、ロッド６２の上端部に取り付けられている。そして、シリンダ６１の駆動によって、ロッド６２がＺ軸方向に昇降することにより、加熱プレート５０がロッド６２と一体的に、各孔６０をそれぞれ保持部材５５に沿って移動させながら昇降するようになっている。
【００３０】
さらに、加熱プレート５０の上面には、加熱時に基板Ｇを支持するための複数の支持部材６５が設けられている。加熱プレート５０を待機位置Ｐ１に下降させたとき、支持部材６５は、保持部材５５の上端部より下方に位置する。そのため、保持部材５５に基板Ｇが保持されていても、支持部材６５は基板Ｇに接触しないようになっている。一方、加熱プレート５０を待機位置Ｐ１から上昇させることにより、支持部材６５を保持部材５５の上端部より上方に移動させることができる。即ち、保持部材５５に保持された基板Ｇを、支持部材６５によって持ち上げ、支持部材６５によって基板Ｇを支持する状態にすることができる。支持部材６５は、各支持部材６５の上端部に基板Ｇの下面を載せることにより、基板Ｇを略水平に支持するようになっている。支持部材６５に支持された基板Ｇの下面と加熱プレート５０の上面との間には、略均一な幅の隙間が形成され、基板Ｇと加熱プレート５０が互いに近接配置されるように構成されている。基板Ｇの加熱時、加熱プレート５０は、加熱処理位置Ｐ２に上昇させられ、この状態では、複数の支持部材６５によって基板Ｇが支持されるようになっており、また、支持部材６５に支持された基板Ｇと前述した補助ヒータ５６が近接し、支持部材６５に支持された基板Ｇの上面と前述した補助ヒータ５６の下面との間に、略均一な幅の隙間が形成されるようになっている。
【００３１】
また、チャンバ５１内に例えばＮ２（窒素）ガスやＨｅ（ヘリウム）ガス等の不活性ガスを供給するガス供給路７０、及び、チャンバ５１内を強制排気する排気路７１が接続されている。即ち、ガス供給路７０からのガス供給と排気路７１による強制排気により、チャンバ５１内の圧力を調節することができる。
【００３２】
次に、上のロードロック装置６の構成について詳細に説明する。ロードロック装置６は、密閉構造のチャンバ７５を備えている。図示の例では、チャンバ７５は下段のロードロック装置５のチャンバ５１の上面に載せられている。
【００３３】
チャンバ７５の処理部３側、即ち、図３において右側面には、チャンバ７５内に基板Ｇを搬入するための搬入口７６が設けられている。搬入口７６には、前述したゲートバルブ２３が設けられており、ゲートバルブ２３によって気密に閉塞可能になっている。チャンバ７５の搬入出部２側、即ち、図３において左側面には、チャンバ７５内から基板Ｇを搬出するための搬出口７７が設けられている。搬出口７７には、前述したゲートバルブ２２が設けられており、ゲートバルブ２２によって気密に閉塞可能になっている。
【００３４】
チャンバ７５内には、基板Ｇを保持するための複数の支持部材８０が備えられている。各支持部材８０は略棒状をなし、チャンバ７５の底部から上方に突出するように設けられており、各支持部材８０の上端部に基板Ｇの下面を載せることにより、基板Ｇを略水平に保持するようになっている。
【００３５】
さらに、チャンバ７５内には、基板Ｇを冷却する冷却プレート８１と補助クーラ８２が備えられている。これら冷却プレート８１および補助クーラ８２には、冷却水を送水する冷却水送水路８３、８４がそれぞれ内蔵されており、冷却水送水路８３、８４を流れる冷却水の冷熱によって冷却プレート８１および補助クーラ８２が冷却されるようになっている。
【００３６】
補助クーラ８２は略長方形板状をなし、チャンバ７５の天井に沿って略水平に備えられており、支持部材８０に支持された基板Ｇの上面側に配置される。また、支持部材８０に支持された基板Ｇの上面に対して略平行な姿勢で対向するようになっている。
【００３７】
また、補助クーラ８２は、上下に昇降可能に構成されており、支持部材８０に支持された基板Ｇに対して近接及び離隔することができる。例えば図３に示すように、チャンバ７５の上方に昇降機構としてのシリンダ８５が設けられており、シリンダ８５のロッド８６が、チャンバ７５の天井を上下に貫通するように設けられている。補助クーラ８２は、ロッド８６の下端部に取り付けられている。そして、シリンダ８５の駆動によって、ロッド８６がＺ軸方向に昇降することにより、補助クーラ８２がロッド８６と一体的に昇降するようになっている。補助クーラ８２は、例えば支持部材８０に支持された基板Ｇから離隔する上方の待機位置Ｐ３と、基板Ｇに近接する下方の冷却処理位置Ｐ４とに移動する。なお、補助クーラ８２の下面の面積は基板Ｇの上面の面積より大きく、支持部材８０に支持された基板Ｇの上面全体を覆うようにして冷却することができる。
【００３８】
冷却プレート８１は略長方形板状をなし、チャンバ５１の底面に沿って略水平に備えられており、支持部材８０に支持された基板Ｇの下面側に配置される。前述した支持部材８０は、冷却プレート８１に形成された複数の孔９０内にそれぞれ配置されている。冷却プレート８１は、支持部材８０によって支持された基板Ｇの下面に対して略平行な姿勢で対向する。また、基板Ｇと冷却プレート８１との間に、略均一な幅の隙間が形成された状態で、基板Ｇと冷却プレート８１が互いに近接配置されるようになっている。冷却プレート８１の上面の面積は基板Ｇの下面の面積より大きく、支持部材８０に支持された基板Ｇの下面全体を覆うようにして冷却することができる。
【００３９】
また、チャンバ７５内に例えばＮ２（窒素）ガスやＨｅ（ヘリウム）ガス等の不活性ガスを供給するガス供給路９１、及び、チャンバ７５内を強制排気する排気路９２が接続されている。即ち、ガス供給路９１からのガス供給と排気路９２による強制排気により、チャンバ７５内の圧力を調節することができる。
【００４０】
図４は、ロードロック装置５、６に対する給排気系統の説明図である。なお、ロードロック装置５、６に対する給排気系統は同様であるので、代表してロードロック装置５に対する給排気系統を説明する。ガス供給路７０の上流側に、例えば０．７ＭＰａに加圧された不活性ガスの供給源１００が接続されている。この供給源１００から出た不活性ガスが、圧力スイッチ１０１とレギュレータにより０．５ＭＰａに調整されてロードロック装置５のチャンバ５１内に供給される。ガス供給路７０の途中には、比較的流量の大きい大流量配管１０５と、比較的流量の小さい小流量配管１０６とが設けられている。大流量配管１０５のＣｖ値は例えば０．６〜０．１であり、小流量配管１０６のＣｖ値は例えば０．１以下である。なお、ガスの場合、Cv値は次の式によって求めることができる。
Ｃｖ＝０．０２４・Ｑｇ・（Ｓ．Ｇ．・Ｔ）−１／２／ΔＰ
但し、Qg:1分間あたりに流れる気体の体積(sccm)、△P:バルブ一次側の絶対圧力、単位(Pa)、S.G.=20℃1気圧(100kPa)の空気を1としたときのガスの比重、T:温度（K）である。これら大流量配管１０５と小流量配管１０６には開閉弁１０７、１０８が設けられており、この開閉弁１０７、１０８の開閉操作によって、大流量配管１０５に不活性ガスを通すことにより、例えば６００〜１００リットル／ｍｉｎといった比較的大きい流量でロードロック装置５のチャンバ５１内に不活性ガスを供給する状態と、例えば１００〜１０リットル／ｍｉｎといった比小流量配管１０６に不活性ガスを通すことにより、比較的小さい流量でロードロック装置５のチャンバ５１内に不活性ガスを供給する状態とに切り替えることができる。なお、小流量配管１０６には、ニードル弁１１０が設けられており、小流量配管１０６に通して比較的小さい流量でチャンバ５１内に不活性ガスを供給する状態では、このニードル弁１１０によって流量を調整することができる。
【００４１】
排気路７１は、真空ポンプ等の排気装置１１５に接続されている。排気路７１には、可変式バタフライバルブである自動圧力制御弁（automatic pressure control valve）１１６が設けられており、この自動圧力制御弁１１６によってチャンバ５１内の圧力が制御されている。
【００４２】
チャンバ５１には、チャンバ５１内の雰囲気を、外部との圧力差で排出させるリーク路１２０が接続されている。リーク路１２０には、チェックバルブ１２１が取り付けてある。このチェックバルブ１２１があるため、リーク路１２０を介してチャンバ５１内に外部から空気が入らない。
【００４３】
また、チャンバ５１には、チャンバ５１内の圧力を検出する圧力計１２５と、チャンバ５１内の瞬間的な圧力変動を吸収するアキュームレータ１２６が取り付けられている。なお、ロードロック装置５に対する給排気系統を説明したが、ロードロック装置６に対する給排気系統も同様の構成を有している。
【００４４】
次に、以上のように構成された処理システム１における基板Ｇの処理工程について説明する。先ず、複数枚の基板Ｇが収納されたキャリアＣが、開口１６を搬送装置１２側に向けた状態で載置台１１上に載置される。そして、搬送装置１２の搬送アーム１５が開口１６に進入させられ、一枚の基板Ｇが取り出される。基板Ｇを保持した搬送アーム１５は、下段に配置されたロードロック装置５のゲートバルブ２０の前方に対向する位置に移動させられる。
【００４５】
一方、ロードロック装置５は、閉塞状態のゲートバルブ２０、２１によって、搬入口５２、搬出口５３がそれぞれ気密に封じられており、チャンバ５１内が密閉されている。これにより、搬入出部２の雰囲気と処理部３の搬送室３３内の雰囲気とは、ロードロック装置５を介して互いに遮断された状態となっている。搬入出部２の雰囲気は例えば大気圧となっているのに対して、搬送室３３内は排気路３６からの排気により真空引きされている。
【００４６】
ロードロック装置５においては、先ず、チャンバ５１内を所定の圧力、即ち搬入出部２と略同一の略大気圧に昇圧させる。この場合、先ず、ガス供給路７０において開閉弁１０７を開き、供給源１００の不活性ガスを、大流量配管１０５に通して、比較的大きい流量でチャンバ５１内に不活性ガスを供給することによる復帰工程を行う。これにより、減圧されていたチャンバ５１内に不活性ガスを大流量で供給し、チャンバ５１内の圧力を瞬時に大気圧に復帰させることができる。
【００４７】
次に、こうしてチャンバ５１内を大気圧に復帰させた後、開閉弁１０７を閉じて開閉弁１０８を開き、不活性ガスを小流量配管１０６に通して、比較的小さい流量でチャンバ５１内に供給する。なお、開閉弁１０７を閉じる前に開閉弁１０８を開き、予め開閉弁１０８を開いている状態で開閉弁１０７を閉じることによって、比較的小さい流量でチャンバ５１内に供給することもできる。また一方で、チャンバ５１内の雰囲気を、外部との圧力差によってリーク路１２０から排出させる。こうして、比較的小さい流量でチャンバ５１内に不活性ガスを供給し続けると共に、チャンバ５１内の雰囲気をリーク路１２０から排出させることによるリーク工程を行う。
【００４８】
このリーク工程では、チャンバ５１内に供給される不活性ガスの流量が比較的小さく、また、チャンバ５１内の雰囲気はリーク路１２０から外部に排出されるので、チャンバ５１内は実質的に大気圧に保たれる。この場合、小流量配管１０６に設けられたニードル弁１１０を調整することにより、チャンバ５１内の圧力が１０００Ｐａ以下のゲージ圧となるように調整すると良い。
【００４９】
こうしてチャンバ５１内を大気圧に維持した状態で、搬出口５３をゲートバルブ２１によって閉じたまま、ゲートバルブ２０を開放状態にして、搬入口５２を開口させる。これにより、チャンバ５１内は搬入口５２を介して搬入出部２の雰囲気と連通した状態になる。搬入口５２を開口させている間も、搬出口５３をゲートバルブ２１によって閉塞することにより、搬送室３３内の真空状態を維持することができる。
【００５０】
そして、基板Ｇを保持した搬送アーム１５をＹ軸方向に移動させ、ゲートバルブ２０、搬入口５２を介して、チャンバ５１内に進入させ、搬送アーム１５から保持部材５５上に基板Ｇを受け渡す。その後、搬送アーム１５がチャンバ５１内から退出したら、ゲートバルブ２０を閉じ、チャンバ５１内を密閉状態にして、チャンバ５１内を排気路７１によって強制排気することにより、チャンバ５１内を所定の圧力、即ち、搬送室３３内と略同圧の真空状態に減圧する。なお、チャンバ５１内にガス供給路７０から不活性ガスを供給しながら、即ちチャンバ５１内を不活性ガスによってパージしながら減圧するようにしても良く、この場合、基板Ｇの加熱の促進を図ることができる。
【００５１】
一方、チャンバ５１内に収納された基板Ｇは、加熱プレート５０と補助ヒータ５６とによって加熱される。先ず、シリンダ６１の駆動により加熱プレート５０が待機位置Ｐ１から上昇させられる。すると、加熱プレート５０が上昇する途中で、基板Ｇは支持部材６５によって保持部材５５から持ち上げられ、支持部材６５によって支持された状態になる。支持部材６５に支持された基板Ｇは、加熱プレート５０と一体的に上昇して、補助ヒータ５６に近接させられる。こうして、加熱プレート５０が加熱処理位置Ｐ２に配置され、基板Ｇが加熱プレート５０と補助ヒータ５６とによって加熱される。このように、基板Ｇを両面から加熱することにより、基板Ｇを均一に加熱することができ、また、短時間で効率的に加熱することができる。
【００５２】
なお、チャンバ５１内における基板Ｇの加熱は、チャンバ５１内の減圧と並行して行うと良い。そうすれば、チャンバ５１内での処理時間を短縮することができ、効率的である。
【００５３】
チャンバ５１内が略真空状態になり、かつ、基板Ｇの加熱が終了したら、搬入口５２をゲートバルブ２０によって閉じたまま、ゲートバルブ２１を開放状態にして、搬出口５３を開口させる。これにより、チャンバ５１内は搬出口５３を介して搬送室３３の雰囲気と連通した状態になる。搬出口５３を開口させている間も、搬入口５２をゲートバルブ２０によって閉塞することにより、チャンバ５１内及び搬送室３３内の真空状態を維持することができる。
【００５４】
また、加熱プレート５０は加熱処理位置Ｐ２から下降させ、待機位置Ｐ１に戻す。すると、加熱プレート５０が下降する途中で、基板Ｇの下面に保持部材５５が当接し、基板Ｇが支持部材６５から保持部材５５に受け渡される。これにより、基板Ｇは、保持部材５５によって支持された状態になる。
【００５５】
こうして、搬出口５３を開口させるとともに、加熱プレート５０を待機位置Ｐ１に配置した状態にしたら、第二の搬送装置３１の搬送アーム４１をＹ軸方向に移動させ、ゲートバルブ２１、搬出口５３を介して、チャンバ５１内に進入させる。そして、搬送アーム４１によって保持部材５５から基板Ｇを受け取り、基板Ｇを保持した搬送アーム４１をチャンバ５１内から退出させる。こうして、基板Ｇが、チャンバ５１内から搬出口５３、ゲートバルブ２１を通じて搬出され、処理部３の搬送室３３に搬入される。
【００５６】
搬送室３３に搬入された基板Ｇは、搬送アーム４１によって搬送室３３から基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅのいずれかに搬入され、所定のプラズマＣＶＤ処理による成膜が行われる。基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅにおいては、減圧雰囲気下で基板Ｇが加熱されるとともに、処理室内に反応ガスが供給され、マイクロ波のエネルギによって反応ガスがプラズマ化される。これにより、基板Ｇの表面上に所定の薄膜が形成される。ここで、搬入された基板Ｇはチャンバ５１内において予備加熱されているので、基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅにおける基板Ｇの加熱時間を短くすることができ、効率的に処理することができる。
【００５７】
基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅにおいて基板Ｇの処理が終了したら、搬送アーム４１によって基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅから基板Ｇを取り出し、搬送室３３に搬出させる。このとき、基板Ｇは高温状態となっている。
【００５８】
一方、上段に配置されたロードロック装置６は、閉塞状態のゲートバルブ２３、２２によって、搬入口７６、搬出口７７をそれぞれ気密に封じ、チャンバ７５内を密閉した状態にしておく。また、排気路９２の強制排気によって、チャンバ７５内を所定の圧力、即ち搬送室３３と略同一の真空状態に減圧しておく。この状態で、搬出口７７をゲートバルブ２２によって閉じたまま、ゲートバルブ２３を開放状態にして、搬入口７６を開口させる。これにより、チャンバ７５内は搬入口７６を介して搬送室３３の雰囲気と連通した状態になる。搬入口７６を開口させている間も、搬出口７７をゲートバルブ２２によって閉塞することにより、チャンバ７５内及び搬送室３３内の真空状態を維持することができる。また、補助クーラ８２はシリンダ８５の駆動により上昇させておき、待機位置Ｐ３に待機させる。
【００５９】
搬入口７６を開口させるとともに、補助クーラ８２を待機位置Ｐ３に配置した状態にしたら、基板Ｇを保持した搬送アーム４１をＹ軸方向に移動させ、ゲートバルブ２３、搬入口７６を介して、チャンバ７５内に進入させ、基板Ｇを搬送アーム４１から支持部材８０上に受け渡す。
【００６０】
このようにして、基板処理装置３０Ａ〜３０Ｅから搬出された高温状態の基板Ｇが、ゲートバルブ２３、搬入口７６通じて搬入され、チャンバ７５内に収納され、搬送アーム４１がチャンバ７５内から退出したら、ゲートバルブ２３閉じ、チャンバ７５内を密閉状態にする。そして、チャンバ７５内にガス供給路９１から不活性ガスを供給して、チャンバ７５内が所定の圧力、即ち搬入出部２と略同一の略大気圧になるまで昇圧させる。
【００６１】
この場合も、先ず、ガス供給路９１において開閉弁１０７を開き、供給源１００の不活性ガスを、大流量配管１０５に通して、比較的大きい流量でチャンバ７５内に不活性ガスを供給することによる復帰工程を行う。これにより、減圧されていたチャンバ７５内に不活性ガスを大流量で供給し、チャンバ７５内の圧力を瞬時に大気圧に復帰させることができる。
【００６２】
次に、こうしてチャンバ７５内を大気圧に復帰させた後、開閉弁１０７を閉じて開閉弁１０８を開き、不活性ガスを小流量配管１０６に通して、比較的小さい流量でチャンバ７５内に供給する。また一方で、チャンバ７５内の雰囲気を、外部との圧力差によってリーク路１２０から排出させる。こうして、比較的小さい流量でチャンバ７５内に不活性ガスを供給し続けると共に、チャンバ７５内の雰囲気をリーク路１２０から排出させることによるリーク工程を行う。
【００６３】
このリーク工程では、チャンバ７５内に供給される不活性ガスの流量が比較的小さく、また、チャンバ７５内の雰囲気はリーク路１２０から外部に排出されるので、チャンバ７５内は実質的に大気圧に保たれる。この場合、小流量配管１０６に設けられたニードル弁１１０を調整することにより、チャンバ７５内の圧力が１０００Ｐａ以下のゲージ圧となるように調整すると良い。
【００６４】
一方、基板Ｇは補助クーラ８２と冷却プレート８１とによって冷却される。冷却時は、シリンダ８５の駆動により補助クーラ８２を下降させて冷却処理位置Ｐ４に配置し、基板Ｇの上面に近接させる。即ち、基板Ｇの上面全体に補助クーラ８２を近接させ、下面全体に冷却プレート８１を近接させて、基板Ｇを両面から冷却することにより、基板Ｇを均一に冷却することができ、また、短時間で効率的に冷却することができる。
【００６５】
なお、チャンバ７５内における基板Ｇの冷却は、チャンバ７５内の加圧と並行して行うと良い。そうすれば、チャンバ７５内での処理時間を短縮することができ、効率的である。また、ガス供給路９１から供給される不活性ガスの冷風によって、基板Ｇの冷却の促進を図るようにしても良い。
【００６６】
そして、基板Ｇの冷却が終了したら、チャンバ７５内を大気圧に維持した状態で、搬入口７６をゲートバルブ２３によって閉じたまま、ゲートバルブ２２を開放状態にして、搬出口７７を開口させる。これにより、チャンバ７５内は搬出口７７を介して搬入出部２の雰囲気と連通した状態になる。搬出口７７を開口させている間も、搬入口７６をゲートバルブ２３によって閉塞することにより、搬送室３３内の真空状態を維持することができる。
【００６７】
そして、搬送装置１２の搬送アーム１５をＹ軸方向に移動させ、ゲートバルブ２２、搬出口７７を介して、チャンバ７５内に進入させる。そして、搬送アーム１５によって支持部材８０から基板Ｇを受け取り、基板Ｇを保持した搬送アーム１５をチャンバ７５内から退出させる。
【００６８】
こうして、基板Ｇはチャンバ７５内から搬出口７７、ゲートバルブ２２を通じて搬出され、搬入出部２に搬出される。そして、搬送アーム１５によって載置台１１上のキャリアＣに戻される。以上のようにして、処理システム１における一連の処理工程が終了する。
【００６９】
かかる処理システム１にあっては、ロードロック装置５、６のチャンバ５１、７５内を大気開放する際に、減圧されていたチャンバ５１、７５内に不活性ガスを大流量で供給することにより、チャンバ５１、７５内の圧力を瞬時に大気圧に復帰させることができる。また、大気圧に復帰させた後においては、比較的小さい流量でチャンバ５１、７５内に不活性ガスを供給し続けつつ、チャンバ５１、７５内の雰囲気をリーク路１２０から排出させることにより、チャンバ５１、７５内を実質的に大気圧と等しく保つことができる。この場合、例えばチャンバ５１、７５内を、ゲージ圧で１０００Ｐａ以下の範囲に保つことができる。そのため、大気圧に復帰させた後、すぐにチャンバ５１、７５内を大気開放しても、外部からパーティクルが進入せず、チャンバ５１、７５内を清浄な状態に保つことができる。これにより、従来のように圧力が安定するまで待つ必要がなく、処理時間が短くなってスループットが向上する。
【００７０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７１】
例えば、処理システムは、複数の基板処理装置を備えたマルチチャンバー型のものでなくても良い。処理部に備える基板処理装置の台数は１台でも良い。また、以上の実施形態では、処理部３においてプラズマＣＶＤ処理を行う処理システム１について説明したが、処理部で行われる処理は他の処理であっても良い。本発明は、その他の減圧雰囲気下で行う処理、例えば熱ＣＶＤ処理、エッチング処理、アッシング処理等を処理部において行う処理システムに備えられるロードロック装置に適用できる。また、以上の実施形態では、ＬＣＤ用基板Ｇを処理する場合について説明したが、基板は他のもの、例えば半導体ウェハ等であっても良い。
【実施例】
【００７２】
図３で説明したロードロック装置において、チャンバ内の圧力変動を調べた。先ず図５に示すように、減圧されていたチャンバ内に不活性ガスを４５０ＳＬＭの大流量で供給し、１２０秒付近でチャンバ内の圧力を大気圧よりも約８０００Ｐａ程度陽圧にまで昇圧させた。その後、チャンバ内を密閉した。なお、チャンバ内の容積（加熱プレート等の温度調節部材などが無い状態での容積）は２３０リットルである。すると、密閉後、チャンバ内の圧力は徐々に低下した。これは、チャンバ内に供給された不活性ガスが、供給後に冷却されて収縮したためと考えられる。昇圧を開始してから６７秒を経過した時点でチャンバ内の圧力が安定と見なすことができた。
【００７３】
次に、図６に示すように、減圧されていたチャンバ内に不活性ガスを６００ＳＬＭの大流量で供給し、３４０秒付近でチャンバ内の圧力がほぼ大気圧となった時点で大流量での供給を停止し、更に、チャンバ内にガスを５ＳＬＭの小流量で供給し続けつつ、チャンバ内の雰囲気を外部との圧力差で排出させてリークさせた。なお、チャンバ内の容積（加熱プレート等の温度調節部材などが無い状態での容積）は２３０リットルである。昇圧を開始してから３０秒を経過した時点Ａでチャンバ内の圧力は既に、９００Ｐａのゲージ圧となり、チャンバ内を開放できる状態となった。
【００７４】
次に、チャンバ内を大気開放した際に、チャンバ内と外部との差圧によってチャンバ内に進入するパーティクルの個数を調べた。その結果を図７に示す。チャンバ内がゲージ圧で−５００〜１０００Ｐａ以下の範囲の場合、チャンバ内に進入するパーティクルが著しく少なかった。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、例えば基板の処理を行う処理システムのロードロック装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】処理システムの構成を説明する概略平面図である。
【図２】処理システムの構成を説明する概略側面図である。
【図３】ロードロック装置の概略縦断面図である。
【図４】給排気系統の説明図である。
【図５】大気圧よりも約８０００Ｐａ程度陽圧にまで昇圧させた後、チャンバ内を密閉した場合のチャンバ内の圧力変動のグラフである。
【図６】本発明に従うチャンバ内の圧力変動のグラフである。
【図７】チャンバ内と外部との差圧とパーティクルの個数の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
Ｇ 基板
１ 処理システム
２ 搬入出部
３ 処理部
５、６ ロードロック装置
５１、７５ チャンバ
５０ 加熱プレート
５６ 補助ヒータ
７０、９１ ガス供給路
７１、９２ 排気路
８１ 冷却プレート
８２ 補助クーラ
１０５ 大流量配管
１０６ 小流量配管
１１０ ニードル弁
１１５ 排気装置
１１６ 自動圧力制御弁
１２０ リーク路
１２５ 圧力計
１２６ アキュームレータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉可能なチャンバと、前記チャンバ内に基板を搬入出させる開閉自在な搬入出口と、前記チャンバ内において基板の温度を調節する温度調節部材を有し、前記チャンバ内にガスを供給するガス供給路と、前記チャンバ内を排気する排気路が接続されたロードロック装置であって、
前記チャンバ内の雰囲気を、外部との圧力差で排出させるリーク路が前記チャンバに接続され、
前記ガス供給路は、比較的流量の大きい大流量配管と、比較的流量の小さい小流量配管とを有し、それら大流量配管と小流量配管とを選択自在であることを特徴とする、ロードロック装置。
【請求項２】
前記チャンバ内の圧力変動を吸収するアキュームレータを有することを特徴とする、請求項１に記載のロードロック装置。
【請求項３】
密閉可能なチャンバと、前記チャンバ内に基板を搬入出させる開閉自在な搬入出口と、前記チャンバ内に基板の温度を調節する温度調節部材を有し、前記チャンバ内にガスを供給するガス供給路と、前記チャンバ内を排気する排気路が接続されたロードロック装置の昇圧方法であって、
前記搬入出口が閉じられた状態で、減圧されていた前記チャンバ内にガスを供給して大気圧に復帰させる復帰工程と、
大気圧に復帰させた後、更に、前記チャンバ内にガスを供給し続けるとともに、前記チャンバ内の雰囲気を外部との圧力差で排出させるリーク工程を有し、
前記リーク工程において、前記搬入出口が開かれることを特徴とする、ロードロック装置の昇圧方法。
【請求項４】
前記復帰工程では、比較的大きい流量で前記チャンバ内にガスを供給し、前記リーク工程では、比較的小さい流量で前記チャンバ内にガスを供給することを特徴とする、請求項３に記載のロードロック装置の昇圧方法。
【請求項５】
前記リーク工程では、前記チャンバ内が１０００Ｐａ以下のゲージ圧にされることを特徴とする、請求項３または４に記載のロードロック装置の昇圧方法。
【請求項１】
密閉可能なチャンバと、前記チャンバ内に基板を搬入出させる開閉自在な搬入出口と、前記チャンバ内において基板の温度を調節する温度調節部材を有し、前記チャンバ内にガスを供給するガス供給路と、前記チャンバ内を排気する排気路が接続されたロードロック装置であって、
前記チャンバ内の雰囲気を、外部との圧力差で排出させるリーク路が前記チャンバに接続され、
前記ガス供給路は、比較的流量の大きい大流量配管と、比較的流量の小さい小流量配管とを有し、それら大流量配管と小流量配管とを選択自在であることを特徴とする、ロードロック装置。
【請求項２】
前記チャンバ内の圧力変動を吸収するアキュームレータを有することを特徴とする、請求項１に記載のロードロック装置。
【請求項３】
密閉可能なチャンバと、前記チャンバ内に基板を搬入出させる開閉自在な搬入出口と、前記チャンバ内に基板の温度を調節する温度調節部材を有し、前記チャンバ内にガスを供給するガス供給路と、前記チャンバ内を排気する排気路が接続されたロードロック装置の昇圧方法であって、
前記搬入出口が閉じられた状態で、減圧されていた前記チャンバ内にガスを供給して大気圧に復帰させる復帰工程と、
大気圧に復帰させた後、更に、前記チャンバ内にガスを供給し続けるとともに、前記チャンバ内の雰囲気を外部との圧力差で排出させるリーク工程を有し、
前記リーク工程において、前記搬入出口が開かれることを特徴とする、ロードロック装置の昇圧方法。
【請求項４】
前記復帰工程では、比較的大きい流量で前記チャンバ内にガスを供給し、前記リーク工程では、比較的小さい流量で前記チャンバ内にガスを供給することを特徴とする、請求項３に記載のロードロック装置の昇圧方法。
【請求項５】
前記リーク工程では、前記チャンバ内が１０００Ｐａ以下のゲージ圧にされることを特徴とする、請求項３または４に記載のロードロック装置の昇圧方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２５１９９１（Ｐ２００８−２５１９９１Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９４１６５（Ｐ２００７−９４１６５）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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