搬送チャンバ及びパーティクル付着防止方法
【課題】被処理基板にダメージを与えずに被処理基板を除電して被処理基板への静電気力によるパーティクル付着を防止することができる搬送チャンバ及びパーティクル付着防止方法を提供する。
【解決手段】基板処理システム１において、基板処理部２と大気系搬送部３との間に設けられる搬送チャンバ４は、被処理基板であるウエハＷを収容するチャンバ本体５１を備えている。チャンバ本体５１は、給気システム５２と排気装置５３によって減圧環境と大気圧環境とで切り替え可能である。給気システム５２は、チャンバ本体５１の外側に、イオン化ガスを発生させるイオン化装置６０を備えている。イオン化装置６０で発生させたイオン化ガスをチャンバ本体５１に供給して、チャンバ本体５１に収容されたウエハＷを除電する。
【解決手段】基板処理システム１において、基板処理部２と大気系搬送部３との間に設けられる搬送チャンバ４は、被処理基板であるウエハＷを収容するチャンバ本体５１を備えている。チャンバ本体５１は、給気システム５２と排気装置５３によって減圧環境と大気圧環境とで切り替え可能である。給気システム５２は、チャンバ本体５１の外側に、イオン化ガスを発生させるイオン化装置６０を備えている。イオン化装置６０で発生させたイオン化ガスをチャンバ本体５１に供給して、チャンバ本体５１に収容されたウエハＷを除電する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板を減圧環境において処理する減圧処理部と被処理基板を大気圧環境において保持する大気系保持部との間で被処理基板を搬送する搬送チャンバ、及び、該搬送チャンバ内における被処理基板へのパーティクル付着を防止するためのパーティクル付着防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体ウエハをドライエッチングするプラズマエッチング装置において、半導体ウエハを実際にエッチング処理する場である処理チャンバの内部は、常に真空環境に保持されている。一方、エッチング処理に供される半導体ウエハは、例えば、大気雰囲気において、フープ（ＦＯＵＰ；Front Opining Unified Pod）に収容された状態で、プラズマエッチング装置へ搬入される。
【０００３】
プラズマエッチング装置は、大気雰囲気においてフープを載置する載置部を備えており、フープから半導体ウエハを取り出して処理チャンバに搬入し、逆に、処理チャンバから半導体ウエハを取り出してフープに搬入するために、真空環境と大気圧環境との間で雰囲気調節が可能な搬送チャンバが、載置部と処理チャンバとの間に配設されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
載置部と搬送チャンバとの間及び搬送チャンバと処理チャンバとの間にはそれぞれ、第１ゲートバルブ及び第２ゲートバルブが設けられる。搬送チャンバ内を大気圧環境にして第２ゲートバルブを閉じたまま第１ゲートバルブを開き、半導体ウエハをフープから搬送チャンバに搬入し、その後、第１ゲートバルブを閉じる。次いで、搬送チャンバを処理チャンバと略同一圧力にまで減圧し、第１ゲートバルブを閉じたまま第２ゲートバルブを開いて、半導体ウエハを搬送チャンバから処理チャンバに搬入する。第２ゲートバルブを閉じ、処理チャンバにおいてエッチング処理を行った後、先に半導体ウエハをフープから処理チャンバに搬送したときの手順と逆の手順で、半導体ウエハの搬送が行われる。
【０００５】
こうした一連の処理において、搬送チャンバ内における半導体ウエハへのパーティクル付着が、半導体ウエハから製造される半導体デバイスの微細パターン化の進行に伴って大きな問題となってきている。そこで、特許文献１では、搬送チャンバ（特許文献１では「エアロック室」）の内壁に付着したパーティクルを除去するために、イオン流を発生させる除電器を搬送チャンバ内に配置している。
【０００６】
ここで、除電器は、搬送チャンバにイオン流を放出し、搬送チャンバの内壁に静電気力（クーロン力）によって付着しているパーティクルを、イオン流に含まれるイオンによって除電（静電気除去）し、該内壁から離脱させる。そして、搬送チャンバ内の気体を吸引手段によって外部に排出することにより、搬送チャンバからパーティクルを排出、除去している。
【０００７】
また、特許文献１では、こうして搬送チャンバの内壁に付着したパーティクルを排出、除去した後に、搬送チャンバに半導体ウエハを搬入し、半導体ウエハの上方に設けられた電極に、半導体ウエハの帯電状態を考慮した電圧を印加し、半導体ウエハに付着した帯電したパーティクルを電極に吸着させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３５３０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１には、搬送チャンバ内に配設された除電器での具体的なイオン発生方法について記載されていないが、イオン発生方法として、正イオンと負イオンとをバランスよく発生させる方法として優れているコロナ放電を用いることができると考えられ、また、紫外線（ＵＶ）やＸ線によるイオン発生方法を用いることもできると考えられる。
【００１０】
しかしながら、コロナ放電によるイオン発生方法を用いた場合には、放電によってパーティクルが発生し、発生したパーティクルが搬送チャンバ内に残留して、搬送チャンバ内に搬入された半導体ウエハに付着するおそれがある。
【００１１】
また、特許文献１では、半導体ウエハに付着したパーティクルを除去するために、別途、半導体ウエハの上空にパーティクルを静電吸着するための電極が設けられている。この場合、電極に高い電圧を印加するための電源が必要となり、装置の構成と制御が複雑になる。
【００１２】
ところで、特許文献１に開示された搬送チャンバは、上記構成から明らかなように、半導体ウエハ自体を除電するものではない。例えば、半導体ウエハは、プラズマエッチング等の処理によって帯電するため、帯電した半導体ウエハが減圧環境の搬送チャンバに戻されると、その静電気力によるパーティクル付着が起こりやすい状態となっている。また、大気圧環境にある半導体ウエハを大気圧環境の搬送チャンバに搬入するときにも、半導体ウエハは帯電している可能性がある。
【００１３】
ここで、半導体ウエハへのパーティクル付着については、パーティクルの粒径が小さくなるほど、静電気力による付着が支配的となる。そのため、今後のさらなる半導体デバイスの微細パターン化に対応するためには、半導体ウエハを除電し、さらに好ましくはパーティクルを除電して、半導体デバイスの生産上従来は大きな問題となっていなかったサイズの微小パーティクルの半導体ウエハへの付着を防止する必要がある。
【００１４】
しかし、特許文献１に開示された技術では、仮に、除電器によって発生させたイオンを半導体ウエハの除電に用いたとしても、コロナ放電によるイオン発生方法を用いた場合には、放電によって発生したパーティクルが半導体ウエハに付着したり、低圧状態において放電制御が困難になったりするという問題があり、また、紫外線（ＵＶ）やＸ線によるイオン発生方法を用いた場合には、半導体ウエハに紫外線等が照射されて半導体ウエハがダメージを受けるおそれがある。
【００１５】
本発明の目的は、被処理基板にダメージを与えることなく被処理基板を除電して被処理基板へのパーティクル付着を防止することができる搬送チャンバ及びパーティクル付着防止方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の搬送チャンバは、減圧環境において被処理基板に所定の処理を施す減圧処理部と被処理基板を大気圧環境において保持する大気系保持部との間に設けられ、前記減圧処理部と前記大気系保持部との間で前記被処理基板を搬送する搬送チャンバであって、前記被処理基板を収容するチャンバ本体と、前記チャンバ本体の内部を前記減圧環境にするために前記チャンバ本体からの排気を行う排気装置と、前記チャンバ本体の内部を前記大気圧環境にするために所定のガスを前記チャンバ本体に供給するガス供給装置と、前記所定のガスをイオン化するイオン化装置を前記チャンバ本体の外部に具備し、前記イオン化装置において発生させたイオン化ガスを前記チャンバ本体に供給するイオン化ガス供給装置と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の搬送チャンバは、請求項１記載の搬送チャンバにおいて、前記イオン化装置は前記ガス供給装置に取り付けられており、前記ガス供給装置によって前記チャンバ本体に供給されるガスが、前記イオン化装置によってイオン化されて前記チャンバ本体に供給されることを特徴とする。
【００１８】
また上記目的を達成するために、請求項３記載のパーティクル付着防止方法は、減圧環境において被処理基板に所定の処理を施す減圧処理部と被処理基板を大気圧環境において保持する大気系保持部との間に設けられ、内部が減圧環境と大気圧環境とで切り替え可能なチャンバ本体を備えた、前記減圧処理部と前記大気系保持部との間で被処理基板を搬送するための搬送チャンバを用いて前記減圧処理部と前記大気系保持部との間で前記被処理基板を搬送する際に、前記被処理基板へのパーティクル付着を防止する方法であって、前記チャンバ本体に被処理基板を収容する収容ステップと、前記チャンバ本体の外部で発生させたイオン化ガスを前記チャンバ本体に供給して前記被処理基板を除電するステップと、を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載のパーティクル付着防止方法は、請求項３記載のパーティクル付着防止方法において、前記収容ステップは、前記被処理基板が前記減圧処理部から前記チャンバ本体へ搬入されることにより行われ、前記除電ステップでは、前記チャンバ本体からの排気を伴う前記チャンバ本体への前記イオン化ガスの供給を行うことによって、前記チャンバ本体を前記減圧環境から前記大気圧環境へと移行させることを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載のパーティクル付着防止方法は、請求項３記載のパーティクル付着防止方法において、前記被処理基板が前記大気系保持部から前記チャンバ本体へ搬入されることにより行われ、前記除電ステップでは、前記チャンバ本体に前記イオン化ガスを供給しながら前記チャンバ本体からの排気を行うことによって、前記チャンバ本体の内部を前記大気圧環境から前記減圧環境へと移行させることを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載のパーティクル付着防止方法は、請求項５記載のパーティクル付着防止方法において、除電ステップにおいて、減圧と昇圧とを繰り返すことによって前記チャンバ本体の内部を前記大気圧環境から前記減圧環境へと移行させることを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載のパーティクル付着防止方法は、請求項３乃至６のいずれか１項に記載のパーティクル付着防止方法において、除電ステップでは、前記イオン化ガスとして、前記チャンバ本体の圧力を調整するために前記チャンバ本体に供給されるパージガスをイオン化させたガスを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１記載の搬送チャンバ及び請求項３記載のパーティクル付着防止方法によれば、被処理基板とチャンバ本体の内部に存在するパーティクルとをイオン化ガスによって除電することができるため、被処理基板への静電気力によるパーティクル付着を防止することができる。
【００２４】
請求項２記載の搬送チャンバによれば、ガス供給装置を利用してイオン化ガスを発生させることができるため、装置構成が複雑になることを抑制することができ、また、既存のガス供給装置にイオン化装置を取り付けることによって、簡単にイオン化ガス供給装置を構築することができる。
【００２５】
請求項４記載のパーティクル付着防止方法によれば、減圧処理部での処理が終了した被処理基板が除電されることによって、次工程への搬送過程において、被処理基板への静電気力によるパーティクル付着を防止することができる。
【００２６】
請求項５記載のパーティクル付着防止方法によれば、減圧処理部に搬入される被処理基板への静電気力によるパーティクル付着が防止されるため、減圧処理部での処理におけるパーティクルの影響を小さく抑えることができる。
【００２７】
請求項６記載のパーティクル付着防止方法によれば、大気圧環境から減圧環境へと移行する間に一時的な昇圧を行うことで、チャンバ本体の内部全体にイオン化ガスを拡散させて、チャンバ本体の内部に存在するパーティクルの除電を行うことができる。こうして除電されたパーティクルは次の減圧時にチャンバ本体から排出することができるため、チャンバ本体の内部の清浄度が高められる。
【００２８】
請求項７記載のパーティクル付着防止方法によれば、パージガスの供給系の他にイオン化ガスの供給系を設ける必要がないため、簡単な構成を有する装置を用いて被処理基板を除電し、被処理基板への静電気力によるパーティクル付着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る搬送チャンバを備えた基板処理システムの概略構成を示す垂直断面図である。
【図２】搬送チャンバの第１の圧力調整パターンを模式的に示す図である。
【図３】搬送チャンバの第２の圧力調整パターンを模式的に示す図である。
【図４】搬送チャンバの第３の圧力調整パターンを模式的に示す図である。
【図５】搬送チャンバの第４の圧力調整パターンを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態に係る搬送チャンバを備えた基板処理システムの概略構成を示す垂直断面図である。
【００３２】
基板処理システム１は、被処理基板としての半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）Ｗを１枚ずつプラズマエッチング処理（以下「エッチング処理」という）する、所謂、枚葉処理タイプのエッチング処理装置として構成されている。
【００３３】
図１に示されるように、この基板処理システム１は、ウエハＷにエッチング処理を施す基板処理部２と、所定枚数のウエハＷを格納する容器であるフープ４０に対してウエハＷを搬入出するための大気系搬送部３、基板処理部２と大気系搬送部３との間に配置され、基板処理部２と大気系搬送部３との間でウエハＷを搬送する搬送チャンバ４とを備えている。
【００３４】
大気系搬送部３は、所定数のフープ４０を載置する載置台４１と、載置台４１に載置されたフープ４０に対してウエハＷの搬入出を行うためのローダモジュール４２とを有している。
【００３５】
フープ４０は、その開閉扉（図示せず）をローダモジュール４２側に向けて載置台４１に載置される。ローダモジュール４２において載置台４１に載置されるフープ４０と対面する壁面には、フープ４０の開閉扉（図示せず）と係合可能なシャッタ（図示せず）により開閉される窓部（図示せず）が設けられている。フープ４０の開閉扉と上記シャッタとを一体的に移動させて上記窓部を開口することにより、フープ４０の内部とローダモジュール４２の内部とが連通する。
【００３６】
フープ４０は、一般的に、２５枚のウエハＷを水平姿勢で等間隔に保持する構造となっている。ローダモジュール４２は直方体状の箱状物であり、その内部においてウエハＷを搬送するために、ローダモジュール４２の内部には、フープ４０の内部にアクセス可能なスカラタイプの搬送装置４３が設けられている。
【００３７】
搬送装置４３は、フープ４０内でのウエハＷの収容状態（正常に収容されているウエハＷの位置、ウエハＷの段ずれや飛び出し等の異常）及び枚数を確認するマッピングを行うために、屈伸可能に構成された多関節腕状のマッピングアーム４６を備えている。マッピングアーム４６の先端には、このようなマッピングを行うセンサとして、例えば、半導体レーザ等を用いた非接触式センサ（図示せず）を備えている。
【００３８】
マッピングアーム４６の基端は、搬送装置４３の基部４７から立設された支柱４８に沿って昇降する昇降台４９に連結されており、上記非接触センサをフープ４０から所定距離に位置させた状態で、昇降台４９を駆動してマッピングアーム４６を上昇又は下降させることにより、マッピングを行う。
【００３９】
搬送装置４３は、基端が昇降台４９に連結され、屈伸可能に構成された多関節構造を有する搬送アーム４４を備えている。搬送アーム４４は、その先端に設けられたピック４５でウエハＷを保持することができる構造となっており、マッピングの結果に従ってフープ４０内の所定の高さにアクセスし、フープ４０内のウエハＷを搬出したり、保持したウエハＷをフープ４０に搬入したりする。
【００４０】
支柱４８は旋回可能であり、これにより、搬送アーム４４のピック４５は、図１に示されているフープ４０側のみでなく、搬送チャンバ４側にもアクセスできるようになっており、これにより、大気系搬送部３と搬送チャンバ４との間でのウエハＷを受け渡し可能にしている。
【００４１】
搬送チャンバ４の構成については後に詳細に説明することとし、ここで、基板処理部２について簡単に説明する。
【００４２】
基板処理部２には、ウエハＷをエッチング処理する処理室を構成する処理チャンバ１０が配置されている。処理チャンバ１０の内部には、ウエハＷを載置するステージとして、また、プラズマを発生させる電極として機能するサセプタ１１が設けられており、また、サセプタ１１に載置されたウエハＷに対して処理ガスを放出するシャワーヘッド３３が、処理チャンバ１０の内部の天井近傍に配置されている。
【００４３】
処理チャンバ１０の底壁には排気口１２が形成されており、この排気口１２に取り付けられた真空ポンプ（図示せず）等の減圧手段を用いて、処理チャンバ１０を減圧環境に維持することができるようになっている。
【００４４】
サセプタ１１には、高周波電源１８が整合器（図示せず）を介して接続されており、高周波電源１８は、所定の高周波電力をサセプタ１１に印加する。こうしてサセプタ１１は下部電極として機能する。
【００４５】
また、サセプタ１１の内部上方には、ウエハＷを静電吸着力で吸着するための導電膜からなる電極板１３が埋設されており、電極板１３には直流電源（図示せず）が電気的に接続されている。電極板１３に直流電圧が印加されることによって発生するクーロン力又はジョンソン・ラーベック（Johnsen-Rahbek）力によって、ウエハＷは、サセプタ１１の上面に吸着保持される。
【００４６】
なお、サセプタ１１は、フォーカスリング、冷却機構、ウエハＷの裏面へのガス供給機構、サセプタ１１に対するウエハＷの搬入出のためのウエハ昇降機構等を備えているが、これらについての説明は省略する。
【００４７】
シャワーヘッド３３は接地（アース）されており、シャワーヘッド３３とサセプタ１１とで一対の電極が構成され、シャワーヘッド３３は接地電極として機能する。シャワーヘッド３３にはガス供給管３８を通して処理ガスやＮ２ガス等のガスが供給され、シャワーヘッド３３の下面に形成された多数のガス通気孔（図示せず）からサセプタ１１に載置されたウエハＷに向けて、上記ガスが放出される。シャワーヘッド３３からのガス放出量は、ガス供給管３８に設けられたＭＦＣ（Mass Flow Controller）３９により調節される。
【００４８】
シャワーヘッド３３から一定量の処理ガスをウエハＷに向けて放出しながら、処理チャンバ１０を所定の減圧環境に維持し、同時に、サセプタ１１に所定の電圧を印加することによって、サセプタ１１とシャワーヘッド３３との間に処理ガスのプラズマを発生させる。プラズマ中のイオンは、サセプタ１１とシャワーヘッド３３との間の電界によってウエハＷへ誘引され、ウエハＷにエッチング処理が施される。
【００４９】
次に、搬送チャンバ４の構成について詳細に説明する。
【００５０】
搬送チャンバ４は、内部を大気圧環境と減圧環境とで切り替え可能に構成されたチャンバ本体５１を有している。なお、「搬送チャンバ４」とは、チャンバ本体５１とこれに付随して配設されている各種装置等を含むものとする。
【００５１】
チャンバ本体５１と処理チャンバ１０との間にはゲートバルブ５が、チャンバ本体５１とローダモジュール４２の間にはゲートバルブ６が、それぞれ設けられている。ゲートバルブ６は、チャンバ本体５１が大気圧環境となっている状態で開かれ、このとき、大気系搬送部３と搬送チャンバ４との間（ローダモジュール４２とチャンバ本体５１との間）でのウエハＷの搬送が可能になる。一方、ゲートバルブ６を閉じた状態とすることで、ローダモジュール４２を大気圧環境に維持しながら、チャンバ本体５１を減圧環境に維持することができる。
【００５２】
ゲートバルブ５は、処理チャンバ１０が一定の減圧環境に常時維持されているため、チャンバ本体５１が減圧環境となっている状態で開かれ、このとき、基板処理部２と搬送チャンバ４との間（処理チャンバ１０とチャンバ本体５１との間）でのウエハＷの搬送が可能になる。ゲートバルブ５は、基板処理部２と搬送チャンバ４との間でのウエハＷの搬送時以外は、閉じられた状態に維持される。
【００５３】
チャンバ本体５１の内部には、屈伸及び旋回自在に構成された移載アーム５０（搬送装置）が配設されている。移載アーム５０としては、複数の腕部からなるスカラタイプの搬送アームを用いることができ、その先端に取り付けられたピック５４がウエハＷを載置保持する。ゲートバルブ６を開いた状態で、ピック５４がローダモジュール４２に進入し、ピック４５とピック５４との間でウエハＷの受け渡しが行われる。また、ゲートバルブ５を開いた状態で、ピック５４が処理チャンバ１０に進入し、サセプタ１１とピック５４との間でウエハＷの受け渡しが行われる。なお、移載アーム５０は、フロッグレッグタイプやダブルアームタイプのものであってもよい。
【００５４】
チャンバ本体５１の底壁には排気口５９が設けられており、チャンバ本体５１を減圧環境とするための排気装置５３が排気口５９に取り付けられている。排気装置５３は、排気口５９に取り付けられた排気管に設けられた真空ポンプ５７と制御バルブ５８とを備えている。排気装置５３の排気量は、真空ポンプ５７の最大排気能力を超えない限りにおいて、制御バルブ５８の絞りを制御することによって、連続的かつ任意に変化させることができる。なお、図１には排気口５９は１箇所のみ示されているが、排気口５９は複数箇所に設けられている。
【００５５】
チャンバ本体５１には、チャンバ本体５１を大気圧環境とするためのガス（パージガス）をチャンバ本体５１に供給するガス供給装置として機能し、かつ、以下に説明する通り、パージガスをイオン化してイオン化ガスを生成し、生成したイオン化ガスをチャンバ本体５１に供給するイオン化ガス供給装置として機能する、給気システム５２が設けられている。
【００５６】
給気システム５２は、ドライエアやＮ２ガス、Ａｒガス、Ｏ２ガス等のガスから１種又は複数種のガスを選択し、制御バルブ５６によって各種ガスの流量を調節してチャンバ本体５１に供給するガス供給ライン５５と、チャンバ本体５１の外側に配置され、ガス供給ライン５５を通して供給されるガスをイオン化してイオン化ガスを発生させるイオン化装置６０と、イオン化装置６０からガス供給ライン５５を通して送出されるイオン化ガスをチャンバ本体５１の内部で放出するためのブレイクフィルタ６１とを備えている。
【００５７】
チャンバ本体５１へのガス供給量の調節を司る制御バルブ５６と、チャンバ本体５１からの排気量の調節を司る制御バルブ５８とを適切に制御することにより、チャンバ本体５１の内部圧力の調節（減圧速度調節、昇圧速度調節、圧力維持調節）が自在に行われる。
【００５８】
イオン化装置６０は、ガス供給ライン５５によって供給されるガスを、コロナ放電やＵＶ照射、Ｘ線照射等の各種方法によってイオン化し、イオン化ガスを生成させる。「イオン化ガス」とは、ガスの分子の一部がイオン化された状態でガス全体の中に包含されているガスを指す。イオン化装置６０は、複数のイオン化方法の実行手段を備えていてもよく、ガス種に応じてイオン化方法が適宜選択されるように構成されていてもよい。イオン化装置６０は、生成させたイオンを効率よくウエハＷへの到達させるために、好ましくは、チャンバ本体５１の外側においてチャンバ本体５１に近接して配置される。
【００５９】
ブレイクフィルタ６１は、例えば、長さが２００ｍｍの網状金属製フィルタであり、ガス放出面積を大きくすることができるので、放出するガスの流れを減速することができる。これにより、広範囲にわたって均一にガスを放出することができ、チャンバ本体５１の内部におけるパーティクルの巻き上げを防止することができる。また、ブレイクフィルタ６１を用いることで、チャンバ本体５１を昇圧する際に、圧力を均一に上昇させることができる。
【００６０】
図１に示されるように、ブレイクフィルタ６１をウエハＷの上空（チャンバ本体５１の内部天井近傍）に設け、チャンバ本体５１の底壁に排気口５９を設けることにより、後述するように、ブレイクフィルタ６１からガスを放出させながら排気口５９からの排気を行った際に、ブレイクフィルタ６１から放出されたイオン化ガスが、ウエハＷに触れた後に排気口５９へ流れるように、イオン化ガスの流れを形成することができる。これにより、イオン化ガスを効率的にウエハＷに供給して、ウエハＷの除電を促進することができる。
【００６１】
なお、チャンバ本体５１の内部におけるガス放出には、ブレイクフィルタ６１を必ず用いなければならないわけではなく、基板処理部２で用いられているシャワーヘッド３３のように、ウエハＷの上面に向けてガスを放出する構造のものを用いてもよい。ブレイクフィルタ６１のようにチャンバ本体５１の内部においてイオン化ガスを放出するために用いられる部材は、イオン化ガスに含まれるイオンの中性分子への変化が起こりにくい材質からなり、また、イオン寿命が長く維持される構造を有するものが好適である。
【００６２】
上記の通りに構成された基板処理システム１は、制御部（図示せず）よってコンピュータ制御されており、ウエハＷに対して所定のレシピに従う処理を施すためのプログラム（ソフトウェア）が実行されることにより、基板処理システム１を構成する各種の可動部が稼動して、ウエハＷが処理される。
【００６３】
次に、搬送チャンバ４におけるウエハＷの搬送過程において、ウエハＷを除電し、ウエハＷへのパーティクル付着を防止する方法について説明する。
【００６４】
最初に、ウエハＷを大気系搬送部３から基板処理部２へ搬送する際のウエハＷへのパーティクル付着防止方法について説明する。
【００６５】
図２は、搬送チャンバの第１の圧力調整パターンを示す模式図である。図２には、チャンバ本体５１の圧力変化と、給気システム５２と排気装置５３の各制御バルブ５６，５８のオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）のタイミングとが示されている。
【００６６】
制御バルブ５６は、ガス流量を連続的かつ任意に変化させることができるが、本実施の形態では、一定流量でガスを流す「オン状態」と、ガスを流さない「オフ状態」との間での切り替えのみを行うこととする。これと同様に、制御バルブ５８が「オン状態」のときに排気が行われ、「オフ状態」では排気が行われないものとする。また、以下に説明する全ての圧力調整パターン（図２〜図５）について、イオン化装置６０は、制御バルブ５６がオフ状態のときには動作せず（オフ状態）、制御バルブ５６がオン状態のときに動作してイオン化ガスを発生させる（オン状態）ものとする。
【００６７】
最初に、給気システム５２によって、例えば、Ｎ２ガスがパージガスとしてチャンバ本体５１に供給されており、これによって、チャンバ本体５１は大気圧環境に維持されているものとする。この状態でゲートバルブ６が開かれて、ウエハＷがピック４５からピック５４へ移載され、その後、ゲートバルブ６が閉じられる。ゲートバルブ６が閉じられる時間ｔ０までの間、排気装置５３の真空ポンプ５７は動作しているが、制御バルブ５８はオフ状態となっており、そのため、チャンバ本体５１が減圧されることはない。
【００６８】
イオン化装置６０は、時間ｔ０までの間、オン状態となっている。この場合において、チャンバ本体５１の内部圧力がローダモジュール４２の内部圧力よりも、若干、陽圧となるようにしておくと、ローダモジュール４２からチャンバ本体５１への空気の流入に起因するパーティクルの進入を防ぐことができる。また、イオン化ガスがゲートバルブ６を通してチャンバ本体５１からローダモジュール４２へと流入し、さらにフープ４０内に流入することによって、ピック４５に保持されたウエハＷやフープ４０内のウエハＷが除電される効果が期待できる。但し、この効果はイオン化ガスにおけるイオンの寿命（イオンから中性の分子になるまでの時間）に依存する。
【００６９】
ピック５４に保持されたウエハＷは帯電している可能性がある。そこで、チャンバ本体５１の内部においてウエハＷを除電し、静電気力によるウエハＷへのパーティクル付着を防止するために、以下の処理を行う。
【００７０】
ゲートバルブ６が閉じられると、速やかに、移載アーム５０は、大気系搬送部３側から基板処理部２側へのウエハＷの搬送（ローダモジュール４２から処理チャンバ１０へのウエハＷの搬送）を開始する。ウエハＷの搬送速度は、チャンバ本体５１の圧力がゲートバルブ５を開くことができる目標圧力ＰＶまで下がる時間ｔ３に合わせて設定される。ウエハＷの搬送は、一定速度で連続的に行われてもよいし、チャンバ本体５１の中央部等で一時停止する状態を設けることにより行われてもよい。
【００７１】
また、ゲートバルブ６が閉じられると、制御バルブ５８が速やかにオン状態となって排気が始まり、チャンバ本体５１の減圧が始まる。制御バルブ５６はオン状態に維持されており、チャンバ本体５１へのイオン化ガスの供給は引き続き行われている。当然に、排気装置５３による排気量は、給気システム５２による給気量よりも大きい。
【００７２】
チャンバ本体５１の減圧中は、チャンバ本体５１の内部において、イオン化ガスが、ブレイクフィルタ６１が配設されている天井側から、排気口５９が設けられている底壁に向かって流れやすくなる。そのため、イオン化ガスを効率的にウエハＷに触れさせることができ、ウエハＷの表面電荷とイオンの電荷との結合によって、ウエハＷの除電が進行する。こうして、ウエハＷへの静電気力によるパーティクル付着を防止することができる。
【００７３】
また、チャンバ本体５１の内部に存在する帯電したパーティクルが、イオン化ガスに含まれるイオンによって除電される。こうして除電されたパーティクルは、ウエハＷやチャンバ本体５１の内部部材に対して付着し難くなり、また、排気されやすくなる。こうして、ウエハＷへのパーティクル付着を防止することができる。
【００７４】
続いて、チャンバ本体５１が、予め定められた圧力Ｐ１に達した時間ｔ１で、制御バルブ５８をオフ状態にする。一方、制御バルブ５６はＯＮ状態に維持され、チャンバ本体５１へのイオン化ガスの供給は続けられている。そのため、チャンバ本体５１の圧力が上昇し始める。
【００７５】
このとき、イオン化ガスがチャンバ本体５１の内部おいて均一に拡散し、チャンバ本体５１の内部において浮遊しているパーティクルやチャンバ本体５１の内壁に静電気力によって付着しているパーティクルを除電することができる。こうして除電されたパーティクルは、次にチャンバ本体５１を減圧する際に、排気口５９から排出されやすくなる。また、イオン化ガスによってウエハＷやチャンバ本体５１の内部部材を除電することができ、これらへのパーティクル付着を防止することができる。
【００７６】
チャンバ本体５１が予め定められた圧力Ｐ２に達した時間ｔ２で、制御バルブ５８が再びオン状態とされ、チャンバ本体５１の減圧が再開される。圧力Ｐ２を低く設定するとスループットの低下が抑制され、高く設定するとチャンバ本体５１に供給されるイオン化ガス量が多くなって、上記したパーティクルの除電効果等が大きくなる。圧力Ｐ２は、ウエハＷの帯電状態を考慮して、適宜、適切な値に設定される。
【００７７】
時間ｔ２以降は、チャンバ本体５１の減圧と昇圧とを図２に示す通りに交互に設けてウエハＷの除電を進め、最終的な目標圧力ＰＶに到達した時間ｔ３で、制御バルブ５６，５８及びイオン化装置６０をオフ状態とし、チャンバ本体５１の圧力を維持する。時間ｔ３において、ウエハＷはゲートバルブ５に近接した位置にまで搬送されており、ゲートバルブ５を開けば、移載アーム５０はピック５４が保持したウエハＷを処理チャンバ１０に速やかに搬入できる状態となっていることが好ましい。これにより、搬送チャンバ４における搬送処理のスループットを高めることができる。
【００７８】
時間ｔ３後、速やかにゲートバルブ５が開かれ、移載アーム５０が処理チャンバ１０の内部にアクセスして、ピック５４に保持されたウエハＷはサセプタ１１に載置され、ゲートバルブ５が閉じられた後に、処理チャンバ１０でのウエハＷのエッチング処理が開始される。
【００７９】
次に、搬送チャンバ４の第２の圧力調整パターンについて、図３に示した模式図を参照して説明する。この第２の圧力調整パターンも、大気系搬送部３から基板処理部２へウエハＷを搬送する際に用いられるものである。図３には、チャンバ本体５１の圧力変化と、給気システム５２と排気装置５３の各制御バルブ５６，５８のオン／オフのタイミングとが示されている。
【００８０】
図２と図３とを対比すると明らかなように、図２に示される第１の圧力調整パターンと図３に示される第２の圧力調整パターンとでは、給気システム５２での制御バルブ５６のオン状態／オフ状態の切り替えに相違点がある。すなわち、第１の圧力調整パターンでは、常時、チャンバ本体５１にイオン化ガスが供給されるが、第２の圧力調整パターンでは、チャンバ本体５１の減圧時にチャンバ本体５１へのイオン化ガスの供給が停止される。
【００８１】
これにより、第２の圧力調整パターンにおける減圧時の減圧速度は、第１の圧力調整パターンにおける減圧時の減圧速度よりも速くなる。図２，３から明らかなように、第２の圧力調整パターンでは、減圧を一時停止する圧力（例えば、圧力Ｐ１）と、昇圧を中止する圧力（例えば、圧力Ｐ２）を、第１の圧力調整パターンの場合と同じとしている。そのため、第２の圧力調整パターンでの目標圧力ＰＶへの到達時間ｔ１３は、第１の圧力調整パターンの場合の到達時間ｔ３よりも早くなっており、スループットが向上している。
【００８２】
この第２の圧力調整パターンでも、大気圧から目標圧力ＰＶへの減圧過程に昇圧期間（例えば、時間ｔ１１〜ｔ１２間）を設けているため、チャンバ本体５１の内部でイオン化ガスを拡散させて、ウエハＷの除電を行うことができる。なお、この第２の圧力調整パターンでは、減圧速度が速くなることによって生じる時間の短縮分を、イオン化ガスの供給量を増やすための時間に充ててもよい。
【００８３】
続いて、ウエハＷを基板処理部２から大気系搬送部３へ搬送する際のウエハＷへのパーティクル付着防止方法について説明する。
【００８４】
図４は、搬送チャンバの第３の圧力調整パターンを示す模式図である。図４には、チャンバ本体５１の圧力変化と、給気システム５２と排気装置５３の各制御バルブ５６，５８のオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）のタイミングとが示されている。
【００８５】
最初に、チャンバ本体５１は、ゲートバルブ５を開くことができる圧力ＰＶの減圧環境に維持されているものとする。ゲートバルブ５が開かれて、移載アーム５０がサセプタ１１にアクセスしてサセプタ１１からウエハＷを受け取り、ウエハＷがチャンバ本体５１に搬入されると、ゲートバルブ５が閉じられる。
【００８６】
ゲートバルブ５が閉じられる時間Ｔ０までの間、制御バルブ５６，５８は共にオフ状態となっている。但し、制御バルブ５８は、チャンバ本体５１が一定の減圧状態に維持されるように、例えば間欠的にオン状態とされていてもよい。
【００８７】
移載アーム５０のピック５４が保持したウエハＷは、基板処理部２でのエッチング処理によって帯電している可能性が高い。そこで、チャンバ本体５１の内部においてウエハＷを除電し、ウエハＷへの静電気力によるパーティクル付着を防止するために、以下の処理を行う。
【００８８】
ゲートバルブ５が閉じられると、移載アーム５０は、速やかに基板処理部２側から大気系搬送部３側へのウエハＷの搬送を開始する。ここでのウエハＷの搬送方法は、先に説明した、大気系搬送部３側から基板処理部２側へのウエハＷの搬送方法と同様とすることができる。
【００８９】
時間Ｔ０において、制御バルブ５６（及びイオン化装置６０）がオン状態となって、チャンバ本体５１へのイオン化ガスの供給が開始される。また、時間Ｔ０以降は、制御バルブ５８はオフ状態に維持される。これにより、チャンバ本体５１の圧力が上昇する。チャンバ本体５１の内部を拡散したイオン化ガスに含まれるイオンの電荷とウエハＷの表面電荷とが結合することでウエハＷは除電され、ウエハＷへの静電気力によるパーティクル付着が防止されるようになる。
【００９０】
チャンバ本体５１が大気圧となる時間Ｔ１において、ウエハＷはゲートバルブ６に近接した位置にまで搬送されており、ゲートバルブ６を開けば、移載アーム５０はピック５４が保持したウエハＷをローダモジュール４２に速やかに搬入できる状態となっていることが好ましい。これにより、搬送チャンバ４における搬送処理のスループットを高めることができる。
【００９１】
時間Ｔ１後、速やかにゲートバルブ６が開かれ、移載アーム５０がローダモジュール４２の内部にアクセスする。ピック５４に保持されたウエハＷは、搬送アーム４４のピック４５に受け渡された後、フープ４０内の所定位置に収容される。
【００９２】
次に、搬送チャンバ４の第４の圧力調整パターンについて、図５に示した模式図を参照して説明する。この第４の圧力調整パターンも、基板処理部２から大気系搬送部３へウエハＷを搬送する際に用いられるものである。図５には、チャンバ本体５１の圧力変化と、給気システム５２と排気装置５３の各制御バルブ５６，５８のオン／オフのタイミングとが示されている。
【００９３】
移載アーム５０によってウエハＷが処理チャンバ１０から取り出され、ゲートバルブ５が閉じられると、移載アーム５０によるウエハＷの搬送が開始される。ゲートバルブ５が閉じられた時間Ｔ０において、制御バルブ５６（及びイオン化装置６０）がオン状態となり、チャンバ本体５１へのイオン化ガスの供給が開始される。こうしてチャンバ本体５１の内部を拡散するイオン化ガスによって、ウエハＷの除電が開始される。
【００９４】
図５に示されるように、チャンバ本体５１が予め定められた圧力Ｐ１１に達した時間Ｔ１１において、制御バルブ５８をオン状態とすることで（真空ポンプ５７は常時稼動中である）、チャンバ本体５１の圧力変化を昇圧から減圧へと転じさせる。これにより、イオン化ガスはチャンバ本体５１の内部において天井側から底壁側へと向かって流れ、イオン化ガスに含まれるイオンがウエハＷに触れやすくなる。こうして、ウエハＷの除電を効果的に進めることができる。
【００９５】
続いて、チャンバ本体５１が予め定められた圧力Ｐ１２にまで下がった時間Ｔ１２において、制御バルブ５８をオフ状態とすることで、チャンバ本体５１の昇圧を再開させる。圧力Ｐ１２を高く（但し、Ｐ１１＞Ｐ１２）設定するとスループットが向上し、圧力Ｐ１２を低く設定するとイオン化ガスによる除電効果が大きくなる。圧力Ｐ１２は、ウエハＷの帯電状態を考慮して、適宜、適切な値に設定される。
【００９６】
時間Ｔ１２以降、チャンバ本体５１の昇圧と減圧とを図５に示す通りに交互に設けて、最終的に大気圧とする。大気圧に到達した時間Ｔ１３以降、制御バルブ５８はオフ状態で、制御バルブ５６とイオン化装置６０はオン状態で、それぞれ維持される。
【００９７】
時間Ｔ１３後にゲートバルブ６が開かれて、移載アーム５０のピック５４が保持したウエハＷは、ローダモジュール４２に搬入されて搬送アーム４４のピック４５に受け渡された後、フープ４０内の所定位置に収容される。
【００９８】
上述の通り、本発明によれば、ウエハＷとチャンバ本体５１の内部に存在するパーティクルとをイオン化ガスによって除電することができるため、ウエハＷへの静電気力によるパーティクル付着を防止することができる。給気システム５２を、チャンバ本体５１に供給するパージガスを利用してイオン化ガスを発生させる構成とすることで、装置構成が簡単になる。また、既存の基板処理システムにおけるパージガスの供給装置にイオン化装置を取り付けることによって、容易に給気システム５２を構築することができる。さらに、チャンバ本体５１の圧力変動を利用して、除電されたパーティクルをチャンバ本体５１から排出することにより、チャンバ本体５１の内部の清浄度が高められ、ウエハＷへの静電気力によるパーティクル付着をより効果的に防止することができるようになる。
【００９９】
本発明を基板処理部２での処理が終了したウエハＷの除電に用いることによって、フープ４０に収容されて次工程へ搬送された後のウエハＷに対して、静電気力によるパーティクル付着が起こり難くなる。一方、基板処理部２に搬入されるウエハＷを除電してウエハＷへの静電気力によるパーティクル付着を防止することによって、処理チャンバでの処理におけるパーティクルの影響を小さく抑えることができる。
【０１００】
さらに、チャンバ本体５１を大気圧環境から減圧環境へと移行させる間に一時的な昇圧を行うと、チャンバ本体５１の内部全体にイオン化ガスが拡散し、これによってチャンバ本体５１の内部に存在するパーティクルの除電を行うことができる。こうして除電されたパーティクルは次の減圧時にチャンバ本体５１から排出することができるため、チャンバ本体５１の内部の清浄度を高めることができる。この効果は、減圧環境から大気圧環境へと移行する際に、一時的な減圧を行うことによっても得ることができる。
【０１０１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、チャンバ本体５１にパージガスを供給する給気システム５２に、除電システムとしての機能を付与させて基板処理システム１を構成したが、パージガスの供給系とイオン化ガスの供給系とが、完全に分かれている構成としてもよい。
【０１０２】
また、上記説明では、チャンバ本体５１を大気圧環境から減圧環境へ移行するための圧力調整パターンとして、減圧と昇圧とを交互に行うパターンを取り上げたが、イオン化ガスをチャンバ本体５１に供給しながら、昇圧を行わずに連続的に減圧するパターンでも、ウエハＷを適切に除電してウエハＷへの静電気力によるパーティクル付着を防止することができ、また、スループットを高めることができる。
【０１０３】
一方、チャンバ本体５１を減圧環境から大気圧環境へ移行するための圧力調整パターンとして、イオン化ガスを連続して供給しながら昇圧と減圧とを交互に組み合わせたパターンを取り上げたが、減圧時にはイオン化ガスのチャンバ本体５１への供給を停止するようにしてもよい。
【０１０４】
さらに、上記説明では、基板処理部２はウエハＷにエッチング処理を施すとしたが、基板処理部はウエハＷに成膜処理や拡散処理を行うものであってもよい。さらに、上記説明では、被処理基板（除電対象物）として半導体ウエハを取り上げたが、被処理基板はこれに限定されるものではなく、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板やフォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等の各種基板であってもよい。
【０１０５】
また、本発明の目的は、上述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、コンピュータ（例えば、制御部）に供給し、コンピュータのＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
【０１０６】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した各実施の形態の機能を実現することになり、プログラムコード及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１０７】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムコードを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムコードは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることによりコンピュータに供給されてもよい。
【０１０８】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記各実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、ＣＰＵ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１０９】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１１０】
上記プログラムコードの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１ 基板処理システム
２ 基板処理部（減圧処理部）
３ 大気系搬送部（大気系保持部）
４ 搬送チャンバ
５，６ ゲートバルブ
１０ 処理チャンバ
１１ サセプタ
４０ フープ
４２ ローダモジュール
５０ 移載アーム
５１ チャンバ本体
５２ 給気システム
５３ 排気装置
５６ 制御バルブ
５７ 真空ポンプ
５８ 制御バルブ
５９ 排気口
６０ イオン化装置
６１ ブレイクフィルタ
Ｗ （半導体）ウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板を減圧環境において処理する減圧処理部と被処理基板を大気圧環境において保持する大気系保持部との間で被処理基板を搬送する搬送チャンバ、及び、該搬送チャンバ内における被処理基板へのパーティクル付着を防止するためのパーティクル付着防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体ウエハをドライエッチングするプラズマエッチング装置において、半導体ウエハを実際にエッチング処理する場である処理チャンバの内部は、常に真空環境に保持されている。一方、エッチング処理に供される半導体ウエハは、例えば、大気雰囲気において、フープ（ＦＯＵＰ；Front Opining Unified Pod）に収容された状態で、プラズマエッチング装置へ搬入される。
【０００３】
プラズマエッチング装置は、大気雰囲気においてフープを載置する載置部を備えており、フープから半導体ウエハを取り出して処理チャンバに搬入し、逆に、処理チャンバから半導体ウエハを取り出してフープに搬入するために、真空環境と大気圧環境との間で雰囲気調節が可能な搬送チャンバが、載置部と処理チャンバとの間に配設されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
載置部と搬送チャンバとの間及び搬送チャンバと処理チャンバとの間にはそれぞれ、第１ゲートバルブ及び第２ゲートバルブが設けられる。搬送チャンバ内を大気圧環境にして第２ゲートバルブを閉じたまま第１ゲートバルブを開き、半導体ウエハをフープから搬送チャンバに搬入し、その後、第１ゲートバルブを閉じる。次いで、搬送チャンバを処理チャンバと略同一圧力にまで減圧し、第１ゲートバルブを閉じたまま第２ゲートバルブを開いて、半導体ウエハを搬送チャンバから処理チャンバに搬入する。第２ゲートバルブを閉じ、処理チャンバにおいてエッチング処理を行った後、先に半導体ウエハをフープから処理チャンバに搬送したときの手順と逆の手順で、半導体ウエハの搬送が行われる。
【０００５】
こうした一連の処理において、搬送チャンバ内における半導体ウエハへのパーティクル付着が、半導体ウエハから製造される半導体デバイスの微細パターン化の進行に伴って大きな問題となってきている。そこで、特許文献１では、搬送チャンバ（特許文献１では「エアロック室」）の内壁に付着したパーティクルを除去するために、イオン流を発生させる除電器を搬送チャンバ内に配置している。
【０００６】
ここで、除電器は、搬送チャンバにイオン流を放出し、搬送チャンバの内壁に静電気力（クーロン力）によって付着しているパーティクルを、イオン流に含まれるイオンによって除電（静電気除去）し、該内壁から離脱させる。そして、搬送チャンバ内の気体を吸引手段によって外部に排出することにより、搬送チャンバからパーティクルを排出、除去している。
【０００７】
また、特許文献１では、こうして搬送チャンバの内壁に付着したパーティクルを排出、除去した後に、搬送チャンバに半導体ウエハを搬入し、半導体ウエハの上方に設けられた電極に、半導体ウエハの帯電状態を考慮した電圧を印加し、半導体ウエハに付着した帯電したパーティクルを電極に吸着させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３５３０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１には、搬送チャンバ内に配設された除電器での具体的なイオン発生方法について記載されていないが、イオン発生方法として、正イオンと負イオンとをバランスよく発生させる方法として優れているコロナ放電を用いることができると考えられ、また、紫外線（ＵＶ）やＸ線によるイオン発生方法を用いることもできると考えられる。
【００１０】
しかしながら、コロナ放電によるイオン発生方法を用いた場合には、放電によってパーティクルが発生し、発生したパーティクルが搬送チャンバ内に残留して、搬送チャンバ内に搬入された半導体ウエハに付着するおそれがある。
【００１１】
また、特許文献１では、半導体ウエハに付着したパーティクルを除去するために、別途、半導体ウエハの上空にパーティクルを静電吸着するための電極が設けられている。この場合、電極に高い電圧を印加するための電源が必要となり、装置の構成と制御が複雑になる。
【００１２】
ところで、特許文献１に開示された搬送チャンバは、上記構成から明らかなように、半導体ウエハ自体を除電するものではない。例えば、半導体ウエハは、プラズマエッチング等の処理によって帯電するため、帯電した半導体ウエハが減圧環境の搬送チャンバに戻されると、その静電気力によるパーティクル付着が起こりやすい状態となっている。また、大気圧環境にある半導体ウエハを大気圧環境の搬送チャンバに搬入するときにも、半導体ウエハは帯電している可能性がある。
【００１３】
ここで、半導体ウエハへのパーティクル付着については、パーティクルの粒径が小さくなるほど、静電気力による付着が支配的となる。そのため、今後のさらなる半導体デバイスの微細パターン化に対応するためには、半導体ウエハを除電し、さらに好ましくはパーティクルを除電して、半導体デバイスの生産上従来は大きな問題となっていなかったサイズの微小パーティクルの半導体ウエハへの付着を防止する必要がある。
【００１４】
しかし、特許文献１に開示された技術では、仮に、除電器によって発生させたイオンを半導体ウエハの除電に用いたとしても、コロナ放電によるイオン発生方法を用いた場合には、放電によって発生したパーティクルが半導体ウエハに付着したり、低圧状態において放電制御が困難になったりするという問題があり、また、紫外線（ＵＶ）やＸ線によるイオン発生方法を用いた場合には、半導体ウエハに紫外線等が照射されて半導体ウエハがダメージを受けるおそれがある。
【００１５】
本発明の目的は、被処理基板にダメージを与えることなく被処理基板を除電して被処理基板へのパーティクル付着を防止することができる搬送チャンバ及びパーティクル付着防止方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の搬送チャンバは、減圧環境において被処理基板に所定の処理を施す減圧処理部と被処理基板を大気圧環境において保持する大気系保持部との間に設けられ、前記減圧処理部と前記大気系保持部との間で前記被処理基板を搬送する搬送チャンバであって、前記被処理基板を収容するチャンバ本体と、前記チャンバ本体の内部を前記減圧環境にするために前記チャンバ本体からの排気を行う排気装置と、前記チャンバ本体の内部を前記大気圧環境にするために所定のガスを前記チャンバ本体に供給するガス供給装置と、前記所定のガスをイオン化するイオン化装置を前記チャンバ本体の外部に具備し、前記イオン化装置において発生させたイオン化ガスを前記チャンバ本体に供給するイオン化ガス供給装置と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の搬送チャンバは、請求項１記載の搬送チャンバにおいて、前記イオン化装置は前記ガス供給装置に取り付けられており、前記ガス供給装置によって前記チャンバ本体に供給されるガスが、前記イオン化装置によってイオン化されて前記チャンバ本体に供給されることを特徴とする。
【００１８】
また上記目的を達成するために、請求項３記載のパーティクル付着防止方法は、減圧環境において被処理基板に所定の処理を施す減圧処理部と被処理基板を大気圧環境において保持する大気系保持部との間に設けられ、内部が減圧環境と大気圧環境とで切り替え可能なチャンバ本体を備えた、前記減圧処理部と前記大気系保持部との間で被処理基板を搬送するための搬送チャンバを用いて前記減圧処理部と前記大気系保持部との間で前記被処理基板を搬送する際に、前記被処理基板へのパーティクル付着を防止する方法であって、前記チャンバ本体に被処理基板を収容する収容ステップと、前記チャンバ本体の外部で発生させたイオン化ガスを前記チャンバ本体に供給して前記被処理基板を除電するステップと、を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載のパーティクル付着防止方法は、請求項３記載のパーティクル付着防止方法において、前記収容ステップは、前記被処理基板が前記減圧処理部から前記チャンバ本体へ搬入されることにより行われ、前記除電ステップでは、前記チャンバ本体からの排気を伴う前記チャンバ本体への前記イオン化ガスの供給を行うことによって、前記チャンバ本体を前記減圧環境から前記大気圧環境へと移行させることを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載のパーティクル付着防止方法は、請求項３記載のパーティクル付着防止方法において、前記被処理基板が前記大気系保持部から前記チャンバ本体へ搬入されることにより行われ、前記除電ステップでは、前記チャンバ本体に前記イオン化ガスを供給しながら前記チャンバ本体からの排気を行うことによって、前記チャンバ本体の内部を前記大気圧環境から前記減圧環境へと移行させることを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載のパーティクル付着防止方法は、請求項５記載のパーティクル付着防止方法において、除電ステップにおいて、減圧と昇圧とを繰り返すことによって前記チャンバ本体の内部を前記大気圧環境から前記減圧環境へと移行させることを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載のパーティクル付着防止方法は、請求項３乃至６のいずれか１項に記載のパーティクル付着防止方法において、除電ステップでは、前記イオン化ガスとして、前記チャンバ本体の圧力を調整するために前記チャンバ本体に供給されるパージガスをイオン化させたガスを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１記載の搬送チャンバ及び請求項３記載のパーティクル付着防止方法によれば、被処理基板とチャンバ本体の内部に存在するパーティクルとをイオン化ガスによって除電することができるため、被処理基板への静電気力によるパーティクル付着を防止することができる。
【００２４】
請求項２記載の搬送チャンバによれば、ガス供給装置を利用してイオン化ガスを発生させることができるため、装置構成が複雑になることを抑制することができ、また、既存のガス供給装置にイオン化装置を取り付けることによって、簡単にイオン化ガス供給装置を構築することができる。
【００２５】
請求項４記載のパーティクル付着防止方法によれば、減圧処理部での処理が終了した被処理基板が除電されることによって、次工程への搬送過程において、被処理基板への静電気力によるパーティクル付着を防止することができる。
【００２６】
請求項５記載のパーティクル付着防止方法によれば、減圧処理部に搬入される被処理基板への静電気力によるパーティクル付着が防止されるため、減圧処理部での処理におけるパーティクルの影響を小さく抑えることができる。
【００２７】
請求項６記載のパーティクル付着防止方法によれば、大気圧環境から減圧環境へと移行する間に一時的な昇圧を行うことで、チャンバ本体の内部全体にイオン化ガスを拡散させて、チャンバ本体の内部に存在するパーティクルの除電を行うことができる。こうして除電されたパーティクルは次の減圧時にチャンバ本体から排出することができるため、チャンバ本体の内部の清浄度が高められる。
【００２８】
請求項７記載のパーティクル付着防止方法によれば、パージガスの供給系の他にイオン化ガスの供給系を設ける必要がないため、簡単な構成を有する装置を用いて被処理基板を除電し、被処理基板への静電気力によるパーティクル付着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る搬送チャンバを備えた基板処理システムの概略構成を示す垂直断面図である。
【図２】搬送チャンバの第１の圧力調整パターンを模式的に示す図である。
【図３】搬送チャンバの第２の圧力調整パターンを模式的に示す図である。
【図４】搬送チャンバの第３の圧力調整パターンを模式的に示す図である。
【図５】搬送チャンバの第４の圧力調整パターンを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態に係る搬送チャンバを備えた基板処理システムの概略構成を示す垂直断面図である。
【００３２】
基板処理システム１は、被処理基板としての半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）Ｗを１枚ずつプラズマエッチング処理（以下「エッチング処理」という）する、所謂、枚葉処理タイプのエッチング処理装置として構成されている。
【００３３】
図１に示されるように、この基板処理システム１は、ウエハＷにエッチング処理を施す基板処理部２と、所定枚数のウエハＷを格納する容器であるフープ４０に対してウエハＷを搬入出するための大気系搬送部３、基板処理部２と大気系搬送部３との間に配置され、基板処理部２と大気系搬送部３との間でウエハＷを搬送する搬送チャンバ４とを備えている。
【００３４】
大気系搬送部３は、所定数のフープ４０を載置する載置台４１と、載置台４１に載置されたフープ４０に対してウエハＷの搬入出を行うためのローダモジュール４２とを有している。
【００３５】
フープ４０は、その開閉扉（図示せず）をローダモジュール４２側に向けて載置台４１に載置される。ローダモジュール４２において載置台４１に載置されるフープ４０と対面する壁面には、フープ４０の開閉扉（図示せず）と係合可能なシャッタ（図示せず）により開閉される窓部（図示せず）が設けられている。フープ４０の開閉扉と上記シャッタとを一体的に移動させて上記窓部を開口することにより、フープ４０の内部とローダモジュール４２の内部とが連通する。
【００３６】
フープ４０は、一般的に、２５枚のウエハＷを水平姿勢で等間隔に保持する構造となっている。ローダモジュール４２は直方体状の箱状物であり、その内部においてウエハＷを搬送するために、ローダモジュール４２の内部には、フープ４０の内部にアクセス可能なスカラタイプの搬送装置４３が設けられている。
【００３７】
搬送装置４３は、フープ４０内でのウエハＷの収容状態（正常に収容されているウエハＷの位置、ウエハＷの段ずれや飛び出し等の異常）及び枚数を確認するマッピングを行うために、屈伸可能に構成された多関節腕状のマッピングアーム４６を備えている。マッピングアーム４６の先端には、このようなマッピングを行うセンサとして、例えば、半導体レーザ等を用いた非接触式センサ（図示せず）を備えている。
【００３８】
マッピングアーム４６の基端は、搬送装置４３の基部４７から立設された支柱４８に沿って昇降する昇降台４９に連結されており、上記非接触センサをフープ４０から所定距離に位置させた状態で、昇降台４９を駆動してマッピングアーム４６を上昇又は下降させることにより、マッピングを行う。
【００３９】
搬送装置４３は、基端が昇降台４９に連結され、屈伸可能に構成された多関節構造を有する搬送アーム４４を備えている。搬送アーム４４は、その先端に設けられたピック４５でウエハＷを保持することができる構造となっており、マッピングの結果に従ってフープ４０内の所定の高さにアクセスし、フープ４０内のウエハＷを搬出したり、保持したウエハＷをフープ４０に搬入したりする。
【００４０】
支柱４８は旋回可能であり、これにより、搬送アーム４４のピック４５は、図１に示されているフープ４０側のみでなく、搬送チャンバ４側にもアクセスできるようになっており、これにより、大気系搬送部３と搬送チャンバ４との間でのウエハＷを受け渡し可能にしている。
【００４１】
搬送チャンバ４の構成については後に詳細に説明することとし、ここで、基板処理部２について簡単に説明する。
【００４２】
基板処理部２には、ウエハＷをエッチング処理する処理室を構成する処理チャンバ１０が配置されている。処理チャンバ１０の内部には、ウエハＷを載置するステージとして、また、プラズマを発生させる電極として機能するサセプタ１１が設けられており、また、サセプタ１１に載置されたウエハＷに対して処理ガスを放出するシャワーヘッド３３が、処理チャンバ１０の内部の天井近傍に配置されている。
【００４３】
処理チャンバ１０の底壁には排気口１２が形成されており、この排気口１２に取り付けられた真空ポンプ（図示せず）等の減圧手段を用いて、処理チャンバ１０を減圧環境に維持することができるようになっている。
【００４４】
サセプタ１１には、高周波電源１８が整合器（図示せず）を介して接続されており、高周波電源１８は、所定の高周波電力をサセプタ１１に印加する。こうしてサセプタ１１は下部電極として機能する。
【００４５】
また、サセプタ１１の内部上方には、ウエハＷを静電吸着力で吸着するための導電膜からなる電極板１３が埋設されており、電極板１３には直流電源（図示せず）が電気的に接続されている。電極板１３に直流電圧が印加されることによって発生するクーロン力又はジョンソン・ラーベック（Johnsen-Rahbek）力によって、ウエハＷは、サセプタ１１の上面に吸着保持される。
【００４６】
なお、サセプタ１１は、フォーカスリング、冷却機構、ウエハＷの裏面へのガス供給機構、サセプタ１１に対するウエハＷの搬入出のためのウエハ昇降機構等を備えているが、これらについての説明は省略する。
【００４７】
シャワーヘッド３３は接地（アース）されており、シャワーヘッド３３とサセプタ１１とで一対の電極が構成され、シャワーヘッド３３は接地電極として機能する。シャワーヘッド３３にはガス供給管３８を通して処理ガスやＮ２ガス等のガスが供給され、シャワーヘッド３３の下面に形成された多数のガス通気孔（図示せず）からサセプタ１１に載置されたウエハＷに向けて、上記ガスが放出される。シャワーヘッド３３からのガス放出量は、ガス供給管３８に設けられたＭＦＣ（Mass Flow Controller）３９により調節される。
【００４８】
シャワーヘッド３３から一定量の処理ガスをウエハＷに向けて放出しながら、処理チャンバ１０を所定の減圧環境に維持し、同時に、サセプタ１１に所定の電圧を印加することによって、サセプタ１１とシャワーヘッド３３との間に処理ガスのプラズマを発生させる。プラズマ中のイオンは、サセプタ１１とシャワーヘッド３３との間の電界によってウエハＷへ誘引され、ウエハＷにエッチング処理が施される。
【００４９】
次に、搬送チャンバ４の構成について詳細に説明する。
【００５０】
搬送チャンバ４は、内部を大気圧環境と減圧環境とで切り替え可能に構成されたチャンバ本体５１を有している。なお、「搬送チャンバ４」とは、チャンバ本体５１とこれに付随して配設されている各種装置等を含むものとする。
【００５１】
チャンバ本体５１と処理チャンバ１０との間にはゲートバルブ５が、チャンバ本体５１とローダモジュール４２の間にはゲートバルブ６が、それぞれ設けられている。ゲートバルブ６は、チャンバ本体５１が大気圧環境となっている状態で開かれ、このとき、大気系搬送部３と搬送チャンバ４との間（ローダモジュール４２とチャンバ本体５１との間）でのウエハＷの搬送が可能になる。一方、ゲートバルブ６を閉じた状態とすることで、ローダモジュール４２を大気圧環境に維持しながら、チャンバ本体５１を減圧環境に維持することができる。
【００５２】
ゲートバルブ５は、処理チャンバ１０が一定の減圧環境に常時維持されているため、チャンバ本体５１が減圧環境となっている状態で開かれ、このとき、基板処理部２と搬送チャンバ４との間（処理チャンバ１０とチャンバ本体５１との間）でのウエハＷの搬送が可能になる。ゲートバルブ５は、基板処理部２と搬送チャンバ４との間でのウエハＷの搬送時以外は、閉じられた状態に維持される。
【００５３】
チャンバ本体５１の内部には、屈伸及び旋回自在に構成された移載アーム５０（搬送装置）が配設されている。移載アーム５０としては、複数の腕部からなるスカラタイプの搬送アームを用いることができ、その先端に取り付けられたピック５４がウエハＷを載置保持する。ゲートバルブ６を開いた状態で、ピック５４がローダモジュール４２に進入し、ピック４５とピック５４との間でウエハＷの受け渡しが行われる。また、ゲートバルブ５を開いた状態で、ピック５４が処理チャンバ１０に進入し、サセプタ１１とピック５４との間でウエハＷの受け渡しが行われる。なお、移載アーム５０は、フロッグレッグタイプやダブルアームタイプのものであってもよい。
【００５４】
チャンバ本体５１の底壁には排気口５９が設けられており、チャンバ本体５１を減圧環境とするための排気装置５３が排気口５９に取り付けられている。排気装置５３は、排気口５９に取り付けられた排気管に設けられた真空ポンプ５７と制御バルブ５８とを備えている。排気装置５３の排気量は、真空ポンプ５７の最大排気能力を超えない限りにおいて、制御バルブ５８の絞りを制御することによって、連続的かつ任意に変化させることができる。なお、図１には排気口５９は１箇所のみ示されているが、排気口５９は複数箇所に設けられている。
【００５５】
チャンバ本体５１には、チャンバ本体５１を大気圧環境とするためのガス（パージガス）をチャンバ本体５１に供給するガス供給装置として機能し、かつ、以下に説明する通り、パージガスをイオン化してイオン化ガスを生成し、生成したイオン化ガスをチャンバ本体５１に供給するイオン化ガス供給装置として機能する、給気システム５２が設けられている。
【００５６】
給気システム５２は、ドライエアやＮ２ガス、Ａｒガス、Ｏ２ガス等のガスから１種又は複数種のガスを選択し、制御バルブ５６によって各種ガスの流量を調節してチャンバ本体５１に供給するガス供給ライン５５と、チャンバ本体５１の外側に配置され、ガス供給ライン５５を通して供給されるガスをイオン化してイオン化ガスを発生させるイオン化装置６０と、イオン化装置６０からガス供給ライン５５を通して送出されるイオン化ガスをチャンバ本体５１の内部で放出するためのブレイクフィルタ６１とを備えている。
【００５７】
チャンバ本体５１へのガス供給量の調節を司る制御バルブ５６と、チャンバ本体５１からの排気量の調節を司る制御バルブ５８とを適切に制御することにより、チャンバ本体５１の内部圧力の調節（減圧速度調節、昇圧速度調節、圧力維持調節）が自在に行われる。
【００５８】
イオン化装置６０は、ガス供給ライン５５によって供給されるガスを、コロナ放電やＵＶ照射、Ｘ線照射等の各種方法によってイオン化し、イオン化ガスを生成させる。「イオン化ガス」とは、ガスの分子の一部がイオン化された状態でガス全体の中に包含されているガスを指す。イオン化装置６０は、複数のイオン化方法の実行手段を備えていてもよく、ガス種に応じてイオン化方法が適宜選択されるように構成されていてもよい。イオン化装置６０は、生成させたイオンを効率よくウエハＷへの到達させるために、好ましくは、チャンバ本体５１の外側においてチャンバ本体５１に近接して配置される。
【００５９】
ブレイクフィルタ６１は、例えば、長さが２００ｍｍの網状金属製フィルタであり、ガス放出面積を大きくすることができるので、放出するガスの流れを減速することができる。これにより、広範囲にわたって均一にガスを放出することができ、チャンバ本体５１の内部におけるパーティクルの巻き上げを防止することができる。また、ブレイクフィルタ６１を用いることで、チャンバ本体５１を昇圧する際に、圧力を均一に上昇させることができる。
【００６０】
図１に示されるように、ブレイクフィルタ６１をウエハＷの上空（チャンバ本体５１の内部天井近傍）に設け、チャンバ本体５１の底壁に排気口５９を設けることにより、後述するように、ブレイクフィルタ６１からガスを放出させながら排気口５９からの排気を行った際に、ブレイクフィルタ６１から放出されたイオン化ガスが、ウエハＷに触れた後に排気口５９へ流れるように、イオン化ガスの流れを形成することができる。これにより、イオン化ガスを効率的にウエハＷに供給して、ウエハＷの除電を促進することができる。
【００６１】
なお、チャンバ本体５１の内部におけるガス放出には、ブレイクフィルタ６１を必ず用いなければならないわけではなく、基板処理部２で用いられているシャワーヘッド３３のように、ウエハＷの上面に向けてガスを放出する構造のものを用いてもよい。ブレイクフィルタ６１のようにチャンバ本体５１の内部においてイオン化ガスを放出するために用いられる部材は、イオン化ガスに含まれるイオンの中性分子への変化が起こりにくい材質からなり、また、イオン寿命が長く維持される構造を有するものが好適である。
【００６２】
上記の通りに構成された基板処理システム１は、制御部（図示せず）よってコンピュータ制御されており、ウエハＷに対して所定のレシピに従う処理を施すためのプログラム（ソフトウェア）が実行されることにより、基板処理システム１を構成する各種の可動部が稼動して、ウエハＷが処理される。
【００６３】
次に、搬送チャンバ４におけるウエハＷの搬送過程において、ウエハＷを除電し、ウエハＷへのパーティクル付着を防止する方法について説明する。
【００６４】
最初に、ウエハＷを大気系搬送部３から基板処理部２へ搬送する際のウエハＷへのパーティクル付着防止方法について説明する。
【００６５】
図２は、搬送チャンバの第１の圧力調整パターンを示す模式図である。図２には、チャンバ本体５１の圧力変化と、給気システム５２と排気装置５３の各制御バルブ５６，５８のオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）のタイミングとが示されている。
【００６６】
制御バルブ５６は、ガス流量を連続的かつ任意に変化させることができるが、本実施の形態では、一定流量でガスを流す「オン状態」と、ガスを流さない「オフ状態」との間での切り替えのみを行うこととする。これと同様に、制御バルブ５８が「オン状態」のときに排気が行われ、「オフ状態」では排気が行われないものとする。また、以下に説明する全ての圧力調整パターン（図２〜図５）について、イオン化装置６０は、制御バルブ５６がオフ状態のときには動作せず（オフ状態）、制御バルブ５６がオン状態のときに動作してイオン化ガスを発生させる（オン状態）ものとする。
【００６７】
最初に、給気システム５２によって、例えば、Ｎ２ガスがパージガスとしてチャンバ本体５１に供給されており、これによって、チャンバ本体５１は大気圧環境に維持されているものとする。この状態でゲートバルブ６が開かれて、ウエハＷがピック４５からピック５４へ移載され、その後、ゲートバルブ６が閉じられる。ゲートバルブ６が閉じられる時間ｔ０までの間、排気装置５３の真空ポンプ５７は動作しているが、制御バルブ５８はオフ状態となっており、そのため、チャンバ本体５１が減圧されることはない。
【００６８】
イオン化装置６０は、時間ｔ０までの間、オン状態となっている。この場合において、チャンバ本体５１の内部圧力がローダモジュール４２の内部圧力よりも、若干、陽圧となるようにしておくと、ローダモジュール４２からチャンバ本体５１への空気の流入に起因するパーティクルの進入を防ぐことができる。また、イオン化ガスがゲートバルブ６を通してチャンバ本体５１からローダモジュール４２へと流入し、さらにフープ４０内に流入することによって、ピック４５に保持されたウエハＷやフープ４０内のウエハＷが除電される効果が期待できる。但し、この効果はイオン化ガスにおけるイオンの寿命（イオンから中性の分子になるまでの時間）に依存する。
【００６９】
ピック５４に保持されたウエハＷは帯電している可能性がある。そこで、チャンバ本体５１の内部においてウエハＷを除電し、静電気力によるウエハＷへのパーティクル付着を防止するために、以下の処理を行う。
【００７０】
ゲートバルブ６が閉じられると、速やかに、移載アーム５０は、大気系搬送部３側から基板処理部２側へのウエハＷの搬送（ローダモジュール４２から処理チャンバ１０へのウエハＷの搬送）を開始する。ウエハＷの搬送速度は、チャンバ本体５１の圧力がゲートバルブ５を開くことができる目標圧力ＰＶまで下がる時間ｔ３に合わせて設定される。ウエハＷの搬送は、一定速度で連続的に行われてもよいし、チャンバ本体５１の中央部等で一時停止する状態を設けることにより行われてもよい。
【００７１】
また、ゲートバルブ６が閉じられると、制御バルブ５８が速やかにオン状態となって排気が始まり、チャンバ本体５１の減圧が始まる。制御バルブ５６はオン状態に維持されており、チャンバ本体５１へのイオン化ガスの供給は引き続き行われている。当然に、排気装置５３による排気量は、給気システム５２による給気量よりも大きい。
【００７２】
チャンバ本体５１の減圧中は、チャンバ本体５１の内部において、イオン化ガスが、ブレイクフィルタ６１が配設されている天井側から、排気口５９が設けられている底壁に向かって流れやすくなる。そのため、イオン化ガスを効率的にウエハＷに触れさせることができ、ウエハＷの表面電荷とイオンの電荷との結合によって、ウエハＷの除電が進行する。こうして、ウエハＷへの静電気力によるパーティクル付着を防止することができる。
【００７３】
また、チャンバ本体５１の内部に存在する帯電したパーティクルが、イオン化ガスに含まれるイオンによって除電される。こうして除電されたパーティクルは、ウエハＷやチャンバ本体５１の内部部材に対して付着し難くなり、また、排気されやすくなる。こうして、ウエハＷへのパーティクル付着を防止することができる。
【００７４】
続いて、チャンバ本体５１が、予め定められた圧力Ｐ１に達した時間ｔ１で、制御バルブ５８をオフ状態にする。一方、制御バルブ５６はＯＮ状態に維持され、チャンバ本体５１へのイオン化ガスの供給は続けられている。そのため、チャンバ本体５１の圧力が上昇し始める。
【００７５】
このとき、イオン化ガスがチャンバ本体５１の内部おいて均一に拡散し、チャンバ本体５１の内部において浮遊しているパーティクルやチャンバ本体５１の内壁に静電気力によって付着しているパーティクルを除電することができる。こうして除電されたパーティクルは、次にチャンバ本体５１を減圧する際に、排気口５９から排出されやすくなる。また、イオン化ガスによってウエハＷやチャンバ本体５１の内部部材を除電することができ、これらへのパーティクル付着を防止することができる。
【００７６】
チャンバ本体５１が予め定められた圧力Ｐ２に達した時間ｔ２で、制御バルブ５８が再びオン状態とされ、チャンバ本体５１の減圧が再開される。圧力Ｐ２を低く設定するとスループットの低下が抑制され、高く設定するとチャンバ本体５１に供給されるイオン化ガス量が多くなって、上記したパーティクルの除電効果等が大きくなる。圧力Ｐ２は、ウエハＷの帯電状態を考慮して、適宜、適切な値に設定される。
【００７７】
時間ｔ２以降は、チャンバ本体５１の減圧と昇圧とを図２に示す通りに交互に設けてウエハＷの除電を進め、最終的な目標圧力ＰＶに到達した時間ｔ３で、制御バルブ５６，５８及びイオン化装置６０をオフ状態とし、チャンバ本体５１の圧力を維持する。時間ｔ３において、ウエハＷはゲートバルブ５に近接した位置にまで搬送されており、ゲートバルブ５を開けば、移載アーム５０はピック５４が保持したウエハＷを処理チャンバ１０に速やかに搬入できる状態となっていることが好ましい。これにより、搬送チャンバ４における搬送処理のスループットを高めることができる。
【００７８】
時間ｔ３後、速やかにゲートバルブ５が開かれ、移載アーム５０が処理チャンバ１０の内部にアクセスして、ピック５４に保持されたウエハＷはサセプタ１１に載置され、ゲートバルブ５が閉じられた後に、処理チャンバ１０でのウエハＷのエッチング処理が開始される。
【００７９】
次に、搬送チャンバ４の第２の圧力調整パターンについて、図３に示した模式図を参照して説明する。この第２の圧力調整パターンも、大気系搬送部３から基板処理部２へウエハＷを搬送する際に用いられるものである。図３には、チャンバ本体５１の圧力変化と、給気システム５２と排気装置５３の各制御バルブ５６，５８のオン／オフのタイミングとが示されている。
【００８０】
図２と図３とを対比すると明らかなように、図２に示される第１の圧力調整パターンと図３に示される第２の圧力調整パターンとでは、給気システム５２での制御バルブ５６のオン状態／オフ状態の切り替えに相違点がある。すなわち、第１の圧力調整パターンでは、常時、チャンバ本体５１にイオン化ガスが供給されるが、第２の圧力調整パターンでは、チャンバ本体５１の減圧時にチャンバ本体５１へのイオン化ガスの供給が停止される。
【００８１】
これにより、第２の圧力調整パターンにおける減圧時の減圧速度は、第１の圧力調整パターンにおける減圧時の減圧速度よりも速くなる。図２，３から明らかなように、第２の圧力調整パターンでは、減圧を一時停止する圧力（例えば、圧力Ｐ１）と、昇圧を中止する圧力（例えば、圧力Ｐ２）を、第１の圧力調整パターンの場合と同じとしている。そのため、第２の圧力調整パターンでの目標圧力ＰＶへの到達時間ｔ１３は、第１の圧力調整パターンの場合の到達時間ｔ３よりも早くなっており、スループットが向上している。
【００８２】
この第２の圧力調整パターンでも、大気圧から目標圧力ＰＶへの減圧過程に昇圧期間（例えば、時間ｔ１１〜ｔ１２間）を設けているため、チャンバ本体５１の内部でイオン化ガスを拡散させて、ウエハＷの除電を行うことができる。なお、この第２の圧力調整パターンでは、減圧速度が速くなることによって生じる時間の短縮分を、イオン化ガスの供給量を増やすための時間に充ててもよい。
【００８３】
続いて、ウエハＷを基板処理部２から大気系搬送部３へ搬送する際のウエハＷへのパーティクル付着防止方法について説明する。
【００８４】
図４は、搬送チャンバの第３の圧力調整パターンを示す模式図である。図４には、チャンバ本体５１の圧力変化と、給気システム５２と排気装置５３の各制御バルブ５６，５８のオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）のタイミングとが示されている。
【００８５】
最初に、チャンバ本体５１は、ゲートバルブ５を開くことができる圧力ＰＶの減圧環境に維持されているものとする。ゲートバルブ５が開かれて、移載アーム５０がサセプタ１１にアクセスしてサセプタ１１からウエハＷを受け取り、ウエハＷがチャンバ本体５１に搬入されると、ゲートバルブ５が閉じられる。
【００８６】
ゲートバルブ５が閉じられる時間Ｔ０までの間、制御バルブ５６，５８は共にオフ状態となっている。但し、制御バルブ５８は、チャンバ本体５１が一定の減圧状態に維持されるように、例えば間欠的にオン状態とされていてもよい。
【００８７】
移載アーム５０のピック５４が保持したウエハＷは、基板処理部２でのエッチング処理によって帯電している可能性が高い。そこで、チャンバ本体５１の内部においてウエハＷを除電し、ウエハＷへの静電気力によるパーティクル付着を防止するために、以下の処理を行う。
【００８８】
ゲートバルブ５が閉じられると、移載アーム５０は、速やかに基板処理部２側から大気系搬送部３側へのウエハＷの搬送を開始する。ここでのウエハＷの搬送方法は、先に説明した、大気系搬送部３側から基板処理部２側へのウエハＷの搬送方法と同様とすることができる。
【００８９】
時間Ｔ０において、制御バルブ５６（及びイオン化装置６０）がオン状態となって、チャンバ本体５１へのイオン化ガスの供給が開始される。また、時間Ｔ０以降は、制御バルブ５８はオフ状態に維持される。これにより、チャンバ本体５１の圧力が上昇する。チャンバ本体５１の内部を拡散したイオン化ガスに含まれるイオンの電荷とウエハＷの表面電荷とが結合することでウエハＷは除電され、ウエハＷへの静電気力によるパーティクル付着が防止されるようになる。
【００９０】
チャンバ本体５１が大気圧となる時間Ｔ１において、ウエハＷはゲートバルブ６に近接した位置にまで搬送されており、ゲートバルブ６を開けば、移載アーム５０はピック５４が保持したウエハＷをローダモジュール４２に速やかに搬入できる状態となっていることが好ましい。これにより、搬送チャンバ４における搬送処理のスループットを高めることができる。
【００９１】
時間Ｔ１後、速やかにゲートバルブ６が開かれ、移載アーム５０がローダモジュール４２の内部にアクセスする。ピック５４に保持されたウエハＷは、搬送アーム４４のピック４５に受け渡された後、フープ４０内の所定位置に収容される。
【００９２】
次に、搬送チャンバ４の第４の圧力調整パターンについて、図５に示した模式図を参照して説明する。この第４の圧力調整パターンも、基板処理部２から大気系搬送部３へウエハＷを搬送する際に用いられるものである。図５には、チャンバ本体５１の圧力変化と、給気システム５２と排気装置５３の各制御バルブ５６，５８のオン／オフのタイミングとが示されている。
【００９３】
移載アーム５０によってウエハＷが処理チャンバ１０から取り出され、ゲートバルブ５が閉じられると、移載アーム５０によるウエハＷの搬送が開始される。ゲートバルブ５が閉じられた時間Ｔ０において、制御バルブ５６（及びイオン化装置６０）がオン状態となり、チャンバ本体５１へのイオン化ガスの供給が開始される。こうしてチャンバ本体５１の内部を拡散するイオン化ガスによって、ウエハＷの除電が開始される。
【００９４】
図５に示されるように、チャンバ本体５１が予め定められた圧力Ｐ１１に達した時間Ｔ１１において、制御バルブ５８をオン状態とすることで（真空ポンプ５７は常時稼動中である）、チャンバ本体５１の圧力変化を昇圧から減圧へと転じさせる。これにより、イオン化ガスはチャンバ本体５１の内部において天井側から底壁側へと向かって流れ、イオン化ガスに含まれるイオンがウエハＷに触れやすくなる。こうして、ウエハＷの除電を効果的に進めることができる。
【００９５】
続いて、チャンバ本体５１が予め定められた圧力Ｐ１２にまで下がった時間Ｔ１２において、制御バルブ５８をオフ状態とすることで、チャンバ本体５１の昇圧を再開させる。圧力Ｐ１２を高く（但し、Ｐ１１＞Ｐ１２）設定するとスループットが向上し、圧力Ｐ１２を低く設定するとイオン化ガスによる除電効果が大きくなる。圧力Ｐ１２は、ウエハＷの帯電状態を考慮して、適宜、適切な値に設定される。
【００９６】
時間Ｔ１２以降、チャンバ本体５１の昇圧と減圧とを図５に示す通りに交互に設けて、最終的に大気圧とする。大気圧に到達した時間Ｔ１３以降、制御バルブ５８はオフ状態で、制御バルブ５６とイオン化装置６０はオン状態で、それぞれ維持される。
【００９７】
時間Ｔ１３後にゲートバルブ６が開かれて、移載アーム５０のピック５４が保持したウエハＷは、ローダモジュール４２に搬入されて搬送アーム４４のピック４５に受け渡された後、フープ４０内の所定位置に収容される。
【００９８】
上述の通り、本発明によれば、ウエハＷとチャンバ本体５１の内部に存在するパーティクルとをイオン化ガスによって除電することができるため、ウエハＷへの静電気力によるパーティクル付着を防止することができる。給気システム５２を、チャンバ本体５１に供給するパージガスを利用してイオン化ガスを発生させる構成とすることで、装置構成が簡単になる。また、既存の基板処理システムにおけるパージガスの供給装置にイオン化装置を取り付けることによって、容易に給気システム５２を構築することができる。さらに、チャンバ本体５１の圧力変動を利用して、除電されたパーティクルをチャンバ本体５１から排出することにより、チャンバ本体５１の内部の清浄度が高められ、ウエハＷへの静電気力によるパーティクル付着をより効果的に防止することができるようになる。
【００９９】
本発明を基板処理部２での処理が終了したウエハＷの除電に用いることによって、フープ４０に収容されて次工程へ搬送された後のウエハＷに対して、静電気力によるパーティクル付着が起こり難くなる。一方、基板処理部２に搬入されるウエハＷを除電してウエハＷへの静電気力によるパーティクル付着を防止することによって、処理チャンバでの処理におけるパーティクルの影響を小さく抑えることができる。
【０１００】
さらに、チャンバ本体５１を大気圧環境から減圧環境へと移行させる間に一時的な昇圧を行うと、チャンバ本体５１の内部全体にイオン化ガスが拡散し、これによってチャンバ本体５１の内部に存在するパーティクルの除電を行うことができる。こうして除電されたパーティクルは次の減圧時にチャンバ本体５１から排出することができるため、チャンバ本体５１の内部の清浄度を高めることができる。この効果は、減圧環境から大気圧環境へと移行する際に、一時的な減圧を行うことによっても得ることができる。
【０１０１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、チャンバ本体５１にパージガスを供給する給気システム５２に、除電システムとしての機能を付与させて基板処理システム１を構成したが、パージガスの供給系とイオン化ガスの供給系とが、完全に分かれている構成としてもよい。
【０１０２】
また、上記説明では、チャンバ本体５１を大気圧環境から減圧環境へ移行するための圧力調整パターンとして、減圧と昇圧とを交互に行うパターンを取り上げたが、イオン化ガスをチャンバ本体５１に供給しながら、昇圧を行わずに連続的に減圧するパターンでも、ウエハＷを適切に除電してウエハＷへの静電気力によるパーティクル付着を防止することができ、また、スループットを高めることができる。
【０１０３】
一方、チャンバ本体５１を減圧環境から大気圧環境へ移行するための圧力調整パターンとして、イオン化ガスを連続して供給しながら昇圧と減圧とを交互に組み合わせたパターンを取り上げたが、減圧時にはイオン化ガスのチャンバ本体５１への供給を停止するようにしてもよい。
【０１０４】
さらに、上記説明では、基板処理部２はウエハＷにエッチング処理を施すとしたが、基板処理部はウエハＷに成膜処理や拡散処理を行うものであってもよい。さらに、上記説明では、被処理基板（除電対象物）として半導体ウエハを取り上げたが、被処理基板はこれに限定されるものではなく、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板やフォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等の各種基板であってもよい。
【０１０５】
また、本発明の目的は、上述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、コンピュータ（例えば、制御部）に供給し、コンピュータのＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
【０１０６】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した各実施の形態の機能を実現することになり、プログラムコード及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１０７】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムコードを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムコードは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることによりコンピュータに供給されてもよい。
【０１０８】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記各実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、ＣＰＵ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１０９】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１１０】
上記プログラムコードの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１ 基板処理システム
２ 基板処理部（減圧処理部）
３ 大気系搬送部（大気系保持部）
４ 搬送チャンバ
５，６ ゲートバルブ
１０ 処理チャンバ
１１ サセプタ
４０ フープ
４２ ローダモジュール
５０ 移載アーム
５１ チャンバ本体
５２ 給気システム
５３ 排気装置
５６ 制御バルブ
５７ 真空ポンプ
５８ 制御バルブ
５９ 排気口
６０ イオン化装置
６１ ブレイクフィルタ
Ｗ （半導体）ウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧環境において被処理基板に所定の処理を施す減圧処理部と被処理基板を大気圧環境において保持する大気系保持部との間に設けられ、前記減圧処理部と前記大気系保持部との間で前記被処理基板を搬送する搬送チャンバであって、
前記被処理基板を収容するチャンバ本体と、
前記チャンバ本体の内部を前記減圧環境にするために前記チャンバ本体からの排気を行う排気装置と、
前記チャンバ本体の内部を前記大気圧環境にするために所定のガスを前記チャンバ本体に供給するガス供給装置と、
前記所定のガスをイオン化するイオン化装置を前記チャンバ本体の外部に具備し、前記イオン化装置において発生させたイオン化ガスを前記チャンバ本体に供給するイオン化ガス供給装置と、
を備えることを特徴とする搬送チャンバ。
【請求項２】
前記イオン化装置は前記ガス供給装置に取り付けられており、
前記ガス供給装置によって前記チャンバ本体に供給されるガスが、前記イオン化装置によってイオン化されて前記チャンバ本体に供給されることを特徴とする請求項１記載の搬送チャンバ。
【請求項３】
減圧環境において被処理基板に所定の処理を施す減圧処理部と被処理基板を大気圧環境において保持する大気系保持部との間に設けられ、内部が減圧環境と大気圧環境とで切り替え可能なチャンバ本体を備えた、前記減圧処理部と前記大気系保持部との間で被処理基板を搬送するための搬送チャンバを用いて前記減圧処理部と前記大気系保持部との間で前記被処理基板を搬送する際に、前記被処理基板へのパーティクル付着を防止する方法であって、
前記チャンバ本体に被処理基板を収容する収容ステップと、
前記チャンバ本体の外部で発生させたイオン化ガスを前記チャンバ本体に供給して前記被処理基板を除電するステップと、
を有することを特徴とするパーティクル付着防止方法。
【請求項４】
前記収容ステップは、前記被処理基板が前記減圧処理部から前記チャンバ本体へ搬入されることにより行われ、
前記除電ステップでは、前記チャンバ本体からの排気を伴う前記チャンバ本体への前記イオン化ガスの供給を行うことによって、前記チャンバ本体を前記減圧環境から前記大気圧環境へと移行させることを特徴とする請求項３記載のパーティクル付着防止方法。
【請求項５】
前記収容ステップは、前記被処理基板が前記大気系保持部から前記チャンバ本体へ搬入されることにより行われ、
前記除電ステップでは、前記チャンバ本体に前記イオン化ガスを供給しながら前記チャンバ本体からの排気を行うことによって、前記チャンバ本体の内部を前記大気圧環境から前記減圧環境へと移行させることを特徴とする請求項３記載のパーティクル付着防止方法。
【請求項６】
前記除電ステップにおいて、減圧と昇圧とを繰り返すことによって前記チャンバ本体の内部を前記大気圧環境から前記減圧環境へと移行させることを特徴とする請求項５記載のパーティクル付着防止方法。
【請求項７】
前記除電ステップでは、前記イオン化ガスとして、前記チャンバ本体の圧力を調整するために前記チャンバ本体に供給されるパージガスをイオン化させたガスを用いることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のパーティクル付着防止方法。
【請求項１】
減圧環境において被処理基板に所定の処理を施す減圧処理部と被処理基板を大気圧環境において保持する大気系保持部との間に設けられ、前記減圧処理部と前記大気系保持部との間で前記被処理基板を搬送する搬送チャンバであって、
前記被処理基板を収容するチャンバ本体と、
前記チャンバ本体の内部を前記減圧環境にするために前記チャンバ本体からの排気を行う排気装置と、
前記チャンバ本体の内部を前記大気圧環境にするために所定のガスを前記チャンバ本体に供給するガス供給装置と、
前記所定のガスをイオン化するイオン化装置を前記チャンバ本体の外部に具備し、前記イオン化装置において発生させたイオン化ガスを前記チャンバ本体に供給するイオン化ガス供給装置と、
を備えることを特徴とする搬送チャンバ。
【請求項２】
前記イオン化装置は前記ガス供給装置に取り付けられており、
前記ガス供給装置によって前記チャンバ本体に供給されるガスが、前記イオン化装置によってイオン化されて前記チャンバ本体に供給されることを特徴とする請求項１記載の搬送チャンバ。
【請求項３】
減圧環境において被処理基板に所定の処理を施す減圧処理部と被処理基板を大気圧環境において保持する大気系保持部との間に設けられ、内部が減圧環境と大気圧環境とで切り替え可能なチャンバ本体を備えた、前記減圧処理部と前記大気系保持部との間で被処理基板を搬送するための搬送チャンバを用いて前記減圧処理部と前記大気系保持部との間で前記被処理基板を搬送する際に、前記被処理基板へのパーティクル付着を防止する方法であって、
前記チャンバ本体に被処理基板を収容する収容ステップと、
前記チャンバ本体の外部で発生させたイオン化ガスを前記チャンバ本体に供給して前記被処理基板を除電するステップと、
を有することを特徴とするパーティクル付着防止方法。
【請求項４】
前記収容ステップは、前記被処理基板が前記減圧処理部から前記チャンバ本体へ搬入されることにより行われ、
前記除電ステップでは、前記チャンバ本体からの排気を伴う前記チャンバ本体への前記イオン化ガスの供給を行うことによって、前記チャンバ本体を前記減圧環境から前記大気圧環境へと移行させることを特徴とする請求項３記載のパーティクル付着防止方法。
【請求項５】
前記収容ステップは、前記被処理基板が前記大気系保持部から前記チャンバ本体へ搬入されることにより行われ、
前記除電ステップでは、前記チャンバ本体に前記イオン化ガスを供給しながら前記チャンバ本体からの排気を行うことによって、前記チャンバ本体の内部を前記大気圧環境から前記減圧環境へと移行させることを特徴とする請求項３記載のパーティクル付着防止方法。
【請求項６】
前記除電ステップにおいて、減圧と昇圧とを繰り返すことによって前記チャンバ本体の内部を前記大気圧環境から前記減圧環境へと移行させることを特徴とする請求項５記載のパーティクル付着防止方法。
【請求項７】
前記除電ステップでは、前記イオン化ガスとして、前記チャンバ本体の圧力を調整するために前記チャンバ本体に供給されるパージガスをイオン化させたガスを用いることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のパーティクル付着防止方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１８３００５（Ｐ２０１０−１８３００５Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７３６９（Ｐ２００９−２７３６９）
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【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２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【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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