JP4916140B2 - Vacuum processing system - Google Patents
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Description
本発明は、減圧状態において被処理体に所望の処理を施す真空処理システムに係り、特にロードロック室を備える真空処理システムに関する。 The present invention relates to a vacuum processing system that performs a desired process on an object to be processed in a reduced pressure state, and more particularly to a vacuum processing system including a load lock chamber.
クラスタツールの真空処理システムは、プロセスの一貫化、連結化あるいは複合化をはかるために複数の処理室を搬送室の周りに配置するマルチチャンバ装置であり、典型的には半導体製造装置で採用されている(例えば、特許文献1参照)。各処理室内では、被処理体に対して成膜処理、クリーニング処理、ドライエッチング処理等の種々のプロセスが減圧下で行われる。搬送室の搬送機構による各処理室への被処理体の搬入出を減圧下で行うことから、搬送室の室内も常時減圧状態に保たれる。このような減圧状態の主搬送室へ未処理の被処理体を大気空間から搬入するために、そしてシステム内で一連の真空処理を終えた被処理体を減圧状態の搬送室から大気空間へ搬出するために、主搬送室にインタフェースとしてロードロック室が接続される。 A cluster tool vacuum processing system is a multi-chamber device in which a plurality of processing chambers are arranged around a transfer chamber in order to achieve process coherence, connection or combination, and is typically employed in semiconductor manufacturing equipment. (For example, refer to Patent Document 1). In each processing chamber, various processes such as a film forming process, a cleaning process, and a dry etching process are performed on the target object under reduced pressure. Since the object to be processed is carried into and out of each processing chamber by the transfer mechanism of the transfer chamber under reduced pressure, the inside of the transfer chamber is also always kept in a reduced pressure state. In order to carry an untreated object to be processed from the atmospheric space into the main transfer chamber in such a reduced pressure state, the processed object that has been subjected to a series of vacuum processing in the system is carried out from the reduced pressure transfer chamber to the atmospheric space. For this purpose, a load lock chamber is connected to the main transfer chamber as an interface.
未処理の被処理体たとえば半導体ウエハは、大気圧下でロードロック室に搬入される。ロードロック室は、未処理の半導体ウエハを搬入すると、大気側のゲートバルブを閉じて真空引きし、室内を大気状態から真空状態に切り替える。一定時間の経過後に、ロードロック室の真空側のゲートバルブが開いて、搬送室の搬送機構が該半導体ウエハをロードロック室から取り出す。この後、この半導体ウエハは、搬送室の搬送機構によりシステム内の複数の処理室に所定の順序で渡り歩きのように搬送され、各処理室内で所要の処理を受ける。そして、システム内で一連の処理が済むと、その処理済みの半導体ウエハは搬送室から真空状態のロードロック室へ戻される。その後、ロードロック室は真空状態から大気圧状態に切り替えられ、大気側のゲートバルブが開いて、処理済みの半導体ウエハが大気空間へ搬出される。 An unprocessed object such as a semiconductor wafer is carried into the load lock chamber under atmospheric pressure. In the load lock chamber, when an unprocessed semiconductor wafer is loaded, the gate valve on the atmosphere side is closed and a vacuum is drawn to switch the chamber from the atmospheric state to the vacuum state. After a certain period of time, the gate valve on the vacuum side of the load lock chamber is opened, and the transfer mechanism in the transfer chamber takes out the semiconductor wafer from the load lock chamber. Thereafter, the semiconductor wafer is transferred in a predetermined order to a plurality of processing chambers in the system by the transfer mechanism of the transfer chamber and is subjected to a required process in each processing chamber. When a series of processing is completed in the system, the processed semiconductor wafer is returned from the transfer chamber to the vacuum load lock chamber. Thereafter, the load lock chamber is switched from the vacuum state to the atmospheric pressure state, the gate valve on the atmosphere side is opened, and the processed semiconductor wafer is carried out to the atmosphere space.
上記のようなクラスタツール方式は、半導体デバイスの微細化、高性能化に伴う多種真空プロセスのインライン化のために益々多用されている。そして、プロセスの高精度化に応じて高真空度(10-4Pa以下)のプロセス処理が指向されており、システム内の各処理室内の圧力は益々低くなっている。また、システムの稼動中は常時真空引きされる搬送室の室内も例えば10mTorr(約1.33Pa)以下の圧力に保持されるようになっている。ロードロック室は、上述したように大気圧状態と真空状態との間で選択的に切り替えできる構造になっており、大気圧状態から真空状態にする場合に真空引きされる。
しかしながら、真空処理システムにおいては、システム内の可動部または擦動部等から発生する有機物が被処理体に付着するという有機物汚染の問題が顕在化している。特に、クラスタツールの真空処理システムにおいては、システム内の工程数が多いために全処理時間つまり被処理体滞在時間が長いうえ、各室のスペースは比較的狭いため、システム内の何処かで発生ないし浮遊する有機物が被処理体に付着する確率は大気下のクリーンルーム内で浮遊する有機物が被処理体に付着する確率よりもはるかに高い。このような有機物の付着ないし汚染は、処理室内の成膜処理、エッチング加工等のプロセスの信頼性や製造歩留まりを大きく低下させる。特に、真空封止用に使用されるOリングあるいはベアリング等に施すグリースから発生または飛散する有機物、あるいは搬送機構(たとえば搬送ベルト)から発生する有機物、あるいは洗浄不良等による処理室内の各部表面に付着した有機物が被処理体の表面に付着するとその除去が難しく、また被処理面の不良領域が広くなることから、製造歩留りの低下を顕著なものにする。 However, in the vacuum processing system, a problem of organic matter contamination in which organic matter generated from a movable part or a rubbing part in the system adheres to the object to be treated has become apparent. In particular, in a cluster tool vacuum processing system, the total number of processes in the system is large, so the total processing time, that is, the stay time of the workpiece, is long, and the space in each chamber is relatively small, so it occurs somewhere in the system. The probability that the floating organic substance adheres to the object to be processed is much higher than the probability that the organic substance floating in the clean room under the atmosphere adheres to the object to be processed. Such adhesion or contamination of the organic matter greatly reduces the reliability of the process such as the film formation process and the etching process in the processing chamber and the manufacturing yield. In particular, organic substances generated or scattered from grease applied to O-rings or bearings used for vacuum sealing, organic substances generated from a transport mechanism (for example, a transport belt), or adhered to the surface of each part in the processing chamber due to poor cleaning, etc. When the organic matter adheres to the surface of the object to be processed, it is difficult to remove the organic substance and the defective area of the surface to be processed becomes wide, so that the manufacturing yield is significantly reduced.
本発明者は、実験および検討を重ねた結果、クラスタツールの真空処理システムにおいては特にロードロック室内で被処理体が有機物汚染を受け易いことを見い出した。 As a result of repeated experiments and examinations, the present inventor has found that the object to be processed is easily contaminated with organic matter particularly in the load lock chamber in the vacuum processing system of the cluster tool.
本発明は、上述したような従来技術の問題点および事情に鑑みてなされたものであって、システム内(特に、ロードロック室内)で被処理体が有機物汚染を受けないようにした真空処理システムを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems and circumstances of the prior art as described above, and is a vacuum processing system in which an object to be processed is not contaminated with organic matter in the system (particularly in a load lock chamber). The purpose is to provide.
上記の目的を達成するために、本発明の第1の真空処理システムは、室内が減圧状態に保たれ、室内と隣室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられている搬送室と、前記搬送室に隣接して設けられ、減圧下の室内で被処理体に所定の処理が行われる真空処理室と、前記搬送室に隣接して設けられ、室内が選択的に大気状態または減圧状態に切り換えられ、大気空間と前記搬送室との間で転送される被処理体を一時的に留め置くロードロック室と、前記ロードロック室を減圧排気する第1の排気部と、前記ロードロック室内にパージガスを供給する第1のパージガス供給部と、前記ロードロック室内の圧力を制御するために、前記第1の排気部の排気動作および前記第1のパージガス供給部のパージガス供給動作の少なくとも一方を制御する制御部とを有し、前記ロードロック室に、前記被処理体を1枚単位で載置するための複数の貫通孔を有する載置台と、前記載置台を支持する筒状のベースと、前記筒状ベースの内側で前記載置台の複数の貫通孔をそれぞれ貫通して昇降移動可能に構成された複数のリフトピンを有するリフトピン機構と、前記筒状ベースの内側の前記リフトピン機構と前記ロードロック室の下の大気空間に設けられている昇降駆動部とを接続する昇降駆動軸と、前記昇降駆動軸に対して室内の真空気密を保つために前記ロードロック室の底部に設けられるシール部材と、前記第1のパージガス供給部からのパージガスを室内に導入するために前記載置台より高い位置に設けられるガス導入孔と、室内のガスを前記第1の排気部へ送るために前記載置台より低く、かつ前記シール部材に近接した位置に設けられる排気口とを備え、前記排気口が前記筒状ベースの外側に設けられ、前記筒状ベースの側壁に周回方向に所定の間隔を置いて複数の開口が形成されている。
In order to achieve the above object, a first vacuum processing system of the present invention is a transport in which a chamber is kept in a reduced pressure state and a transport mechanism is provided for transporting an object to be processed between the chamber and an adjacent chamber. A chamber, a vacuum processing chamber provided adjacent to the transfer chamber, in which predetermined processing is performed on an object to be processed in a room under reduced pressure, and a chamber provided adjacent to the transfer chamber, wherein the chamber is selectively in an atmospheric state. Alternatively, a load lock chamber that is switched to a depressurized state and temporarily holds an object to be transferred between the atmospheric space and the transfer chamber, a first exhaust unit that evacuates the load lock chamber, and A first purge gas supply section for supplying purge gas into the load lock chamber; and an exhaust operation of the first exhaust section and a purge gas supply operation of the first purge gas supply section for controlling the pressure in the load lock chamber. At least one Possess a Gosuru control unit, the load lock chamber, wherein the mounting table having a plurality of through-holes for mounting the object to be processed by a single unit, a cylindrical base supporting the mounting table A lift pin mechanism having a plurality of lift pins configured to be movable up and down through the plurality of through holes of the mounting base inside the cylindrical base, and the lift pin mechanism and the load inside the cylindrical base An elevating drive shaft for connecting an elevating drive unit provided in an atmospheric space below the lock chamber, and a seal member provided at the bottom of the load lock chamber in order to keep a vacuum airtight in the room with respect to the elevating drive shaft A gas introduction hole provided at a position higher than the mounting table for introducing the purge gas from the first purge gas supply unit into the room, and the mounting table for sending the indoor gas to the first exhaust unit. And an exhaust port provided at a position close to the seal member, the exhaust port being provided on the outside of the cylindrical base, with a predetermined interval in the circumferential direction on the side wall of the cylindrical base A plurality of openings are formed.
また、本発明の第2の真空処理システムは、室内と隣室との間で被処理体の搬送を行う搬送機構が設けられている搬送室と、前記搬送室に隣接して設けられ、減圧下の室内で被処理体に所定の処理が行われる真空処理室と、前記搬送室に隣接して設けられ、室内が選択的に大気状態または減圧状態に切り換えられ、大気空間と前記搬送室との間で転送される被処理体を一時的に留め置くロードロック室と、前記ロードロック室を減圧排気する第1の排気部と、前記ロードロック室内にパージガスを供給する第1のパージガス供給部と、前記ロードロック室内の圧力を制御するために、前記第1の排気部の排気動作および前記第1のパージガス供給部のパージガス供給動作の少なくとも一方を制御する第1の制御部と、前記搬送室を減圧排気する第2の排気部と、前記搬送室室内にパージガスを供給する第2のパージガス供給部と、前記搬送室内の圧力を制御するために、前記第2の排気部の排気動作および前記第2のパージガス供給部のパージガス供給動作の少なくとも一方を制御する第2の制御部とを有し、前記ロードロック室に、前記被処理体を1枚単位で載置するための複数の貫通孔を有する載置台と、前記載置台を支持する筒状のベースと、前記筒状ベースの内側で前記載置台の複数の貫通孔をそれぞれ貫通して昇降移動可能に構成された複数のリフトピンを有するリフトピン機構と、前記筒状ベースの内側の前記リフトピン機構と前記ロードロック室の下の大気空間に設けられている昇降駆動部とを接続する昇降駆動軸と、前記昇降駆動軸に対して室内の真空気密を保つために前記ロードロック室の底部に設けられるシール部材と、前記第1のパージガス供給部からのパージガスを室内に導入するために前記載置台より高い位置に設けられるガス導入孔と、室内のガスを前記第1の排気部へ送るために前記載置台より低く、かつ前記シール部材に近接した位置に設けられる排気口とを備え、前記排気口が前記筒状ベースの外側に設けられ、前記筒状ベースの側壁に周回方向に所定の間隔を置いて複数の開口が形成されている。
The second vacuum processing system of the present invention is provided with a transfer chamber provided with a transfer mechanism for transferring an object to be processed between a room and an adjacent chamber, and adjacent to the transfer chamber, and is under reduced pressure. A vacuum processing chamber in which predetermined processing is performed on the object to be processed in the chamber, and adjacent to the transfer chamber, the chamber is selectively switched to an atmospheric state or a reduced pressure state, and the atmosphere space and the transfer chamber A load lock chamber that temporarily holds the object to be transferred between the first and second exhaust units, a first exhaust unit that evacuates the load lock chamber, and a first purge gas supply unit that supplies purge gas into the load lock chamber. A first control unit that controls at least one of an exhaust operation of the first exhaust unit and a purge gas supply operation of the first purge gas supply unit in order to control the pressure in the load lock chamber; and the transfer chamber Evacuate A second exhaust unit, a second purge gas supply unit that supplies purge gas into the transfer chamber, and an exhaust operation of the second exhaust unit and the second purge gas to control the pressure in the transfer chamber And a second control unit that controls at least one of purge gas supply operations of the supply unit, and a mounting table that has a plurality of through holes in the load lock chamber for mounting the objects to be processed one by one. And a cylindrical base for supporting the mounting table, and a lift pin mechanism having a plurality of lift pins configured to be movable up and down through the plurality of through holes of the mounting table inside the cylindrical base, A lift drive shaft that connects the lift pin mechanism inside the cylindrical base and a lift drive unit provided in an atmospheric space below the load lock chamber, and maintains a vacuum airtight in the chamber with respect to the lift drive shaft For this purpose, a seal member provided at the bottom of the load lock chamber, a gas introduction hole provided at a position higher than the mounting table for introducing the purge gas from the first purge gas supply unit into the room, and gas in the room An exhaust port provided at a position lower than the mounting table and close to the seal member for sending to the first exhaust unit, the exhaust port being provided outside the cylindrical base, and the cylindrical shape A plurality of openings are formed in the side wall of the base at predetermined intervals in the circumferential direction.
上記の構成においては、真空処理システム内で、特にロードロック室内で有機系部材から有機物が脱離して、それが飛散ないし浮遊しても、パージガスによって有機物の平均自由行程が抑制され、あるいはパージガスと一緒に有機物が効果的にロードロック室の外に排出されるので、被処理体表面への有機物の付着が効果的に抑制される。特に、リフトピン昇降用の昇降駆動軸に対して室内の真空気密を保つためにロードロック室の底部に設けられるシール部材から有機物が発生もしくは飛散しても、リフトピンを通す載置台の貫通孔を通って被処理体へ向かうのではなくてパージガスと一緒に筒状ベースの開口を通って速やかに排気口へ送られ、第1の排気部により排出される。このことにより、被処理体表面への有機物の付着が一層効果的に抑制される。
Oite to the above configuration, in a vacuum processing system, in particular away organics from organic member leaving a load lock chamber, it is also scattered or floating, the mean free path of the organic material is suppressed by the purge gas, or Since the organic substance is effectively discharged out of the load lock chamber together with the purge gas, adhesion of the organic substance to the surface of the object to be processed is effectively suppressed. In particular, even if organic matter is generated or scattered from the seal member provided at the bottom of the load lock chamber in order to maintain a vacuum tightness in the room with respect to the lift drive shaft for lifting the lift pin, it passes through the through hole of the mounting table through which the lift pin passes. Instead of going to the object to be processed, it is quickly sent to the exhaust port together with the purge gas through the opening of the cylindrical base, and is discharged by the first exhaust part. Thereby, the adhesion of organic substances to the surface of the object to be processed is further effectively suppressed.
本発明の好適な一態様によれば、ロードロック室内の圧力を搬送室内の圧力よりも高くする。ここで、ロードロック室内の圧力を数十〜数百Paに制御する。また、搬送室内の圧力を数十〜数百Paに制御する。かかる圧力条件において、ロードロック室および搬送室のいずれにおいても、被処理体表面に有機物が付着するのを最大限に防止ないし低減できると共に、両室間の開閉部を開けた際にロードロック室から搬送室へパージガスが流れ込むので、搬送室内の有機物がロードロック室に入るのを確実に防止することができる。 According to a preferred aspect of the present invention, the pressure in the load lock chamber is made higher than the pressure in the transfer chamber. Here, the pressure in the load lock chamber is controlled to several tens to several hundreds Pa. Further, the pressure in the transfer chamber is controlled to several tens to several hundreds Pa. Under such pressure conditions, in both the load lock chamber and the transfer chamber, it is possible to prevent or reduce organic substances from adhering to the surface of the object to the maximum, and when the opening / closing part between the two chambers is opened, the load lock chamber Since purge gas flows into the transfer chamber from the inside, it is possible to reliably prevent the organic matter in the transfer chamber from entering the load lock chamber.
本発明の好適な一態様によれば、ロードロック室に、被処理体を1枚単位で載置するための複数の貫通孔を有する載置台と、この載置台の複数の貫通孔をそれぞれ貫通して昇降移動可能に構成された複数のリフトピンを有するリフトピン機構と、このリフトピン機構とロードロック室の下の大気空間に設けられている昇降駆動部とを接続する昇降駆動軸と、この昇降駆動軸に対して室内の真空気密を保つためにロードロック室の底部に設けられるシール部材と、第1のパージガス供給部からのパージガスを室内に導入するために載置台より高い位置に設けられるガス導入孔と、室内のガスを第1の排気部へ送るために載置台より低く、かつシール部材に近接した位置に設けられる排気口とが設けられる。 According to a preferred aspect of the present invention, the load lock chamber has a plurality of through holes for mounting the objects to be processed in units of one sheet, and each of the plurality of through holes of the mounting table is penetrated. A lift pin mechanism having a plurality of lift pins configured to be movable up and down, a lift drive shaft that connects the lift pin mechanism and a lift drive unit provided in an atmospheric space under the load lock chamber, and the lift drive A seal member provided at the bottom of the load lock chamber to maintain a vacuum tightness in the room with respect to the shaft, and a gas introduction provided at a position higher than the mounting table for introducing the purge gas from the first purge gas supply unit into the room A hole and an exhaust port provided at a position lower than the mounting table and close to the seal member are provided in order to send indoor gas to the first exhaust unit.
この場合、載置台が、熱伝導率の高いクーリングプレートで構成されてよい。また、ロードロック室内でガス導入孔より導入されたパージガスの一部がシール部材の付近を通って排気口へ流れるようにするのが好ましい。 In this case, the mounting table may be composed of a cooling plate having a high thermal conductivity. Further, it is preferable that a part of the purge gas introduced from the gas introduction hole in the load lock chamber flows through the vicinity of the seal member to the exhaust port.
本発明の真空処理システムによれば、上記のような構成および作用により、真空処理システム内に有機系部材あるいは有機物が存在しても被処理体の有機物汚染を顕著に減少させることができる。 According to the vacuum processing system of the present invention, the organic matter contamination of the object to be processed can be remarkably reduced by the configuration and operation as described above even if organic members or organic substances are present in the vacuum processing system.
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
図1に、本発明の一実施形態に係るクラスタツールの真空処理システムの構成を示す。この真空処理システムは、クリーンルーム内に設置され、搬送室10を有する例えば六角形のトランスファ・モジュールTMの周りに4つのプロセス・モジュールPM1,PM2,PM3,PM4と2つのロードロック・モジュールLLM1,LLM2とをクラスタ状に配置している。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a vacuum processing system for a cluster tool according to an embodiment of the present invention. This vacuum processing system is installed in a clean room and has, for example, four process modules PM 1 , PM 2 , PM 3 , PM 4 and two load locks around a hexagonal transfer module TM having a
プロセス・モジュールPM1,PM2,PM3,PM4は、室内の圧力が個別に設定ないし制御される真空処理室(プロセス・チャンバ)12,14,16,18をそれぞれ有している。ロードロック・モジュールLLM1,LLM2は、後述するように室内を大気圧状態または真空状態に選択的に切り換えられるロードロック室20,22をそれぞれ有している。真空処理室12,14,16,18はそれぞれゲートバルブGV1,GV2,GV3,GV4を介して搬送室10に連結されている。ロードロック室20,22はそれぞれゲートバルブGVT,GVTを介して搬送室10に連結されている。トランスファ・モジュールTMの搬送室10の室内は所定圧力の減圧状態に維持される。また、その室内には、旋回および伸縮可能な一対の搬送アーム24,26を有する真空搬送ロボット28が設けられている。
The process modules PM 1 , PM 2 , PM 3 , and PM 4 have vacuum processing chambers (process chambers) 12, 14, 16, and 18 in which chamber pressures are individually set or controlled. The load lock modules LLM 1 and LLM 2 respectively have
プロセス・モジュールPM1,PM2,PM3,PM4は、各々の処理チャンバ12,14,16,18内で所定の用力(処理ガス、高周波等)を用いて所要の枚葉処理、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)、ALD(Atomic Layer Deposition)あるいはPVD(Physical Vapor Deposition)等の成膜処理、熱処理、半導体ウエハ表面のクリーニング処理、ドライエッチング加工等を行うようになっている。
The process modules PM 1 , PM 2 , PM 3 , and PM 4 use a predetermined utility (processing gas, high frequency, etc.) in each
ロードロック・モジュールLLM1,LLM2のロードロック室20,22においても、後述するような圧力および雰囲気制御が行われる。これらのロードロック室20,22は、トランスファ・モジュールTM側からみて反対側の大気圧下にあるローダ・モジュールLMのウエハ搬送室30にゲートバルブGVR,GVRを介して連結されている。
Also in the
ローダ・モジュールLMと隣接してロードポートLPおよびオリフラ合わせ機構ORTが設けられている。ロードポートLPは、外部搬送車との間で例えば1バッチ25枚の半導体ウエハWを収納可能なウエハカセットCRの投入、払出しに用いられる。オリフラ合わせ機構ORTは、半導体ウエハWのオリエンテーションまたはノッチを所定の位置または向きに合わせるために用いられる。 A load port LP and an orientation flat aligning mechanism ORT are provided adjacent to the loader module LM. The load port LP is used for loading and unloading a wafer cassette CR that can store, for example, 25 batches of semiconductor wafers W with an external transfer vehicle. The orientation flat alignment mechanism ORT is used to align the orientation or notch of the semiconductor wafer W with a predetermined position or orientation.
ローダ・モジュールLM内に設けられている大気搬送ロボット32は、伸縮可能な搬送アームを有し、リニアガイド(リニアスライダ)34上で水平方向に移動可能であるとともに、昇降・旋回可能であり、ロードポートLP、オリフラ合わせ機構ORTおよびロードロック・モジュールLLM1,LLM2の間を行き来して半導体ウエハWを枚葉単位(あるいはバッチ単位)で搬送する。ここで、大気搬送ロボット32は、それぞれのウエハカセットCR前面に設けられているLPドア(不図示)の開状態においてウエハWをローダ・モジュールLM内に搬入する。リニアガイド34は、例えば永久磁石からなるマグネット、駆動用磁気コイルおよびスケールヘッド等で構成され、ホストコントローラからのコマンドに応じて大気搬送ロボット32の直線運動制御を行う。
The
図2に、ロードロック・モジュールLLM1,LLM2のロードロック室20,22内の圧力およびトランスファ・モジュールTMの搬送室10内の圧力を制御するための圧力制御機構の構成を示す。
FIG. 2 shows a configuration of a pressure control mechanism for controlling the pressure in the
ロードロック室20(22)には、排気バルブ36を介して排気機構38が接続されている。この排気機構38は、ドライポンプやターボ分子ポンプ等の排気ポンプを備えており、ロードロック室20(22)の室内を真空排気することができる。
An
また、ロードロック室20(22)には、並列接続された流量調整バルブ40または開閉バルブ42を介して、パージガス供給部44より所定のパージガス例えばN2ガスが供給されるようになっている。流量調整バルブ40は、コントローラ48によりバルブ開度を制御される。この流量調整は、ロードロック室20(22)内の圧力を計測する真空計46の出力信号を基にフィードバック制御で行われる。開閉バルブ42は、ロードロック室20(22)内を減圧状態からパージガス供給によって大気圧状態に移すときに開けられる。開閉バルブ42および排気バルブ36は図示しない別のコントローラによって制御される。
A predetermined purge gas, for example, N 2 gas is supplied from the purge
ロードロック室20(22)内に半導体ウエハWが滞在している間は、排気機構38が室内を一定の排気量で排気し、コントローラ48、真空計46および流量調整バルブ40がパージガス供給部44から供給されるパージガスの流量を制御し、ロードロック室20(22)内の圧力が設定値に保たれる。ここで、ロードロック室20(22)内の設定圧力は、有機物汚染の防止ないし低減に有効な数十Pa〜数百Paの圧力範囲内に選ばれ、しかも後述するトランスファ・モジュールTMの搬送室10内の圧力よりも高く、好ましくはその1倍〜2倍の範囲内に選ばれてよい。
While the semiconductor wafer W stays in the load lock chamber 20 (22), the
トランスファ・モジュールTMの搬送室10にも、排気バルブ50を介して排気機構52が接続されている。この排気機構52は、ドライポンプやターボ分子ポンプ等の排気ポンプを備えており、搬送室10の室内を真空排気することができる。また、この搬送室10にも、並列接続された流量調整バルブ54および開閉バルブ56を介して、パージガス供給部58より所定のパージガス例えばN2ガスが供給される。流量調整バルブ54は、搬送室10内の圧力を計測する真空計60の出力信号をフィードバック信号としてコントローラ62により制御される。開閉バルブ56は、通常は閉状態に固定され、メンテナンス作業で搬送室10内を大気圧状態にする際に開けられる。排気バルブ50および開閉バルブ56は図示しない別のコントローラによって制御される。
An
この真空処理システムが稼動している間は、排気機構52が室内を一定の排気量で排気し、コントローラ62、真空計60および流量調整バルブ54によりパージガス供給部58から供給されるパージガスの流量が制御され、搬送室10内の圧力が設定値に保たれる。この搬送室10内の設定圧力は、上述したようにロードロック室20の圧力よりも低くするのが好適であり、有機物汚染の防止ないし低減に有効な数十〜数百Paの圧力範囲内に選ばれてよい。
While the vacuum processing system is in operation, the
図3および図4に、この実施形態におけるロードロック・モジュールLLM1の構成を示す。他方のロードロック・モジュールLLM2も同じ構成を有している。以下、ロードロック・モジュールLLM1について説明し、ロードロック・モジュールLLM2の説明は省略する。 3 and 4 show the configuration of the load lock module LLM 1 in this embodiment. The other load lock module LLM 2 has the same configuration. Hereinafter, the load lock module LLM 1 will be described, and the description of the load lock module LLM 2 will be omitted.
ロードロック・モジュールLLM1のロードロック室20は、例えばアルミニウムまたはステンレスからなり、室内には半導体ウエハWを載置するためのウエハ載置台Sが設置されている。このウエハ載置台Sは、熱伝導率の高い材質たとえばアルミニウム板からなるクーリングプレートとして構成されており、プレートの複数個所たとえば3箇所に各々リフトピン66を通すための穴64が形成されている。各リフトピン66は、ウエハ載置台Sの下に配置されている水平支持板68に垂直に固定されている。この水平支持板68は、ロードロック室20の下の大気中に設置されている昇降駆動部72に昇降駆動軸70を介して接続されている。昇降駆動軸70は、ロードロック室20の底部に取り付けられたシール部74によって室内に気密に導入されている。昇降駆動部72は、たとえばエアシリンダを備えており、昇降駆動部72および水平支持板68を介してリフトピン66をウエハ載置台S上に出没可能に昇降移動させる。
The
ウエハ載置台Sは、ロードロック室20の底面に固定された円筒状のベース78の上面に固定されている。この円筒状ベース78は、熱伝導率の高い材質たとえばアルミニウムなどの金属あるいは窒化アルミニウムなどのセラミックからなり、その底面の中心部には昇降駆動軸70を通す開口80が形成されており、側壁にはパージガスを流通させるための開口82が周回方向に所定の間隔を置いて複数箇所に形成されている。
The wafer mounting table S is fixed to the upper surface of a
ロードロック室20の底部20aの側壁に隣接する一箇所に排気ポート84が設けられている。この排気ポート84には、排気管85を介して排気機構38が接続されている。
An
さらに、ロードロック室20の底部20aにおいて、排気ポート84と略対角線をなす箇所からパージガス供給管86が室内に引き込まれている。このパージガス供給管86はロードロック室20の天井付近の高さ位置まで垂直上方に延びて頂部付近で水平に折曲しており、その終端部に多数のガス吐出孔88aを周面に有する筒状のパージガスノズル88が取り付けられている。パージガス供給管86は、パージガス供給部44に接続されている。
Further, a purge
ここで、この実施形態における真空処理システム内の主要な動作を説明する。 Here, main operations in the vacuum processing system in this embodiment will be described.
図1において、先ずローダ・モジュールLMの大気搬送ロボット32がいずれかのロードポートLPに装入されたウエハカセットCRから未処理の半導体ウエハWを1枚取り出し、オリフラ合わせ機構ORTを経由して、ゲートバルブGVRが開いている方のロードロック室たとえばロードロック室20に該未処理の半導体ウエハWを搬入する。このときロードロック室20の室内は大気圧状態になっており、リフトピン66が載置台Sの上に突出して大気搬送ロボット32から半導体ウエハWを受け取り、受け取った位置で半導体ウエハWをそのまま水平に支持する。
In FIG. 1, first, the
ロードロック室20は、上記のようにして未処理の半導体ウエハWが搬入されると、直後にローダ・モジュールLM側のゲートバルブGVRが閉じられ、室内が大気圧状態から減圧状態に切り換えられる。
The
図5Aに、ロードロック室20(22)に係る圧力制御シーケンスの一実施例を示す。時刻t1の直前で、ローダ・モジュールLM側のゲートバルブGVRは開いており、流量調整バルブ40は全閉状態、開閉バルブ42は開状態、排気バルブ36は閉状態になっている。時刻t1でローダ・モジュールLM側のゲートバルブGVRが閉じられる。そして、直後の時刻t2で、排気バルブ36が開状態に切り換えられ、排気機構38による真空引きが始まる。更に、数秒後の時刻t3で、開閉バルブ42が閉状態になり、コントローラ48が流量調整バルブ40のバルブ開度制御を開始する。このようにして、ロードロック室20の室内は、パージガス供給機構44からパージガスが供給されながら排気機構38による真空排気が行われ、数十Pa〜数百Paの範囲内の設定圧力に到達するようになる。
FIG. 5A shows an embodiment of a pressure control sequence related to the load lock chamber 20 (22). Immediately prior to time t 1, the loader module gate valve GV R of LM side is open, the flow
ここで、パージガスは高純度の例えばN2ガスであり、パージガス中の水分および酸素の分圧は10-4Pa以下が好適である。図5Aに示すように、時刻t1の前後で開閉バルブ42が開状態になっており、ロードロック室20内はN2ガス雰囲気になっている。このことにより、ローダ・モジュールLMのウエハ搬送室30内にある大気中の水分あるいは酸素がロードロック室20内に侵入するのを効果的に抑制することができる。
Here, the purge gas is, for example, high purity N 2 gas, and the partial pressure of moisture and oxygen in the purge gas is preferably 10 −4 Pa or less. As shown in FIG. 5A, the opening / closing
ロードロック室20内の圧力を真空の設定圧力に到達させるには、図6の実線に示すように、大気圧から設定圧力値に向かって徐々に減少させる。この排気制御では、コントローラ48が、真空計46からの圧力計測値をフィードバックさせて流量調整バルブ40のバルブ開度を全開から徐々に下げる。
In order to make the pressure in the
別の真空排気制御方法として、図6の点線に示すように、急速排気でいったん設定圧力値よりも相当低い圧力まで下げてから徐々に設定圧力値まで増大させる手法もある。この場合、ロードロック室20内の圧力が最も低くなる値つまり極小圧力値は、例えば100Pa〜10-4Paである。
As another evacuation control method, as shown by a dotted line in FIG. 6, there is a technique in which rapid evacuation is once reduced to a pressure considerably lower than the set pressure value and then gradually increased to the set pressure value. In this case, the value at which the pressure in the
上記2通りの排気制御方法のいずれであっても、ローダ・モジュールLMのウエハ搬送室30からロードロック室20にウエハWを搬入する際に、たとえウエハ搬送室30の大気中水分あるいは酸素がロードロック室20内に入ってきても、それらの成分をロードロック室20の外に効果的に排出することができる。
In any of the above two exhaust control methods, when the wafer W is loaded from the
上記のように、ロードロック室20内を大気圧状態から設定圧力の減圧状態にする場合、この実施形態における真空排気制御方法により、ロードロック室20内に侵入または残留する水分あるいは酸素を大幅に少なくすることができる。このことにより、後述するように、減圧下のロードロック室20内にしばらく留め置かれることになる半導体ウエハWの表面に滞在中に自然酸化膜が生ずるのを効果的に防止ないし低減させることができる。
As described above, when the inside of the
図5Aの時刻t3から数秒かけてロードロック室20の室内が設定圧力(数十Pa〜数百Pa)に到達した後は、排気機構38が一定流量の排気を継続し、コントローラ48が真空計46および流量調整バルブ40を通じてパージガス供給機構44からのパージガスの供給流量を自動調整することにより、ロードロック室20内の圧力が設定圧力値に維持される。こうして、未処理のウエハWは、一連のプロセス処理を受ける前に、有機物汚染の防止ないし低減に有効な設定圧力(数十Pa〜数百Pa)のロードロック室20内に一定時間留め置かれる。
After reaching the chamber set pressure of the
上記のようにして未処理の半導体ウエハWがロードロック室20内に搬入されてから一定時間が経過すると、ロードロック室20の搬送室10側のゲートバルブGVTが開けられ、搬送室10の真空搬送ロボット28が該半導体ウエハWをロードロック室20から取り出す。
When unprocessed semiconductor wafer W as described above has passed a predetermined time from when carried into the
この実施形態では、ロードロック室20内の減圧中の圧力は搬送室10内の圧力よりも高いため、ゲートバルブGVTが開いた時に、ロードロック室20から搬送室10へガス(殆どパージガス)が流れ込むようになっている。
In this embodiment, since the pressure in the vacuum in the
通常、搬送室10内は、真空搬送ロボット28が動作しているため、ロードロック室20(22)内よりも有機物が発生ないし飛散する割合が高い。しかし、搬送室10はロードロック室20(22)よりもスペースが格段に大きいため、有機物が半導体ウエハWに付着する確率は搬送室10の方が低い。別な見方をすれば、搬送室10とロードロック室20(22)との間では、前者10から後者20(22)へ有機物が移動するのを極力避けるのが好ましい。この実施形態では、上記のように、ロードロック室20の減圧時の圧力は搬送室10の圧力よりも高め(好ましくは1倍〜2倍の範囲内)に設定されているので、上記の条件を満たしており、ロードロック室20内でウエハ表面の有機物汚染を効果的に防止するようにしている。
Usually, since the
また、ロードロック室20(22)と搬送室10との間の差圧を必要以上に大きくしないことにより、ゲートバルブGVTを開けた際に両室間のガスの衝突ないし衝撃波の発生を防ぎ、搬送室10においてそのような衝撃波に起因する有機物の脱離や飛散を抑制することができる。このことにより、搬送室10においてもウエハW表面への有機物の付着を一層少なくすることができる。
Also, by not unnecessarily large pressure differential between the
搬送室10の真空搬送ロボット28は、上記のようにしてロードロック室20から未処理の半導体ウエハWを取り出すと、直ちに所定のプロセス・モジュールPMiへ搬入する。その際、該プロセス・モジュールPMiから第1工程の処理が済んだばかりの1つ前の半導体ウエハWを取り出し、それと入れ替わりに該未処理の半導体ウエハWを搬入する。こうして、各半導体ウエハWは、搬送室10の真空搬送ロボット28によりシステム内の複数のプロセス・モジュールPMi,PMi+1・・に所定の順序で渡り歩きのように搬送され、各プロセス・モジュールPMの処理室内で所定の真空処理を受ける。そして、所要の一連の処理が済むと、その処理済みの半導体ウエハWは真空搬送ロボット28により空室状態になっている方のロードロック室たとえばロードロック室22に搬入される。
この時、ロードロック室22内は設定圧力の減圧状態になっており、ゲートバルブGVTが開いて真空搬送ロボット28が処理済みの半導体ウエハWを搬入すると、リフトピン66がこの半導体ウエハWを受け取る。そして、真空搬送ロボット28が退出してゲートバルブGVTが閉じた後、昇降駆動部72がリフトピン66を下ろし、半導体ウエハWがウエハ載置台Sに載置される。ウエハ載置台Sは、上記のように熱伝導率の高いクーリングプレートからなり、常温付近の基準温度に温調されている。このクーリングプレートS上に載置されたまましばらく滞在することで、半導体ウエハWの温度は常温付近まで下がる。
At this time, the
なお、この場合も、ロードロック室22の減圧時の圧力は搬送室10の圧力よりも高めに設定されているので、ゲートバルブGVTが開いた際に、ロードロック室22内から搬送室10内へ有機物が移ることはあっても、逆の形態つまり搬送室10内からロードロック室22内へ有機物が移ることはない。
Also in this case, since the pressure in the vacuum when the
上記のようにして処理済みの半導体ウエハWがロードロック室22内に滞在している間に、たとえば滞在時間の終盤間際にロードロック室22内の圧力が減圧状態から大気圧状態に切り換えられる。
While the semiconductor wafer W processed as described above stays in the
この場合のロードロック室22の排気制御は、図5Aのタイミングチャートを参照すると、時刻t4で、流量調整バルブ40がそれまでの開状態から全閉状態に切り換えられると同時に、開閉バルブ42がそれまでの閉状態から開状態に切り換えられる。次に、たとえば数秒後の時刻t5で、排気バルブ36が閉じられる。この時、ローダモジュールLM側のゲートバルブGVRは閉状態になっている。このようにして、ロードロック室22内の圧力は、図6に示すように、設定圧力値から大気圧に戻される。そして、大気圧状態になった後の時刻t6でゲートバルブGVRが開けられる。なお、ロードロック室22内では、ウエハ搬出のためリフトピン66が上昇して半導体ウエハWをウエハ載置台Sの上に持ち上げる。
In the exhaust control of the
ゲートバルブGVRが開いた状態で、ローダ・モジュールLMの大気搬送ロボット32がロードロック室22から処理済みの半導体ウエハWをウエハ搬送室30に取り出し、次いでロードポートLPのいずれかのウエハカセットCRに収納する。
In a state where the gate valve GV R is opened, the
図5Bに、ロードロック室20(22)に係る圧力制御シーケンスの別の実施例を示す。この実施例によれば、処理済みの半導体ウエハWをロードロック室22からウエハ搬送室30側に取り出す際には、ローダ・モジュールLM側のゲートバルブGVRを開ける直前の期間(時刻t5〜t6)に開閉バルブ42を開状態にしてパージガスを室内に供給する。この際、排気バルブ36をその直前(時刻t4)に開状態から閉状態に切り換えておく。こうして、真空排気せずにパージガス供給によって室内の圧力を大気圧またはそれ以上の陽圧まで戻してから、ゲートバルブGVRを開ける(時刻t6)。
FIG. 5B shows another embodiment of the pressure control sequence related to the load lock chamber 20 (22). According to this embodiment, the processed semiconductor wafer W during removal from the
この真空処理システムにおいて、ロードロック室20(22)の底部20a(22a)にはシール部74が設けられており、このシール部74のシール部材たとえばOリング等から、あるいはシール部74に使用されているグリース等から発生する有機物が室内に拡散ないし浮遊する可能性がある。また、搬送室10においては、駆動機構である真空搬送ロボット28が存在しており、ここからもグリース等から発生する有機物が拡散ないし浮遊する可能性がある。特段の措置をとらなければロードロック室20(22)および搬送室10のいずれにおいても、半導体ウエハWに有機物が付着する有機物汚染の可能性があり、上記したようにロードロック室20(22)の方が小スペースであることから有機物汚染の確率は高い。これは、クラスタツールにおいてプロセス処理時間が長くなると、半導体ウエハWがロードロック室内で留め置かれる時間も長くなることから非常に顕著になっている。
In this vacuum processing system, the
この実施形態では、上記のように、ロードロック室20(22)および搬送室10のいずれにおいても、室内の圧力を有機物汚染の防止ないし低減に有効な数十〜数百Paの圧力範囲内に設定し、ロードロック室20(22)内の圧力を搬送室10内の圧力よりも高め(好ましくは1倍〜2倍の範囲内)にしている。ここで、数十〜数百Paは、有機物分子の平均自由行程を程よく低下させる圧力であることが確認されている。
In this embodiment, as described above, in both the load lock chamber 20 (22) and the
この実施形態によれば、300mmφの半導体ウエハ上にチタン(Ti)、窒化チタン(TiN)のようなバリアメタル、タングステン(W)あるいはタングステンシリサイド(WSi)を多層構造に成膜する一連のプロセス処理において、ウエハ上への有機物付着を従来よりも大幅に低減させることができる。また、例えば酸化タンタル(Ta2O5)膜のような高誘電率絶縁膜(High−k膜)を多層に形成する成膜プロセスにおいても、そのような有機物汚染を低減させる効果が同様に確認されている。 According to this embodiment, a series of process processes for forming a barrier metal such as titanium (Ti) or titanium nitride (TiN), tungsten (W) or tungsten silicide (WSi) in a multilayer structure on a 300 mmφ semiconductor wafer. In this case, the adhesion of organic matter on the wafer can be significantly reduced as compared with the conventional case. In addition, even in a film forming process in which a high dielectric constant insulating film (High-k film) such as a tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) film is formed in multiple layers, the effect of reducing such organic contamination is also confirmed. Has been.
さらに、この実施形態のロードロック室20(22)においては、ウエハ載置台Sを支持する円筒状ベース78の側壁に周回方向に所定の間隔を置いて複数の開口82を形成しており、シール部74から発生した有機物はピン孔64の隙間からウエハ載置台S上に出るのではなく、パージガスと一緒に該開口82から円筒状ベース78の側方へ出て速やかに排気口84へ流されるようになっている。このことにより、ロードロック室20(22)において半導体ウエハWに有機物が付着するのを一層効果的に防止ないし低減することができる。
Further, in the load lock chamber 20 (22) of this embodiment, a plurality of
図7に、ロードロック室20(22)内の圧力を制御するための機構の一変形例を示す。この構成例では、ロードロック室20(22)内の圧力を設定圧力に制御するために、排気系統側に自動圧力制御装置(APC)90を設けている。この自動圧力制御装置(APC)90は、排気管85の途中に可変型の排気バルブ92を設け、真空計46によって計測されるロードロック室20(22)内の圧力が設定値に一致するように、コントローラ94が可変バルブ92を制御するようになっている。パージガス供給部44側はパージガスを一定の流量で供給するように構成されてよい。
FIG. 7 shows a modification of the mechanism for controlling the pressure in the load lock chamber 20 (22). In this configuration example, an automatic pressure control device (APC) 90 is provided on the exhaust system side in order to control the pressure in the load lock chamber 20 (22) to a set pressure. This automatic pressure control device (APC) 90 is provided with a
図8に、ロードロック室20(22)内で発生した有機物を除去するためのより好適な装置構成を示す。図示のように、ウエハ載置台Sを支持する円筒状ベース78の内側に排気口84が設けられる。さらに、ウエハ載置台Sには、リフトピン66を通す孔64に加えて、バージガス流通用の孔96も離散的に複数設けられる。かかる構成によれば、軸受74から発生した有機物を円筒状ベース78の外へ出さずにバージガスの流れ98に乗せて速やかに排気口84へ送って室外へ排出することができる。
FIG. 8 shows a more preferable apparatus configuration for removing organic substances generated in the load lock chamber 20 (22). As shown in the figure, an
上記した実施形態におけるロードロック・モジュールLLM1,LLM2は半導体ウエハWを1枚単位で一時的に留め置く枚葉式のものであった。これらのロードロック・モジュールLLM1,LLM2を、図9に示すように、半導体ウエハWを複数枚単位で一時的に留め置くバッチ式に構成することも可能である。図9においては、説明の便宜上、枚葉式のものと同様の構成または機能を有する部分には同一の符号を附してある。 The load lock modules LLM 1 and LLM 2 in the above-described embodiment are of the single wafer type in which the semiconductor wafer W is temporarily held in units of one. As shown in FIG. 9, these load lock modules LLM 1 and LLM 2 can be configured as a batch type in which semiconductor wafers W are temporarily held in units of a plurality of sheets. In FIG. 9, for convenience of explanation, the same reference numerals are given to parts having the same configuration or function as those of the single-wafer type.
図9において、ロードロック室20(22)内には、ウエハWを所定枚数たとえば25枚まで収容可能なカセット100を載置して支持するためのカセット支持台102が昇降可能に配置されている。このカセット支持台102は、ロードロック室20(22)の下の大気中に設置されている昇降駆動部72に昇降駆動軸70を介して接続されている。昇降駆動軸70は、ロードロック室20(22)の底部20a(22a)に取り付けられたシール部74により室内に気密に導入されている。昇降駆動部72は、たとえばモータを備えており、昇降駆動軸70を介してカセット支持台102およびその台上のカセット100を一定の昇降移動範囲内で昇降移動させる。
In FIG. 9, in the load lock chamber 20 (22), a
上記昇降移動範囲の下限位置とロードロック室20(22)の底部20a(22a)との間には、昇降駆動部72が通る開口108が形成されている間仕切り用の水平板110が設けられている。この間仕切り板110には、開口108以外にもパージガスを流通させるための微小径の開口(図示せず)が複数形成されていてもよい。
A partition
ロードロック室20(22)の底部20a(22a)には、シール部74の近くに排気ポート84が設けられている。この排気ポート84は排気管85を介して排気機構38に通じており、排気管85の途中に排気バルブ36が設けられる。また、ロードロック室20(22)の上面からパージガス供給管86が引き込まれ、天井付近の高さ位置にパージガスノズル88が配置されている。パージガス供給系は、図3と同様の構成になっている。ロードロック室20(22)内の圧力ないし雰囲気を制御する機構の構成および作用は、図3のものと同じである。すなわち、ロードロック室20(22)内にカセット100が滞在している間は、排気機構38が室内を一定の排気量で排気し、コントローラ48、真空計46および流量調整バルブ40がパージガス供給部44から供給されるパージガスの流量を制御し、ロードロック室20(22)内の圧力が設定値に保たれる。ここで、ロードロック室20(22)内の設定圧力は、有機物汚染の防止ないし低減に有効な数十Pa〜数百Paの圧力範囲内に選ばれ、やはり隣のトランスファ・モジュールTMの搬送室10(図2)内の圧力よりも高く、好ましくはその1倍〜2倍の範囲内に選ばれてよい。
An
また、このバッチ式のロードロック室20(22)においては、シール部74から発生した有機物は仕切り板110の上の空間へ入らずにパージガスと一緒に速やかに排気口84から室外へ排出されるようになっている。
Further, in the batch type load lock chamber 20 (22), the organic matter generated from the
図10に示す構成は、上記したバッチ式のロードロック室20(22)において、室内の圧力ないし雰囲気を制御する機構として、図7と同様の自動圧力制御装置(APC)90を用いたものである。 The configuration shown in FIG. 10 uses an automatic pressure control device (APC) 90 similar to that in FIG. 7 as a mechanism for controlling the pressure or atmosphere in the batch type load lock chamber 20 (22). is there.
バッチ式のロードロック・モジュールは、カセット100単位で1ロットの半導体ウエハWを出し入れするため、ロードロック室20(22)内に各半導体ウエハWを留め置く時間が長く、例えば1時間〜2時間にもなり、本発明による有機物汚染防止の作用効果を一層顕著に享受することができる。 The batch-type load lock module takes in and out one lot of semiconductor wafers W in units of 100 cassettes. Therefore, it takes a long time to hold each semiconductor wafer W in the load lock chamber 20 (22), for example, 1 to 2 hours. In addition, the effects of the organic matter prevention according to the present invention can be enjoyed more remarkably.
上記実施形態におけるクラスタツールの真空処理システムは、図1に示したものに限定されるものではなく、レイアウトや各部の構成等において種々の変形が可能である。例えば、図11に示すように、1つのクラスタツール内で2つのトランスファ・モジュールTM1,TM2をパスユニット112を介して直列に連結する構成も可能である。図示のレイアウトは、プロセス・モジュールPMを最大で6台まで設置できる。パスユニット112の両側には、プロセスの前処理を行うためのサブモジュールSM1、SM2も配置される。
The vacuum processing system of the cluster tool in the above embodiment is not limited to that shown in FIG. 1, and various modifications can be made in the layout, the configuration of each part, and the like. For example, as shown in FIG. 11, a configuration in which two transfer modules TM 1 and TM 2 are connected in series via a
図11のようにトランスファ・モジュールTMやプロセス・モジュールPMの台数が多い真空処理システムにあっても、図1のような真空処理システムと同様に1枚の半導体ウエハに施すプロセス処理の時間が増加した場合に、各ロードロック・モジュールLLM1,LLM2のロードロック室20,22においても半導体ウエハWの待機時間が数分〜数十分に及ぶようになるが、本発明によってウエハ表面の有機物汚染を大幅に抑制できる。これによって、微細化し高性能化する半導体デバイスの製造歩留まりを向上させることができる。
Even in a vacuum processing system with a large number of transfer modules TM and process modules PM as shown in FIG. 11, the processing time applied to one semiconductor wafer increases as in the vacuum processing system as shown in FIG. In this case, the waiting time of the semiconductor wafer W reaches several minutes to several tens of minutes in the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments do not limit the present invention. Those skilled in the art can make various modifications and changes in specific embodiments without departing from the technical idea and technical scope of the present invention.
例えば、上記クラスタツールの真空処理システムに限らず、有機物汚染が懸念され、しかも比較的高い圧力の真空状態が許容できる真空処理システムにも本発明を適用することができる。搬送室には低真空用の排気ポンプを取り付け、パージガス供給手段を設けない構成も可能である。被処理体は、半導体ウエハに限らず、LCD基板など有機物汚染が懸念される他の被処理体であってもよい。 For example, the present invention can be applied not only to the vacuum processing system of the cluster tool described above but also to a vacuum processing system in which organic contamination is a concern and a relatively high pressure vacuum state is acceptable. It is also possible to adopt a configuration in which an exhaust pump for low vacuum is attached to the transfer chamber and no purge gas supply means is provided. The object to be processed is not limited to a semiconductor wafer, and may be another object to be processed such as an LCD substrate that is likely to be contaminated with organic matter.
10 搬送室
12,14,16,18 処理室(プロセス・チャンバ)
20,22 ロードロック室
24,26 搬送アーム
28 真空搬送ロボット
30 ウエハ搬送室
32 大気搬送ロボット
36,50 排気バルブ
38,52 排気機構
40,54 流量調整バルブ
42,56 開閉バルブ
44,58 パージガス供給部
46,60 真空計
48,62 コントローラ
64 ピン孔
66 リフトピン
68 水平支持板
70 昇降駆動軸
72 昇降駆動部
74 シール部
84 排気ポート
86 パージガス供給管
88 パージガスノズル
90 自動圧力制御装置
110 間仕切り部材
TM,TM1,TM2 トランスファ・モジュール
LLM1,LLM2 ロードロック・モジュール
PM1,PM2,PM3,PM4,PM5,PM6 プロセス・モジュール
GVT ゲートバルブ
GVR ゲートバルブ
LM ローダ・モジュール
LP ロードポート
ORT オリフラ合わせ機構
10
20, 22
Claims (7)
前記搬送室に隣接して設けられ、減圧下の室内で被処理体に所定の処理が行われる真空処理室と、
前記搬送室に隣接して設けられ、室内が選択的に大気状態または減圧状態に切り換えられ、大気空間と前記搬送室との間で転送される被処理体を一時的に留め置くロードロック室と、
前記ロードロック室を減圧排気する第1の排気部と、
前記ロードロック室内にパージガスを供給する第1のパージガス供給部と、
前記ロードロック室内の圧力を制御するために、前記第1の排気部の排気動作および前記第1のパージガス供給部のパージガス供給動作の少なくとも一方を制御する制御部と
を有し、
前記ロードロック室に、
前記被処理体を1枚単位で載置するための複数の貫通孔を有する載置台と、
前記載置台を支持する筒状のベースと、
前記筒状ベースの内側で前記載置台の複数の貫通孔をそれぞれ貫通して昇降移動可能に構成された複数のリフトピンを有するリフトピン機構と、
前記筒状ベースの内側の前記リフトピン機構と前記ロードロック室の下の大気空間に設けられている昇降駆動部とを接続する昇降駆動軸と、
前記昇降駆動軸に対して室内の真空気密を保つために前記ロードロック室の底部に設けられるシール部材と、
前記第1のパージガス供給部からのパージガスを室内に導入するために前記載置台より高い位置に設けられるガス導入孔と、室内のガスを前記第1の排気部へ送るために前記載置台より低く、かつ前記シール部材に近接した位置に設けられる排気口と
を備え、
前記排気口が前記筒状ベースの外側に設けられ、前記筒状ベースの側壁に周回方向に所定の間隔を置いて複数の開口が形成されている、
真空処理システム。 A transfer chamber provided with a transfer mechanism in which the interior of the chamber is maintained in a reduced pressure state and the object to be processed is transferred between the chamber and the adjacent chamber;
A vacuum processing chamber provided adjacent to the transfer chamber, in which a predetermined process is performed on a target object in a chamber under reduced pressure;
A load lock chamber provided adjacent to the transfer chamber, wherein the chamber is selectively switched to an atmospheric state or a reduced pressure state, and temporarily holds an object to be processed transferred between the atmospheric space and the transfer chamber; ,
A first exhaust part for evacuating the load lock chamber;
A first purge gas supply unit for supplying purge gas into the load lock chamber;
A control unit for controlling at least one of an exhaust operation of the first exhaust unit and a purge gas supply operation of the first purge gas supply unit to control the pressure in the load lock chamber;
In the load lock chamber,
A mounting table having a plurality of through holes for mounting the object to be processed in units of one sheet;
A cylindrical base for supporting the mounting table;
A lift pin mechanism having a plurality of lift pins configured to be movable up and down through the plurality of through holes of the mounting table inside the cylindrical base;
An elevating drive shaft that connects the lift pin mechanism inside the cylindrical base and an elevating drive unit provided in an atmospheric space under the load lock chamber;
A seal member provided at the bottom of the load lock chamber in order to maintain a vacuum tightness in the room with respect to the lift drive shaft;
A gas introduction hole provided at a position higher than the mounting table for introducing the purge gas from the first purge gas supply unit into the room, and a lower than the mounting table for sending the room gas to the first exhaust unit. And an exhaust port provided at a position close to the seal member,
The exhaust port is provided outside the cylindrical base, and a plurality of openings are formed at predetermined intervals in a circumferential direction on a side wall of the cylindrical base.
Vacuum processing system.
前記搬送室に隣接して設けられ、減圧下の室内で被処理体に所定の処理が行われる真空処理室と、
前記搬送室に隣接して設けられ、室内が選択的に大気状態または減圧状態に切り換えられ、大気空間と前記搬送室との間で転送される被処理体を一時的に留め置くロードロック室と、
前記ロードロック室を減圧排気する第1の排気部と、
前記ロードロック室内にパージガスを供給する第1のパージガス供給部と、
前記ロードロック室内の圧力を制御するために、前記第1の排気部の排気動作および前記第1のパージガス供給部のパージガス供給動作の少なくとも一方を制御する第1の制御部と、
前記搬送室を減圧排気する第2の排気部と、
前記搬送室室内にパージガスを供給する第2のパージガス供給部と、
前記搬送室内の圧力を制御するために、前記第2の排気部の排気動作および前記第2のパージガス供給部のパージガス供給動作の少なくとも一方を制御する第2の制御部と
を有し、
前記ロードロック室に、
前記被処理体を1枚単位で載置するための複数の貫通孔を有する載置台と、
前記載置台を支持する筒状のベースと、
前記筒状ベースの内側で前記載置台の複数の貫通孔をそれぞれ貫通して昇降移動可能に構成された複数のリフトピンを有するリフトピン機構と、
前記筒状ベースの内側の前記リフトピン機構と前記ロードロック室の下の大気空間に設けられている昇降駆動部とを接続する昇降駆動軸と、
前記昇降駆動軸に対して室内の真空気密を保つために前記ロードロック室の底部に設けられるシール部材と、
前記第1のパージガス供給部からのパージガスを室内に導入するために前記載置台より高い位置に設けられるガス導入孔と、室内のガスを前記第1の排気部へ送るために前記載置台より低く、かつ前記シール部材に近接した位置に設けられる排気口と
を備え、
前記排気口が前記筒状ベースの外側に設けられ、前記筒状ベースの側壁に周回方向に所定の間隔を置いて複数の開口が形成されている、
真空処理システム。 A transfer chamber provided with a transfer mechanism for transferring the object to be processed between the room and the adjacent chamber;
A vacuum processing chamber provided adjacent to the transfer chamber, in which a predetermined process is performed on a target object in a chamber under reduced pressure;
A load lock chamber provided adjacent to the transfer chamber, wherein the chamber is selectively switched to an atmospheric state or a reduced pressure state, and temporarily holds an object to be processed transferred between the atmospheric space and the transfer chamber; ,
A first exhaust part for evacuating the load lock chamber;
A first purge gas supply unit for supplying purge gas into the load lock chamber;
A first controller that controls at least one of an exhaust operation of the first exhaust unit and a purge gas supply operation of the first purge gas supply unit to control the pressure in the load lock chamber;
A second exhaust part for evacuating the transfer chamber under reduced pressure;
A second purge gas supply unit for supplying purge gas into the transfer chamber;
A second control unit for controlling at least one of an exhaust operation of the second exhaust unit and a purge gas supply operation of the second purge gas supply unit in order to control the pressure in the transfer chamber;
In the load lock chamber,
A mounting table having a plurality of through holes for mounting the object to be processed in units of one sheet;
A cylindrical base for supporting the mounting table;
A lift pin mechanism having a plurality of lift pins configured to be movable up and down through the plurality of through holes of the mounting table inside the cylindrical base;
An elevating drive shaft that connects the lift pin mechanism inside the cylindrical base and an elevating drive unit provided in an atmospheric space under the load lock chamber;
A seal member provided at the bottom of the load lock chamber in order to maintain a vacuum tightness in the room with respect to the lift drive shaft;
A gas introduction hole provided at a position higher than the mounting table for introducing the purge gas from the first purge gas supply unit into the room, and a lower than the mounting table for sending the room gas to the first exhaust unit. And an exhaust port provided at a position close to the seal member,
The exhaust port is provided outside the cylindrical base, and a plurality of openings are formed at predetermined intervals in a circumferential direction on a side wall of the cylindrical base.
Vacuum processing system.
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