JP2007266261A

JP2007266261A - 搬送ピック、搬送装置、基板処理装置および搬送ピックのクリーニング方法

Info

Publication number: JP2007266261A
Application number: JP2006088624A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Igari; 浩猪狩
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2026-03-28
Also published as: JP4745099B2

Abstract

【課題】搬送装置の搬送ピックに保持された基板に位置ずれが生じることを防止すべく、搬送ピックの当接部材に付着したパーティクルを効果的にクリーニングする方法を提供する。
【解決手段】ウエハ搬送装置１６のピック１７をイオン発生装置１９の直下まで移動させ、イオン発生装置１９からピック１７へ向けて負の荷電粒子（マイナスイオン）を供給してピック１７の当接部材１７ａを強制的に負に帯電させる。ピック１７の当接部材１７ａの表面に付着したパーティクルは負に帯電しているため、静電気の反発力でパーティクルを当接部材１７ａから離脱させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体基板等の基板を搬送するために使用される搬送ピック、この搬送ピックを備えた搬送装置および基板処理装置ならびに搬送ピックのクリーニング方法に関する。

半導体ウエハなどの基板に対し、例えばエッチング等の処理を行なう基板処理装置では、基板を処理室に搬送するため、任意の方向に伸縮、旋回および昇降自在な搬送アームの先端に基板を保持する搬送ピックを備えた搬送装置（搬送ロボット）が使用されている。前記搬送ピックのウエハ保持面には、エラストマーなどにより構成される当接部材が複数箇所に配備されており、この当接部材が基板に接触することにより基板を支持している。

搬送ピックの当接部材の材質としてエラストマーが使用されるのは、その粘着力を利用して搬送ピックに保持された基板の位置ずれを防ぐためである。しかし、基板の搬送を繰り返し行なう間に、当接部材にパーティクルや処理済みの基板からの堆積物が付着すると、徐々にエラストマーの粘着力が低下する。その結果、搬送ピック上で基板の位置ずれが生じやすくなり、それが搬送精度の低下を招き、製品不良を引き起こす要因となるほか、最悪の場合には搬送途中で基板を落下させてしまうことも懸念される。また、基板の裏面に当接する搬送ピックの当接部材にパーティクルが付着した状態で基板を搬送すると、基板の裏面にパーティクルが移行し、基板のパーティクル汚染を引き起こす原因となる。

このため従来は、作業者が定期的に搬送ピックの当接部材をクリーニングしていた。しかし、人手によるクリーニングには相応の作業時間が必要であることから、その間基板処理装置の稼働を停止させる必要がある。そのため、クリーニングを頻繁に行なうことができず、その間に搬送ピックの粘着力が低下すると基板の位置ずれが生じ、前記のような問題が生じていた。

半導体基板へのパーティクル汚染を回避するため、パーティクル帯電装置により室内のパーティクルを帯電させる一方で、電場形成装置を用いて搬送アームなどの部材にパーティクルの帯電極性と同じ極性の電場を形成することによって、半導体基板へのパーティクルの付着を防止する方法が提案されている（例えば特許文献１）。
特開２００５−１１６８２３号公報（例えば、段落００５７）

上記特許文献１に記載の方法は、搬送アームなどの部材の周囲にパーティクルへの反発力を与える電場を形成し、半導体基板へのパーティクルの付着を予防する技術であり、搬送ピックの当接部材に付着しているパーティクルを除去（クリーニング）することによって、搬送ピック上での基板の位置ずれを防止することについては何ら考慮されていない。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、搬送装置の搬送ピックに保持された基板に位置ずれが生じることを防止すべく、搬送ピックの当接部材に付着したパーティクルを効果的にクリーニングする方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点は、基板を搬送する搬送装置において、搬送アームの先端に取付けられ、基板保持面で基板を保持する搬送ピックであって、
前記基板保持面に突設されており、基板に当接する複数の当接部材と、
前記当接部材を帯電させるための電圧印加装置と、
を備え、電荷の反発力により前記当接部材に付着したパーティクルを除去するセルフクリーニング機能を有する、搬送ピックを提供する。

上記第１の観点において、前記搬送ピックは、導電性部材と、その周囲を被覆する絶縁部材を有しており、
前記電圧印加装置は前記導電性部材と電気的に接続され、前記導電性部材に正または負の電圧を印加するものであることが好ましい。

本発明の第２の観点は、上記第１の観点の搬送ピックを備えた搬送装置を提供する。

本発明の第３の観点は、基板に対して所定の処理を行なう処理室と、前記処理室に基板を搬送する搬送装置が配備された搬送室と、を備えた基板処理装置であって、
前記搬送装置は、上記第１の観点の搬送ピックを備えた、基板処理装置を提供する。

本発明の第４の観点は、基板に対して所定の処理を行なう真空処理室と、前記真空処理室に基板を搬送する搬送装置が配備された搬送室と、前記真空処理室と前記搬送室の間に配置された真空予備室と、を備えた基板処理装置であって、
前記搬送装置は、搬送アームと、該搬送アームの先端に取付けられ、基板を保持する基板保持面に複数の当接部材が突設された搬送ピックとを有するものであり、
前記当接部材に荷電粒子を供給し、該当接部材を強制的に帯電させる帯電装置を備えた、基板処理装置を提供する。

上記第４の観点において、前記帯電装置は、前記当接部材がそこに付着したパーティクルと同じ極性に帯電するように電圧を印加するものであることが好ましい。
また、前記帯電装置は、前記搬送室内に配備されていてもよく、この場合、前記搬送室には、該搬送室内に強制的な気流を形成する気流形成装置と、前記搬送室内を排気する排気装置と、が配備されており、前記帯電装置は、前記搬送装置による基板搬送位置よりも前記気流の流れ方向下流位置に配備されていることが好ましい。

また、上記第４の観点において、前記帯電装置は、前記搬送室に隣接して設けられたクリーニング室内に配備されていてもよく、この場合、前記クリーニング室には、前記クリーニング室内に強制的な気流を形成する気流形成装置と、前記クリーニング室内を排気する排気装置と、が配備されていることが好ましい。
また、前記帯電装置は、前記真空予備室内に配備されていてもよい。

本発明の第５の観点は、基板処理装置において基板を搬送する搬送装置の搬送アームの先端に取付けられ、基板を保持する基板保持面と、前記基板保持面に突設され基板に当接する複数の当接部材と、前記当接部材を帯電させるための電圧印加装置と、を備えた搬送ピックに対し、前記電圧印加装置により正負の電圧を交互に印加することにより、前記当接部材の帯電極性が正負交互に切替わるよう繰り返し強制的に帯電させ、電荷の反発力により前記当接部材に付着したパーティクルを除去するクリーニング工程を含む、搬送ピックのクリーニング方法を提供する。

本発明の第６の観点は、基板処理装置において基板を搬送する搬送装置の搬送アームの先端に取付けられ、基板を保持する基板保持面と、前記基板保持面に突設され基板に当接する複数の当接部材と、を備えた搬送ピックに対し、前記当接部材に荷電粒子を供給する帯電装置により、前記当接部材の帯電極性が正負交互に切替わるよう繰り返し強制的に帯電させ、電荷の反発力により前記当接部材に付着したパーティクルを除去するクリーニング工程を含む、搬送ピックのクリーニング方法を提供する。

上記第５の観点または第６の観点において、前記クリーニング工程は、前記基板処理装置における搬送装置のアイドル時間に行なわれることが好ましい。
また、前記クリーニング工程の間、前記搬送ピックが配置された室内に気流形成装置により気流を発生させることが好ましい。
さらに、前記基板処理装置は、基板に対して所定の処理を行なう真空処理室と、前記真空処理室に基板を搬送する前記搬送装置が配備された搬送室と、前記真空処理室と前記搬送室の間に配置された真空予備室と、を備えており、前記クリーニング工程を前記搬送室内または前記真空予備室内で行なうことが好ましい。

また、上記第５の観点または第６の観点において、さらに、前記クリーニングの後で、前記当接部材の帯電状態を調節する工程を含むことが好ましい。

本発明の第７の観点は、コンピュータ上で動作し、実行時に、上記第５の観点または第６の観点の搬送ピックのクリーニング方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御する、制御プログラムを提供する。

本発明の第８の観点は、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取り可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、上記第５の観点または第６の観点の搬送ピックのクリーニング方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御するものである、コンピュータ読取り可能な記憶媒体を提供する。

本発明によれば、従来、人手により定期的に行なわれていた搬送ピックのクリーニングを簡単に、かつ短時間で実施できる。従って、搬送ピックの当接部材を常に清浄な状態に維持することが可能となり、当接部材にパーティクルが付着して基板の位置がずれたり、搬送途中で基板が落下したりする事態を予防できる。その結果、搬送精度の低下に起因する製品不良を低減でき、信頼性の高い半導体装置を提供できる。

また、搬送ピックをクリーニングして清浄な状態で使用することにより、基板へのパーティクル汚染も低減できる。
さらに、短時間で搬送ピックをクリーニングすることが可能であるため、例えば、搬送装置が待機状態の間にクリーニングを行なうことにより、基板処理装置のダウンタイムを削減でき、基板処理効率を向上させることができる。

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明を行なう。
図１は、本発明に係る基板処理装置の一実施形態であるプラズマ処理装置を概略的に示す水平断面図である。このプラズマ処理装置１は、所定の真空下で被処理基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と記す）Ｗに対して、エッチング等の処理を行うものである。

このプラズマ処理装置１は、二つの処理ユニット２，３を備えており、各処理ユニット２，３では、それぞれ独立してウエハＷのエッチング処理を実施できるように構成されている。各処理ユニット２，３には、それぞれロードロック室６，７がゲートバルブＧ１を介して接続されている。これらロードロック室６，７の処理ユニット２，３と反対側には、搬送室であるウエハ搬入出室８が設けられており、ウエハ搬入出室８のロードロック室６，７と反対側にはウエハＷを収容可能なフープ（ＦＯＵＰ）Ｆを取り付ける３つの接続ポート９，１０，１１が設けられている。なお、このウエハ搬入出室８の内部構成を図２に示す。図２では、説明の便宜上、フープＦの図示は省略している。

二つの処理ユニット２，３は、各ゲートバルブＧ１を開放することにより、ロードロック室６，７と連通され、各ゲートバルブＧ１を閉じることによりロードロック室６，７から遮断される。また、ロードロック室６，７のウエハ搬入出室８に接続される部分にも、ゲートバルブＧ２が設けられており、ロードロック室６，７は、ゲートバルブＧ２を開放することによりウエハ搬入出室８に連通され、これらを閉じることにより、ウエハ搬入出室８から遮断される。

ロードロック室６，７内には、処理ユニット２，３と、ウエハ搬入出室８との間で、被処理体であるウエハＷの搬入出を行うウエハ搬送装置４，５がそれぞれ設けられている。

ウエハ搬入出室８のフープＦ取付け用の３つの接続ポート９，１０，１１には、それぞれシャッター９ａ，１０ａ，１１ａ（図２参照）が設けられており、これら接続ポート９，１０，１１にウエハＷを収容したフープＦまたは空のフープＦが直接取付けられ、取付けられた際にシャッターが外れて外気の侵入を防止しつつウエハ搬入出室８と連通するようになっている。また、ウエハ搬入出室８の片方の側面には、アライメントチャンバー１４が設けられており、そこでウエハＷのアライメントが行われる。

ウエハ搬入出室８内には、フープＦに対するウエハＷの搬入出およびロードロック室６，７に対するウエハＷの搬入出を行うウエハ搬送装置１６が設けられている。このウエハ搬送装置１６は、フープＦの配列方向に沿ってレール１８上を走行可能となっている。また、ウエハ搬送装置１６は、多関節構造のアーム１６ａと、その先端にウエハＷを保持するためのピック１７を有しており、ピック１７上にウエハＷを載せてその搬送を行う。このピック１７は、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などのセラミックス材料で構成されており、ウエハＷを保持する保持面には、ウエハＷに当接する当接部材１７ａが複数個例えば４個突設されている。当接部材１７ａは、例えばシリコーン樹脂などのエラストマー材料により形成されており、その粘着力によりピック１７上でウエハＷが位置ずれを起こしたり、ピック１７から落下したりしないようにウエハＷを保持する。

また、ウエハ搬入出室８内には、ピック１７へ荷電粒子（イオン）を供給することによりピック１７を強制的に帯電させる帯電装置としてのイオン発生装置１９が配備されている。イオン発生装置としては、汎用のイオナイザーを使用できる。
また、ウエハ搬入出室８の天井部には、気流発生装置であるファンフィルタユニット（ＦＦＵ）２０が設けられ、このＦＦＵ２０と対向してウエハ搬入出室８の床部近傍には、排気ファンユニット２１が設けられている。そして、図２に矢印で示すように、ＦＦＵ２０によって清浄な空気がウエハ搬入出室８内にダウンフロー状態で供給され、排気ファンユニット２１から排気されることにより、大気圧＋１．３Ｐａ以上の清浄空気雰囲気でウエハＷの搬入出が行われるようになっている。なお、イオン発生装置１９は、ＦＦＵ２０と排気ファンユニット２１との間で、ウエハＷの搬送位置よりもダウンフロー気流の流れ方向下流側（下方位置）に設置することが好ましい。

また、プラズマ処理装置１は、ウエハ搬入出室８の長手方向の一端に配置されたユーザーインターフェース５０２を備えている。ユーザーインターフェース５０２は、入力部（キーボード）と例えばＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）からなる表示部（モニター）を有し、該表示部はプラズマ処理装置１の各構成要素の動作状況を表示する。

プラズマ処理装置１における全体の制御や、各処理ユニット２，３におけるガス導入や排気などの制御は、制御部３０によって行われる。制御部３０の概略構成を図３に示す。制御部３０は、統括制御部であるＥＣ（ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）３０１と、処理ユニット２，３にそれぞれ対応して設けられた複数例えば２つのモジュールコントローラ（ＭｏｄｕｌｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；以下、「ＭＣ」と略記する）３０５ａ，３０５ｂと、ウエハ搬入出室８に設けられたＭＣ３０６と、ＥＣ３０１及びＭＣ３０５ａ，３０５ｂ，３０６を接続するスイッチングハブ３０４とを備えている。

処理ユニット２に接続されたＭＣ３０５ａは、処理ユニット２内で行なわれるプラズマエッチング処理の際に、例えばプラズマを励起させるための高周波電力の供給や、ガス導入、排気などのプロセス条件を制御する制御部である。また、処理ユニット３に接続されたＭＣ３０５ｂも、同様に処理ユニット３内で行なわれる電力供給やガス導入、排気などのプロセス条件を制御する制御部である。

また、ウエハ搬入出室８に接続されたＭＣ３０６は、例えばウエハ搬送装置１６の動作制御や、ＦＦＵ２０と排気ファンユニット２１によるダウンフロー気流の発生や排気の制御、さらにイオン発生装置１９による帯電の制御などを行なう制御部である。
なお、ＭＣは、例えばロードロック室６，７にも配備することが可能であり、これらもＥＣ３０１の下で統括されるが、ここでは図示および説明を省略する。

なお、制御部３０は、ＥＣ３０１からＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）を介してプラズマ処理装置１が設置されている工場全体の製造工程を管理するＭＥＳ（ＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｘｅｃｕｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）としてのホストコンピュータ５０１に接続されている。ホストコンピュータ５０１は制御部３０と連携して工場における工程に関するリアルタイム情報を基幹業務システム（図示省略）にフィードバックすると共に、工場全体の負荷等を考慮して工程に関する判断を行う。

ＥＣ３０１は、各ＭＣ（例えばＭＣ３０５ａ，３０５ｂ，３０６など）を統括してプラズマ処理装置１全体の動作を制御する統括制御部である。また、ＥＣ３０１は、ＣＰＵ（図示せず）と、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶部３０３を有しており、ユーザーインターフェース５０２においてユーザ等によって指定されたウエハＷの処理方法（すなわち、処理ガス流量や圧力条件を含むレシピ）に対応するプログラムをＣＰＵが記憶部３０３から読み出して、ＭＣ３０５ａ，３０５ｂに送信することにより、各処理ユニット２，３での処理を制御できるように構成されている。

また、ＥＣ３０１のＣＰＵは、ウエハ搬送装置１６の動作、即ちフープＦに対するウエハＷの搬入出やロードロック室６，７に対するウエハＷの搬入出などの一連の搬送動作の制御に関するプログラムや、イオン発生装置１９の制御に関するプログラム、さらにＦＦＵ２０や排気ファンユニット２１の制御に関するプログラムを記憶部３０３から読み出してＭＣ３０６に送信することにより、ＭＣ３０６でウエハＷの搬送やピック１７の帯電処理などを制御できるように構成されている。

各ＭＣ３０５ａ，３０５ｂ，３０６は、ＧＨＯＳＴ（ＧｅｎｅｒａｌＨｉｇｈ−ＳｐｅｅｄＯｐｔｉｍｕｍＳｃａｌａｂｌｅＴｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）と称されるＬＳＩによって実現されるネットワーク３０９を介して各Ｉ／Ｏ（入出力）モジュール３０８にそれぞれ接続されている。ＧＨＯＳＴネットワーク３０９では、ＭＣ３０５ａ，３０５ｂがマスタノードに該当し、Ｉ／Ｏモジュール３０８がスレーブノードに該当する。

ＭＣ３０５ａ，３０５ｂに接続されたＩ／Ｏモジュール３０８は、各処理ユニット２，３のチャンバー内の構成要素（エンドデバイス）に接続された複数のＩ／Ｏ部３１０（４つのみ図示）を有し、各エンドデバイスへの制御信号及びエンドデバイスからの出力信号の伝達を行う。図３では、ガス供給や圧力制御に関するエンドデバイスとして、例えば、マスフローコントローラー（ＭＦＣ）５３、バルブ（ＶＡＬ）５４、排気装置（ＥＸＨＴ）５６、スイッチボックス（ＳＷＢＯＸ）３１３などを代表的に図示している。

また、ＭＣ３０６に接続されたＩ／Ｏモジュール３０８は、ウエハ搬入出室８の各構成要素（エンドデバイス）に接続された複数のＩ／Ｏ部３１０（４つのみ図示）を有し、エンドデバイスへの制御信号及びエンドデバイスからの出力信号の伝達を行う。ここで、ウエハ搬入出室８のエンドデバイスとしては、例えば、ウエハ搬送装置（ＴＲ）１６、ＦＦＵ２０、排気ファンユニット（ＥＦＵ）２１、スイッチボックス（ＳＷＢＯＸ）３１３や、イオン発生装置１９などを挙げることができる。なお、図３では、便宜上、一部のエンドデバイスとＩ／Ｏ部３１０との接続のみを代表的に図示している。

各ＭＣ３０５ａ，３０５ｂ，３０６は、それぞれＩ／Ｏモジュール３０８を介して各種の信号や、アラームなどを交換できるように構成されている。これにより、各エンドデバイスから例えばステータス信号やアラーム信号が、Ｉ／Ｏモジュール３０８に供給されると、Ｉ／Ｏボード３１０でシリアル信号に変換され、ローカルＧＨＯＳＴライン経由で、スイッチ部（ＳＷ）３１２を経由して、スイッチボックス（ＳＷＢＯＸ）３１３へ送られる。
なお、ＧＨＯＳＴネットワーク３０９には、Ｉ／Ｏ部３１０におけるデジタル信号、アナログ信号及びシリアル信号の入出力を制御するＩ／Ｏボート（図示せず）も接続されている。

前記スイッチングハブ３０４は、ＥＣ３０１からの制御信号に応じてＥＣ３０１の接続先としてのＭＣ３０５ａ，３０５ｂ，３０６を切り替える。

図３に示す制御部３０では、複数のエンドデバイスがＥＣ３０１に直接接続されることなく、該複数のエンドデバイスに接続されたＩ／Ｏ部３１０がモジュール化されてＩ／Ｏモジュール３０８を構成し、該Ｉ／Ｏモジュール３０８が各ＭＣ３０５ａ，３０５ｂ，３０６及びスイッチングハブ３０４を介してＥＣ３０１に接続されるため、通信系統を簡素化することができる。

また、各ＭＣ３０５ａ，３０５ｂ，３０６のＣＰＵが送信する制御信号には、所望のエンドデバイスに接続されたＩ／Ｏ部３１０のアドレス、及び当該Ｉ／Ｏ部３１０を含むＩ／Ｏモジュール３０８のアドレスが含まれており、各ＭＣ３０５ａ，３０５ｂ，３０６のＧＨＯＳＴが制御信号におけるＩ／Ｏ部３１０のアドレスを参照することによって、スイッチングハブ３０４などがＣＰＵに制御信号の送信先を問合せる必要を無くすことができ、これにより、制御信号の円滑な伝達を実現することができる。

また、制御部３０は、任意のエンドデバイスから出力されるデータを経済的に収集記録するデータ収集記録部としてのデータ収集用のサーバー３１４を備えていてもよい。この場合、エンドデバイスから出力されるデータ信号は、アナログ信号として取り出されてＩ／Ｏ部３１０に入力され、ＧＨＯＳＴネットワーク３０９やＬＡＮを介してデータ収集用のサーバー３１４に入力される。

以上のように構成されたプラズマ処理装置１によれば、総括制御部であるＥＣ３０１の支配の下で制御を行うＭＣ３０５ａ，３０５ｂ，３０６を備えているため、各エンドデバイスによる処理動作を高い信頼性をもって制御できる。

このようなプラズマ処理装置１においては、まず、大気圧＋１．３Ｐａ以上の清浄空気雰囲気に保持されたウエハ搬入出室８内のウエハ搬送装置１６により、いずれかのフープＦからウエハＷを一枚取り出してアライメントチャンバー１４に搬入し、ウエハＷの位置合わせを行う。次いで、ウエハＷをロードロック室６，７のいずれかに搬入し、そのロードロック室内を真空引きした後、ウエハ搬送装置４または５によりそのロードロック室内のウエハＷを処理ユニット２または処理ユニット３に装入して、エッチング処理を行う。その後、ウエハＷをウエハ搬送装置４，５のいずれかによりロードロック室６，７のいずれかに搬入し、その中を大気圧に戻した後、ウエハ搬入出室８内のウエハ搬送装置１６によりロードロック室内のウエハＷを取出し、フープＦのいずれかに収容する。このような操作を１ロットのウエハＷに対して行い、１ロットの処理が終了する。

所定枚数もしくは所定ロットのウエハＷの処理が終了した段階で、定期的にウエハ搬送装置１６のピック１７のクリーニングを実施する。クリーニングに際しては、まず、図４に示すように、ウエハ搬送装置１６のピック１７をイオン発生装置１９の直下まで移動させる。次に、イオン発生装置１９の電源をオン（入）にしてピック１７へ向けて荷電粒子を供給する。図４では、イオン発生装置１９から負の荷電粒子（マイナスイオン）をピック１７へ供給してピック１７の当接部材１７ａを強制的に負に帯電させている。この際、ピック１７の当接部材１７ａが所望の極性および帯電量となるように、イオン発生装置１９に配備されたセンサ（図示せず）によりピック１７の当接部材１７ａの帯電状態を検知しながら帯電が行なわれる。

ピック１７の当接部材１７ａの表面に付着したパーティクルは、通常負に帯電しているため、当接部材１７ａを強制的に負に帯電させることにより静電気の反発力でパーティクルを当接部材１７ａから離脱させることができる。なお、イオン発生装置１９から正の荷電粒子をピック１７へ供給してピック１７の当接部材１７ａを強制的に正に帯電させてもよいし、後述するように正の帯電状態と負の帯電状態を交互に繰り返してもよい。

また、クリーニング中は、ＦＦＵ２０によってウエハ搬入出室８内にダウンフロー気流を発生させるとともに、排気ファンユニット２１から排気を行なうことにより、ピック１７から除去されたパーティクルを速やかにウエハ搬入出室８から排出することが可能となる。イオン発生装置１９は、図２に示すように、ウエハＷを搬送する搬送経路の高さよりも下方で、かつ排気ファンユニット２１の上方位置に設置されているため、前記ダウンフロー気流によりパーティクルの排出が促進される。よって、ピック１７から除去されたパーティクルがウエハ搬入出室８内で拡散することはなく、二次汚染が防止される。

図５は、プラズマ処理装置１において行なわれるピック１７のクリーニング処理手順の好ましい例を示すフロー図である。上記のように、本実施形態に係るプラズマ処理装置１では、ピック１７の当接部材１７ａを強制的に正・負のいずれかの極性に帯電させることによりクリーニングを行なうことが可能である。しかし、パーティクルが当接部材１７ａに強固に付着している場合には、一回だけの帯電ではパーティクルを確実に除去できない場合もある。そのような場合には、以下のような手順でより確実にクリーニングを実施することができる。

プラズマ処理装置１において、所定枚数もしくは所定ロットのウエハＷの処理が終了し、処理済みのウエハＷをフープＦへ搬入した段階で、制御部３０のＥＣ３０１からＭＣ３０６へウエハ搬送装置１６の待機状態（アイドル状態）を指示する制御信号が送出される。この制御信号を受け、ＭＣ３０６の制御の下でクリーニングが開始される。

まず、ステップＳ１では、ウエハ搬送装置１６のピック１７を所定のクリーニング位置、例えば図４に示すようにイオン発生装置１９の直下の位置まで移動させる。次に、ステップＳ２では、ＦＦＵ２０によってウエハ搬入出室８内にダウンフロー気流を発生させるとともに、排気ファンユニット２１から排気を行なう。ステップＳ３では、イオン発生装置１９の電源をオン（入）にしてピック１７へ向けて荷電粒子（イオン）を供給する。この際、ＥＣ３０１の記憶部３０３から読み出され、ＭＣ３０６へ送られたクリーニングレシピのプログラムに基づき、ＭＣ３０６は、イオン発生装置１９から正／負の荷電粒子を所定間隔で交互にピック１７へ供給するように制御する。これにより、ピック１７の当接部材１７ａが強制的に繰り返し正／負に帯電させられる。この際、ピック１７の当接部材１７ａが所望の極性および帯電量となるように、イオン発生装置１９に配備されたセンサ（図示せず）によりピック１７の帯電状態を検知しながら帯電が行なわれる。このように、正／負交互の帯電状態が繰り返されることにより、ピック１７の当接部材１７ａに付着したパーティクルを確実に除去することが可能になる。

所定時間（または所定回数）の正／負の帯電が終了したら、最後に供給された荷電粒子の極性と反対の極性の荷電粒子を供給することにより帯電状態を調整する中和処理を行なう（ステップＳ４）。ピック１７が正／負のいずれかの極性に強く帯電したままクリーニングを終了すると、搬送時にウエハＷがピック１７に吸着するおそれがある。また、ピック１７が強く帯電していると、逆極性のパーティクルを引き寄せやすい状態になってしまい、かえってピック１７の汚染を招くおそれがある。このため、ステップＳ４では、ステップＳ３における最後の帯電状態（例えば負）と逆極性の荷電粒子（例えば正イオン）を適量供給して当接部材１７ａを含むピック１７を例えば除電する。なお、ステップＳ４の中和処理では、当接部材１７ａを完全に除電する必要はなく、例えば、その後でウエハＷを搬送する際にパーティクルが付着し難くなるように、弱く負に帯電させておくことも可能である。

中和処理が終了した後、クリーニング処理を終了する。そして、クリーニング終了後は、ウエハ搬送装置１６は、制御部３０のＥＣ３０１からＭＣ３０６を介して次のウエハＷの処理が指示されるまで待機状態（アイドル状態）に置かれる。このようにウエハ搬送装置１６の待機時間を利用してクリーニングを行なうことにより、クリーニングに伴うプラズマ処理装置１のダウンタイムを削減できる。

以上の実施形態に係るプラズマ処理装置１では、ウエハ搬入出室８内にイオン発生装置１９を配備して、ウエハ搬入出室８内でウエハ搬送装置１６のピック１７のクリーニングを実施したが、例えば図６に示すプラズマ処理装置１００のように、ウエハ搬入出室８に隣接してクリーニング室４０を設け、そこでピック１７のクリーニングを実施することも可能である。図６に示すプラズマ処理装置１００では、アライメントチャンバー１４に対向するウエハ搬入出室８の側面に、クリーニング室４０を設けている。クリーニング室４０には、イオン発生装置１９が備えられており、ウエハ搬送装置１６をこのクリーニング室４０の近傍まで移動させた後、アーム１６ａを延伸させ、ピック１７をクリーニング室４０内に挿入した状態で当接部材１７ａを帯電させることによってクリーニングを行なうことができる。

また、クリーニング室４０内には、ウエハ搬入出室８と同等にＦＦＵや排気ファンユニット（いずれも図示を省略）が配備されており、ピック１７から除去されたパーティクルをダウンフロー気流とともに速やかに排出できるように構成されている。なお、図６のプラズマ処理装置１００における他の構成は、図１に示すプラズマ処理装置１と同様であるため、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図７は、別の実施形態のウエハ搬送装置におけるピック１０１を拡大した斜視図であり、図８は、図７のVIII−VIII線矢視における断面図である。ピック１０１は、ウエハ搬送装置（図示せず）におけるアーム１０２の先端に設けられている。このピック１０１のウエハＷを保持する保持面には、ウエハＷに当接する当接部材１０１ａが複数個例えば４個突設されている。

図８に示されるように、ピック１０１は、導電性部材１０３の周囲が絶縁部材１０４により被覆された多層構造をしている。導電性部材１０３は、例えばタングステン等の導電性金属の溶射膜により形成することができる。また、絶縁部材１０４は、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などのセラミックスの溶射膜により形成することができる。導電性部材１０３は、アーム１０２の内部に配設された給電線１０５によって、直流電源１０６と電気的に接続されている。

本実施形態のピック１０１は、当接部材１０１ａに付着したパーティクルや堆積物を除去するためのセルフクリーニング機能を持つピックである。ピック１０１のクリーニングは、直流電源１０６から給電線１０５を介して所定の極性の直流電圧を導電性部材１０３に印加することによって行なわれる。導電性部材１０３に電圧を印加することによって、ピック１０１の表面、つまり絶縁部材１０４の表面と当接部材１０１ａの表面を帯電させることができる。

クリーニングの際は、当接部材１０１ａがそこに付着したパーティクルと同じ極性に帯電するように導電性部材１０３へ電圧を印加する。図８では、導電性部材１０３に対して直流電源１０６から正の極性の電圧を印加することにより、当接部材１０１ａと絶縁部材１０４の表面をパーティクルと同じ負に帯電させた状態を示している。このようにピック１０１の当接部材１０１ａを帯電させることによって、当接部材１０１ａに付着したパーティクルを電荷の反発力によって離脱させ、当接部材１０１ａから除去することができる。
なお、直流電源１０６から負の極性の電圧をピック１０１へ供給してピック１０１の当接部材１０１ａを強制的に正に帯電させてもよいし、後述するように正の帯電状態と負の帯電状態を交互に繰り返すように正負の電圧を切替えて印加してもよい。

以上の構成を有するピック１０１は、例えば図１に示すプラズマ処理装置１において、ピック１７に替えてそのまま使用することができる。従って、ピック１０１を配備したプラズマ処理装置についての説明および図示は省略する。なお、ピック１０１はセルフクリーニング機能を持つことから、プラズマ処理装置１にピック１０１を配備した場合には、イオン発生装置１９は配備しなくてもよい。クリーニングの際には、ピック１０１を所定のクリーニング位置、例えばウエハ搬入出室８におけるウエハＷの搬送経路の高さよりも下方で、かつ排気ファンユニット２１よりも上方位置に移動させ、直流電源１０６から所定の極性の直流電圧を、給電線１０５を介して導電性部材１０３に印加すればよい。

また、クリーニング中は、ＦＦＵ２０によってウエハ搬入出室８内にダウンフロー気流を発生させるとともに、排気ファンユニット２１から排気を行なうことにより、ピック１０１から除去されたパーティクルを速やかにウエハ搬入出室８から排出することが可能となる。ウエハＷを搬送する搬送経路の高さよりも下方位置にピック１０１を移動させてクリーニングを行なうことにより、ＦＦＵ２０のダウンフロー気流を利用してピック１０１から除去されたパーティクルを速やかに排気ファンユニット２１に導くことが可能となり、パーティクルがウエハ搬入出室８内で拡散することが防止される。

また、本実施形態のピック１０１は、図６に示す実施形態のプラズマ処理装置１００においても、ピック１７に替えてそのまま使用することができる。この場合、ウエハ搬入出室８に隣接配備されたクリーニング室４０にピック１０１を移動させてクリーニングが行なわれる。なお、ピック１０１はセルフクリーニング機能を持つため、クリーニング室４０内にイオン発生装置１９を配備する必要はない。

さらに、図１や図６に示すロードロック室６，７のいずれかにピック１０１を移動させて、そこでクリーニングを実施することもできる。真空状態と大気開放状態を繰り返すロードロック室６，７には、図示しないパージガス供給手段と、ドライポンプなどの排気手段が設けられているので、パージガス供給手段からパージガスを導入しながら、排気手段により排気を行なうことにより、クリーニングによってピック１０１から離脱したパーティクルを速やかにロードロック室６，７内から排出することができる。よって、ロードロック室６，７での二次汚染を防止しつつ、ピック１０１のクリーニングを実施することができる。

図９は、ピック１０１のクリーニングの処理手順の好ましい例を示すフロー図である。パーティクルが当接部材１０１ａに強固に付着している場合には、一回だけの帯電ではパーティクルを確実に除去できない場合もある。そのような場合には、以下のような手順でより確実にクリーニングを実施することができる。以下の説明では、イオン発生装置１９を設けていない以外は図１と同様の構成のプラズマ処理装置１においてクリーニングを行なうものとする。

まず、ステップＳ１１では、ウエハ搬送装置１６のピック１０１を所定のクリーニング位置、例えばウエハＷを搬送する搬送経路の高さより下方位置で、排気ファンユニット１９の排気口の近傍まで移動させる。次に、ステップＳ１２では、ＦＦＵ２０によってウエハ搬入出室８内にダウンフロー気流を発生させるとともに、排気ファンユニット２１から排気を行なう。

ステップＳ１３では、直流電源１０６をオン（入）にして給電線１０５を介してピック１０１の導電性部材１０３へ直流電圧を印加する。この際、ＥＣ３０１の記憶部３０３から読み出され、ＭＣ３０６へ送られたクリーニングレシピのプログラムに基づき、ＭＣ３０６は、直流電源１０６から正／負の直流電圧を所定間隔で交互にピック１０１へ供給するように制御する。これにより、ピック１０１の当接部材１０１ａが強制的に繰り返し正／負に帯電させられる。このように、正／負交互の帯電状態が繰り返されることにより、ピック１０１の当接部材１０１ａに付着したパーティクルを確実に除去することが可能になる。

所定時間（または所定回数）の正／負の帯電が終了したら、最後に供給された直流電圧の極性と反対の極性の電圧を供給することにより帯電状態を調整する中和処理を行なう（ステップＳ１４）。ピック１０１が正／負のいずれかの極性に強く帯電したままクリーニングを終了すると、搬送時にウエハＷがピック１０１に吸着するおそれがある。また、ピック１０１が強く帯電していると、逆極性のパーティクルを引き寄せやすい状態になってしまい、かえってピック１０１の汚染を招くおそれがある。このため、ステップＳ１４では、ステップＳ１３における最後の印加電圧（例えば負の電圧）と逆極性の電圧（例えば正の電圧）を供給して当接部材１０１ａを含むピック１０１を除電する。なお、ステップＳ１４の中和処理では、当接部材１０１ａを完全に除電する必要はなく、例えば、その後でウエハＷを搬送する際にパーティクルが付着し難くなるように、弱く負に帯電させておくことも可能である。

以上、いくつかの例を挙げ、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、プラズマエッチングを行なうプラズマ処理装置を例に挙げたが、これに限定されるものではなく、ウエハＷ等の基板を保持するピックを備えた基板処理装置であれば、エッチング装置に限らず本発明を適用することができる。

また、プラズマ処理装置における処理ユニットの数や配置は、図１（図６）のものに限らず、より多くの処理ユニットを備えたマルチチャンバータイプのプラズマ処理装置にも適用できる。また、ウエハＷ等の基板を搬送する搬送装置についても、図１（図６）に例示のものに限らず、例えば２つのスカラアームタイプの搬送アームを備えた搬送装置など他の形式の搬送装置に適用することができる。
さらに、ピックに保持される基板の種類は、半導体ウエハに限るものではなく、例えばフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板などの大型基板の搬送に用いる大型のピックにも本発明思想を適用できる。

本発明は、半導体デバイスの製造プロセスなどピックを用いて基板を搬送する基板処理装置において利用可能である。

本発明の一実施形態のプラズマ処理装置の概略構成を示す図面。ウエハ搬入出室の内部構造を示す図面。制御部の概略構成を示す図面。ピックの当接部材を帯電させている状態を模式的に説明する図面。本発明のクリーニング方法の処理手順の一例を示すフロー図。別の実施形態のプラズマ処理装置の概略構成を示す図面。ピックの実施形態を示す斜視図。図７におけるVIII−VIII線矢視の断面図。本発明のクリーニング方法の処理手順の別の例を示すフロー図。

符号の説明

１；プラズマ処理装置
２；処理ユニット
３；処理ユニット
１６；ウエハ搬送装置
１６ａ；アーム
１７；ピック
１７ａ；当接部材
１９；イオン発生装置
２０；ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）
２１；排気フィルタユニット
１００；プラズマ処理装置
１０１；ピック
１０２；アーム
Ｗ；ウエハ

Claims

基板を搬送する搬送装置において、搬送アームの先端に取付けられ、基板保持面で基板を保持する搬送ピックであって、
前記基板保持面に突設されており、基板に当接する複数の当接部材と、
前記当接部材を帯電させるための電圧印加装置と、
を備え、電荷の反発力により前記当接部材に付着したパーティクルを除去するセルフクリーニング機能を有する、搬送ピック。
前記搬送ピックは、導電性部材と、その周囲を被覆する絶縁部材を有しており、
前記電圧印加装置は前記導電性部材と電気的に接続され、前記導電性部材に正または負の電圧を印加するものである、請求項１に記載の搬送ピック。
請求項１または請求項２に記載の搬送ピックを備えた搬送装置。
基板に対して所定の処理を行なう処理室と、前記処理室に基板を搬送する搬送装置が配備された搬送室と、を備えた基板処理装置であって、
前記搬送装置は、請求項１または請求項２に記載の搬送ピックを備えた、基板処理装置。
基板に対して所定の処理を行なう真空処理室と、前記真空処理室に基板を搬送する搬送装置が配備された搬送室と、前記真空処理室と前記搬送室の間に配置された真空予備室と、を備えた基板処理装置であって、
前記搬送装置は、搬送アームと、該搬送アームの先端に取付けられ、基板を保持する基板保持面に複数の当接部材が突設された搬送ピックとを有するものであり、
前記当接部材に荷電粒子を供給し、該当接部材を強制的に帯電させる帯電装置を備えた、基板処理装置。
前記帯電装置は、前記当接部材がそこに付着したパーティクルと同じ極性に帯電するように電圧を印加するものである、請求項５に記載の基板処理装置。
前記帯電装置は、前記搬送室内に配備されている、請求項５または請求項６に記載の基板処理装置。
前記搬送室には、該搬送室内に強制的な気流を形成する気流形成装置と、前記搬送室内を排気する排気装置と、が配備されており、
前記帯電装置は、前記搬送装置による基板搬送位置よりも前記気流の流れ方向下流位置に配備されている、請求項７に記載の基板処理装置。
前記帯電装置は、前記搬送室に隣接して設けられたクリーニング室内に配備されている、請求項５または請求項６に記載の基板処理装置。
前記クリーニング室には、前記クリーニング室内に強制的な気流を形成する気流形成装置と、前記クリーニング室内を排気する排気装置と、が配備されている、請求項９に記載の基板処理装置。
前記帯電装置は、前記真空予備室内に配備されている、請求項５または請求項６に記載の基板処理装置。
基板処理装置において基板を搬送する搬送装置の搬送アームの先端に取付けられ、基板を保持する基板保持面と、前記基板保持面に突設され基板に当接する複数の当接部材と、前記当接部材を帯電させるための電圧印加装置と、を備えた搬送ピックに対し、前記電圧印加装置により正負の電圧を交互に印加することにより、前記当接部材の帯電極性が正負交互に切替わるよう繰り返し強制的に帯電させ、電荷の反発力により前記当接部材に付着したパーティクルを除去するクリーニング工程を含む、搬送ピックのクリーニング方法。
基板処理装置において基板を搬送する搬送装置の搬送アームの先端に取付けられ、基板を保持する基板保持面と、前記基板保持面に突設され基板に当接する複数の当接部材と、を備えた搬送ピックに対し、前記当接部材に荷電粒子を供給する帯電装置により、前記当接部材の帯電極性が正負交互に切替わるよう繰り返し強制的に帯電させ、電荷の反発力により前記当接部材に付着したパーティクルを除去するクリーニング工程を含む、搬送ピックのクリーニング方法。
前記クリーニング工程は、前記基板処理装置における搬送装置のアイドル時間に行なわれる、請求項１２または請求項１３に記載の搬送ピックのクリーニング方法。
前記クリーニング工程の間、前記搬送ピックが配置された室内に気流形成装置により気流を発生させる、請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の搬送ピックのクリーニング方法。
前記基板処理装置は、基板に対して所定の処理を行なう真空処理室と、前記真空処理室に基板を搬送する前記搬送装置が配備された搬送室と、前記真空処理室と前記搬送室の間に配置された真空予備室と、を備えており、前記クリーニング工程を前記搬送室内または前記真空予備室内で行なう、請求項１５に記載の搬送ピックのクリーニング方法。
さらに、前記クリーニングの後で、前記当接部材の帯電状態を調節する工程を含む、請求項１２から請求項１６のいずれか１項に記載の搬送ピックのクリーニング方法。
コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項１２から請求項１７のいずれか１項に記載された搬送ピックのクリーニング方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御する、制御プログラム。
コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取り可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項１２から請求項１７のいずれか１項に記載された搬送ピックのクリーニング方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御するものである、コンピュータ読取り可能な記憶媒体。