JP6417916B2

JP6417916B2 - Substrate transport method, substrate processing apparatus, and storage medium

Info

Publication number: JP6417916B2
Application number: JP2014253091A
Authority: JP
Inventors: 博充阪上
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2018-11-07
Anticipated expiration: 2034-12-15
Also published as: JP2016115793A

Description

本発明は、真空雰囲気の処理室内にて処理された基板を大気雰囲気に搬出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for carrying out a substrate processed in a processing chamber in a vacuum atmosphere to an air atmosphere.

半導体装置の製造工程においては、半導体ウエハ（以下、ウエハという）の表面で反応ガスを反応させて成膜を行う成膜モジュールや、プラズマ化したガスをウエハの表面に成膜された膜と反応させて処理を行うプラズマ処理モジュールなど、真空雰囲気の処理室内に処理ガスを供給してウエハの処理を行う種々の処理モジュール（処理室）が用いられる。 In the manufacturing process of a semiconductor device, a film forming module for forming a film by reacting a reactive gas on the surface of a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), or reacting a plasma gas with a film formed on the surface of the wafer. Various processing modules (processing chambers) for processing a wafer by supplying a processing gas into a processing chamber in a vacuum atmosphere, such as a plasma processing module that performs processing, are used.

また、これらの処理モジュールを備えた基板処理装置として、真空雰囲気下でウエハの搬送が行われる真空搬送室に、複数の処理モジュールを接続したマルチチャンバやクラスタツールなどと呼ばれるものがある。この真空搬送室には、内部の雰囲気を大気雰囲気と真空雰囲気との間で切り替え自在に構成されたロードロック室（予備真空室）が連結され、ロードロック室を介して、処理モジュールへのウエハの搬入出が行われる。 Further, as a substrate processing apparatus provided with these processing modules, there is a so-called multi-chamber or cluster tool in which a plurality of processing modules are connected to a vacuum transfer chamber in which a wafer is transferred in a vacuum atmosphere. The vacuum transfer chamber is connected to a load lock chamber (preliminary vacuum chamber) configured to be able to switch the internal atmosphere between an air atmosphere and a vacuum atmosphere, and a wafer to the processing module is connected via the load lock chamber. Is carried in and out.

一方で、半導体装置の微細化の進展や３次元集積技術の開発に伴い、ウエハの表面形状はますます複雑になっている。複雑なウエハの表面にて処理ガスを用いた処理を行うと、未反応の処理ガスや、反応が途中まで進行した処理ガス（これらの物質をまとめて「未反応物質」という）がウエハの表面に付着したまま処理モジュールから搬出される場合がある。 On the other hand, with the progress of miniaturization of semiconductor devices and the development of three-dimensional integration technology, the surface shape of wafers has become increasingly complex. When processing with a processing gas is performed on the surface of a complex wafer, an unreacted processing gas or a processing gas whose reaction has progressed halfway (collectively these substances are referred to as “unreacted substances”) is the surface of the wafer. In some cases, it is unloaded from the processing module while adhering to the surface.

上述の未反応物質の中には、大気中の酸素や水分などと反応して腐食性の物質を生成する腐食原因物質となるものがある。このため、ウエハが外部の大気雰囲気に搬出されたとき、その表面から腐食性の物質が放出され、ウエハの搬送機構や後段の基板処理装置の腐食原因となるおそれがある。 Among the above-mentioned unreacted substances, there is a substance that becomes a corrosion-causing substance that reacts with oxygen or moisture in the atmosphere to generate a corrosive substance. For this reason, when the wafer is carried out to the outside air atmosphere, a corrosive substance is released from the surface of the wafer, which may cause corrosion of the wafer transfer mechanism and the subsequent substrate processing apparatus.

ここで特許文献１には、処理室から真空予備室（既述の真空搬送室に相当）への腐食性のガスの流出を防ぐため、ハロゲン含有ガスを使用した処理室内を真空引きして真空予備室の圧力よりも小さくし、処理室に不活性ガスを供給してから、処理室を開放する技術が記載されている。しかしながら、処理室内の真空排気を行うだけでは、ウエハに付着した状態で処理室から持ち出される腐食原因物質の対策とはならない。 Here, in Patent Document 1, in order to prevent the corrosive gas from flowing out from the processing chamber to the vacuum preparatory chamber (corresponding to the vacuum transfer chamber described above), the processing chamber using the halogen-containing gas is evacuated and vacuumed. A technique is described in which the pressure in the preliminary chamber is made smaller, the inert gas is supplied to the processing chamber, and then the processing chamber is opened. However, merely evacuating the processing chamber does not provide a countermeasure against the corrosion-causing substances that are brought out of the processing chamber while attached to the wafer.

また特許文献２には、処理室と、この処理室に気密に連設されたロードロック室との間で、多数枚のウエハが搭載されたボートを昇降させるにあたり、処理後のウエハを搭載したボートがロードロック室に収容されると、当該ロードロック室内を真空排気する技術が記載されている。 Further, in Patent Document 2, a wafer after processing is mounted when a boat on which a large number of wafers are mounted is moved up and down between a processing chamber and a load lock chamber connected in an airtight manner to the processing chamber. A technique for evacuating the load lock chamber when the boat is accommodated in the load lock chamber is described.

特開２００９−９１６６５号公報：請求項１、段落００３７〜００３８、図１JP 2009-91665 A: Claim 1, paragraphs 0037 to 0038, FIG. 特開２００５−２５９９２７号公報：段落０００３、００３７〜００４０、図１JP 2005-259927 A: paragraphs 0003, 0037 to 0040, FIG.

特許文献２の記載によれば、ロードロック室内の真空排気は、処理ガス内で使用した反応ガスがロードロック室内で大気中の水分と反応し、金属類を腐食させることを防止するために行われる（段落０００３、０００７）。このため、当該技術においては、真空排気を行う位置として、処理室に連設された（隣り合って接続された）ロードロック室が選択されている。 According to the description in Patent Literature 2, the load lock chamber is evacuated in order to prevent the reaction gas used in the processing gas from reacting with moisture in the atmosphere in the load lock chamber and corroding metals. (Paragraphs 0003 and 0007). For this reason, in this technique, a load lock chamber connected to (adjacent to) the processing chamber is selected as a position for performing vacuum evacuation.

これに対し真空搬送室を介して処理モジュールとロードロック室とが連設された構造の基板処理装置においては、真空搬送室が処理モジュールに隣り合って配置されていることにより、処理ガスが流出する先は真空搬送室である。しかしながら真空搬送室は、その内部が真空雰囲気に保たれるように、常時、真空排気が行われている。このため、処理モジュールから、ロードロック室に処理ガスが直接流入するといった問題は存在せず、引用文献２に記載の目的でロードロック室内を真空排気する必要はない。
一方で、腐食原因物質がウエハに付着した状態のまま真空搬送室を通過してしまった場合には、大気雰囲気下にて腐食性の物質が放出される既述の問題を解決することはできない。 In contrast, in a substrate processing apparatus having a structure in which a processing module and a load lock chamber are connected via a vacuum transfer chamber, the processing gas flows out because the vacuum transfer chamber is disposed adjacent to the processing module. The destination is a vacuum transfer chamber. However, the vacuum transfer chamber is always evacuated so that the inside is maintained in a vacuum atmosphere. Therefore, there is no problem that the processing gas directly flows into the load lock chamber from the processing module, and it is not necessary to evacuate the load lock chamber for the purpose described in the cited document 2.
On the other hand, when the corrosion-causing substance passes through the vacuum transfer chamber while being attached to the wafer, the above-described problem that the corrosive substance is released in the atmosphere cannot be solved. .

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、処理室内で基板に付着した物質の大気雰囲気への持ち出しを抑制することが可能な基板搬送方法、基板処理装置、及び前記方法を記憶した記憶媒体を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to provide a substrate transport method, a substrate processing apparatus, and a substrate processing method capable of suppressing the substances attached to the substrate in the processing chamber from being taken out to the atmosphere. It is to provide a storage medium storing the method.

本発明に係る基板搬送方法は、内部の雰囲気を大気雰囲気と真空雰囲気との間で切り替え自在に構成された予備真空室と、真空雰囲気下にて、基板搬送機構により基板の搬送が行われる真空搬送室とを介し、大気雰囲気下で基板を収容するキャリアと、真空雰囲気下にて基板に対する処理が行われる処理室との間で基板を搬送する基板搬送方法であって、
前記基板搬送機構により、処理後の基板を前記処理室から取り出し、前記予備真空室へ向けて前記真空搬送室内を搬送する工程と、
真空雰囲気に切り替えられた前記予備真空室内に、前記処理後の基板を搬入する工程と、
次いで、前記予備真空室内の圧力が、前記処理後の基板搬送時の真空搬送室内の圧力よりも低くなるように、当該予備真空室内を真空排気する工程と、
前記真空排気後の予備真空室内を大気雰囲気に切り替えてから、前記キャリアへ向けて基板を取り出す工程と、を含み、
前記予備真空室には、処理後の基板を冷却するための冷却機構を備えた載置台と、基板を前記載置台よりも上方側にて支持する支持位置と、基板を当該載置台に載置するために、載置台よりも下方側に退避した退避位置との間を昇降する支持ピンとが設けられ、
前記予備真空室内を真空排気する工程は、前記支持ピンが前記支持位置にて処理後の基板を支持した状態で開始されることを特徴とする。 The substrate transfer method according to the present invention includes a preliminary vacuum chamber configured to switch an internal atmosphere between an air atmosphere and a vacuum atmosphere, and a vacuum in which the substrate is transferred by a substrate transfer mechanism in a vacuum atmosphere. A substrate transport method for transporting a substrate between a carrier that accommodates a substrate in an air atmosphere and a processing chamber in which processing on the substrate is performed in a vacuum atmosphere via a transport chamber,
Removing the processed substrate from the processing chamber by the substrate transport mechanism and transporting the vacuum transport chamber toward the preliminary vacuum chamber;
Carrying the processed substrate into the preliminary vacuum chamber switched to a vacuum atmosphere;
Next, a step of evacuating the preliminary vacuum chamber so that the pressure in the preliminary vacuum chamber is lower than the pressure in the vacuum transfer chamber during substrate transfer after the processing;
The preliminary vacuum chamber after the evacuation from the switch to the atmosphere, see containing and a step of removing the substrate towards the carrier,
In the preliminary vacuum chamber, a mounting table provided with a cooling mechanism for cooling the processed substrate, a support position for supporting the substrate above the mounting table, and a substrate mounted on the mounting table In order to do so, a support pin that moves up and down between the retracted position retracted below the mounting table is provided,
The step of evacuating the preliminary vacuum chamber is started with the support pins supporting the processed substrate at the support position .

前記基板搬送方法は以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記真空搬送室内の圧力は、基板の処理時における前記処理室内の圧力よりも低いこと。
（ｂ）前記予備真空室内の基板を取り出す工程は、前記支持ピンを前記退避位置まで降下させて、当該基板を前記載置台上に載置した後に行われること。
（ｃ）前記処理室内にて基板に対して行われる処理は、大気雰囲気下にて基板から腐食性の物質を放出する腐食原因物質が生成される処理を含むこと。前記真空搬送室は、前記腐食原因物質と反応して大気雰囲気下での前記腐食性の物質の放出を抑えるための反応ガスを含む圧力調整ガスにより圧力調整されていること。前記腐食性の物質は、塩素を含み、前記反応ガスは還元性のガスであること。
The substrate transfer method may have the following features.
(A) The pressure in the vacuum transfer chamber is lower than the pressure in the processing chamber when processing the substrate.
(B) before Symbol step of taking out the preliminary vacuum chamber of the substrate, said support pins are lowered to the retracted position, it is performed after placing the substrate on the mounting table.
(C) The process performed on the substrate in the processing chamber includes a process in which a corrosion-causing substance that releases a corrosive substance from the substrate in an air atmosphere is generated. The vacuum transfer chamber is pressure-adjusted with a pressure-adjusting gas containing a reaction gas that reacts with the corrosion-causing substance and suppresses the release of the corrosive substance in an air atmosphere. The corrosive substance contains chlorine, and the reaction gas is a reducing gas.

本発明は、処理後の基板を処理室から取り出して予備真空室に搬入した後、予備真空室の圧力が基板搬送時の真空搬送室内の圧力よりも低くなるように真空排気を行うので、基板に付着していた物質が予備真空室で放出される。この結果、処理室内で基板に付着した物質が大気雰囲気に持ち出されることを抑制できる。 In the present invention, after the processed substrate is taken out from the processing chamber and carried into the preliminary vacuum chamber, the vacuum exhaust is performed so that the pressure in the preliminary vacuum chamber is lower than the pressure in the vacuum transport chamber during substrate transport. The substance adhering to is discharged in the preliminary vacuum chamber. As a result, the substance attached to the substrate in the processing chamber can be prevented from being taken out to the air atmosphere.

処理モジュールを備えた基板処理装置の平面図である。It is a top view of the substrate processing apparatus provided with the processing module. 前記基板処理装置に設けられているロードロック室の縦断側面図である。It is a vertical side view of the load lock chamber provided in the substrate processing apparatus. 前記ロードロック室の真空排気系統の構成図である。It is a block diagram of the vacuum exhaust system of the load lock chamber. 前記基板処理装置に設けられている真空搬送室の縦断側面図である。It is a vertical side view of the vacuum transfer chamber provided in the substrate processing apparatus. 前記ロードロック室と処理モジュールとの間を搬送されるウエハの周囲の圧力の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the pressure around the wafer conveyed between the said load lock chamber and a processing module. 前記処理モジュール内における処理ガスの供給、排気シーケンス図である。FIG. 3 is a process gas supply and exhaust sequence diagram in the process module. 前記ロードロック室の第１の作用図である。FIG. 3 is a first operation diagram of the load lock chamber. 前記ロードロック室の第２の作用図である。It is the 2nd operation view of the load lock room. 前記ロードロック室の第３の作用図である。It is a 3rd operation | movement figure of the said load lock chamber. 前記ロードロック室の第４の作用図である。It is the 4th operation view of the load lock room. 低真空雰囲気におけるウエハの表面の模式図である。It is a schematic diagram of the surface of the wafer in a low vacuum atmosphere. 高真空雰囲気におけるウエハの表面の第１の模式図である。It is a 1st schematic diagram of the surface of the wafer in a high vacuum atmosphere. 高真空雰囲気におけるウエハの表面の第２の模式図である。It is the 2nd schematic diagram of the surface of the wafer in a high vacuum atmosphere. 前記ロードロック室の真空排気系統の作用図である。It is an effect | action figure of the vacuum exhaust system of the said load lock chamber. ウエハの周囲の圧力状態の変化の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the change of the pressure state around a wafer. 前記真空搬送室の他の例を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the other example of the said vacuum conveyance chamber. 予備実験の結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the result of a preliminary experiment. 実施例の結果を示す第１の説明図である。It is the 1st explanatory view showing the result of an example. 実施例の結果を示す第２の説明図である。It is the 2nd explanatory view showing the result of an example.

本発明の実施の形態として、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法により、基板であるウエハに対する成膜を行う複数の処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４を備えた基板処理装置１の例について説明する。図１に示すように、基板処理装置１は、処理対象のウエハＷを所定枚数、例えば２５枚収容したキャリアＣが載置されるキャリア載置台１１と、キャリアＣから取り出されたウエハＷを大気雰囲気下で搬送する大気搬送室１２と、内部の状態を大気雰囲気と真空雰囲気とに切り替えてウエハＷを待機させるためのロードロック室（予備真空室）ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３と、真空雰囲気下でウエハＷの搬送が行われる真空搬送室ＴＭと、ウエハＷに成膜処理を施すための処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４と、を備えている。これらの機器は、ウエハＷの搬入方向から見て、キャリア載置台１１、大気搬送室１２、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３、真空搬送室ＴＭ、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４の順に並んでおり、隣り合う機器同士はドアＧ１、ドアバルブＧ２やゲートバルブＧ３〜Ｇ４を介して気密に接続されている。 As an embodiment of the present invention, an example of a substrate processing apparatus 1 including a plurality of processing modules PM1 to PM4 that performs film formation on a wafer as a substrate by, for example, an ALD (Atomic Layer Deposition) method will be described. As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus 1 includes a carrier mounting table 11 on which a carrier C containing a predetermined number, for example, 25 wafers W to be processed, and a wafer W taken out from the carrier C in the atmosphere. An atmospheric transfer chamber 12 for transfer in an atmosphere, load lock chambers (preliminary vacuum chambers) LLM1 to LLM3 for switching the internal state between an air atmosphere and a vacuum atmosphere to wait for the wafer W, and a wafer W in a vacuum atmosphere And a processing module PM1 to PM4 for performing a film forming process on the wafer W. These devices are arranged in the order of the carrier mounting table 11, the atmospheric transfer chamber 12, the load lock chambers LLM1 to LLM3, the vacuum transfer chamber TM, and the processing modules PM1 to PM4 as viewed from the loading direction of the wafer W. They are airtightly connected to each other through a door G1, a door valve G2, and gate valves G3 to G4.

大気搬送室１２内にはキャリアＣからウエハＷを１枚ずつ取り出して、搬送するための、回転、伸縮、昇降及び左右への移動自在な搬送アーム１２１が設けられている。また大気搬送室１２の側面には、ウエハＷの位置合わせを行うためのオリエンタを内蔵したアライメント室１４が設けられている。 In the atmospheric transfer chamber 12, a transfer arm 121 is provided that is capable of rotating, expanding and contracting, raising and lowering, and moving left and right to take out wafers W from the carrier C one by one. An alignment chamber 14 having an orienter for aligning the wafer W is provided on the side surface of the atmospheric transfer chamber 12.

ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３は、大気搬送室１２と真空搬送室ＴＭとの間を繋ぐように、キャリア載置台１１側から見て左右方向に３個並べて設けられている。
図２に示すように各ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３には、搬入されたウエハＷを下面側から支持する支持ピン１６２を備えた載置台１６が設けられている。支持ピン１６２は、不図示の昇降機構に接続され、載置台１６よりも上方側にてウエハＷを支持する支持位置と、ウエハＷを載置台１６に載置するために、載置台１６よりも下方側に退避した退避位置との間を昇降する。載置台１６の上面には、載置台１６の上面から僅かに浮いた状態でウエハＷを保持する複数のウエハ保持部１６５が設けられている。 Three load lock chambers LLM1 to LLM3 are arranged side by side in the left-right direction as viewed from the carrier mounting table 11 so as to connect the atmosphere transfer chamber 12 and the vacuum transfer chamber TM.
As shown in FIG. 2, the load lock chambers LLM 1 to LLM 3 are provided with a mounting table 16 including support pins 162 that support the loaded wafer W from the lower surface side. The support pins 162 are connected to an elevating mechanism (not shown), support positions for supporting the wafer W on the upper side of the mounting table 16, and more than the mounting table 16 for mounting the wafer W on the mounting table 16. It moves up and down between the retracted position retracted downward. On the upper surface of the mounting table 16, a plurality of wafer holding units 165 that hold the wafer W while being slightly lifted from the upper surface of the mounting table 16 are provided.

載置台１６の内部には、不図示の冷媒供給部から供給された冷媒、例えば冷却水が流れる冷媒流路１６１が形成され、載置台１６上に載置されたウエハＷを冷却することができる。冷媒流路１６１は載置台１６に設けられたウエハＷの冷却機構に相当する。
このほか、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３には、内部の真空排気を行う真空ポンプ５１、５２などが接続されているが、その詳細な構成は後述する。 Inside the mounting table 16, a coolant channel 161 through which a coolant supplied from a coolant supply unit (not shown), for example, cooling water flows, is formed, and the wafer W mounted on the mounting table 16 can be cooled. . The coolant channel 161 corresponds to a cooling mechanism for the wafer W provided on the mounting table 16.
In addition, the load lock chambers LLM 1 to LLM 3 are connected to vacuum pumps 51 and 52 for evacuating the interior, and the detailed configuration thereof will be described later.

図１に示すように真空搬送室ＴＭは、例えばその平面形状が七角形状に形成され、その内部は真空雰囲気となっている。真空搬送室ＴＭの手前側の３辺には既述のロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３が接続される一方、残る４辺には処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４が接続されている。真空搬送室ＴＭ内には、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３と各処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４との間でウエハＷを搬送するための基板搬送機構であり、回転及び伸縮自在な搬送アーム１３１が設置されている。 As shown in FIG. 1, the vacuum transfer chamber TM has a heptagonal planar shape, for example, and the inside is a vacuum atmosphere. The load lock chambers LLM1 to LLM3 described above are connected to the three sides on the front side of the vacuum transfer chamber TM, while the processing modules PM1 to PM4 are connected to the remaining four sides. In the vacuum transfer chamber TM, there is a substrate transfer mechanism for transferring the wafer W between the load lock chambers LLM1 to LLM3 and the processing modules PM1 to PM4, and a transfer arm 131 that is rotatable and extendable is installed. Yes.

図４に示すように、真空搬送室ＴＭには、その内部を真空排気するための排気管２１１が接続され、排気管２１１の下流側には、開閉バルブＶ１１を介して真空ポンプ２１２が設けられている。また真空搬送室ＴＭには、真空搬送室ＴＭ内に圧力調整用のガスとして不活性ガス、例えば窒素ガスを供給するための圧力調整ガス供給管２２１が接続されている。圧力調整ガス供給管２２１の上流側には、圧力制御バルブＰＣＶ、および、開閉バルブＶ１２を介して窒素ガス供給部２２２が設けられている。 As shown in FIG. 4, an exhaust pipe 211 for evacuating the inside of the vacuum transfer chamber TM is connected to the vacuum transfer chamber TM, and a vacuum pump 212 is provided on the downstream side of the exhaust pipe 211 via an open / close valve V11. ing. The vacuum transfer chamber TM is connected to a pressure adjusting gas supply pipe 221 for supplying an inert gas such as nitrogen gas as a pressure adjusting gas into the vacuum transfer chamber TM. A nitrogen gas supply unit 222 is provided on the upstream side of the pressure adjusting gas supply pipe 221 via a pressure control valve PCV and an opening / closing valve V12.

圧力制御バルブＰＣＶは、真空搬送室ＴＭに設けられた圧力計２３の指示値と、予め設定された圧力設定値とを比較し、これらの指示値の差分値に基づいて、真空搬送室ＴＭ内の圧力が圧力設定値（例えば１００Ｐａ）に近づくように窒素ガスの供給量を増減する圧力調整機能を有する。 The pressure control valve PCV compares the indicated value of the pressure gauge 23 provided in the vacuum transfer chamber TM with a preset pressure set value, and based on the difference value between these indicated values, Has a pressure adjustment function to increase or decrease the supply amount of nitrogen gas so that the pressure of the gas approaches a pressure setting value (for example, 100 Pa).

本例の基板処理装置１に設けられている処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４は、ウエハＷに対して例えば共通の成膜処理を行う。真空搬送室ＴＭ内を搬送されたウエハＷは、他のウエハＷの成膜処理を実行していない、待機中の処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４に１枚ずつ搬入されて成膜処理が行われる。各処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４では、真空雰囲気の処理室（処理容器）内に配置された載置台４１にウエハＷが載置され、載置台４１上で加熱されたウエハＷの表面に処理ガスを供給して成膜処理が行なわれる。 The processing modules PM1 to PM4 provided in the substrate processing apparatus 1 of this example perform, for example, a common film forming process on the wafer W. The wafers W transferred in the vacuum transfer chamber TM are loaded one by one into the waiting processing modules PM1 to PM4 that are not executing the film forming process of other wafers W, and the film forming process is performed. In each of the processing modules PM1 to PM4, the wafer W is mounted on the mounting table 41 disposed in a processing chamber (processing container) in a vacuum atmosphere, and the processing gas is supplied to the surface of the wafer W heated on the mounting table 41. Then, a film forming process is performed.

処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４内のウエハＷは、例えば数百℃に加熱され、その表面に供給された処理ガスが反応して成膜処理が実行される。本例ではウエハＷの表面に原料ガス吸着させた後、当該原料ガスと反応する反応ガスを供給して反応生成物の原子層や分子層を形成し、これらの処理を繰り返し行って積層膜を形成するＡＬＤ法により成膜を行う場合を例に挙げて説明する。具体的には原料ガスである四塩化チタン（ＴｉＣｌ_４）と、反応ガスであるアンモニア（ＮＨ_３）とを反応させて、窒化チタン（ＴｉＮ）膜を形成する場合を例示する。
但し、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４にて実行される成膜処理の種類に特段の限定はなく、加熱されたウエハＷの表面に原料ガスを供給して成膜反応を進行させるＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて成膜を行ってもよい。 The wafers W in the processing modules PM1 to PM4 are heated to, for example, several hundred degrees Celsius, and the processing gas supplied to the surface reacts to perform the film forming process. In this example, after the source gas is adsorbed on the surface of the wafer W, a reaction gas that reacts with the source gas is supplied to form an atomic layer or a molecular layer of a reaction product, and these processes are repeated to form a laminated film. A case where film formation is performed by the ALD method to be formed will be described as an example. Specifically, a case where a titanium nitride (TiN) film is formed by reacting titanium tetrachloride (TiCl ₄ ) as a source gas with ammonia (NH ₃ ) as a reaction gas is illustrated.
However, there is no particular limitation on the type of film forming process executed by the processing modules PM1 to PM4, and CVD (Chemical Vapor Deposition) is performed in which a raw material gas is supplied to the surface of the heated wafer W to advance the film forming reaction. The film may be formed using a method.

ウエハＷを加熱する手法としては、ウエハＷが載置される載置台４１にヒーターを設けてもよいし、さらに処理室の壁面にヒーターを設けたホットウォール方式を採用してもよい。また、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４に処理ガスをプラズマ化するプラズマ形成部を設け、活性化された処理ガスをウエハＷに供給する構成としてもよい。
また各処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４は、不図示の真空ポンプに接続され、処理室内が予め設定した処理圧力となるように、圧力調整を行うことができる。処理室内は、例えば真空搬送室ＴＭとの間のウエハＷの搬入出時には、真空搬送室ＴＭと共通の圧力（例えば１００Ｐａ）に調整され、ウエハＷの処理時には例えば４００Ｐａに圧力調整されて成膜処理が行われる。 As a method for heating the wafer W, a heater may be provided on the mounting table 41 on which the wafer W is placed, or a hot wall system in which a heater is provided on the wall surface of the processing chamber may be employed. Further, the processing modules PM 1 to PM 4 may be provided with a plasma forming unit that converts the processing gas into plasma and the activated processing gas is supplied to the wafer W.
Further, each of the processing modules PM1 to PM4 is connected to a vacuum pump (not shown), and pressure adjustment can be performed so that the processing chamber has a preset processing pressure. In the processing chamber, for example, when the wafer W is transferred into and out of the vacuum transfer chamber TM, the pressure is adjusted to the same pressure (for example, 100 Pa) as that of the vacuum transfer chamber TM. Processing is performed.

さらに図１〜図４に示すように、この基板処理装置１には、制御部３が設けられている。制御部３は不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）と記憶部とを備えたコンピュータからなり、この記憶部には上述したウエハＷの処理動作を実行させる制御信号を出力するためのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリカードなどの記憶媒体に格納され、そこから記憶部にインストールされる。 Further, as shown in FIGS. 1 to 4, the substrate processing apparatus 1 is provided with a control unit 3. The control unit 3 includes a computer having a CPU (Central Processing Unit) (not shown) and a storage unit, and a step (command) for outputting a control signal for executing the processing operation of the wafer W described above to the storage unit. A grouped program is recorded. This program is stored in a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magnetic optical disk, or a memory card, and installed in the storage unit.

以上に説明した構成を備えた基板処理装置１において、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４内では原料ガスであるＴｉＣｌ_４と反応ガスであるＮＨ_３との反応によりＴｉＮ膜の成膜が行われる。このとき、既述のように複雑な形状のウエハＷの表面にて未反応の原料ガス（ＴｉＣｌ_４）や反応が途中まで進行した反応ガス（例えばＴｉＣｌ_３）が付着した状態で大気搬送室１２まで搬出されると、これらの付着物質が大気中の水分と反応して塩化水素などの塩素を含む腐食性の物質を放出するおそれがある。この観点において、ウエハＷに付着したＴｉＣｌ_４やＴｉＣｌ_３は腐食原因物質に相当している。 In the substrate processing apparatus 1 having the above-described configuration, a TiN film is formed in the processing modules PM1 to PM4 by a reaction between TiCl _{4 as a} raw material gas and NH ₃ as a reactive gas. At this time, as described above, the atmospheric transfer chamber 12 with the unreacted source gas (TiCl ₄ ) and the reaction gas (for example, TiCl ₃ ) that has progressed halfway adhered to the surface of the wafer W having a complicated shape as described above. When these substances are carried out, the adhering substances may react with moisture in the atmosphere to release corrosive substances including chlorine such as hydrogen chloride. From this viewpoint, TiCl ₄ and TiCl ₃ adhering to the wafer W correspond to corrosion-causing substances.

そこで、本例の基板処理装置１は、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４から搬出された処理後のウエハＷをロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内で高真空雰囲気下に晒し、ウエハＷの表面からこれらの腐食原因物質を除去する機能を備えている。
以下、当該機能を実現するための構成を図２、図３を参照しながら説明する。 Therefore, the substrate processing apparatus 1 of this example exposes the processed wafers W carried out of the processing modules PM1 to PM4 to a high vacuum atmosphere in the load lock chambers LLM1 to LLM3, and causes the corrosion from the surface of the wafer W. It has a function to remove substances.
Hereinafter, a configuration for realizing the function will be described with reference to FIGS.

図２に示すように、各ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３は、真空搬送室ＴＭとの間で行きウエハ（キャリア載置台１１側から処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４側へ搬送されるウエハＷのこと。）の搬送を行う際に、当該ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内の圧力が、真空搬送室ＴＭと共通の圧力（例えば１００Ｐａ）となるように真空排気を行う、行きウエハ用ポンプである低真空ポンプ（第１の真空ポンプ）５２に接続されている。ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３は、低真空排気管１６４を介して低真空ポンプ５２に接続され、この低真空排気管１６４には開閉バルブ２２が介設されている。ここで真空搬送室ＴＭとロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３とが「共通の圧力である」とは、双方の圧力が厳密に一致している場合に限定されない。真空搬送室ＴＭとロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３との間でのウエハＷの搬入出にあたって、ゲートバルブＧ３を開いて両空間ＴＭ、ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３を自由に連通させ、ウエハＷの搬入出を支障なく行える程度の圧力差があってもよい。 As shown in FIG. 2, each of the load lock chambers LLM1 to LLM3 goes to the vacuum transfer chamber TM and is a wafer (wafer W transferred from the carrier mounting table 11 side to the processing modules PM1 to PM4 side). When performing the transfer, a low vacuum pump (first vacuum pump), which is a pump for a going wafer, performs evacuation so that the pressure in the load lock chambers LLM1 to LLM3 becomes a pressure common to the vacuum transfer chamber TM (for example, 100 Pa). 1 vacuum pump) 52. The load lock chambers LLM1 to LLM3 are connected to a low vacuum pump 52 via a low vacuum exhaust pipe 164, and an open / close valve 22 is interposed in the low vacuum exhaust pipe 164. Here, “the pressure is the common pressure” between the vacuum transfer chamber TM and the load lock chambers LLM 1 to LLM 3 is not limited to the case where the pressures of both are strictly equal. When loading and unloading the wafer W between the vacuum transfer chamber TM and the load lock chambers LLM1 to LLM3, the gate valve G3 is opened to allow the spaces TM and LLM1 to LLM3 to freely communicate with each other, so that the wafer W can be loaded and unloaded. There may be a pressure difference that can be achieved.

また低真空排気管１６４において、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３との接続部と開閉バルブ２２との間の位置には、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３の内部を大気雰囲気に切り替える際に、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内が過加圧状態になることを防ぐリークバルブＶ２３が接続されている。 Further, in the low vacuum exhaust pipe 164, when the interior of the load lock chambers LLM1 to LLM3 is switched to the atmospheric atmosphere, the load lock chamber LLM1 is placed at a position between the connection portion of the load lock chambers LLM1 to LLM3 and the open / close valve 22. A leak valve V23 is connected to prevent the inside of the LLM 3 from being overpressurized.

さらに各ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３には、戻りウエハ（処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４側からキャリア載置台１１側へ搬送されるウエハＷのこと。）の搬送を行う際に、当該ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内の圧力が、真空搬送室ＴＭよりも低い圧力（例えば０．０１〜０．１Ｐａ）となるように真空排気を行う、戻りウエハ用ポンプである高真空ポンプ（第２の真空ポンプ）５１が接続されている。ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３は、高真空排気管１６３を介して高真空ポンプ５１に接続され、この高真空排気管１６３には開閉バルブ２１が介設されている。 Further, the load lock chambers LLM1 to LLM3 are loaded into the load lock chambers LLM1 to LLM3 when the return wafer (wafer W transferred from the processing modules PM1 to PM4 side to the carrier mounting table 11 side) is transferred. A high vacuum pump (second vacuum pump) 51, which is a pump for a return wafer, performs vacuum evacuation so that the inner pressure is lower than the vacuum transfer chamber TM (for example, 0.01 to 0.1 Pa). It is connected. The load lock chambers LLM1 to LLM3 are connected to a high vacuum pump 51 via a high vacuum exhaust pipe 163, and an open / close valve 21 is interposed in the high vacuum exhaust pipe 163.

図３は、基板処理装置１に設けられた３個のロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３の真空排気系統を示している。図３に示すように、各ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３に接続された低真空排気管１６４は互いに合流して共通の低真空ポンプ５２に接続されている。また、各ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３に接続された高真空排気管１６３も互いに合流し、共通の高真空ポンプ５１に接続されている。
なお、図３及び後述の図１４においては、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３に設けられた開閉バルブＶ２１、Ｖ２２、リークバルブＶ２３を識別するために、各符号の後に「ａ〜ｃ」の識別符号を付してある。 FIG. 3 shows a vacuum exhaust system of the three load lock chambers LLM1 to LLM3 provided in the substrate processing apparatus 1. As shown in FIG. 3, the low vacuum exhaust pipes 164 connected to the load lock chambers LLM 1 to LLM 3 merge together and are connected to a common low vacuum pump 52. Further, the high vacuum exhaust pipes 163 connected to the load lock chambers LLM1 to LLM3 also merge with each other and are connected to a common high vacuum pump 51.
In FIG. 3 and FIG. 14 to be described later, in order to identify the open / close valves V21, V22 and the leak valve V23 provided in the load lock chambers LLM1 to LLM3, an identification code “ac” is added after each code. It is attached.

以下、図５〜図１３を参照しながら本例の基板処理装置１の動作について説明する。ここで図５は、真空搬送室ＴＭを介してロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３と、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４との間を搬送されるウエハＷの周囲の圧力の変化を示している。 Hereinafter, the operation of the substrate processing apparatus 1 of this example will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows a change in pressure around the wafer W transferred between the load lock chambers LLM1 to LLM3 and the processing modules PM1 to PM4 via the vacuum transfer chamber TM.

ウエハＷを収容したキャリアＣがキャリア載置台１１上に載置されると、当該キャリアＣ内のウエハＷが、搬送アーム１２１によって順番に取り出される。搬送アーム１２１に保持されたウエハＷは、大気搬送室１２内を搬送される途中でアライメント室１４にて位置決めをされた後、ウエハＷを収容していないいずれかのロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬ３に受け渡される。このとき、図５の時刻（１）に示すように、当該ウエハＷが搬入されたロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬ３内は、大気雰囲気（大気圧）となっている。 When the carrier C containing the wafer W is mounted on the carrier mounting table 11, the wafers W in the carrier C are sequentially taken out by the transfer arm 121. The wafer W held by the transfer arm 121 is positioned in the alignment chamber 14 while being transferred in the atmospheric transfer chamber 12, and then placed in any of the load lock chambers LLM1 to LL3 that do not contain the wafer W. Delivered. At this time, as shown at time (1) in FIG. 5, the load lock chambers LLM 1 to LL 3 into which the wafer W is loaded are in an atmospheric atmosphere (atmospheric pressure).

ウエハＷがロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬ３に収容され、ドアバルブＧ２を閉じたら、開閉バルブ２２を開き、低真空ポンプ５２を稼働させて真空排気を行う。ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内が、真空搬送室ＴＭと共通の圧力となったら（図５の時刻（２））、ゲートバルブＧ３を開き、搬送アーム１３１にウエハＷを受け渡す。搬送アーム１３１に受け渡されたウエハＷは、当該ウエハＷを受け入れ可能な処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４に向けて真空搬送室ＴＭ内を搬送される（図５に示す期間「ＴＭ（Ｉ）」）。 When the wafer W is accommodated in the load lock chambers LLM1 to LL3 and the door valve G2 is closed, the open / close valve 22 is opened, and the low vacuum pump 52 is operated to perform evacuation. When the pressure in the load lock chambers LLM1 to LLM3 becomes the same pressure as the vacuum transfer chamber TM (time (2) in FIG. 5), the gate valve G3 is opened and the wafer W is transferred to the transfer arm 131. The wafer W transferred to the transfer arm 131 is transferred in the vacuum transfer chamber TM toward the processing modules PM1 to PM4 that can receive the wafer W (period “TM (I)” shown in FIG. 5).

当該ウエハＷに対して成膜処理を実行する処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４内は、真空搬送室ＴＭと共通の圧力に調整されており、搬送アーム１３１によってウエハＷが搬送されてくると、ゲートバルブＧ４を開いて搬送アーム１３１を進入させる。そして、不図示の昇降ピンなどを介して搬送アーム１３１から載置台４１にウエハＷが受け渡されたら、搬送アーム１３１を退避させゲートバルブＧ４を閉じる。 The inside of the processing modules PM1 to PM4 for performing the film forming process on the wafer W is adjusted to the same pressure as the vacuum transfer chamber TM, and when the wafer W is transferred by the transfer arm 131, the gate valve G4. Is opened to allow the transfer arm 131 to enter. Then, when the wafer W is transferred from the transfer arm 131 to the mounting table 41 via an unillustrated lift pin or the like, the transfer arm 131 is retracted and the gate valve G4 is closed.

しかる後、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４内の圧力が成膜処理時の圧力となるように、圧力調整を開始する（図５の時刻（３））。圧力調整を終えたら、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４にＴｉＣｌ_４（原料ガス）とＮＨ_３（反応ガス）とを交互に供給してウエハＷに対する成膜処理を実行する（図５の期間（４））。 Thereafter, pressure adjustment is started so that the pressure in the processing modules PM1 to PM4 becomes the pressure during the film forming process (time (3) in FIG. 5). When the pressure adjustment is completed, TiCl ₄ (raw material gas) and NH ₃ (reactive gas) are alternately supplied to the processing modules PM1 to PM4 to perform the film forming process on the wafer W (period (4) in FIG. 5). .

図６（ａ）は、成膜処理時における原料ガスや反応ガスなどの処理ガスの供給、排気シーケンスを模式的に示している。図中の右上がりのハッチを付したカラムはＴｉＣｌ_４の供給期間を示し、右下がりのハッチを付したカラムはＮＨ_３の供給期間を示している。また、白抜きのカラムは、例えば不活性ガスを供給しながら、処理室内のＴｉＣｌ_４またはＮＨ_３を排気するパージ期間であり、網掛けハッチを付したカラムは成膜処理後の真空排気期間を示している。 FIG. 6A schematically shows a supply and exhaust sequence of a processing gas such as a raw material gas and a reactive gas during the film forming process. In the figure, a column with a right-upward hatch indicates a TiCl ₄ supply period, and a column with a right-down hatch indicates an NH ₃ supply period. The white column is a purge period in which, for example, TiCl ₄ or NH ₃ in the processing chamber is exhausted while supplying an inert gas, and the shaded hatched column has a vacuum exhaust period after the film forming process. Show.

図６（ａ）に示すように、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４には、「ＴｉＣｌ_４→パージ→ＮＨ_３→パージ→ＴｉＣｌ_４→…」の順に、パージを挟んでＴｉＣｌ_４とＮＨ_３とが交互に供給され、このサイクルが数十〜数百回繰り返される。この結果、ウエハＷの表面に吸着したＴｉＣｌ_４に対してＮＨ_３が反応しＴｉＮ層が形成され、このＴｉＮ層が積層されてＴｉＮ膜となる。 As shown in FIG. 6A, the processing modules PM1 to PM4 have TiCl ₄ and NH ₃ alternately arranged in the order of “TiCl ₄ → purge → NH ₃ → purge → TiCl ₄ →... The cycle is repeated tens to hundreds of times. As a result, NH ₃ reacts with TiCl ₄ adsorbed on the surface of the wafer W to form a TiN layer, and this TiN layer is laminated to form a TiN film.

ここで、ＴｉＣｌ_４やＮＨ_３の供給時間やパージの時間は、１サイクル毎に形成されるＴｉＮ層の厚さなどに応じて適宜、設定される。このとき形成されるＴｉＮ層は、ＡＬＤ法の呼称に応じて原子層（または分子層）程度の厚さである場合に限定されない。各サイクルにおいて、原子層や分子層よりも厚いＴｉＮ層を形成してもよい。 Here, the supply time and purge time of TiCl ₄ and NH ₃ are appropriately set according to the thickness of the TiN layer formed for each cycle. The TiN layer formed at this time is not limited to the case where the thickness is about the atomic layer (or molecular layer) according to the name of the ALD method. In each cycle, a TiN layer thicker than the atomic layer or the molecular layer may be formed.

また図６（ｂ）は、最終サイクルに供給されるＮＨ_３の供給時間を長くした場合の供給、排気シーケンスを示している。図６（ａ）に示した例では、最終サイクルにて供給されたＴｉＣｌ_４に対しては、先行するサイクルと同様の時間にて１回だけＮＨ_３が供給されるに過ぎない。このため、未反応のＴｉＣｌ_４や反応途中のＴｉＣｌ_３がウエハＷの表面に比較的多く残存してしまうおそれもある。そこで、最終サイクルに供給されるＮＨ_３の供給時間を長くして、ＴｉＣｌ_４と十分に反応させることにより、これら腐食原因物質の残存量を減らしている。 FIG. 6B shows a supply / exhaust sequence when the supply time of NH ₃ supplied in the final cycle is extended. In the example shown in FIG. 6A, NH ₃ is supplied only once at the same time as the preceding cycle with respect to TiCl ₄ supplied in the final cycle. Therefore, a relatively large amount of unreacted TiCl ₄ or TiCl _{3 in the} middle of the reaction may remain on the surface of the wafer W. Therefore, the remaining amount of these corrosion-causing substances is reduced by lengthening the supply time of NH ₃ supplied in the final cycle and sufficiently reacting with TiCl ₄ .

以上に説明した成膜処理を終えたら、最終サイクルのパージを停止し、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４内を真空排気する（図６（ａ）、（ｂ）の網掛けハッチを付したカラム）。そして内部の圧力が真空搬送室ＴＭと共通になったら（図５の時刻（５））、ゲートバルブＧ４を開いて搬送アーム１３１を進入させ、載置台４１から搬送アーム１３１に処理後のウエハＷを受け渡す。 When the film forming process described above is completed, the purge of the final cycle is stopped, and the processing modules PM1 to PM4 are evacuated (columns with hatched hatches in FIGS. 6A and 6B). When the internal pressure becomes common with the vacuum transfer chamber TM (time (5) in FIG. 5), the gate valve G4 is opened to allow the transfer arm 131 to enter, and the processed wafer W is transferred from the mounting table 41 to the transfer arm 131. Hand over.

搬送アーム１３１に受け渡されたウエハＷは、当該ウエハＷを受け入れ可能なロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３に向けて真空搬送室ＴＭ内を搬送される（図５に示す期間「ＴＭ（ＩＩ）」）。ここで、成膜処理時に加熱されたウエハＷは、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４から搬出される際には、その温度が数百℃になっているが、真空雰囲気である真空搬送室ＴＭ内を搬送される際にはウエハＷの温度は大幅には低下しない。 The wafer W transferred to the transfer arm 131 is transferred in the vacuum transfer chamber TM toward the load lock chambers LLM1 to LLM3 that can receive the wafer W (period “TM (II)” shown in FIG. 5). . Here, when the wafer W heated during the film forming process is unloaded from the processing modules PM1 to PM4, its temperature is several hundred degrees Celsius, but it is transferred in the vacuum transfer chamber TM which is a vacuum atmosphere. In doing so, the temperature of the wafer W does not drop significantly.

さらに図５に示す、成膜期間（４）におけるウエハＷの周囲の圧力（例えば４００Ｐａ）と、真空搬送室ＴＭ内を搬送されるウエハＷの周囲の圧力（例えば１００Ｐａ）とを比較して分かるように、ウエハＷは成膜処理時よりも低圧の雰囲気に置かれている。この結果、既述の腐食原因物質（ＴｉＣｌ_４やＴｉＣｌ_３など）が付着した状態でウエハＷが処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４から取り出されたとしても、高温に維持され、より低い圧力雰囲気中を搬送されるウエハＷの表面からは、腐食原因物質が放出される。放出された腐食原因物質は、排気管２１１を介して外部へ排出される。 Furthermore, the pressure around the wafer W (for example, 400 Pa) in the film formation period (4) shown in FIG. 5 is compared with the pressure around the wafer W that is transported in the vacuum transport chamber TM (for example, 100 Pa). As described above, the wafer W is placed in an atmosphere at a lower pressure than during the film forming process. As a result, even if the wafer W is taken out from the processing modules PM1 to PM4 with the above-mentioned corrosion-causing substances (TiCl ₄ and TiCl ₃ etc.) adhered, it is maintained at a high temperature and is transported in a lower pressure atmosphere. Corrosion-causing substances are released from the surface of the wafer W. The released corrosion causing substance is discharged to the outside through the exhaust pipe 211.

特に、ＴｉＣｌ_３は、ＴｉＣｌ_４と比べて蒸気圧が低く、ウエハＷに付着してしまった場合には、放出されにくい物質である。このような物質であっても、成膜処理時よりも低い圧力雰囲気中にウエハＷを晒すことにより、ウエハＷの表面からの放出が促進される。 In particular, TiCl ₃ has a lower vapor pressure than TiCl ₄ and is difficult to be released when it adheres to the wafer W. Even with such a substance, the release from the surface of the wafer W is promoted by exposing the wafer W to a pressure atmosphere lower than that during film formation.

こうして真空搬送室ＴＭ内を搬送されたウエハＷは、他のウエハＷを収容していないロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３に搬入される。このとき、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内の圧力は、真空搬送室ＴＭと共通の圧力に調整されており（図５の時刻（６））、ゲートバルブＧ３を開くと、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内に搬送アーム１３１が進入する。 The wafer W transferred in the vacuum transfer chamber TM in this manner is transferred into the load lock chambers LLM1 to LLM3 that do not contain other wafers W. At this time, the pressure in the load lock chambers LLM1 to LLM3 is adjusted to a pressure common to the vacuum transfer chamber TM (time (6) in FIG. 5), and when the gate valve G3 is opened, the load lock chambers LLM1 to LLM3 are opened. The transfer arm 131 enters inside.

ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内に搬入されたウエハＷは、載置台１６に載置されて冷却されるが、数百℃もの高温のウエハＷを冷却する際に、ウエハＷの面内に温度分布が形成されていると、ウエハＷに反りが発生する原因となる。搬送アーム１３１に保持されて搬送されてきたウエハＷの面内には、当該搬送アーム１３１との接触部分および近接部分と、それ以外の部分とでウエハＷの面内に温度分布が形成されている場合があるので、面内の温度を均一にしてから載置台１６上に載置する必要がある。 The wafer W carried into the load lock chambers LLM1 to LLM3 is placed on the mounting table 16 and cooled. When the wafer W having a high temperature of several hundred degrees Celsius is cooled, the temperature distribution in the surface of the wafer W is distributed. If this is formed, the wafer W may be warped. In the surface of the wafer W held and transferred by the transfer arm 131, a temperature distribution is formed in the plane of the wafer W at the contact portion and the proximity portion with the transfer arm 131 and other portions. In some cases, it is necessary to make the in-plane temperature uniform and then place it on the mounting table 16.

そこで、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内に搬入されたウエハＷは、図７に示すように、載置台１６の上方側の支持位置まで上昇した支持ピン１６２上に受け渡された後、当該位置で所定時間だけ待機させられる。この期間中にウエハＷ内の伝熱等により面内の温度が均一になり、載置台１６上に載置しても反りが発生しない状態となる。 Therefore, the wafer W carried into the load lock chambers LLM1 to LLM3 is transferred onto the support pins 162 that have been raised to the support position on the upper side of the mounting table 16, as shown in FIG. Wait for a predetermined time. During this period, the in-plane temperature becomes uniform due to heat transfer or the like in the wafer W, and no warping occurs even when the wafer W is placed on the mounting table 16.

さらに本例の基板処理装置１においては、成膜処理時の圧力よりも低い圧力に調整されている真空搬送室ＴＭ内を通過させた際にもウエハＷから放出されず、ウエハＷに残存している腐食原因物質を除去するために、当該ウエハＷを高真空雰囲気に晒す処理を行う。当該処理は、ウエハＷの面内温度を均一にするための既述の待ち時間を利用して行われる。 Furthermore, in the substrate processing apparatus 1 of the present example, the wafer W is not released from the wafer W even when it passes through the vacuum transfer chamber TM that is adjusted to a pressure lower than the pressure during the film forming process, and remains on the wafer W. In order to remove the corrosion-causing substance, the wafer W is exposed to a high vacuum atmosphere. This processing is performed using the above-described waiting time for making the in-plane temperature of the wafer W uniform.

即ち、支持ピン１６２によってウエハＷが載置台１６の上方側に支持されている所定のタイミングにて（図５の時刻（７））、図８に示すようにゲートバルブＧ３を閉じ、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内を高真空ポンプ５１により排気する。この結果、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内の圧力は、例えば０．０１〜０．１Ｐａ程度まで低下する（図５の時刻（８））。 That is, at a predetermined timing when the wafer W is supported on the upper side of the mounting table 16 by the support pins 162 (time (7) in FIG. 5), the gate valve G3 is closed as shown in FIG. The inside of LLM1 to LLM3 is exhausted by the high vacuum pump 51. As a result, the pressure in the load lock chambers LLM1 to LLM3 decreases to, for example, about 0.01 to 0.1 Pa (time (8) in FIG. 5).

ここで図１１〜図１３を用い、上述の操作の前後でウエハＷの表面に発生する現象を説明する。図１１〜図１３は、ウエハＷの表面に形成された、アスペクト比の大きなパターン構造７の一部を示している。
例えば図１１は、高真空ポンプ５１を稼働させる前の低真空雰囲気下におけるパターン構造７の周囲の様子を示している。パターン構造７の周囲にはロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３の圧力雰囲気を形成している窒素分子６１が存在し、当該パターン構造７の表面に残存している腐食原因物質６２は、真空搬送室ＴＭ内を搬送される際にもウエハＷから放出されなかったものなので、真空搬送室ＴＭと共通の圧力雰囲気では、これ以上、放出されにくい。 Here, a phenomenon that occurs on the surface of the wafer W before and after the above-described operation will be described with reference to FIGS. FIGS. 11 to 13 show a part of the pattern structure 7 formed on the surface of the wafer W and having a large aspect ratio.
For example, FIG. 11 shows a state around the pattern structure 7 in a low vacuum atmosphere before the high vacuum pump 51 is operated. Around the pattern structure 7, there are nitrogen molecules 61 forming the pressure atmosphere of the load lock chambers LLM1 to LLM3, and the corrosion-causing substances 62 remaining on the surface of the pattern structure 7 are contained in the vacuum transfer chamber TM. Is not released from the wafer W even when it is transferred, and therefore is less likely to be released in a pressure atmosphere common to the vacuum transfer chamber TM.

そこで、高真空ポンプ５１を用いてロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内の圧力を、真空搬送室ＴＭ内の圧力よりも低くし、高真空雰囲気を形成すると、より蒸気圧の低い腐食原因物質６２がパターン構造７から放出される（図１２）。また、高真空雰囲気下では、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３の壁面などに吸着している水分６３が放出され、腐食原因物質６２と水分６３の相対的な濃度が上昇するので、腐食原因物質６２と水分６３との接触頻度が高くなり、相互の反応が進んでパターン構造７から除去される（図１３）。腐食原因物質６２は、例えばこれらのメカニズムにより、ウエハＷから除去されると考えられる。 Therefore, when the pressure in the load lock chambers LLM1 to LLM3 is made lower than the pressure in the vacuum transfer chamber TM by using the high vacuum pump 51 to form a high vacuum atmosphere, the corrosion-causing substance 62 having a lower vapor pressure is patterned. Released from structure 7 (FIG. 12). In a high vacuum atmosphere, moisture 63 adsorbed on the wall surfaces of the load lock chambers LLM1 to LLM3 is released, and the relative concentrations of the corrosion-causing substance 62 and moisture 63 are increased. The frequency of contact with the moisture 63 increases, and the mutual reaction proceeds and is removed from the pattern structure 7 (FIG. 13). It is considered that the corrosion-causing substance 62 is removed from the wafer W by these mechanisms, for example.

高真空ポンプ５１により、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内を高真空雰囲気とした後、所定時間が経過して、ウエハＷの温度が面内で均一となるタイミングとなったら、支持ピン１６２を退避位置まで降下させ、載置台１６上にウエハＷを載置する（図９）。そして、高真空雰囲気に晒されたウエハＷの表面から腐食原因物質６２が十分に放出された所定のタイミングにて（図５の時刻（９））、図１０に示すように開閉バルブＶ２１を閉じることで真空排気を停止し、不図示の窒素供給源からロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内へ窒素を供給する。この結果、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内の圧力が上昇し、大気圧雰囲気への切り替えが実行される（図５の時刻（１０））。またこのとき、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内が過加圧状態となることを防ぐため、リークバルブＶ２３は開状態となっている。 After the inside of the load lock chambers LLM1 to LLM3 is made into a high vacuum atmosphere by the high vacuum pump 51, when a predetermined time elapses and the timing when the temperature of the wafer W becomes uniform in the plane, the support pins 162 are moved to the retracted position. And the wafer W is mounted on the mounting table 16 (FIG. 9). Then, at a predetermined timing when the corrosion-causing substance 62 is sufficiently released from the surface of the wafer W exposed to the high vacuum atmosphere (time (9) in FIG. 5), the on-off valve V21 is closed as shown in FIG. Thus, evacuation is stopped, and nitrogen is supplied into the load lock chambers LLM1 to LLM3 from a nitrogen supply source (not shown). As a result, the pressure in the load lock chambers LLM1 to LLM3 increases, and switching to the atmospheric pressure atmosphere is executed (time (10) in FIG. 5). At this time, the leak valve V23 is open to prevent the load lock chambers LLM1 to LLM3 from being overpressurized.

ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内が大気圧雰囲気に切り替えられると、気体の熱伝達作用により、載置台１６上のウエハＷが冷却され、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３から搬出可能な温度に調整される。 When the inside of the load lock chambers LLM1 to LLM3 is switched to the atmospheric pressure atmosphere, the wafer W on the mounting table 16 is cooled and adjusted to a temperature at which the load lock chambers LLM1 to LLM3 can be unloaded by the heat transfer action of the gas.

ここで図３を用いて説明したように、本例の基板処理装置１においては、高真空排気管１６３及び低真空排気管１６４を介して、３個のロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３に各々高真空ポンプ５１、低真空ポンプ５２が接続されている。また各ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３にはリークバルブＶ２３ａ〜Ｖ２３ｃも接続されている。この構成によれば、例えば図１４に示すように、各ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内を異なる圧力雰囲気に切り替えることが自在となる。 Here, as described with reference to FIG. 3, in the substrate processing apparatus 1 of this example, high vacuum is supplied to each of the three load lock chambers LLM 1 to LLM 3 via the high vacuum exhaust pipe 163 and the low vacuum exhaust pipe 164. A pump 51 and a low vacuum pump 52 are connected. Further, leak valves V23a to V23c are also connected to the load lock chambers LLM1 to LLM3. According to this configuration, as shown in FIG. 14, for example, the inside of each of the load lock chambers LLM1 to LLM3 can be switched to different pressure atmospheres.

例えば図１４は、ロードロック室ＬＬＭ１を高真空雰囲気（高真空ポンプ５１による排気）に調整し、ロードロック室ＬＬＭ２を低真空雰囲気（低真空ポンプ５２による排気）に調整すると共に、ロードロック室ＬＬＭ３を大気雰囲気に切り替えた状態を示している。
なお、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３に共通の高真空ポンプ５１、低真空ポンプ５２を設けることは必須の要件ではなく、各々のロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３に個別に高真空ポンプ５１と同等の排気能力を有した真空ポンプを設けてもよい。 For example, in FIG. 14, the load lock chamber LLM1 is adjusted to a high vacuum atmosphere (exhaust by the high vacuum pump 51), the load lock chamber LLM2 is adjusted to a low vacuum atmosphere (exhaust by the low vacuum pump 52), and the load lock chamber LLM3. Is shown in a state in which is switched to an air atmosphere.
Note that it is not essential to provide the high vacuum pump 51 and the low vacuum pump 52 common to the load lock chambers LLM1 to LLM3, and each load lock chamber LLM1 to LLM3 has an exhaust capacity equivalent to that of the high vacuum pump 51 individually. You may provide the vacuum pump which has.

載置台１６上のウエハＷの温度調整が完了したら、ドアバルブＧ２を開き、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３からウエハＷを取り出して、大気搬送室１２内を搬送し、ウエハＷを元のキャリアＣに収容する。 When the temperature adjustment of the wafer W on the mounting table 16 is completed, the door valve G2 is opened, the wafer W is taken out from the load lock chambers LLM1 to LLM3, transferred in the atmospheric transfer chamber 12, and the wafer W is accommodated in the original carrier C. To do.

本実施の形態に係わる基板処理装置１によれば以下の効果がある。成膜処理後のウエハＷを処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４から取り出してロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内に搬入した後、その内部の圧力がウエハＷ搬送時の真空搬送室ＴＭ内の圧力よりも低くなるように真空排気を行うので、ウエハＷに付着していた腐食原因物質６２がロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内で放出される。この結果、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４内で基板に付着した腐食原因物質６２が大気雰囲気に持ち出されることを抑制できる。 The substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment has the following effects. The wafer W after the film forming process is taken out from the processing modules PM1 to PM4 and loaded into the load lock chambers LLM1 to LLM3, and then the internal pressure becomes lower than the pressure in the vacuum transfer chamber TM when the wafer W is transferred. Since the vacuum evacuation is performed, the corrosion-causing substance 62 adhering to the wafer W is released in the load lock chambers LLM1 to LLM3. As a result, it is possible to suppress the corrosion-causing substance 62 adhering to the substrate in the processing modules PM1 to PM4 from being taken out to the atmosphere.

また、大気雰囲気と真空雰囲気との間の切り替えが頻繁に行われるロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３は、一般的に、真空搬送室ＴＭよりも容積が小さく、少ない動力で高真空を実現できる。さらには、ウエハＷの冷却を行うロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３を活用して、ウエハＷから腐食原因物質６２を放出させることにより、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４や真空搬送室ＴＭを利用してこのような処理を行う場合に比べて、成膜処理や搬送のスケジュールへ与える影響を小さくできる。 Further, the load lock chambers LLM1 to LLM3, which are frequently switched between the air atmosphere and the vacuum atmosphere, generally have a smaller volume than the vacuum transfer chamber TM and can realize a high vacuum with less power. Furthermore, by utilizing the load lock chambers LLM1 to LLM3 that cool the wafer W and releasing the corrosion-causing substance 62 from the wafer W, the processing modules PM1 to PM4 and the vacuum transfer chamber TM are used. Compared with the case where the process is performed, the influence on the film forming process and the schedule of the transfer can be reduced.

ここで、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３と、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４との間を搬送されるウエハＷの周囲の圧力の変化は、図５に示した例と同じでなくてもよい。例えば処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４内に残存している原料ガスや反応ガスの真空搬送室ＴＭ側への流出を抑えるため、図１５の期間（５）’に示すように、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４内の圧力が真空搬送室ＴＭ内の圧力よりも低くなるように、一旦、高真空排気を行い、その後、ゲートバルブＧ４を開いてウエハＷの搬出を行ってもよい。この場合においても、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３の圧力が成膜処理時の処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４内の圧力よりも低くなっていることにより、ウエハＷに付着した腐食原因物質６２の放出を促進することができる。 Here, the change in the pressure around the wafer W transferred between the load lock chambers LLM1 to LLM3 and the processing modules PM1 to PM4 may not be the same as the example shown in FIG. For example, in order to suppress the outflow of the raw material gas and reaction gas remaining in the processing modules PM1 to PM4 to the vacuum transfer chamber TM side, as shown in the period (5) ′ of FIG. High vacuum evacuation may be performed once so that the pressure becomes lower than the pressure in the vacuum transfer chamber TM, and then the wafer W may be unloaded by opening the gate valve G4. Even in this case, the pressure in the load lock chambers LLM1 to LLM3 is lower than the pressure in the processing modules PM1 to PM4 during the film forming process, thereby promoting the release of the corrosion-causing substances 62 attached to the wafer W. be able to.

但し、処理後のウエハＷが搬送される真空搬送室ＴＭ内の圧力は、成膜処理時における処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４内の圧力よりも低く圧力調整されていることが必須というわけではない。例えば、真空搬送室ＴＭ内の圧力が成膜処理時の圧力と同じであっても、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内でウエハＷを高真空雰囲気に晒すことにより、ウエハＷに付着している腐食原因物質６２を放出させることができる。このときの高真空雰囲気の圧力は低いほど好ましいが、真空搬送室ＴＭ内の圧力（即ち、成膜処理時の圧力）よりも低い圧力であれば、成膜時の条件に比べて、腐食原因物質６２の放出を進行させることができる。 However, it is not essential that the pressure in the vacuum transfer chamber TM to which the processed wafer W is transferred is adjusted to be lower than the pressure in the processing modules PM1 to PM4 during the film forming process. For example, even if the pressure in the vacuum transfer chamber TM is the same as the pressure at the time of film formation processing, the wafer W is exposed to a high vacuum atmosphere in the load lock chambers LLM1 to LLM3, thereby being adhered to the wafer W. The causative substance 62 can be released. At this time, the pressure in the high vacuum atmosphere is preferably as low as possible. However, if the pressure is lower than the pressure in the vacuum transfer chamber TM (that is, the pressure during the film formation process), the cause of corrosion compared to the conditions during the film formation Release of the substance 62 can proceed.

さらには、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３には、真空排気能力が異なる２種類の低真空ポンプ５２、及び高真空ポンプ５１を設けることは必須ではない。所定の真空排気能力を持つ１種類の真空ポンプ５２を用いて、真空引きの時間を変化させることにより、ロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内を低真空状態または高真空状態に調整することもできる（後述の実施例参照）。 Further, it is not essential to provide the load lock chambers LLM1 to LLM3 with two types of low vacuum pumps 52 and high vacuum pumps 51 having different evacuation capabilities. The load lock chambers LLM1 to LLM3 can be adjusted to a low vacuum state or a high vacuum state by changing the evacuation time using one type of vacuum pump 52 having a predetermined evacuation capability (described later). See Examples).

図１６は、反応ガスであるアンモニア（ＮＨ_３）を含む圧力調整用のガスを真空搬送室ＴＭに供給できるように、圧力調整ガス供給管２２１にアンモニアガス供給部２２３を接続した例を示している。アンモニアは、既述の成膜処理の例にて生成する腐食原因物質６２（ＴｉＣｌ_４やＴｉＣｌ_３）と反応し、安定なＴｉＮを生成する還元性のガスであるので、アンモニアを供給することにより、大気雰囲気下でのウエハＷからの腐食性の物質の放出を抑えることができる。なお、真空搬送室ＴＭに供給される圧力調整用のガスは、窒素ガスとアンモニアとの混合ガスに限定されず、アンモニアのみを供給してもよい。また、アンモニアのように腐食性のガスを真空搬送室ＴＭ内に供給する場合には、搬送アーム１３１の駆動部の周囲に窒素ガスなどのパージガスを供給してもよい。 FIG. 16 shows an example in which an ammonia gas supply unit 223 is connected to a pressure adjustment gas supply pipe 221 so that a pressure adjustment gas containing ammonia (NH ₃ ) as a reaction gas can be supplied to the vacuum transfer chamber TM. Yes. Ammonia is a reducing gas that reacts with the corrosion-causing substance 62 (TiCl ₄ or TiCl ₃ ) generated in the example of the film formation process described above to generate stable TiN. The release of corrosive substances from the wafer W in the air atmosphere can be suppressed. The pressure adjusting gas supplied to the vacuum transfer chamber TM is not limited to a mixed gas of nitrogen gas and ammonia, and only ammonia may be supplied. Further, when a corrosive gas such as ammonia is supplied into the vacuum transfer chamber TM, a purge gas such as nitrogen gas may be supplied around the drive portion of the transfer arm 131.

さらに、本例の基板処理装置１において、真空搬送室ＴＭや高真空雰囲気に調整されたロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３内でウエハＷから除去する対象の物質は、腐食原因物質６２に限られない。例えば、大気雰囲気中に放出されたとき、周囲の環境に影響を与える物質を除去してもよい。 Furthermore, in the substrate processing apparatus 1 of this example, the target substance to be removed from the wafer W in the vacuum transfer chamber TM and the load lock chambers LLM1 to LLM3 adjusted to a high vacuum atmosphere is not limited to the corrosion-causing substance 62. For example, a substance that affects the surrounding environment when released into the atmosphere may be removed.

そして、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４内で実行される反応の種類や得られる膜の種類は、ＴｉＣｌ_４とＮＨ_３との反応によりＴｉＮ膜を得る場合に限定されない。例えば、原料ガスである六塩化タングステン（ＷＣｌ_６）と、反応ガス（還元ガス）である水素（Ｈ_２）とを用いてタングステン膜を成膜してもよい。 The type of reaction types and the resulting film is performed in the processing module PM1~PM4 is not limited to the case of obtaining a TiN film by the reaction between TiCl ₄ and NH _3. For example, a tungsten film may be formed using tungsten hexachloride (WCl ₆ ) that is a source gas and hydrogen (H ₂ ) that is a reaction gas (reducing gas).

これらに加え、上述の実施形態では処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４にて実施される処理の種類として成膜を行う成膜処理を例示したが、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４にて実施される処理の種類はこれに限定されない。例えば、アンモニアガスを供給しながらプラズマ処理を施して、ウエハＷの表面の薄膜を窒化する窒化処理、ウエハＷを加熱するアニール処理、エッチングガスによりウエハＷの表面の薄膜を除去するエッチング処理や、エッチングの後、ウエハＷ表面のレジスト膜をプラズマで分解、除去するプラズマアッシング処理を行う処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４などを設けてもよい。これらの処理においても処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４から取り出されたウエハＷに、高真空雰囲気下で放出可能な物質が付着している場合には、本発明を適用することができる。 In addition to these, in the above-described embodiment, the film forming process for forming a film is exemplified as the type of the process performed in the processing modules PM1 to PM4. However, the type of the process performed in the processing modules PM1 to PM4 is this. It is not limited to. For example, a plasma treatment is performed while supplying ammonia gas to nitride a thin film on the surface of the wafer W, an annealing treatment to heat the wafer W, an etching treatment to remove the thin film on the surface of the wafer W with an etching gas, After the etching, processing modules PM1 to PM4 for performing plasma ashing processing for decomposing and removing the resist film on the surface of the wafer W with plasma may be provided. Even in these processes, the present invention can be applied when a substance that can be released in a high vacuum atmosphere is attached to the wafer W taken out from the processing modules PM1 to PM4.

そして、基板処理装置１における処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４やロードロック室ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３の設置台数や処理の種類や組み合わせは、必要に応じて適宜、変更してよい。例えば、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４にて互いに異なる種類の処理が実行される構成とし、予め設定された順番にて、これらの処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４に逐次、ウエハＷを搬入して処理を行ってもよい。 The number of installed processing modules PM1 to PM4 and load lock chambers LLM1 to LLM3 in the substrate processing apparatus 1 and the types and combinations of the processing may be changed as appropriate. For example, the processing modules PM1 to PM4 may be configured to execute different types of processing, and the wafers W may be sequentially loaded into the processing modules PM1 to PM4 and processed in a preset order. Good.

（予備実験）
ウエハＷの表面積を変化させてＴｉＮ膜の成膜を行った後、大気雰囲気下で放出される腐食性の物質の濃度を測定した。
Ａ．実験条件
表面積が異なるウエハＷに対して、原料ガスであるＴｉＣｌ_４と反応ガスであるＮＨ_３とを異なる反応温度で反応させて成膜処理を行った。しかる後、ウエハＷを大気雰囲気中に置き、ウエハＷの直上１０ｍｍの高さ位置にて腐食性の成分である塩素濃度を測定した。
（参照例１）パターンが形成されていないフラットなウエハの表面積を１としたとき、表面積の倍率が１倍、５倍、１０倍のウエハＷに対し、反応温度５３０℃の条件下でＴｉＮ膜を成膜した。
（参照例２）表面積の倍率が１倍、５倍のウエハＷに対し、反応温度４４０℃の条件下でＴｉＮ膜を成膜した。 (Preliminary experiment)
After the TiN film was formed by changing the surface area of the wafer W, the concentration of the corrosive substance released in the atmosphere was measured.
A. Experimental conditions
A film formation process was performed on wafers W having different surface areas by reacting TiCl _{4 as} a raw material gas and NH _{3 as a} reactive gas at different reaction temperatures. Thereafter, the wafer W was placed in an air atmosphere, and the chlorine concentration, which is a corrosive component, was measured at a height of 10 mm immediately above the wafer W.
(Reference Example 1) When the surface area of a flat wafer on which no pattern is formed is 1, a TiN film is applied to a wafer W having a surface area magnification of 1, 5 or 10 times under a reaction temperature of 530 ° C. Was deposited.
Reference Example 2 A TiN film was formed on a wafer W having a surface area magnification of 1 × and 5 × under a reaction temperature of 440 ° C.

Ｂ．実験結果
予備実験の結果を図１７に示す。図１７の横軸は、ウエハＷの表面積倍率、縦軸はウエハＷの上方で測定された塩素濃度を示している。また、参照例１の結果は白抜き三角でプロットし、参照例２の結果は白抜きの丸でプロットしてある。
予備実験の結果によれば、ウエハＷの表面積倍率が大きくなるほど、塩素濃度が高くなり、反応温度が低くなるほど塩素濃度が高くなっている。これらの結果によれば、ウエハＷの表面積倍率が大きく、複雑になるほどウエハＷに腐食原因物質６２が残存し、また反応温度が低いほど、反応が進行しにくく未反応の腐食原因物質６２がウエハＷに残存する傾向があることが分かる。 B. Experimental result
The result of the preliminary experiment is shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 17 indicates the surface area magnification of the wafer W, and the vertical axis indicates the chlorine concentration measured above the wafer W. The results of Reference Example 1 are plotted with white triangles, and the results of Reference Example 2 are plotted with white circles.
According to the result of the preliminary experiment, the chlorine concentration increases as the surface area magnification of the wafer W increases, and the chlorine concentration increases as the reaction temperature decreases. According to these results, as the surface area magnification of the wafer W increases and becomes more complicated, the corrosion-causing substance 62 remains on the wafer W, and as the reaction temperature decreases, the reaction is less likely to proceed and the unreacted corrosion-causing substance 62 is removed. It can be seen that W tends to remain.

（実験）
従来、ロードロック室ＬＬＭに接続されている真空ポンプを用いて、ロードロック室ＬＬＭ内を真空引きする時間を変化させ、ロードロック室ＬＬＭの到達圧力（最低圧力）及び各条件におけるウエハＷの直上１０ｍｍの高さ位置での塩素濃度を測定した。
Ａ．実験条件
（実施例１）真空ポンプを用いて真空搬送室ＴＭと同じ圧力に調整されたロードロック室ＬＬＭ内に、ＴｉＮ膜の成膜後のウエハＷを３０秒載置した後、塩素濃度の測定を行った
（実施例２）真空ポンプにより真空引きの時間が３０秒間追加されている点以外は、実施例１と同様の条件で塩素濃度の測定を行った。
（実施例３）真空ポンプにより真空引きの時間が６０秒間追加されている点以外は、実施例１と同様の条件で塩素濃度の測定を行った。
（実施例４、５）真空ポンプにより真空引きの時間が１２０秒間追加されている点以外は、実施例１と同様の条件で塩素濃度の測定を行った。 (Experiment)
Conventionally, using a vacuum pump connected to the load lock chamber LLM, the time for evacuating the load lock chamber LLM is changed, and the ultimate pressure (minimum pressure) of the load lock chamber LLM and the wafer W directly above each condition are changed. The chlorine concentration at a height of 10 mm was measured.
A. Experimental conditions
(Example 1) A wafer W after forming a TiN film was placed in a load lock chamber LLM adjusted to the same pressure as the vacuum transfer chamber TM using a vacuum pump for 30 seconds, and then the chlorine concentration was measured. Performed (Example 2) Chlorine concentration was measured under the same conditions as in Example 1 except that a vacuum pumping time was added for 30 seconds by a vacuum pump.
(Example 3) Chlorine concentration was measured under the same conditions as in Example 1 except that a vacuum pumping time was added for 60 seconds by a vacuum pump.
(Examples 4 and 5) The chlorine concentration was measured under the same conditions as in Example 1 except that the time for vacuuming was added for 120 seconds by the vacuum pump.

Ｂ．実験結果
実施例１〜５の結果を図１８、図１９に示す。図１８の横軸は、ロードロック室ＬＬＭの追加の真空引き時間を示し、縦軸は塩素濃度を示している。図１９の横軸は、ロードロック室ＬＬＭの到達圧力（最低圧力）を示し、縦軸は塩素濃度を示している。
実施例１におけるロードロック室ＬＬＭの圧力は１０６Ｐａ、実施例２、３、４、５におけるロードロック室ＬＬＭの各々の到達圧力は、２、１．５、１．３、０．９Ｐａであった。この結果によれば、追加の真空引き時間を長くするほど、到達圧力が低くなる傾向がある。 B. Experimental Results The results of Examples 1 to 5 are shown in FIGS. The horizontal axis of FIG. 18 shows the additional evacuation time of the load lock chamber LLM, and the vertical axis shows the chlorine concentration. The horizontal axis in FIG. 19 indicates the ultimate pressure (minimum pressure) of the load lock chamber LLM, and the vertical axis indicates the chlorine concentration.
The pressure in the load lock chamber LLM in Example 1 was 106 Pa, and the ultimate pressure in each of the load lock chambers LLM in Examples 2, 3, 4, and 5 was 2, 1.5, 1.3, and 0.9 Pa. . According to this result, the ultimate pressure tends to decrease as the additional evacuation time is increased.

図１８、図１９に示した結果によれば、追加の真空引きの時間を長くするほど、ウエハＷから放出される塩素濃度が低くなり、またロードロック室ＬＬＭ内の到達圧力が低くなるほど、塩素濃度が低くなる傾向が確認できる。従って、高真空雰囲気に調整されたロードロック室ＬＬＭにウエハＷを置くことにより、ウエハＷに付着している腐食原因物質６２を放出させる効果があることが確認できた。 According to the results shown in FIG. 18 and FIG. 19, the longer the time of additional evacuation, the lower the concentration of chlorine released from the wafer W, and the lower the ultimate pressure in the load lock chamber LLM, the more chlorine A tendency to decrease the concentration can be confirmed. Therefore, it was confirmed that placing the wafer W in the load lock chamber LLM adjusted to a high vacuum atmosphere has an effect of releasing the corrosion-causing substance 62 adhering to the wafer W.

ＬＬＭ１〜ＬＬＭ３
ロードロック室
ＰＭ１〜ＰＭ４
処理モジュール
ＴＭ真空搬送室
Ｗウエハ
１基板処理装置
１６載置台
１６２支持ピン
２１２真空ポンプ
２２１圧力調整ガス供給管
２２２窒素ガス供給部
２２３アンモニアガス供給部
３制御部
５１高真空ポンプ
５２低真空ポンプ LLM1 to LLM3
Load lock room PM1-PM4
Processing module TM Vacuum transfer chamber W Wafer 1 Substrate processing device 16 Mounting table 162 Support pin 212 Vacuum pump 221 Pressure adjusting gas supply pipe 222 Nitrogen gas supply unit 223 Ammonia gas supply unit 3 Control unit 51 High vacuum pump 52 Low vacuum pump

Claims

内部の雰囲気を大気雰囲気と真空雰囲気との間で切り替え自在に構成された予備真空室と、真空雰囲気下にて、基板搬送機構により基板の搬送が行われる真空搬送室とを介し、大気雰囲気下で基板を収容するキャリアと、真空雰囲気下にて基板に対する処理が行われる処理室との間で基板を搬送する基板搬送方法であって、
前記基板搬送機構により、処理後の基板を前記処理室から取り出し、前記予備真空室へ向けて前記真空搬送室内を搬送する工程と、
真空雰囲気に切り替えられた前記予備真空室内に、前記処理後の基板を搬入する工程と、
次いで、前記予備真空室内の圧力が、前記処理後の基板搬送時の真空搬送室内の圧力よりも低くなるように、当該予備真空室内を真空排気する工程と、
前記真空排気後の予備真空室内を大気雰囲気に切り替えてから、前記キャリアへ向けて基板を取り出す工程と、を含み、
前記予備真空室には、処理後の基板を冷却するための冷却機構を備えた載置台と、基板を前記載置台よりも上方側にて支持する支持位置と、基板を当該載置台に載置するために、載置台よりも下方側に退避した退避位置との間を昇降する支持ピンとが設けられ、
前記予備真空室内を真空排気する工程は、前記支持ピンが前記支持位置にて処理後の基板を支持した状態で開始されることを特徴とする基板搬送方法。 The atmosphere inside the auxiliary vacuum chamber is configured to be switchable between an air atmosphere and a vacuum atmosphere, and a vacuum transfer chamber in which the substrate is transferred by the substrate transfer mechanism in a vacuum atmosphere. A substrate transport method for transporting a substrate between a carrier that accommodates the substrate and a processing chamber in which processing is performed on the substrate in a vacuum atmosphere,
Removing the processed substrate from the processing chamber by the substrate transport mechanism and transporting the vacuum transport chamber toward the preliminary vacuum chamber;
Carrying the processed substrate into the preliminary vacuum chamber switched to a vacuum atmosphere;
Next, a step of evacuating the preliminary vacuum chamber so that the pressure in the preliminary vacuum chamber is lower than the pressure in the vacuum transfer chamber during substrate transfer after the processing;
The preliminary vacuum chamber after the evacuation from the switch to the atmosphere, see containing and a step of removing the substrate towards the carrier,
In the preliminary vacuum chamber, a mounting table provided with a cooling mechanism for cooling the processed substrate, a support position for supporting the substrate above the mounting table, and a substrate mounted on the mounting table In order to do so, a support pin that moves up and down between the retracted position retracted below the mounting table is provided,
The step of evacuating the preliminary vacuum chamber is started with the support pins supporting the processed substrate at the support position .

前記真空搬送室内の圧力は、基板の処理時における前記処理室内の圧力よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の基板搬送方法。 2. The substrate transfer method according to claim 1, wherein the pressure in the vacuum transfer chamber is lower than the pressure in the processing chamber during processing of the substrate.

前記予備真空室内の基板を取り出す工程は、前記支持ピンを前記退避位置まで降下させて、当該基板を前記載置台上に載置した後に行われることを特徴とする請求項１または２に記載の基板搬送方法。 Step of removing the preliminary vacuum chamber of the substrate, said support pins are lowered to the retracted position, according to claim 1 or 2, characterized in that takes place after placing the substrate on a mounting table Substrate transport method.

前記処理室内にて基板に対して行われる処理は、大気雰囲気下にて基板から腐食性の物質を放出する腐食原因物質が生成される処理を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板搬送方法。 Process performed on the substrate in the processing chamber, any claims 1 to 3, characterized in that it includes processing corrosion-causing substances that emit corrosive substances from the substrate in the atmosphere is generated The board | substrate conveyance method as described in any one.

前記真空搬送室は、前記腐食原因物質と反応して大気雰囲気下での前記腐食性の物質の放出を抑えるための反応ガスを含む圧力調整ガスにより圧力調整されていることを特徴とする請求項４に記載の基板搬送方法。 The vacuum transfer chamber is pressure-adjusted by a pressure adjusting gas containing a reaction gas that reacts with the corrosion-causing substance and suppresses the release of the corrosive substance in an air atmosphere. 5. The substrate transfer method according to 4 .

前記腐食性の物質は、塩素を含むことを特徴とする請求項５に記載の基板搬送方法。 6. The substrate transfer method according to claim 5 , wherein the corrosive substance contains chlorine.

前記反応ガスは還元性のガスであることを特徴とする請求項５または６に記載の基板搬送方法。 Substrate transfer method according to claim 5 or 6 wherein the reaction gas is characterized in that it is a reducing gas.

基板の処理を行う基板処理装置において、
大気雰囲気下で基板を収容するキャリアが載置される載置台と、
内部の雰囲気を大気雰囲気と真空雰囲気との間で切り替え自在に構成された予備真空室と、
真空雰囲気下にて基板に対する処理が行われる処理室と、
真空雰囲気下にて、前記予備真空室と前記処理室との間の基板の搬送を行う基板搬送機構を備えた真空搬送室と、
前記予備真室に接続され、前記キャリアから前記処理室へ向かう基板が前記予備真空室に収容された際に前記予備真空室の真空排気を行うための第１の真空ポンプ、及び、前記処理室から前記キャリアへ向かう基板が前記予備真空室に収容された際に前記予備真空室の真空排気を行う第２の真空ポンプと、
前記基板搬送機構により、処理後の基板を前記処理室から取り出し、前記予備真空室へ向けて前記真空搬送室内を搬送するステップと、前記第２の真空ポンプにより真空排気された予備真空室内に、前記処理後の基板を搬入するステップと、次いで、前記予備真空室内の圧力が、前記処理後の基板搬送時の真空搬送室内の圧力よりも低くなるように、前記第２の真空ポンプにより予備真空室内を真空排気するステップと、前記第２の真空ポンプによる真空排気後の前記予備真空室内を大気雰囲気に切り替えてから、前記キャリアへ向けて基板を取り出すステップと、を実行するための制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。 In a substrate processing apparatus for processing a substrate,
A mounting table on which a carrier that accommodates a substrate in an air atmosphere is mounted;
A preliminary vacuum chamber configured so that the internal atmosphere can be switched between an air atmosphere and a vacuum atmosphere;
A processing chamber for processing the substrate in a vacuum atmosphere;
A vacuum transfer chamber having a substrate transfer mechanism for transferring a substrate between the preliminary vacuum chamber and the processing chamber in a vacuum atmosphere;
A first vacuum pump for evacuating the preliminary vacuum chamber when a substrate connected to the preliminary chamber and going from the carrier toward the processing chamber is accommodated in the preliminary vacuum chamber; and the processing chamber A second vacuum pump for evacuating the preliminary vacuum chamber when a substrate heading from the carrier to the carrier is accommodated in the preliminary vacuum chamber;
The substrate transport mechanism takes out the processed substrate from the processing chamber, transports the vacuum transport chamber toward the preliminary vacuum chamber, and into the preliminary vacuum chamber evacuated by the second vacuum pump, The step of carrying in the substrate after the processing, and then the preliminary vacuum by the second vacuum pump so that the pressure in the preliminary vacuum chamber is lower than the pressure in the vacuum transport chamber during the substrate transport after the processing. A control signal for executing a step of evacuating the chamber and a step of taking out the substrate toward the carrier after switching the preliminary vacuum chamber after evacuation by the second vacuum pump to an air atmosphere. A substrate processing apparatus comprising: a control unit that outputs the substrate;

前記真空搬送室内の圧力は、基板の処理時における処理室内の圧力よりも低いことを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。 9. The substrate processing apparatus according to claim 8 , wherein the pressure in the vacuum transfer chamber is lower than the pressure in the processing chamber when processing the substrate.

前記予備真空室は、処理後の基板を冷却するための冷却機構を備えた載置台と、基板を前記載置台よりも上方側にて支持する支持位置と、基板を当該載置台に載置するために、載置台よりも下方側に退避した退避位置との間を昇降する支持ピンとを備え、
前記制御部は、前記支持ピンが前記支持位置にて処理後の基板を支持した状態で前記予備真空室内の真空排気を開始するように制御信号を出力することを特徴とする請求項８または９に記載の基板処理装置。 The preliminary vacuum chamber has a mounting table provided with a cooling mechanism for cooling the substrate after processing, a support position for supporting the substrate above the mounting table, and mounting the substrate on the mounting table. For this purpose, a support pin that moves up and down between the retracted position retracted to the lower side than the mounting table,
Wherein the control unit, according to claim 8, characterized in that the support pin outputs a control signal to initiate the preliminary vacuum chamber evacuation while supporting the processed substrate in said supporting position or 9 2. The substrate processing apparatus according to 1.

前記処理室内にて基板に対して行われる処理は、大気雰囲気下にて基板から腐食性の物質を放出する腐食原因物質が生成される処理を含み、
前記腐食原因物質と反応して大気雰囲気下での前記腐食性の物質の放出を抑えるための反応ガスを含む圧力調整ガスにより、前記真空搬送室の圧力調整を行う圧力調整ガス供給部を備えることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一つに記載の基板処理装置。 The process performed on the substrate in the processing chamber includes a process in which a corrosion-causing substance that releases a corrosive substance from the substrate in an air atmosphere is generated.
A pressure adjustment gas supply unit that adjusts the pressure of the vacuum transfer chamber with a pressure adjustment gas containing a reaction gas that reacts with the corrosion-causing substance and suppresses the release of the corrosive substance in an air atmosphere; The substrate processing apparatus according to any one of claims 8 to 10 , wherein:

複数の予備真空室を備え、各予備真空室には、前記第１の真空ポンプと、第２の真空ポンプとが、切り替え自在に接続されていることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか一つに記載の基板処理装置。 Comprising a plurality of preliminary vacuum chambers, each auxiliary vacuum chamber, said first vacuum pump, a second vacuum pump, one of the claims 8 to 11, characterized in that it is switchable connected The substrate processing apparatus according to claim 1.

前記複数の予備真空室は、前記各予備真空室に共通の前記第１の真空ポンプ及び前記各予備真空室に共通の前記第２の真空ポンプに接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の基板処理装置。 Wherein the plurality of preliminary vacuum chambers, claim 12, characterized in that it is connected to the common of said second vacuum pump to the common of said first vacuum pump and the respective preliminary vacuum chambers wherein each preliminary vacuum chambers 2. The substrate processing apparatus according to 1.

基板の処理を行う基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは請求項１ないし７のいずれか一つに記載された基板搬送方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。 A storage medium storing a computer program used in a substrate processing apparatus for processing a substrate,
A storage medium, wherein the program has steps for executing the substrate transfer method according to any one of claims 1 to 7 .