KR101327671B1 - 파티클 부착 방지 방법 및 피처리 기판의 반송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피처리 기판에 손상을 가하지 않고 피처리 기판을 제전하여 피처리 기판으로의 정전기력에 의한 파티클 부착을 방지할 수 있는 반송 챔버 및 파티클 부착 방지 방법을 제공한다. 기판 처리 시스템(1)에 있어서, 기판 처리부(2)와 대기계 반송부(3) 사이에 마련되는 반송 챔버(4)는, 피처리 기판인 웨이퍼(W)를 수용하는 챔버 본체(51)를 구비하고 있다. 챔버 본체(51)는 급기 시스템(52)과 배기 장치(53)에 의해 감압 환경과 대기압 환경으로 전환가능하다. 급기 시스템(52)은 챔버 본체(51)의 외측에 이온화 가스를 발생시키는 이온화 장치(60)를 구비하고 있다. 이온화 장치(60)에서 발생시킨 이온화 가스를 챔버 본체(51)에 공급하여, 챔버 본체(51)에 수용된 웨이퍼(W)를 제전한다.

Description

파티클 부착 방지 방법 및 피처리 기판의 반송 방법{METHOD FOR PREVENTING ADHESION OF PARTICLE AND METHOD FOR TRANSFERRING TARGET SUBSTRATE}
본 발명은 피처리 기판을 감압 환경에서 처리하는 감압 처리부와 피처리 기판을 대기압 환경에서 유지하는 대기계 유지부 사이에서 피처리 기판을 반송하는 반송 챔버 내에서의 피처리 기판에 파티클 부착을 방지하기 위한 파티클 부착 방지 방법 및 피처리 기판의 반송 방법에 관한 것이다．
예를 들어, 반도체 웨이퍼를 드라이 에칭하는 플라즈마 에칭 장치에 있어서, 반도체 웨이퍼를 실제로 에칭 처리하는 장소인 처리 챔버의 내부는 항상 진공 환경으로 유지되어 있다. 한편, 에칭 처리에 제공되는 반도체 웨이퍼는, 예를 들어 대기 분위기에서 FOUP(FOUP; Front Opening Unified Pod)에 수용된 상태로 플라즈마 에칭 장치로 반입된다.
플라즈마 에칭 장치는 대기 분위기에서 FOUP를 탑재하는 탑재부를 구비하고 있고, FOUP로부터 반도체 웨이퍼를 꺼내어 처리 챔버에 반입하고, 반대로 처리 챔버로부터 반도체 웨이퍼를 꺼내어 FOUP에 반입하기 위해, 진공 환경과 대기압 환경 사이에서 분위기 조절이 가능한 반송 챔버가 탑재부와 처리 챔버 사이에 배치되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
탑재부와 반송 챔버 사이 및 반송 챔버와 처리 챔버 사이에는 각각 제 1 게이트 밸브 및 제 2 게이트 밸브가 마련된다. 반송 챔버 내를 대기압 환경으로 하고, 제 2 게이트 밸브를 닫은 채 제 1 게이트 밸브를 열고, 반도체 웨이퍼를 FOUP로부터 반송 챔버에 반입하고, 그 후 제 1 게이트 밸브를 닫는다. 이어서, 반송 챔버를 처리 챔버와 거의 동일 압력으로까지 감압하고, 제 1 게이트 밸브를 닫은 채 제 2 게이트 밸브를 열고, 반도체 웨이퍼를 반송 챔버로부터 처리 챔버에 반입한다. 제 2 게이트 밸브를 닫고, 처리 챔버에서 에칭 처리를 행한 후, 이전에 반도체 웨이퍼를 FOUP로부터 처리 챔버에 반송했을 때의 순서와 반대의 순서로 반도체 웨이퍼의 반송이 행해진다.
이러한 일련의 처리에 있어서, 반송 챔버 내에서의 반도체 웨이퍼로의 파티클(particle) 부착은 반도체 웨이퍼로 제조되는 반도체 디바이스의 미세 패턴화의 진행에 따라 큰 문제로 되어 오고 있다. 그래서, 특허문헌 1에서는 반송 챔버(특허문헌 1에서는 「에어 록 실(air lock chamber)」)의 내벽에 부착된 파티클을 제거하기 위해, 이온류를 발생시키는 제전기(除電器)를 반송 챔버 내에 배치하고 있다.
여기에서, 제전기는 반송 챔버에 이온류를 방출하고, 반송 챔버의 내벽에 정전기력(쿨롱력)에 의해 부착되어 있는 파티클을 이온류에 포함되는 이온에 의해 제전(除電)(정전기 제거)하여, 상기 내벽으로부터 이탈시킨다. 그리고, 반송 챔버 내의 기체를 흡인 수단에 의해 외부로 배출함으로써, 반송 챔버로부터 파티클을 배출/제거하고 있다.
또한, 특허문헌 1에서는, 이렇게 하여 반송 챔버의 내벽에 부착된 파티클을 배출/제거한 후에, 반송 챔버에 반도체 웨이퍼를 반입하고, 반도체 웨이퍼의 위쪽에 마련된 전극에 반도체 웨이퍼의 대전 상태를 고려한 전압을 인가하여, 반도체 웨이퍼에 부착된 대전(帶電)한 파티클을 전극에 흡착시키고 있다.
일본 특허 공개 공보 제 2002-353086 호
특허문헌 1에는 반송 챔버 내에 배치된 제전기에서의 구체적인 이온 발생 방법에 대해 기재되어 있지 않지만, 이온 발생 방법으로서, 양이온과 음이온을 밸런스(balance) 좋게 발생시키는 방법으로서 우수한 코로나 방전(corona discharge)을 이용할 수 있는 것으로 생각되고, 또한 자외선(UV)이나 X선에 의한 이온 발생 방법을 이용할 수 있는 것으로 생각된다.
그러나, 코로나 방전에 의한 이온 발생 방법을 이용했을 경우에는 방전에 의해 파티클이 발생하고, 발생된 파티클이 반송 챔버 내에 잔류하여, 반송 챔버 내에 반입된 반도체 웨이퍼에 부착될 우려가 있다.
또한, 특허문헌 1에서는, 반도체 웨이퍼에 부착된 파티클을 제거하기 위해, 별도로 반도체 웨이퍼의 위쪽에 파티클을 정전흡착하기 위한 전극이 설치되어 있다. 이 경우, 전극에 높은 전압을 인가하기 위한 전원이 필요하게 되어, 장치의 구성과 제어가 복잡해진다.
그런데, 특허문헌 1에 개시된 반송 챔버는 상기 구성으로부터 알 수 있듯이, 반도체 웨이퍼 자체를 제전하는 것은 아니다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼는 플라즈마 에칭 등의 처리에 의해 대전(帶電)되기 때문에, 대전된 반도체 웨이퍼가 감압 환경의 반송 챔버에 되돌려지면, 그 정전기력에 의한 파티클 부착이 일어나기 쉬운 상태로 되어 있다. 또한, 대기압 환경에 있는 반도체 웨이퍼를 대기압 환경의 반송 챔버에 반입할 때에도, 반도체 웨이퍼는 대전하고 있을 가능성이 있다.
여기에서, 반도체 웨이퍼로의 파티클 부착에 대해서는, 파티클의 입경(粒徑)이 작아질수록 정전기력에 의한 부착이 지배적으로 된다. 그 때문에, 이후의 다른 반도체 디바이스의 미세 패턴화에 대응하기 위해서는, 반도체 웨이퍼를 제전하고, 더욱 바람직하게는 파티클을 제전하여, 반도체 디바이스의 생산에 있어서 종래에는 큰 문제로 되어 있지 않았던 사이즈가 미소한 파티클의 반도체 웨이퍼로의 부착을 방지할 필요가 있다.
그러나, 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 만약 제전기에 의해 발생시킨 이온을 반도체 웨이퍼의 제전에 사용했다 하더라도, 코로나 방전에 의한 이온 발생 방법을 이용했을 경우에는 방전에 의해 발생한 파티클이 반도체 웨이퍼에 부착되거나, 저압 상태에서 방전 제어가 곤란하게 된다는 문제가 있고, 또한 자외선(UV)이나 X선에 의한 이온 발생 방법을 이용했을 경우에는, 반도체 웨이퍼에 자외선 등이 조사되어 반도체 웨이퍼가 손상될 우려가 있다.
본 발명의 목적은 피처리 기판에 손상을 가하지 않고 피처리 기판을 제전하여 피처리 기판에의 파티클 부착을 방지할 수 있는 파티클 부착 방지 방법 및 피처리 기판의 반송 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1 기재의 파티클 부착 방지 방법은, 감압 환경에서 피처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 감압 처리부와 대기압 환경에서 피처리 기판을 유지하는 대기계(大氣系) 유지부의 적어도 한 쪽에 대해서 상기 피처리 기판을 반입 및 반출하기 위해 내부가 감압 환경과 대기압 환경으로 전환가능한 반송 챔버와, 상기 반송 챔버의 외측에 마련되고, 상기 반송 챔버 내에 공급되는 이온화 가스를 생성하는 이온화 장치를 구비한 기판 처리 장치에서, 상기 감압 처리부 및 상기 대기계 유지부의 적어도 한 쪽과 상기 반송 챔버와의 사이에서 상기 피처리 기판을 반송할 때에, 상기 피처리 기판에의 파티클 부착을 방지하는 방법으로서, 상기 반송 챔버 내에 상기 피처리 기판을 수용하는 수용 단계와, 상기 반송 챔버 내의 배기를 정지한 상태에서 상기 이온화 장치에 의해 발생시킨 이온화 가스를 상기 반송 챔버 내에 공급해서, 목표 압력으로부터 제 1 압력으로 승압(昇壓)하는 승압 단계와, 상기 이온화 가스를 상기 반송 챔버 내에 공급하면서 상기 반송 챔버 내를 배기하고, 상기 제 1 압력으로부터 상기 목표 압력보다도 낮은 제 2 압력으로 감압(減壓)하는 감압 단계와, 상기 이온화 가스에 의해, 상기 피처리 기판, 상기 반송 챔버 내의 부재 및 상기 반송 챔버 내의 파티클의 적어도 하나에 대전한 전하를 제전(除電)하는 제전 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.
청구항 2 기재의 파티클 부착 방지 방법은, 청구항 1 기재의 파티클 부착 방지 방법에 있어서, 상기 제전 단계에서는, 상기 반송 챔버 내에 상기 이온화 가스를 공급하면서 상기 반송 챔버 내로부터 배기를 행하는 것에 의해, 상기 반송 챔버 내를 상기 대기압 환경으로부터 상기 감압 환경으로 이행시키는 것을 특징으로 한다.
청구항 3 기재의 파티클 부착 방지 방법은, 청구항 2 기재의 파티클 부착 방지 방법에 있어서, 상기 제전 단계에 있어서, 상기 감압과 상기 승압을 반복하는 것에 의해 상기 반송 챔버 내를 상기 대기압 환경으로부터 상기 감압 환경으로 이행시키는 것을 특징으로 한다.
청구항 4 기재의 파티클 부착 방지 방법은, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재의 파티클 부착 방지 방법에 있어서, 상기 제전 단계에서는, 상기 이온화 가스로서, 상기 반송 챔버 내의 압력을 조정하기 위해 상기 반송 챔버 내에 공급되는 퍼지 가스를 이온화시킨 가스를 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 5 기재의 피처리 기판의 반송 방법은, 감압 환경에서 피처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 감압 처리부와 대기압 환경에서 피처리 기판을 유지하는 대기계 유지부의 적어도 한 쪽에 대해서 상기 피처리 기판을 반입 및 반출하기 위해 내부가 감압 환경과 대기압 환경으로 전환가능한 반송 챔버와, 상기 반송 챔버의 외측에 마련되고, 상기 반송 챔버 내에 공급되는 이온화 가스를 생성하는 이온화 장치를 구비한 기판 처리 장치에서, 상기 감압 처리부 및 상기 대기계 유지부의 적어도 한 쪽과 상기 반송 챔버와의 사이에서 상기 피처리 기판을 반송하는 피처리 기판의 반송 방법으로서, 상기 피처리 기판을 상기 반송 챔버 내에 수용 또는 상기 반송 챔버로부터 반출하는 단계와, 상기 피처리 기판에의 파티클 부착을 방지하는 단계를 가지고, 상기 파티클 부착을 방지하는 단계는, 상기 반송 챔버 내의 배기를 정지하는 배기 정지 단계와, 상기 반송 챔버의 외부에서 발생시킨 이온화 가스를 상기 반송 챔버 내에 공급해서, 목표 압력으로부터 제 1 압력으로 승압(昇壓)하는 승압 단계와, 상기 이온화 가스를 상기 반송 챔버 내에 공급하면서 상기 반송 챔버 내를 배기하고, 상기 제 1 압력으로부터 상기 목표 압력보다도 낮은 제 2 압력으로 감압(減壓)압하는 감압 단계와, 상기 이온화 가스에 의해, 상기 피처리 기판, 상기 반송 챔버 내의 부재 및 상기 반송 챔버 내의 파티클의 적어도 하나에 대전한 전하를 제전(除電)하는 제전 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.
청구항 6 기재의 피처리 기판의 반송 방법은, 청구항 5 기재의 피처리 기판의 반송 방법에 있어서, 상기 제전 단계에서는, 상기 이온화 가스로서, 상기 반송 챔버 내의 압력을 조정하기 위해 상기 반송 챔버 내에 공급되는 퍼지 가스를 이온화시킨 가스를 이용하는 것을 특징으로 한다.
청구항 7 기재의 피처리 기판의 반송 방법은, 청구항 5 또는 청구항 6 기재의 피처리 기판의 반송 방법에 있어서, 상기 승압 단계와 상기 감압 단계를 교대로 반복하는 것을 특징으로 한다.
청구항 8 기재의 피처리 기판의 반송 방법은, 청구항 5 또는 청구항 6 기재의 피처리 기판의 반송 방법에 있어서, 상기 반송 챔버 내에는 브레이크 필터가 배치되고, 상기 이온화 가스는 브레이크 필터를 거쳐서 상기 반송 챔버 내에 공급되는 것을 특징으로 한다.
청구항 1 기재의 파티클 부착 방지 방법 및 청구항 5 기재의 피처리 기판의 반송 방법에 의하면, 피처리 기판과 챔버 내부에 존재하는 파티클을 이온화 가스에 의해 제전할 수 있기 때문에, 피처리 기판에 정전기력에 의한 파티클 부착을 방지할 수 있다.
청구항 2 기재의 파티클 부착 방지 방법에 의하면, 감압 처리부에 반입되는 피처리 기판에의 정전기력에 의한 파티클 부착이 방지되기 때문에, 감압 처리부에 있어서의 파티클의 영향을 작게 억제할 수 있다.
청구항 3 기재의 파티클 부착 방지 방법 및 청구항 7 기재의 피처리 기판의 반송 방법에 의하면, 대기압 환경으로부터 감압 환경으로 이행하는 사이에 일시적인 승압을 행하는 것으로, 반송 챔버 내부 전체에 이온화 가스를 확산시켜, 반송 챔버 내부에 존재하는 파티클의 제전을 행할 수 있다. 이렇게 하여 제전된 파티클은 다음 감압시에 반송 챔버 내로부터 배출할 수 있기 때문에, 반송 챔버 내부의 청정도가 높아진다.
청구항 4 기재의 파티클 부착 방지 방법 및 청구항 6 기재의 피처리 기판의 반송 방법에 의하면, 퍼지 가스의 공급계 이외에 이온화 가스의 공급계를 마련할 필요가 없기 때문에, 간단한 구성을 갖는 장치를 이용하여 피처리 기판을 제전하고, 피처리 기판에의 정전기력에 의한 파티클 부착을 방지할 수 있다.
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도 1은 본 발명의 실시예에 관한 반송 챔버를 구비한 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 수직 단면도,
도 2는 반송 챔버의 제 １ 압력 조정 패턴을 모식적으로 도시하는 도면,
도 3은 반송 챔버의 제 ２ 압력 조정 패턴을 모식적으로 도시하는 도면,
도 4는 반송 챔버의 제 ３ 압력 조정 패턴을 모식적으로 도시하는 도면,
도 5는 반송 챔버의 제 ４ 압력 조정 패턴을 모식적으로 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 １은 본 발명의 실시예에 관한 반송 챔버를 구비한 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 수직 단면도이다.
기판 처리 시스템(1)은 피처리 기판으로서의 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라 한다)(W)를 1매씩 플라즈마 에칭 처리(이하, 「에칭 처리」라 한다)하는, 소위 낱장 처리 타입의 에칭 처리 장치로서 구성되어 있다.
도 １에 도시되는 바와 같이, 이 기판 처리 시스템(1)은 웨이퍼(W)에 에칭 처리를 실시하는 기판 처리부(2)와, 소정 매수의 웨이퍼(W)를 저장하는 용기인 FOUP(40)에 대하여 웨이퍼(W)를 반입반출하기 위한 대기계 반송부(3), 기판 처리부(2)와 대기계 반송부(3) 사이에 배치되어 기판 처리부(2)와 대기계 반송부(3) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 챔버(4)를 구비하고 있다.
대기계 반송부(3)는 소정수의 FOUP(40)를 탑재하는 탑재대(41)와, 탑재대(41)에 탑재된 FOUP(40)에 대하여 웨이퍼(W)의 반입반출을 행하기 위한 로더 모듈(42)을 갖고 있다.
FOUP(40)는 그 개폐 도어(도시하지 않음)를 로더 모듈(42)측을 향해 탑재대(41)에 탑재된다. 로더 모듈(42)에 있어서 탑재대(41)에 탑재되는 FOUP(40)와 대향하는 벽면에는, FOUP(40)의 개폐 도어(door)(도시하지 않음)와 맞물림이 가능한 셔터(shutter)(도시하지 않음)에 의해 개폐되는 윈도우(window)부(도시하지 않음)가 마련되어 있다. FOUP(40)의 개폐 도어와 상기 셔터를 일체적으로 이동시켜 상기 윈도우부를 개구시키는 것에 의해, FOUP(40)의 내부와 로더 모듈(42)의 내부가 연통한다.
FOUP(40)는 일반적으로 25매의 웨이퍼(W)를 수평 자세에서 등간격으로 유지하는 구조로 되어 있다. 로더 모듈(42)은 직육면체 형상의 상자형 물체이며, 그 내부에서 웨이퍼(W)를 반송하기 위해, 로더 모듈(42)의 내부에는 FOUP(40)의 내부에 접근이 가능한 스칼라 타입의 반송 장치(43)가 설치된다.
반송 장치(43)는 FOUP(40) 내에서의 웨이퍼(W)의 수용 상태(정상으로 수용되어 있는 웨이퍼(W)의 위치, 웨이퍼(W)의 단 어긋남(edge displacement)이나 튀어나옴 등의 이상) 및 매수를 확인하는 맵핑(mapping)을 행하기 위해, 신축가능하게 구성된 다관절 팔형상의 맵핑 아암(46)을 구비하고 있다. 맵핑 아암(46)의 선단에는 이러한 맵핑을 행하는 센서로서, 예를 들어 반도체 레이저 등을 이용한 비접촉식 센서(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
맵핑 아암(46)의 기단(基端)은 반송 장치(43)의 베이스부(47)로부터 세워 마련된 지주(48)를 따라 승강하는 승강대(49)에 연결되어 있고, 상기 비접촉 센서를 FOUP(40)로부터 소정 거리에 위치시킨 상태에서, 승강대(49)를 구동하여 맵핑 아암(46)을 상승 또는 하강시킴으로써 맵핑을 행한다.
반송 장치(43)는, 기단이 승강대(49)에 연결되고 신축가능하게 구성된 다관절 구조를 갖는 반송 아암(44)을 구비하고 있다. 반송 아암(44)은 그 선단에 마련된 픽(pick)(45)으로 웨이퍼(W)를 유지할 수 있는 구조로 되어 있고, 맵핑의 결과에 따라 FOUP(40) 내의 소정의 높이에서 접근하고, FOUP(40) 내의 웨이퍼(W)를 반출하거나 유지한 웨이퍼(W)를 FOUP(40)에 반입하거나 한다.
지주(48)는 선회가능하고, 이것에 의해 반송 아암(44)의 픽(45)은 도 １에 도시되어 있는 FOUP(40)측 뿐만 아니라 반송 챔버(4)측에도 액세스할 수 있게 되어 있고, 이것에 의해 대기계 반송부(3)와 반송 챔버(4) 사이에서의 웨이퍼(W) 주고받음을 가능하게 하고 있다.
반송 챔버(4)의 구성에 대해서는 뒤에 상세하게 설명하는 것으로 하고, 여기에서는 기판 처리부(2)에 대해서 간단히 설명한다.
기판 처리부(2)에는, 웨이퍼(W)를 에칭 처리하는 처리실을 구성하는 처리 챔버(10)가 배치되어 있다. 처리 챔버(10)의 내부에는 웨이퍼(W)를 탑재하는 스테이지로서 또한 플라즈마를 발생시키는 전극으로서 기능하는 서셉터(11)가 마련되어 있고, 또한 서셉터(11)에 탑재된 웨이퍼(W)에 대하여 처리 가스를 방출하는 샤워 헤드(33)가 처리 챔버(10)의 내부의 천장 근방에 배치되어 있다.
처리 챔버(10)의 저벽에는 배기구(12)가 형성되어 있고, 이 배기구(12)에 설치된 진공 펌프(도시하지 않음) 등의 감압 수단을 이용하여, 처리 챔버(10)를 감압 환경으로 유지할 수 있게 되어 있다.
서셉터(11)에는 고주파 전원(18)이 정합기(도시하지 않음)를 거쳐 접속되어 있고, 고주파 전원(18)은 소정의 고주파 전력을 서셉터(11)에 인가한다. 이렇게 하여 서셉터(11)는 하부 전극으로서 기능한다.
또한, 서셉터(11)의 내부 위쪽에는 웨이퍼(W)를 정전 흡착력으로 흡착하기 위한 도전막으로 이루어지는 전극판(13)이 매설되어 있고, 전극판(13)에는 직류 전원(도시하지 않음)이 전기적으로 접속되어 있다. 전극판(13)에 직류 전압이 인가되는 것에 의해 발생하는 쿨롱력 또는 존슨-라벡(Johnsen-Rahbek)힘에 의해, 웨이퍼(W)는 서셉터(11)의 상면에 흡착유지된다.
또한, 서셉터(11)는 포커스 링, 냉각 기구, 웨이퍼(W)의 이면으로의 가스 공급 기구, 서셉터(11)에 대한 웨이퍼(W)의 반입반출을 위한 웨이퍼 승강 기구 등을 구비하고 있지만, 이것들에 관한 설명은 생략한다.
샤워 헤드(33)는 접지되어 있고, 샤워 헤드(33)와 서셉터(11)로 한쌍의 전극이 구성되어, 샤워 헤드(33)는 접지 전극으로서 기능한다. 샤워 헤드(33)에는 가스 공급관(38)을 통해 처리 가스나 N2 가스 등의 가스가 공급되고, 샤워 헤드(33)의 하면에 형성된 다수의 가스 통기 구멍(도시하지 않음)으로부터 서셉터(11)에 탑재된 웨이퍼(W)를 향해 상기 가스가 방출된다. 샤워 헤드(33)로부터의 가스 방출량은 가스 공급관(38)에 마련된 MFC(Mass Flow Controller)(39)에 의해 조절된다.
샤워 헤드(33)로부터 일정량의 처리 가스를 웨이퍼(W)를 향해 방출시키면서, 처리 챔버(10)를 소정의 감압 환경으로 유지하고 동시에 서셉터(11)에 소정의 전압을 인가함으로써, 서셉터(11)와 샤워 헤드(33) 사이에 처리 가스의 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마 중의 이온은 서셉터(11)와 샤워 헤드(33) 사이의 전계(電界)에 의해 웨이퍼(W)에 유인되어, 웨이퍼(W)에 에칭 처리가 실시된다.
다음에, 반송 챔버(4)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
반송 챔버(4)는 내부를 대기압 환경과 감압 환경으로 전환가능하게 구성된 챔버 본체(51)를 갖고 있다. 또한, 「반송 챔버(4)」로는 챔버 본체(51)와 이것에 부수적으로 배치되어 마련되어 있는 각종 장치 등을 포함하는 것으로 한다.
챔버 본체(51)와 처리 챔버(10) 사이에는 게이트 밸브(5)가, 챔버 본체(51)와 로더 모듈(42) 사이에는 게이트 밸브(6)가, 각각 설치된다. 게이트 밸브(6)는 챔버 본체(51)가 대기압 환경으로 되어 있는 상태에서 열리고, 이때 대기계 반송부(3)와 반송 챔버(4) 사이(로더 모듈(42)과 챔버 본체(51) 사이)에서의 웨이퍼(W)의 반송이 가능하게 된다. 한편, 게이트 밸브(6)를 닫힌 상태로 함으로써, 로더 모듈(42)을 대기압 환경으로 유지하면서 챔버 본체(51)를 감압 환경으로 유지할 수 있다.
게이트 밸브(5)는 처리 챔버(10)가 일정한 감압 환경으로 항시 유지되어 있기 때문에 챔버 본체(51)가 감압 환경으로 되어 있는 상태에서 열리고, 이때 기판 처리부(2)와 반송 챔버(4) 사이(처리 챔버(10)와 챔버 본체(51) 사이)에서의 웨이퍼(W)의 반송이 가능하게 된다. 게이트 밸브(5)는 기판 처리부(2)와 반송 챔버(4) 사이에서의 웨이퍼(W)의 반송시 이외에는, 닫힌 상태로 유지된다.
챔버 본체(51)의 내부에는 신축 및 선회가 자유롭게 구성된 탑재 이송 아암(50)(반송 장치)이 배치되어 마련되어 있다. 탑재 이송 아암(50)으로서는 복수의 팔(arm)부로 이루어지는 스칼라(SCARA) 타입의 반송 아암을 이용할 수 있고, 그 선단에 설치된 픽(54)이 웨이퍼(W)를 탑재유지한다. 게이트 밸브(6)를 연 상태에서, 픽(54)이 로더 모듈(42)에 진입하고, 픽(45)과 픽(54) 사이에서 웨이퍼(W)의 주고받음이 행해진다. 또한, 게이트 밸브(5)를 연 상태에서, 픽(54)이 처리 챔버(10)에 진입하고, 서셉터(11)와 픽(54) 사이에서 웨이퍼(W)의 주고받음이 행해진다. 또한, 탑재 이송 아암(50)은 프로그레그 타입(frog leg type)이나 더블 아암 타입(double arm type)의 것이라도 좋다.
챔버 본체(51)의 저벽에는 배기구(59)가 마련되어 있고, 챔버 본체(51)를 감압 환경으로 하기 위한 배기 장치(53)가 배기구(59)에 설치되어 있다. 배기 장치(53)는 배기구(59)에 설치된 배기관에 마련된 진공 펌프(57)와 제어 밸브(58)를 구비하고 있다. 배기 장치(53)의 배기량은 진공 펌프(57)의 최대 배기 능력을 넘지 않는 한에서 제어 밸브(58)의 조임을 제어함으로써 연속적으로 또한 임의로 변화시킬 수 있다. 또한, 도 １에는 배기구(59)는 1개소만 도시되어 있지만, 배기구(59)는 복수 개소에 마련되어 있다.
챔버 본체(51)에는, 챔버 본체(51)를 대기압 환경으로 하기 위한 가스(퍼지 가스)를 챔버 본체(51)에 공급하는 가스 공급 장치로서 기능하고, 또한 이하에 설명하는 바와 같이 퍼지 가스를 이온화하여 이온화 가스를 생성하고, 생성한 이온화 가스를 챔버 본체(51)에 공급하는 이온화 가스 공급 장치로서 기능하는 급기 시스템(52)이 마련되어 있다.
급기 시스템(52)은 드라이 에어나 N2 가스, Ar 가스, O2 가스 등의 가스로부터 1종 또는 복수종의 가스를 선택하고, 제어 밸브(56)에 의해 각종 가스의 유량을 조절하여 챔버 본체(51)에 공급하는 가스 공급 라인(55)과, 챔버 본체(51)의 외측에 배치되고 가스 공급 라인(55)을 통해 공급되는 가스를 이온화하여 이온화 가스를 발생시키는 이온화 장치(60)와, 이온화 장치(60)로부터 가스 공급 라인(55)을 통해 공급되는 이온화 가스를 챔버 본체(51)의 내부에서 방출하기 위한 브레이크 필터(brake filter)(61)를 구비하고 있다.
챔버 본체(51)로의 가스 공급량의 조절을 담당하는 제어 밸브(56)와, 챔버 본체(51)로부터의 배기량의 조절을 담당하는 제어 밸브(58)를 적절하게 제어함으로써, 챔버 본체(51)의 내부 압력의 조절(감압 속도 조절, 승압 속도 조절, 압력 유지 조절)이 자유롭게 행해진다.
이온화 장치(60)는 가스 공급 라인(55)에 의해 공급되는 가스를 코로나 방전이나 UV 조사, X선 조사 등의 각종 방법에 의해 이온화하여 이온화 가스를 생성시킨다. 「이온화 가스」란, 가스의 분자의 일부가 이온화된 상태로 가스 전체 중에 포함되어 있는 가스를 가리킨다. 이온화 장치(60)는 복수의 이온화 방법의 실행 수단을 구비하고 있어도 좋고, 가스의 종류에 따라 이온화 방법이 적절히 선택되도록 구성되어 있어도 좋다. 이온화 장치(60)는 생성시킨 이온을 효율 좋게 웨이퍼(W)로 도달시키기 위해, 바람직하게는 챔버 본체(51)의 외측에서 챔버 본체(51)에 근접하여 배치된다.
브레이크 필터(61)는, 예를 들어 길이가 200mm의 망형상 금속제 필터이고, 가스 방출 면적을 크게 할 수 있기 때문에 방출하는 가스의 흐름을 감속할 수 있다. 이것에 의해, 광범위에 걸쳐 균일하게 가스를 방출할 수 있고, 챔버 본체(51)의 내부에서의 파티클이 감아올려지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 브레이크 필터(61)를 이용함으로써, 챔버 본체(51)를 승압할 때에 압력을 균일하게 상승시킬 수 있다.
도 １에 도시되는 바와 같이, 브레이크 필터(61)를 웨이퍼(W)의 위쪽(챔버 본체(51)의 내부 천장 근방)에 마련하고, 챔버 본체(51)의 저벽에 배기구(59)를 마련함으로써, 후술하는 바와 같이, 브레이크 필터(61)로부터 방출시키면서 배기구(59)로부터의 배기를 행했을 때에, 브레이크 필터(61)로부터 방출된 이온화 가스가 웨이퍼(W)에 접촉한 후에 배기구(59)로 흐르도록 이온화 가스의 흐름을 형성할 수 있다. 이것에 의해, 이온화 가스를 효율적으로 웨이퍼(W)에 공급하여, 웨이퍼(W)의 제전을 촉진할 수 있다.
또한, 챔버 본체(51)의 내부에서의 가스 방출에는 브레이크 필터(61)를 반드시 이용해야만 하는 것은 아니고, 기판 처리부(2)에서 사용되고 있는 샤워 헤드(33)와 같이 웨이퍼(W)의 상면을 향해 가스를 방출하는 구조의 것을 사용하여도 좋다. 브레이크 필터(61)와 같이 챔버 본체(51)의 내부에서 이온화 가스를 방출하기 위해 사용되는 부재는, 이온화 가스에 포함되는 이온이 중성 분자로 변화되는 것이 어려운 재질로 이루어지고, 또한 이온 수명이 길게 유지되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)은 제어부(도시하지 않음)에 의해 컴퓨터 제어되고 있으며, 웨이퍼(W)에 대하여 소정의 레시피를 따르는 처리를 실시하기 위한 프로그램(소프트웨어)이 실행됨으로써, 기판 처리 시스템(1)을 구성하는 각종 가동부가 가동하고, 웨이퍼(W)가 처리된다.
다음에, 반송 챔버(4)에서의 웨이퍼(W)의 반송 과정에서, 웨이퍼(W)를 제전하고, 웨이퍼(W)로의 파티클 부착을 방지하는 방법에 대해서 설명한다.
첫째로, 웨이퍼(W)를 대기계 반송부(3)로부터 기판 처리부(2)로 반송할 때의 웨이퍼(W)로의 파티클 부착 방지 방법에 대해서 설명한다.
도 ２는 반송 챔버의 제 １ 압력 조정 패턴을 도시하는 모식도이다. 도 ２에는 챔버 본체(51)의 압력 변화와, 급기(給氣) 시스템(52)과 배기 장치(53)의 각 제어 밸브(56, 58)의 온(ON)/오프(OFF)의 타이밍이 도시되어 있다.
제어 밸브(56)는 가스 유량을 연속적으로 또한 임의로 변화시킬 수 있지만, 본 실시예에서는 일정 유량으로 가스를 흘리는 「온(on) 상태」와, 가스를 흘리지 않는 「오프(off) 상태」 사이에서의 전환만을 행하는 것으로 한다. 이것과 마찬가지로, 제어 밸브(58)가 「온 상태」의 때에 배기가 행해지고, 「오프 상태」에서는 배기가 행해지지 않는 것으로 한다. 또한, 이하에 설명하는 모든 압력 조정 패턴(도 ２ 내지 도 ５)에 대해서, 이온화 장치(60)는 제어 밸브(56)가 오프 상태일 때에는 동작하지 않고(오프 상태), 제어 밸브(56)가 온 상태일 때에 동작하여 이온화 가스를 발생시키는(온 상태) 것으로 한다.
최초에, 급기 시스템(52)에 의해, 예를 들어 N2 가스가 퍼지 가스로서 챔버 본체(51)에 공급되고 있으며, 이것에 의해 챔버 본체(51)는 대기압 환경으로 유지되고 있는 것으로 한다. 이 상태에서 게이트 밸브(6)가 열리고, 웨이퍼(W)가 픽(45)으로부터 픽(54)으로 탑재이송되며, 그 후 게이트 밸브(6)가 닫힌다. 게이트 밸브(6)가 닫히는 시간 t0까지의 사이, 배기 장치(53)의 진공 펌프(57)는 동작하고 있지만, 제어 밸브(58)는 오프 상태로 되어 있고, 그 때문에 챔버 본체(51)가 감압되는 일은 없다.
이온화 장치(60)는 시간 t0까지의 사이, 온 상태로 되어 있다. 이 경우에서, 챔버 본체(51)의 내부 압력이 로더 모듈(42)의 내부 압력보다도 약간 양압(陽壓)이 되도록 해 두면, 로더 모듈(42)로부터 챔버 본체(51)로의 공기의 유입에 기인하는 파티클의 진입을 막을 수 있다. 또한, 이온화 가스가 게이트 밸브(6)를 통해 챔버 본체(51)로부터 로더 모듈(42)로 유입하고 또한 FOUP(40) 내에 유입함으로써, 픽(45)에 유지된 웨이퍼(W)나 FOUP(40) 내의 웨이퍼(W)가 제전되는 효과를 기대할 수 있다. 다만, 이 효과는 이온화 가스에서의 이온의 수명(이온으로부터 중성의 분자가 될 때까지의 시간)에 의존한다.
픽(54)에 유지된 웨이퍼(W)는 대전하고 있을 가능성이 있다. 그래서, 챔버 본체(51)의 내부에서 웨이퍼(W)를 제전하고, 정전기력에 의한 웨이퍼(W)로의 파티클 부착을 방지하기 위해 이하의 처리를 행한다.
게이트 밸브(6)가 닫히면, 조속히, 탑재 이송 아암(50)은 대기계 반송부(3)측으로부터 기판 처리부(2)측으로의 웨이퍼(W)의 반송[로더 모듈(42)로부터 처리 챔버(10)로의 웨이퍼(W)의 반송]을 개시한다. 웨이퍼(W)의 반송 속도는 챔버 본체(51)의 압력이 게이트 밸브(5)를 열 수 있는 목표 압력 Pv까지 내려가는 시간 t3에 맞춰 설정된다. 웨이퍼(W)의 반송은 일정 속도로 연속적으로 행해져도 좋고, 챔버 본체(51)의 중앙부 등에서 일시 정지하는 상태를 마련함으로써 행해져도 좋다.
또한, 게이트 밸브(6)가 닫히면, 제어 밸브(58)가 조속히 온 상태로 되어 배기가 시작되고, 챔버 본체(51)의 감압이 시작된다. 제어 밸브(56)는 온 상태로 유지되고 있고, 챔버 본체(51)로의 이온화 가스의 공급은 잇따라 행해지고 있다. 당연히, 배기 장치(53)에 의한 배기량은 급기 시스템(52)에 의한 급기량보다도 크다.
챔버 본체(51)의 감압 중에는, 챔버 본체(51)의 내부에서, 이온화 가스가 브레이크 필터(61)가 배치되어 마련되어 있는 천장측으로부터 배기구(59)가 마련되어 있는 저벽을 향해 흐르기 쉬워진다. 그 때문에, 이온화 가스를 효율적으로 웨이퍼(W)에 접촉시킬 수 있고, 웨이퍼(W)의 표면 전하와 이온의 전하의 결합에 의해 웨이퍼(W)의 제전이 진행한다. 이렇게 하여, 웨이퍼(W)로의 정전기력에 의한 파티클 부착을 방지할 수 있다.
또한, 챔버 본체(51)의 내부에 존재하는 대전한 파티클이 이온화 가스에 포함되는 이온에 의해 제전된다. 이렇게 하여 제전된 파티클은 웨이퍼(W)나 챔버 본체(51)의 내부 부재에 대해 부착되기 어려워지고 또한 배기되기 쉬워진다. 이렇게 하여, 웨이퍼(W)로의 파티클 부착을 방지할 수 있다.
계속하여, 챔버 본체(51)가 미리 정해진 압력 P1에 도달한 시간 t1에서, 제어 밸브(58)를 오프 상태로 한다. 한편, 제어 밸브(56)는 온 상태로 유지되고, 챔버 본체(51)로의 이온화 가스의 공급은 계속되고 있다. 그 때문에, 챔버 본체(51)의 압력이 상승하기 시작한다.
이때, 이온화 가스가 챔버 본체(51)의 내부에서 균일하게 확산하고, 챔버 본체(51)의 내부에서 부유하고 있는 파티클이나 챔버 본체(51)의 내벽에 정전기력에 의해 부착되어 있는 파티클을 제전할 수 있다. 이렇게 하여 제전된 파티클은 다음에 챔버 본체(51)를 감압할 때에 배기구(59)로부터 배출되기 쉬워진다. 또한, 이온화 가스에 의해 웨이퍼(W)나 챔버 본체(51)의 내부 부재를 제전할 수 있고, 이것들로의 파티클 부착을 방지할 수 있다.
챔버 본체(51)가 미리 정해진 압력 P2에 도달한 시간 t2에서, 제어 밸브(58)가 다시 온 상태로 되고, 챔버 본체(51)의 감압이 재개된다. 압력 P2을 낮게 설정하면 처리량(throughput)의 저하가 억제되고, 높게 설정하면 챔버 본체(51)에 공급되는 이온화 가스량이 많아져, 전술한 파티클의 제전 효과 등이 커진다. 압력 P2은 웨이퍼(W)의 대전 상태를 고려하여 적절히 적정한 값으로 설정된다.
시간 t2 이후는 챔버 본체(51)의 감압과 승압을 도 ２에 도시한 대로 교대로 마련하여 웨이퍼(W)의 제전을 진행시키고, 최종적인 목표 압력 Pv에 도달한 시간 t3에서, 제어 밸브(56, 58) 및 이온화 장치(60)를 오프 상태로 하고, 챔버 본체(51)의 압력을 유지한다. 시간 t3에서, 웨이퍼(W)는 게이트 밸브(5)에 근접한 위치에까지 반송되어 있고, 게이트 밸브(5)를 열면, 탑재 이송 아암(50)은 픽(54)이 유지한 웨이퍼(W)를 처리 챔버(10)에 조속히 반입할 수 있는 상태로 되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 반송 챔버(4)에서의 반송 처리의 처리량을 높일 수 있다.
시간 t3후, 조속히 게이트 밸브(5)가 열리고, 탑재 이송 아암(50)이 처리 챔버(10)의 내부에 액세스하고, 픽(54)에 유지된 웨이퍼(W)는 서셉터(11)에 탑재되고, 게이트 밸브(5)가 닫힌 후에, 처리 챔버(10)에서의 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 개시된다.
다음에, 반송 챔버(4)의 제 ２ 압력 조정 패턴에 대해서, 도 ３에 도시한 모식도를 참조하여 설명한다. 이 제 ２ 압력 조정 패턴도, 대기계 반송부(3)로부터 기판 처리부(2)로 웨이퍼(W)를 반송할 때에 이용되는 것이다. 도 ３에는 챔버 본체(51)의 압력 변화와, 급기 시스템(52)과 배기 장치(53)의 각 제어 밸브(56, 58)의 온/오프의 타이밍이 도시되어 있다.
도 ２와 도 ３을 대비하면 알 수 있듯이, 도 ２에 도시되는 제 １ 압력 조정 패턴과 도 ３에 도시되는 제 ２ 압력 조정 패턴에서는, 급기 시스템(52)에서의 제어 밸브(56)의 온 상태/오프 상태의 전환에 상이점이 있다. 즉, 제 １ 압력 조정 패턴에서는 항시 챔버 본체(51)에 이온화 가스가 공급되지만, 제 ２ 압력 조정 패턴에서는 챔버 본체(51)의 감압시에 챔버 본체(51)로의 이온화 가스의 공급이 정지된다.
이것에 의해, 제 ２ 압력 조정 패턴에서의 감압시의 감압 속도는 제 １ 압력 조정 패턴에서의 감압시의 감압 속도보다도 빨라진다. 도 2 및 도 3으로부터 알 수 있듯이, 제 ２ 압력 조정 패턴에서는 감압을 일시 정지하는 압력 (예를 들어, 압력 P1)과 승압을 중지하는 압력 (예를 들어, 압력 P2)을, 제 １ 압력 조정 패턴의 경우와 동일하게 하고 있다. 그 때문에, 제 ２ 압력 조정 패턴에서의 목표 압력 Pv으로의 도달 시간 t13은 제 １ 압력 조정 패턴의 경우의 도달 시간 t3보다도 빨라져 있어, 처리량이 향상되고 있다.
이 제 ２ 압력 조정 패턴에서도, 대기압으로부터 목표 압력 Pv으로의 감압 과정에 승압 기간(예를 들어, 시간 t11 내지 시간 t12 사이)을 마련하고 있기 때문에, 챔버 본체(51)의 내부에서 이온화 가스를 확산시켜, 웨이퍼(W)의 제전을 행할 수 있다. 또한, 이 제 ２ 압력 조정 패턴에서는 감압 속도가 빨라지는 것에 의해 생기는 시간의 단축분을, 이온화 가스의 공급량을 늘리기 위한 시간에 충당하여도 좋다.
계속하여, 웨이퍼(W)를 기판 처리부(2)로부터 대기계 반송부(3)로 반송할 때의 웨이퍼(W)로의 파티클 부착 방지 방법에 대해서 설명한다.
도 ４는 반송 챔버의 제 ３ 압력 조정 패턴을 도시하는 모식도이다. 도 ４에는 챔버 본체(51)의 압력 변화와, 급기 시스템(52)과 배기 장치(53)의 각 제어 밸브(56, 58)의 온(ON)/오프(OFF)의 타이밍이 도시되어 있다.
최초에, 챔버 본체(51)는 게이트 밸브(5)를 열 수 있는 압력 Pv의 감압 환경으로 유지되어 있는 것으로 한다. 게이트 밸브(5)가 열리고, 탑재 이송 아암(50)이 서셉터(11)에 액세스(acess)하여 서셉터(11)로부터 웨이퍼(W)를 받고, 웨이퍼(W)가 챔버 본체(51)에 반입되면, 게이트 밸브(5)가 닫힌다.
게이트 밸브(5)가 닫히는 시간 T0까지의 사이, 제어 밸브(56, 58)는 함께 오프 상태로 되어 있다. 다만, 제어 밸브(58)는 챔버 본체(51)가 일정한 감압 상태로 유지되도록, 예를 들어 간헐적(間歇的)으로 온 상태로 되어 있어도 좋다.
탑재 이송 아암(50)의 픽(54)이 유지한 웨이퍼(W)는 기판 처리부(2)에서의 에칭 처리에 의해 대전하고 있을 가능성이 높다. 그래서, 챔버 본체(51)의 내부에서 웨이퍼(W)를 제전하고, 웨이퍼(W)로의 정전기력에 의한 파티클 부착을 방지하기 위해, 이하의 처리를 실행한다.
게이트 밸브(5)가 닫히면, 탑재 이송 아암(50)은 조속히 기판 처리부(2)측으로부터 대기계 반송부(3)측으로의 웨이퍼(W)의 반송을 개시한다. 여기에서의 웨이퍼(W)의 반송 방법은 이전에 설명한 대기계 반송부(3)측으로부터 기판 처리부(2)측으로의 웨이퍼(W)의 반송 방법과 동일하게 할 수 있다.
시간 T0에서, 제어 밸브(56)(및 이온화 장치(60))가 온 상태로 되고, 챔버 본체(51)로의 이온화 가스의 공급이 개시된다. 또한, 시간 T0 이후에도 제어 밸브(58)는 오프 상태로 유지된다. 이것에 의해, 챔버 본체(51)의 압력이 상승한다. 챔버 본체(51)의 내부에 확산한 이온화 가스에 포함되는 이온의 전하와 웨이퍼(W)의 표면 전하가 결합함으로써 웨이퍼(W)는 제전되어, 웨이퍼(W)로의 정전기력에 의한 파티클 부착이 방지되게 된다.
챔버 본체(51)가 대기압으로 되는 시간 T1에서, 웨이퍼(W)는 게이트 밸브(6)에 근접한 위치에까지 반송되어 있어, 게이트 밸브(6)를 열면, 탑재 이송 아암(50)은 픽(54)이 유지한 웨이퍼(W)를 로더 모듈(42)에 조속히 반입할 수 있는 상태로 되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 반송 챔버(4)에서의 반송 처리의 처리량을 높일 수 있다.
시간 T1후, 조속히 게이트 밸브(6)가 열리고, 탑재 이송 아암(50)이 로더 모듈(42)의 내부에 액세스한다. 픽(54)에 유지된 웨이퍼(W)는 반송 아암(44)의 픽(45)에 넘겨진 후, FOUP(40) 내의 소정 위치에 수용된다.
다음에, 반송 챔버(4)의 제 ４ 압력 조정 패턴에 대해서, 도 ５에 도시한 모식도를 참조하여 설명한다. 이 제 ４ 압력 조정 패턴도, 기판 처리부(2)로부터 대기계 반송부(3)로 웨이퍼(W)를 반송할 때에 이용되는 것이다. 도 ５에는 챔버 본체(51)의 압력 변화와, 급기 시스템(52)과 배기 장치(53)의 각 제어 밸브(56, 58)의 온/오프의 타이밍이 도시되어 있다.
탑재 이송 아암(50)에 의해 웨이퍼(W)가 처리 챔버(10)로부터 꺼내지고, 게이트 밸브(5)가 닫히면, 탑재 이송 아암(50)에 의한 웨이퍼(W)의 반송이 개시된다. 게이트 밸브(5)가 닫힌 시간 T0에서, 제어 밸브(56)(및 이온화 장치(60))가 온 상태로 되고, 챔버 본체(51)로의 이온화 가스의 공급이 개시된다. 이렇게 하여 챔버 본체(51)의 내부를 확산하는 이온화 가스에 의해, 웨이퍼(W)의 제전이 개시된다.
도 ５에 도시되는 바와 같이, 챔버 본체(51)가 미리 정해진 압력 P11에 도달한 시간 T11에서, 제어 밸브(58)를 온 상태로 함으로써(진공 펌프(57)는 항시 가동중이다), 챔버 본체(51)의 압력 변화를 승압으로부터 감압으로 바뀌게 한다. 이것에 의해, 이온화 가스는 챔버 본체(51)의 내부에서 천장측으로부터 저벽측으로 향해 흘러서, 이온화 가스에 포함되는 이온이 웨이퍼(W)에 접촉하기 쉬워진다. 이렇게 하여 웨이퍼(W)의 제전을 효과적으로 진행시킬 수 있다.
계속하여, 챔버 본체(51)가 미리 정해진 압력 P12까지 내려간 시간 T12에서, 제어 밸브(58)를 오프 상태로 함으로써, 챔버 본체(51)의 승압을 재개시킨다. 압력 P12을 높게(단, P11>P12) 설정하면 처리량이 향상하고, 압력 P12을 낮게 설정하면 이온화 가스에 의한 제전 효과가 커진다. 압력 P12은 웨이퍼(W)의 대전 상태를 고려하여, 적절하게 적정한 값으로 설정된다.
시간 T12 이후, 챔버 본체(51)의 승압과 감압을 도 ５에 도시한 대로 교대로 마련하고, 최종적으로 대기압으로 한다. 대기압에 도달한 시간 T13 이후, 제어 밸브(58)는 오프 상태에서, 제어 밸브(56)와 이온화 장치(60)는 온 상태에서, 각각 유지된다.
시간 T13 후에 게이트 밸브(6)가 열리고, 탑재 이송 아암(50)의 픽(54)이 유지한 웨이퍼(W)는 로더 모듈(42)에 반입되어 반송 아암(44)의 픽(45)에 건내진 후, FOUP(40) 내의 소정 위치에 수용된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 웨이퍼(W)와 챔버 본체(51)의 내부에 존재하는 파티클을 이온화 가스에 의해 제전할 수 있기 때문에, 웨이퍼(W)로의 정전기력에 의한 파티클 부착을 방지할 수 있다. 급기 시스템(52)을 챔버 본체(51)에 공급하는 퍼지 가스를 이용하여 이온화 가스를 발생시키는 구성으로 함으로써, 장치 구성이 간단해진다. 또한, 기존의 기판 처리 시스템에서의 퍼지 가스의 공급 장치에 이온화 장치를 설치하는 것에 의해, 용이하게 급기 시스템(52)을 구축할 수 있다. 또한, 챔버 본체(51)의 압력 변동을 이용하여 제전된 파티클을 챔버 본체(51)로부터 배출하는 것에 의해, 챔버 본체(51)의 내부의 청정도를 높일 수 있으며, 웨이퍼(W)로의 정전기력에 의한 파티클 부착을 보다 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
본 발명을 기판 처리부(2)에서의 처리가 종료한 웨이퍼(W)의 제전에 이용하는 것에 의해, FOUP(40)에 수용되어 다음 공정으로 반송된 후의 웨이퍼(W)에 대하여, 정전기력에 의한 파티클 부착이 일어나기 어려워진다. 한편, 기판 처리부(2)에 반입되는 웨이퍼(W)를 제전하여 웨이퍼(W)로의 정전기력에 의한 파티클 부착을 방지함으로써, 처리 챔버에서의 처리에 대한 파티클의 영향을 작게 억제할 수 있다.
또한, 챔버 본체(51)를 대기압 환경으로부터 감압 환경으로 이행시키는 사이에 일시적인 승압을 행하면, 챔버 본체(51)의 내부 전체에 이온화 가스가 확산하고, 이것에 의해 챔버 본체(51)의 내부에 존재하는 파티클의 제전을 행할 수 있다. 이렇게 하여 제전된 파티클은 다음 감압시에 챔버 본체(51)로부터 배출할 수 있기 때문에, 챔버 본체(51)의 내부의 청정도를 높일 수 있다. 이 효과는 감압 환경으로부터 대기압 환경으로 이행할 때에 일시적인 감압을 행하는 것에 의해서도 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 챔버 본체(51)에 퍼지 가스를 공급하는 급기 시스템(52)에 제전 시스템으로서의 기능을 부여시켜서 기판 처리 시스템(1)을 구성했지만, 퍼지 가스의 공급계와 이온화 가스의 공급계가 완전히 나뉘어져 있는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 상기 설명에서는 챔버 본체(51)를 대기압 환경으로부터 감압 환경으로 이행하기 위한 압력 조정 패턴으로서, 감압과 승압을 교대로 실행하는 패턴을 채택하였으나, 이온화 가스를 챔버 본체(51)에 공급하면서 승압을 행하지 않고 연속적으로 감압하는 패턴에서도, 웨이퍼(W)를 적절하게 제전하여 웨이퍼(W)로의 정전기력에 의한 파티클 부착을 방지할 수 있고 또한 처리량을 높일 수 있다.
한편, 챔버 본체(51)를 감압 환경으로부터 대기압 환경으로 이행하기 위한 압력 조정 패턴으로서, 이온화 가스를 연속하여 공급하면서 승압과 감압을 교대로 조합한 패턴을 채택하였으나, 감압시에는 이온화 가스의 챔버 본체(51)로의 공급을 정지하도록 하여도 좋다.
또한, 상기 설명에서는 기판 처리부(2)는 웨이퍼(W)에 에칭 처리를 실시하는 것으로 하였지만, 기판 처리부는 웨이퍼(W)에 성막 처리나 확산 처리를 행하는 것이라도 좋다. 또한, 상기 설명에서는 피처리 기판(제전 대상물)로서 반도체 웨이퍼를 채택했지만, 피처리 기판은 이것에 한정되는 것은 아니고, LCD(Liquid Crystal Display) 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판이나 포토 마스크, CD 기판, 프린트 기판 등의 각종 기판이여도 좋다.
또한, 본 발명의 목적은 상술한 각 실시형태의 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램 코드를 기록한 기억 매체를 컴퓨터(예를 들어, 제어부)에 공급하고, 컴퓨터의 CPU가 기억 매체에 저장된 프로그램 코드를 판독하여 실행하는 것에 의해서도 달성된다.
이 경우, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드 자체가 상술한 각 실시형태의 기능을 실현하는 것으로 되고, 프로그램 코드 및 그 프로그램 코드를 기억한 기억 매체는 본 발명을 구성하게 된다.
프로그램 코드를 공급하기 위한 기억 매체로서는, 예를 들어 RAM, NV-RAM, 플로피(등록상표) 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD(DVD-ROM, DVE-RAM, DVD-RW, DVD+RW) 등의 광 디스크, 자기 테이프, 비휘발성의 메모리 카드, 기타 ROM 등의 상기 프로그램 코드를 기억할 수 있는 것이면 좋다. 또는, 상기 프로그램 코드는 인터넷, 상용 네트워크, 또는 LAN(Local Area Network) 등에 접속되는 도시하지 않은 기타 컴퓨터나 데이터베이스 등으로부터 다운로드함으로써 컴퓨터에 공급되어도 좋다.
또한, 컴퓨터가 판독한 프로그램 코드를 실행하는 것에 의해, 상기 각 실시형태의 기능이 실현될 뿐만 아니라, 그 프로그램 코드의 지시에 근거하여, CPU 상에서 가동하고 있는 오퍼레이팅 시스템(OS, Operating System) 등이 실제의 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 그 처리에 의해 상술한 각 실시형태의 기능이 실현되는 경우도 포함된다.
또한, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드가 컴퓨터에 삽입된 기능 확장 보드나 컴퓨터에 접속된 기능 확장 유닛에 구비되는 메모리에 기입된 후, 그 프로그램 코드의 지시에 근거하여, 그 기능 확장 보드나 기능 확장 유닛에 구비되는 CPU 등이 실제의 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 그 처리에 의해 상술한 각 실시형태의 기능이 실현되는 경우도 포함된다.
상기 프로그램 코드의 형태는 목적 코드(object code), 인터프리터(interpreter)에 의해 실행되는 프로그램 코드, OS에 공급되는 스크립트 데이터 등의 형태로 이루어져도 좋다.
1 : 기판 처리 시스템 2 : 기판 처리부(감압 처리부)
3 : 대기계 반송부(대기계 유지부) 4 : 반송 챔버
5, 6 : 게이트 밸브 10 : 처리 챔버
11 : 서셉터 40 : FOUP
42 : 로더 모듈 50 : 탑재 이송 아암
51 : 챔버 본체 52 : 급기 시스템
53 : 배기 장치 56 : 제어 밸브
57 : 진공 펌프 58 : 제어 밸브
59 : 배기구 60 : 이온화 장치
61 : 브레이크 필터 W : (반도체) 웨이퍼

Claims (8)

  1. 감압 환경에서 피처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 감압 처리부와 대기압 환경에서 피처리 기판을 유지하는 대기계(大氣系) 유지부의 적어도 한 쪽에 대해서 상기 피처리 기판을 반입 및 반출하기 위해 내부가 감압 환경과 대기압 환경으로 전환가능한 반송 챔버와, 상기 반송 챔버의 외측에 마련되고, 상기 반송 챔버 내에 공급되는 이온화 가스를 생성하는 이온화 장치를 구비한 기판 처리 장치에서, 상기 감압 처리부 및 상기 대기계 유지부의 적어도 한 쪽과 상기 반송 챔버와의 사이에서 상기 피처리 기판을 반송할 때에, 상기 피처리 기판에의 파티클 부착을 방지하는 방법으로서,
    상기 반송 챔버 내에 상기 피처리 기판을 수용하는 수용 단계와,
    상기 반송 챔버 내의 배기를 정지한 상태에서 상기 이온화 장치에 의해 발생시킨 이온화 가스를 상기 반송 챔버 내에 공급해서, 목표 압력으로부터 제 1 압력으로 승압(昇壓)하는 승압 단계와,
    상기 이온화 가스를 상기 반송 챔버 내에 공급하면서 상기 반송 챔버 내를 배기하고, 상기 제 1 압력으로부터 상기 목표 압력보다도 낮은 제 2 압력으로 감압(減壓)하는 감압 단계와,
    상기 이온화 가스에 의해, 상기 피처리 기판, 상기 반송 챔버 내의 부재 및 상기 반송 챔버 내의 파티클의 적어도 하나에 대전한 전하를 제전(除電)하는 제전 단계를 갖는 것을 특징으로 하는
    파티클 부착 방지 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제전 단계에서는, 상기 반송 챔버 내에 상기 이온화 가스를 공급하면서 상기 반송 챔버 내로부터 배기를 행하는 것에 의해, 상기 반송 챔버 내를 상기 대기압 환경으로부터 상기 감압 환경으로 이행시키는 것을 특징으로 하는 파티클 부착 방지 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제전 단계에 있어서, 상기 감압과 상기 승압을 반복하는 것에 의해 상기 반송 챔버 내를 상기 대기압 환경으로부터 상기 감압 환경으로 이행시키는 것을 특징으로 하는 파티클 부착 방지 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제전 단계에서는, 상기 이온화 가스로서, 상기 반송 챔버 내의 압력을 조정하기 위해 상기 반송 챔버 내에 공급되는 퍼지 가스를 이온화시킨 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 파티클 부착 방지 방법.
  5. 감압 환경에서 피처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 감압 처리부와 대기압 환경에서 피처리 기판을 유지하는 대기계 유지부의 적어도 한 쪽에 대해서 상기 피처리 기판을 반입 및 반출하기 위해 내부가 감압 환경과 대기압 환경으로 전환가능한 반송 챔버와, 상기 반송 챔버의 외측에 마련되고, 상기 반송 챔버 내에 공급되는 이온화 가스를 생성하는 이온화 장치를 구비한 기판 처리 장치에서, 상기 감압 처리부 및 상기 대기계 유지부의 적어도 한 쪽과 상기 반송 챔버와의 사이에서 상기 피처리 기판을 반송하는 피처리 기판의 반송 방법으로서,
    상기 피처리 기판을 상기 반송 챔버 내에 수용 또는 상기 반송 챔버로부터 반출하는 단계와,
    상기 피처리 기판에의 파티클 부착을 방지하는 단계를 가지고,
    상기 파티클 부착을 방지하는 단계는,
    상기 반송 챔버 내의 배기를 정지하는 배기 정지 단계와,
    상기 반송 챔버의 외부에서 발생시킨 이온화 가스를 상기 반송 챔버 내에 공급해서, 목표 압력으로부터 제 1 압력으로 승압(昇壓)하는 승압 단계와,
    상기 이온화 가스를 상기 반송 챔버 내에 공급하면서 상기 반송 챔버 내를 배기하고, 상기 제 1 압력으로부터 상기 목표 압력보다도 낮은 제 2 압력으로 감압(減壓)압하는 감압 단계와,
    상기 이온화 가스에 의해, 상기 피처리 기판, 상기 반송 챔버 내의 부재 및 상기 반송 챔버 내의 파티클의 적어도 하나에 대전한 전하를 제전(除電)하는 제전 단계를 갖는 것을 특징으로 하는
    피처리 기판의 반송 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제전 단계에서는, 상기 이온화 가스로서, 상기 반송 챔버 내의 압력을 조정하기 위해 상기 반송 챔버 내에 공급되는 퍼지 가스를 이온화시킨 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 피처리 기판의 반송 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 승압 단계와 상기 감압 단계를 교대로 반복하는 것을 특징으로 하는 피처리 기판의 반송 방법.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 반송 챔버 내에는 브레이크 필터가 배치되고, 상기 이온화 가스는 브레이크 필터를 거쳐서 상기 반송 챔버 내에 공급되는 것을 특징으로 하는 피처리 기판의 반송 방법.
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