特許 6837274 半導体製造装置及び基板搬送方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6837274

(24)【登録日】2021年2月12日

(45)【発行日】2021年3月3日

(54)【発明の名称】半導体製造装置及び基板搬送方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20210222BHJP

   G01N 5/02 20060101ALI20210222BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20210222BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/02 Z

   G01N5/02 A

   H01L21/68 A

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-131502(P2015-131502)

(22)【出願日】2015年6月30日

(65)【公開番号】特開2017-17154(P2017-17154A)

(43)【公開日】2017年1月19日

【審査請求日】2018年2月15日

【審判番号】不服2019-15651(P2019-15651/J1)

【審判請求日】2019年11月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】長池 宏史

(72)【発明者】

【氏名】高山 貴光

【合議体】

【審判長】 加藤 浩一

【審判官】 ▲吉▼澤 雅博

【審判官】 小田 浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−３３８９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３４０８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−１７１９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−１８６８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−２７５５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５１５２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１００８３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01L 21/02

G01N 5/02

H01L 21/677

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に処理を施す処理室と、
前記処理室に隣接し接続する真空搬送室と、
前記真空搬送室に設けられた複数の汚染モニタと、を有し、
前記複数の汚染モニタは、前記真空搬送室の内部において前記処理室での基板処理に用いられるガスにより生じた反応生成物の前記複数の汚染モニタへの付着量を検出し、
前記複数の汚染モニタの少なくとも１つは、前記真空搬送室の内部に設けられたゲートバルブ、該真空搬送室の天井、又は該真空搬送室に設けられた搬送装置の可動部のいずれかに配置される、
半導体製造装置。

【請求項2】

前記複数の汚染モニタの少なくとも１つは、水晶振動子である、
請求項１に記載の半導体製造装置。

【請求項3】

前記処理室に隣接し接続する前記真空搬送室は、排気ポート及び該真空搬送室のコーナー部のいずれかに前記汚染モニタをさらに有する、
請求項１又は２に記載の半導体製造装置。

【請求項4】

前記処理室に隣接し接続する前記真空搬送室を第１の真空搬送室とし、前記第１の真空搬送室に隣接し接続する第２の真空搬送室を有し、
前記第２の真空搬送室は、内部に、前記汚染モニタを少なくとも１つ有する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体製造装置。

【請求項5】

前記複数の汚染モニタの少なくとも１つが検出した前記処理室に隣接し接続する前記真空搬送室の内部における前記付着量を示す情報に基づき、前記処理室に隣接し接続する真空搬送室における基板の搬送条件を制御し、該搬送条件に基づき前記基板を搬送させる制御部を有する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体製造装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記処理室に隣接し接続する前記真空搬送室の圧力、前記真空搬送室の不活性ガスの流量、前記処理室の圧力、及び前記処理室の不活性ガスの流量の少なくともいずれかについての前記搬送条件を制御する、
請求項５に記載の半導体製造装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記複数の汚染モニタの少なくとも１つが検出した前記処理室に隣接し接続する前記真空搬送室の内部における前記付着量を示す情報に基づき、該真空搬送室内のクリーニングを制御する、
請求項５又は６に記載の半導体製造装置。

【請求項8】

前記処理室に隣接し接続する前記真空搬送室内をクリーニングする間に前記複数の汚染モニタの少なくとも１つが検出した前記処理室に隣接し接続する前記真空搬送室における前記付着量を示す情報に基づき、該処理室に隣接し接続する真空搬送室内のクリーニングの終点を制御する、
請求項７に記載の半導体製造装置。

【請求項9】

処理室にて処理された基板を、前記処理室に隣接し接続する真空搬送室を通って搬送する基板搬送方法であって、
前記真空搬送室に複数の汚染モニタを設け、該複数の汚染モニタの少なくとも１つにより該真空搬送室の内部において前記処理室での基板処理に用いられるガスにより生じた反応生成物の前記複数の汚染モニタへの付着量を検出し、
前記汚染モニタが検出した前記真空搬送室の内部における前記付着量を示す情報に基づき、前記真空搬送室における基板の搬送条件を制御し、
前記搬送条件に基づき基板を搬送する、
基板搬送方法であり、
前記複数の汚染モニタの少なくとも１つを、前記真空搬送室の内部に設けられたゲートバルブ、該真空搬送室の天井、又は該真空搬送室に設けられた搬送装置の可動部のいずれかに配置する、
基板搬送方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板搬送装置及び基板搬送方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造装置では、ガスの作用により基板に所定の処理が施される。基板の処理中、反応生成物が生成され、処理室の壁面等に付着し、堆積する。その反応生成物が壁面等から剥がれ、基板上に飛来すると、パーティクルとなって製品不良の要因となる。

【0003】

そこで、水晶振動子を用いて微量な付着物を感知するセンサを処理室内に設置することで、反応生成物の堆積量を測定することが提案されている（例えば、特許文献１〜３を参照）。これによれば、測定結果に基づき、リアルタイムに処理室内部の雰囲気の変化を捉えることができる。また、処理室内部の状態が悪化して製品不良を引き起こす前に処理室内部の条件を最適化し、処理室内部の雰囲気を良好にすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−５７６５８号公報

【特許文献2】特開平９−１７１９９２号公報

【特許文献3】特開２００６−５１１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

処理済の基板を搬送する際、処理室内部のガスが隣接する搬送室へ向けて拡散される。これにより、反応生成物が徐々に搬送室内部に堆積される。また、搬送中の基板から放出されるガスによっても反応生成物が生成され、その反応生成物が搬送室内部に堆積される。しかしながら、上記特許文献では、センサが処理室内部に設置されているため、搬送室内部の反応生成物の堆積量を測定することは困難である。

【0006】

これに対して、搬送室内部の反応生成物の堆積量を目視で判定することが考えられる。しかしながら、搬送室では、処理室と比較して微量の反応生成物が時間をかけて徐々に搬送室に堆積していくため、短時間で反応生成物の堆積量を目視することは困難であり、目視により判定できるまでに少なくとも１〜２週間程度を要する。このため、目視による短時間の判定では誤判定が生じる可能性があり、判定に時間をかけると判定までに搬送室内部の状態が悪化して、基板の搬送中に製品不良を引き起こす可能性がある。

【0007】

上記課題に対して、一側面では、本発明は、基板搬送装置の雰囲気を良好にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、一の態様によれば、基板に処理を施す処理室と、前記処理室に隣接し接続する真空搬送室と、前記真空搬送室に設けられた複数の汚染モニタと、を有し、前記複数の汚染モニタは、前記真空搬送室の内部において前記処理室での基板処理に用いられるガスにより生じた反応生成物の前記複数の汚染モニタへの付着量を検出し、前記複数の汚染モニタの少なくとも１つは、前記真空搬送室の内部に設けられたゲートバルブ、該真空搬送室の天井、又は該真空搬送室に設けられた搬送装置の可動部のいずれかに配置される、半導体製造装置が提供される。

【発明の効果】

【0009】

一の側面によれば、基板搬送装置の雰囲気を良好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態にかかる半導体製造装置の概略構成の一例を示す図。

【図2】一実施形態にかかる基板搬送装置の内部構成の一例を示す図。

【図3】一実施形態にかかる基板搬送処理の一例を示すフローチャート。

【図4】一実施形態にかかるＱＣＭの測定結果の一例を示す図。

【図5】一実施形態にかかるＱＣＭの測定結果に応じた搬送条件の変更の一例を示す図。

【図6】一実施形態にかかるＱＣＭの測定結果に応じた搬送条件の変更の一例を示す図。

【図7】一実施形態にかかるクリーニングの終点検出処理の一例を示すフローチャート。

【図8】一実施形態にかかる汚染モニタの他の例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

【0012】

［半導体製造装置の全体構成］
まず、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置１０の全体構成の一例について、図１を参照しながら説明する。図１に示す半導体製造装置１０は、クラスタ構造（マルチチャンバタイプ）のシステムである。

【0013】

図１の半導体製造装置１０は、処理室ＰＭ（Process Module）１〜４、搬送室ＶＴＭ（Vacuum Transfer Module）、ロードロック室ＬＬＭ（Load Lock Module）１，２、ローダーモジュールＬＭ（Loader Module）、ロードポートＬＰ（Load Port）１〜３及び制御部１００を有する。処理室ＰＭでは、半導体ウェハＷ（以下、「ウェハＷ」ともいう。）に所望の処理が施される。

【0014】

処理室ＰＭ１〜４は、搬送室ＶＴＭに隣接して配置される。処理室ＰＭ１〜４と搬送室ＶＴＭとは、ゲートバルブＧＶの開閉により連通する。処理室ＰＭ１〜４は、所定の真空雰囲気に減圧され、その内部にてウェハＷにエッチング処理、成膜処理、クリーニング処理、アッシング処理等の処理が施される。

【0015】

搬送室ＶＴＭの内部には、図２に示すように、ウェハＷを搬送する搬送装置ＡＲＭが配置されている。搬送装置ＡＲＭは、屈伸及び回転自在な２つのロボットアームを有する。各ロボットアームの先端部のピックは、ウェハＷを保持可能である。搬送装置ＡＲＭは、ゲートバルブＧＶの開閉に応じて処理室ＰＭ１〜４と搬送室ＶＴＭとのウェハＷの搬入及び搬出を行う。また、搬送装置ＡＲＭは、ロードロック室ＬＬＭ１，２へのウェハＷの搬入及び搬出を行う。

【0016】

図１に戻り、ロードロック室ＬＬＭ１，２は、搬送室ＶＴＭとローダーモジュールＬＭとの間に設けられている。ロードロック室ＬＬＭ１，２は、大気雰囲気と真空雰囲気とを切り替えてウェハＷを大気側のローダーモジュールＬＭから真空側の搬送室ＶＴＭへ搬送したり、真空側の搬送室ＶＴＭから大気側のローダーモジュールＬＭへ搬送したりする。

【0017】

ローダーモジュールＬＭの長辺の側壁にはロードポートＬＰ１〜３が設けられている。ロードポートＬＰ１〜３には、例えば２５枚のウェハＷが収容されたＦＯＵＰ(Front Opening Unified Pod）又は空のＦＯＵＰが取り付けられる。ローダーモジュールＬＭは、ロードポートＬＰ１〜３内のＦＯＵＰから搬出されたウェハＷをロードロック室ＬＬＭ１，２のいずれかに搬入する。また、ローダーモジュールＬＭは、ロードロック室ＬＬＭ１，２のいずれかから搬出されたウェハＷをＦＯＵＰに搬入する。

【0018】

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０４を有する。制御部１００は、ＨＤＤ１０４に限らずＳＳＤ（Solid State Drive）等の他の記憶領域を有してもよい。ＨＤＤ１０４、ＲＡＭ１０３等の記憶領域には、プロセスの手順、プロセスの条件、搬送条件が設定されたレシピが格納されている。

【0019】

ＣＰＵ１０１は、レシピに従って各処理室ＰＭにおけるウェハＷの処理を制御し、ウェハＷの搬送を制御する。ＨＤＤ１０４やＲＡＭ１０３には、後述される基板搬送処理やクリーニング処理を実行するためのプログラムが記憶されてもよい。基板搬送処理やクリーニング処理を実行するためのプログラムは、記憶媒体に格納して提供されてもよいし、ネットワークを通じて外部装置から提供されてもよい。

【0020】

処理室ＰＭ、搬送室ＶＴＭ、ロードロック室ＬＬＭ、ローダーモジュールＬＭ及びロードポートＬＰの個数は、本実施形態で示す個数に限らず、いくつであってもよい。搬送室ＶＴＭ、ロードロック室ＬＬＭ及びローダーモジュールＬＭは、基板搬送装置の一例である。特に、搬送室ＶＴＭは、処理室ＰＭ１〜４に隣接する第１の搬送室の一例である。ロードロック室ＬＬＭ、ローダーモジュールＬＭは、処理室ＰＭ１〜４に隣接しない第２の搬送室の一例である。次に述べるように、搬送室ＶＴＭには、汚染モニタが設置される。汚染モニタは、搬送室ＶＴＭに一つ以上設置される。

【0021】

［ウェハＷの搬送］
次に、ウェハＷの搬送とガスの拡散について説明する。まず、ウェハＷは、ロードポートＬＰ１〜３のいずれかから搬出され、処理室ＰＭ１〜４のいずれかに搬入される。具体的には、ウェハＷは、ロードポートＬＰ１〜３のいずれかから搬出され、ローダーモジュールＬＭを介してロードロック室ＬＬＭ１、２のいずれかへ搬送される。ウェハＷが搬入されたロードロック室ＬＬＭ１、２のいずれかでは、排気処理（真空引き）が行われ、室内が大気雰囲気から真空雰囲気へと切り替えられる。この状態でウェハＷは搬送装置ＡＲＭによりロードロック室ＬＬＭ１、２のいずれかから搬出され、処理室ＰＭ１〜４のいずれかに搬入され、処理室ＰＭ１〜４のいずれかにてウェハＷの処理が開始される。ウェハＷが搬出されたロードロック室ＬＬＭ１、２のいずれかの内部は真空雰囲気から大気雰囲気へと切り替えられる。

【0022】

例えば、処理室ＰＭ１にウェハＷが供給され、プラズマエッチング処理が実行される場合の一例を説明する。このときのプロセス条件の一例は以下である。

【0023】

＜プロセス条件＞
・ガス ＣＦ_４（四フッ化炭素）、Ｃ_４Ｆ_８（パーフルオロシクロブタン）、Ａｒ（アルゴン）、Ｎ_２（窒素）、Ｈ_２（水素）、Ｏ_２（酸素）、ＣＯ_２（二酸化窒素）
・圧力 １０ｍＴ（１．３３３Ｐａ）〜５０ｍＴ（６．６６６Ｐａ）
・処理時間 一枚のウェハを処理する毎に約５分
処理室ＰＭ１にてガスからプラズマが生成され、そのプラズマの作用により処理室ＰＭ１の載置台２０に載置されたウェハＷがプラズマ処理される。処理後、図１の（１）に示すように、処理室ＰＭ１内部はＮ_２ガスによりパージされる。Ｎ_２ガスは、排気口３０から排気される。

【0024】

その後、図１の（２）に示すように、ゲートバルブＧＶが開き、処理済のウェハＷが搬出され、搬送室ＶＴＭに搬入される。また、未処理ウェハＷが処理室ＰＭ１に搬入される。ウェハＷの搬送中、処理室ＰＭ１内部のガスが、処理室ＰＭ１に隣接する搬送室ＶＴＭ側に向かって拡散される。また、搬送室ＶＴＭに搬送されたウェハＷからもガスが放出される。

【0025】

図１の（３）に示すように、ゲートバルブＧＶが閉まった後、搬送室ＶＴＭ内部はＮ_２ガスによりパージされる。Ｎ_２ガスは、排気ポート４０から排気される。これに応じて、処理室ＰＭ１から拡散されたガスとウェハＷからのアウトガスとは、排気ポート４０から排気される。しかし、搬送室ＶＴＭの内部にはガスの一部が残留する。このため、徐々に搬送室ＶＴＭ内部に反応生成物が堆積される。

【0026】

このとき、搬送室ＶＴＭでは、処理室ＰＭ１と比較して微量の反応生成物が時間をかけて徐々に搬送室ＶＴＭに堆積する。このため、搬送室ＶＴＭでは、短時間に反応生成物の堆積量を目視することは困難である。

【0027】

これに対して、本実施形態にかかる基板搬送方法では、短時間に搬送室ＶＴＭにおける反応生成物の堆積状態を判定できる。例えば、本実施形態にかかる基板搬送方法では、処理室ＰＭにてウェハＷを５枚程度処理する間に発生する搬送室ＶＴＭの反応生成物の堆積状態を搬送室ＶＴＭに設けられたＱＣＭ５０により測定し、測定結果に応じて搬送条件の最適化を図ることができる。これにより、ウェハＷの搬送中に搬送室ＶＴＭ内の反応生成物がウェハＷに付着し、パーティクルとなって製品不良の要因となることを防ぐことができる。

【0028】

処理後のウェハＷは、搬送装置ＡＲＭに保持され、ロードロック室ＬＬＭ１，２のいずれかへ搬送される。ロードロック室ＬＬＭ１，２のいずれかでは、給気処理が行われ、室内が真空雰囲気から大気雰囲気へと切り替えられる。この状態で、ロードロック室ＬＬＭのいずれかからウェハＷが取り出され、ロードポートＬＰへ搬送される。

【0029】

［搬送室ＶＴＭの内部］
次に、搬送室ＶＴＭの内部に配置された汚染モニタについて、図２を参照しながら説明する。搬送室ＶＴＭの内部にはＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance）５０が設けられている。ＱＣＭ５０は、搬送室ＶＴＭの汚染状態を検出する汚染モニタの一例である。

【0030】

ＱＣＭ５０は、搬送室ＶＴＭに設けられたゲートバルブＧＶ（図２のＡ参照）に設けられてもよい。ＱＣＭ５０は、搬送室ＶＴＭの天井部（図２のＢ参照）に設けられてもよい。ＱＣＭ５０は、搬送室ＶＴＭに設けられた搬送装置ＡＲＭの可動部（例えば、搬送装置ＡＲＭがスライドするスライドカバー６０の付近：図２のＣ参照）に設けられてもよい。ＱＣＭ５０は、搬送室ＶＴＭに設けられた排気ポート（図２のＤ参照）の付近に設けられてもよい。ＱＣＭ５０は、搬送室ＶＴＭのコーナー部（図２のＥ参照）に設けられてもよい。

【0031】

ＱＣＭ５０は、搬送室内に設けられた上記部分の少なくとも何れかに一つ以上配置されていればよい。ただし、ＱＣＭ５０は、上記部分に複数設けることが好ましい。ＱＣＭ５０を複数配置することで、搬送室ＶＴＭ内部のどこが汚染されているか、何が原因で反応生成物が蓄積しているかの把握を容易にすることができる。

【0032】

以下に、ＱＣＭ５０の原理について簡単に説明する。ＱＣＭ５０は、水晶板５１を２枚の電極５２で挟んだ水晶振動子を支持体５３で支持した構成を有する。ＱＣＭ５０の水晶振動子の表面に反応生成物が付着すると、その質量に応じて、以下の式に示すＱＣＭ５０の共振周波数ｆが変動する。
ｆ＝１／２ｔ（√Ｃ／ρ） ｔ：水晶板の厚み Ｃ：弾性定数 ρ：密度
この現象を利用し、共振周波数ｆの変化量により微量な付着物を定量的に測定することができる。共振周波数ｆの変化は、水晶振動子に付着した物質による弾性定数の変化と物質の付着厚みを水晶密度に換算したときの厚み寸法で決まる。これにより、共振周波数ｆの変化を付着物の重量に換算することができる。

【0033】

このような原理を利用して、ＱＣＭ５０は、共振周波数ｆを示す検出値を出力する。制御部１００は、ＱＣＭ５０から出力された検出値を入力し、周波数の変化を付着物の重量に換算することにより、膜厚又は成膜速度を算出する。制御部１００は、算出された膜厚又は成膜速度に応じて搬送室ＶＴＭにおけるウェハＷの搬送条件を制御し、その搬送条件に基づきウェハＷを搬送させる。また、制御部１００は、算出された膜厚又は成膜速度に応じて適宜クリーニング処理を制御する。なお、制御部１００が算出した膜厚又は成膜速度は、搬送室ＶＴＭの汚染状態を示す情報の一例である。

【0034】

ＱＣＭ５０は、搬送室ＶＴＭに配置されるだけでなく、ロードロック室ＬＬＭ１，２及びローダーモジュールＬＭの少なくともいずれかに設けられてもよい。ウェハＷからのアウトガスがロードロック室ＬＬＭ１，２及びローダーモジュールＬＭ内に反応生成物として堆積するためである。このとき、制御部１００は、ロードロック室ＬＬＭ１，２やローダーモジュールＬＭのＱＣＭが検出した膜厚又は成膜速度等の汚染状態を示す情報に応じてロードロック室ＬＬＭ１，２やローダーモジュールＬＭにおけるウェハＷの搬送条件等を制御してもよい。

【0035】

ロードロック室ＬＬＭ１，２の場合、ロードロック室ＬＬＭ１，２に設けられた排気ポートの近くにＱＣＭ５０を配置することが好ましい。また、ローダーモジュールＬＭ、ロードロック室ＬＬＭ１，２及び搬送室ＶＴＭ内部のウェハＷの滞在時間が長い位置にＱＣＭ５０を配置することが好ましい。

【0036】

［基板搬送処理］
次に、一実施形態にかかる基板搬送処理の一例について、図３のフローチャートを用いて説明する。本処理は、制御部１００により制御される。本処理が開始されると、制御部１００は、搬送室ＶＴＭに配置されたＱＣＭ５０（水晶振動子）によるモニタリングを開始する（ステップＳ１０）。搬送室ＶＴＭに複数のＱＣＭ５０が配置されている場合、複数のＱＣＭ５０のそれぞれによりモニタリングが開始される。

【0037】

次に、制御部１００は、所定枚数のウェハ処理時間に対する水晶振動子の周波数の変化量を算出する（ステップＳ１２）。所定枚数のウェハ処理時間としては、５枚〜１０枚のウェハＷを処理する毎であってもよい。

【0038】

次に、制御部１００は、水晶振動子の周波数の変化量が予め定められた第１の閾値よりも大きいかを判定する（ステップＳ１４）。制御部１００は、水晶振動子の周波数の変化量が第１の閾値以下であると判定した場合、ステップＳ１０に戻り、ステップＳ１０〜Ｓ１４の処理を繰り返す。

【0039】

制御部１００は、水晶振動子の周波数の変化量が予め定められた第１の閾値よりも大きいと判定した場合、水晶振動子の周波数の変化量が予め定められた第２の閾値よりも大きいかを判定する（ステップＳ１６）。第２の閾値は、第１の閾値よりも大きい値に設定されている。

【0040】

制御部１００は、水晶振動子の周波数の変化量が第２の閾値以下であると判定した場合、ウェハＷの搬送条件を変更する（ステップＳ１８）。制御部１００は、例えば、ウェハＷの搬送条件として、搬送室ＶＴＭの圧力、搬送室ＶＴＭの不活性ガス（Ｎ_２，Ａｒ等）の流量、処理室ＰＭ１〜４の圧力及び処理室ＰＭ１〜４の不活性ガス（Ｎ_２，Ａｒ等）の流量の少なくともいずれかの条件を制御する。

【0041】

そして、制御部１００は、変更後の搬送条件に基づき搬送室ＶＴＭ内の状態を整え、次ロットのウェハを搬送するようにフィードバック制御し（ステップＳ２０）、本処理を終了する。

【0042】

他方、ステップＳ１６にて、制御部１００は、水晶振動子の周波数の変化量が第２の閾値よりも大きいと判定した場合、搬送室ＶＴＭのクリーニング処理を実行し（ステップＳ２２）、本処理を終了する。

【0043】

以上に説明したように、本実施形態にかかる基板搬送処理によれば、水晶振動子の周波数の変化量が第１の閾値よりも大きく第２の閾値以下であれば、ウェハＷの搬送条件が変更される。水晶振動子の周波数の一例を図４に示す。各グラフの縦軸はＱＣＭ５０の周波数を示し、横軸は時間を示す。

【0044】

図４（ａ）は、処理室ＰＭの排気ポート４０に取付けられた自動圧力調整バルブＡＰＣの開度を２０°に固定した場合の搬送室ＶＴＭのＱＣＭ５０の周波数の一例である。図４（ｂ）は、処理室ＰＭの排気ポート４０に取付けられた自動圧力調整バルブＡＰＣの開度を９０°に固定した場合の搬送室ＶＴＭのＱＣＭ５０の周波数の一例である。

【0045】

図４（ａ）のグラフの傾き「−０．４７Ｈｚ／ｈｏｕｒ」及び図４（ｂ）のグラフの傾き「−０．３７Ｈｚ／ｈｏｕｒ」は、周波数の変化量の一例であり、反応生成物の蓄積速度を示す。周波数の変化量が大きい程、単位時間あたりに水晶振動子に付着する反応生成物の量が多いことを示す。図４（ｂ）に示す自動圧力調整バルブＡＰＣの開度が大きい場合、図４（ａ）に示す自動圧力調整バルブＡＰＣの開度が小さい場合よりも、グラフの傾きが小さくなり、搬送室内から反応生成物を効果的に除去できることがわかる。

【0046】

よって、グラフの傾きで示される周波数の変化量により、搬送条件の良否を判定できる。つまり、周波数の変化量が第１の閾値以下の場合、制御部１００は、搬送室ＶＴＭの搬送条件は良好であると判定する。一方、周波数の変化量が第１の閾値よりも大きく第２の閾値以下である場合、制御部１００は、搬送室ＶＴＭの搬送条件を改善する必要があると判定する。この場合、制御部１００は、搬送条件を変えることで、反応生成物の蓄積速度を低下させることができる。他方、周波数の変化量が第２の閾値よりも大きい場合、制御部１００は、搬送室ＶＴＭ内部の雰囲気が悪化し、搬送条件を変えただけでは搬送室ＶＴＭ内部の改善は難しく、搬送室ＶＴＭをクリーニングする必要があると判定する。クリーニング処理については後述される。

【0047】

（搬送条件）
制御部１００は、搬送室ＶＴＭの圧力、搬送室ＶＴＭの不活性ガスの流量、処理室ＰＭ１〜４の圧力及び処理室ＰＭ１〜４の不活性ガスの流量の少なくともいずれかの搬送条件のレシピの設定値を変更する。

【0048】

例えば、図５（ａ）は、搬送室の不活性ガス（Ｎ_２）によるパージを制御したときの搬送室内の反応生成物の量を測定した結果の一例を示す。これによれば、搬送室に不活性ガス（Ｎ_２）を供給したとき、改善前の搬送室に不活性ガス（Ｎ_２）を供給しないときと比べて搬送室内の反応生成物の量が減り、搬送室内の環境が改善されている。

【0049】

図５（ｂ）は、搬送室の圧力を制御したときの搬送室内の反応生成物の量を測定した結果の一例を示す。これによれば、搬送室の圧力を２００ｍＴ（２６．６６Ｐａ）に制御したとき、改善前の７０ｍＴ（９．３３Ｐａ）及び１００ｍＴ（１３．３３Ｐａ）のときと比べて搬送室内の反応生成物の量が減り、搬送室内の環境が改善されている。

【0050】

図５（ｃ）は、処理室の不活性ガス（Ａｒ）によるパージを制御したときの搬送室内の反応生成物の量を測定した結果の一例を示す。これによれば、処理室に１００ｓｃｃｍの不活性ガス（Ａｒ）を供給した場合、改善前の処理室に１２００ｓｃｃｍの不活性ガス（Ａｒ）を供給した場合よりも搬送室内の反応生成物の量が減り、搬送室内の環境が改善されている。

【0051】

図５（ｄ）は、処理室の圧力を制御したときの搬送室内の反応生成物の量を測定した結果の一例を示す。これによれば、処理室の圧力を６０ｍＴ（８．００Ｐａ）に制御したとき、改善前の処理室の圧力を９０ｍＴ（１２．００Ｐａ）に制御したときと比べて搬送室内の反応生成物の量が減り、搬送室内の環境が改善されている。

【0052】

制御部１００は、上記の搬送条件の少なくともいずれかを変更する。図６（ａ）には、変更前の搬送条件（１）〜（４）と搬送室内の反応生成物の量を示す。

【0053】

変更前の搬送条件は、以下である。
（１）搬送室ＶＴＭの圧力 １００ｍＴ（１３．３３Ｐａ）
（２）自動圧力調整バルブＡＰＣの開度 ２０°（固定）
（３）処理室ＰＭへの不活性ガス（Ａｒ）の供給 １２００ｓｃｃｍ
（４）搬送室ＶＴＭへの不活性ガス（Ｎ_２）の供給 なし
図６（ｂ）には、搬送条件の一つである（４）の搬送室ＶＴＭの不活性ガス（Ｎ_２）の供給を制御したとき、つまり、搬送室ＶＴＭのＮ_２パージを開始したときの反応生成物の量を示す。

【0054】

すなわち、このときの搬送条件は、以下である。
（１）搬送室ＶＴＭの圧力 １００ｍＴ（１３．３３Ｐａ）
（２）自動圧力調整バルブＡＰＣの開度 ２０°（固定）
（３）処理室ＰＭへの不活性ガス（Ａｒ）の供給 １２００ｓｃｃｍ
（４）搬送室ＶＴＭへの不活性ガス（Ｎ_２）の供給 あり
搬送室ＶＴＭへの不活性ガス（Ｎ_２）の供給を開始するように搬送条件が変更されたことで、搬送室ＶＴＭへ不活性ガス（Ｎ_２）を供給しない搬送条件と比べて、搬送室ＶＴＭ内の反応生成物の蓄積量を図６（ａ）の状態から−２５．５％減らすことができる。

【0055】

図６（ｃ）には、搬送条件（１）〜（４）のすべてを変更したときの反応生成物の量を示す。

【0056】

すなわち、このときの搬送条件は、以下である。
（１）搬送室ＶＴＭの圧力 ２００ｍＴ（２６．６６Ｐａ）
（２）自動圧力調整バルブＡＰＣの開度 全開（４０°に固定）
（３）処理室ＰＭへの不活性ガス（Ａｒ）の供給 ５００ｓｃｃｍ
（４）搬送室ＶＴＭへの不活性ガス（Ｎ_２）の供給 あり
このように、搬送条件（１）〜（４）のすべてが変更されたことで、搬送室ＶＴＭ内の反応生成物の蓄積量を図６（ａ）の状態から−６８．６％減らすことができる。

【0057】

（クリーニング）
図３のステップＳ１６にて、ＱＣＭ５０の周波数の変化量が第２の閾値よりも大きい場合、制御部１００はステップＳ２２のクリーニング処理を実行する。

【0058】

搬送室内のクリーニング処理の一例について、図７のフローチャートを参照して説明する。図７のクリーニング処理が開始されると、制御部１００は、搬送室ＶＴＭ内にクリーニングガスを導入する（ステップＳ３０）。

【0059】

次に、制御部１００は、搬送室ＶＴＭに配置されたＱＣＭ５０の水晶振動子によるモニタリングを開始する（ステップＳ３２）。搬送室ＶＴＭに複数のＱＣＭ５０が配置されている場合、複数のＱＣＭ５０のそれぞれの水晶振動子によりモニタリングを行う。

【0060】

次に、制御部１００は、水晶振動子の周波数が予め定められた第３の閾値に達したかどうかを判定する（ステップＳ３４）。制御部１００は、水晶振動子の周波数が第３の閾値に達していないと判定した場合、ステップＳ３０に戻り、ステップＳ３０〜ステップＳ３４の処理を繰り返す。

【0061】

他方、ステップＳ３４において、制御部１００は、水晶振動子の周波数が第３の閾値に達したと判定した場合、クリーニングを終了し（ステップＳ３６）、本処理を終了する。ここで第３の閾値を、例えば、反応生成物が搬送室内に堆積していないクリーンな状態での水晶振動子の周波数に設定することができる。

【0062】

このようにクリーニング時、水晶振動子の周波数を使ってクリーニングの終了検出ＥＰＤ（End Point Detection）を行うことができる。これにより、クリーニングにかかる時間を最適化し、スループットの向上を図ることができる。

【0063】

なお、本実施形態では、搬送室ＶＴＭの基板搬送処理を例に挙げて説明したが、ロードロック室ＬＬＭ１，２やローダーモジュールＬＭの基板搬送処理も同様にして行うことができる。

【0064】

以上に説明したように、本実施形態の基板搬送方法によれば、制御部１００による２段階の自動制御によって搬送室ＶＴＭの雰囲気を良好にすることができる。例えば、水晶振動子の周波数の変化量が第２の閾値（第２の閾値＞第１の閾値）よりも大きくなった場合、搬送条件の変化のみでは搬送室ＶＴＭ内の雰囲気を正常状態にすることは困難であると判定し、クリーニング処理を実行する。これにより、搬送室ＶＴＭ内部の反応生成物を除去することができる。

【0065】

クリーニング処理の結果、周波数の変化量が第２の閾値以下であって、第１の閾値よりも大きい場合、制御部１００は、搬送条件を変更させて、搬送室ＶＴＭ内部の反応生成物の量を軽減する。周波数の変化量が第１の閾値以下になった場合、制御部１００は、現状の搬送条件のままウェハＷを搬送させる。

【0066】

本実施形態の基板搬送方法では、制御部１００は、反応生成物の量を低減させるだけでなく、できるだけスループットを低下させず、できればスループットを向上させるように搬送条件を自動制御してもよい。例えば、例えばアッシングとも呼ばれるＯ_２プラズマ等によるプラズマ処理や、ウェハ残留電荷を除去するためのＡｒガス等によるプラズマ処理のような処理後のウェハＷの後処理や処理室ＰＭ及び搬送室内部のパージガスの供給時間を長くすることが考えられる。この場合、搬送室の雰囲気を良好にする効果は向上するが、スループットは低下する。そこで、周波数が変化する速度が遅い（図４のグラフの傾きが小さい）条件下では、スループットが低下し難い又はスループットが向上する搬送条件に変更させるようにしてもよい。また、周波数が変化する速度が速い（図４のグラフの傾きが大きい）条件下では、スループットが低下しても、ガスの置換を進行させる搬送条件に変更させるようにしてもよい。これにより、スループットを考慮した最適な搬送条件でウェハＷを搬送することができる。

【0067】

以上、基板搬送装置及び基板搬送方法を上記実施形態により説明したが、本発明にかかる基板搬送装置及び基板搬送方法は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

【0068】

例えば、搬送室に設置する汚染モニタは、ＱＣＭに限らず、ＱＣＭ以外のセンサを用いてもよい。汚染モニタの他の例としては、図８に示すように、静電容量式のセンサ７０を用いてもよい。静電容量式のセンサ７０では、静電容量を計測することで、反応生成物の堆積量を測定できる。静電容量式のセンサ７０は、下部電極として機能する導体７３の直上に高分子薄膜や酸化アルミニウム等の不導体７２が配置され、その上に、パターン化された導体７１が形成される。導体７１は、上部電極として機能する。これによれば、不導体７２部分への物質の付着及び吸着による静電容量の変化をモニタリングすることで、反応生成物の堆積量を測定できる。

【0069】

また、本発明にかかる半導体製造装置の処理室には、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ:Capacitively Coupled Plasma)装置だけでなく、その他の装置を適用することができる。その他の装置としては、誘導結合型プラズマ(ＩＣＰ:Inductively Coupled Plasma)、ラジアルラインスロットアンテナを用いたプラズマ処理装置、ヘリコン波励起型プラズマ（ＨＷＰ：Helicon Wave Plasma）装置、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ＥＣＲ：Electron Cyclotron Ｒesonance Plasma）装置等であってもよい。また、反応性ガスと熱によりエッチングや成膜処理を行うプラズマレスの装置であってもよい。

【0070】

また、本明細書では、半導体ウェハＷについて説明したが、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＦＰＤ（Flat Panel Display）等に用いられる各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であっても良い。

【符号の説明】

【0071】

１０：半導体製造装置
２０：載置台
３０：排気口
４０：排気ポート
５０：ＱＣＭ
１００：制御部
ＰＭ：処理室
ＶＴＭ：搬送室
ＬＬＭ：ロードロック室
ＬＭ：ローダーモジュール
ＬＰ：ロードポート
ＧＶ：ゲートバルブ
ＡＲＭ：搬送装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】