特許 7386738 基板搬送方法および基板処理装置

(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】

(24)【登録日】2023-11-16

(45)【発行日】2023-11-27

(54)【発明の名称】基板搬送方法および基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20231117BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20231117BHJP

   C23C 14/56 20060101ALI20231117BHJP

   H01L 21/31 20060101ALN20231117BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

H01L21/302 101G

C23C14/56 G

H01L21/31 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020049569

(22)【出願日】2020-03-19

(65)【公開番号】P2021150514

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2022-11-21

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 誠治

(72)【発明者】

【氏名】佐野 僚

(72)【発明者】

【氏名】山田 洋平

【審査官】湯川 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２３２０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２８７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１４２２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３０６９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１１７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００５８５２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００５－５２７１２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｃ２３Ｃ １４／５６

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板処理装置における基板搬送方法であって、
前記基板処理装置は、
処理対象の基板を搬出入する第１の開口と、複数の貫通孔が設けられたシャワープレートを有し、内部にガス拡散室が設けられた第１のガス供給部と、第１の排気システムとを有する処理容器と、
前記基板を搬出入する第２の開口と、第２のガス供給部と、第２の排気システムとを有する真空容器と、
前記処理容器と前記真空容器との間に介在し、前記第１の開口と前記第２の開口とを連通または遮断する遮蔽体を有する開閉装置と、を備え、
前記開閉装置の開放を許可する圧力を開放圧力とし、
前記開閉装置が遮断した状態で、前記第１のガス供給部から前記処理容器の内部に処理ガスを供給し、前記処理容器の内部に配置された前記基板に処理を施す工程と、
前記処理ガスの供給を停止し、前記処理容器の内部において、前記第１のガス供給部から第１のガス流量で第１のパージガスを供給しながら前記第１の排気システムにより前記第１のパージガスを排気し、前記処理容器の内部の第１の圧力を前記開放圧力に調整する工程と、
前記真空容器の内部において、前記第２のガス供給部から第２のガス流量で第２のパージガスを供給しながら前記第２の排気システムにより前記第２のパージガスを排気し、前記開閉装置の内部であって前記遮蔽体の前記真空容器側の第２の圧力、および、前記真空容器の内部の第３の圧力のいずれか一方若しくは両方を前記開放圧力に調整する工程と、
前記第１の圧力と、前記第２の圧力または前記第３の圧力とが等しくなった時に、前記第２のガス流量を、前記第１のガス流量よりも大きな第３のガス流量に変更するとともに、前記第２の排気システムを遮断し、前記開閉装置を開放する工程と、
前記基板を、前記第１の開口および前記第２の開口を経て、前記処理容器から前記真空容器に移送する工程と、
を有する基板搬送方法。

【請求項2】

前記第１の圧力は、前記処理容器に設けられた第１の圧力計で測定し、
前記第２の圧力は、前記開閉装置に設けられた第２の圧力計で測定し、
前記第３の圧力は、前記真空容器に設けられた第３の圧力計で測定する、
請求項１に記載の基板搬送方法。

【請求項3】

前記第２の圧力は、前記遮蔽体である弁体と、該弁体を収容する筐体とから構成されたゲートバルブである前記開閉装置において、前記筐体に取り付けられた前記第２の圧力計で測定する、
請求項２に記載の基板搬送方法。

【請求項4】

前記開閉装置を開放する工程は、前記第１の圧力と、前記第２の圧力とが等しくなった時に、前記第２のガス流量を、前記第１のガス流量よりも大きな第３のガス流量に変更するとともに、前記第２の排気システムを遮断し、前記開閉装置を開放する、
請求項１～３のいずれか１つに記載の基板搬送方法。

【請求項5】

前記開閉装置の開放直後における前記第１の圧力、前記第２の圧力および前記第３の圧力の圧力勾配は、前記第３の圧力が前記第２の圧力より大きく、前記第２の圧力が前記第１の圧力より大きくなる、
請求項１～４のいずれか１つに記載の基板搬送方法。

【請求項6】

前記第１の圧力と前記第３の圧力との圧力差は、５ｍＴｏｒｒ以内である、
請求項５に記載の基板搬送方法。

【請求項7】

前記真空容器は、前記基板を搬送する搬送装置を備えた搬送室である、
請求項１～６のいずれか１つに記載の基板搬送方法。

【請求項8】

前記ガス拡散室は、内部の圧力が、前記第１の圧力よりも高い圧力である、
請求項１～７のいずれか１つに記載の基板搬送方法。

【請求項9】

基板処理装置であって、
処理対象の基板を搬出入する第１の開口と、複数の貫通孔が設けられたシャワープレートを有し、内部にガス拡散室が設けられた第１のガス供給部と、第１の排気システムとを有する処理容器と、
前記基板を搬出入する第２の開口と、第２のガス供給部と、第２の排気システムとを有する真空容器と、
前記処理容器と前記真空容器との間に介在し、前記第１の開口と前記第２の開口とを連通または遮断する遮蔽体を有する開閉装置と、
前記開閉装置の開放を許可する圧力を開放圧力とし、前記開閉装置が遮断した状態で、前記第１のガス供給部から前記処理容器の内部に処理ガスを供給し、前記処理容器の内部に配置された前記基板に処理を施す工程と、前記処理ガスの供給を停止し、前記処理容器の内部において、前記第１のガス供給部から第１のガス流量で第１のパージガスを供給しながら前記第１の排気システムにより前記第１のパージガスを排気し、前記処理容器の内部の第１の圧力を前記開放圧力に調整する工程と、前記真空容器の内部において、前記第２のガス供給部から第２のガス流量で第２のパージガスを供給しながら前記第２の排気システムにより前記第２のパージガスを排気し、前記開閉装置の内部であって前記遮蔽体の前記真空容器側の第２の圧力、および、前記真空容器の内部の第３の圧力のいずれか一方若しくは両方を前記開放圧力に調整する工程と、前記第１の圧力と、前記第２の圧力または前記第３の圧力とが等しくなった時に、前記第２のガス流量を、前記第１のガス流量よりも大きな第３のガス流量に変更するとともに、前記第２の排気システムを遮断し、前記開閉装置を開放する工程と、前記基板を、前記第１の開口および前記第２の開口を経て、前記処理容器から前記真空容器に移送する工程とを実行する制御部と、
を有する基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板搬送方法および基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

基板処理装置において、基板に対して処理を行う処理室と、処理室に基板を搬送する搬送室との間で、減圧雰囲気に保持された状態で基板の搬出入を行う際、処理室と搬送室の間に設けられるゲートバルブを開放することになる。このとき、処理室から搬送室へダストやパーティクルが侵入することを防止するために、搬送室側を陽圧としてからゲートバルブを開放することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－９６０８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、ゲートバルブ開放時に処理室から搬送室への腐食性ガスや反応生成物などの汚染物質の拡散を抑制しつつ処理室内でのパーティクルの舞い上がりを抑制できるとともに、ガス拡散室への残留ガスの侵入を抑制できる基板搬送方法および基板処理装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様による基板搬送方法は、基板処理装置における基板搬送方法であって、基板処理装置は、処理対象の基板を搬出入する第１の開口と、複数の貫通孔が設けられたシャワープレートを有し、内部にガス拡散室が設けられた第１のガス供給部と、第１の排気システムとを有する処理容器と、基板を搬出入する第２の開口と、第２のガス供給部と、第２の排気システムとを有する真空容器と、処理容器と真空容器との間に介在し、第１の開口と第２の開口とを連通または遮断する遮蔽体を有する開閉装置と、を備え、開閉装置の開放を許可する圧力を開放圧力とし、開閉装置が遮断した状態で、第１のガス供給部から処理容器の内部に処理ガスを供給し、処理容器の内部に配置された基板に処理を施す工程と、処理ガスの供給を停止し、処理容器の内部において、第１のガス供給部から第１のガス流量で第１のパージガスを供給しながら第１の排気システムにより第１のパージガスを排気し、処理容器の内部の第１の圧力を開放圧力に調整する工程と、真空容器の内部において、第２のガス供給部から第２のガス流量で第２のパージガスを供給しながら第２の排気システムにより第２のパージガスを排気し、開閉装置の内部であって遮蔽体の真空容器側の第２の圧力、および、真空容器の内部の第３の圧力のいずれか一方または両方を開放圧力に調整する工程と、第１の圧力と、第２の圧力または第３の圧力とが等しくなった時に、第２のガス流量を、第１のガス流量よりも大きな第３のガス流量に変更するとともに、第２の排気システムを遮断し、開閉装置を開放する工程と、基板を、第１の開口および第２の開口を経て、処理容器から真空容器に移送する工程とを有する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、ゲートバルブ開放時に処理室から搬送室への腐食性ガスや反応生成物などの汚染物質の拡散を抑制しつつ処理室内でのパーティクルの舞い上がりを抑制できるとともに、ガス拡散室への残留ガスの侵入を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本開示の一実施形態における基板処理装置の一例を示す図である。

【図2】図２は、本実施形態における基板処理装置の断面の一例を示す図である。

【図3】図３は、本実施形態におけるゲートバルブを閉じた状態のプロセスチャンバと搬送チャンバにおけるパージガスの流れの一例を示す図である。

【図4】図４は、図３の状態におけるパージガスの流量の一例を示す図である。

【図5】図５は、図３の状態における各空間の圧力の一例を示す図である。

【図6】図６は、本実施形態におけるゲートバルブを開放した状態のプロセスチャンバと搬送チャンバにおけるパージガスの流れの一例を示す図である。

【図7】図７は、図６の状態におけるパージガスの流量の一例を示す図である。

【図8】図８は、図６の状態における各空間の圧力の一例を示す図である。

【図9】図９は、本実施形態における搬送処理の一例を示すシーケンス図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、開示する基板搬送方法および基板処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。

【0009】

基板処理装置において、処理室と搬送室の間に設けられるゲートバルブを、搬送室側を陽圧とした状態で開放する場合、処理室と搬送室の圧力差が大きいと、差圧による乱気流が発生し、処理室若しくは搬送室に付着していたパーティクルを舞い上げてしまい、製品不良の原因となる。また、搬送室側を陽圧とした状態では、処理室において、処理ガスを供給するガス拡散室内に、腐蝕性の残留ガスや基板処理に伴う生成物が逆拡散してしまい、ガス拡散室が汚染され、新たなパーティクル源となる場合がある。そこで、ゲートバルブ開放時にパーティクルの舞い上がりを抑制するとともに、ガス拡散室への残留ガスの侵入を抑制することが期待されている。

【0010】

［基板処理装置１００の構成］
図１は、本開示の一実施形態における基板処理装置の一例を示す図である。図１に示す基板処理装置１００は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板（以下、単に「基板」と称する）ＰＬに対してエッチング処理を行なうためのマルチチャンバータイプの装置である。ＦＰＤとしては、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ディスプレイ、蛍光表示管（ＶＦＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が挙げられる。

【0011】

図１に示すように、基板処理装置１００は、その中央部に搬送チャンバ１が配置されている。搬送チャンバ１の周囲には、真空予備室であるロードロック室７と、真空処理室である複数（本例では５つ）のプロセスチャンバ８ａ～８ｅが配置されている。プロセスチャンバ８ａ～８ｅは、成膜処理室、エッチング処理室、アッシング処理室等として構成することが可能である。なお、プロセスチャンバ８ａ～８ｅは、処理容器の一例である。また、本例の搬送チャンバ１は、ロードロック室７と、プロセスチャンバ８ａ～８ｅとの計６つの室が周囲に配置される形状、例えば平面視で略六角形状、全体として上面と底面を合わせて八面体形状に構成されているが、室の配置数および全体の形状はこれに限定されない。

【0012】

搬送チャンバ１と各プロセスチャンバ８ａ～８ｅとの間には、これらの間を気密にシールし、かつ開閉可能に構成されるゲートバルブ１５がそれぞれ設けられている。また、搬送チャンバ１とロードロック室７との間、および、ロードロック室７と外側の大気雰囲気とを連通する開口部には、同様の機能を有するゲートバルブ１６が設けられている。

【0013】

ロードロック室７の外側には、基板ＰＬを収容する３つのカセット９が配置されている。これらカセット９には、例えば未処理の基板や処理済みの基板が収容されている。これら３つのカセット９の間には、基板搬送装置９０が配置されている。基板搬送装置９０は、基板ＰＬを載せるスライドアーム部と、スライドアーム部を進出退避および回転可能に支持する基部とを有している。

【0014】

搬送チャンバ１は、基板ＰＬを搬送するための搬送装置１３が内部に設置されている。搬送チャンバ１は、その内部空間を所定の減圧雰囲気（例えば、真空環境下）に保持することができるように構成されている。なお、搬送チャンバ１は、真空容器（搬送室）の一例である。

【0015】

搬送チャンバ１では、搬送装置１３により、ロードロック室７およびプロセスチャンバ８ａ～８ｅ間において基板ＰＬの移載が行われる。搬送装置１３は、ベース部と、下段ハンドベース１３ｂと、上段ハンドベース１３ｄと、を有している。ベース部は、搬送チャンバ１のほぼ中央部に設けられ、搬送装置１３を昇降および旋回させる駆動機構部と、駆動機構部に対して旋回および昇降自在に設けられる被駆動部とを備える。この被駆動部に、下段ハンドベース１３ｂおよび上段ハンドベース１３ｄが設けられる。

【0016】

被駆動部は、下段ハンドベース１３ｂおよび上段ハンドベース１３ｄを、被駆動部に対して進退動させるためのアクチュエータ、ガイド部およびスライダを備える。各スライダには、下段ハンドベース１３ｂおよび上段ハンドベース１３ｄが固定される。いずれかのスライダを駆動させることにより、下段ハンドベース１３ｂまたは上段ハンドベース１３ｄが進退動される。下段ハンドベース１３ｂおよび上段ハンドベース１３ｄには、それぞれ下段ハンド１３ｃおよび上段ハンド１３ｅ（例えば、図１中では４本のフォークハンド）が設けられる。駆動機構部の駆動により、被駆動部が搬送チャンバ１の内部空間で旋回、昇降され、下段ハンドベース１３ｂまたは上段ハンドベース１３ｄを進退動させることで、ロードロック室７およびプロセスチャンバ８ａ～８ｅ間において基板ＰＬの移載が行われる。

【0017】

ロードロック室７およびプロセスチャンバ８ａ～８ｅは、搬送チャンバ１と同様に、それぞれの内部空間を所定の減圧雰囲気に保持することができるように構成されている。プロセスチャンバ８ａ～８ｅの内部では、例えば成膜や、プラズマによるエッチングまたはアッシングなどの処理が行なわれる。プロセスチャンバ８ａ～８ｅは、同様に構成されてもよく、また、処理内容に応じて異なって構成されてもよい。

【0018】

基板処理装置１００は、制御装置１０を有する。制御装置１０は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭまたは補助記憶装置に格納されたプログラムに基づいて動作し、基板処理装置１００の各構成要素の動作を制御する。

【0019】

次に、図２を用いて基板処理装置１００の断面における各部について説明する。なお、以下の説明では、プロセスチャンバ８ａ～８ｅを区別せず、プロセスチャンバ８として説明する。図２は、本実施形態における基板処理装置の断面の一例を示す図である。図２に示すように、プロセスチャンバ８は、第１の開口２０と、第１のガス供給部２１と、第１の排気システム２６と、載置台２７と、第１の圧力計２９とを有する。なお、プロセスチャンバ８は、プロセスモジュール（ＰＭ：Process Module）とも呼ばれる。

【0020】

第１の開口２０は、処理対象の基板ＰＬを、ゲートバルブ１５を介して搬送チャンバ１から搬出入する開口部である。第１のガス供給部２１は、シャワープレート２２と、ガス拡散室２３とを有する。シャワープレート２２には、複数の貫通孔２２ａが設けられ、ガス拡散室２３と、プロセスチャンバ８内の処理空間２８とが流体連通している。ガス拡散室２３には、ガス供給管２４ａを介してガスソース２４が接続され、処理ガスおよび第１のパージガスが供給される。処理ガスは、例えば、Ｃｌ２等のハロゲン含有ガス、希ガス、Ｈ２ガス、Ｏ２ガス等の各種のガスを用いることができる。また、第１のパージガスは、例えば、Ａｒガス、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス等を用いることができる。また、ガス拡散室２３には、拡散室圧力計２５が設けられ、ガス拡散室２３の圧力が計測可能である。なお、ガス拡散室２３の圧力については、拡散室圧力計２５を設けず、ガス拡散室２３に供給されるガスのガス流量と、シャワープレート２２のコンダクタンスと、後述する処理空間２８の第１の圧力計２９から取得される圧力とから算出するようにしてもよい。

【0021】

第１の排気システム２６は、処理空間２８内の処理ガスおよびパージガスを排気する真空ポンプを有する。真空ポンプとしては、例えば、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）を用いることができる。第１の排気システム２６は、プロセスチャンバ８内の処理空間２８を所望の真空度まで減圧することができる。また、第１の排気システム２６は、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブを有し、プロセスチャンバ８の圧力を自動制御する。

【0022】

載置台２７は、処理対象の基板ＰＬを載置する。載置台２７は、上面から突出自在な複数の細棒状のリフトピン（図示せず）を有する。載置台２７は、リフトピンを用いて基板ＰＬを持ち上げることで、搬送チャンバ１の搬送装置１３と基板ＰＬの受け渡しを行う。第１の圧力計２９は、プロセスチャンバ８内の処理空間２８の圧力を測定する。第１の圧力計２９は、測定した圧力データを制御装置１０に出力する。

【0023】

ゲートバルブ１５は、弁体３０と、筐体３１と、第２の圧力計３２とを有する。弁体３０は、プロセスチャンバ８の第１の開口２０と、搬送チャンバ１の第２の開口４０とを連通または遮断する遮断体である。筐体３１は、弁体３０を収容する。第２の圧力計３２は、筐体３１内の空間３３の圧力を測定する。第２の圧力計３２は、測定した圧力データを制御装置１０に出力する。空間３３は、搬送チャンバ１の第２の開口４０を介して、搬送チャンバ１内の空間４５と連通している。なお、ゲートバルブ１５は、開閉装置の一例である。また、ゲートバルブ１６も同様の構造を有する。

【0024】

搬送チャンバ１は、搬送装置１３と、第２の開口４０と、第２のガス供給部４１と、第２の排気システム４２と、第３の圧力計４３と、第３の開口４４とを有する。なお、搬送チャンバ１は、トランスファーモジュール（ＴＭ：Transfer Module）とも呼ばれる。

【0025】

搬送装置１３は、上述のように、ロードロック室７およびプロセスチャンバ８間において基板ＰＬの移載を行う。第２の開口４０は、処理対象の基板ＰＬを、ゲートバルブ１５を介してプロセスチャンバ８から搬出入する開口部である。第２のガス供給部４１は、ガス供給管４１ａを介して搬送チャンバ１に接続された、第２のパージガスを供給するガスソース４６を有する。第２のガス供給部４１は、搬送チャンバ１内の空間４５に第２のパージガスを供給する。第２のパージガスは、例えば、Ｎ２ガス、Ａｒガス等を用いることができる。

【0026】

第２の排気システム４２は、空間４５内のパージガスを排気する真空ポンプを有する。真空ポンプとしては、例えば、メカニカルブースターポンプ（ＭＢＰ：Mechanical Booster Pump）や拡散ポンプ（ＤＰ：Diffusion Pump）を用いることができる。第２の排気システム４２は、搬送チャンバ１内の空間４５を所望の真空度まで減圧することができる。また、第２の排気システム４２は、例えばアイソレーションバルブを有し、第２の排気システム４２の排気を遮断または開放する。第３の圧力計４３は、搬送チャンバ１内の空間４５の圧力を測定する。第３の圧力計４３は、測定した圧力データを制御装置１０に出力する。

【0027】

ロードロック室７は、ステージ５０と、第４の開口５１と、第５の開口５２と、第３の排気システム５３とを有する。ステージ５０は、搬送チャンバ１の搬送装置１３と、基板搬送装置９０のスライドアーム部との間で基板ＰＬをやり取りするための台である。第４の開口５１は、基板ＰＬを、ゲートバルブ１６を介して搬送チャンバ１から搬出入する開口部である。第５の開口５２は、基板ＰＬを、ゲートバルブ１６を介して基板搬送装置９０から搬出入する開口部である。第３の排気システム５３は、空間５４内を排気する真空ポンプを有する。真空ポンプとしては、例えば、メカニカルブースターポンプ（ＭＢＰ）や拡散ポンプ（ＤＰ）を用いることができる。第３の排気システム５３は、ロードロック室７内の空間５４を所望の真空度まで減圧することができる。

【0028】

［パージガスの流れ］
次に、図３から図８を用いて、ゲートバルブ１５の開閉状態それぞれにおけるパージガスの流れについて説明する。図３は、本実施形態におけるゲートバルブを閉じた状態のプロセスチャンバと搬送チャンバにおけるパージガスの流れの一例を示す図である。なお、以下の説明では、プロセスチャンバ８の処理空間２８に供給されるパージガスの流れをフローＦ１と表し、搬送チャンバ１の空間４５に供給されるパージガスの流れをフローＦ２，Ｆ３と表す。また、第１のパージガスをパージガスＧ１と表し、第２のパージガスをパージガスＧ２と表す。さらに、ガス拡散室２３の圧力を圧力Ｐ０と表し、処理空間２８の圧力を圧力Ｐ１（第１の圧力）と表し、空間３３の圧力を圧力Ｐ２（第２の圧力）と表し、空間４５の圧力を圧力Ｐ３（第３の圧力）と表す。また、図３では簡略化して描かれているが、実際には、フローＦ１はガス供給管２４ａを経由して処理空間２８に供給されるパージガスＧ１の流れであり、フローＦ２、Ｆ３はガス供給管４１ａを経由して空間４５に供給されるパージガスＧ２の流れである。

【0029】

図３に示すように、プロセスチャンバ８にフローＦ１で供給されるパージガスＧ１は、ガス拡散室２３およびシャワープレート２２の貫通孔２２ａを介して、処理空間２８に供給され、第１の排気システム２６によって排気される。搬送チャンバ１にフローＦ２で供給されるパージガスＧ２は、空間４５に供給され、第２の排気システム４２によって排気される。すなわち、ゲートバルブ１５を閉じた状態では、第１の開口２０が弁体３０によって閉じられているので、プロセスチャンバ８のパージガスＧ１の流れと、搬送チャンバ１のパージガスＧ２の流れとは、それぞれ独立している。

【0030】

図３の状態において、各空間の圧力Ｐ０～Ｐ３が安定した時の各フローの流量と各空間の圧力値を図４および図５に示す。図４は、図３の状態におけるパージガスの流量の一例を示す図である。図５は、図３の状態における各空間の圧力の一例を示す図である。図４および図５に示すように、図３の状態では、フローＦ１は、パージガスＧ１が流量２５００ｓｃｃｍで供給され、ガス拡散室２３の圧力Ｐ０が１０００ｍＴｏｒｒ、処理空間２８の圧力Ｐ１が３０ｍＴｏｒｒとなっている。このとき、処理空間２８の圧力Ｐ１は、第１の排気システム２６のＡＰＣバルブによって、３０ｍＴｏｒｒに調整されている。つまり、制御装置１０は、第１の圧力計２９により処理空間２８の圧力Ｐ１を監視して、ＡＰＣバルブが処理空間２８の圧力Ｐ１を自動制御する。

【0031】

また、フローＦ２は、パージガスＧ２が流量３００ｓｃｃｍで供給され、空間３３の圧力Ｐ２が３０ｍＴｏｒｒ、空間４５の圧力Ｐ３が３０ｍＴｏｒｒとなっている。このとき、空間３３の圧力Ｐ２および空間４５の圧力Ｐ３は、第２のガス供給部４１がフローＦ２の流量を調整することで制御されている。なお、フローＦ２とフローＦ３は、第２のガス供給部４１において切り替え可能である。第２のガス供給部４１では、それぞれ流量が設定され、フローＦ２が「Ｓｌｏｗ」（流量が小さい設定）に対応し、フローＦ３が「Ｂｕｓｙ」（流量が大きい設定）に対応する。

【0032】

次に、図６を用いて、ゲートバルブ１５の開放、フローＦ２からフローＦ３への変更、および、第２の排気システム４２における排気の遮断を行った直後の状態について説明する。図６は、本実施形態におけるゲートバルブを開放した状態のプロセスチャンバと搬送チャンバにおけるパージガスのフローの一例を示す図である。

【0033】

図６に示すように、プロセスチャンバ８にフローＦ１で供給されるパージガスＧ１は、ガス拡散室２３およびシャワープレート２２の貫通孔２２ａを介して、処理空間２８に供給され、第１の排気システム２６によって排気される。搬送チャンバ１にフローＦ３で供給されるパージガスＧ２は、空間４５に供給され、第２の開口４０、空間３３および第１の開口２０を介して、フローＦ４に示すように処理空間２８に流れ込む。すなわち、ゲートバルブ１５を開放した状態では、第２の排気システム４２が遮断されているので、パージガスＧ１，Ｇ２が第１の排気システム２６によって排気される。

【0034】

図６の状態における各フローの流量と各空間の圧力値を図７および図８に示す。図７は、図６の状態におけるパージガスの流量の一例を示す図である。図８は、図６の状態における各空間の圧力の一例を示す図である。図７および図８に示すように、図６の状態では、フローＦ１は、パージガスＧ１が流量２５００ｓｃｃｍで供給され、ガス拡散室２３の圧力Ｐ０が１０００ｍＴｏｒｒ、処理空間２８の圧力Ｐ１が３０ｍＴｏｒｒとなっている。また、フローＦ３は、パージガスＧ２が流量３０００ｓｃｃｍで供給され、空間３３の圧力Ｐ２が３２ｍＴｏｒｒ、空間４５の圧力Ｐ３が３５ｍＴｏｒｒとなっている。このとき、処理空間２８の圧力Ｐ１は、第１の排気システム２６のＡＰＣバルブによって、３０ｍＴｏｒｒに調整されている。つまり、制御装置１０は、第１の圧力計２９および第２の圧力計３２により、処理空間２８の圧力Ｐ１と空間３３の圧力Ｐ２とを監視して、ＡＰＣバルブが処理空間２８の圧力Ｐ１を自動制御する。また、空間３３の圧力Ｐ２および空間４５の圧力Ｐ３は、第２のガス供給部４１によるフローＦ３の流量の調整、および、第１の排気システム２６のＡＰＣバルブによる排気量の調整により制御されている。

【0035】

図６の状態において、ゲートバルブ１５の開放直後の各空間の圧力Ｐ１～Ｐ３の関係は、Ｐ３＞Ｐ２＞Ｐ１といった圧力勾配を有することになる。このため、ゲートバルブ１５の開放時に、処理空間２８から空間４５への腐蝕性ガスや反応生成物などの汚染物質の拡散を抑制することができる。また、ゲートバルブ１５を開放する時点においては、予め圧力Ｐ１と圧力Ｐ２が同じ圧力に調整されているため、ゲートバルブ１５の開放時にパージガスＧ２をパージガスＧ１よりも大きな流量に変更することにより、圧力Ｐ２が上昇しても、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２の圧力差は小さく抑えられる。このため、処理空間２８への急激なガスの流入を避けることができ、その結果、パーティクルの舞い上がりを抑制することができる。また、ガス拡散室２３の圧力Ｐ０と処理空間２８の圧力Ｐ１との関係は、Ｐ０＞＞Ｐ１となる。このため、ガス拡散室２３への処理空間２８に残留した処理ガス（残留ガス）の侵入を抑制することができる。

【0036】

［基板搬送方法］
続いて、本実施形態に係る基板搬送方法について説明する。図９は、本実施形態における搬送処理の一例を示すシーケンス図である。図９では、基板処理装置１００におけるプロセスチャンバ８と搬送チャンバ１との間での基板搬送方法について説明する。また、図９では、各ステップにおける圧力Ｐ０～Ｐ３、差圧＃１＝（Ｐ０－Ｐ１）および差圧＃２＝（Ｐ２－Ｐ１）と、パージガスＧ１，Ｇ２の流量とを示す。

【0037】

まず、ゲートバルブ１５が遮断した状態において、制御装置１０は、プロセスチャンバ８の処理空間２８に対して、第１のガス供給部２１から処理ガスを供給し、基板ＰＬに対して処理を施す（ステップＳ１）。このとき、ガス拡散室２３には、処理ガスが供給された状態であり、ガス拡散室２３の圧力Ｐ０は、例えば１０００ｍＴｏｒｒであるとする。なお、ステップＳ１における圧力Ｐ０は、処理の内容によって変化し、例えば、５００ｍＴｏｒｒ～１５００ｍＴｏｒｒ程度となる。また、処理空間２８の圧力Ｐ１は、１５ｍＴｏｒｒであり、差圧＃１は、９８５ｍＴｏｒｒである。なお、ステップＳ１では、基板ＰＬに対して処理中であるので、パージガスＧ１の流量は０ｓｃｃｍである。

【0038】

一方、制御装置１０は、搬送チャンバ１の内部において、第２のガス供給部４１から第２のガス流量（Ｆ２）でパージガスＧ２を供給しながら、第２の排気システム４２によりパージガスＧ２を排気する。制御装置１０は、空間３３の圧力Ｐ２（第２の圧力）および空間４５の圧力Ｐ３（第３の圧力）を、それぞれゲートバルブ１５の開放を許可する開放圧力に調整する。ここで、パージガスＧ２の流量（第２のガス流量（Ｆ２））は、例えば３００ｓｃｃｍであり、開放圧力は、３０ｍＴｏｒｒである。このとき、差圧＃２は、１５ｍＴｏｒｒである。

【0039】

制御装置１０は、基板ＰＬに対する処理が完了すると、プロセスチャンバ８における処理ガスの供給を停止する。制御装置１０は、第１のガス供給部２１から第１のガス流量（Ｆ１）でパージガスＧ１を供給しながら第１の排気システム２６によりパージガスＧ１を排気し、プロセスチャンバ８の内部、つまり処理空間２８の圧力Ｐ１（第１の圧力）を開放圧力に調整する（ステップＳ２）。ここで、パージガスＧ１の流量（第１のガス流量（Ｆ１））は、例えば２５００ｓｃｃｍであり、開放圧力は、圧力Ｐ２および圧力Ｐ３の場合と同じく、３０ｍＴｏｒｒである。また、ステップＳ２における空間３３の圧力Ｐ２および空間４５の圧力Ｐ３は、ステップＳ１から引き続いて３０ｍＴｏｒｒに調整されている。すなわち、制御装置１０は、処理空間２８の圧力Ｐ１が、空間３３の圧力Ｐ２および空間４５の圧力Ｐ３と等しくなるように調整する。なお、制御装置１０は、処理空間２８の圧力Ｐ１および空間３３の圧力Ｐ２を測定して、処理空間２８の圧力Ｐ１が、空間３３の圧力Ｐ２と等しくなるように調整するようにしてもよく、また、処理空間２８の圧力Ｐ１および空間４５の圧力Ｐ３を測定して、処理空間２８の圧力Ｐ１が、空間４５の圧力Ｐ３と等しくなるように調整するようにしてもよい。

【0040】

制御装置１０は、処理空間２８の圧力Ｐ１が、空間３３の圧力Ｐ２および空間４５の圧力Ｐ３と等しいか否かを判定する。なお、制御装置１０は、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２、若しくは圧力Ｐ１と圧力Ｐ３とが等しいか否かを判定するようにしてもよい。制御装置１０は、処理空間２８の圧力Ｐ１が、空間３３の圧力Ｐ２および空間４５の圧力Ｐ３と等しいと判定した場合、パージガスＧ２の流量を３０００ｓｃｃｍに変更するとともに、第２の排気システム４２を遮断し、ゲートバルブ１５を開放する（ステップＳ３）。

【0041】

すなわち、制御装置１０は、第１の圧力（Ｐ１）と、第２の圧力（Ｐ２）または第３の圧力（Ｐ３）とが等しくなった時に、第２のガス流量（Ｆ２）を、第１のガス流量（Ｆ１）よりも大きな第３のガス流量（Ｆ３）に変更するとともに、第２の排気システム４２を遮断し、ゲートバルブ１５を開放する。なお、第１のガス流量（Ｆ１）は２５００ｓｃｃｍであり、第２のガス流量（Ｆ２）は３００ｓｃｃｍであり、第３のガス流量（Ｆ３）は３０００ｓｃｃｍである。一方、制御装置１０は、処理空間２８の圧力Ｐ１が、空間３３の圧力Ｐ２および空間４５の圧力Ｐ３と等しくないと判定した場合、引き続き各空間の圧力Ｐ１～Ｐ３を調整し、当該判定を繰り返す。

【0042】

ゲートバルブ１５が開放された直後の各空間の圧力は、ガス拡散室２３の圧力Ｐ０が１０００ｍＴｏｒｒであり、処理空間２８の圧力Ｐ１が３０ｍＴｏｒｒであり、空間３３の圧力Ｐ２が３２ｍＴｏｒｒであり、空間４５の圧力Ｐ３が３５ｍＴｏｒｒである。すなわち、パージガスＧ２の流量が３００ｓｃｃｍから３０００ｓｃｃｍに増加することで、空間４５の圧力Ｐ３が上昇し、各空間の圧力勾配がＰ３＞Ｐ２＞Ｐ１となる。また、差圧＃１は９７０ｍＴｏｒｒであり、差圧＃２は２ｍＴｏｒｒである。このとき、処理空間２８の圧力Ｐ１と空間４５の圧力Ｐ３との圧力差は、５ｍＴｏｒｒ以内であることが好ましい。

【0043】

制御装置１０は、ゲートバルブ１５の開放後も引き続き、処理空間２８の圧力Ｐ１が開放圧力である３０ｍＴｏｒｒとなるように、第１の排気システム２６のＡＰＣバルブを調整する（ステップＳ４）。このときの各空間の圧力は、ガス拡散室２３の圧力Ｐ０が１０００ｍＴｏｒｒであり、処理空間２８の圧力Ｐ１が３０ｍＴｏｒｒであり、空間３３の圧力Ｐ２が３０ｍＴｏｒｒであり、空間４５の圧力Ｐ３が３０ｍＴｏｒｒである。ゲートバルブの開放直後に一時的に上昇した圧力Ｐ２および圧力Ｐ３は、ステップＳ４において定常的な圧力へと移行する。また、差圧＃１は９７０ｍＴｏｒｒであり、差圧＃２は０ｍＴｏｒｒである。パージガスＧ１の流量（第１のガス流量（Ｆ１））は、２５００ｓｃｃｍであり、パージガスＧ２の流量（第３のガス流量（Ｆ３））は、３０００ｓｃｃｍである。

【0044】

制御装置１０は、搬送装置１３を用いてプロセスチャンバ８の載置台２７に載置された基板ＰＬを、第１の開口２０および第２の開口４０を経て、搬送チャンバ１に移送して搬出する（ステップＳ５）。このときの各空間の圧力、および、パージガスの流量は、ステップＳ４と同様である。

【0045】

制御装置１０は、基板ＰＬのプロセスチャンバ８からの搬出が完了すると、ゲートバルブ１５を閉めるとともに、パージガスＧ２の流量を３００ｓｃｃｍに変更し、第２の排気システム４２を開放する（ステップＳ６）。このときの各空間の圧力は、ガス拡散室２３の圧力Ｐ０が１０００ｍＴｏｒｒであり、処理空間２８の圧力Ｐ１が３０ｍＴｏｒｒであり、空間３３の圧力Ｐ２が３０ｍＴｏｒｒであり、空間４５の圧力Ｐ３が３０ｍＴｏｒｒである。また、差圧＃１は９７０ｍＴｏｒｒであり、差圧＃２は０ｍＴｏｒｒである。パージガスＧ１の流量（第１のガス流量（Ｆ１））は、２５００ｓｃｃｍであり、パージガスＧ２の流量（第２のガス流量（Ｆ２））は、３００ｓｃｃｍである。

【0046】

制御装置１０は、ゲートバルブ１５を閉めると、搬送装置１３上の基板ＰＬをロードロック室７に移送し、次の基板ＰＬをロードロック室７から受け取って、搬入準備を行う（ステップＳ７）。このときの各空間の圧力、および、パージガスの流量は、ステップＳ６と同様である。

【0047】

制御装置１０は、次の基板ＰＬの搬入準備が整うと、ステップＳ３と同様に、処理空間２８の圧力Ｐ１が、空間３３の圧力Ｐ２および空間４５の圧力Ｐ３と等しいか否かを判定する。なお、制御装置１０は、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２、若しくは圧力Ｐ１と圧力Ｐ３とが等しいか否かを判定するようにしてもよい。制御装置１０は、処理空間２８の圧力Ｐ１が、空間３３の圧力Ｐ２および空間４５の圧力Ｐ３と等しいと判定した場合、パージガスＧ２の流量を３０００ｓｃｃｍに変更するとともに、第２の排気システム４２を遮断し、ゲートバルブ１５を開放する（ステップＳ８）。

【0048】

一方、制御装置１０は、処理空間２８の圧力Ｐ１が、空間３３の圧力Ｐ２および空間４５の圧力Ｐ３と等しくないと判定した場合、引き続き各空間の圧力Ｐ１～Ｐ３を調整し、当該判定を繰り返す。ゲートバルブ１５が開放された直後の各空間の圧力、および、パージガスの流量は、ステップＳ３と同様である。

【0049】

制御装置１０は、ステップＳ４と同様に、ゲートバルブ１５の開放後も引き続き、処理空間２８の圧力Ｐ１が開放圧力である３０ｍＴｏｒｒとなるように、第１の排気システム２６のＡＰＣバルブを調整する（ステップＳ９）。このときの各空間の圧力、および、パージガスの流量は、ステップＳ４と同様である。

【0050】

制御装置１０は、搬送チャンバ１内の搬送装置１３に載置された基板ＰＬを、第２の開口４０および第１の開口２０を経て、プロセスチャンバ８に搬入し載置台２７に載置する（ステップＳ１０）。このときの各空間の圧力、および、パージガスの流量は、ステップＳ９と同様である。

【0051】

制御装置１０は、次の基板をプロセスチャンバ８に搬入すると、ゲートバルブ１５を閉めるとともに、パージガスＧ２の流量を３００ｓｃｃｍに変更し、第２の排気システム４２を開放する（ステップＳ１１）。このときの各空間の圧力、および、パージガスの流量は、ステップＳ６と同様である。

【0052】

制御装置１０は、ゲートバルブ１５を閉めると、パージガスＧ１の供給を停止し、ステップＳ１に戻り、次の基板ＰＬに対して処理を施す。このように、本実施形態では、プロセスチャンバ８と搬送チャンバ１との圧力を等しくなるように調整しながら、ゲートバルブ１５を開放する時に搬送チャンバ１のパージガスＧ２の流量を大きくするので、ゲートバルブ１５の開放直後は自動的に搬送チャンバ１側が少し陽圧となる。また、ガス拡散室２３にパージガスＧ１を供給しているので、ガス拡散室２３への腐蝕性ガスの侵入を抑制する。

【0053】

以上、本実施形態によれば、基板処理装置１００は、処理容器（プロセスチャンバ８）と、真空容器（搬送チャンバ１）と、開閉装置（ゲートバルブ１５）と、基板処理方法を実行する制御装置１０とを備える。処理容器は、処理対象の基板ＰＬを搬出入する第１の開口２０と、複数の貫通孔２２ａが設けられたシャワープレート２２を有し、内部にガス拡散室２３が設けられた第１のガス供給部２１と、第１の排気システム２６とを有する。真空容器は、基板ＰＬを搬出入する第２の開口４０と、第２のガス供給部４１と、第２の排気システム４２とを有する。開閉装置は、処理容器と真空容器との間に介在し、第１の開口２０と第２の開口４０とを連通または遮断する遮蔽体（弁体３０）を有する。基板処理方法は、開閉装置の開放を許可する圧力を開放圧力とし、開閉装置が遮断した状態で、第１のガス供給部２１から処理容器の内部に処理ガスを供給し、処理容器の内部に配置された基板ＰＬに処理を施す工程と、処理ガスの供給を停止し、処理容器の内部において、第１のガス供給部２１から第１のガス流量で第１のパージガスを供給しながら第１の排気システム２６により第１のパージガスを排気し、処理容器の内部の第１の圧力を開放圧力に調整する工程と、真空容器の内部において、第２のガス供給部４１から第２のガス流量で第２のパージガスを供給しながら第２の排気システム４２により第２のパージガスを排気し、開閉装置の内部であって遮蔽体の真空容器側の第２の圧力、および、真空容器の内部の第３の圧力のいずれか一方若しくは両方を開放圧力に調整する工程と、第１の圧力と、第２の圧力または第３の圧力とが等しくなった時に、第２のガス流量を、第１のガス流量よりも大きな第３のガス流量に変更するとともに、第２の排気システム４２を遮断し、開閉装置を開放する工程と、基板ＰＬを、第１の開口２０および第２の開口４０を経て、処理容器から真空容器に移送する工程とを有する。その結果、ゲートバルブ１５の開放時にパーティクルの舞い上がりを抑制できるとともに、ガス拡散室２３への残留ガスの侵入を抑制できる。

【0054】

また、本実施形態によれば、第１の圧力は、処理容器に設けられた第１の圧力計２９で測定し、第２の圧力は、開閉装置に設けられた第２の圧力計３２で測定し、第３の圧力は、真空容器に設けられた第３の圧力計４３で測定する。その結果、処理空間２８と空間３３または空間４５の圧力とが等しいかどうかを判定することができる。

【0055】

また、本実施形態によれば、第２の圧力は、遮蔽体である弁体３０と、該弁体３０を収容する筐体３１とから構成されたゲートバルブ１５である開閉装置において、筐体３１に取り付けられた第２の圧力計３２で測定する。その結果、ゲートバルブ１５内の空間３３の圧力を測定することができる。

【0056】

また、本実施形態によれば、第１の圧力と、第２の圧力とが等しくなった時に、第２のガス流量を、第１のガス流量よりも大きな第３のガス流量に変更するとともに、第２の排気システム４２を遮断し、開閉装置を開放する。その結果、ゲートバルブ１５の開放時にパーティクルの舞い上がりを抑制できる。

【0057】

また、本実施形態によれば、開閉装置の開放直後における第１の圧力、第２の圧力および第３の圧力の圧力勾配は、第３の圧力が第２の圧力より大きく、第２の圧力が第１の圧力より大きくなる。その結果、搬送チャンバ１側への腐蝕性ガスの侵入を抑制することができる。

【0058】

また、本実施形態によれば、第１の圧力と第３の圧力との圧力差は、５ｍＴｏｒｒ以内である。その結果、ゲートバルブ１５の開放時にパーティクルの舞い上がりを抑制できる。

【0059】

また、本実施形態によれば、真空容器は、基板ＰＬを搬送する搬送装置を備えた搬送室である。その結果、プロセスチャンバ８に基板ＰＬを搬出入することができる。

【0060】

また、本実施形態によれば、ガス拡散室２３は、内部の圧力が、第１の圧力よりも高い圧力である。その結果、ガス拡散室２３への残留ガスの侵入を抑制できる。

【0061】

今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。

【0062】

また、上記した実施形態では、第２の排気システム４２のバルブとして、遮断または開放を行うアイソレーションバルブを用いたが、これに限定されない。例えば、第２の排気システム４２のバルブとして、第１の排気システム２６と同様にＡＰＣバルブを用いてもよい。

【符号の説明】

【0063】

１ 搬送チャンバ
７ ロードロック室
８，８ａ～８ｅ プロセスチャンバ
１０ 制御装置
１５ ゲートバルブ
２０ 第１の開口
２１ 第１のガス供給部
２２ シャワープレート
２２ａ 貫通孔
２３ ガス拡散室
２６ 第１の排気システム
３０ 弁体
４０ 第２の開口
４１ 第２のガス供給部
４２ 第２の排気システム
１００ 基板処理装置
ＰＬ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】