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技術 半導体製造装置及びその内部圧調節方法並びに半導体装置の製造方法

出願人 株式会社ルネサステクノロジ
発明者 星子高広
出願日 1997年4月21日 (23年2ヶ月経過) 出願番号 1997-103060
公開日 1998年11月4日 (21年8ヶ月経過) 公開番号 1998-294283
状態 特許登録済
技術分野 半導体のドライエッチング 気相成長(金属層を除く) 半導体装置を構成する物質の物理的析出 半導体装置の製造処理一般
主要キーワード 流速測定器 パージガス源 流速測定 内部圧 気体導入 プロセスガス源 ロボット室 配管径
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重要な関連分野

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図面 (20)

課題

処理対象物塵埃が付着すること防止できる半導体製造装置及びその内部圧調節方法並びに半導体装置の製造方法を得る。

解決手段

カセット室1内のガスの量を調節することにより、カセット室1内の内部圧を大気圧へ近づける。次に、大気圧と内部圧との圧力差に基づいて、大気とカセット室1との間において、気体流出手段(Ta、V13、Tb、Tc)を介して気体を徐々に流して、内部圧を大気圧と同じにする。そしてゲートG1を開閉して、カセット室1と大気との間において処理対象物の移動を行えば、ゲートG1を開閉する際に、処理室と大気との間に生じるガスの流れを防止することで、処理対象物に塵埃が付着すること防止できる。

概要

背景

図22は従来の半導体製造装置の一部を示す構成図である。この半導体製造装置の動作を図23を用いて説明する。半導体ウェハ等の処理対象物OBJが処理室の一部であるカセット室1内から大気中に搬送されるとき、カセット室1内の内部圧は図23に示す従来の内部圧調節方法に基づいて調節される。

まず、ステップS01を参照して、初めに(時刻がゼロのとき)、カセット室1内の内部圧は、バルブV11を開けて真空ポンプPaによって排気されることで、真空になっている。バルブV12及びゲートG1は閉じられた状態である。

次に、ステップS02を参照して、バルブV11を閉じることによって、カセット室1内のガスの排出を止める。

次に、ステップS03を参照して、時刻がt1のとき、バルブV12を開くことによって、カセット室1内にパージガスを導入する。

次に、ステップS04を参照して、内部圧が大気圧であるかどうかを内部圧を測定するための圧力計PGに基づいて判定する。

次に、ステップS05を参照して、圧力計PGが大気圧を示したとする。このとき、バルブV12を閉じることにより、カセット室1内の内部圧は一定に保たれる。

次に、ステップS06を参照して、ゲートG1を開けて、カセット室1内から大気中への処理対象物OBJの移動を行う。ここでは、この時刻をt3とする。

概要

処理対象物に塵埃が付着すること防止できる半導体製造装置及びその内部圧調節方法並びに半導体装置の製造方法を得る。

カセット室1内のガスの量を調節することにより、カセット室1内の内部圧を大気圧へ近づける。次に、大気圧と内部圧との圧力差に基づいて、大気とカセット室1との間において、気体流出手段(Ta、V13、Tb、Tc)を介して気体を徐々に流して、内部圧を大気圧と同じにする。そしてゲートG1を開閉して、カセット室1と大気との間において処理対象物の移動を行えば、ゲートG1を開閉する際に、処理室と大気との間に生じるガスの流れを防止することで、処理対象物に塵埃が付着すること防止できる。

目的

本発明は、この問題点を解決するためになされたものであり、処理室と大気との間に生じるガスの流れを防止することで、処理対象物に塵埃が付着すること防止できる半導体製造装置及びその内部圧調節方法並びに半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

処理対象物搬出入するゲートを有する処理室と、前記処理室の内部圧を測定する圧力計と、前記処理室を真空排気する排気手段と、前記処理室にパージガスを導入するパージガス導入手段と、バルブと、前記バルブを介して前記処理室に接続された一端、大気圧に保たれた他端とを有し、前記一端と前記他端との間で一方向にのみ気体の移動を許す逆止弁と、を備えた半導体製造装置

請求項2

前記バルブは、前記パージガス導入手段から分岐して設けられる、請求項1記載の半導体製造装置。

請求項3

前記逆止弁を流れる気体の流速を測定する流速測定手段を更に備える、請求項1又は2記載の半導体製造装置。

請求項4

前記逆止弁は前記他端から前記一端へと向かう方向にのみ気体の移動を許し、前記他端に接続され、所定のガスを内包して大気中に設置され、前記所定のガスと大気圧との圧力が等しくなるように変形可能な袋を更に備える、請求項1記載の半導体製造装置。

請求項5

処理対象物が搬出入するゲートを有する処理室と、前記処理室の内部圧を測定する圧力計と、前記処理室を真空に排気する排気手段と、前記処理室にパージガスを導入するパージガス導入手段と、バルブと、前記バルブを介して前記処理室に接続された一端、大気圧に保たれた他端とを有する配管と、を備え、前記バルブは、前記パージガス導入手段から分岐して設けられる、半導体製造装置。

請求項6

処理対象物が搬出入する処理室と、前記処理室の内部圧を測定する圧力計と、前記処理室に一端が接続されたバルブと、前記バルブの他端に接続された一端と大気圧に保たれた他端とを有し、前記一端と前記他端との間で一方向にのみ気体の移動を許す逆止弁と、を備えた半導体製造装置において、前記バルブが閉じられた状態で真空に排気された前記処理室に対し、前記圧力計によって前記処理室の内部圧が大気圧であると検出されるまで、パージガスを導入する第1のステップと、前記バルブを開いて前記逆止弁の両端の圧力差に基づいて気体を移動させる第2のステップと、前記内部圧が安定することを検出する第3のステップと、を備えた半導体製造装置の内部圧調節方法

請求項7

処理対象物が搬出入する処理室と、パージガスを供給するパージガス供給手段と、前記処理室に接続された一端と、前記パージガス供給手段に接続された他端とを有する第1のバルブと、前記第1のバルブの前記他端に接続された一端と、他端とを有する第2のバルブと、前記第2のバルブの前記他端に接続された一端と、大気圧に保たれた他端とを有し、前記一端と前記他端との間で一方向にのみ気体の移動を許す逆止弁と、を備えた半導体製造装置において、前記第1のバルブが閉じられた状態で真空に排気された前記処理室に対し、前記第1のバルブを開いて前記パージガスを導入する第1のステップと、前記第2のバルブを開く第2のステップと、前記処理室の内部圧の安定を待って、前記処理対象物の搬出入を行う第3のステップと、を備えた半導体製造装置の内部圧調節方法。

請求項8

前記半導体製造装置は、前記逆止弁を流れる気体の流速を測定する流速測定手段を更に備え、前記第3のステップでは前記流速測定手段が前記逆止弁に気体が流れていないことを検出したことを以て、前記内部圧の安定を検出する、請求項7記載の半導体製造装置の内部圧調節方法。

請求項9

半導体装置の製造工程において請求項6〜8のいずれかに記載の半導体製造装置の内部圧調節方法を用いた半導体装置の製造方法。

技術分野

0001

この発明は、CVD装置スパッタリング装置ドライエッチング装置等の半導体製造装置及びその内部圧調節方法並びに半導体装置の製造方法に関する。

背景技術

0002

図22は従来の半導体製造装置の一部を示す構成図である。この半導体製造装置の動作を図23を用いて説明する。半導体ウェハ等の処理対象物OBJが処理室の一部であるカセット室1内から大気中に搬送されるとき、カセット室1内の内部圧は図23に示す従来の内部圧調節方法に基づいて調節される。

0003

まず、ステップS01を参照して、初めに(時刻がゼロのとき)、カセット室1内の内部圧は、バルブV11を開けて真空ポンプPaによって排気されることで、真空になっている。バルブV12及びゲートG1は閉じられた状態である。

0004

次に、ステップS02を参照して、バルブV11を閉じることによって、カセット室1内のガスの排出を止める。

0005

次に、ステップS03を参照して、時刻がt1のとき、バルブV12を開くことによって、カセット室1内にパージガスを導入する。

0006

次に、ステップS04を参照して、内部圧が大気圧であるかどうかを内部圧を測定するための圧力計PGに基づいて判定する。

0007

次に、ステップS05を参照して、圧力計PGが大気圧を示したとする。このとき、バルブV12を閉じることにより、カセット室1内の内部圧は一定に保たれる。

0008

次に、ステップS06を参照して、ゲートG1を開けて、カセット室1内から大気中への処理対象物OBJの移動を行う。ここでは、この時刻をt3とする。

発明が解決しようとする課題

0009

しかしながら、従来では次のような問題点がある。圧力計PGは、一般に、使用する時間とともに、実際の圧力と異なる不正確な圧力を示す。図24は圧力計PGが実際の圧力より低い圧力を示す場合の内部圧の変動を示す。この場合、圧力計PGは実際の圧力より低い圧力を示すため、圧力計PGが示す圧力P+は実際の大気圧Ptよりも高い。一方、図25は圧力計PGが実際の圧力より高い圧力を示す場合の内部圧の変動を示す。この場合、圧力計PGは実際の圧力より高い圧力を示すため、圧力計PGが示す圧力P−は実際の大気圧Ptよりも低い。これらの図に示すように、時刻t3において、ゲートG1を開けたとき、内部圧と大気圧との間に大きな差があるため、カセット室1と大気との間に急激なガスの流れが生じる。このガスの流れによって、大気中の塵埃パーティクル)がカセット室1内に流れ込んだり、カセット室1内の塵埃が舞い上がったりして、処理対象物OBJ表面上に塵埃が付着するという問題点が生じる。処理対象物OBJ表面上に多数の塵埃が付着していると、後の工程や歩留り等に悪影響を及ぼす。

0010

本発明は、この問題点を解決するためになされたものであり、処理室と大気との間に生じるガスの流れを防止することで、処理対象物に塵埃が付着すること防止できる半導体製造装置及びその内部圧調節方法並びに半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

本発明の請求項1に係る課題解決手段は、処理対象物が搬出入するゲートを有する処理室と、前記処理室の内部圧を測定する圧力計と、前記処理室を真空に排気する排気手段と、前記処理室にパージガスを導入するパージガス導入手段と、バルブと、前記バルブを介して前記処理室に接続された一端、大気圧に保たれた他端とを有し、前記一端と前記他端との間で一方向にのみ気体の移動を許す逆止弁とを備える。

0012

本発明の請求項2に係る課題解決手段において、前記バルブは、前記パージガス導入手段から分岐して設けられる。

0013

本発明の請求項3に係る課題解決手段は、前記逆止弁を流れる気体の流速を測定する流速測定手段を更に備える。

0014

本発明の請求項4に係る課題解決手段において、前記逆止弁は前記他端から前記一端へと向かう方向にのみ気体の移動を許し、前記他端に接続され、所定のガスを内包して大気中に設置され、前記所定のガスと大気圧との圧力が等しくなるように変形可能な袋を更に備える。

0015

本発明の請求項5に係る課題解決手段は、処理対象物が搬出入するゲートを有する処理室と、前記処理室の内部圧を測定する圧力計と、前記処理室を真空に排気する排気手段と、前記処理室にパージガスを導入するパージガス導入手段と、バルブと、前記バルブを介して前記処理室に接続された一端、大気圧に保たれた他端とを有する配管とを備え、前記バルブは、前記パージガス導入手段から分岐して設けられる。

0016

本発明の請求項6に係る課題解決手段は、処理対象物が搬出入する処理室と、前記処理室の内部圧を測定する圧力計と、前記処理室に一端が接続されたバルブと、前記バルブの他端に接続された一端と大気圧に保たれた他端とを有し、前記一端と前記他端との間で一方向にのみ気体の移動を許す逆止弁とを備えた半導体製造装置において、前記バルブが閉じられた状態で真空に排気された前記処理室に対し、前記圧力計によって前記処理室の内部圧が大気圧であると検出されるまで、パージガスを導入する第1のステップと、前記バルブを開いて前記逆止弁の両端の圧力差に基づいて気体を移動させる第2のステップと、前記内部圧が安定することを検出する第3のステップとを備える。

0017

本発明の請求項7に係る課題解決手段は、処理対象物が搬出入する処理室と、パージガスを供給するパージガス供給手段と、前記処理室に接続された一端と、前記パージガス供給手段に接続された他端とを有する第1のバルブと、前記第1のバルブの前記他端に接続された一端と、他端とを有する第2のバルブと、前記第2のバルブの前記他端に接続された一端と、大気圧に保たれた他端とを有し、前記一端と前記他端との間で一方向にのみ気体の移動を許す逆止弁とを備えた半導体製造装置において、前記第1のバルブが閉じられた状態で真空に排気された前記処理室に対し、前記第1のバルブを開いて前記パージガスを導入する第1のステップと、前記第2のバルブを開く第2のステップと、前記処理室の内部圧の安定を待って、前記処理対象物の搬出入を行う第3のステップとを備える。

0018

本発明の請求項8に係る課題解決手段において、前記半導体製造装置は、前記逆止弁を流れる気体の流速を測定する流速測定手段を更に備え、前記第3のステップでは前記流速測定手段が前記逆止弁に気体が流れていないことを検出したことを以て、前記内部圧の安定を検出する。

0019

本発明の請求項9に係る課題解決手段において、半導体装置の製造方法は、半導体装置の製造工程において請求項6〜8のいずれかに記載の半導体製造装置の内部圧調節方法を用いる。

0020

実施の形態1.図1は本発明の半導体製造装置の例を示す概略構成図である。この半導体製造装置は、CVD装置、スパッタリング装置、ドライエッチング装置等である。この半導体製造装置は、半導体ウェハ等の処理対象物OBJが搬出入するゲートG1〜G3を有する処理室100と、処理室100の気体を導入又は排出するための気体導入排出装置200とを備えている。本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法は、半導体装置の製造工程において本発明の半導体製造装置を用い、処理対象物OBJに処理を施してこの処理対象物OBJ上に半導体集積回路等の半導体装置を製造する。

0021

処理室100は、処理対象物を一時的に格納しておくためのカセット室1と、半導体ウェハ等の処理対象物OBJに対してスパッタリングエッチング等の処理を施すための処理室本体3と、カセット室1と処理室本体3との間に介在し、これらの間において処理対象物OBJを搬送するためのロボットBTを含むロボット室2と、大気とカセット室1との間に介在し、開閉するゲートG1と、カセット室1とロボット室2との間に介在し、開閉するゲートG2と、ロボット室2と処理室本体3との間に介在し、開閉するゲートG3とを備えている。

0022

気体導入排出装置200は、N2からなるパージガスの源であるパージガス源Pdと、上記室1、2及び3内のそれぞれにパージガスを導入するために開閉するバルブV12、V22及びV32と、プロセスガスの源であるプロセスガス源Pcと、上記室3内にプロセスガスを導入するために開閉するバルブV33と、プロセスガスの量を制御するための制御装置MFCと、上記室3内のガスを排出するための真空ポンプPbと、上記室3内のガスの排出を止めるために開閉するバルブV31と、上記室1及び2内のガスを排出するための真空ポンプPaと、上記室1内のガスの排出を止めるために開閉するバルブV11と、上記室2内のガスの排出を止めるために開閉するバルブV21と、上記室1内の内部圧を測定するための圧力計PGとを備えている。パージガス源PdとバルブV12、V22及びV32は処理室100内にパージガスを導入するパージガス導入手段を構成する。真空ポンプPa、Pb、バルブV11、V21及びV33は処理室100内を真空に排気する排気手段を構成する。

0023

次に、図1の半導体製造装置の動作について説明する。大気中に存在する処理対象物OBJは、ゲートG1、カセット室1、ゲートG2、ロボット室2、ゲートG3を介して処理室本体3内に搬送されて、処理室本体3内で所定の処理が施される。そして処理対象物OBJは、処理室本体3内で所定の処理が施されると、逆の順で、処理室本体3内から大気中に搬送される。

0024

図2は本発明の実施の形態1におけるカセット室1に関わる部分の構成図である。カセット室1は、配管Td、バルブV12及び配管Teを介してパージガス供給源Pdに接続されている。また、本発明の半導体製造装置は、図1の説明に加え、開閉するバルブV13と、バルブV13を介してカセット室1側に接続された一端と大気圧に保たれた他端とを有しこの一端と他端との間で、カセット室1内の内部圧と大気圧との圧力差に基づいて、前記一端から前記他端へと向かう一方向にのみ気体の移動を許す逆止弁Caとをさらに備えている。

0025

カセット室1から大気へと向かう順に、直列に接続された配管Ta、バルブV13、配管Tb、逆止弁Ca及び配管Tcは第1の気体流出手段を構成する。配管Tcは大気へと開放されている。また、配管Ta、Tb及びTcの配管径は、ゲートG1の径よりも十分に細く、例えば1/4インチ以下に設定される。図2内のその他の符号は、図1内の符号に対応している。

0026

次に、本実施の形態におけるカセット室1に関わる部分の動作について図2図4を用いて詳細に説明する。処理対象物OBJがカセット室1内から大気中に搬送されるとき、カセット室1内の内部圧は図3に示す内部圧調節方法に基づいて調節される。ここでは、圧力計PGが実際の圧力より低い圧力を示す場合を考える。

0027

処理対象物OBJがロボット室2内からカセット室1内に搬送された後に、バルブV11を開くことにより、カセット室1内の内部圧は真空になっている(ステップS11、図4の時刻ゼロ)。バルブV12、V13及びゲートG1は閉じられ、カセット室1内を大気から遮断した状態である。

0028

次に、ステップS12を参照して、バルブV11を閉じることによって、カセット室1内のガスの排出を止める。

0029

次に、ステップS13を参照して、時刻がt1のとき、バルブV12を開くことによって、カセット室1内にパージガスを導入する。

0030

次に、ステップS14を参照して、内部圧が大気圧であるかどうかを圧力計PGに基づいて判定する。このように、ステップS12〜S14によって、バルブV13が閉じられた状態で真空に排気されたカセット室1に対し、圧力計PGによってカセット室1内の内部圧が大気圧であると検出されるまで、パージガスをカセット室1内に導入する。

0031

次に、ステップS15を参照して、ここでは、圧力計PGが大気圧を示す時刻をt2とする。圧力計PGは実際の圧力より低い圧力を示すため、この時刻t2で圧力計PGが大気圧を示していても、カセット室1内の内部圧P+は大気圧Ptよりも高い。時刻t2において、バルブV13を開く。カセット室1内の内部圧が大気圧Ptよりも高いため、第1の気体流出手段は、逆止弁Caの両端の圧力差に基づいて、カセット室1内から大気中にパージガスを流す。

0032

次に、ステップS16を参照して、バルブV12を閉じることによって、パージガスの導入を止める。内部圧は、カセット室1内から大気中に第1の気体流出手段を介してパージガスが流れているため、徐々に下がり、圧力計PGが示す圧力も変動する。このように、ステップS15及びS16によって、カセット室1内の内部圧は大気圧へと移行する。第1の気体流出手段に含まれる配管は細いため、徐々にカセット室1内から大気中にパージガスが流れ、カセット室1内において発塵することが抑制される。

0033

次に、ステップS17を参照して、圧力計PGが示す圧力が安定することを検出するまでの所定時間、ステップS16後の状態を継続する。ここでは、圧力計PGが示す圧力が安定した時刻をt3とする。この時刻では、大気圧Ptと内部圧とは同じになっている。

0034

次に、ステップS18を参照して、ゲートG1を開けて、カセット室1内から大気中への処理対象物OBJの移動を行う。ゲートG1を開けたとき、内部圧と大気圧Ptは同じであるため、発塵することはない。次に、ステップS19を参照して、バルブV13を閉じる。

0035

また、大気中からカセット室1内への処理対象物OBJの移動を行うときも、ステップS12〜S19の処理を行う。

0036

図5は日時に対する発塵数を示すグラフである。処理対象物OBJは8インチの半導体ウェハである。図5において、縦軸は、処理対象物OBJ表面上に付着した0.2μm以上の塵埃の数(発塵数)を示し、横軸は、d1より前は従来の内部圧調節方法を適用したとき、d1以後は本発明の内部圧調節方法を適用したときを示している。図5に示すように、d1以後では、d1前に比べて、処理対象物OBJ表面上に付着した発塵数は少ない。

0037

本実施の形態による効果は次の通りである。すなわち、第1の気体流出手段を設けたことにより、圧力計PGが実際の圧力より低い圧力を示しても、ゲートG1を開けたとき、処理対象物OBJに塵埃が付着すること防止できる。

0038

実施の形態2.図6は本発明の実施の形態2におけるカセット室1に関わる部分の構成図である。本実施の形態の半導体製造装置は、実施の形態1の半導体製造装置に加え、配管Tb’、逆止弁Cb及び配管Tc’をさらに備えている。逆止弁CbはバルブV13を介してカセット室1側に接続された一端と大気圧に保たれた他端とを有しこの一端と他端との間で、カセット室1内の内部圧と大気圧との圧力差に基づいて、前記他端から前記一端へと向かう一方向にのみ気体の移動を許す。配管Tbはその途中が分岐して、配管Tb’、逆止弁Cb及び配管Tc’の直列接続を介して大気中と接続されている。図6内のその他の符号は、図2内の符号に対応している。配管Ta、バルブV13、配管Tb及びTb’、逆止弁Cb及び配管Tc’は第2の気体流出手段を構成する。また配管Tb’、Tc’の径も1/4インチと細いものが採用される。

0039

本実施の形態におけるカセット室1に関わる部分の動作は、実施の形態1における動作に加えて、次の通りである。ここで、圧力計PGは、実際の圧力より高い圧力を示すとする。まず、図3に示すステップS11〜S14の処理を行う。ステップS11〜S14は実施の形態1における説明と同様である。また、図7は本発明における内部圧の変動例を示すグラフであり、図7内の符号は、図4内の符号に対応している。

0040

次に、ステップS15を参照して、ここでは、圧力計PGは実際の圧力より高い圧力を示すため、図7に示す時刻t2で圧力計PGが大気圧を示していても、カセット室1内の内部圧P−は大気圧Ptよりも低い。時刻t2において、バルブV13を開く。カセット室1内の内部圧が大気圧Ptよりも低いため、第2の気体流出手段は、逆止弁Cbの両端の圧力差に基づいて、大気中からカセット室1内に空気を流す。

0041

次に、ステップS16を参照して、バルブV12を閉じることによって、パージガスの導入を止める。内部圧は、大気中からカセット室1内に第2の気体流出手段を介して空気が流れているため、徐々に上がり、圧力計PGが示す圧力も変動する。このように、ステップS15及びS16によって、カセット室1内の内部圧は大気圧へと移行する。第2の気体流出手段に含まれる配管は細いため、徐々に大気中からカセット室1内に空気が流れ、カセット室1内において、発塵することが抑制される。

0042

次に、ステップS17〜S19の処理を行う。ステップS17〜S19は実施の形態1における説明と同様である。

0043

本実施の形態による効果は、実施の形態1の効果に加えて、次の通りである。すなわち、第2の気体流出手段を設けたことにより、圧力計PGが実際の圧力より高い圧力を示しても、ゲートG1を開けたとき、処理対象物OBJに塵埃が付着すること防止できる。

0044

実施の形態3.図8は本発明の実施の形態3におけるカセット室1に関わる部分の構成図である。本実施の形態の半導体製造装置は、実施の形態1の半導体製造装置に加え、配管Tcの一端に接続され、逆止弁Caを流れる気体の流速を測定するフローメータFM)と呼ばれる流速測定器(流速測定手段)FMaと、これに接続される配管Tfが設けられている。配管Tfは大気へと開放されている。図8内のその他の符号は、図2内の符号に対応している。配管Ta、バルブV13、配管Tb、逆止弁Ca、配管Tc、流速測定器FMa及び配管Tfは第3の気体流出手段を構成する。

0045

本実施の形態におけるカセット室1に関わる部分の動作は、実施の形態1における動作に加えて、次の通りである。図9は本発明の実施の形態3における内部圧調節方法を示すフローチャートである。本実施の形態のステップS17’では、圧力計PGが示す圧力が安定することを検出し、かつ、流速測定器FMaが逆止弁Caに気体が流れていないことを検出するまでの所定時間、ステップS16後の状態を継続する。圧力計PGが示す圧力が安定し、かつ、流速測定器FMaが逆止弁Caに気体が流れていないということはカセット室1内の内部圧が大気圧Ptに一致したことを意味し、図4の時刻t3に相当する。図9内のその他の符号は図3内の符号に対応している。

0046

本実施の形態による効果は、実施の形態1の効果に加えて、次の通りである。すなわち、流速測定器FMaを設けたことにより、圧力計PGによる圧力安定確認に加えて、流速測定器FMaによって大気圧と内部圧とが同じになっていることが正確に確認できる。

0047

実施の形態4.図10は本発明の実施の形態4におけるカセット室1に関わる部分の構成図である。本実施の形態の半導体製造装置は、実施の形態2の半導体製造装置に加え、流速測定器FMa、FMb、配管Tf及びTf’をさらに備えている。配管Tcの一端は、流速測定器FMa及び配管Tfを介して大気中と接続されている。配管Tc’の一端は、流速測定器FMb及び配管Tf’を介して大気中と接続されている。図10内のその他の符号は、図6内の符号に対応している。配管Ta、バルブV13、配管Tb、逆止弁Ca、配管Tc、流速測定器FMa及び配管Tfは実施の形態3で示された第3の気体流出手段を構成する。配管Ta、バルブV13、配管Tb、Tb’、逆止弁Cb、配管Tc’、流速測定器FMb及び配管Tf’は第4の気体流出手段を構成する。

0048

本実施の形態におけるカセット室1に関わる部分の動作は、実施の形態2における動作に加えて、次の通りである。この動作は、図9に示す内部圧調節方法と同様である。本実施の形態のステップS17’では、圧力計PGが示す圧力が安定することを検出し、かつ、流速測定器FMa及びFMbがそれぞれ逆止弁Ca及びCbに気体が流れていないことを検出するまでの所定時間、ステップS16後の状態を継続する。圧力計PGが示す圧力が安定し、かつ、流速測定器FMa及びFMbがそれぞれ逆止弁Ca及びCbに気体が流れていないということは、カセット室1内の内部圧が大気圧Ptに一致したことを意味し、図4図7の時刻t3に相当する。

0049

本実施の形態による効果は、実施の形態3の効果に加えて、次の通りである。すなわち、流速測定器FMbを設けたことにより、圧力計PGによる圧力安定確認に加え、流速測定器FMbによって大気圧と内部圧とが同じになっていることが正確に確認できる。

0050

実施の形態5.図11は本発明の実施の形態5におけるカセット室1に関わる部分の構成図である。本実施の形態の半導体製造装置は、実施の形態1における第1の気体流出手段を図1に示す気体導入排出装置200に含ませた構成である。すなわち、配管Teはその途中が分岐して、配管Ta、バルブV13、配管Tb、逆止弁Ca及び配管Tcの直列接続を介して大気中と接続されている。図11内のその他の符号は、図2内の符号に対応している。

0051

次に、本実施の形態におけるカセット室1に関わる部分の動作について図11及び図12を用いて詳細に説明する。処理対象物OBJがカセット室1内から大気中に搬送されるとき、カセット室1内の内部圧は、図12に示す内部圧調節方法に基づいて調節される。ここでは、パージガス供給源Pdはパージガスを大気圧Ptより高い圧力で出力する場合を考え、このパージガス供給源Pdが出力する圧力をP+とする。

0052

まず、ステップS51を参照して、カセット室1内の内部圧は、処理対象物OBJがロボット室2内からカセット室1内に搬送された後に、バルブV12(第1のバルブ)、V13(第2のバルブ)及びゲートG1は閉じられ、カセット室1内を大気から遮断している状態で、バルブV11を開くことにより、真空になっている。

0053

次に、ステップS52を参照して、バルブV11を閉じることによって、カセット室1内のガスの排出を止める。

0054

次に、ステップS53を参照して、バルブV12及びバルブV13を開く。カセット室1内の内部圧が大気圧よりも低いため、パージガスは、バルブV13よりもバルブV12の方へ流れやすく、カセット室1内に導入される。このように、パージガスの圧力がカセット室1内に直接にかかるのではなく、逆止弁Caの作用によって、大気圧に近い圧力でカセット室1へとパージガスが導入される。パージガス供給源Pdはパージガスを大気圧Ptより高い圧力で出力するが、カセット室1内の内部圧は大気圧Ptを超えない。内部圧が大気圧以上に上昇しようとすると、パージガスは第1の気体流出手段を介して、配管Tcから大気中に流れるからである。このように、ステップS52及びS53によって、バルブV12が閉じられた状態で真空に排気されたカセット室1に対し、バルブV12を開いてパージガスをカセット室1内に導入して、バルブV13を開く。また、徐々にカセット室1内にパージガスが流れ、カセット室1内において、発塵することが抑制される。

0055

ステップS54を参照して、圧力計PGが示す圧力が安定した時刻では、大気圧Ptと内部圧とは同じになっている。したがって、圧力計PGが示す圧力が安定していればよいため、圧力計PGが実際の圧力を示していなくてもよい。

0056

次に、ステップS55を参照して、バルブV12を閉じる。次に、ステップS56を参照して、バルブV13を閉じる。次に、ステップS57を参照して、ゲートG1を開けて、カセット室1内から大気中への処理対象物OBJの移動を行う。ゲートG1を開けたとき、内部圧と大気圧Ptは同じであるため、発塵することが抑制される。

0057

また、大気中からカセット室1内への処理対象物OBJの移動を行うときも、ステップS52〜S57の処理を行う。このように、ステップS54〜ステップS57は、カセット室1内の内部圧の安定を待って、処理対象物OBJの搬出入を行う。

0058

本実施の形態による効果は次の通りである。すなわち、第1の気体流出手段を気体導入排出装置200に含ませたことにより、圧力計PGが実際の圧力を示していなくても、ゲートG1を開けたとき、処理対象物OBJに塵埃が付着すること防止できる。

0059

実施の形態6.図13は本発明の実施の形態6におけるカセット室1に関わる部分の構成図である。本実施の形態の半導体製造装置は、実施の形態2における第2の気体流出手段を図1に示す気体導入排出装置200に含ませた構成である。すなわち、配管Teはその途中が分岐して、配管Ta、バルブV13、配管Tb、逆止弁Ca及び配管Tcの直列接続を介して大気中と接続されている。配管Tbはその途中が分岐して、配管Tb’、逆止弁Cb及び配管Tc’の直列接続を介して大気中と接続されている。図13内のその他の符号は、図6内の符号に対応している。

0060

次に、本実施の形態におけるカセット室1に関わる部分の動作は、実施の形態5における動作に加えて、次の通りである。ここでは、パージガス供給源Pdはパージガスを大気圧Ptより低い圧力P−で出力する場合を考える。

0061

まず、図12に示すステップS51及びS52の処理を行う。これらのステップは実施の形態5における説明と同様である。

0062

次に、ステップS53を参照して、バルブV12及びバルブV13を開く。パージガスがバルブ12を介してカセット室1内に導入され、一方、配管Ta、Tb、Tb’、Tc’及びバルブV13を介して、大気中のガスも導入される。このように、ステップS52及びS53によって、バルブV12が閉じられた状態で真空に排気されたカセット室1に対し、バルブV12を開いてパージガスをカセット室1内に導入して、バルブV13を開く。また、徐々にカセット室1内にパージガスが流れ、カセット室1内において、発塵することが抑制される。

0063

次に、ステップS54を参照して、圧力計PGが示す圧力が安定するまでの所定時間、この状態を継続する。圧力計PGが示す圧力が安定した時点では、大気圧Ptと内部圧とは同じになっている。したがって、圧力計PGが示す圧力が安定していればよいため、圧力計PGが実際の圧力を示していなくてもよい。

0064

次に、ステップS55〜S57の処理を行う。これらのステップは実施の形態5における説明と同様である。

0065

本実施の形態による効果は、実施の形態5の効果に加えて、次の通りである。すなわち、第2の気体流出手段を気体導入排出装置200に含ませたことにより、パージガス供給源Pdの圧力が大気圧より低くても、空気を導入することによって内部圧が大気圧になり、ゲートG1を開けたとき、処理対象物OBJに塵埃が付着すること防止できる。

0066

実施の形態7.図14は本発明の実施の形態7におけるカセット室1に関わる部分の構成図である。本実施の形態の半導体製造装置は、実施の形態3における第3の気体流出手段を図1に示す気体導入排出装置200に含ませた構成である。すなわち、配管Teはその途中が分岐して、配管Ta、バルブV13、配管Tb、逆止弁Ca、配管Tc、流速測定器FMa及び配管Tfの直列接続を介して大気中と接続されている。図14内のその他の符号は、図8内の符号に対応している。

0067

次に、本実施の形態におけるカセット室1に関わる部分の動作について図14及び図15を用いて詳細に説明する。処理対象物OBJがカセット室1内から大気中に搬送されるとき、カセット室1内の内部圧は、図15に示す内部圧調節方法に基づいて調節される。ここでは、パージガス供給源Pdはパージガスを大気圧Ptより高い圧力で出力する場合を考え、このパージガス供給源Pdが出力する圧力をP+とする。

0068

まず、ステップS71を参照して、カセット室1内の内部圧は、処理対象物OBJがロボット室2内からカセット室1内に搬送された後に、バルブV12、V13及びゲートG1は閉じられ、カセット室1内を大気から遮断している状態で、バルブV11を開くことにより、真空になっている。

0069

次に、ステップS72を参照して、バルブV11を閉じることによって、カセット室1内のガスの排出を止める。次に、ステップS73を参照して、バルブV12を開くことによって、パージガスをカセット室1内に導入する。

0070

次に、ステップS74を参照して、圧力計PGが示す内部圧が安定していることを確認する。ここでは、パージガス供給源Pdはパージガスを大気圧Ptより高い圧力P+で出力するため、内部圧が安定した時点での内部圧は大気圧Ptよりも高い。この後バルブV13を開く(ステップS75)。内部圧が大気圧Ptよりも高いため、カセット室1内のパージガスは配管Td、バルブV12、配管Te及び第1の気体流出手段を介して大気中に流れる。内部圧は、徐々に下がり、圧力計PGが示す圧力も変動する。また、徐々にカセット室1内にパージガスが流れ、カセット室1内において、発塵することが抑制される。

0071

次に、ステップS76を参照して、圧力計PGが示す圧力が安定するまでの所定時間、この状態を継続する。さらに、流速測定器FMaが逆止弁Caにおいて気体が流れていないことを示していることを確認する。圧力計PGが示す圧力が安定し、かつ、流速測定器FMaが逆止弁Caにおいて気体が流れていないことを示している時点では、大気圧Ptと内部圧とは同じになっている。このように、ステップS72〜S76によって、バルブV12が閉じられた状態で真空に排気されたカセット室1に対し、バルブV12を開いてパージガスをカセット室1内に導入して、バルブV13を開く。また、ステップS74では流速測定器FMaが逆止弁Caに気体が流れていないことを検出したことを以て、カセット室1内の内部圧の安定を検出する。

0072

次に、ステップS77を参照して、ゲートG1を開けて、カセット室1内から大気中への処理対象物OBJの移動を行う。

0073

また、大気中からカセット室1内への処理対象物OBJの移動を行うときも、ステップS72〜S77の処理を行う。このように、ステップS77は、カセット室1内の内部圧の安定を待って、処理対象物OBJの搬出入を行う。

0074

本実施の形態による効果は、実施の形態5の効果に加えて、次の通りである。すなわち、流速測定器FMaを設けたことにより、圧力計PGによる圧力安定確認に加えて、流速測定器FMaによって大気圧と内部圧とが同じになっていることが正確に確認できる。

0075

実施の形態8.図16は本発明の実施の形態6におけるカセット室1に関わる部分の構成図である。本実施の形態の半導体製造装置は、実施の形態4における第3及び第4の気体流出手段を図1に示す気体導入排出装置200に含ませた構成である。すなわち、配管Teはその途中が分岐して、配管Ta、バルブV13、配管Tb、逆止弁Ca、配管Tc、流速測定器FMa及び配管Tfの直列接続を介して大気中と接続されている。配管Tbはその途中が分岐して、配管Tb’、逆止弁Cb、配管Tc’、流速測定器FMb及び配管Tf’の直列接続を介して大気中と接続されている。図16内のその他の符号は、図10内の符号に対応している。

0076

本実施の形態におけるカセット室1に関わる部分の動作は、実施の形態7における動作に加えて、次の通りである。ここでは、パージガス供給源Pdはパージガスを大気圧Ptより低い圧力で出力する場合を考え、このパージガス供給源Pdが出力する圧力をP−とする。

0077

まず、ステップS71〜S73までは、動作及び状態は実施の形態7と同様である。このように、ステップS72〜S73によって、カセット室1内のガスの量を調節することにより、カセット室1内の内部圧をパージガスの圧力P−へ近づける。

0078

次に、ステップS74を参照して、圧力計PGが示す内部圧が安定していることを確認する。ここでは、パージガス供給源Pdはパージガスを大気圧Ptより低い圧力P−で出力するため、内部圧が安定した時点の内部圧は大気圧Ptよりも低い。このころ、バルブV13を開く(ステップS75)。内部圧が大気圧Ptよりも低いため、大気中のガスは第4の気体流出手段、配管Te、バルブV12及び配管Tdを介してカセット室1内に流れる。内部圧は、徐々に上がり、圧力計PGが示す圧力も変動する。

0079

次に、ステップS76を参照して、圧力計PGが示す圧力が安定し、かつ、流速測定器FMa及びFMbがそれぞれ逆止弁Ca及びCbにおいて気体が流れていないことを示すまでの所定時間、この状態を継続する。圧力計PGが示す圧力が安定し、かつ、流速測定器FMa及びFMbがそれぞれ逆止弁Ca及びCbにおいて気体が流れていないことを示している時点では、大気圧Ptと内部圧とは同じになっている。このように、ステップS72〜S76によって、バルブV12が閉じられた状態で真空に排気されたカセット室1に対し、バルブV12を開いてパージガスをカセット室1内に導入して、バルブV13を開く。また、ステップS74では流速測定器FMa及びFMbが逆止弁Ca及びCbに気体が流れていないことを検出したことを以て、カセット室1内の内部圧の安定を検出する。

0080

ステップS77による動作及び大気中からカセット室1内への処理対象物OBJの移動を行うときも、実施の形態7と同様である。

0081

本実施の形態による効果は、実施の形態7の効果に加えて、次の通りである。すなわち、流速測定器FMbを設けたことにより、圧力計PGによる圧力安定確認に加え、流速測定器FMbによって大気圧と内部圧とが同じになっていることが正確に確認できる。

0082

変形例.図17は実施の形態8の変形例を示す図である。図17に示すように、気体流出手段を配管Ta、Tb及びバルブV13のみで構成してもよい。この変形例では、気体流出手段の構成を簡単にして、実施の形態8の効果を得ることができる。

0083

図18図21はそれぞれ実施の形態2、4、6及び8の変形例を示す図である。図18図21に示すように、気体流出手段に、大気中からカセット室1内に流れる気体としてパージガスを含む袋D1を加えた構成である。袋D1は、配管Tc’又はTf’の一端に接続され、大気中に存在し、材質は例えばポリエステル等の大気圧に応じて変形し易い材質である。したがって、袋D1内の圧力と大気圧とは常に等しい。実施の形態2、4、6及び8では、気体流出手段を介して大気中の水蒸気が塵埃としてカセット室1内に流れ込んでしまう可能性がある。そのような場合には、この水蒸気がカセット室1内で膨張して、同室1内に結露が生じる。そこで、袋D1を備えることにより、第2の気体流出手段を介して袋D1内のパージガスをカセット室1内に流すことにより、大気中の塵埃がカセット室1内に流れ込むことを防止できる。

0084

実施の形態5〜8と実施の形態6及び8の変形例は、実施の形態1〜4のように気体導入排出装置200と気体流出手段とを独立してカセット室1に接続する場合よりも、カセット室1内の内壁に接続される配管の数を少なくすることができるため、カセット室1内の内壁に塵埃がたまる場所を少なくできる。また、実施の形態2〜8及び変形例を実施することにより、実施の形態1で説明された図5が示すように、発塵数は低減される。

発明の効果

0085

発明請求項1によると、排気手段によって真空排気された処理室に対して、パージガスを用いて処理室の内部圧を大気圧に戻す際に、圧力計によって大気圧であると測定された内部圧が実際には大気圧と異なっている場合であっても、バルブを開くことによって逆止弁が気体を徐々に移動させて内部圧を大気圧へと移行させるので、その後に開かれるゲートにおける発塵及びこれによる塵埃が処理対象物に付着することはない。例えば、圧力計の測定する圧力が実際の内部圧よりも低めである場合に、実際には内部圧が大気圧よりも高い状態までパージガスが導入されてはじめて圧力計は内部圧を大気圧であるかのように示すが、逆止弁が一端から他端へ向かう方向にのみ気体の移動を許せば、パージガスが逆止弁によってリークされて内部圧は大気圧へと移行する。逆に、圧力計の測定する圧力が実際の内部圧よりも高めである場合に、実際には内部圧が大気圧よりも低い状態までしかパージガスが導入されていないのに圧力計は内部圧を大気圧であるかのように示すが、逆止弁が他端から一端へ向かう方向にのみ気体の移動を許せば、大気圧に保たれた気体が逆止弁によってリークされて内部圧は大気圧へと移行する。勿論、後者の場合において、処理室を排気する時点ではバルブを閉めておけばよい。

0086

本発明請求項2によると、バルブを処理室に接続する場合と比較すると、処理室に直接にパージガスの圧力がかかるのではなく、バルブを介して設けられた逆止弁の作用によって、大気圧に近い圧力で処理室へとパージガスが導入される。しかも処理室に接続される配管の数を少なくすることができるため、処理室の内壁に塵埃がたまる場所を少なくできる。よって発塵を一層抑制することができる。

0087

本発明請求項3によると、流速測定手段によって逆止弁に気体が流れていないことを確認することにより、内部圧が大気圧と一致することをより正確に把握することができる。

0088

本発明請求項4によると、パージガスによっては処理室の内部圧を大気圧にまで高められなかった場合に、逆止弁を介して所定のガスによって処理室の内部圧を大気圧にまで高めることができる。しかも、所定のガスとして任意の気体を用いることができるので、大気のように湿度を含む気体を導入する場合と比較して有利である。

0089

本発明請求項5によると、排気手段によって真空排気された処理室に対して、パージガスを用いて処理室の内部圧を大気圧に戻す際に、圧力計によって大気圧であると測定された内部圧が実際には大気圧と異なっている場合であっても、バルブを開くことによって配管が気体を徐々に移動させて内部圧を大気圧へと移行させるので、その後に開かれるゲートにおける発塵及びこれによる塵埃が処理対象物に付着することはない。さらに、処理室に接続される配管の数を少なくすることができるため、処理室の内壁に塵埃がたまる場所を少なくできる。よって発塵を一層抑制することができる。

0090

本発明請求項6によると、バルブを閉じたままでパージガスを導入し、その後に逆止弁を介して内部圧と大気圧との圧力差をなくするので、圧力計に誤差が有った場合においても、大気の混入を最小限にとどめつつ処理室の内部を大気圧に戻すことができる。また圧力の急変を回避し、以て発塵を抑制することができる。

0091

本発明請求項7によると、パージガスの圧力が大気圧と等しくなくても、第2のバルブが、第1のバルブを流れる気体の圧力を大気圧に調整するので、圧力の急変を回避し、以て発塵を抑制することができる。

0092

本発明請求項8によると、処理室の内部圧の安定を精度良く検出することができる。

0093

本発明請求項9によると、処理対象物に塵埃が付着することが抑制されるため、後の製造工程や半導体装置の歩留り等への悪影響が改善されるという効果を奏す。

図面の簡単な説明

0094

図1本発明の半導体製造装置の例を示す概略構成図である。
図2本発明の実施の形態1における半導体製造装置の一部を示す構成図である。
図3本発明の実施の形態1、2における内部圧力調節方法を示すフローチャートである。
図4本発明における内部圧の変動例を示すグラフである。
図5本発明を実施したときの発塵数を示すグラフである。
図6本発明の実施の形態2における半導体製造装置の一部を示す構成図である。
図7本発明における内部圧の変動例を示すグラフである。
図8本発明の実施の形態3における半導体製造装置の一部を示す構成図である。
図9本発明の実施の形態3、4における内部圧力調節方法を示すフローチャートである。
図10本発明の実施の形態4における半導体製造装置の一部を示す構成図である。
図11本発明の実施の形態5における半導体製造装置の一部を示す構成図である。
図12本発明の実施の形態5、6における内部圧力調節方法を示すフローチャートである。
図13本発明の実施の形態6における半導体製造装置の一部を示す構成図である。
図14本発明の実施の形態7における半導体製造装置の一部を示す構成図である。
図15本発明の実施の形態7、8における内部圧力調節方法を示すフローチャートである。
図16本発明の実施の形態8における半導体製造装置の一部を示す構成図である。
図17本発明の実施の形態8の変形例を示す図である。
図18本発明の実施の形態2の変形例を示す図である。
図19本発明の実施の形態4の変形例を示す図である。
図20本発明の実施の形態6の変形例を示す図である。
図21本発明の実施の形態8の変形例を示す図である。
図22従来の半導体製造装置の一部を示す構成図である。
図23従来の内部圧力調節方法を示すフローチャートである。
図24従来における内部圧の変動を示すグラフである。
図25従来における内部圧の変動を示すグラフである。

--

0095

100処理室、200気体導入排出装置、OBJ処理対象物、G1ゲート、V13バルブ、D1 袋、FMa、FMb流速測定器。

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