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KR20200023220A - 기판 반송 모듈 및 기판 반송 방법 - Google Patents

기판 반송 모듈 및 기판 반송 방법 Download PDF

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KR20200023220A
KR20200023220A KR1020190102351A KR20190102351A KR20200023220A KR 20200023220 A KR20200023220 A KR 20200023220A KR 1020190102351 A KR1020190102351 A KR 1020190102351A KR 20190102351 A KR20190102351 A KR 20190102351A KR 20200023220 A KR20200023220 A KR 20200023220A
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KR
South Korea
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housing
conveyance
port
board
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하야토 이토미
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

본 개시의 기판 반송 모듈은, 하우징과, 상기 하우징의 측벽에 마련된 제1 기판 반송구와, 상기 하우징의 외측에 마련되는 모듈과 상기 하우징 내의 사이에서 기판을 반송하기 위해, 상기 하우징의 측벽에 마련되는 개폐 가능한 제2 기판 반송구와, 용기 본체와 덮개체에 의해 구성됨과 함께 상기 기판이 격납되는 반송 용기의 상기 용기 본체를, 당해 용기 본체에 개구되는 기판 취출구의 에지부가 상기 제1 기판 반송구의 에지부에 밀착하도록 상기 하우징의 측벽에 접속하고, 상기 용기 본체에 대한 상기 덮개체의 착탈에 의한 상기 기판 취출구의 개폐와, 상기 제1 기판 반송구의 개폐를 행하는 로드 포트와, 상기 하우징 내에 마련되고, 상기 제1 기판 반송구와 상기 제2 기판 반송구 사이에서 기판을 반송하는 반송 기구와, 상기 하우징 내에 청정한 기체를 공급하는 청정 기체 공급부와, 상기 하우징 내를 배기하는 배기 기구와, 상기 하우징 내에 있어서의 상기 제1 기판 반송구와 상기 제2 기판 반송구 사이에서 반송되는 상기 기판의 반송로의 상방에 개구되고, 당해 하우징 내의 분위기를 흡인하는 흡인 구멍과, 상기 흡인된 분위기에 있어서의, 상기 반송로를 이동하는 기판으로부터 방출되는 가스에 포함되는 성분을 검출하는 검출부를 구비한다.

Description

기판 반송 모듈 및 기판 반송 방법{SUBSTRATE CONVEYING MODULE AND SUBSTRATE CONVEYING METHOD}
본 개시는, 기판 반송 모듈 및 기판 반송 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 반송 용기에 격납된 상태에서 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 기재함)가 공장 내에서 반송된다. 반도체 디바이스의 제조 장치로서는, 이 반송 용기로부터 웨이퍼를 취출하여 진공 처리가 행해지도록 구성된다. 특허문헌 1에는, 이 웨이퍼의 취출을 행하는 모듈인 미니 인바이론먼트 장치에 대해 기재되어 있다. 이 미니 인바이론먼트 장치는, 프레임과, 프레임 내에서 웨이퍼를 반송하는 반송 로봇과, 프레임 내의 산소 농도를 모니터하기 위해, 웨이퍼의 반송로의 상방 및 하방에 각각 마련된 산소 농도계를 구비하고 있다.
일본 특허 공개 제2014-38888호 공보
본 개시는, 기판 반송 모듈에 있어서의 기판으로부터 방출되는 가스의 영향을 방지할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 기판 반송 모듈은, 하우징과,
상기 하우징의 측벽에 마련된 제1 기판 반송구와,
상기 하우징의 외측에 마련되는 모듈과 상기 하우징 내의 사이에서 기판을 반송하기 위해, 상기 하우징의 측벽에 마련되는 개폐 가능한 제2 기판 반송구와,
용기 본체와 덮개체에 의해 구성됨과 함께 상기 기판이 격납되는 반송 용기의 상기 용기 본체를, 당해 용기 본체에 개구되는 기판 취출구의 에지부가 상기 제1 기판 반송구의 에지부에 밀착하도록 상기 하우징의 측벽에 접속하고, 상기 용기 본체에 대한 상기 덮개체의 착탈에 의한 상기 기판 취출구의 개폐와, 상기 제1 기판 반송구의 개폐를 행하는 로드 포트와,
상기 하우징 내에 마련되고, 상기 제1 기판 반송구와 상기 제2 기판 반송구 사이에서 기판을 반송하는 반송 기구와,
상기 하우징 내에 청정한 기체를 공급하는 청정 기체 공급부와,
상기 하우징 내를 배기하는 배기 기구와,
상기 하우징 내에 있어서의 상기 제1 기판 반송구와 상기 제2 기판 반송구 사이에서 반송되는 상기 기판의 반송로의 상방에 개구되고, 당해 하우징 내의 분위기를 흡인하는 흡인 구멍과,
상기 흡인된 분위기에 있어서의, 상기 반송로를 이동하는 기판으로부터 방출되는 가스에 포함되는 성분을 검출하는 검출부를 구비한다.
본 개시에 의하면, 기판 반송 모듈에 있어서의 기판으로부터 방출되는 가스의 영향을 방지할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태인 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 2는 상기 기판 처리 장치에 마련되는 성막 모듈의 개략 종단 측면도이다.
도 3은 상기 기판 처리 장치에 마련되는 로더 모듈의 종단 측면도이다.
도 4는 상기 로더 모듈의 종단 측면도이다.
도 5는 상기 로더 모듈의 횡단 평면도이다.
도 6은 상기 로더 모듈에서 행해지는 염소의 검출을 설명하기 위한 그래프도이다.
도 7은 염소 농도의 추이를 설명하는 그래프도이다.
도 8은 상기 기판 처리 장치에 마련되는 제어부의 블록도이다.
도 9는 상기 제어부에서 실시되는 플로의 설명도이다.
도 10은 상기 로더 모듈의 다른 구성예를 도시하는 종단 측면도이다.
도 11은 상기 로더 모듈의 또 다른 구성예를 도시하는 횡단 평면도이다.
도 12는 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도이다.
도 13은 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도이다.
도 14는 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도이다.
도 15는 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도이다.
본 개시의 일 실시 형태인 로더 모듈(4)을 포함하는 진공 처리 장치(1)에 대해, 도 1을 참조하면서 설명한다. 로더 모듈(4)은, 예를 들어 가로로 길게 구성된 EFEM(Equipment Front End Module)이며, 이 로더 모듈(4) 내는, 대기 분위기이면서 상압 분위기로 형성되어 있다. 로더 모듈(4)에 대해서는 상세하게는 후술하지만, 복수의 웨이퍼(W)를 격납하는 밀폐 용기인 반송 용기(B)로부터 당해 웨이퍼(W)를 취출하여, 진공 처리 장치(1) 내에 도입하는 기판 반송 모듈로서 구성된다.
로더 모듈(4)의 측방에는, 웨이퍼(W)의 방향이나 편심의 조정을 행하는 얼라인먼트 모듈(11)이 마련되어 있다. 이 얼라인먼트 모듈(11)도, 기판 반송 모듈로서 구성된다. 로더 모듈(4)의 후방측의 좌우에는, 로드 로크 모듈(12, 13)이 마련되어 있다. 로드 로크 모듈(12, 13)은, 서로 마찬가지로 구성되어 있고, 내부에 웨이퍼(W)를 적재하여 대기시키기 위한 스테이지(14)를 구비하고 있다. 로드 로크 모듈(12, 13)은, 웨이퍼(W)를 로더 모듈(4)과 후술하는 진공 반송 모듈(15) 사이에서 반송시키기 위해, 내부를 N2(질소) 가스 분위기의 상압 분위기와 진공 분위기 사이에서 전환 가능하게 구성된다. 또한, 로드 로크 모듈(12, 13)과, 로더 모듈(4) 사이에는 게이트 밸브(G1)가 각각 개재한다.
로드 로크 모듈(12, 13)의 후방측에는, 내부가 진공 분위기로 되는 진공 반송 모듈(15)이 마련되어 있다. 진공 반송 모듈(15)은, 반송 암(16)을 구비하고 있다. 진공 반송 모듈(15)에는 그 주위를 따라 4개의 성막 모듈(2)이 접속되어 있고, 진공 반송 모듈(15)과 성막 모듈(2) 사이에는 게이트 밸브(G2)가 개재되어 있다. 이 성막 모듈(2)은, 진공 분위기하에서 웨이퍼(W)의 표면에 TiN(질화티타늄)막을 형성한다.
반송 용기(B)에 격납되는 웨이퍼(W)는, 로더 모듈(4)→얼라인먼트 모듈(11)→로더 모듈(4)→로드 로크 모듈(12(13))→진공 반송 모듈(15)→성막 모듈(2)이 차례로 반송되어 성막 처리된다. 성막 처리된 웨이퍼(W)는, 성막 모듈(2)→진공 반송 모듈(15)→로드 로크 모듈(12(13))→로더 모듈(4)→반송 용기(B1)의 순으로 반송된다. 로드 로크 모듈(12, 13)과, 진공 반송 모듈(15)과, 성막 모듈(2) 사이에 있어서의 웨이퍼(W)의 반송은, 상기한 반송 암(16)에 의해 행해진다. 얼라인먼트 모듈(11)과, 로더 모듈(4)과, 로드 로크 모듈(12, 13) 사이에 있어서의 웨이퍼(W)의 반송은, 로더 모듈(4)에 마련되는 후술하는 반송 기구(40)에 의해 행해진다.
계속해서, 도 2의 개략도를 사용하여 성막 모듈(2)의 구성에 대해 설명한다. 성막 모듈(2)은 진공 용기(21)를 구비하고 있다. 도면 중 부호 22는, 상기한 게이트 밸브(G2)에 의해 개폐되는 진공 용기(21)의 반송구이다. 진공 용기(21) 내에는, 당해 진공 용기(21) 내를 배기하여 소정의 압력의 진공 분위기를 형성하기 위한 배기구(23)가 개구된다. 배기구(23)는, 진공 펌프 등의 배기 기구(24)에 접속되어 있다. 진공 용기(21) 내에는 웨이퍼(W)를 적재하는 스테이지(25)가 마련되고, 스테이지(25)는 웨이퍼(W)를 가열하는 히터(26)를 구비한다.
스테이지(25)의 상방에는, 당해 스테이지(25)에 대향하는 가스 공급부(27)가 마련되어 있고, 가스 공급부(27)는 예를 들어 샤워 헤드로서 구성된다. 가스 공급부(27)에는, 제1 배관(28), 제2 배관(29)의 각 하류단이 접속되어 있다. 제1 배관(28)의 상류측은 분기되어, 원료 가스로서, 예를 들어 TiCl4(사염화티타늄) 가스 공급원(31), 치환 가스로서, 예를 들어 N2 가스 공급원(32)에 접속되어 있다. 제2 배관(29)의 상류측은 분기되어, 환원 가스로서, 예를 들어 NH3(암모니아) 가스 공급원(33), 치환 가스로서, 예를 들어 N2 가스 공급원(34)에 접속되어 있다. 이들 각 가스 공급원(31∼34)은 밸브 등을 포함하고, 가스 공급부에 각 가스를 공급한다. 성막 처리 시에 있어서는 히터(26)에 의해 웨이퍼(W)가 소정의 온도로 가열된 상태에서 가스 공급부(27)로부터 TiCl4 가스, NH3 가스가 교대로 반복 공급된다. 또한, TiCl4 가스가 공급되는 기간과, NH3 가스가 공급되는 기간 사이의 기간에 있어서, 가스 공급부(27)로부터는, 퍼지 가스로서 N2 가스가 공급된다. 즉, 이 성막 모듈(2)에서는 웨이퍼(W)에 ALD(Atomic Layer Deposition)가 행해져, TiN막이 형성된다.
계속해서, 도 3의 종단 측면도도 참조하면서, 로더 모듈(4)에 대해 상세하게 설명한다. 이 로더 모듈(4)은 각형의 하우징(41)을 구비하고 있고, 당해 하우징(41)은 평면에서 보아 좌우로 가로로 긴 직사각 형상으로 구성된다. 이 하우징(41)은 금속, 예를 들어 알루미늄에 의해 구성되어 있다. 하우징(41)의 후방측의 측벽의 좌우에 간격을 두고, 상기한 게이트 밸브(G1)에 의해 개폐되는 제2 기판 반송구인 반송구(42)가 개구되어 있다. 반송구(42)는 서로 동일한 높이에 형성되어 있다. 하우징(41) 내에는, 좌우로 이동 가능하면서 승강 가능한 받침대(43)가 설치되어 있고, 이 받침대(43) 상에는 승강 가능한 다관절 암인 반송 암(44)이 마련되어 있다. 이 반송 암(44) 및 받침대(43)에 대해서도 금속, 예를 들어 알루미늄에 의해 구성되어 있다. 받침대(43)의 이동 및 반송 암(44)의 협동에 의해, 후술하는 각 로드 포트(6)의 반송 용기(B)와 상기한 로드 로크 모듈(12, 13)의 각 스테이지(14) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달이 행해진다. 받침대(43) 및 반송 암(44)은 반송 기구(40)로서 구성된다.
하우징(41) 내의 천장부는 팬 필터 유닛(FFU)(45)에 의해 구성되어 있다. FFU(45)에는 가스 공급관(46)의 일단부가 접속되고, 가스 공급관(46)의 타단부는 대기의 공급원(47)에 접속되어 있다. FFU(45), 가스 공급관(46) 및 대기 공급원(47)은 청정 기체 공급부를 구성한다. 상기한 FFU(45)는, 당해 FFU(45)의 상부측을 구성함과 함께 가스 공급관(46)으로부터 공급되는 대기를 하방으로 공급하는 송기용 팬(48)과, 송기용 팬(48)의 하방에 마련되고, 당해 송기용 팬(48)으로부터 공급된 대기를 여과함으로써 청정화하여 하방으로 공급하는 필터(49)로 이루어진다. 송기용 팬(48)의 회전수에 의해, 하우징(41) 내에 있어서의 기류의 속도 및 하우징(41) 내로의 대기의 공급량이 조정된다. 하우징(41)의 저부에는 배기구(51)가 개구되고, 배기구(51)는, 배기 기구를 이루는 배기용 팬(52)에 접속되어 있다. 배기용 팬(52)의 회전수에 의해, 배기구(51)로부터 배기량이 조정된다.
상기 하우징(41)의 전방측의 측벽, 즉 상기한 반송구(42)가 마련되는 측벽에 대향하는 측벽에는, 반송구(61)가 마련되어 있다. 반송구(61)는 3개, 서로 동일한 높이에 마련되고, 좌우로 등간격을 두고 형성된다(도 1 참조). 그리고 반송구(61)마다, 반송 용기(B)로부터 하우징(41) 내에 웨이퍼(W)를 반입출시킴과 함께 당해 반송구(61)를 개폐하는 로드 포트(6)가 마련되어 있다. 이 반송 용기(B)는, 예를 들어 FOUP(Front Open Unified Pod)이며, 용기 본체(B1)와, 용기 본체(B1)에 대해 착탈 가능한 덮개체(B2)에 의해 구성되어 있다. 덮개체(B2)는, 용기 본체(B1)에 대해 탈착됨으로써 용기 본체(B1)의 전방에 형성된 기판 취출구(B3)를 개폐한다. 또한, 덮개체(B2)는 도시하지 않은 로크 기구를 구비하고, 당해 로크 기구에 의해 용기 본체(B1)에 고정된다.
로드 포트(6)는, 지지대(62), 이동 스테이지(63), 개폐 도어(64) 및 이동 기구(65)에 의해 구성된다. 지지대(62)는, 하우징(41)의 외측에 있어서 반송구(61)의 하방 위치로부터 전방으로 돌출된다. 이동 스테이지(63)는, 반송 용기(B)를 적재한 상태에서 지지대(62) 상을 전후로 이동한다. 이 이동 스테이지(63)의 이동에 의해, 도 3에 도시하는 바와 같이 용기 본체(B1)의 기판 취출구(B3)의 에지부(B4)가, 하우징(41)의 외측으로부터 반송구(61)의 에지부(66)에 밀착한 상태로 하고, 용기 본체(B1)에 대해 웨이퍼(W)의 전달을 행할 수 있도록 한다. 또한, 이와 같이 에지부(B4)가 에지부(66)에 밀착할 때의 용기 본체(B1)의 위치를 전달 위치로 한다.
개폐 도어(64)는, 하우징(41)의 내측으로부터 반송구(61)를 폐쇄하는, 도 3에 도시하는 폐쇄 위치에 위치할 수 있다. 또한, 개폐 도어(64)는, 도시하지 않은 로크 해제 기구를 구비하고, 상기한 바와 같이 용기 본체(B1)가 전달 위치에 위치하고, 또한 당해 개폐 도어(64)가 폐쇄 위치에 위치하는 상태에서, 덮개체(B2)의 로크 기구에 작용하여, 용기 본체(B1)와 덮개체(B2) 사이에 로크가 형성된 상태와, 로크가 해제된 상태를 전환할 수 있다. 그렇게 용기 본체(B1)와의 로크가 해제된 덮개체(B2)는, 당해 개폐 도어(64)에 지지된다. 이동 기구(65)는, 덮개체(B2)를 지지하는 개폐 도어(64)를 폐쇄 위치와, 당해 폐쇄 위치의 후방이면서 하방의 개방 위치로 이동시킬 수 있다. 개방 위치는, 반송 용기(B)와 로드 로크 모듈(12, 13) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 때의 웨이퍼(W) 반송로 상으로부터 개폐 도어(64)가 퇴피한 위치이다. 도 4는 개폐 도어(64)가 개방 위치로 이동하고, 반송 기구(40)에 의해 로드 로크 모듈(13)로부터 반송 용기(B)로 웨이퍼(W)가 복귀되는 상태를 나타내고 있다.
상기한 이동 스테이지(63)는, 용기 본체(B1)를 적재할 때에 당해 용기 본체(B1) 내에 접속되는 가스 공급부(68)를 구비하고 있고, 가스 공급부(68)에는 가스 공급로(69)의 일단부가 접속되어 있다. 가스 공급로(69)의 타단부는, 유량 조정부(71)를 통해 N2 가스 공급원(72)에 접속되어 있다. N2 가스 공급원(72)은, 전달 위치에 용기 본체(B1)가 위치하고, 또한 개방 위치에 덮개체(B2)가 위치할 때에 당해 용기 본체(B1) 내에 퍼지 가스로서 N2 가스를 공급한다. 그것에 의해, 용기 본체(B1) 내의 가스가 퍼지되고, 퍼지된 가스는, 도 4 중에 점선으로 나타내는 바와 같이 하우징(41) 내의 상기한 배기구(51)로부터 배기되어 제거된다. 유량 조정부(71)는 매스 플로 컨트롤러를 포함하고, 가스 공급부(68)로부터의 퍼지 가스의 공급량을 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 가스 공급부(68), 가스 공급로(69), 유량 조정부(71) 및 N2 가스 공급원(72)은, 퍼지 가스 공급부를 구성한다.
가스 공급부(68)로부터의 퍼지 가스의 공급에 의해, 용기 본체(B1) 내에 있어서, 후술하는 웨이퍼(W)로부터 방출되는 가스의 농도를 저하시킬 수 있어, 웨이퍼(W)에 대해 다음 처리가 행해질 환경으로, 당해 가스를 구성하는 성분이 반입되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어, 이 가스 공급부(68)로부터의 퍼지 가스의 공급은, 개폐 도어(64)가 폐쇄 위치로부터 이동하여 덮개체(B2) 및 반송구(61)가 개방되고 나서, 개폐 도어(64)가 폐쇄 위치로 이동하여 덮개체(B2) 및 반송구(61)가 폐쇄될 때까지의 동안, 계속해서 행해진다.
하우징(41) 내의 측벽에 있어서 각 반송구(61)의 상방에는, 흡인 구멍(73)이 개구되어 있다. 이러한 위치에 개구되어 있으므로, 흡인 구멍(73)은 로드 로크 모듈(13)에 대응하는 반송구(42)로부터 각 로드 포트(6)에 대응하는 반송구(61)로 이동하는 웨이퍼(W)의 반송로 상방에 개구되어 있게 된다. 또한, 각 가스 흡인 구멍(73)은 각 반송구(61)의 위치에 대응하여, 서로 동일한 높이에 설치되고, 또한 서로 등간격을 두고 마련되어 있다. 후술하는 바와 같이, 흡인 구멍(73)으로부터 흡인을 행함으로써 각 반송구(61)를 통과하는 웨이퍼(W)로부터 방출되는 염소 농도가 검출되지만, 이러한 흡인 구멍(73)의 배치에 의해, 각 반송구(61)를 통과하는 웨이퍼(W)에 대해 동일한 조건에서 염소 농도가 검출된다.
도 5의 종단 평면도도 참조하면서 설명하면, 각 가스 흡인 구멍(73)에는 배관(74)의 일단부가 접속되고, 각 배관(74)의 타단부는 분석부(76)에 접속되어 있다. 따라서, 이 예에서는 반송구(61), 로드 포트(6), 흡인 구멍(73), 배관(74), 분석부(76)의 세트가 3개 마련되어 있다. 분석부(76)는, 예를 들어 펌프(79)를 구비하고 있고, 당해 펌프(79)에 의해 흡인 구멍(73)으로부터 흡인된 기체가 분석부(76)에 도입된다. 그리고 분석부(76)는, 이와 같이 도입된 분위기 중의 염소(Cl)의 농도에 대응하는, 예를 들어 아날로그 전압 신호를 검출 신호로 하여, 후술하는 제어부(8)로 송신한다.
분석부(76)에 의해 행해지는 염소(Cl)의 검출 방법에 대해 특단의 제한은 없고, 예를 들어 이온 모빌리티 분광법이나 이온 크로마트 분석법 등, 공지의 검출 방법을 사용할 수 있다. 분석부(76)에 의한 흡인에 대해서는 예를 들어 로더 모듈(4)의 가동 중, 상시 행해진다. 또한 배관(74)에 대해서는, 예를 들어 수지로 이루어지는 연질의 배관을 사용해도 되고, 예를 들어 스테인리스로 이루어지는 경질의 배관을 사용해도 된다. 그리고 분석부(76)가 하우징(41)으로부터 이격된 위치에 마련되도록 배관(74)을 배선해도 되고, 분석부(76)가 하우징(41)에 마련되도록 배관(74)을 배선해도 된다. 또한, 분석부(76)는, 예를 들어 2L/분으로 기체를 흡인하는데 이것은 일례이며, 그러한 흡인량인 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 후술하는 바와 같이, 3개 중 하나의 반송구(61)의 상방에 마련되는 흡인 구멍(73)으로부터 흡인된 기체인 염소에 기초하여, 당해 흡인 구멍(73)에 접속되는 분석부(76)가 검출 신호를 출력하고, 당해 반송구(61)를 개폐하는 로드 포트(6)의 동작이 제어된다. 따라서, 이들 반송구(61), 로드 포트(6), 흡인 구멍(73), 분석부(76)를, 서로 대응하는 반송구(61), 로드 포트(6), 흡인 구멍(73), 분석부(76)로서 기재하는 경우가 있다.
상기한 바와 같이 염소 농도를 검출하는 이유에 대해 설명한다. 이미 서술한 바와 같이 성막 모듈(2)에 있어서는, TiCl4를 사용하여 성막이 행해지므로, 성막 모듈(2)로부터 반출되는 웨이퍼(W)에는 염소(Cl)가 잔류하여, 웨이퍼(W)로부터 이 염소(Cl)을 포함하는 가스가 방출되게 된다. 이 웨이퍼(W)로부터 방출되는 가스를 아웃 가스라고 칭하기로 한다. 이 아웃 가스 중의 염소(Cl)는, 웨이퍼(W)가 대기 분위기의 로더 모듈(4)로 반송되었을 때에 당해 대기에 포함되는 수분과 화학 반응을 일으켜 염산을 발생시켜, 이 염산에 의해, 로더 모듈(4)을 구성하는 하우징(41) 및 반송 기구(40) 등을 구성하는 금속이 부식된다. 즉, 염소(Cl)를 포함하는 아웃 가스는, 로더 모듈(4)을 구성하는 금속을 부식시키는 부식성 가스이다.
성막 처리 시에 가열됨으로써, 반송 용기(B)로 회수되는 웨이퍼(W)의 온도는 로더 모듈(4)의 하우징(41) 내의 온도보다 높다. 예를 들어 하우징(41) 내의 온도는 25℃ 정도인데, 로드 로크 모듈(12(13))로부터 로더 모듈(4)로 반송되는 웨이퍼(W)의 온도는 예를 들어 80℃ 이상이다. 이와 같이 웨이퍼(W)의 온도가 주위의 온도보다 높음으로써, 웨이퍼(W)의 아웃 가스는 열영동에 의해 상승 기류를 형성한다. 그리고 이와 같이 상승 기류가 형성되므로, 하우징(41) 내에 있어서 성막 처리 완료된 웨이퍼(W)가 통과하는 반송구(61)의 상방은, 이 아웃 가스에 노출되기 쉬워, 비교적 부식이 진행되기 쉬운 영역이다. 그래서 이 예에서는 이 부식이 진행되기 쉬운 영역의 염소 농도를 고정밀도로 측정하고, 후술하는 대처에 의해 당해 부식의 발생 및 진행을 억제할 수 있도록, 흡인 구멍(73)이 당해 영역에 개구되도록 하고 있다. 단 후술하는 바와 같이, 이러한 위치에 흡인 구멍(73)을 마련하는 것에 한정되는 것은 아니다.
계속해서, 제어부(8)에 대해 설명한다. 제어부(8)는, 진공 처리 장치(1)의 각 부로 제어 신호를 송신하고, 앞서 서술한 웨이퍼(W)의 반송 및 처리를 행할 수 있도록 제어 신호를 송신한다. 또한, 앞서 서술한 각 분석부(76)로부터 출력되는 검출 신호에 기초하여, 흡인된 기체 중의 염소 농도를 검출한다. 따라서, 제어부(8) 및 분석부(76)는, 염소의 검출부로서 구성된다. 또한, 제어부(8)는, 이 염소 농도가 상승하였을 때, 후술하는 대처 동작이 행해지도록 각 부에 제어 신호를 출력한다.
상기한 흡인 구멍(73)으로부터의 흡인 및 분석부(76)에 의한 염소 농도의 검출은, 예를 들어 진공 처리 장치(1)의 동작 중에 상시 행해진다. 상기한 바와 같이 웨이퍼(W)로부터 방출되는 아웃 가스는 상승 기류를 형성한다는 점에서, 웨이퍼(W)가 흡인 구멍(73)의 하방을 통과하여 반송 용기(B)로 복귀될 때, 흡인 구멍(73)으로부터 흡인되는 기체에는 많은 염소(Cl)가 포함되게 되어, 검출되는 염소 농도는 급격하게 상승한다. 그 후, 당해 웨이퍼(W)가 반송 용기(B)에 격납되면, 흡인 구멍(73)으로부터 흡인되는 가스 중의 염소 농도는 점차 저하된다. 도 6의 그래프는, 종축에 염소 농도(단위: ppb), 횡축에 경과 시간(단위: 초)을 각각 설정하고 있다. 이 도 6에서는 동일한 반송 용기(B)에 차례로 반송되는 3개의 웨이퍼(W)에 대해, 분석부(76)가 가령 이들 3개 중 하나의 웨이퍼(W)로부터만 방출되는 염소 농도를 검출하였다고 한 경우의 파형을, 웨이퍼(W)마다 상이한 선 종류로 나타내고 있다. 파형에 대해, 1매째의 웨이퍼(W)는 실선, 2매째의 웨이퍼(W)는 1점 쇄선, 3매째의 웨이퍼(W)는 2점 쇄선으로 각각 나타내고 있다. 각 웨이퍼(W)는 마찬가지로 처리되어 있기 때문에, 마찬가지로 가스가 방출된다고 생각할 수 있으므로, 각 파형은 동일 형상으로 하고 있다.
단, 웨이퍼(W)는 비교적 짧은 간격으로 주기적으로 반송 용기(B)로 반송된다. 즉, 하나의 웨이퍼(W)가 반송 용기(B)로 반송되어, 그 웨이퍼(W)로부터의 가스가 흡인 구멍(73)을 향해 공급될 때, 이 흡인 구멍(73) 부근에는 그 웨이퍼(W)에 선행하여 반송 용기(B)로 반송된 웨이퍼(W)로부터 방출된 가스가 잔류하고 있고, 이 잔류 가스도 흡인 구멍(73)으로 공급된다. 따라서, 웨이퍼(W)가 주기적으로 반송 용기(B)로 반송될 때에는, 반송되는 웨이퍼(W)의 순서가 커질수록, 흡인 구멍(73) 부근에 염소가 누적되어, 검출되는 염소 농도가 높아진다. 구체적으로, 도 6의 그래프에서 3매째의 웨이퍼(W)를 반송 용기(B)로 복귀시키는 시각 t0에서 검출되는 염소 농도는, 이 3매째의 웨이퍼(W)로부터 방출되는 아웃 가스의 염소 농도 A3에, 1매째 및 2매째의 웨이퍼(W)로부터 방출되어 잔류하고 있는 아웃 가스의 염소 농도 A1, A2가 각각 누적된 농도, 즉 A1＋A2＋A3에 대응한다.
따라서, 다수의 웨이퍼(W)가 주기적으로 반송 용기(B)로 반송될 때, 염소 농도의 검출값은, 예를 들어 도 7의 그래프에 나타내는 바와 같은 파형을 그린다고 생각할 수 있다. 도 7의 그래프의 종축, 횡축은 도 6의 그래프와 마찬가지로 염소 농도, 시간을 각각 나타내고 있고, 시각 t1, t2, t3, t4는, 연속해서 반송 용기(B)로 복귀되는 4매의 웨이퍼(W)가 흡인 구멍(73)의 하방을 각각 통과한 타이밍을 각각 나타내고 있다. 웨이퍼(W)가 흡인 구멍(73)의 하방을 통과할 때마다 염소 농도가 급격하게 상승하고, 그 후, 염소 농도가 급격하게 하강하는, 즉 파형에 피크가 보이지만, 반송 용기(B)로 복귀되는 순서가 늦은 웨이퍼(W)가 통과할 때일수록, 그 피크의 값은 크다. 이와 같이 웨이퍼(W)의 반송 중에 검출되는 염소 농도의 값은 상하로 변동되는데, 제어부(8)는 예를 들어 이러한 파형의 각 피크(도면 중에 점선의 원으로 둘러싸고 있음)의 값만을 추출하여 염소 농도로서 취급하고, 미리 설정된 허용값을 비교하여 이상의 유무를 판정한다. 이 염소 농도의 파형의 취득 및 파형으로부터의 염소 농도의 검출은, 검출 신호의 수신 후 신속하게 행해진다. 즉, 웨이퍼(W)의 반송 중에, 실시간으로 염소 농도의 검출이 행해진다.
계속해서, 도 8을 참조하면서 제어부(8)의 구성에 대해 설명한다. 제어부(8)는, 버스(81), CPU(82), 프로그램 저장부(83), 메모리(84) 및 알람 출력부(85)를 구비하고 있고, 버스(81)에 CPU(82), 프로그램 저장부(83), 메모리(84), 알람 출력부(85)가 각각 접속되어 있다. 또한, 버스(81)에는 상기한 분석부(76)가 접속되어 있고, 제어부(8)가 이미 서술한 검출 신호를 수신할 수 있도록 구성되어 있다. 도면 중에서는 당해 검출 신호를, 점선의 화살표로 나타내고 있다.
상기한 프로그램 저장부(83)에는, 프로그램(86)이 저장되어 있다. 프로그램(86)에는, 제어부(8)로부터 진공 처리 장치(1)의 각 부로 제어 신호를 송신하고, 앞서 서술한 웨이퍼(W)의 반송 및 처리, 염소 농도의 검출, 및 후술하는 대처 동작의 플로가 실행되도록 명령(각 스텝)이 내장되어 있다. 이 프로그램(86)은, 예를 들어 콤팩트 디스크, 하드 디스크, MO(광 자기 디스크), DVD 등의 기억 매체에 저장되어 프로그램 저장부(83)에 인스톨된다.
그런데 이 제어부(8)는 검출되는 염소 농도가 상승하였을 때, 이 상승에 대처하는 대처 동작을 실행할 수 있도록 구성되어 있다. 이 실시 형태의 당해 대처 동작으로서는, FFU(45)의 송기용 팬(48)의 회전수 증가, 배기용 팬(52)의 회전수 증가에 의한 배기구(51)로부터의 배기량의 증가, 유량 조정부(71)에 의한 전달 위치의 용기 본체(B1)로의 퍼지 가스의 공급량의 증가이다. 도 8에서는 송기용 팬(48), 배기용 팬(52), 유량 조정부(71)로 송신되는 대처 동작을 실행하기 위한 제어 신호를 쇄선의 화살표로서 표시하고 있다.
메모리(84)에는, 염소 농도의 허용값이나, 송기용 팬(48)의 기준의 회전수, 배기용 팬(52)의 기준의 회전수가 기억된다. 예를 들어 염소 농도가 정상이라고 판정되었을 때에는, 이 메모리(84)에 기억되는 기준의 회전수로 송기용 팬(48), 배기용 팬(52)이 각각 회전하고, 이상이라고 판정되었을 때에는 기준의 회전수로부터 소정량 증가한 회전수로 송기용 팬(48), 배기용 팬(52)이 회전한다. 이 기준의 회전수에 대한 소정의 증가량에 대해서도, 예를 들어 당해 메모리(84)에 기억된다. 또한, 메모리(84)에는, 염소 농도의 검출값과, 유량 조정부(71)에 의한 용기 본체(B1)로의 퍼지 가스 공급량의 대응 관계가 기억된다. 이 대응 관계는, 염소 농도의 검출값이 클수록 퍼지 가스의 공급량이 커지도록 설정되어 있다. 이 대응 관계와 염소 농도의 검출값에 기초하여 퍼지 가스 공급량이 결정되고, 결정된 공급량이 되도록 유량 조정부(71)의 동작이 제어된다. 즉 상기한 대응 관계는, 염소 농도의 검출값에 따라서 퍼지 가스 공급량을 피드백 제어하기 위한 데이터이다.
알람 출력부(85)는, 예를 들어 모니터나 스피커 등에 의해 구성되어 있고, 이상이 발생한 취지를 장치의 유저에게 보고하기 위한 알람을, 화상이나 음성으로서 출력한다. 또한, 염소 농도의 검출값에 따라서, 상이한 종류의 알람이 출력되도록 해도 된다.
계속해서 도 9의 플로에 기초하여, 이미 서술한 바와 같이 모듈 사이를 웨이퍼(W)가 반송되어 처리가 행해질 때의 로더 모듈(4)의 동작을 설명한다. 로더 모듈(4)에 있어서, FFU(45)의 송기용 팬(48)이 기준의 회전수로 회전함과 함께, 배기용 팬(52)이 기준의 회전수로 회전하여, 하우징(41) 내에 하강 기류가 형성된다. 한편 각 흡인 구멍(73)으로부터의 흡인이 행해져, 각 분석부(76)로부터 제어부(8)로 검출 신호가 송신된다. 이러한 상태에서 도시하지 않은 반송용 용기의 반송 기구에 의해, 반송 용기(B)가 순차 각 로드 포트(6)로 반송된다.
그리고 반송 용기(B)로부터 격납되어 있는 웨이퍼(W)가 반출되고, 이미 서술한 바와 같이 그 반출된 웨이퍼(W)는 성막 모듈(2)에서 성막 처리를 받아 당해 반송 용기(B)로 복귀된다. 반출된 웨이퍼(W)가 모두 복귀된 반송 용기(B)에 대해서는, 상기한 반송 용기용 반송 기구에 의해 로드 포트(6)로부터 퇴피된다. 빈 로드 포트(6)로는, 신규의 반송 용기(B)가 반송된다. 이미 서술한 바와 같이 로드 포트(6)에 의해 반송구(61)가 개방되어 있는 동안은, 당해 로드 포트(6)에 대응하는 분석부(76)에 의해 검출되는 염소 농도에 대응한 공급량으로, 당해 로드 포트(6)에 마련되는 가스 공급부(68)로부터 퍼지 가스가, 반송 용기(B)의 용기 본체(B1) 내로 공급되어 퍼지가 행해진다.
도 7에서 설명한 바와 같이 반송 용기(B)로 웨이퍼(W)가 복귀될 때마다, 각 검출 신호로부터 얻어지는 염소 농도의 파형에는 피크가 출현하고, 이 피크의 값이 염소 농도로서 검출된다(스텝 S1). 이 검출된 염소 농도에 대해, 허용값을 초과하고 있는지 여부가 판정된다(스텝 S2). 허용값을 초과하고 있지 않다고 판정된 경우는, 염소 농도는 이상 없음이 된다. 그리고 이상 없음이 된 경우에는, 계속해서 스텝 S1의 염소 농도의 검출이 행해지고, 기준의 회전수에서의 송기용 팬(48)의 회전, 기준의 회전수에서의 배기용 팬(52)의 회전이 각각 행해진다.
스텝 S2에 있어서 예를 들어 어느 분석부(76)에 의해 검출되는 염소 농도가 허용값을 초과함으로써, 이상이라고 판정되었다고 하자. 그 경우에는, 송기용 팬(52)의 회전수, 배기용 팬(53)의 회전수, 이상 염소 농도를 검출한 분석부(76)에 대응하는 로드 포트(6)의 퍼지 가스 공급량의 각각에 대해, 현재 상한값으로 되어 있는지 여부의 판정이 행해진다(스텝 S3). 스텝 S3에 있어서, 송기용 팬(52)의 회전수 및 배기용 팬(53)의 회전수에 대해 상한값이 아니라고 판정된 것에 대해서는, 회전수가 소정량 증가한다. 또한, 퍼지 가스 공급량에 대해서는 상한값이 아니라고 판정되면, 검출한 염소 농도에 대응하는 값이 되도록 증가한다. 송기용 팬(52)의 회전수, 배기용 팬(53)의 회전, 퍼지 가스 공급량 중, 상한값이라고 판정된 것에 대해서는 그 상한값인 채로 동작이 계속된다. 또한, 알람 출력부(85)로부터, 염소 농도가 이상이 된 것을 나타내는 알람이 출력된다(스텝 S4).
스텝 S4에서 송기용 팬(48) 및 배기용 팬(52)의 회전수가 증가한 경우는, 하우징(41) 내의 배기량이 증가함과 함께 하강 기류의 유속이 커진다. 그것에 의해, 하우징(41) 내로부터 염소(Cl)가 효율적으로 제거되어, 로드 로크 모듈(12(13))로부터 반송 용기(B)로 새롭게 웨이퍼(W)가 반송되어도, 검출되는 염소 농도의 피크값은 비교적 낮은 것이 된다. 또한, 스텝 S4에서 가스 공급부(68)로부터의 퍼지 가스의 공급량이 증가하는 경우는, 용기 본체(B1) 내가 효율적으로 퍼지되고, 용기 본체(B1) 내에 격납되는 웨이퍼(W)의 표면에 잔류하는 염소(Cl)는 확실하면서 신속하게 제거되어, 용기 본체(B1) 내의 염소(Cl) 농도가 저하된다.
상기한 스텝 S4가 행해진 후, 검출되는 염소 농도에 대해, 허용값 이하로 저하되었는지 여부가 판정된다(스텝 S5). 이 스텝 S5에서 허용값 이하로 저하되어 있지 않다고 판정된 경우는 이미 서술한 스텝 S3이 다시 실행된다. 스텝 S5에서 허용값 이하로 저하되었다고 판정된 경우는, 송기용 팬(48)의 회전수, 배기용 팬(52)의 회전수는 각각 기준의 회전수로 되도록 저하된다. 또한, 그 염소 농도의 저하에 따라서, 퍼지 가스의 공급량이 저하된다. 한편, 알람 출력부(85)로부터의 알람의 출력이 정지한다(스텝 S6). 이 스텝 S6에 이어서, 로더 모듈(4)에 있어서의 웨이퍼(W)의 반송이 종료되었는지 여부가 판정된다(스텝 S7). 이 스텝 S7에서, 반송이 종료되었다고 판정된 경우는, 당해 로더 모듈(4)에 있어서의 염소 농도의 검출이 정지하고, 반송이 종료되지 않았다고 판정된 경우는, 스텝 S1 이후의 각 스텝이 실시된다. 또한, 상기한 스텝 S3에 있어서, 송기용 팬(52)의 회전수, 배기용 팬(53)의 회전수 및 퍼지 가스 공급량이 상한값에 도달한 경우는, 이들 파라미터는 그 상한값인 채로 동작하고, 스텝 S7과 마찬가지로 로더 모듈(4)에서 웨이퍼(W)의 반송이 종료되었는지 여부가 판정된다(스텝 S8). 이 스텝 S8에서 반송이 종료되었다고 판정된 경우는 염소 농도의 검출이 정지하고, 반송이 종료되지 않았다고 판정된 경우는, 스텝 S5에 있어서의 검출되는 염소 농도가 허용값 이하로 되었는지 여부의 판정이 행해진다.
상기한 진공 처리 장치(1)를 구성하는 로더 모듈(4)에 있어서는, 로드 로크 모듈(12(13))로부터 반송 용기(B)로 복귀되는 웨이퍼(W)의 반송로의 상방에 개구되도록, 하우징(41)의 측벽에 흡인 구멍(73)이 개구되고, 흡인된 기체 중의 염소 농도를 더 검출하고 있다. 그리고 검출되는 염소 농도가 상승하였을 때의 대처 동작으로서 FFU(45) 및 배기용 팬(52)의 회전수의 증가가 행해져, 하우징(41) 내의 염소 농도의 상승이 억제된다. 따라서, 하우징(41) 내에 있어서의 각 부의 금속의 부식을 억제할 수 있다. 그로 인해, 부식에 의해 발생하는 이물이 웨이퍼(W)에 부착되는 것이 억제되므로, 웨이퍼(W)의 수율 저하도 억제할 수 있다. 또한, 대처 동작으로서 용기 본체(B1)로의 퍼지 가스의 공급량이 증가되므로, 반송 용기(B)에 의한 웨이퍼(W)의 반송처로 염소가 반입되는 것이 억제된다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 반송처의 환경의 악화를 방지할 수 있다. 이 퍼지 가스의 공급량은, 검출되는 염소 농도에 대응하기 위해, 여분의 퍼지 가스를 공급하는 것을 방지하여, 퍼지 가스의 사용량의 삭감을 도모할 수 있다. 따라서, 장치를 운용하는 데 있어서 에너지 절약화를 도모할 수 있다.
그런데 염소 농도가 상승하였을 때에 행해지는 대처 동작으로서는, 상기한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기한 바와 같이 염소 농도가 이상이라고 판정되었을 때에 반송 기구(40)의 동작을 정지시키고, 로더 모듈(4)에 있어서의 웨이퍼(W)의 반송이 정지되어도 된다. 그것에 의해, 상기한 부식에 의한 이물이 부착되었을 우려가 있는 웨이퍼(W)를, 당해 웨이퍼(W)에 대해 다음 처리를 행할 환경으로 반입하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이상이라고 판정되었을 때에 반송 기구(40)의 동작을 신속하게 멈추어도 되고, 반송 용기(B)로부터 반출된 웨이퍼(W)를 전부 반송 용기(B)로 복귀 종료시킨 후에 동작을 정지해도 된다. 즉 반송 기구(40)의 동작을 정지시키는 타이밍은 임의로 설정해도 된다. 또한, 염소 농도에 따라서 행해지는 동작에 대해, 송기용 팬(48)의 회전수, 배기용 팬의 회전수, 로드 포트(6)의 퍼지 가스의 공급량, 및 당해 반송 기구(40)의 동작 중, 어느 것 하나만, 혹은 이 중 선택된 복수만의 동작이 행해져도 된다.
또한, 예를 들어 상기한 염소 농도에 따라서, 예를 들어 FFU(45)로부터 공급되는 대기의 유량을 변화시켜도 된다. 구체적으로는, 예를 들어 FFU(45)에 접속되는 가스 공급관(46)에 매스 플로 컨트롤러를 구비한 유량 조정부를 마련하여, 염소 농도가 높을수록 FFU(45)로의 대기의 공급량을 많게 해도 된다. 그런데, 상기한 예에서는 염소 농도에 따라서 배기용 팬(52)의 회전수를 제어함으로써 배기구(51)로부터의 배기량을 제어하고 있지만, 그렇게 회전수를 제어하는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 배기용 팬(52)과 배기구(51) 사이에 밸브가 개재 설치된 배기관을 마련하고, 염소 농도가 높을 때에는 이 밸브의 개방도를 크게 하여 배기량을 증가시켜도 된다. 또한, 상기한 예에서는 송기용 팬(48), 배기용 팬(52)에 대해, 기준의 회전수와, 기준의 회전수＋소정의 증가량의 2단계로 회전수가 변경되지만, 그렇게 2단계로 변경되는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 검출된 염소 농도와 회전수의 대응 관계를 설정해 두고, 그 대응 관계에 기초하여 회전수가 다단계로 변경되도록 해도 된다.
그런데, 비교적 높은 염소 농도가 검출되었을 때, 상기한 바와 같이 송기용 팬(48) 및 배기용 팬의 회전수를 제어하여, 하우징(41) 내의 염소 농도를 저하시키기 위한 동작이 행해지는 예에 대해 설명해 왔지만, 그러한 동작이 행해지지 않아도 된다. 예를 들어, 제어부(8)에, 검출된 염소 농도를 표시하는 모니터를 마련한다. 장치의 유저는, 그 모니터의 염소 농도의 표시에 기초하여, 예를 들어 하우징(41) 내의 금속 부품을 교환하거나, 세정하거나 하는 시기에 대해 검토할 수 있으므로 유리하다.
또한, 상기한 예에서는 제어부(8)는 상시, 분석부(76)로부터의 검출 신호를 수신하여 염소 농도의 검출을 행하고 있지만, 그렇게 염소 농도의 검출이 상시 행해지는 것에 한정되는 것은 아니며, 특정 시간만 검출을 행해도 된다. 예를 들어, 로트의 선두의 웨이퍼(W)가 로드 로크 모듈(12(13))로부터 반출될 때에 검출이 개시되어, 당해 로트의 마지막 웨이퍼(W)가 반송 용기(B)로 반송 완료될 때까지의 기간(웨이퍼 회수 기간으로 함)에 있어서 염소 농도의 검출을 행한다. 그 웨이퍼 회수 기간 이외의 기간에서는 제어부(8)에 의한 염소 농도의 검출이 행해지지 않도록 해도 된다. 또한, 상기한 예에서는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형의 피크값을 염소 농도로 하여 허용값과의 비교를 행하는 것으로 하고 있지만, 그렇게 파형의 피크값을 염소의 농도로 하는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기한 웨이퍼 회수 기간 중의 소정의 구간에 있어서의 평균값을 산출하고, 이 평균값을 염소 농도로서 취급해도 된다.
그런데 흡인 구멍(73)으로서는, 로더 모듈(4)에 있어서, 웨이퍼(W)의 반송로에 개구되도록 마련되어 있으면 된다. 따라서, 예를 들어 하우징(41)의 내측벽으로부터 돌출되는 배관을 마련하고, 이 배관의 선단 구멍을 흡인 구멍(73)으로 하고, 분석부(76)는 하우징(41)의 외측으로부터 이 배관의 기단부를 흡인하여, 웨이퍼(W)의 반송로의 상방의 분위기를 도입하고, 검출을 행하도록 해도 된다. 이 배관의 흡인 구멍(73)으로서는, 측방에 개구되는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 배관이 굴곡됨으로써, 흡인 구멍(73)이 하방에 개구되어 있어도 된다.
또한, 도 10에 도시하는 바와 같이 반송구(61)의 상방에 흡인 구멍(73)을 마련하고, 또한 로드 로크 모듈(13)에 접속되는 반송구(42)의 상방에 흡인 구멍(73)을 마련해도 된다. 설명의 편의상, 반송구(61)의 상방에 개구된 흡인 구멍(73)을 73A, 반송구(42)의 상방에 개구된 흡인 구멍(73)을 73B로 한다. 부호 73A는 제1 흡인 구멍이고, 73B는 제2 흡인 구멍이다. 상기한 위치에 개구됨으로써, 흡인 구멍(73B)에 대해서도 흡인 구멍(73A)과 마찬가지로, 로드 로크 모듈(13)로부터 용기 본체(B1)로 복귀되는 웨이퍼(W)의 반송로의 상방에 개구되어 있게 된다. 흡인 구멍(73B)에 대해서도, 흡인 구멍(73A)과 마찬가지로 배관(74)을 통해 분석부(76)에 접속되어 있다. 그리고 제어부(8)는, 흡인 구멍(73A, 73B)으로부터 각각 흡인된 기체 중의 염소 농도를 검출 가능하게 구성되어 있다.
이와 같이 흡인 구멍(73A, 73B)을 마련한 경우, 예를 들어 흡인 구멍(73A)으로부터 흡인된 기체 중의 염소 농도가 허용값을 초과하고, 또한 흡인 구멍(73B)으로부터 흡인된 기체 중의 염소 농도가 허용값을 초과한 경우에, 판정부를 이루는 제어부(8)는 이상이라고 판정한다. 그리고 도 9의 스텝 S3으로서 설명한 바와 같이 염소 농도의 상승에 대처하는 각 대처 동작이 실행되도록 해도 된다. 한편, 흡인 구멍(73A)으로부터 흡인된 기체 중의 염소 농도, 흡인 구멍(73B)으로부터 흡인된 기체 중의 염소 농도 중 양쪽 혹은 어느 한쪽이 허용값 이하인 경우에는 정상이라고 판정하여, 상기한 대처 동작이 행해지지 않도록 해도 된다. 즉, 흡인 구멍(73A)으로부터 흡인된 기체 중의 성분 및 흡인 구멍(73B)으로부터 흡인된 기체 중의 성분에 기초하여, 이상의 유무의 판정이 행해지도록 할 수 있다.
또한, 예를 들어 로드 로크 모듈 중 어느 한쪽을 미처리 웨이퍼용, 다른 쪽을 처리 완료 웨이퍼용으로 하여, 도 11에 도시하는 바와 같이 각 반송구(42)의 상방의 흡인구(73B)를 대응시켜도 된다.
그 경우, 예를 들어 제어부(8)는, 로드 로크 모듈(12)의 반송구(42)의 상방의 흡인 구멍(73B)으로부터 흡인되는 기체 중의 염소 농도와, 로드 로크 모듈(13)의 반송구(42)의 상방의 흡인 구멍(73B)으로부터 흡인되는 기체 중의 염소 농도의 차분값을 산출하도록 구성되어 있어도 된다. 그리고 제어부(8)는, 이 차분값이 예를 들어 허용값 이하인지 여부를 판정하여, 허용값 이하이면 장치는 정상이라고 판정하고, 허용 범위를 초과하고 있으면 장치가 이상이라고 판정해도 된다. 구체적으로, 성막 처리 전의 웨이퍼(W)로부터 방출되어 로드 로크 모듈(12)의 반송구(42)의 상방의 흡인 구멍(73B)에 의해 흡인되는 기체의 염소 농도를 처리 전 염소 농도로 한다. 또한, 성막 처리 후의 웨이퍼(W)로부터 방출되어 로드 로크 모듈(13)의 반송구(42)의 상방의 흡인 구멍(73B)에 의해 흡인되는 기체의 염소 농도를 처리 후 염소 농도로 한다. 그러한 처리 전 염소 농도 및 처리 후 염소 농도에 기초하여, 제어부(8)가 진공 처리 장치(1)의 이상의 유무의 판정을 행하도록 해도 된다.
또한, 이들 흡인 구멍(73A, 73B)으로부터 각각 기체를 흡인하여 염소 농도를 검출함으로써, 장치의 유저는 하우징(41) 내의 각 위치에 있어서의 염소 농도가 어느 정도가 되는지를 파악할 수 있다. 따라서, 유저는 파악한 염소 농도에 따라서, 각 위치의 교환 부품을 준비하는 등의 대응을 취할 수 있으므로 유리하다. 또한, 흡인 구멍(73A, 73B) 중, 어느 흡인 구멍만을 마련하여, 염소 농도의 검출을 행하도록 해도 된다. 그런데, 웨이퍼(W)의 반송구(42, 61)의 상방에 흡인 구멍(73)을 마련하는 예를 나타냈지만, 흡인 구멍(73)은 웨이퍼(W)로부터 상방을 향해 방출되는 아웃 가스 중의 염소를 검출하기 위해, 이 반송구(42)와 반송구(61) 사이에 있어서의 웨이퍼(W)의 반송로의 상방에 마련되어 있으면 된다. 따라서, 반송구(42, 61)의 상방에 흡인 구멍(73)이 마련되는 것에 한정되지 않으며, 예를 들어 얼라인먼트 모듈(11) 내에 개구되어 있어도 된다.
성막 모듈(2)에 대해, 예를 들어 TiCl4 가스 및 H2 가스를 웨이퍼(W)에 공급하여 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 Ti막을 형성하도록 해도 된다. 그 경우에도, 반송 용기(B)로 반송되는 웨이퍼(W)로부터는 염소(Cl)를 포함하는 아웃 가스가 방출된다고 생각할 수 있으므로, 이미 서술한 로더 모듈(4)에서 염소 농도를 검출하는 것이 유효하다. 또한 진공 처리 장치(1)를 구성하는, 웨이퍼(W)에 처리 가스를 공급하여 처리하는 처리 모듈로서는 성막 모듈에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 에칭 모듈이나 플라스마화한 처리 가스에 웨이퍼(W)를 노출시켜 자연 산화막을 제거하는 프리클린 모듈이어도 된다. 또한, TiCl4 이외의 염소계 가스를 사용하여 웨이퍼(W)를 처리하는 경우에도, 마찬가지로 웨이퍼(W)의 아웃 가스에는 염소(Cl)가 포함되므로, 상기한 바와 같이 염소 농도를 검출하는 것이 유효해진다. 또한, 예시의 진공 처리 장치(1)는, 4개의 성막 모듈(2)을 갖는 클러스터 타입의 진공 처리 장치이지만, 성막 모듈(2)은 4개에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 4개 이상이어도 되고, 8개의 성막 모듈(2)을 갖고 있어도 된다. 또한, 대기 폭로하지 않고 웨이퍼(W)를 처리할 수 있는 형태이면 된다.
또한, 로더 모듈(4)의 대기 분위기에 있어서, 금속을 부식시키는 원소로서는 염소(Cl)에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 Br(브롬)을 들 수 있다. 따라서, 예를 들어 Br을 포함하는 가스가 공급되어 처리를 받은 웨이퍼(W)를 반송 용기(B)로 복귀시켜, 분석부(76)가 Br을 검출하는 구성이 되도록 구성되어도 된다. Br을 포함하는 가스 처리로서는, 예를 들어 HBr 가스에 의한 폴리실리콘의 에칭 처리를 들 수 있다. 또한, 분석부(76)에 대해서는, 웨이퍼(W)로부터 방출되는 아웃 가스에 포함되는 성분을 검출하여 당해 성분량에 대응하는 검출 신호를 출력할 수 있으면 되고, 이미 서술한 바와 같이 로더 모듈(4)을 부식시키는 가스의 성분을 검출시키는 것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 후술하는 평가 시험으로 나타내는 바와 같이 성막 모듈(2)에 있어서의 웨이퍼(W)의 처리 온도가 낮을수록, 성막 처리 중에 있어서의 웨이퍼(W)로부터의 염소의 승화량이 적어, 웨이퍼(W)에 염소가 잔류함으로써 로더 모듈(4)로 반입되기 쉽다. 후술하는 평가 시험에서는, 처리 온도가 500℃ 이하일 때에 검출되는 염소 농도가 비교적 높게 되어 있었다. 따라서, 진공 반송 모듈(15)에 접속되는 성막 모듈(2)이나 에칭 모듈에 있어서, 웨이퍼(W)가 500℃ 이하에서 처리되는 경우에, 상기한 바와 같이 염소 농도의 검출을 행하는 것이 특히 유효하다.
또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기한 실시 형태는, 첨부한 청구범위 및 그 취지를 일탈하는 일 없이, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
(평가 시험)
본 개시의 실시 형태에 관련하여 행해진 평가 시험에 대해 설명한다. 이 평가 시험에서는, 이미 서술한 진공 처리 장치(1)와 대략 마찬가지의 시험 장치를 사용하여 시험을 행하였지만, 이 시험 장치에서는 상기한 흡인 구멍(73)을 마련하고 있지 않다. 그리고 이 시험 장치에 있어서는, 전달 위치에 있어서의 용기 본체(B1)의 상부와, 분석부(76)에 상당하는 가스 농도 분석기를 배관을 통해 접속하였다. 이 가스 농도 분석기는, 배관을 통해 용기 본체(B1) 내를 상방으로부터 흡인하고, 성막 처리를 받아 용기 본체(B1)로 복귀된 웨이퍼(W)의 아웃 가스 중의 염소의 농도를 측정할 수 있도록 구성되어 있다.
평가 시험 1
평가 시험 1-1에서는, 성막 모듈(2)에 있어서 TiN막을 성막한 복수의 웨이퍼(W)를, 용기 본체(B1)로 복귀시켰을 때에 측정되는 염소 농도를 조사하였다. 이 TiN막의 성막 처리 시의 온도에 대해, 웨이퍼(W)마다 440℃∼680℃의 범위 내의 서로 다른 온도로 설정하고 있다. 이 평가 시험 1-1에서는, 웨이퍼(W)는 요철 패턴이 형성되어 있지 않은 웨이퍼(베어 웨이퍼)(W)의 표면적의 10배의 표면적을 갖도록, 요철 패턴이 형성된 웨이퍼(W)(10배 표면적 웨이퍼(W)로 함)를 사용하였다. 또한 평가 시험 1-2로서, 베어 웨이퍼(W)의 표면적의 5배의 표면적을 갖도록 요철 패턴이 형성된 웨이퍼(W)(5배 표면적 웨이퍼(W)로 함)를 사용한 것을 제외하고는, 평가 시험 1-1과 마찬가지로 시험을 행하였다.
도 12의 그래프는, 평가 시험 1-1, 1-2에 있어서, 440℃에서 처리된 웨이퍼(W)로부터 검출된 염소 농도의 시간에 의한 추이를 나타낸 것이며, 그래프의 종축이 염소 농도(단위: ppb), 그래프의 횡축이 측정 시간(단위: 초)을 각각 나타내고 있다. 또한, 이 도 12의 그래프와, 평가 시험의 결과를 나타내는 후술하는 각그래프의 종축 중의 A는, 양의 정수이다. 도 12의 그래프에서는, 평가 시험 1-1의 결과는 실선으로, 평가 시험 1-2의 결과는 점선으로 각각 나타내고 있다. 평가 시험 1-1, 1-2 모두 그래프의 파형은 급격하게 상승한 후에 급격하게 하강하고, 당해 파형에는 피크가 출현하고 있다. 440℃ 이외의 온도에서 성막 처리된 각 웨이퍼(W)에 대해서도, 이 440℃에서 처리된 웨이퍼(W)와 마찬가지로 파형에 피크가 출현하고 있었다.
도 13의 그래프는, 각 처리 온도에서 성막 처리된 웨이퍼(W)로부터 검출된, 도 12에서 설명한 파형의 피크값의 염소 농도를 나타내고 있다. 그래프의 종축이 당해 피크값인 염소 농도(단위: ppb)를 나타내고, 횡축이 처리 온도(단위: ℃)를 나타내고 있다. 평가 시험 1-1의 결과를 나타내는 그래프 중의 플롯에 대해서는 서로 실선으로 연결하고, 평가 시험 1-2의 결과를 나타내는 그래프 중의 플롯에 대해서는, 서로 점선으로 연결하여, 각각 나타내고 있다.
이 도 13의 그래프에 나타내는 바와 같이, 평가 시험 1-1, 1-2 모두 성막 처리 시의 온도가 낮을수록, 피크의 염소 농도가 높았다. 이것은 이미 서술한 바와 같이, 성막 처리 시의 온도가 낮으면, 이 성막 처리 시에 있어서의 열에 의한 염소의 제거량이 적기 때문이라고 생각할 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 성막 처리 시의 온도가 비교적 낮은 경우에는, 실시 형태에서 설명한 바와 같이 염소 농도를 검출하는 것이 특히 유효한 것을 알 수 있다. 또한, 이 평가 시험에서는 용기 본체(B1)로부터 웨이퍼(W)의 아웃 가스를 흡인하고 있지만, 상기한 바와 같이 아웃 가스는 상방으로 방출되므로 실시 형태와 같이 하우징(41)의 측벽으로부터 흡인해도, 마찬가지로 염소의 농도를 측정할 수 있다고 생각할 수 있다. 즉, 이 평가 시험 1의 결과로부터는, 실시 형태에서 나타내는 바와 같이 로더 모듈(4)을 구성한 경우에, 웨이퍼(W)로부터 방출되는 염소의 농도를 수치로서 나타낼 수 있는 것이 추정된다. 또한, 이 도 13의 그래프로부터 명백한 바와 같이, 평가 시험 1-1, 1-2에서는 성막 처리 시의 온도가 동일한 경우, 평가 시험 1-1 쪽이 피크의 염소 농도가 높다. 따라서, 표면적이 큰 웨이퍼(W)를 처리할 때에 염소 농도를 모니터하는 것이 특히 유효한 것이 확인되었다.
평가 시험 2
평가 시험 2-1로서, 평가 시험 1에서 사용한 시험 장치를 사용하여, 440℃에서 TiN막의 성막 처리가 행해진 동일 로트에 25매의 웨이퍼(W)를, 주기적으로 용기 본체(B1)로 복귀시킬 때에 있어서의 염소 농도를 모니터하였다. 이 평가 시험 2-1에서는, 1시간당 25매의 웨이퍼(W)를 성막 처리하여 용기 본체(B1)로 복귀시킬 수 있도록 설정하였다. 또한, 평가 시험 2-2로서 평가 시험 2-1과 마찬가지의 시험을 행하였지만, 이 평가 시험 2-2에서는 1시간당 50매의 웨이퍼(W)를 성막 처리하여 용기 본체(B1)로 복귀시킬 수 있도록 설정하였다.
도 14의 그래프는 평가 시험 2-1의 결과를, 도 15의 그래프는 평가 시험 2-2의 결과를 각각 나타내고 있다. 각 그래프의 횡축은 측정 시간(단위: 초)을, 종축은 염소 농도(단위: ppb)를 각각 나타내고 있다. 평가 시험 2-1, 2-2 모두, 각 웨이퍼(W)가 용기 본체(B1)로 복귀되는 타이밍에 대응하여, 그래프의 파형에 피크가 나타나 있었다. 평가 시험 2-1에서는, 1매째 내지 20매째의 웨이퍼(W)에 대응하는 피크에 대해서는, 순서가 뒤인 웨이퍼(W)에 대응하는 피크일수록, 염소 농도의 값이 크게 되어 있다. 20매째 이후의 웨이퍼(W)에 대응하는 피크의 염소 농도의 값은 대략 일정하였다. 평가 시험 2-2에서는, 1매째 내지 25매째의 웨이퍼(W)에 대응하는 피크에 대해, 순서가 뒤인 웨이퍼(W)에 대응하는 피크 정도 염소 농도의 값이 크고, 25매째의 웨이퍼(W)에 대응하는 피크의 염소 농도는, 평가 시험 2-1에서의 최대가 된 피크의 염소 농도보다 컸다.
이 예에서는 용기 본체(B1) 내를 흡인하여 염소 농도를 측정하고 있지만, 실시 형태에서 설명한 바와 같이 하우징(41)의 측벽에 흡인 구멍을 형성하여 측정을 행하는 경우도 염소 농도는 마찬가지인 파형이 된다고 생각할 수 있다. 따라서 도 7에서 설명한 바와 같이, 파형의 피크값에 기초하여 이상의 유무의 판정을 행하는 것이 가능한 것을 알 수 있다. 또한, 이 평가 시험 2로부터는, 웨이퍼(W)의 반송 속도에 의해 검출되는 염소 농도가 상이한 것이 확인되었다.

Claims (13)

  1. 하우징과,
    상기 하우징의 측벽에 마련된 제1 기판 반송구와,
    상기 하우징의 외측에 마련되는 모듈과 상기 하우징 내의 사이에서 기판을 반송하기 위해, 상기 하우징의 측벽에 마련되는 개폐 가능한 제2 기판 반송구와,
    용기 본체와 덮개체에 의해 구성됨과 함께 상기 기판이 격납되는 반송 용기의 상기 용기 본체를, 당해 용기 본체에 개구되는 기판 취출구의 에지부가 상기 제1 기판 반송구의 에지부에 밀착하도록 상기 하우징의 측벽에 접속하고, 상기 용기 본체에 대한 상기 덮개체의 착탈에 의한 상기 기판 취출구의 개폐와, 상기 제1 기판 반송구의 개폐를 행하는 로드 포트와,
    상기 하우징 내에 마련되고, 상기 제1 기판 반송구와 상기 제2 기판 반송구 사이에서 기판을 반송하는 반송 기구와,
    상기 하우징 내에 청정한 기체를 공급하는 청정 기체 공급부와,
    상기 하우징 내를 배기하는 배기 기구와,
    상기 하우징 내에 있어서의 상기 제1 기판 반송구와 상기 제2 기판 반송구 사이에서 반송되는 상기 기판의 반송로의 상방에 개구되고, 당해 하우징 내의 분위기를 흡인하는 흡인 구멍과,
    상기 흡인된 분위기에 있어서의, 상기 반송로를 이동하는 기판으로부터 방출되는 가스에 포함되는 성분을 검출하는 검출부를 구비하는, 기판 반송 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 금속으로 구성되고,
    상기 검출부에 의해 검출되는 성분은, 상기 하우징 내의 분위기에 있어서 상기 금속을 부식시키는 성분인, 기판 반송 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 성분은 염소인, 기판 반송 모듈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 반송로는, 상기 제2 기판 반송구로부터 상기 제1 기판 반송구로 반송되는 기판의 반송로인, 기판 반송 모듈.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡인 구멍은, 상기 하우징의 측벽에 있어서의 상기 제1 기판 반송구의 상방, 혹은 상기 제2 기판 반송구의 상방에 개구되는, 기판 반송 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 흡인 구멍은, 상기 하우징의 측벽에 있어서 적어도 상기 제1 기판 반송구의 상방에 개구되는, 기판 반송 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 기판 반송구는 횡방향으로 복수 마련되고,
    상기 흡인 구멍은 복수 마련되고, 당해 복수의 흡인 구멍은, 상기 복수의 제1 기판 반송구의 상방에 각각 위치하는, 기판 반송 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 흡인 구멍은, 횡방향으로 등간격으로 마련되고, 또한 서로 동일한 높이에 위치하고 있는, 기판 반송 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 성분의 농도를 검출하고,
    검출된 성분의 농도와, 미리 설정된 농도의 허용값에 기초하여 이상의 유무를 판정하는 판정부가 마련되는, 기판 반송 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 흡인 구멍은, 상기 하우징의 측벽에 있어서의 상기 제1 기판 반송구의 상방, 상기 제2 기판 반송구의 상방에 각각 개구되는 제1 흡인 구멍, 제2 흡인 구멍을 포함하고,
    상기 검출부는, 상기 제1 흡인 구멍으로부터 흡인되는 분위기 중의 성분의 농도, 상기 제2 흡인 구멍으로부터 흡인되는 분위기 중의 성분의 농도를 각각 검출하고,
    상기 판정부는, 각각 검출된 성분의 농도와, 미리 설정된 허용값에 기초하여 이상의 유무를 판정하는, 기판 반송 모듈.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출부에 의한 검출 결과에 따라서,
    상기 청정 기체 공급부, 상기 배기 기구 및 상기 반송 기구 중 적어도 어느 것의 동작이 제어되도록 제어 신호를 출력하는 제어부가 마련되는, 기판 반송 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 로드 포트에는, 상기 덮개체가 떼어내어진 상기 용기 본체 내를 퍼지하는 퍼지 가스 공급 기구가 마련되고,
    상기 제어부는,
    상기 검출부에 의한 검출 결과에 따라서, 상기 청정 기체 공급부, 상기 배기 기구 및 상기 반송 기구 중 적어도 어느 것의 동작이 제어되도록 제어 신호를 출력하는 대신에, 상기 검출부에 의한 검출 결과에 따라서, 적어도 상기 퍼지 가스 공급 기구의 동작을 제어하도록 제어 신호를 출력하는, 기판 반송 모듈.
  13. 하우징 내에 마련되는 기판 반송 기구에 의해, 당해 하우징의 측벽에 각각 마련된 제1 기판 반송구와 제2 기판 반송구 사이에서 기판을 반송하는 공정과,
    상기 하우징의 외측에 마련되는 모듈과 상기 하우징 내의 사이에서 상기 기판을 반송하기 위해 상기 제2 기판 반송구를 개폐하는 공정과,
    로드 포트에 의해, 상기 기판이 격납되는 반송 용기를, 당해 반송 용기에 마련되는 기판 취출구의 에지부가, 상기 제1 기판 반송구의 에지부에 밀착하도록 상기 하우징의 측벽에 접속하고, 상기 덮개체의 개폐와 상기 제1 기판 반송구의 개폐를 행하는 공정과,
    청정 기체 공급부에 의해 상기 하우징 내에 청정한 기체를 공급하는 공정과,
    배기 기구에 의해 상기 하우징 내를 배기하는 공정과,
    상기 하우징 내에 있어서의 상기 제1 기판 반송구와 상기 제2 기판 반송구 사이에서 반송되는 상기 기판의 반송로의 상방에 개구되는 흡인 구멍에 의해, 상기 하우징 내의 분위기를 흡인하는 공정과,
    상기 흡인된 분위기에 있어서의, 상기 반송로를 이동하는 기판으로부터 방출되는 가스에 포함되는 성분을, 검출부에 의해 검출하는 공정을 구비하는, 기판 반송 방법.
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