JP2009044058A - Substrate processing equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】
待機室でのウェーハの変形を防止しつつ、又ウェーハの移動を防止しつつ、不活性ガスを供給して冷却効果を増大させ、更に冷却時間を短縮してスループットの増大を図る。
【解決手段】
基板1を収納し、処理する処理室41と、該処理室と連設する待機室33と、該待機室に設けられ、冷却ガスを拡散して噴出する第1ガス噴出手段51,55と、前記待機室に設けられ、基板に向けて冷却ガスを噴出する第2ガス噴出手段52,56と、前記処理室から前記待機室に基板を搬出した際に、前記第1ガス噴出手段から冷却ガスを噴出させ、所定時間経過後前記第2ガス噴出手段により冷却ガスを噴出させる様、前記第1ガス噴出手段、前記第2ガス噴出手段を制御する制御部57とを具備する。
【選択図】 図5【Task】
While preventing deformation of the wafer in the standby chamber and preventing movement of the wafer, an inert gas is supplied to increase the cooling effect, and the cooling time is shortened to increase the throughput.
[Solution]
A processing chamber 41 for storing and processing the substrate 1, a standby chamber 33 connected to the processing chamber, first gas ejection means 51 and 55 provided in the standby chamber for diffusing and ejecting a cooling gas, Second gas jetting means 52 and 56 provided in the standby chamber for jetting a cooling gas toward the substrate, and a cooling gas from the first gas jetting means when the substrate is carried out from the processing chamber to the standby chamber. And a controller 57 for controlling the first gas ejection means and the second gas ejection means so that the cooling gas is ejected by the second gas ejection means after a lapse of a predetermined time.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、シリコンウェーハ等の基板に薄膜の生成、酸化処理、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の処理を行い、半導体装置を製造する基板処理装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate processing apparatus for manufacturing a semiconductor device by performing thin film formation, oxidation treatment, impurity diffusion, annealing treatment, etching and the like on a substrate such as a silicon wafer.
基板処理装置の1つとして、反応管、加熱装置等から成る処理炉を具備し、前記反応管に所要枚数の基板を収納し、基板を加熱装置で所定温度に加熱し、反応管内に処理ガスを供給し、基板処理を行う。 As one of the substrate processing apparatuses, a processing furnace comprising a reaction tube, a heating device, etc. is provided, a required number of substrates are accommodated in the reaction tube, the substrate is heated to a predetermined temperature by the heating device, and a processing gas is contained in the reaction tube. To process the substrate.
一度に所要枚数の基板を処理するバッチ式の基板処理装置では、基板保持具(ボート)に所要枚数の基板(ウェーハ)が水平多段に装填され、基板保持具が処理炉に装入され、基板は基板保持具に保持された状態で加熱され、所要の処理がなされる。 In a batch type substrate processing apparatus that processes a required number of substrates at a time, a required number of substrates (wafers) are loaded into a substrate holder (boat) in multiple horizontal stages, and the substrate holders are loaded into a processing furnace. Is heated while being held by the substrate holder and is subjected to the required processing.
前記ボートは、垂直方向に延びる複数本の支柱を有し、該支柱に基板保持用の溝が所要ピッチで刻設されている。ウェーハは前記溝に挿入され、水平姿勢で多段に保持される様になっている。 The boat has a plurality of pillars extending in the vertical direction, and grooves for holding a substrate are formed on the pillars at a required pitch. Wafers are inserted into the grooves and are held in multiple stages in a horizontal posture.
又、基板処理装置は、前記処理炉に連設された待機室を具備し、待機室で前記ボートに基板が装填され、待機室から処理炉にボートが装入され、処理後は待機室にボートが引出され、ボートから処理済のウェーハが払出される。 Further, the substrate processing apparatus includes a standby chamber connected to the processing furnace, the substrate is loaded into the boat in the standby chamber, the boat is loaded into the processing furnace from the standby chamber, and the processing chamber enters the standby chamber. The boat is pulled out, and processed wafers are discharged from the boat.
処理後の基板(以下処理済基板)を払出す場合、所定の温度迄冷却する必要があり、処理後、基板を冷却する方法としては処理炉内で冷却する方法、処理炉から取出して冷却する方法がある。処理炉から取出して処理済基板を冷却するのは、短時間で冷却を行えるという利点があるが、処理後の基板は高熱であり、炉外に取出した場合自然酸化が問題となる。自然酸化膜の生成は、処理品質を低下させ、半導体装置製造の歩留りを低下させるので避けなければならない。 When a processed substrate (hereinafter, processed substrate) is dispensed, it is necessary to cool the substrate to a predetermined temperature. As a method for cooling the substrate after processing, the substrate is cooled in a processing furnace or taken out from the processing furnace and cooled. There is a way. Although taking out from a processing furnace and cooling a processed substrate has the advantage that it can be cooled in a short time, the substrate after processing is hot and natural oxidation becomes a problem when it is taken out of the furnace. The formation of a natural oxide film must be avoided because it degrades the processing quality and reduces the yield of semiconductor device manufacturing.
この為、特許文献1に示される様に、待機室に不活性ガスを供給し、又待機室を排気可能として、待機室を不活性ガス雰囲気とし、不活性ガス雰囲気で処理済ウェーハを冷却して、酸化膜の生成を防止している。
For this reason, as shown in
又、特許文献1は、前記待機室に垂直に立設された不活性ガス供給ノズルを示している。該不活性ガス供給ノズルは窒素ガス供給源に接続され、垂直方向に多数の吐出口を具備し、該噴出口から水平方向に窒素ガスを吐出すると共に待機室を排気する様になっている。
Further,
待機室が不活性ガス雰囲気とされることで、処理済ウェーハの酸化防止が成されると共に、不活性ガスが供給されつつ排気されることで、待機室の熱が不活性ガスと共に排熱される。従って、不活性ガスの給排は、冷却手段としても機能している。 By making the standby chamber an inert gas atmosphere, the processed wafer is prevented from being oxidized, and the inert gas is exhausted while being supplied, so that the heat of the standby chamber is exhausted together with the inert gas. . Therefore, the supply and discharge of the inert gas also functions as a cooling means.
処理済ウェーハは、高温(例えば600℃)であり、待機室(例えば室温)とは大きな温度差がある。この為、処理済ウェーハを待機室に引出すと、温度差によりウェーハに反りを生じてしまう。特に近年のウェーハの大口径化により、この反りが顕著に生じ易くなってしまっている。反りを生じた状態では、ウェーハとウェーハを保持している溝とは点接触状態となっており、僅かな外力でウェーハが動く可能性があり、又ウェーハが動くと、ウェーハと溝との摩擦でパーティクルを発生する可能性がある。又、急速にウェーハを冷却すると、ウェーハの反り、反りの戻りを助長することになり、ウェーハの変形過程で溝とウェーハ間でズレを生じ、やはりパーティクル発生の原因となっていた。 The processed wafer is at a high temperature (for example, 600 ° C.) and has a large temperature difference from the standby chamber (for example, room temperature). For this reason, when the processed wafer is pulled out to the standby chamber, the wafer is warped due to a temperature difference. In particular, due to the recent increase in the diameter of wafers, this warpage tends to occur remarkably. In the warped state, the wafer and the groove holding the wafer are in a point contact state, and the wafer may move with a slight external force. When the wafer moves, the friction between the wafer and the groove occurs. May generate particles. Further, when the wafer is rapidly cooled, the wafer is warped and the return of the warpage is promoted, and a gap is generated between the groove and the wafer during the deformation process of the wafer, which also causes generation of particles.
不活性ガスをウェーハに向って水平方向に吐出した場合、局部的に急速に冷却し、更にウェーハに風圧を作用させることとなるので、不活性ガス供給ノズルからの窒素ガス吐出は、ウェーハに風圧を作用させない様になっていた。 When the inert gas is discharged horizontally toward the wafer, it is rapidly cooled locally, and air pressure is applied to the wafer. Therefore, nitrogen gas discharge from the inert gas supply nozzle is It was supposed not to act.
この為、不活性ガスの供給流量が制限され、冷却作用も抑制される結果となっていた。 For this reason, the supply flow rate of the inert gas is limited, and the cooling action is also suppressed.
本発明は斯かる実情に鑑み、待機室でのウェーハの変形を防止しつつ、又ウェーハの移動を防止しつつ、不活性ガスを供給して冷却効果を増大させ、更に冷却時間を短縮してスループットの増大を図るものである。 In view of such circumstances, the present invention increases the cooling effect by supplying an inert gas while preventing deformation of the wafer in the standby chamber and preventing movement of the wafer, and further shortening the cooling time. This is intended to increase the throughput.
本発明は、基板を収納し、処理する処理室と、該処理室と連設する待機室と、該待機室に設けられ、冷却ガスを拡散して噴出する第1ガス噴出手段と、前記待機室に設けられ、基板に向けて冷却ガスを噴出する第2ガス噴出手段と、前記処理室から前記待機室に基板を搬出した際に、前記第1ガス噴出手段から冷却ガスを噴出させ、所定時間経過後前記第2ガス噴出手段により冷却ガスを噴出させる様、前記第1ガス噴出手段、前記第2ガス噴出手段を制御する制御部とを具備する基板処理装置に係るものである。 The present invention includes a processing chamber for storing and processing a substrate, a standby chamber connected to the processing chamber, a first gas ejection means provided in the standby chamber for diffusing and ejecting a cooling gas, and the standby A second gas jetting unit that is provided in the chamber and jets a cooling gas toward the substrate; and when the substrate is unloaded from the processing chamber to the standby chamber, the cooling gas is jetted from the first gas jetting unit, The present invention relates to a substrate processing apparatus including the first gas ejection unit and a control unit that controls the second gas ejection unit so that the cooling gas is ejected by the second gas ejection unit after a lapse of time.
本発明によれば、基板を収納し、処理する処理室と、該処理室と連設する待機室と、該待機室に設けられ、冷却ガスを拡散して噴出する第1ガス噴出手段と、前記待機室に設けられ、基板に向けて冷却ガスを噴出する第2ガス噴出手段と、前記処理室から前記待機室に基板を搬出した際に、前記第1ガス噴出手段から冷却ガスを噴出させ、所定時間経過後前記第2ガス噴出手段により冷却ガスを噴出させる様、前記第1ガス噴出手段、前記第2ガス噴出手段を制御する制御部とを具備するので、基板が高温状態では、待機室全体が冷却され、基板の変形の助長、基板への風圧が作用することが抑制され、パーティクルの発生が防止され、更に基板の冷却が進行しパーティクルの発生の虞れが無い状態では、基板に向って冷却ガスを噴出して一層の冷却効果を上げ、冷却時間の短縮を図り、パーティクルの発生を抑制しつつ、スループットの向上が図れるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, a processing chamber for storing and processing a substrate, a standby chamber connected to the processing chamber, a first gas ejection means provided in the standby chamber for diffusing and ejecting a cooling gas, A second gas jetting means provided in the standby chamber for jetting a cooling gas toward the substrate; and when the substrate is carried from the processing chamber to the standby chamber, the cooling gas is jetted from the first gas jetting means. And a control unit that controls the first gas ejection means and the second gas ejection means so that the cooling gas is ejected by the second gas ejection means after a predetermined time has elapsed. In a state where the entire chamber is cooled, the deformation of the substrate is promoted, the wind pressure on the substrate is prevented from acting, the generation of particles is prevented, and the substrate is further cooled to prevent the generation of particles. The cooling gas is blown out toward Increasing the cooling effect of achieving a reduction of cooling time, while suppressing the generation of particles, which exhibited an excellent effect that the throughput can be improved.
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、図1、図2、図4に於いて、本発明が実施される基板処理装置について説明する。 First, the substrate processing apparatus in which the present invention is implemented will be described with reference to FIGS.
以下の説明では、基板処理装置の一例として、酸化、拡散処理やCVD処理等を行う縦型の基板処理装置について説明する。 In the following description, a vertical substrate processing apparatus that performs oxidation, diffusion processing, CVD processing, and the like will be described as an example of the substrate processing apparatus.
シリコン等の基板からなるウェーハ1は、基板収納容器(以下ポッド)2に収納され、搬入出される。
A
筐体3の正面壁4にはポッド搬入搬出口(基板収納容器搬入搬出口)5が前記筐体3の内外を連通する様に開設されており、前記ポッド搬入搬出口5はフロントシャッタ(基板収納容器搬入搬出口開閉機構)6によって開閉される様になっている。
A pod loading / unloading port (substrate storage container loading / unloading port) 5 is opened on the
前記ポッド搬入搬出口5の正面前方側にはロードポート(基板収納容器授受台)7が設置されており、該ロードポート7はポッド2を載置されて位置合せする様に構成されている。ポッド2は前記ロードポート7上に工程内搬送装置(図示せず)によって搬入され、又、前記ロードポート7上から搬出される様になっている。
A load port (substrate storage container transfer table) 7 is installed on the front front side of the pod loading /
前記筐体3内の前後方向の略中央部に於ける上部には、回転式ポッド棚(基板収納容器載置棚)8が設置されており、該回転式ポッド棚8は複数個のポッド2を保管する様に構成されている。即ち、前記回転式ポッド棚8は、垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱9と、該支柱9に上下4段の各位置に於いて放射状に支持された複数枚の棚板(基板収納容器載置台)11とを備えており、該棚板11はポッド2を複数個宛それぞれ載置した状態で保持する様に構成されている。
A rotary pod shelf (substrate storage container mounting shelf) 8 is installed in an upper portion of the
前記筐体3内に於ける前記ロードポート7と前記回転式ポッド棚8との間には、ポッド搬送装置(基板収納容器搬送装置)12が設置されており、該ポッド搬送装置12は、ポッド2を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ(基板収納容器昇降機構)13と搬送機構としてのポッド搬送機構(基板収納容器搬送機構)14とで構成されており、前記ポッド搬送装置12は前記ポッドエレベータ13と前記ポッド搬送機構14との協働により、前記ロードポート7、前記回転式ポッド棚8、ポッドオープナ(基板収納容器蓋体開閉機構)15との間で、ポッド2を搬送する様に構成されている。
A pod transfer device (substrate storage container transfer device) 12 is installed between the
前記筐体3内の前後方向の略中央部に於ける下部には、サブ筐体16が後端に亘って設けられている。該サブ筐体16の正面壁17にはウェーハ1を前記サブ筐体16内に対して搬入搬出する為のウェーハ搬入搬出口(基板搬入搬出口)18が1対、垂直方向に上下2段に並べられて開設されており、上下段のウェーハ搬入搬出口18,18には前記ポッドオープナ15,15がそれぞれ設置されている。
A
該ポッドオープナ15はポッド2を載置する載置台19と、ポッド2のキャップ(蓋体)を着脱するキャップ着脱機構(蓋体着脱機構)21とを備えている。前記ポッドオープナ15は前記載置台19に載置されたポッド2のキャップを前記キャップ着脱機構21によって着脱することにより、ポッド2のウェーハ出入れ口を開閉する様に構成されている。
The
前記サブ筐体16は前記ポッド搬送装置12や前記回転式ポッド棚8の設置空間から流体的に隔絶された移載室22を構成している。該移載室22の前側領域にはウェーハ移載機構(基板移載機構)23が設置されている。
The
該ウェーハ移載機構23は、ウェーハ1を水平方向に回転、直動可能なウェーハ移載装置(基板移載装置)24及び該ウェーハ移載装置24を昇降させる為のウェーハ移載装置エレベータ(基板移載装置昇降機構)25とで構成されている。
The
前記ウェーハ移載装置24は、ツイーザ(基板保持体)26を具備し、該ツイーザ26にウェーハ1を載置し、前記ウェーハ移載装置エレベータ25、前記ウェーハ移載装置24の協働により、基板保持具であるボート27に対してウェーハ1を装填(チャージング)及び脱装(ディスチャージング)する様になっている。
The
前記移載室22の前記ウェーハ移載装置エレベータ25側と反対側である右側端部には、クリーンユニット28が設置され、該クリーンユニット28は供給ファン及び防塵フィルタで構成され、清浄化した雰囲気若しくは不活性ガスであるクリーンエア29を供給する様になっている。
A
前記ウェーハ移載装置24と前記クリーンユニット28との間には、ウェーハ1の円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合せ装置31が設置されている。
Between the
前記クリーンユニット28から吹出された前記クリーンエア29は、前記ノッチ合せ装置31及び前記ウェーハ移載装置24に流通された後に、図示しないダクトにより吸込まれて、前記筐体3の外部に排気がなされるか、若しくは前記クリーンユニット28の吸込み側である一次側(供給側)に迄循環され、再び前記クリーンユニット28によって、前記移載室22内に吹出される様に構成されている。
The
前記移載室22の後側領域には、大気圧未満の圧力(以下、負圧という)を維持可能な機密性能を有する筐体(以下、耐圧筐体という)32が設置されており、該耐圧筐体32により前記ボート27を収容可能な容積を有するロードロック方式の待機室であるロードロック室33が形成されている。
In the rear region of the
前記耐圧筐体32の正面壁34にはウェーハ搬入搬出開口(基板搬入搬出開口)35が開設されており、該ウェーハ搬入搬出開口35はゲートバルブ(基板搬入搬出口開閉機構)36によって開閉される様になっている。
A wafer loading / unloading opening (substrate loading / unloading opening) 35 is formed in the
図2、図4に示される様に、前記耐圧筐体32の側壁には前記ロードロック室33を負圧に排気する為の排気管38が接続され、又、前記ロードロック室33には不活性ガス、例えば窒素ガスを供給する為のガス供給管37が連通している。
As shown in FIGS. 2 and 4, an
前記ロードロック室33には第1ガス供給ノズル51、第2ガス供給ノズル52が設けられている。前記ガス供給管37は、第1分岐管53、第2分岐管54に分岐され、前記第1ガス供給ノズル51には第1分岐管53が接続され、前記第2分岐管54には第2ガス供給ノズル52が接続されている。
The
前記第1ガス供給ノズル51は、多孔質フィルタを介して不活性ガスを噴出する様になっており、噴出されるガスは方向性を有さず、八方に拡散する。又、前記第1ガス供給ノズル51の位置は、噴出されるガスが直接、前記ボート27、該ボート27に保持されているウェーハ1に触れない様になっていることが好ましい。又、前記第1ガス供給ノズル51は、放射状にガスを噴出する様に構成されたものでもよい。
The first
前記第2ガス供給ノズル52は垂直に延びるノズル管を有し、該ノズル管には所要ピッチで噴出口が穿設され、該噴出口の中心は、降下状態の前記ボート27に向っており、噴出するガスは前記ボート27に向って水平方向に噴出する。
The second
前記第1分岐管53には第1流量制御弁55が設けられ、前記第2分岐管54には第2流量制御弁56が設けられ、前記第1流量制御弁55、前記第2流量制御弁56にはガス流量制御部57が電気的に接続され、該ガス流量制御部57によって前記第1流量制御弁55、前記第2流量制御弁56の開閉、流量調整が制御される様になっている。
The
前記第1ガス供給ノズル51、前記第1流量制御弁55等は第1ガス噴出手段を構成し、前記第2ガスノズル52、前記第2流量制御弁56等は第2ガス噴出手段を構成する。
The first
前記ロードロック室33上方には、処理炉41が設けられている。該処理炉41の下端部は炉口ゲートバルブ(炉口開閉機構)42により気密に開閉される様に構成されている。前記正面壁34の上端部には、前記炉口ゲートバルブ42を前記処理炉41の炉口開放時に収容する炉口ゲートバルブカバー43が取付けられている。
A
前記耐圧筐体32には前記ボート27を昇降させる為のボートエレベータ(基板保持具昇降機構)44が設置されている。該ボートエレベータ44に連結されたアーム45には蓋体としてのシールキャップ46が水平に据付けられており、該シールキャップ46は前記ボート27を垂直に支持し、前記処理炉41の下端部を閉塞可能な様に構成されている。
A boat elevator (substrate holder lifting mechanism) 44 for raising and lowering the
前記ボート27は複数本の支柱47を備えており、該支柱47にはウェーハ1が装填される保持溝が刻設され、ウェーハ1は前記保持溝に挿入された状態で保持される。前記ボート27は所要枚数(例えば、50枚〜125枚程度)のウェーハ1をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、水平多段に保持する。
The
次に、前記処理炉41について図3により、説明する。
Next, the
該処理炉41は加熱機構としてのヒータ61及び反応管63を有する。前記ヒータ61は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース62(図4では前記耐圧筐体32の天井部がヒータベース62を兼ねる様に示されている)に立設されている。
The
前記ヒータ61の内側には、該ヒータ61と同心に前記反応管63が配設され、該反応管63は内部反応管64と、該内部反応管64の外側に設けられた外部反応管65とから構成されている。
Inside the
前記内部反応管64は、例えば石英(SiO2 )又は炭化シリコン(SiC)等の耐熱性材料からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。前記内部反応管64は円筒状の処理室66を画成し、該処理室66には前記ボート27が収納される。前記外部反応管65は、例えば石英又は炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、有天筒状の形状をしており、前記内部反応管64と同心に設けられている。
The
前記処理室66の下方には、前記外部反応管65と同心にマニホールド67が配設されている。該マニホールド67は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状となっている。前記マニホールド67は、前記内部反応管64と前記外部反応管65を支持する様に設けられ、前記マニホールド67と前記外部反応管65とはシール部材を介して気密に接合している。前記反応管63と前記マニホールド67により反応容器が形成される。
A manifold 67 is disposed below the
前記シールキャップ46にはガス導入部としてのノズル68が前記処理室66に連通する様に接続されており、前記ノズル68にはガス供給管69が接続されている。該ガス供給管69のノズル68に対して上流側には、ガス流量制御器71を介して図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続されている。前記ガス流量制御器71には、前記ガス流量制御部57が電気的に接続されており、該ガス流量制御部57は供給するガスの流量が所望の量となる様所望のタイミングにて前記ガス流量制御器71を制御する様に構成されている。
A
前記マニホールド67には、前記処理室66の雰囲気を排気する排気管72が設けられている。該排気管72は、前記内部反応管64と前記外部反応管65との隙間によって形成される筒状空間73の下端部に連通している。前記排気管72には下流側に向って圧力センサ74及び圧力調整装置75を介して真空ポンプ等の真空排気装置76が接続されている。
The manifold 67 is provided with an
前記圧力調整装置75及び前記圧力センサ74には、圧力制御部77が電気的に接続されており、該圧力制御部77は前記圧力センサ74により検出された圧力に基づいて前記圧力調整装置75により前記処理室66の圧力が所望の圧力(真空度)となる様所望のタイミングにて前記真空排気装置76を制御する様に構成されている。
A
前記マニホールド67の下端開口は、炉口部を構成し、該炉口部は前記シールキャップ46により開閉される。該シールキャップ46は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成され、該シールキャップ46は前記マニホールド67の下端に気密に接合可能となっている。前記シールキャップ46の下側には、前記ボート27を回転させる回転機構78が設置されている。該回転機構78の回転軸79は前記シールキャップ46を気密に貫通してボート載置台81に接続され、該ボート載置台81には前記ボート27が載置される様になっている。前記回転機構78により前記ボート載置台81、前記ボート27を回転させることでウェーハ1を回転させる様に構成されている。
The lower end opening of the manifold 67 constitutes a furnace opening, and the furnace opening is opened and closed by the
前記シールキャップ46は前述した様に前記ボートエレベータ44に連結され、該ボートエレベータ44によって垂直方向に昇降される様に構成されており、昇降により前記ボート27を前記処理室66に対し搬入搬出することが可能となっている。
The
前記回転機構78及び前記ボートエレベータ44には、駆動制御部82が電気的に接続されており、所望の動作をする様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。
A
前記ボート27は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板83が水平姿勢で多段に配設されており、前記ヒータ61からの熱が前記マニホールド67側に伝わり難くなる様構成されている。
The
前記反応管63内には、温度センサ84が設置されている。前記ヒータ61と前記温度センサ84には、電気的に温度制御部85が接続されており、前記温度センサ84により検出された温度情報に基づき前記ヒータ61への通電具合を調整することにより前記処理室66の温度が所望の温度分布となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。
A
前記ガス流量制御部57、前記圧力制御部77、前記駆動制御部82、前記温度制御部85は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部86に電気的に接続されている。これら、前記ガス流量制御部57、前記圧力制御部77、前記駆動制御部82、前記温度制御部85、前記主制御部86はコントローラ87として構成されている。
The gas flow
次に、本発明の処理装置の動作について説明する。 Next, the operation of the processing apparatus of the present invention will be described.
前記ポッド2が前記ロードポート7に供給されると、前記ポッド搬入搬出口5が前記フロントシャッタ6によって開放され、前記ロードポート7の上のポッド2は前記ポッド搬送装置12によって前記筐体3の内部へ前記ポッド搬入搬出口5から搬入される。
When the
搬入されたポッド2は前記回転式ポッド棚8の指定された前記棚板11へ前記ポッド搬送装置12によって自動的に搬送されて受渡され、一時的に保管された後、前記棚板11から一方の前記ポッドオープナ15に搬送されて前記載置台19に移載されるか、若しくは直接前記ポッドオープナ15に搬送されて前記載置台19に移載される。この際、前記ポッドオープナ15の前記ウェーハ搬入搬出口18は前記キャップ着脱機構21によって閉じられており、前記移載室22にはクリーンエア29が流通され、充満されている。例えば、移載室22にはクリーンエア29として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が20ppm以下と、前記筐体3の内部(大気雰囲気)の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
The loaded
前記載置台19に載置されたポッド2はその開口側端面が前記ウェーハ搬入搬出口18の開口縁辺部に押付けられると共に、そのキャップが前記キャップ着脱機構21によって取外され、ポッド2のウェーハ出入れ口が開放される。又、予め内部が大気圧状態とされていた前記ロードロック室33の前記ウェーハ搬入搬出開口35が前記ゲートバルブ36の動作により開放されると、前記ウェーハ移載装置24により前記ツイーザ26がポッド2に挿入され、ウェーハ1がピックアップされ、前記ノッチ合せ装置31に移載される。該ノッチ合せ装置31によりウェーハ1が整合された後、前記ウェーハ移載機構23により前記ロードロック室33に搬入され、前記ボート27へ移載される。該ボート27にウェーハ1を受渡した前記ウェーハ移載装置24はポッド2に戻り、次のウェーハ2を前記ボート27に装填する。
The opening side end surface of the
前記ウェーハ移載装置23によるウェーハ1の移載作業中、他のポッドオープナ15には前記回転式ポッド棚8、又は、前記ロードポート7から別のポッド2が前記ポッド搬送装置12によって搬送される等、前記ウェーハ移載機構23によるウェーハの移載は休止することなく、予定した枚数が連続して移載される。
During the transfer operation of the
予め指定された枚数のウェーハ1が前記ボート27に装填されると、前記ウェーハ搬入搬出開口35が前記ゲートバルブ36によって閉じられ、前記ロードロック室33は前記排気管38から真空引きされることにより、減圧される。
When a predetermined number of
前記ロードロック室33が前記処理炉41内の圧力と同圧に減圧されると、該処理炉41の炉口部が前記炉口ゲートバルブ42によって開放され、該炉口ゲートバルブ42は前記炉口ゲートバルブカバー43に収容される。
When the
続いて、前記シールキャップ46が前記ボートエレベータ44によって上昇され、前記ボート27が前記処理炉41内へ搬入(ローディング)されていく。
Subsequently, the
ローディング後は、前記処理炉41にて以下の様にウェーハ1に所要の処理が実施される。
After loading, the
前記処理室66が所望の圧力(真空度)となる様に前記真空排気装置76によって真空排気される。この際、前記処理室66の圧力は、前記圧力センサ74で測定され、この測定された圧力に基づき前記圧力調整装置75が、フィードバック制御される。又、前記処理室66が所望の温度となる様に前記ヒータ61によって加熱される。この際、前記処理室66が所望の温度分布となる様に前記温度センサ84が検出した温度情報に基づき前記ヒータ61への通電具合がフィードバック制御される。続いて、前記回転機構78により、前記ボート27が回転されることで、ウェーハ1が回転される。処理中ウェーハ1が回転されることで、ウェーハ1の面内均一性が向上する。
The
次いで、処理ガス供給源から供給され、前記ガス流量制御器71にて所望の流量となる様に制御されたガスは、前記ガス供給管69を流通して前記ノズル68から前記処理室66に導入される。導入されたガスは前記処理室66を上昇し、前記内部反応管64の上端開口から前記筒状空間73に流出して前記排気管72から排気される。ガスは前記処理室66を通過する際にウェーハ1の表面と接触し、この際に熱CVD反応によってウェーハ1の表面上に薄膜が堆積(デポジション)される。
Next, the gas supplied from the processing gas supply source and controlled to have a desired flow rate by the gas
予め設定された処理時間が経過すると、不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、前記処理室66が不活性ガスに置換されると共に、前記処理室66の圧力が常圧に復帰される。
When a preset processing time elapses, an inert gas is supplied from an inert gas supply source, the
その後、前記ボートエレベータ44により前記シールキャップ46が降下されて、前記マニホールド67の下端が開口されると共に、処理済ウェーハ1が前記ボート27に保持された状態で前記マニホールド67の下端から前記反応管63の外部に搬出(ボートアンローディング)され、前記ロードロック室33に収納される。又、前記炉口部は前記炉口ゲートバルブ42によって閉塞される。
Thereafter, the
尚、一例迄、本実施の形態の処理炉にてウェーハを処理する際の処理条件としては、例えば、D−Poly−Si膜の成膜に於いては、処理温度530℃〜600℃、処理圧力90Pa〜300Pa、ガス種、ガス供給流量シランガスSiH4 、2000sccm、ホスフィンガスPH3 、10000sccmが例示され、それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値で一定に維持することでウェーハに処理がなされる。
As an example, as processing conditions when processing a wafer in the processing furnace of the present embodiment, for example, in the formation of a D-Poly-Si film, the processing temperature is 530 ° C. to 600 ° C. Examples are pressure 90 Pa to 300 Pa, gas type, gas supply flow rate
前記ロードロック室33では、該ロードロック室33に前記ガス供給管37より窒素ガスが供給され、前記排気管38より排気されることでウェーハ1の冷却が行われる。
In the
基板処理が完了した直後は、ウェーハ1は高温であり、前記ロードロック室33に収納された状態では熱変形による反りも発生している。又、ウェーハ1の冷却速度はウェーハ1の温度と周囲温度との温度差に比例する。更に、ウェーハ1が高温時には輻射熱による冷却もある。従って、冷却初期には前記第2流量制御弁56を閉じ、前記第1流量制御弁55を開いて前記第1ガス供給ノズル51より不活性ガスを供給する。
Immediately after the substrate processing is completed, the
該第1ガス供給ノズル51から噴出されるガスは、指向性がなく拡散して前記ロードロック室33全域に広がり、更に前記排気管38から排気されることで、前記ロードロック室33内の温度上昇を抑制する。ウェーハ1の雰囲気温度の上昇を抑制することで、結果的にウェーハ1の冷却効果を高めることとなる。
The gas ejected from the first
又、ウェーハ1の急激な冷却を抑制し、更にウェーハ1に冷却ガスの風圧を作用させないので、ウェーハ1の反り変化、前記ボート27に対するウェーハ1の移動がなく、パーティクルの発生も防止される。
In addition, since rapid cooling of the
次に、ウェーハ1が所要温度に冷却されたら、前記第1流量制御弁55を閉じ、前記第2流量制御弁56を開いて前記第2ガス供給ノズル52より、前記ボート27に向って冷却ガスを噴出する(図5参照)。尚、前記第1流量制御弁55を開いたままとし、前記第2ガス供給ノズル52と前記第1ガス供給ノズル51の両方から冷却ガスを噴出してもよい。
Next, when the
ウェーハ1が冷却された状態では、周囲への放熱は減少し、冷却速度は低下する。又、ウェーハ1の反りはなくなっており、或は少なくなっている。冷却ガスは直接ウェーハ1に接触し、流動することでウェーハ1は強制冷却され、強制冷却により冷却速度は増大する。又、風圧によるウェーハ1の移動は避けられ、パーティルの発生も防止される。
In the state where the
尚、前記第1ガス供給ノズル51から噴出される冷却ガスの流量、前記第2ガス供給ノズル52から噴出される冷却ガスの流量は、前記ガス流量制御部57によって制御され、又噴出される冷却ガス流量に応じて前記排気管38からの排気流量も調整される。
The flow rate of the cooling gas ejected from the first
前記第1ガス供給ノズル51から前記第2ガス供給ノズル52への切換え時期については、予め切換え時間を設定して設定時間を経過した時に切換える。尚、設定時間は、予め処理後のウェーハ1の冷却状態のデータを取得し、取得したデータに基づいて設定する。
The switching timing from the first
或は、前記ロードロック室33に温度検出器を設け、該温度検出器の結果に基づき前記ロードロック室33の温度が所定温度迄降下した場合に前記第1ガス供給ノズル51から前記第2ガス供給ノズル52への切換えを行う。尚、切換える温度としては、200℃〜300℃の温度で切換える様にするのが好ましい。これによりウェーハの反りを最小限にしつつスループットを向上させることができる。
Alternatively, a temperature detector is provided in the
ウェーハ1が所定温度迄冷却されると、前記ロードロック室32内部を大気圧に復圧させ、前記ゲートバルブ36が開かれる。その後は、前記ノッチ合せ装置31でのウェーハの整合工程を除き、上述と逆の手順で、ウェーハ1及びポッド2は筐体3の外部へ払出される。
When the
尚、上記実施の形態では、待機室を耐圧筐体32で構成したが、処理後反応室を大気圧に復帰する場合、処理圧が大気圧である場合は、待機室は単に気密性を有していればよい。
In the above embodiment, the standby chamber is configured by the pressure-
(付記)
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
(Appendix)
The present invention includes the following embodiments.
(付記1)基板を収納し、処理する処理室と、該処理室と連設する待機室と、該待機室に設けられ、冷却ガスを拡散して噴出する第1ガス噴出手段と、前記待機室に設けられ、基板に向けて冷却ガスを噴出する第2ガス噴出手段と、前記処理室から前記待機室に基板を搬出した際に、前記第1ガス噴出手段から冷却ガスを噴出させ、所定時間経過後前記第2ガス噴出手段により冷却ガスを噴出させる様、前記第1ガス噴出手段、前記第2ガス噴出手段を制御する制御部とを具備することを特徴とする基板処理装置。 (Appendix 1) A processing chamber for storing and processing a substrate, a standby chamber connected to the processing chamber, a first gas ejection means provided in the standby chamber for diffusing and ejecting a cooling gas, and the standby A second gas jetting unit that is provided in the chamber and jets a cooling gas toward the substrate; and when the substrate is unloaded from the processing chamber to the standby chamber, the cooling gas is jetted from the first gas jetting unit, A substrate processing apparatus comprising: the first gas ejection unit and a control unit that controls the second gas ejection unit so that the cooling gas is ejected by the second gas ejection unit after a lapse of time.
(付記2)基板を処理する処理室と、該処理室と連設する待機室と、該待機室に設けられ、基板以外に向けて冷却ガスを噴出するガス噴出手段と、前記待機室に設けられ、基板に向けて冷却ガスを噴出するガス供給手段とを備える基板処理装置を用いて処理する半導体装置の製造方法であって、基板を前記処理室で処理する工程と、該処理室から前記待機室に基板を搬出した際に、前記ガス噴出手段から冷却ガスを所定時間噴出し続け、その後、前記ガス供給手段から基板に向けて冷却ガスを噴出する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 (Supplementary note 2) A processing chamber for processing a substrate, a standby chamber connected to the processing chamber, a gas ejection means provided in the standby chamber for ejecting a cooling gas toward a portion other than the substrate, and provided in the standby chamber And a method of manufacturing a semiconductor device using a substrate processing apparatus comprising a gas supply means for ejecting a cooling gas toward the substrate, the step of processing the substrate in the processing chamber; A step of continuously ejecting a cooling gas from the gas ejection means for a predetermined time when the substrate is carried out to the standby chamber, and then ejecting the cooling gas from the gas supply means toward the substrate. Device manufacturing method.
(付記3)基板を処理する処理室と、該処理室と連設する待機室と、該待機室に設けられ、基板以外に向けて冷却ガスを噴出するガス噴出手段と、前記待機室に設けられ、基板に向けて冷却ガスを噴出するガス供給手段とを備える基板処理装置を用いて処理する半導体装置の製造方法であって、基板を前記処理室で処理する工程と、該処理室から前記待機室に基板を搬出した際に、基板以外に向けて冷却ガスを噴出する前記ガス噴出手段から冷却ガスを所定時間噴出し続け、その後、前記ガス供給手段から基板に向けて冷却ガスを噴出する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 (Supplementary Note 3) A processing chamber for processing a substrate, a standby chamber connected to the processing chamber, a gas ejection means provided in the standby chamber for injecting a cooling gas toward other than the substrate, and provided in the standby chamber And a method of manufacturing a semiconductor device using a substrate processing apparatus comprising a gas supply means for ejecting a cooling gas toward the substrate, the step of processing the substrate in the processing chamber; When the substrate is carried out to the standby chamber, the cooling gas is continuously ejected from the gas ejecting means for ejecting the cooling gas toward the outside of the substrate for a predetermined time, and then the cooling gas is ejected from the gas supply means toward the substrate. And a method of manufacturing a semiconductor device.
(付記4)前記第1ガス噴出手段は放射状に冷却ガスを供給する様フィルタを介してガスを噴出する付記1の基板処理装置。
(Supplementary note 4) The substrate processing apparatus of
(付記5)前記第2ガス噴出手段は複数の基板を保持する基板保持具に対向する様に立設され、基板に向けて多数箇所からガスを供給する様長手方向に多数の噴出口を設けているノズルである付記1の基板処理装置。
(Supplementary Note 5) The second gas ejection means is erected so as to face a substrate holder that holds a plurality of substrates, and has a plurality of ejection ports in the longitudinal direction so as to supply gas from a plurality of locations toward the substrate. The substrate processing apparatus of
1 ウェーハ
2 ポッド
8 回転式ポッド棚
12 ポッド搬送装置
15 ポッドオープナ
16 サブ筐体
19 載置台
23 ウェーハ移載機構
27 ボート
32 耐圧筐体
33 ロードロック室
37 ガス供給管
38 排気管
41 処理炉
44 ボートエレベータ
51 第1ガス供給ノズル
52 第2ガス供給ノズル
53 第1分岐管
54 第2分岐管
55 第1流量制御弁
56 第2流量制御弁
57 ガス流量制御部
61 ヒータ
63 反応管
DESCRIPTION OF
Claims (1)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007209522A JP2009044058A (en) | 2007-08-10 | 2007-08-10 | Substrate processing equipment |
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| JP2007209522A JP2009044058A (en) | 2007-08-10 | 2007-08-10 | Substrate processing equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009044058A true JP2009044058A (en) | 2009-02-26 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2007209522A Pending JP2009044058A (en) | 2007-08-10 | 2007-08-10 | Substrate processing equipment |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013140893A (en) * | 2012-01-05 | 2013-07-18 | Daifuku Co Ltd | Inert gas injection device for preservation shelf |
| KR101500050B1 (en) * | 2009-09-28 | 2015-03-06 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Method and apparatus for cooling subject to be processed, and computer-readable storage medium |
-
2007
- 2007-08-10 JP JP2007209522A patent/JP2009044058A/en active Pending
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