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JP2009044058A - Substrate processing equipment - Google Patents

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Publication number
JP2009044058A
JP2009044058A JP2007209522A JP2007209522A JP2009044058A JP 2009044058 A JP2009044058 A JP 2009044058A JP 2007209522 A JP2007209522 A JP 2007209522A JP 2007209522 A JP2007209522 A JP 2007209522A JP 2009044058 A JP2009044058 A JP 2009044058A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
wafer
substrate
chamber
processing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007209522A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Hirano
誠 平野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2007209522A priority Critical patent/JP2009044058A/en
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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 Patent Document 1, an inert gas is supplied to the standby chamber, and the standby chamber can be evacuated, the standby chamber is set to an inert gas atmosphere, and the processed wafer is cooled in the inert gas atmosphere. Thus, the formation of an oxide film is prevented.

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, Patent Document 1 shows an inert gas supply nozzle installed upright in the standby chamber. The inert gas supply nozzle is connected to a nitrogen gas supply source, has a number of discharge ports in the vertical direction, discharges nitrogen gas from the jet port in the horizontal direction, and exhausts the standby chamber.

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.

特開平8−31909号公報JP-A-8-31909

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 wafer 1 made of a substrate such as silicon is stored in a substrate storage container (hereinafter referred to as a pod) 2 and carried in / out.

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 front wall 4 of the housing 3 so as to communicate with the inside and outside of the housing 3, and the pod loading / unloading port 5 has a front shutter (substrate The storage container loading / unloading opening / closing mechanism 6 is opened and closed.

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 / unloading port 5, and the load port 7 is configured such that the pod 2 is placed and aligned. The pod 2 is loaded onto the load port 7 by an in-process transfer device (not shown) and unloaded from the load port 7.

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 casing 3 at a substantially central portion in the front-rear direction. The rotary pod shelf 8 includes a plurality of pods 2. It is configured to store. That is, the rotary pod shelf 8 is composed of a support column 9 which is set up vertically and intermittently rotates in a horizontal plane, and a plurality of shelf plates which are radially supported by the support column 9 at four positions on the upper and lower sides. (Substrate storage container mounting table) 11, and the shelf plate 11 is configured to hold the pod 2 in a state where a plurality of pods 2 are respectively mounted.

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 load port 7 and the rotary pod shelf 8 in the housing 3, and the pod transfer device 12 is a pod transfer device. Pod elevator (substrate storage container elevating mechanism) 13 that can be moved up and down while holding 2 and a pod transfer mechanism (substrate storage container transfer mechanism) 14 as a transfer mechanism, and the pod transfer device 12 is the pod elevator. 13 and the pod transport mechanism 14 are configured to transport the pod 2 between the load port 7, the rotary pod shelf 8, and the pod opener (substrate container lid opening / closing mechanism) 15. Has been.

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 sub-housing 16 is provided over the rear end of the lower portion of the housing 3 at a substantially central portion in the front-rear direction. A pair of wafer loading / unloading ports (substrate loading / unloading ports) 18 for loading / unloading the wafer 1 into / from the sub-casing 16 are provided on the front wall 17 of the sub-casing 16 in two vertical stages. The pod openers 15 and 15 are installed in the upper and lower wafer loading / unloading exits 18 and 18, respectively.

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 pod opener 15 includes a mounting table 19 on which the pod 2 is placed, and a cap attaching / detaching mechanism (lid attaching / detaching mechanism) 21 for attaching / detaching a cap (lid) to the pod 2. The pod opener 15 is configured to open and close the wafer inlet / outlet of the pod 2 by attaching / detaching the cap of the pod 2 placed on the mounting table 19 by the cap attaching / detaching mechanism 21.

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 sub housing 16 constitutes a transfer chamber 22 that is fluidly isolated from the installation space of the pod transfer device 12 and the rotary pod shelf 8. A wafer transfer mechanism (substrate transfer mechanism) 23 is installed in the front region of the transfer chamber 22.

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 wafer transfer mechanism 23 includes a wafer transfer device (substrate transfer device) 24 capable of rotating and linearly moving the wafer 1 in the horizontal direction, and a wafer transfer device elevator (substrate) for raising and lowering the wafer transfer device 24. Transfer device lifting mechanism) 25.

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 wafer transfer device 24 includes a tweezer (substrate holder) 26, the wafer 1 is placed on the tweezer 26, and the wafer transfer device elevator 25 and the wafer transfer device 24 cooperate to support the substrate. The wafer 1 is loaded (charging) and unloaded (discharged) from the boat 27 which is a holder.

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 clean unit 28 is installed at the right end of the transfer chamber 22 opposite to the wafer transfer apparatus elevator 25 side. The clean unit 28 is composed of a supply fan and a dustproof filter, and has a cleaned atmosphere. Alternatively, clean air 29, which is an inert gas, is supplied.

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 wafer transfer device 24 and the clean unit 28, a notch alignment device 31 is installed as a substrate alignment device for aligning the circumferential position of the wafer 1.

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 clean air 29 blown out from the clean unit 28 is circulated through the notch aligning device 31 and the wafer transfer device 24 and then sucked in by a duct (not shown) to be exhausted outside the housing 3. Alternatively, it is circulated to the primary side (supply side) that is the suction side of the clean unit 28, and is again blown into the transfer chamber 22 by the clean unit 28.

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 transfer chamber 22, a casing (hereinafter referred to as a pressure-resistant casing) 32 having a confidential performance capable of maintaining a pressure lower than atmospheric pressure (hereinafter referred to as negative pressure) is installed. A load lock chamber 33 which is a load lock type standby chamber having a capacity capable of accommodating the boat 27 is formed by the pressure-resistant housing 32.

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 front wall 34 of the pressure-resistant housing 32, and the wafer loading / unloading opening 35 is opened and closed by a gate valve (substrate loading / unloading opening / closing mechanism) 36. It is like.

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 exhaust pipe 38 for exhausting the load lock chamber 33 to a negative pressure is connected to the side wall of the pressure-resistant casing 32, and the load lock chamber 33 is not connected to the exhaust pipe 38. A gas supply pipe 37 for supplying an active gas, for example, nitrogen gas, communicates therewith.

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 load lock chamber 33 is provided with a first gas supply nozzle 51 and a second gas supply nozzle 52. The gas supply pipe 37 is branched into a first branch pipe 53 and a second branch pipe 54, a first branch pipe 53 is connected to the first gas supply nozzle 51, and a second branch pipe 54 is connected to a second branch pipe 54. A gas supply nozzle 52 is connected.

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 gas supply nozzle 51 ejects an inert gas through a porous filter, and the ejected gas has no directionality and diffuses in all directions. Further, it is preferable that the position of the first gas supply nozzle 51 is such that the gas to be ejected does not directly touch the boat 27 and the wafer 1 held on the boat 27. The first gas supply nozzle 51 may be configured to eject gas radially.

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 gas supply nozzle 52 has a vertically extending nozzle tube, and the nozzle tube is formed with a spout at a required pitch, and the center of the spout is directed to the boat 27 in the lowered state. The gas to be ejected is ejected toward the boat 27 in the horizontal direction.

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 first branch pipe 53 is provided with a first flow rate control valve 55, the second branch pipe 54 is provided with a second flow rate control valve 56, and the first flow rate control valve 55 and the second flow rate control valve are provided. A gas flow rate control unit 57 is electrically connected to 56, and the gas flow rate control unit 57 controls opening / closing and flow rate adjustment of the first flow rate control valve 55 and the second flow rate control valve 56. Yes.

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 gas supply nozzle 51, the first flow rate control valve 55, etc. constitute first gas ejection means, and the second gas nozzle 52, the second flow rate control valve 56, etc. constitute second gas ejection means.

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 processing furnace 41 is provided above the load lock chamber 33. The lower end of the processing furnace 41 is configured to be opened and closed airtight by a furnace port gate valve (furnace port opening / closing mechanism) 42. A furnace port gate valve cover 43 that accommodates the furnace port gate valve 42 when the furnace port of the processing furnace 41 is opened is attached to the upper end portion of the front wall 34.

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 boat 27 is installed in the pressure-resistant housing 32. A seal cap 46 as a lid is horizontally installed on the arm 45 connected to the boat elevator 44, and the seal cap 46 supports the boat 27 vertically and closes the lower end of the processing furnace 41. It is configured as possible.

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 boat 27 is provided with a plurality of support columns 47, and a holding groove into which the wafer 1 is loaded is formed in the support column 47, and the wafer 1 is held in a state of being inserted into the holding groove. The boat 27 holds a required number (for example, about 50 to 125) of wafers 1 in a horizontal multi-stage with the centers thereof aligned in the vertical direction.

次に、前記処理炉41について図3により、説明する。   Next, the processing furnace 41 will be described with reference to FIG.

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 processing furnace 41 includes a heater 61 and a reaction tube 63 as a heating mechanism. The heater 61 has a cylindrical shape, and is erected on a heater base 62 as a holding plate (in FIG. 4, the ceiling portion of the pressure-resistant casing 32 is shown to also serve as the heater base 62).

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 heater 61, the reaction tube 63 is disposed concentrically with the heater 61. The reaction tube 63 includes an internal reaction tube 64 and an external reaction tube 65 provided outside the internal reaction tube 64. It is composed of

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 internal reaction tube 64 is made of a heat-resistant material such as quartz (SiO2) or silicon carbide (SiC), and is formed in a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened. The internal reaction tube 64 defines a cylindrical processing chamber 66, and the boat 27 is accommodated in the processing chamber 66. The external reaction tube 65 is made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide, has a cylindrical shape, and is provided concentrically with the internal reaction tube 64.

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 processing chamber 66 concentrically with the external reaction tube 65. The manifold 67 is made of, for example, stainless steel and has a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened. The manifold 67 is provided so as to support the internal reaction tube 64 and the external reaction tube 65, and the manifold 67 and the external reaction tube 65 are airtightly joined via a seal member. A reaction vessel is formed by the reaction tube 63 and the manifold 67.

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 nozzle 68 as a gas introduction part is connected to the seal cap 46 so as to communicate with the processing chamber 66, and a gas supply pipe 69 is connected to the nozzle 68. A processing gas supply source and an inert gas supply source (not shown) are connected to the upstream side of the nozzle 68 of the gas supply pipe 69 via a gas flow rate controller 71. The gas flow rate controller 71 is electrically connected to the gas flow rate controller 71, and the gas flow rate control unit 57 is configured to supply the gas at a desired timing so that the flow rate of the supplied gas becomes a desired amount. The flow rate controller 71 is controlled.

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 exhaust pipe 72 that exhausts the atmosphere of the processing chamber 66. The exhaust pipe 72 communicates with a lower end portion of a cylindrical space 73 formed by a gap between the internal reaction pipe 64 and the external reaction pipe 65. A vacuum exhaust device 76 such as a vacuum pump is connected to the exhaust pipe 72 via a pressure sensor 74 and a pressure adjusting device 75 toward the downstream side.

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 pressure control unit 77 is electrically connected to the pressure adjustment device 75 and the pressure sensor 74, and the pressure control unit 77 is controlled by the pressure adjustment device 75 based on the pressure detected by the pressure sensor 74. The vacuum exhaust device 76 is controlled at a desired timing so that the pressure in the processing chamber 66 becomes a desired pressure (degree of vacuum).

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 seal cap 46. The seal cap 46 is made of a metal such as stainless steel and is formed in a disk shape. The seal cap 46 can be airtightly joined to the lower end of the manifold 67. A rotation mechanism 78 that rotates the boat 27 is installed below the seal cap 46. A rotating shaft 79 of the rotating mechanism 78 passes through the seal cap 46 in an airtight manner and is connected to a boat mounting table 81, and the boat 27 is mounted on the boat mounting table 81. The wafer 1 is rotated by rotating the boat mounting table 81 and the boat 27 by the rotating mechanism 78.

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 seal cap 46 is connected to the boat elevator 44 as described above, and is configured to be lifted and lowered in the vertical direction by the boat elevator 44, and the boat 27 is carried into and out of the processing chamber 66 by lifting and lowering. It is possible.

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 drive control unit 82 is electrically connected to the rotation mechanism 78 and the boat elevator 44, and is configured to control at a desired timing so as to perform a desired operation.

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 boat 27 is made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide, and a heat insulating plate 83 serving as a disk-shaped heat insulating member made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide is in a horizontal position at the lower portion. The heaters 61 are arranged in multiple stages so that the heat from the heater 61 is hardly transmitted to the manifold 67 side.

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 temperature sensor 84 is installed in the reaction tube 63. A temperature control unit 85 is electrically connected to the heater 61 and the temperature sensor 84, and the processing is performed by adjusting the power supply to the heater 61 based on temperature information detected by the temperature sensor 84. Control is performed at a desired timing so that the temperature of the chamber 66 has a desired temperature distribution.

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 rate control unit 57, the pressure control unit 77, the drive control unit 82, and the temperature control unit 85 also constitute an operation unit and an input / output unit, and are electrically connected to a main control unit 86 that controls the entire substrate processing apparatus. Connected. The gas flow rate control unit 57, the pressure control unit 77, the drive control unit 82, the temperature control unit 85, and the main control unit 86 are configured as a controller 87.

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 pod 2 is supplied to the load port 7, the pod loading / unloading port 5 is opened by the front shutter 6, and the pod 2 on the load port 7 is attached to the housing 3 by the pod transfer device 12. It is carried into the inside from the pod carry-in / out port 5.

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 pod 2 is automatically transported and delivered by the pod transport device 12 to the designated shelf 11 of the rotary pod shelf 8 and temporarily stored. The pod opener 15 is transferred to the mounting table 19 or directly transferred to the pod opener 15 and transferred to the mounting table 19. At this time, the wafer loading / unloading port 18 of the pod opener 15 is closed by the cap attaching / detaching mechanism 21, and clean air 29 is circulated and filled in the transfer chamber 22. For example, the transfer chamber 22 is filled with nitrogen gas as clean air 29 so that the oxygen concentration is set to 20 ppm or less, which is much lower than the oxygen concentration inside the housing 3 (atmosphere).

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 pod 2 placed on the mounting table 19 is pressed against the opening edge of the wafer loading / unloading port 18, and the cap is removed by the cap attaching / detaching mechanism 21. The slot is opened. Further, when the wafer loading / unloading opening 35 of the load lock chamber 33 whose interior has been previously set to atmospheric pressure is opened by the operation of the gate valve 36, the wafer transfer device 24 causes the tweezer 26 to be connected to the pod 2. The wafer 1 is picked up and transferred to the notch aligning device 31. After the wafers 1 are aligned by the notch alignment device 31, the wafers are transferred into the load lock chamber 33 by the wafer transfer mechanism 23 and transferred to the boat 27. The wafer transfer device 24 that has transferred the wafer 1 to the boat 27 returns to the pod 2 and loads the next wafer 2 into the boat 27.

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 wafer 1 by the wafer transfer device 23, another pod 2 is transferred from the rotary pod shelf 8 or the load port 7 to the other pod opener 15 by the pod transfer device 12. For example, the wafer transfer mechanism 23 transfers the predetermined number of wafers continuously without pausing.

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 wafers 1 are loaded into the boat 27, the wafer loading / unloading opening 35 is closed by the gate valve 36, and the load lock chamber 33 is evacuated from the exhaust pipe 38. The pressure is reduced.

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 load lock chamber 33 is depressurized to the same pressure as that in the processing furnace 41, the furnace port portion of the processing furnace 41 is opened by the furnace port gate valve 42, and the furnace port gate valve 42 is It is accommodated in the mouth gate valve cover 43.

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 seal cap 46 is raised by the boat elevator 44 and the boat 27 is loaded into the processing furnace 41.

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 wafer 1 is subjected to the required processing in the processing furnace 41 as follows.

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 processing chamber 66 is evacuated by the evacuation device 76 so as to have a desired pressure (degree of vacuum). At this time, the pressure in the processing chamber 66 is measured by the pressure sensor 74, and the pressure adjusting device 75 is feedback-controlled based on the measured pressure. Further, the processing chamber 66 is heated by the heater 61 so as to reach a desired temperature. At this time, the power supply to the heater 61 is feedback-controlled based on the temperature information detected by the temperature sensor 84 so that the processing chamber 66 has a desired temperature distribution. Subsequently, the wafer 1 is rotated by rotating the boat 27 by the rotating mechanism 78. The in-plane uniformity of the wafer 1 is improved by rotating the wafer 1 during processing.

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 flow rate controller 71 flows through the gas supply pipe 69 and is introduced from the nozzle 68 into the processing chamber 66. Is done. The introduced gas rises in the processing chamber 66, flows out from the upper end opening of the internal reaction tube 64 into the cylindrical space 73, and is exhausted from the exhaust pipe 72. When the gas passes through the processing chamber 66, it comes into contact with the surface of the wafer 1, and at this time, a thin film is deposited on the surface of the wafer 1 by a thermal CVD reaction.

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 processing chamber 66 is replaced with an inert gas, and the pressure in the processing chamber 66 is returned to normal pressure. .

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 seal cap 46 is lowered by the boat elevator 44, the lower end of the manifold 67 is opened, and the processed wafer 1 is held by the boat 27, and the reaction tube is opened from the lower end of the manifold 67. It is carried out (boat unloading) outside 63 and stored in the load lock chamber 33. The furnace port portion is closed by the furnace port gate valve 42.

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 silane gas SiH 4, 2000 sccm, phosphine gas PH 3, 10,000 sccm, and the wafer is processed by keeping each processing condition constant at a certain value within each range. The

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 load lock chamber 33, nitrogen gas is supplied to the load lock chamber 33 from the gas supply pipe 37 and exhausted from the exhaust pipe 38, whereby the wafer 1 is cooled.

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 wafer 1 is at a high temperature, and warpage due to thermal deformation also occurs in the state where it is accommodated in the load lock chamber 33. The cooling rate of the wafer 1 is proportional to the temperature difference between the temperature of the wafer 1 and the ambient temperature. Further, when the wafer 1 is at a high temperature, there is cooling by radiant heat. Therefore, at the initial stage of cooling, the second flow rate control valve 56 is closed, the first flow rate control valve 55 is opened, and the inert gas is supplied from the first gas supply nozzle 51.

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 gas supply nozzle 51 diffuses without directivity and spreads over the entire area of the load lock chamber 33, and is further exhausted from the exhaust pipe 38, so that the temperature in the load lock chamber 33 is increased. Suppresses the rise. By suppressing the increase in the ambient temperature of the wafer 1, the cooling effect of the wafer 1 is enhanced as a result.

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 wafer 1 is suppressed and the wind pressure of the cooling gas is not applied to the wafer 1, there is no change in warping of the wafer 1, movement of the wafer 1 with respect to the boat 27, and generation of particles is prevented.

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 wafer 1 is cooled to a required temperature, the first flow rate control valve 55 is closed, the second flow rate control valve 56 is opened, and the second gas supply nozzle 52 moves the cooling gas toward the boat 27. (See FIG. 5). Alternatively, the first flow rate control valve 55 may be left open, and the cooling gas may be ejected from both the second gas supply nozzle 52 and the first gas supply nozzle 51.

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 wafer 1 is cooled, the heat radiation to the surroundings is reduced and the cooling rate is lowered. Further, the warpage of the wafer 1 is eliminated or decreased. The cooling gas directly contacts the wafer 1 and flows, whereby the wafer 1 is forcibly cooled, and the cooling rate is increased by the forced cooling. Further, the movement of the wafer 1 due to the wind pressure is avoided, and the generation of the party is also prevented.

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 gas supply nozzle 51 and the flow rate of the cooling gas ejected from the second gas supply nozzle 52 are controlled by the gas flow rate control unit 57, and the cooling flow to be ejected. The exhaust flow rate from the exhaust pipe 38 is also adjusted according to the gas flow rate.

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 gas supply nozzle 51 to the second gas supply nozzle 52 is switched when a switching time is set in advance and the set time has elapsed. The set time is set on the basis of the acquired data of the cooling state of the processed wafer 1 in advance.

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 load lock chamber 33, and when the temperature of the load lock chamber 33 drops to a predetermined temperature based on the result of the temperature detector, the second gas is supplied from the first gas supply nozzle 51. Switching to the supply nozzle 52 is performed. The switching temperature is preferably switched at a temperature of 200 ° C. to 300 ° C. As a result, the throughput can be improved while minimizing the warpage of the wafer.

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 wafer 1 is cooled to a predetermined temperature, the inside of the load lock chamber 32 is restored to atmospheric pressure, and the gate valve 36 is opened. After that, the wafer 1 and the pod 2 are discharged to the outside of the housing 3 in the reverse procedure to the above except for the wafer alignment process in the notch alignment device 31.

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-resistant casing 32. However, when the reaction chamber is returned to atmospheric pressure after the treatment, if the processing pressure is atmospheric pressure, the standby chamber is simply airtight. If you do.

(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 Supplementary note 1, wherein the first gas ejection means ejects gas through a filter so as to supply cooling gas radially.

(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 appendix 1 which is a nozzle.

本発明の実施の形態に係る基板処理装置を示す側断面図である。1 is a side sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 該基板処理装置の平断面図である。It is a plane sectional view of the substrate processing apparatus. 該基板処理装置に用いられる処理炉の立断面図である。It is a sectional elevation view of a processing furnace used in the substrate processing apparatus. 本発明の要部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principal part of this invention. 本発明の要部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principal part of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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 SYMBOLS 1 Wafer 2 Pod 8 Rotating pod shelf 12 Pod transfer device 15 Pod opener 16 Sub-casing 19 Mounting table 23 Wafer transfer mechanism 27 Boat 32 Pressure-resistant housing 33 Load lock chamber 37 Gas supply pipe 38 Exhaust pipe 41 Processing furnace 44 Boat Elevator 51 First gas supply nozzle 52 Second gas supply nozzle 53 First branch pipe 54 Second branch pipe 55 First flow control valve 56 Second flow control valve 57 Gas flow control section 61 Heater 63 Reaction pipe

Claims (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。   A processing chamber for storing and processing the 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 chamber. A second gas jetting means 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 after a predetermined time has elapsed, 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.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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

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