JP2006093411A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】降温速度を向上させ、ウエハ間およびウエハ面内の温度差を抑制する。
【解決手段】ウエハの処理室３２を構成するプロセスチューブ３１と、処理室３２を加熱するヒータユニット５０と、ウエハ１群を処理室３２に搬出するボート３０とを備えたＣＶＤ装置１０において、冷却ガス供給ユニット７０を処理室３２の内周面に沿って設置する。冷却ガス供給ユニット７０は各吸込室を形成した吸込ノズル７１、７２、７３と、各吹出室を形成した吹出ノズル８１、８２とから構成し、三本の吸込ノズルには窒素ガス９０を吹出室８１ｂ、８２ｂに噴出するスリット７１ｂ、７２ｂ、７３ｂを開設し、二本の吹出ノズル８１、８２には吹出室８１ｂ、８２ｂに噴出した窒素ガスを処理室３２に吹き出す吹出スリット８１ｃ、８２ｃを開設する。窒素ガス９０が処理室３２へ吹出スリット８１ｃ、８２ｃから均等に吹き出すので、ウエハ群を急速かつ均等に冷却できる。
【選択図】図８
【解決手段】ウエハの処理室３２を構成するプロセスチューブ３１と、処理室３２を加熱するヒータユニット５０と、ウエハ１群を処理室３２に搬出するボート３０とを備えたＣＶＤ装置１０において、冷却ガス供給ユニット７０を処理室３２の内周面に沿って設置する。冷却ガス供給ユニット７０は各吸込室を形成した吸込ノズル７１、７２、７３と、各吹出室を形成した吹出ノズル８１、８２とから構成し、三本の吸込ノズルには窒素ガス９０を吹出室８１ｂ、８２ｂに噴出するスリット７１ｂ、７２ｂ、７３ｂを開設し、二本の吹出ノズル８１、８２には吹出室８１ｂ、８２ｂに噴出した窒素ガスを処理室３２に吹き出す吹出スリット８１ｃ、８２ｃを開設する。窒素ガス９０が処理室３２へ吹出スリット８１ｃ、８２ｃから均等に吹き出すので、ウエハ群を急速かつ均等に冷却できる。
【選択図】図８
Description
本発明は、基板処理装置に関し、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法に使用されるＣＶＤ装置や拡散装置、酸化装置およびアニール装置等の熱処理装置（furnace ）に利用して有効なものに関する。
ＩＣの製造方法において、半導体素子を含む集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）や酸化シリコンおよびポリシリコン等のＣＶＤ膜を形成する工程に、バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置が広く使用されている。
バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）は、ウエハが搬入されるインナチューブおよびインナチューブを取り囲むアウタチューブから構成されて縦形に設置されたプロセスチューブと、プロセスチューブによって形成された処理室に処理ガスとしての成膜ガスを供給するガス供給管と、処理室を真空排気する排気管と、プロセスチューブ外に敷設されて処理室を加熱するヒータユニットと、ボートエレベータによって昇降されて処理室の炉口を開閉するシールキャップと、シールキャップの上に垂直に設置されて複数枚のウエハを保持するボートとを備えており、複数枚のウエハがボートによって垂直方向に整列されて保持された状態で処理室に下端の炉口から搬入（ボートローディング）され、シールキャップによって炉口が閉塞された状態で、処理室に成膜ガスがガス供給管から供給されるとともに、ヒータユニットによって処理室が加熱されることにより、ウエハの上にＣＶＤ膜を堆積させるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１１０５５６号公報
バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）は、ウエハが搬入されるインナチューブおよびインナチューブを取り囲むアウタチューブから構成されて縦形に設置されたプロセスチューブと、プロセスチューブによって形成された処理室に処理ガスとしての成膜ガスを供給するガス供給管と、処理室を真空排気する排気管と、プロセスチューブ外に敷設されて処理室を加熱するヒータユニットと、ボートエレベータによって昇降されて処理室の炉口を開閉するシールキャップと、シールキャップの上に垂直に設置されて複数枚のウエハを保持するボートとを備えており、複数枚のウエハがボートによって垂直方向に整列されて保持された状態で処理室に下端の炉口から搬入（ボートローディング）され、シールキャップによって炉口が閉塞された状態で、処理室に成膜ガスがガス供給管から供給されるとともに、ヒータユニットによって処理室が加熱されることにより、ウエハの上にＣＶＤ膜を堆積させるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
一般に、ＣＶＤ装置においては、成膜後に処理室が窒素ガスパージされて所定の温度まで降温された後に、ボートが処理室から搬出（ボートアンローディング）される。これは、処理温度のままでボートアンローディングすると、ウエハ相互間の温度偏差やウエハ面内の温度偏差が大きくなってＩＣの特性に悪影響が及ぶのを防止するためである。そして、窒素ガスはマニホールドに固定されたガス供給管によって処理室へ供給される。
しかしながら、従来のＣＶＤ装置においては、窒素ガスがマニホールドに固定されたガス供給管によって処理室に供給されるために、ウエハ群の降温が不均一になるという問題点がある。すなわち、ガス供給管は処理室のボートの下方の一箇所に配置されているために、ウエハ群に対して均一の流れをもって接触することはできない。つまり、窒素ガスの流れが不均一になるために、ウエハ群の領域やウエハ面内において不均一に冷却され、窒素ガスの流速の大きい領域のウエハやウエハ面内だけが冷却されてしまう。
本発明の目的は、降温速度を向上させることができるとともに、基板間および基板面内の温度偏差を防止することができる基板処理装置を提供することにある。
本願において開示される発明のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、
前記冷却ガス供給手段は、前記ボートによって前記処理室に搬入された第一位置の前記基板がある方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口と、この第一噴出口を介した前記冷却ガスが前記第一位置にある前記基板の主面に対して水平方向であって前記基板がある方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
（２）基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、
前記冷却ガス供給手段は二層以上に構成されており、第一層は前記冷却ガスの上流側と直結し、前記ボートによって前記処理室に搬入された第一位置の前記基板がある方向に向かっては前記冷却ガスを噴出しない第一噴出口を有し、第二層は前記第一噴出口を介した前記冷却ガスが前記第一位置にある前記基板の主面に対して水平方向であって前記基板がある方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口を有することを特徴とする基板処理装置。
（３）前記（１）または（２）において、前記冷却ガス供給手段は一つ以上のノズルを備えていることを特徴とする基板処理装置。
（４）前記（１）、（２）または（３）において、前記冷却ガス供給手段は複数に区分けされていることを特徴とする基板処理装置。
（５）前記（１）、（２）、（３）または（４）において、前記第一噴出口および第二噴出口は、前記第一位置にある前記基板の複数に跨がって少なくとも鉛直方向に開口するスリットであることを特徴とする基板処理装置。
（６）基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、前記冷却ガス供給手段は、前記ボートによって前記処理室に搬入された第一位置の前記基板がある方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口と、この第一噴出口を介した前記冷却ガスが前記第一位置にある前記基板の主面に対して水平方向であって前記基板がある方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口とを備えている基板処理装置を用いて前記基板を処理する半導体装置の製造方法において、
前記処理室に前記ボートを搬入するステップと、
前記冷却ガスが前記第一噴出口から噴出するステップと、
前記第一噴出口を介した前記冷却ガスが前記第二噴出口から噴出するステップと、
前記冷却ガスが前記基板に接触するステップと、
前記冷却ガスが前記排気口から排気するステップと、
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（１）基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、
前記冷却ガス供給手段は、前記ボートによって前記処理室に搬入された第一位置の前記基板がある方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口と、この第一噴出口を介した前記冷却ガスが前記第一位置にある前記基板の主面に対して水平方向であって前記基板がある方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
（２）基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、
前記冷却ガス供給手段は二層以上に構成されており、第一層は前記冷却ガスの上流側と直結し、前記ボートによって前記処理室に搬入された第一位置の前記基板がある方向に向かっては前記冷却ガスを噴出しない第一噴出口を有し、第二層は前記第一噴出口を介した前記冷却ガスが前記第一位置にある前記基板の主面に対して水平方向であって前記基板がある方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口を有することを特徴とする基板処理装置。
（３）前記（１）または（２）において、前記冷却ガス供給手段は一つ以上のノズルを備えていることを特徴とする基板処理装置。
（４）前記（１）、（２）または（３）において、前記冷却ガス供給手段は複数に区分けされていることを特徴とする基板処理装置。
（５）前記（１）、（２）、（３）または（４）において、前記第一噴出口および第二噴出口は、前記第一位置にある前記基板の複数に跨がって少なくとも鉛直方向に開口するスリットであることを特徴とする基板処理装置。
（６）基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、前記冷却ガス供給手段は、前記ボートによって前記処理室に搬入された第一位置の前記基板がある方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口と、この第一噴出口を介した前記冷却ガスが前記第一位置にある前記基板の主面に対して水平方向であって前記基板がある方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口とを備えている基板処理装置を用いて前記基板を処理する半導体装置の製造方法において、
前記処理室に前記ボートを搬入するステップと、
前記冷却ガスが前記第一噴出口から噴出するステップと、
前記第一噴出口を介した前記冷却ガスが前記第二噴出口から噴出するステップと、
前記冷却ガスが前記基板に接触するステップと、
前記冷却ガスが前記排気口から排気するステップと、
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記（１）によれば、冷却ガス供給手段から冷却ガスを噴き出すことにより、処理済みの基板を急速かつ均一に降温させることができる。
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
本実施の形態において、図１、図２および図３に示されているように、本発明に係る基板処理装置はＩＣの製造方法における成膜工程を実施するＣＶＤ装置（バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置）１０として構成されている。
なお、このＣＶＤ装置においては、ウエハ１を搬送するウエハキャリアとしてＦＯＵＰ（front opening unified pod 。以下、ポッドという。）２が使用されている。
なお、このＣＶＤ装置においては、ウエハ１を搬送するウエハキャリアとしてＦＯＵＰ（front opening unified pod 。以下、ポッドという。）２が使用されている。
図１〜図３に示されているように、ＣＶＤ装置１０は型鋼や鋼板等によって直方体の箱形状に構築された筐体１１を備えている。筐体１１の正面壁にはポッド搬入搬出口１２が筐体１１の内外を連通するように開設されており、ポッド搬入搬出口１２はフロントシャッタ１３によって開閉されるようになっている。ポッド搬入搬出口１２の手前にはポッドステージ１４が設置されており、ポッドステージ１４はポッド２を載置されて位置合わせを実行するように構成されている。ポッド２はポッドステージ１４の上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、かつまた、ポッドステージ１４の上から搬出されるようになっている。
筐体１１内の前後方向の略中央部における上部には、回転式ポッド棚１５が設置されており、回転式ポッド棚１５は複数個のポッド２を保管するように構成されている。すなわち、回転式ポッド棚１５は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱１６と、支柱１６に上中下段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板１７とを備えており、複数枚の棚板１７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ように構成されている。
筐体１１内におけるポッドステージ１４と回転式ポッド棚１５との間には、ポッド搬送装置１８が設置されており、ポッド搬送装置１８はポッドステージ１４と回転式ポッド棚１５との間および回転式ポッド棚１５とポッドオープナ２１との間で、ポッド２を搬送するように構成されている。
筐体１１内におけるポッドステージ１４と回転式ポッド棚１５との間には、ポッド搬送装置１８が設置されており、ポッド搬送装置１８はポッドステージ１４と回転式ポッド棚１５との間および回転式ポッド棚１５とポッドオープナ２１との間で、ポッド２を搬送するように構成されている。
筐体１１内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体１９が後端にわたって構築されている。サブ筐体１９の正面壁にはウエハ１をサブ筐体１９内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口２０が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口２０、２０には一対のポッドオープナ２１、２１がそれぞれ設置されている。
ポッドオープナ２１はポッド２を載置する載置台２２と、載置台２２に載置されたポッド２のキャップを着脱するキャップ着脱機構２３とを備えている。ポッドオープナ２１は載置台２２に載置されたポッド２のキャップをキャップ着脱機構２３によって着脱することにより、ポッド２のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。ポッドオープナ２１の載置台２２に対してはポッド２がポッド搬送装置１８によって搬入および搬出されるようになっている。
ポッドオープナ２１はポッド２を載置する載置台２２と、載置台２２に載置されたポッド２のキャップを着脱するキャップ着脱機構２３とを備えている。ポッドオープナ２１は載置台２２に載置されたポッド２のキャップをキャップ着脱機構２３によって着脱することにより、ポッド２のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。ポッドオープナ２１の載置台２２に対してはポッド２がポッド搬送装置１８によって搬入および搬出されるようになっている。
サブ筐体１９内の前側領域にはウエハ移載装置２５が設置された移載室２４が形成されている。ウエハ移載装置２５はボート３０に対してウエハ１を装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するように構成されている。サブ筐体１９内の後端部にはボートを収容して待機させる待機室２６が形成されている。待機室２６にはボートを昇降させるためのボートエレベータ２７が設置されている。ボートエレベータ２７はモータ駆動の送りねじ軸装置やベローズ等によって構成されている。
ボートエレベータ２７の昇降台に連結されたアーム２８にはシールキャップ２９が水平に据え付けられており、シールキャップ２９はボート３０を垂直に支持するように構成されている。ボート３０は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、五十枚程度〜百五十枚程度）のウエハ１をその中心を揃えて水平に支持した状態で、保持するように構成されている。
ボートエレベータ２７の昇降台に連結されたアーム２８にはシールキャップ２９が水平に据え付けられており、シールキャップ２９はボート３０を垂直に支持するように構成されている。ボート３０は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、五十枚程度〜百五十枚程度）のウエハ１をその中心を揃えて水平に支持した状態で、保持するように構成されている。
図３に示されているように、ＣＶＤ装置１０は中心線が垂直になるように縦に配されて支持された縦形のプロセスチューブ３１を備えており、プロセスチューブ３１は後記する加熱ランプの熱線（赤外線や遠赤外線等）を透過する材料の一例である石英（ＳｉＯ2 ）が使用されて、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に一体成形されている。プロセスチューブ３１の筒中空部はボート３０によって長く整列した状態に保持された複数枚のウエハが搬入される処理室３２を実質的に形成している。プロセスチューブ３１の内径は取り扱うウエハの最大外径（例えば、直径３００ｍｍ）よりも大きくなるように設定されている。
プロセスチューブ３１の下端は略円筒形状に構築されたマニホールド３６に支持されており、マニホールド３６の下端開口は炉口３５を構成している。マニホールド３６はプロセスチューブ３１の交換等のために、プロセスチューブ３１にそれぞれ着脱自在に取り付けられている。マニホールド３６がサブ筐体１９に支持されることにより、プロセスチューブ３１は垂直に据え付けられた状態になっている。
図３に示されているように、マニホールド３６には処理室３２を排気する排気管３７の一端部が接続されており、排気管３７の他端部は圧力コントローラ４１によって制御される排気装置３９が圧力センサ４０を介して接続されている。圧力コントローラ４１は圧力センサ４０からの測定結果に基づいて排気装置３９をフィードバック制御するように構成されている。
プロセスチューブ３１の下方にはガス供給管４２が処理室３２に連通するように配管されており、ガス供給管４２にはガス流量コントローラ４４によって制御される原料ガス供給装置および不活性ガス供給装置（以下、ガス供給装置という。）４３が接続されている。ガス供給管４２によって炉口３５に導入されたガスは処理室３２を流通して排気管３７によって排気される。
マニホールド３６の下端開口にはマニホールド３６の外径と略等しい円盤形状に構築されて炉口３５を閉塞するシールキャップ２９が、垂直方向下側から当接するようになっている。シールキャップ２９の中心線上には回転軸４５が挿通されて回転自在に支承されており、回転軸４５は駆動コントローラ４６によって制御されるモータ４７によって回転駆動されるように構成されている。駆動コントローラ４６はボートエレベータ２７のモータ２７ａも制御するように構成されている。
回転軸４５の上端にはボート３０が垂直に立脚されて支持されており、シールキャップ２９とボート３０との間には断熱キャップ部４８が配置されている。ボート３０はその下端が炉口３５の位置から適当な距離だけ離間するようにシールキャップ２９の上面から持ち上げられた状態で回転軸４５に支持されており、断熱キャップ部４８はそのボート３０の下端とシールキャップ２９との間を埋めるキャップ部を構成している。
回転軸４５の上端にはボート３０が垂直に立脚されて支持されており、シールキャップ２９とボート３０との間には断熱キャップ部４８が配置されている。ボート３０はその下端が炉口３５の位置から適当な距離だけ離間するようにシールキャップ２９の上面から持ち上げられた状態で回転軸４５に支持されており、断熱キャップ部４８はそのボート３０の下端とシールキャップ２９との間を埋めるキャップ部を構成している。
プロセスチューブ３１の外側にはヒータユニット５０が設置されている。ヒータユニット５０はプロセスチューブ３１を全体的に被覆する熱容量の小さい断熱槽５１を備えており、断熱槽５１はサブ筐体１９に垂直に支持されている。断熱槽５１の内側には加熱手段としてのＬ管形ハロゲンランプ（以下、加熱ランプという。）５２が複数本、周方向に等間隔に配置されて同心円に設備されている。加熱ランプ５２群は長さが異なる複数規格のものが組み合わされて配置されており、熱の逃げ易いプロセスチューブ３１の上部および下部の発熱量が増加するように構成されている。
各加熱ランプ５２の端子５２ａはプロセスチューブ３１の上部および下部にそれぞれ配置されており、端子５２ａの介在による発熱量の低下が回避されている。加熱ランプ５２はカーボンやタングステン等のフィラメントをＬ字形状の石英管によって被覆し、石英管内が不活性ガスまたは真空雰囲気に封止されて構成されている。加熱ランプ５２は熱エネルギーのピーク波長が１．０μｍ〜２．０μｍ程度の熱線を照射するように構成されており、プロセスチューブ３１を殆ど加熱することなく、ウエハ１を輻射によって加熱することができるように設定されている。
各加熱ランプ５２の端子５２ａはプロセスチューブ３１の上部および下部にそれぞれ配置されており、端子５２ａの介在による発熱量の低下が回避されている。加熱ランプ５２はカーボンやタングステン等のフィラメントをＬ字形状の石英管によって被覆し、石英管内が不活性ガスまたは真空雰囲気に封止されて構成されている。加熱ランプ５２は熱エネルギーのピーク波長が１．０μｍ〜２．０μｍ程度の熱線を照射するように構成されており、プロセスチューブ３１を殆ど加熱することなく、ウエハ１を輻射によって加熱することができるように設定されている。
図３および図４に示されているように、断熱槽５１の天井面の下側における中央部にはＬ管形ハロゲンランプ（以下、天井加熱ランプという。）５３が複数本、互いに平行で両端を揃えられて敷設されており、天井加熱ランプ５３群はボート３０に保持されたウエハ１群をプロセスチューブ３１の上方から加熱するように構成されている。天井加熱ランプ５３はカーボンやタングステン等のフィラメントをＬ字形状の石英管によって被覆し、石英管内が不活性ガスまたは真空雰囲気に封止されて構成されている。天井加熱ランプ５３は熱エネルギーのピーク波長が１．０μｍ〜２．０μｍ程度の熱線を照射するように構成されており、プロセスチューブ３１を殆ど加熱することなく、ウエハ１を輻射によって加熱することができるように設定されている。
また、ボート３０と断熱キャップ部４８との間にはキャップ加熱ランプ５３Ａ群が、ウエハ１群とプロセスチューブ３１の下方から加熱するように構成されている。
また、ボート３０と断熱キャップ部４８との間にはキャップ加熱ランプ５３Ａ群が、ウエハ１群とプロセスチューブ３１の下方から加熱するように構成されている。
図３に示されているように、加熱ランプ５２群や天井加熱ランプ５３群およびキャップ加熱ランプ５３Ａ群は、加熱ランプ駆動装置５４に接続されており、加熱ランプ駆動装置５４は温度コントローラ５５によって制御されるように構成されている。
プロセスチューブ３１の内側にはカスケード熱電対５６が垂直方向に敷設されており、カスケード熱電対５６は計測結果を温度コントローラ５５に送信するようになっている。温度コントローラ５５はカスケード熱電対５６からの計測温度に基づいて加熱ランプ駆動装置５４をフィードバック制御するように構成されている。すなわち、温度コントローラ５５は加熱ランプ駆動装置５４の目標温度とカスケード熱電対５６の計測温度との誤差を求めて、誤差がある場合には誤差を解消させるフィードバック制御を実行するようになっている。さらに、温度コントローラ５５は加熱ランプ５２群をゾーン制御するように構成されている。
ここで、ゾーン制御とは、加熱ランプを上下に複数の範囲毎に分割して配置し、それぞれのゾーン（範囲）にカスケード熱電対の計測点を配置し、それぞれのゾーン毎にカスケード熱電対の計測する温度に基づくフィードバック制御を独立ないし相関させて制御する方法、である。
プロセスチューブ３１の内側にはカスケード熱電対５６が垂直方向に敷設されており、カスケード熱電対５６は計測結果を温度コントローラ５５に送信するようになっている。温度コントローラ５５はカスケード熱電対５６からの計測温度に基づいて加熱ランプ駆動装置５４をフィードバック制御するように構成されている。すなわち、温度コントローラ５５は加熱ランプ駆動装置５４の目標温度とカスケード熱電対５６の計測温度との誤差を求めて、誤差がある場合には誤差を解消させるフィードバック制御を実行するようになっている。さらに、温度コントローラ５５は加熱ランプ５２群をゾーン制御するように構成されている。
ここで、ゾーン制御とは、加熱ランプを上下に複数の範囲毎に分割して配置し、それぞれのゾーン（範囲）にカスケード熱電対の計測点を配置し、それぞれのゾーン毎にカスケード熱電対の計測する温度に基づくフィードバック制御を独立ないし相関させて制御する方法、である。
図３および図４に示されているように、加熱ランプ５２群の外側には円筒形状に形成されたリフレクタ（反射板）５７が、プロセスチューブ３１と同心円に設置されており、リフレクタ５７は加熱ランプ５２群からの熱線をプロセスチューブ３１の方向に全て反射させるように構成されている。リフレクタ５７はステンレス鋼板に石英をコーティングして形成された材料のように耐酸化性、耐熱性および耐熱衝撃性に優れた材料によって構成されている。
リフレクタ５７の外周面には冷却水が流通する冷却水配管５８が螺旋状に敷設されている。冷却水配管５８はリフレクタ５７をリフレクタ表面の石英コーティングの耐熱温度である３００℃以下に冷却するように設定されている。リフレクタ５７は３００℃を超えると、酸化等によって劣化し易くなるが、リフレクタ５７を３００℃以下に冷却することにより、リフレクタ５７の耐久性を向上させることができるとともに、リフレクタ５７の劣化に伴うパーティクルの発生を抑制することができる。また、断熱槽５１の内部の温度を低下させる際に、リフレクタ５７を冷却することにより、冷却効果を向上させることができる。
さらに、冷却水配管５８はリフレクタ５７の冷却領域を上中下段のゾーンに分けてそれぞれ制御し得るように構成されている。冷却水配管５８をゾーン制御することにより、プロセスチューブ３１の温度を降下させる際に、プロセスチューブ３１のゾーンに対応して冷却することができる。例えば、ウエハ群が置かれたゾーンは熱容量がウエハ群の分だけ大きくなることにより、ウエハ群が置かれないゾーンに比べて冷却し難くなるために、冷却水配管５８のウエハ群に対応するゾーンを優先的に冷却するようにゾーン制御することができる。
また、ヒータのゾーンと冷却水配管のゾーンとを同様に配置し、ヒータのゾーンの制御に合わせて冷却水配管のゾーンの制御をするように構成することができる。これにより、より一層昇温降温の制御性やスピード（レート）が向上する。
リフレクタ５７の外周面には冷却水が流通する冷却水配管５８が螺旋状に敷設されている。冷却水配管５８はリフレクタ５７をリフレクタ表面の石英コーティングの耐熱温度である３００℃以下に冷却するように設定されている。リフレクタ５７は３００℃を超えると、酸化等によって劣化し易くなるが、リフレクタ５７を３００℃以下に冷却することにより、リフレクタ５７の耐久性を向上させることができるとともに、リフレクタ５７の劣化に伴うパーティクルの発生を抑制することができる。また、断熱槽５１の内部の温度を低下させる際に、リフレクタ５７を冷却することにより、冷却効果を向上させることができる。
さらに、冷却水配管５８はリフレクタ５７の冷却領域を上中下段のゾーンに分けてそれぞれ制御し得るように構成されている。冷却水配管５８をゾーン制御することにより、プロセスチューブ３１の温度を降下させる際に、プロセスチューブ３１のゾーンに対応して冷却することができる。例えば、ウエハ群が置かれたゾーンは熱容量がウエハ群の分だけ大きくなることにより、ウエハ群が置かれないゾーンに比べて冷却し難くなるために、冷却水配管５８のウエハ群に対応するゾーンを優先的に冷却するようにゾーン制御することができる。
また、ヒータのゾーンと冷却水配管のゾーンとを同様に配置し、ヒータのゾーンの制御に合わせて冷却水配管のゾーンの制御をするように構成することができる。これにより、より一層昇温降温の制御性やスピード（レート）が向上する。
図３および図４に示されているように、断熱槽５１の天井面には円板形状に形成された天井リフレクタ５９がプロセスチューブ３１と同心円に設置されており、天井リフレクタ５９は天井加熱ランプ５３群からの熱線をプロセスチューブ３１の方向に全て反射させるように構成されている。天井リフレクタ５９も耐酸化性、耐熱性および耐熱衝撃性に優れた材料によって構成されている。
天井リフレクタ５９の上面には冷却水配管６０が蛇行状に敷設されており、冷却水配管６０は天井リフレクタ５９を３００℃以下に冷却するように設定されている。天井リフレクタ５９は３００℃を超えると、酸化等によって劣化し易くなるが、天井リフレクタ５９を３００℃以下に冷却することにより、天井リフレクタ５９の耐久性を向上させることができるとともに、天井リフレクタ５９の劣化に伴うパーティクルの発生を抑制することができる。また、断熱槽５１の内部の温度を低下させる際に、天井リフレクタ５９を冷却することにより、冷却効果を向上させることができる。
天井リフレクタ５９の上面には冷却水配管６０が蛇行状に敷設されており、冷却水配管６０は天井リフレクタ５９を３００℃以下に冷却するように設定されている。天井リフレクタ５９は３００℃を超えると、酸化等によって劣化し易くなるが、天井リフレクタ５９を３００℃以下に冷却することにより、天井リフレクタ５９の耐久性を向上させることができるとともに、天井リフレクタ５９の劣化に伴うパーティクルの発生を抑制することができる。また、断熱槽５１の内部の温度を低下させる際に、天井リフレクタ５９を冷却することにより、冷却効果を向上させることができる。
図３および図４に示されているように、断熱槽５１とプロセスチューブ３１との間には冷却ガスとしての冷却エアを流通させる冷却エア通路６１が、プロセスチューブ３１を全体的に包囲するように形成されている。断熱槽５１の下端部には冷却エアを冷却エア通路６１に供給する給気管６２が接続されており、給気管６２に供給された冷却エアは冷却エア通路６１の全周に拡散するようになっている。
断熱槽５１の天井壁における中央部には、冷却エアを冷却エア通路６１から排出する排気口６３が開設されており、排気口６３には排気装置に接続された排気ダクト（図示せず）が接続されている。断熱槽５１の天井壁における排気口６３の下側には排気口６３と連通するバッファ部６４が大きく形成されており、バッファ部６４の底面における周辺部にはサブ排気口６５が複数、バッファ部６４と冷却エア通路６１とを連絡するように開設されている。
これらサブ排気口６５により、冷却エア通路６１を効率よく排気することができるようになっている。また、サブ排気口６５を断熱槽５１の天井壁の周辺部に配置することにより、天井加熱ランプ５３を断熱槽５１の天井面の中央部に敷設することができるとともに、天井加熱ランプ５３を排気流路から退避させて排気流による応力や化学反応を防止することにより、天井加熱ランプ５３の劣化を抑制することができる。
これらサブ排気口６５により、冷却エア通路６１を効率よく排気することができるようになっている。また、サブ排気口６５を断熱槽５１の天井壁の周辺部に配置することにより、天井加熱ランプ５３を断熱槽５１の天井面の中央部に敷設することができるとともに、天井加熱ランプ５３を排気流路から退避させて排気流による応力や化学反応を防止することにより、天井加熱ランプ５３の劣化を抑制することができる。
図３、図４および図５に示されているように、プロセスチューブ３１の内周における排気管３７の接続部位から１８０度離れた部位には、処理室３２に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段としての冷却ガス供給ユニット７０が処理室３２の内周面に沿うように設置されている。
図３〜図７に示されているように、本実施の形態に係る冷却ガス供給ユニット７０は、いずれも円筒形状に形成された第一吸込ノズル７１と第二吸込ノズル７２と第三吸込ノズル７３とを備えており、第一吸込ノズル７１と第二吸込ノズル７２と第三吸込ノズル７３とは間隔を置いて隣り合わせに配置されて垂直に敷設されている。第一吸込ノズル７１と第二吸込ノズル７２と第三吸込ノズル７３との下端部には冷却ガス供給管６７がそれぞれ接続されており、これら冷却ガス供給管６７がマニホールド３６の側壁に径方向に挿通されて支持されることにより、冷却ガス供給ユニット７０は処理室３２の内周面に沿うように設置されている。
図３〜図７に示されているように、本実施の形態に係る冷却ガス供給ユニット７０は、いずれも円筒形状に形成された第一吸込ノズル７１と第二吸込ノズル７２と第三吸込ノズル７３とを備えており、第一吸込ノズル７１と第二吸込ノズル７２と第三吸込ノズル７３とは間隔を置いて隣り合わせに配置されて垂直に敷設されている。第一吸込ノズル７１と第二吸込ノズル７２と第三吸込ノズル７３との下端部には冷却ガス供給管６７がそれぞれ接続されており、これら冷却ガス供給管６７がマニホールド３６の側壁に径方向に挿通されて支持されることにより、冷却ガス供給ユニット７０は処理室３２の内周面に沿うように設置されている。
第一吸込ノズル７１と第二吸込ノズル７２との間には長方形の平板形状に形成された一対の連結壁８１ａ、８１ａがそれぞれ架設されており、両連結壁８１ａと８１ａと第一吸込ノズル７１の円弧壁と第二吸込ノズル７２の円弧壁とにより、第一吹出ノズル８１が第一吸込ノズル７１と第二吸込ノズル７２との間に形成されている。
第二吸込ノズル７２と第三吸込ノズルとの間には長方形の平板形状に形成された一対の連結壁８２ａ、８２ａがそれぞれ架設されており、両連結壁８２ａと８２ａと第二吸込ノズル７２の円弧壁と第三吸込ノズル７３の円弧壁とにより、第二吹出ノズル８２が第二吸込ノズル７２と第三吸込ノズル７３との間に形成されている。
第一吸込ノズル７１と第一吹出ノズル８１と第二吸込ノズル７２との上端面には上端開口を閉塞する第一上側キャップ７５が被せられており、第二吹出ノズル８２と第二吸込ノズル７２との上端面には上端開口を閉塞する第二上側キャップ７６が被せられている。第一吸込ノズル７１と第一吹出ノズル８１と第二吸込ノズル７２と第二吹出ノズル８２と第三吹出ノズルとの下端面には下端開口を閉塞する下側キャップ７７が被せられている。
第二吸込ノズル７２と第三吸込ノズルとの間には長方形の平板形状に形成された一対の連結壁８２ａ、８２ａがそれぞれ架設されており、両連結壁８２ａと８２ａと第二吸込ノズル７２の円弧壁と第三吸込ノズル７３の円弧壁とにより、第二吹出ノズル８２が第二吸込ノズル７２と第三吸込ノズル７３との間に形成されている。
第一吸込ノズル７１と第一吹出ノズル８１と第二吸込ノズル７２との上端面には上端開口を閉塞する第一上側キャップ７５が被せられており、第二吹出ノズル８２と第二吸込ノズル７２との上端面には上端開口を閉塞する第二上側キャップ７６が被せられている。第一吸込ノズル７１と第一吹出ノズル８１と第二吸込ノズル７２と第二吹出ノズル８２と第三吹出ノズルとの下端面には下端開口を閉塞する下側キャップ７７が被せられている。
第一吸込ノズル７１の中空部は第一吸込室７１ａを形成しており、第二吸込ノズル７２の中空部は第二吸込室７２ａを形成しており、第三吸込ノズル７３の中空部は第三吸込室７３ａを形成している。第一吹出ノズル８１の中空部は第一吹出室８１ｂを形成しており、第二吹出ノズル８２の中空部は第二吹出室８２ｂを形成している。
第一吸込ノズル７１の上端部には、冷却ガス供給管６７から第一吸込室７１ａに供給された冷却ガスを第一吹出室８１ｂに噴出する第一スリット７１ｂが開設されている。第一スリット７１ｂはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。すなわち、第一スリット７１ｂの噴出方向は図７（ｂ）に示されているように、第一吸込ノズル７１の中心と第二吸込ノズル７２の中心とを結ぶ線分に対して傾斜角Θだけウエハ１の方向と反対向きに傾斜されており、その傾斜角Θは約３０度に設定されている。
噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第一スリット７１ｂの開口幅は全長にわたって同一寸法に形成されており、その開口幅の寸法は１〜１．５ｍｍに設定されている。第一スリット７１ｂの長さは第一吸込ノズル７１の長さの四分の一程度に設定されている。
噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第一スリット７１ｂの開口幅は全長にわたって同一寸法に形成されており、その開口幅の寸法は１〜１．５ｍｍに設定されている。第一スリット７１ｂの長さは第一吸込ノズル７１の長さの四分の一程度に設定されている。
第二吸込室７２ａの第一スリット７１ｂの下端に対応する位置には、第二吸込室７２ａを上下に仕切る仕切板７８が被せられている。第二吸込ノズル７２の仕切板７８の下側には、冷却ガス供給管６７から第二吸込室７２ａに供給された冷却ガスを第一吹出室８１ｂに噴出する第二スリット７２ｂが開設されている。第二スリット７２ｂはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。すなわち、第二スリット７２ｂの噴出方向は図７（ｃ）に示されているように、第一吸込ノズル７１の中心と第二吸込ノズル７２の中心とを結ぶ線分に対して傾斜角Θだけウエハ１の方向と反対向きに傾斜されており、その傾斜角Θは約３０度に設定されている。
噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第二スリット７２ｂの開口幅は全長にわたって同一寸法に形成されており、その開口幅の寸法は１〜１．５ｍｍに設定されている。第二スリット７２ｂの長さは仕切板７８から第二吸込ノズル７２の高さの半分程度に延在するように設定されている。
噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第二スリット７２ｂの開口幅は全長にわたって同一寸法に形成されており、その開口幅の寸法は１〜１．５ｍｍに設定されている。第二スリット７２ｂの長さは仕切板７８から第二吸込ノズル７２の高さの半分程度に延在するように設定されている。
第三吸込ノズル７３の長さは第二吸込ノズル７２の長さの半分に設定されており、第三吸込ノズル７３の上端は第二吸込ノズル７２の半分の高さに位置している。第三吸込ノズル７３の上端部には、冷却ガス供給管６７から第三吸込室７３ａに供給された冷却ガスを第二吹出室８２ｂに噴出する第三スリット７３ｂが開設されている。第三スリット７３ｂはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。すなわち、第三スリット７３ｂの噴出方向は図７（ｄ）に示されているように、第二吸込ノズル７２の中心と第三吸込ノズル７３の中心とを結ぶ線分に対して傾斜角Θだけウエハ１の方向と反対向きに傾斜されており、その傾斜角Θは約３０度に設定されている。
噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第三スリット７３ｂの開口幅の寸法は全長にわたって同一寸法に形成されており、その幅は１〜１．５ｍｍに設定されている。また、第三スリット７３ｂの長さは第二上側キャップ７６から第三吸込ノズル７３の高さの半分程度に延在するように設定されている。
噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第三スリット７３ｂの開口幅の寸法は全長にわたって同一寸法に形成されており、その幅は１〜１．５ｍｍに設定されている。また、第三スリット７３ｂの長さは第二上側キャップ７６から第三吸込ノズル７３の高さの半分程度に延在するように設定されている。
第一吹出ノズル８１の上端部には、第一吸込室７１ａおよび第二吸込室７２ａから第一吹出室８１ｂに供給された冷却ガスを処理室３２に噴出する第一吹出スリット８１ｃが開設されている。第一吹出スリット８１ｃはウエハ１の主面に対して水平方向であってウエハ１の方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口として構成されている。すなわち、第一吹出スリット８１ｃの噴出方向は図７（ａ）および（ｂ）に示されているように、第一吸込ノズル７１の中心と第二吸込ノズル７２の中心とを結ぶ線分に対して略直交している。
また、噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第一吹出スリット８１ｃの開口幅の寸法は全長にわたって同一寸法に形成されている。第一吹出スリット８１ｃからの冷却ガスの吹出速度が大きすぎると、ウエハ１との接触時間が不足して熱を効率よく奪うことができないので、第一吹出スリット８１ｃの開口幅の寸法は第一スリット７１ｂや第二スリット７２ｂの開口幅の寸法よりも大きく設定されている。
第一吹出スリット８１ｃの長さは第一吹出ノズル８１の長さの二分の一程度に設定されている。すなわち、第一吹出スリット８１ｃは第一吹出ノズル８１の上端から第二スリット７２ｂの下端に対向する位置にわたって開設されている。
また、噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第一吹出スリット８１ｃの開口幅の寸法は全長にわたって同一寸法に形成されている。第一吹出スリット８１ｃからの冷却ガスの吹出速度が大きすぎると、ウエハ１との接触時間が不足して熱を効率よく奪うことができないので、第一吹出スリット８１ｃの開口幅の寸法は第一スリット７１ｂや第二スリット７２ｂの開口幅の寸法よりも大きく設定されている。
第一吹出スリット８１ｃの長さは第一吹出ノズル８１の長さの二分の一程度に設定されている。すなわち、第一吹出スリット８１ｃは第一吹出ノズル８１の上端から第二スリット７２ｂの下端に対向する位置にわたって開設されている。
第二吹出ノズル８２の上端部には、第二吸込室７２ａから第二吹出室８２ｂに供給された冷却ガスを処理室３２に噴出する第二吹出スリット８２ｃが開設されている。第二吹出スリット８２ｃはウエハ１の主面に対して水平方向であってウエハ１の方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口として構成されている。すなわち、第二吹出スリット８２ｃの噴出方向は図７（ｄ）に示されているように、第二吸込ノズル７２の中心と第三吸込ノズル７３の中心とを結ぶ線分に対して略直交している。
また、噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第二吹出スリット８２ｃの開口幅の寸法は全長にわたって同一寸法に形成されている。第二吹出スリット８２ｃからの冷却ガスの吹出速度が大きすぎると、ウエハ１との接触時間が不足して熱を効率よく奪うことができないので、第二吹出スリット８２ｃの開口幅の寸法は第三スリット７３ｂの開口幅の寸法よりも大きく設定されている。
第二吹出スリット８２ｃの長さは第二吹出ノズル８２の長さの二分の一程度に設定されている。すなわち、第二吹出スリット８２ｃは第二吹出ノズル８２の上端から第三スリット７３ｂの下端に対向する位置にわたって開設されている。
また、噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第二吹出スリット８２ｃの開口幅の寸法は全長にわたって同一寸法に形成されている。第二吹出スリット８２ｃからの冷却ガスの吹出速度が大きすぎると、ウエハ１との接触時間が不足して熱を効率よく奪うことができないので、第二吹出スリット８２ｃの開口幅の寸法は第三スリット７３ｂの開口幅の寸法よりも大きく設定されている。
第二吹出スリット８２ｃの長さは第二吹出ノズル８２の長さの二分の一程度に設定されている。すなわち、第二吹出スリット８２ｃは第二吹出ノズル８２の上端から第三スリット７３ｂの下端に対向する位置にわたって開設されている。
図３に示されているように、冷却ガス供給ユニット７０には窒素ガス供給装置６８が接続されており、窒素ガス供給装置６８は流量調整コントローラ６９によって制御されるように構成されている。冷却ガス供給ユニット７０による冷却能力は窒素ガスの噴出量を窒素ガス供給装置６８によって制御することにより調整することができる。
前記構成に係るＣＶＤ装置によるＩＣの製造方法における成膜工程を説明する。
図１および図２に示されているように、ポッド２がポッドステージ１４に供給されると、ポッド搬入搬出口１２がフロントシャッタ１３によって開放され、ポッドステージ１４の上のポッド２はポッド搬送装置１８によって筐体１１の内部へポッド搬入搬出口１２から搬入される。
搬入されたポッド２は回転式ポッド棚１５の指定された棚板１７へポッド搬送装置１８によって自動的に搬送されて受け渡され、その棚板１７に一時的に保管される。
保管されたポッド２はポッド搬送装置１８によって一方のポッドオープナ２１に搬送されて載置台２２に移載される。この際、ポッドオープナ２１のウエハ搬入搬出口２０はキャップ着脱機構２３によって閉じられており、移載室２４には窒素ガスが流通されることによって充満されている。例えば、移載室２４の酸素濃度は２０ｐｐｍ以下と、筐体１１の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遙に低く設定されている。
搬入されたポッド２は回転式ポッド棚１５の指定された棚板１７へポッド搬送装置１８によって自動的に搬送されて受け渡され、その棚板１７に一時的に保管される。
保管されたポッド２はポッド搬送装置１８によって一方のポッドオープナ２１に搬送されて載置台２２に移載される。この際、ポッドオープナ２１のウエハ搬入搬出口２０はキャップ着脱機構２３によって閉じられており、移載室２４には窒素ガスが流通されることによって充満されている。例えば、移載室２４の酸素濃度は２０ｐｐｍ以下と、筐体１１の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遙に低く設定されている。
載置台２２に載置されたポッド２はその開口側端面がサブ筐体１９の正面におけるウエハ搬入搬出口２０の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構２３によって取り外され、ウエハ出し入れ口を開放される。
ポッド２に収納された複数枚のウエハ１はウエハ移載装置２５によって掬い取られ、ウエハ搬入搬出口２０から移載室２４を通じて待機室２６へ搬入され、ボート３０に装填（チャージング）される。ボート３０にウエハ１を受け渡したウエハ移載装置２５はポッド２に戻り、次のウエハ１をボート３０に装填する。
ポッド２に収納された複数枚のウエハ１はウエハ移載装置２５によって掬い取られ、ウエハ搬入搬出口２０から移載室２４を通じて待機室２６へ搬入され、ボート３０に装填（チャージング）される。ボート３０にウエハ１を受け渡したウエハ移載装置２５はポッド２に戻り、次のウエハ１をボート３０に装填する。
以降、以上のウエハ移載装置２５の作動が繰り返されることにより、一方のポッドオープナ２１の載置台２２の上のポッド２の全てのウエハ１がボート３０に順次装填されて行く。
この一方（上段または下段）のポッドオープナ２１におけるウエハ移載装置２５によるウエハのボート３０への装填作業中に、他方（下段または上段）のポッドオープナ２１には回転式ポッド棚１５から別のポッド２がポッド搬送装置１８によって搬送されて移載され、ポッドオープナ２１によるポッド２の開放作業が同時進行される。
このように他方のポッドオープナ２１において開放作業が同時進行されていると、一方のポッドオープナ２１におけるウエハ１のボート３０への装填作業の終了と同時に、他方のポッドオープナ２１にセットされたポッド２についてのウエハ移載装置２５によるウエハのボート３０への装填作業を開始することができる。すなわち、ウエハ移載装置２５はポッド２の入替え作業についての待ち時間を浪費することなくウエハのボート３０への装填作業を連続して実施することができるため、ＣＶＤ装置１０のスループットを高めることができる。
このように他方のポッドオープナ２１において開放作業が同時進行されていると、一方のポッドオープナ２１におけるウエハ１のボート３０への装填作業の終了と同時に、他方のポッドオープナ２１にセットされたポッド２についてのウエハ移載装置２５によるウエハのボート３０への装填作業を開始することができる。すなわち、ウエハ移載装置２５はポッド２の入替え作業についての待ち時間を浪費することなくウエハのボート３０への装填作業を連続して実施することができるため、ＣＶＤ装置１０のスループットを高めることができる。
図３に示されているように、予め指定された枚数のウエハ１がボート３０に装填されると、ウエハ１群を保持したボート３０はシールキャップ２９がボートエレベータ２７によって上昇されることにより、プロセスチューブ３１の処理室３２に搬入（ボートローディング）されて行き、図８に示されているように、シールキャップ２９に支持されたままの状態で処理室３２に存置される。
図８に示されているように、上限に達したシールキャップ２９はマニホールド３６に押接することにより、プロセスチューブ３１の内部をシールした状態になる。
図８に示されているように、上限に達したシールキャップ２９はマニホールド３６に押接することにより、プロセスチューブ３１の内部をシールした状態になる。
続いて、プロセスチューブ３１の内部が排気管３７によって排気されるとともに、加熱ランプ５２群および天井加熱ランプ５３群によって温度コントローラ５５のシーケンス制御の目標温度に加熱される。加熱ランプ５２群や天井加熱ランプ５３群およびキャップ加熱ランプ５３Ａ群の加熱によるプロセスチューブ３１の内部の実際の上昇温度と、加熱ランプ５２群や天井加熱ランプ５３群およびキャップ加熱ランプ５３Ａ群のシーケンス制御の目標温度との誤差は、カスケード熱電対５６の計測結果に基づくフィードバック制御によって補正される。また、ボート３０がモータ４７によって回転される。
プロセスチューブ３１の内圧や温度およびボート３０の回転が全体的に一定の安定した状態になると、プロセスチューブ３１の処理室３２には原料ガスがガス供給装置４３によってガス供給管４２から導入される。ガス供給管４２によって導入された原料ガスは、プロセスチューブ３１の処理室３２内を流通して排気管３７によって排気される。処理室３２を流通する際に、原料ガスが所定の処理温度に加熱されたウエハ１に接触することによる熱ＣＶＤ反応により、ウエハ１にはＣＶＤ膜が形成される。
ちなみに、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）が成膜される場合の処理条件の一例は、次の通りである。処理温度は７００〜８００℃、原料ガスとしてのＳｉＨ2 Ｃｌ2 の流量は０．１〜０．５ＳＬＭ（スタンダード・リットル毎分）、ＮＨ3 の流量は０．３〜５ＳＬＭ、処理圧力は２０〜１００Ｐａである。
ちなみに、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）が成膜される場合の処理条件の一例は、次の通りである。処理温度は７００〜８００℃、原料ガスとしてのＳｉＨ2 Ｃｌ2 の流量は０．１〜０．５ＳＬＭ（スタンダード・リットル毎分）、ＮＨ3 の流量は０．３〜５ＳＬＭ、処理圧力は２０〜１００Ｐａである。
ところで、プロセスチューブ３１およびヒータユニット５０の温度は処理温度以上に維持する必要がないばかりでなく、処理温度未満に下げることがかえって好ましいために、成膜ステップにおいては、冷却エアが給気管６２から供給されてサブ排気口６５、バッファ部６４および排気口６３から排気されることにより、冷却エア通路６１に流通される。この際、断熱槽５１は熱容量が通例に比べて小さく設定されているので、急速に冷却することができる。このように冷却エア通路６１における冷却エアの流通によってプロセスチューブ３１およびヒータユニット５０を強制的に冷却することにより、例えば、シリコン窒化膜であればＮＨ4 Ｃｌの付着を防止することができる１５０℃程度にプロセスチューブ３１の温度を維持することができる。
なお、冷却エア通路６１は処理室３２から隔離されているので、冷媒ガスとして冷却エアを使用することができる。但し、冷却効果をより一層高めるためや、エア内の不純物による高温下での腐食を防止するためには、窒素ガス等の不活性ガスを冷媒ガスとして使用してもよい。
なお、冷却エア通路６１は処理室３２から隔離されているので、冷媒ガスとして冷却エアを使用することができる。但し、冷却効果をより一層高めるためや、エア内の不純物による高温下での腐食を防止するためには、窒素ガス等の不活性ガスを冷媒ガスとして使用してもよい。
所定の処理時間が経過すると、処理ガスの導入が停止された後に、図８および図９に示されているように、冷却ガスとしての窒素ガス９０が各冷却ガス供給管６７から第一吸込室７１ａと第二吸込室７２ａと第三吸込室７３ａとにそれぞれ供給される。この際の窒素ガス９０の供給流量は、流量調整コントローラ６９によって３００〜１０００リットル毎分に制御される。
図８および図９に示されているように、冷却ガス供給管６７から第一吸込室７１ａに供給された窒素ガス９０は、第一吸込室７１ａにおいて垂直方向に均一に拡散した後に、第一吸込室７１ａの上端部に開設された第一スリット７１ｂから第一吹出室８１ｂに噴出する。
このとき、第一スリット７１ｂの噴出方向は第一吹出室８１ｂの上半分に開設された第一吹出スリット８１ｃの方向と反対向きに設定されているので、第一吹出スリット８１ｃの方向には向かわない。また、第一スリット７１ｂの開口幅は全長にわたって同一寸法であって、その開口幅の寸法は比較的に狭小の１〜１．５ｍｍに設定されているので、第一スリット７１ｂから第一吹出室８１ｂに噴出する窒素ガス９０の流速は、垂直方向において均等になる。さらに、第一スリット７１ｂは第一吸込ノズル７１の長さの四分の一程度の高さに開設されているので、第一吸込室７１ａに供給された窒素ガス９０は、第一吹出室８１ｂの上端部のエリアに供給される状態になる。
このとき、第一スリット７１ｂの噴出方向は第一吹出室８１ｂの上半分に開設された第一吹出スリット８１ｃの方向と反対向きに設定されているので、第一吹出スリット８１ｃの方向には向かわない。また、第一スリット７１ｂの開口幅は全長にわたって同一寸法であって、その開口幅の寸法は比較的に狭小の１〜１．５ｍｍに設定されているので、第一スリット７１ｂから第一吹出室８１ｂに噴出する窒素ガス９０の流速は、垂直方向において均等になる。さらに、第一スリット７１ｂは第一吸込ノズル７１の長さの四分の一程度の高さに開設されているので、第一吸込室７１ａに供給された窒素ガス９０は、第一吹出室８１ｂの上端部のエリアに供給される状態になる。
図８および図９に示されているように、冷却ガス供給管６７から第二吸込室７２ａに供給された窒素ガス９０は、第二吸込室７２ａにおいて垂直方向に均一に拡散した後に、第二吸込室７２ａの中央高さよりも上側寄りである仕切板７８の下側に開設された第二スリット７２ｂから第一吹出室８１ｂに噴出する。
このとき、第二スリット７２ｂの噴出方向は第一吹出室８１ｂの上半分に開設された第一吹出スリット８１ｃの方向と反対向きに設定されているので、第一吹出スリット８１ｃの方向には向かわない。また、第二スリット７２ｂの開口幅は全長にわたって同一寸法であって、その開口幅の寸法は比較的に狭小の１〜１．５ｍｍに設定されているので、第二スリット７２ｂから第一吹出室８１ｂに噴出する窒素ガス９０の流速は、垂直方向において均等になる。さらに、第二スリット７２ｂは第二吸込ノズル７２の中央高さよりも上側寄りの部分に開設されているので、第二吸込室７２ａに供給された窒素ガス９０は第一吹出室８１ｂの中央高さよりも上側寄りのエリアに供給される状態になる。
このとき、第二スリット７２ｂの噴出方向は第一吹出室８１ｂの上半分に開設された第一吹出スリット８１ｃの方向と反対向きに設定されているので、第一吹出スリット８１ｃの方向には向かわない。また、第二スリット７２ｂの開口幅は全長にわたって同一寸法であって、その開口幅の寸法は比較的に狭小の１〜１．５ｍｍに設定されているので、第二スリット７２ｂから第一吹出室８１ｂに噴出する窒素ガス９０の流速は、垂直方向において均等になる。さらに、第二スリット７２ｂは第二吸込ノズル７２の中央高さよりも上側寄りの部分に開設されているので、第二吸込室７２ａに供給された窒素ガス９０は第一吹出室８１ｂの中央高さよりも上側寄りのエリアに供給される状態になる。
図８および図９に示されているように、冷却ガス供給管６７から第三吸込室７３ａに供給された窒素ガス９０は、第三吸込室７３ａにおいて垂直方向に均一に拡散した後に、第三吸込室７３ａの上端部である第二上側キャップ７６の下側に開設された第三スリット７３ｂから第二吹出室８２ｂに噴出する。
このとき、第三スリット７３ｂの噴出方向は第二吹出室８２ｂの上半分に開設された第二吹出スリット８２ｃの方向と反対向きに設定されているので、第二吹出スリット８２ｃの方向には向かわない。また、第三スリット７３ｂの開口幅は全長にわたって同一寸法であって、その開口幅の寸法は比較的に狭小の１〜１．５ｍｍに設定されているので、第三スリット７３ｂから第二吹出室８２ｂに噴出する窒素ガス９０の流速は、垂直方向において均等になる。さらに、第三スリット７３ｂは第三吸込ノズル７３の上半分に開設されているので、第三吸込室７３ａに供給された窒素ガス９０は第二吹出室８２ｂの上半分のエリアに供給される状態になる。
このとき、第三スリット７３ｂの噴出方向は第二吹出室８２ｂの上半分に開設された第二吹出スリット８２ｃの方向と反対向きに設定されているので、第二吹出スリット８２ｃの方向には向かわない。また、第三スリット７３ｂの開口幅は全長にわたって同一寸法であって、その開口幅の寸法は比較的に狭小の１〜１．５ｍｍに設定されているので、第三スリット７３ｂから第二吹出室８２ｂに噴出する窒素ガス９０の流速は、垂直方向において均等になる。さらに、第三スリット７３ｂは第三吸込ノズル７３の上半分に開設されているので、第三吸込室７３ａに供給された窒素ガス９０は第二吹出室８２ｂの上半分のエリアに供給される状態になる。
前述したように、第一吸込室７１ａおよび第二吸込室７２ａから第一吹出室８１ｂにそれぞれ供給された窒素ガス９０は、第一吹出スリット８１ｃから処理室３２に吹き出す。このとき、第一吹出スリット８１ｃは第一吸込ノズル７１の中心と第二吸込ノズル７２の中心とを結ぶ線分に対して略直交しているので、窒素ガス９０はウエハ１の方向に向かってウエハ１の主面に対して水平方向に吹き出す。また、第一吹出スリット８１ｃの開口幅の寸法は全長にわたって同一寸法に形成されているので、窒素ガス９０の流速は垂直方向において全高にわたって均等になる。さらに、第一吹出スリット８１ｃの開口幅の寸法は第一スリット７１ｂや第二スリット７２ｂの開口幅の寸法よりも大きく設定されているので、第一吹出スリット８１ｃからの窒素ガス９０の吹出速度は減衰されることになる。
そして、第一吹出スリット８１ｃは第一吹出ノズル８１の上半分に開設されているので、窒素ガス９０は処理室３２の上半分に吹き出される状態になる。このとき、第一スリット７１ｂと第二スリット７２ｂとが第一吹出スリット８１ｃの上下半分宛にそれぞれ対応しているので、第一吹出スリット８１ｃから吹き出す窒素ガス９０の流速は垂直方向において全高にわたって均等になる。
そして、第一吹出スリット８１ｃは第一吹出ノズル８１の上半分に開設されているので、窒素ガス９０は処理室３２の上半分に吹き出される状態になる。このとき、第一スリット７１ｂと第二スリット７２ｂとが第一吹出スリット８１ｃの上下半分宛にそれぞれ対応しているので、第一吹出スリット８１ｃから吹き出す窒素ガス９０の流速は垂直方向において全高にわたって均等になる。
前述したように、第三吸込室７３ａから第二吹出室８２ｂに供給された窒素ガス９０は、第二吹出スリット８２ｃから処理室３２に吹き出す。この際、第二吹出スリット８２ｃは第二吸込ノズル７２の中心と第三吸込ノズル７３の中心とを結ぶ線分に対して略直交しているので、窒素ガス９０はウエハ１の方向に向かってウエハ１の主面に対して水平方向に吹き出す。また、第二吹出スリット８２ｃの開口幅の寸法は全長にわたって同一寸法に形成されているので、窒素ガス９０の流速は垂直方向において全高にわたって均等になる。さらに、第二吹出スリット８２ｃの開口幅の寸法は第三スリット７３ｂの開口幅の寸法よりも大きく設定されているので、第二吹出スリット８２ｃからの窒素ガス９０の吹出速度は減衰されることになる。
そして、第二吹出スリット８２ｃは第二吹出ノズル８２の上半分に開設されているので、窒素ガス９０は処理室３２の下半分における上半分すなわち処理室３２の高さの四分の三のエリアに吹き出される状態になる。したがって、処理室３２の下から四分の一のエリアには窒素ガス９０は吹き出さないことになる。しかし、このエリアには窒素ガス９０によって冷却すべきウエハ１が存置されていないので、支障はない。
そして、第二吹出スリット８２ｃは第二吹出ノズル８２の上半分に開設されているので、窒素ガス９０は処理室３２の下半分における上半分すなわち処理室３２の高さの四分の三のエリアに吹き出される状態になる。したがって、処理室３２の下から四分の一のエリアには窒素ガス９０は吹き出さないことになる。しかし、このエリアには窒素ガス９０によって冷却すべきウエハ１が存置されていないので、支障はない。
以上のようにして、第一吹出スリット８１ｃおよび第二吹出スリット８２ｃから処理室３２にそれぞれ吹き出された窒素ガス９０は、処理室３２にボート３０によって存置されたウエハ１群に接触し、処理室３２の下端部における冷却ガス供給ユニット７０の向かい側に接続された排気管３７の排気口によって吸引されて排気される。
このとき、第一吹出スリット８１ｃおよび第二吹出スリット８２ｃから処理室３２に吹き出される窒素ガス９０の吹出速度は遅くなっているので、窒素ガス９０はウエハ１群にゆっくりと接触することにより、ウエハ１の熱を効率良く奪うことができる。
また、第一吹出スリット８１ｃから吹き出される窒素ガス９０の流速と、第二吹出スリット８２ｃから吹き出される窒素ガス９０の流速とは均等になっているので、窒素ガス９０はウエハ１群を全長にわたって均等に冷却することができる。
このようにして窒素ガス９０はウエハ１に直接的に接触して熱を奪い、かつ、ウエハ１群の全長にわたって均等に接触するので、ウエハ１群の温度は大きいレート（速度）をもって急速に下降するとともに、ウエハ１群の全長およびウエハ１の面内において均一に下降する。
なお、吹出スリットをヒータおよび／ないし冷却水配管５８のゾーンと同様に配置し、ヒータおよび／ないし冷却水配管５８のゾーンの制御に合わせて窒素ガスによる冷却を制御するように構成してもよい。これにより、より一層昇温降温の制御性やスピード（レート）が向上する。
このとき、第一吹出スリット８１ｃおよび第二吹出スリット８２ｃから処理室３２に吹き出される窒素ガス９０の吹出速度は遅くなっているので、窒素ガス９０はウエハ１群にゆっくりと接触することにより、ウエハ１の熱を効率良く奪うことができる。
また、第一吹出スリット８１ｃから吹き出される窒素ガス９０の流速と、第二吹出スリット８２ｃから吹き出される窒素ガス９０の流速とは均等になっているので、窒素ガス９０はウエハ１群を全長にわたって均等に冷却することができる。
このようにして窒素ガス９０はウエハ１に直接的に接触して熱を奪い、かつ、ウエハ１群の全長にわたって均等に接触するので、ウエハ１群の温度は大きいレート（速度）をもって急速に下降するとともに、ウエハ１群の全長およびウエハ１の面内において均一に下降する。
なお、吹出スリットをヒータおよび／ないし冷却水配管５８のゾーンと同様に配置し、ヒータおよび／ないし冷却水配管５８のゾーンの制御に合わせて窒素ガスによる冷却を制御するように構成してもよい。これにより、より一層昇温降温の制御性やスピード（レート）が向上する。
さらに、窒素ガス９０のウエハ１群への吹き付けに際して、ボート３０をモータ４７によって回転させると、ウエハ１の面内の温度差をより一層低減させることができる。すなわち、窒素ガス９０をウエハ１に浴びせながらウエハ１をボート３０ごと回転させることにより、窒素ガス９０をウエハ１の全周にわたって均等に接触させることができるために、ウエハ１の面内の温度差を低減させることができる。
以上のようにしてウエハ１群が窒素ガス９０によって強制的に冷却された後に、シールキャップ２９に支持されたボート３０はボートエレベータ２７によって下降されることにより、処理室３２から搬出（ボートアンローディング）される。このボートアンローディングに際しても、窒素ガス９０が冷却ガス供給ユニット７０によってウエハ１群に吹き付けられることにより、ウエハ１群の温度が大きいレート（速度）をもって急速に下降されるとともに、ウエハ１群の全長およびウエハ１の面内において均一に下降される。
待機室２６に搬出されたボート３０の処理済みウエハ１は、ボート３０からウエハ移載装置２５によって脱装（ディスチャージング）され、ポッドオープナ２１において開放されているポッド２に挿入されて収納される。
処理済みウエハ１のボート３０からの脱装作業の際も、ボート３０がバッチ処理したウエハ１の枚数は一台の空のポッド２に収納するウエハ１の枚数よりも何倍も多いため、複数台のポッド２が上下のポッドオープナ２１、２１に交互にポッド搬送装置１８によって繰り返し供給されることになる。この場合にも、一方（上段または下段）のポッドオープナ２１へのウエハ移載作業中に、他方（下段または上段）のポッドオープナ２１への空のポッド２への搬送や準備作業が同時進行されることにより、ウエハ移載装置２５はポッド２の入替え作業についての待ち時間を浪費することなく脱装作業を連続して実施することができるため、ＣＶＤ装置１０のスループットを高めることができる。
処理済みウエハ１のボート３０からの脱装作業の際も、ボート３０がバッチ処理したウエハ１の枚数は一台の空のポッド２に収納するウエハ１の枚数よりも何倍も多いため、複数台のポッド２が上下のポッドオープナ２１、２１に交互にポッド搬送装置１８によって繰り返し供給されることになる。この場合にも、一方（上段または下段）のポッドオープナ２１へのウエハ移載作業中に、他方（下段または上段）のポッドオープナ２１への空のポッド２への搬送や準備作業が同時進行されることにより、ウエハ移載装置２５はポッド２の入替え作業についての待ち時間を浪費することなく脱装作業を連続して実施することができるため、ＣＶＤ装置１０のスループットを高めることができる。
所定枚数の処理済みのウエハ１が収納されると、ポッド２はポッドオープナ２１によってキャップを装着されて閉じられる。
続いて、処理済みのウエハ１が収納されたポッド２はポッドオープナ２１の載置台２２から回転式ポッド棚１５の指定された棚板１７にポッド搬送装置１８によって搬送されて一時的に保管される。
その後、処理済みのウエハ１を収納したポッド２は回転式ポッド棚１５からポッド搬入搬出口１２へポッド搬送装置１８により搬送され、ポッド搬入搬出口１２から筐体１１の外部に搬出されてポッドステージ１４の上に載置される。ポッドステージ１４の上に載置されたポッド２は次工程へ工程内搬送装置によって搬送される。
なお、新旧のポッド２についてのポッドステージ１４への搬入搬出作業およびポッドステージ１４と回転式ポッド棚１５との間の入替え作業は、処理室３２におけるボート３０の搬入搬出作業や成膜処理の間に同時に進行されるため、ＣＶＤ装置１０の全体としての作業時間が延長されるのを防止することができる。
続いて、処理済みのウエハ１が収納されたポッド２はポッドオープナ２１の載置台２２から回転式ポッド棚１５の指定された棚板１７にポッド搬送装置１８によって搬送されて一時的に保管される。
その後、処理済みのウエハ１を収納したポッド２は回転式ポッド棚１５からポッド搬入搬出口１２へポッド搬送装置１８により搬送され、ポッド搬入搬出口１２から筐体１１の外部に搬出されてポッドステージ１４の上に載置される。ポッドステージ１４の上に載置されたポッド２は次工程へ工程内搬送装置によって搬送される。
なお、新旧のポッド２についてのポッドステージ１４への搬入搬出作業およびポッドステージ１４と回転式ポッド棚１５との間の入替え作業は、処理室３２におけるボート３０の搬入搬出作業や成膜処理の間に同時に進行されるため、ＣＶＤ装置１０の全体としての作業時間が延長されるのを防止することができる。
以降、前記作用が繰り返されることにより、ＣＶＤ装置１０によってウエハ１に対する成膜処理が実施されて行く。
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
1) 熱処理後に、冷却ガスとしての窒素ガスを冷却ガス供給ユニットの吹出スリットから吹き出してウエハ群に吹き付けることにより、ウエハ群を直接かつ全長にわたって均等に冷却することができるので、ウエハ群の降温速度を高めることができるとともに、ウエハ相互間およびウエハの面内温度の均一性を高めることができる。
2) ウエハ群におけるウエハ相互間の温度差およびウエハ面内の温度差の発生を防止することにより、ＩＣの特性に及ぼす悪影響を回避することができ、また、ウエハ群の温度を充分に降温させることができるので、熱を帯びたウエハが酸素を多く含んだ雰囲気に晒されることによる自然酸化膜の生成を防止することができる。
3) 熱処理後およびボートアンローディング時にウエハ群を充分に降温させることにより、ボートアンローディング後の降温待機時間を省略ないしは短縮することができるので、ＣＶＤ装置のスループットを向上させることができる。
4) 降温速度は被冷却物と周囲の雰囲気との温度差に依存するので、熱処理の温度が高い高温度域（１２００℃以上）ないし中温度域（６００℃〜１２００℃）においては、処理済みウエハ群の温度は強制的に冷却しなくとも急速に降下する。これに対して、熱処理の温度が低い低温度域（６００℃以下）においては、降温速度が小さいので、処理済みウエハ群を強制的に冷却しないと、処理済みウエハ群の降温時間は長くなってしまう。つまり、冷却ガスとしての窒素ガスを冷却ガス供給ユニットの吹出スリットから吹き出してウエハ群に吹き付することにより処理済みウエハ群を強制的に冷却することは、熱処理の温度が低温度域に適用する場合の方が、熱処理温度が高温度域ないし中温度域に適用する場合よりも優れた効果を得ることができる。
5) 吸込室を形成した吸込パイプと吹出室を形成した吹出パイプとから冷却ガス供給ユニットを構成するとともに、吸込パイプに窒素ガスを吹出室に噴出するスリットを開設し、吹出パイプに吹出室に噴出された窒素ガスを処理室に吹き出す吹出スリットを開設することにより、窒素ガスを減速するとともに、全長にわたって均等に吹き出すことができるので、処理室のウエハ群を直接かつ全長にわたって均等に冷却することができる。
6) 吸込パイプおよび吹出パイプを複数本宛設けることにより、窒素ガスの吹き出しエリアを垂直方向に複数設定することができるので、処理室のウエハ群を全長にわたってより一層均等に冷却することができる。
7) 吸込パイプおよび吹出パイプを長さ方向に区分けすることにより、窒素ガスの吹き出しエリアを垂直方向に複数設定することができるので、処理室のウエハ群を全長にわたってより一層均等に冷却することができる。
図１０は冷却ガス供給ユニットの他の実施の形態を示す斜視図である。
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、前記実施の形態においては窒素ガスの吹き出しエリアが奇数の一例である三つに設定されているのに対して、偶数の一例である四つに設定されている点、である。
すなわち、本実施の形態においては、四つの吹き出しエリアを設定するために、第一冷却ガス供給ユニット７０Ａと第二冷却ガス供給ユニット７０Ｂとが設備されている。第一冷却ガス供給ユニット７０Ａおよび第二冷却ガス供給ユニット７０Ｂの構成は、前記実施の形態に係る冷却ガス供給ユニット７０に準ずるので、その特徴点を説明する。
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、前記実施の形態においては窒素ガスの吹き出しエリアが奇数の一例である三つに設定されているのに対して、偶数の一例である四つに設定されている点、である。
すなわち、本実施の形態においては、四つの吹き出しエリアを設定するために、第一冷却ガス供給ユニット７０Ａと第二冷却ガス供給ユニット７０Ｂとが設備されている。第一冷却ガス供給ユニット７０Ａおよび第二冷却ガス供給ユニット７０Ｂの構成は、前記実施の形態に係る冷却ガス供給ユニット７０に準ずるので、その特徴点を説明する。
第一冷却ガス供給ユニット７０Ａは第一吸込ノズル７１と第二吸込ノズル７２とを備えており、第一吸込ノズル７１と第二吸込ノズル７２との間には第一吹出ノズル８１が形成されている。第一吸込ノズル７１と第一吹出ノズル８１と第二吸込ノズル７２との上端面には上端開口を閉塞する上側キャップ７５が被せられており、第一吸込ノズル７１と第一吹出ノズル８１と第二吸込ノズル７２との下端面には、下端開口を閉塞する下側キャップ７７が被せられている。
第一吸込ノズル７１の中空部は第一吸込室７１ａを形成しており、第二吸込ノズル７２の中空部は第二吸込室７２ａを形成している。第一吹出ノズル８１の中空部は第一吹出室８１ｂを形成している。
第一吸込ノズル７１の上端部には、冷却ガス供給管６７から第一吸込室７１ａに供給された冷却ガスを第一吹出室８１ｂに噴出する第一スリット７１ｂが開設されている。第一スリット７１ｂはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。第一スリット７１ｂの長さは第一吸込ノズル７１の長さの四分の一程度に設定されている。
第二吸込室７２ａの第一スリット７１ｂの下端に対応する位置には、第二吸込室７２ａを上下に仕切る仕切板７８が被せられている。第二吸込ノズル７２の仕切板７８の下側には、冷却ガス供給管６７から第二吸込室７２ａに供給された冷却ガスを第一吹出室８１ｂに噴出する第二スリット７２ｂが開設されている。第二スリット７２ｂはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。第二スリット７２ｂの長さは仕切板７８から第二吸込ノズル７２の高さの半分程度に延在するように設定されている。
第一吹出ノズル８１の上半分には、第一吸込室７１ａおよび第二吸込室７２ａから第一吹出室８１ｂに供給された冷却ガスを処理室３２に噴出する第一吹出スリット８１ｃが開設されている。第一吹出スリット８１ｃはウエハ１の主面に対して水平方向であってウエハ１の方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口として構成されている。第一吹出スリット８１ｃの長さは第一吹出ノズル８１の長さの二分の一程度に設定されている。すなわち、第一吹出スリット８１ｃは第一吹出ノズル８１の上端から第二スリット７２ｂの下端に対向する位置にわたって開設されている。
第一吸込ノズル７１の中空部は第一吸込室７１ａを形成しており、第二吸込ノズル７２の中空部は第二吸込室７２ａを形成している。第一吹出ノズル８１の中空部は第一吹出室８１ｂを形成している。
第一吸込ノズル７１の上端部には、冷却ガス供給管６７から第一吸込室７１ａに供給された冷却ガスを第一吹出室８１ｂに噴出する第一スリット７１ｂが開設されている。第一スリット７１ｂはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。第一スリット７１ｂの長さは第一吸込ノズル７１の長さの四分の一程度に設定されている。
第二吸込室７２ａの第一スリット７１ｂの下端に対応する位置には、第二吸込室７２ａを上下に仕切る仕切板７８が被せられている。第二吸込ノズル７２の仕切板７８の下側には、冷却ガス供給管６７から第二吸込室７２ａに供給された冷却ガスを第一吹出室８１ｂに噴出する第二スリット７２ｂが開設されている。第二スリット７２ｂはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。第二スリット７２ｂの長さは仕切板７８から第二吸込ノズル７２の高さの半分程度に延在するように設定されている。
第一吹出ノズル８１の上半分には、第一吸込室７１ａおよび第二吸込室７２ａから第一吹出室８１ｂに供給された冷却ガスを処理室３２に噴出する第一吹出スリット８１ｃが開設されている。第一吹出スリット８１ｃはウエハ１の主面に対して水平方向であってウエハ１の方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口として構成されている。第一吹出スリット８１ｃの長さは第一吹出ノズル８１の長さの二分の一程度に設定されている。すなわち、第一吹出スリット８１ｃは第一吹出ノズル８１の上端から第二スリット７２ｂの下端に対向する位置にわたって開設されている。
第二冷却ガス供給ユニット７０Ｂの高さは第一冷却ガス供給ユニット７０Ａの高さの略半分に設定されており、第一冷却ガス供給ユニット７０Ａの下半分に隣り合わせに設置されている。第二冷却ガス供給ユニット７０Ｂは第三吸込ノズル７３と第四吸込ノズル７４とを備えており、第三吸込ノズル７３と第四吸込ノズル７４との間には第二吹出ノズル８２が形成されている。第三吸込ノズル７３と第二吹出ノズル８２と第四吸込ノズル７４との上端面には上端開口を閉塞する上側キャップ７５が被せられており、第三吸込ノズル７３と第二吹出ノズル８２と第四吸込ノズル７４との下端面には、下端開口を閉塞する下側キャップ７７が被せられている。
第三吸込ノズル７３の中空部は第三吸込室７３ａを形成しており、第四吸込ノズル７４の中空部は第四吸込室７４ａを形成している。第二吹出ノズル８２の中空部は第二吹出室８２ｂを形成している。
第三吸込ノズル７３の上端部には、冷却ガス供給管６７から第三吸込室７３ａに供給された冷却ガスを第二吹出室８２ｂに噴出する第三スリット７３ｂが開設されている。第三スリット７３ｂはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。第三スリット７３ｂの長さは第三吸込ノズル７３の長さの二分の一程度に設定されている。
第四吸込室７４ａの第三スリット７３ｂの下端に対応する位置には、第四吸込室７４ａを上下に仕切る仕切板７８が被せられている。第四吸込ノズル７４の仕切板７８の下側には、冷却ガス供給管６７から第四吸込室７４ａに供給された冷却ガスを第二吹出室８２ｂに噴出する第四スリット７４ｂが開設されている。第四スリット７４ｂはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。第四スリット７４ｂの長さは仕切板７８から第四吸込ノズル７４の下端付近まで延在するように設定されている。
第二吹出ノズル８２には第三吸込室７３ａおよび第四吸込室７４ａから第二吹出室８２ａに噴出した冷却ガスを処理室３２に吹き出す第二吹出スリット８２ｃが開設されている。第二吹出スリット８２ｃはウエハ１の主面に対して水平方向であってウエハ１の方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口として構成されている。第二吹出スリット８２ｃは第二吹出ノズル８２の上端から第四スリット７４ｂの下端に対向する位置にわたって開設されている。
第三吸込ノズル７３の中空部は第三吸込室７３ａを形成しており、第四吸込ノズル７４の中空部は第四吸込室７４ａを形成している。第二吹出ノズル８２の中空部は第二吹出室８２ｂを形成している。
第三吸込ノズル７３の上端部には、冷却ガス供給管６７から第三吸込室７３ａに供給された冷却ガスを第二吹出室８２ｂに噴出する第三スリット７３ｂが開設されている。第三スリット７３ｂはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。第三スリット７３ｂの長さは第三吸込ノズル７３の長さの二分の一程度に設定されている。
第四吸込室７４ａの第三スリット７３ｂの下端に対応する位置には、第四吸込室７４ａを上下に仕切る仕切板７８が被せられている。第四吸込ノズル７４の仕切板７８の下側には、冷却ガス供給管６７から第四吸込室７４ａに供給された冷却ガスを第二吹出室８２ｂに噴出する第四スリット７４ｂが開設されている。第四スリット７４ｂはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。第四スリット７４ｂの長さは仕切板７８から第四吸込ノズル７４の下端付近まで延在するように設定されている。
第二吹出ノズル８２には第三吸込室７３ａおよび第四吸込室７４ａから第二吹出室８２ａに噴出した冷却ガスを処理室３２に吹き出す第二吹出スリット８２ｃが開設されている。第二吹出スリット８２ｃはウエハ１の主面に対して水平方向であってウエハ１の方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口として構成されている。第二吹出スリット８２ｃは第二吹出ノズル８２の上端から第四スリット７４ｂの下端に対向する位置にわたって開設されている。
以上の構成に係る第一冷却ガス供給ユニット７０Ａと第二冷却ガス供給ユニット７０Ｂとによれば、第一吹出スリット８１ｃには第一スリット７１ｂと第二スリット７２ｂとが対向されており、第二吹出スリット８２ｃには第三スリット７３ｂと第四スリット７４ｂとが対向されているので、窒素ガスの吹出エリアは四つに設定されることになる。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
冷却ガスとしての窒素ガスの吹出エリアは、三つまたは四つに設定するに限らず、一つまたは二つまたは五つ以上に設定してもよい。
ちなみに、複数の吹出エリアは前記した第一の実施の形態に係る冷却ガス供給ユニットと第二の実施の形態に係る冷却ガス供給ユニットとを組み合わせることにより、自由に設定することができる。
ちなみに、複数の吹出エリアは前記した第一の実施の形態に係る冷却ガス供給ユニットと第二の実施の形態に係る冷却ガス供給ユニットとを組み合わせることにより、自由に設定することができる。
吸込ノズルのスリットや吹出ノズルのスリットは、同一幅に設定するに限らず、上下方向で幅が増減するように設定してもよい。
第一噴出口および第二噴出口は、スリットによって構成するに限らず、円形や角形の貫通孔等によって構成してもよい。
冷却ガス供給ユニットは処理室側に配設するに限らず、シールキャップ側に配設してもよい。
加熱手段としては、熱エネルギーのピーク波長が１．０μｍのハロゲンランプを使用するに限らず、熱線（赤外線や遠赤外線等）の波長（例えば、０．５〜３．５μｍ）を照射する他の加熱ランプ（例えば、カーボンランプ）を使用してもよいし、誘導加熱ヒータ、珪化モリブデンやＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等の金属発熱体を使用してもよい。
前記実施の形態においては、ＣＶＤ装置について説明したが、酸化・拡散装置やアニール装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
被処理基板はウエハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
１…ウエハ（基板）、２…ポッド、１０…ＣＶＤ装置（基板処理装置）、１１…筐体、１２…ポッド搬入搬出口、１３…フロントシャッタ、１４…ポッドステージ、１５…回転式ポッド棚、１６…支柱、１７…棚板、１８…ポッド搬送装置、１９…サブ筐体、２０…ウエハ搬入搬出口、２１…ポッドオープナ、２２…載置台、２３…キャップ着脱機構、２４…移載室、２５…ウエハ移載装置、２６…待機室、２７…ボートエレベータ、２８…アーム、２９…シールキャップ、３０…ボート（基板保持体）、３１…プロセスチューブ、３２…処理室、３５…炉口、３６…マニホールド、３７…排気管、３８…排気口、３９…排気装置、４０…圧力センサ、４１…圧力コントローラ、４２…ガス供給管、４３…ガス供給装置、４４…ガス流量コントローラ、４５…回転軸、４６…駆動コントローラ、４７…モータ、４８…断熱キャップ部、５０…ヒータユニット、５１…断熱槽、５２…加熱ランプ（加熱手段）、５３…天井加熱ランプ、５３Ａ…キャップ加熱ランプ、５４…加熱ランプ駆動装置、５５…温度コントローラ、５６…カスケード熱電対、５７…リフレクタ、５８…冷却水配管、５９…天井リフレクタ、６０…冷却水配管、６１…冷却エア通路、６２…給気管、６３…排気口、６４…バッファ部、６５…サブ排気口、６７…冷却ガス供給管、６８…窒素ガス供給装置、６９…流量調整コントローラ、７０、７０Ａ、７０Ｂ…冷却ガス供給ユニット（冷却ガス供給手段）、７１…第一吸込ノズル、７１ａ…第一吸込室、７１ｂ…第一スリット（第一噴出口）、７２…第二吸込ノズル、７２ａ…第二吸込室、７２ｂ…第二スリット（第一噴出口）、７３…第三吸込ノズル、７３ａ…第三吸込室、７３ｂ…第三スリット（第一噴出口）、７４…第四吸込ノズル、７４ａ…第四吸込室、７４ｂ…第四スリット（第一噴出口）、７５…第一上側キャップ、７６…第二上側キャップ、７７…下側キャップ、７８…仕切板、８１…第一吹出ノズル、８１ａ…連結壁、８１ｂ…第一吹出室、８１ｃ…第一吹出スリット（第二噴出口）、８２…第二吹出ノズル、８２ａ…連結壁、８２ｂ…第二吹出室、８２ｃ…第二吹出スリット（第二噴出口）、９０…窒素ガス（冷却ガス）。
Claims (1)
- 基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、
前記冷却ガス供給手段は、前記ボートによって前記処理室に搬入された第一位置の前記基板がある方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口と、この第一噴出口を介した前記冷却ガスが前記第一位置にある前記基板の主面に対して水平方向であって前記基板がある方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004277158A JP2006093411A (ja) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | 基板処理装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2004
- 2004-09-24 JP JP2004277158A patent/JP2006093411A/ja active Pending
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