JP2007088337A

JP2007088337A - Substrate processing apparatus

Info

Publication number: JP2007088337A
Application number: JP2005277411A
Authority: JP
Inventors: Akira Hayashida; 晃林田; Shinichi Shimada; 真一島田
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2007-04-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate processing apparatus for heat-treating substrates by which the temperature falling speed of the substrates can be increased while temperature variations are not produced among the substrates during cooling of the substrates. <P>SOLUTION: The substrate processing apparatus is provided with a treatment chamber 60 for treating several substrates 1, a heating means 91 for heating the treatment chamber 60, an airtight chamber 39 which is arranged continuously from the treatment chamber 60, a carrying-in-and-out means for carrying in and out the several substrates 1 between the treatment chamber 60 and the airtight chamber 39, a gas supplying means 78 which supplies heating gas and cooling gas to the airtight chamber 39, and a gas supply control unit 88 which controls supply of heating gas and cooling gas from the gas supplying means 78. The gas supply control unit 88 exercises control so that heating gas may be supplied from the gas supplying means 78 to the airtight chamber 39, when the several substrates 1 are carried out from the treatment chamber 60 to the airtight chamber 39 by the carrying-in-and-out means after treatment of the substrates 1; and exercises control so that cooling gas may be supplied from the gas supplying means 78 to the airtight chamber 39, after completing carrying of the several substrates 1 from the treatment chamber 60 out to the airtight chamber 39 by the carrying-in-and-out means. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、シリコンウェーハ、ガラス基板等の基板に、薄膜を生成し、或は不純物の拡散、エッチング、アニール処理等の処理を行う基板処理装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate processing apparatus that forms a thin film on a substrate such as a silicon wafer or a glass substrate, or performs processing such as impurity diffusion, etching, and annealing.

シリコンウェーハ等の基板から半導体装置を製造する工程に、熱ＣＶＤ法による薄膜の生成、不純物の拡散、エッチング、アニール処理等の基板処理が有り、斯かる基板処理を行うものとして基板処理装置が有る。 The process of manufacturing a semiconductor device from a substrate such as a silicon wafer includes substrate processing such as thin film formation, impurity diffusion, etching, annealing treatment, etc. by thermal CVD, and there is a substrate processing apparatus for performing such substrate processing. .

該基板処理装置では、基板を加熱処理する処理炉を具備し、該処理炉はヒータと該ヒータ内に設けられ、基板を収納する処理室とから構成され、該処理室で基板が加熱状態で処理される様になっており、処理後は基板を所定温度迄冷却している。 The substrate processing apparatus includes a processing furnace that heats the substrate, and the processing furnace includes a heater and a processing chamber that is provided in the heater and stores the substrate, and the substrate is heated in the processing chamber. After the processing, the substrate is cooled to a predetermined temperature.

又、基板を冷却する方法として、処理室に収納した状態で、処理室を冷却し、内部の基板を冷却する方法と、処理室に連設された気密室を有し、処理後基板を気密室に搬出して冷却する方法とがある。 In addition, as a method for cooling the substrate, the method includes a method in which the processing chamber is cooled while being accommodated in the processing chamber, and an internal substrate is cooled, and an airtight chamber connected to the processing chamber is provided. There is a method of carrying out cooling in a closed room.

処理室に収納した状態で基板を冷却する基板処理装置では、急冷装置が設けられ、ヒータと処理室との間を排気することで、反応室を冷却し、更に反応室を介して基板を冷却する様になっている。 In a substrate processing apparatus that cools a substrate in a state of being accommodated in a processing chamber, a quenching device is provided, and the reaction chamber is cooled by exhausting between the heater and the processing chamber, and further the substrate is cooled via the reaction chamber. It is supposed to do.

該冷却方法では、ヒータ、反応室の熱容量が大きく、又反応室を介して基板が冷却される為、基板の冷却速度が遅く、基板処理装置のスループットに影響するという問題がある。 This cooling method has a problem that the heat capacity of the heater and the reaction chamber is large, and the substrate is cooled through the reaction chamber, so that the cooling rate of the substrate is slow and affects the throughput of the substrate processing apparatus.

次に、基板処理装置が縦型炉を具備し、該縦型炉内に形成される処理室に気密室が連設され、前記処理室で基板が処理され、処理後基板を前記気密室に搬出して冷却するものがあり、斯かる基板処理装置として、特許文献１に示されるものが有る。 Next, the substrate processing apparatus includes a vertical furnace, and a hermetic chamber is connected to a processing chamber formed in the vertical furnace, the substrate is processed in the processing chamber, and the processed substrate is placed in the hermetic chamber. There are some which carry out and cool, and there exists a thing shown by patent document 1 as such a substrate processing apparatus.

特許文献１に示される基板処理装置では、所定枚数の基板がボートによって多段に保持され、基板はボートに保持された状態で処理室で所要の処理が為される様になっている。 In the substrate processing apparatus disclosed in Patent Document 1, a predetermined number of substrates are held in multiple stages by a boat, and the substrate is held in the boat and a required process is performed in a processing chamber.

又、気密室には該気密室と前記処理室間でボートの搬入搬出を行うボートエレベータが設けられており、処理後処理済の基板を保持するボートがボートエレベータにより処理室から気密室に搬出され、処理済の基板は気密室で冷却される様になっている。更に、特許文献１では、冷却効果を高める為、基板に向け不活性ガスが吹付けられる様になっている。 The airtight chamber is provided with a boat elevator for carrying in and out of the boat between the airtight chamber and the processing chamber, and the boat holding the processed substrate after the processing is carried out from the processing chamber to the airtight chamber by the boat elevator. The processed substrate is cooled in an airtight chamber. Furthermore, in Patent Document 1, an inert gas is sprayed toward the substrate in order to enhance the cooling effect.

基板は温度の低い気密室で、冷却ガスを吹付けられるので急速な冷却が可能となっている。 The substrate is a hermetic chamber having a low temperature, and a cooling gas can be blown to enable rapid cooling.

然し乍ら、後者の冷却方法では、温度が高い状態で処理炉から基板が搬出され、ボートの下部から温度の低い気密室に搬出されていくので、ボート下部に保持された基板と上部に保持された基板とでは、冷却に時間差即ち異なる熱履歴を生じてしまう。熱履歴の差は半導体装置の性能に差を生じる虞れがある。 However, in the latter cooling method, the substrate is unloaded from the processing furnace in a high temperature state, and unloaded from the lower part of the boat to the hermetic chamber having a lower temperature, so that the substrate held at the lower part of the boat and the upper part are held. With the substrate, cooling causes a time difference, that is, a different thermal history. The difference in thermal history may cause a difference in the performance of the semiconductor device.

特開２００５−５０９５５号公報JP 2005-50955 A

本発明は斯かる実情に鑑み、基板冷却時に基板間に温度偏差が生じない様にしつつ、基板の降温速度を増大させようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention intends to increase the temperature lowering rate of the substrate while preventing temperature deviation between the substrates during substrate cooling.

本発明は、複数の基板を処理する処理室と、該処理室を加熱する加熱手段と、前記処理室に連設された気密室と、前記複数の基板を前記処理室と前記気密室との間で搬入出する搬入出手段と、前記気密室に加熱ガス及び冷却ガスを供給するガス供給手段と、該ガス供給手段からの加熱ガス及び冷却ガスの供給を制御するガス供給制御部とを具備し、前記ガス供給制御部は、基板処理後前記搬入出手段により前記複数の基板を前記処理室から前記気密室に搬出している間は、前記ガス供給手段から前記気密室に加熱ガスを供給する様制御し、前記搬入出手段により前記複数の基板を前記処理室から前記気密室に搬出し終えた以後は前記ガス供給手段から前記気密室に冷却ガスを供給する様制御する基板処理装置に係るものである。 The present invention provides a processing chamber for processing a plurality of substrates, a heating means for heating the processing chamber, an airtight chamber connected to the processing chamber, and the plurality of substrates for the processing chamber and the airtight chamber. A loading / unloading means for loading / unloading, a gas supply means for supplying a heating gas and a cooling gas to the hermetic chamber, and a gas supply control unit for controlling the supply of the heating gas and the cooling gas from the gas supply means The gas supply control unit supplies heated gas from the gas supply unit to the hermetic chamber while the plurality of substrates are being carried out from the processing chamber to the hermetic chamber by the loading / unloading unit after substrate processing. And a substrate processing apparatus for controlling the supply of cooling gas from the gas supply means to the hermetic chamber after the plurality of substrates are unloaded from the processing chamber to the hermetic chamber by the carry-in / out means. It is concerned.

本発明によれば、複数の基板を処理する処理室と、該処理室を加熱する加熱手段と、前記処理室に連設された気密室と、前記複数の基板を前記処理室と前記気密室との間で搬入出する搬入出手段と、前記気密室に加熱ガス及び冷却ガスを供給するガス供給手段と、該ガス供給手段からの加熱ガス及び冷却ガスの供給を制御するガス供給制御部とを具備し、前記ガス供給制御部は、基板処理後前記搬入出手段により前記複数の基板を前記処理室から前記気密室に搬出している間は、前記ガス供給手段から前記気密室に加熱ガスを供給する様制御し、前記搬入出手段により前記複数の基板を前記処理室から前記気密室に搬出し終えた以後は前記ガス供給手段から前記気密室に冷却ガスを供給する様制御するので、処理室から気密室に搬出する際に処理室と気密室間の温度差で基板間に熱偏差が生じるのが防止され、更に搬出された後は冷却ガスにより直接冷却されるので、高速度で冷却され、基板の冷却に要する時間が短縮され、スループットが向上するという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, a processing chamber for processing a plurality of substrates, a heating unit for heating the processing chamber, an airtight chamber connected to the processing chamber, and the processing chamber and the airtight chamber for the plurality of substrates. A loading / unloading means for loading / unloading, a gas supply means for supplying a heating gas and a cooling gas to the hermetic chamber, and a gas supply control unit for controlling the supply of the heating gas and the cooling gas from the gas supply means; The gas supply control unit includes a heating gas from the gas supply unit to the hermetic chamber while the plurality of substrates are unloaded from the processing chamber to the hermetic chamber by the loading / unloading unit after substrate processing. Since the control is performed so that the cooling gas is supplied from the gas supply unit to the hermetic chamber after the plurality of substrates are unloaded from the processing chamber to the hermetic chamber by the loading / unloading unit. When carrying out from the processing chamber to the airtight chamber The temperature difference between the science room and the hermetic chamber prevents the thermal deviation from occurring between the substrates, and after being transported, it is directly cooled by the cooling gas, so it is cooled at a high speed and the time required for cooling the substrate is reduced. It is shortened and exhibits an excellent effect of improving throughput.

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、本発明が実施される基板処理装置について説明する。 First, a substrate processing apparatus in which the present invention is implemented will be described.

尚、以下に説明する基板処理装置の一例は、縦型炉を有し、該縦型炉内に処理室が形成され、該処理室に連設された気密室を有する基板処理装置４６を示している。又、該基板処理装置４６では、ウェーハ１は密閉式の基板収納容器（以下ポッド２）に収納され、保管、搬送される様になっている。 An example of the substrate processing apparatus described below shows a substrate processing apparatus 46 having a vertical furnace, a processing chamber being formed in the vertical furnace, and an airtight chamber connected to the processing chamber. ing. In the substrate processing apparatus 46, the wafer 1 is stored in a hermetically sealed substrate storage container (hereinafter referred to as pod 2) for storage and transport.

図１、図２中、３は気密な筐体を示し、筐体３の正面壁４の下部にはメンテナンス用の正面メンテナンス口５が開設され、該正面メンテナンス口５は正面メンテナンス扉６，６によって開閉される様になっている。 1 and 2, reference numeral 3 denotes an airtight housing, and a front maintenance port 5 for maintenance is opened at a lower portion of the front wall 4 of the housing 3, and the front maintenance port 5 is provided with front maintenance doors 6 and 6. It is to be opened and closed by.

前記正面壁４の、前記正面メンテナンス扉６の上側にはポッド授受ステージ（基板収納容器受渡し台）７が設けられ、該ポッド授受ステージ７と前記筐体３内部とはポッド搬入搬出口（基板収納容器搬入搬出口）８を介して連通し、該ポッド搬入搬出口８はフロントシャッタ（基板収納容器搬入搬出口開閉機構）９によって開閉される様になっている。 A pod transfer stage (substrate storage container transfer table) 7 is provided on the front wall 4 above the front maintenance door 6. The pod transfer stage 7 and the inside of the housing 3 are connected to a pod transfer port (substrate storage). The pod loading / unloading port 8 is opened and closed by a front shutter (substrate storage container loading / unloading opening / closing mechanism) 9.

前記ポッド授受ステージ７に対しては外部搬送装置（図示せず）により、前記ポッド２の搬送、授受が行われる様になっている。 The pod 2 is transferred to and received from the pod transfer stage 7 by an external transfer device (not shown).

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）１１が設置されており、回転式ポッド棚１１は複数個の前記ポッド２を保管する様に構成されている。 A rotary pod shelf (substrate storage container mounting shelf) 11 is installed at an upper portion of the casing 3 at a substantially central portion in the front-rear direction. The rotary pod shelf 11 includes a plurality of the pods 2. It is configured to store.

前記回転式ポッド棚１１は、垂直に立設されて間欠回転される支柱１２と、該支柱１２に上中下段の各位置に於いて放射状に設けられた複数枚の棚板（基板収納容器載置台）１３とを備えており、複数枚の棚板１３には前記ポッド２が複数個宛それぞれ載置される様に構成されている。 The rotary pod shelf 11 includes a support column 12 that is vertically set up and intermittently rotated, and a plurality of shelf plates (substrate storage container mountings) that are radially provided on the support column 12 at each of the upper, middle, and lower positions. And a plurality of shelves 13 on which a plurality of the pods 2 are placed.

前記ポッド授受ステージ７と前記回転式ポッド棚１１との間には、ポッド搬送装置（基板収納容器搬送装置）１８が設置されており、該ポッド搬送装置１８は、前記ポッド２を保持して昇降可能なポッドエレベータ（基板収納容器昇降機構）１９と進退可能な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）２１とで構成されており、前記ポッド搬送装置１８は前記ポッドエレベータ１９とポッド搬送機構２１との協働により、前記ポッド授受ステージ７、前記回転式ポッド棚１１、後述するポッドオープナ（基板収納容器蓋体開閉機構）２２との間で、前記ポッド２を搬送する様に構成されている。 A pod transfer device (substrate container transfer device) 18 is installed between the pod transfer stage 7 and the rotary pod shelf 11. The pod transfer device 18 holds the pod 2 and moves up and down. A pod elevator (substrate storage container lifting mechanism) 19 and a pod transport mechanism (substrate storage container transport mechanism) 21 as a transport mechanism capable of moving back and forth are configured. The pod transport device 18 includes the pod elevator 19 and a pod. In cooperation with the transport mechanism 21, the pod 2 is transported between the pod transfer stage 7, the rotary pod shelf 11, and a pod opener (substrate storage container lid opening / closing mechanism) 22 described later. 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、気密な筐体から構成される内部筐体２３が後端に亘って設けられている。該内部筐体２３の正面壁２４にはウェーハ１を内部筐体２３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）２５，２５が垂直方向に上下二段に開口されており、該ウェーハ搬入搬出口２５，２５にはポッドオープナ２２，２２がそれぞれ設置されている。 An inner casing 23 formed of an airtight casing is provided over the rear end at a lower portion of the casing 3 at a substantially central portion in the front-rear direction. Wafer loading / unloading ports (substrate loading / unloading ports) 25 and 25 for loading / unloading the wafer 1 into / from the inner housing 23 are opened on the front wall 24 of the inner housing 23 in two vertical stages. Pod openers 22 and 22 are installed at the wafer loading / unloading ports 25 and 25, respectively.

前記ポッドオープナ２２は前記ポッド２を載置する載置台２６，２６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）２７，２７とを備えている。前記ポッドオープナ２２は前記載置台２６に載置された前記ポッド２のキャップを前記キャップ着脱機構２７によって着脱することにより、前記ポッド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 22 includes mounting bases 26 and 26 on which the pod 2 is mounted, and cap attaching / detaching mechanisms (cover attaching / detaching mechanisms) 27 and 27 for attaching / detaching caps (lids) of the pod 2. The pod opener 22 is configured to open and close the wafer inlet / outlet port of the pod 2 by attaching / detaching the cap of the pod 2 placed on the mounting table 26 by the cap attaching / detaching mechanism 27.

前記内部筐体２３は気密な移載室２８を構成し、該移載室２８の前側領域にはウェーハ移載機構（基板移載機構）２９が設置されており、該ウェーハ移載機構２９は、ウェーハ１を水平方向に回転、進退可能なウェーハ移載装置（基板移載装置）３１及び該ウェーハ移載装置３１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）３２とで構成されている。 The internal housing 23 constitutes an airtight transfer chamber 28, and a wafer transfer mechanism (substrate transfer mechanism) 29 is installed in a front region of the transfer chamber 28. A wafer transfer device (substrate transfer device) 31 capable of rotating and advancing and retreating the wafer 1 in the horizontal direction, and a wafer transfer device elevator (substrate transfer device lifting mechanism) 32 for raising and lowering the wafer transfer device 31; It consists of

前記ウェーハ移載機構２９は、前記ウェーハ搬入搬出口２５に対峙して設けられ、前記ウェーハ移載装置エレベータ３２及び前記ウェーハ移載装置３１の協働により、ウェーハ移載装置３１のツイーザ（基板保持体）３３によりウェーハ１をボート（基板保持具）３４に対して装填（チャージング）及び脱装（ディスチャージング）する様に構成されている。該ボート３４は、ウェーハ１を所定枚数（例えば、５０枚〜１２５枚程度）、水平姿勢で多段に保持する様になっている。 The wafer transfer mechanism 29 is provided opposite to the wafer carry-in / out port 25, and a tweezer (substrate holding) of the wafer transfer device 31 is obtained by cooperation of the wafer transfer device elevator 32 and the wafer transfer device 31. The body 1 is loaded (charged) and unloaded (discharged) with respect to the boat (substrate holder) 34. The boat 34 is configured to hold a predetermined number of wafers 1 (for example, about 50 to 125) in a horizontal posture in multiple stages.

前記ウェーハ移載装置エレベータ３２と対向し、前記移載室２８に清浄化した雰囲気又は不活性ガスであるクリーンエア３５を供給する様供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット３６が設置されており、該クリーンユニット３６と前記ウェーハ移載装置３１との間には、ウェーハ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わせ装置３７が設置されている。 A clean unit 36 composed of a supply fan and a dustproof filter is installed to face the wafer transfer device elevator 32 and supply clean air 35 which is a cleaned atmosphere or inert gas to the transfer chamber 28. Between the clean unit 36 and the wafer transfer device 31, a notch alignment device 37 is installed as a substrate alignment device for aligning the circumferential position of the wafer.

前記クリーンユニット３６から吹出されたクリーンエア３５は、前記ノッチ合わせ装置３７及び前記ウェーハ移載機構２９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の外部に排気されるか、若しくは前記クリーンユニット３６の吸込み側である一次側（供給側）に循環され、再び前記クリーンユニット３６によって、前記移載室２８に吹出される様に構成されている。 The clean air 35 blown out from the clean unit 36 is circulated through the notch aligning device 37 and the wafer transfer mechanism 29, and then sucked by a duct (not shown) and exhausted to the outside of the housing 3. Alternatively, it is circulated to the primary side (supply side) that is the suction side of the clean unit 36 and is again blown out to the transfer chamber 28 by the clean unit 36.

前記移載室２８の後側領域には、大気圧未満の圧力（以下、負圧という。）を維持可能な気密性能を有する耐圧筐体３８が設置されており、該耐圧筐体３８により前記ボート３４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３９が形成されている。 In the rear region of the transfer chamber 28, a pressure-resistant housing 38 having an airtight performance capable of maintaining a pressure lower than atmospheric pressure (hereinafter referred to as negative pressure) is installed. A load lock chamber 39 which is a load lock type standby chamber having a volume capable of accommodating the boat 34 is formed.

前記耐圧筐体３８の正面壁４１にはウェーハ搬入搬出開口（基板搬入搬出開口）４２が開設されており、該ウェーハ搬入搬出開口４２はゲートバルブ（基板搬入搬出開口開閉機構）４３によって開閉される様になっている。前記耐圧筐体３８の一対の側壁には前記ロードロック室３９へ窒素ガスを給気する為のガス供給管４４と、前記ロードロック室３９を負圧に排気する為の排気管４５とがそれぞれ接続されている。 A wafer loading / unloading opening (substrate loading / unloading opening) 42 is formed in the front wall 41 of the pressure-resistant casing 38, and the wafer loading / unloading opening 42 is opened and closed by a gate valve (substrate loading / unloading opening / closing mechanism) 43. It is like. A gas supply pipe 44 for supplying nitrogen gas to the load lock chamber 39 and an exhaust pipe 45 for exhausting the load lock chamber 39 to a negative pressure are provided on a pair of side walls of the pressure-resistant housing 38, respectively. It is connected.

前記ロードロック室３９上方には、処理炉４７が設けられている。該処理炉４７下端の炉口部は炉口ゲートバルブ（炉口開閉機構）４８により開閉される様に構成されている。前記正面壁４１の上端部には、炉口部開放時に前記炉口ゲートバルブ４８を収納する炉口ゲートバルブカバー５１が取り付けられている。 A processing furnace 47 is provided above the load lock chamber 39. The furnace port portion at the lower end of the processing furnace 47 is configured to be opened and closed by a furnace port gate valve (furnace port opening / closing mechanism) 48. A furnace port gate valve cover 51 that houses the furnace port gate valve 48 when the furnace port portion is opened is attached to the upper end portion of the front wall 41.

前記ロードロック室３９には前記ボート３４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）５２が設置されている。該ボートエレベータ５２は水平方向に延出するアーム５３を有し、該アーム５３には蓋体としてのシールキャップ５４が水平に設けられており、該シールキャップ５４は前記ボート３４を垂直に支持し、前記炉口部を閉塞可能な様に構成されている。 The load lock chamber 39 is provided with a boat elevator (substrate holder lifting mechanism) 52 for raising and lowering the boat 34. The boat elevator 52 has an arm 53 extending in the horizontal direction, and a seal cap 54 as a lid is provided horizontally on the arm 53, and the seal cap 54 supports the boat 34 vertically. The furnace port portion can be closed.

次に、作用について説明する。 Next, the operation will be described.

前記ポッド２が前記ポッド授受ステージ７に供給されると、前記ポッド搬入搬出口８が前記フロントシャッタ９によって開放され、前記ポッド授受ステージ７の上の前記ポッド２は前記ポッド搬送装置１８によって前記筐体３の内部へ前記ポッド搬入搬出口８から搬入される。 When the pod 2 is supplied to the pod transfer stage 7, the pod loading / unloading port 8 is opened by the front shutter 9, and the pod 2 on the pod transfer stage 7 is moved to the housing by the pod transfer device 18. It is carried into the body 3 from the pod carry-in / out port 8.

搬入された前記ポッド２は前記回転式ポッド棚１１の指定された前記棚板１３へ前記ポッド搬送装置１８によって搬送されて載置され、一時的に保管された後、前記棚板１３から一方の前記ポッドオープナ２２に搬送されて前記載置台２６に移載されるか、若しくは直接前記ポッドオープナ２２に搬送されて前記載置台２６に移載される。この際、前記ウェーハ搬入搬出口２５は前記キャップ着脱機構２７によって閉じられており、前記移載室２８にはクリーンエア３５が流通され、充満されている。例えば、前記移載室２８にはクリーンエア３５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 transported and placed by the pod transport device 18 to the designated shelf 13 of the rotary pod shelf 11 and temporarily stored. It is transported to the pod opener 22 and transferred to the mounting table 26, or directly transferred to the pod opener 22 and transferred to the mounting table 26. At this time, the wafer loading / unloading port 25 is closed by the cap attaching / detaching mechanism 27, and clean air 35 is circulated and filled in the transfer chamber 28. For example, the transfer chamber 28 is filled with nitrogen gas as clean air 35, 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２６に載置された前記ポッド２はその開口側端面が前記ウェーハ搬入搬出口２５の開口縁辺部に押付けられ、前記ポッド２のキャップは前記キャップ着脱機構２７によって取外され、ウェーハ出入れ口が開放される。 The opening side end surface of the pod 2 placed on the mounting table 26 is pressed against the opening edge of the wafer loading / unloading port 25, and the cap of the pod 2 is removed by the cap attaching / detaching mechanism 27. The slot is opened.

又、前記ロードロック室３９が大気圧状態とされていた前記耐圧筐体３８の前記ウェーハ搬入搬出開口４２が前記ゲートバルブ４３によって開放される。 Further, the gate loading / unloading opening 42 of the pressure-resistant casing 38 in which the load lock chamber 39 is in an atmospheric pressure state is opened by the gate valve 43.

前記ポッド２が前記ポッドオープナ２２によって開放され、前記ウェーハ搬入搬出開口４２が開放されると、前記ウェーハ１は前記ポッド２から前記ツイーザ３３によってウェーハ出入れ口を通じてピックアップされ、前記ノッチ合わせ装置３７により整合された後、前記ウェーハ搬入搬出開口４２を通して前記ロードロック室３９に搬入される。該ロードロック室３９では、予め前記ボートエレベータ５２により前記ボート３４が降下（アンロード）され、待機状態となっており、該ボート３４に前記ウェーハ１が前記ウェーハ移載装置３１により装填される。 When the pod 2 is opened by the pod opener 22 and the wafer loading / unloading opening 42 is opened, the wafer 1 is picked up from the pod 2 by the tweezer 33 through the wafer loading / unloading port, and by the notch aligning device 37. After the alignment, the wafer is loaded into the load lock chamber 39 through the wafer loading / unloading opening 42. In the load lock chamber 39, the boat 34 is lowered (unloaded) by the boat elevator 52 in advance and is in a standby state, and the wafer 1 is loaded into the boat 34 by the wafer transfer device 31.

該ボート３４に前記ウェーハ１を装填したウェーハ移載装置３１は前記ポッド２に戻り、次のウェーハ１を前記ボート３４に装填する。 The wafer transfer device 31 loaded with the wafer 1 in the boat 34 returns to the pod 2 and loads the next wafer 1 into the boat 34.

上段又は下段の一方のポッドオープナ２２のウェーハ１が前記ウェーハ移載機構２９により装填されている作業中に、他方（下段又は上段）の前記ポッドオープナ２２には前記回転式ポッド棚１１から別のポッド２が前記ポッド搬送装置１８によって搬送され、前記ポッドオープナ２２による前記ポッド２の開放作業が同時進行される。 During the operation in which the wafer 1 of the upper or lower pod opener 22 is loaded by the wafer transfer mechanism 29, the other (lower or upper) pod opener 22 is separated from the rotary pod shelf 11. The pod 2 is transported by the pod transport device 18, and the opening operation of the pod 2 by the pod opener 22 is simultaneously performed.

予め指定された枚数のウェーハ１が前記ボート３４に装填されると、前記ウェーハ搬入搬出開口４２が前記ゲートバルブ４３により閉じられ、前記ロードロック室３９は前記排気管４５から真空引されることで減圧される。 When a predetermined number of wafers 1 are loaded into the boat 34, the wafer loading / unloading opening 42 is closed by the gate valve 43, and the load lock chamber 39 is evacuated from the exhaust pipe 45. Depressurized.

前記ロードロック室３９が前記処理炉４７の処理室と同圧に減圧されると、炉口部が前記炉口ゲートバルブ４８によって開放され、該炉口ゲートバルブ４８は前記炉口ゲートバルブカバー５１に収納される。前記ボートエレベータ５２により前記ボート３４が上昇され、前記処理室に装入（ロード）される。該ボート３４が装入されると、前記炉口部は前記シールキャップ５４により気密に閉塞される。 When the load lock chamber 39 is decompressed to the same pressure as the processing chamber of the processing furnace 47, the furnace port portion is opened by the furnace port gate valve 48, and the furnace port gate valve 48 is opened to the furnace port gate valve cover 51. It is stored in. The boat 34 is lifted by the boat elevator 52 and loaded into the processing chamber. When the boat 34 is loaded, the furnace port portion is hermetically closed by the seal cap 54.

ローディング後は、前記処理炉４７により、後述する様に、ウェーハ１に対し所要の処理が実施される。 After loading, the processing furnace 47 performs a required process on the wafer 1 as will be described later.

処理後は、前記ノッチ合わせ装置３７でのウェーハ１の整合工程を除き、概上述の逆の手順で、前記ウェーハ１及び前記ポッド２は前記筐体３の外部へ払出される。 After the processing, the wafer 1 and the pod 2 are discharged to the outside of the housing 3 in the reverse order of the above-described procedure except for the alignment process of the wafer 1 by the notch alignment device 37.

次に、図３により、前記処理炉４７及び基板処理について説明する。尚、以下は処理炉の一例として減圧ＣＶＤ処理炉について説明する。 Next, the processing furnace 47 and the substrate processing will be described with reference to FIG. In the following, a low pressure CVD processing furnace will be described as an example of the processing furnace.

外管（以下アウタチューブ５６）は例えば石英（ＳｉＯ２）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞され、下端に開口を有する円筒形状をしている。内管（以下インナーチュブ５７）は、上端及び下端の両端が開口している円筒形状であり、前記アウタチューブ５６内に同心に配置されている。前記アウタチューブ５６と前記インナーチュブ５７の間には筒状空間５８が形成され、前記インナーチュブ５７の上部開口から上昇したガスは、筒状空間５８を降下して排気管５９から排気される様になっている。前記アウタチューブ５６、前記インナーチュブ５７によって反応管が構成され、該反応管の内部に処理室６０が画成される。 The outer tube (hereinafter referred to as the outer tube 56) is made of a heat resistant material such as quartz (SiO2), and has a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened. The inner tube (hereinafter referred to as inner tube 57) has a cylindrical shape with both upper and lower ends open, and is disposed concentrically within the outer tube 56. A cylindrical space 58 is formed between the outer tube 56 and the inner tube 57, and the gas rising from the upper opening of the inner tube 57 descends the cylindrical space 58 and is exhausted from the exhaust pipe 59. It has become. A reaction tube is constituted by the outer tube 56 and the inner tube 57, and a processing chamber 60 is defined inside the reaction tube.

前記アウタチューブ５６及び前記インナーチュブ５７の下端には、例えばステンレス等より成るマニホールド６１が係合され、該マニホールド６１に前記アウタチューブ５６及び前記インナーチュブ５７が保持されている。該マニホールド６１は所要の保持手段によりヒータベース６２に固定される。前記アウタチューブ５６の下端部及び前記マニホールド６１の上部開口端部には、それぞれ環状のフランジが設けられ、これらのフランジ間にはＯリング等のシール部材が挾設され、両者の間が気密にシールされている。 A manifold 61 made of, for example, stainless steel is engaged with lower ends of the outer tube 56 and the inner tube 57, and the outer tube 56 and the inner tube 57 are held by the manifold 61. The manifold 61 is fixed to the heater base 62 by required holding means. An annular flange is provided at each of the lower end portion of the outer tube 56 and the upper opening end portion of the manifold 61, and a seal member such as an O-ring is provided between the flanges so that the space between the two is airtight. It is sealed.

前記マニホールド６１の下端開口部は炉口部を構成し、例えばステンレス等より成る前記シールキャップ５４がＯリング等のシール部材を介して気密シール可能に開閉する。前記シールキャップ５４には、処理ガスを供給するガス供給管６３が貫通する様設けられている。該ガス供給管６３はガスの流量制御手段（以下マスフローコントローラ（ＭＦＣ）６４）に連結されており、ＭＦＣ６４はガス流量制御部７３に接続されており、供給するガスの流量を所定の量に制御し得る。 The lower end opening of the manifold 61 constitutes a furnace opening, and the seal cap 54 made of, for example, stainless steel is opened and closed through a sealing member such as an O-ring so as to be hermetically sealed. A gas supply pipe 63 for supplying a processing gas is provided in the seal cap 54 so as to penetrate therethrough. The gas supply pipe 63 is connected to a gas flow rate control means (hereinafter referred to as a mass flow controller (MFC) 64), and the MFC 64 is connected to a gas flow rate control unit 73 to control the flow rate of the supplied gas to a predetermined amount. Can do.

尚、図中７１は、温度制御部７２、前記ガス流量制御部７３、圧力制御部７４、駆動制御部７５等のサブ制御部から構成される主制御部７１であり、基板処理装置全体を統括して制御する。 In the figure, reference numeral 71 denotes a main control unit 71 including sub-control units such as a temperature control unit 72, the gas flow rate control unit 73, a pressure control unit 74, and a drive control unit 75, and controls the entire substrate processing apparatus. And control.

前記マニホールド６１の上部には、圧力調節器（例えばＡＰＣ（自動排気圧コントロールシステム）、Ｎ2 バラスト制御器があり、以下ここではＡＰＣ６５とする）及び、排気装置（以下真空ポンプ６６）に連結された前記排気管５９が接続されており、前記アウタチューブ５６と前記インナーチュブ５７との間の前記筒状空間５８を流れるガスを排出し、前記アウタチューブ５６内を前記ＡＰＣ６５により圧力を制御することにより、所定の圧力の減圧雰囲気にする様圧力検出手段（以下圧力センサ６７）により検出し、前記圧力制御部７４により制御する。 The manifold 61 is connected to a pressure regulator (for example, an APC (automatic exhaust pressure control system), an N2 ballast controller, hereinafter referred to as APC 65) and an exhaust device (hereinafter referred to as a vacuum pump 66). The exhaust pipe 59 is connected, the gas flowing through the cylindrical space 58 between the outer tube 56 and the inner tube 57 is discharged, and the pressure inside the outer tube 56 is controlled by the APC 65. The pressure is detected by a pressure detecting means (hereinafter referred to as a pressure sensor 67) so as to make a reduced pressure atmosphere of a predetermined pressure, and is controlled by the pressure controller 74.

前記シールキャップ５４には、回転手段６８が設けられ、該回転手段６８の回転軸６９を介してボート載置台７６が連結されており、該ボート載置台７６には前記ボート３４が載置される様になっている。前記回転手段６８により、前記ボート載置台７６を介して前記ボート３４、及び該ボート３４に保持されているウェーハ１を回転させる。又、前記シールキャップ５４は前記アーム５３を介して前記ボートエレベータ５２に連結されている。 The seal cap 54 is provided with a rotating means 68, and a boat mounting table 76 is connected via a rotating shaft 69 of the rotating means 68, and the boat 34 is mounted on the boat mounting table 76. It is like. The rotating means 68 rotates the boat 34 and the wafer 1 held on the boat 34 via the boat mounting table 76. The seal cap 54 is connected to the boat elevator 52 via the arm 53.

前記回転手段６８、前記ボートエレベータ５２は、前記駆動制御部７５により所定のスピードで駆動する様に制御される。 The rotation means 68 and the boat elevator 52 are controlled by the drive control unit 75 so as to be driven at a predetermined speed.

前記アウタチューブ５６の外周には加熱手段（以下ヒータ９１）が前記アウタチューブ５６と同心に配設されている。前記ヒータ９１は、前記アウタチューブ５６内の温度を所定の処理温度にする様温度検出手段（以下熱電対９２）により温度を検出し、温度制御部７２により制御する。 On the outer periphery of the outer tube 56, heating means (hereinafter referred to as a heater 91) is disposed concentrically with the outer tube 56. The heater 91 detects the temperature by temperature detection means (hereinafter, thermocouple 92) so that the temperature in the outer tube 56 is set to a predetermined processing temperature, and controls the temperature by the temperature control unit 72.

上記した処理炉４７による減圧ＣＶＤ処理方法の一例を説明すると、先ず、前記ボートエレベータ５２により前記ボート３４を前記ロードロック室３９に下降させる。前記ウェーハ移載装置３１により、該ボート３４に所定枚数のウェーハ１を装填する。次いで、前記ヒータ９１により加熱しながら、前記アウタチューブ５６内の温度を所定の処理温度にする。 An example of the low pressure CVD processing method using the processing furnace 47 will be described. First, the boat 34 is lowered to the load lock chamber 39 by the boat elevator 52. A predetermined number of wafers 1 are loaded into the boat 34 by the wafer transfer device 31. Next, the temperature in the outer tube 56 is set to a predetermined processing temperature while being heated by the heater 91.

前記ＭＦＣ６４により予めアウタチューブ５６内を不活性ガスで充填しておき、前記ボートエレベータ５２により、前記ボート３４を上昇させて前記処理室６０に装入し、該処理室６０の温度を所定の処理温度に維持する。前記処理室６０を所定の真空状態迄排気した後、前記回転手段６８により、前記ボート３４及び前記ボート３４に保持されているウェーハ１を回転させる。同時に前記ガス供給管６３から処理用のガスを供給する。供給されたガスは、前記インナーチュブ５７内を上昇し、ウェーハ１に対して均等に供給される。 The outer tube 56 is filled with an inert gas in advance by the MFC 64, and the boat 34 is raised by the boat elevator 52 and loaded into the processing chamber 60, and the temperature of the processing chamber 60 is set to a predetermined level. Maintain temperature. After exhausting the processing chamber 60 to a predetermined vacuum state, the rotating means 68 rotates the boat 34 and the wafer 1 held in the boat 34. At the same time, a processing gas is supplied from the gas supply pipe 63. The supplied gas rises in the inner tube 57 and is evenly supplied to the wafer 1.

減圧ＣＶＤ処理中の前記アウタチューブ５６内は、前記排気管５９を介して排気され、所定の真空状態になる様前記ＡＰＣ６５により圧力が制御され、所定時間減圧ＣＶＤ処理を行う。 The inside of the outer tube 56 during the low pressure CVD process is evacuated through the exhaust pipe 59, the pressure is controlled by the APC 65 so as to be in a predetermined vacuum state, and the low pressure CVD process is performed for a predetermined time.

この様にして減圧ＣＶＤ処理が終了すると、前記アウタチューブ５６内を不活性ガスで置換すると共に、圧力を常圧にし、その後、前記ボートエレベータ５２により前記ボート３４を下降させて、前記ボート３４及び処理済のウェーハ１を前記アウタチューブ５６から前記ロードロック室３９に取出す。前記処理室６０から取出された前記ボート３４上の処理済のウェーハ１は、該ロードロック室３９で所要の温度迄冷却される。 When the reduced-pressure CVD process is completed in this manner, the inside of the outer tube 56 is replaced with an inert gas, the pressure is set to normal pressure, and then the boat 34 is lowered by the boat elevator 52, and the boat 34 and The processed wafer 1 is taken out from the outer tube 56 to the load lock chamber 39. The processed wafer 1 on the boat 34 taken out from the processing chamber 60 is cooled to a required temperature in the load lock chamber 39.

前記ウェーハ移載装置３１により、処理済ウェーハが払出され、更に未処理ウェーハ１が前記ボート３４に装填される。再度前述と同様にして前記処理室６０内に上昇され、減圧ＣＶＤ処理が成される。 The wafer transfer device 31 pays out processed wafers, and further loads the unprocessed wafers 1 into the boat 34. Again, in the same manner as described above, the pressure is raised into the processing chamber 60, and a low pressure CVD process is performed.

尚、一例迄、本実施例の処理炉にて処理される処理条件は、窒化膜の成膜に於いて、ウェーハ温度７５０℃、ガス種供給量はＤＣＳ（ジクロロシラン）、０．５ＳＬＭ、ＮＨ3 （アンモニア）、１．０ＳＬＭ、処理圧力は２０Ｐａである。 Note that, up to one example, the processing conditions processed in the processing furnace of the present embodiment are as follows: in the formation of a nitride film, the wafer temperature is 750 ° C., and the gas species supply amount is DCS (dichlorosilane), 0.5 SLM, NH 3. (Ammonia), 1.0 SLM, and the processing pressure is 20 Pa.

次に、本発明に於けるウェーハ１の冷却装置について、図４、図５を参照して説明する。尚、図４、図５中、インナーチュブ５７、ボートエレベータ５２等は図示を省略している。又、図４、図５中、図１〜図３中で示したものと同一のものには同符号を付し、その説明を省略する。 Next, the cooling apparatus for the wafer 1 in the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5, the inner tube 57, the boat elevator 52, etc. are not shown. 4 and 5, the same components as those shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

前記耐圧筐体３８の１壁面に沿って上下方向に延びるガス供給ノズル７７が設けられ、該ガス供給ノズル７７は前記ロードロック室３９の高さと同様な長さを有し、所要ピッチでガス噴出孔（図示せず）が穿設されている。前記ガス供給ノズル７７には前記ガス供給管４４を介してガス供給手段７８が接続されている。 A gas supply nozzle 77 extending in the vertical direction along one wall surface of the pressure-resistant casing 38 is provided, and the gas supply nozzle 77 has a length similar to the height of the load lock chamber 39 and ejects gas at a required pitch. A hole (not shown) is drilled. A gas supply means 78 is connected to the gas supply nozzle 77 through the gas supply pipe 44.

該ガス供給手段７８は、第１分岐管７９、第２分岐管８０、ガス供給源８１とガス加熱手段８４とを具備し、該ガス供給源８１は、窒素ガス等の清浄な不活性ガスを供給する様になっている。 The gas supply means 78 includes a first branch pipe 79, a second branch pipe 80, a gas supply source 81, and a gas heating means 84. The gas supply source 81 supplies a clean inert gas such as nitrogen gas. It comes to supply.

前記ガス供給管４４は、途中前記第１分岐管７９と前記第２分岐管８０に分岐した後、再び合流して前記ガス供給源８１に接続されている。前記第１分岐管７９には第１バルブ８３が設けられ、前記第２分岐管８０にはガス加熱手段８４が設けられ、該ガス加熱手段８４を挾んで第２バルブ８５、第３バルブ８６が設けられている。 The gas supply pipe 44 branches into the first branch pipe 79 and the second branch pipe 80 on the way, and then joins again and is connected to the gas supply source 81. The first branch pipe 79 is provided with a first valve 83, and the second branch pipe 80 is provided with gas heating means 84. The second valve 85 and the third valve 86 are sandwiched by the gas heating means 84. Is provided.

前記耐圧筐体３８の内部で前記ガス供給ノズル７７と対向する位置（図２参照）にガス
排気ノズル８７が設けられ、該ガス排気ノズル８７は前記排気管４５に接続され、該排気管４５は図示しない排気ポンプ等を具備する排気手段に接続されている。又、前記ガス排気ノズル８７には所要ピッチでガス吸入孔（図示せず）が穿設されている。 A gas exhaust nozzle 87 is provided in the pressure-resistant housing 38 at a position facing the gas supply nozzle 77 (see FIG. 2), the gas exhaust nozzle 87 is connected to the exhaust pipe 45, and the exhaust pipe 45 It is connected to exhaust means having an exhaust pump (not shown). The gas exhaust nozzle 87 is provided with gas suction holes (not shown) at a required pitch.

前記第１バルブ８３、前記第２バルブ８５、前記第３バルブ８６の開閉制御、前記ガス加熱手段８４の加熱制御はガス供給制御部８８によって行われ、該ガス供給制御部８８は前述した主制御部７１を構成するサブ制御部の１つとなっている。 The opening and closing control of the first valve 83, the second valve 85, and the third valve 86 and the heating control of the gas heating means 84 are performed by a gas supply control unit 88, and the gas supply control unit 88 performs the main control described above. This is one of the sub-control units constituting the unit 71.

前記ガス供給制御部８８は前記第１バルブ８３と前記第２バルブ８５、前記第３バルブ８６とを択一的に開閉する様になっており、前記第１バルブ８３が開かれ、前記第２バルブ８５、前記第３バルブ８６が閉じられている状態では冷却ガスが供給され、前記第１バルブ８３が閉じられ、前記第２バルブ８５、前記第３バルブ８６が開かれている状態では加熱ガス８９が供給される様になっている。 The gas supply control unit 88 is configured to selectively open and close the first valve 83, the second valve 85, and the third valve 86. The first valve 83 is opened, and the second valve 83 is opened. Cooling gas is supplied when the valve 85 and the third valve 86 are closed, and the heating gas is supplied when the first valve 83 is closed and the second valve 85 and the third valve 86 are opened. 89 is supplied.

前記ガス供給ノズル７７から不活性ガスを供給している状態で、前記ガス排気ノズル８７から排気することで、前記ロードロック室３９に平行なガス流れが形成される。 A gas flow parallel to the load lock chamber 39 is formed by exhausting from the gas exhaust nozzle 87 while the inert gas is being supplied from the gas supply nozzle 77.

以下、処理後のウェーハの冷却作用について説明する。 Hereinafter, the cooling action of the processed wafer will be described.

前記処理室６０でウェーハ１の処理が行われている間に、前記ロードロック室３９は減圧工程を含めた窒素ガス置換が行われ、該ロードロック室３９の水分（酸素）濃度が低減される。 While the wafer 1 is being processed in the processing chamber 60, the load lock chamber 39 is replaced with nitrogen gas including a decompression step, and the moisture (oxygen) concentration in the load lock chamber 39 is reduced. .

前記処理室６０内でのウェーハ１の処理が終った時点、処理終了の間際に、前記第１バルブ８３が閉じられた状態で、前記第２バルブ８５、第３バルブ８６を開き、前記ガス加熱手段８４で加熱された窒素ガス（加熱ガス８９）を前記ガス供給ノズル７７より供給しつつ、前記ガス排気ノズル８７から排気する。 At the time when the processing of the wafer 1 in the processing chamber 60 is completed or just before the processing is completed, the second valve 85 and the third valve 86 are opened while the first valve 83 is closed, and the gas heating is performed. The nitrogen gas (heated gas 89) heated by the means 84 is exhausted from the gas exhaust nozzle 87 while being supplied from the gas supply nozzle 77.

前記加熱ガス８９が供給されている状態で、前記ボート３４が前記ロードロック室３９に降下される。降下途中では該ロードロック室３９に進入する前記ボート３４の下部は前記加熱ガス８９で加熱され、冷却されることがない。 With the heated gas 89 being supplied, the boat 34 is lowered into the load lock chamber 39. During the descent, the lower part of the boat 34 entering the load lock chamber 39 is heated by the heated gas 89 and is not cooled.

前記ボート３４の降下が完了し、該ボート３４が前記ロードロック室３９に収納されるか、略収納される時点で、前記第２バルブ８５、前記第３バルブ８６が閉じられ、前記第１バルブ８３が開かれる。前記ガス供給ノズル７７からは加熱されていない、常温の冷たいガスが噴出され、前記ボート３４、ウェーハ１を横断して前記ガス排気ノズル８７から排気される。 When the lowering of the boat 34 is completed and the boat 34 is stored in the load lock chamber 39 or is substantially stored, the second valve 85 and the third valve 86 are closed, and the first valve is closed. 83 is opened. A non-heated cold gas at normal temperature is ejected from the gas supply nozzle 77 and is exhausted from the gas exhaust nozzle 87 across the boat 34 and the wafer 1.

前記ウェーハ１の冷却は熱容量が大きく、多量の熱を蓄積している前記処理室６０に収納されている状態で冷却されるのではなく、前記ウェーハ１は温度の低い前記ロードロック室３９で、即ち温度の低い環境で冷却ガスが吹付けられ、直接冷却されるので急速に冷却され、降温速度は大幅に向上する。 The cooling of the wafer 1 is not performed in a state where the wafer 1 is stored in the processing chamber 60 where the heat capacity is large and a large amount of heat is stored, but the wafer 1 is cooled in the load lock chamber 39. That is, the cooling gas is sprayed in an environment where the temperature is low, and the cooling gas is directly cooled, so that it is rapidly cooled and the temperature lowering rate is greatly improved.

又、前記ボート３４上のウェーハ１は全部が完全にロードロック室３９に収納される迄は、前記加熱ガス８９で加熱されているので、前記ボート３４に保持された位置が異なることによる冷却時間の差が抑止され、ウェーハ間の熱履歴が生じることがない。更に、冷却は均等に冷却ガスを吹付けるので、ウェーハを均等に温度降下させることができ、ウェーハ間の温度偏差を防止できる。 The wafer 1 on the boat 34 is heated by the heated gas 89 until all the wafers 1 are completely accommodated in the load lock chamber 39, so that the cooling time due to the different positions held in the boat 34 is different. Is suppressed, and no thermal history is generated between the wafers. Further, since the cooling gas is blown evenly in the cooling, the temperature of the wafer can be lowered evenly, and the temperature deviation between the wafers can be prevented.

尚、前記処理炉４７、前記アウタチューブ５６を急速冷却する方法を合わせて実施してもよい。即ち、前記ヒータ９１と前記アウタチューブ５６間の空気を急速排気し、周囲の空気を前記ヒータ９１と前記アウタチューブ５６間を流通させ、前記処理炉４７、前記アウタチューブ５６、処理室６０を急速冷却してもよい。 A method of rapidly cooling the processing furnace 47 and the outer tube 56 may be performed together. That is, the air between the heater 91 and the outer tube 56 is rapidly exhausted, and the surrounding air is circulated between the heater 91 and the outer tube 56, and the processing furnace 47, the outer tube 56, and the processing chamber 60 are rapidly moved. It may be cooled.

通常、基板処理が完了しても、前記ロードロック室３９は窒素ガスによりガスパージされ、ガスパージされる間は、前記ボート３４は降下されず、前記処理室６０に収納されたままである。従って、ガスパージされている間に上記前記処理炉４７、前記アウタチューブ５６を急速冷却することで、ウェーハ１の冷却時間が更に短縮される。 Normally, even when the substrate processing is completed, the load lock chamber 39 is purged with nitrogen gas, and the boat 34 is not lowered and remains housed in the processing chamber 60 during the gas purge. Therefore, the cooling time of the wafer 1 is further shortened by rapidly cooling the processing furnace 47 and the outer tube 56 while the gas is purged.

尚、加熱ガスの温度は引出されるウェーハ１の温度と同じでなくとも、ウェーハに温度履歴を生じさせない程度の温度であればよい。又、加熱ガスは、窒素ガスでなくともヘリウムガス、アルゴンガス等でもよく、更に水素等の還元性を有するガス、或はそれらの混合ガスであってもよい。還元性ガスを加熱ガスとすると、自然酸化がより効果的に防止できる。 Note that the temperature of the heated gas is not limited to the temperature of the wafer 1 to be extracted, but may be a temperature that does not cause a temperature history in the wafer. Further, the heating gas may be helium gas, argon gas or the like instead of nitrogen gas, and may further be a gas having reducibility such as hydrogen, or a mixed gas thereof. If the reducing gas is a heated gas, natural oxidation can be more effectively prevented.

又、前記耐圧筐体３８の壁面を水冷構造等、冷却構造としておけば、前記ボート３４のアンロード中であっても、壁面を冷却した状態に維持でき、ウェーハを冷却する際の降温速度を更に増大させることができる。 Further, if the wall surface of the pressure-resistant casing 38 is a cooling structure such as a water cooling structure, the wall surface can be maintained in a cooled state even during unloading of the boat 34, and the temperature lowering rate when cooling the wafer can be increased. It can be further increased.

更に、加熱ガスを供給するラインと、冷却ガスを供給するラインとを別ラインとせず、前記ガス加熱手段８４を含む１ラインとし、該ガス加熱手段８４のＯＮ／ＯＦＦの切替えで、加熱ガスと冷却ガスの切替えを行ってもよい。 Further, the line for supplying the heating gas and the line for supplying the cooling gas are not separate lines, but include one line including the gas heating means 84. By switching the gas heating means 84 on and off, the heating gas and The cooling gas may be switched.

上述した様に、基板処理装置がロードロック室３９を有し、温度の高いウェーハ１をアンロードする時、ボートアンロード中は前記ロードロック室３９に加熱ガスを供給してウェーハの温度差が生じるのを防止し、アンロード終了後に前記ロードロック室３９に冷却ガスを供給するので、ウェーハ間に温度偏差が生じることなく、ウェーハの降温速度を増大させることができ、半導体装置の性能に変化が生じるのを防止しつつ、基板処理装置のスループットを向上させることができる。 As described above, when the substrate processing apparatus has the load lock chamber 39 and unloads the wafer 1 having a high temperature, a heating gas is supplied to the load lock chamber 39 during the boat unloading so that the temperature difference between the wafers is increased. Since the cooling gas is supplied to the load lock chamber 39 after the end of unloading, the temperature drop rate of the wafer can be increased without causing a temperature deviation between the wafers, and the performance of the semiconductor device is changed. The throughput of the substrate processing apparatus can be improved while preventing the occurrence of the above.

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の側断面概略図である。1 is a schematic side sectional view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図１のＡ−Ａ矢視図である。It is an AA arrow line view of FIG. 該基板処理装置に於ける処理炉の一例を示す断面概略図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the processing furnace in this substrate processing apparatus. 本発明の実施の形態に於ける基板冷却装置の概略図である。It is the schematic of the board | substrate cooling device in embodiment of this invention. 該冷却装置の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of this cooling device.

符号の説明Explanation of symbols

１ウェーハ
２ポッド
１１回転式ポッド棚
２２ポッドオープナ
２７キャップ着脱機構
２９ウェーハ移載機構
３１ウェーハ移載装置
３４ボート
３８耐圧筐体
３９ロードロック室
４７処理炉
４８炉口ゲートバルブ
６０処理室
７７ガス供給ノズル
７８ガス供給手段
８１ガス供給源
８４ガス加熱手段
８７ガス排気ノズル
８８ガス供給制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wafer 2 Pod 11 Rotating pod shelf 22 Pod opener 27 Cap attaching / detaching mechanism 29 Wafer transfer mechanism 31 Wafer transfer device 34 Boat 38 Pressure-resistant housing 39 Load lock chamber 47 Processing furnace 48 Furnace gate valve 60 Processing chamber 77 Gas supply Nozzle 78 Gas supply means 81 Gas supply source 84 Gas heating means 87 Gas exhaust nozzle 88 Gas supply control unit

Claims

複数の基板を処理する処理室と、該処理室を加熱する加熱手段と、前記処理室に連設された気密室と、前記複数の基板を前記処理室と前記気密室との間で搬入出する搬入出手段と、前記気密室に加熱ガス及び冷却ガスを供給するガス供給手段と、該ガス供給手段からの加熱ガス及び冷却ガスの供給を制御するガス供給制御部とを具備し、前記ガス供給制御部は、基板処理後前記搬入出手段により前記複数の基板を前記処理室から前記気密室に搬出している間は、前記ガス供給手段から前記気密室に加熱ガスを供給する様制御し、前記搬入出手段により前記複数の基板を前記処理室から前記気密室に搬出し終えた以後は前記ガス供給手段から前記気密室に冷却ガスを供給する様制御することを特徴とする基板処理装置。 A processing chamber for processing a plurality of substrates, a heating means for heating the processing chamber, an airtight chamber connected to the processing chamber, and a plurality of substrates carried in and out between the processing chamber and the airtight chamber Carrying in and out means, gas supply means for supplying heating gas and cooling gas to the hermetic chamber, and a gas supply control unit for controlling supply of heating gas and cooling gas from the gas supply means, The supply control unit controls the heating gas to be supplied from the gas supply unit to the hermetic chamber while the plurality of substrates are carried out from the processing chamber to the hermetic chamber by the loading / unloading unit after the substrate processing. The substrate processing apparatus controls the supply of the cooling gas from the gas supply means to the hermetic chamber after the plurality of substrates are unloaded from the processing chamber to the hermetic chamber by the loading / unloading means. .