JP4374133B2

JP4374133B2 - 基板処理装置および基板処理方法

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Publication number: JP4374133B2
Application number: JP2000369675A
Authority: JP
Inventors: 繁小竹; 秀宏柳川; 純史梅川
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2000-12-05
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2020-12-05
Also published as: JP2002175999A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縦型拡散・ＣＶＤ装置などの基板処理装置に係り、特に装置内のガスフローを改善したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の縦型拡散・ＣＶＤ装置における移載室の概略平面図を示す。この装置は、移載室１に１台のボート９を用意して、そのボート９を移載室上方の反応炉（図示せず）に対して搬入出する１ボート装置と呼ばれるものである。移載室１でエアフローを形成しているが、このエアフローには２つ働きがある。
【０００３】
一つは、クリーンルーム化である。移載室１のウェハ移載機２等から発生するパーティクルによる汚染からウェハを護るため、移載室１をクリーン状態に保つ必要がある。そこで、従来は、移載室１の一側の壁のほぼ全面に、フィルタとブロアを内蔵したクリーンモジュール３を設け、移載室１の対角線上の他側のコーナ壁に排気ファン４を設ける。ブロアで大気をクリーンモジュール３に引きこみ、フィルタでクリーン化して移載室１に流入させて、クリーンモジュール３からコーナ壁へ斜めに向かう一方向のエアフローＦを作り、移載室１で発生したパーティクル等を排気ファン４により外に流出させている。
【０００４】
他の一つは、ウェハの冷却である。移載室１の上方に設けた反応炉内でボート９に載置したウェハを処理するが、処理後、反応炉から搬出したボート９上のウェハはまだ高温であるため、ウェハを所定の温度まで冷やす必要がある。そこで、処理後に搬出されてボートロード／アンロード位置Ｃにあるウェハ及びボート９に、クリーンモジュール３のフィルタでクリーン化された大気を吹きつけて空冷している。すなわちクリーンモジュールによる空冷方式である。なお、図において、５はポッドオープナ、６は移載機エレベータ、及び７はボートエレベータ、８はボートステージである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したような一方向のエアフローを形成する１ボート装置では、排気ファン４の能力が低いため、対角線から外れた場所に位置するウェハ移載機２の背面側にエアのよどみＳを生じてしまい、クリーン状態が保持できない。また、ボートロード／アンロード位置Ｃにおける処理後のウェハを通るエア流は熱と反応残留ガスを含んでおり、他方、ウェハ移載機２側を通るエア流はウェハ移載機２の摺動部等からのパーティクルを含んでいるが、それらのエアが混じって集中排気されるため二次的汚染が生じる。
【０００６】
また、ウェハが大型化して１２″装置となり、さらには高スループット化のために２台のボートを反応炉に対して交互に搬入出する２ボート装置になると、上述した１ボート装置の問題に加えて、つぎのような問題が生じる。
【０００７】
クリーンモジュールによる空冷方式では、装置の省スペース化の要請で、クリーンモジュール３のフィルタとボートステージとの距離が近くなるため、高温のウェハやボートにより熱に弱いフィルタが熱影響を受けてしまう。また、フィルタを通すと、フィルタ自体の圧力損失が大きく、クリーンエアの流速が落ち、所望の流速と流量が得られず、ウェハやボートの冷却時間が長くなる。これを解消するためにフィルタから、より多くのクリーンエアを流そうとすると、ブロアに大きな能力が要求されるようになるが、その要求に応えるには外形寸法や消費電力等が大きくなってしまい、装置に組み込むことが困難になる。
【０００８】
上述したように従来の技術では、クリーン化及び排気に関するクリーン関連の他に、フィルタの熱影響、冷却時間の長期化、さらには装置の大型化という冷却関連の問題があった。
【０００９】
本発明の課題は、上述した従来技術の冷却関連の問題を解消して、基板の冷却時間を短縮でき、フィルタが熱影響を受けず、しかも省スペース化が可能な基板処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ボートに搭載された基板を処理する反応炉と、該反応炉に対するボート搬入出用の空間を含む部屋と、該部屋に気体を流入して流出させる気体給排系とを備え、前記気体給排系の供給系に、大気又は前記部屋の雰囲気を取り込み、フィルタを介して前記部屋に流入させるクリーンエア供給系と、不活性ガス又は水素ガスを直接前記部屋に流入させる高純度ガス供給系とを併用したことを特徴とする基板処理装置である。
【００１１】
本発明によれば、気体給排手段のうちの供給系として、クリーンエア供給系の他に高純度ガス供給系を設けて、この高純度ガス供給系から直接部屋に不活性ガス又は水素ガスを流入させるようにしている。したがって、反応炉から搬出されて高温になっている基板を搭載したボート（ボート等という）に上記ガスを当てるようにすれば、フィルタを介して大気や雰囲気を間接的に当てる場合と比べて、圧損がなく十分な流量及び流速でボート等にガスを吹きつけることができるので、ボート等の冷却時間を短縮できる。また、ボート等を短時間で冷却できるので、他方のクリーンエア供給系のフィルタは、高温になっているボート等からの熱影響を大きく受けないようにすることができる。また、部屋に流入させる不活性ガス又は水素ガスは高純度であるため、その流入に際してはフィルタが不要となるので、供給系のうち、この高純度ガス供給系の分、装置の小型化、省スペース化を実現できる。
【００１２】
なお、上記発明において、部屋に流入させた気体の流れを一方向ではなく、二方向に分離させて流し、これらを別々に排出させることで、エアのよどみをなくし、クリーンな状態を保持できるようにすることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図７は、第１の実施の形態による縦型拡散・ＣＶＤ装置としての１ボート装置の移載室を示す概略平面図、図８はエアフローを説明する移載室の斜視図である。移載室が本発明の部屋を構成する。
【００１５】
１ボート装置は、処理前のウェハを投入し、処理後のウェハを排出する移載室１１を備える。移載室１１はハウジング１０により区画形成される。ここで移載室１１はロードロック室や窒素パージボックスを構成している必要はなく、大気雰囲気でよい。移載室１１の向きは、図面左が装置の前方であり、図面右が後方、上が左側、下が右側である。移載室１１の前方にポッドオープナ１５が設けられ、ポッドの蓋を開閉してポッド内のウェハを移載室１１に対して投入・排出できるようになっている。
【００１６】
移載室１１内の前記ポッドオープナ１５側に、ポッドとボートとの間でウェハを移載するウェハ移載機１２が設けられる。ポッド及びボートは図示されていない。ポッドは複数枚のウェハを収納する。ボートは多数枚のウェハを水平状態で縦方向に搭載する。ウェハ移載機１２は移載機エレベータ１６により昇降し、ポッド又はボートの所望の位置にウェハを移載できるようになっている。また、移載室１１内のポッドオープナ１５側とは反対側であって、図示しない反応炉に対してボート搬入出用の空間Ｑにボートエレベータ１７が設けられ、反応炉に対してボートを搬入出できるようになっている。前記反応炉は、移載室１１の上方に立設され、ボートに搭載されたウェハを処理する。
【００１７】
移載室１１には、フィルタを介して大気を外部から流入させて流出させるクリーンガス給排系Ａが設けられる。クリーンガス給排系Ａは、クリーンモジュール１３、ダクト１９（図８参照）、及び排気ファン１４とから主に構成される。
【００１８】
クリーンモジュール１３は、移載室１１の左側壁のほぼ全面に設けられる。クリーンモジュール１３は、小型化するために移載機側クリーンモジュール１３ａと冷却側クリーンモジュール１３ｂとに前後に二分割してある。例えばＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air-filter）などから構成されるフィルタとブロアを備えて、ウェハ移載機１２の設けられている移載機側空間Ｐとボートエレベータ１７が設けられているボート搬入出用空間Ｑとにクリーンエアを流入できるようになっている。
【００１９】
ダクト１９は、移載室１１の前方のポッドオープナ１５の下方に、移載室１１を横切るように水平に設けられる。ダクト１９にはダクト内のガスを吸い込んで装置外へ排出する複数の排気ファン２０が設けられる。クリーンモジュール１３ａのブロアによるガス吸いこみにより、移載室１１の外部から移載機側クリーンモジュール１３ａに大気を引きこみ、フィルタによりクリーン化して、移載室１１に流入させる。流入したクリーンエアは、移載室１１の移載機側空間Ｐを横切り、右側壁又は前方壁にぶつかって下降し、移載室１１の前方壁の右側下部に設けた開口１９ａからダクト１９に引きこまれて、ダクト１９に設けた排気ファン２０により装置の外部に排出する。
【００２０】
排気ファン１４は、冷却側クリーンモジュール１３ｂと対向する移載室１１のコーナ壁に、移載室１１の高さ方向に沿って所定間隔を開けて複数個設けられる。クリーンモジュール１３ｂのブロアは、移載室１１の外部から冷却側クリーンモジュール１３ｂに大気を引きこみ、フィルタによりクリーン化して、移載室１１に流入させる。流入したクリーンエアは移載室１１のボート搬入出用空間Ｑを横切り、右側壁又は後方壁にぶつかって、排気ファン１４により装置外に流出する。
【００２１】
上述したように、移載室後方の排気ファン１４に対して、前方位置に排気ダクト１９を設けて、移載室に１１二方向のエアフローを形成し、そのうちの移載機側空間Ｐを通過するエア流を、ダクト１９を介して排気ファン２０から排出する構成とした。これにより移載室１１に流入したクリーンエアは、移載機側空間Ｐとボート搬出入用空間Ｑとに分流されるので、一側に設けた排気ファン１４単独による集中排気ではなく分流排気となる。
【００２２】
したがって、一方向のエアフローに比べて、パーティクル等の排出、及び移載室１１のクリーン状態を有効に保持することができる。また、ウェハ移載機１２の背面側に生じていたエアのよどみを解消することができ、移載室１１のクリーン度を保つことができる。さらに、ボート側と移載機側とでエアフローの排気口を異ならせて、エアフローを移載室１１内で移載機側空間Ｐとボート搬出入用空間Ｑとに分流排気するようにしたので、ウェハ移載機のパーティクルと、プロセスコンタミネーション，異物，ウェハやペリクル上に付着したパターン以外の物質，浮遊塵埃，レジスト，オイルミストなどとの振分け排気が可能となり、二次的汚染を有効に防止できる。
【００２３】
その結果、１２″装置となって、装置の奥行及び幅、高さが制限されたり、装置が複雑で駆動部が多くなっても、クリーンエアフローが移載室内でよどみなく流れることが可能となり、装置内のクリーン度を清浄に保つことができる。
【００２４】
なお、移載室コーナに設けた排気ファン１４とダクト１９に設けた排気ファン２０とは独立運転できるように構成できるから、ボート上にのみウェハがあり、ウェハ移載機が動いていない場合、排気ファン１４のみを運転して、ウェハ移載機側のエアフロー及び排気をストップして省エネルギー化をはかることも可能である。
【００２５】
次に、装置を２ボート装置とした第２の実施の形態を、図１、図２を用いて説明する。図２は（１チューブ／２ボート）×２構成の１２″２ボート縦型拡散・ＣＶＤ装置を示す概略斜視図である。この縦型拡散・ＣＶＤ装置は略直方体状のハウジング３０を備える。ハウジング３０内の部屋は主に上下に分れ、上部には、ヒータ加熱してウェハＷに成膜処理する２基の反応炉４０と、複数のポッドを収納するカセット棚が設けられる。
【００２６】
下部の移載室３１には、前記反応炉４０に搬入出されるボート４１と、ボート４１を交換するボート交換装置４２と、反応炉４０に対してボート４１を搬入出するためにボート４１を昇降するボートエレベータ３７とが設けられる。さらに、複数枚のウェハＷをボート４１に挿入する前に一括してノッチ合せを行うノッチ合せ機４３と、処理前の複数枚のウェハを一括してポッド４４からノッチ合わせ機４３へ移載し、ノッチ合せ機４３からノッチ合せ済みの複数枚のウェハをボート４１へ一括して移載するためのウェハ移載機３２と、このウェハ移載機３２を昇降する移載機エレベータ（図示せず）とが設けられる。同様な移載室３１は、反応炉に対応してもう一つ設けられる。
【００２７】
なお、図１中、４６は補助カセット棚、４７は操作パネル、４８は２ポートのポッドステージである。また、図示しないがクリーンモジュールが移載室３１の手前内壁面に設けられている。
【００２８】
このような１２″２ボート縦型拡散・ＣＶＤ装置では、装置の外形寸法に制約があるので、処理後の高温ボートからクリーンモジュールへの熱影響が避けられない。
【００２９】
すなわち、１２″２ボート縦型拡散・ＣＶＤ装置の移載室内の主要な構成要素のレイアウトは図４のようになる。左側から順にノッチ合せ機４３、ウェハ移載機３２、ウェハ移載ステージａ（ウェハ移載位置Ａ）、ボートロード／アンロードステージｃ（ボートロード／アンロード位置Ｃ）、ボート冷却ステージｂ（ボート冷却位置Ｂ）がジグザグ状に配列される。このような移載機３２及びステージ等を配列した移載室３１に流れるエアフローを、例えば互いに離間させた２つのクリーンモジュール３３ａ、３３ｂから流入させ、排気ファン４４から排気しても、移載室３１内の構成要素が増加しているために、２箇所にエアのよどみＳが生じる。１箇所はウェハ移載機３２の前方寄りであり、他の箇所は、ボートロード／アンロード位置Ｃを含む周りである。
【００３０】
また、１２″２ボート縦型拡散・ＣＶＤ装置では、装置内にφ３００ｍｍ用ボートを２本設置する必要があるが、装置の外形寸法には制約があるため、クリーンモジュール３３と各ボート間の距離がどうしても近くなり、処理後の高温ボート等からクリーンモジュール３３への熱影響が避けられない。この熱影響は、特に、冷却側クリーンモジュール３３ｂによる冷却位置Ｂでの冷却時間が長くなる場合に、問題となる。
【００３１】
そこで、第２の実施の形態による２ボート装置では、図１に示すように、ウェハの冷却位置Ｂに冷却側クリーンモジュール３３ｂは設置しないで、その代わり、Ｎ₂ガスを吹き出す冷却ノズル６２を設置する。
【００３２】
図１は、上述した図２の丸印で囲った移載室３１をＺ矢視方向から見たときの内部構成図である。ここでは、略直方体のハウジング３０内の移載室３１に設けられるウェハ移載機、移載機エレベータ、ボートエレベータ等は、図示していない。
【００３３】
ポッドオープナ３５が設けられているポッド収容室４９は、移載室３１の前方に設けられて、移載室３１とは区画形成されている。移載室３１には、気体を流入して流出させる気体給排手段として、室内雰囲気を取り込んで循環流入させるクリーンガス給排系５０と、Ｎ₂ガスをシャワー状に流入させて流出させる高純度ガス給排系６０とが設けられる。
【００３４】
クリーンエア給排系
クリーンエア給排系５０は、フィルタ５２及びブロア５３を有するクリーンエア供給系としてのクリーンユニット５１と、循環ダクト５４と、排気ファン３４とから構成される。このうちの、クリーンユニット５１の一部、及び循環ダクト５４から、移載室３１の雰囲気を循環させる循環系を構成する。また、クリーンユニット５１の他部、及び排気ファン３４から、移載室３１に大気を取り込み、循環させないでそのまま外部へ排出する非循環系を構成する。
【００３５】
移載室３１の左側壁に必要とされるクリーンユニット５１は、移載機側クリーンユニット５１ａと冷却側クリーンユニット５１ｂとに前後に分割するが、離間させないで配置する。各クリーンユニット５１ａ及び５１ｂは、それぞれフィルタ５２ａ，ブロア５３ａ、及びフィルタ５２ｂ，ブロア５３ｂから構成される。また、独立して運転できるようにする。
【００３６】
循環系の一部を構成する循環ダクト５４は、垂直ダクト５４ａ、水平ダクト５４ｂ、帰還ダクト５４ｃから構成される。垂直ダクト５４ａは、移載室３１のクリーンユニット５１と対向する右側壁の前方コーナ部に立設される。高さ方向に適宜間隔で複数の開口を有して、移載室３１の移載機側空間Ｐの雰囲気を太矢印で示すように取り込んで下方に導く。水平ダクト５４ｂはポッド収容室４９の下部に、移載室３１を横切るように配設され、右側壁側で垂直ダクト５４ａにより捕捉された雰囲気を移載室３１の外側に取り出した後、移載室３１の左側壁側に戻す。帰還ダクト５４ｃはクリーンユニット５１が設けられた移載室３１の左側壁と隣接するポッド収容室４９の壁面に設けられ、水平ダクト５４ｂを通って来た雰囲気を導いて、クリーンユニット５１に供給する。
【００３７】
非循環系の一部を構成する排気ファン３４は、後述する冷却ノズル６２に対向する移載室３１の右側壁のコーナ部に設けられる。冷却ノズル６２はコーナ部の上下方向に沿って適宜間隔を開けて複数個設けられる。
【００３８】
循環系では、ブロア５３の吸引力により、移載室３１内の雰囲気の一部を循環ダクト５４に取り込み、循環ダクト５４を通じてクリーンユニット５１に導き、フィルタ５２でパーティクルなどを除去してクリーン化し、このクリーンエアを再び太矢印Ｇａで示すように移載室３１内に流入して循環させている。
【００３９】
非循環系でも同じく、ブロア５３の吸引力により、ボート側クリーンモジュールから移載室３１に流入した太矢印Ｇａで示すクリーンエアの一部が、水平にボート搬出入用空間Ｑを横切って排気ファン３４より排出される。
なお、図１では、循環ダクト５４から取り込んだクリーンエアの一部を再度クリーンユニット５１に循環させているが、水平ダクト５４ｂに複数の排気ファンを取り付け、循環させずに、移載室３１外へ排出しても良い。
【００４０】
高純度ガス給排系
高純度ガス給排系６０は、クリーンユニット５１と隣接して設けられたノズル支持体６１と、高純度ガス供給系としての冷却ノズル６２と、前述した排気ファン３４とから構成される。
【００４１】
冷却ノズル６２は、移載室３１の左側壁後方であって、ボート搬出入用空間Ｑで冷却されるボート４１の対向位置に、ノズル支持体６１によって適宜間隔を開けて複数本立設支持される。複数本の冷却ノズル６２は、直線配列でもよいが、円筒状フレーム構成のボート４１の一部を取り囲むように弧状に配列することが、冷却能率を上げるうえで好ましい。
【００４２】
複数本の冷却ノズル６２には、ノズル穴６３が開けられて、これらの穴６３からＮ₂ガスなどの高純度の不活性ガス又は高純度のＨ₂ガス（以下、単にＮ₂ガスという）を、フィルタを介在せずに移載室３１に直接高圧で流入させるようになっている。このガスは、図示しないＮ₂ガス供給源からＮ₂ガスラインを経てクリーンユニット５１の背面から移載室３１内に導かれて、前記冷却ノズル６２に分配される。
【００４３】
高純度ガス給排系６０は、移載室３１にＮ₂ガスを取り込み、循環させないでそのまま排出する非循環系を構成する。冷却ノズル６２から細矢印Ｇｂに示すようにシャワー状に噴出されたＮ₂ガスは、ボート４１等を冷却した後、排気ファン３４により吸引されて排出される。
【００４４】
次に、上述した構成による移載室３１のガスの分流排気を図４と図５とを用いて比較説明するが、その前に、図３を用いて、ボート交換装置４２の動きを説明する。図３に示すように、ボートは、ボート交換装置４２の旋回アームにより円弧状に軌跡を描いて移動され、３つの位置を取り得る。円弧の中央は反応炉内にボートを挿入し、反応炉内からボートを抜き出すボートロード／アンロード位置Ｃ、円弧左端はウェハ移載機３２によるボートへのウェハ移載位置Ａ、反対側の円弧右端はボート冷却位置Ｂである。
【００４５】
ボート交換装置４２はつぎのように機能する。予め空の２個のボートをＡ、Ｂの位置にそれぞれ置く。Ａ位置にあるボートに、ポッドより取り出し、ノッチ合せ機４３によりノッチ合せを行ったウェハを移載してボートを満たす。Ａ位置にあるノッチ合せ済みのウェハで満ちたボートを旋回アームによりＣ位置にもってきて、上昇して反応炉内にロードして所定の処理を行う。反応炉で処理している間、Ｂ位置にある空のボートを旋回アームによりＡ位置にもってきて、別なノッチ合せ前のウェハをポッドから取り出し、ノッチ合せ機４３によりノッチ合せを行い、ボートに移載してウェハで満たす。そして下記の操作（ａ）〜（ｄ）を繰り返す。
【００４６】
（ａ）反応炉でのボートの処理が終了したら、そのボートをアンロードし、Ｃ位置に下降した後、旋回アームにより冷却位置ＢにもってきてＮ₂ガス冷却ノズル６１から吐出されるＮ₂ガスで冷却する。
【００４７】
（ｂ）冷却している間、Ａ位置にあるノッチ合せ済みのウェハで満ちたボートを旋回アームによりＣ位置に移し、Ｃの位置から上昇して反応炉内にロードして、処理する。
【００４８】
（ｃ）反応炉で処理している間、Ｂ位置で冷却されたボートを旋回アームによりＡ位置にもってきて、Ａ位置で処理済みウェハを取り出し、ポッドに戻す。
【００４９】
（ｄ）処理済みウェハを取り出して空になったボートに新規にポッドより取り出し、ノッチ合せ機４３によりノッチ合せを行ったウェハを移載してボートを満たす。
【００５０】
さて、上述した構成による移載室３１のガスの分流排気を、発明前駆図を示す図４と、第２実施形態を示す図５とを用いて比較説明する。図４では移載室３１のノッチ合せ機４３で塞がった部分を除いた左側壁にクリーンモジュール３３を３３ａと３３ｂとに分離して取り付けてあるが、図５ではノッチ合せ機４３の位置をずらすことにより、クリーンユニット５１を冷却ノズル部分を除いた左側壁全面に、分割はするが、分離することなく取り付けてある。
【００５１】
図４では移載室内のエアフローは、排気ファン４４からのみ排気されるので、よどみＳやエアフローの不均一が生じる。しかし、図５のものでは、クリーンユニッ５１が、ノッチ合せ機４３で死角になっていたコーナ部にも設けられる。また、循環ダクト５４からエアフローを取り込み、クリーンユニット５１へ循環供給している。このため、分流した一方のエアフローは、ウェハ移載機３２の背面にも十分な空気流を形成することができる。また、分流した他方のエアフローは、排気ファン３４による排気とブロアによる吸引力で移載室内に大気を引き込んでいる。
【００５２】
したがって、図５のものは、図４の排気ファンのみにより移載室雰囲気の排気を行うものと比べて、ウェハ移載機３２の前方寄りに空気のよどみが発生しない。また、ボートロード／アンロード位置Ｃを含む周りにも空気のよどみが発生しない。その結果、移載室３１内からパーティクル等が排除され、移載室３１をクリーンに保つことができる。
【００５３】
また、クリーンモジュールによる空冷方式を採用している図４のものと比べて、図５のものでは、冷却ノズル６２から冷却位置ＢにあるボートにＮ₂ガスを吹きつける方式を採用しているので、冷却時間を短縮できる。図４のように、大気による冷却方式だと、フィルタを介して大気中の塵やパーティクルを除去する必要がある。フィルタ５２を通すと、フィルタ５２自体の圧力損失が大きく、クリーンエアの流速が落ちる。したがって、フィルタを介したものは、流速と流量に所望の値が得られない。また、フィルタ５２からクリーンエアを出すために、ブロア５３が必要であるが、多くのエアを流そうとすればするほど、ブロアの能力が必要となり、外形寸法消費電力等、装置に組込むには問題となる。
【００５４】
しかし、この点で、図５のように、フィルタ５２を介さずに、高純度な不活性ガスを直接噴出するようにすると、所望の流速と流量を容易に得ることができる。しかも、これをＮ₂ガスの専用ラインを増設するだけで実現できる。例えばφ９．５２の配管のスペースを用意するだけで足りる。また、配管本数、流量等を増加して冷却能力を上げることも容易である。したがって、大口径の１２″ウェハを処理する装置であっても、外形寸法や消費電力等が大きくならず、装置に組み込むことも容易であり、装置の省スペース化を実現できる。クリーンモジュール設置に比べ省スペースでの設置が可能なため、空いたスペースを有効利用可能である。また、クリーンモジュールに比べコスト的なメリットもある。
【００５５】
また、２ボート装置になって、ボート４１とフィルタ５２との距離が近くなっても、Ｎ₂シャワーによる急速冷却ができ、高温状態になっている時間が短いので、フィルタへの熱負荷が少ない。しかもＮ₂ガスを吹きつけるので、ウェハ上への自然酸化膜の抑制も可能である。また、第２実施の形態は、移載室３１にＮ₂ガスを流入させてボートを冷却しているので、移載室を窒素パージボックスとしたり、ロードロック室で構成する必要はない。すなわち、窒素ガス空間をもったことで、本発明は大気雰囲気となるオープン炉装置に適用できる。
【００５６】
上述したように第２の実施の形態は種々の優れた点があるが、さらに次のように構成することが好ましい。
【００５７】
（１）断熱材部分に多くのＮ ₂ を流す
プロセス処理後のボートは熱処理されているため、非常に高温となっており、ボート、ウェハ、キャップ等の熱がすぐには下がらない。図６に示すように、特にボート４１下部のキャップ４１ａや、その替りに用いる断熱板（図示せず）は、構造上、断熱効果を高くしている。このため、ボート４１の他の部分や、ボート４１に載置されるウェハに比較して、冷めにくくなっている。なお、キャップ４１ａの内部には石英ウールが入れてある。また断熱板は、熱容量の大きい石英やＳｉＣの板をウェハと同じくボート柱４１ｂに支持させるものであり、キャップ４１ａに相当する部分に設けるものである。
【００５８】
また、ボート４１上のウェハとキャップ４１ａとを均等のガス流れで冷却した場合には、ウェハを移載室３１から排出できる温度（７０〜８０℃）まで降下させた際のキャップ温度は、まだ２００〜３００℃近くある。このキャップ温度は、次に移載されるウェハに対して熱の影響を与えるおそれがある。
【００５９】
そこで、ボート４１に対して断熱板やキャップ４１ａ側、つまり熱容量の高い部分へ、他の部分よりもＮ₂ガスを多く流すようにして、熱容量の高い部分の冷却効果を高めることが好ましい。
【００６０】
冷却ノズル６２の、ボート４１の熱容量の低い部分に対応する部分をＡ部とし、熱容量の高い部分をＢ部とした場合（図６（ａ））、上述したＮ₂ガスを多く流す手段としては、例えば、冷却ノズル６２のＮ₂の吹出し穴６３をＡ部よりもＢ部の方を大きくしたり（図６（ｂ））、冷却ノズル６２のＢ部の穴ピッチＰ₂をＡ部の穴ピッチＰ₁よりも狭くしたり（図６（Ｃ））、さらには図示しないが、Ａ部とＢ部とにＮ₂ガスを別々に供給するようにして、Ｂ部の供給量を増やすようにしてもよい。
【００６１】
（２）Ｔｃ（温度センサ）を用いてＮ ₂ 流量を制御する
図３に示すように、ボートの周辺に熱電対等から構成された温度センサ７０を設置し、ボート、ウェハ、断熱板等の温度を監視しながら、温度が高いうちは、Ｎ₂ガス流量を多くし、温度が下がってくるとＮ₂ガス流量を少なくするというように、Ｎ₂ガス流量を温度に合わせて制御する。温度センサ７０の設置数は、装置の上下方向においては一点、又は多点とする。
【００６２】
この場合において、単に移載室３１の雰囲気温度を検知するのであれば、冷却ノズル６２の近傍を含め、任意の点に温度センサ７０を設ければよい。しかし、ボート通過後のＮ₂ガス温度を検知したいのであれば、ボート冷却位置Ｂにあるボートを通過したＮ₂ガス流位置に温度センサ７０を設けるとよい。この場合、ボートの旋回に支障がないように旋回軌跡外に温度センサ７０を設けるか、又は温度センサ７０を移動自在に設けて、ボート移動する前には旋回軌跡外に位置させ、ボートが移動する際に退避できるようにしてもよい。
【００６３】
なお、上述した第１の実施の形態では排気ファンのみによって移載室の雰囲気を排気するようにしたが、第２の実施の形態のダクト循環方式を併用することも可能である。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、気体給排手段の供給系に、フィルタを介して大気を流入させるクリーンエア供給系と、直接高純度な不活性ガス又は水素ガスを流入させる高純度ガス供給系とを併用したので、基板の冷却時間を短縮でき、熱に弱いフィルタが処理後の基板の熱影響を受けることがなくなり、しかも省スペース化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第２の実施の形態による移載室の気体給排手段及び気体流れを示す説明図である。
【図２】第２の実施の形態による縦型拡散・ＣＶＤ装置の全体構成を示す透視斜視図である。
【図３】第２の実施の形態による２ボート装置のボート交換装置及びセンサ配置の説明図である。
【図４】第２の実施の形態の前駆技術となる２ボート装置の気体の流れを示す移載室の平面図である。
【図５】第２の実施の形態による２ボート装置の気体の流れを示す移載室の平面図である。
【図６】第２の実施の形態によるボート部位に対する冷却ノズルの対応を示す説明図である。
【図７】第１に実施の形態による１ボート装置の気体の流れを示す移載室の平面図である。
【図８】第１に実施の形態による１ボート装置の気体の流れを示す移載室の透視斜視図である。
【図９】従来例による１ボート装置の気体の流れを示す移載室の平面図である。
【符号の説明】
３１移載室（部屋）
４０反応炉
４１ボート
５０クリーンエア給排系（気体給排系）
５１クリーンモジュール（クリーンエア供給系）
５２フィルタ
５３ブロア
５４ダクト
６０冷却ガス給排系（気体給排系）
６２冷却ノズル（高純度ガス給排系）
Ｇａ大気雰囲気（クリーンエア）
Ｇｂ不活性ガス
Ｑボート搬出入用空間

Claims

熱容量の高い部分と熱容量の低い部分とを備えるボートに搭載された基板を処理する反応炉と、
該反応炉に対するボート搬入出用の空間を含む部屋と、
該部屋に気体を流入して流出させる気体給排系と、を備え、
前記気体給排系の供給系は、大気又は前記部屋の雰囲気を取り込み、フィルタを介して前記部屋に流入させるクリーンエア供給系と、不活性ガス又は水素ガスを直接前記部屋に流入させる高純度ガス供給系と、を併用するよう構成され、
前記高純度ガス供給系には、前記ボートにおける前記熱容量の低い部分への前記不活性ガス又は前記水素ガスの供給量よりも、前記ボートにおける前記熱容量の高い部分への前記不活性ガス又は前記水素ガスの供給量を多くする手段が構成されていることを特徴とする基板処理装置。
熱容量の高い部分と熱容量の低い部分とを備えるボートに搭載された基板を反応炉で熱処理する工程と、
該反応炉に対するボート搬入出用の空間を含む部屋であって、大気又は前記部屋の雰囲気を取り込み、フィルタを介して前記部屋に流入させるクリーンエア供給系と、不活性ガス又は水素ガスを直接前記部屋に流入させる高純度ガス供給系と、を併用するよう構成された気体給排系にて気体が流入され流出される前記部屋へ、熱処理後の前記ボートを前記反応炉から搬出する工程と、
前記高純度ガス供給系が、熱処理後の前記ボートにおける前記熱容量の低い部分よりも前記熱容量の高い部分へ前記不活性ガス又は前記水素ガスを多く供給する工程と、を有することを特徴とする基板処理方法。