CN101019213A - 衬底处理装置以及半导体设备的制造方法 - Google Patents
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Abstract
改善真空隔绝方式的预备室中的气体的流动。真空隔绝方式的衬底处理装置包括：收容衬底(1)并对衬底进行处理的处理室(34)；与处理室(34)连续设置的预备室(23)；将保持着多片衬底(1)的衬底保持件(50)运入以及运出处理室(34)的衬底保持件用机构部(40)；向预备室(23)供给惰性气体的惰性气体供给口(61)；以位于惰性气体供给口(61)上侧的方式设置在预备室(23)，并对惰性气体进行排气的第一排气口(71)；对预备室(23)抽真空的第二排气口(81)；控制部(100)，该控制部在对通过第二排气口(81)进行了抽真空的预备室(23)内进行升压后，维持在规定压力时，控制从惰性气体供给口(61)供给的惰性气体仅从第一排气口(71)进行排气。
Description
技术领域
本发明涉及衬底处理装置以及半导体设备的制造方法，例如涉及在半导体集成电路装置(下面称为IC)的制造方法中，用于在植入IC的半导体晶片(下面称为晶片)上形成氧化膜或金属膜等的CVD膜的成膜工序中使用的、有效的衬底处理装置以及半导体设备的制造方法。
背景技术
在将氮化硅(Si3N4)或氧化硅(SiOx)以及多晶硅等堆积(沉积)在晶片上的IC的制造方法的成膜工序中，广泛使用间歇式立式热壁型减压CVD装置。
该间歇式立式热壁型减压CVD装置具有：形成收容晶片并通过热CVD反应进行成膜的处理室的处理管；将多片晶片保持在整齐排列的状态下，并运入以及运出处理室的舟皿；形成在处理管的正下方，并等待舟皿运入运出处理室的待机室；以及使舟皿升降而运入运出处理室的舟皿升降机。
作为以往的这种CVD装置，有通过能承受不足大气压的压力的真空容器(被称为真空隔绝室。)来形成待机室的真空隔绝方式的间歇式立式热壁型减压CVD装置(下称真空隔绝式CVD装置。)。例如参照专利文献1以及专利文献2。
并且，真空隔绝方式是指使用门阀等的隔离阀，分隔处理室和预备室(待机室)，防止空气流入处理室，减少温度或压力等的干扰，使处理稳定的方式。
专利文献1：特开2003-151909号公报
专利文献2：特开平09-298137号公报
一般，在真空隔绝式CVD装置中作为预备室的待机室中，针对在进行真空排气时使用的真空用排气口(排气口)或净化气体供给口(供给口)、以及作为在达到大气压以上的压力后进行排气的排气口的通气用排气口(通气口)的配置，没有充分地考虑，因此，由于舟皿升降机产生的异物被卷入处理室，或由于沉淀在待机室的底部的粒子被扬起，所以存在制造合格率降低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够改善真空隔绝方式的预备室中的气体流动的衬底处理装置以及半导体设备的制造方法。
在本申请所公开的发明中，具有代表性的发明如下。
(1)一种衬底处理装置，包括：
收容衬底并对衬底进行处理的处理室；
与上述处理室连续设置的预备室；
将层叠着多片衬底的衬底保持件运入及/或运出上述处理室的衬底保持件用机构部；
向上述预备室供给惰性气体的惰性气体供给口；
以位于上述惰性气体供给口上侧的方式设置在上述预备室，并对上述惰性气体进行排气的第一排气口；
对上述预备室抽真空的第二排气口；
控制部，该控制部在对通过上述第二排气口进行了真空排气的上述预备室内进行升压后、维持在规定压力时，控制从上述惰性气体供给口供给的惰性气体仅从上述第一排气口进行排气。
(2)一种衬底处理装置，包括：
收容衬底并进行处理的处理室；
与上述处理室连续设置的预备室；
将层叠保持着多片衬底的衬底保持件运入及/或运出上述处理室的衬底保持件用机构部；
惰性气体供给口，其以位于衬底保持区域下侧的方式设置在上述预备室，并向上述预备室供给惰性气体的惰性气体供给口，所述衬底保持区域将衬底层叠保持在上述衬底保持件上；
以位于上述衬底保持区域上侧的方式设置在上述预备室，并对上述惰性气体进行排气的第一排气口。
(3)上述(2)中所述的衬底处理装置，上述预备室在上述衬底保持区域上端的下侧，具有与上述第一排气口不同的其它排气口；并具有控制部，该控制部在将层叠保持着多片衬底的上述衬底保持件从上述预备室运入上述处理室及/或从上述处理室向上述预备室运出时，控制从上述惰性气体供给口供给的惰性气体使其从上述衬底保持区域下侧向上述衬底保持区域上侧流动，仅从上述预备室所具有的多个排气口中的位于上述衬底区域上侧的第一排气口进行排气。
(4)上述(2)中所述的衬底处理装置，具有与上述第一排气口不同的、以位于上述衬底保持区域下侧的方式设置在上述预备室的第二排气口；并具有控制部，该控制部以使从上述第二排气口排气时的上述预备室内的压力与从上述第一排气口排气时的上述预备室内的压力相比成为低压的方式进行控制。
(5)上述(1)所述的衬底处理装置，上述衬底保持件用机构部由驱动部和与该驱动部连接的衬底保持件设置部构成，上述预备室被分隔板分隔成设置上述驱动部的区域和在上述衬底保持件设置部设置上述衬底保持件的区域，上述第一排气口被设成与设置上述驱动部的区域连通，上述惰性气体供给口被设成与设置上述衬底保持件的区域连通。
(6)上述(2)所述的衬底处理装置，上述衬底保持件用机构部由驱动部和与该驱动部连接的衬底保持件设置部构成，上述预备室被分隔板分隔成设置上述驱动部的区域和在上述衬底保持件设置部设置上述衬底保持件的区域，上述第一排气口被设成与设置上述驱动部的区域连通，上述惰性气体供给口被设成与设置上述衬底保持件的区域连通。
(7)上述(1)～(6)中任一项所述的衬底处理装置，在上述惰性气体供给口上设有多孔质部件，上述惰性气体被从该惰性气体供给口供给到上述预备室。
(8)上述(1)所述的衬底处理装置，上述规定压力是接近大气压的压力。
(9)上述(5)或(6)所述的衬底处理装置，在上述预备室的侧壁和上述分隔板之间设有间隙。
(10)一种半导体设备的制造方法，该方法使用衬底处理装置，所述衬底处理装置包括：收容衬底并对衬底进行处理的处理室；与上述处理室连续设置的预备室；将层叠着多片衬底的衬底保持件运入及/或运出上述处理室的衬底保持件用机构部；向上述预备室供给惰性气体的惰性气体供给口；以位于上述惰性气体供给口上侧的方式设置在上述预备室，并对上述惰性气体进行排气的第一排气口；对上述预备室抽真空的第二排气口；以及控制部，该控制部在对通过上述第二排气口进行了真空排气的上述预备室内进行升压后，维持在规定压力时，控制从上述惰性气体供给口供给的惰性气体仅从上述第一排气口进行排气；
具有一面使从上述惰性气体供给口供给到上述预备室的惰性气体向上侧流动，并仅从第一排气口进行排气，一面将层叠保持着上述多片衬底的衬底保持件从上述预备室运入上述处理室及/或从上述处理室向上述预备室运出的步骤，以及
在上述处理室对上述衬底进行处理的步骤。
(11)一种半导体设备的制造方法，是使用上述(2)～(6)中任一项所述的衬底处理装置的半导体设备的制造方法，具有一面使从上述惰性气体供给口供给到上述预备室的惰性气体从上述衬底保持区域下侧向上述衬底保持区域上侧流动，并仅从上述第一排气口进行排气，一面将层叠保持着上述多片衬底的衬底保持件从上述预备室运入上述处理室及/或从上述处理室向上述预备室运出的步骤；以及在上述处理室对上述衬底进行处理的步骤。
根据上述手段(1)，从惰性气体供给口供给的惰性气体从以层叠状态被保持在衬底保持件的衬底的区域下侧向以层叠状态被保持在衬底保持件的衬底的区域上侧流动，并从排气口(第一排气口)进行排气。通过该流动以及排气，可以将从机构部产生的异物从通气用排气口进行排气。
另外，在衬底保持件装载以及衬底保持件卸载时，由于预备室与处理室连通且预备室以及预备室的环境气体被加热，所以被加热的环境气体从下向上流动。因此，没有扰乱从惰性气体供给口朝向第一排气口(通气用排气口)从下向上流动的惰性气体的气流，能够进行净化。其结果为，可以更有效地排出异物，能够有效地防止预备室的衬底保持件区域、处理室以及晶片的污染。
附图说明
图1a是表示作为本发明的一个实施方式的真空隔绝式CVD装置的整体的局部省略立体图。
图1b是同样地表示侧清洁单元的局部省略立体图。
图2是表示其主要部分的后视剖视图。
图3是沿图2的III-III线的剖视图。
图4是表示惰性气体供给口的断流阀、通气用排气口的断流阀以及真空用排气口的断流阀的开关的时序图。
图5是表示舟皿运入时的局部省略后视剖视图。
图6是表示比较例的真空隔绝式CVD装置中的气体的流动的线图。
图7是表示本实施方式的气体的流动的线图。
符号说明
1...晶片(衬底)、2...盒子、10...真空隔绝式CVD装置(衬底处理装置)、11...箱体、12...盒子转交单元、13...盒子载置台、14...盒子升降机、15...盒子移载装置、16...滑动载置台、17...盒子架、18...缓冲盒子架、19...清洁单元、19A...侧清洁单元、20...晶片移载装置、21...移载室、22...耐压箱体(容器)、23...待机室、24...晶片运入运出口、25...真空隔绝门、26...凸缘、27...舟皿运入运出口、28...闸门、29...加热器单元设置室、30...加热器单元、31...处理管、32...外管、33...内管、34...处理室、35...排气路、36...歧管、37...排气管、38...气体导入管、40...舟皿升降机、40a...进给丝杠、40b...导轴、40c...升降基台、40d...马达、41...臂、42...基台、43...密封帽、43a...密封环、44...舟皿旋转驱动用马达、45...旋转轴、46...舟皿支架、47...分隔板、47a...纵槽、47b...冷却水配管、48...间隙、49...分隔板、50...舟皿、51、52...端板、53...保持部件、54...保持槽、61...惰性气体供给口、62...惰性气体供给管线、63...断流阀、64...惰性气体供给装置、65、66...比较例的惰性气体供给喷嘴、67...中断过滤器、71...通气用排气口、72...通气管线、73...断流阀、74...排气管道装置、75、76、77...比较例的通气用排气口、78...压力计、81...真空用排气口、82...排气管线、83...断流阀、84...排气装置、91、92...惰性气体的流动线、100...控制部。
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的一个实施方式。
在本实施方式中，有关本发明的衬底处理装置作为真空隔绝式CVD装置(真空隔绝方式的间歇式立式热壁型减压CVD装置)而构成。该真空隔绝式CVD装置是作为在IC的制造方法中用于在作为被处理衬底的晶片上形成CVD膜的成膜工序中使用的装置而构成。
如图1a所示，真空隔绝式CVD装置10具有箱体11。在箱体11的前面设有盒子转交单元12。盒子转交单元12具有盒子载置台13，该盒子载置台13能够载置两台作为晶片1的载体的盒子2。
在盒子载置台13上由外部运送装置(未图示)运送来的盒子2以垂直姿势(被收纳在盒子2内的晶片1成为垂直的状态)载置在盒子载置台13上。若盒子2以垂直姿势被载置，则盒子载置台13通过旋转90度，将盒子2转换成水平姿势。
在盒子载置台13的后侧设置着盒子升降机14，盒子升降机14使盒子移载装置15升降。
在盒子升降机14的后侧设置通过滑动载置台16而横向移动的盒子架17，在盒子架17的上方设置着缓冲盒子架18。
在盒子架17的后侧，以可旋转以及可升降的方式设置晶片移载装置(wafer transfer equipment)20，晶片移载装置20可以将多片晶片1一起或者每片分别移载。
箱体11内的、设置有晶片移载装置20并可使其工作的空间是移载室21。
在缓冲盒子架18的后侧设置着使清洁空气在箱体11的内部流通的清洁单元19。
另外，如图1b所示，在箱体11的侧壁，设置有使清洁空气向移载室21流通的侧清洁单元19A。
在箱体11的后端部的下部设置着耐压箱体22。耐压箱体22形成为具有能承受不足大气压(约10万Pa)的压力(下面称为负压)的构造的箱体。耐压箱体22形成真空隔绝方式的预备室即待机室23。
在耐压箱体22的前面壁上，开设晶片运入运出口24，晶片运入运出口24被真空隔绝门25开关。
如图2所示，在耐压箱体22的顶壁设置有凸缘26，在凸缘26上开设衬底保持件即运入运出舟皿的舟皿运入运出口27。舟皿运入运出口27被真空隔绝方式的隔离阀即闸门28开关。
在耐压箱体22上通过箱体11构架加热器单元设置室29，将作为加热构件的加热单元30沿垂直方向设置在加热器单元设置室29上。
省略详细说明以及图示，加热器单元30具有由隔热材料形成为圆筒形状的隔热层，以及由电阻发热体形成并配置在隔热层的内周面的加热器。加热器单元30由控制部100控制，控制成遍及内侧空间全长且为均匀或规定的温度分布，例如500℃以上。
以同心圆的方式将处理管31设置在加热器单元30的内部。
处理管31具有配置成互为同心圆的外管32和内管33。
外管32使用石英(SiO2)或碳化硅(SiC)，一体形成为上端封闭、下端开口的圆筒形状。
内管33使用石英或碳化硅，形成为上下两端开口的圆筒形状。
内管33的筒中空部形成处理室34，处理室34构成为可以运入被舟皿保持成同心层叠状态的多片晶片。内管33的下端开口被设定成比晶片的最大外径大的口径。
通过外管32和内管33的间隙，形成圆形环状的排气路35。
如图5所示，在外管32的下端，将歧管36配设成与外管32同心圆。歧管36使用不锈钢并形成为上下两端开口的短尺寸圆筒形状。
由于歧管36被设置在耐压箱体22上的凸缘26支承，所以外管32成为被垂直地支承的状态。
在歧管36的侧壁的上侧部分连接着大口径的排气管37的一端，排气管37的另一端连接于真空排气装置(未图示)。排气管37对由外管32和内管33的间隙所形成的排气路35进行排气。
在处理室34的下侧空间，以与处理室34内连通的方式插入气体导入管38，气体导入管38的另一端与供给原料气体或氮气等的惰性气体的气体供给装置(未图示)、或供给对晶片1进行处理的处理气体的气体供给装置(未图示)连接。
设置在待机室23上的衬底保持件用机构部具有驱动部和与该驱动部连接的舟皿设置部。在舟皿设置部上设置着舟皿。
如图2以及图3所示，驱动部是在待机室23内，由进给丝杠40a、导轴40b、升降基台40c以及马达40d等构成的舟皿升降机40。进给丝杠40a由马达40d驱动。
在舟皿40的升降基台40c上连接着臂41，在该臂41上设置着基台42。在该基台42上水平地支承着密封帽43。
在该密封帽43的外侧周围配置着密封环43a。另外，密封帽43形成为与凸缘26的外径大致相等的圆盘形状。
密封帽43构成为借助密封环43a封闭凸缘26的下端面，并密封舟皿运入运出口27。
在基台42的中心线上沿垂直方向插通旋转轴45，旋转轴45由轴承装置(未图示)以可自由旋转的方式支承。旋转轴45构成为通过舟皿旋转驱动用马达44旋转。
在旋转轴45的上端水平地固定配置着舟皿支架46，在舟皿支架46上垂直地立设着舟皿50。
通过该臂41、基台42、密封帽43、舟皿旋转驱动用马达44、旋转轴45、舟皿支架46以及密封环43a等，形成用于将舟皿50设置在衬底保持件用机构部上的舟皿设置部。
并且，可省略针对旋转机构的舟皿旋转驱动用马达44。在该情况下，旋转轴45不旋转，是固定的轴。
舟皿50具有上下一对端板51以及52、和垂直地配设在两端板51、52之间的多根保持部件53。在各保持部件53上沿长度方向等间隔地分别刻设着多条保持槽54。各保持部件53的保持槽54彼此被配置成相互在同一平面内开口。
这样，通过使晶片1的外周边部插入多条保持槽54之间，晶片1被水平地且以中心相互大致对齐的状态被排列，而以层叠状态被保持在舟皿50上。
如图2以及图3所示，在待机室23中，垂直地竖立设置将待机室23分成两个部分的分隔板47。分隔板47被配置成将待机室23分隔成衬底保持件用机构部的驱动部即舟皿升降机40的设置区域(下面称为舟皿升降机区域。)、和在衬底保持件用机构部设置有衬底保持件即舟皿50的区域(下面称为舟皿设置区域。)。
在分隔板47的两肋，在垂直方向，细长的一对间隙48在与待机室23的侧壁内面之间分别形成，两间隙48、48被设定成在能允许臂41升降的范围内尽可能地狭窄。即，臂41形成为间隔宽、横向宽度小的两叉形状，并分别被插入两间隙48、48中。
如图3所示，在分隔板47的中间部形成多条纵槽47a，沿这些纵槽47a分别铺设冷却水配管47b。
通过这些冷却水配管47b，在舟皿卸载时等，可以减少来自加热器单元30的热的影响。
另外，也可以省略纵槽47a。
在耐压箱体22的舟皿设置区域中的以层叠状态保持在舟皿50上的多片晶片(衬底)的区域(下面称为衬底保持区域)下侧，开设有惰性气体供给口61，惰性气体供给口61向待机室23供给氮气等的惰性气体。
在惰性气体供给口61上连接着惰性气体供给管线62。在惰性气体供给管线62上连接着可借助断流阀63进行气体流量调整的惰性气体供给装置64。
惰性气体供给装置64以及断流阀63被控制部100控制。
另外，如图2所示，也可以使惰性气体供给管线62延伸到密封罩43的侧方附近，在其前端设置中断过滤器(break filter)67。该中断过滤器67是多孔质部件，通过该多孔质部件的惰性气体从多孔质部件向待机室23内多方向供给。
在耐压箱体22的舟皿升降机设置区域中的衬底保持区域上侧，开设有对待机室23的惰性气体进行排气的第一排气口即通气用排气口71，在通气用排气口71上连接着通气管线72。在通气管线72上，借助断流阀73，连接着IC制造工厂的排气管道装置74。
在待机室23和断流阀73之间的通气管线72上安装着压力计78。
若检测出压力计78为大气压以上，则将达到大气压以上的情况通知控制部100。据此，因为能够打开断流阀73的条件齐备，所以若收到来自控制部100的打开信号，则将断流阀73打开。
压力计78若检测出为大气压以下，则因为打开断流阀73的条件没有齐备，所以控制部100不会发出打开信号，则断流阀73关闭。或者控制部100发出关闭信号，断流阀73关闭。
另外，也可以替代在通气管线72上连接IC制造工厂的排气管道装置74，借助排气流量调整器，与真空泵连接。
再有，如图2以及图3所示，在耐压箱体22的下端部中的与一个间隙48相对的位置上，开设对待机室23抽真空的真空用排气口(第二排气口)81，在真空用排气口81上连接着排气管线82。
在排气管线82上借助断流阀83连接着由真空泵构成的排气装置84。排气装置84以及断流阀83由控制部100控制。
将真空用排气口81设置在耐压箱体22的下端部，即，衬底保持区域下侧的理由是为了在对待机室23内进行真空排气时，不会将因重力滞留在待机室23下部的粒子扬起到晶片1上而进行排气。
在真空排气的情况下，与进行接近大气压的排气不同，在排气初期的排气量大，另外，在排气中被排气的气体的流速快，扬起粒子的影响极大。
接着，说明使用上述构成的真空隔绝式CVD装置的本发明的一个实施方式即IC制造方法中的成膜工序。
收纳着多片晶片1的盒子2通过外部运送装置被供给到盒子转交单元12的盒子载置台13上。被供给的盒子2通过盒子载置台13旋转90度而成为水平姿势。
成为水平姿势的盒子2通过盒子移载装置15向盒子架17或者缓冲盒子架18运送移载。
此后应成膜的被收纳在盒子2的晶片1由晶片移载装置20，通过耐压箱体22的晶片运入运出口24运入待机室23，并装填(装载)在舟皿50上。
在该装载步骤，因为晶片运入运出口24开放，所以如图4所示，惰性气体供给口61的断流阀63关闭，惰性气体的供给停止，通气用排气口71的断流阀73打开，待机室23的环境气体被排气(通气)。真空用排气口81的断流阀83关闭，抽真空停止。据此，移载室21的环境气体借助晶片运入运出口24供给到待机室23，从通气用排气口71排出。
因为移载室21从侧清洁单元19A供给清洁空气，所以即使清洁空气进入移载室21，也不会成为污染源。另外，因为从舟皿50的设置区域向舟皿升降机40的设置区域存在清洁空气的流动，所以使从舟皿升降机40产生的异物或粒子不会流到舟皿50的设置区域，从而抑制了污染。
并且，即使从惰性气体供给口61持续供给惰性气体，因为能够维持从舟皿50的设置区域向舟皿升降机40的气体流动，所以也可以持续供给惰性气体。
顺便提及一下，此时，如图2所示，通过舟皿运入运出口27被闸门28关闭，能够防止处理室34的高温环境气体流入待机室23。因此，装填过程中的晶片1以及已被装填的晶片1不会曝露在高温环境气体中，防止由于晶片1被曝露于高温环境气体而造成的自然氧化等不良情况的发生。
若将被预先指定片数的晶片1装填到舟皿50，则晶片运入运出口24被真空隔绝门25关闭。
接着，如图4所示，通气用排气口71的断流阀73关闭，真空用排气口81的断流阀83打开，并通过排气装置84抽真空，待机室83被减压到规定压力(例如200Pa)(减压步骤)。
此时，惰性气体供给口61的断流阀63关闭，惰性气体的供给停止。但是，也可以通过排气装置(例如，蜗轮分子泵)，极其缓慢地供给惰性气体。待机室23的氧(O2)和水分通过该抽真空被除去。
待机室23被减压到规定压力后，如图4所示，真空用排气口81的断流阀83关闭，排气装置84的抽真空被停止，惰性气体供给口61的断流阀63打开，惰性气体(例如，氮气每分钟100-200升)被供给到待机室23，待机室23的空气被惰性气体驱逐(惰性气体净化步骤)。
若由压力计78检测到待机室23的环境气体被惰性气体置换，并且，待机室23的压力回复到大气压，则通气用排气口71的断流阀73打开，进行排气，将待机室23维持在接近大气压。据此，在将晶片1向舟皿50装填的过程中，进入到待机室23的环境气体从待机室23排出。
然后，处理室34的炉口即舟皿运入运出口27由于闸门28打开而被开放。此时，因为处理室34的环境气体被惰性气体预先置换，同时，压力比待机室23高一些，所以能够防止待机室23内的环境气体侵入处理室34。
另外，因为待机室23的氧和水分被预先除去，所以即使晶片1被曝露于来自处理室34的辐射热中，在晶片1的表面也不会生成自然氧化膜。
接着，借助基台42、旋转轴45以及舟皿支架46被支承在舟皿升降机40的臂41上的舟皿50从舟皿运入运出口27逐渐被运入(舟皿装载)处理管31的处理室34中。
然后，如图5所示，因为若舟皿50达到上限位置，则密封帽43的上面的周边部的密封环43a将舟皿运入运出口27封闭为密封状态，所以处理管31的处理室34成为气密关闭的状态。
在该舟皿装载步骤中，如图4所示，惰性气体供给口61的断流阀63打开，惰性气体(氮气每分钟100-200升)被供给，通气用排气口71的断流阀73打开，待机室23内的环境气体进行排气。真空用排气口81的断流阀83关闭。
另外，从气体导入管38也向处理室34供给惰性气体(例如，氮气每分钟5-50升)。这样，待机室23以及处理室34也被维持在接近大气压。
在该舟皿装载步骤中，从惰性气体供给口61供给的惰性气体从与以层叠状态被保持在舟皿50的多片衬底的区域即衬底保持区域下侧向衬底保持区域上侧流动，从通气用排气口71(第一排气口)进行排气。此时，真空用排气口81(第二排气口)被断流阀83阻止排气。因此，仅从通气用排气口71排气，仅从衬底保持区域的上侧排气，从与衬底保持区域相比的下侧流动到与衬底保持区域相比的上侧的惰性气体的气流被整流，没有被扰乱。
但是，因为处理室34的炉口由于闸门28打开而被开放，所以来自加热器单元30的辐射热借助处理室34的炉口向待机室23辐射，待机室23以及待机室23的环境气体被加热，成为高温，产生欲使待机室23内的环境气体从下向上流动的原因。
但是，在本实施方式中，因为排气力产生的流动方向与待机室23的被加热的环境气体的流动方向实质上是大致相同的方向，所以被加热的环境气体的流动不会扰乱排气力产生的气流。
假设，惰性气体想要从待机室23的上方向下流动时，热的待机室23的环境气体想要向与该惰性气体的流动实质上大致相反的方向流动，所以其结果为，扰乱了待机室23的排气力产生的气流，将来自待机室23的舟皿升降机40的异物从舟皿升降机区域运到舟皿设置区域，污染晶片1。
但是，根据本实施方式，能够有效地抑制这样的问题，能够在整个衬底保持区域维持晶片1的清洁。
而且，此时，因为惰性气体供给口61被设置在舟皿设置区域，通气用排气口71被设置在舟皿升降机区域，所以惰性气体从舟皿设置区域向舟皿升降机区域流动，若将来自舟皿升降机40的异物运到舟皿设置区域，则防止污染晶片1。
此后，处理管31的处理室34在气密关闭的状态下，通过排气管37被排气，以便达到规定的压力，被加热器单元30加热到规定的温度，仅通过气体导入管38供给规定流量的规定原料气体。
据此，对晶片1实施与预先设定的处理条件相对应的热处理。
此时，由于舟皿50因舟皿旋转驱动用马达44而旋转，原料气体与晶片1的表面均匀地接触，所以在晶片1上形成均匀的CVD膜。
在此期间，如图4所示，惰性气体供给口61的断流阀63继续打开，通气用排气口71的断流阀73也继续打开，待机室23的环境气体被排气，另外，真空用排气口81的断流阀83也继续关闭，待机室23维持接近大气压的压力。
若经过了预先设定的处理时间，则借助密封帽43被支承在舟皿升降机40的臂41上的舟皿50从处理管31的处理室34被运出(舟皿卸载)。
然后，在该舟皿卸载步骤中，如图4所示，惰性气体供给口61的断流阀63打开，供给惰性气体(氮气每分钟100-200升)，通气用排气口71的断流阀73打开，待机室23的环境气体被排气。真空用排气口81的断流阀83关闭。
另外，从气体导入管38也向处理室34供给惰性气体(氮气每分钟5-50升)。这样，待机室23以及处理室34也被维持在大气压。
在该舟皿卸载步骤中，从惰性气体供给口61供给的惰性气体从与衬底保持区域相比的下侧向与衬底保持区域相比的上侧流动，从通气用排气口71(第一排气口)被排气。此时，真空用排气口81(第二排气口)被断流阀83阻止排气。因此，仅从通气用排气口71进行排气，仅从衬底保持区域的上侧进行排气，从与衬底保持区域相比的下侧流动到与衬底保持区域相比的上侧的惰性气体的气流被整流，没有被扰乱。
但是，因为处理室34的炉口由于密封帽43打开而被开放，所以来自加热器单元30的辐射热借助处理室34的炉口向待机室23辐射。再有，因为在处理室34被加热器单元30加热(例如500℃以上)的舟皿50以及晶片1也从处理室34被运出，所以由于来自该舟皿50以及晶片1的热辐射、热对流加热待机室23以及待机室23的环境气体，成为高温。而且，在衬底保持件用驱动机构的臂41下降到待机室23的底部附近的状态下(舟皿卸载结束的位置)，因为该被加热的舟皿50以及晶片1被运到待机室23的下部侧，所以产生欲使被加热的待机室23内的环境气体的气流从待机室23的下部侧向上部侧(待机室的顶板侧)流动的作用与舟皿装载步骤相比要大很多。
例如，因为在与衬底保持区域相比的下侧具有被加热的舟皿支架46、旋转轴45等，所以待机室23的环境气体想要从与衬底保持区域相比的下侧流动到与衬底保持区域相比的上侧。
但是，在本实施方式中，因为排气力产生的流动方向与待机室23的被加热的环境气体的流动方向至少遍及衬底保持区域的整个区域，实质上是大致相同的方向，所以至少在衬底保持区域不会扰乱惰性气体的气流。
假设，惰性气体想要从待机室23的上方向下流动时，被加热的待机室23的环境气体想要向与从上部向下部的惰性气体的流动实质上大致相反的方向流动，该流动作用与舟皿装载时相比要大很多，其结果为，严重地扰乱了待机室23的惰性气体的排气力产生的气流，将来自待机室23的舟皿升降机40的异物从舟皿升降机40区域运到舟皿设置区域以及处理室34，对晶片1的污染量增大。
但是，根据本实施方式，能够有效地抑制这样的问题，能够在整个衬底保持区域维持晶片1的清洁。
而且，此时，因为惰性气体供给口61被设置在舟皿设置区域，通气用排气口71被设置在舟皿升降机区域，所以惰性气体从舟皿设置区域向舟皿升降机区域流动并被排气，若将来自舟皿升降机40的异物运到舟皿设置区域，则防止污染晶片1。
若舟皿50从处理室34运至待机室23，则舟皿运入运出口27被闸门28封闭。
接着，如图4所示，通气用排气口71的断流阀73继续打开，惰性气体供给口61的断流阀63也继续打开，惰性气体向待机室23供给。通过向该待机室23流通的新鲜的惰性气体，成为高温的处理后的晶片1组被有效地冷却。
若处理后的晶片1组降低到规定的温度(例如，能够防止在晶片1的表面上生成自然氧化膜的温度)，则待机室23的晶片运入运出口24被真空隔绝门25开放。
此时，如图4所示，惰性气体供给口61的断流阀63关闭，通气用排气口71的断流阀73的打开状态被维持。据此，待机室23被维持在大气压状态，来自清洁单元19的清洁空气从晶片运入运出口24被导入待机室23，从通气用排气口71排气。
并且，也可以从惰性气体供给口61向待机室23连续供给惰性气体。
接着，舟皿50的处理后的晶片1被晶片移载装置20卸下(卸货)，同时，被收纳在空的盒子2中。
收纳着规定片数的处理后的晶片1的盒子2通过盒子移载装置15被移载到盒子转交单元12。
若该晶片卸载步骤结束，则通过晶片移载装置20，从盒子2向舟皿50装载下一批晶片1。
以后，通过反复上述操作，晶片1按照例如25片、50片、75片、100片、150片，由真空隔绝式CVD装置10逐渐进行批量处理。
图6是说明在以往装置的待机室23中的惰性气体的流动的图。
在待机室23的舟皿设置区域设有惰性气体供给喷嘴65、66，从该惰性气体供给喷嘴65、66供给惰性气体。该惰性气体供给喷嘴65、66为多孔喷嘴，沿高度方向设置多个气体供给孔。对待机室23的环境气体进行排气的是设置在舟皿升降机区域的上、中、下段的通气用排气口75、76、77。
另外，设有对舟皿设置区域和舟皿升降机设置区域进行分隔的分隔板49，在该分隔板49上，一对间隙48、48相邻地设于中央部。
然后，仅从惰性气体供给喷嘴66的上方部的两个位置供给惰性气体情况下的惰性气体的流动如流动线91所示，惰性气体通过分隔板49的一对间隙48、48，从舟皿设置区域向舟皿升降机设置区域流动。
虽然一部分惰性气体从通气用排气口76排气，但是没有被排气的惰性气体向下流，再次通过一对间隙48、48，从舟皿升降机设置区域流入舟皿区域。
像这样，即使仅仅观察仅从惰性气体供给喷嘴66的上方部的两个位置供给惰性气体的情况即可看出，舟皿升降机区域的环境气体流入舟皿区域，由舟皿升降机40产生的粒子、油脂的蒸气引起的污染物质使晶片1污染。
另外，由于该污染物质被卷入处理室34，污染了晶片的处理环境，进一步使晶片1的污染量增大。
图7是说明在本实施方式中的待机室23的惰性气体的流动的图。
在待机室23的舟皿设置区域下端部设有惰性气体供给口61，从该惰性气体供给口61供给惰性气体。对待机室23的环境气体进行排气的是设置在舟皿升降机区域的上端部的通气用排气口71。
另外，设有对舟皿设置区域和舟皿升降机设置区域进行分隔的分隔板47，且一对间隙48、48设于待机室23的侧壁和分隔板47的左右端之间。
若使惰性气体从惰性气体供给口61流出，则惰性气体如流动线92所示那样地流动。即，若惰性气体从舟皿区域底部向一端上升，在舟皿50的下部侧沿舟皿区域的水平方向流动到达分隔板47，则沿分隔板47向下流，通过设置在分隔板47下侧和待机室23侧壁之间的间隙48，从舟皿区域向舟皿升降机区域流动。然后，在舟皿升降机区域，朝着设置在舟皿升降机区域的上端的通气用排气口71向上方流动，从通气用排气口71排气。
像这样，根据本实施方式，与图6所示的以往的装置不同，没有从舟皿升降机区域向舟皿区域的惰性气体的流动。因此，没有由舟皿升降机40产生的粒子、油脂的蒸气引起的污染物质使晶片1受到污染的情况。另外，也没有污染物质被卷入处理室34，从而能够使晶片1的处理环境清洁化。
并且，因为也考虑了因自重而沉淀到待机室23的底部的粒子被扬起的情况，所以如图2所示，可以通过中断过滤器67，使惰性气体从密封帽43的侧方流动。
因为中断过滤器67为多孔质部件，能够多方向供给惰性气体，所以能够一面进一步抑制惰性气体的流速，一面更大量地供给惰性气体，能够有效地抑制因自重而沉淀到待机室23的底部的粒子被扬起的气体流动。
并且，在图6和图7中，设置有间隙48、48的位置不同，其理由如下。
即，可以认为，在图6的以往装置中，因为在中央部设置一对间隙48、48，所以在从舟皿升降机区域到舟皿区域存在惰性气体的流动的情况下，含有污染物质的惰性气体直接吹到载置于舟皿50的晶片1上，进一步被污染。
因此，即使例如在从舟皿升降机区域到舟皿区域存在惰性气体的流动的情况下，使含有污染物质的惰性气体不直接吹到晶片1上，就能够极力地抑制对晶片的污染，因此，在本实施方式中，如图7所示，以一对间隙48、48成为分隔板47的最外侧的方式，将一对间隙48、48设置在分隔板47和待机室23的侧壁之间。
根据上述实施方式，能得到下述效果。
1)因为将惰性气体供给口配置在待机室的舟皿设置区域的下端部，并将通气用排气口配置在待机室的舟皿升降机设置区域的上端部，由此能够防止将从舟皿升降机产生的粒子、从油脂产生的蒸气等异物卷入处理室，或将因自重而沉淀到待机室的底部的粒子扬起的现象，所以能够防止处理室因来自舟皿升降机的异物而被污染，另外，能够防止粒子附着在晶片上。
2)通过防止处理室因来自舟皿升降机的异物而被污染，还有防止粒子附着在晶片上，能够提高真空隔绝式CVD装置的制造合格率，所以能够提高成膜工序乃至IC的制造方法的制造效率。
另外，本发明并非仅限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内当然可以进行各种变更。
例如，惰性气体供给口、通气用排气口以及真空用排气口并非仅限于各配置一个，也可以各设置多个。
在将待机室23从真空状态升压到大气压时，若进行调整，使排气量少于惰性气体供给量，则也可以在该升压时，通过惰性气体进行净化。
在该情况下，由于对待机室23进行真空排气的是第二排气口，所以像上述那样，不会扬起滞留在待机室23的底部的粒子。
另外，在一面通过惰性气体排气一面升压时使用的是第一排气口。在该情况下，也是以使通过第二排气口排气时的待机室23的压力低于通过第一排气口排气时的待机室23的压力的方式来使用。
在上述实施方式中，对真空隔绝式CVD装置的情况进行了说明，本发明可以应用在真空隔绝式的氧化装置、扩散装置以及退火装置等的所有衬底处理装置。
在上述实施方式中，在IC的制造方法中，对在晶片上成膜CVD膜的成膜工序进行了说明，本发明也能够应用到氧化工序、扩散工序、回流工序、退火工序那样的热处理(thermal treatment)工序等的半导体设备的制造方法的各种工序。
Claims (11)
1.一种衬底处理装置，其特征在于，包括：
收容衬底并对衬底进行处理的处理室；
与上述处理室连续设置的预备室；
将层叠着多片衬底的衬底保持件运入及/或运出上述处理室的衬底保持件用机构部；
向上述预备室供给惰性气体的惰性气体供给口；
以位于上述惰性气体供给口上侧的方式设置在上述预备室，并对上述惰性气体进行排气的第一排气口；
对上述预备室抽真空的第二排气口；
控制部，该控制部在对通过上述第二排气口进行了真空排气的上述预备室内进行升压后、维持在规定压力时，控制从上述惰性气体供给口供给的惰性气体仅从上述第一排气口进行排气。
2.一种衬底处理装置，其特征在于，包括：
收容衬底并对衬底进行处理的处理室；
与上述处理室连续设置的预备室；
将层叠保持着多片衬底的衬底保持件运入及/或运出上述处理室的衬底保持件用机构部；
惰性气体供给口，其以位于衬底保持区域下侧的方式设置在上述预备室，并向上述预备室供给惰性气体的惰性气体供给口，所述衬底保持区域将衬底层叠保持在上述衬底保持件上；
以位于上述衬底保持区域上侧的方式设置在上述预备室，并对上述惰性气体进行排气的第一排气口。
3.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，上述预备室在上述衬底保持区域上端的下侧，具有与上述第一排气口不同的其它排气口；并具有控制部，该控制部在将层叠保持着多片衬底的上述衬底保持件从上述预备室运入上述处理室及/或从上述处理室向上述预备室运出时，控制从上述惰性气体供给口供给的惰性气体使其从上述衬底保持区域的下侧向上述衬底保持区域的上侧流动，并仅从上述预备室所具有的多个排气口中的位于上述衬底区域上侧的第一排气口进行排气。
4.如权利要求2所述的衬底处理装置，其特征在于，具有与上述第一排气口不同的、以位于上述衬底保持区域下侧的方式设置在上述预备室的第二排气口；并具有控制部，该控制部以使从上述第二排气口排气时的上述预备室内的压力与从上述第一排气口排气时的上述预备室内的压力相比成为低压的方式进行控制。
5.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，上述衬底保持件用机构部由驱动部和与该驱动部连接的衬底保持件设置部构成，上述预备室被分隔板分隔成设置上述驱动部的区域和在上述衬底保持件设置部设置上述衬底保持件的区域，上述第一排气口被设成与设置上述驱动部的区域连通，上述惰性气体供给口被设成与设置上述衬底保持件的区域连通。
6.如权利要求2所述的衬底处理装置，其特征在于，上述衬底保持件用机构部由驱动部和与该驱动部连接的衬底保持件设置部构成，上述预备室被分隔板分隔成设置上述驱动部的区域和在上述衬底保持件设置部设置上述衬底保持件的区域，上述第一排气口被设成与设置上述驱动部的区域连通，上述惰性气体供给口被设成与设置上述衬底保持件的区域连通。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的衬底处理装置，其特征在于，在上述惰性气体供给口上设有多孔质部件，上述惰性气体被从该惰性气体供给口供给到上述预备室。
8.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，上述规定压力是接近大气压的压力。
9.如权利要求5或6所述的衬底处理装置，其特征在于，在上述预备室的侧壁和上述分隔板之间设有间隙。
10.一种半导体设备的制造方法，其特征在于，该方法使用衬底处理装置，所述衬底处理装置包括：收容衬底并对衬底进行处理的处理室；与上述处理室连续设置的预备室；将层叠着多片衬底的衬底保持件运入及/或运出上述处理室的衬底保持件用机构部；向上述预备室供给惰性气体的惰性气体供给口；以位于上述惰性气体供给口上侧的方式设置在上述预备室，并对上述惰性气体进行排气的第一排气口；对上述预备室抽真空的第二排气口；以及控制部，该控制部在对通过上述第二排气口进行了真空排气的上述预备室内进行升压后、维持在规定压力时，控制从上述惰性气体供给口供给的惰性气体仅从上述第一排气口进行排气；
所述半导体设备的制造方法具有以下步骤：
一面使从上述惰性气体供给口供给到上述预备室的惰性气体向上侧流动，并仅从第一排气口进行排气，一面将层叠保持着上述多片衬底的衬底保持件从上述预备室运入上述处理室及/或从上述处理室向上述预备室运出的步骤，以及
在上述处理室对上述衬底进行处理的步骤。
11.一种半导体设备的制造方法，是使用权利要求2～6中任一项所述的衬底处理装置的半导体设备的制造方法，其特征在于，具有一面使从上述惰性气体供给口供给到上述预备室的惰性气体从上述衬底保持区域下侧向上述衬底保持区域上侧流动，并仅从上述第一排气口进行排气，一面将层叠保持着上述多片衬底的衬底保持件从上述预备室运入上述处理室及/或从上述处理室向上述预备室运出的步骤；以及在上述处理室对上述衬底进行处理的步骤。
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