CN112151411A - 基板处理装置、半导体装置的制造方法和存储介质 - Google Patents

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广谷博史
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Abstract

本发明提供一种基板处理装置、半导体装置的制造方法和存储介质，抑制微小颗粒的产生并提高生产率。基板处理装置具备：装填室，其与对基板进行处理的处理室连通，且能够收纳两个以上的保持多个基板的晶舟；升降机，其使晶舟在处理室与装填室之间出入；晶舟交换装置，其构成为能够使从处理室取出的搭载于升降机的状态的晶舟向第一待机区域及第二待机区域移动；第一净化单元，其与装填室内的对搭载于升降机的状态的晶舟进行保持的卸载区域相面对，并向第一方向输送净化空气；第二净化单元，其与第一待机区域相面对，并向第二方向输送净化空气；以及第三净化单元，其与第二待机区域相面对，并向第三方向输送净化空气，第一净化单元、第二净化单元、第三净化单元构成为能够各自独立地控制风量，在装填室内的配置晶舟交换装置的高度形成预定的气流。

Description

基板处理装置、半导体装置的制造方法和存储介质
技术领域
本公开涉及对硅晶圆等基板进行薄膜的生成、氧化、扩散、CVD、退火等热处理的基板处理装置、半导体装置的制造方法和存储介质。
背景技术
半导体装置的制造工艺中，可以采用立式基板处理装置作为用于在基板(以下称为晶圆)上形成氧化膜、金属膜的装置。另外，有一种双晶舟式的基板处理装置，其为了提高生产率而使用两个保持晶圆的晶舟，并使两个晶舟交替地相对于处理室搬入搬出。
为了使处理完的晶圆冷却或者为了除去微小颗粒而在基板处理装置中设有喷出净化空气的净化空气单元。但是，在双晶舟式的基板处理装置的情况下，需要设置用于交换晶舟的晶舟交换装置，因此为了避免净化单元和设置于净化单元背面的风扇单元与晶舟交换装置发生干涉而有可能使形状受到限制。
因此，有可能难以确保净化空气的风量，在基板处理装置的下部、晶舟交换装置的周边、晶舟交换装置的晶圆冷却位置等发生净化空气的滞留，无法充分地除去微小颗粒。此外，当在使晶舟升降的晶舟升降机附近无法可靠地形成净化空气流时，则晶圆无法均匀地冷却，有可能导致生产率降低，因产生微小颗粒而导致品质降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015－167240号公报
专利文献2：日本特开2012－94805号公报
专利文献3：日本特开2008－141176号公报
专利文献4：日本特开2002－175999号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本公开提供一种能够抑制微小颗粒的产生并提高生产率的结构。
用于解决课题的方案
本公开的一方案提供一种基板处理装置，该基板处理装置具备：装填室，其与对基板进行处理的处理室连通，且能够收纳两个以上的保持多个基板的晶舟；升降机，其使所述晶舟在所述处理室与所述装填室之间出入；晶舟交换装置，其构成为能够使从所述处理室取出的搭载于所述升降机的状态的晶舟向第一待机区域及第二待机区域移动；第一净化单元，其与所述装填室内的对搭载于所述升降机的状态的所述晶舟进行保持的卸载区域相面对，并向第一方向输送净化空气；第二净化单元，其与所述第一待机区域相面对，并向第二方向输送净化空气；以及第三净化单元，其与所述第二待机区域相面对，并向第三方向输送净化空气，所述第一净化单元、所述第二净化单元、所述第三净化单元构成为能够各自独立地控制风量，在所述装填室内的配置所述晶舟交换装置的高度形成预定的气流。
发明的效果
根据本公开，能够发挥如下优异效果，即抑制微小颗粒的产生并且提高生产率。
附图说明
图1是本公开的实施例的基板处理装置的立体图。
图2是本公开的实施例的基板处理装置的处理炉的纵剖视图。
图3是本公开的实施例的基板处理装置的侧视图。
图4是基板处理装置的装填室的俯视图。
图5是表示进行移载的基板保持体的配置的基板处理装置的侧视图。
图6中的(A)是表示作为本公开的比较例示出的现有例的一例的装填室的俯视图，(B)是表示作为本公开的比较例示出的现有例的另一例的装填室的俯视图。
图7是说明本公开的实施例的净化空气的气流的说明图。
图8中的(A)示出了作为现有例的一例的装填室中的预定高度的风速分布，(B)示出了本公开的实施例的装填室中的预定高度的风速分布。
图9中的(A)是图8的(A)的A－A向视图，(B)是图8的(B)的A－A向视图，(C)是图8的(A)的B－B向视图，(D)是图8的(B)的B－B向视图。
图10是基板处理装置的控制器的功能框图。
图中：
1—基板处理装置；5—晶圆；12—装填室；14—晶舟；18—处理室；31—晶舟交换装置；32—第一净化单元；33—第二净化单元；34—第三净化单元；42—第一风扇单元；44—第一缓冲区域；46—第二风扇单元；48—第二缓冲区域；51—第三风扇单元；53—第三缓冲区域；54—主吸气管道；56—副吸气管道。
具体实施方式
以下参照附图对本公开的实施例进行说明。
首先对本公开的实施例的基板处理装置的概要进行说明。
在本实施例中说明的基板处理装置用于半导体装置的制造工艺，即在将作为处理对象的基板收纳于处理室的状态下利用加热器对基板进行加热并实施处理。更具体而言，是一种立式的基板处理装置，其以将多个基板在铅垂方向上按照预定的间隔层叠的状态同时对该多个基板进行处理。
对于作为基板处理装置的处理对象的基板，例如可以举出形成有半导体集成电路装置(半导体器件)的半导体晶圆基板(以下简称为“晶圆”)。另外，作为基板处理装置进行的处理，例如可以举出氧化处理、扩散处理、为了除去缺陷或者进行离子注入后的载流子活化的退火、通过热CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)反应进行的成膜处理等。
接下来对本实施例的基板处理装置的概略结构例进行说明。
图1是表示本实施例的基板处理装置的结构例的立体图。基板处理装置1具备可在内部配置处理炉2等主要部的壳体3。在壳体3的正面侧配置有晶盒载台4。在晶盒载台4上对作为收纳晶圆5的基板收纳具的前开式晶圆传送盒(以下称为“晶盒”)6进行搬送、载置。晶盒6在其内部可收纳例如25张的晶圆5且构成为在未图示的盖关闭的状态下载置于晶盒载台4上。即，晶盒6在基板处理装置1中用作晶圆载体。
在比晶盒载台4靠向里侧的壳体3内配置有晶盒搬送装置7。在晶盒搬送装置7的近旁分别配置有晶盒搁架8、晶盒开启器9和基板张数检测器11。
晶盒搬送装置7在晶盒载台4与晶盒搁架8之间搬送晶盒6。晶盒搁架8配置于晶盒开启器9的上方且保持为载置有多个晶盒6的状态。晶盒搁架8可以由所谓旋转搁架构成，所述旋转搁架具有能够利用未图示的驱动机构进行旋转的搁架板。晶盒开启器9打开晶盒6的盖而使晶盒6的内部与后述的装填室12连通。基板张数检测器11与晶盒开启器9相邻配置并对打开了盖的晶盒6内的晶圆5的张数进行检测。
在相对于晶盒开启器9而言的壳体3内的背面侧形成有装填室12，该装填室12在壳体3内区划为单室空间。对于该装填室12的详情将在后面叙述。
在装填室12内配置有：基板移载机13、以及作为基板保持体的晶舟14。基板移载机13具有能够水平地直线运动的末端执行器(夹钳)15。利用未图示的驱动装置使末端执行器15进行上下旋转动作，从而能够在置于晶盒开启器9的位置的晶盒6与晶舟14之间搬送晶圆5。
晶舟14构成为能够使多张(例如50～150张的程度)的晶圆5以水平姿态且中心一致的状态在铅垂方向上空出预定间隔排列层叠，并在纵向上保持为多层。保持有晶圆5的晶舟14构成为能够利用作为升降机构的晶舟升降机16(后述)进行升降。此外，晶舟14的下部成为圆筒状的隔热部14a，该隔热部14a由Si、SiC等耐热性材料形成。或者，也可以在晶舟14中装填预定张数的隔热板，该隔热板由Si、SiC等耐热性材料形成为与晶圆5相同的形状。
在壳体3内的背面侧上部、即装填室12的上方侧配置有处理炉2。在处理炉2内构成为，装填有多张晶圆5的晶舟14可从下方搬入。
接下来对上述的处理炉2的概要进行说明。图2示出了本公开的实施例的基板处理装置1中采用的处理炉2的结构例。
处理炉2具备反应管17。反应管17例如由石英(SiO2)、碳化硅(SiC)等具有耐热性的非金属材料构成。另外，反应管是上端部封闭且下端部开放的圆筒形状。
在反应管17的筒内形成有处理室18。在处理室18内构成为，作为基板保持体的晶舟14可从下方插入，可将被晶舟14保持为水平姿态的晶圆5以在铅垂方向上排列为多层的状态收纳。处理室18内所收纳的晶舟14构成为能够利用旋转机构19使旋转轴21旋转，从而能够在维持处理室18内的气密的状态下以搭载有多个晶圆5的状态进行旋转。
在反应管17的下方与反应管17呈同心圆状气密地配设有集管22。集管22例如由不锈钢等金属材料构成为上端部和下端部开放的圆筒形状。反应管17被集管22从下端部侧纵向支撑。即，形成处理室18的反应管17经由集管22竖立于铅垂方向而构成处理炉2。
集管22的下端部构成为当晶舟升降机16上升时被密封盖23气密地密封。在集管22的下端部与密封盖23之间设有使处理室18气密地密封的O型环等密封部件24。另外，集管22分别与气体导入管25、排气管26连接，气体导入管25用于向处理室18内导入原料气体、清扫气体等，排气管26用于对处理室18内的气体进行排气。
在反应管17的外周与反应管17呈同心圆状配设有作为加热装置(加热机构)的加热器单元27。加热器单元27对处理室18内进行加热，以使处理室18内成为包含均热区域的预定的温度分布。
在壳体3内的前表面侧下部设有控制器20，控制器20对基板处理装置1的动作进行控制。图10示出了控制器20及其周边的结构。作为控制部(控制单元)的控制器20由计算机构成，该计算机具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)20a、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)20b、存储装置20c、I/O端口20d。这些构成为能够经由内部总线20e与CPU20a进行数据交换。控制器20构成为可与例如由触控面板等构成的输入输出装置71、外部存储装置72连接。此外，还设有与上位装置75经由网络连接的收发部73。
I/O端口20d与晶舟升降机16、晶舟交换装置(后述)、PLC(Programmable LogicController：可编程逻辑控制器)40等基板处理装置1的各部连接，指令它们动作并取得状态。
存储装置20c例如由闪存、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)等构成。在存储装置20c内可读取地存储有：对基板处理装置1的动作进行控制的控制程序、记载有后述的基板处理的步骤、条件等的制程处方、维护处方等。当以来自上位装置75的指令等为触发并通过控制器20来执行这些处方时，以能够对基板处理装置1的各部进行控制而获得预定的结果的方式进行组合的处方作为程序发挥功能。
PLC40从控制器20接收表示与处方的执行对应的状态的信息，并按照状态信息对后述的净化单元的风量进行可变控制。
接下来，对于使用本实施例的基板处理装置1而作为半导体器件制造的一工序对晶圆5进行处理时的动作步骤进行说明。该动作可通过控制器20的控制而实现。
(晶圆供给工序)
在利用基板处理装置1对晶圆5进行处理时，首先在晶盒载台4上载置收纳有多张晶圆5的晶盒6。然后，利用晶盒搬送装置7将晶盒6从晶盒载台4移载到晶盒搁架8上。进而，利用晶盒搬送装置7将载置于晶盒搁架8上的晶盒6向晶盒开启器9搬送。之后，利用晶盒开启器9打开晶盒6的盖，利用基板张数检测器11对晶盒6所收纳的晶圆5的张数进行检测。
(搬入前移载工序)
晶盒开启器9打开晶盒6的盖之后，接下来由装填室12内配置的基板移载机13将晶圆5从晶盒6取出。然后，将从晶盒6取出的未处理状态的晶圆5向与基板移载机13同样地位于装填室12内的晶舟14移载。即，基板移载机13在装填室12内进行将未处理状态的晶圆5向搬入处理室18内前的晶舟14装填的晶圆加载动作。由此，晶舟14将多张晶圆5保持为在铅垂方向上分别形成间隔的层叠状态。晶舟14以层叠状态保持并一起进行处理的晶圆5的张数例如是25～100张。由此可提高量产性。
(搬入工序)
在进行晶圆加载动作后，通过晶舟升降机16的升降动作，将保持有多张未处理状态的晶圆5的晶舟14搬入处理室18内(晶舟装载)。即，使晶舟升降机16动作，将保持有未处理状态的晶圆5的晶舟14从装填室12内搬入处理室18内。由此，密封盖23成为经由密封部件24使集管22的下端密封的状态。
(处理工序)
在进行晶舟装载后，对搬入处理室18内的晶舟14所保持的未处理状态的晶圆5进行预定的处理。具体而言，例如在基于热CVD反应进行成膜处理时，利用排气管26进行排气，使处理室18内成为所需的压力(真空度)。并且，使用加热器单元27对处理室18内进行加热，并且使旋转机构19动作而使晶舟14旋转，从而使晶圆5也进行旋转。晶圆5的旋转持续进行，直到后述的晶圆5的搬出为止。此外，利用气体导入管25向处理室18内供给原料气体、清扫气体等。由此，可在晶舟14所保持的未处理状态的晶圆5的表面通过基于热的分解反应、化学反应等形成薄膜。
当在晶圆5的表面形成薄膜之后，停止利用加热器单元27进行的加热，使处理完的状态的晶圆5的温度降低至预定的温度为止。并且，在经过了预先设定的时间之后，停止向处理室18内供给气体，并且开始向处理室18内供给惰性气体。由此，在处理室18内以惰性气体进行置换，并且使处理室18内的压力恢复为常压。
(搬出工序)
之后，通过晶舟升降机16的升降动作，使密封盖23下降而使集管22的下端开口，并且将保持有处理完的状态的晶圆5的晶舟14从集管22的下端向处理室18外搬出(晶舟卸载)。即，使晶舟升降机16动作，将保持有处理完的状态的晶圆5的晶舟14从处理室18内向装填室12内搬出。并且，使晶舟14在预定的位置待机，直到晶舟14所支撑的全部晶圆5冷却为止。
(搬出后的移载工序)
在待机的晶舟14的晶圆5冷却至预定温度(例如室温的程度)之后，装填室12内配置的基板移载机13从晶舟14卸载晶圆5。并且，将从晶舟14卸载的处理完的状态的晶圆5向载置于晶盒开启器9的晶盒6搬送并收纳。即，基板移载机13在装填室12内进行将从处理室18内搬出的晶舟14所保持的处理完的状态的晶圆5从晶舟14取出并向晶盒6移载的晶圆卸载动作。
之后，利用晶盒搬送装置7将收纳有处理完的状态的晶圆5的晶盒6向晶盒搁架8或者晶盒载台4上搬送。这样完成了采用本实施例的基板处理装置1进行的基板处理工序的一系列处理动作。
接下来，以具体例来对本实施例的基板处理装置1中的特征性的结构即装填室12内的结构进行说明。这里举出为了提高生产率而将两个晶舟14相对于处理室18内交替地搬入搬出的所谓双晶舟装置中的装填室的例子来进行以下的说明。
图3示出了本公开的实施例的基板处理装置1的侧视图，图4示出了本公开的实施例的基板处理装置1中采用的装填室12的俯视图。如上所述，基板处理装置1具备装填室12，装填室12可进行使未处理状态的晶圆5保持于晶舟14的加载动作、以及将处理完的状态的晶圆5从晶舟14取出的卸载动作。装填室12区划形成为单室空间，该单室空间由顶部、底部、四方包围的侧面构成为俯视呈四边形状。但是，装填室12不限于俯视呈四边形状，只要构成为俯视呈多边形状(例如俯视呈三角形状、俯视呈五边形状等)。这里，装填室12内不必构成加载锁定室、氮气清扫箱等而可以是大气环境。
在装填室12的设置有晶盒开启器9的一侧的侧面(前表面)设有为了搬送晶圆5而能够通过门进行开闭的晶圆搬入搬出口10，所述晶圆5处于置于晶盒开启器9的位置的晶盒6与装填室12内的晶舟14之间。另外，在装填室12的顶部设有与处理室18内连通的连通口(未图示)，该连通口为能够使保持有晶圆5的晶舟14通过的形状和大小。
在上述的装填室12内配置有：基板移载机13、晶舟14、晶舟升降机16、晶舟交换装置31、第一净化单元32、第二净化单元33、第三净化单元34、排气部35。
首先参照图4、图5对晶舟交换装置31进行说明。此外，为了方便而在图5中省略了第一净化单元32、第二净化单元33、第三净化单元34的图示。在使用两个晶舟14的双晶舟装置中，为了将两个晶舟14相对于处理室18内交替地搬入搬出而在装填室12内具备晶舟交换装置31。
晶舟交换装置31具有装置主体30、第一臂36、第二臂37，且配置在沿着与装填室12的前表面相邻的第二侧面设置的晶舟升降机16对置的位置。
第一臂36和第二臂37能够以与装置主体30同心设置的旋转轴(未图示)为中心在水平方向上独立地旋转并进行升降。晶舟交换装置31能够在位于图4中圆弧右端的晶舟冷却位置(第一待机区域)a、位于图4中圆弧左端的晶圆移载位置(第二待机区域)b、位于图4中圆弧中央的晶舟装载/卸载位置(卸载区域)c之间对晶舟14进行搬送并且进行保持。在晶舟冷却位置a和晶圆移载位置b分别地设置冷却用晶舟载置台38和移载用晶舟载置台39，在冷却用晶舟载置台38和移载用晶舟载置台39分别能够载置晶舟14。第一臂36和第二臂37的至少一方能够在晶舟冷却位置a和晶圆移载位置b之间搬送晶舟14，其中另一方能够向相对于其自身的待机位置更远离晶舟装载/卸载位置c的方向后退。在本例中，第二臂37能够回转到晶圆移载位置b。
此外，虽然在图4、图5中为了方便而在晶舟冷却位置a、晶圆移载位置b、晶舟装载/卸载位置c全部载置有晶舟14，但实际上晶舟14载置于晶舟冷却位置a、晶圆移载位置b、晶舟装载/卸载位置c中的两处(在晶舟14装入处理炉2时为一处)。即，在装填室12内能够同时收纳两个晶舟14。
晶舟交换装置31如以下所述发挥功能。预先将两个空的晶舟14分别地载置于冷却用晶舟载置台38和移载用晶舟载置台39。将从晶盒6取出并通过未图示的缺口对准机进行了缺口对准的晶圆5向移载用晶舟载置台39(晶圆移载位置b)上载置的晶舟14装填。之后，利用第一臂36将处于晶圆移载装置b的被进行了缺口对准的晶圆5装满的晶舟14向晶舟装载/卸载位置c搬送。
搬送到晶舟装载/卸载位置c的晶舟14被晶舟升降机16搬入处理室18内并进行预定的处理。在处理室18内进行处理的期间，利用第二臂37将处于晶舟冷却位置a的空的晶舟14向晶圆移载位置b搬送，并将其它的缺口对准前的晶圆5从晶盒6取出，利用缺口对准机进行缺口对准，向晶舟14移载并装满晶圆5。
当处理室18内的处理结束后，将保持有处理完的晶圆5的晶舟14从处理室18内搬出，并在下降到晶舟装载/卸载位置c之后，利用第二臂37将晶舟14向空出的晶舟冷却位置a搬送，使处理完的晶圆5冷却。
在处理完的晶圆5的冷却过程中，利用第一臂36将处于晶圆移载位置b的装满进行了缺口对准的晶圆5的晶舟14向晶舟装载/卸载位置c搬送，并搬入处理室18内进行预定的处理。
在处理室18内的处理过程中，利用第二臂37将在晶舟冷却位置a进行了冷却的晶舟14向晶圆移载位置b搬送，并使处理完的晶圆5从晶舟14卸载而回到晶盒6内。
将新从晶盒6取出并进行了缺口对准后的晶圆5向取出了处理完的晶圆5而空出的晶舟14装填，使晶舟14装满未处理的晶圆5。通过重复进行这些处理，从而对未处理的晶圆5依次进行预定的处理，并且将处理完的晶圆5依次向装填室12外搬出。此外，也可以在晶圆移载位置b以外的位置(例如晶舟装载/卸载位置c)进行晶圆5相对于晶舟14的装填、卸载。
接下来，对第一净化单元32、第二净化单元33、第三净化单元34进行说明。
第一净化单元32沿着与第二侧面对置的第一侧面设置，并与晶舟装载/卸载位置c接近、面对。第三净化单元34沿着第一侧面且与第一净化单元32相邻设置，并与晶圆移载位置b接近、面对。第二净化单元33设置在与前表面对置的侧面(背面)和第一侧面的角部。另外，第二净化单元33的背面侧的端部以朝向装填室12的中心侧的方式从第一侧面远离，且第二净化单元33与晶舟冷却位置a接近、面对，并且还与晶舟装载/卸载位置c对置。
第一净化单元32在装填室12内延伸于晶舟14的长度方向(上下方向)，且下端相对于第一臂36和第二臂37的各旋转轴位于上方，并且上端位于装填室12的顶部近旁。另外，第一净化单元32构成为包括：具有第一轴流风扇的第一风扇单元42、与晶舟14的长度方向平行地沿着全长延伸的第一吹出口43、以及在第一风扇单元42与第一吹出口43之间形成的第一缓冲区域44。
第一风扇单元42由沿着上下方向分为两部分的第一风扇单元42a、42b构成，第一风扇单元42a、42b分别具有第一轴流风扇41a、41b。另外，第一吹出口43沿着全长设有用于防尘的过滤器。此外，虽然在本实施例中，第一风扇单元42a、42b分别设有一个轴流风扇，但是也可以设置两个以上。
第二净化单元33在装填室12内延伸于晶舟14的长度方向(上下方向)，且上端位于顶部的近旁，并且下端相对于第一净化单元32的下端位于下方且相对于装置主体30的上端位于下方。另外，第二净化单元33构成为包括：具有第二轴流风扇的第二风扇单元46、与晶舟14的长度方向平行地沿着全长延伸的第二吹出口47、以及在第二风扇单元46与第二吹出口47之间形成的第二缓冲区域48。
第二风扇单元46由沿着上下方向分为两部分的第二风扇单元46a、46b构成。第二风扇单元46a具有沿着上下方向相邻设置的第二轴流风扇45a、45b，第二风扇单元46b具有沿着上下方向相邻设置的第二轴流风扇45c、45d。
另外，第二吹出口47和第三吹出口52的上下方向的长度比第一净化单元32长，第二吹出口47和第三吹出口52的下端比晶舟交换装置31的上端低且比臂36、37的上升时的高度高，在第二吹出口47沿着全长设有用于防尘的过滤器。此外，如果没有与臂37接触的问题，则第二吹出口47的下端可以延伸至装填室12的底部附近。
第三净化单元34在装填室12内延伸于晶舟14的长度方向(上下方向)，且上端位于顶部的近旁，并且下端相对于第一净化单元32的下端位于下方。另外，第三净化单元34构成为包括：具有第三轴流风扇的第三风扇单元51、与晶舟14的长度方向平行地沿着全长延伸的第三吹出口52、以及在第三风扇单元51与第三吹出口52之间形成的第三缓冲区域53。
第三风扇单元51由沿着上下方向分为两部分的第三风扇单元51a、51b构成，且第三风扇单元51a、51b分别具有第三轴流风扇49a、49b。另外，在第三吹出口52沿着全长设有用于防尘的过滤器。此外，虽然在本实施例中，第三风扇单元51a、51b分别设有一个轴流风扇，但是也可以设置两个以上。
此外，第一风扇单元42a、42b、第二风扇单元46a、46b、第三风扇单元51a、51b分别与PLC40连接，并构成为能够利用作为风量控制部的PLC40分别对第一轴流风扇41a、41b、第二轴流风扇45a～45d、第三轴流风扇49a、49b的转速或风量任意地进行控制。
在第一净化单元32、第三净化单元34与第一侧面之间设有使净化空气流通的主吸气管道54，第一净化单元32和第三净化单元34与主吸气管道54直接地连接。即，第一净化单元32和第三净化单元34共用净化空气的供给源。主吸气管道54中流通的净化空气从第一净化单元32向晶舟装载/卸载位置c(第一方向)输送，并从第三净化单元34向晶圆移载位置b(第三方向)输送。
在第二净化单元33与角部、即第二净化单元33与第一侧面、背面之间形成吸气区域55。另外，净化空气流通的副吸气管道56设置于装填室12的底面之下，吸气区域55与副吸气管道56能够连通地连接。
另外，在第一净化单元32与第二净化单元33之间设置有辅助管道57，辅助管道57从第一缓冲区域44沿着第一净化单元32的侧面向装填室12的第一侧面延伸，并沿着第一侧面延伸至吸气区域55。即，辅助管道57形成使第一缓冲区域44与吸气区域55连通的折弯成曲柄状的流路。此外，可以在辅助管道57与第一缓冲区域44连接的部位设置用于调节风量的风门58。风门58可以在通过手动调整开度后固定开度进行使用，或者也可以设置电动驱动单元并构成为能够经由PLC40调整开度。
而且，在吸气区域55从副吸气管道56供给净化空气，并且经由辅助管道57从第一缓冲区域44供给净化空气，向吸气区域55供给的净化空气从第二净化单元33向晶舟冷却位置a(第二方向)输送。此外，晶舟装载/卸载位置c的晶舟14处于将第二净化单元33与晶舟冷却位置a连结的延长线上，向第二方向输送的净化空气在晶舟冷却位置上、晶舟装载/卸载位置c上流通。
在装填室12的第二侧面设有向装填室12的中心侧凸出的排气罩59。排气罩59从装填室12的底部到顶部为止沿着上下方向全长形成，基板移载机13的升降轴61、晶舟14的升降轴62和作为排气部的排气管道63位于排气罩59和第二侧壁之间。排气管道63延伸于上下方向，从侧面的孔吸入的净化空气向下方或上方流动。另外，在排气罩59的与晶舟装载/卸载位置c对置的部位形成有沿着上下方向具有预定的宽度的排气口64。在使晶舟14升降时，晶舟14的臂65在排气口64中移动。
而且，基板移载机13的升降轴61、晶舟14的升降轴62被排气罩59不完全地覆盖，主吸气管道54与排气罩59内侧的空间经由第一轴流风扇41a、41b、第三轴流风扇49a、49b以及排气口64连通，并且副吸气管道56与排气罩59内侧的空间经由第二轴流风扇45a～45d和排气口64连通。
另外，主吸气管道54的上流侧的端在装填室12的底部附近开口。在主吸气管道54的途中设置能够控制开度的电动风门60。从第一净化单元32、第二净化单元33、第三净化单元34输送的净化空气，在通过晶舟冷却位置a、晶圆移载位置b、晶舟装载/卸载位置c之后，其一部分流入主吸气管道54且另一部分通过排气口64、排气罩59流入排气管道63。流入排气管道63的净化空气利用未图示的排气风扇先向装填室12外排气。
从装填室12排放的净化空气可以在处理炉2周围的空间流通并向基板处理装置1的外部排出。或者也可以构成为，经由副吸气管道56再次作为净化空气进行供给并从第三净化单元34送风。另外，主吸气管道54具有从外部补给净化空气的流路。
这里，在对本实施例中的装填室12内的气流形成进行说明之前，先对作为其比较例的现有结构的气流形成进行说明。
图6的(A)是作为本实施例的比较例的现有结构的装填室的一例，示出了气流形成的概要。在图6的(A)中的装填室12′沿着第一侧壁设有三个净化单元。在该结构的装填室12′中为了避免与晶舟交换装置31′发生干涉而无法在第二净化单元33′设置风扇单元。因此，通过扩大第一缓冲区域44′而使第一缓冲区域44′成为第一净化单元32′和第二净化单元33′共同的缓冲区域，从而确保了气流的面积。
另外，图6的(B)是作为本实施例的比较例的现有结构的装填室的另一例。第二净化单元33″在第一侧面与背面的角部倾斜地设置为能够向装填室12″的中心送风。在该结构的装填室12″中使第二净化单元33″倾斜，从而确保了设置风扇单元的空间。另一方面，第一净化单元32″、第二净化单元33″、第三净化单元34″均构成为对从主吸气管道54″供给的净化空气进行输送。
在装填室12′、装填室12″的任一情况下，都是经由各净化单元输送的净化空气全部为在主吸气管道54′、主吸气管道54″中流通的净化空气。因此，所需的吸气量不足，尤其是从第二净化单元33′、第二净化单元33″输送的净化空气的风量难以确保。因此，容易导致空气流动发生紊乱，尤其是在装填室12′、装填室12″的晶舟冷却位置a及其附近容易发生净化空气的滞留。
另外，各净化单元的各风扇单元不具备风量调整功能，在处理中以恒定的风量进行送风，因此难以应对微小颗粒的产生等起因于气流的问题。
此外，就现有的装填室12′、装填室12″而言，必须采用避免净化单元与晶舟交换装置31′发生干涉的形状，因此无法在晶舟升降机16′、晶舟升降机16″附近形成可靠的气流。因此会导致晶圆的冷却不均，并因品质的偏差而导致生产率降低。
针对上述问题，本案申请人等研究发现：通过将第二净化单元33设置于第一侧面和背面的角部，确保设置第二风扇单元46a、46b的空间，并且不仅从主吸气管道54而且也从副吸气管道56向第二净化单元33供给净化空气，从而能够确保向装填室12内输送的净化空气的风量。此外，本案申请人等发现：通过利用PLC40对各轴流风扇独立地进行控制，从而能够改善净化空气的气流形成。
以下对如图7所示在上述结构的装填室12内形成的气流(净化空气的流动)进行说明。
如图7所示，可由从第一净化单元32输送的净化空气在晶舟升降机16上形成气流，并由从第三净化单元34输送的净化空气在晶圆移载位置b上形成气流。此外，使第二净化单元33在角部倾斜设置，从而利用从第二净化单元33输送的净化空气在晶舟冷却位置a上可靠地形成气流。
在晶舟冷却位置a、晶圆移载位置b、晶舟装载/卸载位置c分别形成气流的净化空气经由排气口64流入排气罩59内并利用排气管道63向装填室12外排气。
图8的(A)、(B)、图9的(A)～(D)示出了对装填室12的预定高度的本实施例与图6的(A)所示的现有例进行比较的风速分布。另外，图8的(A)、(B)中的各高度是以在晶舟冷却位置a、晶圆移载位置b、晶舟装载/卸载位置c载置晶舟14时的晶舟14的位置为基准的高度。
图8的(A)示出了对现有的装填室12′中的隔热板区域(形成隔热部14a的高度)、BTM区域(装填最下层的晶圆5的高度)、CTR区域(晶舟的中央附近的高度)的风速分布。另外，图8的(B)示出了本实施例的装填室12中的隔热板区域、BTM区域、CTR区域的风速分布。
对图8的(A)和(B)进行对比可知：就现有的装填室12′而言，不论任何高度，在晶舟冷却位置a及其周边，净化空气的风量都较弱，并沿着装填室12′的背面发生滞留。另外，在BTM区域和隔热板区域、即装填室12′的下部，晶舟装载/卸载位置c的风量弱。
另一方面，就本实施例的装填室12而言，不论任何高度，尤其是晶舟冷却位置a的净化空气的风速可维持于预定程度以上，消除了滞留。并且在背面等壁面近旁，如果沿着与壁面垂直的轴的风速的梯度(剪切速度)为预定程度以上，则不会发生滞留。
另外，图9的(A)示出了装填室12′的晶舟装载/卸载位置c的图8的(A)的A－A向视图，图9的(B)的示出了装填室12的晶舟装载/卸载位置c的图8的(B)的A－A向视图，图9的(C)示出了装填室12′的晶舟冷却位置a的图8的(A)的B－B向视图，图9的(D)示出了装填室12的晶舟冷却位置a的图8的(B)的B－B向视图。
如图9的(A)、(B)所示，就现有的装填室12′和本实施例的装填室12而言，沿着全长、尤其是在下部改善了晶舟装载/卸载位置c和第二侧壁侧的近旁的净化空气的气流，消除了晶舟交换装置31附近的净化空气的滞留。另外，如图9的(C)、(D)所示，就现有的装填室12′和本实施例的装填室12而言，沿着高度方向全长大幅地改善了晶舟冷却位置a及其周边的净化空气的气流。
如上所述，在本实施例中，相对于第二净化单元33的吸气区域55分别供给：经由辅助管道57流通于主吸气管道54的净化空气、以及流通于副吸气管道56的净化空气。因此，能够解决对于现有技术而言尤其突出的第二净化单元33的风量不足的问题。
另外，由于解决了风量不足的问题，从而能够在待机时间长的晶舟冷却位置a和晶舟装载/卸载位置c沿着全长可靠地形成净化空气的气流，不易发生净化空气的滞留。因此，例如在从处理室18内搬出的晶圆5发生热的情况下，也能够抑制由于产生微小颗粒而引起的净化空气滞留的问题，避免微小颗粒对晶圆5造成污染。
另外，在本实施例中，在需要使晶圆5冷却的晶舟冷却位置a，能够沿着全长可靠地形成净化空气的气流，从而能够在冷却时使晶圆5接触充分的净化空气，缩短晶圆5的冷却时间。
另外，在本实施例中，能够利用PLC40对各轴流风扇独立地进行控制。由此，例如在晶舟冷却位置a能够沿着高度方向全长形成均匀的气流，从而能够使晶舟14中装填的晶圆5均匀地冷却，减小品质的偏差并提高生产率。
另外，由于能够对各轴流风扇独立地进行控制，从而能够对从各净化单元输送的净化空气的风量进行控制，实现风量均衡的优化。
此外，即使发生由气流引起的问题，也能够对各轴流风扇独立地进行控制，容易对气流进行微调来解决问题。
此外，对各轴流风扇的控制不仅是为了形成可靠的气流，也是为了在各处理工序所需的部位形成必要的气流。
例如，当晶舟冷却位置a、晶圆移载位置b、晶舟装载/卸载位置c不存在晶舟14时，则使从对应的净化单元进行的净化空气输送停止或者减小送风量。或者是在晶圆移载位置b需要进行冷却时增大第二净化单元33的送风量。
具体而言，是以随着晶舟升降机16的升降而在晶舟14不与第一净化单元32面对时停止输送净化空气或者减小风量的方式来控制各轴流风扇。另外，当从处理室18搬出的晶舟14向晶舟冷却位置a移载时，则能够以晶圆5的温度越高从第二净化单元33输送的净化空气的风量越大的方式来控制各轴流风扇。通常，越趋向晶舟14的上侧则温度越高。
如上所述，按照各制程对各轴流风扇进行控制，并能对净化空气的风量进行调整，从而能够改善气流的形成(优化风量的均衡)并且节省电能。

Claims (13)

1.一种基板处理装置，其特征在于，具备：
装填室，其与对基板进行处理的处理室连通，且能够收纳两个以上的保持多个基板的晶舟；
升降机，其使所述晶舟在所述处理室与所述装填室之间出入；
晶舟交换装置，其构成为能够使从所述处理室取出的搭载于所述升降机的状态的晶舟向第一待机区域及第二待机区域移动；
第一净化单元，其与所述装填室内的对搭载于所述升降机的状态的所述晶舟进行保持的卸载区域相面对，并向第一方向输送净化空气；
第二净化单元，其与所述第一待机区域相面对，并向第二方向输送净化空气；以及
第三净化单元，其与所述第二待机区域相面对，并向第三方向输送净化空气，
所述第一净化单元、所述第二净化单元、所述第三净化单元构成为能够各自独立地控制风量，在所述装填室内的配置所述晶舟交换装置的高度形成预定的气流。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述装填室具有大致长方体状的内部空间，在上表面形成有与所述处理室连通的连通口，在前表面形成有基板搬入搬出口，沿着第一侧面并排设置所述第一净化单元和所述第三净化单元，在所述第一侧面与背面的角部配置所述第二净化单元，沿着与所述第一侧面相向的第二侧面配置所述升降机，所述晶舟交换装置的两个回转轴与所述第一侧面接近并配置于所述第一净化单元的下方。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述第二方向上存在所述第一待机区域和所述卸载区域，所述第二净化单元构成为能够弥补所述卸载区域中的从所述第一净化单元供给的风量的不足。
4.根据权利要求2或3所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第一净化单元、所述第二净化单元、所述第三净化单元具有与所述晶舟的长度方向平行地延伸的吹出口，所述第二净化单元和所述第三净化单元的吹出口的长度比所述第一净化单元的长度长，所述第二净化单元的吹出口的下端比所述晶舟交换装置的上端低。
5.根据权利要求2或3所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第一净化单元具有：第一轴流风扇，其向所述第一方向送风；第一过滤器，其设置在该第一轴流风扇的下游侧；第一缓冲区域，其设置在所述第一轴流风扇与所述第一过滤器之间，
所述第二净化单元具有：第二轴流风扇，其向所述第二方向送风；第二过滤器，其设置在该第二轴流风扇的下游侧；第二缓冲区域，其设置在所述第二轴流风扇与所述第二过滤器之间，
所述第三净化单元具有：第三轴流风扇，其向所述第三方向送风；第三过滤器，其设置在该第三轴流风扇的下游侧；第三缓冲区域，其设置在所述第三轴流风扇与所述第三过滤器之间，
所述第二净化单元在所述第一缓冲区域和所述第二轴流风扇的吸气侧经由包含呈曲柄状折弯的流路并使流体连通的管道而吸入所述净化空气。
6.一种基板处理装置，具备：
装填室，其与对基板进行处理的处理室连通，并收纳从该处理室取出的晶舟；
升降机，其使所述晶舟在所述处理室与所述装填室之间出入；以及
净化单元，其与利用所述装填室内的所述升降机而下降了的状态的所述晶舟相面对，并输送净化空气，
所述净化单元具有多个风扇单元，该多个风扇单元各自包含一个以上的风扇且在所述晶舟的长度方向上并排设置，
各风扇单元构成为能够任意地控制所述风扇的转速或风量。
7.根据权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，
所述管道具备风门。
8.根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
将所述风扇单元控制为在各自伴随着所述升降机的升降而不与所述晶舟相面对时减小风量。
9.根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
将所述风扇单元控制为各自所面对的基板的温度越高则风量越大。
10.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述装填室具备：基板移载机，其沿着所述第二侧面配置升降轴；排气罩，其将该基板移载机的升降轴和所述升降机的升降轴不完全地覆盖；空间，其夹在所述第二侧面和所述排气罩之间；以及主吸气管道，其能够连通地连接所述第一净化单元和所述第三净化单元的吸气侧。
11.根据权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，
具备与所述主吸气管道独立的副吸气管道，该副吸气管道能够连通地连接夹在所述第二侧面和所述排气罩之间的空间与所述第二净化单元的吸气侧。
12.一种半导体装置的制造方法，其具有以下工序：
从与对基板进行处理的处理室连通且能够收纳两个以上的晶舟的装填室，将保持有基板的所述晶舟装入所述处理室并对所述基板进行处理的工序；以及
在对所述基板进行处理之后将所述晶舟从所述处理室搬出的工序，
所述半导体装置的制造方法的特征在于，
在搬出所述晶舟的工序中，升降机使所述晶舟从所述处理室向卸载区域下降，之后，在晶舟交换装置使所述晶舟从所述卸载区域向第一待机区域及第二待机区域中的空出的一方移动的期间，对从与所述卸载区域相面对的第一净化单元向第一方向输送的净化空气、从与所述第一待机区域相面对的第二净化单元向第二方向输送的净化空气、以及从与所述第二待机区域相面对的第三净化单元向第三方向输送的净化空气的风量独立地进行控制，在所述装填室内的配置所述晶舟交换装置的高度形成预定的气流。
13.一种存储介质，其存储通过计算机使基板处理装置执行以下步骤的程序，即：
从与对基板进行处理的处理室连通且能够收纳两个以上的晶舟的装填室，将保持有基板的所述晶舟装入所述处理室并对所述基板进行处理的步骤；以及
在对所述基板进行处理之后将所述晶舟从所述处理室搬出的步骤，
所述存储介质的特征在于，
在搬出所述晶舟的步骤中，升降机使所述晶舟从所述处理室向卸载区域下降，之后，在晶舟交换装置使所述晶舟从所述卸载区域向第一待机区域及第二待机区域中的空出的一方移动的期间，对从与所述卸载区域相面对的第一净化单元向第一方向输送的净化空气、从与所述第一待机区域相面对的第二净化单元向第二方向输送的净化空气、以及从与所述第二待机区域相面对的第三净化单元向第三方向输送的净化空气的风量独立地进行控制，在所述装填室内的配置所述晶舟交换装置的高度形成预定的气流。
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