JP2004311550A

JP2004311550A - Substrate processing device

Info

Publication number: JP2004311550A
Application number: JP2003099959A
Authority: JP
Inventors: Satoyuki Matsuda; 智行松田; Masanao Fukuda; 正直福田; Shigeo Nakada; 茂夫中田
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2004-11-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a substrate processing device which is capable of processing substrates with a processing chamber kept uniform in temperature. <P>SOLUTION: A circular groove 5 is cut in the circumferential parts of the upper and lower end face of the cylindrical cup 225 of the chamber 223, respectively, and a cooling unit 2 which circulates cooling water for cooling the processing chamber 201 is provided in the upper and the lower grooves 5, respectively. The cooling unit 2 is composed of a first cooling water pipe 2a and a second cooling water pipe 2b. An inlet port 2c and an outlet port 2d are disposed alternately in a pair in a reverse direction, and the direction of a flow of cooling water flowing through the first cooling water pipe 2a is set opposite to that of a flow of cooling water flowing through the second cooling water pipe 2b. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板を処理する処理室と、処理室に隣接し前記基板を搬送する搬送手段を具備する搬送室とを備え、処理室に反応ガスを供給し、及び排気しつつ基板の処理を行う基板処理装置に関し、特に、基板を処理する処理室を冷却可能とした基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の基板処理装置の処理室の冷却構造を図９及び図１０に基づいて説明する。
この冷却構造においては、基板を処理可能な処理室１の上面及び下面に略円環状の溝５がそれぞれ掘られており、これらの溝５にそれぞれ１本ずつパイプ１０が埋め込まれている。それぞれのパイプ１０には、これらの入り口１０ａからパイプ１０内に水が供給され、パイプ１０内を流れて出口１０ｂから水が排出されることにより処理室１の冷却が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の基板処理装置では、処理室１内に配設されているヒータ３が加熱されると、それぞれのパイプ１０内を流れる冷却水も加熱され、パイプ１０の入り口１０ａ側と出口１０ｂ側とでは温度差が生じることになる。このため、処理室１の各位置によって冷却効率に差が生じ、処理室１内の温度分布を乱すことになり、基板の温度不均一の原因となる。
【０００４】
本発明は、上記のような従来の課題を解決するためのものであり、処理室の冷却を行う冷却媒体の供給側と排出側との温度差による冷却効率の不均等を解消し、処理室内を均等に冷却することができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明は、基板を処理する処理室と、前記処理室に隣接し前記基板を搬送する搬送手段を具備する搬送室とを備え、前記処理室に反応ガスを供給し、及び排気しつつ前記基板の処理を行う基板処理装置において、前記処理室の外周部には、少なくとも隣接する第１の流路と第２の流路を一対として形成し、前記第１及び第２の流路は、供給口と排出口が互い違いに形成されていることを特徴とする。
【０００６】
なお、実施の形態においては、処理室に反応ガスを供給及び排気しつつ処理室内に配置された基板を処理する基板処理装置において、前記処理室の外周部には、該処理室を冷却するための冷却媒体が流通可能な流路であるとともに、冷却媒体が供給される供給口と、冷却媒体が排出される排出口とが互い違いに構成される隣接する第１の流路及び第２の流路を一対の流路とし具備する冷却装置が設けられており、前記冷却装置は、一対以上の流路を有し、複数対の場合、すべての隣接する流路の供給口と排出口とが互い違いになるように対毎に隣接配置されて構成される基板処理装置が開示されている。
【０００７】
また、実施の形態においては、基板を処理する処理室と、前記処理室に隣接し、前記基板を搬送する搬送手段を具備する搬送室とを備え、前記処理室の外周部には、少なくとも互いに隣接された第１の流路と第２の流路を一対として形成し、前記第１及び第２の流路は、供給口と排出口が互い違いに形成されている基板処理装置を用いて処理を行う半導体装置の製造方法であって、前記搬送室から前記処理室へ前記基板を前記搬送手段により搬送する工程と、前記第１及び第２のそれぞれの流路に流体を流す工程と、前記処理室内にガスを流す工程と、前記処理室内において前記基板を処理する工程と、前記処理室内を排気する工程とを有する半導体装置の製造方法が開示されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の基板処理装置のチャンバの構造を示す斜視図である。図２は同チャンバの構造を示す断面図である。図３は、本発明の基板処理装置を示す概略図である。図４は、同基板処理装置を示す断面図である。図５は、本発明の基板処理装置の処理炉の概略を示す略断面図である。
【０００９】
まず、図３及び図４に基づいて本発明が適用される基板処理装置の概要を説明する。この基板処理装置は真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐えるロードロックチャンバ構造に構成された第一の搬送室１０３を備えており、第一の搬送室１０３には負圧下で基板２００を移載する第一のウエハ移載機１１２が設置されている。第一の搬送室１０３は、第一の搬送室１０３へ基板２００を搬入する搬入用の予備室１２２及び第一の搬送室１０３からの基板２００を搬出する搬出用の予備室１２３とゲートバルブ２４４及び１２７を介してそれぞれ連結されており、予備室１２２及び１２３の前側には、略大気圧下で用いられる第二の搬送室１２１がゲートバルブ１２８及び１２９を介して連結されている。
【００１０】
第二の搬送室１２１には基板２００を移載する第二の基板移載機１２４が設置されており、第二の搬送室１２１の左側にはオリフラ合わせ装置１０６が設置されている。第二の搬送室１２１には、基板２００を第二の搬送室１２１に対して搬入出するためのウエハ（基板）搬入搬出口１３４と、ウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２と、ポッドオープナ１０８とがそれぞれ設置されている。
【００１１】
ポッドオープナ１０８は、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャップ及びウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２を開閉することにより、ポッド１００に対して基板２００の出し入れを可能にする。第一の搬送室１０３には、ゲートバルブ１３０を介してコールドウォール式の処理炉によってそれぞれ構成されている第一の処理炉２０２及び第二の処理炉１３７と、処理済の基板２００を冷却するようにそれぞれ構成されている第一のクーリングユニット１３８及び第二のクーリングユニット１３９とがそれぞれ連結されている。
【００１２】
次に、図５に基づいて処理炉２０２を説明する。
処理炉２０２は、枚葉式ＣＶＤ炉（枚葉式コールドウォール型ＣＶＤ炉）として構成されており、基板２００を処理する処理室２０１を形成したチャンバ２２３を備えている。チャンバ２２３は、上側キャップ２２４と円筒カップ２２５と下側キャップ２２６とが組み合わされて、上下の端面がいずれも閉塞した円筒形状に形成されており、複数本の支柱２８０によって水平に支持されている。
【００１３】
チャンバ２２３の円筒カップ２２５にはゲートバルブ２４４によって開閉されるウエハ搬入搬出口２５０が開設されており、基板２００は第一のウエハ移載機１１２によってウエハ搬入搬出口２５０を介して処理室２０１内に搬入出される。
【００１４】
円筒カップ２２５のウエハ搬入出口２５０と対向する壁面の上部には、処理室２０１内の排気を行う排気口２３５が処理室２０１に連通するように開設されており、円筒カップ２２５の上部には排気口２３５に連通する排気バッファ空間２４９が円環状に形成され、カバープレート２４８と共に基板２００の全面に対し、均一に排気が行われる。
【００１５】
チャンバ２２３の上側キャップ２２４には処理ガスを供給するシャワーヘッド２３６が一体に組み込まれており、チャンバ２２３の下側キャップ２２６の中心には挿通孔２７８が円形に開設され、挿通孔２７８の中心線上には円筒形状に形成された支持軸２７６が昇降機構２６８によって昇降可能に挿通されている。
【００１６】
支持軸２７６の上端には加熱ユニット２５１が同心に配されて水平に固定されており、加熱ユニット２５１は支持軸２７６によって昇降されるようになっている。加熱ユニット２５１は、円板状に形成された支持板２５８と、支持板２５８の上面に垂直に立脚された複数本の電極２５３と、電極２５３の上端間に架橋されて固定され、複数領域に分割制御される円板形状のヒータ２０７とを具備している。また、ヒータ２０７の下方には反射板２５２が支持板２５８に設けられており、ヒータ２０７から発せられた熱をサセプタ２１７側に反射させて効率の良い加熱を行うことが可能とされている。
【００１７】
支持軸２７６内には、放射温度計２６４が配設されており、放射温度計２６４の先端がサセプタ２１７の裏面に対し所定間隙を設けて設置されている。これにより、放射温度計２６４はサセプタ２１７の裏面から発せられる放射光を検出し、サセプタ２１７の裏面温度を算出して、この算出結果に基づいてヒータ２０７の加熱具合を制御する。
【００１８】
支持軸２７６の外側には、サセプタ回転機構２６７により回転可能な回転軸２７７が同心円に配置されて挿通孔２７８を通って処理室２０１内に配設されており、回転軸２７７は昇降機構２６８によって支持軸２７６と共に昇降される。回転軸２７７の上端には、上部にサセプタ２１７を具備する回転ドラム２２７が同心に配されて水平に固定されており、回転ドラム２２７は回転軸２７７によって回転される。
【００１９】
回転ドラム２２７内には、前述の加熱ユニット２５１と、突上げピン２６６と回転側ピン２７４とを具備するウエハ昇降装置２７５とが配設されており、突上げピン２６６の上端はヒータ２０７及びサセプタ２１７の挿通孔２５６を挿通可能とされている。回転ドラム２２７の昇降に伴い、下側キャップ２２６に押し上げられたり離隔したりする回転側ピン２７４が、突上げピン２６６を昇降させることにより、突上げピン２６６の上端が挿通孔２５６を挿通してサセプタ２１７に載置された基板２００を昇降させる。
【００２０】
図１及び図２に示されるように、チャンバ２２３の円筒カップ２２５の上端部及び下端部の外周部（処理室の外周部）には、この外周部に沿って略円環状の溝５がそれぞれ形成されており、溝５には処理室２０１を冷却するための冷却水を流通可能な冷却装置２がそれぞれ埋め込まれている。冷却装置２は第１冷却水パイプ（第１の流路）２ａ及び第２冷却水パイプ（第２の流路）２ｂを上下方向に並設して一対として構成されており、第１冷却水パイプ２ａと第２冷却水パイプ２ｂとは冷却水が供給される供給口２ｃと、冷却水が排出される排出口２ｄとが互いに逆になるように互い違いに構成されている。第１冷却水パイプ２ａ及び第２冷却水パイプ２ｂに流す冷却水はそれぞれ別系統であり、第１冷却水パイプ２ａ及び第２冷却水パイプ２ｂの供給口２ｃに供給される水温はほぼ同温である。
【００２１】
次に、本実施の形態の製造方法について一例を説明する。図３及び４に示されるように、複数枚の基板２００を収納した状態でポッド１００がＩＯステージ１０５上に載置され、ポッドオープナ１０８により開放されて、第二の搬送室１２１の第二のウエハ移載機１２４により基板２００がピックアップされ、開放されたゲートバルブ１２８から予備室１２２に搬入される。次に、ゲートバルブ１２８が閉じられ、図示してない排気装置により予備室１２２が負圧に排気され、予め設定された圧力値に減圧されると、ゲートバルブ２４４及び１３０が開かれて、予備室１２２、第一の搬送室１０３及び第一の処理炉２０２が連通する。第一のウエハ移載機１１２により予備室１２２からウエハ搬入搬出口２５０を介して第１の処理炉２０２（図５の処理室２０１）に基板２００が搬入される。
【００２２】
図５に示されるように、基板２００はサセプタ２１７上に移載され、第一のウエハ移載機１１２が処理室２０１から退出した後、ウエハ搬入搬出口２５０がゲートバルブ２４４によって閉じられる。この後、処理室２０１に対して加熱ユニット２５１が上昇し、突上げピン２６６が相対的に下降することにより基板２００がサセプタ２１７に完全に載置されるとともに、処理室２０１が排気口２３５に接続された図示してない排気装置により排気される。
【００２３】
次に、第１冷却水パイプ２ａ及び第２冷却水パイプ２ｂに冷却水が流されるとともに、ヒータ２０７が加熱される。基板２００の温度が処理温度まで上昇し、排気口２３５の排気量及び基板２００を回転させる回転ドラム２２７の回転動作が安定した時点で、シャワーヘッド２３６を介して処理室２０１内に処理ガス２３０が供給され、所望の処理が基板２００に行われる。
【００２４】
ヒータ２０７が加熱されると、第１冷却水パイプ２ａ及び第２冷却水パイプ２ｂを流れる冷却水も加熱されるが、第１冷却水パイプ２ａ及び第２冷却水パイプ２ｂ内を通過中に冷却水がチャンバ２２３から奪う熱量の差は、上下に並べた第１冷却水パイプ２ａ及び第２冷却水パイプ２ｂの各同位置において相殺されるので、冷却装置２としては各位置でほぼ同温となり、均一にチャンバ２２３を冷却することができる。このように、チャンバ２２３の温度分布の乱れを防止することができるので、基板２００の温度均一性を向上させることができる。
【００２５】
予め設定された処理時間が経過すると、回転ドラム２２７が停止するとともに、処理室２０１が排気口２３５に接続された排気装置により排気される。次に、ゲートバルブ２４４によりウエハ搬入搬出口２５０が開かれ、第一のウエハ移載機１１２により処理済の基板２００が第一の搬送室１０３に搬送された後、第一のクーリングユニット１３８へ搬入され、冷却される。第一のクーリングユニット１３８において予め設定された冷却時間が経過すると、基板２００は第一のウエハ移載機１１２により第一のクーリングユニット１３８から第一の搬送室１０３へ搬送される。この後、ゲートバルブ１２７が開き、基板２００は第一のウエハ移載機１１２により予備室１２３へ搬送され、ゲートバルブ１２７が閉じられ、予備室１２３内が不活性ガスにより略大気圧に戻される。次に、ポッドオープナ１０８により蓋１４２とポッド１００のキャップが開かれ、第二のウエハ移載機１２４によって基板２００が空のポッド１００に収納される。以上の動作が繰り返されることにより、基板２００が順次処理されていく。
【００２６】
なお、他の形態として、図６に示すように、チャンバ２２３のシャワーヘッド２３６の周縁部処理室の外周部に沿って一対の冷却水パイプ２ａ´、２ｂ´を設けるようにしても良い。
【００２７】
以上、上述した実施の形態においては、２本の冷却水パイプ２ａ及び２ｂを１セットとして構成される冷却装置２を配設したが、これに限定されるものではなく、全ての隣り合う冷却水パイプ２ａ及び２ｂを流れる冷却水の方向が互い違いであるならば、複数のセットを隣接配置した冷却装置２とすることもできる。
【００２８】
また、上述した実施の形態においては、第１冷却水パイプ２ａ及び第２冷却水パイプ２ｂに流す冷却水を別系統としたが、これに限定されるものではなく、直列配管としても良い。さらに、上述した実施の形態においては、冷却水パイプ２ａ及び２ｂはその全周において隣り合うようにしたが、一部分が離れていても良く、一部分のみ隣り合えば良い。
【００２９】
さらには、上述した実施の形態においては、第１冷却水パイプ２ａ及び第２冷却水パイプ２ｂに冷却水を流したが、他の冷却媒体を流しても良い。他の冷却媒体としては、フレキシブルチューブを一対処理室の外周面に巻きつけるようにして良い。また、処理室の外周部及びシャワーヘッド等の冷却水の供給口及び排出口のみパイプとし、図７に示すように、処理室の外周部及びシャワーヘッドの周縁部内はそれぞれの通路を溝加工し、蓋及びパイプを溶接することにより通路を形成するようにしても良い。さらには、図８に示すように、蓋にＯリング等の密閉部材を介してネジ止め又はボルト止めしても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、すべての隣接する流路の供給口と排出口とが互い違いになるように対毎に隣接配置されるため、流路内を通過中に冷却媒体が処理室から奪う熱量の差は、隣接配置した流路の各同位置において互いに相殺される。これにより、冷却装置全体としては各位置でほぼ同温となり、処理室をほぼ均等に冷却することができる。したがって、処理室温度の均一性の向上が図れるので、基板温度の均一性が向上するとともに冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のチャンバの構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のチャンバの構造を示す断面図である。
【図３】本発明を実施した基板処理装置を示す概略図である。
【図４】本発明を実施した基板処理装置を示す断面図である。
【図５】本発明を実施した処理炉の概略を示す略断面図である。
【図６】本発明の他の冷却構造を示す図である。
【図７】本発明の他の冷却媒体通路構造を示す図である。
【図８】本発明の他の冷却媒体通路構造を示す図である。
【図９】従来技術を示す正面図である。
【図１０】従来技術を示す断面図である。
【符号の説明】
２冷却装置
２ａ第１冷却水パイプ
２ｂ第２冷却水パイプ
２ｃ供給口
２ｄ排出口
２００基板
２０１処理室
２２３チャンバ（処理室の外周部）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention includes a processing chamber for processing a substrate, and a transfer chamber provided with a transfer means for transferring the substrate adjacent to the processing chamber, supplying a reaction gas to the processing chamber, and performing processing of the substrate while exhausting the gas. More particularly, the present invention relates to a substrate processing apparatus capable of cooling a processing chamber for processing a substrate.
[0002]
[Prior art]
A cooling structure of a processing chamber of a conventional substrate processing apparatus will be described with reference to FIGS.
In this cooling structure, substantially annular grooves 5 are dug in the upper surface and the lower surface of the processing chamber 1 capable of processing a substrate, and one pipe 10 is embedded in each of the grooves 5. Water is supplied to the pipes 10 from the inlets 10a into the pipes 10, and flows through the pipes 10 and is discharged from the outlets 10b to cool the processing chamber 1.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional substrate processing apparatus, when the heater 3 disposed in the processing chamber 1 is heated, the cooling water flowing in each pipe 10 is also heated, and the inlet 10a side and the outlet 10b of the pipe 10 are heated. There will be a temperature difference with the side. For this reason, there is a difference in cooling efficiency depending on each position in the processing chamber 1, which disturbs the temperature distribution in the processing chamber 1, which causes a non-uniform temperature of the substrate.
[0004]
The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and eliminates uneven cooling efficiency due to a temperature difference between a supply side and a discharge side of a cooling medium for cooling a processing chamber. It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus capable of uniformly cooling a substrate.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention includes a processing chamber for processing a substrate, and a transfer chamber adjacent to the processing chamber and including a transfer unit that transfers the substrate, and supplies a reaction gas to the processing chamber. And a substrate processing apparatus that processes the substrate while evacuating, wherein at least an adjacent first flow path and second flow path are formed as a pair on an outer peripheral portion of the processing chamber, and the first and second flow paths are formed. The second flow path is characterized in that the supply port and the discharge port are formed alternately.
[0006]
Note that, in the embodiment, in a substrate processing apparatus that processes a substrate disposed in a processing chamber while supplying and exhausting a reaction gas to and from the processing chamber, an outer peripheral portion of the processing chamber is provided for cooling the processing chamber. Are the flow paths through which the cooling medium can flow, and the first flow path and the second flow path adjacent to each other in which the supply port through which the cooling medium is supplied and the discharge port through which the cooling medium is discharged are alternately arranged. A cooling device having a path as a pair of flow paths is provided, and the cooling apparatus has a pair or more flow paths, and in the case of a plurality of pairs, supply ports and discharge ports of all adjacent flow paths are provided. A substrate processing apparatus that is configured to be arranged adjacent to each other in a staggered manner is disclosed.
[0007]
Further, in the embodiment, a processing chamber for processing a substrate, and a transfer chamber adjacent to the processing chamber and including a transfer unit for transferring the substrate, the outer peripheral portion of the processing chamber, at least mutually An adjacent first flow path and second flow path are formed as a pair, and the first and second flow paths are processed using a substrate processing apparatus in which supply ports and discharge ports are alternately formed. Carrying out the substrate from the transfer chamber to the processing chamber by the transfer means, flowing a fluid through the first and second flow paths, A method for manufacturing a semiconductor device including a step of flowing a gas into a processing chamber, a step of processing the substrate in the processing chamber, and a step of exhausting the processing chamber is disclosed.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a chamber of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the chamber. FIG. 3 is a schematic view showing a substrate processing apparatus of the present invention. FIG. 4 is a sectional view showing the substrate processing apparatus. FIG. 5 is a schematic sectional view schematically showing a processing furnace of the substrate processing apparatus of the present invention.
[0009]
First, an outline of a substrate processing apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. This substrate processing apparatus includes a first transfer chamber 103 having a load lock chamber structure that withstands a pressure (negative pressure) lower than the atmospheric pressure such as a vacuum state. A first wafer transfer machine 112 for transferring the substrate 200 is provided. The first transfer chamber 103 includes a carry-in spare chamber 122 for carrying the substrate 200 into the first transfer chamber 103, a carry-out spare chamber 123 for carrying out the substrate 200 from the first transfer chamber 103, and a gate valve 244. And 127, and a second transfer chamber 121 used under substantially atmospheric pressure is connected to the front side of the preliminary chambers 122 and 123 through gate valves 128 and 129.
[0010]
A second substrate transfer device 124 for transferring the substrate 200 is installed in the second transfer chamber 121, and an orientation flat aligning device 106 is installed on the left side of the second transfer chamber 121. The second transfer chamber 121 includes a wafer (substrate) loading / unloading port 134 for loading / unloading the substrate 200 into / from the second transfer chamber 121, a lid 142 for closing the wafer loading / unloading port 134, and a pod opener. 108 are respectively installed.
[0011]
The pod opener 108 allows the substrate 200 to be moved in and out of the pod 100 by opening and closing the cap of the pod 100 placed on the IO stage 105 and the lid 142 that closes the wafer loading / unloading port 134. In the first transfer chamber 103, a first processing furnace 202 and a second processing furnace 137 each configured by a cold wall type processing furnace via a gate valve 130, and the processed substrate 200 are cooled. The first cooling unit 138 and the second cooling unit 139 each configured as described above are connected to each other.
[0012]
Next, the processing furnace 202 will be described with reference to FIG.
The processing furnace 202 is configured as a single-wafer CVD furnace (single-wafer cold-wall CVD furnace) and includes a chamber 223 in which a processing chamber 201 for processing the substrate 200 is formed. The chamber 223 is formed by combining an upper cap 224, a cylindrical cup 225, and a lower cap 226, and has a cylindrical shape in which both upper and lower end surfaces are closed, and is horizontally supported by a plurality of columns 280. .
[0013]
A wafer loading / unloading port 250 opened and closed by a gate valve 244 is opened in the cylindrical cup 225 of the chamber 223, and the substrate 200 is loaded into the processing chamber 201 through the wafer loading / unloading port 250 by the first wafer transfer device 112. It is carried in and out.
[0014]
An exhaust port 235 for exhausting the inside of the processing chamber 201 is opened above the wall surface of the cylindrical cup 225 facing the wafer loading / unloading port 250 so as to communicate with the processing chamber 201. An exhaust buffer space 249 communicating with the opening 235 is formed in an annular shape, and uniform exhaust is performed on the entire surface of the substrate 200 together with the cover plate 248.
[0015]
A shower head 236 for supplying a processing gas is integrally incorporated in an upper cap 224 of the chamber 223, and an insertion hole 278 is formed in the center of the lower cap 226 of the chamber 223 in a circular shape. A support shaft 276 formed in a cylindrical shape is inserted through the elevating mechanism 268 so as to be able to move up and down.
[0016]
A heating unit 251 is concentrically disposed on the upper end of the support shaft 276 and fixed horizontally, and the heating unit 251 is moved up and down by the support shaft 276. The heating unit 251 is fixed by being bridged and fixed between the upper end of the electrode 253 and a plurality of electrodes 253 vertically standing on the upper surface of the support plate 258 formed in a disk shape. And a disk-shaped heater 207 that is divided and controlled. Further, a reflection plate 252 is provided below the heater 207 on the support plate 258, so that heat generated from the heater 207 can be reflected toward the susceptor 217 to perform efficient heating.
[0017]
A radiation thermometer 264 is provided in the support shaft 276, and the tip of the radiation thermometer 264 is provided with a predetermined gap from the back surface of the susceptor 217. Accordingly, the radiation thermometer 264 detects radiation emitted from the back surface of the susceptor 217, calculates the back surface temperature of the susceptor 217, and controls the heating condition of the heater 207 based on the calculation result.
[0018]
A rotation shaft 277 rotatable by a susceptor rotation mechanism 267 is arranged concentrically outside the support shaft 276 and disposed in the processing chamber 201 through an insertion hole 278. The rotation shaft 277 is moved by a lifting mechanism 268. It is raised and lowered together with the support shaft 276. At the upper end of the rotating shaft 277, a rotating drum 227 having a susceptor 217 on the upper side is concentrically arranged and fixed horizontally, and the rotating drum 227 is rotated by the rotating shaft 277.
[0019]
In the rotary drum 227, the above-described heating unit 251 and a wafer lifting / lowering device 275 including a push-up pin 266 and a rotation-side pin 274 are disposed. The upper end of the push-up pin 266 has a heater 207 and a susceptor. 217 can be inserted through the insertion hole 256. As the rotating drum 227 moves up and down, the rotating pin 274 pushed up or separated by the lower cap 226 raises and lowers the push-up pin 266, so that the upper end of the push-up pin 266 passes through the insertion hole 256. The substrate 200 placed on the susceptor 217 is moved up and down.
[0020]
As shown in FIGS. 1 and 2, a substantially annular groove 5 is formed along the outer periphery of the outer peripheral portion (outer peripheral portion of the processing chamber) of the upper end portion and the lower end portion of the cylindrical cup 225 of the chamber 223. The cooling devices 2 are formed in the grooves 5 and can circulate cooling water for cooling the processing chamber 201. The cooling device 2 is configured as a pair of a first cooling water pipe (first flow path) 2a and a second cooling water pipe (second flow path) 2b, which are vertically arranged side by side. The pipe 2a and the second cooling water pipe 2b are alternately configured so that the supply port 2c to which the cooling water is supplied and the discharge port 2d to which the cooling water is discharged are opposite to each other. The cooling water flowing through the first cooling water pipe 2a and the second cooling water pipe 2b are separate systems, and the water temperatures supplied to the supply ports 2c of the first cooling water pipe 2a and the second cooling water pipe 2b are substantially the same. It is.
[0021]
Next, an example of the manufacturing method of the present embodiment will be described. As shown in FIGS. 3 and 4, the pod 100 is placed on the IO stage 105 with a plurality of substrates 200 stored therein, opened by the pod opener 108, and The substrate 200 is picked up by the wafer transfer machine 124 and is carried into the preliminary chamber 122 from the opened gate valve 128. Next, the gate valve 128 is closed, the preliminary chamber 122 is evacuated to a negative pressure by an exhaust device (not shown), and when the pressure is reduced to a preset pressure value, the gate valves 244 and 130 are opened, and the preliminary valve is opened. The chamber 122, the first transfer chamber 103, and the first processing furnace 202 communicate with each other. The substrate 200 is carried into the first processing furnace 202 (the processing chamber 201 in FIG. 5) from the preliminary chamber 122 via the wafer loading / unloading port 250 by the first wafer transfer machine 112.
[0022]
As shown in FIG. 5, the substrate 200 is transferred onto the susceptor 217, and after the first wafer transfer device 112 exits from the processing chamber 201, the wafer loading / unloading port 250 is closed by the gate valve 244. Thereafter, the heating unit 251 is raised with respect to the processing chamber 201, and the push-up pins 266 are relatively lowered, whereby the substrate 200 is completely placed on the susceptor 217 and the processing chamber 201 is connected to the exhaust port 235. Air is exhausted by a connected exhaust device (not shown).
[0023]
Next, the cooling water flows through the first cooling water pipe 2a and the second cooling water pipe 2b, and the heater 207 is heated. When the temperature of the substrate 200 rises to the processing temperature and the amount of exhaust from the exhaust port 235 and the rotation of the rotating drum 227 for rotating the substrate 200 are stabilized, the processing gas 230 enters the processing chamber 201 via the shower head 236. The supplied and desired processing is performed on the substrate 200.
[0024]
When the heater 207 is heated, the cooling water flowing through the first cooling water pipe 2a and the second cooling water pipe 2b is also heated, but cooled while passing through the first cooling water pipe 2a and the second cooling water pipe 2b. The difference in the amount of heat taken by the water from the chamber 223 is offset at the same position of the first cooling water pipe 2a and the second cooling water pipe 2b arranged vertically, so that the cooling device 2 has substantially the same temperature at each position. The chamber 223 can be uniformly cooled. As described above, since the disturbance of the temperature distribution in the chamber 223 can be prevented, the temperature uniformity of the substrate 200 can be improved.
[0025]
When a preset processing time has elapsed, the rotating drum 227 stops, and the processing chamber 201 is evacuated by an exhaust device connected to the exhaust port 235. Next, the wafer loading / unloading port 250 is opened by the gate valve 244, and the processed substrate 200 is transferred to the first transfer chamber 103 by the first wafer transfer device 112, and then to the first cooling unit 138. It is carried in and cooled. After a predetermined cooling time in the first cooling unit 138 elapses, the substrate 200 is transferred from the first cooling unit 138 to the first transfer chamber 103 by the first wafer transfer device 112. Thereafter, the gate valve 127 is opened, the substrate 200 is transferred to the preliminary chamber 123 by the first wafer transfer device 112, the gate valve 127 is closed, and the inside of the preliminary chamber 123 is returned to substantially atmospheric pressure by the inert gas. . Next, the lid 142 and the cap of the pod 100 are opened by the pod opener 108, and the substrate 200 is stored in the empty pod 100 by the second wafer transfer device 124. By repeating the above operations, the substrates 200 are sequentially processed.
[0026]
As another embodiment, as shown in FIG. 6, a pair of cooling water pipes 2a 'and 2b' may be provided along the outer periphery of the peripheral processing chamber of the shower head 236 of the chamber 223.
[0027]
As described above, in the above-described embodiment, the cooling device 2 configured with the two cooling water pipes 2a and 2b as one set is disposed, but the present invention is not limited to this. If the directions of the cooling water flowing through the pipes 2a and 2b are alternate, a plurality of sets can be used as the cooling device 2 arranged adjacently.
[0028]
Further, in the above-described embodiment, the cooling water flowing through the first cooling water pipe 2a and the second cooling water pipe 2b is provided as a separate system. However, the present invention is not limited to this. Furthermore, in the above-described embodiment, the cooling water pipes 2a and 2b are adjacent to each other on the entire circumference. However, the cooling water pipes 2a and 2b may be apart from each other or may be only adjacent to each other.
[0029]
Furthermore, in the above-described embodiment, the cooling water is supplied to the first cooling water pipe 2a and the second cooling water pipe 2b, but another cooling medium may be supplied. As another cooling medium, a flexible tube may be wound around the outer peripheral surface of the pair of processing chambers. Also, pipes are used only for the supply and discharge ports of the cooling water such as the outer peripheral portion of the processing chamber and the shower head, and as shown in FIG. 7, the outer peripheral portion of the processing chamber and the inner peripheral portion of the shower head are grooved. Alternatively, the passage may be formed by welding the lid and the pipe. Further, as shown in FIG. 8, the lid may be screwed or bolted via a sealing member such as an O-ring.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the supply ports and the discharge ports of all the adjacent flow paths are arranged adjacent to each other so as to be staggered, the cooling medium is passed through the flow paths. The difference in the amount of heat taken from the processing chamber is canceled out at each of the same positions of the adjacently arranged flow paths. Accordingly, the temperature of the entire cooling device is substantially the same at each position, and the processing chamber can be cooled substantially uniformly. Therefore, the uniformity of the processing chamber temperature can be improved, so that the uniformity of the substrate temperature can be improved and the cooling efficiency can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a chamber according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a chamber according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a substrate processing apparatus embodying the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing a substrate processing apparatus embodying the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view schematically showing a processing furnace embodying the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing another cooling structure of the present invention.
FIG. 7 is a view showing another cooling medium passage structure of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing another cooling medium passage structure of the present invention.
FIG. 9 is a front view showing a conventional technique.
FIG. 10 is a sectional view showing a conventional technique.
[Explanation of symbols]
2 Cooling device 2a First cooling water pipe 2b Second cooling water pipe 2c Supply port 2d Discharge port 200 Substrate 201 Processing chamber 223 Chamber (outer periphery of processing chamber)

Claims

A processing chamber for processing substrates,
A transfer chamber having a transfer means for transferring the substrate adjacent to the processing chamber,
In a substrate processing apparatus that supplies the reaction gas to the processing chamber, and performs the processing of the substrate while exhausting the gas,
At least an adjacent first flow path and a second flow path are formed as a pair on the outer peripheral portion of the processing chamber, and the first and second flow paths have supply ports and discharge ports formed alternately. A substrate processing apparatus.