JP2006253448A - Substrate treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理装置に関し、特に、密閉室内における搬送技術に係り、例えば、半導体素子を含む半導体集積回路が作り込まれる半導体ウエハ(以下、ウエハという。)に拡散、CVDまたはエピタキシャル成長等の熱処理(thermal treatment )を施す熱処理装置(furnace)に利用して有効なものに関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly to a transfer technique in a sealed chamber. For example, heat treatment such as diffusion, CVD, or epitaxial growth on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) on which a semiconductor integrated circuit including semiconductor elements is formed. (Thermal treatment) It relates to a heat treatment apparatus (furnace) effective for use.
ウエハに熱処理を施す熱処理装置として、複数枚のウエハをボートに保持した状態で熱処理を施す処理室が形成されたプロセスチューブと、このプロセスチューブの真下に形成されてボートが処理室に対する搬入搬出を待機する待機室と、ボートを昇降させて処理室に搬入搬出するボートエレベータとを備えているバッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置が、広く使用されている。
従来のバッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置においては、ボートエレベータは送りねじ軸装置によって構成されて待機室に縦形に設置されており、送りねじ軸は下端が待機室において支持され、上端において待機室の外部に設置されたモータによって回転駆動されるようになっている。
As a heat treatment apparatus for performing heat treatment on wafers, a process tube in which a treatment chamber for heat treatment is formed in a state where a plurality of wafers are held in a boat, and a boat that is formed directly below the process tube and is carried into and out of the treatment chamber. 2. Description of the Related Art A batch type vertical hot wall heat treatment apparatus including a standby chamber for waiting and a boat elevator that lifts and lowers a boat and carries it in and out of the processing chamber is widely used.
In the conventional batch type vertical hot wall type heat treatment apparatus, the boat elevator is constituted by a feed screw shaft device and is installed vertically in the standby chamber, and the lower end of the feed screw shaft is supported in the standby chamber and the standby chamber at the upper end. The motor is rotated by a motor installed outside.
ところが、従来のこのようなバッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置においては、ボートエレベータが待機室の内部に設置されているため、送りねじ軸装置やガイドレールにおいて使用されたグリースや配線ケーブル等から有機物質が飛散することにより、ウエハを汚染する原因になるという問題点がある。
そこで、ボートエレベータを待機室の外部に設置するとともに、ボートエレベータの昇降体とボートとを昇降軸によって連結することにより、ボートエレベータからの有機物質の飛散を防止することが、提案されている。例えば、特許文献1参照。
Accordingly, it has been proposed to prevent the scattering of organic substances from the boat elevator by installing the boat elevator outside the waiting room and connecting the elevator body of the boat elevator and the boat by a lifting shaft. For example, see Patent Document 1.
しかしながら、ボートエレベータを待機室の外部に設置するとともに、ボートエレベータの昇降体とボートとを昇降軸によって連結したバッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置においては、ボートとボートエレベータとの間隔が長くなるために、ボートエレベータの駆動軸に作用するモーメントが大きくなってスムーズな昇降作動に支障を来し、また、待機室の幅が大きくなるという問題点がある。 However, in the batch type vertical hot wall heat treatment apparatus in which the boat elevator is installed outside the waiting room and the elevator body of the boat elevator and the boat are connected by the lifting shaft, the distance between the boat and the boat elevator becomes long. In addition, there is a problem that the moment acting on the drive shaft of the boat elevator is increased, hindering a smooth lifting operation, and the width of the waiting room is increased.
本発明の目的は、昇降作動性能の低下や装置の大形化を防止しつつボートエレベータによる汚染を防止することができる基板処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of preventing contamination by a boat elevator while preventing a decrease in lifting operation performance and an increase in size of the apparatus.
本願が開示する発明のうち代表的なものは、次の通りである。
(1)基板をボートに保持した状態で処理する処理室と、この処理室の下側に連設されて前記ボートが前記処理室に対して待機する待機室と、前記ボートを支持する蓋体と、前記蓋体を支持するアームと、前記待機室の外部に配置されたボートエレベータとを備えており、
前記ボートエレベータは前記待機室に挿通し前記待機室において前記アームを支持する円筒形の昇降軸と、この昇降軸の中空部内に同心に配置された駆動軸とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
(2)基板をボートに保持した状態で処理する処理室と、この処理室の下側に連設されて前記ボートが前記処理室に対して待機する待機室と、前記ボートを支持する蓋体と、前記蓋体を支持するアームと、このアームを支持する円筒形の昇降軸と、この昇降軸の中空部内に同心に配置されて上端側から支持し下端側が自由端とされた駆動軸と、前記昇降軸と前記駆動軸とを接続する接続手段とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
(3)基板をボートに保持した状態で処理する処理室と、この処理室の下側に連設されて前記ボートが前記処理室に対して待機する待機室と、前記ボートを支持する蓋体と、前記蓋体を支持するアームと、前記待機室の外部に配置されたボートエレベータとを備えており、
前記ボートエレベータは前記待機室に挿通し前記待機室において前記アームを支持する円筒形の昇降軸と、この昇降軸の中空部内に同心に配置されて上端側から支持し下端側が自由端とされた駆動軸とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
(4)前記駆動軸を挟んで前記昇降軸の昇降を案内する複数のガイド軸が水平方向に略直線に配置されていることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の基板処理装置。
(5)基板をボートに保持した状態で処理する処理室と、この処理室を加熱するヒータユニットと、前記処理室にガスを供給するガス供給管と、前記処理室を排気する排気管と、前記ボートが前記処理室に対して待機する待機室と、前記ボートを支持する蓋体と、前記蓋体を支持するアームと、前記待機室の外部に配置されたボートエレベータとを備えており、前記ボートエレベータは前記待機室に挿通し前記待機室において前記アームを支持する円筒形の昇降軸と、この昇降軸の中空部内に同心に配置された駆動軸とを備えている基板処理装置を使用した半導体装置の製造方法であって、
前記アームに前記蓋体を介して支持された前記ボートに前記基板を移載するステップと、
前記駆動軸を駆動させることにより、前記昇降軸と共に前記蓋体および前記ボートを上昇させるステップと、
前記処理室を前記ヒータユニットによって加熱するステップと、
前記処理室に前記ガス供給管によってガスを供給するステップと、
前記処理室を前記排気管によって排気するステップと、
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Typical inventions disclosed in the present application are as follows.
(1) A processing chamber for processing a substrate in a state of being held in a boat, a standby chamber connected to the lower side of the processing chamber, in which the boat waits for the processing chamber, and a lid that supports the boat And an arm that supports the lid, and a boat elevator disposed outside the waiting room,
The boat elevator includes a cylindrical lifting shaft that is inserted into the standby chamber and supports the arm in the standby chamber, and a drive shaft that is disposed concentrically within a hollow portion of the lifting shaft. Substrate processing equipment.
(2) A processing chamber for processing the substrate held in the boat, a standby chamber connected to the lower side of the processing chamber in which the boat waits for the processing chamber, and a lid for supporting the boat An arm that supports the lid, a cylindrical lifting shaft that supports the arm, a drive shaft that is concentrically disposed in the hollow portion of the lifting shaft, is supported from the upper end side, and has a lower end that is a free end. A substrate processing apparatus comprising connection means for connecting the elevating shaft and the drive shaft.
(3) A processing chamber for processing in a state where the substrate is held in the boat, a standby chamber that is connected to the lower side of the processing chamber and in which the boat waits for the processing chamber, and a lid that supports the boat And an arm that supports the lid, and a boat elevator disposed outside the waiting room,
The boat elevator is inserted into the waiting room and has a cylindrical lifting shaft that supports the arm in the waiting room, and is disposed concentrically in a hollow portion of the lifting shaft and supported from the upper end side, and the lower end side is a free end. A substrate processing apparatus comprising: a drive shaft.
(4) The substrate processing according to (1) or (2), wherein a plurality of guide shafts for guiding the lifting and lowering of the lifting shaft across the drive shaft are arranged in a substantially straight line in the horizontal direction. apparatus.
(5) A processing chamber for processing the substrate held in a boat, a heater unit for heating the processing chamber, a gas supply pipe for supplying gas to the processing chamber, an exhaust pipe for exhausting the processing chamber, A standby chamber in which the boat waits for the processing chamber; a lid that supports the boat; an arm that supports the lid; and a boat elevator disposed outside the standby chamber; The boat elevator uses a substrate processing apparatus that includes a cylindrical lifting shaft that is inserted into the standby chamber and supports the arm in the standby chamber, and a drive shaft that is disposed concentrically within a hollow portion of the lifting shaft. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
Transferring the substrate to the boat supported by the arm via the lid;
Raising the lid and the boat together with the lifting shaft by driving the drive shaft;
Heating the processing chamber by the heater unit;
Supplying gas to the processing chamber through the gas supply pipe;
Evacuating the treatment chamber with the exhaust pipe;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記(1)の手段によれば、ボートエレベータが待機室の外部に設置されているため、ボートエレベータの有機物質が待機室に飛散するのを必然的に防止することができる。
しかも、昇降軸と駆動軸とが同心円に配置されているので、ボートエレベータのスムーズな昇降作動を確保することができ、また、待機室を小さく設定することができる。
According to the means (1), since the boat elevator is installed outside the waiting room, it is possible to inevitably prevent the organic substances of the boat elevator from scattering into the waiting room.
In addition, since the elevating shaft and the drive shaft are arranged concentrically, a smooth elevating operation of the boat elevator can be ensured, and the waiting room can be set small.
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、半導体装置の製造方法にあってウエハに熱処理を施すバッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置(以下、熱処理装置という。)として構成されている。 In the present embodiment, the substrate processing apparatus according to the present invention is configured as a batch type vertical hot-wall type heat treatment apparatus (hereinafter referred to as a heat treatment apparatus) for performing a heat treatment on a wafer in a method for manufacturing a semiconductor device.
図1に示されているように、本実施の形態に係る熱処理装置は、ロードロック方式の熱処理装置(以下、ロードロック式熱処理装置という。)10として構成されている。
ロードロック方式とは、被処理物を処理する処理室に隣接して被処理物が処理に対して待機する予備室である待機室を連設し、処理室と待機室とをシャッタやゲートバルブ等の仕切弁を用いて隔離することにより、処理室への空気の侵入を防止したり、温度や圧力等の外乱を小さくして処理を安定化させる方式、である。
As shown in FIG. 1, the heat treatment apparatus according to the present embodiment is configured as a load lock type heat treatment apparatus (hereinafter referred to as a load lock type heat treatment apparatus) 10.
In the load lock method, a standby chamber, which is a spare chamber in which a workpiece waits for processing, is adjacent to a processing chamber for processing the workpiece, and the processing chamber and the standby chamber are connected to a shutter or gate valve. This is a system that stabilizes the process by preventing the intrusion of air into the process chamber or reducing the disturbance such as the temperature and pressure by isolating it using a gate valve such as.
ロードロック式熱処理装置10は筐体11を備えており、筐体11にはボート13が待機する待機室12が形成されている。待機室12は大気圧未満の圧力を維持可能な気密性能を有する密閉室に構成されており、ボート13を収納可能な容積に形成されている。
筐体11の側壁には、待機室12へ窒素ガス等の不活性ガスを供給する供給管12aと、待機室12を排気する排気管12bとが接続されている。
筐体11の正面壁にはウエハ搬入搬出口14が開設されており、ウエハ搬入搬出口14はゲート15によって開閉されるようになっている。
筐体11の天井壁にはボート搬入搬出口16が開設されており、ボート搬入搬出口16は処理室と待機室とを隔離する仕切弁としてのシャッタ17によって開閉されるようになっている。
筐体11の上には処理室を加熱するヒータユニット18が垂直方向に設置されており、ヒータユニット18の内部には処理室20を形成するプロセスチューブ19が配置されている。
プロセスチューブ19は上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されてヒータユニット18に同心円に配置されており、プロセスチューブ19の円筒の中空部によって処理室20が構成されている。
プロセスチューブ19の下端部には処理室20に原料ガスやパージガス等を供給するためのガス供給管21と、プロセスチューブ19の内部を排気するための排気管22とが接続されている。
The load lock heat treatment apparatus 10 includes a housing 11, and a
A
A wafer loading /
A boat loading /
A
The
Connected to the lower end of the
図1および図2に示されているように、筐体11の待機室12の天井壁には、ボートを昇降させるボートエレベータ23が据え付けられている。ボートエレベータ23は上側取付板24および下側取付板25を備えており、両取付板24と25との間には一対のガイド軸26、26が間隔をおいてそれぞれ垂直に敷設されている。両ガイド軸26、26には昇降板27が垂直方向に昇降自在に支承されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
両取付板24と25との間の一対のガイド軸26、26の中央には、駆動軸としての送りねじ軸28が垂直に敷設されており、送りねじ軸28は上端側が回転自在に支承され、下端側が自由端に構成されている。
上側取付板24の上にはウオーム歯車減速装置付きモータ(以下、単にモータという。)29が設置されており、送りねじ軸28はモータ29によって正逆方向に回転駆動されるように構成されている。
送りねじ軸28の中間部は昇降板27の中央部を上方から貫通しており、昇降板27の送りねじ軸28が貫通した部位にはナット30が設置されている。ナット30には送りねじ軸28が垂直方向に進退自在に螺合されており、昇降板27は送りねじ軸28の正逆方向の回転に伴って、ナット30と共に昇降するように構成されている。
なお、作動やバックラッシュを良好なものとするために、ナット30と送りねじ軸28との螺合部には、ボールねじ機構が使用されている。
A
A motor with a worm gear speed reducer (hereinafter simply referred to as a motor) 29 is installed on the
An intermediate portion of the
In order to improve the operation and backlash, a ball screw mechanism is used at the threaded portion between the
昇降板27の下面の中央には円筒形状に形成された昇降軸31が、垂直方向下向きに固定されており、昇降軸31と送りねじ軸28とは同心円に配置されている。また、昇降軸31と送りねじ軸28と一対のガイド軸26、26とは水平方向に一列に配置されているとともに、一対のガイド軸26、26は昇降軸31を挟んで対称形に配置されている。
A
昇降軸31の下端には肉厚の円筒形のプラグ33が昇降軸31の中空部32の下端開口を塞ぐように固定されており、昇降軸31の中空部32には、昇降軸31の内径よりも小径の外径を有する円筒形状に形成された外筒34が同心円に配置されて固定されている。昇降軸31の内周と外筒34の外周との間の空間には、冷却水が流通する冷却水路35が形成されている。
外筒34の中空部には、外筒34の内径よりも小径の外径を有する円筒形状に形成された内筒36が同心円に配置されており、内筒36は上下両端部に介設された上下で一対のリング37、37によって外筒34およびプラグ33にそれぞれ固定されている。
外筒34の内周と内筒36の外周との間の空間には挿通路38が形成されている。図3に示されているように、上下のリング37、37には挿通孔37a、37aがそれぞれ開設されている。
また、送りねじ軸28が垂直方向に移動する移動路39が、内筒36の中空部によって形成されている。
A thick
In the hollow portion of the
An
A moving
昇降軸31は筐体11の天井壁に開設された挿通孔41を挿通して下端部が待機室12に挿入されており、下側取付板25の上面と昇降板27の下面との間には挿通孔41を気密封止するベローズ42が介設されている。
昇降軸31の下端には、ボートを昇降させるためのアームとしての昇降台43がプラグ33を介して水平に配置されて固定されている。昇降台43は上面が開口した箱形状に形成された本体44と、平面形状が本体44と同一の平板形状に形成された蓋体45とを備えており、本体44に蓋体45がシールリング46を挟んで被せ付けられることにより、気密室47を形成するようになっている。
The elevating
A
昇降台43の気密室47の天井面である蓋体45の下面には磁性流体シール装置48によってシールされた軸受装置49が設置されており、軸受装置49は蓋体45を垂直方向に挿通した回転軸50を回転自在に支持しており、回転軸50はボート回転駆動用モータ51によって回転駆動されるようになっている。
回転軸50の上端にはボート13が垂直に立脚するように設置されている。
ボート13は複数枚(例えば、25枚、50枚、75枚、100枚ずつ等)のウエハ1をその中心を揃えて水平に支持した状態で、処理室20に対してボートエレベータ23による昇降台43の昇降に伴って搬入搬出するように構成されている。
昇降台43の上面には蓋体としてのシールキャップ53がシールリング52を介されて設置されている。シールキャップ53は処理室20の炉口になる筐体11のボート搬入搬出口16をシールするように構成されている。
A bearing
The
The
A
磁性流体シール装置48の外側には磁性流体シール装置48や軸受装置49およびボート回転駆動用モータ51を冷却するための冷却装置54が設置されており、冷却装置54には冷却水供給チューブ55が接続されている。
冷却水供給チューブ55は気密室47から外筒34と内筒36との間の挿通路38を挿通されて待機室12の外部に引き出されており、冷却水供給源57に可変流量制御弁56を介して接続されるようになっている。
シールキャップ53の内部には冷却水58が流通する通水路59が開設されており、通水路59には冷却装置54の冷却水が導入側連絡管60によって導入されるようになっている。
通水路59には導出側連絡管61の一端が接続されており、導出側連絡管61の他端はプラグ33を挿通されて、昇降軸31と外筒34との間の冷却水路35の下端に接続されている。冷却水路35の上端には冷却水排出管62が接続されており、冷却水排出管62は冷却水供給源57に接続されるようになっている。したがって、冷却水路35には冷却水58が下端の導出側連絡管61から導入されて上端の冷却水排出管62から排出されることによって流通するようになっている。
なお、外筒34と内筒36との間の挿通路38には、ボート回転駆動用モータ51の電力供給電線63が挿通されて、外部に引き出されている。
A cooling
The cooling
A water passage 59 through which the cooling
One end of the outlet
A
以下、前記構成に係るロードロック式熱処理装置を使用した成膜工程を説明する。 Hereinafter, a film forming process using the load lock heat treatment apparatus according to the above configuration will be described.
これから成膜すべきウエハ1は大気圧状態の待機室12へ、筐体11のウエハ搬入搬出口14を通してウエハ移載装置(wafer transfer equipment )によって搬入され、ボート13に装填(ウエハチャージング)される。
この際、図1に示されているように、ボート搬入搬出口16がシャッタ17によって閉鎖されることにより、処理室20の高温雰囲気が待機室12に流入することは防止されている。このため、装填途中のウエハ1および装填されたウエハ1が高温雰囲気に晒されることはなく、ウエハ1が高温雰囲気に晒されることによる自然酸化等の弊害の派生は防止されることになる。
The wafer 1 to be deposited is loaded into the
At this time, as shown in FIG. 1, the boat loading / unloading
予め指定された枚数のウエハ1がボート13へ装填されると、ウエハ搬入搬出口14はゲート15によって閉鎖される。
その後、待機室12の排気管12bおよび処理室20の排気管22に設けた圧力センサ(図示せず)の検知圧力を比較しつつ、待機室12が排気管12bによって減圧され、待機室12を予め減圧化された処理室20と同圧化される。
そして、ボート搬入搬出口16がシャッタ17によって開放される。
When a predetermined number of wafers 1 are loaded into the
Thereafter, while comparing the detected pressures of pressure sensors (not shown) provided in the
The boat loading / unloading
次に、ボートエレベータ23のモータ29によって送りねじ軸28が正方向に回転される。送りねじ軸28に進退自在に螺合したナット30が、送りねじ軸28の正方向の回転に伴って相対的に上昇することにより、ナット30に固定された昇降板27が一対のガイド軸26、26に沿って水平に上昇するので、昇降板27に吊持された昇降軸31およびこれに固定された昇降台43が上昇する。
図4および図5に示されているように、この昇降台43の上昇によって、昇降台43に支持されたシールキャップ53およびボート13が上昇し、ボート13がプロセスチューブ19の処理室20へボート搬入搬出口16から搬入(ボートローディング)される。
ボート13が処理室20へ搬入される際に、昇降板27が上昇すると、ベローズ42は上方向に伸長する。
ボート13が予め設定された所望の上限に達すると、シールキャップ53の上面の周辺部がボート搬入搬出口16をシール状態に閉塞するため、プロセスチューブ19の処理室20は気密に閉じられた状態になる。
Next, the
As shown in FIGS. 4 and 5, the lift of the
When the elevating
When the
その後、プロセスチューブ19の処理室20は気密に閉じられた状態で、所定の圧力となるように排気管22によって排気され、ヒータユニット18によって所定の温度に加熱され、所定の原料ガスがガス供給管21によって所定の流量だけ供給される。
これにより、予め設定された処理条件に対応する所望の膜がウエハ1に形成される。
この際、ボート13がボート回転駆動用モータ51によって回転されることにより、原料ガスがウエハ1の表面に均一に接触される。
このため、ウエハ1にはCVD膜が均一に形成される。
Thereafter, the
As a result, a desired film corresponding to preset processing conditions is formed on the wafer 1.
At this time, the
For this reason, a CVD film is uniformly formed on the wafer 1.
ここで、冷却水58が冷却装置54およびシールキャップ53の通水路59に、冷却水供給チューブ55および冷却水排出管62を通じて流通されることにより、熱によるシールキャップ53のシールリング52や磁性流体シール装置48および軸受装置49の劣化が防止される。
このとき、冷却水58が昇降軸31の内周と外筒34の外周との間の冷却水路35を流通するために、昇降軸31、プラグ33、外筒34および内筒36等も冷却されることになる。
Here, the cooling
At this time, since the cooling
予め設定された処理時間が経過すると、待機室12の排気管12bおよび処理室20の排気管22に設けた圧力センサ(図示せず)の検知圧力を比較しつつ、待機室12が排気管12bによって減圧され、待機室12を処理室20と同圧化される。
When a preset processing time has elapsed, the
次に、ボートエレベータ23のモータ29によって送りねじ軸28が逆方向に回転される。送りねじ軸28に進退自在に螺合したナット30が送りねじ軸28の逆方向の回転に伴って相対的に下降することにより、ナット30に固定された昇降板27が一対のガイド軸26、26に沿って水平に下降するので、昇降板27に吊持された昇降軸31およびこれに固定された昇降台43が下降する。
図1および図2に示されているように、この昇降台43の下降によって、昇降台43に支持されたシールキャップ53およびボート13が下降し、ボート13がプロセスチューブ19の処理室20から搬出(アンボートローディング)される。
ボート13が処理室20から搬出される際に、昇降板27が下降すると、ベローズ42は下方向に収縮する。
ボート13が予め設定された所望の下限に達すると、モータ29は自動的に停止する。
Next, the
As shown in FIGS. 1 and 2, the lowering of the
When the
When the
ここで、昇降軸31が冷却されない状態で、処理済みのボート13やウエハ1群が高い温度のまま待機室12に下降されて来ると、昇降軸31が加熱されて熱膨張することにより、ボート13の基準高さに対する位置がずれるため、ウエハ1をボート13からウエハ移載装置によって脱装(ディスチャージング)することができなくなる。
Here, when the processed
しかし、本実施の形態においては、冷却水58が昇降軸31の内周と外筒34の外周との間の冷却水路35に流通されて昇降軸31が強制的に冷却されていることにより、昇降軸31が熱膨張するのを防止されているため、ボート13が待機室12に高温度のまま下降されて来ても、ボート13の基準高さがずれることはない。
したがって、ウエハ移載装置によるウエハ1のボート13からの脱装作業は昇降軸31の自然冷却を待つことなく、直ちに実施することができる。つまり、昇降軸31の自然冷却の待ち時間を省略することができるため、ウエハ1のボート13からの脱装作業のスループットの低下を防止することができる。
However, in the present embodiment, the cooling
Therefore, the work of detaching the wafer 1 from the
ボート13が処理室20から待機室12に搬出されると、ボート搬入搬出口16がシャッタ17によって閉鎖される。
次に、待機室12が大気圧に復帰された後に、待機室12のウエハ搬入搬出口14がゲート15によって開放され、ボート13の処理済みウエハ1がウエハ移載装置によって脱装(ウエハディスチャージング)される。
この際、昇降軸31の熱膨張が防止されることにより、ボート13の基準高さがずれるのを防止されているため、ウエハ移載装置による処理済みウエハ1のボート13からの脱装作業は適正かつ迅速に実行されることになる。
When the
Next, after the
At this time, since the thermal expansion of the elevating
以降、前述した作用が繰り返されることにより、ウエハ1が例えば、25枚、50枚、75枚および100枚ずつ、ロードロック式熱処理装置10によってバッチ処理されて行く。 Thereafter, by repeating the above-described operation, for example, the wafer 1 is batch-processed by the load lock heat treatment apparatus 10 by 25, 50, 75 and 100, for example.
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。 According to the embodiment, the following effects can be obtained.
1) ボートエレベータを待機室の外部に設置することにより、ボートエレベータの有機物質が待機室に飛散するのを防止することができるため、有機物質によるウエハの汚染を未然に防止することができる。
ウエハの汚染があると、曇り等の異常成膜が発生してしまう400〜700℃という低温で実施するシリコンエピタキシャル成長またはシリコンゲルマニウムエピタキシャル成長の成膜処理を行う基板処理装置に、利用して特に有効である。
1) By installing the boat elevator outside the standby chamber, it is possible to prevent the organic material of the boat elevator from scattering into the standby chamber, so that contamination of the wafer by the organic material can be prevented.
When the wafer is contaminated, abnormal film formation such as cloudiness occurs. It is particularly effective when used for a substrate processing apparatus that performs film formation processing of silicon epitaxial growth or silicon germanium epitaxial growth performed at a low temperature of 400 to 700 ° C. is there.
2) 昇降軸と送りねじ軸とを同心円に配置することにより、送りねじ軸に作用するモーメントを抑えることができるので、ボートエレベータのスムーズな昇降作動を確保することができ、ボート上のウエハの位置ずれ等を起こすことを防止することができ、また、昇降スピードを上げることができ、より高速昇降可能となり、スループットを向上することができる。
さらに、一対のガイド軸を昇降軸ないし送りねじ軸を中心とし対称位置に配置することにより、ボートエレベータのより一層スムーズな昇降作動を確保することができ、ボート上のウエハの位置ずれ等を起こすことを防止することができ、また、昇降スピードを上げることができ、より高速昇降可能となり、スループットを向上することができる。
2) By arranging the elevating shaft and the feed screw shaft concentrically, the moment acting on the feed screw shaft can be suppressed, so that smooth elevating operation of the boat elevator can be ensured, and the wafer on the boat can be secured. It is possible to prevent occurrence of misalignment and the like, and it is possible to increase the ascending / descending speed, to increase / decrease at a higher speed, and to improve the throughput.
Further, by arranging the pair of guide shafts at symmetrical positions with the lifting shaft or the feed screw shaft as the center, it is possible to ensure a smoother lifting operation of the boat elevator, causing a wafer position shift or the like on the boat. This can be prevented, and the elevating speed can be increased, the elevating speed can be increased, and the throughput can be improved.
3) 昇降軸と送りねじ軸とを同心円に配置することにより、ボートとボートエレベータとの間の距離すなわち昇降台の長さを短く設定することができるので、待機室の容積を小さくすることができる。 3) By arranging the lifting shaft and the feed screw shaft concentrically, the distance between the boat and the boat elevator, that is, the length of the lifting platform can be set short, so that the volume of the waiting room can be reduced. it can.
4) 待機室の容積を小さく設定することにより、待機室の排気時間やパージ時間を短縮することができる。また、ロードロック式熱処理装置を小さく設定することができるので、ロードロック式熱処理装置のコストを低減することができるばかりでなく、クリーンルームを有効に活用することができる。 4) By setting the volume of the standby chamber small, the exhaust time and purge time of the standby chamber can be shortened. Moreover, since the load lock type heat treatment apparatus can be set small, not only the cost of the load lock type heat treatment apparatus can be reduced, but also the clean room can be used effectively.
5) 送りねじ軸は上端側を回転自在に吊持し下端側を自由端に構成することにより、下端側を回転自在に支承した際における送りねじ軸の下端側への荷重の影響での座屈による振動の発生等を未然に防止することができるので、ボートエレベータのスムーズな昇降作動をより一層確実に創出することができる。 5) The feed screw shaft is supported by the load on the lower end side of the feed screw shaft when the lower end side is rotatably supported by suspending the upper end side rotatably and configuring the lower end side as a free end. Since the occurrence of vibration due to bending can be prevented in advance, a smooth raising / lowering operation of the boat elevator can be more reliably created.
6) 冷却水を昇降軸の内周と外筒の外周との間の冷却水路に流通させることにより、昇降軸を強制的に冷却して、昇降軸が熱膨張するのを防止することができるので、ウエハ移載装置によるウエハのボートからの脱装作業を昇降軸の自然冷却を待つことなく、直ちに実施することができる。つまり、昇降軸の自然冷却の待ち時間を省略することができるため、ウエハのボートからの脱装作業のスループットの低下を防止することができる。 6) By flowing the cooling water through the cooling water channel between the inner periphery of the lifting shaft and the outer periphery of the outer cylinder, the lifting shaft can be forcibly cooled and the lifting shaft can be prevented from thermal expansion. Therefore, the wafer removal from the boat by the wafer transfer device can be performed immediately without waiting for the natural cooling of the lifting shaft. That is, since the waiting time for the natural cooling of the lifting shaft can be omitted, it is possible to prevent a reduction in throughput of the work of detaching the wafer from the boat.
7) 円筒形の昇降軸の中空部に外筒と内筒とを送りねじ軸を囲むように同心円に配置することにより、外筒の内周と内筒の外周との間の挿通路に冷却水供給チューブや電力供給電線を挿通することができるとともに、内筒の中空部によって送りねじ軸の移動路を形成することができるので、冷却水供給チューブや電力供給電線が送りねじ軸に絡みつくのを防止することができる。 7) Cooling the insertion path between the inner circumference of the outer cylinder and the outer circumference of the inner cylinder by placing the outer cylinder and the inner cylinder concentrically around the feed screw shaft in the hollow part of the cylindrical lifting shaft The water supply tube and power supply wire can be inserted and the moving path of the feed screw shaft can be formed by the hollow part of the inner cylinder, so that the cooling water supply tube and power supply wire are entangled with the feed screw shaft. Can be prevented.
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、ガイド軸は一対設置するに限らず、一本だけを設置してもよいし、三本以上設置してもよいし、さらには、省略してもよい。 For example, the guide shafts are not limited to a pair, but only one guide shaft may be installed, three or more guide shafts may be installed, and further, may be omitted.
前記実施の形態では、送りねじ軸を回転させる駆動用モータを上側取付板の上に取付けているが、構成はこれに限らない。
昇降軸を強制的に冷却するための冷却装置は省略してもよいし、冷却水を用いずに待機室内の温度具合により冷却された不活性ガス等を代用してもよい。
In the above embodiment, the drive motor for rotating the feed screw shaft is mounted on the upper mounting plate, but the configuration is not limited thereto.
A cooling device for forcibly cooling the elevating shaft may be omitted, or an inert gas or the like cooled according to the temperature condition in the standby chamber without using cooling water may be substituted.
ロードロック式熱処理装置は成膜処理に使用するに限らず、酸化膜形成処理や拡散処理およびアニーリング等の熱処理にも使用することができる。 The load-lock heat treatment apparatus is not limited to use for film formation, but can also be used for heat treatment such as oxide film formation, diffusion, and annealing.
前記実施の形態ではロードロック式熱処理装置の場合について説明したが、本発明はこれに限らず、基板処理装置全般に適用することができる。
例えば、ロードロック式でない待機室として送風ファンにより室内を清浄化した雰囲気に保つようなオープン式の待機室に適用してもよい。
Although the case of the load lock type heat treatment apparatus has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and can be applied to all substrate processing apparatuses.
For example, the present invention may be applied to an open type standby room that maintains a clean atmosphere by a blower fan as a non-load lock type standby room.
1…ウエハ(基板)、10…ロードロック式熱処理装置(基板処理装置)、11…筐体、12…待機室(予備室)、12a…供給管、12b…排気管、13…ボート、14…ウエハ搬入搬出口、15…ゲート、16…ボート搬入搬出口、17…シャッタ、18…ヒータユニット、19…プロセスチューブ、20…処理室、21…ガス供給管、22…排気管、23…ボートエレベータ、24…上側取付板、25…下側取付板、26…ガイド軸、27…昇降板、28…送りねじ軸(駆動軸)、29…モータ、30…ナット、31…昇降軸、32…中空部、33…プラグ、34…外筒、35…冷却水路、36…内筒、37…リング、37a…挿通孔、38…挿通路、39…移動路、41…挿通孔、42…ベローズ、43…昇降台(アーム)、44…本体、45…蓋体、46…シールリング、47…気密室、48…磁性流体シール装置、49…軸受装置、50…回転軸、51…ボート回転駆動用モータ、52…シールリング、53…シールキャップ(蓋体)、54…冷却装置、55…冷却水供給チューブ、56…可変流量制御弁、57…冷却水供給源、58…冷却水、59…通水路、60…導入側連絡管、61…導出側連絡管、62…冷却水排出管、63…電力供給電線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer (substrate), 10 ... Load lock type heat processing apparatus (substrate processing apparatus), 11 ... Housing, 12 ... Standby chamber (preliminary chamber), 12a ... Supply pipe, 12b ... Exhaust pipe, 13 ... Boat, 14 ... Wafer loading / unloading port, 15 ... gate, 16 ... boat loading / unloading port, 17 ... shutter, 18 ... heater unit, 19 ... process tube, 20 ... processing chamber, 21 ... gas supply tube, 22 ... exhaust tube, 23 ... boat elevator , 24 ... Upper mounting plate, 25 ... Lower mounting plate, 26 ... Guide shaft, 27 ... Lifting plate, 28 ... Feed screw shaft (drive shaft), 29 ... Motor, 30 ... Nut, 31 ... Lifting shaft, 32 ... Hollow 33, plug, 34 ... outer cylinder, 35 ... cooling channel, 36 ... inner cylinder, 37 ... ring, 37a ... insertion hole, 38 ... insertion path, 39 ... movement path, 41 ... insertion hole, 42 ... bellows, 43 ... lift platform (arm), 44 ... Body, 45 ... lid, 46 ... seal ring, 47 ... hermetic chamber, 48 ... magnetic fluid seal device, 49 ... bearing device, 50 ... rotating shaft, 51 ... motor for boat rotation drive, 52 ... seal ring, 53 ... seal Cap (lid body), 54 ... Cooling device, 55 ... Cooling water supply tube, 56 ... Variable flow rate control valve, 57 ... Cooling water supply source, 58 ... Cooling water, 59 ... Water passage, 60 ... Introduction side communication pipe, 61 ... lead-out side connection pipe, 62 ... cooling water discharge pipe, 63 ... power supply electric wire.
Claims (1)
Priority Applications (1)
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JP2005068858A JP2006253448A (en) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | Substrate treatment apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008198930A (en) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Substrate processing apparatus |
JP2013038433A (en) * | 2007-01-17 | 2013-02-21 | Lam Research Corporation | Apparatuses for adjusting electrode gap in capacitively-coupled high frequency plasma reactor |
-
2005
- 2005-03-11 JP JP2005068858A patent/JP2006253448A/en active Pending
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