JP2007258255A

JP2007258255A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2007258255A
Application number: JP2006077431A
Authority: JP
Inventors: Itaru Okada; 格岡田
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】本発明は、基板上に自然酸化膜が形成されるのを抑制することができる基板処理装置を提供することを課題とする。
【解決手段】処理装置１０１は、ウエハを熱処理する処理室２０１と、処理室２０１内を加熱するヒータ２０６と、処理室２０１と炉口を介して連接するロードロック室１４１と、処理室２０１内へ水素ガスを供給する第３のガス供給源１８２と、前記炉口を開閉するための炉口ゲートバルブ１４７と、ロードロック室１４１内のガスを排出する排気装置３００と、コントローラ２４０と、を備えている。そして、コントローラ２４０は、処理室２０１内が所定温度に加熱されている状態で、炉口ゲートバルブ１４７の開放、第３のガス供給源１８２によるガス供給、および、排出装置３００によるガス排出を実行することで、処理室２０１内で加熱されたガスでロードロック室１４１内の壁面を加熱させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板を熱処理するための処理室と、処理室に連接されるロードロック室を備える基板処理装置に関する。

従来、基板処理装置として、基板を熱処理するための処理室と、処理室に連接されるロードロック室と、処理室とロードロック室とを繋ぐ開口を開閉する炉口ゲートバルブと、ロードロック室と外部とを繋ぐ開口を開閉する搬入出ゲートバルブとを備えた半導体製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような装置では、まず、閉塞されたロードロック室内をガス供給手段により大気圧まで増圧してから、搬入出ゲートバルブを開けて、外部からロードロック室内に基板を移送した後、搬入出ゲートバルブを閉じる。次に、閉塞されたロードロック室内を排気手段により処理室内の圧力まで減圧してから、炉口ゲートバルブを開けて、ロードロック室から処理室内に基板を移送した後、炉口ゲートバルブを閉じる。そして、最後に、閉塞された処理室を所定の圧力・温度に維持しつつ、所定のガスを供給することで、基板の熱処理を行っている。
特開２００４−２２８３５９号公報（図１）

しかしながら、前記した技術では、搬入出ゲートバルブを開けたときに、ロードロック室内が大気に曝されるので、その大気中に含まれる水分がロードロック室内で液化してロードロック室内の壁面に付着することがある。このようにロードロック室内の壁面に水分が付着すると、次工程において炉口ゲートバルブを開けたときに、処理室内の加熱されたガスがロードロック室内に流れ込み、そのガスの熱により壁面の水分が蒸発して基板上に吸着する。そして、このように基板上に水分が吸着すると、その後に基板を高温状態の処理室に導入した際に、基板上の水分が、半導体素子の電気的特性に影響を与える自然酸化膜へと変化してしまうといった問題があった。

なお、このような問題に対しては、基板上の水分を、成膜前に処理室内にて高温水素アニールによるプリクリーニングを行うことで取り除く方法もあるが、近年における成膜温度の低温化に伴い、プリクリーニングの温度も低温化しなければならないので、水分を良好に取り除くことができないという問題があった。

そこで、本発明は、基板上に自然酸化膜が形成されるのを抑制することができる基板処理装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決する本発明は、基板を熱処理する処理室と、前記処理室内を加熱するための加熱手段と、前記処理室と開口を介して気密に連通するように配置される予備室と、前記処理室内へガスを供給するガス供給手段と、前記開口を開閉するためのシャッター手段と、前記予備室内のガスを排出するための排出手段と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記加熱手段により前記処理室内のガスが所定の温度に加熱されている状態で、前記シャッター手段による前記開口の開放、前記ガス供給手段による前記処理室内へのガスの供給、および、前記排出手段による前記予備室内のガスの排出を実行することで、前記処理室内において加熱されたガスで前記予備室内の壁面を加熱させる制御を行うように構成されることを特徴とする。

本発明によれば、制御部は、まず、加熱手段により処理室内のガスが所定の温度に加熱されているか否かを判断する。そして、この制御部は、加熱されていると判断すると、シャッター手段による開口の開放、ガス供給手段による処理室内へのガスの供給、および、排出手段による予備室内のガスの排出を実行する。これにより、処理室内において加熱されたガスが予備室内に流れ込むため、予備室内の壁面に水分が付着している場合には、加熱されたガスにより水分が蒸発して排気手段により外部に排気される。

なお、基板処理装置が以下のように構成されることで、予備室内の壁面が加熱されてもよい。すなわち、基板処理装置は、基板を熱処理する処理室と、前記処理室内を加熱するための加熱手段と、前記処理室と開口を介して気密に連通するように配置される予備室と、前記予備室内へガスを供給するガス供給手段と、前記開口を開閉するためのシャッター手段と、前記予備室内のガスを排出するための排出手段と、制御部と、を備え、前記制御部が、前記処理室内で熱処理された処理済みの基板を前記予備室に移送した状態で、前記シャッター手段による前記開口の閉塞、前記ガス供給手段による前記予備室内へのガスの供給、および、前記排出手段による前記予備室内のガスの排出を実行することで、前記基板の熱を奪ったガスで前記予備室内の壁面を加熱させる制御を行うように構成されていてもよい。

この場合には、制御部は、まず、処理室内で熱処理された処理済みの基板が予備室に移送されたか否かを判断する。そして、この制御部は、移送されたと判断すると、シャッター手段による開口の閉塞、ガス供給手段による予備室内へのガスの供給、および、排出手段による予備室内のガスの排出を実行する。これにより、基板の熱を奪ったガスで予備室内の壁面が加熱されるため、予備室内の壁面に水分が付着している場合には、加熱されたガスにより水分が蒸発して排気手段により外部に排気される。

本発明によれば、予備室内の壁面に水分が付着している場合であっても、処理室内の高温のガスや高温の基板から熱を奪ったガスによって、その水分を蒸発させて外部に捨てることができるので、基板上に自然酸化膜が形成されるのを抑制することができる。

本発明を実施するための最良の形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ）を製造するための半導体製造装置として構成されている。なお、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理などを行なう縦型の装置（以下、単に処理装置という）を適用した場合について述べる。図１は、本発明の実施の形態に適用される処理装置の斜透視図として示されている。

図１に示されているように、シリコン等からなるウエハ（基板）２００を収納したウエハキャリアとしてのカセット１１０が使用されている本発明の処理装置１０１は、筐体１１１を備えている。筐体１１１の正面壁１１１ａの下方にはメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口１０３が開設され、この正面メンテナンス口１０３を開閉する正面メンテナンス扉１０４が建て付けられている。正面メンテナンス扉１０４には、カセット搬入搬出口１１２が筐体１１１内外を連通するように開設されており、カセット搬入搬出口１１２はフロントシャッタ１１３によって開閉されるようになっている。カセット搬入搬出口１１２の筐体１１１内側にはカセットステージ１１４が設置されている。カセット１１０は、カセットステージ１１４上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、かつまた、カセットステージ１１４上から搬出されるようになっている。カセットステージ１１４は、工程内搬送装置によって、カセット１１０内のウエハ２００が垂直姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置されるように構成されている。

筐体１１１内の前後方向の略中央下部には、カセット棚１０５が設置されており、カセット棚１０５は複数段複数列にて複数個のカセット１１０を保管し、カセット１１０内のウエハ２００を出し入れ可能となるように配置されている。カセット棚１０５は、スライドステージ１０６上に横行可能に設置されている。また、カセット棚１０５の上方には、バッファ棚１０７が設置されており、カセット１１０を保管するように構成されている。カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、カセット搬送装置１１８が設置されている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ１１８ａと、搬送機構としてのカセット搬送機構１１８ｂとで構成されており、カセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂとの連続動作により、カセットステージ１１４、カセット棚１０５、バッファ棚１０７との間で、カセット１１０を搬送するように構成されている。

カセット棚１０５の後方には、ウエハ移載機構１２５が設置されており、ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置１２５ａおよびウエハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ（図示略）とで構成されている。前記ウエハ移載装置エレベータは、筐体１１１の側部に設置されている。これら、ウエハ移載装置エレベータおよびウエハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃをウエハ２００の載置部として、ボート２１７に対してウエハ２００を装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するように構成されている。

図１に示されているように、バッファ棚１０７の後方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給するよう供給ファンおよび防塵フィルタで構成されたクリーンユニット１３４ａが設けられており、クリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるように構成されている。また、筐体１１１の側部には、クリーンエアを供給するよう供給ファンおよび防塵フィルタで構成された図示しないクリーンユニットが設置されており、クリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ウエハ移載装置１２５ａを流通した後に、図示しない排気装置に吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気されるようになっている。

ウエハ移載装置１２５ａの後側には、大気圧未満の圧力（以下、負圧という。）を維持可能な気密性能を有する筐体（以下、耐圧筐体という。）１４０が設置されており、この耐圧筐体１４０によりボート２１７を収容可能な容積を有するロードロック方式の待機室であるロードロック室（予備室）１４１が形成されている。

耐圧筐体１４０の正面壁１４０ａには、ウエハ搬入搬出口１４２が開設されており、ウエハ搬入搬出口１４２は搬入出ゲートバルブ１４３によって開閉されるようになっている。耐圧筐体１４０の一対の側壁にはロードロック室１４１へ窒素ガス等の不活性ガスを給気するためのガス供給管１４４と、ロードロック室１４１を負圧に排気するための排気装置３００（排出手段；図４参照）とがそれぞれ接続されている。ここで、この排気装置３００は後述する駆動制御部２３７（図２参照）に電気的に接続されており、駆動制御部２３７からの信号で排気処理を実行または中止するようになっている。

ロードロック室１４１上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部の開口は、炉口ゲートバルブ（シャッター手段）１４７により開閉されるように構成されている。ここで、この炉口ゲートバルブ１４７は後述する駆動制御部２３７（図２参照）に電気的に接続されており、駆動制御部２３７からの信号で開閉するようになっている。また、図１に模式的に示されているように、ロードロック室１４１にはボート２１７を昇降させるためのボートエレベータ１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５に連結された連結具としての図示しないアームには蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。

ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウエハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。

続いて、処理炉２０２と処理炉２０２の周辺構造について説明する。参照する図面おいて、図２は、本発明の実施の形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉および処理炉周辺の概略構成図であり、縦断面図として示されている。

図２に示されるように、処理炉２０２は加熱手段としてのヒータ２０６を有する。ヒータ２０６は円筒形状であり、ヒータ素線とその周囲に設けられた断熱部材より構成され、図示しない保持体に支持されることにより垂直に据え付けられている。

ヒータ２０６の内側には、ヒータ２０６と同心円状に反応管としてのアウターチューブ２０５が配設されている。アウターチューブ２０５は、石英（ＳｉＯ２）または炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した有天円筒形状に形成されている。アウターチューブ２０５の内側の筒中空部には、処理室２０１が形成されており、基板としてのウエハ２００がボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容されている。

アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えば、ステンレス等からなり、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。このマニホールド２０９はアウターチューブ２０５を支持するように設けられている。なお、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間には、シール部材としてのＯリングが設けられている。このマニホールド２０９が図示しない保持体に支持されることにより、アウターチューブ２０５は垂直に据え付けられた状態となっている。このアウターチューブ２０５とマニホールド２０９により反応容器が形成される。

マニホールド２０９には、ガス排気管２３１が設けられるとともに、ガス供給管２３２が貫通するよう設けられている。ガス供給管２３２は、上流側で３つに分かれており、バルブ１７７，１７８，１７９とガス流量制御装置としてのＭＦＣ１８３，１８４，１８５を介して第１のガス供給源１８０，第２のガス供給源１８１，第３のガス供給源１８２にそれぞれ接続されている。ＭＦＣ１８３，１８４，１８５およびバルブ１７７，１７８，１７９には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の流量となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。ガス排気管２３１には、上流側から順に、図示しない圧力検出器としての圧力センサ、圧力調整器としてのＡＰＣバルブ２４２および真空ポンプ等の真空排気装置２４６が設けられている。圧力センサおよびＡＰＣバルブ２４２には、圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は、圧力センサにより検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ２４２の開度を調節することにより、処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう所望のタイミングにて制御するよう構成されている。なお、前記したガス供給管２３２、バルブ１７７，１７８，１７９、ＭＦＣ１８３，１８４，１８５およびガス供給源１８０，１８１，１８２は、特許請求の範囲にいう「ガス供給手段」に相当する。

マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞するための炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属よりなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端を支持する壁（天板２５１）と当接するシール部材としてのＯリングが設けられている。シールキャップ２１９には、回転機構２５４が設けられている。回転機構２５４の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されており、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、処理炉２０２の外側に設けられた昇降機構としての後述する昇降モータ２４８によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を処理室２０１に対し搬入搬出することが可能となっている。回転機構２５４および昇降モータ２４８には、駆動制御部２３７が電気的に接続されており、所望の動作をするよう所望のタイミングにて制御するよう構成されている。

基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。なお、ボート２１７の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、ヒータ２０６からの熱がマニホールド２０９側に伝わりにくくなるよう構成されている。

ヒータ２０６近傍には、処理室２０１内の温度を検出する温度検出体としての温度センサ（図示せず）が設けられる。ヒータ２０６および温度センサには、電気的に温度制御部２３８が接続されており、温度センサにより検出された温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合を調節することにより処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。

この処理炉２０２の構成において、第１の処理ガスは、第１のガス供給源１８０から供給され、ＭＦＣ１８３でその流量が調節された後、バルブ１７７を介して、ガス供給管２３２により処理室２０１内に導入される。第２の処理ガスは、第２のガス供給源１８１から供給され、ＭＦＣ１８４でその流量が調節された後、バルブ１７８を介してガス供給管２３２により処理室２０１内に導入される。第３の処理ガスは、第３のガス供給源１８２から供給され、ＭＦＣ１８５でその流量が調節された後、バルブ１７９を介してガス供給管２３２より処理室２０１内に導入される。そして、処理室２０１内のガスは、ガス排気管２３１に接続された真空排気装置２４６により、処理室２０１から排気される。

ここで、本実施形態では、処理装置１０１を、ウエハ２００上にＥｐｉ−ＳｉＧｅ膜を形成する装置とし、これに伴い、前記した第１の処理ガスをＳｉＨ₄またはＳｉ₂Ｈ₆、第２の処理ガスをＧｅＨ₄、第３の処理ガスをＨ₂として、説明を続けることとする。

次に、処理炉２０２の周辺の構成について説明する。

予備室としてのロードロック室１４１を形成する耐圧筐体１４０の外面に下基板２４５が設けられる。下基板２４５には、昇降台２４９と嵌合するガイドシャフト２６４および昇降台２４９と螺合するボール螺子２４４が設けられる。下基板２４５に立設したガイドシャフト２６４およびボール螺子２４４の上端に上基板２４７が設けられる。ボール螺子２４４は上基板２４７に設けられた昇降モータ２４８により回転される。ボール螺子２４４が回転することにより昇降台２４９が昇降するように構成されている。

昇降台２４９には、中空の昇降シャフト２５０が垂設され、昇降台２４９と昇降シャフト２５０の連結部は気密となっている。昇降シャフト２５０は、昇降台２４９とともに昇降するようになっている。昇降シャフト２５０は、耐圧筐体１４０の天板２５１を遊貫する。昇降シャフト２５０が貫通する天板２５１の貫通穴は、昇降シャフト２５０に対して接触することがない様充分な余裕がある。耐圧筐体１４０と昇降台２４９との間には昇降シャフト２５０の周囲を覆うように伸縮性を有する中空伸縮体としてのベローズ２６５がロードロック室１４１を気密に保つために設けられる。ベローズ２６５は、昇降台２４９の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、ベローズ２６５の内径は、昇降シャフト２５０の外形に比べ充分に大きくベローズ２６５の伸縮で接触することがないように構成されている。

昇降シャフト２５０の下端には、昇降基板２５２が水平に固着される。昇降基板２５２の下面には、Ｏリング等のシール部材を介して駆動部カバー２５３が気密に取付けられる。昇降基板２５２と駆動部カバー２５３とで、駆動部収納ケース２５６が構成されている。この構成により、駆動部収納ケース２５６内部は、ロードロック室１４１内の雰囲気と隔離される。

また、駆動部収納ケース２５６の内部には、ボート２１７の回転機構２５４が設けられ、回転機構２５４の周辺は、冷却機構２５７により、冷却される。

電力供給ケーブル２５８が、昇降シャフト２５０の上端から昇降シャフト２５０の中空部を通って回転機構２５４に導かれて接続されている。また、冷却機構２５７、シールキャップ２１９には、冷却流路２５９が形成されており、冷却流路２５９には、冷却水を供給する冷却水配管２６０が接続され、昇降シャフト２５０の上端から昇降シャフト２５０の中空部を通っている。

昇降モータ２４８が駆動され、ボール螺子２４４が回転することで昇降台２４９および昇降シャフト２５０を介して駆動部収納ケース２５６が昇降する。

駆動部収納ケース２５６が上昇することにより、昇降基板２５２に気密に設けられるシールキャップ２１９が処理炉２０２の開口部である炉口１６１を閉塞し、ウエハ処理が可能な状態となる。駆動部収納ケース２５６が下降することにより、シールキャップ２１９とともにボート２１７が降下され、ウエハ２００を外部に搬出できる状態となる。

ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８は、操作部、入出力部をも構成し、処理装置１０１全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、主制御部２３９は、コントローラ２４０として構成されている。特に、本実施形態においては、コントローラ２４０は、ロードロック室１４１を乾燥させるための特別な機能を有している。

以下に、コントローラ２４０の特別な機能について図３を参照して説明する。参照する図面において、図３は、コントローラの制御フローを示すフローチャートである。

図３に示されるように、コントローラ２４０は、処理炉２０２が待機状態であるか否かを判断する機能（ステップＳ１）を有し、待機状態であると判断するまで前記判断処理を繰り返すようになっている（Ｎｏ）。なお、この待機状態の判断は、例えば、駆動制御部２３７から昇降モータ２４８に出力される信号に基づいてボート２１７の位置を推定するとともに、駆動制御部２３７から炉口ゲートバルブ１４７に出力される信号に基づいて炉口ゲートバルブ１４７の開閉状態を認識することで判断すればよい。ここで、「待機状態」とは、処理室２０１内にウエハ２００が存在せず、かつ、炉口ゲートバルブ１４７が閉塞している状態をいい、ロードロック室１４１内にウエハ２００が存在するか否かについては特に関係しない。すなわち、設定によってはロードロック室１４１内にウエハ２００が存在するときに乾燥処理が実行されたり、ウエハ２００が存在しないときに乾燥処理が実行されたりするが、どちらであっても良好に乾燥処理を実行できる。また、乾燥処理の実行は、ウエハ２００の製造工程のどのタイミングで行ってもよいが、装置セットアップ時や装置のメンテナンス後に行うのが望ましい。

コントローラ２４０は、ステップＳ１で待機状態であると判断したときに（Ｙｅｓ）、処理室２０１内のガスがヒータ２０６によって所定温度（例えば２００℃）まで加熱されているか否かを、図示せぬ温度センサからの信号に基づいて判断する機能（ステップＳ２）を有し、加熱されていると判断するまで前記判断処理を繰り返すようになっている（Ｎｏ）。また、コントローラ２４０は、加熱されていると判断したときに（Ｙｅｓ）、駆動制御部２３７によって炉口ゲートバルブ１４７の開放と排気装置３００によるガスの排気とを実行させる機能を有するとともに（ステップＳ３，Ｓ４）、ガス流量制御部２３５によって第３のガス供給源１８２から所定量の水素ガス（Ｈ２）を所定時間おきに所定回数だけ処理室２０１内へ断続供給させる機能（ステップＳ５）を有している。さらに、コントローラ２４０は、ステップＳ５を終了させると、炉口ゲートバルブ１４７の閉塞と排気装置３００によるガス排気の中止とを実行させるようになっている（ステップＳ６）。

次に、前記制御によるロードロック室１４１内の乾燥処理について図４を参照して説明する。参照する図面において、図４は、ロードロック室内の乾燥処理の様子を示す概略構成図である。

図４に示されるように、前記したような制御が実行されて、炉口ゲートバルブ１４７の開放、排気装置３００によるガス排気および第３のガス供給源１８２からの水素ガス供給がなされると、処理室２０１内に供給された水素ガスは、処理室２０１内の熱を吸熱した後、ロードロック室１４１内に導入されて、その壁面を加熱する。このとき、その壁面に水分が付着している場合には、その加熱された水素ガスによって水分が蒸発し、この蒸発した水分が水素ガスとともに排気装置３００を介して外部に排出されることとなる。そして、水素ガスの供給が所定回数断続的に行われた後は、炉口ゲートバルブ１４７が閉塞されるとともに、排気装置３００によるガス排気が中止されることで、この乾燥処理が終了することとなる。

以上、前記した実施形態によれば次の如き優れた効果が発揮される。

ロードロック室１４１内の壁面に水分が付着している場合であっても、処理室２０１内の高温ガスから熱を奪った水素ガスによって、その水分を蒸発させて外部に捨てることができるので、ウエハ２００上に自然酸化膜が形成されるのを抑制することができる。

ロードロック室１４１を乾燥させるために処理室２０１内へ導入するガスとして、熱伝達効率の良い水素ガスを使用することで、処理室２０１内の熱を効率良くロードロック室１４１内へ伝達することができるので、良好にロードロック室１４１内を乾燥させることができる。

水素ガスの供給を断続的に行うことで、処理室２０１内において高温ガスと水素ガスとが良好に混合されるので、水素ガスにより多くの熱量を吸収させることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。

前記実施形態では、ロードロック室１４１内の乾燥のために処理室２０１内へ導入するガスを、水素ガスとしたが、本発明はこれに限定されず、例えば水素ガスと同様に熱伝達効率の良いヘリウムなどを利用してもよい。ただし、前記実施形態のように水素ガスを利用する場合には、水素ガスが処理ガスとしても利用できることから、ガス供給源等を新たに用意する必要がないので、水素ガスを利用するのが望ましい。

前記実施形態では、水素ガスの断続供給が終了したときにロードロック室１４１内の乾燥処理制御を終了させることとしたが、本発明はこれに限定されず、例えばロードロック室１４１内の熱的に弱い部分が所定温度まで上昇したときには、水素ガスの断続供給の終了前であっても強制的に乾燥処理制御を終了するようにしてもよい。なお、この場合、例えば、ロードロック室１４１内の熱的に弱い部分に温度センサを設けておき、その部分が所定温度まで上昇したときに、水素ガスの導入を停止するとともに、炉口ゲートバルブ１４７を閉める制御を行うようにコントローラ２４０を構成すればよい。

なお、ロードロック室１４１内の熱を処理装置１０１外へ放出させる熱放出手段を設けることで、ロードロック室１４１内および処理装置１０１内（ロードロック室１４１外）の過熱を抑制するように構成してもよい。ここで、熱放出手段としては、例えば、ロードロック室１４１内から処理装置１０１外へ延びる冷却板や、ロードロック室１４１内と処理装置１０１外との間を循環する冷媒を利用した熱交換器などを採用すればよい。

前記実施形態では、処理室２０１内の高温ガスを利用してロードロック室１４１内を乾燥させたが、本発明はこれに限定されず、例えば処理室２０１からロードロック室１４１に移送した処理済みのウエハ２００の熱量をロードロック室１４１内の乾燥に利用してもよい。なお、このような処理済みのウエハ２００の熱量を利用するには、図５に示すように、前記実施形態と同様の排気装置３００を利用する他、不活性ガス供給システム４００を利用すればよい。ここで、不活性ガス供給システム４００は、前記実施形態で説明は省略しているが、ロードロック室１４１の昇圧用に設置されている既存の設備である。

図５に示すように、不活性ガス供給システム４００は、ロードロック室１４１へ連通するガス供給管１４４と、ガス供給管１４４の上流側から順に設けられる不活性ガス供給源４０１、ＭＦＣ４０２およびバルブ４０３とを備えて構成されている。そして、ＭＦＣ４０２およびバルブ４０３には、ガス流量制御部２３５（図２参照）が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の流量となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。ここで、前記したガス供給管１４４、不活性ガス供給源４０１、ＭＦＣ４０２およびバルブ４０３は、本発明のガス供給手段に相当する。

また、この図５に示す方法においては、コントローラ２４０は図６に示す制御フローに基づいて制御を実行するようになっている。なお、以下の説明において、前記実施形態（図３）と同じブロックについては、同じ処理を行っているため、同一符号を付し、その説明を省略することとする。

コントローラ２４０は、まず、処理済みウエハ２００がロードロック室１４１内に移送されたか否かを判断し（ステップＳ１１）、移送されたと判断するまで前記判断処理を繰り返す（Ｎｏ）。なお、この判断は、例えば、図２に示す駆動制御部２３７から昇降モータ２４８に出力される信号に基づいてボート２１７の位置を推定することで判断すればよい。

コントローラ２４０は、ステップＳ１１において移送されたと判断すると（Ｙｅｓ）、炉口ゲートバルブ１４７が閉塞されたか否かを判断し（ステップＳ１２）、閉塞されたと判断するまで前記判断処理を繰り返す（Ｎｏ）。なお、この判断は、例えば、駆動制御部２３７から炉口ゲートバルブ１４７に出力される信号に基づいて炉口ゲートバルブ１４７の開閉状態を認識することで判断すればよい。

コントローラ２４０は、ステップＳ１２において閉塞されたと判断すると（Ｙｅｓ）、前記実施形態と同様にロードロック室１４１内の排気を実行するとともに（ステップＳ４）、不活性ガス供給源４０１から所定量の不活性ガスを所定時間おきに所定回数だけロードロック室１４１内へ断続供給する（ステップＳ１３）。そして、コントローラ２４０は、ステップＳ１３による断続供給が終了すると、前記実施形態と同様にロードロック室１４１内の排気を中止させる（ステップＳ１４）。

なお、このように制御を実行すると、図５に示すように、ガス供給管１４４からロードロック室１４１内に導入された不活性ガスは、処理済みウエハ２００の熱を奪った後、その熱をロードロック室１４１の壁面へと伝達させる。そのため、壁面に水分が付着している場合には、その加熱された不活性ガスによって水分が蒸発し、この蒸発した水分を不活性ガスとともに排気装置３００を介して外部に排出させることができる。さらに、この方法では、不活性ガスによって処理済みウエハ２００の冷却も同時に行うことができるといった効果を奏することとなる。

なお、図５に示す形態や前記した図４に示す形態のいずれにおいても、水素ガスまたは不活性ガスを断続供給することとしたが、本発明はこれに限定されず、連続供給するようにしてもよい。

本発明の実施の形態に適用される処理装置の斜透視図である。本発明の実施の形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉および処理炉周辺の概略構成図である。コントローラの制御フローを示すフローチャートである。ロードロック室内の乾燥処理の様子を示す概略構成図である。他の実施形態に係るロードロック室内の乾燥処理の様子を示す概略構成図である。図５の実施形態に係るコントローラの制御フローを示すフローチャートである。

符号の説明

１０１処理装置
１４１ロードロック室（予備室）
１４４ガス供給管
１４７炉口ゲートバルブ（シャッター手段）
１６１炉口（開口）
１７９バルブ（ガス供給手段）
１８２第３のガス供給源（ガス供給手段）
１８５ＭＦＣ（ガス供給手段）
２００ウエハ（基板）
２０１処理室
２０６ヒータ（加熱手段）
２３２ガス供給管（ガス供給手段）
２４０コントローラ（制御部）
３００排気装置（排出手段）
４００不活性ガス供給システム
４０１不活性ガス供給源
４０２ＭＦＣ
４０３バルブ

Claims

基板を熱処理する処理室と、
前記処理室内を加熱するための加熱手段と、
前記処理室と開口を介して気密に連通するように配置される予備室と、
前記処理室内へガスを供給するガス供給手段と、
前記開口を開閉するためのシャッター手段と、
前記予備室内のガスを排出するための排出手段と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記加熱手段により前記処理室内のガスが所定の温度に加熱されている状態で、前記シャッター手段による前記開口の開放、前記ガス供給手段による前記処理室内へのガスの供給、および、前記排出手段による前記予備室内のガスの排出を実行することで、前記処理室内において加熱されたガスで前記予備室内の壁面を加熱させる制御を行うように構成されることを特徴とする基板処理装置。