JP2008078505A

JP2008078505A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2008078505A
Application number: JP2006257777A
Authority: JP
Inventors: Yukio Ozaki; 行雄尾崎; Satoru Takahata; 覚高畑; Reizo Nunosawa; 礼三布澤
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2026-09-22
Also published as: JP4880408B2

Abstract

【課題】ポッドからの大気の処理室への侵入を防止する。
【解決手段】第一ボート５０Ａと第二ボート５０Ｂを備えており、第一ボート５０Ａが処理室２６内で処理されている間に、第二ボート５０Ｂにウエハチャージ工程Ｋ１を実施するＣＶＤ装置において、第一ボート５０Ａの搬入工程Ｋ３において第一ボート５０ＡのＯリング４１での「圧力センサ４４が所定値に達したか」を判断し（Ｓ１）、圧力センサ４４が所定値に達した場合には、「カウントタイマは零か」が判断し（Ｓ３）、カウントタイマは零でない場合には、ポッド１０の開放作動を禁止し（Ｓ４）、「カウントタイマ−１」を実行し（Ｓ５）、Ｓ２に戻る。カウントタイマは零である場合にはポッド１０の開放作動の禁止を解除し（Ｓ６）、ポッド１０を開放する（Ｓ７）。ポッド１０の開放に伴って、第二ボート５０Ｂに対するウエハチャージ工程Ｋ１が開始することになる。
【選択図】図９

Description

本発明は、基板処理装置に関し、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法において、ＩＣが作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に絶縁膜や金属膜および半導体膜を形成するＣＶＤ装置や酸化膜形成装置や拡散装置およびアニール装置等に利用して有効なものに関する。

一般に、ＩＣの製造方法においてウエハにアニール処理や酸化膜形成処理や拡散処理および成膜処理等の熱処理を施すのにバッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置 (furnace 。以下、熱処理装置という。）が、広く使用されている。

従来のこの種の熱処理装置として、複数枚のウエハを処理室に搬入搬出するボートを二台備えており、ウエハ群を保持した一方のボート（第一ボート）が処理室で処理されている間に、他方のボート（第二ボート）に新規のウエハをウエハ移載装置によって移載することにより、生産性の向上を図ったものがある。例えば、特許文献１参照。

特開２００１−３３８８８９号公報

しかしながら、二台のボートを備えた熱処理装置においては、第一ボートが処理室に搬入（ボートローディング）された直後に第二ボートへのウエハを移載すると、この第二ボートへのウエハの移載作業によって発生する大気が処理室内に吸い込まれてしまうために、制御上意図しない酸化膜（以下、自然酸化膜という。）がウエハの表面に大気中の酸素や水分によって形成されてしまうという問題点がある。
この自然酸化膜はウエハに処理される膜厚のばらつきに影響を及ぼしたり、接触抵抗を増加させたりするため、ウエハによって製造されたＩＣの高集積化や品質（精度や寿命等）、性能（演算速度等）および信頼性に対して悪影響を及ぼす。

本発明の目的は、あるボートが処理室に搬入（ボートローディング）された直後に、他のボートへのウエハの移載の際に生じる大気の処理室への侵入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。

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）複数枚の基板を処理室に搬入搬出するボートを二台以上備えており、前記複数枚の基板を保持した一のボートと処理室とが密閉されている間に、他のボートに新規の基板を基板移載装置によって移載する基板処理装置において、
前記一のボートを前記処理室内に搬入した後に、前記ボートを支持する蓋体に敷設されて前記処理室を密閉するシール部材の間に形成した空間が所定の圧力に到達したら、前記他のボートに前記複数枚の基板を前記基板移載装置によって移載する作業を開始させることを特徴とする基板処理装置。
（２）複数枚の基板を処理室に搬入搬出するボートを二台以上備えており、前記複数枚の基板を保持した一のボートと処理室とが密閉されている間に、他のボートに新規の基板を基板移載装置によって移載する基板処理装置を使用して前記基板に処理を施す基板処理方法であって、
前記一のボートを前記処理室内に搬入した後に、前記ボートを支持する蓋体に敷設されて前記処理室を密閉するシール部材の間に形成した空間が所定の圧力に到達したら、前記他のボートに前記複数枚の基板を前記基板移載装置によって移載する作業を開始させることを特徴とする基板処理方法。
（３）複数枚の基板を処理室に搬入搬出するボートを二台以上備えており、前記複数枚の基板を保持した一のボートと処理室とが密閉されている間に、他のボートに新規の基板を基板移載装置によって移載する基板処理装置を使用して前記基板に処理を施す基板処理工程を含む半導体装置の製造方法であって、
前記基板処理工程は、前記一のボートを前記処理室内に搬入した後に、前記ボートを支持する蓋体に敷設されて前記処理室を密閉するシール部材の間に形成した空間が所定の圧力に到達したら、前記他のボートに前記複数枚の基板を前記基板移載装置によって移載する作業を開始させることを特徴とする半導体装置の製造方法。

本発明によれば、例えば、処理室に搬入した第二ボートと処理室との間のシールを、第一のボートの待機中に確保することができるので、大気の処理室への侵入を防止することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。

本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、図１に示されているバッチ式縦形ホットウオール形拡散ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）として構成されており、基板としてのウエハにアニール処理や酸化膜形成処理、拡散処理および成膜処理等を施すのに使用される。

図１に示されているように、本実施の形態に係るＣＶＤ装置１は平面視が長方形の直方体の箱形状に形成された筐体２を備えている。
筐体２の左側側壁の後部（左右前後は図１を基準とする。）にはクリーンユニット３が設置されており、クリーンユニット３は筐体２の内部にクリーンエアを供給するようになっている。
筐体２の内部における後部の略中央には熱処理ステージ４が設定され、熱処理ステージ４の左脇の前後には、空のボート５０を仮置きして待機させる待機ステージ（以下、待機ステージという。）５と、処理済みボート５０を仮置きして冷却するステージ（以下、冷却ステージという。）６とが設定されている。
筐体２の内部における前部の略中央にはウエハローディングステージ７が設定されており、その手前にはポッドステージ８が設定されている。ウエハローディングステージ７の左脇にはノッチ合わせ装置９が設置されている。
以下、各ステージの構成を説明する。

ポッドステージ８にはウエハＷを搬送するためのキャリア（収納容器）としてのＦＯＵＰ（front opning unified pod。以下、ポッドという。）１０が一台ずつ載置されるようになっている。
ポッド１０は一つの面が開口した略立方体の箱形状に形成されており、開口部にはドア１０ａが着脱自在に装着されている。
ウエハＷのキャリアとしてポッド１０が使用される場合には、ウエハＷが密閉された状態で搬送されることになるため、周囲の雰囲気にパーティクル等が存在していたとしてもウエハＷの清浄度は維持することができる。
したがって、ＣＶＤ装置が設置されるクリーンルーム内の清浄度をあまり高く設定する必要がなくなるため、クリーンルームに要するコストを低減することができる。
そこで、本実施の形態に係るＣＶＤ装置においては、ウエハＷのキャリアとしてポッド１０が使用されている。
なお、ポッドステージ８にはポッド１０のドア１０ａを開閉するためのドア開閉装置（図示せず）が設置されている。

図１〜図４に示されているように、ウエハローディングステージ７にはスカラ形ロボットによって構成されたウエハ移載装置１１が設置されており、ウエハ移載装置１１はウエハＷをポッドステージ８と待機ステージ５との間で移送してポッド１０と後記するボート５０との間で移載するように構成されている。
図１〜図４に示されているように、ウエハ移載装置１１は送りねじ機構によって構成されたウエハ移載装置エレベータ１２によって昇降されるようになっている。

図１に示されているように、筐体２内にクリーンエア１３を供給するクリーンユニット３はクリーンエア１３を待機ステージ５および冷却ステージ６に向けて吹き出すように構成されている。
他方、図１に示されているように、筐体２の内部における後側の右隅には排気用ファン１４が設置されており、排気用ファン１４はクリーンユニット３の吹出口から吹き出されたクリーンエア１３を吸い込んで筐体２内の外部に排出するようになっている。

図１に示されているように、待機ステージ５と冷却ステージ６との間には、ボート５０を熱処理ステージ４と待機ステージ５および冷却ステージ６との間で移送するボート移送装置１５が設備されている。
ボート移送装置１５はスカラ形ロボット（selective compliance assembly robot arm ＳＣＡＲＡ）によって構成されており、水平面内で約９０度ずつ往復回動する一対の第一アーム１６および第二アーム１７を備えている。
第一アーム１６および第二アーム１７はいずれも円弧形状に形成されており、ボート５０全体を垂直に支持するようになっている。

図１に示されているように、待機ステージ５にはボートを垂直に支持する待機台１８が設置されており、第一アーム１６はボートを待機台１８と熱処理ステージ４の後記するシールキャップ４０との間で移送するように構成されている。
冷却ステージ６には冷却台１９が設置されており、第二アーム１７はボートを冷却台１９と熱処理ステージ４のシールキャップ４０との間で移送するように構成されている。

図５および図６に示されているように、熱処理ステージ４の上部には支持板としてのヒータベース２０を介して処理炉２１が設置されている。
処理炉２１は加熱機構としてのヒータ２２を有する。ヒータ２２は円筒形状であり、支持板としてのヒータベース２０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２２の内側には反応管としてのプロセスチューブ２３が、ヒータ２２と同心円状に配設されている。プロセスチューブ２３は外部反応管としてのアウタチューブ２４と、その内側に設けられた内部反応管としてのインナチューブ２５とから構成されている。
アウタチューブ２４は、例えば石英（ＳｉＯ₂ ）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、内径がインナチューブ２５の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ２５と同心円状に設けられている。
インナチューブ２５は、例えば石英または炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。インナチューブ２５の筒中空部には処理室２６が形成されており、基板としてのウエハＷを後述するボート５０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可能に構成されている。

アウタチューブ２４の下方にはマニホールド２７が、アウタチューブ２４と同心円状に配設されている。マニホールド２７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。
マニホールド２７はインナチューブ２５とアウタチューブ２４とに係合しており、これらを支持するように設けられている。マニホールド２７がヒータベース２０に支持されることにより、プロセスチューブ２３は垂直に据え付けられた状態となっている。
プロセスチューブ２３とマニホールド２７により反応容器が形成される。
なお、マニホールド２７とアウタチューブ２４との間には、シール部材としてのＯリング２８（図６参照）が設けられている。

マニホールド２７には処理室２６内の雰囲気を排気するラインとしての排気管３０が設けられている。排気管３０は、インナチューブ２５とアウタチューブ２４との隙間によって形成される筒状空間２９の下端部に配置されており、筒状空間２９に連通している。
排気管３０のマニホールド２７との接続側と反対側である下流側には、圧力検出器としての圧力センサ３１および圧力調整装置（可変コンダクタンスバルブ）３２を介して真空ポンプ等の真空排気装置３３が接続されており、処理室２６内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。
圧力調整装置３２および圧力センサ３１には圧力制御部３４が、電気配線Ｂによって電気的に接続されている。
圧力制御部３４は圧力センサ３１により検出された圧力に基づいて圧力調整装置３２により処理室２６内の圧力が所望の圧力とさせるべく所望のタイミングにて制御するように構成されている。

プロセスチューブ２３内には温度検出器としての温度センサ３５が設置されている。
ヒータ２２と温度センサ３５とには温度制御部３６が、それぞれ電気配線Ｄによって電気的に接続されている。
温度制御部３６は温度センサ３５により検出された温度情報に基づきヒータ２２への通電具合を調整することにより、処理室２６内の温度を所望の温度分布とさせるべく所望のタイミングにて制御するように構成されている。

熱処理ステージ４のクリーンユニット３と反対側には、駆動制御部３７によって制御されるボートエレベータ３８が設備されている。ボートエレベータ３８の駆動制御部３７は電気配線Ａによって電気的に接続されており、ボートエレベータ３８が所望の作動をす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。
ボートエレベータ３８の昇降アーム３９にはマニホールド２７の下端開口を気密に閉塞する炉口蓋体としてのシールキャップ４０が水平に設置されている。

シールキャップ４０はボート５０を支持するとともに、マニホールド２７の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ４０は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。
シールキャップ４０の上面には、マニホールド２７の下端と当接するシール部材としてのＯリング４１が一対、内外二重に敷設されている（図６参照）。

図６に示されているように、内外のＯリング４１、４１によって囲まれる部位が対向するマニホールド２７の下面の部位には、環状溝４２が没設されており、マニホールド２７の下側フランジ部には、内外のＯリング４１、４１によって囲まれる空間を真空引きする排気ライン４３の一端が環状溝４２内に連通するように接続されている。
図１に示されているように、排気ライン４３の他端には圧力検出器としての圧力センサ４４および圧力調整装置（可変コンダクタンスバルブ）４５を介して真空ポンプ等の真空排気装置４６が接続されており、環状溝４２内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。
圧力調整装置４５および圧力センサ４４には圧力制御部４６Ａが、電気配線Ｅによって電気的に接続されている。
圧力制御部４６Ａは圧力センサ４４により検出された圧力に基づいて圧力調整装置４５により環状溝４２内の圧力を所望の圧力とさせるべく所望のタイミングにて制御するように構成されている。

シールキャップ４０にはガス導入部としてのノズル４７が処理室２６内に連通するように接続されており、ノズル４７にはガス供給管４８が接続されている。ガス供給管４８の上流側端には、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）４９を介して、図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続されている。ＭＦＣ４９にはガス流量制御部４９Ａが電気配線Ｃによって電気的に接続されている。
ガス流量制御部４９Ａは供給するガスの流量を所望の量とさせるべく所望のタイミングにて、ＭＦＣ４９を制御するように構成されている。

圧力制御部３４、温度制御部３６、駆動制御部３７、圧力制御部４６Ａおよびガス流量制御部４９Ａは、操作部および入出力部をも構成しており、ＣＶＤ装置全体を制御する主制御部６１Ａに電気的に接続されている。
圧力制御部３４、温度制御部３６、駆動制御部３７、圧力制御部４６Ａ、ガス流量制御部４９Ａおよび主制御部６１Ａは、後記する熱処理ステージコントローラ６１として構成されている。

基板保持具としてのボート５０は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる上下の端板５１、５２や複数本の保持柱５３が使用されて、全体的にみると長い円筒形状になるように構築されており、保持柱５３には多数条のスロット（保持溝）５４（図６参照）が長手方向（垂直方向）に等間隔に配列されている。
ウエハＷの周縁部が同一段の複数個のスロット５４に同時に挿入されることにより、ボート５０は複数枚のウエハＷ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５０の下部には、断熱部材としての断熱板５５が水平姿勢で多段に複数枚配置されている。断熱板５５は例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料が使用されて、円板形状に形成されており、ヒータ２２からの熱がマニホールド２７側に伝わり難くなるよう構成されている。
本実施の形態においては、二台のボート５０Ａ、５０Ｂが使用される。

図７はＣＶＤ装置の制御システムを示すブロック図である。
図７に示されている制御システム６０はいずれもコンピュータによって構築されたメインコントローラと複数のサブコントローラとによって構成されている。
サブコントローラとしては、処理炉２１を制御する熱処理ステージコントローラ６１、ボート移送装置１５等を制御する待機ステージコントローラ６２、クリーンユニット３等を制御する冷却ステージコントローラ６３、ウエハ移載装置１１等を制御するウエハローディングステージコントローラ６４、ノッチ合わせ装置９やポッドオープナ等を制御するポットステージコントローラ６５が設置されている。
これらサブコントローラは制御ネットワーク６６によってメインコントローラ６７に接続されている。

メインコントローラ６７には、表示手段および入力手段（ユーザ・インタフェース）としてのコンソール（制御卓）６８およびレシピ等を記憶する記憶装置６９が接続されている。
コンソール６８はディスプレイとキーボードおよびマウスとを備えており、ディスプレイにレシピの内容（項目名や制御パラメータの数値等）表示するとともに、キーボードやマウスによって作業者の指令を伝達するように構成されている。

本実施の形態において、メインコントローラ６７にはポッド開放遅延部７０が構築（プログラミング）されており、ポッド開放遅延部７０は図９に示されたプロセスフローを実行するように構成されている。

以下、前記構成に係るＣＶＤ装置を使用したＣＶＤ処理方法を、ボートの運用方法を主体にして図８に示されているタイムチャートに沿って説明する。
なお、図８中、Ｋ１〜Ｋ１１は後述する各工程を示しており、ｔ₁ 〜ｔ₁₁は各工程Ｋ１〜Ｋ１１の各所要時間をそれぞれ示している。

以下のＣＶＤ処理方法は予め指定された成膜プロセスのレシピを実行する制御シーケンスによって実施されるものであり、指定されたレシピが記憶装置６９からメインコントローラ６７のＲＡＭ等に展開されて、各サブコントローラ６１〜６５に指令されることにより実施される。

図８にＫ１で示された第一ボートのウエハチャージ工程において、ポッド１０に収納されたウエハＷが一対のボート５０、５０のうちの一方のボート（以下、第一ボート５０Ａという。）にウエハ移載装置１１によって移載（ウエハチャージ）される。
ウエハチャージ工程Ｋ１の所要時間ｔ₁ は、ウエハチャージ枚数が１５０枚の場合には約１２分である。

ウエハチャージ工程Ｋ１において、図１に示されているように、複数枚のウエハＷが収納されたポッド１０はポッドステージ８に供給され、図２に示されているように、ポッドステージ８に供給されたポッド１０はドア１０ａをドア開閉装置によって開放される。
他方、図１および図２に示されているように、待機ステージ５の待機台１８には第一ボート５０Ａが載置されてウエハチャージ工程Ｋ１の実行に待機した状態になっている。

そして、ウエハ移載装置１１によって、ウエハＷが第一ボート５０Ａに移載される。
この際、ウエハ移載装置１１は５枚のツィーザを備えているため、一回の移載作動で五枚のウエハＷをポッド１０の５段の保持溝から第一ボート５０Ａの５段の保持溝５４に移載することができる。
ここで、第一ボート５０Ａがバッチ処理するウエハＷの枚数（本実施の形態においては、１５０枚）は、一台のポッド１０に収納されたウエハＷの枚数（同じく２５枚）よりも多いため、ウエハ移載装置１１は複数台のポッド１０から所定枚数のウエハＷを第一ボート５０Ａにウエハ移載装置エレベータ１２によって昇降されて移載することになる。

次いで、図８にＫ２で示されているボート移送工程が実施される。
ボート移送工程Ｋ２の所要時間ｔ₂ は約０．５分である。

ボート移送工程Ｋ２において、待機ステージ５にて指定の枚数のウエハＷを移載された第一ボート５０Ａは、待機ステージ５から熱処理ステージ４へボート移送装置１５の第一アーム１６によって図４に示されているように移送され、シールキャップ４０の上に移送される。
すなわち、第一アーム１６は第一ボート５０Ａを垂直に支持した状態で、約９０度回動することによって、第一ボート５０Ａを待機ステージ５から熱処理ステージ４へ移送しシールキャップ４０の上に受け渡す。そして、第一ボート５０Ａをシールキャップ４０に移載した第一アーム１６は待機ステージ５に戻る。

次に、図８にＫ３によって示されているボート搬入（ボートローディング）工程が実施される。
ボート搬入工程Ｋ３の所要時間ｔ₃ は約２分である。

ボート搬入工程Ｋ３においては、図５に示されているように、シールキャップ４０に垂直に支持された第一ボート５０Ａはボートエレベータ３８によって上昇されてプロセスチューブ２３の処理室２６に搬入される。
第一ボート５０Ａが上限に達すると、シールキャップ４０の上面の外周辺部がマニホールド２７の下面にＯリング４１を挟んで着座した状態になってマニホールド２７の下端開口をシール状態に閉塞するため、処理室２６は気密に閉じられた状態になる。

処理室２６がシールキャップ４０によって気密に閉じられると、図８にＫ４で示されている昇温・温度安定工程が実施される。
すなわち、処理室２６が所定の真空度に排気管３０によって真空排気され、ヒータ２２によって所定の処理温度（例えば、８００〜１０００℃）をもって全体にわたって均一に加熱される。

処理室２６の温度が安定すると、図８にＫ５で示されている成膜工程が実施される。
すなわち、成膜工程Ｋ５において、処理ガスが処理室２６にガス供給管４８を通じて所定の流量供給される。これによって、所定の成膜処理が施される。

所定の成膜処理が終了すると、図８にＫ６で示されている窒素（Ｎ₂ ）ガスパージ工程が実施される。
すなわち、窒素ガスパージ工程Ｋ６において、窒素ガスがガス供給管４８を通じて所定の流量および時間（ｔ₆ ）だけ供給されて処理室２６が窒素ガスで置き換えられるとともに温度が下げられる。

取り扱う膜種によって異なるが、昇温・温度安定工程Ｋ４、成膜工程Ｋ５および窒素ガスパージ工程Ｋ６の所要時間（ｔ₄ ＋ｔ₅ ＋ｔ₆ ）は約１時間〜２時間である。つまり、いずれの膜種にせよ、昇温・温度安定工程Ｋ４、成膜工程Ｋ５および窒素ガスパージ工程Ｋ６の所要時間（ｔ₄ ＋ｔ₅ ＋ｔ₆ ）はウエハチャージ工程Ｋ１の所要時間ｔ₁ の約１２分に比べて遙に長期間になる。

なお、この第一ボート５０Ａの熱処理の間に、一対のボート５０、５０の他方のボート（以下、第二ボート５０Ｂという。）が待機ステージ５の待機台１８の上に移送されて待機した状態になっている。

その後、図８にＫ７で示されているボート搬出（ボートアンローディング）工程が実施される。ボート搬出工程Ｋ７の所要時間ｔ₇ は約２分である。

すなわち、ボート搬出工程Ｋ７においては、第一ボート５０Ａを支持したシールキャップ４０がボートエレベータ３８によって下降されて、第一ボート５０Ａが処理室２６から搬出される。
第一ボート５０Ａが搬出されたマニホールド２７の下端開口は、シャッタ８０（図５参照）によって閉鎖され、処理室２６の高温雰囲気が逃げるのを防止される。処理室２６から搬出された第一ボート５０Ａ（保持されたウエハＷ群を含む）は高温の状態になっている。

続いて、図８にＫ８で示されているボート移送工程が実施されて、高温状態の第一ボート５０Ａが熱処理ステージ４から冷却ステージ６に移送される。
ボート移送工程Ｋ８の所要時間ｔ₈ は約０．５分である。

すなわち、図３に示されているように、処理室２６から搬出された高温状態の処理済みの第一ボート５０Ａは、プロセスチューブ２３の軸線上の熱処理ステージ４から冷却ステージ６へボート移送装置１５の第二アーム１７により直ちに移送されて仮置きされる。
この際、第二アーム１７は処理済みの第一ボート５０Ａを垂直に支持した状態で約９０度回動することにより、処理済みの第一ボート５０Ａを熱処理ステージ４のシールキャップ４０の上から冷却ステージ６の冷却台１９の上へ移送し載置する。

冷却ステージ６の冷却台１９に移載された高温状態の処理済み第一ボート５０Ａは、図８にＫ９で示されている冷却工程を実施される。
冷却工程Ｋ９の所要時間ｔ₉ は約１０分である。

冷却工程Ｋ９において、図４に示されているように、冷却ステージ６はクリーンユニット３のクリーンエア吹出口の近傍に設定されているため、冷却ステージ６の冷却台１９に移載された高温状態の第一ボート５０Ａは、クリーンユニット３の吹出口から吹き出すクリーンエア１３によってきわめて効果的に冷却される。
この際、図４に示されているように、クリーンユニット３の吹出口から吹き出したクリーンエア１３の流れは、吹出口から見ると待機ステージ５とは反対方向である筐体２の後部右隅に配置された排気用ファン１４に向かうため、熱処理ステージ４および待機ステージ５の方向には向かわない。
したがって、処理済みの第一ボート５０Ａに接触したクリーンエア１３が熱処理ステージ４および待機ステージ５に流れることにより、熱処理ステージ４および待機ステージ５の第二ボート５０Ｂに保持されたウエハＷ群を汚染することは防止することができる。

その後、冷却台１９の第一ボート５０Ａは図８にＫ１０で示されているボート移送工程を実施される。ボート移送工程Ｋ１０の所要時間ｔ₇ は約０．５分である。
ボート移送工程Ｋ１０は次のように実行される。この際、処理済みの第一ボート５０Ａは充分に冷却されて、例えば、１５０℃以下になっている。

すなわち、ボート移送装置１５の第二アーム１７は第一ボート５０Ａを垂直に支持した状態で、約９０度回動することにより、第一ボート５０Ａを冷却ステージ６から熱処理ステージ４へ移送する。
第一ボート５０Ａが熱処理ステージ４に移送されると、ボート移送装置１５の第一アーム１６が約９０度回転されて熱処理ステージ４に移動され、熱処理ステージ４の第一ボート５０Ａを受け取る。
第一ボート５０Ａを受け取ると、第一アーム１６は元の方向に約９０度逆回転して第一ボート５０Ａを熱処理ステージ４から待機ステージ５に移送して、待機台１８に移載する。待機台１８に移載された状態において、第一ボート５０Ａの３本の保持柱５３はウエハ移載装置１１側が開放した状態になる。

次に、図８にＫ１１で示されているウエハディスチャージ工程がウエハ移載装置１１によって実施される。
ウエハディスチャージ工程Ｋ１１の所要時間ｔ₁₁は約１２分である。
すなわち、ウエハ移載装置１１は待機ステージ５の第一ボート５０Ａから処理済みのウエハＷを受け取ってポッドステージ８のポッド１０に移載して行く。
この際、第一ボート５０Ａがバッチ処理した処理済みウエハＷの枚数は、一台のポッド１０に収納されるウエハＷの枚数よりも多いため、ウエハ移載装置１１はウエハ移載装置エレベータ１２によって昇降されながら、ポッドステージ８に入れ換えられる複数台のポッド１０にウエハＷを所定枚数ずつ収納して行くことになる。
なお、本実施の形態において、第二ボート５０Ｂがボート搬入工程Ｋ３のタイミングであれば、第二ボート５０Ｂの搬入を優先させる。

全ての処理済みウエハＷがポッド１０に戻されると、待機台１８の上の第一ボート５０Ａには、次に処理すべき新規のウエハＷがウエハ移載装置１１によって移載（ウエハチャージ）されて行くウエハチャージ工程Ｋ１が、実行されることになる。

但し、本実施の形態に係るＣＶＤ処理方法においては、ウエハチャージ工程Ｋ１は後述するポッド開放遅延シーケンスによって設定されたタイミングをもって開始されることになる。

以降、前述した作用が第一ボート５０Ａと第二ボート５０Ｂとの間で交互に繰り返されることにより、多数枚のウエハＷがＣＶＤ装置１によってバッチ処理されて行く。

本実施の形態では、第一ボート５０Ａのボート搬入工程Ｋ３において、第一ボート５０Ａが処理室２６に搬入された直後に第二ボート５０Ｂのウエハチャージ工程Ｋ１を開始するように、シーケンスを構成すれば、待ち時間を大幅に短縮することができる。
しかしながら、第一ボート５０Ａが処理室２６に搬入された時の初期には、シールキャップ４０の上面の外周辺部がマニホールド２７の下面にＯリング４１を挟んで着座した状態になっていても、Ｏリング４１でのシールが充分ではない。
この状態で、第二ボート５０Ｂのウエハチャージ工程Ｋ１が開始されて、ポッド１０のドア１０ａが開放されると、ポッド１０内から筐体２内に放出された大気が処理室２６内に吸い込まれてしまうために、制御上意図しない自然酸化膜がウエハの表面に大気中の酸素や水分によって形成されてしまうという障害が起こる。

このＯリング４１でのシールが充分でないために生じるリークによる障害を回避するために、本実施の形態においては、第一ボート５０Ａの搬入工程Ｋ３においてポッド開放遅延部７０によって図９に示されたシーケンスを実行することにより、第一ボート５０ＡのＯリング４１でのリークを完全に防止した後に、第二ボート５０Ｂのウエハチャージ工程Ｋ１を開始するものとした。

本実施の形態に係るポッド開放遅延部７０のシーケンスを図９について説明する。
図９にＳ１で示されている第一ステップにおいて、開放遅延部７０のカウントタイマに遅延時間を予めセットする。
なお、遅延時間は１秒程度である。

次に、図９にＳ２で示されている第二ステップにおいて、「圧力センサ４４が所定値に達したか」が判断される。
本実施の形態においては、第一ボート５０Ａのボート搬入工程Ｋ３においてシールキャップ４０がマニホールド２７の下端面に当接すると、環状溝４２内が排気ライン４３によって真空引きされ、環状溝４２内の圧力は圧力センサ４４によって測定される。そして、環状溝４２内が真空になると、シールキャップ４０はマニホールド２７の下面に真空吸着された状態になるために、Ｏリング４１でのリークを完全に防止することができる。

圧力センサ４４が所定値に達していない場合（ＮＯ）には、第二ステップＳ２に戻り、第二ステップＳ２が繰り返される。

圧力センサ４４が所定値に達した場合（ＹＥＳ）には、第三ステップＳ３に進む。
第三ステップＳ３において、「カウントタイマは零か」が判断される。

カウントタイマが零でない場合（ＮＯ）には、第四ステップＳ４に進む。
第四ステップＳ４においては、ポッド１０の開放作動が禁止される。
さらに、第五ステップＳ５において、「カウントタイマ−１」が実行される。
続いて、第二ステップＳ２に戻る。

カウントタイマが零である場合（ＹＥＳ）には、第六ステップＳ６に進む。
第六ステップＳ６においては、ポッド１０の開放作動の禁止が解除される。
続いて、第七ステップＳ７において、ポッド１０が開放される。
ポッド１０の開放により、ポッド開放遅延のシーケンスは終了する。

ポッド１０の開放に伴って、第二ボート５０Ｂに対するウエハチャージ工程Ｋ１が開始することになる。

なお、以上の説明では第二ボート５０Ｂのウエハチャージ工程Ｋ１の開始時点すなわちポッド１０の開放時期を遅延させる場合について述べたが、第一ボート５０Ａと第二ボート５０Ｂとは交互に同じように運用されるため、第一ボート５０Ａのウエハチャージ工程Ｋ１についても同様に遅延されて実行される。

また、本実施の形態においては、ウエハチャージ工程Ｋ１についてポッド１０の開放時期を遅延させる場合について述べたが、ウエハディスチャージ工程Ｋ１１においても同様に遅延させて実行しても構わない。

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。

一方のボートの搬入工程において当該ボートのＯリングでのリークを完全に防止した後に、他方のボートのウエハチャージ工程を開始すなわちポッドを開放することにより、ボート搬入工程のＯリングでのリークによる障害を回避することができるので、自然酸化膜がウエハの表面に大気中の酸素や水分によって形成されてしまうという障害が起こるのを未然に防止することができる。

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。

例えば、Ｏリングでのリークの検出方法は、「圧力センサが所定値に達したか」によって判断する方法を使用するに限らず、シールキャップと処理炉との密着面に圧電素子を介設して判断する方法等を使用してもよい。

ＣＶＤ装置はアニール処理や酸化膜形成処理、拡散処理および成膜処理等の熱処理全般に使用することができる。

本実施の形態ではバッチ式縦形ホットウオール形ＣＶＤ装置を使用する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、バッチ式横形ホットウオール形ＣＶＤ装置等の基板処理装置全般に適用することができる。

前記実施の形態ではウエハに熱処理が施される場合について説明したが、被処理基板はホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。

本発明の一実施の形態であるＣＶＤ装置を示す平面断面図である。その斜視図である。処理済みボートの冷却中を示す斜視図である。同じく平面断面図である。処理炉を通る正面断面図である。処理炉の成膜処理中を示す正面断面図である。制御システムを示すブロック図である。ＣＶＤ処理方法を示すタイムチャートである。ポッド開放遅延シーケンスを示すフローチャートである。

符号の説明

Ｗ…ウエハ（基板）、１…ＣＶＤ装置（基板処理装置）、２…筐体、３…クリーンユニット、４…熱処理ステージ、５…待機ステージ、６…冷却ステージ、７…ウエハローディングステージ、８…ポッドステージ、９…ノッチ合わせ装置、１０…ポッド、１０ａ…ドア、１１…ウエハ移載装置、１２…エレベータ、１３…クリーンエア、１４…排気用ファン、１５…ボート移送装置、１６…第一アーム、１７…第二アーム、１８…待機台、１９…冷却台、２０…ヒータベース、２１…処理炉、２２…ヒータ、２３…プロセスチューブ、２４…アウタチューブ、２５…インナチューブ、２６…処理室、２７…マニホールド、２８…Ｏリング、２９…筒状空間、３０…排気管、３１…圧力センサ、３２…圧力調整装置（可変コンダクタンスバルブ）、３３…真空排気装置、３４…圧力制御部、３５…温度センサ、３６…温度制御部、３７…駆動制御部、３８…ボートエレベータ、３９…昇降アーム、４０…シールキャップ、４１…Ｏリング、４２…環状溝、４３…排気ライン、４４…圧力センサ、４５…圧力調整装置（可変コンダクタンスバルブ）、４６…真空排気装置、４７…ノズル、４８…ガス供給管、４９…ＭＦＣ（マスフローコントローラ）、４９Ａ…ガス流量制御部、５０…ボート、５０Ａ…第一ボート、５０Ｂ…第二ボート、５３…保持柱、５４…スロット（保持溝）、５５…断熱板、６０…制御システム、６１…熱処理ステージコントローラ、６２…待機ステージコントローラ、６３…冷却ステージコントローラ、６４…ウエハローディングステージコントローラ、６５…ポットステージコントローラ、６６…制御ネットワーク、６７…メインコントローラ、６８…コンソール（制御卓）、６９…記憶装置、７０…ポッド開放遅延部。

Claims

複数枚の基板を処理室に搬入搬出するボートを二台以上備えており、前記複数枚の基板を保持した一のボートと処理室とが密閉されている間に、他のボートに新規の基板を基板移載装置によって移載する基板処理装置において、
前記一のボートを前記処理室内に搬入した後に、前記ボートを支持する蓋体に敷設されて前記処理室を密閉するシール部材の間に形成した空間が所定の圧力に到達したら、前記他のボートに前記複数枚の基板を前記基板移載装置によって移載する作業を開始させることを特徴とする基板処理装置。