JP2009033019A - Substrate treating apparatus, and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、熱処理を施す処理室を閉塞する蓋体の冷却技術に係り、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。)に成膜や酸化、拡散およびアニール等の熱処理(thermal treatment )を施すのに利用して有効なものに関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a cooling technique for a lid that closes a processing chamber to be subjected to heat treatment, for example, in a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as an IC). The present invention relates to a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) on which an IC is manufactured, which is effective for applying thermal treatment such as film formation, oxidation, diffusion and annealing.
ICの製造方法においては、ウエハに窒化シリコンやポリシリコン等のCVD膜を形成するCVD膜形成工程にバッチ式縦形ホットウオール形減圧CVD装置(以下、バッチ式CVD装置という。)が、広く使用されている。
バッチ式CVD装置は、ウエハが搬入される処理室を形成し縦形に設置されたプロセスチューブと、処理室に原料ガスを導入するガス導入管と、処理室を排気する排気管と、プロセスチューブの外側に敷設されて処理室を加熱するヒータと、処理室の炉口を開閉する蓋体としてのシールキャップと、シールキャップの上に垂直に設置されて複数枚のウエハを保持するボートとを備えている。
複数枚のウエハはボートによって長く整列されて保持された状態で、処理室に下端の炉口から搬入(ボートローディング)される。シールキャップによって炉口が閉塞された状態で、処理室内に原料ガスがガス導入管から導入されるとともに、ヒータによって処理室が加熱されることにより、ウエハはCVD膜をデポジションされる。
In an IC manufacturing method, a batch type vertical hot wall type low pressure CVD apparatus (hereinafter referred to as a batch type CVD apparatus) is widely used in a CVD film forming process for forming a CVD film such as silicon nitride or polysilicon on a wafer. ing.
The batch-type CVD apparatus includes a process tube that is vertically formed to form a processing chamber into which a wafer is loaded, a gas introduction pipe that introduces a raw material gas into the processing chamber, an exhaust pipe that exhausts the processing chamber, and a process tube A heater that is installed outside and heats the processing chamber, a seal cap that serves as a lid for opening and closing the furnace port of the processing chamber, and a boat that is vertically installed on the seal cap and holds a plurality of wafers. ing.
The plurality of wafers are loaded into the processing chamber from the bottom furnace port (boat loading) in a state where they are long aligned and held by the boat. With the furnace port closed by the seal cap, the source gas is introduced into the processing chamber from the gas introduction pipe, and the processing chamber is heated by the heater, whereby the wafer is deposited with the CVD film.
従来のこの種のバッチ式CVD装置においては、ウエハが処理室に搬入される前およびウエハが処理室から搬出された後の待機運転中(以下、アイドル運転中という。)に処理室の雰囲気が炉口から放出するのを防止するために、処理室の炉口が蓋体としてのシャッタによって閉じられるように構成されている。
このシャッタは熱せられた状態の処理室によって加熱されるので、シャッタ内には熱変形を防止するための冷却媒体としての冷却水が流通される。例えば、特許文献1参照。
Since the shutter is heated by the heated processing chamber, cooling water as a cooling medium for preventing thermal deformation is circulated in the shutter. For example, see
しかしながら、冷却水を流通させてシャッタの熱変形を防止するバッチ式CVD装置においては、シャッタを長時間高温に晒していたり、長期間にわたって使用していると、金属破壊や金属劣化が発生してしまうという問題点があった。殊に、冷却水流路付近では熱変動が大きいために、水漏れ等の事故が発生してしまう。
シャッタの真下には熱せられたボートが位置する状態になるために、万一、漏れた冷却水が落下して熱処理後のウエハに直撃したり、劣化した金属物を含有した状態で飛散したりすると、ウエハへのダメージを起こす原因になる。
一方、シャッタは炉口を開閉する必要上、シャッタを駆動するための駆動装置を備えているので、水漏れに対して安全対策を講ずることは困難である。
However, in a batch type CVD apparatus that circulates cooling water to prevent thermal deformation of the shutter, if the shutter is exposed to a high temperature for a long time or used for a long time, metal destruction or metal deterioration occurs. There was a problem of end. In particular, since the heat fluctuation is large near the cooling water flow path, an accident such as water leakage occurs.
Since the heated boat is located directly under the shutter, in the unlikely event that the leaked cooling water falls and hits the heat-treated wafer directly, or it scatters in a state containing deteriorated metal objects This will cause damage to the wafer.
On the other hand, since it is necessary to open and close the furnace port, the shutter is provided with a drive device for driving the shutter, so it is difficult to take safety measures against water leakage.
本発明の目的は、シャッタの冷却液体の漏洩による二次的障害の発生を防止することができる基板処理装置および半導体装置の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a semiconductor device manufacturing method capable of preventing the occurrence of a secondary failure due to leakage of cooling liquid from a shutter.
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)基板を処理する処理室と、
該処理室の下方に連設する待機室と、
前記処理室と前記待機室との間を開閉する蓋体と、
該蓋体に設けられ、冷却液体が流通する冷却液体通路と、
前記蓋体に設けられ、前記冷却液体通路から漏れる前記冷却液体を受ける液体受け手段と、
を備える基板処理装置。
(2)前記(1)の基板処理装置を用いる半導体装置の製造方法であって、
前記待機室から前記処理室へ前記基板を搬入するステップと、
前記処理室内で前記基板を処理するステップと、
前記処理室内から前記待機室へ前記基板を搬出するステップと、
前記冷却液体通路に前記冷却液体が流通した状態の前記蓋体で前記処理室と前記待機室との間を閉じるステップと、
を有する半導体装置の製造方法。
Typical means for solving the above-described problems are as follows.
(1) a processing chamber for processing a substrate;
A standby chamber provided continuously below the processing chamber;
A lid that opens and closes between the processing chamber and the standby chamber;
A cooling liquid passage provided in the lid and through which the cooling liquid flows;
Liquid receiving means provided on the lid for receiving the cooling liquid leaking from the cooling liquid passage;
A substrate processing apparatus comprising:
(2) A method of manufacturing a semiconductor device using the substrate processing apparatus of (1),
Carrying the substrate from the standby chamber into the processing chamber;
Processing the substrate in the processing chamber;
Unloading the substrate from the processing chamber to the standby chamber;
Closing the space between the processing chamber and the standby chamber with the lid body in a state in which the cooling liquid flows in the cooling liquid passage;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記(1)(2)によれば、蓋体には冷却液体通路から漏れる冷却液体を受ける液体受け手段が設けられているので、万一、蓋体から冷却液体が漏れたとしても、冷却液体による二次的障害の発生を未然に防止することができる。 According to the above (1) and (2), since the lid is provided with the liquid receiving means for receiving the cooling liquid leaking from the cooling liquid passage, even if the cooling liquid leaks from the lid, It is possible to prevent the occurrence of a secondary failure due to.
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、バッチ式CVD装置すなわちバッチ式縦形ホットウオール形減圧CVD装置として、図1、図2および図3に示されているように構成されている。
また、本実施の形態においては、被処理基板としてのウエハ1を収納したキャリア(収納容器)としては、ポッド2が使用されている。
ポッド2は一つの面が開口された略立方体の箱形状に形成されており、その開口部であるウエハ出し入れ口3には、これを開閉する蓋体としてのキャップ4が着脱自在に装着されている。
In the present embodiment, the substrate processing apparatus according to the present invention is configured as a batch type CVD apparatus, that is, a batch type vertical hot wall type low pressure CVD apparatus, as shown in FIGS. .
In this embodiment, a
The
バッチ式CVD装置10は筐体11を備えている。
筐体11の正面壁11aの正面前方部にはメンテナンス可能なように設けられた正面メンテナンス口12が開設されており、正面メンテナンス口12を開閉する正面メンテナンス扉13、13がそれぞれ建て付けられている。
筐体11の正面壁11aにはポッド搬入搬出口14が筐体11の内外を連通するように開設されており、ポッド搬入搬出口14はフロントシャッタ15によって開閉される。
ポッド搬入搬出口14の正面前方側にはロードポート16が設置されており、ロードポート16はポッド2を載置されて位置合わせする。
ポッド2はロードポート16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、ロードポート16上から搬出される。
The batch type CVD apparatus 10 includes a
A
A pod loading /
A
The
筐体11内の前後方向の略中央部における上部には、回転式ポッド棚17が設置されており、回転式ポッド棚17は複数個のポッド2を保管する。
すなわち、回転式ポッド棚17は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱18と、支柱18に上中下段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板19とを備えており、複数枚の棚板19はポッド2を複数個宛それぞれ載置した状態で保持する。
A
That is, the
筐体11内におけるロードポート16と回転式ポッド棚17との間には、ポッド搬送装置20が設置されており、ポッド搬送装置20はポッド2を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ20aとポッド搬送機構20bとで構成されている。
ポッド搬送装置20はポッドエレベータ20aとポッド搬送機構20bとの連続動作により、ロードポート16と回転式ポッド棚17とポッドオープナ21との間で、ポッド2を搬送する。
A
The pod carrying
筐体11内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体24が後端にわたって構築されている。サブ筐体24の正面壁24aにはウエハ1をサブ筐体24内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口25が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口25、25には一対のポッドオープナ21、21がそれぞれ設置されている。
ポッドオープナ21はポッド2を載置する載置台22と、ポッド2のキャップ4を着脱するキャップ着脱機構23とを備えている。ポッドオープナ21は載置台22に載置されたポッド2のキャップ4をキャップ着脱機構23によって着脱することにより、ポッド2のウエハ出し入れ口3を開閉する。
A
The
サブ筐体24はポッド搬送装置20や回転式ポッド棚17の設置空間から流体的に隔絶された移載室26を構成している。
移載室26の前側領域にはウエハ移載機構27が設置されており、ウエハ移載機構27はウエハ1を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置27aと、ウエハ移載装置27aを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ27bとにより構成されている。
図1に想像線で示されているように、ウエハ移載装置エレベータ27bは筐体11右側端部と、サブ筐体24の前方領域右端部との間に設置されている。
これらウエハ移載装置エレベータ27bとウエハ移載装置27aとの連続動作により、ウエハ移載装置27aのツイーザ27cは後述するボートに対してウエハ1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。
The
A
As indicated by an imaginary line in FIG. 1, the wafer
By the continuous operation of the wafer
図1に想像線で示されているように、筐体11の右側端部とサブ筐体24の待機室28の右端部との間には、後述するボート36を昇降させるためのボートエレベータ29が設置されている。
ボートエレベータ29の昇降台に連結された連結具としてのアーム30には蓋体としてのシールキャップ31が水平に据え付けられている。シールキャップ31はボート36を垂直に支持し、後述する処理炉の下端部を閉塞可能なように構成されている。
シールキャップ31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31の上面には処理炉の下端と当接するシール部材としてのOリング32が設けられている。
As indicated by an imaginary line in FIG. 1, a
A
The
シールキャップ31の処理炉と反対側には、ボートを回転させる回転機構33が設置されている。回転機構33の回転軸34はシールキャップ31を貫通して、ボート36に接続されており、ボート36を回転させることでウエハ1を回転させる。
回転機構33およびボートエレベータ29には、駆動制御部35が電気配線Aによって電気的に接続されている。駆動制御部35は回転機構33およびボートエレベータ29を所望の動作をするように所望のタイミングにて制御する。
A
A
ボート36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(例えば、50枚〜125程度)のウエハ1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36の下部には断熱部材としての断熱板37が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、断熱板37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に形成されている。断熱板37は後述するヒータからの熱がマニホールド側に伝わり難くさせる働きをする。
The
In addition, a plurality of
図1に想像線で示されているように、移載室26のウエハ移載装置エレベータ27b側およびボートエレベータ29側と反対側である左側端部には、クリーンユニット38が設置されている。クリーンユニット38は供給フアンおよび防塵フィルタで構成されており、清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエア39を供給する。
図示はしないが、ウエハ移載装置27aとクリーンユニット38との間にはウエハの円周方向の位置を整合させるノッチ合わせ装置が設置されている。
クリーンユニット38から吹き出されたクリーンエア39は、ノッチ合わせ装置およびウエハ移載装置27a、待機室28にあるボート36に流通された後に、図示しないダクトにより吸い込まれて、筐体11の外部に排気がなされるか、もしくはクリーンユニット38の吸い込み側である一次側(供給側)にまで循環され、再びクリーンユニット38によって、移載室26内に吹き出される。
As indicated by imaginary lines in FIG. 1, a
Although not shown, a notch aligner for aligning the circumferential position of the wafer is installed between the
The
待機室28の上方には処理炉50が設けられており、待機室28の天井付近には処理室と待機室28との間を開閉する蓋体としてのシャッタ41が設置されている。
図2、図4および図5に示されているように、シャッタ41はシャッタ昇降回転装置40によって処理炉50の下端面にシール状態で当接するポジションと処理炉50の下端面をシールキャップにてシール状態で当接するポジションまで退避可能なように構成されている。シャッタ昇降回転装置40はボートエレベータ29側に設置されている。
シャッタ昇降回転装置40は電気配線Eによって駆動制御部35に電気的に接続されている。駆動制御部35により、シャッタ昇降回転装置40を所望の動作をするように所望のタイミングにて制御する。
なお、駆動制御部35にて制御するに限らず、個別に制御部を設けるようにしてもよい。
シャッタ41はステンレス鋼等の金属材料が使用されて、図4および図5に示されているように、円盤形状に形成されている。図5に示されているように、シャッタ41には冷却液体としての冷却水を流通させる冷却水流通路(以下、冷却水路という。)42が敷設されている。
A
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the
The shutter lifting / lowering
The control is not limited to the
The
図6に示されているように、シャッタ41の下側には冷却水路42から漏れる冷却水を受ける液体受け手段としての漏水パン43が設けられており、漏水パン43はシャッタ41の開閉作動と共に一体作動するようにシャッタ41に取り付けられている。
漏水パン43はシャッタ41よりも若干大きめの円形フライパン形状に形成された本体43aを備えており、本体43aはシャッタ41を下方から被覆するように配置されている。本体43aの外周の一部には取付け穴43bが形成されており、漏水パン43は取付け穴43bからネジなどの連結部材によってシャッタ41の連結部41bに一体化され一体的に移動するように取り付けられている。
本体43aの下面の一部には細長いパイプ形状の排水路43cが敷設されており、排水路43cの一部には下向きに傾斜する傾斜部43dが形成されている。
本体43aの底面には複数個の取水口43eが排水路43c内に連通するように開口されている。排水路43cの傾斜部43dの下端には排水口43fが開口されている。
As shown in FIG. 6, a
The
An elongated pipe-shaped
A plurality of
待機室28の漏水パン43と隣接する位置には、漏水パン43に溜まった漏水を排出する排出手段としての排水路44が設置されている。排水路44は排水受け44aと排水管44bと上下で一対の支持部材44c、44cとを備えている。
排水受け44aは平面視が略長方形で上面が開口した箱形状に形成されており、排水受け44aの大きさは、漏水パン43の排水口43fがシャッタ41の開閉と一体作動する範囲よりも大きくなるように設定されている。すなわち、少なくとも、図5に示されているように、炉口を閉じたポジションPCから炉口を開きボートおよびシールキャップが炉内に搬入されて来るのに邪魔にならないポジションPOの範囲に設定されている。
排水管44bは上下両端が開口した四角形パイプ形状に形成されており、排水管44bの上端開口は排水受け44aの底面の略中央部に接続されている。排水管44bは垂直に立脚された状態で、上下で一対の支持部材44c、44cによって待機室28側面に固定されている。
A
The drain receiver 44a is formed in a box shape having a substantially rectangular shape in plan view and an upper surface opened. The drain receiver 44a is larger than the range in which the
The
排水管44bの下端開口は待機室28の底壁の近傍に配置されている。排水管44bの下端開口には、漏水を検知する漏水有無検知センサとしての漏水センサ45が設置されている。漏水センサ45は漏水を検出した時に警報を発生するように構成されている。
The lower end opening of the
図3に示されているように、処理炉50は加熱機構としてのヒータ52を有する。
ヒータ52は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース51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52の内側には反応管としてのプロセスチューブ53が、ヒータ52と同心円状に配設されている。プロセスチューブ53は外部反応管としてのアウタチューブ54と、内部反応管としてのインナチューブ55とから構成されている。
アウタチューブ54は、例えば石英または炭化シリコンの耐熱性材料からなり、内径がインナチューブ55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55と同心円状に設けられている。
インナチューブ55は、例えば石英(SiO2 )または炭化シリコン(SiC)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55の筒中空部は処理室56を形成している。処理室56はウエハ1をボート36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54とインナチューブ55との隙間によって筒状空間57が形成されている。
As shown in FIG. 3, the
The
A
The
The
A
アウタチューブ54の下方にはマニホールド59が、アウタチューブ54と同心円状に配設されている。マニホールド59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59は、アウタチューブ54とインナチューブ55とに係合しており、これらを支持している。マニホールド59がヒータベース51に支持されることにより、プロセスチューブ53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53とマニホールド59により反応容器が形成される。
なお、マニホールド59とアウタチューブ54との間にはシール部材としてのOリング58が設けられている。
A manifold 59 is disposed below the
The manifold 59 is engaged with and supports the
A reaction vessel is formed by the
An O-
マニホールド59には排気管60が接続されており、排気管60は処理室56内の雰囲気を排気する。排気管60はアウタチューブ54とインナチューブ55との隙間によって形成された筒状空間57の下端部に配置されており、筒状空間57に連通している。
排気管60のマニホールド59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61および圧力調整装置62を介して真空ポンプ等の排気装置63が接続されており、排気装置63は処理室56内の圧力が所定の圧力(真空度)となるように排気する。
圧力センサ61および圧力調整装置62には圧力制御部64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64は圧力センサ61により検出された圧力に基づいて圧力調整装置62を処理室56内の圧力が所望の圧力となるように所望のタイミングをもって制御する。
An exhaust pipe 60 is connected to the manifold 59, and the exhaust pipe 60 exhausts the atmosphere in the
An
A
シールキャップ31にはガス導入部としてのノズル65が処理室56内に連通するように接続されており、ノズル65にはガス供給管66が接続されている。
ガス供給管66のノズル65との接続側と反対側である上流側には、ガス流量制御器としてのMFC(マスフローコントローラ)67を介してガス供給源68が接続されている。ガス供給源68は処理ガスや不活性ガスを供給する。
MFC67にはガス流量制御部69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69は供給するガスの流量が所望の量となるように、MFC67を所望のタイミングをもって制御する。
A nozzle 65 as a gas introduction part is connected to the
A gas supply source 68 is connected to an upstream side of the gas supply pipe 66 opposite to the connection side with the nozzle 65 via an MFC (mass flow controller) 67 as a gas flow rate controller. The gas supply source 68 supplies a processing gas and an inert gas.
A gas flow
プロセスチューブ53内には温度検出器としての温度センサ70が設置されている。
ヒータ52と温度センサ70には温度制御部71が電気配線Dによって電気的に接続されている。温度制御部71は温度センサ70により検出された温度情報に基づき処理室56内の温度が所望の温度分布となるように、ヒータ52への通電具合を所望のタイミングをもって制御する。
A
A temperature control unit 71 is electrically connected to the
駆動制御部35、圧力制御部64、ガス流量制御部69および温度制御部71は、操作部や入出力部をも構成し、バッチ式CVD装置10全体を制御する主制御部72に電気的に接続されている。
駆動制御部35、圧力制御部64、ガス流量制御部69、温度制御部71および主制御部72はコントローラ73を構成している。
The
The
次に、以上の構成に係るバッチ式CVD装置を用いた本発明の一実施の形態であるICの製造方法における成膜工程を説明する。 Next, a film forming process in an IC manufacturing method according to an embodiment of the present invention using the batch type CVD apparatus having the above configuration will be described.
図1および図2に示されているように、ポッド2がロードポート16に供給されると、ポッド搬入搬出口14がフロントシャッタ15によって開放され、ロードポート16の上のポッド2はポッド搬送装置20によって筐体11の内部へポッド搬入搬出口14から搬入される。
搬入されたポッド2は回転式ポッド棚17の指定された棚板19へポッド搬送装置20によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、棚板19から一方のポッドオープナ21に搬送されて載置台22に移載されるか、もしくは直接ポッドオープナ21に搬送されて載置台22に移載される。
この際、ポッドオープナ21のウエハ搬入搬出口25はキャップ着脱機構23によって閉じられており、移載室26にはクリーンエア39が流通され、充満されている。
例えば、移載室26にはクリーンエア39として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が20ppm以下と、筐体11の内部(大気雰囲気)の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, when the
The loaded
At this time, the wafer loading / unloading
For example, the
載置台22に載置されたポッド2はその開口側端面がサブ筐体24の正面壁24aにおけるウエハ搬入搬出口25の開口縁辺部に押し付けられるとともに、キャップ4がキャップ着脱機構23によって取り外され、ウエハ出し入れ口3を開放される。
ポッド2がポッドオープナ21によって開放されると、ウエハ1はポッド2からウエハ移載装置27aのツイーザ27cによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、ノッチ合わせ装置にてウエハを整合した後に、移載室26の後方にある待機室28へ搬入され、ボート36に装填(チャージング)される。
ボート36にウエハ1を受け渡したウエハ移載装置27aはポッド2に戻り、次のウエハ2をボート36に装填する。
The
When the
The
この一方(上段または下段)のポッドオープナ21におけるウエハ移載機構27によるウエハのボート36への装填作業中に、他方(下段または上段)のポッドオープナ21には回転式ポッド棚17から別のポッド2がポッド搬送装置20によって搬送されて移載され、ポッドオープナ21によるポッド2の開放作業が同時進行される。
During the loading operation of the wafer into the
予め指定された枚数のウエハ1がボート36に装填されると、シャッタ41によって閉じられていた処理炉50の下端部がシャッタ41によって開放される。
続いて、ウエハ1を保持したボート36はシールキャップ31がボートエレベータ29によって上昇されることにより、処理炉50内へ搬入(ローディング)されて行く。
When a predetermined number of
Subsequently, the
次に、処理炉50による成膜ステップを説明する。
なお、以下の説明において、処理炉50を構成する各部の動作はコントローラ73により制御される。
Next, the film forming step by the
In the following description, the operation of each part constituting the
複数枚のウエハ1がボート36に装填(ウエハチャージ)されると、図3に示されているように、複数枚のウエハ1を保持したボート36は、ボートエレベータ29によって持ち上げられて処理室56に搬入(ボートローディング)される。この状態で、シールキャップ31はOリング32を介してマニホールド59の下端をシールした状態となる。
When the plurality of
処理室56内が所望の圧力(真空度)となるように排気装置63によって排気される。この際、処理室56内の圧力は圧力センサ61で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調節装置62が、フィードバック制御される。
また、処理室56内が所望の温度となるようにヒータ52によって加熱される。この際、処理室56内が所望の温度分布となるように、温度センサ70が検出した温度情報に基づきヒータ52への通電具合がフィードバック制御される。
続いて、回転機構33によってボート36が回転されることにより、ウエハ1が回転される。
The
Further, the
Subsequently, when the
次いで、ガス供給源68から供給されMFC67によって所望の流量となるように制御されたガスは、ガス供給管66を流通してノズル65から処理室56内に導入される。
導入されたガスは処理室56内を上昇し、インナチューブ55の上端開口から筒状空間57に流出して排気管60から排気される。
ガスは処理室56内を通過する際にウエハ1の表面と接触し、この際に熱CVD反応によってウエハ1の表面上に薄膜が堆積(デポジション)される。
Next, the gas supplied from the gas supply source 68 and controlled to have a desired flow rate by the MFC 67 flows through the gas supply pipe 66 and is introduced into the
The introduced gas rises in the
The gas contacts the surface of the
予め設定された処理時間が経過すると、ガス供給源68から不活性ガスが供給されて、処理室56内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室56内の圧力が常圧に復帰される。
When a preset processing time elapses, an inert gas is supplied from the gas supply source 68, the inside of the
その後、ボートエレベータ29によりシールキャップ31が下降されて、マニホールド59の下端が開口されるとともに、処理済ウエハ1がボート36に保持された状態でマニホールド59の下端からプロセスチューブ53の外部に搬出(ボートアンローディング)される。
その後、処理済ウエハ1はボート36から取出される(ウエハディスチャージ)。
Thereafter, the
Thereafter, the processed
次に、バッチ式CVD装置のアイドル運転ステップにおけるシャッタおよび漏水パン等の作用を説明する。 Next, operations of the shutter and the water leakage pan in the idle operation step of the batch type CVD apparatus will be described.
図2に示されているように、アイドル運転ステップにおいてはシャッタ41がマニホールド59の下端面にシール状態に当接されて処理室56が閉じられ、処理室56が排気されつつ不活性ガスとしての窒素ガスが供給される。
また、処理室56の温度は処理温度よりも低く処理温度に昇温させ易いアイドル運転温度(例えば、600℃)に維持される。
処理室56に対してアイドル運転ステップが実行されている間に、処理室56の外部においては処理済みウエハ1と、これから処理するウエハ1との交換作業が同時進行されている。
この際、処理室56がシャッタ41によって閉じられていることにより、処理室56の雰囲気が外部に漏洩するのを阻止されているため、交換作業中のウエハ1が処理室56の雰囲気に悪影響を受けるのを防止することができる。
As shown in FIG. 2, in the idle operation step, the
Further, the temperature of the
While the idle operation step is being performed on the
At this time, since the
処理室56はアイドル運転中も高温に維持されているため、処理室56を閉じたシャッタ41は加熱されて昇温する。シャッタ41が昇温すると、処理室56の熱気の遮断効果が低下するために、処理室56の外部のウエハ1に悪影響が及ぶ。
そこで、シャッタ41の昇温による悪影響を防止するために、シャッタ41には冷却水が冷却水路42に流通されて、シャッタ41が強制的に冷却される。
Since the
Therefore, in order to prevent an adverse effect due to the temperature rise of the
ところで、シャッタ41が長時間高温に晒されたり、長期間にわたって使用されていると、冷却水路42付近では熱変動が大きく、金属破壊や金属劣化が発生してしまい易いために、水漏れが発生する可能性がある。
アイドル運転ステップ中のシャッタ41の真下には熱せられたボート36が位置する状態になるために、万一、漏れた冷却水が落下して熱処理後のウエハ1に直撃したり、劣化した金属物を含有した状態で冷却水が飛散したりすると、金属汚染等のウエハ1へのダメージを引き起こす原因になる。
By the way, if the
Since the
しかし、本実施の形態においては、シャッタ41の真下に漏水パン43が設けられており、漏水パン43に溜まった漏水を下方に排水する排水路44が設けられているので、万一、シャッタ41から冷却水が漏れたとしても、冷却水による二次的障害の発生は未然に防止することができる。
However, in the present embodiment, the
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)漏水パンをシャッタに一体移動するように取り付けることにより、シャッタがいずれの場所に位置していても、シャッタから漏洩した冷却水を漏水パンによって確実に受け止めることができるので、漏水が熱せられたボートに落下してウエハに直撃する事態の発生を確実に防止することができる。 (1) By attaching the water leakage pan to the shutter so as to move integrally, the water leaking from the shutter can be reliably received by the water leakage pan regardless of where the shutter is located. It is possible to reliably prevent the occurrence of a situation where the wafer falls to the boat and hits the wafer directly.
(2)より好ましくは、漏水パンと隣接する位置に漏水パンに溜まった漏水を下方に排水する排水路を設置するとよい。これにより、金属汚染物質を含有した漏水が飛散するのを防止することができるので、当該漏水による金属汚染を未然に防止することができる。 (2) More preferably, a drainage channel for draining the leaked water accumulated in the leaking pan at a position adjacent to the leaking pan may be installed. Thereby, since it is possible to prevent the leakage of water containing the metal contaminants from being scattered, it is possible to prevent metal contamination due to the leakage of water.
(3)より好ましくは、漏水パンに敷設した排水路に傾斜部を形成して傾斜下端の排水口を排水路に対向させるとよい。これにより、漏水パンに溜まった漏水を排水路に確実に導くことができるので、漏水の飛散をより一層確実に防止することができる。 (3) More preferably, it is good to form an inclined part in the drainage channel laid in the leaking pan, and to make the drain outlet at the lower end of the slope face the drainage channel. Thereby, since the water leaked in the water leak pan can be reliably guided to the drainage channel, the leakage of the water leak can be more reliably prevented.
(4)より好ましくは、排水路の排水受けの大きさを漏水パンの排水口がシャッタの開閉と一体移動する範囲よりも大きくなるように設定するとよい。これにより、シャッタがいずれの場所に位置していても、漏水パンに溜まった漏水を排水路によって確実に受け取ることができるので、漏水の飛散をより一層確実に防止することができる。 (4) More preferably, the size of the drainage receptacle of the drainage channel is set to be larger than the range in which the drainage port of the water leakage pan moves integrally with the opening and closing of the shutter. Thereby, regardless of the location of the shutter, the water leaked in the water leak pan can be reliably received by the drainage channel, so that the leakage of the water leak can be more reliably prevented.
(5)より好ましくは、排水路の排水受けの底面に排水管の上端を接続するとともに、ボートを避けるように排水管の下端を待機室の底壁に配置するとよい。これにより、排水受けが受けた漏水を排水管を伝わせて待機室の底壁まで導くことができるので、漏水の飛散をより一層確実に防止することができる。 (5) More preferably, the upper end of the drainage pipe is connected to the bottom surface of the drainage receptacle of the drainage channel, and the lower end of the drainage pipe is arranged on the bottom wall of the standby chamber so as to avoid the boat. As a result, the water leak received by the drain receiver can be guided to the bottom wall of the standby chamber through the drain pipe, so that the leakage of the leak water can be more reliably prevented.
(6)より好ましくは、排水路の排水受けの底面に排水管の上端を接続するとともに、ボートを避けるように排水管の下端を待機室の底壁に配置するとよい。これにより、例えば、漏水パン内に漏水センサを設けると、シャッタの開閉動作により、漏水センサのケーブルが断線してしまう危惧があるし、シャッタ近傍は反応炉内からの熱影響により、漏水センサが熱的ダメージを受けるため、設置が困難であるが、熱的ダメージを受ける高温域から離れた場所である待機室の底壁に漏水センサを配置することができるので、シャッタの漏水を検知し警報することができる。 (6) More preferably, the upper end of the drain pipe is connected to the bottom surface of the drain receiver of the drain channel, and the lower end of the drain pipe is arranged on the bottom wall of the standby chamber so as to avoid the boat. Thus, for example, if a water leakage sensor is provided in the water leakage pan, there is a risk that the cable of the water leakage sensor may be disconnected due to the opening / closing operation of the shutter, and the water leakage sensor near the shutter is affected by the heat from inside the reactor. Installation is difficult due to thermal damage, but a water leakage sensor can be placed on the bottom wall of the waiting room, away from the high temperature area where thermal damage is received. can do.
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、冷却液体としては、工業用水を使用するに限らず、純水やその他の冷却液体を使用してもよい。 For example, the cooling liquid is not limited to industrial water, and pure water or other cooling liquids may be used.
例えば、サブ筐体は内部を真空引き可能な耐圧筐体としてもよい。 For example, the sub-case may be a pressure-resistant case that can be evacuated.
例えば、漏水有無検知センサは、排水管44bの下端開口に設けずに、待機室28の底壁に這わせるように設けてもよい。
For example, the water leakage presence / absence detection sensor may be provided not to be provided at the lower end opening of the
前記した実施の形態においては、バッチ式CVD装置に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、拡散装置やアニール装置および酸化装置等の基板処理装置全般に適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a batch type CVD apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to all substrate processing apparatuses such as a diffusion apparatus, an annealing apparatus, and an oxidation apparatus.
基板はウエハに限らず、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。 The substrate is not limited to a wafer, but may be a photomask, a printed wiring board, a liquid crystal panel, a compact disk, a magnetic disk, or the like.
なお、好ましい実施の形態を付記する。
(1)基板を処理する処理室と、
該処理室の下方に連設する待機室と、
前記処理室と前記待機室との間を開閉する蓋体と、
該蓋体に設けられ、冷却液体が流通する冷却液体通路と、
前記蓋体に設けられ、前記冷却液体通路から漏れる前記冷却液体を受ける液体受け手段と、
を備える基板処理装置。
(2)前記(1)の基板処理装置を用いる半導体装置の製造方法であって、
前記待機室から前記処理室へ前記基板を搬入するステップと、
前記処理室内で前記基板を処理するステップと、
前記処理室内から前記待機室へ前記基板を搬出するステップと、
前記冷却液体通路に前記冷却液体が流通した状態の前記蓋体で前記処理室と前記待機室との間を閉じるステップと、
を有する半導体装置の製造方法。
(3)前記液体受け手段は、前記蓋体の開閉作動と一体作動する前記(1)の基板処理装置。
(4)前記液体受け手段と隣接するように前記待機室の一部に固定され、前記液体受け手段に溜まった液体を排出する排出手段をさらに備える前記(1)の基板処理装置。
(5)前記液体受け手段は、底面の少なくとも一部が前記排出手段に向けて傾斜した傾斜部を有する前記(4)の基板処理装置。
(6)前記排出手段は、前記傾斜部にある排出口が前記蓋体の開閉作動と一体作動する作動範囲よりも大きい排出受け部を有する前記(5)の基板処理装置。
(7)前記排出手段より下流側には、液体を検知する液体有無検知センサが設けられている前記(4)(6)の基板処理装置。
(8)前記液体受け手段は、凹面を有する平形鍋形状の容器で形成されている前記(1)の基板処理装置。
(9)前記基板を支持する基板保持具を保持しつつ前記処理室と前記待機室との間で搬入搬出する支持蓋体と、少なくとも該支持蓋体が前記基板保持具を前記処理室から搬出し、前記待機室に有する時に、前記処理室と前記待機室との間を前記蓋体が閉じるように制御する制御部とをさらに備える前記(1)の基板処理装置。
A preferred embodiment will be additionally described.
(1) a processing chamber for processing a substrate;
A standby chamber provided continuously below the processing chamber;
A lid that opens and closes between the processing chamber and the standby chamber;
A cooling liquid passage provided in the lid and through which the cooling liquid flows;
Liquid receiving means provided on the lid for receiving the cooling liquid leaking from the cooling liquid passage;
A substrate processing apparatus comprising:
(2) A method of manufacturing a semiconductor device using the substrate processing apparatus of (1),
Carrying the substrate from the standby chamber into the processing chamber;
Processing the substrate in the processing chamber;
Unloading the substrate from the processing chamber to the standby chamber;
Closing the space between the processing chamber and the standby chamber with the lid body in a state in which the cooling liquid flows in the cooling liquid passage;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
(3) The substrate processing apparatus according to (1), wherein the liquid receiving means operates integrally with an opening / closing operation of the lid.
(4) The substrate processing apparatus according to (1), further comprising a discharging unit that is fixed to a part of the standby chamber so as to be adjacent to the liquid receiving unit and discharges the liquid accumulated in the liquid receiving unit.
(5) The substrate processing apparatus according to (4), wherein the liquid receiving means has an inclined portion in which at least a part of a bottom surface is inclined toward the discharging means.
(6) The substrate processing apparatus according to (5), wherein the discharge means includes a discharge receiving portion having a discharge port in the inclined portion larger than an operation range in which the discharge port is integrally operated with the opening / closing operation of the lid.
(7) The substrate processing apparatus according to any one of (4) and (6), wherein a liquid presence / absence detection sensor for detecting a liquid is provided downstream of the discharge means.
(8) The substrate processing apparatus according to (1), wherein the liquid receiving means is formed of a flat pan-shaped container having a concave surface.
(9) A support lid that carries in and out between the processing chamber and the standby chamber while holding a substrate holder that supports the substrate, and at least the support lid carries the substrate holder out of the processing chamber. The substrate processing apparatus according to (1), further comprising a control unit that controls the lid to close between the processing chamber and the standby chamber when the standby chamber is provided.
1…ウエハ(基板)、2…ポッド(ウエハキャリア、収納容器)、3…ウエハ出し入れ口、4…キャップ、
10…バッチ式CVD装置(基板処理装置)、11…筐体、11a…正面壁、12…正面メンテナンス口、13…正面メンテナンス扉、14…ポッド搬入搬出口、15…フロントシャッタ、16…ロードポート、
17…回転式ポッド棚、18…支柱、19…棚板、
20…ポッド搬送装置、20a…ポッドエレベータ、20b…ポッド搬送機構、
21…ポッドオープナ、22…載置台、23…キャップ着脱機構、
24…サブ筐体、24a…正面壁、25…ウエハ搬入搬出口、26…移載室、
27…ウエハ移載機構、27a…ウエハ移載装置、27b…ウエハ移載装置エレベータ、27c…ツイーザ、
28…待機室、29…ボートエレベータ、30…アーム、31…シールキャップ、32…Oリング、
33…回転機構、34…回転軸、35…駆動制御部、
36…ボート、37…断熱板、
38…クリーンユニット、39…クリーンエア、
40…シャッタ昇降回転装置、41…シャッタ、41b…連結部、42…冷却水路(冷却液体通路)、
43…漏水パン(液体受け手段)、43a…本体、43b…取付け穴、43c…排水路、43d…傾斜部、43e…取水口、43f…排水口、
44…排水路(排出手段)、44a…排水受け、44b…排水管、44c…支持部材、45…漏水センサ(漏水有無検知センサ)、
50…処理炉、51…ヒータベース、52…ヒータ、
53…プロセスチューブ、54…アウタチューブ、55…インナチューブ、56…処理室、57…筒状空間、58…Oリング、59…マニホールド、
60…排気管、61…圧力センサ、62…圧力調整装置、63…排気装置、64…圧力制御部、
65…ノズル、66…ガス供給管、67…MFC、68…ガス供給源、69…ガス流量制御部、
70…温度センサ、71…温度制御部、
72…主制御部、73…コントローラ。
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Batch type CVD apparatus (substrate processing apparatus), 11 ... Housing, 11a ... Front wall, 12 ... Front maintenance port, 13 ... Front maintenance door, 14 ... Pod loading / unloading port, 15 ... Front shutter, 16 ... Load port ,
17 ... Rotary pod shelf, 18 ... post, 19 ... shelf,
20 ... Pod conveying device, 20a ... Pod elevator, 20b ... Pod conveying mechanism,
21 ... Pod opener, 22 ... Mounting table, 23 ... Cap attaching / detaching mechanism,
24 ... Sub housing, 24a ... Front wall, 25 ... Wafer loading / unloading port, 26 ... Transfer chamber,
27 ... Wafer transfer mechanism, 27a ... Wafer transfer device, 27b ... Wafer transfer device elevator, 27c ... Tweezer,
28 ... Standby room, 29 ... Boat elevator, 30 ... Arm, 31 ... Seal cap, 32 ... O-ring,
33 ... Rotating mechanism, 34 ... Rotating shaft, 35 ... Drive controller,
36 ... boat, 37 ... insulation plate,
38 ... clean unit, 39 ... clean air,
40 ... Shutter elevating and rotating device, 41 ... Shutter, 41b ... Connector, 42 ... Cooling water channel (cooling liquid channel),
43 ... Water leakage pan (liquid receiving means), 43a ... Main body, 43b ... Mounting hole, 43c ... Drainage channel, 43d ... Inclined part, 43e ... Water intake port, 43f ... Drainage port,
44 ... Drainage channel (discharge means), 44a ... Drainage receiver, 44b ... Drainage pipe, 44c ... Support member, 45 ... Water leakage sensor (leakage detection sensor),
50 ... Processing furnace, 51 ... Heater base, 52 ... Heater,
53 ... Process tube, 54 ... Outer tube, 55 ... Inner tube, 56 ... Processing chamber, 57 ... Cylindrical space, 58 ... O-ring, 59 ... Manifold,
60 ... exhaust pipe, 61 ... pressure sensor, 62 ... pressure adjusting device, 63 ... exhaust device, 64 ... pressure control unit,
65 ... Nozzle, 66 ... Gas supply pipe, 67 ... MFC, 68 ... Gas supply source, 69 ... Gas flow rate control unit,
70 ... Temperature sensor, 71 ... Temperature controller,
72 ... main control unit, 73 ... controller.
Claims (2)
該処理室の下方に連設する待機室と、
前記処理室と前記待機室との間を開閉する蓋体と、
該蓋体に設けられ、冷却液体が流通する冷却液体通路と、
前記蓋体に設けられ、前記冷却液体通路から漏れる前記冷却液体を受ける液体受け手段と、
を備える基板処理装置。 A processing chamber for processing the substrate;
A standby chamber provided continuously below the processing chamber;
A lid that opens and closes between the processing chamber and the standby chamber;
A cooling liquid passage provided in the lid and through which the cooling liquid flows;
Liquid receiving means provided on the lid for receiving the cooling liquid leaking from the cooling liquid passage;
A substrate processing apparatus comprising:
前記待機室から前記処理室へ前記基板を搬入するステップと、
前記処理室内で前記基板を処理するステップと、
前記処理室内から前記待機室へ前記基板を搬出するステップと、
前記冷却液体通路に前記冷却液体が流通した状態の前記蓋体で前記処理室と前記待機室との間を閉じるステップと、
を有する半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device using the substrate processing apparatus of claim 1,
Carrying the substrate from the standby chamber into the processing chamber;
Processing the substrate in the processing chamber;
Unloading the substrate from the processing chamber to the standby chamber;
Closing the space between the processing chamber and the standby chamber with the lid body in a state in which the cooling liquid flows in the cooling liquid passage;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
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