JP2010086986A - Wafer processing apparatus - Google Patents

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Akinori Ishii
昭紀 石井
Yuichi Matsuda
優一 松田
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the issue of control abnormality of a gas flow rate controller caused by abrupt pressure fluctuation, and to improve throughput by cooling a wafer with N2 gas or the like of high flow rate. <P>SOLUTION: The substrate processing apparatus has: a processing chamber 54 for processing a substrate; a preliminary chamber 36 adjacent to the processing chamber, a gas supply line 41 for supplying gas to the preliminary chamber; a pressure reducing valve 79 which is provided to the gas supply line for adjusting a pressure by which gas is allowed to flow into the preliminary chamber based on a set pressure value; a gas flow rate control valve 58 which is provided between the pressure reducing valve at the gas supply line and the preliminary chamber for controlling a flow rate of the gas flowing to the preliminary chamber; and a control part 82 which varies a set pressure of the pressure reducing valve when supplying gas from the gas supply line to the preliminary chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、シリコンウェーハ、ガラス基板等の基板に、薄膜を生成し、或は不純物の拡散、エッチング、アニール処理等の処理を行う基板処理装置に関するものである。   The present invention relates to a substrate processing apparatus that forms a thin film on a substrate such as a silicon wafer or a glass substrate, or performs processing such as impurity diffusion, etching, and annealing.

シリコンウェーハ等の基板から半導体装置を製造する工程に、熱CVD法による薄膜の生成、不純物の拡散、エッチング、アニール処理等の基板処理が有り、斯かる基板処理を行うものとして基板処理装置が有る。   The process of manufacturing a semiconductor device from a substrate such as a silicon wafer includes substrate processing such as thin film formation, impurity diffusion, etching, annealing treatment, etc. by thermal CVD, and there is a substrate processing apparatus for performing such substrate processing. .

該基板処理装置は、基板を加熱処理する処理炉を具備し、該処理炉はヒータと該ヒータ内に設けられ、基板を収納する処理室とから構成され、該処理室で基板が加熱状態で処理される様になっており、処理後は基板を所定温度迄冷却している。   The substrate processing apparatus includes a processing furnace that heat-processes a substrate, and the processing furnace includes a heater and a processing chamber that is provided in the heater and stores the substrate, and the substrate is heated in the processing chamber. After the processing, the substrate is cooled to a predetermined temperature.

基板処理に於いては、シリコンウェーハ等の被処理基板(以下、ウェーハと称す)を処理室直下の退避位置に降下したボートに装填し、ボート昇降機構を用いて処理室に装入する(ローディング)。その後、前記ウェーハに所定の膜を堆積し、成膜完了後には前記ボートを再び退避位置に引出しする(アンローディング)。その後、ウェーハ搬送機構を用いてボート上から前記ウェーハを搬出する。   In substrate processing, a substrate to be processed such as a silicon wafer (hereinafter referred to as a wafer) is loaded into a boat that has been lowered to a retreat position directly below the processing chamber, and is loaded into the processing chamber using a boat lifting mechanism (loading). ). Thereafter, a predetermined film is deposited on the wafer, and after the film formation is completed, the boat is pulled out again to the retracted position (unloading). Thereafter, the wafer is unloaded from the boat using a wafer transfer mechanism.

引出し直後の前記ウェーハは、上記の成膜時の熱影響により高温状態、例えば300℃程度となっている。このままの高温状態で前記ウェーハ搬送機構により前記ウェーハを搬送すると、該ウェーハからの放熱の影響により、前記ウェーハ搬送機構に熱劣化を生じさせる、或は高温化された前記ウェーハと冷えた前記ウェーハ搬送機構の基板支持具の接触によって起こる応力、歪みにより前記ウェーハが破損してしまう等の問題があった。   The wafer immediately after being pulled out is in a high temperature state, for example, about 300 ° C. due to the thermal influence during the film formation. If the wafer is transported by the wafer transport mechanism in the high temperature state as it is, the wafer transport mechanism is thermally deteriorated due to the heat radiation from the wafer, or the wafer that has been heated and the wafer transport that has been cooled down. There has been a problem that the wafer is damaged due to stress and strain caused by contact of the substrate support of the mechanism.

前記ウェーハ搬送機構の熱劣化や前記ウェーハの破損を防ぐ為、前記ウェーハ引出し後、前記ウェーハ搬送機構による前記ウェーハの搬送迄の間に放熱時間(遅延時間)を設けている。放熱時間を設けることにより、熱せられた前記ウェーハからの放熱が前記ウェーハ搬送機構に熱劣化を生じさせない温度迄前記ウェーハの温度を低下させることができる。前記ウェーハ搬送機構への熱劣化が生じにくくなる温度、例えば前記ウェーハの温度を100℃以下迄下げた後に前記ウェーハ搬送機構により前記ボートから払出している。   In order to prevent thermal deterioration of the wafer transfer mechanism and damage to the wafer, a heat radiation time (delay time) is provided after the wafer is pulled out until the wafer is transferred by the wafer transfer mechanism. By providing a heat dissipation time, the temperature of the wafer can be lowered to a temperature at which heat dissipation from the heated wafer does not cause thermal degradation in the wafer transfer mechanism. After the temperature at which the thermal deterioration of the wafer transfer mechanism hardly occurs, for example, the temperature of the wafer is lowered to 100 ° C. or less, the wafer is transferred from the boat by the wafer transfer mechanism.

又、スループットの向上を図る為には、放熱時間を短縮する必要があり、時間の短縮化に於いては、如何にアンローディング後のウェーハを素早く冷却するかが課題となっている。この課題を解決する手段の1つとして、大量のN2 ガス等の冷却ガスをアンローディング後のウェーハに供給するものがある。   Further, in order to improve the throughput, it is necessary to shorten the heat radiation time. In order to shorten the time, it is a problem how to quickly cool the unloaded wafer. One means for solving this problem is to supply a large amount of cooling gas such as N2 gas to the unloaded wafer.

然し乍ら、大量の冷却ガスをウェーハに供給する為には、ガスの上流側の1次圧を高く設定する必要があり、1次圧が高い状態でガス流量制御器(以下、MFCと称す)の上流側のエアバルブ(以下、AVと称す)を開けた際には、前記MFCが急激な圧力変動に耐えきれず、一瞬無制御状態に陥ることで、大量の過流ガスを流してしまう(図6参照)。この際、圧力条件によっては前記MFCのフルスケール値迄流れる虞れがある。   However, in order to supply a large amount of cooling gas to the wafer, the primary pressure on the upstream side of the gas must be set high, and the gas flow controller (hereinafter referred to as MFC) is in a state where the primary pressure is high. When the upstream air valve (hereinafter referred to as AV) is opened, the MFC cannot withstand sudden pressure fluctuations and falls into an uncontrolled state for a moment, causing a large amount of overflow gas to flow (see FIG. 6). At this time, depending on the pressure conditions, there is a risk of flowing up to the full scale value of the MFC.

この様な急激なガスの流れは、ウェーハを振動させてしまい、ウェーハの振動によるウェーハとボートのウェーハ載置部とのこすれ等によりパーティクルを発生させる。更に、前記ボート上のウェーハを移動させウェーハ載置位置がずれてしまい、その後のウェーハ搬送を行う際に前記ウェーハ搬送機構との干渉を引起こす、或は予期せぬ接触を引起こす等ウェーハの搬送に支障をきたす虞れがあった。   Such a rapid gas flow vibrates the wafer and generates particles due to rubbing between the wafer and the wafer mounting portion of the boat due to the vibration of the wafer. Further, the wafer mounting position is shifted by moving the wafer on the boat, causing interference with the wafer transfer mechanism during subsequent wafer transfer, or causing unexpected contact of the wafer. There was a risk of hindering transportation.

上記の問題を解決する為、従来では2系統以上のガス供給管を具備し、系統毎に流量範囲と圧力を設定し、順次系統を切換えていくという方法がある。2系統以上のガス供給管それぞれに電磁弁が取付けられ、切換え可能に設けられている。又、前記ガス供給管にはレギュレータとMFCが取付けられている為、ガスの減圧と流量制御が可能となっている。   In order to solve the above problem, there is a conventional method in which two or more gas supply pipes are provided, a flow rate range and a pressure are set for each system, and the systems are sequentially switched. An electromagnetic valve is attached to each of the two or more gas supply pipes and is provided so as to be switchable. Further, since a regulator and an MFC are attached to the gas supply pipe, the gas pressure can be reduced and the flow rate can be controlled.

例えば、2本のガス供給管を用いる場合、第2の電磁弁をOFFにしたまま第1の電磁弁をONにすることで、ガスは第1のガス供給管へと送られる。該第1のガス供給管に設けられた前記レギュレータで真空よりもいくらか高い程度の圧力迄減圧され、前記MFCによって所定の時間、冷却ガスがウェーハに供給される。その後、前記第1の電磁弁をOFFにし、前記第2の電磁弁をONにすることで、ガスは第2のガス供給管へと送られる。該第2のガス供給管では、ガスが大気圧よりも高い圧力に設定され、前記MFCによってウェーハに供給される。   For example, when two gas supply pipes are used, the gas is sent to the first gas supply pipe by turning on the first electromagnetic valve while the second electromagnetic valve is turned off. The regulator provided in the first gas supply pipe is depressurized to a pressure somewhat higher than the vacuum, and the cooling gas is supplied to the wafer for a predetermined time by the MFC. Thereafter, the first electromagnetic valve is turned off and the second electromagnetic valve is turned on, whereby the gas is sent to the second gas supply pipe. In the second gas supply pipe, the gas is set to a pressure higher than the atmospheric pressure, and is supplied to the wafer by the MFC.

この様に、2段階のガス供給を行うことによって、処理室内の圧力上昇速度を緩やかにさせることができる。   In this manner, by performing the two-stage gas supply, the pressure increase rate in the processing chamber can be moderated.

然し乍ら、上記の方法でも、第2のガス供給管側では2系統以上のガス供給管を具備しない場合と同条件の為、急激な圧力変動が発生して無制御状態となる。又、高価な部品が複数取付くことによるコスト面、設置スペース増加によるスペース面等の問題があった。   However, even in the above method, on the second gas supply pipe side, the same conditions as when two or more gas supply pipes are not provided are used, and therefore a sudden pressure fluctuation occurs and an uncontrolled state occurs. In addition, there are problems such as cost due to mounting a plurality of expensive parts and space due to an increase in installation space.

特開2007−88337号公報JP 2007-88337 A

本発明は斯かる実情に鑑み、急激な圧力変動に伴うガス流量制御器の制御異常を解決し、大流量の冷却ガス等によりウェーハを冷却することでスループットの向上を図るものである。   In view of such a situation, the present invention solves the control abnormality of the gas flow rate controller due to a rapid pressure fluctuation, and improves the throughput by cooling the wafer with a large flow rate of cooling gas or the like.

本発明は、基板を処理する処理室と、該処理室に隣設された予備室と、該予備室にガスを供給するガス供給ラインと、該ガス供給ラインに設けられ、設定圧力値に基づき前記予備室に流すガスの圧力を調整する減圧弁と、前記ガス供給ラインに於ける前記減圧弁と前記予備室との間に設けられ、前記予備室に流すガスの流量を調整するガス流量調整弁と、前記ガス供給ラインからガスを前記予備室に供給する際に、前記減圧弁の設定圧力を可変させる制御部とを有する基板処理装置に係るものである。   The present invention provides a processing chamber for processing a substrate, a preliminary chamber adjacent to the processing chamber, a gas supply line for supplying gas to the preliminary chamber, and a gas supply line provided on the basis of a set pressure value. A pressure reducing valve that adjusts the pressure of the gas that flows to the spare chamber, and a gas flow rate adjustment that is provided between the pressure reducing valve and the spare chamber in the gas supply line and adjusts the flow rate of the gas that flows to the spare chamber The present invention relates to a substrate processing apparatus having a valve and a control unit that varies a set pressure of the pressure reducing valve when gas is supplied from the gas supply line to the preliminary chamber.

本発明によれば、基板を処理する処理室と、該処理室に隣設された予備室と、該予備室にガスを供給するガス供給ラインと、該ガス供給ラインに設けられ、設定圧力値に基づき前記予備室に流すガスの圧力を調整する減圧弁と、前記ガス供給ラインに於ける前記減圧弁と前記予備室との間に設けられ、前記予備室に流すガスの流量を調整するガス流量調整弁と、前記ガス供給ラインからガスを前記予備室に供給する際に、前記減圧弁の設定圧力を可変させる制御部とを有するので、大流量の冷却ガスでウェーハを冷却しスループットの向上を図ることができ、又、エアーバルブを開放した直後のガス流量制御器の制御異常によって大流量のガスが流出することが無く、パーティクルの発生や搬送時の不具合を抑制できるという優れた効果を発揮する。   According to the present invention, a processing chamber for processing a substrate, a spare chamber adjacent to the processing chamber, a gas supply line for supplying gas to the spare chamber, and a set pressure value provided in the gas supply line A pressure reducing valve that adjusts the pressure of the gas flowing into the spare chamber based on the gas, and a gas that is provided between the pressure reducing valve and the spare chamber in the gas supply line and adjusts the flow rate of the gas flowing into the spare chamber Since it has a flow rate adjustment valve and a control unit that varies the set pressure of the pressure reducing valve when supplying gas from the gas supply line to the preliminary chamber, the wafer is cooled with a large flow rate of cooling gas to improve throughput. In addition, a large flow rate of gas does not flow out due to abnormal control of the gas flow rate controller immediately after the air valve is opened, and it is possible to suppress the generation of particles and problems during transportation. Departure To.

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず、本発明が実施される基板処理装置の構成について説明する。   First, the configuration of a substrate processing apparatus in which the present invention is implemented will be described.

尚、以下に説明する基板処理装置の一例は、縦型炉を有し、該縦型炉内に処理室が形成され、該処理室に連設された気密な予備室を有する基板処理装置1を示している。又、該基板処理装置1では、ウェーハ2は密閉式の基板収納容器(以下、ポッドと称す)3に収納され、保管、搬送される様になっている。   An example of the substrate processing apparatus described below has a vertical furnace, a processing chamber is formed in the vertical furnace, and the substrate processing apparatus 1 has an airtight preliminary chamber connected to the processing chamber. Is shown. In the substrate processing apparatus 1, the wafer 2 is stored in a hermetically sealed substrate storage container (hereinafter referred to as a pod) 3 for storage and transport.

図1、図2中、4は気密な筐体を示し、該筐体4の正面壁5の下部にはメンテナンス用の正面メンテナンス口6が開設され、該正面メンテナンス口6は正面メンテナンス扉7,7によって開閉される様になっている。   1 and 2, reference numeral 4 denotes an airtight housing, and a front maintenance port 6 for maintenance is opened at a lower portion of the front wall 5 of the housing 4, and the front maintenance port 6 includes a front maintenance door 7, 7 is opened and closed.

前記正面壁5の、前記正面メンテナンス扉7の上側にはポッド授受ステージ(基板収納容器渡し台)8が設けられ、該ポッド授受ステージ8と前記筐体4内部とは、ポッド搬入搬出口(基板収納容器搬入搬出口)9を介して連通し、該ポッド搬入搬出口9はフロントシャッタ(基板収納容器搬入搬出開閉機構)11によって開閉される様になっている。   A pod transfer stage (substrate storage container delivery base) 8 is provided on the front wall 5 above the front maintenance door 7. The pod transfer stage 8 and the inside of the housing 4 are connected to a pod loading / unloading port (substrate). The pod loading / unloading port 9 is opened and closed by a front shutter (substrate storage container loading / unloading opening / closing mechanism) 11.

前記ポッド授受ステージ8に対しては外部搬送装置(図示せず)により、前記ポッド3の搬送、授受が行われる様になっている。   The pod 3 is transferred and transferred to and from the pod transfer stage 8 by an external transfer device (not shown).

前記筐体4内の前後方向の略中央部に於ける上部には、回転式ポッド棚(基板収納容器載置棚)12が設置されており、該回転式ポッド棚12は複数個の前記ポッド3を保管する様に構成されている。   A rotary pod shelf (substrate storage container mounting shelf) 12 is installed at an upper portion of the casing 4 at a substantially central portion in the front-rear direction, and the rotary pod shelf 12 includes a plurality of the pods. 3 is configured to be stored.

前記回転式ポッド棚12は、垂直に立設されて間欠回転される支柱13と、該支柱13に上中下段の各位置に於いて放射状に設けられた複数枚の棚板(基板収納容器載置台)14とを備えており、該複数枚の棚板14には前記ポッド3が複数個宛それぞれ載置される様に構成されている。   The rotary pod shelf 12 includes a support column 13 which is erected vertically and intermittently rotated, and a plurality of shelf boards (substrate storage container mounts) which are radially provided on the support column 13 at upper, middle and lower positions. A plurality of pods 3 are placed on the plurality of shelf boards 14 respectively.

前記ポッド授受ステージ8と前記回転式ポッド棚12との間には、ポッド搬送装置(基板収納容器搬送装置)15が設置されており、該ポッド搬送装置15は、前記ポッド3を保持して昇降可能なポッドエレベータ(基板収納容器昇降機構)16と進退可能な搬送機構としてのポッド搬送機構(基板収納容器搬送機構)17とで構成されており、前記ポッド搬送装置15は前記ポッドエレベータ16とポッド搬送機構17との協働により、前記ポッド授受ステージ8、前記回転式ポッド棚12、後述するポッドオープナ(基板収納容器蓋体開閉機構)18との間で、前記ポッド3を搬送する様に構成されている。   A pod transfer device (substrate storage container transfer device) 15 is installed between the pod transfer stage 8 and the rotary pod shelf 12. The pod transfer device 15 holds the pod 3 and moves up and down. A pod elevator (substrate storage container lifting mechanism) 16 and a pod transfer mechanism (substrate storage container transfer mechanism) 17 as a transfer mechanism capable of moving back and forth are configured. The pod transfer device 15 includes the pod elevator 16 and a pod. In cooperation with the transport mechanism 17, the pod 3 is transported between the pod transfer stage 8, the rotary pod shelf 12, and a pod opener (substrate storage container lid opening / closing mechanism) 18 described later. Has been.

前記筐体4内の前後方向の略中央部に於ける下部には、気密な筐体から構成される内部筐体19が後端に亘って設けられている。該内部筐体19の正面壁21にはウェーハ2を前記内部筐体19内に対して搬入搬出する為のウェーハ搬入搬出口(基板搬入搬出口)22,22が垂直方向に上下二段に開口されており、該ウェーハ搬入搬出口22,22にはポッドオープナ18,18がそれぞれ設置されている。   An inner casing 19 formed of an airtight casing is provided over the rear end at a lower portion of the casing 4 at a substantially central portion in the front-rear direction. Wafer loading / unloading ports (substrate loading / unloading ports) 22 and 22 for loading / unloading the wafer 2 into / from the inner housing 19 are vertically opened in two steps on the front wall 21 of the inner housing 19. Pod openers 18 and 18 are installed at the wafer loading / unloading ports 22 and 22, respectively.

該ポッドオープナ18は前記ポッド3を載置する載置台23,23と、前記ポッド3のキャップ(蓋体)を着脱するキャップ着脱機構(蓋体着脱機構)24,24とを備えている。前記ポッドオープナ18は前記載置台23に載置された前記ポッド3のキャップを前記キャップ着脱機構24によって着脱することにより、前記ポッド3のウェーハ出入り口を開閉する様に構成されている。   The pod opener 18 includes mounting bases 23 and 23 for mounting the pod 3, and cap attaching / detaching mechanisms (lid attaching / detaching mechanisms) 24 and 24 for attaching and detaching caps (lids) of the pod 3. The pod opener 18 is configured to open and close the wafer entrance / exit of the pod 3 by attaching / detaching the cap of the pod 3 placed on the mounting table 23 by the cap attaching / detaching mechanism 24.

前記内部筐体19は気密な移載室25を構成し、該移載室25の前側領域にはウェーハ移載機構(基板移載機構)26が設置されており、該ウェーハ移載機構26は、ウェーハ2を水平方向に回転、進退可能なウェーハ移載装置(基板移載装置)27及び該ウェーハ移載装置27を昇降させる為のウェーハ移載装置エレベータ(基板移載装置昇降機構)28とで構成されている。   The internal casing 19 constitutes an airtight transfer chamber 25, and a wafer transfer mechanism (substrate transfer mechanism) 26 is installed in the front region of the transfer chamber 25. A wafer transfer device (substrate transfer device) 27 capable of rotating and advancing and retreating the wafer 2 in the horizontal direction, and a wafer transfer device elevator (substrate transfer device lifting mechanism) 28 for raising and lowering the wafer transfer device 27; It consists of

前記ウェーハ移載機構26は、前記ウェーハ搬入搬出口22に対峙して設けられ、前記ウェーハ移載装置エレベータ28及び前記ウェーハ移載装置27の協働により、該ウェーハ移載装置27のツイーザ(基板保持体)29でウェーハ2をボート(基板保持具)31に対して装填(チャージング)及び脱装(ディスチャージング)する様に構成されている。該ボート31は、ウェーハ2を所定枚数、例えば50枚〜125枚程度、水平姿勢で多段に保持する様になっている。   The wafer transfer mechanism 26 is provided opposite to the wafer loading / unloading port 22, and a tweezer (substrate) of the wafer transfer device 27 is cooperated by the wafer transfer device elevator 28 and the wafer transfer device 27. The holder 2 is configured to load (charge) the wafer 2 with respect to the boat (substrate holder) 31 and discharge (discharge) it. The boat 31 is configured to hold a predetermined number of wafers 2, for example, about 50 to 125 wafers in a horizontal posture in multiple stages.

前記ウェーハ移載装置エレベータ28と対向し、前記移載室25に清浄化した雰囲気又は不活性ガスであるクリーンエア32を供給する様供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット33が設置されており、該クリーンユニット33と前記ウェーハ移載装置27との間には、ウェーハ2の円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合わせ装置34が設置されている。   A clean unit 33 composed of a supply fan and a dust-proof filter is installed to face the wafer transfer device elevator 28 and supply clean air 32 which is a cleaned atmosphere or inert gas to the transfer chamber 25. Between the clean unit 33 and the wafer transfer device 27, a notch alignment device 34 as a substrate alignment device for aligning the circumferential position of the wafer 2 is installed.

前記クリーンユニット33から吹出されたクリーンエア32は、前記ノッチ合わせ装置34及び前記ウェーハ移載機構26に流通された後に、図示しないダクトにより吸込まれて、前記筐体4の外部に排気されるか、若しくは前記クリーンユニット33の吸込み側で
ある一次側(供給側)に循環され、再び前記クリーンユニット33によって、前記移載室25に吹出される様に構成されている。
Is the clean air 32 blown from the clean unit 33 circulated through the notch alignment device 34 and the wafer transfer mechanism 26, and then sucked in by a duct (not shown) and exhausted outside the housing 4? Alternatively, it is circulated to the primary side (supply side) that is the suction side of the clean unit 33, and is again blown out to the transfer chamber 25 by the clean unit 33.

該移載室25の後側領域には、大気圧未満の圧力(以下、負圧と称す)を維持可能な気密性能を有する耐圧筐体35が設置されており、該耐圧筐体35により前記ボート31を収容可能な容積を有し、処理室で処理したウェーハ2の放熱を行うロードロック方式の予備室であるロードロック室36が、前記処理室に隣接して形成されている。   In the rear region of the transfer chamber 25, a pressure-resistant housing 35 having an airtight performance capable of maintaining a pressure lower than atmospheric pressure (hereinafter referred to as negative pressure) is installed. A load lock chamber 36 that is a load lock type spare chamber that has a volume capable of accommodating the boat 31 and that radiates heat of the wafers 2 processed in the processing chamber is formed adjacent to the processing chamber.

前記耐圧筐体35の正面壁37にはウェーハ搬入搬出開口(基板搬入搬出開口)38が開設されており、該ウェーハ搬入搬出開口38はゲートバルブ(基板搬入搬出開口開閉機構)39によって開閉される様になっている。前記耐圧筐体35の一対の側壁には前記ロードロック室36へ窒素ガスを給気する為のガス供給管41と、前記ロードロック室36を負圧に排気する為の排気管42とがそれぞれ接続されている。   A wafer loading / unloading opening (substrate loading / unloading opening) 38 is formed in the front wall 37 of the pressure-resistant casing 35, and the wafer loading / unloading opening 38 is opened and closed by a gate valve (substrate loading / unloading opening / closing mechanism) 39. It is like. A gas supply pipe 41 for supplying nitrogen gas to the load lock chamber 36 and an exhaust pipe 42 for exhausting the load lock chamber 36 to a negative pressure are respectively provided on a pair of side walls of the pressure-resistant casing 35. It is connected.

前記ロードロック室36上方には、処理炉43が設けられている。該処理炉43下端の炉口部は炉口ゲートバルブ(炉口開閉機構)44により開閉される様に構成されている。前記正面壁37の上端部には、炉口部開放時に前記炉口ゲートバルブ44を収納する炉口ゲートバルブカバー45が取付けられている。   A processing furnace 43 is provided above the load lock chamber 36. The furnace port at the lower end of the processing furnace 43 is configured to be opened and closed by a furnace port gate valve (furnace port opening / closing mechanism) 44. A furnace port gate valve cover 45 that houses the furnace port gate valve 44 when the furnace port portion is opened is attached to the upper end portion of the front wall 37.

前記ロードロック室36には前記ボート31を昇降させる為のボートエレベータ(基板保持具昇降機構)46が設置されている。該ボートエレベータ46は水平方向に延出するアーム47を有し、該アーム47には蓋体としてのシールキャップ48が水平に設けられており、該シールキャップ48は前記ボート31を垂直に支持し、前記炉口部を閉塞可能な様に構成されている。   In the load lock chamber 36, a boat elevator (substrate holder lifting mechanism) 46 for raising and lowering the boat 31 is installed. The boat elevator 46 has an arm 47 extending in the horizontal direction, and a seal cap 48 as a lid is provided horizontally on the arm 47, and the seal cap 48 supports the boat 31 vertically. The furnace port portion can be closed.

次に本発明が実施される基板処理装置の作用について説明する。   Next, the operation of the substrate processing apparatus in which the present invention is implemented will be described.

前記ポッド3が前記ポッド授受ステージ8に供給されると、前記ポッド搬入搬出口9が前記フロントシャッタ11によって開放され、前記ポッド授受ステージ8の上の前記ポッド3は前記ポッド搬送装置15によって前記筐体4の内部へ前記ポッド搬入搬出口9から搬入される。   When the pod 3 is supplied to the pod transfer stage 8, the pod loading / unloading port 9 is opened by the front shutter 11, and the pod 3 on the pod transfer stage 8 is moved to the housing by the pod transfer device 15. The pod is loaded into the body 4 from the pod loading / unloading port 9.

搬入された前記ポッド3は前記回転式ポッド棚12の指定された前記棚板14へ前記ポッド搬送装置15によって搬送されて載置され、一時的に保管された後、前記棚板14から一方の前記ポッドオープナ18に搬送されて前記載置台23に移載されるか、若しくは直接前記ポッドオープナ18に搬送されて前記載置台23に移載される。この際、前記ウェーハ搬入搬出口22は前記キャップ着脱機構24によって閉じられており、前記移載室25にはクリーンエア32が流通され、充満されている。例えば、前記移載室25にはクリーンエア32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、前記筐体4の内部(大気雰囲気)の酸素濃度よりも遙かに低く設定されている。   The loaded pod 3 is transported and placed by the pod transport device 15 to the designated shelf plate 14 of the rotary pod shelf 12 and temporarily stored. It is transported to the pod opener 18 and transferred to the mounting table 23, or directly transferred to the pod opener 18 and transferred to the mounting table 23. At this time, the wafer loading / unloading port 22 is closed by the cap attaching / detaching mechanism 24, and clean air 32 is circulated and filled in the transfer chamber 25. For example, when the transfer chamber 25 is filled with nitrogen gas as clean air 32, the oxygen concentration is set to 20 ppm or less, much lower than the oxygen concentration inside the housing 4 (atmosphere). Yes.

前記載置台23に載置された前記ポッド3はその開口部側面端が前記ウェーハ搬入搬出口22の開口縁辺部に押付けられ、前記ポッド3のキャップは前記キャップ着脱機構24によって取外され、ウェーハ出入り口が開放される。   The side surface end of the opening of the pod 3 placed on the mounting table 23 is pressed against the opening edge of the wafer loading / unloading port 22, and the cap of the pod 3 is removed by the cap attaching / detaching mechanism 24. The doorway is opened.

又、前記ロードロック室36が大気圧状態とされていた前記耐圧筐体35の前記ウェーハ搬入搬出開口38が前記ゲートバルブ39によって開放される。   Further, the gate loading / unloading opening 38 of the pressure-resistant casing 35 in which the load lock chamber 36 is in an atmospheric pressure state is opened by the gate valve 39.

前記ポッド3が前記ポッドオープナ18によって開放され、前記ウェーハ搬入搬出開口38が開放されると、前記ウェーハ2は前記ポッド3から前記ツイーザ29によってウェーハ出入れ口を通じてピックアップされ、前記ノッチ合わせ装置34により整合された後、前記ウェーハ搬入搬出開口38を通して前記ロードロック室36に搬入される。該ロードロック室36では、予め前記ボートエレベータ46により前記ボート31が降下(アンロード)され、待機状態となっており、該ボート31に前記ウェーハ2が前記ウェーハ移載装置27により装填される。   When the pod 3 is opened by the pod opener 18 and the wafer loading / unloading opening 38 is opened, the wafer 2 is picked up from the pod 3 by the tweezer 29 through the wafer loading / unloading port and After the alignment, the wafer is carried into the load lock chamber 36 through the wafer carry-in / out opening 38. In the load lock chamber 36, the boat 31 is previously lowered (unloaded) by the boat elevator 46 and is in a standby state, and the wafer 2 is loaded into the boat 31 by the wafer transfer device 27.

前記ボート31に前記ウェーハ2を装填した前記ウェーハ移載装置27は前記ポッド3に戻り、次のウェーハ2を前記ボート31に装填する。   The wafer transfer device 27 having loaded the wafer 2 on the boat 31 returns to the pod 3 and loads the next wafer 2 on the boat 31.

上段又は下段の一方のポッドオープナ18のウェーハ2が前記ウェーハ移載機構26により装填されている作業中に、他方(下段又は上段)のポッドオープナ18には前記回転式ポッド棚12から別のポッド3が前記ポッド搬送装置15によって搬送され、前記ポッドオープナ18による前記ポッド3の開放作業が同時進行される。   During the operation in which the wafer 2 of the upper or lower pod opener 18 is loaded by the wafer transfer mechanism 26, the other (lower or upper) pod opener 18 has another pod from the rotary pod shelf 12. 3 is transported by the pod transport device 15, and the opening operation of the pod 3 by the pod opener 18 is simultaneously performed.

予め指定された枚数のウェーハ2が前記ボート31に装填されると、前記ウェーハ搬入搬出開口38が前記ゲートバルブ39によって閉じられ、前記ロードロック室36は前記排気管42から真空引されることで減圧される。   When a predetermined number of wafers 2 are loaded into the boat 31, the wafer loading / unloading opening 38 is closed by the gate valve 39, and the load lock chamber 36 is evacuated from the exhaust pipe 42. Depressurized.

前記ロードロック室36が前記処理炉43の処理室と同圧に減圧されると、炉口部が前記炉口ゲートバルブ44によって開放され、該炉口ゲートバルブ44は前記炉口ゲートバルブカバー45に収納される。前記ボートエレベータ46により前記ボート31が上昇され、前記処理室に装入(ロード)される。該ボート31が装入されると、前記炉口部は前記シールキャップ48により気密に閉塞される。   When the load lock chamber 36 is decompressed to the same pressure as the processing chamber of the processing furnace 43, the furnace port portion is opened by the furnace port gate valve 44, and the furnace port gate valve 44 is opened to the furnace port gate valve cover 45. It is stored in. The boat 31 is lifted by the boat elevator 46 and loaded (loaded) into the processing chamber. When the boat 31 is inserted, the furnace port portion is hermetically closed by the seal cap 48.

ローディング後は、前記処理炉43により、後述する様に、ウェーハ2に対して所要の処理が実施される。   After loading, the processing furnace 43 performs a required process on the wafer 2 as will be described later.

処理後は、前記ノッチ合わせ装置34でのウェーハ2の整合工程を除き、上述の逆の手順で、前記ウェーハ2及び前記ポッド3は前記筐体4の外部へ払出される。   After the processing, the wafer 2 and the pod 3 are discharged to the outside of the housing 4 by the reverse procedure described above except for the alignment process of the wafer 2 by the notch alignment device 34.

次に、図3により、前記処理炉43及び基板処理について説明する。尚、以下は処理炉の一例として減圧CVD処理炉について説明する。   Next, the processing furnace 43 and the substrate processing will be described with reference to FIG. In the following, a low pressure CVD processing furnace will be described as an example of the processing furnace.

外管(以下、アウタチューブと称す)49は、例えば石英(SiO2 )等から成り、上端が閉塞され、下端に開口部を有する円筒形状をしている。内管(以下、インナチューブと称す)51は、上端及び下端の両端に開口部を持つ円筒形状であり、前記アウタチューブ49内に同心に配置されている。該アウタチューブ49と前記インナチューブ51の間には筒状空間52が形成され、前記インナチューブ51の上部開口から上昇したガスは、前記筒状空間52を降下して排気管53から排気される様になっている。前記アウタチューブ49、前記インナチューブ51によって反応管が構成され、該反応管の内部に処理室54が画成される。   An outer tube (hereinafter referred to as an outer tube) 49 is made of, for example, quartz (SiO2), and has a cylindrical shape with an upper end closed and an opening at the lower end. An inner tube (hereinafter referred to as an inner tube) 51 has a cylindrical shape having openings at both ends of an upper end and a lower end, and is disposed concentrically in the outer tube 49. A cylindrical space 52 is formed between the outer tube 49 and the inner tube 51, and the gas rising from the upper opening of the inner tube 51 descends the cylindrical space 52 and is exhausted from the exhaust pipe 53. It is like. The outer tube 49 and the inner tube 51 constitute a reaction tube, and a processing chamber 54 is defined inside the reaction tube.

前記アウタチューブ49及び前記インナチューブ51の下端には、例えばステンレス等より成るマニホールド55が係合され、該マニホールド55に前記アウタチューブ49及び前記インナチューブ51が保持されている。前記マニホールド55は所要の保持手段によりヒータベース56に固定される。前記アウタチューブ49の下端部及び前記マニホールド55の上端開口端部には、それぞれ環状のフランジが設けられ、これらのフランジ間にはOリング等のシール部材が挾設され、両者の間が気密にシールされている。   A manifold 55 made of, for example, stainless steel is engaged with lower ends of the outer tube 49 and the inner tube 51, and the outer tube 49 and the inner tube 51 are held by the manifold 55. The manifold 55 is fixed to the heater base 56 by required holding means. An annular flange is provided at each of the lower end portion of the outer tube 49 and the upper end opening end portion of the manifold 55, and a seal member such as an O-ring is provided between the flanges so that the space between the two is airtight. It is sealed.

前記マニホールド55の下端開口部は炉口部を構成し、例えばステンレス等より成る前記シールキャップ48がOリング等のシール部材を介して気密シール可能に開閉する。前記シールキャップ48には、処理ガスを供給するガス供給管57が貫通する様設けられている。該ガス供給管57はガスの流量調整弁(以下、マスフローコントローラ(MFC)と称す)58に連結されており、該MFC58はガス流量制御部61に接続されており、供給するガスの流量を所定の量に制御し得る。   The lower end opening of the manifold 55 constitutes a furnace opening, and the seal cap 48 made of, for example, stainless steel is opened and closed so as to be hermetically sealed through a seal member such as an O-ring. A gas supply pipe 57 for supplying a processing gas is provided in the seal cap 48 so as to penetrate therethrough. The gas supply pipe 57 is connected to a gas flow rate adjusting valve (hereinafter referred to as a mass flow controller (MFC)) 58, and the MFC 58 is connected to a gas flow rate control unit 61, and the flow rate of the gas to be supplied is predetermined. The amount can be controlled.

尚、図中62は、温度制御部63、前記ガス流量制御部61、圧力制御部64、駆動制御部65等のサブ制御部から構成される主制御部であり、基板処理装置全体を統括している。   Reference numeral 62 in the figure denotes a main control unit composed of sub-control units such as a temperature control unit 63, the gas flow rate control unit 61, a pressure control unit 64, and a drive control unit 65, and controls the entire substrate processing apparatus. ing.

前記マニホールド55の上部には、前記排気管53に接続され該排気管53の下流側に向って圧力調節器(例えばAPC(自動排気圧コントロールシステム)、N2 バラスト制御器があり、以下ここではAPCと称す)66及び、排気装置(以下、真空ポンプと称す)67が接続されており、前記アウタチューブ49と前記インナチューブ51との間の前記筒状空間52を流れるガスを排出し、前記アウタチューブ49内を前記APC66で圧力を制御することにより、所定の圧力の減圧雰囲気にする様圧力検出手段(以下、圧力センサと称す)68により検出し、前記圧力制御部64により制御する。   At the upper part of the manifold 55, there is a pressure regulator (for example, APC (Automatic Exhaust Pressure Control System), N2 ballast controller) connected to the exhaust pipe 53 toward the downstream side of the exhaust pipe 53. 66) and an exhaust device (hereinafter referred to as a vacuum pump) 67 are connected, and the gas flowing through the cylindrical space 52 between the outer tube 49 and the inner tube 51 is discharged, and the outer The pressure in the tube 49 is controlled by the APC 66 and detected by a pressure detecting means (hereinafter referred to as a pressure sensor) 68 so as to make a reduced pressure atmosphere of a predetermined pressure, and the pressure control unit 64 controls the pressure.

前記シールキャップ48には、回転手段69が設けられ、該回転手段69の回転軸71を介してボート載置台72が連結されており、該ボート載置台72には前記ボート31が載置される様になっている。前記回転手段69により、前記ボート載置台72を介して前記ボート31、及び該ボート31に保持されているウェーハ2を回転させる。又、前記シールキャップ48は前記アーム47を介して前記ボートエレベータ46に連結されている。   The seal cap 48 is provided with a rotating means 69, and a boat mounting table 72 is connected via a rotating shaft 71 of the rotating means 69, and the boat 31 is mounted on the boat mounting table 72. It is like. The rotating means 69 rotates the boat 31 and the wafer 2 held on the boat 31 via the boat mounting table 72. The seal cap 48 is connected to the boat elevator 46 through the arm 47.

前記回転手段69、前記ボートエレベータ46は、前記駆動制御部65により所定のスピードで駆動する様に制御される。   The rotating means 69 and the boat elevator 46 are controlled by the drive control unit 65 so as to be driven at a predetermined speed.

前記アウタチューブ49の外周には加熱手段(以下、ヒータ73と称す)が前記アウタチューブ49と同心に配設されている。前記ヒータ73は、前記アウタチューブ49内の温度を所定の処理温度にする様温度検出手段(以下、熱電対74と称す)により温度を検出し、温度制御部63によって制御する。   On the outer periphery of the outer tube 49, heating means (hereinafter referred to as a heater 73) is disposed concentrically with the outer tube 49. The heater 73 detects the temperature by temperature detection means (hereinafter referred to as a thermocouple 74) so that the temperature in the outer tube 49 is set to a predetermined processing temperature, and is controlled by the temperature control unit 63.

上記した処理炉43による減圧CVD処理方法の一例を説明すると、先ず、前記ボートエレベータ46により前記ボート31を前記ロードロック室36に下降させる。前記ウェーハ移載装置27により、前記ボート31に所定枚数のウェーハ2を装填する。次いで、前記ヒータ73により加熱しながら、前記アウタチューブ49内の温度を所定の処理温度にする。   An example of the low pressure CVD processing method using the processing furnace 43 will be described. First, the boat elevator 46 is moved down to the load lock chamber 36 by the boat elevator 46. A predetermined number of wafers 2 are loaded into the boat 31 by the wafer transfer device 27. Next, the temperature in the outer tube 49 is set to a predetermined processing temperature while being heated by the heater 73.

前記MFC58により予め前記アウタチューブ49内を不活性ガスで充填しておき、前記ボートエレベータ46により、前記ボート31を上昇させて前記処理室54に装入し、該処理室54の温度を所定の処理温度に維持する。該処理室54を所定の真空状態迄排気した後、前記回転手段69により、前記ボート31及び該ボート31に保持されているウェーハ2を回転させる。同時に前記ガス供給管57から処理用のガスを供給する。供給されたガスは、前記インナチューブ51内を上昇し、ウェーハ2に対して均等に供給される。   The outer tube 49 is filled with an inert gas in advance by the MFC 58, the boat 31 is lifted by the boat elevator 46 and charged into the processing chamber 54, and the temperature of the processing chamber 54 is set to a predetermined level. Maintain at processing temperature. After the processing chamber 54 is evacuated to a predetermined vacuum state, the boat 31 and the wafer 2 held on the boat 31 are rotated by the rotating means 69. At the same time, a processing gas is supplied from the gas supply pipe 57. The supplied gas rises in the inner tube 51 and is evenly supplied to the wafer 2.

減圧CVD処理中の前記アウタチューブ49内は、前記排気管53を介して処理ガスが排気され、所定の真空状態になる様前記APC66により圧力が制御され、所定時間減圧CVD処理を行う。   In the outer tube 49 during the low pressure CVD process, the process gas is exhausted through the exhaust pipe 53, the pressure is controlled by the APC 66 so as to be in a predetermined vacuum state, and the low pressure CVD process is performed for a predetermined time.

この様にして、減圧CVD処理が終了すると、前記アウタチューブ49内を不活性ガスで置換すると共に、圧力を常圧にし、その後、前記ボートエレベータ46により前記ボート31を下降させ、該ボート31及び処理済みのウェーハ2を前記処理室54から前記ロードロック室36に取出す。前記処理室54から取出された前記ボート31上の処理済みのウェーハ2は、前記ロードロック室36で所要の温度迄冷却される。   In this way, when the low pressure CVD process is completed, the inside of the outer tube 49 is replaced with an inert gas, the pressure is set to normal pressure, and then the boat 31 is lowered by the boat elevator 46. The processed wafer 2 is taken out from the processing chamber 54 to the load lock chamber 36. The processed wafer 2 on the boat 31 taken out from the processing chamber 54 is cooled to a required temperature in the load lock chamber 36.

前記ウェーハ移載装置27により、処理済みウェーハ2が払出され、更に未処理ウェーハ2が前記ボート31に装填される。再度前述と同様にして前記処理室54内に前記ボート31が上昇され、減圧CVD処理がなされる。   The processed wafer 2 is discharged by the wafer transfer device 27 and the unprocessed wafer 2 is loaded into the boat 31. Again, as described above, the boat 31 is raised into the processing chamber 54, and a low pressure CVD process is performed.

尚、一例迄、本実施例の処理炉43にて処理される処理条件は、窒化膜の成膜に於いて、ウェーハ温度750℃、ガス種供給量はDCS(ジクロロシラン)、0.5SLM、NH3 (アンモニア)、1.0SLM、処理圧力は20Paである。   Note that, up to one example, the processing conditions to be processed in the processing furnace 43 of the present embodiment are as follows: in the formation of a nitride film, the wafer temperature is 750 ° C., the gas species supply amount is DCS (dichlorosilane), 0.5 SLM, NH3 (ammonia), 1.0 SLM, treatment pressure is 20 Pa.

次に、本発明におけるウェーハ2の冷却装置について、図4を参照して説明する。尚、図4中、インナチューブ51、ボートエレベータ46等は図示を省略している。又、図4中、図1〜図3で示したものと同一のものには同符号を付し、その説明を省略する。   Next, the cooling device for the wafer 2 in the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the inner tube 51, the boat elevator 46 and the like are not shown. In FIG. 4, the same components as those shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

前記耐圧筐体35には、1壁面に沿って上下方向に延びるガス供給ノズル75が設けられ、該ガス供給ノズル75は前記ロードロック室36の高さと同等な長さを有し、所要間隔で図示しないガス噴出孔が穿設されている。前記ガス供給ノズル75には前記ガス供給管41を介してガス供給システム76が接続されている。   The pressure-resistant casing 35 is provided with a gas supply nozzle 75 extending in the vertical direction along one wall surface, and the gas supply nozzle 75 has a length equivalent to the height of the load lock chamber 36 and is spaced at a required interval. A gas ejection hole (not shown) is formed. A gas supply system 76 is connected to the gas supply nozzle 75 through the gas supply pipe 41.

該ガス供給システム76は、F(フィルタ)77、前記MFC(ガス流量調整弁)58、AV78、前記圧力センサ68、レギュレータ(減圧弁)79、ガス供給源81、シーケンサ(制御部)82とを具備し、前記ガス供給源81は窒素ガス等の清浄な不活性ガスを供給する様になっている。   The gas supply system 76 includes an F (filter) 77, the MFC (gas flow rate adjusting valve) 58, AV 78, the pressure sensor 68, a regulator (pressure reducing valve) 79, a gas supply source 81, and a sequencer (control unit) 82. The gas supply source 81 supplies a clean inert gas such as nitrogen gas.

前記ガス供給管41には、上流側から前記レギュレータ79、前記AV78、前記MFC58、前記F77が設けられ、前記レギュレータ79と前記AV78の間には前記圧力センサ68が接続されている。又、前記シーケンサ82は前記レギュレータ79と前記AV78と前記MFC58とに接続されている。   The gas supply pipe 41 is provided with the regulator 79, the AV 78, the MFC 58, and the F 77 from the upstream side, and the pressure sensor 68 is connected between the regulator 79 and the AV 78. The sequencer 82 is connected to the regulator 79, the AV 78, and the MFC 58.

前記耐圧筐体35の内部で前記ガス供給ノズル75と対向する位置には、ガス排気ノズル83が設けられ、該ガス排気ノズル83は前記排気管42に接続され、該排気管42は図示しない排気ポンプ等を具備する排気手段に接続されている。又、前記ガス排気ノズル83には所要間隔で図示しない吸引孔が穿設されている。   A gas exhaust nozzle 83 is provided in the pressure-resistant housing 35 at a position facing the gas supply nozzle 75, the gas exhaust nozzle 83 is connected to the exhaust pipe 42, and the exhaust pipe 42 is an exhaust gas (not shown). It is connected to an exhaust means having a pump or the like. The gas exhaust nozzle 83 is provided with suction holes (not shown) at required intervals.

前記MFC58によるガス流量制御、前記AV78の開閉、前記レギュレータ79による圧力設定は前記ガス供給システム76の制御部である前記シーケンサ82によって行われ、該シーケンサ82に各ガス流量範囲夫々応じた圧力を予め設定しておく。   The gas flow rate control by the MFC 58, the opening and closing of the AV 78, and the pressure setting by the regulator 79 are performed by the sequencer 82 which is a control unit of the gas supply system 76, and the sequencer 82 is preset with a pressure corresponding to each gas flow rate range. Set it.

ガス流量と設定圧力との一例を図5に示す。   An example of the gas flow rate and the set pressure is shown in FIG.

前記シーケンサ82は、前記AV78の開信号を元に、予め設定した設定値に合わせて徐々に圧力を上昇させ、圧力の上昇と連動させてガス流量を増量させる。   The sequencer 82 gradually increases the pressure in accordance with a preset set value based on the open signal of the AV 78, and increases the gas flow rate in conjunction with the increase in pressure.

又、前記ガス供給ノズル75から不活性ガスを供給している状態で、前記ガス排気ノズル83から排気することで、前記ロードロック室36に平行なガス流れが形成される。   In addition, a gas flow parallel to the load lock chamber 36 is formed by exhausting from the gas exhaust nozzle 83 while the inert gas is being supplied from the gas supply nozzle 75.

以下ウェーハ2の冷却作用について説明する。   Hereinafter, the cooling action of the wafer 2 will be described.

前記処理室54でウェーハ2の処理が行われている間に、前記ロードロック室36は減圧工程を含めた窒素ガス置換が行われ、該ロードロック室36の水分(酸素)濃度が低減される。   While the wafer 2 is being processed in the processing chamber 54, the load lock chamber 36 is replaced with nitrogen gas including a decompression step, and the moisture (oxygen) concentration in the load lock chamber 36 is reduced. .

ウェーハ2の処理が終わると、前記ボート31を前記処理室54から前記ロードロック室36へとアンローディングする。前記ボート31を完全に前記ロードロック室36へとアンローディングした段階で、前記MFC58の上流側に設けられた前記AV78を開放する。   When the processing of the wafer 2 is finished, the boat 31 is unloaded from the processing chamber 54 to the load lock chamber 36. At the stage where the boat 31 is completely unloaded into the load lock chamber 36, the AV 78 provided on the upstream side of the MFC 58 is opened.

その後、該AV78の開信号を元に、前記MFC58で制御する設定ガス流量を0SLMから徐々に予め定めた所定のガス流量に増量させると共に、前記レギュレータ79の設定圧力を0MPaから徐々に所定の圧力迄上昇させる。   Thereafter, based on the open signal of the AV 78, the set gas flow rate controlled by the MFC 58 is gradually increased from 0 SLM to a predetermined gas flow rate, and the set pressure of the regulator 79 is gradually increased from 0 MPa to a predetermined pressure. Raise up to.

圧力及び流量を制御された冷却ガスは、前記ガス供給ノズル75から噴出され、前記ボート31、ウェーハ2を横断して前記ガス排気ノズル83から排気される。   The cooling gas whose pressure and flow rate are controlled is ejected from the gas supply nozzle 75 and is exhausted from the gas exhaust nozzle 83 across the boat 31 and the wafer 2.

上記の様に、前記MFC58、前記AV78、前記レギュレータ79を自動制御し、ガス流量とガス圧の変化を連動させることで、急激な流量や圧力の変化を防止することができる。又、急激な変化を防止することで、前記AV78を開いた直後の前記MFC58の制御異常を抑制することができる為、大流量の冷却ガスを供給した際に前記MFC58が制御異常を起こし、大流量のガスが流れ出してパーティクルを発生させたり振動によりウェーハ2を破損させたりすることがない。   As described above, the MFC 58, the AV 78, and the regulator 79 are automatically controlled, and the change in the gas flow rate and the gas pressure are linked to prevent a sudden change in the flow rate or pressure. Further, since the control abnormality of the MFC 58 immediately after the AV 78 is opened can be suppressed by preventing a sudden change, the MFC 58 causes a control abnormality when a large flow rate of cooling gas is supplied. The flow of gas does not flow out to generate particles or damage the wafer 2 due to vibration.

その為、ウェーハ2に制御可能な大流量の冷却ガスを吹付けることができ、又大流量の冷却ガスをウェーハ2に吹付けることでウェーハ2が急速に冷却され、降温速度が大幅に増大する。   Therefore, a controllable large flow rate of cooling gas can be sprayed onto the wafer 2, and by spraying a large flow rate of cooling gas onto the wafer 2, the wafer 2 is rapidly cooled, and the temperature drop rate is greatly increased. .

尚、前記MFC58に取付けられた流量センサによるガス流量の検出結果をフィードバックして該MFC58のガス流量を微調整し、前記圧力センサ68の検出結果をフィードバックして前記レギュレータ79の制御圧力を微調整することで、実流量や実圧力を測定しつつ制御可能となるので、より緻密な制御が可能となる。   The gas flow rate detected by the flow sensor attached to the MFC 58 is fed back to finely adjust the gas flow rate of the MFC 58, and the detection result of the pressure sensor 68 is fed back to finely adjust the control pressure of the regulator 79. By doing so, it becomes possible to control while measuring the actual flow rate and the actual pressure, so that more precise control is possible.

又、上述の流量毎に段階的に圧力を設定する制御方法ではなく、流量と圧力の関係を式で表し、連続した制御を行うことで更に緻密な制御が可能となることは言う迄もない。   In addition, it is not a control method in which the pressure is set stepwise for each flow rate described above, but it goes without saying that the relationship between the flow rate and the pressure is expressed by an equation, and more precise control is possible by performing continuous control. .

尚、本発明では前記MFC58、前記AV78、前記レギュレータ79の制御を前記シーケンサ82で行うこととしたが、前記MFC58、前記AV78、前記レギュレータ79の制御は前述した主制御部62を構成するサブ制御部で行ってもよい。   In the present invention, the MFC 58, the AV 78, and the regulator 79 are controlled by the sequencer 82. However, the MFC 58, the AV 78, and the regulator 79 are controlled by the sub-control that constitutes the main controller 62 described above. You may go in the department.

(付記)
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
(Appendix)
The present invention includes the following embodiments.

(付記1)基板を処理する処理室と、該処理室に隣設された予備室と、該予備室にガスを供給するガス供給ラインと、該ガス供給ラインに設けられ、設定圧力値に基づき前記予備室に流すガスの圧力を調整する減圧弁と、前記ガス供給ラインに於ける前記減圧弁と前記予備室との間に設けられ、前記予備室に流すガスの流量を調整するガス流量調整弁と、前記ガス供給ラインからガスを前記予備室に供給する際に、前記減圧弁の設定圧力を可変させる制御部とを有することを特徴とする基板処理装置。   (Supplementary Note 1) A processing chamber for processing a substrate, a spare chamber adjacent to the processing chamber, a gas supply line for supplying gas to the spare chamber, and a gas supply line provided on the basis of a set pressure value A pressure reducing valve that adjusts the pressure of the gas that flows to the spare chamber, and a gas flow rate adjustment that is provided between the pressure reducing valve and the spare chamber in the gas supply line and adjusts the flow rate of the gas that flows to the spare chamber A substrate processing apparatus comprising: a valve; and a control unit configured to vary a set pressure of the pressure reducing valve when gas is supplied from the gas supply line to the preliminary chamber.

(付記2)前記ガス流量調整弁は、設定流量に基づき前記予備室に流すガスの流量を調整する様に設定されており、前記制御部は、予め設定された前記設定圧力と前記設定流量との相関関係に基づき、前記減圧弁と前記ガス流量調整弁とを制御する付記1の基板処理装置。   (Appendix 2) The gas flow rate adjustment valve is set to adjust the flow rate of the gas flowing into the preliminary chamber based on a set flow rate, and the control unit is configured to set the preset pressure and the preset flow rate. The substrate processing apparatus according to appendix 1, wherein the pressure reducing valve and the gas flow rate adjusting valve are controlled based on the correlation of

(付記3)処理室で基板を処理する工程と、前記処理室から基板を予備室に搬出した後、減圧弁及びガス流量調整弁を有するガス供給ラインから前記予備室内にガスを供給しつつ、前記減圧弁の設定圧力を可変させる工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。   (Supplementary Note 3) After processing the substrate in the processing chamber, and after carrying the substrate from the processing chamber to the spare chamber, supplying gas from the gas supply line having a pressure reducing valve and a gas flow rate adjusting valve to the spare chamber, And a step of varying a set pressure of the pressure reducing valve.

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の側断面概略図である。1 is a schematic side sectional view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1のA−A矢視図である。It is an AA arrow line view of FIG. 本発明の基板処理装置に於ける処理炉の一例を示す断面概略図。The cross-sectional schematic which shows an example of the processing furnace in the substrate processing apparatus of this invention. 本発明の実施の形態を示す基板処理装置の概略図である。It is the schematic of the substrate processing apparatus which shows embodiment of this invention. 本発明のガス流量とガス設定圧力の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the gas flow rate and gas setting pressure of this invention. 従来のMFCの流量特性を示すグラフである。It is a graph which shows the flow volume characteristic of the conventional MFC.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板処理装置
2 ウェーハ
3 ポッド
12 回転式ポッド棚
18 ポッドオープナ
26 ウェーハ移載機構
27 ウェーハ移載装置
31 ボート
35 耐圧筐体
36 ロードロック室
43 処理炉
54 処理室
58 MFC
75 ガス供給ノズル
76 ガス供給システム
78 AV
79 レギュレータ
81 ガス供給源
82 シーケンサ
83 ガス排気ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate processing apparatus 2 Wafer 3 Pod 12 Rotating pod shelf 18 Pod opener 26 Wafer transfer mechanism 27 Wafer transfer apparatus 31 Boat 35 Pressure-resistant housing 36 Load lock chamber 43 Processing furnace 54 Processing chamber 58 MFC
75 Gas supply nozzle 76 Gas supply system 78 AV
79 Regulator 81 Gas supply source 82 Sequencer 83 Gas exhaust nozzle

Claims (1)

基板を処理する処理室と、該処理室に隣設された予備室と、該予備室にガスを供給するガス供給ラインと、該ガス供給ラインに設けられ、設定圧力値に基づき前記予備室に流すガスの圧力を調整する減圧弁と、前記ガス供給ラインに於ける前記減圧弁と前記予備室との間に設けられ、前記予備室に流すガスの流量を調整するガス流量調整弁と、前記ガス供給ラインからガスを前記予備室に供給する際に、前記減圧弁の設定圧力を可変させる制御部とを有することを特徴とする基板処理装置。   A processing chamber for processing the substrate; a spare chamber adjacent to the processing chamber; a gas supply line for supplying gas to the spare chamber; and the gas supply line. A pressure reducing valve that adjusts the pressure of the gas to flow; a gas flow rate adjusting valve that is provided between the pressure reducing valve and the spare chamber in the gas supply line; A substrate processing apparatus, comprising: a control unit configured to vary a set pressure of the pressure reducing valve when gas is supplied from the gas supply line to the preliminary chamber.
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