JP4282539B2

JP4282539B2 - Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method

Info

Publication number: JP4282539B2
Application number: JP2004133372A
Authority: JP
Inventors: 正昭上野; 真一島田
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2024-04-28
Also published as: JP2005317734A

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。）の製造方法に使用されるＣＶＤ装置や拡散装置、酸化装置およびアニール装置等の熱処理装置（furnace ）に利用して有効なものに関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus, and is used, for example, in a heat treatment apparatus (furnace) such as a CVD apparatus, a diffusion apparatus, an oxidation apparatus, and an annealing apparatus used in a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as an IC). Related to effective.

ＩＣの製造方法において、半導体素子を含む集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に窒化シリコン（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）や酸化シリコンおよびポリシリコン等のＣＶＤ膜を形成する工程に、バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置が広く使用されている。
バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）は、ウエハが搬入されるインナチューブおよびインナチューブを取り囲むアウタチューブから構成されて縦形に設置されたプロセスチューブと、プロセスチューブによって形成された処理室に処理ガスとしての成膜ガスを供給するガス供給管と、処理室を真空排気する排気管と、プロセスチューブ外に敷設されて処理室を加熱するヒータユニットと、ボートエレベータによって昇降されて処理室の炉口を開閉するシールキャップと、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おり、複数枚のウエハがボートによって垂直方向に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、シールキャップによって炉口が閉塞された状態で、処理室に成膜ガスがガス供給管から供給されるとともに、ヒータユニットによって処理室が加熱されることにより、ウエハの上にＣＶＤ膜を堆積させるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１１０５５６号公報 In the IC manufacturing method, a step of forming a CVD film such as silicon nitride (Si ₃ N ₄ ), silicon oxide, or polysilicon on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) in which an integrated circuit including a semiconductor element is formed, A batch type vertical hot wall type low pressure CVD apparatus is widely used.
A batch type vertical hot wall type low pressure CVD apparatus (hereinafter referred to as a CVD apparatus) is composed of an inner tube into which a wafer is loaded and an outer tube surrounding the inner tube, and a process tube installed in a vertical shape and a process tube. A gas supply pipe for supplying a film forming gas as a processing gas to the processed chamber, an exhaust pipe for evacuating the processing chamber, a heater unit installed outside the process tube to heat the processing chamber, and a boat elevator A seal cap that opens and closes the furnace port of the processing chamber, and a boat that is vertically installed on the seal cap and holds a plurality of wafers. The plurality of wafers are vertically aligned by the boat. In this state, the processing chamber is loaded from the bottom furnace port (boat loading) and sealed. With the furnace port closed by the cap, the film forming gas is supplied to the processing chamber from the gas supply pipe, and the processing chamber is heated by the heater unit so that the CVD film is deposited on the wafer. (For example, refer patent document 1).
JP 2002-110556 A

一般に、ＣＶＤ装置においては、成膜後に処理室が窒素ガスパージされて所定の温度まで降温された後に、ボートが処理室から搬出（ボートアンローディング）される。これは、処理温度のままでボートアンローディングすると、ウエハ相互間の温度偏差やウエハ面内の温度偏差が大きくなってＩＣの特性に悪影響が及ぶのを防止するためである。そして、窒素ガスはマニホールドに固定されたガス供給管によって処理室へ供給される。 In general, in a CVD apparatus, a process chamber is purged with nitrogen gas after film formation and the temperature is lowered to a predetermined temperature, and then the boat is unloaded from the process chamber (boat unloading). This is to prevent the boat from being unloaded while the processing temperature is maintained, so that the temperature deviation between the wafers and the temperature deviation within the wafer surface are increased and the IC characteristics are not adversely affected. Nitrogen gas is supplied to the processing chamber through a gas supply pipe fixed to the manifold.

しかしながら、従来のＣＶＤ装置においては、窒素ガスがマニホールドに固定されたガス供給管によって処理室に供給されるために、ウエハ群の降温が不均一になるという問題点がある。すなわち、ガス供給管は処理室のボートの下方の一箇所に配置されているために、ウエハ群に対して均一の流れをもって接触することはできない。つまり、窒素ガスの流れが不均一になるために、ウエハ群の領域やウエハ面内において不均一に冷却され、窒素ガスの流速の大きい領域のウエハやウエハ面内だけが冷却されてしまう。 However, in the conventional CVD apparatus, since nitrogen gas is supplied to the processing chamber by the gas supply pipe fixed to the manifold, there is a problem that the temperature drop of the wafer group becomes uneven. That is, since the gas supply pipe is disposed at one position below the boat in the processing chamber, it cannot contact the wafer group with a uniform flow. That is, since the flow of nitrogen gas becomes non-uniform, the wafer group is cooled non-uniformly in the region of the wafer group and the wafer surface, and only the wafer and wafer surface in the region where the flow rate of nitrogen gas is high are cooled.

本発明の目的は、降温速度を向上させることができるとともに、基板間および基板面内の温度偏差を防止することができる基板処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of improving a temperature drop rate and preventing temperature deviation between substrates and in a substrate surface.

本願において開示される発明のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記ボートによって前記処理室に搬入された前記基板の主面に対して水平方向に冷却ガスを噴き出す冷却ガス噴出口と、前記冷却ガス噴出口から噴き出された前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、
前記冷却ガス噴出口と前記排気口との間には前記冷却ガスの流れの流路を狭める絞り部が形成されていることを特徴とする基板処理装置。
（２）前記（１）において、前記絞り部が、前記処理室の内周と前記ボートに保持された前記基板の外周との間に設置された塞ぎ板によって形成されていることを特徴とする基板処理装置。
（３）前記（１）において、前記絞り部が、前記処理室の側壁自体が変形されて形成されていることを特徴とする基板処理装置。
（４）基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記ボートによって前記処理室に搬入された前記基板の主面に対して水平方向に冷却ガスを噴き出す冷却ガス噴出口と、前記冷却ガス噴出口から噴き出された前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、
前記処理室内には、前記処理室内の前記ボートに保持された前記基板が配置される範囲であって、前記基板の主面に対して水平方向の前記基板との間の距離が前記冷却ガスの流れ方向に従って小さくなる絞り部が、形成されていることを特徴とする基板処理装置。
（５）基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記ボートによって前記処理室に搬入された前記基板の主面に対して水平方向に冷却ガスを噴き出す冷却ガス噴出口と、前記冷却ガス噴出口から噴き出された前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、
前記冷却ガス噴出口は、前記ボートに保持された前記基板の主面に対して水平方向の長さが前記下流側に行くに従って長く、かつ、前記水平方向の長さよりも垂直方向の長さが長く、その垂直方向の長さが複数枚の前記基板にわたって形成される前記処理室に前記冷却ガスを噴き出すスリットによって構成されていることを特徴とする基板処理装置。
（６）基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記ボートによって前記処理室に搬入された前記基板の主面に対して水平方向に冷却ガスを噴き出す冷却ガス噴出口と、前記冷却ガス噴出口から噴き出された前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、前記冷却ガス噴出口と前記排気口との間には前記冷却ガスの流れの流路を狭める絞り部が形成されている基板処理装置を用いて前記基板を処理する半導体装置の製造方法において、
前記処理室に前記ボートを搬入するステップと、
前記冷却ガス噴出口から冷却ガスを噴き出して前記基板の間を流通させて前記基板に接触させ、前記排気管によって排気するステップと、
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Representative inventions disclosed in the present application are as follows.
(1) A processing chamber for storing and processing a substrate, a boat for holding the substrate and carrying it into the processing chamber, and a horizontal direction with respect to the main surface of the substrate carried into the processing chamber by the boat A cooling gas jet port for jetting the cooling gas, and an exhaust port for exhausting the cooling gas jetted from the cooling gas jet port,
A substrate processing apparatus, wherein a constriction for narrowing a flow path of the cooling gas flow is formed between the cooling gas ejection port and the exhaust port.
(2) In the above (1), the throttle portion is formed by a closing plate installed between the inner periphery of the processing chamber and the outer periphery of the substrate held by the boat. Substrate processing equipment.
(3) The substrate processing apparatus according to (1), wherein the narrowed portion is formed by deforming a sidewall of the processing chamber itself.
(4) A processing chamber for storing and processing a substrate, a boat for holding the substrate and carrying it into the processing chamber, and a horizontal direction with respect to the main surface of the substrate carried into the processing chamber by the boat A cooling gas jet port for jetting the cooling gas, and an exhaust port for exhausting the cooling gas jetted from the cooling gas jet port,
The processing chamber is a range in which the substrate held by the boat in the processing chamber is disposed, and a distance from the substrate in a horizontal direction with respect to the main surface of the substrate is a distance of the cooling gas. A substrate processing apparatus, characterized in that a constricted portion that decreases in accordance with a flow direction is formed.
(5) A processing chamber for storing and processing a substrate, a boat for holding the substrate and carrying it into the processing chamber, and a horizontal direction with respect to the main surface of the substrate carried into the processing chamber by the boat A cooling gas jet port for jetting the cooling gas, and an exhaust port for exhausting the cooling gas jetted from the cooling gas jet port,
The cooling gas ejection port has a length in the horizontal direction that is longer with respect to the main surface of the substrate held by the boat as it goes to the downstream side, and has a length in the vertical direction than the length in the horizontal direction. A substrate processing apparatus, characterized in that the substrate processing apparatus is long and has a vertical length formed by a slit for blowing the cooling gas into the processing chamber formed over a plurality of the substrates.
(6) A processing chamber for storing and processing a substrate, a boat for holding the substrate and carrying it into the processing chamber, and a horizontal direction with respect to the main surface of the substrate carried into the processing chamber by the boat A cooling gas ejection port for ejecting a cooling gas; and an exhaust port for exhausting the cooling gas ejected from the cooling gas ejection port, wherein the cooling gas is disposed between the cooling gas ejection port and the exhaust port. In a semiconductor device manufacturing method of processing a substrate using a substrate processing apparatus in which a throttle portion for narrowing a gas flow path is formed,
Carrying the boat into the processing chamber;
A step of ejecting a cooling gas from the cooling gas ejection port to cause the cooling gas to flow between the substrates and contact the substrates, and to exhaust the exhaust gas through the exhaust pipe;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

前記した（１）によれば、冷却ガス噴出口から冷却ガスを噴き出すことにより、処理済みの基板を急速かつ均一に降温させることができる。 According to the above (1), the temperature of the processed substrate can be rapidly and uniformly lowered by ejecting the cooling gas from the cooling gas ejection port.

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、図１、図２および図３に示されているように、本発明に係る基板処理装置はＩＣの製造方法における成膜工程を実施するＣＶＤ装置（バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置）１０として構成されている。なお、このＣＶＤ装置においては、ウエハ１を搬送するウエハキャリアとしてＦＯＵＰ（front opening unified pod 。以下、ポッドという。）２が使用されている。 In this embodiment, as shown in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3, the substrate processing apparatus according to the present invention is a CVD apparatus (batch type vertical hot wall type) for performing a film forming process in an IC manufacturing method. (Low pressure CVD apparatus) 10. In this CVD apparatus, a FOUP (front opening unified pod, hereinafter referred to as a pod) 2 is used as a wafer carrier for transporting the wafer 1.

図１〜図３に示されているように、ＣＶＤ装置１０は型鋼や鋼板等によって直方体の箱形状に構築された筐体１１を備えている。筐体１１の正面壁にはポッド搬入搬出口１２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１２はフロントシャッタ１３によって開閉されるようになっている。ポッド搬入搬出口１２の手前にはポッドステージ１４が設置されており、ポッドステージ１４はポッド２を載置されて位置合わせを実行するように構成されている。ポッド２はポッドステージ１４の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、ポッドステージ１４の上から搬出されるようになっている。 As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the CVD apparatus 10 includes a housing 11 constructed in a rectangular parallelepiped box shape by using a steel plate or a steel plate. A pod loading / unloading port 12 is opened on the front wall of the housing 11 so as to communicate with the inside and outside of the housing 11, and the pod loading / unloading port 12 is opened and closed by a front shutter 13. A pod stage 14 is installed in front of the pod loading / unloading port 12, and the pod stage 14 is configured to place the pod 2 and perform alignment. The pod 2 is loaded onto the pod stage 14 by an in-process transfer device (not shown) and is also unloaded from the pod stage 14.

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１５が設置されており、回転式ポッド棚１５は複数個のポッド２を保管するように構成されている。すなわち、回転式ポッド棚１５は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱１６と、支柱１６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１７とを備えており、複数枚の棚板１７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ように構成されている。筐体１１内におけるポッドステージ１４と回転式ポッド棚１５との間にはポッド搬送装置１８が設置されており、ポッド搬送装置１８はポッドステージ１４と回転式ポッド棚１５との間および回転式ポッド棚１５とポッドオープナ２１との間で、ポッド２を搬送するように構成されている。 A rotary pod shelf 15 is installed in an upper portion of the housing 11 at a substantially central portion in the front-rear direction, and the rotary pod shelf 15 is configured to store a plurality of pods 2. That is, the rotary pod shelf 15 includes a support column 16 that is vertically set up and intermittently rotated in a horizontal plane, and a plurality of shelf plates 17 that are radially supported by the support column 16 at each of the upper, middle, and lower levels. The plurality of shelf boards 17 are configured to hold the pod 2 in a state where a plurality of the pods 2 are respectively placed. A pod transfer device 18 is installed between the pod stage 14 and the rotary pod shelf 15 in the housing 11, and the pod transfer device 18 is provided between the pod stage 14 and the rotary pod shelf 15 and the rotary pod. The pod 2 is transported between the shelf 15 and the pod opener 21.

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１９が後端にわたって構築されている。サブ筐体１９の正面壁にはウエハ１をサブ筐体１９内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口２０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２０、２０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、載置台２２に載置されたポッド２のキャップを着脱するキャップ着脱機構２３とを備えており、載置台２２に載置されたポッド２のキャップ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を開閉するように構成されている。ポッドオープナ２１の載置台２２に対してはポッド２がポッド搬送装置１８によって搬入および搬出されるようになっている。 A sub-housing 19 is constructed across the rear end of the lower portion of the housing 11 at a substantially central portion in the front-rear direction. A pair of wafer loading / unloading ports 20 for loading / unloading the wafer 1 into / from the sub-casing 19 are arranged on the front wall of the sub-casing 19 in two vertical rows. A pair of pod openers 21 and 21 are respectively installed at the wafer loading / unloading ports 20 and 20. The pod opener 21 includes a mounting table 22 for mounting the pod 2, and a cap attaching / detaching mechanism 23 for mounting and removing the cap of the pod 2 mounted on the mounting table 22, and the pod 2 mounted on the mounting table 22. This cap is configured to be opened / closed by the cap attaching / detaching mechanism 23 to open / close the wafer inlet / outlet of the pod 2. The pod 2 is carried into and out of the mounting table 22 of the pod opener 21 by the pod transfer device 18.

サブ筐体１９内の前側領域にはウエハ移載装置２５が設置された移載室２４が形成されている。ウエハ移載装置２５はボート３０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）するように構成されている。サブ筐体１９内の後端部にはボートを収容して待機させる待機室２６が形成されている。待機室２６にはボートを昇降させるためのボートエレベータ２７が設置されている。ボートエレベータ２７はモータ駆動の送りねじ軸装置やベローズ等によって構成されている。ボートエレベータ２７の昇降台に連結されたアーム２８にはシールキャップ２９が水平に据え付けられており、シールキャップ２９はボート３０を垂直に支持するように構成されている。ボート３０は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、五十枚程度〜百五十枚程度）のウエハ１をその中心を揃えて水平に支持した状態で、保持するように構成されている。 A transfer chamber 24 in which a wafer transfer device 25 is installed is formed in the front region within the sub-housing 19. The wafer transfer device 25 is configured to load (charge) and unload (discharge) the wafer 1 with respect to the boat 30. A standby chamber 26 is formed at the rear end of the sub-housing 19 to accommodate and wait for the boat. A boat elevator 27 for raising and lowering the boat is installed in the waiting room 26. The boat elevator 27 is configured by a motor-driven feed screw shaft device, a bellows, or the like. A seal cap 29 is horizontally installed on the arm 28 connected to the elevator platform of the boat elevator 27, and the seal cap 29 is configured to support the boat 30 vertically. The boat 30 includes a plurality of holding members, and is configured to hold a plurality of (for example, about fifty to fifty to fifty) wafers 1 with their centers aligned and horizontally supported. Has been.

図３に示されているように、ＣＶＤ装置１０は中心線が垂直になるように縦に配されて支持された縦形のプロセスチューブ３１を備えており、プロセスチューブ３１は後記する加熱ランプの熱線（赤外線や遠赤外線等）を透過する材料の一例である石英（ＳｉＯ₂ ）が使用されて、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に一体成形されている。プロセスチューブ３１の筒中空部はボート３０によって長く整列した状態に保持された複数枚のウエハが搬入される処理室３２を実質的に形成している。プロセスチューブ３１の内径は取り扱うウエハの最大外径（例えば、直径３００ｍｍ）よりも大きくなるように設定されている。
図３〜図５に示されているように、プロセスチューブ３１の内周面における互いに正対する位置には、径方向の流路を狭める絞り部３３を形成した一定幅一定厚さの矩形形状の塞ぎ板３４が一対、それぞれ全高にわたって垂直に敷設されている。両塞ぎ板３４、３４の内側端辺間が構成する絞り部３３の流路の幅は、ウエハ１の外径よりも若干大きめに設定されており、両塞ぎ板３４、３４の内側端辺はボート３０に保持されたウエハ１群の外周に近接するようになっている。 As shown in FIG. 3, the CVD apparatus 10 includes a vertical process tube 31 that is vertically arranged and supported so that the center line is vertical, and the process tube 31 is a heat ray of a heating lamp to be described later. Quartz (SiO ₂ ), which is an example of a material that transmits (infrared rays, far-infrared rays, etc.), is used, and is integrally formed into a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened. The cylindrical hollow portion of the process tube 31 substantially forms a processing chamber 32 into which a plurality of wafers held in a state of being long aligned by the boat 30 are carried. The inner diameter of the process tube 31 is set to be larger than the maximum outer diameter (for example, a diameter of 300 mm) of the wafer to be handled.
As shown in FIG. 3 to FIG. 5, a rectangular shape having a constant width and a constant thickness in which a throttle portion 33 for narrowing a radial flow path is formed at a position facing each other on the inner peripheral surface of the process tube 31. A pair of closing plates 34 are laid vertically over the entire height. The width of the flow path of the narrowed portion 33 formed between the inner side edges of the both blocking plates 34, 34 is set to be slightly larger than the outer diameter of the wafer 1, and the inner side edges of the both blocking plates 34, 34 are It comes close to the outer periphery of the group of wafers 1 held on the boat 30.

プロセスチューブ３１の下端は略円筒形状に構築されたマニホールド３６に支持されており、マニホールド３６の下端開口は炉口３５を構成している。マニホールド３６はプロセスチューブ３１の交換等のために、プロセスチューブ３１にそれぞれ着脱自在に取り付けられている。マニホールド３６がサブ筐体１９に支持されることにより、プロセスチューブ３１は垂直に据え付けられた状態になっている。 The lower end of the process tube 31 is supported by a manifold 36 constructed in a substantially cylindrical shape, and the lower end opening of the manifold 36 constitutes a furnace port 35. The manifold 36 is detachably attached to the process tube 31 for replacement of the process tube 31 and the like. Since the manifold 36 is supported by the sub casing 19, the process tube 31 is installed vertically.

図５に示されているように、プロセスチューブ３１の内周における両塞ぎ板３４、３４と３４とを結ぶ線分が仕切る片側半分の位置には、処理室３２を排気する複数本（図示例では三本）排気管３７が間隔を置いて配されて垂直に敷設されており、各排気管３７の下端部はマニホールド３６の側壁に支持されている。各排気管３７の下端部はマニホールド３６の側壁に径方向に挿通されており、その外側端には圧力コントローラ４１によって制御される排気装置３９が圧力センサ４０を介して接続されている。圧力コントローラ４１は圧力センサ４０からの測定結果に基づいて排気装置３９をフィードバック制御するように構成されている。各排気管３７の内側を向く面には排気口３８が複数個、垂直方向に等間隔に並べられて開設されている。排気口３８群の間隔は、各排気口３８がボート３０に保持された上下のウエハ１、１の間に対向するように、設定されている。 As shown in FIG. 5, in the inner half of the process tube 31, a plurality of pipes exhausting the processing chamber 32 (illustrated example) are arranged at the half-side positions where the line segments connecting both the blocking plates 34, 34 and 34 partition. The three exhaust pipes 37 are arranged at intervals and vertically laid, and the lower end portion of each exhaust pipe 37 is supported by the side wall of the manifold 36. A lower end portion of each exhaust pipe 37 is inserted through the side wall of the manifold 36 in the radial direction, and an exhaust device 39 controlled by a pressure controller 41 is connected to the outer end thereof via a pressure sensor 40. The pressure controller 41 is configured to feedback control the exhaust device 39 based on the measurement result from the pressure sensor 40. A plurality of exhaust ports 38 are arranged on the surface facing the inside of each exhaust pipe 37 so as to be arranged at equal intervals in the vertical direction. The interval between the exhaust ports 38 is set so that the respective exhaust ports 38 face each other between the upper and lower wafers 1 and 1 held by the boat 30.

プロセスチューブ３１の下方にはガス供給管４２が炉口３５に連通するように接続されており、ガス供給管４２にはガス流量コントローラ４４によって制御される原料ガス供給装置および不活性ガス供給装置（以下、ガス供給装置という。）４３が接続されている。ガス供給管４２によって炉口３５に導入されたガスは、プロセスチューブ３１の処理室３２内を流通して排気管３７によって排気される。 A gas supply pipe 42 is connected below the process tube 31 so as to communicate with the furnace port 35. The gas supply pipe 42 is connected to a raw material gas supply apparatus and an inert gas supply apparatus (controlled by a gas flow rate controller 44). Hereinafter, the gas supply device) 43 is connected. The gas introduced into the furnace port 35 by the gas supply pipe 42 flows through the processing chamber 32 of the process tube 31 and is exhausted by the exhaust pipe 37.

マニホールド３６の下端開口にはマニホールド３６の外径と略等しい円盤形状に構築されたシールキャップ２９が、垂直方向下側から当接して閉塞するようになっている。シールキャップ２９の中心線上には回転軸４５が挿通されて回転自在に支承されており、回転軸４５は駆動コントローラ４６によって制御されるモータ４７によって回転駆動されるように構成されている。ちなみに、駆動コントローラ４６はボートエレベータ２７のモータ２７ａも制御するように構成されている。回転軸４５の上端にはボート３０が垂直に立脚されて支持されている。シールキャップ２９とボート３０との間には断熱キャップ部４８が配置されている。すなわち、ボート３０はその下端が炉口３５の位置から適当な距離だけ離間するようにシールキャップ２９の上面から持ち上げられた状態で回転軸４５に支持されており、断熱キャップ部４８はそのボート３０の下端とシールキャップ２９との間を埋めるキャップ部を構成している。 A seal cap 29 constructed in a disc shape substantially equal to the outer diameter of the manifold 36 is in contact with the lower end of the manifold 36 from the lower side in the vertical direction and is closed. A rotation shaft 45 is inserted on the center line of the seal cap 29 and is rotatably supported. The rotation shaft 45 is configured to be rotationally driven by a motor 47 controlled by a drive controller 46. Incidentally, the drive controller 46 is also configured to control the motor 27 a of the boat elevator 27. The boat 30 is vertically supported and supported at the upper end of the rotating shaft 45. A heat insulating cap portion 48 is disposed between the seal cap 29 and the boat 30. That is, the boat 30 is supported by the rotating shaft 45 in a state where the lower end of the boat 30 is lifted from the upper surface of the seal cap 29 so as to be separated from the position of the furnace port 35 by an appropriate distance. The cap part which fills the space | interval between the lower end of this and the seal cap 29 is comprised.

プロセスチューブ３１の外側にはヒータユニット５０が設置されている。ヒータユニット５０はプロセスチューブ３１を全体的に被覆する熱容量の小さい断熱槽５１を備えており、断熱槽５１はサブ筐体１９に垂直に支持されている。断熱槽５１の内側には加熱手段としてのＬ管形ハロゲンランプ（以下、加熱ランプという。）５２が複数本、周方向に等間隔に配置されて同心円に設備されている。加熱ランプ５２群は長さが異なる複数規格のものが組み合わされて配置されており、熱の逃げ易いプロセスチューブ３１の上部および下部の発熱量が増加するように構成されている。各加熱ランプ５２の端子５２ａはプロセスチューブ３１の上部および下部にそれぞれ配置されており、端子５２ａの介在による発熱量の低下が回避されている。加熱ランプ５２はカーボンやタングステン等のフィラメントを石英（ＳｉＯ₂ ）のＬ管によって被覆し、不活性ガスまたは真空雰囲気に封止して構成されている。加熱ランプ５２は熱エネルギーのピーク波長が１．０μｍ〜２．０μｍ程度の熱線を照射するように構成され、プロセスチューブ３１を殆ど加熱することなく、ウエハ１を輻射によって加熱することができるように設定されている。 A heater unit 50 is installed outside the process tube 31. The heater unit 50 includes a heat insulating tank 51 having a small heat capacity that covers the entire process tube 31, and the heat insulating tank 51 is vertically supported by the sub-housing 19. Inside the heat insulating tank 51, a plurality of L-tube halogen lamps (hereinafter referred to as heating lamps) 52 as heating means are arranged concentrically and arranged at equal intervals in the circumferential direction. The heating lamps 52 are arranged in a combination of a plurality of standards having different lengths, and are configured to increase the amount of heat generated at the upper and lower portions of the process tube 31 where heat can easily escape. The terminals 52a of the heating lamps 52 are respectively disposed at the upper and lower portions of the process tube 31, and a decrease in the amount of heat generated due to the interposition of the terminals 52a is avoided. The heating lamp 52 is formed by covering a filament such as carbon or tungsten with an L tube made of quartz (SiO ₂ ) and sealing it in an inert gas or vacuum atmosphere. The heating lamp 52 is configured to irradiate heat rays having a peak wavelength of thermal energy of about 1.0 μm to 2.0 μm so that the wafer 1 can be heated by radiation without substantially heating the process tube 31. Is set.

図３および図４に示されているように、断熱槽５１の天井面の下側における中央部にはＬ管形ハロゲンランプ（以下、天井加熱ランプという。）５３が複数本、互いに平行で両端を揃えられて敷設されており、天井加熱ランプ５３群はボート３０に保持されたウエハ１群をプロセスチューブ３１の上方から加熱するように構成されている。天井加熱ランプ５３はカーボンやタングステン等のフィラメントを石英（ＳｉＯ₂ ）のＬ管によって被覆し、不活性ガスまたは真空雰囲気に封止して構成されている。天井加熱ランプ５３は熱エネルギーのピーク波長が１．０μｍ〜２．０μｍ程度の熱線を照射するように構成されており、プロセスチューブ３１を殆ど加熱することなく、ウエハ１を輻射によって加熱することができるように設定されている。同様に、ボート３０と断熱キャップ部４８との間にはキャップ加熱ランプ５３Ａ群が、ウエハ１群とプロセスチューブ３１の下方から加熱するように構成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of L-tube halogen lamps (hereinafter referred to as ceiling heating lamps) 53 are parallel to each other at the center of the heat insulating tank 51 below the ceiling surface. The ceiling heating lamps 53 are configured to heat the group of wafers held on the boat 30 from above the process tube 31. The ceiling heating lamp 53 is configured by covering a filament such as carbon or tungsten with an L tube made of quartz (SiO ₂ ) and sealing it in an inert gas or vacuum atmosphere. The ceiling heating lamp 53 is configured to irradiate heat rays having a peak wavelength of thermal energy of about 1.0 μm to 2.0 μm, and can heat the wafer 1 by radiation without substantially heating the process tube 31. It is set to be possible. Similarly, a cap heating lamp 53 </ b> A group is configured between the boat 30 and the heat insulating cap part 48 so as to heat from the lower side of the wafer group 1 and the process tube 31.

図３に示されているように、加熱ランプ５２群や天井加熱ランプ５３群およびキャップ加熱ランプ５３Ａ群は、加熱ランプ駆動装置５４に接続されており、加熱ランプ駆動装置５４は温度コントローラ５５によって制御されるように構成されている。プロセスチューブ３１の内側にはカスケード熱電対５６が垂直方向に敷設されており、カスケード熱電対５６は計測結果を温度コントローラ５５に送信するようになっている。温度コントローラ５５はカスケード熱電対５６からの計測温度によって加熱ランプ駆動装置５４をフィードバック制御するようになっている。すなわち、温度コントローラ５５は加熱ランプ駆動装置５４の目標温度とカスケード熱電対５６の計測温度との誤差を求めて、誤差がある場合には誤差を解消させるフィードバック制御を実行するようになっている。また、温度コントローラ５５は加熱ランプ５２群をゾーン制御するように構成されている。 As shown in FIG. 3, the heating lamp 52 group, the ceiling heating lamp 53 group, and the cap heating lamp 53A group are connected to a heating lamp driving device 54, and the heating lamp driving device 54 is controlled by a temperature controller 55. It is configured to be. A cascade thermocouple 56 is laid in the vertical direction inside the process tube 31, and the cascade thermocouple 56 transmits a measurement result to the temperature controller 55. The temperature controller 55 performs feedback control of the heating lamp driving device 54 based on the measured temperature from the cascade thermocouple 56. That is, the temperature controller 55 obtains an error between the target temperature of the heating lamp driving device 54 and the measured temperature of the cascade thermocouple 56, and executes feedback control for eliminating the error if there is an error. The temperature controller 55 is configured to perform zone control on the heating lamps 52 group.

図３および図４に示されているように、加熱ランプ５２群の外側には円筒形状に形成されたリフレクタ（反射板）５７が、プロセスチューブ３１と同心円に設置されており、リフレクタ５７は加熱ランプ５２群からの熱線をプロセスチューブ３１の方向に全て反射させるように構成されている。リフレクタ５７はステンレス鋼板に石英（ＳｉＯ₂ ）をコーティングして形成された材料のように耐酸化性、耐熱性および耐熱衝撃性に優れた材料によって構成されている。リフレクタ５７の外周面には冷却水配管５８が螺旋状に敷設されており、冷却水配管５８はリフレクタ５７をリフレクタ表面の石英（ＳｉＯ₂ ）コーティングの耐熱温度である３００℃以下に冷却するように設定されている。
リフレクタ５７は３００℃を超えると、酸化等によって劣化し易くなるが、リフレクタ５７を３００℃以下に冷却することにより、リフレクタ５７の耐久性を向上させることができるとともに、リフレクタ５７の劣化に伴うパーティクルの発生を抑制することができる。また、断熱槽５１の内部の温度を低下させる際に、リフレクタ５７を冷却することにより、冷却効果を向上させることができる。さらに、冷却水配管５８はリフレクタ５７の冷却領域を上中下段のゾーンに分けてそれぞれ制御し得るように構成されている。冷却水配管５８をゾーン制御することにより、プロセスチューブ３１の温度を降下させる際に、プロセスチューブ３１のゾーンに対応して冷却することができる。例えば、ウエハ群が置かれたゾーンは熱容量がウエハ群の分だけ大きくなることにより、ウエハ群が置かれないゾーンに比べて冷却し難くなるために、冷却水配管５８のウエハ群に対応するゾーンを優先的に冷却するようにゾーン制御することができる。 As shown in FIGS. 3 and 4, a reflector (reflector) 57 formed in a cylindrical shape is disposed outside the group of heating lamps 52 in a concentric circle with the process tube 31, and the reflector 57 is heated. The heat rays from the group of lamps 52 are all reflected in the direction of the process tube 31. The reflector 57 is made of a material excellent in oxidation resistance, heat resistance and thermal shock resistance, such as a material formed by coating a stainless steel plate with quartz (SiO ₂ ). A cooling water pipe 58 is spirally laid on the outer peripheral surface of the reflector 57, and the cooling water pipe 58 cools the reflector 57 to 300 ° C. or less, which is the heat resistant temperature of the quartz (SiO ₂ ) coating on the reflector surface. Is set.
When the reflector 57 exceeds 300 ° C., it easily deteriorates due to oxidation or the like, but by cooling the reflector 57 to 300 ° C. or less, the durability of the reflector 57 can be improved and particles accompanying the deterioration of the reflector 57 can be improved. Can be suppressed. Further, when the temperature inside the heat insulating tank 51 is lowered, the cooling effect can be improved by cooling the reflector 57. Further, the cooling water pipe 58 is configured to be able to control the cooling area of the reflector 57 by dividing it into upper, middle and lower zones. By controlling the zone of the cooling water pipe 58, when the temperature of the process tube 31 is lowered, cooling can be performed corresponding to the zone of the process tube 31. For example, the zone in which the wafer group is placed has a heat capacity that is increased by the amount of the wafer group, so that it is difficult to cool compared to the zone in which the wafer group is not placed. It is possible to control the zone so as to cool it preferentially.

図３および図４に示されているように、断熱槽５１の天井面には円板形状に形成された天井リフレクタ５９がプロセスチューブ３１と同心円に設置されており、天井リフレクタ５９は天井加熱ランプ５３群からの熱線をプロセスチューブ３１の方向に全て反射させるように構成されている。天井リフレクタ５９も耐酸化性、耐熱性および耐熱衝撃性に優れた材料によって構成されている。天井リフレクタ５９の上面には冷却水配管６０が蛇行状に敷設されており、冷却水配管６０は天井リフレクタ５９を３００℃以下に冷却するように設定されている。
天井リフレクタ５９は３００℃を超えると、酸化等によって劣化し易くなるが、天井リフレクタ５９を３００℃以下に冷却することにより、天井リフレクタ５９の耐久性を向上させることができるとともに、天井リフレクタ５９の劣化に伴うパーティクルの発生を抑制することができる。また、断熱槽５１の内部の温度を低下させる際に、天井リフレクタ５９を冷却することにより、冷却効果を向上させることができる。 As shown in FIGS. 3 and 4, a ceiling reflector 59 formed in a disk shape is installed on the ceiling surface of the heat insulating tank 51 concentrically with the process tube 31, and the ceiling reflector 59 is a ceiling heating lamp. The heat rays from the 53 group are all reflected in the direction of the process tube 31. The ceiling reflector 59 is also made of a material excellent in oxidation resistance, heat resistance and thermal shock resistance. A cooling water pipe 60 is laid in a serpentine shape on the upper surface of the ceiling reflector 59, and the cooling water pipe 60 is set to cool the ceiling reflector 59 to 300 ° C. or lower.
When the ceiling reflector 59 exceeds 300 ° C., it tends to deteriorate due to oxidation or the like. However, by cooling the ceiling reflector 59 to 300 ° C. or less, the durability of the ceiling reflector 59 can be improved, and the ceiling reflector 59 Generation of particles due to deterioration can be suppressed. Further, when the temperature inside the heat insulating tank 51 is lowered, the cooling effect can be improved by cooling the ceiling reflector 59.

図３および図４に示されているように、断熱槽５１とプロセスチューブ３１との間には冷却ガスとしての冷却エアを流通させる冷却エア通路６１が、プロセスチューブ３１を全体的に包囲するように形成されている。断熱槽５１の下端部には冷却エアを冷却エア通路６１に供給する給気管６２が接続されており、給気管６２に供給された冷却エアは冷却エア通路６１の全周に拡散するようになっている。断熱槽５１の天井壁の中央部には冷却エアを冷却エア通路６１から排出する排気口６３が開設されており、排気口６３には排気装置に接続された排気路（図示せず）が接続されている。断熱槽５１の天井壁における排気口６３の下側には排気口６３と連通するバッファ部６４が大きく形成されており、バッファ部６４の底面における周辺部にはサブ排気口６５が複数、バッファ部６４と冷却エア通路６１とを連絡するように開設されている。これらサブ排気口６５により、冷却エア通路６１を効率よく排気することができるようになっている。また、サブ排気口６５を断熱槽５１の天井壁の周辺部に配置することにより、天井加熱ランプ５３を断熱槽５１の天井面の中央部に敷設することができるとともに、天井加熱ランプ５３を排気流路から退避させて排気流による応力や化学反応を防止することにより、天井加熱ランプ５３の劣化を抑制することができる。 As shown in FIGS. 3 and 4, a cooling air passage 61 through which cooling air as a cooling gas flows between the heat insulating tank 51 and the process tube 31 surrounds the process tube 31 as a whole. Is formed. An air supply pipe 62 for supplying cooling air to the cooling air passage 61 is connected to the lower end portion of the heat insulating tank 51, and the cooling air supplied to the air supply pipe 62 diffuses over the entire circumference of the cooling air passage 61. ing. An exhaust port 63 for discharging cooling air from the cooling air passage 61 is opened at the center of the ceiling wall of the heat insulating tank 51, and an exhaust path (not shown) connected to the exhaust device is connected to the exhaust port 63. Has been. A buffer part 64 communicating with the exhaust port 63 is formed on the ceiling wall of the heat insulating tank 51 below the exhaust port 63, and a plurality of sub exhaust ports 65 are provided in the periphery of the bottom surface of the buffer part 64. 64 and the cooling air passage 61 are opened. These sub exhaust ports 65 allow the cooling air passage 61 to be efficiently exhausted. Further, by arranging the sub exhaust port 65 in the peripheral part of the ceiling wall of the heat insulating tank 51, the ceiling heating lamp 53 can be laid at the center of the ceiling surface of the heat insulating tank 51, and the ceiling heating lamp 53 is exhausted. The ceiling heating lamp 53 can be prevented from deteriorating by retreating from the flow path to prevent stress and chemical reaction due to the exhaust flow.

図５に示されているように、プロセスチューブ３１の内周における両塞ぎ板３４と３４とを結ぶ線分が仕切る片側半分の位置には、ウエハ１の主面に対して水平方向に冷却ガスを噴き出す冷却ガスノズル６６が複数本（図示例では三本）、間隔を置いて配されて垂直方向に敷設されており、各冷却ガスノズル６６の下端部はマニホールド３６の側壁に支持されている。冷却ガスノズル６６の内側を向く面には複数個の噴出口６７が、垂直方向に等間隔に配置されて窒素ガスを処理室３２の内側に向けて噴出するようにそれぞれ開設されている。複数個の噴出口６７の間隔は、各噴出口６７がボート３０に保持された上下のウエハ１、１の間に対向するように設定されている。 As shown in FIG. 5, the cooling gas in the horizontal direction with respect to the main surface of the wafer 1 is located at one half of the position where the line segment connecting the blocking plates 34 and 34 on the inner periphery of the process tube 31 is partitioned. A plurality of cooling gas nozzles 66 (three in the illustrated example) are arranged at intervals and are laid in the vertical direction, and the lower end portion of each cooling gas nozzle 66 is supported on the side wall of the manifold 36. A plurality of jets 67 are arranged on the surface facing the inside of the cooling gas nozzle 66 at equal intervals in the vertical direction so as to jet nitrogen gas toward the inside of the processing chamber 32. The intervals between the plurality of jets 67 are set so that the jets 67 face each other between the upper and lower wafers 1 and 1 held by the boat 30.

図３に示されているように、冷却ガスノズル６６には窒素ガス供給装置６８が接続されており、窒素ガス供給装置６８は流量調整コントローラ６９によって制御されるように構成されている。冷却ガスノズル６６による冷却能力は窒素ガスの噴出量を窒素ガス供給装置６８によって制御することにより調整することができる。 As shown in FIG. 3, a nitrogen gas supply device 68 is connected to the cooling gas nozzle 66, and the nitrogen gas supply device 68 is configured to be controlled by a flow rate controller 69. The cooling capacity of the cooling gas nozzle 66 can be adjusted by controlling the amount of nitrogen gas ejected by the nitrogen gas supply device 68.

前記構成に係るＣＶＤ装置によるＩＣの製造方法における成膜工程を説明する。 A film forming process in the IC manufacturing method by the CVD apparatus having the above-described 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がポッドステージ１４に供給されると、ポッド搬入搬出口１２がフロントシャッタ１３によって開放され、ポッドステージ１４の上のポッド２はポッド搬送装置１８によって筐体１１の内部へポッド搬入搬出口１２から搬入される。搬入されたポッド２は回転式ポッド棚１５の指定された棚板１７へポッド搬送装置１８によって自動的に搬送されて受け渡され、その棚板１７に一時的に保管される。保管されたポッド２はポッド搬送装置１８によって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。この際、ポッドオープナ２１のウエハ搬入搬出口２０はキャップ着脱機構２３によって閉じられており、移載室２４には窒素ガスが流通されることによって充満されている。すなわち、移載室２４の酸素濃度は２０ｐｐｍ以下と、筐体１１の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遙に低く設定されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, when the pod 2 is supplied to the pod stage 14, the pod loading / unloading port 12 is opened by the front shutter 13, and the pod 2 above the pod stage 14 is connected to the pod transfer device. 18 is carried into the housing 11 from the pod loading / unloading port 12. The loaded pod 2 is automatically transferred to the designated shelf plate 17 of the rotary pod shelf 15 by the pod transfer device 18 and delivered, and temporarily stored on the shelf plate 17. The stored pod 2 is transferred to one pod opener 21 by the pod transfer device 18 and transferred to the mounting table 22. At this time, the wafer loading / unloading port 20 of the pod opener 21 is closed by the cap attaching / detaching mechanism 23, and the transfer chamber 24 is filled with nitrogen gas. That is, the oxygen concentration in the transfer chamber 24 is set to 20 ppm or less, which is much lower than the oxygen concentration inside the housing 11 (atmosphere).

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１９の正面におけるウエハ搬入搬出口２０の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構２３によって取り外され、ウエハ出し入れ口を開放される。ポッド２に収納された複数枚のウエハ１はウエハ移載装置２５によって掬い取られ、ウエハ搬入搬出口２０から移載室２４を通じて待機室２６へ搬入され、ボート３０に装填（チャージング）される。ボート３０にウエハ１を受け渡したウエハ移載装置２５はポッド２に戻り、次のウエハ１をボート３０に装填する。
以降、前記ウエハ移載装置２５の作動が繰り返されることにより、一方のポッドオープナ２１の載置台２２の上のポッド２の全てのウエハ１がボート３０に順次装填されて行く。 The pod 2 mounted on the mounting table 22 has its opening-side end face pressed against the opening edge of the wafer loading / unloading port 20 on the front surface of the sub-housing 19, and the cap is removed by the cap attaching / detaching mechanism 23. Mouth open. The plurality of wafers 1 stored in the pod 2 are picked up by the wafer transfer device 25, loaded into the standby chamber 26 through the transfer chamber 24 from the wafer loading / unloading port 20, and loaded into the boat 30 (charging). . The wafer transfer device 25 that has transferred the wafer 1 to the boat 30 returns to the pod 2 and loads the next wafer 1 into the boat 30.
Thereafter, by repeating the operation of the wafer transfer device 25, all the wafers 1 of the pod 2 on the mounting table 22 of one pod opener 21 are sequentially loaded into the boat 30.

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装置２５によるウエハのボート３０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１５から別のポッド２がポッド搬送装置１８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。
このように他方のポッドオープナ２１において開放作業が同時進行されていると、一方のポッドオープナ２１におけるウエハ１のボート３０への装填作業の終了と同時に、他方のポッドオープナ２１にセットされたポッド２についてのウエハ移載装置２５によるウエハのボート３０への装填作業を開始することができる。すなわち、ウエハ移載装置２５はポッド２の入替え作業についての待ち時間を浪費することなくウエハのボート３０への装填作業を連続して実施することができるため、ＣＶＤ装置１０のスループットを高めることができる。 During the loading operation of the wafer into the boat 30 by the wafer transfer device 25 in the one (upper or lower) pod opener 21, the other (lower or upper) pod opener 21 receives another pod from the rotary pod shelf 15. 2 is transferred and transferred by the pod transfer device 18, and the opening operation of the pod 2 by the pod opener 21 is simultaneously performed.
As described above, when the opening operation is simultaneously performed in the other pod opener 21, the pod 2 set in the other pod opener 21 is completed simultaneously with the completion of the operation of loading the wafer 1 into the boat 30 in the one pod opener 21. The loading operation of the wafer into the boat 30 by the wafer transfer device 25 can be started. That is, since the wafer transfer device 25 can continuously carry out the loading operation of the wafers into the boat 30 without wasting a waiting time for the replacement operation of the pod 2, the throughput of the CVD apparatus 10 can be increased. it can.

図３に示されているように、予め指定された枚数のウエハ１がボート３０に装填されると、ウエハ１群を保持したボート３０はシールキャップ２９がボートエレベータ２７によって上昇されることにより、プロセスチューブ３１の処理室３２に搬入（ボートローディング）されて行き、シールキャップ２９に支持されたままの状態で処理室３２に存置される。図４に示されているように、上限に達したシールキャップ２９はマニホールド３６に押接することにより、プロセスチューブ３１の内部をシールした状態になる。 As shown in FIG. 3, when a predetermined number of wafers 1 are loaded into the boat 30, the boat 30 holding the group of wafers is lifted by the boat elevator 27 by the seal cap 29 being lifted. The process tube 31 is loaded into the processing chamber 32 (boat loading) and is left in the processing chamber 32 while being supported by the seal cap 29. As shown in FIG. 4, the seal cap 29 reaching the upper limit is pressed against the manifold 36 to seal the inside of the process tube 31.

続いて、プロセスチューブ３１の内部が排気管３７によって排気されるとともに、加熱ランプ５２群および天井加熱ランプ５３群によって温度コントローラ５５のシーケンス制御の目標温度に加熱される。加熱ランプ５２群や天井加熱ランプ５３群およびキャップ加熱ランプ５３Ａ群の加熱によるプロセスチューブ３１の内部の実際の上昇温度と、加熱ランプ５２群や天井加熱ランプ５３群およびキャップ加熱ランプ５３Ａ群のシーケンス制御の目標温度との誤差は、カスケード熱電対５６の計測結果に基づくフィードバック制御によって補正される。また、ボート３０がモータ４７によって回転される。 Subsequently, the inside of the process tube 31 is exhausted by the exhaust pipe 37 and heated to the target temperature of the sequence control of the temperature controller 55 by the heating lamp 52 group and the ceiling heating lamp 53 group. The actual temperature rise inside the process tube 31 due to heating of the heating lamp 52 group, ceiling heating lamp 53 group and cap heating lamp 53A group, and sequence control of the heating lamp 52 group, ceiling heating lamp 53 group and cap heating lamp 53A group Is corrected by feedback control based on the measurement result of the cascade thermocouple 56. Further, the boat 30 is rotated by the motor 47.

プロセスチューブ３１の内圧や温度およびボート３０の回転が全体的に一定の安定した状態になると、プロセスチューブ３１の処理室３２には原料ガスがガス供給装置４３によってガス供給管４２から導入される。ガス供給管４２によって導入された原料ガスは、プロセスチューブ３１の処理室３２内を流通して排気路３７を通って排気管３７によって排気される。処理室３２を流通する際に、原料ガスが所定の処理温度に加熱されたウエハ１に接触することによる熱ＣＶＤ反応により、ウエハ１にはＣＶＤ膜が形成される。
ちなみに、窒化珪素（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）が成膜される場合の処理条件の一例は、次の通りである。処理温度は７００〜８００℃、原料ガスとしてのＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ の流量は０．１〜０．５ＳＬＭ（スタンダード・リットル毎分）、ＮＨ₃ の流量は０．３〜５ＳＬＭ、処理圧力は２０〜１００Ｐａである。 When the internal pressure and temperature of the process tube 31 and the rotation of the boat 30 become constant and stable as a whole, the source gas is introduced into the processing chamber 32 of the process tube 31 from the gas supply pipe 42 by the gas supply device 43. The raw material gas introduced by the gas supply pipe 42 flows through the processing chamber 32 of the process tube 31, passes through the exhaust passage 37, and is exhausted by the exhaust pipe 37. When flowing through the processing chamber 32, a CVD film is formed on the wafer 1 by a thermal CVD reaction caused by the source gas contacting the wafer 1 heated to a predetermined processing temperature.
Incidentally, an example of processing conditions when silicon nitride (Si ₃ N ₄ ) is formed is as follows. The processing temperature is 700 to 800 ° C., the flow rate of SiH ₂ Cl ₂ as a raw material gas is 0.1 to 0.5 SLM (standard liter per minute), the flow rate of NH ₃ is 0.3 to 5 SLM, and the processing pressure is 20 to 100 Pa.

ところで、プロセスチューブ３１およびヒータユニット５０の温度は処理温度以上に維持する必要がないばかりでなく、処理温度未満に下げることがかえって好ましいために、成膜ステップにおいては、冷却エアが給気管６２から供給されてサブ排気口６５、バッファ部６４および排気口６３から排気されることにより、冷却エア通路６１に流通される。この際、断熱槽５１は熱容量が通例に比べて小さく設定されているので、急速に冷却することができる。このように冷却エア通路６１における冷却エアの流通によってプロセスチューブ３１およびヒータユニット５０を強制的に冷却することにより、例えば、シリコン窒化膜であればＮＨ₄ Ｃｌの付着を防止することができる１５０℃程度にプロセスチューブ３１の温度を維持することができる。
なお、冷却エア通路６１は処理室３２から隔離されているので、冷媒ガスとして冷却エアを使用することができる。但し、冷却効果をより一層高めるためや、エア内の不純物による高温下での腐食を防止するためには、窒素ガス等の不活性ガスを冷媒ガスとして使用してもよい。 By the way, the temperature of the process tube 31 and the heater unit 50 does not need to be maintained at the processing temperature or higher, but is preferably lowered to a temperature lower than the processing temperature. Therefore, in the film forming step, cooling air is supplied from the air supply pipe 62. By being supplied and exhausted from the sub exhaust port 65, the buffer unit 64, and the exhaust port 63, the air flows through the cooling air passage 61. At this time, since the heat capacity of the heat insulating tank 51 is set smaller than usual, it can be rapidly cooled. Thus, by forcibly cooling the process tube 31 and the heater unit 50 by the flow of the cooling air in the cooling air passage 61, for example, a silicon nitride film can prevent adhesion of NH ₄ Cl at 150 ° C. The temperature of the process tube 31 can be maintained to an extent.
Since the cooling air passage 61 is isolated from the processing chamber 32, cooling air can be used as the refrigerant gas. However, an inert gas such as nitrogen gas may be used as the refrigerant gas in order to further enhance the cooling effect or to prevent corrosion at high temperatures due to impurities in the air.

所定の処理時間が経過すると、処理ガスの導入が停止された後に、図４および図５に示されているように、冷却ガスとしての窒素ガス７０が冷却ガスノズル６６の噴出口６７からウエハ１群に吹き付けられる。吹き付けられた窒素ガス７０は冷却ガスノズル６６の向かい側に敷設された排気管３７各排気口３８によって吸引されて排気される。この窒素ガスのウエハ１群への吹き付けにより、ウエハ１群が直接的かつ全長にわたって均等に冷却されるために、ウエハ１群の温度は大きいレート（速度）をもって急速に下降するとともに、ウエハ１群の全長およびウエハ１の面内において均一に下降する。
この際、処理室３２には径方向の流路を狭める絞り部３３が一対の塞ぎ板３４、３４によって形成されていることにより、冷却ガスノズル６６の噴出口６７から噴出された窒素ガス７０はウエハ１の外方空間に回り込むことなく、全てがウエハ１群に向かって流れるので、ウエハ１群は窒素ガス７０によって効果的に冷却されることになる。しかも、各噴出口６７が上下のウエハ１、１の間隙に対向するように配置されているために、各噴出口６７からそれぞれ噴出した窒素ガス７０は、上下のウエハ１、１の間隙にそれぞれ流れ込んで上下のウエハ１、１の上下面に接触して効率よく冷却することになる。
また、窒素ガス７０のウエハ１への吹き付けに際して、ボート３０をモータ４７によって回転させると、ウエハ１の面内の温度差をより一層低減することができる。すなわち、窒素ガス７０をウエハ１に浴びせながらウエハ１をボート３０ごと回転させることにより、窒素ガス７０をウエハ１の全周にわたって均等に吹きかけることができるために、ウエハ１の面内の温度差を低減させることができる。 After a predetermined processing time has elapsed, after the introduction of the processing gas is stopped, as shown in FIGS. 4 and 5, the nitrogen gas 70 as the cooling gas is fed from the ejection port 67 of the cooling gas nozzle 66 through the wafer group 1. Is sprayed on. The blown nitrogen gas 70 is sucked and exhausted by the exhaust ports 38 of the exhaust pipe 37 laid on the opposite side of the cooling gas nozzle 66. By blowing this nitrogen gas onto the wafer group 1, the wafer group 1 is cooled directly and evenly over the entire length, so that the temperature of the wafer group 1 rapidly decreases at a high rate (speed), and the wafer group 1. And uniformly descends in the plane of the wafer 1.
At this time, the processing chamber 32 is formed with a narrowed portion 33 that narrows the flow path in the radial direction by a pair of blocking plates 34, 34, so that the nitrogen gas 70 ejected from the ejection port 67 of the cooling gas nozzle 66 is transferred to the wafer. Since all flow toward the group of wafers 1 without going into the outer space of the group 1, the group of wafers 1 is effectively cooled by the nitrogen gas 70. In addition, since each ejection port 67 is disposed so as to face the gap between the upper and lower wafers 1, 1, the nitrogen gas 70 ejected from each ejection port 67 is respectively inserted into the gap between the upper and lower wafers 1, 1. It flows in and contacts the upper and lower surfaces of the upper and lower wafers 1 and 1 for efficient cooling.
Further, when the boat 30 is rotated by the motor 47 when the nitrogen gas 70 is blown onto the wafer 1, the temperature difference in the surface of the wafer 1 can be further reduced. That is, by rotating the wafer 1 together with the boat 30 while the nitrogen gas 70 is bathed on the wafer 1, the nitrogen gas 70 can be sprayed evenly over the entire circumference of the wafer 1. Can be reduced.

続いて、シールキャップ２９に支持されたボート３０はボートエレベータ２７によって下降されることにより、処理室３２から搬出（ボートアンローディング）される。このボートアンローディングに際しては、冷却ガスノズル６６の噴出口６７からウエハ１群に吹き付けられることにより、ウエハ１群の温度が大きいレート（速度）をもって急速に下降されるとともに、ウエハ１群の全長およびウエハ１の面内において均一に下降される。 Subsequently, the boat 30 supported by the seal cap 29 is lowered by the boat elevator 27 to be unloaded from the processing chamber 32 (boat unloading). In this boat unloading, the temperature of the wafer group 1 is rapidly lowered at a large rate (speed) by being blown to the wafer group 1 from the ejection port 67 of the cooling gas nozzle 66, and the total length of the wafer group 1 and the wafer. 1 is uniformly lowered in the plane.

待機室２６に搬出されたボート３０の処理済みウエハ１は、ボート３０からウエハ移載装置２５によって脱装（ディスチャージング）され、ポッドオープナ２１において開放されているポッド２に挿入されて収納される。処理済みウエハ１のボート３０からの脱装作業の際も、ボート３０がバッチ処理したウエハ１の枚数は一台の空のポッド２に収納するウエハ１の枚数よりも何倍も多いため、複数台のポッド２が上下のポッドオープナ２１、２１に交互にポッド搬送装置１８によって繰り返し供給されることになる。この場合にも、一方（上段または下段）のポッドオープナ２１へのウエハ移載作業中に、他方（下段または上段）のポッドオープナ２１への空のポッド２への搬送や準備作業が同時進行されることにより、ウエハ移載装置２５はポッド２の入替え作業についての待ち時間を浪費することなく脱装作業を連続して実施することができるため、ＣＶＤ装置１０のスループットを高めることができる。 The processed wafer 1 of the boat 30 carried out to the standby chamber 26 is detached (discharged) from the boat 30 by the wafer transfer device 25 and inserted into the pod 2 opened in the pod opener 21 for storage. . Even when the processed wafers 1 are detached from the boat 30, the number of wafers 1 batch processed by the boat 30 is many times larger than the number of wafers 1 stored in one empty pod 2. The base pod 2 is repeatedly supplied to the upper and lower pod openers 21 and 21 alternately by the pod transfer device 18. Also in this case, during the wafer transfer operation to one (upper or lower) pod opener 21, transfer to the empty pod 2 and preparation operations to the other (lower or upper) pod opener 21 are simultaneously performed. As a result, the wafer transfer device 25 can continuously perform the detaching operation without wasting the waiting time for the replacement operation of the pod 2, so that the throughput of the CVD apparatus 10 can be increased.

所定枚数の処理済みのウエハ１が収納されると、ポッド２はポッドオープナ２１によってキャップを装着されて閉じられる。続いて、処理済みのウエハ１が収納されたポッド２はポッドオープナ２１の載置台２２から回転式ポッド棚１５の指定された棚板１７にポッド搬送装置１８によって搬送されて一時的に保管される。
その後、処理済みのウエハ１を収納したポッド２は回転式ポッド棚１５からポッド搬入搬出口１２へポッド搬送装置１８により搬送され、ポッド搬入搬出口１２から筐体１１の外部に搬出されてポッドステージ１４の上に載置される。ポッドステージ１４の上に載置されたポッド２は次工程へ工程内搬送装置によって搬送される。
なお、新旧のポッド２についてのポッドステージ１４への搬入搬出作業およびポッドステージ１４と回転式ポッド棚１５との間の入替え作業は、処理室３２におけるボート３０の搬入搬出作業や成膜処理の間に同時に進行されるため、ＣＶＤ装置１０の全体としての作業時間が延長されるのを防止することができる。 When a predetermined number of processed wafers 1 are stored, the pod 2 is closed with a cap attached thereto by a pod opener 21. Subsequently, the pod 2 storing the processed wafer 1 is transferred from the mounting table 22 of the pod opener 21 to the specified shelf plate 17 of the rotary pod shelf 15 by the pod transfer device 18 and temporarily stored. .
Thereafter, the pod 2 storing the processed wafer 1 is transferred from the rotary pod shelf 15 to the pod loading / unloading port 12 by the pod transfer device 18, and unloaded from the pod loading / unloading port 12 to the outside of the casing 11 to be a pod stage. 14. The pod 2 placed on the pod stage 14 is transferred to the next process by the in-process transfer apparatus.
The loading / unloading operation of the old and new pod 2 to / from the pod stage 14 and the replacement operation between the pod stage 14 and the rotary pod shelf 15 are performed during the loading / unloading operation of the boat 30 and the film forming process in the processing chamber 32. Therefore, it is possible to prevent the working time of the entire CVD apparatus 10 from being extended.

以降、前記作用が繰り返されることにより、ＣＶＤ装置１０によってウエハ１に対する成膜処理が実施されて行く。 Thereafter, the film forming process is performed on the wafer 1 by the CVD apparatus 10 by repeating the above operation.

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) 熱処理後に、冷却ガスとしての窒素ガスを冷却ガスノズルの噴出口から噴出してウエハ群に吹き付けることにより、ウエハ群を直接かつ全長にわたって均等に冷却することができるので、ウエハ群の降温速度を高めることができるとともに、ウエハ相互間およびウエハの面内温度の均一性を高めることができる。 1) After the heat treatment, nitrogen gas as a cooling gas is blown out from the outlet of the cooling gas nozzle and blown to the wafer group, so that the wafer group can be cooled directly and evenly over the entire length. It is possible to increase the uniformity of in-plane temperatures between wafers and wafers.

2) ウエハ群におけるウエハ相互間の温度差およびウエハ面内の温度差の発生を防止することにより、ＩＣの特性に及ぼす悪影響を回避することができ、また、ウエハ群の温度を充分に降温させることができるので、熱を帯びたウエハが酸素を多く含んだ雰囲気に晒されることによる自然酸化膜の生成を防止することができる。 2) By preventing the temperature difference between wafers in the wafer group and the temperature difference within the wafer surface, adverse effects on IC characteristics can be avoided, and the temperature of the wafer group can be lowered sufficiently. Therefore, it is possible to prevent generation of a natural oxide film due to exposure of a heated wafer to an oxygen-rich atmosphere.

3) 熱処理後およびボートアンローディング時にウエハ群を充分に降温させることにより、ボートアンローディング後の降温待機時間を省略ないしは短縮することができるので、ＣＶＤ装置のスループットを向上させることができる。 3) By sufficiently lowering the temperature of the wafer group after the heat treatment and at the time of boat unloading, the temperature lowering waiting time after boat unloading can be omitted or shortened, so that the throughput of the CVD apparatus can be improved.

4) 複数本の冷却ガスノズルを周方向に間隔を置いて配置して垂直方向に立脚し、各冷却ガスノズルには複数個の噴出口を窒素ガスをボートに向けて噴出するようにそれぞれ開設することにより、ウエハ群を大きいレート（速度）をもってより一層急速に降温させることができるので、ＣＶＤ装置のスループットをより一層向上させることができ、また、ウエハの熱履歴を小さくすることにより、ＩＣの歩留りを向上させることができる。 4) A plurality of cooling gas nozzles are arranged at intervals in the circumferential direction and are vertically erected, and each cooling gas nozzle is provided with a plurality of jet outlets for jetting nitrogen gas toward the boat. As a result, the temperature of the wafer group can be lowered more rapidly at a large rate (speed), so that the throughput of the CVD apparatus can be further improved, and the yield of IC can be reduced by reducing the thermal history of the wafer. Can be improved.

5) 冷却ガスの流れを狭める絞り部を形成する一対の塞ぎ板を処理室に配設することにより、冷却ガスノズルからの窒素ガスをウエハ群の外方に回り込ませることなくウエハ群に向けて流すことができるため、ウエハ群をきわめて効果的に冷却することができる。 5) By arranging a pair of closing plates that form a constriction part that narrows the flow of the cooling gas in the processing chamber, the nitrogen gas from the cooling gas nozzle flows toward the wafer group without flowing around the wafer group. Therefore, the wafer group can be cooled very effectively.

6) 窒素ガスのウエハへの吹き付けに際して、ボートをモータによって回転させることにより、窒素ガスをウエハの全周にわたって均等に吹きかけることができるので、ウエハの面内の温度差をより一層確実に低減させることができる。 6) When nitrogen gas is blown onto the wafer, the boat is rotated by a motor, so that nitrogen gas can be blown evenly over the entire circumference of the wafer, thus further reducing the temperature difference in the wafer surface. be able to.

7) 成膜ステップ後に断熱槽とプロセスチューブの間の空間に冷却エアを流通することにより、断熱槽およびプロセスチューブを大きいレート（速度）をもって急速に降温させることができるので、ＣＶＤ装置のスループットをより一層向上させることができる。 7) By supplying cooling air to the space between the heat insulation tank and the process tube after the film formation step, the temperature of the heat insulation tank and the process tube can be rapidly lowered at a high rate (speed). This can be further improved.

8) 断熱槽とアウタチューブの間の空間に冷却エアを流通することにより、アウタチューブの内面に成膜されたり副生成物が付着したりするのを防止することができるので、パーティクルの発生を防止することができるとともに、クリーニング時間を短縮することができる。 8) By circulating cooling air through the space between the heat insulation tank and the outer tube, it is possible to prevent film formation and by-products from adhering to the inner surface of the outer tube. This can be prevented and the cleaning time can be shortened.

9) 冷却ガスの供給手段をノズル形状にすることにより、例えば、アウタチューブに隔壁を設け供給ダクト形状とするような場合と異なり、供給手段自身の熱容量を小さく設定することができる。それにより、供給手段による冷却ガスへの熱影響を抑制することができる。 9) By forming the cooling gas supply means into a nozzle shape, the heat capacity of the supply means itself can be set small, unlike the case where the outer tube is provided with a partition wall and has a supply duct shape, for example. Thereby, the thermal influence on the cooling gas by the supply means can be suppressed.

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、冷却ガスノズルの噴出口は、図６（ａ）、（ｂ）に示されているように、縦に細長いスリット形状に形成してもよい。
図６（ａ）に示されている冷却ガスノズル６６Ａの噴出口６７Ａは、上辺が下辺よりも長い細長い台形のスリット形状に形成されている。
図６（ｂ）に示されている冷却ガスノズル６６Ｂの噴出口６７Ｂは、細長い逆二等辺三角形のスリット形状に形成されている。
このように縦に細長いにスリット形状の噴出口６７Ａまたは６７Ｂであると、冷却ガスノズル６６Ａまたは６６Ｂの全長にわたって冷却ガスが噴き出していることにより、上下のウエハ１、１の表面を冷却ガスが満遍なく流れるために、効率よく熱交換することができる。
また、噴出口６７Ａおよび６７Ｂを冷却ガスノズル６６Ａおよび６６Ｂの全長にわたって開設することにより、冷却ガスノズル６６Ａおよび６６Ｂの熱容量を減少させることができるので、冷却ガスノズル６６Ａおよび６６Ｂが熱処理に及ぼす悪影響を抑制することができる。
ところで、冷却ガスは処理室の下から上に導入されることにより、冷却ガスは上に行くほどヒータユニットによる加熱時間が長くなるために、冷却ガスの温度は次第に高くなり、冷却ガスの冷却能力は漸減して行く。すなわち、冷却ガスの上流側である冷却ガスノズルの下端側では冷却ガスの温度が低いために、冷却ガスの冷却能力は大きいが、冷却ガスの上流側である冷却ガスノズルの上端側では冷却ガスの冷却能力は小さくなる。
開口面積が下端側で小さく上端側で大きいスリット形状である台形の噴出口６７Ａおよび逆二等辺三角形の噴出口６７Ｂにおいては、下端側の冷却ガス噴出量は少ないが、冷却ガス自体の冷却能力が大きいので、冷却ガスは下端側領域のウエハ１を充分に冷却することができ、逆に、上端側の冷却ガスが持つ冷却能力は小さいが、冷却ガス噴出量は大きいので、冷却ガスは上端側領域のウエハ１を充分に冷却することができる。つまり、開口面積が下端側で小さく上端側で大きいスリット形状である台形の噴出口６７Ａおよび逆二等辺三角形の噴出口６７Ｂにおいては、ボート３０のウエハ１群を全長にわたって均一に冷却することができる。 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.
For example, the outlet of the cooling gas nozzle may be formed in a vertically elongated slit shape as shown in FIGS.
The jet port 67A of the cooling gas nozzle 66A shown in FIG. 6A is formed in an elongated trapezoidal slit shape whose upper side is longer than the lower side.
The ejection port 67B of the cooling gas nozzle 66B shown in FIG. 6B is formed in a slit shape of an elongated inverted isosceles triangle.
In this way, when the slit-like jet outlet 67A or 67B is vertically elongated, the cooling gas is jetted over the entire length of the cooling gas nozzle 66A or 66B, so that the cooling gas flows evenly on the surfaces of the upper and lower wafers 1 and 1. Therefore, heat can be exchanged efficiently.
Moreover, since the heat capacities of the cooling gas nozzles 66A and 66B can be reduced by opening the jet outlets 67A and 67B over the entire length of the cooling gas nozzles 66A and 66B, the adverse effect of the cooling gas nozzles 66A and 66B on the heat treatment is suppressed. Can do.
By the way, since the cooling gas is introduced from the bottom to the top of the processing chamber, the heating time by the heater unit becomes longer as the cooling gas goes upward, so that the temperature of the cooling gas gradually increases and the cooling capacity of the cooling gas increases. Gradually decreases. That is, since the cooling gas temperature is low at the lower end side of the cooling gas nozzle that is upstream of the cooling gas, the cooling capacity of the cooling gas is large, but the cooling gas cooling is performed at the upper end side of the cooling gas nozzle that is upstream of the cooling gas. The ability is reduced.
In the trapezoidal jet outlet 67A and the inverted isosceles triangle jet outlet 67B, which have a slit shape with a small opening area at the lower end side and a large slit at the upper end side, the cooling gas ejection amount at the lower end side is small, but the cooling capacity of the cooling gas itself is small. Since it is large, the cooling gas can sufficiently cool the wafer 1 in the lower end side region, and conversely, the cooling gas of the upper end side cooling gas is small, but since the cooling gas ejection amount is large, the cooling gas is on the upper end side. The wafer 1 in the area can be sufficiently cooled. That is, in the trapezoidal jet outlet 67A and the inverted isosceles triangle jet outlet 67B having a slit shape whose opening area is small at the lower end side and large at the upper end side, the group of wafers of the boat 30 can be uniformly cooled over the entire length. .

冷却ガスの流れの流路を狭める絞り部は一対の塞ぎ板によって形成するに限らず、例えば、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されているように、プロセスチューブ３１の側壁自体を変形させて形成してもよい。
図７（ａ）は、プロセスチューブ３１の側壁が平面断面において長円形に変形されることにより、絞り部３３Ａが形成されている実施の形態を示している。
図７（ｂ）は、プロセスチューブ３１の側壁が平面断面において長方形に変形されることにより、絞り部３３Ｂが形成されている実施の形態を示している。
図７（ｃ）は、プロセスチューブ３１の側壁が平面断面において瓢箪形状に変形されることにより、絞り部３３Ｃが形成されている実施の形態を示している。 The throttle portion that narrows the flow path of the cooling gas flow is not limited to being formed by a pair of blocking plates. For example, as shown in FIGS. 7A, 7 </ b> B, and 7 </ b> C, The side wall itself may be deformed.
FIG. 7A shows an embodiment in which the throttle portion 33A is formed by deforming the side wall of the process tube 31 into an oval shape in a planar cross section.
FIG. 7B shows an embodiment in which the throttle portion 33B is formed by deforming the side wall of the process tube 31 into a rectangular shape in a plane cross section.
FIG. 7C shows an embodiment in which the throttle portion 33 </ b> C is formed by deforming the side wall of the process tube 31 into a bowl shape in a plane cross section.

冷却ガスノズル６６および排気管３７は複数本ずつ配設するに限らず、図７に示されているように、一本ずつ配設してもよい。 The cooling gas nozzles 66 and the exhaust pipes 37 are not limited to a plurality, and may be provided one by one as shown in FIG.

冷却ガスノズル６６はマニホールドに配設するに限らず、図８に示されているように、シールキャップ２９に配設してもよい。 The cooling gas nozzle 66 is not limited to being disposed in the manifold, but may be disposed in the seal cap 29 as shown in FIG.

図９に示されているように、プロセスチューブ３１が互いに同心円に配設されたアウタチューブ３１ａとインナチューブ３１ｂとによって構成されている場合には、冷却ガスを噴き出す噴出口６７Ｃと、噴き出された冷却ガスを排気する排気口３８Ｃとはインナチューブ３１ｂにそれぞれ開設してもよい。 As shown in FIG. 9, when the process tube 31 is composed of an outer tube 31a and an inner tube 31b arranged concentrically with each other, an ejection port 67C that ejects a cooling gas and an ejection tube 67C are ejected. The exhaust port 38C for exhausting the cooling gas may be provided in the inner tube 31b.

加熱手段としては、熱エネルギーのピーク波長が１．０μｍのハロゲンランプを使用するに限らず、熱線（赤外線や遠赤外線等）の波長（例えば、０．５〜３．５μｍ）を照射する他の加熱ランプ（例えば、カーボンランプ）を使用してもよいし、誘導加熱ヒータ、珪化モリブデンやＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等の金属発熱体を使用してもよい。 The heating means is not limited to using a halogen lamp with a peak wavelength of heat energy of 1.0 μm, but other heat rays (infrared rays, far-infrared rays, etc.) wavelength (for example, 0.5 to 3.5 μm) are irradiated. A heating lamp (for example, a carbon lamp) may be used, or an induction heater, a metal heating element such as molybdenum silicide or Fe—Cr—Al alloy may be used.

前記実施の形態においては、ＣＶＤ装置について説明したが、酸化・拡散装置やアニール装置等の基板処理装置全般に適用することができる。 Although the CVD apparatus has been described in the above embodiment, the present invention can be applied to all substrate processing apparatuses such as an oxidation / diffusion apparatus and an annealing apparatus.

被処理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 to be processed 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.

本発明の一実施の形態であるＣＶＤ装置を示す一部省略斜視図である。It is a partially-omission perspective view which shows the CVD apparatus which is one embodiment of this invention. その側面断面図である。FIG. その背面断面図である。FIG. 主要部を示す一部省略背面断面図である。It is a partially omitted rear cross-sectional view showing the main part. 主要部を示す平面断面図である。It is a plane sectional view showing the principal part. 冷却ガスノズルの噴出口の他の実施の形態を示す各斜視図であり、（ａ）は上辺が下辺よりも長い細長い台形のスリット形状の噴出口を示しており、（ｂ）は細長い逆二等辺三角形のスリット形状の噴出口を示している。It is each perspective view which shows other embodiment of the jet nozzle of a cooling gas nozzle, (a) has shown the elongate trapezoid slit-shaped jet nozzle whose upper side is longer than a lower side, (b) is an elongate inverted isosceles side A triangular slit-shaped spout is shown. 絞り部の他の実施の形態を示す平面断面図であり、（ａ）はプロセスチューブの側壁が長円形に変形された絞り部を示しており、（ｂ）は同じく長方形に変形された絞り部を示しており、（ｃ）は同じく瓢箪形状に変形された絞り部を示している。It is a plane sectional view showing other embodiments of a restricting part, (a) shows a restricting part by which a side wall of a process tube was changed into an oval shape, and (b) is a restricting part similarly changed into a rectangle. (C) has shown the aperture | diaphragm | squeeze part similarly deform | transformed into the bowl shape. 冷却ガスノズルがシールキャップに配設された実施の形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows embodiment which the cooling gas nozzle was arrange | positioned by the seal cap. 噴出口と排気口とがインナチューブに開設された実施の形態を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows embodiment which the jet nozzle and the exhaust port were established in the inner tube.

Explanation of symbols

１…ウエハ（基板）、２…ポッド、１０…ＣＶＤ装置（基板処理装置）、１１…筐体、１２…ポッド搬入搬出口、１３…フロントシャッタ、１４…ポッドステージ、１５…回転式ポッド棚、１６…支柱、１７…棚板、１８…ポッド搬送装置、１９…サブ筐体、２０…ウエハ搬入搬出口、２１…ポッドオープナ、２２…載置台、２３…キャップ着脱機構、２４…移載室、２５…ウエハ移載装置、２６…待機室、２７…ボートエレベータ、２８…アーム、２９…シールキャップ、３０…ボート（基板保持体）、３１…プロセスチューブ、３２…処理室、３３…絞り部、３４…塞ぎ板、３５…炉口、３６…マニホールド、３７…排気管、３８…排気口、３９…排気装置、４０…圧力センサ、４１…圧力コントローラ、４２…ガス供給管、４３…ガス供給装置、４４…ガス流量コントローラ、４５…回転軸、４６…駆動コントローラ、４７…モータ、４８…断熱キャップ部、５０…ヒータユニット、５１…断熱槽、５２…加熱ランプ（加熱手段）、５３…天井加熱ランプ、５３Ａ…キャップ加熱ランプ、５４…加熱ランプ駆動装置、５５…温度コントローラ、５６…カスケード熱電対、５７…リフレクタ、５８…冷却水配管、５９…天井リフレクタ、６０…冷却水配管、６１…冷却エア通路、６２…給気管、６３…排気口、６４…バッファ部、６５…サブ排気口、６６…冷却ガスノズル、６７…噴出口、６８…窒素ガス供給装置、６９…流量調整コントローラ、７０…窒素ガス（冷却ガス）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer (substrate), 2 ... Pod, 10 ... CVD apparatus (substrate processing apparatus), 11 ... Housing | casing, 12 ... Pod loading / unloading exit, 13 ... Front shutter, 14 ... Pod stage, 15 ... Rotary pod shelf, DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Support | pillar, 17 ... Shelf board, 18 ... Pod conveyance apparatus, 19 ... Sub housing | casing, 20 ... Wafer loading / unloading exit, 21 ... Pod opener, 22 ... Mounting stand, 23 ... Cap attaching / detaching mechanism, 24 ... Transfer chamber, 25 ... Wafer transfer device, 26 ... Standby chamber, 27 ... Boat elevator, 28 ... Arm, 29 ... Seal cap, 30 ... Boat (substrate holder), 31 ... Process tube, 32 ... Processing chamber, 33 ... Throttle section, 34 ... Closing plate, 35 ... Furnace port, 36 ... Manifold, 37 ... Exhaust pipe, 38 ... Exhaust port, 39 ... Exhaust device, 40 ... Pressure sensor, 41 ... Pressure controller, 42 ... Gas supply pipe, 43 ... Gas Supply device 44 ... Gas flow rate controller 45 ... Rotating shaft 46 ... Drive controller 47 ... Motor 48 ... Heat insulation cap part 50 ... Heater unit 51 ... Heat insulation tank 52 ... Heating lamp (heating means) 53 ... Ceiling heating lamp, 53A ... Cap heating lamp, 54 ... Heating lamp driving device, 55 ... Temperature controller, 56 ... Cascade thermocouple, 57 ... Reflector, 58 ... Cooling water piping, 59 ... Ceiling reflector, 60 ... Cooling water piping, 61 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Cooling air passage, 62 ... Supply pipe, 63 ... Exhaust port, 64 ... Buffer part, 65 ... Sub exhaust port, 66 ... Cooling gas nozzle, 67 ... Jet port, 68 ... Nitrogen gas supply apparatus, 69 ... Flow rate adjustment controller, 70 ... nitrogen gas (cooling gas).

Claims

A process tube that forms a processing chamber for accommodating and processing a substrate, a boat that holds the substrate and carries it into the processing chamber, and a horizontal surface with respect to the main surface of the substrate that is carried into the processing chamber by the boat A cooling gas outlet for ejecting cooling gas in a direction, and an exhaust outlet for exhausting the cooling gas ejected from the cooling gas outlet,
Between the inner periphery of the process tube and the outer periphery of the substrate held by the boat, the flow path of the cooling gas flow between the cooling gas outlet and the exhaust outlet is provided with the flow. A substrate processing apparatus, wherein a narrowing portion for narrowing a path is formed.

The diaphragm portion, the substrate processing apparatus according to claim 1, characterized in that it is formed by infarction technique plate.

The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the narrowed portion is formed by deforming a side wall of the process tube .

A process tube that forms a processing chamber for accommodating and processing a substrate, a boat that holds the substrate and carries it into the processing chamber, and a horizontal surface with respect to the main surface of the substrate that is carried into the processing chamber by the boat A cooling gas outlet for ejecting cooling gas in a direction, and an exhaust outlet for exhausting the cooling gas ejected from the cooling gas outlet,
A throttle part is formed in the process tube, and the throttle part is arranged in a horizontal direction with respect to the main surface of the substrate within a range where the substrate held by the boat in the process tube is disposed. The substrate processing apparatus is formed so that a distance between the substrate and the substrate is reduced according to a flow direction of the cooling gas.

Carrying a boat holding a substrate into a processing chamber formed in a process tube; heat treating the substrate in the processing chamber;
The substrate after the heat treatment held in the boat in the process tube is blown out in a horizontal direction with respect to the main surface of the substrate from a cooling gas outlet , and the inner periphery of the process tube and the boat The cooling gas is blown onto the substrate while sandwiching a flow path of the flow of the cooling gas ejected by the throttle formed between the outer periphery of the substrate held on the substrate, and the cooling gas is discharged from the exhaust port. Exhausting and cooling ,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: