WO2004057656A1 - 基板処理装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

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WO2004057656A1
WO2004057656A1 PCT/JP2003/015630 JP0315630W WO2004057656A1 WO 2004057656 A1 WO2004057656 A1 WO 2004057656A1 JP 0315630 W JP0315630 W JP 0315630W WO 2004057656 A1 WO2004057656 A1 WO 2004057656A1
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wafer
chamber
pod
processing
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PCT/JP2003/015630
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Inventor
Ryuji Ishitsuka
Naoyuki Nakagawa
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc.
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Publication date
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    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
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    • H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a technique for cooling a substrate to be processed.
  • an IC is manufactured in a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device (hereinafter, referred to as an IC). It is used to diffuse impurities into a bright semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) and to form CVD films such as insulating films and metal films.
  • the vertical diffusion CVD apparatus has a cassette chamber having an airtight structure for accommodating a cassette (wafer carrier) accommodating a plurality of wafers and taking in and out the wafer, and a cassette chamber in the cassette chamber and a boat. It has a load lock chamber (wafer transfer chamber) having a wafer transfer device for transferring wafers, and a reaction chamber (processing chamber) for loading and unloading ports in the load lock chamber.
  • the mouth lock chamber and the load lock chamber and the reaction chamber are connected via gate valves, respectively.
  • the mouth lock chamber is not evacuated, but is evacuated by nitrogen gas. The atmosphere is configured to be replaced.
  • the throughput is low because the processed wafer which has become high temperature needs to be cooled to room temperature and then stored in a cassette. That is, the temperature of the processed wafer at the time of unloading from the process tube is about 500 to 100 ° C., and the temperature at which this high-temperature processed wafer can be stored in a cassette, for example, 80 ° C. In the following, a large amount of time is wasted to lower the temperature by natural cooling, which lowers the throughput. Therefore, a cooling storage for cooling the processed wafer is placed in the wafer transfer chamber, which is also a wafer standby chamber. By applying force and forcibly cooling the processed wafers in the cooling stocker, the waiting time for cooling the processed wafers can be significantly reduced, and the throughput of the vertical diffusion CVD device is considered to increase. Can be
  • An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of sufficiently improving the throughput. Disclosure of the invention
  • a substrate processing apparatus includes: a processing chamber for processing a plurality of substrates; a first closed chamber adjacent to the processing chamber; a second closed chamber adjacent to the first closed chamber; A substrate transfer device installed in a closed room for transferring the substrate, wherein a plurality of substrate holders for holding the substrate are horizontally arranged and installed in the second closed room; A shielding means is provided between the adjacent substrate holders, and a gas blowing means for blowing gas is provided near each of the substrate holders.
  • the processed substrate unloaded from the processing chamber can be forcibly cooled in the second closed chamber adjacent to the processing chamber, so that the waiting time for cooling the processed wafer is greatly reduced.
  • repetition of decompression and release of the first closed chamber can be omitted, so that the throughput of the substrate processing apparatus can be greatly increased.
  • FIG. 1 is a cross-sectional plan view showing a batch type CYD apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side sectional view.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line ⁇ - ⁇ in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a modification of the gas blowing pipe.
  • Fig. 5 is a side view showing the arrangement of various wafers, (a) shows the arrangement of wafers at a port, (b) takes out the wafer from the lower part of the stocking force and places the wafer on the lower part of the boat. (C) shows the arrangement of the wafers with the stocking force when the wafers are taken out from the lower stage of the stocking force and the wafers are loaded on the upper stage of the boat when loading. I have.
  • FIG. 6 is a plan sectional view showing a batch type CVD apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a side sectional view.
  • FIG. 8 is a plan sectional view showing a batch type CVD apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus is a batch processing apparatus used in a process for diffusing impurities into a wafer or forming a CVD film such as an insulating film or a metal film in an IC manufacturing method. It is configured as a vertical diffusion CVD system (hereinafter, referred to as a batch type CVD system).
  • a batch type CVD system FOUF (front opening unified pod; hereinafter, referred to as pod) is used as a carrier for wafer transfer.
  • front, rear, left and right are based on FIG. That is, the front case 51 side is the front side, the case 3 side which is the opposite side is the rear side, the porter data 0 side is the left side, and the seal cap 23 side which is the opposite side is the right side.
  • the batch type CVD apparatus 1 has a housing 2 constructed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and has an airtight performance capable of maintaining a pressure lower than the atmospheric pressure (hereinafter referred to as a negative pressure) below the housing 2.
  • a housing (hereinafter, referred to as a pressure-resistant housing) 3 is installed, and the pressure-resistant housing 3 forms a standby room 4 which is a single-lock type reserve room having a volume capable of storing a boat.
  • the load lock system separates the processing chamber from the loading / unloading chamber by using an isolation valve such as a gate valve to prevent air from flowing into the processing chamber. This method stabilizes processing by reducing disturbances such as temperature and pressure.
  • a wafer loading / unloading port 5 is opened on the front wall of the pressure-resistant housing 3, and a gas supply pipe 6 for supplying nitrogen (N 2 ) gas to the standby chamber 4 is provided on a pair of side walls of the pressure-resistant housing 3. And an exhaust pipe 7 for exhausting the standby chamber 4 to a negative pressure.
  • a boat loading / unloading port 8 is opened on the ceiling wall of the waiting room 4, and the boat loading / unloading port 8 is opened and closed by a shirt 9.
  • a heat unit 10 is installed vertically, and inside the heater unit 10, a process tube forming a processing chamber 11 is provided. 1 2 are installed.
  • Vertical process tube 1 2 and quartz (S i 0 2) is Autachubu 1 3 the upper end in use is made form a cylindrical shape closed by the lower end is open, quartz or silicon carbide (S i C) is used
  • An inner tube 14 having a cylindrical shape with both ends open is provided, and the outer tube 13 is concentrically covered on the inner tube 14.
  • An annular air passage 15 is formed between the inner tube 13 and the inner tube 14 by a gap therebetween.
  • the process tube 12 is supported on a ceiling wall of the pressure-resistant housing 3 via a manifold 16, and the manifold 16 is arranged concentrically with the boat loading / unloading port 8.
  • the manifold 16 has a gas inlet pipe 17 for introducing a raw material gas or a purge gas into the processing chamber 11 and an exhaust pipe 18 for exhausting the inside of the process tube 12.
  • the exhaust pipe 18 is connected to the exhaust path 15.
  • a thermocouple 19 is inserted in the process tube 12, and the feedback control of the heat unit 10 is performed by the side temperature of the thermocouple 19.
  • a port elevator 10 for raising and lowering the boat is installed in the waiting room 4, and the port elevator 20 is configured by a feed screw device, a bellows, and the like.
  • An arm 22 is horizontally protruded from a side surface of the elevator 21 of the port elevator 20 and a seal cap 23 is horizontally installed at a tip of the arm 22.
  • the seal cap 23 is configured to hermetically seal the port loading / unloading port 8 of the pressure-resistant housing 3 serving as a furnace port of the process tube 12 and is configured to support the boat 14 vertically. I have.
  • Boats 24 have multiple pieces (for example, 25 pieces, 50 pieces , 100, 115, 150 wafers, etc.) with the center aligned and horizontally supported, and as the seal cap 23 is raised and lowered by boat elevator 20 In addition, it is configured to carry in / out the processing chamber 11 of the process tube 12. Further, the port 24 is configured to be rotated by a mouth actuator 25 installed on the seal cap 23.
  • a second pressure-resistant housing 26 having airtightness capable of maintaining a negative pressure is continuously provided.
  • a wafer transfer chamber 27 is formed as a chamber.
  • a wafer loading / unloading port 28 is set up in the wafer transfer chamber 27 so as to correspond to the wafer loading / unloading port 5 on the standby chamber 4 side, and a wafer loading / unloading port 28 and a wafer loading / unloading port 5 are provided. It is configured to be opened and closed by a gate valve 29.
  • the wafer transfer chamber 2 7 wafer transfer apparatus for transferring the wafer W under a negative pressure (wa f er transfer equipment) 3 0 are installed horizontally, ⁇ 'eno ⁇ transfer device 3 0 [or scalar ⁇ It is composed of a robot (selective assembly assembly robot arm. SC ARA).
  • the motor 31 which is the drive unit of the wafer transfer unit 30 is located outside the bottom wall of the wafer transfer room 27. It is installed in.
  • An exhaust pipe 32 for exhausting the wafer transfer chamber 27 to a negative pressure is connected to a side wall of the second pressure-resistant housing 26.
  • a pair of stockers 33 A and 33 B as substrate holders are arranged in front and rear on the side opposite to the wafer transfer device 30 of the wafer transfer chamber 27.
  • the pair of stopping powers 33 A and 33 B have the same structure as the boat 24, and hold a plurality of wafers W horizontally by holding grooves.
  • a shield plate 34 as a shielding means is vertically provided between the front stocker 33 A of the wafer transfer chamber 27 and the rear stock force 33 B, and the shield plate 34 is attached to the front stock force 3. It is configured to shut off heat between 3 A and the rear stop force 33 B.
  • the front gas outlet pipe 35 A and the rear gas outlet pipe 3 for blowing nitrogen gas are located near the wafer transfer device 30 with the front stop force 33 A and the rear stop force 33 B, respectively.
  • gas outlet pipes are shown in Fig. 4 (a), (b), (c) and (d) It can be configured as follows.
  • the gas outlet pipe shown in Fig. 4 (a) is opened with a plurality of circular outlets arranged in a straight line.
  • the gas outlet pipe shown in Fig. 4 (b) is opened with a plurality of circular outlets arranged in a line on the vertical pipe of the Elpo pipe.
  • the outlet may be opened at a position where a wafer having a stocking force of 33 A or 33 B is loaded.
  • the outlet may be square.
  • an elongated slit-shaped outlet is provided over almost the entire length of the straight pipe.
  • the gas outlet pipe shown in Fig. 4 (d) has an elongated slit-shaped outlet ⁇ opened almost the entire length of the vertical pipe of the elbow pipe.
  • the gas outlet pipe may be constituted by a porous member such as a break filter.
  • a wafer loading / unloading port 36 is provided on the front wall of the second pressure-resistant housing 26, and the wafer loading / unloading port 36 can load / unload the wafer W into / from the wafer transfer chamber 27. It is configured as follows.
  • a pod opener 40 is provided on the front wall of the second pressure-resistant housing 26.
  • the pod orbner 40 has a housing 41 provided with a wafer loading / unloading port 42 opposed to the wafer loading / unloading port 36, a gate valve 43 opening and closing the wafer loading / unloading port 42, and a front face of the housing 41.
  • It has a mounting table 46 and a cap attaching / detaching mechanism 47 for attaching and detaching the cap of the pod F mounted on the mounting table 46.
  • the cap of the pod P mounted on the mounting table 46 can be removed.
  • the wafer loading / unloading port of the pod F is opened and closed.
  • the housing 41 has a gas supply pipe 37 for supplying nitrogen (N 2 ) gas to the inside of the housing 41, and the inside of the housing 41 (hereinafter, referred to as a Pod-O-Buna chamber) 4 1
  • An exhaust pipe 38 for exhausting a to a negative pressure is connected to each.
  • the gate valve 43 may be opened without providing the gas supply pipe 37, and the nitrogen gas filled in the transfer chamber 27 may be allowed to flow into the pod opener chamber 41a, or the exhaust pipe 38 may be connected. It is also possible to exhaust air from the gap between the pod P and the base 44 without providing it.
  • a front housing 51 capable of maintaining the atmospheric pressure is constructed, and the front housing 51 forms a pod storage room 52.
  • a pod loading / unloading port 53 is opened on the front wall of the front case 51,
  • a pod stage 54 is constructed in front of the pod loading / unloading port 53 of the housing 51.
  • the pod F is supplied to and discharged from the pod stage 54 by an in-process transfer device such as an RGV.
  • a front pod shelf 55 and a rear pod shelf 56 are respectively installed at the upper part in the front housing 51, and these pod shelves 55, 56 temporarily store a plurality of pods P. It is configured to be stored.
  • a pod transport device 57 composed of a linear actuator, an elevator, a scalar robot, etc. is installed at the front of the front housing 51.
  • the pod transport device 57 is a pod stage.
  • the front and rear pod shelves 55, 56 and the pod F 40 are configured to transport the pod F between the mounting tables 46.
  • the product wafer W to be formed is transferred to the pod stage 54 of the batch type CVD apparatus 1 by the in-process transfer device in a state where no more than 25 product wafers W are stored in the pod P.
  • the transported pod F is transported from the pod stage 54 to a designated location on the front pod shelf 55 or the rear pod shelf 56 by the pod transport device 57 and stored.
  • the pod P in which the product wafer W is stored is transferred onto the mounting table 46 of the pod orbner 40 by the pod transfer device 57 and mounted.
  • the podwood chamber 41 a is supplied with nitrogen gas through the gas supply pipe 37 and is evacuated through the exhaust pipe 38 to be purged with nitrogen gas.
  • the oxygen concentration in the pod pooper chamber 41a when purged with nitrogen gas is preferably 2 O ppm or less.
  • the cap of the placed pod P is removed by the cap attaching / detaching mechanism 47 of the pod opener 40, and the wafer loading / unloading port of the pod F is opened.
  • nitrogen gas is supplied from the gas supply pipe 37, and the atmosphere of the wafer storage chamber of the pod P is purged with nitrogen gas.
  • the oxygen concentration in the wafer storage chamber of the pod P when purged with nitrogen gas is 20 ppm or less.
  • the wafer loading / unloading ports 42 and 36 are opened by the gate valve 43.
  • C Transfer chamber 27 is filled with nitrogen gas (nitrogen gas purge).
  • the wafer W is picked up from the pod F by the wafer transfer device 30 through the wafer loading / unloading ports 42, 36, and is loaded into the wafer transfer chamber 27.
  • the wafer W carried into the wafer transfer chamber 27 is transferred by the wafer transfer unit 30 to the front stocker 33 A, which is one stocker of the wafer transfer chamber 27.
  • the wafer loading / unloading ports 42 and 36 are closed by the gate valve 43.
  • the supply of nitrogen gas to the pod-opener chamber 41a by the gas supply pipe 37 is stopped.
  • the empty pod P is temporarily returned from the mounting table 46 of the pod orbner 40 to the pod shelf 55 or 56 by the pod transport device 57.
  • the wafer transfer chamber 27 is evacuated by the exhaust pipe 32, so that the pressure in the wafer transfer chamber 27 is reduced to the same level as the pressure in the standby chamber 4. Is done. At this time, since the volume of the wafer transfer chamber 27 is smaller than that of the standby chamber 4, the decompression time can be shortened.
  • the wafer loading / unloading ports 28 and 5 are opened by the gate valve 29.
  • the wafer W loaded in the front-side stocker 33 A is picked up by the wafer transfer device 30 and is loaded into the standby chamber 4 through the wafer loading / unloading ports 28, 5; Transferred to 1st 2 Thereafter, the transfer operation by the wafer transfer device 30 from the front stocker 33 A of the wafer W to the port 24 is repeated.
  • the wafer transfer chamber 27 and the standby chamber 4 are depressurized to a negative pressure, so that the wafer W being loaded can be prevented from being naturally oxidized, and the gate valve 29 can be opened and closed. Generation of particles at the time can be prevented.
  • the port loading / unloading port 8 is closed by the shirt 9, the high-temperature atmosphere of the process tube 12 is prevented from flowing into the standby chamber 4. For this reason, the wafer W being loaded and the loaded wafer W are not exposed to the high-temperature atmosphere, and the derivation of adverse effects such as natural oxidation due to exposure of the wafer W to the high-temperature atmosphere is prevented.
  • the boat entrance 8 is opened by the shirt 9. Subsequently, the seal cap 23 was raised by the elevator 21 of the porter 20 and was supported by the seal cap 23 as shown by the imaginary line in FIG. The boat 24 is carried (port loaded) into the processing chamber 11 of the process tube 12.
  • the periphery of the upper surface of the seal cap 23 supporting the boat 14 blocks the boat loading / unloading port 8 in a sealed state, so that the processing chamber 11 is closed in an airtight manner.
  • the standby chamber 4 is maintained at a negative pressure when the boat 24 is loaded into the processing chamber 11, external oxygen and moisture are removed from the processing chamber 1 when the boat 24 is loaded into the processing chamber 11. 1 can be prevented, and particles can be prevented from being generated when the shirt 9 is opened and closed.
  • the port 24 can be carried into the processing chamber 11 without evacuation of the standby chamber 4 or purging with nitrogen gas. As a result, the throughput can be greatly improved.
  • the processing chamber 11 of the process tube 12 is airtightly closed, the processing chamber 11 is exhausted by an exhaust pipe 18 so as to have a predetermined pressure, is heated to a predetermined temperature by a heater unit 10, and has a predetermined raw material gas. Is supplied by the gas introduction pipe 17 at a predetermined flow rate. Thereby, a desired film corresponding to the processing conditions set in advance is formed on the wafer W.
  • the wafer loading / unloading ports 28, 5 are closed by the gate valve 29, and the wafer transfer chamber 2 is closed. 7 is purged with nitrogen gas by gas outlet pipes 35A and 35B.
  • the pod P in which the next batch (second batch) of the product wafer W is stored is transferred onto the mounting table 46 of the pod orbner 40 by the pod transfer device 57 and mounted.
  • the pod opener chamber 41 a is supplied with nitrogen gas by a gas supply pipe 37 and is evacuated by an exhaust pipe 38 to be purged by nitrogen gas.
  • the oxygen concentration in the pod opener chamber 41a when purged with nitrogen gas is preferably 2 Oppm or less.
  • the cap of the placed pod P is taken out by the cap attaching / detaching mechanism 47 of the pod holder 40, and the wafer loading / unloading port of the pod P is opened.
  • Nitrogen gas is supplied, and the atmosphere in the wafer storage chamber of the pod P is purged with nitrogen gas.
  • the oxygen concentration in the wafer storage chamber of the pod F when purged with nitrogen gas is preferably 2 Oppm or less.
  • the wafer loading / unloading ports 42 and 36 are opened by the get valve 43.
  • the wafer W is picked up from the pod by the wafer transfer device 30 through the wafer loading / unloading ports 42, 36 and loaded into the wafer transfer chamber 27.
  • the wafer W carried into the wafer transfer room 27 is transferred by the wafer transfer unit 30 to the rear stocking force 33 B, which is the other stocker of the wafer transfer room 27.
  • the wafer loading / unloading ports 42 and 36 are closed by the gate valve 43. At this time, the supply of the nitrogen gas to the pod oven 41a by the gas supply pipe 37 is stopped.
  • the wafer transfer chamber 27 is evacuated by the exhaust pipe 32, so that the pressure in the wafer transfer chamber 27 stands by.
  • the pressure is reduced to be equal to the pressure in chamber 4.
  • the loading step of the rear stop force 33 B of the wafer W group to the pod F of the next batch and the nitrogen gas purging step can be performed simultaneously with the film forming step of the previous batch, so that the throughput is improved. Can be prevented from decreasing.
  • the boat 24 holding the processed wafer W is carried out to the standby chamber 4 (boat unloading).
  • the boat carrying-in / out port 8 is closed by the shirt 9, and the wafer carrying-in / out port 5 of the waiting room 4 is opened by the gate valve 29. Then, the unprocessed wafer W from port 14 is transferred to the wafer transfer device.
  • the wafer is removed (discharged) by 30 and is loaded into the wafer transfer chamber 27 which has been decompressed in advance, and is loaded to the front stop force 33 A. At this time, the front stop force 3 3
  • the unprocessed wafer W loaded in the rear stocker 33 B can be used for the front stock force 3 3 A. It can be prevented from being heated by the processed high-temperature wafer W. All of port 2 4
  • the processed wafer W is loaded into the front storage force 33 A by the wafer transfer device 30, subsequently, the next batch of wafers W previously loaded in the rear storage force 33 B is The wafer is transferred and loaded to the port 24 by the wafer transfer device 30. In this way, the processed wafer W carried out from the processing chamber 11 to the waiting room 4 was reduced to the same pressure as the waiting room 4 without purging the standby room 4 having a large capacity with the nitrogen gas.
  • the wafer Immediately after being transferred to the standby chamber 4 to the wafer transfer chamber 27, the wafer is transferred to the front storage force 33A, and then the next batch of wafers W is transferred to the wafer transfer chamber 27 at the rear storage force.
  • the port 24 of the standby chamber 4 from 33 B, the time for purging the standby chamber 4 having a large capacity with nitrogen gas can be omitted, so that the throughput can be greatly increased.
  • the boat loading / unloading port 8 is opened by the shirt 9. Subsequently, the seal cap 23 is lifted by the elevator 21 of the port elevator 20 and the bottle supported by the seal cap 23 as shown by the imaginary line in FIG. The gate 24 is carried into the processing chamber 11 of the process tube 12. When the port 24 reaches the upper limit, the periphery of the upper surface of the seal cap 23 supporting the boat 14 blocks the port loading / unloading port 8 in a sealed state, so that the processing chamber 11 of the process tube 12 is airtight. Will be closed.
  • the waiting room 4 is maintained at a negative pressure, so that external oxygen and moisture are treated as the boat 24 is carried into the processing chamber 11. Room 11 can be prevented from entering. Also, after loading the wafer W with the rear stop force 3 3 B into the boat 14, the boat 24 can be carried into the processing chamber 11 without evacuation of the standby chamber 4 or purging with nitrogen gas. As a result, the throughput can be greatly improved.
  • the processing chamber 11 of the process tube 12 is evacuated by the exhaust pipe 18 to a predetermined pressure in a state of being hermetically closed.
  • the heater unit 10 heats the gas to a predetermined temperature, and a predetermined raw material gas is supplied by a gas introduction pipe 17 at a predetermined flow rate.
  • a desired film corresponding to the processing conditions for the wafer W of the previous batch is formed on the wafer W.
  • the wafer loading / unloading ports 28, 5 are closed by the gate valve 29, and the wafer is cooled as a cooling medium.
  • Fresh nitrogen gas is directly blown onto the processed wafer W loaded in the front stop force 33 A by the front gas outlet pipe 35 A.
  • the high-temperature wafer W loaded in the front stocker 33A is extremely effectively cooled.
  • the forced cooling time for the processed wafer W loaded in the front stocker 33A can be sufficiently secured in accordance with the processing time of the film forming step for the next batch. Can be cooled sufficiently.
  • the cooling waiting time is absorbed. Does not reduce the overall throughput of the product.
  • the third batch wafer W is loaded on the empty rear stock force 33 B, and the loading step of the wafer W group with respect to the second batch pod P on the rear stock force 33 B and the nitrogen It is loaded by the action of a gas purge step. That is, the pod P on which the third batch of product wafers W is placed is transported by the pod transport device 57 onto the mounting table 46 of the pod opener 40, and is placed. The cap is removed by the cap attaching / detaching mechanism 47 of the pod opener 40, and the wafer inlet / outlet of the pod P is opened. At this time, the pod opener chamber 41a and the wafer storage chamber of the pod P are purged with nitrogen gas.
  • the wafer loading / unloading ports 42 and 36 are opened by the gate valve 43.
  • the supply of the nitrogen gas to the pod oven 41a by the gas supply pipe 37 is stopped.
  • the wafer W is picked up from the pod P by the wafer transfer device 30 through the wafer loading / unloading openings 42, 36 and loaded into the wafer transfer chamber 27. Is done.
  • the wafer W carried into the wafer transfer chamber 27 is transferred by the wafer transfer device 30 to the empty rear stop force 33 B of the wafer transfer chamber 27.
  • the shielding plate 34 is interposed between the front stop force 33 A and the rear stop force 33 B, the unprocessed wafer W loaded in the rear stop force 33 B To prevent the wafer from being heated by the processed hot wafer W in the front stocker 33A. Can be.
  • the processed wafer W loaded in the front stop force 33 A is forcibly cooled by spraying nitrogen gas, and can be stored in the pod F (for example, room temperature 25.
  • the wafer transfer ports 42 and 36 are opened by the gate valve 43.
  • the wafer transfer chamber 27 is filled with nitrogen gas (nitrogen gas).
  • the empty pod P mounted on the mounting table 46 of the pod opener 40 is removed by the cap attaching / detaching mechanism 47 of the pod opener 40, and the wafer loading / unloading port of the pod P is opened.
  • the wafer storage chamber of the pod P is purged with nitrogen gas.
  • the front stocker 33A has been processed.
  • Mino Wafer W is Pod Orb
  • the wafer W is stored in the empty pod F of the wafer 40 by the wafer transfer device 30.
  • the pod F becomes resin. Even if it has been attacked by, the processed wafer W can be safely stored in the pod F four times.
  • the pod P When all of the processed wafers W loaded in the front side stocker 33 A are stored in the pod F, the pod P is mounted on the mounting table 46 after the cap is mounted by the cap attaching / detaching mechanism 47 of the pod opener 40. The pod is transported to the front pod shelf 55 or the rear pod shelf 56 by a pod transport device 57. Thereafter, the pod P containing the processed wafers W is transferred from the front pod shelf 55 or the rear pod shelf 56 to the pod stage 54, and is transferred from the pod stage 54 to the next processing step by the in-process transfer device. It is transported.
  • the treated ⁇ E accommodating work on an empty pod F of W may be simultaneously advances ⁇ 1 during the film formation step for Nino pitch th Ueno, W.
  • the boat 24 is moved to the boat as shown in FIG. 2 and FIG. By descending by 20, the port 24 holding the processed wafer W is carried out to the standby chamber 4.
  • the boat loading / unloading port 8 is closed by the shutter 9, and the wafer loading / unloading port 5 of the standby chamber 4 is opened by the gate valve 29.
  • the unprocessed wafer at the port 24 was unloaded by the wafer transfer device 30 and depressurized in advance.
  • the wafer is loaded into the wafer transfer chamber 27 and loaded into the front stop force 33 A.
  • the port loading / unloading port 8 is opened by the shirt 9. Subsequently, the seal cap 23 is raised by the elevator 21 of the port elevator 20 and the boat 1 supported by the seal cap 23 as shown by the imaginary line in FIG. 4 is carried into the processing chamber 11 of the process tube 12. When the boat 24 reaches the upper limit, the periphery of the upper surface of the seal cap 23 supporting the boat 24 blocks the boat loading / unloading port 8 in a sealed state, so that the processing chamber 11 of the process tube 12 is airtight. Will be closed.
  • the processing chamber 11 of the process tube 12 is closed in an airtight manner, and the exhaust pipe 18 is adjusted to a predetermined pressure by the exhaust pipe 18.
  • the gas is exhausted, heated to a predetermined temperature by the heater unit 10, and a predetermined raw material gas is supplied by a gas introduction pipe 17 at a predetermined flow rate.
  • a desired film corresponding to the processing conditions for the wafer W is formed on the wafer W.
  • the timing of transferring the third batch of wafers W to the rear sub-boat 33 B is such that when the temperature of the first batch of wafers W is sufficiently lowered, the first batch of wafers W is moved to the front sub-port. It may be after dispensing from 33 A to Pod F.
  • a standby chamber adjacent to the processing chamber of the process tube and a wafer transfer chamber adjacent to the standby chamber are fluidly isolated by a gate valve, and a gate valve that opens and closes the wafer transfer chamber.
  • the standby chamber which is a spare chamber of the processing chamber
  • the pressure of the standby chamber is reduced (vacuum) to reduce the moisture adhering to the standby chamber. Since oxygen and oxygen in the atmosphere can be eliminated and the concentration can be reduced, the concentration of interfacial oxygen on the wafer can be reduced, and more favorable processing can be realized. In particular, since the vicinity of the processing chamber is heated, the oxygen concentration at the interface with the wafer can be reduced, and this effect becomes more remarkable.
  • a dedicated gas supply source and supply pipe for the cooling gas blowout pipe are used. Since it is not necessary to increase the number of installations, it is possible to suppress an increase in the initial cost and the running cost of the batch type CVD apparatus.
  • the loading time, unloading time, and cooling waiting time of the wafers can be made by proceeding the loading and unloading of the wafers against the force of the transfer chamber at the same time as the film formation step for the previous notch. , It is possible to prevent a decrease in the throughput of the batch type CVD apparatus.
  • the front stocker on the pod side was installed for cooling and unloading (wafer unloading), and the rear stocker on the standby room was installed for loading (wafer loading).
  • the wafer loaded in the rear stocker is loaded into the boat, the wafer to be processed is prevented from passing near the front stock force loaded with a high-temperature wafer. Therefore, the wafer to be processed can be prevented from being affected by the heat of the high-temperature wafer.
  • the stocking force is not limited to loading only the product wafer, but may be loading a dummy wafer.
  • Fig. 5 shows the arrangement of various wafers when three monitor wafers are used and multiple fill dummy wafers are used.
  • FIG. 5 (a) shows the arrangement of wafers at port 24.
  • Three monitor wafers MW1, MW2, MW3 are located in the upper, middle, and lower rows of port 24.
  • Three upper side dummy wafers S DW 1 are placed above the upper monitor wafer MW 1 and five lower side dummy wafers S DW 2 are placed below the lower monitor wafer MW 3.
  • Five fill dummy wafers FDW 1 are arranged above the lower monitor wafer MW 3.
  • Upper monitor wafer MW 1 and middle A plurality of upper product wafers PW1 are arranged between the middle monitor wafer MW2 and a plurality of lower product wafers FW2 between the middle monitor wafer MW2 and the fill dummy wafer FDW1. Are placed.
  • FIG. 5 (b) shows the arrangement of the wafers with the stop force when the wafer is taken out from the lower stage of the stop force and the wafer is loaded in the lower stage of the port.
  • the various wafers of the stocking force are arranged in the same manner as the arrangement of the various wafers of the port, the wafers are sequentially transferred from the lower stage. That is, the three monitor wafers MW MW 2 and MW 3 are arranged in the upper, middle, and lower stages of the stop force 33 B.
  • a plurality of upper product wafers PW1 are arranged between the upper monitor wafer MW1 and the middle monitor wafer MW2, and a lower product is provided between the middle monitor wafer MW2 and the fill dummy wafer FDW1.
  • a plurality of wafers FW2 are arranged.
  • Fig. 5 (c) shows the arrangement of wafers with the stocking force when the wafers are taken out from the bottom of the stocking force and loaded on the upper stage of the boat.
  • This transfer method may be used to prevent particles from falling onto the wafer.
  • the arrangement of the various wafers in the stocker 33 B is vertically symmetrical with respect to the arrangement of the various wafers in the port 24, but the transfer of the various wafers has a stocking force of 33 B.
  • Five side dummy wafers SDW2 are arranged above the monitor wafer MW3, and three side dummy wafers SDW1 are arranged below the monitor wafer MW1. Under the monitor wafer MW3, five fill dummy wafers FDW1 are arranged.
  • a plurality of product wafers PW1 are arranged between the monitor wafer MW1 and the middle monitor wafer MW2, and a plurality of product wafers PW2 are arranged between the middle monitor wafer MW2 and the fill dummy wafer FDW1.
  • the case where three monitor wafers and five fill dummy wafers are used has been described, but no monitor wafer is used, no fill dummy wafer is used, and only one monitor wafer is used.
  • FIGS. 6 and 7 show a batch type CVD apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • the present embodiment is different from the above-described embodiment in that one stocker 33 B of a pair of stocking forces is installed in the waiting room 4, and the stocker 330 and the boat 24 are located between the stocker 33 and the boat 24.
  • the point is that the shielding plates 34 are provided.
  • the same reference numerals are given to components having the same functions as those of the above-described embodiment. .
  • FIGS. 6 and 7 show a control system of a batch type CVD apparatus. Although not shown in FIGS. 1 to 4, the same control system is also mounted on the batch type CVD apparatus according to the embodiment.
  • the control system of the batch type CVD device has a main control unit 60.
  • the main control unit 60 is a central processing unit (CPU) 61, a memory 62, a display input unit 63, and a storage unit 64. And an external input section 65. That is, the main control unit 60 has a component as a general computer capable of controlling the batch type CVD device.
  • the main control section 60 is connected to a temperature control section 66, a gas flow rate / pressure control section 67, and a drive control section 68, and the main control section 60 gives an overall instruction to these control sections. And monitoring.
  • the temperature control unit 66, the gas flow rate / pressure control unit 67, and the drive control unit 68 are also configured by a general computer.
  • a temperature control unit 66 is connected to a heating unit 10 and a thermocouple 19, and the temperature of the processing chamber 11 is used as the detection result of the thermocouple 19. It is configured to perform feedback control based on this.
  • the gas flow rate 'pressure control section 67 has a gas supply system gas supply device 71, an on-off valve 71, a gas flow adjustment valve 73, and an exhaust system pump 73. 5, pressure The force adjusting valve 76 and the pressure gauge 77 are connected respectively.
  • the on-off valve 7 2 and the gas flow control valve 73 are connected to the gas supply device 71, and the gas supply pipe 6 of the standby chamber 4, the gas outlet pipes 35A, 35B, and the gas supply of the housing 41 They are installed in the pipe 37 and the gas introduction pipe 17 (see Fig. 7).
  • the gas flow rate pressure control unit 67 is configured to control the gas flow rate (including zero) by opening and closing the on-off valve 72 and adjusting the opening of the gas flow rate adjustment valve 73. ing.
  • the pressure regulating valve 76 and the pressure gauge 77 are connected to the pump 75, and the pressure regulating valve 76 is an exhaust pipe 7 for the standby chamber 4, an exhaust pipe 31 for the wafer transfer chamber 27, and a housing 41.
  • the exhaust pipe 38 of the manifold 16 and the exhaust pipe 18 of the manifold 16 are provided respectively.
  • the gas flow and pressure control section 67 is configured to control the pressure of the standby chamber 4, the wafer transfer chamber 27, the pod opener chamber 41a, and the processing chamber 11 by controlling the pressure regulating valve 76. ing.
  • the drive control unit 68 includes a port elevator 20, a rotary actuator 25, a wafer transfer device 30, and a pod opener 40.
  • the pod transport devices 57 are connected to each other, and the drive control unit 68 is configured to control them.
  • one batch is the maximum number of wafers that the port 24 can hold the wafers W.
  • the product wafers w to be formed are transferred to the pod stage 54 of the batch type CVD apparatus 1 in a state where the product wafers w are stored in the pod F four times by the in-process transfer device.
  • the transported pod F is transported from the pod stage 54 to a designated place on the front pod shelf 55 or the rear pod shelf 56 by the pod transport device 57 for storage.
  • the pod P in which the product wafer W is stored is transferred onto the mounting table 46 of the pod orbner 40 by the pod transfer device 57 and mounted.
  • the pod opener chamber 41 a is supplied with nitrogen gas by a gas supply pipe 37 and exhausted by an exhaust pipe 38 to be purged by a chamber gas.
  • the gate valve 43 may be opened without providing the gas supply pipe 37, and the nitrogen gas filled in the transfer chamber 27 may flow into the pod opener chamber 41a, or the exhaust pipe 38 may be used. It is also possible to exhaust air from the gap between the pod P and the base 44 without providing the pod. Nitrogen gas par It is preferable that the oxygen concentration of the pod beech chamber 41a at the time of the removal be 2 O ppm or less.
  • the cap of the placed pod P is removed by the cap attaching / detaching mechanism 47 of the pod opener 40, and the wafer loading / unloading port of the pod P is opened. At this time, nitrogen gas is supplied from the gas supply pipe 37, and the atmosphere in the wafer storage chamber of the pod P is purged with nitrogen gas.
  • the oxygen concentration in the pod P wafer storage chamber when purged with nitrogen gas is preferably 2 Oppm or less (the same applies to the operation of the pod oven 40 hereinafter).
  • the wafer loading / unloading ports 42, 36 are opened by the gate valve 43.
  • the wafer transfer chamber 27 is filled with nitrogen gas (nitrogen gas purge).
  • the wafer W is picked up from the pod F by the wafer transfer device 30 through the wafer loading / unloading port 42.36, and is loaded into the wafer transfer chamber 27.
  • the wafer W carried into the wafer transfer chamber 27 is transferred by a wafer transfer device 30 to a stocker (hereinafter referred to as a transfer chamber stocking force) 33 A of the wafer transfer chamber 27.
  • a transfer chamber stocking force hereinafter referred to as a transfer chamber stocking force
  • the monitor wafer side dummy wafer and the necessary wafer are arranged at predetermined positions in the transfer chamber storage force 33 A in advance.
  • the wafer loading / unloading ports 4 and 36 are closed by the gate valve 43.
  • the supply of the nitrogen gas to the pod oven chamber 41 a through the gas supply pipe 37 is stopped.
  • the empty pod P is returned from the mounting table 46 of the pod opener 40 to the front pod shelf 55 or the rear pod shelf 56 by the pod transport device 57.
  • the wafer transfer chamber 27 is evacuated by the exhaust pipe 32, so that the pressure in the wafer transfer chamber 27 is reduced to the same pressure as the standby chamber 4. Is done.
  • the wafer transfer chamber 27 is depressurized to the same level as the standby chamber 4, the wafer loading / unloading ports 28 and 5 are opened by the gate valve 29.
  • the wafer W loaded in the transfer chamber stocker 33 A is picked up by the wafer transfer device 30 and is loaded into the standby chamber 4 through the wafer loading / unloading ports 28 and 5, where the port of the standby chamber 4 is provided. Transferred to 14 Thereafter, the transfer operation for one batch by the wafer transfer device 30 from the transfer chamber storage force 33 A to the boat 24 is repeated.
  • the boat loading / unloading port 8 is closed. Released by shutter 9. Subsequently, the seal cap 23 is raised by the elevator 21 of the port elevator 20, and as shown by the imaginary line in FIG. 7, the port supported by the seal cap 23 is formed. 24 is carried into the processing chamber 11 of the process tube 11. When the boat 24 reaches the upper limit, the processing chamber 11 is airtightly closed because the periphery of the upper surface of the seal cap 23 supporting the boat 24 closes the boat loading / unloading port 8 in a sealed state. Will be in a state of being
  • the processing chamber 11 of the process tube 12 is airtightly closed, exhausted by an exhaust pipe 18 so as to have a predetermined pressure, heated to a predetermined temperature by a heater unit 10, and cooled to a predetermined source gas. Is supplied by the gas introduction pipe 17 at a predetermined flow rate. Thereby, a desired film corresponding to the processing conditions set in advance is formed on the wafer W.
  • the wafer temperature is 75 ⁇ ; the flow rate of ammonia ( ⁇ 3 ) is 500 SCCM (standard cubic centimeters per minute) , the flow rate of dichlorosilane (S i H 2 C l 2 ) is 5 0 SCCM, the process pressure is controlled 1 5 F a, to.
  • the wafer loading / unloading ports 28, 5 are closed by the gate valve 29, and the wafers are loaded.
  • Chamber 27 is purged with nitrogen gas by a gas outlet tube 35A.
  • the pod P in which the second batch of product wafers W is stored is transferred and mounted on the mounting table 46 of the pod orbner 40 by the pod transfer device 57.
  • the cap of the placed pod F is removed by the cap attaching / detaching mechanism 47 of the pod opener 40, and the wafer loading / unloading port of the pod F is opened. Subsequently, the wafer loading / unloading ports 42, 36 are opened by the gate valve 43.
  • the wafer W is picked up from the pod F by the wafer transfer device 30 through the wafer loading / unloading ports 42, 36, and is loaded into the wafer transfer chamber 27. .
  • the wafer W carried into the wafer transfer chamber 27 is transferred by the wafer transfer device 30 to the transfer chamber storage force 33 A of the wafer transfer chamber 27.
  • the monitor wafer, the side dummy wafer, and the fill dummy wafer as necessary are previously arranged at predetermined positions in the transfer chamber storage force 33 A.
  • the supply of the nitrogen gas to the pod opener chamber 41a by the gas supply pipe 37 is stopped.
  • the wafer loading / unloading ports 42, 36 are closed by the gate valve 43, the wafer transfer chamber 27 is evacuated by the exhaust pipe 32, so that the pressure in the wafer transfer chamber 27 stands by. The pressure is reduced to be equal to the pressure in chamber 4.
  • the port 24 is lowered by the port elevator 20 so that the boat 24 holding the processed wafer W is released. It is carried out to waiting room 4.
  • the boat loading / unloading port 8 is closed by the shirt 9, and the wafer loading / unloading port 5 of the waiting room 4 is opened by the gate valve 29.
  • the unprocessed wafer W of the first batch of the unloaded boat 24 is demounted by the wafer transfer device 30, and the stocking force of the standby chamber 4 (hereinafter, referred to as a standby chamber stocker). ) Loaded into 3 3 B.
  • the second batch of wafers previously loaded in the transfer chamber storage force 33A. W is transferred to the boat 4 by the wafer transfer device 30 and loaded.
  • the shielding plate 34 is interposed between the standby chamber storage force 3 3 B and the boat 24, the wafer W before the processing of the boat 24 is processed by the standby chamber storage force 3 3 B. It can be prevented from being heated by the already used high-temperature wafer W. In this way, the processed wafer W unloaded from the processing chamber 11 to the standby chamber 4 is transferred to the wafer having the same pressure as the standby chamber 4 without purging the standby chamber 4 having a large capacity with nitrogen gas. Immediately after being transferred to the standby chamber 4 to the chamber 27, the wafer W is transferred to the standby chamber and loaded into the standby chamber storage force 3 3B. When the boat 4 is loaded, the time for purging the standby chamber 4 having a large capacity with nitrogen gas can be omitted, so that the throughput can be greatly increased.
  • the processing chamber 11 of the process tube 12 is evacuated by the exhaust pipe 18 to a predetermined pressure in a state where the processing chamber 11 is airtightly closed. Is heated to a predetermined temperature, a predetermined raw material gas is supplied at a predetermined flow rate by the gas introduction pipe 17, and a desired film is formed on the wafer W.
  • the processed ueno and W in the standby chamber stocking force 3 3B are transferred to the empty transfer chamber stocking force 3 3 A by the wafer. Transferred by transfer equipment 27.
  • the wafer loading / unloading ports 28 and 5 are closed by the gate valve 29, and cold fresh nitrogen gas as a cooling medium is transferred.
  • the processed wafer W loaded in the chamber stopping force 33 A is directly blown by the gas blowing tube 35 A. By blowing the nitrogen gas, the high-temperature wafer W loaded in the transfer chamber storage force 33 A is forcibly and very effectively cooled.
  • the forced cooling time for the processed wafer W loaded in the transfer chamber storage force 33 A can be sufficiently secured in correspondence with the processing time of the film forming step of the Ninotsuchi.
  • the used wafer W can be sufficiently cooled.
  • the cooling waiting time is absorbed, so that the batch type CVD apparatus 1 as a whole is It does not reduce throughput.
  • the processed wafer W loaded in the transfer chamber storage force 33 A is forcibly cooled by spraying nitrogen gas and can be stored in the pod P (for example, at room temperature of 15 ° C or in the pod P).
  • the wafer loading / unloading ports 42 and 36 are opened by the gate valve 43.
  • the wafer transfer chamber 27 is filled with nitrogen gas (nitrogen gas purge).
  • the empty pod P placed on the mounting table 46 of the pod opener 40 is removed by the cap attaching / detaching mechanism 47 of the pod opener 40, and the wafer loading / unloading port of the pod F is opened.
  • the processed wafer W with the transfer chamber The wafer is transferred to the empty pod P of the pod orbner 40 by the wafer transfer device 30.
  • the monitor wafer, side dummy wafer, and fill dummy wafer are left at predetermined positions with a transfer chamber storage force of 33 A.
  • the processed wafer W is cooled down to a temperature that can be stored in the pod F. Therefore, even if the pod P is made of resin, the processed wafer W is safely stored in the pod P. be able to.
  • the pod P When all the processed wafers W loaded in the transfer chamber storage force 3 3 A are stored in the pod P, the pod P is loaded after the cap is mounted by the cap attaching / detaching mechanism 47 of the pod cup 40. The pod is transported from the mounting table 46 to the front pod shelf 55 or the rear pod shelf 56 by the pod transport device 57. Thereafter, the pod P containing the processed wafers W is transferred from the front pod shelf 55 or the rear pod shelf 56 to the pod stage 54, and is transferred from the pod stage 54 to the next processing step by the in-process transfer device. Sent. The operation of storing the processed wafer W in the empty pod P can simultaneously proceed during the film forming step for the second batch Ueno and W.
  • the third batch of wafers W is loaded into the transfer chamber storage force 33 A, the loading step of the wafer W group into the transfer chamber storage force 33 A for the aforementioned ni-batch pod F, and the nitrogen gas purging step.
  • the pod P in which four product wafers W of the third batch are stored is transferred and mounted by the pod transfer device 57 onto the mounting table 46 of the pod orbner 40.
  • the cap of the placed pod P is removed by the cap attaching / detaching mechanism 47 of the pod opener 40, and the wafer loading / unloading port of the pod P is opened.
  • the wafer loading / unloading ports 4, 36 are opened by the gate valve 43, and the wafer W is transferred from the pod P to the wafer transfer chamber 27 through the wafer loading / unloading ports 42, 36 by the wafer transfer unit 30. It will be carried in.
  • the wafer W carried into the wafer transfer chamber 27 is transferred by the wafer transfer device 30 to a predetermined position of the transfer chamber where the monitor wafer, the side dummy, and the fill dummy wafer are left at a stop force of 33 A. Will be posted.
  • FIG. 8 shows a batch type CVD apparatus according to a third embodiment of the present invention. .
  • This embodiment is different from the first embodiment in that the standby chamber 4 and the wafer transfer chamber
  • the operation method of the batch type CVD apparatus according to the present embodiment is basically the same as that of the first embodiment, except that a narrow space or a wide space is evacuated. Just different.
  • the pod P in which the product wafer W is stored is transferred onto the mounting table 46 of the pod orbner 40 by the pod transfer device 57 and mounted. At this time, nitrogen gas is supplied to the pod holder 41a from the gas supply pipe 37, and the exhaust pipe is
  • the gate valve 43 may be opened without providing the gas supply pipe 37, and the nitrogen gas filled in the transfer chamber 27 may be flowed into the pod opener chamber 41a.
  • the gas may be exhausted from the gap between the pod F and the base 44 without providing the 8.
  • the cap of the placed pod P is removed by the cap attaching / detaching mechanism 47 of the pod cup 40, and the wafer loading / unloading port of the pod F is opened.
  • nitrogen gas is supplied from the gas supply pipe 37, and the atmosphere of the wafer storage chamber of the pod P is purged with nitrogen gas.
  • the wafer loading / unloading ports 42 and 36 are opened by the gate valve 43.
  • the wafer transfer chamber 27 is filled with nitrogen gas (nitrogen gas purge).
  • the wafer W is picked up from the pod P by the wafer transfer device 30 through the wafer loading / unloading ports 42, 36. Then, it is carried into the wafer transfer chamber 27.
  • the wafer W carried into the wafer transfer room 27 is transferred by the wafer transfer unit 30 to the front stocking force 33 A, which is one stocker of the wafer transfer room 27.
  • the wafer loading / unloading ports 42 and 36 are closed by the gate valve 43. At this time, the supply of nitrogen gas to the pod oven chamber 4.1a by the gas supply pipe 37 is stopped.
  • the wafer transfer chamber 27 and the standby chamber 4 are depressurized by being evacuated by the exhaust pipes 32 and 7.
  • the pressure in the wafer transfer chamber 27 and the standby chamber 4 is reduced, the wafer W loaded in the front stop force 33 A is picked up by the wafer transfer device 30, carried into the standby chamber 4, and waited. Transferred to port 4 of room 4. Thereafter, the transfer operation by the wafer transfer device 30 from the front stop force 33 A of the wafer W to the boat 24 is repeated.
  • the wafer transfer chamber 27 and the standby chamber 4 are depressurized to a negative pressure, it is possible to prevent the wafer W being loaded from being naturally oxidized.
  • the boat loading / unloading port 8 is opened by the shirt 9. Subsequently, the seal cap 23 is lifted by the elevator 21 of the port elevator 20 and the boat 14 supported by the seal cap 23 is carried into the processing chamber 11 of the process tube 12. You. When the boat 24 reached the upper limit, the processing chamber 11 was airtightly closed because the periphery of the upper surface of the seal cap 23 supporting the port 14 closed the port loading / unloading port 8 in a sealed state. State. When the boat 24 is loaded into the processing chamber 11, the standby chamber 4 is maintained at a negative pressure, so that external oxygen and moisture are removed from the processing chamber 1 as the boat 24 is loaded into the processing chamber 11. 1 can be prevented, and particles can be prevented from being generated when the shirt 9 is opened and closed.
  • the processing chamber 11 of the process tube 12 is airtightly closed, the processing chamber 11 is exhausted by an exhaust pipe 18 so as to have a predetermined pressure, is heated to a predetermined temperature by a heater unit 10, and has a predetermined raw material gas. Is supplied by the gas introduction pipe 17 at a predetermined flow rate. Thereby, a desired film corresponding to the processing conditions set in advance is formed on the wafer W.
  • the wafer transfer chamber 27 and the standby chamber 4 blow out gas. Nitrogen gas is purged by pipes 35 5, 35 5 and gas supply pipe 6.
  • the pod ⁇ ⁇ in which the next batch (second batch) of the product wafer W is stored is transferred and mounted on the mounting table 46 of the pod opener 40 by the pod transfer device 57.
  • the pod pooper chamber 41 a is supplied with the nitrogen gas through the gas supply pipe 37 and is evacuated through the exhaust pipe 38 to be purged with the nitrogen gas.
  • the cap of the placed pod P is removed by the cap attaching / detaching mechanism 47 of the pod opener 40, and the wafer loading / unloading port of the pod F is opened.
  • nitrogen gas is supplied from the gas supply pipe 37, and the atmosphere of the wafer storage chamber of the pod P is purged with nitrogen gas.
  • the wafer loading / unloading ports 42 and 36 are opened by the gate valve 43.
  • the wafer W is picked up from the pod P by the wafer transfer device 30 through the wafer loading / unloading ports 42, 36. Then, it is carried into the wafer transfer chamber 27.
  • the wafer W carried into the wafer transfer room 27 is transferred by the wafer transfer unit 30 to the rear stocking force 33 B, which is the other stocker of the wafer transfer room 27.
  • the wafer loading / unloading ports 42 and 36 are closed by the gate valve 43. At this time, the supply of the nitrogen gas to the pod oven 41a by the gas supply pipe 37 is stopped.
  • the wafer transfer chamber 27 and the standby chamber 4 are decompressed by being evacuated by the exhaust pipes 32 and 7. .
  • the loading step of the rear stop force 33 B of the wafer W to the pod P of the next batch and the nitrogen gas purging step can proceed at the same time as the previous batch film forming step, thus lowering the throughput. Can be prevented.
  • the port 14 is lowered by the port elevator 20 to hold the processed wafer W.
  • the boat 14 is carried out to the waiting room 4.
  • the port entrance 8 Closed. Subsequently, the unprocessed wafer W at the port 14 is unloaded by the wafer transfer device 30, loaded into the wafer transfer chamber 27, and loaded into the front stop force 33 A. When all the processed wafers W of the boat 24 are loaded into the front storage force 33 A by the wafer transfer device 30, subsequently, the next batch of wafers pre-loaded into the rear storage force 33 B W is transferred to the port 24 by the wafer transfer device 30 and loaded. In this way, the processed wafer W carried out from the processing chamber 11 to the standby chamber 4 is carried out to the wafer transfer chamber 27 to the standby chamber 4 without purging the standby chamber 4 having a large capacity with nitrogen gas.
  • the wafer W of the next batch is loaded into the front storage force 33 A, and then the next batch of wafers W is loaded from the rear storage force 33 B of the wafer transfer chamber 27 into the boat 24 in the standby chamber 4. Then, since the time for purging the standby chamber 4 having a large capacity with nitrogen gas can be omitted, the throughput can be greatly increased.
  • the boat loading / unloading port 8 is opened by the shirt 9. Subsequently, the seal cap 23 is lifted by the elevator 21 of the boat elevator 20 and the boat 24 supported by the seal cap 23 is carried into the processing chamber 11 of the process tube 12. You. When the port 24 reaches the upper limit, the periphery of the upper surface of the seal cap 23 supporting the port 24 blocks the boat loading / unloading port 8 in a sealed state, so that the processing chamber 1 of the process tube 1 2 1 becomes airtightly closed.
  • the standby chamber 4 When the boat 24 is transported into the processing chamber 11, the standby chamber 4 is maintained at a negative pressure, so that external oxygen and moisture are removed as the port 24 is transported into the processing chamber 11. Intrusion into the processing chamber 11 can be prevented. Also, after loading the wafer W with the rear stop force 3 3 B into the boat 24, the boat 24 is carried into the processing chamber 11 without vacuuming or purging the standby chamber 4 with nitrogen gas. Therefore, the throughput can be greatly improved.
  • the processing chamber 11 of the process tube 12 is evacuated by the exhaust pipe 18 to a predetermined pressure while keeping the processing chamber 11 airtightly closed.
  • the gas is heated to a predetermined temperature by the heater unit 10, and a predetermined raw material gas is supplied by a gas introduction pipe 17 at a predetermined flow rate.
  • the pod F in which the third batch of products W is stored, is transported by the pod transport device 57 onto the mounting table 46 of the pod holder 40, and the pod F cap is placed. Is removed by the cap attaching / detaching mechanism 47 of the pod holder 40, and the wafer inlet / outlet of the pod P is opened. At this time, the pod opener chamber 41a and the wafer storage chamber of the pod F are purged with nitrogen gas. Subsequently, the wafer loading / unloading port 4 2 3 6 is opened by the gate valve 4 3.
  • the wafer W is picked up from the pod P by the wafer transfer device 30 through the wafer loading / unloading port 42 36, and is loaded into the wafer transfer chamber 27.
  • the wafer W carried into the wafer transfer chamber 27 is transferred by the wafer transfer device 30 to the empty rear stop force 33 B of the wafer transfer chamber 27.
  • the shielding plate 34 is interposed between the front stop force 33 A and the rear stop force 33 B, the unprocessed wafer W loaded in the rear stop force 33 B
  • the processed wafer W loaded into the front stop force 33 A is sprayed with nitrogen gas.
  • the wafer loading / unloading ports 42, 36 are opened by the gate valve 43.
  • the wafer transfer chamber 27 is filled with nitrogen gas (nitrogen gas purge).
  • the empty pod F mounted on the mounting table 46 of the pod oven 40 is removed by the cap attaching / detaching mechanism 47 of the pod oven 40, and the wafer loading / unloading port of the pod P is opened.
  • nitrogen gas is supplied from the gas supply pipe 37, and the wafer storage chamber of the pod P is purged with nitrogen gas.
  • the processed wafer W of the front stocker 33 A is stored in the empty pod P of the pod opener 40 by the wafer transfer device 30.
  • the processed wafer W since the processed wafer W has been cooled to a temperature that can be stored in the pod P, the processed wafer W can be safely stored in the pod P even if the pod F is made of resin. Can be.
  • the pod P is moved from the mounting table 46 to the front The pod is transported to the pod shelf 55 or the rear pod shelf 56 by the pod transport device 57.
  • the pod P containing the processed wafers W is transferred from the front pod shelf 55 or the rear pod shelf 56 to the pod stage 54, and is transferred from the pod stage 54 to the next processing step by the in-process transfer device. It is transported.
  • the loading step of the third notch Ueno and W to the rear stocker 33B and the step of storing the processed wafer W in the empty pod P are the same as the film forming step for the second batch wafer W. Can progress simultaneously in between.
  • the wafer loading / unloading ports 42 and 36 are moved by the gate valve 43. After being closed, the wafer transfer chamber 27 and the standby chamber 4 are depressurized by being evacuated by the exhaust pipes 32 and 7.
  • the boat 24 is lowered by the boat elevator 10 to hold the processed wafer W. Boat 24 is carried out to the waiting room 4.
  • the boat loading / unloading port 8 is closed by the shirt 9.
  • the processed wafer W from port 24 is transferred to wafer
  • the wafer is removed by the apparatus 30, loaded into the wafer transfer chamber 27, which has been decompressed in advance, and loaded into the front stop force 33 A.
  • the wafer transfer device 30 When all the processed wafers W of the boat 24 are loaded into the front storage force 33 A by the wafer transfer device 30, subsequently, the third batch previously loaded into the rear storage force 33 B The wafer W is transferred to the boat 24 by the wafer transfer device 30 and loaded.
  • the port loading / unloading port 8 is opened by the shutter 9. Subsequently, the seal cap 23 is raised by the elevator 21 of the port elevator 20, and the boat 24 supported by the seal cap 23 is moved into the processing chamber 11 of the process tube 12. It is carried in. When the boat 24 reaches the upper limit, the periphery of the upper surface of the seal cap 23 supporting the port 4 blocks the boat loading / unloading port 8 in a sealed state, so that the processing chamber 11 of the process tube 12 is airtight. Will be closed.
  • the processing chamber 11 of the process tube 12 is closed in an airtight manner, and is evacuated to a predetermined pressure by the exhaust pipe 18.
  • the gas is exhausted, heated to a predetermined temperature by the unit 10, and a predetermined source gas is supplied by a gas introduction pipe 17 at a predetermined flow rate.
  • a desired film corresponding to the processing conditions for the wafer W is formed on the wafer W.

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Abstract

スループットを充分に向上させるバッチ式ＣＶＤ装置である。処理室（１１）に対しボート（２４）が待機する待機室（４）に隣接したウエハ移載室（２７）と、ウエハ（Ｗ）を搬送するポッド（Ｐ）開閉するポッドオープナ（４０）と、ウエハ移載室（２７）に設備されウエハ（Ｗ）をボート（２４）とポッド（Ｐ）間で移載するウエハ移載装置（３０）とを備えており、ゲートバルブ（２９）が待機室（４）とウエハ移載室（２７）間に介設され、ストッカ（３３Ａ）、（３３Ｂ）がウエハ移載室（２７）に設置され、遮蔽板（３４）がストッカ（３３Ａ）と（３３Ｂ）間に設置され、ガス吹出管（３５Ａ）、（３５Ｂ）がストッカ（３３Ａ）と（３３Ｂ）の近傍に設置されている。処理室から搬出された処理済みのウエハをウエハ移載室で強制冷却できるので、処理済みウエハの冷却待ち時間を短縮でき、かつ、待機室の減圧と解除を省略できるので、スループットを向上できる。

Description

基板処理装置および半導体装置の製造方法 技術分野
本発明は、基板処理装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、被処理基 板の冷却技術に係り、例えば、 半導体集積回路装置 （以下、 I Cという。 ） の製 造方法において、 I Cが作り込ま明れる半導体ウェハ （以下、 ウェハという。 ） に 不純物を拡散したり絶縁膜や金属膜等の C V D膜を形成したりするのに利用して 田
有効なものに関する。 背景技術
従来のこの種の基板処理装置が述べられた文献としては、例えば、特公平 7 _ 1 0 1 6 7 5号公報、 がある。 この文献には次の縦型拡散' C V D装置が開示さ れている。 すなわち、 この縦型拡散' C V D装置は、複数枚のウェハを収納した カセット (ウェハキャリア) を収納しウェハを出し入れする気密構造のカセット 室と、 このカセット室内のカセットとボ一トとの間でウェハを移載するウェハ移 載装置を有するロードロック室 （ウェハ移載室） と、 このロードロック室内のポ —トが搬入搬出される反応室 （処理室） とを備えており、 カセット室と口一ドロ ック室との間およびロードロック室と反応室との間がそれぞれ仕切弁を介して接 続されており、 口一ドロック室は真空排気せずに窒素ガスによりロードロック室 内の雰囲気が置換されるように構成されている。
前記した縦型拡散' C V D装置においては、高温になった処理済みのウェハは 室温まで降温させてからカセットに収納する必要があるため、 スループットが低 いという問題点がある。 すなわち、 プロセスチューブからの搬出時における処理 済みウェハの温度は約 5 0 0〜 1 0 0 0 °Cであり、 この高温度の処理済みウェハ をカセットへ収納可能な温度、例えば、 8 0 °C以下に自然冷却によって降温させ るには多大の時間が浪費されるため、 スループットが低下してしまう。 そこで、 ウェハの待機室でもあるウェハ移載室に処理後のウェハを冷却する冷却用ストッ 力を設置し、処理済みのウェハを冷却用ストッカにおいて強制的に冷却すること により、処理済みウェハの冷却待ち時間を大幅に短縮させて、縦型拡散' C V D 装置のスループットを高めることが、 考えられる。
しかし、 ウェハ移載室に冷却用ストッカを設置する場合においては、 冷却待ち 時間を短縮させることができても、 ウェハの待機室であるウエノ、移載室内の雰囲 気を窒素ガスによってパージするか真空に排気する必要があるために、窒素ガス パージ時間や真空引き時間によるスループットの低下の問題点が残る。
本発明の目的は、 スループットを充分に向上させることができる基板処理装置 を提供することにある。 発明の開示
本発明に係る基板処理装置は、 複数枚の基板を処理する処理室と、 この処理室 に隣接した第一密閉室と、 この第一密閉室に隣接した第二密閉室と、 この第二密 閉室に設備されて前記基板を移載する基板移載装置とを備えており、前記第二密 閉室には前記基板を保持する複数の基板保持体が水平に並べられて設置されてい るとともに、 隣合う前記基板保持体の間には遮蔽手段が設置されており、前記基 板保持体のそれぞれの近傍にはガスを吹き付けるガス吹出手段が設置されている ことを特徴とする。
前記した手段によれば、処理室から搬出された処理済みの基板を処理室に隣接 した第二密閉室において強制的に冷却することができるので、 処理済みウェハの 冷却待ち時間を大幅に短縮することができ、 しかも、 第一密閉室の減圧および解 除の繰り返しを省略することができるので、 基板処理装置のスループットを大幅 に高めることができる。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明の一実施の形態であるバッチ式 C Y D装置を示す平面断面図で める。
第 2図は側面断面図である。
第 3図は第 1図の Π Ι-Ι Π 線に沿う断面図である。 第 4図はガス吹出管の変形例を示す各斜視図である。
第 5図は各種ウェハの配置を示す各側面図であり、 （ a ) はポ一トでのウェハ の配置を示し、 （b ) はストツ力の下段からウェハを取り出してボートの下段に ウェハを装填する場合におけるストツ力でのウェハの配置を示し、 （c ) はスト ッ力の下段からウェハを取り出してボートの上段にウェハを装填する場合におけ るストッ力でのウェハの配置を示している。
第 6図は本発明の第二の実施の形態であるバッチ式 C V D装置を示す平面断面 図である。
第 7図は側面断面図である。
第 8図は本発明の第三の実施の形態であるバッチ式 C V D装置を示す平面断面 図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
本実施の形態において、 本発明に係る基板処理装置は、 I Cの製造方法にあつ てウェハに不純物を拡散したり絶縁膜や金属膜等の C V D膜を形成したりするェ 程に使用されるバッチ式縦形拡散 · C V D装置 （以下、 バッチ式 C V D装置とい う。 ） として構成されている。 このバッチ式 C V D装置 1においてはウェハ搬送 用のキャリアとしては F O U F (front opening unified pod。 以下、 ポッドと いう。 ） が使用されている。 なお、以下の説明においては、前後左右は第 1図を 基準とする。 すなわち、 フロント筐体 5 1側が前側、 その反対側である筐体 3側 が後側、 ポートェレべ一タ 0側が左側、 その反対側であるシ一ルキヤップ 2 3 側が右側とする。
バッチ式 C V D装置 1は略直方体形状に構築された筐体 2を備えており、 筐体 2の下側には大気圧未満の圧力 （以下、 負圧という。 ） を維持可能な気密性能を 有する筐体（以下、耐圧筐体という。 ） 3が設置されており、 この耐圧筐体 3に よりボートを収納可能な容積を有する口一ドロック方式の予備室である待機室 4 が形成されている。 なお、 ロードロック方式とは、 ゲートバルブ等の隔離バルブ を用いて処理室と搬入搬出室とを隔離し、 処理室への空気の流入を防止したり、 温度や圧力等の外乱を小さくして処理を安定化させる方式、 である。 耐圧筐体 3 の前面壁にはウェハ搬入搬出口 5が開設されており、耐圧筐体 3の一対の側壁に は待機室 4へ窒素 （N 2 ) ガスを給気するためのガス供給管 6と、待機室 4を負 圧に排気するための排気管 7とがそれぞれ接続されている。
第 1図および第 3図に示されているように、待機室 4の天井壁にはボ一ト搬入 搬出口 8が開設されており、 ボート搬入搬出口 8はシャツ夕 9によつて開閉され るように構成されている。 耐圧筐体 3の上に構築された筐体 2の内部には、 ヒ一 夕ュニット 1 0が垂直方向に設置されており、 ヒータュニヅト 1 0の内部には処 理室 1 1を形成するプロセスチューブ 1 2が設置されている。 プロセスチューブ 1 2は石英 ( S i 0 2 ) が使用されて上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形 成されたァウタチューブ 1 3と、 石英または炭化シリコン ( S i C ) が使用され て上下両端が開口した円筒形状に形成されたインナチューブ 1 4とを備えており 、 ァウタチューブ 1 3がインナチューブ 1 4に同心円に被せられている。 ァゥ夕 チューブ 1 3とインナチューブ 1 4との間には環状のお気路 1 5が両者の間隙に よって形成されている。 プロセスチューブ 1 2は耐圧筐体 3の天井壁の上にマ二 ホールド 1 6を介して支持されており、 マ二ホールド 1 6はボート搬入搬出口 8 に同心円に配置されている。 マ二ホールド 1 6には処理室 1 1に原料ガスゃパ一 ジガス等を導入するためのガス導入管 1 7と、 プロセスチューブ 1 2の内部を排 気するための排気管 1 8とがそれぞれ接続されており、排気管 1 8は排気路 1 5 に連通するようになっている。 なお、 プロセスチューブ 1 2には熱電対 1 9が挿 入されており、 熱電対 1 9の側温によってヒー夕ュニット 1 0のフィードバック 制御が実施されるようになっている。
待機室 4にはボートを昇降させるためのポートエレベータ 1 0が設置されてお り、 ポートエレベータ 2 0は送りねじ装置やべローズ等によって構成されている 。 ポートエレべ一夕 2 0の昇降台 2 1の側面にはアーム 2 2が水平に突設されて おり、 アーム 2 2の先端にはシールキャップ 2 3が水平に据え付けられている。 シールキャップ 2 3はプロセスチューブ 1 2の炉口になる耐圧筐体 3のポート搬 入搬出口 8を気密シールするように構成されているとともに、 ボート 1 4を垂直 に支持するように構成されている。 ボート 2 4は複数枚 （例えば、 2 5枚、 5 0 枚、 1 0 0枚、 1 1 5枚、 1 5 0枚ずつ等） のウェハ Wをその中心を揃えて水平 に支持した状態で、 ボートエレべ一夕 2 0によるシールキヤップ 2 3の昇降に伴 つてプロセスチューブ 1 2の処理室 1 1に対して搬入搬出するように構成されて いる。 また、 ポート 2 4はシールキャップ 2 3に設置された口一夕リーアクチュ ェ一タ 2 5によって回転されるように構成されている。
耐圧筐体 3の前面壁の中間高さには負圧を維持可能な気密性能を有する第二の 耐圧筐体 2 6が連設されており、 第二の耐圧筐体 2 6によって第二密閉室として のウェハ移載室 2 7が形成されている。 ウェハ移載室 2 7にはウェハ搬入搬出口 2 8が待機室 4側のウェハ搬入搬出口 5に対応するように開設されており、 ゥェ ハ搬入搬出口 2 8およびウェハ搬入搬出口 5はゲートバルブ 2 9によって開閉さ れるように構成されている。 ウェハ移載室 2 7には負圧下でウェハ Wを移載する ウェハ移載装置 （wafer transfer equipment) 3 0が水平に設置されており、 ゥ 'エノヽ移載装置 3 0【まスカラ开ロボット (selective compl iance assembly robot arm。 S C ARA) によって構成されている。 異物がウェハ移載室 2 7および待 機室 4に侵入するのを防止するために、 ウェハ移載装置 3 0の駆動部であるモー 夕 3 1はウェハ移載室 2 7の底壁の外部に設置されている。 第二の耐圧筐体 2 6 の側壁にはウェハ移載室 2 7を負圧に排気する排気管 3 2が接続されている。 ウェハ移載室 2 7のウェハ移載装置 3 0と反対側には、基板保持体としての一 対のストッカ 3 3 A、 3 3 Bが前後に並べられて設置されている。 一対のストツ 力 3 3 A、 3 3 Bはボート 2 4と同様な構造に構成されており、 複数枚のウェハ Wを保持溝によって水平に保持するようになっている。 ウェハ移載室 2 7の前側 ストッカ 3 3 Aと後側ストツ力 3 3 Bとの間には遮蔽手段としての遮蔽板 3 4が 垂直に設置されており、 遮蔽板 3 4は前側ストツ力 3 3 Aと後側ストツ力 3 3 B との間の熱を遮断するように構成されている。 前側ストツ力 3 3 Aおよび後側ス トツ力 3 3 Bのウェハ移載装置 3 0と反対側の近傍のそれぞれには、 窒素ガスを 吹き出す前側ガス吹出管 3 5 Aおよび後側ガス吹出管 3 5 Bが設置されており、 前側ガス吹出管 3 5 Aおよび後側ガス吹出管 3 5 Bは前側ストツ力 3 3 Aおよび 後側ストツ力 3 3 Bに窒素ガスをそれぞれ吹き付けるように構成されている。 例えば、 ガス吹出管は第 4図 （a ) 、 （b ) 、 （c ) 、 （d ) に示されている ように構成することができる。 第 4図 （a ) に示されたガス吹出管は、 複数個の 円形吹出口が直管に一列に並べられて開設されている。 第 4図 （b ) に示された ガス吹出管は、 複数個の円形吹出口がェルポ管の縦管に一列に並べられて開設さ れている。 なお、 吹出口はストツ力 3 3 A、 3 3 Bのウェハを装填する位置に合 わせて開設してもよい。 また、 吹出口は四角形でもよい。 第 4図 （c ) に示され たガス吹出管は、細長いスリツト形状の吹出口が直管の略全長にわたって開設さ れている。 第 4図 （d ) に示されたガス吹出管は、細長いスリット形^の吹出口 がエルボ管の縦管に略全長にわたって開設されている。 さらに、 ガス吹出管はブ レイクフィルタ等の多孔賓体によって構成してもよい。
第二の耐圧筐体 2 6の正面壁にはウェハ搬入搬出口 3 6が開設されており、 ゥ ェハ搬入搬出口 3 6はウェハ Wをウェハ移載室 2 7に対して搬入搬出し得るよう に構成されている。 第二の耐圧筐体 2 6の正面壁にはポッドオーブナ 4 0が設置 されている。 ポッドオーブナ 4 0はウェハ搬入搬出口 3 6に対向するウェハ搬入 搬出口 4 2が開設された筐体 4 1と、 ウェハ搬入搬出口 4 2を開閉するゲートバ ルブ 4 3と、筐体 4 1の正面に敷設されてウェハ搬入搬出口 4 5が開設されたべ —ス 4 4と、 ベース 4 4の正面のウェハ搬入搬出口 4 5の下端辺に水平に突設さ れてポッド Pを載置する載置台 4 6と、載置台 4 6に載置されたポッド Fのキヤ ップを着脱するキャップ着脱機構 4 7とを備えており、 載置台 4 6に載置された ポッド Pのキャップをキャップ着脱機構 4 7によって着脱することにより、 ポッ ド Fのウェハ出し入れ口を開閉するようになっている。 筐体 4 1には筐体 4 1の 内部へ窒素 （N 2 ) ガスを給気するためのガス供給管 3 7と、筐体 4 1の内部 （ 以下、 ポッドォ一ブナ室という。 ） 4 1 aを負圧に排気するための排気管 3 8と がそれぞれ接続されている。 なお、 ガス供給管 3 7を設けずにゲートバルブ 4 3 を開き、移載室 2 7に充満された窒素ガスをポッドオーブナ室 4 1 aに流入する ようにしてもよいし、排気管 3 8を設けずにポッド Pとべ一ス 4 4との隙間から 排気するようにしてもよい。
ポッドオーブナ 4 0の前側には例えば大気圧を維持可能なフロント筐体 5 1が 構築されており、 フロント筐体 5 1によってポッド保管室 5 2が形成されている 。 フロント筐体 5 1の正面壁にはポッド搬入搬出口 5 3が開設されており、 フロ ント筐体 5 1のポッド搬入搬出口 5 3の手前にはポッドステージ 5 4が構築され ている。 ポッドステージ 5 4にはポッド Fが R G V等の工程内搬送装置によって 供給および排出されるようになっている。 フロント筐体 5 1内の上部には前側ポ ッド棚 5 5と後側ポッド棚 5 6とがそれぞれ設置されており、 これらポッド棚 5 5、 5 6は複数台のポッド Pを一時的に保管し得るように構成されている。 フロ ント筐体 5 1の前側部分にはリニアァクチユエータゃエレべ一夕およびスカラ形 ロポット等によって構成されたポッド搬送装置 5 7が設置されており、 ポッド搬 送装置 5 7はポッドステージ 5 4、 前後のポッド棚 5 5、 5 6およぴポッドォ一 ブナ 4 0の載置台 4 6の間でポッド Fを搬送するように構成されている。
以下、 前記構成に係るバッチ式 C V D装置を使用した I Cの製造方法における 成膜工程を説明する。 なお、 本実施の形態においては、 一台のポッド Pに収納さ れた二十五枚以内のプロダクトウェハ Wをバッチ処理 （一括処理） する場合につ いて説明する。
成膜すべきプロダクトウェハ Wは二十五枚以内がポッド Pに収納された状態で 、 バッチ式 C V D装置 1のポッドステージ 5 4へ工程内搬送装置によって搬送さ れて来る。 搬送されて来たポッド Fはポッドステージ 5 4から前側ポッド棚 5 5 または後側ポッド棚 5 6の指定された場所にポッド搬送装置 5 7によって搬送さ れて保管される。
プロダクトウェハ Wが収納されたポッド Pはポッドオーブナ 4 0の載置台 4 6 の上へポッド搬送装置 5 7によって搬送されて載置される。 この際、 ポッドォ一 ブナ室 4 1 aはガス供給管 3 7によって窒素ガスが供給されるとともに、排気管 3 8によって排気されることにより、 窒素ガスによってパージされている。 窒素 ガスパージされた時のポッドォ一プナ室 4 1 aの酸素濃度は、 2 O p p m以下で あることが好ましい。 載置されたポッド Pのキャップがポッドォ一プナ 4 0のキ ヤップ着脱機構 4 7によって取り外され、 ポッド Fのウェハ出し入れ口が開放さ れる。 この際、 ガス供給管 3 7から窒素ガスが供給され、 ポッド Pのウェハ収納 室の雰囲気が窒素ガスパージされる。 窒素ガスパージされた時のポッド Pのゥェ ハ収納室の酸素濃度は、 2 0 p p m以下であることが好ましい。 その後、 ウェハ 搬入搬出口 4 2、 3 6がゲートバルブ 4 3によって開放される。 このとき、 ゥェ ハ移載室 2 7には窒素ガスが充満 （窒素ガスパージ） されている。
ポッド Pがポッドオーブナ 4 0により開放されると、 ウェハ Wはポッド Fから ウェハ移載装置 3 0によってウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6を通してピックアップ され、 ウェハ移載室 2 7に搬入される。 ウェハ移載室 2 7に搬入されたウェハ W はウェハ移載室 2 7の一方のストッカである前側ストッカ 3 3 Aへウェハ移載装 置 3 0によって移載される。 ポッド Pの全てのウェハ Wが前側スト、ソカ 3 3 Aへ 移載されて装填 （ウェハチヤ一ジング） されると、 ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6 がゲートバルブ 4 3によって閉じられる。 この際、 ガス供給管 3 7による窒素ガ スのポッドォ一プナ室 4 1 aへの供給は停止される。 ちなみに、空になったポッ ド Pはポッドオーブナ 4 0の載置台 4 6からポッド棚 5 5または 5 6にポッド搬 送装置 5 7によって一時的に戻される。
ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6が閉じられると、 ウェハ移載室 2 7は排気管 3 2 によって真空引きされることにより、 ウェハ移載室 2 7の圧力が待機室 4の圧力 と等しく減圧される。 この際、 ウェハ移載室 2 7の容積は待機室 4のそれに比べ て小さいので、減圧時間は短くて済む。 ウェハ移載室 2 7が待機室 4と等しく減 圧されると、 ウェハ搬入搬出口 2 8、 5がゲートバルブ 2 9によって開放される 。 続いて、 前側ストッカ 3 3 Aに装填されたウェハ Wがウェハ移載装置 3 0によ つてピックアップされて、待機室 4にウェハ搬入搬出口 2 8、 5を通じて搬入さ れ、待機室 4のポ一ト 2 へ移載される。 以降、 ウェハ Wの前側ストッカ 3 3 A からポート 2 4へのウェハ移載装置 3 0による移載作業が繰り返される。 この間 中、 ウェハ移載室 2 7および待機室 4は負圧に減圧されているので、 装填途中の ウェハ Wが自然酸ィヒされる現象を防止することができるし、 ゲートバルブ 2 9の 開閉時のパーティクルの発生を防止することができる。 また、 ポート搬入搬出口 8がシャツタ 9によって閉鎖されることにより、 プロセスチューブ 1 2の高温雰 囲気が待機室 4に流入することは防止されている。 このため、 装填途中のウェハ Wおよび装填されたゥェハ Wが高温雰囲気に晒されることはなく、 ゥエノ、 Wが高 温雰囲気に晒されることによる自然酸化等の弊害の派生は防止されることになる 前側ストツ力 3 3 Aに装填された全てのウェハ Wがボ一ト 2 4へ装填されると 、 ボート搬入搬出口 8がシャツタ 9によって開放される。 続いて、 シールキヤッ プ 2 3がポ一トェレべ一タ 2 0の昇降台 2 1によつて上昇されて、第 3図に想像 線で示されているように、 シールキャップ 2 3に支持されたボート 2 4がプロセ スチューブ 1 2の処理室 1 1に搬入 （ポ一トローデイング） される。 ポート 2 4 が上限に達すると、 ボート 1 4を支持したシールキャップ 2 3の上面の周辺部が ボート搬入搬出口 8をシール状態に閉塞するため、処理室 1 1は気密に閉じられ た状態になる。 ボート 2 4の処理室 1 1への搬入に際して、待機室 4は負圧に維 持されているため、 ポート 2 4の処理室 1 1への搬入に伴って外部の酸素や水分 が処理室 1 1に侵入するのを防止することができるし、 シャツタ 9の開閉時のパ 一ティクルの発生を防止することができる。 しかも、前側ストッカ 3 3 Aのゥェ ハ Wをボート 2 4に装填した後に、待機室 4を真空引きしたり窒素ガスパージし たりせずに、 ポート 2 4を処理室 1 1へ搬入することができるので、 スループッ トを大幅に向上させることができる。
その後、 プロセスチューブ 1 2の処理室 1 1は気密に閉じられた状態で、 所定 の圧力となるように排気管 1 8によって排気され、 ヒータュニット 1 0によって 所定の温度に加熱され、 所定の原料ガスがガス導入管 1 7によって所定の流量だ け供給される。 これにより、 予め設定された処理条件に対応する所望の膜がゥェ ハ Wに形成される。
翻って、前側ストッカ 3 3 Aに装填された全てのウェハ Wがポート 1 4へ装填 されると、 ウェハ搬入搬出口 2 8、 5がゲートバルブ 2 9によって閉鎖され、 ゥ ェハ移載室 2 7がガス吹出管 3 5 A、 3 5 Bによって窒素ガスパージされる。 一 方、 次のバッチ （二バッチ目） のプロダクトウェハ Wが収納されたポッド Pは、 ポッドオーブナ 4 0の載置台 4 6の上へポッド搬送装置 5 7によつて搬送されて 載置される。 この際、 ポッドオーブナ室 4 1 aはガス供給管 3 7によって窒素ガ スが供給されるとともに、排気管 3 8によって排気されることにより、窒素ガス によってパージされている。 窒素ガスパージされた時のポッドオーブナ室 4 1 a の酸素濃度は、 2 O p p m以下であることが好ましい。 その後に、載置されたポ ッド Pのキヤップがポッドォ一プナ 4 0のキヤップ着脱機構 4 7によって取りタ され、 ポッド Pのウェハ出し入れ口が開放される。 この際、 ガス供給管 3 7から 窒素ガスが供給され、 ポッド Pのウェハ収納室の雰囲気が窒素ガスパージされる 。 窒素ガスパージされた時のポッド Fのウェハ収納室の酸素濃度は、 2 O p p m 以下であることが好ましい。 続いて、 ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6がゲ トバル ブ 4 3によって開放される。
ポッド Pがポッドオーブナ 4 0により開放されると、 ウェハ Wはポッド尸から ウェハ移載装置 3 0によってウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6を通してピックアップ され、 ウェハ移載室 2 7に搬入される。 ウェハ移載室 2 7に搬入されたウェハ W はウェハ移載室 2 7の他方のストッカである後側ストツ力 3 3 Bへウェハ移載装 置 3 0によって移載される。 ポッド Fの全てのウェハ Wが後側ストツ力 3 3 Bへ 移載されて装填されると、 ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6がゲートバルブ 4 3によ つて閉じられる。 この際、 ガス供給管 3 7による窒素ガスのポッドオーブナ室 4 1 aへの供給は停止される。 ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6がゲートバルブ 4 3に よって閉じられると、 ウェハ移載室 2 7は排気管 3 2によって真空引きされるこ とにより、 ウェハ移載室 2 7の圧力が待機室 4の圧力と等しく減圧される。 以上 の次のバッチのポッド Fに対するウェハ W群の後側ストツ力 3 3 Bへの装填ステ ップぉよび窒素ガスパージステツプは、前回のバッチの成膜ステツプと同時進行 することができるので、 スループットの低下を防止することができる。
他方、前回のバッチに対するウェハ Wに対しての成膜ステップについて設定さ れた処理時間が経過すると、 第 2図および第 3図に示されているように、 ボート
2 4がポートエレべ一夕 2 0によって下降されることにより、処理済みウェハ W を保持したボート 2 4が待機室 4に搬出 （ボートアン口一ティング） される。 ボート 4が待機室 4に排出されると、 ボート搬入搬出口 8がシャツタ 9によ つて閉鎖され、待機室 4のウェハ搬入搬出口 5がゲートバルブ 2 9によって開放 される。 続いて、搬出されたポート 1 4の処理済みウェハ Wが、 ウェハ移載装置
3 0によって脱装 （デイスチヤ一ジング） されて、 予め減圧されたウェハ移載室 2 7に搬入され、 前側ストツ力 3 3 Aへ装填される。 この際、 前側ストツ力 3 3
Aと後側ストツ力 3 3 Bとの間には遮蔽板 3 4が介設されているので、 後側スト ッカ 3 3 Bに装填された処理前のウェハ Wが前側ストツ力 3 3 Aの処理済みの高 温のウェハ Wによって加熱されるのを防止することができる。 ポート 2 4の全て の処理済みウェハ Wが前側ストツ力 3 3 Aへウェハ移載装置 3 0によつて装填さ れると、続いて、 後側ストツ力 3 3 Bに予め装填された次のバッチのウェハ Wが 、 ポート 2 4にウェハ移載装置 3 0によって移載されて装填される。 このように して、 大きな容量を有する待機室 4を窒素ガスパ一ジせずに、処理室 1 1から待 機室 4に搬出された処理済みウェハ Wを待機室 4と同圧に減圧されたウェハ移載 室 2 7へ待機室 4に搬出された直後に移送して前側ストツ力 3 3 Aに装填し、 続 いて、 次のバッチのウェハ Wをウェハ移載室 2 7の後側ストツ力 3 3 Bから待機 室 4のポート 2 4に装填すると、 大きな容量を有する待機室 4を窒素ガスパージ する時間を省略することができるので、 スループットを大幅に高めることができ る。
後側ストツ力 3 3 Bに装填された次のバツチのゥェハ Wがボ一ト 1 4へ全て装 填されると、 ボート搬入搬出口 8がシャツタ 9によって開放される。 続いて、 シ —ルキャップ 2 3がポートエレべ一夕 2 0の昇降台 2 1によって上昇されて、 第 3図に想像線で示されているように、 シールキヤップ 2 3に支持されたボ一ト 2 4がプロセスチューブ 1 2の処理室 1 1に搬入される。 ポート 2 4が上限に達す ると、 ボート 1 4を支持したシールキャップ 2 3の上面の周辺部がポート搬入搬 出口 8をシール状態に閉塞するため、 プロセスチューブ 1 2の処理室 1 1は気密 に閉じられた状態になる。 このポート 2 4の処理室 1 1への搬入に際しても、待 機室 4は負圧に維持されているため、 ボート 2 4の処理室 1 1への搬入に伴って 外部の酸素や水分が処理室 1 1に侵入するのを防止することができる。 また、 後 側ストツ力 3 3 Bのウェハ Wをボート 1 4に装填した後に、待機室 4を真空引き したり窒素ガスパージしたりせずに、 ボート 2 4を処理室 1 1へ搬入することが できるので、 スループットを大幅に向上させることができる。
その後に、 前回のバッチのウェハ Wに対する場合と同様にして、 プロセスチュ ーブ 1 2の処理室 1 1は気密に閉じられた状態で、 所定の圧力となるように排気 管 1 8によって排気され、 ヒー夕ュニット 1 0によって所定の温度に加熱され、 所定の原料ガスがガス導入管 1 7によって所定の流量だけ供給される。 これによ り、 前回のバッチのウェハ Wに対する処理条件に対応する所望の膜がウェハ Wに 形成される。 他方、後側ストツ力 3 3 Bに装填された全てのウェハ Wがポート 1 4へ装填さ れると、 ウェハ搬入搬出口 2 8、 5がゲートバルブ 2 9によって閉鎖され、 冷却 媒体としての冷えた新鮮な窒素ガスが前側ストツ力 3 3 Aに装填された処理済み ウェハ Wに前側ガス吹出管 3 5 Aによって直接的に吹き付けられる。 この窒素ガ スの吹き付けにより、 前側ストッカ 3 3 Aに装填された高温のウェハ Wはきわめ て効果的に弓 制冷却される。 この前側ストッカ 3 3 Aに装填された処理済みゥェ ハ Wに対する強制冷却時間は、 次のバツチに対する成膜ステツプの処理時間に対 応して充分に確保することができるので、処理済みウェハ Wを充分に冷却するこ とができる。 しかも、 この処理済みウェハ Wの強制冷却ステップが次回のバッチ のウェハ Wについての成膜ステップと同時に進行されていることにより、 冷却待 ち時間は吸収されることになるため、 バッチ式 C V D装置 1の全体としてのスル —プットを低下させることにはならない。
また、空になった後側ストツ力 3 3 Bには三バッチ目のウェハ Wが、前述した 二バッチ目のポッド Pに対するウェハ W群の後側ストツ力 3 3 Bへの装填ステツ プおよび窒素ガスパージステップの作用によって装填される。 すなわち、 三バッ チ目のプロダクトウェハ Wが 钠されたポッド Pは、 ポッドオーブナ 4 0の載置 台 4 6の上へポッド搬送装置 5 7によって搬送されて載置され、 載置されたポッ ド Pのキャップがポッドオーブナ 4 0のキャップ着脱機構 4 7によって取りタトさ れ、 ポッド Pのウェハ出し入れ口が開放される。 この際、 ポッドオーブナ室 4 1 aおよびポッド Pのウェハ収納室が窒素ガスパージされる。 続いて、 ウェハ搬入 搬出口 4 2、 3 6がゲートバルブ 4 3によって開放される。 この際、 ガス供給管 3 7による窒素ガスのポッドオーブナ室 4 1 aへの供給は停止される。 ポッド F がポッドォ一ブナ 4 0により開放されると、 ウェハ Wはポッド Pからウェハ移載 装置 3 0によってウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6を通してピックアップされ、 ゥェ ハ移載室 2 7に搬入される。 ウェハ移載室 2 7に搬入されたウェハ Wは、 ウェハ 移載室 2 7の空の後側ストツ力 3 3 Bへウェハ移載装置 3 0によって移載される 。 この際、 前側ストツ力 3 3 Aと後側ストツ力 3 3 Bとの間には遮蔽板 3 4が介 設されているので、 後側ストツ力 3 3 Bに装填された処理前のウェハ Wが、 前側 ストッカ 3 3 Aの処理済みの高温のウェハ Wによって加熱されるのを防止するこ とができる。
前側ストツ力 3 3 Aに装填された処理済みウェハ Wが窒素ガスの吹き付けによ つて強制的に冷却されて、 ポッド Fに収納可能な温度 （例えば、 室温である 2 5 。(：やポッド耐熱温度である 8 0 °C以下） に降温したところで、 ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6がゲートバルブ 4 3によって開放される。 このとき、 ウェハ移載室 2 7には窒素ガスが充満 （窒素ガスパージ） されている。 続いて、 ポッドォ一プナ 4 0の載置台 4 6に載置された空のポッド Pがポッドオーブナ 4 0のキャップ着 脱機構 4 7によって取り外され、 ポッド Pのウェハ出し入れ口が開放される。 こ の際、 ガス供給管 3 7から窒素ガスが供給され、 ポッド Pのウェハ収納室が窒素 ガスパージされる。 空のポヅド Pが開放されると、前側ストッカ 3 3 Aの処理済 みのウェハ Wはポッドオーブナ 4 0の空のポッド Fにウェハ移載装置 3 0によつ て収納される。 この際、処理済みウェハ Wはポッド Pに収納可能な温度に降温さ れているため、 ポッド Fが樹脂によって襲作されている場合であっても、処理済 みウェハ Wをポッド Fに安全に 4又納することができる。
前側ストッカ 3 3 Aに装填された処理済みウェハ Wがポッド Fに全て収納され ると、 ポッド Pはポッドォ一プナ 4 0のキャップ着脱機構 4 7によってキャップ を装着された後に、 載置台 4 6から前側ポッド棚 5 5または後側ポッド棚 5 6に ポッド搬送装置 5 7によって搬送される。 その後に、 処理済みウェハ Wを収納し たポッド Pは前側ポッド棚 5 5または後側ポッド棚 5 6からポッドステージ 5 4 に搬送され、 ポッドステージ 5 4から次の処理工程へ工程内搬送装置によって搬 送されて行く。 この処理済みゥェ 、 Wの空のポッド Fへの収納作業は、 ニノ ッチ 目のウエノ、 Wに対する成膜ステップの間に同時に進^1することができる。
他方、 二バッチ目のウェハ Wに対しての成膜ステップについて設定された処理 時間が経過すると、 第 2図および第 3図に示されているように、 ボート 2 4がボ —トエレべ一夕 2 0によって下降されることにより、 処理済みウェハ Wを保持し たポート 2 4が待機室 4に搬出される。 ポート 2 4が待機室 4に排出されると、 ボ一ト搬入搬出口 8がシャッタ 9によつて閉鎖され、 待機室 4のウェハ搬入搬出 口 5がゲートバルブ 2 9によって開放される。 続いて、搬出されたポート 2 4の 処理済みウェハ が、 ウェハ移載装置 3 0によって脱装されて、 予め減圧された ウェハ移載室 2 7に搬入され、前側ストツ力 3 3 Aへ装填される。 ボート 2 4の 全ての処理済みウェハ Wが前側ストツ力 3 3 Aへウェハ移載装置 3 0によって装 填されると、 続いて、 後側ストツ力 3 3 Bに予め装填された三バッチ目のウェハ Wが、 ボート 2 4にウェハ移載装置 3 0によって移載されて装填される。
後側ストツ力 3 3 Bに装填された三バッチ目のウェハ Wがポ一ト 2 4へ全て装 填されると、 ポート搬入搬出口 8がシャツ夕 9によって開放される。 続いて、 シ —ルキャップ 2 3がポートエレべ一夕 2 0の昇降台 2 1によって上昇されて、 第 3図に想像線で示されているように、 シールキヤップ 2 3に支持されたボート 1 4がプロセスチューブ 1 2の処理室 1 1に搬入される。 ボート 2 4が上限に達す ると、 ボート 2 4を支持したシールキャップ 2 3の上面の周辺部がボート搬入搬 出口 8をシール状態に閉塞するため、 プロセスチューブ 1 2の処理室 1 1は気密 に閉じられた状態になる。
その後に、一バッチ目およびニノ ツチ目のゥェハ Wに対する場合と同様にして 、 プロセスチューブ 1 2の処理室 1 1は気密に閉じられた状態で、所定の圧力と なるように排気管 1 8によって排気され、 ヒー夕ユニット 1 0によって所定の温 度に加熱され、 所定の原料ガスがガス導入管 1 7によって所定の流量だけ供給さ れる。 これにより、 ウェハ Wに対する処理条件に対応する所望の膜がウェハ Wに 形成される。
なお、三バッチ目のウェハ Wを後側サブボート 3 3 Bに移載するタイミングは 、一バッチ目のウェハ Wの温度が充分に下がっている場合は、一バッチ目のゥェ ハ Wを前側サブポート 3 3 Aからポッド Fに払い出した後でもよい。
以降、前述した作用が繰り返されて、 ウェハ Wが例えば二十五枚ずつ、 バッチ 式 C V D装置 1によってバッチ処理されて行く。
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
1) プロセスチューブの処理室に隣接した待機室と、 この待機室に隣接したゥェ ハ移載室とをゲートバルブによつて流体的に隔離するとともに、 ウェハ移載室を 開閉するゲートバルブを設置することにより、待機室の減圧を常に維持した状態 で、 ウェハのポートへの装填および脱装を実施することができるので、 大きな容 量を有する待機室の真空引きおよび窒素ガスパージを省略することにより、バッ チ式 C V D装置のスループットを大幅に向上させることができる。
2) 処理室の予備室である待機室を窒素ガスを供給し続けて大気圧とする場合と は異なり、待機室を減圧 （真空） にした状態とすることにより、待機室等に付着 した水分や酸素および雰囲気中にある酸素を障去し、低濃度とすることができる ので、 ウェハへの界面酸素濃度を低減することができ、 より一層良好な処理を実 現することができる。 特に、 処理室付近は熱を帯びているため、 ウェハへの界面 酸素濃度を低減することができ、 この効果がより一層顕著になる。
3) ウェハ移載室に一対のストッカを設置することにより、処理後のウェハをポ ートから一方のストッ力へ移載した後に、 他方のストッ力の処理前のウェハをポ _一トへ移載することができるので、 スループットをより一層向上させることがで きる。 ，
4) 隣合うストツ力の間に遮蔽板を介設することにより、両ストツ力間の輻射熱 を遮断することができるので、一方のストツ力に装填された処理前のウェハが他 方のストッカに装填された処理後の高温のウェハによつて加熱されるのを防止す ることができる。
5) ストツ力のそれぞれの近傍にガスを吹き付けるガス吹出管を設置することに より、処理後の高温のウェハに冷えた新鮮なガスを直接的に吹き付けることがで きるので、 熱交換効率を高めることができ、 ウェハの降温時間を短縮することが できる。
6) ウェハ移載室を窒素ガスパージするための供給源や供給配管をガス吹出管の ガス供給源や供給配管に利用することにより、 冷却用ガス吹出管のための専用の ガス供給源や供給配管を増設しなくても済むために、 バッチ式 C V D装置のィ二 シャルコストやランニングコスト等の増加を抑制することができる。
7) ゥエノ、移載室のストツ力に対するウェハの装填および脱装を前回のノ ツチの ゥェ/ヽに対する成膜ステップと同時に進行させることにより、 ウェハの装填時間 、 脱装時間および冷却待ち時間を吸収させることができるので、 バッチ式 C V D 装置のスループットの低下を防止することができる。
.8) ポッド側である前側ストッカを冷却兼用搬出 （ウェハアン口一ディング） 用 に、待機室側である後側ストッカを搬入 （ウェハローデイング） 用にそれぞれ設 定することにより、 後側ストッカに装填されたウェハをボートにウェハ口一ディ ングする際に、高温のウェハが装填された前側ストツ力の近傍をこれから処理す るウェハが通過するのを回避することができるので、 これから処理するウェハが 高温のウェハの熱に影響されるのを抑制することができる。
9) ガス吹出管と排気管との流路の途中に冷却用のストツ力を配置することによ り、 ストッカに装填された高温のウェハをより一層効果的に冷却することができ る。
なお、 本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、 その要旨を逸脱し ない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、 ストツ力にはプロダクトウェハだけを装填するに限らず、 ダミーゥェ ハをも装填してもよい。
ボートに装填されるウェハには、 次の四種類のウェハがある。 製品になるプロ ダクトウェハ、膜厚測定等のモニタリングに使用されるモニタウェハ、温度ゃガ ス等の処理条件の調整等のためにボ一トの上部および下部に配置されるサイドダ ミーウェハ、 プロダクトウェハの枚数が不足した際に不足分を補うためのフィル ダミーウェハ、 である。 モニタウェハは初期および定期的に使用するだけで通常 ,の運転時には使用されてない場合もある。 処理条件を処理枚数に対応して自動的 に補正するダミーレスシステムがバッチ式 C V D装置に搭載されている場合には 、 フィルダミ一ウェハは使用されない。 これらのウェハをポートと同等もしくは 類似した配置をもってストッカへ装填することにより、 ストツ力とボートとの間 でのウェハを一括して管理することができる。
第 5図はモニタウェハを三枚使用し、 フィルダミーウェハを複数枚使用した場 合での各種ウェハの配置を示している。
第 5図 （a ) はポート 2 4でのウェハの配置を示している。 三枚のモニタゥェ ハ MW 1、 MW 2、 MW 3がポート 2 4の上段、 中段、下段に配置されている。 上段のモニタウェハ MW 1の上側には三枚の上側サイドダミーウェハ S DW 1が 配置されており、下段のモニタウェハ MW 3の下側には五枚の下側サイドダミー ウェハ S DW 2が配置されている。 下段のモニタウェハ MW 3の上側には五枚の フィルダミーウェハ F DW 1が配置されている。 上段のモニタウェハ MW 1と中 段のモニタウェハ MW 2との間には上側のプロダクトウェハ PW 1が複数枚、 配 置されており、 中段のモニタウェハ MW2とフィルダミーウェハ FDW1との間 には下側のプロダクトウェハ FW2が複数枚、配置されている。
第 5図 （b ) はストツ力の下段からウェハを取り出してポートの下段にウェハ を装填する場合におけるストッ力でのウェハの配置を示している。 この場合には 、 ストッ力の各種ウェハはポ一トの各種ウェハの配置と同等に配置されるために 、 ウェハは下段から順々に移載されることになる。 すなわち、三枚のモニタゥェ ハ MW MW 2、 MW 3はストツ力 3 3 Bの上段、 中段、 下段に配置されてい る。 上段のモ二夕ウェハ MW1の上側には三枚の上側サイドダミーウェハ S D W 1が配置されており、 下段のモ二夕ウェハ MW 3の下側には五枚の下側サイ,ドダ ミーウェハ SDW 2が配置されている。 下段のモニタウェハ MW 3の上側には五 枚のフィルダミ一ウェハ FDW 1が配置されている。 上段のモニタウェハ MW 1 と中段のモニタウェハ MW2との間には上側のプロダクトウェハ PW1が複数枚 、 配置されており、 中段のモニタウェハ MW2とフィルダミーウェハ FDW1と の間には下側のプロダクトウェハ FW2が複数枚、配置されている。
第 5図 （c) はストツ力の下段からウェハを取り出してボートの上段にウェハ を装填する場合におけるストッ力でのウェハの配置を示している。 この移載方法 は、 ウェハの上へのパ一ティクルの落下を防止するために使用される場合がある 。 この場合には、 ストッカ 3 3 Bでの各種ウェハの配置はポ一ト 24での各種ゥ ェハでの配置に対して上下対称形になるが、 各種ウェハの移載はストツ力 3 3 B の下段から順々に実施することができる。 すなわち、三枚のモニタウェハ MW1 、 MW2、 MW3はストツ力 3 3 Bの下段、 中段、 上段に配置されている。 モニ 夕ウェハ M W 3の上側には五枚のサイドダミーウェハ S D W 2が配置されており 、 モニタウェハ MW 1の下側には三枚のサイドダミーウェハ S DW 1が配置され ている。 モニタウェハ MW 3の下側には五枚のフィルダミーウェハ F DW 1が配 置されている。 モニタウェハ MW1と中段のモニタウェハ MW2との間には、 複 数枚のプロダクトウェハ PW1が配置されており、 中段のモニタウェハ MW2と フィルダミーウェハ FDW1との間には、 複数枚のプロダクトウェハ PW2が配 置されている。 なお、 モニタウェハが三枚、 フィルダミーウェハが五枚それぞれ使用される場 合について説明したが、 モニタウェハが使用されない場合、 フィルダミーウェハ が使用されない場合、 モニタウェハが一枚だけ使用される場合等についても、 ス トッカではボートと同等の配置と上下対称形の配置との二通りの配置を採用する ことができる。 また、 サイドダミーウェハがボートに常時配置されている場合に は、 ストッカでは上下のサイドダミーウェハを除く各種ウェハが移載されること になる。
第 6図および第 7図は本発明の第二の実施の形態であるバッチ式 C V D装置を を示している。 本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、一対のストツ力の うち一方のストッカ 3 3 Bが待機室 4に設置されており、 このストッカ 3 3 0と ボート 2 4との間には遮蔽板 3 4が設置されている点である。 ちなみに、 本実施 の形態において、前記実施の形態と同様の機能を有する構成要素については同一 の符号が付されている。 .
第 6図および第 7図にはバッチ式 C V D装置の制御システムが示されている。 なお、 第 1図〜第 4図には図示されていないが、前記実施の形態に係るバッチ式 C V D装置においても同様の制御システムが搭載されている。 バッチ式 C V D装 置の制御システムは主制御部 6 0を備えており、 主制御部 6 0は中央演算処理ュ ニット （C P U ) 6 1、 メモリ 6 2、表示入力部 6 3、 記憶部 6 4、外部入力部 6 5から構成されている。 すなわち、 主制御部 6 0はバッチ式 C V D装置を制御 可能な一般的なコンピュータとしての構成部分を備えている。 主制御部 6 0には 温度制御部 6 6、 ガス流量 ·圧力制御部 6 7、駆動制御部 6 8がそれぞれ接続さ れており、 主制御部 6 0はこれらの制御部へ統括的に指示および監視等を実行す る。 ちなみに、 温度制御部 6 6、 ガス流量 ·圧力制御部 6 7、駆動制御部 6 8も 一般的なコンピュータによって構成されている。
第 7図に示されているように、 温度制御部 6 6にはヒ一夕ュニット 1 0および 熱電対 1 9が接続されており、 処理室 1 1の温度を熱電対 1 9の検出結果に基づ いてフィードバック制御するように構成されている。
第 6図に示されているように、 ガス流量'圧力制御部 6 7にはガス供給系のガ ス供給装置 7 1、 開閉弁 7 1、 ガス流量調整弁 7 3と、排気系のポンプ 7 5、 圧 力調整弁 7 6、 圧力計 7 7とがそれぞれ接続されている。 開閉弁 7 2およびガス 流量調整弁 7 3はガス供給装置 7 1に接続されており、 待機室 4のガス供給管 6 、 ガス吹出管 3 5 A、 3 5 B、筐体 4 1のガス供給管 3 7、 ガス導入管 1 7 (第 7図参照） にそれぞれ介設されている。 ガス流量'圧力制御部 6 7は開閉弁 7 2 を開閉したり、 ガス流量調整弁 7 3の開度を調整したりすることにより、 ガスの 流量 （零を含む） を制御するように構成されている。 圧力調整弁 7 6および圧力 計 7 7はポンプ 7 5に接続されており、 圧力調整弁 7 6は待機室 4の排気管 7、 ウェハ移載室 2 7の排気管 3 1、筐体 4 1の排気管 3 8、 マ二ホールド 1 6の排 気管 1 8 (第 7図参照） にそれぞれ介設されている。 ガス流量 ·圧力制御部 6 7 は圧力調整弁 7 6を制御することによって待機室 4、 ウェハ移載室 2 7、 ポッド オーブナ室 4 1 a、処理室 1 1の圧力を制御するように構成されている。
第 6図および第 7図に示されているように、駆動制御部 6 8にはポートエレべ —夕 2 0、 ロータリーアクチユエ一タ 2 5、 ウェハ移載装置 3 0、 ポッドォ一プ ナ 4 0、 ポッド搬送装置 5 7がそれぞれ接続されており、駆動制御部 6 8はこれ らを制御するように構成されている。
次に、 前記構成に係るバッチ式 C V D装置を使用した I Cの製造方法における 成膜工程を説明する。 なお、一バッチとはポート 2 4がウェハ Wを保持可能な最 大枚数である。
成膜すべきプロダクトウェハ wはポッド Fに 4又納された状態で、 バッチ式 C V D装置 1のポッドステージ 5 4へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。 搬送 されて来たポッド Fはポッドステージ 5 4から前側ポッド棚 5 5や後側ポッド棚 5 6の指定された場所にポッド搬送装置 5 7によって搬送されて保管される。 プロダクトウェハ Wが収納されたポッド Pはポッドオーブナ 4 0の載置台 4 6 の上へポッド搬送装置 5 7によって搬送されて載置される。 ポッドオーブナ室 4 1 aはガス供給管 3 7によって窒素ガスが供給されるとともに、排気管 3 8によ つて排気されることにより、室素ガスによってパージされている。 なお、 ガス供 給管 3 7を設けずにゲートバルブ 4 3を開き、移載室 2 7に充満された窒素ガス をポッドオーブナ室 4 1 aに流入するようにしてもよいし、 排気管 3 8を設けず にポッド Pとべ一ス 4 4との隙間から排気するようにしてもよい。 窒素ガスパー ジされた時のポッドォ一ブナ室 4 1 aの酸素濃度は、 2 O p p m以下であること が好ましい。 載置されたポッド Pのキャップがポッドオーブナ 4 0のキャップ着 脱機構 4 7によって取り外され、 ポッド Pのウェハ出し入れ口が開放される。 こ の際、 ガス供給管 3 7から窒素ガスが供給され、 ポッド Pのウェハ収納室内の雰 囲気が窒素ガスパージされる。 窒素ガスパージされた時のポッド P ウェハ収納 室の酸素濃度は、 2 O p p m以下であることが好ましい （以下、 ポッドオーブナ 4 0の作動時について同じ。 ） 。 その後に、 ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6がゲ一 トバルブ 4 3によって開放される。 このとき、 ウェハ移載室 2 7には窒素ガスが 充満 （窒素ガスパージ） されている。
ポッド Pがポッドオーブナ 4 0により開放されると、 ウェハ Wはポッド Fから ウェハ移載装置 3 0によってウェハ搬入搬出口 4 2 . 3 6を通してピックアップ され、 ウェハ移載室 2 7に搬入される。 ウェハ移載室 2 7に搬入されたウェハ W はウェハ移載室 2 7のストヅカ （以下、移載室ストツ力という。 ） 3 3 Aへゥェ ハ移載装置 3 0によって移載される。 予め、 移載室ストツ力 3 3 Aには必要に応 じたモニタゥェハゃサイドダミーゥェハおよびフィルダミ一ウェハが所定の位置 に配置されている。 ポッド Pの全てのウェハ Wが移載室ストツ力 3 3 Aへ移載さ れると、 ウェハ搬入搬出口 4 、 3 6がゲートバルブ 4 3によって閉じられる。 ガス供給管 3 7による窒素ガスのポッドオーブナ室 4 1 aへの供給は停止される 。 空になったポッド Pはポッドォ一プナ 4 0の載置台 4 6から前側ポッド棚 5 5 または後側ポッド棚 5 6にポッド搬送装置 5 7によって戻される。
ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6が閉じられると、 ウェハ移載室 2 7が排気管 3 2 によって真空引きされることにより、 ウェハ移載室 2 7の圧力が待機室 4の圧力 と等しく減圧される。 ウェハ移載室 2 7が待機室 4と等しく減圧されると、 ゥェ ハ搬入搬出口 2 8、 5がゲートバルブ 2 9によって開放される。 続いて、移載室 ストッカ 3 3 Aに装填されたウェハ Wがウェハ移載装置 3 0によってピックアツ プされて、待機室 4にウェハ搬入搬出口 2 8、 5を通じて搬入され、待機室 4の ポート 1 4へ移載される。 以降、移載室ストツ力 3 3 Aからボート 2 4へのゥェ ハ移載装置 3 0による一バッチ分の移載作業が、 繰り返される。
一バッチ分のウェハ Wがボート 1 4へ装填されると、 ボート搬入搬出口 8がシ ャッタ 9によって開放される。 続いて、 シールキャップ 2 3がポ一トエレベータ 2 0の昇降台 2 1によって上昇されて、第 7図に想像線で示されているように、 シ一ルキヤップ 2 3に支持されたポ一ト 2 4がプロセスチューブ 1 1の処理室 1 1に搬入される。 ボート 2 4が上限に達すると、 ボート 2 4を支持したシ一ルキ ヤップ 2 3の上面の周辺部がボ一ト搬入搬出口 8をシール状態に閉塞するため、 処理室 1 1は気密に閉じられた状態になる。
その後、 プロセスチューブ 1 2の処理室 1 1は気密に閉じられた状態で、 所定 の圧力となるように排気管 1 8によって排気され、 ヒータュニット 1 0によって 所定の温度に加熱され、所定の原料ガスがガス導入管 1 7によって所定の流量だ け供給される。 これにより、 予め設定された処理条件に対応する所望の膜がゥェ ハ Wに形成される。 例えば、 窒化珪素 （S i 3 N 4 )膜が形成される場合には、 ウェハ温度が 7 5 Ο ΐ；、 アンモニア （Ν Η 3 ) の流量が 5 0 0 S C C M (スタン ダード '立方センチメートル毎分） 、 ジクロロシラン （S i H 2 C l 2 ) の流量 が 5 0 S C C M、処理圧力が 1 5 F a、 に制御される。
翻って、 移載室ストツ力 3 3 Aに装填された全てのウェハ Wがボート 2 4へ装 填されると、 ウェハ搬入搬出口 2 8、 5がゲートバルブ 2 9によって閉鎖され、 ウェハ移載室 2 7がガス吹出管 3 5 Aによって窒素ガスパージされる。 一方、 二 バッチ目のプロダクトウェハ Wが収納されたポッド Pは、 ポッドオーブナ 4 0の 載置台 4 6の上へポッド搬送装置 5 7によって搬送されて載置される。 載置され たポッド Fのキヤップがポッドオーブナ 4 0のキヤップ着脱機構 4 7によつて取 り外され、 ポッド Fのウェハ出し入れ口が開放される。 続いて、 ウェハ搬入搬出 口 4 2、 3 6がゲートバルブ 4 3によって開放される。
ポッド Pがポッドォ一プナ 4 0により開放されると、 ウェハ Wはポッド Fから ウェハ移載装置 3 0によってウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6を通してピックアップ され、 ウェハ移載室 2 7に搬入される。 ウェハ移載室 2 7に搬入されたウェハ W はウェハ移載室 2 7の移載室ストツ力 3 3 Aへウェハ移載装置 3 0によって移載 される。 このときも、 移載室ストツ力 3 3 Aには必要に応じたモニタウェハゃサ ィドダミーウェハおよびフィルダミーウェハが所定の位置に予め配置されている 。 ポッド Pの全てのウェハ Wが移載室ストツ力 3 3 Aへ移載されて装填されると 、 ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6がゲートバルブ 4 3によって閉じられる。 この際 、 ガス供給管 3 7による窒素ガスのポッドオーブナ室 4 1 aへの供給は停止され る。 ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6がゲートバルブ 4 3によって閉じられると、 ゥ ェハ移載室 2 7は排気管 3 2によって真空引きされることにより、 ウェハ移載室 2 7の圧力が待機室 4の圧力と等しく減圧される。
他方、 ーノ ツチ目の成膜ステツプについて設定された処理時間が経過すると、 ポート 1 4がポートエレべ一夕 2 0によって下降されることにより、処理済みゥ ェハ Wを保持したボート 2 4が待機室 4に搬出される。
ボート 4が待機室 4に排出されると、 ボート搬入搬出口 8がシャツ夕 9によ つて閉鎖され、待機室 4のウェハ搬入搬出口 5がゲートバルブ 2 9によって開放 される。 続いて、 搬出されたボート 2 4の一バッチ目の処理済みウェハ Wが、 ゥ ェハ移載装置 3 0によって脱装されて、待機室 4のストツ力 （以下、待機室スト ッカという。 ） 3 3 Bへ装填される。 ポート 2 4の全ての処理済みウェハ Wが待 機室ストツ力 3 3 Bへウェハ移載装置 3 0によって装填されると、移載室ストツ 力 3 3 Aに予め装填された二バッチ目のウェハ Wが、 ボート 4にウェハ移載装 置 3 0によって移載されて装填される。 この際、待機室ストツ力 3 3 Bとボート 2 4との間には遮蔽板 3 4が介設されているので、 ボート 2 4の処理前のウェハ Wが待機室ストツ力 3 3 Bの処理済みの高温のウェハ Wによって加熱されるのを 防止することができる。 このようにして、 大きな容量を有する待機室 4を窒素ガ スパージせずに、処理室 1 1から待機室 4に搬出された処理済みウェハ Wを待機 室 4と同圧に減圧されたゥェハ移載室 2 7へ待機室 4に搬出された直後に移送し て待機室ストツ力 3 3 Bに装填し、 続いて、 次のバッチのウェハ Wをウェハ移載 室ストツ力 3 3 Aから待機室 4のボート 4に装填すると、 大きな容量を有する 待機室 4を窒素ガスパージする時間を省略することができるので、 スループット を大幅に高めることができる。
移載室ストツ力 3 3 Aに装填された二バッチ目のウェハ Wがボート 2 4へ全て 装填されると、 ボート搬入搬出口 8がシャツ夕 9によって開放される。 続いて、 シールキヤヅプ 2 3がポートエレべ一タ 2 0の昇降台 2 1によって上昇され、 ポ —ト 2 4がプロセスチューブ 1 2の処理室 1 1に搬入される。 ボート 2 4が上限 に達すると、 ボート 2 4を支持したシールキャップ 2 3の上面の周辺部がポート 搬入搬出口 8をシール状態に閉塞するため、 プロセスチューブ 1 2の処理室 1 1 は気密に閉じられた状態になる。 その後、一バッチ目の場合と同様に、 プロセス チューブ 1 2の処理室 1 1は気密に閉じられた状態で、 所定の圧力となるように 排気管 1 8によって排気され、 ヒ一夕ュニット 1 0によって所定の温度に加熱さ れ、 所定の原料ガスがガス導入管 1 7によって所定の流量だけ供給され、所望の 膜がウェハ Wに形成される。
翻って、 二バッチ目のボート 2 4が処理室 1 1に搬入されると、待機室ストツ 力 3 3 Bの処理済みウエノ、 Wが、 空になった移載室ストツ力 3 3 Aへウェハ移載 装置 2 7によって移し替られる。 処理済みウェハ Wが移載室ストツ力 3 3 Aへ装 填されると、 ウェハ搬入搬出口 2 8、 5がゲートバルブ 2 9によって閉鎖され、 冷却媒体としての冷えた新鮮な窒素ガスが移載室ストツ力 3 3 Aに装填された処 理済みウェハ Wにガス吹出管 3 5 Aによって直接的に吹き付けられる。 この窒素 ガスの吹き付けにより、移載室ストツ力 3 3 Aに装填された高温のウェハ Wはき わめて効果的に強制冷却される。 この移載室ストツ力 3 3 Aに装填された処理済 みウエノヽ Wに対する強制冷却時間は、 ニノ ツチ目の成膜ステップの処理時間に対 応して充分に確保することができるので、 処理済みウェハ Wを充分に冷却するこ とができる。 しかも、 この処理済みウェハ Wの強制冷却ステップが二バッチ目の 成膜ステツプと同時に進行されていることにより、 冷却待ち時間は吸収されるこ とになるため、バッチ式 C V D装置 1の全体としてのスループットを低下させる ことにはならない。
移載室ストツ力 3 3 Aに装填された処理済みウェハ Wが窒素ガスの吹き付けに よって強制的に冷却されて、 ポッド Pに収納可能な温度 （例えば、室温である 1 5 °Cや、 ポッド耐熱温度である 8 0 °C以下） に降温したところで、 ウェハ搬入搬 出口 4 2、 3 6がゲートバルブ 4 3によって開放される。 このとき、 ウェハ移載 室 2 7には窒素ガスが充満 （窒素ガスパージ） されている。 続いて、 ポッドォ一 プナ 4 0の載置台 4 6に載置された空のポッド Pがポッドオーブナ 4 0のキヤッ プ着脱機構 4 7によって取り外され、 ポッド Fのウェハ出し入れ口が開放される 。 空のポッド Fが開放されると、移載室ストツ力 3 3 Aの処理済みのウェハ Wは ポッドオーブナ 4 0の空のポッド Pにウェハ移載装置 3 0によって収納される。 このとき、 モニタウェハやサイドダミーウェハおよびフィルダミーウェハは、移 載室ストツ力 3 3 Aの所定の位置に残される。 この際の処理済みウェハ Wはポッ ド Fに収納可能な温度に降温されているため、 ポッド Pが樹脂によって製作され ている場合であっても、処理済みウェハ Wをポッド Pに安全に収納することがで きる。
移載室ストツ力 3 3 Aに装填された処理済みウェハ Wがポッド Pに全て収納さ れると、 ポッド Pはポッドォ一プナ 4 0のキャップ着脱機構 4 7によってキヤッ プを装着された後に、 載置台 4 6から前側ポッド棚 5 5または後側ポッド棚 5 6 にポッド搬送装置 5 7によって搬送される。 その後、処理済みウェハ Wを収納し たポッド Pは前側ポッド棚 5 5または後側ポッド棚 5 6からポッドステージ 5 4 に搬送され、 ポッドステージ 5 4から次の処理工程へ工程内搬送装置によって搬 送されて行く。 この処理済みウェハ Wの空のポッド Pへの収納作業は、 二バッチ 目のウエノ、Wに対する成膜ステップの間に同時に進行することができる。
その後、移載室ストツ力 3 3 Aには三バッチ目のウェハ Wが、 前述したニバッ チ目のポッド Fに対するウェハ W群の移載室ストツ力 3 3 Aへの装填ステップお よび窒素ガスパージステップの作用によって装填される。 すなわち、 三バッチ目 のプロダクトウェハ Wが 4又納されたポッド Pはポッドオーブナ 4 0の載置台 4 6 の上へポッド搬送装置 5 7によって搬送されて載置される。 載置されたポッド P のキャップがポッドオーブナ 4 0のキャップ着脱機構 4 7によって取り外されて 、 ポッド Pのウェハ出し入れ口が開放される。 続いて、 ウェハ搬入搬出口 4 、 3 6がゲートバルブ 4 3によって開放され、 ウェハ Wがポッド Pからウェハ移載 装置 3 0によってウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6を通してウェハ移載室 2 7に搬入 される。 ウェハ移載室 2 7に搬入されたウェハ Wは、 モニタウェハやサイドダミ —ウェハおよびフィルダミーウェハが残された移載室ストツ力 3 3 Aの所定の位 置へウェハ移載装置 3 0によって移載される。
以降、前述した作用が繰り返されて、 ウェハ Wがーバッチずつ、 バッチ式 C V D装置によつてバッチ処理されて行く。
第 8図は本発明の第三の実施の形態であるバッチ式 C V D装置をを示している 。 本実施の形態が前記第一の実施の形態と異なる点は、待機室 4とウェハ移載室
2 7とを仕切る隔壁が無い点である。 そして、本実施の形態に係るバッチ式 C V D装置の運用方法は、 原則として前記第 1の実施の形態の場合と同様であり、狭 い空間を真空引きするか広い空間を真空引きするかの点だけで相違する。
以下、本実施の形態に係るバッチ式 C V D装置を使用した I Cの製造方法にお ける成膜工程を説明する。
プロダクトウェハ Wが収納されたポッド Pはポッドオーブナ 4 0の載置台 4 6 の上へポッド搬送装置 5 7によって搬送されて載置される。 この際、 ポッドォー ブナ室 4 1 aはガス供給管 3 7によって窒素ガスが供給されるとともに、排気管
3 8によって排気されることにより、 窒素ガスによってパ一ジされている。 なお 、 ガス供給管 3 7を設けずにゲートバルブ 4 3を開き、移載室 2 7に充満された 窒素ガスをポッドォ一プナ室 4 1 aに流入するようにしてもよいし、排気管 3 8 を設けずにポッド Fとベース 4 4との隙間から排気するようにしてもよい。 載置 されたポッド Pのキヤップがポッドォ一プナ 4 0のキヤップ着脱機構 4 7によつ て取り外され、 ポッド Fのウェハ出し入れ口が開放される。 この際、 ガス供給管 3 7から窒素ガスが供給され、 ポッド Pのウェハ収納室の雰囲気が窒素ガスパー ジされる。 その後、 ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6がゲートバルブ 4 3によって開 放される。 このとき、 ウェハ移載室 2 7には窒素ガスが充満 （窒素ガスパージ） されている。
ポッド Pがポッドオーブナ 4 0により開放されると、 ウェハ Wはポッド Pから ウェハ移載装置 3 0によってウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6を通してピックアツフ。 され、 ウェハ移載室 2 7に搬入される。 ウェハ移載室 2 7に搬入されたウェハ W はウェハ移載室 2 7の一方のストッカである前側ストツ力 3 3 Aへウェハ移載装 置 3 0によって移載される。 ポッド Pの全てのウェハ Wが前側ストッカ 3 3 Aへ 移載されて装填されると、 ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6がゲートバルブ 4 3によ つて閉じられる。 この際、 ガス供給管 3 7による窒素ガスのポッドオーブナ室 4 · 1 aへの供給は停止される。
ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6が閉じられると、 ウェハ移載室 2 7および待機室 4は排気管 3 2および排気管 7によつて真空弓 Iきされることにより減圧される。 ウェハ移載室 2 7および待機室 4が減圧されると、前側ストツ力 3 3 Aに装填さ れたウェハ Wがウェハ移載装置 3 0によってピックアップされて、待機室 4に搬 入され、待機室 4のポート 4へ移載される。 以降、 ウェハ Wの前側ストツ力 3 3 Aからボート 2 4へのウェハ移載装置 3 0による移載作業が繰り返される。 こ の間中、 ウェハ移載室 2 7および待機室 4は負圧に減圧されているので、 装填途 中のゥェハ Wが自然酸化される現象を防止することができる。 本実施の形態にお いては、 ゲートバルブ 2 9が無いので、 ゲートバルブ 2 9の開閉時のパーテイク ルの発生を必然的に防止することができる。 また、 ボート搬入搬出口 8がシャツ 夕 9によって閉鎖されることにより、 プロセスチューブ 1 2の高温雰囲気が待機 室 4に流入することは防止されている。 このため、 装填途中のウェハ Wおよび装 填されたウェハ Wが高温雰囲気に晒されることはなく、 ウェハ Wが高温雰囲気に 晒されることによる自然酸化等の弊害の派生は防止されることになる。
前側ストツ力 3 3 Aに装填された全てのウェハ Wがポート 2 4へ装填されると 、 ボート搬入搬出口 8がシャツタ 9によって開放される。 続いて、 シールキヤッ プ 2 3がポートエレべ一タ 2 0の昇降台 2 1によって上昇されて、 シールキヤッ プ 2 3に支持されたボ一ト 1 4がプロセスチューブ 1 2の処理室 1 1に搬入され る。 ボート 2 4が上限に達すると、 ポート 1 4を支持したシールキャップ 2 3の 上面の周辺部がポ一卜搬入搬出口 8をシール状態に閉塞するため、処理室 1 1は 気密に閉じられた状態になる。 ボート 2 4の処理室 1 1への搬入に際して、待機 室 4は負圧に維持されているため、 ボート 2 4の処理室 1 1への搬入に伴って外 部の酸素や水分が処理室 1 1に侵入するのを防止することができるし、 シャツタ 9の開閉時のパーティクルの発生を防止することができる。
その後、 プロセスチューブ 1 2の処理室 1 1は気密に閉じられた状態で、 所定 の圧力となるように排気管 1 8によって排気され、 ヒータュニット 1 0によって 所定の温度に加熱され、 所定の原料ガスがガス導入管 1 7によって所定の流量だ け供給される。 これにより、 予め設定された処理条件に対応する所望の膜がゥェ ハ Wに形成される。
翻って、前側ストツ力 3 3 Aに装填された全てのウェハ Wがボ一ト 2 4へ装填 され処理室 1 1内に搬入されると、 ウェハ移載室 2 7および待機室 4がガス吹出 管 3 5 Α、 3 5 Βおよびガス供給管 6によって窒素ガスパージされる。 一方、 次 のバッチ （二バッチ目） のプロダクトウェハ Wが収納されたポッド Ρは、 ポッド オーブナ 4 0の載置台 4 6の上へポッド搬送装置 5 7によって搬送されて載置さ れる。 この際、 ポッドォ一プナ室 4 1 aはガス供給管 3 7によって窒素ガスが供 給されるとともに、排気管 3 8によって排気されることにより、 窒素ガスによつ てパージされている。 その後に、 載置されたポッド Pのキャップがポッドオーブ ナ 4 0のキャップ着脱機構 4 7によって取り外され、 ポッド Fのウェハ出し入れ 口が開放される。 この際、 ガス供給管 3 7から窒素ガスが供給され、 ポッド Pの ウェハ収納室の雰囲気が窒素ガスパージされる。 続いて、 ウェハ搬入搬出口 4 2 、 3 6がゲートバルブ 4 3によって開放される。
ポッド Pがポッドォ一プナ 4 0により開放されると、 ウェハ Wはポッド Pから ウェハ移載装置 3 0によってウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6を通してピックアツフ。 され、 ウェハ移載室 2 7に搬入される。 ウェハ移載室 2 7に搬入されたウェハ W はウェハ移載室 2 7の他方のストッカである後側ストツ力 3 3 Bへウェハ移載装 置 3 0によって移載される。 ポッド Pの全てのウェハ Wが後側ストツ力 3 3 Bへ 移載されて装填されると、 ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6がゲートバルブ 4 3によ つて閉じられる。 この際、 ガス供給管 3 7による窒素ガスのポッドオーブナ室 4 1 aへの供給は停止される。
ウェハ搬入搬出口 4 1、 3 6がゲートバルブ 4 3によって閉じられると、 ゥェ ハ移載室 2 7および待機室 4は排気管 3 2および排気管 7によって真空引きされ ることにより減圧される。 以上の次のバッチのポッド Pに対するウェハ W群の後 側ストツ力 3 3 Bへの装填ステップおよび窒素ガスパージステップは、前回のバ ツチの成膜ステップと同時進行することができるので、 スループットの低下を防 止することができる。
他方、 前回のバッチに対するウェハ Wに対しての成膜ステップについて設定さ れた処理時間が経過すると、 ポート 1 4がポートエレべ一夕 2 0によって下降さ れることにより、 処理済みウェハ Wを保持したボート 1 4が待機室 4に搬出され る。
ポート 1 4が待機室 4に排出されると、 ポート搬入搬出口 8がシャツタ 9によ つて閉鎖される。 続いて、搬出されたポート 1 4の処理済みウェハ Wが、 ウェハ 移載装置 3 0によって脱装されて、 ウェハ移載室 2 7に搬入され、前側ストツ力 3 3 Aへ装填される。 ボート 2 4の全ての処理済みウェハ Wが前側ストツ力 3 3 Aへウェハ移載装置 3 0によって装填されると、 続いて、後側ストツ力 3 3 Bに 予め装填された次のバッチのウェハ Wが、 ポート 2 4にウェハ移載装置 3 0によ つて移載されて装填される。 このようにして、 大きな容量を有する待機室 4を窒 素ガスパージせずに、処理室 1 1から待機室 4に搬出された処理済みウェハ Wを ウェハ移載室 2 7へ待機室 4に搬出された直後に移送して前側ストツ力 3 3 Aに 装填し、 続いて、 次のバッチのウェハ Wをウェハ移載室 2 7の後側ストツ力 3 3 Bから待機室 4のボート 2 4に装填すると、大きな容量を有する待機室 4を窒素 ガスパージする時間を省略することができるので、 スル一プットを大幅に高める ことができる。
後側ストツ力 3 3 Bに装填された次のバッチのウェハ Wがボート 1 4へ全て装 填されると、 ボート搬入搬出口 8がシャツ夕 9によって開放される。 続いて、 シ —ルキャップ 2 3がボートエレべ一タ 2 0の昇降台 2 1によって上昇されて、 シ ールキャップ 2 3に支持されたボート 2 4がプロセスチューブ 1 2の処理室 1 1 に搬入される。 ポート 2 4が上限に達すると、 ポ一ト 2 4を支持したシールキヤ ップ 2 3の上面の周辺部がボート搬入搬出口 8をシール状態に閉塞するため、 プ ロセスチューブ 1 2の処理室 1 1は気密に閉じられた状態になる。 このボート 2 4の処理室 1 1への搬入に際しても、待機室 4は負圧に維持されているため、 ポ —ト 2 4の処理室 1 1への搬入に伴って外部の酸素や水分が処理室 1 1に侵入す るのを防止することができる。 また、後側ストツ力 3 3 Bのウェハ Wをボート 2 4に装填した後に、待機室 4を真空引きしたり窒素ガスパージしたりせずに、 ボ —ト 2 4を処理室 1 1へ搬入することができるので、 スループットを大幅に向上 させることができる。
その後に、前回のバッチのウェハ Wに対する場合と同様にして、 プロセスチュ ーブ 1 2の処理室 1 1は気密に閉じられた状態で、 所定の圧力となるように排気 管 1 8によって排気され、 ヒータュニット 1 0によって所定の温度に加熱され、 所定の原料ガスがガス導入管 1 7によって所定の流量だけ供給される。 これによ り、 前回のバッチのウェハ Wに対する処理条件に対応する所望の膜がウェハ Wに 形成される。
他方、後側ストツ力 3 3 Bに装填された全てのウェハ Wがポート 1 4へ装填さ れて処理室 1 1内に搬入されると、 冷却媒体としての冷えた新鮮な窒素ガスが、 前側ストツ力 3 3 Aに装填された処理済みウェハ Wに前側ガス吹出管 3 5 Aによ つて直接的に吹き付けられる。 この窒素ガスの吹き付けにより、 前側ストツ力 3 , 3 Aに装填された高温のウェハ Wはきわめて効果的に強制冷却される。 この前側 ストッカ 3 3 Aに装填された処理済みウェハ Wに対する強制冷却時間は、 次のバ ッチに対する成膜ステップの処理時間に対応して充分に確保することができるの で、処理済みウェハ Wを充分に冷却することができる。 しかも、 この処理済みゥ Wの強制冷却ステ プが次回の ツチのウェハ Wについての成膜ステ プと 同時に進行されていることにより、 冷却待ち時間は吸収されることになるため、 バッチ式 C V D装置 1の全体としてのスループットを低下させることにはならな い。
三バッチ目のプロダクトゥ Wが収納されたポッド Fは、 ポッドォ一プナ 4 0の載置台 4 6の上へポッド搬送装置 5 7によって搬送されて載置され、 載置さ れたポッド Fのキヤップがポッドォ一プナ 4 0のキヤップ着脱機構 4 7によって 取り外され、 ポッド Pのウェハ出し入れ口が開放される。 この際、 ポッドォ一プ ナ室 4 1 aおよびポッド Fのウェハ収納室が窒素ガスパージされる。 続いて、 ゥ ェハ搬入搬出口 4 2 3 6がゲートバルブ 4 3によって開放される。
ポッド Fがポッドオーブナ 4 0により開放されると、 ウェハ Wはポッド Pから ウェハ移載装置 3 0によってウェハ搬入搬出口 4 2 3 6を通してピックァップ され、 ウェハ移載室 2 7に搬入される。 ウェハ移載室 2 7に搬入されたウェハ W は、 ウェハ移載室 2 7の空の後側ストツ力 3 3 Bへウェハ移載装置 3 0によって 移載される。 この際、前側ストツ力 3 3 Aと後側ストツ力 3 3 Bとの間には遮蔽 板 3 4が介設されているので、 後側ストツ力 3 3 Bに装填された処理前のウェハ Wが、前側ストツ力 3 3 Aの処理済みの高温のウェハ Wによって加熱されるのを 防止することができる。
また、前側ストツ力 3 3 Aに装填された処理済みウェハ Wが窒素ガスの吹き付 けによつて強制的に冷却されて、 ポッド Pに収納可能な温度に降温したところで 、 ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6がゲートバルブ 4 3によって開放される。 このと き、 ウェハ移載室 2 7には窒素ガスが充満 （窒素ガスパージ） されている。 続い て、 ポッドオーブナ 4 0の載置台 4 6に載置された空のポッド Fがポッドオーブ ナ 4 0のキャップ着脱機構 4 7によって取り外され、 ポッド Pのウェハ出し入れ 口が開放される。 この際、 ガス供給管 3 7から窒素ガスが供給され、 ポッド Pの ウェハ収納室が窒素ガスパージされる。 空のポッド Pが開放されると、 前側スト ッカ 3 3 Aの処理済みのウェハ Wはポッドオーブナ 4 0の空のポッド Pにウェハ 移載装置 3 0によって収納される。 この際、処理済みウェハ Wはポッド Pに収納 可能な温度に降温されているため、 ポッド Fが樹脂によって製作されている場合 であっても、処理済みウェハ Wをポッド Pに安全に収納することができる。 前側ストツ力 3 3 Aに装填された処理済みウェハ Wがポッド Fに全て収納され ると、 ポッド Pはポッドオーブナ 4 0のキャップ着脱機構 4 7によってキャップ を装着された後に、載置台 4 6から前側ポッド棚 5 5または後側ポッド棚 5 6に ポッド搬送装置 5 7によって搬送される。 その後に、処理済みウェハ Wを収納し たポッド Pは前側ポッド棚 5 5または後側ポッド棚 5 6からポッドステージ 5 4 に搬送され、 ポッドステージ 5 4から次の処理工程へ工程内搬送装置によって搬 送されて行く。 この三ノ ツチ目のウエノ、 Wの後側ストッカ 3 3 Bへの装填ステッ プおよび処理済みウェハ Wの空のポッド Pへの収納ステップは、 二バッチ目のゥ ェハ Wに対する成膜ステップの間に同時に進行することができる。 三バッチ目の ウェハ Wの後側ストツ力 3 3 Bへの装填ステップおよび処理済みウェハ Wのポッ ド Pへの収納ステップが完了すると、 ウェハ搬入搬出口 4 2、 3 6がゲートバル ブ 4 3によって閉じられ、 ウェハ移載室 2 7および待機室 4は排気管 3 2および 排気管 7によって真空引きされることにより、減圧される。
その後、 二バッチ目のウェハ Wに対しての成膜ステップについて設定された処 理時間が経過すると、 ボート 2 4がボートエレべ一夕 1 0によって下降されるこ とにより、処理済みウェハ Wを保持したボート 2 4が待機室 4に搬出される。 ボ —ト 2 4が待機室 4に排出されると、 ボート搬入搬出口 8がシャツタ 9によって 閉鎖される。 続いて、搬出されたポート 2 4の処理済みウェハ Wが、 ウェハ移載 装置 3 0によって脱装されて、 予め減圧されたウェハ移載室 2 7に搬入され、 前 側ストツ力 3 3 Aへ装填される。 ボート 2 4の全ての処理済みウェハ Wが前側ス トツ力 3 3 Aへウェハ移載装置 3 0によって装填されると、 続いて、 後側ストツ 力 3 3 Bに予め装填された三バッチ目のウェハ Wが、 ボート 2 4にウェハ移載装 置 3 0によって移載されて装填される。
後側ストツ力 3 3 Bに装填された三バッチ目のウェハ Wがポート 1 4へ全て装 填されると、 ポート搬入搬出口 8がシャツタ 9によって開放される。 続いて、 シ —ルキャップ 2 3がポートエレべ一タ 2 0の昇降台 2 1によって上昇されて、 シ —ルキャップ 2 3に支持されたボート 2 4がプロセスチューブ 1 2の処理室 1 1 に搬入される。 ボート 2 4が上限に達すると、 ポート 4を支持したシールキヤ ップ 2 3の上面の周辺部がボート搬入搬出口 8をシール状態に閉塞するため、 プ ロセスチューブ 1 2の処理室 1 1は気密に閉じられた状態になる。
その後に、一バッチ目および二バッチ目のウェハ Wに対する場合と同様にして 、 プロセスチューブ 1 2の処理室 1 1は気密に閉じられた状態で、 所定の圧力と なるように排気管 1 8によって排気され、 ヒ一夕ュニット 1 0によって所定の温 度に加熱され、 所定の原料ガスがガス導入管 1 7によって所定の流量だけ供給さ れる。 これにより、 ウェハ Wに対する処理条件に対応する所望の膜がウェハ Wに 形成される。
以降、 前述した作用が繰り返されて、バッチ式 C V D装置によってバッチ処理 されて行く。 . なお、 前記実施の形態ではバッチ式 C V D装置の場合について説明したが、 本 発明はこれに限らず、 基板処理装置全般に適用することができる。

Claims

請 求 の 範 囲 基板を処理する処理室と、 この処理室に隣接する待機室と、 この待機室とゲ —トバルブを介して隣接し基板を搬送する基板移載装置を備えた移載室と、 移載室内にニバッチ以上の枚数の前記基板を保持する基板保持体と、 を備え ていることを特徴とする基板処理装置。
基板を第一の基板保持体に保持しつつ処理する処理室と、 この処理室に隣接 する待機室と、 この待機室と隣接し基板を搬送する基板移載装置を備えた移 載室と、 前記待機室または前記移載室に設置されーノ ッチ以上の枚数の前記 基板を搬入時に保持する第二の基板保持体と、前記待機室もしくは前記移載 室に設置されーバッチ以上の枚数の前記基板を排出時に保持する第三の基板 保持体と、 を備えていることを特徴とする基板処理装置。
前記基板移載装置が搬入搬出する前記基板を収納するキヤリァを備えており 、 前記基板が前記待機室と前記移載室とに設置された前記基板保持体との間 で受け渡される際には、前記移載室は減圧され、前記基板が前記移載室に設 置された前記基板保持体と前記キャリアとの間で受け渡される際には、前記 移載室は略大気圧に設定されることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の 前記基板保持体は一対、平行に配置されていることを特徴とする請求の範囲 第 1項に記載の基板処理装置。
前記第二の基板保持体および前記第三の基板保持体はそれぞれ一対宛が、 平 行に配置されていることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の基板処理装 前記基板保持体は、製品基板以外の基板を含めて次のバッチで処理される前 記基板を保持するように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項 に記載の基板処理装置。
前記第二の基板保持体もしくは第三の基板保持体は、製品基板以外の基板を 含めて次のバッチで処理される前記基板を保持するように構成されている i とを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の基板処理装置。 前記基板保持体の近傍には、 冷却手段が設置されていることを特徴とする請 求の範囲第 1項に記載の基板処理装置。
前記基板保持体の近傍には、 冷却手段が設置されていることを特徴とする請 求の範囲第 2項に記載の基板処理装置。
. 前記基板保持体の間には遮蔽手段が設置されており、 前記基板保持体のそ れぞれの近傍にはガスを吹き付けるガス吹出手段が設置されていることを特 徴とする請求の範囲第 1項に記載の基板処理装置。
. 前記基板保持体の間には遮蔽手段が設置されており、前記基板保持体のそ れぞれの近侉にはガスを吹き付けるガス吹出手段が設置されていることを特 徴とする請求の範囲第 4項に記載の基板処理装置。
. 前記基板保持体の間には遮蔽手段が設置されており、 前記基板保持体のそ れぞれの近傍にはガスを吹き付けるガス吹出手段が設置されていることを特 徴とする請求の範囲第 5項に記載の基板処理装置。
. 前記基板保持体の間には遮蔽手段が設置されており、 前記基板保持体のそ れぞれの近傍にはガスを.吹き付けるガス吹出手段が設置されていることを特 徴とする請求の範囲第 8項に記載の基板処理装置。
. 前記基板保持体の間には遮蔽手段が設置されており、前記基板保持体のそ れぞれの近傍にはガスを吹き付けるガス吹出手段が設置されていることを特 徴とする請求の範囲第 9項に記載の基板処理装置。
. 基板を処理する処理室と、 この処理室に隣接する待機室と、 この待機室と 前記処理室との間で前記基板を搬入搬出する搬送装置と、前記待機室とゲ一 トバルブを介して隣接し基板を搬送する基板移載装置を備えた移載室と、移 載室内にニノ ッチ以上の枚数の前記基板を保持する基板保持体とを備えてい る基板処理装置を使用する半導体装置の製造方法であつて、
前記基板を前記基板保持体から前記待機室に前記基板移載装置によつて搬送 するステップと、前記待機室から前記処理室へ前記基板を前記搬送装置によ つて搬入するステップと、前記基板を前記処理室で処理するステップと、次 のバッチの前記基板を前記基板保持体へ前記基板移載装置によつて搬送する ステップと、前記処理室から前記待機室へ前記搬送装置によって搬出するス テツプと、前記次のノ ッチの前記基板が前記基板保持体に保持されている際 に前記待機室から前記基板保持体へ前記基板移載装置によつて搬送するステ 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。
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