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JP2006093411A - Substrate processing equipment - Google Patents

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JP2006093411A
JP2006093411A JP2004277158A JP2004277158A JP2006093411A JP 2006093411 A JP2006093411 A JP 2006093411A JP 2004277158 A JP2004277158 A JP 2004277158A JP 2004277158 A JP2004277158 A JP 2004277158A JP 2006093411 A JP2006093411 A JP 2006093411A
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Japan
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slit
wafer
blowing
chamber
cooling gas
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Application number
JP2004277158A
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Japanese (ja)
Inventor
Wakako Shiratori
和賀子 白鳥
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Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

【課題】降温速度を向上させ、ウエハ間およびウエハ面内の温度差を抑制する。
【解決手段】ウエハの処理室32を構成するプロセスチューブ31と、処理室32を加熱するヒータユニット50と、ウエハ1群を処理室32に搬出するボート30とを備えたCVD装置10において、冷却ガス供給ユニット70を処理室32の内周面に沿って設置する。冷却ガス供給ユニット70は各吸込室を形成した吸込ノズル71、72、73と、各吹出室を形成した吹出ノズル81、82とから構成し、三本の吸込ノズルには窒素ガス90を吹出室81b、82bに噴出するスリット71b、72b、73bを開設し、二本の吹出ノズル81、82には吹出室81b、82bに噴出した窒素ガスを処理室32に吹き出す吹出スリット81c、82cを開設する。窒素ガス90が処理室32へ吹出スリット81c、82cから均等に吹き出すので、ウエハ群を急速かつ均等に冷却できる。
【選択図】図8
An object of the present invention is to improve a temperature drop rate and suppress a temperature difference between wafers and in a wafer surface.
In a CVD apparatus including a process tube constituting a wafer processing chamber, a heater unit for heating the processing chamber, and a boat for carrying out a group of wafers to the processing chamber. The gas supply unit 70 is installed along the inner peripheral surface of the processing chamber 32. The cooling gas supply unit 70 is composed of suction nozzles 71, 72, 73 that form the respective suction chambers, and blow nozzles 81, 82 that form the respective discharge chambers, and the nitrogen gas 90 is blown into the three suction nozzles. Slits 71b, 72b, and 73b that are ejected to 81b and 82b are opened, and blowout slits 81c and 82c that blow the nitrogen gas blown to the blowout chambers 81b and 82b to the processing chamber 32 are opened in the two blowout nozzles 81 and 82. . Since the nitrogen gas 90 is uniformly blown from the blow slits 81c and 82c to the processing chamber 32, the wafer group can be rapidly and evenly cooled.
[Selection] Figure 8

Description

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

ICの製造方法において、半導体素子を含む集積回路が作り込まれる半導体ウエハ(以下、ウエハという。)に窒化シリコン(Si34 )や酸化シリコンおよびポリシリコン等のCVD膜を形成する工程に、バッチ式縦形ホットウオール形減圧CVD装置が広く使用されている。
バッチ式縦形ホットウオール形減圧CVD装置(以下、CVD装置という。)は、ウエハが搬入されるインナチューブおよびインナチューブを取り囲むアウタチューブから構成されて縦形に設置されたプロセスチューブと、プロセスチューブによって形成された処理室に処理ガスとしての成膜ガスを供給するガス供給管と、処理室を真空排気する排気管と、プロセスチューブ外に敷設されて処理室を加熱するヒータユニットと、ボートエレベータによって昇降されて処理室の炉口を開閉するシールキャップと、シールキャップの上に垂直に設置されて複数枚のウエハを保持するボートとを備えており、複数枚のウエハがボートによって垂直方向に整列されて保持された状態で処理室に下端の炉口から搬入(ボートローディング)され、シールキャップによって炉口が閉塞された状態で、処理室に成膜ガスがガス供給管から供給されるとともに、ヒータユニットによって処理室が加熱されることにより、ウエハの上にCVD膜を堆積させるように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−110556号公報
In the IC manufacturing method, a step of forming a CVD film such as silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon oxide, or polysilicon on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) in which an integrated circuit including a semiconductor element is formed, A batch type vertical hot wall type low pressure CVD apparatus is widely used.
A batch type vertical hot wall type low pressure CVD apparatus (hereinafter referred to as a CVD apparatus) is composed of an inner tube into which a wafer is loaded and an outer tube surrounding the inner tube, and a process tube installed in a vertical shape and a process tube. A gas supply pipe for supplying a film forming gas as a processing gas to the processed chamber, an exhaust pipe for evacuating the processing chamber, a heater unit installed outside the process tube to heat the processing chamber, and a boat elevator A seal cap that opens and closes the furnace port of the processing chamber, and a boat that is vertically installed on the seal cap and holds a plurality of wafers. The plurality of wafers are vertically aligned by the boat. In this state, the processing chamber is loaded from the bottom furnace port (boat loading) and sealed. With the furnace port closed by the cap, the film forming gas is supplied to the processing chamber from the gas supply pipe, and the processing chamber is heated by the heater unit so that the CVD film is deposited on the wafer. (For example, refer patent document 1).
JP 2002-110556 A

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

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

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

本願において開示される発明のうち代表的なものは、次の通りである。
(1)基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、
前記冷却ガス供給手段は、前記ボートによって前記処理室に搬入された第一位置の前記基板がある方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口と、この第一噴出口を介した前記冷却ガスが前記第一位置にある前記基板の主面に対して水平方向であって前記基板がある方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
(2)基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、
前記冷却ガス供給手段は二層以上に構成されており、第一層は前記冷却ガスの上流側と直結し、前記ボートによって前記処理室に搬入された第一位置の前記基板がある方向に向かっては前記冷却ガスを噴出しない第一噴出口を有し、第二層は前記第一噴出口を介した前記冷却ガスが前記第一位置にある前記基板の主面に対して水平方向であって前記基板がある方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口を有することを特徴とする基板処理装置。
(3)前記(1)または(2)において、前記冷却ガス供給手段は一つ以上のノズルを備えていることを特徴とする基板処理装置。
(4)前記(1)、(2)または(3)において、前記冷却ガス供給手段は複数に区分けされていることを特徴とする基板処理装置。
(5)前記(1)、(2)、(3)または(4)において、前記第一噴出口および第二噴出口は、前記第一位置にある前記基板の複数に跨がって少なくとも鉛直方向に開口するスリットであることを特徴とする基板処理装置。
(6)基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、前記冷却ガス供給手段は、前記ボートによって前記処理室に搬入された第一位置の前記基板がある方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口と、この第一噴出口を介した前記冷却ガスが前記第一位置にある前記基板の主面に対して水平方向であって前記基板がある方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口とを備えている基板処理装置を用いて前記基板を処理する半導体装置の製造方法において、
前記処理室に前記ボートを搬入するステップと、
前記冷却ガスが前記第一噴出口から噴出するステップと、
前記第一噴出口を介した前記冷却ガスが前記第二噴出口から噴出するステップと、
前記冷却ガスが前記基板に接触するステップと、
前記冷却ガスが前記排気口から排気するステップと、
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Representative inventions disclosed in the present application are as follows.
(1) A processing chamber for storing and processing a substrate, a boat for holding the substrate and carrying it into the processing chamber, a cooling gas supply means for supplying a cooling gas to the processing chamber, and exhausting the cooling gas With an exhaust port,
The cooling gas supply means includes a first jet port that does not jet the cooling gas toward the direction in which the substrate at the first position carried into the processing chamber by the boat is located, and the first jet port through the first jet port. And a second ejection port for ejecting the cooling gas in a direction horizontal to the principal surface of the substrate at the first position and in the direction of the substrate. Processing equipment.
(2) A processing chamber for storing and processing a substrate, a boat for holding the substrate and carrying it into the processing chamber, a cooling gas supply means for supplying a cooling gas to the processing chamber, and exhausting the cooling gas With an exhaust port,
The cooling gas supply means is composed of two or more layers, and the first layer is directly connected to the upstream side of the cooling gas, and the substrate at the first position carried into the processing chamber by the boat is directed to a direction. The first layer has a first outlet that does not eject the cooling gas, and the second layer has a horizontal direction with respect to the main surface of the substrate at which the cooling gas passes through the first outlet. And a second jetting outlet for jetting a cooling gas toward a certain direction.
(3) The substrate processing apparatus according to (1) or (2), wherein the cooling gas supply means includes one or more nozzles.
(4) The substrate processing apparatus according to (1), (2) or (3), wherein the cooling gas supply means is divided into a plurality of sections.
(5) In the above (1), (2), (3) or (4), the first jet port and the second jet port are at least vertically across a plurality of the substrates in the first position. A substrate processing apparatus, which is a slit opening in a direction.
(6) A processing chamber for storing and processing a substrate, a boat for holding the substrate and carrying it into the processing chamber, a cooling gas supply means for supplying a cooling gas to the processing chamber, and exhausting the cooling gas An exhaust port, and the cooling gas supply means includes a first jet port that does not jet the cooling gas toward the direction in which the substrate at the first position carried into the processing chamber by the boat is located, A second ejection port for ejecting the cooling gas in a direction parallel to the main surface of the substrate at the first position and in the direction in which the substrate is located. In a manufacturing method of a semiconductor device for processing the substrate using a substrate processing apparatus,
Carrying the boat into the processing chamber;
Jetting the cooling gas from the first jet port;
A step in which the cooling gas through the first outlet is ejected from the second outlet;
The cooling gas contacting the substrate;
Exhausting the cooling gas from the exhaust port;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

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

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

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

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

筐体11内の前後方向の略中央部における上部には、回転式ポッド棚15が設置されており、回転式ポッド棚15は複数個のポッド2を保管するように構成されている。すなわち、回転式ポッド棚15は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱16と、支柱16に上中下段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板17とを備えており、複数枚の棚板17はポッド2を複数個宛それぞれ載置した状態で保持するように構成されている。
筐体11内におけるポッドステージ14と回転式ポッド棚15との間には、ポッド搬送装置18が設置されており、ポッド搬送装置18はポッドステージ14と回転式ポッド棚15との間および回転式ポッド棚15とポッドオープナ21との間で、ポッド2を搬送するように構成されている。
A rotary pod shelf 15 is installed in an upper portion of the housing 11 at a substantially central portion in the front-rear direction, and the rotary pod shelf 15 is configured to store a plurality of pods 2. That is, the rotary pod shelf 15 includes a support column 16 that is vertically set up and intermittently rotated in a horizontal plane, and a plurality of shelf plates 17 that are radially supported by the support column 16 at each of the upper, middle, and lower levels. The plurality of shelf boards 17 are configured to hold the pod 2 in a state where a plurality of the pods 2 are respectively placed.
A pod transfer device 18 is installed between the pod stage 14 and the rotary pod shelf 15 in the housing 11, and the pod transfer device 18 is provided between the pod stage 14 and the rotary pod shelf 15 and the rotary pod shelf 15. The pod 2 is transported between the pod shelf 15 and the pod opener 21.

筐体11内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体19が後端にわたって構築されている。サブ筐体19の正面壁にはウエハ1をサブ筐体19内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口20が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口20、20には一対のポッドオープナ21、21がそれぞれ設置されている。
ポッドオープナ21はポッド2を載置する載置台22と、載置台22に載置されたポッド2のキャップを着脱するキャップ着脱機構23とを備えている。ポッドオープナ21は載置台22に載置されたポッド2のキャップをキャップ着脱機構23によって着脱することにより、ポッド2のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。ポッドオープナ21の載置台22に対してはポッド2がポッド搬送装置18によって搬入および搬出されるようになっている。
A sub-housing 19 is constructed across the rear end of the lower portion of the housing 11 at a substantially central portion in the front-rear direction. A pair of wafer loading / unloading ports 20 for loading / unloading the wafer 1 into / from the sub-casing 19 are arranged on the front wall of the sub-casing 19 in two vertical rows. A pair of pod openers 21 and 21 are respectively installed at the wafer loading / unloading ports 20 and 20.
The pod opener 21 includes a mounting table 22 for mounting the pod 2 and a cap attaching / detaching mechanism 23 for attaching and detaching the cap of the pod 2 mounted on the mounting table 22. The pod opener 21 is configured to open and close the wafer loading / unloading port of the pod 2 by attaching / detaching the cap of the pod 2 mounted on the mounting table 22 by the cap attaching / detaching mechanism 23. The pod 2 is carried into and out of the mounting table 22 of the pod opener 21 by the pod transfer device 18.

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

図3に示されているように、CVD装置10は中心線が垂直になるように縦に配されて支持された縦形のプロセスチューブ31を備えており、プロセスチューブ31は後記する加熱ランプの熱線(赤外線や遠赤外線等)を透過する材料の一例である石英(SiO2 )が使用されて、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に一体成形されている。プロセスチューブ31の筒中空部はボート30によって長く整列した状態に保持された複数枚のウエハが搬入される処理室32を実質的に形成している。プロセスチューブ31の内径は取り扱うウエハの最大外径(例えば、直径300mm)よりも大きくなるように設定されている。 As shown in FIG. 3, the CVD apparatus 10 includes a vertical process tube 31 that is vertically arranged and supported so that the center line is vertical, and the process tube 31 is a heat ray of a heating lamp to be described later. Quartz (SiO 2 ), which is an example of a material that transmits (infrared rays, far-infrared rays, etc.), is used, and is integrally formed into a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened. The cylindrical hollow portion of the process tube 31 substantially forms a processing chamber 32 into which a plurality of wafers held in a state of being long aligned by the boat 30 are carried. The inner diameter of the process tube 31 is set to be larger than the maximum outer diameter (for example, a diameter of 300 mm) of the wafer to be handled.

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

図3に示されているように、マニホールド36には処理室32を排気する排気管37の一端部が接続されており、排気管37の他端部は圧力コントローラ41によって制御される排気装置39が圧力センサ40を介して接続されている。圧力コントローラ41は圧力センサ40からの測定結果に基づいて排気装置39をフィードバック制御するように構成されている。   As shown in FIG. 3, one end of an exhaust pipe 37 that exhausts the processing chamber 32 is connected to the manifold 36, and the other end of the exhaust pipe 37 is controlled by a pressure controller 41. Are connected via a pressure sensor 40. The pressure controller 41 is configured to feedback control the exhaust device 39 based on the measurement result from the pressure sensor 40.

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

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

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

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

図3に示されているように、加熱ランプ52群や天井加熱ランプ53群およびキャップ加熱ランプ53A群は、加熱ランプ駆動装置54に接続されており、加熱ランプ駆動装置54は温度コントローラ55によって制御されるように構成されている。
プロセスチューブ31の内側にはカスケード熱電対56が垂直方向に敷設されており、カスケード熱電対56は計測結果を温度コントローラ55に送信するようになっている。温度コントローラ55はカスケード熱電対56からの計測温度に基づいて加熱ランプ駆動装置54をフィードバック制御するように構成されている。すなわち、温度コントローラ55は加熱ランプ駆動装置54の目標温度とカスケード熱電対56の計測温度との誤差を求めて、誤差がある場合には誤差を解消させるフィードバック制御を実行するようになっている。さらに、温度コントローラ55は加熱ランプ52群をゾーン制御するように構成されている。
ここで、ゾーン制御とは、加熱ランプを上下に複数の範囲毎に分割して配置し、それぞれのゾーン(範囲)にカスケード熱電対の計測点を配置し、それぞれのゾーン毎にカスケード熱電対の計測する温度に基づくフィードバック制御を独立ないし相関させて制御する方法、である。
As shown in FIG. 3, the heating lamp 52 group, the ceiling heating lamp 53 group, and the cap heating lamp 53A group are connected to a heating lamp driving device 54, and the heating lamp driving device 54 is controlled by a temperature controller 55. It is configured to be.
A cascade thermocouple 56 is laid in the vertical direction inside the process tube 31, and the cascade thermocouple 56 transmits a measurement result to the temperature controller 55. The temperature controller 55 is configured to feedback control the heating lamp driving device 54 based on the measured temperature from the cascade thermocouple 56. That is, the temperature controller 55 obtains an error between the target temperature of the heating lamp driving device 54 and the measured temperature of the cascade thermocouple 56, and executes feedback control for eliminating the error if there is an error. Furthermore, the temperature controller 55 is configured to perform zone control on the heating lamps 52 group.
Here, the zone control means that the heating lamp is divided into a plurality of ranges in the vertical direction, the measurement points of the cascade thermocouples are arranged in each zone (range), and the cascade thermocouples are arranged in each zone. This is a method of controlling feedback control based on the temperature to be measured independently or correlated.

図3および図4に示されているように、加熱ランプ52群の外側には円筒形状に形成されたリフレクタ(反射板)57が、プロセスチューブ31と同心円に設置されており、リフレクタ57は加熱ランプ52群からの熱線をプロセスチューブ31の方向に全て反射させるように構成されている。リフレクタ57はステンレス鋼板に石英をコーティングして形成された材料のように耐酸化性、耐熱性および耐熱衝撃性に優れた材料によって構成されている。
リフレクタ57の外周面には冷却水が流通する冷却水配管58が螺旋状に敷設されている。冷却水配管58はリフレクタ57をリフレクタ表面の石英コーティングの耐熱温度である300℃以下に冷却するように設定されている。リフレクタ57は300℃を超えると、酸化等によって劣化し易くなるが、リフレクタ57を300℃以下に冷却することにより、リフレクタ57の耐久性を向上させることができるとともに、リフレクタ57の劣化に伴うパーティクルの発生を抑制することができる。また、断熱槽51の内部の温度を低下させる際に、リフレクタ57を冷却することにより、冷却効果を向上させることができる。
さらに、冷却水配管58はリフレクタ57の冷却領域を上中下段のゾーンに分けてそれぞれ制御し得るように構成されている。冷却水配管58をゾーン制御することにより、プロセスチューブ31の温度を降下させる際に、プロセスチューブ31のゾーンに対応して冷却することができる。例えば、ウエハ群が置かれたゾーンは熱容量がウエハ群の分だけ大きくなることにより、ウエハ群が置かれないゾーンに比べて冷却し難くなるために、冷却水配管58のウエハ群に対応するゾーンを優先的に冷却するようにゾーン制御することができる。
また、ヒータのゾーンと冷却水配管のゾーンとを同様に配置し、ヒータのゾーンの制御に合わせて冷却水配管のゾーンの制御をするように構成することができる。これにより、より一層昇温降温の制御性やスピード(レート)が向上する。
As shown in FIGS. 3 and 4, a reflector (reflector) 57 formed in a cylindrical shape is disposed outside the group of heating lamps 52 in a concentric circle with the process tube 31, and the reflector 57 is heated. The heat rays from the group of lamps 52 are all reflected in the direction of the process tube 31. The reflector 57 is made of a material excellent in oxidation resistance, heat resistance and thermal shock resistance, such as a material formed by coating a stainless steel plate with quartz.
A cooling water pipe 58 through which cooling water flows is laid spirally on the outer peripheral surface of the reflector 57. The cooling water pipe 58 is set to cool the reflector 57 to 300 ° C. or less, which is the heat resistant temperature of the quartz coating on the reflector surface. When the reflector 57 exceeds 300 ° C., it easily deteriorates due to oxidation or the like. However, by cooling the reflector 57 to 300 ° C. or less, the durability of the reflector 57 can be improved and the particles accompanying the deterioration of the reflector 57 can be improved. Can be suppressed. Further, when the temperature inside the heat insulating tank 51 is lowered, the cooling effect can be improved by cooling the reflector 57.
Further, the cooling water pipe 58 is configured to be able to control the cooling area of the reflector 57 by dividing it into upper, middle and lower zones. By controlling the zone of the cooling water pipe 58, when the temperature of the process tube 31 is lowered, cooling can be performed corresponding to the zone of the process tube 31. For example, the zone in which the wafer group is placed has a heat capacity that is increased by the amount of the wafer group, so that it is difficult to cool compared to the zone in which the wafer group is not placed. It is possible to control the zone so as to cool it preferentially.
Further, the heater zone and the cooling water piping zone can be arranged in the same manner, and the cooling water piping zone can be controlled in accordance with the control of the heater zone. Thereby, controllability and speed (rate) of temperature rising / falling are further improved.

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

図3および図4に示されているように、断熱槽51とプロセスチューブ31との間には冷却ガスとしての冷却エアを流通させる冷却エア通路61が、プロセスチューブ31を全体的に包囲するように形成されている。断熱槽51の下端部には冷却エアを冷却エア通路61に供給する給気管62が接続されており、給気管62に供給された冷却エアは冷却エア通路61の全周に拡散するようになっている。   As shown in FIGS. 3 and 4, a cooling air passage 61 through which cooling air as a cooling gas flows between the heat insulating tank 51 and the process tube 31 surrounds the process tube 31 as a whole. Is formed. An air supply pipe 62 for supplying cooling air to the cooling air passage 61 is connected to the lower end portion of the heat insulating tank 51, and the cooling air supplied to the air supply pipe 62 diffuses over the entire circumference of the cooling air passage 61. ing.

断熱槽51の天井壁における中央部には、冷却エアを冷却エア通路61から排出する排気口63が開設されており、排気口63には排気装置に接続された排気ダクト(図示せず)が接続されている。断熱槽51の天井壁における排気口63の下側には排気口63と連通するバッファ部64が大きく形成されており、バッファ部64の底面における周辺部にはサブ排気口65が複数、バッファ部64と冷却エア通路61とを連絡するように開設されている。
これらサブ排気口65により、冷却エア通路61を効率よく排気することができるようになっている。また、サブ排気口65を断熱槽51の天井壁の周辺部に配置することにより、天井加熱ランプ53を断熱槽51の天井面の中央部に敷設することができるとともに、天井加熱ランプ53を排気流路から退避させて排気流による応力や化学反応を防止することにより、天井加熱ランプ53の劣化を抑制することができる。
An exhaust port 63 for discharging cooling air from the cooling air passage 61 is formed at the center of the ceiling wall of the heat insulating tank 51. The exhaust port 63 has an exhaust duct (not shown) connected to an exhaust device. It is connected. A buffer part 64 communicating with the exhaust port 63 is formed on the ceiling wall of the heat insulating tank 51 below the exhaust port 63, and a plurality of sub exhaust ports 65 are provided in the periphery of the bottom surface of the buffer part 64. 64 and the cooling air passage 61 are opened.
These sub exhaust ports 65 allow the cooling air passage 61 to be efficiently exhausted. Further, by arranging the sub exhaust port 65 in the peripheral part of the ceiling wall of the heat insulating tank 51, the ceiling heating lamp 53 can be laid at the center of the ceiling surface of the heat insulating tank 51, and the ceiling heating lamp 53 is exhausted. The ceiling heating lamp 53 can be prevented from deteriorating by retreating from the flow path to prevent stress and chemical reaction due to the exhaust flow.

図3、図4および図5に示されているように、プロセスチューブ31の内周における排気管37の接続部位から180度離れた部位には、処理室32に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段としての冷却ガス供給ユニット70が処理室32の内周面に沿うように設置されている。
図3〜図7に示されているように、本実施の形態に係る冷却ガス供給ユニット70は、いずれも円筒形状に形成された第一吸込ノズル71と第二吸込ノズル72と第三吸込ノズル73とを備えており、第一吸込ノズル71と第二吸込ノズル72と第三吸込ノズル73とは間隔を置いて隣り合わせに配置されて垂直に敷設されている。第一吸込ノズル71と第二吸込ノズル72と第三吸込ノズル73との下端部には冷却ガス供給管67がそれぞれ接続されており、これら冷却ガス供給管67がマニホールド36の側壁に径方向に挿通されて支持されることにより、冷却ガス供給ユニット70は処理室32の内周面に沿うように設置されている。
As shown in FIGS. 3, 4, and 5, a cooling gas supply for supplying a cooling gas to the processing chamber 32 is provided at a position 180 degrees away from the connection portion of the exhaust pipe 37 on the inner periphery of the process tube 31. A cooling gas supply unit 70 as a means is installed along the inner peripheral surface of the processing chamber 32.
As shown in FIGS. 3 to 7, the cooling gas supply unit 70 according to the present embodiment includes a first suction nozzle 71, a second suction nozzle 72, and a third suction nozzle that are all formed in a cylindrical shape. 73, the first suction nozzle 71, the second suction nozzle 72, and the third suction nozzle 73 are arranged next to each other at intervals, and are laid vertically. Cooling gas supply pipes 67 are respectively connected to lower ends of the first suction nozzle 71, the second suction nozzle 72, and the third suction nozzle 73, and these cooling gas supply pipes 67 are radially connected to the side walls of the manifold 36. The cooling gas supply unit 70 is installed along the inner peripheral surface of the processing chamber 32 by being inserted and supported.

第一吸込ノズル71と第二吸込ノズル72との間には長方形の平板形状に形成された一対の連結壁81a、81aがそれぞれ架設されており、両連結壁81aと81aと第一吸込ノズル71の円弧壁と第二吸込ノズル72の円弧壁とにより、第一吹出ノズル81が第一吸込ノズル71と第二吸込ノズル72との間に形成されている。
第二吸込ノズル72と第三吸込ノズルとの間には長方形の平板形状に形成された一対の連結壁82a、82aがそれぞれ架設されており、両連結壁82aと82aと第二吸込ノズル72の円弧壁と第三吸込ノズル73の円弧壁とにより、第二吹出ノズル82が第二吸込ノズル72と第三吸込ノズル73との間に形成されている。
第一吸込ノズル71と第一吹出ノズル81と第二吸込ノズル72との上端面には上端開口を閉塞する第一上側キャップ75が被せられており、第二吹出ノズル82と第二吸込ノズル72との上端面には上端開口を閉塞する第二上側キャップ76が被せられている。第一吸込ノズル71と第一吹出ノズル81と第二吸込ノズル72と第二吹出ノズル82と第三吹出ノズルとの下端面には下端開口を閉塞する下側キャップ77が被せられている。
Between the first suction nozzle 71 and the second suction nozzle 72, a pair of connecting walls 81a and 81a formed in a rectangular flat plate shape are respectively constructed. Both the connecting walls 81a and 81a and the first suction nozzle 71 are provided. The first blowing nozzle 81 is formed between the first suction nozzle 71 and the second suction nozzle 72 by the arc wall of the second suction nozzle 72 and the arc wall of the second suction nozzle 72.
Between the second suction nozzle 72 and the third suction nozzle, a pair of connecting walls 82a and 82a formed in a rectangular flat plate shape are respectively constructed. Both the connecting walls 82a and 82a and the second suction nozzle 72 are connected to each other. A second blowing nozzle 82 is formed between the second suction nozzle 72 and the third suction nozzle 73 by the arc wall and the arc wall of the third suction nozzle 73.
The upper ends of the first suction nozzle 71, the first blow nozzle 81, and the second suction nozzle 72 are covered with a first upper cap 75 that closes the upper end opening, and the second blow nozzle 82 and the second suction nozzle 72. Is covered with a second upper cap 76 which closes the upper end opening. A lower cap 77 that closes the lower end opening is covered on the lower end surfaces of the first suction nozzle 71, the first blowing nozzle 81, the second suction nozzle 72, the second blowing nozzle 82, and the third blowing nozzle.

第一吸込ノズル71の中空部は第一吸込室71aを形成しており、第二吸込ノズル72の中空部は第二吸込室72aを形成しており、第三吸込ノズル73の中空部は第三吸込室73aを形成している。第一吹出ノズル81の中空部は第一吹出室81bを形成しており、第二吹出ノズル82の中空部は第二吹出室82bを形成している。   The hollow portion of the first suction nozzle 71 forms a first suction chamber 71a, the hollow portion of the second suction nozzle 72 forms a second suction chamber 72a, and the hollow portion of the third suction nozzle 73 is the first suction chamber 71a. Three suction chambers 73a are formed. The hollow portion of the first blowing nozzle 81 forms a first blowing chamber 81b, and the hollow portion of the second blowing nozzle 82 forms a second blowing chamber 82b.

第一吸込ノズル71の上端部には、冷却ガス供給管67から第一吸込室71aに供給された冷却ガスを第一吹出室81bに噴出する第一スリット71bが開設されている。第一スリット71bはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。すなわち、第一スリット71bの噴出方向は図7(b)に示されているように、第一吸込ノズル71の中心と第二吸込ノズル72の中心とを結ぶ線分に対して傾斜角Θだけウエハ1の方向と反対向きに傾斜されており、その傾斜角Θは約30度に設定されている。
噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第一スリット71bの開口幅は全長にわたって同一寸法に形成されており、その開口幅の寸法は1〜1.5mmに設定されている。第一スリット71bの長さは第一吸込ノズル71の長さの四分の一程度に設定されている。
At the upper end of the first suction nozzle 71, a first slit 71b for opening the cooling gas supplied from the cooling gas supply pipe 67 to the first suction chamber 71a into the first blowing chamber 81b is provided. The first slit 71b is configured as a first ejection port that does not eject cooling gas toward the wafer. That is, the ejection direction of the first slit 71b is the inclination angle Θ with respect to the line segment connecting the center of the first suction nozzle 71 and the center of the second suction nozzle 72, as shown in FIG. It is inclined in the direction opposite to the direction of the wafer 1, and its inclination angle Θ is set to about 30 degrees.
The opening width of the first slit 71b is formed to be the same dimension over the entire length so that the flow velocity of the jetted cooling gas is uniform in the vertical direction, and the opening width dimension is set to 1 to 1.5 mm. . The length of the first slit 71 b is set to about a quarter of the length of the first suction nozzle 71.

第二吸込室72aの第一スリット71bの下端に対応する位置には、第二吸込室72aを上下に仕切る仕切板78が被せられている。第二吸込ノズル72の仕切板78の下側には、冷却ガス供給管67から第二吸込室72aに供給された冷却ガスを第一吹出室81bに噴出する第二スリット72bが開設されている。第二スリット72bはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。すなわち、第二スリット72bの噴出方向は図7(c)に示されているように、第一吸込ノズル71の中心と第二吸込ノズル72の中心とを結ぶ線分に対して傾斜角Θだけウエハ1の方向と反対向きに傾斜されており、その傾斜角Θは約30度に設定されている。
噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第二スリット72bの開口幅は全長にわたって同一寸法に形成されており、その開口幅の寸法は1〜1.5mmに設定されている。第二スリット72bの長さは仕切板78から第二吸込ノズル72の高さの半分程度に延在するように設定されている。
A partition plate 78 that divides the second suction chamber 72a up and down is placed at a position corresponding to the lower end of the first slit 71b of the second suction chamber 72a. A second slit 72b for opening the cooling gas supplied from the cooling gas supply pipe 67 to the second suction chamber 72a into the first blowing chamber 81b is provided below the partition plate 78 of the second suction nozzle 72. . The second slit 72b is configured as a first ejection port that does not eject cooling gas toward the wafer. That is, the ejection direction of the second slit 72b is the inclination angle Θ with respect to the line segment connecting the center of the first suction nozzle 71 and the center of the second suction nozzle 72, as shown in FIG. It is inclined in the direction opposite to the direction of the wafer 1, and its inclination angle Θ is set to about 30 degrees.
The opening width of the second slit 72b is formed to have the same dimension over the entire length so that the flow velocity of the cooling gas to be ejected is uniform in the vertical direction, and the dimension of the opening width is set to 1 to 1.5 mm. . The length of the second slit 72 b is set so as to extend from the partition plate 78 to about half the height of the second suction nozzle 72.

第三吸込ノズル73の長さは第二吸込ノズル72の長さの半分に設定されており、第三吸込ノズル73の上端は第二吸込ノズル72の半分の高さに位置している。第三吸込ノズル73の上端部には、冷却ガス供給管67から第三吸込室73aに供給された冷却ガスを第二吹出室82bに噴出する第三スリット73bが開設されている。第三スリット73bはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。すなわち、第三スリット73bの噴出方向は図7(d)に示されているように、第二吸込ノズル72の中心と第三吸込ノズル73の中心とを結ぶ線分に対して傾斜角Θだけウエハ1の方向と反対向きに傾斜されており、その傾斜角Θは約30度に設定されている。
噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第三スリット73bの開口幅の寸法は全長にわたって同一寸法に形成されており、その幅は1〜1.5mmに設定されている。また、第三スリット73bの長さは第二上側キャップ76から第三吸込ノズル73の高さの半分程度に延在するように設定されている。
The length of the third suction nozzle 73 is set to half of the length of the second suction nozzle 72, and the upper end of the third suction nozzle 73 is located at half the height of the second suction nozzle 72. At the upper end portion of the third suction nozzle 73, a third slit 73b for opening the cooling gas supplied from the cooling gas supply pipe 67 to the third suction chamber 73a into the second blowing chamber 82b is provided. The third slit 73b is configured as a first ejection port that does not eject cooling gas toward the wafer. That is, the ejection direction of the third slit 73b is the inclination angle Θ with respect to the line segment connecting the center of the second suction nozzle 72 and the center of the third suction nozzle 73, as shown in FIG. It is inclined in the direction opposite to the direction of the wafer 1, and its inclination angle Θ is set to about 30 degrees.
The dimension of the opening width of the third slit 73b is formed to be the same dimension over the entire length so that the flow velocity of the jetted cooling gas is uniform in the vertical direction, and the width is set to 1 to 1.5 mm. The length of the third slit 73 b is set so as to extend from the second upper cap 76 to about half the height of the third suction nozzle 73.

第一吹出ノズル81の上端部には、第一吸込室71aおよび第二吸込室72aから第一吹出室81bに供給された冷却ガスを処理室32に噴出する第一吹出スリット81cが開設されている。第一吹出スリット81cはウエハ1の主面に対して水平方向であってウエハ1の方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口として構成されている。すなわち、第一吹出スリット81cの噴出方向は図7(a)および(b)に示されているように、第一吸込ノズル71の中心と第二吸込ノズル72の中心とを結ぶ線分に対して略直交している。
また、噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第一吹出スリット81cの開口幅の寸法は全長にわたって同一寸法に形成されている。第一吹出スリット81cからの冷却ガスの吹出速度が大きすぎると、ウエハ1との接触時間が不足して熱を効率よく奪うことができないので、第一吹出スリット81cの開口幅の寸法は第一スリット71bや第二スリット72bの開口幅の寸法よりも大きく設定されている。
第一吹出スリット81cの長さは第一吹出ノズル81の長さの二分の一程度に設定されている。すなわち、第一吹出スリット81cは第一吹出ノズル81の上端から第二スリット72bの下端に対向する位置にわたって開設されている。
At the upper end portion of the first blowing nozzle 81, a first blowing slit 81c for blowing the cooling gas supplied from the first suction chamber 71a and the second suction chamber 72a to the first blowing chamber 81b into the processing chamber 32 is opened. Yes. The first blow-off slit 81 c is configured as a second blow-out port that blows out a cooling gas in a direction horizontal to the main surface of the wafer 1 and toward the wafer 1. That is, the blowing direction of the first blowing slit 81c is relative to the line connecting the center of the first suction nozzle 71 and the center of the second suction nozzle 72 as shown in FIGS. 7 (a) and (b). Are almost orthogonal.
Moreover, the dimension of the opening width of the 1st blowing slit 81c is formed in the same dimension over the full length so that the flow velocity of the cooling gas to eject may become equal in the orthogonal | vertical direction. If the cooling gas blowing speed from the first blowing slit 81c is too large, the contact time with the wafer 1 is insufficient and heat cannot be taken away efficiently. Therefore, the first blowing slit 81c has an opening width of the first dimension. It is set larger than the dimension of the opening width of the slit 71b or the second slit 72b.
The length of the first blowing slit 81 c is set to about one half of the length of the first blowing nozzle 81. That is, the first blowing slit 81c is opened from the upper end of the first blowing nozzle 81 to the position facing the lower end of the second slit 72b.

第二吹出ノズル82の上端部には、第二吸込室72aから第二吹出室82bに供給された冷却ガスを処理室32に噴出する第二吹出スリット82cが開設されている。第二吹出スリット82cはウエハ1の主面に対して水平方向であってウエハ1の方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口として構成されている。すなわち、第二吹出スリット82cの噴出方向は図7(d)に示されているように、第二吸込ノズル72の中心と第三吸込ノズル73の中心とを結ぶ線分に対して略直交している。
また、噴出する冷却ガスの流速が垂直方向において均等になるように、第二吹出スリット82cの開口幅の寸法は全長にわたって同一寸法に形成されている。第二吹出スリット82cからの冷却ガスの吹出速度が大きすぎると、ウエハ1との接触時間が不足して熱を効率よく奪うことができないので、第二吹出スリット82cの開口幅の寸法は第三スリット73bの開口幅の寸法よりも大きく設定されている。
第二吹出スリット82cの長さは第二吹出ノズル82の長さの二分の一程度に設定されている。すなわち、第二吹出スリット82cは第二吹出ノズル82の上端から第三スリット73bの下端に対向する位置にわたって開設されている。
At the upper end of the second blowing nozzle 82, a second blowing slit 82c for blowing the cooling gas supplied from the second suction chamber 72a to the second blowing chamber 82b into the processing chamber 32 is opened. The second blow-out slit 82 c is configured as a second blow-out port that blows out a cooling gas in a direction horizontal to the main surface of the wafer 1 and toward the wafer 1. That is, the ejection direction of the second blowing slit 82c is substantially orthogonal to the line segment connecting the center of the second suction nozzle 72 and the center of the third suction nozzle 73, as shown in FIG. ing.
Moreover, the dimension of the opening width of the 2nd blowing slit 82c is formed in the same dimension over the full length so that the flow velocity of the cooling gas to eject may become equal in the orthogonal | vertical direction. If the blowing speed of the cooling gas from the second blowing slit 82c is too large, the contact time with the wafer 1 is insufficient and heat cannot be taken efficiently, so the size of the opening width of the second blowing slit 82c is third. It is set larger than the dimension of the opening width of the slit 73b.
The length of the second blowing slit 82 c is set to about one half of the length of the second blowing nozzle 82. That is, the second blowing slit 82c is opened from the upper end of the second blowing nozzle 82 to the position facing the lower end of the third slit 73b.

図3に示されているように、冷却ガス供給ユニット70には窒素ガス供給装置68が接続されており、窒素ガス供給装置68は流量調整コントローラ69によって制御されるように構成されている。冷却ガス供給ユニット70による冷却能力は窒素ガスの噴出量を窒素ガス供給装置68によって制御することにより調整することができる。   As shown in FIG. 3, a nitrogen gas supply device 68 is connected to the cooling gas supply unit 70, and the nitrogen gas supply device 68 is configured to be controlled by a flow rate adjustment controller 69. The cooling capacity of the cooling gas supply unit 70 can be adjusted by controlling the amount of nitrogen gas ejected by the nitrogen gas supply device 68.

前記構成に係るCVD装置によるICの製造方法における成膜工程を説明する。   A film forming process in the IC manufacturing method by the CVD apparatus having the above-described configuration will be described.

図1および図2に示されているように、ポッド2がポッドステージ14に供給されると、ポッド搬入搬出口12がフロントシャッタ13によって開放され、ポッドステージ14の上のポッド2はポッド搬送装置18によって筐体11の内部へポッド搬入搬出口12から搬入される。
搬入されたポッド2は回転式ポッド棚15の指定された棚板17へポッド搬送装置18によって自動的に搬送されて受け渡され、その棚板17に一時的に保管される。
保管されたポッド2はポッド搬送装置18によって一方のポッドオープナ21に搬送されて載置台22に移載される。この際、ポッドオープナ21のウエハ搬入搬出口20はキャップ着脱機構23によって閉じられており、移載室24には窒素ガスが流通されることによって充満されている。例えば、移載室24の酸素濃度は20ppm以下と、筐体11の内部(大気雰囲気)の酸素濃度よりも遙に低く設定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, when the pod 2 is supplied to the pod stage 14, the pod loading / unloading port 12 is opened by the front shutter 13, and the pod 2 above the pod stage 14 is connected to the pod transfer device. 18 is carried into the housing 11 from the pod loading / unloading port 12.
The loaded pod 2 is automatically transferred to the designated shelf plate 17 of the rotary pod shelf 15 by the pod transfer device 18 and delivered, and temporarily stored on the shelf plate 17.
The stored pod 2 is transferred to one pod opener 21 by the pod transfer device 18 and transferred to the mounting table 22. At this time, the wafer loading / unloading port 20 of the pod opener 21 is closed by the cap attaching / detaching mechanism 23, and the transfer chamber 24 is filled with nitrogen gas. For example, the oxygen concentration in the transfer chamber 24 is set to 20 ppm or less, which is much lower than the oxygen concentration inside the housing 11 (atmosphere).

載置台22に載置されたポッド2はその開口側端面がサブ筐体19の正面におけるウエハ搬入搬出口20の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構23によって取り外され、ウエハ出し入れ口を開放される。
ポッド2に収納された複数枚のウエハ1はウエハ移載装置25によって掬い取られ、ウエハ搬入搬出口20から移載室24を通じて待機室26へ搬入され、ボート30に装填(チャージング)される。ボート30にウエハ1を受け渡したウエハ移載装置25はポッド2に戻り、次のウエハ1をボート30に装填する。
The pod 2 mounted on the mounting table 22 has its opening-side end face pressed against the opening edge of the wafer loading / unloading port 20 on the front surface of the sub-housing 19, and the cap is removed by the cap attaching / detaching mechanism 23. Mouth open.
The plurality of wafers 1 stored in the pod 2 are picked up by the wafer transfer device 25, loaded into the standby chamber 26 through the transfer chamber 24 from the wafer loading / unloading port 20, and loaded into the boat 30 (charging). . The wafer transfer device 25 that has transferred the wafer 1 to the boat 30 returns to the pod 2 and loads the next wafer 1 into the boat 30.

以降、以上のウエハ移載装置25の作動が繰り返されることにより、一方のポッドオープナ21の載置台22の上のポッド2の全てのウエハ1がボート30に順次装填されて行く。   Thereafter, by repeating the operation of the wafer transfer device 25 described above, all the wafers 1 of the pod 2 on the mounting table 22 of one pod opener 21 are sequentially loaded into the boat 30.

この一方(上段または下段)のポッドオープナ21におけるウエハ移載装置25によるウエハのボート30への装填作業中に、他方(下段または上段)のポッドオープナ21には回転式ポッド棚15から別のポッド2がポッド搬送装置18によって搬送されて移載され、ポッドオープナ21によるポッド2の開放作業が同時進行される。
このように他方のポッドオープナ21において開放作業が同時進行されていると、一方のポッドオープナ21におけるウエハ1のボート30への装填作業の終了と同時に、他方のポッドオープナ21にセットされたポッド2についてのウエハ移載装置25によるウエハのボート30への装填作業を開始することができる。すなわち、ウエハ移載装置25はポッド2の入替え作業についての待ち時間を浪費することなくウエハのボート30への装填作業を連続して実施することができるため、CVD装置10のスループットを高めることができる。
During the loading operation of the wafer into the boat 30 by the wafer transfer device 25 in the one (upper or lower) pod opener 21, the other (lower or upper) pod opener 21 receives another pod from the rotary pod shelf 15. 2 is transferred and transferred by the pod transfer device 18, and the opening operation of the pod 2 by the pod opener 21 is simultaneously performed.
As described above, when the opening operation is simultaneously performed in the other pod opener 21, the pod 2 set in the other pod opener 21 is completed simultaneously with the completion of the operation of loading the wafer 1 into the boat 30 in the one pod opener 21. The loading operation of the wafer into the boat 30 by the wafer transfer device 25 can be started. That is, since the wafer transfer device 25 can continuously carry out the loading operation of the wafers into the boat 30 without wasting a waiting time for the replacement operation of the pod 2, the throughput of the CVD apparatus 10 can be increased. it can.

図3に示されているように、予め指定された枚数のウエハ1がボート30に装填されると、ウエハ1群を保持したボート30はシールキャップ29がボートエレベータ27によって上昇されることにより、プロセスチューブ31の処理室32に搬入(ボートローディング)されて行き、図8に示されているように、シールキャップ29に支持されたままの状態で処理室32に存置される。
図8に示されているように、上限に達したシールキャップ29はマニホールド36に押接することにより、プロセスチューブ31の内部をシールした状態になる。
As shown in FIG. 3, when a predetermined number of wafers 1 are loaded into the boat 30, the boat 30 holding the group of wafers is lifted by the boat elevator 27 by the seal cap 29 being lifted. The process tube 31 is loaded into the processing chamber 32 (boat loading), and remains in the processing chamber 32 while being supported by the seal cap 29 as shown in FIG.
As shown in FIG. 8, the seal cap 29 reaching the upper limit is pressed against the manifold 36 to seal the inside of the process tube 31.

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

プロセスチューブ31の内圧や温度およびボート30の回転が全体的に一定の安定した状態になると、プロセスチューブ31の処理室32には原料ガスがガス供給装置43によってガス供給管42から導入される。ガス供給管42によって導入された原料ガスは、プロセスチューブ31の処理室32内を流通して排気管37によって排気される。処理室32を流通する際に、原料ガスが所定の処理温度に加熱されたウエハ1に接触することによる熱CVD反応により、ウエハ1にはCVD膜が形成される。
ちなみに、窒化珪素(Si34 )が成膜される場合の処理条件の一例は、次の通りである。処理温度は700〜800℃、原料ガスとしてのSiH2 Cl2 の流量は0.1〜0.5SLM(スタンダード・リットル毎分)、NH3 の流量は0.3〜5SLM、処理圧力は20〜100Paである。
When the internal pressure and temperature of the process tube 31 and the rotation of the boat 30 become constant and stable as a whole, the source gas is introduced into the processing chamber 32 of the process tube 31 from the gas supply pipe 42 by the gas supply device 43. The source gas introduced by the gas supply pipe 42 flows through the processing chamber 32 of the process tube 31 and is exhausted by the exhaust pipe 37. When flowing through the processing chamber 32, a CVD film is formed on the wafer 1 by a thermal CVD reaction caused by the source gas contacting the wafer 1 heated to a predetermined processing temperature.
Incidentally, an example of processing conditions when silicon nitride (Si 3 N 4 ) is formed is as follows. The processing temperature is 700 to 800 ° C., the flow rate of SiH 2 Cl 2 as a raw material gas is 0.1 to 0.5 SLM (standard liter per minute), the flow rate of NH 3 is 0.3 to 5 SLM, and the processing pressure is 20 to 100 Pa.

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

所定の処理時間が経過すると、処理ガスの導入が停止された後に、図8および図9に示されているように、冷却ガスとしての窒素ガス90が各冷却ガス供給管67から第一吸込室71aと第二吸込室72aと第三吸込室73aとにそれぞれ供給される。この際の窒素ガス90の供給流量は、流量調整コントローラ69によって300〜1000リットル毎分に制御される。   When a predetermined processing time has elapsed, after the introduction of the processing gas is stopped, as shown in FIGS. 8 and 9, nitrogen gas 90 as a cooling gas is supplied from each cooling gas supply pipe 67 to the first suction chamber. 71a, the second suction chamber 72a, and the third suction chamber 73a are respectively supplied. The supply flow rate of the nitrogen gas 90 at this time is controlled by the flow rate adjustment controller 69 at 300 to 1000 liters per minute.

図8および図9に示されているように、冷却ガス供給管67から第一吸込室71aに供給された窒素ガス90は、第一吸込室71aにおいて垂直方向に均一に拡散した後に、第一吸込室71aの上端部に開設された第一スリット71bから第一吹出室81bに噴出する。
このとき、第一スリット71bの噴出方向は第一吹出室81bの上半分に開設された第一吹出スリット81cの方向と反対向きに設定されているので、第一吹出スリット81cの方向には向かわない。また、第一スリット71bの開口幅は全長にわたって同一寸法であって、その開口幅の寸法は比較的に狭小の1〜1.5mmに設定されているので、第一スリット71bから第一吹出室81bに噴出する窒素ガス90の流速は、垂直方向において均等になる。さらに、第一スリット71bは第一吸込ノズル71の長さの四分の一程度の高さに開設されているので、第一吸込室71aに供給された窒素ガス90は、第一吹出室81bの上端部のエリアに供給される状態になる。
As shown in FIGS. 8 and 9, the nitrogen gas 90 supplied from the cooling gas supply pipe 67 to the first suction chamber 71a is uniformly diffused in the vertical direction in the first suction chamber 71a, and then the first From the 1st slit 71b opened in the upper end part of the suction chamber 71a, it ejects to the 1st blowing chamber 81b.
At this time, since the ejection direction of the first slit 71b is set in the direction opposite to the direction of the first blow slit 81c provided in the upper half of the first blow chamber 81b, it is directed toward the first blow slit 81c. Absent. Moreover, since the opening width of the 1st slit 71b is the same dimension over the full length, and the dimension of the opening width is set to comparatively narrow 1-1.5 mm, from the 1st slit 71b, it is the 1st blowing chamber. The flow rate of the nitrogen gas 90 ejected to 81b is uniform in the vertical direction. Furthermore, since the first slit 71b is opened at about a quarter of the length of the first suction nozzle 71, the nitrogen gas 90 supplied to the first suction chamber 71a is supplied to the first blow-out chamber 81b. It will be in the state supplied to the area of the upper end part.

図8および図9に示されているように、冷却ガス供給管67から第二吸込室72aに供給された窒素ガス90は、第二吸込室72aにおいて垂直方向に均一に拡散した後に、第二吸込室72aの中央高さよりも上側寄りである仕切板78の下側に開設された第二スリット72bから第一吹出室81bに噴出する。
このとき、第二スリット72bの噴出方向は第一吹出室81bの上半分に開設された第一吹出スリット81cの方向と反対向きに設定されているので、第一吹出スリット81cの方向には向かわない。また、第二スリット72bの開口幅は全長にわたって同一寸法であって、その開口幅の寸法は比較的に狭小の1〜1.5mmに設定されているので、第二スリット72bから第一吹出室81bに噴出する窒素ガス90の流速は、垂直方向において均等になる。さらに、第二スリット72bは第二吸込ノズル72の中央高さよりも上側寄りの部分に開設されているので、第二吸込室72aに供給された窒素ガス90は第一吹出室81bの中央高さよりも上側寄りのエリアに供給される状態になる。
As shown in FIGS. 8 and 9, the nitrogen gas 90 supplied from the cooling gas supply pipe 67 to the second suction chamber 72a is uniformly diffused in the vertical direction in the second suction chamber 72a, It blows out into the 1st blowing chamber 81b from the 2nd slit 72b opened in the lower side of the partition plate 78 which is near upper side than the center height of the suction chamber 72a.
At this time, since the ejection direction of the second slit 72b is set in the direction opposite to the direction of the first blow slit 81c provided in the upper half of the first blow chamber 81b, the second slit 72b is directed toward the first blow slit 81c. Absent. Moreover, since the opening width of the second slit 72b is the same dimension over the entire length, and the opening width dimension is set to a relatively narrow 1 to 1.5 mm, the first blowing chamber extends from the second slit 72b. The flow rate of the nitrogen gas 90 ejected to 81b is uniform in the vertical direction. Further, since the second slit 72b is opened in a portion closer to the upper side than the center height of the second suction nozzle 72, the nitrogen gas 90 supplied to the second suction chamber 72a is more than the center height of the first blow-out chamber 81b. Is also supplied to the upper area.

図8および図9に示されているように、冷却ガス供給管67から第三吸込室73aに供給された窒素ガス90は、第三吸込室73aにおいて垂直方向に均一に拡散した後に、第三吸込室73aの上端部である第二上側キャップ76の下側に開設された第三スリット73bから第二吹出室82bに噴出する。
このとき、第三スリット73bの噴出方向は第二吹出室82bの上半分に開設された第二吹出スリット82cの方向と反対向きに設定されているので、第二吹出スリット82cの方向には向かわない。また、第三スリット73bの開口幅は全長にわたって同一寸法であって、その開口幅の寸法は比較的に狭小の1〜1.5mmに設定されているので、第三スリット73bから第二吹出室82bに噴出する窒素ガス90の流速は、垂直方向において均等になる。さらに、第三スリット73bは第三吸込ノズル73の上半分に開設されているので、第三吸込室73aに供給された窒素ガス90は第二吹出室82bの上半分のエリアに供給される状態になる。
As shown in FIGS. 8 and 9, the nitrogen gas 90 supplied from the cooling gas supply pipe 67 to the third suction chamber 73a is uniformly diffused in the vertical direction in the third suction chamber 73a, From the 3rd slit 73b opened under the 2nd upper side cap 76 which is an upper end part of the suction chamber 73a, it ejects to the 2nd blowing chamber 82b.
At this time, the ejection direction of the third slit 73b is set in the direction opposite to the direction of the second blowout slit 82c provided in the upper half of the second blowout chamber 82b. Absent. Further, the opening width of the third slit 73b is the same dimension over the entire length, and the opening width dimension is set to a relatively narrow 1 to 1.5 mm, so that the second blowing chamber extends from the third slit 73b. The flow rate of the nitrogen gas 90 ejected to 82b is uniform in the vertical direction. Furthermore, since the third slit 73b is opened in the upper half of the third suction nozzle 73, the nitrogen gas 90 supplied to the third suction chamber 73a is supplied to the upper half area of the second blowing chamber 82b. become.

前述したように、第一吸込室71aおよび第二吸込室72aから第一吹出室81bにそれぞれ供給された窒素ガス90は、第一吹出スリット81cから処理室32に吹き出す。このとき、第一吹出スリット81cは第一吸込ノズル71の中心と第二吸込ノズル72の中心とを結ぶ線分に対して略直交しているので、窒素ガス90はウエハ1の方向に向かってウエハ1の主面に対して水平方向に吹き出す。また、第一吹出スリット81cの開口幅の寸法は全長にわたって同一寸法に形成されているので、窒素ガス90の流速は垂直方向において全高にわたって均等になる。さらに、第一吹出スリット81cの開口幅の寸法は第一スリット71bや第二スリット72bの開口幅の寸法よりも大きく設定されているので、第一吹出スリット81cからの窒素ガス90の吹出速度は減衰されることになる。
そして、第一吹出スリット81cは第一吹出ノズル81の上半分に開設されているので、窒素ガス90は処理室32の上半分に吹き出される状態になる。このとき、第一スリット71bと第二スリット72bとが第一吹出スリット81cの上下半分宛にそれぞれ対応しているので、第一吹出スリット81cから吹き出す窒素ガス90の流速は垂直方向において全高にわたって均等になる。
As described above, the nitrogen gas 90 supplied from the first suction chamber 71a and the second suction chamber 72a to the first blowing chamber 81b is blown out to the processing chamber 32 from the first blowing slit 81c. At this time, since the first blowing slit 81 c is substantially orthogonal to the line segment connecting the center of the first suction nozzle 71 and the center of the second suction nozzle 72, the nitrogen gas 90 is directed toward the wafer 1. Blow out in the horizontal direction with respect to the main surface of the wafer 1. Moreover, since the dimension of the opening width of the 1st blowing slit 81c is formed in the same dimension over the full length, the flow velocity of the nitrogen gas 90 becomes equal over the whole height in the perpendicular direction. Furthermore, since the dimension of the opening width of the first blowing slit 81c is set larger than the dimension of the opening width of the first slit 71b and the second slit 72b, the blowing speed of the nitrogen gas 90 from the first blowing slit 81c is Will be attenuated.
And since the 1st blowing slit 81c is established in the upper half of the 1st blowing nozzle 81, the nitrogen gas 90 will be in the state blown off to the upper half of the process chamber 32. FIG. At this time, since the first slit 71b and the second slit 72b correspond to the upper and lower halves of the first blowing slit 81c, the flow rate of the nitrogen gas 90 blown from the first blowing slit 81c is uniform over the entire height in the vertical direction. become.

前述したように、第三吸込室73aから第二吹出室82bに供給された窒素ガス90は、第二吹出スリット82cから処理室32に吹き出す。この際、第二吹出スリット82cは第二吸込ノズル72の中心と第三吸込ノズル73の中心とを結ぶ線分に対して略直交しているので、窒素ガス90はウエハ1の方向に向かってウエハ1の主面に対して水平方向に吹き出す。また、第二吹出スリット82cの開口幅の寸法は全長にわたって同一寸法に形成されているので、窒素ガス90の流速は垂直方向において全高にわたって均等になる。さらに、第二吹出スリット82cの開口幅の寸法は第三スリット73bの開口幅の寸法よりも大きく設定されているので、第二吹出スリット82cからの窒素ガス90の吹出速度は減衰されることになる。
そして、第二吹出スリット82cは第二吹出ノズル82の上半分に開設されているので、窒素ガス90は処理室32の下半分における上半分すなわち処理室32の高さの四分の三のエリアに吹き出される状態になる。したがって、処理室32の下から四分の一のエリアには窒素ガス90は吹き出さないことになる。しかし、このエリアには窒素ガス90によって冷却すべきウエハ1が存置されていないので、支障はない。
As described above, the nitrogen gas 90 supplied from the third suction chamber 73a to the second blowing chamber 82b is blown out from the second blowing slit 82c to the processing chamber 32. At this time, since the second blowing slit 82 c is substantially orthogonal to the line segment connecting the center of the second suction nozzle 72 and the center of the third suction nozzle 73, the nitrogen gas 90 is directed toward the wafer 1. Blow out in the horizontal direction with respect to the main surface of the wafer 1. Moreover, since the dimension of the opening width of the 2nd blowing slit 82c is formed in the same dimension over the full length, the flow velocity of the nitrogen gas 90 is equal over the whole height in the perpendicular direction. Furthermore, since the dimension of the opening width of the second blowing slit 82c is set larger than the dimension of the opening width of the third slit 73b, the blowing speed of the nitrogen gas 90 from the second blowing slit 82c is attenuated. Become.
And since the 2nd blowing slit 82c is opened in the upper half of the 2nd blowing nozzle 82, the nitrogen gas 90 is the upper half in the lower half of the process chamber 32, ie, the area of three quarters of the height of the process chamber 32. It will be in a state to be blown out. Therefore, the nitrogen gas 90 is not blown out to an area of the quarter from the bottom of the processing chamber 32. However, there is no problem because the wafer 1 to be cooled by the nitrogen gas 90 is not placed in this area.

以上のようにして、第一吹出スリット81cおよび第二吹出スリット82cから処理室32にそれぞれ吹き出された窒素ガス90は、処理室32にボート30によって存置されたウエハ1群に接触し、処理室32の下端部における冷却ガス供給ユニット70の向かい側に接続された排気管37の排気口によって吸引されて排気される。
このとき、第一吹出スリット81cおよび第二吹出スリット82cから処理室32に吹き出される窒素ガス90の吹出速度は遅くなっているので、窒素ガス90はウエハ1群にゆっくりと接触することにより、ウエハ1の熱を効率良く奪うことができる。
また、第一吹出スリット81cから吹き出される窒素ガス90の流速と、第二吹出スリット82cから吹き出される窒素ガス90の流速とは均等になっているので、窒素ガス90はウエハ1群を全長にわたって均等に冷却することができる。
このようにして窒素ガス90はウエハ1に直接的に接触して熱を奪い、かつ、ウエハ1群の全長にわたって均等に接触するので、ウエハ1群の温度は大きいレート(速度)をもって急速に下降するとともに、ウエハ1群の全長およびウエハ1の面内において均一に下降する。
なお、吹出スリットをヒータおよび/ないし冷却水配管58のゾーンと同様に配置し、ヒータおよび/ないし冷却水配管58のゾーンの制御に合わせて窒素ガスによる冷却を制御するように構成してもよい。これにより、より一層昇温降温の制御性やスピード(レート)が向上する。
As described above, the nitrogen gas 90 blown into the processing chamber 32 from the first blowing slit 81c and the second blowing slit 82c, respectively, comes into contact with the wafer group 1 placed in the processing chamber 32 by the boat 30, and the processing chamber 32 is sucked and exhausted by the exhaust port of the exhaust pipe 37 connected to the opposite side of the cooling gas supply unit 70 at the lower end of 32.
At this time, since the blowing speed of the nitrogen gas 90 blown into the processing chamber 32 from the first blowing slit 81c and the second blowing slit 82c is slow, the nitrogen gas 90 slowly contacts the group of wafers, The heat of the wafer 1 can be efficiently taken away.
Further, since the flow rate of the nitrogen gas 90 blown from the first blow slit 81c and the flow rate of the nitrogen gas 90 blown from the second blow slit 82c are equal, the nitrogen gas 90 extends the entire length of the wafer 1 group. Can be evenly cooled over.
In this way, the nitrogen gas 90 directly contacts the wafer 1 to take heat away and evenly contacts the entire length of the group of wafers 1, so that the temperature of the group of wafers rapidly decreases at a large rate. At the same time, it descends uniformly over the entire length of the group of wafers 1 and within the plane of the wafer 1.
Note that the blowing slit may be arranged in the same manner as the zone of the heater and / or the cooling water pipe 58, and the cooling by the nitrogen gas may be controlled in accordance with the control of the zone of the heater and / or the cooling water pipe 58. . Thereby, controllability and speed (rate) of temperature rising / falling are further improved.

さらに、窒素ガス90のウエハ1群への吹き付けに際して、ボート30をモータ47によって回転させると、ウエハ1の面内の温度差をより一層低減させることができる。すなわち、窒素ガス90をウエハ1に浴びせながらウエハ1をボート30ごと回転させることにより、窒素ガス90をウエハ1の全周にわたって均等に接触させることができるために、ウエハ1の面内の温度差を低減させることができる。   Further, when the boat 30 is rotated by the motor 47 when the nitrogen gas 90 is blown onto the group of wafers 1, the temperature difference in the plane of the wafer 1 can be further reduced. That is, by rotating the wafer 1 together with the boat 30 while bathing the nitrogen gas 90 on the wafer 1, the nitrogen gas 90 can be uniformly contacted over the entire circumference of the wafer 1. Can be reduced.

以上のようにしてウエハ1群が窒素ガス90によって強制的に冷却された後に、シールキャップ29に支持されたボート30はボートエレベータ27によって下降されることにより、処理室32から搬出(ボートアンローディング)される。このボートアンローディングに際しても、窒素ガス90が冷却ガス供給ユニット70によってウエハ1群に吹き付けられることにより、ウエハ1群の温度が大きいレート(速度)をもって急速に下降されるとともに、ウエハ1群の全長およびウエハ1の面内において均一に下降される。   After the group of wafers is forcibly cooled by the nitrogen gas 90 as described above, the boat 30 supported by the seal cap 29 is lowered by the boat elevator 27 to be unloaded from the processing chamber 32 (boat unloading). ) Also during this boat unloading, the nitrogen gas 90 is blown onto the wafer group 1 by the cooling gas supply unit 70, so that the temperature of the wafer group 1 is rapidly lowered at a high rate (speed), and the entire length of the wafer group 1 is increased. And it is lowered uniformly in the plane of the wafer 1.

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

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

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

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。   According to the embodiment, the following effects can be obtained.

1) 熱処理後に、冷却ガスとしての窒素ガスを冷却ガス供給ユニットの吹出スリットから吹き出してウエハ群に吹き付けることにより、ウエハ群を直接かつ全長にわたって均等に冷却することができるので、ウエハ群の降温速度を高めることができるとともに、ウエハ相互間およびウエハの面内温度の均一性を高めることができる。 1) After the heat treatment, nitrogen gas as cooling gas is blown out from the blowing slit of the cooling gas supply unit and blown onto the wafer group, so that the wafer group can be cooled directly and evenly over the entire length. And the uniformity of the in-plane temperature between wafers and the wafer can be enhanced.

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

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

4) 降温速度は被冷却物と周囲の雰囲気との温度差に依存するので、熱処理の温度が高い高温度域(1200℃以上)ないし中温度域(600℃〜1200℃)においては、処理済みウエハ群の温度は強制的に冷却しなくとも急速に降下する。これに対して、熱処理の温度が低い低温度域(600℃以下)においては、降温速度が小さいので、処理済みウエハ群を強制的に冷却しないと、処理済みウエハ群の降温時間は長くなってしまう。つまり、冷却ガスとしての窒素ガスを冷却ガス供給ユニットの吹出スリットから吹き出してウエハ群に吹き付することにより処理済みウエハ群を強制的に冷却することは、熱処理の温度が低温度域に適用する場合の方が、熱処理温度が高温度域ないし中温度域に適用する場合よりも優れた効果を得ることができる。 4) Since the temperature drop rate depends on the temperature difference between the object to be cooled and the surrounding atmosphere, it has been processed in the high temperature range (1200 ° C or higher) to medium temperature range (600 ° C to 1200 ° C) where the heat treatment temperature is high. The temperature of the wafer group drops rapidly without forced cooling. On the other hand, in the low temperature range (600 ° C. or lower) where the temperature of the heat treatment is low, the temperature drop rate is small, so if the processed wafer group is not forcibly cooled, the temperature drop time of the processed wafer group becomes long. End up. That is, forcibly cooling the processed wafer group by blowing nitrogen gas as a cooling gas from the blowing slit of the cooling gas supply unit to the wafer group applies the temperature of the heat treatment to a low temperature range. In the case, an effect superior to the case where the heat treatment temperature is applied to a high temperature range or a medium temperature range can be obtained.

5) 吸込室を形成した吸込パイプと吹出室を形成した吹出パイプとから冷却ガス供給ユニットを構成するとともに、吸込パイプに窒素ガスを吹出室に噴出するスリットを開設し、吹出パイプに吹出室に噴出された窒素ガスを処理室に吹き出す吹出スリットを開設することにより、窒素ガスを減速するとともに、全長にわたって均等に吹き出すことができるので、処理室のウエハ群を直接かつ全長にわたって均等に冷却することができる。 5) The cooling gas supply unit is composed of the suction pipe that forms the suction chamber and the blow pipe that forms the blow chamber, and a slit is formed in the suction pipe to blow nitrogen gas into the blow chamber. By opening a blow slit that blows out the blown nitrogen gas into the processing chamber, the nitrogen gas can be decelerated and blown out uniformly over the entire length, so that the wafer group in the processing chamber can be cooled directly and evenly over the entire length. Can do.

6) 吸込パイプおよび吹出パイプを複数本宛設けることにより、窒素ガスの吹き出しエリアを垂直方向に複数設定することができるので、処理室のウエハ群を全長にわたってより一層均等に冷却することができる。 6) By providing a plurality of suction pipes and outlet pipes, a plurality of nitrogen gas blowing areas can be set in the vertical direction, so that the wafer group in the processing chamber can be cooled more uniformly over the entire length.

7) 吸込パイプおよび吹出パイプを長さ方向に区分けすることにより、窒素ガスの吹き出しエリアを垂直方向に複数設定することができるので、処理室のウエハ群を全長にわたってより一層均等に冷却することができる。 7) By dividing the suction pipe and the blow pipe in the length direction, a plurality of nitrogen gas blowing areas can be set in the vertical direction, so that the wafer group in the processing chamber can be cooled more uniformly over the entire length. it can.

図10は冷却ガス供給ユニットの他の実施の形態を示す斜視図である。
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、前記実施の形態においては窒素ガスの吹き出しエリアが奇数の一例である三つに設定されているのに対して、偶数の一例である四つに設定されている点、である。
すなわち、本実施の形態においては、四つの吹き出しエリアを設定するために、第一冷却ガス供給ユニット70Aと第二冷却ガス供給ユニット70Bとが設備されている。第一冷却ガス供給ユニット70Aおよび第二冷却ガス供給ユニット70Bの構成は、前記実施の形態に係る冷却ガス供給ユニット70に準ずるので、その特徴点を説明する。
FIG. 10 is a perspective view showing another embodiment of the cooling gas supply unit.
This embodiment differs from the above embodiment in that the nitrogen gas blowing area is set to three, which is an example of an odd number, in the embodiment, but is an example of an even number. It is a point set to.
That is, in the present embodiment, the first cooling gas supply unit 70A and the second cooling gas supply unit 70B are provided to set four blowing areas. Since the configuration of the first cooling gas supply unit 70A and the second cooling gas supply unit 70B is similar to that of the cooling gas supply unit 70 according to the above-described embodiment, its characteristic points will be described.

第一冷却ガス供給ユニット70Aは第一吸込ノズル71と第二吸込ノズル72とを備えており、第一吸込ノズル71と第二吸込ノズル72との間には第一吹出ノズル81が形成されている。第一吸込ノズル71と第一吹出ノズル81と第二吸込ノズル72との上端面には上端開口を閉塞する上側キャップ75が被せられており、第一吸込ノズル71と第一吹出ノズル81と第二吸込ノズル72との下端面には、下端開口を閉塞する下側キャップ77が被せられている。
第一吸込ノズル71の中空部は第一吸込室71aを形成しており、第二吸込ノズル72の中空部は第二吸込室72aを形成している。第一吹出ノズル81の中空部は第一吹出室81bを形成している。
第一吸込ノズル71の上端部には、冷却ガス供給管67から第一吸込室71aに供給された冷却ガスを第一吹出室81bに噴出する第一スリット71bが開設されている。第一スリット71bはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。第一スリット71bの長さは第一吸込ノズル71の長さの四分の一程度に設定されている。
第二吸込室72aの第一スリット71bの下端に対応する位置には、第二吸込室72aを上下に仕切る仕切板78が被せられている。第二吸込ノズル72の仕切板78の下側には、冷却ガス供給管67から第二吸込室72aに供給された冷却ガスを第一吹出室81bに噴出する第二スリット72bが開設されている。第二スリット72bはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。第二スリット72bの長さは仕切板78から第二吸込ノズル72の高さの半分程度に延在するように設定されている。
第一吹出ノズル81の上半分には、第一吸込室71aおよび第二吸込室72aから第一吹出室81bに供給された冷却ガスを処理室32に噴出する第一吹出スリット81cが開設されている。第一吹出スリット81cはウエハ1の主面に対して水平方向であってウエハ1の方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口として構成されている。第一吹出スリット81cの長さは第一吹出ノズル81の長さの二分の一程度に設定されている。すなわち、第一吹出スリット81cは第一吹出ノズル81の上端から第二スリット72bの下端に対向する位置にわたって開設されている。
The first cooling gas supply unit 70 </ b> A includes a first suction nozzle 71 and a second suction nozzle 72, and a first blowing nozzle 81 is formed between the first suction nozzle 71 and the second suction nozzle 72. Yes. An upper cap 75 that closes the upper end opening is covered on the upper end surfaces of the first suction nozzle 71, the first blowout nozzle 81, and the second blowout nozzle 72, and the first suction nozzle 71, the first blowout nozzle 81, A lower cap 77 that closes the lower end opening is put on the lower end surface of the two suction nozzles 72.
The hollow portion of the first suction nozzle 71 forms a first suction chamber 71a, and the hollow portion of the second suction nozzle 72 forms a second suction chamber 72a. The hollow portion of the first blowing nozzle 81 forms a first blowing chamber 81b.
At the upper end of the first suction nozzle 71, a first slit 71b for opening the cooling gas supplied from the cooling gas supply pipe 67 to the first suction chamber 71a into the first blowing chamber 81b is provided. The first slit 71b is configured as a first ejection port that does not eject cooling gas toward the wafer. The length of the first slit 71 b is set to about a quarter of the length of the first suction nozzle 71.
A partition plate 78 that divides the second suction chamber 72a up and down is placed at a position corresponding to the lower end of the first slit 71b of the second suction chamber 72a. A second slit 72b for opening the cooling gas supplied from the cooling gas supply pipe 67 to the second suction chamber 72a into the first blowing chamber 81b is provided below the partition plate 78 of the second suction nozzle 72. . The second slit 72b is configured as a first ejection port that does not eject cooling gas toward the wafer. The length of the second slit 72 b is set so as to extend from the partition plate 78 to about half the height of the second suction nozzle 72.
In the upper half of the first blowing nozzle 81, a first blowing slit 81c for blowing the cooling gas supplied from the first suction chamber 71a and the second suction chamber 72a to the first blowing chamber 81b into the processing chamber 32 is opened. Yes. The first blow-off slit 81 c is configured as a second blow-out port that blows out a cooling gas in a direction horizontal to the main surface of the wafer 1 and toward the wafer 1. The length of the first blowing slit 81 c is set to about one half of the length of the first blowing nozzle 81. That is, the first blowing slit 81c is opened from the upper end of the first blowing nozzle 81 to the position facing the lower end of the second slit 72b.

第二冷却ガス供給ユニット70Bの高さは第一冷却ガス供給ユニット70Aの高さの略半分に設定されており、第一冷却ガス供給ユニット70Aの下半分に隣り合わせに設置されている。第二冷却ガス供給ユニット70Bは第三吸込ノズル73と第四吸込ノズル74とを備えており、第三吸込ノズル73と第四吸込ノズル74との間には第二吹出ノズル82が形成されている。第三吸込ノズル73と第二吹出ノズル82と第四吸込ノズル74との上端面には上端開口を閉塞する上側キャップ75が被せられており、第三吸込ノズル73と第二吹出ノズル82と第四吸込ノズル74との下端面には、下端開口を閉塞する下側キャップ77が被せられている。
第三吸込ノズル73の中空部は第三吸込室73aを形成しており、第四吸込ノズル74の中空部は第四吸込室74aを形成している。第二吹出ノズル82の中空部は第二吹出室82bを形成している。
第三吸込ノズル73の上端部には、冷却ガス供給管67から第三吸込室73aに供給された冷却ガスを第二吹出室82bに噴出する第三スリット73bが開設されている。第三スリット73bはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。第三スリット73bの長さは第三吸込ノズル73の長さの二分の一程度に設定されている。
第四吸込室74aの第三スリット73bの下端に対応する位置には、第四吸込室74aを上下に仕切る仕切板78が被せられている。第四吸込ノズル74の仕切板78の下側には、冷却ガス供給管67から第四吸込室74aに供給された冷却ガスを第二吹出室82bに噴出する第四スリット74bが開設されている。第四スリット74bはウエハの方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口として構成されている。第四スリット74bの長さは仕切板78から第四吸込ノズル74の下端付近まで延在するように設定されている。
第二吹出ノズル82には第三吸込室73aおよび第四吸込室74aから第二吹出室82aに噴出した冷却ガスを処理室32に吹き出す第二吹出スリット82cが開設されている。第二吹出スリット82cはウエハ1の主面に対して水平方向であってウエハ1の方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口として構成されている。第二吹出スリット82cは第二吹出ノズル82の上端から第四スリット74bの下端に対向する位置にわたって開設されている。
The height of the second cooling gas supply unit 70B is set to approximately half the height of the first cooling gas supply unit 70A, and is installed adjacent to the lower half of the first cooling gas supply unit 70A. The second cooling gas supply unit 70 </ b> B includes a third suction nozzle 73 and a fourth suction nozzle 74, and a second blowing nozzle 82 is formed between the third suction nozzle 73 and the fourth suction nozzle 74. Yes. An upper cap 75 that closes the upper end opening is covered on the upper end surfaces of the third suction nozzle 73, the second blowing nozzle 82, and the fourth suction nozzle 74, and the third suction nozzle 73, the second blowing nozzle 82, A lower cap 77 that closes the lower end opening is covered on the lower end surface of the four suction nozzles 74.
The hollow portion of the third suction nozzle 73 forms a third suction chamber 73a, and the hollow portion of the fourth suction nozzle 74 forms a fourth suction chamber 74a. The hollow portion of the second blowing nozzle 82 forms a second blowing chamber 82b.
At the upper end portion of the third suction nozzle 73, a third slit 73b for opening the cooling gas supplied from the cooling gas supply pipe 67 to the third suction chamber 73a into the second blowing chamber 82b is provided. The third slit 73b is configured as a first ejection port that does not eject cooling gas toward the wafer. The length of the third slit 73 b is set to about one half of the length of the third suction nozzle 73.
At a position corresponding to the lower end of the third slit 73b of the fourth suction chamber 74a, a partition plate 78 that divides the fourth suction chamber 74a up and down is covered. Below the partition plate 78 of the fourth suction nozzle 74, a fourth slit 74b is formed for ejecting the cooling gas supplied from the cooling gas supply pipe 67 to the fourth suction chamber 74a into the second blowing chamber 82b. . The fourth slit 74b is configured as a first ejection port that does not eject cooling gas toward the wafer. The length of the fourth slit 74 b is set so as to extend from the partition plate 78 to the vicinity of the lower end of the fourth suction nozzle 74.
The second blowing nozzle 82 is provided with a second blowing slit 82c for blowing the cooling gas blown from the third suction chamber 73a and the fourth suction chamber 74a to the second blowing chamber 82a into the processing chamber 32. The second blow-out slit 82 c is configured as a second blow-out port that blows out a cooling gas in a direction horizontal to the main surface of the wafer 1 and toward the wafer 1. The second blowing slit 82c is opened from the upper end of the second blowing nozzle 82 to a position facing the lower end of the fourth slit 74b.

以上の構成に係る第一冷却ガス供給ユニット70Aと第二冷却ガス供給ユニット70Bとによれば、第一吹出スリット81cには第一スリット71bと第二スリット72bとが対向されており、第二吹出スリット82cには第三スリット73bと第四スリット74bとが対向されているので、窒素ガスの吹出エリアは四つに設定されることになる。   According to the first cooling gas supply unit 70A and the second cooling gas supply unit 70B according to the above configuration, the first slit 71b and the second slit 72b are opposed to the first blowing slit 81c, and the second Since the third slit 73b and the fourth slit 74b are opposed to the blowing slit 82c, four nitrogen gas blowing areas are set.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。   Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

冷却ガスとしての窒素ガスの吹出エリアは、三つまたは四つに設定するに限らず、一つまたは二つまたは五つ以上に設定してもよい。
ちなみに、複数の吹出エリアは前記した第一の実施の形態に係る冷却ガス供給ユニットと第二の実施の形態に係る冷却ガス供給ユニットとを組み合わせることにより、自由に設定することができる。
The nitrogen gas blowing area as the cooling gas is not limited to three or four, but may be set to one, two, or five or more.
Incidentally, the plurality of blowout areas can be freely set by combining the cooling gas supply unit according to the first embodiment and the cooling gas supply unit according to the second embodiment.

吸込ノズルのスリットや吹出ノズルのスリットは、同一幅に設定するに限らず、上下方向で幅が増減するように設定してもよい。   The slit of the suction nozzle and the slit of the blowout nozzle are not limited to the same width, and may be set so that the width increases or decreases in the vertical direction.

第一噴出口および第二噴出口は、スリットによって構成するに限らず、円形や角形の貫通孔等によって構成してもよい。   The first jet port and the second jet port are not limited to being formed by slits, but may be formed by circular or square through holes.

冷却ガス供給ユニットは処理室側に配設するに限らず、シールキャップ側に配設してもよい。   The cooling gas supply unit is not limited to be disposed on the processing chamber side, and may be disposed on the seal cap side.

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

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

被処理基板はウエハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。   The substrate to be processed is not limited to a wafer, but may be a photomask, a printed wiring board, a liquid crystal panel, a compact disk, a magnetic disk, or the like.

本発明の一実施の形態であるCVD装置を示す一部省略斜視図である。It is a partially-omission perspective view which shows the CVD apparatus which is one embodiment of this invention. その側面断面図である。FIG. その背面断面図である。FIG. 主要部を示す一部省略背面断面図である。It is a partially omitted rear cross-sectional view showing the main part. 主要部を示す平面断面図である。It is a plane sectional view showing the principal part. 冷却ガス供給ユニットを示す展開した斜視図である。It is the expanded perspective view which shows a cooling gas supply unit. (a)は図6のa−a線に沿う平面図、(b)は図6のb−b線に沿う平面断面図、(c)はc−c線に沿う平面断面図、(d)は図6のd−d線に沿う平面断面図、(e)は図6のe−e線に沿う平面断面図である。6A is a plan view taken along the line aa in FIG. 6, FIG. 6B is a plan sectional view taken along the line bb in FIG. 6, FIG. 6C is a plan sectional view taken along the line cc, and FIG. FIG. 7 is a plan sectional view taken along the line dd in FIG. 6, and FIG. 7E is a plan sectional view taken along the line ee in FIG. 6. 強制冷却時を示す一部省略背面断面図である。It is a partially omitted rear sectional view showing the time of forced cooling. その平面断面図である。FIG. 冷却ガス供給ユニットの他の実施の形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows other embodiment of a cooling gas supply unit.

符号の説明Explanation of symbols

1…ウエハ(基板)、2…ポッド、10…CVD装置(基板処理装置)、11…筐体、12…ポッド搬入搬出口、13…フロントシャッタ、14…ポッドステージ、15…回転式ポッド棚、16…支柱、17…棚板、18…ポッド搬送装置、19…サブ筐体、20…ウエハ搬入搬出口、21…ポッドオープナ、22…載置台、23…キャップ着脱機構、24…移載室、25…ウエハ移載装置、26…待機室、27…ボートエレベータ、28…アーム、29…シールキャップ、30…ボート(基板保持体)、31…プロセスチューブ、32…処理室、35…炉口、36…マニホールド、37…排気管、38…排気口、39…排気装置、40…圧力センサ、41…圧力コントローラ、42…ガス供給管、43…ガス供給装置、44…ガス流量コントローラ、45…回転軸、46…駆動コントローラ、47…モータ、48…断熱キャップ部、50…ヒータユニット、51…断熱槽、52…加熱ランプ(加熱手段)、53…天井加熱ランプ、53A…キャップ加熱ランプ、54…加熱ランプ駆動装置、55…温度コントローラ、56…カスケード熱電対、57…リフレクタ、58…冷却水配管、59…天井リフレクタ、60…冷却水配管、61…冷却エア通路、62…給気管、63…排気口、64…バッファ部、65…サブ排気口、67…冷却ガス供給管、68…窒素ガス供給装置、69…流量調整コントローラ、70、70A、70B…冷却ガス供給ユニット(冷却ガス供給手段)、71…第一吸込ノズル、71a…第一吸込室、71b…第一スリット(第一噴出口)、72…第二吸込ノズル、72a…第二吸込室、72b…第二スリット(第一噴出口)、73…第三吸込ノズル、73a…第三吸込室、73b…第三スリット(第一噴出口)、74…第四吸込ノズル、74a…第四吸込室、74b…第四スリット(第一噴出口)、75…第一上側キャップ、76…第二上側キャップ、77…下側キャップ、78…仕切板、81…第一吹出ノズル、81a…連結壁、81b…第一吹出室、81c…第一吹出スリット(第二噴出口)、82…第二吹出ノズル、82a…連結壁、82b…第二吹出室、82c…第二吹出スリット(第二噴出口)、90…窒素ガス(冷却ガス)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer (substrate), 2 ... Pod, 10 ... CVD apparatus (substrate processing apparatus), 11 ... Housing | casing, 12 ... Pod loading / unloading exit, 13 ... Front shutter, 14 ... Pod stage, 15 ... Rotary pod shelf, DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Support | pillar, 17 ... Shelf board, 18 ... Pod conveyance apparatus, 19 ... Sub housing | casing, 20 ... Wafer loading / unloading exit, 21 ... Pod opener, 22 ... Mounting stand, 23 ... Cap attaching / detaching mechanism, 24 ... Transfer chamber, 25 ... Wafer transfer device, 26 ... Standby chamber, 27 ... Boat elevator, 28 ... Arm, 29 ... Seal cap, 30 ... Boat (substrate holder), 31 ... Process tube, 32 ... Processing chamber, 35 ... Furnace port, 36 ... Manifold, 37 ... Exhaust pipe, 38 ... Exhaust port, 39 ... Exhaust device, 40 ... Pressure sensor, 41 ... Pressure controller, 42 ... Gas supply pipe, 43 ... Gas supply device, 44 ... Gas flow rate condenser Roller, 45 ... Rotating shaft, 46 ... Drive controller, 47 ... Motor, 48 ... Heat insulation cap part, 50 ... Heater unit, 51 ... Heat insulation tank, 52 ... Heating lamp (heating means), 53 ... Ceiling heating lamp, 53A ... Cap Heating lamp, 54 ... heating lamp driving device, 55 ... temperature controller, 56 ... cascade thermocouple, 57 ... reflector, 58 ... cooling water piping, 59 ... ceiling reflector, 60 ... cooling water piping, 61 ... cooling air passage, 62 ... Supply pipe, 63 ... exhaust port, 64 ... buffer section, 65 ... sub exhaust port, 67 ... cooling gas supply pipe, 68 ... nitrogen gas supply device, 69 ... flow rate controller, 70, 70A, 70B ... cooling gas supply unit ( (Cooling gas supply means), 71 ... first suction nozzle, 71a ... first suction chamber, 71b ... first slit (first jet port), 72 ... second suction nozzle 72a ... second suction chamber, 72b ... second slit (first jet port), 73 ... third suction nozzle, 73a ... third suction chamber, 73b ... third slit (first jet port), 74 ... first Four suction nozzles, 74a ... fourth suction chamber, 74b ... fourth slit (first outlet), 75 ... first upper cap, 76 ... second upper cap, 77 ... lower cap, 78 ... partition plate, 81 ... 1st blowing nozzle, 81a ... connecting wall, 81b ... 1st blowing chamber, 81c ... 1st blowing slit (2nd outlet), 82 ... 2nd blowing nozzle, 82a ... connecting wall, 82b ... 2nd blowing chamber, 82c ... 2nd blowing slit (2nd outlet), 90 ... Nitrogen gas (cooling gas).

Claims (1)

基板を収容して処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入するボートと、前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記冷却ガスを排気する排気口とを備えており、
前記冷却ガス供給手段は、前記ボートによって前記処理室に搬入された第一位置の前記基板がある方向に向かっては冷却ガスを噴出しない第一噴出口と、この第一噴出口を介した前記冷却ガスが前記第一位置にある前記基板の主面に対して水平方向であって前記基板がある方向に向かって冷却ガスを噴出する第二噴出口とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
A processing chamber for accommodating and processing the substrate; a boat for holding the substrate and carrying it into the processing chamber; a cooling gas supply means for supplying a cooling gas to the processing chamber; and an exhaust port for exhausting the cooling gas; With
The cooling gas supply means includes a first jet port that does not jet the cooling gas toward the direction in which the substrate at the first position carried into the processing chamber by the boat is located, and the first jet port through the first jet port. And a second ejection port for ejecting the cooling gas in a direction horizontal to the principal surface of the substrate at the first position and in the direction of the substrate. Processing equipment.
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