JP2008227264A - Substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus.
半導体製造装置や液晶表示装置等を製造する際に使用される基板処理装置においては、基板を熱処理する処理室に対し予備室が連結されていることが多く、この場合には、基板の熱処理前後において基板を予備室から処理室へ又は処理室から予備室へと移動させるようになっている。 In a substrate processing apparatus used when manufacturing a semiconductor manufacturing apparatus, a liquid crystal display device, etc., a spare chamber is often connected to a processing chamber for heat-treating the substrate. The substrate is moved from the preliminary chamber to the processing chamber or from the processing chamber to the preliminary chamber.
処理室に予備室を連結した場合において、基板の熱処理後は、予備室内を予め不活性ガス雰囲気とした状態で熱処理後の基板を処理室から当該予備室に移動させるが、当該予備室内で基板に不活性ガスを供給して(吹き付けて)その基板を冷却するときがある。 When the preliminary chamber is connected to the processing chamber, the substrate after the heat treatment is moved from the processing chamber to the preliminary chamber in a state where the preliminary chamber is previously set in an inert gas atmosphere after the thermal processing of the substrate. In some cases, the substrate is cooled by supplying (blowing) an inert gas to the substrate.
このとき、熱処理を受けて高温となった基板やそれを載置・移動させる基板載置手段等の輻射熱が予備室内に放射され、予備室の内壁の温度が上昇する。その結果、予備室の内壁(凹凸の隙間等)に付着していた水分や不純物等が活性化して供給中の不活性ガスに混在しながら予備室中で飛散し、冷却中の基板やその基板載置手段等に付着し、最終的に製品用の基板を汚染してしまうという問題がある。 At this time, radiant heat from the substrate that has been heated by the heat treatment and the substrate placing means for placing and moving the substrate is radiated into the spare chamber, and the temperature of the inner wall of the spare chamber rises. As a result, moisture, impurities, etc. adhering to the inner wall (uneven gaps, etc.) of the spare chamber are activated and scattered in the spare chamber while being mixed with the inert gas being supplied, and the substrate being cooled and its substrate There is a problem that it adheres to the mounting means and eventually contaminates the product substrate.
すなわち、一度熱処理を受けた基板(ダミー基板)やその基板載置手段等が後続の熱処理で再度処理室に移動しそこで熱処理を受けた場合には、当該熱処理中のダミー基板やその基板載置手段等から既に付着していた水分や不純物等が剥離し、その剥離した水分や不純物等が製品用の基板に付着して製品用の基板を汚染してしまう。 That is, when a substrate (dummy substrate) that has been heat-treated once or its substrate mounting means is moved to the processing chamber again in the subsequent heat treatment and is subjected to the heat treatment there, the dummy substrate during the heat treatment and its substrate placement Moisture, impurities, etc. that have already adhered from the means or the like peel off, and the peeled moisture, impurities, etc. adhere to the product substrate and contaminate the product substrate.
本発明の主な目的は、予備室の内壁に付着していた水分や不純物等が予備室内で基板やその基板載置手段等に付着するのを防止又は抑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。 A main object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of preventing or suppressing moisture, impurities, and the like adhering to the inner wall of a spare chamber from adhering to a substrate and its substrate mounting means in the spare chamber. There is to do.
上記課題を解決するため本発明に係る基板処理装置は、
基板を熱処理する処理室と、
前記処理室内にある前記基板を加熱する加熱手段と、
前記処理室内に所望の処理ガスを供給し、処理室内の雰囲気を排気するガス供給、排気系と、
前記処理室と開口を介して気密に連通するように配置される予備室と、
前記基板を載置すると共に、前記処理室と前記予備室との間で前記開口を経て前記基板を移動させる基板載置手段と、
前記予備室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記予備室内の雰囲気を排気する予備室排気手段と、
前記予備室内に配置され、予備室内のガス流れの乱れを抑制するための整流手段と、
前記整流手段を前記予備室内の基板冷却時位置とそれ以外の時の位置との間で移動させるための移動手段と、を備え、
前記移動手段は、熱処理後の基板を前記予備室にて冷却する際、前記整流手段を前記基板冷却時位置であって、前記基板の周辺の位置に移動させることを特徴としている。
In order to solve the above problems, a substrate processing apparatus according to the present invention includes:
A processing chamber for heat-treating the substrate;
Heating means for heating the substrate in the processing chamber;
A gas supply for supplying a desired processing gas into the processing chamber and exhausting the atmosphere in the processing chamber; an exhaust system;
A preliminary chamber arranged to communicate with the processing chamber in an airtight manner through an opening;
A substrate mounting means for mounting the substrate and moving the substrate through the opening between the processing chamber and the preliminary chamber;
An inert gas supply means for supplying an inert gas into the preliminary chamber;
Preliminary chamber exhaust means for exhausting the atmosphere in the preliminary chamber;
A rectifying means disposed in the spare chamber for suppressing disturbance of gas flow in the spare chamber;
A moving means for moving the rectifying means between the substrate cooling position in the spare room and a position at other times; and
The moving means is characterized in that when the substrate after heat treatment is cooled in the preliminary chamber, the rectifying means is moved to a position around the substrate at the substrate cooling position.
前記整流手段は、好ましくは、予備室内に供給された不活性ガスの熱を吸熱する吸熱手段であり、不活性ガスから熱を吸熱することでその不活性ガスの予備室内でのガス流れの乱れを抑制する。 Preferably, the rectifying means is an endothermic means for absorbing the heat of the inert gas supplied into the preliminary chamber, and the gas flow in the preliminary chamber of the inert gas is disturbed by absorbing the heat from the inert gas. Suppress.
また前記整流手段は、好ましくは、予備室の内壁と、予備室内に配置された基板やその基板載置手段との間に介在する整流板であり、当該整流板が予備室の内壁と基板やその基板載置手段との間に介在することで不活性ガスの予備室の内壁周辺でのガス流れの乱れを抑制する。 The rectifying means is preferably a rectifying plate interposed between the inner wall of the preliminary chamber and the substrate disposed in the preliminary chamber or the substrate mounting means, and the rectifying plate is connected to the inner wall of the preliminary chamber, the substrate, By interposing it with the substrate mounting means, the disturbance of the gas flow around the inner wall of the preliminary chamber of the inert gas is suppressed.
本発明では、予備室内に整流手段が配置され、熱処理後の基板を予備室内で冷却する際に、その整流手段が基板冷却時位置であって基板の周辺の位置に移動するから、予備室内では、供給中の不活性ガスは整流手段によりガス流れの乱れが抑制される(整えられる)。そのため、内壁に付着していた水分や不純物等は当該不活性ガスと混在されても予備室中を飛散し難く、予備室の内壁に付着していた水分や不純物等が基板やその基板載置手段等に付着するのを防止又は抑止することができる。 In the present invention, the rectifying means is arranged in the spare chamber, and when the substrate after heat treatment is cooled in the spare chamber, the rectifying means moves to the position around the substrate at the time of cooling the substrate. The turbulence of the inert gas being supplied is suppressed (adjusted) by the gas flow. Therefore, even if moisture and impurities attached to the inner wall are mixed with the inert gas, it is difficult for the inside of the spare chamber to scatter. It is possible to prevent or deter adhesion to the means.
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための好ましい形態について説明する。本実施形態に係る基板処理装置は、半導体装置(IC(Integrated Circuit))の製造に使用される半導体製造装置の一例として構成されるものである。下記の説明では、基板処理装置の一例として、ウエハに対し熱処理等を行う縦型の装置を使用した場合について述べる。 Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The substrate processing apparatus according to the present embodiment is configured as an example of a semiconductor manufacturing apparatus used for manufacturing a semiconductor device (IC (Integrated Circuit)). In the following description, a case where a vertical apparatus that performs heat treatment or the like on a wafer is used as an example of a substrate processing apparatus will be described.
図1は、本発明の好ましい実施形態で使用される基板処理装置の概略構成を示す斜透視図である。
図1に示す通り、基板処理装置100では、基板の一例となるウエハ101を収納したカセット210が使用されている。基板処理装置100は筐体211を備えており、筐体211の内部にはカセットステージ214が設置されている。カセット210は工場内搬送装置(図示略)によってカセットステージ214上に搬入されたり、カセットステージ214上から搬出されたりするようになっている。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus used in a preferred embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, in the
カセットステージ214は、工場内搬送装置によって、カセット210内のウエハ101が垂直姿勢となり、カセット210のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。カセットステージ214は、カセット210を筐体後方に右回り縦方向90°回転し、カセット210内のウエハ101が水平姿勢となり、カセット210のウエハ出し入れ口が筐体211の後方を向くように動作可能となるよう構成されている。
The
筐体211内の前後方向の略中央部には、カセット棚205が設置されており、カセット棚205は複数段複数列にて複数個のカセット210を保管するように構成されている。カセット棚205にはウエハ移載機構225の搬送対象となるカセット210が収納される移載棚223が設けられている。
A
カセットステージ214の上方には予備カセット棚207が設けられ、予備的にカセット210を保管するように構成されている。
A
カセットステージ214とカセット棚205との間には、カセット搬送装置218が設置されている。カセット搬送装置218は、カセット210を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ218aと搬送機構としてのカセット搬送機構218bとで構成されている。カセット搬送装置218はカセットエレベータ218aとカセット搬送機構218bとの連続動作により、カセットステージ214とカセット棚205と予備カセット棚207との間で、カセット210を搬送するように構成されている。
A cassette carrying
カセット棚205の後方には、ウエハ移載機構225が設置されている。ウエハ移載機構225は、ウエハ101を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置225aと、ウエハ移載装置225aを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ225bと、ウエハ移載装置225a上に設けられウエハ101をピックアップするためのツイーザ225cとで構成されている。
A
ウエハ移載機構225の後方には、ウエハ101を熱処理する処理炉19と、熱処理前後のウエハ101を一時的に収容するロードロック室1とが設けられている。
Behind the
ロードロック室1内には、ボート10を処理炉19に昇降させる昇降機構2が設けられている。ボート10は複数の保持部材を備えており、複数枚(例えば、50〜150枚程度)のウエハ101をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
In the
カセット棚205の上方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給するよう、供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット234aが設けられている。クリーンユニット234aは供給ファン及び防塵フィルタによりクリーンエアを筐体211の内部に流通させるように構成されている。
Above the
筐体211の左側端部には、クリーンエアを供給するよう、供給フアンおよび防塵フィルタで構成されたクリーンユニット234bが設置されている。クリーンユニット234bから吹き出されたクリーンエアは、ウエハ移載装置225a等の周辺を流通し、その後に筐体211の外部に排気されるようになっている。
A
続いて、基板処理装置100の主な動作について説明する。
Next, main operations of the
工場内搬送装置(図示略)によってカセット210がカセットステージ214上に搬入されると、カセット210は、ウエハ101がカセットステージ214の上で垂直姿勢を保持し、カセット210のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。その後、カセット210は、カセットステージ214によって、カセット210内のウエハ101が水平姿勢となり、カセット210のウエハ出し入れ口が筐体後方を向けるように、筐体後方に右周り縦方向90°回転させられる。
When the
その後、カセット210は、カセット棚205ないし予備カセット棚207の指定された棚位置へカセット搬送装置218によって自動的に搬送され受け渡され、一時的に保管された後、カセット棚205ないし予備カセット棚207からカセット搬送装置218によって移載棚223に移載されるか、もしくは直接移載棚223に搬送される。
Thereafter, the
カセット210が移載棚223に移載されると、ウエハ101はカセット210からウエハ移載装置225aのツイーザ225cによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、ロードロック室1のボート10に装填(チャージング)される。ボート10にウエハ101を受け渡したウエハ移載装置225aはカセット210に戻り、後続のウエハ101をボート10に装填する。
When the
予め指定された枚数のウエハ101がボート10に装填されると、多数枚のウエハ101を保持したボート10は、昇降機構2によって上昇され、ロードロック室1から処理炉19内へ搬入(ローディング)される。
When a predetermined number of
ローディング後は、処理炉19にてウエハ101に対し熱処理が実施される。その熱処理後は、上述の逆の手順で、ウエハ101およびカセット210は筐体211の外部へ搬出される。
After loading, heat treatment is performed on the
図2及び図3は本発明の好ましい実施形態で使用されるロードロック室とそれに付属する部材とを説明するための概略構成図であり、特に図2は図3のX1−X1線横断面図であり、図3は図2のY1−Y1線縦断面図である。 2 and 3 are schematic configuration diagrams for explaining a load lock chamber and members attached thereto used in a preferred embodiment of the present invention. In particular, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line X1-X1 of FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line Y1-Y1 of FIG.
図2及び図3に示す通り、ロードロック室1はSi等の半導体のウエハ101を搭載するボート10を収容可能な予備室の一例であり、開口(後述の開口91)を介して処理炉19の処理室と気密に連通するように配置されている。ロードロック室1内にはボート10を昇降させる昇降機構2が設けられている。ロードロック室1内には熱反射機能を具備した仕切板16が設けられており、ロードロック室1が仕切板16により、昇降機構2を収容する昇降機構室52と、ボート10を収容するボート室51とに分離されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ロードロック室1の側壁62のボート室51側には開口91が設けられており、開口91にはゲートバルブ17が取り付けられている。基板処理装置100では、開口91とゲートバルブ17とを介して、ウエハ101をボート10に搭載したり、ボート10からウエハ101を取り出すことができるようになっている。
An
ロードロック室1上には処理炉19が設けられている。処理炉19は、ボート10を収容可能な処理室(図示略)と、当該処理室内を加熱するヒータ等の加熱手段(図示略)とを有しており、当該処理室でボート10に搭載されたウエハ101を熱処理することができるようになっている。
A
処理炉19とボート室51との間の天井壁65には開口92が設けられており、開口92にはゲートバルブ18が取り付けられている。基板処理装置100では、開口92とゲートバルブ18とを介して、ボート10をロードロック室1から処理炉19の処理室内に導入したり、処理炉19の処理室からボート10を取り出すことができるようになっている。
An
昇降機構室52には、ボート10を上下方向の移動させる昇降機構2が設けられている。昇降機構2は、移動ブロック3、ボールネジ4、ガイド5、ベアリング6,7、モータ8、磁気シールユニット9を主な構成部品として構成されている。ボールネジ4及びガイド5は、底壁66に取り付けられた基台71と天井壁65に取り付けられた基台72との間に垂直に設けられている。ボールネジ4の下端は基台71内に取り付けられたベアリング7によって回転可能に支持され、かつ、ボールネジ4の上端は基台72内に取り付けられたベアリング6によって回転可能に支持されており、ボールネジ4の先端は磁気シールユニット9に取り付けられている。
The elevating
ボールネジ4は磁気シールユニット9を介してモータ8に接続されている。モータ8の作動でボールネジ4が回転すると、ボールネジ4とかみ合って取り付けられているナット31(軸受け)と移動ブロック3とが上下動し、それによって移動ブロック3に取り付けられているアーム81が上下動してボート10も上下動するようになっている。
The
なお、ボート10はアーム81上に取り付けられたボート載置部82上に載置されており、アーム81は、仕切板16の中央に垂直に設けられたスリット161を水平方向に貫通した状態で設けられている。移動ブロック3には、ナット31に加えてナット32(軸受け)も設けられており、ナット32はガイド5と共働して移動ブロック3の上下動を案内するようになっている。
The
ボート室51には3枚の吸熱板310,320,330が設けられている。吸熱板310,320,330は所定の幅と長さとを有した板状の部材であり、表面にはほとんど凹凸がなく表面が平坦面となっている。吸熱板310,320,330は光の波長を効率よく熱交換するのに放射率の高い材料で構成されている(吸熱板310,320,330は板状の部材に対し放射率の高い材料をコーティングしたもので構成されてもよい。)。吸熱板310,320,330の裏面には冷媒管311,321,331が張り合わせられており、冷媒管311,321,331に冷媒を流通させることで吸熱板310,320,330を冷却することができるようになっている。
The
図2に示す通り、吸熱板310はロードロック室1の側壁61に沿って配置されており、両側部が略直角に屈曲している。吸熱板320と吸熱板330とは対向配置されており、吸熱板320はロードロック室1の開口91を閉塞するように側壁62に沿って配置されており、吸熱板330はロードロック室1の側壁64に沿って配置されている。吸熱板320,330はともに一方の端部がボート10の外周に沿ってやや屈曲している。
As shown in FIG. 2, the
図3に示す通り、ロードロック室1の下部には、吸熱板320,330をボート室51と昇降機構室52との間で移動させる移動機構340,350が設けられている。移動機構340は吸熱板320を、移動機構350は吸熱板330を移動させるようになっている。
As shown in FIG. 3, moving
仕切板16の側壁62側には垂直方向に延在するスリット162が形成されている。移動機構340を作動させると、スリット162を介在させた状態で、吸熱板320をボート室51と昇降機構室52との間でスライド移動させることができるようになっている(図2中点線参照)。
A
仕切板16の側壁64側にも垂直方向に延在するスリット163が形成されている。移動機構350を作動させると、スリット163を介在させた状態で、吸熱板330をボート室51と昇降機構室52との間でスライド移動させることができるようになっている(図2中点線参照)。
A
ロードロック室1の側壁61側には、N2等の不活性ガスをロードロック室1に供給する不活性ガス供給ライン11が接続されている。不活性ガス供給ライン11は、不活性ガス供給管111〜115を備えている。不活性ガス供給管111は2本の不活性ガス供給管112,113に分岐している。不活性ガス供給管112,113はそれぞれ側壁61を貫通してロードロック室1内に至っており、そのロードロック室1内で垂直方向に延在する不活性ガス供給管114,115に連通している。不活性ガス供給管114,115にはそれぞれ複数の孔116が垂直方向に設けられている。
An inert
不活性ガス供給管111の途中には流量計118が設けられており、不活性ガス供給管111からロードロック室1への不活性ガスの供給量を調整することができるようになっている。
A
不活性ガス供給管111から流入した不活性ガスは、不活性ガス供給管114,115の各孔116からシャワー方式でボート10とウエハ101とに向かって供給されるようになっており、その後は仕切板16のスリット161を通過して昇降機構室52内に流入するようになっている。
The inert gas flowing in from the inert
更にロードロック室1の側壁61側には、冷媒管311,321,331に冷媒を供給する冷媒供給管360と、冷媒管311,321,331の冷媒を排出する冷媒排出管370とが接続されている。冷媒供給管360と冷媒排出管370は冷媒管311,321,331に接続されており、冷媒が冷媒供給管360から冷媒管311,321,331を流通して(経由して)冷媒排出管370から排出されるようになっている。
Further, a
ロードロック室1の側壁63には、これを貫通する真空排気ライン121が設けられている。真空排気ライン121の途中にはエアバルブ13が設けられている。真空排気ライン121のエアバルブ13の手前側には大気圧ベントライン14が接続されている。大気圧ベントライン14の先端は実質的に大気圧となっている。大気圧ベントライン14の途中にはエアバルブ15が設けられている。基板処理装置100では、エアバルブ13,15により、真空排気ライン121と大気圧ベントライン14との間で排気を切り換えることができるようになっている。
The
真空排気ライン121は真空排気ライン120に接続されており、真空排気ライン120には真空ポンプ80が接続されている。真空排気ライン120の途中には、真空排気ライン122の一端が接続され、真空排気ライン122の他端は処理炉19の処理室に接続されている。真空排気ライン122の途中にはエアバルブ123が設けられている。
The
なお、処理炉19には、処理室に処理ガスを供給するガス供給ラインと、処理室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ラインとが接続されており、エアバルブ123を開けた状態で真空ポンプ80を作動させると、処理ガス又は不活性ガスを処理室内に供給しながらその処理室のガス雰囲気を真空排気ライン122から排気することができるようになっている。
Note that a gas supply line for supplying a processing gas to the processing chamber and an inert gas supply line for supplying an inert gas to the processing chamber are connected to the
真空排気ライン122の途中には、不活性ガスバラスト配管131が接続されている。不活性ガスバラスト配管131の途中には流量計132が設けられており、不活性ガスバラスト配管131への不活性ガス供給量を調整することができるようになっている。
In the middle of the
ロードロック室1の底壁66には、これを貫通して昇降機構室52内に連通する圧力計41が設けられており、ロードロック室1内、そのなかでも特に昇降機構室52内の圧力を測定することができるようになっている。
The
以上の構成では、移動機構340,350、エアバルブ13,15,123、流量計118,132及び圧力計41が制御装置150に接続されている。制御装置150には表示装置151が接続されており、移動機構340,350の動作状況や流量計118,132からの各流量情報、圧力計41からの圧力情報等を表示するようにしている。
In the above configuration, the moving
また、ロードロック室1排気用の真空ポンプと、処理炉19の処理室排気用の真空ポンプとを1つの真空ポンプ80で兼用しており、これによりコストの低減や装置の簡略化等を図っている。
In addition, the vacuum pump for exhausting the
続いて、上記のような構成の基板処理装置100を用いてウエハ101に成膜処理を行う方法について説明する。
Next, a method for forming a film on the
なお、基板処理装置100では、処理炉19に関する加熱手段やガス供給ライン、移動機構340,350、エアバルブ13,15,123、真空ポンプ80、流量計118,132、圧力計41等の制御は制御装置150よって行われ、移動機構340,350の動作状況や流量計118,132からの各流量情報、圧力計41からの圧力情報等は制御装置150を介して表示装置151によって表示される。
In the
(ステップS1)
まず、ゲートバルブ18を閉じた状態で処理炉19の処理室内を所定の温度と雰囲気に保っておき、吸熱板320,330を図2中点線位置に移動させておく。この状態において、ゲートバルブ17を開放状態にする。このとき、エアバルブ13,15は閉じておく。その後、開口91とゲートバルブ17とを介して、ロードロック室1外部の大気圧雰囲気からボート10上に複数のウエハ101を搭載する。
(Step S1)
First, the processing chamber of the
(ステップS2)
その後、ゲートバルブ17を閉じる。エアバルブ15を閉じたままでエアバルブ13を開き、ロードロック室1内を真空排気ライン121、120を介して真空引きする。
(Step S2)
Thereafter, the
(ステップS3)
その後、エアバルブ13を閉じ、ロードロック室1内が大気圧以上になるまで不活性ガス供給ライン11から不活性ガスを供給してロードロック室1内を不活性ガス雰囲気にする。その後、不活性ガス供給ライン11から不活性ガスを供給した状態で、エアバルブ15を開き、大気圧ベントライン14から不活性ガスを排気する。
(Step S3)
Thereafter, the
この際、大気圧ベントライン14からのパーティクルや酸素の逆流を防止するため、ロードロック室1内が大気圧より若干陽圧(0.05kgf/cm2G程度)となるように、流量計118により不活性ガス供給ライン11から供給する不活性ガスの流量を制御する。流量計118の流量の制御は、圧力計41から入力されたロードロック室1内の圧力情報に応じて制御装置150によって行われる。
At this time, in order to prevent the backflow of particles and oxygen from the atmospheric
(ステップS4)
その後、不活性ガス供給ライン11から不活性ガスを供給しつつ大気圧ベントライン14から不活性ガスを排気する。この状態でゲートバルブ18を開き、昇降機構2によりボート10を上昇させて処理炉19の処理室内に導入する。
(Step S4)
Thereafter, the inert gas is exhausted from the atmospheric
ゲートバルブ18を開く際には、圧力計41からのロードロック室1内の圧力情報を制御装置150に入力し、測定したロードロック室1内の圧力値と、予め設定した所定の圧力値又は処理炉19の処理室内の圧力値とを比較し、流量調整計118を制御装置150で制御することによってロードロック室1内の圧力を制御して、処理炉19の処理室内とロードロック室1内との圧力差をできるだけなくすように圧力制御する。
When opening the
大気ベントライン14に流量計140を設けて大気ベントライン14の流量を調整することによってロードロック室1内の圧力を調整することもできる。
The pressure in the
このように、不活性ガス供給ライン11から不活性ガスを供給しつつ大気圧ベントライン14から不活性ガスを排気する場合には、大気圧ベントライン14からのパーティクルや酸素の逆流を防止するため、ロードロック室1内をベント側(略大気圧)より若干陽圧(0.05kgf/cm2 G程度)となるように設定することが望まれる。
Thus, when exhausting the inert gas from the atmospheric
なお、ゲートバルブ18を開いてボート10を処理炉19の処理室内に導入する際に、ロードロック室1の内壁は処理炉19の処理室から漏れ出る輻射熱を受けるが、その輻射熱は常温のボート10やそれに搭載されたウエハ101等で遮られ、ロードロック室1の表面温度の上昇は抑えられる。
When the
(ステップS5)
その後、ゲートバルブ18を閉じ、処理炉19の処理室において処理ガスを供給しながらボート10に搭載されたウエハ101を加熱し、ウエハ101に成膜処理を行う。
(Step S5)
Thereafter, the
成膜処理中、ロードロック室1内では、不活性ガス供給ライン11から不活性ガスを供給しつつ大気圧ベントライン14から不活性ガスを排気する。
During the film forming process, the inert gas is exhausted from the atmospheric
この際、大気圧ベントライン14からのパーティクルや酸素の逆流を防止するため、ロードロック室1内を大気圧より若干陽圧(0.05kgf/cm2 G程度)となるように、流量計118により不活性ガス供給ライン11から供給する不活性ガスの流量を制御する。
At this time, in order to prevent the backflow of particles and oxygen from the atmospheric
ステップS5では、上記の通りに処理炉19の処理室内においてウエハ101の成膜処理を行うが、その成膜条件として処理炉19の処理室内の温度,圧力を厳密に制御することが重要になる。
In step S5, the
本実施の形態では、処理炉19の処理室内の圧力制御方法として、不活性ガスバラスト方式を採用する。「不活性バラスト方式」とは、真空ポンプ80の排気能力を一定として排気する一方で、真空排気ライン122の途中に接続された不活性ガスバラスト配管131から不活性ガスを流入させ、この不活性ガスの流量を流量計132により制御することによって処理炉19の処理室からの排気量を調整して処理炉19の処理室内の圧力調整を行う方法である。
In the present embodiment, an inert gas ballast system is adopted as a pressure control method in the processing chamber of the
なお、不活性ガスバラスト方式に代えて、流量調整バルブ使用(APC)方式を使用することもできる。「APC方式」とは、不活性ガスバラスト配管131から不活性ガスを導入するものではなく、真空排気ライン122に流量調整バルブ160を設け、流量調整バルブ160の開度により真空排気ライン122のコンダクタンスを調整して処理炉19の処理室内の圧力調整を行う方法である。
In place of the inert gas ballast method, a flow rate adjusting valve use (APC) method may be used. The “APC system” does not introduce an inert gas from the inert
(ステップS6)
処理炉19の処理室での成膜処理が終了した後に、処理炉19の処理室内の雰囲気を不活性ガス雰囲気とする。
(Step S6)
After the film forming process in the processing chamber of the
その一方で、不活性ガス供給ライン11からロードロック室1内に不活性ガスを供給しつつ大気圧ベントライン14から排気し続けておき、ロードロック室1内を不活性ガス雰囲気に維持しておく。
On the other hand, while the inert gas is being supplied from the inert
これと同時に、移動機構340,350を作動させて吸熱板320,330を図2中実線の位置に移動させ、吸熱板320,330をウエハ101の冷却時の位置に移動させる。また、冷媒を冷媒供給管360から冷媒管311,321,331に供給し、吸熱板310,320,330を冷却しておく。
At the same time, the moving
この状態で、ゲートバルブ18を開き、昇降機構2によりボート10を下降させて処理炉19の処理室からロードロック室1内に移動させ、その後ゲートバルブ18を閉じる。
In this state, the
ロードロック室1では、不活性ガス供給ライン11から不活性ガスが供給されているから、ボート10がロードロック室1に移動すると、当該不活性ガスがボート10やそれに搭載されたウエハ101等を冷却する。
Since the inert gas is supplied from the inert
なお、ゲートバルブ18を開く際には、流量計118の流量を制御することによってロードロック室1内の圧力を制御して、処理炉19の処理室内とロードロック室1内との圧力差をできるだけなくすように圧力制御することが好ましい。
When opening the
ここで、ゲートバルブ18が開いてボート10が処理炉19の処理室からロードロック室1に下降する際や下降後においてロードロック室1に滞在する際に、ボート10やそれに搭載されたウエハ101等は輻射熱を発するが、吸熱板310,320,330がロードロック室1の内壁とボート10やそれに搭載されたウエハ101等との間に介在してその輻射熱を受け、ロードロック室1の内壁は当該輻射熱をほとんど受けない。
Here, when the
また、不活性ガス供給ライン11から供給された不活性ガスは当該輻射熱を受けて温められるが、その不活性ガスは吸熱板310,320,330により熱交換(冷却)されながら吸熱板310,320,330で囲まれた領域中でこれら吸熱板310,320,330に沿って流れ、ボート10やそれに搭載されたウエハ101等を冷却する。
The inert gas supplied from the inert
(ステップS7)
その後、不活性ガス供給ライン11から不活性ガスを供給しつつ大気圧ベントライン14から不活性ガスを排気しながら、ゲートバルブ17を開き、開口91とゲートバルブ17とを介して、ボート10からロードロック室1外部の大気圧雰囲気中に複数のウエハ101を取り出す。
(Step S7)
Thereafter, the inert gas is supplied from the inert
ゲートバルブ17を開く際も、流量計118の流量を制御することによってロードロック室1内の圧力を制御して、ロードロック室1内とロードロック1外部の大気圧雰囲気との圧力差をできるだけなくすようにすることが好ましい。
Even when the
以上の実施形態では、ロードロック室1内に吸熱板310,320,330が配置され、熱処理後のウエハ101をロードロック室1内で冷却する際に、吸熱板320,330が図2中実線の位置であってウエハ101の周辺の位置に移動するから、ボート10やそれに搭載されたウエハ101等の輻射熱を吸熱板310,320,330で遮断・吸熱することができ、ロードロック室1の内壁は当該輻射熱をほとんど受けず、ロードロック室1の内壁に付着した水分や不純物等はロードロック室1中に浮遊し難い。
In the above embodiment, the
またこの際に、不活性ガス供給ライン11から供給された不活性ガスは吸熱板310,320,330で吸熱されるから、ロードロック室1内でのガス流れが乱されるようなこともほとんどなく(ガス流れが整えられ)、ロードロック室1内での熱対流の発生を抑えることができる。
At this time, since the inert gas supplied from the inert
同時に、吸熱板310,320,330がロードロック室1の内壁と熱処理後のボート10やそれに搭載されたウエハ101等との間に介在するから、不活性ガス供給ライン11から供給された不活性ガスは、吸熱板310,320,330によりロードロック室1の内壁の周辺で熱対流を発生させることはほとんどないし、吸熱板310,320,330の表面にはほとんど凹凸が形成されていないから、吸熱板310,320,330に沿って流動しても、吸熱板310,320,330周辺で熱対流を発生させることもほとんどない。
At the same time, the
そのため、ロードロック室1の内壁に付着していた水分や不純物等が仮にロードロック室1中に浮遊して当該不活性ガスと混在されたとしても、その水分や不純物等はロードロック室1中を飛散し難くなる。
Therefore, even if moisture, impurities, etc. adhering to the inner wall of the
以上から、ロードロック室1の内壁に付着していた水分や不純物等が熱処理後のウエハ101やそれを搭載するボート10等に付着するのを防止又は抑止することができ、ひいては製品用のウエハ101が汚染されるのを防止又は抑止することができる。
From the above, it is possible to prevent or deter the moisture, impurities, etc. adhering to the inner wall of the
ここで、本実施形態に係る基板処理装置100の比較例として、上記構成(吸熱板310,320,330等)を有しない基板処理装置を想定すると、当該基板処理装置は図4及び図5のような構成を有する。図4及び図5は比較例としての基板処理装置のロードロック室を説明するための図であり、特に図4は図5のX7−X7線横断面図であり、図5は図4のY7ーY7線縦断面図である。
Here, as a comparative example of the
図4及び図5を参照すると、比較例としての基板処理装置200では、図2及び図3を参照しながら説明した吸熱板310,320,330、冷媒管311,321,331、移動機構340,350、冷媒供給管360、冷媒排出管370等が設けられていない。
4 and 5, in the
そのため、基板処理装置200では、熱処理後においてボート10やそれに搭載されたウエハ101等を処理炉19の処理室からロードロック室1に移動させた際に、ボート10やウエハ101等の輻射熱が直接的にロードロック室1の内壁に放射され、そこに付着していた水分や不純物が活性化して不活性ガス供給ライン11から供給された不活性ガスと混在しながらロードロック室1中で飛散し、冷却中のダミーウエハ101やボート10等に付着する可能性がある。
Therefore, in the
この状態で、これらダミーウエハ101やボート10等が再度処理炉19の処理室に移動しそこで熱処理を受けた場合には、当該熱処理中のダミーウエハ101やボート10等から水分や不純物等が剥離し、その剥離した水分や不純物等が製品用のウエハ101に付着して製品用のウエハ101が汚染されてしまう。
In this state, when the
以上は、本発明の好ましい一実施形態を述べたにすぎず、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、本発明は、半導体ウエハだけでなく、液晶表示素子を形成するためのガラス基板用ロードロック室にも対応することができる。この場合に、本発明は、ガラス基板がボートまたはカセットに搭載されるタイプのロードロック室にも使用できるが、ウエハやガラス基板を一枚ずつロードロック室内に搬入・搬出する枚葉式のロードロック室にも当然に使用することができる。
The above is only a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, the present invention can be applied not only to a semiconductor wafer but also to a glass substrate load lock chamber for forming a liquid crystal display element. In this case, the present invention can also be used in a load lock chamber of a type in which glass substrates are mounted on a boat or cassette, but a single wafer type load for loading and unloading wafers and glass substrates one by one into the load lock chamber. Of course, it can also be used in lock rooms.
100 基板処理装置
1 ロードロック室
2 昇降機構
3 移動ブロック
4 ボールネジ
5 ガイド
6,7 ベアリング
10 ボート
11 不活性ガス供給ライン
12 真空排気ライン
13,15,123 エアバルブ
14 大気圧ベントライン
16 仕切板
17,18 ゲートバルブ
19 処理炉
31,32 ナット(軸受け)
41 圧力計
51 ボート室
52 昇降機構室
61〜64 側壁
80 真空ポンプ
91,92 開口
101 ウエハ
111〜115 不活性ガス供給管
118,132,140 流量計
131 不活性バラスト配管
150 制御装置
151 表示装置
160 流量調整バルブ
161〜163 スリット
310,320,330 吸熱板
311,321,331 冷媒管
340,350 移動機構
360 冷媒供給管
370 冷媒排出管
DESCRIPTION OF
41
Claims (1)
前記処理室内にある前記基板を加熱する加熱手段と、
前記処理室内に所望の処理ガスを供給し、処理室内の雰囲気を排気するガス供給、排気系と、
前記処理室と開口を介して気密に連通するように配置される予備室と、
前記基板を載置すると共に、前記処理室と前記予備室との間で前記開口を経て前記基板を移動させる基板載置手段と、
前記予備室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記予備室内の雰囲気を排気する予備室排気手段と、
前記予備室内に配置され、予備室内のガス流れの乱れを抑制するための整流手段と、
前記整流手段を前記予備室内の基板冷却時位置とそれ以外の時の位置との間で移動させるための移動手段と、を備え、
前記移動手段は、熱処理後の基板を前記予備室にて冷却する際、前記整流手段を前記基板冷却時位置であって、前記基板の周辺の位置に移動させることを特徴とする基板処理装置。 A processing chamber for heat-treating the substrate;
Heating means for heating the substrate in the processing chamber;
A gas supply for supplying a desired processing gas into the processing chamber and exhausting the atmosphere in the processing chamber; an exhaust system;
A preliminary chamber arranged to communicate with the processing chamber in an airtight manner through an opening;
A substrate mounting means for mounting the substrate and moving the substrate through the opening between the processing chamber and the preliminary chamber;
An inert gas supply means for supplying an inert gas into the preliminary chamber;
Preliminary chamber exhaust means for exhausting the atmosphere in the preliminary chamber;
A rectifying means disposed in the spare chamber for suppressing disturbance of gas flow in the spare chamber;
A moving means for moving the rectifying means between the substrate cooling position in the spare room and a position at other times; and
The substrate processing apparatus, wherein the moving means moves the rectifying means to a position around the substrate at the time of cooling the substrate when cooling the substrate after the heat treatment in the preliminary chamber.
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