(57)【要約】【課題】ウエハの表面に成長した自然酸化膜を除去する。【解決手段】ウエハＷを処理する処理室１１と、処理室１１の下に隣接した待機室４と、待機室４に隣接しウエハＷを搬送するウエハ移載装置３０が設置されたウエハ移載室２７とを備えているバッチ式ＣＶＤ装置において、ウエハＷの自然酸化膜を除去する酸化膜除去装置６０がウエハ移載室２７に隣接して設置されており、酸化膜除去装置６０にはウエハＷにエッチング液を吹き付けた後に水蒸気を吹き付けて乾燥させる除去室７４と、除去室７４を取り囲み窒素ガスパージ可能な置換室６２とが設置されている。ウエハの酸化膜を酸化膜除去装置によって除去した後に、ウエハを待機室に搬送して処理室に搬入することにより、ウエハの界面酸素濃度を低減できるので、良好な処理を確保できる。【選択図】図１
2005175068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、この処理室に隣接した予備室と、この予備室に隣接し前記基板を搬送する基板移載装置が設置された基板移載室と、前記基板の自然酸化膜を除去する酸化膜除去室と、前記基板移載室と前記酸化膜除去室との間に設置され内部の雰囲気を置換可能な置換室とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、特に、被処理基板の酸化膜除去技術に係り、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法において、ＩＣが作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に不純物を拡散したり絶縁膜や金属膜等のＣＶＤ膜を形成したりするのに利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の基板処理装置が述べられた文献としては、例えば、特許文献１がある。この特許文献１には次の縦型拡散・ＣＶＤ装置が開示されている。すなわち、この縦型拡散・ＣＶＤ装置は、複数枚のウエハを収納したカセット（ウエハキャリア）を収納しウエハを出し入れする気密構造のカセット室と、このカセット室内のカセットとボートとの間でウエハを移載するウエハ移載装置を有するロードロック室（ウエハ移載室）と、このロードロック室内のボートが搬入搬出される反応室（処理室）とを備えており、カセット室とロードロック室との間およびロードロック室と反応室との間がそれぞれ仕切弁を介して接続されており、ロードロック室は真空排気せずに窒素ガスによりロードロック室内の雰囲気が置換されるように構成されている。
【特許文献１】特公平７−１０１６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記した縦型拡散・ＣＶＤ装置においては、ロードロック室に搬入される前にウエハが大気に触れることが避けられないために、ウエハに自然酸化膜が形成されてしまうという問題点がある。
【０００４】
本発明の目的は、基板の表面に成長した自然酸化膜を除去することができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る基板処理装置は、基板を処理する処理室と、この処理室に隣接した予備室と、この予備室に隣接し前記基板を搬送する基板移載装置が設置された基板移載室と、前記基板の自然酸化膜を除去する酸化膜除去室と、前記基板移載室と前記酸化膜除去室との間に設置され内部の雰囲気を置換可能な置換室とを備えていることを特徴とする。
本願において開示されるその他の発明のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）基板を処理する処理室と、この処理室に隣接した予備室と、この予備室に隣接し前記基板を搬送する基板移載装置が設置された基板移載室と、前記基板の自然酸化膜を除去する酸化膜除去室と、前記基板移載室前記酸化膜除去室との間に設置され内部の雰囲気を置換可能な置換室と、前記基板移載室の圧力を検出する第一圧力センサと、この第一圧力センサの検出結果に基づいて前記基板移載室の圧力を調整する第一圧力調整装置と、前記置換室の圧力を検出する第二圧力センサと、この第二圧力センサの検出結果に基づいて前記置換室の圧力を調整する第二圧力調整装置とを備えている基板処理装置。
（２）基板を処理する処理室と、この処理室に隣接した予備室と、この予備室に隣接し前記基板を搬送する基板移載装置が設置された基板移載室と、前記基板の自然酸化膜を除去する酸化膜除去室と、前記基板移載室と前記酸化膜除去室との間に設置され内部の雰囲気を置換可能な置換室とを備えている基板処理装置を使用した半導体装置の製造方法であって、前記置換室の雰囲気を不活性ガスを流通して置換するステップと、前記基板を前記酸化膜除去室へ前記基板移載装置によって搬送するステップと、前記基板の酸化膜を前記酸化膜除去室において除去するステップと、を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
基板の酸化膜を酸化膜除去装置によって除去した後に、基板を予備室に搬送して処理室に搬入することにより、基板への界面酸素濃度を低減することができるので、良好な処理を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【０００８】
本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、ＩＣの製造方法にあってウエハに不純物を拡散したり絶縁膜や金属膜等のＣＶＤ膜を形成したりする工程に使用されるバッチ式縦型拡散・ＣＶＤ装置（以下、バッチ式ＣＶＤ装置という。）として構成されている。本実施の形態に係るバッチ式ＣＶＤ装置１においては、ウエハ搬送用のウエハキャリアとしてはＦＯＵＰ（front opening unified pod 。以下、ポッドという。）が使用されている。なお、以下の説明において、前後左右は図１を基準とする。すなわち、フロント筐体５１側が前側、その反対側である耐圧筐体３側が後側、ボートエレベータ２０側が左側、その反対側であるシールキャップ２３側が右側とする。
【０００９】
図１に示されているように、バッチ式ＣＶＤ装置１は大気圧未満の圧力（以下、負圧という。）を維持可能な気密性能を有する筐体（以下、耐圧筐体という。）３を備えており、この耐圧筐体３によりボートを収納可能な容積を有するロードロック方式の予備室である待機室４が形成されている。なお、ロードロック方式とは、ゲートバルブ等の仕切弁を用いて処理室と予備室とを隔離し、処理室への空気の流入を防止したり、温度や圧力等の外乱を小さくして処理を安定化させる方式、である。耐圧筐体３の前面壁にはウエハ搬入搬出口５が開設されており、耐圧筐体３の一対の側壁には待機室４へ窒素（Ｎ2 ）ガスを給気するためのガス供給管６と、待機室４を負圧に排気するための排気管７とがそれぞれ接続されている。
【００１０】
図２および図３に示されているように、待機室４の天井壁にはボート搬入搬出口８が大きく開設されており、ボート搬入搬出口８は仕切弁としてのシャッタ９によって開閉されるように構成されている。耐圧筐体３の上に構築された筐体２の内部にはヒータユニット１０が垂直方向に設置されており、ヒータユニット１０の内部には処理室１１を形成するプロセスチューブ１２が設置されている。プロセスチューブ１２は石英（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形成されたアウタチューブ１３と、石英または炭化シリコン（ＳｉＣ）が使用されて上下両端が開口した円筒形状に形成されたインナチューブ１４とを備えており、アウタチューブ１３がインナチューブ１４に同心円に被せられている。アウタチューブ１３とインナチューブ１４との間には環状の排気路１５が両者の間隙によって形成されている。プロセスチューブ１２は耐圧筐体３の天井壁の上にマニホールド１６を介して支持されており、マニホールド１６はボート搬入搬出口８に同心円に配置されている。プロセスチューブ１２の下方には処理室１１に原料ガスやパージガス等を導入するためのガス導入管１７と、プロセスチューブ１２の内部を排気するための排気管１８とがそれぞれ接続されており、排気管１８は排気路１５に連通するようになっている。なお、プロセスチューブ１２には熱電対１９が挿入されており、熱電対１９の側温によってヒータユニット１０のフィードバック制御が実施されるようになっている。
【００１１】
待機室４にはボートを昇降させるためのボートエレベータ２０が設置されており、ボートエレベータ２０は送りねじ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２０の昇降台２１の側面にはアーム２２が水平に突設されており、アーム２２の先端にはシールキャップ２３が水平に据え付けられている。シールキャップ２３はプロセスチューブ１２の炉口になる耐圧筐体３のボート搬入搬出口８を気密シールするように構成されているとともに、基板保持具であるボート２４を垂直に支持するように構成されている。ボート２４は複数枚（例えば、２５枚、５０枚、１００枚、１２５枚、１５０枚ずつ等）のウエハＷをその中心を揃えて水平に支持した状態で、ボートエレベータ２０によるシールキャップ２３の昇降に伴ってプロセスチューブ１２の処理室１１に対して搬入搬出するように構成されている。ボート２４はシールキャップ２３に設置されたロータリーアクチュエータ２５によって回転されるように構成されている。
【００１２】
耐圧筐体３の前面壁の中間高さには、負圧を維持可能な気密性能を有する第二の耐圧筐体２６が連設されており、ウエハ移載室２７が第二の耐圧筐体（以下、移載室筐体という。）２６によって形成されている。ウエハ移載室２７にはウエハ搬入搬出口２８が待機室４側のウエハ搬入搬出口５に対応するように開設されており、ウエハ搬入搬出口２８およびウエハ搬入搬出口５はゲートバルブ２９によって開閉されるように構成されている。ウエハ移載室２７には負圧下でウエハＷを移載するウエハ移載装置３０が水平に設置されており、ウエハ移載装置３０はスカラ形ロボット（selective compliance assembly robot arm 。ＳＣＡＲＡ）によって構成されている。異物がウエハ移載室２７および待機室４に侵入するのを防止するために、ウエハ移載装置３０の駆動部であるモータ３１はウエハ移載室２７の底壁の外部に設置されている。移載室筐体２６の側壁にはウエハ移載室２７を負圧に排気するための排気管３２が接続されている。ウエハ移載室２７には圧力調整装置および圧力センサ（図示せず）が接続されており、圧力調整装置は、圧力センサの検出に基づいてウエハ移載室２７の圧力を調整するように構成されている。
【００１３】
ウエハ移載室２７のウエハ移載装置３０と反対側には、基板仮置き具としての一対のストッカ３３Ａ、３３Ｂが前後に並べられて設置されている。両ストッカ３３Ａ、３３Ｂはボート２４と同様な構造に構成されており、ボート２４が保持可能な最大枚数以上の枚数のウエハＷを保持可能なように構成されている。ウエハ移載室２７の前側ストッカ３３Ａと後側ストッカ３３Ｂとの間には、遮蔽手段としての遮蔽板３４が垂直に設置されており、遮蔽板３４は前側ストッカ３３Ａと後側ストッカ３３Ｂとの間の熱を遮断するように構成されている。前側ストッカ３３Ａおよび後側ストッカ３３Ｂのウエハ移載装置３０と反対側の近傍のそれぞれには、窒素ガスを吹き出す前側ガス吹出管３５Ａと後側ガス吹出管３５Ｂとが設置されており、前側ガス吹出管３５Ａおよび後側ガス吹出管３５Ｂは前側ストッカ３３Ａおよび後側ストッカ３３Ｂに窒素ガスをそれぞれ吹き付けるように構成されている。
【００１４】
移載室筐体２６の正面壁にはウエハ搬入搬出口３６が開設されており、ウエハ搬入搬出口３６はウエハＷをウエハ移載室２７に対して搬入搬出し得るように構成されている。移載室筐体２６の正面壁にはポッドオープナ室４０を形成する筐体４１が隣接して設置されており、ポッドオープナ室４０にはウエハ搬入搬出口３６を開閉するゲートバルブ４２が設置されている。筐体４１の側壁にはポッドオープナ室４０へ窒素（Ｎ2 ）ガスを給気するためのガス供給管４３と、ポッドオープナ室４０を負圧に排気するための排気管４４とがそれぞれ接続されている。筐体４１の正面壁にはウエハ搬入搬出口４５が開設されており、筐体４１の正面のウエハ搬入搬出口４５の下端辺にはポッドＰを載置する載置台４６が水平に突設されている。ポッドオープナ室４０の内部には載置台４６に載置されたポッドＰのキャップを着脱するキャップ着脱機構４７が設置されており、載置台４６に載置されたポッドＰのキャップをキャップ着脱機構４７によって着脱することにより、ポッドＰのウエハ出し入れ口を開閉するようになっている。
【００１５】
ポッドオープナ室４０を形成した筐体４１の前側には大気圧を維持可能なフロント筐体５１が構築されており、フロント筐体５１によってポッド保管室５２が形成されている。フロント筐体５１の正面壁にはポッド搬入搬出口５３が開設されており、フロント筐体５１のポッド搬入搬出口５３の手前にはポッドステージ５４が構築されている。ポッドステージ５４にはポッドＰがＲＧＶ等の工程内搬送装置によって供給および排出されるようになっている。フロント筐体５１内の上部には前側ポッド棚５５と後側ポッド棚５６とがそれぞれ設置されており、これらポッド棚５５、５６は複数台のポッドＰを一時的に保管し得るように構成されている。フロント筐体５１の前側部分にはリニアアクチュエータやエレベータおよびスカラ形ロボット等によって構成されたポッド搬送装置５７が設置されており、ポッド搬送装置５７はポッドステージ５４、前後のポッド棚５５、５６およびポッドオープナ４０の載置台４６の間でポッドＰを搬送するように構成されている。
【００１６】
図４に示されているように、移載室筐体２６の右側には酸化膜除去室と置換室とを備えた酸化膜除去装置６０が設置されている。すなわち、移載室筐体２６の右側壁にはウエハ搬入搬出口６１が開設されており、ウエハ搬入搬出口６１はウエハＷをウエハ移載室２７に対して搬入搬出し得るように構成されている。移載室筐体２６の右脇には置換室６２を形成した筐体（以下、置換室筐体という。）６３が隣接して設置されており、置換室筐体６３の左側壁にはウエハ搬入搬出口６４が開設されている。ウエハ搬入搬出口６１およびウエハ搬入搬出口６４はゲートバルブ６５によって開閉されるようになっている。置換室筐体６３の壁面には置換室６２にガスを吹き出す吹出口６６が複数個、全体的に分散されて開設されており、各吹出口６６には給気管６７の一端がそれぞれ接続されている。給気管６７の他端には酸化防止ガスとしての窒素（Ｎ2 ）ガスを供給する窒素ガス供給装置６８が接続されている。また、置換室筐体６３の壁面には置換室６２を排気する排気口６９が開設されており、排気口６９には排気管７０の一端が接続されている。排気管７０の他端には排気装置７１が排気量調整装置７２および圧力センサ７３を介して接続されており、排気量調整装置７２は圧力センサ７３の検出結果に基づいて置換室６２の圧力を調整するように構成されている。なお、図示は便宜上省略するが、排気口６９は置換室６２を均等に排気するために、複数個を全体的に分散して配置することが望ましい。
【００１７】
置換室筐体６３の底壁には酸化膜除去室（以下、除去室という。）７４を形成した除去室筐体７５が、持ち上げられた状態で二重槽になるように構築されている。すなわち、除去室筐体７５は底壁を除く全方位を置換室６２によって取り囲まれた状態になっており、置換室６２と除去室７４とは除去室筐体７５によって隔絶された状態になっている。除去室筐体７５のウエハ搬入搬出口６４に対向する部位にはウエハ搬入搬出口７６が開設されており、ウエハ搬入搬出口７６はウエハＷを除去室７４に対して搬入搬出し得るように構成されている。ウエハ搬入搬出口７６にはゲートバルブ７７が設置されており、ゲートバルブ７７はウエハ搬入搬出口７６を摺動を伴わずに開閉するように構成されている。除去室７４の表面は弗素樹脂のコーティング処理によって撥水性の良好な表面に構成されている。
【００１８】
除去室筐体７５の壁面には除去室７４にエッチング液を吹き出す吹出口７８が複数個、全体的に分散されて開設されており、各吹出口７８には給液管７９の一端がそれぞれ接続されている。給液管７９の他端には洗浄液としての弗酸等のエッチング液を供給するエッチング液供給装置８０が接続されている。除去室筐体７５の底壁には排液口８１が開設されており、排液口８１には排液装置８２の一端が接続されている。排液装置８２の他端は濾過装置８３を介してエッチング液供給装置８０に接続されており、エッチング供給装置８０はエッチング液を循環して再使用するように構成されている。
【００１９】
除去室筐体７５の壁面には除去室７４にガスを吹き出す吹出口８４が複数個、全体的に分散されて開設されており、各吹出口８４には給気管８５の一端がそれぞれ接続されている。給気管８５の他端には乾燥ガスとして過熱水蒸気と飽和水蒸気を含む水蒸気（Ｈ2 Ｏ）を供給する水蒸気供給装置８６が接続されている。除去室筐体７５の壁面には除去室７４を排気する排気口８７が開設されており、排気口８７には排気装置８８が排気量調整装置８９および圧力センサ９０を介して接続されており、排気量調整装置８９は圧力センサ９０の検出結果に基づいて除去室７４の圧力を調整するように構成されている。なお、排気口８７は除去室７４を均等に排気するために、複数個を全体的に分散して配置することが望ましい。
【００２０】
除去室７４の中央部にはモータ９１が垂直方向上向きに支持されており、モータ９１の回転軸（図示せず）にはウエハＷを水平に保持する保持具９２が連結されている。回転軸は磁気駆動とすることにより、回転時の擦れによるパーティクルの発生を抑制することができるので、磁気駆動とすることが好ましい。仮に擦れている箇所があったとしても、その部分を局所排気すればよい。保持具９２は真空吸着ヘッド等から構成されており、ウエハＷの下面中央部を保持するように構成されている。
【００２１】
以下、前記構成に係るバッチ式ＣＶＤ装置を使用したＩＣの製造方法における成膜工程を説明する。なお、本実施の形態においては、一台のポッドＰに収納された二十五枚以内のプロダクトウエハＷをバッチ処理（一括処理）する場合について説明する。
【００２２】
成膜すべきプロダクトウエハＷは二十五枚以内がポッドＰに収納された状態で、バッチ式ＣＶＤ装置１のポッドステージ５４へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。搬送されて来たポッドＰはポッドステージ５４から前側ポッド棚５５または後側ポッド棚５６の指定された場所にポッド搬送装置５７によって搬送されて保管される。
【００２３】
プロダクトウエハＷが収納されたポッドＰは載置台４６の上へポッド搬送装置５７によって搬送されて載置される。ポッドオープナ室４０には窒素ガスがガス供給管４３によって供給されるとともに、排気管４４によって排気されることにより、窒素ガスが充満（窒素ガスパージ）される。この時のポッドオープナ室４０の酸素濃度は２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。載置されたポッドＰのキャップがキャップ着脱機構４７によって取り外され、ポッドＰのウエハ出し入れ口が開放される。窒素ガスがポッドＰのウエハ出し入れ口にポッドオープナ室４０に敷設された窒素ガス供給ノズルから吹き込まれ、ポッドＰのウエハ収納室の雰囲気が窒素ガスパージされる。この時のポッドＰのウエハ収納室の酸素濃度は２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。その後、ウエハ搬入搬出口３６がゲートバルブ４２によって開放される。この際、ウエハ移載室２７には窒素ガスが充満（窒素ガスパージ）されている。なお、窒素ガスの供給はガス供給管４３による供給を設けず、ゲートバルブ４２の開放により、移載室内に充満された窒素ガスが流れ込むようにすることとしてもよし、排気管４４を設けず、ポッドＰとポッドオープナ室筐体との隙間から排気するようにしてもよい。
【００２４】
ポッドＰが開放されると、ウエハＷはポッドＰからウエハ移載装置３０によってウエハ搬入搬出口３６を通してピックアップされ、ウエハ移載室２７に搬入される。ウエハ移載室２７に搬入されたウエハＷは、ウエハ移載室２７の一方のストッカである前側ストッカ３３Ａへウエハ移載装置３０によって移載される。ポッドＰの全てのウエハＷが前側ストッカ３３Ａへ移載されて装填（ウエハチャージング）されると、ウエハ搬入搬出口３６がゲートバルブ４２によって閉じられる。ウエハ搬入搬出口３６が閉じられると、ポッドオープナ室４０への窒素ガスの供給は停止される。ちなみに、空になったポッドＰは載置台４６からポッド棚５５または５６にポッド搬送装置５７によって一時的に戻される。
【００２５】
一方、窒素ガスが置換室６２に窒素ガス供給装置６８から各吹出口６６へ給気管６７を通じてそれぞれ供給され、各吹出口６６からそれぞれ吹き出されるとともに、排気口６９によって適宜に排気されることにより、置換室６２が窒素ガスパージされる。この際、排気量調整装置７２の排気量の調整により、置換室６２の酸素濃度は２０ｐｐｍ以下に調整される。また、置換室６２の圧力はウエハ移載室２７および除去室７４の圧力よりも若干高めに維持される。
【００２６】
その後、ウエハ搬入搬出口６１、６４がゲートバルブ６５によって開放されるとともに、ウエハ搬入搬出口７６がゲートバルブ７７によって開放される。次いで、前側ストッカ３３Ａに装填されたウエハＷがウエハ移載装置３０によってピックアップされて、置換室６２にウエハ搬入搬出口６１、６４を通じて置換室６２に搬入され、続いて、ウエハ搬入搬出口７６を通じて除去室７４に搬入され、保持具９２へ移載される。保持具９２に移載されたウエハＷは保持具９２によって保持される。ウエハＷが保持されると、ウエハ搬入搬出口７６がゲートバルブ７７によって閉じられ、ウエハ搬入搬出口６１、６４がゲートバルブ６５によって閉じられる。この際、置換室６２の圧力がウエハ移載室２７および除去室７４の圧力よりも高めに維持されているので、除去室７４の雰囲気がウエハ移載室２７に逆流することはない。
【００２７】
次いで、保持具９２によって保持されたウエハＷがモータ９１によって回転される。続いて、除去室７４にはエッチング液がエッチング液供給装置８０から給液管７９を通じて全体的に分散配置された各吹出口７８にそれぞれ供給され、各吹出口７８から除去室７４にそれぞれ吹き出される。各吹出口７８から吹き出されたエッチング液は、ウエハＷが回転されていることとあいまってウエハＷの表面に全体的に均一に接触するので、ウエハＷの表面に形成された自然酸化膜を全体にわたって均一にエッチングして除去する。除去室７４に供給されたエッチング液は排液口８１を通じて排液装置８２によって回収される。予め、設定された時間が経過すると、モータ９１の回転およびエッチング液の供給が停止される。なお、エッチング液にて酸化膜除去後に、純水を供給してウエハＷおよび除去室７４をリンスするステップを設定してもよい。
【００２８】
酸化膜除去後またはリンス後に、除去室７４には水蒸気（過熱・飽和水蒸気を含む）が水蒸気供給装置８６から給気管８５を通じて全体的に分散配置された各吹出口８４にそれぞれ供給され、各吹出口８４から除去室７４にそれぞれ吹き出される。各吹出口８４から吹き出された水蒸気は、ウエハＷが回転されていることとあいまってウエハＷの表面に全体的に均一に接触するので、ウエハＷの表面は均一に乾燥される。この際、ウエハＷに所謂ウオータマークが生成されないように、除去室７４の圧力が排気量調整装置８９によって適当な値に調整される。
【００２９】
乾燥後、窒素ガスが置換室６２に窒素ガス供給装置６８から各吹出口６６へ給気管６７を通じてそれぞれ供給され、各吹出口６６からそれぞれ吹き出されるとともに、排気口６９によって適宜に排気されることにより、置換室６２が窒素ガスパージされる。この際、排気量調整装置７２の排気量の調整により、置換室６２の酸素濃度は２０ｐｐｍ以下に調整される。また、置換室６２の圧力は除去室７４の圧力よりも若干高めに維持され、ウエハ移載室２７よりも若干低めに維持される。すなわち、ウエハ移載室＞置換室＞除去室（圧力差）とする。また、この洗浄ステップ（エッチング液供給からスチーム乾燥までのステップ）を繰り返し行う（１枚のウエハに対し連続で繰り返し）ことにより、より一層効果的に洗浄することができる。
【００３０】
その後、ウエハ搬入搬出口７６がゲートバルブ７７によって開放され、ウエハ搬入搬出口６１、６４がゲートバルブ６５によって開放される。続いて、保持具９２に保持された自然酸化膜除去および乾燥済みのウエハＷがウエハ移載装置３０によってピックアップされて、ウエハ移載室２７にウエハ搬入搬出口７６、６４、６１、を通じて搬入され、前側ストッカ３３Ａに移載される。移載が完了すると、ウエハ搬入搬出口６１、６４がゲートバルブ６５によって閉じられる。この際、置換室６２の圧力が除去室７４の圧力よりも高めに維持されているので、除去室７４の雰囲気がウエハ移載室２７に侵入することを低減することができる。さらに、置換室６２の圧力がウエハ移載室２７の圧力よりも低めに維持されているので、置換室および除去室の雰囲気がウエハ移載室に侵入することを低減することができる。
【００３１】
以降、前述した作動が繰り返されることにより、前側ストッカ３３Ａの全てのウエハＷについて自然酸化膜除去ステップが一枚ずつ実施されて、自然酸化膜除去ステップが前側ストッカ３３Ａの全てのウエハＷについて完了される。
【００３２】
ウエハ搬入搬出口６１、６４がゲートバルブ６５によって閉じられた状態で、自然酸化膜除去ステップが前側ストッカ３３Ａの全てのウエハＷについて完了すると、ウエハ移載室２７は排気管３２によって真空引きされることにより、ウエハ移載室２７の圧力が待機室４の圧力と等しく減圧される。この際、ウエハ移載室２７の容積は待機室４のそれに比べて小さいので、減圧時間は短くて済む。ウエハ移載室２７が待機室４と等しく減圧されると、ウエハ搬入搬出口２８、５がゲートバルブ２９によって開放される。
【００３３】
続いて、前側ストッカ３３Ａに装填された自然酸化膜除去済みのウエハＷがウエハ移載装置３０によってピックアップされて、待機室４にウエハ搬入搬出口２８、５を通じて搬入され、待機室４のボート２４へ移載される。
【００３４】
以降、ウエハＷの前側ストッカ３３Ａからボート２４へのウエハ移載装置３０による移載作業が繰り返される。この間、ウエハ移載室２７および待機室４は負圧に減圧されているので、自然酸化膜除去済みのウエハＷが移載途中で自然酸化される現象を防止することができる。また、ボート搬入搬出口８がシャッタ９によって閉鎖されることにより、プロセスチューブ１２の高温雰囲気が待機室４に流入することは防止されている。したがって、移載途中のウエハＷおよび移載されたウエハＷが高温雰囲気に晒されることはなく、ウエハＷが高温雰囲気に晒されることによる自然酸化等の弊害の派生は防止されることになる。
【００３５】
前側ストッカ３３Ａに装填された全てのウエハＷがボート２４へ装填されると、ボート搬入搬出口８がシャッタ９によって開放される。続いて、シールキャップ２３がボートエレベータ２０の昇降台２１によって上昇されて、図３に想像線で示されているように、シールキャップ２３に支持されたボート２４がプロセスチューブ１２の処理室１１に搬入（ボートローディング）される。ボート２４が上限に達すると、ボート２４を支持したシールキャップ２３の上面の周辺部がボート搬入搬出口８をシール状態に閉塞するため、処理室１１は気密に閉じられた状態になる。このボート２４の処理室１１への搬入に際して、待機室４は負圧に維持されているため、ボート２４の処理室１１への搬入に伴って外部の酸素や水分が処理室１１に侵入することは確実に防止される。また、前側ストッカ３３ＡのウエハＷをボート２４に装填した後に、待機室４を真空引きしたり窒素ガスパージしたりせずに、ボート２４を処理室１１へ搬入することができるので、スループットを大幅に向上させることができる。
【００３６】
その後、プロセスチューブ１２の処理室１１は気密に閉じられた状態で、所定の圧力となるように排気管１８によって排気され、ヒータユニット１０によって所定の温度に加熱され、所定の原料ガスがガス導入管１７によって所定の流量だけ供給される。これにより、予め設定された処理条件に対応する所望の膜がウエハＷに形成される。
【００３７】
翻って、前側ストッカ３３Ａに装填された全てのウエハＷがボート２４へ装填されると、ウエハ搬入搬出口２８、５がゲートバルブ２９によって閉鎖され、ウエハ移載室２７がガス吹出管３５Ａ、３５Ｂによって窒素ガスパージされる。一方、次の（二番目の）バッチのプロダクトウエハＷが収納されたポッドＰは、載置台４６の上へポッド搬送装置５７によって搬送されて載置される。ポッドオープナ室４０は窒素ガスがガス供給管４３によって供給されるとともに排気管４４によって排気されることにより、窒素ガスパージされる。その後、載置されたポッドＰのキャップがキャップ着脱機構４７によって取り外され、ポッドＰのウエハ出し入れ口が開放される。続いて、窒素ガスがポッドＰのウエハ出し入れ口にポッドオープナ室４０に敷設された窒素ガス供給ノズルから吹き込まれ、ポッドＰのウエハ収納室の雰囲気が窒素ガスパージされる。その後に、ウエハ搬入搬出口３６がゲートバルブ４２によって開放される。この際、ウエハ移載室２７には窒素ガスが充満（窒素ガスパージ）されている。
【００３８】
ポッドＰが開放されると、ウエハＷはポッドＰからウエハ移載装置３０によってウエハ搬入搬出口３６を通してピックアップされ、ウエハ移載室２７に搬入される。ウエハ移載室２７に搬入されたウエハＷはウエハ移載室２７の後側ストッカ３３Ｂへウエハ移載装置３０によって移載される。ポッドＰの全てのウエハＷが後側ストッカ３３Ｂへ移載されて装填されると、ウエハ搬入搬出口３６がゲートバルブ４２によって閉じられる。ウエハ搬入搬出口３６が閉じられると、ポッドオープナ室４０への窒素ガスの供給は停止される。ちなみに、空になったポッドＰは載置台４６からポッド棚５５または５６にポッド搬送装置５７によって一時的に戻される。
【００３９】
ウエハ搬入搬出口３６がゲートバルブ４２によって閉じられると、置換室６２には窒素ガスが吹出口６６によって供給されるとともに排気口６９によって排気されることにより、置換室６２が窒素ガスパージされる。この時の置換室６２の酸素濃度は２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。その後、ウエハ搬入搬出口６１、６４がゲートバルブ６５によって開放されるとともに、ウエハ搬入搬出口７６がゲートバルブ７７によって開放され、後側ストッカ３３Ｂに装填されたウエハＷがウエハ移載装置３０によってピックアップされて、置換室６２にウエハ搬入搬出口６１、６４を通じて搬入され、続いて、ウエハ搬入搬出口７６を通じて除去室７４に搬入され、保持具９２へ移載される。
【００４０】
以降、前側ストッカ３３ＡのウエハＷについて前述した自然酸化膜除去ステップの作業が繰り返されることにより、後側ストッカ３３Ｂの全てのウエハＷについて自然酸化膜除去ステップが実施されて行き、自然酸化膜除去ステップが後側ストッカ３３Ｂの全てのウエハＷについて完了される。この次のバッチのポッドＰに対するウエハＷ群の後側ストッカ３３Ｂへの装填ステップ、窒素ガスパージステップおよび自然酸化膜除去ステップは、前回のバッチの成膜ステップと同時進行することができるので、スループットの低下を防止することができる。
【００４１】
他方、前回のバッチに対するウエハＷに対しての成膜ステップについて設定された処理時間が経過すると、図２および図３に示されているように、ボート２４がボートエレベータ２０によって下降されることにより、処理済みウエハＷを保持したボート２４が待機室４に搬出（ボートアンローディング）される。
【００４２】
ボート２４が待機室４に排出されると、ボート搬入搬出口８がシャッタ９によって閉鎖され、ウエハ搬入搬出口５、２８がゲートバルブ２９によって開放される。続いて、搬出されたボート２４の処理済みウエハＷがウエハ移載装置３０によって脱装（ディスチャージング）されて、予め減圧されたウエハ移載室２７に搬入され、前側ストッカ３３Ａへ装填される。ボート２４の全ての処理済みウエハＷが前側ストッカ３３Ａへウエハ移載装置３０によって装填されると、続いて、後側ストッカ３３Ｂに予め装填された次のバッチのウエハＷが、ボート２４にウエハ移載装置３０によって移載されて装填される。このようにして、大きな容量を有する待機室４を窒素ガスパージせずに、処理室１１から待機室４に搬出された処理済みウエハＷを待機室４と同圧に減圧されたウエハ移載室２７へ待機室４に搬出された直後に移送して前側ストッカ３３Ａに装填し、続いて、次のバッチのウエハＷをウエハ移載室２７の後側ストッカ３３Ｂから待機室４のボート２４に装填すると、大きな容量を有する待機室４を窒素ガスパージする時間を省略することができるので、スループットを大幅に高めることができる。
【００４３】
後側ストッカ３３Ｂに装填された次のバッチのウエハＷがボート２４へ全て装填されると、ボート搬入搬出口８がシャッタ９によって開放される。続いて、シールキャップ２３がボートエレベータ２０の昇降台２１によって上昇されて、シールキャップ２３に支持されたボート２４がプロセスチューブ１２の処理室１１に搬入される。ボート２４が上限に達すると、ボート２４を支持したシールキャップ２３の上面の周辺部がボート搬入搬出口８をシール状態に閉塞するために、プロセスチューブ１２の処理室１１は気密に閉じられた状態になる。このボート２４の処理室１１への搬入に際しても、待機室４は負圧に維持されているために、ボート２４の処理室１１への搬入に伴って外部の酸素や水分が処理室１１に侵入することは確実に防止される。さらに、後側ストッカ３３ＢのウエハＷをボート２４に装填した後に、待機室４を真空引きしたり窒素ガスパージしたりせずに、ボート２４を処理室１１へ搬入することができるので、スループットを大幅に向上させることができる。
【００４４】
その後に、前回の（一番目の）バッチのウエハＷに対する場合と同様にして、プロセスチューブ１２の処理室１１は気密に閉じられた状態で、所定の圧力となるように排気管１８によって排気され、ヒータユニット１０によって所定の温度に加熱され、所定の原料ガスがガス導入管１７によって所定の流量だけ供給される。これにより、前回のバッチと同様にウエハＷに対する処理条件に対応する所望の膜がウエハＷに形成される。
【００４５】
他方、後側ストッカ３３Ｂに装填された全てのウエハＷがボート２４へ装填されると、ウエハ搬入搬出口２８、５がゲートバルブ２９によって閉鎖され、冷却媒体としての冷えた新鮮な窒素ガスが前側ストッカ３３Ａに装填された処理済みウエハＷにガス吹出管３５Ａによって直接的に吹き付けられる。この窒素ガスの吹き付けにより、前側ストッカ３３Ａに装填された高温のウエハＷはきわめて効果的に強制冷却される。前側ストッカ３３Ａに装填された処理済みウエハＷに対する強制冷却時間は、次の（二番目の）バッチに対する成膜ステップの処理時間に対応して充分に確保することができるので、（一番目の）処理済みウエハＷを充分に冷却することができる。しかも、この処理済みウエハＷの強制冷却ステップは次の（二番目の）バッチのウエハＷについての成膜ステップと同時に進行されていることにより、冷却待ち時間は吸収されることになるため、バッチ式ＣＶＤ装置１の全体としてのスループットを低下させることにはならない。
【００４６】
前側ストッカ３３Ａに装填された処理済みウエハＷが窒素ガスの吹き付けによって強制的に冷却されて、ポッドＰに収納可能な温度（例えば、８０℃以下）に降温したところで、ウエハ搬入搬出口３６がゲートバルブ４２によって開放される。このとき、ウエハ移載室２７およびポッドオープナ室４０は窒素ガスパージされている。続いて、載置台４６に載置された空のポッドＰがキャップ着脱機構４７によって取り外され、ポッドＰのウエハ出し入れ口が開放される。空のポッドＰが開放されると、窒素ガスがポッドＰのウエハ出し入れ口にポッドオープナ室４０に敷設された窒素ガス供給ノズルから吹き込まれ、ポッドＰのウエハ収納室の雰囲気が窒素ガスパージされる。続いて、前側ストッカ３３Ａの処理済みのウエハＷが載置台４６の空のポッドＰにウエハ移載装置３０によって収納される。この際、処理済みウエハＷはポッドＰに収納可能な温度に降温されているため、ポッドＰが樹脂によって製作されている場合であっても、処理済みウエハＷをポッドＰに安全に収納することができる。
【００４７】
前側ストッカ３３Ａに装填された処理済みウエハＷがポッドＰに全て収納されると、ポッドＰはキャップ着脱機構４７によってキャップを装着された後に、載置台４６から前側ポッド棚５５または後側ポッド棚５６にポッド搬送装置５７によって搬送される。この際、ウエハ搬入搬出口４５はキャップ着脱機構４７によって閉じられた状態になっている。処理済みウエハＷを収納したポッドＰが載置台４６から搬送されると、次の（三番目の）バッチのポッドＰが載置台４６へポッド搬送装置５７によって搬送される。以降、前述した作動が繰り返されることにより、次の（三番目の）バッチのウエハＷについて前述した成膜が施されることになる。
【００４８】
他方、前々回の（一番目の）バッチの処理済みウエハＷを収納したポッドＰは、前側ポッド棚５５または後側ポッド棚５６からポッドステージ５４に搬送され、ポッドステージ５４から次の処理工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。この処理済みウエハＷの空のポッドＰへの収納作業は、後続のバッチのウエハＷに対する成膜ステップの間に同時に進行することができる。
【００４９】
以降、前述した作用が繰り返されて、ウエハＷが例えば２５枚ずつ、バッチ式ＣＶＤ装置１によってバッチ処理されて行く。
【００５０】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００５１】
1)  ウエハの自然酸化膜を酸化膜除去装置によって除去した後に、ウエハを待機室に搬送して処理室に搬入することにより、ウエハへの自然酸化膜を低減することができたり、不純物が再付着することを低減することができるので、良好な処理を確保することができる。例えば、高品質な容量膜の形成や容量絶縁膜の耐圧劣化の抑制等が可能となる。
【００５２】
2)  除去室を置換室によって取り囲むことにより、除去室のエッチング液等の異物が移載室に侵入するのを防止することができるので、移載室や待機室および処理室が異物によって汚染されるのを防止することができる。
【００５３】
3)  エッチング液を除去室に吹き出す吹出口を複数個開設することにより、エッチング液をウエハの表面にむらなく行き渡らせることができるので、ウエハを全体にわたって均一に洗浄することができ、また、エッチング液の消費量を必要最小限に抑制することができ、排出時間を短縮することができる。
【００５４】
4)  エッチング液を濾過装置を通して循環させて再使用することにより、除去物の再付着を防止しつつ、エッチング液の消費量を低減することができるので、コストアップを抑制することができる。
【００５５】
5)  エッチング液を強制的に排出して流通させることにより、新鮮なエッチング液をウエハに常に供給することができるので、ウエハの表面を荒らすことなく均一に洗浄することができる。
【００５６】
6)  エッチング液の洗浄後にウエハを乾燥させるための乾燥ガスとして水蒸気（過熱・飽和水蒸気を含む）を使用することにより、乾燥ガスのコストを抑制することができるばかりでなく、乾燥ガスの廃棄処理を簡単化することができるので、コストアップを抑制することができる。
【００５７】
7)  乾燥ガスとしての水蒸気を除去室に複数個の吹出口から吹き出させることにより、水蒸気をウエハに均一に供給することができるので、ウエハをウオータマーク等の乾燥むらを発生することなく、均一に乾燥することができる。
【００５８】
8)  乾燥ガスとしての水蒸気の供給流量および排気量すなわち流通量を制御することにより、水蒸気をウエハにより一層均一に供給することができるので、ウエハをウオータマーク等の乾燥むらを発生することなく、より一層均一に乾燥することができる。
【００５９】
9)  洗浄中および乾燥中にウエハを回転させることにより、エッチング液および水蒸気をウエハにより一層均一に接触させることができるので、ウエハをウオータマーク等のむらを発生することなく、より一層均一に洗浄および乾燥することができる。
【００６０】
10) 酸化防止ガスとしての窒素ガスの置換室への流通量を制御することにより、置換室の窒素パージの効率を向上させることができるとともに、気流の乱れを防止することができるので、移載室と除去室との隔絶を確実に維持することができる。
【００６１】
11) 除去室の容積を必要最小限に設定することにより、エッチング液や乾燥ガスの消費量を抑制することができるので、コストアップを抑制することができるばかりでなく、供給時間および排出時間を短縮することができる。
【００６２】
12) 除去室を撥水性の良好な構造に構成することにより、液溜まりを防止することができるので、エッチング液の排出および乾燥ガスの排出の効率を向上させることができる。
【００６３】
13) 除去室のシール面に酸化膜防止ガスとしての窒素ガスによってガスカーテンを敷設することにより、水分やエッチング液およびエッチング除去物等がシール面に入り込むのを防止することができ、また、乾燥の効率を向上させることができる。
【００６４】
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。
【００６５】
例えば、除去室の全方位を置換室によって取り囲むように構成してもよい。
【００６６】
一対のストッカは交互に使用するように設定するに限らず、一方を処理前専用のストッカに使用し、他方を処理後専用のストッカに使用するように設定してもよい。また、ストッカには製品となる所謂プロダクトウエハだけを装填するに限らず、製品とならない所謂ダミーウエハをも装填してもよい。
【００６７】
前記実施の形態ではバッチ式ＣＶＤ装置の場合について説明したが、本発明はこれに限らず、基板処理装置全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施の形態であるバッチ式ＣＶＤ装置を示す平面断面図である。
【図２】その一部省略側面断面図である。
【図３】図１のIII-III 線に沿う断面図である。
【図４】図１のIV−IV線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ｗ…ウエハ（基板）、１…バッチ式ＣＶＤ装置（基板処理装置）、２…筐体、３…待機室筐体（耐圧筐体）、４…待機室（予備室）、５…ウエハ搬入搬出口、６…ガス供給管、７…排気管、８…ボート搬入搬出口、９…シャッタ、１０…ヒータユニット、１１…処理室、１２…プロセスチューブ、１３…アウタチューブ、１４…インナチューブ、１５…排気路、１６…マニホールド、１７…ガス導入管、１８…排気管、１９…熱電対、２０…ボートエレベータ、２１…昇降台、２２…アーム、２３…シールキャップ、２４…ボート（基板保持具）、２５…ロータリーアクチュエータ、２６…移載室筐体（耐圧筐体）、２７…ウエハ移載室、２８…ウエハ搬入搬出口、２９…ゲートバルブ、３０…ウエハ移載装置、３１…モータ、３２…排気管、３３Ａ、３３Ｂ…ストッカ（基板保持具）、３４…遮蔽板（遮蔽手段）、３５Ａ、３５Ｂ…ガス吹出管（ガス吹出手段）、３６…ウエハ搬入搬出口、４０…ポッドオープナ室、４１…ポッドオープナ室筐体（耐圧筐体）、４２…ゲートバルブ、４３…ガス供給管、４４…排気管、４５…ウエハ搬入搬出口、４６…載置台、４７…キャップ着脱機構、５１…フロント筐体、５２…ポッド保管室、５３…ポッド搬入搬出口、５４…ポッドステージ、５５、５６…ポッド棚、５７…ポッド搬送装置、６０…酸化膜除去装置、６１…ウエハ搬入搬出口、６２…置換室、６３…置換室筐体、６４…ウエハ搬入搬出口、６５…ゲートバルブ、６６…吹出口、６７…給気管、６８…窒素ガス（酸化防止ガス）供給装置、６９…排気口、７０…排気管、７１…排気装置、７２…排気量調整装置、７３…圧力センサ、７４…除去室（酸化膜除去室）、７５…除去室筐体、７６…ウエハ搬入搬出口、７７…ゲートバルブ、７８…吹出口、７９…給液管、８０…エッチング液供給装置、８１…排液口、８２…排液装置、８３…濾過装置、８４…吹出口、８５…給気管、８６…水蒸気（乾燥ガス）供給装置、８７…排気口、８８…排気装置、８９…排気量調整装置、９０…圧力センサ、９１…モータ、９２…保持具。
【図１】
2005175068.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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