(57)【要約】      （修正有）【課題】基板冷却時に基板間に温度偏差が生じない様にしつつ、基板の降温速度を増大させうる基板を加熱処理する基板処理装置をて提供する。【解決手段】複数の基板１を処理する処理室６０と、該処理室を加熱する加熱手段９１と、前記処理室に連設された気密室３９と、前記複数の基板を前記処理室と前記気密室との間で搬入出する搬入出手段と、前記気密室に加熱ガス及び冷却ガスを供給するガス供給手段７８と、該ガス供給手段からの加熱ガス及び冷却ガスの供給を制御するガス供給制御部８８とを具備し、前記ガス供給制御部は、基板処理後前記搬入出手段により前記複数の基板を前記処理室から前記気密室に搬出している間は、前記ガス供給手段から前記気密室に加熱ガスを供給する様制御し、前記搬入出手段により前記複数の基板を前記処理室から前記気密室に搬出し終えた以後は前記ガス供給手段から前記気密室に冷却ガスを供給する様制御する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を処理する処理室と、該処理室を加熱する加熱手段と、前記処理室に連設された気密室と、前記複数の基板を前記処理室と前記気密室との間で搬入出する搬入出手段と、前記気密室に加熱ガス及び冷却ガスを供給するガス供給手段と、該ガス供給手段からの加熱ガス及び冷却ガスの供給を制御するガス供給制御部とを具備し、前記ガス供給制御部は、基板処理後前記搬入出手段により前記複数の基板を前記処理室から前記気密室に搬出している間は、前記ガス供給手段から前記気密室に加熱ガスを供給する様制御し、前記搬入出手段により前記複数の基板を前記処理室から前記気密室に搬出し終えた以後は前記ガス供給手段から前記気密室に冷却ガスを供給する様制御す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、シリコンウェーハ、ガラス基板等の基板に、薄膜を生成し、或は不純物の拡散、エッチング、アニール処理等の処理を行う基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェーハ等の基板から半導体装置を製造する工程に、熱ＣＶＤ法による薄膜の生成、不純物の拡散、エッチング、アニール処理等の基板処理が有り、斯かる基板処理を行うものとして基板処理装置が有る。
【０００３】
該基板処理装置では、基板を加熱処理する処理炉を具備し、該処理炉はヒータと該ヒータ内に設けられ、基板を収納する処理室とから構成され、該処理室で基板が加熱状態で処理される様になっており、処理後は基板を所定温度迄冷却している。
【０００４】
又、基板を冷却する方法として、処理室に収納した状態で、処理室を冷却し、内部の基板を冷却する方法と、処理室に連設された気密室を有し、処理後基板を気密室に搬出して冷却する方法とがある。
【０００５】
処理室に収納した状態で基板を冷却する基板処理装置では、急冷装置が設けられ、ヒータと処理室との間を排気することで、反応室を冷却し、更に反応室を介して基板を冷却する様になっている。
【０００６】
該冷却方法では、ヒータ、反応室の熱容量が大きく、又反応室を介して基板が冷却される為、基板の冷却速度が遅く、基板処理装置のスループットに影響するという問題がある。
【０００７】
次に、基板処理装置が縦型炉を具備し、該縦型炉内に形成される処理室に気密室が連設され、前記処理室で基板が処理され、処理後基板を前記気密室に搬出して冷却するものがあり、斯かる基板処理装置として、特許文献１に示されるものが有る。
【０００８】
特許文献１に示される基板処理装置では、所定枚数の基板がボートによって多段に保持され、基板はボートに保持された状態で処理室で所要の処理が為される様になっている。
【０００９】
又、気密室には該気密室と前記処理室間でボートの搬入搬出を行うボートエレベータが設けられており、処理後処理済の基板を保持するボートがボートエレベータにより処理室から気密室に搬出され、処理済の基板は気密室で冷却される様になっている。更に、特許文献１では、冷却効果を高める為、基板に向け不活性ガスが吹付けられる様になっている。
【００１０】
基板は温度の低い気密室で、冷却ガスを吹付けられるので急速な冷却が可能となっている。
【００１１】
然し乍ら、後者の冷却方法では、温度が高い状態で処理炉から基板が搬出され、ボートの下部から温度の低い気密室に搬出されていくので、ボート下部に保持された基板と上部に保持された基板とでは、冷却に時間差即ち異なる熱履歴を生じてしまう。熱履歴の差は半導体装置の性能に差を生じる虞れがある。
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−５０９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は斯かる実情に鑑み、基板冷却時に基板間に温度偏差が生じない様にしつつ、基板の降温速度を増大させようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、複数の基板を処理する処理室と、該処理室を加熱する加熱手段と、前記処理室に連設された気密室と、前記複数の基板を前記処理室と前記気密室との間で搬入出する搬入出手段と、前記気密室に加熱ガス及び冷却ガスを供給するガス供給手段と、該ガス供給手段からの加熱ガス及び冷却ガスの供給を制御するガス供給制御部とを具備し、前記ガス供給制御部は、基板処理後前記搬入出手段により前記複数の基板を前記処理室から前記気密室に搬出している間は、前記ガス供給手段から前記気密室に加熱ガスを供給する様制御し、前記搬入出手段により前記複数の基板を前記処理室から前記気密室に搬出し終えた以後は前記ガス供給手段から前記気密室に冷却ガスを供給する様制御する基板処理装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の基板を処理する処理室と、該処理室を加熱する加熱手段と、前記処理室に連設された気密室と、前記複数の基板を前記処理室と前記気密室との間で搬入出する搬入出手段と、前記気密室に加熱ガス及び冷却ガスを供給するガス供給手段と、該ガス供給手段からの加熱ガス及び冷却ガスの供給を制御するガス供給制御部とを具備し、前記ガス供給制御部は、基板処理後前記搬入出手段により前記複数の基板を前記処理室から前記気密室に搬出している間は、前記ガス供給手段から前記気密室に加熱ガスを供給する様制御し、前記搬入出手段により前記複数の基板を前記処理室から前記気密室に搬出し終えた以後は前記ガス供給手段から前記気密室に冷却ガスを供給する様制御するので、処理室から気密室に搬出する際に処理室と気密室間の温度差で基板間に熱偏差が生じるのが防止され、更に搬出された後は冷却ガスにより直接冷却されるので、高速度で冷却され、基板の冷却に要する時間が短縮され、スループットが向上するという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００１７】
先ず、本発明が実施される基板処理装置について説明する。
【００１８】
尚、以下に説明する基板処理装置の一例は、縦型炉を有し、該縦型炉内に処理室が形成され、該処理室に連設された気密室を有する基板処理装置４６を示している。又、該基板処理装置４６では、ウェーハ１は密閉式の基板収納容器（以下ポッド２）に収納され、保管、搬送される様になっている。
【００１９】
図１、図２中、３は気密な筐体を示し、筐体３の正面壁４の下部にはメンテナンス用の正面メンテナンス口５が開設され、該正面メンテナンス口５は正面メンテナンス扉６，６によって開閉される様になっている。
【００２０】
前記正面壁４の、前記正面メンテナンス扉６の上側にはポッド授受ステージ（基板収納容器受渡し台）７が設けられ、該ポッド授受ステージ７と前記筐体３内部とはポッド搬入搬出口（基板収納容器搬入搬出口）８を介して連通し、該ポッド搬入搬出口８はフロントシャッタ（基板収納容器搬入搬出口開閉機構）９によって開閉される様になっている。
【００２１】
前記ポッド授受ステージ７に対しては外部搬送装置（図示せず）により、前記ポッド２の搬送、授受が行われる様になっている。
【００２２】
前記筐体３内の前後方向の略中央部に於ける上部には、回転式ポッド棚（基板収納容器載置棚）１１が設置されており、回転式ポッド棚１１は複数個の前記ポッド２を保管する様に構成されている。
【００２３】
前記回転式ポッド棚１１は、垂直に立設されて間欠回転される支柱１２と、該支柱１２に上中下段の各位置に於いて放射状に設けられた複数枚の棚板（基板収納容器載置台）１３とを備えており、複数枚の棚板１３には前記ポッド２が複数個宛それぞれ載置される様に構成されている。
【００２４】
前記ポッド授受ステージ７と前記回転式ポッド棚１１との間には、ポッド搬送装置（基板収納容器搬送装置）１８が設置されており、該ポッド搬送装置１８は、前記ポッド２を保持して昇降可能なポッドエレベータ（基板収納容器昇降機構）１９と進退可能な搬送機構としてのポッド搬送機構（基板収納容器搬送機構）２１とで構成されており、前記ポッド搬送装置１８は前記ポッドエレベータ１９とポッド搬送機構２１との協働により、前記ポッド授受ステージ７、前記回転式ポッド棚１１、後述するポッドオープナ（基板収納容器蓋体開閉機構）２２との間で、前記ポッド２を搬送する様に構成されている。
【００２５】
前記筐体３内の前後方向の略中央部に於ける下部には、気密な筐体から構成される内部筐体２３が後端に亘って設けられている。該内部筐体２３の正面壁２４にはウェーハ１を内部筐体２３内に対して搬入搬出する為のウェーハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）２５，２５が垂直方向に上下二段に開口されており、該ウェーハ搬入搬出口２５，２５にはポッドオープナ２２，２２がそれぞれ設置されている。
【００２６】
前記ポッドオープナ２２は前記ポッド２を載置する載置台２６，２６と、ポッド２のキャップ（蓋体）を着脱するキャップ着脱機構（蓋体着脱機構）２７，２７とを備えている。前記ポッドオープナ２２は前記載置台２６に載置された前記ポッド２のキャップを前記キャップ着脱機構２７によって着脱することにより、前記ポッド２のウェーハ出入れ口を開閉する様に構成されている。
【００２７】
前記内部筐体２３は気密な移載室２８を構成し、該移載室２８の前側領域にはウェーハ移載機構（基板移載機構）２９が設置されており、該ウェーハ移載機構２９は、ウェーハ１を水平方向に回転、進退可能なウェーハ移載装置（基板移載装置）３１及び該ウェーハ移載装置３１を昇降させる為のウェーハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）３２とで構成されている。
【００２８】
前記ウェーハ移載機構２９は、前記ウェーハ搬入搬出口２５に対峙して設けられ、前記ウェーハ移載装置エレベータ３２及び前記ウェーハ移載装置３１の協働により、ウェーハ移載装置３１のツイーザ（基板保持体）３３によりウェーハ１をボート（基板保持具）３４に対して装填（チャージング）及び脱装（ディスチャージング）する様に構成されている。該ボート３４は、ウェーハ１を所定枚数（例えば、５０枚〜１２５枚程度）、水平姿勢で多段に保持する様になっている。
【００２９】
前記ウェーハ移載装置エレベータ３２と対向し、前記移載室２８に清浄化した雰囲気又は不活性ガスであるクリーンエア３５を供給する様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３６が設置されており、該クリーンユニット３６と前記ウェーハ移載装置３１との間には、ウェーハの円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合わせ装置３７が設置されている。
【００３０】
前記クリーンユニット３６から吹出されたクリーンエア３５は、前記ノッチ合わせ装置３７及び前記ウェーハ移載機構２９に流通された後に、図示しないダクトにより吸込まれて、前記筐体３の外部に排気されるか、若しくは前記クリーンユニット３６の吸込み側である一次側（供給側）に循環され、再び前記クリーンユニット３６によって、前記移載室２８に吹出される様に構成されている。
【００３１】
前記移載室２８の後側領域には、大気圧未満の圧力（以下、負圧という。）を維持可能な気密性能を有する耐圧筐体３８が設置されており、該耐圧筐体３８により前記ボート３４を収容可能な容積を有するロードロック方式の待機室であるロードロック室３９が形成されている。
【００３２】
前記耐圧筐体３８の正面壁４１にはウェーハ搬入搬出開口（基板搬入搬出開口）４２が開設されており、該ウェーハ搬入搬出開口４２はゲートバルブ（基板搬入搬出開口開閉機構）４３によって開閉される様になっている。前記耐圧筐体３８の一対の側壁には前記ロードロック室３９へ窒素ガスを給気する為のガス供給管４４と、前記ロードロック室３９を負圧に排気する為の排気管４５とがそれぞれ接続されている。
【００３３】
前記ロードロック室３９上方には、処理炉４７が設けられている。該処理炉４７下端の炉口部は炉口ゲートバルブ（炉口開閉機構）４８により開閉される様に構成されている。前記正面壁４１の上端部には、炉口部開放時に前記炉口ゲートバルブ４８を収納する炉口ゲートバルブカバー５１が取り付けられている。
【００３４】
前記ロードロック室３９には前記ボート３４を昇降させる為のボートエレベータ（基板保持具昇降機構）５２が設置されている。該ボートエレベータ５２は水平方向に延出するアーム５３を有し、該アーム５３には蓋体としてのシールキャップ５４が水平に設けられており、該シールキャップ５４は前記ボート３４を垂直に支持し、前記炉口部を閉塞可能な様に構成されている。
【００３５】
次に、作用について説明する。
【００３６】
前記ポッド２が前記ポッド授受ステージ７に供給されると、前記ポッド搬入搬出口８が前記フロントシャッタ９によって開放され、前記ポッド授受ステージ７の上の前記ポッド２は前記ポッド搬送装置１８によって前記筐体３の内部へ前記ポッド搬入搬出口８から搬入される。
【００３７】
搬入された前記ポッド２は前記回転式ポッド棚１１の指定された前記棚板１３へ前記ポッド搬送装置１８によって搬送されて載置され、一時的に保管された後、前記棚板１３から一方の前記ポッドオープナ２２に搬送されて前記載置台２６に移載されるか、若しくは直接前記ポッドオープナ２２に搬送されて前記載置台２６に移載される。この際、前記ウェーハ搬入搬出口２５は前記キャップ着脱機構２７によって閉じられており、前記移載室２８にはクリーンエア３５が流通され、充満されている。例えば、前記移載室２８にはクリーンエア３５として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、前記筐体３の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
【００３８】
前記載置台２６に載置された前記ポッド２はその開口側端面が前記ウェーハ搬入搬出口２５の開口縁辺部に押付けられ、前記ポッド２のキャップは前記キャップ着脱機構２７によって取外され、ウェーハ出入れ口が開放される。
【００３９】
又、前記ロードロック室３９が大気圧状態とされていた前記耐圧筐体３８の前記ウェーハ搬入搬出開口４２が前記ゲートバルブ４３によって開放される。
【００４０】
前記ポッド２が前記ポッドオープナ２２によって開放され、前記ウェーハ搬入搬出開口４２が開放されると、前記ウェーハ１は前記ポッド２から前記ツイーザ３３によってウェーハ出入れ口を通じてピックアップされ、前記ノッチ合わせ装置３７により整合された後、前記ウェーハ搬入搬出開口４２を通して前記ロードロック室３９に搬入される。該ロードロック室３９では、予め前記ボートエレベータ５２により前記ボート３４が降下（アンロード）され、待機状態となっており、該ボート３４に前記ウェーハ１が前記ウェーハ移載装置３１により装填される。
【００４１】
該ボート３４に前記ウェーハ１を装填したウェーハ移載装置３１は前記ポッド２に戻り、次のウェーハ１を前記ボート３４に装填する。
【００４２】
上段又は下段の一方のポッドオープナ２２のウェーハ１が前記ウェーハ移載機構２９により装填されている作業中に、他方（下段又は上段）の前記ポッドオープナ２２には前記回転式ポッド棚１１から別のポッド２が前記ポッド搬送装置１８によって搬送され、前記ポッドオープナ２２による前記ポッド２の開放作業が同時進行される。
【００４３】
予め指定された枚数のウェーハ１が前記ボート３４に装填されると、前記ウェーハ搬入搬出開口４２が前記ゲートバルブ４３により閉じられ、前記ロードロック室３９は前記排気管４５から真空引されることで減圧される。
【００４４】
前記ロードロック室３９が前記処理炉４７の処理室と同圧に減圧されると、炉口部が前記炉口ゲートバルブ４８によって開放され、該炉口ゲートバルブ４８は前記炉口ゲートバルブカバー５１に収納される。前記ボートエレベータ５２により前記ボート３４が上昇され、前記処理室に装入（ロード）される。該ボート３４が装入されると、前記炉口部は前記シールキャップ５４により気密に閉塞される。
【００４５】
ローディング後は、前記処理炉４７により、後述する様に、ウェーハ１に対し所要の処理が実施される。
【００４６】
処理後は、前記ノッチ合わせ装置３７でのウェーハ１の整合工程を除き、概上述の逆の手順で、前記ウェーハ１及び前記ポッド２は前記筐体３の外部へ払出される。
【００４７】
次に、図３により、前記処理炉４７及び基板処理について説明する。尚、以下は処理炉の一例として減圧ＣＶＤ処理炉について説明する。
【００４８】
外管（以下アウタチューブ５６）は例えば石英（ＳｉＯ２）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞され、下端に開口を有する円筒形状をしている。内管（以下インナーチュブ５７）は、上端及び下端の両端が開口している円筒形状であり、前記アウタチューブ５６内に同心に配置されている。前記アウタチューブ５６と前記インナーチュブ５７の間には筒状空間５８が形成され、前記インナーチュブ５７の上部開口から上昇したガスは、筒状空間５８を降下して排気管５９から排気される様になっている。前記アウタチューブ５６、前記インナーチュブ５７によって反応管が構成され、該反応管の内部に処理室６０が画成される。
【００４９】
前記アウタチューブ５６及び前記インナーチュブ５７の下端には、例えばステンレス等より成るマニホールド６１が係合され、該マニホールド６１に前記アウタチューブ５６及び前記インナーチュブ５７が保持されている。該マニホールド６１は所要の保持手段によりヒータベース６２に固定される。前記アウタチューブ５６の下端部及び前記マニホールド６１の上部開口端部には、それぞれ環状のフランジが設けられ、これらのフランジ間にはＯリング等のシール部材が挾設され、両者の間が気密にシールされている。
【００５０】
前記マニホールド６１の下端開口部は炉口部を構成し、例えばステンレス等より成る前記シールキャップ５４がＯリング等のシール部材を介して気密シール可能に開閉する。前記シールキャップ５４には、処理ガスを供給するガス供給管６３が貫通する様設けられている。該ガス供給管６３はガスの流量制御手段（以下マスフローコントローラ（ＭＦＣ）６４）に連結されており、ＭＦＣ６４はガス流量制御部７３に接続されており、供給するガスの流量を所定の量に制御し得る。
【００５１】
尚、図中７１は、温度制御部７２、前記ガス流量制御部７３、圧力制御部７４、駆動制御部７５等のサブ制御部から構成される主制御部７１であり、基板処理装置全体を統括して制御する。
【００５２】
前記マニホールド６１の上部には、圧力調節器（例えばＡＰＣ（自動排気圧コントロールシステム）、Ｎ2 バラスト制御器があり、以下ここではＡＰＣ６５とする）及び、排気装置（以下真空ポンプ６６）に連結された前記排気管５９が接続されており、前記アウタチューブ５６と前記インナーチュブ５７との間の前記筒状空間５８を流れるガスを排出し、前記アウタチューブ５６内を前記ＡＰＣ６５により圧力を制御することにより、所定の圧力の減圧雰囲気にする様圧力検出手段（以下圧力センサ６７）により検出し、前記圧力制御部７４により制御する。
【００５３】
前記シールキャップ５４には、回転手段６８が設けられ、該回転手段６８の回転軸６９を介してボート載置台７６が連結されており、該ボート載置台７６には前記ボート３４が載置される様になっている。前記回転手段６８により、前記ボート載置台７６を介して前記ボート３４、及び該ボート３４に保持されているウェーハ１を回転させる。又、前記シールキャップ５４は前記アーム５３を介して前記ボートエレベータ５２に連結されている。
【００５４】
前記回転手段６８、前記ボートエレベータ５２は、前記駆動制御部７５により所定のスピードで駆動する様に制御される。
【００５５】
前記アウタチューブ５６の外周には加熱手段（以下ヒータ９１）が前記アウタチューブ５６と同心に配設されている。前記ヒータ９１は、前記アウタチューブ５６内の温度を所定の処理温度にする様温度検出手段（以下熱電対９２）により温度を検出し、温度制御部７２により制御する。
【００５６】
上記した処理炉４７による減圧ＣＶＤ処理方法の一例を説明すると、先ず、前記ボートエレベータ５２により前記ボート３４を前記ロードロック室３９に下降させる。前記ウェーハ移載装置３１により、該ボート３４に所定枚数のウェーハ１を装填する。次いで、前記ヒータ９１により加熱しながら、前記アウタチューブ５６内の温度を所定の処理温度にする。
【００５７】
前記ＭＦＣ６４により予めアウタチューブ５６内を不活性ガスで充填しておき、前記ボートエレベータ５２により、前記ボート３４を上昇させて前記処理室６０に装入し、該処理室６０の温度を所定の処理温度に維持する。前記処理室６０を所定の真空状態迄排気した後、前記回転手段６８により、前記ボート３４及び前記ボート３４に保持されているウェーハ１を回転させる。同時に前記ガス供給管６３から処理用のガスを供給する。供給されたガスは、前記インナーチュブ５７内を上昇し、ウェーハ１に対して均等に供給される。
【００５８】
減圧ＣＶＤ処理中の前記アウタチューブ５６内は、前記排気管５９を介して排気され、所定の真空状態になる様前記ＡＰＣ６５により圧力が制御され、所定時間減圧ＣＶＤ処理を行う。
【００５９】
この様にして減圧ＣＶＤ処理が終了すると、前記アウタチューブ５６内を不活性ガスで置換すると共に、圧力を常圧にし、その後、前記ボートエレベータ５２により前記ボート３４を下降させて、前記ボート３４及び処理済のウェーハ１を前記アウタチューブ５６から前記ロードロック室３９に取出す。前記処理室６０から取出された前記ボート３４上の処理済のウェーハ１は、該ロードロック室３９で所要の温度迄冷却される。
【００６０】
前記ウェーハ移載装置３１により、処理済ウェーハが払出され、更に未処理ウェーハ１が前記ボート３４に装填される。再度前述と同様にして前記処理室６０内に上昇され、減圧ＣＶＤ処理が成される。
【００６１】
尚、一例迄、本実施例の処理炉にて処理される処理条件は、窒化膜の成膜に於いて、ウェーハ温度７５０℃、ガス種供給量はＤＣＳ（ジクロロシラン）、０．５ＳＬＭ、ＮＨ3 （アンモニア）、１．０ＳＬＭ、処理圧力は２０Ｐａである。
【００６２】
次に、本発明に於けるウェーハ１の冷却装置について、図４、図５を参照して説明する。尚、図４、図５中、インナーチュブ５７、ボートエレベータ５２等は図示を省略している。又、図４、図５中、図１〜図３中で示したものと同一のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００６３】
前記耐圧筐体３８の１壁面に沿って上下方向に延びるガス供給ノズル７７が設けられ、該ガス供給ノズル７７は前記ロードロック室３９の高さと同様な長さを有し、所要ピッチでガス噴出孔（図示せず）が穿設されている。前記ガス供給ノズル７７には前記ガス供給管４４を介してガス供給手段７８が接続されている。
【００６４】
該ガス供給手段７８は、第１分岐管７９、第２分岐管８０、ガス供給源８１とガス加熱手段８４とを具備し、該ガス供給源８１は、窒素ガス等の清浄な不活性ガスを供給する様になっている。
【００６５】
前記ガス供給管４４は、途中前記第１分岐管７９と前記第２分岐管８０に分岐した後、再び合流して前記ガス供給源８１に接続されている。前記第１分岐管７９には第１バルブ８３が設けられ、前記第２分岐管８０にはガス加熱手段８４が設けられ、該ガス加熱手段８４を挾んで第２バルブ８５、第３バルブ８６が設けられている。
【００６６】
前記耐圧筐体３８の内部で前記ガス供給ノズル７７と対向する位置（図２参照）にガス
排気ノズル８７が設けられ、該ガス排気ノズル８７は前記排気管４５に接続され、該排気管４５は図示しない排気ポンプ等を具備する排気手段に接続されている。又、前記ガス排気ノズル８７には所要ピッチでガス吸入孔（図示せず）が穿設されている。
【００６７】
前記第１バルブ８３、前記第２バルブ８５、前記第３バルブ８６の開閉制御、前記ガス加熱手段８４の加熱制御はガス供給制御部８８によって行われ、該ガス供給制御部８８は前述した主制御部７１を構成するサブ制御部の１つとなっている。
【００６８】
前記ガス供給制御部８８は前記第１バルブ８３と前記第２バルブ８５、前記第３バルブ８６とを択一的に開閉する様になっており、前記第１バルブ８３が開かれ、前記第２バルブ８５、前記第３バルブ８６が閉じられている状態では冷却ガスが供給され、前記第１バルブ８３が閉じられ、前記第２バルブ８５、前記第３バルブ８６が開かれている状態では加熱ガス８９が供給される様になっている。
【００６９】
前記ガス供給ノズル７７から不活性ガスを供給している状態で、前記ガス排気ノズル８７から排気することで、前記ロードロック室３９に平行なガス流れが形成される。
【００７０】
以下、処理後のウェーハの冷却作用について説明する。
【００７１】
前記処理室６０でウェーハ１の処理が行われている間に、前記ロードロック室３９は減圧工程を含めた窒素ガス置換が行われ、該ロードロック室３９の水分（酸素）濃度が低減される。
【００７２】
前記処理室６０内でのウェーハ１の処理が終った時点、処理終了の間際に、前記第１バルブ８３が閉じられた状態で、前記第２バルブ８５、第３バルブ８６を開き、前記ガス加熱手段８４で加熱された窒素ガス（加熱ガス８９）を前記ガス供給ノズル７７より供給しつつ、前記ガス排気ノズル８７から排気する。
【００７３】
前記加熱ガス８９が供給されている状態で、前記ボート３４が前記ロードロック室３９に降下される。降下途中では該ロードロック室３９に進入する前記ボート３４の下部は前記加熱ガス８９で加熱され、冷却されることがない。
【００７４】
前記ボート３４の降下が完了し、該ボート３４が前記ロードロック室３９に収納されるか、略収納される時点で、前記第２バルブ８５、前記第３バルブ８６が閉じられ、前記第１バルブ８３が開かれる。前記ガス供給ノズル７７からは加熱されていない、常温の冷たいガスが噴出され、前記ボート３４、ウェーハ１を横断して前記ガス排気ノズル８７から排気される。
【００７５】
前記ウェーハ１の冷却は熱容量が大きく、多量の熱を蓄積している前記処理室６０に収納されている状態で冷却されるのではなく、前記ウェーハ１は温度の低い前記ロードロック室３９で、即ち温度の低い環境で冷却ガスが吹付けられ、直接冷却されるので急速に冷却され、降温速度は大幅に向上する。
【００７６】
又、前記ボート３４上のウェーハ１は全部が完全にロードロック室３９に収納される迄は、前記加熱ガス８９で加熱されているので、前記ボート３４に保持された位置が異なることによる冷却時間の差が抑止され、ウェーハ間の熱履歴が生じることがない。更に、冷却は均等に冷却ガスを吹付けるので、ウェーハを均等に温度降下させることができ、ウェーハ間の温度偏差を防止できる。
【００７７】
尚、前記処理炉４７、前記アウタチューブ５６を急速冷却する方法を合わせて実施してもよい。即ち、前記ヒータ９１と前記アウタチューブ５６間の空気を急速排気し、周囲の空気を前記ヒータ９１と前記アウタチューブ５６間を流通させ、前記処理炉４７、前記アウタチューブ５６、処理室６０を急速冷却してもよい。
【００７８】
通常、基板処理が完了しても、前記ロードロック室３９は窒素ガスによりガスパージされ、ガスパージされる間は、前記ボート３４は降下されず、前記処理室６０に収納されたままである。従って、ガスパージされている間に上記前記処理炉４７、前記アウタチューブ５６を急速冷却することで、ウェーハ１の冷却時間が更に短縮される。
【００７９】
尚、加熱ガスの温度は引出されるウェーハ１の温度と同じでなくとも、ウェーハに温度履歴を生じさせない程度の温度であればよい。又、加熱ガスは、窒素ガスでなくともヘリウムガス、アルゴンガス等でもよく、更に水素等の還元性を有するガス、或はそれらの混合ガスであってもよい。還元性ガスを加熱ガスとすると、自然酸化がより効果的に防止できる。
【００８０】
又、前記耐圧筐体３８の壁面を水冷構造等、冷却構造としておけば、前記ボート３４のアンロード中であっても、壁面を冷却した状態に維持でき、ウェーハを冷却する際の降温速度を更に増大させることができる。
【００８１】
更に、加熱ガスを供給するラインと、冷却ガスを供給するラインとを別ラインとせず、前記ガス加熱手段８４を含む１ラインとし、該ガス加熱手段８４のＯＮ／ＯＦＦの切替えで、加熱ガスと冷却ガスの切替えを行ってもよい。
【００８２】
上述した様に、基板処理装置がロードロック室３９を有し、温度の高いウェーハ１をアンロードする時、ボートアンロード中は前記ロードロック室３９に加熱ガスを供給してウェーハの温度差が生じるのを防止し、アンロード終了後に前記ロードロック室３９に冷却ガスを供給するので、ウェーハ間に温度偏差が生じることなく、ウェーハの降温速度を増大させることができ、半導体装置の性能に変化が生じるのを防止しつつ、基板処理装置のスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の側断面概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】該基板処理装置に於ける処理炉の一例を示す断面概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に於ける基板冷却装置の概略図である。
【図５】該冷却装置の作用を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
１              ウェーハ
２              ポッド
１１            回転式ポッド棚
２２            ポッドオープナ
２７            キャップ着脱機構
２９            ウェーハ移載機構
３１            ウェーハ移載装置
３４            ボート
３８            耐圧筐体
３９            ロードロック室
４７            処理炉
４８            炉口ゲートバルブ
６０            処理室
７７            ガス供給ノズル
７８            ガス供給手段
８１            ガス供給源
８４            ガス加熱手段
８７            ガス排気ノズル
８８            ガス供給制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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