JP2007194331A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスを基板中心付近まで十分に供給でき、基板面内の処理の均一化を図ることができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】複数の基板を積層した状態で処理室内に収容し、基板の積層方向に延在し、それぞれが複数のガス噴出口２４８１、２４８２を有する、内外２重管構造のガスノズル２３３を備え、内外のガスノズルに設けられるそれぞれのガス噴出口２４８１、２４８２は、基板積層方向においてそれぞれ対応し、且つ対応したガス噴出口２４８１、２４８２の開口中心を略一致して設けられ、さらに、外側のガスノズル２３３２に設けられたガス噴出口２４８２の開口面積が、内側のガスノズル２３３１に設けられたガス噴出口２４８１の開口面積より大きく設定され、内側のガスノズル２３３１からは反応性ガスが供給され、内側のガスノズル２３３１と外側のガスノズル２３３２との間の空間からは不活性ガスが供給される。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板処理装置に関し、特に、複数の基板を互いにそれぞれ間隔をあけて積層した状態で複数の基板に成膜等の処理を行う縦型基板処理炉を備える基板処理装置に関するものである。

従来、この種の縦型基板処理炉においては、処理室内に複数の基板が積層されて設けられ、複数の基板の積層方向に延在し、基板の積層方向に複数のガス噴出口を有するガスノズルを備えている。

ガスノズルは、処理室内に設定されている。処理室外側には、加熱機構が設けられており、処理室の温度を制御できるように構成されている。また、処理室内のガス排気や圧力制御ができるよう排気配管を通してポンプやＡＰＣ（圧力制御装置）が接続されている。ウエハ等の基板を処理室内に搬送・保持できる機構が設けられている。

図６、図７を参照すると、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）（図示せず）によって流量制御された反応性ガス３０１はノズル１３３の下部から導入され、ノズル１３３に設けられた多数のガス供給孔２４８から放出される。

放出された反応性ガス３０１は処理室内でウエハ等の基板に供給され、ガス流量、圧力、温度等を最適化することで所望の処理が施される。

反応性ガスはウエハ等の基板の外側から導入されるため、ウエハ等の基板中心付近まで反応性ガスが十分に供給されず、基板中心付近の膜質が悪いことがある。

この場合、反応性ガスをウエハ等の基板中心付近まで導入できるようガスの大流量化や処理室内の低圧化を行うが、膜種、ガス種によっては所望のスペックを満たすことができない場合がある。

従って、本発明の主な目的は、ガスを基板中心付近まで十分に供給でき、基板面内の処理の均一化を図ることができる基板処理装置を提供することにある。

本発明によれば、
複数の基板を互いにそれぞれ間隔をあけて積層した状態で収容する処理室と、
前記処理室内に所望のガスを供給するガス供給手段と、
前記処理室内の雰囲気を排出する排気手段と、を有し、
前記ガス供給手段は、前記基板の積層方向に延在し、それぞれが複数のガス噴出口を有する、内外２重管構造のガスノズルを備え、
前記内外のガスノズルに設けられるそれぞれのガス噴出口は、前記積層方向においてそれぞれ対応し、且つ対応したガス噴出口の開口中心を略一致して設けられ、
さらに、外側のガスノズルに設けられたガス噴出口の開口面積が、内側のガスノズルに設けられたガス噴出口の開口面積より大きく設定され、
前記内側のガスノズルからは反応性ガスが供給され、前記内側のガスノズルと外側のガスノズルとの間の空間からは不活性ガスが供給される、基板処理装置が提供される。

本発明によれば、ガスを基板中心付近まで十分に供給でき、基板面内の処理の均一化を図ることができる基板処理装置が提供される。

次に、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例で好適に用いられる縦型の基板処理炉の概略構成図であり、処理炉２０２部分を縦断面で示し、図２は本実施例で好適に用いられる縦型の基板処理炉の概略構成図であり、処理炉２０２部分を図１のＡ−Ａ線横断面図で示す。

加熱装置（加熱手段）であるヒータ２０７の内側に、基板であるウエハ２００を処理する反応容器としての反応管２０３が設けられている。この反応管２０３の下端には、例えばステンレス等からなるマニホールド２０９が気密部材であるＯリング２２０を介して設けられている。マニホールド２０９の下端開口は蓋体であるシールキャップ２１９によりＯリング２２０を介して気密に閉塞されている。少なくとも、反応管２０３、マニホールド２０９及びシールキャップ２１９により処理室２０１を形成している。シールキャップ２１９にはボート支持台２１８を介して基板保持部材（基板保持手段）であるボート２１７が立設され、ボート支持台２１８はボート２１７を保持する保持体となっている。そして、ボート２１７は処理室２０１に挿入される。ボート２１７にはバッチ処理される複数のウエハ２００が水平姿勢で管軸方向に多段に積載される。複数のウエハ２００は、互いにそれぞれ間隔をあけて積層された状態で処理室２０１に収容されている。ヒータ２０７は処理室２０１に挿入されたウエハ２００を所定の温度に加熱する。

処理室２０１へは複数種類、ここでは２種類の処理ガスを供給する供給経路としての２本のガス供給管（第１のガス供給管２３２ａ，第２のガス供給管２３２ｂ）が設けられている。さらに、後述するサポートガスを供給する２本のサポートガス供給管（第１のサポートガス供給管２３５ａ，第２のサポートガス供給管２３５ｂ）が設けられている。

第１のガス供給管２３２ａには上流方向から順に流量制御装置（流量制御手段）である液体マスフローコントローラ２４０、気化器２４２、及び開閉弁である第１のバルブ２４３ａを介し、キャリアガスを供給する第１のキャリアガス供給管２３４ａが合流されている。このキャリアガス供給管２３４ａには上流方向から順に流量制御装置（流量制御手段）である第２のマスフローコントローラ２４１ｂ、及び開閉弁である第３のバルブ２４３ｃが設けられている。第１のサポートガス供給管２３５ａには上流方向から順に流量制御装置（流量制御手段）である第４のマスフローコントローラ２４１ｄ、及び開閉弁である第６のバルブ２４３ｆが設けられている。気化器２４２には、キャリアガスを供給する第３のキャリアガス供給管２３４ｃが、上流方向から順に第６のマスフローコントローラ２４１ｆと第８のバルブ２４３ｈを介して、接続されている。

第１のガス供給管２３２ａの先端部には、処理室２０１を構成している反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、反応管２０３の下部より上部にわたってウエハ２００の積載方向に沿って、第１のノズル２３３ａが設けられ、第１のノズル２３３ａの側面にはガスを供給する供給孔である第１のガス供給孔２４８ａが設けられている。この第１のガス供給孔２４８ａは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。第１のノズル２３３ａには、第１のサポートガス供給管２３５ａも接続されている。

第２のガス供給管２３２ｂには上流方向から順に流量制御装置（流量制御手段）である第１のマスフローコントローラ２４１ａ、開閉弁である第２のバルブ２４３ｂを介し、キャリアガスを供給する第２のキャリアガス供給管２３４ｂが合流されている。このキャリアガス供給管２３４ｂには上流方向から順に流量制御装置（流量制御手段）である第３のマスフローコントローラ２４１ｃ、及び開閉弁である第４のバルブ２４３ｄが設けられている。第２のサポートガス供給管２３５ｂには上流方向から順に流量制御装置（流量制御手段）である第５のマスフローコントローラ２４１ｅ、及び開閉弁である第７のバルブ２４３ｇが設けられている。

第２のガス供給管２３２ｂの先端部には、処理室２０１を構成している反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、反応管２０３の下部より上部にわたってウエハ２００の積載方向に沿って、第２のノズル２３３ｂが設けられ、第２のノズル２３３ｂの側面にはガスを供給する供給孔である第２のガス供給孔２４８ｂが設けられている。この第２のガス供給孔２４８ｂは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。第２のノズル２３３ｂには、第２のサポートガス供給管２３５ｂも接続されている。

第１のガス供給管２３２ａから供給される原料が液体の場合、第１のガス供給管２３２ａからは、液体マスフローコントローラ２４０、気化器２４２、及び第１のバルブ２４３ａを介し、第１のキャリアガス供給管２３４と合流し、更にノズル２３３ａを介して処理室２０１内に反応ガスが供給される。例えば第１のガス供給管２３２ａから供給される原料が気体の場合には、液体マスフローコントローラ２４０を気体用のマスフローコントローラに交換し、気化器２４２と第３のガス供給管２３４ｃと第６のマスフローコントローラ２４１ｆと第８のバルブ２４３ｈは不要となる。また、第２のガス供給管２３２ｂからは第１のマスフローコントローラ２４１ａ、第２のバルブ２４３ｂを介し、第２のキャリアガス供給管２３４ｂと合流し、更に第２のノズル２３３ｂを介して処理室２０１に反応ガスが供給される。

図３は、本実施例のノズル２３３ａ、２３３ｂを説明するための概略縦断面図であり、図４は、図４のＢＢ線概略横断面図である。

本実施例のノズル２３３ａ、２３３ｂはそれぞれ、内側ノズル２３３１と外側ノズル２３３２の２重管構造になっている。

内側ノズル２３３１には基板の積層方向に沿って複数のガス噴出口２４８１が設けられ、外側ノズル２３３２には基板の積層方向に沿って複数のガス噴出口２４８２が設けられている。複数のガス噴出口２４８１と複数のガス噴出口２４８２は、基板の積層方向においてそれぞれ対応し、且つ対応したガス噴出口の開口中心が一致して設けられており、同じ高さとなっている。外側ノズル２３３２に設けられたガス噴出口２４８２の開口面積が、内側ノズル３２２１に設けられたガス噴出口２４８１の開口面積より大きく設定されている。内側ノズル３２２１に設けられたガス噴出口２４８１と外側ノズル２３３２に設けられたガス噴出口２４８２とにより、ガス噴出口２４８ａ（２４８ｂ）を構成している。

ノズル２３３ａの内側ノズル２３３１には、第１のガス供給管２３２ａが接続され、ノズル２３３ａの外側ノズル２３３２には、第１のサポートガス供給管２３５ａが接続されている。

ノズル２３３ｂの内側ノズル２３３１には、第２のガス供給管２３２ｂが接続され、ノズル２３３ｂの外側ノズル２３３２には、第２のサポートガス供給管２３５ｂが接続されている。

内側ノズル２３３１にはウエハ処理に必要な反応性ガスを、外側ノズル２３３２にはサポートガスを導入する。サポートガスとしては、不活性なＮ_２やＡｒが好適に用いられる。

内側ノズル２３３１からは反応性ガスが供給され、内側ノズル２３３１と外側ノズル２３３２との間の空間からは不活性ガスがサポートガスとして供給される、

図４に、ノズル２３３ａ、２３３ｂから処理室へガスの導入したときのガス導入予想図を示す。本実施例のノズル２３３ａ、２３３ｂでは、サポートガス３０２が反応性ガス３０１の周辺から放出されるため、反応性ガス３０１は広がらず、ノズル２３３ａ、２３３ｂに対し垂直方向に直進するガスの流量が増加し、ウエハ２００の中心部に到達しやすくなる。これに対し、図７に示す従来のノズルでは、反応性ガスは、ノズル２１８から放出されると、すぐに拡がり、ウエハ２００の中心部に到達し難かった。

また、処理室２０１は、ガスを排気する排気管であるガス排気管２３１により第５のバルブ２４３ｅを介して排気装置（排気手段）である真空ポンプ２４６に接続され、真空排気されるようになっている。なお、この第５のバルブ２４３ｅは弁を開閉して処理室２０１の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能となっている開閉弁である。

反応管２０３内の中央部には、複数枚のウエハ２００を多段に同一間隔で載置するボート２１７が設けられており、このボート２１７は、ボートエレベータ１１５（図５参照）により反応管２０３に出入りできるようになっている。また、処理の均一性を向上するためにボート２１７を回転するためのボート回転機構２６７が設けてあり、ボート回転機構２６７を駆動することにより、ボート支持台２１８に支持されたボート２１７を回転するようになっている。

制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、液体マスフローコントローラ２４０、第１〜第６のマスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ、２４１ｅ、２４１ｆ、第１〜第８のバルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ、２４３ｅ、２４３ｆ、２４３ｇ、２４３ｈ、ヒータ２０７、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、ボートエレベータ１１５（図５参照）とに接続されており、液体マスフローコントローラ２４０、及び第１〜第６のマスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ２４１ｄ、２４１ｅ、２４１ｆ、の流量調整、第１〜第４のバルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄの開閉動作、第５のバルブ２４３ｅの開閉及び圧力調整動作、第６、第７のバルブ２４３ｆ、２４３ｇ、２４３ｈの開閉動作、ヒータ２０７の温度調整、真空ポンプ２４６の起動・停止、ボート回転機構２６７の回転速度調節、ボートエレバータ１１５（図５参照）の昇降動作制御が行われる。

本発明の好ましい一実施例では、ガスノズルからのガスの直進性を高めかつ直進性を調整することができる二重管ノズルを用いることで、ウエハ中心付近への最適なガス流量を導入するできるようにしている。すなわち、ノズルから放出されるガスの直進性が増すので、ウエハ中心付近まで十分にガスを供給することが可能である。また、サポートガスの流量を調整することで、ウエハ中心付近に供給する反応性ガスの供給量の調整が可能である。

さらに、液体原料を気化させて反応性ガスとして供給する場合、大流量化が比較的困難であり、ガスの直進性を増すことが困難であるが、本発明の好ましい一実施例では、サポートガスを使用するので、反応性ガスの流量が小流量でも、ガスの直進性を増すことができる。

また、サポートガスを使用して反応性ガスの直進性を増すことができるので、反応性ガスの直進性を増すために、反応性ガスの流量を増加する必要がなくなり、その結果、反応性ガスの流量を小流量にすることができ、その分コストダウンを図ることができる。

次に、ＡＬＤ法を用いた成膜処理例について、半導体デバイスの製造工程の一つである、ＴＥＭＡＨ及びＯ_３を用いてＨｆＯ_２膜を成膜する例を基に説明する。

ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法の一つであるＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法は、ある成膜条件（温度、時間等）の下で、成膜に用いる少なくとも２種類の原料となる反応性ガスを１種類ずつ交互に基板上に供給し、１原子単位で基板上に吸着させ、表面反応を利用して成膜を行う手法である。このとき、膜厚の制御は、反応性ガスを供給するサイクル数で行う（例えば、成膜速度が１Å／サイクルとすると、２０Åの膜を形成する場合、２０サイクル行う）。

ＡＬＤ法では、例えばＨｆＯ_２膜形成の場合、ＴＥＭＡＨ（Ｈｆ［ＮＣＨ_３Ｃ_２Ｈ_５］_４、テトラキスメチルエチルアミノハフニウム）とＯ_３（オゾン）を用いて１８０〜２５０℃の低温で高品質の成膜が可能である。

まず、上述したようにウエハ２００をボート２１７に装填し、処理室２０１に搬入する。ボート２１７を処理室２０１に搬入後、後述する３つのステップを順次実行する。

（ステップ１）
第１のガス供給管２３２ａにＴＥＭＡＨ、第１のキャリアガス供給管２３４ａにキャリアガス（Ｎ_２）、第１のサポートガス供給管２３５ａにサポートガス（Ｎ_２）、第３のキャリアガス供給管２３４ｃにキャリアガス（Ｎ_２）をそれぞれ流す。

第１のガス供給管２３２ａの第１のバルブ２４３ａ、第１のキャリアガス供給管２３４ａの第３のバルブ２４３ｃ、第１のサポートガス供給管２３５ａの第６のバルブ２４３ｆ、およびガス排気管２３１の第５のバルブ２４３ｅを共に開ける。キャリアガスは、第１のキャリアガス供給管２３４ａと第３のキャリアガス供給管２３４ｃから流れ、第２のマスフローコントローラ２４１ｂと第６のマスフローコントローラ２４１ｆにより流量調整される。ＴＥＭＡＨは、第１のガス供給管２３２ａから流れ、液体マスフローコントローラにより流量調整され、気化器２４２により気化され、流量調整されたキャリアガスを混合し、第１のノズル２３３ａの内側ノズル２３３１に供給され、第１のガス供給孔２４８ａの内側ガス供給孔２４８１から処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。サポートガスは、第１のサポートガス供給管２３５ａから流れ、第４のマスフローコントローラ２４１ｄにより流量調整され、第１のノズル２３３ａの外側ノズル２３３２に供給され、第１のガス供給孔２４８ａの外側ガス供給孔２４８２から処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。

この時、第５のバルブ２４３ｅを適正に調整して処理室２０１内の圧力を３０〜５００Ｐａの範囲であって、例えば５０Ｐａに維持する。液体マスフローコントローラ２４０で制御するＴＥＭＡＨの供給量は０．０１〜０．３ｇ／ｍｉｎである。ＴＥＭＡＨガスにウエハ２００を晒す時間は３０〜１８０秒間である。このときヒータ２０７温度はウエハの温度が１８０〜２５０℃の範囲であって、例えば２５０℃になるよう設定してある。

ＴＥＭＡＨを処理室２０１内に供給することで、ウエハ２００上の下地膜などの表面部分と表面反応（化学吸着）する。

（ステップ２）
第１のガス供給管２３２ａの第１のバルブ２４３ａおよび第１のサポートガス供給管２３５ａの第６のバルブ２４３ｆを閉め、ＴＥＭＡＨの供給を停止する。このときガス排気管２３１の第５のバルブ２４３ｅは開いたままとし、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を２０Ｐａ以下となるまで排気し、残留ＴＥＭＡＨガスを処理室２０１内から排除する。このときＮ_２等の不活性ガスを処理室２０１内へ供給すると、更に残留ＴＥＭＡＨガスを排除する効果が高まる。

（ステップ３）
第２のガス供給管２３２ｂにＯ_３、第２のキャリアガス供給管２３４ｂにキャリアガス（Ｎ_２）、第２のサポートガス供給管２３５ｂにサポートガス（Ｎ_２）をそれぞれを流す。

第２のガス供給管２３２ｂの第２のバルブ２４３ｂ、第２のキャリアガス供給管２３４ｂの第４のバルブ２４３ｄおよび第２のサポートガス供給管２３５ｂの第７のバルブ２４３ｇを共に開ける。キャリアガスは、第２のキャリアガス供給管２３４ｂから流れ、第３のマスフローコントローラ２４１ｂにより流量調整される。Ｏ_３は第２のガス供給管２３２ｂから流れ、第３のマスフローコントローラにより流量調整され、流量調整されたキャリアガスを混合し、

第２のノズル２３３ｂの内側ノズル２３３１に供給され、第２のガス供給孔２４８ｂの内側ガス供給孔２４８１から処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。サポートガスは、第２のサポートガス供給管２３５ｂから流れ、第５のマスフローコントローラ２４１ｅにより流量調整され、第２のノズル２３３ｂの外側ノズル２３３２に供給され、第２のガス供給孔２４８ｂの外側ガス供給孔２４８２から処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。

この時、第５のバルブ２４３ｅを適正に調整して処理室２０１内の圧力を５０〜３００Ｐａの範囲であって、例えば８０Ｐａに維持する。Ｏ_３にウエハ２００を晒す時間は１０〜１２０秒間である。このときのウエハの温度が、ステップ１のＴＥＭＡＨガスの供給時と同じく１８０〜２５０℃の範囲であって、例えば２５０℃となるようヒータ２０７を設定する。Ｏ_３の供給により、ウエハ２００の表面に化学吸着したＴＥＭＡＨとＯ_３とが表面反応して、ウエハ２００上にＨｆＯ２膜が成膜される。

成膜後、第２のガス供給管２３２ｂの第２のバルブ２４３ｂ、第２のキャリアガス供給管２３４ｂの第４のバルブ２４３ｄ、および第２のサポートガス供給管２３５ｂの第７のバルブ２４３ｇを閉じ、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、残留するＯ_３の成膜に寄与した後のガスを排除する。このとき、Ｎ_２等の不活性ガスを反応管２０３内に供給すると、更に残留するＯ_３の成膜に寄与した後のガスを処理室２０１から排除する効果が高まる。

また、上述したステップ１〜３を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、ウエハ２００上に所定の膜厚のＨｆＯ_２膜を成膜することができる。

次に、図５を参照して、本発明の好ましい一実施例の基板処理装置を説明する。
本発明の好ましい一実施例において、基板処理装置は、一例として、半導体装置の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。図５は、本実施例の基板処理装置を説明するための概略斜透視図である。

シリコン等からなるウエハ（基板）２００を収納したウエハキャリアとしてのカセット１１０が使用されている本発明の処理装置１０１は、筐体１１１を備えている。筐体１１１の正面壁（図示せず）の下方にはメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口（図示せず）が開設され、この正面メンテナンス口（図示せず）を開閉する正面メンテナンス扉（図示せず）が建て付けられている。メンテナンス扉（図示せず）には、カセット搬入搬出口（基板収容器搬入搬出口）（図示せず）が筐体１１１内外を連通するように開設されており、カセット搬入搬出口（図示せず）はフロントシャッタ（基板収容器搬入搬出口開閉機構）（図示せず）によって開閉されるようになっている。

カセット搬入搬出口（図示せず）の筐体１１１内側にはカセットステージ（基板収容器受渡し台）１１４が設置されている。カセット１１０はカセットステージ１１４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、カセットステージ１１４上から搬出されるようになっている。

カセットステージ１１４は、工程内搬送装置によって、カセット１１０内のウエハ２００が垂直姿勢となり、カセット１１０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１１４は、カセット１１０を筐体後方に右回り縦方向９０°回転し、カセット１１０内のウエハ２００が水平姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が筐体後方を向くように動作可能となるよう構成されている。

筐体１１１内の前後方向の略中央部には、カセット棚（基板収容器載置棚）１０５が設置されており、カセット棚１０５は複数段複数列にて複数個のカセット１１０を保管するように構成されている。カセット棚１０５にはウエハ移載機構１２５の搬送対象となるカセット１１０が収納される移載棚１２３が設けられている。

また、カセットステージ１１４の上方には予備カセット棚１０７が設けられ、予備的にカセット１１０を保管するように構成されている。

カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、カセット搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置されている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ（基板収容器昇降機構）１１８ａと搬送機構としてのカセット搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂとで構成されており、カセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂとの連続動作により、カセットステージ１１４、カセット棚１０５、予備カセット棚１０７との間で、カセット１１０を搬送するように構成されている。

カセット棚１０５の後方には、ウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されており、ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａおよびウエハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂとで構成されている。ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂは、耐圧筐体１１１の右側端部に設置されている。これら、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびウエハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ（基板保持体）１２５ｃをウエハ２００の載置部として、ボート（基板保持具）２１７に対してウエハ２００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。

筐体１１１の後部上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。

処理炉２０２の下方にはボート２１７を処理炉２０２に昇降させる昇降機構としてのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設けられ、ボートエレベータ１１５の昇降台に連結された連結具としてのアーム１２８には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。

ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウエハ２００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。

カセット棚１０５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１３４ａが設けられておりクリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるように構成されている。

また、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびボートエレベータ１１５側と反対側である筐体１１１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１３４ｂが設置されており、クリーンユニット１３４ｂから吹き出されたクリーンエアは、ウエハ移載装置１２５ａ、ボート２１７を流通した後に、図示しない排気装置に吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気されるようになっている。

次に、本実施例の基板処理装置の動作について説明する。
カセット１１０がカセットステージ１１４に供給されるに先立って、カセット搬入搬出口（図示せず）がフロントシャッタ（図示せず）によって開放される。その後、カセット１１０はカセット搬入搬出口（図示せず）から搬入され、カセットステージ１１４の上にウエハ２００が垂直姿勢であって、カセット１１０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１１０は、カセットステージ１１４によって、カセット１１０内のウエハ２００が水平姿勢となり、カセット１１０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。

次に、カセット１１０は、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７の指定された棚位置へカセット搬送装置１１８によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７からカセット搬送装置１１８によって移載棚１２３に移載されるか、もしくは直接移載棚１２３に搬送される。

カセット１１０が移載棚１２３に移載されると、ウエハ２００はカセット１１０からウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、移載室の後方にあるボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載装置１２５ａはカセット１１０に戻り、次のウエハ１１０をボート２１７に装填する。

予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって、開放される。続いて、ウエハ２００群を保持したボート２１７はシールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されて行く。

ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に処理が実施される。処理後は、上述の逆の手順で、ウエハ２００およびカセット１１０は筐体１１１の外部へ払出される。

本発明の一実施例の基板処理装置における縦型基板処理炉の概略縦断面図である。 図１のＡＡ線概略横断面図である。 本発明の一実施例の基板処理装置における縦型基板処理炉のノズル２３３を説明するための概略縦断面図である。 図４のＢＢ線概略横断面図である。 本発明の一実施例の基板処理装置を説明するための概略斜視図である。 従来の基板処理装置における縦型基板処理炉のノズル２３３を説明するための概略縦断面図である。 図６のＤＤ線概略横断面図である。

符号の説明

１０５…カセット棚
１０７…予備カセット棚
１１０…カセット
１１１…筐体
１１４…カセットステージ
１１５…ボートエレベータ
１１８…カセット搬送装置
１１８ａ…カセットエレベータ
１１８ｂ…カセット搬送機構
１２３…移載棚
１２５…ウエハ移載機構
１２５ａ…ウエハ移載装置
１２５ｂ…ウエハ移載装置エレベータ
１２５ｃ…ツイーザ
１２８…アーム
１３４ａ…クリーンユニット
１３４ｂ…クリーンユニット
１４７…炉口シャッタ
２００…ウエハ
２０１…処理室
２０２…処理炉
２０３…反応管
２０７…ヒータ
２０９…マニホールド
２１７…ボート
２１８…ボート支持台
２１９…シールキャップ
２２０…Ｏリング
２３１…ガス排気管
２３２ａ…第１のガス供給管
２３２ｂ…第２のガス供給管
２３３…ノズル
２３３１…内側ノズル
２３３２…外側ノズル
２３３ａ…第１のノズル
２３３ｂ…第２のノズル
２３４ａ…第１のキャリアガス供給管
２３４ｂ…第２のキャリアガス供給管
２３４ｃ…第３のキャリアガス供給管
２３５ａ…第１のサポートガス供給管
２３５ｂ…第２のサポートガス供給管
２４０… 液体マスフローコントローラ
２４１ａ…第１のマスフローコントローラ
２４１ｂ…第２のマスフローコントローラ
２４１ｃ…第３のマスフローコントローラ
２４１ｄ…第４のマスフローコントローラ
２４１ｅ…第５のマスフローコントローラ
２４１ｆ…第６のマスフローコントローラ
２４２…気化器
２４３ａ…第１のバルブ
２４３ｂ…第２のバルブ
２４３ｃ…第３のバルブ
２４３ｄ…第４のバルブ
２４３ｅ…第５のバルブ
２４３ｆ…第６のバルブ
２４３ｇ…第７のバルブ
２４３ｈ…第８のバルブ
２４６…真空ポンプ
２４８…ガス供給孔
２４８１…内側ガス供給孔
２４８２…外側ガス供給孔
２４８ａ…第１のガス供給孔
２４８ｂ…第２のガス供給孔
２６７…ボート回転機構
２８０…コントローラ
３０１…反応性ガス
３０２…サポートガス

Claims (1)

1. 複数の基板を互いにそれぞれ間隔をあけて積層した状態で収容する処理室と、
   前記処理室内に所望のガスを供給するガス供給手段と、
   前記処理室内の雰囲気を排出する排気手段と、を有し、
   前記ガス供給手段は、前記基板の積層方向に延在し、それぞれが複数のガス噴出口を有する、内外２重管構造のガスノズルを備え、
   前記内外のガスノズルに設けられるそれぞれのガス噴出口は、前記積層方向においてそれぞれ対応し、且つ対応したガス噴出口の開口中心を略一致して設けられ、
   さらに、外側のガスノズルに設けられたガス噴出口の開口面積が、内側のガスノズルに設けられたガス噴出口の開口面積より大きく設定され、
   前記内側のガスノズルからは反応性ガスが供給され、前記内側のガスノズルと外側のガスノズルとの間の空間からは不活性ガスが供給される、基板処理装置。
   

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