JP2008258240A

JP2008258240A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2008258240A
Application number: JP2007096058A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Marubayashi; 哲也丸林; Itaru Okada; 格岡田
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2008-10-23

Abstract

【課題】
処理管をシールするシール部材の焼損を防止しつつ、不純物の発生、パーティクルの発生を抑制可能とした基板処理装置を提供する。
【解決手段】
外側に突出したフランジ部を開放端に有し、基板３を処理する処理室１７を区画する透明石英から成る処理管３２と、前記基板を加熱する為前記処理室の外側に設けられる加熱手段３１と、前記処理管内に所望のガスを供給するガス供給手段３５と、前記処理管内の雰囲気を排出する排出手段３４と、前記処理管と共に前記処理室を区画する部材３３と、前記処理室を気密に区画する為、前記フランジ部の端面と、前記部材の端面との間に介在されるＯリングとを備え、前記フランジ部には、該フランジ部の端面を形成する透明石英層と、該透明石英層の前記Ｏリング接触面と対向する面の全面に亘って隣接し、且つ前記対向面と垂直な方向に於ける前記フランジ部の厚さから、前記透明石英層の厚さを除いた厚さよりも薄い厚さで形成される不透明石英層とが設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明はシリコンウェーハ等の基板を処理炉内の処理室に収納して、基板表面に薄膜の生成、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の処理を行う基板処理装置、特に処理室が透明な石英の処理管により画成されている基板処理装置に関するものである。

半導体装置を製造する１工程として、基板処理装置によりシリコンウェーハ、ガラス基板等の基板表面に、薄膜の生成、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の処理を行う基板処理工程がある。

又、基板処理装置としては、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置、基板を指定枚数一度に処理するバッチ式の基板処理装置があり、又バッチ式の基板処理装置として、縦型炉を有する縦型基板処理装置と横型炉を有する横型基板処理装置とがある。

例えば、縦型基板処理装置では、処理室を画成する有天筒状の処理管と該処理管を囲繞して設けられたヒータを有し、被処理基板は基板保持具により多段に前記処理室に保持され、該処理室が気密に密閉された状態で、前記ヒータにより基板、前記処理室が加熱され、所定の処理ガスが前記処理室に導入されることで基板処理がなされる。

前記処理管は、開口端にフランジを有し、該フランジを介して、支持部材、強度部材に固定される様になっている。上記した様に、処理管が画成する処理室は気密性を要求される為、前記フランジの接合面にはＯリング等のシール部材が挾設され、接合面が気密にシールされている。

Ｏリング等の材質は一般に合成ゴム等の有機材料であり、高温に対しては焼損する虞れがある。この為、従来よりフランジからの熱によってＯリングが焼損しない様に対策が講じられている。

図４は、従来の対策の一例を示しており、処理管の開口端部分の断面を示している。

図４中、３２は処理室１７を画成する処理管を示し、該処理管３２は、処理管本体７２と該処理管本体７２の下端に溶接されたフランジ部７３から構成されている。前記処理管本体７２は透明石英製であり、上端が閉塞された有天筒形状をしており、前記フランジ部７３は不透明石英製であり、前記処理管本体７２に連続する円筒部７４と該円筒部７４下端に位置し、該円筒部７４の軸心と直交する様に形成されるドーナツ盤状のフランジ７５とを有している。前記不透明石英は、内部に微細な気泡を多量に含有しており、熱輻射を遮断すると共に熱伝導に対して大きな抵抗を有する。

又、図中、７６はマニホールドを示し、該マニホールド７６はステンレス鋼等の金属製であり、前記処理管３２と同心で円筒形状をしていると共に上端に前記処理管３２の軸心と直交する支持用フランジ７７を有している。

該支持用フランジ７７の断面は内周縁部に対し外周縁部が所要段差分後退した段差形状となっており、前記内周縁部の上面は前記処理管３２が載置される処理管載置面７８、前記外周縁部の上面はシール面７９となっている。

前記内周縁部の周囲にＯリング８１が設けられ、該Ｏリング８１の外側にクッション８２が設けられ、前記処理管載置面７８に前記処理管３２が載置された状態では、前記フランジ７５の下面と前記シール面７９間に前記Ｏリング８１、前記クッション８２が圧縮状態で介設される。

断面が倒立Ｌ字状の固定リング８３をクッション８４を介在して前記支持用フランジ７７に固定することで、前記フランジ７５が前記固定リング８３と前記支持用フランジ７７との間に挾持され、前記処理管３２が前記マニホールド７６に支持、固定される。又、前記処理管３２下端と前記マニホールド７６上端との境界は前記Ｏリング８１によって気密にシールされる。

上記した様に、前記処理管本体７２はヒータにより加熱されており、該処理管本体７２からの熱伝導により、又該処理管本体７２内部からの熱輻射により、前記Ｏリング８１が加熱される。前記フランジ部７３は不透明石英製となっており、大きな熱抵抗を有するので、前記処理管本体７２からの熱伝導を抑制し、又不透明であることから、該処理管本体７２内部からの熱輻射を遮断する。前記フランジ部７３の熱遮断作用によって、前記Ｏリング８１の焼損が防止される。

基板処理の１つにエッチングがあり、或は前記処理室１７の洗浄をする為のエッチングがある。エッチングが実施されると、前記フランジ部７３に多数包含されている気泡が開放され、表面が著しく粗面化されることがある。粗面化した表面では、前記Ｏリング８１の密着性が損われ、気密性が低下する。更に、粗面化した表面は、不純物を取込み易くなり、又脆くなる。この為、パーティクルの発生原因となる。

尚、処理管のフランジ部、又はフランジ部の一部に不透明石英を用いた公知例として、特許文献１、特許文献２に示されるものがある。然し乍ら、特許文献１、特許文献２では不透明石英部分の処理室内への露出面積が多い構造となっている。

半導体装置、例えばＬＳＩの超高集積化に伴い、半導体の製造プロセスでは、従来は無視してきていたレベルの欠陥や不純物が問題となっている。その為、石英部品からの不純物汚染に対しては、不純物濃度、ＯＨ基の少ない石英材料の使用や石英ガラスの製作工程の見直しにより不純物混入を排除した、高純度石英を使用する顧客が増えている。

不透明石英は、高純度石英に比べ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎａ、Ｃｕ等の不純物濃度や、ＯＨ基の含有量が多くなっており、上記特許文献１、特許文献２では処理室へ露出した不透明部分からの不純物汚染の虞れがあった。

又、透明石英と不透明石英とでは、透明石英の方が強度が大きく、不透明石英を厚くした場合、或は多くした場合フランジ部の強度が低下するという問題も有していた。

特開２０００−３４９０２８号公報

実開昭５７−５１６３９号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、処理管をシールするシール部材の焼損を防止しつつ、不純物の発生、パーティクルの発生を抑制可能とした基板処理装置を提供するものである。

本発明は、外側に突出したフランジ部を開放端に有し、基板を処理する処理室を区画する透明石英から成る処理管と、前記基板を加熱する為前記処理室の外側に設けられる加熱手段と、前記処理管内に所望のガスを供給するガス供給手段と、前記処理管内の雰囲気を排出する排出手段と、前記処理管と共に前記処理室を区画する部材と、前記処理室を気密に区画する為、前記フランジ部の端面と、前記部材の端面との間に介在されるＯリングとを備え、前記フランジ部には、該フランジ部の端面を形成する透明石英層と、該透明石英層の前記Ｏリング接触面と対向する面の全面に亘って隣接し、且つ前記対向面と垂直な方向に於ける前記フランジ部の厚さから、前記透明石英層の厚さを除いた厚さよりも薄い厚さで形成される不透明石英層とが設けられる基板処理装置に係り、又前記不透明石英層は３ｍｍであり、前記透明石英層か２ｍｍである基板処理装置に係るものである。

本発明によれば、外側に突出したフランジ部を開放端に有し、基板を処理する処理室を区画する透明石英から成る処理管と、前記基板を加熱する為前記処理室の外側に設けられる加熱手段と、前記処理管内に所望のガスを供給するガス供給手段と、前記処理管内の雰囲気を排出する排出手段と、前記処理管と共に前記処理室を区画する部材と、前記処理室を気密に区画する為、前記フランジ部の端面と、前記部材の端面との間に介在されるＯリングとを備え、前記フランジ部には、該フランジ部の端面を形成する透明石英層と、該透明石英層の前記Ｏリング接触面と対向する面の全面に亘って隣接し、且つ前記対向面と垂直な方向に於ける前記フランジ部の厚さから、前記透明石英層の厚さを除いた厚さよりも薄い厚さで形成される不透明石英層とが設けられるので、不透明石英層により、シール部材への熱伝導、熱輻射が抑制され、過熱焼損が防止され、シール部材が当接するのは透明石英層であり、粗面となることはないので気密性が維持され、又、不透明石英層が処理室に臨接するのは周面だけであり、不透明石英層から発生される不純物、パーティクルの発生を抑制することができる等の優れた効果を発揮する。

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。

先ず、図１に於いて、本発明が実施される基板処理装置について説明する。

図１中、１は基板処理装置、２は基板収納容器（カセット）を示し、前記基板処理装置１で処理されるシリコンウェーハ等の基板（ウェーハ）３は、前記カセット２に所要枚数、例えば２５枚収納された状態で、搬入搬出される。

前記基板処理装置１の筐体４の正面壁５の下部にはメンテナンス用の開口部として正面メンテナンス口６が開設され、該正面メンテナンス口６は正面メンテナンス扉（図示せず）により開閉可能となっている。前記正面メンテナンス口６の上方には、前記カセット２の搬入搬出用の基板収納容器入出口８が開設され、該基板収納容器入出口８は入出口開閉機構（フロントシャッタ）（図示せず）によって開閉される様になっている。

前記筐体４の内部、前記基板収納容器入出口８に臨接して基板収納容器授受装置（カセット授受ステージ）１１が設けられ、該カセット授受ステージ１１に対向し、前記カセット２を所要数保管する下基板収納容器収納棚（カセット棚）１２、上基板収納容器収納棚（バッファカセット棚）１３が設けられている。

前記カセット授受ステージ１１と前記カセット棚１２、前記バッファカセット棚１３との間には、基板収納容器搬送装置（カセット搬送装置）１４が設けられる。該カセット搬送装置１４は、横行機構、昇降機構、回転機構を具備し、前記カセット搬送装置１４は横行機構、昇降機構、回転機構の協働により、前記カセット授受ステージ１１と前記カセット棚１２、前記バッファカセット棚１３との間で前記カセット２を所要の姿勢で搬送可能である。

前記筐体４の内部後方、下部には気密容器であるロードロック室１５が設けられ、該ロードロック室１５の上側には処理炉１６が立設されている。該処理炉１６は気密な処理室１７を具備し、該処理室１７は前記ロードロック室１５と気密に連設され、前記処理室１７の下端の炉口部は炉口ゲートバルブ２０によって気密に閉塞可能となっている。

前記ロードロック室１５の内部には基板保持具（ボート）１８が収納可能であり、該ボート１８は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、ウェーハ３を水平姿勢で多段に保持可能となっている。尚、前記ボート１８の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板（図示せず）が水平姿勢で多段に複数枚配置されて、下方への放熱を抑制している。

又前記ボート１８を支持し、該ボート１８を前記処理室１７に装脱する為の基板保持具昇降機構（ボートエレベータ）１９が前記ロードロック室１５に設けられている。

該ロードロック室１５は前記ボート１８にウェーハ３を移載する為の基板移載口２１が設けられ、該基板移載口２１はゲートバルブ２５によって開放され、又気密に閉塞される。前記ロードロック室１５には窒素ガス等の不活性ガスを供給するガス供給系２２が接続され、前記ロードロック室１５内部を排気して、負圧にする排気装置（図示せず）が接続されている。

前記ロードロック室１５と前記カセット棚１２との間には基板移載装置（基板移載機）２３が設けられ、該基板移載機２３はウェーハ３を載置保持する基板保持プレート２４を所要枚数（例えば５枚）具備し、又該基板保持プレート２４を昇降する昇降機構部、回転させる回転機構部、進退させる進退機構部を具備している。

前記基板移載機２３は、昇降機構部、回転機構部、進退機構部の協働により、降下状態の前記ボート１８と前記カセット棚１２との間で前記基板移載口２１を介して基板の移載が行われる様になっている。

尚、前記筐体４内部の所要位置、例えば、前記バッファカセット棚１３に対向してクリーンユニット２６が設けられ、該クリーンユニット２６によって前記筐体４内部に清浄な雰囲気の流れが形成される。

以下、前記基板処理装置１の作動について説明する。

前記基板収納容器入出口８がフロントシャッタ（図示せず）によって開放され、前記カセット２が前記基板収納容器入出口８から搬入される。搬入されるカセット２は、ウェーハ３が垂直姿勢であって、ウェーハ３の出入れ口が上方向を向く様に載置される。

次に、前記カセット搬送装置１４によって、前記カセット棚１２又は前記バッファカセット棚１３の指定された棚位置へ搬送される。前記カセット棚１２、前記バッファカセット棚１３に保管されるカセット２は水平姿勢となっており、出入れ口は前記基板移載機２３に向いている。又、一時的に保管された後、前記カセット搬送装置１４によって前記バッファカセット棚１３から前記カセット棚１２に移載される。

予め前記ロードロック室１５の内部が大気圧状態とされ、前記ボート１８が前記ボートエレベータ１９によって前記ロードロック室１５内に降下される。前記ゲートバルブ２５によって前記基板移載口２１が開放され、前記基板移載機２３によってウェーハ３が前記カセット２から前記ボート１８へ移載される。

予め指定された枚数のウェーハ３が前記ボート１８に装填されると、前記基板移載口２１が前記ゲートバルブ２５によって閉じられ、前記ロードロック室１５が排気装置により、真空引きされることにより、減圧される。前記ロードロック室１５が前記処理室１７内の圧力と同圧に減圧されると、該処理室１７の炉口部が前記炉口ゲートバルブ２０によって開放され、前記ボートエレベータ１９によって前記ボート１８が前記処理室１７に装入される。

ウェーハ３の加熱、前記処理室１７への処理ガスの導入、排気等が行われ、ウェーハ３に所定の処理が実施される。

処理後は、前記ボートエレベータ１９により前記ボート１８が引出され、更に、前記ロードロック室１５内部を大気圧に復圧させた後に前記ゲートバルブ２５が開かれる。その後は、上記の逆の手順で、ウェーハ３及びカセット２は前記筐体４の外部へ搬出される。

図２に於いて、前記処理炉１６、前記ボートエレベータ１９について説明する。

図２に示される様に、前記処理炉１６は加熱機構としてのヒータ３１を有する。該ヒータ３１は円筒形状であり、ヒータ素線とその周囲に設けられた断熱部材より構成され、図示しない保持体に支持されることにより垂直に据付けられている。

前記ヒータ３１近傍には、前記処理室１７内の温度を検出する温度検出体としての温度センサ（図示せず）が設けられる。前記ヒータ３１及び温度センサには、電気的に温度制御部４５が接続されており、温度センサにより検出された温度情報に基づき前記ヒータ３１への通電具合を調節することにより前記処理室１７内の温度が所望の温度分布となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。

前記ヒータ３１の内側には、該ヒータ３１と同心に処理管３２が配設されている。該処理管３２は、石英（ＳｉＯ2 ）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。前記処理管３２は前記処理室１７を画成し、前記ボート１８を収納し、ウェーハ３は前記ボート１８に保持された状態で前記処理室１７に収納される。

前記処理管３２の下方には、該処理管３２と同心にマニホールド３３が配設され、前記処理管３２は前記マニホールド３３に立設されている。該マニホールド３３は、例えば、ステンレス鋼等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。尚、前記マニホールド３３と前記処理管３２との間には、シール部材としてのＯリング８１（後述）が設けられている。前記マニホールド３３が保持体、例えば前記ロードロック室１５に支持されることにより、前記処理管３２は垂直に設置された状態となっている。該処理管３２と前記マニホールド３３により反応容器が形成される。

図３は、図２のＬ部拡大図であり、前記処理管３２の下端部と前記マニホールド３３の上端部との接合部分の詳細を示している。尚、図３中、図４中で示したものと同等のものには同符号を付してある。

前記処理管３２は、透明石英製の処理管本体７２を有し、該処理管本体７２の下端部には透明石英製のフランジ７５が前記処理管本体７２と一体成形により、或は溶接により一体化されている。

該フランジ７５は円環形状をしており、中央の空間は前記処理管３２の開口部を形成している。前記フランジ７５の開口側端面（図示では下端面）に不透明石英層８６を形成し、更に該不透明石英層８６の開口側端面に透明石英層８５を形成し、該透明石英層８５の開口側端面については平坦加工を行い、バーナで焼き仕上げを行う。又、開口側端面の性状によっては研磨処理を行う。バーナ焼き仕上げで、表面が円滑化し、透明となる。

前記不透明石英層８６については、不透明石英のドーナツ状円板を溶接しても、或は溶接による肉盛りにより形成してもよい。又、前記透明石英層８５についても、同様に透明石英のドーナツ状円板を溶接しても、或は溶接による肉盛りにより形成してもよい。

前記不透明石英層８６は、熱遮断効果が得られる厚みでよく、又前記透明石英層８５は開口側端面を研磨できる程度の厚みであればよい。例えば、前記フランジ７５の厚みが７ｍｍとして、前記不透明石英層８６の厚みは前記フランジ７５の厚みより薄く、例えば不透明度を失わない様３ｍｍ程度、更に前記透明石英層８５の厚みは洗浄工程でエッチングを受ける等を考慮し、２ｍｍ程度とする。

前記マニホールド３３は、図４で示したマニホールド７６と同様に、略円筒形状であり、上端に前記フランジ７５と接合する支持用フランジ７７を有している。

前記内周縁部の周囲にＯリング８１が設けられ、前記処理管載置面７８に前記処理管３２が載置された状態では、前記Ｏリング８１が前記透明石英層８５の研磨面に圧接される。

断面が倒立Ｌ字状の固定リング８３により、クッション８２、クッション８４を介在して前記支持用フランジ７７との間に前記フランジ７５を挾持する。前記処理管３２が前記マニホールド３３に支持、固定され前記フランジ７５と前記支持用フランジ７７との接合部は、前記Ｏリング８１によって気密にシールされる。

不透明石英である前記不透明石英層８６は、前記処理管本体７２からの熱伝導を抑制し、又該処理管本体７２内部からの熱輻射を遮断し、前記Ｏリング８１が過熱、損傷することを防止する。

前記マニホールド３３には、ガス排気管３４が設けられると共に、ガス供給管３５が貫通する様設けられている。該ガス供給管３５は、上流側で３つに分岐し、バルブ３６，３７，３８とガス流量制御装置としてのＭＦＣ３９，４０，４１を介して第１ガス供給源４２、第２ガス供給源４３、第３ガス供給源４４にそれぞれ接続されている。

前記ＭＦＣ３９，４０，４１及び前記バルブ３６，３７，３８には、ガス流量制御部４６が電気的に接続されており、該ガス流量制御部４６は供給するガスの流量が所望の流量となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。

前記ガス排気管３４の下流側には、図示しない圧力検出器としての圧力センサ及び圧力調整器としてのＡＰＣバルブ４７を介して真空ポンプ等の真空排気装置４８が接続されている。該真空排気装置４８は、排気能力の高い３次真空ポンプ、例えば分子ターボポンプ＋機械ブースとポンプ＋ドライポンプ等が用いられることが好ましい。

圧力センサ及び前記ＡＰＣバルブ４７には、圧力制御部４９が電気的に接続されており、該圧力制御部４９は、圧力センサにより検出された圧力に基づいて前記ＡＰＣバルブ４７の開度を調節することにより、前記処理室１７の圧力が所望の圧力となる様所望のタイミングにて制御する様構成されている。

前記処理炉１６の構成に於いて、第１の処理ガスは、前記第１ガス供給源４２から供給され、前記ＭＦＣ３９でその流量が調節された後、前記バルブ３６を介して、前記ガス供給管３５により前記処理室１７内に導入される。第２の処理ガスは、前記第２ガス供給源４３から供給され、前記ＭＦＣ４０でその流量が調節された後、前記バルブ３７を介して前記ガス供給管３５により前記処理室１７内に導入される。第３の処理ガスは、前記第３ガス供給源４４から供給され、前記ＭＦＣ４１でその流量が調節された後、前記バルブ３８を介して前記ガス供給管３５より前記処理室１７内に導入される。又、該処理室１７内のガスは、前記ガス排気管３４に接続された前記真空排気装置４８により、前記処理室１７から排気される。

又、前記ボートエレベータ１９について説明する。

該ボートエレベータ１９の駆動機構部５１は、前記ロードロック室１５の側壁に設けられている。

前記駆動機構部５１は、平行に立設されたガイドシャフト５２、ボール螺子５３を具備し、該ボール螺子５３は回転自在に支持され、昇降モータ５４により、回転される様になっている。昇降台５５が前記ガイドシャフト５２に摺動自在に嵌合すると共に前記ボール螺子５３に螺合し、前記昇降台５５には前記ガイドシャフト５２と平行に中空の昇降シャフト５６が垂設されている。

該昇降シャフト５６は、前記ロードロック室１５の天井面を遊貫して内部に延出しており、下端には中空の駆動部収納ケース５７が気密に設けられている。前記昇降シャフト５６を非接触で覆う様にベローズ５８が設けられ、該ベローズ５８の上端は前記昇降台５５の下面に、又前記ベローズ５８の下端は前記ロードロック室１５の上面にそれぞれ気密に固着され、前記昇降シャフト５６及び該昇降シャフト５６の遊貫部は気密にシールされている。

前記ロードロック室１５の天井部には前記マニホールド３３と同心に炉口５９が設けられ、該炉口５９はシールキャップ６１によって気密に閉塞可能となっている。該シールキャップ６１は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成され、前記駆動部収納ケース５７の上面に気密に固着されている。

該駆動部収納ケース５７は、気密構造となっており、内部は前記ロードロック室１５内の雰囲気と隔離される。前記駆動部収納ケース５７の内部にはボート回転機構６２が設けられ、該ボート回転機構６２の回転軸は前記駆動部収納ケース５７の天板、前記シールキャップ６１を遊貫して上方に延出し、上端にはボート載置台６３が固着され、該ボート載置台６３に前記ボート１８が載置される。

前記シールキャップ６１、前記ボート回転機構６２はそれぞれ水冷式の冷却機構６４，６５によって冷却されており、該冷却機構６４，６５への冷却水管６６は前記昇降シャフト５６を通過して外部の冷却水源（図示せず）に接続されている。又、前記ボート回転機構６２への給電は、前記昇降シャフト５６を通して配線された電力供給ケーブル６７を介して行われる。

前記ボート回転機構６２及び前記昇降モータ５４には、駆動制御部６８が電気的に接続されており、所望の動作をする様所望のタイミングにて制御する様構成されている。

前記温度制御部４５、前記ガス流量制御部４６、前記圧力制御部４９、前記駆動制御部６８は、操作部、入出力部をも構成し、前記基板処理装置１全体を制御する主制御部６９に電気的に接続されている。

次に、前記処理炉１６を用いて、半導体デバイスの製造工程の１工程として、ウェーハ３等の基板に成膜処理する方法について説明する。尚、以下の説明に於いて、基板処理装置１を構成する各部の動作は、前記主制御部６９により制御される。

所定枚数のウェーハ３が前記ボート１８に装填されると、前記昇降モータ５４の駆動で前記ボール螺子５３が回転され、前記昇降台５５、前記昇降シャフト５６を介して前記駆動部収納ケース５７が上昇し、前記ボート１８が前記処理室１７に装入される。この状態で、前記シールキャップ６１はＯリングを介して前記炉口５９を気密に閉塞する。

前記処理室１７内が所望の圧力（真空度）となる様に前記真空排気装置４８によって真空排気される。この際、前記処理室１７内の圧力は、圧力センサで測定され、この測定された圧力に基づき前記ＡＰＣバルブ４７がフィードバック制御される。又、前記処理室１７内が所望の温度、所望の温度分布となる様に前記ヒータ３１により加熱され、加熱状態は温度センサが検出した温度情報に基づき前記温度制御部４５によりフィードバック制御される。続いて、前記ボート回転機構６２により、前記ボート１８が回転されることでウェーハ３が回転される。

前記第１ガス供給源４２、前記第２ガス供給源４３、前記第３ガス供給源４４からそれぞれの処理ガスが供給される。所望の流量となる様に前記ＭＦＣ３９，４０，４１の開度が調節された後、前記バルブ３６，３７，３８が開かれ、それぞれの処理ガスが前記ガス供給管３５を流通して、前記処理室１７の上部から該処理室１７内に導入される。導入されたガスは、前記処理室１７内を通り、前記ガス排気管３４から排気される。処理ガスは、前記処理室１７内を通過する際にウェーハ３と接触し、ウェーハ３の表面上にＥＰＩ膜が成長し、堆積（デポジション）される。

予め設定された時間が経過すると、図示しない不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、前記処理室１７内が不活性ガスで置換されると共に、該処理室１７内の圧力が常圧に復帰される。

その後、前記ボートエレベータ１９により前記シールキャップ６１が降下されて、前記炉口５９が開口されると共に前記ボート１８が前記炉口５９から前記ロードロック室１５内に搬出される。該ロードロック室１５で所要温度となる迄、冷却された後、前記基板移載口２１が開放され、処理済のウェーハ３は、前記基板移載機２３によって前記ボート１８より取出される（図１参照）。

上記基板処理過程で、ヒータにより前記処理管３２、ウェーハ３が加熱され、前記処理管本体７２からの熱伝導により、又該処理管本体７２内部からの熱輻射により、前記Ｏリング８１が加熱される。前記不透明石英層８６は不透明石英製となっており、大きな熱抵抗を有するので、前記処理管本体７２からの熱伝導を抑制し、不透明であるので、該処理管本体７２内部からの熱輻射を遮断する。前記不透明石英層８６の熱遮断作用によって、前記Ｏリング８１の焼損が防止される。

又、基板処理がエッチングの場合、或は前記処理管３２をエッチングにより洗浄した場合等にも、前記不透明石英層８６が前記処理室１７に露出するのは僅かな厚みの内周面だけであるので、不純物の発生が抑制され、又パーティクルの発生も大幅に低減できる。

更に、前記Ｏリング８１が接触している前記フランジ７５の開口側端面は透明石英であり、エッチングの影響により粗面となることはないので、気密性が損われることはない。

尚、一例迄、本実施の形態の処理炉にてウェーハを処理する際の処理条件としては、例えば、Ｈ2 アニール処理に於いては、処理温度７５０〜８５０℃、処理圧力１０００Ｐａ、ガス種、ガス供給流量Ｈ2 、２０ｌが例示され、それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値で一定に維持することでウェーハに処理がなされる。

又、基板処理装置の処理炉１６は横型処理炉であってもよく、又処理管は両端が開口し、両端にそれぞれ開口を形成するフランジ部が設けられ、少なくとも一方のフランジ部に、不透明石英層を介在して透明石英層が形成されてもよい。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の一例を示す斜視図である。該基板処理装置に用いられる処理炉の概略断面図である。図２のＬ部拡大図である。従来の基板処理装置に用いられる処理管開口端部分の断面図である。

符号の説明

１基板処理装置
３ウェーハ
１５ロードロック室
１６処理炉
１７処理室
１８ボート
３１ヒータ
３４ガス排気管
３５ガス供給管
４２第１ガス供給源
４３第２ガス供給源
４４第３ガス供給源
４５温度制御部
４６ガス流量制御部
４９圧力制御部
６８駆動制御部
６９主制御部
７２処理管本体
７５フランジ
７７支持用フランジ
７８処理管載置面
８１Ｏリング
８５透明石英層
８６不透明石英層

Claims

外側に突出したフランジ部を開放端に有し、基板を処理する処理室を区画する透明石英から成る処理管と、前記基板を加熱する為前記処理室の外側に設けられる加熱手段と、前記処理管内に所望のガスを供給するガス供給手段と、前記処理管内の雰囲気を排出する排出手段と、前記処理管と共に前記処理室を区画する部材と、前記処理室を気密に区画する為、前記フランジ部の端面と、前記部材の端面との間に介在されるＯリングとを備え、前記フランジ部には、該フランジ部の端面を形成する透明石英層と、該透明石英層の前記Ｏリング接触面と対向する面の全面に亘って隣接し、且つ前記対向面と垂直な方向に於ける前記フランジ部の厚さから、前記透明石英層の厚さを除いた厚さよりも薄い厚さで形成される不透明石英層とが設けられることを特徴とする基板処理装置。