JP2005285922A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理ガスを処理室内へ供給するガス供給管の析出物を容易に除去可能な基板処理装置を提供する。
【解決手段】ウエハ２００を処理する空間を提供する処理室２０１と、処理ガスを処理室２０１内へ供給するガス供給管２３２ａ、２３２ｂであって、バルブ２４３ｅ、２４３ｃそれぞれを介して処理室２０１に連通された供給管２３２ａ、２３２ｂと、処理室２０１に連通された排気管２３１とを有する基板処理装置であって、バルブ２４３ｅ、２４３ｃを閉じた状態で供給管２３２ａ、２３２ｂ内に不活性ガスを供給し、供給管２３２ａ、２３２ｂ内を加圧状態とし、供給管２４３ｅ、２４３ｃ内が所定の加圧状態となった時に、バルブ２４３ｅ、２４３ｃを開放して供給管２４３ｅ、２４３ｃ内の不活性ガスを反応室２０１内に放出させ、供給管２４３ｅ、２４３ｃ内に付着した付着物を除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板処理装置に関し、特に、原料にＮＨ_３とＤＣＳ（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）とを用いて、半導体Ｓｉウエハに窒化膜を堆積する装置に関する。

原料にＮＨ_３とＤＣＳ（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）を用いて、Ｓｉウエハに窒化膜を堆積する装置の概略構成を図６を参照して説明する。
窒化膜の成膜手順を以下に示す。
（１）石英ボート２１７にウエハ２００を移載する。この時ウエハ２００は石英製の支持部によって支えられている。
（２）石英ボート２１７を反応管２０３内へ挿入する。
（３）石英ボート２１７の挿入が終わると反応管２０３内を真空引きし、窒化プロセスの５００℃−７５０℃程度まで昇温する。
（４）反応ガスであるＮＨ_３とＤＣＳとを反応管２０３内へ導入し、窒化膜堆積を行う。
（５）反応管２０３内の反応ガスのガス引きを行う。
（６）反応管２０３内を大気圧に復帰し、石英ボート２１７を反応管２０３より引き出す。

上記の工程において、ＮＨ_３とＤＣＳの供給管２３２ａ、２３２ｂには反応副生成物であるＮＨ_４Ｃｌの付着を防ぐために、１２０度程度まで加熱できる配管ヒータを装着することが一般的である。しかし不慮の故障、温度の設定ミスなどで、配管ヒータの温度が低下する場合においては、ＮＨ_４Ｃｌが付着してしまう。ＤＣＳ、ＮＨ_３ガスは、夫々、専用の供給管２３２ａ、２３２ｂから反応管２０３内にそれぞれ供給され、一方のガスが供給されている間は、他方のガス管には、配管へのガス侵入防止のために、Ｎ_２ガスを供給しているが、一方のガスの拡散現象等により、他方のガス供給管に一方のガスが侵入し、ＮＨ_４Ｃｌが生成されてしまう。図７にＮＨ_４Ｃｌが付着した場合に、ウエハ２００へのパーティクル発生の様子を示す。故障を修復するには数日の修復時間が必要となり、緊急のウエハ処理に支障をきたす。

そこで、従来においては、ＮＨ_４Ｃｌが付着した供給管２３２ａ、２３２ｂ内を不活性ガスのＮ_２などでパージする。パージは、バルブ２４３ａ、２４３ｂを開け、窒素供給ライン３０１からＮ_２を流すことにより行う。しかし従来のハード構成では、バルブ２４３ａ、２４３ｂより反応管２０３側に、バルブが設置されていないために、反応管２０３と供給管２３２ａ、２３２ｂ内との間に差圧を作ることができない。そのため、付着したＮＨ_４Ｃｌを吹き飛ばすことができず、パーティクル低減が出来なかった。なお、上記のように、付着物は、ＤＣＳ、ＮＨ_３ガスのうち、一方のガスの拡散現象等により、他方のガス供給管に一方のガスが侵入し、ＮＨ_４Ｃｌが生成されてしまうことによって生じるのだから、反応管２０３付近で付着量が多く、反応管２０３から離れるに従って付着量は少なくなっている。

従って、本発明の主な課題は、処理ガスを処理室内へ供給するガス供給管の析出物を容易に除去可能な基板処理装置を提供することにある。

本発明によれば、
基板を処理する空間を提供する処理室と、
所望の処理ガスを前記処理室内へ供給するガス供給管であって、バルブを介して前記処理室に連通された前記供給管と、
前記処理室に連通された排気管と、を有する基板処理装置であって、
前記バルブを閉じた状態で前記供給管内に不活性ガスを供給し、前記供給管内を加圧状態とし、
前記供給管内が所定の加圧状態となった時に、前記バルブを開放して前記供給管内の不活性ガスを前記処理室内に放出させ、前記供給管内に付着した付着物を除去することを特徴とする基板処理装置が提供される。

好ましくは、前記不活性ガスが前記処理室内に放出される際には、真空状態の前記処理室に放出される。

また、好ましくは、前記供給管内に不活性ガスを封じ込め、そしてその後前記不活性ガスを前記処理室内に放出する動作を複数回繰り返す。

また、好ましくは、前記バルブは、前記供給管に前記付着物がほとんど付着しない位置にまで、前記処理室から離して設ける。好ましくは１５ｃｍ以上前記処理室から離間させる。前記バルブを前記供給管に前記付着物がほとんど付着しない位置に設けることにより、付着物の影響をほとんど受けずにバルブを確実に閉じることができるようになる。

本発明によれば、処理ガスを処理室内へ供給するガス供給管の析出物を容易に除去可能な基板処理装置が提供される。

つぎに、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。

本実施例として、ウエハ等の基板へのプロセス処理例としてＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いた成膜処理について、簡単に説明する。

ＡＬＤ法は、ある成膜条件（温度、時間等）の下で、成膜に用いる２種類（またはそれ以上）の原料となるガスを１種類ずつ交互に基板上に供給し、１原子層単位で吸着させ、表面反応を利用して成膜を行う手法である。

即ち、利用する化学反応は、例えばＳｉＮ（窒化珪素）膜形成の場合ＡＬＤ法ではＤＣＳ（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、ジクロルシラン）とＮＨ_３（アンモニア）を用いて３００〜６００℃の低温で高品質の成膜が可能である。また、ガス供給は、複数種類の反応性ガスを１種類ずつ交互に供給する。そして、膜厚制御は、反応性ガス供給のサイクル数で制御する。（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、処理を２０サイクル行う。）

図１は、本実施例にかかる縦型の基板処理炉を説明するための概略構成図であり、処理炉部分を縦断面で示し、図２は本実施例にかかる縦型の基板処理炉を説明するための概略構成図であり、処理炉部分を横断面で示す。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反応管２０３が設けられ、この反応管２０３の下端開口は蓋体であるシールキャップ２１９により気密部材であるＯリング２２０を介して気密に閉塞されている。反応管２０３およびヒータ２０７の外側には断熱部材２０８が設けられている。断熱部材２０８は断熱部材２０８の上方端を覆うように設けられている。少なくとも、ヒータ２０７、断熱部材２０８、反応管２０３、及びシールキャップ２１９により処理炉２０２を形成している。また、反応管２０３、シールキャップ２１９および後述する反応管２０３内に形成されたバッファ室２３７により処理室２０１を形成している。シールキャップ２１９には石英キャップ２１８を介して基板保持手段であるボート２１７が立設され、石英キャップ２１８はボートを保持する保持体となっている。そして、ボート２１７は処理炉２０２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垂直方向に積載される。ヒータ２０７は処理炉２０２に挿入されたウエハ２００を所定の温度に加熱する。

そして、処理炉２０２へは複数種類、ここでは２種類のガスを供給する供給管としての２本のガス供給管２３２ａ、２３２ｂが設けられる。ここではガス供給管２３２ａからは流量制御手段であるマスフローコントローラ２４１ａ及び開閉弁であるバルブ２４３ａ、２４３ｅを介し、更に後述する反応管２０３内に形成されたバッファ室２３７を介して処理室２０１に反応ガスが供給され、ガス供給管２３２ｂからは流量制御手段であるマスフローコントローラ２４１ｂ、開閉弁であるバルブ２４３ｂ、ガス溜め２４７、及び開閉弁であるバルブ２４３ｃを介し、更に後述するガス供給部２４９を介して処理室２０１に反応ガスが供給される。

２本のガス供給管２３２ａ、２３２ｂには、反応副生成物であるＮＨ_４Ｃｌの付着を防ぐために、１２０度程度まで加熱できる配管ヒータを装着している。また、２本のガス供給管２３２ａ、２３２ｂには、窒素供給ライン３０１がそれぞれ接続されている。窒素供給ライン３０１にはレギュレータ３０２が設けられている。

処理室２０１は、ガスを排気する排気管であるガス排気管２３１によりバルブ２４３ｄを介して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。尚、このバルブ２４３ｄ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になっている開閉弁である。

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は、反応管２０３の下部より上部の内壁にウエハ２００の積載方向に沿って、ガス分散空間であるバッファ室２３７が設けられており、そのバッファ室２３７のウエハ２００と隣接する内側の壁の端部近傍にはガスを供給する供給孔であるガス供給孔２４８ａが設けられている。このガス供給孔２４８ａは反応管２０３の中心へ向けて開口している。このガス供給孔２４８ａは、ウエハ２００の積載方向に沿って下部から上部に所定の長さ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。

そしてバッファ室２３７のガス供給孔２４８ａが設けられた端部と反対側の端部近傍には、ノズル２３３が、やはり反応管２０３の下部より上部にわたりウエハ２００の積載方向に沿って配設されている。そしてノズル２３３にはガスを供給する供給孔であるガス供給孔２４８ｂが複数設けられている。複数のガス供給孔２４８ｂは、ガス供給孔２４８ａの場合と同じ所定の長さにわたってウエハ２００の積載方向に沿って配設されている。そして、複数のガス供給孔２４８ｂと複数のガス供給孔２４８ａとをそれぞれ1対1で対応させて配置している。

また、ガス供給孔２４８ｂの開口面積は、バッファ室２３７と処理炉２０２の差圧が小さい場合には、上流側から下流側まで同一の開口面積で同一の開口ピッチとすると良いが、差圧が大きい場合には上流側から下流側に向かって開口面積を大きくするか、開口ピッチを小さくすると良い。

ガス供給孔２４８ｂの開口面積や開口ピッチを上流側から下流にかけて調節することで、まず、各ガス供給孔２４８ｂよりガスの流速の差はあるが、流量はほぼ同量であるガスを噴出させる。そしてこの各ガス供給孔２４８ｂから噴出するガスをバッファ室２３７に噴出させて一旦導入し、ガスの流速差の均一化を行うことができる。

すなわち、バッファ室２３７において、各ガス供給孔２４８ｂより噴出したガスはバッファ室２３７で各ガスの粒子速度が緩和された後、ガス供給孔２４８ａより処理室２０１に噴出する。この間に、各ガス供給孔２４８ｂより噴出したガスは、各ガス供給孔２４８ａより噴出する際には、均一な流量と流速とを有するガスとすることができる。

さらに、バッファ室２３７に、細長い構造を有する棒状電極２６９及び棒状電極２７０が上部より下部にわたって電極を保護する保護管である電極保護管２７５に保護されて配設され、この棒状電極２６９又は棒状電極２７０のいずれか一方は整合器２７２を介して高周波電源２７３に接続され、他方は基準電位であるアースに接続されている。この結果、棒状電極２６９及び棒状電極２７０間のプラズマ生成領域２２４にプラズマが生成される。

この電極保護管２７５は、棒状電極２６９及び棒状電極２７０のそれぞれをバッファ室２３７の雰囲気と隔離した状態でバッファ室２３７に挿入できる構造となっている。ここで、電極保護管２７５の内部は外気（大気）と同一雰囲気であると、電極保護管２７５にそれぞれ挿入された棒状電極２６９及び棒状電極２７０はヒータ２０７の加熱で酸化されてしまう。そこで、電極保護管２７５の内部は窒素などの不活性ガスを充填あるいはパージし、酸素濃度を充分低く抑えて棒状電極２６９又は棒状電極２７０の酸化を防止するための不活性ガスパージ機構が設けられる。

さらに、ガス供給孔２４８ａの位置より、反応管２０３の内周を１２０°程度回った内壁に、ガス供給部２４９が設けられている。このガス供給部２４９は、ＡＬＤ法による成膜においてウエハ２００へ、複数種類のガスを１種類ずつ交互に供給する際に、バッファ室２３７とガス供給種を分担する供給部である。

このガス供給部２４９もバッファ室２３７と同様にウエハと隣接する位置に同一ピッチでガスを供給する供給孔であるガス供給孔２４８ｃを有し、下部ではガス供給管２３２ｂが接続されている。

ガス供給孔２４８ｃの開口面積はバッファ室２３７と処理室２０１の差圧が小さい場合には、上流側から下流側まで同一の開口面積で同一の開口ピッチとすると良いが、差圧が大きい場合には上流側から下流側に向かって開口面積を大きくするか開口ピッチを小さくすると良い。

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鉛直方向に載置するボート２１７が設けられており、このボート２１７は図中省略のボートエレベータ機構により反応管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を回転するための回転手段であるボート回転機構２６７が設けてあり、ボート回転機構２６７を回転することにより、石英キャップ２１８に保持されたボート２１７を回転するようになっている。

制御手段であるコントローラ３２１は、マスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂ、バルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ、２４３ｅ、ヒータ２０７、レギュレータ３０２、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、図中省略のボート昇降機構、高周波電源２７３、整合器２７２に接続されており、マスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂの流量調整、バルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｅの開閉動作、バルブ２４３ｄの開閉及び圧力調整動作、レギュレータ３０２の開閉及び圧力調整動作、ヒータ２０７温度調節、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、ボート昇降機構の昇降動作制御、高周波電極２７３の電力供給制御、整合器２７２によるインピーダンス制御が行われる。

次にＡＬＤ法による成膜例について、ＤＣＳ及びＮＨ_３ガスを用いてＳｉＮ膜を成膜する例で説明する。

まず成膜しようとするウエハ２００をボート２１７に装填し、処理炉２０２に搬入する。搬入後、次の３つのステップを順次実行する。
なお、ＳｉＮ膜を成膜中は、バルブ２４３ｅは開いた状態のままであり、レギュレータ３０２による窒素の供給は行われない。

［ステップ１］
ステップ１では、プラズマ励起の必要なＮＨ_３ガスと、プラズマ励起の必要のないＤＣＳガスとを併行して流す。まずガス供給管２３２ａに設けたバルブ２４３ａ、及びガス排気管２３１に設けたバルブ２４３ｄを共に開けて、ガス供給管２３２ａからマスフローコントローラ２４３ａにより流量調整されたＮＨ_３ガスをノズル２３３のガス供給孔２４８ｂからバッファ室２３７へ噴出し、棒状電極２６９及び棒状電極２７０間に高周波電源２７３から整合器２７２を介して高周波電力を印加してＮＨ_３をプラズマ励起し、活性種として処理室２０１に供給しつつガス排気管２３１から排気する。ＮＨ_３ガスをプラズマ励起することにより活性種として流すときは、バルブ２４３ｄを適正に調整して処理室２０１内圧力を１０〜１００Ｐａとする。マスフローコントローラ２４１ａで制御するＮＨ_３の供給流量は１０００〜１００００ｓｃｃｍである。ＮＨ_３をプラズマ励起することにより得られた活性種にウエハ２００を晒す時間は２〜１２０秒間である。このときのヒータ２０７温度はウエハが５００〜６００℃になるよう設定してある。ＮＨ_３は反応温度が高いため、上記ウエハ温度では反応しないので、プラズマ励起することにより活性種としてから流すようにしており、このためウエハ温度は設定した低い温度範囲のままで行える。

このＮＨ_３をプラズマ励起することにより活性種として供給しているとき、ガス供給管２３２ｂの上流側のバルブ２４３ｂを開け、下流側のバルブ２４３ｃを閉めて、ＤＣＳも流すようにする。これによりバルブ２４３ｂ、２４３ｃ間に設けたガス溜め２４７にＤＣＳを溜める。このとき、処理室２０１内に流しているガスはＮＨ_３をプラズマ励起することにより得られた活性種であり、ＤＣＳは存在しない。したがって、ＮＨ_３は気相反応を起こすことはなく、プラズマにより励起され活性種となったＮＨ_３はウエハ２００上の下地膜と表面反応する。

［ステップ２］
ステップ２では、ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａを閉めて、ＮＨ_３の供給を止めるが、引続きガス溜め２４７へ供給を継続する。ガス溜め２４７に所定圧、所定量のＤＣＳが溜まったら上流側のバルブ２４３ｂも閉めて、ガス溜め２４７にＤＣＳを閉じ込めておく。また、ガス排気管２３１のバルブ２４３ｄは開いたままにし真空ポンプ２４６により、処理室２０１を２０Ｐａ以下に排気し、残留ＮＨ_３を処理室２０１から排除する。また、この時にはＮ_２等の不活性ガスを処理室２０１に供給すると、更に残留ＮＨ_３を排除する効果が高まる。ガス溜め２４７内には、圧力が２００００Ｐａ以上になるようにＤＣＳを溜める。また、ガス溜め２４７と処理室２０１との間のコンダクタンスが１．５×１０^−３ｍ^３／ｓ以上になるように装置を構成する。また、反応管２０３の容積とこれに対する必要なガス溜め２４７の容積との比として考えると、反応管２０３の容積１００１（リットル）の場合においては、１００〜３００ｃｃであることが好ましく、容積比としてはガス溜め２４７は反応室容積の１／１０００〜３／１０００倍とすることが好ましい。

［ステップ３］
ステップ３では、処理室２０１の排気が終わったらガス排気管２３１のバルブ２４３ｃを閉じて排気を止める。ガス供給管２３２ｂの下流側のバルブ２４３ｃを開く。これによりガス溜め２４７に溜められたＤＣＳが処理室２０１に一気に供給される。このときガス排気管２３１のバルブ２４３ｄが閉じられているので、処理室２０１内の圧力は急激に上昇して約９３１Ｐａ（７Ｔｏｒｒ）まで昇圧される。ＤＣＳを供給するための時間は２〜４秒設定し、その後上昇した圧力雰囲気中に晒す時間を２〜４秒に設定し、合計６秒とした。このときのウエハ温度はＮＨ_３の供給時と同じく、５００〜６００℃である。ＤＣＳの供給により、下地膜上のＮＨ_３とＤＣＳとが表面反応して、ウエハ２００上にＳｉＮ膜が成膜される。成膜後、バルブ２４３ｃを閉じ、バルブ２４３ｄを開けて処理室２０１を真空排気し、残留するＤＣＳの成膜に寄与した後のガスを排除する。また、この時にはＮ_２等の不活性ガスを処理室２０１に供給すると、更に残留するＤＣＳ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。またバルブ２４３ｂを開いてガス溜め２４７へのＤＣＳの供給を開始する。

上記ステップ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上に所定膜厚のＳｉＮ膜を成膜する。

なお、ＡＬＤ装置では、ガスは下地膜表面に吸着する。このガスの吸着量は、ガスの圧力、及びガスの暴露時間に比例する。よって、希望する一定量のガスを、短時間で吸着させるためには、ガスの圧力を短時間で大きくする必要がある。この点で、本実施例では、バルブ２４３ｄを閉めたうえで、ガス溜め２４７内に溜めたＤＣＳを瞬間的に供給しているので、処理室２０１内のＤＣＳの圧力を急激に上げることができ、希望する一定量のガスを瞬間的に吸着させることができる。

また、本実施例では、ガス溜め２４７にＤＣＳを溜めている間に、ＡＬＤ法で必要なステップであるＮＨ_３ガスをプラズマ励起することにより活性種として供給、及び処理室２０１の排気をしているので、ＤＣＳを溜めるための特別なステップを必要としない。また、処理室２０１内を排気してＮＨ_３ガスを除去しているからＤＣＳを流すので、両者はウエハ２００に向かう途中で反応しない。供給されたＤＣＳは、ウエハ２００に吸着しているＮＨ_３とのみ有効に反応させることができる。

次に、ＮＨ_３の供給管２３２ａとＤＣＳの供給管２３２ｂにＮＨ_４Ｃｌが付着した場合の除去方法について説明する。上述のように、２本のガス供給管２３２ａ、２３２ｂには、反応副生成物であるＮＨ_４Ｃｌの付着を防ぐために、１２０度程度まで加熱できる配管ヒータを装着している。しかし不慮の故障、温度の設定ミスなどで、配管ヒータの温度が低下する場合においては、ＮＨ_４Ｃｌが付着してしまう。

そこで、本実施例では、窒素供給ライン３０１を利用して、ＮＨ_３の供給管２３２ａやＤＣＳの供給管２３２ｂに付着したＮＨ_４Ｃｌをこれらのガス供給管２３２ａ、２３２ｂから強制的に排除する。

まず、反応管２０３内を真空状態に保つ。次にバルブ２４３ｅ、２４３ｃを閉じ、バルブ２４３ａ、２４３ｂを開いてガス供給管２３２ａ、２３２ｂ内を不活性ガスのＮ_２で３Ｋｇｆ以上の加圧状態にする。圧力はレギュレータ３０２で調節する。次にバルブバルブ２４３ｅ、２４３ｃを開いて、加圧封じ込めのＮ_２ガスを真空状態の反応管２０３内へ放出する。差圧は３ＫＧＦ−（−１ＫＧＦ真空）＝４ＫＧＦとなる。この封じ込め→放出動作を１０回程度実施する。このように、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ内と反応管２０３内の間の差圧を利用して配管内に付着したＮＨ_４Ｃｌを反応管２０３内に飛散させることが可能となる。

このようにしてガス供給管２３２ａ、２３２ｂ内に付着したＮＨ_４Ｃｌを除去した後に、成膜を行った場合のパーティクルを図３に示すが、パーティクルは低減していることが分かる。

なお、付着物は、ＤＣＳ、ＮＨ_３ガスのうち、一方のガスの拡散現象等により、他方のガス供給管に一方のガスが侵入し、ＮＨ_４Ｃｌが生成されてしまうことによって生じるのだから、反応管２０３付近で付着量が多く、反応管２０３から離れるに従って付着量は少なくなっている。そこで、本実施例では、バルブ２４３ｅ、２４３ｃを反応管２０３から約１５ｃｍ離間した位置に設けている。このように反応管２０３から約１５ｃｍ以上離間した位置に設けることにより、バルブ２４３ｅ、２４３ｃをガス供給管２３２ａ、２３２ｂに付着物がほとんど付着しない位置に設けることができ、付着物の影響をほとんど受けずにバルブ２４３ｅ、２４３ｃを確実に閉じることができるようになる。

以上のように、本実施例によれば、窒化膜形成プロセスにおいて、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂから発生するパーティクルを容易に低減することが可能となった。

なお、本実施例は縦型ＡＬＤ装置に関するものであるが、本発明は、枚葉ＣＶＤ装置、プラズマＣＶＤ装置に適用しても同様の効果が得られる。

次に、図４、図５を参照して本発明が好適に適用される基板処理装置の一例である半導体製造装置についての概略を説明する。

筐体１０１内部の前面側には、図示しない外部搬送装置との間で基板収納容器としてのカセット１００の授受を行う保持具授受部材としてのカセットステージ１０５が設けられ、カセットステージ１０５の後側には昇降手段としてのカセットエレベータ１１５が設けられ、カセットエレベータ１１５には搬送手段としてのカセット移載機１１４が取りつけられている。又、カセットエレベータ１１５の後側には、カセット１００の載置手段としてのカセット棚１０９が設けられると共にカセットステージ１０５の上方にも予備カセット棚１１０が設けられている。予備カセット棚１１０の上方にはクリーンユニット１１８が設けられクリーンエアを筐体１０１の内部を流通させるように構成されている。

筐体１０１の後部上方には、処理炉２０２が設けられ、処理炉２０２の下方には基板としてのウエハ２００を水平姿勢で多段に保持する基板保持手段としてのボート２１７を処理炉２０２に昇降させる昇降手段としてのボートエレベータ１２１が設けられ、ボートエレベータ１２１に取りつけられた昇降部材１２２の先端部には蓋体としてのシールキャップ２１９が取りつけられボート２１７を垂直に支持している。ボートエレベータ１２１とカセット棚１０９との間には昇降手段としての移載エレベータ１１３が設けられ、移載エレベータ１１３には搬送手段としてのウエハ移載機１１２が取りつけられている。又、ボートエレベータ１２１の横には、開閉機構を持ち処理炉２０２の下面を塞ぐ遮蔽部材としての炉口シャッタ１１６が設けられている。

ウエハ２００が装填されたカセット１００は、図示しない外部搬送装置からカセットステージ１０５にウエハ２００が上向き姿勢で搬入され、ウエハ２００が水平姿勢となるようカセットステージ１０５で９０°回転させられる。更に、カセット１００は、カセットエレベータ１１５の昇降動作、横行動作及びカセット移載機１１４の進退動作、回転動作の協働によりカセットステージ１０５からカセット棚１０９又は予備カセット棚１１０に搬送される。

カセット棚１０９にはウエハ移載機１１２の搬送対象となるカセット１００が収納される移載棚１２３があり、ウエハ２００が移載に供されるカセット１００はカセットエレベータ１１５、カセット移載機１１４により移載棚１２３に移載される。

カセット１００が移載棚１２３に移載されると、ウエハ移載機１１２の進退動作、回転動作及び移載エレベータ１１３の昇降動作の協働により移載棚１２３から降下状態のボート２１７にウエハ２００を移載する。

ボート２１７に所定枚数のウエハ２００が移載されるとボートエレベータ１２１によりボート２１７が処理炉２０２に挿入され、シールキャップ２１９により処理炉２０２が気密に閉塞される。気密に閉塞された処理炉２０２内ではウエハ２００が加熱されると共に処理ガスが処理炉２０２内に供給され、ウエハ２００に処理がなされる。

ウエハ２００への処理が完了すると、ウエハ２００は上記した作動の逆の手順により、ボート２１７から移載棚１２３のカセット１００に移載され、カセット１００はカセット移載機１１４により移載棚１２３からカセットステージ１０５に移載され、図示しない外部搬送装置により筐体１０１の外部に搬出される。尚、炉口シャッタ１１６は、ボート２１７が降下状態の際に処理炉２０２の下面を塞ぎ、外気が処理炉２０２内に巻き込まれるのを防止している。

カセット移載機１１４等の搬送動作は、搬送制御手段１２４により制御される。

本発明の好ましい実施例に係る基板処理装置の縦型の基板処理炉を説明するための概略縦断面図である。 本発明の好ましい実施例に係る基板処理装置の縦型の基板処理炉を説明するための概略横断面図である。 本発明の好ましい実施例の基板処理装置を使用してパージした後のパーティクル状態を示す図である。 本発明の好ましい実施例に係る基板処理装置を説明するための概略斜視図である。 本発明の好ましい実施例に係る基板処理装置を説明するための概略縦断面図である。 従来の基板処理装置の縦型の基板処理炉を説明するための概略横縦断面図である。 従来の基板処理装置を使用してパージした後のパーティクル状態を示す図である。

符号の説明

１００…カセット
１１２…ウエハ移載機
１１４…カセット移載機
１２１…ボートエレベータ
２００…ウエハ
２０１…処理室
２０２…処理炉
２０３…反応管
２０７…ヒータ
２０８…断熱部材
２１７…ボート
２１８…石英キャップ
２１９…シールキャップ
２２０…Ｏリング
２２４…プラズマ生成領域
２３１…ガス排気管
２３２ａ…ガス供給管
２３２ｂ…ガス供給管
２３３…ノズル
２３７…バッファ室
２４１ａ…マスフローコントローラ
２４１ｂ…マスフローコントローラ
２４３ａ…バルブ
２４３ｂ…バルブ
２４３ｃ…バルブ
２４３ｄ…バルブ
２４３ｅ…バルブ
２４６…真空ポンプ
２４７…ガス溜め
２４８ａ…ガス供給孔
２４８ｂ…ガス供給孔
２４８ｃ…ガス供給孔
２４９…ガス供給部
２６７…ボート回転機構
２６９…棒状電極
２７０…棒状電極
２７２…整合器
２７３…高周波電源
２７５…電極保護管
３０１…窒素供給ライン
３０２…レギュレータ
３２１…コントローラ

Claims (1)

1. 基板を処理する空間を提供する処理室と、
   所望の処理ガスを前記処理室内へ供給するガス供給管であって、バルブを介して前記処理室に連通された前記供給管と、
   前記処理室に連通された排気管と、を有する基板処理装置であって、
   前記バルブを閉じた状態で前記供給管内に不活性ガスを供給し、前記供給管内を加圧状態とし、
   前記供給管内が所定の加圧状態となった時に、前記バルブを開放して前記供給管内の不活性ガスを前記反応室内に放出させ、前記供給管内に付着した付着物を除去することを特徴とする基板処理装置。