JP2006190760A

JP2006190760A - 基板処理装置

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Publication number: JP2006190760A
Application number: JP2005000570A
Authority: JP
Inventors: Masanori Sakai; 正憲境; Takashi Yokogawa; 貴史横川
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2005-01-05
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2006-07-20

Abstract

【課題】基板の処理枚数を増大させることができ、且つ処理基板における膜厚の均一性を保つことができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板保持手段ボート２１７は、例えば４本の支柱２１４、２１４、２１４、２１４と該支柱２１４、２１４、２１４、２１４によって支持されるリング状部材リング２１６とを有する。このリング２１６は、円周の一部が欠如した第１の切欠き部２１２と、内周面の一部が欠如した例えば２つの第２の切欠き部２１３、２１３とを有する。支柱２１４、２１４、２１４、２１４によって多数支持されるそれぞれのリング２１６の第１の切欠き部２１２の位置は、少なくとも直上に位置する他のリング２１６の第１の切欠き部２１２の位置と垂直方向において一致することなく、例えば１８０°ずらした状態で配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板に対して成膜処理などを行う基板処理装置に関する。

例えば基板処理装置を用いて基板に対して成膜処理を行う場合、処理室内において基板を垂直方向に平行に一定間隔で保持する基板支持体が用いられ、この基板支持体と処理室内内壁との間に処理ガスを流し基板に対して成膜処理を行っている。ところが、処理ガスの種類によっては、基板の周辺部のみ膜厚が厚くなり、膜厚の均一性が悪化する場合がある。この原因は、付着確率の高い中間体が生成し、その中間体が基板中心部に入り込む前に基板上の周辺部で基板に付着することと考えられる。

このような問題が発生する成膜の種類（方法）は、例えば、ＳｉＨ４とＮ２ＯとによりＣＶＤ法（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いてＳｉＯ２膜を成膜する場合である。また、アミン系のＨｆ原料（Ｈｆ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）（ＣＨ３）］４、Ｈｆ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４、Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ３）２］４）とＯ３とによりＡＬＤ法（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いてＨｆＯ膜を成膜する際にも同様の傾向が見られる。

そこで、基板の間にリング状部材が配置される基板支持体（リングボート）を用いて膜厚の均一性向上を図るものがある。図９において、この種の基板支持体（リングボート）の一例を示す。基板支持体（リングボート１０）は、支柱１１と、この支柱１１の内側に形成された支持片（リング状部材１２）とを有する。また、このリング状部材１２には基板と接する支持部（支持ピン１３）が設けられている。この種の基板支持体（リングボート）を用いることで、膜厚の均一性を悪化させる中間体を、基板周辺部に配置されるリング状部材に成膜・消費させ、基板に処理される膜厚の均一性を向上させることができる。

しかしながら、リング状部材を使用する基板支持体（リングボート）とリング状部材を使用しない基板支持体とを比較すると、リング状部材を使用するリングボートにおいては、１バッチ当たりの基板の処理枚数が少なくなるという問題がある。即ち、リングボートにおいては、リング状部材を配置し、さらに基板を基板支持体に乗せる際の搬送マージンを確保する必要があるため、一つの基板支持体に支持することができる基板の枚数が少なくなる。

また、搬送マージンを確保するため、基板支持体（リングボート）に用いられる支持片（リング状部材）に切欠き部を設けて、基板の搬送性の向上を図るものがある。図１０において、この種の基板支持体（リングボート）の一例を示す。基板支持体（リングボート１０）は支柱１１と、この支柱１１の内側に形成された支持片（リング状部材１２）とを有する。また、このリング状部材１２には基板と接する支持部（支持ピン１３）及び切欠き部１４を有する。

しかしながら、この切欠き部１４によって基板積層方向に大きな空間が形成されると、上述した中間体の消費が減少して、切欠き部に対応する基板周辺部の膜厚が局所的に増加してしまうことが考えられる。

本発明の第１の目的は、基板の処理枚数を増大させることができる基板処理装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、処理基板における膜厚の均一性を保つことができる基板処理装置を提供することにある。

本発明の特徴とするところは、処理室と、前記処理室内で複数の基板を垂直方向に積層した状態で保持する基板保持手段と、前記処理室に対し所望の処理ガスを供給する供給手段と、余剰な処理ガスを排出する排出手段と、前記基板保持手段に対し基板を搬入出する際に用いられる、基板搬送プレートを有する基板搬送手段と、前記基板保持手段に垂直方向に積層した状態で支持される複数のリング状部材であって、それぞれに前記基板搬送プレートとの干渉防止用の切欠きを備えた前記リング状部材と、前記リング状部材のそれぞれに設けられた、基板を支持する基板支持部とを備え、前記リング状部材のそれぞれの切欠き位置は、少なくとも直上に位置する他のリング状部材の切欠き位置と基板積層方向において一致することなく、ずらした状態で前記基板保持手段に支持されている基板処理装置にある。

本発明によれば、基板の処理枚数を増大させることができ、且つ処理基板における膜厚の均一性を保つことができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２において本発明が適用される基板処理装置１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、該カセットステージ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、該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が取り付けられている。また、前記カセットエレベータ１１５の後側には、前記カセット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、前記カセットステージ１０５の上方にも、予備カセット棚１１０が設けられている。前記予備カセット棚１１０の上方にはクリーンユニット１１８が設けられ、クリーンエアを前記筐体１０１の内部に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、該処理炉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を該処理炉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、該ボートエレベータ１２１に取り付けられた昇降部材１２２の先端部には蓋体としてのシールキャップ２１９が取り付けられ、該ボート２１７を垂直に支持している。前記ボートエレベータ１２１と前記カセット棚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、該移載エレベータ１１３には基板搬送手段としてのウエハ移載機１１２が取り付けられている。また、前記ボートエレベータ１２１の横には、開閉機構を持ち前記処理炉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。

前記ウエハ２００が装填された前記カセット１００は、図示しない外部搬送装置から前記カセットステージ１０５に該ウエハ２００が上向きの姿勢で搬入され、該ウエハ２００が水平の姿勢になるよう該カセットステージ１０５で９０°回転させられる。更に、前記カセット１００は、前記カセットエレベータ１１５の昇降動作、横行動作及び前記カセット移載機１１４の進退動作、回転動作の協働により前記カセットステージ１０５から前記カセット棚１０９又は前記予備カセット棚１１０に搬送される。

前記カセット棚１０９には前記ウエハ移載機１１２の搬送対象となる前記カセット１００が収納される移載棚１２３があり、前記ウエハ２００が移載に供される該カセット１００は前記カセットエレベータ１１５、前記カセット移載機１１４により該移載棚１２３に移載される。

前記カセット１００が前記移載棚１２３に移載されると、前記ウエハ移載機１１２の進退動作、回転動作及び前記移載エレベータ１１３の昇降動作の協働により該移載棚１２３から降下状態の前記ボート２１７に前記ウエハ２００を移載する。

前記ボート２１７に所定枚数の前記ウエハ２００が移載されると、前記ボートエレベータ１２１により該ボート２１７が前記処理炉２０２に挿入され、前記シールキャップ２１９により前記処理炉２０２が気密に閉塞される。気密に閉塞された前記処理炉２０２内では前記ウエハ２００が加熱されると共に処理ガスが該処理炉２０２に供給され、前記ウエハ２００に処理がなされる。

前記ウエハ２００への処理が完了すると、該ウエハ２００は上述した動作と逆の手順により、前記ボートから前記移載棚１２３の前記カセット１００に移載され、該カセット１００は前記カセット移載機１１４により該移載棚１２３から前記カセットステージ１０５に移載され、図示しない外部搬送装置により前記筐体１０１の外部に搬出される。なお、前記炉口シャッタ１１６は、前記ボート２１７が降下状態の際に前記処理炉２０２の下面を塞ぎ、外気が該処理炉２０２内に巻き込まれるのを防止している。

前記カセット移載機１１４等の搬送動作は、搬送制御手段１２４により制御される。

次に、上述した処理炉２０２について図３に基づいて詳細に説明する。

図３（ａ）は、本実施の形態にかか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３（ｂ）は本実施の形態にかか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３（ａ）のＡ−Ａ線断面図で示す。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の反応管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、少なくとも、このヒータ２０７、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。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、前記石英キャップ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積載される。前記ヒータ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。

処理炉２０２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管としての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。第１のガス供給管２３２ａには上流方向から順に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。また、第１のガス供給管２３２ａの先端部には、処理炉２０２を構成している反応炉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の下部より上部の内壁にウエハ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２のガス供給管２３２ｂには上流方向から順に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。また、第２のガス供給管２３２ｂの先端部には、処理炉２０２を構成している反応炉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の下部より上部の内壁にウエハ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。

例えば第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を介して反応管２０３内に反応ガスが供給されている。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を介して処理炉２０２に反応ガスが供給されている。

また、処理炉２０２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を介して排出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炉２０２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、図示しない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、石英キャップ２１８に支持されたボート２１７を回転するようになっている。

制御手段であるコントローラ１２１は、液体マスフローコントローラ２４０、第１〜第３のマスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、第１〜第５のバルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ、２４３ｅ、ヒータ２０７、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、図示しないボート昇降機構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３のマスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ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、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、ボート昇降機構の昇降動作制御が行われる。

次に、ウエハ移載機１１２について説明する。
上述したウエハ移載機１１２は、ウエハ２００を支持する基板搬送プレートとしての搬送アーム１１１（図１及び図２に示す）を有する。この搬送アーム１１１の先端は、２股に分かれて略Ｕ字状に形成されている。また、この搬送アーム１１１は、ボート２１７内に挿入できるようになっている。

次に、ボート２１７について詳細に説明する。
図４（ａ）はボート２１７の概略を示す斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）の上面図である。

ボート２１７は、例えば４本の支柱２１４、２１４、２１４、２１４と、該支柱２１４、２１４、２１４、２１４によって支持されるリング状部材（リング２１６）とを有する。支柱２１４、２１４、２１４、２１４は上面からみて四角形をなすよう配置され、ウエハ移載機１１２の搬送アーム１１１が挿入される側に２本、搬送アーム１１１の反挿入側に２本設けられている。リング２１６は、支柱２１４、２１４、２１４、２１４によって略水平状態となるよう垂直方向に積層した状態で多数支持される。

また、リング２１６は、円周の一部が欠如した第１の切欠き部２１２を有し、略Ｃ型形状に形成されている。この第１の切欠き部２１２は、搬送アーム１１１が挿入される側に設けられている。支柱２１４、２１４、２１４、２１４によって多数支持されるそれぞれのリング２１６の第１の切欠き部２１２の位置は、少なくとも直上に位置する他のリング２１６の第１の切欠き部２１２の位置と垂直方向において一致することなく、例えば１８０°ずらした状態で配置される。

また、リング２１６は、内周面の一部が欠如した第２の切欠き部２１３を有する。この第２の切欠き部２１３は、ウエハ移載機１１２の搬送アーム１１１の先端部が干渉しないよう搬送アーム１１１の先端部に対応する位置に略半円形状に形成され、例えば２箇所設けられている。

このように、リング２１６には、搬送アーム１１１に対応する部分に第１の切欠き部２１２及び第２の切欠き部２１３が形成されているため、搬送アーム１１１を下降してもリング２１６と搬送アーム１１１が干渉しないので、基板（ウエハ２００）間のピッチ（リング２１６間の間隔）を縮小することができる。

即ち、従来例では、ウエハ２００を載置する際に搬送アーム１１１がリング２１６と接触しないよう、リング２１６とリング２１６とのクリアランス量を大きくし、搬送マージンを確保している。本発明においては、リング２１６に第１の切欠き部２１２及び第２の切欠き部２１３を設けることにより、ウエハ２００を載置する際に搬送アーム１１１を下降してもリング２１６と搬送アーム１１１が干渉しないので、基板間のピッチを縮小しても、リング２１６と搬送アーム１１１が干渉することなく、搬送マージンを確保することができる。したがって、一度に処理する基板（ウエハ２００）の処理枚数を増大させることが可能となる。

また、リング２１６の上面にはウエハ２００とリング２１６が直接接触しないよう例えば略Ｌ字形状をした基板支持部としての支持ピン２１５、２１５、２１５が設けられている。これらの支持ピン２１５、２１５、２１５は互いに９０度ずつ隔てて形成され、例えばウエハ移載機１１２の搬送アーム１１１が挿入される側に２つ、搬送アーム１１１の反挿入側に１つ設けられている。この支持ピン２１５、２１５、２１５の上面にはウエハ２００の下面が接触するようウエハ２００が支持される。

次に、ウエハ２００をボート２１７に挿入する方法について説明する。
ボート２１７において、第１の切欠き部２１２が１８０°ずらした状態で配置されたリング２１６の一方の第１の切欠き部２１２側をＡサイド、他方をＢサイドとする。

まず、Ａサイドにおいて、図５（Ａ−１）に示すように、ウエハ２００が載置されたウエハ移載機１１２の搬送アーム１１１をリング２１６の第１の切欠き部２１２の方向よりリング２１６上部と、それらの上方に隣接して設けられたリング２１６下部とに囲まれた空間に挿入する。このとき、搬送アーム１１１の先端部は、リング２１６の第２の切欠き部２１３の上部位置に挿入される。次に図５（Ａ−２）に示すように、搬送アーム１１１を下方に所定距離移動させ、ウエハ２００を支持ピン２１５、２１５、２１５に載置する。このとき、リング２１６には第１の切欠き部２１２及び第２の切欠き部２１３が形成されているので、搬送アーム１１１とリング２１６との干渉が避けられる。即ち、搬送アーム１１１とリング２１６との干渉を避けつつ、搬送アーム１１１をリング２１６よりも下方へ移動させることが可能となる。そして、図５（Ａ−３）に示すように、搬送アーム１１１を引き抜くことで完了する。

なお、このときウエハ移載機１１２の搬送アーム１１１が支持するウエハ２００の間隔を２倍ピッチにして、リング２１６の第１の切欠き部２１２の開口している偶数スロット（２ｎ，２ｎ−２）にのみウエハ２００を載置する。

次に、上述したボート回転機構２６７（図３に示す）を駆動し、ボート２１７の他方の第１の切欠き部２１２側（Ｂサイド）とウエハ移載機１１２との対向する位置までボート２１７を垂直軸方向に対して回転（１８０°）させる。

次に、Ｂサイドにおいて、図６（Ｂ−１）に示すように、ウエハ２００が載置されたウエハ移載機１１２の搬送アーム１１１をリング２１６の第１の切欠き部２１２の方向よりリング２１６上部と、それらの上方に隣接して設けられたリング２１６下部とに囲まれた空間に挿入する。このとき、搬送アーム１１１の先端部は、リング２１６の第２の切欠き部２１３の上部位置に挿入される。次に図６（Ｂ−２）に示すように、搬送アーム１１１を下方に所定距離移動させ、ウエハ２００を支持ピン２１５、２１５、２１５に載置する。このとき、リング２１６には第１の切欠き部２１２及び第２の切欠き部２１３が形成されているので、搬送アーム１１１とリング２１６との干渉が避けられる。すなわち、搬送アーム１１１とリング２１６との干渉を避けつつ、搬送アーム１１１をリング２１６よりも下方へ移動させることが可能となる。そして、図６（Ｂ−３）に示すように、搬送アーム１１１を引き抜くことで完了する。

なお、このときウエハ移載機１１２の搬送アーム１１１が支持するウエハ２００の間隔を２倍ピッチにして、リング２１６の第１の切欠き部２１２の開口している奇数スロット（２ｎ＋１，２ｎ−１）にのみウエハ２００を載置する。

このように、例えばボート２１７の全ての偶数スロットにウエハ２００を載置した後、奇数スロットにウエハ２００を載置し、ボート２１７の全てのスロット（リング２１６）に対しウエハ２００の載置を完了する。

次に、成膜処理法の一例であるＡＬＤ法を用いた成膜処理について説明する。
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ＨｆＯ２膜形成の場合、ＴＥＭＡＨ（Ｈｆ［ＮＣＨ３Ｃ２Ｈ５］４、テトラキスメチルエチルアミノハフニウム）とＯ３（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。

次に、ＡＬＤ法を用いた成膜処理例について、ＴＥＭＡＨ及びＯ３を用いてＨｆＯ２膜を成膜する例を基に説明する。

まず、上述したようにウエハ２００をボート２１７に装填し、処理炉２０２に搬入する。ボート２１７を処理炉２０２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（Ｎ２）を流す。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、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から流れ、第２のマスフローコントローラ２４１ｂ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の第１のガス供給孔２４８ａから反応管２０３内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。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０．０１〜０．１ｇ／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℃となるよう設定してある。

［ステップ２］
第１のガス供給管２３２ａの第１のバルブ２４３ａ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により反応管２０３内を２０Ｐａ以下となるまで排気し、残留ＴＥＭＡＨガスを反応管２０３内から排除する。このときＮ２等の不活性ガスを反応管２０３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Ｏ３、第２のキャリアガス供給管２３４ｂにキャリアガス（Ｎ２）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。Ｏ３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の第２のガス供給孔２４８ｂから反応管２０３内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。Ｏ３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℃となるようヒータ２０７を設定する。Ｏ３の供給により、下地膜上のＴＥＭＡＨとＯ３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及び、第２のキャリアガス供給管２３４ｂの第４のバルブ２４３ｄを閉じ、真空ポンプ２４６により反応管２０３内を真空排気し、残留するＯ３の成膜に寄与した後のガスを排除する。このとき、Ｎ２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Ｏ３の成膜に寄与した後のガスを反応管２０３から排除する効果が高まる。

この成膜処理におけるステップ１〜３において、上述したようにリング２１６の第１の切欠き部２１２は、直上に位置する他のリング２１６の切欠き部２１２とウエハ２００の積層方向において一致することなく、ずらした状態（１８０°のずれ）で配置されているので、第１の切欠き部２１２に対応するウエハ２００の周辺部の膜厚が局所的に増加する（厚くなる）のを防ぎ、膜厚の均一性を保つことができる。

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膜を成膜することができる。

次に本発明に係る第２の実施形態を図７及び図８に基づいて説明する。

なお、第１の実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図４（ａ）はボート２１７の偶数スロット（２ｎ，２ｎ−２）を示す上面図、図４（ｂ）はボート２１７の奇異スロット（２ｎ＋１，２ｎ−１）を示す上面図、図４（ｃ）はボート２１７の概略を示す側面図である。

ボート２１７は、例えば４本の支柱２１４、２１４、２１４、２１４と、該支柱２１４、２１４、２１４、２１４によって支持されるリング状部材（リング２１６）とを有する。このリング２１６は、円周の一部が欠如した第１の切欠き部２１２を有し、略Ｃ型形状に形成されている。この第１の切欠き部２１２は、搬送アーム１１１が挿入される側に設けられている。支柱２１４、２１４、２１４、２１４によって多数支持されるそれぞれのリング２１６の第１の切欠き部２１２の位置は、少なくとも直上に位置する他のリング２１６の第１の切欠き部２１２の位置と垂直方向において一致することなく、例えば１８０°ずらした状態で配置される。

リング２１６の内周面にはウエハ２００とリング２１６が直接接触しないよう例えば３つの基板支持部（支持ピン２１５、２１５、２１５）が設けられている。これらの支持ピン２１５、２１５、２１５は互いに９０度ずつ隔てて形成され、例えばウエハ移載機１１２の搬送アーム１１１が挿入される側に２つ、搬送アーム１１１の反挿入側に１つ設けられている。これらの支持ピン２１５、２１５、２１５の上面はリング２１６の上面とほぼ同じ高さに配置され、これらの支持ピン２１５、２１５、２１５の上面にはウエハ２００の下面が接触するようウエハ２００が支持されている。

このように、リング２１６の上面と、支持ピン２１５、２１５、２１５の上面とを同じ高さに配置することで、さらに基板（ウエハ２００）間のピッチ（リング２１６間の間隔）を縮小することができる。

即ち、リング２１６の上部とそれらの上方に設けられたリング２１６下部との間に支持ピン２１５、２１５、２１５が配置されている場合は、それらのリング２１６と支持ピン２１５、２１５、２１５の間にクリアランスを確保しなければならない。本実施形態においては、リング２１６とリング２１６とのクリアランスを確保すれば、搬送アーム１１１の搬送マージンが確保されるので、より一層基板（ウエハ２００）間のピッチを縮小することが可能となる。したがって、一度に処理する基板（ウエハ２００）の処理枚数を一層増大させることが可能となる。また、基板（ウエハ２００）間のピッチをより一層縮小することにより、成膜処理時において処理基板（ウエハ２００）の周辺部のみ膜厚が増加する現象を一層抑えることが可能となる。

次に、ウエハ２００をボート２１７に挿入する方法について説明する。
ボート２１７において、第１の切欠き部２１２が１８０°ずらした状態で配置されたリング２１６の一方の第１の切欠き部２１２側をＣサイド、他方をＤサイド（図示せず）とする。

まず、Ｃサイドにおいて、図８（Ｃ−１）に示すように、ウエハ２００が載置されたウエハ移載機１１２の搬送アーム１１１をリング２１６の第１の切欠き部２１２の方向より、リング２１６上部と、それらの上方に隣接して設けられたリング２１６下部とに囲まれた空間に挿入する。このとき、搬送アーム１１１の先端部は、リング２１６の第２の切欠き部２１３の上部位置に挿入される。次に図８（Ｃ−２）に示すように、搬送アーム１１１を下方に所定距離移動させ、ウエハ２００を支持ピン２１５、２１５、２１５に載置する。このとき、リング２１６には第１の切欠き部２１２及び第２の切欠き部２１３が形成されているので、搬送アーム１１１とリング２１６との干渉が避けられる。すなわち、搬送アーム１１１とリング２１６との干渉を避けつつ、搬送アーム１１１をリング２１６よりも下方へ移動させることが可能となる。そして、図８（Ｃ−３）に示すように、搬送アーム１１１を引き抜くことで完了する。

なお、このときウエハ移載機１１２が支持するウエハ２００（搬送アーム１１１）の間隔を２倍ピッチにして、リング２１６の第１の切欠き部２１２の開口している偶数スロット（２ｎ，２ｎ−２）にのみウエハ２００を載置する。

次に、上述したボート回転機構２６７（図３に示す）を駆動し、ボート２１７の他方の第１の切欠き部２１２側（Ｄサイド（図示せず））とウエハ移載機１１２との対向する位置（１８０°回転）までボート２１７を垂直軸方向に対して回転させ、同様の動作でボート２１７の奇数スロット（２ｎ＋１，２ｎ−１）にウエハ２００を載置する。

なお、上記実施形態の説明にあっては、基板処理装置として、複数の基板を処理するバッチ式のものを用いたが、これに限定するものではなく、枚葉式のものであってもよい。

本発明の実施形態に係る基板処理装置全体を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る基板処理装置全体を示す断面図である。本発明の実施形態に係る反応炉を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線拡大断面図である。本発明の実施形態に係る基板保持手段（ボート）を示す図で、（ａ）は概略を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の上面図である。本発明の実施形態においてウエハをボートに支持させる手順を示し、（Ａ−１）〜（Ａ−３）は一方の側の各工程におけるボートと搬送アームとの関係を示す上面図及びＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線断面図である。本発明の実施形態においてウエハをボートに支持させる手順を示し、（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）は他方の側の各工程におけるボートと搬送アームとの関係を示す上面図及びＥ−Ｅ線、Ｆ−Ｆ線、Ｇ−Ｇ線断面図である。本発明の第２の実施形態に係る基板保持手段（ボート）を示す図で、（ａ）は奇数スロットの上面図、（ｂ）は偶数スロットの上面図、（ｃ）は概略を示す側面図である。本発明の第２の実施形態においてウエハをボートに支持させる手順を示し、（Ｃ−１）〜（Ｃ−３）は一方の側の各工程におけるボートと搬送アームとの関係を示す上面図及びＨ−Ｈ線、Ｉ−Ｉ線、Ｊ−Ｊ線断面図である。従来の基板処理装置における基板支持体（第１例）を示す斜視図である。従来の基板処理装置における基板支持体（第２例）を示す斜視図である。

符号の説明

１基板処理装置
１１１搬送アーム
１１２ウエハ移載機
２００ウエハ
２０２処理炉
２１２第１の切欠き部
２１３第２の切欠き部
２１５支持ピン
２１６リング
２１７ボート
２３２ａ第１のガス供給管
２３２ｂ第２のガス供給管
２４６真空ポンプ

Claims

処理室と、
前記処理室内で複数の基板を垂直方向に積層した状態で保持する基板保持手段と、
前記処理室に対し所望の処理ガスを供給する供給手段と、余剰な処理ガスを排出する排出手段と、
前記基板保持手段に対し基板を搬入出する際に用いられる、基板搬送プレートを有する基板搬送手段と、
前記基板保持手段に垂直方向に積層した状態で支持される複数のリング状部材であって、それぞれに前記基板搬送プレートとの干渉防止用の切欠きを備えた前記リング状部材と、前記リング状部材のそれぞれに設けられた、基板を支持する基板支持部と、を備え、
前記リング状部材のそれぞれの切欠き位置は、少なくとも直上に位置する他のリング状部材の切欠き位置と基板積層方向において一致することなく、ずらした状態で前記基板保持手段に支持されていることを特徴とする基板処理装置。