JP2009176942A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配管の加熱状態の均一化を図れる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、処理室内に載置した基板を加熱しつつ前記基板に対し所望の処理を施す装置であり、前記処理室に接続される配管３００であって湾曲部３０２を有する配管３００と、少なくとも湾曲部３０２を覆う複数の平板状ヒータ４００と、を備える。複数の平板状ヒータ４００が、側縁部４３０同士が互いに突き合わせられながら、配管３００の湾曲部３０２の内側３０４と外側３０６とに対し、配管３００の長手方向に沿って互いに平行に設けられている。
【選択図】図６

Description

本発明は基板処理装置に関し、特に処理室内に載置した基板を加熱しつつ前記基板に対し所望の処理を施す基板処理装置に関する。

この種の基板処理装置では、処理室に接続される配管を加熱することがあり、その配管加熱の一態様として、配管自体を平板状ヒータで覆っている。この場合、配管に湾曲した部分（湾曲部）があるときには、図９から図１０に示すような方法で配管を平板状ヒータで覆っている。始めに、配管１に対しその長さ方向に平行に１枚の平板状ヒータ１０を配置し、その後平板状ヒータ１０を湾曲部３の外側部分５から内側部分７に向けて包み込むように折り曲げながら、側縁部１２同士を内側部分７で突き合わせ、配管１の湾曲部３全体を平板状ヒータ１０で覆う。

しかしながら、このような方法では、湾曲部３の外側部分５と内側部分７とを覆うのに要する平板状ヒータ１０の長さに差が生じるため、図１０に示すように、平板状ヒータ１０の内側部分７に対応する部位でシワ２０が生じやすい。この場合、湾曲部３の内側部分７を十分に加熱するのが難しく、配管１の加熱状態が不均一になってしまう。平板状ヒータ１０で配管１を均一に加熱する際には、配管１の単位面積当たりの発熱量を均一にする必要があり、特に発熱線を具備した平板状ヒータで配管１を加熱する際には、湾曲部３の発熱線密度を均一にしなくてはならない。

例えば、上記のような不均一な加熱状態がガスの供給管で発生すれば、そのガスを所望の状態に保持することができず、結果的に基板に所望の処理を施すことが困難となる。また、不均一な加熱状態がガスの排気管で発生すれば、所望の排気が得られず、結果的に排気不足や配管閉塞を引き起こし易くなる。そして排気不足や配管閉塞を避けるためには、配管のメンテナンス周期が短くなり、基板処理装置の稼動効率を低下させる可能性がある。さらに、湾曲部３の内側部分５に生じる平板状ヒータ１０の余剰部分（シワ２０）は、無理な姿勢でのヒータ設置を余儀なくさせるから、結果的に発熱線の断線等をも誘発する可能性がある。

したがって、本発明の主な目的は、配管の加熱状態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、
処理室内に載置した基板を加熱しつつ前記基板に対し所望の処理を施す基板処理装置であって、
前記処理室に接続される配管であって湾曲部を有する配管と、
少なくとも前記湾曲部を覆う複数の平板状ヒータと、を備え、
前記複数の平板状ヒータが、側縁部同士が互いに突き合わせられながら、前記湾曲部の内側と外側とに対し、前記配管の長手方向に沿って互いに平行に設けられていることを特徴とする基板処理装置が提供される。

本発明によれば、複数の平板状ヒータが配管の湾曲部の内側と外側とに対し配管の長手方向に沿って互いに平行に設けられているから、湾曲部の内側で平板状ヒータにシワが形成され難く、平板状ヒータが湾曲部の内側にフィットし易い。そのため、配管の単位面積当たりの発熱量を均一にすることができ、ひいては配管の加熱状態の均一化を図ることができる。

次に、図面を参照しながら本発明の好ましい実施例について説明する。

本実施例に係る基板処理装置は、半導体装置（ＩＣ（Integrated Circuits））の製造に使用される半導体製造装置の一例として構成されているものである。
下記の説明では、基板処理装置の一例として、基板に対し熱処理等をおこなう縦型の装置を使用した場合について述べる。

図１に示すように、基板処理装置１０１では、基板の一例となるウエハ２００を収納したカセット１１０が使用されており、ウエハ２００はシリコン等の材料から構成されている。基板処理装置１０１は筐体１１１を備えており、筐体１１１の内部にはカセットステージ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（図示略）によって搬入されたり、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が垂直姿勢を保持しかつカセット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１１１の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１１１の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。

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１１８ａと、搬送機構としてのカセット搬送機構１１８ｂとで構成されている。カセット搬送装置１１８は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とカセット棚１０５と予備カセット棚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１２５が設置されている。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１２５ａと、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１２５ｂとで構成されている。ウエハ移載装置１２５ａにはウエハ２００をピックアップするためのツイーザ１２５ｃが設けられている。ウエハ移載装置１２５はウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連続動作により、ツイーザ１２５ｃをウエハ２００の載置部として、ウエハ２００をボート２１７に対して装填（チャージング）したり、ボート２１７から脱装（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、ウエハ２００を熱処理する処理炉２０２が設けられており、処理炉２０２の下端部が炉口シャッタ１４７により開閉されるように構成されている。

処理炉２０２の下方には処理炉２０２に対しボート２１７を昇降させるボートエレベータ１１５が設けられている。ボートエレベータ１１５の昇降台にはアーム１２８が連結されており、アーム１２８にはシールキャップ２１９が水平に据え付けられている。シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持するとともに、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は複数の保持部材を備えており、複数枚（例えば５０〜１５０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クリーンユニット１３４ａが設置されている。クリーンユニット１３４ａは供給ファン及び防塵フィルタで構成されており、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。

筐体１１１の左側端部には、クリーンエアを供給するクリーンユニット１３４ｂが設置されている。クリーンユニット１３４ｂも供給ファン及び防塵フィルタで構成されており、クリーンエアをウエハ移載装置１２５ａやボート２１７等の近傍を流通させるように構成されている。当該クリーンエアは、ウエハ移載装置１２５ａやボート２１７等の近傍を流通した後に、筐体１１１の外部に排気されるようになっている。

続いて、基板処理装置１０１の主な動作について説明する。

工程内搬送装置（図示略）によってカセット１１０がカセットステージ１１４上に搬入されると、カセット１１０は、ウエハ２００がカセットステージ１１４の上で垂直姿勢を保持し、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１１１の後方を向くように、筐体１１１の後方に右周り縦方向９０°回転させられる。

その後、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、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、後続のウエハ２００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、処理炉２０２の下端部を閉じていた炉口シャッタが開き、処理炉２０２の下端部が開放される。その後、ウエハ２００群を保持したボート２１７がボートエレベータ１１５の上昇動作により処理炉２０２内に搬入（ローディング）され、処理炉２０２の下部がシールキャップ２１９により閉塞される。

ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に対し任意の熱処理が実施される。その熱処理後は、上述の逆の手順で、ウエハ２００およびカセット１１０が筐体１１１の外部に搬出される。

図２及び図３に示すように、処理炉２０２には加熱手段として機能するヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７の内側には、基板の一例となるウエハ２００を処理する反応管２０３が設けられている。反応管２０３の下端には、気密部材であるＯリング２２０を介してステンレス等で構成されたマニホールド２０９が設けられている。マニホールド２０９の下端開口は、Ｏリング２２０を介して蓋体としてのシールキャップ２１９により気密に閉塞されている。処理炉２０２では、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が形成されている。

シールキャップ２１９にはボート支持台２１８を介して複数枚のウエハ２００を保持可能なボート２１７が立設されている。ボート支持台２１８はボート２１７を支持する支持体である。ボート２１７はボート支持台２１８に固定された底板２１０とその上方に配置された天板２１１とを有しており、底板２１０と天板２１１との間に複数の支柱２１２が架設された構成を有している。底板２１０と天板２１１との間には、複数枚のウエハ２００が水平姿勢を保持した状態で一定の間隔をあけながら搭載されている。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ようになっている。

処理室２０１には、複数種類（本実施例では２種類）の処理ガスを処理室２０１に供給する２本のガス供給管２３２ａ，２３２ｂが接続されている。

ガス供給管２３２ａには上流方向（基端部）から順に液体用のマスフローコントローラ２４０、気化器２４２及びバルブ２４３ａが設けられている。

ガス供給管２３２ａの先端部にはノズル２３３ａが連結されている。ノズル２３３ａ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で、反応管２０３の内壁に沿った上下方向に延在している。ノズル２３３ａの側面には処理ガスを供給する多数のガス供給孔２４８ａが設けられている。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。

ガス供給管２３２ａにはキャリアガスを供給するキャリアガス供給管２３４ａが接続されている。キャリアガス供給管２３４ａには、上流方向から順にマスフローコントローラ２４１ｂとバルブ２４３ｃとが設けられている。

他方、ガス供給管２３２ｂには上流方向から順にマスフローコントローラ２４１ａとバルブ２４３ｂとが設けられている。

ガス供給管２３２ｂの先端部にもノズル２３３ｂが連結されている。ノズル２３３ｂも、ノズル２３３ａと同様に、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で、反応管２０３の内壁に沿って上下方向に延在している。ノズル２３３ｂの側面には、処理ガスを供給する多数のガス供給孔２４８ｂが設けられている。ガス供給孔２４８ｂも、ガス供給孔２４８ａと同様に、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。

ガス供給管２３２ｂにはキャリアガスを供給するキャリアガス供給管２３４ｂが接続されている。キャリアガス供給管２３４ｂには上流方向から順にマスフローコントローラ２４１ｃとバルブ２４３ｄとが設けられている。

上記構成に係る一例として、ガス供給管２３２ａには液体原料が導入されるようになっており、バルブ２４３ａが開いた状態で液体原料がガス供給管２３２ａに流入すると、当該液体原料は液体用のマスフローコントローラ２４０に流量制御されながら気化器２４２に至り、気化器２４２で気化され、その気化ガスが処理ガスとなってノズル２３３ａを介して処理室２０１内に供給されるようになっている。

他方、ガス供給管２３２ｂには気体原料が処理ガスとして導入されるようになっており、バルブ２４３ｂが開いた状態で気体原料がガス供給管２３２ｂに流入すると、当該気体原料はマスフローコントローラ２４１ａに流量調整されながらガス供給管２３２ｂを流通し、最終的にノズル２３３ｂを介して処理室２０１に供給されるようになっている。

処理室２０１にはバルブ２４３ｅを介してガスを排気するガス排気管２３１が接続されている。ガス排気管２３１には真空ポンプ２４６が接続されており、真空ポンプ２４６の作動で処理室２０１内を真空排気することができるようになっている。バルブ２４３ｅは開閉動作により処理室２０１の真空排気の起動とその停止とをすることができるのに加えて、その弁開度が調節可能であって処理室２０１の内部の圧力調整をも可能とする開閉弁である。

ガス供給管２３２ａ，２３２ｂやキャリアガス供給管２３４ａ，２３４ｂ、ガス排気管２３１を含む配管（以下「配管３００」という。図５，図６参照）は、配管３００中を流通するガスを加熱する長尺のテープ型ヒータ４００（図４参照）で覆われている。

テープ型ヒータ４００は平板状ヒータの一例である。図４に示すように、テープ型ヒータ４００は主に発熱線４０２と被覆部材４０４とを有しており、発熱線４０２が被覆部材４０４中に被覆された構成を有している。図４（ａ）に示すように、発熱線４０２は電熱線であって葛折り状に折り畳まれたような状態で被覆部材４０４により被覆されており、発熱線４０２同士の間隔Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３が略同じとなっている。図４（ｂ）に示すように、被覆部材４０４は耐熱性を有しかつ電気絶縁性を有する２枚の絶縁シート４０６，４０８から構成されており、絶縁シート４０６，４０８が発熱線４０２を介在させた状態で互いに張り合わせられている。

発熱線４０２の一端部には溶接部４１０を介して電源供給線４１２が接続されている。電源供給線４１２は耐熱性を有しかつ電気絶縁性を有する被覆線４１４で被覆されている。発熱線４０２の他端部にも溶接部４２０を介して電源供給線４２２が接続されている。電源供給線４２２も耐熱性を有しかつ電気絶縁性を有する被覆線４２４で被覆されている。電源供給線４１２，４２２を介して発熱線４０２に電力を供給すると、発熱線４０２が発熱するようになっている。

配管３００は全体にわたりテープ型ヒータ４００で覆われていてもよいし、特定の一部分についてテープ型ヒータ４００で覆われていてもよい。特に、配管３００中の湾曲した部分（以下「湾曲部３０２」という。）は、配管３００の長さ方向に沿って互いに平行に配置された２枚のテープ型ヒータ４００により覆われている。

詳しくは、テープ型ヒータ４００が湾曲部３０２に設置される前の状態では、図５に示すように、湾曲部３０２の内側部分３０４と外側部分３０６とに対し、配管３００の長さ方向に沿って１枚ずつテープ型ヒータ４００が互いに平行に配置される。この状態で、テープ型ヒータ４００の長さ方向の中心線と、内側部分３０４，外側部分３０６における配管３００の長さ方向の各中心線とが一致するように、テープ型ヒータ４０４がそれぞれ内側部分３０４と外側部分３０６とに貼り付けられ、その後はその中心線から湾曲部３０２の側方に向けて湾曲部３０２を包み込むように貼り付けられる。

その結果、テープ型ヒータ４００が湾曲部３０２に設置された後の状態では、図６に示すように、テープ型ヒータ４００の側縁部４３０同士が配管３００の長さ方向に沿って互いに突き合わせられた状態で、テープ型ヒータ４００により湾曲部３０２が全体的に被覆される。この状態においては、発熱線４０２が配管３００の長さ方向に沿って略等間隔に配置され、湾曲部３０２における発熱線４０２の発熱線密度が略均一になっている。

なお、湾曲部３０２には当然に一定の曲率半径を有した部位（円弧の一部）も含まれ、テープ型ヒータ４００はその部位の外周囲を被覆可能となっている。また、テープ型ヒータ４００の側縁部４３０同士が互いに結合されていてもよい。

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載置するボート２１７が設けられている。ボート２１７は、ボートエレベータ１１５（図１参照）により反応管２０３に対し昇降（出入り）することができるようになっている。ボート２１７の下端部には、処理の均一性を向上するために当該ボート２１７を回転させるボート回転機構２６７が設けられている。ボート回転機構２６７を駆動させることにより、ボート支持台２１８に支持されたボート２１７を回転させることができるようになっている。

制御部の一例としてのコントローラ２８０は、液体用のマスフローコントローラ２４０、マスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ、バルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄ，２４３ｅ、ヒータ２０７、真空ポンプ２４６、テープ型ヒータ４００、ボート回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等に接続されている。

コントローラ２８０は、液体マスフローコントローラ２４０の流量調整、マスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃの流量調整、バルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄの開閉動作、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、テープ型ヒータ４００の発熱動作、ボート回転機構２６７の回転速度調節、ボートエレベータ１１５の昇降動作等を、制御するようになっている。

次に、ＡＬＤ法を用いた成膜処理例について、半導体装置（半導体デバイス）の製造工程の一つである、ＴＥＭＡＨとＯ_３とを用いたＨｆＯ_２膜を形成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種類の原料となる処理ガスを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、処理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膜を形成する場合、ＴＥＭＡＨ（Hf[NCH₃C₂H₅]₄：テトラキスメチルエチルアミノハフニウム）とＯ_３（オゾン）とを用いて１８０〜２５０℃の低温で高品質の成膜が可能である。

始めに、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に搬入したら、後述する４つのステップを順次実行する（下記では、キャリアガスとして不活性ガスの１種であるＮ_２を用いている。）。

（ステップ１）

テープ型ヒータ４００に電力を供給して発熱線４０２を所定の温度で発熱させるとともに、真空ポンプ２４６を作動させる。ガス供給管２３２ａにＴＥＭＡＨを流入させかつキャリアガス供給管２３４ａ，２３４ｂにキャリアガスを流入させ、バルブ２４３ａ，２４３ｃ，２４３ｄ，バルブ２４３ｅを開ける。

ガス供給管２３２ａから流入した液体のＴＥＭＡＨは、マスフローコントローラ２４０に流量調整されながら気化器２４２で気化され、ガス供給管２３２ａとキャリアガス供給管２３４ａとの連結部に至る。

キャリアガス供給管２３４ａから流入したキャリアガスは、マスフローコントローラ２４１ｂに流量調整されながらキャリアガス供給管２３４ａを流通し、ガス供給管２３２ａとキャリアガス供給管２３４ａとの連結部に至る。

ＴＥＭＡＨの気化ガスとキャリアガスとは、ガス供給管２３２ａとキャリアガス供給管２３４ａとの連結部で合流し、その後は混合された状態でノズル２３３ａから処理室２０１に供給され、最終的にガス排気管２３１から排気される。

キャリアガス供給管２３４ｂから流入したキャリアガスは、マスフローコントローラ２４１ｃに流量調整されながらキャリアガス供給管２３４ｂとガス供給管２３２ｂとを流通し、ノズル２３３ｂから処理室２０１に供給され、最終的にガス排気管２３１から排気される。

このとき、バルブ２４３ｅを適正に調整して処理室２０１内の圧力を一定範囲内の最適な値に維持する。液体用の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の気化ガスをウエハ２００に晒す時間は３０〜１８０秒間である。このときヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度が１８０〜２５０℃の範囲内の最適な値になるよう設定してある。

以上のステップ１では、上記のようにＴＥＭＡＨの気化ガスを処理室２０１内に供給することで、ＴＥＭＡＨがウエハ２００上の下地膜等の表面部分と表面反応（化学吸着）する。

（ステップ２）
バルブ２４３ａを閉めてＴＥＭＡＨの気化ガスの供給を停止するとともに、バルブ２４３ｃ，バルブ２４３ｄを閉じてキャリアガスの供給も停止する。このとき、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、処理室２０１等に残留したＴＥＭＡＨガスを処理室２０１内から排除する。ステップ２では、バルブ２４３ｃ，２４３ｄの両方又は片方を開けたままとしてキャリアガスを処理室２０１に供給し続けてもよく、この場合、処理室２０１等に残留したＴＥＭＡＨの気化ガスを処理室２０１から排除する効果が更に高まる。

（ステップ３）
ガス供給管２３２ｂにＯ_３を流入させかつキャリアガス供給管２３４ａ，２３４ｂにキャリアガスを流入させ、バルブ２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄを開ける。

ガス供給管２３２ｂから流入したＯ_３は、マスフローコントローラ２４１ａに流量調整されながらガス供給管２３２ｂを流通し、ガス供給管２３２ｂとキャリアガス供給管２３４ｂとの連結部に至る。

キャリアガス供給管２３４ｂから流入したキャリアガスは、マスフローコントローラ２４３ｄに流量調整されながらキャリアガス供給管２３４ｂを流通し、ガス供給管２３２ｂとキャリアガス供給管２３４ｂとの連結部に至る。

Ｏ_３とキャリアガスとは、ガス供給管２３２ｂとキャリアガス供給管２３４ｂとの連結部で合流し、その後は混合された状態でノズル２３３ｂから処理室２０１に供給され、最終的にガス排気管２３１から排気される。

キャリアガス供給管２３４ａから流入したキャリアガスは、マスフローコントローラ２４１ｂに流量調整されながらキャリアガス供給管２３４ａとガス供給管２３２ａとを流通し、ノズル２３３ａから処理室２０１に供給され、最終的にガス排気管２３１から排気される。

このとき、バルブ２４３ｅを適正に調整して処理室２０１内の圧力を一定範囲内の最適な値に維持する。Ｏ_３をウエハ２００に晒す時間は１０〜１２０秒間である。このときのウエハ２００の温度がステップ１のＴＥＭＡＨの気化ガスの供給時と同じく１８０〜２５０℃の範囲内の最適な温度となるよう、ヒータ２０７の温度を設定する。

以上のステップ３では、上記のようにＯ_３の処理ガスを処理室２０１に供給することで、ウエハ２００の表面に化学吸着したＴＥＭＡＨとＯ_３とを反応させ、ウエハ２００上にＨｆＯ_２膜を形成する。

（ステップ４）
成膜後、バルブ２４３ｂを閉めてＯ_３の供給を停止するとともに、バルブ２４３ｃ，２４３ｄを閉じてキャリアガスの供給も停止する。このとき、ガス排気管２３１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内を真空排気し、処理室２０１等に残留したＯ_３であって成膜に寄与した後のガスを排除する。ステップ４では、バルブ２４３ｃ，２４３ｄの両方又は片方を開けたままとしてキャリアガスを処理室２０１に供給し続けてもよく、この場合、処理室２０１等に残留したＯ_３であって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更に高まる。

以後、上述したステップ１〜４を１サイクルとしてこのサイクルを複数回繰り返すことにより、ウエハ２００上に所定膜厚のＨｆＯ_２膜を形成することができる。

以上の本実施例によれば、配管３００の湾曲部３０２に対し２枚のテープ型ヒータ４００を内側部分３０４と外側部分３０６とからそれぞれ貼付し、湾曲部３０２にテープ型ヒータ４００を設置している。そのため、湾曲部３０２でシワが生じ難く、湾曲部３０２を全体的に十分に覆うことができ、配管３００の加熱状態の均一化を図ることができる。

例えば、配管３００がガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、キャリアガス供給管２３４ａ，２３４ｂに相当するのであれば、そのガスを所望の温度に保持することができるから、処理ガスの液化を抑制することができ、結果的にウエハ２００に所望の処理を施すことできる。
他方、配管３００がガス排気管２３１に相当するのであれば、所望の排気が得ることができるから、排気ガスの液化や副生成物の析出等を抑制することができ、結果的に排気不足や配管閉塞が引き起こるのを抑制することができる。この場合には、配管３００のメンテナンス周期が長くなり、基板処理装置１０１の稼動効率が低下するのを抑制することもできる。

さらに、湾曲部３０２においてはテープ型ヒータ４００にシワが生じ難いことから、テープ型ヒータ４００が自然な状態で無理なく配管３００に設置され、結果的に発熱線４０２の断線や異常発熱等をも未然に防止することができる。

ここで、本実施例の比較例として、テープ型ヒータ４００を使用する場合に代えて、スパイラルヒータを使用する場合や、切込みを入れたテープ状ヒータ（以下「切込入りテープ状ヒータ」という。）を使用する場合も考えられる。

テープ型ヒータ４００に代えてスパイラルヒータを使用する場合には、一見すると、配管３００に対するフィット具合（設置具合）は良好であるように考えられる。しかし、この場合、湾曲部の内側部分と外側部分との発熱線密度を均一にすることが困難であり、内側部分の方が高密度となってしまい（配管の内側部分と外側部分とで内側部分の方が単位長さ当たりの巻き数が多い。）、配管３００を均一に加熱するのが難しい。また、湾曲部ではガス分子が外側に流れやすい傾向があるのに対して、スパイラルヒータでは外側部分の方が発熱線の密度が低く（つまり加熱温度が低く）なってしまう。以上の理由から、テープ型ヒータ４００に代えてスパイラルヒータを使用するのは好ましくない。

他方、テープ型ヒータ４００に代えて切込入りテープ状ヒータを使用する場合には、切込入りテープ状ヒータの態様として主に３態様挙げられるが、以下の理由からテープ型ヒータ４００に代えて切込入りテープ状ヒータを使用するのは好ましくない。

第１に、切込入りテープ状ヒータが１枚で（面全体にわたり）発熱する薄いものであるときは、切り込みを入れると、そこだけ部分的に抵抗値が変わってしまい、発熱量の均一性を維持するのが困難となる。第２に、切込入りテープ状ヒータが長さ方向に沿って発熱線が配置されているものであるときは、切り込みを入れると、発熱線が切断される又はその可能性が高い。第３に、切込入りテープ状ヒータが長さ方向に直交する方向に沿って発熱線が配置されているものであるときは、設置部位によっては発熱線を切断せずに切り込みを入れることも可能かもしれないが、切り込みを入れて配管にフィットさせようとしても、発熱線の密度を均一にすることが難しく、粗密が形成されてしまう。

これら比較例に対し、本実施例では、被覆部材４０４中での発熱線４０２同士の間隔Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３（図４参照）が互いに略同等であり（互いに隣り合うテープ型ヒータ４００の端部同士の発熱線４０２の間隔も略同等である。）、その間隔を維持しながら湾曲部３０２の長さ方向に沿って発熱線４０２が配置されるようになっているから、湾曲部３０２における発熱線４０２の発熱線密度が均一であり、比較例のような不都合はほとんどない。以上から、本実施例では、配管３００の単位面積当たりの発熱量を均一にすることができ、ひいては配管３００の加熱状態の均一化を図ることができる。

実施例２は下記の点で実施例１と異なっており、それ以外は実施例１と同様の構成を有している。

実施例１では、図５及び図６に示すように、配管３００の湾曲部３０２を被覆する２枚のテープ型ヒータ４００は互いに長さが同じとなっている。これに対し、実施例２では、図７及び図８に示すように、２枚のテープ型ヒータ４００は互いに長さが異なっており、詳しくは内側部分３０４に配置するテープ型ヒータ４００が、外側部分３０６に配置するテープ型ヒータ４００よりも、やや長さが短くなっている。そして、２枚のテープ型ヒータ４００を配管３００の湾曲部３０２に設置した状態においては、端部同士が一致している。

以上の本実施例では、互いに長さの異なる２枚のテープ型ヒータ４００で湾曲部３０２を被覆して端部同士が一致しているから、その一致部分から延在する他の部位に対しヒータを設置し易い。

なお、実施例１，２に例示したような本発明の好ましい実施例は、折れ曲がりの程度に差はあるとしても、基本的には湾曲部３０２を有する配管３００すべてに使用可能であり、配管３００の管径が大きいほどその効果が顕著に現れ、管径の大きい配管３００に対し好適である。

また実施例１，２に例示したような本発明の好ましい実施例は、ガス種を問わずどのようなガス種であってもそれを用いる配管３００であれば使用可能であり、特に（ｉ）〜（ｉｉｉ）のような場合に用いる配管３００及び状況に有効である。
（ｉ）圧力が高いと再液化してしまうようなガスを用いる場合
せっかく圧力を低くしているのに、配管の管径が小さい（細い）と圧力が高くなってしまうためである。
（ｉｉ）温度が低いと再液化してしまうようなガスを用いる場合
（ｉｉｉ）大量にガスを流したい場合

さらに、実施例１，２では、１つの湾曲部３０２に用いるテープ型ヒータ４００の本数は基本的に２本としているが、単位面積あたりの発熱量が同じになるのであれば、１つの湾曲部３０２に対し３枚以上のテープ型ヒータ４００を使用しても構わない。特に、実施例２において３枚以上のテープ型ヒータ４００を使用する場合には、湾曲部３０２の内側部分３０４に配置するテープ型ヒータ４００ほど（曲率半径の小さい部分に配置するテープ型ヒータ４００ほど）、その長さを短くする。このとき、テープ型ヒータ４００の制御が複雑になるのを防ぐためには、同じ幅を有するテープ型ヒータ４００を用いるのが好適である。

また実施例１，２では、ＨｆＯ_２膜を形成する場合を例示しているが、この場合（膜種）に限定されるものではなく、ＨｆＯ_２膜以外の膜を形成する場合にも本発明の好ましい実施例は適用可能である。さらに基板処理装置１０１に関しても、本発明の好ましい実施例は縦型装置にも枚葉装置にも適用可能である。

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明の好ましい実施の形態によれば、
処理室内に載置した基板を加熱しつつ前記基板に対し所望の処理を施す基板処理装置であって、
前記処理室に接続される配管であって湾曲部を有する配管と、
少なくとも前記湾曲部を覆う複数の平板状ヒータと、を備え、
前記複数の平板状ヒータが、側縁部同士が互いに突き合わせられながら、前記湾曲部の内側と外側とに対し、前記配管の長手方向に沿って互いに平行に設けられてい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、前記複数の平板状ヒータは、前記湾曲部の内側に配置される平板状ヒータほど長さが短い。
また好ましくは、前記湾曲部は一定の曲率半径を有している。
また好ましくは、前記平板状ヒータは少なくとも一定の曲率半径を有した部位の外周囲を被覆可能である。
また好ましくは、前記複数の平板状ヒータは、側縁部同士が互いに結合されている。

また好ましくは、前記複数の平板状ヒータは発熱線を有し、前記発熱線が前記配管の長手方向に沿って等間隔で配置されている。

本発明の好ましい実施例（実施例１）で使用される基板処理装置の概略的な構成を示す斜透視図である。 本発明の好ましい実施例（実施例１）で使用される縦型の処理炉とそれに付随する部材との概略構成図であり、特に処理炉部分を縦断面で示している。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）は本発明の好ましい実施例（実施例１）で平板状ヒータの一例として使用されるテープ型ヒータの概略正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 実施例１に係るテープ型ヒータの配管への設置前の状態を概略的に示す図面である。 実施例１に係るテープ型ヒータの配管への設置後の状態を概略的に示す図面である。 実施例２に係るテープ型ヒータの配管への設置前の状態を概略的に示す図面である。 実施例２に係るテープ型ヒータの配管への設置後の状態を概略的に示す図面である。 従来使用されている平板状ヒータの配管への設置前の状態を概略的に示す図面である。 従来使用されている平板状ヒータの配管への設置後の状態を概略的に示す図面である。

符号の説明

１ 配管
３ 湾曲部
５ 外側部分
７ 内側部分
１０ 平板状ヒータ
１２ 側縁部
１０１ 基板処理装置
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，１３４ｂ クリーンユニット
１４７ 炉口シャッタ
２００ ウエハ
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，２３２ｂ ガス供給管
２３３ａ，２３３ｂ ノズル
２３４ａ，２３４ｂ キャリアガス供給管
２４０ 液体用のマスフローコントローラ
２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ マスフローコントローラ
２４２気化器
２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄ，２４３ｅ バルブ
２４６ 真空ポンプ
２４８ａ，２４８ｂ ガス供給孔
２６７ ボート回転機構
３００ 配管
３０２ 湾曲部
３０４ 内側部分
３０６ 外側部分
４００ テープ型ヒータ
４０２ 発熱線
４０４ 被覆部材
４０６，４０８ 絶縁シート
４１０，４２０ 溶接部
４１２，４２２ 電源供給線
４１４，４２４ 被覆線
４３０ 側縁部

Claims (1)

1. 処理室内に載置した基板を加熱しつつ前記基板に対し所望の処理を施す基板処理装置であって、
   前記処理室に接続される配管であって湾曲部を有する配管と、
   少なくとも前記湾曲部を覆う複数の平板状ヒータと、を備え、
   前記複数の平板状ヒータが、側縁部同士が互いに突き合わせられながら、前記湾曲部の内側と外側とに対し、前記配管の長手方向に沿って互いに平行に設けられていることを特徴とする基板処理装置。

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