JP4928368B2 - 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置、特に、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法において半導体素子を含む半導体集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に熱処理（thermal treatment ）を施す熱処理装置（furnace ）に利用して有効なものに関する。

ＩＣの製造方法においてウエハに絶縁膜や金属膜および半導体膜等の薄膜を形成したり不純物を拡散したりする熱処理工程には、熱処理装置が広く使用されている。
従来のこの種の熱処理装置としては、自然酸化膜がウエハに大気中の酸素（Ｏ₂ ）によって形成されるのを防止するために、ウエハが露出した状態になる待機室に不活性ガスとしての窒素ガスを循環させるための循環路と、循環路からの窒素ガスを排出するクリーンユニットとを備えているものがある。例えば、特許文献１参照。
特開２００４−１１９８８８号公報

しかし、従来のこの種の熱処理装置においては、クリーンユニットの風量設定は熟練者が経験則に基づいて手動によって調節つまみを操作することにより実施されているために、風量調整作業の効率低下を招いていた。
また、同一機種間であっても設定値のばらつき発生し、これにより、熱処理装置間において、待機室内のエアフローが統一されず、最悪の場合には、有機汚染やパーティクル滞留等を招き、均一な品質確保に問題があった。
さらに、一度設定されたエアフローは常に一定の風量で運用されるために、ボートアンロード時の待機室内の雰囲気やボートおよびウエハを急速に冷却したい状況等において、スループットを向上することができないという問題点があった。

本発明の目的は、最適なエアフローを設定することができる基板処理装置を提供することにある。

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、
該処理室の下方に連設し、前記基板保持具を前記処理室に搬入搬出する待機室と、
該待機室にガス清浄化部材により清浄化されたガスを供給する送風部と、
該送風部より上流側に設けられ、該上流側の圧力を検出する第一圧力検出部と、
前記送風部に対し、前記待機室に存する前記基板保持具より下流側に設けられる第二圧力検出部とを備える基板処理装置。
（２）前記待機室内に前記基板保持具近傍の温度を検出する温度検出手段をさらに備える前記（１）の基板処理装置。
（３）基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、
該処理室の下方に連設し、前記基板保持具を前記処理室に搬入搬出する待機室と、
該待機室にガス清浄化部材により清浄化されたガスを供給する送風部と、
前記待機室より下流側で前記ガスを排気する排気部と、
前記排気部と前記送風部とを連通するダクトと、
少なくとも前記送風部と前記待機室と前記ダクトとを収納する筐体とを備え、
前記送風部と前記筐体内壁との間には、前記待機室と連通する間隙が設けられており、該間隙の圧力を前記筐体外部の圧力より大きくなるように少なくとも前記送風部を制御する制御部を有することを特徴とする基板処理装置。
（４）前記間隙と前記筐体外とを連通非連通可能な開口部をさらに有することを特徴とする前記（３）の基板処理装置。
（５）前記開口部は圧力測定器を接続可能に設けられている前記（４）の基板処理装置。
（６）前記ガス供給ダクト内で前記開口部より前記送風部に近い位置の圧力を測定する第二圧力測定器をさらに備える前記（１）の基板処理装置。
（７）処理室の下方に連設する待機室に送風部がガス清浄化部材により清浄化されたガスを供給するステップと、
前記送風部の上流側を囲うガス供給ダクト内にガスを供給するステップと、
前記待機室に連通し該ガス供給ダクトと筐体外壁との間に設けられる空間に前記ガスが流れるステップと、
制御部が前記供給ダクト内の圧力値より前記空間の圧力値の方が大きくなるように前記送風および前記ガス供給部を制御するステップと、
前記基板が保持された基板保持具を処理室に搬入するステップと、
前記処理室で前記基板保持具に保持された前記基板を処理するステップと、
前記処理室から前記基板保持具に保持された前記基板を搬出するステップと、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（８）前記送風部および前記ガス供給部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記供給ダクト内の圧力値より前記空間の圧力値の方が大きくなるように前記送風部および前記ガス供給部を制御することを特徴とする前記（１）の半導体装置の製造方法。

前記（１）によれば、第一圧力検出部によって上流側の圧力を検出し、第二圧力検出部によって待機室に存する基板保持具よりも下流側の圧力を検出することにより、最適なエアフローを設定することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。

本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置（以下、バッチ式ＣＶＤ装置という。）として、図１、図２および図３に示されているように構成されている。

また、第一の実施の形態においては、被処理基板としてのウエハ１を収納したキャリア（収納容器）としては、ポッド２が使用されている。
ポッド２は一つの面が開口された略立方体の箱形状に形成されており、その開口部であるウエハ出し入れ口３には、これを開閉する蓋体としてのキャップ４が着脱自在に装着されている。

バッチ式ＣＶＤ装置１０は筐体１１を備えている。
筐体１１の正面壁１１ａの正面前方部にはメンテナンス可能なように設けられた正面メンテナンス口１２が開設されており、正面メンテナンス口１２を開閉する正面メンテナンス扉１３、１３がそれぞれ建て付けられている。
筐体１１の正面壁１１ａにはポッド搬入搬出口１４が筐体１１の内外を連通するように開設されており、ポッド搬入搬出口１４はフロントシャッタ１５によって開閉される。
ポッド搬入搬出口１４の正面前方側にはロードポート１６が設置されており、ロードポート１６はポッド２を載置されて位置合わせする。
ポッド２はロードポート１６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、ロードポート１６上から搬出される。

筐体１１内の前後方向の略中央部における上部には、回転式ポッド棚１７が設置されており、回転式ポッド棚１７は複数個のポッド２を保管する。
すなわち、回転式ポッド棚１７は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱１８と、支柱１８に上中下段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板１９とを備えており、複数枚の棚板１９はポッド２を複数個宛それぞれ載置した状態で保持する。

筐体１１内におけるロードポート１６と回転式ポッド棚１７との間には、ポッド搬送装置２０が設置されており、ポッド搬送装置２０はポッド２を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ２０ａとポッド搬送機構２０ｂとで構成されている。
ポッド搬送装置２０はポッドエレベータ２０ａとポッド搬送機構２０ｂとの連続動作により、ロードポート１６と回転式ポッド棚１７とポッドオープナ２１との間で、ポッド２を搬送する。

筐体１１内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体２４が後端にわたって構築されている。サブ筐体２４の正面壁２４ａにはウエハ１をサブ筐体２４内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口２５が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口２５、２５には一対のポッドオープナ２１、２１がそれぞれ設置されている。
ポッドオープナ２１はポッド２を載置する載置台２２と、ポッド２のキャップ４を着脱するキャップ着脱機構２３とを備えている。ポッドオープナ２１は載置台２２に載置されたポッド２のキャップ４をキャップ着脱機構２３によって着脱することにより、ポッド２のウエハ出し入れ口３を開閉する。

サブ筐体２４はポッド搬送装置２０や回転式ポッド棚１７の設置空間から流体的に隔絶された移載室２６を構成している。
移載室２６の前側領域にはウエハ移載機構２７が設置されており、ウエハ移載機構２７はウエハ１を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置２７ａと、ウエハ移載装置２７ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ２７ｂとにより構成されている。
図１に想像線で示されているように、ウエハ移載装置エレベータ２７ｂは筐体１１右側端部と、サブ筐体２４の前方領域右端部との間に設置されている。
これらウエハ移載装置エレベータ２７ｂとウエハ移載装置２７ａとの連続動作により、ウエハ移載装置２７ａのツイーザ２７ｃは後述するボートに対してウエハ１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。

図１に想像線で示されているように、筐体１１の右側端部とサブ筐体２４の待機室２８の右端部との間には、後述するボート３６を昇降させるためのボートエレベータ２９が設置されている。
ボートエレベータ２９の昇降台に連結された連結具としてのアーム３０には蓋体としてのシールキャップ３１が水平に据え付けられている。シールキャップ３１はボート３６を垂直に支持し、後述する処理炉の下端部を閉塞可能なように構成されている。
シールキャップ３１は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ３１の上面には処理炉の下端と当接するシール部材としてのＯリング３２が設けられている。

シールキャップ３１の処理炉と反対側には、ボートを回転させる回転機構３３が設置されている。回転機構３３の回転軸３４はシールキャップ３１を貫通して、ボート３６に接続されており、ボート３６を回転させることでウエハ１を回転させる。
回転機構３３およびボートエレベータ２９には、駆動制御部３５が電気配線Ａによって電気的に接続されている。駆動制御部３５は回転機構３３およびボートエレベータ２９を所望の動作をするように所望のタイミングにて制御する。

ボート３６は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚（例えば、５０枚〜１２５枚程度）のウエハ１を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。
なお、ボート３６の下部には断熱部材としての断熱板３７が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、断熱板３７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に形成されている。断熱板３７は後述するヒータからの熱がマニホールド側に伝わり難くさせる働きをする。

図１に想像線で示されているように、移載室２６のウエハ移載装置エレベータ２７ｂ側およびボートエレベータ２９側と反対側である左側端部には、後述するクリーンユニットが設置されている。クリーンユニットは供給フアンおよび防塵フィルタで構成されており、清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエアを供給する。
図示はしないが、ウエハ移載装置２７ａとクリーンユニットとの間にはウエハの円周方向の位置を整合させるノッチ合わせ装置が設置されている。
クリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ノッチ合わせ装置およびウエハ移載装置２７ａ、待機室２８にあるボート３６に流通された後に、後述するダクトにより吸い込まれて、筐体１１の外部に排気がなされるか、もしくはクリーンユニットの吸い込み側である一次側（供給側）にまで循環され、再びクリーンユニットによって、移載室２６内および待機室２８内に吹き出される。

待機室２８の上方には処理炉５０が設けられており、待機室２８の天井付近には処理室と待機室２８との間を開閉する蓋体としてのシャッタ４０が設置されている。

図３に示されているように、処理炉５０は加熱機構としてのヒータ５２を有する。
ヒータ５２は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース５１に支持されることにより垂直に据え付けられている。
ヒータ５２の内側には反応管としてのプロセスチューブ５３が、ヒータ５２と同心円状に配設されている。プロセスチューブ５３は外部反応管としてのアウタチューブ５４と、内部反応管としてのインナチューブ５５とから構成されている。
アウタチューブ５４は、例えば石英または炭化シリコンの耐熱性材料からなり、内径がインナチューブ５５の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ５５と同心円状に設けられている。
インナチューブ５５は、例えば石英（ＳｉＯ₂ ）または炭化シリコン（ＳｉＣ）の耐熱性材料からなり、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。インナチューブ５５の筒中空部は処理室５６を形成している。処理室５６はウエハ１をボート３６によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。
アウタチューブ５４とインナチューブ５５との隙間によって筒状空間５７が形成されている。

アウタチューブ５４の下方にはマニホールド５９が、アウタチューブ５４と同心円状に配設されている。マニホールド５９は、例えばステンレス等からなり、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。
マニホールド５９は、アウタチューブ５４とインナチューブ５５とに係合しており、これらを支持している。マニホールド５９がヒータベース５１に支持されることにより、プロセスチューブ５３は垂直に据え付けられた状態となっている。
プロセスチューブ５３とマニホールド５９により反応容器が形成される。
なお、マニホールド５９とアウタチューブ５４との間にはシール部材としてのＯリング５８が設けられている。

マニホールド５９には排気管６０が接続されており、排気管６０は処理室５６内の雰囲気を排気する。排気管６０はアウタチューブ５４とインナチューブ５５との隙間によって形成された筒状空間５７の下端部に配置されており、筒状空間５７に連通している。
排気管６０のマニホールド５９との接続側と反対側である下流側には、圧力検出器としての圧力センサ６１および圧力調整装置６２を介して真空ポンプ等の排気装置６３が接続されており、排気装置６３は処理室５６内の圧力が所定の圧力（真空度）となるように排気する。
圧力センサ６１および圧力調整装置６２には圧力制御部６４が電気配線Ｂによって電気的に接続されている。圧力制御部６４は圧力センサ６１により検出された圧力に基づいて圧力調整装置６２を処理室５６内の圧力が所望の圧力となるように所望のタイミングをもって制御する。

シールキャップ３１にはガス導入部としてのノズル６５が処理室５６内に連通するように接続されており、ノズル６５にはガス供給管６６が接続されている。
ガス供給管６６のノズル６５との接続側と反対側である上流側には、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）６７を介してガス供給源６８が接続されている。ガス供給源６８は処理ガスや不活性ガスを供給する。
ＭＦＣ６７にはガス流量制御部６９が電気配線Ｃによって電気的に接続されている。ガス流量制御部６９は供給するガスの流量が所望の量となるように、ＭＦＣ６７を所望のタイミングをもって制御する。

プロセスチューブ５３内には温度検出器としての温度センサ７０が設置されている。
ヒータ５２と温度センサ７０とには温度制御部７１が電気配線Ｄによって電気的に接続されている。温度制御部７１は温度センサ７０により検出された温度情報に基づき処理室５６内の温度が所望の温度分布となるように、ヒータ５２への通電具合を所望のタイミングをもって制御する。

駆動制御部３５、圧力制御部６４、ガス流量制御部６９および温度制御部７１は、操作部や入出力部をも構成し、バッチ式ＣＶＤ装置１０全体を制御する主制御部７２に電気的に接続されている。
駆動制御部３５、圧力制御部６４、ガス流量制御部６９、温度制御部７１および主制御部７２はコントローラ７３を構成している。

ここで、以上の構成に係る処理炉５０の作用すなわち処理炉５０による成膜ステップを説明する。
なお、以下の説明において、処理炉５０を構成する各部の動作はコントローラ７３により制御される。

複数枚のウエハ１がボート３６に装填（ウエハチャージ）されると、図３に示されているように、複数枚のウエハ１を保持したボート３６は、ボートエレベータ２９によって持ち上げられて処理室５６に搬入（ボートローディング）される。この状態で、シールキャップ３１はＯリング３２を介してマニホールド５９の下端をシールした状態となる。

処理室５６内が所望の圧力（真空度）となるように排気装置６３によって排気される。この際、処理室５６内の圧力は圧力センサ６１で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調整装置６２がフィードバック制御される。
また、処理室５６内が所望の温度となるようにヒータ５２によって加熱される。この際、処理室５６内が所望の温度分布となるように、温度センサ７０が検出した温度情報に基づきヒータ５２への通電具合がフィードバック制御される。
続いて、回転機構３３によってボート３６が回転されることにより、ウエハ１が回転される。

次いで、ガス供給源６８から供給されＭＦＣ６７によって所望の流量となるように制御されたガスは、ガス供給管６６を流通してノズル６５から処理室５６内に導入される。
導入されたガスは処理室５６内を上昇し、インナチューブ５５の上端開口から筒状空間５７に流出して排気管６０から排気される。
ガスは処理室５６内を通過する際にウエハ１の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウエハ１の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される。

予め設定された処理時間が経過すると、ガス供給源６８から不活性ガスが供給されて、処理室５６内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室５６内の圧力が常圧に復帰される。

その後、ボートエレベータ２９によりシールキャップ３１が下降されて、マニホールド５９の下端が開口されるとともに、処理済ウエハ１がボート３６に保持された状態でマニホールド５９の下端からプロセスチューブ５３の外部に搬出（ボートアンローディング）される。
その後、処理済ウエハ１はボート３６から取出される（ウエハディスチャージ）。

本実施の形態においては、サブ筐体２４には循環ダクト８１が図４〜図７に示されているように敷設されており、循環ダクト８１はクリーンエア８０をサブ筐体２４内に循環させる循環路８２を構成している。クリーンエア８０は窒素ガス等の不活性ガスをガス清浄化部材によって清浄化されたガスである。
循環ダクト８１は吸込口８４を有する吸込側ダクト部８３を備えており、吸込側ダクト部８３はサブ筐体２４内の右側側面に垂直に延在するように敷設されている。吸込口８４はウエハ移載装置エレベータ２７ｂおよびボートエレベータ２９の昇降移動範囲に縦長に大きく開設されている。
吸込側ダクト部８３の下端部には連絡ダクト部８５の吸込側端が接続されており、連絡ダクト部８５はサブ筐体２４の外部におけるポッドオープナ２１の下方を横切るように水平に敷設されている。
サブ筐体２４内の左側側面には吹出側ダクト部８６が垂直に敷設されており、吹出側ダクト部８６の下端部には連絡ダクト部８５の吹出側端が接続されている。吹出側ダクト部８６には吹出口８７が開設されており、吹出口８７にはクリーンユニット８８が建て込まれている。
クリーンユニット８８はパーティクルを補集するガス清浄化部材としてのフィルタ８９と、送風部としての複数のファン９０とを備えており、フィルタ８９が待機室２８に露出するとともに、ファン９０群の下流側になるように構成されている。

循環ダクト８１の連絡ダクト部８５の吹出側端部には、循環路８２にクリーンエア８０を供給する供給管９１が接続されている。
連絡ダクト部８５の吸込側端部には循環路８２からクリーンエア８０を排出する排出管９２が接続されており、排出管９２には開閉弁９３が介設されている。
開閉弁９３は次のように構成されている。すなわち、ボート３６が処理室５６から搬出される際には、待機室２８から排出管９２によって排出されるクリーンエア８０の流量を待機室２８に供給管９１によって供給し、ボート３６が処理室５６に搬入されている際には、クリーンエア８０を待機室２８に循環路８２によって循環させる。
また、循環ダクト８１の吹出側ダクト部８６の上端にはクリーンエアを導入するクリーンエア導入管９４が接続されており、クリーンエア導入管９４には止め弁９５が介設されている。

図４に示されているように、吹出側ダクト部８６内にはファン９０よりも上流側の圧力を検出する第一圧力検出部としての吸込側圧力センサ９６が設置されており、待機室２８内のボート３６よりも下流側には第二圧力検出部としての排気側圧力センサ９７が設置されている。
吸込側圧力センサ９６と排気側圧力センサ９７とには圧力制御部９８が電気配線Ｅによって電気的に接続されている。圧力制御部６４は圧力センサ６１により検出された圧力に基づいて、ファン９０の駆動装置９０Ａを待機室２８内の圧力が所望の圧力となるように所望のタイミングをもって制御する。

図４に示されているように、待機室２８内にはボート３６近傍の温度を検出する温度検出手段としての温度センサ９９が設置されている。
温度センサ９９には温度制御部１００が電気配線Ｆによって電気的に接続されている。温度制御部１００は温度センサ９９により検出された温度情報に基づき待機室２８内の温度が所望の温度分布となるように、ファン９０の駆動装置９０Ａを所望のタイミングをもって制御する。

次に、以上の構成に係るバッチ式ＣＶＤ装置を用いたＩＣの製造方法における成膜工程を説明する。

図１および図２に示されているように、ポッド２がロードポート１６に供給されると、ポッド搬入搬出口１４がフロントシャッタ１５によって開放され、ロードポート１６の上のポッド２はポッド搬送装置２０によってサブ筐体２４の内部へポッド搬入搬出口１４から搬入される。

搬入されたポッド２は回転式ポッド棚１７の指定された棚板１９へポッド搬送装置２０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、棚板１９から一方のポッドオープナ２１に搬送されて載置台２２に移載されるか、もしくは直接ポッドオープナ２１に搬送されて載置台２２に移載される。
この際、ポッドオープナ２１のウエハ搬入搬出口２５はキャップ着脱機構２３によって閉じられており、移載室２６にはクリーンエア３９が流通され、充満されている。
例えば、移載室２６には窒素ガス等からなるクリーンエア８０が循環することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、サブ筐体２４の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。

載置台２２に載置されたポッド２はその開口側端面がサブ筐体２４の正面壁２４ａにおけるウエハ搬入搬出口２５の開口縁辺部に押し付けられるとともに、キャップ４がキャップ着脱機構２３によって取り外され、ウエハ出し入れ口３を開放される。
ポッド２がポッドオープナ２１によって開放されると、ウエハ１はポッド２からウエハ移載装置２７ａのツイーザ２７ｃによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、ノッチ合わせ装置にてウエハを整合した後に、移載室２６の後方にある待機室２８へ搬入され、ボート３６に装填（チャージング）される。
ボート３６にウエハ１を受け渡したウエハ移載装置２７ａはポッド２に戻り、次のウエハ１をボート３６に装填する。

この一方（上段または下段）のポッドオープナ２１におけるウエハ移載機構２７によるウエハのボート３６への装填作業中に、他方（下段または上段）のポッドオープナ２１には回転式ポッド棚１７から別のポッド２がポッド搬送装置２０によって搬送されて移載され、ポッドオープナ２１によるポッド２の開放作業が同時進行される。

予め指定された枚数のウエハ１がボート３６に装填されると、シャッタ４０によって閉じられていた処理炉５０の下端部がシャッタ４０によって開放される。
続いて、ウエハ１を保持したボート３６はシールキャップ３１がボートエレベータ２９によって上昇されることにより、処理炉５０内へ搬入（ローディング）されて行く。

処理炉５０においては、前述した成膜ステップが実施される。

この処理中には、クリーンエア８０が循環路８２によって循環されている。
すなわち、供給管９１によって循環路８２に供給されたクリーンエア８０は、循環ダクト８１の吹出側ダクト部８６に建て込まれたクリーンユニット８８から移載室２６および待機室２８に吹き出す。吹き出したクリーンエア８０は移載室２６および待機室２８を流通して、吸込側ダクト部８３の吸込口８４からファン９０の吸込力によって吸い込まれた後に、再び、クリーンユニット８８から移載室２６および待機室２８に吹き出す。
以降、クリーンエア８０は以上の流れを繰り返すことにより、移載室２６および待機室２８と循環路８２とを循環する。
ちなみに、このクリーンエア８０の循環ステップにおいては、排出管９２の開閉弁９３およびクリーンエア導入管９４の止め弁９５は閉じられている。

そして、予め設定された処理時間が経過すると、ボート３６がボートエレベータ２９によって下降されることにより、処理済みウエハ１を保持したボート３６が待機室２８における元の待機位置に搬出（ボートアンローディング）される。
ボート３６が処理室５６から搬出されると、処理室５６はシャッタ４０によって閉じられる。

待機室２８に搬出されたボート３６の処理済みウエハ１は、ボート３６からウエハ移載機構２７によってピックアップされてポッドオープナ２１に搬送され、載置台２２に予め搬送されてキャップ４を外されて開放された空のポッド２に収納される。
ポッド２が処理済みウエハ１によって満たされると、ポッド２はポッドオープナ２１のキャップ着脱機構２３によってキャップ４を装着されて閉じられた後に、載置台２２から回転式ポッド棚１７へ移送される。

以降、前述した作用が繰り返されてウエハ１がバッチ式ＣＶＤ装置１０によってバッチ処理されて行く。

ところで、クリーンエア８０の循環ステップにおいて、ファン９０の風量調整が適正でないと、最悪の場合には有機汚染やパーティクル滞留等を招来する懸念がある。
そこで、本実施の形態においては、吸込側圧力センサ９６および排気側圧力センサ９７の測定結果に基づいてファン９０の駆動装置９０Ａの回転数を制御することにより、ファン９０の風量調整を適正かつ自動的に実行する。
ファン９０の風量調整を適正に制御することにより、外気からの酸素（Ｏ₂ ）の流入を防止して移載室２６内および待機室２８内の酸素濃度の上昇を抑制することができ、また、汚染物質の混入を防止して移載室２６内および待機室２８内の汚染を防止することができる。

また、ボートアンローディング時に待機室２８の温度が予め設定された温度以上になると、待機室２８内に設置された温度センサ９９はこれを検出して温度制御部１００に送信する。温度制御部１００はこの検出結果に基づいて待機室２８内の温度が所望の温度となるように、ファン９０の駆動装置９０Ａを制御する。
この際、吸込側圧力センサ９６および排気側圧力センサ９７の測定結果に基づくファン９０の風量調整制御に対して、温度センサ９９の測定結果に基づくファン９０の風量制御を優先させることにより、ファン９０の風量を増強させることもできる。
これにより、待機室２８内の温度の異常上昇を防止することができる。
このときも、吸込側圧力センサ９６および排気側圧力センサ９７の測定結果を予め設定された圧力値に保つように、ファン９０の駆動装置９０Ａの回転数または供給管９１のガス供給を制御する。特に、吸込側圧力センサ９６の測定圧力値が大気圧未満（負圧）にならないように制御する。

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。

（１）吸込側圧力センサおよび排気側圧力センサを設置することにより、両センサの測定結果に基づいてファンの風量調整を適正かつ自動的に実行することができるので、外気からの酸素の流入を防止して移載室内および待機室内の酸素濃度の上昇を抑制することができ、また、汚染物質の混入を防止して移載室内および待機室内の汚染を防止することができる。

（２）ファンの風量調整を自動的に実行することにより、人手による作業能率の低下や熟練度差による調整精度の低下および調整精度のばらつき等を防止することができるので、これらの差による同一機種間のばらつき等を防止することができる。

（３）吸込側圧力センサと排気側圧力センサとを設置して両センサの圧力差を求めることにより、ファン前後の差圧を一定に保つことができるので、待機室内の圧力を設定値に維持することができる。

（４）吸込側圧力センサと排気側圧力センサとを設置することにより、吸込側圧力センサの測定圧力異常による外気巻き込みを回避することができるので、待機室内への汚染物質や酸素の流入を防止することができる。

（５）吸込側圧力センサと排気側圧力センサとを設置することにより、吸込側圧力センサの測定圧力値も大気圧超（正圧）に保つことができるので、ファン上流側からの巻き込みを防止することができる。

（６）待機室内に温度センサを設置してファンの風量を制御することにより、排気側圧力センサによる制御に比べて待機室内が不用意に負圧になることで外気を巻き込んでしまう事態を防止することができ、また、ファンがクリーンエアを直接吹き付けることによるボートやウエハの冷却効果を高めることができる。

（７）通常は圧力センサによるファンの風量制御によって待機室内の圧力を一定に維持するが、待機室内に温度センサを設置してファンの風量を制御することにより、ボートアンローディング時に待機室の温度が予め設定された温度以上になった場合に、温度センサの測定結果を優先させてファン９０の風量を増強させることもできるので、待機室内の温度の異常上昇を防止することができ、有機物汚染低減の効果にも寄与することができる。

図８および図９は本発明の第一の実施の形態を示している。

本実施の形態が第一の実施の形態と異なる点は、吹出側ダクト部８６Ａが吹出口８７を囲む気密筐体であるボックス形状に形成されており、吹出側ダクト部８６Ａとサブ筐体２４との間にリーク防止空間１０１が形成されている点である。

一般に、サブ筐体２４は型鋼であるフレームに張り付けられた複数枚の側板同士が溶接されて構築されていることにより、溶接部分に所謂ピンホールが生成され易いために、シリコンシーラントによるコーキングによって隙間なく密封されているが、複雑な形状のサブ筐体２４のフレームと側板との間のコーキング部は手作業であるために、目視することができないピンホールがまれに形成されてしまう。
このピンホールが吹出側ダクト内に位置すると、吹出側ダクト内は負圧場であるために、外気を吹出側ダクト内に吸い込んでしまう。

本実施の形態においては、気密筐体である吹出側ダクト部８６Ａとサブ筐体２４との間にリーク防止空間１０１が形成されているので、万一、サブ筐体２４にピンホールが形成されていたとしても、外気を吸い込んでしまうことはない。
すなわち、リーク防止空間１０１は吹出側ダクト部８６Ａ内と流体的に隔絶され、クリーンエア８０が流通することにより、正圧場になっているために、外気を吸い込んでしまうことはない。

次の表１は窒素ガス流量と待機室内圧力との関係を示している。

表１によれば、窒素ガス流量の増加に伴って、待機室内圧力が増加することが判る。

図１０は本実施の形態の効果を示すグラフであり、待機室内圧力と酸素濃度との関係を示している。
図１０によれば、本実施の形態における酸素濃度は、いずれの待機室内圧力であっても比較例（吹出側ダクト部８６Ａが吹出口８７を囲まない形態）の場合よりも低くなっていることが判る。

なお、排気側圧力センサ９７の設置位置をリーク防止空間１０１に設置するようにしてもよい。
このようにすると、リーク防止空間１０１が正圧場になっているか、確認することができる。
また、リーク防止空間１０１が正圧場になるようにすべく、排気側圧力センサ９７の検出する圧力が正圧場になるようファンの風量調整をすることができる。
また、排気側圧力センサ９７とは個別にリーク防止空間１０１に圧力センサを設置が可能なように、検知ポートを設けておき、基板処理装置初期設置時やメンテナンス時等にその検知ポートに圧力センサを設置し、リーク防止空間１０１が正圧場になるようにファンの風量調整を行ってもよい。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、清浄化ガス（クリーンエア）としては、窒素ガスを使用するに限らず、清浄な空気等を使用してもよい。

前記実施の形態ではバッチ式ＣＶＤ装置の場合について説明したが、本発明はこれに限らず、バッチ式縦形拡散装置等の基板処理装置全般に適用することができる。

本発明の一実施の形態であるバッチ式ＣＶＤ装置を示す一部省略斜視図である。 側面断面図である。 処理炉を示す縦断面図である。 主要部を示す平面断面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図４のVI−VI線に沿う断面図である。 図４のＶII−ＶII線に沿う断面図である。 本発明の他の実施の形態であるバッチ式ＣＶＤ装置の主要部を示す平面断面図である。 その正面断面図である。 本実施の形態の効果を示すグラフであり、待機室内圧力と酸素濃度との関係を示している。

符号の説明

１…ウエハ（基板）、２…ポッド（ウエハキャリア、収納容器）、３…ウエハ出し入れ口、４…キャップ、
１０…バッチ式ＣＶＤ装置（基板処理装置）、１１…筐体、１１ａ…正面壁、１２…正面メンテナンス口、１３…正面メンテナンス扉、１４…ポッド搬入搬出口、１５…フロントシャッタ、１６…ロードポート、
１７…回転式ポッド棚、１８…支柱、１９…棚板、
２０…ポッド搬送装置、２０ａ…ポッドエレベータ、２０ｂ…ポッド搬送機構、
２１…ポッドオープナ、２２…載置台、２３…キャップ着脱機構、
２４…サブ筐体、２４ａ…正面壁、２５…ウエハ搬入搬出口、２６…移載室、
２７…ウエハ移載機構、２７ａ…ウエハ移載装置、２７ｂ…ウエハ移載装置エレベータ、２７ｃ…ツイーザ、
２８…待機室、２９…ボートエレベータ、３０…アーム、３１…シールキャップ、３２…Ｏリング、
３３…回転機構、３４…回転軸、３５…駆動制御部、
３６…ボート、３７…断熱板、
４０…シャッタ、
５０…処理炉、５１…ヒータベース、５２…ヒータ、
５３…プロセスチューブ、５４…アウタチューブ、５５…インナチューブ、５６…処理室、５７…筒状空間、５８…Ｏリング、５９…マニホールド、
６０…排気管、６１…圧力センサ、６２…圧力調整装置、６３…排気装置、６４…圧力制御部、
６５…ノズル、６６…ガス供給管、６７…ＭＦＣ、６８…ガス供給源、６９…ガス流量制御部、
７０…温度センサ、７１…温度制御部、
７２…主制御部、７３…コントローラ、
８０…クリーンエア、８１…循環ダクト、８２…循環路、８３…吸込側ダクト部、８４…吸込口、８５…連絡ダクト部、８６…吹出側ダクト部、８７…吹出口、
８８…クリーンユニット、８９…フィルタ（ガス清浄化部材）、９０…ファン（送風部）、９０Ａ…駆動装置、
９１…供給管、９２…排出管、９３…開閉弁、９４…クリーンエア導入管、９５…止め弁、
９６…吸込側圧力センサ（第一圧力検出部）、９７…排気側圧力センサ（第二圧力検出部）、９８…圧力制御部、９９…温度センサ（温度検出手段）、１００…温度制御部。
８６Ａ…吹出側ダクト部、１０１…リーク防止空間。

Claims (8)

1. 基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、
   該処理室の下方に連設し、前記基板保持具を前記処理室に搬入搬出する待機室と、
   該待機室にガス清浄化部材により清浄化されたガスを供給する送風部と、
   該送風部より上流側に設けられ、該上流側の圧力を検出する第一圧力検出部と、
   前記送風部に対し、前記待機室に存する前記基板保持具より下流側に設けられる第二圧力検出部と、
   前記第一圧力検出部および第二圧力検出部の測定結果に基づいて前記送風部の風量を制御する制御部と、
   を備える基板処理装置。
2. 前記待機室内に前記基板保持具近傍の温度を検出する温度検出手段をさらに備える前記請求項１記載の基板処理装置。
3. 基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、
   該処理室の下方に連設し、前記基板保持具を前記処理室に搬入搬出する待機室と、
   該送風部より上流側に設けられ、該上流側の圧力を検出する第一圧力検出部と、
   前記送風部に対し、前記待機室に存する前記基板保持具より下流側に設けられる第二圧力検出部と、
   該待機室にガス清浄化部材により清浄化されたガスを供給する送風部と、
   前記待機室より下流側で前記ガスを排気する排気部と、
   前記排気部と前記送風部とを連通するダクトと、
   前記第一圧力検出部および第二圧力検出部の測定結果に基づいて前記送風部の風量を制御する制御部と、
   少なくとも前記送風部と前記待機室と前記ダクトとを収納する筐体とを備え、
   前記送風部と前記筐体内壁との間には、前記待機室と連通する間隙が設けられており、 前記制御部は該間隙の圧力を前記筐体外部の圧力より大きくなるように前記送風部を制御する、
   ことを特徴とする基板処理装置。
4. 前記間隙と前記筐体外とを連通非連通可能な開口部をさらに有することを特徴とする前記請求項３記載の基板処理装置。
5. 前記開口部は圧力測定器を接続可能に設けられている前記請求項４記載の基板処理装置。
6. 前記ダクト内で前記開口部より前記送風部に近い位置の圧力を測定する圧力測定器をさらに備える前記請求項４記載の基板処理装置。
7. 処理室の下方に連設する待機室に送風部がガス清浄化部材により清浄化されたガスを供給するステップと、
   前記送風部の上流側を囲うガス供給ダクト内にガス供給部よりガスを供給するステップと、
   前記待機室に連通し該ガス供給ダクトと筐体外壁との間に設けられる空間に前記ガスが流れるステップと、
   前記送風部より上流側に設けられた第一圧力検出部によって該上流側の圧力を検出するステップと、
   前記送風部に対し、前記待機室に存する前記基板保持具より下流側に設けられた第二圧力検出部によって該下流側の圧力を検出するステップと、
   制御部が前記供給ダクト内の圧力値より前記空間の圧力値の方が大きくなるように前記送風および前記ガス供給部を制御するステップと、
   前記基板が保持された基板保持具を処理室に搬入するステップと、
   前記処理室で前記基板保持具に保持された前記基板を処理するステップと、
   前記処理室から前記基板保持具に保持された前記基板を搬出するステップと、
   を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. 前記送風部を制御する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、前記供給ダクト内の圧力値より前記空間の圧力値の方が大きくなるように前記送風部および前記ガス供給部を制御することを特徴とする前記請求項７記載の半導体装置の製造方法。

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