JP5224679B2 - 基板処理装置、半導体装置の製造方法および基板処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、自然酸化膜の発生を防止する技術に係り、例えば、熱処理装置（furnace ）を使用して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 ）を施すの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等のＣＶＤ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、窒素ガスが待機室で循環される熱処理装置においては、次のような問題点がある。
1) クリーンユニットの排出面がウエハ領域に限られているために、待機室の下部領域に窒素ガスが殆ど流れず、待機室の下部領域に澱みが発生する。
その結果、待機室内の有機物が滞留し、ウエハにおける有機物汚染の要因になる。また、ウエハ面内の膜厚均一性の劣化につながる。
なお、有機物汚染源としてはボートエレベータの昇降軸のグリースやケーブル類およびウエハ移載装置等が挙げられる。これらが熱処理後にアンローディングされたボートによって熱せられることにより有機物を発生する。
2) 処理室のフレーム補強部や循環経路等によってファンの配置が制約されるために、窒素ガスを待機室の下部領域にまで流通させ得る大型のクリーンユニットを設置する場合には、熱処理装置全体の設計変更が必要になるばかりでなく、熱処理装置の幅を拡大しなければならず、熱処理装置のフットプリントが拡大してしまう。
3) クリーンユニットに待機室全体の流れを改善するためのパンチングメタル等を設置する場合には、微小異物除去のためのフィルタの孔径は数μｍであるの対して、流れ制御のためのパンチングメタルの孔径は１ｍｍ程度であるために、ファンの吹き出し面の風量が多く、ファンの吹き出し面より外側の部分の風量が少なく、待機室上部および下部に澱みが発生する。
4) ファンの吹き出し面より外側の流れを改善するために、風向を調整するフィンを設置する方法が提案され得るが、風向の調整が容易でなく、フィンが複数箇所に設置されている場合には、相互が干渉し合うために、その調整がきわめて困難になる。

本発明の目的は、フットプリントの拡大化や風量や風向の調整の困難さを招くことなく、待機室の上部から下部までの澱みの発生を防止することができる基板処理装置および半導体装置の製造方法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）基板を処理する処理室と、
該処理室に隣接する基板移載空間を構成する待機室と、
前記待機室の一側面に開口面を有するケースと、
前記ケース内に収納され前記開口面に対し垂直方向に配置される吹出口から気体を吹き出す送風機と、
前記ケース内の前記吹出口より下流側に位置する空間と、
該ケース内に収納され、前記空間より下流側に配置される前記開口面に面する除塵フィルタと、を備え、
前記吹出口は、前記開口面の開口面積より小さい開口面積に構成されている基板処理装置。
（２）前記（１）の基板処理装置を用いて処理する半導体装置の製造方法であって、
前記送風機が前記吹出口から気体を吹き出すステップと、
前記空間を気体が通過するステップと、
前記気体が前記除塵フィルタを通過するステップと、
前記開口部から前記気体が前記待機室内に吹き出され、 前記基板付近を通過するステップと、
前記基板を前記待機室から前記処理室へ搬入するステップと、
前記基板を前記処理室内で処理するステップと、
を有する半導体装置の製造方法。
（３）複数の基板を基板保持具に保持しつつ処理する処理室と、
該処理室内の基板を加熱する加熱装置と、
該処理室の下方に隣接して設けられる基板移載空間を構成する待機室と、
前記処理室と前記待機室との間を前記基板および基板保持具を移動する昇降装置と、
前記待機室内に設置されて前記基板保持具に前記基板を移載する基板移載装置と、
前記待機室の一側面に開口面を有するケースと、
前記ケース内に収納され、熱処理後の基板を前記待機室内に前記基板移載装置が前記基板保持具に前記基板を移載する位置まで前記昇降装置で降下させた際の前記基板保持具に対し少なくとも一部が対向し設けられ、前記開口面に対し垂直方向に配置される吹出口から気体を吹き出す送風機と、
前記ケース内の前記吹出口より下流側に位置し、該吹出口から吹出された気体を一旦溜め込むための空間と、
前記吹出口は、前記開口面の開口面積より小さい開口面積に構成されている該ケース内に収納され、前記空間より下流側に配置される前記開口面に面する除塵フィルタと、
該送風機の吹出口の面積より大きく、かつ、前記待機室内に前記基板移載装置が前記基板保持具に前記基板を移載する位置の前記基板保持具より上下左右全域で大きい気体排出面積を有するフィルタとを備える基板処理装置。
（４）前記除塵フィルタは、前記開口面全面に敷き詰められている前記（１）の基板処理装置。
（５）前記空間が、前記吹出口と同じ面積の第一の空間と前記除塵フィルタと同じ面積の第二の空間とで形成されている前記（１）（３）の基板処理装置。
（６）前記第一の空間には、さらに、化学汚染物質を除去する化学汚染物質除去フィルタが設置されている前記（１）（３）の基板処理装置。
（７）前記送風機は、複数設けられたファンから構成されている前記（１）（３）の基板処理装置。

前記（１）によれば、待機室の上部から下部に均一な風速の高清浄な気体が流れるために、待機室の上部から下部における澱みの発生を防止することができる。
また、大型の送風機を設置しなくて済むために、待機室内の配置の自由度を確保することができ、フットプリントの拡大化および作業スペースの狭小化を回避することができるとともに、コストアップを防止することができる。
前記（３）によれば、基板保持具が待機室内に長時間待機することになる基板移載装置が基板保持具に基板を移載する位置において、熱処理後の基板および基板保持具全体に対向し送風機が設けられない場合にも、フィルタを熱処理後の基板および基板保持具全体に対向して設けることにより、基板保持具の周りの雰囲気を確実にクリーン化することができる。
また、送風機を大きいサイズにして装置サイズ（フットプリント) を拡大する等しなくても、フィルタを大きくするだけで、基板へのパーティクル汚染を低減することができる。
前記（５）によれば、除塵フィルタと同じ面積の第二の空間と吹出口と同じ面積の第一の空間とを有することで、吹出口から流れた気体をより均一に除塵フィルタに流すことができる。
前記（６）によれば、化学汚染物質除去フィルタを除塵フィルタの後段に設けることなく、化学汚染物質を除去することができる。
すなわち、化学汚染物質除去フィルタを待機室側に露出するように設けると、処理後の基板等の熱影響により、補集した有機物が再浮遊し化学汚染物質汚染の原因になってしまう。そこで、除塵フィルタを待機室側に設け、除塵フィルタと送風機の間に化学汚染物質除去フィルタを設けるとともに、送風機と同じ面積とすることにより、補集した有機物が再浮遊するのを防止することができる。また、設置スペースを小さく抑制することができる。
前記（７）によれば、局所的に流量を調整することができる。

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、熱処理装置１０として図１〜図４に示されているように構成されている。
ところで、ウエハを収容して搬送するためのキャリア（搬送治具）としては、互いに対向する一対の面が開口された略立方体の箱形状に形成されているオープンカセットと、一つの面が開口された略立方体の箱形状に形成され開口面にキャップが着脱自在に装着されているＦＯＵＰ（front opening unified pod 。以下、ポッドという。）とがある。
ウエハのキャリアとしてポッドが使用される場合には、ウエハが密閉された状態で搬送されることになるため、周囲の雰囲気にパーティクル等が存在していたとしてもウエハの清浄度（クリーン度）は維持することができる。
そこで、本実施の形態においては、ウエハ１のキャリアとしてはポッド２が使用されている。

本実施の形態に係る熱処理装置１０は気密構造に構築された筐体１１を備えている。
筐体１１の正面壁には取付板１２が垂直に立設されており、取付板１２にはウエハ１をローディングおよびアンローディングするためのポート（以下、ウエハローディングポートという。）１３が、上下で一対設定されている。
ウエハローディングポート１３に対応する位置にはウエハ１を出し入れするためのウエハ搬入搬出口１４が開設されており、ウエハ搬入搬出口１４にはポッド２のキャップ３を着脱してポッド２を開閉するポッドオープナ１５が設置されている。

取付板１２の後方の空間には、ボート２１が処理室２３への搬入搬出に対して待機する待機室１６が設定されており、待機室１６の前側の空間にはウエハ移載装置（wafer transfer equipment )１７が設置されている。
ウエハ移載装置１７はウエハ移載装置エレベータ１８によって昇降されるように構成されており、ウエハローディングポート１３とボート２１との間でウエハ１を搬送してポッド２およびボート２１に受け渡すようになっている。
待機室１６の後側の空間にはボートエレベータ１９が垂直に設置されており、ボートエレベータ１９はボート２１を支持したシールキャップ２０を垂直方向に昇降させるように構成されている。
シールキャップ２０はマニホールド２５を介してプロセスチューブ２４をシール可能な円盤形状に形成されており、シールキャップ２０の中心線上にはボート２１が垂直に立脚されている。
ボート２１は被処理基板としてのウエハ１を多数枚、中心を揃えて水平に配置した状態で保持するように構成されている。ボート２１はシールキャップ２０のボートエレベータ１９による昇降によってプロセスチューブ２４の処理室２３に対して搬入搬出されるようになっている。

筐体１１の後端部における上部にはプロセスチューブ設置室２２が設定されており、プロセスチューブ設置室２２には処理室２３を形成するプロセスチューブ２４がマニホールド２５を介して垂直に立脚されて待機室１６の上に設置されている。
図１に示されているように、マニホールド２５には処理室２３に原料ガスやパージガス等を導入するためのガス導入管２６と、処理室２３を真空排気するための排気管２７が接続されている。
プロセスチューブ２４の外側にはヒータユニット２８が同心円に配されて筐体１１に支持されており、ヒータユニット２８は処理室２３を全体にわたって均一または所定の温度分布に加熱するように構成されている。
処理室２３の下端部にある開口（炉口）はシャッタ２９によって開閉されるようになっている。

筐体１１には待機室１６に不活性ガスとしての窒素ガス３０を循環させる循環路３１を構成した循環ダクト３２が、図１〜図４に示されているように敷設されている。循環ダクト３２は吸込口３３がウエハ移載装置エレベータ１８とボートエレベータ１９との昇降移動範囲にそれぞれ縦長に大きく開設された吸込側ダクト部３４を備えている。
吸込側ダクト部３４は待機室１６における一方の側面である右側面に、ボートエレベータ１９とウエハ移載装置エレベータ１８とを隔離するように略全体面にわたって垂直に延在するように敷設されている。
吸込側ダクト部３４の下端部における前端には、メイン連絡ダクト部３５の吸込側端が接続されており、メイン連絡ダクト部３５は待機室１６の外部におけるウエハローディングポート１３の下方を横切るように水平に敷設されている。メイン連絡ダクト部３５の待機室１６に面する側壁には、吸込口３６が大きく開設されている。
吸込側ダクト部３４の下端部における略中央位置には、サブ連絡ダクト部３７の吸込側端が接続されており、サブ連絡ダクト部３７は待機室１６内の底面上で前後方向に横切るように敷設されている。

図２および図３に示されているように、メイン連絡ダクト部３５およびサブ連絡ダクト部３７の各吹出側端には、吹出口３８が略全面にわたって大きく開設された吹出側ダクト部３９の下端部がそれぞれ接続されており、吹出側ダクト部３９は待機室１６における吸込側ダクト部３４の反対側である左側面に垂直に敷設されている。
吹出側ダクト部３９の吹出口３８には、待機室１６に清浄化した雰囲気を供給する前側クリーンユニット４０と後記する後側クリーンユニット５０とが建て込まれている。
前側クリーンユニット４０は待機室１６の前側の空間の左側面に配置され、パーティクルを捕集する除塵フィルタ４１と、清浄化した雰囲気を送風する送風機４２（図２参照）とを備えており、除塵フィルタ４１が待機室１６に露出するとともに、送風機４２の下流側になるように構成されている。

図１に示されているように、循環ダクト３２のメイン連絡ダクト部３５の吹出側端部には循環路３１に窒素ガス３０を供給する供給路としての供給管４３が接続されている。
図３に示されているように、メイン連絡ダクト部３５の吸込側端部には、循環路３１から窒素ガス３０を排出する排出路としての排出管４４が接続されており、排出管４４には開閉弁４５が介設されている。
そして、ボート２１が処理室２３から搬出される際には、待機室１６から排出管４４によって排出される所定の流量の窒素ガス３０を待機室１６に供給管４３から供給しつつ、排出管４４から排出し、ボート２１が処理室２３に搬入されている際には、窒素ガス３０を待機室１６に循環路３１によって循環させるような制御が可能なように構成されている。
また、図３に示されているように、循環ダクト３２の吹出側ダクト部３９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４６が接続されており、クリーンエア導入管４６には止め弁４７が介設されている。

図２に示されているように、吹出側ダクト部３９の下端部には、吹出側ダクト部３９に回収された雰囲気を冷却するための冷却器４８が前後方向に延在するように敷設されている。本実施の形態において、冷却器４８は水冷式熱交換器によって構成されている。

図２および図４に示されているように、後側クリーンユニット５０は待機室側の側面に穿たれた開口面としての吹出口５２を有するケース５１を備えており、吹出口５２は吹出側ダクト部３９の吹出口（以下、ダクト吹出口という。）３８の開口面積よりも小さい面積に構成されている。
吹出口５２はボートアンローディングされたボート２１にクリーンエアとしての窒素ガスを吹き出すように構成されている。すなわち、吹出口５２は熱処理後のウエハ１を待機室１６内にウエハ移載装置１７が移載する位置までボートエレベータ１９によって降下された際のボート２１に対し少なくとも一部が対向するように構成されている。
ケース５１内には送風機としての一対のファン５３、５３が上下に並べて設置されており、一対のファン５３、５３は窒素ガスを吹出口５２から均等に吹き出すように構成されている。

図４に示されているように、ケース５１の内周面における一対のファン５３、５３の下流側には、アングル形状のブラケット５４が環状に固定されており、ブラケット５４の下流側側面には化学汚染物質除去フィルタ５５がパッキン５６を挟まれて吹出口５２の全面に敷き詰められている。
図２および図４に示されているように、ケース５１内の化学汚染物質除去フィルタ５５より下流側には、化学汚染物質除去フィルタ５５から吹き出された窒素ガスを一旦溜め込むための第一の空間（以下、第一バッファ室という。）５７が形成されている。

ケース５１の下流側にはパッキン５８を挟んで第二のケース５９が設置されており、第二のケース５９のパッキン５８と反対側には第二の吹出口６０が穿たれている。第二のケース５９の中空部によって第二の空間としての第二バッファ室６１が形成されている。
ケース５１の下流側にはパッキン６２を挟んで除塵フィルタ６３が設置されており、除塵フィルタ６３は第一の吹出口５２の面積より大きく、かつ、ボートアンローディングされたボート２１より上下左右全域において大きい気体排出面積を有している。
第二のケース５９の第二の吹出口６０は、除塵フィルタ６３と同じ面積に構成されている。
また、化学汚染物質除去フィルタ５５、除塵フィルタ６３ともに待機室１６側から容易に取外すことができるように構成されている。特に、化学汚染物質除去フィルタ５５は、除塵フィルタ６３を取外した後に第二バッファ室６１および第一バッファ室５７には障害物がないため、容易に取外すことができる。

次に、前記構成に係る熱処理装置を用いて処理する本発明の一実施の形態であるＩＣの製造方法における成膜工程を説明する。

図１〜図３に示されているように、ウエハローディングポート１３の載置台に移載されたポッド２は、ポッドオープナ１５によってキャップ３（図１参照）を外されることにより開放される。
ウエハローディングポート１３においてポッド２が開放されると、ポッド２に収納された複数枚のウエハ１はウエハ移載装置１７によってボート２１に移載されて装填（チャージング）される。

予め指定された枚数のウエハ１が装填されると、ボート２１はボートエレベータ１９によって上昇されることにより、プロセスチューブ２４の処理室２３に搬入（ボートローディング）される。
ボート２１が上限に達すると、ボート２１を保持したシールキャップ２０の上面の周辺部がプロセスチューブ２４の下面にシール状態に当接するために、処理室２３は気密に閉じられた状態になる。

プロセスチューブ２４の処理室２３は気密に閉じられた状態で、所定の真空度に排気管２７によって真空排気されるとともに、ヒータユニット２８によって所定の温度に加熱される。
次いで、所定の処理ガスが処理室２３にガス導入管２６から所定の流量だけ供給される。これにより、所望の熱処理がウエハ１に施される。

この処理中には、窒素ガス３０が待機室１６に循環路３１によって循環されている。
すなわち、供給管４３から循環路３１に供給された窒素ガス３０は、循環ダクト３２の吹出側ダクト部３９に建て込まれた前側クリーンユニット４０および後側クリーンユニット５０から待機室１６に吹き出し、待機室１６を流通して吸込口３３から吸込側ダクト部３４に吸い込まれる。
吸込側ダクト部３４に吸い込まれた窒素ガス３０は、メイン連絡ダクト部３５およびサブ連絡ダクト部３７を経由して吹出側ダクト部３９に戻り、前側クリーンユニット４０および後側クリーンユニット５０から待機室１６に再び吹き出す。
以降、窒素ガス３０は以上の流れを繰り返すことにより、待機室１６と循環路３１とを循環する。
ちなみに、この窒素ガス３０の循環ステップにおいては、排出管４４の開閉弁４５およびクリーンエア導入管４６の止め弁４７は閉じられている。

予め設定された処理時間が経過すると、ボート２１がボートエレベータ１９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２１が待機室１６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２１が処理室２３から搬出されると、処理室２３はシャッタ２９によって閉じられる。

処理済みのウエハ１を保持したボート２１が搬出される際（ボートアンローディングステップ時）には、開閉弁４５が開かれることにより、循環路３１の窒素ガス３０が排出管４４によって排出されるとともに、排出管４４から排出される窒素ガス３０の流量分に相当する窒素ガス３０の流量が供給管４３から補給される。
すなわち、供給管４３によって循環路３１に供給された窒素ガス３０は循環ダクト３２の吹出側ダクト部３９に建て込まれた前側クリーンユニット４０および後側クリーンユニット５０から待機室１６に吹き出し、待機室１６を流通して吸込側ダクト部３４の吸込口３３を通じて排出管４４によって排気される。

待機室１６を流通する間に、窒素ガス３０は熱処理されて高温になったウエハ１群およびこれを保持したボート２１に接触して熱交換することにより、これらを冷却する。
この際に、窒素ガス３０は供給管４３によって供給された直後の冷えた新鮮な窒素ガス３０であるので、ウエハ１群およびボート２１を高い熱交換効率をもって冷却することができる。
また、ウエハ１群およびボート２１を冷却して温度が上昇した窒素ガス３０は、排出管４４によって循環路３１から一部は直ちに排気されて、一部は循環路３１に介設された冷却器４８により冷却された後に、前側クリーンユニット４０および後側クリーンユニット５０を通過することとなるため、前側クリーンユニット４０および後側クリーンユニット５０を温度上昇させることはない。したがって、前側クリーンユニット４０および後側クリーンユニット５０から有機汚染物質が発生することもない。
さらに、高温になったウエハ１に接触するのは不活性ガスである窒素ガス３０であるので、ウエハ１の表面に自然酸化膜が生成されることはない。
ちなみに、クリーンエア導入管４６の止め弁４７は閉じられている。

待機室１６に搬出されたボート２１の処理済みウエハ１は、ボート２１からウエハ移載装置１７によってピックアップされて搬送され、ウエハローディングポート１３に予め搬送されてキャップ３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１５によってキャップ３を装着されて閉じられた後に、ウエハローディングポート１３から他の場所へ移送される。

以降、前述した作用が繰り返されることにより、ウエハ１が熱処理装置１０によってバッチ処理されて行く。

ところで、前述した窒素ガス３０の循環ステップにおいて、後側クリーンユニット５０の吹出口の高さが前側クリーンユニット４０の吹出口の高さと同等であると、ボートアンローディングされたボート２１の上方空間や下方空間に澱みが形成されてしまう。
本実施の形態においては、後側クリーンユニット５０の除塵フィルタ６３は第一の吹出口５２の面積より大きく、かつ、ボートアンローディングされたボート２１より上下左右全域において大きい排出面積を有しているので、ボートアンローディングされたボート２１の上方空間や下方空間に澱みが形成されてしまうことはない。

また、後側クリーンユニット５０にパンチングメタルを設置することで、待機室１６全体の流れを改善する工夫が考えられるが、除塵フィルタの孔径は数μｍであるの対して、パンチングメタルの孔径は１ｍｍ程度であることにより、ファンの吹き出し面の風量が多く、ファンの吹き出し面より外側の部分の風量が少なくなるために、待機室１６にボートアンローディングされたボート２１の上方空間および下方空間に澱みが発生する。
本実施の形態に係る後側クリーンユニット５０においては、待機室１６に面するように第二の吹出口６０に除塵フィルタ６３が設置されているので、ボートアンローディングされたボート２１の上方空間や下方空間に澱みが形成されてしまうことはない。

図５は比較例と本実施の形態の風速分布を実験によって比較した各風速分布図であり、（ａ）は比較例であるパンチングメタルの吹出面における風速分布を示しており、（ｂ）は本実施の形態である除塵フィルタの吹出面における風速分布を示している。
図５（ａ）においては、風速分布を示す等風速線が上部において密になり、風速分布が不均一になっている。
これに対して、図５（ｂ）においては、風速分布は全体的に略均一になっている。
本実施の形態において、風速分布が全体にわたって略均一になる理由は、次のように考察される。
まず、後側クリーンユニット５０の第一のケース５１内には一対のファン５３、５３が上下に配置されているので、大風量の窒素ガス３０が吹出口５２から上下均等にボート２１に載置されたウエハ１に対して平行方向に吹き出し、化学汚染物質除去フィルタ５５を透過して第一バッファ室５７および第二バッファ室６１に吹き出される。
化学汚染物質除去フィルタ５５の圧力損失は２０Ｐａ程度であるので、化学汚染物質除去フィルタ５５を透過する窒素ガス３０は風速を殆ど減少されずに、第一バッファ室５７および第二バッファ室６１に吹き出される。
除塵フィルタ６３の圧力損失は１００Ｐａ以上２４５Ｐａ以下であるので、化学汚染物質除去フィルタ５５から第一バッファ室５７および第二バッファ室６１に垂直（直角）に吹き出した窒素ガス３０は、第一バッファ室５７および第二バッファ室６１が大きな容積に形成されているのと相俟って、第一バッファ室５７および第二バッファ室６１内において一部が効果的に拡散する一方、一部が除塵フィルタに垂直に透過される。
第一バッファ室５７および第二バッファ室６１内において一部が効果的に拡散し一部が除塵フィルタに垂直に透過された窒素ガス３０は、除塵フィルタ６３の全面にわたって均等に吹き出す状態になるために、除塵フィルタ６３から垂直に吹き出される窒素ガス３０の風速分布は、図５（ｂ）に示されているように、除塵フィルタ６３の全面にわたって略均一になる。

なお、前述した熱処理が繰り返して実施されると、ボート２１や処理室２３の表面に反応生成物等が堆積するため、ボート２１やプロセスチューブ２４等について定期または不定期にメンテナンス作業が実施されることとなる。
このメンテナンス作業の安全性を確保するために、メンテナンス作業に際しては、待機室１６の窒素ガス３０は除去される。
すなわち、メンテナンス作業の前に、供給管４３からの窒素ガス３０の供給および循環路３１の循環は停止され、クリーンエア導入管４６の止め弁４７が開かれて、クリーンエア（清浄化された空気）がクリーンエア導入管４６によって循環ダクト３２の吹出側ダクト部３９に導入される。
吹出側ダクト部３９に導入されたクリーンエアは前側クリーンユニット４０および後側クリーンユニット５０から待機室１６に吹き出し、待機室１６を流通して吸込側ダクト部３４の吸込口３３を通じて排出管４４によって排気される。これにより、待機室１６の窒素ガス３０は安全なクリーンエアに置換される。

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。

（１）後側クリーンユニットから全面にわたって均一な風速の高清浄な窒素ガス流を吹き出させることにより、待機室における上部空間や下部空間における澱みの発生を防止することができるため、待機室内の有機物の滞留やウエハの有機物汚染およびウエハ面内の膜厚均一性の劣化の発生を未然に防止することができる。

（２）ボートアンローディングされたボートに一部が対向するようにしか送風機の吹出口が設けられない場合にも、除塵フィルタをボートアンローディングされたボートに対向して設けることにより、ボート周りの雰囲気を確実にクリーン化することができる。

（３）送風機を大きいサイズにして装置サイズ（フットプリント) を拡大する等しなくても、除塵フィルタを大きくするだけで、ウエハへの有機汚染やパーティクル汚染を低減することができる。

（４）大型の送風機（ファン）を設置しなくて済むために、待機室内の配置の自由度を確保することができ、フットプリントの拡大化および作業スペースの狭小化を回避することができるとともに、コストアップを防止することができる。

（５）化学汚染物質除去フィルタと同じ面積の第一バッファ室と除塵フィルタと同じ面積の第二バッファ室とを連結することにより、化学汚染物質除去フィルタを垂直に透過した窒素ガス流をきわめて効果的に拡散することができるので、除塵フィルタから吹き出す窒素ガス流の風速分布を全体にわたって均一化することができる。

（６）除塵フィルタの圧力損失は化学汚染物質除去の圧力損失よりも大きいので、化学汚染物質除去フィルタを垂直に透過した窒素ガス流をより一層効果的に拡散させることができ、除塵フィルタから吹き出す窒素ガス流の風速分布を全体にわたってより一層均一化することができる。

（７）送風機を複数のファンによって構成することにより、局所的に流量を調整することができるので、除塵フィルタから吹き出す窒素ガス流の風速分布を全体にわたってより一層均一化することができる。

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、清浄雰囲気としては、窒素ガスを使用するに限らず、クリーンエア（清浄な空気）等を使用してもよい。

化学汚染物質除去フィルタは場合によっては、省略してもよい。

ファンは上下に一対配置するに限らず、例えば、４つ配置してもよい。好ましくは、４つのファンを上下互い違い（千鳥格子状）に設けると、より一層窒素ガス流の風速分布を全体にわたって均一化することができる。

前記実施の形態においては、後側クリーンユニットに本発明を適用した場合について述べてが、前側クリーンユニットにも適用してもよい。

前記実施の形態ではバッチ式縦形熱処理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熱処理装置を示す側面断面図である。 一部切断正面図である。 待機室を示す一部省略一部切断斜視図である。 主要部を示す一部省略正面断面図である。 比較例と本実施の形態の風速分布を実験によって比較した各風速分布図であり、（ａ）は比較例であるパンチングメタルの吹出面における風速分布を示しており、（ｂ）は本実施の形態である除塵フィルタの吹出面における風速分布を示している。

符号の説明

１…ウエハ（基板）、２…ポッド（ウエハキャリア）、３…キャップ、１０…熱処理装置（基板処理装置）、１１…筐体、１２…取付板、１３…ウエハローディングポート、１４…ウエハ搬入搬出口、１５…ポッドオープナ、１６…待機室、１７…ウエハ移載装置、１８…ウエハ移載装置エレベータ、１９…ボートエレベータ、２０…シールキャップ、２１…ボート（基板保持台）、２２…プロセスチューブ設置室、２３…処理室、２４…プロセスチューブ、２５…マニホールド、２６…ガス導入管、２７…排気管、２８…ヒータユニット、２９…シャッタ、３０…窒素ガス（クリーンガス）３１…循環路、３２…循環ダクト、３３…吸込口、３４…吸込側ダクト部、３５…メイン連絡ダクト部、３６…吸込口、３７…サブ連絡ダクト部、３８…ダクト吹出口、３９…吹出側ダクト部、４０…前側クリーンユニット、４１…除塵フィルタ、４２…送風機、４３…供給管（供給路）、４４…排出管（排出路）、４５…開閉弁、４６…クリーンエア導入管、４７…止め弁、４８…冷却器、５０…後側クリーンユニット、５１…第一のケース、５２…第一の吹出口、５３…ファン（送風機）、５４…ブラケット、５５…化学汚染物質除去フィルタ、５６、５８、６２…パッキン、５７…第一バッファ室、５９…第二のケース、６０…第二の吹出口、６１…第二バッファ室、６３…除塵フィルタ。

Claims (3)

1. 基板を処理する処理室と、
   前記処理室に隣接する基板移載空間を構成する待機室と、
   前記待機室の一側面に設けられ、該一側面に開口面を有するケースと、
   前記ケース内に収納され前記開口面に対向し配置され、気体を前記開口面方向に吹き出す吹出口を有する送風機と、
   前記ケース内の前記吹出口より下流側に位置し、前記吹出口から吹き出された気体を拡散させるバッファ室と、
   前記ケース内の前記バッファ室より下流側の前記開口面に面し、前記バッファ室の気体が通過する除塵フィルタと、を備え、
   前記バッファ室の前記除塵フィルタ側および前記除塵フィルタは前記吹出口の開口面積より大きい開口面積に構成されている基板処理装置。
2. 基板を処理する処理室に隣接する待機室内の一側面に開口面を有するケースに収納され、前記ケース内に前記開口面に対向し設置された送風機の吹出口から前記開口面方向に気体を吹き出す工程と、
   前記吹出口と前記ケース内の前記吹出口より下流側に位置したバッファ室で前記吹出口から吹き出された気体を拡散させる工程と、
   前記ケース内の前記バッファ室より下流側の前記開口面に面した前記吹出口の面積より大きい除塵フィルタを前記バッファ室の気体が通過する工程と、
   前記開口面から前記気体が前記待機室内に吹き出され、前記基板付近を通過する工程と、
   前記基板を前記待機室から前記処理室へ搬入する工程と、
   前記基板を前記処理室内で処理する工程と、
   を有する半導体装置の製造方法。
3. 基板を処理する処理室に隣接する待機室内の一側面に開口面を有するケースに収納され、前記ケース内に前記開口面に対向し設置された送風機の吹出口から前記開口面方向に気体を吹き出す工程と、
   前記吹出口と前記ケース内の前記吹出口より下流側に位置したバッファ室で前記吹出口から吹き出された気体を拡散させる工程と、
   前記ケース内の前記バッファ室より下流側の前記開口面に面した前記吹出口の面積より大きい除塵フィルタを前記バッファ室の気体が通過する工程と、
   前記開口面から前記気体が前記待機室内に吹き出され、前記基板付近を通過する工程と、
   を有する基板処理方法。

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