JP5923197B2 - 基板処理装置および半導体装置の製造方法 - 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する。

一般に、半導体装置の製造工程で用いられる縦型の基板処理装置は、ウエハを処理する処理室の下方側に配設された移載室内にて、処理室内へ搬入する基板保持体（ボート）への未処理ウエハの装填（ウエハチャージ）、および、処理室内から搬出された基板保持体からの処理済ウエハの脱装（ウエハディスチャージ）を行う。そして、移載室内では、ウエハをパーティクルによる汚染から護るクリーン化のため、および、処理室内から搬出された高温の処理済ウエハを所定温度まで冷却するために、クリーンエアによるエアフローを形成する。このエアフローは、フィルタとブロアを内蔵したクリーンユニットを移載室の一側の側壁に沿って設け、そのクリーンユニットから移載室内にクリーンエアを吹き出すことで形成するようになっている（例えば特許文献１参照）。

特開２００２−１７５９９９号公報

しかしながら、上述した従来技術による移載室内のエアフロー形成では、当該移載室の一側の側壁に沿って設けられたクリーンユニットからのサイドフローとなるため、以下に述べるような問題が生じる。
一つは、サイドフローの場合、移載室内の角部（コーナー部）にてエアの滞留が発生し易いという点である。移載室内でのエアの滞留は、ウエハをパーティクルによって汚染してしまう原因となり得るため、その発生を抑制すべきである。特に、移載室内では、処理直後のウエハのような熱を発する部材が存在し、その熱によりウエハ移載機等からパーティクルが発生する可能性がある。そのため、移載室内において、パーティクル発生の原因となり得るエアの滞留の発生を抑制することは、非常に重要である。
他の一つは、サイドフローの場合、基板処理装置の設置の省スペース化が困難という点である。クリーンユニットを移載室の側壁に沿って設ける分、装置幅を要してしまうからである。このことは、特にウエハが大径化（例えば３００ｍｍから４５０ｍｍ）した場合に、非常に大きな問題となり得る。

本発明は、移載室内のエア滞留発生を抑制して当該移載室内における確実なエアフロー形成を実現するとともに、当該移載室内のスペースを有効活用して装置設置の省スペース化を実現可能とする基板処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、基板を保持する基板保持具に前記基板を移載する移載室と、前記移載室に隣接し、前記基板保持具に保持された前記基板を処理する処理室と、前記基板を保持した状態で前記処理室内に対して搬入出される基板保持体と、前記移載室の側壁に配置され、前記基板を収納する収納容器内外へ前記基板を搬入出する基板搬入出口と、前記移載室の上方に配置され、前記移載室内の前記基板搬入出口に面した位置に局所的な雰囲気のダウンフローを発生させる第１のクリーンユニットと、前記移載室内から排気された雰囲気を当該移載室内へ前記第１のクリーンユニットを介して再供給させる循環路をさらに備え、前記循環路は前記移載室の上方における前記処理室の周囲の空間に設置されている基板処理装置が提供される。

本発明の他の態様よれば、基板を処理する処理室に隣接する移載室にて、前記移載室の側壁に配置された基板搬入出口を介して前記基板を保持する基板保持具に前記基板を移載する工程と、前記基板保持具を前記移載室から前記処理室内へ搬入する工程と、前記基板に処理を行う処理工程と、を有し、前記基板を移載する工程では、前記移載室の上方に配置されたクリーンユニットによって前記移載室内の前記基板搬入出口に面した位置に局所的な雰囲気のダウンフローが形成され、前記移載室内から排気された雰囲気を当該移載室内へ前記第１のクリーンユニットを介して再供給させるよう構成された循環路を経由して前記エアを前記移載室内へ再供給する半導体装置の製造方法が提供される。

本発明においては、移載室内の角部にクリーンユニットを配設するので、当該角部から
移載室内の他の角部等に向けてクリーンエアを吹き出すことになる。したがって、移載室
内（特に当該移載室内の各角部）では、エアの滞留発生が抑制され、確実にエアフローを
形成することができる。つまり、例えば処理室内から搬出された基板が熱を発する場合で
あっても、パーティクル発生の原因となり得るエアの滞留発生が抑制されるので、当該パ
ーティクルによる基板の汚染を未然に回避することができる。しかも、本発明によれば、
移載室内の角部へのクリーンユニットの配設によって、当該移載室内のスペースを有効活
用することができ、従来構成（サイドフローの場合）に比べると基板処理装置の設置の省
スペース化を容易に実現することができる。つまり、例えば基板が大型化した場合であっ
ても、装置幅を極力大きくしないように構成することが可能となる。

本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の概略構成例を示す斜透視図である。 本発明の一実施形態にかかる基板処理装置に用いられる処理炉の構成例を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態にかかる基板処理装置に用いられる移載室内の構成例を示す斜透視図である。 本発明の一実施形態にかかる基板処理装置に用いられるボート交換装置の概要を示す平面図である。 本発明の比較例となる従来構成による移載室内のエアフロー形成の概略を示す斜透視図である。 基板処理装置における移載室内のエアフロー形成の具体例を示す平面図であり、（ａ）は本発明の一実施形態にかかるエアフロー形成を示す図、（ｂ）は本発明の比較例となる従来構成によるエアフロー形成を示す図である。 本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の移載室の上方側におけるエア循環経路中のエアフローの概要を示す平面図である。 本発明の他の実施形態にかかる基板処理装置の移載室内におけるエアフロー形成を示す平面図であり、（ａ）はその一具体例を示す図、（ｂ）は他の具体例を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態にかかる基板処理装置の移載室内におけるエアフロー形成の具体例を示す平面図である。

＜本発明の一実施形態＞
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

（１）基板処理装置の概要
先ず、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の概要について簡単に説明する。

本実施形態で説明する基板処理装置は、半導体装置の製造工程で用いられるもので、処
理対象となる基板を処理室に収容した状態で当該基板をヒータによって加熱して処理を施
すものである。さらに詳しくは、複数の基板を鉛直方向に所定の間隔で積層した状態で同
時に処理を行う縦型の基板処理装置である。

基板処理装置が処理対象とする基板としては、例えば、半導体集積回路装置（半導体デ
バイス）が作り込まれる半導体ウエハ基板（以下、単に「ウエハ」という。）が挙げられ
る。また、基板処理装置が行う処理としては、例えば、酸化処理、拡散処理、イオン打ち
込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローやアニール、熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）反応による成膜処理等が挙げられる。

（２）基板処理装置の概略構成
次に、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の概略構成例について説明する。

（装置全体）
図１は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の構成例を示す斜透視図である。
基板処理装置１０は、内部に処理炉４０等の主要部が配置される筐体１２を備えている
。筐体１２の正面側には、ポッドステージ１８が配置されている。ポッドステージ１８上
には、ウエハ１４を収納する基板収納具としてのフープ（以下、「ポッド」という。）１
６が搬送されて載置される。ポッド１６は、その内部に例えば２５枚のウエハ１４が収納
され、図示しない蓋が閉じられた状態でポッドステージ１８上に載置されるように構成さ
れている。つまり、基板処理装置１０では、ポッド１６がウエハキャリアとして使用され
る。

筐体１２内の正面側であって、ポッドステージ１８に対向する位置には、ポッド搬送装
置２０が配置されている。ポッド搬送装置２０の近傍には、ポッド棚２２、ポッドオープ
ナ２４および基板枚数検知器２６がそれぞれ配置されている。
ポッド搬送装置２０は、ポッドステージ１８とポッド棚２２とポッドオープナ２４との
間でポッド１６を搬送するように構成されている。
ポッド棚２２は、ポッドオープナ２４の上方に配置され、ポッド１６を複数個載置した
状態で保持するように構成されている。ポッド棚２２は、複数段の棚板を有して、モータ
等の図示せぬ間欠回転駆動装置によって一方向にピッチ送り回転される、いわゆる回転棚
によって構成することが考えられる。ただし、回転機能は必須ではない。また、ポッド棚
２２の近傍には、供給ファンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット１３４ａを設け
、そのクリーンユニット１３４ａから清浄化した雰囲気であるクリーンエアを流通させる
ように構成してもよい。
ポッドオープナ２４は、ポッド１６の蓋を開けるように構成されている。
基板枚数検知器２６は、ポッドオープナ２４に隣接して配置されており、蓋を開けられ
たポッド１６内のウエハ１４の枚数を検知するように構成されている。

ポッドオープナ２４よりも筐体１２内の背面側には、当該筐体１２内において一つの部
屋として区画される移載室５０が形成されている。この移載室５０については、詳細を後
述する。

移載室５０内には、基板移載機２８と、基板保持体としてのボート３０とが配置されて
いる。
基板移載機２８は、例えば５枚のウエハ１４を取り出すことができるアーム（ツィーザ
）３２を有している。図示しない駆動手段によりアーム３２を上下回転動作させることに
より、ポッドオープナ２４の位置に置かれたポッド１６とボート３０との間にて、ウエハ
１４を搬送させることが可能なように構成されている。
ボート３０は、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウエハ１４を、水平姿勢で
、かつ、その中心を揃えた状態で、鉛直方向に所定間隔を空けて整列積層させて、縦方向
に多段保持するように構成されている。ウエハ１４を保持したボート３０は、図示せぬ昇
降機構としてのボートエレベータによって、昇降させることが可能なように構成されてい
る。

筐体１２内の背面側上部、すなわち移載室５０の上方側には、処理炉４０が配置されて
いる。処理炉４０内には、複数枚のウエハ１４を装填した上述のボート３０が、下方から
搬入されるように構成されている。

（処理炉）
続いて、上述した処理炉４０について簡単に説明する。
図２は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置に用いられる処理炉の構成例を示す
縦断面図である。

処理炉４０は、反応管４１を備えている。反応管４１は、例えば石英（ＳｉＯ_２）や炭
化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性を有する非金属材料から構成され、上端部が閉塞され、下端
部が開放された円筒形状となっている。

反応管４１の筒内には、処理室４２が形成されている。処理室４２内には、基板保持体
としてのボート３０が下方から挿入されて、ボート３０によって水平姿勢に保持されたウ
エハ１４が鉛直方向に多段に整列した状態で収容されるように構成されている。処理室４
２内に収容されるボート３０は、回転機構４３によって回転軸４４を回転させることで、
処理室４２内の気密を保持したまま、複数のウエハ１４を搭載した状態で回転可能に構成
されている。

反応管４１の下方には、この反応管４１と同心円状にマニホールド４５が配設されてい
る。マニホールド４５は、例えばステンレス鋼等の金属材料から構成され、上端部および
下端部が開放された円筒形状となっている。このマニホールド４５により、反応管４１は
、下端部側から縦向きに支持される。つまり、処理室４２を形成する反応管４１がマニホ
ールド４５を介して鉛直方向に立脚されて、処理炉４０が構成されることになる。
マニホールド４５の下端部は、図示せぬボートエレベータが上昇した際に、シールキャ
ップ４６により気密に封止されるように構成されている。マニホールド４５の下端部とシ
ールキャップ４６との間には、処理室４２内を気密に封止するＯリング等の封止部材４６
ａが設けられている。
また、マニホールド４５には、処理室４２内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４７と、処理室４２内のガスを排気するための排気管４８とが、それぞれ接
続されている。

反応管４１の外周には、反応管４１と同心円状に加熱手段（加熱機構）としてのヒータ
ユニット４９が配されている。ヒータユニット４９は、処理室４２内が全体にわたって均
一または所定の温度分布となるように、処理室４２内に対する加熱を行うように構成され
ている。

（３）基板処理工程
次に、本実施形態にかかる基板処理装置１０を用いて、半導体デバイス製造の一工程と
して、ウエハ１４に対する処理を行う場合の動作手順について説明する。

（ウエハ供給工程）
基板処理装置１０にてウエハ１４に対する処理を行う場合は、先ず、ポッドステージ１
８に複数枚のウエハ１４を収容したポッド１６を載置する。そして、ポッド搬送装置２０
によりポッド１６をポッドステージ１８からポッド棚２２上に移載する。さらに、ポッド
搬送装置２０により、ポッド棚２２上に載置されたポッド１６をポッドオープナ２４に搬
送する。その後、ポッドオープナ２４によりポッド１６の蓋を開き、ポッド１６に収容さ
れているウエハ１４の枚数を基板枚数検知器２６により検知する。

（搬入前移載工程）
ポッドオープナ２４がポッド１６の蓋を開いたら、次いで、移載室５０内に配置された
基板移載機２８が、ポッド１６からウエハ１４を取り出す。そして、ポッド１６から取り
出した未処理状態のウエハ１４を、基板移載機２８と同じく移載室５０内に位置するボー
ト３０に移載する。つまり、基板移載機２８は、移載室５０内にて、処理室４２内へ搬入
する前のボート３０に未処理状態のウエハ１４を装填するウエハチャージ動作を行う。こ
れにより、ボート３０は、複数枚のウエハ１４を鉛直方向にそれぞれが間隔を成す積層状
態で保持することになる。ボート３０が積層状態で保持して一括処理するウエハ１４の枚
数は、例えば２５枚〜１００枚である。これにより、量産性を高めることができる。

（搬入工程）
ウエハチャージ動作後は、ボートエレベータの昇降動作により、未処理状態のウエハ１
４を複数枚保持したボート３０を処理室４２内へ搬入（ボートローディング）する。つま
り、ボートエレベータを動作させて、未処理状態のウエハ１４を保持したボート３０を、
移載室５０内から処理室４２内へ搬入する。これにより、シールキャップ４６は、封止部
材４６ａを介してマニホールド４５の下端をシールした状態となる。

（処理工程）
ボートローディング後は、処理室４２内に搬入されたボート３０が保持する未処理状態
のウエハ１４に対して、所定の処理を行う。具体的には、例えば熱ＣＶＤ反応による成膜
処理を行う場合であれば、排気管４８を用いて排気を行い、処理室４２内が所望の圧力（
真空度）となるようにする。そして、ヒータユニット４９を用いて処理室４２内に対する
加熱を行うとともに、回転機構４３を動作させてボート３０が回転させ、これに伴いウエ
ハ１４も回転させる。ウエハ１４の回転は、後述するウエハ１４の搬出まで継続する。さ
らには、ガス導入管４７により処理室４２内へ原料ガスやパージガス等を供給する。これ
により、ボート３０に保持された未処理状態のウエハ１４の表面には、熱による分解反応
や化学反応等を利用した薄膜形成が行われる。

ウエハ１４の表面への薄膜形成の完了後は、ヒータユニット４９による過熱を停止して
、処理済状態のウエハ１４の温度を所定温度まで降温させる。そして、予め設定された時
間が経過したら、処理室４２内へのガス供給を停止するとともに、当該処理室４２内への
不活性ガスの供給を開始する。これにより、処理室４２内を不活性ガスで置換するととも
に、処理室４２内の圧力を常圧に復帰させる。

（搬出工程）
その後は、ボートエレベータの昇降動作により、シールキャップ４６を下降させてマニ
ホールド４５の下端を開口させるとともに、処理済状態のウエハ１４を保持したボート３
０をマニホールド４５の下端から処理室４２外へ搬出（ボートアンローディング）する。
つまり、ボートエレベータを動作させて、処理済状態のウエハ１４を保持したボート３０
を、処理室４２内から移載室５０内へ搬出する。そして、ボート３０に支持された全ての
ウエハ１４が冷えるまで、ボート３０を所定位置で待機させる。

（搬出後移載工程）
待機させたボート３０のウエハ１４が所定温度（例えば室温程度）まで冷えた後は、移
載室５０内に配置された基板移載機２８が、ボート３０からのウエハ１４の脱装を行う。
そして、ボート３０から脱装した処理済状態のウエハ１４を、ポッドオープナ２４に載置
されている空のポッド１６に搬送して収容する。つまり、基板移載機２８は、移載室５０
内にて、処理室４２内から搬出されたボート３０が保持する処理済状態のウエハ１４を、
当該ボート３０から取り出してポッド１６へ移載するウエハディスチャージ動作を行う。

その後は、ポッド搬送装置２０により、処理済状態のウエハ１４を収容したポッド１６
を、ポッド棚２２上またはポッドステージ１８上へ搬送する。
このようにして、本実施形態にかかる基板処理装置１０による基板処理工程の一連の処
理動作が完了する。

（４）移載室の構成
次に、本実施形態にかかる基板処理装置１０における特徴的な構成である、移載室５０
内の構成について、具体例を挙げて詳しく説明する。ここでは、高スループット化のため
に、２つのボート３０を処理室４２内に対して交互に搬入出する、いわゆる２ボート装置
における移載室を例に挙げて、以下の説明を行う。

（移載室）
図３は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置に用いられる移載室内の構成例を示
す斜透視図である。
上述したように、基板処理装置１０は、未処理状態のウエハ１４をボート３０に保持さ
せるチャージ動作、および、処理済状態のウエハ１４をボート３０から取り出すディスチ
ャージ動作が行われる移載室５０を備える。移載室５０は、天井、床および四方を囲う側
壁によって、平面四角形状に構成された一つの部屋として区画形成されている。ただし、
必ずしも平面四角形状に限定されることはなく、平面多角形状（例えば、平面三角形状、
平面五角形状等）に構成されていればよい。ここで、移載室５０内は、ロードロック室や
窒素パージボックス等を構成している必要はなく、大気雰囲気でよい。

移載室５０のポッドオープナ２４が配された側の側壁には、ポッドオープナ２４の位置
に置かれたポッド１６と移載室５０内のボート３０との間におけるウエハ１４の搬送のた
めに、基板収容具側連通口としてのウエハ搬入出口５１が設けられている。また、移載室
５０の天井には、ウエハ１４を保持したボート３０が通過し得る形状および大きさで、処
理室４２内に連通する開口（ただし不図示）が設けられている。

このような移載室５０内には、上述した基板移載機２８、ボート３０および図示せぬボ
ートエレベータに加えて、クリーンユニット５２および排気部５３ａ，５３ｂが配置され
ている。

（クリーンユニット）
移載室５０内に配置されたクリーンユニット５２は、当該移載室５０内にクリーンエア
を吹き出すように構成されている。そのために、クリーンユニット５２は、例えばＵＬＰ
Ａ（Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ−ｆｉｌｔｅｒ）から構成さ
れるフィルタと、電動により送風を行うブロアとを内蔵している。
このような構成のクリーンユニット５２は、詳細を後述する理由により、平面多角形状
に構成された移載室５０内における角部に配設されている。

（排気部）
移載室５０内に配置された排気部５３ａ，５３ｂは、当該移載室５０内のエア（クリー
ンエアの他に、パーティクルが混在するエアを含む。）を、当該移載室５０外へ排気する
ように構成されている。そのために、排気部５３ａ，５３ｂは、移載室５０内から移載室
５０外へ連なるダクトと、そのダクト内に設けられた電動排気ファンとを備えている。
このような構成の排気部５３ａ，５３ｂは、詳細を後述する理由により、クリーンユニ
ット５２が配設された角部とは別の移載室５０内における角部に設けられている。

（エアフロー循環路）
以上のような内部構成の移載室５０の上方側には、処理炉４０が配置されている。ただ
し、移載室５０の上方側における筐体１２内の空間の全てが処理炉４０によって占められ
ているわけではなく、処理炉４０の周囲に位置する空間にはエアフロー循環路５５が形成
されている。

エアフロー循環路５５は、移載室５０内から排気されたエアを当該移載室５０内へクリ
ーンユニット５２を介して再供給するためのものである。さらに詳しくは、排気部５３ａ
，５３ｂによって移載室５０内から排気されたエアを受け取って、その受け取ったエアを
クリーンユニット５２のエア吸入口まで導くエア経路を有しており、クリーンユニット５
２にエアを吸入させることで、当該クリーンユニット５２を介して移載室５０内へのクリ
ーンエアの再供給が可能となるように構成されている。

エアフロー循環路５５には、そのエア経路中に、図示せぬエアダンパが設けられている
。エアダンパは、エアフロー循環路５５を流れるエアの流量調整を行うことが可能に構成
されている。具体的には、エアダンパは、バタフライ弁やニードル機構等といった公知の
流量調整機構を利用して構成することが考えられる。ただし、エアダンパは、流量調整を
オート制御できる機能を有しており、クリーンユニット５２との連動制御が可能なもので
あることが望ましい。

また、移載室５０の上方側には、第２のクリーンユニット５６が設けられていてもよい
。第２のクリーンユニット５６は、ウエハ搬入出口５１の近傍にて局所的なクリーンエア
のダウンフローを発生させるように構成されている。具体的には、クリーンユニット５２
と同様に、ＵＬＰＡ等のフィルタとブロアとを内蔵した構成されたものを用いればよい。
このような第２のクリーンユニット５６が設けられた場合、エアフロー循環路５５は、ク
リーンユニット５２と第２のクリーンユニット５６との両方に対して、移載室５０内から
排気されたエアを吸入させて、移載室５０内へのクリーンエアの再供給を行わせることに
なる。

（ボート交換装置）
図４は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置に用いられるボート交換装置の概要
を示す平面図である。
２ボート装置では、２つのボート３０を処理室４２内に対して交互に搬入出するために
、移載室５０内にボート交換装置５４を備えている。ここで、図４を参照しながら、移載
室５０内におけるボート交換装置５４の動きを説明する。

移載室５０内において、ボート３０は、ボート交換装置５４の旋回アームにより円弧状
に軌跡を描いて移動され、３つの位置を取り得る。図中において、円弧左端は基板移載機
２８によるボート３０へのウエハ移載位置Ａ、反対側の円弧右端はボート冷却位置Ｂ、円
弧の中央は処理室４２内にボート３０を搬入し処理室４２内からボートを搬出するボート
ロード／アンロード位置Ｃ、である。

ボート交換装置５４は、以下に述べるように機能する。予め空の２個のボート３０を、
位置Ａ、Ｂのそれぞれに置く。位置Ａにあるボート３０には、ポッド１６より取り出し、
図示せぬノッチ合せ機によりノッチ合せを行ったウエハを装填する。そして、位置Ａにあ
るノッチ合せ済みのウエハで満たされたボート３０を旋回アームにより位置Ｃに搬送する
。位置Ｃにあるボート３０は、処理室４２内に搬入され、所定の処理が行われる。処理室
４２内での処理の間、位置Ｂにある空のボート３０を旋回アームにより位置Ａに搬送し、
別なノッチ合せ前のウエハをポッド１６から取り出し、ノッチ合せ機によりノッチ合せを
行い、位置Ａにあるボート３０に移載してウエハで満たす。そして、下記の動作（ａ）〜
（ｄ）を繰り返す。

（ａ）処理室４２内での処理が終了したら、処理済ウエハを保持したボート３０を処理室
４２内から搬出し、位置Ｃに下降させた後、旋回アームにより位置Ｂ搬送して冷却する。
（ｂ）冷却している間、位置Ａにあるノッチ合せ済みのウエハで満ちたボート３０を旋回
アームにより位置Ｃに移し、位置Ｃから処理室４２内へ搬入して、所定の処理を行う。
（ｃ）処理室４２内で処理している間、位置Ｂで冷却されたボート３０を旋回アームによ
り位置Ａに搬送して、位置Ａで処理済ウエハをボート３０から脱装して、ポッド１６内へ
戻す。
（ｄ）処理済ウエハを取り出して空になったボート３０に対し、新規にポッド１６より取
り出してノッチ合せを行った後のウエハを装填して、当該ボート３０を未処理ウエハで満
たす。

（５）移載室内におけるエアフロー形成
次に、以上のような構成の移載室５０内において形成されるエアフロー（クリーンエア
の流れ）について、詳しく説明する。

（比較例）
ここで、本実施形態における移載室５０内のエアフロー形成の説明に先立ち、その比較
例となる従来構成によるエアフロー形成について説明する。

図５は、本発明の比較例となる従来構成による移載室内のエアフロー形成の概略を示す
斜透視図である。
既に説明したように、従来構成の基板処理装置における移載室５０内では、フィルタと
ブロアを内蔵したクリーンユニット６１を、当該移載室５０の一側の側壁に沿って設けて
いる。そして、移載室５０のウエハ搬入出口５１が設けられた側の側壁の下部には、移載
室５０内のエアをクリーンユニット６１により当該移載室５０内へ再供給するための循環
経路６２を配している。このような構成により、移載室５０内に形成されるエアフローは
、クリーンユニット６１からのサイドフローとなる。

したがって、従来構成によるエアフロー形成では、サイドフローであるが故に、移載室
５０内の角部（コーナー部）６３にてエアの滞留が発生し易くなってしまう。特に、ウエ
ハ搬入出口５１の近傍におけるエアの滞留は、当該ウエハ搬入出口５１を通じて搬送され
るウエハに対するパーティクル汚染の原因となり得るため、その発生を未然に回避すべき
である。

また、従来構成によるエアフロー形成では、移載室５０内の限られたスペースを利用し
てエアを循環（再供給）させている。そのため、クリーンユニット６１および循環経路６
２のための十分な設置スペースを確保することが困難であり、これに伴って十分なクリー
ンエア風量を確保することも困難となる。したがって、十分な風量確保が困難なためエア
フローに乱れが生じ易くなり、この点によっても移載室５０内の角部（コーナー部）６３
にてエアの滞留が発生し易くなってしまう。

ところで、移載室５０内では、処理直後のウエハのような熱を発する部材が存在するこ
とになる。そのため、その熱によりウエハ移載機等からパーティクルが発生する可能性が
ある。つまり、同じ筐体内であっても、例えばポッド棚が配置される空間（回転棚設置室
）等では問題とならない程度のエアの滞留が、移載室５０内では熱によるパーティクル発
生の可能性があるために非常に大きな問題となり得るのである。

また、従来構成によるエアフロー形成では、クリーンユニット６１を移載室５０の一側
の側壁に沿って設けているため、当該側壁から一定の領域範囲に必ずクリーンユニット６
１のための設置スペースを必要としてしまう。したがって、特に装置幅方向において、基
板処理装置の設置の省スペース化が困難になってしまう。このことは、特にウエハが大径
化（例えば３００ｍｍから４５０ｍｍ）した場合に、非常に大きな問題となり得る。

（本実施形態におけるエアフロー形成）
以上のような状況下にある移載室５０内においても最適なエアフロー形成を行うために
鋭意研究を重ねた結果、本願発明者は、移載室５０の角部からクリーンエアを循環させる
ことがよいのではないかという知見に至った。そして、本願発明者は、移載室５０内にお
ける角部にクリーンユニット５２を配設し、当該クリーンユニット５２から移載室５０内
に向けてクリーンエアを吹き出す、という従来とは異なる構成に想到したのである。

さらに詳しくは、図３に示すように、移載室５０内において、ウエハ搬入出口５１が設
けられた側壁と当該側壁に連なる他の側壁とによって形成される角部には、クリーンユニ
ット５２を配設する。一方、ウエハ搬入出口５１が設けられた側壁の対面に位置する側壁
の両角部には、排気部５３ａ，５３ｂを配設する。そして、クリーンユニット５２からク
リーンエアを吹き出すとともに、排気部５３ａ，５３ｂが積極的に排気を行うことによっ
て、移載室５０内にクリーンユニット５２から両排気部５３ａ，５３ｂへ向けたクリーン
エアの流れ（エアフロー）を形成する。このエアフローは、クリーンユニット５２および
排気部５３ａ，５３ｂが移載室５０内の各角部に配されているので、移載室５０内の対角
線に沿った方向の流れが主流となり、従来構成によるサイドフローの場合とは異なり、移
載室５０内の角部（コーナー部）であってもエアの滞留が発生し難いものとなる。

クリーンユニット５２を移載室５０内の角部に配設するという構成は、移載室５０内の
限られたスペースを利用してエアを循環させる場合、その実現が必ずしも容易であるとは
いえない。クリーンユニット５２と対角にある角部から当該クリーンユニット５２までエ
ア循環経路を構築することを考えると、そのためのスペース確保が困難だからである。
これに対して、本願発明者は、移載室５０内の限られたスペースを利用するという既成
概念に囚われず、移載室５０の上方側における筐体１２内の空間を利用してエアフロー循
環路５５を形成するという従来にはない着想を得て、これにより排気部５３ａ，５３ｂか
らクリーンユニット５２までのエア循環経路を構築しつつ、クリーンユニット５２を移載
室５０内の角部に配設するという構成を実現可能にしているのである。

なお、第２のクリーンユニット５６が設けられている場合には、移載室５０内において
、クリーンユニット５２から排気部５３ａ，５３ｂへ向けたエアフローに加えて、ウエハ
搬入出口５１に面した位置に局所的なクリーンエアのダウンフローが形成されることにな
る。

図６は、基板処理装置における移載室内のエアフロー形成の具体例を示す平面図である
。
図６（ａ）に示すように、移載室５０内の角部にクリーンユニット５２を配設した構成
の場合、クリーンユニット５２からクリーンエアを吹き出すとともに、クリーンユニット
５２と対面する角部に設置した各排気部５３ａ，５３ｂが積極的に排気を行うことで、ク
リーンユニット５２と各排気部５３ａ，５３ｂとの間にエアフローが形成される（図中矢
印参照）。つまり、移載室５０内の一つの角部から他の角部に向けてエアフローが形成さ
れることになる。したがって、従来構成によるサイドフローの場合に比べると、移載室５
０内の角部におけるエアの滞留が発生し難くなり、確実にエアフローを形成することがで
きる。さらには、エアの滞留が発生し難いので、ウエハ１４に対する冷却効果も十分に得
ることができる。

特に、第２のクリーンユニット５６がウエハ搬入出口５１の近傍で局所的なダウンフロ
ーを形成する場合には、例えばウエハ搬入出口５１の近傍における角部に排気部の設置ス
ペースを確保することが困難であっても、当該角部でのエアの滞留を解消することができ
、ウエハ搬入出口５１を通じて搬送されるウエハに対するパーティクル汚染を抑制する上
で非常に有効である。

クリーンユニット５２による風量と各排気部５３ａ，５３ｂによる総風量との風量バラ
ンスは、それぞれを同等であることが望ましい。例えば、クリーンユニット５２の風量１
に対して、一つの排気部５３ａの風量を０．５、他の一つの排気部５３ｂの風量を０．５
とすると、バランス良くエアフローを形成できることが解析の結果から分かっている。た
だし、風量バランスについては、ここで挙げた例に限定されることはなく、処理室４２で
の処理内容（成膜する膜種等）によってウエハ温度も変わってくるので、ケースバイケー
スで適宜決定すればよい。

移載室５０内の角部に配設するクリーンユニット５２はそのまま使用してもよいが、ク
リーンユニット５２のエア吹き出し側には、当該クリーンユニット５２が吹き出すクリー
ンエアの風向を少なくとも互いに異なる３方向とする風向板５７を設置することが好まし
い。風向板５７は、風向を変える羽板等を備えて構成されたものであればよい。風向板５
７が風向を分ける少なくとも３つの方向としては、例えば、（イ）ウエハ搬入出口５１前
および基板移載機２８へのフロー、（ロ）ボートエレベータへのフロー、（ハ）ボート交
換装置５４へのフローが考えられる。このような少なくとも３つの方向フローを分けるこ
とで、各々が上記（イ）〜（ハ）のように異なる役割をもってクリーンエアを供給するこ
とになる。したがって、風向板５７を設置することは、ウエハ１４を含め移載室５０内の
クリーン度をより保ち易くなる点で、非常に有効である。

以上のような構成は、移載室５０内のエア滞留を抑制し得ることに加えて、ウエハ１４
の径が大きくなった場合（例えば３００ｍｍから４５０ｍｍ）にも、装置幅をなるべく広
くしないで済むようになる点でも、非常に有利となる。

例えば、従来構成によるサイドフローの場合には、図６（ｂ）に示すように、クリーン
ユニット６１を設置するために移載室５０の一側の側壁から一定の領域範囲に必ずスペー
スを要する。つまり、移載室５０内のスペースを必ずしも有効活用しているとはいえない
。なお、図６（ｂ）には、クリーンユニット６１の対面側に排気ファンが配された構成例
を示している。
処理対象となるウエハ１４が３００ｍｍ径であれば従来構成によるサイドフローであっ
ても構成可能であったが、ウエハ１４が４５０ｍｍ径の場合には、移載室５０内に確保可
能なスペースが極端に狭くなり（装置幅方向に細くなり）、従来のような設置は非常に困
難である。

これに対して、本実施形態で説明したように、移載室５０内の角部にクリーンユニット
５２を配設すれば、図６（ａ）からも明らかなように、ウエハ１４が４５０ｍｍ径の場合
であっても、移載室５０内におけるエアフロー形成を確保するとともに、ウエハ１４の大
口径化に伴って大きくなる装置外寸の省スペース化をすることができる。つまり、移載室
５０内の角部にクリーンユニット５２を設けることで、移載室５０内のスペースを有効活
用して装置幅を可能な限り狭くすることを可能にしつつ、移載室５０内での確実なエアフ
ロー形成を行って当該移載室５０内のクリーン度を好適に保つことが可能になる。

図７は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の移載室の上方側におけるエア循環
経路中のエアフローの概要を示す平面図である。
各排気部５３ａ，５３ｂが移載室５０内から排気したエアは、移載室５０の上方側に設
けられたエアフロー循環路５５によって循環され、クリーンユニット５２または第２のク
リーンユニット５６へ戻る。このように、移載室５０の上方側における筐体１２内の空間
を利用してエアフロー循環路５５を形成すれば、移載室５０内の限られたスペースを利用
してエアを循環させていた従来構成に比べて、スペース上の制限が緩和されるので、循環
させるエア流量を増大させることが容易に実現可能となる。また、移載室５０内に複数の
排気部５３ａ，５３ｂが配されている場合であっても、それぞれの排気部５３ａ，５３ｂ
から（具体的には２箇所から）エアを循環させることが可能となる。したがって、クリー
ンユニット５２または第２のクリーンユニット５６に対して、十分な流量のエアを循環さ
せることができる。つまり、クリーンユニット５２または第２のクリーンユニット５６の
風量不足が生じてしまうのを未然に解消することができる。
さらに、移載室５０内の角部にクリーンユニット５２を配し、かつ、移載室５０の上方
側における筐体１２内の空間を利用してエアフロー循環路５５を形成した場合は、従来構
成においてクリーンユニット６１および循環経路６２があった部分が空きスペースとなる
。したがって、従来構成に比べると、移載室５０内での各構成要素の配置に関する自由度
が増大する。

また、エアフロー循環路５５において、そのエア経路中にエアダンパ５８が設けられて
いれば、エアダンパ５８での流量調整によって移載室５０内へのクリーンエアの風圧調整
を行うことができるようになる。つまり、従来はクリーンユニット６１の風量で制御して
いた移載室５０内の風圧調整を、エア経路中にエアダンパ５８が設けることで、排気側か
ら調節できるようになる。その場合に、エアダンパ５８での流量調整をオート制御できる
ようにして、クリーンユニット５２または第２のクリーンユニット５６と連動させると、
風圧調整の精度向上が実現可能となるので、なおのこと良い。

（６）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に挙げる一つ又はそれ以上の効果を奏する。

（ｉ）本実施形態によれば、移載室５０内の角部にクリーンユニット５２を配設すること
で、当該移載室５０内（特に当該移載室５０内の各角部）でのエアの滞留を発生し難くし
て、確実にエアフローを形成することができる。つまり、例えば処理室４２内から搬出さ
れたウエハ１４が熱を発する場合であっても、パーティクル発生の原因となり得るエアの
滞留発生が抑制されるので、当該パーティクルによるウエハ１４の汚染を未然に回避する
ことができる。しかも、本実施形態によれば、移載室５０内の角部へのクリーンユニット
５２の配設によって、当該移載室５０内のスペースを有効活用することができ、従来構成
（サイドフローの場合）に比べると基板処理装置１０の設置の省スペース化を容易に実現
することができる。つまり、例えばウエハ１４が大型化した場合であっても、装置幅を極
力大きくしないように構成することが可能となる。

このように、本実施形態では、従来構成のようなサイドフローではなく、少なくとも平
面四角形状の移載室５０における対角線に沿った方向にクリーンエアの流れを生じさせ、
これにより移載室５０内におけるエアの滞留発生を抑制して、移載中のウエハ１４へのパ
ーティクル汚染を抑えることができる。しかも、移載室５０を省スペースに抑えながら、
当該移載室５０内のエアフローを確保することができる。

（ii）本実施形態によれば、クリーンユニット５２とは別の角部に排気部５３ａ，５３ｂ
を設けることで、移載室５０内におけるエアフロー形成を確実なものとすることができる
。すなわち、クリーンユニット５２から排気部５３ａ，５３ｂへ向けたエアフローを形成
することで、移載室５０内におけるエアフローは、移載室５０内の対角線に沿った方向の
流れが主流となる。したがって、従来構成によるサイドフローの場合とは異なり、移載室
５０内の角部（コーナー部）であってもエアの滞留が発生し難いものとなる。

（iii）本実施形態によれば、クリーンユニット５２が吹き出すクリーンエアの風向を互
いに異なる少なくとも３方向とする風向板５７を設置することで、各方向へ異なる役割を
もってクリーンエアを供給することが可能となる。したがって、風向板５７を設置するこ
とによって、移載室５０内のクリーン度をより保ち易くなる。

（iv）本実施形態によれば、移載室５０の上方側における筐体１２内の空間を利用してエ
アフロー循環路５５を形成するので、移載室５０内の限られたスペースを利用してエアを
循環させていた従来構成に比べて、クリーンユニット５２または第２のクリーンユニット
５６の風量不足を解消できる。
また、エアフロー循環路５５のエア経路中にエアの流量調整を行うエアダンパ５８を設
けることで、そのエアダンパ５８での流量調整によって移載室５０内へのクリーンエアの
風圧調整を行うことが可能になる。つまり、エア経路中にエアダンパ５８が設けることで
、従来はクリーンユニット風量で制御していた移載室５０内の風圧調整を、排気側から調
節できるようになる。

（ｖ）本実施形態によれば、第２のクリーンユニット５６がウエハ搬入出口５１の近傍で
局所的なダウンフローを形成する。したがって、例えばウエハ搬入出口５１の近傍におけ
る角部に排気部の設置スペースを確保することが困難であっても、当該角部でのエアの滞
留を解消することができ、ウエハ搬入出口５１を通じて搬送されるウエハに対するパーテ
ィクル汚染を抑制する上で非常に有効である。

（vi）本実施形態によれば、移載室５０内における複数の角部のそれぞれに排気部５３ａ
，５３ｂを設ける場合において、各排気部５３ａ，５３ｂによる総風量とクリーンユニッ
ト５２による風量とが同等となる風量バランスにしているので、バランス良くエアフロー
を形成することができる。

＜本発明の他の実施形態＞
次に、本発明の他の実施形態を説明する。

上述した実施形態では、２ボート装置における移載室を例に挙げたが、本発明がこれに
限定されることはない。つまり、本発明は、１つのボート３０を処理室４２内に対して搬
入出する、いわゆる１ボート装置にも適用可能であることは勿論である。

図８は、本発明の他の実施形態にかかる基板処理装置の移載室内におけるエアフロー形
成を示す平面図である。
図例では、１ボート装置における移載室５０内のエアフローを示している。
１ボート装置では、２ボート装置の場合に比べて移載室５０内に配置すべき構成要素が
少ないため、当該移載室５０内にスペース的な余裕ができる可能性がある。

そのため、１ボート装置に適用する場合には、スペース的な余裕を利用して、例えば図
８（ａ）に示すように、移載室５０内の角部に配されている排気部５３ａ，５３ｂのうち
の一つをクリーンユニット５２ａに変えて、当該移載室５０内に２箇所からのコーナーフ
ローを形成することが考えられる。つまり、クリーンユニット５２が配された角部とは別
の角部に他のクリーンユニット５２ａを配設し、それぞれのクリーンユニット５２，５２
ａを併用する。このようにすることで、移載室５０内においては、角部でのエア滞留を抑
制しつつ、ボート３０の位置近辺にきれいな（整然と流れる）サイドフローを形成するこ
とができる。

また、例えば図８（ｂ）に示すように、クリーンユニット５２に加えて、移載室５０の
一側の側壁に沿った位置（移載室５０を構成する平面四角形状の構成辺に沿った位置）に
他のクリーンユニット５２ｂを並べて、それぞれのクリーンユニット５２，５２ｂを併用
することも考えられる。このようにした場合には、移載室５０内において、角部でのエア
滞留を抑制しつつ、ボート３０の位置近辺に更にきれいな（整然と流れる）サイドフロー
を形成することができるので、なお一層好ましい。

以上のように、クリーンユニット５２と他のクリーンユニット５２ａ，５２ｂを併用し
て得られるエアフローによれば、ボート３０の位置近辺にきれいなサイドフローが形成さ
れるため、当該ボート３０に保持されるウエハ１４に対するクリーン度を好適に維持する
ことができる。

図９は、本発明のさらに他の実施形態にかかる基板処理装置の移載室内におけるエアフ
ロー形成の具体例を示す平面図である。
図例では、２ボート装置における移載室５０内のエアフローを示しているが、１ボート
装置の場合であっても同様に適用可能であることは勿論である。
図９に示す構成例では、移載室５０内におけるクリーンエア経路上の特定箇所に、エア
フロー循環路５５への局所的な排気を行う局所排気部５９を設けている。特定箇所として
は、例えば特に温度が上がり易い箇所のように、移載室５０内の環境（クリーン度や温度
等）を好適に保つ上で支障を来すおそれのある箇所が挙げられる。特定箇所の数について
は、特に限定されることはない。このような特定箇所に局所排気部５９を設けて、移載室
５０内のエアをエアフロー循環路５５へ流すようにすれば、当該局所排気部５９がない場
合に比べて移載室５０内の環境を好適に保つことが容易となり、なお一層好ましい。

以上のように、局所排気部５９を設けた構成によれば、移載室５０内の環境を好適に保
つことで、ウエハ１４に対するクリーン度を好適に維持することができ、しかもウエハ１
４に対する冷却効果も十分に期待できる。

また、図９に示す構成例では、ウエハ搬入出口５１の近傍における角部に排気部５３ｃ
を設けている。設置スペースを確保できれば、かかる箇所に排気部５３ｃを設けてもよく
、これによりウエハ搬入出口５１の近傍角部でのエアの滞留発生を確実に抑制することが
できる。

なお、上述した各実施形態以外にも、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、種々様
々に変形して実施可能なことは勿論である。

＜本発明の好ましい形態＞
以下に、本実施形態にかかる好ましい形態を付記する。

［付記１］
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記基板を保持した状態で前記処理室内に対して搬入出される基板保持体と、
未処理基板を前記基板保持体に保持させるチャージ動作および処理済基板を前記基板保
持体から取り出すディスチャージ動作が行われる移載室と、
前記移載室内にクリーンエアを吹き出すクリーンユニットと、を備え、
前記クリーンユニットは、平面多角形状に構成された前記移載室内における角部に配設
される基板処理装置が提供される。

［付記２］
好ましくは、
前記クリーンユニットが配設された前記角部とは別の前記移載室内における角部に、当
該移載室内のエアを排気する排気部を設ける。

［付記３］
また好ましくは、
前記クリーンユニットが吹き出すクリーンエアの風向を少なくとも互いに異なる３方向
とする風向板を備える。

［付記４］
また好ましくは、
前記移載室内から排気されたエアを当該移載室内へ前記クリーンユニットを介して再供
給するためのエアフロー循環路と、
前記エアフロー循環路を流れるエアの流量調整を行うエアダンパと、を備え、
前記エアダンパでの流量調整によって前記移載室内への風圧調整を行うように構成する
。

［付記５］
また好ましくは、
前記移載室における基板収容具側連通口の近傍にて局所的なクリーンエアのダウンフロ
ーを発生させる第２のクリーンユニットを備える。

［付記６］
また好ましくは、
前記移載室内における複数の角部のそれぞれに前記排気部を設け、
それぞれの角部における各排気部による総風量と前記クリーンユニットによる風量とが
同等となる風量バランスにするよう構成する。

［付記７］
また好ましくは、
前記クリーンユニットが配設された前記移載室内の前記角部とは別の角部、または当該
移載室における前記平面多角形状の構成辺に沿った位置に、当該クリーンユニットとは別
に他のクリーンユニットを配設し、
前記クリーンユニットと前記他のクリーンユニットとを併用するように構成する。

［付記８］
また好ましくは、
前記移載室内におけるクリーンエア経路上の特定箇所に前記エアフロー循環路への局所
的な排気を行う局所排気部を設ける。

［付記９］
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記基板を保持した状態で前記処理室内に対して搬入出される基板保持体と、
未処理基板を前記基板保持体に保持させるチャージ動作および処理済基板を前記基板保
持体から取り出すディスチャージ動作が行われる移載室と、
前記移載室内にクリーンエアを吹き出すクリーンユニットと、を備え、
前記クリーンユニットは、平面多角形状に構成された前記移載室内で、少なくとも当該
平面多角形状の対角線に沿った方向に前記クリーンエアの流れを生じさせる基板処理装置
が提供される。

［付記１０］
本発明の更に他の態様によれば、
処理室内に連通する移載室内にて、前記処理室内へ搬入する前の基板保持体に未処理基
板を保持させるチャージ動作を行う搬入前移載工程と、
前記未処理基板を保持した状態の前記基板保持体を前記移載室内から前記処理室内へ搬
入する搬入工程と、
前記処理室内に搬入された前記基板保持体が保持する前記未処理基板に対して処理を行
う処理工程と、
前記処理が行われた処理済基板を保持する前記基板保持体を当該処理室内から前記移載
室内へ搬出する搬出工程と、
前記移載室内にて、前記処理室内から搬出された前記基板保持体が保持する前記処理済
基板を当該基板保持体から取り出すディスチャージ動作を行う搬出後移載工程と、を備え
、
前記搬入前移載工程と前記搬出後移載工程との少なくとも一方では、平面多角形状に構
成された前記移載室内における角部に配設されたクリーンユニットが、前記移載室内にク
リーンエアを吹き出す半導体装置の製造方法が提供される。

１０ 基板処理装置
１４ ウエハ（基板）
３０ ボート（基板保持体）
４２ 処理室
５０ 移載室
５２ クリーンユニット

Claims (4)

1. 基板を保持する基板保持具に前記基板を移載する移載室と、
   前記移載室に隣接し、前記基板保持具に保持された前記基板を処理する処理室と、
   前記移載室の側壁に配置され、前記基板を収納する収納容器内外へ前記基板を搬入出する基板搬入出口と、
   前記移載室の上方に配置され、前記移載室内の前記基板搬入出口に面した位置に局所的なエアのダウンフローを発生させる第１のクリーンユニットと、
   前記移載室内から排気された雰囲気を当該移載室内へ前記第１のクリーンユニットを介して再供給させる循環路をさらに備え、
   前記循環路は前記移載室の上方における前記処理室の周囲の空間に設置されている基板処理装置。
2. 前記基板搬入出口が配置された側壁と当該側壁に連なる他の側壁とによって形成される角部に配置され、前記角部の対角線に沿った方向の雰囲気の流れを発生させる第２のクリーンユニットをさらに備える請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記循環路は前記移載室内から排気された雰囲気を当該移載室内へ前記第１のクリーンユニットおよび前記第２のクリーンユニットを介して再供給させるよう構成されている請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 基板を処理する処理室に隣接する移載室にて、前記移載室の側壁に配置された基板搬入出口を介して前記基板を保持する基板保持具に前記基板を移載する工程と、
   前記基板保持具を前記移載室から前記処理室内へ搬入する工程と、
   前記基板に処理を行う処理工程と、を有し、
   前記基板を移載する工程では、前記移載室の上方に配置されたクリーンユニットによって前記移載室内の前記基板搬入出口に面した位置に局所的な雰囲気のダウンフローが形成され、前記移載室内から排気された雰囲気を当該移載室内へ前記クリーンユニットを介して再供給させるよう構成された循環路を経由して前記移載室内へ再供給する半導体装置の製造方法。