JPWO2017163376A1 - 基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体 - Google Patents

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Abstract

課題 基板の冷却時間を短縮させる技術を提供する。解決手段 断熱部と、断熱部の上方に設置され、複数枚の基板を多段に保持する基板保持部とにより構成される基板保持体と、基板保持部に保持された基板を処理する処理室と、処理室に隣接し、基板を基板保持部に移載する移載室と、移載室の一側面に設置され、移載室内にガスを供給する第１ガス供給部と、基板保持部の最下段に保持された基板と断熱部との間の高さ位置にガスの吹出し口を有し、基板保持体に向けてガスを供給する第２ガス供給部と、搬送機構、第１ガス供給部および第２ガス供給部を制御するよう構成される制御部と、を備える。

Description

本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体に関する。
一般に、半導体装置の製造工程で用いられる縦型基板処理装置には、基板を処理する処理室に隣接して移載室が配設される。処理室内で処理された基板は、移載室内で所定の温度まで降温される。移載室内には、クリーンユニットが設置されており、クリーンユニットからは移載室内にガスが供給される（例えば特許文献１参照）。
特開２００５−１９７３７３号公報
しかしながら、上述した従来技術による移載室の構成では、基板の冷却に時間がかかることがある。
本発明の目的は、基板の冷却時間を短縮させることが可能な技術を提供することにある。
本発明の一態様によれば、
断熱部と、前記断熱部の上方に設置され、複数枚の基板を多段に保持する基板保持部と、により構成される基板保持体と、
前記基板保持部に保持された基板を処理する処理室と、
前記処理室に隣接し、前記基板を前記基板保持部に移載する移載室と、
前記移載室の一側面に設置され、前記移載室内にガスを供給する第１ガス供給部と、
前記基板保持部の最下段に保持された前記基板と前記断熱部との間の高さ位置にガスの吹出し口を有し、前記基板保持体に向けてガスを供給する第２ガス供給部と、
前記搬送機構、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部を制御するよう構成される制御部と、を備える技術が提供される。
本発明によれば、基板の冷却時間を短縮させることが可能となる。
本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の概略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移載室の概略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移載室の概略構成例を示す横断面図である。 （Ａ）はクリーンユニットおよび第２ガス供給部から供給されるガスの流速を示す図であり、（Ｂ）はクリーンユニットおよび第２ガス供給部から供給されるガスの流量を示す図である。 （Ａ）はガス供給部の変形例を示す図であり、（Ｂ）はガス供給部の変形例を示す図であり、（Ｃ）はガス供給部の変形例を示す図であり、（Ｄ）はガス供給部の変形例を示す図である。 変形例４における移載室の概略構成例を示す縦断面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。全図面中、同一または対応する構成については、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態において、基板処理装置は、半導体装置（デバイス）の製造方法における製造工程の一工程として熱処理等の基板処理工程を実施する縦型基板処理装置（以下、処理装置と称する）２として構成されている。図１に示すように、処理装置２は、移載室４と、移載室４の上方に配置された処理炉６を有する。
処理炉６は、円筒形状の反応管１０と、反応管１０の外周に設置された第１加熱手段（加熱機構）としてのヒータ１２とを備える。反応管１０は、例えば石英やＳｉＣにより形成される。反応管１０の内部には、基板としてのウエハＷを処理する処理室１４が形成される。反応管１０には、温度検出器としての温度検出部１６が設置される。温度検出部１６は、反応管１０の内壁に沿って立設されている。
反応管１０の下端開口部には、円筒形のマニホールド１８が、Ｏリング等のシール部材を介して連結され、反応管１０の下端を支持している。マニホールド１８は、例えばステンレス等の金属により形成される。マニホールド１８の下端開口部は円盤状のシャッタ２０または蓋部２２によって開閉される。蓋部２２は、例えば金属により円盤状に形成される。シャッタ２０および蓋部２２の上面にはＯリング等のシール部材が設置されており、これにより、反応管１０内と外気とが気密にシールされる。
蓋部２２上には、断熱部２４が載置される。断熱部２４は、例えば石英により形成される。断熱部２４は、表面または内部に第２加熱手段（加熱機構）としてのキャップヒータ２４ａを有する。キャップヒータ２４ａは、処理室１４の下方や後述するボート２６の下部に保持された基板を加熱するよう構成される。断熱部２４の上方には、基板保持部としてのボート２６が設置される。ボート２６は、天板２６ａと、底板２６ｃと、天板２６ａと底板２６ｃとの間に複数本設置された柱２６ｂとで構成される。ボート２６は、柱２６ｂに複数段形成された溝にウエハＷを載置することにより、複数枚、例えば２５〜１５０枚のウエハＷを垂直に多段に支持する。ボート２６は、例えば石英やＳｉＣより形成される。断熱部２４とボート２６により基板保持体２７が構成される。基板処理の際、基板保持体２７は、処理室１４内に収納される。
断熱部２４は、蓋部２２を貫通する回転軸２８に接続される。回転軸２８は、蓋部２２の下方に設置された回転機構３０に接続されている。回転機構３０によって回転軸２８を回転させることにより、断熱部２４およびボート２６を回転させることができる。
移載室４内には、基板移載機５６と、ボート２６と、昇降機構としてのボートエレベータ３２とが配置される。基板移載機５６は、例えば５枚のウエハＷを取り出すことができるアーム（ツィーザ）５６ａを有している。基板移載機５６は、図示しない駆動手段によりアーム５６ａを上下回転動作させることにより、ポッドオープナ５８の位置に置かれたポッド６０とボート２６との間にて、ウエハＷを搬送させることが可能なように構成される。ボートエレベータ３２は、蓋部２２を上下に昇降させることにより、反応管１０に対してボート２６を搬入出させる。移載室４の構成の詳細については後述する。
処理装置２は、基板処理に使用されるガスを処理室１４内に供給するガス供給機構３４を備えている。ガス供給機構３４が供給するガスは、成膜される膜の種類に応じて適宜換えられる。ガス供給機構３４は、原料ガス供給部（原料ガス供給系）、反応ガス供給部（反応ガス供給系）および不活性ガス供給部（不活性ガス供給系）を含む。
原料ガス供給系は、ガス供給管３６ａを備え、ガス供給管３６ａには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３８ａおよび開閉弁であるバルブ４０ａが設けられている。ガス供給管３６ａはマニホールド１８の側壁を貫通するノズル４４ａに接続される。ノズル４４ａは、反応管１０内に上下方向に沿って立設し、ボート２６に保持されるウエハＷに向かって開口する複数の供給孔が形成されている。ノズル４４ａの供給孔を通してウエハＷに対して原料ガスが供給される。
以下、同様の構成にて、反応ガス供給系からは、供給管３６ａ、ＭＦＣ３８ａ、バルブ４０ａおよびノズル４４ａを介して、反応ガスがウエハＷに対して供給される。不活性ガス供給系からは、供給管３６ｂ、ＭＦＣ３８ｂ、バルブ４０ｂおよびノズル４４ａを介して、ウエハＷに対して不活性ガスが供給される。
マニホールド１８には、排気管４６が取り付けられている。排気管４６には、処理室１４内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ４８および圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ４０を介して、真空排気装置としての真空ポンプ５２が接続されている。このような構成により、処理室１４内の圧力を処理に応じた処理圧力とすることができる。
次に、本実施形態にかかる移載室４の構成について図１〜３を用いて説明する。
図２、３に示すように、移載室４は、天井、床および四方を囲う側壁によって平面多角形状に構成され、例えば、平面四角形状に構成される。移載室４の一側面には、第１送風部（第１ガス供給部）としてのクリーンユニット６２が設置される。クリーンユニット６２よりクリーンエア（清浄雰囲気）としてのガスが移載室４内に供給される。また、移載室４の周囲に位置する空間には、ガスを循環させるための循環路７４が形成される。移載室４内に供給されたガスは、排気部７２より排気され、循環路７４を経由してクリーンユニット６２より再び移載室４内に供給される。循環路７４の途中には図示しないラジエタが設置され、ガスはラジエタを通過することにより冷却される。
クリーンユニット６２は、上部クリーンユニット６２ａと下部クリーンユニット６２ｂとが上下に隣り合うように配置される。上部クリーンユニット６２ａは、移載室４内、特にボート２６に向けてガスを供給するよう構成される。下部クリーンユニット６２ｂは、移載室４内、特に断熱部２４に向けてガスを供給するよう構成される。以下、クリーンユニット６２と称した場合は、クリーンユニット６２ａを示す場合、クリーンユニット６２ｂを示す場合、またはそれらの両方を示す場合を含む。
クリーンユニット６２は、上流側から順に、送風部としてのファン６４と、バッファ室としてのバッファエリア６６と、フィルタ部６８と、ガス供給口７０とを有する。バッファエリア６６は、ガス供給口７０の全面からガスを均一に吹き出すための拡散空間である。フィルタ部６８は、ガスに含まれるパーティクルを取り除くように構成される。ファン、バッファエリア、フィルタ部、ガス供給口は、クリーンユニット６２ａ、６２ｂにそれぞれ備えられている。
クリーンユニット６２の対面側の一側面には、側面排気部７２ａとボートエレベータ３２が設置される。クリーンユニット６２ａから移載室４内に供給されたガスは、主に側面排気部７２ａより排気され、循環路７４を経由してクリーンユニット６２より移載室４内に再び供給される。これにより、移載室４内の上部領域（ウエハＷ領域）には、水平方向（ウエハＷと平行な方向）のガス流れ（サイドフロー）が形成される。
図３に示すように、移載室４の床面には、ボート２６を挟んで一対の底面排気部７２ｂが設けられる。底面排気部７２ｂは、移載室４の一辺に沿って長方形状に形成される。クリーンユニット６２ｂから移載室２内に供給されたガスは、主に底面排気部７２ｂより排気され、循環路７４を経由してクリーンユニット６２より移載室４内に再び供給される。これにより、移載室４内の下部領域（断熱部２４領域）には、垂直方向のガス流れ（ダウンフロー）が形成される。
図１、３に示すように、クリーンユニット６２が設置される側面と対面する側面以外の側面には、第２送風部（第２ガス供給部）としてのガスパイプ７６が設置される。例えば、ガスパイプ７６は、クリーンユニット６２が設置される側面に隣接する側面に設置される。本実施例では、ガスパイプ７６は、移載室４内の移載機５６とボート２６を挟んで対面する位置（移載室４の側面とボート２６との間の位置）に設置される。ガスパイプ７６は、ボート２６の最下段に載置される基板よりも下の領域に向けてガスを供給するよう構成される。好ましくは、ガスパイプ７６は、ボート２６最下段の基板と断熱部２４との間の領域に向けてガスを供給するように構成される。
図２に示すように、ガスパイプ７６は、移載室４内に水平方向に沿って横設され、基板保持体２７に向かって開口する吹出し口７６ａが形成されている。ガスパイプ７６の吹出し口７６ａを介して移載室４内、特に基板保持体２７に対してガスが供給される。ガスとしては、例えば不活性ガスが挙げられる。ガスパイプ７６は、移載室４内にガスを供給する移載室ガス供給機構７８に接続される。移載室ガス供給機構７８は、ガス供給管３６ｃを備え、ガス供給管３６ｃには、上流方向から順に、ＭＦＣ３８ｃおよびバルブ４０ｃが設けられている。
ガスパイプ７６は、吹出し口７６ａの高さ位置が、ボート２６の最下段に保持される基板と断熱部２４との間の高さ位置となるように設置される。図３に示すように、吹出し口７６ａは複数の開孔により形成される。吹出し口７６ａが偶数個の開孔で形成される場合、ウエハＷの中心線を挟んで左右に同数の開孔が形成される。吹き出し口７６ｂが奇数個の開孔で形成される場合、ウエハＷの中心線上に１つの開孔を形成し、１つの開孔の左右に同数の開孔が形成される。本実施例においては、吹出し口７６ａは、例えば直径１ｍｍ以下の開孔が５つ形成される。平面視において、吹出し口７６ａは、ウエハＷの直径の範囲内の領域に形成される。言い換えれば、吹出し口７６ａの開口（形成）範囲がウエハＷの直径の範囲内に収まるように形成される。このような構成により、吹出し口７６ａから供給されるガスの主流の向きを、水平方向とすることができる。これにより、ボート２６の最下段の基板と断熱部２４との間の空間にガスの障壁（ガスカーテン）を形成することができ、ボート２６側である上部雰囲気（ウエハＷ領域の雰囲気）と断熱部２４側である下部雰囲気（断熱部２４領域の雰囲気）とをガスカーテンにより区切ることができる。
図１に示すように、回転機構３０、ボートエレベータ３２、移載機５６、ガス供給機構３４（ＭＦＣ３８ａ〜ｄおよびバルブ４０ａ〜ｄ）、ＡＰＣバルブ５０、クリーンユニット６２、移載室ガス供給機構７８（ＭＦＣ３８ｅおよびバルブｅ）には、これらを制御するコントローラ１００が接続される。コントローラ１００は、例えば、ＣＰＵを備えたマイクロプロセッサ（コンピュータ）からなり、処理装置２の動作を制御するよう構成される。コントローラ１００には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１０２が接続されている。
コントローラ１００には記憶媒体としての記憶部１０４が接続されている。記憶部１０４には、処理装置２の動作を制御する制御プログラムや、処理条件に応じて処理装置２の各構成部に処理を実行させるためのプログラム（プロセスレシピやクリーニングレシピ等のレシピ）が、読み出し可能に格納される。
記憶部１０４は、コントローラ１００に内蔵された記憶装置（ハードディスクやフラッシュメモリ）であってもよいし、外部記録装置（磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）であってもよい。また、コンピュータへのプログラムの提供は、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。プログラムは、必要に応じて、入出力装置１０２からの指示等にて記憶部１０４から読み出され、読み出されたレシピに従った処理をコントローラ１００が実行することで、処理装置２は、コントローラ１００の制御のもと、所望の処理を実行する。
次に、上述の処理装置２を用い、基板上に膜を形成する処理（成膜処理）について説明する。ここでは、ウエハＷに対して、原料ガスとしてＤＣＳ（ＳｉＨ２ Ｃｌ２ ：ジクロロシラン）ガスと、反応ガスとしてＯ２ （酸素）ガスとを供給することで、ウエハ１４上にシリコン酸化（ＳｉＯ２）膜を形成する例について説明する。なお、以下の説明において、処理装置２を構成する各部の動作はコントローラ１００により制御される。
（移載工程）
移載機５６により、ポッド６０からボート２６へウエハＷを移載する（ウエハチャージ）。この時、図４に示すように、クリーンユニット６２およびガスパイプ７６より移載室５０内へガスを供給する。クリーンユニット６２からは第１の流速または第１の流量で移載室４内にガスが供給され、ガスパイプ７６からは第１の流速より小さい第２の流速および第１の流量より小さい第２の流量で移載室４内にガスが供給される。
第１の流速は、例えば１０〜２０ｃｍ／ｓであり、第１の流量は、例えば６５００〜１３０００Ｌ／ｍｉｎである。第１の流速が１０ｃｍ／ｓより小さい場合、または、第１の流量が６５００Ｌ／ｍｉｎより小さい場合、ウエハＷの冷却に時間がかかったり、移載室４内を清浄に保つことが困難になったりする。第１の流速が２０ｃｍ／ｓより大きい場合、または、第１の流量が１３０００Ｌ／ｍｉｎより大きい場合、ウエハＷが振動してしまったり、パーティクルを巻き上げてしまったりする。
第２の流速は、例えば０〜５ｃｍ／ｓであり、第２の流量は、例えば０〜３Ｌ／ｍｉｎである。第２の流速が５ｃｍ／ｓより大きい場合、または、第１の流量が３Ｌ／ｍｉｎより大きい場合、パーティクルを巻き上げてしまう。
（搬入工程）
次に、処理室１４下部のウエハ搬入出口を閉塞しているシャッタ２０を図示しないシャッタ収納部へ退避させ、処理室１４のウエハ搬入出口を開放する。続いて、ボートエレベータ３２によって蓋部２２を上昇させて、移載室４内から処理室１４内へ基板保持体２７を搬入する（ボートローディング）。これにより、蓋部２２は、封止部材を介してマニホールド１８の下端をシールした状態となる。この時、移載工程と同様の条件で、クリーンユニット６２およびガスパイプ７６から移載室４内へのガスの供給が継続される。
（基板処理工程）
基板保持体２７が処理室１４内に搬入されると、排気管４６より処理室１４内の排気を行い、処理室１４内の圧力を所望の圧力（真空度）とする。また、ヒータ１２により処理室１４内を加熱するとともに、回転機構３０を動作させてボート２６を回転させる。さらに、ガス供給機構３４により処理室１４内へＤＣＳガスと、Ｏ２ガスを供給する。これにより、ウエハＷの表面にＳｉＯ２膜が形成される。ウエハＷの表面上に所望の膜厚のＳｉＯ２膜が形成されると、ガス供給機構３４は処理室１４内へのＤＣＳガスおよびＯ２ガスの供給を停止し、処理室１４内へ不活性ガスを供給する。これにより、処理室１４内を不活性ガスで置換するとともに、処理室１４内の圧力を常圧に復帰させる。この時、移載室４内では、移載工程と同様の条件で、クリーンユニット６２およびガスパイプ７６から移載室４内へガスの供給が継続される。なお、基板処理工程においては、ガスパイプ７６からのガスの供給を停止させても良い。
（搬出工程）
基板処理工程が終了すると、ボートエレベータ３２によって、蓋部２２を下降させてマニホールド１８の下端を開口させるとともに、基板保持体２７を処理室１４から移載室４内へ搬出（ボートアンローディング）する。その後、処理室１４のウエハ搬入出口をシャッタ２０で閉塞する。この時、移載工程と同様の条件で、クリーンユニット６２およびガスパイプ７６から移載室４内へのガスの供給が継続される。
（降温工程）
基板保持体２７の移載室４への搬出が完了すると、ウエハＷが所定の温度になるまで移載室４内でウエハＷを降温（冷却）させる。この時、クリーンユニット６２からは第１の流速および第１の流量でのガス供給が継続され、ガスパイプ７６からは第１の流速より大きい第３の流速および第１の流量より小さく、第２の流量より大きい第３の流量で基板保持体２７にガスが供給される。ここで、所定の温度とは、ウエハＷを搬出可能な温度であり、ツィーザ５６ａまたはポッド６０の耐熱温度以下の温度である。
第３の流速は、例えば２０〜４０ｃｍ／ｓであり、第３の流量は、例えば１５〜７０Ｌ／ｍｉｎである。第３の流速が２０ｃｍ／ｓより小さい場合、または、第３の流量が１５Ｌ／ｍｉｎより小さい場合、ボート２６最下段のウエハＷと断熱部２４との間の領域に水平なガスの流れを形成することができない。第３の流速が４０ｃｍ／ｓより大きい場合、または、第３の流量が７０Ｌ／ｍｉｎより大きい場合、ウエハＷが振動してしまう。
（移載工程）
ウエハＷが所定の温度以下まで降温されると、移載機５６により、ボート２６からポッド６０へウエハＷを移載する（ウエハディスチャージ）。この時、クリーンユニット６２からは第１の流速または第１の流量でのガス供給が継続され、ガスパイプ７６からは第１の流速より小さい第４の流速または第３の流量より小さい第４の流量で基板保持体２７にガスが供給される。
第４の流速は、例えば５〜２０ｃｍ／ｓであり、第４の流量は、例えば３〜１５Ｌ／ｍｉｎである。第４の流速が５ｃｍ／ｓより小さい場合、または、第４の流量が３Ｌ／ｍｉｎより小さい場合、ボート２６最下段のウエハＷと断熱部２４との間の領域に十分なガスの流れを形成することができない。第４の流速が２０ｃｍ／ｓより大きい場合、または、第４の流量が１５Ｌ／ｍｉｎより大きい場合、ウエハＷが振動してしまったり、パーティクルを巻き上げてしまったりする。
（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複数の効果を奏する。
（ａ）ボート最下段の基板と断熱部との間の領域にガスを供給し、ガスカーテンを形成することにより、基板の冷却時間を短縮させることができる。
一般的に、基板は断熱部よりも冷却されやすい。そのため、基板処理後の移載室内において、基板周辺（ボート周辺）の雰囲気が断熱部周辺の雰囲気よりも温度が低くなり、断熱部からボート上方へ向かう上昇気流が発生することがある。この断熱部からの上昇気流に含まれる熱によって基板が暖められ、基板の冷却に時間がかかることがある。特に、ボート下方の基板ほど断熱部からの熱の影響を受けやすく、ボート上方の基板が移載可能な温度まで冷却されても、ボート下方の基板が十分に冷却されないことがある。すなわち、ボート下方の基板を冷却させるためには、断熱部もある程度冷却させる必要がある。そのため、断熱部を冷却させる分、基板の冷却時間が長くなってしまう。
これに対し、本実施形態によれば、ボート最下段の基板と断熱部との間の領域にガスを供給することにより、断熱部からの上昇気流を水平方向に押し流すことができ、基板が断熱部からの高温の雰囲気に曝されることを抑制することができる。すなわち、ボート最下段の基板と断熱部との間にガスカーテンが形成されることにより、断熱部からの熱を断熱することができる。これにより、断熱部が冷却されていなくても、断熱部からの熱の影響を受けることなく、基板を冷却させることができるため、基板の冷却時間を短縮させることができる。
（ｂ）ガスパイプから供給されるガスの流量を、処理工程によって変化させることにより、歩留まりを向上させることができる。
搬送中の基板保持体に対してガスパイプよりガスを供給しても、断熱部に対して一時的にガスを供給することになるため、基板冷却効果は高くないと考えられる。また、断熱部に対してガスを供給することにより、パーティクルを巻き上げてしまう恐れがある。
これに対し、本実施形態によれば、基板保持体の搬送中はガスパイプからのガス供給を止めるか、または、少ない流量で供給することにより、断熱部からのパーティクルの発生を抑制することができ、歩留まりを向上させることができる。
（ｃ）吹出し口の形状を複数の開孔形状とすることにより、基板の冷却効率を向上させることができる。
断熱部からの上昇気流を遮るためには、ボート最下段の基板と断熱部との間のガスの流速を確保することが効果的であることを確認している。吹出し口の形状を複数の開孔形状とすることにより、ガス供給部内の内圧を高くすることができ、流速を大きくすることができる。これにより、断熱部からの上昇気流が基板へ到達することを抑制することができるため、基板の冷却効率を向上させることができる。
（ｄ）吹き出し口の開口範囲をウエハの直径の範囲内とすることにより、基板の冷却効率を向上させることができる。
吹き出し口の開口範囲をウエハの直径の範囲内とすることで、少なくともウエハの直径の範囲にガスカーテンを形成することができるため、断熱部からウエハへの熱影響を抑制することができる。また、ウエハの直径の範囲内にガスカーテンを形成することにより、ガスの主流をウエハの中心部分（平面視における断熱部の中心部分）に形成しやすくなる。これにより、放熱しにくい中心部分（キャップヒータにより熱せられた部分）からの熱をより効果的に遮ることができ、基板の冷却効率を向上させることができる。
（ｅ）ガスパイプをクリーンユニットの対面位置以外の箇所に設置することにより、移載室内のガスの流れをスムーズにすることができる。
ガスパイプをクリーンユニットの対面位置に設置した場合、ガスパイプからのガス流れとクリーンユニットからのガス流れが対向するため、移載室内のエアフローが乱れることにより、移載室内に淀みが発生したり、熱の対流が発生したりしてしまう恐れがある。
これに対し、本実施形態によれば、ガスパイプからのガス流れがクリーンユニットからのガス流れに対向しないため、クリーンユニットからのガス流れ（クリーンユニットからのボート最下段の基板と断熱部との間のガスの流れ）とスムーズに合流でき、移載室内のエアの流れを乱すことを抑制することができる。また、クリーンユニットからのガス流れへの干渉が少ないため、基板と断熱部との間のガスカーテン形成を促進することができる。
（ｆ）ウエハ領域をサイドフロー、断熱部領域をダウンフローとすることにより、基板と断熱部との間の領域にガスカーテンを形成しやすくすることができる。
ボート最下段の基板と断熱部との間の領域が、サイドフローとダウンフローとの境界領域となる。そのため、ガスパイプより供給されたガスが、どちらか一方の流れにのみ強く干渉されることなく、ウエハ領域のサイドフローや断熱部領域のダウンフローとは独立した第３のガスの流れとしてガスカーテンを形成することができる。
本実施形態は、上述の態様に限定されず、以下に示す変形例のように変更することができる。
（変形例１）
例えば、上述の降温行程において、基板保持体２７を回転するようにしても良い。これにより、基板保持体２７の全周方向からガスを供給することができるため、基板冷却効率をより向上させることができ、スループットを向上させることができる。
（変形例２）
例えば、移載室４内においてガス供給部７６を角部に設置するようにしても良い。また、クリーンユニット６２が設置される側面に設置するようにしても良い。この場合、ガス供給部がクリーンユニット６２ａとクリーンユニット６２ｂとの間の高さ位置に設置されるようにするのが好ましい。これにより、移載室４内のガスの流れをよりスムーズにすることができ、生産性を向上させることができる。
（変形例３）
例えば、吹出し口７６ａを横長のスリット状に形成しても良い。また、図５（Ａ）に示すように、吹出し口７６ａを複数のスリット状としても良い。また、図５（Ｂ）に示すように、吹出し口７６ａをスリット状と円形の開孔とを組み合わせて形成しても良い。また、図５（Ｃ）に示すように、吹出し口７６ａ複数の開孔を高さ方向で互い違いとなるように形成しても良い。また、図５（Ｄ）に示すように、ボート柱２６Ｂを避けるように吹出し口７６ａを形成しても良い。スリットの幅、長さや開孔の大きさは、所定の流速を確保できるように、適宜設定される。これらの構成により、ボート２６最下段のウエハＷと断熱部２４との間の領域において、ガス流れの淀みが発生することを抑制することができ、ガスカーテンをより形成しやすくすることができる。
（変形例４）
図６に示すように、ガスパイプ７６の上方に第３送風部（第３ガス供給部）としてのガスパイプ８０を設置しても良い。ガスパイプ８０は、吹出し口８０ａの高さ位置が、ボート２６の天板２６ａの高さ位置以上となるように設置される。好ましくは、吹き出し口８０ａの高さ位置が、天板２６ａの上面と略同じ位置に設置される。ガスパイプ８０の形状は、ガスパイプ７６の形状と同様である。ガスパイプ８０は移載室ガス供給機構７８に接続され、ガスパイプ７６と同様の構成で、移載室４内、特にボート２６の天板２６ａに対してガスを供給する。ガスパイプ８０から供給されるガス流量およびガス流速は、ガスパイプ７６から供給されるガス流量およびガス流速以下とすると良い。ボート２６は断熱部２４よりも冷えやすい（熱容量が小さい）ため、ガスパイプ７６から供給するガス流量およびガス流速よりも小さいガス流量およびガス流速でも効果的に冷却することができる。このような構成により、ボート周辺の雰囲気を冷却させることができ、生産性を向上させることができる。
上述の実施形態では、ウエハＷ上に膜を堆積させる例について説明したが、本発明は、このような態様に限定されない。例えば、ウエハＷやウエハＷ上に形成された膜等に対して、酸化処理、拡散処理、アニール処理、エッチング処理等の処理を行う場合にも、好適に適用可能である。
また、上述の実施形態や変形例は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理条件は、例えば上述の実施形態や変形例と同様な処理条件とすることができる。また、上述した形態以外にも、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。
２ 基板処理装置
４ 移載室
２７ 基板保持体
６２ クリーンユニット
７６ ガスパイプ

Claims (20)

  1. 断熱部と、前記断熱部の上方に設置され、複数枚の基板を多段に保持する基板保持部とにより構成される基板保持体と、
    前記基板保持部に保持された基板を処理する処理室と、
    前記処理室に隣接し、前記基板を前記基板保持部に移載する移載室と、
    前記移載室の一側面に設置され、前記移載室内にガスを供給する第１ガス供給部と、
    前記基板保持部の最下段に保持された前記基板と前記断熱部との間の高さ位置にガスの吹出し口を有し、前記基板保持体に向けてガスを供給する第２ガス供給部と、
    前記搬送機構、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部を制御するよう構成される制御部と、を備える基板処理装置。
  2. 前記第２ガス供給部は、前記基板保持部の最下段に保持された前記基板と前記断熱部との間に前記ガスを供給するように設置される請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記第２ガス供給部は、前記第１ガス供給部が設置される一側面とは別の側面に設置される請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記第２ガス供給部は、前記移載室の角部に設置される請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 前記吹出し口は、複数の開孔により形成される請求項２に記載の基板処理装置。
  6. 前記吹出し口は、前記基板の直径の範囲内の領域に形成される請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記基板保持部の天板以上の高さ位置にガスの吹出し口を有し、前記移載室内に前記ガスを供給する第３ガス供給部をさらに備える請求項２に記載の基板処理装置。
  8. 前記制御部は、前記処理室から前記移載室へ前記基板保持体を搬送している間は、第１の流速で前記第１ガス供給部より前記ガスを供給し、前記第１の流速よりも小さい第２の流速で前記第２ガス供給部より前記ガスを供給するように前記搬送機構、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部を制御するよう構成される請求項２に記載の基板処理装置。
  9. 前記制御部は、前記移載室内で前記基板を降温させる際は、第１の流速で前記第１ガス供給部より前記ガスを供給し、前記第１の流速よりも大きい第３の流速で前記第２ガス供給部より前記ガスを供給するように前記搬送機構、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部を制御するよう構成される請求項２に記載の基板処理装置。
  10. 前記制御部は、前記基板支持体から前記基板を移載させる際は、前記第１の流速で前記第１ガス供給部より前記ガスを供給し、前記第１の流速よりも小さい第４の流速で前記第２ガス供給部より前記ガスを供給するように前記搬送機構、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部を制御するよう構成される請求項８に記載の基板処理装置。
  11. 前記第４の流速は前記第２の流速以上の流速である請求項１０に記載の基板処理装置。
  12. 前記第２の流速はゼロである請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 前記制御部は、前記移載室内に前記基板保持体がある時は、前記第１ガス供給部から前記移載室に供給する前記ガスの流量を、前記第２ガス供給部から前記移載室に供給する前記ガスの流量より大きい流量とするように前記搬送機構、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部を制御するよう構成される請求項２に記載の基板処理装置。
  14. 前記基板保持体を回転させる回転機構をさらに有し、
    前記制御部は、前記移載室内で前記基板を降温させる際は、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部から前記移載室に前記ガスを供給するとともに、前記基板保持体を回転させるように前記回転機構、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部を制御するよう構成される請求項１３に記載の基板処理装置。
  15. 前記制御部は、前記処理室から前記移載室へ前記基板保持体を搬送している間は、第１の流量で前記第１ガス供給部より前記ガスを供給し、前記第１の流量よりも小さい第２の流量で前記第２ガス供給部より前記ガスを供給するように前記搬送機構、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部を制御するよう構成される請求項１３に記載の基板処理装置。
  16. 前記制御部は、前記移載室内で前記基板を降温させる際は、第１の流量で前記第１ガス供給部より前記ガスを供給し、前記第１の流量よりも小さく、前記第２の流量よりも大きい第３の流量で前記第２ガス供給部より前記ガスを供給するように前記搬送機構、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部を制御するよう構成される請求項１５に記載の基板処理装置。
  17. 前記制御部は、前記基板支持体から前記基板を移載させる際は、前記第１の流量で前記第１ガス供給部より前記ガスを供給し、前記第３の流量よりも小さく、前記第２の流量よりも大きい第４の流量で前記第２ガス供給部より前記ガスを供給するように前記搬送機構、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部を制御するよう構成される請求項１６記載の基板処理装置。
  18. 前記第２の流量と前記第４の流量は同じ流量である請求項１７に記載の基板処理装置。
  19. 断熱部と、前記断熱部の上方に形成され、複数枚の基板を多段に保持する基板保持部とにより構成される基板保持体を、ガスを供給する第１ガス供給部を一側面に備える移載室から処理室内へ搬送する工程と、
    前記処理室内で前記基板を処理する工程と、
    前記処理室内から前記移載室へ前記基板保持体を搬出する工程と、
    前記基板保持部の最下段に保持された前記基板と前記断熱部との間の高さ位置にガスの吹出し口を有する第２ガス供給部より、前記基板保持部の最下段に保持された前記基板と前記断熱部との間に向けて前記ガスを供給する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
  20. 断熱部と、前記断熱部の上方に形成され、複数枚の基板を多段に保持する基板保持部とにより構成される基板保持体を、ガスを供給する第１ガス供給部を一側面に備える移載室から処理室内へ搬送する手順と、
    前記処理室内で前記基板を処理する手順と、
    前記処理室内から前記移載室へ前記基板保持体を搬出する手順と、
    前記基板保持部の最下段に保持された前記基板と前記断熱部との間の高さ位置にガスの吹出し口を有する第２ガス供給部より、前記基板保持部の最下段に保持された前記基板と前記断熱部との間に向けて前記ガスを供給する手順と、
    をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラムを記録する記録媒体。
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