基板処理装置
【課題】基板や基板保持具や加熱装置からの熱影響を低減させ、シール部材の焼損を防止する基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板１８を保持する基板保持具２６と、基板を前記基板保持具で保持しつつ処理する反応管４１と、該反応管を加熱する加熱装置３７と、前記反応管を蓋する蓋体３３と、前記反応管と前記蓋体との間に設けられるシール部材６１と、前記基板保持具を装入した状態で、前記基板保持具と前記シール部材の間を遮る様設けられた遮熱部材６２とを具備する。
【解決手段】基板１８を保持する基板保持具２６と、基板を前記基板保持具で保持しつつ処理する反応管４１と、該反応管を加熱する加熱装置３７と、前記反応管を蓋する蓋体３３と、前記反応管と前記蓋体との間に設けられるシール部材６１と、前記基板保持具を装入した状態で、前記基板保持具と前記シール部材の間を遮る様設けられた遮熱部材６２とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハ等の基板に薄膜の生成、酸化処理、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の処理を行い、半導体装置を製造する基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置は石英等の耐熱材料で形成された反応管と、加熱装置等からなる処理炉を具備し、前記反応管に基板を収納し、基板を加熱装置で所定温度に加熱し、処理ガスを反応管内に供給して基板処理を行う。又、基板処理装置には、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置と、所要枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置とがある。
【０００３】
バッチ式の基板処理装置では、基板保持具（ボート）に所要枚数の基板（ウェーハ）が水平多段に装填され、基板保持具が処理炉に装入され、基板は基板保持具に保持された状態で処理がなされる様になっている。
【０００４】
前記ボートが載置される炉口蓋には、上面にＯリング等のシール部材が設けられ、前記ボートが前記反応管に装入されることで前記炉口蓋が炉口部を閉塞すると共に、前記Ｏリングによって炉口部がシールされ、前記反応管が気密に閉塞される。
【０００５】
前記ボートでは、炉口部付近の温度上昇を抑制する為、該ボート下部に形成された断熱部に断熱板を所定枚数装填している。然し乍ら、前記断熱部に装填された断熱板だけでは断熱が不十分であり、炉口部に設けられたＯリングは前記加熱装置からの輻射熱により加熱され、耐熱的に厳しくなる。これは、前記反応管が半透明の石英製であるので、熱源からの輻射熱が透過して前記Ｏリングを加熱する為であり、輻射熱により前記Ｏリングが焼損するという問題があった。
【０００６】
尚、特許文献１には炉口部に設けられたＯリングの温度上昇を抑制する構成を有する基板処理装置および半導体装置の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３３４８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は斯かる実情に鑑み、基板や基板保持具や加熱装置からの熱影響を低減させ、シール部材の焼損を防止する基板処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、基板を保持する基板保持具と、基板を前記基板保持具で保持しつつ処理する反応管と、該反応管を加熱する加熱装置と、前記反応管を蓋する蓋体と、前記反応管と前記蓋体との間に設けられるシール部材と、前記基板保持具を装入した状態で、前記基板保持具と前記シール部材の間を遮る様設けられた遮熱部材とを具備する基板処理装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板を保持する基板保持具と、基板を前記基板保持具で保持しつつ処理する反応管と、該反応管を加熱する加熱装置と、前記反応管を蓋する蓋体と、前記反応管と前記蓋体との間に設けられるシール部材と、前記基板保持具を装入した状態で、前記基板保持具と前記シール部材の間を遮る様設けられた遮熱部材とを具備するので、前記基板や前記加熱装置や前記基板保持具からの輻射熱を前記遮熱部材によって遮ることができ、前記シール部材の温度上昇を抑制することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が実施される基板処理装置の概略斜視図である。
【図２】該基板処理装置の概略側断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に於ける処理炉の立断面図である。
【図４】該処理炉の炉口部を示す立断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例に於ける炉口部の立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１３】
先ず、図１、図２に於いて、本発明が実施される基板処理装置について説明する。
【００１４】
尚、基板処理装置は、半導体装置（ＩＣ）の製造工程の１つである基板処理工程を実施する。又、以下の説明では、基板処理装置の一例として縦型炉を具備して基板に酸化処理、ＣＶＤ成膜処理、拡散処理、アニール処理等を行う縦型の基板処理装置について説明する。
【００１５】
図１、図２に示されている様に、基板処理装置１は筐体２を備えている。該筐体２の正面壁３の正面前方部にはメンテナンス可能な様に設けられた開口部としての正面メンテナンス口４が開設され、該正面メンテナンス口４は正面メンテナンス扉５によって開閉される。
【００１６】
前記筐体２の正面壁３にはポッド搬入搬出口６が前記筐体２の内外を連通する様に開設されており、前記ポッド搬入搬出口６はフロントシャッタ（搬入搬出口開閉機構）７によって開閉され、前記ポッド搬入搬出口６の正面前方側にはロードポート（基板搬送容器受渡し台）８が設置されており、該ロードポート８は載置されたポッド９を位置合せする様に構成されている。
【００１７】
該ポッド９は、密閉式の基板搬送容器であり、図示しない工程内搬送装置によって前記ロードポート８上に搬入され、又、該ロードポート８上から搬出される様になっている。
【００１８】
前記筐体２内の前後方向の略中央部に於ける上部には、回転式ポッド棚（基板搬送容器格納棚）１１が設置されており、該回転式ポッド棚１１は複数個のポッド９を格納する様に構成されている。
【００１９】
前記回転式ポッド棚１１は垂直に立設されて間欠回転される支柱１２と、該支柱１２に上中下段の各位置に於いて放射状に支持された複数段の棚板（基板搬送容器載置棚）１３とを備えており、該棚板１３はそれぞれポッド９を複数個載置した状態で格納する様に構成されている。
【００２０】
前記回転式ポッド棚１１の下方には、ポッドオープナ（基板搬送容器蓋体開閉機構）１４が設けられ、該ポッドオープナ１４は前記ポッド９を載置し、又該ポッド９の蓋を開閉可能な構成を有している。
【００２１】
前記ロードポート８と前記回転式ポッド棚１１、前記ポッドオープナ１４との間には、ポッド搬送装置（容器搬送装置）１５が設置されており、該ポッド搬送装置１５は、前記ポッド９を保持して昇降可能、水平方向に進退可能となっており、前記ロードポート８、前記回転式ポッド棚１１、前記ポッドオープナ１４との間で前記ポッド９を搬送する様に構成されている。
【００２２】
前記筐体２内の前後方向の略中央部に於ける下部には、サブ筐体１６が後端に亘って設けられている。該サブ筐体１６の正面壁１７にはウェーハ１８を前記サブ筐体１６内に対して搬入搬出する為のウェーハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１９が１対、垂直方向に上下２段に並べられて開設されており、上下段のウェーハ搬入搬出口１９，１９に対して前記ポッドオープナ１４がそれぞれ設けられている。
【００２３】
該ポッドオープナ１４は前記ポッド９を載置する載置台２１と、前記ポッド９の蓋を開閉する開閉機構２２とを備えている。前記ポッドオープナ１４は前記載置台２１に載置された前記ポッド９の蓋を前記開閉機構２２によって開閉することにより、前記ポッド９のウェーハ出入れ口を開閉する様に構成されている。
【００２４】
前記サブ筐体１６は前記ポッド搬送装置１５や前記回転式ポッド棚１１が配設されている空間（ポッド搬送空間）から気密となっている移載室２３を構成している。該移載室２３の前側領域にはウェーハ移載機構（基板移載機構）２４が設置されており、該ウェーハ移載機構２４は、ウェーハを載置する所要枚数（図示では５枚）のウェーハ載置プレート２５を具備し、該ウェーハ載置プレート２５は水平方向に直動可能、水平方向に回転可能、又昇降可能となっている。前記ウェーハ移載機構２４はボート２６に対してウェーハ１８を装填及び払出しする様に構成されている。
【００２５】
前記移載室２３の後側領域には、前記ボート２６を収容して待機させる待機部２７が構成され、該待機部２７の上方には縦型の処理炉２８が設けられている。該処理炉２８の下端部は、炉口部となっており、該炉口部は炉口シャッタ（炉口開閉機構）２９により開閉される様になっている。
【００２６】
前記筐体２の右側端部と前記サブ筐体１６の前記待機部２７の右側端部との間には前記ボート２６を昇降させる為のボートエレベータ（基板保持具昇降機構）３１が設置されている。該ボートエレベータ３１の昇降台に連結されたアーム３２には蓋体としての炉口蓋３３が水平に取付けられており、該炉口蓋３３は前記ボート２６を垂直に支持し、前記処理炉２８の下端部の炉口部を気密に閉塞可能となっている。
【００２７】
前記ボート２６は複数本の支柱を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１２５枚程度）のウェーハ１８を、水平姿勢で垂直方向に多段に保持する様に構成されている。
【００２８】
前記ボートエレベータ３１側と対向した位置にはクリーンユニット３５が配設され、該クリーンユニット３５は、清浄化した雰囲気若しくは不活性ガスであるクリーンエア３４を供給する様供給ファン及び防塵フィルタで構成されている。前記ウェーハ移載機構２４と前記クリーンユニット３５との間には、ウェーハの円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合せ装置（図示せず）が設置されている。
【００２９】
前記クリーンユニット３５から前記移載室２３に吹出されたクリーンエア３４は、ノッチ合せ装置（図示せず）及び前記ウェーハ移載機構２４、前記ボート２６に流通された後に、図示しないダクトにより吸込まれて、前記筐体２の外部に排気がなされるか、若しくは前記クリーンユニット３５の吸込み側である一次側（供給側）に迄循環され、再び該クリーンユニット３５によって、前記移載室２３内に吹出される様に構成されている。
【００３０】
次に、本発明の基板処理装置１の作動について説明する。
【００３１】
前記ポッド９が前記ロードポート８に供給されると、前記ポッド搬入搬出口６が前記フロントシャッタ７によって開放される。前記ロードポート８の上の前記ポッド９は前記ポッド搬送装置１５によって前記筐体２の内部へ前記ポッド搬入搬出口６を通して搬入され、前記回転式ポッド棚１１の指定された前記棚板１３へ載置される。前記ポッド９は前記回転式ポッド棚１１で一時的に保管された後、前記ポッド搬送装置１５により前記棚板１３からいずれか一方のポッドオープナ１４に搬送されて前記載置台２１に移載されるか、若しくは前記ロードポート８から直接前記載置台２１に移載される。
【００３２】
この際、前記ウェーハ搬入搬出口１９は前記開閉機構２２によって閉じられており、前記移載室２３には前記クリーンエア３４が流通され、充満されている。例えば、前記移載室２３にはクリーンエア３４として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、前記筐体２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。
【００３３】
前記載置台２１に載置された前記ポッド９はその開口側端面が前記サブ筐体１６の前記正面壁１７に於ける前記ウェーハ搬入搬出口１９の開口縁辺部に押付けられると共に、蓋が前記開閉機構２２によって取外され、ウェーハ出入れ口が開放される。
【００３４】
前記ポッド９が前記ポッドオープナ１４によって開放されると、ウェーハ１８は前記ポッド９から前記ウェーハ移載機構２４によって取出され、ノッチ合せ装置（図示せず）に移送され、該ノッチ合せ装置にてウェーハ１８を整合した後、前記ウェーハ移載機構２４はウェーハ１８を前記移載室２３の後方にある前記待機部２７へ搬入し、前記ボート２６に装填（チャージング）する。
【００３５】
該ボート２６にウェーハ１８を受渡した前記ウェーハ移載機構２４はポッド９に戻り、次のウェーハ１８を前記ボート２６に装填する。
【００３６】
一方（上段又は下段）のポッドオープナ１４に於ける前記ウェーハ移載機構２４によるウェーハ１８の前記ボート２６への装填作業中に、他方（下段又は上段）のポッドオープナ１４には前記回転式ポッド棚１１から別のポッド９が前記ポッド搬送装置１５によって搬送されて移載され、前記他方のポッドオープナ１４によるポッド９の開放作業が同時進行される。
【００３７】
予め指定された枚数のウェーハ１８が前記ボート２６に装填されると、前記炉口シャッタ２９によって閉じられていた前記処理炉２８の炉口部が、前記炉口シャッタ２９によって開放される。続いて、前記ボート２６は前記ボートエレベータ３１によって上昇され、前記処理炉２８内へ搬入（ローディング）される。
【００３８】
ローディング後は、前記炉口蓋３３によって炉口部が気密に閉塞され、前記処理炉２８にてウェーハ１８に所要の処理が実行される。
【００３９】
処理後は、ノッチ合せ装置（図示せず）でのウェーハ１８の整合工程を除き、上記と逆の手順で、ウェーハ１８及びポッド９は前記筐体２の外部へ払出される。
【００４０】
次に、第１の実施例に於ける前記処理炉２８について、図３、図４により説明する。
【００４１】
該処理炉２８は加熱装置としてのヒータ３７を有する。該ヒータ３７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース３８に支持されることにより垂直に据付けられている。
【００４２】
前記ヒータ３７の内側には、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し、下端が開口した円筒形状である均熱管３９が、前記ヒータ３７と同心円状に配設されている。又、前記均熱管３９の内側には、例えば石英（ＳｉＯ2 ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し、下端が開口した円筒形状で下端に下部フランジ４０が形成された反応管４１が、前記均熱管３９と同心円状に配設されている。前記反応管４１の筒中空部には処理室４２が形成されており、前記ボート２６が収納される。
【００４３】
前記反応管４１の下端部にはガス導入部４３が設けられており、該ガス導入部４３から前記反応管４１の天井部４４に至る迄、前記反応管４１の外壁に沿って細管であるガス導入管４５が配設されている。前記ガス導入部４３から導入されたガスは、前記ガス導入管４５内を流通して前記天井部４４に至り、該天井部４４に設けられた複数のガス導入口４６から前記処理室４２内に導入される。又、前記反応管４１の下端部の前記ガス導入部４３と異なる位置には、前記反応管４１内の雰囲気を排気口４７から排気するガス排気部４８が設けられている。
【００４４】
前記ガス導入部４３には、ガス供給管４９が接続されている。該ガス供給管４９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）５１を介して図示しない処理ガス供給源、キャリアガス供給源、不活性ガス供給源が接続されている。尚、前記処理室４２内に水蒸気を供給する必要がある場合は、前記ガス供給管４９のＭＦＣ５１よりも下流側に、図示しない水蒸気発生装置が設けられる。前記ＭＦＣ５１には、ガス流量制御部５２が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の量となる様、所望のタイミングにて制御する様に構成されている。
【００４５】
前記ガス排気部４８には、ガス排気管５３が接続されている。該ガス排気管５３のガス排気部４８との接続側とは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５４及び圧力調整装置５５を介して排気装置５６が接続されており、前記処理室４２を排気し、該処理室４２の圧力が所定の圧力となる様に構成されている。前記圧力調整装置５５及び前記圧力センサ５４には、圧力制御部５７が電気的に接続されており、該圧力制御部５７は前記圧力センサ５４により検出された圧力に基づいて前記圧力調整装置５５により前記処理室４２の圧力が所望の圧力となる様、所望のタイミングにて制御する様に構成されている。
【００４６】
前記反応管４１の下端部には、該反応管４１の下端開口を気密に閉塞可能であり、前記ボート２６の保持体としてのベース５８及びシールキャップ６０が設けられており、前記ベース５８と前記シールキャップ６０とで前記炉口蓋３３を構成している。該シールキャップ６０は例えばステンレスやニッケル合金等の金属材料からなり、円盤状に形成されていると共に、水冷用のジャケット５９が所定数形成されている。前記ベース５８は、例えば石英の様な非金属材料からなり、円盤状に形成されている。又、該ベース５８は前記シールキャップ６０の表面を覆い、該シールキャップ６０の金属面が前記処理室４２に露出しない様にし、該処理室内４２に露出している金属面積を低減させ、反応ガスの金属表面への接触を防止している。
【００４７】
前記ベース５８の上面には環状に溝が刻設され、該溝にシール部材としてのＯリング６１が嵌設されており、該Ｏリング６１は前記反応管４１の前記下部フランジ４０の下面と当接している。又、前記ベース５８の上面には、遮熱部材である不透明石英で形成された円筒形状の遮熱リング６２が溶接されており、該遮熱リング６２は前記ボート２６と同心で該ボート２６を囲繞する様になっている。
【００４８】
前記遮熱リング６２は前記反応管４１に前記ボート２６を装入し、前記反応管４１を閉塞した際に、前記下部フランジ４０と前記ボートベース３６の間を遮る様になっており、前記遮蔽リング６２は前記ヒータ３７や前記ボート２６、ウェーハ１８等の熱源からの輻射熱を遮断する様になっている。又、前記遮熱リング６２の上端は前記排気口４７の内周縁の下端と同等の高さか、それよりも低くなっているか、或は前記下部フランジ４０の上面よりも高くなっている。
【００４９】
該下部フランジ４０は金属製の固定リング６３とリング状の受座６４により挾持されている。前記下部フランジ４０と前記固定リング６３間、及び前記下部フランジ４０と前記受座６４との間には図示しないフッ素樹脂クッションが介設され、石英製の前記下部フランジ４０が金属製の前記固定リング６３及び前記受座６４に接触しない様な構造となっている。又、該受座６４は、複数本の柱６５により、前記ヒータベース３８に固定されている。
【００５０】
前記固定リング６３若しくは前記受座６４は、ジャケット構造やパイプを巻付けた構造で、水冷が可能である。図示では、前記固定リング６３にジャケット６６が形成されている。該ジャケット６６により前記固定リング６３、前記受座６４を冷却することで、前記クッションを介して前記下部フランジ４０が冷却される様になっている。
【００５１】
前記ボート２６は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、ウェーハ１８及び断熱板６８を装填可能なスロットが形成された棒状のスロット部３０と、該スロット部３０が立設されたボートベース３６とを有している。前記スロット部３０の下部には前記断熱板６８が所定枚数装填されることで断熱部６７が形成され、前記断熱板６８は、ウェーハ１８と同径であり、石英や炭化珪素等の耐熱性材料によって形成されている。又、前記ジャケット５９によって前記シールキャップ６０が水冷されているので、前記ヒータ３７からの熱が前記回転機構６９等に伝わり難くなる様になっている。
【００５２】
前記シールキャップ６０の前記処理室４２と反対側には、前記ボート２６を回転させる回転機構６９が設置されている。該回転機構６９の回転軸７１は前記シールキャップ６０と前記ベース５８を貫通し、前記ボート２６を支持している。前記回転機構６９により前記ボート２６を回転させることでウェーハ１８を回転させる様に構成されている。
【００５３】
前記炉口蓋３３は前記ボートエレベータ３１によって垂直方向に昇降される様に構成されており、これにより前記ボート２６を前記処理室４２に対し装脱可能となっている。前記回転機構６９及び前記ボートエレベータ３１には、駆動制御部７２が電気的に接続されており、所望の動作をする様、所望のタイミングにて制御する様に構成されている。
【００５４】
前記均熱管３９と前記反応管４１との間には、温度検出器としての温度センサ７３が設置されている。前記ヒータ３７と前記温度センサ７３には、電気的に温度制御部７４が接続されており、前記温度センサ７３により検出された温度情報に基づき前記ヒータ３７への通電具合を調整することにより前記処理室４２の温度が所望の温度分布となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。
【００５５】
前記ガス流量制御部５２、前記圧力制御部５７、前記駆動制御部７２、前記温度制御部７４は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置１全体を制御する主制御部７５に電気的に接続されている。前記ガス流量制御部５２、前記圧力制御部５７、前記駆動制御部７２、前記温度制御部７４、前記主制御部７５はコントローラ７６として構成されている。
【００５６】
以下、上記処理炉２８を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ウェーハ１８に酸化、拡散等の処理を施す方法について説明する。尚、基板処理装置１を構成する各部の動作は前記コントローラ７６により制御される。
【００５７】
複数枚のウェーハ１８が前記ボート２６に装填されると、該ボート２６は、前記ボートエレベータ３１によって上昇されて前記処理室４２に装入される。この状態で、前記炉口蓋３３は前記Ｏリング６１を介して前記反応管４１下端を気密に閉塞した状態となる。
【００５８】
前記処理室４２が所望の圧力となる様に前記排気装置５６によって排気される。この際、前記処理室４２の圧力は、前記圧力センサ５４で測定され、この測定された圧力に基づき前記圧力調整装置５５により、前記処理室４２の圧力がフィードバック制御される。又、該処理室４２が所望の温度となる様に前記ヒータ３７によって加熱される。この際、前記処理室４２が所望の温度分布となる様に前記温度センサ７３が検出した温度情報に基づき前記ヒータ３７への通電具合がフィードバック制御される。続いて、前記回転機構６９により、前記断熱部６７、前記ボート２６が回転されることで、ウェーハ１８が回転される。
【００５９】
次いで、処理ガス供給源及びキャリアガス供給源から供給され、前記ＭＦＣ５１にて所望の流量となる様に制御されたガスは、前記ガス供給管４９から前記ガス導入部４３及び前記ガス導入管４５を流通し前記天井部４４に至り、複数の前記ガス導入口４６から前記処理室４２にシャワー状に導入される。
【００６０】
尚、ウェーハ１８に対して水蒸気を用いた処理を行う場合は、前記ＭＦＣ５１にて所望の流量となる様に制御されたガスは水蒸気発生装置（図示せず）に供給され、水蒸気発生装置にて生成された水蒸気（Ｈ2 Ｏ）を含むガスが前記処理室４２に導入される。導入されたガスは前記処理室４２を流下し、前記排気口４７を流通して前記ガス排気部４８から排気される。ガスは前記処理室４２を通過する際にウェーハ１８の表面と接触し、ウェーハ１８に対して酸化、拡散等の処理がなされる。
【００６１】
予め設定された処理時間が経過すると、不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、前記処理室４２が不活性ガスに置換されると共に、前記処理室４２の圧力が常圧に復帰される。
【００６２】
その後、前記ボートエレベータ３１により前記炉口蓋３３が降下されて、前記反応管４１の下端が開口されると共に、処理済ウェーハ１８が前記ボート２６に保持された状態で前記反応管４１の下端から該反応管４１の外部に搬出（ボートアンローディング）される。その後、処理済ウェーハ１８は前記ボート２６より取出される（ウェーハディスチャージ）。
【００６３】
尚、一例迄、本実施例の処理炉にてウェーハを処理する際の処理条件としては、例えば、拡散、ＣＶＤ処理に於いては、処理温度１００℃〜１３００℃、処理圧力０．１ＭＰａ〜５Ｐａ、ガス種、ガス供給流量、拡散、アニール処理の場合、窒素Ｎ2 、１００ｓｃｃｍ若しくは、水素Ｈ2 、１００ｓｃｃｍ、減圧ＣＶＤ処理の場合、シランガスＳｉＨ4 、１００ｓｃｃｍ、ジクロルシランガスＳｉＨ2 Ｃｌ2 、０．１ＳＬＭ〜０．５ＳＬＭ、アンモニアガスＮＨ3 、０．３ＳＬＭ〜５ＳＬＭが例示され、それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値で一定に維持することでウェーハに処理がなされる。
【００６４】
上記した様に、前記反応管４１の下端部に前記ボート２６と前記下部フランジ４０との間を遮る様に不透明石英製の前記遮熱リング６２を設けたので、前記ヒータ３７、或は該ヒータ３７によって加熱されたウェーハ１８及び前記ボート２６等の熱源からの輻射熱が前記遮熱リング６２によって遮られ、前記下部フランジ４０を透過することがない。従って、前記Ｏリング６１が輻射熱によって加熱されることを防ぎ、該Ｏリング６１の温度上昇を抑制することができる。
【００６５】
又、前記遮熱リング６２の上端は前記排気口４７の内縁の下端と同等の高さか、それよりも低くなっているので、前記ガス導入口４６から前記処理室４２に導入され、該処理室４２内を流下して前記排気口４７より排出されるガスの流れを遮らない。従って、前記処理室４２内の圧力が上昇してウェーハ１８の膜厚が所定の膜厚よりも厚くなるのを防ぎ、ウェーハ１８の歩留りを増加させることができる。
【００６６】
次に、図５に於いて、第２の実施例について説明する。尚、図５中、図４と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００６７】
反応管４１に装入されるボート２６は、ウェーハ１８及び断熱板５８を装填可能なスロット部３０を有し、該スロット部３０の下部に所定の径（例えば３００ｍｍ）を持つ断熱板６８を装填することで断熱部６７が形成され、該断熱部６７最下段のスロットには、ウェーハ１８及び前記断熱板６８の径よりも大きい径（例えば３２０ｍｍ）を持つ不透明石英製の断熱板７７が所要手段、例えば溶接によって固着されている。
【００６８】
前記ボート２６に所定枚数のウェーハ１８が保持され、前記断熱部６７に所定枚数の断熱板６８が保持された状態で、前記ボート２６が処理室４２に装入される。
【００６９】
前記ボート２６が前記処理室４２に装入された後、ヒータ３７による加熱や処理ガス供給源及びキャリアガス供給源からのガスの供給等所定の処理がなされる。
【００７０】
この時、前記断熱部６７の最下段のスロットに前記断熱板６８よりも径の大きい前記断熱板７７が溶接されているので、前記ヒータ３７、及び該ヒータ３７によって加熱されたウェーハ１８や前記ボート２６からの輻射熱を、前記断熱板７７の前記断熱板６８よりも張出した箇所で遮ることができ、ベース５８上面に設けられたＯリング６１が上記輻射熱によって加熱され、温度が上昇するのを抑制することができる。
【００７１】
（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
【００７２】
（付記１）基板を保持する基板保持具と、基板を前記基板保持具で保持しつつ処理する反応管と、該反応管を加熱する加熱装置と、前記反応管を蓋する蓋体と、前記反応管と前記蓋体との間に設けられるシール部材と、前記基板保持具を装入した状態で、前記基板保持具と前記シール部材の間を遮る様設けられた遮熱部材とを具備することを特徴とする基板処理装置。
【００７３】
（付記２）前記反応管は排気口を有し、前記遮熱部材の上端は前記排気口の下端と同じ高さか、該排気口の下端よりも低い付記１の基板処理装置。
【００７４】
（付記３）前記反応管は下端にフランジ部を有し、前記遮熱部材の上端は前記フランジ部の上面よりも高い付記１の基板処理装置。
【００７５】
（付記４）基板を保持する基板保持具と、基板を前記基板保持具で保持しつつ処理する反応管と、該反応管を加熱する加熱装置と、前記反応管を蓋する蓋体と、前記反応管と前記蓋体との間に設けられるシール部材とを具備し、前記基板保持具の最下段に前記基板よりも径の大きい断熱板を設けたことを特徴とする基板処理装置。
【符号の説明】
【００７６】
１ 基板処理装置
１８ ウェーハ
２６ ボート
３３ 炉口蓋
３７ ヒータ
４１ 反応管
４２ 処理室
４７ 排気口
５８ ベース
６１ Ｏリング
６２ 遮熱リング
６７ 断熱部
６８ 断熱板
７７ 断熱板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハ等の基板に薄膜の生成、酸化処理、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の処理を行い、半導体装置を製造する基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置は石英等の耐熱材料で形成された反応管と、加熱装置等からなる処理炉を具備し、前記反応管に基板を収納し、基板を加熱装置で所定温度に加熱し、処理ガスを反応管内に供給して基板処理を行う。又、基板処理装置には、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置と、所要枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置とがある。
【０００３】
バッチ式の基板処理装置では、基板保持具（ボート）に所要枚数の基板（ウェーハ）が水平多段に装填され、基板保持具が処理炉に装入され、基板は基板保持具に保持された状態で処理がなされる様になっている。
【０００４】
前記ボートが載置される炉口蓋には、上面にＯリング等のシール部材が設けられ、前記ボートが前記反応管に装入されることで前記炉口蓋が炉口部を閉塞すると共に、前記Ｏリングによって炉口部がシールされ、前記反応管が気密に閉塞される。
【０００５】
前記ボートでは、炉口部付近の温度上昇を抑制する為、該ボート下部に形成された断熱部に断熱板を所定枚数装填している。然し乍ら、前記断熱部に装填された断熱板だけでは断熱が不十分であり、炉口部に設けられたＯリングは前記加熱装置からの輻射熱により加熱され、耐熱的に厳しくなる。これは、前記反応管が半透明の石英製であるので、熱源からの輻射熱が透過して前記Ｏリングを加熱する為であり、輻射熱により前記Ｏリングが焼損するという問題があった。
【０００６】
尚、特許文献１には炉口部に設けられたＯリングの温度上昇を抑制する構成を有する基板処理装置および半導体装置の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３３４８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は斯かる実情に鑑み、基板や基板保持具や加熱装置からの熱影響を低減させ、シール部材の焼損を防止する基板処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、基板を保持する基板保持具と、基板を前記基板保持具で保持しつつ処理する反応管と、該反応管を加熱する加熱装置と、前記反応管を蓋する蓋体と、前記反応管と前記蓋体との間に設けられるシール部材と、前記基板保持具を装入した状態で、前記基板保持具と前記シール部材の間を遮る様設けられた遮熱部材とを具備する基板処理装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板を保持する基板保持具と、基板を前記基板保持具で保持しつつ処理する反応管と、該反応管を加熱する加熱装置と、前記反応管を蓋する蓋体と、前記反応管と前記蓋体との間に設けられるシール部材と、前記基板保持具を装入した状態で、前記基板保持具と前記シール部材の間を遮る様設けられた遮熱部材とを具備するので、前記基板や前記加熱装置や前記基板保持具からの輻射熱を前記遮熱部材によって遮ることができ、前記シール部材の温度上昇を抑制することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が実施される基板処理装置の概略斜視図である。
【図２】該基板処理装置の概略側断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に於ける処理炉の立断面図である。
【図４】該処理炉の炉口部を示す立断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例に於ける炉口部の立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１３】
先ず、図１、図２に於いて、本発明が実施される基板処理装置について説明する。
【００１４】
尚、基板処理装置は、半導体装置（ＩＣ）の製造工程の１つである基板処理工程を実施する。又、以下の説明では、基板処理装置の一例として縦型炉を具備して基板に酸化処理、ＣＶＤ成膜処理、拡散処理、アニール処理等を行う縦型の基板処理装置について説明する。
【００１５】
図１、図２に示されている様に、基板処理装置１は筐体２を備えている。該筐体２の正面壁３の正面前方部にはメンテナンス可能な様に設けられた開口部としての正面メンテナンス口４が開設され、該正面メンテナンス口４は正面メンテナンス扉５によって開閉される。
【００１６】
前記筐体２の正面壁３にはポッド搬入搬出口６が前記筐体２の内外を連通する様に開設されており、前記ポッド搬入搬出口６はフロントシャッタ（搬入搬出口開閉機構）７によって開閉され、前記ポッド搬入搬出口６の正面前方側にはロードポート（基板搬送容器受渡し台）８が設置されており、該ロードポート８は載置されたポッド９を位置合せする様に構成されている。
【００１７】
該ポッド９は、密閉式の基板搬送容器であり、図示しない工程内搬送装置によって前記ロードポート８上に搬入され、又、該ロードポート８上から搬出される様になっている。
【００１８】
前記筐体２内の前後方向の略中央部に於ける上部には、回転式ポッド棚（基板搬送容器格納棚）１１が設置されており、該回転式ポッド棚１１は複数個のポッド９を格納する様に構成されている。
【００１９】
前記回転式ポッド棚１１は垂直に立設されて間欠回転される支柱１２と、該支柱１２に上中下段の各位置に於いて放射状に支持された複数段の棚板（基板搬送容器載置棚）１３とを備えており、該棚板１３はそれぞれポッド９を複数個載置した状態で格納する様に構成されている。
【００２０】
前記回転式ポッド棚１１の下方には、ポッドオープナ（基板搬送容器蓋体開閉機構）１４が設けられ、該ポッドオープナ１４は前記ポッド９を載置し、又該ポッド９の蓋を開閉可能な構成を有している。
【００２１】
前記ロードポート８と前記回転式ポッド棚１１、前記ポッドオープナ１４との間には、ポッド搬送装置（容器搬送装置）１５が設置されており、該ポッド搬送装置１５は、前記ポッド９を保持して昇降可能、水平方向に進退可能となっており、前記ロードポート８、前記回転式ポッド棚１１、前記ポッドオープナ１４との間で前記ポッド９を搬送する様に構成されている。
【００２２】
前記筐体２内の前後方向の略中央部に於ける下部には、サブ筐体１６が後端に亘って設けられている。該サブ筐体１６の正面壁１７にはウェーハ１８を前記サブ筐体１６内に対して搬入搬出する為のウェーハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１９が１対、垂直方向に上下２段に並べられて開設されており、上下段のウェーハ搬入搬出口１９，１９に対して前記ポッドオープナ１４がそれぞれ設けられている。
【００２３】
該ポッドオープナ１４は前記ポッド９を載置する載置台２１と、前記ポッド９の蓋を開閉する開閉機構２２とを備えている。前記ポッドオープナ１４は前記載置台２１に載置された前記ポッド９の蓋を前記開閉機構２２によって開閉することにより、前記ポッド９のウェーハ出入れ口を開閉する様に構成されている。
【００２４】
前記サブ筐体１６は前記ポッド搬送装置１５や前記回転式ポッド棚１１が配設されている空間（ポッド搬送空間）から気密となっている移載室２３を構成している。該移載室２３の前側領域にはウェーハ移載機構（基板移載機構）２４が設置されており、該ウェーハ移載機構２４は、ウェーハを載置する所要枚数（図示では５枚）のウェーハ載置プレート２５を具備し、該ウェーハ載置プレート２５は水平方向に直動可能、水平方向に回転可能、又昇降可能となっている。前記ウェーハ移載機構２４はボート２６に対してウェーハ１８を装填及び払出しする様に構成されている。
【００２５】
前記移載室２３の後側領域には、前記ボート２６を収容して待機させる待機部２７が構成され、該待機部２７の上方には縦型の処理炉２８が設けられている。該処理炉２８の下端部は、炉口部となっており、該炉口部は炉口シャッタ（炉口開閉機構）２９により開閉される様になっている。
【００２６】
前記筐体２の右側端部と前記サブ筐体１６の前記待機部２７の右側端部との間には前記ボート２６を昇降させる為のボートエレベータ（基板保持具昇降機構）３１が設置されている。該ボートエレベータ３１の昇降台に連結されたアーム３２には蓋体としての炉口蓋３３が水平に取付けられており、該炉口蓋３３は前記ボート２６を垂直に支持し、前記処理炉２８の下端部の炉口部を気密に閉塞可能となっている。
【００２７】
前記ボート２６は複数本の支柱を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１２５枚程度）のウェーハ１８を、水平姿勢で垂直方向に多段に保持する様に構成されている。
【００２８】
前記ボートエレベータ３１側と対向した位置にはクリーンユニット３５が配設され、該クリーンユニット３５は、清浄化した雰囲気若しくは不活性ガスであるクリーンエア３４を供給する様供給ファン及び防塵フィルタで構成されている。前記ウェーハ移載機構２４と前記クリーンユニット３５との間には、ウェーハの円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合せ装置（図示せず）が設置されている。
【００２９】
前記クリーンユニット３５から前記移載室２３に吹出されたクリーンエア３４は、ノッチ合せ装置（図示せず）及び前記ウェーハ移載機構２４、前記ボート２６に流通された後に、図示しないダクトにより吸込まれて、前記筐体２の外部に排気がなされるか、若しくは前記クリーンユニット３５の吸込み側である一次側（供給側）に迄循環され、再び該クリーンユニット３５によって、前記移載室２３内に吹出される様に構成されている。
【００３０】
次に、本発明の基板処理装置１の作動について説明する。
【００３１】
前記ポッド９が前記ロードポート８に供給されると、前記ポッド搬入搬出口６が前記フロントシャッタ７によって開放される。前記ロードポート８の上の前記ポッド９は前記ポッド搬送装置１５によって前記筐体２の内部へ前記ポッド搬入搬出口６を通して搬入され、前記回転式ポッド棚１１の指定された前記棚板１３へ載置される。前記ポッド９は前記回転式ポッド棚１１で一時的に保管された後、前記ポッド搬送装置１５により前記棚板１３からいずれか一方のポッドオープナ１４に搬送されて前記載置台２１に移載されるか、若しくは前記ロードポート８から直接前記載置台２１に移載される。
【００３２】
この際、前記ウェーハ搬入搬出口１９は前記開閉機構２２によって閉じられており、前記移載室２３には前記クリーンエア３４が流通され、充満されている。例えば、前記移載室２３にはクリーンエア３４として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、前記筐体２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。
【００３３】
前記載置台２１に載置された前記ポッド９はその開口側端面が前記サブ筐体１６の前記正面壁１７に於ける前記ウェーハ搬入搬出口１９の開口縁辺部に押付けられると共に、蓋が前記開閉機構２２によって取外され、ウェーハ出入れ口が開放される。
【００３４】
前記ポッド９が前記ポッドオープナ１４によって開放されると、ウェーハ１８は前記ポッド９から前記ウェーハ移載機構２４によって取出され、ノッチ合せ装置（図示せず）に移送され、該ノッチ合せ装置にてウェーハ１８を整合した後、前記ウェーハ移載機構２４はウェーハ１８を前記移載室２３の後方にある前記待機部２７へ搬入し、前記ボート２６に装填（チャージング）する。
【００３５】
該ボート２６にウェーハ１８を受渡した前記ウェーハ移載機構２４はポッド９に戻り、次のウェーハ１８を前記ボート２６に装填する。
【００３６】
一方（上段又は下段）のポッドオープナ１４に於ける前記ウェーハ移載機構２４によるウェーハ１８の前記ボート２６への装填作業中に、他方（下段又は上段）のポッドオープナ１４には前記回転式ポッド棚１１から別のポッド９が前記ポッド搬送装置１５によって搬送されて移載され、前記他方のポッドオープナ１４によるポッド９の開放作業が同時進行される。
【００３７】
予め指定された枚数のウェーハ１８が前記ボート２６に装填されると、前記炉口シャッタ２９によって閉じられていた前記処理炉２８の炉口部が、前記炉口シャッタ２９によって開放される。続いて、前記ボート２６は前記ボートエレベータ３１によって上昇され、前記処理炉２８内へ搬入（ローディング）される。
【００３８】
ローディング後は、前記炉口蓋３３によって炉口部が気密に閉塞され、前記処理炉２８にてウェーハ１８に所要の処理が実行される。
【００３９】
処理後は、ノッチ合せ装置（図示せず）でのウェーハ１８の整合工程を除き、上記と逆の手順で、ウェーハ１８及びポッド９は前記筐体２の外部へ払出される。
【００４０】
次に、第１の実施例に於ける前記処理炉２８について、図３、図４により説明する。
【００４１】
該処理炉２８は加熱装置としてのヒータ３７を有する。該ヒータ３７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース３８に支持されることにより垂直に据付けられている。
【００４２】
前記ヒータ３７の内側には、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し、下端が開口した円筒形状である均熱管３９が、前記ヒータ３７と同心円状に配設されている。又、前記均熱管３９の内側には、例えば石英（ＳｉＯ2 ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し、下端が開口した円筒形状で下端に下部フランジ４０が形成された反応管４１が、前記均熱管３９と同心円状に配設されている。前記反応管４１の筒中空部には処理室４２が形成されており、前記ボート２６が収納される。
【００４３】
前記反応管４１の下端部にはガス導入部４３が設けられており、該ガス導入部４３から前記反応管４１の天井部４４に至る迄、前記反応管４１の外壁に沿って細管であるガス導入管４５が配設されている。前記ガス導入部４３から導入されたガスは、前記ガス導入管４５内を流通して前記天井部４４に至り、該天井部４４に設けられた複数のガス導入口４６から前記処理室４２内に導入される。又、前記反応管４１の下端部の前記ガス導入部４３と異なる位置には、前記反応管４１内の雰囲気を排気口４７から排気するガス排気部４８が設けられている。
【００４４】
前記ガス導入部４３には、ガス供給管４９が接続されている。該ガス供給管４９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）５１を介して図示しない処理ガス供給源、キャリアガス供給源、不活性ガス供給源が接続されている。尚、前記処理室４２内に水蒸気を供給する必要がある場合は、前記ガス供給管４９のＭＦＣ５１よりも下流側に、図示しない水蒸気発生装置が設けられる。前記ＭＦＣ５１には、ガス流量制御部５２が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の量となる様、所望のタイミングにて制御する様に構成されている。
【００４５】
前記ガス排気部４８には、ガス排気管５３が接続されている。該ガス排気管５３のガス排気部４８との接続側とは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５４及び圧力調整装置５５を介して排気装置５６が接続されており、前記処理室４２を排気し、該処理室４２の圧力が所定の圧力となる様に構成されている。前記圧力調整装置５５及び前記圧力センサ５４には、圧力制御部５７が電気的に接続されており、該圧力制御部５７は前記圧力センサ５４により検出された圧力に基づいて前記圧力調整装置５５により前記処理室４２の圧力が所望の圧力となる様、所望のタイミングにて制御する様に構成されている。
【００４６】
前記反応管４１の下端部には、該反応管４１の下端開口を気密に閉塞可能であり、前記ボート２６の保持体としてのベース５８及びシールキャップ６０が設けられており、前記ベース５８と前記シールキャップ６０とで前記炉口蓋３３を構成している。該シールキャップ６０は例えばステンレスやニッケル合金等の金属材料からなり、円盤状に形成されていると共に、水冷用のジャケット５９が所定数形成されている。前記ベース５８は、例えば石英の様な非金属材料からなり、円盤状に形成されている。又、該ベース５８は前記シールキャップ６０の表面を覆い、該シールキャップ６０の金属面が前記処理室４２に露出しない様にし、該処理室内４２に露出している金属面積を低減させ、反応ガスの金属表面への接触を防止している。
【００４７】
前記ベース５８の上面には環状に溝が刻設され、該溝にシール部材としてのＯリング６１が嵌設されており、該Ｏリング６１は前記反応管４１の前記下部フランジ４０の下面と当接している。又、前記ベース５８の上面には、遮熱部材である不透明石英で形成された円筒形状の遮熱リング６２が溶接されており、該遮熱リング６２は前記ボート２６と同心で該ボート２６を囲繞する様になっている。
【００４８】
前記遮熱リング６２は前記反応管４１に前記ボート２６を装入し、前記反応管４１を閉塞した際に、前記下部フランジ４０と前記ボートベース３６の間を遮る様になっており、前記遮蔽リング６２は前記ヒータ３７や前記ボート２６、ウェーハ１８等の熱源からの輻射熱を遮断する様になっている。又、前記遮熱リング６２の上端は前記排気口４７の内周縁の下端と同等の高さか、それよりも低くなっているか、或は前記下部フランジ４０の上面よりも高くなっている。
【００４９】
該下部フランジ４０は金属製の固定リング６３とリング状の受座６４により挾持されている。前記下部フランジ４０と前記固定リング６３間、及び前記下部フランジ４０と前記受座６４との間には図示しないフッ素樹脂クッションが介設され、石英製の前記下部フランジ４０が金属製の前記固定リング６３及び前記受座６４に接触しない様な構造となっている。又、該受座６４は、複数本の柱６５により、前記ヒータベース３８に固定されている。
【００５０】
前記固定リング６３若しくは前記受座６４は、ジャケット構造やパイプを巻付けた構造で、水冷が可能である。図示では、前記固定リング６３にジャケット６６が形成されている。該ジャケット６６により前記固定リング６３、前記受座６４を冷却することで、前記クッションを介して前記下部フランジ４０が冷却される様になっている。
【００５１】
前記ボート２６は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、ウェーハ１８及び断熱板６８を装填可能なスロットが形成された棒状のスロット部３０と、該スロット部３０が立設されたボートベース３６とを有している。前記スロット部３０の下部には前記断熱板６８が所定枚数装填されることで断熱部６７が形成され、前記断熱板６８は、ウェーハ１８と同径であり、石英や炭化珪素等の耐熱性材料によって形成されている。又、前記ジャケット５９によって前記シールキャップ６０が水冷されているので、前記ヒータ３７からの熱が前記回転機構６９等に伝わり難くなる様になっている。
【００５２】
前記シールキャップ６０の前記処理室４２と反対側には、前記ボート２６を回転させる回転機構６９が設置されている。該回転機構６９の回転軸７１は前記シールキャップ６０と前記ベース５８を貫通し、前記ボート２６を支持している。前記回転機構６９により前記ボート２６を回転させることでウェーハ１８を回転させる様に構成されている。
【００５３】
前記炉口蓋３３は前記ボートエレベータ３１によって垂直方向に昇降される様に構成されており、これにより前記ボート２６を前記処理室４２に対し装脱可能となっている。前記回転機構６９及び前記ボートエレベータ３１には、駆動制御部７２が電気的に接続されており、所望の動作をする様、所望のタイミングにて制御する様に構成されている。
【００５４】
前記均熱管３９と前記反応管４１との間には、温度検出器としての温度センサ７３が設置されている。前記ヒータ３７と前記温度センサ７３には、電気的に温度制御部７４が接続されており、前記温度センサ７３により検出された温度情報に基づき前記ヒータ３７への通電具合を調整することにより前記処理室４２の温度が所望の温度分布となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。
【００５５】
前記ガス流量制御部５２、前記圧力制御部５７、前記駆動制御部７２、前記温度制御部７４は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置１全体を制御する主制御部７５に電気的に接続されている。前記ガス流量制御部５２、前記圧力制御部５７、前記駆動制御部７２、前記温度制御部７４、前記主制御部７５はコントローラ７６として構成されている。
【００５６】
以下、上記処理炉２８を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ウェーハ１８に酸化、拡散等の処理を施す方法について説明する。尚、基板処理装置１を構成する各部の動作は前記コントローラ７６により制御される。
【００５７】
複数枚のウェーハ１８が前記ボート２６に装填されると、該ボート２６は、前記ボートエレベータ３１によって上昇されて前記処理室４２に装入される。この状態で、前記炉口蓋３３は前記Ｏリング６１を介して前記反応管４１下端を気密に閉塞した状態となる。
【００５８】
前記処理室４２が所望の圧力となる様に前記排気装置５６によって排気される。この際、前記処理室４２の圧力は、前記圧力センサ５４で測定され、この測定された圧力に基づき前記圧力調整装置５５により、前記処理室４２の圧力がフィードバック制御される。又、該処理室４２が所望の温度となる様に前記ヒータ３７によって加熱される。この際、前記処理室４２が所望の温度分布となる様に前記温度センサ７３が検出した温度情報に基づき前記ヒータ３７への通電具合がフィードバック制御される。続いて、前記回転機構６９により、前記断熱部６７、前記ボート２６が回転されることで、ウェーハ１８が回転される。
【００５９】
次いで、処理ガス供給源及びキャリアガス供給源から供給され、前記ＭＦＣ５１にて所望の流量となる様に制御されたガスは、前記ガス供給管４９から前記ガス導入部４３及び前記ガス導入管４５を流通し前記天井部４４に至り、複数の前記ガス導入口４６から前記処理室４２にシャワー状に導入される。
【００６０】
尚、ウェーハ１８に対して水蒸気を用いた処理を行う場合は、前記ＭＦＣ５１にて所望の流量となる様に制御されたガスは水蒸気発生装置（図示せず）に供給され、水蒸気発生装置にて生成された水蒸気（Ｈ2 Ｏ）を含むガスが前記処理室４２に導入される。導入されたガスは前記処理室４２を流下し、前記排気口４７を流通して前記ガス排気部４８から排気される。ガスは前記処理室４２を通過する際にウェーハ１８の表面と接触し、ウェーハ１８に対して酸化、拡散等の処理がなされる。
【００６１】
予め設定された処理時間が経過すると、不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、前記処理室４２が不活性ガスに置換されると共に、前記処理室４２の圧力が常圧に復帰される。
【００６２】
その後、前記ボートエレベータ３１により前記炉口蓋３３が降下されて、前記反応管４１の下端が開口されると共に、処理済ウェーハ１８が前記ボート２６に保持された状態で前記反応管４１の下端から該反応管４１の外部に搬出（ボートアンローディング）される。その後、処理済ウェーハ１８は前記ボート２６より取出される（ウェーハディスチャージ）。
【００６３】
尚、一例迄、本実施例の処理炉にてウェーハを処理する際の処理条件としては、例えば、拡散、ＣＶＤ処理に於いては、処理温度１００℃〜１３００℃、処理圧力０．１ＭＰａ〜５Ｐａ、ガス種、ガス供給流量、拡散、アニール処理の場合、窒素Ｎ2 、１００ｓｃｃｍ若しくは、水素Ｈ2 、１００ｓｃｃｍ、減圧ＣＶＤ処理の場合、シランガスＳｉＨ4 、１００ｓｃｃｍ、ジクロルシランガスＳｉＨ2 Ｃｌ2 、０．１ＳＬＭ〜０．５ＳＬＭ、アンモニアガスＮＨ3 、０．３ＳＬＭ〜５ＳＬＭが例示され、それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値で一定に維持することでウェーハに処理がなされる。
【００６４】
上記した様に、前記反応管４１の下端部に前記ボート２６と前記下部フランジ４０との間を遮る様に不透明石英製の前記遮熱リング６２を設けたので、前記ヒータ３７、或は該ヒータ３７によって加熱されたウェーハ１８及び前記ボート２６等の熱源からの輻射熱が前記遮熱リング６２によって遮られ、前記下部フランジ４０を透過することがない。従って、前記Ｏリング６１が輻射熱によって加熱されることを防ぎ、該Ｏリング６１の温度上昇を抑制することができる。
【００６５】
又、前記遮熱リング６２の上端は前記排気口４７の内縁の下端と同等の高さか、それよりも低くなっているので、前記ガス導入口４６から前記処理室４２に導入され、該処理室４２内を流下して前記排気口４７より排出されるガスの流れを遮らない。従って、前記処理室４２内の圧力が上昇してウェーハ１８の膜厚が所定の膜厚よりも厚くなるのを防ぎ、ウェーハ１８の歩留りを増加させることができる。
【００６６】
次に、図５に於いて、第２の実施例について説明する。尚、図５中、図４と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００６７】
反応管４１に装入されるボート２６は、ウェーハ１８及び断熱板５８を装填可能なスロット部３０を有し、該スロット部３０の下部に所定の径（例えば３００ｍｍ）を持つ断熱板６８を装填することで断熱部６７が形成され、該断熱部６７最下段のスロットには、ウェーハ１８及び前記断熱板６８の径よりも大きい径（例えば３２０ｍｍ）を持つ不透明石英製の断熱板７７が所要手段、例えば溶接によって固着されている。
【００６８】
前記ボート２６に所定枚数のウェーハ１８が保持され、前記断熱部６７に所定枚数の断熱板６８が保持された状態で、前記ボート２６が処理室４２に装入される。
【００６９】
前記ボート２６が前記処理室４２に装入された後、ヒータ３７による加熱や処理ガス供給源及びキャリアガス供給源からのガスの供給等所定の処理がなされる。
【００７０】
この時、前記断熱部６７の最下段のスロットに前記断熱板６８よりも径の大きい前記断熱板７７が溶接されているので、前記ヒータ３７、及び該ヒータ３７によって加熱されたウェーハ１８や前記ボート２６からの輻射熱を、前記断熱板７７の前記断熱板６８よりも張出した箇所で遮ることができ、ベース５８上面に設けられたＯリング６１が上記輻射熱によって加熱され、温度が上昇するのを抑制することができる。
【００７１】
（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
【００７２】
（付記１）基板を保持する基板保持具と、基板を前記基板保持具で保持しつつ処理する反応管と、該反応管を加熱する加熱装置と、前記反応管を蓋する蓋体と、前記反応管と前記蓋体との間に設けられるシール部材と、前記基板保持具を装入した状態で、前記基板保持具と前記シール部材の間を遮る様設けられた遮熱部材とを具備することを特徴とする基板処理装置。
【００７３】
（付記２）前記反応管は排気口を有し、前記遮熱部材の上端は前記排気口の下端と同じ高さか、該排気口の下端よりも低い付記１の基板処理装置。
【００７４】
（付記３）前記反応管は下端にフランジ部を有し、前記遮熱部材の上端は前記フランジ部の上面よりも高い付記１の基板処理装置。
【００７５】
（付記４）基板を保持する基板保持具と、基板を前記基板保持具で保持しつつ処理する反応管と、該反応管を加熱する加熱装置と、前記反応管を蓋する蓋体と、前記反応管と前記蓋体との間に設けられるシール部材とを具備し、前記基板保持具の最下段に前記基板よりも径の大きい断熱板を設けたことを特徴とする基板処理装置。
【符号の説明】
【００７６】
１ 基板処理装置
１８ ウェーハ
２６ ボート
３３ 炉口蓋
３７ ヒータ
４１ 反応管
４２ 処理室
４７ 排気口
５８ ベース
６１ Ｏリング
６２ 遮熱リング
６７ 断熱部
６８ 断熱板
７７ 断熱板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持具と、基板を前記基板保持具で保持しつつ処理する反応管と、該反応管を加熱する加熱装置と、前記反応管を蓋する蓋体と、前記反応管と前記蓋体との間に設けられるシール部材と、前記基板保持具を装入した状態で、前記基板保持具と前記シール部材の間を遮る様設けられた遮熱部材とを具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１】
基板を保持する基板保持具と、基板を前記基板保持具で保持しつつ処理する反応管と、該反応管を加熱する加熱装置と、前記反応管を蓋する蓋体と、前記反応管と前記蓋体との間に設けられるシール部材と、前記基板保持具を装入した状態で、前記基板保持具と前記シール部材の間を遮る様設けられた遮熱部材とを具備することを特徴とする基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−３６８９（Ｐ２０１１−３６８９Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４４９７４（Ｐ２００９−１４４９７４）
【出願日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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