基板処理装置
【課題】ガス種による排気性のばらつきを解消し、ボックス内における処理ガスの対流を防止する基板処理装置を提供する。
【解決手段】複数のウエハに対して処理ガスにより熱処理を施すための処理炉を収容する装置本体１００と、前記処理ガスの供給を制御するガス制御ユニットを収容するガスボックス３００と、を有し、前記ガスボックス３００の上方に設けられた吸気口３０５から外気を取り込み、前記ガスボックスの下部に設けられた排気口３０３から該ガスボックス内部の雰囲気を排気する。
【解決手段】複数のウエハに対して処理ガスにより熱処理を施すための処理炉を収容する装置本体１００と、前記処理ガスの供給を制御するガス制御ユニットを収容するガスボックス３００と、を有し、前記ガスボックス３００の上方に設けられた吸気口３０５から外気を取り込み、前記ガスボックスの下部に設けられた排気口３０３から該ガスボックス内部の雰囲気を排気する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対して成膜処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置（ＩＣ）の製造工程において、基板に絶縁膜や金属膜及び半導体膜等のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）膜を形成したり、不純物を拡散したりする基板処理装置が広く用いられている。従来からこの種の基板処理装置は、処理炉内に処理ガスを供給するガス供給源としてのガスボックスと、処理炉内を加熱する加熱機構であるヒータを収めるヒータボックスと、処理炉内のガスを排気するガス排気機構であるバルブボックスとを備えている。
【０００３】
特許文献１は、ガスボックス７３の上部にボックス内のガスを排気する排気口８１ａを設け、ボックスの下方に外気を吸込む吸込口８４を設けて、この吸込口８４からボックス内の漏洩ガス（処理ガス）が外へ流出しないよう、吸込口８４を覆うように遮蔽板１０１を設ける技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４２７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の構造では、ボックスの上部から処理ガスを排気しているため、比重の重いガスは排気しづらく、ボックス内を対流し、排気されないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、ガス種による排気性のばらつきを解消し、ボックス内における処理ガスの対流を防止する基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、複数のウエハに対して処理ガスにより熱処理を施すための処理炉を収容する装置本体と、前記処理ガスの供給を制御するガス制御ユニットを収容するガスボックスと、を有し、前記ガスボックスの上方に設けられた吸気口から外気を取り込み、前記ガスボックスの下部に設けられた排気口から該ガスボックス内部の雰囲気を排気する基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ガス種による排気性のばらつきを解消し、ボックス内における処理ガスの対流を防止する基板処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る基板処理装置を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る基板処理装置で用いられる処理炉の縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る基板処理装置で用いられるガスボックスの縦断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るガスボックスの吸気と排気を説明する斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るガスボックスのエア系統図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るガスボックスの吸気と排気を説明する（ａ）は斜視図であって、（ｂ）はエア系統図である。
【図８】本発明の比較例に係るガスボックスの吸気と排気を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
本発明を実施するための形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ）の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。尚、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理などを行う縦型の装置（以下、単に処理装置という）を適用した場合について述べる。図１は、本発明に適用される処理装置の斜透視図として示されている。また、図２は図１に示す処理装置の側面透視図である。
【００１２】
図１および２に示されているように、シリコン等からなるウエハ（基板）２００を収納したウエハキャリアとしてフープ（基板収容器。以下ポッドという。）１１０が使用されている本発明の処理装置１００は、筐体１１１を備えている。筐体１１１の正面壁１１１ａ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開口部としての正面メンテナンス口１０３が開設され、この正面メンテナンス口１０３を開閉する正面メンテナンス扉１０４、１０４がそれぞれ建て付けられている。
筐体１１１の正面壁１１１ａにはポッド搬入搬出口（基板収容器搬入搬出口）１１２が筐体１１１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１１２はフロントシャッタ（基板収容器搬入搬出口開閉機構）１１３によって開閉されるようになっている。
ポッド搬入搬出口１１２の正面前方側にはロードポート（基板収容器受渡し台）１１４が設置されており、ロードポート１１４はポッド１１０を載置されて位置合わせするように構成されている。ポッド１１０はロードポート１１４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１１４上から搬出されるようになっている。
【００１３】
筐体１１１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（基板収容器載置棚）１０５が設置されており、回転式ポッド棚１０５は複数個のポッド１１０を保管するように構成されている。すなわち、回転式ポッド棚１０５は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱１１６と、支柱１１６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（基板収容器載置台）１１７とを備えており、複数枚の棚板１１７はポッド１１０を複数個宛それぞれ載置した状態で保持するように構成されている。
筐体１１１内におけるロードポート１１４と回転式ポッド棚１０５との間には、ポッド搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置されており、ポッド搬送装置１１８は、ポッド１１０を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ（基板収容器昇降機構）１１８ａと搬送機構としてのポッド搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂとで構成されており、ポッド搬送装置１１８はポッドエレベータ１１８ａとポッド搬送機構１１８ｂとの連続動作により、ロードポート１１４、回転式ポッド棚１０５、ポッドオープナ（基板収容器蓋体開閉機構）１２１との間で、ポッド１１０を搬送するように構成されている。
【００１４】
筐体１１１内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体１１９が後端にわたって構築されている。サブ筐体１１９の正面壁１１９ａにはウエハ２００をサブ筐体１１９内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１２０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１２０、１２０には一対のポッドオープナ１２１、１２１がそれぞれ設置されている。
ポッドオープナ１２１はポッド１１０を載置する載置台１２２、１２２と、ポッド１１０のキャップ（蓋体）を着脱するキャップ着脱機構（蓋体着脱機構）１２３、１２３とを備えている。ポッドオープナ１２１は載置台１２２に載置されたポッド１１０のキャップをキャップ着脱機構１２３によって着脱することにより、ポッド１１０のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
【００１５】
サブ筐体１１９はポッド搬送装置１１８や回転式ポッド棚１０５の設置空間から流体的に隔絶された移載室１２４を構成している。移載室１２４の前側領域にはウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されており、ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａおよびウエハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂとで構成されている。図１に模式的に示されているようにウエハ移載装置エレベータ１２５ｂは、耐圧筐体１１１右側端部とサブ筐体１１９の移動室１２４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１２５ｂおよびウエハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ（基板保持体）１２５ｃをウエハ２００の載置部として、ボート（基板保持具）２１７に対してウエハ２００を装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するように構成されている。
【００１６】
移載室１２４の後側領域には、ボート２１７を収容して待機させる待機部１２６が構成されている。待機部１２６の上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。
【００１７】
図１に模式的に示されているように、耐圧筐体１１１右側端部とサブ筐体１１９の待機部１２６右端部との間にはボート２１７を昇降させるためのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５の昇降台に連結された連結具としてのアーム１２８には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。
ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１２５枚程度）のウエハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
【００１８】
図１に模式的に示されているように移載室１２４のウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ側およびボートエレベータ１１５側と反対側である左側端部には、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１３３を供給するよう供給ファンおよび防塵フィルタで構成されたクリーンユニット１３４が設置されており、ウエハ移載装置１２５ａとクリーンユニット１３４との間には、図示はしないが、ウエ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わせ装置１３５が設置されている。
クリーンユニット１３４から吹き出されたクリーンエア１３３は、ノッチ合わせ装置１３５およびウエハ移載装置１２５ａ、待機部１２６にあるボート２１７に流通された後に、図示しないダクトにより吸い込まれて、筺体１１１の外部に排気がなされるか、もしくはクリーンユニット１３４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１３４によって、移載室１２４内に吹き出されるように構成されている。
【００１９】
次に、本発明の処理装置の動作について説明する。
図１および２に示されているように、ポッド１１０がロードポート１１４に供給されると、ポッド搬入搬出口１１２がフロントシャッタ１１３によって開放され、ロードポート１１４の上のポッド１１０はポッド搬送装置１１８によって筐体１１１の内部へポッド搬入搬出口１１２から搬入される。
搬入されたポッド１１０は回転式ポッド棚１０５の指定された棚板１１７へポッド搬送装置１１８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１１７から一方のポッドオープナ１２１に搬送されて載置台１２２に移載されるか、もしくは直接ポッドオープナ１２１に搬送されて載置台１２２に移載される。この際、ポッドオープナ１２１のウエハ搬入搬出口１２０はキャップ着脱機構１２３によって閉じられており、移載室１２４にはクリーンエア１３３が流通され、充満されている。例えば、移載室１２４にはクリーンエア１３３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、筐体１１１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。
【００２０】
載置台１２２に載置されたポッド１１０はその開口側端面がサブ筐体１１９の正面壁１１９ａにおけるウエハ搬入搬出口１２０の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構１２３によって取り外され、ウエハ出し入れ口を開放される。
ポッド１１０がポッドオープナ１２１によって開放されると、ウエハ２００はポッド１１０からウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃ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１３５にてウエハを整合した後、移載室１２４の後方にある待機部１２６へ搬入され、ボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載装置１２５ａはポッド１１０に戻り、次のウエハ２００をボート２１７に装填する。
【００２１】
この一方（上段または下段）のポッドオープナ１２１におけるウエハ移載機構１２５によるウエハのボート２１７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１２１には回転式ポッド棚１０５から別のポッド１１０がポッド搬送装置１１８によって搬送されて移載され、ポッドオープナ１２１によるポッド１１０の開放作業が同時進行される。
【００２２】
予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって、開放される。続いて、ウエハ２００群を保持したボート２１７はシールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されて行く。
【００２３】
ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に任意の処理が実施される。
処理後は、ノッチ合わせ装置１３５でのウエハの整合工程を除き、概上述の逆の手順で、ウエハ２００およびポッド１１０は筺体１１１の外部へ搬出される。
【００２４】
図３は本発明の実施の形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉２０２の概略構成図であり、縦断面図として示されている。
【００２５】
図３に示されているように、処理炉２０２は加熱機構としてのヒータ２０６を有する。ヒータ２０６は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース２５１に支持されることにより垂直に据え付けられている。
【００２６】
ヒータ２０６の内側には、ヒータ２０６と同心円状に反応容器としてのプロセスチューブ２０３が配設されている。プロセスチューブ２０３は内部反応容器としてのインナーチューブ２０４と、その外側に設けられた外部反応容器としてのアウターチューブ２０５とから構成されている。インナーチューブ２０４は、例えば石英（ＳｉＯ2）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等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。インナーチューブ２０４の筒中空部には処理室２０１が形成されており、基板としてのウエハ２００をボート２１７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。アウターチューブ２０５は、例えば石英または炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、内径がインナーチューブ２０４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、インナーチューブ２０４と同心円状に設けられている。
【００２７】
アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９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２０９は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５に係合しており、これらを支持するように設けられている。なお、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間にはシール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベース２５１に支持されることにより、プロセスチューブ２０３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２０３とマニホールド２０９により反応容器が形成される。
【００２８】
シールキャップ２１９にはガス導入部としてのノズル２３０が処理室２０１内に連通するように接続されており、ノズル２３０にはガス供給管２３２が接続されている。ガス供給管２３２のノズル２３０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）２４１を介して図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続されている。ＭＦＣ２４１には、ガス流量制御部（ガス流量コントローラ）２３５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よう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００２９】
マニホールド２０９には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間２５０の下端部に配置されており、筒状空間２５０に連通している。排気管２３１のマニホールド２０９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２４５および圧力調整装置２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。圧力調整装置２４２および圧力センサ２４５には、圧力制御部（圧力コントローラ）２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は圧力センサ２４５により検出された圧力に基づいて圧力調整装置２４２により処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００３０】
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９はマニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９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２１９の上面にはマニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられる。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボートを回転させる回転機構２５４が設置されている。回転機構２５４の回転軸２５５はシールキャップ２１９を貫通して、後述するボート２１７に接続されており、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９はプロセスチューブ２０３の外部に垂直に設備された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を処理室２０１に対し搬入搬出することが可能となっている。回転機構２５４及びボートエレベータ１１５には、駆動制御部（駆動コントローラ）２３７が電気的に接続されており、所望の動作をするよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００３１】
基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ２００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２１７の下部には、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をした断熱部材としての断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、ヒータ２０６からの熱がマニホールド２０９側に伝わりにくくなるよう構成されている。
【００３２】
プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータ２０６と温度センサ２６３には、電気的に温度制御部２３８が接続されており、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合を調整することにより処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００３３】
ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、主制御部２３９はコントローラ２４０として構成されている。
【００３４】
次に、上記構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ＣＶＤ法によりウエハ２００上に薄膜を形成する方法について説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２４０により制御される。
【００３５】
複数枚のウエハ２００がボート２１７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２００を保持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１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２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００３６】
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調節器２４２が、フィードバック制御される。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０６によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０６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２５４により、ボート２１７が回転されることで、ウエハ２００が回転される。
【００３７】
次いで、処理ガス供給源から供給され、ＭＦＣ２４１に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２３２を流通してノズル２３０から処理室２０１内に導入される。導入されたガスは処理室２０１内を上昇し、インナーチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０に流出して排気管２３１から排気される。ガスは処理室２０１内を通過する際にウエハ２００の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウエハ２００の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される。
【００３８】
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、処理室２０１内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される。
【００３９】
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、処理済ウエハ２００がボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端からプロセスチューブ２０３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２００はボート２１７より取出される（ウエハディスチャージ）。
【００４０】
なお、一例まで、本実施の形態の処理炉にてウエハを処理する際の処理条件としては、例えば、Ｓｉ3Ｎ4膜の成膜においては、処理温度６００〜７００℃、処理圧力２０〜４０Ｐａ、成膜ガス種ＳｉＨ2Ｃｌ2，ＮＨ3、成膜ガス供給流量ＳｉＨ2Ｃｌ2：０〜９９．９９９ｓｌｍ，ＮＨ3：０〜９９．９９９ｓｌｍ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エハに処理がなされる。
【００４１】
次に、本発明の処理装置に適用される処理炉２０２内にノズル２３０を介してガスを供給するボックス型ユニットの一例としてガスボックス３００について詳述する。図４は、ガスボックス３００の縦断面図であり、図５は、ガスボックス３００の吸気と排気を説明するための斜視図である。
【００４２】
ガスボックス３００は、ＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１やＡＶ（エアバルブ）３０１等のバルブと、それらを繋ぐガス供給管２３２を内蔵している。すなわち、ガスボックス３００は、ガス供給源より受け取ったガスをＭＦＣ２４１やＡＶ３０１等により制御し、ガスを所望のタイミングと流量で処理炉２０２に供給する。
【００４３】
ガスボックス３００の側面上方には、外気を取り込む吸気口としてのスリット３０５が複数形成されている。また、ガスボックス３００の下面には、ボックス内の雰囲気を排気する排気口としての排気ダクト３０３が接続されている。すなわち、ガスボックス３００の側面上方に形成された複数のスリット３０５から外気を取り込んで吸気し、ボックス内にボックス外の雰囲気を取り入れて、ガスボックス３００の下面に設けられた排気ダクト３０３からボックス内の雰囲気が排気される。
【００４４】
ガス種は様々で有害なもの、可燃性のものがあり、ガスボックス３００内でガスが漏れる場合があるが、ボックス内雰囲気の排気を行うことにより、ボックス内にガスが対流しないようにすることができる。また、比重の重いガスであってもガスボックス３００内から効率よく排気することができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係るガスボックスの吸引方式の系統図を示している。
第２の実施形態に係るガスボックス３００では、上述した図５におけるガスボックス３００の排気ダクト３０３の下流側に負圧ラインを接続する。これにより、ガスボックス３００内部は負圧となり流れが発生する。また、ボックス内部は負圧となるため、ボックス内雰囲気がボックス外へ漏れることがなく、安全である。
【００４６】
（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態に係るガスボックス３００の吸気と排気を説明する（ａ）は斜視図であって、（ｂ）は、吸引方式の系統図を示している。
第３の実施形態に係るガスボックス３００では、スリット３０５の代わりに吸気口としての吸気ダクト３０４をガスボックス３００の上面に取付け、吸気ダクト３０４の上流側に加圧ラインを接続する。これにより、ガスボックス３００内部は加圧となり流れが発生する。ここで、ボックス内部は加圧であるが、ボックスはスリット３０５等のない密閉性の高い構造なのでボックス内雰囲気がボックス外に漏れることが抑制され、排気ダクト３０３を介してボックス外にボックス内雰囲気が排気される。
【００４７】
（比較例）
図９は、比較例に係るガスボックス３００を示している。
比較例に係るガスボックス３００は、ガスボックス３００の側面下方に外気を取り込む吸気口としてのスリット３０５が複数形成されている。また、ガスボックス３００の上面にボックス内の雰囲気を排気する排気口としての排気ダクト３０３が接続されている。すなわち、ガスボックス３００の側面下方に形成されたスリット３０５から外気を取り込んで吸気し、ボックス内にボックス外の雰囲気を取り入れて、ガスボックス３００の上部に設けられた排気ダクト３０３からボックス内の雰囲気を排気する。すなわち、比重の軽いガスをガスボックス３００内から効率よく排気することができるが、比重の重いガスは排気しずらい。
【００４８】
すなわち、本発明の実施形態によれば、ガス種による排気性のばらつきを解消し、ガス種によらず効果的に排気できる。
【００４９】
なお、比重の軽いガス、重いガスの両方を扱う場合には、危険性の高い種類のガスに優先した構造をガスボックス３００に適用するとよい。
【００５０】
また、成膜例につきＳｉＮ膜を形成する例を挙げたがこれに限らず、膜種、ガス種によらず、適用される。
【００５１】
［本発明の好ましい態様］
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００５２】
（付記1）
複数のウエハに対して処理ガスにより熱処理を施すための処理炉を収容する装置本体と、前記処理ガスの供給を制御するガス制御ユニットを収容するガスボックスと、を有し、前記ガスボックスの上方に設けられた吸気口から外気を取り込み、前記ガスボックスの下部に設けられた排気口から該ガスボックス内部の雰囲気を排気する基板処理装置。
【００５３】
（付記２）
複数のウエハに対して処理ガスにより熱処理を施すための処理炉を収容する装置本体と、前記処理ガスの供給を制御するガス制御ユニットを収容するガスボックスと、電気部品を収容する電気系ボックスとを有する熱処理装置において、前記ガスボックス上方から外気を取り込み、該ガスボックスの下部からガスボックス内の排気を行う熱処理装置。
【００５４】
（付記３）
基板を収容する収容器の蓋体開閉機構と、前記基板を処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入する基板保持具と、前記処理室の下方に設けられ、前記基板が待機する待機室と、前記蓋体開閉機構から前記基板保持具へ前記基板を搬送する基板移載機構と、前記待機室の側方に設けられ、該待機室に不活性ガスないし酸素含有ガスを供給するガス供給部と、前記ガス供給部に対向する前記待機室側方に設けられ、前記待機室から前記不活性ガスないし前記酸素含有ガスを排気するガス排出部を備える基板処理装置。
【００５５】
（付記４）
ボックス型ユニットを有し、前記ボックス型ユニット内雰囲気を対流することなく排気するために、前記不活性ガスないし前記酸素含有ガスを供給するための加圧ラインを備える付記３記載の基板処理装置。
【００５６】
（付記５）
ボックス型ユニットを有し、前記ボックス型ユニット内雰囲気を対流することなく排気するために、前記不活性ガスないし前記酸素含有ガスを排出するための負圧ラインを備える付記３記載の基板処理装置。
【符号の説明】
【００５７】
１００ 基板処理装置
２００ ウエハ（基板）
２０１ 処理室
２０２ 処理炉
２０６ ヒータ
２１７ ボート
２３１ 排気管
２３２ ガス供給管
２４１ マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
３００ ガスボックス
３０１ エアバルブ（ＡＶ）
３０３ 排気ダクト
３０４ 吸気ダクト
３０５ スリット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対して成膜処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置（ＩＣ）の製造工程において、基板に絶縁膜や金属膜及び半導体膜等のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）膜を形成したり、不純物を拡散したりする基板処理装置が広く用いられている。従来からこの種の基板処理装置は、処理炉内に処理ガスを供給するガス供給源としてのガスボックスと、処理炉内を加熱する加熱機構であるヒータを収めるヒータボックスと、処理炉内のガスを排気するガス排気機構であるバルブボックスとを備えている。
【０００３】
特許文献１は、ガスボックス７３の上部にボックス内のガスを排気する排気口８１ａを設け、ボックスの下方に外気を吸込む吸込口８４を設けて、この吸込口８４からボックス内の漏洩ガス（処理ガス）が外へ流出しないよう、吸込口８４を覆うように遮蔽板１０１を設ける技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４２７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の構造では、ボックスの上部から処理ガスを排気しているため、比重の重いガスは排気しづらく、ボックス内を対流し、排気されないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、ガス種による排気性のばらつきを解消し、ボックス内における処理ガスの対流を防止する基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、複数のウエハに対して処理ガスにより熱処理を施すための処理炉を収容する装置本体と、前記処理ガスの供給を制御するガス制御ユニットを収容するガスボックスと、を有し、前記ガスボックスの上方に設けられた吸気口から外気を取り込み、前記ガスボックスの下部に設けられた排気口から該ガスボックス内部の雰囲気を排気する基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ガス種による排気性のばらつきを解消し、ボックス内における処理ガスの対流を防止する基板処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る基板処理装置を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る基板処理装置で用いられる処理炉の縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る基板処理装置で用いられるガスボックスの縦断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るガスボックスの吸気と排気を説明する斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るガスボックスのエア系統図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るガスボックスの吸気と排気を説明する（ａ）は斜視図であって、（ｂ）はエア系統図である。
【図８】本発明の比較例に係るガスボックスの吸気と排気を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
本発明を実施するための形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ）の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。尚、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理などを行う縦型の装置（以下、単に処理装置という）を適用した場合について述べる。図１は、本発明に適用される処理装置の斜透視図として示されている。また、図２は図１に示す処理装置の側面透視図である。
【００１２】
図１および２に示されているように、シリコン等からなるウエハ（基板）２００を収納したウエハキャリアとしてフープ（基板収容器。以下ポッドという。）１１０が使用されている本発明の処理装置１００は、筐体１１１を備えている。筐体１１１の正面壁１１１ａ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開口部としての正面メンテナンス口１０３が開設され、この正面メンテナンス口１０３を開閉する正面メンテナンス扉１０４、１０４がそれぞれ建て付けられている。
筐体１１１の正面壁１１１ａにはポッド搬入搬出口（基板収容器搬入搬出口）１１２が筐体１１１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１１２はフロントシャッタ（基板収容器搬入搬出口開閉機構）１１３によって開閉されるようになっている。
ポッド搬入搬出口１１２の正面前方側にはロードポート（基板収容器受渡し台）１１４が設置されており、ロードポート１１４はポッド１１０を載置されて位置合わせするように構成されている。ポッド１１０はロードポート１１４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１１４上から搬出されるようになっている。
【００１３】
筐体１１１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（基板収容器載置棚）１０５が設置されており、回転式ポッド棚１０５は複数個のポッド１１０を保管するように構成されている。すなわち、回転式ポッド棚１０５は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱１１６と、支柱１１６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（基板収容器載置台）１１７とを備えており、複数枚の棚板１１７はポッド１１０を複数個宛それぞれ載置した状態で保持するように構成されている。
筐体１１１内におけるロードポート１１４と回転式ポッド棚１０５との間には、ポッド搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置されており、ポッド搬送装置１１８は、ポッド１１０を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ（基板収容器昇降機構）１１８ａと搬送機構としてのポッド搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂとで構成されており、ポッド搬送装置１１８はポッドエレベータ１１８ａとポッド搬送機構１１８ｂとの連続動作により、ロードポート１１４、回転式ポッド棚１０５、ポッドオープナ（基板収容器蓋体開閉機構）１２１との間で、ポッド１１０を搬送するように構成されている。
【００１４】
筐体１１１内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体１１９が後端にわたって構築されている。サブ筐体１１９の正面壁１１９ａにはウエハ２００をサブ筐体１１９内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１２０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１２０、１２０には一対のポッドオープナ１２１、１２１がそれぞれ設置されている。
ポッドオープナ１２１はポッド１１０を載置する載置台１２２、１２２と、ポッド１１０のキャップ（蓋体）を着脱するキャップ着脱機構（蓋体着脱機構）１２３、１２３とを備えている。ポッドオープナ１２１は載置台１２２に載置されたポッド１１０のキャップをキャップ着脱機構１２３によって着脱することにより、ポッド１１０のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
【００１５】
サブ筐体１１９はポッド搬送装置１１８や回転式ポッド棚１０５の設置空間から流体的に隔絶された移載室１２４を構成している。移載室１２４の前側領域にはウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されており、ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａおよびウエハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂとで構成されている。図１に模式的に示されているようにウエハ移載装置エレベータ１２５ｂは、耐圧筐体１１１右側端部とサブ筐体１１９の移動室１２４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１２５ｂおよびウエハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ（基板保持体）１２５ｃをウエハ２００の載置部として、ボート（基板保持具）２１７に対してウエハ２００を装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するように構成されている。
【００１６】
移載室１２４の後側領域には、ボート２１７を収容して待機させる待機部１２６が構成されている。待機部１２６の上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。
【００１７】
図１に模式的に示されているように、耐圧筐体１１１右側端部とサブ筐体１１９の待機部１２６右端部との間にはボート２１７を昇降させるためのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５の昇降台に連結された連結具としてのアーム１２８には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。
ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１２５枚程度）のウエハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
【００１８】
図１に模式的に示されているように移載室１２４のウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ側およびボートエレベータ１１５側と反対側である左側端部には、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１３３を供給するよう供給ファンおよび防塵フィルタで構成されたクリーンユニット１３４が設置されており、ウエハ移載装置１２５ａとクリーンユニット１３４との間には、図示はしないが、ウエ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わせ装置１３５が設置されている。
クリーンユニット１３４から吹き出されたクリーンエア１３３は、ノッチ合わせ装置１３５およびウエハ移載装置１２５ａ、待機部１２６にあるボート２１７に流通された後に、図示しないダクトにより吸い込まれて、筺体１１１の外部に排気がなされるか、もしくはクリーンユニット１３４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１３４によって、移載室１２４内に吹き出されるように構成されている。
【００１９】
次に、本発明の処理装置の動作について説明する。
図１および２に示されているように、ポッド１１０がロードポート１１４に供給されると、ポッド搬入搬出口１１２がフロントシャッタ１１３によって開放され、ロードポート１１４の上のポッド１１０はポッド搬送装置１１８によって筐体１１１の内部へポッド搬入搬出口１１２から搬入される。
搬入されたポッド１１０は回転式ポッド棚１０５の指定された棚板１１７へポッド搬送装置１１８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１１７から一方のポッドオープナ１２１に搬送されて載置台１２２に移載されるか、もしくは直接ポッドオープナ１２１に搬送されて載置台１２２に移載される。この際、ポッドオープナ１２１のウエハ搬入搬出口１２０はキャップ着脱機構１２３によって閉じられており、移載室１２４にはクリーンエア１３３が流通され、充満されている。例えば、移載室１２４にはクリーンエア１３３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、筐体１１１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。
【００２０】
載置台１２２に載置されたポッド１１０はその開口側端面がサブ筐体１１９の正面壁１１９ａにおけるウエハ搬入搬出口１２０の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構１２３によって取り外され、ウエハ出し入れ口を開放される。
ポッド１１０がポッドオープナ１２１によって開放されると、ウエハ２００はポッド１１０からウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃ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１３５にてウエハを整合した後、移載室１２４の後方にある待機部１２６へ搬入され、ボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載装置１２５ａはポッド１１０に戻り、次のウエハ２００をボート２１７に装填する。
【００２１】
この一方（上段または下段）のポッドオープナ１２１におけるウエハ移載機構１２５によるウエハのボート２１７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１２１には回転式ポッド棚１０５から別のポッド１１０がポッド搬送装置１１８によって搬送されて移載され、ポッドオープナ１２１によるポッド１１０の開放作業が同時進行される。
【００２２】
予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって、開放される。続いて、ウエハ２００群を保持したボート２１７はシールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されて行く。
【００２３】
ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に任意の処理が実施される。
処理後は、ノッチ合わせ装置１３５でのウエハの整合工程を除き、概上述の逆の手順で、ウエハ２００およびポッド１１０は筺体１１１の外部へ搬出される。
【００２４】
図３は本発明の実施の形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉２０２の概略構成図であり、縦断面図として示されている。
【００２５】
図３に示されているように、処理炉２０２は加熱機構としてのヒータ２０６を有する。ヒータ２０６は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース２５１に支持されることにより垂直に据え付けられている。
【００２６】
ヒータ２０６の内側には、ヒータ２０６と同心円状に反応容器としてのプロセスチューブ２０３が配設されている。プロセスチューブ２０３は内部反応容器としてのインナーチューブ２０４と、その外側に設けられた外部反応容器としてのアウターチューブ２０５とから構成されている。インナーチューブ２０４は、例えば石英（ＳｉＯ2）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等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。インナーチューブ２０４の筒中空部には処理室２０１が形成されており、基板としてのウエハ２００をボート２１７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。アウターチューブ２０５は、例えば石英または炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、内径がインナーチューブ２０４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、インナーチューブ２０４と同心円状に設けられている。
【００２７】
アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９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２０９は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５に係合しており、これらを支持するように設けられている。なお、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間にはシール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベース２５１に支持されることにより、プロセスチューブ２０３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２０３とマニホールド２０９により反応容器が形成される。
【００２８】
シールキャップ２１９にはガス導入部としてのノズル２３０が処理室２０１内に連通するように接続されており、ノズル２３０にはガス供給管２３２が接続されている。ガス供給管２３２のノズル２３０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）２４１を介して図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続されている。ＭＦＣ２４１には、ガス流量制御部（ガス流量コントローラ）２３５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よう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００２９】
マニホールド２０９には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間２５０の下端部に配置されており、筒状空間２５０に連通している。排気管２３１のマニホールド２０９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２４５および圧力調整装置２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。圧力調整装置２４２および圧力センサ２４５には、圧力制御部（圧力コントローラ）２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は圧力センサ２４５により検出された圧力に基づいて圧力調整装置２４２により処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００３０】
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９はマニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９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２１９の上面にはマニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられる。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボートを回転させる回転機構２５４が設置されている。回転機構２５４の回転軸２５５はシールキャップ２１９を貫通して、後述するボート２１７に接続されており、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９はプロセスチューブ２０３の外部に垂直に設備された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を処理室２０１に対し搬入搬出することが可能となっている。回転機構２５４及びボートエレベータ１１５には、駆動制御部（駆動コントローラ）２３７が電気的に接続されており、所望の動作をするよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００３１】
基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ２００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２１７の下部には、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をした断熱部材としての断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、ヒータ２０６からの熱がマニホールド２０９側に伝わりにくくなるよう構成されている。
【００３２】
プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータ２０６と温度センサ２６３には、電気的に温度制御部２３８が接続されており、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合を調整することにより処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００３３】
ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、主制御部２３９はコントローラ２４０として構成されている。
【００３４】
次に、上記構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ＣＶＤ法によりウエハ２００上に薄膜を形成する方法について説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２４０により制御される。
【００３５】
複数枚のウエハ２００がボート２１７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２００を保持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１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２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００３６】
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調節器２４２が、フィードバック制御される。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０６によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０６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２５４により、ボート２１７が回転されることで、ウエハ２００が回転される。
【００３７】
次いで、処理ガス供給源から供給され、ＭＦＣ２４１に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２３２を流通してノズル２３０から処理室２０１内に導入される。導入されたガスは処理室２０１内を上昇し、インナーチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０に流出して排気管２３１から排気される。ガスは処理室２０１内を通過する際にウエハ２００の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウエハ２００の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される。
【００３８】
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、処理室２０１内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される。
【００３９】
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、処理済ウエハ２００がボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端からプロセスチューブ２０３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２００はボート２１７より取出される（ウエハディスチャージ）。
【００４０】
なお、一例まで、本実施の形態の処理炉にてウエハを処理する際の処理条件としては、例えば、Ｓｉ3Ｎ4膜の成膜においては、処理温度６００〜７００℃、処理圧力２０〜４０Ｐａ、成膜ガス種ＳｉＨ2Ｃｌ2，ＮＨ3、成膜ガス供給流量ＳｉＨ2Ｃｌ2：０〜９９．９９９ｓｌｍ，ＮＨ3：０〜９９．９９９ｓｌｍ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エハに処理がなされる。
【００４１】
次に、本発明の処理装置に適用される処理炉２０２内にノズル２３０を介してガスを供給するボックス型ユニットの一例としてガスボックス３００について詳述する。図４は、ガスボックス３００の縦断面図であり、図５は、ガスボックス３００の吸気と排気を説明するための斜視図である。
【００４２】
ガスボックス３００は、ＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１やＡＶ（エアバルブ）３０１等のバルブと、それらを繋ぐガス供給管２３２を内蔵している。すなわち、ガスボックス３００は、ガス供給源より受け取ったガスをＭＦＣ２４１やＡＶ３０１等により制御し、ガスを所望のタイミングと流量で処理炉２０２に供給する。
【００４３】
ガスボックス３００の側面上方には、外気を取り込む吸気口としてのスリット３０５が複数形成されている。また、ガスボックス３００の下面には、ボックス内の雰囲気を排気する排気口としての排気ダクト３０３が接続されている。すなわち、ガスボックス３００の側面上方に形成された複数のスリット３０５から外気を取り込んで吸気し、ボックス内にボックス外の雰囲気を取り入れて、ガスボックス３００の下面に設けられた排気ダクト３０３からボックス内の雰囲気が排気される。
【００４４】
ガス種は様々で有害なもの、可燃性のものがあり、ガスボックス３００内でガスが漏れる場合があるが、ボックス内雰囲気の排気を行うことにより、ボックス内にガスが対流しないようにすることができる。また、比重の重いガスであってもガスボックス３００内から効率よく排気することができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係るガスボックスの吸引方式の系統図を示している。
第２の実施形態に係るガスボックス３００では、上述した図５におけるガスボックス３００の排気ダクト３０３の下流側に負圧ラインを接続する。これにより、ガスボックス３００内部は負圧となり流れが発生する。また、ボックス内部は負圧となるため、ボックス内雰囲気がボックス外へ漏れることがなく、安全である。
【００４６】
（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態に係るガスボックス３００の吸気と排気を説明する（ａ）は斜視図であって、（ｂ）は、吸引方式の系統図を示している。
第３の実施形態に係るガスボックス３００では、スリット３０５の代わりに吸気口としての吸気ダクト３０４をガスボックス３００の上面に取付け、吸気ダクト３０４の上流側に加圧ラインを接続する。これにより、ガスボックス３００内部は加圧となり流れが発生する。ここで、ボックス内部は加圧であるが、ボックスはスリット３０５等のない密閉性の高い構造なのでボックス内雰囲気がボックス外に漏れることが抑制され、排気ダクト３０３を介してボックス外にボックス内雰囲気が排気される。
【００４７】
（比較例）
図９は、比較例に係るガスボックス３００を示している。
比較例に係るガスボックス３００は、ガスボックス３００の側面下方に外気を取り込む吸気口としてのスリット３０５が複数形成されている。また、ガスボックス３００の上面にボックス内の雰囲気を排気する排気口としての排気ダクト３０３が接続されている。すなわち、ガスボックス３００の側面下方に形成されたスリット３０５から外気を取り込んで吸気し、ボックス内にボックス外の雰囲気を取り入れて、ガスボックス３００の上部に設けられた排気ダクト３０３からボックス内の雰囲気を排気する。すなわち、比重の軽いガスをガスボックス３００内から効率よく排気することができるが、比重の重いガスは排気しずらい。
【００４８】
すなわち、本発明の実施形態によれば、ガス種による排気性のばらつきを解消し、ガス種によらず効果的に排気できる。
【００４９】
なお、比重の軽いガス、重いガスの両方を扱う場合には、危険性の高い種類のガスに優先した構造をガスボックス３００に適用するとよい。
【００５０】
また、成膜例につきＳｉＮ膜を形成する例を挙げたがこれに限らず、膜種、ガス種によらず、適用される。
【００５１】
［本発明の好ましい態様］
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００５２】
（付記1）
複数のウエハに対して処理ガスにより熱処理を施すための処理炉を収容する装置本体と、前記処理ガスの供給を制御するガス制御ユニットを収容するガスボックスと、を有し、前記ガスボックスの上方に設けられた吸気口から外気を取り込み、前記ガスボックスの下部に設けられた排気口から該ガスボックス内部の雰囲気を排気する基板処理装置。
【００５３】
（付記２）
複数のウエハに対して処理ガスにより熱処理を施すための処理炉を収容する装置本体と、前記処理ガスの供給を制御するガス制御ユニットを収容するガスボックスと、電気部品を収容する電気系ボックスとを有する熱処理装置において、前記ガスボックス上方から外気を取り込み、該ガスボックスの下部からガスボックス内の排気を行う熱処理装置。
【００５４】
（付記３）
基板を収容する収容器の蓋体開閉機構と、前記基板を処理する処理室と、前記基板を保持して前記処理室に搬入する基板保持具と、前記処理室の下方に設けられ、前記基板が待機する待機室と、前記蓋体開閉機構から前記基板保持具へ前記基板を搬送する基板移載機構と、前記待機室の側方に設けられ、該待機室に不活性ガスないし酸素含有ガスを供給するガス供給部と、前記ガス供給部に対向する前記待機室側方に設けられ、前記待機室から前記不活性ガスないし前記酸素含有ガスを排気するガス排出部を備える基板処理装置。
【００５５】
（付記４）
ボックス型ユニットを有し、前記ボックス型ユニット内雰囲気を対流することなく排気するために、前記不活性ガスないし前記酸素含有ガスを供給するための加圧ラインを備える付記３記載の基板処理装置。
【００５６】
（付記５）
ボックス型ユニットを有し、前記ボックス型ユニット内雰囲気を対流することなく排気するために、前記不活性ガスないし前記酸素含有ガスを排出するための負圧ラインを備える付記３記載の基板処理装置。
【符号の説明】
【００５７】
１００ 基板処理装置
２００ ウエハ（基板）
２０１ 処理室
２０２ 処理炉
２０６ ヒータ
２１７ ボート
２３１ 排気管
２３２ ガス供給管
２４１ マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
３００ ガスボックス
３０１ エアバルブ（ＡＶ）
３０３ 排気ダクト
３０４ 吸気ダクト
３０５ スリット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のウエハに対して処理ガスにより熱処理を施すための処理炉を収容する装置本体と、前記処理ガスの供給を制御するガス制御ユニットを収容するガスボックスと、を有し、
前記ガスボックスの上方に設けられた吸気口から外気を取り込み、前記ガスボックスの下部に設けられた排気口から該ガスボックス内部の雰囲気を排気する基板処理装置。
【請求項１】
複数のウエハに対して処理ガスにより熱処理を施すための処理炉を収容する装置本体と、前記処理ガスの供給を制御するガス制御ユニットを収容するガスボックスと、を有し、
前記ガスボックスの上方に設けられた吸気口から外気を取り込み、前記ガスボックスの下部に設けられた排気口から該ガスボックス内部の雰囲気を排気する基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−６２２７１（Ｐ２０１３−６２２７１Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７８８１（Ｐ２０１１−１９７８８１）
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【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２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【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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