(57)【要約】  基板を処理する処理室に設けられ、基板を基板保持面で保持し、側面にフランジを備える基板保持台と、基板保持台に内包され、基板を加熱する加熱部と、フランジを下方から支持する複数の支柱と、処理室内の雰囲気を排気する排気部と、を備え、基板保持台と複数の前記支柱との間に、支持部が設けられる。
2012099064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内に設けられ、前記基板を基板保持面で保持し、側面にフランジを備える基板保持台と、
前記基板保持台に内包され、前記基板を加熱する加熱部と、
前記フランジを下方から支持する複数の支柱と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、を備え、
前記基板保持台と複数の前記支柱との間に、支持部が設けられる
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記支持部は、前記基板保持台よりも熱伝導率が低い材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記基板保持台はアルミニウムで形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板処理装置は、
前記処理室内に設けられ、前記基板を前記処理室内で搬送し、前記基板が処理されている間、前記処理室内で待機するように構成された基板搬送装置を備え、
前記フランジの表面が、前記基板保持面の高さ位置よりも低くなるように形成されており、
前記基板保持面の外側には、１つ又は複数の排気孔が形成されており、
前記排気孔と前記基板保持台の上端部とを結んだ線と、前記フランジの上面とにより、前記基板搬送装置の格納空間が形成され、
前記基板搬送装置は、前記基板が処理されている間、前記格納空間に格納される
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
基板を基板保持面で保持し、側面にフランジを備える基板保持台と、
前記基板保持台に内包され、前記基板を加熱する加熱部と、
前記フランジを下方から支持する複数の支柱と、を備え、
前記基板保持台と複数の前記支柱との間に、支持部が設けられる
ことを特徴とする基板支持具。
【請求項６】
処理室内に基板を搬入する工程と、
前記処理室内に設けられ、前記基板を基板保持面で保持し、側面にフランジを備える基板保持台と、前記基板保持台に内包された加熱部と、前記フランジを下方から支持する複数の支柱と、前記基板保持台と複数の前記支柱との間に、少なくとも前記フランジを支持する支持部と、を備える基板保持具の、前記基板保持面上に前記基板を保持する工程と、
前記基板保持面に前記基板を保持した状態で、排気部により前記処理室内を排気しつつ、前記加熱部により前記基板を加熱し、ガス供給部により前記処理室内に処理ガスを供給して前記基板を処理する工程と、
処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を加熱して処理する基板処理装置、基板支持具及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばＤＲＡＭ等の半導体装置の製造方法の一工程として、例えば、所望の温度に加熱された基板上にガスを供給することで、基板上への薄膜の形成、アッシング等の様々な処理を行う基板処理工程が実施されてきた。また、基板を加熱するアニール処理等の基板処理工程も実施されてきた。かかる基板処理工程は、例えば基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置により実施されている。このような基板処理装置は、基板を処理する処理室と、処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、処理室内に設けられ、基板を基板保持面で保持する基板保持台と、基板保持台に内包され、基板を加熱する加熱部と、処理室内の雰囲気を排気する排気部と、を備えている。なお、基板を加熱し、処理をする基板処理装置については、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８８３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の半導体装置の製造工程では、半導体装置の生産効率を向上させるため、基板処理の高速化が要求されている。生産効率を向上させる一つの手段として、例えば、基板処理の温度をより高くすることが検討されている。また、生産効率を向上させるため、基板処理の面内均一性が要求されており、基板の面内を均一に加熱することが要求されている。更には、例えば、基板上に薄膜を形成する基板処理が行われる場合、一バッチ内の、最初に処理が行われる基板と、最後に処理が行われる基板との間で、基板上に形成される薄膜の品質（厚さ等）に差異がない、すなわち基板処理の再現性を高くすることが要求されている。【０００５】
しかしながら、従来の基板処理装置では、基板保持台を下方から支持する支柱が、基板保持面の下方に設けられる場合があった。すなわち、支柱が、基板保持台に内包された加熱部の下方に設けられる場合があった。このような基板処理装置を用いて、基板の処理が行われた場合、支柱が加熱部の下方に位置するため、基板の温度が面内均一となるように加熱することができず、基板処理の面内均一性が低下してしまう場合があった。すなわち、加熱部の下方に位置する支柱が、加熱部からの熱を吸収してしまい、局所的な熱逃げが発生するため、加熱部の上方に保持された基板の温度が面内均一となるように加熱することができない場合があった。【０００６】
本発明は、基板処理の面内均一性を向上させ、高い再現性を有する基板処理を行うことが可能な基板処理装置、基板支持具及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内に設けられ、前記基板を基板保持面で保持し、側面にフランジを備える基板保持台と、
前記基板保持台に内包され、前記基板を加熱する加熱部と、
前記フランジを下方から支持する複数の支柱と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、を備え、
前記基板保持台と複数の前記支柱との間に、支持部が設けられる基板処理装置が提供される。【０００８】
本発明の他の態様によれば、
基板を基板保持面で保持し、側面にフランジを備える基板保持台と、
前記基板保持台に内包され、前記基板を加熱する加熱部と、
前記フランジを下方から支持する複数の支柱と、を備え、
前記基板保持台と複数の前記支柱との間に、支持部が設けられる基板支持具が提供される。【０００９】
本発明のさらに他の態様によれば、
処理室内に基板を搬入する工程と、
前記処理室内に設けられ、前記基板を基板保持面で保持し、側面にフランジを備える基板保持台と、前記基板保持台に内包された加熱部と、前記フランジを下方から支持する複数の支柱と、前記基板保持台と複数の前記支柱との間に、少なくとも前記フランジを支持する支持部と、を備える基板保持具の、前記基板保持面上に前記基板を保持する工程と、
前記基板保持面に前記基板を保持した状態で、排気部により前記処理室内を排気しつつ、前記加熱部により前記基板を加熱し、ガス供給部により前記処理室内に処理ガスを供給して前記基板を処理する工程と、
処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る基板処理装置、基板支持具及び半導体装置の製造方法によれば、基板処理の面内均一性を向上させ、高い再現性を有する基板処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の横断面概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の縦断面概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る処理室の縦断面概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る処理室を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る処理室の横断面概略図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る基板保持ピンの動作を示す概略図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る基板保持台の概略図であり、（ａ）は基板保持台の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る基板処理工程の一工程を示す概略図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る基板処理工程の一工程を示す概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る基板処理工程の一工程を示す概略図である。
【図１１】従来の基板処理装置が備える基板保持台の縦断面概略図である。
【図１２】従来の基板処理装置の縦断面概略図である。
【図１３】従来の基板処理装置が備える基板保持台の概略図であり、（ａ）は基板保持台の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜本発明の一実施形態＞
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。
【００１３】
（１）基板処理装置の構成
図１は、本実施形態に係る基板処理装置の横断面図である。図２は、本実施形態にかかかる基板処理装置の縦断面図である。図１及び図２において、本発明の実施形態に係る半導体製造装置などの基板処理装置１０の概要が示されている。
【００１４】
図１に示すように、基板処理装置１０は、例えば搬送室１２を中心として、２つのロードロック室１４ａ，１４ｂ及び２つの処理室１６ａ，１６ｂが配置されており、ロードロック室１４ａ，１４ｂの上流側にカセットなどのキャリアとの間で基板を搬送するための大気搬送室（ＥＦＥＭ：Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ  Ｍｏｄｕｌｅ）２０が配置されている。大気搬送室２０は、例えば２５枚の基板を縦方向に一定間隔を隔てて収容可能なフープ（図示せず）が３台配置されている。また、大気搬送室２０には、大気搬送室２０とロードロック室１４ａ，１４ｂとの間で基板を例えば５枚ずつ搬送する図示しない大気ロボットが配置されている。例えば、搬送室１２、ロードロック室１４ａ，１４ｂ及び処理室１６ａ，１６ｂは、アルミニウム（Ａ５０５２）の一部品にて形成されている。
【００１５】
まず、ロードロック室１４ａ，１４ｂの構成について、説明する。なお、ロードロック室１４ｂの説明については、ロードロック室１４ａと左右対称構造となっているが構成は同一であるため、省略する。
【００１６】
図２に示すように、ロードロック室１４ａには、例えば２５枚のウエハなどの基板２２を縦方向に一定間隔を隔てて収容する基板支持体（ボート）２４が設けられている。基板支持体２４は、例えば炭化珪素等からなり、上部板２６と下部板２８とを接続する例えば３つの支柱３０を有する。支柱３０の長手方向内側には、例えば２５個の基板２２を載置する載置部３２が平行に形成されている。また、基板支持体２４は、ロードロック室１４ａ内において、鉛直方向に移動（上下方向に移動）するようにされているとともに、鉛直方向に延びる回転軸を軸として回転するようにされている。基板支持体２４が鉛直方向に移動することにより、基板支持体２４の３つの支柱３０それぞれに設けられた載置部３２の上面に、後述するフィンガ対４０から基板２２が同時に２枚ずつ移載される。また、基板支持体２４が鉛直方向に移動することにより、基板支持体２４からフィンガ対４０へも基板２２が同時に２枚ずつ移載されるように構成されている。
【００１７】
搬送室１２には、ロードロック室１４ａと処理室１６ａとの間で基板２２を搬送する真空ロボット３６が設けられている。真空ロボット３６は、上フィンガ３８ａ及び下フィンガ３８ｂから構成されるフィンガ対４０が設けられたアーム４２を有する。上フィンガ３８ａ及び下フィンガ３８ｂは、例えば同一の形状をしており、上下方向に所定の間隔で離間され、アーム４２からそれぞれ略水平に同じ方向に延びて、それぞれ基板２２を同時に支持することができるように構成されている。アーム４２は、鉛直方向に延びる回転軸を軸として回転するように構成されているとともに、水平方向に移動するように構成され、同時に２枚の基板２２を搬送可能に構成されている。
【００１８】
（２）処理室の構成
次に、処理室１６ａ，１６ｂの構成について、主に図３〜図７を用いて説明する。なお、処理室１６ｂの説明については、処理室１６ａと左右対称構造となっているが、構成は同一であるため、省略する。
【００１９】
図３は、本実施形態に係る基板処理装置１０が備える処理室１６ａの縦断面概略図である。図４は、本実施形態に係る基板処理装置１０が備える処理室１６ａの斜視図である。図５は、本実施形態に係る基板処理装置が備える処理室１６ａの横断面概略図である。図６は、本実施形態に係る基板保持ピンの動作を示す概略図である。図７は、本実施形態に係る基板保持台の概略図であり、（ａ）は基板保持台の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【００２０】
図３〜図５に示すように、搬送室１２と処理室１６ａとは、ゲートバルブ７８を介して連通されている。処理室１６ａは、処理容器４７を備えている。処理容器４７は、キャップ状の蓋体４３と、下側容器４８と、を備えている。蓋体４３が下側容器４８の上に気密に設けられることにより、処理容器４７が構成される。蓋体４３は、例えば酸化アルミニウム又は石英等の非金属材料等により構成されており、下側容器４８は、例えばアルミニウム等により構成されている。処理容器４７内には、基板２２を収容する反応室５０が構成されている。
【００２１】
反応室５０内には、基板支持具として、２つの基板保持台４４ａ，４４ｂが配置されている。すなわち、基板保持台４４ａ，４４ｂはそれぞれ、反応室５０の同一空間内に設けられている。基板保持台４４ａ，４４ｂの上面、すなわち基板保持台４４ａ，４４ｂの蓋体４３と対向する面には、基板２２を保持する基板保持面４１ａ，４１ｂが設けられている。基板保持台４４ｂは、搬送室１２から見て、基板保持台４４ａを挟んで遠方に配置されている。そして、反応室５０は、第１の基板保持台４４ａを備える第１の処理部５９と、第２の基板保持台４４ｂを備える第２の処理部６１と、から構成されている。第１の処理部５９と第２の処理部６１との間の空間には、水平方向の一部を仕切る仕切部材４６が設けられている。第１の処理部５９と第２の処理部６１は、それぞれ独立した構造となっている。第１の処理部５９及び第２の処理部６１は、基板処理装置１０全体からみると、基板処理の流れ方向と同方向に一列に配置されている。すなわち、第２の処理部６１は、搬送室１２から第１の処理部５９を挟んで遠方に配置されている。第１の処理部５９と、第２の処理部６１とは連通している。処理室１６ａ内は、例えば３００℃まで昇温可能に構成されている。
【００２２】
そして、処理室１６ａは、真空ロボット３６を介して基板保持台４４ａ，４４ｂに基板２２がそれぞれ載置されることにより、反応室５０の同一空間内で２枚の基板２２を同時に熱処理することができるようにされている。
【００２３】
ここで、仕切部材４６は、例えば処理容器４７に対して着脱自在にされた角柱状の部材である。仕切部材４６は、例えばアルミニウム（Ａ５０５２又はＡ５０５６等）、石英又はアルミナ等により構成されている。また、仕切部材４６は、反応室５０内の空間を完全に分離することがないように、反応室５０内に配置されている。
【００２４】
（基板支持具）
上述したように、反応室５０の底側には、基板支持具として、基板２２を基板保持面４１ａ，４１ｂでそれぞれ保持する２つの基板保持台４４ａ，４４ｂが配置されている。第１の基板保持台４４ａ及び第２の基板保持台４４ｂは、処理室１６ａ内において、固定部材５２により、処理容器４７にそれぞれ固定されている。なお、基板保持台４４ａ，４４ｂは、処理容器４７とは電気的に絶縁されている。
【００２５】
基板保持台４４ａ，４４ｂには、基板保持台４４ａ，４４ｂ側面に沿って、フランジ５３ａ，５３ｂが設けられている。すなわち、フランジ５３ａ，５３ｂの表面はそれぞれ、基板保持面４１ａ，４１ｂとは異なる面であり、フランジ５３ａ，５３ｂの表面が、基板保持面４１ａ，４１ｂの高さ位置よりも低くなるようにフランジ５３ａ，５３ｂが設けられている。これにより、基板２２を処理している間、後述するように、基板搬送装置としてのロボットアーム６４を格納する格納空間を形成することができる。そして、基板保持台４４ａ，４４ｂはそれぞれ、フランジ５３ａ，５３ｂを下方から支持する複数の支柱４９が設けられることで支持されている。なお、この支持構造については後述する。
【００２６】
基板保持台４４ａ，４４ｂの高さは、反応室５０内の高さよりも低くなるように形成されている。そして、例えば固定ピン等の固定部材５２を用いることで、処理容器４７にそれぞれ固定されている。
【００２７】
基板保持台４４ａ，４４ｂは、例えばアルミニウム（例えばＡ５０５２やＡ５０５６等）等の高い熱伝導率を有する材料により形成されている。このように、基板保持台４４ａ，４４ｂを、例えばアルミニウムのような熱伝導率の高い材料で構成することで、後述する加熱部としてのヒータ４５ａ，４５ｂからの熱を基板２２に効率よく、均一に伝達させることができる。従って、基板処理時において、基板２２の温度が面内均一となるように加熱することができ、基板処理の面内均一性を向上させることができる。
【００２８】
基板保持台４４ａ，４４ｂは、上述のように、アルミニウムにより構成されると良いが、基板保持台４４ａ，４４ｂは、ステンレス（ＳＵＳ）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等で構成されていてもよい。基板保持台４４ａ，４４ｂをＳＵＳで構成した場合、アルミニウムで構成した場合と比べて、熱伝導率は低くなるが、耐熱性を向上させることができる。また、基板保持台４４ａ，４４ｂをＡｌＮで構成した場合、アルミニウムで構成した場合と比べて、耐熱性は低くなるが、熱伝導率が高くなるため、基板２２により効率よく均一に熱を伝達することができる。また、例えば、ＳＵＳで構成された基板保持台４４ａ，４４ｂの表面を、アルミニウムで覆ってもよい。これにより、ＳＵＳとアルミニウムとの熱膨張率の差によって、基板保持台４４ａ，４４ｂに亀裂が発生する場合があるが、基板保持台４４ａ，４４ｂの耐熱性をより向上させることができる。
【００２９】
基板保持台４４ａ，４４ｂには、基板保持面４１ａ，４１ｂの下方に、加熱部としてのヒータ４５ａ，４５ｂがそれぞれ内包されており、基板２２を加熱できるように構成されている。ヒータ４５ａ，４５ｂに電力が供給されると、基板２２表面が所定温度（例えば３００℃程度）にまで加熱されるようになっている。なお、基板保持台４４ａ，４４ｂには、温度センサ（図中省略）が設けられている。ヒータ４５ａ，４５ｂ及び温度センサには、後述するコントローラ７７が電気的に接続されている。コントローラ７７は、温度センサにより検出された温度情報に基づいてヒータ４５ａ，４５ｂへの供給電力をそれぞれ制御するように構成されている。
【００３０】
図６に示すように、基板保持台４４ａの基板保持面４１ａ及び基板保持台４４ｂの基板保持面４１ｂの外周にはそれぞれ、例えば３つの基板保持ピン７４が鉛直方向に貫通して設けられている。基板保持ピン７４は、図６に矢印で示すように、基板保持台４４ａ，４４ｂとは非接触な状態で、上下方向に昇降するように構成されている。これにより、搬送室１２から真空ロボット３６等を介して処理室１６ａ内に搬送された基板２２が、基板保持ピン７４に載置された後、基板保持ピン７４が上下に昇降されることで、第１の基板保持台４４ａ（すなわち第１の基板保持面４１ａ）及び第２の基板保持台４４ｂ（すなわち第２の基板保持面４１ｂ）上に、基板２２がそれぞれ載置されるように構成されている。
【００３１】
また、基板保持台４４ａ，４４ｂには、基板保持面４１ａ，４１ｂに対し、後述するロボットアーム６４が備える突起部７２が、上方から下方へ移動可能なように、縦方向（上下方向）にそれぞれ溝部７６が設けられている。溝部７６は、ロボットアーム６４が備える突起部７２と対応する位置に、突起部７２と同数（本実施形態では３つ）設けられる。
【００３２】
（支持部）
図７に示すように、基板保持台４４と支柱４９との間には、基板保持台４４ａ，４４ｂを支持する支持部５５が設けられている。すなわち、基板保持台４４ａ，４４ｂのフランジ５３ａ，５３ｂのそれぞれの底面には、支持部５５が設けられている。支持部５５が、基板保持台４４ａ，４４ｂの少なくともフランジ５３ａ，５３ｂの底面を支持することで、基板保持台４４ａ，４４ｂが撓むこと等による変形を低減できる。これにより、基板２２を面内均一となるように加熱できる。また、処理ガスを供給するプロセスでは、基板２２に面内均一となるように処理ガスを供給でき、基板処理の面内均一性を向上させることができる。また、基板保持台４４ａ，４４ｂの変形による周囲部材の破損や、パーティクルの発生を防止でき、より安定した基板処理を行うことができる。更には、再現性が高い基板処理を行うことができる。すなわち、例えば、基板上に薄膜を形成する基板処理が行われる場合、一バッチ内の、最初に処理が行われる基板と、最後に処理が行われる基板との間で、基板に行われる形成される薄膜の品質（例えば膜厚等）を均一にできる。
【００３３】
特に、フランジ５３ａ，５３ｂは、基板保持台４４ａ，４４ｂの他の部分と比べて厚さが薄いため、基板２２を加熱する際に、より変形しやすい。このとき、フランジ５３ａ，５３ｂの底面が支持部５５により支持されることで、基板保持台４４ａ，４４ｂが加熱されて変形され得る状態になったとしても、フランジ５３ａ，５３ｂの変形を抑制することができる。
【００３４】
支持部５５は、基板保持台４４ａ，４４ｂを構成する材料よりも熱伝導率が低く、且つ高温でも熱変形しにくい材料（例えばステンレス（ＳＵＳ）等）で構成されている。これにより、基板保持台４４ａ，４４ｂから支持部５５へ熱が逃げることを低減し、基板２２をより均一に加熱することができる。すなわち、加熱効率を上昇させることができ、基板処理の面内均一性がより向上する。
【００３５】
支持部５５は、フランジ５３ａ，５３ｂの底面に沿ったリング形状に形成されている。これにより、支持部５５が吸収する加熱部４５ａ，４５ｂからの熱を最小限にすることができ、基板２２の加熱効率の低下を低減できる。また、支持部５５と後述する支柱４９との間に、処理ガス等が溜まることを防止できる。なお、支持部５５は一体型構造であるとよいが、２〜３分割の構造であってもよい。
【００３６】
支持部５５には、後述する支柱４９が挿入される挿入孔５５ａが設けられている。そして、支柱４９の上端が挿入孔５５ａに下方から挿入されることで、支持部５５が支持されるように構成されている。
【００３７】
（支柱）
基板保持台４４ａ，４４ｂには、支持部５５を介してフランジ５３ａ，５３ｂを下方から支持する複数の支柱４９が設けられている。支柱４９はそれぞれ、処理容器４７に固定されている。支柱４９が、ヒータ４５ａ，４５ｂの下部ではなく、フランジ５３ａ，５３ｂを支持することで、局所的な熱逃げを防止でき、基板処理の面内均一性をより向上させることができる。更には、再現性の高い基板処理を行うことができる。
【００３８】
また、支柱４９は、支柱４９の上端より下の部分の径が、支柱４９の上端の径よりも大きくなるように形成されている。これにより、支柱４９には、挿入孔５５ａに挿入される挿入部４９ｂと、支持部５５で止まるつば部（段差）４９ａとが形成される。すなわち、支柱４９のつば部４９ａによって、支持部５５がより確実に支持できるように構成されている。また、支柱４９の挿入部４９ｂの側壁は、挿入孔５５ａに挿入された状態で、挿入孔５５ａの内壁と接触するように構成されている。これにより、支柱４９が傾くこと等を防ぐことができ、基板保持面４１ａ，４１ｂが傾くことを低減することができる。従って、基板処理の面内均一性を向上させることができる。更には、再現性の高い基板処理が行うことができる。
【００３９】
基板保持台４４ａ，４４ｂの外側には、排気孔が形成されている。すなわち、基板保持台４４ａ，４４ｂのフランジ５３ａ，５３ｂの上面又はフランジ５３ａ，５３ｂの外側には、それぞれの周囲を囲むように整流板としての排気バッフルリング５４ａ，５４ｂが配置されている。排気バッフルリング５４ａ，５４ｂは厚さ２〜５ｍｍ程度の板状のリング型であり、メンテナンス性を考慮し、通常２〜３分割の構造となっている。
【００４０】
排気バッフルリング５４ａ，５４ｂの外周部には、反応室５０内のガスを排気する排気孔としての多数の孔部５６が設けられている。すなわち、基板保持台４４ａ，４４ｂの外周から所望の距離をあけて、それぞれ均等に囲むようにリング状に排気孔群が形成されている。孔部５６と基板保持台４４ａ，４４ｂとの間に一定の距離があると、排気流れがスムーズにすることができ、排気効率が向上する。また、孔部５６は、後述する基板搬送装置としてのロボットアーム６４が後述する格納空間に格納されたときに、ロボットアーム６４の弧状部７０よりも外側の位置に、リング状に形成されている。これにより、反応室５０内の排気効率がより向上する。また、孔部５６は、基板保持台４４ａ，４４ｂに近い側の孔部５６ほど孔径を大きくしてもよく、これにより排気効率がより向上する。さらに、孔部５６は、基板保持台４４ａ，４４ｂの中心に向かって２つ並べて形成してもよい。
【００４１】
処理容器４７（蓋体４３）の天井部には、第２の加熱部としてのランプハウス６７ａ，６７ｂが設けられている。ランプハウス６７ａ，６７ｂは、第１の加熱部としてのヒータ４５ａ，４５ｂとは実質的に反対側から、基板２２を加熱するように構成されている。すなわち、第１の基板保持台４４ａの上方には、ランプハウス６７ａが設けられ、第２の基板保持台４４ｂの上方にはランプハウス６７ｂが設けられている。ランプハウス６７ａ，６７ｂにはそれぞれ、加熱源としてのランプ群５７ａ，５７ｂが設けられており、ランプ群５７ａ，５７ｂからそれぞれ放射される熱線は、基板保持台４４ａ，４４ｂのそれぞれの基板保持面４１ａ，４１ｂ上に照射されるように構成されている。
【００４２】
（基板搬送装置）
処理室１６ａ内の第１処理部５９と第２処理部６１との間、すなわち仕切部材４６には、基板搬送装置としてのロボットアーム６４が設けられている。ロボットアーム６４は、基板２２を処理室１６ａ内で搬送し、基板処理が行われている間、処理室１６ａ内で待機するように構成されている。すなわち、ロボットアーム６４は、上述した搬送室１２に設けられた真空ロボット３６のアーム４２によって処理室１６ａ内にされた、第１の処理部５９上にある２枚の未処理の基板２２のうちの１枚を、第２の処理部６１の第２の基板保持台４４ｂに搬送するように構成されている。また、ロボットアーム６４は、第２の基板保持台４４ｂから処理済みの基板２２を回収し、真空ロボット３６のアーム４２の上フィンガ３８ａ又は下フィンガ３８ｂ上へ搬送するように構成されている。
【００４３】
図３〜図５に示すように、ロボットアーム６４は、フレーム部６６と、軸部６８とを備える。フレーム部６６には、基板載置部として、基板２２の外径よりも大きな弧状部７０が、フレーム部６６と略水平となるように設けられている。すなわち、フレーム部６６は、上述した真空ロボット３６と基板２２の授受を行うため、円周方向に対し、開口部が設けられている。弧状部７０には、この弧状部７０から中心に向かってほぼ水平に延びる、例えば３つの突起部７２が所定の間隔で設けられている。ロボットアーム６４は、突起部７２を介して基板２２を支持することができるように構成されている。
【００４４】
軸部６８には、ロボットアーム６４の回転及び昇降を行う２軸の駆動ユニット（図示せず）が設けられている。すなわち、フレーム部６６は、軸部６８を回転軸として回転するように構成されているとともに、鉛直方向に昇降するように構成されている。軸部６８は、水冷された磁気シールにより、反応室５０が真空にされた場合の大気と遮断をするように構成されている。
【００４５】
ロボットアーム６４は、第１の基板保持台４４ａ及び第２の基板保持台４４ｂからの熱輻射により高温（例えば２５０℃程度）になるため、例えばアルミナセラミックス（純度９９．６％以上）で形成するとよい。このように、金属部品に比べて熱膨張係数の小さい、例えばアルミナセラミックス（純度９９．６％以上）で形成することで、熱変形による撓み等による搬送信頼性の低下を防止することができる。ただし、ロボットアーム６４のフレーム部６６基部には、高さ位置・水平レベル調整のため、金属部品を使用する。
【００４６】
ロボットアーム６４は、弧状部７０が第１の処理部５９の上方に位置するときに、フレーム部６６の開口部が、搬送室１２と処理室１６ａとの間に設けられたゲートバルブ７８と向かい合うように配置される。これにより、ロボットアーム６４は、回転軸である軸部６８が回転し、昇降することで、搬送室１２の真空ロボット３６によって処理室１６ａ内に搬送された２枚の基板２２のうち１枚の基板２２を、第１の処理部５９の第１の基板保持台４４ａ上方から、第２の処理部６１の第２の基板保持台４４ｂに搬送して載置することができる。なお、ロボットアーム６４は、反応室５０内の空間を完全に分離することがないように、反応室５０内に配置されている。
【００４７】
上述したように、ロボットアーム６４は、基板処理が行われている間、処理室１６ａ内で待機するように構成されている。このため、基板処理が行われている間、ロボットアーム６４は、処理室１６ａ内のガス流れを阻害しない場所へと移動させる必要がある。
【００４８】
具体的には、ロボットアーム６４は、排気孔としての孔部５６と第２の基板保持台４４ｂの上端部とを結んだ最短線と、フランジ５３ｂの上面とにより形成される格納空間に、基板処理が行われている間、格納される。これにより、ロボットアーム６４によって、処理ガスや排気ガス等のガス流れが阻害されることを低減できる。従って、第２の基板保持面４１ｂ上に保持された基板２２に処理ガスを面内均一となるように供給することができ、また反応室５０（特に第２の処理部６１）内の雰囲気が均一となるようにガスを排気することができる。この結果、基板処理の面内均一性をより向上させることができる。
【００４９】
（ガス供給部）
図３に示すように、処理室１６ａの上部には、処理室１６ａ内へ処理ガスを供給するガス供給部が設けられている。すなわち第１の処理部５９へ処理ガスを供給する第１のガス供給部５１ａと、第２の処理部６１へ処理ガスを供給する第２のガス供給部５１ｂとが設けられている。
【００５０】
処理容器４７を構成する蓋体４３には、ガス供給口６３ａ，６３ｂが設けられている。蓋体４３のガス供給口６３ａ，６３ｂにはそれぞれ、第１のガス供給管６５ａ，第２のガス供給管６５ｂの下流端が気密に接続されている。
【００５１】
ガス供給管６５ａ，６５ｂにはそれぞれ、上流側から順に、処理ガスとしての窒素含有ガスであるＮ２ガスを供給する窒素ガス供給源（図示せず）、流量制御装置としてのマスフローコントローラ（図示せず）及び開閉弁であるバルブ（図示せず）が設けられている。
【００５２】
マスフローコントローラ及びバルブには、後述するコントローラ７７が電気的に接続されている。コントローラ７７は、処理室１６ａ内に供給するガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ及びバルブの開閉を制御するように構成されている。このように、マスフローコントローラにより流量制御しながら、ガス供給管６５ａ，６５ｂ及びガス供給口６３ａ，６３ｂを介して、処理室１６ａ内に処理ガスであるＮ２ガスを自在に供給できるように構成されている。なお、窒素ガス供給源、マスフローコントローラ及びバルブは、ガス供給部５１ａ，５１ｂでそれぞれ独立したものであってもよく、共有のものであってもよい。
【００５３】
主に、ガス供給管６５ａ，６５ｂ、窒素ガス供給源、マスフローコントローラ及びバルブにより、本実施形態に係るガス供給部５１ａ，５１ｂがそれぞれ構成されている。
【００５４】
（排気部）
排気バッフルリング５４ａ，５４ｂの下方にはそれぞれ、処理容器４７（下側容器４８）と基板保持台４４ａ，４４ｂとによりそれぞれ形成される第１の排気口５８が設けられている。処理容器４７（下側容器４８）の基板支持台４４ａ，４４ｂより下方には、中板が設けられている。中板には、処理室１６ａ（すなわち第１の処理部５９及び第２の処理部６１）から処理ガス等を排気する第２の排気口６０が設けられている。また。処理容器４７（下側容器４８）の底面には、第２の排気口６０から排気された処理ガス等を排気する第３の排気口６２が設けられている。ガス排気口６２には、ガスを排気するガス排気管（図示せず）の上流端が接続されている。ガス排気管には、上流側から順に、圧力調整器であるＡＰＣバルブ（図示せず）、開閉弁であるバルブ（図示せず）、排気装置であるポンプ（図示せず）が設けられている。また、ガス排気管には、圧力センサ（図示せず）が設けられている。
【００５５】
ＡＰＣバルブ、バルブ、ポンプ及び圧力センサには、後述するコントローラ７７が電気的に接続されている。ポンプを作動させ、バルブを開けることにより、処理室１６ａ（すなわち第１の処理部５９及び第２の処理部６１）内を排気可能なように構成されている。すなわち、ガス供給部５１ａ，５１ｂから供給された処理ガスは、反応室５０内の基板保持台４４ａ，４４ｂの基板保持面４１ａ，４１ｂに保持されている基板２２に沿って流れ、排気バッフルリング５４ａ，５４ｂの孔部５６、第１の排気口５８、第２の排気口６０及び第３の排気口６２を介して処理室１６ａから排出される。
【００５６】
また、圧力センサにより検出された圧力情報に基づいて、ＡＰＣバルブの開度を調整することにより、処理室１６ａ（反応室５０）内の圧力値を、例えば０．１Ｐａ程度までの真空にできるように構成されている。
【００５７】
主に、第１〜第３のガス排気口、ガス排気管、ＡＰＣバルブ、バルブ、ポンプにより、本実施形態に係る排気部が構成されている。
【００５８】
（制御部）
制御部としてのコントローラ７７は、マスフローコントローラ、バルブ、圧力センサ、ＡＰＣバルブ、ポンプ、ヒータ、温度センサ、回転機構、昇降機構等に接続されている。コントローラ７７により、マスフローコントローラによる各種ガスの流量調整動作、バルブの開閉動作、ＡＰＣバルブの開閉及び圧力センサに基づく圧力調整動作、温度センサに基づくヒータ４５ａ，４５ｂの温度調整動作、ポンプの起動・停止、回転機構の回転速度調節動作、昇降機構の昇降動作等の制御等が行われる。
【００５９】
（３）基板処理工程
次に、上述の基板処理装置１０の処理室１６ａを用いて、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、ウエハ等の基板２２に窒化処理を行う工程例について、主に図８〜図１０を用いて説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作はコントローラ７７により制御される。
【００６０】
図８〜図１０は、本実施形態に係る基板処理工程の一工程を示す概略図である。具体的には、図８は、搬送室１２から処理室１６ａへ基板２２を搬送する工程での処理室１６ａの状態を示す概略図であり、図９は、ロボットアーム６４が基板２２を第２の基板保持台４４ｂへ搬送する工程での処理室１６ａの状態を示す概略図であり、図１０は、ロボットアーム６４が格納空間に格納された状態を示す概略図である。なお、図８〜図１０では、ロボットアーム６４等の動作を明確にするために、基板２２は図示していない。
【００６１】
（基板搬入工程）
まず、ゲートバルブ７８を開き、図８に示すように、真空ロボット３６を、フィンガ対４０の上フィンガ３８ａ及び下フィンガ３８ｂに載置された２枚の基板２２を同時搬送しながら、処理室１６ａ内に移動させる。これにより、それぞれの基板２２が、搬送室１２からゲートバルブ７８を介して処理室１６ａ（反応室５０）内に搬入される。そして、真空ロボット３６は、フィンガ対４０が、第１の基板保持台４４ａの上方に来たときに停止する。この時、ロボットアーム６４は、フレーム部６６が第１の基板保持台４４ａの上方で、２枚の基板２２の間、すなわち真空ロボット３６のフィンガ対４０の上フィンガ３８ａと下フィンガ３８ｂとの間に位置するように待機している。
【００６２】
（基板保持工程）
そして、真空ロボット３６のフィンガ対４０が停止した状態で、第１の基板保持台４４ａを貫通している３つの基板保持ピン７４を上昇させる。この結果、基板保持ピン７４が第１の基板保持台４４ａの第１の基板保持面４１ａよりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。そして、真空ロボット３６の上フィンガ３８ａと下フィンガ３８ｂとの間に待機しているロボットアーム６４が、上フィンガ３８ａの真下に位置するように、上方に移動する。
【００６３】
その後、下フィンガ３８ｂに載置されていた基板２２を、第１の基板保持台４４ａを貫通している３つの基板保持ピン７４上に移載し、上フィンガ３８ａに載置されていた基板２２を、ロボットアーム６４のフレーム部６６（突起部７２）上に移載する。２枚の基板２２を第１の基板保持台４４ａ及びロボットアーム６４に移載した後、真空ロボット３６のフィンガ対４０は、搬送室１２に戻される。
【００６４】
そして、第１の基板保持台４４ａを貫通している３つの基板保持ピン７４を下降させることで、下フィンガ３８ｂが搬送した基板２２は、第１の基板保持面４１ａ上に移載されて保持される。
【００６５】
また、図９に示すように、ロボットアーム６４は、軸部６８が回転することにより、フレーム部６６の弧状部７０（突起部７２）が第２の基板保持台４４ｂの上方に移動する。そして、第２の基板保持台４４ｂを貫通している３つの基板保持ピン７４を上昇させ、基板保持ピン７４が、第２の基板保持面４１ｂよりも所定の高さ分だけ突出した状態とする。そして、ロボットアーム６４の突起部７２に載置されていた基板２２を、第２の基板保持台４４ｂを貫通している３つの基板保持ピン７４上に移載し、第２の基板保持台４４ｂを貫通している基板保持ピン７４を下降させる。これにより、ロボットアーム６４により第２の基板保持台４４ｂに移載された基板２２は、第２の基板保持面４１ｂ上に移載されて保持される。
【００６６】
第２の基板保持面４１ｂ上への基板２２の保持が終了したら、図１０に示すように、軸部６８を降下させることで、ロボットアーム６４を下降させる。具体的には、フレーム部６６に設けられた突起部７２がそれぞれ、第２の基板保持台４４ｂに設けられた溝部７６に沿わせつつ、ロボットアーム６４を第２の基板保持面４１ｂよりも下方に移動させる。このとき、ロボットアーム６４が、上述した格納空間に格納されるように、ロボットアーム６４を下降させるとよい。これにより、後述する窒化処理工程を実施している間、ロボットアーム６４を処理室１６ａ（反応室５０）内で待機させても、ガス供給部５１ａ，５１ｂから供給される処理ガス、特に第２の処理部６１の上方から下方へ流れる処理ガス等のガス流れが阻害されることがなく、基板２２を面内均一となるように処理できる。
【００６７】
（昇温・圧力調整工程）
続いて、基板保持台４４ａ，４４ｂに内包されたヒータ４５ａ，４５ｂ、及びランプハウス６７ａ，６７ｂのランプ群５７ａ、５７ｂにそれぞれ電力を供給し、基板保持台４４ａ，４４ｂの各基板保持面４１ａ，４１ｂに保持された基板２２表面が所望の温度（例えば４５０℃）となるように加熱する。この際、ヒータ４５ａ，４５ｂ及びランプ群５７ａ，５７ｂの温度は、温度センサ（図示せず）により検出された温度情報に基づいてヒータ４５ａ，４５ｂ及びランプ群５７ａ，５７ｂへの供給電力を制御することによって調整される。
【００６８】
また、反応室５０内が所望の圧力（例えば０．１Ｐａ〜３００Ｐａ）となるように、反応室５０内をポンプ（図示せず）によって真空排気する。この際、反応室５０内の圧力は圧力センサ（図示せず）で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ（図示せず）の開度をフィードバック制御する。
【００６９】
（基板処理工程）
基板２２の加熱処理と並行して、処理室１６ａ内に処理ガスであるＮ２ガスを供給する。具体的には、ガス供給部５１ａ，５１ｂのバルブ（図示せず）を開け、処理ガスをガス供給管６５ａ，６５ｂから、第１の処理部５９及び第２の処理部６１へそれぞれ供給する。このとき、処理ガスの流量が所望の流量となるように、マスフローコントローラ（図示せず）を調整する。本実施例では、処理ガスとして窒素（Ｎ２）ガスを例として説明したが、それに限るものではなく、アッシング処理であれば酸素含有ガス、加熱処理であれば不活性ガス等を用いれば良い。このように、供給された処理ガスの雰囲気にて、基板２２が加熱されることで、所定の処理がなされる。
【００７０】
所定時間が経過して、所望の処理が終了したら、ガス供給部５１ａ，５１ｂのバルブを閉じ、処理室１６ａ（第１の処理部５９及び第２の処理部６１）内へのＮ２ガスの供給を停止する。
【００７１】
（大気圧復帰・基板搬出工程）
所定の処理が終了したら、ヒータ４５ａ，４５ｂ及びランプ群５７ａ，５７ｂへの電力供給を停止して処理室１６ａ内を降温させると共に、排気部のＡＰＣバルブ（図示せず）の開度を調整して処理室１６ａ内の圧力を大気圧に復帰させる。そして、上述した基板搬入工程及び基板保持工程に示した手順とは逆の手順により、処理済みの２枚の基板２２を反応室５０（処理室１６ａ）内から搬送室１２へ搬送する。すなわち、ロボットアーム６４及び真空ロボット３６のフィンガ対４０が、図８から図１０を用いて説明した動作を逆の順序で行うことで、処理済みの２枚の基板２２を処理室１６ａ内から搬出する。そして、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
【００７２】
（４）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【００７３】
（ａ）本実施形態によれば、処理室１６ａ内に、基板２２を基板保持面４１ａ，４１ｂで保持し、側面に沿って設けられるフランジ５３ａ，５３ｂを備える基板保持台４４ａ，４４ｂが設けられている。そして、基板保持台４４ａ，４４ｂには、基板２２を加熱する加熱部４５ａ，４５ｂが内包されている。そして、フランジ５３ａ，５３ｂを下方から支持する複数の支柱４９が設けられ、基板保持台４４ａ，４４ｂと複数の支柱４９との間に、支持部５５が設けられている。これにより、基板処理の面内均一性を向上させることができるとともに、高い再現性を有する基板処理を行うことができる。
【００７４】
すなわち、支持部５５を設けることで、加熱部４５ａ，４５ｂにより基板保持台４４ａ、４４ｂが加熱された場合であっても、基板保持台４４ａ，４４ｂが撓んだりして変形することを防止できる。基板保持台４４ａ，４４ｂのうち、特に厚さが薄いフランジ５３ａ，５３ｂの変形を防止できる。これにより、基板保持台４４ａ，４４ｂの変形による基板保持面４１ａ，４１ｂが傾くことを防止し、基板２２に面内均一となるように処理ガスを供給でき、基板処理の面内均一性を向上させることができる。さらに、再現性の高い基板処理を行うことができる。
【００７５】
また、基板保持台４４ａ，４４ｂが変形することによる支柱４９の破損を防止できる。具体的には、基板保持台４４ａ，４４ｂが変形することで、基板保持台４４ａ，４４ｂと支柱４９との間の接続箇所において支柱４９が破損することを防止できる。これにより、基板保持面４１ａ，４１ｂの傾くことをより防止でき、基板処理の面内均一性をより向上させることができる。
【００７６】
また、支柱４９が、支持部５５を介してフランジ５３ａ，５３ｂの下方から基板保持台４４ａ，４４ｂを支持することで、加熱部４５ａ，４５ｂからの熱が支柱４９に伝導し、局所的な熱逃げが発生することを防止できる。従って、基板２２の温度がより面内均一となるように加熱でき、基板処理の面内均一性がより向上する。
【００７７】
また、基板保持台４４ａ，４４ｂの変形を防止することで、基板保持台４４ａ，４４ｂと例えば基板保持ピン７４等の基板保持台４４ａ，４４ｂの周囲の部品との接触を防止でき、これにより、基板２２の搬送が阻害されることを低減できる。また、基板保持台４４ａ，４４ｂと周囲の部品との接触によるパーティクルの発生を低減できる。
【００７８】
（ｂ）本実施形態では、支持部５５が、基板保持台４４ａ，４４ｂよりも熱伝導率が低く、熱変形しにくい材料で構成されている。これにより、基板処理の面内均一性をより向上させることができる。すなわち、基板保持台４４ａ，４４ｂから支持部５５へ熱が逃げることを低減し、基板２２の加熱効率をより上昇させることができ、基板２２をより均一に加熱することができる。
【００７９】
（ｃ）本実施形態では、基板保持台４４ａ，４４ｂがアルミニウムで構成されている。これにより、ヒータ４５ａ，４５ｂからの熱を基板２２に効率よく、均一に伝達させることができ、本発明の効果がより得られやすくなる。
【００８０】
（ｄ）本実施形態では、支持部５５は、フランジ５３ａ，５３ｂの底面に沿ったリング形状である。これにより、支持部５５が吸収する加熱部４５ａ，４５ｂからの熱を最小限にして、基板２２の加熱効率の低下を低減し、基板処理の面内均一性を向上させることができる。また、支持部５５と支柱４９との間に、処理ガス等が溜まることを防止できる。
【００８１】
（ｅ）本実施形態では、支持部５５には、挿入孔５５ａが形成されており、支柱４９の上端が、挿入孔５５ａに下方から挿入されるように構成されている。そして、支柱４９の上端より下の部分の径が、支柱４９の上端の径よりも大きくなるように形成することで、挿入孔５５ａに挿入される挿入部４９ｂと、支持部５５で止まるつば部４９ａとを形成している。そして、支柱４９の挿入部４９ｂの側壁は、支持部５５に形成された挿入孔５５ａに挿入された状態で、挿入孔５５ａの内壁と接触させている。これにより、これにより、支柱４９が傾くこと等をより低減でき、基板処理の面内均一性をより向上させることができる。
【００８２】
以下、参考までに、従来の基板処理装置について、図１１〜図１３を用いて説明する。
【００８３】
図１１に示すように、従来の基板処理装置が備える基板保持台２４４では、支柱２７４が、基板保持台２４４に内包された加熱部２７５の下方に設けられる場合があった。このような基板保持台２４４の基板保持面上にウエハ等の基板２０８を保持して、加熱部２７５により基板２０８を加熱した場合、図１１中に矢印で示すように、加熱部２７５からの熱が支柱２７４に伝導し、局所的な熱逃げが発生する場合があった。このため、基板処理時において、下方に支柱２７４が設けられている基板２０８の部分は、下方に支柱２７４が設けられていない基板２０８の部分と比較すると、温度が低くなる場合があり、基板２０８の温度が面内均一となるように加熱することができない場合があった。また、支柱２７４が加熱されることで、支柱２７４が変形する場合があった。これにより、基板保持台２４４が傾き、基板保持面上に保持された基板２０８に面内均一となるように処理ガスを供給することができない場合があった。これらの結果、基板処理の面内均一性が低下してしまう場合があった。
【００８４】
そこで、図１２及び図１３に示すように、側面にフランジ２４５が設けられた基板保持台２４４を備え、支柱２９４がフランジ２４５を下方から支持することで、基板保持台２４４を支持する基板処理装置がある。なお、図１２は、従来の基板処理装置の概要を示す縦断面図である。図１３は、従来の基板処理装置が備える基板保持台の概要を示す図であり、（ａ）は、基板保持台の縦断面図を示し、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図を示す。
【００８５】
図１２に示すように、反応管２５４の上部に、処理ガスを導入するためのガス供給口２５５が設けられている。反応管２５４は、例えば石英等により構成され、円筒状に形成されている。反応管２５４の周囲には、処理ガス中に放電を起こさせ、プラズマを発生させるための高周波コイル２５６が設けられている。高周波コイル２５６には、高周波電力を供給する高周波電源（図示せず）が接続され、高周波電源により高周波コイル２５６にプラズマ発生用の高周波電流が印加されるようになっている。
【００８６】
反応管２５４の下部に、基板２０８上に所定の処理を施す処理室（プロセスチャンバ）２３７が設けられている。すなわち、反応管２５４は、処理室２３７に気密に立設されている。処理室２３７は、金属製の気密容器である。
【００８７】
処理室２３７の底面には、基板保持面に基板２０８を保持する基板保持台（サセプタテーブル）２４４が設けられている。基板保持台２４４には、側面にフランジ２４５（図１３参照）が設けられている。そして、複数（例えば４本）の支柱２７４がフランジ２４５を下方から支持することで、基板保持台２４４が支持されている。基板保持台２４４は、基板２０８を加熱する加熱部（ヒータ）２７５を備えている。基板保持台２４４はアルミニウムにより構成されている。アルミニウムは熱伝導性が高いため、加熱部２７５で発生した熱を効率よく基板２０８に伝える。
【００８８】
基板保持台２４４の下方には、排気板２７７が配設され、排気板２７７はガイドシャフト２７８を介して底基板２７９に支持されている。底基板２７９は、処理室２３７の下面に気密に設けられている。
【００８９】
昇降基板２８１が、ガイドシャフト２７８をガイドとして昇降自在に設けられる。昇降基板２８１には、少なくとも３本の基板保持ピン２５２が立設されている。基板保持ピン２５２は基板保持台２４４を遊貫している。基板保持ピン２５２の上端に基板２０８が載置され、基板保持ピン２５２の昇降によって、基板２０８を基板保持台２４４に載置し、或は基板保持台２４４から持上げるようになっている。
【００９０】
このような基板処理装置は、支柱が加熱部からの熱を吸収することによる、局所的な熱逃げを防止でき、基板の温度を面内均一にすることはできるものの、やはり基板処理の面内均一性が低下してしまう場合があった。すなわち、このような基板処理装置を用いて基板処理が行われる時、基板保持台２４４に設けられた加熱部２７５によって、基板２０８が加熱されるが、その際、上述したようにアルミニウムにより構成された基板保持台２４４も加熱される。アルミニウムは、上述したように、熱伝導性が高いという性質を有する一方で、高温状態では強度が弱く、変形しやすいという性質を有する。このため、アルミニウムにより構成された基板保持台２４４が加熱されると、図１３（ａ）に点線で示すように、例えば基板保持台２４４が撓んで変形することがあった。特に、フランジ２４５の厚さは、基板保持台２４４の他の部分の厚さと比べて薄いので、より変形しやすい。このような基板保持台２４４及びフランジ２４５の変形の発生は、より高温状態で処理する場合に顕著となる。また、基板保持台２４４（フランジ２４５）が変形することにより、図１３（ｂ）に示すように、支柱２７４と基板保持台２４４との間の接続箇所２７６において、支柱２７４が破損することがあった。このように、基板保持台２４４やフランジ２４５が変形したり、支柱２７４が破損したりすると、基板保持面が傾くことがある。従って、基板保持台２４４の基板保持面に保持された基板２０８に、処理ガスを面内均一となるように供給することができず、基板処理の面内均一性が低下することがあった。
【００９１】
また、加熱部２７５によって基板保持台２４４が加熱されることで、熱伝導により支柱２７４も加熱され、支柱２７４が変形することがあった。支柱２７４が変形することで、基板保持台２４４が傾き、基板２０８とガス供給口２５５との間の距離が変化することがある。この場合、基板２０８に面内均一となるように処理ガスを供給することができず、基板処理の面内均一性が低くなってしまうことがある。
【００９２】
更には、基板保持台２４４が傾くと、基板保持台２４４と周囲の部品（例えば基板保持ピン２５２等）とが接触するため、基板２０８の搬送に支障が起きる場合がある。また、基板保持台２４４と周囲の部品との接触によって、パーティクルが発生する場合があり、基板処理においても悪影響が起こる場合がある。すなわち、安定した基板処理を行うことができない場合がある。
【００９３】
これに対し、本実施形態によれば、処理室１６ａ内に、基板２２を基板保持面４１ａ，４１ｂで保持し、側面にフランジ５３ａ，５３ｂを備える基板保持台４４ａ，４４ｂが設けられている。そして、基板保持台４４ａ，４４ｂには、基板２２を加熱する加熱部４５ａ，４５ｂが内包されている。そして、フランジ５３ａ，５３ｂを下方から支持する複数の支柱４９が設けられ、基板保持台４４ａ，４４ｂと複数の支柱４９との間に、支持部５５が設けられている。このため、上述の課題を効果的に解決することができ、基板処理の面内均一性を向上させることができるとともに、安定した再現性を有する基板処理を行うことができる。
【００９４】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施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変更可能である。
【００９５】
上述した実施形態では、フランジ５３ａ，５３ｂを基板保持台４４ａ，４４ｂと一体成型したが、例えば基板保持台は、例えば基板保持部とフランジ部とを備えていてもよい。
【００９６】
また、例えば、支持部５５の径を、基板保持台４４ａ，４４ｂの底面の径よりも大きくすることで、フランジ５３ａ，５３ｂを支持部５５により形成しても良い。
【００９７】
また、上述した実施形態では、排気孔としての孔部５６が設けられた整流板としてのバッフルリング５４をフランジ５３ａ，５３ｂの上面に設けたが、孔部５６は、フランジ５３ａ，５３ｂの外周に沿って設けてもよい。
【００９８】
また、上述した実施形態では、処理室１６ａ内に基板保持台４４が２台設けられている場合について説明したが、処理室１６ａ内に設けられる基板保持台は、１台であってもよく、又は３台以上であってもよい。
【００９９】
上述した実施形態では、処理室１６ａ内に窒素ガスを供給して、基板２２に所定の窒化処理を施したが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば励起させた酸素（Ｏ２）ガスを供給してアッシング処理を行ってもよく、不活性ガスを供給してアニール処理等を行ってもよい。
【０１００】
＜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。
【０１０１】
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内に設けられ、前記基板を基板保持面で保持し、側面にフランジを備える基板保持台と、
前記基板保持台に内包され、前記基板を加熱する加熱部と、
前記フランジを下方から支持する複数の支柱と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、を備え、
前記基板保持台と複数の前記支柱との間に、支持部が設けられる基板処理装置が提供される。
【０１０２】
好ましくは、
前記支持部は、前記基板保持台よりも熱伝導率が低く、熱変形しにくい材料で構成されている。
【０１０３】
また好ましくは、
前記基板保持台はアルミニウムで形成されている。
【０１０４】
また好ましくは、
前記支持部は、前記フランジの底面に沿ったリング形状である。
【０１０５】
また好ましくは、
前記支持部には、挿入孔が形成されており、
前記支柱の上端が、前記挿入孔に下方から挿入される。
【０１０６】
また好ましくは、
前記支柱の上端より下の部分の径が、前記支柱の上端の径よりも大きくなるように形成することで、前記挿入孔に挿入される挿入部と、前記支持部で止まるつば部とが形成されている
【０１０７】
また好ましくは、
前記挿入部の側壁は、前記挿入孔に挿入された状態で、前記挿入孔の内壁と接触する。
【０１０８】
また好ましくは、
前記フランジの少なくとも前記挿入孔と接する位置には、ガス抜き孔が設けられている。
【０１０９】
また好ましくは、
前記支持部は、一体型構造である。
【０１１０】
また好ましくは、
前記基板処理装置は、
前記処理室内に設けられ、前記基板を前記処理室内で搬送し、前記基板が処理されている間、前記処理室内で待機するように構成された基板搬送装置を備え、
前記フランジの表面が、前記基板保持面の高さ位置よりも低くなるように形成されており、
前記基板保持面の外側には、１つ又は複数の排気孔が形成されており、
前記排気孔と前記基板保持台の上端部とを結んだ線と、前記フランジの上面とにより、前記基板搬送装置の格納空間が形成され、
前記基板搬送装置は、前記基板が処理されている間、前記格納空間に格納される。
【０１１１】
また好ましくは、
１つ又は複数の前記排気孔は、整流板に形成され、
前記整流板は、前記フランジの上面又は前記フランジの外側に配置される。
【０１１２】
本発明の他の態様によれば、
基板を基板保持面で保持し、側面にフランジを備える基板保持台と、
前記基板保持台に内包され、前記基板を加熱する加熱部と、
前記フランジを下方から支持する複数の支柱と、を備え、
前記基板保持台と複数の前記支柱との間に、支持部が設けられる基板支持具が提供される。
【０１１３】
本発明のさらに他の態様によれば、
処理室内に基板を搬入する工程と、
前記処理室内に設けられ、前記基板を基板保持面で保持し、側面にフランジを備える基板保持台と、前記基板保持台に内包された加熱部と、前記フランジを下方から支持する複数の支柱と、前記基板保持台と複数の前記支柱との間に、少なくとも前記フランジを支持する支持部と、を備える基板保持具の、前記基板保持面上に前記基板を保持する工程と、
前記基板保持面に前記基板を保持した状態で、排気部により前記処理室内を排気しつつ、前記加熱部により前記基板を加熱し、ガス供給部により前記処理室内に処理ガスを供給して前記基板を処理する工程と、
処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１１４】
１０    基板処理装置
１２    搬送室
１４ａ，１４ｂ    ロードロック室
１６ａ，１６ｂ    処理室
２０    大気搬送室
２２    基板
３６    真空ロボット
３８ａ    上フィンガ
３８ｂ    下フィンガ
４０    フィンガー対
４２    アーム
４４ａ，４４ｂ    基板保持台
４５ａ，４５ｂ    ヒータ（加熱部）
４６    仕切部材
５０    反応室
５１ａ，５１ｂ    ガス供給部
５４ａ，５４ｂ    排気バッフルリング
５５    支持部
５６    孔部
５８    第１の排気口
６０    第２の排気口
６２    第３の排気口
６４    ロボットアーム
６６    フレーム部
６８    軸部
７０    弧状部
７２    突起部
７４    基板保持ピン
７６    溝部
【図１】
2012099064.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2012099064.tif 000012
【図１１】
2012099064.tif 000013
【図１２】
2012099064.tif 000014
【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年1月17日(2014.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内に設けられ、前記基板を基板保持面で保持し、側面にフランジを備える基板保持台と、
前記基板保持台に内包され、前記基板を加熱する加熱部と、
前記フランジを下方から支持する複数の支柱と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、を備え、
前記基板保持台と複数の前記支柱との間に、支持部を有し、
前記支持部には、前記支柱の上端が下方から挿入される挿入孔が形成されており、
前記支柱の上端よりも下の部分の径が前記支柱の上端の径よりも大きくなるように形成されることで、前記支柱には、前記挿入孔内に挿入される挿入部、および、前記支持部で止まるつば部がそれぞれ形成されている基板処理装置。
【請求項２】
前記支持部は、前記基板保持台よりも熱伝導率が低い材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記挿入部の側壁は、前記挿入孔内に挿入された状態で前記挿入孔の内壁と接触するように構成されている請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記フランジの上面又は外側に、多数の孔部が形成された排気バッフルリングを有する請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記基板処理装置は、
前記処理室内に設けられ、前記基板を前記処理室内で搬送し、前記基板が処理されている間、前記処理室内で待機するように構成された基板搬送装置を備え、
前記フランジの表面が、前記基板保持面の高さ位置よりも低くなるように形成されており、
前記基板保持面の外側には、１つ又は複数の排気孔が形成されており、前記排気孔と前記基板保持台の上端部とを結んだ線と、前記フランジの上面とにより前記基板搬送装置の格納空間が形成され、
前記基板搬送装置は、前記基板が処理されている間、前記格納空間に格納されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
基板を基板保持面で保持し、側面にフランジを備える基板保持台と、
前記基板保持台に内包され、前記基板を加熱する加熱部と、
前記フランジを下方から支持する複数の支柱と、を備え、
前記基板保持台と複数の前記支柱との間に、支持部を有し、
前記支持部には、前記支柱の上端が下方から挿入される挿入孔が形成されており、
前記支柱の上端よりも下の部分の径が前記支柱の上端の径よりも大きくなるように形成されることで、前記支柱には、前記挿入孔内に挿入される挿入部、および、前記支持部で止まるつば部がそれぞれ形成されている基板支持具。
【請求項７】
処理室内に基板を搬入する工程と、
前記処理室内に設けられ、前記基板を基板保持面で保持し、側面にフランジを備える基板保持台と、前記基板保持台に内包され、前記基板を加熱する加熱部と、前記フランジを下方から支持する複数の支柱と、前記基板保持台と複数の前記支柱との間に設けられ、前記支柱の上端が下方から挿入される挿入孔が形成された支持部と、前記支柱の上端よりも下の部分の径が前記支柱の上端の径よりも大きくなるように形成されることで前記支柱にそれぞれ形成された、前記挿入孔内に挿入される挿入部、および、前記支持部で止まるつば部と、を備える基板保持具の、前記基板保持面上に前記基板を保持する工程と、
前記基板保持面に前記基板を保持した状態で、排気部により前記処理室内を排気しつつ、前記加熱部により前記基板を加熱し、ガス供給部により前記処理室内に処理ガスを供給して前記基板を処理する工程と、
処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
半導体装置の製造方法。
【国際調査報告】
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