(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の基板を同時に処理可能なバッチ式基板処理装置であって、
前記複数枚の基板に対して基板処理空間を提供するチャンバと、
前記チャンバ内に積載される前記基板に対して、前記基板の積載方向に沿って一定間隔で前記チャンバ内で前記チャンバに固定されて配置された複数のヒータと、
前記チャンバ内の少なくとも一方の側に配置されたガス管ベースとを備え、
前記複数のヒータは、前記基板のそれぞれに対して、前記基板の上方で前記基板と離間して配置されるヒータ及び前記基板の下方で前記基板と離間して配置されるヒータを含み、
該ガス管ベースにガス供給管及びガス排気管が連結されていることを特徴とするバッチ式基板処理装置。
【請求項２】
複数枚の基板を同時に処理可能なバッチ式基板処理装置であって、
前記複数枚の基板に対して基板処理空間を提供するチャンバと、
前記チャンバ内に積載される前記基板に対して、前記基板の積載方向に沿って一定間隔で前記チャンバ内で前記チャンバに固定されて配置された複数のヒータと、
前記チャンバ内の両側にそれぞれ配置されたガス管ベースとを備え、
前記複数のヒータは、前記基板のそれぞれに対して、前記基板の上方で前記基板と離間して配置されるヒータ及び前記基板の下方で前記基板と離間して配置されるヒータを含み、
前記各ガス管ベースにガス供給管またはガス排気管が連結されていることを特徴とするバッチ式基板処理装置。
【請求項３】
前記複数枚の基板を搭載支持するボートをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッチ式基板処理装置。
【請求項４】
前記ガス管ベースに複数のガス供給管及びガス排気管が連結される場合、前記ガス供給管及び前記ガス排気管が交互に連結されることを特徴とする請求項１又は３に記載のバッチ式基板処理装置。
【請求項５】
前記ガス供給管及び前記ガス排気管に、複数のガス供給孔及びガス排気孔がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバッチ式基板処理装置。
【請求項６】
前記ガス供給孔及び前記ガス排気孔が、前記チャンバの内側を向き、積載された前記基板に対応するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のバッチ式基板処理装置。
【請求項７】
前記ガス管ベースが、
内部に空間が形成された本体と、
前記本体に連結されたガスポートと、
前記本体に形成され、前記ガス供給管または前記ガス排気管のうちの少なくとも一方が連結された連結孔とを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバッチ式基板処理装置。
【請求項８】
前記ガスポートが、前記ガス供給管に対応するガス供給ポートまたは前記ガス排気管に対応するガス排気ポートのいずれか一方であることを特徴とする請求項７に記載のバッチ式基板処理装置。
【請求項９】
前記ガス管ベースの前記本体の内部に、ガス拡散板がさらに設けられていることを特徴とする請求項７に記載のバッチ式基板処理装置。
【請求項１０】
前記ガス拡散板に、複数の拡散孔が形成されていることを特徴とする請求項９に記載のバッチ式基板処理装置。
【請求項１１】
前記ガス供給管が、表面に複数の噴射孔が形成されたガス噴射管を複数備え、
前記複数のガス噴射管がそれぞれ、前記基板に平行に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバッチ式基板処理装置。
【請求項１２】
前記複数のガス噴射管が、第１ガス噴射管、第２ガス噴射管及び第３ガス噴射管からなることを特徴とする請求項１１に記載のバッチ式基板処理装置。
【請求項１３】
前記ガス供給管に供給された基板処理ガスが、前記複数のガス噴射管のうち、最上部に配置された前記ガス噴射管から最も先に噴射されるようにしたことを特徴とする請求項１１に記載のバッチ式基板処理装置。
【請求項１４】
前記複数のガス噴射管のうち任意のガス噴射管における前記複数の噴射孔の直径が、前記ガス供給管内における基板処理ガスの進行方向に沿って次第に増大するようにしたことを特徴とする請求項１１に記載のバッチ式基板処理装置。
【請求項１５】
前記複数のガス噴射管のうち任意のガス噴射管における前記複数の噴射孔の直径が、該任意のガス噴射管において互いに同一であるが、該任意のガス噴射管より鉛直方向上側に配置された前記ガス噴射管の前記噴射孔の直径よりも大きくなるようにしたことを特徴とする請求項１１に記載のバッチ式基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッチ式基板処理装置に関し、より詳細には、複数枚の基板を同時に処理することができ、基板処理時に雰囲気組成ガスの供給及び排出をそれぞれ行うためのガス供給管及びガス排気管がチャンバの内部に互いに対向して配置され、チャンバ内に搬入された基板に対して基板処理ガスを均一に供給することができる、バッチ式基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平板ディスプレイの需要が急増していることに加えて、大画面ディスプレイが好まれる傾向が次第に強くなっていることから、平板ディスプレイ製造用の大面積基板処理装置への関心が高まっている。
【０００３】
平板ディスプレイを製造する際に使用される大面積基板処理装置は、蒸着装置と熱処理（またはアニール）装置とに大別することができる。蒸着装置は、平板ディスプレイの構成要素である透明導電層、絶縁層、金属層またはシリコン層を形成する工程で用いられる装置である。熱処理装置は、平板ディスプレイを構成する層を結晶化や相変化させるために熱処理するための装置である。
【０００４】
代表的な熱処理装置としては、液晶ディスプレイ用薄膜トランジスタを製造する際に、ガラス基板上に蒸着された非晶質シリコンをポリシリコンに結晶化させるシリコン結晶化装置がある。最近、このシリコン結晶化装置は、薄膜型太陽電池を製造する際に、光吸収層に相当するポリシリコン層を形成する場合にも多く用いられている。
【０００５】
通常、基板処理装置には、１枚の基板に対して熱処理を行うことができる枚葉式と、複数枚の基板に対して処理を同時に行うことができるバッチ式とがある。最近では、複数枚の基板を同時に熱処理可能なバッチ式が脚光を浴びている。
【０００６】
一方、最近、平板ディスプレイや太陽電池の大面積化及び生産性向上の面から、バッチ式基板処理装置は、複数の大面積基板（例えば、ガラス基板または石英基板）を収容できるほどに大面積化がなされている。
【０００７】
このようなバッチ式基板処理装置の大面積化に伴い、基板処理時に必要なソースガスまたは雰囲気ガスを基板処理装置内に円滑かつ均一に供給することが非常に重要である。すなわち、ソースガスまたは雰囲気ガスがバッチ式基板処理装置内に円滑かつ均一に供給されたときにのみ、複数の大面積基板全体にわたる基板処理膜の特性が均一に維持できるのである。
【０００８】
したがって、大面積基板の面積全体にわたって均一な基板処理が可能なバッチ式基板処理装置の開発が急務となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の従来技術の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、チャンバ内に、基板処理時に必要なガスを均一に供給することにより、チャンバ内に搬入されたすべての基板に対して均一な基板処理を可能にするバッチ式基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明は、複数枚の基板を同時に処理可能なバッチ式基板処理装置であって、複数枚の基板に対して基板処理空間を提供するチャンバと、複数枚の基板を搭載支持するボートと、基板の積載方向に沿って一定間隔で配置された複数のヒータと、チャンバ内の片側に配置されたガス管ベースとを備え、該ガス管ベースにガス供給管及びガス排気管が連結されていることを特徴とする基板処理装置を提供する。
【００１１】
本発明はまた、複数枚の基板を同時に基板処理可能なバッチ式基板処理装置であって、複数枚の基板に対して基板処理空間を提供するチャンバと、複数枚の基板を搭載支持するボートと、基板の積載方向に沿って一定間隔で配置された複数のヒータと、チャンバ内の両側にそれぞれ配置されたガス管ベースとを備え、各ガス管ベースにガス供給管またはガス排気管が連結されていることを特徴とする基板処理装置を提供する。
【００１２】
ガス管ベースに複数のガス供給管及びガス排気管が連結される場合、ガス供給管及びガス排気管は交互に連結され得る。
【００１３】
ガス供給管及びガス排気管には、それぞれ複数のガス供給孔及びガス排気孔が形成され得る。
【００１４】
ガス供給孔及びガス排気孔は、チャンバの内側を向き、ボートに搭載された基板に対応するように形成され得る。
【００１５】
ガス管ベースは、内部に空間が形成される本体と、本体に連結されたガスポートと、本体に形成され、ガス供給管またはガス排気管のうちの少なくとも一方が連結される連結孔とを備えることができる。
【００１６】
ガスポートは、ガス供給管に対応するガス供給ポートまたはガス排気管に対応するガス排気ポートのうちのいずれか一方であり得る。
【００１７】
ガス管ベースの本体の内部に、ガス拡散板をさらに設けることができる。
【００１８】
ガス拡散板には、複数の拡散孔が形成され得る。
【００１９】
ガス供給管は、表面に複数の噴射孔が形成された複数のガス噴射管を備え、複数のガス噴射管は、基板に平行に配置され得る。
【００２０】
複数のガス噴射管は、第１ガス噴射管と、第２ガス噴射管と、第３ガス噴射管とからなり得る。
【００２１】
ガス供給管に供給された基板処理ガスは、複数のガス噴射管のうち、最上部に配置されたガス噴射管から最も先に噴射され得る。
【００２２】
複数のガス噴射管のうち、任意のガス噴射管における複数の噴射孔の直径は、ガス供給管内における基板処理ガスの進行方向に沿って次第に増大するようにすることができる。
【００２３】
複数のガス噴射管のうち、任意のガス噴射管における複数の噴射孔の直径は、該任意のガス噴射管において互いに同一であるが、該任意のガス噴射管より上側に配置されたガス噴射管の噴射孔の直径よりも大きくなるようにすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、チャンバ内に、基板処理時に必要なガスを均一に供給することにより、チャンバ内に搬入されたすべての基板に対して均一な基板処理が行われるという効果を奏する。
【００２５】
また、本発明によれば、複数枚の基板に対して全体的に均一な基板処理を可能にすることにより、平板ディスプレイ及び太陽電池の生産性を向上させるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】バッチ式基板処理装置の構成を示す斜視図。
【図２】バッチ式熱処理装置の基板、主ヒータユニット、及び補助ヒータユニットの配置状態を示す斜視図。
【図３】バッチ式熱処理装置のボートの構成を示す斜視図。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図。
【図５】チャンバ内にガス供給管及びガス排気管が配置された状態を示す。
【図６】ガス供給管及びガス排気管がガス管ベースに連結された状態を示す斜視図。
【図７】ガス管ベースの内部にガス拡散板が設けられた状態を示す。
【図８】チャンバ内にガス供給管が配置された状態を示す斜視図。
【図９】図８のガス供給管がガス管ベースに連結された状態を示す断面斜視図。
【図１０】ガス供給ポートを介して供給されたガスが本体の内部に拡散する状態を示す。
【図１１】ガス供給ポートを介して供給されたガスが本体の内部に設けられたガス拡散板を介して拡散する状態を示す。
【図１２】バッチ式基板処理装置のガス供給管の構成を示す正面図。
【図１３】バッチ式基板処理装置のガス供給管の構成を示す斜視図。
【図１４】バッチ式基板処理装置のガス供給管の使用状態を示す。
【図１５】バッチ式基板処理装置のガス供給管の使用状態を示す。
【図１６】バッチ式基板処理装置のガス供給管の使用状態を示す。
【図１７】バッチ式基板処理装置のガス供給管の使用状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明の構成を詳細に説明する。
【００２８】
本発明に係るバッチ式基板処理装置は、内部に基板処理空間が提供されるチャンバと、基板を搭載支持するボートと、基板を加熱するためのヒータと、基板処理工程の雰囲気を調節するための雰囲気ガスの供給及び排気を行うためのガス供給管及びガス排気管とを備えて構成され得る。このようなバッチ式基板処理装置の一般的な構成及びこれを用いた基板処理工程は、この分野における公知技術であるため、これに関する詳細な説明は省略する。
【００２９】
図１は、バッチ式基板処理装置１の構成を示す斜視図である。
【００３０】
まず、バッチ式基板処理装置１内に搬入される基板１０の材質には特に制限はなく、ガラス、プラスチック、ポリマー、シリコンウエハ、ステンレス鋼など、多様な材質の基板１０が搬入され得る。以下では、ＬＣＤやＯＬＥＤのような平板ディスプレイと薄膜シリコン型太陽電池の分野において最も一般的に用いられる矩形ガラス基板を想定して説明する。
【００３１】
バッチ式基板処理装置１は、基板１０に対する基板処理空間を提供する直方体形状のチャンバ２０と、チャンバ２０を支持するフレーム（図示せず）とを備えて構成される。チャンバ２０の材質はステンレス鋼であることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
チャンバ２０の１つの側部には、第１開口２２が形成されている。第１開口２２を通して、トランスファアームのような基板搬入装置（図示せず）を用いて、基板１０の搬入及び搬出を行うことができる。第１開口２２には、例えば、上下方向に開閉可能なドア（図示せず）を設けることができる。
【００３２】
チャンバ２０の上部には、第２開口２４を形成することができる。第２開口２４を通して、チャンバ２０の内部に設けられる部品、例えば、ボート、ガス供給管、及びガス排気管などのメンテナンス及び交替が行われる。第２開口２４には、開閉可能なカバー（図示せず）を設けることができる。
【００３３】
チャンバ２０の内部には、複数枚の基板１０の各々に対して、基板１０を直接加熱するための複数の管状ヒータ７０を一定間隔で設置することが可能である。このとき、複数のヒータ７０は、チャンバ２０の外壁に沿って形成されている複数の孔２６を通して挿入されかつ固定され得る。ヒータ７０の構成については後述する。
【００３４】
図２は、バッチ式熱処理装置１の基板１０、主ヒータユニット４０及び補助ヒータユニット５０の配置状態を示す斜視図である。
【００３５】
図２を参照すると、主ヒータユニット４０は、基板１０の短辺と平行に一定間隔で配置される複数の主ヒータ７０を備える。主ヒータ７０は、標準的な長寸の棒状をなすヒータであって、石英管内部に発熱体が挿入されたもので、その両端部に設けられた端子を介して外部から電力が供給されて熱を発熱するような、主ヒータユニット４０を構成する個々の構成要素である。本実施形態において、主ヒータユニット４０は１４個の主ヒータ７０で構成されているが、主ヒータユニット４０を構成する主ヒータ７０の数は、チャンバ２０内に搬入される基板１０の大きさによって多様に変更することができる。
【００３６】
主ヒータユニット４０は、基板１０の積載方向に沿って一定間隔で複数個配置される。基板１０は、複数の主ヒータユニット４０の間に配置される。本実施形態においては、３枚の基板１０が４個の主ヒータユニット４０の間に配置される構成を示しているが、主ヒータユニット４０の数は、チャンバ２０内に搬入される基板１０の枚数によって多様に変更することができる。
【００３７】
基板１０は、主ヒータユニット４０間の中央に配置することが好ましい。また、基板１０と主ヒータユニット４０との間は、チャンバ２０内に基板１０を搬入する際、基板搬送装置のトランスファアーム（図示せず）の挙動に干渉しない程度に離間していることが好ましい。
【００３８】
このように、バッチ式熱処理装置１において、基板１０の上方及び下方に、基板１０の面積全体を覆うことができる１４本の主ヒータ７０で構成される主ヒータユニット４０がそれぞれ設けられる。従って、基板１０は、２８本の主ヒータ７０によって基板面内の温度が均一になるように加熱され、均一に熱処理されることができる。
【００３９】
補助ヒータユニット５０は、基板１０の短辺方向に沿って平行に配置される第１補助ヒータユニット５０ａと、基板１０の長辺方向に沿って配置される第２補助ヒータユニット５０ｂとを備える。
【００４０】
第１補助ヒータユニット５０ａは、主ヒータユニット４０の両側に主ヒータ７０に平行に配置される複数の第１補助ヒータ５２ａを備える。本実施形態において、第１補助ヒータユニット５０ａは、４個の主ヒータユニット４０の両側にそれぞれ１本、合計８本の第１補助ヒータ５２ａで構成されているが、第１補助ヒータユニット５０ａを構成する第１補助ヒータ５２ａの数は、チャンバ２０にに設けられる主ヒータユニット４０の数によって多様に変更することができる。
【００４１】
第２補助ヒータユニット５０ｂは、主ヒータユニット４０の両側において主ヒータ７０に対して垂直に配置される複数の第２補助ヒータ５２ｂからなる。本実施形態では、第２補助ヒータユニット５０ｂは、４個の主ヒータユニット４０の両側において各主ヒータユニット４０の上下１本ずつ位置するように配置された合計１０本の第２補助ヒータ５２ｂで構成されているが、第２補助ヒータユニット５０ｂを構成する第２補助ヒータ５２ｂの数は、チャンバ２０に設けられる主ヒータユニット４０の数によって多様に変更することができる。主ヒータユニット４０は、複数の第２補助ヒータユニット５０ｂ間の中央に位置することが好ましい。
【００４２】
第１補助ヒータ５２ａ及び第２補助ヒータ５２ｂは、前述のような主ヒータ７０と同様に、標準的な長寸の棒状をなすヒータを使用することが好ましい。
【００４３】
このように、バッチ式熱処理装置１には、主ヒータユニット４０の４つの側辺部に、８本の第１補助ヒータ５２ａで構成される第１補助ヒータユニット５０ａと、１０本の第２補助ヒータ５２ｂで構成される第２補助ヒータユニット５０ｂとが設けられるので、主ヒータユニット４０の４つの側辺部は１８本の補助ヒータ５２ａ、５２ｂから熱を受けることになり、主ヒータユニット４０の４つの側辺部が外部環境に接することにより不可避的に発生するチャンバ２０内の熱損失を防止することができる。
【００４４】
図３は、バッチ式熱処理装置１のボート３０の構成を示す斜視図である。
【００４５】
図３に示すように、チャンバ２０の内部には、チャンバ内に搬入された基板１０を支持するための複数のボート３０が設けられる。ボート３０は、基板１０の長辺側を支持するように設けられることが好ましい。本実施形態において、ボート３０は、基板１０の２つの長辺側に３個ずつ、合計６個設けられているが、基板１０を安定して支持するために、それ以上の数のボートを設けることもでき、基板１０のサイズによって多様に変更することができる。ボート３０の材質は、石英であることが好ましい。
【００４６】
また、図３を参照すると、基板１０は、ホルダ１２上に載置された状態でボート３０に搭載されることが好ましい。熱処理工程中に熱処理温度がガラス基板の軟化温度に達すると、基板の自重により基板が下方に湾曲する現象が発生する。このような湾曲現象は、特に、基板の大面積化によってより大きな問題になる。このような問題を解決するために、基板１０をホルダ１２に搭載した状態で基板処理を行う。
【００４７】
図４は、図１のＡ−Ａ断面斜視図である。
【００４８】
図４に示すように、チャンバ２０内の一側には、複数のガス供給管１００及び複数のガス排気管２００が連結されたガス管ベース３００が設置されている。図４において、説明の便宜上、ガス供給管１００、ガス排気管２００及びガス管ベース３００以外の構成の図示は省略している。これは、後述する図においても同様である。
【００４９】
ガス供給管１００は、基板１０に対する処理が行われるとき、基板処理における雰囲気組成ガスをチャンバ２０の内部に供給する。ガス排気管２００は、基板処理に用いた後の排ガスをチャンバ２０の外部に排出する。
【００５０】
ガス供給管１００及びガス排気管２００の断面形状には特に制限がないが、製造の便宜上、円形にすることが好ましい。チャンバ２０の内部に拡散しているガスの排気を容易にするために、ガス排気管２００の直径はガス供給管１００の直径よりも大きくすることが好ましい。ガス供給管１００及びガス排気管２００の材質は、石英を含むことができる。
【００５１】
一方、ガス管ベース３００上において、ガス供給管１００及びガス排気管２００を交互に配置することは、チャンバ２０内のガスの拡散及びチャンバ２０からのガスの排気過程を円滑にするのに好適である。
【００５２】
ガス管ベース３００は、ガス供給管１００及びガス排気管２００を支持しながら、ガス供給管１００及びガス排気管２００をチャンバ２０の外部に設けられたガス供給部（図示せず）及びガス排気部（図示せず）とそれぞれ連結させる役割を果たす。
【００５３】
図５は、チャンバ２０内にガス供給管１００及びガス排気管２００が配置された状態を示している。
【００５４】
図５に示すように、本発明の第１実施形態によれば、チャンバ２０内の両側にガス管ベース３００が設置されており、各ガス管ベース３００には、ガス供給管１００及びガス排気管２００が連結されている。
【００５５】
図５を参照すると、ガス管ベース３００は、チャンバ２０内の各側に２つ、両側合わせて４つが配置されているが、ガス管ベース３００の数は、チャンバ２０の大きさ、ガス管ベース３００の設置の容易性などを総合的に考慮して多様に変更することができる。必要に応じて、チャンバ２０内の各側に１つ、両側合わせて２つのガス管ベース３００を配置してもよい。
【００５６】
ガス管ベース３００には、ガス供給管１００及びガス排気管２００が交互に連結されている。このように交互に配列されるガス供給管１００及びガス排気管２００の状態は、互いに対向しているガス管ベース３００に連結されているガス供給管１００及びガス排気管２００の配列状態にも適用することが好ましい。すなわち、図５のように、任意のガス供給管１００が基板（図示せず）を挟んでガス排気管２００と互いに対向し、任意のガス排気管２００が基板（図示せず）を挟んでガス供給管２００と互いに対向するように、ガス供給管１００及びガス排気管２００の配列を設定することができる。
【００５７】
また、図５を参照すると、チャンバ２０内の一方の側に配置されたガス管ベース３００には、３本のガス供給管１００及び２本のガス排気管２００が連結され、チャンバ２０内の他方の側に配置されたガス管ベース３００には、２本のガス供給管１００及び３本のガス排気管２００が連結されているが、各ガス管ベース３００に連結されるガス供給管１００及びガス排気管２００の本数は、チャンバ２０の大きさ、ガス供給管１００及びガス排気管２００の設置の容易性などを総合的に考慮して、多様に変更することができる。ただし、ガスの拡散及び排気過程が円滑になるように、チャンバ２０の内部に設置されるガス供給管１００及びガス排気管２００の総数が同じになるようにすることが好ましい。
【００５８】
図４及び図５を参照すると、ガス供給管１００には、ガスが流出する複数のガス供給孔１１０が形成されており、ガス排気管２００には、ガスが流入する複数のガス排気孔２１０が形成されている。ガス供給孔１１０及びガス排気孔２１０は、それぞれガス供給管１００及びガス排気管２００の長手方向に沿って形成されるとともに、チャンバ２０の内側方向、すなわち、基板１０に向かって形成されることが好ましい。ガス供給孔１１０及びガス排気孔２１０の数は、チャンバ２０内に搬入される基板の枚数と同じになるようにすることが好ましいが、ガスの円滑な供給及び排気を考慮して、多様に変更することができる。
【００５９】
図６は、ガス供給管１００及びガス排気管２００がガス管ベース３００に連結された状態を示す斜視図である。
【００６０】
図６を参照すると、ガス管ベース３００は、本体３１０と、連結孔３２０と、ガスポート３３０とを備えて構成され得る。
【００６１】
本体３１０は、所定の大きさに形成されており、内部には空間が形成され、外部から供給されるガスの拡散空間として使用可能である。図６において本体３１０は直方体に形成されているが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００６２】
隔壁３１２は、本体３１０の内部を複数に区切ることができる。このとき、隔壁３１２は、後述する連結孔３２０と、ガス供給ポート３３０ａ及びガス排気ポート３３０ｂとの間に形成され、ガス供給ポート３３０ａを介して供給されるガスが、これに対応するガス供給管１００に流入できるようにし、ガス排気管２００に流入したガスは、これに対応するガス排気ポート３３０ｂに排気できるようにする。図６において、本体３１０の内部は４つの隔壁３１２により５つに区切られているが、隔壁３１２の数は、ガス供給管１００及びガス排気管２００の数に応じて増減可能である。この隔壁３１２の形成により、本体３１０、ひいては、ガス管ベース３００の耐久性の強化といった効果を付随的に得ることができる。
【００６３】
連結孔３２０は、本体３１０の上部に複数個形成され、各連結孔３２０には、ガス供給管１００またはガス排気管２００の少なくともいずれか１つが連結される。ガス供給管１００またはガス排気管２００の連結を容易にするために、各連結孔３２０の直径は互いに異なるように形成され得る。連結孔３２０に連結されるガス供給管１００またはガス排気管２００の連結を強固にするために、連結孔３２０にはフランジ３２２が追加的に連結され得る。
【００６４】
ガスポート３３０は、外部からガスが供給されるガス供給ポート３３０ａと、排ガスを外部に排気するガス排気ポート３３０ｂとで構成され得る。
【００６５】
ガス供給ポート３３０ａは、本体３１０の下部に少なくとも１つ以上連結され得る。ガス供給ポート３３０ａは、外部から供給されるガスを、ガス管ベース３００の内部に流入させる。
【００６６】
ガス排気ポート３３０ｂは、ガス管ベース３００の下部に少なくとも１つ以上連結され得る。ガス排気ポート３３０ｂは、ガス排気管２００を介して流入した排ガスを、チャンバ２０の外部に排気する。
【００６７】
一方、本体３１０の内部には、ガス拡散板３４０をさらに設けることができる。図７は、ガス管ベース３００の内部にガス拡散板３４０が設けられた状態を示している。
【００６８】
図７を参照すると、ガス拡散板３４０は、板状に形成され、本体３１０の内部に水平に設けられている。ガス拡散板３４０には、全体にわたって一定間隔で複数の拡散孔３４２が形成されている。拡散孔３４２の直径は、ガス供給ポート３３０ａの直径に比べて十分に小さく形成されていることが好ましい。外部から供給されたガスは、ガス拡散板３４０の領域全体にわたって形成された拡散孔３４２を通過して拡散する。
【００６９】
一方、チャンバ２０からガスを排気する過程を考慮すると、ガス排気ポート３３０ｂとガス排気管２００との間にガス拡散板３４０を設けないことが好ましい。
【００７０】
一方、ガス供給管１００及びガス排気管２００の配列は、図８及び図９に示すように変更することもできる。図８は、チャンバ２０内にガス供給管１００が配置された状態を示す斜視図である。図９は、図８のガス供給管１００がガス管ベース３００に連結された状態を示す断面斜視図である。
【００７１】
図８及び図９に示すような本発明の別の実施形態によれば、チャンバ２０内の両側にガス管ベース３００が配置されており、チャンバ２０内の一方の側に配置されたガス管ベース３００にはガス供給管１００が連結されており、チャンバ２０内の他方の側に配置されたガス管ベース３００にはガス排気管２００が連結されている。参考として、図８及び図９では、説明の便宜上、チャンバ２０内の一方の側のガス供給管１００が連結されているガス管ベース３００のみを示している。
【００７２】
上記のように構成された本発明の第１実施形態に係るバッチ式基板処理装置１は、下記のように動作することができる。
【００７３】
まず、チャンバ２０内に設けられたボート３０に基板１０が搭載された後にヒータ７０を作動させ、基板１０に対する基板処理工程を行う。
【００７４】
このとき、ヒータ７０を作動させる前に、チャンバ２０の内部を基板処理雰囲気を組成するために、ガス供給ポート３３０ａを介して、例えば、窒素またはアルゴンのような雰囲気ガスを供給する。ガス供給ポート３３０ａに供給されたガスは、ガス供給管１００及びガス供給孔１１０を通ってチャンバ２０の内部に供給される。
【００７５】
図１０は、ガス供給ポート３３０ａを介して供給されたガスが本体３１０の内部に拡散する状態を示している。
【００７６】
図１０に示すように、外部からガス供給ポート３３０ａを介して供給されたガスは、本体３１０の内部に均一に拡散し、かつガス供給管１００を通ってチャンバ２０の内部に供給される。
【００７７】
図１１は、ガス供給ポート３３０ａを介して供給されたガスが、本体３１０の内部に設置されたガス拡散板３４０を介して拡散する状態を示している。
【００７８】
図１１に示すように、外部からガス供給ポート３３０ａを介して供給されたガスは、本体３１０の内部空間（ガス拡散板３４０の下側の空間）に均一に拡散し、かつガス拡散板３４０の拡散孔３４２を通過して本体３１０の内部空間（ガス拡散板３４０の上側の空間）に移動した後、再びガス拡散板３４０の上側の空間内に均一に拡散し、かつガス供給管１００を通ってチャンバ２０の内部に供給される。
【００７９】
最後に、ガス雰囲気下で基板処理を行った後、排ガスは、ガス供給管１００と交互にまたは対向して配列されているガス排気管２００及びガス排気孔２１０に流入し、ガス排気ポート３３０ｂを介してチャンバ２０の外部に排気される。
【００８０】
上記のように、本発明では、基板処理用ガスを、ガス管ベース３００の本体３１０の内部空間で十分に拡散させた後（場合によっては、本体３１０の内部にガス拡散板３４０を設けることにより作り出される２つの空間内でより十分に拡散させた後）、ガス供給管１００を通ってチャンバ２０の内部に供給するので、基板処理用ガスをチャンバ２０内に均一に供給することができ、チャンバ２０内に搬入されたすべての基板１０に対して均一な基板処理が可能になるという利点がある。
【００８１】
また、本発明では、ガス供給管１００及びガス排気管２００を交互に及び／または対向するように配列した状態で基板処理用ガスの給排気を行い、基板処理過程中に基板処理用ガスの圧力をチャンバ２０全体にわたって均一に維持させることにより、チャンバ２０内に搬入されたすべての基板１０に対して均一な基板処理を行うことが可能になるという利点がある。
【００８２】
図１２は、バッチ式基板処理装置１のガス供給管４００の構成を示す正面図である。図１３は、バッチ式基板処理装置１のガス供給管４００の構成を示す斜視図である。
【００８３】
図１２及び図１３を参照すると、ガス供給管４００は、単位供給管４１０、第１噴射管４２０ａ、第２噴射管４２０ｂ、第３噴射管４２０ｃ、第１噴射孔４３０ａ、第２噴射孔４３０ｂ、第３噴射孔４３０ｃ、第１連結管４４０ａ及び第２連結管４４０ｂを備えて構成され得る。
【００８４】
単位供給管４１０を通って外部から基板処理ガスが供給される。単位供給管４１０は、所定の長さに形成されており、チャンバの内部に垂直に設置され、単位供給管４１０の一端は、外部のガス供給装置（図示せず）に連結されている。単位供給管４１０は、基板処理ガスを供給できるように一端が開放されて形成されており、他端には、後述する第１噴射管４２０ａが直交して連結されている。
【００８５】
単位供給管４１０を通って供給された基板処理ガスは、第１噴射管４２０ａ、第２噴射管４２０ｂ及び第３噴射管４２０ｃから、複数の搬入された基板１０に対して供給される。第１噴射管４２０ａ、第２噴射管４２０ｂ、第３噴射管４２０ｃの順で、チャンバ内の上から下に向かって配置されている。第１噴射管４２０ａ、第２噴射管４２０ｂ及び第３噴射管４２０ｃは、基板１０の長辺方向と平行になるように配置されている。ガス供給管４００は、本実施形態においては３本の噴射管４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃを備えるものとして構成されているが、噴射管の本数は、多様に変更することができる。
【００８６】
第１噴射管４２０ａは、単位供給管４１０の端部に連結されており、第２噴射管４２０ｂ及び第３噴射管４２０ｃは、それぞれ第１連結管４４０ａ及び第２連結管４４０ｂを介して第１噴射管４２０ａに連通するように連続して連結されている。具体的に説明すると、第１噴射管４２０ａの一端が単位供給管４１０の一端に連結されており、第１噴射管４２０ａの他端は第１連結管４４０ａを介して第２噴射管４２０ｂの一端に連結されており、第２噴射管４２０ｂの他端は第２連結管４４０ｂを介して第３噴射管４２０ｃの一端に連結されている。このとき、第１噴射管４２０ａ、第２噴射管４２０ｂ及び第３噴射管４２０ｃと、第１連結管４４０ａ及び第２連結管４４０ｂとを、互いに直交して連結することにより、図のように、全体として「５」の字形状を有することができる。
【００８７】
一方、ガス供給管４００におけるガスの流れを考慮すると、第１噴射管４２０ａ及び第２噴射管４２０ｂの両端は開放されていることが好ましい。また、第３噴射管４２０ｃに関しては、第２連結管４４０ｂに連結される一端が開放され、他端が閉鎖されていることが好ましい。このとき、図１２に示すように、カバー４６０を用いて第３噴射管４２０ｃの一端を閉鎖することができる。第１連結管４４０ａの一端を閉鎖する場合にも、カバー４６０を用いることができる。
【００８８】
第１噴射管４２０ａ、第２噴射管４２０ｂ及び第３噴射管４２０ｃの各表面には、基板１００に向けられた第１噴射孔４３０ａ、第２噴射孔４３０ｂ及び第３噴射孔４３０ｃをそれぞれ複数形成することができる。このとき、第１噴射孔４３０ａ、第２噴射孔４３０ｂ及び第３噴射孔４３０ｃは、噴射管４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃの長手方向に一直線に並ぶように形成され得る。
【００８９】
一方、第１噴射孔４３０ａ、第２噴射孔４３０ｂ及び第３噴射孔４３０ｃの直径を、ガスの進行方向に沿って次第に増大させることができる。具体的に説明すると、第１噴射管４２０ａにおいて、単位供給管４１０との連結部側に形成された第１噴射孔４３０ａの直径よりも、第１連結管４４０ａとの連結部側に形成された第１噴射孔４３０ａの直径を大きくすることができる。第２噴射孔４３０ｂ及び第３噴射孔４３０ｃの直径も、これと同じように、ガスの進行方向に沿って次第に増大させることができる。
【００９０】
あるいは、第１噴射孔４３０ａ、第２噴射孔４３０ｂ及び第３噴射孔４３０ｃの直径を、ガスの進行方向に沿って段階的に増大させることができる。具体的に説明すると、同一噴射管４２０ａにおける複数の噴射孔４３０ａの直径は互いに同一であり、噴射管４２０ｂにおける噴射孔４３０ｂ、噴射管４２０ｃにおける噴射孔４３０ｃに関しても同様であるが、第２噴射管４２０ｂの第２噴射孔４３０ｂの直径は、第１噴射管４２０ａの第１噴射孔４３０ａよりも大きく形成され、第３噴射管４２０ｃの第３噴射孔４３０ｃの直径は、第２噴射管４２０ｂの第２噴射孔４３０ｂよりも大きく形成されるようにすることができる。
【００９１】
このように、ガス供給管４００においてガスの流れ方向に噴射孔４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃの直径を次第にまたは段階的に増大させるのは、単位供給管４１０を通って供給されたガスが、単位供給管４１０から遠ざかるほどガス圧が低下し、噴射孔から噴射されるガス量が減少することを防止するためである。
【００９２】
一方、ガス供給管４００は、支持台４５０を設置して支持させることが好ましい。支持台４５０は、単位供給管４１０に平行に、かつ第１連結管４４０ａに連結されるように設置され得る。具体的に説明すると、支持台４５０の上端が、第１噴射管４２０ａと第２噴射管４２０ｂとを連結する第１連結管４４０ａと接するようにし、支持台４５０の下端がガス管ベース３００と接するように設置される。また、ガス供給管４００の構造的な安定性を確保するために、支持台４５０の一方の側に第３噴射管４２０ｃの一端が接するようにすることができる。
【００９３】
以下では、上述したように構成されたガス供給管４００の使用例を、図１４〜図１７を参照して説明する。
【００９４】
第１使用例
【００９５】
図１４は、バッチ式基板処理装置１のガス供給管４００の使用状態を示している。
【００９６】
図１４に示すように、チャンバ２０の内部には、基板１０の長辺側に３つのガス供給管４００を設置することが可能である。これは、ガス供給管４００全体の大きさを小さくした後、基板１０の大きさに対応できるようにガス供給管４００を複数配置した場合である。本使用例では、ガス供給管４００が３つ示されているが、ガス供給管４００の本数は、基板１０及びガス供給管４００の大きさによって多様に変更することができる。
【００９７】
チャンバ２０の外部からガス供給管４００に供給されるガスは、単位供給管４１０内に流入し、単位供給管４１０に連結された第１噴射管４２０ａに流入し、第１噴射管４２０ａの第１噴射孔４３０ａを通って基板１０に供給される。第１噴射管４２０ａから噴射されなかったガスは、第１連結管４４０ａを通って第２噴射管４２０ｂに流入し、第２噴射管４２０ｂに形成された第２噴射孔４３０ｂを通って基板１０に供給される。第２噴射管４２０ｂから噴射されなかったガスは、第２連結管４４０ｂを通って第３噴射管４２０ｃに流入し、第３噴射管４２０ｃに形成された第３噴射孔４３０ｃを通って基板１０に供給される。
【００９８】
このとき、上述のように、第１噴射孔４３０ａ、第２噴射孔４３０ｂ及び第３噴射孔４３０ｃの直径は、ガス供給管４００内においてガスの進行方向に沿って次第にまたは段階的に増大していてもよい。これのようにして、チャンバ２０内に基板処理ガスを均一に供給することにより、チャンバ２０内に搬入されたすべての基板１０に対して均一な基板処理が可能になる。
【００９９】
第２使用例
【０１００】
図１５は、バッチ式基板処理装置１のガス供給管４００ａの使用状態を示している。
【０１０１】
図１５に示すように、チャンバ２０の内部には、基板１０の長辺側に１つのガス供給管４００ａを設置することが可能である。これは、ガス供給管４００全体の大きさを基板１０の大きさに対応できるようにした後、ガス供給管４００を１つのみ配置した場合である。すなわち、本使用例では、ガス供給管４００ａの第１噴射管４２０ａ、第２噴射管４２０ｂ及び第３噴射管４２０ｃのそれぞれの長さが、基板１０の長辺の長さと実質的に同一であり得る。その他のガス供給管４００ａの構成については、第１使用例のガス供給管４００と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【０１０２】
第３使用例
【０１０３】
図１６は、バッチ式基板処理装置１のガス供給管４００の使用状態を示している。本使用例によれば、第１使用例に示したガス供給管４００は、上述のガス管ベース３００に連結され得る。ガス管ベース３００の構成、並びにガス供給管４００とガス管ベース３００との連結方式については、上述したものと同じであるため、詳細な説明は省略する。
【０１０４】
第４使用例
【０１０５】
図１７は、バッチ式基板処理装置１のガス供給管４００ａの使用状態を示している。本使用例によれば、第２使用例のガス供給管４００ａは、上述のガス管ベース３００に連結され得る。ガス管ベース３００の構成、並びにガス供給管４００とガス管ベース３００との連結方式については、上述したものと同じであるため、詳細な説明は省略する。
【０１０６】
本発明は、上述したように好適な実施例を挙げて説明したが、上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で当業者によって多様な変形形態及び変更形態が可能である。そのような変形形態及び変更形態は、本発明に添付された特許請求の範囲の範囲内に属する。
【符号の説明】
【０１０７】
１  バッチ式基板処理装置
１０  基板
１２  基板ホルダ
２０  チャンバ
２２  第１開口
２４  第２開口
３０  ボート
７０  ヒータ（主ヒータユニットを構成する個々のヒータ）
１００  ガス供給管
１１０  ガス供給孔
２００  ガス排気管
２１０  ガス排気孔
３００  ガス管ベース
３１０  本体
３１２  隔壁
３２０  連結孔
３２２  フランジ
３３０  ガスポート
３３０ａ  ガス供給ポート
３３０ｂ  ガス排気ポート
３４０  ガス拡散板
３４２  拡散孔
４００、４００ａ  ガス供給管
４１０  供給管
４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ  第１噴射管、第２噴射管、第３噴射管
４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ  第１噴射孔、第２噴射孔、第３噴射孔
４４０ａ、４４０ｂ  第１連結管、第２連結管
４５０  支持台
４６０  カバー
【図１】
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【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】
0005602157.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005602157.tif 000011
【図１１】
0005602157.tif 000012
【図１２】
0005602157.tif 000013
【図１３】
0005602157.tif 000014
【図１４】
0005602157.tif 000015
【図１５】
0005602157.tif 000016
【図１６】
0005602157.tif 000017
【図１７】
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