(57)【要約】【課題】膜厚の面内均一性等の処理の面内均一性を向上させることが可能で且つ膜厚の分布の形態も例えば同心円状に整えることが可能な保温体構造を提供する。【解決手段】被処理基板Ｗに対して処理を施す際に被処理基板を複数段に亘って保持する基板保持ボート１８を載置した状態で回転される保温体構造３６において、上面に基板保持ボートを載置するために耐熱性材料により形成された保温体本体８２と、基板保持ボートの基板移載方向側７４に位置するように保温体本体に起立させて設けられた処理均一化棒部材８４とを備える。これにより、膜厚の面内均一性等の処理の面内均一性を向上させることが可能となる。【選択図】図３
2014103280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板に対して処理を施す際に前記被処理基板を複数段に亘って保持する基板保持ボートを載置した状態で回転される保温体構造において、
上面に前記基板保持ボートを載置するために耐熱性材料により形成された保温体本体と、
前記基板保持ボートの基板移載方向側に位置するように前記保温体本体に起立させて設けられた処理均一化棒部材と、
を備えたことを特徴とする保温体構造。
【請求項２】
前記処理均一化棒部材は、前記基板移載方向側の空間を等間隔に仕切るように１本又は複数本設けられていることを特徴とする請求項１記載の保温体構造。
【請求項３】
前記処理均一化棒部材が複数本設けられている場合には、前記処理均一化棒部材間は補強ロッドにより連結されていることを特徴とする請求項２記載の保温体構造。
【請求項４】
被処理基板に対して処理を施す際に前記被処理基板を複数段に亘って保持する基板保持ボートにおいて、
耐熱性材料よりなる天板と、
耐熱性材料よりなる底板と、
基板移載方向側が開放された状態で前記天板と底板とを連結するように設けられた耐熱性材料よりなる複数の支柱と、
前記支柱にその長さ方向に沿って所定の間隔で設けられた複数の基板保持部と、
前記基板移載方向側に位置されて前記天板と底板とに着脱可能に設けられると共に処理時に設置される耐熱性材料よりなる処理均一化棒部材と、
を備えたことを特徴とする基板保持ボート。
【請求項５】
前記処理均一化棒部材は、前記基板移載方向側の空間を等間隔に仕切るように１本又は複数本設けられていることを特徴とする請求項４記載の基板保持ボート。
【請求項６】
前記処理均一化棒部材の上端と下端には第１の係合部が設けられ、前記天板と底板には、前記第１の係合部と係合する第２の係合部が設けられていることを特徴とする請求項４又は５記載の基板保持ボート。
【請求項７】
被処理基板に対して処理を施す処理装置において、
縦型の筒体状に成形された処理容器と、
前記処理容器内へ前記処理に必要なガスを供給するガス供給手段と、
前記処理容器内の雰囲気を排気する排気系と、
前記被処理基板を加熱する加熱手段と、
前記被処理基板を複数段に亘って保持する基板保持ボートと、
前記基板保持ボートをその上に載置する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の保温体構造と、
を備えたことを特徴とする処理装置。
【請求項８】
被処理基板に対して処理を施す処理装置において、
縦型の筒体状に成形された処理容器と、
前記処理容器内へ前記処理に必要なガスを供給するガス供給手段と、
前記処理容器内の雰囲気を排気する排気系と、
前記被処理基板を加熱する加熱手段と、
前記被処理基板を複数段に亘って保持するための請求項４乃至６のいずれか一項に記載の基板保持ボートと、
前記基板保持ボートをその上に載置する保温体構造と、
を備えたことを特徴とする処理装置。
【請求項９】
前記ガス供給手段は、前記処理容器内の高さ方向の異なる位置にガス噴射孔を有する１又は複数のガスノズルを有することを特徴とする請求項７又は８記載の処理装置。
【請求項１０】
前記ガスノズルは、高さ方向に沿って所定の間隔を隔てて設けられた複数のガス噴射孔を有する分散形のガスノズルを含むことを特徴とする請求項９記載の処理装置。
【請求項１１】
被処理基板に対して処理を施す処理システムにおいて、
請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の処理装置と、
前記処理装置の基板保持ボートを処理容器に対して昇降させるボートエレベータと、
前記基板保持ボートを待機させる時に載置する待機用ボート載置台と、
前記基板保持ボートに対して被処理基板を移載する時に載置する移載用ボート載置台と、
前記基板保持ボートに対して被処理基板を移載させる基板移載機構と、
前記基板保持ボートを前記待機用ボート載置台と前記移載用ボート載置台と前記ボートエレベータとの間で移載するボート移載機構と、
を備えたことを特徴とする処理システム。
【請求項１２】
前記基板保持ボートの処理均一化棒部材を着脱させる棒部材着脱機構が設けられていることを特徴とする請求項１１記載の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理基板に対して処理を施す処理装置、処理システム及びこれらに用いられる保温体構造、基板保持ボートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＩＣやＬＳＩ等の半導体集積回路を製造するためには半導体ウエハに対して成膜処理、酸化拡散処理、エッチング処理等の各種の処理が繰り返し行われれる。そして、一度に複数枚の半導体ウエハを処理するバッチ式の処理装置にあっては、石英等の耐熱性材料よりなる基板保持ボートに複数枚の半導体ウエハを多段に保持し、この基板保持ボートを縦型の処理容器内へロード（搬入）してこれを回転させつつ処理ガスを処理容器内へ導入し、成膜等の各種の処理を行うようになっている（特許文献１〜３等）。
【０００３】
この場合、上記処理容器内には、高さ方向に沿って多数のガス噴射孔が形成されたガスノズルが設けられ、このガスノズルの各ガス噴射孔よりサイドフローを形成するように水平方向に向けて処理ガスを流し、ウエハ間に十分に処理ガスを供給するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−３２６５９０号公報
【特許文献２】特開平１１−０７４２０５号公報（図６等）
【特許文献３】特開２００９−０９９９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記したようなバッチ式の処理装置にあっては、各ウエハに対してサイドフローにより処理ガスを供給しているので各ウエハに対して十分な量の処理ガスを供給することができる。
【０００６】
しかしながら、基板保持ボートの回転に伴って基板保持ボートを形成する複数本の支柱がガスノズルの直前を定期的に通過する時に両者が重なることになる。その結果、両者が重なる都度、支柱が邪魔になってガスフローが遮断されて支柱の影になる裏側の領域には処理ガスが廻り難くなって支柱周辺の例えば膜厚が低下し、これとは逆に、基板保持ボートの支柱が配置されていない基板移載方向側に面しているウエハ部分には十分な量の処理ガスが供給されるので十分な厚さの薄膜が形成される、といった現象が発生していた。
【０００７】
このため、膜厚の大きい部分と小さい部分の差が大きくなり、処理の面内均一性、例えば膜厚の面内均一性が低下するのみならず、膜厚の分布の形態が乱れる、といった不都合があった。特に最近にあっては、更なる加工の微細化及び高密度化が進んでおり、従来にあっては無視し得た膜厚差が無視できなくなってきており、上記した不都合の早期の解決が望まれている。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明は、膜厚の面内均一性等の処理の面内均一性を向上させることが可能で且つ膜厚の分布の形態も例えば同心円状に整えることが可能な保温体構造、基板保持ボート、処理装置及び処理システムである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、被処理基板に対して処理を施す際に前記被処理基板を複数段に亘って保持する基板保持ボートを載置した状態で回転される保温体構造において、上面に前記基板保持ボートを載置するために耐熱性材料により形成された保温体本体と、前記基板保持ボートの基板移載方向側に位置するように前記保温体本体に起立させて設けられた処理均一化棒部材と、を備えたことを特徴とする保温体構造である。
【００１０】
これにより、膜厚の面内均一性等の処理の面内均一性を向上させることができ且つ膜厚の分布の形態も例えば同心円状に整えることができる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、被処理基板に対して処理を施す際に前記被処理基板を複数段に亘って保持する基板保持ボートにおいて、耐熱性材料よりなる天板と、耐熱性材料よりなる底板と、基板移載方向側が開放された状態で前記天板と底板とを連結するように設けられた耐熱性材料よりなる複数の支柱と、前記支柱にその長さ方向に沿って所定の間隔で設けられた複数の基板保持部と、前記基板移載方向側に位置されて前記天板と底板とに着脱可能に設けられると共に処理時に設置される耐熱性材料よりなる処理均一化棒部材と、を備えたことを特徴とする基板保持ボートである。
【００１２】
これにより、膜厚の面内均一性等の処理の面内均一性を向上させることができ且つ膜厚の分布の形態も例えば同心円状に整えることができる。
【００１３】
請求項７に係る発明は、被処理基板に対して処理を施す処理装置において、縦型の筒体状に成形された処理容器と、前記処理容器内へ前記処理に必要なガスを供給するガス供給手段と、前記処理容器内の雰囲気を排気する排気系と、前記被処理基板を加熱する加熱手段と、前記被処理基板を複数段に亘って保持する基板保持ボートと、前記基板保持ボートをその上に載置する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の保温体構造と、を備えたことを特徴とする処理装置である。
【００１４】
請求項８に係る発明は、被処理基板に対して処理を施す処理装置において、縦型の筒体状に成形された処理容器と、前記処理容器内へ前記処理に必要なガスを供給するガス供給手段と、前記処理容器内の雰囲気を排気する排気系と、前記被処理基板を加熱する加熱手段と、前記被処理基板を複数段に亘って保持するための請求項４乃至６のいずれか一項に記載の基板保持ボートと、前記基板保持ボートをその上に載置する保温体構造と、を備えたことを特徴とする処理装置である。
【００１５】
請求項１１に係る発明は、被処理基板に対して処理を施す処理システムにおいて、請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の処理装置と、前記処理装置の基板保持ボートを処理容器に対して昇降させるボートエレベータと、前記基板保持ボートを待機させる時に載置する待機用ボート載置台と、前記基板保持ボートに対して被処理基板を移載する時に載置する移載用ボート載置台と、前記基板保持ボートに対して被処理基板を移載させる基板移載機構と、前記基板保持ボートを前記待機用ボート載置台と前記移載用ボート載置台と前記ボートエレベータとの間で移載するボート移載機構と、を備えたことを特徴とする処理システムである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る保温体構造、基板保持ボート、処理装置及び処理システムによれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
膜厚の面内均一性等の処理の面内均一性を向上させることができ且つ膜厚の分布の形態も例えば同心円状に整えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る処理装置を有する処理システムの全体を示す概略構成図。
【図２】処理装置の下方のローディングにおける各部材の配置例を示す平面図。
【図３】本発明に係る保温体構造を用いた処理装置を示す縦断面図。
【図４】従来の基板保持ボートと本発明に係る保温体構造との関係を示す図。
【図５】基板保持ボートの支柱の一例を示す部分拡大図。
【図６】従来の処理装置と本発明の保温体構造を用いた処理装置で成膜した時の半導体ウエハ上の膜厚の分布の一例を示す模式図。
【図７】本発明の基板保持ボートの一例を示す側面図（横断面図を併記）。
【図８】基板保持ボートに処理均一化棒部材を着脱させる棒部材着脱機構の一例を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る保温体構造、基板保持ボート、処理装置及び処理システムの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る処理装置を有する処理システムの全体を示す概略構成図、図２は処理装置の下方のローディングにおける各部材の配置例を示す平面図、図３は本発明に係る保温体構造を用いた処理装置を示す縦断面図、図４は従来の基板保持ボートと本発明に係る保温体構造との関係を示す図、図５は基板保持ボートの支柱の一例を示す部分拡大図、図６は従来の処理装置と本発明の保温体構造を用いた処理装置で成膜した時の半導体ウエハ上の膜厚の分布の一例を示す模式図である。ここでは処理として被処理基板に成膜処理を施す場合を例にとって説明する。
【００１９】
まず、図１及び図２に示すように、この処理システム２は、被処理基板である半導体ウエハＷに対して処理の一例である成膜処理を施す処理装置４を有しており、この処理装置４の下方に半導体ウエハＷの移載を行うローディングエリアが形成されている。上記半導体ウエハＷとしては、例えば直径３００ｍｍのシリコン基板が用いられる。上記ローディングエリア６の全体は、例えばステンレススチール等よりなる筐体８により箱状に囲まれており、内部は例えば窒素ガス等の不活性雰囲気になされている。そして、この筐体８の一側の天井８Ａに上記処理装置４が設置されている。
【００２０】
また、この筐体８の上記処理装置４が位置される部分とは反対側の側壁には開口１０が形成されており、この開口１０の外側に移載ステージ１２が設けられている。この移載ステージ１２には、半導体ウエハＷを収容する収容ボックス１４が載置されている。この収容ボックス１内は、例えば窒素ガス等の不活性ガス雰囲気の密閉構造になっており、この中に、複数枚、例えば２５枚のウエハが収容されている。
【００２１】
この収容ボックス１４内のウエハがローディングエリア６の内部に取り込まれて処理が施され、処理済み後にこの収容ボックス１４内に再度収容されることになる。この移載ステージ１２側には、収容ボックス１４を一時的に貯留するストッカやこの搬送機構（図示せず）が設けられている。上記開口１０の内側には、ウエハＷの移載時にスライドして開閉される開閉ドア１６が設けられている。
【００２２】
そして、このローディングエリア６内には、ウエハＷを多段に保持する基板保持ボート１８を載置する２つのボート載置台、すなわち待機用ボート載置台２０と移載用ボート載置台２２とが設けられている。この移載用ボート載置台２２と上記移載ステージ１２との間には、基板移載機構２４が設けられている。この基板移載機構２４は、水平方向へ前進後退及び旋回可能になされた複数のフォーク２６と、このフォーク２６を上下方向へ移動させるフォーク昇降エレベータ２８とを有している。従って、この基板移載機構２４を駆動することにより移載ステージ１２上の収容ボックス１４と移載用ボート載置台２２上の基板保持ボート１８との間でウエハＷの移載を行うことができるようになっている。
【００２３】
またローディングエリア６内の一番奥であって、上記処理装置４の下方には、上記基板保持ボート１８を上下方向へ昇降させるボートエレベータ３０が設けられている。このボートエレベータ３０は、実際に上下動する昇降アーム３０Ａを有しており、この昇降アーム３０Ａの先端には、後述する蓋部３２が取り付けられている。
【００２４】
そして、この蓋部３２上に本発明に係る保温体構造３６を載置し、更に、この保温体構造３６上に上記基板保持ボート１８を載置して、全体が一体的に昇降できるようになっている。ここでは２つの基板保持ボート１８が用意されており、交互に使用されることになる。そして、降下された蓋部３２と待機用ボート載置台２０と移載用ボート載置台２２の近傍には、屈伸及び旋回可能になされたボート移載機構３８が設けられており、上記降下された蓋部３２と待機用ボート載置台２０と移載用ボート載置台２２との間で基板保持ボート１８の移載ができるようになっている。
【００２５】
一方、上記処理装置４は、図３乃至図５に示すように、鉛直方向に設置されて下端が開口された有天井の縦長円筒体状の処理容器４０を有している。この処理容器４０の全体は、例えば石英により形成されており、この処理容器４０内の天井には、石英製の天井板４２が設けられて封止されている。また、この処理容器４０の下端部は、排気特性の向上のためにその内径が少し大きく設定され、その下端は開口されている。この下端部に例えばステンレススチール製の円筒体状のマニホールドを連結するようにした構成を用いてもよい。この処理容器４０の外周側には、これを囲むようにして例えば抵抗加熱ヒータを有する加熱手段４１（図１参照）が設けられている。
【００２６】
上記処理容器４０の下端開口部においては、その下方より多数枚の被処理基板としての半導体ウエハＷを多段に載置した上記基板保持ボート１８が昇降可能に挿脱自在になされている。本実施例の場合において、上記基板保持ボート１８の支柱には、例えば５０〜１５０枚程度の直径が３００ｍｍのウエハＷを略等ピッチで多段に支持できるようになっている。この点については後述する。
【００２７】
この基板保持ボート１８は、上記保温体構造３６上に載置され、この保温体構造３６はテーブル４４上に載置されている。このテーブル４４は、処理容器４０の下端開口部を開閉する例えばステンレススチール製の蓋部３２を貫通する回転軸４６上に支持される。そして、この回転軸４６の蓋部３２に対する貫通部には、例えば磁性流体シール４８が介設され、この回転軸４６を気密にシールしつつ回転可能に支持している。また、蓋部３２の周辺部と処理容器４０の下端部には、例えばＯリング等よりなるシール部材５０が介設されており、処理容器４０内のシール性を保持している。
【００２８】
上記した回転軸４６は、上記ボートエレベータ３０の昇降アーム３０Ａの先端に取り付けられており、基板保持ボート１８及び蓋部３２等を一体的に昇降して処理容器４０内へ挿脱できるようになされている。そして、この処理容器４０の下端部は、例えばステンレススチールよりなる天井８Ａ（ベース板）に取り付けられて支持されている。
【００２９】
この処理容器４０の下部には、処理容器４０内の方へプラズマ化される第１のガスを供給する第１のガス供給手段５２と、第２のガスを供給する第２のガス供給手段５４とが設けられる。具体的には、上記第１のガス供給手段５２は、上記処理容器４０の下部の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなる第１のガスノズル５６を有している。この第１のガスノズル５６には、その長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔５６Ａが所定の間隔を隔てて形成されて分散形のガスノズルとなっており、各ガス噴射孔５６Ａから水平方向に向けて略均一に第１のガスを噴射できるようになっている。
【００３０】
ここで上記処理容器４０の側壁には、処理容器４０の半径方向外方に向けて僅かに突出させて形成したノズル収容ボックス５７が処理容器４０の長さ方向に沿って設けられている。このノズル収容ボックス５７は、例えば断面コ字状の上下に細長い石英製の区画壁を溶接により接合することにより形成される。そして、このノズル収容ボックス５７内に沿って上記第１のガスノズル５６が設けられる。
【００３１】
また同様に上記第２のガス供給手段５４も、上記処理容器４０の下部の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなる第２のガスノズル５８を有している。上記第２のガスノズル５８には、その長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔５８Ａが所定の間隔を隔てて形成されて分散形のガスノズルとなっており、各ガス噴射孔５８Ａから水平方向に向けて略均一に第２のガスを噴射できるようになっている。また、上記第１及び第２のガスノズル５６、５８に接続されるガス通路６０、６２途中には、それぞれガス流量を制御するマスフローコントローラのような流量制御器６０Ｂ、６２Ｂ及び開閉弁６０Ｃ、６２Ｃが介設されている。ここで上記第１のガスとしては窒化ガス、例えばＮＨ３ ガスが用いられ、第２のＮＨ３ としてはシラン系ガス、例えばジクロロシラン（ＤＣＳ）ガスが用いられる。
【００３２】
尚、ここでは第１のガスと第２のガスを供給する第１のガス供給手段５２と第２のガス供給手段５４しか示していないが、更に多くのガス種を用いる場合には、それに対応して更に別のガス供給手段を設けるのは勿論であり、例えばＮ２ 等のパージガスを供給するためのガス供給手段も設けられている。また図示されてないが、不要な膜を除去するクリーニングガス、例えばＨＦ系ガスを供給するクリーニングガス供給系も設けられている。
【００３３】
そして、この処理容器４０の下部の側壁には排気口６４が形成されている。そして、この排気口６４には、圧力調整弁６６Ａや真空ポンプ６６Ｂ等が介設された排気系６６が接続されており、処理容器４０内の雰囲気を真空引きして所定の圧力に維持できるようになっている。尚、処理態様によっては、常圧付近で処理する場合もある。
【００３４】
次に、上記基板保持ボート１８と保温体構造３６について説明する。これらは共に耐熱性材料及び耐腐食性材料、例えば石英やＳｉＣ等のセラミックス材により形成されている。まず、基板保持ボート１８及び保温体構造３６は、図４及び図５に示されている。図４には基板保持ボート１８の横断面図が併記されており、図４（Ａ）は基板保持ボート１８と保温耐構造３６とが分離されている時の状態を示し、図４（Ｂ）は基板保持ボート１８と保温耐構造３６上に載置された時の状態を示している。
【００３５】
図示するように、基板保持ボート１８は、円板状になされた天板６８と、同じく円板状になされた底板７０と、これらの天板６８と底板７０とを連結するように設けられた複数の支柱７２とを有している。上記天板６８及び底板７０の直径は、ウエハＷの直径よりも僅かに大きく設定されている。そして、上記各支柱７２は、上記天板６８及び底板７０の半径部よりも少し大きな円弧状の周辺部に沿ってほぼ等間隔で配置置されている。そして、この支柱７２が配置された領域とは反対側の半円弧より少し狭い領域が開放されており、この開放された側が基板移載方向側７４となり、この方向から基板保持ボート１８に対するウエハＷの移載を行うようになっている。
【００３６】
上記支柱７２は、ここでは５本設けられており、３本の基板支持用の支柱７２Ａと２本の補強用の支柱７２Ｂの２種類の支柱７２を有している。３本の基板支持用の支柱７２Ａは９０度よりも少し広い間隔で配置されており、その間に上記補強用の支柱７２Ｂが配置されている。従って、全体で基板支持用の支柱７２Ａと補強用の支柱７２ＢとがウエハＷの周方向に沿って交互に配置された状態となっている。基板支持用の支柱７２Ａの直径は例えば２０ｍｍ程度に設定されているのに対して、補強用の支柱７２Ｂの直径は例えば１０ｍｍ程度に設定されているが、その断面形状は円形のみならず、半円状でもよく、その形状は特に限定されない。
【００３７】
そして、上記各基板支持用の支柱７２Ａには、その長さ方向に沿って複数の基板保持部７６（図５参照）が設けられており、ここにウエハＷの周縁部の下面を支持させてウエハＷを支持するようになっている。ここでは基板保持部７６としては、断面円形の上記基板支持用の支柱７２Ａのほぼ半円部分を溝状に削り取ることによって形成された保持溝８０よりなり、この保持溝８０が所定のピッチで多数形成されている。この保持溝８０の上下方向の幅Ｈ１（図５参照）は、例えば８ｍｍ程度である。
【００３８】
従って、各基板支持用の支柱７２Ａの各保持溝８０の段部上にウエハＷの円辺部の下面を載置することによりウエハＷを３点で保持するようになっている。この場合、ウエハＷを移載する際に、ウエハＷと両端に配置された基板支持用の支柱７２Ａとが干渉しないようにウエハＷは上記保持溝８０内を水平方向に移動するようになっている。上記基板保持ボート１８には、その高さにもよるが、例えば５０〜１５０枚程度のウエハＷを保持できるようになっている。尚、上記基板保持部７６の形状としては、保持溝８０に限定されず、ウエハＷを保持できるのであれば、どのような構造でもよい。
【００３９】
一方、上記保温体構造３６は、上面に上記基板保持ボート１８を載置するために耐熱性材料及び耐腐食性材料により形成された保温体本体８２と、基板保持ボート１８の基板移載方向側７４に位置するようにこの保温体本体８２に起立させて設けられた本発明の特徴とする処理均一化棒部材８４とを有している。この保温体本体８２は、従来の保温体構造に相当するものである。
【００４０】
上記保温体本体８２は、耐熱耐腐食性材料である例えば石英やＳｉＣ等のセラミックス材により円筒体状に成形されており、この上面に基板保持ボート１８が直接的に載置される。そして、処理均一化棒部材８４は、ここでは複数本、例えば２本設けられており、この２本の処理均一化棒部材８４の下端部を屈曲させて、上記基板保持ボート１８の側面に取り付け固定している。この場合、この保温体本体８２の直径は、基板保持ボート１８の底板７０の直径よりも大きく形成される場合もあり、又は小さく形成される場合もあるが、保温体本体８２の直径が底板７０の直径よりも大きい場合には、処理均一化棒部材８４の下端部を保温体本体８２の上面に直接的に取り付け固定するようにしてもよい。
【００４１】
また上記２本の処理均一化棒部材８４間は、１又は複数の補強ロッド８８により連結されており、全体として強度の向上が図られている。ここでは、図４（Ｂ）に示すように、上記基板保持ボート１８を保温体構造３６上に載置した時には、上記２本の処理均一化棒部材８４が基板移載方向側７４の空間をほぼ等間隔に仕切るように配置されている（図４（Ｂ）参照）。この処理均一化棒部材８４の長さは、少なくとも基板保持ボート１８の長さ方向の全体をカバーできるような長さに設定されている。この処理均一化棒部材８４の直径は、上記基板支持用の支柱７２Ａ又は補強用の支柱７２Ｂと同じように設定されており、また、その構成材料（補強ロッド８８を含む）もこれらと同じ石英やＳｉＣ等のセラミックス材料により形成する。
【００４２】
これにより、図４（Ｂ）に示すように、ウエハＷの処理時には、ウエハＷの外周側に沿って支柱７２や処理均一化棒部材８４がほぼ均一に配列されたような状態を実現できるようになっている。この場合、ウエハＷと処理均一化棒部材８４とは非接触状態となるようにしてもよく、或いは接触状態になるように設定してもよい。尚、ここでは２本の処理均一化棒部材８４を設けたが、これに限定されず、１本又は３本以上設けてもよく、１本の場合には、この処理均一化棒部材８４を基板移載方向側７４の領域である円弧部のほぼ中央に設けるようにする。
【００４３】
そして、図３に戻ってこの処理システム２及び処理装置４の動作全体の制御、例えばガスの供給の開始及び供給の停止、プロセス圧力の設定等は例えばコンピュータ等よりなる装置制御部９０により行われる。そして、この装置制御部９０は、この処理装置４の全体の動作も制御することになる。またこの装置制御部９０は、上記各種ガスの供給や供給停止の制御及び装置全体の動作を制御するためのコンピュータに読み取り可能なプログラムを記憶する例えばフレキシブルディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ハードディスク、フラッシュメモリ或いはＤＶＤ等の記憶媒体９２を有している。
【００４４】
次に、以上のように構成された処理システム及び処理装置を用いて行なわれる処理としてＡＬＤ法による成膜方法を行う場合を例にとって説明する。具体的には、ここでは成膜処理として、第１のガスとしてＮＨ３ を用い、第２のガスとしてシラン系ガスのＤＣＳを用いてシリコン窒化膜を形成する場合を例にとって説明する。
【００４５】
まず、図１及び図２に示すように未処理のウエハＷが収容された収容ボックス１４を移載ステージ１２上に移載する。この状態で、開口１０の開閉ドア１６と収容ボックス１４の開閉蓋（図示せず）とを取り外し、そして、基板移載機構２４を駆動することにより、収容ボックス１４内に収容されていたウエハＷを、ここでは例えば５枚ずつ取り出し、これを移載用ボート載置台２２上に設置されている基板保持ボート１８に移載する。
【００４６】
この場合、基板保持ボート１８のウエハ収容枚数が１５０枚で、且つ収容ボックス１４内のウエハ収容枚数が２５枚ならば、６つの収容ボックス１４内からウエハが取り出されて移載され、１バッチの処理が行われることになる。
【００４７】
上記基板保持ボート１８へのウエハＷの移載が完了したならば、次に、ボート移載機構３８を駆動して、この移載用ボート載置台２２上の基板保持ボート１８を最下端へ降下されている保温体構造３６の保温体本体８２上に載置する。この際、保温体構造３６の保温体本体８２は処理均一化棒部材８４が取り付け固定されて設けられているので、図４（Ａ）に示す横断面図から図４（Ｂ）に示す横断面図のようになり、ウエハＷの外周には、支柱７２と処理均一化棒部材８４がその周方向に沿ってほぼ均等に配置されたような状態となる。ここで、処理が完了してアンロードされたウエハを収容する基板保持ボート１８が上記保温体構造３６上にある場合には、ボート移載機構３８を用いてこの基板保持ボート１８を予め待機用ボート載置台２０上へ移しておく。
【００４８】
そして、この未処理のウエハを収容する基板保持ボート１８の保温体本体８２上への移載が完了したならば、ボートエレベータ３０を駆動させて、基板保持ボート１８と、保温体構造３６と、これら載置した蓋部３２を一体的に上昇させ、この基板保持ボート１８を処理装置４の処理容器４０内へ、この下端開口部より導入してロードする。そして、この蓋部３２によって処理容器４０の下端開口部を密閉し、この状態で処理装置４でウエハＷに対して所定の処理、例えばＡＬＤ法によりシリコン窒化膜の成膜処理を行なう。
【００４９】
このようにして、所定の時間の処理が終了したならば、前述したと逆の操作を行なって、処理済みのウエハＷを取り出す。すなわち、アンロードを開始することより基板保持ボート１８を処理容器４０内から降下させてアンロードを完了する。そして、このアンロードされた基板保持ボート１８は、ボート移載機構３８により、待機用ボート載置台２０を経由して、或いはこれを経由することなく直接的に移載用ボート載置台２２上へ移載される。この間に上記処理済みのウエハＷは、ある程度冷却されている。
【００５０】
そして、基板移載機構２４のフォーク２６を用いて処理済みのウエハＷを基板保持ボート１８から移載ステージ１２上の空の収容ボックス１４内に移載する。これにより、ウエハＷの一連の流れが完了することになる。
【００５１】
次に、ＡＬＤ法による窒化シリコン膜の成膜動作について説明する。前述したように、処理容器４０内へ導入されたウエハＷは、これを保持する基板保持ボート１８を回転することにより処理容器４０内で回転されている。この回転速度は、例えば数回転／ｍｉｎ程度である。
【００５２】
そして、第１のガス供給手段５２の分散形の第１のガスノズル５６の各ガス噴射孔５６Ａから窒化ガスであるＮＨ３ ガスが流量制御されつつ供給され、第２のガス供給手段５４の分散形の第２のガスノズル５８の各ガス噴射孔５８Ａから原料ガスのシラン系ガスであるＤＣＳガスが流量制御されつつ供給される。この場合、上記ＤＣＳガスとＮＨ３ ガスは例えば交互に間欠的にパルス状に供給され、ウエハ表面に対して原料ガスの吸着と窒化が繰り返し行われて原子レベルの厚さのＳｉＮ膜の薄膜が一層ずつ多層に形成されて行くことになる。
【００５３】
この場合、プロセス圧力、例えば６０〜１３３０Ｐａ程度の範囲内に維持され、プロセス温度は、例えば３００〜６００℃程度の範囲内に維持される。そして、パルス状に供給するＮＨ３ ガスやＤＣＳガスのパルスの供給時間は、例えば３〜６０ｓｅｃ程度の範囲内である。
【００５４】
各ガス噴射孔５６Ａ、５８Ａからは、ＮＨ３ ガスやＤＣＳガスがそれぞれれ水平方向へ向けて噴射されて処理容器４０内のウエハＷに対してサイドフローとなって供給され、上述のように成膜されることになる。上記した成膜時には、ウエハＷの回転に伴ってウエハＷを保持する基板保持ボート１８の支柱７２が各ガス噴射孔５６Ａ、５８Ａの直前を定期的に通過してその都度、ガスの供給が一時的に遮断されることになり、その結果、各支柱７２の近傍のウエハ表面の膜厚は他の部分と比較して薄膜なる傾向にある。
【００５５】
そして、従来の処理装置にあっては、基板保持ボート１８の基板移載方向側７４（図４（Ａ）参照）には、支柱が存在せずに常に開放された状態なので、この部分には各ガスが十分に供給され、他の支柱７２の近傍の膜厚よりも厚い膜厚の薄膜が形成される傾向にある。このため、図６（Ａ）に示すように、ウエハ面内の膜厚の分布は一方向側（図中の下方側）の膜厚がかなり厚くなり、膜厚の面内均一性が劣化するのみならず、膜厚の分布の形態も同心円状にはならず、あまり好ましくなかった。尚、図６中においては膜厚が等高線で示されている。
【００５６】
これに対して、本発明の処理装置では、保温体構造３６に処理均一化棒部材８４を起立させて設け、成膜の処理時には、図４（Ｂ）の横断面図に示すように、基板保持ボート１８の基板移載方向側７４に上記処理均一化棒部材８４が位置するようにしている。このため、各ガス噴射孔５６Ａ、５８Ａから水平方向に噴射される各ガスに対して、上記処理均一化棒部材８４は、基板保持ボート１８の各支柱７２とほぼ同様に作用して各ガスの供給を一時的に遮断することになる。この結果、図６（Ｂ）に示すように、上記処理均一化棒部材８４の近傍のウエハ表面の薄膜の膜厚も少し薄くなり、全体的に膜厚の面内均一性を向上させることができるのみならず、膜厚の分布の形態もほぼ同心円状に形成することができ、好ましい結果を得ることができる。
【００５７】
また、上記処理均一化棒部材８４を設けることにより、万一、地震等が発生しても、ウエハＷが横方向、すなわち基板移載方向側７４へ飛び出ることを防止することができる。また、この実施例の場合には、従来の基板保持ボート１８に何らの改修等を施すことなく、これをそのまま用いることができる。
【００５８】
このように、本発明によれば、膜厚の面内均一性等の処理の面内均一性を向上させることができ且つ膜厚の分布の形態も例えば同心円状に整えることができる。
【００５９】
＜本発明の基板保持ボート＞
上記実施例にあっては、保温体構造３６に処理均一化棒部材８４に設けるようにしたが、これに限定されず、この処理均一化棒部材８４を、保温体構造３６ではなく、基板保持ボートに設けるようにしてもよい。
【００６０】
図７はこのような本発明の基板保持ボートの一例を示す側面図（横断面図を併記）、図８は基板保持ボートに処理均一化棒部材を着脱させる棒部材着脱機構の一例を示す概略構成図である。尚、図１乃至図６に示す構成部分と同一構成部分については同一参照符合を付してその説明を省略する。
【００６１】
図７に示すように、この基板保持ボート１００のボート本体１０２は、図４に示す従来の基板保持ボート１８と同様に構成されており、天板６８、底板７０、基板保持用の支柱７２Ａと補強用の支柱７２Ｂを含む支柱７２を有している。この基板保持用の支柱７２Ａには、図５に示すような基板保持部７６である保持溝８０が設けられている。
【００６２】
このように形成されたボート本体１０２に本発明の特徴とする処理均一化棒部材１０４が着脱可能に設けられる。具体的には、処理均一化棒部材１０４は、ボート本体１０２の高さとほぼ同じ長さに設定され、処理時に基板移載方向側７４に天板６８と底板７０とに着脱可能に取り付けられる。
【００６３】
上記着脱を可能とするために、上記処理均一化棒部材１０４の上端と下端には、第１の係合部１０６が設けられる。この第１の係合部１０６に対応させて天板６８と底板７０とには、上記第１の係合部１０６と係合する第２の係合部１０８が設けられている。上記第１の係合部１０６は、上記処理均一化棒部材１０４の端部を水面方向へほぼ直角に屈曲させて、その先端に下方向に向かう突起１１０を設けるようにして形成されている。また、上記第２の係合部１０８は、上記天板６８の周辺部の上面及び底板７０の周辺部の上面に、上記突起１１０が遊嵌状態で嵌め込まれるように形成した凹部１１３により構成されている。
【００６４】
従って、この処理均一化棒部材１０４を図７（Ａ）に示す矢印１１１に示すように、ボート本体１０２に向けて水平方向へ移動して接近させ、最後に、この処理均一化棒部材１０４を僅かに下方向へ降下させることにより上記突起１１０を凹部１１３内へ嵌め込むことができるようになっている。これにより、図７（Ｂ）に示すように上記処理均一化棒部材１０４は、ボート本体１０２の天板６８と底板７０とに装着されるようになっている。この処理均一化棒部材１０４をボート本体１０２から取り外すには、処理均一化棒部材１０４を上記矢印１１１とは逆方へ移動させればよい。
【００６５】
すなわち、上記操作とは逆の操作を行えばよい。尚、上記第１の係合部１０６と第２の係合部１０８は、両者が着脱できる構造であればよく、上述した構造に限定されない。上記した操作を行うために図８に示すような棒部材着脱機構１１２が設けられる。この棒部材着脱機構１１２は、水平方向へ屈伸可能になされた着脱アーム１１４を有しており、この着脱アーム１１４は、旋回及び上下方向へ昇降可能になされた駆動軸１１６に取り付けられている。そして、この着脱アーム１１４の先端には、上記処理均一化棒部材１０４を把持する把持部１１８が取り付けられており、この把持部１１８で処理均一化棒部材１０４を把持した状態でこれを持ち運べるようになっている。
【００６６】
このように構成された棒部材着脱機構１１２は、図２に示すローディングエリア６内であって、ボートエレベータ３０の近傍に設けられることになり、基板保持ボート１８が従来構造の保温体構造である保温体本体８２（処理均一化棒部材８４を有していない）上に載置された後に、上記棒部材着脱機構１１２を用いて上記処理均一化棒部材１０４をボート本体１０２に取り付けるようになっている。
【００６７】
図７においては、上記処理均一化棒部材１０４を１本だけ用いてこれを基板移載方向側７４の円弧状の空間部の中央部に設けているが、これに限定されず、この処理均一化棒部材１０４を先の実施例と同様に２本等間隔で設けてもよいし、或いはそれ以上の本数設けるようにしてもよい。
【００６８】
この実施例では、未処理のウエハＷを多段に保持した基板保持ボート１００のボート本体１０２が、アンロードされている従来の保温体構造である保温体本体８２（処理均一化棒部材８４は無し）に載置された後に、図８に示す棒部材着脱機構１１２を駆動させて処理均一化棒部材１０４を図７（Ａ）に示すように移動させ、これを図７（Ｂ）に示すようにボート本体１０２に装着させる。その後は、先の実施例と同様に、この基板保持ボート１００を上昇させて処理容器４０内へロードし、所定の成膜処理を行う。
【００６９】
上記成膜処理が完了したならば、上記基板保持ボート１００を降下させて処理容器４０内からアンロードする。そして、上記棒部材着脱機構１１２を駆動させて、上記とは逆の操作をしてボート本体１０２に取り付けられていた上記処理均一化棒部材１０４をボート本体１０２から取り外し、基板移載方向側７４を開放する。これ以降は、先の実施例と同様に、基板保持ボート１００の移動と処理済みウエハＷの移載が行われることになる。
【００７０】
この実施例の場合にも、ここでの処理均一化棒部材１０４が、先の図４に示す実施例の処理均一化棒部材８４と同様な機能を有するので、先の実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００７１】
ここでは、第１の係合部１０６と第２の係合部１０８を互いに係合させることにより、処理均一化棒部材１０４を取り付けていたが、これに限定されず、例えば処理均一化棒部材１０４を単なる直線状の棒状体に形成し、これを挿脱可能に挿通するための貫通孔を天板６８側に形成するようにしてもよい。この場合には、この貫通孔に挿通された処理均一化棒部材１０４の下端は、底板７０で受けることにより装着されることになる。
【００７２】
このように、膜厚の面内均一性等の処理の面内均一性を向上させることができ且つ膜厚の分布の形態も例えば同心円状に整えることができる。
【００７３】
尚、上記各実施例では、保温体構造３６の保温体本体８２を円筒体状に成形した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、例えば複数のリング状の保温板を連結ロッドで多段に支持させるように構成した保温体本体にも本発明を適用することができる。また、上記各実施例では、ＡＬＤ法による成膜処理を例にとって説明したが、各ガスを連続的に供給してＣＶＤ法により成膜する場合にも本発明を適用することができる。
【００７４】
また、上記各実施例では、処理としてシリコン窒化膜を成膜する場合を例にとって説明したが、他の種類の薄膜を形成する場合、更に、成膜処理に限定されず、処理として酸化処理、拡散処理、エッチング処理等を行う場合にも本発明を適用することができる。また、上記各実施例では、プラズマを用いない処理を例にとって説明したが、これに限定されず、例えば図１のノズル収容ボックス５７に高周波を用いたプラズマ発生手段を設けるなどして、プラズマを用いた処理を行う場合も本発明を適用することができる。
【００７５】
また、上記各実施例では、第１及び第２のノズル５６、５８の形態として分散形のノズルを例にとって説明したが、これに限定されず、Ｌ字状に屈曲されて高さが異なるように形成された複数のＬ字管よりなるノズルにも本発明を適用することができる。また、この場合、Ｌ字管の上端や側面にガス噴射孔を設けるようにしてもよい。また、ここでは処理容器４０の構造として単管構造の場合を例にとって説明したが、これに限定されず、内筒と外筒とよりなる二重管構造の処理容器の場合にも本発明を適用することができる。
【００７６】
また、ここでは被処理基板として半導体ウエハを例にとって説明したが、この半導体ウエハにはシリコン基板やＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体基板も含まれ、更にはこれらの基板に限定されず、液晶表示装置に用いるガラス基板やセラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７７】
２  処理システム
４  処理装置
６  ローディングエリア
１８  基板保持ボート
２０  待機用ボート載置台
２２  移載用ボート載置台
２４  基板移載機構
３０  ボートエレベータ
３２  蓋部
３６  保温体構造
３８  ボート移載機構
４０  処理容器
４１  加熱手段
５２  第１のガス供給手段
５４  第２のガス供給手段
５６  第１のガスノズル
５６Ａ  ガス噴射孔
５８  第２のガスノズル
５８Ａ  ガス噴射孔
６６  排気系
６８  天板
７０  底板
７２  支柱
７２Ａ  基板支持用の支柱
７２Ｂ  補強用の支柱
７４  基板移載方向側
７６  基板保持部
８０  保持溝
８２  保温体本体
８４  処理均一化棒部材
８８  補強ロッド
１００  基板保持ボート
１０２  ボート本体
１０４  処理均一化棒部材
１０６  第１の係合部
１０８  第２の係合部
１１２  棒部材着脱機構
Ｗ  半導体ウエハ（被処理基板）
【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】
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