(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエハ面内のガスの流速を大きくする構成を提供する。【解決手段】基板を処理する処理室を構成する反応管は、反応管下部に設けられ、処理ガスが導入されるガス導入部２３３と、反応管側面の一端を構成し、処理ガスを一時的に滞留させると共に処理室に処理ガスを供給する開口部が設けられるバッファ部２３２と、ガス導入部とバッファ部との間に設けられ、ガス導入部からバッファ部までを連通させる連結部２３０と、反応管側面の他端の下端部を構成し、処理室から処理ガスを排出するガス排気部２３１を有する。処理ガスが、バッファ部の上端部からガス排気部に対向する位置まで設けられた開口部から処理室に導入され、処理室を介してガス排気部から排出される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室を構成する反応管であって、
前記反応管下部に設けられ、処理ガスが導入されるガス導入部と、前記反応管側面の一端を構成し、前記処理ガスを一時的に滞留させると共に前記処理室に前記処理ガスを供給する開口部が設けられるバッファ部と、前記ガス導入部と前記バッファ部との間に設けられ、前記ガス導入部から前記バッファ部までを連通させる連結部と、前記反応管側面の他端の下端部を構成し、前記処理室から前記処理ガスを排出されるガス排気部を有し、
前記バッファ部の上端部から前記ガス排気部に対向する位置まで設けられた前記開口部から前記処理室に導入され、前記処理室を介して前記ガス排気部から前記処理ガスが排出されるよう構成されている反応管と、
を備えた基板処理装置。
【請求項２】
前記ガス排気部は、前記ガス排気部の排気管の径よりも小さい径を有する流路が内在する保護管を内部に設けるよう構成されている請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記連結部は、前記ガス導入部と接続する前記反応管下部から前記反応管頂点付近を経由して前記バッファ部と接続する前記反応管天井部まで前記反応管外壁面に沿って設けられるよう構成されている請求項１記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記連結部は、少なくとも前記バッファ部と接続するまで複数の管で構成されている請求項１記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記開口部は、複数のガス供給孔であって、前記バッファ部の上端部から下端部に至るまで所定間隔で形成されている請求項１記載の基板処理装置。
【請求項６】
更に、前記基板が支持される支持部を備えた基板保持部を有し、
前記開口部は、前記支持部の間隔と同じ間隔で、前記基板と前記基板の間に配置されるよう形成されている請求項１記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記開口部は、前記基板保持部の基板処理領域の上端よりも上側の領域から前記ガス排気部に対向する位置まで設けられ、前記基板保持部の基板処理領域に面する位置と断熱領域に面する位置と異なる間隔で形成されている請求項５記載の基板処理装置。
【請求項８】
更に、バルブ開度により圧力を調整する圧力調整装置と、該圧力調整装置内のガスを吸引する排気装置とを備えた排気系と、
前記処理室と前記排気系との間の圧力差を保持するように前記圧力調整装置及び前記排気装置を制御する制御部と、
を有する請求項１記載の基板処理装置。
【請求項９】
更に、前記排気系は、前記処理室の過加圧防止用のセンサを備え、
前記制御部は、前記センサが前記処理室の過加圧を検知すると、前記処理室からの排気されたガスを前記圧力調整装置及び前記排気装置を介さずに排気するように構成されている請求項８記載の基板処理装置。
【請求項１０】
更に、前記反応管側面の他端を構成し、前記ガス排気部に連通する第２バッファ部を設け、
前記第２バッファ部の前記処理室側に設けられるガス排気口は、前記反応管の一方の端を構成する前記バッファ部の前記開口部と基板の中心を軸として対称となるように配置されている請求項１記載の基板処理装置。
【請求項１１】
更に、前記基板が支持される支持部を備えた基板保持部を有し、
前記ガス排気口は、前記支持部の間隔と同じ間隔で、前記基板と前記基板の間に配置されるよう形成されている請求項１０記載の基板処理装置。
【請求項１２】
更に、前記基板が支持される支持部を備えた基板保持部を有し、
前記ガス排気口は、前記基板保持部の基板処理領域に対向する位置と断熱領域に対向する位置と異なる間隔で形成されている請求項１０記載の基板処理装置。
【請求項１３】
処理室を構成する反応管であって、
前記反応管下部に設けられ、処理ガスが導入されるガス導入部と、
前記反応管側面の一端を構成し、前記処理ガスを一時的に滞留させると共に前記処理室に前記処理ガスを供給する開口部が設けられるバッファ部と、
前記ガス導入部と前記バッファ部との間に設けられ、前記ガス導入部から前記バッファ部までを連通させる連結部と、
前記反応管側面の他端の下端部を構成し、前記処理室から前記処理ガスを排出するガス排気部と、を有し、
前記バッファ部の上端部から前記ガス排気部に対向する位置まで設けられた前記開口部から前記処理室に導入され、前記処理室を介して前記ガス排気部から前記処理ガスが排出されるよう構成されている反応管。
【請求項１４】
処理室を構成する反応管であって、
前記反応管下部に設けられ、処理ガスが導入されるガス導入部と、
前記反応管側面の一端を構成し、前記処理ガスを一時的に滞留させると共に前記処理室に前記処理ガスを供給する開口部が設けられる第１バッファ部と、
前記ガス導入部と前記第１バッファ部との間に設けられ、前記ガス導入部から前記第１バッファ部までを連通させる連結部と、
前記反応管側面の下端部に設けられ、前記反応管側面の他端を構成し前記処理ガスを一時的に滞留させると共に前記処理室から前記処理ガスを排気するガス排気口を有する第２バッファを介して、前記処理室から前記処理ガスを含むガスを排出するガス排気部と、
を有する反応管。
【請求項１５】
前記第１バッファ部の上端部から前記第１バッファ部の下端部まで設けられた前記開口部から前記処理ガスが前記処理室に導入され、前記第２バッファ部の上端部から前記第２バッファ部の下端部まで設けられた前記ガス排気口から排気された前記処理ガスが前記ガス排気部から排出されるよう構成されている請求項１４記載の反応管。
【請求項１６】
処理室を構成する反応管であって、処理ガスが導入されるガス導入部と、前記処理ガスを一時的に滞留させると共に前記処理室に前記処理ガスを供給する開口部が設けられるバッファ部と、前記ガス導入部と前記バッファ部との間に設けられ、前記ガス導入部から前記バッファ部までを連通させる連結部と、前記反応管側面の下端部に設けられ、前記処理室から前記処理ガスを含むガスを排出するガス排気部を有し、前記バッファ部の上端部から前記ガス排気部に対向する位置まで設けられた前記開口部から前記処理室に導入され、前記処理室を介して前記ガス排気部から排出されるよう構成されている前記反応管内に基板を搬入する工程と、
前記反応管内に搬入された前記基板に前記処理ガスを供給し、前記基板を処理する工程と、
前記反応管内から前記基板を搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
処理室を構成する反応管であって、前記反応管下部に設けられ、処理ガスが導入されるガス導入部と、前記反応管側面の一端を構成し、前記処理ガスを一時的に滞留させると共に前記処理室に前記処理ガスを供給する開口部が設けられる第１バッファ部と、前記ガス導入部と前記第１バッファ部との間に設けられ、前記ガス導入部から前記第１バッファ部までを連通させる連結部と、前記反応管側面の下端部に設けられ、前記反応管側面の他端を構成し前記処理ガスを一時的に滞留させると共に前記処理室から前記処理ガスを排気するガス排気口を有する第２バッファを介して、前記処理室から前記処理ガスを含むガスを排出するガス排気部を有する前記反応管内に基板を搬入する工程と、
前記反応管内に搬入された前記基板に前記処理ガスを供給し、前記基板を処理する工程と、
前記反応管内から前記基板を搬出する工程と、
を有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、基板処理装置、反応管及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板に酸化、拡散等の処理(特に、ＰＹＲＯ、ＤＲＹ酸化、アニール等の処理)を施す基板処理装置において、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載されているように、反応管下部に設けているガス導入ポートからガスを導入し、反応管の天井部より反応室内にガスを供給するよう構成されている。反応室内へ流入したガスは基板(以後、ウエハともいう)処理領域の上側から下側を通過し、反応管下部に設けられている排気ポートから反応室外へ排出される。また、この種の基板処理装置では、工場設備の排気能力のみで反応室内を所定の圧力で制御し、基板の処理が行われる。特許文献１には、天井部にガスを一時的に溜めて圧力を整える空間が設けられており、空間の下面内壁には、複数のガスを噴き出す開口があり、この開口からガスを均一に反応室内に流す構造が記載されている。
【０００３】
このように、反応管と一体化したノズルの下部から上部へガスを流す間にガスの温度が上昇し、高温ガスを天井部から反応室内へ供給することにより、反応室内を構成する部品(ＳｉＣ部品、石英部品、ウエハ)との温度差を小さくし、パーティクル発生の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−０６７７５０号公報
【特許文献２】特開平０７−１７６４９８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、ボートの上端から下端に至るまでのウエハ面内のガス流速が小さいことにより、ウエハからのアウトガス（前処理でウエハに形成された膜からの熱処理による脱ガス）に起因するウエハ面内のパーティクル増加という問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、ウエハ面内のガスの流速を大きくする構成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
基板を処理する処理室を構成する反応管であって、反応管下部に設けられ、処理ガスが導入されるガス導入部と、反応管側面の一端を構成し、処理ガスを一時的に滞留させると共に処理室に処理ガスを供給する開口部が設けられるバッファ部と、ガス導入部とバッファ部との間に設けられ、ガス導入部からバッファ部までを連通させる連結部と、反応管側面の他端の下端部を構成し、処理室から処理ガスを排出されるガス排気部を有し、
バッファ部の上端部からガス排気部に対向する位置まで設けられた開口部から処理室に導入され、処理室を介してガス排気部から処理ガスが排出されるよう構成されている反応管と、を備えた構成が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
ウエハ面内のガスの流速を大きくすることができ、ウエハからのアウトガスによるパーティクルを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置を示す概略の平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の制御部を示すブロック図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る基板処理装置の処理炉を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態における基板処理装置の反応管内の構造を示す概略構成図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る基板処理装置の処理室を示す平面断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態における基板処理装置の反応管と排気系との接続部分を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る基板処理装置の処理室を示す平面断面図である。
【図８】本発明の第二実施形態における基板処理装置の反応管内の構造を示す概略構成図である。
【図９】本発明の実施形態における基板処理装置の排気系の構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態における基板処理装置の反応管に設けられたバッファ部を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施形態における基板処理装置の反応管下部を示す断面図である。
【図１２】ウエハ面間のガス流速の比較を示す図である。
【図１３】ウエハ面間のガス濃度の比較を示す図である。
【図１４】ウエハ面内のガス濃度の比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る基板処理装置は、半導体ウエハを扱うものとして構成されており、半導体ウエハに酸化膜形成や拡散およびＣＶＤのような処理を施すものとして構成されている。  本発明において、基板としての半導体ウエハ（以下、ウエハという）２００はシリコン等の半導体から作製されており、ウエハ２００を収納して搬送するキャリア（収容器）としては、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）１１０が使用されている。
【００１１】
図１に示されているように、本発明に係る基板処理装置（以下、処理装置ともいう）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開口空間が設けられ、この開口空間を開閉する正面メンテナンス扉１０４ａ、１０４ｂがそれぞれ建て付けられている。
【００１２】
筐体１１１の正面壁１１１ａには、ＦＯＵＰ（以下、ポッドという）１１０を搬入搬出するためのポッド搬入搬出口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１１３によって開閉されるようになっている。
【００１３】
ポッド搬入搬出口１１２の正面前方側にはロードポート１１４が設置されており、ロードポート１１４はポッド１１０を載置した状態で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。
【００１４】
筐体１１１内の前後方向の略中央部における上部には、回転可能なポッド保管用の収容棚１０５が設置されており、収容棚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、収容棚１０５は垂直に立設され、支柱１１６と、支柱１１６にｎ（ｎは１以上）段の棚板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。
【００１５】
筐体１１１内におけるロードポート１１４と収容棚１０５との間には、第一搬送装置としてのポッド搬送装置１１８が設置されている。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１１８ａと、ポッド搬送機構１１８ｂとで構成されている。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、収容棚１０５、ポッドオープナ１２１との間で、ポッド１１０を搬送するように構成されている。
【００１６】
処理装置１００は酸化膜形成等の処理を施す半導体製造装置を備えている。半導体製造装置の筐体を構成するサブ筐体１１９は、筐体１１１内の前後方向の略中央部における下部に後端にわたって構築されている。
【００１７】
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には一対のポッドオープナ１２１がそれぞれ設置されている。
【００１８】
ポッドオープナ１２１はポッド１１０を載置する載置台１２２と、ポッド１１０のキャップを着脱するキャップ着脱機構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。
【００１９】
サブ筐体１１９はポッド搬送装置１１８や収容棚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が設置されている。基板移載機構１２５はウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａと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。基板移載装置１２５ａはツイーザ１２５ｃによってウエハ２００を保持して、ウエハ２００を水平方向に回転乃至直動させる。基板移載装置昇降機構１２５ｂは基板移載装置１２５ａを昇降させる。基板移載機構１２５は基板移載装置昇降機構１２５ｂおよび基板移載装置１２５ａの連続動作により、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。
【００２０】
移載室１２４には後述する昇降機構としてのボートエレベータ（図示せず）が設置されている。昇降機構はボート２１７を昇降させるように構成されている。昇降機構に連結された連結具としてのアームには、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、蓋体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は複数本の支持部として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、それぞれ水平に支持部に保持するように構成されている。
【００２１】
尚、保持部材の材質は、石英（ＳｉＯ２）若しくはＳｉＣ(炭化珪素またはシリコンカーバイド)、Ｓｉ(シリコン)で出来ている。また、材質は、プロセス処理温度によって使い分けている。例えば、プロセス処理温度が９５０℃以下であれば、石英材を用い、プロセス処理温度が高温処理９５０℃以上であれば、ＳｉＣ材やＳｉ材等を用いる。また、支持部の爪の形状は、短いもの、長いもの、ウエハ２００との接触面積を小さくしたもの等の様々の種類があり、プロセス条件によって異なるよう構成している。
【００２２】
次に、処理装置１００の動作について説明する。
図１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。
【００２３】
搬入されたポッド１１０は収容棚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にはクリーンエアが流通され、充満されている。
【００２４】
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、ポッド１１０のウエハ出し入れ口が開放される。ウエハ２００はポッド１１０から基板移載装置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(図示せず)にてウエハを整合した後、ボート２１７へ移載されて装填（ウエハチャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡した基板移載装置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。
【００２５】
この一方（上段または下段）のポッドオープナ１２１における基板移載機構１２５によるウエハ２００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には収容棚１０５ないしロードポート１１４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、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。
【００２６】
予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７装填されると、処理炉２０２の下端部が炉口ゲートバルブ１４７によって開放される。続いて、蓋体２１９が昇降機構１１５の昇降台によって上昇されて、蓋体２１９に支持されたボート２１７が処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されて行く。
【００２７】
ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に処理が実施される。
処理後は、図示しない昇降機構によりボート２１７が引き出される。その後は、図示しないノッチ合わせ装置でのウエハ２００の整合工程を除き、前述と逆の手順で、ウエハ２００およびポッド１１０は筐体１１１の外部へ払出される。
【００２８】
次に、制御部としてのコントローラ２４０の構成について図２を参照しながら説明する。制御部２４０は、処理部としてのＣＰＵ(中央処理装置)２２４、一時記憶部としてのメモリ(ＲＡＭ、ＲＯＭ等)２２６、記憶部としてのハードディスクドライブ(ＨＤＤ)２２２、通信部としての送受信モジュール２２８を備えたコンピュータとして構成されている。また、制御部２４０は、上述したＣＰＵ２２４及びメモリ２２６などを少なくとも含む指令部２２０と、通信部２２８と、記憶部２２２の他、液晶ディスプレイなどの表示装置及びキーボードやマウス等のポインティングデバイスを含む操作部としてのユーザインタフェース(ＵＩ)装置２４８を構成に含めても構わない。ハードディスク２２２には、処理条件及び処理手順が定義されたレシピ等の各レシピファイル、これら各レシピファイルを実行させるための制御プログラムファイル、処理条件及び処理手順を設定するためのパラメータファイルの他、プロセスパラメータを入力する入力画面を含む各種画面ファイル等(いずれも図示せず)が格納されている。
【００２９】
なお、制御部２４０の通信部２２８には、スイッチングハブ等が接続されている。制御部２４０は、通信部２２８によりネットワークを介して外部のコンピュータなどとデータの送信及び受信を行うように構成されている。
【００３０】
また、制御部２４０は、通信部２２８により通信回線を介して筐体１１１内に設置されているセンサ等、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に電気的に接続されている。
【００３１】
尚、本発明の実施の形態にかかる制御部２４０は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢなど）から当該プログラムをインストールすることにより、所定の処理を実行する各コントローラを構成することができる。
【００３２】
そして、これらのプログラムを供給するための手段は任意である。上述のように所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給してもよい。この場合、例えば、通信ネットワークの掲示板に当該プログラムを掲示し、ネットワークを介して搬送波に重畳して提供してもよい。そして、このように提供されたプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、所定の処理を実行することができる。
【００３３】
(第１実施形態)
図３〜図６、図９及び図１０を主に用いて第１実施形態について説明する。
【００３４】
図３に示されているように、処理炉２０２は、ヒータ(加熱機構)２０６を有する。ヒータ２０６は、円筒形状であり、保持板(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。
【００３５】
ヒータ２０６の内側には均熱管（外管）２０５がヒータ２０６と同心円に配設されている。均熱管２０５はＳｉＣ等の耐熱性材料が使用されて、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。均熱管２０５の内側には反応管（内管）２０４が均熱管２０５と同心円に配設されている。反応管２０４は石英等の耐熱性材料が使用されて、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管２０４の筒中空部は処理室２０１を形成しており、処理室２０１は、ウエハ２００を水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で保持したボート２１７を収容可能に構成されている。
【００３６】
ガス導入部２３３から反応管２０４の頂点部(天井部の上側)を経由してバッファボックスとしてのバッファ(第１バッファ)部２３２に至るまで、反応管２０４の外壁面に添ってガス供給管(連結部)としての細管２３０が配設されている。また、バッファ部２３２が設けられる反応管２０４の対称面側の下部には、反応管２０４内の雰囲気を排気口２３１ａから排気する排気ポートとしてのガス排気部２３１が設けられている。
【００３７】
ガス導入部２３３の上流側には、図３に示すガス流量制御部としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２３５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。ＭＦＣ２３５は、処理室２０１に供給するガスの流量を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。本実施形態におけるガス供給系は、少なくとも図示しない処理ガス供給源、キャリアガス供給源、不活性ガス供給源及びＭＦＣ２３５で少なくとも構成されている。
【００３８】
また、図示しないシーケンサは、ガスの供給や停止を図示しないバルブを開閉させることにより制御するように構成されている。そして、制御部２４０は、処理室２０１に供給するガスの流量が所望のタイミングにて所望の流量となるように、これらＭＦＣ２３５やシーケンサを制御するよう構成されている。
【００３９】
図４に第１実施形態における反応管２０４の詳細図を示す。ここでは、反応管２０４の構成を理解しやすくするために、反応管２０４そのものは透明にしている。反応管２０４は、処理室２０１を構成し、下部に、ガスが導入されるガス導入ポートとしてのガス導入部２３３とガス排気部２３１がそれぞれ設けられる。バッファ部２３２は、ガス導入部２３３とガス排気部２３１の略対称側(反対側)の反応管２０４の側面に、反応管２０４の天井部近傍から下部に至るまで設けられている。バッファ部２３２は、反応管２０４側面の一部分を構成し、細管２３０からのガスを一時的に留まらせるよう構成されている。ガス導入部２３３には細管２３０が接続されている。バッファ部２３２は、ガス導入部２３３と細管２３０を介して連通し、細管２３０と反応管２０４天井部で接続される。
【００４０】
また、バッファ部２３２は、処理室２０１との境界にガスが噴出する開口部としての複数のガス孔２３２ａを設けられている。このガス孔２３２ａは、バッファ部２３２の上端部から下端部に至るまで設けられており、このガス孔２３２ａより処理室２０１にガスを供給するよう構成されている。ガス孔２３２ａに対して反対側の反応管２０４下部には、ガス排気部２３１が設けられ、処理室２０１からガスを排出するように構成されている。このような構成なので、ウエハ２００の表面に対して平行したガスの流れ(サイドフロー)を形成することができる。ここで、天井部は、バッファ部２３２よりも上側の反応管２０４部分のことである。
【００４１】
また、図４に示すように、ガス導入部２３３、ガス孔２３２ａを有するバッファ部２３２、ガス導入部２３３とバッファ部２３２を連結する細管２３０、及びガス排気部２３１は、それぞれ反応管２０４に一体的に設けられている。特に、細管２３０は、反応管２０４下部から反応管２０４の頂点部付近を経由し、バッファ部２３２と接続する天井部まで反応管２０４外壁面に沿って設けられる。例えば、ガス導入部２３３及び細管２３０は、反応管２０４外壁面に沿う様に溶接加工される。尚、細管２３０は複数の管で構成してもよく、また、必ずしも反応管２０４外壁面に接していなくてもよい。
【００４２】
この反応管２０４の構成によれば、反応管２０４下部と一体化に設けられたガス導入部２３３から天井部を介してバッファ部２３２へガスが流され、バッファ部２３２で一時的にガスが留まっている間、ガスは、連続的にヒータ２０６により加熱される。そして、ヒータ２０６により高温となったガスが、バッファ部２３４から処理室２０１に供給される。よって、供給されるガスの温度と処理室２０１を構成する部品(ＳｉＣ部品、石英部品、ウエハ２００)との温度差が小さくなり、この温度差に起因するパーティクルが低減される。ここで、細管２３０の形状も本実施形態に限定されず、例えば、螺旋状や蜷局を巻くような形状であってもよい。
【００４３】
バッファ部２３２は、反応管２０４の側面に設けられており、ガスを一時的に溜めて圧力を整え、各々のガス孔２３２ａから均一にガスを供給するように構成されている。また、バッファ部２３２上下間でガスが均一に流れるように、ガス流量、炉内圧力、温度等の条件により解析し、バッファ部２３２の容積、ガス孔２３２ａの最適化が行われている。
【００４４】
図５に示すように、バッファ部２３２は反応管２０４側面の一部分(一端)を構成し、反応管２０４側面の他部分(他端)側にガス排気管２３１が設けられている。バッファ部２３２の配置及びガス孔２３２ａの開口方向は、ウエハ２００の中心に向かってガスが流れるように、反応管２０４下部のガス排気部２３１とウエハ２００の中心を軸に対称の位置に設けられている。また、バッファ部２３２に設けられたガス孔２３２ａは、ボート２１７のピッチに合わせられており、ウエハ２００間にガスが噴き出すように設けられている。また、バッファ部２３２(ガス孔２３２ａ)とガス排気部２３１が、図５のような平面視において直線状になる位置に配設されるのが好ましい。尚、ガス孔２３２ａの孔径は、φ１ｍｍ〜φ３ｍｍ程度である。また、反応管２０４は、ガス孔２３２ａが設けられる面と反応管２０４の壁面が一致するように構成してもよいし、バッファ部２３２の外壁面と反応管２０４の壁面が一致するように構成してもよい。
【００４５】
更に、図１０を用いてバッファ部２３２及びガス孔２３２ａを主に説明する。図１０に反応管２０４内にボート２１７を装入したときの処理炉２０２を示す。尚、ウエハ２００は説明のため一部のみ表示しており、矢印は、処理ガスの流れを表す。また、ガス孔２３２ａは２１０個あり、その孔径はφ１ｍｍである。
【００４６】
ボート２１７の基板処理領域(基板保持領域)は、ウエハ２００を支持する支持部の間隔(ピッチ)が６．３ｍｍとなっており、ガス孔２３２ａの間隔もこのピッチに合せて６．３ｍｍとなっている。更に、ガス孔２３２ａは、基板処理領域の上端よりも上側に設けられ、ガスを供給することができる。一方、ガス孔２３２ａは、基板処理領域の下端よりも下側にも設けられる。このように、図１０に示すマージ領域(本実施例では、基板処理領域の上端及び下端からピッチの長さ×２孔分の幅)に、同じピッチ(６．３ｍｍ)でガスを供給可能に構成されている。
【００４７】
基板処理領域(基板保持領域)の上端よりも上側のマージ領域にガス孔２３２ａからガスを供給することができるので、ボート２１７より上側の空間のガス淀みを極力無くすことができ、基板処理領域上端に於けるパーティクルを抑制できる。
【００４８】
ボート２１７の断熱領域(断熱板保持領域)は、断熱板間のピッチが１４ｍｍとなっており、ガス孔２３２ａの間隔もこのピッチに合せて１４ｍｍとなっている。そして、ガス孔２３２ａの最下端は、ガス排気部２３１に対向する位置に設けられている。ガス排気部２３１の更に下は、ここでは図示しない保持体２５７があり、バッファ部２３２を更に下へ伸ばすことは製作上困難であり、ガス排気部２３１の位置までとしている。
【００４９】
このように、ボート２１７下端(ガス排気部２３１に対向する位置)にもガス孔２３２ａを設けてガスを供給することができるので、ボート２１７下端のガス淀みを無くすことができる。特に、断熱領域であってもガス孔２３２ａからガスを処理室２０１に供給し、断熱板の表面に対して平行したガスの流れを形成することができる。このように、基板処理領域と同様のガス流れを形成することができるので、基板処理領域下端のガス淀みに起因するパーティクルを抑制できる。
【００５０】
また、図１１に示すようにバッファ部２３２の下部には、開口穴３３２が設けられている。反応管２０４を洗浄する際に、バッファ部２３２内の洗浄水が抜け易い様にバッファ部２３２の下部に、開口穴３３２を設けることで、メンテナンス効率を向上させている。尚、穴径はφ２ｍｍで２箇所に設けられている。
【００５１】
次に、図６を用いてガス排気部２３１の内部に関して説明する。図６に示すように第１実施形態におけるガス排気部２３１の内部には、インサートとしての保護管を設けている。保護管も反応管２０４と同様に石英部材である。この保護管は、内部にテーパが施されており、排気口２３１ａからガス排気部２３１の下流側に向かって流路断面積が小さくなり、保護管の中心部分(ガス排気部２３１内の中心部分)の流路断面積を小さくしている。また、内部にテーパが施されており、ガス排気部２３１の排気側(下流側)につれて流路断面積が大きくなるよう構成されている。例えば、保護管の一番大きい径はφ２４ｍｍで、ほぼ排気口２３１ａの径と同じ径である。保護管の一番小さい径はφ１０ｍｍである。
【００５２】
この保護管を設けることにより、排気配管２２９側からの(圧力変動等による)逆拡散によるパーティクルを抑制する為に、処理室２０１の方が排気側の圧力よりも大きくなるような圧力差を設けることができる。また、ガス排気部２３１に生成物が付着した場合、反応管２０４は取り外すこと無く、保護管の交換のみで対応が可能なため、メンテナンス性が向上することができる。更に、ガス排気部２３１に生成物が付着し堆積して、膜応力により石英表面にマイクロクラックが発生しても、反応管２０４の一部を構成するガス排気部２３１が保護管によって覆われているので、結果として、反応管２０４の寿命周期を延命することができる。
【００５３】
特に、酸化・拡散装置やアニール装置は、高温で基板処理したり、また、塩素系(ＨＣＬ,ＤＣＥ等)のガスを使用したりすることもある為、処理炉２０２内部(反応管２０４、保持体２５７等)は、石英部品で覆われている。これにより、基板処理による金属汚染を防止することができる。
【００５４】
反応管２０４の下端部には、反応管２０４の下端開口を気密に閉塞可能なベースフランジとしての保持体２５７と、蓋体２１９とが設けられている。蓋体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。保持体２５７は例えば石英からなり、円盤状に形成され、蓋体２１９の上に取付けられている。保持体２５７の上面には反応管２０４の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０が設けられる。
【００５５】
蓋体２１９の処理室２０１と反対側にはボート２１７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、蓋体２１９および保持体２５７を貫通して、断熱筒２１８とボート２１７に接続されており、断熱筒２１８およびボート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。      
【００５６】
蓋体２１９は反応管２０４の外部に垂直に設備された昇降機構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および昇降機構１１５には、駆動制御部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。
【００５７】
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保持するように構成されている。ボート２１７の下方には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円筒形状をした断熱部材としての断熱筒２１８がボート２１７を支持するように設けられており、ヒータ２０６からの熱が反応管２０４の下端側に伝わりにくくなるように構成されている。
【００５８】
均熱管２０５と反応管２０４との間には、温度計測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。
【００５９】
図３に示すように、ガス排気部２３１にはガス排気管２２９が接続されている。ガス排気管２２９の下流側にはＡＰＣバルブを少なくとも含む圧力調整装置２４２が接続されている。これらは、排気系の一部を構成する。また、圧力制御部２３６は、圧力調整装置２４２と電気的に接続され、処理室２０１内の圧力が所定の圧力となるよう排気系を制御している。
【００６０】
図９に本実施形態における排気系の詳細図を示す。図９に示すように、排気系は、排気配管２２９と、圧力調整装置２４２と、該圧力調整装置２４２内のガスを吸引する排気装置としてのエジェクタ２４６と、を少なくとも含む構成である。圧力制御部２３６は、図示しない圧力センサにより検知された圧力値に基づいて、処理室２０１の圧力と前記排気系の圧力との差を所定の圧力差に保持するように、ＡＰＣバルブの開度及び排気装置２４６の動作を制御するように構成されている。
【００６１】
排気配管２２９の下流側には冷却部としてのガスクーラーＧＣが設けられ、処理室２０１から排気されたガスを冷却するように構成されている。冷却により液化したガスはエアバルブＡＶ５６を介してタンクに溜められ、排出されるように構成されている。
【００６２】
圧力調整装置２４２の上流側に処理室２０１内の過加圧センサとしての過加圧防止用の圧力スイッチＰＳが、排気配管２２９に設置されている。圧力スイッチＰＳで排気配管２２９内の圧力が所定圧力以上になると、圧力スイッチＰＳが圧力制御部２３６に通知され、圧力制御部２３６は、エアバルブＡＶ５３を開にする。そうすると、エアバルブＡＶ５３を介してからも排気側にガスが排気されるので、処理室２０１内の圧力が目標圧力に保持される。
【００６３】
圧力調整装置２４２は、図示しない圧力センサにより検知された圧力に基づいて、バルブの開度を調整している。また、圧力調整装置２４２内でガスが液化してもエアバルブＡＶ５４を介してタンクに流れ落ちるように構成されている。また、エアバルブＡＶ５１により希釈ガスとして不活性ガス(Ｎ２ガス)を圧力調整装置２４２に供給することができ、また、ＡＰＣバルブの開度調整用としても機能する。
【００６４】
排気装置２４６は、処理室２０１の圧力と排気系の圧力との差を所定の圧力まで差を付けるために設けられた装置である。また、エアバルブＡＶ５１を開として希釈用のＮ２ガスが供給されると共に排気能力の調整用として利用することができる。
【００６５】
圧力調整装置２４２と排気装置２４６の組合せにより、−１０ＫＰａＧ迄排気でき、排気用力不足を解消している。また、排気装置２４６は、処理室２０１の圧力を下げることにより、ウエハ２００からのアウトガスを処理室２０１外へ短時間で放出することができる。排気装置２４６は、処理室２０１との圧力差を大きくすることができるので、排気配管２２９側に蓄積したパーティクルの処理室２０１側への逆拡散を抑制することができる。
【００６６】
温度制御部２３８には、主にヒータ２０６及び温度センサ２６３により構成される加熱部が接続されている。温度制御部２３８は、ヒータ２０６の電力を制御することで処理炉２０２内(処理室２０１)の温度を調節するように構成されている。また、温度制御部２３８は、サイリスタのスイッチング（オンオフ）制御を行い、ヒータ素線に供給する電力を制御するように構成されている。
【００６７】
また、ＭＦＣ２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８は、基板処理装置全体を制御する制御部２４０に電気的に接続されている。これらＭＦＣ２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８はサブ制御部を構成する。尚、制御部２４０は、このサブ制御部を含む構成としてもよい。
【００６８】
(第２実施形態)
図７及び図８を主に用いて第２実施形態について説明する。
【００６９】
図７及び図８に示す第２実施形態と図４及び図５に示す第１実施形態の異なる点は、ガス排気部２３１にバッファボックスとしてのバッファ(第２バッファ)部２３４を設けた点である。従い、ここではバッファ部２３４に関連する部分だけを説明し、第１実施形態と同じ構成であり、説明が重複する部分については記載を省略する。
【００７０】
先ず、図４と図７にそれぞれ示される第１実施形態と第２実施形態の反応管２０４を比較すると、第２実施形態の反応管２０４は、ガス供給側のバッファ部２３２及びガス孔２３２ａの配置は第１実施形態と同じで、ガス排気部２３１にバッファ部２３４が追加で設けられ、処理室２０１とガス排気部２３１の間にバッファ部２３４が構成されている。該バッファ部２３４には、処理室２０１側に複数のガス排気口２３４ａがそれぞれ設けられ、処理室２０１側の反対側の下部にガス排気部２３１が設けられている。その他の構成については同じである。以後、バッファ部２３４を含めてガス排気部２３１として説明する。
【００７１】
図８に示すように、バッファ部２３４は、バッファ部２３２が反応管２０４側面の一部分(一端)を構成するのに対して、反応管２０４側面の他部分(他端)を構成し、ウエハ２００の中心を軸に対称となるように設けられている。これにより、バッファ部２３４は、処理室２０１から排出されるガスを一時的に溜め排気圧力を整えやすくしている。
【００７２】
複数のガス排気口２３４ａもガス孔２３２ａと同様に、バッファ部２３４の上端部から下端部に至るまで設けられており、バッファ部２３４及びガス排気口２３４ａはそれぞれバッファ部２３２及びガス孔２３２ａと高さ位置を合わせて設けられている。従い、第１バッファ部２３２の上端部から下端部まで設けられたガス孔２３２ａから処理ガスが処理室２０１に導入され、第２バッファ部２３４の上端部から下端部まで設けられたガス排気口２３４ａから排気された処理ガスがガス排気部２３１から排出されるよう構成されている
【００７３】
また、ガス排気口２３４ａは、ガス孔２３２ａとウエハ２００の中心を軸に対称となる位置に、ボート２１７のピッチに合せて設けられる。これにより、ウエハ２００間にガス孔２３２ａから噴出したガスをスムーズにガス排気口２３４ａを介して処理室２０１から排出するように構成されている。このような構成なので、ウエハ２００の表面に対して平行したガスの流れを形成することができる。
【００７４】
また、複数のガス排気口２３４ａもガス孔２３２ａと同様に、ボート２１７の基板処理領域に対向する位置と断熱領域に対向する位置と異なる間隔で形成されているので、ガス孔２３２ａから断熱領域に供給されるガスもスムーズにガス排気口２３４ａを介して処理室２０１から排出するよう構成される。
【００７５】
尚、孔径は、φ１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。また、反応管２０４は、ガス孔２３４ａが設けられる面と反応管２０４の壁面が一致するように構成してもよいし、バッファ部２３４の外壁面と反応管２０４の壁面が一致するように構成してもよい。
【００７６】
バッファ部２３２、２３４上下間でガスが均一に流れる様に、第１実施形態と同様、ガス
流量、炉内圧力、温度等の条件により解析し、バッファ部２３２、２３４の容積、ガス孔
２３２ａ及びガス排気口２３４ａの開口(孔径)を最適化している。
【００７７】
また、図５と図８にそれぞれ示される第１実施形態と第２実施形態の反応管２０４が配置された処理室２０１を比較すると、バッファ部２３２配置及びガス孔２３２ａの開口方向は、ウエハ２００中心に向かってガスが流れるよう構成されている。つまり、図８に示すように、ガス孔２３２ａとガス排気口２３４ａは直線状に配置されている。この構成により、ウエハ２００の表面に対して平行したガスの流速を高めることができ、スムーズにガスを排出できる。
【００７８】
図８に示すように、処理室２０１から排気されるガスは、必ずバッファ部２３４に設けられたガス排気口２３４ａを通過する構成となっている。このような構成により、バッファ部２３４が設けられるので、排気配管２２９側からの逆拡散によるパーティクルを抑制することができる。更に、処理室２０１の方が排気側の圧力よりも大きくなるような圧力差を設けることができる。
【００７９】
尚、第２実施形態の反応管２０４が配置された処理室２０１は、第１実施形態と同様に図９に示す排気系を構成し、第１実施形態と同様に図１０に示すガス供給側のバッファ部２３２を構成する。また、第２実施形態であっても排気部２３１内に保護管を設けてもよい。
【００８０】
次に、処理装置１００に係る処理炉２０２を用いて、半導体装置の製造工程の一工程として、ウエハ２００に酸化、拡散等の処理(特に、ＰＹＲＯ、ＤＲＹ酸化、アニール等の処理)を施す方法について説明する。以下の説明において、処理装置１００を構成する各部の動作は制御部２４０により制御される。ここでは、第１実施形態に基づいて説明する。
【００８１】
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージング）されると、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、蓋体２１９は保持体２５７、Ｏリング２２０を介して反応管２０４下端を密閉した状態となる。
【００８２】
処理室２０１内の圧力は、図９に示す圧力調整装置２４２及び排気装置２４６により所定の圧力に制御される。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、断熱筒２１８、ボート２１７が回転されることで、ウエハ２００が回転される。
【００８３】
次いで、図示しない処理ガス供給源およびキャリアガス供給源から供給され、ＭＦＣ２３５にて所望の流量となるように制御されたガスは、ガス導入部２３３に導入される。反応管２０４下部のガス導入部２３３に導入されたガスは、細管２３０内を流通して反応管２０４天井部を介してから側面に設けられたバッファ部２３２に導入され、このバッファ部２３２を介して複数のガス孔２３２ａから処理室２０１に導入される。
【００８４】
図５に示すように、複数のガス孔２３２ａから噴き出したガスは、処理室２０１内を通過する際にウエハ２００の表面と接触し、ウエハ２００に対して酸化、拡散等の処理がなされる。この際、ボート２１７が回転されることにより、ウエハ２００も回転されているので、ガスはウエハ２００の表面を万遍なく接触することになる。図５に示すようにバッファ部２３２が反応管２０４の側面に設けられ、バッファ部２３２とガス排気部２３１が対向するように構成されており、図１０に示すように、ガス孔２３２が、ウエハ２００の間になるようにガス孔２３２間のピッチを設けられているので、ウエハ２００間に供給されるガスが均等になるよう供給される。
【００８５】
更に、図９に示す排気装置２４６による排気により、複数のガス孔２３２ａのそれぞれから均等な流量のガスが、所定の流速で処理室２０１に供給されるように構成されている。これにより、例えば、熱処理中のアウトガスを素早く排気系に排気することが可能となる。
【００８６】
なお、ウエハ２００に対して水蒸気を用いた処理を行う場合は、ＭＦＣ２３５にて所望の流量となるように制御されたガスは水蒸気発生装置に供給され、水蒸気発生装置にて生成された水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含むガスが処理室２０１に導入される。
【００８７】
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。
【００８８】
その後、シールキャップ２１９がボートエレベータ１５１によって下降されて、反応管２０４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反応管２０４の下端から反応管２０４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よって取出される（ウエハディスチャージング）。
【００８９】
(実験例)
図１２〜図１４を用いて反応管２０４について、従来の反応管と第１実施形態の反応管と第２実施形態の反応管とで実験し比較検証を行った結果を説明する。
【００９０】
図１２は、ウエハ２００中心部のシミュレーション結果であり、横軸は流速(Ｖｅｌｏｃｉｔｙ)であり、縦軸はボートスロット番号(Ｂｏａｔ  Ｓｌｏｔ［＃］)である。ボートスロット番号は、ボート２１７に設けられる支持部にそれぞれ番号を付加したものであり、任意に設定される。図１２に示すように、従来の反応管２０４では、流速は０．１〜０．４ｍｍ/ｓｅｃ(０．０００１〜０．０００４ｍ/ｓｅｃ)であり、第１実施形態における反応管２０４では、１１〜２４ｍｍ/ｓｅｃ(０．０１１〜０．０２４ｍ/ｓｅｃ)であり、第２実施形態における反応管２０４では、１６〜３６ｍｍ/ｓｅｃ(０．０１６〜０．０３６ｍ/ｓｅｃ)であった。このように、本実施形態によれば、従来に比べてウエハ面の流速が格段に大きくなった。アウトガス対策であれば、第２実施形態が一番適していると判断される。
【００９１】
図１３及び図１４は、ボート２１７の基板処理領域に、炉内温度６００℃、炉内圧力１０１３ｈＰａでガス種は、ＮＨ３で充満させた後、Ｎ２(２０ｓｌｍ)で希釈して、時間経過後のＮＨ３濃度をシミュレーションした結果である。図１３は、縦軸がボートスロット番号であり、横軸がＮＨ３濃度である。図１４は、縦軸がＮＨ３濃度であり、横軸がガス導入部からの距離である。ここで、シミュレーションでＮＨ３濃度をモニタしている理由は、Ｎ２等の他のガスと比較して、拡散しにくいガスだからである。
【００９２】
図１３に示すように、基板処理領域で、従来の反応管２０４では、残留ＮＨ３濃度が２５％−７５％に対して、 第１実施形態における反応管２０４では、残留ＮＨ３濃度が１５％−３０％、第２実施形態における反応管２０４では、残留ＮＨ３濃度が３５％−５０％の結果であった。第１実施形態の反応管２０４が、最もガス排出効果に適していると判断される。
【００９３】
また、図１４に示すように、ウエハ面内(ガス導入側―ガス排気側)のガス濃度は、従来の反応管２０４では、残留ＮＨ３ガス濃度は４０％−７０％であり、第１実施形態における反応管２０４では、残留ＮＨ３濃度が３０％−４０％、第２実施形態における反応管２０４では、残留ＮＨ３濃度が４０％−１００％の結果であった。供給側(第１バッファ側)は、残留ＮＨ３濃度が低いが、排気側(第２バッファ側)のガス排気口２３４ａ付近でガスの淀みが生じてしまい、排気側の濃度が一段と高くなっている。
【００９４】
以上から、ウエハ２００面内の流速、及びアウトガスによるパーティクル低減の両方に効果的な第１実施形態における反応管２０４が好ましい。
【００９５】
(他の実施形態)
図１４に示す実験において、第２実施形態で排気側(第２バッファ側)のガス排気口２３４ａ付近でのガス淀みの原因は、供給側(第１バッファ側)のガス孔２３２ａと排気側(第２バッファ側)のガス排気口２３４ａが図８に示す平面視において１組しか設けられていないからと考えられる。そこで、第２実施形態における第１バッファ及び第２バッファに改良を付加した反応管２０４について説明する。
【００９６】
ガス孔２３２ａの径よりガス排気口２３４ａの径を大きくし、排気側の断面積を大きくすることが考えられる。これにより、排気効率を向上させることができるので、ガス排気口２３４ａ付近でガスの淀みが低減される。
【００９７】
例えば、第２バッファを図８に示す平面視において所定角度で複数配置する。これにより、排気側の全断面積を大きくすることができ、排気効率を向上させることができる。従い、ガス排気口２３４ａ付近でガスの淀みが低減される。
【００９８】
更に、ウエハ２００表面のガスの流速を考慮して、複数の第１バッファ及び複数の第２バッファを図８に示す平面視において６０°以下の所定角度で配置する。これにより、排気側(第２バッファ側)のガス排気口２３４ａ付近でガスの淀みが低減されることが期待できる。
【００９９】
このように、本実施形態におけるＰＹＲＯ、ＤＲＹ酸化炉、アニール炉によれば、ウエハ２００面内の流速向上及び処理室２０１の圧力の制御性向上により、酸化膜及びアニール処理後の膜の膜厚均一性が向上させることができる。また、上述の本実施形態によれば、バッファ部を反応管２０４の側面に設けているが、反応管２０４の側面部だけでなく従来のようにバッファ部を反応管２０４の天井部(上側)にも更に設けるようにしてもよい。
【０１００】
本実施形態によれば、以下の(ａ)〜(ｇ)のうち、少なくとも一つ以上の効果を奏する。
【０１０１】
(ａ) 本実施形態によれば、処理室へガスを導入する側に複数のガス孔を持ったバッファボックスを反応管の側面と一体化して持っており、少なくともボート全領域に対向する位置にガス孔が設けられ、これらガス孔から処理室にガスを供給することにより、ボートの全領域に於いて基板と平行な向きの流れを形成しつつ基板表面のガスの流速値を上げることができるので、基板からのアウトガスによるパーティクルを抑制することができる。
【０１０２】
(ｂ) 本実施形態によれば、処理室へガスを導入する側に複数のガス孔を持ったバッファボックスを反応管の側面と一体化して持っており、ガス導入部からこのバッファボックスまでにガスの温度が上昇され、処理室を構成する部材との温度差が小さくなった状態でガスを供給することができ、酸化膜及びアニール処理後の膜の面内均一性及び面間均一性を向上させることができる。また、ガスの温度との温度差に起因するパーティクル発生を低減できる。
【０１０３】
(ｃ) 本実施形態におけるサイドフロー反応管によれば、処理室へガスを導入する側に複数のガス孔を持ったバッファボックスを側面と一体化して有し、ガス孔の開口方向は、ウエハ中心に向かってガスが流れる様に設けられ、ウエハ中心を軸として対称に排気ポートが設けられ、ウエハ面内のガスの流れを格段に向上させることができる。特に、バッファボックス(ガス孔)と排気ポートが直線上に配置されているのでガス流速を上げることができ、排気側からの逆拡散を抑えることができる。
【０１０４】
(ｄ) 本実施形態におけるサイドフロー反応管によれば、バッファボックス上下間でガスが均一に流れる様に設定されており、また、ウエハ間にガスが噴き出すように設けられている。従い、ウエハ面内のガスの流れを格段に向上させることが可能となる。特に、供給側バッファボックス(ガス孔)と排気側バッファボックス(ガス排気口)が直線上に配置されており、高さ位置も合せているので、ウエハ表面に平行なガスの流れの流速を上げつつ排気効率を向上させることができる。
【０１０５】
(ｅ) 本実施形態によれば、反応管のガス孔は、ボートの基板処理領域に対向する位置だけでなく、断熱領域に対向する位置にも設けられている。これにより、ボートの上側の空間や断熱領域におけるガスの淀みを防止することができる。従い、ガス孔から処理室に供給されるガスの流速が所望の流速に保つことができ、断熱領域におけるガスの淀みによるパーティクルを抑制することができる。
【０１０６】
(ｆ) 本実施形態によれば、圧力調整装置と排気装置との組合せにより、排気能力が格段に向上したので、ウエハ上に発生するアウトガスを処理室外へ短時間で排気することができる。従い、アウトガスに起因するパーティクルが抑制できる。また、処理室を減圧にすることができ、大きな圧力差を設けることができるので、排気配管側に蓄積したパーティクルが反応室内へ逆拡散しないように抑制することが出来る。
【０１０７】
(ｇ) 本実施形態におけるサイドフロー反応管によれば、処理室からガスを排出する側に複数のガス排気口を持ったバッファボックス(排気側バッファボックス)を反応管の側面と一体化して持っており、処理室と排気ポートの間に排気側バッファボックスを有する構成となっている。従い、排気配管側に蓄積したパーティクルが排気バッファボックスを介してガス排気口から処理室に導入するような構成となっているため、排気側からの逆拡散を抑制できる。
【０１０８】
なお、本発明は以上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
で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【０１０９】
本発明のおける実施形態においては、ウエハを処理する場合について説明したが、本発
明は液晶パネルのガラス基板や磁気ディスクや光ディスク等の基板を処理する基板処理装
置全般に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１００…処理装置（基板処理装置）、２００…ウエハ（基板）、２０２…処理炉、２０
４…反応管(内管)、２１７…ボート（保持具）、
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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