(57)【要約】【課題】ガス供給ノズルの破損を検知可能な基板処理装置を提供する。【解決手段】基板を処理する処理室２０１と、処理室内に載置された基板を加熱する加熱手段２０７と、処理室内の所定方向に延在し、所望のガスを処理室内に供給するガス供給ノズル２３２と、処理室内の雰囲気を排気する排気手段２３１、２４６と、前記所定方向に沿ってガス供給ノズル２３２に設けられた電気的に導通可能な配線１ａ、１ｂと、配線の導通状態を測定する測定手段１ｄとを備える。【選択図】図２
2008103509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に載置された基板を加熱する加熱手段と、
前記処理室内の所定方向に延在し、所望のガスを処理室内に供給するガス供給ノズルと、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気手段と、
前記所定方向に沿って前記ガス供給ノズルに設けられた電気的に導通可能な配線と、
前記配線の導通状態を測定する測定手段と、
を備えた基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、特に所望のガスを処理室内に供給して基板の処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の基板処理装置では、石英製のガス供給ノズルを介して所望のガスを処理室内に供給していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような基板処理装置を使用して成膜を行うと、成膜特性が異常となる場合があり、その異常は、石英製のガス供給ノズルの破損に起因する場合もあった。ガス供給ノズルは処理炉内に設置されており、目視確認ができず、成膜特性の結果が出るまでガス供給ノズルが破損したことが分からなかった。ガス供給ノズルが破損したことが直ぐには分からないことが問題であった。
【０００４】
従って、本発明の主な目的は、ガス供給ノズルの破損を検知可能な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】
【０００５】
本発明によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に載置された基板を加熱する加熱手段と、
前記処理室内の所定方向に延在し、所望のガスを処理室内に供給するガス供給ノズルと、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気手段と、
前記所定方向に沿って前記ガス供給ノズルに設けられた電気的に導通可能な配線と、
前記配線の導通状態を測定する測定手段と、
を備えた基板処理装置が提供される。
【０００６】
配線の導通状態は、好ましくは、配線の抵抗値を測定することによって測定される。また、配線に流れる電流値を測定してもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ガス供給ノズルの破損を検知可能な基板処理装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明の好ましい実施例を説明する
【０００９】
本発明の好ましい実施例で用いる基板処理装置の処理炉周辺の構成を図３に示す。
【００１０】
気密室としてのロードロック室１０２の外面に下基板１４５が設けられ、前記下基板１４５に立設したガイドシャフト１４６の上端に上基板１４７が設けられ、前記下基板１４５と前記上基板１４７間に掛渡してボール螺子１４４が回転自在の設けられる。前記ボール螺子１４４は前記上基板１４７に設けられた昇降モータ１４８により回転される。前記ガイドシャフト１４６には昇降台１４９が昇降自在に嵌合し、前記昇降台１４９は前記ボール螺子１４４に螺合している。
【００１１】
昇降台１４９には中空の昇降シャフト１５０が垂設され、前記昇降台１４９と昇降シャフト１５０の支持部は気密となっている。前記昇降シャフト１５０は前記ロードロック室１０２の天板１５１を遊貫し、前記ロードロック室１０２の底面近くに到達する。前記天板１５１の貫通部は前記昇降シャフト１５０の昇降動に対して接触することがない様充分な余裕があり、又前記ロードロック室１０２と前記昇降台１４９間には前記昇降シャフト１５０の突出部を覆う伸縮性を有する壁（例えばべローズ１１９）が気密に設けられ、前記ベローズ１１９は前記昇降台１４９の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、前記べローズ１１９の内径は前記昇降シャフト１５０の外形に比べ充分に大きく前記ベローズ１１９の伸縮で接触することがない様になっている。
【００１２】
前記昇降シャフト１５０の下端には昇降基板１５２が水平に固着される。前記昇降基板１５２の下面には駆動部カバー１５３が取付けられ、駆動部収納ケース１５４が構成されている。前記昇降基板１５２と駆動部カバー１５３との接合部にはＯリングなどのシール部材により密閉される。従って、前記駆動部収納ケース１５４内部は前記ロードロック室１０２内の雰囲気と隔離される。
【００１３】
また、前記昇降基板１５２の下面にはボート２１７の回転機構１５６が設けられ、前記回転機構１５２の周辺は、冷却手段１５７により、冷却される。
【００１４】
電力供給ケーブル１５８が前記昇降シャフト１５０の上端から前記昇降シャフト１５０の中空部を通って前記回転機構１５６に導かれて接続されている。又、前記冷却手段１５７、シールキャップ２１９には冷却流路１５９が形成されており、前記冷却流路１５９には冷却水を供給する冷却水配管１６０が接続され、前記昇降シャフト１５０の上端から前記昇降シャフト１５０の中空部を通っている。
【００１５】
前記昇降基板１５２の上面には、シールキャップ２１９が気密に設けられる。前記昇降モータ１４８を駆動し、前記ボール螺子１４４を回転することで前記昇降台１４９、昇降シャフト１５０を介して前記駆動部収納ケース１５４を上昇させる。
【００１６】
前記昇降台１４９の上死点近傍で前記シールキャップ２１９が処理炉２０２の開口部である炉口１６１を閉塞し、ウエハ処理が可能な状態とする。ウエハ処理が完了すると、前記昇降モータ１４８が駆動されて、前記ボート２１７が降下され、ウエハを外部に搬出できる状態となる。
【００１７】
次に、本発明の好ましい実施例で用いる基板処理装置の処理炉の詳細を図４に示す。
【００１８】
図４に示すように、処理炉２０２は、アウタチューブ２０５よりなる反応管と、ガス排気管２３１及びガス供給管２３２が設けられたマニホールド２０９と、マニホールド２０９の下端部（炉口１６１）を蓋し処理室２０１を密閉するシールキャップ２１９と、ウエハを多段に保持するウエハ保持体としてのボート２１７と、ボート２１７の回転機構１５６と、図示しないヒータ素線と断熱部材よりなりウエハ２００を加熱するヒータ２０７等から構成される。
【００１９】
この処理炉２０２の構成において、処理ガスは、第１のガス供給源１８０、第２のガス供給源１８１、第３のガス供給源１８２から供給され、ガス流量制御手段としてのＭＦＣ１８３、ＭＦＣ１８４、ＭＦＣ１８５でその流量が調節された後、ガス供給管２３２より処理室２０１の上部から導入される。また、処理室２０１内の雰囲気は、前記ガス排気管２３１に接続された排気手段（例えば真空ポンプ２４６）により、処理室２０１から排気される。
【００２０】
次に本発明の好ましい実施例で用いる基板処理装置によるウエハ処理の一例を説明する。
【００２１】
本発明はウエハ処理の一例として、ウエハなどの基板に選択エピタキシャルＳｉ膜（選択Ｅｐｉ−Ｓｉ膜）を成膜する場合を説明する。
【００２２】
未処理のウエハを保持したボート２１７は、前記昇降モータ１４８を駆動することにより、処理室２０１に挿入される。次に制御装置１６２からの命令により排気バルブ１７５を開けて、処理室２０１内の雰囲気を排気し、処理室２０１の圧力を１〜１００Ｐａ程度に減圧する。そして、前記制御装置によりヒータ２０７を制御し、処理室２０１内の温度、ひいてはウエハ２００の温度を４００〜７００℃に維持する。その後、前記制御装置１６２からの命令により、前記回転機構１５６が駆動され、前記ボート２１７を所定の回転数で回転する。
【００２３】
第１のガス供給源１８０、第２のガス供給源１８１、第３のガス供給源１８２には、処理ガスとして、それぞれＳｉＨ4（又はＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2）、ＨＣｌ（又はＣｌ2）Ｈ2が封入されており、それぞれのガス供給源にはＭＦＣ１８３、ＭＦＣ１８４、ＭＦＣ１８５が設けられている。前記制御装置１６２からの命令で、前記ＭＦＣ１８３、ＭＦＣ１８４、ＭＦＣ１８５の開度が調節された後、ガス供給管を開閉するバルブ１７６、１７７、１７８が開かれる。そして、バルブ１７９を開き、前記処理ガスがガス供給管２３２を通じて、処理室２０１の上部から導入され、１〜１００Ｐａの成膜圧力で、ウエハ２００に選択Ｅｐｉ−Ｓｉ膜が成膜する。なお、ＳｉＧｅのエピタキシャル膜を成膜する場合や、ボロン等がドーピングされた膜を成膜する場合は、ＧｅＨ4やＢＣｌ3などのガス供給系が追加される。
【００２４】
従来のガス供給管２３２は図１のように石英で製作された直径６ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、石英厚さ２ｍｍ程度のＬ型形状で内部をガスが通るようになっていた。
【００２５】
この選択Ｅｐｉ−Ｓｉ装置で成膜を行っていた時、突然ある時期から成膜されたウエハ２００の成膜特性が異常となる場合があった。この異常の原因は、石英で作られたガス供給管２３２が破損したためとわかった。ガス供給管２３２は処理炉２０２内に設置されており、目視確認ができず、成膜特性の結果が出るまでガス供給管２３２が破損したことが分からなかった。
【００２６】
このガス供給管２３２が破損したことが直ぐには分からないことが問題であり、これを改善ために、次のような手段を採用した。
【００２７】
すなわち、図２のように石英内部に電線１ａ、１ｂ、又は電気の通る材質の物を封じ込め、それぞれ絶縁した状態で処理室２０１より引き出す。電線１ａ、１ｂには、電源１ｃおよび電気抵抗値測定手段１ｄが接続されている。破損の検知は、電線１ａ、１ｂの電気抵抗値を測定することによって行う。
【００２８】
ガス供給管２３２が破損していない場合は、電線１ａと１ｂ間の電気抵抗値は零にほぼ近い値となる。しかし、ガス供給管２３２が破損すると、電線１も断線し電線１ａと１ｂ間の電気抵抗値は極大となる。ガス供給管２３２の破損が検知可能となる。
【００２９】
次に、本発明の好ましい実施例において好適に使用される基板処理装置について説明する。
【００３０】
図５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のカセット１１０が使用されている本発明の処理装置１０１は、筐体１１１を備えている。筐体１１１の正面壁１１１ａの下方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が建て付けられている。メンテナンス扉１０４には、カセット搬入搬出口（基板収容器搬入搬出口）１１２が筐体１１１内外を連通するように開設されており、カセット搬入搬出口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。カセット搬入搬出口１１２の筐体１１１内側にはカセットステージ（基板収容器受渡し台）１１４が設置されている。カセット１１０はカセットステージ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、カセットステージ１１４上から搬出されるようになっている。カセットステージ１１４は、工程内搬送装置によって、カセット１１０内のウエハ２００が垂直姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置されるように構成されている。
【００３１】
筐体１１１内の前後方向の略中央下部には、カセット棚（基板収容器載置棚）１０５が設置されており、カセット棚１０５は複数段複数列にて複数個のカセット１１０を保管し、カセット１１０内のウエハ２００を出し入れする可能となるように配置されている。カセット棚１０５はスライドステージ（水平移動機構）１０６上に横行可能に設置されている。また、カセット棚１０５の上方にはバッファ棚（基板収容器保管棚）１０７が設置されており、カセット１１０を保管するように構成されている。
【００３２】
カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、カセット搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置されている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ（基板収容器昇降機構）１１８ａと搬送機構としてのカセット搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂとで構成されており、カセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂとの連続動作により、カセットステージ１１４、カセット棚１０５、バッファ棚１０７との間で、カセット１１０を搬送するように構成されている。
【００３３】
カセット棚１０５の後方には、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Ａ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左側端部に設置されている。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。
【００３４】
図５に示されているように、バッファ棚１０７の後方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給するよう供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット１３４ａが設けられておりクリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるように構成されている。また、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ側と反対側である右側端部には、クリーンエアを供給するよう供給フアンおよび防塵フィルタで構成された図示しないクリーンユニットが設置されており、クリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ウエハ移載装置１２５ａを流通した後に、図示しない排気装置に吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気されるようになっている。
【００３５】
ウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａの後側には、大気圧未満の圧力（以下、負圧という。）を維持可能な機密性能を有する筐体（以下、耐圧筐体という。）１４０が設置されており、この耐圧筐体１４０によりボート２１７を収容可能な容積を有するロードロック方式の待機室であるロードロック室１４１が形成されている。
【００３６】
耐圧筐体１４０の正面壁１４０ａにはウエハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１４２が開設されており、ウエハ搬入搬出口１４２はゲートバルブ（基板搬入搬出口開閉機構）１４３によって開閉されるようになっている。耐圧筐体１４０の一対の側壁にはロードロック室１４１へ窒素ガス等の不活性ガスを給気するためのガス供給管１４４と、ロードロック室１４１を負圧に排気するための図示しない排気管とがそれぞれ接続されている。
【００３７】
ロードロック室１４１上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は炉口ゲートバルブ（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。
【００３８】
図５に模式的に示されているように、ロードロック室１４１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に連結された連結具としての図示しない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、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〜１５０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。
【００３９】
次に、本発明の処理装置の動作について説明する。
図５に示されているように、カセット１１０がカセットステージ１１４に供給されるに先立って、カセット搬入搬出口１１２がフロントシャッタ１１３によって開放される。その後、カセット１１０はカセット搬入搬出口１１２から搬入され、カセットステージ１１４の上にウエハ２００が垂直姿勢であって、カセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。
【００４０】
次に、カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセットステージ１１４から救い上げられるとともに、カセット１１０内のウエハ２００が水平姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が筐体後方を向けるように、筐体後方に右周り縦方向９０°回転させられる。引き続いて、カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセット棚１０５ないしバッファ棚１０７の指定された棚位置へ自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、カセット搬送装置１１８によってカセット棚１０５に移載されるか、もしくは直接カセット棚１０５に搬送される。
【００４１】
スライドステージ１０６はカセット棚１０５を水平移動させ、移載の対象となるカセット１１０をウエハ移載装置１２５ａに対峙する様に位置決めする。
【００４２】
予め内部が大気圧状態とされていたロードロック室１４１のウエハ搬入搬出口１４２がゲートバルブ１４３の動作により開放されると、ウエハ２００はカセット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、ウエハ搬入搬出口１４２を通じてロードロック室１４１に搬入され、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を受け渡したウエハ移載装置１２５ａはカセット１１０に戻り、次のウエハ１１０をボート２１７に装填する。
【００４３】
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、ウエハ搬入搬出口１４２がゲートバルブ１４３によって閉じられ、ロードロック室１４１は排気管から真空引きされることにより、減圧される。ロードロック室１４１が処理炉２０２内の圧力と同圧に減圧されると、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、シールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されて、シールキャップ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。
【００４４】
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、ボートエレベータ１１５によりボート２１７が引き出され更に、ロードロック室１４０内部を大気圧に復圧させた後にゲートバルブ１４３が開かれる。その後は、概上述の逆の手順で、ウエハ２００およびカセット１１０は筐体１１１の外部へ払出される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来の基板処理装置の処理炉に使用されるガス供給管を説明するための図である。
【図２】本発明の好ましい実施例の基板処理装置の処理炉に使用されるガス供給管を説明するための図である。
【図３】本発明の好ましい実施例の基板処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図４】本発明の好ましい実施例の基板処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図５】本発明の好ましい実施例の基板処理装置を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ａ、１ｂ…電線
１ｃ…電源
１ｄ…電気抵抗値測定手段
２０１…処理室
２０７…ヒータ
２３１…ガス排気管
２３２…ガス供給管
２４６…真空ポンプ
【図１】
2008103509.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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