(57)【要約】  本発明は、基板加熱装置を備えるプロセスチャンバーに関し、本発明に係る基板加熱装置は、複数枚の基板が上下に互いに離隔して積層されるボートと、内部空間に前記ボートが位置し、ボートに互いに離隔して積層された基板の間に内部の側壁の噴射孔を介して工程ガスを流し込むチャンバーハウジングとを備えるプロセスチャンバーの基板加熱装置において、ボートの下部において熱を発生させて基板を加熱する第１の加熱体を備える。また、ボートは、上部プレートと、下部プレートと、前記上部プレートと下部プレートとを繋ぐ複数の支持棒と、前記支持棒の側壁に形成される複数枚の基板載置溝とを備える。
2015530477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の基板が上下に互いに離隔して積層されるボートと、内部空間に前記ボートが位置し、前記ボートに互いに離隔して積層された基板の間に内部の側壁の噴射孔を介して工程ガスを流し込むチャンバーハウジングと、を備えるプロセスチャンバーの基板加熱装置において、
前記ボートの下部において熱を発生させて基板を加熱する第１の加熱体を備える基板加熱装置。
【請求項２】
前記ボートは、
上部プレートと、
下部プレートと、
前記上部プレートと前記下部プレートとを繋ぐ複数の支持棒と、
前記支持棒の側壁に形成される複数枚の基板載置溝と、
を備える請求項１に記載の基板加熱装置。
【請求項３】
前記第１の加熱体は、前記下部プレートの上部面または前記上部プレートの下部面に形成されている請求項２に記載の基板加熱装置。
【請求項４】
前記第１の加熱体は、前記下部プレートの内部または前記上部プレートの内部に埋め込まれて形成されている請求項２に記載の基板加熱装置。
【請求項５】
前記ボート昇降手段は、
前記下部プレートを支持するボート支持台と、
前記下層チャンバーハウジングの底面を貫通して前記ボート支持台を昇降させる昇降回転駆動軸と、
を備える請求項２に記載の基板加熱装置。
【請求項６】
前記第１の加熱体は、
前記下部プレートと前記ボート支持台とを互いに離隔させて繋ぐ支持軸と、
前記支持軸により固定され、前記下部プレートと前記ボート支持台との間の離隔空間に水平に形成される加熱プレートと、
を備える請求項５に記載の基板加熱装置。
【請求項７】
前記チャンバーハウジングの壁体において熱を発生させて基板を加熱する第２の加熱体を備える請求項１に記載の基板加熱装置。
【請求項８】
前記第２の加熱体は、熱線である請求項７に記載の基板加熱装置。
【請求項９】
前記熱線は、前記チャンバーハウジングの内側壁から突設される請求項８に記載の基板加熱装置。
【請求項１０】
前記熱線は、前記チャンバーハウジングの壁体に埋め込まれて形成されている請求項８に記載の基板加熱装置。
【請求項１１】
前記熱線は、前記チャンバーハウジングの壁体の領域別に異なる温度調節が行われる請求項９から請求項１０のうちのいずれか一項に記載の基板加熱装置。
【請求項１２】
複数枚の基板が上下に互いに離隔して積層されるボートと、
前記ボートを上昇させて内部空間に位置させ、側壁から工程ガスを水平方向に噴射し、この工程ガスを互いに離隔して積層された基板の間に流し込んで外部に排出するようにするチャンバーハウジングと、
前記ボートを前記チャンバーハウジングの内部に昇降させるボート昇降手段と、
前記チャンバーハウジングの一方の側壁が貫通される基板搬送ゲートと、
前記チャンバーハウジングの内部空間のボートに互いに離隔して積層された基板を加熱する加熱手段と、
を備えるプロセスチャンバー。
【請求項１３】
前記チャンバーハウジングは、
内部空間である第１の内部空間を有する下層チャンバーハウジングと、
前記下層チャンバーハウジングの上層に配設され、内部空間である第２の内部空間を有し、一方の内壁から工程ガスを噴射してボートに互いに離隔して積層された基板の間に流し込んで外部に排出するようにする上層チャンバーハウジングと、
を備える請求項１２に記載のプロセスチャンバー。
【請求項１４】
前記加熱手段は、前記ボートの下部において熱を発生させて基板を加熱する第１の加熱体である請求項１３に記載のプロセスチャンバー。
【請求項１５】
前記ボートは、
上部プレートと、
下部プレートと、
前記上部プレートと前記下部プレートとを繋ぐ複数の支持棒と、
前記支持棒の側壁に形成される複数枚の基板載置溝と、
を備える請求項１４に記載のプロセスチャンバー。
【請求項１６】
前記第１の加熱体は、前記下部プレートの上部面または前記上部プレートの下部面に形成されている請求項１５に記載のプロセスチャンバー。
【請求項１７】
前記第１の加熱体は、前記下部プレートの内部または前記上部プレートの内部に埋め込まれて形成されている請求項１５に記載のプロセスチャンバー。
【請求項１８】
前記ボート昇降手段は、
前記下部プレートを支持するボート支持台と、
前記下層チャンバーハウジングの底面を貫通して前記ボート支持台を昇降させる昇降回転駆動軸と、
を備える請求項１５に記載のプロセスチャンバー。
【請求項１９】
前記第１の加熱体は、
前記下部プレートと前記ボート支持台とを互いに離隔させて繋ぐ支持軸と、
前記支持軸により固定され、前記下部プレートと前記ボート支持台との間の離隔空間に水平に形成される加熱プレートと、
を備える請求項１８に記載のプロセスチャンバー。
【請求項２０】
前記チャンバーハウジングの壁体において熱を発生させて基板を加熱する第２の加熱体を備える請求項１３に記載のプロセスチャンバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板加熱装置を備えるプロセスチャンバーに係り、さらに詳しくは、工程を行うときに基板を加熱する基板加熱装置及びこのような基板加熱装置が適用されたプロセスチャンバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子のスケールが次第に縮小することに伴い、極薄膜に対する要求が次第に高まりつつあり、コンタクト孔のサイズが減少することに伴い、段差塗布性に対する問題も次第に深刻化しつつある。
【０００３】
一般に、半導体装置の製造に際して、薄膜を均一に蒸着するためにスパッタリング法、化学気相蒸着（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層蒸着（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を適用する。化学気相蒸着（ＣＶＤ）装置または原子層蒸着（ＡＬＤ）装置の場合、シャワーヘッド方式またはノズル方式により工程ガスを噴射する。
【０００４】
図１は、シャワーヘッド方式の原子層蒸着（ＡＬＤ）装置の構成を示す概略図である。
【０００５】
シャワーヘッド方式の原子層蒸着（ＡＬＤ）装置は、反応ガス及びパージガスがこの順に供給されて基板３への原子層蒸着が行われる反応空間１を有するプロセスチャンバー２と、前記プロセスチャンバー２の下部に配設され、基板３が載置される基板支持台４と、前記基板台４と対向してガスを反応空間１に噴射するシャワーヘッド５と、前記シャワーヘッド５に供給される供給路にそれぞれ配設されてガスの供給を断続する弁６と、を備える。ここで、前記プロセスチャンバー２は、反応空間１に供給されるガスを外部に排出するためのポンピング手段と連結される。このように、従来の原子層蒸着（ＡＬＤ）装置は、基板３の上に反応ガス及びパージガスを均一な密度をもって露出させるために、反応空間１への高速なガス供給及び反応空間１からの高速なガス排出のための小さな体積のプロセスチャンバー２を備える。
【０００６】
化学気相蒸着（ＣＶＤ）装置や原子層蒸着（ＡＬＤ）装置の場合、基板処理能力があまり大きくないという問題がある。これは、たとえ基板支持台の平面の上に複数枚の基板が載置されて化学気相蒸着（ＣＶＤ）または原子層薄膜蒸着（ＡＬＤ）が行われるとしても、基板支持台の上に載置可能な基板の枚数は制限的であるため、同時に多数枚の基板を処理することができないという限界があるためである。この理由から、多数枚の基板が処理可能なプロセスチャンバーが求められるが、この場合、基板処理能力を向上させるために基板に熱エネルギーを提供する手段を効果的に設ける必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】大韓民国公開特許１０−２００５−００８０４３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の技術的課題は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）法、原子層蒸着（ＡＬＤ）法などにより基板を処理するプロセスチャンバーにおける基板処理能力を向上させることのできる基板加熱装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の技術的課題は、基板に蒸着される薄膜の均一性を向上させることのできる基板加熱装置を提供することにある。
【００１０】
さらに、本発明のさらに他の技術的課題は、基板加熱装置を備えるプロセスチャンバーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の技術的課題を解消するために、本発明の実施形態による基板加熱装置は、複数枚の基板が上下に互いに離隔して積層されるボートと、内部空間に前記ボートが位置し、ボートに互いに離隔して積層された基板の間に内部の側壁の噴射孔を介して工程ガスを流し込むチャンバーハウジングと、を備えるプロセスチャンバーの基板加熱装置において、前記ボートの下部において熱を発生させて基板を加熱する第１の加熱体を備える。また、前記ボートは、上部プレートと、下部プレートと、前記上部プレートと下部プレートとを繋ぐ複数の支持棒と、前記支持棒の側壁に形成される複数枚の基板載置溝と、を備える。
【００１２】
さらに、前記第１の加熱体が下部プレートの上部面または上部プレートの下部面に形成され、前記第１の加熱体が下部プレートの内部または上部プレートの内部に埋め込まれて形成されている。
【００１３】
さらに、前記ボート昇降手段は、前記下部プレートを支持するボート支持台と、前記下層チャンバーハウジングの底面を貫通して前記ボート支持台を昇降させる昇降回転駆動軸と、を備える。
【００１４】
さらに、前記第１の加熱体は、前記下部プレートとボート支持台とを互いに離隔させて繋ぐ支持軸と、前記支持軸により固定され、前記下部プレートとボート支持台との間の離隔空間に水平に形成される加熱プレートと、を備える。
【００１５】
また、上記の技術的課題を解消するために、本発明の実施形態によるプロセスチャンバーは、複数枚の基板が上下に互いに離隔して積層されるボートと、前記ボートを上昇させて内部空間に位置させ、側壁から工程ガスを水平方向に噴射し、この工程ガスを互いに離隔して積層された基板の間に流し込んで外部に排出するようにするチャンバーハウジングと、前記ボートを前記チャンバーハウジングの内部に昇降させるボート昇降手段と、前記チャンバーハウジングの一方の側壁が貫通される基板搬送ゲートと、前記チャンバーハウジングの内部空間のボートに互いに離隔して積層された基板を加熱する加熱手段と、を備える。
【００１６】
また、前記チャンバーハウジングは、内部空間である第１の内部空間を有する下層チャンバーハウジングと、前記下層チャンバーハウジングの上層に配設され、内部空間である第２の内部空間を有し、一方の内壁から工程ガスを噴射してボートに互いに離隔して積層された基板の間に流し込んで外部に排出するようにする上層チャンバーハウジングと、を備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施形態によれば、化学気相蒸着（ＣＶＤ）法、原子層蒸着（ＡＬＤ）法などにより基板を処理するとき、側壁から工程ガスを噴射するプロセスチャンバーにおいて基板を効果的に加熱することができる。また、基板を加熱して処理するとき、プロセスチャンバー内の全体の空間に亘って熱を均一に分布させることができる。このため、プロセスチャンバーにおいて工程を終えた薄膜から均一な膜質が得られる。さらに、側壁から工程ガスを噴射するプロセスチャンバーに基板加熱装置が占める面積を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、シャワーヘッド方式の原子層蒸着（ＡＬＤ）装置の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態によるプロセスチャンバーの外観斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態によるプロセスチャンバーの分解図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態によりボートが昇降する様子のプロセスチャンバーの断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態によりボートに基板が実装されることによりボートが段階別に上昇する様子を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態により上層内部ハウジングの内部の側壁に工程ガス流入空間体及び工程ガス排出空間体が配設された様子を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態によるプロセスチャンバーの上側から眺めた工程ガスの流れを示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態により上層チャンバー内部ハウジングとボートとが互いに封合される様子を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態により基板がボートに搬入されてチャンバーハウジング内において熱処理された後に搬出される過程を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態により上層チャンバー外部ハウジングの内壁に第２の加熱体である熱線が形成された様子を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態による第１の加熱体としての下部プレートまたは上部プレートに熱線が埋め込まれている様子を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態による第１の加熱体としての下部プレートの下に加熱プレートを設ける構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態についてより詳細に詳述する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化可能であり、単に、これらの実施形態は、本発明の開示を完全たるものにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。なお、図中、同じ符号は同じ構成要素を示す。
【００２０】
図２は、本発明の実施形態によるプロセスチャンバーの外観斜視図であり、図３は、本発明の実施形態によるプロセスチャンバーの分解図であり、図４は、本発明の実施形態によりボートが昇降される様子のプロセスチャンバーの断面図であり、図５は、本発明の実施形態によりボートに基板が実装されることによりボートが段階別に上昇する様子を示す図であり、図６は、本発明の実施形態により上層内部ハウジングの内部の側壁に工程ガス流入空間体及び工程ガス排出空間体が配設された様子を示す図である。
【００２１】
プロセスチャンバーは、基板処理能力を向上させるために、複数枚の基板を上下に互いに離隔させて積層した後、互いに離隔して積層された基板の間に工程ガスを流し込んで基板の表面に蒸着、エッチングなどの基板処理を行う。このために、プロセスチャンバーは、複数枚の基板が互いに離隔して積層されるボート３００と、前記ボート３００を上昇させて内部空間に位置させ、側壁から工程ガスを水平方向に噴射し、この工程ガスを互いに離隔して積層された基板の間に流し込んで外部に排出するようにするチャンバーハウジング１００、２００と、前記ボート３００を前記チャンバーハウジング１００、２００の内部に昇降させるボート昇降手段４００と、前記チャンバーハウジング２００の一方の側壁が貫通される基板搬送ゲート５００と、を備える。
【００２２】
ボート３００には複数枚の基板が上下に互いに離隔して積層され、積層された基板の間に隙間が存在し、この隙間に工程ガスが流れ込んで反対側に排出される。このため、基板の上部面に工程ガスがぶつかって基板の上に蒸着またはエッチングなどの基板処理が行われる。基板を互いに離隔させて積層するために、ボート３００は、上部プレート３１０と、下部プレート３２０と、上部プレート３１０と下部プレート３２０とを繋ぐ複数の支持棒３３０（３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ）と、前記支持棒３３０の側壁に形成される複数枚の基板載置溝と、を備える。基板載置溝は、支持棒３３０の側壁に刻設される溝であり、このような溝に各基板が載置される。ボート３００は回転しながら順次にソースガス、パージガス及び反応ガスに基板を繰り返し露出させる。
【００２３】
基板搬送ゲート５００は、下層チャンバーハウジング２００の一方の側壁に形成されて基板がボート３００に出入りするためのゲートである。それぞれの基板のボート３００への搬入またはそれぞれの基板のボート３００からの搬出は、基板搬送ゲート５００を介して行われる。
【００２４】
ボート昇降手段４００は、ボート３００を上層チャンバーハウジング１００の内部空間と下層チャンバーハウジング２００の内部空間との間において昇降させ、前記ボート昇降手段４００は、ボート支持台４２０及び昇降回転駆動軸４１０を備える。ボート支持台４２０は、上部面において下部プレート３２０を支持し、昇降回転駆動軸４１０が下層チャンバーハウジング２００の底面を貫通してボート３００の下部面、すなわち、ボート３００の下部プレート３２０を支持する。ボート支持台４２０の下部面は昇降回転駆動軸４１０に連結されてモーターなどの上下往復駆動源の駆動により昇降し、上下ピストン往復運動をしながらボートを昇降させる。また、昇降回転駆動軸４１０は、ボート３００の昇降（上昇／下降）動作時に一括してボート３００を昇降させるわけではなく、段階別にボート３００を昇降させる。例えば、図５（ａ）に示すように、基板搬送ゲートを介して基板がボート３００の基板載置溝に載置される場合、図５（ｂ）に示すように、ボート昇降手段はボート３００をさらに１段階上昇させて次の基板載置溝を基板搬送ゲートに到達させる。このように段階別にボート３００を上昇させて基板を各基板載置溝に載置して、最終的に、図５（ｃ）に示すように、各基板載置溝に基板を載置し、上層チャンバーハウジングの内部空間に嵌め込む。また、昇降回転駆動軸はボート支持台を回転させることにより、結果的にボート支持台に連結されたボート３００を回転させる。このため、化学気相蒸着（ＣＶＤ）工程、原子層蒸着（ＡＬＤ）工程とは無関係に、工程が行われるときにボート３００が回転しながら該ボート３００の上に載置された基板がソースガス、パージガス及び反応ガスに順次に露出される。
【００２５】
チャンバーハウジング１００、２００は前記ボート３００を上昇させて内部空間に位置させ、一方の内壁から工程ガスを水平方向に噴射して互いに離隔して積層された基板の間に流し込んで外部に排出する。本発明の実施形態によるチャンバーハウジングは、下層チャンバーハウジング２００と、上層チャンバーハウジング１００と、を備える。
【００２６】
下層チャンバーハウジング２００は、上側が開放されて内部空間（以下、「第１の内部空間」と称する。）を有する。工程が終わった後に基板が搬出された状態では、図４（ｂ）に示すように、下降されたボート３００は下層チャンバーハウジング２００の第１の内部空間に位置し、逆に、基板がボート３００の各基板載置溝に段階別に搬入されて上昇すると、ボート３００は下層チャンバーハウジング２００の第１の内部空間に存在しなくなる。
【００２７】
上層チャンバーハウジング１００は、下側が開放されたままで下層チャンバーハウジング２００の上層に配設されて内部空間（以下、「第２の内部空間」と称する。）を有する。上層チャンバーハウジング１００の第２の内部空間には下層チャンバーハウジング２００の第１の内部空間から上昇したボート３００が位置し、このようなボート３００には各基板載置溝に基板が互いに離隔して積層されて載置されている。上層チャンバーハウジング１００の一方の内壁から工程ガスが噴射され、この工程ガスはボート３００に互いに離隔して積層された基板の間に流れ込んで上層チャンバーハウジングの他方の内壁を通過して外部に排出される。
【００２８】
上層チャンバーハウジング１００の一方の内壁から他方の内壁に向かって工程ガスが噴射される場合、上層チャンバーハウジング１００は単一の壁により実現されるが、二重の壁により実現されてもよい。すなわち、上層チャンバーハウジング１００は、上層チャンバー内部ハウジング１１０と、上層チャンバー内部ハウジング１１０から離隔して前記上層チャンバー内部ハウジング１１０を取り囲む上層チャンバー外部ハウジング１２０と、を有する二重構造に形成されてもよい。内側に配設される上層チャンバー内部ハウジング１１０には、下層チャンバーハウジング２００から上昇したボート３００が収納され、外側に配設される上層チャンバー外部ハウジング１２０は、上層チャンバー内部ハウジング１１０の上面及び側壁から離隔して上層チャンバー内部ハウジング１１０を取り囲む。
【００２９】
上層チャンバー内部ハウジング１１０の一方の内壁には、前記内壁と対向する他方の内壁に向かって工程ガスを噴射する工程ガス噴射手段と、ハウジング内部の工程ガスを外部に排出する工程ガス排出手段と、が配設される。一方の内壁からこの内壁と対向する他方の内壁に向かって工程ガスを噴射することにより、上層チャンバーハウジング１００の内部空間に存在するボート３００に工程ガスを流し込むことができる。
【００３０】
工程ガス噴射手段１３０は、図６に示すように、内部空間を有する工程ガス流入空間体１３１と、前記ボートに臨む工程ガス流入空間体１３１の壁面に形成される多数のガス噴射孔１３２と、前記工程ガス流入空間体１３１の内部空間に工程ガスを流し込む工程ガス供給管１３３と、を備える。工程ガス流入空間体１３１は、上下左右の壁体により形成される内部空間を有する空間体であり、内部空間に工程ガス供給管１３３から流れ込んだガスが存在する。工程ガス流入空間体１３１の内部空間に連通される多数のガス噴射孔１３２が工程ガス流入空間体１３１の壁面に形成され、このようなガス噴射孔１３２を介して工程ガスが上層チャンバー内部ハウジング１１０の内部空間に流れ込む。ガス噴射孔１３２は、ボートに実装された各基板の隙間と対応する個所に複数形成される。工程ガス流入空間体１３１の壁面は、ボートに臨む壁面である。工程ガス供給管１３３は、工程ガス流入空間体１３１の内部空間に工程ガスを流し込み、すなわち、工程ガス貯溜タンクに貯溜された工程ガスを工程ガス流入空間体１３１に供給する。このため、工程ガス供給管１３３は、工程ガス貯溜タンクに連結された導管を上層チャンバー内部ハウジング１１０の壁体の内部に沿って形成して、工程ガス流入空間体１３１に工程ガスを供給する。
【００３１】
また、上層チャンバー内部ハウジング１１０は、基板の処理に用いられた後に残った工程ガスを外部に排出する工程ガス排出手段１４０を備える。工程ガス排出手段１４０は、図６に示すように、工程ガス排出空間体１４１、ガス排出孔１４２、工程ガス排出管１４３及び排出ポンプ（図示せず）を備える。工程ガス排出空間体１４１は、上下左右の壁体により形成される内部空間を有する空間体であり、上層チャンバー内部ハウジング１１０の内部において基板の処理に用いられた後に残った工程ガスが流れ込んで空間体の内部に存在する。ガス排出孔１４２は、工程ガス排出空間体１４１の面に多数形成されて、上層チャンバー内部ハウジング１１０の内部空間において基板の処理に用いられた後に残った工程ガスがガス排出孔１４２を介して工程ガス排出空間体１４１の内部に流れ込む。ガス排出孔が形成される工程ガス排出空間体１４１の壁面は、ボートに臨む壁面である。工程ガス排出管１４３は、工程ガス排出空間体１４１の内部空間と排出ポンプとを繋ぐ。工程ガス排出管１４３は、工程ガス排出空間体１４１の内部と連結されて、上層チャンバー内部ハウジング１１０の壁体の内部に沿って外部の排出ポンプ（図示せず）と連結される。このため、工程ガス排出空間体１４１の内部の工程ガスは、工程ガス排出管１４３を経て外部に排出される。排出ポンプ（図示せず）は、工程ガス排出管１４３を介して工程ガスを外部に排出するためのポンピングを行う。
【００３２】
上述したように、内部空間を有する工程ガス流入空間体１３１及び工程ガス排出空間体１４１が上層チャンバー内部ハウジング１１０の壁体に形成され、且つ、工程ガス流入空間体１３１及び工程ガス排出空間体１４１はボートを間に挟んで対向する個所に形成される。工程ガス流入空間体１３１から噴射される工程ガスは、ポンピング排出圧によりボートに実装された基板間の隙間を横切って工程ガス排出空間体１４１の内部に流れ込んだ後に外部に排出される。工程ガス流入空間体１３１及び工程ガス排出空間体１４１は上層チャンバー内部ハウジング１１０の側壁に埋め込まれて形成されているが、別途の機構物として側壁の内部面に一体に形成されてもよい。
【００３３】
参考までに、図７は、本発明の実施形態によるプロセスチャンバーの上側から眺めた工程ガスの流れを示すものであり、工程ガスが上層チャンバー内部ハウジング１１０の一方の側壁から他方の側壁に流れ込む様子を示す図である。工程ガス流入空間体１３０のガス噴射孔から噴射された工程ガスは、上層チャンバー内部ハウジング１１０の内部空間を水平に横切って対向する個所の他方の側壁に配設される工程ガス排出空間体１４０に流れ込むということが分かる。工程ガス排出空間体１４０に連結されているポンプの排出圧により工程ガスの流れを誘導することができる。
【００３４】
一方、ボート３００に基板が載置されて上層チャンバー内部ハウジング１１０の内部空間に上昇すると、ボート３００及び上層チャンバーハウジング１００は外部との密閉性を維持するために封合されなければならない。このような密閉性（気密性）のために、ボート支持台４２０及び上層チャンバー内部ハウジング１１０はＯリングなどの封止材により封合される。このために、図８（ａ）に示すように、ボート支持台４２０の外周の外側上部面にはＯリング溝４２１が形成される。外周の外側上部面は、上層チャンバー内部ハウジング１１０の底面に臨む面である。ボート支持台４２０に臨む上層チャンバー内部ハウジング１１０の底面におけるボート支持台のＯリング溝４２１と対向する個所には、Ｏリング１１１が形成される。このため、ボート３００が上昇して上層チャンバー内部ハウジング１１０に収納されると、図８（ｂ）に示すように、上層チャンバー内部ハウジング１１０の底面に形成されるＯリング１１１がボート支持台４２０の上部面に形成されるＯリング溝４２１に嵌合されて密閉性を維持することができる。
【００３５】
図９は、本発明の実施形態により基板がボートに搬入されてチャンバーハウジング内において熱処理された後に搬出される過程を示す図である。
【００３６】
まず、基板を搬入する過程について説明すると、図９（ａ）に示すように、基板搬送ゲートを介してボートの最後段の基板載置溝から基板が搬送されて載置される。基板が載置されると、次の基板載置溝が基板搬送ゲートに位置するようにボートが上昇し、搬送される基板が当該基板載置溝に載置される。このため、図９（ｂ）に示すように、ボートが上昇して各基板載置溝に基板が載置される。ボートの上昇により基板が載置された後には、図９（ｃ）に示すように、基板載置溝に基板が載置されたボートが上層チャンバー内部ハウジングに収納される。次いで、図９（ｄ）に示すように、工程ガスが側壁から流出されて基板の上部面にぶつかって基板処理が行われる。基板処理工程が終わると、図９（ｅ）に示すように、基板が基板搬送ゲートを介して外部に搬出される。基板の搬出が完全に終わると、図９（ｆ）に示すように、ボートは下層チャンバーハウジングの内部空間に収納される。
【００３７】
一方、基板処理の効率を高めるために、プロセスチャンバーには基板を加熱するための加熱装置が配設される。上層チャンバーハウジングの第２の内部空間のボートに互いに離隔して積層された基板を加熱する加熱手段を配設することが必要である。本発明の実施形態によるプロセスチャンバーは、基板加熱装置として、ボートの下部において熱を発生させて基板を加熱する第１の加熱体と、上層チャンバーハウジングの壁体において熱を発生させて基板を加熱する第２の加熱体と、を備える。基板加熱装置である第１の加熱体及び第２の加熱体はいずれか一方のみ形成されてもよく、両方とも形成されてもよい。
【００３８】
まず、ボートに形成される第１の加熱体について説明する。ボートに加熱手段である第１の加熱体が配設される場合、ボートの下部プレート（または、上部プレート）に加熱手段が配設される。ボートの下部プレート（または、上部プレート）に第１の加熱体が配設されることは、下記の２種類の方式により実現される。一つは、図１１に示すように、下部プレート３２０（または、上部プレート３１０）に加熱手段を埋め込む方式であり、もう一つは、図１２に示すように、下部プレート３２０の下に加熱プレート３５０を設ける方式である。
【００３９】
図１１に示すように、下部プレート３２０及び上部プレート３１０に熱線などの第１の加熱体を埋め込む第一の方式の場合、下部プレート３２０及び上部プレート３１０の間に互いに離隔して積層された基板に熱エネルギーを直接的に提供する。
【００４０】
図１２に示すように、加熱手段として加熱プレート３５０を別設する第２の方式の場合、下部プレート３２０を加熱して間接的に基板に熱エネルギーを提供する。加熱プレート３５０を別設する場合、第１の加熱体は、前記下部プレート３２０とボート支持台４２０とを互いに離隔させて繋ぐ支持軸３６０と、該支持軸３６０により固定され、前記下部プレート３２０とボート支持台４２０との間の離隔空間に水平に形成される加熱プレート３５０と、を備える。加熱プレート３５０は、水平に複数積層されて熱エネルギーを発生させる。このような加熱プレート３５０は、伝導体により実現されてプレート自体において熱を発生させるか、あるいは、加熱プレート３５０の内部に熱線などを埋め込んで熱エネルギーを発生させる。
【００４１】
一方、チャンバーハウジングに加熱手段である第２の加熱体を配設する場合、第２の加熱体はチャンバーハウジングに形成される。すなわち、上層チャンバー外部ハウジング及び上層チャンバー内部ハウジングのうちの少なくとも一方に第２の加熱体が形成される。このような第２の加熱体は、上層チャンバー外部ハウジングの壁体の内壁及び上層チャンバー内部ハウジングの壁体の外壁のうちの少なくとも一方に形成される。第２の加熱体は、熱線などの様々な加熱手段により実現される。図１０は、上層チャンバー外部ハウジング１２０の内壁に第２の加熱体である熱線が形成された様子を示す図である。第２の加熱体の実施形態である熱線１２１は、上層チャンバー外部ハウジング１２０の内側壁に千鳥状に形成されるか、あるいは、上層チャンバー内部ハウジングの外側壁に千鳥状に形成される。また、熱線１２１は、上層チャンバー外部ハウジング１２０の内側壁（または、上層チャンバー内部ハウジングの内側壁）から突設される。あるいは、前記熱線１２１は、上層チャンバー外部ハウジング１２０の壁体（または、上層チャンバー内部ハウジングの壁体）に埋め込まれる。さらに、前記熱線１２１は、チャンバーハウジングの壁体の領域別に異なる温度調節が行われる。所要の領域に応じて温度の調節がそれぞれ行われることにより、工程チャンバー内の上下部の温度を同じ温度に維持することができる。例えば、工程ガス排出空間体部分の温度が他の部分よりも遥かに低い場合、工程ガス排出空間体が配設される壁体の温度がさらに上昇するように熱線の温度を制御する。なお、チャンバーハウジングの加熱領域を４つの領域に分けてもよく、状況に応じて加熱領域の数を増減させてもよい。
【００４２】
一方、本発明の実施形態による基板加熱装置及びプロセスチャンバーは、化学気相蒸着（ＣＶＤ）装置、原子層蒸着（ＡＬＤ）装置など様々な工程装置に適用可能である。また、本発明の実施形態により側壁からガスを噴射して他方側に排出するプロセスチャンバーを用いて、ＬＥＤ(発光ダイオード）素子、メモリ素子などの半導体を製造することができ、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、 ＬＣＤ（液晶表示素子）、ＳＯＬＡＲ（太陽光発電システム）などのフラットパネル基板の製作にも適用可能である。
【００４３】
加えて、上述した本発明の実施形態によるプロセスチャンバーは、下層チャンバーハウジングが基板搬入チャンバーとしての役割を果たし、且つ、上層チャンバーハウジングが工程ガスを噴射するプロセスチャンバーとしての役割を果たす。本発明は、これに何ら限定されるものではなく、下層チャンバーハウジングが工程ガスを噴射するプロセスチャンバーとしての役割を果たし、且つ、上層チャンバーハウジングが基板搬入チャンバーとしての役割を果たすような構成にも適用可能であるということはいうまでもない。
【００４４】
以上、本発明について添付図面及び上述した好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに何ら限定されるものではなく、後述する特許請求の範囲により限定される。よって、この技術分野における通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲の技術的思想から逸脱しない範囲内において本発明を種々に変形及び修正することができる。
【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】
2015530477.tif 000008
【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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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月20日(2015.1.20)
【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】
複数枚の基板が上下に互いに離隔して積層されるボートと、内部空間に前記ボートが位置し、前記ボートに互いに離隔して積層された基板の間に内部の側壁の噴射孔を介して工程ガスを流し込むチャンバーハウジングと、を備えるプロセスチャンバーの基板加熱装置において、
前記ボートに形成され、熱を発生させて基板を加熱する第１の加熱体を備える基板加熱装置。
【請求項２】
前記ボートは、
上部プレートと、
下部プレートと、
前記上部プレートと前記下部プレートとを繋ぐ複数の支持棒と、
前記支持棒の側壁に形成される複数枚の基板載置溝と、
を備える請求項１に記載の基板加熱装置。
【請求項３】
前記第１の加熱体は、前記下部プレートの上部面または前記上部プレートの下部面に形成されている請求項２に記載の基板加熱装置。
【請求項４】
前記第１の加熱体は、前記下部プレートの内部または前記上部プレートの内部に埋め込まれて形成されている請求項２に記載の基板加熱装置。
【請求項５】
前記ボートを前記チャンバーハウジングの内部に昇降させるボート昇降手段を備え、
前記ボート昇降手段は、
前記下部プレートを支持するボート支持台と、
前記チャンバーハウジングの底面を貫通して前記ボート支持台を昇降させる昇降回転駆動軸と、
を備える請求項２に記載の基板加熱装置。
【請求項６】
前記第１の加熱体は、
前記下部プレートと前記ボート支持台とを互いに離隔させて繋ぐ支持軸と、
前記支持軸により固定され、前記下部プレートと前記ボート支持台との間の離隔空間に水平に形成される加熱プレートと、
を備える請求項５に記載の基板加熱装置。
【請求項７】
前記チャンバーハウジングの壁体において熱を発生させて基板を加熱する第２の加熱体を備える請求項１に記載の基板加熱装置。
【請求項８】
前記第２の加熱体は、熱線である請求項７に記載の基板加熱装置。
【請求項９】
前記熱線は、前記チャンバーハウジングの内側壁から突設される請求項８に記載の基板加熱装置。
【請求項１０】
前記熱線は、前記チャンバーハウジングの壁体に埋め込まれて形成されている請求項８に記載の基板加熱装置。
【請求項１１】
前記熱線は、前記チャンバーハウジングの壁体の領域別に異なる温度調節が行われる請求項８から請求項１０のうちのいずれか一項に記載の基板加熱装置。
【請求項１２】
複数枚の基板が上下に互いに離隔して積層されるボートと、
前記ボートを上昇させて内部空間に位置させ、側壁から工程ガスを水平方向に噴射し、この工程ガスを互いに離隔して積層された基板の間に流し込んで外部に排出するようにするチャンバーハウジングと、
前記ボートを前記チャンバーハウジングの内部に昇降させるボート昇降手段と、
前記チャンバーハウジングの一方の側壁が貫通される基板搬送ゲートと、
前記チャンバーハウジングの内部空間のボートに互いに離隔して積層された基板を加熱する加熱手段と、
を備えるプロセスチャンバー。
【請求項１３】
前記チャンバーハウジングは、
内部空間である第１の内部空間を有する下層チャンバーハウジングと、
前記下層チャンバーハウジングの上層に配設され、内部空間である第２の内部空間を有し、一方の内壁から工程ガスを噴射してボートに互いに離隔して積層された基板の間に流し込んで外部に排出するようにする上層チャンバーハウジングと、
を備える請求項１２に記載のプロセスチャンバー。
【請求項１４】
前記加熱手段は、前記ボートに形成され、熱を発生させて基板を加熱する第１の加熱体である請求項１３に記載のプロセスチャンバー。
【請求項１５】
前記ボートは、
上部プレートと、
下部プレートと、
前記上部プレートと前記下部プレートとを繋ぐ複数の支持棒と、
前記支持棒の側壁に形成される複数枚の基板載置溝と、
を備える請求項１４に記載のプロセスチャンバー。
【請求項１６】
前記第１の加熱体は、前記下部プレートの上部面または前記上部プレートの下部面に形成されている請求項１５に記載のプロセスチャンバー。
【請求項１７】
前記第１の加熱体は、前記下部プレートの内部または前記上部プレートの内部に埋め込まれて形成されている請求項１５に記載のプロセスチャンバー。
【請求項１８】
前記ボート昇降手段は、
前記下部プレートを支持するボート支持台と、
前記下層チャンバーハウジングの底面を貫通して前記ボート支持台を昇降させる昇降回転駆動軸と、
を備える請求項１５に記載のプロセスチャンバー。
【請求項１９】
前記第１の加熱体は、
前記下部プレートと前記ボート支持台とを互いに離隔させて繋ぐ支持軸と、
前記支持軸により固定され、前記下部プレートと前記ボート支持台との間の離隔空間に水平に形成される加熱プレートと、
を備える請求項１８に記載のプロセスチャンバー。
【請求項２０】
前記チャンバーハウジングの壁体において熱を発生させて基板を加熱する第２の加熱体を備える請求項１３に記載のプロセスチャンバー。
【国際調査報告】
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