(57)【要約】      （修正有）【課題】球切れの加熱ランプを容易に交換できる基板処理装置を提供する。【解決手段】バッチ式ホットウオール形ＣＶＤ装置１０は、アウタチューブ１２とインナチューブ１３とを有しウエハ１を処理する処理室１４を構成したプロセスチューブ１１と、プロセスチューブ１１を取り囲む断熱槽４１と、熱線を照射する加熱ランプ４２群と、加熱ランプ４２群の熱線を処理室１４の方向に反射させるリフレクタ４７と、プロセスチューブ１１と断熱槽４１との間に形成された冷却エア通路５１とを備えている。加熱ランプ４２群は上下に分配されており、上側の加熱ランプ４２群は発熱体回転機構で回転自在に支承され、下側の加熱ランプ４２群は発熱体昇降機構で昇降自在に支承されている。球切れの加熱ランプの交換作業は、上下の加熱ランプ群をヒータユニットに対して回転させたり下降させたりすることにより、メンテナンス口において実施できる。【選択図】図１
2005285941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、この処理室を囲むように設置されたヒータユニットと、このヒータユニットに敷設されて前記処理室内を加熱する発熱体と、前記ヒータユニットに設けられて前記発熱体を回転自在に支承する発熱体回転機構とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
【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、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法に使用されるＣＶＤ装置や拡散装置、酸化装置およびアニール装置等の熱処理装置（furnace ）に利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの製造方法において、半導体素子を含む集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）や酸化シリコンおよびポリシリコン等のＣＶＤ膜を形成するのに、バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置が広く使用されている。
バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）は、ウエハが搬入されるインナチューブおよびインナチューブを取り囲むアウタチューブから構成されて縦形に設置されたプロセスチューブと、プロセスチューブによって形成された処理室に処理ガスとしての成膜ガスを供給するガス供給管と、処理室を真空排気する排気管と、プロセスチューブ外に敷設されて処理室を加熱するヒータユニットと、ボートエレベータによって昇降されて処理室の炉口を開閉するシールキャップと、シールキャップの上に垂直に設置されて複数枚のウエハを保持するボートとを備えており、複数枚のウエハがボートによって垂直方向に整列されて保持された状態で処理室に下端の炉口から搬入（ボートローディング）され、シールキャップによって炉口が閉塞された状態で、処理室に成膜ガスがガス供給管から供給されるとともに、ヒータユニットによって処理室が加熱されることにより、ウエハの上にＣＶＤ膜が堆積するように構成されている。
【０００３】
従来のこの種のＣＶＤ装置においては、ヒータユニットはセラミックファイバ等の断熱材が円筒形状に形成されて成る断熱槽の内周面に抵抗発熱体（珪化モリブデン、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等）が敷設されて構成されているのが、一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１１０５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
抵抗発熱体は安価で、かつ、酸化雰囲気で使用することができるので、ＣＶＤ装置に広く使用されている。しかしながら、抵抗発熱体は断熱槽の内部において溶接され配線されているために、抵抗発熱体が断線した場合には抵抗発熱体だけを交換することはきわめて困難である。抵抗発熱体を交換することができたとしても、ＣＶＤ装置の構造上、メンテナンス作業は断熱槽の片側（背面側）からしか実施することができないために、メンテナンス口と反対側の抵抗発熱体を交換することは不可能であるという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、発熱体を容易に交換することができる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】
【０００６】
本願において開示される発明のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）基板を処理する処理室と、この処理室を囲むように設置されたヒータユニットと、このヒータユニットに敷設されて前記処理室内を加熱する発熱体と、前記ヒータユニットに設けられて前記発熱体を回転自在に支承する発熱体回転機構とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
（２）前記発熱体はＬ字形状に形成されており、前記ヒータユニットの上端と下端とにおいて短い側の端部がそれぞれ固定されており、前記発熱体のうち上側の発熱体が前記発熱体回転機構に固定されていることを特徴とする（１）に記載の基板処理装置。
（３）基板を処理する処理室と、この処理室を囲むように設置されたヒータユニットと、このヒータユニットに敷設されて前記処理室内を加熱する発熱体と、前記ヒータユニットに設けられて前記発熱体を回転自在に支承する発熱体回転機構と、前記ヒータユニットに前記発熱体を囲うように設置されて前記発熱体の発熱を反射させるリフレクタと、前記ヒータユニットに前記リフレクタの外側に設けられて前記発熱体に電力を供給する給電線とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、発熱体が発熱体回転機構によってヒータユニットに対して回転自在に支承されているので、例えば、メンテナンス口と反対側の発熱体を交換したい場合には、交換したい発熱体をヒータユニットに対してメンテナンス口に回転させることにより、交換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【０００９】
本実施の形態において、図１、図２および図３に示されているように、本発明に係る基板処理装置はＩＣの製造方法における成膜工程を実施するＣＶＤ装置（バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置）１０として構成されている。
【００１０】
図１、図２および図３に示されたＣＶＤ装置１０は、中心線が垂直になるように縦に配されて支持された縦形のプロセスチューブ１１を備えており、プロセスチューブ１１は互いに同心円に配置されたアウタチューブ１２とインナチューブ１３とから構成されている。アウタチューブ１２は後記する加熱ランプの熱線（赤外線や遠赤外線等）を透過する材料の一例である石英（ＳｉＯ2 ）が使用されて、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に一体成形されている。インナチューブ１３は上下両端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ１３の筒中空部はボートによって長く整列した状態に保持された複数枚のウエハが搬入される処理室１４を実質的に形成している。インナチューブ１３の下端開口はウエハを出し入れするための炉口１５を実質的に構成している。したがって、インナチューブ１３の内径は取り扱うウエハの最大外径（例えば、直径３００ｍｍ）よりも大きくなるように設定されている。
【００１１】
アウタチューブ１２とインナチューブ１３との間の下端部は、略円筒形状に構築されたマニホールド１６によって気密封止されており、マニホールド１６はアウタチューブ１２およびインナチューブ１３の交換等のために、アウタチューブ１２およびインナチューブ１３にそれぞれ着脱自在に取り付けられている。マニホールド１６がＣＶＤ装置の筐体２に支持されることにより、プロセスチューブ１１は垂直に据え付けられた状態になっている。
【００１２】
アウタチューブ１２とインナチューブ１３との隙間によって排気路１７が、図３に示されているように、横断面形状が一定幅の円形リング形状に構成されている。図１に示されているように、マニホールド１６の側壁の上部には排気管１８の一端が接続されており、排気管１８は排気路１７の最下端部に連通した状態になっている。排気管１８の他端には圧力コントローラ２１によって制御される排気装置１９が接続されており、排気管１８の途中には圧力センサ２０が接続されている。圧力コントローラ２１は圧力センサ２０からの測定結果に基づいて排気装置１９をフィードバック制御するように構成されている。
【００１３】
マニホールド１６の下方にはガス導入管２２がインナチューブ１３の炉口１５に連通するように接続されており、ガス導入管２２にはガス流量コントローラ２４によって制御される原料ガス供給装置および不活性ガス供給装置（以下、ガス供給装置という。）２３が接続されている。ガス導入管２２によって炉口１５に導入されたガスは、インナチューブ１３の処理室１４内を流通して排気路１７を通って排気管１８によって排気される。
【００１４】
マニホールド１６には下端開口を閉塞するシールキャップ２５が垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２５はマニホールド１６の外径と略等しい円盤形状に構築されており、筐体２の待機室３に設備されたボートエレベータ２６によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ２６はモータ駆動の送りねじ軸装置およびベローズ等によって構成されており、ボートエレベータ２６のモータ２７は駆動コントローラ２８によって制御されるように構成されている。シールキャップ２５の中心線上には回転軸３０が挿通されて回転自在に支承されており、回転軸３０は駆動コントローラ２８によって制御されるモータ２９によって回転駆動されるように構成されている。回転軸３０の上端にはボート３１が垂直に立脚されて支持されている。
【００１５】
ボート３１は上下で一対の端板３２、３３と、両端板３２と３３との間に架設されて垂直に配設された三本の保持部材３４とを備えており、三本の保持部材３４には多数の保持溝３５が長手方向に等間隔に配されて互いに対向して開口するように刻設されている。ボート３１は三本の保持部材３４の保持溝３５間にウエハ１を挿入されることにより、複数枚のウエハ１を水平にかつ互いに中心を揃えた状態に整列させて保持するようになっている。ボート３１と回転軸３０との間には断熱キャップ部３６が配置されている。断熱キャップ部３６はボート３１をシールキャップ２５の上面から持ち上げた状態に支持することにより、ボート３１の下端を炉口１５の位置から適当な距離だけ離間させるように構成されている。断熱キャップ部３６の上側には下側サブヒータユニット３７が設置されており、下側サブヒータユニット３７はボート３１に保持されたウエハ１を下側から加熱するように構成されている。
【００１６】
図１および図２に示されているように、プロセスチューブ１１の外側にはヒータユニット４０が設置されている。ヒータユニット４０はプロセスチューブ１１を全体的に被覆する熱容量の小さい断熱槽４１を備えており、断熱槽４１はＣＶＤ装置の筐体２に垂直に支持されている。断熱槽４１の内側にはプロセスチューブ１１内を加熱する加熱手段としてのＬ管形ハロゲンランプ（以下、加熱ランプという。）４２が複数本、図３に示されているように、周方向に等間隔に配置されて同心円に設備されている。図４に示されているように、加熱ランプ４２群は長さが異なる複数規格のものが組み合わされて配置されており、熱の逃げ易いプロセスチューブ１１の上部および下部の発熱量が増加するように構成されている。各加熱ランプ４２の端子４２ａはプロセスチューブ１１の上部および下部（処理中のウエハ１のある高さよりも上部および下部）にそれぞれ配置されており、端子４２ａの介在による発熱量の低下が回避されている。加熱ランプ４２はカーボンやタングステン等のフィラメントを石英（ＳｉＯ2 ）のＬ管によって被覆し、不活性ガスまたは真空雰囲気に封止して構成されている。加熱ランプ４２は熱エネルギーのピーク波長が１．０μｍ程度の熱線を照射するように構成されており、アウタチューブ１２を殆ど加熱することなく、ウエハ１を輻射等によって加熱することができるように設定されている。
【００１７】
図１、図２および図５に示されているように、断熱槽４１の天井面の下側における中央部には直管形ハロゲンランプ（以下、天井加熱ランプという。）４３が複数本、互いに平行で両端を揃えられて敷設されており、天井加熱ランプ４３群はボート３１に保持されたウエハ１群をプロセスチューブ１１の上方から加熱するように構成されている。天井加熱ランプ４３はカーボンやタングステン等のフィラメントを石英（ＳｉＯ2 ）の直管によって被覆し、不活性ガスまたは真空雰囲気に封止して構成されている。天井加熱ランプ４３は熱エネルギーのピーク波長が１．０μｍ程度の熱線を照射するように構成されており、アウタチューブ１２を殆ど加熱することなく、ウエハ１を輻射等によって加熱することができるように設定されている。
【００１８】
図１に示されているように、加熱ランプ４２群、天井加熱ランプ４３群およびキャップ加熱ランプ群はランプ駆動装置４４に接続されており、加熱ランプ駆動装置４４は温度コントローラ４５によって制御されるように構成されている。インナチューブ１３の内側にはカスケード熱電対４６が垂直方向に敷設されており、カスケード熱電対４６は計測結果を温度コントローラ４５に送信するようになっている。温度コントローラ４５はカスケード熱電対４６からの計測温度によって加熱ランプ駆動装置４４をフィードバック制御するようになっている。すなわち、温度コントローラ４５は加熱ランプ駆動装置４４の目標温度とカスケード熱電対４６の計測温度との誤差を求めて、誤差がある場合には誤差を解消させるフィードバック制御を実行するようになっている。また、温度コントローラ４５は加熱ランプ４２群をゾーン制御するように構成されている。
【００１９】
図２および図３に示されているように、加熱ランプ４２群の外側には円筒形状に形成されたリフレクタ（反射板）４７がプロセスチューブ１１と同心円に設置されており、リフレクタ４７は加熱ランプ４２群からの熱線をプロセスチューブ１１の方向に全て反射させるように構成されている。リフレクタ４７はステンレス鋼板に石英（ＳｉＯ2 ）をコーティングして形成された材料のように耐酸化性、耐熱性および耐熱衝撃性に優れた材料によって構成されている。リフレクタ４７の外周面には冷却水配管４８が螺旋状に敷設されており、冷却水配管４８はリフレクタ４７を４００℃以下に冷却するように設定されている。リフレクタ４７は４００℃を超えると、酸化等によって劣化し易くなるが、リフレクタ４７を４００℃以下に冷却することにより、リフレクタ４７の耐久性を向上させることができるとともに、リフレクタ４７の劣化に伴うパーティクルの発生を抑制することができる。また、断熱槽４１の内部の温度を低下させる際に、リフレクタ４７を冷却することにより、冷却効果を向上させることができる。
【００２０】
図１および図２に示されているように、断熱槽４１の天井面には円板形状に形成された天井リフレクタ４９がプロセスチューブ１１と同心円に設置されており、天井リフレクタ４９は天井加熱ランプ４３群からの熱線をプロセスチューブ１１の方向に全て反射させるように構成されている。天井リフレクタ４９も耐酸化性、耐熱性および耐熱衝撃性に優れた材料によって構成されている。図５に示されているように、天井リフレクタ４９の上面には冷却水配管５０が蛇行状に敷設されており、冷却水配管５０は天井リフレクタ４９を４００℃以下に冷却するように設定されている。天井リフレクタ４９は４００℃を超えると、酸化等によって劣化し易くなるが、天井リフレクタ４９を４００℃以下に冷却することにより、天井リフレクタ４９の耐久性を向上させることができるとともに、天井リフレクタ４９の劣化に伴うパーティクルの発生を抑制することができる。また、断熱槽４１の内部の温度を低下させる際に、天井リフレクタ４９を冷却することにより、冷却効果を向上させることができる。
【００２１】
図１および図２に示されているように、断熱槽４１とプロセスチューブ１１との間には冷却ガスとしての冷却エアを流通させる冷却エア通路５１が、プロセスチューブ１１を全体的に包囲するように形成されている。断熱槽４１の下端部には冷却エアを冷却エア通路５１に供給する給気管５２が、複数箇所（例えば、１０箇所）に接続されており、給気管５２に供給された冷却エアは冷却エア通路５１の全周に拡散するようになっている。断熱槽４１の天井壁の中央部には冷却エアを冷却エア通路５１から排出する排気口５３が開設されており、排気口５３には排気装置に接続された排気路（図示せず）が接続されている。断熱槽４１の天井壁の排気口５３の下側には排気口５３と連通するバッファ部５４が大きく形成されており、バッファ部５４の底面における周辺部にはサブ排気口５５が複数個、バッファ部５４と冷却エア通路５１とを連絡するように開設されている。図１、図２、図３および図５に示されているように、複数のサブ排気口５５（本実施の形態においては４箇所）は冷却エア通路５１の略直上にそれぞれ配置されている。これらサブ排気口５５により、冷却エア通路５１を効率よく排気することができる。また、断熱槽４１の下端部に給気管５２を複数設けることにより、より広範囲に効率のよい排気冷却が可能となる。また、サブ排気口５５を断熱槽４１の天井壁の周辺部（周縁部）に配置することにより、天井加熱ランプ４３を断熱槽４１の天井面の中央部に敷設することができるとともに、天井加熱ランプ４３を排気流路から退避させて排気流による応力や化学反応を防止することにより、天井加熱ランプ４３の劣化を抑制することができる。
【００２２】
図１、図２、図３および図４に示されているように、リフレクタ４７の内周には冷却ガスとしての冷却エアを冷却エア通路５１に供給するノズル５６が複数本、周方向に等間隔に配置されて垂直方向に延在するように敷設されており、各ノズル５６には複数個の噴射口５７が冷却エアを断熱槽４１の中心に向けて半径方向へ噴射するようにそれぞれ開設されている。ノズル５６はステンレス鋼管に石英（ＳｉＯ2 ）をコーティングして形成された材料のように耐酸化性、耐熱性および耐熱衝撃性に優れた材料によって構成されており、ノズル５６の耐久性が向上されているとともに、劣化に伴うパーティクルの発生を抑制するようになっている。ノズル５６には送風機や流量調整弁および圧力調整弁等から構成された冷却エア供給装置５８が接続されており、冷却エア供給装置５８は冷却エア制御コントローラ５９によって制御されるように構成されている。ノズル５６群からの冷却エアの噴射量を冷却エア供給装置５８によって制御することにより、冷却エア通路５１による冷却能力を調整することができるようになっている。また、各ノズル５６毎に冷却エア供給装置５８を設けることにより、冷却エア通路５１の冷却能力をゾーン制御することができる。例えば、冷却エア通路５１の低温になる側に位置したノズル５６群の冷却エアの噴射量をその他の領域に比べて大きくすることにより、冷却エア通路５１を全体的に均一に冷却することができる。
【００２３】
各ノズル５６はプロセスチューブ１１内（ウエハ１等）に向けて加熱ランプ４２の発する熱線を遮らないように各加熱ランプ４２の間に配列されている。また、噴射口５７は加熱ランプ４２に冷却エアを吹き付けないように径方向の中心向きに開設されている。これにより、冷却エアの吹き付けによる加熱ランプ４２の破損や劣化が防止されている。さらに、断熱槽４１の天井面の下側には天井ノズル６０が蛇行状に敷設されており、天井ノズル６０には複数個の噴射口６１が冷却エアを垂直方向下向きに噴射するように開設されている。
【００２４】
本実施の形態において、上下に分配された複数本の加熱ランプ４２のうち上側に配置された加熱ランプ４２は、図６および図７に示されているように、Ｌ字形状の短い側の端部（以下、被支持部という。）４２ｂが、ボールベアリングから成る発熱体回転機構７０によってヒータユニット４０に対して回転自在に支承されている。発熱体回転機構７０のインナレース７１はリフレクタ４７の上端部に同心円に配置されて固定されており、相対的に回転側となるアウタレース７２にはサポートリング７４が突設されている。サポートリング７４の上には加熱ランプ４２の被支持部４２ｂが当接されて、ストッパ７３によって固定されている。図６に示されているように、複数本の加熱ランプ４２は周方向に等間隔に配置されており、各被支持部４２ｂが法線上に延在するように配置されている。
【００２５】
図８に示されているように、サポートリング７４の下端部には複数個のコネクタ７６が周方向に間隔を置いて設置されたブラケット７５が径方向外向きで水平に突設されており、各コネクタ７６には加熱ランプ４２の正負で一対の端子４２ａ、４２ａが各加熱ランプ４２毎にそれぞれ接続されている。各コネクタ７６には伸縮自在な給電線であるカールコード７７の上端部がそれぞれ接続されている。各加熱ランプ４２の正極側であるコネクタ７６に接続されたカールコード７７の下端部は、ブラケット７５の下方に敷設された円形リング形状の正極側ブスバー（母線）７８Ｐに接続されており、負極側であるコネクタ７６に接続されたカールコード７７の下端部は、正極側ブスバー７８Ｐの下方に敷設された円形リング形状の負極側ブスバー７８Ｍに接続されている。正極側ブスバー７８Ｐおよび負極側ブスバー７８Ｍには前述した加熱ランプ駆動装置４４の給電線７９、７９がそれぞれ接続されている。
【００２６】
図９に示されているように、ヒータユニット４０の外周面における背面側には配線ボックス８０が突設されており、この配線ボックス８０には給電線７９が集約されている。この配線ボックス８０はＣＶＤ装置１０の背面側に設定されたメンテナンス口８１に対向されており、加熱ランプ４２の交換等のメンテナンス作業がこのメンテナンス口８１から実施することができるようになっている。
なお、メンテナンス口８１には背面ヒータ室扉８２が設けられており、背面ヒータ室扉８２はヒータ室８３内のメンテナンス時に開かれ、メンテナンスしない時には閉じられている。一般に、ヒータ室８３の前面側はカセット搬送室等となっているので、ヒータ室８３へのアクセスは前面側からは不可能である。
また、待機室３についても背面待機室扉８５が待機メンテナンス口８４を開閉可能に備えられており、背面待機室扉８５は待機室３およびヒータ室８３内をメンテナンスする時に開かれ、メンテナンスしない時には閉じられている。
ちなみに、ＣＶＤ装置の筐体２の側面はメンテナンス扉は設けないので、所謂サイドメンテナンスフリーとなる。サイドメンテナンスフリーとは筐体側面からのメンテナンスを無くすことにより、装置全体としてのフットプリントを縮小する技術をいう。
【００２７】
本実施の形態において、上下に分配された複数本の加熱ランプ４２のうち下側に配置された加熱ランプ４２は、図７に示されているように、Ｌ字形状の短い側の端部である被支持部４２ｂが、発熱体昇降機構９０によってヒータユニット４０に対して昇降自在に支承されている。発熱体昇降機構９０はヒータユニット４０に対して昇降自在な昇降台９１を備えており、図１０に示されているように、昇降台９１はメンテナンス作業時に前述したボートエレベータ２６によって支持されて昇降されるように構成されている。昇降台９１のサポートリング９２が突設されており、サポートリング９２の上には加熱ランプ４２の被支持部４２ｂが当接されて、ストッパリング９３によって固定されている。なお、上側に配置された加熱ランプ４２群と同様に、複数本の加熱ランプ４２は周方向に等間隔に配置されており、各被支持部４２ｂが法線上に延在するように配置されている。
【００２８】
ストッパリング９３の上端部には複数個のコネクタ９５が周方向に間隔を置いて設置されたブラケット９４が径方向外向きで水平に突設されており、各コネクタ９５には加熱ランプ４２の正負で一対の端子４２ａ、４２ａが各加熱ランプ４２毎にそれぞれ接続されている。各コネクタ９５には伸縮自在な給電線であるカールコード９６の下端部がそれぞれ接続されている。各加熱ランプ４２の正極側であるコネクタ９５に接続されたカールコード９６の上端部は、ブラケット９４の上方に敷設された円形リング形状の正極側ブスバー（母線）９７Ｐに接続されており、負極側であるコネクタ９５に接続されたカールコード９６の上端部は、正極側ブスバー９７Ｐの上方に敷設された円形リング形状の負極側ブスバー９７Ｍに接続されている。正極側ブスバー９７Ｐおよび負極側ブスバー９７Ｍには前述した加熱ランプ駆動装置４４の給電線９８、９８がそれぞれ接続されている。
【００２９】
前記構成に係るＣＶＤ装置によるＩＣの製造方法における成膜工程を説明する。
【００３０】
図１に示されているように、予め指定された枚数のウエハ１がボート３１に装填されると、ウエハ１群を保持したボート３１はシールキャップ２５がボートエレベータ２６によって上昇されることにより、インナチューブ１３の処理室１４に搬入（ボートローディング）されて行き、シールキャップ２５に支持されたままの状態で処理室１４に存置される。上限に達したシールキャップ２５はマニホールド１６に押接することにより、プロセスチューブ１１の内部をシールした状態になる。
【００３１】
続いて、プロセスチューブ１１の内部が排気管１８によって排気されるとともに、加熱ランプ４２群および天井加熱ランプ４３群によって温度コントローラ４５のシーケンス制御の目標温度に加熱される。加熱ランプ４２群および天井加熱ランプ４３群の加熱によるプロセスチューブ１１の内部の実際の上昇温度と、加熱ランプ４２群および天井加熱ランプ４３群のシーケンス制御の目標温度との誤差は、カスケード熱電対４６の計測結果に基づくフィードバック制御によって補正される。また、ボート３１がモータ２９によって回転される。
【００３２】
プロセスチューブ１１の内圧および温度、ボート３１の回転が全体的に一定の安定した状態になると、プロセスチューブ１１の処理室１４には原料ガスがガス供給装置２３によってガス導入管２２から導入される。ガス導入管２２によって導入された原料ガスは、インナチューブ１３の処理室１４内を流通して排気路１７を通って排気管１８によって排気される。処理室１４を流通する際に、原料ガスが所定の処理温度に加熱されたウエハ１に接触することによる熱ＣＶＤ反応により、ウエハ１にはＣＶＤ膜が形成される。
ちなみに、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）が成膜される場合の処理条件の一例は、次の通りである。処理温度は７００〜８００℃、原料ガスとしてのＳｉＨ2 Ｃｌ2 の流量は０．１〜０．５ＳＬＭ（スタンダード・リットル毎分）、ＮＨ3 の流量は０．３〜５ＳＬＭ、処理圧力は２０〜１００Ｐａである。ここで、ＣＶＤ反応時においても冷却エアをノズル５６群によって、噴射し続けることにより、アウタチューブ１２の温度を所定の温度に保つようにしてもよい。これにより、特に降温時間（熱容量が大きいアウタチューブ１２を予め熱を保たせなくすることにより）を短縮できる。また、冷却エアがノズル５６群により噴射されアウタチューブ１２を所定の温度（例えば、１５０℃程度）に加熱ランプ４２群および天井加熱ランプ４３群、キャップ加熱ランプによる加熱中でも保つようにしてもよい。
【００３３】
所定の処理時間が経過すると、処理ガスの導入が停止された後に、窒素ガス等のパージガスがプロセスチューブ１１の内部にガス導入管２２から導入されるとともに、冷却エアがノズル５６群、天井ノズル６０および給気管５２から供給されてサブ排気口５５、バッファ部５４および排気口５３から排気されることにより、冷却エア通路５１に流通される。冷却エア通路５１における冷却エアの流通により、ヒータユニット４０の全体が冷却されるために、プロセスチューブ１１の温度は大きいレート（速度）をもって急速に下降することになる。この際、断熱槽４１は熱容量が通例に比べて小さく設定されているので、急速に冷却することができる。なお、冷却エア通路５１は処理室１４から隔離されているので、冷媒として冷却エアを使用することができるが、冷却効果をより一層高めるためや、エア内の不純物による高温下での腐蝕を防止するために、窒素ガス等の不活性ガスを冷媒ガスとして使用してもよい。
【００３４】
処理室１４の温度が所定の温度に下降すると、シールキャップ２５に支持されたボート３１はボートエレベータ２６によって下降されることにより、処理室１４から搬出（ボートアンローディング）される。
【００３５】
以降、前記作用が繰り返されることにより、ＣＶＤ装置１０によってウエハ１に対する成膜処理が実施されて行く。
【００３６】
ところで、本実施の形態においては、加熱ランプ４２群のうちに所謂球切れ等の不良が発見された場合には、次のようにして加熱ランプ４２を交換することができる。
図１０に示されているように、発熱体昇降機構９０の昇降台９１が専用治具９９に乗せられた状態で、ボートエレベータ２６によって支持されてヒータユニット４０に対して下降される。このとき、カールコード９６が伸びることにより、コネクタ９５が外れる事態は防止されるため、昇降台９１は安全に下降することができる。昇降台９１が所望のコネタク９５や加熱ランプ４２を取外し可能な待機室３の所定の位置に下降された後に、待機室３の内部または背面側から背面待機室扉８５を開けたアクセスする位置から、コネクタ９５および球切れの加熱ランプ４２はサポートリング９２およびストッパリング９３から取り外され、新規の加熱ランプ４２に交換される。
【００３７】
発熱体回転機構７０によって支持された加熱ランプ４２の交換に際しては、メンテナンス作業者は発熱体回転機構７０のストッパ７３による固定を解除した後に、アウタレース７２に突設されたサポートリング７４をインナレース７１に対して回転し、球切れの加熱ランプ４２をメンテナンス口８１の位置に移動させる。このとき、カールコード７７が伸びることにより、コネクタ７６が外れる事態は防止されるため、サポートリング７４は安全に回転させることができる。
次いで、メンテナンス作業者はメンテナンス口８１を通じてコネクタ７６や球切れの加熱ランプ４２をサポートリング７４から取り外し、新規の加熱ランプ４２に交換する。
交換後、メンテナンス作業者はサポートリング７４を回転することにより、加熱ランプ４２群の配置を交換前の元の状態に戻し、ストッパ７３によって固定する。このようにして、加熱ランプ４２群を交換前の元の状態に戻すことにより、加熱ランプ４２群の配置や経時劣化の程度等による処理室１４の加熱分布や膜厚均一性への悪影響を防止することができる。
【００３８】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００３９】
1)  ウエハを加熱ランプ群によって加熱することにより、アウタチューブを含めてプロセスチューブ設置室全体を処理温度まで上昇させずに済むために、処理室の昇降温時間を短縮することができ、その結果、ＣＶＤ装置のスループットを向上させることができる。
【００４０】
2)  処理室を熱エネルギーの消費を低減しつつ効率よく昇降温させることにより、ＣＶＤ装置の総処理時間を短縮させて性能を向上させることができるとともに、電力消費の費用を低減させることができるので、ＣＶＤ装置のランニングコストひいてはＩＣの製造方法の製造コストを低減させることができる。
【００４１】
3)  成膜ステップ後に断熱槽とプロセスチューブの間の空間に冷却エアを流通することにより、断熱槽およびプロセスチューブを大きいレート（速度）をもって急速に降温させることができるので、ＣＶＤ装置のスループットをより一層向上させることができ、また、ウエハの熱履歴を小さくすることにより、ＩＣの歩留りを向上させることができる。
【００４２】
4)  Ｌ字形状の加熱ランプの被支持部を発熱体回転機構によって支持することにより、ヒータユニットの背面側に設定されたメンテナンス口において加熱ランプの交換作業を実施することができるので、メンテナンスの作業時間を短縮することができ、ＣＶＤ装置ひいてはＩＣの製造方法の成膜工程のスループットを向上させることができる。すなわち、メンテナンスするスペースが限られている場合であっても、メンテナンスしたい発熱体を回転させてメンテナンス可能なスペースに位置させることにより、容易にメンテナンスすることができる。
【００４３】
5)  Ｌ字形状の加熱ランプの被支持部を発熱体昇降機構によって支持することにより、加熱ランプ群をヒータユニットから下方に抜き出して加熱ランプの交換作業を実施することができるので、メンテナンスの作業時間を短縮することができ、ＣＶＤ装置ひいてはＩＣの製造方法の成膜工程のスループットを向上させることができる。
【００４４】
なお、本発明は前記実施の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。
【００４５】
例えば、発熱体回転機構はボールベアリングによって構成するに限らず、滑りベアリング等の他のガイド装置によって構成してもよい。
また、発熱体回転機構はヒータユニットの上端部に設けるに限らず、中央部や下端部に設けてもよい。
【００４６】
伸縮自在な給電線としてはカールコードを使用するに限らず、ケーブルベアリングやスリップリング等の集電装置を使用してもよい。
【００４７】
加熱手段としては、熱エネルギーのピーク波長が１．０μｍのハロゲンランプを使用するに限らず、熱線（赤外線や遠赤外線等）の波長（例えば、０．５〜３．５μｍ）を照射する他の加熱ランプ（例えば、熱エネルギーのピーク波長が２〜２．５μｍ程度であるカーボンランプ）を使用してもよいし、処理室を加熱する発熱体で一端を回転機構に固定し、回転可能に構成してもよい。
【００４８】
アウタチューブは石英によって形成するに限らず、熱線の波長を透過することができる材料であって、ウエハの汚染を防止することができる材料によって形成してもよい。
【００４９】
前記実施の形態においては、ＣＶＤ装置について説明したが、酸化・拡散装置やアニール装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
【００５０】
被処理基板はウエハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施の形態であるＣＶＤ装置を示す一部切断正面図である。
【図２】主要部を示す正面断面図である
【図３】その平面断面図である。
【図４】加熱ランプ群およびノズル群のレイアウトを示す展開図である。
【図５】天井加熱ランプ群や冷却水配管およびサブ排気口のレイアウトを示す平面断面図である。
【図６】発熱体回転機構部を示す平面図である。
【図７】図６のＶII−ＶII線に沿う一部省略断面図である。
【図８】ＣＶＤ装置を背面側から見た一部切断斜視図である。
【図９】ブスバー部を示す斜視図である。
【図１０】発熱体昇降機構の下降を示す一部切断正面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…ウエハ（基板）、２…筐体、３…待機室、１０…ＣＶＤ装置（基板処理装置）、１１…プロセスチューブ、１２…アウタチューブ、１３…インナチューブ、１４…処理室、１５…炉口、１６…マニホールド、１７…排気路、１８…排気管、１９…排気装置、２０…圧力センサ、２１…圧力コントローラ、２２…ガス導入管、２３…ガス供給装置、２４…ガス流量コントローラ、２５…シールキャップ、２６…ボートエレベータ、２７…モータ、２８…駆動コントローラ、２９…モータ、３０…回転軸、３１…ボート、３２、３３…端板、３４…保持部材、３５…保持溝、３６…断熱キャップ部、３７…下側サブユニット、４０…ヒータユニット、４１…断熱槽、４２…加熱ランプ（加熱手段）、４３…天井加熱ランプ、４３Ａ…キャップ加熱ランプ、４４…加熱ランプ駆動装置、４５…温度コントローラ、４６…カスケード熱電対、４７…リフレクタ、４８…冷却水配管、４９…天井リフレクタ、５０…冷却水配管、５１…冷却エア通路、５２…給気管、５３…排気口、５４…バッファ部、５５…サブ排気口、５６…ノズル、５７…噴射口、５７Ａ…噴射形態制御具（ノズル）、５８…冷却エア供給装置、５９…冷却エア制御コントローラ、６０…天井ノズル、６１…噴射口、４２ｂ…加熱ランプの被支持部（Ｌ字形状の短い側の端部）、７０…発熱体回転機構、７１…インナレース、７２…アウタレース、７３…ストッパ、７４…サポートリング、７５…ブラケット、７６…コネクタ、７７…カールコード、７８Ｐ…正極側ブスバー、７８Ｍ…負極側ブスバー、７９…給電線、８０…配線ボックス、８１…メンテナンス口、８２…背面ヒータ室扉、８３…ヒータ室、８４…待機メンテナンス口、８５…背面待機室扉、９０…発熱体昇降機構、９１…昇降台、９２…サポートリング、９３…ストッパリング、９４…ブラケット、９５…コネクタ、９６…カールコード、９７Ｐ…正極側ブスバー、９７Ｍ…負極側ブスバー、９８…給電線、９９…専用治具。
【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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