(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容して処理する処理室と、
前記処理室に連設された予備室と、
複数枚の基板が積層される基板保持具を前記処理室に搬入および／または搬出する基板保持具用機構部と、
前記予備室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給口と、
前記不活性ガス供給口よりも上側となるように前記予備室に設けられて前記不活性ガスを排気する第一の排気口と、
前記予備室を真空引きする第二の排気口と、
前記第二の排気口により真空排気された前記予備室内を昇圧してから所定圧力に維持する際に、前記不活性ガス供給口から供給された不活性ガスが前記第一の排気口からのみ排気されるように制御する制御部と、
を備えている基板処理装置。
【請求項２】
基板を収容して処理する処理室と、
前記処理室に連設された予備室と、
複数枚の基板が積層保持される基板保持具を前記処理室に搬入および／または搬出する基板保持具用機構部と、
前記予備室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給口と、
前記不活性ガス供給口よりも上側となるように前記予備室に設けられて前記不活性ガスを排気する第一の排気口と、
前記第一の排気口とは別に、該第一の排気口よりも下側となるように前記予備室に設けられた第二の排気口を有し、前記第一の排気口から排気する時の前記予備室内の圧力よりも、前記第二の排気口から排気する時の前記予備室内の圧力の方が低圧となるように制御する制御部と、
を備えている基板処理装置。
【請求項３】
前記予備室が前記基板保持領域の上端よりも下側に前記第一の排気口とは別の排気口を有し、複数枚の基板が積層保持された前記基板保持具を前記予備室から前記処理室へ搬入および／または前記処理室から前記予備室へ搬出する際に、前記不活性ガス供給口から供給した不活性ガスが、前記基板保持領域よりも下側から前記基板保持領域よりも上側に向かって流れて、前記予備室が有する複数の排気口のうち、前記基板領域よりも上側にある第一の排気口からのみ排気されるよう制御する制御部を備えている請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第一の排気口は、前記基板保持領域よりも上側となるように前記予備室に設けられており、前記第二の排気口は、前記基板保持領域よりも下側となるように前記予備室に設けられている請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記基板保持具用機構部は駆動部と、この駆動部に接続する基板保持具設置部とからなり、前記予備室は仕切り板によって、前記駆動部が設置される領域と、前記基板保持具設置部に前記基板保持具が設置される領域とに仕切られており、前記第一の排気口は前記駆動部が設置される領域に連通するよう設けられており、前記不活性ガス供給口は前記基板保持具が設置される領域に連通するよう設けられている請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記基板保持具用機構部は駆動部と、この駆動部に接続する基板保持具設置部とからなり、前記予備室は仕切り板によって、前記駆動部が設置される領域と、前記基板保持具設置部に前記基板保持具が設置される領域とに仕切られており、前記第一の排気口は前記駆動部が設置される領域に連通するよう設けられており、前記不活性ガス供給口は前記基板保持具が設置される領域に連通するよう設けられた請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記不活性ガス供給口には、多孔質部材が設けられており、前記不活性ガスは該不活性ガスから前記予備室に供給される請求項１、２、３、４、５、６のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記所定圧力は、大気圧付近の圧力である請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記予備室の側壁と前記仕切り板との間には、隙間が設けられている請求項５、６のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１０】
基板を収容して処理する処理室と、前記処理室に連設された予備室と、複数枚の基板が積層される基板保持具を前記処理室に搬入および／または搬出する基板保持具用機構部と、前記予備室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給口と、前記不活性ガス供給口よりも上側となるように前記予備室に設けられて前記不活性ガスを排気する第一の排気口と、前記予備室を真空引きする第二の排気口と、前記第二の排気口により真空排気された前記予備室内を昇圧してから所定圧力に維持する際に前記不活性ガス供給口から供給された不活性ガスが前記第一の排気口からのみ排気されるよう制御する制御部とを備えている基板処理装置を使用する半導体デバイスの製造方法であって、
前記予備室に前記不活性ガス供給口から供給された不活性ガスが上側に向かって流れて第一の排気口からのみ排気しながら、前記複数枚の基板が積層保持された基板保持具を前記予備室から前記処理室へ搬入および／または前記処理室から前記予備室に搬出するステップと、
前記処理室において前記基板を処理するステップと、
を備えている半導体デバイスの製造方法。
【請求項１１】
請求項２、３、４、５、６のいずれかに記載の基板処理装置を使用する半導体デバイスの製造方法であって、前記予備室に前記不活性ガス供給口から供給された不活性ガスが前記基板保持領域よりも下側から前記基板保持領域よりも上側に向かって流れて前記第一の排気口から排気しながら、前記複数枚の基板が積層保持された基板保持具を前記予備室から前記処理室へ搬入および／または前記処理室から前記予備室へ搬出するステップと、前記処理室において前記基板を処理するステップとを備えている半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置および半導体デバイスの製造方法に関し、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法においてＩＣが作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に酸化膜や金属膜等のＣＶＤ膜を形成するための成膜工程に利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエハに窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）や酸化シリコン（ＳｉＯｘ）およびポリシリコン等を堆積（デポジション）するＩＣの製造方法の成膜工程においては、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。
このバッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置は、ウエハを収容して熱ＣＶＤ反応によって成膜する処理室を形成したプロセスチューブと、複数枚のウエハを整列された状態で保持し処理室に対して搬入および搬出するボートと、プロセスチューブの真下に形成されてボートが処理室に対する搬入搬出を待機する待機室と、ボートを昇降させて処理室に搬入搬出するボートエレベータとを備えている。
従来のこの種のＣＶＤ装置として、待機室を大気圧未満の圧力に耐える真空容器（ロードロックチャンバと称されている。）で形成したロードロック方式のバッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置（以下、ロードロック式ＣＶＤ装置という。）がある。例えば、特許文献１および特許文献２参照。
なお、ロードロック方式とは、ゲートバルブ等の隔離バルブを用いて処理室と予備室（待機室）とを隔離し、処理室への空気の流入を防止したり、温度や圧力等の外乱を小さくして処理を安定化させる方式、である。
【特許文献１】特開２００３−１５１９０９号公報
【特許文献２】特開平０９−２９８１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、ロードロック式ＣＶＤ装置における予備室としての待機室においては、真空排気を行う際に用いる真空用排気口（排気ポート）やパージガス供給口（供給ポート）および大気圧以上の圧力になってから排気する排気口であるベント用排気口（ベントポート）の配置について充分に配慮されていないために、ボートエレベータから発生する異物を処理室に巻き込んだり、待機室の底部に沈殿したパーティクルを巻き上げたりすることにより、製造歩留りが低下してしまうという問題点がある。【０００４】
本発明の目的は、ロードロック方式の予備室におけるガスの流れを改善することができる基板処理装置および半導体デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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）基板を収容して処理する処理室と、
前記処理室に連設された予備室と、
複数枚の基板が積層される基板保持具を前記処理室に搬入および／または搬出する基板保持具用機構部と、
前記予備室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給口と、
前記不活性ガス供給口よりも上側となるように前記予備室に設けられて前記不活性ガスを排気する第一の排気口と、
前記予備室を真空引きする第二の排気口と、
前記第二の排気口により真空排気された前記予備室内を昇圧してから所定圧力に維持する際に、前記不活性ガス供給口から供給された不活性ガスが前記第一の排気口からのみ排気されるように制御する制御部と、
を備えている基板処理装置。
（２）基板を収容して処理する処理室と、
前記処理室に連設された予備室と、
複数枚の基板が積層保持される基板保持具を前記処理室に搬入および／または搬出する基板保持具用機構部と、
前記基板保持具に基板が積層保持される基板保持領域よりも下側となるように前記予備室に設けられて前記予備室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給口と、
前記基板保持領域よりも上側となるように前記予備室に設けられて前記不活性ガスを排気する第一の排気口と、
を備えている基板処理装置。
（３）前記予備室が前記基板保持領域の上端よりも下側に前記第一の排気口とは別の排気口を有し、複数枚の基板が積層保持された前記基板保持具を前記予備室から前記処理室へ搬入および／または前記処理室から前記予備室へ搬出する際に、前記不活性ガス供給口から供給した不活性ガスが、前記基板保持領域よりも下側から前記基板保持領域よりも上側に向かって流れて、前記予備室が有する複数の排気口のうち、前記基板領域よりも上側にある第一の排気口からのみ排気されるよう制御する制御部を備えている前記（２）に記載の基板処理装置。
（４）前記第一の排気口とは別に、前記基板保持領域よりも下側となるように前記予備室に設けられた第二の排気口を有し、前記第一の排気口から排気する時の前記予備室内の圧力よりも、前記第二の排気口から排気する時の前記予備室内の圧力の方が低圧となるように制御する制御部を備えている前記（２）に記載の基板処理装置。
（５）前記基板保持具用機構部は駆動部と、この駆動部に接続する基板保持具設置部とからなり、前記予備室は仕切り板によって、前記駆動部が設置される領域と、前記基板保持具設置部に前記基板保持具が設置される領域とに仕切られており、前記第一の排気口は前記駆動部が設置される領域に連通するよう設けられており、前記不活性ガス供給口は前記基板保持具が設置される領域に連通するよう設けられている前記（１）に記載の基板処理装置。
（６）前記基板保持具用機構部は駆動部と、この駆動部に接続する基板保持具設置部とからなり、前記予備室は仕切り板によって、前記駆動部が設置される領域と、前記基板保持具設置部に前記基板保持具が設置される領域とに仕切られており、前記第一の排気口は前記駆動部が設置される領域に連通するよう設けられており、前記不活性ガス供給口は前記基板保持具が設置される領域に連通するよう設けられている前記（２）に記載の基板処理装置。
（７）前記不活性ガス供給口には、多孔質部材が設けられており、前記不活性ガスは該不活性ガスから前記予備室に供給される前記（１）（２）（３）（４）（５）（６）のいずれかに記載の基板処理装置。
（８）前記所定圧力は、大気圧付近の圧力である前記（１）に記載の基板処理装置。
（９）前記予備室の側壁と前記仕切り板との間には、隙間が設けられている前記（５）（６）いずれかに記載の基板処理装置。
（１０）基板を収容して処理する処理室と、前記処理室に連設された予備室と、複数枚の基板が積層される基板保持具を前記処理室に搬入および／または搬出する基板保持具用機構部と、前記予備室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給口と、前記不活性ガス供給口よりも上側となるように前記予備室に設けられて前記不活性ガスを排気する第一の排気口と、前記予備室を真空引きする第二の排気口と、前記第二の排気口により真空排気された前記予備室内を昇圧してから所定圧力に維持する際に前記不活性ガス供給口から供給された不活性ガスが前記第一の排気口からのみ排気されるよう制御する制御部とを備えている基板処理装置を使用する半導体デバイスの製造方法であって、
前記予備室に前記不活性ガス供給口から供給された不活性ガスが上側に向かって流れて第一の排気口からのみ排気しながら、前記複数枚の基板が積層保持された基板保持具を前記予備室から前記処理室へ搬入および／または前記処理室から前記予備室に搬出するステップと、
前記処理室において前記基板を処理するステップと、
を備えている半導体デバイスの製造方法。
（１１）前記（２）（３）（４）（５）（６）のいずれかに記載の基板処理装置を使用する半導体デバイスの製造方法であって、前記予備室に前記不活性ガス供給口から供給された不活性ガスが前記基板保持領域よりも下側から前記基板保持領域よりも上側に向かって流れて前記第一の排気口から排気しながら、前記複数枚の基板が積層保持された基板保持具を前記予備室から前記処理室へ搬入および／または前記処理室から前記予備室へ搬出するステップと、前記処理室において前記基板を処理するステップとを備えている半導体デバイスの製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
前記した手段（１）によれば、不活性ガス供給口から供給された不活性ガスは、基板保持具に積層状態で保持された基板の領域よりも下側から、基板保持具に積層状態で保持された基板の領域よりも上側に向かって流れて、排気口（第一の排気口）から排気する。この流れおよび排気により、機構部から発生した異物をベント用排気口から排気させることができる。
また、基板保持具ロードおよび基板保持具アンロードの際には、予備室は処理室と連通されて予備室および予備室の雰囲気が加熱されるので、加熱された雰囲気は下から上に向かうことになる。したがって、不活性ガス供給口から第一の排気口（ベント用排気口）に向かって下から上へ流れる不活性ガスの流れを乱さずにパージすることが可能になる。その結果、異物をより一層効果的に排気することができ、予備室の基板保持具領域、処理室およびウエハの汚染を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１（ａ）】本発明の一実施の形態であるロードロック式ＣＶＤ装置の全体を示す一部省略斜視図である。
【図１（ｂ）】同じくサイドクリーンユニットを示す一部省略斜視図である。
【図２】その主要部を示す背面断面図である。
【図３】図２のIII-III 線に沿う断面図である。
【図４】不活性ガス供給口の止め弁、ベント用排気口の止め弁および真空用排気口の止め弁の開閉を示すタイムチャートである。
【図５】ボート搬入時を示す一部省略背面断面図である。
【図６】比較例を示すロードロック式ＣＶＤ装置におけるガスの流れを示す線図である。
【図７】本実施の形態のガスの流れを示す線図である。
【符号の説明】
【０００８】
１…ウエハ（基板）、２…カセット、１０…ロードロック式ＣＶＤ装置（基板処理装置）、１１…筐体、１２…カセット授受ユニット、１３…カセットステージ、１４…カセットエレベータ、１５…カセット移載装置、１６…スライドステージ、１７…カセット棚、１８…バッファカセット棚、１９…クリーンユニット、１９Ａ…サイドクリーンユニット、２０…ウエハ移載装置、２１…移載室、２２…耐圧筐体（容器）、２３…待機室、２４…ウエハ搬入搬出口、２５…ロードロックドア、２６…フランジ、２７…ボート搬入搬出口、２８…シャッタ、２９…ヒータユニット設置室、３０…ヒータユニット、３１…プロセスチューブ、３２…アウタチューブ、３３…インナチューブ、３４…処理室、３５…排気路、３６…マニホールド、３７…排気管、３８…ガス導入管、４０…ボートエレベータ、４０ａ…送りねじ軸、４０ｂ…ガイドシャフト、４０ｃ…昇降ベース、４０ｄ…モータ、４１…アーム、４２…ベース、４３…シールキャップ、４３ａ…シールリング、４４…ボート回転駆動用モータ、４５…回転軸、４６…ボート受け台、４７…仕切板、４７ａ…縦溝、４７ｂ…冷却水配管、４８…隙間、４９…仕切板、５０…ボート、５１、５２…端板、５３…保持部材、５４…保持溝、６１…不活性ガス供給口、６２…不活性ガス供給ライン、６３…止め弁、６４…不活性ガス供給装置、６５、６６…比較例の不活性ガス供給ノズル、６７…ブレイクフィルタ、７１…ベント用排気口、７２…ベントライン、７３…止め弁、７４…排気ダクト装置、７５、７６、７７…比較例のベント用排気口、７８…圧力計、８１…真空用排気口、８２…排気ライン、８３…止め弁、８４…排気装置、９１、９２…不活性ガスの流れ線、１００…コントローラ。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。【００１０】
本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、ロードロック式ＣＶＤ装置（ロードロック方式のバッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置）として構成されている。このロードロック式ＣＶＤ装置は、ＩＣの製造方法にあって被処理基板であるウエハにＣＶＤ膜を形成する成膜工程に使用されるものとして構成されている。【００１１】
図１（ａ）に示されているように、ロードロック式ＣＶＤ装置１０は筐体１１を備えている。筐体１１の前面にはカセット授受ユニット１２が設備されている。カセット授受ユニット１２はウエハ１のキャリアであるカセット２を二台載置することができるカセットステージ１３を備えている。
カセットステージ１３には外部搬送装置（図示せず）によって搬送されて来たカセット２が、カセットステージ１３に垂直姿勢（カセット２に収納されたウエハ１が垂直になる状態）で載置されるようになっている。カセット２が垂直姿勢に載置されると、カセットステージ１３は９０度回転することにより、カセット２を水平姿勢に変換させるようになっている。
カセットステージ１３の後側にはカセットエレベータ１４が設置されており、カセットエレベータ１４はカセット移載装置１５を昇降させるように構成されている。
カセットエレベータ１４の後側にはスライドステージ１６によって横行されるカセット棚１７が設置されており、カセット棚１７の上方にはバッファカセット棚１８が設置されている。
カセット棚１７の後側にはウエハ移載装置（wafer transfer equipment )２０が、回転および昇降可能に設備されている。ウエハ移載装置２０はウエハ１を複数枚一括して、または、一枚ずつ移載することができるように構成されている。
筐体１１内のウエハ移載装置２０が設置されて動作可能とされた空間は、移載室２１である。
バッファカセット棚１８の後側には、クリーンエアを筐体１１の内部に流通させるクリーンユニット１９が設置されている。
また、図１（ｂ）に示されているように、筐体１１の側壁には、クリーンエアを移載室２１に流通させるサイドクリーンユニット１９Ａが設置されている。【００１２】
筐体１１の後端部の下部には耐圧筐体２２が設置されている。耐圧筐体２２は大気圧（約１０万Ｐａ）未満の圧力（以下、負圧という。）に耐える構造の筐体に形成されている。耐圧筐体２２はロードロック方式の予備室である待機室２３を形成している。
耐圧筐体２２の前面壁にはウエハ搬入搬出口２４が開設されており、ウエハ搬入搬出口２４はロードロックドア２５によって開閉されるようになっている。
図２に示されているように、耐圧筐体２２の天井壁にはフランジ２６が設けられており、フランジ２６には基板保持具であるボートの搬入搬出するボート搬入搬出口２７が開設されている。ボート搬入搬出口２７はロードロック方式の仕切弁であるシャッタ２８によって開閉されるようになっている。【００１３】
耐圧筐体２２の上にはヒータユニット設置室２９が筐体１１によって構築されており、ヒータユニット設置室２９には加熱手段であるヒータユニット３０が垂直方向に設置されている。
詳細な説明および図示は省略するが、ヒータユニット３０は断熱材によって円筒形状に形成された断熱層と、抵抗発熱体によって形成されて断熱層の内周面に配置されたヒータとを備えている。ヒータユニット３０はコントローラ１００によって制御されることにより、内側空間を全長にわたって均一または所定の温度分布例えば５００℃以上に制御するように構成されている。【００１４】
ヒータユニット３０の内部にはプロセスチューブ３１が同心円に設置されている。
プロセスチューブ３１は互いに同心円に配置されたアウタチューブ３２とインナチューブ３３とを備えている。
アウタチューブ３２は石英（ＳｉＯ2 ）や炭化シリコン（ＳｉＣ）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３３は石英や炭化シリコンが使用されて、上下両端が開口された円筒形状に形成されている。
インナチューブ３３の筒中空部は処理室３４を形成しており、処理室３４はボートによって同心的に積層した状態に保持された複数枚のウエハを搬入することができるように構成されている。インナチューブ３３の下端開口はウエハの最大外径よりも大きな口径に設定されている。
アウタチューブ３２とインナチューブ３３との隙間によって、円形環状の排気路３５が形成されている。【００１５】
図５に示されているように、アウタチューブ３２の下端にはマニホールド３６がアウタチューブ３２と同心円に配設されている。マニホールド３６はステンレス鋼が使用されて上下両端開口の短尺円筒形状に形成されている。
マニホールド３６が耐圧筐体２２に設けられたフランジ２６に支持されることによって、アウタチューブ３２は垂直に支持された状態になっている。
マニホールド３６の側壁の上側部分には、大口径の排気管３７の一端が接続されており、排気管３７の他端は真空排気装置（図示せず）に接続されている。排気管３７はアウタチューブ３２とインナチューブ３３との隙間によって形成された排気路３５を排気するようになっている。
処理室３４の下側空間にはガス導入管３８が処理室３４内に連通するように挿入されており、ガス導入管３８の他端は原料ガスや窒素ガス等の不活性ガスを供給するガス供給装置（図示せず）や、ウエハ1 を処理する処理ガスを供給するガス供給装置（図示せず）に接続されている。【００１６】
待機室２３に設けられた基板保持具用機構部は、駆動部と、この駆動部に接続されたボート設置部とを備えている。ボート設置部にはボートが設置されている。
図２および図３に示されているように、駆動部は待機室２３に送りねじ軸４０ａ、ガイドシャフト４０ｂ、昇降ベース４０ｃおよびモータ４０ｄ等によって構成されたボートエレベータ４０である。送りねじ軸４０ａはモータ４０ｄによって駆動される。
ボートエレベータ４０の昇降ベース４０ｃにはアーム４１が接続され、このアーム４１にはベース４２が設けられている。このベース４２の上にはシールキャップ４３が水平に支持されている。
このシールキャップ４３の外側周囲にはシールリング４３ａが配されている。また、シールキャップ４３はフランジ２６の外径と略等しい円盤形状に形成されている。
シールキャップ４３はフランジ２６の下端面をシールリング４３ａを介して閉じ、ボート搬入搬出口２７をシールするように構成されている。
ベース４２の中心線上には回転軸４５が垂直方向に挿通されており、回転軸４５は軸受装置（図示せず）によって回転自在に支承されている。回転軸４５はボート回転駆動用モータ４４によって回転されるように構成されている。
回転軸４５の上端にはボート受け台４６が水平に配されて固定されており、ボート受け台４６の上にはボート５０が垂直に立脚されている。
このアーム４１、ベース４２、シールキャップ４３、ボート回転駆動用モータ４４、回転軸４５、ボート受け台４６およびシールリング４３ａ等によって、基板保持具用機構部にボート５０を設置するためのボート設置部が形成されている。
なお、回転機構に関するボート回転駆動用モータ４４は省略可能である。この場合には、回転軸４５は回転しない固定された軸となる。
ボート５０は上下で一対の端板５１および５２と、両端板５１、５２間に垂直に配設された複数本の保持部材５３とを備えている。各保持部材５３には複数条の保持溝５４が長手方向に等間隔に配されてそれぞれ刻設されている。各保持部材５３の保持溝５４同士は、互いに同一平面内において開口するように配置されている。
そして、複数条の保持溝５４間にウエハ１の外周辺部が挿入されることにより、ウエハ１は水平にかつ互いに中心をほぼ揃えた状態に整列されて、ボート５０に積層状態で保持されるようになっている。【００１７】
図２および図３に示されているように、待機室２３には待機室２３を二つに分ける仕切板４７が垂直に立設されている。仕切板４７は待機室２３を基板保持具用機構部の駆動部であるボートエレベータ４０の設置領域（以下、ボートエレベータ領域と称す。）と、基板保持具用機構部に基板保持具であるボート５０が設置される領域（以下、ボート設置領域と称す。）とに仕切るように配置されている。
仕切板４７の両脇には垂直方向に細長い隙間４８が一対、待機室２３の側壁内面との間にそれぞれ形成されており、両隙間４８、４８はアーム４１の昇降を許容し得る範囲内で可及的に狭く設定されている。すなわち、アーム４１は間隔が広く横幅が小さい二股形状に形成されており、両隙間４８、４８にそれぞれ挿入されている。
図３に示されているように、仕切板４７の中間部には複数条の縦溝４７ａが形成されており、これら縦溝４７ａに沿って冷却水配管４７ｂがそれぞれ敷設されている。
これら冷却水配管４７ｂにより、ボートアンロード時等において、ヒータユニット３０からの熱の影響を小さくすることができるようになっている。
なお、縦溝４７ａは省略してもよい。【００１８】
耐圧筐体２２のボート設置領域におけるボート５０に積層状態で保持された複数枚のウエハ（基板）の領域（以下、基板保持領域と称す）よりも下側には、不活性ガス供給口６１が開設されており、不活性ガス供給口６１は待機室２３に窒素ガス等の不活性ガスを供給するようになっている。
不活性ガス供給口６１には不活性ガス供給ライン６２が接続されている。不活性ガス供給ライン６２には止め弁６３を介してガス流量調整が可能な不活性ガス供給装置６４が接続されている。
不活性ガス供給装置６４および止め弁６３はコントローラ１００によって制御されるようになっている。
なお、図２に示されているように、不活性ガス供給ライン６２をシールキャップ４３の側方付近まで伸ばし、その先端にブレイクフィルタ６７を設けてもよい。このブレイクフィルタ６７は多孔質部材であり、その多孔質部材を通る不活性ガスが多孔質部材から待機室２３内へ多方向に供給される。【００１９】
耐圧筐体２２のボートエレベータ設置領域における基板保持領域よりも上側には、待機室２３の不活性ガスを排気する第一の排気口であるベント用排気口７１が開設されており、ベント用排気口７１にはベントライン７２が接続されている。ベントライン７２にはＩＣ製造工場の排気ダクト装置７４が止め弁７３を介して接続されるようになっている。
待機室２３と止め弁７３との間のベントライン７２には圧力計７８が介されている。
圧力計７８は大気圧以上であることを検出すると、コントローラ１００へ大気圧以上になったことを連絡する。これにより、止め弁７３が開くことが可能な条件が整うので、コントローラ１００からの開信号を受けると、止め弁７３が開く。
圧力計７８が大気圧以下であることを検出すると、止め弁７３を開く条件が整わないために、コントローラ１００から開信号が発せられず、止め弁７３が閉まる。または、コントローラ１００から閉信号が発せられ、止め弁７３が閉まる。
なお、ベントライン７２にはＩＣ製造工場の排気ダクト装置７４を接続する代わりに、排気流量調整器を介して、真空ポンプに接続することも可能である。【００２０】
さらに、図２および図３に示されているように、耐圧筐体２２の下端部における一方の隙間４８に対向する位置には、待機室２３を真空引きする真空用排気口（第二の排気口）８１が開設されており、真空用排気口８１には排気ライン８２が接続されている。
排気ライン８２には真空ポンプによって構成された排気装置８４が止め弁８３を介して接続されている。排気装置８４および止め弁８３はコントローラ１００によって制御されるようになっている。
真空用排気口８１を耐圧筐体２２の下端部すなわち基板保持領域より下側に設ける理由は、待機室２３内を真空排気する際に、待機室２３下部に重力により溜まったパーティクルをウエハ１まで巻き上げないで排気するためである。
真空排気する場合は大気圧付近での排気と異なり、排気初期における排気量が大きく、また、排気中における排気される気体の流速が速く、パーティクルを巻き上げる影響が極めて大きい。【００２１】
次に、前記構成に係るロードロック式ＣＶＤ装置を使用した本発明の一実施の形態であるＩＣの製造方法における成膜工程を説明する。【００２２】
複数枚のウエハ１が収納されたカセット２は、カセット授受ユニット１２のカセットステージ１３に外部搬送装置によって供給される。供給されたカセット２はカセットステージ１３が９０度回転することにより水平姿勢になる。
水平姿勢になったカセット２はカセット棚１７またはバッファカセット棚１８へカセット移載装置１５によって搬送されて移載される。【００２３】
これから成膜すべきカセット２に収納されたウエハ１は待機室２３に、耐圧筐体２２のウエハ搬入搬出口２４を通してウエハ移載装置２０によって搬入されて、ボート５０に装填（チャージング）される。
このチャージングステップにおいては、ウエハ搬入搬出口２４が開放されているので、図４に示されているように、不活性ガス供給口６１の止め弁６３が閉じられて、不活性ガスの供給が停止され、ベント用排気口７１の止め弁７３が開かれて、待機室２３の雰囲気が排気（ベント）される。真空用排気口８１の止め弁８３は閉じられて、真空引きは停止されている。よって、移載室２１の雰囲気がウエハ搬入搬出口２４を介して待機室２３に供給され、ベント用排気口７１から排気される。
移載室２１はサイドクリーンユニット１９Ａからクリーンエアが供給されているので、クリーンエアが移載室２１に入っても汚染源とはならない。また、ボート５０の設置領域からボートエレベータ４０の設置領域に向かってクリーンエアの流れがあるので、ボートエレベータ４０から発生する異物やパーティクルがボート５０の設置領域に流れないようにして、汚染を抑制している。
なお、不活性ガスを不活性ガス供給口６１から供給し続けても、ボート５０の設置領域からボートエレベータ４０へのガス流れは維持することができるので、不活性ガスを供給し続けてもよい。【００２４】
ちなみに、この際には、図２に示されているように、ボート搬入搬出口２７がシャッタ２８によって閉鎖されることにより、処理室３４の高温雰囲気が待機室２３に流入することは防止されている。このため、装填途中のウエハ１および装填されたウエハ１が高温雰囲気に晒されることはなく、ウエハ１が高温雰囲気に晒されることによる自然酸化等の弊害の派生は防止されることになる。【００２５】
予め指定された枚数のウエハ１がボート５０へ装填されると、ウエハ搬入搬出口２４はロードロックドア２５によって閉鎖される。
次いで、図４に示されているように、ベント用排気口７１の止め弁７３が閉じられ、真空用排気口８１の止め弁８３が開かれて排気装置８４によって真空引きされ、待機室８３が所定の圧力（例えば、２００Ｐａ）まで減圧される（減圧ステップ）。
この際、不活性ガス供給口６１の止め弁６３は閉じられて、不活性ガスの供給は停止されている。但し、排気装置（例えば、ターボ分子ポンプ）によっては、不活性ガスを極緩やかに供給してもよい。待機室２３の酸素（Ｏ2 ）や水分はこの真空引きによって除去される。【００２６】
待機室２３が所定の圧力に減圧された後に、図４に示されているように、真空用排気口８１の止め弁８３が閉じられて、排気装置８４の真空引きが停止され、不活性ガス供給口６１の止め弁６３が開かれて不活性ガス（例えば、窒素ガスを１００〜２００リットル毎分）が待機室２３に供給され、待機室２３の空気が不活性ガスによって追放される（不活性ガスパージステップ）。
待機室２３の雰囲気が不活性ガスによって置き換わり、かつ、待機室２３の圧力が大気圧に戻されたことを圧力計７８によって検知すると、ベント用排気口７１の止め弁７３が開いて排気し、待機室２３を大気圧付近に維持する。これにより、ウエハ１のボート５０への装填中に待機室２３に入った雰囲気は、待機室２３から排出される。【００２７】
その後、処理室３４の炉口であるボート搬入搬出口２７はシャッタ２８が開くことによって開放される。この際、処理室３４の雰囲気は不活性ガスによって予め置き換わっているとともに、圧力が待機室２３よりも若干高いので、待機室２３内の雰囲気が処理室３４へ侵入するのを防止することができる。
また、待機室２３の酸素や水分は予め除去されているので、ウエハ１が処理室３４からの輻射熱に晒されても、ウエハ１の表面に自然酸化膜が生成されることはない。【００２８】
続いて、ボートエレベータ４０のアーム４１にベース４２や回転軸４５およびボート受け台４６を介して支持されたボート５０が、プロセスチューブ３１の処理室３４にボート搬入搬出口２７から搬入（ボートローディング）されて行く。
そして、図５に示されているように、ボート５０が上限位置に達すると、シールキャップ４３の上面の周辺部のシールリング４３ａがボート搬入搬出口２７をシール状態に閉塞するために、プロセスチューブ３１の処理室３４は気密に閉じられた状態になる。
このボートローディングステップにおいては、図４に示されているように、不活性ガス供給口６１の止め弁６３が開かれて、不活性ガス（窒素ガスが１００〜２００リットル毎分）が供給され、ベント用排気口７１の止め弁７３が開かれて、待機室２３内の雰囲気が排気される。真空用排気口８１の止め弁８３は閉じられている。
また、処理室３４にもガス導入管３８から不活性ガス（例えば、窒素ガス５〜５０リットル毎分）が供給されている。そして、待機室２３および処理室３４が大気圧付近に維持される。【００２９】
このボートローディングステップにおいては、不活性ガス供給口６１から供給される不活性ガスは、ボート５０に積層状態で保持された複数枚の基板の領域である基板保持領域より下側から基板保持領域より上側に流れ、ベント用排気口７１（第一の排気口）から排気されている。この時、真空用排気口８１（第二の排気口）は止め弁８３により排気が止められている。したがって、ベント用排気口７１からのみ排気され、基板保持領域の上側からのみ排気されており、基板保持領域より下側から基板保持領域より上側までの不活性ガスの流れを乱さないように整流されている。
ところで、処理室３４の炉口はシャッタ２８が開いて開放されているので、ヒータユニット３０からの輻射熱が処理室３４の炉口を介して待機室２３に輻射され、待機室２３および待機室２３の雰囲気が加熱されて高温になり、待機室２３内の雰囲気が下から上に流れようとする作用が働く。
しかし、本実施の形態においては、排気力による流れ方向と、待機室２３の加熱された雰囲気の流れ方向とが実質的にほぼ同じ方向であるために、加熱された雰囲気の流れが、排気力による気流を乱すことはない。
仮に、不活性ガスが待機室２３の上から下に向けて流れようとすると、この不活性ガスの流れと実質的にほぼ反対の向きに、熱せられた待機室２３の雰囲気が流れようとするので、結果的に、待機室２３の排気力による気流を乱すことになり、待機室２３のボートエレベータ４０からの異物をボートエレベータ領域からボート設置領域に運びウエハ１を汚染することになる。
しかし、本実施の形態によれば、このような問題を効果的に抑制することができ、基板保持領域全域においてウエハ１を清浄に維持することができる。
しかも、このとき、不活性ガス供給口６１はボート設置領域に設けられ、ベント用排気口７１はボートエレベータ領域に設けられているので、不活性ガスはボート設置領域からボートエレベータ領域に流れるようになっており、ボートエレベータ４０からの異物がボート設置領域に運ばれてウエハ１を汚染することを防止している。【００３０】
その後、プロセスチューブ３１の処理室３４は気密に閉じられた状態で、所定の圧力となるように排気管３７によって排気され、ヒータユニット３０によって所定の温度に加熱され、所定の原料ガスがガス導入管３８によって所定の流量だけ供給される。
これにより、予め設定された処理条件に対応する熱処理がウエハ１に施される。
この際、ボート５０がボート回転駆動用モータ４４によって回転されることにより、原料ガスがウエハ１の表面に均一に接触されるため、ウエハ１にはＣＶＤ膜が均一に形成される。
この間には、図４に示されているように、不活性ガス供給口６１の止め弁６３が引き続き開かれ、ベント用排気口７１の止め弁７３も引き続き開かれて、待機室２３の雰囲気が排気され、また、真空用排気口８１の止め弁８３も引き続き閉じられて、待機室２３が大気圧付近の圧力を維持している。【００３１】
予め設定された処理時間が経過すると、ボートエレベータ４０のアーム４１にシールキャップ４３を介して支持されたボート５０が、プロセスチューブ３１の処理室３４から搬出（ボートアンローディング）される。
そして、このボートアンローディングステップにおいては、図４に示されているように、不活性ガス供給口６１の止め弁６３が開かれて、不活性ガス（窒素ガス１００〜２００リットル毎分）が供給され、ベント用排気口７１の止め弁７３が開かれて、待機室２３の雰囲気が排気される。真空用排気口８１の止め弁８３は閉じられている。
また、処理室３４にもガス導入管３８から不活性ガス（窒素ガス５〜５０リットル毎分）が供給されている。そして、待機室２３および処理室３４が大気圧に維持される。【００３２】
このボートアンローディングステップにおいては、不活性ガス供給口６１から供給される不活性ガスは、基板保持領域より下側から基板保持領域より上側に流れ、ベント用排気口７１（第一の排気口）から排気されている。この時、真空用排気口８１（第二の排気口）は止め弁８３により排気が止められている。したがって、ベント用排気口７１からのみ排気され、基板保持領域の上側からのみ排気されており、基板保持領域より下側から基板保持領域より上側までの不活性ガスの流れを乱さないように整流されている。
ところで、処理室３４の炉口はシールキャップ４３が開いて開放されているので、ヒータユニット３０からの輻射熱が処理室３４の炉口を介して待機室２３に輻射される。さらに、処理室３４でヒータユニット３０により加熱（例えば５００℃以上）されていたボート５０およびウエハ１も処理室３４から搬出されているので、このボート５０およびウエハ１からの熱輻射や熱対流により待機室２３および待機室２３の雰囲気が加熱されて高温になる。しかも、基板保持具用駆動機構のアーム４１が待機室２３の底部付近まで降ろされた状態（ボートアンロードが完了した位置）では、この加熱されたボート５０およびウエハ１は待機室２３の下部側まで運ばれているので、加熱された待機室２３内の雰囲気の流れが待機室２３の下部側から上部側（待機室の天井板側）へと流れようとする作用がボートローディングステップよりも極めて大きくなる。
例えば、基板保持領域より下側に加熱されたボート受台４６や回転軸４５等があるので、基板保持領域より下側から基板保持領域より上側まで待機室２３の雰囲気が流れようとする。
しかし、本実施の形態においては、排気力による流れ方向と、待機室２３の加熱された雰囲気の流れ方向が、少なくとも基板保持領域の全域に亘って実質的にほぼ同じ方向なので、少なくとも基板保持領域においては不活性ガスの気流を乱すことはない。
仮に、不活性ガスが待機室２３の上から下に流れようとすると、上部から下部に不活性ガスの流れと実質的にほぼ反対の向きに加熱された待機室２３の雰囲気が流れようとする作用が、ボートローディングの時よりも極めて大きくなり、結果的に、待機室２３の不活性ガスの排気力による気流を大きく乱すことになり、待機室２３のボートエレベータ４０からの異物をボートエレベータ４０領域からボート設置領域、および処理室３４に運び、ウエハ１への汚染量が増大することになる。
しかし、本実施の形態によれば、このような問題を効果的に抑制することができ、基板保持領域全域においてウエハ１を清浄に維持することができる。
しかも、このとき、不活性ガス供給口６１はボート設置領域に設けられ、ベント用排気口７１はボートエレベータ領域に設けられているので、不活性ガスはボート設置領域からボートエレベータ領域に流れるように排気されており、ボートエレベータ４０からの異物がボート設置領域に運ばれて、ウエハ１を汚染することを防止している。【００３３】
ボート５０が処理室３４から待機室２３に搬出されると、ボート搬入搬出口２７がシャッタ２８によって閉鎖される。
続いて、図４に示されているように、ベント用排気口７１の止め弁７３が引き続き開かれ、不活性ガス供給口６１の止め弁６３も引き続き開かれて、不活性ガスが待機室２３に供給される。この待機室２３に流通される新鮮な不活性ガスにより、高温度になった処理済みのウエハ１群が効果的に冷却される。【００３４】
処理済みのウエハ１群が所定の温度（例えば、ウエハ１の表面への自然酸化膜の生成を防止することができる温度）に下がると、待機室２３のウエハ搬入搬出口２４がロードロックドア２５によって開放される。
この際、図４に示されているように、不活性ガス供給口６１の止め弁６３が閉じられて、ベント用排気口７１の止め弁７３が開かれたままに維持される。これにより、待機室２３は大気圧に維持されたままになり、待機室２３にはクリーンユニット１９からのクリーンエアがウエハ搬入搬出口２４から導入されて、ベント用排気口７１から排気される。
なお、不活性ガスは不活性ガス供給口６１から待機室２３へ供給し続けてもよい。【００３５】
続いて、ボート５０の処理済みウエハ１はウエハ移載装置２０によって脱装（ディスチャージング）されるとともに、空のカセット２に収納される。
所定枚数の処理済のウエハ１が収納されたカセット２はカセット授受ユニット１２にカセット移載装置１５によって移載される。
このウエハディスチャージングステップが終了すると、カセット２から次回のバッチのウエハ１がボート５０にウエハ移載装置２０によってウエハチャージングされる。【００３６】
以降、前述した作用が繰り返されることによって、例えば、２５枚、５０枚、７５枚、１００枚、１５０枚ずつ、ウエハ１がロードロック式ＣＶＤ装置１０によってバッチ処理されて行く。【００３７】
図６は従来装置の待機室２３での不活性ガスの流れを説明する図である。
待機室２３のボート設置領域には不活性ガス供給ノズル６５、６６が設けられており、この不活性ガス供給ノズル６５、６６から不活性ガスが供給される。この不活性ガス供給ノズル６５、６６は多孔ノズルとなっており、高さ方向に沿って複数のガス供給孔が設けられている。待機室２３の雰囲気を排気するのは、ボートエレベータ領域の上、中、下段に設けられたベント用排気口７５、７６、７７である。
また、ボート設置領域とボートエレベータ設置領域に仕切る仕切板４９が設けられ、この仕切板４９には一対の隙間４８、４８が中央部に隣合わせに設けられている。
そして、不活性ガス供給ノズル６６の上方部の２箇所からのみ不活性ガスを供給した場合の不活性ガスの流れは、流れ線９１で示されており、仕切板４９の一対の隙間４８、４８を通って、ボート設置領域からボートエレベータ設置領域に不活性ガスが流れる。
ベント用排気口７６から一部の不活性ガスが排気されるが、排気されなかった不活性ガスは流下して、再び、一対の隙間４８、４８を通って、ボートエレベータ設置領域からボート領域に流れ込む。
このように、不活性ガス供給ノズル６６の上方部の２箇所からのみ不活性ガスを供給した場合を見ただけでも、ボートエレベータ領域の雰囲気がボート領域に流れ込んでしまい、ボートエレベータ４０から発生するパーティクルやグリースからの蒸気に起因する汚染物質によりウエハ１を汚染させてしまうことが、わかる。
また、この汚染物質が処理室３４に巻き込まれることにより、ウエハの処理環境を汚染し、さらに、ウエハ１への汚染量を増大させていた。【００３８】
図７は本実施の形態における待機室２３での不活性ガスの流れを説明する図である。
待機室２３のボート設置領域下端部には不活性ガス供給口６１が設けられており、この不活性ガス供給口６１から不活性ガスが供給される。待機室２３の雰囲気を排気するのは、ボートエレベータ領域の上端部に設けられたベント用排気口７１である。
また、ボート設置領域とボートエレベータ設置領域に仕切る仕切板４７が設けられており、待機室２３の側壁と仕切板４７左右端との間には一対の隙間４８、４８が設けられている。
不活性ガス供給口６１から不活性ガスを流すと、不活性ガスは流れ線９２で示されているように流れる。すなわち、不活性ガスはボート領域底部から一端上昇し、ボート５０の下部側でボート領域の水平方向に流れて仕切板４７に到達すると、仕切板４７に沿って流下し、仕切板４７の下側と待機室２３側壁との間に設けられた隙間４８を通って、ボート領域からボートエレベータ領域に流れる。そして、ボートエレベータ領域では、ボートエレベータ領域の上端に設けられたベント用排気口７１に向かって上方に流れ、ベント用排気口７１から排気される。
このように、本実施の形態によれば、図６で示した従来の装置と異なり、ボートエレベータ領域からボート領域への不活性ガスの流れがなくなる。このため、ボートエレベータ４０から発生するパーティクルやグリースからの蒸気に起因する汚染物質によりウエハ１が汚染されることがなくなる。また、汚染物質が処理室３４に巻き込まれることもなくなり、ウエハ１の処理環境を清浄化することができる。
なお、待機室２３の底部に自重によって沈殿したパーティクルが巻き上げられることも考えられるので、図２に示されているように、ブレイクフィルタ６７によって、不活性ガスをシールキャップ４３の側方から流すとよい。
ブレイクフィルタ６７は多孔質部材であり、不活性ガスを多方向に供給することができるため、不活性ガスの流速をより一層抑えながら、より一層多量の不活性ガスを供給することができるようになり、待機室２３の底部に自重によって沈殿したパーティクルを巻き上げるガス流れを、効果的に抑制することができる。【００３９】
なお、図６と図７とでは、隙間４８、４８を設けた位置が異なるが、その理由は次の通りである。
すなわち、図６の従来装置では、中央部に一対の隙間４８、４８を設けているので、ボートエレベータ領域からボート領域に不活性ガスの流れがあった場合には、汚染物質を含んだ不活性ガスがボート５０に載置されているウエハ１に直接吹きかかることになり、より一層汚染することが、考えられる。
そこで、例えボートエレベータ領域からボート領域に不活性ガスの流れがあった場合であっても、汚染物質を含んだ不活性ガスがウエハ１に直接吹きかかることがないようにして、ウエハへの汚染を極力抑制するために、本実施の形態においては、図７に示されているように一対の隙間４８、４８を仕切板４７の最も外側となるように、仕切板４７と待機室２３の側壁との間に設けた。【００４０】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。【００４１】
1)  不活性ガス供給口を待機室のボート設置領域の下端部に配置し、ベント用排気口を待機室のボートエレベータ設置領域の上端部に配置することにより、ボートエレベータから発生するパーティクルやグリースからの蒸気等の異物を処理室に巻き込んだり、待機室の底部に自重によって沈殿したパーティクルを巻き上げる現象を防止することができるため、処理室がボートエレベータからの異物によって汚染されるのを防止することができ、また、パーティクルがウエハに付着するのを防止することができる。【００４２】
2)  処理室がボートエレベータからの異物によって汚染されるのを防止し、また、パーティクルがウエハに付着するのを防止することにより、ロードロック式ＣＶＤ装置の製造歩留りを向上させることができるため、成膜工程ひいてはＩＣの製造方法の製造歩留りを向上させることができる。【００４３】
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。【００４４】
例えば、不活性ガス供給口やベント用排気口および真空用排気口は、単数ずつ配置するに限らず、複数ずつ配置してもよい。【００４５】
待機室２３を真空状態から大気圧まで昇圧する際に、不活性ガス供給量よりも排気量の方が少量となるように調整すれば、当該昇圧の際にも不活性ガスでパージすることが可能である。
この場合、待機室２３を真空排気するのは、第二の排気口からであり、前述したように、待機室２３の底部に溜まったパーティクルを巻き上げないようにしている。
また、不活性ガスで排気しながら昇圧する際に使用するのは、第一の排気口である。この場合でも、第一の排気口で排気している時の待機室２３の圧力よりも、第二の排気口で排気している時の待機室２３の圧力の方が低くなるように使用する。【００４６】
前記実施の形態ではロードロック式ＣＶＤ装置の場合について説明したが、本発明はロードロック式の酸化装置や拡散装置および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。【００４７】
前記実施の形態ではＩＣの製造方法において、ウエハにＣＶＤ膜を成膜する成膜工程について説明したが、本発明は、酸化工程や拡散工程、リフロー工程、アニーリング工程のような熱処理（thermal treatment ）工程等の半導体デバイスの製造方法の各種の工程全般に適用することができる。
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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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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