(57)【要約】【課題】枚葉移載と一括移載を切り替える際に、パーティクル発生を抑制することのできる基板処理装置を提供する。【解決手段】複数の基板が収容される基板収容器と、複数の基板が積載されるボートと、複数の基板が積載されたボートを収容し前記ボート上の複数の基板を処理する処理室と、前記基板収容器と前記ボートとの間で基板の移載を行う基板移載装置とを備え、前記基板移載装置は、１枚の基板を移載するための枚葉移載用プレートを駆動する第１の駆動部と、複数枚の基板を移載するための一括移載用プレートを駆動する第２の駆動部とを備え、１枚の基板を移載する場合は、第１の駆動部により枚葉移載用プレートを駆動し、複数枚の基板を移載する場合は、第１の駆動部と第２の駆動部により、枚葉移載用プレートと一括移載用プレートを同期して駆動するように、基板処理装置を構成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板が収容される基板収容器と、
複数の基板が積載されるボートと、
複数の基板が積載されたボートを収容し、前記ボート上の複数の基板を処理する処理室と
前記基板収容器と前記ボートとの間で基板の移載を行う基板移載装置とを備え、
前記基板移載装置は、
１枚の基板を移載するための枚葉移載用プレートを駆動する第１の駆動部と、複数枚の基板を移載するための一括移載用プレートを駆動する第２の駆動部とを備え、
１枚の基板を移載する場合は、前記第１の駆動部により前記枚葉移載用プレートを駆動し、複数枚の基板を移載する場合は、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部により、前記枚葉移載用プレートと前記一括移載用プレートを同期して駆動することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
複数の基板が収容される基板収容器と、複数の基板が積載されるボートと、複数の基板が積載されたボートを収容し前記ボート上の複数の基板を処理する処理室と、前記基板収容器と前記ボートとの間で基板の移載を行う基板移載装置とを備え、前記基板移載装置は、１枚の基板を移載するための枚葉移載用プレートを駆動する第１の駆動部と、複数枚の基板を移載するための一括移載用プレートを駆動する第２の駆動部とを備える基板処理装置における基板移載方法であって、
前記第１の駆動部により前記枚葉移載用プレートを駆動して、１枚の基板を移載する工程と、
前記第１の駆動部と前記第２の駆動部により、前記枚葉移載用プレートと前記一括移載用プレートを同期して駆動して、複数枚の基板を移載する工程とを備えることを特徴とする基板移載方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を含む集積回路が作り込まれる半導体ウェハ（以下、ウェハという。）等の基板を処理する基板処理装置及び基板処理方法に関し、特に、絶縁膜や金属膜および半導体膜等を成膜する縦型装置において、基板支持具としてのボートへ基板を移載する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造プロセスの１つに、縦型装置を用いたＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）処理がある。これはボートに積層した複数枚のシリコンウェハ等の基板を、縦型装置の処理炉内で加熱し、化学気相堆積（ＣＶＤ）させるものである。ボートの中央部には、複数枚の製品用ウェハが搭載され、ボートの上下端部には、各複数枚のダミーウェハが搭載される。ボート上下端部のダミーウェハは、製品用ウェハの成膜処理の均質化を図るためのものである。製品用ウェハの途中には、検査用のモニタウェハが、所定の間隔で各１枚配列される。
【０００３】
ウェハ移載装置は、ウェハ収容器に装填されたウェハを前記ボートへ移載し、また、処理後のウェハを空のウェハ収容器へ戻すものである。従来のウェハ移載装置においては、下記の特許文献１に開示されているように、ウェハを収納するウェハ収容器とボートとの間で、一度に一枚のウェハを移載する枚葉移載用プレートを用いて、モニタウェハやダミーウェハの移載を行い、一度に複数枚のウェハを移載する複数枚のプレートを用いて、製品用ウェハやダミーウェハの移載を行っている。
このように、枚葉移載用プレートを用いてウェハの移載を行うと、ボート上におけるウェハの多様な配列に対応でき、複数枚のプレートを用いてウェハの移載を行うと、ウェハ移載時間が短縮できるものである。
【０００４】
従来のウェハ移載装置、すなわち基板移載装置の構造について、図９〜図１１を用いて説明する。図９は、一括移載を行う場合における従来の基板移載装置を示す垂直断面図である。図１０と図１１は、従来の基板移載装置を示す斜視図である。
図９において、５１は枚葉移載用プレート、５２は枚葉移載用プレート５１を固定し支持する枚葉プレート固定部、５３は枚葉プレート固定部５２と結合された枚葉移載テーブル、５７は枚葉移載テーブル５３を直線動作させるためのモータ、５６ａはモータ５７に取り付けられたプーリ、５６ｂはプーリ５６ａと対をなすプーリ、５５はプーリ５６ａと５６ｂの間で回転走行するベルト、５４は枚葉移載テーブル５３とベルト５５の一部を連結する連結金具、５８は枚葉移載テーブル５３を支持し水平方向に直線動作させるための枚葉移載用レールである。
【０００５】
６１は複数のプレートからなる一括移載用プレートで、本例では４枚である。６２は一括移載用プレート６１を固定し支持する一括移載プレート固定部、６３は一括移載プレート固定部６２と結合された一括移載テーブル、６４は一括移載テーブル６３と枚葉移載テーブル５３を連結するための連結ピン、６５は連結ピン６４を水平方向に直線動作させるエアシリンダ、６８は一括移載テーブル６３を支持し水平方向に直線動作させるための一括移載用レールである。
図９に示すように、連結ピン６４は、一括移載テーブル６３を貫通し、枚葉移載テーブル５３の凹部に勘合可能であり、また、枚葉移載テーブル５３の凹部から離脱可能な構造となっている。
【０００６】
次に、従来のウェハ移載装置の動作について、図１２〜図１４を用いて説明する。図１２は、従来の基板移載装置が枚葉移載を行う場合の斜視図である。図１３は、従来の基板移載装置が枚葉移載を行う場合の垂直断面図である。図１４は、従来の基板移載装置が一括移載を行う場合の斜視図である。
図１２に示すように、枚葉移載用プレート５１のみを用いて１枚のウェハ移載を行う場合は、図１３に示すように、エアシリンダ６５の働きにより、連結ピン６４を、枚葉移載テーブル５３の凹部から離脱させる。この状態で、モータ５７を駆動すると、モータ５７の回転運動が、プーリ５６ａを介してベルト５５に伝わり、ベルト５５の直線運動が連結金具５４を介して枚葉移載テーブル５３に伝わり、枚葉プレート固定部５２と枚葉移載用プレート５１を水平方向に直線運動させる。連結ピン６４が枚葉移載テーブル５３から外れているので、一括移載テーブル６３は動かず、したがって、一括移載用プレート６１も動かない。
【０００７】
図１４に示すように、枚葉移載用プレート５１と一括移載用プレート６１の両方を用いて、複数枚（本例では５枚）のウェハ移載を行う場合は、図９に示すように、エアシリンダ６５の働きにより、連結ピン６４を、枚葉移載テーブル５３の凹部に勘合させる。この状態で、モータ５７を駆動すると、モータ５７の回転運動が、プーリ５６ａ、ベルト５５、連結金具５４を介して枚葉移載テーブル５３に伝わり、枚葉移載テーブル５３の直線運動が、連結ピン６４を介して、一括移載テーブル６３に伝わる。かくして、枚葉移載用プレート５１と一括移載用プレート６１の両方が、水平方向に直線運動を行うので、枚葉移載用プレート５１と一括移載用プレート６１の両方を用いて、複数枚のウェハの一括移載をすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３４０３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来の基板移載装置においては、枚葉移載と一括移載を切り替える際に、エアシリンダを駆動して連結ピンを抜き差しするため、エアシリンダや連結ピンの擦れに起因して、パーティクルが生じ易いという課題がある。
本発明の目的は、枚葉移載と一括移載を切り替える際に、パーティクル発生を抑制することの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】
【００１０】
前記課題を解決するための、本発明に係る基板処理装置の代表的な構成は、次のとおりである。
複数の基板が収容される基板収容器と、
複数の基板が積載されるボートと、
複数の基板が積載されたボートを収容し、前記ボート上の複数の基板を処理する処理室と
前記基板収容器と前記ボートとの間で基板の移載を行う基板移載装置とを備え、
前記基板移載装置は、
１枚の基板を移載するための枚葉移載用プレートを駆動する第１の駆動部と、複数枚の基板を移載するための一括移載用プレートを駆動する第２の駆動部とを備え、
１枚の基板を移載する場合は、前記第１の駆動部により前記枚葉移載用プレートを駆動し、複数枚の基板を移載する場合は、前記第１の駆動部と前記第２の駆動部により、前記枚葉移載用プレートと前記一括移載用プレートを同期して駆動することを特徴とする基板処理装置。
【００１１】
また、本発明に係る基板処理方法の代表的な構成は、次のとおりである。
複数の基板が収容される基板収容器と、複数の基板が積載されるボートと、複数の基板が積載されたボートを収容し前記ボート上の複数の基板を処理する処理室と、前記基板収容器と前記ボートとの間で基板の移載を行う基板移載装置とを備え、前記基板移載装置は、１枚の基板を移載するための枚葉移載用プレートを駆動する第１の駆動部と、複数枚の基板を移載するための一括移載用プレートを駆動する第２の駆動部とを備える基板処理装置における基板移載方法であって、
前記第１の駆動部により前記枚葉移載用プレートを駆動して、１枚の基板を移載する工程と、
前記第１の駆動部と前記第２の駆動部により、前記枚葉移載用プレートと前記一括移載用プレートを同期して駆動して、複数枚の基板を移載する工程とを備えることを特徴とする基板移載方法。
【発明の効果】
【００１２】
上記の構成によれば、枚葉移載と一括移載を切り替える際に、パーティクル発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例に係る基板処理装置の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における垂直断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る熱処理炉の垂直断面図である。
【図４】本発明の実施例に係る基板移載装置の垂直断面図である。
【図５】本発明の実施例に係る基板移載装置の斜視図である。
【図６】本発明の実施例に係る基板移載装置の斜視図である。
【図７】本発明の実施例に係る基板移載装置が、枚葉移載を行う場合の斜視図である。
【図８】本発明の実施例に係る基板移載装置が、一括移載を行う場合の斜視図である。
【図９】従来の基板移載装置が一括移載を行う場合の垂直断面図である。
【図１０】従来の基板移載装置を示す斜視図である。
【図１１】従来の基板移載装置を示す斜視図である。
【図１２】従来の基板移載装置が枚葉移載を行う場合の斜視図である。
【図１３】従来の基板移載装置が枚葉移載を行う場合の垂直断面図である。
【図１４】従来の基板移載装置が一括移載を行う場合の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施例における基板処理装置を説明する。本実施例における基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ：Integrated Circuit）の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。なお、以下の説明では、基板処理装置として、基板に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理などを行うバッチ式縦型半導体製造装置（以下、単に処理装置という）を適用した場合について述べる。図１は、本発明が適用される処理装置の平面透視図である。また、図２は図１に示す処理装置の側面透視図であり、図１のＡ−Ａ線における垂直断面図である。
【００１５】
図１および２に示されているように、シリコン等からなるウェハ（基板）２００を収納したウェハキャリアとしてＦＯＵＰ（基板収容器。以下ポッドという。）１１０が使用されている本発明の処理装置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、１０４がそれぞれ建て付けられている。
筐体１１１の正面壁にはポッド搬入搬出口（基板収容器搬入搬出口）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（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。ポッド搬入搬出口１１２の正面前方側にはロードポート（基板収容器受渡し台）１１４が設置されており、ロードポート１１４はポッド１１０を載置されて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上から搬出されるようになっている。
【００１６】
筐体１１１内の前後方向の略中央部における上部には、回転式ポッド棚（基板収容器載置棚）１０５が設置されており、回転式ポッド棚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、回転式ポッド棚１０５は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱１１６と、支柱１１６に上下四段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板（基板収容器載置台）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。
筐体１１１内におけるロードポート１１４と回転式ポッド棚１０５との間には、ポッド搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置されており、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（基板収容器昇降機構）１１８ａと搬送機構としてのポッド搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂとで構成されており、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、回転式ポッド棚１０５、ポッドオープナ（基板収容器蓋体開閉機構）１２１との間で、ポッド１１０を搬送するように構成されている。
【００１７】
筐体１１１内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体１１９が後端にわたって構築されている。サブ筐体１１９の正面壁１１９ａにはウェハ２００をサブ筐体１１９内に対して搬入搬出するためのウェハ搬入搬出口（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、上下段のウェハ搬入搬出口１２０、１２０には一対のポッドオープナ１２１、１２１がそれぞれ設置されている。
ポッドオープナ１２１はポッド１１０を載置する載置台１２２、１２２と、ポッド１１０のキャップ（蓋体）を着脱するキャップ着脱機構（蓋体着脱機構）１２３、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のウェハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
【００１８】
サブ筐体１１９はポッド搬送装置１１８や回転式ポッド棚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の前側領域にはウェハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されており、ウェハ移載機構１２５は、ウェハ２００を水平方向に回転ないし直線動作可能なウェハ移載装置（基板移載装置）１２５ａおよびウェハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウェ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。これら、ウェハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびウェハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウェハ移載装置１２５ａのツイーザ（基板保持体）１２５ｃをウェハ２００の載置部として、ボート（基板保持具）２１７に対してウェハ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。
【００１９】
図１に示されているように移載室１２４のウェ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、清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエア１３３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クリーンユニット１３４が設置されている。
クリーンユニット１３４から吹き出されたクリーンエア１３３は、ウェハ移載装置１２５ａに流通された後に、図示しないダクトにより吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気がなされるか、もしくはクリーンユニット１３４の吸い込み側である一次側（供給側）にまで循環され、再びクリーンユニット１３４によって、移載室１２４内に吹き出されるように構成されている。
【００２０】
移載室１２４の後側領域には、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。
耐圧筐体１４０の正面壁１４０ａにはウェハ搬入搬出開口（基板搬入搬出開口）１４２が開設されており、ウェハ搬入搬出開口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排気管１４５とがそれぞれ接続されている。
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。耐圧筐体１４０の正面壁１４０ａの上端部には、炉口ゲートバルブ１４７を処理炉２０２の下端部の開放時に収容する炉口ゲートバルブカバー１４９が取り付けられている。
【００２１】
図１に示されているように、耐圧筐体１４０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アーム１２８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〜１２５枚程度）のウェハ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。
【００２２】
次に、本発明の処理装置の概略動作について説明する。
図１および図２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。
搬入されたポッド１１０は回転式ポッド棚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のウェハ搬入搬出口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１３３が流通され、充満されている。例えば、移載室１２４にはクリーンエア１３３として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、筐体１１１の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
【００２３】
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におけるウェハ搬入搬出口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のウェハ出し入れ口が開放される。また、予め内部が大気圧状態とされていたロードロック室１４１のウェハ搬入搬出開口１４２がゲートバルブ１４３の動作により開放されると、ウェハ２００はポッド１１０からウェハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウェ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３０１にてウェハを整合した後、ウェハ搬入搬出開口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（ウェハチャージング）される。ボート２１７にウェハ２００を受け渡したウェハ移載装置１２５ａはポッド１１０に戻り、次のウェハ１１０をボート２１７に装填する。ウェハ移載装置１２５ａの構造や動作については、後で詳しく説明する。
【００２４】
この一方（上段または下段）のポッドオープナ１２１におけるウェハ移載装置１２５ａによるウェハのボート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には回転式ポッド棚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。
【００２５】
予め指定された枚数のウェハ２００がボート２１７装填されると、ウェハ搬入搬出開口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１４５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。このとき、炉口ゲートバルブ１４７は炉口ゲートバルブカバー１４９の内部に搬入されて収容される。
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。
【００２６】
ローディング後は、処理炉２０２にてウェハ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１４１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、ノッチ合わせ装置１３５でのウェハの整合工程を除き、概上述の逆の手順で、ウェハ２００およびポッド１１０は筐体１１１の外部へ払出される。
【００２７】
以下に本発明の実施例における処理炉を図面に基いて説明する。
図３は本発明の実施例で好適に用いられる基板処理装置の処理炉２０２の概略構成図であり、縦断面図として示されている。
図３http://sgpat2.head.hitachi.co.jp/pat_www/fpic?AA04304128/000003.gifに示されているように、処理炉２０２は加熱機構としてのヒータ２０６を有する。ヒータ２０６は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース２５１に支持されることにより垂直に据え付けられている。
【００２８】
ヒータ２０６の内側には、ヒータ２０６と同心円状に反応管としてのプロセスチューブ２０３が配設されている。プロセスチューブ２０３は内部反応管としてのインナーチューブ２０４と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ２０５とから構成されている。インナーチューブ２０４は、例えば石英（ＳｉＯ２ ）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。インナーチューブ２０４の筒中空部には処理室２０１が形成されており、基板としてのウェハ２００を後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。アウターチューブ２０５は、例えば石英または炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、内径がインナーチューブ２０４の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、インナーチューブ２０４と同心円状に設けられている。
【００２９】
アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス等からなり、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５に係合しており、これらを支持するように設けられている。なお、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間にはシール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベース２５１に支持されることにより、プロセスチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。プロセスチューブ２０３とマニホールド２０９により反応容器が形成される。
【００３０】
後述するシールキャップ２１９にはガス導入部としてのノズル２３０が処理室２０１内に連通するように接続されており、ノズル２３０にはガス供給管２３２が接続されている。ガス供給管２３２のノズル２３０との接続側と反対側である上流側には、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１を介して図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続されている。ＭＦＣ２４１には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、供給するガスの流量が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。
【００３１】
マニホールド２０９には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間２５０の下端部に配置されており、筒状空間２５０に連通している。排気管２３１のマニホールド２０９との接続側と反対側である下流側には圧力検出器としての圧力センサ２４５および圧力調整装置２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。圧力調整装置２４２および圧力センサ２４５には、圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は圧力センサ２４５により検出された圧力に基づいて圧力調整装置２４２により処理室２０１内の圧力が所望の圧力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。
【００３２】
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９はマニホールド２０９の下端に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。シールキャップ２１９の上面にはマニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられる。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボート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はシールキャップ２１９を貫通して、後述するボート２１７に接続されており、ボート２１７を回転させることでウェハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９はプロセスチューブ２０３の外部に垂直に設備された昇降機構としてのボートエレベータ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及びボートエレベータ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。
【００３３】
基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウェハ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多段に保持するように構成されている。なおボート２１７の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、ヒータ２０６からの熱がマニホールド２０９側に伝わりにくくなるよう構成されている。
【００３４】
プロセスチューブ２０３内には、温度検査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に所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００３５】
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は、図示しない操作部、入出力部とともに、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、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、主制御部２３９はコントローラ２４０として構成されている。
【００３６】
次に、本発明の実施例に係る基板移載装置１２５ａの構成と動作を、図４〜図８を用いて詳しく説明する。基板移載装置１２５ａは、駆動制御部２３７に電気的に接続されており、駆動制御部２３７により制御される。図４は、本発明の実施例に係る基板移載装置の垂直断面図である。図５と図６は、本発明の実施例に係る基板移載装置の斜視図である。図４〜図６で示すものは、本実施例に係る基板移載装置１２５ａの、特に基板把持部を示しており、該基板把持部は、基板移載機構１２５の回転台（不図示）上に半径方向に進退可能に設けられるものである。図７は、本発明の実施例に係る基板移載装置が、枚葉移載を行う場合の斜視図である。図８は、本発明の実施例に係る基板移載装置が、一括移載を行う場合の斜視図である。
【００３７】
図４〜図６において、１１は枚葉移載用プレート、１２は枚葉移載用プレート１１を固定し支持する枚葉プレート固定部、１３は枚葉プレート固定部１２と結合され枚葉プレート固定部１２を支持する枚葉移載テーブル、１７は枚葉移載テーブル１３を水平方向に直進動作させるための枚葉移載モータ、１６ａは枚葉移載モータ１７に取り付けられた枚葉移載プーリ、１６ｂは枚葉移載プーリ１６ａと対をなす枚葉移載プーリ、１５は枚葉移載プーリ１６ａと枚葉移載１６ｂの間で回転走行する枚葉移載ベルト、１４は枚葉移載テーブル１３と枚葉移載ベルト１５の一部を連結する連結金具、１８は枚葉移載テーブル１３を支持し水平方向に直進動作させるための枚葉移載用レールである。
【００３８】
２１は複数のプレートからなる一括移載用プレートで、本例では４枚である。２２は一括移載用プレート２１を固定し支持する一括移載プレート固定部、２３は一括移載プレート固定部２２と結合され一括移載プレート固定部２２を支持する一括移載テーブル、２７は一括移載テーブル２３を水平方向に直進動作させるための一括移載モータ、２６ａは一括移載モータ２７に取り付けられた一括移載プーリ、２６ｂは一括移載プーリ２６ａと対をなす一括移載プーリ、２５は一括移載プーリ２６ａと一括移載２６ｂの間で回転走行する一括移載ベルト、２４は一括移載テーブル２３と一括移載ベルト２５の一部を連結する連結金具、２８は一括移載テーブル２３を支持し水平方向に直進動作させるための一括移載用レールである。枚葉移載用プレート１１と一括移載用プレート１２により、ツイーザ１２５ｃが構成される。
【００３９】
図７に示すように、枚葉移載用プレート１１のみを用いて１枚のウェハ移載を行う場合は、駆動制御部２３７が、一括移載モータ２７を停止した状態で、枚葉移載モータ１７を駆動すると、枚葉移載モータ１７の回転運動が、枚葉移載プーリ１６ａを介して枚葉移載ベルト１５に伝わり、枚葉移載ベルト１５の直線運動が連結金具１４を介して枚葉移載テーブル１３に伝わり、枚葉プレート固定部１２と枚葉移載用プレート１１を、水平方向に直線運動させる。このとき、一括移載モータ２７を停止しているので、一括移載テーブル２３は動かず、したがって、一括移載用プレート２１も動かない。
【００４０】
図８に示すように、枚葉移載用プレート１１と一括移載用プレート２１の両方を用いて、複数枚（本例では５枚）のウェハ移載を行う場合は、駆動制御部２３７が、枚葉移載モータ１７と一括移載モータ２７を同期して駆動する。前述したように、枚葉移載モータ１７を駆動すると、枚葉移載モータ１７の回転運動により、枚葉移載用プレート１１が水平方向に直線運動する。一括移載モータ２７を駆動すると、一括移載モータ２７の回転運動が、一括移載プーリ２６ａを介して一括移載ベルト２５に伝わり、一括移載ベルト２５の直線運動が連結金具２４を介して一括移載テーブル２３に伝わり、一括プレート固定部２２と一括移載用プレート２１を、水平方向に直線運動させる。かくして、１枚の枚葉移載用プレート１１と４枚の一括移載用プレート２１が、同期して水平方向に直線運動を行うので、同時に最大５枚のウェハ移載を行うことができる。
【００４１】
次に、上記構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ＣＶＤ法によりウェハ２００上に薄膜を形成する方法について説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２４０により制御される。
【００４２】
例えば、枚葉移載用プレート１１と一括移載用プレート２１の両方を用いて、ポッド１１０からボート２１７の中央部に、製品用ウェハが５枚ずつ移載される。また、枚葉移載用プレート１１と一括移載用プレート２１の両方を用いて、ポッド１１０からボート２１７の上下端部に、各２枚のダミーウェハが移載される。また、枚葉移載用プレート１１を用いて、ポッド１１０からボート２１７の製品用ウェハの途中に、検査用のモニタウェハが、所定の間隔で１枚ずつ移載される。
このようにして複数枚のウェハ２００がボート２１７に装填（ウェハチャージ）されると、図３に示されているように、複数枚のウェハ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、シールキャップ２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００４３】
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調節器２４２が、フィードバック制御される。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、ボート２１７が回転されることで、ウェハ２００が回転される。
【００４４】
次いで、処理ガス供給源から供給され、ＭＦＣ２４１にて所望の流量となるように制御されたガスは、ガス供給管２３２を流通してノズル２３０から処理室２０１内に導入される。導入されたガスは処理室２０１内を上昇し、インナーチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０に流出して排気管２３１から排気される。ガスは処理室２０１内を通過する際にウェハ２００の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウェハ２００の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される。
【００４５】
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。
【００４６】
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、処理済ウェハ２００がボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端からプロセスチューブ２０３の外部に搬出（ボートアンローディング）される。その後、処理済ウェハ２００はボート２１７より取出される（ウェハディスチャージ）。
【００４７】
なお、本実施の形態の処理炉にてウェハを処理する際の処理条件としては、例えば、窒化珪素膜の成膜においては、処理温度６００〜８００℃、処理圧力１０〜１０００Ｐａ、ガス種とガス供給流量は、ジクロロシランが５０〜２００ｓｃｃｍ、アンモニアガスが５００〜２０００ｓｃｃｍであり、それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値で一定に維持することでウェハに処理がなされる。
【００４８】
なお、上記実施例ではウェハカセットに収納されるウェハの枚数が２５枚であることを考慮し、支持プレートの枚数、すなわち、枚葉移載用プレートと一括移載用プレートの合計数を“２５”の約数である“５”としたが、支持プレートの枚数を５枚以外の数としてもよい。
また、ウェハ支持プレートを真空吸着法で行うプレートとする等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論であり、本発明は、前記各実施例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。
【符号の説明】
【００４９】
１１…枚葉移載用プレート、１２…枚葉プレート固定部、１３…枚葉移載テーブル、１４…連結金具、１５…枚葉移載ベルト、１６ａ…枚葉移載プーリ、１６ｂ…枚葉移載プーリ、１７…枚葉移載モータ、１８…枚葉移載用レール、２１…一括移載用プレート、２２…一括プレート固定部、２３…一括移載テーブル、２４…連結金具、２５…一括移載ベルト、２６ａ…一括移載プーリ、２６ｂ…一括移載プーリ、２７…一括移載モータ、２８…一括移載用レール、５１…枚葉移載用プレート、５２…枚葉プレート固定部、５３…枚葉移載テーブル、５４…連結金具、５５…ベルト、５６ａ…プーリ、５６ｂ…プーリ、５７…モータ、５８…枚葉移載用レール、６１…一括移載用プレート、６２…一括プレート固定部、６３…一括移載テーブル、６４…連結ピン、６５…エアシリンダ、６８…一括移載用レール、１１０…基板収容器（ポッド）、１１１…筐体、１１５…ボートエレベータ、１１６…支柱、１１７…棚板、１１８…ポッド搬送装置、１２４…移載室、１２５…基板移載機構、１２５ａ…基板移載装置、１２５ｃ…ツイーザ、２００…ウェハ、２０１…処理室、２０２…熱処理炉、２１７…ボート。
【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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