(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
常圧にて基板に所定の処理を施す枚葉式の基板処理装置であって、
基板に対する前記所定の処理が行われる処理室と、
開閉自在な搬出入口を有し、前記処理室に接続されて前記搬出入口より前記処理室に至る基板の通路となる空間を形成する通路部と、
前記処理室において基板に前記所定の処理を施す処理手段と、
前記通路部内へのガスの供給路として前記通路部に接続された通路部用ガス供給路と、
前記通路部内からのガスの排気路として前記通路部に接続された通路部用ガス排気路と、
前記処理室内に配置された基板の一の主面側からガスを供給するために前記処理室に接続された処理室用ガス供給路と、
前記処理室内に配置された基板の他の主面側からガスを排気するために前記処理室に接続された処理室用ガス排気路と、
前記処理室への基板の搬出入の際に、前記処理室用ガス供給路および前記通路部用ガス供給路からガスを供給するとともに、前記通路部用ガス排気路から第１の流量でガスを排気し、
前記搬出入口を閉じた状態での前記処理室内のガス置換の際に、前記処理室用ガス供給路および前記通路部用ガス供給路からガスを供給するとともに、前記通路部用ガス排気路から前記第１の流量よりも大きい第２の流量でガスを排気し、
前記処理室内で前記所定の処理が行われる際に、前記処理室用ガス供給路からガスを供給するとともに、前記処理室用ガス排気路からガスを排気し、その一方で、前記通路部用ガス供給路からのガスの供給を停止するように、ガスの供給および排気を制御するガス供給排気制御手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記ガス供給排気制御手段が、
前記処理室内で前記所定の処理が行われる際に、前記通路部用ガス排気路から前記第１の流量でガスを排気することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
前記ガス供給排気制御手段が、
前記処理室への基板の搬出入の際に、前記処理室用ガス排気路から第３の流量でガスを排気し、
前記搬出入口を閉じた状態での前記処理室内のガス置換の際、および、前記処理室内で前記所定の処理が行われる際に、前記処理室用ガス排気路から前記第３の流量よりも大きい第４の流量でガスを排気することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記処理室用排気路および前記通路部用排気路のそれぞれが、
排気路を流れる気体の流量を所定の値に保持する第１の流量弁と、
排気路を流れる気体の流量を、前記所定の値よりも小さな値に保持する第２の流量弁と、
を備え、
前記ガス供給排気制御手段が、
前記処理室用排気路および前記通路部用排気路のそれぞれが備える前記第１の流量弁と前記第２の流量弁とを、それぞれ所定のタイミングで開閉制御することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記通路部内において、搬送される基板の両主面に向けて前記通路部用ガス供給路からのガスが吹き付けられることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記通路部用ガス供給路に連絡する前記通路部内のガス供給口近傍において前記通路部用ガス供給路の流路が前記搬出入口に向かって傾いていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記通路部用ガス供給路に連絡するガス供給口が、搬送される基板の外縁方向に偏在していることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
常圧にて基板に所定の処理を施す枚葉式の基板処理装置であって、
基板に対する前記所定の処理が行われる処理室と、
開閉自在な搬出入口を有し、前記処理室に接続されて前記搬出入口より前記処理室に至る基板の通路となる空間を形成する通路部と、
前記処理室において基板に前記所定の処理を施す処理手段と、
前記通路部内からのガスの排気路として前記通路部に接続された通路部用ガス排気路と、
前記処理室内に配置された基板の一の主面側からガスを供給するために前記処理室に接続された処理室用ガス供給路と、
前記処理室内に配置された基板の他の主面側からガスを排気するために前記処理室に接続された処理室用ガス排気路と、
前記処理室への基板の搬出入の際、および、前記搬出入口を閉じた状態での前記処理室内のガス置換の際に、前記処理室用ガス供給路からガスを供給するとともに、前記通路部用ガス排気路から第１の流量でガスを排気し、
前記処理室内で前記所定の処理が行われる際に、前記処理室用ガス供給路からガスを供給するとともに、前記処理室用ガス排気路からガスを排気し、その一方で、前記通路部用ガス排気路から前記第１の流量よりも小さい第２の流量でガスを排気するように、ガスの供給および排気を制御するガス供給排気制御手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の基板処理装置であって、
前記ガス供給排気制御手段が、
前記処理室への基板の搬出入の際に、前記処理室用ガス排気路から第３の流量でガスを排気し、
前記搬出入口を閉じた状態での前記処理室内のガス置換の際、および、前記処理室内で前記所定の処理が行われる際に、前記処理室用ガス排気路から前記第３の流量よりも大きい第４の流量でガスを排気することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の基板処理装置であって、
前記処理室用排気路および前記通路部用排気路のそれぞれが、
排気路を流れる気体の流量を所定の値に保持する第１の流量弁と、
排気路を流れる気体の流量を、前記所定の値よりも小さな値に保持する第２の流量弁と、
を備え、
前記ガス供給排気制御手段が、
前記処理室用排気路および前記通路部用排気路のそれぞれが備える前記第１の流量弁と前記第２の流量弁とを、それぞれを所定のタイミングで開閉制御することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記所定の処理が、基板に対する加熱を伴う処理であることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置製造用の半導体基板や液晶表示器等に用いられるガラス基板等（以下、「基板」と総称する。）を常圧の所定雰囲気下にて処理する枚葉式の基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
精密なパターンが形成される基板を所定雰囲気中にて処理する場合には、処理が行われる処理室内のガスの成分を厳密に調整（あるいは、高純度に維持）する必要がある。例えば、半導体基板に急峻な温度変化を与えて処理するＲＴＰ装置でのシリサイド処理において酸素濃度が高いと金属薄膜が酸化してコンタクト抵抗が高くなってしまう。また、熱酸化処理において窒素濃度が高いと酸化膜厚分布が悪くなってしまい、アンモニアガス中におけるアニール処理の際に酸素濃度が高いと処理性能の劣化を招く可能性がある。
【０００３】
基板周囲の雰囲気の厳密な調整が行われないことのよるこのような処理性能の劣化を防止するために、処理室内を真空にすることができる仕様とした上で処理室内のガスを完全に置換するという手法を採ることも考えられる。しかし、基板処理装置を真空対応にすると基板処理装置自体の製造費用があまりにも高くなってしまう。そこで、従来よりよほどの必要性がない限り、処理室は常圧処理を対象とした構造とし、処理室の雰囲気を厳密に調整することができるような別の手法による対策がなされてきた。
【０００４】
処理室内の雰囲気を厳密に調整するための対策として基板の搬入の際に基板とともに外気が巻き込まれてしまうのを防止するという方法がある。また、一般的には処理室には基板を搬出入するための通路が取り付けられているので、通路内に残留するガスの置換を確実に行うという方法も検討されている。
【０００５】
具体的には、処理室内に供給されるガスの供給口を通路の取付位置と対向する位置に設けた基板処理装置がある。これにより、処理室の奥から通路に向けてガスを噴出して処理室から外部へ向かうガスの流れを生じさせ、基板搬出入の際の外気の巻き込みの防止を図っている。
【０００６】
ところが、ガスを処理室から通路に向けて噴出する構成は基板の搬出入の際の外気の巻き込み防止等の点からは優れているが、処理中においては基板に対して側方からガスが供給されることとなり、基板処理の面内均一性を低下させてしまう。すなわち、従来の常圧式の基板処理装置では外気巻き込みの防止、通路内のガスの置換および基板処理の面内均一性の保持の全てを満たすことができなかった。
【０００７】
そこで、この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板処理の面内均一性を損なわないという目的を考慮しつつ処理室の雰囲気を厳密に調整可能とする常圧式の基板処理装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、常圧にて基板に所定の処理を施す枚葉式の基板処理装置であって、基板に対する前記所定の処理が行われる処理室と、開閉自在な搬出入口を有し、前記処理室に接続されて前記搬出入口より前記処理室に至る基板の通路となる空間を形成する通路部と、前記処理室において基板に前記所定の処理を施す処理手段と、前記通路部内へのガスの供給路として前記通路部に接続された通路部用ガス供給路と、前記通路部内からのガスの排気路として前記通路部に接続された通路部用ガス排気路と、前記処理室内に配置された基板の一の主面側からガスを供給するために前記処理室に接続された処理室用ガス供給路と、前記処理室内に配置された基板の他の主面側からガスを排気するために前記処理室に接続された処理室用ガス排気路と、前記処理室への基板の搬出入の際に、前記処理室用ガス供給路および前記通路部用ガス供給路からガスを供給するとともに、前記通路部用ガス排気路から第１の流量でガスを排気し、前記搬出入口を閉じた状態での前記処理室内のガス置換の際に、前記処理室用ガス供給路および前記通路部用ガス供給路からガスを供給するとともに、前記通路部用ガス排気路から前記第１の流量よりも大きい第２の流量でガスを排気し、前記処理室内で前記所定の処理が行われる際に、前記処理室用ガス供給路からガスを供給するとともに、前記処理室用ガス排気路からガスを排気し、その一方で、前記通路部用ガス供給路からのガスの供給を停止するように、ガスの供給および排気を制御するガス供給排気制御手段と、を備える。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記ガス供給排気制御手段が、前記処理室内で前記所定の処理が行われる際に、前記通路部用ガス排気路から前記第１の流量でガスを排気する。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の基板処理装置であって、前記ガス供給排気制御手段が、前記処理室への基板の搬出入の際に、前記処理室用ガス排気路から第３の流量でガスを排気し、前記搬出入口を閉じた状態での前記処理室内のガス置換の際、および、前記処理室内で前記所定の処理が行われる際に、前記処理室用ガス排気路から前記第３の流量よりも大きい第４の流量でガスを排気する。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理室用排気路および前記通路部用排気路のそれぞれが、排気路を流れる気体の流量を所定の値に保持する第１の流量弁と、排気路を流れる気体の流量を、前記所定の値よりも小さな値に保持する第２の流量弁と、を備え、前記ガス供給排気制御手段が、前記処理室用排気路および前記通路部用排気路のそれぞれが備える前記第１の流量弁と前記第２の流量弁とを、それぞれ所定のタイミングで開閉制御する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記通路部内において、搬送される基板の両主面に向けて前記通路部用ガス供給路からのガスが吹き付けられる。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記通路部用ガス供給路に連絡する前記通路部内のガス供給口近傍において前記通路部用ガス供給路の流路が前記搬出入口に向かって傾いている。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記通路部用ガス供給路に連絡するガス供給口が、搬送される基板の外縁方向に偏在している。
【００１３】
請求項８の発明は、常圧にて基板に所定の処理を施す枚葉式の基板処理装置であって、基板に対する前記所定の処理が行われる処理室と、開閉自在な搬出入口を有し、前記処理室に接続されて前記搬出入口より前記処理室に至る基板の通路となる空間を形成する通路部と、前記処理室において基板に前記所定の処理を施す処理手段と、前記通路部内からのガスの排気路として前記通路部に接続された通路部用ガス排気路と、前記処理室内に配置された基板の一の主面側からガスを供給するために前記処理室に接続された処理室用ガス供給路と、前記処理室内に配置された基板の他の主面側からガスを排気するために前記処理室に接続された処理室用ガス排気路と、前記処理室への基板の搬出入の際、および、前記搬出入口を閉じた状態での前記処理室内のガス置換の際に、前記処理室用ガス供給路からガスを供給するとともに、前記通路部用ガス排気路から第１の流量でガスを排気し、前記処理室内で前記所定の処理が行われる際に、前記処理室用ガス供給路からガスを供給するとともに、前記処理室用ガス排気路からガスを排気し、その一方で、前記通路部用ガス排気路から前記第１の流量よりも小さい第２の流量でガスを排気するように、ガスの供給および排気を制御するガス供給排気制御手段と、を備える。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項８に記載の基板処理装置であって、前記ガス供給排気制御手段が、前記処理室への基板の搬出入の際に、前記処理室用ガス排気路から第３の流量でガスを排気し、前記搬出入口を閉じた状態での前記処理室内のガス置換の際、および、前記処理室内で前記所定の処理が行われる際に、前記処理室用ガス排気路から前記第３の流量よりも大きい第４の流量でガスを排気する。
【００１５】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の基板処理装置であって、前記処理室用排気路および前記通路部用排気路のそれぞれが、排気路を流れる気体の流量を所定の値に保持する第１の流量弁と、排気路を流れる気体の流量を、前記所定の値よりも小さな値に保持する第２の流量弁と、を備え、前記ガス供給排気制御手段が、前記処理室用排気路および前記通路部用排気路のそれぞれが備える前記第１の流量弁と前記第２の流量弁とを、それぞれを所定のタイミングで開閉制御する。
【００１６】
請求項１１の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記所定の処理が、基板に対する加熱を伴う処理である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一の実施の形態である基板処理装置１の全体を示す縦断面図であり、図２は図１に示す符号Ａ−Ａ方向から見たときの横断面図である。なお、図１ではガスの供給および排気のための構成についてもブロック図として示している。
【００１８】
基板処理装置１は、基板９の周囲を所定の雰囲気にした上で基板９に加熱を伴う処理を施す枚葉式の装置であり、基板９が処理される空間を形成するチャンバ２１、チャンバ２１に接続されてチャンバ２１への基板９の搬出入の通路となる通路部３１、チャンバ２１および通路部３１内へ所定のガスを供給する供給系４、およびチャンバ２１および通路部３１内のガスを排気する排気系５を有している。
【００１９】
チャンバ２１は上下方向（図１中に示すＺ方向）を向く軸を中心とする円柱状の形状をしており、内部は所定のガスが充填されて基板９の処理が行われる処理空間２１ｓとなっている。処理空間２１ｓの下部には処理される基板９を支持するためのピン２２が複数設けられており、チャンバ２１に搬入された基板９がこれらのピン２２上に載置される。
【００２０】
処理空間２１ｓの上部には複数の開口部が形成された開口板２３が設けられており、供給系４から供給されるガスが開口板２３の開口部から基板９の上面に均等に供給されるようになっている。さらに、開口板２３の上方にはヒータ６１が設けられており、このヒータ６１からの輻射により基板９が所定のガス雰囲気中で加熱されて処理される。具体的には、半導体である基板９に対して、シリサイド処理、熱酸化処理、アニール処理等のＲＴＰ処理が施される。なお、チャンバ２１の内壁はヒータ６１からの輻射を効率よく反射することができるように鏡面状に加工されている。
【００２１】
通路部３１は内部に水平方向（Ｘ方向）に延びる通路空間３１ｓが形成されており、この通路空間３１ｓは一端が処理空間２１ｓに連絡し、他端が基板９が出し入れされる搬出入口３１ａとなっている。すなわち、チャンバ２１へと搬入される基板９は装置外部の搬送ロボット（図示省略）に水平姿勢に保持された状態で搬出入口３１ａから通路空間３１ｓを経由して処理空間２１ｓ内のピン２２へと水平方向（Ｘ方向）に搬送され、逆にチャンバ２１から搬出される基板９は水平姿勢のまま通路空間３１ｓを経由して搬出入口３１ａ外へと搬送される。
【００２２】
なお、搬出入口３１ａには基板９が処理される際に処理空間２１ｓおよび通路空間３１ｓを外気と遮断するための絶縁バルブ３２が設けられており、必要なときに処理空間２１ｓと通路空間３１ｓとを合わせた空間を解放あるいは密閉するために開閉される。また、通路部３１内壁はチャンバ２１内壁と同様に鏡面（算術平均粗さによる表面粗さ０．０５ｍｍ程度）に加工されており、通路部３１内壁へのガスの付着の防止が図られている。
【００２３】
供給系４は加熱を伴う処理が施される基板９の周囲に処理用のガスを供給するものであり、装置外部のガス供給源８１からのガスをチャンバ２１内（処理空間２１ｓ）へと供給するための流路となるチャンバ用供給管４１、および所定のガスを通路部３１内（通路空間３１ｓ）へと供給するための流路となる通路部用供給管４２を有している。また、各供給管内のガスの流量を調整するためにチャンバ用供給管４１にはチャンバ用供給弁４１１が設けられており通路部用供給管４２には通路部用供給弁４２１が設けられている。そして、これらの弁はガス供給制御部４３からの信号を受けて開閉制御（あるいは、流量調整制御）される。なお、ガス供給源８１は処理に用いられるガスや一時的に充填されるガス等の複数種類のガスを切り替えて供給する機能を有している。
【００２４】
チャンバ用供給管４１はチャンバ２１上部の側面に接続されており、チャンバ用供給管４１から供給されるガスは開口板２３の上方へと送り込まれて開口板２３の開口部から基板９の上面に向けて供給されるようになっている。なお、通路部３１へのガスの供給については後述する。
【００２５】
排気系５はチャンバ２１内（処理空間２１ｓ）から排気されるガスの流路となるチャンバ用排気管５１、および通路部３１内（通路空間３１ｓ）から排気されるガスの流路となる通路部用排気管５２を有している。また、チャンバ用排気管５１および通路部用排気管５２はそれぞれ２つに分岐しており、一方が大流量弁５１１、５２１を介して工場に備えられているユーティリティ排気装置（図示省略）へと接続されており、他方が小流量弁５１２、５２２を介してユーティリティ排気装置へと接続されている。また、大流量弁５１１、５１２および小流量弁５１２、５２２の各弁は排気制御部５３により独立して開閉制御が行われるようになっている。
【００２６】
なお、この基板処理装置１ではチャンバ用供給管４１から所要のガスを供給するとともにチャンバ用排気管５１からガスを排気することでチャンバ２１内部のガスの置換が行われるようになっており、チャンバ用供給管４１およびチャンバ用排気管５１とその周辺の構成とがチャンバ２１内部のガスを置換するための構成となっている。
【００２７】
チャンバ用排気管５１はチャンバ２１の下部に接続されており、基板９の下面側の開口（ピン２２近傍の隙間）からチャンバ２１内部のガスを排気するようになっている。なお、通路部３１からのガスの排気については後述する。
【００２８】
次に、この基板処理装置１の通路部３１の形態について説明する。
【００２９】
図３および図４はそれぞれ図１および図２に示す通路部３１を拡大して示す図であり、図５は搬出入口３１ａ側から通路部３１を見たときの図である。
【００３０】
図３に示すように、通路部用供給管４２は通路部３１の側面（Ｙ方向側の側面）に接続されている。通路部３１内には通路部用供給管４２に連絡する供給口４２２が複数形成されており、供給口４２２から通路部３１内部に向けて所定のガスが噴出されるようになっている。すなわち、供給口４２２は搬送される水平姿勢の基板９の外縁方向に偏在して基板９の外縁部に向けてガスを噴出するように形成されている。また、これらの供給口４２２は上下２列に配列するように形成されており、この２列の供給口４２２の間を基板９が水平方向に搬送される。したがって、２列の供給口４２２からは所定のガスが基板９の上下両主面に向けて噴出されることとなる。
【００３１】
さらに、図４に示すように各供給口４２２近傍の流路４２２ａは搬出入口３１ａ側に傾いて形成されており、供給口４２２から搬出入口３１ａに向かってガスが噴出される。なお、図４に示すように各供給口４２２からほぼ均等にガスが噴出されるよう、供給口４２２と通路部用供給管４２との間にはバッファとなる供給室４２３が設けられている。
【００３２】
通路部用排気管５２は図３に示すように通路部３１の下部に接続されており、通路部用排気管５２に連絡する排気口５２３は搬出入口３１ａの下方に絶縁バルブ３２側を向くように形成されている。また、図５に示すように搬出入口３１ａは通路空間３１ｓを小さく抑えるために水平姿勢の基板９が出し入れできる最小限の大きさとなるようにＹ方向に長い開口となっており、排気口５２３もこの搬出入口３１ａの下方を沿うようにＹ方向に長い開口となっている。そして、この排気口５２３が複数の開口５２４を介して通路部用排気管５２に接続されている。
【００３３】
このように排気口５２３は通路部３１内部に形成されているのではなく、通路部３１の外壁に形成されている。これは、排気口５２３を通路部３１内に形成すると、絶縁バルブ３２が開いた状態で排気を行う際に外気が通路部３１内に進入してしまうからである。すなわち、排気口５２３は搬出入口３１ａ側から通路部３１内のガスを排気するようになっている。なお、絶縁バルブ３２が閉じた状態であっても排気口５２３から通路部３１内のガスを排気できるように、搬出入口３１ａの下側に段差（図３参照）を設けて絶縁バルブ３２が閉じた状態でも通路空間３１ｓと排気口５２３とが連絡するようになっている。
【００３４】
次に、この基板処理装置１における基板９の搬出入時、処理時等の供給系４および排気系５の動作について説明する。
【００３５】
図６は基板９が搬出入口３１ａから通路部３１を経由してチャンバ２１に搬入される際の供給系４および排気系５の動作を示す図であり、図１に対応する方向から基板処理装置１を見たときの様子を概念的に示している。図６中、符号４１ｆおよび４２ｆにて示す矢印はそれぞれチャンバ用供給管４１および通路部用供給管４２からのガスの供給の様子を示しており、符号５１ｆおよび５２ｆにて示す矢印はそれぞれチャンバ用排気管５１および通路部用排気管５２から排気されるガスの様子を示している。
【００３６】
基板９が搬入される際にはチャンバ２１内には不活性ガスとして窒素ガス（Ｎ2）等がチャンバ用供給管４１から供給される（矢印４１ｆ）。また、通路部３１においても窒素ガスが搬出入口３１ａに向けて供給される（矢印４２ｆ）。これらの供給動作は図１に示すガス供給源８１から供給されるガスを窒素ガスに切り替えるとともに、ガス供給制御部４３からの信号を受けてチャンバ用供給弁４１１および通路部用供給弁４２１が開くことにより行われる。
【００３７】
一方、排気側では排気制御部５３からの信号を受けて大流量弁５１１、５２１が閉じた状態で小流量弁５１２、５２２が開けられる。これにより、チャンバ用排気管５１および通路部用排気管５２からは小流量で排気が行われる（矢印５１ｆ、５２ｆ）。すなわち、処理空間２１ｓおよび通路空間３１ｓでは供給される窒素ガスの流量が排気されるガスの流量よりも大きくなり、処理空間２１ｓから通路空間３１ｓへ向かってガスの流れが生じるとともに、通路空間３１ｓでは搬出入口３１ａ近傍において供給口４２２から供給されるガスの流れを受けて搬出入口３１ａへ向かう強いガスの流れが生じる。その結果、基板９の搬入とともに外気が巻き込まれることが防止される。なお、通路部３１側の小流量弁５２２を閉じて通路部用排気管５２からの排気を停止するようにしてもよい。
【００３８】
ところで、この基板処理装置１では基板９の搬入の際の外気巻き込みの防止として好ましい供給口４２２の配置とされている。すなわち、供給口４２２からは搬出入口３１ａに向かってガスが噴出されるようになっており、さらに供給口４２２が上下２列に基板９の外縁方向に偏在するように設けられている。
【００３９】
図４に示したように供給口４２２近傍では流路４２２ａが搬出入口３１ａ側に傾いて形成されており、これにより供給口４２２から噴出されるガスが一様に搬出入口３１ａ側へと流れるようになっている。供給口４２２から通路部３１内壁に垂直にガスを噴出したのでは噴出されたガスの一部がチャンバ２１側へと流入するおそれがあるからである。したがって、この基板処理装置１では供給口４２２から搬出入口３１ａに向けてガスを噴出することで基板９の搬入とともに巻き込まれる外気を確実に通路部３１内から追い出すことができるようにされている。
【００４０】
また、この基板処理装置１では搬送される基板９の外縁方向からガスを供給するようになっている。これは、基板９の主面に垂直な方向からガスを供給したのではガスの流れが基板９によって妨げられるからである。仮に通路部３１内において基板９の上面側からガスを供給すると基板９の下面側にはガスの流れが伝わらなくなってしまい、基板９の下面側からチャンバ２１側へと外気が流入してしまう。そこで、基板９によりガスの流れが妨げられないように基板９の外縁方向からガスを供給するようにしている。
【００４１】
さらに、同様の理由により、基板９の上面および下面において搬出入口３１ａに向かうガスの流れを確実に生じさせるためにこの基板処理装置１では供給口４２２を基板９の上面側および下面側にそれぞれ設けて上下２列に並べて配置している。
【００４２】
このように、この基板処理装置１の通路部３１では基板９の搬入の際の外気の巻き込みを確実に防止し、基板９の処理の際には基板９の周囲の雰囲気を十分に適正に維持することができる。なお、基板９が搬出される場合においても同様の外気巻き込み防止の動作が行われる。また、このように外気の巻き込みを防止することにより基板９の搬出入動作を迅速に行うことも実現される。
【００４３】
次に、基板９の処理の前後に、あるいは基板９の処理中において行われるチャンバ２１内のガスの置換動作について図７を参照しながら説明する。なお、図７は図６と同様に供給系４および排気系５の動作を示す概念図であり、図６と同様にガスの流れに符号を付している。また、搬出入口３１ａは絶縁バルブ３２により閉じられた状態となっている。
【００４４】
ガス置換（例えば、アンモニアガス（ＮＨ3）から窒素ガス（Ｎ2）への置換）が行われる際にはガス供給源８１から供給されるガスの種類が変更された上でガス供給制御部４３からの信号によりチャンバ用供給弁４１１および通路部用供給弁４２１が開けられる。これにより、チャンバ用供給管４１および通路部用供給管４２からそれぞれチャンバ２１内部および通路部３１内部に所定のガスが供給される（矢印４１ｆ、４２ｆ）。
【００４５】
一方、排気側では排気制御部５３からの信号により小流量弁５１２、５２２が閉じられた状態で大流量弁５１１、５２１が開けられる。これにより、チャンバ用排気管５１および通路部用排気管５２から大流量でガスが排気される（矢印５１ｆ、５２ｆ）。その結果、チャンバ２１内のガスが速やかに置換されるとともに通路部３１内においてもガスが滞留することなく速やかに置換される。このように、この基板処理装置１では通路部３１内のガスを所定のガスに十分置換した上で基板９の処理を実行することができるので、基板９の周囲の雰囲気を十分適正な状態に維持することができる。
【００４６】
なお、ガス置換の動作の際にはチャンバ用排気管５１および通路部用排気管５２から強い排気が行われるが、これに対して図６に示した基板９の搬出入の際の動作におけるチャンバ用排気管５１および通路部用排気管５２からの合計の排気流量は既述のようにガス置換の際の排気流量よりも相対的に小さいものとなっている。
【００４７】
図８は基板９の処理中おける供給系４および排気系５の動作を示す概念図であり、図６と同様にガスの流れに符号を付している。また、搬出入口３１ａは絶縁バルブ３２により閉じられた状態となっている。
【００４８】
基板９の処理においてはガス供給制御部４３からの信号により通路部用供給弁４２１が閉じられてチャンバ用供給弁４１１が開けられる。これにより、通路部用供給管４２からのガスの供給は停止され、チャンバ用供給管４１から所定の処理用のガスがチャンバ２１内に供給される（矢印４１ｆ）。そして、排気制御部５３からの信号によりチャンバ２１側の小流量弁５１２が閉じられた状態で大流量弁５１１が開けられる。これにより、基板９は上方から処理ガスの一様な流れを受け、さらにヒータ６１からの輻射を受けることにより均一な処理が施される（矢印５１ｆ）。
【００４９】
通路部３１側の排気としては小流量弁５２２のみが開けられて小さな流量で排気される（矢印５２ｆ）。例えば、チャンバ２１内および通路部３１内が窒素ガスで満たされた状態からアンモニアガスにより処理が行われる場合には、通路部３１内に残留する窒素ガスが基板９の処理の面内均一性（例えば、基板９表面に形成される膜厚分布）を損なわない程度に通路部３１から少量の排気を行う。なお、処理に先立って行われる置換動作により通路部３１内が処理ガスの雰囲気と同様の雰囲気にされている場合には通路部３１からの排気は停止されていてもよい。
【００５０】
このように、この基板処理装置１では基板９の処理に際して基板９の上面から均一に処理ガスを供給することができるようになっているので、基板９の処理の面内均一性が損なわれるということもない。
【００５１】
以上のように、この基板処理装置１は常圧仕様の装置であるが、通路部３１内にガスが供給できるようにされているので、基板９の搬出入の際の外気の巻き込みの防止が実現されている。また、通路部３１内のガスの排気を行うことができるとともにチャンバ２１および通路部３１からの排気を大流量の排気と小流量の排気とに切り替えることができるので、チャンバ２１内および通路部３１内のガス置換も適切に行うことができる。さらに、チャンバ２１内では基板９の上面から下面に向けて均一に処理用のガスを供給することができるので基板９の処理の面内均一性も損なわれることはない。
【００５２】
また、この基板処理装置１は外気の巻き込みを効果的に防止することができるように供給口４２２の配置も好ましい態様とされている。
【００５３】
次に、この基板処理装置１の他の動作態様として通路部用供給管４２を用いない場合について説明する。
【００５４】
図９は基板９の搬出入が行われる際の供給系４および排気系５の動作を示す図であり、図６と同様の表現手法を用いている。図９に示す動作では、チャンバ２１においてチャンバ用供給管４１から窒素ガスが供給され（矢印４１ｆ）、チャンバ用排気管５１から弱い排気が行われる（チャンバ用排気管５１からは排気が行われなくてもよい。）（矢印５１ｆ）。また、通路部３１では通路部用排気管５２からガスの排気が行われる（矢印５２ｆ）。なお、チャンバ２１へのガスの供給量はチャンバ用排気管５１からの排気量よりも十分多いものとする。
【００５５】
これにより、通路部３１ではチャンバ２１から搬出入口３１ａへと向かうガスの流れを生じさせることができ、図６に示した例と同様、外気の巻き込みを防止することができる。
【００５６】
図１０は基板９の搬入後のガス置換の際の供給系４および排気系５の動作を示す図である。ガス置換の際にはチャンバ２１ではチャンバ用供給管４１からガスが供給されるととともにチャンバ用排気管５１からも強い排気が行われる（矢印４１ｆ、５１ｆ）。そして、通路部３１においては通路部用排気管５２から比較的強くガスの排気が行われる（矢印５２ｆ）。
【００５７】
これにより、通路部３１内の不要なガスはチャンバ２１側から搬出入口３１ａへと流れて通路部用排気管５２から排気される。
【００５８】
また、ガス置換後の処理においては図８に示した例と同様の動作が行われる。
【００５９】
図９、図１０および図８に示す動作例は通路部３１の通路部用供給管４２からはガスの供給が行われない場合の基板処理装置１の動作を示したものである。このように、処理の種類によっては通路部の排気のみを能動化することで、外気の巻き込みを防止することができ、さらに、チャンバ２１内ではガスが基板９の面に均一に供給することができるので基板９の処理の面内均一性も保つことができる。
【００６０】
以上、この発明の一の実施の形態である基板処理装置１の構成および動作について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００６１】
例えば、上記実施の形態では、基板９をヒータ６１により加熱して処理するようになっているが、処理の内容によっては加熱を伴わない処理であってもよい。
【００６２】
また、上記実施の形態では、チャンバ２１は円柱状の外形をしているが、直方体形状であってもよく、チャンバ２１と通路部３１との境界は明確でなくてもよい。すなわち、チャンバ２１が直方体の形状をしており、その一部が通路部３１としての機能を有するようになっていてもよい。
【００６３】
また、上記実施の形態では、基板９をヒータ６１により加熱するようにしているが、石英の窓を介してハロゲンランプにて加熱するいわゆるランプアニール装置としての形態であってもよい。
【００６４】
また、この発明により実施される処理の内容は上記実施の形態にて例示したものに限定されるものではなく、処理に用いられるガスも処理の種類に応じて任意に変更されてよい。
【００６５】
また、上記実施の形態における各供給管および各排気管は管としての形態でなくてある構成内部に形成された流路としての形態となっていてもよい。
【００６６】
また、上記実施の形態では供給口４２２が通路部３１内壁に形成されているが、例えば、通路部３１内壁から搬出入口３１ａ側に向かって延びる管状体の先端が供給口４２２となっていてもよい。
【００６７】
また、図４に示すように上記実施の形態では通路部３１のＹ方向側の両側の内壁からガスを噴出するようになっているが、ガスを搬出入口３１ａに向けて十分に噴出することができるのであるならば片側のみに供給口４２２を設けるようにしてもよい。また、基板９の上下両主面に十分にガスを吹き付けることができるのであれば、供給口４２２を１列に設けるのみであってもよい。
【００６８】
さらに、上記実施の形態ではガス供給源８１が基板処理装置１外部に存在するものとして説明したが、もちろん装置内部に設けられていてもよい。また、ガスの種類毎に個別に弁を介して基板処理装置１に導かれるようになっていてもよい。この場合、チャンバ２１内にのみ供給するだけでよい種類のガスが存在するのであるならばチャンバ２１にのみ接続されるチャンバ用供給管が存在していてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
請求項１ないし１１に記載の発明では、処理室内のガス供給方法を考慮することなく、基板を処理室に搬出入する際の外気の巻き込みを防止することができる。これにより、基板処理の面内均一性を損うことなく処理室の雰囲気を厳密に調整することができる。
【００７０】
また、請求項１に記載の発明では、通路部内にガスを供給しつつ排気することにより、通路部内のガスの置換を適切に行うことができる。
【００７１】
また、請求項５および７に記載の発明では、基板の両主面側において外気の巻き込みを防止することができ、請求項６に記載の発明では、搬出入口に向けてガスを噴出することにより外気の巻き込みをさらに確実に防止することができる。
【００７２】
さらに、請求項１ないし１１に記載の発明では、基板の一の主面側から他の主面側へとガスを流すことができるので、基板の処理の面内均一性を確実に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一の実施の形態である基板処理装置の縦断面図である。
【図２】図１に示す基板処理装置の横断面図である。
【図３】通路部の縦断面図である。
【図４】通路部の横断面図である。
【図５】搬出入口側から通路部を示す図である。
【図６】基板を搬出入する際のガスの供給および排気の様子を示す概念図である。
【図７】ガス置換の際のガスの供給および排気の様子を示す概念図である。
【図８】基板を処理する際のガスの供給および排気の様子を示す概念図である。
【図９】基板を搬出入する際のガスの供給および排気の様子を示す概念図である。
【図１０】ガス置換の際のガスの供給および排気の様子を示す概念図である。
【符号の説明】
１  基板処理装置
９  基板
２１  チャンバ
３１  通路部
３１ａ  搬出入口３１ａ
３２  絶縁バルブ
４１  チャンバ用供給管
４２  通路部用供給管
４３  ガス供給制御部
５１  チャンバ用排気管
５２  通路部用排気管
５３  排気制御部
６１  ヒータ
４１１  チャンバ用供給弁
４２２  供給口
４２２ａ  流路
５１１、５２１  大流量弁
５１２、５２２  小流量弁
【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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