JP5606174B2 - 基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法および反応室の閉塞方法。 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理技術に関し、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造装置である基板処理装置、特に、縦型バッチ式熱処理装置の処理室のシール方法に関するものである。縦型バッチ式熱処理装置においては、半導体集積回路が作り込まれる半導体基板（例えば、半導体ウエハ）に対し所望の膜を形成するために、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）などの熱処理を行うものである。

例えば、縦型バッチ式熱処理装置においては、複数のウエハを保持したボートを円盤状のシールキャップ上に載せて、略円筒形状の処理室の下側にある開口部から処理室内に搬入し、シールキャップにより処理室下側の開口部を閉塞し、処理室を密閉（シール）して、複数のウエハに対して同時に熱処理を行う。熱処理が終了すると、複数のウエハを保持したボートは、処理室下側の開口部から搬出され、その後、処理室下側の開口部は円盤状の炉口シャッタにより閉塞され、処理室は密閉（シール）される。熱処理終了後の処理室開口部を閉塞することにより、処理室内の高温雰囲気が処理室外に放出されることを抑制し、また、処理室内に大気が入ることを抑制する。

従来のシール構造について、図６を用いて説明する。図６（ａ）は、処理室内へボートを搬入した後の、シールキャップによるシール構造を示す垂直断面図である。図６（ｂ）は、熱処理終了後に処理室内からボートを搬出した後の、炉口シャッタによるシール構造を示す垂直断面図である。
図６（ａ）において、円盤状のシールキャップ２１９は、コイルばね等のばね６３を介して円盤状のシールキャップベース６２に取付られ、シールキャップベース６２は略直方体形状のシールキャップアーム６１に固定されている。シールキャップアーム６１は、ボートエレベータ１２１により上下動可能であり、したがってシールキャップ２１９も上下動可能となっている。複数のウエハを保持したボート２１７を、シールキャップ２１９上に載せて上昇させ、処理室２０１の下側にある開口部から処理室２０１内に搬入した後、さらにシールキャップ２１９を上昇させて、ばね６３のばね力を用いて処理室２０１の下端に押付けることにより、Ｏリング２２０を押圧して潰し、処理室２０１を密閉（シール）する。
このとき、特にウエハサイズが直径４５０ｍｍ等のように大きくなり、該ウエハを保持するボート２１７の重量が重くなると、シールキャップアーム６１が撓み、図６（ａ）に示すように、シールキャップアーム６１と反対側のＯリング２２０の潰しが不十分となり、処理室２０１が十分シールできない場合がある。

また、図６（ｂ）において、円盤状の炉口シャッタ１１６は、コイルばね等のばね６７を介して円盤状の炉口シャッタベース６６に取付られ、炉口シャッタベース６６は略直方体形状の炉口シャッタアーム６５に固定されている。炉口シャッタアーム６５は、処理室２０１の下方まで水平方向に回動した後、上下動可能であり、したがって炉口シャッタ１１６も上下動可能となっている。図６（ｂ）に示すように、熱処理終了後に処理室２０１内からボート２１７を搬出した後に、炉口シャッタ１１６を処理室２０１の下方まで水平方向に回動した後、上昇させ、ばね６７のばね力を用いて処理室２０１の下端に押付けることにより、Ｏリング２２０を押圧して潰し、処理室２０１をシールする。この場合も、炉口シャッタアーム６５が撓むと、炉口シャッタアーム６５と反対側のＯリング２２０の潰しが不十分となり、処理室２０１が十分シールできない場合がある。

下記の特許文献１には、炉口シャッタが処理室下端の開口部を閉塞する際に、該閉塞力を補助するための閉塞補助装置が開示されている。特許文献１の閉塞補助装置においては、炉口シャッタを支えるシャッタ保持アームの先端部下側に、水平方向に突出自在なシリンダを設け、該シリンダを、筐体側に固定設置されたシリンダ受けブロックに係合させて、閉塞補助を行うようにしている。したがって、シリンダとシリンダ受けブロックとの摩擦によるパーティクルの発生が問題となる恐れがある。また、閉塞補助装置が炉口シャッタに設けられているため、炉口シャッタが重くなってしまうという課題がある。また、閉塞補助装置が処理室の近くにあるため、高温に晒されるという課題がある。

特開２００７−７３７４６号公報

本発明の目的は、従来技術において、基板が処理室内にあるとき及び基板が処理室内にないときに、例えばシールキャップや炉口シャッタのような蓋体と処理室開口端との間に設けられるＯリングを十分潰すことができず、その結果、処理室を十分シールすることができないという課題を解決し、基板が処理室内にあるとき及び基板が処理室内にないときに、処理室を十分シールすることができるシールサポート（閉塞補助）機構を備えた基板処理装置を提供することにある。

上記の課題を解決するための、本発明の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
基板を搬入する開口部を有し、搬入した基板に対し処理を行う処理室と、
基板が処理室内にあるときに前記処理室の開口部を閉塞する第１の蓋体と、
前記第１の蓋体を開閉動作させる第１の開閉機構と、
基板が処理室内にないときに前記処理室の開口部を閉塞する第２の蓋体と、
前記第２の蓋体を開閉動作させる第２の開閉機構と、
前記第１の開閉機構及び前記第２の開閉機構の閉塞力を補助する閉塞補助機構とを備える基板処理装置。

上記の構成によれば、基板が処理室内にあるとき、及び基板が処理室内にないときにおいて、処理室を十分に密閉することができる。

本発明の実施例に係る縦型バッチ式熱処理装置を示す斜視図である。 本発明の実施例に係る縦型バッチ式熱処理装置の処理炉の垂直断面図である。 本発明の実施例に係るシールキャップによるシール時の動作説明図である。 本発明の実施例に係る炉口シャッタによるシール時の動作説明図である。 本発明の実施例に係る閉塞補助機構の動作説明図である。 従来技術に係るシールキャップ及び炉口シャッタによるシール時の動作説明図である。 本発明の実施例に係る筐体内の空気の流れを示す図である。 本発明の実施例に係るシールサポートアームから、冷却ガスを出す場合の変形例の説明図である。

本実施の形態において、基板処理装置は、一例として、ＩＣ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。以下、本発明の１実施形態を、図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例に係る縦型バッチ式熱処理装置を示す斜視図である。図２は、本発明の実施例に係る縦型バッチ式熱処理装置の処理炉の垂直断面図である。
［基板処理装置の概略］
まず、図１、図２を参照して、本実施形態に係る基板処理装置１０を概略的に説明する。図１に示すように、基板処理装置１０の筐体１０１内部の前面側には、カセットステージ１０５が設けられている。カセットステージ１０５は、図示しない外部搬送装置との間で、基板収納容器としてのカセット１００の授受を行う。カセットステージ１０５の後方には、カセット搬送機１１５が設けられている。カセット搬送機１１５の後方には、カセット１００を保管するためのカセット棚１０９が設けられる。また、カセットステージ１０５の上方には、カセット１００を保管するための予備カセット棚１１０が設けられている。予備カセット棚１１０の上方には、クリーンユニット１１８が設けられている。クリーンユニット１１８は、クリーンエアを筐体１０１の内部を流通させる。

筐体１０１の後部上方には、略円筒形状の処理炉（処理炉）２０２が設けられている。処理炉２０２の下方には、ボートエレベータ１２１が設けられている。ボートエレベータ１２１は、ウエハ２００を搭載したボート２１７を、処理炉２０２の内と外の間で昇降させる。ボート２１７は、ウエハ２００を水平姿勢で多段に保持する基板保持具である。ボートエレベータ１２１には、処理炉２０２の下端を塞ぐための蓋体としての略円盤状のシールキャップ２１９が取り付けられている。シールキャップ２１９は、ボート２１７を垂直に支持する。
ボートエレベータ１２１とカセット棚１０９との間には、ウエハ２００を搬送するウエハ移載機１１２が設けられている。ボートエレベータ１２１の横には、処理炉２０２の下端を気密に閉塞するための蓋体としての略円盤状の炉口シャッタ１１６が設けられている。炉口シャッタ１１６は、ボート２１７が処理炉２０２の外にあるときに、処理炉２０２の下端を閉塞することができる。炉口シャッタ１１６とボートエレベータ１２１の近くには、シールキャップ２１９と炉口シャッタ１１６が処理炉２０２の下端を閉塞するときに、該閉塞動作を補助するシールサポートアーム４１が設けられている。シールサポートアーム４１は、サポートアーム旋回昇降機構４２（図３参照）により、水平方向の旋回動作や上下動作が可能である。

ウエハ２００が装填されたカセット１００は、図示しない外部搬送装置からカセットステージ１０５に搬入される。さらに、カセット１００は、カセット搬送機１１５により、カセットステージ１０５からカセット棚１０９または予備カセット棚１１０に搬送される。カセット棚１０９には、ウエハ移載機１１２の搬送対象となるカセット１００が収納される移載棚１２３がある。ボート２１７に対してウエハ２００が移載されるカセット１００は、カセット搬送機１１５により移載棚１２３に移載される。カセット１００が移載棚１２３に移載されると、ウエハ移載機１１２により、移載棚１２３から降下状態のボート２１７に、ウエハ２００を移載する。

ボート２１７に所定枚数のウエハ２００が移載されると、ボートエレベータ１２１により、ボート２１７が処理炉２０２内に挿入され、シールキャップ２１９により、処理炉２０２が気密に閉塞される。このとき、シールキャップ２１９に対して閉塞力を補助するシールサポートアーム４１が、サポートアーム旋回昇降機構４２（図３参照）により、処理炉２０２の直下へ旋回して移動した後、上昇して、シールキャップ２１９を下方から押圧し、処理炉２０２の閉塞動作を補助する。気密に閉塞された処理炉２０２内では、ウエハ２００が加熱されると共に、処理ガスが処理炉２０２内に供給され、ウエハ２００に加熱等の処理がなされる。
ウエハ２００の処理が完了すると、上記した動作の逆の手順により、ボート２１７が処理炉２０２内から搬出される。ウエハ２００は、ウエハ移載機１１２により、ボート２１７から移載棚１２３のカセット１００に移載され、カセット１００は、カセット搬送機１１５により、移載棚１２３からカセットステージ１０５に移載され、図示しない外部搬送装置により、筐体１０１の外部に搬出される。
ボート２１７が降下状態において、炉口シャッタ１１６は、処理炉２０２の下端を気密に閉塞し、外気が処理炉２０２内に巻き込まれるのを防止する。このとき、炉口シャッタ１１６に対して閉塞力を補助するシールサポートアーム４１が、サポートアーム旋回昇降機構４２（図３参照）により、処理炉２０２の直下へ旋回して移動した後、上昇して、炉口シャッタ１１６を下方から押圧し、処理炉２０２の閉塞動作を補助する。

［処理炉］
図１、図２に示されているように、本実施形態に係る基板処理装置１０は、処理炉２０２を備えており、処理炉２０２は、略円筒形状の石英製の反応管２０３を備えている。反応管２０３は、基板（本例ではウエハ２００）を収容し、加熱処理する反応容器である。反応管２０３は、加熱部（本例では抵抗ヒータ２０７）の内側に設けられている。反応管２０３は、その下端開口をシールキャップ２１９により、気密部材（本例ではＯリング２２０）を介して気密に閉塞される。
ヒータ２０７、反応管２０３およびシールキャップ２１９により、処理炉２０２が形成されている。また、反応管２０３、及びシールキャップ２１９により、基板処理室２０１が形成されている。シールキャップ２１９の上には、基板保持部材（ボート２１７）が、石英キャップ２１８を介して立設されている。石英キャップ２１８は、ボート２１７を保持する保持体である。ボート２１７は、処理炉２０２内に、処理炉２０２の下端開口から挿入される。ボート２１７には、バッチ処理される複数のウエハ２００が、それぞれ水平姿勢で管軸方向（垂直方向）に多段に積載される。ヒータ２０７は、処理炉２０２に挿入されたウエハ２００を、所定の温度に加熱する。

［ガス供給系］
図２に示すように、本実施例においては、処理室２０１へは複数種類、ここでは１種類の処理ガスが供給される。処理ガス供給管２３２には、上流側から順に、処理ガス供給源２４０と、流量制御装置として用いられるマスフローコントローラ２４１と、開閉装置として用いられるバルブ２４３とが設けられている。処理ガス供給源２４０からの原料ガスとしての処理ガスが、マスフローコントローラ２４１、及びバルブ２４３、ノズル２３３を介し、処理室２０１内に供給される。

［ボート］
反応管２０３内の中央部には、複数枚のウエハ２００を多段に同一間隔で載置するボート２１７が設けられており、このボート２１７はボートエレベータ１２１（図１参照）により反応管２０３に出入りできるようになっている。また処理の均一性を向上する為にボート２１７を回転するための回転装置（回転手段）であるボート回転機構２６７が設けてあり、このボート回転機構２６７によって石英キャップ２１８に保持されたボート２１７を回転するようになっている。

［排気部］
基板処理室２０１には、基板処理室２０１内のガスを排気するガス排気管２３１の一端が接続されている。ガス排気管２３１の他端は、真空ポンプ２４６（排気装置）にＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ２５５を介して接続されている。基板処理室２０１内は、真空ポンプ２４６によって排気される。
なお、ＡＰＣバルブ２５５は、弁の開閉により基板処理室２０１の排気および排気停止を行なうことができる開閉弁であり、かつまた、弁開度の調節により圧力を調整することができる圧力調整弁である。

［制御部］
コントローラ２８０（制御部）は、マスフローコントローラ２４１、バルブ２４３、ＡＰＣバルブ２５５、ヒータ２０７、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、ボートエレベータ１２１等、基板処理装置１０の各構成部に電気的に接続されている。
コントローラ２８０は、マスフローコントローラ２４１の流量調整、バルブ２４３の開閉動作、ＡＰＣバルブ２５５の開閉および圧力調整動作、ヒータ２０７の温度調節、真空ポンプ２４６の起動・停止、ボート回転機構２６７の回転速度調節、ボートエレベータ１２１の昇降動作制御等、基板処理装置１０の各構成部の制御を行う。
以上のように構成された基板処理装置１０において、ボート２１７に積載したウエハ２００に、半導体デバイスの製造工程の一つである、熱処理がなされる。

［シールキャップによる処理炉の閉塞動作］
次に、シールキャップ２１９による処理炉２０２の閉塞動作について、図３を用いて詳しく説明する。図３は、本発明の実施例に係るシールキャップ２１９によるシール時の動作を説明する垂直断面図である。図３において、略直方体形状のシールキャップアーム６１は、水平方向に延在し、略円盤形状のシールキャップ２１９を動かすための可動部材であり、その一端はボートエレベータ１２１に上下動可能に取り付けられ、他端はシールキャップベース６２に固定して取り付けられている。シールキャップベース６２とシールキャップ２１９は、複数のばね６３により結合されている。ばね６３は、上下方向に伸縮可能なコイルばね等により構成される。処理室２０１の下端部には、断面が円形のＯリング２２０が設けられている。シールサポートアーム４１は、その一端がサポートアーム旋回昇降機構４２に取付られており、旋回、昇降可能となっている。
本実施例では、シールキャップ２１９、ばね６３、シールキャップベース６２により、第１の蓋体が構成され、ボートエレベータ１２１、シールキャップアーム６１により、第１の開閉機構が構成され、シールキャップアーム６１により第１の可動部材が構成され、シールサポートアーム４１、サポートアーム旋回昇降機構４２により、第１の閉塞補助機構が構成され、ボートエレベータ１２１により第１の上下動機構（昇降機構）が構成される。シールサポートアーム４１は、略前記第１の蓋体の高さまで上昇して、前記第１の蓋体に上昇方向の力を与える押圧部である。サポートアーム旋回昇降機構４２は、上昇動作により前記第１の開閉機構の閉塞力を補助するものであり、また、水平方向の旋回動作を行う。

処理室２０１内をシールキャップ２１９により閉塞するときの動作は次のとおりである。ボートエレベータ１２１によってシールキャップアーム６１を上昇させることにより、シールキャップベース６２が上昇し、ばね６３を介してシールキャップ２１９を上昇させ、シールキャップ２１９により処理室２０１の下端部が閉塞される。さらに、シールキャップアーム６１を上昇させるとともに、シールサポートアーム４１をサポートアーム旋回昇降機構４２によって、シールキャップ２１９の直下（補助動作位置）へ水平方向に旋回させた後、上昇させて、ばね６３のばね力により、シールキャップ２１９を処理室２０１の下端部に押圧する。これにより、図３（ｂ）に示すように、Ｏリング２２０が全周に亘って変形して潰れ、処理室２０１内を気密にシール（密閉）することができる。

図３（ａ）は、シールキャップ２１９をシールキャップアーム６１のみにより、処理室２０１の下端部に押圧したときの状態を示す。シールキャップ２１９上に載置されるウエハやボートの重量により、シールキャップアーム６１が撓み、シールキャップ２１９が傾いている。その結果、Ｏリング２２０が全周に亘って十分潰されておらず、処理室２０１内を十分に気密にシールできていない。図３（ａ）では、シールキャップアーム６１側のＯリング２２０は潰されているが、シールキャップアーム６１と反対側のＯリング２２０は潰されていない。
図３（ｂ）は、シールキャップ２１９をシールキャップアーム６１とシールサポートアーム４１の両者により、処理室２０１の下端部に押圧したときの状態を示す。シールサポートアーム４１により、シールキャップアーム６１の撓みが補正され、シールキャップ２１９が水平を保っている。その結果、Ｏリング２２０が全周に亘って十分潰されて、処理室２０１内を十分に気密にシールすることができる。

［炉口シャッタによる処理炉の閉塞動作］
次に、炉口シャッタ１１６による処理炉２０２の閉塞動作について、図４を用いて詳しく説明する。図４は、本発明の実施例に係る炉口シャッタ１１６によるシール時の動作を説明する垂直断面図である。図４において、略直方体形状の炉口シャッタアーム６５は、水平方向に延在し、略円盤形状の炉口シャッタ１１６を動かすための可動部材であり、その一端は炉口シャッタ旋回昇降機構６８に上下動可能に取り付けられ、他端は炉口シャッタベース６６に固定して取り付けられている。炉口シャッタベース６６と炉口シャッタ１１６は、複数のばね６７により結合されている。ばね６７は、上下方向に伸縮可能なコイルばね等により構成される。処理室２０１の下端部には、断面が円形のＯリング２２０が設けられている。シールサポートアーム４１は、その一端がサポートアーム旋回昇降機構４２に取付られており、旋回、昇降可能となっている。
本実施例では、炉口シャッタ１１６、ばね６７、炉口シャッタベース６６により、第２の蓋体が構成され、炉口シャッタ旋回昇降機構６８、炉口シャッタアーム６５により、第２の開閉機構が構成され、炉口シャッタアーム６５により第２の可動部材が構成され、シールサポートアーム４１、サポートアーム旋回昇降機構４２により、第２の閉塞補助機構が構成され、炉口シャッタ旋回昇降機構６８により第２の上下動機構（昇降機構）が構成される。シールサポートアーム４１は、略前記第２の蓋体の高さまで上昇して、前記第２の蓋体に上昇方向の力を与える押圧部である。サポートアーム旋回昇降機構４２は、上昇動作により前記第２の開閉機構の閉塞力を補助するものであり、また、水平方向の旋回動作を行う。
このように本実施例では、第１の閉塞補助機構と第２の閉塞補助機構は同一の機構を共用している。

処理室２０１内を炉口シャッタ１１６により閉塞するときの動作は次のとおりである。炉口シャッタ旋回昇降機構６８によって、炉口シャッタアーム６５を処理室２０１の直下まで水平に旋回させ上昇させる。これにより、炉口シャッタベース６６が上昇し、ばね６７を介して炉口シャッタ１１６を上昇させ、炉口シャッタ１１６により処理室２０１の下端部が閉塞される。さらに、炉口シャッタアーム６５を上昇させるとともに、シールサポートアーム４１をサポートアーム旋回昇降機構４２によって炉口シャッタ１１６の直下へ旋回させた後、上昇させて、ばね６７のばね力により、炉口シャッタ１１６を処理室２０１の下端部に押圧する。これにより、図４（ｂ）に示すように、Ｏリング２２０が全周に亘って変形して潰れ、処理室２０１内を気密にシール（密閉）することができる。

図４（ａ）は、炉口シャッタ１１６を炉口シャッタアーム６５のみにより、処理室２０１の下端部に押圧したときの状態を示す。処理室２０１内の圧力等により、炉口シャッタアーム６５が撓み、炉口シャッタ１１６が傾いている。その結果、Ｏリング２２０が全周に亘って十分潰されておらず、処理室２０１内を十分に気密にシールできていない。図４（ａ）では、炉口シャッタアーム６５側のＯリング２２０は潰されているが、炉口シャッタアーム６５と反対側のＯリング２２０は潰されていない。
図４（ｂ）は、炉口シャッタ１１６を炉口シャッタアーム６５とシールサポートアーム４１の両者により、処理室２０１の下端部に押圧したときの状態を示す。シールサポートアーム４１により、炉口シャッタアーム６５の撓みが補正され、炉口シャッタ１１６が水平を保っている。その結果、Ｏリング２２０が全周に亘って十分潰されて、処理室２０１内を十分に気密にシールすることができる。なお、図４（ｂ）のように、シールサポートアーム４１が、炉口シャッタアーム６５に対して上方向の力を加えてもよいし、あるいは、シールサポートアーム４１が、直接、炉口シャッタベース６６に対して上方向の力を加えてもよい。

［閉塞補助機構の動作説明］
次に、閉塞補助機構の動作について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施例に係る閉塞補助機構の動作説明図である。図５において、上半分のＡ部は本装置１０を上側からみた平面図、下半分のＢ部は横側からみた図である。図５は簡略化した図であり、シールキャップ２１９、シールキャップベース６２、炉口シャッタベース６６等は省略している。
図５（ａ）は、ボートＵＰ時、すなわちボート２１７を処理室２０１内に搬入する前の状態を示す。ボートＵＰ時において、シールサポートアーム４１及び炉口シャッタ１１６は、それぞれ待機位置にある。
図５（ｂ）は、シールキャップ２１９によるシール時、すなわちボート２１７を処理室２０１内に搬入した後の状態を示す。このとき、シールサポートアーム４１がシール位置、つまりシールキャップ２１９の位置まで旋回した後、上昇することにより、シールキャップ２１９を、シールキャップアーム６１とともに支え、処理室２０１の下端部に押圧している。このように、シールサポートアーム４１が、シールキャップ２１９のボートエレベータ１２１と反対側の位置を押し上げるようにすると、より、全周に亘って均等にＯリング２２０を潰し、十分なシールをすることが可能となる。
図５（ｃ）は、ボートＤＯＷＮ時、すなわちボート２１７を処理室２０１内から搬出した後、炉口シャッタ１１６が閉じられる前の状態を示す。このとき、ボートＤＯＷＮ開始前に、シールサポートアーム４１が旋回して待機位置に戻っている。

図５（ｄ）は、シャッタ閉時、すなわちボート２１７を処理室２０１内から搬出し、炉口シャッタ１１６が閉じられた後、シールサポートアーム４１によりシールが補助される前の状態を示す。このとき、ボートＤＯＷＮ完了後に炉口シャッタ１１６が旋回し、Ｏリング２２０を介して、処理室２０１をシールする。しかし、炉口シャッタアーム６５だけで炉口シャッタ１１６を支えているので、炉口シャッタアーム６５が撓み、十分なシールができない。
図５（ｅ）は、シャッタシール時、すなわち炉口シャッタ１１６が閉じられ、シールサポートアーム４１によりシールが補助された後の状態を示す。このとき、シールサポートアーム４１がシール位置、つまり炉口シャッタ１１６の位置まで水平に旋回した後、上昇することにより、炉口シャッタ１１６を、炉口シャッタアーム６５とともに支え、処理室２０１の下端部に押圧している。このように、シールサポートアーム４１が、炉口シャッタ１１６の炉口シャッタ旋回昇降機構６８と反対側の位置を押し上げるようにすると、より、全周に亘って均等にＯリング２２０を潰し、十分なシールをすることが可能となる。

このように、本実施例では、炉口シャッタ１１６によるシール時と、シールキャップ２１９によるシール時に、同一の閉塞補助機構であるシールサポートアーム４１を用いて、シールを行っているが、別々の閉塞補助機構を用いることもできる。また、シールサポートアーム４１の旋回上昇機構４２と、炉口シャッタの旋回上昇機構６８を共通の構造としてもよく、このようにすると、両機構の使用部品を共通化することができる。また、本実施例では、閉塞補助機構を、炉口シャッタ１１６のように旋回と昇降が可能となるよう構成したが、ボートエレベータ１２１のように旋回せず昇降のみが可能となるよう構成することもできる。

図７は、本発明の実施例に係る筐体内の空気の流れを示す図である。図７において、矢印は、空気の流れを示す。図７に示すように、本実施例においては、筐体内の空気を筐体外に排気する排気口７２と７３が、筐体の背面部隅に設けられる。そして、クリーンエアを筐体内に供給するクリーンユニット７１と、一方の排気口７２との間であって、クリーンユニット７１と排気口７２を結ぶ直線上に、シールサポートアーム４１が配置される。また、クリーンユニット７１と、他方の排気口７３との間であって、クリーンユニット７１と排気口７３を結ぶ直線上に、炉口シャッタ１１６が配置される。そして、クリーンユニット７１とシールサポートアーム４１を結ぶ直線と、クリーンユニット７１と炉口シャッタ１１６を結ぶ直線との間に、クリーンユニット７１とボート２１７を結ぶ直線が位置するように、ボート２１７が配置されている。したがって、基板を搭載しているボート２１７の風上に、パーティクルを発生させる恐れのある機構部である、シールサポートアーム４１、又は炉口シャッタ１１６が位置することがない。

次に、シールサポートアーム４１から、冷却ガスを出す場合の変形例を、図８を用いて説明する。図８は、本発明の実施例に係るシールサポートアーム４１から、冷却ガスを出す場合の変形例の説明図である。図８（ａ）と図８（ｂ）は、ボートＤＯＷＮ開始時、すなわちボート２１７を処理室２０１内から搬出し始めるときの状態である。図８（ａ）は、本装置１０を上側からみた平面図であり、図８（ｂ）は、横側からみた図である。図８（ｃ）は、ボートＤＯＷＮ中、すなわちボート２１７を処理室２０１内から搬出する途中の状態である。図８（ｄ）は、この変形例で使用されるシールサポートアーム４１を上方から見た平面図である。なお、図８は簡略化した図であり、シールキャップ２１９、シールキャップベース６２、炉口シャッタベース６６等は省略している。

図８（ｄ）に示すように、この変形例で使用されるシールサポートアーム４１は、ボートＤＯＷＮ時において、ボート２１７と干渉することがない形状にしており、この場合は、円弧状部分であるシールサポート部４４が、全円周の約１／４となる円弧状になるようにしている。また、シールサポート部４４の円弧状部分の一端が、棒状部４５の先端に設けられ、シールサポート部４４は炉口シャッタ１１６側に偏在して設けられている。このような形状により、シールサポートアーム４１は、ボートＤＯＷＮ時において、ボート２１７と干渉することがない。
シールサポートアーム４１内には、冷却ガスである例えば窒素ガスを運ぶ流通路が設けられており、該流通路は、ＭＦＣやバルブを介して窒素ガス供給源に接続されている。シールサポート部４４には、窒素ガスを噴出すガス噴出口が複数設けられており、該ガス噴出口からボート２１７に向けて、図８（ａ）の矢印に示すように、窒素ガスが噴出される。

ボートＤＯＷＮ時においては、まず、図５（ｂ）に示すシール状態から、シールサポートアーム４１が待機位置に旋回し、ボートＤＯＷＮを開始する。ボートＤＯＷＮ開始後、図８（ｂ）に示すように、シールキャップ２１９の位置がシールサポートアーム４１よりも下の位置まで下がると、図８（ａ）に示すように、シールサポートアーム４１がシール位置に旋回し、シールサポート部４４のガス噴出口から、窒素ガスを噴出し、ボート２１７に搭載した基板を冷却する。図８（ｃ）に示すように、ボートＤＯＷＮ中も、シールサポート部４４のガス噴出口から、窒素ガスを噴出す。
ボートＤＯＷＮ終了後は、シールサポートアーム４１は、図５（ｃ）に示す待機位置に旋回し、炉口シャッタ１１６が旋回して炉口を閉じると、再度、図５（ｅ）に示すシール位置に旋回し、シールサポートを行う。

以上説明した実施例では、特許文献１の閉塞補助装置のような、摩擦によるパーティクルの発生の恐れや、炉口シャッタが重くなるという問題や、閉塞補助装置が高温に晒されるという問題が軽減される。

なお、本発明は、前記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ことはいうまでもない。
また、前記実施例においては、縦型バッチ式熱処理装置を用いて説明したが、本発明は、横型装置等にも適用することができる。
また、前記実施例においては、ウエハに熱処理が施される場合について説明したが、処理対象は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。

本明細書には、次の発明が含まれる。すなわち、第１の発明は、
基板を搬入する開口部を有し、搬入した基板に対し処理を行う処理室と、
基板が処理室内にあるときに前記処理室の開口部を閉塞する第１の蓋体と、
前記第１の蓋体を開閉動作させる第１の開閉機構と、
基板が処理室内にないときに前記処理室の開口部を閉塞する第２の蓋体と、
前記第２の蓋体を開閉動作させる第２の開閉機構と、
前記第１の開閉機構の閉塞力を補助する第１の閉塞補助機構と、
前記第２の開閉機構の閉塞力を補助する第２の閉塞補助機構とを備える基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、基板が処理室内にあるとき、及び基板が処理室内にないときにおいて、処理室を十分に密閉することができる。

第２の発明は、前記第１の発明において、
前記第１の閉塞補助機構と第２の閉塞補助機構が同一の閉塞補助機構である基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、第１の閉塞補助機構と第２の閉塞補助機構を共用することができるので、基板処理装置をより小型化することができ、よりコストを低減できる。

第３の発明は、前記第２の発明において、
前記閉塞補助機構が水平方向の旋回動作と垂直方向の進退動作を行う基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、閉塞補助機構を製作することが容易となる。

第４の発明は、前記第３の発明において、
前記閉塞補助機構は、待機位置と補助動作位置との間で旋回動作するものであり、処理室を閉塞する場合は、待機位置から補助動作位置に旋回動作した後、上昇動作により閉塞補助を行い、処理室の閉塞を解除する場合は、下降動作した後、旋回動作により待機位置に戻る基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、閉塞補助機構を製作することが容易となる。

第５の発明は、前記第１の発明において、
前記第１の蓋体を開閉動作させる第１の開閉機構は、水平方向に延在する第１の可動部材を有し、該第１の可動部材の一端を前記第１の蓋体に取り付け、該第１の可動部材の他端を第１の上下動機構に取り付けるよう構成され、
前記第２の蓋体を開閉動作させる第２の開閉機構は、水平方向に延在する第２の可動部材を有し、該第２の可動部材の一端を前記第２の蓋体に取り付け、該第２の可動部材の他端を第２の上下動機構に取り付けるよう構成されている基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、第１の可動部材と第２の可動部材に生ずる撓みを、それぞれ第１の閉塞補助機構と第２の閉塞補助機構により補正することができる。

第６の発明は、前記第２の発明において、
前記閉塞補助機構が上下動機構を備え、該上下動機構の上昇動作により、前記第１の開閉機構及び前記第２の開閉機構の閉塞力を補助する閉塞補助機構である基板処理装置。

第７の発明は、前記第２の発明において、
前記閉塞補助機構が、前記第１の蓋体及び前記第２の蓋体に上昇方向の力を与える押圧部を備え、該押圧部が、略前記第１の蓋体の高さ、あるいは略前記第２の蓋体の高さまで上昇して、略前記第１の蓋体、あるいは略前記第２の蓋体に上昇方向の力を与える押圧部である基板処理装置。

第８の発明は、前記第２の発明において、
前記閉塞補助機構が、前記第１の蓋体及び前記第２の蓋体を、下方から押し上げる閉塞補助機構である基板処理装置。

第９の発明は、前記第６の発明において、
前記閉塞補助機構が、水平方向に旋回する水平旋回機構を備える閉塞補助機構である基板処理装置。

１０…基板処理装置、４１…シールサポートアーム、４２…サポートアーム旋回昇降機構、４４…シールサポート部、４５…棒状部、６１…シールキャップアーム、６２…シールキャップベース、６３…ばね、６５…炉口シャッタアーム、６６…炉口シャッタベース、６７…ばね、６８…炉口シャッタ旋回昇降機構、７１…クリーンユニット、７２…排気口、７３…排気口、１１６…炉口シャッタ、１２１…ボートエレベータ、２００…ウエハ、２０１…基板処理室、２０２…処理炉、２０３…反応管、２０７…ヒータ、２１７…ボート、２１８…石英キャップ、２１９…シールキャップ、２２０…Ｏリング、２３１…ガス排気管、２３２…処理ガス供給管、２３３…ノズル、２４０…処理ガス供給源、２４１…マスフローコントローラ、２４３…開閉バルブ、２４６…真空ポンプ、２５５…ＡＰＣバルブ、２６７…ボート回転機構、２８０…コントローラ。

Claims (4)

1. 基板を搬入する開口部を有し、搬入した前記基板に対し処理を行う処理室と、
   前記開口部を閉塞する蓋体と、
   前記蓋体を支持するアームが連結され、前記蓋体を開閉動作させる開閉機構と、
   前記蓋体を前記アームとは別の位置で支持し、前記アームの撓みを補正する閉塞補助機構とを備え、
   前記閉塞補助機構が上下動機構を備え、前記上下動機構の上昇動作により、前記蓋体を支持する基板処理装置。
2. 基板を基板保持具に移載する移載工程と、
   前記基板保持具を反応室の開口部から前記反応室内に搬送する搬送工程と、
   前記反応室の前記開口部を閉塞する蓋体を支持するアームと連結された開閉機構を動作させて前記開口部を閉塞し、上下動機構を備える閉塞補助機構の上昇動作により、前記アームとは別の位置で前記蓋体を支持し前記アームの撓みを補正する閉塞工程と、
   前記基板を処理する処理工程と、を有する基板処理方法。
3. 基板を基板保持具に移載する移載工程と、
   前記基板保持具を反応室の開口部から前記反応室内に搬送する搬送工程と、
   前記反応室の前記開口部を閉塞する蓋体を支持するアームと連結された開閉機構を動作させて前記開口部を閉塞し、上下動機構を備える閉塞補助機構の上昇動作により、前記アームとは別の位置で前記蓋体を支持し前記アームの撓みを補正する閉塞工程と、
   前記基板を処理する処理工程と、を有する半導体装置の製造方法。
4. 反応室の開口部を閉塞する蓋体を支持するアームと連結された開閉機構を動作させて前記開口部を閉塞する工程と、
   上下動機構を備える閉塞補助機構の上昇動作により、前記アームとは別の位置で前記蓋体を支持し前記アームの撓みを補正する工程と、
   を有する反応室の閉塞方法。

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