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特開2024-102748基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法及びプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024102748
(43)【公開日】2024-07-31
(54)【発明の名称】基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/31 20060101AFI20240724BHJP
H01L 21/22 20060101ALI20240724BHJP
H01L 21/324 20060101ALI20240724BHJP
【ＦＩ】
H01L21/31 B
H01L21/31 E
H01L21/22 511Q
H01L21/22 511A
H01L21/324 S
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023006849
(22)【出願日】2023-01-19
(71)【出願人】
【識別番号】318009126
【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】板谷 秀治
(72)【発明者】
【氏名】大橋 直史
【テーマコード（参考）】
5F045
【Ｆターム（参考）】
5F045AB33
5F045AC03
5F045AC12
5F045AC15
5F045BB08
5F045DP19
5F045DQ05
5F045EB08
5F045EF09
5F045EJ02
5F045EJ10
5F045EK06
5F045EM10
5F045EN05
(57)【要約】
【課題】基板の処理工程において、基板の余剰待機時間を少なくすることが可能な技術を提供する。
【解決手段】基板を加熱する処理を含む基板処理が可能な処理室と、基板を支持するボートと、前記ボートを支持するボート支持部を複数備え、該ボート支持部を公転可能な公転部と、前記公転部上方のエリアの内、前記処理室の下方に配された第一エリアと、加熱処理後の基板を待機可能な第二エリアと、隣接する搬送室との間で基板を移載可能な第三エリアと、を有する移載室と、前記第二エリアにおいて基板を冷却処理可能な冷却部と、前記処理室における基板の基板処理の終了時刻と前記第二エリアにおける基板の冷却処理の終了時刻との差に応じて、前記公転部により前記第二エリアから前記第三エリアに基板を公転させる公転動作を行う、又は前記処理室から前記第一エリアに基板を移動させる移動動作を行うよう制御可能な制御部と、を有する。
【選択図】図１
【解決手段】基板を加熱する処理を含む基板処理が可能な処理室と、基板を支持するボートと、前記ボートを支持するボート支持部を複数備え、該ボート支持部を公転可能な公転部と、前記公転部上方のエリアの内、前記処理室の下方に配された第一エリアと、加熱処理後の基板を待機可能な第二エリアと、隣接する搬送室との間で基板を移載可能な第三エリアと、を有する移載室と、前記第二エリアにおいて基板を冷却処理可能な冷却部と、前記処理室における基板の基板処理の終了時刻と前記第二エリアにおける基板の冷却処理の終了時刻との差に応じて、前記公転部により前記第二エリアから前記第三エリアに基板を公転させる公転動作を行う、又は前記処理室から前記第一エリアに基板を移動させる移動動作を行うよう制御可能な制御部と、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を加熱する処理を含む基板処理が可能な処理室と、
前記基板を支持するボートと、
前記ボートを支持するボート支持部を複数備え、前記ボート支持部を公転可能な公転部と、
前記公転部上方のエリアの内、前記処理室の下方に配された第一エリアと、加熱処理後の前記基板を待機可能な第二エリアと、隣接する搬送室との間で前記基板を移載可能な第三エリアと、を有する移載室と、
前記第二エリアにおいて前記基板を冷却処理可能な冷却部と、
前記処理室における前記基板の基板処理の終了時刻と、前記第二エリアにおける前記基板の冷却処理の終了時刻との差に応じて、前記公転部により、前記第二エリアから前記第三エリアに前記基板を公転させる公転動作を行う、又は前記処理室から前記第一エリアに前記基板を移動させる移動動作を行うよう制御可能な制御部と、
を有する基板処理装置。
前記基板を支持するボートと、
前記ボートを支持するボート支持部を複数備え、前記ボート支持部を公転可能な公転部と、
前記公転部上方のエリアの内、前記処理室の下方に配された第一エリアと、加熱処理後の前記基板を待機可能な第二エリアと、隣接する搬送室との間で前記基板を移載可能な第三エリアと、を有する移載室と、
前記第二エリアにおいて前記基板を冷却処理可能な冷却部と、
前記処理室における前記基板の基板処理の終了時刻と、前記第二エリアにおける前記基板の冷却処理の終了時刻との差に応じて、前記公転部により、前記第二エリアから前記第三エリアに前記基板を公転させる公転動作を行う、又は前記処理室から前記第一エリアに前記基板を移動させる移動動作を行うよう制御可能な制御部と、
を有する基板処理装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記冷却処理の終了時刻が前記基板処理の終了時刻よりも早い場合、前記公転動作を行うよう制御する
請求項１に記載の基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記第二エリアから前記第三エリアに移動するまでの時間が前記終了時刻の差よりも小さい場合、前記公転動作を行うよう制御する
請求項１に記載の基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記制御部は、新たに加熱処理する基板が存在しない場合に、前記公転動作を行うよう制御する
請求項１に記載の基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記冷却処理では、前記第二エリアに待機された前記基板に冷却ガスを供給するよう構成され、
前記制御部は、前記第二エリアに前記基板が待機していない場合、前記冷却ガスの供給量を、前記冷却処理時の供給量よりも少なくするよう制御する
請求項１に記載の基板処理装置。
前記制御部は、前記第二エリアに前記基板が待機していない場合、前記冷却ガスの供給量を、前記冷却処理時の供給量よりも少なくするよう制御する
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記処理室から前記第一エリアに移動された前記基板は、次に前記第二エリアに移動するよう構成される請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項7】
前記制御部は、前記基板が前記第二エリアに移動した後に、前記冷却部を稼働させるよう制御する
請求項６に記載の基板処理装置。
請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項8】
前記処理室を加熱する加熱部を更に備え、
前記制御部は、前記基板処理の終了時刻が前記冷却処理の終了時刻よりも早い或いは同等の場合、前記移動動作を行うよう制御する
請求項１に記載の基板処理装置。
前記制御部は、前記基板処理の終了時刻が前記冷却処理の終了時刻よりも早い或いは同等の場合、前記移動動作を行うよう制御する
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項9】
前記加熱部は抵抗加熱ヒータを備える請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項10】
前記基板処理は、
前記基板を前記処理室に搬入する搬入処理と、
前記処理室にて前記基板を加熱する加熱処理と、
前記加熱処理の後、前記基板を前記処理室から前記移載室に移動する準備を行う移動準備処理と、
を含む請求項８に記載の基板処理装置。
前記基板を前記処理室に搬入する搬入処理と、
前記処理室にて前記基板を加熱する加熱処理と、
前記加熱処理の後、前記基板を前記処理室から前記移載室に移動する準備を行う移動準備処理と、
を含む請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項11】
前記搬入処理は、前記処理室内が加熱された状態で行われる
請求項１０に記載の基板処理装置。
請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項12】
前記基板処理の終了時刻とは、前記移動準備処理が終了した時刻である
請求項１０に記載の基板処理装置。
請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項13】
前記基板処理における前記基板の加熱状態が、他ロットの基板処理における前記基板の加熱状態と実質同じとなるよう、前記基板処理の時間を設定可能とする
請求項１に記載の基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項14】
前記制御部は、前記移動動作の後に、前記冷却処理が継続している場合、前記第一エリアに基板を待機させるよう制御する
請求項１に記載の基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項15】
前記制御部は、前記移動動作の後に、前記第三エリアにて前記ボートに新たな基板の搭載が完了していない場合、基板処理済みの前記基板を前記第一エリアに待機させるよう制御する
請求項１に記載の基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項16】
前記制御部は、前記第三エリアに移動された前記ボートに新たな基板を搭載する間、基板処理済みの前記基板を前記第一エリアに待機させるよう制御する
請求項１に記載の基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項17】
前記制御部は、前記基板を加熱処理する時間のうち、少なくとも一部の時間においては、前記第一エリアに前記ボートを存在させないよう制御する
請求項１に記載の基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項18】
移載室中の第一エリアの上方に配された処理室にて、ボートに搭載された基板を加熱する処理を含む基板処理と、前記移載室中の第二エリアにてボートに搭載された基板を冷却する冷却処理とを行う工程と、
前記基板処理の終了時刻と、前記冷却処理の終了時刻との差に応じて、公転部により、前記第二エリアから、搬送室に隣接し、前記移載室中に配された第三エリアに前記基板を公転させる、又は前記処理室から前記第一エリアに前記基板を移動させる工程と、
を有する基板処理方法。
前記基板処理の終了時刻と、前記冷却処理の終了時刻との差に応じて、公転部により、前記第二エリアから、搬送室に隣接し、前記移載室中に配された第三エリアに前記基板を公転させる、又は前記処理室から前記第一エリアに前記基板を移動させる工程と、
を有する基板処理方法。
【請求項19】
請求項１８に記載の基板処理方法で基板を処理する半導体装置の製造方法。
【請求項20】
移載室中の第一エリアの上方に配された処理室にて、ボートに搭載された基板を加熱する処理を含む基板処理と、前記移載室中の第二エリアにてボートに搭載された基板を冷却する冷却処理とを行う手順と、
前記基板処理の終了時刻と、前記冷却処理の終了時刻との差に応じて、公転部により、前記第二エリアから、搬送室に隣接し、前記移載室中に配された第三エリアに前記基板を公転させる、又は前記処理室から前記第一エリアに前記基板を移動させる手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
前記基板処理の終了時刻と、前記冷却処理の終了時刻との差に応じて、公転部により、前記第二エリアから、搬送室に隣接し、前記移載室中に配された第三エリアに前記基板を公転させる、又は前記処理室から前記第一エリアに前記基板を移動させる手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の技術は、基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置の製造工程で用いられる基板処理装置の一態様としては、例えば移載室にて複数のボートを配置する装置が存在する（例えば特許文献１参照）。移載室に配置されるボートは、移載室上方の処理室へ移動し、加熱処理含む基板処理が行われ、その後、移載室に戻り冷却処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００７－２４２７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
処理室における基板の加熱処理を含む基板処理の終了時刻及び移載室における基板の冷却処理の終了時刻によっては、基板の余剰待機時間が多くなることが考えられる。
【0005】
本開示は、基板の処理工程において、基板の余剰待機時間を少なくすることが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様によれば、
基板を加熱する処理を含む基板処理が可能な処理室と、
前記基板を支持するボートと、
前記ボートを支持するボート支持部を複数備え、前記ボート支持部を公転可能な公転部と、
前記公転部上方のエリアの内、前記処理室の下方に配された第一エリアと、加熱処理後の前記基板を待機可能な第二エリアと、隣接する搬送室との間で前記基板を移載可能な第三エリアと、を有する移載室と、
前記第二エリアにおいて前記基板を冷却処理可能な冷却部と、
前記処理室における前記基板の基板処理の終了時刻と、前記第二エリアにおける前記基板の冷却処理の終了時刻との差に応じて、前記公転部により、前記第二エリアから前記第三エリアに前記基板を公転させる公転動作を行う、又は前記処理室から前記第一エリアに前記基板を移動させる移動動作を行うよう制御可能な制御部と、
を有する技術が提供される。
基板を加熱する処理を含む基板処理が可能な処理室と、
前記基板を支持するボートと、
前記ボートを支持するボート支持部を複数備え、前記ボート支持部を公転可能な公転部と、
前記公転部上方のエリアの内、前記処理室の下方に配された第一エリアと、加熱処理後の前記基板を待機可能な第二エリアと、隣接する搬送室との間で前記基板を移載可能な第三エリアと、を有する移載室と、
前記第二エリアにおいて前記基板を冷却処理可能な冷却部と、
前記処理室における前記基板の基板処理の終了時刻と、前記第二エリアにおける前記基板の冷却処理の終了時刻との差に応じて、前記公転部により、前記第二エリアから前記第三エリアに前記基板を公転させる公転動作を行う、又は前記処理室から前記第一エリアに前記基板を移動させる移動動作を行うよう制御可能な制御部と、
を有する技術が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、基板の処理工程において、基板の余剰待機時間を少なくすることが可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本開示の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成例を示す横断面図である。
【図2】本開示の一実施形態に係る基板処理装置の構成例を示す縦断面図である。
【図4】本開示の一実施形態に係る基板処理装置の制御部の構成を示す図である。
【図5A】本開示の一実施形態に係る基板処理装置における公転部の動作について説明する説明図である。
【図5B】本開示の一実施形態に係る基板処理装置における公転部の動作について説明する説明図である。
【図5C】本開示の一実施形態に係る基板処理装置における公転部の動作について説明する説明図である。
【図5D】本開示の一実施形態に係る基板処理装置における公転部の動作について説明する説明図である。
【図5E】本開示の一実施形態に係る基板処理装置における公転部の動作について説明する説明図である。
【図6A】本開示の一実施形態に係る基板処理装置における公転部の動作の他の例について説明する説明図である。
【図6B】本開示の一実施形態に係る基板処理装置における公転部の動作の他の例について説明する説明図である。
【図6C】本開示の一実施形態に係る基板処理装置における公転部の動作の他の例について説明する説明図である。
【図7】本開示の一実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、本開示に係る実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面上の各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面上の各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
【0010】
（１）基板処理装置の構成
本開示の一実施形態に係る基板処理装置の概要構成を、図１及び図２を用いて説明する。図１は本技術に係る基板処理装置の概略構成例を示す横断面図である。図２は、本開示の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成例を示す縦断面図であり、図１における矢印２Ｘ－２Ｘに沿った断面図でもある。
本開示の一実施形態に係る基板処理装置の概要構成を、図１及び図２を用いて説明する。図１は本技術に係る基板処理装置の概略構成例を示す横断面図である。図２は、本開示の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成例を示す縦断面図であり、図１における矢印２Ｘ－２Ｘに沿った断面図でもある。
【0011】
【0012】
＜搬送室１４０＞
搬送室１４０は、負圧下で基板Ｓを搬送する部屋である。搬送室１４０は筐体１４２によって構成される。なお、図示省略するが搬送室１４０には、室内を負圧下にするための真空装置が接続されている。この真空装置により搬送室１４０内が負圧に設定される。
搬送室１４０は、負圧下で基板Ｓを搬送する部屋である。搬送室１４０は筐体１４２によって構成される。なお、図示省略するが搬送室１４０には、室内を負圧下にするための真空装置が接続されている。この真空装置により搬送室１４０内が負圧に設定される。
【0013】
搬送室１４０は、リアクタ２００が有する移載室２７０と連通するように構成されている。具体的には、搬送室１４０は、移載室２７０を構成する筐体２７２に設けられた搬入搬出口１４４を通して連通する。搬入搬出口１４４は、基板Ｓを搬送室１４０から移載室２７０へ搬入したり、基板Ｓを移載室２７０から搬送室１４０へ搬出したりするための通路として用いられる。搬入搬出口１４４は、筐体２７２に取り付けられたゲートバルブ１４６によって開閉される。
【0014】
搬送室１４０には、負圧下で基板Ｓを移載（搬送）する搬送ロボット１５０が設置されている。搬送ロボット１５０は、エンドエフェクタを備えたアーム１５２を有する。搬送ロボット１５０は、昇降装置（図示省略）及び回転装置（図示省略）により搬送室１４０の気密性を維持した状態で昇降及び回転ができるように構成されている。
【0015】
搬送ロボット１５０は、リアクタ２００による処理を施す前の基板Ｓを搬送室１４０の外側の装置から受け取り、受け取った基板Ｓをリアクタ２００内の移載室２７０に搬入する。また、搬送ロボット１５０は、リアクタ２００による処理を施した後の基板Ｓを移載室２７０から搬出し、搬出した基板Ｓを搬送室１４０の外側の装置へ受け渡す。本実施形態では、リアクタ２００による処理を施す前の基板Ｓを未処理の基板Ｓという。また、リアクタ２００による処理（加熱処理及び冷却処理）を施した後の基板Ｓを処理済みの基板Ｓという。
【0016】
＜リアクタ２００＞
リアクタ２００は、基板Ｓを処理することが可能な装置である。リアクタ２００は、例えば、基板Ｓの表面に薄膜を形成する等の処理を行う装置である。
リアクタ２００は、基板Ｓを処理することが可能な装置である。リアクタ２００は、例えば、基板Ｓの表面に薄膜を形成する等の処理を行う装置である。
【0017】
リアクタ２００は、処理室２１０と、ボート２４０と、公転部２６０と、移載室２７０と、冷却部２９０と、コントローラ４００とを備える。なお、処理室２１０は移載室２７０よりも上方に位置する。なお、ここでいう上方とは、鉛直方向の上方を指す。また、下方という場合は、鉛直方向の下方を指す。また、本実施形態における鉛直方向は、基板処理装置１００の上下方向と同じ方向である。以下では、鉛直方向の上方及び下方を単に「上方」及び「下方」と省略して呼ぶ。
【0018】
（処理室２１０）
処理室２１０は、基板Ｓを加熱する処理を含む基板処理を施すことが可能な部屋である。この処理室２１０は、反応管２１２によって主に構成される。この反応管２１２の外周側には反応管２１２を介して処理室２１０を加熱する加熱部としてのヒータ２１４が配置される。ヒータ２１４は、反応管２１２の外周壁から離隔している。本実施形態では、ヒータ２１４として、抵抗加熱ヒータを用いている。なお、ヒータ２１４は、処理室２１０を加熱できれば、抵抗加熱ヒータ以外のヒータを用いてもよい。
処理室２１０は、基板Ｓを加熱する処理を含む基板処理を施すことが可能な部屋である。この処理室２１０は、反応管２１２によって主に構成される。この反応管２１２の外周側には反応管２１２を介して処理室２１０を加熱する加熱部としてのヒータ２１４が配置される。ヒータ２１４は、反応管２１２の外周壁から離隔している。本実施形態では、ヒータ２１４として、抵抗加熱ヒータを用いている。なお、ヒータ２１４は、処理室２１０を加熱できれば、抵抗加熱ヒータ以外のヒータを用いてもよい。
【0019】
反応管２１２の上端は閉塞されている。反応管２１２の下端には、反応管２１２の径方向内側へ張り出すフランジ部２１２ａが設けられている。フランジ部２１２ａの中心は開放されており、炉口２１２ｂを形成している。炉口２１２ｂを通してボート２４０が処理室２１０と移載室２７０との間を移動する。
【0020】
反応管２１２は、基板Ｓを支持するボート２４０を収容可能に構成されている。なお、反応管２１２の内部空間のうち、基板Ｓを支持するボート２４０が収納される領域を処理領域と呼び、処理領域を構成する区画を処理室２１０と呼ぶ。
【0021】
反応管２１２には、複数のノズル２２０が設けられている。これらのノズル２２０は、反応管２１２の周壁を貫通し、下方から上方へ向けて延在している。各々のノズル２２０には、ガス孔（図示省略）が延在方向に間隔をあけて複数設けられている。ノズル２２０のガス孔から供給されるガスは、処理室２１０においてボート２４０に支持された基板Ｓに供給される。
【0022】
ノズル２２０は、例えばガス種ごとに設けられる。本実施形態では、一例として二本のノズル２２０ａ、２２０ｂを用いている。各ノズル２２０は水平方向において重ならないように配置されている。
【0023】
図３Ａに示されるように、ノズル２２０ａには、第一ガス供給部２２２から第一ガスが供給される。すなわち、第一ガス供給部２２２は、ノズル２２０ａへ第一ガスを供給するように構成されている。第一ガス供給部２２２は、ガス供給管２２２ａと、第一ガス源２２２ｂと、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２２２ｃと、開閉弁であるバルブ２２２ｄとを備えている。ガス供給管２２２ａには、上流方向から順に、第一ガス源２２２ｂ、ＭＦＣ２２２ｃ、及びバルブ２２２ｄが設けられている。ガス供給管２２２ａはノズル２２０ａと連通するよう構成されている。
【0024】
第一ガス源２２２ｂは第一元素を含有する第一ガス（「第一元素含有ガス」とも呼ぶ。）源である。第一元素含有ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。ここで、第一元素は、例えばシリコン（Ｓｉ）である。具体的にはヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６、略称：ＨＣＤＳ）ガス、モノクロロシラン（ＳｉＨ３Ｃｌ、略称：ＭＣＳ）ガス、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＳ）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３、略称：ＴＣＳ）ガス、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４、略称：ＳＴＣ）ガス、オクタクロロトリシラン（Ｓｉ３Ｃｌ８、略称：ＯＣＴＳ）ガス等のＳｉ－Ｃｌ結合を含むクロロシラン原料ガスである。なお、第一ガス供給部２２２はシリコン含有ガス供給部ともいう。
【0025】
図３Ｂに示されるように、ノズル２２０ｂには、第二ガス供給部２２４から第二ガスが供給される。すなわち、第二ガス供給部２２４は、ノズル２２０ｂへ第二ガスを供給するように構成されている。第二ガス供給部２２４は、ガス供給管２２４ａと、第二ガス源２２４ｂと、ＭＦＣ２２４ｃと、バルブ２２４ｄとを備えている。ガス供給管２２４ａには、上流方向から順に、第二ガス源２２４ｂ、ＭＦＣ２２４ｃ、及びバルブ２２４ｄが設けられている。ガス供給管２２４ａはノズル２２０ｂと連通するよう構成されている。
【0026】
第二ガス源２２４ｂは第二元素を含有する第二ガス（以下、「第二元素含有ガス」とも呼ぶ。）源である。第二元素含有ガスは、処理ガスの一つである。なお、第二元素含有ガスは、反応ガス又は改質ガスとして考えてもよい。
【0027】
ここで、第二元素含有ガスは、第一元素と異なる第二元素を含有する。第二元素としては、例えば、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）のいずれか一つである。本実施形態では、第二元素含有ガスは、例えば窒素含有ガスである。具体的には、アンモニア（ＮＨ３）、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）ガス、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガス、Ｎ３Ｈ８ガス等のＮ－Ｈ結合を含む窒化水素系ガスである。なお、第二ガス供給部２２４は反応ガス供給部ともいう。
【0028】
本実施形態では、ノズル２２０の本数を二本としているが、本開示はこの構成に限定されない。ノズル２２０の本数は、基板処理の内容に合わせて三本以上に設定してもよい。
【0029】
図２に示されるように、反応管２１２には、排気部２３０が接続されている。排気部２３０は、反応管２１２内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気する装置である。排気部２３０は、排気管２３０ａと、バルブ２３０ｂと、圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２３０ｃと、真空ポンプ（図示省略）とを有する。排気管２３０ａは、反応管２１２内と連通している。この排気管２３０ａには、バルブ２３０ｂ及びバルブ２３０ｃを介して真空ポンプが接続されている。また、排気部２３０には、反応管２１２内の圧力を検出する機能を備える圧力検出部２３０ｄが設けられてもよい。なお、上述のガス供給部と排気部２３０との協働により反応管２１２内の圧力が調整される。圧力を調整する際には、例えば圧力検出部２３０ｄで検出した圧力値が所定の値になるよう調整してもよい。
【0030】
（ボート２４０）
ボート２４０は、基板Ｓを支持することが可能な支持具である。ボート２４０は、複数の基板Ｓを上下方向に間隔をあけて支持可能に構成されている。このボート２４０は、天板部２４２と、底板部２４４と、支持部２４６とを備えている。支持部２４６は、天板部２４２と底板部２４４との間に位置している。また、支持部２４６は、複数の基板Ｓを上下方向に間隔をあけて支持可能にする載置部（図示省略）を複数備えている。言い換えると、支持部２４６は、複数の載置部により複数の基板Ｓを上下方向に多段に支持することが可能である。
ボート２４０は、基板Ｓを支持することが可能な支持具である。ボート２４０は、複数の基板Ｓを上下方向に間隔をあけて支持可能に構成されている。このボート２４０は、天板部２４２と、底板部２４４と、支持部２４６とを備えている。支持部２４６は、天板部２４２と底板部２４４との間に位置している。また、支持部２４６は、複数の基板Ｓを上下方向に間隔をあけて支持可能にする載置部（図示省略）を複数備えている。言い換えると、支持部２４６は、複数の載置部により複数の基板Ｓを上下方向に多段に支持することが可能である。
【0031】
（公転部２６０）
図１に示されるように、公転部２６０は、ボート２４０を公転可能な装置である。公転部２６０は、ボート支持部２６２と、公転台２６４と、公転軸２６６と、公転機構２６８とを備えている。
図１に示されるように、公転部２６０は、ボート２４０を公転可能な装置である。公転部２６０は、ボート支持部２６２と、公転台２６４と、公転軸２６６と、公転機構２６８とを備えている。
【0032】
ボート支持部２６２は、ボート２４０を支持する部分である。ボート支持部２６２は、公転台２６４に複数設けられている。具体的には、公転台２６４の回転方向に間隔をあけて複数設けられている。本実施形態では一例として３つのボート支持部２６２が公転台２６４に設けられている。またボート支持部２６２は、回転軸２６２ａと、回転機構２６２ｂとを有している。回転軸２６２ａは、公転台２６４から上下方向に延びている。この回転軸２６２ａの上端部は、ボート２４０の底板部２４４に解除可能に接続される。底板部２４４が回転軸２６２ａの上端部に接続された状態で回転軸２６２ａが回転すると、ボート２４０が公転台２６４に対して回転する。例えば、搬送ロボット１５０による基板Ｓの移載時にボート２４０が回転することでボート２４０の向きを調整することが可能となる。回転機構２６２ｂは、公転台２６４に固定されており、回転軸２６２ａを回転可能に支持している。
【0033】
複数のボート支持部２６２は、公転台２６４の上面にそれぞれ設けられている。公転台２６４の中央部には公転軸２６６が接続されている。公転軸２６６の回転により、公転台２６４は回転する。公転台２６４の回転により、公転軸２６６を中心にボート支持部２６２が公転する。
【0034】
公転軸２６６は、公転台２６４に接続されている。この公転軸２６６は、上下方向に延びており、移載室２７０の底壁を貫通している。公転軸２６６は、公転機構２６８からの回転力によって公転台２６４を回転させてボート支持部２６２を公転させる。公転機構２６８は後述するコントローラ４００によって制御される。
【0035】
公転機構２６８は、移載室２７０の底壁下面に設けられており、公転軸２６６を回転可能に支持する。例えば、公転台２６４を公転移動させることで、ボート２４０を搬入搬出口１４４に隣接する位置から処理室２１０の下方に移動させたりする。具体的には、次のエリアに移動させる際、状況に応じて１２０度程度、ボートを公転させるよう、公転台２６４を回転させる。
【0036】
（移載室２７０）
図２に示されるように、移載室２７０は、搬送室１４０内の搬送ロボット１５０により搬入搬出口１４４を介して基板Ｓの移し替えが可能な部屋である。移載室２７０は、処理室２１０の下方に位置し、処理室２１０と連通するように構成されている。具体的には、移載室２７０を構成する筐体２７２の上部（天井部）に反応管２１２の下端部が接続されている。移載室２７０は、炉口２１２ｂを通して反応管２１２内と連通している。
図２に示されるように、移載室２７０は、搬送室１４０内の搬送ロボット１５０により搬入搬出口１４４を介して基板Ｓの移し替えが可能な部屋である。移載室２７０は、処理室２１０の下方に位置し、処理室２１０と連通するように構成されている。具体的には、移載室２７０を構成する筐体２７２の上部（天井部）に反応管２１２の下端部が接続されている。移載室２７０は、炉口２１２ｂを通して反応管２１２内と連通している。
【0037】
筐体２７２の側壁には、基板Ｓを搬入出するための搬入搬出口１４４が設けられている。搬入搬出口１４４は、ゲートバルブ１４６によって開閉される。移載室２７０では、搬入搬出口１４４を介して搬送ロボット１５０により基板Ｓをボート２４０に載置（搭載）したり、搬送ロボット１５０によりボート２４０から基板Ｓを取り出したりすることが行われる。
【0038】
移載室２７０には、ボートエレベータ２７４が設けられている。このボートエレベータ２７４は、ボート２４０を上昇及び下降可能な装置である。このボートエレベータ２７４は、ボート２４０を支持する蓋体２７６を有している。この蓋体２７６が上昇及び下降することでボート２４０が移載室２７０と処理室２１０との間を移動する。蓋体２７６は、炉口２１２ｂを閉塞する部材である。このため蓋体２７６の径は、炉口２１２ｂの径よりも大きくなるよう構成されている。なお、反応管２１２のフランジ部２１２ａの下面又は蓋体２７６の上面に封止部材としてのＯリングを設けてもよい。Ｏリングを設ける場合、ボート２４０を処理室２１０の所定位置にセットすると、フランジ部２１２ａと蓋体２７６との間でＯリングが押しつぶされて変形する。これにより反応管２１２内がより気密に保たれる。また蓋体２７６には、ヒータが設けられていてもよい。蓋体２７６にヒータを設けることによって、ボート２４０の下方に配置される基板Ｓの温度と上方に配置される基板Ｓの温度とを同等に維持可能となる。
【0039】
蓋体２７６上には、ボート２４０を支持するボート支持部２７８が設けられている。このボート支持部２７８は、回転軸２７８ａと、回転機構２７８ｂとを有している。回転軸２７８ａは上下方向に延びている。回転軸２７８ａの上端部にはボート２４０の底板部２４４が接続される。ボート２４０の底板部２４４が回転軸２７８ａの上端部に接続された状態で回転軸２７８ａが回転すると、ボート２４０が蓋体２７６に対して回転する。例えば、回転軸２７８ａの回転により処理室２１０内に収容したボート２４０が回転する。また蓋体２７６には回転機構２７８ｂが固定されている。回転機構２７８ｂは、回転軸２７８ａを回転可能に支持する。
【0040】
ボートエレベータ２７４は、蓋体２７６を下方に移動させて、回転軸２７８ａの上端部で公転部２６０上のボート支持部２６２からボート２４０を受け取る。ボートエレベータ２７４は、ボート２４０を受け取ると、蓋体２７６を上昇させる。そして、ボート２４０を処理室２１０へ収容する。また、ボートエレベータ２７４は、処理室２１０における基板Ｓの基板処理終了後、蓋体２７６を下降させて処理室２１０からボート２４０を取り出す。そして、蓋体２７６上の回転軸２７８ａから公転部２６０上のボート支持部２６２へボート２４０を受け渡す。
【0041】
移載室２７０には、排気部２８０が接続されている。排気部２８０は、移載室２７０内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気する装置である。排気部２８０は、排気管２８０ａと、バルブ２８０ｂと、ＡＰＣバルブ２８０ｃと、真空ポンプ（図示省略）とを有する。排気管２８０ａは、移載室２７０と連通している。この排気管２８０ａには、バルブ２８０ｂ及びバルブ２８０ｃを介して真空ポンプが接続されている。また、排気部２８０には、移載室２７０の圧力を検出する機能を備える圧力検出部２８０ｄを設けてもよい。
【0042】
図１に示されるように、移載室２７０は、公転部２６０上方のエリア内に、第一エリアＡ１と、第二エリアＡ２と、第三エリアＡ３と、を有している。なお、第一エリアＡ１及び第二エリアＡ２については、図２にも示されている。
【0043】
第一エリアＡ１は、公転部２６０とボートエレベータ２７４との間でボート２４０の移動を行うことが可能なエリアである。具体的には、第一エリアＡ１では、公転部２６０のボート支持部２６２とボートエレベータ２７４のボート支持部２７８との間でボート２４０の移動が行われる。この第一エリアＡ１は、処理室２１０の下方に配されている。また第一エリアＡ１内には、上方から見た場合に少なくとも炉口２１２ｂが含まれる。
【0044】
第二エリアＡ２は、加熱処理後の基板Ｓを待機させることが可能なエリアである。また、第二エリアＡ２は、加熱処理後の基板Ｓを冷却処理させることも可能なエリアである。具体的には、第二エリアＡ２では、加熱処理後の基板Ｓに向けて冷却部２９０から不活性ガスが送られる。これにより加熱処理後の基板Ｓが冷却される。第二エリアＡ２は、公転部２６０が時計回り（右回り）に回転する場合に、第一エリアＡ１の回転方向下流に配される。
【0045】
第三エリアＡ３は、搬送室１４０と隣接しており、搬送室１４０との間で基板Ｓを移載させることが可能なエリアである。具体的には、搬送ロボット１５０は、第三エリアＡ３に位置するボート２４０に対して未処理の基板Ｓを受け渡したり、第三エリアＡ３に位置するボート２４０から処理済みの基板Ｓを受け取ったりする。このようにして第三エリアＡ３と搬送室１４０との間で基板Ｓが移載される。第三エリアＡ３においては、ボート２４０は搬入搬出口１４４と対向する位置に配され、搬送ロボット１５０が基板Ｓを移載可能に構成さている。
【0046】
本実施形態では、図１に示されるように、便宜上第一エリアＡ１と第二エリアＡ２と第三エリアＡ３を、それぞれ公転部２６０の回転軸を中心とした等角度（１２０度）のエリアとしている。すなわち、第一エリアＡ１と第二エリアＡ２と第三エリアＡ３の大きさがそれぞれ同じ大きさに設定されている。本開示はこの構成に限定されない。各エリアの大きさは適宜設定してもよい。また第一エリアＡ１と第二エリアＡ２と第三エリアＡ３とは別のエリアを新たに設定してもよい。
【0047】
（冷却部２９０）
図１に示されるように、冷却部２９０は、加熱処理後の基板Ｓを冷却処理可能な装置である。本実施形態では、冷却部２９０から不活性ガスを基板Ｓへ送り、基板Ｓを冷却する。
図１に示されるように、冷却部２９０は、加熱処理後の基板Ｓを冷却処理可能な装置である。本実施形態では、冷却部２９０から不活性ガスを基板Ｓへ送り、基板Ｓを冷却する。
【0048】
冷却部２９０は、移載室２７０に配置されている。具体的には、冷却部２９０は、公転部２６０の公転台２６４上に公転台２６４の回転方向に間隔をあけて複数配置されている。本実施形態では一例として、公転部２６０の３つのボート支持部２６２の近傍に３つの冷却部２９０がそれぞれ配置されている。冷却部２９０は、ボート支持部２６２に支持されたボート２４０へ向けて不活性ガスを供給するように構成されている。各冷却部２９０にはガス孔が設けられており、各冷却部２９０に送られる不活性ガスがガス孔を通してボート２４０が支持する基板Ｓへ送られる。
【0049】
図３Ｃに示されるように、各々の冷却部２９０には、第三ガス供給部２９１より不活性ガスが供給される。第三ガス供給部２９１は、ガス供給管２９２ａ、２９２ｂ、２９２ｃと、第三ガス源２９４と、ＭＦＣ２９６ａ、２９６ｂ、２９６ｃと、バルブ２９８ａ、２９８ｂ、２９８ｃとを備えている。ガス供給管２９２ａには、上流方向から順に、第三ガス源２９４、ＭＦＣ２９６ａ及びバルブ２９８ａが設けられている。ガス供給管２９２ａは、３つの冷却部２９０のうちの冷却部２９０ａと連通するよう構成されている。ガス供給管２９２ｂには、上流方向から順に、第三ガス源２９４、ＭＦＣ２９６ｂ及びバルブ２９８ｂが設けられている。ガス供給管２９２ｂは、３つの冷却部２９０のうちの冷却部２９０ｂと連通するよう構成されている。ガス供給管２９２ｃには、上流方向から順に、第三ガス源２９４、ＭＦＣ２９６ｃ及びバルブ２９８ｃが設けられている。ガス供給管２９２ｃは、３つの冷却部２９０のうちの冷却部２９０ｃと連通するよう構成されている。第三ガス源２９４から供給される不活性ガスとしては、例えば窒素（Ｎ２）ガス等が挙げられる。
【0050】
【0051】
制御部（制御手段）であるコントローラ４００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０２、記憶装置としての記憶部４０３、Ｉ／Ｏポート４０４を備えたコンピュータとして構成される。ＲＡＭ４０２、記憶部４０３、Ｉ／Ｏポート４０４は、内部バス４０５を介して、ＣＰＵ４０１とデータ交換可能なように構成される。基板処理装置１００内のデータの送受信は、ＣＰＵ４０１が有する機能の一つである送受信指示部４０６の指示により行われる。また基板処理装置１００における演算は、ＣＰＵ４０１が有する機能の一つである算出部４０７により行われる。また基板処理装置１００における各動作の選択は、ＣＰＵ４０１が有する機能の一つである処理選択部４０８による選択により行われる。また基板処理装置１００における各動作の設定は、ＣＰＵ４０１が有する機能の一つである処理設定部４０９による選択により行われる。
【0052】
ＣＰＵ４０１は、記憶部４０３からの制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置４２３からの操作コマンドの入力等に応じて記憶部４０３からプロセスレシピを読み出すように構成される。そして、ＣＰＵ４０１は、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、例えばゲートバルブ１４６の開閉動作、各ポンプのオンオフ制御、ＭＦＣの流量調整動作、バルブの開閉動作等を制御可能に構成される。
【0053】
記憶部４０３は、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成される。記憶部４０３内には、基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ等で構成されるレシピ４１０や、基板処理装置の動作を制御する制御プログラム４１１や、基板処理の種別が記憶された処理種別情報テーブル４１２や、基板処理の履歴が記録される処理履歴テーブル４１３等が読み出し可能に格納される。
【0054】
なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ４００に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。
【0055】
以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、又は、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ４０２は、ＣＰＵ４０１によって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成される。
【0056】
Ｉ／Ｏポート４０４は、ゲートバルブ１４６、各圧力調整器、各ポンプ、ヒータ制御部等の各構成に接続される。さらに、上位装置４２０にネットワークを介して接続されるネットワーク送受信部４２１が設けられる。
【0057】
なお、コントローラ４００は、上述のプログラムを格納した外部記憶装置４２２を用いてコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本技術に係るコントローラ４００を構成することができる。なお、外部記憶装置４２２としては、例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、並びに、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリが挙げられる。また、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置４２２を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置４２２を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶部４０３や外部記憶装置４２２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において、記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶部４０３単体のみを含む場合、外部記憶装置４２２単体のみを含む場合、又は、その両方を含む場合がある。
【0058】
次にコントローラ４００による移載室２７０における基板Ｓの搬送動作について説明する。
【0059】
コントローラ４００は、処理室２１０における基板Ｓの基板処理の終了時刻と、第二エリアＡ２における基板Ｓの冷却処理の終了時刻との差に応じて、公転部２６０により、第二エリアＡ２から第三エリアＡ３に基板Ｓを公転させる公転動作を行う、又は処理室２１０から第一エリアＡ１に基板を移動させる移動動作を行うよう制御することが可能である。ここで、第二エリアＡ２から第三エリアＡ３に基板Ｓを公転させる公転動作とは、公転部２６０の公転により、第二エリアＡ２において冷却処理が終了した基板Ｓを第三エリアＡ３に移動させる動作をいう。また、処理室２１０から第一エリアＡ１に基板を移動させる動作とは、処理室２１０において加熱処理を含む基板処理が終了した基板Ｓを第一エリアＡ１に移動させる動作をいう。処理室２１０から第一エリアＡ１に移動された基板Ｓは、次に第二エリアＡ２に移動するよう構成されている。すなわち、コントローラ４００は、処理室２１０から第一エリアＡ１に移動された基板Ｓを第二エリアＡ２に移動させる。
【0060】
なお、基板処理とは、基板Ｓを処理室２１０に搬入する搬入処理と、処理室２１０にて基板Ｓを加熱する加熱処理と、基板Ｓの加熱処理の後、基板Ｓを処理室２１０から移載室２７０に移動する準備を行う移動準備処理と、を含む処理である。すなわち、基板Ｓの基板処理の終了時刻とは、移動準備処理が完了した時刻である。また移動準備処理とは、例えば、を処理室２１０から移載室２７０へ移動するにあたり、反応管２１２内の圧力を移載室２７０の圧力に近づける処理等を指す。搬入処理は、処理室２１０内が加熱された状態で行われる。すなわち、第一エリアＡ１から送られる基板Ｓは、加熱された処理室２１０内に収容される。
【0061】
本実施形態では、コントローラ４００は、冷却処理の終了時刻が基板処理の終了時刻よりも早い場合、処理室２１０から基板Ｓを搬出することなく、公転動作を行うよう制御する。特に、基板Ｓが第二エリアＡ２から第三エリアＡ３に移動するまでの時間が基板処理の終了時刻と冷却処理の終了時刻との差よりも小さい場合、公転動作を行うよう制御する。
【0062】
また、コントローラ４００は、新たに加熱処理する基板Ｓが存在しない場合に、公転動作を行うよう制御する。
【0063】
加熱処理された基板Ｓは第二エリアＡ２において、冷却部２９０から送られる不活性ガスにより冷却される。具体的には、処理室２１０から取り出された基板Ｓは第二エリアＡ２で待機状態となり、冷却部２９０からの不活性ガスにより冷却される。ここで、コントローラ４００は、第二エリアＡ２に基板Ｓが待機していない場合、冷却ガスの供給量を、冷却処理時の供給量よりも少なくするよう制御する。具体的には、コントローラ４００は、は、第二エリアＡ２に加熱処理済みの基板Ｓがある場合、第二エリアＡ２において冷却部２９０から基板Ｓへ送られる不活性ガスの供給量を増大させる。第二エリアＡ２における不活性ガスの供給量は、第三ガス源２９４で生成される不活性ガスの量を増大させてもよい。また、第二エリアＡ２に位置しない冷却部２９０から供給される不活性ガスの供給量を低減して第二エリアＡ２における不活性ガスの供給量を増大させてもよい。
【0064】
また、コントローラ４００は、基板Ｓが第二エリアＡ２に移動した後に、冷却部２９０を稼働させるよう制御してもよい。すなわち、コントローラ４００は、第二エリアＡ２に基板Ｓが存在しない場合に冷却部２９０を停止させおき、第二エリアＡ２に基板Ｓが存在する場合に冷却部２９０を稼働させるように制御してもよい。
【0065】
本実施形態では、コントローラ４００は、基板処理の終了時刻が冷却処理の終了時刻よりも早い或いは同等の場合、移動動作を行うよう制御する。言い換えると、冷却処理の終了時刻が基板処理の終了時刻よりも遅い場合、又は冷却処理の終了時刻と基板処理の終了時刻が実質同じ場合に移動動作を行うよう制御する。
【0066】
コントローラ４００は、基板処理における基板Ｓの加熱状態が、他ロットの基板処理における基板Ｓの加熱状態と実質同じとなるよう、基板処理の時間を設定可能としてもよい。実質同じとは、例えば±１０℃程度の範囲をいう。
【0067】
コントローラ４００は、移動動作の後に、第二エリアＡ２において冷却処理が継続している場合、基板処理済みの基板Ｓを第一エリアＡ１に待機させるよう制御してもよい。
【0068】
またコントローラ４００は、移動動作の後に、第三エリアＡ３にてボート２４０に新たな基板Ｓの搭載が完了していない場合、第一エリアＡ１に冷却処理済みの基板Ｓを待機させるよう制御してもよい。さらにコントローラ４００は、第三エリアＡ３に移動されたボート２４０に新たな基板Ｓを搭載する間、基板処理済みの基板Ｓを第一エリアＡ１に待機させるよう制御してもよい。
【0069】
またコントローラ４００は、基板Ｓを加熱処理する時間のうち、少なくとも一部の時間においては、第一エリアＡ１にボート２４０を存在させないよう制御してもよい。
【0070】
（２）基板処理工程
次に図５Ａ～図５Ｅ及び図７を用いて基板処理工程を説明する。基板処理装置の一工程として、上述した構成の基板処理装置１００を用いて基板Ｓを処理する工程について説明する。なお、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４００により制御される。
次に図５Ａ～図５Ｅ及び図７を用いて基板処理工程を説明する。基板処理装置の一工程として、上述した構成の基板処理装置１００を用いて基板Ｓを処理する工程について説明する。なお、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４００により制御される。
【0071】
まず、図５Ａに示されるように、搬送室１４０から搬送ロボット１５０を用いて基板Ｓが移載室２７０の第三エリアＡ３にあるボート２４０に移載される。ここでボート２４０に移載される基板Ｓを便宜上符号Ｓ１で示す。
【0072】
次に、図５Ｂに示されるように、公転部２６０の回転（図５Ｂでは時計回りの回転）により、基板Ｓ１を支持するボート２４０が第三エリアＡ３から第一エリアＡ１に公転移動し、基板を支持していないボート２４０が第二エリアＡ２から第三エリアＡ３に公転移動する。ここで、第三エリアＡ３に移動し基板を支持していないボート２４０には、搬送室１４０から搬送ロボット１５０を用いて基板Ｓ２が移載される。
【0073】
（ボート搬入工程Ｓ２０２）
基板Ｓ１を支持するボート２４０が第一エリアＡ１に移動すると、このボート２４０はボートエレベータ２７４によって支持された状態で上昇する。そして、ボート２４０は処理室２１０に収容される。すなわち、ボート搬入工程S２０２では、第一エリアＡ１に位置するボート２４０が処理室２１０へ搬入される。
基板Ｓ１を支持するボート２４０が第一エリアＡ１に移動すると、このボート２４０はボートエレベータ２７４によって支持された状態で上昇する。そして、ボート２４０は処理室２１０に収容される。すなわち、ボート搬入工程S２０２では、第一エリアＡ１に位置するボート２４０が処理室２１０へ搬入される。
【0074】
（加熱工程Ｓ２０４）
処理室２１０内に収容されたボート２４０は加熱処理される。すなわち、ボート２４０に搭載された基板Ｓ１が加熱処理されて成膜される。
処理室２１０内に収容されたボート２４０は加熱処理される。すなわち、ボート２４０に搭載された基板Ｓ１が加熱処理されて成膜される。
【0075】
（ボート搬出準備工程Ｓ２０６）
次に、処理室２１０からのボート２４０の搬出準備が開始される。具体的には、処理室２１０と移載室２７０との間の圧力が調整される。圧力が調整されると、ボート２４０の搬出準備が終了する。なお、ボート搬出準備工程Ｓ２０６の終了時刻は、基板Ｓの基板処理終了時刻である。
次に、処理室２１０からのボート２４０の搬出準備が開始される。具体的には、処理室２１０と移載室２７０との間の圧力が調整される。圧力が調整されると、ボート２４０の搬出準備が終了する。なお、ボート搬出準備工程Ｓ２０６の終了時刻は、基板Ｓの基板処理終了時刻である。
【0076】
（ボート搬出工程Ｓ２０８）
ボート搬出準備が終了すると、ボートエレベータ２７４によってボート２４０が処理室２１０から搬出され、公転部２６０の第一エリアＡ１上のボート支持部２６２に受け渡される。
ボート搬出準備が終了すると、ボートエレベータ２７４によってボート２４０が処理室２１０から搬出され、公転部２６０の第一エリアＡ１上のボート支持部２６２に受け渡される。
【0077】
そして、処理室２１０から搬出されたボート２４０は、図５Ｃに示されるように、公転部２６０の回転により、第一エリアＡ１から第二エリアＡ２へ公転移動する。第二エリアＡ２へ移動したボート２４０は、冷却部２９０から送られる不活性ガスにより冷却される。
【0078】
一方、基板Ｓ２を支持したボート２４０は、公転部２６０の回転により、第三エリアＡ３から第一エリアＡ１へ移動し、ボートエレベータ２７４によって支持された状態で上昇する。そして、ボート２４０は処理室２１０に収容され、加熱処理を含む基板処理が開始される。
【0079】
ここで、コントローラ４００は、加熱処理を含む基板処理の終了時刻と、冷却処理の終了時刻との差に応じて、公転部２６０により、第二エリアＡ２から搬送室１４０に隣接し移載室２７０中に配された第三エリアＡ３に基板Ｓ１を公転させる公転動作、又は処理室２１０から第一エリアＡ１に基板Ｓ１を移動させる移動動作のいずれかの動作を選択する。本実施形態では、コントローラ４００が冷却処理の終了時刻が基板処理の終了時刻よりも早い場合、公転動作を行うよう制御する。また、コントローラ４００は、基板処理の終了時刻が冷却処理の終了時刻よりも早い或いは同等の場合、移動動作を行うよう制御する。ここで、本実施形態では、図５Ｄに示されるように、基板処理よりも早く冷却処理が終了するため、冷却処理が終了した基板Ｓ１を支持するボート２４０が第三エリアＡ３に移動する。そして第三エリアＡ３において、処理済みの基板Ｓ１が搬送ロボット１５０によってボート２４０から搬出される。
【0080】
次に、図５Ｅに示されるように基板Ｓ１が取り出されたボート２４０に搬送ロボット１５０が新たな基板Ｓ３を移載する。ボート２４０に基板Ｓ３の移載が終了した後は、基板Ｓ３を支持するボート２４０は、基板Ｓ２を支持するボート２４０の基板処理が終了するまで第三エリアＡ３で待機する。ここで、本実施形態の基板処理装置１００では、冷却処理の終了時刻が基板処理の終了時刻よりも早いため、基板Ｓ２の基板処理が終了するまでの間に基板Ｓ１の搬出と基板Ｓ３の搬入をしている。このため、基板処理装置１００は、例えば、基板Ｓ２の基板処理が終了するまで第二エリアＡ２で基板Ｓ１を冷却処理する又は待機させる場合と比べて、基板Ｓの余剰待機時間を少なくすることができる。一方、基板処理の終了時刻が冷却処理の終了時刻よりも早い或いは同等の場合、処理室２１０から第一エリアＡ１に基板Ｓ１を移動させる移動動作を行うため、基板Ｓの余剰待機時間を少なくすることができ、処理室２１０内での基板Ｓ２の過加熱も抑制することができる。
【0081】
次に本実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、処理室２１０における基板Ｓ２の基板処理の終了時刻と、第二エリアＡ２における基板Ｓ１の冷却処理の終了時刻との差に応じて、コントローラ４００が、公転部２６０により、第二エリアＡ２から第三エリアＡ３に基板Ｓ１を公転させる公転動作を行う、又は処理室２１０から第一エリアＡ１に基板Ｓ２を移動させる移動動作を行うよう制御する。このため、加熱処理の終了時刻と冷却処理の終了時刻との差により基板Ｓの公転動作を設定可能である。したがって上記のように基板Ｓの余剰待機時間を少なくすることができる。その結果、基板処理工程における処理スループットを向上させることができる。
本実施形態では、処理室２１０における基板Ｓ２の基板処理の終了時刻と、第二エリアＡ２における基板Ｓ１の冷却処理の終了時刻との差に応じて、コントローラ４００が、公転部２６０により、第二エリアＡ２から第三エリアＡ３に基板Ｓ１を公転させる公転動作を行う、又は処理室２１０から第一エリアＡ１に基板Ｓ２を移動させる移動動作を行うよう制御する。このため、加熱処理の終了時刻と冷却処理の終了時刻との差により基板Ｓの公転動作を設定可能である。したがって上記のように基板Ｓの余剰待機時間を少なくすることができる。その結果、基板処理工程における処理スループットを向上させることができる。
【0082】
本実施形態では、冷却処理の終了時刻が基板処理の終了時刻よりも早い場合、コントローラ４００は公転動作を行うよう制御する。このため、冷却処理の時間が基板処理の時間よりも短い場合に、基板処理終了を待たずに冷却済み基板を搬出できる。
【0083】
本実施形態では、コントローラ４００が第二エリアＡ２から第三エリアＡ３に移動するまでの時間が終了時刻の差よりも小さい場合、公転動作を行うよう制御する。このため、冷却処理の時間と回転時間との合計時間が基板処理の時間よりも短い場合に、基板処理終了を待たずに冷却済み基板を搬出できる。
【0084】
本実施形態では、コントローラ４００が新たに加熱処理する基板が存在しない場合に、公転動作を行うよう制御する。このため、新たに処理する基板が存在しない場合に、基板処理終了を待たずに冷却済み基板を搬出できる。
【0085】
本実施形態では、コントローラ４００が第二エリアＡ２に基板が待機していない場合、冷却ガスの供給量を、冷却処理時の供給量よりも少なくするよう制御するため、冷却ガスの使用量を抑制できる。
【0086】
本実施形態では、コントローラ４００が処理室２１０から第一エリアＡ１に移動された基板を次に第二エリアＡ２に移動させる。このため、加熱処理済み基板の冷却を待たずに、新たな基板を処理室２１０に搬入することができる。
【0087】
本実施形態では、コントローラ４００は、基板が第二エリアＡ２に移動した後に、冷却部２９０を稼働させるよう制御する。このため、加熱処理済み基板を遅延なく冷却し、更に新たな基板を処理室に搬入することができるので、処理スループットを向上させることができる。
【0088】
本実施形態では、コントローラ４００は、基板処理の終了時刻が冷却処理の終了時刻よりも早い或いは同等の場合、移動動作を行うよう制御する。このため、基板処理と冷却処理がほぼ同時、もしくは基板処理が早く終わった場合、複数のロット間において、処理室２１０での基板Ｓの加熱処理時間を一定にすることができる。
【0089】
本実施形態では、ヒータ２１４として抵抗加熱ヒータを用いている。このため、抵抗加熱ヒータは、オフにしても急峻に温度を低下させることが難しい。したがって、移動動作を行うことでロット間の加熱処理時間を一定にすることができる。
【0090】
本実施形態における基板処理は、搬入処理と加熱処理と移動準備処理とを含んでいる。このため、ヒータ２１４の影響を受ける搬入処理から移動準備処理までの時間をロット間で一定にすることができる。
【0091】
本実施形態における搬入処理は、処理室２１０内が加熱された状態で行われる。このため、事前に加熱された状態の処理室２１０に基板を搬入した場合であってもロット間での加熱処理時間を一定にすることができる。
【0092】
本実施形態における基板処理の終了時刻は、移動準備処理が終了した時刻としている。このため、基板処理の加熱処理の終了時刻をそろえることで、ロット間での加熱処理時間を一定にすることができる。
【0093】
本実施形態における基板処理における基板の加熱状態が、他ロットの基板処理における基板の加熱状態と実質同じとなるよう、基板処理の時間を設定可能とする。このため、ロット間で基板処理の加熱状態をそろえることで、加熱処理状態を一定にすることができる。
【0094】
本実施形態におけるコントローラ４００は、移動動作の後に、冷却処理が継続している場合、第一エリアＡ１に基板Ｓを待機させるよう制御するため、冷却処理を止めることが無いので、冷却処理開始に係る起動時間等をかける必要がなく、全体のスループットを向上させることができる。
【0095】
本実施形態では、移動動作の後に、第三エリアＡ３にてボート２４０に新たな基板の搭載が完了していない場合、第一エリアＡ１に冷却処理済みの基板を待機させるよう制御してもよい。この場合、第三エリアＡ３にて新たな基板の搭載作業を途中で停止することがないので、搭載処理開始に係る調整時間（第三エリアＡ３と搬送室１４０との間のゲートバルブ１４６の開閉やボート２４０の上下動作等）が必要なく、全体のスループットを向上させることができる。
【0096】
本実施形態では、第三エリアＡ３に移動されたボート２４０に新たな基板を搭載する間、第一エリアＡ１に冷却処理済みの基板を待機させるよう制御してもよい。この場合、第三エリアＡ３にて、ボート２４０に新たな基板の搭載作業を途中で停止することがないので、搭載処理開始に係る調整時間（第三エリアＡ３と搬送室１４０との間のゲートバルブ１４６の開閉やボート２４０の上下動作等）が必要なく、全体のスループットを向上させることができる。
【0097】
本実施形態では、基板を加熱処理する時間のうち、少なくとも一部の時間においては、第一エリアＡ１にボートを存在させないよう制御してもよい。この場合、基板を加熱処理する間、第一エリアＡ１においても熱影響を受けることがあるが、ボート２４０を存在させないため、余計な熱影響を与えるのが抑制される。
【0098】
（その他の実施形態）
図５Ａ～図５Ｅに示される実施形態では、基板Ｓを３つのボート２４０のうち、２つのボート２４０に主に載置して装置を運用しているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示されるように、３つのボート２４０のすべてのボート２４０に基板Ｓを配置してもよい。なお、図６Ａでは、図５Ｂにおいて基板Ｓ２をボート２４０に搬入した後、基板を支持してないボート２４０に基板Ｓ３を搬入する工程がし示されている。このとき、基板Ｓ１は第二エリアＡ２において冷却処理され、基板Ｓ２は第一エリアＡ１において処理室２１０に収容されて基板処理される。その後、図６Ｂに示されるように、基板Ｓ２が処理室２１０から取り出され、第二エリアＡ２に移動して冷却処理される。基板Ｓ３は第一エリアＡ１に移動し処理室２１０に収容されて基板処理される。基板Ｓ１は第三エリアＡ３に移動し、搬出される。そして、図６Ｃに示されるように、基板Ｓ１が搬出されたボート２４０に基板Ｓ１が搬入される。
図５Ａ～図５Ｅに示される実施形態では、基板Ｓを３つのボート２４０のうち、２つのボート２４０に主に載置して装置を運用しているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示されるように、３つのボート２４０のすべてのボート２４０に基板Ｓを配置してもよい。なお、図６Ａでは、図５Ｂにおいて基板Ｓ２をボート２４０に搬入した後、基板を支持してないボート２４０に基板Ｓ３を搬入する工程がし示されている。このとき、基板Ｓ１は第二エリアＡ２において冷却処理され、基板Ｓ２は第一エリアＡ１において処理室２１０に収容されて基板処理される。その後、図６Ｂに示されるように、基板Ｓ２が処理室２１０から取り出され、第二エリアＡ２に移動して冷却処理される。基板Ｓ３は第一エリアＡ１に移動し処理室２１０に収容されて基板処理される。基板Ｓ１は第三エリアＡ３に移動し、搬出される。そして、図６Ｃに示されるように、基板Ｓ１が搬出されたボート２４０に基板Ｓ１が搬入される。
【0099】
また、基板処理装置１００として、リアクタ２００を一つ用いる例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、複数のリアクタ２００を搬送室１４０に連結してもよい。この場合には、並行して複数のリアクタ２００で基板Ｓの基板処理を行うことができる。また、複数のリアクタ２００がそれぞれ異なる基板処理を行う装置であってもよい。この場合、一つ目のリアクタ２００で基板処理をした後に、次のリアクタ２００で別の基板処理をしてもよい。
【0100】
また、例えば、上述した各実施形態では、基板処理装置が行う成膜処理において、第一元素含有ガス（第一ガス）としてヘキサクロロジシラン（Ｈｅｘａｃｈｌｏｒｏｄｉｓｉｌａｎｅ、ＨＣＤＳ）ガスを用い、第二元素含有ガス（第二ガス）としてアンモニア（ＮＨ３）ガスを用いて、基板Ｓ上にＳｉＮ膜を形成する場合を例に挙げたが、本実施形態がこれに限定されることはない。すなわち、成膜処理に用いる処理ガスは、ＨＣＤＳガスやＮＨ３ガス等に限られることはなく、他の種類のガスを用いて他の種類の薄膜を形成しても構わない。さらには、３種類以上の処理ガスを用いる場合であってもよい。また、第一元素としては、Ｓｉではなく、例えばチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）等、種々の元素であってもよい。また、第二元素としては、Ｈではなく、例えば窒素（Ｎ）等であってもよい。
【0101】
以下、本開示の他の実施形態を以下に開示する。
基板を加熱する処理を含む基板処理が可能な処理室と、
前記基板を支持するボートと、
前記ボートを支持するボート支持部を複数備え、前記ボート支持部を公転可能な公転部と、
前記公転部上方のエリアの内、前記処理室の下方に配された第一エリアと、加熱処理後の前記基板を待機可能な第二エリアと、隣接する搬送室との間で前記基板を移載可能な第三エリアと、を有する移載室と、
前記第二エリアにおいて前記基板を冷却処理可能な冷却部と、
前記処理室における前記基板の基板処理の終了時刻と、前記第二エリアにおける前記基板の冷却処理の終了時刻との差に応じて、前記公転部により、前記第二エリアから前記第三エリアに前記基板を公転させる公転動作を行う、又は前記処理室から前記第一エリアに前記基板を移動させる移動動作を行うよう制御可能な制御部と、
を有し、
前記制御部は、
（Ａ）前記処理室における基板処理の終了時刻と前記移載室における冷却処理の終了時刻との差が所定範囲内であれば、前記ボートを公転動作させないよう前記公転部を制御する、又は
（Ｂ）前記処理室における基板処理の終了時刻と前記移載室における冷却処理の終了時刻との差が所定範囲内であれば、前記冷却処理を停止するよう制御する、又は
（Ｃ）前記基板を加熱処理する時間のうち、少なくとも一部の時間においては、前記第二エリアに前記ボートを通過させないよう前記公転部を制御する、又は
（Ｄ）前記基板を加熱処理する時間のうち、少なくとも一部の時間においては、前記第一エリアまたは前記第三エリアにて、前記ボートを待機させるよう前記公転部を制御する、
基板処理装置。
基板を加熱する処理を含む基板処理が可能な処理室と、
前記基板を支持するボートと、
前記ボートを支持するボート支持部を複数備え、前記ボート支持部を公転可能な公転部と、
前記公転部上方のエリアの内、前記処理室の下方に配された第一エリアと、加熱処理後の前記基板を待機可能な第二エリアと、隣接する搬送室との間で前記基板を移載可能な第三エリアと、を有する移載室と、
前記第二エリアにおいて前記基板を冷却処理可能な冷却部と、
前記処理室における前記基板の基板処理の終了時刻と、前記第二エリアにおける前記基板の冷却処理の終了時刻との差に応じて、前記公転部により、前記第二エリアから前記第三エリアに前記基板を公転させる公転動作を行う、又は前記処理室から前記第一エリアに前記基板を移動させる移動動作を行うよう制御可能な制御部と、
を有し、
前記制御部は、
（Ａ）前記処理室における基板処理の終了時刻と前記移載室における冷却処理の終了時刻との差が所定範囲内であれば、前記ボートを公転動作させないよう前記公転部を制御する、又は
（Ｂ）前記処理室における基板処理の終了時刻と前記移載室における冷却処理の終了時刻との差が所定範囲内であれば、前記冷却処理を停止するよう制御する、又は
（Ｃ）前記基板を加熱処理する時間のうち、少なくとも一部の時間においては、前記第二エリアに前記ボートを通過させないよう前記公転部を制御する、又は
（Ｄ）前記基板を加熱処理する時間のうち、少なくとも一部の時間においては、前記第一エリアまたは前記第三エリアにて、前記ボートを待機させるよう前記公転部を制御する、
基板処理装置。
【符号の説明】
【0102】
Ｓ…基板、１００…基板処理装置、２１０…処理室、２４０…ボート、２６０…公転部、２７０…移載室、４００…コントローラ
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
