特許 7165806 基板処理装置及び炉口閉塞ユニット及び半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-26

(45)【発行日】2022-11-04

(54)【発明の名称】基板処理装置及び炉口閉塞ユニット及び半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20221027BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20221027BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 B

C23C16/44 G

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021502064

(86)(22)【出願日】2020-02-19

(86)【国際出願番号】 JP2020006416

(87)【国際公開番号】W WO2020171101

(87)【国際公開日】2020-08-27

【審査請求日】2021-06-01

(31)【優先権主張番号】P 2019028224

(32)【優先日】2019-02-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】100083563

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 祥二

(72)【発明者】

【氏名】野上 孝志

(72)【発明者】

【氏名】山島 規裕

【審査官】長谷川 直也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－００９００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２３７７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－１３２２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０７８４２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｃ２３Ｃ １６／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する反応室と、前記反応室の炉口部を閉塞する蓋体と、前記蓋体の下方に取付けられるベースと、前記蓋体と前記ベースをそれぞれ連結する様に設けられる連結部材と、を具備する基板処理装置に於いて、前記連結部材は、前記蓋体に取付けられた軸部と、該軸部を囲う様に設けられ前記蓋体を保持する弾性部材と、該弾性部材を囲う様に設けられ前記ベースに取付けられるキャップと、該キャップの下方に取付けられる固定ブロックと、該固定ブロックと前記軸部の間に設けられ、弾性材料で構成される保持部材で保持され、リニアブッシュ及びボールスプラインのうち少なくとも一方を設ける様に構成された移動ブロックと、を有する様に構成された基板処理装置。

【請求項2】

更に、前記蓋体と平行に保持されるキャップ受けと、基板が保持される基板保持具を有し、前記キャップ受け上に前記基板保持具を保持することが可能に構成される請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記弾性部材は前記キャップで保持され、前記弾性部材は前記蓋体を上方に付勢することが可能に構成される請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記移動ブロックは、前記軸部の直動を可能に構成される請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記移動ブロックは、前記ベースと前記蓋体との位置決めを行うことが可能に構成される請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記保持部材と前記移動ブロックとが前記固定ブロックの内部に設けられ、該固定ブロックが前記キャップに固定される様構成される請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記保持部材はゴム又はＯリングで構成されている請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記蓋体が前記弾性部材により、前記反応室の下端に当接し、前記反応室の気密性が維持される様に構成される請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項9】

更に、前記基板が保持される基板保持具を有し、前記連結部材が、前記蓋体と前記ベースをそれぞれ連結することにより、前記基板保持具を前記反応室に対して平行に保持可能に構成された請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記蓋体と前記ベースの熱膨張の差に伴う前記連結部材の変位が前記保持部材により吸収される様に構成されている請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記ベースの傾斜に伴う前記軸部や前記移動ブロックの傾斜が前記保持部材により吸収される様に構成されている請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記連結部材が、前記蓋体と前記ベースをそれぞれ連結することにより、前記基板保持具を前記反応室から引出し可能に構成された請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項13】

更に、前記基板保持具を回転させるボート回転ユニットを有し、前記連結部材が、前記蓋体と前記ベースをそれぞれ連結することにより、前記キャップ受け上の前記基板保持具を回転可能に構成される請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項14】

基板を処理する反応室の炉口部を閉塞する蓋体と、前記蓋体の下方に取付けられるベースと、をそれぞれ連結する様に設けられる炉口閉塞ユニットであって、前記蓋体に取付けられた軸部と、該軸部を囲う様に設けられ前記蓋体を保持する弾性部材と、該弾性部材を囲う様に設けられ前記ベースに取付けられるキャップと、該キャップの下方に取付けられる固定ブロックと、該固定ブロックと前記軸部の間に設けられ、弾性材料で構成される保持部材で保持され、リニアブッシュ及びボールスプラインのうち少なくとも一方を設ける様に構成された移動ブロックと、を有する様に構成された炉口閉塞ユニット。

【請求項15】

基板を処理する反応室の炉口部を閉塞する蓋体と、前記蓋体と該蓋体の下方に取付けられるベースをそれぞれ連結する様に設けられ、前記蓋体に取付けられた軸部と、該軸部を囲う様に設けられ前記蓋体を保持する弾性部材と、該弾性部材を囲う様に設けられ前記ベースに取付けられるキャップと、該キャップの下方に取付けられる固定ブロックと、該固定ブロックと前記軸部の間に設けられ、弾性材料で構成される保持部材で保持され、リニアブッシュ及びボールスプラインのうち少なくとも一方を設ける様に構成された移動ブロックと、を有する様に構成された炉口閉塞ユニットにより、前記反応室を閉塞に保持しつつ前記反応室に配置された前記基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体ウェーハ等の基板を処理する基板処理装置、及び炉口閉塞ユニット、及び半導体装置の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造工程に於ける基板処理を行う基板処理装置として、縦型基板処理装置がある。従来の縦型基板処理装置では、基板保持具等の重量や、反応室を気密に閉塞する際の移動機構の推力等により、移動機構に設けられるアームが撓む虞れがある。従来、アームに撓みが生じ、反応室の開口部とアーム及びベースの平行度が崩れた場合であっても、反応室内部の気密性が維持できる機構を有している。

【0003】

例えば、特許文献１には、ベース上に配置した複数の弾性部材により蓋体を保持することで、反応室の開口部とアーム及びベースの平行度が崩れた場合であっても、反応室内部の気密性を維持する構成が開示されている。

【0004】

然し乍ら、従来の位置決め機構は、蓋体の中央部に設けた円柱に対してベースを上下に摺動させる構成であり、熱膨張による位置変化には対応しきれていないことがある。これにより、閉塞動作に於ける摺動時は部材同士が擦れてパーティクルが発生する虞れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００３－３０９０７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示は、炉口部を閉塞する際に蓋体を正確に位置決めできると共に、位置決め機構からのパーティクルの発生を抑制する構成を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様は、基板を処理する反応室と、前記反応室の炉口部を閉塞する蓋体と、前記蓋体の下方に取付けられるベースと、前記蓋体と前記ベースをそれぞれ連結する様に設けられる連結部材と、を具備する基板処理装置に於いて、前記連結部材は、前記蓋体に取付けられた軸部と、該軸部を囲う様に設けられ前記蓋体を保持する弾性部材と、該弾性部材を囲う様に設けられ前記ベースに取付けられるキャップと、該キャップの下方に取付けられる固定ブロックと、該固定ブロックと前記軸部の間に設けられる保持部材で保持された移動ブロックと、を有する構成に係るものである。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、炉口部を閉塞する際に蓋体との位置決めを行うことができ、位置決め機構からのパーティクルの発生を抑制することができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施例に係る基板処理装置の斜視図である。

【図2】本開示の実施例に係る基板処理装置の処理炉の縦断面図である。

【図3】本開示の実施例に係る基板処理装置の炉口部を示す要部拡大図である。

【図4】（Ａ）は本開示の実施例に係る基板処理装置の炉口部で適用される連結部材を示す断面図であり、（Ｂ）は本開示の実施例に係る基板処理装置の炉口部で適用される連結部材の位置決め機構を示す断面図である。

【図5】（Ａ）は本開示の実施例に係る基板処理装置の炉口部で適用される連結部材の他の例を示す断面図であり、（Ｂ）は本開示の実施例に係る基板処理装置の炉口部で適用される連結部材の他の例の位置決め機構を示す断面図である。

【図6】本開示の実施例に係る基板処理装置に於ける制御系を示すブロック図である。

【図7】本開示の実施例に係る基板処理装置の炉口部で適用される連結部材のベースに対する蓋体の変位を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図面を参照しつつ本開示の実施例を説明する。図１～図３は、基板処理装置の一例として、縦型の基板処理装置を示している。尚、該基板処理装置に於いて処理される基板は、一例としてシリコン等からなるウェーハ１７が示されている。

【0011】

基板処理装置１は、筐体２を備え、該筐体２の正面壁３の下部にはメンテナンス可能な様に設けられた開口部としての正面メンテナンス口４が介設されている。該正面メンテナンス口４は正面メンテナンス扉５によって開閉される。

【0012】

筐体２の正面壁３にはポッド搬入搬出口６が筐体２の内外を連通する様に介設されている。ポッド搬入搬出口６はフロントシャッタ（図示せず）によって開閉され、ポッド搬入搬出口６の正面前方側にはロードポート７が設置されており、該ロードポート７は設置されたポッド８の位置合せをする様に構成されている。

【0013】

該ポッド８は密閉式の基板収容器であり、図示しない工程内搬送装置によってロードポート７上に搬入され、又、該ロードポート７上から搬出される様になっている。

【0014】

筐体２内の前後方向の略中央部には、ポッド棚９が設置されており、該ポッド棚９は複数段複数列にて複数個のポッド８を保管する様に構成されている。ポッド棚９には、後述するウェーハ搬送機構（以下、移載機ともいう）１１の搬送対象となるポッド８が収納される移載棚１２が設けられている。又、ロードポート７の上方には予備ポッド棚１３が設けられ、予備的にポッド８を保管する様に構成されている。

【0015】

ロードポート７とポッド棚９との間には、ポッド搬送装置１４が設置されている。ポッド搬送装置１４は、ポッド８を保持したままＣＺ軸方向に昇降可能なポッドエレベータ１５と、ＣＸ軸方向とＣＳ軸方向の進退及び回転が可能なポッド搬送機構１６とで構成されている。ポッド搬送装置１４は、ポッドエレベータ１５とポッド搬送機構１６との協働により、ロードポート７、ポッド棚９、予備ポッド棚１３との間でポッド８を搬送する様に構成されている。

【0016】

ポッド棚９の後方には、移載機１１が設置されている。該移載機１１は、ウェーハ１７を水平方向に回転乃至直動可能なウェーハ搬送装置１８、及びウェーハ搬送装置１８を昇降させる為のウェーハ搬送装置エレベータ１９とで構成されている。

【0017】

ウェーハ搬送装置１８は、ウェーハ１７を載置する所要枚数（図示では３枚）のウェーハ載置プレート（基板支持部）２１を具備している。ウェーハ搬送装置１８とウェーハ搬送装置エレベータ１９との協働により、移載機１１はボート（基板保持具）２２に対してウェーハ１７を装填及び払出しする様に構成されている。尚、移載機１１の近傍には、ウェーハ１７の円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合せ装置（図示せず）が設置されている。

【0018】

筐体２の後側領域には、ボート２２を収容して待機させる待機部２３が構成され、待機部２３の上方には縦型の処理炉２４が設けられている。処理炉２４はウェーハ１７を処理する反応管２５と、反応管２５の下端に設けられた例えばステンレス製のインレットフランジ２６とから構成され、処理炉２４の内部に反応室２７が画成される。インレットフランジ２６は円筒形状であり、周面には反応室２７内に各種処理ガスを供給する為の供給口２８と、反応室２７内を排気する為の排気口２９が形成されている。又、インレットフランジ２６上端と下端にそれぞれ上部フランジ３１と下部フランジ３２とが形成され、下部フランジ３２の下端部は開口部（炉口部）となっている。

【0019】

該炉口部は炉口シャッタ（蓋開閉機構）３３により開閉される様になっている。炉口シャッタ３３は蓋部３４を有し、蓋部３４を待機位置と炉口位置との間で移動させることで、炉口部の開閉動作を行う。待機位置では、蓋部３４はボート２２等の他の部品と接触しない位置に退避し、炉口位置では、蓋部３４は炉口部を気密に閉塞する様に構成されている。

【0020】

待機部２３には、ボート２２を反応室２７に昇降させるボートエレベータ３５が設置されている。図３に示される様に、ボートエレベータ３５の昇降台に連結された炉側アーム３６上には、ベース３７が水平に取付けられている。該ベース３７には、中央部に円状に切欠かれた孔部３７ａが形成されている。尚、ボートエレベータ３５と炉側アーム３６とベース３７とでボート２２を反応室２７に挿入、引出しする為の移動機構が構成される。

【0021】

ベース３７上には蓋体としてのシールキャップ３８が水平に取付けられている。シールキャップ３８の下面には、下方に向って延出する円柱状の円柱部３８ａが形成されている。該円柱部３８ａの外径は、孔部３７ａの内径よりも小さくなっており、円柱部３８ａは所定の間隔を空けて同心に孔部３７ａに挿通されている。尚、円柱部３８ａと孔部３７ａとの間隔は、シールキャップ３８がベース３７に対して傾斜した際に、円柱部３８ａがベース３７に接触しない程度の大きさとなっている。

【0022】

又、シールキャップ３８上にはＯリング３９が設けられ、Ｏリング３９を介して反応室２７を気密に閉塞可能となっている。ベース３７とシールキャップ３８とは、後述する円周方向に所定間隔で設けられた複数の炉口閉塞ユニット(以後、連結部材ともいう)４１（図３中では１つのみ図示）を介して連結されている。

【0023】

シールキャップ３８には、シールキャップ３８に対して垂直な連結棒４２が設けられている。連結棒４２の上端にはキャップ受け４３が被せられており、該キャップ受け４３はボート２２をシールキャップ３８に対して平行に保持する。尚、本実施例では、連結棒４２にキャップ受け４３を設けているが、回転ユニットの回転軸にキャップ受け４３を設け、ボート２２とキャップ受け４３とが一体に回転する様にしてもよい。

【0024】

ボート２２は、複数枚（例えば５０枚～１７５枚程度）のウェーハ１７をその中心を揃えて水平姿勢で多段に保持する様に構成されている。

【0025】

ボートエレベータ３５と対向した位置にはクリーンユニット４４が配設されている。該クリーンユニット４４は、清浄化した雰囲気若しくは不活性ガスであるクリーンエアを供給する様供給ファン及び防塵フィルタで構成されている。

【0026】

クリーンユニット４４から吹出されたクリーンエアは、移載機１１、ボート２２等に流通された後に、ポッド棚９の上方に配設されたダクト４５により吸込まれて、筐体２の外部に排気がなされるか、若しくはクリーンユニット４４によって再び筐体２内に吹出される様に構成されている。

【0027】

次に、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に於いて、本開示の実施例に係る連結部材４１の詳細について説明する。

【0028】

連結部材４１は、閉塞維持機構４６と、位置決め機構４７とから構成されている。閉塞維持機構４６は、円筒状のキャップとしてのスプリングキャップ４８と、該スプリングキャップ４８内を貫通する軸部としてのリニアシャフト４９と、スプリングキャップ４８内に嵌装され、リニアシャフト４９を囲繞する弾性部材、例えばスプリング５１とを有している。

【0029】

スプリングキャップ４８の上端は開放され、スプリングキャップ４８の下端には中心に向って延出するフランジ部が形成されている。即ち、スプリングキャップ４８の下端には、スプリング５１の径よりも小さく、リニアシャフト４９の小径部４９ａの径よりも大きい孔が形成される。又、ベース３７には、リニアシャフト４９及びスプリング５１が挿通可能な孔が形成され、スプリングキャップ４８は下方から孔の縁部に固着されている。

【0030】

リニアシャフト４９は、上端部に形成された大径部４９ｂと、該大径部４９ｂの下面より下方に延出する小径部４９ａと、大径部４９ｂの上面より上方に突出する螺子部４９ｃとを有しており、該螺子部４９ｃを介してリニアシャフト４９をシールキャップ３８の下面に固着できる様になっている。

【0031】

スプリングキャップ４８をベース３７に固着し、リニアシャフト４９をシールキャップ３８に固着した際には、スプリング５１はスプリングキャップ４８下端のフランジ部とシールキャップ３８の下面とに当接し、ベース３７に対してシールキャップ３８を上方に付勢する様になっている。スプリング５１の付勢力により、シールキャップ３８はベース３７との間に所定の間隔を空けて保持される。

【0032】

又、位置決め機構４７は、リニアシャフト４９を軸心方向に摺動自在に保持する円筒状の移動ブロック５２と、該移動ブロック５２を保持する保持部材５３と、該保持部材５３を保持すると共に、孔５４を介してスプリングキャップ４８に螺子止される固定ブロックとしての固定ハウジング５５とを具備している。

【0033】

移動ブロック５２は、ボールや滑りを利用し、リニアシャフト４９（小径部４９ａ）の精密な直動を可能にする構成となっている。又、移動ブロック５２には、例えばリニアブッシュ、或はボールスプラインが設けられる。一方で、リニアシャフト４９の半径方向の位置ズレは、５μｍ～１０μｍ程度しか許容できない構成となっている。尚、移動ブロック５２の内径は、リニアシャフト４９の大径部４９ｂよりも小さくなっている。

【0034】

保持部材５３は、例えば円筒状に形成されたゴム等の弾性材料で移動ブロック５２を保持する構造となっている。又、固定ハウジング５５は、内部に保持部材５３及び移動ブロック５２を設けると共に、上端に外周側に向って延出する外フランジ５５ａが形成され、下端に中心側に向って延出する内フランジ５５ｂが形成されている。外フランジ５５ａの所定箇所、例えば４箇所に孔５４が穿設され、孔５４を介してスプリングキャップ４８に対する固定ハウジング５５の螺子止めが可能となっている。内フランジ５５ｂの内径は、保持部材５３の外径よりも小さく、リニアシャフト４９の小径部４９ａの外径よりも大きくなっている。

【0035】

位置決め機構４７を閉塞維持機構４６に取付け、閉塞維持機構４６をベース３７及びシールキャップ３８に取付けた際には、孔部３７ａと円柱部３８ａとが同心となる様ベース３７に対してシールキャップ３８が位置決めされる。又、移動ブロック５２によりリニアシャフト４９の半径方向の変位、即ちベース３７に対するシールキャップ３８の周方向の動きが規制される。

【0036】

シールキャップ３８が垂直方向、即ちリニアシャフト４９の軸心方向に変位した場合には、スプリング５１を撓ませつつ、移動ブロック５２を介してリニアシャフト４９が摺動する。

【0037】

又、シールキャップ３８が周方向、即ちリニアシャフト４９の半径方向に変位した場合でも、移動ブロック５２が保持部材５３に保持されているので、リニアシャフト４９の変位に伴う移動ブロック５２の変位が保持部材５３の弾性力で変位が吸収される。これにより、本実施例に於ける連結部材４１は、リニアシャフト４９が半径方向に数ｍｍ程度変位することを許容することができる。

【0038】

尚、保持部材５３は、弾性力を有する弾性部材であり、移動ブロック５２の変位を吸収できるフレキシブル性を有する部材であれば他の部材でもよい。例えば、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示される様に、保持部材５３として、Ｏリングを用いてもよい。

【0039】

Ｏリングを用いた場合も、Ｏリングの弾性変形により移動ブロック５２の変位を吸収できるので、リニアシャフト４９の半径方向の変位を数ｍｍ程度迄許容することができる。

【0040】

尚、図５（Ａ）、図５（Ｂ）中では、Ｏリングにより移動ブロック５２を上下２箇所で保持しているが、３箇所以上で保持してもよいのは言う迄もない。

【0041】

次に、基板処理装置１の作動について説明する。

【0042】

ポッド搬入搬出口６がフロントシャッタ（図示せず）によって開放されると、ポッド８が筐体２の内部へポッド搬入搬出口６を通して搬入され、ロードポート７上に供給される。ロードポート７上にポッド８が供給されると、ポッド搬入搬出口６がフロントシャッタにより閉塞される。

【0043】

ロードポート７上のポッド８は、ポッド搬送装置１４によってポッド棚９又は予備ポッド棚１３の指定された棚位置へ載置される。ポッド８は、ポッド棚９又は予備ポッド棚１３で一時的に保管された後、ポッド搬送装置１４によって移載棚１２に移載されるか、若しくはロードポート７から直接移載棚１２に移載される。この時、筐体２内にはクリーンエアが流通され、充満している。

【0044】

ポッド８が移載棚１２に移載されると、ウェーハ１７はポッド８からウェーハ搬送機構１１によって取出され、ノッチ合せ装置（図示せず）に移送される。ノッチ合せ装置にてウェーハ１７の位置を整合した後、ウェーハ搬送機構１１はウェーハ１７を待機部２３へと搬入し、ボート２２に装填（チャージング）する。

【0045】

ボート２２にウェーハ１７を受け渡したウェーハ搬送機構１１は、ポッド８に戻り、次のウェーハ１７をボート２２に装填する。

【0046】

予め指定された枚数のウェーハ１７がボート２２に装填されると、炉口シャッタ３３を待機位置へと移動させ、炉口シャッタ３３により閉じられていた処理炉２４の炉口部を開放する。続いて、ボート２２はボートエレベータ３５によって上昇され、反応室２７に装入（ローディング）される。

【0047】

ローディング後は、シールキャップ３８よって炉口部が気密に閉塞され、ウェーハ１７に対して所定の基板処理が実行される。

【0048】

反応室２７が所望の圧力（真空度）となる様に、排気口２９を介してガス排気機構（図示せず）によって真空排気される。又、反応室２７が所望の温度分布となる様に加熱部（ヒータ）５６によって所定温度迄加熱される。

【0049】

ガス供給機構（図示せず）により、所定の流量に制御された処理ガスが供給口２８を介して供給され、処理ガスが反応室２７を流通する過程で、ウェーハ１７の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウェーハ１７の表面上に薄膜が成膜される。更に、反応後の処理ガスは、ガス排気機構により反応室２７から排気される。

【0050】

予め設定された処理時間が経過すると、ガス供給機構により不活性ガス供給源（図示せず）から不活性ガスが供給され、反応室２７内の雰囲気が不活性ガスに置換されると共に、反応室２７の圧力が常圧に復帰される。

【0051】

ボートエレベータ３５によりシールキャップ３８を介してボート２２が降下される。又、炉口シャッタ３３を炉口位置へと移動させ、処理炉２４の炉口部を閉塞する。

【0052】

処理後のウェーハ１７の搬出については、上記説明と逆の手順で、ウェーハ１７及びポッド８は筐体２の外部へ払出される。未処理のウェーハ１７が、更にボート２２に装填され、ウェーハ１７のバッチ処理が繰返される。

【0053】

複数のウェーハ１７を収納したポッド８をロードポート７、ポッド棚９、予備ポッド棚１３、移載棚１２との間で搬送する搬送機構、又、ボート２２にポッド８内のウェーハ１７を搬送したり、処理炉２４にボート２２を搬送したりする搬送機構、炉口シャッタ３３を開閉させる駆動機構、処理炉２４に処理ガス等を供給するガス供給機構、処理炉２４内を排気するガス排気機構、処理炉２４を所定温度に加熱するヒータ５６、及びそれぞれの搬送機構、駆動機構、ガス供給機構、ガス排気機構、ヒータ５６をそれぞれ制御する制御装置５７について、図６を参照して説明する。尚、ガス供給機構、ガス排気機構、処理炉２４、ヒータ５６とで基板処理機構を構成している。

【0054】

図６中、５８はプロセス系コントローラとしてのプロセス制御部、５９は搬送系コントローラとしての搬送制御部、６１は主制御部を示している。プロセス制御部５８は記憶部６２を具備し、該記憶部６２にはプロセスを実行する為に必要なプロセス実行プログラムが格納されている。搬送制御部５９は記憶部６３を具備し、該記憶部６３にはウェーハ１７の搬送処理を実行する為の搬送プログラムと、ポッド搬送装置１４、ウェーハ搬送機構１１、ボートエレベータ３５の３つの搬送機構と、炉口シャッタ３３の動作を制御する動作制御プログラムとが格納されている。主制御部６１はデータ格納手段６４を具備し、該データ格納手段６４は、例えばＨＤＤ等の外部記憶装置からなる。尚、プロセス実行プログラム、搬送プログラム、動作制御プログラムは、データ格納手段６４に格納されていてもよい。

【0055】

図６には、サブコントローラ６５，６６，６７が例示されている。例えば６５は処理炉２４の加熱制御を行う第１サブコントローラ、６６はバルブの開閉、流量制御器等の作動を制御して処理炉２４への処理ガスの供給流量を制御する第２サブコントローラ、６７は処理炉２４からのガスの排気を制御し、或は処理炉２４の圧力を制御する第３サブコントローラを示している。同様に、アクチュエータ５６，６８，６９が例示されている。例えば５６は第１サブコントローラ６５によって制御されるヒータ（以下第１プロセスアクチュエータ）であり、６８は第２サブコントローラ６６によって制御される流量制御器（以下第２プロセスアクチュエータ）であり、６９は第３サブコントローラ６７によって制御される圧力制御バルブ（以下第３プロセスアクチュエータ）である。尚、各プロセスアクチュエータは図では１つずつしか示されていないが、複数設けられていても構わない。

【0056】

７１，７２，７３は各プロセスアクチュエータの状態を検出し、それぞれ検出結果を第１サブコントローラ６５、第２サブコントローラ６６、第３サブコントローラ６７にフィードバックするセンサを例示している。例えば、７１は温度検出器（以下第１プロセスセンサ）、７２は流量検出器（以下第２プロセスセンサ）、７３は圧力センサ（以下第３プロセスセンサ）である。尚、各プロセスアクチュエータの状態を検出する検出器やセンサ類が、図では１つずつしか示されていないが、複数設けられていても構わない。

【0057】

搬送制御部５９は各種搬送制御モジュールを制御し、該各種搬送制御モジュールは後述する動作アクチュエータを制御する第１動作制御部７４、第２動作制御部７５、第３動作制御部７６、第４動作制御部７７からなっている。

【0058】

ドライバとしての第１動作制御部７４は、ポッド搬送装置１４を駆動する駆動部であるサーボモータ（以下第１動作アクチュエータ）７８を制御する。又、ドライバとしての第２動作制御部７５は、移載機１１を進退させ、昇降させ、回転させる駆動部であるサーボモータ（以下第２動作アクチュエータ）７９を制御する。又、ドライバとしての第３動作制御部７６は、ボートエレベータ３５を駆動する駆動部であるサーボモータ（以下第３動作アクチュエータ）８１を制御する。更に、ドライバとしての第４動作制御部７７は、炉口シャッタ３３の蓋部３４を駆動する駆動部である電磁切換弁（以下第４動作アクチュエータ）８２を制御している。

【0059】

各動作アクチュエータには、各動作アクチュエータの状態（例えば、限界地点にいるかどうか等の位置状態）を検出する状態検出センサ８３，８４，８５，８６が設けられている。各状態検出センサ８３，８４，８５，８６は、各動作アクチュエータの状態を検出し、検出結果を第１動作制御部７４、第２動作制御部７５、第３動作制御部７６、第４動作制御部７７にそれぞれフィードバックする機能を有している。各動作制御部７４，７５，７６，７７はメモリを有し、フィードバックされたデータ（検出結果）を一時的に保存することが可能である。尚、図では、各動作アクチュエータ７８，７９，８１，８２に１つの状態検出センサ８３，８４，８５，８６が設けられているが、本形態に限定されない。言う迄もなく、各動作アクチュエータに複数の状態検出センサを設けても構わない。

【0060】

第１動作制御部７４はポッド８をロードポート７から移載棚１２等に移載するポッド搬送装置１４を駆動制御する。第２動作制御部７５はポッド８からウェーハ１７を取出し、ボート２２に装填する移載機１１を駆動制御する。第３動作制御部７６はウェーハ１７が装填されたボート２２を処理炉２４に搬入するボートエレベータ３５を駆動制御する。第４動作制御部７７は処理炉２４の炉口部を開閉する炉口シャッタ３３を駆動制御する。

【0061】

入力デバイス８７はキーボード、マウス、操作パネル等を示し、モニタ８８は設定画面等を含む操作画面である。操作部８９はモニタ８８から入力デバイス８７を用いて各種指示を受付ける。例えば、モニタ８８は、移載機１１がポッド８とボート２２の少なくとも一方に向かう搬送動作、移載機１１がポッド８とボート２２の少なくとも一方から離れる搬送動作に対して、それぞれ個別に設定される様構成される。

【0062】

第１サブコントローラ６５、第２サブコントローラ６６、第３サブコントローラ６７にはプロセス制御部５８から設定値の指示、或は処理シーケンスに従った指令信号が入力される。プロセス制御部５８は温度検出器７１、流量検出器７２、圧力センサ７３が検出した検出結果に基づき、第１サブコントローラ６５、第２サブコントローラ６６、第３サブコントローラ６７を統括して制御する。

【0063】

プロセス制御部５８は、主制御部６１を介した操作部８９からの指令により、基板処理を実行する。基板処理は、プロセス制御部５８が記憶部６２に格納されたプログラムに従って、他の制御系とは独立して実行される。従って、搬送制御部５９、主制御部６１に問題が発生しても、基板処理は中断されることなく完遂される。

【0064】

第１動作制御部７４は、状態検出センサ８３が検出した検出結果を基に第１動作アクチュエータ７８を制御している。第２動作制御部７５は、状態検出センサ８４が検出した検出結果を基に第２動作アクチュエータ７９を制御している。又、第３動作制御部７６は、状態検出センサ８５が検出した検出結果を基に第３動作アクチュエータ８１を制御している。更に、第４動作制御部７７は、状態検出センサ８６が検出した検出結果を基に第４動作アクチュエータ８２を制御する等、各動作制御部が各状態検出センサに対応する各動作アクチュエータを制御する。

【0065】

搬送制御部５９は、操作部８９からの指示によって搬送処理を実行する。ポッド８やウェーハ１７は、搬送制御部５９が記憶部６３に格納された搬送プログラム、及び動作制御プログラムに従って、他の制御系とは独立して搬送される。

【0066】

データ格納手段６４には、基板処理進行を統括するプログラム、処理内容、処理条件を設定する為の設定プログラム、処理炉２４の加熱や処理ガスの供給及び排気等の設定条件が格納された基板処理の為のレシピ、通信プログラム、アラーム情報表示プログラム、パラメータ編集プログラム等の各種プログラムがファイルとして格納されている。

【0067】

通信プログラムはプロセス制御部５８、搬送制御部５９とＬＡＮ等の通信手段を介してデータの送受信を行うものである。又、アラーム情報表示プログラムは状態検出センサ８３，８４，８５，８６によって異常が検出された場合に、動作アクチュエータ７８，７９，８１，８２の異常原因、例えば停止した原因のアラーム情報をモニタ８８に表示するものである。

【0068】

データ格納手段６４は、データ格納領域を有している。該データ格納領域には、ウェーハ１７の搬送に必要とされるパラメータが格納され、更に搬送機構に予め設定されている設定情報、状態検出センサ８３，８４，８５，８６によって検出された検出結果、及び処理状態等の情報が格納される。

【0069】

図７に示される様に、ウェーハ１７の搬送工程に於いて、ボート２２を反応室２７内に挿入し、シールキャップ３８で炉口部を閉塞した際には、ボート２２やウェーハ１７、シールキャップ３８、ベース３７等や、ボートエレベータ３５の推力により、炉側アーム３６に撓みが生じ、炉側アーム３６が下方に傾斜する場合がある。

【0070】

又、ウェーハ１７の成膜工程に於いては、ヒータ５６により反応室２７を加熱した際には、シールキャップ３８の温度が反応室２７内と同程度、即ち最大で２００℃程度迄上昇する。一方で、ベース３７の温度は室温と同程度に留まる。この為、図７に示される様に、ベース３７とシールキャップ３８との間に温度差が生じ、シールキャップ３８にのみ熱負荷により膨張が生じる（図７中右方向）。

【0071】

本実施例では、弾性部材であるスプリング５１を有する複数の連結部材４１によりシールキャップ３８がベース３７に支持されると共に、位置決め機構４７の移動ブロック５２がフレキシブルな弾性部材である保持部材５３に保持されているので、これら保持部材による弾性により連結部材４１で発生する変位を吸収できる。

【0072】

又、シールキャップ３８はスプリング５１によりベース３７に対して上方に付勢されるので、撓みにより炉側アーム３６とベース３７の平行度が崩れた場合であっても、シールキャップ３８を下部フランジ３２に当接させ続けることができ、反応室２７の気密状態を維持することができる。更に、ベース３７の傾斜に伴うリニアシャフト４９や移動ブロック５２の傾斜も保持部材５３の弾性で吸収することができ、位置決め機構４７の破損を防止することができる。

【0073】

又、シールキャップ３８の熱膨張に伴い、連結部材４１のリニアシャフト４９や移動ブロック５２に芯ズレを生じ、周方向或は径方向に変位した場合であっても、保持部材５３の弾性により熱膨張の変位を吸収することができ、位置決め機構４７の破損を防止することができる。

【0074】

又、保持部材５３の弾性変形により数ｍｍ程度の位置ズレを許容可能としたことで、撓みや熱膨張による連結部材４１の破損を防止する為、スプリングキャップ４８に撓みや熱膨張によるリニアシャフト４９の変位を許容する為の長孔等を設ける必要がない。従って、シールキャップ３８の開閉時や熱膨張時にスプリングキャップ４８とリニアシャフト４９との間で摺動が生じることがなく、パーティクルの発生を抑制することができる。

【0075】

又、連結部材４１は数ｍｍ程度の位置ズレを許容するので、キャップ受け４３や連結棒４２を回転させる為の回転駆動部を設けた場合であっても、リニアシャフト４９の直径を１５０ｍｍ程度とした大型の位置決め機構４７を必要としない。従って、小型の位置決め機構４７を用いることができるので、製作コストの低減を図ることができる。

【0076】

又、スプリングキャップ４８がベース３７に固着され、リニアシャフト４９がシールキャップ３８に固着されているので、連結部材４１を介してベース３７とシールキャップ３８とが連結されるだけで、ベース３７に対してシールキャップ３８の半径方向、周方向、軸心方向の位置決めができる。更に、連結部材４１によりベース３７に対するシールキャップ３８の動きが規制され、シールキャップ３８の回転を抑制できる。

【0077】

従って、ベース３７に対するシールキャップ３８の軸心方向の位置決めを行う為に、ベース３７を円柱部３８ａに沿って摺動させる必要がなく、摺動に伴うパーティクルの発生を抑制することができる。

【0078】

又、シールキャップ３８の熱膨張に伴い、円柱部３８ａも熱膨張するが、本実施例では、円柱部３８ａにベース３７を摺動させて位置決めする必要がないので、円柱部３８ａと孔部３７ａとの間に所定の間隔が形成されていたとしても、位置決め精度が低下することがない。

【0079】

又、円柱部３８ａと孔部３７ａとの間に所定の間隔が形成されているので、炉側アーム３６に撓みが生じベース３７に対してシールキャップ３８が傾斜したとしても、或はシールキャップ３８に熱膨張が生じたとしても、円柱部３８ａがベース３７と接触することがなく、パーティクルの発生を抑制することができる。更に、リニアシャフト４９と移動ブロック５２との間に辺摩耗を生じ、焼付き等が発生するのを防止することができる。

【産業上の利用可能性】

【0080】

本開示は、半導体製造装置だけではなく、ＬＣＤ装置の様なガラス基板処理する装置等、他の基板処理装置にも適用できる。又、本開示は、基板に生成される薄膜の膜種は特に限定されない。例えば、窒化膜（ＳｉＮ等）、酸化膜（ＳｉＯ等）、金属酸化膜等、色々な膜種の薄膜を形成する処理にも適用できる。

【符号の説明】

【0081】

１ 基板処理装置、１７ ウェーハ、２２ ボート、２４ 処理炉、２７ 反応室、３５ ボートエレベータ、３６ 炉側アーム、３７ ベース、３８ シールキャップ、４１ 連結部材、４６ 閉塞維持機構、４７ 位置決め機構、４８ スプリングキャップ、４９ リニアシャフト、５１ スプリング、５２ 移動ブロック、５３ 保持部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】