JP2014207435A - バッチ式縦型基板処理装置および基板保持具 - Google Patents

Abstract

【課題】基板保持具の高さが高くなっても、処理小空間における密閉性の悪化を抑制することが可能なバッチ式縦型基板処理装置を提供すること。【解決手段】被処理基板Ｗを高さ方向に積み上げて保持する基板保持具３が挿入される処理室１と、処理室１の内壁から処理室１の内部空間に向かって平面方向に沿って突出して設けられ、処理室１の内部を高さ方向に沿って複数の処理小空間Ｚａ〜Ｚｄに分離する複数のフランジ部２ａ〜２ｄとを備え、フランジ部２ａ〜２ｄは各々、基板保持具３を挿通させる挿通孔４ａ〜４ｄを有し、挿通孔４ａ〜４ｄの径Ｄａ〜Ｄｄを、処理室１の上方で小さく、処理室１の下方に向かうにしたがって順次大きくする。【選択図】図２

Description

この発明は、バッチ式縦型基板処理装置および基板保持具に関する。

電子製品の製造プロセス、例えば、半導体集積回路装置の製造プロセスにおいては、成膜処理、酸化処理、窒化処理、ドナー・アクセプタ等の拡散処理、アニール処理などの各種処理が基板（半導体ウエハ）に対し、繰り返しなされる。

半導体集積回路装置の微細化・高集積化は、今もなお続いている。半導体素子を微細化すると、半導体集積回路装置の集積度が向上する。これとともに、半導体集積回路装置の動作速度の高速化も図ることができる。さらに、近時の半導体集積回路装置は、より高い集積度を求めて、高さ方向への集積が進められている。また、半導体素子自体においても、より安定した電気的特性を求めて、日々、改良・開発が進められている。

高さ方向への集積や、半導体素子の改良・開発が進展すると、一つの半導体集積回路装置を製造するために必要な時間が増大する。製造に必要となる処理の回数が増えるためである。例えば、高さ方向への集積が進むと成膜等の処理回数が増える。改良された、あるいは新規に開発された半導体素子においては、電気的特性を安定させるために、異なった導電体層を積層したり、ストレスを制御するストレスライナー膜を設けたりする。これもまた、成膜等の処理回数を増やす一因となる。

このように半導体集積回路装置の微細化・高集積化や、半導体素子の改良・開発の進展は、製造プロセスにとっては処理回数の増大を招き、半導体集積回路装置一つ当たりに要する製造時間を長期化させる原因の一つとなっている。このような製造時間の長期化を抑制するためには、各処理工程におけるスループットをいかに向上させていくかが重要である。

各処理工程におけるスループットを向上させる一つの解が、一度に複数枚の半導体ウエハに対して処理を施すバッチ式処理である。バッチ式処理を行う基板処理装置は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された基板処理装置は、バッチ式縦型基板処理装置である。

しかし、バッチ式縦型基板処理装置は、一度に複数枚の半導体ウエハに対して処理を施すため、処理室が高さ方向に高くなりやすい。このため、成膜原料ガスなどの処理ガスを、処理室の内部に均一に供給することが難しく、成膜される薄膜の膜厚のウエハ面内およびウエハ面間での均一性を確保することが難しい、という事情を持つ。

そこで、特許文献１に記載されたバッチ式縦型基板処理装置においては、半導体ウエハの被処理面に対して高さ方向に、複数のガス導入部を区画するガス導入区画部を、ガス導入管に設け、複数のガス導入区画部ごとに、処理に使用する処理ガスを流すようにしている（段落００２２参照）。

さらに、複数枚の半導体ウエハを高さ方向に積み上げて保持するウエハボート（以下、基板保持具という）にも、高さ方向に沿って、基板保持具の保持部を複数の処理部（以下、処理小空間という）に区画する処理区隔壁（以下、分離板という）を設け、複数の処理小空間ごとに、上記ガス導入区画部から処理ガスを供給するようにしている（段落００６１参照）。

特許文献１においては、大きな処理室の内部を複数の小さな処理小空間に分離し、これらの処理小空間ごとに処理ガスを供給することで、成膜される薄膜の膜厚のウエハ面内およびウエハ面間での均一性を向上させている。

特開２００８−１７２２０５号公報

ところで、処理の間、基板保持具は回転される。基板保持具を回転させるためには、基板保持具の分離板をガス導入区画壁に接触させてはならない。したがって、分離板とガス導入区画壁との間には、クリアランス（すきま）部が設定される。特許文献１においては、クリアランス部は、分離板の高さ方向に沿った側面部と、ガス導入区画壁の同じく高さ方向に沿った側面部との間に設定される。

しかしながら、バッチ式縦型基板処理装置に用いられる基板保持具は高さ方向に高い。このような基板保持具は、高さ方向の垂直度が極めて精度良く作られてはいるが、その“傾き”には、わずかな許容誤差が見込まれている。このため、基板保持具が回転したときには、許容誤差の範囲内ではあるとはいえ、基板保持具は“首振り運動（歳差運動）”を起こす。“歳差運動”によって基板保持具に発生する“振れ幅”は、半導体ウエハの保持枚数が多く、高さが高い基板保持具ほど大きくなる。

また、基板保持具を保温筒上やテーブル上に載置するときには、基板保持具の中心と保温筒やテーブルの回転中心との間に“ずれ（回転中心からの偏心）”がないように載置される。しかし、これにも許容誤差がある。載置位置に関する許容誤差は、基板保持具を回転させた際に、基板保持具に“振れ幅”を発生させる。

このような事情から、高さが高い基板保持具によっては、接触を確実に防ぐための安全マージンを見込むと、上記クリアランス部の間隔は、最低でも約１０ｍｍは確保しなければならなくなる場合がある。

クリアランス部は、基板保持具を回転させるために必要である。しかし、クリアランス部が大きくなってしまうと、処理小空間どうしの密閉性が悪化し、他の処理小空間から処理ガスが漏洩してきたり、反対に他の処理小空間に対して処理ガスを漏洩させてしまったりする。このため、処理小空間における処理ガスの濃度、流量等の制御が難しくなり、成膜される薄膜の膜厚のウエハ面内およびウエハ面間の均一性は、再び悪化に転ずる、という事情がある。

この発明は、基板保持具の高さが高くなっても、処理小空間における密閉性の悪化を抑制することが可能なバッチ式縦型基板処理装置、およびそのバッチ式縦型基板処理装置に好適に使用することが可能な基板保持具を提供する。

この発明の第１の態様に係るバッチ式縦型基板処理装置は、複数の被処理基板を高さ方向に積み上げて保持する基板保持具が挿入される処理室と、前記処理室の外側に設けられた、前記処理室の内部を加熱する加熱装置と、前記処理室の内壁から前記処理室の内部空間に向かって、平面方向に沿って突出して設けられ、前記処理室の内部を、前記高さ方向に沿って複数の処理小空間に分離する複数のフランジ部と、前記複数の処理小空間の内部に、処理ガスを供給するガス供給機構と、前記複数の処理小空間の内部から、前記処理ガスを排気するガス排気機構とを備え、前記複数のフランジ部は各々、前記基板保持具を挿通させる挿通孔を有し、前記挿通孔の径が、前記処理室の上方で小さく、前記処理室の下方に向かうにしたがって順次大きくされている。

この発明の第２の態様に係る基板保持具は、複数の被処理基板を高さ方向に積み上げて保持する基板保持具であって、前記複数の被処理基板を前記高さ方向に積み上げて保持する保持部と、前記保持部を、前記高さ方向に沿って処理小空間保持部に分離する複数の分離板とを備え、前記分離板の径が、前記基板保持具の上方で小さく、前記基板保持具の下方に向かうにしたがって順次大きくされている。

この発明によれば、基板保持具の高さが高くなっても、処理小空間における密閉性の悪化を抑制することが可能なバッチ式縦型基板処理装置、およびそのバッチ式縦型基板処理装置に好適に使用することが可能な基板保持具を提供できる。

第１の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す縦断面図 第１の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す水平断面図 第１の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置から基板保持具を抜き出した状態を示す縦断面図 （Ａ）図は第１の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置に使用される基板保持具の一例を示す縦断面図、（Ｂ）図はその斜視図 比較例を示す図で、（Ａ）図は基板保持具の歳差運動によって基板保持具に“振れ幅”が発生した状態を模式的に示す図、（Ｂ）図は基板保持具の回動によって基板保持具に“振れ幅”が発生した状態を模式的に示す図、（Ｃ）図は比較例に係るバッチ式縦型基板処理装置に設定されたクリアランス部を示す縦断面図 第１の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置に設定されたクリアランス部を示す縦断面図 ラビリンス構造の第１例を示す縦断面図 ラビリンス構造の第２例を示す縦断面図 ラビリンス構造の第３例を示す縦断面図 ラビリンス構造の第４例を示す縦断面図 ラビリンス構造の第５例を示す縦断面図 ラビリンス構造の第６例を示す縦断面図 ラビリンス構造の第７例を示す縦断面図 ラビリンス構造の第８例を示す縦断面図 ラビリンス構造の第９例を示す縦断面図 ラビリンス構造の第１０例を示す縦断面図 （Ａ）図は基板保持の第１例を示す縦断面図、（Ｂ）図は基板保持の第２例を示す縦断面図、（Ｃ）図は基板保持の第３例を示す縦断面図 第１の実施形態の第１の変形例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す縦断面図 第１の実施形態の第１の変形例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す水平断面図 第１の変形例に係るバッチ式縦型基板処理装置における基板保持の一例を示す縦断面図 第１の変形例に係るバッチ式縦型基板処理装置に使用される基板保持具の一例を示す縦断面図 第１の実施形態の第２の変形例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す縦断面図 第２の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す縦断面図 第２の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す水平断面図 第２の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置から基板保持具を抜き出した状態を示す縦断面図 第２の実施形態の一変形例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す縦断面図 第２の実施形態の一変形例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す水平断面図 予備反応部の第１例を示す断面図 予備反応部の第２例を示す断面図 予備反応部の第３例を示す断面図 予備反応部の変形例を示す断面図 第３の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す縦断面図 第３の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す水平断面図 第４の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す縦断面図 第４の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す水平断面図

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、全図にわたり、共通の部分には共通の参照符号を付す。

（第１の実施形態）
＜基板処理装置＞
図１Ａはこの発明の第１の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す縦断面図、図１Ｂはその水平断面図である。なお、図１Ａに示す断面は、図１Ｂ中の１Ａ−１Ａ線に沿った断面であり、図１Ｂに示す断面は、図１Ａ中の１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面である。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、バッチ式縦型基板処理装置１００Ａは、下端が開口された有天井の円筒体状の処理室１を有している。処理室１の全体は、例えば、石英により形成されている。処理室１の内壁には、複数のフランジ部２ａ〜２ｄが設けられている。フランジ部２ａ〜２ｄは、処理室１の内壁から処理室１の内部空間に向かって平面方向に沿って突出して設けられる。これにより、処理室１の内部は、フランジ部２ａ〜２ｄによって高さ方向に沿って複数の処理小空間Ｚａ〜Ｚｄに分離される。

処理室１の下端の開口からは、基板保持具３が挿入される。基板保持具３の一例は、石英製のウエハボートである。ウエハボートは、複数の被処理基板Ｗ、例えば、５０〜１００枚の被処理基板を高さ方向に積み上げて保持する。被処理基板Ｗの一例は、半導体基板である。半導体基板の一例はシリコンウエハである。

フランジ部２ａ〜２ｄは各々、基板保持具３を挿通させる挿通孔４ａ〜４ｄを有している。図２に、バッチ式縦型基板処理装置１００Ａから基板保持具３を抜き出した状態を示した縦断面図を示す。図２に示すように、挿通孔４ａ〜４ｄの径Ｄａ〜Ｄｄは、処理室１の上方で小さく、処理室１の下方に向かうにしたがって順次大きくされている。基板保持具３は、挿通孔４ａ〜４ｄを介しながら処理室１の内部へ挿入される。これにより、複数枚の被処理基板Ｗを処理室１の内部に収容することができ、複数枚の被処理基板Ｗに対して、例えば、成膜処理、酸化／窒化処理、熱処理、およびエッチング処理などの処理を施すことができる。

基板保持具３は、石英製の保温筒５を介してテーブル６上に載置される。テーブル６は、回転軸７上に支持される。回転軸７は、例えば、ステンレススチール製の蓋部８を貫通する。蓋部８と回転軸７との貫通部には、例えば、磁性流体シール９が設けられている。これにより、回転軸７は、気密にシールしつつ、回転可能に蓋部８を貫通する。蓋部８は、処理室１の下端の開口を開閉する。処理室１の下端の開口の周囲と、蓋部８の周囲との間には、例えば、Ｏリングよりなるシール部材１０が介設されている。これにより、処理室１内のシール性が保持される。回転軸７は、例えば、ボートエレベータ等の昇降機構（図示せず）に支持されたアーム１１の先端に取り付けられる。これにより、基板保持具３および蓋部８等は、一体的に昇降されて処理室１内に対して挿脱される。

バッチ式縦型基板処理装置１００Ａは、処理室１内に区画された処理小空間Ｚａ〜Ｚｄの内部に、処理ガスを供給するガス供給機構２０を備えている。処理ガスは、被処理基板Ｗに対して処理を施す際に使用するガスである。ガス供給機構２０は、処理ガス供給源２１を含んでいる。処理ガス供給源２１は、流量制御器２２ａ〜２２ｄおよび開閉弁２３ａ〜２３ｄを介してガス供給管２４ａ〜２４ｄに接続される。ガス供給管２４ａ〜２４ｄは、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄの各々に対応して設けられたガス供給路２５ａ〜２５ｄに接続されている。

処理室１の外側には、処理室１の内部を加熱する加熱装置３０が設けられている。本例の加熱装置３０は円筒状であり、円筒状の処理室１の周囲を囲む。本例のガス供給路２５ａ〜２５ｄは高さ方向に延びて、加熱装置３０と処理室１の外壁との間に設定された空間を介して処理小空間Ｚａ〜Ｚｄのそれぞれに接続される。ガス供給路２５ａ〜２５ｄと、対応する処理小空間Ｚａ〜Ｚｄとの間には、ガス吐出板２６ａ〜２６ｄが設けられている。ガス吐出板２６ａ〜２６ｄには、複数のガス吐出孔２７が設けられている。処理ガスは、ガス吐出孔２７を介して平面方向に沿って処理小空間Ｚａ〜Ｚｄのそれぞれに吐出される。なお、ガス吐出板２６ａ〜２６ｄについては、図面の都合上、処理小空間Ｚａに対応したガス吐出板２６ａを図１Ｂに、処理小空間Ｚｃに対応したガス吐出板２６ｃを図１Ａに示すのみとする。

本例のガス供給機構２０は、処理ガスの供給量を、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄごとに独立して制御可能に構成されている。即ち、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄ各々に供給される処理ガスの供給量は、流量制御器２２ａ〜２２ｄのそれぞれによって互いに独立して制御される。

さらに、バッチ式縦型基板処理装置１００Ａは、処理室１内に区画された処理小空間Ｚａ〜Ｚｄの内部から、処理ガスを排気するガス排気機構４０を備えている。ガス排気機構４０は、真空ポンプ等の排気装置４１を含んでいる。排気装置４１は、圧力制御器４２ａ〜４２ｄを介してガス排気管４３ａ〜４３ｄに接続される。ガス排気管４３ａ〜４３ｄは、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄの各々に対応して設けられたガス排気路４４ａ〜４４ｄに接続されている。

本例のガス排気路４４ａ〜４４ｄは高さ方向に延びて、加熱装置３０と処理室１の外壁との間に設定された空間を介して処理小空間Ｚａ〜Ｚｄのそれぞれに接続される。ガス排気路４４ａ〜４４ｄと、対応する処理小空間Ｚａ〜Ｚｄとの間には、ガス排気口４５ａ〜４５ｄが設けられている。処理小空間Ｚａ〜Ｚｄに供給された処理ガスは、ガス排気口４５ａ〜４５ｄを介して排気される。なお、ガス排気口４５ａ〜４５ｄについては、図面の都合上、処理小空間Ｚａに対応したガス排気口４５ａを図１Ｂに、処理小空間Ｚｃに対応したガス排気口４５ｃを図１Ａに示すのみとする。

本例のガス排気機構４０は、処理ガスの排気量を、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄごとに独立して制御可能に構成されている。即ち、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄ各々に供給される処理ガスの排気量は、圧力制御器４２ａ〜４２ｄのそれぞれによって互いに独立して制御される。

バッチ式縦型基板処理装置１００Ａの各部の制御は、制御部５０によって行われる。制御部５０は、例えば、マイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるプロセスコントローラ５１を含んでいる。プロセスコントローラ５１には、オペレータがバッチ式縦型基板処理装置１００Ａを管理するためにコマンドの入力操作等を行うタッチパネルや、バッチ式縦型基板処理装置１００Ａの稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース５２が接続されている。

プロセスコントローラ５１には記憶部５３が接続されている。記憶部５３は、バッチ式縦型基板処理装置１００Ａで実行される各種処理をプロセスコントローラ５１の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じてバッチ式縦型基板処理装置１００Ａの各構成部に処理を実行させるためのプログラム、いわゆるプロセスレシピが格納される。プロセスレシピは、例えば、記憶部５３の中の記憶媒体に記憶される。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよいし、ＣＤ-ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してプロセスレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。プロセスレシピは、必要に応じて、ユーザーインターフェース５２からの指示等にて記憶部５３から読み出され、読み出されたプロセスレシピに従った処理をプロセスコントローラ５１が実行することで、バッチ式縦型基板処理装置１００Ａは、コントローラ５１の制御のもと、指定された処理を実行する。

＜基板保持具＞
次に、バッチ式縦型基板処理装置１００Ａに好適に使用することが可能な基板保持具３について説明する。

図３（Ａ）は第１の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置に使用される基板保持具の一例を示す縦断面図、図３（Ｂ）はその斜視図である。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、基板保持具３は、複数本の支柱６１を有している。支柱６１には支持溝６２が複数形成されている。被処理基板Ｗは、支持溝６２によって支持されることで、基板保持具３に保持される。支柱６１の頂上部には、天板６３が設けられている。なお、図３（Ｂ）の斜視図においては、支持溝６２の図示を省略している。

本例の基板保持具３は、高さ方向に沿って、被処理基板Ｗを高さ方向に積み上げて保持する保持部を、複数の処理小空間に対応した処理小空間保持部６４ａ〜６４ｄに分離する複数の分離板６５ａ〜６５ｄを、バッチ式縦型基板処理装置１００Ａのフランジ部２ａ〜２ｄに対応して備えている。

本例の基板保持具３は、分離板６５ａ〜６５ｄの径φａ〜φｄが、基板保持具３の上方で小さく、基板保持具３の下方に向かうにしたがって順次大きくされている。なお、最も径が小さい分離板は、処理小空間Ｚａに対応した処理小空間保持部６４ａを分離する分離板６５ａである。分離板６５ａの上方には天板６３があるが、天板の径φは、分離板６５ａの径φａよりも小さく設定される。

本例の基板保持具３が備える分離板６５ａ〜６５ｄは、その上面とフランジ部２ａ〜２ｄの下面との間に、クリアランス部が設定される。

＜クリアランス部＞
次に、比較例と比較しながら、第１の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置におけるクリアランス部について説明する。

〔比較例〕
図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は比較例を示す図で、（Ａ）図は基板保持具の歳差運動によって基板保持具に“振れ幅”が発生した状態を模式的に示す図、（Ｂ）図は基板保持具の回動によって基板保持具に“振れ幅”が発生した状態を模式的に示す図、（Ｃ）図は比較例に係るバッチ式縦型基板処理装置に設定されたクリアランス部を示す縦断面図である。

まず、図４（Ａ）に示すように、基板保持具３に許容範囲内の垂直度誤差があった場合、基板保持具３は傾く。傾いた基板保持具３を回転させると、基板保持具３は歳差運動を起こす。歳差運動によって、基板保持具３には“振れ幅Ｓｐ”が発生する。

また、図４（Ｂ）に示すように、基板保持具３を図示せぬ保温筒上に載置した際、許容範囲内の回転中心からのずれがあったとする。この場合、ずれた基板保持具３を回転させると基板保持具３は回転中心を中心として回動する。回動によって、基板保持具３には“振れ幅Ｓｍ”が発生する。

図４（Ｃ）に示すように、クリアランス部Ｃを、フランジ部２の高さ方向に沿った側面部と、分離板６５の高さ方向に沿った側面部との間に設定した場合、平面方向に沿った間隔Ｄｃｈには“振れ幅Ｓｐ＋振れ幅Ｓｍ”を見込み、上記両側面部どうしが接触しない寸法に設定される。現状、１００枚保持の基板保持具３においては間隔Ｄｃｈに、おおよそ１０ｍｍが必要になってくる。

しかし、間隔Ｄｃｈを１０ｍｍに設定すると、クリアランス部Ｃのコンダクタンスが高くなり、処理小空間どうしの密閉性が悪化する。このため、他の処理小空間からの処理ガスの漏洩、あるいは他の処理小空間への処理ガスの漏洩が起こりやすくなる。例えば、ガスの漏洩が起こりやすくなると、処理小空間ごとに、処理ガスの濃度や流量等を制御する場合には、精度の良い制御が難しくなる。精度の良い制御が難しくなれば、例えば、薄膜を、被処理基板面内および被処理基板面間の双方で膜厚を均一性良く成膜することが難しくなってしまう。

〔第１の実施形態〕
図５は第１の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置に設定されたクリアランス部を示す縦断面図である。

図５に示すように、上記比較例に比較して第１の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置によれば、クリアランス部Ｃは、フランジ部２の平面方向に沿った下面と、分離板６５の平面方向に沿った上面との間に設定される。このため、分離板６５の高さ方向に沿った側面部は、フランジ部２の下面の下において、平面方向に沿って自由に動くことができる。

このため、図４（Ａ）に示したように、基板保持具３が歳差運動を起こした場合であっても、図４（Ｂ）に示すように、基板保持具３が回転中心を中心として回動した場合であっても、分離板６５の高さ方向に沿った側面部は、フランジ部２に接触することはない。このように、第１の実施形態においては、クリアランス部Ｃを、平面方向から高さ方向に変換して設定することができるので、クリアランス部Ｃの、高さ方向に沿った間隔Ｄｃｖには“振れ幅Ｓｐ＋振れ幅Ｓｍ”を見込む必要がなくなる。

したがって、クリアランス部Ｃの高さ方向に沿った間隔Ｄｃｖは、比較例に比較してより小さい値に設定することが可能となる。例えば、現状、１００枚保持の基板保持具３においては、間隔Ｄｃｖは、おおよそ３〜５ｍｍまで狭めることが可能である。ただし、支柱６１とフランジ部２の高さ方向に沿った側面部との間には、支柱６１とフランジ部２の側面部とが接触しないように、“振れ幅Ｓｐ＋振れ幅Ｓｍ”を見込む必要はある。

このように、高さ方向に沿った間隔Ｄｃｖは、平面方向に沿った間隔Ｄｃｈに比較して、より小さい値に設定することが可能であるので、クリアランス部Ｃのコンダクタンスを低くすることができる。このため、処理小空間どうしの密閉性を良好に維持することができ、他の処理小空間からの処理ガスの漏洩、あるいは他の処理小空間への処理ガスの漏洩を抑制することができる。このように密閉性を良好に維持できることで、例えば、処理小空間ごとに、処理ガスの濃度や流量等を制御する場合であっても、精度の良い制御が行うことができる。そして、例えば、被処理基板面内および被処理基板面間の双方で膜厚の均一性が良好な薄膜を成膜することが可能となる。

このような第１の実施形態によれば、基板保持具３の高さが高くなっても、処理小空間における密閉性の悪化を抑制することが可能なバッチ式縦型基板処理装置、およびそのバッチ式縦型基板処理装置に好適に使用することが可能な基板保持具を提供することができる。

＜クリアランス部の例＞
次に、クリアランス部Ｃの例について説明する。
上記一例に係るバッチ式縦型基板処理装置においては、クリアランス部Ｃを、フランジ部２の平面方向に沿った下面と、分離板６５の平面方向に沿った上面とを相対させて、平面方向に沿って一直線状になるように設定した。しかし、クリアランス部Ｃは、平面方向に沿って一直線状になるように設定されることに限られるものではない。例えば、クリアランス部Ｃに、平面方向に沿った部位と高さ方向に沿った部位とを組み合わせた構造、いわゆる“ラビリンス構造”を採用することも可能である。クリアランス部Ｃに“ラビリンス構造”を採用すると、クリアランス部Ｃのコンダクタンスは、さらに低下させることが可能となる。以下、ラビリンス構造のいくつかを説明する。

〔ラビリンス構造：第１例〕
図６Ａは、ラビリンス構造の第１例を示す縦断面図である。
図６Ａに示すラビリンス構造は、フランジ部２の下面に環状に形成された凹部７１ａを設け、分離板６５の上面に環状に形成された凸部７２ａを設けたものである。凹部７１ａは、凸部７２ａに対して非接触状態で嵌合される。

〔ラビリンス構造：第２例〕
図６Ｂは、ラビリンス構造の第２例を示す縦断面図である。
クリアランス部Ｃにラビリンス構造を採用すると、例えば、凸部７２ａの高さ方向に沿った側面部と、凹部７１ａの高さ方向に沿った側面部とが互いに相対する箇所が生じる。このような箇所は、互いの側面部が接触しないように、上述した“振れ幅Ｓｐ＋振れ幅Ｓｍ”を見込む必要がある。つまり、平面方向に沿った間隔Ｄｃｈは、比較例を参照して説明した間隔Ｄｃｈと同様なものとする必要がある。即ち、図６Ｂに示すラビリンス構造は、図６Ａに示したラビリンス構造において、凸部７２ａの高さ方向に沿った側面部と、凹部７１ａの高さ方向に沿った側面部との間隔Ｄｃｈに“振れ幅Ｓｐ＋振れ幅Ｓｍ”を見込み、拡大させた例である。

このように、凸部７２ａの高さ方向に沿った側面部と、凹部７１ａの高さ方向に沿った側面部とが互いに相対する箇所が生じたときには、上記側面部どうしの間隔Ｄｃｈに“振れ幅Ｓｐ＋振れ幅Ｓｍ”を見込み、拡大させればよい。間隔Ｄｃｈを拡大させたとしても、ラビリンス構造中には、間隔Ｄｃｈよりも小さい間隔Ｄｃｖの部分は残る。このため、コンダクタンスが高くなるような状況は、抑制することができる。なお、このことは後述する全てのラビリンス構造の例においても同様であり、間隔Ｄｃｈには“振れ幅Ｓｐ＋振れ幅Ｓｍ”を見込むことができる。

〔ラビリンス構造：第３例〕
図６Ｃは、ラビリンス構造の第３例を示す縦断面図である。
図６Ｃに示すラビリンス構造は、第１例とは反対に、フランジ部２の下面に環状に形成された凸部７２ｂを設け、分離板６５の上面に環状に形成された凹部７１ｂを設けたものである。第１例と同様に凹部７１ｂは、凸部７２ｂに対して非接触状態で嵌合される。このように、凹部７１ｂを分離板６５に設けた場合には、凸部７２ｂはフランジ部２に設ければよい。

〔ラビリンス構造：第４例〕
図６Ｄは、ラビリンス構造の第４例を示す縦断面図である。
図６Ｄに示すラビリンス構造は、第１例と同様に、分離板６５の上面に凸部７２ａを設けたものであるが、フランジ部２の下面には、フランジ部２の側面部を環状に切り欠き、側面部に切り欠き部位７３ａを設けたところが異なっている。

分離板６５の上面の凸部７２ａは、フランジ部２の側面部に設けられた切り欠き部位７３ａに、非接触状態で嵌合する。このように凹部については、切り欠き部位７３ａに変形することも可能である。

〔ラビリンス構造：第５例〕
図６Ｅは、ラビリンス構造の第５例を示す縦断面図である。
図６Ｅに示すラビリンス構造は、第４例とは反対に、分離板６５の側面部に切り欠き部位７３ｂを設け、フランジ部２の下面に凸部７２ｂを設けたものである。このように切り欠き部位７３ｂを分離板６５に設けた場合には、凸部７２ｂはフランジ部２に設ければよい。

〔ラビリンス構造：第６例〕
図６Ｆは、ラビリンス構造の第６例を示す縦断面図である。
図６Ｆに示すラビリンス構造は、分離板６５の高さ方向に沿った側面部を、フランジ部２の下面に向かって凸となる鍵型の部位７４ａとした例である。フランジ部２の下面には、鍵型の部位７４ａが非接触状態で嵌合される凹部７１ａが設けられる。

このように凸部については、分離板６５の高さ方向に沿った側面部を、鍵型の部位７４ａとして形成することが可能である。

〔ラビリンス構造：第７例〕
図６Ｇは、ラビリンス構造の第７例を示す縦断面図である。
図６Ｇに示すラビリンス構造は、第６例とは反対に、フランジ部２の高さ方向に沿った側面部を、分離板６５の上面に向かって凸となる鍵型の部位７４ｂとした例である。分離板６５の上面には、鍵型の部位７４ｂが非接触状態で嵌合される凹部７１ｂが設けられる。このように鍵型の部位７４ｂをフランジ部２の高さ方向に沿った側面部に設けた場合には、凹部７１ｂは分離板６５に設ければよい。

〔ラビリンス構造：第８例〕
図６Ｈは、ラビリンス構造の第８例を示す縦断面図である。
図６Ｈに示すラビリンス構造は、フランジ部２の下面、および分離板６５の上面のそれぞれに凹部７１ａ、７１ｂを形成した例である。このような例においては、フランジ部２の凹部７１ａの側面部よりの部分が凸部の代わりとなり、同じく分離板６５の凹部７１ｂの側面部よりの部分が凸部の代わりとなる。このようなフランジ部２と分離板６５とを、非接触状態で互いに噛み合わせる。

このような第８例においては、フランジ部２と分離板６５とを、非接触状態で互いに噛み合わせるので、第１例〜第７例に比較して、フランジ部２の上面と分離板６５の上面との間に生ずる段差Ｓを緩和することができる。段差Ｓが緩和されることで、処理装置の高さ方向の寸法を圧縮でき、処理装置の製造コストを低下できる。もしくは処理装置の高さ方向の寸法を変えない場合には、処理小空間の高さ方向の寸法を拡大させることができ、処理枚数を向上できる、という利点を得ることができる。

〔ラビリンス構造：第９例〕
図６Ｉは、ラビリンス構造の第９例を示す縦断面図である。
図６Ｉに示す構造は、フランジ部２の高さ方向に沿った側面部に、分離板６５に向かって凹となる切り欠き部位７３ａを設け、分離板６５の高さ方向に沿った側面部に、フランジ部２に向かって凹部となる切り欠き部位７３ｂを設けた例である。このような例においては、フランジ部２の切り欠き部位７３ａと分離板６５の切り欠き部位７３ｂとを、互いに非接触状態で噛み合わせる。

このような第９例においては、フランジ部２の上面と分離板６５の上面との間に生ずる段差、さらには、フランジ部２の下面と分離板６５の下面との間に生ずる段差を、ほぼ無くすことができる。このため、第９例においては、第８例と同様な利点を得ることができるほか、フランジ部２と分離板６５とが互いにフラットになるので、処理小空間内における段差に起因した処理ガスの流れの乱れを解消することができる、という利点を得ることができる。

〔ラビリンス構造：第１０例〕
図６Ｊは、ラビリンス構造の第１０例を示す縦断面図である。
図６Ｊに示すラビリンス構造は、第８例に準じた構造を有しているが、さらに、フランジ部２の下面の位置を分離板６５の下面の位置と一致させるとともに、フランジ部２の上面の位置を分離板６５の上面の位置と一致させるようにした例である。

このような第１０例においては、フランジ部２と分離板６５とが互いにフラットになるので、第９例と同様の利点を得ることができる。さらに、第９例に比較して、クリアランス部の中に、凸部と凹部とが非接触状態で嵌合する部分が形成されるようになるので、より処理ガスが、クリアランス部の中を流れ難くなる、という利点を得ることができる。

＜基板保持の例＞
次に、処理小空間保持部における基板保持の例について説明する。

〔第１例〕
図７（Ａ）は基板保持の第１例を示す縦断面図である。図７（Ａ）には処理小空間保持部６４ｂ、６４ｃと処理小空間Ｚｂ、Ｚｃとが示されている。

図７（Ａ）に示すように、基板保持具３の処理小空間保持部６４（６４ｂ、６４ｃ）には、隙間なく被処理基板Ｗを高さ方向に積み重ねて保持させて、被処理基板Ｗに対する処理を行うようにしてもよい。

〔第２例〕
図７（Ｂ）は基板保持の第２例を示す縦断面図である。図７（Ｂ）には処理小空間保持部６４ｂ、６４ｃと処理小空間Ｚｂ、Ｚｃとが示されている。

図７（Ｂ）に示すように、基板保持具３の処理小空間保持部６４（６４ｂ、６４ｃ）には、１段以上の間隔をあけて、被処理基板Ｗを高さ方向に積み重ねて保持させて、被処理基板Ｗに対する処理を行うようにしてもよい。図７（Ｂ）には、２段の間隔をあけて、被処理基板Ｗを高さ方向に積み重ねて保持させた例が示されている。

〔第３例〕
図７（Ｃ）は基板保持の第３例を示す縦断面図である。図７（Ｃ）には処理小空間保持部６４ｂ、６４ｃと処理小空間Ｚｂ、Ｚｃとが示されている。

図７（Ｃ）に示すように、基板保持具３の処理小空間保持部６４（６４ｂ、６４ｃ）には、被処理基板Ｗを１枚だけ保持させて、被処理基板Ｗに対する処理を行うようにしてもよい。

これらの第１例〜第３例に示されるように、基板保持具３の複数の処理小空間保持部６４には、１枚以上の被処理基板Ｗを保持し、複数の処理小空間Ｚごとに１枚以上の被処理基板Ｗに対する処理が行なわれればよい。つまり、処理小空間保持部６４に保持させる被処理基板Ｗの枚数は任意である。

（第１の実施形態：第１の変形例）
次に、第１の実施形態の第１の変形例について説明する。なお、本第１の変形例は、後述する第２の変形例、並びに第２〜第４の実施形態においても適用することが可能である。

＜基板処理装置＞
図８Ａはこの発明の第１の実施形態の第１の変形例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す縦断面図、図８Ｂはその水平断面図である。なお、図８Ａに示す断面は、図８Ｂ中の８Ａ−８Ａ線に沿った断面であり、図８Ｂに示す断面は、図８Ａ中の８Ｂ−８Ｂ線に沿った断面である。

図８Ａおよび図８Ｂに示すように、第１の変形例に係るバッチ式縦型基板処理装置１００Ｂが、図１Ａおよび図１Ｂ等を参照して説明したバッチ式縦型基板処理装置１００Ａと異なるところは、処理室１の内壁に沿って、フランジ部２ａと処理室１の天井部、フランジ部２ａ〜２ｄ間各々に、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄの内側の径φＺが、処理室１の内側の径φ１よりも小さくなるように仕切る仕切り壁８０ａ〜８０ｄを、さらに備えていることである。

仕切り壁８０ａ〜８０ｄそれぞれには、処理ガスが吐出されるガス吐出板２６ａ〜２６ｄが設けられている。ガス吐出板２６ａ〜２６ｄとガス供給路２５ａ〜２５ｄとは、処理室１の壁に設けられた開口８１ａ〜８１ｄ、および開口８１ａ〜８１ｄとガス吐出板２６ａ〜２６ｄとを接続するガス案内路８２ａ〜８２ｄを介して接続されている。なお、ガス吐出板２６ａ〜２６ｄ、開口８１ａ〜８１ｄ、およびガス案内路８２ａ〜８２ｄについては、図面の都合上、処理小空間Ｚａに対応したガス吐出板２６ａ、開口８１ａ、およびガス案内路８２ａを図８Ｂに、処理小空間Ｚｃに対応したガス吐出板２６ｃ、開口８１ｃ、およびガス案内路８２ｃを図８Ａに示すのみとする。

また、仕切り壁８０ａ〜８０ｄそれぞれには、処理ガスを排気する開口８３ａ〜８３ｄが設けられている。開口８３ａ〜８３ｄとガス排気路４４ａ〜４４ｄとは、ガス排気口４５ａ〜４５ｄ、およびガス排気路４４ａ〜４４ｄと開口８３ａ〜８３ｄとを接続するガス案内路８４ａ〜８４ｄを介して接続されている。なお、ガス排気口４５ａ〜４５ｄ、開口８３ａ〜８３ｄ、およびガス案内路８４ａ〜８４ｄについては、図面の都合上、処理小空間Ｚａに対応したガス排気口４５ａ、開口８３ａ、およびガス案内路８４ａを図８Ｂに、処理小空間Ｚｃに対応したガス排気口４５ｃ、開口８３ｃ、およびガス案内路８４ｃを図８Ａに示すのみとする。

このような第１の変形例であると、仕切り壁８０ａ〜８０ｄによって、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄの径φＺが、第１の実施形態に比較して小さくされている。このため、例えば、被処理基板Ｗの外周端部から処理小空間Ｚａ〜Ｚｄの内壁までの間隔ＤＺが小さくなる。間隔ＤＺが小さくなると、被処理基板Ｗの外周端部から処理小空間Ｚａ〜Ｚｄの内壁までの空間のコンダクタンスが低下する。このため、第１の実施形態に比較して、間隔ＤＺの部分を通過する処理ガスの量を減らすことができ、より多くの処理ガスを、基板保持具３に保持された被処理基板Ｗの被処理面の上方に流しやすくなる、という利点を得ることができる。より多くの処理ガスが、被処理基板Ｗの被処理面の上方に流れるようになると、処理速度の向上や、被処理基板面内および被処理基板面間での処理の均一性の向上にも有用である。

＜基板保持の例＞
より多くの処理ガスが、被処理基板Ｗの被処理面の上方に流れるようになることは、処理速度の向上や、被処理基板面内および被処理基板面間での処理の均一性の向上に有用であることは述べた通りである。

次に、より多くの処理ガスを、被処理基板Ｗの被処理面の上方に流すための基板保持の例を説明する。

図９は、第１の変形例に係るバッチ式縦型基板処理装置における基板保持の一例を示す縦断面図である。

図９に示すように、基板保持具３の処理小空間保持部６４（６４ｃ、６４ｄ）に被処理基板Ｗを保持する際、その保持ピッチＰｗを、間隔ＤＺよりも広くなるようにする。このようにすると、例えば、間隔ＤＺの部分のコンダクタンスよりも、被処理基板Ｗどうしの間の部分のコンダクタンスを大きくすることができる。

したがって、被処理基板Ｗの保持ピッチＰｗを、間隔ＤＺよりも広くすることで、より多くの処理ガスが被処理基板Ｗの被処理面の上方に流れるようになり、処理速度の向上や、被処理基板面内および被処理基板面間での処理の均一性の向上を図ることができる、という利点を得ることができる。

＜基板保持具＞
次に、上記の利点を得るために、工夫された基板保持具の一例について説明する。
図１０は、第１の変形例に係るバッチ式縦型基板処理装置に使用される基板保持具の一例を示す縦断面図である。

図１０に示すように、基板保持具３の支柱６１に形成される支持溝６２の形成ピッチＰｇを間隔ＤＺよりも広くする。このようにすると、支持溝６２に、被処理基板Ｗを支持させただけで、被処理基板Ｗどうしの保持ピッチＰｗは、間隔ＤＺよりも広くなる。

このように、支持溝６２の形成ピッチＰｇを間隔ＤＺよりも広くすることでも、より多くの処理ガスが被処理基板Ｗの被処理面の上方に流れるようになり、処理速度の向上や、被処理基板面内および被処理基板面間での処理の均一性の向上を図ることができる、という利点を得ることができる。

（第１の実施形態：第２の変形例）
次に、第１の実施形態の第２の変形例について説明する。なお、本第２の変形例は、後述する第２〜第４の実施形態においても適用することが可能である。

＜基板処理装置＞
図１１は、第１の実施形態の第２の変形例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す縦断面図である。

図１１に示すように、第２の変形例に係るバッチ式縦型基板処理装置１００Ｃが、図１Ａおよび図１Ｂ等を参照して説明したバッチ式縦型基板処理装置１００Ａと異なるところは、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄで共通であった加熱装置３０を、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄごとに分割し、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄをそれぞれ加熱する加熱装置３０ａ〜３０ｄを設けたことである。

このような第２の変形例のように、加熱装置を加熱装置３０ａ〜３０ｄに分割し、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄごとに加熱装置３０ａ〜３０ｄを設けることで、処理ガスの供給量や、処理圧力等を処理小空間Ｚａ〜Ｚｄごとに制御するのに加え、さらに、処理温度についても、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄごとに独立して制御することが可能となる。

したがって、第２の変形例によれば、例えば、第１の実施形態の一例に比較して、被処理基板面内および被処理基板面間での処理の均一性の向上を、さらに図ることが可能となる、という利点を得ることができる。

（第２の実施形態）
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。

＜基板処理装置＞
図１２Ａはこの発明の第２の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す縦断面図、図１２Ｂはその水平断面図である。なお、図１２Ａに示す断面は、図１２Ｂ中の１２Ａ−１２Ａ線に沿った断面であり、図１２Ｂに示す断面は、図１２Ａ中の１２Ｂ−１２Ｂ線に沿った断面である。また、図１３は、第２の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置から基板保持具を抜き出した状態を示す縦断面図である。

図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１３に示すように、第２の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置１００Ｄが、図１Ａおよび図１Ｂ等を参照して説明したバッチ式縦型基板処理装置１００Ａと、まず、異なるところは、加熱装置３０が高さ方向の沿って延びるスリット部３１を備え、２つの加熱装置３０Ｌ、３０Ｒに分割されていることである。

次に、異なるところは、本例ではガス供給路の一部を兼ねるガス供給管２４ａ〜２４ｃが、スリット部３１を介して平面方向に沿って延び、本例ではガス拡散室を兼ねるガス供給路２５ａ〜２５ｄに接続されていることである。

さらに、異なるところは、本例ではガス排気路の一部を兼ねるガス排気管４３ａ〜４３ｄが、スリット部３１を介して平面方向に沿って延び、ガス排気口４５ａ〜４５ｃに接続されていることである。

このように、この発明の実施形態は、ガス供給路２５ａ〜２５ｃおよびガス排気路４４ａ〜４４ｄが高さ方向に延びて、加熱装置３０と処理室１の外壁との間に設定された空間を介して処理小空間Ｚａ〜Ｚｄのそれぞれに接続される構成に限られるものではない。ガス供給路（本例ではガス供給管２４ａ〜２４ｄ）およびガス排気路（本例ではガス排気管４３ａ〜４３ｄ）が平面方向に延びて、加熱装置３０Ｌと３０Ｒとの間に設定されたスリット部３１を介して処理小空間Ｚａ〜Ｚｄのそれぞれに接続される構成であっても、適用することができる。

第２の実施形態による利点は、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄのそれぞれにおいて、ガス供給路の長さ、ガス排気路の長さをほぼ均等に揃えることができ、例えば、ガス供給路の長さの相違による処理ガスの活性度の違いを無くすことができることである。

このため、第１の実施形態に比較して、被処理基板面内および被処理基板面間での処理の均一性の向上を、さらに促進させることが可能となる。

（第２の実施形態：一変形例）
次に、第２の実施形態の一変形例について説明する。なお、本一変形例は、後述する第４の実施形態においても適用することができる。

＜基板処理装置＞
図１４Ａはこの発明の第２の実施形態の一変形例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す縦断面図、図１４Ｂはその水平断面図である。なお、図１４Ａに示す断面は、図１４Ｂ中の１４Ａ−１４Ａ線に沿った断面であり、図１４Ｂに示す断面は、図１４Ａ中の１４Ｂ−１４Ｂ線に沿った断面である。

第２の実施形態のように、例えば、ガス供給路を平面方向に沿って設けた構成であると、処理ガスが、ガス供給路中を流れる長さが短くなってしまう、という傾向がある。このため、処理ガスの活性度が十分に上がらないまま、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄに供給されてしまう可能性がある。

このような可能性を低減させたい場合には、図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、スリット部３１におけるガス供給路中、本例ではガス供給管２４ａ〜２４ｄの部分に、処理ガスを事前に反応させ、その活性度を事前に向上させる予備反応部９０ａ〜９０ｄを設けるようにしてもよい。

このような予備反応部９０ａ〜９０ｄを、バッチ式縦型基板処理装置１００Ｄに設けることで、処理ガスの活性度を事前に向上させる、あるいは処理ガスの活性度を事前に制御しながら、処理ガスを処理小空間Ｚａ〜Ｚｄ内へ供給することができる、という利点を得ることができる。処理ガスの活性度を事前に制御する場合には、予備反応部９０ａ〜９０ｄにおいて、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄに対応させて、それぞれ独立して制御することも可能である。このような一変形例もまた、被処理基板面内および被処理基板面間での処理の均一性の向上の促進に、有効である。

予備反応部９０ａ〜９０ｄの主要な目的は、処理ガスを予備反応、又は活性化させることである。処理ガスを予備反応、又は活性化させるためには、いくつかの手法がある。以下、そのような手法の例を、例えば、高さ方向に沿って複数段設けられる予備反応部９０ａ〜９０ｄのうちの一つを参照して説明することとする。

〔第１例〕
図１５Ａは、予備反応部９０の第１例を示す断面図である。

図１５Ａに示すように、第１例に係る予備反応部９０-１は、ガス供給管２４に接続された予備反応室１９０を備えている。ガス供給機構２０からガス供給管２４を介して送られてきた処理ガスは、予備反応室１９０内で予備反応、又は活性化される。予備反応室１９０内で予備反応された、又は活性化された処理ガスは、ガス供給管２４を介して処理小空間Ｚへと供給される。

第１例に係る予備反応部９０-１においては、処理ガスを予備反応、又は活性化させるために、予備反応室１９０の内部において処理ガスを加熱する。そのために、第１例に係る予備反応部９０は、予備反応室１９０の内部に送られてきた処理ガスを加熱する加熱機構１９１を備えている。

加熱機構１９１は、例えば、高さ方向に沿って複数段設けられた予備反応室１９０-１のそれぞれに共通して設けることも可能であるし、例えば、上部ゾーン、中間ゾーン、下部ゾーンといったようにゾーンごとに設けることも可能である。また、複数段設けられた予備反応室１９０ごとに、１つずつ設けることも可能である。

加熱機構１９１を、ゾーンごと、あるいは予備反応室１９０ごとに１つずつ設けた場合には、加熱機構１９１の制御を、ゾーンごと、あるいは予備反応室１９０ごとにそれぞれ独立して行うことができる。このため、ゾーンごと、あるいは予備反応室１９０ごとに処理ガスの活性度をそれぞれ調節しつつ、処理小空間Ｚへ供給できる、という利点を得ることができる。

〔第２例〕
図１５Ｂは、予備反応部９０の第２例を示す断面図である。

図１５Ｂに示すように、第２例が第１例と異なる点は、処理ガスにエネルギーを与える手段を“熱”から“プラズマ”とした点である。

第２例に係る予備反応部９０-２においては、処理ガスを予備反応、又は活性化させるために、予備反応室１９０の内部に送られてきた処理ガスに、高周波電界を与える一対の電極１９２と、一対の電極１９２に高周波電力を印加する高周波電源１９３を備えている。

一対の電極１９２もまた、加熱機構１９１と同様に、例えば、高さ方向に沿って複数段設けられた予備反応室１９０のそれぞれに共通して設けることも可能であるし、例えば、上部ゾーン、中間ゾーン、下部ゾーンといったようにゾーンごとに設けることも可能であるし、複数段設けられた予備反応室１９０ごとに、１つずつ設けることも可能である。

一対の電極１９２を、ゾーンごと、あるいは予備反応室１９０ごとに１つずつ設けた場合には、一対の電極１９２への高周波電力の印加を、ゾーンごと、あるいは予備反応室１９０ごとにそれぞれ独立して行うことができる。したがって、ゾーンごと、あるいは予備反応室１９０ごとに処理ガスの活性度をそれぞれ調節しつつ、処理小空間Ｚへ供給できる、という利点を得ることができる。

〔第３例〕
図１５Ｃは、予備反応部９０の第３例を示す断面図である。

図１５Ｃに示すように、第３例が第１例と異なる点は、処理ガスにエネルギーを与える手段を“電磁波”とした点である。電磁波の一例は紫外線である。

第３例に係る予備反応部９０-３においては、処理ガスを予備反応、又は活性化させるために、予備反応室１９０の内部に送られてきた処理ガスに、電磁波、例えば、紫外線を照射する紫外線照射装置１９４を備えている。

紫外線照射装置１９４についても、加熱機構１９１や一対の電極１９２と同様に、例えば、高さ方向に沿って複数段設けられた予備反応室１９０のそれぞれに共通して設けることが可能である。また、例えば、上部ゾーン、中間ゾーン、下部ゾーンといったようにゾーンごとに設けることも可能である。さらに、複数段設けられた予備反応室１９０ごとに、１つずつ設けることも可能である。

紫外線照射装置１９４を、ゾーンごと、あるいは予備反応室１９０ごとに１つずつ設けた場合には、予備反応室１９０の内部への紫外線の照射を、ゾーンごと、あるいは予備反応室１９０ごとにそれぞれ独立して行うことができる。したがって、ゾーンごと、あるいは予備反応室１９０ごとに処理ガスの活性度をそれぞれ調節しつつ、処理小空間Ｚへ供給できる、という利点を得ることができる。

また、第１例〜第３例においては、処理ガスを予備反応、又は活性化させるためのエネルギー源として“熱”、あるいは“高周波電界”、あるいは“電磁波”を用いたが、処理ガスを予備反応、又は活性化させるためのエネルギー源はこれらに限られることはない。また、“熱”、“高周波電界”、および“電磁波”などのエネルギー源を適宜組み合わせることも可能である。

〔変形例〕
なお、第１例〜第３例においては、処理ガスを予備反応、又は活性化させてから、あるいは処理ガスを予備反応、又は活性化させつつ処理小空間Ｚへと供給するために予備反応室１９０を設けた。

しかしながら、予備反応室１９０を設けることなく、ガス供給管２４を流れている処理ガスに対して直接、“熱”、あるいは“高周波電界”、あるいは“電磁波”などの処理ガスを活性化させるためエネルギー源を印加することも可能である。図１５Ｄに示す変形例においては、その一例として、ガス供給管２４に熱を与え、ガス供給管２４内を流れる処理ガスを予備反応、又は活性化させる加熱機構１９５を備えている例を示している。もちろん、加熱機構１９５については、第２例に示したような一対の電極や、第３例に示したような紫外線照射装置に変更することができる。

（第３の実施形態）
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。

＜基板処理装置＞
図１６Ａはこの発明の第３の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す縦断面図、図１６Ｂはその水平断面図である。なお、図１６Ａに示す断面は、図１６Ｂ中の１６Ａ−１６Ａ線に沿った断面であり、図１６Ｂに示す断面は、図１６Ａ中の１６Ｂ−１６Ｂ線に沿った断面である。

図１６Ａおよび図１６Ｂに示すように、第３の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置１００Ｅが、図１Ａおよび図１Ｂ等を参照して説明したバッチ式縦型基板処理装置１００Ａと、異なるところは、ガス供給系側に第１の実施形態の構成を採用し、ガス排気系側に第２の実施形態の構成を採用したところである。

このように、第１の実施形態と第２の実施形態とは、適宜組み合わせての実施が可能である。

（第４の実施形態）
次に、この発明の第４の実施形態について説明する。

＜基板処理装置＞
図１７Ａはこの発明の第４の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置を示す縦断面図、図１７Ｂはその水平断面図である。なお、図１７Ａに示す断面は、図１７Ｂ中の１７Ａ−１７Ａ線に沿った断面であり、図１７Ｂに示す断面は、図１７Ａ中の１７Ｂ−１７Ｂ線に沿った断面である。

図１７Ａおよび図１７Ｂに示すように、第４の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置１００Ｆは、第３の実施形態の一例に係るバッチ式縦型基板処理装置１００Ｅとは反対に、ガス供給系側に第２の実施形態の構成を採用し、ガス排気系側に第１の実施形態の構成を採用したものである。

第１の実施形態と第２の実施形態とは、このように組み合わせることも可能である。

以上、この発明を実施形態に従って説明したが、この発明は、上記実施形態に限定されることは無く、種々変形可能である。
例えば、上記実施形態においては、処理小空間を、処理小空間Ｚａ〜Ｚｄの４つに分離したが、処理小空間の数は、４つに限られるものではない。処理小空間の数は、任意である。その他、この発明はその要旨を逸脱しない範囲で様々に変形することができる。

Ｗ…被処理基板、Ｚａ〜Ｚｄ…処理小空間、Ｄａ〜Ｄｄ…処理小空間の径、φａ〜φｄ…分離板の径、１…処理室、２、２ａ〜２ｄ…フランジ部、３…基板保持具、４ａ〜４ｄ…挿通孔、６５、６５ａ〜６５ｄ…分離板

Claims (22)

1. 複数の被処理基板を高さ方向に積み上げて保持する基板保持具が挿入される処理室と、
   前記処理室の外側に設けられた、前記処理室の内部を加熱する加熱装置と、
   前記処理室の内壁から前記処理室の内部空間に向かって、平面方向に沿って突出して設けられ、前記処理室の内部を、前記高さ方向に沿って複数の処理小空間に分離する複数のフランジ部と、
   前記複数の処理小空間の内部に、処理ガスを供給するガス供給機構と、
   前記複数の処理小空間の内部から、前記処理ガスを排気するガス排気機構とを備え、
   前記複数のフランジ部は各々、前記基板保持具を挿通させる挿通孔を有し、
   前記挿通孔の径が、前記処理室の上方で小さく、前記処理室の下方に向かうにしたがって順次大きくされていることを特徴とするバッチ式縦型基板処理装置。
2. 前記基板保持具は、前記複数の被処理基板を保持する保持部を、前記高さ方向に沿って前記複数の処理小空間に対応した処理小空間保持部に分離する複数の分離板を、前記複数のフランジ部に対応して備え、
   前記分離板の径が、前記基板保持具の上方で小さく、前記基板保持具の下方に向かうにしたがって順次大きくされていることを特徴とする請求項１に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
3. 前記基板保持具が前記処理室内に挿入されたとき、
   前記複数のフランジ部の前記平面方向に沿った下面と、前記複数の分離板の前記平面方向に沿った上面との間の各々に、クリアランス部が設定されることを特徴とする請求項２に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
4. 前記複数の被処理基板に対して処理を行っている間、前記基板保持具は、前記処理室の内部で回転されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
5. 前記クリアランス部が、ラビリンス構造を有していることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
6. 前記ラビリンス構造は、
   前記複数のフランジ部の下面および前記分離板の上面の一方に、環状に形成された凹部と、
   前記複数のフランジ部の下面および前記分離板の上面の他方に、環状に形成された凸部とを備え、
   前記凸部が前記凹部に対して非接触状態で嵌合されることを特徴とする請求項５に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
7. 前記基板保持具の前記処理小空間保持部には、１枚以上の被処理基板が保持され、
   前記複数の処理小空間ごとに、前記１枚以上の被処理基板に対する処理が行なわれることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか一項に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
8. 前記クリアランス部の前記高さ方向に沿った寸法は、３ｍｍ以上５ｍｍ未満に設定されていることを特徴とする請求項３から請求項７のいずれか一項に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
9. 前記処理室の内壁に沿って、前記複数のフランジ部間各々に、前記複数の処理小空間の内側の径が、前記処理室の内側の径よりも小さくなるように仕切る仕切り壁を、さらに備えていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
10. 前記平面方向に沿った、前記仕切り壁と前記基板保持具に保持された前記被処理基板の外周端との離隔距離は、
    前記高さ方向に沿った、前記基板保持具の前記被処理基板の保持ピッチ距離よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項９に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
11. 前記ガス供給機構は、前記複数の処理小空間の各々に対応して設けられたガス供給路に接続され、
    前記ガス供給路は、前記加熱装置と前記処理室の外壁との間に設定された空間を介して前記複数の処理小空間のそれぞれに接続されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
12. 前記加熱装置は、前記高さ方向に沿って延びるスリット部を備え、
    前記ガス供給機構は、前記複数の処理小空間の各々に対応して設けられたガス供給路に接続され、
    前記ガス供給路は、前記スリット部を介して前記複数の処理小空間のそれぞれに接続されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
13. 前記処理ガスは予備反応、又は活性化させてから、あるいは前記処理ガスを予備反応、又は活性化させつつ、前記処理小空間の内部に供給されることを特徴とする請求項１から請求項１２に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
14. 前記処理ガスを予備反応、又は活性化させる予備反応部を、さらに備えることを特徴とする請求項１３に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
15. 前記処理ガスを予備反応、又は活性化させるために、前記処理ガスに熱、高周波電界、および電磁波の少なくとも１つを印加することを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
16. 前記ガス供給機構は、前記処理ガスの供給量を、前記複数の処理小空間ごとに独立して制御可能に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
17. 前記ガス排気機構は、前記複数の処理小空間の各々に対応して設けられたガス排気路に接続され、
    前記ガス排気路は、前記加熱装置と前記処理室の外壁との間に設定された空間を介して前記複数の処理小空間のそれぞれに接続されていることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
18. 前記加熱装置は、前記高さ方向に沿って延びるスリット部を備え、
    前記ガス排気機構は、前記複数の処理小空間の各々に対応して設けられたガス排気路に接続され、
    前記ガス排気路は、前記スリット部を介して前記複数の処理小空間のそれぞれに接続されていることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
19. 前記ガス排気機構は、前記処理ガスの排気量を、前記複数の処理小空間ごとに独立して制御可能に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
20. 前記加熱装置は、前記複数の処理小空間ごとに分割され、前記複数の処理小空間の温度を、前記複数の処理小空間ごとに独立制御するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載のバッチ式縦型基板処理装置。
21. 複数の被処理基板を高さ方向に積み上げて保持する基板保持具であって、
    前記複数の被処理基板を前記高さ方向に積み上げて保持する保持部と、
    前記保持部を、前記高さ方向に沿って処理小空間保持部に分離する複数の分離板とを備え、
    前記分離板の径が、前記基板保持具の上方で小さく、前記基板保持具の下方に向かうにしたがって順次大きくされていることを特徴とする基板保持具。
22. 前記基板保持具の前記複数の処理小空間は、１枚以上の被処理基板を保持可能に構成されていることを特徴とする請求項２１に記載の基板保持具。

Images