CN115803866A - 基板保持件、基板处理装置以及半导体装置的制造方法 - Google Patents
基板保持件、基板处理装置以及半导体装置的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115803866A CN115803866A CN202080102609.3A CN202080102609A CN115803866A CN 115803866 A CN115803866 A CN 115803866A CN 202080102609 A CN202080102609 A CN 202080102609A CN 115803866 A CN115803866 A CN 115803866A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- columns
- gas
- substrate
- members
- annular member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
- H01L21/67303—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
- C23C16/45546—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus specially adapted for a substrate stack in the ALD reactor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
- H01L21/67303—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
- H01L21/67309—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements characterized by the substrate support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
- H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
- H01L21/67757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber vertical transfer of a batch of workpieces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Abstract
本发明改进基板保持件的强度。具有:多个环状部件,其以预定的间隔排列;多个柱,其具有比环状部件的宽度窄的宽度,沿环状部件的外缘配置,并保持多个环状部件;多个支撑部件,其从多个柱朝向内周延伸,在上侧的环状部件与下侧的环状部件之间载置基板;以及多个连接部件,其分别与多个柱的至少一个柱和多个环状部件焊接,将柱与多个环状部件连接。
Description
技术领域
本公开涉及基板保持件、基板处理装置以及半导体装置的制造方法。
背景技术
在各个专利文献中记载有基板处理装置,在该基板处理装置中,在处理炉内将基板多层地保持于基板保持件的状态下,在基板的表面形成膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-27159号公报
专利文献2:国际公开第2005/053016号小册子
发明内容
发明所要解决的课题
在上述的基板处理装置中使用的基板保持件具有多根支柱、沿支柱的长度方向设置多个的基板支撑部、以及在支柱的长度方向上与基板支撑部交替地配置的多个环形状的板部件,使支柱与形成于板部件的切口卡合,将板部件与支柱直接焊接而进行固定。
但是,在上述的基板保持件中,为了确保向各个基板支撑部搬运基板的基板搬运区域,支柱集中地配置于板部件的半圆部分,将板部件与支柱直接焊接而进行固定。因此,向板部件未配置支柱的一侧下垂,应力集中在板部件与支柱的固定部分,从而基板保持件容易破损。
本公开的目的在于改进基板保持件的强度。
用于解决课题的方案
根据本公开的第一方式,提供一种技术,具有:
多个环状部件,其以预定的间隔排列;
多个柱,其具有比上述环状部件的宽度窄的宽度,沿上述环状部件的外缘配置,并保持上述多个环状部件;
多个支撑部件,其从上述多个柱朝向内周延伸,在上侧的上述环状部件与下侧的上述环状部件之间载置基板;以及
多个连接部件,其分别与上述多个柱的至少一个柱和上述多个环状部件焊接,将上述柱与上述多个环状部件连接。
发明的效果如下。
根据本公开,能够改进基板保持件的强度。
附图说明
图1是示出本公开的一个实施方式的基板处理装置的简要结构图。
图2是在水平方向上剖切本公开的一个实施方式的基板处理装置的剖视图。
图3是在垂直方向上剖切本公开的一个实施方式的基板处理装置的剖视图。
图4的(A)是用于说明本公开的一个实施方式的基板保持件所保持的基板、环状部件以及供给狭缝的位置关系的图,图4的(B)是放大地示出图4的(A)的一部分的图。
图5的(A)~图5的(D)是示出本公开的一个实施方式的基板保持件的立体图、侧视图、俯视图以及仰视图。
图6是示出本公开的一个实施方式的环状部件的立体图。
图7是在水平方向上剖切本公开的一个实施方式的基板保持件的剖视图。
图8的(A)是从上观察到的环状部件与柱的固定部周边的图,图8的(B)是从柱的外周侧观察到的环状部件与柱的固定部周边的图,图8的(C)是环状部件与柱的固定部周边的立体图。
图9的(A)是示出在本公开的一个实施方式的基板保持件保持有基板的状态的立体图,图9的(B)是将图9的(A)的一部分放大并在垂直方向上剖切的剖视立体图,图9的(C)是将图9的(A)的一部分放大并在垂直方向上剖切的剖视图。
图10是示出本公开的一个实施方式的基板处理装置的控制部的控制系统的框图。
图11是示出本公开的一个实施方式的基板处理装置的成膜序列的图。
图12的(A)是在水平方向上剖切比较例的基板保持件的剖视图,图12的(B)是将图12的(A)的A区域内的环状部件与柱的固定部周边放大的图。
图13的(A)是示出环状部件的壁厚、对环状部件与柱的固定部施加的应力、以及环状部件的下垂量的关系的图,图13的(B)是示出环状部件的壁厚与朝向基板的气体流入率的关系的图,图13的(C)是示出环状部件的内径与朝向基板的气体流入率的关系的图。
图14的(A)是示出柱离基板保持件的中心轴的位置与环状部件的下垂量的关系的图,图14的(B)是示出柱离基板保持件的中心轴的位置与对环状部件与柱的固定部施加的应力的关系的图。
图15的(A)是本公开的一个实施方式的基板保持件的变形例,是环状部件与柱的固定部周边的立体图。图15的(B)是示出本公开的一个实施方式的基板保持件的变形例的图,图15的(C)是从柱的外周侧观察到的图15的(B)的环状部件与柱的固定部周边的图。
具体实施方式
<实施方式>
根据图1~图11对本公开的一个实施方式的基板处理装置的一例进行说明。此外,图中所示的箭头H示出装置上下方向(铅垂方向),箭头W示出装置宽度方向(水平方向),箭头D示出装置进深方向(水平方向)。
(基板处理装置10的整体结构)
如图1所示,基板处理装置10具备控制各部分的控制部280以及处理炉202,处理炉202具有加热晶片200的加热器207。加热器207呈圆筒形状,构成为包围反应管203,通过被未图示的加热器基座支撑而在装置上下方向上安装。加热器207也作为用热使处理气体活性化的活性化机构发挥功能。此外,在下文中对控制部280的详细内容进行说明。
反应管203竖立地配置于加热器207的内侧,并与加热器207呈同心圆状地构成反应容器。反应管203例如由高纯度熔融石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等耐热性材料形成。基板处理装置10是所谓的热壁型。
反应管203具有:内管12,其具有由与下述的旋转轴同轴的圆筒面构成的侧面和顶部,直接面向晶片200;以及圆筒状的外管14,其设为在内管的外侧空开较大的缝隙(间隙S)地包围内管12。内管12与外管14呈同心圆状地配置。内管12是管部件的一例。外管14具有耐压性。
内管12构成为下端敞开,上端被平坦状的顶部封堵。并且,外管14也构成为下端敞开,上端被平坦状的顶部完全封堵。另外,如图2所示,在形成于内管12与外管14之间的间隙S,形成有多个(在本实施方式中为三个)喷嘴室222。此外,在下文中对喷嘴室222的详细内容进行说明。
如图1及图2所示,在被该内管12的侧面和顶部围起的空间,形成有对作为基板的晶片200进行处理的处理室201。并且,该处理室201能够收纳作为基板保持件的一例的舟皿214,该基板保持件能够在将晶片200以水平姿势在垂直方向上排列成多层的状态下保持晶片200,内管12包围所收纳的晶片200。此外,在下文中对内管12的详细内容进行说明。
反应管203的下端由圆筒体状的歧管226支撑。歧管226例如由镍合金、不锈钢等金属构成,或者由石英或SiC等耐热耐蚀材料构成。在歧管226的上端部形成有凸缘,在该凸缘上设置有外管14的下端部。在该凸缘与外管14的下端部之间配置有O型圈等气密部件220,使反应管203内成为气密状态。
在歧管226的下端的开口部,经由O型圈等气密部件220气密地安装有盖(密封盖)219,反应管203的下端的开口部侧、即歧管226的开口部被气密地封堵。盖219例如由镍合金、不锈钢等金属构成,形成为圆盘状。盖219也可以构成为利用石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等耐热性材料来覆盖其外侧。
在盖219上设有支撑舟皿214的舟皿支撑台218。舟皿支撑台218例如由石英、SiC等构成,作为绝热部发挥功能。
舟皿214竖立设置在舟皿支撑台218上。舟皿214例如由石英、SiC等构成。舟皿214具有安装于舟皿支撑台218的下述的底板和配置于其上方的顶板,在底板与顶板之间架设有多根柱215a~215e(参照图2)。
在舟皿214保持有要在内管12内的处理室201进行处理的多片晶片200。多片晶片200相互空开恒定的间隔并保持水平姿势,而且相互以中心对齐的状态被支撑在舟皿214内,装载方向为反应管203的轴向。也就是说,晶片200的中心与舟皿214的中心轴一致,舟皿214的中心轴与反应管203的中心轴一致。此外,在下文中对舟皿214的详细内容进行说明。
在盖219的下侧设有能够旋转地保持舟皿的旋转机构267。旋转机构267的旋转轴(shaft)265贯通盖219而与舟皿支撑台218连接,通过由旋转机构267经由舟皿支撑台218使舟皿214旋转来使晶片200旋转。
盖219通过设于反应管203的外部的作为升降机构的升降机115而沿垂直方向升降,能够相对于处理室201搬入及搬出舟皿214。
在歧管226的内表面,设置有对向处理室201的内部供给气体的气体喷嘴(喷射器)340a、340b、340c进行支撑的喷嘴支撑部350a、350b、350c(参照图3)(图1中仅示出气体喷嘴340a、喷嘴支撑部350a)。喷嘴支撑部350a、350b、350c例如由镍合金、不锈钢等材料构成。
在喷嘴支撑部350a、350b、350c的一端分别连接有向处理室201的内部供给气体的气体供给管310a、310b、310c,在另一端分别连接有气体喷嘴340a、340b、340c。气体喷嘴340a、340b、340c例如通过将石英或SiC等的管件形成为期望的形状而构成。此外,在下文中对气体喷嘴340a、340b、340c以及气体供给管310a、310b、310c的详细内容进行说明。
另一方面,在反应管203的外管14形成有在流体方面与缝隙S连通的排气端口230。排气端口230与外管14的下端部相邻,形成于比下述的第二排气口237靠下方的位置。
排气管231使排气端口230与作为真空排气装置的真空泵246在流体方面连通。在排气管231的中途,设置检测处理室201的内部的压力的压力传感器245以及作为压力调整器的APC(Auto Pressure Controller:自动压力控制器)阀244。真空泵246的出口与未图示的废气处理装置等连接。由此,构成为,通过控制真空泵246的输出以及APC阀244的开度,从而处理室201的内部的压力成为预定的压力(真空度)。
并且,在反应管203的内部设置有作为温度检测器的未图示的温度传感器,构成为,基于由温度传感器检测到的温度信息,来对朝向加热器207的供给电力进行调整,从而处理室201的内部的温度成为期望的温度分布。
在该结构中,在处理炉202中,由舟皿支撑台218向处理室201的内部搬入多层地装载要被分批处理的多片晶片200的舟皿214。然后,由加热器207将被搬入至处理室201的晶片200加热至预定的温度。具有这样的处理炉的装置被称作立式分批处理装置。
(主要部分结构)
接下来,对内管12、喷嘴室222、气体供给管310a、310b、310c、气体喷嘴340a、340b、340c、舟皿214以及控制部280进行说明。
〔内管12〕
如图2~图4所示,在内管12的周壁形成有使气体向处理室201内流入的作为流入口的供给狭缝235a、235b、235c和以与供给狭缝235a、235b、235c对置的方式使处理室201内的气体向间隙S流出的作为流出口的第一排气口236。并且,在内管12的周壁且在第一排气口236的下方,形成有开口面积比第一排气口236的开口面积小的作为排出部的一例的第二排气口237。这样,供给狭缝235a、235b、235c与第一排气口236、第二排气口237在内管12的周向上形成于不同的位置,并形成于对置的位置。
如图1、图4的(A)所示,形成于内管12的第一排气口236面向晶片200各自的侧方,并形成于收纳处理室201的晶片200的区域(以下称作“晶片区域”)。并且,第一排气口236在从中心轴观察时在与第一排气口236相同的方向上,在中心轴方向上遍及晶片区域地形成。并且,第一排气口236经由排气端口230而与真空泵246在流体方面连通,将流过晶片200的表面的气体排出。第二排气口237形成为从比排气端口230的上端高的位置直到比排气端口230的下端高的位置为止,将处理室201的下方的环境气体排出。
即,第一排气口236是向间隙S排出处理室201的内部的环境气体的气体排出口,从第一排气口236排出后的气体在间隙S内大致朝下游动,并经由排气端口230向反应管203的外部排出。同样,从第二排气口237排出后的气体经由间隙S的下侧以及排气端口230向反应管203的外部排出。
在该结构中,流过晶片200的表面后的气体将整个间隙S作为流路而以最短距离排出,从而能够使第一排气口236与排气端口230之间的压力损失为最小限度。由此,能够降低晶片区域的压力或者提高晶片区域的流速,从而能够缓和负载效果。
另一方面,如图2及图3所示,形成于内管12的周壁的供给狭缝235a在横向长的狭缝开口处在上下方向上形成有多个,将第一喷嘴室222a与处理室201连通。
并且,供给狭缝235b在横向长的狭缝开口处在上下方向上形成有多个,并配置于供给狭缝235a的侧方。另外,供给狭缝235b将第二喷嘴室222b与处理室201连通。
并且,供给狭缝235c在横向长的狭缝开口处在上下方向上形成有多个,并隔着供给狭缝235b而配置于供给狭缝235a的相反侧。另外,供给狭缝235c将第三喷嘴室222c与处理室201连通。
供给狭缝235a、235b、235c在与对应的晶片200大致相同的高度开口。具体而言,如图4的(A)及图4的(B)所示,供给狭缝235a、235b、235c形成为在上下方向上分别配置于在被收纳于处理室201的状态下的舟皿214多层载置的相邻的晶片200之间、以及最上层的晶片200与舟皿214的顶板216之间。由此,从与被保持在反应管203内的晶片200分别对应的供给狭缝235a~235c向对应的晶片200分别供给气体,在晶片200的表面形成平行的气体流动。
另外,供给狭缝235a、235b、235c设定其位置,以使与下述的分隔环400配合地使到达对应的晶片200的表面的气体变得最大。具体而言,如图4的(B)所示,供给狭缝235a、235b、235c分别位于比对应的晶片200的上表面高的高度,并且分别具有位于比对应的晶片200的正上方的分隔环400的上表面高的高度的下端、以及位于比对应的晶片200的正上方的晶片200的下表面低的高度的上端。在该配置中,气体大部分在对应的晶片200与其正上方的分隔环400之间、以及对应的晶片200的正上方的分隔环400与对应的晶片200的正上方的晶片200的下表面之间流动。
并且,供给狭缝235a、235b、235c能够也形成于能够在舟皿214载置的最下层的晶片200与舟皿214的底板之间的位置。在该情况下,供给狭缝235a等在纵向上排列的数量比晶片200的数量多一个。
并且,若使供给狭缝235a、235b、235c的内管12的周向的长度与各喷嘴室222a、222b、222c的周向的长度相同,则气体供给效率变高,因此优选。
并且,供给狭缝235a、235b、235c以作为四角的边缘部描绘曲面的方式平滑地形成。通过对边缘部进行圆弧加工等,使之呈曲面状,由此能够抑制边缘部周缘的气体的停滞,从而能够抑制在边缘部形成膜,另外能够抑制形成于边缘部的膜的剥离。
并且,在内管12的供给狭缝235a、235b、235c侧的内周面12a的下端,形成有用于将气体喷嘴340a、340b、340c设置于喷嘴室222的对应的各喷嘴室222a、222b、222c的开口部256。
〔喷嘴室222〕
如图2所示,喷嘴室222形成于内管12的外周面12c与外管14的内周面14a之间的间隙S。喷嘴室222具备沿上下方向延伸的第一喷嘴室222a、第二喷嘴室222b、以及第三喷嘴室222c。并且,第一喷嘴室222a、第二喷嘴室222b、以及第三喷嘴室222c依次在处理室201的周向上排列形成。第一喷嘴室222a、第二喷嘴室222b、以及第三喷嘴室222c是供给室(供给缓冲区)的一例。
具体而言,在从内管12的外周面12c朝向外管14平行地伸出的第一分隔件18a与第二分隔件18b之间、而且在将第一分隔件18a的前端和第二分隔件18b的前端相连的圆弧状的外壁20与内管12之间形成有喷嘴室222。
另外,在喷嘴室222的内部,形成有从内管12的外周面12c朝向外壁20侧伸出的第三分隔件18c和第四分隔件18d,第三分隔件18c和第四分隔件18d依次从第一分隔件18a向第二分隔件18b侧排列。并且,外壁20与外管14分离。另外,第三分隔件18c的前端以及第四分隔件18d的前端到达外壁20。各分隔件18a~18d以及外壁20是划分部件的一例。
并且,各分隔件18a~18d以及外壁20形成为从喷嘴室222的顶面部直到反应管203的下端部为止。具体而言,如图3所示,第三分隔件18c的下端以及第四分隔件18d的下端形成为直到比开口部256的上缘靠下侧的位置为止。
而且,如图2所示,第一喷嘴室222a被内管12、第一分隔件18a、第三分隔件18c、以及外壁20包围而形成,第二喷嘴室222b被内管12、第三分隔件18c、第四分隔件18d、以及外壁20包围而形成。另外,第三喷嘴室222c被内管12、第四分隔件18d、第二分隔件18b、以及外壁20包围而形成。由此,各喷嘴室222a、222b、222c以下端部敞开并且上端被构成内管12的顶面的壁体封堵的有顶形状沿上下方向延伸。
而且,如上所述,如图3所示,将第一喷嘴室222a与处理室201连通的供给狭缝235a在上下方向上排列,并形成于内管12的周壁。另外,将第二喷嘴室222b与处理室201连通的供给狭缝235b在上下方向上排列,并形成于内管12的周壁,将第三喷嘴室222c与处理室201连通的供给狭缝235c在上下方向上排列,并形成于内管12的周壁。
〔气体喷嘴340a、340b、340c〕
气体喷嘴340a、340b、340c沿上下方向延伸,如图2所示地分别设置于各喷嘴室222a、222b、222c。具体而言,与气体供给管310a连通的气体喷嘴340a配置于第一喷嘴室222a。另外,与气体供给管310b连通的气体喷嘴340b配置于第二喷嘴室222b。并且,与气体供给管310c连通的气体喷嘴340c配置于第三喷嘴室222c。
此处,在从上方观察时,气体喷嘴340b在处理室201的周向上被气体喷嘴340a和气体喷嘴340c所夹。并且,气体喷嘴340a与气体喷嘴340b通过第三分隔件18c分隔开,气体喷嘴340b与气体喷嘴340c通过第四分隔件18d分隔开。由此,能够抑制气体在各喷嘴室222之间混合。
气体喷嘴340a、340b、340c作为I字型的长喷嘴而分别构成。如图3所示,在气体喷嘴340a、340b、340c的周面,分别形成有以与供给狭缝235a、235b、235c分别对置的方式喷射气体的喷射孔234a、234b、234c。具体而言,气体喷嘴340a、340b、340c的喷射孔234a、234b、234c以与各供给狭缝235一个一个地对应的方式形成于各供给狭缝235a、235b、235c的纵向宽度的中央部分较好。或者,如图4的(A)及图4的(B)所示,以使在喷射孔234a等的中心通过的水平线位于对应的晶片200的上表面与对应的晶片200的正上方的晶片200的下表面之间、亦即对应的晶片200的正上方的分隔环400的上表面与对应的晶片200的正上方的晶片200的下表面之间的方式设定其高度方向的位置。
在本实施方式中,喷射孔234a、234b、234c呈销孔状,纵向的尺寸(直径)比对应的供给狭缝235a的高度方向的尺寸小。并且,从气体喷嘴340a的喷射孔234a喷射气体的喷射方向在从上方观察时朝向处理室201的中心,在从侧方观察时,如图4的(A)所示地朝向晶片200与晶片200之间、最上位的晶片200的上表面的上侧部分或最下位的晶片200的下表面的下侧部分。
这样,在上下方向上形成有喷射孔234a、234b、234c的范围覆盖在上下方向上配置有晶片200的范围。另外,从各个喷射孔234a、234b、234c喷射气体的喷射方向设为相同的方向。
在该结构中,从各气体喷嘴340a、340b、340c的喷射孔234a、234b、234c喷射出的气体通过在构成各喷嘴室222a、222b、222c的前壁的内管12形成的供给狭缝235a、235b、235c而向处理室201供给。然后,被供给至处理室201的气体沿各个晶片200的上表面及下表面平行地流动。
〔气体供给管310a、310b、310c〕
如图1所示,气体供给管310a经由喷嘴支撑部350a而与气体喷嘴340a连通,气体供给管310b经由喷嘴支撑部350b而与气体喷嘴340b连通。并且,气体供给管310c经由喷嘴支撑部350c而与气体喷嘴340c连通。
在气体供给管310a,在气体的流动方向上从上游侧依次分别设有供给作为处理气体的第一原料气体(反应气体)的原料气体供给源360a、作为流量控制器的一例的质量流量控制器(MFC)320a、以及作为开闭阀的阀330a。
在气体供给管310b,从上游方向依次分别设有供给作为处理气体的第二原料气体的原料气体供给源360b、MFC320b、以及阀330b。
在气体供给管310c,从上游方向依次分别设有供给作为处理气体的惰性气体的惰性气体供给源360c、MFC320c、以及阀330c。
在比气体供给管310a的阀330a靠下游侧的位置连接有供给惰性气体的气体供给管310d。在气体供给管310d,从上游方向依次分别设有供给作为处理气体的惰性气体的惰性气体供给源360d、MFC320d、以及阀330d。
并且,在比气体供给管310b的阀330b靠下游侧的位置连接有供给惰性气体的气体供给管310e。在气体供给管310e,从上游方向依次分别设有供给作为处理气体的惰性气体的惰性气体供给源360e、MFC320e、以及阀330e。此外,供给惰性气体的惰性气体供给源360c、360d、360e与共同的供给源连接。
并且,作为从气体供给管310a供给的第一原料气体,可举出氨(NH3)气。并且,作为从气体供给管310b供给的第二原料气体,可举出硅(Si)源气体。另外,作为从各气体供给管310c、310d、310e供给的惰性气体,可举出氮(N2)气。
由气体供给管310a、310b、310c、气体喷嘴340a、340b、340c、喷射孔234a、234b、234c、供给狭缝235a、235b、235c等构成相对于晶片200的表面平行地供给气体并朝向中心轴喷出气体的气体供给机构。并且,由第一排气口236、第二排气口237、排气端口230、排气管231以及真空泵246等构成将流过晶片200的表面的气体排出的气体排出机构。
〔舟皿214〕
接下来,使用图5~图9,详细地对舟皿214进行说明。
舟皿214具有圆板形状的底板217、圆板形状的顶板216、以及在垂直方向上架设在底板217与顶板216之间的多个柱215a~215e(在本实施方式中为五个)。在底板217与顶板216之间的多个柱215a~215e,大致水平地设置且在垂直方向上设有多个的作为环状部件的分隔环400。并且,在分隔环400的各个之间,设有作为用于将晶片200大致保持为水平的支撑部件的支撑销221。支撑销221从多个柱215a、215c、215e分别朝向内周延伸,在上侧的分隔环400与下侧的分隔环400之间的大致中央的位置载置晶片200。
在底板217,形成有多个(在本实施方式中为三个)用于使舟皿214固定于舟皿支撑台218的螺栓装配孔217e。并且,在底板217的底面,设有多个(在本实施方式中为三个)使舟皿214竖立设置在舟皿支撑台218上的四边形的腿部217d。
如图6所示,分隔环400是平坦的平板状的圆环形状的部件。并且,分隔环400例如由石英等构成。并且,在分隔环400的外周面,形成有避开多个柱215a~215e的形状的多个切口400a~400e(在本实施方式中为五个)。上述切口400a~400e分别与柱215a~215e抵接。
分隔环400除了与柱215a~215e抵接的抵接部分之外,具有恒定的宽度及厚度。分隔环400的内径例如为296mm,构成为晶片200的外径(例如300mm)以下(参照图9的(B)及图9的(C))。并且,分隔环400的外径例如为315mm,构成为比晶片200的外径大(参照图9的(B)及图9的(C))。此处,分隔环400的宽度是分隔环400的外径与分隔环400的内径之差。分隔环的外径例如为280~300mm。并且,分隔环400的宽度例如为5~12mm。并且,分隔环400的厚度(壁厚)是不会阻碍气体流动的厚度且在强度方面也没有问题的厚度,例如为1~2mm,进而例如为1.5mm。
例如图6所示,切口400a~400e以与柱215a~215e的数量相同的数量(在本实施方式中为五个)形成于分隔环400的外周侧。并且,如图7所示,切口400a~400e形成为从晶片200的搬运方向近前侧(也称作分隔环400的插入方向近前侧)延伸至里侧,能够将分隔环400大致水平地插入到舟皿214内。
具体而言,多个切口400a~400e中的分隔环400的插入方向里侧的切口400c呈在插入方向上投影对应的柱215c而成的形状。并且,切口400b、400d的插入方向近前侧呈分别在插入方向上投影对应的柱215b、215d而成的形状,并形成为晶片200的搬运方向里侧沿晶片搬运方向延伸。并且,如图7所示,分隔环400的插入方向近前侧(晶片搬运方向近前侧)的切口400a、400e的插入方向近前侧呈分别在插入方向上投影对应的柱215a、215e而成的形状,并形成为从晶片200的搬运方向近前侧向里侧延伸。
也就是说,如图7所示,切口400a、400e与向支撑销221搬运晶片200时的晶片搬运方向大致平行地形成,在上述切口400a、400e分别配置近前侧的两根柱215a、215e。
柱215a~215e呈在分隔环400的周向上较长且在半径方向(宽度方向)上较短的矩形的多棱柱,在较窄的周向上位于两端的侧面形成为与周向大致垂直(两侧面的法线分别大致朝向圆周方向)。并且,柱215a~215e的剖面呈与分隔环400的宽度方向相比在周向上较长的非对称形状。并且,晶片搬运方向近前侧的两个柱215a、215e的朝向内周的面与晶片200的搬运方向大致平行地形成。并且,在分隔环400的各个之间的多个柱215a~215e中的至少三个柱215a、215c、215e分别设有支撑销221。并且,柱215a~215e的外周侧的面呈仿照多个分隔环400的外周侧的面的形状。换言之,柱215a~215e分别具有比分隔环400的宽度窄的宽度,如图7所示地沿分隔环400的外缘配置,由多个柱215a~215e(在本实施方式中为五个)保持多个分隔环400。
如图7所示,通过使多个切口400a~400e与对应的柱215a~215e分别抵接或接近,并相互焊接,从而分隔环400与舟皿214形成为一体。例如对柱215b~215d与切口400b~400d分别进行点焊。
此处,若如图13的(A)所示地加厚分隔环400的壁厚,则抑制下垂,但确认到分隔环400与柱215a~215e的固定部处的应力变大,对此在下文中说明详细内容。
因此,本公开的一个实施方式中的舟皿214构成为,如图8的(A)~图8的(C)所示,将分隔环400的插入方向近前侧亦即晶片搬运方向近前侧的分隔环400与柱215a、215e分别经由作为连接部件的杆500a、500b而焊接并固定。由此,能够将杆500a、500b的与延伸方向正交的方向的变形作为弯曲力矩来吸收。即,通过将杆500a、500b折弯,能够吸收分隔环400和柱215a、215e的固定部及其周边的变形,从而能够缓和分隔环400与柱215a、215e的固定部处的应力。也就是说,并非将分隔环400与柱215a、215e直接焊接,而是经由较细的杆500a、500b而焊接,由此应力不会集中于分隔环400与柱215a、215e的固定部分,提高对应力的强度。
具体而言,如上所述,杆500a、500b的一端分别被焊接于柱215a、215e的周向的两端的面,另一端分别被焊接于分隔环400。即,在一个分隔环400与一个柱215a之间、一个分隔环400与一个柱215e之间分别设有两个杆500a、500b,并且分隔环400与柱215a经由两个杆500a、500b连接,同样,分隔环400与柱215e经由两个杆500a、500b连接。
例如,相对于分隔环400的插入方向近前侧亦即晶片搬运方向近前侧的切口400a、400e,分别经由杆500a、500b焊接并固定晶片搬运方向近前侧的柱215a、215e。也就是说,多个分隔环400与多个柱215a、215e分别通过多个杆500a、500b连接。
杆500a、500b是分隔环400的壁厚以下的直径的圆棒。并且,杆500a、500b由与分隔环400、柱215a~215e相同的材料、例如石英等构成。并且,杆500a、500b分别设于分隔环400的形成有切口400a、400e的面与柱215a、215e的侧面之间的间隙,并分别被焊接于分隔环400与晶片搬运方向近前侧的柱215a、215e。
杆500a呈直线状,将切口400a的大致平行于宽度方向的面(与晶片搬运方向大致垂直的面)与柱215a的一侧面焊接并固定。并且,杆500b呈弯曲的形状,将切口400a的大致平行于晶片搬运方向的面与柱215a的另一侧面焊接并固定。同样,杆500a、500b将切口400e的大致平行于宽度方向的面与柱215e的一侧面焊接并固定,杆500b将切口400e的大致平行于晶片搬运方向的面与柱215e的另一侧面焊接并固定。杆500a、500b能够将与其延伸方向正交的方向的变形作为弯曲力矩来吸收。即,通过将杆500a、500b折弯,能够吸收装置上下方向(铅垂方向)、装置宽度方向(水平方向)、装置进深方向(水平方向)的变形。也就是说,通过使用使一方弯曲后的杆500b,来由杆500a、500b吸收由应力引起的变形。因此,和将分隔环400与柱215a、215e分别直接焊接的情况相比,能够缓和应力,从而能够防止由应力引起的损伤。
另外,如图7所示,对分隔环400的插入方向近前侧亦即晶片搬运方向近前侧的分隔环400进行固定的柱215a、215e的位置在搬运晶片200的区域(以下称作“晶片搬运区域”)外,配置于从舟皿214的中心轴D离开晶片200的直径的10%以上(例如32mm)的近前的位置。由此,能够减小分隔环400的下垂量而抑制下垂,从而能够减小分隔环400与柱215a~215e的固定部处的应力。
另外,在多个柱215a~215e中的晶片搬运方向近前侧的两根柱215a、215e,分别设有从柱215a、215e分别朝向晶片搬运方向近前侧延伸的台502。台502构成为从下支撑分隔环400。通过在该台502之上放置分隔环400,能够使分隔环400的下垂量更小而抑制下垂,从而能够减小杆500a、500b与分隔环400的固定部(焊接部)以及杆500a、500b与柱215a、215e的固定部(焊接部)处的应力。此外,在即使不设置台502也能够使下垂量、残留应力等充分小的情况下,不需要台502。
此外,在一体化之前,各个部件能够单独地被火焰抛光。此处,在将分隔环400与柱215a~215e直接焊接的情况下,因焊接部分处的膨胀、收缩的热变形而伴随焊接产生残留应力、热应力。通过经由分别为分隔环400的壁厚以下的直径的圆棒的杆500a、500b将分隔环400与柱215a、215e焊接,与不经由杆500a、500b进行焊接的情况相比,能够减小焊接部分处的热变形,从而能够减小伴随焊接产生的残留应力、热应力。并且,舟皿214在处理室201内承受温度变化时的热应力也同样能够减小。此外,也可以由具有椭圆(长圆)的剖面的棒构成杆500a、500b,在该情况下,能够将短径设为分隔环400的壁厚以下。
而且,多个分隔环400在处理室201内,与旋转轴265同心且以预定的间隔(间距)与柱215a~215e内的两个以上固定地排列于与旋转轴265正交的面。也就是说,分隔环400的中心与舟皿214的中心轴一致,舟皿214的中心轴与反应管203的中心轴以及旋转轴265一致。即,多个分隔环400相互空开恒定的间隔并保持水平姿势,而且相互以中心对齐的状态被舟皿214的柱215a~215e支撑,装载方向为反应管203的轴向。
并且,分隔环400的半径与柱215a~215e的离中心轴的最大距离相同,在使切口400a~400e分别与柱215a~215e抵接时,分隔环400的外表面与柱215a~215e的外表面构成为连续。由此,能够在不减小舟皿214与反应管203之间的间隙的情况下实质上填满晶片200与反应管203的内表面的缝隙。
如图7所示,支撑销221设为从多个柱215a~215e中的至少三根柱朝向内周大致水平地延伸。支撑销221例如设于分隔环400的插入方向上的最里侧的柱215c、分隔环400的插入方向近前侧的两根柱215a和柱215e。设于近前侧的柱215a、215e的支撑销221支撑晶片200的重心,因此向未形成柱215a~215e的方向倾斜。换言之,向将晶片200搬运到舟皿214的方向上的近前侧(分隔环400的插入方向近前侧)倾斜。支撑销221设于近前侧的柱215a、215e的近前侧的侧面。并且,该侧面形成为朝向支撑销221的伸出方向倾斜。并且,支撑销221以预定的间隔(间距)分别设于至少三根柱(柱215a、215c、215e)。由此,支撑销221在分隔环400的各个之间的大致中央的位置以预定的间距载置晶片200。支撑销221的外径能够比柱215a、215c、215e的最大宽度小,且比分隔环400的壁厚大。
即,三根支撑销221在分隔环400的各个之间的位置,大致水平地保持晶片200,并在分隔环400的各个之间以预定的间距保持多个晶片200。分隔环400设于层叠的晶片200与供给狭缝235a~235c的下端的中间附近。由此,在晶片200的下方,确保用于插入放置并运输晶片200的末端执行器的空间,并在晶片200的上方,确保用于拾起并搬运晶片200的空间。
此外,分隔环400如上所述地呈圆环形状,中央开口。也就是说,构成为在晶片200的上下之间未完全地分离空间。由此,在膜厚变薄的晶片中心部,流路的高度扩展到晶片间隔,从而能够防止流速的降低,除此之外能够从分隔环的中央开口补充未反应气体。即,如图4的(B)所示,从对应的供给狭缝235a~235c流入至某晶片200的气体分为在晶片200的正上方的分隔环400的上和下流动的两个流动,并在中央开口合流。通过像这样构成,能够使从供给狭缝235a、235b、235c供给的处理气体在晶片200之间流动的气体的量增加,从而能够提高从供给狭缝235a、235b、235c供给的处理气体在晶片200之间流动的比例亦即气体流入率。
〔控制部280〕
图10是示出基板处理装置10的框图,基板处理装置10的控制部280(所谓控制器)构成为计算机。该计算机具备CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)121a、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)121b、存储装置121c、以及I/O端口121d。
RAM121b、存储装置121c、I/O端口121d构成为能够经由内部总线121e而与CPU121a交换数据。控制部280与例如作为触摸面板等而构成的输入输出装置122连接。
存储装置121c例如由闪存、HDD(Hard Disk Drive:机械硬盘)等构成。在存储装置121c内,以能够读取的方式储存有控制基板处理装置的动作的控制程序、记载有下述的基板处理的操作顺序、条件等的工艺制程等。
工艺制程是使控制部280执行下述的基板处理工序中的各操作顺序、并以能够得到预定的结果的方式组合的信息,作为程序发挥功能。以下,也简单地将工艺制程、控制程序等统称为程序。
在本说明书中使用称作程序的术语的情况存在仅包含工艺制程单体的情况、仅包含控制程序单体的情况、或者包含上述双方的情况。RAM121b构成为暂时保持由CPU121a读取到的程序、数据等的存储区域(工作区域)。
I/O端口121d与上述的MFC320a~320e、阀330a~330e、压力传感器245、APC阀244、真空泵246、加热器207、温度传感器、旋转机构267、升降机115、移载机124等连接。
CPU121a构成为从存储装置121c读取控制程序并执行,并且根据来自输入输出装置122的操作指令的输入等来从存储装置121c读取工艺制程。
CPU121a构成为按照读取到的工艺制程的内容来控制MFC320a~320e对各种气体的流量调整动作、阀330a~330e的开闭动作、APC阀244的开闭动作。并且,CPU121a构成为控制APC阀244基于压力传感器245进行的压力调整动作、真空泵246的起动及停止、加热器207基于温度传感器进行的温度调整动作。另外,CPU121a构成为控制旋转机构267所进行的舟皿214的旋转以及转速调节动作、升降机115所进行的舟皿214的升降动作、在与舟皿214之间进行晶片200的移载的移载机124的动作等。
控制部280不限定于构成为专用的计算机的情况,也可以构成为通用的计算机。例如,准备储存有上述的程序的外部存储装置123,使用该外部存储装置123向通用的计算机安装程序等,由此能够构成本实施方式的控制部280。作为外部存储装置,例如可举出硬盘等磁盘、CD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器等半导体存储器等。
(作用)
接下来,以图11所示的氮化硅膜的成膜为例对与本公开相关的基板处理装置的动作概要进行说明。上述动作由控制部280控制。首先,利用预先载置有预定片数的晶片200的舟皿214在反应管203收纳预定片数的晶片200,并由盖219气密地封堵反应管203。
然后,控制部280使图1所示的真空泵246以及APC阀244工作来从排气端口230排出反应管203的内部的环境气体。另外,控制部280控制旋转机构267,开始舟皿214的旋转。此外,该旋转至少在直到对晶片200的处理结束为止的期间内继续进行。
在图11所示的成膜序列中,将第一处理工序、第一排出工序、第二处理工序、以及第二排出工序作为一个循环,反复进行预定次数的该一个循环而完成相对于晶片200的成膜。然后,当该成膜完成时,从反应管203的内部搬出舟皿214。然后,由移载机124将晶片200从舟皿214移载至移载架的容器,并由容器搬运机将容器从移载架移载至容器载物台,之后由外部搬运装置向箱体的外部搬出。
此处,移载机124从侧方向舟皿214插入末端执行器,直接拾起载置在舟皿214的支撑销221上的晶片200而将其移载至末端执行器上。末端执行器具有比载置于支撑销221的晶片200的背面与晶片200的下侧的分隔环400的上表面之间(例如13.25mm)小的厚度,例如为3mm~6mm。即,末端执行器具有比晶片200的背面与晶片200的下侧的分隔环400的上表面之间小的厚度,分隔环400具有恒定的宽度及厚度,因此在本实施方式中,在由末端执行器拾起时也不会与分隔环400干涉而能够直接进行移载。即,也可以不在分隔环400设置用于在向分隔环400插入末端执行器时使末端执行器通过的缺口。由此提高晶片处理的面内均匀性。
以下,详细地对图11所示的成膜序列进行说明。图11中以曲线图的方式示出本实施方式的成膜序列中的气体的供给量(纵轴)和气体供给的时机(横轴)。此外,在执行成膜序列前的状态下,阀330a~330e关闭。
-第一处理工序-
若通过控制部280对各部分的控制,从排气端口230排出反应管203的内部的环境气体,则控制部280使阀330b、330c、330d打开,而从气体喷嘴340b的喷射孔234b喷射硅(Si)源气体作为第二原料气体。另外,从气体喷嘴340a的喷射孔234a以及气体喷嘴340c的喷射孔234c喷射惰性气体(氮气)。也就是说,控制部280从配置于第二喷嘴室222b的气体喷嘴340b的喷射孔234b喷出处理气体。
并且,控制部280使阀330d、330c进行打开工作,而从气体喷嘴340a、340c的喷射孔234a、234c喷射作为膜厚控制气体的惰性气体(氮气)。膜厚控制气体是能够控制面内均匀性(尤其基板中央和端部的膜厚没有差异)的气体。
也就是说,控制部280控制为从气体喷嘴340b供给硅源气体,从设于气体喷嘴340b的两侧的气体喷嘴340a和气体喷嘴340c供给惰性气体。气体喷嘴340b朝向中心轴供给硅源气体。气体喷嘴340a和气体喷嘴340c以使惰性气体沿晶片200的缘部流向第一排气口236、第二排气口237的方式供给惰性气体。此时,气体喷嘴340b作为处理气体供给部发挥功能。并且,一对气体喷嘴340a和气体喷嘴340c作为惰性气体供给部发挥功能。
此时,控制部280以使从压力传感器245得到的压力恒定的方式使真空泵246以及APC阀244工作而从排气端口230排出反应管203的内部的环境气体,使反应管203的内部的气压比大气压低。
-第一排出工序-
若经过预定时间而第一处理工序完成,则控制部280使阀330b进行关闭工作,停止从气体喷嘴340b供给第二原料气体。另外,控制部280使阀330e进行打开工作,开始从气体喷嘴340b供给惰性气体(氮气)。在阀330c、330d打开的状态下,使MFC320c、320d的流量降低,从气体喷嘴340a的喷射孔234a和气体喷嘴340c的喷射孔234c喷射作为防逆流气体的惰性气体(氮气)。防逆流气体是以防止气体从处理室201向喷嘴室222内扩散为目的的气体,可以不经由喷嘴而直接向喷嘴室222供给。
并且,控制部280控制真空泵246以及APC阀244,增大反应管203的内部的负压的程度等,从排气端口230排出反应管203的内部的环境气体。此外,在紧接打开阀330e之后,能够供给较大流量(优选为与第一处理工序中的硅源气体的流量相同)的惰性气体。
-第二处理工序-
若经过预定时间而第一排出工序完成,则控制部280使阀330a进行打开工作,从气体喷嘴340a的喷射孔234a喷射氨(NH3)气作为第一原料气体。在此期间,控制部280使阀330d进行关闭工作,停止从气体喷嘴340a供给作为防逆流气体的惰性气体(氮气)。
此时,控制部280以使从压力传感器245得到的压力恒定的方式使真空泵246以及APC阀244工作而从排气端口230排出反应管203的内部的环境气体,使反应管203的内部成为负压。
-第二排出工序-
若经过预定时间而第二处理工序完成,则控制部280使阀330a进行关闭工作,停止从气体喷嘴340a供给第一原料气体。并且,控制部280使阀330d进行打开工作,从气体喷嘴340a的喷射孔234a喷射作为防逆流气体的惰性气体(氮气)。
另外,控制部280控制真空泵246以及APC阀244,增大反应管203的内部的负压的程度,从排气端口230排出反应管203的内部的环境气体。此外,在紧接打开阀330d之后,能够供给较大流量(优选为与第二处理工序中的氨气的流量相同)的惰性气体。
如上所述,将第一处理工序、第一排出工序、第二处理工序、以及第二排出工序作为一个循环,反复进行预定次数的该一个循环而完成晶片200的处理。
以下,通过与比较例的对比对本公开的一个实施方式进行说明。
图12的(A)是在水平方向上剖切比较例的舟皿317的剖视图,图12的(B)是将图12的(A)的A区域内的焊接分隔环600与柱317c而成的焊接部602周边放大而示出的图。
如图12的(A)及图12的(B)所示,在比较例的舟皿317中,柱317a~317e集中地配置于分隔环600的半圆部分(图12的(A)所示的B区域),分隔环600被焊接而固定于各个柱317a~317e。也就是说,分隔环600和柱317a~317e集中地固定于B区域,未固定于C区域。因此,分隔环600向未配置柱317a~317e的C区域侧下垂(下降),应力集中于分隔环600与柱317a~317e的固定部亦即焊接部602。在该情况下,当将晶片200载置于舟皿317时的插入晶片200时,舟皿317与晶片200的接触风险变高,舟皿317、晶片200的破损风险也变高。
为了解决这一问题,若如图13的(A)所示,加厚分隔环600的壁厚,则分隔环600的下垂量变小,但施加于分隔环600与柱317a~317e的焊接部602的应力变大。因而,无法仅在保证需要的强度的范围内加厚分隔环600的壁厚。并且,若加厚分隔环600的壁厚,则在向柱317a~317e焊接时需要的热量增加,有周围的构件形变的危险。即,分隔环600的壁厚为0.5mm~6mm的范围内的厚度,优选为1mm以上且4mm以下的范围内的厚度。
接下来,使用图13的(B),详细地对分隔环的壁厚与朝向晶片的气体流入率的关系进行说明。此处,朝向晶片的气体流入率通过将相对于连结排气管231的中心和晶片200中心的线大致垂直的面所流通的气体的流量除以从供给狭缝235a、235b、235c供给的气体的流量来计算。此外,晶片200使用直径300mm的晶片。
图13的(B)是分别示出分隔环的壁厚为3mm的情况(比较例)和1.5mm的情况(本实施例)下的朝向晶片的气体流入率的图。
如图13的(B)所示,使用比较例的分隔环的壁厚为3mm的舟皿的情况下的气体流入率为86.8%左右,使用本实施例的分隔环的壁厚为1.5mm的舟皿的情况下的气体流入率为87.5%左右。也就是说,与使用壁厚为3.0mm的分隔环的情况相比,在使用本实施例的壁厚为1.5mm的分隔环400的情况下,朝向晶片的气体流入率变高,确认到朝向晶片的气体流入率根据分隔环的壁厚而变化。
接下来,使用图13的(C),详细地对分隔环的内径与朝向晶片的气体流入率的关系进行说明。朝向晶片的气体流入率的计算方法与上述相同。此外,晶片200使用直径300mm的晶片。
图13的(C)是分别示出分隔环的内径为286mm的情况(比较例1)、291mm的情况(比较例2)以及296mm的情况(本实施例)下的朝向晶片200的气体流入率的图。
如图13的(C)所示,使用比较例1的分隔环的内径为286mm的舟皿的情况下的气体流入率为86.25%左右,使用比较例2的分隔环的内径为291mm的舟皿的情况下的气体流入率为87.3%左右,使用本实施例的分隔环的内径为296mm的舟皿的情况下的气体流入率为87.5%左右。也就是说,与使用比较例1、2的分隔环的情况相比,在使用本实施例的内径为296mm的分隔环400的情况下,朝向晶片的气体流入率变高,确认到朝向晶片的气体流入率根据分隔环的内径而变化。
即,确认到,分隔环的内径例如为296mm,分隔环的厚度(壁厚)是不会阻碍气体流动的厚度且在强度方面也没有问题的厚度,例如为1~2mm,例如优选为1.5mm。
接下来,使用图12的(A)、图12的(B)、图14的(A)以及图14的(B),详细地对从舟皿317的中心轴D起的晶片搬运方向近前侧的柱317a、317e的位置与分隔环600的下垂量的关系、以及从舟皿317的中心轴D起的晶片搬运方向近前侧的柱317a、317e的位置与在分隔环600和柱317a~317e的固定部产生的应力的关系进行说明。
如图14的(A)及图14的(B)所示,若将晶片搬运方向近前侧的柱317a、317e的位置分别变更为从舟皿317的中心轴D离开32mm的近前的位置(图12的(A)所示的从晶片搬运方向近前侧的柱317a、317e的位置离开35mm的近前的位置),则分隔环600的下垂量和分隔环600与柱317a~317e的固定部处的应力均变小。即,确认到,固定分隔环600的柱317a、317e的位置在晶片搬运区域外,且是在插入搬运晶片200的末端执行器时不会干涉的位置,通过设为比舟皿317的中心轴D更靠晶片搬运方向近前侧,从而分隔环600的下垂量和分隔环600与柱317a~317e的固定部处的应力均变小。
即,确认到,通过使舟皿317的晶片搬运方向近前侧的两根柱317a、317e的位置如上述的本实施方式的舟皿214的柱215a、215e那样向近前侧(图12中的C区域)移动,分隔环的下垂量和分隔环与柱的固定部处的应力均能够变小。
即,如本实施方式的舟皿214那样,使舟皿214的晶片搬运方向近前侧的两根柱215a、215e的位置在晶片搬运区域外,尽可能地向近前侧移动。而且,利用两个杆500a、500b将分隔环400与柱215a、215e分别焊接地固定,来代替将分隔环400与柱215a、215e分别直接焊接地连接。然后,通过将一方的杆500b设为弯曲的形状,从而缓和焊接部位及其周边的应力,改进舟皿的强度。
另外,在舟皿214的晶片搬运方向近前侧的两根柱215a、215e分别设有从柱215a、215e向晶片搬运方向近前侧突出的台,并构成为在该台之上放置分隔环400。由此,与比较例相比,能够分别减小分隔环400的下垂量、分隔环400与柱215a、215e的固定部处的应力。
<其它方式>
以上,具体地对本公开的方式进行了说明。但本公开不限定于上述的方式,在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。
例如,也可以如图15的(A)所示,将分隔环400分别与柱215a、215e大致垂直地焊接并固定于柱215a、215e的与宽度方向平行的侧面(较窄的面),来代替使用杆500a、500b。通过像这样增大焊接面积,能够缓和在分隔环400的固定部分集中的应力。此时,切口400a、400e能够以使焊接部远离分隔环400的主要部分的方式形成为周向的缺口状。
并且,如图15的(B)及图15的(C)所示,构成为增大将分隔环400与柱215a、215e连接的杆500a、500b的直径,使分隔环400的分别焊接并固定杆500a、500b的部分(图15的(B)及图15的(C)中的分隔环400的杆500a、500b的固定部400g)的壁厚比其它部分(图15的(B)及图15的(C)中的分隔环400的环部400f)的壁厚更厚。由此,能够确保焊接施工性,增加杆500a、500b与分隔环400的焊接面积,从而能够缓和在分隔环400与柱215a~215e的固定部分集中的应力。
以上,对本公开的各种典型的实施方式以及变形例进行了说明,但本公开不限定于上述实施方式,也能够适当地组合来使用。
(总结)
如上所述,在基板处理装置10中,能够降低分隔环400的下垂量(挠曲量),缓和分隔环400与柱215a~215e的焊接部位及其周边的应力,从而能够改进舟皿214的强度。
并且,在一个分隔环400与一个柱215a或柱215e之间,利用两个杆500a、500b将舟皿214的晶片搬运方向近前侧的两根柱215a、215e与分隔环400焊接并固定,并使一方的杆500b呈弯曲(折弯)的形状。由此,缓和焊接部位及其周边的应力,改进舟皿的强度。也就是说,杆500a、500b能够将与其延伸方向正交的方向的变形作为弯曲力矩来吸收。即,通过将杆500a、500b折弯,能够吸收装置上下方向(铅垂方向)、装置宽度方向(水平方向)、装置进深方向(水平方向)的变形,从而缓和焊接部位及其周边的应力,改进舟皿的强度。
并且,通过使舟皿214的晶片搬运方向近前侧的两根柱215a、215e的位置在晶片搬运区域外,尽可能地向近前侧移动,能够减小分隔环400的下垂量,从而能够减小分隔环400与柱215a~215e的固定部处的应力。
另外,通过在柱215a、215e分别设置从柱215a、215e朝向晶片200的搬运方向近前侧延伸并从下支撑分隔环400的台502,能够减小分隔环400的下垂量,从而能够减小分隔环400与柱215a~215e的固定部处的应力。
并且,通过使用设有分隔环400的舟皿214,能够增加向晶片200上流入处理气体的流入量,提高面内均匀性。并且,能够抑制晶片200的上下方向的扩散,从而能够提高面间均匀性。
柱215a~215e是多棱柱,朝向内周的面形成为与晶片的搬运方向大致平行,柱215a~215e的周向上的两侧的面形成为与周向大致垂直。即,柱215a~215e的剖面呈与分隔环400的宽度方向相比在周向上较长的非对称形状,并使柱215a~215e的外周侧的面形成为仿照分隔环400的外周侧的面的形状。而且,在分隔环400的外周面形成有分别避开柱215a~215e的形状的切口400a~400e,将杆500a、500b分别焊接于分隔环400的形成有切口400a、400e的面和柱215a、215e的形成为与周向大致垂直的两侧的面,而分别设于切口400a、400e与柱215a、215e之间的间隙。由此,分隔环400的外表面与舟皿214的柱215a~215e的外表面构成为连续,能够减小在将晶片200层叠时在半径方向上形成的晶片200与反应管203的内周面的缝隙。
此外,详细地对本公开的特定的实施方式进行了说明,但本公开不限定于所涉及的实施方式,对于本领域技术人员而言,显而易见能够在本公开的范围内采用其它各种实施方式。
例如,在上述的实施方式中,对将舟皿214的晶片搬运方向近前侧的两根柱215a、215e与分隔环400分别经由杆500a、500b而连接的结构进行了说明,但不限定于此,对于舟皿214中的其它柱215b~215d与分隔环400也可以分别经由杆500a、500b而连接,并且也可以将柱215a~215e中的至少一根柱与分隔环400分别经由杆500a、500b而连接。
并且,在上述的实施方式中,对在沿上下方向装载的晶片间设置分隔环400的结构进行了说明,但不限定于此,也可以在分隔环400上载置晶片200。
并且,在上述的实施方式中,虽没有特别说明,但作为原料气体,能够使用卤代硅烷系气体、例如含有Si及Cl的氯硅烷系气体。并且,氯硅烷系气体作为Si源起作用。作为氯硅烷系气体,例如能够使用六氯乙硅烷(Si2Cl6,简称:HCDS)气体。
原料气体不限定于包含构成膜的元素,能够包含与其它原料气体反应但不提供构成元素的反应物(也称作活性物质、还原剂等)、催化剂。例如,为了形成Si膜而使用原子氢作为第一原料气体,或者为了形成W膜而使用乙硅烷(Si2H6)气体作为第一原料气体、使用六氟化钨(WF6)气体作为第二原料气体。或者,反应气体是无论是否提供构成元素都与其它原料气体反应的气体即可。
符号的说明
10—基板处理装置,200—晶片(基板的一例),201—处理室,214—舟皿(基板保持件的一例),215a~215e—柱,221—支撑销(支撑部件的一例),235a~235c—供给狭缝(供给孔的一例),400—分隔环(环状部件的一例),400a~400e—切口,500a、500b—杆(连接部件的一例),502—台。
Claims (14)
1.一种基板保持件,其特征在于,具有:
多个环状部件,其以预定的间隔排列;
多个柱,其具有比上述环状部件的宽度窄的宽度,沿上述环状部件的外缘配置,并保持上述多个环状部件;
多个支撑部件,其从上述多个柱朝向内周延伸,在上侧的上述环状部件与下侧的上述环状部件之间载置基板;以及
多个连接部件,其分别与上述多个柱的至少一个柱和上述多个环状部件焊接,将上述柱与上述多个环状部件连接。
2.根据权利要求1所述的基板保持件,其特征在于,
在一个上述环状部件与一个上述柱之间设有两个上述连接部件,一方的上述连接部件通过弯曲的形状而将上述环状部件与上述柱连接。
3.根据权利要求1所述的基板保持件,其特征在于,
在上述环状部件形成有避开上述多个柱的形状的切口,上述连接部件设于上述环状部件的形成有上述切口的面与上述柱的侧面之间的间隙。
4.根据权利要求1所述的基板保持件,其特征在于,
上述连接部件是上述环状部件的壁厚以下的直径的圆棒。
5.根据权利要求1所述的基板保持件,其特征在于,
上述柱的剖面呈与上述环状部件的宽度方向相比在周向上较长的非对称形状。
6.根据权利要求1所述的基板保持件,其特征在于,
上述柱的外周侧的面呈仿照上述多个环状部件的外周侧的面的形状。
7.根据权利要求1所述的基板保持件,其特征在于,
上述环状部件构成为,与上述连接部件焊接而连接的部分的壁厚比其它部分的壁厚更厚。
8.根据权利要求1所述的基板保持件,其特征在于,
上述多个柱是多棱柱,周向上的两侧的面形成为相对于周向大致垂直,上述连接部件分别被焊接于上述两侧的面。
9.根据权利要求1所述的基板保持件,其特征在于,
上述多个柱是多棱柱,朝向内周的面形成为与基板的搬运方向大致平行。
10.根据权利要求3所述的基板保持件,其特征在于,
上述切口形成为从基板的搬运方向近前侧向里侧延伸。
11.根据权利要求3所述的基板保持件,其特征在于,
在上述多个柱中的基板的搬运方向近前侧的两根柱,设有从上述两根柱分别朝向基板的搬运方向近前侧延伸并从下支撑上述环状部件的多个台。
12.一种基板处理装置,其特征在于,具备:
基板保持件;
反应管,其至少一部分具有由与旋转轴同轴的筒构成的侧面和顶部,在被上述侧面和上述顶部围起的空间收纳上述基板保持件;
气体供给机构,其对上述反应管内的基板的表面供给气体;以及
气体排出机构,其将被供给至上述基板的表面的气体排出,
其中,上述基板保持件具有:
多个环状部件,其以预定的间隔排列;
多个柱,其具有比上述环状部件的宽度窄的宽度,沿上述环状部件的外缘配置,并保持上述多个环状部件;
多个支撑部件,其从上述多个柱朝向内周延伸,在上侧的上述环状部件与下侧的上述环状部件之间载置基板;以及
多个连接部件,其分别与上述多个柱的至少一个柱和上述多个环状部件焊接,将上述柱与上述多个环状部件连接。
13.根据权利要求12所述的基板处理装置,其特征在于,
上述气体供给机构具有在与对应的基板相同的高度开口的多个流入口,从上述流入口向对应的基板供给气体。
14.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,包括以下各工序:
利用基板保持件在反应管内收纳基板的工序;
对上述反应管内的基板的表面供给气体的工序;以及
将被供给至上述基板的表面的气体排出的工序,
其中,上述反应管的至少一部分具有由与旋转轴同轴的筒构成的侧面和顶部,并具有被上述侧面和上述顶部围起的空间,
上述基板保持件具有:多个环状部件,其以预定的间隔排列;多个柱,其具有比上述环状部件的宽度窄的宽度,沿上述环状部件的外缘配置,并保持上述多个环状部件;多个支撑部件,其从上述多个柱朝向内周延伸,在上侧的上述环状部件与下侧的上述环状部件之间载置基板;以及多个连接部件,其分别与上述多个柱的至少一个柱和上述多个环状部件焊接,将上述柱与上述多个环状部件连接。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2020/033297 WO2022049675A1 (ja) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | 基板保持具、基板処理装置及び半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115803866A true CN115803866A (zh) | 2023-03-14 |
Family
ID=80491851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202080102609.3A Pending CN115803866A (zh) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | 基板保持件、基板处理装置以及半导体装置的制造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230116953A1 (zh) |
CN (1) | CN115803866A (zh) |
WO (1) | WO2022049675A1 (zh) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7736436B2 (en) * | 2005-07-08 | 2010-06-15 | Integrated Materials, Incorporated | Detachable edge ring for thermal processing support towers |
JP2007027159A (ja) * | 2005-07-12 | 2007-02-01 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
JP2007048771A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-22 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び基板保持具 |
US7971734B2 (en) * | 2008-01-30 | 2011-07-05 | Asm International N.V. | Wafer boat |
JP5356956B2 (ja) * | 2009-09-09 | 2013-12-04 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置、基板処理方法および半導体装置の製造方法 |
JP6964475B2 (ja) * | 2017-09-19 | 2021-11-10 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板保持具及び基板処理装置 |
-
2020
- 2020-09-02 CN CN202080102609.3A patent/CN115803866A/zh active Pending
- 2020-09-02 WO PCT/JP2020/033297 patent/WO2022049675A1/ja active Application Filing
-
2022
- 2022-12-20 US US18/068,692 patent/US20230116953A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022049675A1 (ja) | 2022-03-10 |
US20230116953A1 (en) | 2023-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102165123B1 (ko) | 기판 처리 장치, 반응관, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 | |
TWI764225B (zh) | 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法、基板保持器具及程式 | |
CN110121764B (zh) | 衬底处理装置、反应管、半导体器件的制造方法及程序 | |
JP5389202B2 (ja) | 基板処理装置、半導体装置の製造方法、および反応管 | |
KR101138810B1 (ko) | 기판 처리 장치 | |
KR101037961B1 (ko) | 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 | |
CN112400219B (zh) | 基板处理装置及记录介质 | |
CN214542141U (zh) | 基板处理装置 | |
CN102290366A (zh) | 支承体构造及处理装置 | |
JP2011029441A (ja) | 基板処理装置及び基板処理方法 | |
JP2008166321A (ja) | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 | |
JP7048690B2 (ja) | 基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板保持具 | |
CN115803866A (zh) | 基板保持件、基板处理装置以及半导体装置的制造方法 | |
WO2019038974A1 (ja) | 基板処理装置、反応管、基板処理方法、および、半導体装置の製造方法 | |
JP2014192294A (ja) | 基板収容器 | |
CN115315790A (zh) | 基板处理装置、半导体装置的制造方法、存储介质和内管 | |
KR20230085208A (ko) | 기판 처리 장치, 기판 보지구, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램 | |
CN115136284A (zh) | 基板处理装置、半导体装置的制造方法、存储介质以及内管 | |
CN114026267A (zh) | 基板处理装置、半导体装置的制造方法、程序及气体供给系统 | |
KR20070071502A (ko) | 웨이퍼 이송 보트 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |