JP2002280375A - Substrate treatment apparatus - Google Patents

Substrate treatment apparatus

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JP2002280375A
JP2002280375A JP2001081293A JP2001081293A JP2002280375A JP 2002280375 A JP2002280375 A JP 2002280375A JP 2001081293 A JP2001081293 A JP 2001081293A JP 2001081293 A JP2001081293 A JP 2001081293A JP 2002280375 A JP2002280375 A JP 2002280375A
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Japan
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inner tube
soaking
tube
heat
wafer
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JP2001081293A
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Naoto Nakamura
直人 中村
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Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate treatment apparatus which enhances a cross-sectional uniform heating property. SOLUTION: The batch-type vertical hot wall-type low-pressure CVD apparatus is provided with a process tube, which is constituted of an inner tube 2 and an outer tube 3. The inner tube 2 is constituted of a heat insulating part 2a which is made of quartz, which is formed in a short cylindrical shape and which is arranged outside a soaking region on the side of a furnace port 5 and a soaking part 2b which is made of silicon carbide, which is formed in a long cylindrical shape and which is arranged so as to correspond to the soaking region. Consequently, the quartz heat insulating part will not deprive heat of the soaking part as a part, corresponding to the soaking region in the inner tube of heat, and the cross-sectional soaking property of the inner tube will not deteriorate. Consequently, the temperature distribution of the soaking region is maintained to be uniform by the soaking part in the inner tube, and the distribution of film thickness inside a wafer group (between wafers) which depends on the temperature distribution and inside a wafer plane becomes uniform.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板処理装置に関
し、例えば、半導体集積回路装置(以下、ICとい
う。)が作り込まれる基板としての半導体ウエハ(以
下、ウエハという。)に窒化シリコン(Si34 )や
ポリシリコン等を堆積(デポジション)させる減圧CV
D装置や、酸化処理や拡散だけでなくイオン打ち込み後
のキャリア活性化や平坦化のためのリフロー等にも利用
される拡散装置等に利用して有効なものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing apparatus. For example, the present invention relates to a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a wafer) as a substrate on which a semiconductor integrated circuit device (hereinafter, referred to as an IC) is formed. Decompression CV for depositing (deposition) 3 N 4 ) or polysilicon
The present invention relates to a device effectively used for a D device or a diffusion device used not only for oxidation treatment and diffusion, but also for reflow for carrier activation and planarization after ion implantation.

【0002】[0002]

【従来の技術】ICの製造方法において、ウエハに窒化
シリコンやポリシリコン等のCVD膜をデポジションす
るのにバッチ式縦形ホットウオール形減圧CVD装置が
広く使用されている。バッチ式縦形ホットウオール形減
圧CVD装置(以下、CVD装置という。)は、ウエハ
が搬入される処理室を形成するインナチューブおよびこ
のインナチューブを取り囲むアウタチューブから構成さ
れ縦形に設置されたプロセスチューブと、インナチュー
ブ内に原料ガスを導入するガス導入管と、プロセスチュ
ーブ内を真空排気する排気管と、プロセスチューブ外に
敷設されてプロセスチューブ内を加熱するヒータとを備
えており、複数枚のウエハがボートによって垂直方向に
整列されて保持された状態でインナチューブ内に下端の
炉口から搬入され、インナチューブ内に原料ガスがガス
導入管から導入されるとともに、ヒータによってプロセ
スチューブ内が加熱されることにより、ウエハにCVD
膜がデポジションされるように構成されている。
2. Description of the Related Art In a method of manufacturing an IC, a batch type vertical hot wall type low pressure CVD apparatus is widely used for depositing a CVD film such as silicon nitride or polysilicon on a wafer. A batch-type vertical hot-wall type reduced-pressure CVD apparatus (hereinafter, referred to as a CVD apparatus) includes a process tube which is constituted by an inner tube forming a processing chamber into which a wafer is loaded and an outer tube surrounding the inner tube, and which is installed vertically. , A gas introduction pipe for introducing a source gas into the inner tube, an exhaust pipe for evacuating the process tube, and a heater laid outside the process tube to heat the inside of the process tube. Is carried into the inner tube from the furnace port at the lower end while being held vertically aligned by the boat, the raw material gas is introduced into the inner tube from the gas introduction pipe, and the inside of the process tube is heated by the heater. CVD on the wafer
The membrane is configured to be deposited.

【0003】従来のこの種のCVD装置においては、プ
ロセスチューブの内部において均熱管の機能を果たすイ
ンナチューブは全長にわたって炭化シリコン(SiC)
または石英(SiO2 )によって形成されている。
In a conventional CVD apparatus of this type, an inner tube that functions as a heat equalizing tube inside a process tube is made of silicon carbide (SiC) over its entire length.
Alternatively, it is formed of quartz (SiO 2 ).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記した従来のCVD
装置においては、インナチューブは炉口の低温領域まで
延在した状態になっていることにより、インナチューブ
を炭化シリコン(SiC)で形成した場合には炉口に対
応する部分がインナチューブの均熱領域に対応する部分
の熱を熱伝導によって奪うことになるため、断面均熱性
を悪化させるという問題点がある。また、インナチュー
ブを石英(SiO2 )で形成した場合には熱伝導が悪い
ため、温度分布を向上させる効果は少ないという問題点
がある。
SUMMARY OF THE INVENTION The aforementioned conventional CVD method
In the apparatus, since the inner tube extends to the low-temperature region of the furnace port, when the inner tube is formed of silicon carbide (SiC), a portion corresponding to the furnace port has a uniform temperature of the inner tube. Since the heat of the portion corresponding to the region is removed by heat conduction, there is a problem that the uniformity of the cross section is deteriorated. Further, when the inner tube is formed of quartz (SiO 2 ), there is a problem that the effect of improving the temperature distribution is small due to poor heat conduction.

【0005】本発明の目的は、断面均熱性を向上させる
ことができる基板処理装置を提供することにある。
[0005] An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of improving cross-sectional uniformity.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係る基板処理装
置は、プロセスチューブがインナチューブとアウタチュ
ーブとを備えている基板処理装置において、前記インナ
チューブは均熱領域に対応する部分が炭化シリコンによ
って形成され、均熱領域外に対応する部分が石英によっ
て形成されていることを特徴とする。また、前記インナ
チューブは少なくともマニホールドに接触する部分が石
英によって形成され、それ以外の部分が炭化シリコンに
よって形成されていることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus comprising: a process tube having an inner tube and an outer tube; And a portion corresponding to the outside of the soaking area is formed of quartz. Further, the inner tube is characterized in that at least a portion in contact with the manifold is formed of quartz, and other portions are formed of silicon carbide.

【0007】前記した手段によれば、インナチューブの
炉口の低温領域に対応する部分が石英によって形成され
ていることにより、インナチューブの均熱領域に対応す
る部分の熱を熱伝導によって奪うのを抑制することにな
るため、断面均熱性の低下を防止することができる。そ
の結果、均熱領域の温度分布の均一性を維持することが
できるため、基板面内および基板相互間の膜厚分布の均
一性を高めることがでる。
According to the above-described means, since the portion corresponding to the low-temperature region of the furnace port of the inner tube is formed of quartz, the heat of the portion corresponding to the soaking region of the inner tube is removed by heat conduction. Therefore, it is possible to prevent a decrease in cross-sectional uniformity. As a result, since the uniformity of the temperature distribution in the soaking region can be maintained, the uniformity of the film thickness distribution within the substrate surface and between the substrates can be improved.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に即して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】本実施の形態において、本発明に係る基板
処理装置は、ICの製造方法においてICが作り込まれ
る基板としてのウエハに例えば窒化シリコンを成膜する
のに使用されるCVD装置(バッチ式縦形ホットウオー
ル形減圧CVD装置)として構成されている。
In the present embodiment, a substrate processing apparatus according to the present invention is a CVD apparatus (batch type) used for depositing, for example, silicon nitride on a wafer as a substrate on which an IC is manufactured in an IC manufacturing method. (A vertical hot wall type reduced pressure CVD apparatus).

【0010】図1に示されているように、CVD装置は
中心線が垂直になるように縦に配されて固定的に支持さ
れた縦形のプロセスチューブ1を備えており、プロセス
チューブ1はインナチューブ2とアウタチューブ3とか
ら構成されている。インナチューブ2は内径がウエハの
外径よりも大きい円筒形状に形成され、アウタチューブ
3は内径がインナチューブ2の外径よりも大きい円筒形
状に形成されている。インナチューブ2は上下両端が開
口した円筒形状に形成されており、インナチューブ2の
筒中空部はボートによって垂直方向に整列した状態に保
持された複数枚のウエハが搬入される処理室4を実質的
に形成している。インナチューブ2の下端開口は被処理
基板としてのウエハを出し入れするための炉口5を実質
的に構成している。
As shown in FIG. 1, the CVD apparatus includes a vertical process tube 1 which is vertically disposed so that a center line is vertical and is fixedly supported. It is composed of a tube 2 and an outer tube 3. The inner tube 2 is formed in a cylindrical shape whose inner diameter is larger than the outer diameter of the wafer, and the outer tube 3 is formed in a cylindrical shape whose inner diameter is larger than the outer diameter of the inner tube 2. The inner tube 2 is formed in a cylindrical shape having upper and lower ends opened. The hollow portion of the inner tube 2 substantially serves as a processing chamber 4 into which a plurality of wafers held in a vertically aligned state by a boat are carried. Is formed. The lower end opening of the inner tube 2 substantially constitutes a furnace port 5 for taking in and out a wafer as a substrate to be processed.

【0011】本実施の形態において、図2(a)に示さ
れているように、インナチューブ2は石英によって短尺
の円筒形状に一体成形された断熱部2aと、炭化シリコ
ンによって長尺の円筒形状に一体成形された均熱部2b
とから構成されている。石英によって形成された断熱部
2aはインナチューブ2の均熱領域外に対応する部分す
なわち炉口5側の部分に配置されて後記するマニホール
ド6によって垂直に支持されており、その長さは後記す
るボート11の断熱キャップ部16よりも若干短めにな
るように設定されている。断熱部2aの上端の外周には
下側鍔部2cが形成され、下側鍔部2cの上面には雄嵌
合部2dが突設されている。炭化シリコンによって形成
された均熱部2bの下端の外周には上側鍔部2eが形成
されており、上側鍔部2eの下面には雌嵌合部2fが没
設されている。そして、均熱部2bは断熱部2aの上
に、雌嵌合部2fが雄嵌合部2dに嵌合されて上側鍔部
2eが下側鍔部2cに当接された状態で一本に連結され
て垂直に支持されている。均熱部2bはインナチューブ
2の全領域のうち均熱領域に対応するように構成されて
おり、その長さは後記するボート11の断熱キャップ部
16の上面から上側端板12の上面までの長さよりも大
きくなるように設定されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 2A, the inner tube 2 has a heat insulating portion 2a integrally formed into a short cylindrical shape with quartz, and a long cylindrical shape with silicon carbide. Soaking part 2b integrally molded with
It is composed of The heat insulating portion 2a made of quartz is arranged at a portion corresponding to the outside of the soaking region of the inner tube 2, that is, a portion on the furnace port 5 side, and is vertically supported by a manifold 6 described later, and its length will be described later. It is set to be slightly shorter than the heat insulating cap portion 16 of the boat 11. A lower flange portion 2c is formed on the outer periphery of the upper end of the heat insulating portion 2a, and a male fitting portion 2d protrudes from the upper surface of the lower flange portion 2c. An upper flange portion 2e is formed on the outer periphery of the lower end of the heat equalizing portion 2b formed of silicon carbide, and a female fitting portion 2f is buried under the lower surface of the upper flange portion 2e. The heat equalizing portion 2b is integrated on the heat insulating portion 2a in a state where the female fitting portion 2f is fitted to the male fitting portion 2d and the upper flange portion 2e is in contact with the lower flange portion 2c. It is connected and vertically supported. The heat equalizing section 2b is configured to correspond to the heat equalizing area of the entire area of the inner tube 2, and has a length from the upper surface of the heat insulating cap section 16 of the boat 11 described later to the upper surface of the upper end plate 12. It is set to be larger than the length.

【0012】アウタチューブ3は内径がインナチューブ
2の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒
形状に形成されており、インナチューブ2にその外側を
取り囲むように同心円に被せられている。インナチュー
ブ2とアウタチューブ3との間の下端部は円形リング形
状に形成されたマニホールド6によって気密封止されて
おり、マニホールド6はインナチューブ2およびアウタ
チューブ3についての交換等のためにインナチューブ2
およびアウタチューブ3にそれぞれ着脱自在に取り付け
られている。マニホールド6がCVD装置の機枠20に
支持されることにより、プロセスチューブ1は垂直に据
え付けられた状態になっている。
The outer tube 3 is formed in a cylindrical shape whose inner diameter is larger than the outer diameter of the inner tube 2 and whose upper end is closed and whose lower end is opened. . A lower end portion between the inner tube 2 and the outer tube 3 is hermetically sealed by a manifold 6 formed in a circular ring shape. The manifold 6 is used for replacing the inner tube 2 and the outer tube 3 with each other. 2
And the outer tube 3 are detachably attached. By supporting the manifold 6 on the machine frame 20 of the CVD apparatus, the process tube 1 is in a vertically installed state.

【0013】マニホールド6の側壁の上部には排気管7
が接続されており、排気管7は高真空排気装置(図示せ
ず)に接続されて処理室4を所定の真空度に真空排気し
得るように構成されている。排気管7はインナチューブ
2とアウタチューブ3との間に形成された隙間に連通し
た状態になっており、インナチューブ2とアウタチュー
ブ3との隙間によって排気路8が、横断面形状が一定幅
の円形リング形状に構成されている。排気管7がマニホ
ールド6に接続されているため、排気管7は円筒形状の
中空体を形成されて垂直に延在した排気路8の最下端部
に配置された状態になっている。
An exhaust pipe 7 is provided above the side wall of the manifold 6.
The exhaust pipe 7 is connected to a high vacuum exhaust device (not shown) so that the processing chamber 4 can be evacuated to a predetermined degree of vacuum. The exhaust pipe 7 is in communication with a gap formed between the inner tube 2 and the outer tube 3, and the gap between the inner tube 2 and the outer tube 3 allows the exhaust path 8 to have a constant cross-sectional shape. Is formed in a circular ring shape. Since the exhaust pipe 7 is connected to the manifold 6, the exhaust pipe 7 has a cylindrical hollow body and is arranged at the lowermost end of a vertically extending exhaust path 8.

【0014】マニホールド6の側壁の下部にはガス導入
管9がインナチューブ2の炉口5に連通するように接続
されており、ガス導入管9には原料ガス供給装置および
キャリアガス供給装置(いずれも図示せず)に接続され
ている。ガス導入管9によって炉口5に導入されたガス
はインナチューブ2の処理室4内を流通して排気路8を
通って排気管7によって排気される。また、マニホール
ド6の側壁の下部における他の場所には圧力計10がイ
ンナチューブ2の炉口5に連通するように接続されてお
り、圧力計10はインナチューブ2の処理室4における
上流側領域の圧力を測定するように構成されている。
A gas introduction pipe 9 is connected to the lower part of the side wall of the manifold 6 so as to communicate with the furnace port 5 of the inner tube 2. The gas introduction pipe 9 is connected to a raw material gas supply device and a carrier gas supply device. (Not shown). The gas introduced into the furnace port 5 by the gas introduction pipe 9 flows through the processing chamber 4 of the inner tube 2, passes through the exhaust path 8, and is exhausted by the exhaust pipe 7. A pressure gauge 10 is connected to another portion of the lower portion of the side wall of the manifold 6 so as to communicate with the furnace port 5 of the inner tube 2, and the pressure gauge 10 is located in an upstream area of the processing chamber 4 of the inner tube 2. It is configured to measure the pressure of

【0015】マニホールド6には下端開口を閉塞するキ
ャップ17が垂直方向下側から当接されるようになって
いる。キャップ17はアウタチューブ3の外径と略等し
い円盤形状に形成されており、プロセスチューブ1の外
部に垂直に設備されたエレベータ(図示せず)によって
垂直方向に昇降されるように構成されている。キャップ
17の中心線上には被処理基板としてのウエハWを保持
するためのボート11が垂直に立脚されて支持されるよ
うになっている。
A cap 17 for closing the lower end opening is brought into contact with the manifold 6 from below in the vertical direction. The cap 17 is formed in a disk shape substantially equal to the outer diameter of the outer tube 3, and is configured to be vertically moved up and down by an elevator (not shown) installed vertically outside the process tube 1. . A boat 11 for holding a wafer W as a substrate to be processed is vertically supported on the center line of the cap 17.

【0016】ボート11は上側端板12および下側端板
13と、上側端板12と下側端板13との間に垂直に架
設された複数本(本実施の形態においては三本とす
る。)の保持部材14とを備えており、三本の保持部材
14には多数段(例えば、172段)の保持溝15が長
手方向に等間隔に配されて同一水平面内で互いに対向し
て開口するように刻設されている。ボート11は三本の
保持部材14の保持溝15間にウエハWの外周縁辺部を
挿入されることにより、複数枚のウエハWを水平にかつ
互いに中心を揃えた状態に整列させて保持するようにな
っている。
The boat 11 has an upper end plate 12 and a lower end plate 13, and a plurality of boats (three in the present embodiment) vertically provided between the upper end plate 12 and the lower end plate 13. ) Are provided, and the three holding members 14 are provided with a plurality of (for example, 172) holding grooves 15 arranged at equal intervals in the longitudinal direction and opposed to each other in the same horizontal plane. It is engraved to open. The boat 11 is configured such that the outer peripheral edges of the wafers W are inserted between the holding grooves 15 of the three holding members 14 so that the plurality of wafers W are aligned and held horizontally and centered. It has become.

【0017】ボート11とキャップ17との間には断熱
キャップ部16が配置されており、断熱キャップ部16
はボート11をキャップ17の上面から持ち上げた状態
に支持することにより、ボート11の下側端板13を炉
口5の位置から適当な距離だけ離間させるように構成さ
れている。つまり、断熱キャップ部16はボート11に
保持したウエハW群をインナチューブ2の均熱部2bに
対応させるように設定されている。
A heat insulating cap 16 is disposed between the boat 11 and the cap 17.
Is configured so that the lower end plate 13 of the boat 11 is separated from the position of the furnace port 5 by an appropriate distance by supporting the boat 11 in a state of being lifted from the upper surface of the cap 17. That is, the heat-insulating cap 16 is set so that the group of wafers W held on the boat 11 corresponds to the soaking part 2 b of the inner tube 2.

【0018】アウタチューブ3の外部にはプロセスチュ
ーブ1内を加熱するヒータ18がアウタチューブ3の周
囲を包囲するように同心円に設備されており、ヒータ1
8の外側は断熱カバー19によって被覆されている。ヒ
ータ18は上側から順に、アッパヒータ部18a、セン
タアッパヒータ部18b、センタロアヒータ部18cお
よびロアヒータ部18dに四分割されており、これらヒ
ータ部18a、18b、18c、18dはコントローラ
(図示せず)によって互いに連携および独立して制御さ
れるように構成されている。ヒータ18および断熱カバ
ー19はCVD装置の機枠20に支持されることにより
垂直に据え付けられている。
A heater 18 for heating the inside of the process tube 1 is provided concentrically outside the outer tube 3 so as to surround the outer tube 3.
The outside of 8 is covered with a heat insulating cover 19. The heater 18 is divided into an upper heater section 18a, a center upper heater section 18b, a center lower heater section 18c, and a lower heater section 18d in this order from the upper side. And are controlled independently of each other. The heater 18 and the heat insulating cover 19 are vertically installed by being supported by a machine frame 20 of the CVD apparatus.

【0019】次に、前記構成に係るCVD装置の作用を
ウエハに窒化シリコン(Si34 )のCVD膜が形成
される場合について説明する。
Next, the operation of the CVD apparatus according to the above configuration will be described for the case where a silicon nitride (Si 3 N 4 ) CVD film is formed on a wafer.

【0020】図1に示されているように、複数枚のウエ
ハWを整列保持したボート11はキャップ17の上にウ
エハW群が並んだ方向が垂直になる状態で載置され、エ
レベータによって差し上げられてインナチューブ2の炉
口5から処理室4に搬入されて行き、キャップ17に支
持されたままの状態で処理室4に存置される。この状態
で、キャップ17は炉口5をシールした状態になる。
As shown in FIG. 1, the boat 11 holding a plurality of wafers W arranged thereon is placed on a cap 17 in a state in which the direction in which the groups of wafers W are arranged is vertical, and is raised by an elevator. Then, it is carried into the processing chamber 4 from the furnace port 5 of the inner tube 2, and is left in the processing chamber 4 while being supported by the cap 17. In this state, the cap 17 is in a state where the furnace port 5 is sealed.

【0021】プロセスチューブ1の内部が所定の真空度
(数十Pa以下)に排気管7によって真空排気される。
この際、プロセスチューブ1の内部の圧力は圧力計10
によって測定され、真空度がフィードバック制御され
る。また、ヒータ18によってプロセスチューブ1の内
部が所定の温度(例えば760℃程度)に全体にわたっ
て加熱される。この際、処理室4においてボート11の
ウエハW群が存在する領域の温度分布はインナチューブ
2によって均一に維持される。
The inside of the process tube 1 is evacuated to a predetermined degree of vacuum (several tens of Pa or less) by an exhaust pipe 7.
At this time, the pressure inside the process tube 1 is
And the degree of vacuum is feedback controlled. Further, the inside of the process tube 1 is entirely heated to a predetermined temperature (for example, about 760 ° C.) by the heater 18. At this time, the temperature distribution in the region where the wafer W group of the boat 11 exists in the processing chamber 4 is uniformly maintained by the inner tube 2.

【0022】次いで、処理ガスとしての原料ガス21が
インナチューブ2の処理室4にガス導入管9によって供
給される。Si34 のCVD膜をデポジションする場
合には原料ガス21として、SiH2 Cl2 とNH3
や、SiH4 とNH3 等が処理室4に導入される。
Next, a raw material gas 21 as a processing gas is supplied to the processing chamber 4 of the inner tube 2 through a gas introduction pipe 9. When depositing a CVD film of Si 3 N 4 , SiH 2 Cl 2 and NH 3
Alternatively, SiH 4 and NH 3 are introduced into the processing chamber 4.

【0023】導入された原料ガス21はインナチューブ
2の処理室4を上昇し、上端開口からインナチューブ2
とアウタチューブ3との隙間によって形成された排気路
8に流出して排気管7から排気される。原料ガス21は
処理室4を通過する際にウエハWの表面に接触する。こ
の接触による原料ガス21のCVD反応により、ウエハ
Wの表面にはSi34 のCVD膜が堆積(デポジショ
ン)する。この際、処理室4の温度分布はインナチュー
ブ2によって均一に維持されるため、ウエハ群内(ウエ
ハ相互間)およびウエハ面内のCVD膜の膜厚分布は均
一になる。
The introduced raw material gas 21 rises in the processing chamber 4 of the inner tube 2 and passes through the inner tube 2 through the upper end opening.
The gas flows out into an exhaust path 8 formed by a gap between the outer tube 3 and the exhaust tube 7 and is exhausted from an exhaust pipe 7. The source gas 21 comes into contact with the surface of the wafer W when passing through the processing chamber 4. Due to the CVD reaction of the source gas 21 by this contact, a CVD film of Si 3 N 4 is deposited (deposited) on the surface of the wafer W. At this time, the temperature distribution in the processing chamber 4 is uniformly maintained by the inner tube 2, so that the thickness distribution of the CVD film in the wafer group (between the wafers) and in the wafer surface becomes uniform.

【0024】Si34 のCVD膜が所望の堆積膜厚だ
けデポジションされる予め設定された処理時間が経過す
ると、キャップ17が下降されて炉口5が開口されると
ともに、ボート11に保持された状態でウエハW群が炉
口5からプロセスチューブ1の外部に搬出される。
After a lapse of a predetermined processing time in which the Si 3 N 4 CVD film is deposited by a desired deposition film thickness, the cap 17 is lowered to open the furnace port 5 and hold the boat on the boat 11. In this state, the group of wafers W is carried out of the process tube 1 from the furnace port 5.

【0025】ところで、図2(b)に示されているよう
に、インナチューブ2’の全長が炭化シリコンによって
一体的に成形されている従来例の場合には、炭化シリコ
ン製のインナチューブ2’の下端部Aが炉口5の低温領
域まで延在していることにより、低温になったインナチ
ューブ2’の下端部Aがインナチューブ2’の均熱領域
に対応する部分である上側部分Bの熱を奪うため、イン
ナチューブ2’の断面均熱性を悪化させる。インナチュ
ーブ2’の断面均熱性が悪化すると、前述した成膜処理
において、プロセスチューブ1の内部の温度分布が不均
一になり、この温度分布に依存するウエハ群内(ウエハ
相互間)およびウエハ面内の膜厚分布が不均一になる。
これはインナチューブの全長が石英によって一体成形さ
れている場合も同様である。
By the way, as shown in FIG. 2B, in the case of the conventional example in which the entire length of the inner tube 2 'is integrally formed of silicon carbide, the inner tube 2' made of silicon carbide is used. The lower end A of the inner tube 2 ′ extends to the low temperature region of the furnace port 5, so that the lower end A of the cooled inner tube 2 ′ is a portion corresponding to the soaking region of the inner tube 2 ′. Of the inner tube 2 ′, so that the cross-sectional uniformity of the inner tube 2 ′ is deteriorated. If the cross-sectional thermal uniformity of the inner tube 2 ′ deteriorates, the temperature distribution inside the process tube 1 becomes non-uniform in the above-mentioned film forming process, and the inside of the wafer group (between the wafers) and the wafer surface depend on this temperature distribution. The film thickness distribution inside becomes uneven.
The same applies to the case where the entire length of the inner tube is integrally formed of quartz.

【0026】本実施の形態においては、図2(a)に示
されているように、インナチューブ2は石英によって形
成されて低温領域に対応するように配された断熱部2a
と、炭化シリコンによって形成されて均熱領域に対応す
ように配された均熱部2bとから構成されており、断熱
部2aが炉口5の低温領域に配されていることにより、
断熱部2aがインナチューブ2の均熱領域に対応する部
分である均熱部2bの熱を奪うことがないため、インナ
チューブ2の断面均熱性を悪化させることはない。した
がって、インナチューブ2の均熱部2bによって均熱領
域の温度分布が均一に維持されるため、前述した成膜処
理において、この温度分布に依存するウエハW群内(ウ
エハ相互間)およびウエハ面内の膜厚分布は均一にな
る。ちなみに、インナチューブ2のマニホールド6に接
触する断熱部2aが石英によって形成されているなら
ば、断熱部2aは均熱部2bの熱を奪うことがないた
め、インナチューブ2の均熱部2bは均熱領域を越えて
炭化シリコンによって形成してもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 2 (a), the inner tube 2 is made of quartz and is provided with a heat insulating portion 2a arranged to correspond to a low temperature region.
And a soaking section 2b formed of silicon carbide and arranged so as to correspond to the soaking area. Since the heat insulating section 2a is arranged in the low temperature area of the furnace port 5,
Since the heat insulating portion 2a does not remove the heat of the heat equalizing portion 2b corresponding to the heat equalizing region of the inner tube 2, the cross-sectional uniformity of the inner tube 2 does not deteriorate. Therefore, since the temperature distribution in the heat equalizing region is maintained uniform by the heat equalizing portion 2b of the inner tube 2, the inside of the wafer W group (between the wafers) and the wafer surface depending on this temperature distribution in the above-described film forming process. The film thickness distribution inside becomes uniform. By the way, if the heat insulating portion 2a in contact with the manifold 6 of the inner tube 2 is formed of quartz, the heat insulating portion 2a does not take away the heat of the heat equalizing portion 2b. It may be formed of silicon carbide beyond the soaking area.

【0027】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変
更が可能であることはいうまでもない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

【0028】成膜処理はSi34 のCVD膜を形成す
る処理に限らず、ポリシリコンや酸化シリコン等の他の
CVD膜を形成する処理であってもよい。
The film forming process is not limited to a process for forming a Si 3 N 4 CVD film, but may be a process for forming another CVD film such as polysilicon or silicon oxide.

【0029】CVD装置はバッチ式縦形ホットウオール
形減圧CVD装置に限らず、横形ホットウオール形減圧
CVD装置等の他のCVD装置であってもよい。
The CVD apparatus is not limited to a batch type vertical hot wall type reduced pressure CVD apparatus, but may be another type of CVD apparatus such as a horizontal hot wall type reduced pressure CVD apparatus.

【0030】さらに、半導体製造装置はCVD装置に限
らず、酸化処理や拡散だけでなくイオン打ち込み後のキ
ャリア活性化や平坦化のためのリフロー等にも使用され
る拡散装置にも適用することができる。
Further, the semiconductor manufacturing apparatus is not limited to the CVD apparatus, and may be applied not only to oxidation processing and diffusion, but also to a diffusion apparatus used for reflow for activation of carriers and flattening after ion implantation. it can.

【0031】前記実施の形態ではウエハに処理が施され
る場合について説明したが、処理対象はホトマスクやプ
リント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよ
び磁気ディスク等であってもよい。
In the above-described embodiment, the case where the processing is performed on the wafer has been described. However, the processing target may be a photomask, a printed wiring board, a liquid crystal panel, a compact disk, a magnetic disk, and the like.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、断面均熱性を向上させ
ることができるため、被処理基板の膜厚分布等の処理状
態の均一性を向上させることができ、基板処理装置の品
質および信頼性並びに製造歩留りを向上させることがで
きる。
According to the present invention, the uniformity of the processing state, such as the film thickness distribution of the substrate to be processed, can be improved since the cross-sectional uniformity can be improved, and the quality and reliability of the substrate processing apparatus can be improved. Properties and manufacturing yield can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態であるCVD装置を示す
正面断面図である。
FIG. 1 is a front sectional view showing a CVD apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】その作用を説明するためのインナチューブの各
正面断面図であり、(a)は本実施の形態に係るインナ
チューブを示し、(b)はその比較例に係るインナチュ
ーブを示している。
FIGS. 2A and 2B are front cross-sectional views of an inner tube for explaining the operation thereof, wherein FIG. 2A shows an inner tube according to the present embodiment, and FIG. 2B shows an inner tube according to a comparative example. I have.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W…ウエハ(基板)、1…プロセスチューブ、2…イン
ナチューブ、2’…比較例のインナチューブ、2a…断
熱部、2b…均熱部、2c…下側鍔部、2d…雄嵌合
部、2e…上側鍔部、2f…雌嵌合部、3…アウタチュ
ーブ、4…処理室、5…炉口、6…マニホールド、7…
排気管、8…排気路、9…ガス導入管、10…圧力計、
11…ボート、12、13…端板、14…保持部材、1
5…保持溝、16…断熱キャップ部、17…キャップ、
18…ヒータ、19…断熱カバー、20…機枠、21…
原料ガス(処理ガス)。
W: wafer (substrate), 1: process tube, 2: inner tube, 2 ': inner tube of comparative example, 2a: heat insulating portion, 2b: heat equalizing portion, 2c: lower flange portion, 2d: male fitting portion 2e: Upper flange portion, 2f: Female fitting portion, 3: Outer tube, 4: Processing chamber, 5: Furnace port, 6: Manifold, 7 ...
Exhaust pipe, 8 ... exhaust path, 9: gas introduction pipe, 10: pressure gauge,
11 boat, 12, 13 end plate, 14 holding member, 1
5 ... holding groove, 16 ... heat insulating cap part, 17 ... cap,
18 ... heater, 19 ... heat insulating cover, 20 ... machine frame, 21 ...
Source gas (processing gas).

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プロセスチューブがインナチューブとア
ウタチューブとを備えている基板処理装置において、前
記インナチューブは均熱領域に対応する部分が炭化シリ
コンによって形成され、前記均熱領域外に対応する部分
が石英によって形成されていることを特徴とする基板処
理装置。
1. A substrate processing apparatus in which a process tube includes an inner tube and an outer tube, wherein a portion of the inner tube corresponding to the soaking region is formed of silicon carbide, and a portion corresponding to outside the soaking region. A substrate processing apparatus characterized in that is formed of quartz.
【請求項2】 プロセスチューブがインナチューブとア
ウタチューブとを備えている基板処理装置において、前
記インナチューブは少なくともマニホールドに接触する
部分が石英によって形成され、それ以外の部分が炭化シ
リコンによって形成されていることを特徴とする基板処
理装置。
2. A substrate processing apparatus in which a process tube includes an inner tube and an outer tube, wherein at least a portion of the inner tube that contacts the manifold is formed of quartz, and other portions are formed of silicon carbide. A substrate processing apparatus.
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