JP2003045863A - Substrate processing system and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Substrate processing system and method for manufacturing semiconductor device

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JP2003045863A
JP2003045863A JP2001234029A JP2001234029A JP2003045863A JP 2003045863 A JP2003045863 A JP 2003045863A JP 2001234029 A JP2001234029 A JP 2001234029A JP 2001234029 A JP2001234029 A JP 2001234029A JP 2003045863 A JP2003045863 A JP 2003045863A
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boat
wafers
wafer
heater section
substrates
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Japanese (ja)
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Kiyohiko Maeda
喜世彦 前田
Takeo Hanashima
建夫 花島
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an IC while suppressing increase in manufacture cost and variation in the film thickness. SOLUTION: A heater 20 for heating a wafer group W held on a boat 11 in a processing tube 1 is zoned into first stage heater section 21 through seventh stage heater section 27 so that heating control is performed in correspondence with a carrier containing the wafer group W. When a smaller number of wafers W than the maximum number of wafers holderable on the boat 11 are processed, the wafers W are held being placed closely to the bottom of the boat 11 and the third heater section 23 through the sixth heater section 26 corresponding to the wafer W group of the boat 11 serve as a soaking zone while the first heater section 21, the second heater section 22 and the seventh heater section 27 serve as a thermal insulation zone. Since reaction in the thermal insulation zone can be prevented from having an effect on the soaking zone, accuracy of film thickness equal to that of an ordinary batch can be attained without using a dummy wafer causing cost increase even when the number of wafers being processed is decreased and an idle space is formed in the processing tube.

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、基板処理装置およ
び半導体装置の製造方法に関し、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CVD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の基板処理装置
およびそれを使用する半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing apparatus and a semiconductor device manufacturing method, for example, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) as a substrate on which a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as IC) is formed. ) To a low-pressure CVD apparatus for depositing (depositing) silicon nitride (Si 3 N 4 ) or polysilicon, or for reflow for carrier activation or flattening after ion implantation as well as oxidation treatment and diffusion. The present invention relates to a substrate processing apparatus such as a diffusion apparatus and a method of manufacturing a semiconductor device using the same.

【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 an IC manufacturing method, 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 low pressure CVD apparatus (hereinafter referred to as a CVD apparatus) includes a vertically arranged process tube composed of an inner tube forming a processing chamber into which a wafer is loaded and an outer tube surrounding the inner tube. , A gas introduction pipe for introducing the raw material gas into the inner tube, an exhaust pipe for exhausting the inside of the process tube, and a heater laid outside the process tube for heating the inside of the process tube are provided. The boat is vertically aligned and held by the boat, and is carried into the inner tube through the furnace opening at the lower end. The raw material gas is introduced into the inner tube through the gas introduction pipe, and the inside of the process tube is heated by the heater. Thus, the CVD film is deposited on the wafer. .

【0003】このようなCVD装置を使用したICの製
造方法おいては、一回の処理作業(以下、バッチとい
う。)相互間の成膜のばらつきを抑制するために、各バ
ッチ間の処理条件を同一に制御することが、一般的に実
施されている。例えば、一回のバッチで処理すべきウエ
ハ(以下、プロダクトウエハという。)の枚数が減少し
た場合には、製品とならないウエハ(以下、ダミーウエ
ハという。)を減少した枚数分のプロダクトウエハの代
わりに補充することにより、枚数が減少したバッチの処
理条件を枚数が減少しない時のバッチの処理条件と同一
に制御することが、実施されている。
In an IC manufacturing method using such a CVD apparatus, processing conditions between batches are controlled in order to suppress variations in film formation between processing operations (hereinafter referred to as batches). It is generally practiced to control the same. For example, when the number of wafers to be processed in one batch (hereinafter, referred to as product wafers) is reduced, the number of product wafers not to be used as products (hereinafter, referred to as dummy wafers) is replaced with the reduced number of product wafers. By replenishing, the processing conditions of the batch whose number has decreased are controlled to be the same as the processing conditions of the batch when the number of sheets does not decrease.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダミー
ウエハを補充するICの製造方法においては、ダミーウ
エハの分だけ製造コストが上昇してしまうという問題点
がある。
However, in the method of manufacturing an IC for replenishing dummy wafers, there is a problem that the manufacturing cost increases by the amount of the dummy wafers.

【0005】そこで、ダミーウエハを補充しないで、不
足したままのバッチでプロダクトウエハに成膜を施す
と、減少したウエハ枚数分の空きスペースがインナチュ
ーブの処理室内に形成されるために、そのバッチにおけ
る成膜速度(単位時間当たりに形成されるCVD膜の厚
さ)が、処理すべきウエハの枚数が減少しない時のバッ
チの成膜速度に対して変化してしまい、バッチ内および
バッチ間の成膜の膜厚にばらつきが発生するという問題
点がある。
Therefore, if film formation is performed on the product wafers in a batch that is still insufficient without supplementing the dummy wafers, empty spaces corresponding to the reduced number of wafers are formed in the inner tube processing chamber, so The film formation rate (thickness of the CVD film formed per unit time) changes with respect to the batch film formation rate when the number of wafers to be processed does not decrease. There is a problem that the film thickness of the film varies.

【0006】本発明の目的は、製造コストの増加を抑制
しつつ処理結果のばらつきの発生を防止することができ
る基板処理装置および半導体装置の製造方法を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a semiconductor device manufacturing method capable of preventing the occurrence of variations in processing results while suppressing an increase in manufacturing cost.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の基板処理装置は、複数枚の基板をバッチ処理するプロ
セスチューブと、基板を収納したキャリアから移載され
た前記複数枚の基板を保持するボートと、前記プロセス
チューブの内部で前記ボートに保持された前記複数枚の
基板を加熱するヒータとを備えている基板処理装置にお
いて、前記ヒータは前記ボートに保持された複数枚の基
板を、その複数枚の基板が収納されていた前記キャリア
に対応して加熱制御するようにゾーン分割されているこ
とを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A substrate processing apparatus for solving the above problems includes a process tube for batch processing a plurality of substrates and a plurality of substrates transferred from a carrier accommodating the substrates. In a substrate processing apparatus comprising a boat and a heater for heating the plurality of substrates held in the boat inside the process tube, the heater includes a plurality of substrates held in the boat, It is characterized in that the plurality of substrates are zone-divided so as to control the heating in correspondence with the stored carrier.

【0008】前記課題を解決するための半導体装置の製
造方法は、基板を収納したキャリアから移載された複数
枚の基板をボートによってプロセスチューブの内部で保
持し、前記プロセスチューブの内部で前記ボートに保持
された前記複数枚の基板を、その複数枚の基板が収納さ
れていた前記キャリア毎に加熱制御するようにゾーン分
割されたヒータによって加熱して処理する半導体装置の
製造方法であって、前記ボートに保持可能な最大枚数よ
りも少ない枚数の前記基板を処理する際には、前記ボー
トにおける前記少ない枚数の基板が存在する領域に対応
するヒータの前記分割ゾーンを均熱ゾーンと設定し、そ
れ以外の前記分割ゾーンを保温ゾーンと設定することを
特徴とする。
According to a method of manufacturing a semiconductor device for solving the above-mentioned problems, a plurality of substrates transferred from a carrier accommodating the substrates are held inside a process tube by a boat, and the boat is held inside the process tube. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the plurality of substrates held by the substrate are heated by a heater divided into zones so as to control heating for each of the carriers containing the plurality of substrates, When processing a number of substrates less than the maximum number that can be held in the boat, set the division zone of the heater corresponding to the region where the small number of substrates in the boat exists as a soaking zone, It is characterized in that the other divided zones other than the above are set as heat retention zones.

【0009】前記した手段によれば、ボートに保持可能
な最大枚数よりも少ない枚数の基板を処理する際には、
処理すべき基板群の領域だけを均熱ゾーンと設定し、そ
れ以外の領域を保温ゾーンと設定することにより、保温
ゾーンにおける反応を抑えて処理領域である均熱ゾーン
での反応の影響を防止することができるため、均熱ゾー
ンに存在する処理すべき基板群はプロセスチューブの内
部に空きスペースが形成されていても、処理結果は影響
を殆ど受けずに済む。その結果、処理する基板の枚数が
減少したバッチであっても、枚数が減少しない通常のバ
ッチと同等の処理結果を得ることができる。
According to the above-mentioned means, when processing a number of substrates less than the maximum number which can be held in the boat,
By setting only the area of the substrate group to be processed as the soaking zone and setting the other areas as the heat retaining zone, the reaction in the heat retaining zone is suppressed and the influence of the reaction in the soaking zone which is the processing area is prevented. Therefore, even if an empty space is formed inside the process tube, the substrate group to be processed existing in the soaking zone is hardly affected by the processing result. As a result, even in a batch in which the number of substrates to be processed is reduced, it is possible to obtain the same processing result as in a normal batch in which the number of substrates is not decreased.

【0010】[0010]

【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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】本実施の形態において、本発明に係る半導
体装置の製造方法は、ICの製造方法として構成されて
おり、本実施の形態に係るICの製造方法は特徴工程と
して、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成膜工程を備えている。本実施
の形態に係るICの製造方法における特徴工程である成
膜工程は、本発明に係る基板処理装置の一実施の形態で
ある図1に示されているCVD装置(バッチ式縦形ホッ
トウオール形減圧CVD装置)によって実施される。ま
ず、図1に示されているCVD装置について説明する。
In the present embodiment, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is configured as an IC manufacturing method, and the method for manufacturing an IC according to this embodiment incorporates an IC as a characteristic step. A film forming step of forming, for example, silicon nitride on a wafer as a substrate is provided. The film forming step which is a characteristic step in the IC manufacturing method according to the present embodiment is performed by the CVD apparatus (batch type vertical hot wall type) shown in FIG. 1 which is an embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention. Low pressure CVD apparatus). First, the CVD apparatus shown in FIG. 1 will be described.

【0012】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を備えている。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
ら構成されており、インナチューブ2は炭化シリコン
(SiC)が使用されて円筒形状に一体成形され、アウ
タチューブ3は石英ガラスが使用されて円筒形状に一体
成形されている。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。したがって、インナチューブ2の内径は
取り扱うウエハの最大外径よりも大きくなるように設定
されている。
As shown in FIG. 1, the CVD apparatus comprises a vertical process tube 1 which is vertically arranged and fixedly supported so that a center line thereof is vertical. The process tube 1 is composed of an inner tube 2 and an outer tube 3, the inner tube 2 is made of silicon carbide (SiC) and is integrally formed into a cylindrical shape, and the outer tube 3 is made of quartz glass and formed into a cylindrical shape. Is integrally molded into. The inner tube 2 is formed in a cylindrical shape with its upper and lower ends open, and the inner hollow portion of the inner tube 2 is substantially a processing chamber 4 into which a plurality of wafers held in a vertically aligned state by a boat are loaded. Is formed in the same way. The lower end opening of the inner tube 2 substantially constitutes a furnace port 5 for loading and unloading a wafer as a substrate to be processed. Therefore, the inner diameter of the inner tube 2 is set to be larger than the maximum outer diameter of the wafer to be handled.

【0013】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18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 having an inner diameter larger than the outer diameter of the inner tube 2 and an upper end closed and a lower end opened, and the inner tube 2 is concentrically covered so as to surround the outer side thereof. . 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, and the manifold 6 is an inner tube for exchanging the inner tube 2 and the outer tube 3. Two
And the outer tube 3 are detachably attached. Since the manifold 6 is supported by the machine frame 18 of the CVD apparatus, the process tube 1 is vertically installed.

【0014】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.
Is connected, and the exhaust pipe 7 is connected to a high vacuum exhaust device (not shown) so that the processing chamber 4 can be exhausted to a predetermined vacuum degree. The exhaust pipe 7 is in a state of communicating 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 causes the exhaust passage 8 to have a constant cross-sectional shape with a constant width. It has a circular ring shape. Since the exhaust pipe 7 is connected to the manifold 6, the exhaust pipe 7 forms a cylindrical hollow body and is arranged at the lowermost end of the vertically extending exhaust passage 8.

【0015】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 portion of the side wall of the manifold 6 so as to communicate with the furnace opening 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 (whichever is used). (Not shown) as well. The gas introduced into the furnace port 5 by the gas introduction pipe 9 flows through the inside of the processing chamber 4 of the inner tube 2, passes through the exhaust passage 8, and is exhausted by the exhaust pipe 7. Further, 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 the upstream side region of the processing chamber 4 of the inner tube 2. Is configured to measure the pressure of the.

【0016】マニホールド6には下端開口を閉塞するシ
ールキャップ17が垂直方向下側から当接されるように
なっている。シールキャップ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。シールキャップ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 seal cap 17 for closing the lower end opening is abutted on the manifold 6 from the lower side in the vertical direction. The seal 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 by an elevator (not shown) installed vertically outside the process tube 1. There is. A boat 11 for holding a wafer W as a substrate to be processed is vertically erected and supported on the center line of the seal cap 17.

【0017】ボート11は上下で一対の上側端板12お
よび下側端板13と、上側端板12と下側端板13との
間に垂直に立脚された複数本(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には多数の保持溝15が長手方向に等間隔
に配されて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 a pair of upper and lower end plates 12 and 13 and a plurality of boats vertically erected between the upper end plate 12 and the lower end plate 13 (in the present embodiment, in the present embodiment). 3 holding members 14), and a large number of holding grooves 15 are formed in the three holding members 14 at equal intervals in the longitudinal direction so as to face each other and open. ing. By inserting the wafers W into the holding grooves 15 of the three holding members 14, the boat 11 holds a plurality of wafers W horizontally and aligned with the centers thereof aligned. .

【0018】本実施の形態において、ボート11は一つ
のバッチについて最大で172枚のウエハWを保持する
ことができるように設定されている。すなわち、ボート
11の三本の保持部材14には172段の保持溝15が
配列されている。
In the present embodiment, the boat 11 is set so as to be able to hold a maximum of 172 wafers W for one batch. That is, the holding grooves 15 of 172 steps are arranged on the three holding members 14 of the boat 11.

【0019】ボート11とシールキャップ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をシールキャップ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の下端
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。
A heat insulating cap portion 16 is arranged between the boat 11 and the seal cap 17, and the heat insulating cap portion 16 supports the boat 11 in a state of being lifted from the upper surface of the seal cap 17 to support the boat 11 The lower end is configured to be separated from the position of the furnace opening 5 by an appropriate distance.

【0020】アウタチューブ3の外部にはプロセスチュ
ーブ1の内部を加熱するヒータ20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20の外側は断熱カバー19によって被覆されてい
る。ヒータ20および断熱カバー19はCVD装置の機
枠18に支持されることによって垂直に据え付けられて
いる。ヒータ20は上側から順に、第一段ヒータ部2
1、第二段ヒータ部22、第三段ヒータ部23、第四段
ヒータ部24、第五段ヒータ部25、第六段ヒータ部2
6および第七段ヒータ部27に七分割されており、第一
段ヒータ部21〜第七段ヒータ部27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。
A heater 20 for heating the inside of the process tube 1 is provided outside the outer tube 3.
Are installed in concentric circles so as to surround the periphery of the heater, and the outside of the heater 20 is covered with a heat insulating cover 19. The heater 20 and the heat insulating cover 19 are vertically installed by being supported by the machine frame 18 of the CVD apparatus. The heaters 20 are arranged in order from the top, and the first-stage heater section 2
1, second stage heater unit 22, third stage heater unit 23, fourth stage heater unit 24, fifth stage heater unit 25, sixth stage heater unit 2
It is divided into seven parts into six and the seventh-stage heater part 27, and the first-stage heater part 21 to the seventh-stage heater part 27 are configured to be controlled in cooperation with each other and independently by a controller (not shown). There is.

【0021】ヒータ20のゾーン分割の数Nは、N=C
+2、に設定されている。ここで、Cはプロセスチュー
ブ1の一回のバッチで使用されるキャリア(オープンカ
セットやポッド)の数であり、本実施の形態の場合には
「5」である。「2」はプロセスチューブ1の上端部と
下端部とにそれぞれ設定された保温ゾーンを意味し、本
実施の形態においては、第一段ヒータ部21と第七段ヒ
ータ部27がこれらをそれぞれ構成している。したがっ
て、第二段ヒータ部22、第三段ヒータ部23、第四段
ヒータ部24、第五段ヒータ部25および第六段ヒータ
部26は五つのキャリアに収納されていたウエハ群のそ
れぞれに対応されており、各段のヒータ部の長さはボー
ト11における一つのキャリア分のウエハ枚数が整列す
る長さにそれぞれ設定されている。すなわち、各段のヒ
ータ部22、23、24、25、26は複数枚のウエハ
が収納されたキャリアに対応して加熱制御するようにゾ
ーン分割されている。
The number N of zone divisions of the heater 20 is N = C
It is set to +2. Here, C is the number of carriers (open cassettes or pods) used in one batch of the process tube 1, and is “5” in the case of the present embodiment. “2” means the heat-retaining zones set at the upper end and the lower end of the process tube 1, respectively, and in the present embodiment, the first-stage heater section 21 and the seventh-stage heater section 27 respectively configure these. is doing. Therefore, the second-stage heater unit 22, the third-stage heater unit 23, the fourth-stage heater unit 24, the fifth-stage heater unit 25, and the sixth-stage heater unit 26 are provided in each of the wafer groups housed in the five carriers. Correspondingly, the length of the heater portion of each stage is set to a length such that the number of wafers for one carrier in the boat 11 is aligned. That is, the heater units 22, 23, 24, 25, and 26 in each stage are zone-divided so as to control heating corresponding to a carrier in which a plurality of wafers are stored.

【0022】次に、本実施の形態に係るICの製造方法
における前記構成に係るCVD装置による成膜工程のバ
ッチの一回を、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, a batch of the film forming process by the CVD apparatus having the above-mentioned structure in the method for manufacturing an IC according to the present embodiment is performed once to form a CVD film of silicon nitride (Si 3 N 4 ) on a wafer. The case will be described.

【0023】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はシールキャップ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、シールキャ
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、シールキャップ17は炉口5をシール
した状態になる。
As shown in FIG. 1, the boat 11 in which a plurality of wafers W are aligned and held is placed on the seal cap 17 with the direction in which the wafers W are lined up being vertical, and the boat 11 is moved by the elevator. It is raised and carried into the processing chamber 4 from the furnace opening 5 of the inner tube 2, and is kept in the processing chamber 4 while being supported by the seal cap 17. In this state, the seal cap 17 seals the furnace opening 5.

【0024】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20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。
The inside of the process tube 1 is exhausted to a predetermined vacuum degree (several tens of Pa or less) by the exhaust pipe 7. At this time, the pressure inside the process tube 1 is measured by the pressure gauge 10, and the degree of vacuum is feedback-controlled. Further, the inside of the process tube 1 is heated to a predetermined temperature (for example, about 760 ° C.) by the heater 20.

【0025】次いで、処理ガスとしての原料ガス30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30として、SiH2 Cl2 とNH3
や、SiH4 とNH3 等が処理室4に導入される。
Next, the raw material gas 30 as a processing gas is supplied to the processing chamber 4 of the inner tube 2 through the gas introduction pipe 9. When depositing a CVD film of Si 3 N 4, the raw material gas 30 is SiH 2 Cl 2 and NH 3
Alternatively, SiH 4 and NH 3 are introduced into the processing chamber 4.

【0026】導入された原料ガス30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30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30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。
The introduced source gas 30 rises in the processing chamber 4 of the inner tube 2 and is opened from the upper end opening.
And the outer tube 3 form a gap between the outer tube 3 and the outer tube 3. The raw material gas 30 comes into contact with the surface of the wafer W when passing through the processing chamber 4. Due to the CVD reaction of the raw material gas 30 due to this contact, a CVD film of Si 3 N 4 is deposited (deposited) on the surface of the wafer W.

【0027】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、シールキャップ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 preset processing time for depositing the Si 3 N 4 CVD film by a desired deposition film thickness, the seal cap 17 is lowered to open the furnace port 5 and to open the boat 11. Wafer W held
The group is carried out of the furnace tube 5 to the outside of the process tube 1.

【0028】ところで、IT(情報技術)等の技術革新
が進む今日、多品種少量生産に対応可能なICの製造方
法の開発が要望されている。この多品種少量生産に対応
可能なICの製造方法における成膜工程においては、一
つのロットのプロダクトウエハの枚数がCVD装置の一
回のバッチのプロダクトウエハの枚数に満たない場合が
多々発生する。具体例で説明すると、通常のCVD装置
における一回のバッチのプロダクトウエハの枚数が15
0枚程度であるのに対し、多品種少量生産における成膜
工程の実施に際しては、一つのロット自体のプロダクト
ウエハの枚数が、例えば、50〜75枚になってしまう
場合が発生する。
In the meantime, with the progress of technological innovations such as IT (information technology), there is a demand for the development of an IC manufacturing method which can be used for high-mix low-volume production. In the film forming process in the IC manufacturing method capable of coping with small lot production of many kinds, the number of product wafers in one lot often does not reach the number of product wafers in one batch of the CVD apparatus. Explaining in a specific example, the number of product wafers in one batch in a normal CVD apparatus is 15
On the other hand, the number of product wafers in one lot itself may be, for example, 50 to 75 when performing the film forming process in high-mix low-volume production.

【0029】大量生産下のICの製造方法においては、
一つのロットの構成に際してCVD装置における一回の
バッチのプロダクトウエハの枚数(150枚)について
配慮することができる。しかしながら、少量生産に対応
可能なICの製造方法においては、一つのロット自体の
プロダクトウエハの枚数がCVD装置の通常の一回のバ
ッチの枚数に満たないために、通常の一回のバッチにお
けるプロダクトウエハの枚数(150枚)よりも大幅に
減少した枚数(例えば、50〜75枚)をもってCVD
装置による成膜工程を実施しなければならないことにな
る。
In the method of manufacturing an IC under mass production,
In the configuration of one lot, the number of product wafers (150) in one batch in the CVD apparatus can be taken into consideration. However, in the IC manufacturing method that can be used for small-volume production, the number of product wafers in one lot itself is less than the number of ordinary batches in a CVD apparatus, so that the product in an ordinary batch is CVD with a number (for example, 50 to 75) significantly reduced from the number of wafers (150)
The film-forming process by the apparatus must be carried out.

【0030】このように減少した枚数(50〜75枚)
のプロダクトウエハのバッチに対するCVD装置による
成膜工程の実施に際して、その減少した時の成膜条件を
通常の枚数(150枚)の成膜条件と一致させるために
ダミーウエハをボートに補充すると、その補充枚数は多
数枚(75〜100枚)になってしまうため、ダミーウ
エハのコストが少量生産のICの製造コストに大きく影
響してしまう。
The number of sheets reduced in this way (50 to 75 sheets)
When the deposition process is performed on the batch of product wafers by the CVD apparatus by using the CVD device, the dummy wafers are replenished in order to match the reduced film formation conditions with the normal number (150) of film formation conditions. Since the number of wafers is large (75 to 100), the cost of the dummy wafer has a great influence on the manufacturing cost of the IC for small-volume production.

【0031】そこで、減少した枚数のプロダクトウエハ
だけをボートにダミーウエハを補充しないままで保持し
てCVD装置による成膜工程を実施すると、減少したウ
エハの枚数分の空きスペースがインナチューブの処理室
内に形成されるために、次のような理由で成膜について
所望の精度が得られないことが、本発明者によって究明
された。
Therefore, when only the reduced number of product wafers are held in the boat without refilling the dummy wafers and the film forming process is performed by the CVD apparatus, empty spaces corresponding to the reduced number of wafers are left in the inner tube processing chamber. It was found by the present inventor that the desired precision of the film formation cannot be obtained because of the following reason.

【0032】図2に示されているSi34 の場合の空
間反応モデルにおいて、減少したウエハ枚数分の空きス
ペースでシリコンウエハが無くη0 のガス反応が減少し
た場合には、SiH2 Cl2 はSiCl2 へ分解し、η
1 の反応が進むことになる。ここで、図2に示されてい
るように、SiCl2 の吸着係数の方がSiH2 Cl2
のそれに比べて一桁大きいため、減少したウエハ枚数の
空きスペースが形成された場合には、シリコンウエハが
無いことによりη0 の反応が阻害され、反応速度は速く
なる。すなわち、減少したウエハ枚数分の空きスペース
がインナチューブの処理室内に形成されることによって
処理室のプロダクトウエハの全表面積の体積との比率が
大きくなり、空きスペースでのCVD反応の生成物がプ
ロダクトウエハへの表面反応へ移行する面積が少ないた
めに、ボートに保持されたプロダクトウエハ群のうち上
側領域の複数枚のプロダクトウエハの膜厚が大きくなっ
てしまう。
In the spatial reaction model for Si 3 N 4 shown in FIG. 2, when there is no silicon wafer in the empty space corresponding to the reduced number of wafers and the gas reaction of η 0 decreases, SiH 2 Cl 2 decomposes to SiCl 2
The reaction of 1 will proceed. Here, as shown in FIG. 2, the adsorption coefficient of SiCl 2 is greater than that of SiH 2 Cl 2
Since it is an order of magnitude larger than the above, the reaction of η 0 is hindered by the absence of a silicon wafer when the empty space with the reduced number of wafers is formed, and the reaction speed increases. That is, the empty space corresponding to the reduced number of wafers is formed in the inner tube processing chamber, so that the ratio of the total surface area of the product wafers in the processing chamber to the volume increases, and the product of the CVD reaction in the empty space becomes the product. Since the area to be transferred to the surface reaction to the wafer is small, the film thickness of the plurality of product wafers in the upper region of the product wafer group held in the boat becomes large.

【0033】また、減少したウエハ枚数分の空きスペー
スがインナチューブの処理室内に形成されることによっ
て排気コンダクタンスが変化するため、ウエハに対する
成膜速度が、処理すべきウエハの枚数が減少しない時の
バッチの成膜速度に対して変化してしまう。さらに、ウ
エハが足りない場所でCVD反応が発生したり、原料ガ
スの消費量が減少することにより、原料ガス等の分圧が
変化して成膜速度が変化してしまう。
Further, the exhaust conductance is changed by forming empty spaces corresponding to the reduced number of wafers in the inner tube processing chamber, so that the film formation speed on the wafers is not reduced when the number of wafers to be processed does not decrease. It changes with respect to the batch deposition rate. Further, a CVD reaction occurs in a place where the number of wafers is insufficient, or the consumption amount of the raw material gas is reduced, so that the partial pressure of the raw material gas or the like is changed and the film forming rate is changed.

【0034】図3は一バッチのウエハ枚数と成膜速度と
の関係を究明するためのウエハのボート上の位置と膜厚
との関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the position of the wafer on the boat and the film thickness for investigating the relationship between the number of wafers in one batch and the film formation rate.

【0035】図3において、折れ線Aはウエハ枚数が約
170枚の場合を示し、折れ線Bはウエハ枚数が約13
0枚の場合を示し、折れ線Cはウエハ枚数が約90枚の
場合を示している。横軸にはウエハのボート上の位置が
取られており、左端がボートのボトムすなわち処理ガス
の上流側の端を示し、右端がボートのトップすなわち処
理ガスの下流側の端を示している。縦軸には膜厚(Å)
が取られており、膜厚は成膜速度に相関する。例えば、
折れ線Aのボトムから50枚目のウエハの膜厚は約64
8Å、折れ線Bのボトムから50枚目のウエハの膜厚は
約650Å、折れ線Cのボトムから50枚目のウエハの
膜厚は約658Åとなる。
In FIG. 3, the broken line A shows the case where the number of wafers is about 170, and the broken line B shows the case where the number of wafers is about 13.
The case where the number of wafers is 0 is shown, and the broken line C shows the case where the number of wafers is about 90. The position of the wafer on the boat is taken on the horizontal axis, and the left end indicates the bottom of the boat, that is, the upstream end of the processing gas, and the right end indicates the top of the boat, that is, the downstream end of the processing gas. The vertical axis is the film thickness (Å)
Is taken, and the film thickness correlates with the film formation rate. For example,
The film thickness of the 50th wafer from the bottom of broken line A is about 64
The film thickness of the 50th wafer from the bottom of the broken line B is about 650Å, and the film thickness of the 50th wafer from the bottom of the broken line C is about 658Å.

【0036】成膜の処理条件はいずれの場合も同一であ
り、次の通りである。ヒータ20の加熱温度は第一段ヒ
ータ部21が795.0℃、第二段ヒータ部22および
第三段ヒータ部23が780.0℃、第四段ヒータ部2
4、第五段ヒータ部25および第六段ヒータ部26が7
65.0℃、第七段ヒータ部27が750.0℃であ
る。原料ガスおよび流量は、SiH2 Cl2 が70sc
cm(スタンダード立方センチメートル毎分)、NH3
が350sccmである。圧力は15Paである。ボー
トの保持溝のピッチは5.2mmである。
The processing conditions for film formation are the same in all cases and are as follows. The heating temperature of the heater 20 is 795.0 ° C. for the first-stage heater unit 21, 780.0 ° C. for the second-stage heater unit 22 and the third-stage heater unit 23, and the fourth-stage heater unit 2
4, the fifth-stage heater section 25 and the sixth-stage heater section 26 are
65.0 ° C, and the temperature of the seventh heater section 27 is 750.0 ° C. The source gas and flow rate are 70 sc for SiH 2 Cl 2 .
cm (standard cubic centimeter per minute), NH 3
Is 350 sccm. The pressure is 15 Pa. The pitch of the holding groove of the boat is 5.2 mm.

【0037】図3によれば、折れ線Aの場合における膜
厚はウエハのボート上の位置に関わらず上流側から下流
側の全体にわたって略一定になっていることが理解され
る。折れ線Aの場合はボートに約170枚のウエハが保
持された通常の一回のバッチの場合に相当するので、通
常の一回のバッチにおいては膜厚はウエハの位置に関わ
らず全体にわたって略一定になることが証明されたこと
になる。
From FIG. 3, it is understood that the film thickness in the case of the polygonal line A is substantially constant from the upstream side to the downstream side regardless of the position of the wafer on the boat. Since the broken line A corresponds to the case of a normal single batch in which about 170 wafers are held in the boat, the film thickness in the normal single batch is substantially constant over the entire wafer regardless of the position of the wafer. It has been proved that

【0038】これに対して、ウエハ枚数が約130枚の
場合である折れ線Bの場合には、ボトムから88枚目よ
りも下流側において膜厚が急増することが理解される。
また、ウエハ枚数が約90枚の場合である折れ線Cは場
合には、ボトムから50枚目よりも下流側において膜厚
が急増することが理解される。
On the other hand, in the case of the polygonal line B where the number of wafers is about 130, it is understood that the film thickness increases sharply downstream from the bottom to the 88th wafer.
Further, in the case of the polygonal line C where the number of wafers is about 90, it is understood that the film thickness increases sharply downstream from the bottom to the 50th wafer.

【0039】ここで、ボートの下流側領域にウエハの無
い空きスペースが形成された状態であってもボートの上
流側領域に保持されたウエハの成膜速度が安定する理由
は、次のように考察される。ボートの上流側の領域に保
持されたウエハは処理室に供給された原料ガスを直ちに
消費して行くため、処理室における下流側にウエハの無
い空きスペースが形成されていても、上流側領域(以
下、成膜速度安定領域という。)に配置されたウエハの
原料ガスの消費に依存する成膜速度は殆ど影響を受けず
に済む。
The reason why the film formation rate of the wafers held in the upstream region of the boat is stable even in the state where an empty space without wafers is formed in the downstream region of the boat is as follows. Be considered. Since the wafers held in the upstream region of the boat immediately consume the source gas supplied to the processing chamber, even if an empty space without wafers is formed on the downstream side of the processing chamber, the upstream region ( Hereinafter, the film forming speed depending on the consumption of the raw material gas of the wafer arranged in the film forming speed stable region) is hardly affected.

【0040】以上の究明に基いて、本実施の形態に係る
ICの製造方法においては、減少したウエハの枚数分の
空きスペースがインナチューブの処理室内に形成された
場合であってもウエハが減少しない通常のバッチと同等
の成膜速度を得るために、図1に示されているように、
ボート11に保持可能な枚数よりも少ない枚数のウエハ
Wがボート11に保持されるに際しては、その複数枚の
ウエハWをボート11の処理室4内にて原料ガス30の
上流側となる領域に詰めて保持するものとしている。す
なわち、ボート11の下流側領域に空きスペースが発生
しても、ダミーウエハを補充しないままにしておく。但
し、均熱化やガス流の整流等の補充以外の作用を果たす
所謂サイドダミーウエハSWはプロダクトウエハW群の
両脇である上端部および下端部にそれぞれ適当な枚数ず
つ配置される。例えば、サイドダミーウエハは5枚や1
0枚、15枚程度ずつ配置される。
Based on the above investigation, in the IC manufacturing method according to the present embodiment, the number of wafers is reduced even when the empty space for the reduced number of wafers is formed in the inner tube processing chamber. In order to obtain a deposition rate equivalent to that of a normal batch, as shown in FIG.
When the number of wafers W that is less than the number that can be held in the boat 11 is held in the boat 11, the plurality of wafers W are placed in the processing chamber 4 of the boat 11 in an area upstream of the source gas 30. It is supposed to be packed and held. That is, even if an empty space occurs in the downstream region of the boat 11, the dummy wafer is left unfilled. However, so-called side dummy wafers SW that perform functions other than supplementation such as soaking and rectification of gas flow are arranged at appropriate numbers on the upper and lower ends of both sides of the product wafer W group. For example, 5 or 1 side dummy wafers
About 0 and about 15 are arranged.

【0041】本実施の形態に係るウエハのボートへの配
置方法を、ボートに保持可能な最大枚数が150枚程度
であって一バッチによって製品にすべきプロダクトウエ
ハWが75枚である場合について図1を参照にして説明
する。便宜上、図示されたウエハの枚数は次に述べる枚
数と一致されていない。また、一台のキャリアには25
枚のプロダクトウエハが収納されているものとし、第四
段ヒータ部24、第五段ヒータ部25および第六段ヒー
タ部26はそれぞれ25枚のウエハに対応するようにな
っているものとする。
A method for arranging wafers in a boat according to the present embodiment is shown in the case where the maximum number of wafers that can be held in the boat is about 150 and 75 product wafers W to be made into products in one batch. 1 will be described. For convenience, the number of wafers shown is not the same as the number described below. In addition, 25 per carrier
It is assumed that one product wafer is stored, and the fourth heater section 24, the fifth heater section 25, and the sixth heater section 26 correspond to 25 wafers, respectively.

【0042】75枚のプロダクトウエハWはボート11
のボトムから数えて11段目の保持溝15から85段目
の保持溝15迄の成膜速度安定領域に位置した合計75
段の保持溝15に詰めて配列される。また、サイドダミ
ーウエハSWはボトムの1段目〜10段目の各保持溝1
5および成膜速度が急増する成膜速度不安定領域に位置
した86段目〜約96段目の各保持溝15に配列され
る。
The 75 product wafers W are the boat 11
Total of 75 located in the film formation rate stable region from the 11th holding groove 15 to the 85th holding groove 15 counting from the bottom of
The holding grooves 15 of the steps are packed and arranged. In addition, the side dummy wafer SW has the holding grooves 1 at the first to the tenth stages on the bottom.
5 and the holding grooves 15 of the 86th to about 96th steps located in the film formation rate unstable region where the film formation rate rapidly increases.

【0043】成膜処理に際しては、本来の上下の保温ゾ
ーンにそれぞれ対応する第一段ヒータ部21および第七
段ヒータ部27に加えて第二段ヒータ部22および第三
段ヒータ部23の制御温度が所定の処理温度よりも低い
保温ゾーンの温度に設定され、第四段ヒータ部24、第
五段ヒータ部25および第六段ヒータ部26の制御温度
が所定の処理温度すなわち均熱ゾーンを構成する温度に
設定される。第二段ヒータ部22および第三段ヒータ部
23の制御温度は前述した空きスペースにおける反応を
抑えることができる温度とする。
In the film forming process, the second-stage heater section 22 and the third-stage heater section 23 are controlled in addition to the first-stage heater section 21 and the seventh-stage heater section 27 corresponding to the original upper and lower heat-retaining zones, respectively. The temperature is set to the temperature of the heat retaining zone lower than the predetermined processing temperature, and the control temperatures of the fourth-stage heater section 24, the fifth-stage heater section 25, and the sixth-stage heater section 26 are set to the predetermined processing temperature, that is, the soaking zone. It is set to the constituent temperature. The control temperature of the second-stage heater section 22 and the third-stage heater section 23 is set to a temperature at which the above-mentioned reaction in the empty space can be suppressed.

【0044】図5は、一ロットにて製品にすべきプロダ
クトウエハWが50枚である場合を示している。
FIG. 5 shows a case where there are 50 product wafers W to be manufactured in one lot.

【0045】この場合、50枚のプロダクトウエハWは
ボート11のボトムから数えて6段目の保持溝15から
55段目の保持溝15迄の成膜速度安定領域に位置した
合計50段の保持溝15に詰めて配列される。サイドダ
ミーウエハSWはボトムの1段目〜5段目の各保持溝1
5および成膜速度が急増する成膜速度不安定領域に位置
した56段目〜約65段目の各保持溝15に配列され
る。
In this case, 50 product wafers W are held in a total of 50 stages located in the film formation speed stable region from the 6th stage holding groove 15 to the 55th stage holding groove 15 counted from the bottom of the boat 11. The grooves 15 are packed and arranged. The side dummy wafer SW is the holding groove 1 on the first stage to the fifth stage of the bottom.
5 and the holding grooves 15 of the 56th to about 65th steps located in the film formation rate unstable region where the film formation rate increases rapidly.

【0046】成膜処理に際しては、第一段ヒータ部21
および第七段ヒータ部27に加えて第二段ヒータ部2
2、第三段ヒータ部23および第四段ヒータ部24の制
御温度が保温ゾーンの温度に設定され、第五段ヒータ部
25および第六段ヒータ部26の制御温度が均熱ゾーン
の温度に設定される。
In the film forming process, the first-stage heater section 21
In addition to the seventh heater section 27, the second heater section 2
2. The control temperatures of the third-stage heater section 23 and the fourth-stage heater section 24 are set to the temperature of the heat retention zone, and the control temperatures of the fifth-stage heater section 25 and the sixth-stage heater section 26 are set to the temperature of the soaking zone. Is set.

【0047】図6はプロダクトウエハWが25枚である
場合を示している。この場合には、25枚のプロダクト
ウエハWは、ボート11のボトムから数えて6段目の保
持溝15から30段目の保持溝15迄の成膜速度安定領
域に位置した合計25段の保持溝15に詰めて配列され
る。サイドダミーウエハSWはボトムの1段目〜5段目
の各保持溝15および成膜速度が急増する成膜速度不安
定領域に位置した31段目〜40段目の各保持溝15に
配列される。成膜処理に際しては、第一段ヒータ部21
および第七段ヒータ部27に加えて、第二段ヒータ部2
2、第三段ヒータ部23、第四段ヒータ部24および第
五段ヒータ部25の制御温度が保温ゾーンの温度に設定
され、第六段ヒータ部26の制御温度だけが均熱ゾーン
の温度に設定される。
FIG. 6 shows a case where the number of product wafers W is 25. In this case, 25 product wafers W are held in a total of 25 stages located in the deposition rate stable region from the sixth stage holding groove 15 to the 30th stage holding groove 15 counted from the bottom of the boat 11. The grooves 15 are packed and arranged. The side dummy wafers SW are arranged in the bottom first holding grooves 15 to the fifth holding grooves 15 and the 31st to 40th holding grooves 15 located in the film forming rate unstable region where the film forming speed rapidly increases. It During the film forming process, the first-stage heater unit 21
In addition to the seventh heater section 27, the second heater section 2
2, the control temperature of the third-stage heater unit 23, the fourth-stage heater unit 24, and the fifth-stage heater unit 25 is set to the temperature of the heat retaining zone, and only the control temperature of the sixth-stage heater unit 26 is the temperature of the soaking zone. Is set to.

【0048】図7はプロダクトウエハWが100枚であ
る場合を示している。この場合には、100枚のプロダ
クトウエハWは、ボート11のボトムから数えて6段目
の保持溝15から105段目の保持溝15迄の成膜速度
安定領域に位置した合計100段の保持溝15に詰めて
配列される。サイドダミーウエハSWはボトムの1段目
〜5段目の各保持溝15および成膜速度が急増する成膜
速度不安定領域に位置した101段目〜110段目の各
保持溝15に配列される。成膜処理に際しては、第一段
ヒータ部21および第七段ヒータ部27に加えて、第二
段ヒータ部22の制御温度が保温ゾーンの温度に設定さ
れ、第三段ヒータ部23、第四段ヒータ部24、第五段
ヒータ部25および第六段ヒータ部26が均熱ゾーンの
温度に設定される。
FIG. 7 shows a case where the number of product wafers W is 100. In this case, 100 product wafers W are held in a total of 100 stages located in the deposition rate stable region from the sixth stage holding groove 15 to the 105th stage holding groove 15 counted from the bottom of the boat 11. The grooves 15 are packed and arranged. The side dummy wafers SW are arranged in the bottom first holding grooves 15 to the fifth holding grooves 15 and the 101st to 110th holding grooves 15 located in the film forming rate unstable region where the film forming speed increases rapidly. It In the film forming process, in addition to the first heater section 21 and the seventh heater section 27, the control temperature of the second heater section 22 is set to the temperature of the heat retaining zone, and the third heater section 23 and the fourth heater section are set. The step heater section 24, the fifth step heater section 25, and the sixth step heater section 26 are set to the temperature of the soaking zone.

【0049】以上のように、ボート11が保持可能な枚
数よりも少ない枚数のプロダクトウエハWをボート11
の原料ガス30の上流側の成膜速度安定領域に詰めて保
持することにより、処理室4における原料ガス30の下
流側に空きスペースが形成されていても、成膜速度安定
領域に保持された各プロダクトウエハWの成膜速度は空
きスペースに影響を受けずに安定しているため、プロダ
クトウエハWの枚数が減少したバッチであってもダミー
ウエハを補充せずに、枚数が減少しない通常のバッチと
同一の成膜条件をもって同等の成膜速度を得ることがで
きる。
As described above, the number of product wafers W that the boat 11 can hold is smaller than the number that the boat 11 can hold.
Since the raw material gas 30 is packed and held in the film forming rate stable region on the upstream side, even if an empty space is formed on the downstream side of the raw material gas 30 in the processing chamber 4, the film can be held in the film forming rate stable region. Since the film forming rate of each product wafer W is stable without being affected by the empty space, even in a batch in which the number of product wafers W has decreased, the number of product wafers W does not decrease without supplementing dummy wafers. An equivalent film formation rate can be obtained under the same film formation conditions as described above.

【0050】また、ボートに保持可能な最大枚数(例え
ば、172枚)よりも少ない枚数(例えば、75枚や5
0枚)のプロダクトウエハを処理するに際して、処理す
べきウエハ群の領域だけを均熱ゾーンと設定し、それ以
外の領域を保温ゾーンと設定することにより、保温ゾー
ンにおける反応を抑えて処理領域である均熱ゾーンでの
反応の影響を防止することができるため、均熱ゾーンに
存在する処理すべきウエハ群はプロセスチューブの内部
に空きスペースが形成されていても、処理結果は影響を
殆ど受けずに済む。その結果、処理するプロダクトウエ
ハの枚数が減少したバッチであっても、枚数が減少しな
い通常のバッチと同等の処理結果を得ることができる。
Further, the number (eg, 75 or 5) less than the maximum number (eg, 172) that can be held in the boat.
When processing (0) product wafers, only the area of the wafer group to be processed is set as the soaking zone, and the other areas are set as the heat retention zone, so that the reaction in the heat retention zone is suppressed and Since the influence of the reaction in a certain soaking zone can be prevented, the wafers to be processed that are present in the soaking zone have almost no effect on the processing result even if an empty space is formed inside the process tube. You don't have to. As a result, even in a batch in which the number of product wafers to be processed is reduced, it is possible to obtain a processing result equivalent to that of a normal batch in which the number of product wafers is not reduced.

【0051】さらに、本実施の形態においては、処理室
4内においてプロダクトウエハW群が置かれた成膜速度
安定領域よりも上流側領域すなわち炉口5の付近の圧力
が圧力計10によって測定され、この圧力計10の測定
値に基づいてプロダクトウエハW群の領域の圧力が変化
するのを防止する。このため、成膜速度安定領域に保持
された各プロダクトウエハWの成膜速度は空きスペース
に影響を受けずにより一層安定する。
Further, in this embodiment, the pressure in the processing chamber 4 is measured by the pressure gauge 10 in a region upstream of the deposition rate stable region where the product wafers W are placed, that is, in the vicinity of the furnace port 5. The pressure in the area of the product wafer W group is prevented from changing based on the measurement value of the pressure gauge 10. Therefore, the film forming speed of each product wafer W held in the film forming speed stable region is further stabilized without being affected by the empty space.

【0052】図4は圧力測定位置の変化による最上流位
置のウエハの成膜速度を示すグラフである。実線直線D
は圧力測定位置が炉口付近である本実施の形態に係る場
合を示しており、破線直線Eは圧力測定位置が排気管で
ある従来例の場合を示している。図4において、横軸に
はウエハ処理枚数が取られ、縦軸には成膜速度の相対値
が取られている。
FIG. 4 is a graph showing the film forming rate of the wafer at the most upstream position due to the change in the pressure measurement position. Solid line D
Shows the case where the pressure measurement position is near the furnace opening according to the present embodiment, and the broken line E shows the case of the conventional example where the pressure measurement position is the exhaust pipe. In FIG. 4, the horizontal axis represents the number of processed wafers, and the vertical axis represents the relative value of the film formation rate.

【0053】図4に示されているように、従来例の破線
直線Eの成膜速度はウエハ処理枚数の増加に追従して増
加している。これに対して、本実施の形態に係る実線直
線Dの成膜速度はウエハ処理枚数の増加に関わらず一定
に安定している。本実施の形態において、成膜速度がウ
エハ処理枚数に関わらず一定に安定する理由は、処理室
4内の原料ガス30の上流側領域すなわち炉口5の付近
の圧力が圧力計10によって測定され、この圧力計10
の測定値に基づいて炉口5の付近の圧力が一定に維持さ
れることにより、最上流位置のウエハに対する原料ガス
30のCVD反応が空きスペースに影響を受けずに一定
に維持されるためと、考察される。
As shown in FIG. 4, the film forming rate of the broken line E in the conventional example increases in accordance with the increase in the number of processed wafers. On the other hand, the deposition rate of the solid line D according to the present embodiment is constant and stable regardless of the number of processed wafers. In the present embodiment, the reason why the film formation rate is stable regardless of the number of processed wafers is that the pressure in the upstream region of the source gas 30 in the processing chamber 4, that is, the pressure in the vicinity of the furnace port 5 is measured by the pressure gauge 10. , This pressure gauge 10
By maintaining the pressure near the furnace port 5 constant based on the measured value of 1, the CVD reaction of the source gas 30 with respect to the wafer at the most upstream position is maintained constant without being affected by the empty space. , Considered.

【0054】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。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【0055】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 the process of forming a CVD film of Si 3 N 4 , but may be a process of forming another CVD film such as polysilicon or silicon oxide.

【0056】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 the batch type vertical hot wall type low pressure CVD apparatus, but may be another CVD apparatus such as a horizontal hot wall type low pressure CVD apparatus.

【0057】さらに、基板処理装置は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 substrate processing apparatus is not limited to the CVD apparatus, and can be applied not only to oxidation processing and diffusion but also to a diffusion apparatus used for carrier activation after ion implantation and reflow for planarization. it can.

【0058】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 embodiment, the case where the wafer is processed is explained, but the object to be processed may be a photomask, a printed wiring board, a liquid crystal panel, a compact disk, a magnetic disk or the like.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明によれば、製造コストの増加を抑
制しつつ処理結果のばらつきの発生を防止することがで
きる。
According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of variations in processing results while suppressing an increase in manufacturing cost.

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

【図1】本発明の一実施の形態であるCVD装置による
ICの製造方法の成膜工程を示す正面断面図である。
FIG. 1 is a front sectional view showing a film forming process in a method for manufacturing an IC by a CVD apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】空間反応モデルを示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a spatial reaction model.

【図3】一バッチのウエハ枚数と成膜速度との関係を究
明するためのウエハのボート位置と膜厚との関係を示す
グラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the boat position of the wafer and the film thickness for investigating the relationship between the number of wafers in one batch and the film formation rate.

【図4】圧力測定位置の変化による最上流位置のウエハ
の成膜速度を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a film forming rate of a wafer at a most upstream position according to a change in a pressure measurement position.

【図5】本発明の第二の実施の形態であるICの製造方
法の成膜工程を示す正面断面図である。
FIG. 5 is a front sectional view showing a film forming process of an IC manufacturing method according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第三の実施の形態であるICの製造方
法の成膜工程を示す正面断面図である。
FIG. 6 is a front cross-sectional view showing a film forming step of an IC manufacturing method according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第四の実施の形態であるICの製造方
法の成膜工程を示す正面断面図である。
FIG. 7 is a front sectional view showing a film forming process in a method for manufacturing an IC according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W…プロダクトウエハ(基板)、1…プロセスチュー
ブ、2…インナチューブ、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、15…保持
溝、16…断熱キャップ部、17…シールキャップ、1
8…機枠、19…断熱カバー、20…ヒータ、21…第
一段ヒータ部、22…第二段ヒータ部、23…第三段ヒ
ータ部、24…第四段ヒータ部、25…第五段ヒータ
部、26…第六段ヒータ部、27…第七段ヒータ部、3
0…原料ガス(処理ガス)。
W ... Product wafer (substrate), 1 ... Process tube, 2 ... Inner tube, 3 ... Outer tube, 4 ... Processing chamber, 5 ... Furnace port, 6 ... Manifold, 7 ... Exhaust pipe, 8 ...
Exhaust passage, 9 ... Gas introduction pipe, 10 ... Pressure gauge, 11 ... Boat, 12, 13 ... End plate, 14 ... Holding member, 15 ... Holding groove, 16 ... Insulation cap part, 17 ... Seal cap, 1
8 ... Machine frame, 19 ... Insulation cover, 20 ... Heater, 21 ... First stage heater part, 22 ... Second stage heater part, 23 ... Third stage heater part, 24 ... Fourth stage heater part, 25 ... Fifth Stage heater section, 26 ... Sixth stage heater section, 27 ... Seventh stage heater section, 3
0 ... Raw material gas (process gas).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F045 AA03 AB03 AB33 AC01 AC05 AC12 AF19 BB08 DP19 DQ05 EK22    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 5F045 AA03 AB03 AB33 AC01 AC05                       AC12 AF19 BB08 DP19 DQ05                       EK22

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数枚の基板をバッチ処理するプロセス
チューブと、基板を収納したキャリアから移載された前
記複数枚の基板を保持するボートと、前記プロセスチュ
ーブの内部で前記ボートに保持された前記複数枚の基板
を加熱するヒータとを備えている基板処理装置におい
て、前記ヒータは前記ボートに保持された複数枚の基板
を、その複数枚の基板が収納されていた前記キャリアに
対応して加熱制御するようにゾーン分割されていること
を特徴とする基板処理装置。
1. A process tube for batch processing a plurality of substrates, a boat for holding the plurality of substrates transferred from a carrier accommodating the substrates, and a boat held inside the process tube by the boat. In a substrate processing apparatus including a heater for heating the plurality of substrates, the heater corresponds to the plurality of substrates held in the boat in correspondence with the carrier in which the plurality of substrates are stored. A substrate processing apparatus characterized by being zoned so as to control heating.
【請求項2】 基板を収納したキャリアから移載された
複数枚の基板をボートによってプロセスチューブの内部
で保持し、前記プロセスチューブの内部で前記ボートに
保持された前記複数枚の基板を、その複数枚の基板が収
納されていた前記キャリア毎に加熱制御するようにゾー
ン分割されたヒータによって加熱して処理する半導体装
置の製造方法であって、前記ボートに保持可能な最大枚
数よりも少ない枚数の前記基板を処理する際には、前記
ボートにおける前記少ない枚数の基板が存在する領域に
対応するヒータの前記分割ゾーンを均熱ゾーンと設定
し、それ以外の前記分割ゾーンを保温ゾーンと設定する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A plurality of substrates transferred from a carrier containing the substrates are held inside a process tube by a boat, and the plurality of substrates held in the boat inside the process tube are A method of manufacturing a semiconductor device in which a plurality of substrates are stored and heated by a zone-divided heater so as to control heating for each carrier, and the number is smaller than the maximum number that can be held in the boat. When processing the substrate of, the divided zone of the heater corresponding to the area where the small number of the substrate exists in the boat is set as a soaking zone, and the other divided zones are set as heat retention zones. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項3】 前記保温ゾーンの温度を前記均熱ゾーン
の温度よりも低く設定することを特徴とする請求項2に
記載の半導体装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the temperature of the heat retaining zone is set lower than the temperature of the soaking zone.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7892983B2 (en) 2004-10-07 2011-02-22 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and producing method of semiconductor device
CN105870034A (en) * 2016-05-11 2016-08-17 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Polycrystalline silicon furnace tube deposition thickness monitoring device and method

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