【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、特に、バッチ式縦型ホットウォール型減圧ＣＶＤ装置に関し、例えば、半導体装置の製造工程に於いて、半導体ウェーハ（以下、ウェーハ）にポリシリコンやシリコン窒化膜等を成膜するのに用いられる基板保持具及び基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程に於いて、被処理基板、例えば、ウェーハにポリシリコンやシリコン窒化膜等をＣＶＤ成膜法により成膜するのにバッチ式縦型ホットウォール型減圧ＣＶＤ装置が広く使用されている。
【０００３】
一般的なバッチ式縦型ホットウォール型減圧ＣＶＤ装置は、処理室を画成するインナチューブ及び該インナチューブを取囲むアウタチューブと、前記インナチューブ内に反応ガスを導入するガス導入ノズルと、該インナチューブ内でウェーハを水平姿勢で多段に保持する基板保持具（以下ボート）と、アウタチューブ内を真空排気する排気口と、前記アウタチューブを囲繞する様に設けられ、該アウタチューブ内を加熱するヒータとを備え、所要枚数のウェーハがボートによって保持された状態で前記インナチューブ内に下端の炉口から装入され、該インナチューブ内に反応ガスが前記ガス導入ノズルによって導入されると共に、前記ヒータによって前記アウタチューブ内が加熱されることにより、ウェーハにＣＶＤ膜を成膜する様に構成されている。
【０００４】
斯かる基板処理装置に於いて、成膜の均一性を図る為に反応ガスをウェーハに対して平行に流す、サイドフロー方式を採用している基板処理装置がある。
【０００５】
尚、従来のこの種の基板処理装置として、例えば特許文献１に記載されている基板処理装置がある。
【０００６】
図３により略述する。該基板処理装置では、アウタチューブ１内にインナチューブ２が同心に設けられ、該インナチューブ２と前記アウタチューブ１間には円筒状の空間３が形成される。前記アウタチューブ１を囲繞する様に、円筒状のヒータ１５が設けられている。前記インナチューブ２内は処理室４となっており、前記インナチューブ２の下端は炉口部５となっている。該炉口部５は、炉口蓋６によって気密に閉塞され、該炉口蓋６にはボート回転装置７が設けられ、前記炉口蓋６は図示しないボートエレベータにより昇降可能となっている。
【０００７】
該ボート回転装置７にボート保持台８を介してボート９が立設されている。該ボート９は、図４に見られる様に、所要数の柱状部材であるウェーハ保持部材１０を有し、該ウェーハ保持部材１０に所定間隔で刻設された溝１０ａにウェーハ１１を保持する様になっている。
【０００８】
前記ボート９には所定枚数のウェーハ１１が装填され、前記ボート９はウェーハ１１が所定枚数装填された状態で前記処理室４に装入される様になっている。
【０００９】
前記インナチューブ２の内面に沿ってガス導入ノズル１２が立設され、該ガス導入ノズル１２には垂直方向に所要間隔で所要数のガス導入口１３が設けられている。前記インナチューブ２の前記ガス導入ノズル１２と対向した位置に排気孔１４が設けられ、前記ガス導入口１３から導入した反応ガスはウェーハ１１間を通って前記排気孔１４から排出され、更に前記空間３を経て排気口１６より排出される。而して、前記処理室４内にウェーハ成膜面（以下、ウェーハ主面）と平行の反応ガスの流れが形成される。
【００１０】
前記ヒータ１５により前記アウタチューブ１内を加熱し、前記ガス導入ノズル１２より反応ガスを供給し、前記ボート回転装置７で前記ボート９を回転してウェーハ１１に成膜処理を行う。
【００１１】
処理室内にウェーハ主面と平行な反応ガスの流れが形成され、ボート９を介してウェーハ１１が回転されるので、各ウェーハ主面の全面に亘り均一に反応ガスに接触させることができ、処理状態を均一化できるという利点を有している。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−３１１８６２号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、上記基板処理装置では更に以下の如き問題点を有している。
【００１４】
上記した様に、処理室内にウェーハ主面と平行な反応ガスの流れが形成されるる。又、前記ボート９はウェーハ１１を保持する為のウェーハ保持部材１０が必要である。図４で示される様に、前記ボート９が回転されると、前記ウェーハ保持部材１０が前記ガス導入口１３を通過する瞬間が発生するが、この瞬間には、前記ウェーハ保持部材１０の反応ガスの流れの下流側に影１７が生じ、該影１７の部分に反応ガスが行渡らない状況が発生する。
【００１５】
この為、前記ウェーハ１１には前記ウェーハ保持部材１０の周辺部に、膜厚の薄い部分が生じ易い傾向となっている。
【００１６】
本発明は斯かる実情に鑑み、ウェーハ保持部材の周辺部に至る迄、反応ガスをウェーハに全体に亘って均一に接触させる様にした基板処理装置を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決する為の手段】
本発明は、複数の基板保持部材が所要数の溝を有し、前記複数の基板保持部材に掛渡り前記溝に挿入された基板を保持する基板保持具に於いて、少なくとも１つの前記基板保持部材の前記溝に開口する様通孔が前記基板保持部材を貫通して設けられた基板保持具に係るものである。
【００１８】
又、本発明は、基板を処理する処理室と、該処理室に収納され基板を保持する基板保持具と、前記処理室に反応ガスを基板主面に対して平行に供給する反応ガス供給手段とを具備する基板処理装置に於いて、前記基板保持具は、複数の基板保持部材と、該基板保持部材に形成され基板を保持する所要数の溝と、少なくとも１つの前記基板保持部材の前記溝に開口する様前記基板保持部材を貫通して設けられた通孔を有する基板処理装置に係るものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
図１、図２は本発明の実施の形態の一例を示しており、図１、図２中、図３、図４中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【００２１】
有天筒状のアウタチューブ１が短筒状の炉口フランジ１８に立設され、前記アウタチューブ１内に有天筒状のインナチューブ２が同心に配設される。前記炉口フランジ１８は筐体等の構造部材に支持され、該炉口フランジ１８の内面には内フランジ部１９が形成され、前記インナチューブ２は前記内フランジ部１９に立設されている。該内フランジ部１９は分解着脱可能であり、該内フランジ部１９の一部を取外すことで前記アウタチューブ１、前記インナチューブ２が分解可能となっている。尚、該インナチューブ２には後述するガス導入ノズル１２が設けられる様、凹部２ａが形成されている。
【００２２】
前記インナチューブ２と前記アウタチューブ１間には円筒状の空間３が形成され、前記インナチューブ２の内部には処理室４が画成される。該処理室４には図示しないボートエレベータにより前記炉口フランジ１８を通してボート２１が装入される様になっている。該ボート２１はウェーハ１１を水平姿勢で所要間隔で保持する。
【００２３】
前記アウタチューブ１、前記インナチューブ２、前記ボート２１等は耐熱材料でウェーハを汚染しない材質、例えば石英が使用される。
【００２４】
前記アウタチューブ１と同心に該アウタチューブ１を囲繞する様に、円筒状のヒータ１５がヒータベース２２に設けられている。前記インナチューブ２の下端は炉口部５となっており、該炉口部５は炉口蓋６によって気密に閉塞され、該炉口蓋６にはボート回転装置７が設けられ、該ボート回転装置７に前記ボート２１が立設される様になっている。前記炉口蓋６は図示しないボートエレベータに支持され、該ボートエレベータにより前記炉口蓋６を介して前記ボート２１が前記処理室４に装入引出しされる。
【００２５】
ガス導入ノズル１２が前記炉口フランジ１８を貫通して設けられ、前記ガス導入ノズル１２は前記インナチューブ２の内面に沿って立設され、前記炉口フランジ１８に排気口２３が設けられ、該排気口２３は前記ガス導入ノズル１２と対向する位置に配置され、前記空間３と連通している。前記ガス導入ノズル１２は図示しない反応ガス供給ラインを介して反応ガス供給源に接続され、前記排気口２３は図示しない排気ラインを介して排気装置に接続されている。
【００２６】
前記ガス導入ノズル１２の前記ボート２１と対向した面に、ガス導入口１３が所要数（例えば前記ボート２１に装填されるウェーハ１１の数に対応した数）穿設され、前記ガス導入口１３は前記ボート２１で保持されたウェーハ１１とウェーハ１１の間に位置する様に設けられている。
【００２７】
前記インナチューブ２の前記ガス導入ノズル１２と対向した位置、好ましくは１８０度離れた位置には、即ち前記排気口２３の上方に排気孔１４が穿設されている。該排気孔１４は例えば上下方向に長いスリット形状であり、前記ボート２１にウェーハ１１が装填される範囲に掛渡る長さを有している。
【００２８】
前記ボート２１について説明する。
【００２９】
該ボート２１は底板２５、該底板２５に立設された所要数の柱状部材、例えば３本のウェーハ保持部材２６、該ウェーハ保持部材２６の上端に設けられた天板２７から主に構成され、前記ウェーハ保持部材２６は前記ボート２１の中心側から水平に刻設されたウェーハ保持溝２８を有している。
【００３０】
前記ウェーハ保持部材２６には各ウェーハ保持溝２８と同数の通孔２９が穿設され、該通孔２９は前記ウェーハ１１の主面に対して平行であり、前記ボート２１の中心に向う半径方向に穿設され、前記ウェーハ保持溝２８に開口している。前記通孔２９は末広がりでもよいし、尻すぼみでもよい。又、前記ガス導入ノズル１２の向き（ガス流）に対して平行でもよい。
【００３１】
以下、作用を説明する。
【００３２】
前記ボート２１が降下状態で、図示しないウェーハ移載機によりウェーハ１１が前記ウェーハ保持部材２６のウェーハ保持溝２８に順次挿入される。所定枚数のウェーハ１１が装填された前記ボート２１は、ボートエレベータ（図示せず）により上昇され、前記処理室４内に装入される。
【００３３】
前記炉口蓋６により前記炉口部５が気密に閉塞された状態で、前記排気口２３を介して排気装置（図示せず）により前記アウタチューブ１内が真空排気され、所定の真空度、例えば数Ｔｏｒｒとされる。前記ヒータ１５により前記アウタチューブ１内が所定の温度、例えば４００℃に均一加熱される。又、前記ボート回転装置７により、前記ボート２１が回転される。
【００３４】
反応ガス供給ライン（図示せず）から前記ガス導入ノズル１２に反応ガス、例えば、ドープドポリシリコンが拡散される場合には、反応ガスとして、モノシラン（ＳｉＨ４ ）及びホスフィン（ＰＨ３ ）が供給される。
【００３５】
反応ガス３１は、前記各ガス導入口１３より前記処理室４に分散導入され、前記ボート回転装置７により回転されている前記ウェーハ１１とウェーハ１１間を水平方向に流れ、前記排気孔１４を通って前記空間３に流出し、更に前記排気口２３を介して排気装置（図示せず）により排気される。
【００３６】
ここで、前記ガス導入ノズル１２と前記排気孔１４とは互いに１８０度離れて対向する様に配置されており、前記ガス導入ノズル１２の前記各ガス導入口１３からそれぞれ流出された前記反応ガス３１は前記処理室４を前記排気孔１４に向かって略直線的に緩やかに流れる為、各ウェーハ１１の主面に対してそれぞれ平行に緩やかに流れて層流状態になる。更に前記ウェーハ１１が回転されていることから、前記反応ガス３１は各ウェーハ１１の主面全体に良好に拡散し、各ウェーハ１１の主面全体に亘ってそれぞれに均一に接触する。
【００３７】
前記ボート２１の回転により、前記ウェーハ保持部材２６が前記ガス導入口１３の前を通過する瞬間が発生する。この時の状態は、図２によって示されている。
【００３８】
前記ガス導入口１３より流出した前記反応ガス３１は前記ウェーハ保持部材２６を回り込むと共に一部が前記通孔２９を通過する。従って、前記ウェーハ保持部材２６を回り込んで生じる影の部分に前記通孔２９を通過した前記反応ガス３１が流通し、前記ウェーハ保持部材２６が前記ガス導入口１３の前を通過した場合にも、前記ウェーハ保持部材２６の周囲に前記反応ガス３１の希薄な部分が発生するのが防止される。
【００３９】
ウェーハ１１の主面に接触しながら上下のウェーハ１１，１１との間の空間を平行に流れて行く前記反応ガス３１のＣＶＤ反応によって、ウェーハ１１の表面にはＣＶＤ膜が堆積する。例えば、モノシラン（ＳｉＨ４ ）とホスフィン（ＰＨ３ ）とがそれぞれ導入された場合には、ドープドポリシリコン膜がウェーハ１１の主面に堆積される。
【００４０】
前記反応ガス３１は各ウェーハ１１内の全面に亘ってそれぞれ均一に接触する為、ＣＶＤ膜の堆積状態は各ウェーハ１１主面内に於いて全体に亘って膜厚及び膜質共に均一になる。ＣＶＤ膜の膜厚がウェーハ１１内に於いて全体的に均一に形成されるということは、膜厚不足箇所の発生を考慮しなくて済む為、成膜速度を相対的に向上させる。更に、前記ウェーハ保持部材２６周辺部についても膜厚を均一化できるので、歩留りが向上する。
【００４１】
尚、ＣＶＤ膜の堆積膜厚は処理時間によって制御することができる。又、化学反応の進行程度は、反応ガスの流量や流速、濃度、ヒータ１５による加熱温度、アウタチューブ１内の真空度等の調整によって制御することができる。
【００４２】
上記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００４３】
反応ガスを各ウェーハにそれぞれ平行に層流状態で流すことにより、又通孔２９を通してウェーハ保持部材２６の影の部分にも反応ガスを供給できるので、反応ガスを各ウェーハの全面特に周辺部に至る迄、良好に拡散させてウェーハ内に於いて全体に亘って均一に接触させることができる為、ＣＶＤ膜の堆積状態をウェーハ内に於いて全体に亘って膜厚および膜質共に均一化することができ、成膜速度を相対的に向上させることができる。
【００４４】
反応ガスを処理室内に導入するガス導入ノズルに形成された複数個のガス導入口１３のそれぞれを上下で隣合うウェーハ同士の間の空間に対向するように配置することにより、各ガス導入口１３から噴出された反応ガスを上下で隣合うウェーハ同士の間の空間にそれぞれに流れの屈曲なく流通させることができる為、反応ガスをウェーハに対して確実に平行に層流状態で緩やかに流すことができ、反応ガスをウェーハ内の全面により良好に拡散させ、均一に接触させることができる。
【００４５】
尚、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言う迄もない。
【００４６】
例えば、ウェーハ保持部材の数はここでは３本としたが、４本以上でもよい。材質は、好ましくは石英やＳｉＣや、ポリシリコン等の耐熱性及び不純物の少ないものがよい。ボートの形状は、例えばリングボートでもよい。
【００４７】
通孔は下流に向って流路断面が大きくなる様にしてもよく、或は下流に向って流路断面が小さくなる様にしてもよく、更に通孔の方向はガス導入口１３の向きと平行或はガス流に対して平行でもよい。
【００４８】
インナチューブの側壁に開設する排気孔は上中下方向に所要数に分割して設けても良く、スリット形状に限らず、円形状、長円形状や多角形状であってもよい。
【００４９】
ガス導入ノズルに設けるガス導入口１３の個数は、処理するウェーハの枚数に一致させるに限らず、処理するウェーハの枚数に対応して増減することができる。例えば、ガス導入口１３は上下で隣合うウェーハ同士間にそれぞれ対向して配置するに限らず、２枚や３枚置きに配設してもよい。
【００５０】
ガス導入ノズルはアウタチューブ内に１本配置するに限らず、導入するガスの種類に応じて２本以上配置することができる。
【００５１】
アウタチューブ内を排気する排気口は、炉口フランジ１８に設けるに限らず、アウタチューブに開設してもよい。
【００５２】
ボート回転装置を設ける様にしたが、ボート回転装置を設けずちょうど図２のガス導入ノズルと近隣している基板保持部材のみ通孔を設けてもよい。
【００５３】
前記実施の形態では、ドープドポリシリコン膜の堆積について説明したが、本発明に係るＣＶＤ技術はドープドポリシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等のＣＶＤ膜の形成技術全般に適用することができる。又、本発明に係る基板処理技術は拡散技術や熱処理技術等の基板処理技術全般に適用することができる。
【００５４】
前記実施の形態ではウェー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。
【００５５】
前記実施の形態ではバッチ式縦型ホットウォール型減圧ＣＶＤ装置に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、横型ホットウォール型減圧ＣＶＤ装置や拡散装置、酸化膜形成装置及び熱処理装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、基板を処理する処理室と、該処理室に収納され基板を保持する基板保持具と、前記処理室に反応ガスを基板主面に対して平行に供給する反応ガス供給手段とを具備し、前記基板保持具は、複数の基板保持部材と、該基板保持部材に形成され基板を保持する所要数の溝と、少なくとも１つの前記基板保持部材の前記溝に開口する様前記基板保持部材を貫通して設けられた通孔を有するので、処理された基板の前記基板保持部材の周辺部迄均一な成膜が可能となり、処理品質の向上、歩留りの向上が図れるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の要部を示す立断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の要部を示す平断面図である。
【図３】従来例の要部を示す立断面図である。
【図４】従来例の要部を示す平断面図である。
【符号の説明】
１ アウタチューブ
２ インナチューブ
３ 空間
４ 処理室
７ ボート回転装置
１１ ウェーハ
１２ ガス導入ノズル
１３ ガス導入口
１４ 排気孔
１５ ヒータ
２１ ボート
２３ 排気口
２６ ウェーハ保持部材
２８ ウェーハ保持溝
２９ 通孔BACKGROUND OF THE INVENTION
[0001]
The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly to a batch type vertical hot wall type low pressure CVD apparatus. For example, in a semiconductor device manufacturing process, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) is formed with polysilicon, a silicon nitride film, or the like. The present invention relates to a substrate holder and a substrate processing apparatus used for film formation.
[0002]
[Prior art]
In a manufacturing process of a semiconductor device, a batch type vertical hot wall type low pressure CVD apparatus is widely used to form a polysilicon, a silicon nitride film, etc. on a substrate to be processed, for example, a wafer by a CVD film forming method. Yes.
[0003]
A general batch-type vertical hot wall type reduced pressure CVD apparatus includes an inner tube defining a processing chamber, an outer tube surrounding the inner tube, a gas introduction nozzle for introducing a reaction gas into the inner tube, A substrate holder (hereinafter referred to as a boat) that holds wafers in multiple stages in a horizontal posture within the inner tube, an exhaust port for evacuating the outer tube, and the outer tube are provided so as to heat the outer tube. A heater, and a required number of wafers are loaded from the bottom furnace port into the inner tube in a state where the wafer is held by a boat, and a reactive gas is introduced into the inner tube by the gas introduction nozzle, The outer tube is heated by the heater so that a CVD film is formed on the wafer. To have.
[0004]
In such a substrate processing apparatus, there is a substrate processing apparatus that employs a side flow method in which a reaction gas is allowed to flow in parallel to the wafer in order to achieve film formation uniformity.
[0005]
As a conventional substrate processing apparatus of this type, for example, there is a substrate processing apparatus described in Patent Document 1.
[0006]
This will be outlined with reference to FIG. In the substrate processing apparatus, an inner tube 2 is provided concentrically within the outer tube 1, and a cylindrical space 3 is formed between the inner tube 2 and the outer tube 1. A cylindrical heater 15 is provided so as to surround the outer tube 1. Inside the inner tube 2 is a processing chamber 4, and the lower end of the inner tube 2 is a furnace port portion 5. The furnace port portion 5 is hermetically closed by a furnace port lid 6, and a boat rotating device 7 is provided in the furnace port cover 6, and the furnace port cover 6 can be moved up and down by a boat elevator (not shown).
[0007]
A boat 9 is erected on the boat rotation device 7 via a boat holding table 8. As shown in FIG. 4, the boat 9 has a wafer holding member 10 that is a required number of columnar members, and holds the wafers 11 in grooves 10 a carved at predetermined intervals on the wafer holding member 10. It has become.
[0008]
The boat 9 is loaded with a predetermined number of wafers 11, and the boat 9 is loaded into the processing chamber 4 with a predetermined number of wafers 11 loaded.
[0009]
A gas introduction nozzle 12 is erected along the inner surface of the inner tube 2, and the gas introduction nozzle 12 is provided with a required number of gas introduction ports 13 at a required interval in the vertical direction. An exhaust hole 14 is provided at a position of the inner tube 2 facing the gas introduction nozzle 12, and the reaction gas introduced from the gas introduction port 13 is exhausted from the exhaust hole 14 through between the wafers 11, and further to the space. 3 through the exhaust port 16. Thus, a reaction gas flow parallel to the wafer deposition surface (hereinafter referred to as the wafer main surface) is formed in the processing chamber 4.
[0010]
The inside of the outer tube 1 is heated by the heater 15, a reaction gas is supplied from the gas introduction nozzle 12, and the boat 9 is rotated by the boat rotating device 7 to perform a film forming process on the wafer 11.
[0011]
A flow of reaction gas parallel to the main surface of the wafer is formed in the processing chamber, and the wafer 11 is rotated through the boat 9, so that the entire surface of the main surface of each wafer can be uniformly contacted with the reaction gas. It has the advantage that the state can be made uniform.
[0012]
[Patent Document 1]
JP 2000-311862 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the substrate processing apparatus further has the following problems.
[0014]
As described above, a reaction gas flow parallel to the main surface of the wafer is formed in the processing chamber. Further, the boat 9 needs a wafer holding member 10 for holding the wafer 11. As shown in FIG. 4, when the boat 9 is rotated, a moment occurs when the wafer holding member 10 passes through the gas inlet 13. At this moment, the reaction gas of the wafer holding member 10 is generated. A shadow 17 is generated on the downstream side of the flow of the gas, and a situation occurs in which the reaction gas does not flow to the portion of the shadow 17.
[0015]
For this reason, the wafer 11 tends to have a thin portion at the periphery of the wafer holding member 10.
[0016]
In view of such a situation, the present invention provides a substrate processing apparatus in which a reaction gas is uniformly brought into contact with a wafer over the entire periphery of the wafer holding member.
[0017]
[Means for solving the problems]
The present invention provides a substrate holder for holding a substrate inserted in the groove over the plurality of substrate holding members, wherein the plurality of substrate holding members have a required number of grooves. The through-hole which opens to the said groove | channel of a member concerns on the board | substrate holder provided by penetrating the said board | substrate holding member.
[0018]
The present invention also provides a processing chamber for processing a substrate, a substrate holder that is accommodated in the processing chamber and holds the substrate, and a reactive gas supply means for supplying a reactive gas to the processing chamber in parallel to the main surface of the substrate. In the substrate processing apparatus, the substrate holder includes a plurality of substrate holding members, a required number of grooves formed on the substrate holding member and holding the substrate, and the at least one of the substrate holding members. The present invention relates to a substrate processing apparatus having a through hole provided through the substrate holding member so as to open in the groove.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
1 and FIG. 2 show an example of an embodiment of the present invention. In FIG. 1 and FIG. 2, the same components as those shown in FIG. 3 and FIG.
[0021]
The ceiling-shaped outer tube 1 is erected on a short-tube-shaped furnace port flange 18, and the inner tube-shaped inner tube 2 is concentrically disposed in the outer tube 1. The furnace port flange 18 is supported by a structural member such as a housing, an inner flange portion 19 is formed on the inner surface of the furnace port flange 18, and the inner tube 2 is erected on the inner flange portion 19. The inner flange portion 19 can be disassembled and attached, and the outer tube 1 and the inner tube 2 can be disassembled by removing a part of the inner flange portion 19. The inner tube 2 is formed with a recess 2a so that a gas introduction nozzle 12 described later is provided.
[0022]
A cylindrical space 3 is formed between the inner tube 2 and the outer tube 1, and a processing chamber 4 is defined inside the inner tube 2. A boat 21 is loaded into the processing chamber 4 through the furnace port flange 18 by a boat elevator (not shown). The boat 21 holds the wafers 11 at a required interval in a horizontal posture.
[0023]
The outer tube 1, the inner tube 2, the boat 21, etc. are made of a heat resistant material that does not contaminate the wafer, for example, quartz.
[0024]
A cylindrical heater 15 is provided on the heater base 22 so as to surround the outer tube 1 concentrically with the outer tube 1. The lower end of the inner tube 2 is a furnace port portion 5, and the furnace port portion 5 is airtightly closed by a furnace port lid 6, and a boat rotating device 7 is provided in the furnace port lid 6. The boat 21 is erected. The furnace mouth cover 6 is supported by a boat elevator (not shown), and the boat 21 is loaded and withdrawn into the processing chamber 4 through the furnace mouth cover 6 by the boat elevator.
[0025]
A gas introduction nozzle 12 is provided through the furnace port flange 18, the gas introduction nozzle 12 is erected along the inner surface of the inner tube 2, and an exhaust port 23 is provided in the furnace port flange 18. The exhaust port 23 is disposed at a position facing the gas introduction nozzle 12 and communicates with the space 3. The gas introduction nozzle 12 is connected to a reaction gas supply source via a reaction gas supply line (not shown), and the exhaust port 23 is connected to an exhaust device via an exhaust line (not shown).
[0026]
A required number of gas introduction ports 13 (for example, a number corresponding to the number of wafers 11 loaded in the boat 21) is formed on the surface of the gas introduction nozzle 12 facing the boat 21, and the gas introduction ports 13 It is provided so as to be positioned between the wafer 11 held by the boat 21 and the wafer 11.
[0027]
An exhaust hole 14 is formed in the inner tube 2 at a position facing the gas introduction nozzle 12, preferably at a position 180 degrees away, that is, above the exhaust port 23. The exhaust hole 14 has, for example, a slit shape that is long in the vertical direction, and has a length that extends over a range in which the boat 11 is loaded with the wafer 11.
[0028]
The boat 21 will be described.
[0029]
The boat 21 is mainly composed of a bottom plate 25, a required number of columnar members erected on the bottom plate 25, for example, three wafer holding members 26, and a top plate 27 provided at the upper end of the wafer holding member 26. The wafer holding member 26 has a wafer holding groove 28 which is cut horizontally from the center side of the boat 21.
[0030]
The wafer holding member 26 has the same number of through holes 29 as the wafer holding grooves 28, and the through holes 29 are parallel to the main surface of the wafer 11 and are radially directed toward the center of the boat 21. The wafer holding groove 28 is opened. The through-hole 29 may be widened toward the end or may be a butt dent. Further, it may be parallel to the direction (gas flow) of the gas introduction nozzle 12.
[0031]
The operation will be described below.
[0032]
With the boat 21 lowered, the wafers 11 are sequentially inserted into the wafer holding grooves 28 of the wafer holding member 26 by a wafer transfer machine (not shown). The boat 21 loaded with a predetermined number of wafers 11 is raised by a boat elevator (not shown) and loaded into the processing chamber 4.
[0033]
In a state where the furnace port portion 5 is airtightly closed by the furnace port lid 6, the inside of the outer tube 1 is evacuated by an exhaust device (not shown) through the exhaust port 23, and a predetermined degree of vacuum, for example, It is set to several Torr. The heater 15 uniformly heats the inside of the outer tube 1 to a predetermined temperature, for example, 400 ° C. The boat 21 is rotated by the boat rotating device 7.
[0034]
When reaction gas, for example, doped polysilicon, is diffused from the reaction gas supply line (not shown) to the gas introduction nozzle 12, monosilane (SiH4) and phosphine (PH3) are supplied as the reaction gas. .
[0035]
The reaction gas 31 is distributed and introduced into the processing chamber 4 from the gas inlets 13, flows horizontally between the wafers 11 rotated by the boat rotation device 7, and passes through the exhaust holes 14. Then, the gas flows out into the space 3 and is exhausted by an exhaust device (not shown) through the exhaust port 23.
[0036]
Here, the gas introduction nozzle 12 and the exhaust hole 14 are disposed so as to face each other at 180 degrees apart, and the reaction gas 31 that has flowed out from the gas introduction ports 13 of the gas introduction nozzle 12 respectively. Flows gently in a straight line toward the exhaust hole 14 in the processing chamber 4, and thus gently flows in parallel to the main surface of each wafer 11 to form a laminar flow state. Further, since the wafer 11 is rotated, the reaction gas 31 diffuses well over the entire main surface of each wafer 11 and uniformly contacts the entire main surface of each wafer 11.
[0037]
As the boat 21 rotates, a moment occurs when the wafer holding member 26 passes in front of the gas inlet 13. This state is shown in FIG.
[0038]
The reaction gas 31 flowing out from the gas inlet 13 goes around the wafer holding member 26 and partly passes through the through hole 29. Therefore, even when the reaction gas 31 that has passed through the through hole 29 circulates in a shaded portion that is generated by wrapping around the wafer holding member 26, and the wafer holding member 26 passes in front of the gas inlet 13. The generation of a lean portion of the reaction gas 31 around the wafer holding member 26 is prevented.
[0039]
A CVD film is deposited on the surface of the wafer 11 by the CVD reaction of the reaction gas 31 which flows in parallel between the upper and lower wafers 11 and 11 while contacting the main surface of the wafer 11. For example, when monosilane (SiH 4) and phosphine (PH 3) are introduced, a doped polysilicon film is deposited on the main surface of the wafer 11.
[0040]
Since the reaction gas 31 is uniformly contacted over the entire surface of each wafer 11, the deposition state of the CVD film is uniform both in film thickness and film quality over the entire main surface of each wafer 11. The fact that the film thickness of the CVD film is formed uniformly in the wafer 11 does not require the occurrence of a film thickness insufficiency, so the film forming speed is relatively improved. Furthermore, since the film thickness can be made uniform in the peripheral part of the wafer holding member 26, the yield is improved.
[0041]
The deposited film thickness of the CVD film can be controlled by the processing time. Further, the degree of progress of the chemical reaction can be controlled by adjusting the flow rate, flow rate, concentration of the reaction gas, the heating temperature by the heater 15, the degree of vacuum in the outer tube 1, and the like.
[0042]
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
[0043]
The reactive gas can be supplied to the shadow portion of the wafer holding member 26 through the through holes 29 by flowing the reactive gas in parallel with each wafer in a laminar state. Since it can be diffused well and uniformly contacted throughout the wafer, the film thickness and film quality of the CVD film can be made uniform throughout the wafer. And the film formation rate can be relatively improved.
[0044]
By disposing each of the plurality of gas introduction ports 13 formed in the gas introduction nozzle for introducing the reaction gas into the processing chamber so as to face the space between adjacent wafers in the vertical direction, each gas introduction port 13 is arranged. Since the reaction gas ejected from the upper and lower wafers can be circulated in the space between adjacent wafers without any bending of the flow, the reaction gas can be flown gently and reliably in a laminar flow state parallel to the wafer. The reaction gas can be diffused more favorably over the entire surface of the wafer and can be contacted uniformly.
[0045]
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[0046]
For example, the number of wafer holding members is three here, but may be four or more. The material is preferably a material with low heat resistance and impurities such as quartz, SiC, and polysilicon. The shape of the boat may be a ring boat, for example.
[0047]
The passage hole may have a channel cross-section that increases toward the downstream, or may have a channel cross-section that decreases toward the downstream, and the direction of the through-hole is the same as the direction of the gas inlet 13. It may be parallel or parallel to the gas flow.
[0048]
The exhaust holes provided in the side wall of the inner tube may be divided into a required number in the upper, middle, and lower directions, and are not limited to the slit shape, and may be a circular shape, an oval shape, or a polygonal shape.
[0049]
The number of gas inlets 13 provided in the gas inlet nozzle is not limited to the number of wafers to be processed, but can be increased or decreased according to the number of wafers to be processed. For example, the gas inlets 13 are not limited to be disposed opposite to each other between adjacent wafers in the upper and lower sides, and may be disposed every two or three.
[0050]
One gas introduction nozzle is not limited to be arranged in the outer tube, but two or more gas introduction nozzles can be arranged according to the type of gas to be introduced.
[0051]
The exhaust port for exhausting the inside of the outer tube is not limited to being provided in the furnace port flange 18 but may be provided in the outer tube.
[0052]
Although the boat rotation device is provided, the through hole may be provided only in the substrate holding member adjacent to the gas introduction nozzle of FIG. 2 without providing the boat rotation device.
[0053]
In the above-described embodiment, the deposition of the doped polysilicon film has been described. However, the CVD technique according to the present invention can be applied to all techniques for forming a CVD film such as a doped polysilicon oxide film and a silicon nitride film. The substrate processing technology according to the present invention can be applied to all substrate processing technologies such as diffusion technology and heat treatment technology.
[0054]
In the above embodiment, the case where the wafer is processed 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, or the like.
[0055]
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a batch type vertical hot wall type low pressure CVD apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and a horizontal type hot wall type low pressure CVD apparatus, a diffusion apparatus, an oxide film forming apparatus, and a heat treatment apparatus are used. The present invention can be applied to all substrate processing apparatuses.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a processing chamber for processing a substrate, a substrate holder that is accommodated in the processing chamber and holds the substrate, and a reactive gas is supplied to the processing chamber in parallel to the main surface of the substrate. Reactive gas supply means, and the substrate holder includes a plurality of substrate holding members, a required number of grooves formed on the substrate holding members and holding the substrates, and at least one of the grooves of the substrate holding members. Since there is a through-hole provided through the substrate holding member so as to open, it is possible to form a uniform film up to the periphery of the substrate holding member of the processed substrate, improving the processing quality and the yield. Exhibits an excellent effect that can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an elevational sectional view showing a main part of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan sectional view showing a main part of the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an elevational sectional view showing a main part of a conventional example.
FIG. 4 is a plan sectional view showing a main part of a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer tube 2 Inner tube 3 Space 4 Processing chamber 7 Boat rotation apparatus 11 Wafer 12 Gas introduction nozzle 13 Gas introduction port 14 Exhaust hole 15 Heater 21 Boat 23 Exhaust port 26 Wafer holding member 28 Wafer holding groove 29 Through hole
