JP2007221000A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数枚のウエハ1を積層させた状態で減圧下の処理室32に載置し、積層方向に延在し多数のガス噴出口39を有するガスノズル38によってウエハ1の側方から処理ガスを供給して、ウエハ1を回転させながら処理するALD装置30において、複数枚のウエハを保持するボート70の保持柱73における外側部分の両方のコーナ部に一対のC面取り75a、75aを対称形にそれぞれ加工して、外側台形形状の整流部75を形成する。ガスノズル38のガス噴出口39から噴出したガス流はC面取り75aに沿って流れることにより、下流に行くに従って次第に拡散するため、保持柱73の近傍エリアにおいてガスの供給が不足するのを解消でき、ウエハ1の面内膜厚均一性を改善できる。
【選択図】図5
Description
(1)複数枚の基板をそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で減圧下の処理室に載置し、前記積層方向に延在し多数のガス噴出口を有するガスノズルによって前記基板の側方から処理ガスを供給して、前記基板を回転させながら処理する基板処理装置であって、
前記複数枚の基板をそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で保持する保持具を備えており、この保持具を構成する保持柱における前記基板のそれぞれを載置する載置部は、前記処理ガスの噴出方向の下流側部分もしくは上流側部分またはそのいずれにも、前記処理ガスの流れおよび拡散を妨げない整流部を備えている基板処理装置。
(2)前記(1)において、整流部はC面取りまたはR面取りによって形成されている基板処理装置。
(3)複数枚の基板をそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で減圧下の処理室に載置し、前記積層方向に延在し多数のガス噴出口を有するガスノズルによって前記基板の側方から処理ガスを供給して、前記基板を回転させながら処理する基板処理装置であって、
前記複数枚の基板をそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で保持する保持具を備えており、この保持具を構成する保持柱の周方向の寸法が、前記複数枚の基板の積層ピッチよりも小さい基板処理装置。
(4)複数枚の基板をそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で減圧下の処理室に載置し、前記積層方向に延在し多数のガス噴出口を有するガスノズルによって前記基板の側方から処理ガスを供給して、前記基板を回転させながら処理する基板処理装置であって、
前記複数枚の基板をそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で保持する保持具を備えており、この保持具を構成する保持柱における前記基板のそれぞれを保持する保持溝の凹部には、前記処理ガスの噴出方向の下流側部分に、前記処理ガスの流れおよび拡散を妨げない整流部を備えている基板処理装置。
(5)前記(4)において、整流部はC面取りまたはR面取りによって形成されている基板処理装置。
(6)複数枚の基板をそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で減圧下の処理室に載置し、前記積層方向に延在し多数のガス噴出口を有するガスノズルによって前記基板の側方から処理ガスを供給して、前記基板を回転させながら処理する基板処理装置であって、
前記複数枚の基板をそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で保持する保持具を備えており、この保持具は前記基板のそれぞれを保持する複数本の保持柱と、前記基板のそれぞれを保持しない少なくとも1本の支柱とを備えている基板処理装置。
(7)複数枚の基板をそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で減圧下の処理室に載置し、前記積層方向に延在し多数のガス噴出口を有するガスノズルによって前記基板の側方から処理ガスを供給して、前記基板を回転させながら処理する基板処理装置であって、
前記複数枚の基板をそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で保持する保持具を備えており、この保持具の前記基板をそれぞれ載置する載置部の厚さが3mm以下になっている基板処理装置。
(8)複数枚の基板をそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で減圧下の処理室に載置し、前記積層方向に延在し多数のガス噴出口を有するガスノズルによって前記基板の側方から処理ガスを供給して、前記基板を回転させながら処理する基板処理装置であって、
前記複数枚の基板をそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で保持する保持具を備えており、この保持具を構成する保持柱は、前記基板の中心方向に貫通する通風孔を備えている基板処理装置。
本実施の形態に係る半導体製造装置は、基板としてのウエハに酸化工程や拡散工程およびCVD工程等を施すものとして構成されている。
本実施の形態に係る半導体製造装置10は筐体11を備えており、筐体11はステンレス鋼材やステンレス鋼板等が使用されて略直方体の箱形状に構築されている。
筐体11の正面壁にはメンテナンス可能なように設けられた正面メンテナンス口12が開設され、正面メンテナンス口12には正面メンテナンス扉13がこれを開閉するように建て付けられている。
正面メンテナンス扉13にはカセット搬入搬出口14が筐体11の内外を連通するように開設されており、カセット搬入搬出口14はフロントシャッタ15によって開閉されるようになっている。
カセットステージ16にはカセット2が工程内搬送装置によって、カセット2内のウエハ1が垂直姿勢となり、カセット2のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。カセットステージ16はカセット2を筐体後方に右回り縦方向90度回転させるように構成されており、カセット2内のウエハ1が水平姿勢となり、カセット2のウエハ出し入れ口が筐体後方を向くように動作させるようになっている。
また、カセットステージ16の上方には予備カセット棚19が設けられており、予備カセット棚19はカセット2を予備的に保管するように構成されている。
カセットステージ16とカセット棚17との間には、カセット搬送装置20が設置されている。カセット搬送装置20はカセットエレベータ20aとカセット搬送機構20bとを備えている。カセットエレベータ20aはカセット搬送機構20bを昇降可能に構成されており、カセット搬送機構20bはカセット2を保持して搬送可能なように構成されている。カセット搬送装置20はカセットエレベータ20aとカセット搬送機構20bとの連続動作により、カセットステージ16、カセット棚17、予備カセット棚19との間で、カセット2を搬送するように構成されている。
ウエハ移載機構21はウエハ移載装置エレベータ21aおよびウエハ移載装置21bの連続動作により、ウエハ移載装置21bのツィーザ21cによってウエハ1を掬い取り、所定の位置に搬送した後に、ウエハ1を所定の位置に受け渡すように構成されている。
また、図1に便宜的に想像線で示されているように、ウエハ移載装置エレベータ21aおよびボートエレベータ22側と反対側である筐体11の左側端部には、後側クリーンユニット26が設置されている。後側クリーンユニット26は供給ファンや防塵フィルタ等によって構築されており、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを筐体11内の後側エリアに流通させた後に、排気装置によって筐体11の外部に排気させるように構成されている。
図1に示されているように、カセット2がカセットステージ16に供給されるに先立って、カセット搬入搬出口14がフロントシャッタ15によって開放される。
その後、カセット2はカセット搬入搬出口14から搬入され、カセットステージ16の上にウエハ1が垂直姿勢であって、カセット2のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。
その後、カセット2はカセットステージ16によって、カセット2内のウエハ1が水平姿勢となり、カセット2のウエハ出し入れ口が筐体11の後方を向くように、筐体11の後方に右周り縦方向90度回転させられる。
次に、カセット2はカセット棚17ないし予備カセット棚19の指定された棚位置へカセット搬送装置20によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管される。
その後、カセット2はカセット棚17ないし予備カセット棚19からカセット搬送装置20によって移載棚18に移載される。
なお、カセット2はカセット搬送装置20によって移載棚18に直接的に搬送されることもある。
カセット2が移載棚18に移載されると、ウエハ1はウエハ移載装置21bのツィーザ21cによってカセット2からウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、後記するボートに装填(チャージング)される。ウエハ1を受け渡したウエハ移載装置21bはカセット2に戻り、次のウエハ1をボート70に装填する。
ALD法は、ある成膜条件(温度、時間等)の下で、成膜に用いる2種類(またはそれ以上)の原料となるガスを1種類ずつ順次に基板上に供給し、1原子層単位で吸着させ、表面反応を利用して成膜を行う方法、である。
例えば、酸化アルミニウム(Al2 O3 )膜を形成する場合のALD法においては、トリメチルアルミニウム[Al(CH3 )3 。以下、TMAという。]ガスと、オゾンガスとを交互に供給することによって、250〜450℃の低温下において、高品質の成膜が可能である。
そして、ALD法においては、複数種類の反応性ガスを1種類ずつ交互に供給することによって成膜を行う。また、膜厚の制御は、反応性ガス供給のサイクル数によって実行することができる。例えば、成膜速度が1Å/サイクルとすると、20Åの膜を形成する場合には、複数種類のガスの供給は20サイクル実行される。
図2〜図4に示されているように、ALD装置30はプロセスチューブ31を備えており、プロセスチューブ31は石英(SiO2 )が用いられて一体的に形成されている。プロセスチューブ31は一端が開口し他端が閉塞した円筒形状に形成されており、プロセスチューブ31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ている。プロセスチューブ31の筒中空部は複数枚のウエハ1を収容して処理する処理室32を形成している。
プロセスチューブ31はステンレス鋼等によって上下両端が開口した円筒形状に形成されたマニホールド33の上にシールリング33Aを挟設されて載置されており、マニホールド33が筐体11に据え付けられることにより、筐体11に水平に支持されている。マニホールド33およびプロセスチューブ31の内径は、取り扱うウエハ1の最大外径(例えば、300mm以上)よりも大きくなるように設定されている。
マニホールド33の下端には炉口34が形成されている。炉口34は図1に示されたシャッタ27によって開閉されるようになっている。
なお、可変流量制御弁37は、弁体を開閉することによって処理室32の真空排気および真空排気停止を実行するように、かつ、弁体の開度を調節して排気量を調整することによって処理室32の圧力を制御するように、構成されている。
第一ガス供給管40の開閉弁44の下流側には、他端が不活性ガス供給源45に接続された第一不活性ガス供給管46の一端が接続されており、第一不活性ガス供給管46の途中には開閉弁47が介設されている。
ここで、ガスノズル38の上部は第二ガス供給管50から供給される後述するTMAガスの分解温度以上の領域に延在しているが、第二ガス供給管50が処理室32内で第一ガス供給管40と合流している箇所は、TMAの分解温度未満の領域であり、ウエハ1およびウエハ1付近の温度よりも低い温度の領域になっている。すなわち、第二ガス供給管50はガスノズル38の下端部に接続されている。
第二ガス供給管50の下流側の開閉弁52の下流側には、他端が不活性ガス供給源45に接続された第二不活性ガス供給管57の一端が接続されており、第二不活性ガス供給管57の途中には開閉弁58が介設されている。
シールキャップ24の中心線上には、回転駆動装置61によって回転駆動される回転軸62が挿通されており、回転軸62はシールキャップ24と共に昇降するように構成されている。回転軸62の上端には支持台63が垂直に設置されており、支持台63の上には保持具としてのボート70が垂直に立脚されて支持されている。
そして、ウエハ1の外周縁辺が各保持柱73の多数条の保持溝74間にそれぞれ挿入されることにより、複数枚のウエハ1がボート70に水平にかつ互いに中心を揃えられた状態で整列されて保持されるようになっている。
すなわち、台形形状の整流部75は、保持柱73の外側部分の両方のコーナ部に一対のC面取り75a、75aを対称形にそれぞれ加工されることにより形成されている。
図5(a)に示されているように、ガスノズル38のガス噴出口39から噴出したガス流は、この台形形状の整流部75に吹き当たると、一対のC面取り75a、75aに沿って流れることにより、実線矢印Bで示されている通り、下流に行くに従って次第に拡散するように整流されることになる。
すなわち、この台形形状の整流部75は、ガスノズル38のガス噴出口39から噴出したガス流が保持柱73によって妨げられて、図5(a)の二点鎖線矢印Aで示されているように直角に偏向されてしまう現象を、防止することができる。
なお、台形形状の整流部75は一対のC面取り75a、75aによって形成するに限らず、一対のR面取りによって形成してもよい。この実施の形態においては、台形の斜辺は直線ではなく曲線になるが、ガスの流れおよび拡散を妨げない作用は均等である。
ちなみに、C面取りの傾斜角度は45度に限らない。
まず、基板処理装置としての全体の流れを説明する。
図2に示されているように、ALD装置30の被処理基板としてのウエハ1は複数枚がボート70にウエハ移載装置21bによって装填(チャージング)される。
複数枚のウエハ1が装填されたボート70は、シールキャップ24および回転軸62と共にボートエレベータ22によって上昇されて、プロセスチューブ31の処理室32に搬入(ボートローディング)される。
ホットウオール式の炉構造であることにより、処理室32の温度は全体にわたって均一に維持された状態になるため、ボート70に保持されたウエハ1群の温度分布は全長にわたって均一になるとともに、各ウエハ1の面内の温度分布も均一かつ同一になる。
処理室32の外部に搬出されたウエハ1群は、ボート70からウエハ移載装置21bによってディスチャージングされる(搬出される)。
以降、前記した作動が繰り返されることにより、複数枚のウエハ1が一括してバッチ処理される。
TMAガスとオゾンガスとを用いて酸化アルミニウム膜を形成する場合には、次の第一ステップ、第二ステップおよび第三ステップが順に実施される。
すなわち、第一ガス供給管40に設けた開閉弁44および排気管35に設けた可変流量制御弁37が共に開けられる。酸素ガスがオゾナイザ41に酸素ガス供給源42から供給されると、オゾナイザ41から可変流量制御弁43によって流量調整されたオゾンガスが、第一ガス供給管40を経由してガスノズル38へ供給され、ガスノズル38のガス噴出口39から処理室32へ噴出する。
オゾンガスを処理室32に供給し排気するときは、可変流量制御弁37を適正に調整することにより、処理室32の圧力が10〜1000Paの範囲内の所定の圧力に設定される。また、可変流量制御弁43によって制御されるオゾンガスの供給流量は、1000〜10000sccmである。
オゾンガスにウエハ1を晒す時間は、2〜120秒間である。
このときのヒータユニット60の制御温度は、ウエハの温度が250〜450℃になるように設定されている。
そして、排気管35の可変流量制御弁37は開いたままにして、処理室32を真空ポンプ36によって20Pa以下に排気することにより、残留したオゾンガスを処理室32から排除する。
この際に、第一不活性ガス供給管46の開閉弁47および第二不活性ガス供給管57の開閉弁58をそれぞれ開くことにより、不活性ガスを処理室32に供給すると、残留したオゾンガスを処理室32からより一層効果的に排除することができる。
TMAは常温で液体であり、処理室32に供給するには、加熱して気化させてから供給する方法、キャリアガスをTMA容器51の中に通し、気化している分をそのキャリアガスと共に処理室へと供給する方法等があるが、ここでは、一例として後者のケースで説明する。
キャリアガス供給源54に接続された開閉弁56と、第二ガス供給管50の開閉弁52と、排気管35の可変流量制御弁37とがそれぞれ開けられるとともに、キャリアガス供給源54に接続された可変流量制御弁55によって流量調節されることにより、キャリアガスがTMA容器51に供給される。
キャリアガスはTMA容器51の中を通り、TMAガスを生成する。TMAガスとキャリアガスとの混合ガスとなって、第二ガス供給管50を経由してガスノズル38に供給され、ガスノズル38のガス噴出口39から処理室32に流入し、ウエハ1にTMAガスを供給した後に、排気管35から排気される。
TMAガスを流すときは、排気管35の可変流量制御弁37が適正に調整されることにより、処理室32内の圧力が、10〜900Paに維持される。
また、キャリアガス供給源54に接続された可変流量制御弁55によって制御されるキャリアガスの供給流量は、10000sccm以下である。
TMAガスを供給するための時間は、1〜4秒に設定する。その後、さらに吸着させるため上昇した圧力雰囲気中に晒す時間を0〜4秒に設定してもよい。
このときのウエハ1の温度はオゾンガスの供給時と同じく250〜450℃である。
TMAガスの供給により、下地膜上のオゾンとTMAとが表面反応して、ウエハ1の上に酸化アルミニウム膜が成膜される。
この際にも、第一不活性ガス供給管46の開閉弁47および第二不活性ガス供給管57の開閉弁58をそれぞれ開くことにより、不活性ガスを処理室32に供給すると、残留したTMAガスを処理室32からより一層効果的に排除することができる。
そして、図6(a)に二点鎖線矢印Aで示されているように、ウエハ1の外方空間に流れたガスが、ボート70’に多段に積層されてコンダクタンスが大きくなった上下のウエハ1、1間に拡散する割合は小さく、ガスの拡散だけでは保持柱73’の近傍のガス濃度をそれ以外の領域と同等の値とすることは困難になる。
また、ボート70’の回転に伴って、図6(b)に示されているように、角柱形状の保持柱73’がガスノズル38のガス噴出口39の対向位置から若干離れた時には、ガス噴出口39から噴出するガスの流れは角柱形状の保持柱73’によって妨げられることにより、二点鎖線矢印Aで示されているようになるために、保持柱73’の内側エリアにガスが供給されないガス不足領域Cが発生する。
このように、角柱形状の保持柱73’を備えたボート70’の場合には、保持柱73’の近傍エリアにおいては、その他のエリアと比較すると、ガスの供給が不足するエリアとなるために、ウエハ1の面内膜厚均一性が悪化するという問題点があることが、本発明者によって明らかにされた。
図5(a)に示されているように、ガスノズル38のガス噴出口39から噴出したガス流は、この台形形状の整流部75に吹き当たると、一対のC面取り75a、75aに沿って流れることにより、実線矢印Bで示されている通り、下流に行くに従って次第に拡散するように整流されることになる。
すなわち、この台形形状の整流部75は、ガスノズル38のガス噴出口39から噴出したガス流が保持柱73によって妨げられて、図5(a)の二点鎖線矢印Aで示されているような直角に偏向されてしまう現象を、防止することができる。
このように整流部75を有する保持柱73を備えたボート70の場合には、保持柱73の近傍エリアにおいてガスの供給が不足することが略解消されるために、ウエハ1の面内膜厚均一性が改善する。
なお、台形形状の整流部75が一対のR面取りによって形成された場合であっても、ガスの流れおよび拡散を妨げない作用は均等に起こる。
本実施の形態が前記した第一の実施の形態と異なる点は、図7に示されているように、保持柱73の内側部分の両方のコーナ部に一対のC面取り76a、76aを対称形にそれぞれ加工することにより、保持柱73のウエハ1側の側面すなわちガスノズル38のガス噴出口39から吹き出されたガス流の下流側部分に、ガスの流れおよび拡散を妨げない横断面台形形状の整流部76を形成した点である。
本実施の形態においては、ガスノズル38のガス噴出口39から噴出して保持柱73の片脇を吹き抜けたガス流の一部は、図6(a)に示された実線矢印Bで示されている通り、一方のC面取り76aに沿って流れることにより、ガス不足領域Cを吹き消すように解消ないしは略解消することになる。
このように整流部75を有する保持柱73を備えたボート70の場合には、保持柱73の近傍エリアにおいてガスの供給が不足する現象が解消ないしは略解消するために、ウエハ1の面内膜厚均一性が改善する。
なお、内側が台形形状の整流部76は一対のC面取り76a、76aによって形成するに限らず、一対のR面取りによって形成してもよい。R面取りの場合においても、ガス流を整流する作用はC面取りの場合と均等に起こる。
本実施の形態が前記した第一の実施の形態と異なる点は、図8に示されているように、保持柱73の保持溝74内における内側部分の両方のコーナ部に一対のR面取り77a、77aを対称形にそれぞれ加工することにより、保持溝74内であって保持柱73の内側の側面すなわちガスノズル38のガス噴出口39から吹き出されたガス流の下流側部分に、ガスの流れおよび拡散を妨げない横断面蒲鉾形状の整流部77を形成した点である。
本実施の形態においては、ガスノズル38のガス噴出口39から噴出して保持柱73の片脇を吹き抜けたガス流の一部は、図8(a)に示された実線矢印Bで示されている通り、一方のR面取り77aに沿って流れることにより、ガス不足領域Cを吹き消すように解消ないしは略解消することになる。
このように蒲鉾形状の整流部77を有する保持柱73を備えたボート70の場合には、保持柱73の近傍エリアにおいてガスの供給が不足する現象が解消ないしは略解消するために、ウエハ1の面内膜厚均一性が改善する。
なお、内側が蒲鉾形状の整流部77は一対のR面取り77a、77aによって形成するに限らず、一対のC面取りによって形成してもよい。C面取りの場合においても、ガス流を整流する作用はR面取りの場合と均等に起こる。
本実施の形態が前記した第一の実施の形態と異なる点は、図9に示されているように、保持柱73の保持溝74Dが上下で一対の保持ピン78、78によって構成されており、各保持ピン78の高さHが3mm以下に設定されている点である。
本実施の形態においては、ガスノズル38のガス噴出口39から噴出して保持柱73の片脇を吹き抜けたガス流の一部は、図9(a)に示された実線矢印Bで示されている通り、保持ピン78によって形成された保持柱73の内側空白エリアを流れることにより、ガス不足領域Cを吹き消すように解消ないしは略解消することになる。
このように保持ピン78でウエハ1を保持するボート70の場合には、保持柱73の近傍エリアにおいてガスの供給が不足する現象が解消ないしは略解消するために、ウエハ1の面内膜厚均一性が改善する。
ここで、実線矢印Bで示されたガスの流れに寄与する保持柱73の内側空白エリアの広さは保持ピン78の太さに依存するので、保持ピン78の太さは可及的に小さく設定することが好ましい。特に、3mm以下に設定することが望ましい。
他方、ウエハ1の荷重は三本の保持ピン78、78、78によって分担して受けることになるので、保持ピン78の強度を決定する保持ピン78の厚さ(高さ)は、ウエハ1の荷重を受けることができる最小値以上に設定する必要がある。
したがって、保持ピン78の高さHは、3mm以内の範囲内のウエハ1を保持可能な強度が得られる最小値に設定することが望ましい。
ちなみに、同様な理由から、図8に示された第三の実施の形態の保持溝74の保持凸部74aの高さHも、3mm以下に設定することが望ましい。
本実施の形態が前記した第一の実施の形態と異なる点は、図10に示されているように、保持柱73Eには整流部75が設けられておらず、保持柱73Eの太さWがウエハ1の積層ピッチPすなわち上下の保持溝74、74のピッチPよりも小さくなるように、すなわち、W≦P、に設定されている点である。
ところで、ウエハ1を保持する保持柱73の太さWは、ウエハ1の積層ピッチPとは無関係に保持柱73の機械的強度の向上を優先にして設定されるのが、一般的である。
特に、ウエハ1の積層ピッチPが15mm以下といった狭い(小さい)場合においては、保持柱73の太さWが積層ピッチPの値よりも小さくなる場合が多くなる。
このように、保持柱73の太さWが積層ピッチPの値よりも小さくなる場合においては、上下のウエハ1、1間へのガスの拡散による供給量は、非常に小さくなる傾向が強くなることが究明された。
そこで、本実施の形態においては、特に、ウエハの積層ピッチPが15mm以下といった狭い場合に、保持柱73Eの太さWを積層ピッチPよりも小さく設定した。
本実施の形態においては、ガスノズル38のガス噴出口39から噴出したガス流は、図10(a)に示された実線矢印Bで示されている通り、狭い保持柱73Eに殆ど影響を受けずに、狭い保持柱73Eの内側エリアに回り込むことにより、ガス不足領域Cを吹き消すように解消ないしは略解消することになる。
このように狭い保持柱73Eによってウエハ1を保持するボート70の場合には、狭い保持柱73Eの近傍エリアにおいてガスの供給が不足する現象が解消ないしは略解消するために、ウエハ1の面内膜厚均一性が改善する。
本実施の形態が前記した第一の実施の形態と異なる点は、図11に示されているように、複数枚のウエハをそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で保持するボート70が、ウエハ1を保持する三本の保持柱73G、73G、73Gと、ウエハ1を保持しない2本の支柱79、79とを備えており、三本の保持柱73G、73G、73Gの太さWおよび2本の支柱79、79の太さW1が細く設定されている点である。
ところで、ウエハ1を所謂3点保持によって安定して保持するために、ボート70は3本の保持柱73、73、73によって構築するのが、一般的である。
そして、ボート70において複数枚のウエハ1を保持する保持柱73は、ウエハ1を保持するとともに、ボート70自体を構築する骨格としての役割も担っているために、保持柱73を細く(狭く)した場合には、機械的強度の低下が問題となる。
したがって、ボート70を3本の保持柱によって構築した場合において、第五の実施の形態のように、保持柱73Eの太さWを狭く(細く)設定することにより、ウエハ面内の膜厚均一性を向上させた場合には、ボート70の機械的強度の低下が問題となる。
さらに、ボート70には製品(IC)となるウエハ1に加えて、複数枚の処理確認モニタ用のウエハ(モニタウエハ)、複数枚の均熱性確保のためのウエハ(サイドウエハ)および支持台に内蔵される断熱板等が搭載されるために、ボート70の機械的強度の低下はより一層問題となる。
本実施の形態においては、ウエハ1を保持する保持柱73Gは太さWが細く設定されているので、第五の実施の形態を示す図10(a)で参照されるように、ガスノズル38のガス噴出口39から噴出したガス流は、細い保持柱73G(73E)に殆ど影響を受けずに、細い保持柱73G(73E)の内側エリアに回り込むことにより、ガス不足領域Cを吹き消すように解消ないしは略解消することになる。
このように細い保持柱73Gによってウエハ1を保持するボート70の場合には、細い保持柱73Gの近傍エリアにおいてガスの供給が不足する現象が解消ないしは略解消するために、ウエハ1の面内膜厚均一性が改善する。
ちなみに、ウエハ面内の膜厚均一性を確保するために、保持柱73Gの太さWと、支柱79の支柱の太さW1は同等に設定することが望ましい。
また、同様の理由から、保持柱73Gの柱形状と、支柱79の柱形状は同等に設定することが望ましい。
他方、本実施の形態においては、3本の保持柱73G、73G、73Gとは別にボート70の骨格を構築する2本の支柱79、79を備えているので、ボート70の機械的強度の低下を補うことができる。
本実施の形態が前記第六の実施の形態と異なる点は、ウエハ1を保持しない支柱79Hが4本設けられている点と、ウエハ1を保持する三本の保持柱73Hおよびウエハ1を保持しない4本の支柱79Hが断面楕円形に形成されている点とである。
本実施の形態においても、前記した第六の実施の形態と同様の作用および効果が奏される。
本実施の形態が前記した第一の実施の形態と異なる点は、図13に示されているように、略正方形角柱形状の保持柱73がウエハ1の中心方向に貫通する通風孔80を備えている点である。
本実施の形態においては、角柱形状の保持柱73がガスノズル38のガス噴出口39に対向した時には、ガス噴出口39から噴出するガスの流れの一部は角柱形状の保持柱73によって妨げられることにより、図13(a)に二点鎖線矢印Aで示されているようになるが、大部分のガスの流れは同じく実線矢印Bで示されている通り、通風孔80を通風することにより、ガス不足領域Cを吹き消すように解消ないしは略解消することになる。
このように通風孔80を有する保持柱73を備えたボート70の場合には、保持柱73の近傍エリアにおいてガスの供給が不足することが解消ないしは略解消するために、ウエハ1の面内膜厚均一性が改善する。
なお、通風孔80は保持柱73の全長にわたって一連に連続するように開設するに限らず、各保持溝74毎に保持溝74内で開口するように断続的に開設してもよい。
比較例は図6に示されたボートを使用した場合であり、本発明は図5(第一の実施の形態)と図9(第四の実施の形態)とを組み合わせたボートを使用した場合である。
膜厚均一性は、(最大膜厚−最小膜厚)/2×平均膜厚×100、で示される。
本実験の条件は次の通りである。
成膜した膜種は窒化シリコン(SiN)、使用したガス種はアンモニア(NH3 )およびジクロロシラン(SiH2 Cl2 )、流量はアンモニアが6slm、ジクロロシランが100cc、処理室内圧力はアンモニアを流す時が0.5torr(約66.5Pa)、ジクロロシランを流す時が3torr(約399Pa)、ボートの回転数は8.6rpmである。
図14(b)に示されている通り、本発明によれば、ウエハ面内の膜厚均一性を比較例に比べて向上させることができる。
この場合には、気化させたテトラキス(N−エチル−N−メチルアミノ)ハフニウム(常温で液体)のハフニウム原料ガスと、オゾンガスとを交互に流すことにより、酸化ハフニウム膜の成膜が実施される。
Claims (1)
- 複数枚の基板をそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で減圧下の処理室に載置し、前記積層方向に延在し多数のガス噴出口を有するガスノズルによって前記基板の側方から処理ガスを供給して、前記基板を回転させながら処理する基板処理装置であって、
前記複数枚の基板をそれぞれ間隔を置いて積層させた状態で保持する保持具を備えており、この保持具を構成する保持柱における前記基板のそれぞれを載置する載置部は、前記処理ガスの噴出方向の下流側部分もしくは上流側部分またはそのいずれにも、前記処理ガスの流れおよび拡散を妨げない整流部を備えている基板処理装置。
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