JP2010132958A

JP2010132958A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2010132958A
Application number: JP2008308921A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Ogura; 慎太郎小倉
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2010-06-17

Abstract

【課題】面内膜厚均一性および面間膜厚均一性を向上させることができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】複数枚のウエハを積層して保持するボート３０を処理室に収容し、各ウエハ間に処理ガスを流して、各ウエハ上に成膜する基板処理装置において、ボート３０に複数個の支持部６７と複数の保持溝６８とを交互に配置し、各支持部６７と各保持溝６８とにウエハとリング５８とをそれぞれ保持する。複数個のリング５８は円形孔５８ａの内径がボート３０の下端から上端へ向かって漸増するようにそれぞれセットする。成膜中に、各段のリングに付着する膜の付着量を次第に漸減させることで、各段のリングの下側にそれぞれ位置したウエハに付着する膜の付着量を次第に漸減できるので、ウエハ相互間膜厚均一性がボートの下端から上端にかけて連続的に悪化する場合についてのウエハ相互間膜厚均一性を改善できる。
【選択図】図６

Description

本発明は、基板処理装置に関する。
例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法において、半導体素子を含む集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に成膜処理を施すのに利用して有効なものに関する。

ＩＣの製造方法においてウエハにＺｒＯ₂膜やＨｆＯ₂膜を形成する基板処理装置としては、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition ）装置がある。例えば、特許文献１参照。
従来のＡＬＤ装置においては、ウエハ外周部膜厚がウエハ中央部膜厚に比べて厚くなり、面内膜厚均一性が悪化してしまう。例えば、特許文献１参照。
そこで、ウエハの真上に円環状部材を配置した状態で、ウエハにＡＬＤ法を実施するＡＬＤ装置が提案されている。このＡＬＤ装置によると、円環状部材にＡＬＤ膜が付着することにより、ウエハ外周辺部に付着するＡＬＤ膜が減少するために、面内膜厚均一性が改善する。

特開２００６−１９０７７０号公報

しかしながら、ウエハの真上に円環状部材を配置した状態で成膜するＡＬＤ装置においては、ウエハ外周辺部膜厚が中央部に比べて薄くなり、面内膜厚均一性が悪化してしまうという問題点があることが究明された。特に、ボートの上端部に保持されたウエハにおいて、その問題点が顕著に見られ、面間膜厚均一性が悪化してしまうという問題点があることが究明された。

本発明の目的は、面内膜厚均一性および面間膜厚均一性を向上させることができる基板処理装置を提供することにある。

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
複数枚の基板を間隔をおいて積層保持する基板保持手段と、
前記複数枚の基板および前記基板保持手段を収容する処理室と、
前記処理室内に収容される前記複数枚の基板の被処理面に対して平行方向に処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記処理室内を排気する排気手段と、
前記処理室内に収容される前記複数枚の基板の被処理面にそれぞれ対向して配置される複数の円環状部材と、を有し、
前記複数の円環状部材の内径のそれぞれは、前記複数枚の基板の積層方向に沿って異なることを特徴とする基板処理装置。

前記手段によれば、面内膜厚均一性および面間膜厚均一性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。

図１は本発明の一実施形態である基板処理装置を示している。
本実施形態に係る基板処理装置は、基板としてのウエハを複数枚一括して処理するバッチ式縦型基板処理装置（以下、基板処理装置という）１０であり、主要部が配置される筺体１２を有する。
筺体１２の正面側にはポッドステージ１４が接続されており、ポッドステージ１４にはＦＯＵＰ（front opening unified pod 。以下、ポッドという。）１６が搬送される。ポッド１６には、例えば２５枚のウエハが収納され、図示しない蓋が閉じられた状態でポッドステージ１４にセットされる。

筺体１２内の正面側であって、ポッドステージ１４に対向する位置には、ポッド搬送装置１８が配置されている。
ポッド搬送装置１８の近傍には、ポッド棚２０、ポッドオープナ２２およびウエハ枚数検知器２４が配置されている。ポッド棚２０はポッドオープナ２２の上方に配置され、ウエハ枚数検知器２４はポッドオープナ２２に隣接して配置される。
ポッド搬送装置１８は、ポッドステージ１４とポッド棚２０とポッドオープナ２２との間でポッド１６を搬送する。ポッドオープナ２２はポッド１６の蓋を開けるものであり、蓋が開けられたポッド１６内のウエハ枚数がウエハ枚数検知器２４により検知される。

筺体１２内には、ウエハ移載機２６、ノッチアライナ２８および基板保持手段としてのボート３０が配置されている。
ウエハ移載機２６は、例えば５枚のウエハを取り出すことができるアーム（ツィーザ）３２を有し、ツィーザ３２を動かすことにより、ポッドオープナ２２の位置に置かれたポッド１６、ノッチアライナ２８およびボート３０間でウエハを搬送する。
ノッチアライナ２８は、ウエハに形成されたノッチまたはオリフラを検出してウエハのノッチまたはオリフラを一定の位置に揃えるものである。
ボート３０は複数枚のウエハを水平姿勢で間隔をあけて多段に保持する。

筺体１２内の背面側上部には図２および図３に示された処理炉４０が配置されている。複数枚のウエハを装填したボート３０が処理炉４０内に搬入され、処理が行われる。

図２および図３に示されているように、処理炉４０は加熱手段であるヒータ２０７を備えている。ヒータ２０７の内側にはウエハ２００を処理する反応容器として反応管２０３が設けられている。反応管２０３の下端にはマニホールド２０９が設けられている。マニホールド２０９は例えばステンレス等によって円筒形状に形成されている。マニホールド２０９と反応管２０３との間には気密部材であるＯリング２２０が介設されており、Ｏリング２２０によって気密が維持されている。マニホールド２０９の下端開口は蓋体であるシールキャップ２１９により気密部材であるＯリング２２０を介して気密に閉塞される。ヒータ２０７、反応管２０３、マニホールド２０９およびシールキャップ２１９は処理室２０１を形成している。
シールキャップ２１９にはボート支持台２１８を介して基板保持手段であるボート３０が立設され、ボート支持台２１８はボートを保持する保持体となっている。ボート３０は処理室２０１に挿入される。ボート３０にはバッチ処理される複数のウエハ２００が、水平姿勢で管軸方向に多段に積載される。ヒータ２０７は処理室２０１に挿入されたウエハ２００を所定の温度に加熱する。

処理室２０１には複数種類、ここでは２種類のガスを供給する供給管としての第一ガス供給管２３２ａおよび第二ガス供給管２３２ｂが設けられている。
第一ガス供給管２３２ａにはキャリアガスを供給する第一キャリアガス供給管２３４ａが、流量制御手段である液体マスフローコントローラ２４０、気化器２４２および開閉弁である第一バルブ２４３ａが上流方向から順に介されて、合流されている。第一キャリアガス供給管２３４ａには流量制御手段である第二マスフローコントローラ２４１ｂおよび開閉弁である第三バルブ２４３ｃが、上流方向から順に設けられている。
第一ガス供給管２３２ａの先端部には第一ノズル２３３ａが接続されており、第一ノズル２３３ａは反応管２０３の側壁とウエハ２００との間における円弧形状の空間に、反応管２０３の下部より上部の側壁にウエハ２００の積層方向に沿って設けられている。第一ノズル２３３ａの側面にはガスを供給する供給口である第一ガス供給孔２４８ａが複数個設けられている。複数個の第一ガス供給孔２４８ａは上流側から下流側まで同一の開口面積で、かつ、同一の開口ピッチで設けられている。

第二ガス供給管２３２ｂにはキャリアガスを供給する第二キャリアガス供給管２３４ｂが、流量制御手段である第一マスフローコントローラ２４１ａ、開閉弁である第二バルブ２４３ｂが上流方向から順に介されて、合流されている。第二キャリアガス供給管２３４ｂには流量制御手段である第三マスフローコントローラ２４１ｃおよび開閉弁である第四バルブ２４３ｄが、上流方向から順に設けられている。
第二ガス供給管２３２ｂの先端部には第二ノズル２３３ｂが接続されており、第二ノズル２３３ｂは反応管２０３の側壁とウエハ２００との間における円弧形状の空間に、反応管２０３の下部より上部の側壁にウエハ２００の積層方向に沿って設けられている。第二ノズル２３３ｂの側面にはガスを供給する供給口である第二ガス供給孔２４８ｂが複数個設けられている。複数個の第二ガス供給孔２４８ｂは上流側から下流側まで同一の開口面積で、かつ、同一の開口ピッチで設けられている。

例えば、第一ガス供給管２３２ａから供給される原料が液体の場合には、第一ガス供給管２３２ａからは、液体マスフローコントローラ２４０、気化器２４２および第一バルブ２４３ａを介して、第一キャリアガス供給管２３４と合流し、さらに、第一ノズル２３３ａを介して処理室２０１内に反応ガスが供給される。
例えば、第一ガス供給管２３２ａから供給される原料が気体の場合には、液体マスフローコントローラ２４０が気体用マスフローコントローラ交換され、気化器２４２は不要となる。
また、第二ガス供給管２３２ｂからは第一マスフローコントローラ２４１ａ、第二バルブ２４３ｂを介して第二キャリアガス供給管２３４ｂが合流し、第二ノズル２３３ｂを介して処理室２０１に反応ガスが供給される。

処理室２０１には排気手段である真空ポンプ２４６が、ガスを排気する排気管であるガス排気管２３１により第五バルブ２４３ｅを介して接続されており、処理室２０１は真空ポンプ２４６によって排気されるようになっている。
なお、第五バルブ２４３ｅは弁を開閉して処理室２０１の排気および排気停止が可能であり、さらに、弁開度を調節して圧力調整可能になっている開閉弁である。

反応管２０３内の中央部には複数枚のウエハ２００を多段に同一間隔で積層して保持するボート３０が設けられており、ボート３０は図示しないボートエレベータ機構により反応管２０３に出入りできるようになっている。
シールキャップ２１９には回転手段であるボート回転機構２６７が設けられており、ボート回転機構２６７はボート支持台２１８に保持されたボート３０を回転させることにより、ウエハ２００面内膜厚分布均一性を向上させる。

制御手段であるコントローラ２８０は、液体マスフローコントローラ２４０、第一〜第三マスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、第一〜第五バルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ、２４３ｅ、ヒータ２０７、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、図示しないボート昇降機構に接続されており、液体マスフローコントローラ２４０、第一〜第三マスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃの流量調整、第一〜第四バルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄの開閉動作、第五バルブ２４３ｅの開閉および圧力調整動作、ヒータ２０７の温度調節、真空ポンプ２４６の起動・停止、ボート回転機構２６７の回転速度調節、ボート昇降機構の昇降動作制御、が行われる。

次に、ＡＬＤ法を用いた成膜処理例について、ＩＣの製造工程の一つである、ＴＥＭＡＺｒ（Ｚａ［ＮＣＨ₃Ｃ₂Ｈ₅］₄：テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム）と、Ｏ₃（オゾン）とを用いたＺｒＯ₂膜、ＴＥＭＡＨｆ（Ｈｆ［ＮＣＨ₃Ｃ₂Ｈ₅］₄：テトラキスエチルメチルアミノハフニウム）とＯ₃とを用いたＨｆＯ₂膜を成膜する例で説明する。

ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition)法の一つであるＡＬＤ法は、ある成膜条件（温度、時間等）の下で、成膜に用いる少なくとも２種類の原料となる反応ガスを１種類ずつ交互にウエハ上に供給し、１原子単位でウエハ上に吸着させ、表面反応を利用して成膜を行う手法である。このとき、膜厚の制御は、反応性ガスを供給するサイクル数で行う。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、２０サイクル行う。

ＡＬＤ法では、例えば、ＺｒＯ₂膜形成の場合、ＴＥＭＡＺｒとＯ₃とを用いて１８０〜２５０℃の低温で高品質の成膜が可能である。

まず、成膜しようとするウエハ２００をボート３０に装填し、処理室２０１に搬入する。ボート３０を処理室２０１に搬入後に、次の３つのステップを順次実行する。

（ステップ１）
第一ガス供給管２３２ａにＴＥＭＡＺｒ、第一キャリアガス供給管２３４ａにキャリアガス（Ｎ₂）を流す。第一ガス供給管２３２ａの第一バルブ２４３ａ、第一キャリアガス供給管２３４ａの第三バルブ２４３ｃおよびガス排気管２３１の第五バルブ２４３ｅを共に開ける。
キャリアガスは第一キャリアガス供給管２３４ａから流れ、第二マスフローコントローラ２４１ｂにより流量調整される。
ＴＥＭＡＺｒは第一ガス供給管２３２ａから流れ、液体マスフローコントローラ２４０により流量調整され、気化器２４２により気化され、流量調整されたキャリアガスを混合し、第一ノズル２３３ａの第一供給孔２４８ａから処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。
このとき、第五バルブ２４３ｅを適正に調整して処理室２０１内の圧力を１０〜３００Ｐａの範囲内の所定の圧力、例えば２５０Ｐａに維持する。液体マスフローコントローラ２４０で制御するＴＥＭＡＺｒの供給量は０．０１〜０．３ｇ／ｍｉｎである。ウエハをＴＥＭＡＺｒガスに晒す時間は３０〜１８０秒間である。このとき、ヒータ２０７の温度はウエハ２００の温度が１８０〜２５０℃の範囲内の所定の温度、例えば２２０℃になるように設定されている。
ＴＥＭＡＺｒを処理室２０１内に供給することにより、ウエハ２００上の下地膜等の表面部分と表面反応（化学吸着）する。

（ステップ２）
第一ガス供給管２３２ａの第一バルブ２４３ａを閉めて、ＴＥＭＡＺｒの供給を停止する。このとき、ガス排気管２３１の第五バルブ２４３ｅは開いたままにし、処理室２０１を２０Ｐａ以下になるまで真空ポンプ２４６により排気し、残留ＴＥＭＡＺｒガスを処理室２０１内から排除する。このとき、Ｎ₂等の不活性ガスを処理室２０１内に供給すると、残留ＴＥＭＡＺｒガスを排除する効果がさらに高まる。

（ステップ３）
第二ガス供給管２３２ｂにＯ₃を流し、第二キャリアガス供給管２３４ｂにキャリアガス（Ｎ₂）を流す。第二ガス供給管２３２ｂの第二バルブ２４３ｂ、第二キャリアガス供給管２３４ｂの第四バブル２４３ｄを共に開ける。
キャリアガスは第二キャリアガス供給管２３４ｂから流れ、第二マスフローコントローラ２４１ｂにより流量調整される。
Ｏ₃ガスは第二ガス供給管２３２ｂから流れ、第二マスフローコントローラ２４１ｂにより流量調整され、流量調整されたキャリアガスを混合し、第二ノズル２３３ｂの第二供給孔２４８ｂから処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。
このとき、第五バルブ２４３ｅを適正に調整して処理室２０１内の圧力を１０〜３００Ｐａの範囲内の所定の圧力、例えば２０Ｐａに維持する。ウエハ２００をＯ₃ガスに晒す時間は１０〜１２０秒間である。このとき、ヒータ２０７の温度はウエハ２００の温度が１８０〜２５０℃の範囲内の所定の温度、例えば２２０℃になるように設定する。
Ｏ₃の供給により、ウエハ２００の表面に化学吸着したＴＥＭＡＺｒとＯ₃とが表面反応して、ウエハ２００上にＺｒＯ₂膜が成膜される。
成膜後に、第二ガス供給管２３２ｂの第二バルブ２４３ｂおよび第二キャリアガス供給管２３４ｂの第四バルブ２４３ｄを閉じ、処理室２０１内を真空ポンプ２４６により排気し、残留するＯ₃ガスの成膜に寄与した後のガスを排除する。
この時にはＮ₂等の不活性ガスを処理室２０１に供給すると、残留するＯ₃の成膜に寄与した後のガスを処理室２０１から排除する効果が高まる。

以上のステップ１〜３を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、ウエハ２００上に所定膜厚のＴＥＭＡＺｒ膜を成膜することができる。

以下、本発明の特徴であるボート３０を、図４〜図８について詳述する。
図４に示されているように、本実施形態に係るボート３０は本体部５７を備えており、本体部５７は石英（ＳｉＯ₂）によって形成されている。本体部５７は、円板形状の上板６１と、円板形状の下板６３と、上板６１と下板６３とを接続する３本の支柱６５と、３本の支柱６５から水平に延びた複数の支持部６７とを備えている。
３本の支柱６５、６５、６５は互いに９０度ずつ隔てて配置されている。すなわち、ツィーザ３２が挿入される側に２本の支柱６５、６５が１８０度隔てて配置され、ツィーザ３２の反挿入側に１本の支柱６５が配置されている。
支柱６５から水平に延びた支持部６７は、支柱６５に対して垂直方向に等間隔に配置されている。３本の支柱６５、６５、６５の同一段の３個の支持部６７、６７、６７は同一水平面内に位置しており、それらの上面においてウエハ２００の下面と接触することにより、ウエハ２００を水平に支持する。

３本の支柱６５、６５、６５には複数の保持溝６８がそれぞれ形成されている。３本の支柱６５、６５、６５にそれぞれ形成された保持溝６８、６８、６８は、支柱６５に対して垂直方向に等間隔にそれぞれ配置されており、３本の支柱６５、６５、６５の同一段の３個の保持溝６８、６８、６８は同一水平面内に位置している。各保持溝６８と各支持部６７とは交互になるように配置されている。

同一段の保持溝６８、６８、６８には円環状部材（以下、リングという）５８が、その周縁部が挿入されて水平に保持される。
リング５８は石英が使用されて円環状に形成されている。すなわち、リング５８は円板形状に形成されており、円形孔５８ａが中央部に同心円に形成されている。リング５８の垂直方向の厚さは、保持溝６８に挿入可能な寸法に設定されている。
リング５８の材質は、耐熱性やコストおよび加工の容易さから、本体部５７と同じ石英とすることが好ましいが、表面をＣＶＤ法のような方法によって表面処理することにより、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜や炭化シリコン（ＳｉＣ）膜等を形成することができる。

ところで、ボート３０の各段の支持部６７にウエハ２００をそれぞれ支持させた状態で、前述したＡＬＤ法を実施すると、図５（ａ）に示されているように、形成された膜７０のウエハ周辺部膜厚がウエハ中央部膜厚に比べて厚くなり、面内膜厚均一性が悪化してしまう。

そこで、図５（ｂ）に示されているように、交互に配置された各支持部６７と各保持溝６８とにウエハ２００とリング５８とをそれぞれ保持して、前述したＡＬＤ法を実施すると、各リング５８にＡＬＤ膜が付着することにより、ウエハ２００周辺部に付着するＡＬＤ膜が減少するために、図５（ｂ）に示されているように、面内膜厚均一性が改善することができる。

しかしながら、ウエハ２００の真上にリング５８を配置した状態でＡＬＤ法を実施すると、ボート３０の上端部に保持されたウエハ２００と中央部および下端部に保持されたウエハ２００との間同士の面間（ウエハ相互間）膜厚均一性が悪化してしまうという問題点、があることが究明された。
さらに、ボート３０の下端から上端にかけて連続的に中央部膜厚が厚くなる場合と、ボート３０の下端から中央にかけてはウエハ相互間膜厚分布均一性に変化がなく、中央から上端にかけてウエハ相互間膜厚分布均一性が悪化してしまう場合とがあることも、究明された。

そこで、ウエハ相互間膜厚均一性がボート３０の下端から上端にかけて連続的に悪化する場合には、図６に示されているように、複数個のリング５８をボート３０の各段の保持溝６８に、円形孔５８ａの内径が下端から上端へ向かって漸増するようにそれぞれセットする。すなわち、複数個のリング５８の円形孔５８ａは、その内径がボート３０の下端から上端へ向かって次第に大きくなるようにそれぞれ形成されている。
円形孔５８ａの内径が下端から上端にむかって漸増する複数個のリング５８をボート３０にセットすることにより、前述したＡＬＤ法の実施中に、各段のリング５８に付着する膜の付着量を次第に漸減させることができるので、各段のリング５８の下側にそれぞれ位置する各段のウエハ２００に付着する膜７０の付着量を次第に漸減させることができる。つまり、ウエハ相互間膜厚均一性がボート３０の下端から上端にかけて連続的に悪化する場合についてのウエハ相互間膜厚均一性を改善することができる。

ボート３０の下端から中央にかけてはウエハ相互間膜厚分布均一性に変化がなく、中央から上端にかけてウエハ相互間膜厚分布均一性が悪化してしまう場合には、図７に示されているように、複数個のリング５８をボート３０の各段の保持溝６８に、円形孔５８ａの内径が下端から中央にかけては一定となり、かつ、中央から上端へ向かって漸増するようにそれぞれセットする。すなわち、複数個のリング５８の円形孔５８ａは、その内径がボート３０の下端から中央にかけては同一であるが、中央から上端にかけては上端へ向かって次第に大きくなるようにそれぞれ形成されている。
このように複数個のリング５８をボート３０にセットすることにより、ＡＬＤ法の実施中に、下端から中央にかけての各段のリング５８に付着する膜の付着量を一定に維持することができるので、下端から中央にかけての各段の支持部６７に支持されたウエハ２００に付着する膜７０の面間膜厚均一性を良好に維持することができ、かつまた、中央から上端にかけては各段のリング５８に付着する膜の付着量を次第に漸減させることができるので、中央から上端にかけての各段の支持部６７に保持されたウエハ２００に付着する膜７０の付着量を次第に漸減させることができる。つまり、ボート３０の下端から中央にかけてはウエハ相互間膜厚分布均一性に変化がなく、中央から上端にかけてウエハ相互間膜厚分布均一性が悪化してしまう場合ついてのウエハ相互間膜厚均一性を改善することができる。

リング円形孔内径変更によるウエハ相互間膜厚均一性改善効果を検証するために、膜厚予測値を算出した。その算出方法は、まず、図８に示されているように、円形孔内径を変更したリングをボートに装着し、ＨｆＯ₂膜をウエハ上に成膜し、その周辺部膜厚変動率を求めた。
その求めた膜厚変動率をＺｒＯ₂膜にも適用し、ＺｒＯ₂膜の周辺部膜厚変動率を算出した。その結果が図９に示されている。
図８によれば、リング内径を５ｍｍ広げることにより０．６％の膜厚改善効果があり、リング内径を１０ｍｍ広げることにより０．７％の膜厚改善効果があることが、判る。

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。

1) ボートに複数個の支持部と複数の保持溝とを交互に配置し、各支持部と各保持溝とにウエハとリングとをそれぞれ保持してＡＬＤ法を実施することにより、各ウエハの真上の各リングにＡＬＤ膜を付着させることで、リングの真下に位置したウエハの周辺部に付着するＡＬＤ膜を減少させることができるので、ウエハ面内膜厚均一性を改善することができる。

2) ボートに複数個のリングを円形孔の内径が下端から上端へ向かって漸増するようにそれぞれセットすることにより、ＡＬＤ法の実施中に、各段のリングに付着する膜の付着量を次第に漸減させることで、各段のリングの下側にそれぞれ位置したウエハに付着する膜の付着量を次第に漸減させることができるので、ウエハ相互間膜厚均一性がボートの下端から上端にかけて連続的に悪化する場合についてのウエハ相互間膜厚均一性を改善することができる。

3) ボートに複数個のリングを、円形孔の内径が下端から中央かけては一定となり、かつ、中央から上端へ向かって漸増するようにそれぞれセットすることにより、ＡＬＤ法の実施中に、下端から中央にかけての各段のリングに付着する膜の付着量を一定に維持することで、下端から中央にかけての各段のリングの真下に位置したウエハ相互間膜厚均一性を良好に維持することができ、かつまた、中央から上端にかけては各段のリングに付着する膜の付着量を次第に漸減させることで、中央から上端にかけての各段のリングの真下に位置したウエハに付着する膜の付着量を次第に漸減させることができるので、ボートの下端から中央にかけてはウエハ相互間膜厚分布均一性に変化がなく、中央から上端にかけてウエハ相互間膜厚分布均一性が悪化してしまう場合ついてのウエハ相互間膜厚均一性を改善することができる。

4) ボートに保持溝を設けリングを着脱自在に保持可能に構成することにより、リングの仕様変更や交換および修理等に容易に対処することができるので、ボートのイニシャルコストおよびランニングコストを低減することができるとともに、基板処理装置の稼働休止時間を短縮することができる。

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。

例えば、円環状部材の形状（円形孔の内径や厚さ等）は、適宜に設計変更することができる。

本発明は、ＣＶＤ装置、酸化装置、拡散装置およ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。

本発明は、半導体ウエハに限らず、液晶パネル、磁気ディスク、光ディスク等の基板全般について適用することができる。

本発明の好ましい態様を付記する。
（１）複数枚の基板を間隔をおいて積層保持する基板保持手段と、
前記複数枚の基板および前記基板保持手段を収容する処理室と、
前記処理室内に収容される前記複数枚の基板の被処理面に対して平行方向に処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記処理室内を排気する排気手段と、
前記処理室内に収容される前記複数枚の基板の被処理面にそれぞれ対向して配置される複数の円環状部材と、を有し、
前記複数の円環状部材の内径のそれぞれは、前記複数枚の基板の積層方向に沿って異なることを特徴とする基板処理装置。
（２）前記ガス供給手段が前記処理室内に前記基板の積層方向に沿って立設されているとともに、複数のガス供給孔を有するガスノズルを備えており、
前記円環状部材の内径は、前記処理ガスの上流側から下流側へ連続的に広くなることを特徴とする前記（１）の基板処理装置。
（３）前記ガス供給手段が前記処理室内に前記基板の積層方向に沿って立設されているとともに、複数のガス供給孔を有するガスノズルを備えており、
前記円環状部材の内径は、前記処理ガスの下部から上部へ連続的に広くなることを特徴とする前記（１）の基板処理装置。
（４）前記ガス供給手段が前記処理室内に前記基板の積層方向に沿って立設されているとともに、複数のガス供給孔を有するガスノズルを備えており、
前記円環状部材の内径は、前記処理ガスの上流から中流に対応する位置では一定であり、前記処理ガスの中流から下流へ連続的に広くなることを特徴とする前記（１）の基板処理装置。
（５）前記ガス供給手段が前記処理室内に前記基板の積層方向に沿って立設されているとともに、複数のガス供給孔を有するガスノズルを備えており、
前記円環状部材の内径は、前記処理ガスの下端から中央部まで一定であり、前記処理ガスの中央部から上端へ連続的に広くなることを特徴とする前記（１）の基板処理装置。
（６）処理室と、その処理室を加熱する加熱手段と、前記処理室に処理ガスを供給する供給手段と、前記処理室を排気する排気手段と、基板間に配置された膜付着手段である円環状部材を備えた基板保持手段と、を有し、前記円環状部材を着脱可能としたことを特徴とする基板処理装置。
（７）前記基板保持手段の前記基板間に配置された前記円環状部材の形状が、変形されていることを特徴とする前記（６）の基板処理装置。
（８）前記円環状部材の形状が、前記基板保持手段の上下方向において変更されていることを特徴とする前記（７）の基板処理装置。

本発明の一実施形態である基板処理装置を示す一部省略斜視図である。その処理炉を示す縦断面図である。同じく横断面図である。本発明の一実施形態に係るボートを示す斜視図である。面内膜厚分布を示すウエハ部分の各詳細図であり、（ａ）はリング無しの場合を示しており、（ｂ）はリング有りの場合を示している。ボートに円形孔内径が下端から上端へ向かって漸増するリングを配置した実施形態を示す斜視図である。ボートに円形孔内径が下端から中央かけては一定で、中央から上端へ向かって漸増するリングを配置した実施形態を示す斜視図である。ＨｆＯ₂膜をウエハ上に成膜し周辺部膜厚変動率を求めたグラフである。ＺｒＯ₂膜をウエハ上に成膜し周辺部膜厚変動率を求めたグラフである。

符号の説明

３０ボート（基板保持手段）
５７本体部
５８リング（円環状部材）
６１上板
６３下板
６５支柱
６７支持部
６８保持溝
７０膜

Claims

複数枚の基板を間隔をおいて積層保持する基板保持手段と、
前記複数枚の基板および前記基板保持手段を収容する処理室と、
前記処理室内に収容される前記複数枚の基板の被処理面に対して平行方向に処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記処理室内を排気する排気手段と、
前記処理室内に収容される前記複数枚の基板の被処理面にそれぞれ対向して配置される複数の円環状部材と、を有し、
前記複数の円環状部材の内径のそれぞれは、前記複数枚の基板の積層方向に沿って異なることを特徴とする基板処理装置。