JP2014060403A - Substrate holder and wafer support method - Google Patents
Substrate holder and wafer support method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014060403A JP2014060403A JP2013197248A JP2013197248A JP2014060403A JP 2014060403 A JP2014060403 A JP 2014060403A JP 2013197248 A JP2013197248 A JP 2013197248A JP 2013197248 A JP2013197248 A JP 2013197248A JP 2014060403 A JP2014060403 A JP 2014060403A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- wafer
- substrate
- quartz boat
- boat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
Description
本発明は、基板を処理する基板処理装置、及びこの装置を用いた基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate, and a substrate processing method using the apparatus.
従来、半導体ウエハ上にSiO2、Poly−Si、またはSi3N4等からなる薄膜を成膜する場合には、薄膜材料を含有する反応性ガスをウエハ表面に供給して反応させるCVD法が主に用いられる。図7に、ウエハ表面に薄膜を形成する際に使用される従来のCVD装置10の構成を模式的に示す。CVD装置10では、複数のウエハ80を水平に等間隔で搭載した石英ボート70がコントローラ40からの命令に従ってローディング装置60によって石英反応管20内に収容される。石英ボート70が石英反応管20内に収容されると、炉口キャップ61と炉口部23とが密着することにより、ウエハ80が石英反応管20内に密閉されて外気から遮断される。その後、石英反応管20の内部はコントローラ40からの命令を受信した加熱用ヒータ30によって所定の温度に維持され、ここにコントローラ40からの命令を受信したガスシステム50からガス導入ポート21を介して石英反応管20内に原料ガスが導入される。石英反応管20内に導入された原料ガスは、石英反応管20内における対流や拡散によってウエハ80の表面に到達し、そこで反応して薄膜を形成する。そして、薄膜形成時に生成した副産物や未反応ガスは、キャリアガスと共に、石英反応管20から排気ポート22を介して排気される。
Conventionally, when a thin film made of SiO 2 , Poly-Si, Si 3 N 4 or the like is formed on a semiconductor wafer, there is a CVD method in which a reactive gas containing a thin film material is supplied to the wafer surface for reaction. Used mainly. FIG. 7 schematically shows a configuration of a
ここで、CVD装置10において、石英反応管20の下部に設けられたガス導入ポート21から石英反応管20内に導入された原料ガスは、石英反応管20内の対流によって上昇しながら周囲に拡散していく。そのため、石英反応管20の天井付近では、原料ガスの濃度が低くなって成膜速度が低下したり、ウエハ80間の間隙では、原料ガスが十分に拡散できずにその濃度が不均一になっていたりしていた。このような原料ガスに関する石英反応管20内での部分的な濃淡を軽減するために、ガス導入ポート21に石英反応管20の天井付近にまで達するノズルを取り付けたり、薄膜形成中に石英ボート70を回転させたりしていた。また、特許文献1では、石英ボートにウエハを位置決めするための位置決め機構を設けて、この位置決め機構に当接するようにウエハを所定の角度だけ傾斜させていた。
Here, in the
しかしながら、このようにガス導入ポート21に石英反応管20の天井付近にまで達するノズルを取り付けたり、薄膜形成中に石英ボート70を回転させたり、石英ボートに位置決め機構を設けてウエハを所定の角度だけ傾斜させたりしても、石英ボートに搭載されたウエハ間の間隙では、原料ガスが対流と拡散によって広がっていくことに変わりはないため、原料ガスの濃度の不均一性の問題が十分に解決されたとは言えなかった。
However, the nozzle that reaches the vicinity of the ceiling of the
本発明の目的は、複数の基板を同時に表面処理する場合に、全ての基板の表面を均一に処理できる基板処理装置及び基板処理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 substrate processing method capable of uniformly processing the surfaces of all the substrates when simultaneously surface-treating a plurality of substrates.
本発明の一態様によれば、複数の基板を傾斜させて、かつ、間隔をあけて保持する基板保持具と、前記基板間の間隔よりも狭い間隔で設置された複数のガス導入口と、を備える基板処理装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a substrate holder that tilts and holds a plurality of substrates at an interval, a plurality of gas inlets that are installed at intervals narrower than the interval between the substrates, A substrate processing apparatus is provided.
本発明の他の態様によれば、複数の傾斜面を備える基板保持具の前記傾斜面に基板を配置する基板配置工程と、前記傾斜面に配置された前記基板に、前記傾斜面間の間隔よりも狭い間隔で設置された複数のガス導入口からガスを供給することにより、前記基板の表面を処理する基板表面処理工程と、を有する基板処理方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a substrate disposing step of disposing a substrate on the inclined surface of a substrate holder having a plurality of inclined surfaces, and an interval between the inclined surfaces on the substrate disposed on the inclined surface. There is provided a substrate processing method including a substrate surface processing step of processing the surface of the substrate by supplying gas from a plurality of gas introduction ports installed at narrower intervals.
本発明にかかる基板処理装置及び基板処理方法によれば、基板間の間隔よりも狭い間隔で設置された複数のガス導入口から基板にガスが供給されるため、ガスが基板間の全ての間隙に確実に供給される。また、基板保持具が複数の基板を傾斜させて、かつ、間隔をあけて保持するため、ガス導入口から噴出されたガスの気流が基板の表面に衝突してその向きを変えたり拡散したりする。したがって、本発明に係る基板処理装置及び基板処理方法によれば、全ての基板の表面を均一に処理することができる。 According to the substrate processing apparatus and the substrate processing method according to the present invention, the gas is supplied to the substrate from the plurality of gas inlets installed at intervals narrower than the interval between the substrates. Surely supplied. In addition, since the substrate holder tilts and holds a plurality of substrates at an interval, the gas stream ejected from the gas inlet collides with the surface of the substrate and changes its direction or diffuses. To do. Therefore, according to the substrate processing apparatus and the substrate processing method of the present invention, the surfaces of all the substrates can be processed uniformly.
<本発明の一実施形態>
以下、本発明の一実施形態を図面に即して説明する。
<One Embodiment of the Present Invention>
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1)本実施形態に係る基板処理装置100の構成
本実施形態に係る基板処理装置100は、図1に示すように、気密室構造に構築されており、その内部にポッドステージ110、ポッド111、ポッドオープナ113、移載ロボット115、石英ボート120、キャップ部121、フランジ122、石英ボート回転装置123、駆動装置130、アーム131、ガスユニット140、反応管150、均熱管160、加熱用ヒータ161、及びコントローラ170を備えている。ポッド111は、未処理または処理済の複数のウエハ112をその内部に密閉して格納するキャリアである。また、ポッド111はウエハ112を格納したり取り出したりするための開口部を備えており、この開口部に密閉ドアが嵌め込まれることによってポッド111は密閉される。
(1) Configuration of the
基板処理装置100は、未処理のウエハ112を格納したポッド111を搬入したり処理済のウエハ112を格納したポッド111を搬出したりするためのポッド出し入れ口(図示せず)をポッドステージ110の近傍に備えている。このポッド出し入れ口を介して基板処理装置100に搬入されたポッド111は、ポッドステージ110上に配置される。ポッドステージ110上に配置されたポッド111は、コントローラ170からの命令を受信したポッドオープナ113によって密閉ドアの鍵を解除された後に、ポッドオープナ113がこの密閉ドアを保持したまま移動することによって開放される。ポッド111が開放された後には、コントローラ170からの命令を受信した移載ロボット115が、ポッド111に格納されている未処理の複数のウエハ112を石英ボート120に順に搭載していく。石英ボート120に搭載すべきウエハ112の枚数がポッド111に格納されているウエハ112の枚数よりも多い場合は、石英ボート120に所定枚数のウエハ112が搭載されるまで、ポッドステージ110上のポッド111を取り替えながら移載ロボット115による搭載作業が繰り返される。石英ボート120に所定枚数のウエハ112が搭載されると、コントローラ170からの命令に従って駆動装置130が作動してアーム131を鉛直方向に引き上げる。アーム131はフランジ122に固定されているため、駆動装置130の作動によって石英ボート120、キャップ部121、フランジ122、及び石英ボート回転装置123が引き上げられて、最終的に石英ボート120が反応管150内に収容される。石英ボート120が反応管150内に収容されている間は、反応管150の底部にあるフランジ154とフランジ122は密着している。
The
石英ボート120は、反応管150の底部を構成するフランジ154の開口部の直下に配置されている。キャップ部121は、その上面に石英ボート120を保持するための凹みを有しており、フランジ122を介して石英ボート回転装置123に連結されている。石英ボート回転装置123は、コントローラ170からの命令に従ってキャップ部121を回転させる。なお、フランジ122は軸受け構造を有しているため、キャップ部121が回転してもフランジ122は回転しない。反応管150は、熱伝導率の高い材料からなる均熱管160と、均熱管160のさらに外側に設置された加熱用ヒータ161と、に囲まれている。加熱用ヒータ161は、コントローラ170からの命令に従って予めまたは石英ボート120が反応管150内に収容された時に、均熱管160を介して反応管150全体を外部から均等に加熱する。
The
石英ボート120が反応管150内に収容された後に、コントローラ170からの命令を受信したガスユニット140は、薄膜材料を含有する反応性ガス(以下、「原料ガス」と称する場合がある)をガスノズル141から反応管150内に導入する。反応管150内に導入された原料ガスは、反応管150の唯一の排気口である排気ポート145に向かって流れながら加熱用ヒータ161による加熱によって化学反応する。そして、ウエハ112の表面やその近傍で原料ガスが化学反応することにより、ウエハ112の表面で結晶が生成して成長したりその表面に反応生成物が付着したりする。その結果、ウエハ112の表面に薄膜が形成される。なお、石英ボート120は、ガスノズル141から原料ガスが反応管150内に導入されている間は、常に回転している。
After the
ウエハ112の表面に形成された薄膜が所望の厚さに成長した時には、コントローラ170からの命令に従って、石英ボート回転装置123が石英ボート120の回転を止め、ガスユニット140が反応管150への原料ガスの導入を停止し、加熱用ヒータ161が反応管150への加熱を停止する。その後、駆動装置130がコントローラ170からの命令に従ってアーム131を下降させることにより、ウエハ112を搭載した時の高さにまで石英ボート120が降ろされる。そして、コントローラ170からの命令に従って、移載ロボット115が処理済のウエハ112をポッド111に所定枚数格納する。その後、コントローラ170からの命令を受信したポッドオープナ113が、保持しているポッド111の密閉ドアをポッド111の開口部に嵌入して施錠することによってポッド111を密閉する。このようにして密閉されたポッド111は、図示しないポッド出し入れ口から基板処理装置100の外部に搬出される。
When the thin film formed on the surface of the
石英ボート120は、図2に示すように、天板124、4本の支柱125、隣り合う2本の支柱125に取り付けられた複数の爪126、及び底板128を備えている。4本の支柱125は全て、天板124と底板128に固定されている。4本の支柱125の外周面上における天板124の中心側の部分には、図2に示すように、水平方向に対する角度がXである一定幅の傾斜溝129が等間隔で複数設けられている。また、図2における左側の2本の支柱125には、爪126が上下の傾斜溝129の間に左側に張り出して取り付けられている。爪126は、水平方向に対する角度がXとなるように、支柱125の上下の傾斜溝129の間に取り付けられている。そのため、爪126の上面と傾斜溝129の底面とは、同一平面を構成している。また、図2(a)の爪126における天板124の外周側の部分には、上向きに突出した突起部127が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
ウエハ112の径が大きい場合、ウエハ112自身の重みによる撓みが発生する。従来のような水平保持では、ウエハ112の撓みによる熱応力歪みや、スリップ、割れ等が発生しやすく、複数枚の処理においては不利であった。これを解決する方法として、本方式のような角度Xを設け、ウエハ112自身の重みによる撓みを発生させにくくさせ、ウエハ112の熱応力を緩和させ、スリップなどの発生を抑制するようにしている。なお、上述の角度Xは、ウエハ112の厚みにより異なるが、例えば0°以上45°以下の範囲内とすることができる。
When the diameter of the
移載ロボット115によって石英ボート120に搭載されたウエハ112は、図2に示すように、傾斜溝129の底面、爪126の上面、及び突起部127によって支持されている。そのため、石英ボート120に搭載されたウエハ112は、水平方向に対して角度Xを有することになる。しかし、ウエハ112は、その外周面で突起部127と接しているため、石英ボート120から落下することはない。このように、石英ボート120はウエハ112を傾斜させるとともにその傾斜方向の下端で突起部127によって支持しているため、石英ボート120が駆動装置130による昇降や石英ボート回転装置123による回転に由来する振動や衝撃を受けても、ウエハ112は石英ボート120から落下したりその搭載位置がずれたりすることはない。
As shown in FIG. 2, the
反応管150は、図3に示すように、ガスユニット140に連結されたガスノズル141、排気ポート145、内壁151、外殻152、フランジ153、154、及び2枚の仕切板155を備えている。反応管150は、外殻152とその内部を仕切る内壁151とで構成される二重管構造を有している。なお、図3は、反応管150をフランジ153の位置で上部と下部に2分割した場合におけるその上部の構成のみを示している。外殻152の上端は丸く閉じており、一方でその下端には内壁151の内径と同じ大きさの内径の開口部を有するフランジ154が取り付けられている。フランジ154の開口部の直下には石英ボート120が配置されており、この開口部を介して石英ボート120が反応管150に収容されたり引き出されたりする。フランジ153は、外殻152の外径と同じ大きさの内径の開口部を有するドーナツ板形状であり、この開口部に外殻152を挿入されて外殻152の外周面に固着している。フランジ153とフランジ154の間の反応管150の下部には、ガスノズル141と排気ポート145が向かい合うように設置されている。
As shown in FIG. 3, the
内壁151は、外殻152の天井、2枚の仕切板155、及びフランジ154の開口部に隙間なく接合されている。同様に、2枚の仕切板155は、内壁151、外殻152の天井、及びフランジ154に隙間なく接合されている。そのため、反応管150の内部は、内壁151及び2枚の仕切板155により、ガスノズル141が存在する空間であるガス導入路156、石英ボート120が収容される空間であるボート収容室143、及び排気ポート145が存在する空間である排気路159に分割されている。
The
内壁151は、図3に示すように、ガス導入路156とボート収容室143を連通する貫通孔である複数のガス導入口157、ならびにボート収容室143と排気路159を連通する貫通孔である複数の排気口158を備えている。したがって、ガスノズル141からガス導入路156に供給された原料ガスは、ガス導入口157を介してボート収容室143に導入される。次いで、ボート収容室143で化学反応することによってウエハ112の表面に薄膜を形成する。次いで、排気口158を介して排気路159に流れ込む。最後に、排気ポート145から反応管150の外部へ排気される。
As shown in FIG. 3, the
内壁151に設けられたガス導入口157間の間隔は、図4に示すように、石英ボート120に搭載されたウエハ112間の間隔よりも狭くなっている。ガス導入口157間の間隔がウエハ112間の間隔よりも狭いことにより、石英ボート120に搭載されたウエハ112間の間隙の全てに原料ガスが確実に供給されるようになる。
As shown in FIG. 4, the interval between the
ガス導入口157からボート収容室143内に導入された原料ガスは、主に水平方向に向かう気流となってウエハ112の表面に衝突する。ウエハ112の表面に衝突した原料ガスは、その衝突によって気流の向きを変えたり拡散したりする。そのため、ウエハ112の下面に衝突した原料ガスは、図4(a)に示すようにその向きを変えて下隣のウエハ112の上面に衝突したりウエハ112の下面に沿って拡散したりする。また、ガス導入口157から原料ガスが導入されている間は、石英ボート120が回転しているため、反応管150の内部の状態は、図4(a)の状態から180°回転して図4(b)の状態に周期的に変化する。図4(b)の状態になった時には、ガス導入口157からボート収容室143内に導入された原料ガスは、ウエハ112の上面に衝突することになる。そのため、図4(a)の状態と図4(b)の状態では、ウエハ112間の間隙における原料ガスの気流が全く異なっている。さらに、石英ボート120が回転することにより、石英ボート120及びウエハ112が撹拌器として機能するため、ウエハ112の表面に薄膜を形成している間は、ウエハ112間の間隙における原料ガスの気流は複雑に変化し続ける。
The source gas introduced into the
このように、本実施形態では、原料ガスがウエハ112の表面に衝突した後にその気流が変化したり拡散したりする上に、石英ボート120の回転によって原料ガスの気流や拡散状態が複雑に変化し続けることから、ウエハ112間の間隙において原料ガスの濃淡が生じ難くなる。その結果、本実施形態によれば、複数のウエハ112の表面に同時に均一な薄膜を形成することができる。したがって、一般的にはウエハ112が大きくなるほど原料ガスの濃淡が生じ易くなって不均一な薄膜が形成され易くなるが、本実施形態によれば、ウエハ112が大きくなってもその表面に均一な薄膜を形成することができる。
As described above, in this embodiment, the source gas changes or diffuses after the source gas collides with the surface of the
(2)基板処理装置100の動作
ここで、基板処理装置100の動作すなわち基板処理装置100においてウエハ112の表面に薄膜を形成する各成膜工程について、順を追って説明する。
(2) Operation of
先ず、ポッドステージ110上に配置されたポッド111に格納されている複数枚の未処理のウエハ112が、コントローラ170からの命令を受信した移載ロボット115により、石英ボート120に所定枚数搭載される。このとき、ウエハ112は、支柱125の外周面に設けられた傾斜溝129の底面、傾斜溝129と同じ傾斜角度を有する爪126の上面、及び爪126の一部である突起部127に接するように配置される。なお、ポッド111に格納されているウエハ112の枚数が石英ボート120に搭載すべきウエハ112の枚数に満たない場合は、ポッドステージ110上のポッド111を別のポッド111に入れ替えて、所定枚数に達するまで、移載ロボット115によるウエハ112の搭載作業が継続される。
First, a plurality of
次いで、コントローラ170からの命令を受信した駆動装置130がアーム131を鉛直方向に引き上げることにより、石英ボート120がボート収容室143に収容される。石英ボート120がボート収容室143に収容された後は、フランジ122と排気ポート145が密着するため、反応管150内への通気経路は、ガスノズル141及び排気ポート145のみとなる。
Next, the driving
次いで、コントローラ170からの命令を受信したガスユニット140が、ガスノズル141からガス導入路156に原料ガスを供給する。原料ガスがガス導入路156内に充満すると、ガス導入路156とボート収容室143とに圧力差が生じるため、原料ガスがガス導入路156からガス導入口157を介してボート収容室143に導入される。このとき、ガス導入口157間の間隔は石英ボート120におけるウエハ112間の間隔よりも狭いため、ガス導入口157からボート収容室143に導入された原料ガスは、全てのウエハ112間の間隙に確実に入り込むことができる。また、石英ボート120におけるウエハ112の傾きとガス導入口157から噴出した原料ガスの噴出方向とが非平行であるため、ガス導入口157から噴出された原料ガスは、ウエハ112間の間隙において、ウエハ112の表面と衝突してその気流の向きを変えたり拡散したりする。これにより、ウエハ112間の間隙における原料ガスの濃度の均一性が改善される。
Next, the
次いで、ガスノズル141からガス導入路156に原料ガスが供給されると、コントローラ170からの命令を受信した石英ボート回転装置123が石英ボート120を回転させる。この石英ボート120の回転により、石英ボート120の表面とガス導入口157から噴出された原料ガスとの衝突状態が変化する上に、石英ボート120及びウエハ112が撹拌器として機能するため、ウエハ112間の間隙における原料ガスの均一性が一層良くなる。
Next, when the source gas is supplied from the
次いで、石英ボート120におけるウエハ112間の間隙に供給された原料ガスは、加熱用ヒータ161からの加熱によって化学反応してウエハ112の表面に薄膜を形成する。そして、原料ガス中の未反応ガス、副生成物、及びキャリアガスは、ガス導入口157から新たに供給される原料ガスによってボート収容室143から排気口158を介して排気路159に押し出される。そして、排気路159に押し出された前記ガスは、排気ポート145から反応管150の外部に排気される。
Next, the source gas supplied to the gap between the
次いで、所定時間が経過した後に、コントローラ170からの命令に従って、ガスユニット140がガスノズル141からガス導入路156への原料ガスの供給を停止し、石英ボート回転装置123がボート収容室143に収容された石英ボート120の回転を止める。これにより、ウエハ112の表面における薄膜成長も停止する。
Next, after a predetermined time has elapsed, the
次いで、コントローラ170からの命令を受信した駆動装置130がアーム131を降下させることにより、石英ボート120がボート収容室143から取り出される。
Next, the driving
次いで、コントローラ170からの命令を受信した移載ロボット115が薄膜形成された処理済のウエハ112をポッド111に格納する。
Next, the
(3)基板処理装置100による効果
本実施形態によれば、以下に示す1つまたはそれ以上の効果を奏する。
(3) Effects of
基板処理装置100によれば、ガス導入口157間の間隔が石英ボート120に搭載されたウエハ112間の間隔よりも狭いため、石英ボート120におけるウエハ112間の全ての間隙に原料ガスが確実に供給される。
According to the
また、基板処理装置100によれば、石英ボート120が複数のウエハ112を傾斜させて、かつ、間隔をあけて保持するため、ウエハ112間の間隙において、原料ガスがウエハ112の表面に衝突した後にその気流の向きを変えて拡散する。したがって、基板処理装置100によれば、ウエハ112間の間隙において、原料ガスの濃淡が生じ難くなる。その結果、基板処理装置100を用いれば、複数のウエハ112の表面に同時に均一な薄膜を形成することができる。
Further, according to the
さらに、基板処理装置100によれば、原料ガスがガス導入口157からボート収容室143に導入されている間は、ボート収容室143において石英ボート120が回転しているため、ウエハ112の表面と原料ガスとの衝突状態が変化し続ける。さらに、石英ボート120の回転によって、石英ボート120及びウエハ112は撹拌器として機能する。これらにより、石英ボート120に搭載されたウエハ112間の間隙において、原料ガスの気流やその拡散状態が複雑に変化し続けるため、原料ガスの均一性が一層改善される。したがって、一般的にはウエハ112が大きくなるほど原料ガスの濃淡が生じ易くなって不均一な薄膜が形成され易くなるが、基板処理装置100を用いれば、ウエハ112が大きくなってもその表面に均一な薄膜を形成することができる。
Furthermore, according to the
さらに、基板処理装置100によれば、石英ボート120がウエハ112を傾斜させて保持するため、ウエハ112が大きくても、石英ボート120に搭載された状態でウエハ112に撓みが生じ難い。したがって、基板処理装置100によって形成された薄膜は、ウエハ112が大きくても、応力が生じ難いために剥離し難い。
Further, according to the
また、基板処理装置100によれば、石英ボート120がウエハ112を傾斜させて保持するため、石英ボート120の昇降や回転によってウエハ112に衝撃や振動が加えられても、ウエハ112は、石英ボート120から落下したりその搭載位置がずれてしまったりすることがない。したがって、基板処理装置100を用いてウエハ112の表面に薄膜を形成すれば、成膜不良によるウエハ112の不良品率を改善することができる。
Further, according to the
<本発明の他の実施形態>
本発明の他の実施形態では、基板処理装置100における石英ボート120の代わりに、図5に示す集合型石英ボート500を用いる。そこで、本実施形態では、基板処理装置100と相違する点のみについて詳細に説明する。
<Other Embodiments of the Present Invention>
In another embodiment of the present invention, a
集合型石英ボート500は、天板504、底板508、回転式ガス導入管510、及び軸受520、521を備えており、さらに天板504と底板508に固定された、石英ボート120から天板124及び底板128を取り除いた構成ユニット(以下、「基板積層部」と称する場合がある)を3組備えている。天板504と底板508の中央には軸受520、521が設置されており、回転式ガス導入管510は軸受520、521に回転自在に挿入されている。回転式ガス導入管510の上端は閉じており、その下端は石英ボート回転装置123に連結されている。また、底板508は、図示しない止金によってフランジ122に掛止されている。そのため、石英ボート回転装置123が作動すれば、回転式ガス導入管510は回転するが、フランジ122に掛止されている底板508は回転しない。つまり、集合型石英ボート500では、回転式ガス導入管510が回転してウエハ112に原料ガスが供給されている間は、天板504、底板508、及び3組の基板積層部は回転しない。
The
回転式ガス導入管510は、中空管であって、その外周面に複数の貫通孔すなわちガス導入口511を備えている。また、本実施形態では、ガスノズル141は、反応管150の下部ではなく、回転式ガス導入管510の下端に連結されている。したがって、本実施形態では、ガスユニット140が作動すると、原料ガスは回転式ガス導入管510の内部を通ってガス導入口511からウエハ112に供給される。
The rotary
ガス導入口511は、図5(b)に示すように、回転式ガス導入管510の外周面に螺旋状に設けられている。このように螺旋状に設けられていれば、原料ガスの供給時に回転式ガス導入管510が回転するため、1枚のウエハ112に対して様々な高さのガス導入口511から原料ガスが供給されることになる。つまり、ガス導入口511が螺旋状に設けられていれば、ガス導入口157間の間隔を狭くした場合と同様の効果が奏される。また、ガス導入口511が螺旋状に設けられていれば、ガス導入口511が特定の高さに集中しないため、回転式ガス導入管510において局所的に強度の低い箇所が生じることは
ない。
As shown in FIG. 5B, the gas inlet 511 is spirally provided on the outer peripheral surface of the rotary
石英ボート120の代わりに集合型石英ボート500を用いれば、原料ガスがガス導入口511からウエハ112に供給されるため、反応管150は二重管構造を有する必要がない。そこで、本実施形態では、反応管150から内壁151及び2枚の仕切板155を取り除くことが好ましい。このようにすれば、反応管150におけるボート収容室143の容積を増やすことができ、反応管150の基板処理能力を高めることができる。さらに、本実施形態では、集合型石英ボート500における3組の基板積層部の近傍にそれぞれ排気ポート145を増設することが好ましい。このようにすれば、ガス導入口511からウエハ112に供給された原料ガスが、反応管150の内部で不要な対流を生じさせることなく、速やかに排気ポート145から排気されるようになる。その結果、排気ポート145を増設すれば、ウエハ112間の間隙において、原料ガスの均一性が悪化することを防止できる。
If the
集合型石英ボート500において、3組の基板積層部は、爪126が取り付けられた隣接する2本の支柱125が天板504の外周側に位置するように天板504及び底板508に固定されている。3組の基板積層部をこのように設置することにより、図5(b)に示すように、ガス導入口511から噴出した原料ガスの噴出方向に対して傾斜角度Xを有するように全てのウエハ112を配置することができ、その結果、この原料ガスをウエハ112の表面に確実に衝突させられるようになる。したがって、集合型石英ボート500を用いれば、3組の基板積層部に搭載された全てのウエハ112の表面に均一な薄膜を同時に形成することができる。
In the
底板508は、ウエハ112の表面に薄膜が形成されている間は、止金によってフランジ122に掛止されているが、移載ロボット115によって集合型石英ボート500にウエハ112を搭載する時には、この止金が外されて自由に回転できるようになる。したがって、集合型石英ボート500は、移載ロボット115によるウエハ112の搭載時に、1つの基板積層部が満載になれば、自身が回転することにより、移載ロボット115に対して空の基板積層部を新たに提供することができる。つまり、集合型石英ボート500によれば、移載ロボット115は、ウエハ112を基板積層部に搭載する位置を変えることなく、全ての基板積層部にウエハ112を搭載することができる。
While the thin plate is formed on the surface of the
<本発明の実施形態の変形例>
本発明は上記の実施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。
<Modification of Embodiment of the Present Invention>
It goes without saying that 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.
上記の一実施形態では、反応管150において、ガス導入路156に供給された原料ガスがガス導入口157からボート収容室143に水平方向に噴出する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば、図6に示すように、ガス導入口157を傾斜させることにより、原料ガスがガス導入口157からボート収容室143に斜め方向に噴出するようにしてもよい。また、内壁151が薄くてガス導入口157を傾斜させても原料ガスの噴出方向が十分に傾斜しない場合は、ガス導入口157の周囲に傾斜させたノズルを取り付けてもよい。ただし、ガス導入口157から噴出した原料ガスがウエハ112の表面と衝突するように、ガス導入口157から噴出する原料ガスの噴出方向すなわちガス導入口157の傾きまたはガス導入口157の周囲に取り付けられたノズルの傾きは、石英ボート120に保持されたウエハ112の傾きと非平行であることが好ましい。また、複数のガス導入口157間の間隔は、複数のウエハ112間の間隔と同じであってもよい。
In the above embodiment, the case where the source gas supplied to the
また、上記の一実施形態では、図3(b)に示すように、ガス導入口157が水平方向に3つ設けられている場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば、ガス導入口157は水平方向に横長のスリットであってもよい。
In the above embodiment, as shown in FIG. 3B, the case where three
また、上記の一実施形態において、ガス導入口157の開口面積がガスノズル141の噴出口からの距離に応じて大きくなるように、ガス導入口157を加工してもよい。反応管150内において、原料ガスは、ガス導入路156に充満した後にガス導入口157からボート収容室143に導入される。ここで、ガス導入路156とボート収容室143との圧力差が大きければ、ガス導入口157から噴出する原料ガスの流量は、内壁151におけるガス導入口157の位置にかかわらず、ほぼ均一である。しかし、ガス導入路156とボート収容室143との圧力差が小さければ、すなわち原料ガスがガス導入路156に十分に充満する前にガス導入口157を介してボート収容室143に供給される状態であれば、ガス導入路156における圧力は、ガス導入路156に原料ガスを供給するガスノズル141の噴出口からの距離に応じて低下していく状態にある。そこで、このような状態にある場合には、ガス導入口157の開口面積がガスノズル141の噴出口からの距離に応じて大きくなるようにガス導入口157を加工することにより、内壁151におけるガス導入口157の位置にかかわらず、ガス導入口157から噴出する原料ガスの流量をほぼ均一にすることができる。
In the above-described embodiment, the
また、上記の各実施形態では、基板が半導体のウエハ112である場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば、基板が金属、金属酸化物、ガラス、またはセラミックスからなるものであってもよい。
In each of the above embodiments, the case where the substrate is the
また、上記の各実施形態では、ウエハ112の表面に反応性ガスを供給して薄膜を形成する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば、基板の表面に不活性ガスを供給して基板をアニール処理したり還元性ガスを供給して還元処理したりしてもよい。
In each of the above embodiments, the case where a reactive gas is supplied to the surface of the
また、上記の各実施形態では、基板保持具として支柱125の外周面に複数の傾斜溝129が設けられた石英ボート120や集合型石英ボート500を使用する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば、基板保持具として基板を傾斜させて保持するための傾斜面を備えたリングボートやカバーボートを使用してもよい。
In each of the above embodiments, the case where the
また、上記の一実施形態では、反応管150が内壁151及び外殻152で構成される二重管構造を有する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば、反応管150は排気路159を構成している内壁151の一部を備えていなくてもよい、すなわち排気路159を備えていなくてもよい。本発明は、傾斜した状態で間隔をあけて保持された複数の基板に、この基板間の間隔よりも狭い間隔で設けられたガス導入口からガスを供給することにより、基板の表面を均一に処理できるようにするものであるから、基板間に供給されたガスを排出するための経路が明確に区画されていなくても、本発明の効果は奏される。また、排気路159を構成している内壁151の一部を取り除けば、ボート収容室143が拡大するため、反応管150はより大きなウエハ112を処理できるようになる。
In the above-described embodiment, the case where the
<本発明の好ましい態様>
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
<Preferred embodiment of the present invention>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.
本発明の一態様によれば、複数の基板を傾斜させて、かつ、間隔をあけて保持する基板保持具と、
前記基板間の間隔よりも狭い間隔で設置された複数のガス導入口と、
前記ガス導入口からガスが供給されている間に、前記基板保持具を回転させる回転装置と、を備える基板処理装置が提供される。
According to one aspect of the present invention, a substrate holder that tilts and holds a plurality of substrates at intervals, and
A plurality of gas inlets installed at intervals smaller than the interval between the substrates;
There is provided a substrate processing apparatus comprising: a rotation device that rotates the substrate holder while gas is supplied from the gas introduction port.
また、好ましくは、前記ガス導入口にガスを供給するガスノズルをさらに備えた基板処理装置であって、
前記ガス導入口の開口面積が前記ガスノズルの噴出口からの距離に応じて大きくなる。
Preferably, the substrate processing apparatus further comprises a gas nozzle for supplying gas to the gas inlet,
The opening area of the gas inlet increases in accordance with the distance from the gas nozzle outlet.
また、好ましくは、前記基板保持具に保持されている前記基板の傾きと前記ガス導入口から噴出するガスの噴出方向とが非平行である。 Preferably, the inclination of the substrate held by the substrate holder and the ejection direction of the gas ejected from the gas inlet are non-parallel.
また、好ましくは、前記基板処理装置は、前記ガスを一時的に収容した後に前記ガス導入口のみから前記基板に供給する空間すなわちガス導入路をさらに備える。 Preferably, the substrate processing apparatus further includes a space, that is, a gas introduction path for supplying the substrate from only the gas introduction port after temporarily storing the gas.
また、好ましくは、前記基板保持具は、複数の前記基板を傾斜させて、かつ、鉛直方向に間隔をあけて保持する基板積層部を複数備える集合型基板保持具であって、
前記集合型基板保持具は、前記基板積層部の間に回転自在に設置された回転式ガス導入管を備え、
前記回転式ガス導入管は、外周面上に前記ガス導入口を備え、回転しながらガスを前記基板に噴出する。
Preferably, the substrate holder is a collective substrate holder having a plurality of substrate stacking portions that incline and hold the plurality of substrates at intervals in the vertical direction,
The collective substrate holder includes a rotary gas introduction pipe that is rotatably installed between the substrate lamination portions,
The rotary gas introduction pipe includes the gas introduction port on an outer peripheral surface, and jets gas to the substrate while rotating.
また、好ましくは、前記回転式ガス導入管の外周面において、前記ガス導入口が螺旋状に設けられている。 Preferably, the gas introduction port is provided in a spiral shape on the outer peripheral surface of the rotary gas introduction pipe.
本発明の他の態様によれば、複数の傾斜面を備える基板保持具の前記傾斜面に基板を配置する基板配置工程と、
前記傾斜面に配置された前記基板に、前記傾斜面の間隔よりも狭い間隔で設置された複数のガス導入口からガスを供給するガス供給工程と、
前記ガス導入口からガスが供給されている間に、前記基板保持具を回転させながら前記基板の表面を処理する基板表面処理工程と、を有する基板処理方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, a substrate disposing step of disposing a substrate on the inclined surface of a substrate holder having a plurality of inclined surfaces;
A gas supply step of supplying a gas from a plurality of gas inlets installed at an interval narrower than an interval between the inclined surfaces to the substrate disposed on the inclined surface;
There is provided a substrate processing method including a substrate surface processing step of processing the surface of the substrate while rotating the substrate holder while gas is supplied from the gas inlet.
100 基板処理装置
112 ウエハ(基板)
120 石英ボート(基板保持具)
126 爪
127 突起部(上面が傾斜面)
129 傾斜溝(底面が傾斜面)
157 ガス導入口
100
120 Quartz boat (substrate holder)
126
129 inclined groove (bottom surface is inclined surface)
157 Gas inlet
Claims (4)
前記支柱には傾斜溝が形成されている基板保持具。 A substrate holder including a top plate and a bottom plate, and a plurality of support columns, and stacking and holding a plurality of substrates at intervals,
A substrate holder in which an inclined groove is formed in the support column.
前記基板が、前記支柱の上下の傾斜溝の間に取り付けられ、前記基板保持具に傾斜させて保持されるウェーハ支持方法。 A wafer support method for arranging a substrate on a substrate holder including a top plate, a bottom plate, and a plurality of support columns,
A wafer support method, wherein the substrate is mounted between upper and lower inclined grooves of the support column and is held inclined by the substrate holder.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013197248A JP2014060403A (en) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | Substrate holder and wafer support method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013197248A JP2014060403A (en) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | Substrate holder and wafer support method |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009198595A Division JP5377164B2 (en) | 2009-08-28 | 2009-08-28 | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014060403A true JP2014060403A (en) | 2014-04-03 |
Family
ID=50616566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013197248A Pending JP2014060403A (en) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | Substrate holder and wafer support method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014060403A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022195886A1 (en) * | 2021-03-19 | 2022-09-22 | 株式会社Kokusai Electric | Substrate holder, substrate processing device, semiconductor device manufacturing method, and program |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS632317A (en) * | 1986-06-23 | 1988-01-07 | Hitachi Ltd | Vertical processor and its jig |
JPS6320428U (en) * | 1986-07-25 | 1988-02-10 | ||
JPS63177035U (en) * | 1987-04-30 | 1988-11-16 | ||
JPH0482840U (en) * | 1990-11-28 | 1992-07-20 | ||
JPH06168903A (en) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Vertical boat |
JPH06268048A (en) * | 1993-03-15 | 1994-09-22 | Hitachi Ltd | Method of positioning wafer and semiconductor manufacturing device using same |
JPH08227860A (en) * | 1995-02-21 | 1996-09-03 | Hiroshima Nippon Denki Kk | Vertical-type heat treatment oven boat and heat treatment method |
JP2001155996A (en) * | 1999-11-24 | 2001-06-08 | Nec Kyushu Ltd | Device for producing semiconductor |
JP2003243319A (en) * | 2002-02-19 | 2003-08-29 | Tokyo Electron Ltd | Boat for heat treatment and vertical thermal treatment equipment |
-
2013
- 2013-09-24 JP JP2013197248A patent/JP2014060403A/en active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS632317A (en) * | 1986-06-23 | 1988-01-07 | Hitachi Ltd | Vertical processor and its jig |
JPS6320428U (en) * | 1986-07-25 | 1988-02-10 | ||
JPS63177035U (en) * | 1987-04-30 | 1988-11-16 | ||
JPH0482840U (en) * | 1990-11-28 | 1992-07-20 | ||
JPH06168903A (en) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Vertical boat |
JPH06268048A (en) * | 1993-03-15 | 1994-09-22 | Hitachi Ltd | Method of positioning wafer and semiconductor manufacturing device using same |
JPH08227860A (en) * | 1995-02-21 | 1996-09-03 | Hiroshima Nippon Denki Kk | Vertical-type heat treatment oven boat and heat treatment method |
JP2001155996A (en) * | 1999-11-24 | 2001-06-08 | Nec Kyushu Ltd | Device for producing semiconductor |
JP2003243319A (en) * | 2002-02-19 | 2003-08-29 | Tokyo Electron Ltd | Boat for heat treatment and vertical thermal treatment equipment |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022195886A1 (en) * | 2021-03-19 | 2022-09-22 | 株式会社Kokusai Electric | Substrate holder, substrate processing device, semiconductor device manufacturing method, and program |
TWI797884B (en) * | 2021-03-19 | 2023-04-01 | 日商國際電氣股份有限公司 | Substrate holder, substrate processing apparatus, method and program for manufacturing semiconductor device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI701356B (en) | Substrate processing apparatus, reaction tube, semiconductor device manufacturing method, and recording medium | |
TWI783322B (en) | Substrate processing apparatus and manufacturing method of semiconductor device | |
US9368380B2 (en) | Substrate processing device with connection space | |
JP4267624B2 (en) | Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method | |
TWI764225B (en) | Substrate processing apparatus, manufacturing method of semiconductor device, substrate holder, and program | |
US20110309562A1 (en) | Support structure and processing apparatus | |
JP2010118462A (en) | Substrate processing apparatus | |
TW201729256A (en) | Substrate processing apparatus and substrate processing method using the same | |
JP2011029603A (en) | Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and method of manufacturing substrate | |
JP5278376B2 (en) | Heat treatment apparatus and heat treatment method | |
JP2014060403A (en) | Substrate holder and wafer support method | |
JP5377164B2 (en) | Substrate processing apparatus and substrate processing method | |
JP7048690B2 (en) | Substrate processing equipment, semiconductor device manufacturing methods and substrate holders | |
JP4553263B2 (en) | Heat treatment apparatus and heat treatment method | |
JP2009272367A (en) | Wafer processing device | |
JP2009004642A (en) | Device for treating substrate | |
KR20140081067A (en) | Apparatus for processing wafers and method of processing wafers | |
JP5848788B2 (en) | Substrate processing apparatus, semiconductor manufacturing method, and substrate processing method | |
JP5785062B2 (en) | Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method | |
JP2011054590A (en) | Substrate processing apparatus | |
JP2006186015A (en) | Substrate processor | |
JP5137462B2 (en) | Substrate processing apparatus, gas supply unit, and thin film forming method | |
CN112740373A (en) | Substrate processing apparatus | |
US20220081775A1 (en) | Gas introduction structure and processing apparatus | |
JP2005259841A (en) | Substrate processing apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140723 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140729 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141127 |