JP2018078323A - Substrate processing apparatus - Google Patents
Substrate processing apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018078323A JP2018078323A JP2017253254A JP2017253254A JP2018078323A JP 2018078323 A JP2018078323 A JP 2018078323A JP 2017253254 A JP2017253254 A JP 2017253254A JP 2017253254 A JP2017253254 A JP 2017253254A JP 2018078323 A JP2018078323 A JP 2018078323A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas supply
- gas
- area
- reaction tube
- processing
- 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
Abstract
Description
本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法および反応管に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a reaction tube.
基板処理装置の一例として、半導体製造装置があり、さらに半導体製造装置の一例として、縦型装置があることが知られている。この種の基板処理装置として、反応管内に、基板（ウエハ）を多段に保持する基板保持部材としてのボートを有し、この複数の基板を保持した状態で反応管内の処理室にて基板を処理するものがあることが知られている。 It is known that there is a semiconductor manufacturing apparatus as an example of the substrate processing apparatus, and there is a vertical apparatus as an example of the semiconductor manufacturing apparatus. This type of substrate processing apparatus has a boat as a substrate holding member that holds substrates (wafers) in multiple stages in a reaction tube, and processes the substrate in a processing chamber in the reaction tube while holding the plurality of substrates. It is known that there is something to do.
特許文献１は、バッチ処理される複数枚のウエハ２００がボート２１７に対し多段に保持され、反応管２０３内に挿入された状態において、２種類以上の原料ガスを同時に反応管２０３内のウエハ２００に対して供給し、ウエハ２００上に膜を形成する構成を開示する。
In
しかしながら、上述した特許文献１に記載の構成ではウエハとウエハとの間に十分な量の原料ガスを供給できないため膜厚均一性が悪く、また、原料ガスの置換効率が悪いため処理時間を長く要し、生産性が悪化するという問題があった。
However, in the configuration described in
本発明の目的は、膜厚均一性を改善するとともに生産性を向上させることが可能な技術を提供することにある。 The objective of this invention is providing the technique which can improve productivity while improving a film thickness uniformity.
本発明の一態様によれば、複数枚の基板を保持する基板保持部材と、前記基板保持部材を収容し、前記基板を処理する反応管と、前記反応管内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、前記反応管内の雰囲気を排気する排気系と、を有し、前記反応管は、上端に閉塞部を有し、下端に開口部を有する円筒部と、前記円筒部の一側壁の外側に形成され、前記処理ガス供給系が接続されたガス供給エリアと、前記ガス供給エリアと対向する前記円筒部の他側壁の外側に形成され、前記排気系が接続されたガス排気エリアと、を備え、前記ガス供給エリアおよび前記ガス排気エリアは、その内部の空間を複数の空間に区画する内壁を備えるよう構成された半導体製造装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a substrate holding member that holds a plurality of substrates, a reaction tube that houses the substrate holding member and processes the substrate, and a processing gas supply that supplies a processing gas into the reaction tube An exhaust system for exhausting the atmosphere in the reaction tube, and the reaction tube has a cylindrical portion having a closed portion at an upper end and an opening portion at a lower end, and an outer side of one side wall of the cylindrical portion. A gas supply area to which the processing gas supply system is connected, and a gas exhaust area to which the exhaust system is connected and formed outside the other side wall of the cylindrical portion facing the gas supply area. The semiconductor manufacturing apparatus is provided, wherein the gas supply area and the gas exhaust area include an inner wall that divides an internal space into a plurality of spaces.
本発明によれば、膜厚均一性を改善するとともに生産性を向上させることが可能な技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique capable of improving the film thickness uniformity and improving the productivity.
以下、本発明の第１の実施形態について、図１を用いて説明する。本発明における基板処理装置は、半導体装置の製造に使用される半導体製造装置の一例として構成されているものである。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The substrate processing apparatus in the present invention is configured as an example of a semiconductor manufacturing apparatus used for manufacturing a semiconductor device.
図１に示すように、処理炉２０２は加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ２０７は、処理ガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）としても機能する。
As shown in FIG. 1, the
ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応容器（処理容器）を構成する単管構造の反応管２０３が配設されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料から形成されている。反応管２０３は、下端部が開放され、上端部が平坦状の壁体で閉塞された有天井の形状で形成され、いる。反応管２０３の側壁は、円筒形状に形成された円筒部２０９と、円筒部２０９の外壁に設けられたガス供給エリア２２２とガス排気エリア２２４とを備えている。反応管２０３の円筒部２０９の内部には、処理室２０１が形成されている。処理室２０１は、基板としてのウエハ２００を処理可能に構成されている。また、処理室２０１は、ウエハ２００を水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で保持可能なボート２１７を収容可能に構成されている。
Inside the
ガス供給エリア２２２は、凸部が円筒部２０９の一側壁の外側に突出するように形成されている。ガス供給エリア２２２の外壁は、円筒部２０９の外壁の一部としての一側壁の外側に円筒部２０９の外径よりも大きく、円筒部２０９と同心円状に形成されている。ガス供給エリア２２２は、下端部が開放され、上端部が平坦状の壁体で閉塞された有天井の形状で構成されている。ガス供給エリア２２２は、その長さ方向（上下方向）に沿って後述するノズル４１０ａ〜４１０ｃが収容され、ガス供給エリア２２２と円筒部２０９との間の境界を構成する壁体である境界壁２５２には後述するガス供給スリット２３５が形成されている。境界壁２５２は円筒部２０９の一側壁であって、その外側面は、ガス供給エリア２２２に面する側面部分を構成する。
The
円筒部２０９のガス供給エリア２２２が形成された一側壁に対向する他側壁には、ガス排気エリア２２４が形成される。ガス排気エリア２２４は、ガス供給エリア２２２との間に処理室２０１のウエハ２００が収容される領域を挟むように配置されている。ガス排気エリア２２４は、凸部が円筒部２０９のガス供給エリア２２２が形成された一側壁に対向する他側壁の外側に突出するように形成されている。ガス排気エリア２２４の外壁は、円筒部２０９の外壁の一部としての他側壁の外側に円筒部２０９の外径よりも大きく、円筒部２０９と同心円状に形成されている。ガス排気エリア２２４は、下端部がと上端部が平坦状の壁体で閉塞された有天井の形状で構成されている。ガス排気エリア２２４と円筒部２０９との間の境界を構成する壁体である境界壁２５４には後述するガス排気スリット２３６が形成されている。境界壁２５４は円筒部２０９の一部であって、その外側面は、ガス排気エリア２２４に面する側面部分を構成する。
A
反応管２０３の下端は、円筒体状のマニホールド２２６によって支持されている。マニホールド２２６は、例えばニッケル合金やステンレス等の金属で形成されるか、若しくは石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料で形成されている。マニホールド２２６の上端部にはフランジが形成されており、このフランジ上に反応管２０３の下端部を設置して支持する。このフランジと反応管２０３の下端部との間にはＯリング等の気密部材２２０を介在させて反応管２０３内を気密状態にしている。
The lower end of the reaction tube 203 is supported by a
マニホールド２２６の下端の開口部には、シールキャップ２１９がＯリング等の気密部材２２０を介して気密に取り付けられており、反応管２０３の下端の開口部側、すなわちマニホールド２２６の開口部を気密に塞ぐようになっている。シールキャップ２１９は、例えばニッケル合金やステンレス等の金属で形成され、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９は、石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料でその外側を覆うように構成されてもよい。
A
シールキャップ２１９上にはボート２１７を支持するボート支持台２１８が設けられている。ボート支持台２１８は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料で構成され断熱部として機能すると共にボートを支持する支持体となっている。ボート２１７は、ボート支持台２１８上に立設されている。ボート２１７は例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料で構成されている。ボート２１７は図示しないボート支持台に固定された底板とその上方に配置された天板とを有しており、底板と天板との間に複数本の支柱が架設された構成を有している。ボート２１７には複数枚のウエハ２００が保持されている。複数枚のウエハ２００は、互いに一定の間隔をあけながら水平姿勢を保持しかつ互いに中心を揃えた状態で反応管２０３の管軸方向に多段に積載されボート２１７の支柱に支持されている。
A
シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側にはボートを回転させるボート回転機構２６７が設けられている。ボート回転機構２６７の回転軸２６５はシールキャップを貫通してボート支持台２１８に接続されており、ボート回転機構２６７によって、ボート支持台２１８を介してボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させる。
A
シールキャップ２１９は反応管２０３の外部に設けられた昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降され、これによりボート２１７を処理室２０１内に対し搬入搬出することが可能となっている。
The
マニホールド２２６には、ノズル３４０ａ〜３４０ｃを支持するノズル支持部３５０ａ〜３５０ｃが、Ｌ字状に屈曲されてマニホールド２２６を貫通するようにして設置されている。ここでは、３本のノズル支持部３５０ａ〜３５０ｃが設置されている。ノズル支持部３５０ａ〜３５０ｃは、例えばニッケル合金やステンレス等の材料から形成される。ノズル支持部３５０の反応管２０３側の一端には反応管２０３内へガスを供給するガス供給管３１０ａ〜３１０ｃがそれぞれ接続されている。また、ノズル支持部３５０ａ〜３５０ｃの他端にはノズル３４０ａ〜３４０ｃがそれぞれ接続されている。ノズル３４０ａ〜３４０ｃは、例えば石英またはＳｉＣ等の耐熱性材料から形成される。
In the manifold 226,
ノズル３４０ａ〜３４０ｃはガス供給エリア２２２内の下部より上部に、その長さ方向（上下方向）に沿って設けられている。ノズル３４０ａ〜３４０ｃは、Ｉ字型のロングノズルとしてそれぞれ構成されている。ノズル３４０ａ〜３４０ｃの側面には、ガスを供給するガス供給孔２３２ａ〜２３２ｃがそれぞれ設けられている。ガス供給孔２３２ａ〜２３２ｃは、それぞれ反応管２０３の中心を向くように開口している。このように、ガス供給エリア２２２には、３本のノズル３４０ａ〜３４０ｃが設けられており、処理室２０１内へ複数種類のガスを供給することができるように構成されている。
The
以上の処理炉２０２では、バッチ処理される複数枚のウエハ２００がボート２１７に対し多段に積層された状態において、ボート２１７がボート支持台２１８で支持されながら処理室２０１に挿入され、ヒータ２０７が処理室２０１に挿入されたウエハ２００を所定の温度に加熱するようになっている。
In the
ガス供給管３１０ａには、上流方向から順に、第１処理ガスを供給する第１処理ガス供給源３６０ａ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１ａおよび開閉弁であるバルブ２４３ａがそれぞれ設けられている。ガス供給管３１０ｂには、上流方向から順に、第２処理ガスを供給する第１処理ガス供給源３６０ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１ｂおよび開閉弁であるバルブ２４３ｂがそれぞれ設けられている。ガス供給管３１０ｃには、上流方向から順に、第３処理ガスを供給する第１処理ガス供給源３６０ｃ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１ｃおよび開閉弁であるバルブ２４３ｃがそれぞれ設けられている。ガス供給管３１０ａ〜３１０ｃのバルブバルブ２４３ａ〜２４３ｃよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管３１０ｄ〜３１０ｆがそれぞれ接続されている。ガス供給管３１０ｄ〜３１０ｆには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ２４１ｄ〜２４１ｆおよび開閉弁であるバルブ２４３ｄ〜２４３ｆがそれぞれ設けられている。
The
主に、ガス供給管３１０ａ、ＭＦＣ３２０ａ、バルブ３３０ａにより第１処理ガス供給系が構成される。第１処理ガス供給源３６０ａ、ノズル支持部３５０ａ、ノズル３４０ａを第１処理ガス供給系に含めて考えても良い。また、主に、ガス供給管３１０ｂ、ＭＦＣ３２０ｂ、バルブ３３０ｂにより第２処理ガス供給系が構成される。第２処理ガス供給源３６０ｂ、ノズル支持部３５０ｂ、ノズル３４０ｂを第２処理ガス供給系に含めて考えても良い。また、主に、ガス供給管３１０ｃ、ＭＦＣ３２０ｃ、バルブ３３０ｃにより第３処理ガス供給系が構成される。第３処理ガス供給源３６０ｃ、ノズル支持部３５０ｃ、ノズル３４０ｃを第３処理ガス供給系に含めて考えても良い。なお、本明細書において、処理ガスという言葉を用いた場合は、第１処理ガスのみを含む場合、第２処理ガスのみを含む場合、第３処理ガスのみを含む場合、もしくはそれら全てを含む場合がある。また、処理ガス供給系という言葉を用いた場合は、第１処理ガス供給系のみを含む場合、第２処理ガス供給系のみを含む場合、第３処理ガス供給系のみを含む場合、もしくはそれら全てを含む場合がある。
A first process gas supply system is mainly configured by the
ガス排気エリア２２４の下部には排気口２３０が設けられている。排気口２３０は排気管２３１に接続されている。排気管２３２には処理室２０１内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５および圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ ＰｒｅｓｓｕｒｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４４を介して真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。真空ポンプ２４６の下流側の排気管２３２は廃ガス処理装置（図示せず）等に接続されている。なお、ＡＰＣバルブ２４４は、弁を開閉して処理室２０１内の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節してコンダクタンスを調整して処理室２０１内の圧力調整をできるようになっている開閉弁である。主に、排気管２３２、ＡＰＣバルブ２４４、圧力センサ２４５により排気系が構成される。なお、真空ポンプ２４６も排気系に含めてもよい。
An
反応管２０３内には温度検出器としての後述する温度センサ２３８が設置されており、温度センサ２３８により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への供給電力を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように構成されている。
A
図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２８０には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１２２が接続されている。
As shown in FIG. 3, the controller 280, which is a control unit (control means), is configured as a computer including a CPU (Central Processing Unit) 121a, a RAM (Random Access Memory) 121b, a
記憶装置１２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２８０に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
The
Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｆ、バルブ２４３ａ〜２４３ｆ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ２３８、ボート回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等に接続されている。
The I /
ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｆによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ〜２４３ｆの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作および圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、温度センサ２３８に基づくヒータ２０７の温度調整動作、ボート回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作等を制御するように構成されている。
The
コントローラ２８０は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）１２３を用意し、この外部記憶装置１２３を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態のコントローラ２８０を構成することができる。但し、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置１２３を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置１２３を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
The controller 280 is not limited to being configured as a dedicated computer, and may be configured as a general-purpose computer. For example, an external storage device storing the above-described program (for example, magnetic tape, magnetic disk such as a flexible disk or hard disk, optical disk such as CD or DVD, magneto-optical disk such as MO, semiconductor memory such as USB memory or memory card) 123 is prepared, and the controller 280 of this embodiment can be configured by installing a program on a general-purpose computer using the
次に、第１の実施形態にて好適に用いられる反応管２０３の形状について、さらに図２、図４、図５を参照して説明する。 Next, the shape of the reaction tube 203 suitably used in the first embodiment will be further described with reference to FIGS. 2, 4, and 5.
図２に示すように、ガス供給エリア２２２およびガス排気エリア２２４の内部には、各エリア内空間を複数の空間に区画する内壁２４８、２５０が形成されている。内壁２４８、２５０は、反応管２０３と同一材料で形成され、例えば、石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料から形成されている。ここでは、それぞれ２つの内壁を備え、３つの空間に区画されている。
As shown in FIG. 2,
ガス供給エリア２２２内を区画する２つの内壁２４８は、ガス供給エリア２２２を下端側から上端側に至るまで区画し、それぞれ隔離した３つの空間を形成するように、設けられている。ガス供給エリア２２２の各空間には、ノズル３４０ａ〜３４０ｃがそれぞれ設置されている。内壁２４８により、各ノズル３４０ａ〜３４０ｃはそれぞれ独立した空間内に設置されるため、各ノズル３４０ａ〜３４０ｃから供給される処理ガスがガス供給エリア２２２内で混ざり合う事を抑制することができる。このような構成により、ガス供給エリア２２２内で処理ガスが混ざり合って薄膜が形成されたり、副生成物が生成されたりすることを抑制することができる。好適には、内壁２４８は、ガス供給エリア２２２を下端から上端に至るまで区画し、それぞれ隔離した３つの空間を形成するように、設けると良い。
The two
ガス排気エリア２２４内を区画する２つの内壁２５０は、ガス排気エリア２２４を下端側から上端側に至るまで区画し、それぞれ隔離した３つの空間を形成するように、設けられている。好適には、内壁２５０は、ガス排気エリア２２４を下端側から上端に至るまで区画し、それぞれ隔離した３つの空間を形成するように、設けると良い。好適には、ガス供給エリア２２２およびガス排気エリア２２４の外壁の外径は、同一寸法とすると、ヒータ２０７との間のデッドスペースを少なくすることができる等のメリットがある。また、好適には、ガス供給エリア２２２とガス排気エリア２２４それぞれのガスの流路断面積は同じ面積とする。また、好適には、ガス供給エリア２２２内の各空間のガスの流路断面積と、ガス供給エリア２２２内の各空間に対面するガス排気エリア２２４内の各空間のガスの流路断面積を同じ面積とする。
The two
図４に示すように、円筒部２０９のガス供給エリア２２２側の境界壁２５２の下端には、ノズル３４０ａ〜３４０ｃをガス供給エリア２２２内に設置するための開口部２５６が形成されている。ノズル３４０ａ〜３４０ｃを設置する際は、開口部２５６から各空間にノズル３４０ａ〜３４０ｃを挿入し、ノズル３４０ａ〜３４０ｃの下端をノズル支持部３５０ａ〜３５０ｃの上端より一旦高く持ち上げてから、ノズル３４０ａ〜３４０ｃの下端がノズル支持部３５０ａ〜３５０ｃの上端よりも低くなるようにすることで差し込む。
As shown in FIG. 4, an
ノズル３４０ａ〜３４０ｃを一旦持ち上げてガス支持部３５０ａ〜３５０ｃに設置する際に、ノズル３４０ａ〜３４０ｃの上端がガス供給エリア２２２の上端にある天井部に接触しないように、ガス供給エリア２２２のノズル３４０ａ〜３４０ｃ上端より上部にバッファ領域２５８が形成されている（図５参照）。ガス供給エリア２２２の上端側は、少なくともバッファ領域２５８の分だけ、ガス排気エリア２２４の天井部よりも高くなるように構成されている。
When the
本実施形態では、ガス供給エリア２２２の天井部の上端は円筒部２０９の天井部の上端と同じ高さであり、ガス排気エリア２２４の天井部の上端は円筒部２０９の天井部の上端よりも低くなるように構成されている。言い換えれば、バッファ領域２５８の分だけガス供給エリア２２２の容積はガス排気エリア２２４の容積よりも大きくなっているように構成されている。なお、本実施形態ではガス排気エリア２２４の上端の高さをガス供給エリア２２２の上端よりも低く構成しているが、ガス排気エリア２２４が容積のサイズによる排気バランスへの影響や副生成物の付着具合への影響等が問題ない場合には、同じ高さに構成しても良い。
In the present embodiment, the upper end of the ceiling portion of the
ガス排気エリア２２４内の内壁２５０は、ガス排気エリア２２４の天井部の上端から下端側の排気口２３０上端よりも高い位置まで形成されている。ガス排気エリア２２４の下端側の排気口２３０上端よりも高い位置からガス排気エリア２２４の下端までは、１つの空間として構成されている。ガス排気エリア２２４の内壁２５０で区画された各空間を流通したガスは、排気口２３０の手前の１つの空間にて合流し、排気口２３０から排気されるようになっている。このような構成とすることにより、
The
ガス供給エリア２２２内の内壁２４８は、ガス供給エリア２２２の天井部から反応管２０３の下端部上部まで形成されている。具体的には、内壁２４８の下端は、開口部２５６の上端よりも下側まで形成される。内壁２４８の下端は、反応管２０３の下端部よりも上側であって、ノズル支持部３５０の上端部よりも下側になる領域として形成されている。ガス供給エリア２２２内の内壁２４８の長さは、反応管２０３の長さよりも短く、境界壁２５２の長さよりも長くなるよう構成されている。また、ガス供給エリア２２２内の内壁２４８の方が、ガス排気エリア２２４内の内壁２５０よりも長くなるように構成されている。
An
図４に示すように、円筒部２０９とガス供給エリア２２２との境界壁２５２には、処理室２０１内に処理ガスを供給するためのガス供給スリット２３５が形成されている。ガス供給スリット２３５は、上下左右方向に複数段、複数列のマトリクス状に形成されている。すなわち、ガス供給エリア２２２内の内壁２４８で区画された各空間それぞれに対向した横長のスリットが上下方向に複数形成されている。
As shown in FIG. 4, a gas supply slit 235 for supplying a processing gas into the
好適には、ガス供給スリット２３５の円筒部２０９周方向の長さはガス供給エリア２２２内の各空間の周方向の長さと同じにするとガス供給効率が向上するので良い。また、好適には、ガス供給スリット２３５は、内壁２４８と境界壁２５２との連結部分を除いて横長に、縦複数段に形成するとガス供給効率が向上するので良い。また、好適には、ガス供給スリット２３５の列数は区画された空間と同じ数に形成されると良い。本実施形態では、３つの空間が形成されているため、ガス供給スリット２３５は３列形成されている。
Preferably, if the length of the gas supply slit 235 in the circumferential direction of the
円筒部２０９とガス排気エリア２２４との境界壁２５４に、処理室２０１内の雰囲気を排気するためのガス排気スリット２３６が形成されている。ガス排気スリット２３６は、上下左右方向に複数段、複数列のマトリクス状に形成されている。すなわち、ガス供給エリア２２２内の内壁２４８で区画された各空間それぞれに対向し、円筒部の周方向に長く形成された横長のスリットが上下方向に複数形成されている。好適には、ガス排気スリット２３６の円筒部２０９周方向の長さはガス排気エリア２２４内の各空間の周方向の長さと同じにするとガス排気効率が向上するので良い。また、好適には、ガス排気スリット２３６は、内壁２５０と境界壁２５４との連結部分を除いて横長に、縦複数段に形成するとガス排気効率が向上するので良い。また、好適には、ガス排気スリット２３６の列数は区画された空間と同じ数に形成されると良い。本実施形態では、３つの空間が形成されているため、ガス排気スリット２３６は３列形成されている。
A gas exhaust slit 236 for exhausting the atmosphere in the
ガス供給スリット２３５およびガス排気スリット２３６は、それぞれの四隅としてのエッジ部が曲面を描くように滑らかに形成されている。エッジ部にＲがけ等を行い、曲面状にすることにより、エッジ部周縁のガスのよどみを抑制することができ、エッジ部の膜の形成を抑制することができ、さらに、エッジ部に形成される膜の膜剥がれを抑制することができる。
The
図５に示すように、ガス供給スリット２３５およびガス排気スリット２３６は、処理室２０１に収容された状態のボート２１７に複数段載置された、隣り合うウエハ２００とウエハ２００との間にそれぞれ配置されるように形成されている。図５では、ボート２１７を省略して説明する。好適には、ボート２１７に載置可能な最下段のウエハ２００とその上側に隣り合うウエハ２００との間から、最上段のウエハ２００とその上側に隣り合うボート２１７の天板との間に至るまで、各ウエハ２００間、ウエハ２００と天板間に対し１段ずつ対向するように形成されると良い。好適には、各ガス供給スリット２３５と各ガス排気スリット２３６とは同じ高さ、同じ数に形成されると良い。例えば、ウエハ２００が２５枚載置されるときは、ガス供給スリット２３５とガス排気スリット２３４は２５段形成されると良い。
As shown in FIG. 5, the
好適には、ガス供給スリット２３５およびガス排気スリット２３６は、一定の縦幅Ｌ１で形成すると良い。隣り合うウエハ２００間の間隔をＬ２とすると、Ｌ１の方がＬ２より小さくなるようにガス供給スリット２３５およびガス排気スリット２３４が形成されると良い。このように構成することで、ガス供給スリット２３５からウエハ２００へ流れるガスのよどみの発生を抑制でき、さらに、処理室２０１からガス排気スリット２３６へ流れるガスのよどみの発生を抑制することができる。好適には、Ｌ１は１ｍｍ〜９ｍｍ程度の範囲内とすると良く、さらに好適には３〜７ｍｍ程度の範囲内とすると良い。また、Ｌ２は６〜１４ｍｍ程度の範囲内とすると良く、さらに好適には８〜１２ｍｍ程度の範囲内とすると良い。
Preferably, the
ノズル３４０ａ〜３４０ｃのガス供給孔２３４ａ〜２３４ｃは各ガス供給スリット２３５に対し１個ずつ対応するように、各ガス供給スリット２３５の縦幅の中央部分に形成すると良い。例えば、ガス供給スリット２３５が２５個形成されているときは、それぞれ２５個のガス供給孔２３４ａ〜２３４ｃが形成されると良い。すなわち、ガス供給スリット２３５とガス供給孔２３４ａ〜２３４ｃは、載置されるウエハ２００と同数形成されると良い。このようなスリット構成とすることにより、ウエハ２００上にウエハ２００に平行な処理ガスの流れを形成することができる（図５矢印参照）。
The
また、ガス排気エリア２２４には周方向に長くスリットが形成されているため、ウエハ２００上を流れる処理ガスの流れを乱すことなく、排気を行う事が出来る。例えば、ガス排気スリットを孔状に形成した場合、処理ガスの流れが孔に向かって集中するため、ウエハ２００上において均一なガスの流れを形成することができない。これに対し、本実施形態においては、ガス排気スリットを横長に形成しているため、排気側に近づくにつれて集中した処理ガスの流れが形成されることなく、ウエハ２００上において流れを整流し、均一に処理ガスを供給することが可能となる。
In addition, since the
次に、本発明に関わる基板処理装置の動作概要について説明する。なお、基板処理装置は、コントローラ２８０により制御されるものである。 Next, an outline of the operation of the substrate processing apparatus according to the present invention will be described. The substrate processing apparatus is controlled by the controller 280.
所定枚数のウエハ２００が載置されたボート２１７が反応管２０３内に挿入され、シールキャップ２１９により、反応管２０３が気密に閉塞される。気密に閉塞された反応管２０３内では、ウエハ２００が加熱されると共に、処理ガスが反応管２０３内に供給され、ウエハ２００に加熱等の熱処理がなされる。
A
熱処理として、例えば、第１処理ガスとしてＮＨ３ガスと、第２処理ガスとしてＨＣＤＳガスと、第３処理ガスとしてＮ２ガスとを交互供給（ＨＣＤＳガス供給→Ｎ２パージ→ＮＨ３ガス供給→Ｎ２パージを１サイクルとしてこのサイクルを所定回数繰り返すこと）することにより、ウエハ２００上にＳｉＮ膜を形成する。処理条件は、例えば下記のとおりである。ウエハ２００の温度：１００〜６００℃処理室内圧力：１〜３０００ＰａＨＣＤＳガス供給流量：１〜２０００ｓｃｃｍＮＨ３ガス供給流量：１００〜１００００ｓｃｃｍＮ２ガス供給流量：１０〜１００００ｓｃｃｍＳｉＮ膜の膜厚：０．２〜１０ｎｍ
As the heat treatment, for example, NH3 gas as the first processing gas, HCDS gas as the second processing gas, and N2 gas as the third processing gas are alternately supplied (HCDS gas supply → N2 purge → NH3 gas supply → N2 purge is 1 By repeating this cycle a predetermined number of times), a SiN film is formed on the
まず、第２処理ガス供給系のガス供給管３１０ｂよりノズル３５０ｂのガス供給孔２３４ｂ、ガス供給スリット２３５を介して処理室２０１内にＨＣＤＳガスを供給する。具体的には、バルブ３３０ｂ、３３０ｅを開けることにより、キャリアガスと共に、ガス供給管３１０ｂからＨＣＤＳガスの処理室２０１内への供給を開始する。このとき、ＡＰＣバルブ２４４の開度を調整して、処理室２０１内の圧力を所定の圧力に維持する。所定時間が経過したら、バルブ３３０ｂを閉じ、ＨＣＤＳガスの供給を停止する。
First, HCDS gas is supplied into the
処理室２０１内に供給されたＨＣＤＳガスは、ウエハ２００に供給され、ウエハ２００上を平行に流れた後、ガス排気スリット２３６を通ってガス排気エリア２２２を上部から下部へと流れ、ガス排気エリア２２２下部の排気口２３０を介して排気管２３２から排気される。
The HCDS gas supplied into the
なお、処理室２０１内にＨＣＤＳガスを供給する間、ガス供給管３１０ａおよび３１０ｃに接続される不活性ガス供給管のバルブ３３０ａおよび３３０ｃを開けてＮ２等の不活性ガスを流すと、ガス供給管３２０内にＨＣＤＳガスが回り込むのを防ぐことができる。
Note that while supplying the HCDS gas into the
バルブ３３０ｂを閉じ、処理室２０１内へのＨＣＤＳガスの供給を停止した後は、ＡＰＣバルブ２４４を開けて処理室２０１内の排気し、処理室２０１内に残留しているＨＣＤＳガスや反応生成物等を排除する。この時、不活性ガス供給管３１０ａおよび３１０ｃからＮ２等の不活性ガスをそれぞれ処理室２０１内に供給してパージすると、処理室２０１内からの残留ガスを排除する効果をさらに高めることができる。所定時間経過後、バルブ３３０ｅを閉じる。
After the
次に、第１処理ガス供給系のガス供給管３１０ａよりノズル３５０ａのガス供給孔２３４ａ、ガス供給スリット２３５を介して処理室２０１内にＮＨ３ガスガスを供給する。具体的には、バルブ３３０ａ、３３０ｄを開けることにより、キャリアガスと共に、ガス供給管３１０ａからＮＨ３ガスの処理室２０１内への供給を開始する。このとき、ＡＰＣバルブ２４４の開度を調整して、処理室２０１内の圧力を所定の圧力に維持する。所定時間が経過したら、バルブ３３０ａを閉じ、ＮＨ３ガスの供給を停止する。
Next, NH 3 gas gas is supplied into the
処理室２０１内に供給されたＮＨ３ガスは、ウエハ２００に供給され、ウエハ２００上を平行に流れた後、ガス排気スリット２３６を通ってガス排気エリア２２２を上部から下部へと流れ、ガス排気エリア２２２下部の排気口２３０を介して排気管２３２から排気される。
The NH 3 gas supplied into the
なお、処理室２０１内にＮＨ３ガスを供給する間、ガス供給管３１０ｂおよび３１０ｃに接続される不活性ガス供給管のバルブ３３０ｅおよび３３０ｆを開けてＮ２等の不活性ガスを流すと、ガス供給管３２０内にＮＨ３ガスが回り込むのを防ぐことができる。
When NH3 gas is supplied into the
バルブ３３０ａを閉じ、処理室２０１内へのＮＨ３ガスの供給を停止した後は、ＡＰＣバルブ２４４を開けて処理室２０１内の排気し、処理室２０１内に残留しているＨＣＤＳガスや反応生成物等を排除する。この時、不活性ガス供給管３１０ｅおよび３１０ｆからＮ２等の不活性ガスをそれぞれ処理室２０１内に供給してパージすると、処理室２０１内からの残留ガスを排除する効果をさらに高めることができる。所定時間経過後、バルブ３３０ｅを閉じる。
After the
ウエハ２００の処理が完了すると、上記した動作の逆の手順により、ボート２１７が反応管２０３内から搬出される。ウエハ２００は、ウエハ移載機１１２により、ボート２１７から移載棚１２３のカセット１００に移載され、カセット１００は、カセット搬送機１１５により、移載棚１２３からカセットステージ１０５に移載され、図示しない外部搬送装置により、筐体１０１の外部に搬出される。
When the processing of the
上述の実施形態では、第１処理ガスと第２処理ガスとを交互に供給する場合について説明したが、同時に供給した場合においても本発明は適用できる。 In the above-described embodiment, the case where the first processing gas and the second processing gas are alternately supplied has been described. However, the present invention can be applied even when the first processing gas and the second processing gas are supplied simultaneously.
図８に示すように、従来の反応管構成による処理ガス供給の場合、処理ガスはガス供給孔から上下左右にわたって円錐状に供給される。処理ガスがウエハ２００に平行な方向（左右方向）だけではなく、上下方向にも広く供給されることにより、ウエハ２００のエッジと反応管との間の空間に処理ガスが流れてしまい、ウエハ２００間に十分な量の処理ガスを供給できない。このため、ガス供給孔近傍の膜が厚くなり均一な膜厚が得られない。また、処理ガスの置換効率が悪く、生産性が悪化してしまう。
As shown in FIG. 8, in the case of processing gas supply with a conventional reaction tube configuration, the processing gas is supplied in a conical shape from the gas supply hole in the vertical and horizontal directions. Since the processing gas is widely supplied not only in the direction parallel to the wafer 200 (left-right direction) but also in the up-down direction, the processing gas flows into the space between the edge of the
これに対し、図９に示すように、本実施形態においては、ガス供給孔の下流側に横長のガス供給スリット２３５が形成されている。上下方向に供給された処理ガスは境界壁２５４にぶつかるため、そのまま処理室２０１内に供給されることはない。境界壁２５４にぶつかった処理ガスは、ガス供給エリア２２２内を拡散し、ガス供給スリット２３５の形状に沿って横長（左右方向）に広がって処理室２０１内に供給される。ガス供給スリット２３５の縦幅はウエハ２００間の間隔よりも短く形成されているため、ガス供給スリット２３５を通った処理ガスは、多少上下方向に広がったとしても、ウエハ２００のエッジと反応管との間の空間に処理ガスが流れることはなく、ウエハ２００間に十分な量を供給することができ、膜厚の偏りを軽減できる。
On the other hand, as shown in FIG. 9, in the present embodiment, a horizontally long
本実施形態においては、ガス供給エリア２２２とガス排気エリア２２４とを円筒部２０９（処理室２０１）の外側に形成している。このような構成により、反応管２０３の容積を従来の反応管よりも小さくすることが可能となる。円筒部２０９とウエハ２００のエッジとの間隔をＳ１とすると（図５参照）、すなわち、従来の反応管に比べて容積を３０％程度削減することが可能となるため、生産性を向上させることが可能となる。
In the present embodiment, the
上述の実施形態においては、ガス供給エリア２２２とガス排気エリア２２４とを３つの空間に区画したが、２つの空間に区画しても良いし、４つ以上の空間に区画しても良い。所望の加熱処理に必要なノズルの本数に合わせて、区画する空間の数は適宜変更可能である。
In the above-described embodiment, the
また、ノズルの形状を各々変更しても良い。例えば、真ん中の空間に設置されるノズルのガス供給孔を内壁に向けて開口させても良い。ガス供給口をウエハ２００ではなく内壁に向けて開口させることにより、処理ガスを空間内で拡散させ、各ガス供給スリットから均一に処理ガスを供給させることが可能になる。
Moreover, you may change the shape of a nozzle, respectively. For example, a gas supply hole of a nozzle installed in the middle space may be opened toward the inner wall. By opening the gas supply port toward the inner wall instead of the
（３）本実施形態による効果本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果が得られる。 (3) Effects according to this embodiment According to this embodiment, one or more of the following effects can be obtained.
（ａ）ガス供給エリアとガス排気エリアとを処理室の外側に形成することにより、処理室にガスを供給するガス供給媒体としてのノズルを設置する必要がないため、基板のエッジと反応管内壁との間隔を短くすることができ、また、反応管の容積を従来の反応管よりも大幅に小さくすることが可能となる。これにより、ウエハのエッジと反応管内壁との間の間隙から処理ガスが流れることを抑制することができ、基板間に十分な量の処理ガスを供給でき、処理ガスの置換効率を向上させることが可能となる。 (A) Since the gas supply area and the gas exhaust area are formed outside the processing chamber, it is not necessary to install a nozzle as a gas supply medium for supplying gas to the processing chamber. And the volume of the reaction tube can be made much smaller than that of the conventional reaction tube. Thereby, it is possible to suppress the flow of the processing gas from the gap between the edge of the wafer and the inner wall of the reaction tube, supply a sufficient amount of the processing gas between the substrates, and improve the replacement efficiency of the processing gas. Is possible.
（ｂ）供給バッファエリアおよび排気バッファエリアに内壁を形成することにより、ガス供給エリアとガス排気エリアとを処理室の外側に形成することによる反応管の強度の低下を補うことができる。これにより、反応管の容積を小さくしつつも反応管の破損のリスクを低下させることができる。 (B) By forming the inner walls in the supply buffer area and the exhaust buffer area, it is possible to compensate for a decrease in the strength of the reaction tube due to the formation of the gas supply area and the gas exhaust area outside the processing chamber. Thereby, the risk of damage to the reaction tube can be reduced while reducing the volume of the reaction tube.
（ｃ）ガス供給スリットおよびガス排気スリットのエッジ部が曲面を描くように滑らかに形成することにより、エッジ部周縁のガスのよどみを抑制することができ、エッジ部の膜の形成を抑制することができ、さらに、エッジ部に形成される膜の膜剥がれを抑制することができる。 (C) By smoothly forming the edge portions of the gas supply slit and the gas exhaust slit so as to draw a curved surface, it is possible to suppress the stagnation of the gas at the periphery of the edge portion and to suppress the formation of the film at the edge portion. Furthermore, film peeling of the film formed on the edge portion can be suppressed.
（ｄ）ガス供給エリアの内部の内壁により、ノズルがそれぞれ隔離した空間内に設置されるため、各ノズルから供給される処理ガスがガス供給エリア内で混ざり合う事を抑制することができる。このような構成により、ガス供給エリア内で処理ガスが混ざり合って薄膜が形成されたり、副生成物が生成されたりすることを防ぐことができ、パーティクル発生による歩留り低下を抑制することができる。また、各空間内で処理ガスの流速を緩和させることができるため、突発的な処理ガスの流速変化を生じさせることなく、処理室内への均一な処理ガスの供給を促進させ、生産性を向上させることが可能となる。 (D) Since the nozzles are installed in the isolated spaces by the inner walls of the gas supply area, it is possible to prevent the processing gases supplied from the nozzles from being mixed in the gas supply area. With such a configuration, it is possible to prevent the processing gas from being mixed in the gas supply area to form a thin film or to generate a by-product, and to suppress a decrease in yield due to generation of particles. In addition, since the flow rate of the processing gas can be reduced in each space, the supply of the uniform processing gas into the processing chamber is promoted and productivity is improved without causing a sudden change in the flow rate of the processing gas. It becomes possible to make it.
（ｅ）ガス供給エリアのノズル上端より上部にバッファ領域が形成されることにより、ノズル交換を安全に行う事が出来る。 (E) Since the buffer region is formed above the upper end of the nozzle in the gas supply area, the nozzle can be replaced safely.
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施の形態は、ガス排気エリアに温度センサ２３８を設置するために、ガス排気エリア２２４の両端に温度測定エリア２６０を形成した点で第１の実施形態と相違する。以下、第２の実施形態において好適に用いられる反応管２０３の形状について図６を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成については説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that a
図６に示すように、ガス排気エリア２２４の両端には、温度センサ２３８が収納される温度測定エリア２６０が形成されている。温度測定エリア２６０は、下端部と上端部とが平坦に閉塞された有天井の形状で構成され、その外壁は円筒部２０９と同心円状に形成されている。また、温度測定エリア２６０はガス排気エリア２２４と内壁２５２を介して連続して形成されている。温度測定エリア２６０と円筒部２０９との境界壁にはガス排気スリット２３６は形成されていない。すなわち、温度測定エリア２６０はガス排気エリア２２４および処理室２０１から空間的に独立して形成されている。このような構成とすることにより、温度センサ２３８が処理ガスに曝されることを防ぐことができるため、温度センサ２３８の劣化を抑制することが可能となる。
As shown in FIG. 6,
図７に示すように、温度センサ２３８により、ボート２１７に載置された最上段のウエハ２００上方における処理室２０１内の温度を計測するために、温度測定エリア２６０の天井部の高さは、円筒部２０９の高さと同じ高さに形成されている。また、ガス排気エリア２２４の天井部も同様に、円筒部２０９の高さと同じ高さに形成される。すなわち、本実施例においては、ガス供給エリア２２２とガス排気エリア２２４と温度測定エリア２６０と円筒部２０９との天井部の高さが同じ高さに、平坦になるように形成されている。このような構成とすることにより、処理室２０１内を上下にわたって温度測定することが可能となり、ヒータ２０７による処理室２０１内の均一な加熱を行う事が出来る。また、反応管２０３の強度を高めることが可能となる。また、ガス排気エリア２２４の両端に温度測定エリア２６０を形成することにより、メンテナンス性を向上させることができる。
As shown in FIG. 7, in order to measure the temperature in the
基板処理装置で行われる成膜処理には、例えば、ＣＶＤ、ＰＶＤ、ＡＬＤ、Ｅｐｉ、その他酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理がある。更に、アニール処理、酸化処理、拡散処理等の処理でも構わない。 Examples of the film forming process performed in the substrate processing apparatus include CVD, PVD, ALD, Epi, other processes for forming an oxide film and a nitride film, and processes for forming a film containing a metal. Further, annealing treatment, oxidation treatment, diffusion treatment or the like may be performed.
＜本発明の好ましい態様＞以下、本発明の好ましい態様について付記する。 <Preferred Aspects of the Present Invention> Preferred aspects of the present invention will be described below.
（付記１）複数枚の基板を保持する基板保持部材と、前記基板保持部材を収容し、前記基板を処理する反応管と、前記反応管内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、前記反応管内の雰囲気を排気する排気系と、を有し、前記反応管は、上端に閉塞部を有し、下端に開口部を有する円筒部と、前記円筒部の一側壁の外側に形成され、前記処理ガス供給系が接続されたガス供給エリアと、前記ガス供給エリアと対向する前記円筒部の他側壁の外側に形成され、前記排気系が接続されたガス排気エリアと、を備え、前記ガス供給エリアおよび前記ガス排気エリアは、その内部の空間を複数の空間に区画する内壁を備えるよう構成された基板処理装置が提供される。 (Appendix 1) A substrate holding member that holds a plurality of substrates, a reaction tube that accommodates the substrate holding member and processes the substrate, a processing gas supply system that supplies a processing gas into the reaction tube, and the reaction An exhaust system for exhausting the atmosphere in the tube, and the reaction tube is formed on the outside of one side wall of the cylindrical portion having a closed portion at the upper end and an opening at the lower end, and the cylindrical portion, A gas supply area to which a processing gas supply system is connected; and a gas exhaust area formed outside the other side wall of the cylindrical portion facing the gas supply area and connected to the exhaust system. The area and the gas exhaust area are provided with a substrate processing apparatus configured to include an inner wall that divides an internal space into a plurality of spaces.
（付記２）付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス供給エリアと前記円筒部との境界壁に前記処理ガスを前記円筒部内に供給するガス供給スリットが形成される。
(Additional remark 2) It is a substrate processing apparatus of
（付記３）付記１または２に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス排気エリアと前記円筒部との境界壁に前記円筒部内の雰囲気を排気するガス排気スリットが形成される。
(Additional remark 3) It is a substrate processing apparatus of
（付記４）付記３に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス供給スリットおよび前記ガス排気スリットは、前記複数の空間それぞれに対向した位置に、上下方向に複数に形成されている。 (Additional remark 4) It is a substrate processing apparatus of Additional remark 3, Preferably, the said gas supply slit and the said gas exhaust slit are formed in multiple numbers in the up-down direction in the position facing each of these space. .
（付記５）付記３または４に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス供給スリットおよび前記ガス排気スリットは前記円筒部の周方向に長くに形成され、その両端部が曲面状に形成されている。 (Additional remark 5) It is a substrate processing apparatus as described in additional remark 3 or 4, Preferably, the said gas supply slit and the said gas exhaust slit are formed long in the circumferential direction of the said cylindrical part, and the both ends are curved surface shape. Is formed.
（付記６）付記１乃至５に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス供給エリアの横断面積と前記ガス排気エリアの横断面積とは同じである。
(Additional remark 6) It is a substrate processing apparatus of
（付記７）付記１乃至６に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス供給エリアと前記ガス排気エリアとは同じ数だけ内壁を有し、同じ空間数に区画される。
(Additional remark 7) It is a substrate processing apparatus as described in
（付記８）付記６または付記７に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス供給エリアの各空間の横断面積と前記ガス供給エリアの各空間に対面する前記ガス排気エリアの各空間の横断面積とは同じ面積である。 (Supplementary note 8) The substrate processing apparatus according to supplementary note 6 or supplementary note 7, preferably, a cross-sectional area of each space of the gas supply area and each space of the gas exhaust area facing each space of the gas supply area The cross-sectional area is the same area.
（付記９）付記１乃至８に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス供給エリアの容積の方が前記ガス排気エリアの容積より大きい。
(Supplementary note 9) In the substrate processing apparatus according to
（付記１０）付記９に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス供給エリアの内壁の長さの方が前記ガス排気エリアの内壁の長さよりも長い。 (Supplementary note 10) The substrate processing apparatus according to supplementary note 9, wherein the length of the inner wall of the gas supply area is preferably longer than the length of the inner wall of the gas exhaust area.
（付記１１）付記１乃至１０に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス供給エリアと前記円筒部との境界壁の下端に開口部が形成されている。
(Additional remark 11) It is a substrate processing apparatus as described in
（付記１２）付記１１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス供給エリアの内壁の長さは、前記円筒部の長さよりも短く、かつ、前記ガス供給エリアと前記円筒部との前記境界壁の長さよりも長い。 (Supplementary note 12) In the substrate processing apparatus according to supplementary note 11, preferably, the length of the inner wall of the gas supply area is shorter than the length of the cylindrical portion, and the gas supply area, the cylindrical portion, Longer than the boundary wall length.
（付記１３）付記１乃至１２に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス供給スリットの縦の長さは、前記基板間の間隔よりも短い。
(Additional remark 13) It is a substrate processing apparatus as described in
（付記１４）付記４乃至１３に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス供給スリットおよび前記ガス排気スリットの段数は前記基板の枚数と同数である。 (Supplementary note 14) The substrate processing apparatus according to supplementary notes 4 to 13, wherein the number of stages of the gas supply slit and the gas exhaust slit is preferably the same as the number of the substrates.
（付記１５）付記４乃至付記１４に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス供給スリットおよび前記ガス排気スリットの列数は、前記ガス供給エリアの前記空間数および前記ガス排気エリアの前記空間数と同数である。 (Supplementary note 15) In the substrate processing apparatus according to supplementary notes 4 to 14, preferably, the number of rows of the gas supply slit and the gas exhaust slit is the number of spaces in the gas supply area and the number of rows of the gas exhaust area. It is the same number as the number of spaces.
（付記１６）付記１５に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス供給スリットおよび前記ガス排気スリットの横の長さは、前記ガス供給エリアの前記空間および前記ガス排気エリアの前記空間の横の長さと同じである。 (Additional remark 16) It is a substrate processing apparatus of Additional remark 15, Preferably, the horizontal length of the said gas supply slit and the said gas exhaust slit is the said space of the said gas supply area, and the said space of the said gas exhaust area Is the same as the horizontal length of
（付記１７）付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記ガス排気エリアに隣接して前記反応管内の温度を測定する温度センサが内部に設置された温度測定エリアが形成されている。
(Supplementary note 17) In the substrate processing apparatus according to
（付記１８）本発明の別の一態様によれば、上端に閉塞部を有し、下端に開口部を有する円筒部と、前記円筒部の一側壁の外側に形成されたガス供給エリアと、前記ガス供給エリアと対向する前記円筒部の他側壁の外側に形成されたガス排気エリアとで構成された反応管の円筒部内に基板を搬送する工程と、その内部の空間を複数の空間に区画する内壁を備えたガス供給エリアから前記円筒部内に処理ガスを供給する工程と、その内部の空間を複数の空間に区画する内壁を備えたガス排気エリアから前記円筒部内の雰囲気を排気する工程と、を有する半導体装置の製造方法および基板処理方法が提供される。 (Supplementary note 18) According to another aspect of the present invention, a cylindrical portion having a closed portion at the upper end and an opening at the lower end, a gas supply area formed on the outside of one side wall of the cylindrical portion, A step of transporting the substrate into a cylindrical portion of a reaction tube formed by a gas exhaust area formed outside the other side wall of the cylindrical portion facing the gas supply area, and a space inside the chamber is partitioned into a plurality of spaces Supplying a processing gas into the cylindrical portion from a gas supply area having an inner wall, and exhausting the atmosphere in the cylindrical portion from a gas exhaust area having an inner wall that divides the internal space into a plurality of spaces. A method for manufacturing a semiconductor device and a substrate processing method are provided.
（付記１９）本発明のさらに他の一態様によれば、上端に閉塞部を有し、下端に開口部を有する円筒部と、前記円筒部の一側壁の外側に形成されたガス供給エリアと、前記ガス供給エリアと対向する前記円筒部の他側壁の外側に形成されたガス排気エリアとで構成された反応管の円筒部内に基板を搬送する手順と、その内部の空間を複数の空間に区画する内壁を備えたガス供給エリアから前記円筒部内に処理ガスを供給する手順と、その内部の空間を複数の空間に区画する内壁を備えたガス排気エリアから前記円筒部内の雰囲気を排気する手順と、をコンピュータに実行させるプログラム、または、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。 (Supplementary note 19) According to yet another aspect of the present invention, a cylindrical portion having a closed portion at the upper end and an opening at the lower end, and a gas supply area formed on the outside of one side wall of the cylindrical portion, , A procedure for transporting the substrate into the cylindrical portion of the reaction tube formed by the gas exhaust area formed outside the other side wall of the cylindrical portion facing the gas supply area, and the internal space into a plurality of spaces A procedure for supplying a processing gas into the cylindrical portion from a gas supply area having an inner wall to be partitioned, and a procedure for exhausting the atmosphere in the cylindrical portion from a gas exhaust area having an inner wall that divides the internal space into a plurality of spaces And a computer-readable recording medium on which the program is recorded are provided.
（付記２０）本発明のさらに他の一態様によれば、上端に閉塞部を有し、下端に開口部を有する円筒部と、前記円筒部の一側壁の外側に形成されたガス供給エリアと、前記ガス供給エリアの対向する前記円筒部の他側壁の外側に形成されたガス排気エリアと、を有し前記ガス供給エリアおよび前記ガス排気エリアは、その内部の空間を複数の空間に区画する内壁を備えるよう構成される反応管が提供される。産業上の利用可能性 (Supplementary note 20) According to yet another aspect of the present invention, a cylindrical portion having a closed portion at the upper end and an opening at the lower end, and a gas supply area formed outside one side wall of the cylindrical portion, A gas exhaust area formed on the outside of the other side wall of the cylindrical portion facing the gas supply area, and the gas supply area and the gas exhaust area divide the internal space into a plurality of spaces. A reaction tube configured to include an inner wall is provided. Industrial applicability
本発明に係る基板処理装置、半導体装置の製造方法、反応管によれば、反応管の容積を削減し、処理ガスの置換効率を向上させることが可能となる。 According to the substrate processing apparatus, the method for manufacturing a semiconductor device, and the reaction tube according to the present invention, it is possible to reduce the volume of the reaction tube and improve the replacement efficiency of the processing gas.
２８０ コントローラ（制御部）２００ ウエハ２０１ 処理室２０２ 処理炉２０３ 反応管２０７ ヒータ２２２ ガス供給エリア２２４ ガス排気エリア２３１ 排気管３１０ａ〜３１０ｆ ガス供給管
280 Controller (control unit) 200
Claims (5)
前記基板保持部材を収容し、前記基板を処理する反応管と、
前記反応管内に少なくとも２種類の処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記反応管内の雰囲気を排気する排気系と、を有し、
前記反応管は、上端に閉塞部を有し、下端に開口部を有する円筒部と、前記円筒部の一側方に突出するように形成され、前記処理ガス供給系が接続されたガス供給エリアと、前記円筒部の外側に形成され、前記排気系が接続されたガス排気エリアと、を備え、
前記ガス供給エリアと前記円筒部内との境界壁には、前記処理ガスを前記円筒部内に供給するガス供給スリットが形成され、
前記ガス供給エリアおよび前記ガス排気エリアは、その内部の空間を複数の空間に区画する内壁を備え、
前記内壁は、前記ガス供給エリアおよび前記ガス供給エリアのそれぞれの上端付近から下端付近まで伸びた板であり、それぞれの前記内部の空間を横方向に分割し、
前記ガス供給エリアの区画された前記空間の少なくとも２つには、前記２種類の処理ガスがそれぞれ供給されるよう構成された基板処理装置。 A substrate holding member for holding a plurality of substrates;
A reaction tube containing the substrate holding member and processing the substrate;
A processing gas supply system for supplying at least two kinds of processing gases into the reaction tube;
An exhaust system for exhausting the atmosphere in the reaction tube,
The reaction tube has a closed portion at the upper end, a cylindrical portion having an opening at the lower end, is formed so as to protrude on one side of the cylindrical portion, the process gas supply areas where the gas supply system is connected If, formed outside the front Symbol cylindrical portion, and a gas exhaust area connected the exhaust system,
The boundary wall of the gas supply area within the cylindrical portion, Ruga scan supply slit to supply the processing gas into the cylindrical portion is made form,
The gas supply area and the gas exhaust area include an inner wall that divides an internal space into a plurality of spaces,
The inner wall is a plate extending from near the upper end to the lower end of each of the gas supply area and the gas supply area, and divides each internal space in the lateral direction,
It said gas at least 2 in part of compartmented the space of the supply area, the two kinds of processing gas a substrate processing apparatus that is so that configured are supplied.
前記ガス供給エリアは下端部が開放されており、
前記ノズルは、前記ガス供給エリア内の下部から上部へ長さ方向に沿って設けられ、前記ノズルの側面には、前記反応管の中心を向くように開口しガスを供給するガス供給孔が設けられた請求項１記載の基板処理装置。 And further comprising at least one nozzle connected to a processing gas supply system and detachably provided in at least one of the spaces defined in the gas supply area;
The gas supply area is open at the lower end,
The nozzle is provided along a length direction from the lower part to the upper part in the gas supply area, and a gas supply hole that opens toward the center of the reaction tube and supplies gas is provided on a side surface of the nozzle. The substrate processing apparatus according to claim 1.
前記ノズルの少なくとも１つは、前記ガス供給孔が、前記基板に対応して設けられた前記ガス供給スリットのそれぞれの開口の縦中央位置に形成されている請求項２記載の基板処理装置。 The nozzles are respectively provided in at least two of the spaces defined in the gas supply area,
The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein at least one of the nozzles has the gas supply hole formed at a vertical center position of each opening of the gas supply slit provided corresponding to the substrate.
ノズル支持部は、前記マニホールドを貫通するように設けられ、前記マニホールド外側の端は前記処理ガス供給と接続し、前記マニホールド内側の端は前記ノズルと接続して支持し、
前記ガス供給エリアの内壁の下端は、前記ノズル支持部の上端よりも下側になる請求項２又は４に記載の基板処理装置。 The support tube is connected to an opening at the lower end of the reaction tube to support the reaction tube, and further includes a manifold having a support portion of the nozzle.
The nozzle support portion is provided so as to penetrate the manifold, the end outside the manifold is connected to the processing gas supply, and the end inside the manifold is connected to the nozzle and supported.
5. The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein a lower end of an inner wall of the gas supply area is lower than an upper end of the nozzle support portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017253254A JP2018078323A (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Substrate processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017253254A JP2018078323A (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Substrate processing apparatus |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015538001A Division JP6257000B2 (en) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and reaction tube |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018078323A true JP2018078323A (en) | 2018-05-17 |
Family
ID=62149282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017253254A Pending JP2018078323A (en) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Substrate processing apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018078323A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020188857A1 (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ | Substrate processing device, reaction vessel, method for manufacturing semiconductor device, and recording medium |
| CN112740373A (en) * | 2018-09-20 | 2021-04-30 | 株式会社国际电气 | Substrate processing apparatus |
| WO2022034996A1 (en) * | 2020-08-12 | 2022-02-17 | 삼성전자 주식회사 | Semiconductor manufacturing apparatus and substrate processing method using the manufacturing apparatus |
-
2017
- 2017-12-28 JP JP2017253254A patent/JP2018078323A/en active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112740373A (en) * | 2018-09-20 | 2021-04-30 | 株式会社国际电气 | Substrate processing apparatus |
| WO2020188857A1 (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ | Substrate processing device, reaction vessel, method for manufacturing semiconductor device, and recording medium |
| JPWO2020188857A1 (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | ||
| CN113519041A (en) * | 2019-03-20 | 2021-10-19 | 株式会社国际电气 | Substrate processing apparatus, reaction vessel, method for manufacturing semiconductor device, and recording medium |
| JP7198908B2 (en) | 2019-03-20 | 2023-01-04 | 株式会社Kokusai Electric | Substrate processing apparatus, reaction vessel, semiconductor device manufacturing method and program |
| CN113519041B (en) * | 2019-03-20 | 2024-04-16 | 株式会社国际电气 | Substrate processing apparatus, reaction container, method for manufacturing semiconductor device, and recording medium |
| WO2022034996A1 (en) * | 2020-08-12 | 2022-02-17 | 삼성전자 주식회사 | Semiconductor manufacturing apparatus and substrate processing method using the manufacturing apparatus |
| KR20220021448A (en) * | 2020-08-12 | 2022-02-22 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor manufacturing apparatus and substrate processing method using the manufacturing apparatus |
| KR102388357B1 (en) * | 2020-08-12 | 2022-04-19 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor manufacturing apparatus and substrate processing method using the manufacturing apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6257000B2 (en) | Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and reaction tube | |
| KR102238585B1 (en) | Substrate processing device, reaction tube, manufacturing method and program of semiconductor device | |
| US11495477B2 (en) | Substrate processing apparatus | |
| US11685992B2 (en) | Substrate processing apparatus, quartz reaction tube and method of manufacturing semiconductor device | |
| KR102099330B1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus and non-transitory computer-readable recording medium | |
| US20210043485A1 (en) | Substrate processing apparatus and substrate holder | |
| JP2018078323A (en) | Substrate processing apparatus | |
| JP6415215B2 (en) | Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and program | |
| US20230055506A1 (en) | Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, method of processing substrate, and gas injector | |
| US11898247B2 (en) | Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device and non-transitory computer-readable recording medium | |
| JP7240557B2 (en) | Substrate processing equipment, semiconductor device manufacturing method, program and inner tube | |
| WO2021192090A1 (en) | Substrate processing device, method for manufacturing semiconductor device, recording media, and inner tube |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20180727 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180820 |