JP2019057535A - Substrate holder and substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板保持具及び基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate holder and a substrate processing apparatus.
処理容器内において、基板保持具に複数の基板を多段に保持した状態で、複数の基板に対し成膜処理等を行うことが可能なバッチ式の基板処理装置が知られている。バッチ式の基板処理装置では、基板保持具に保持された複数の基板の各々と処理容器の内周面との間に隙間が存在すると、処理容器内に供給された処理ガスの一部が基板上へ供給されずに隙間を通って上方又は下方へ流れる。そのため、基板上へのガス供給量が減少し、成膜速度の低下や、均一性の低下が生じ得る。 2. Description of the Related Art A batch type substrate processing apparatus capable of performing a film forming process or the like on a plurality of substrates in a state where a plurality of substrates are held in multiple stages by a substrate holder in a processing container is known. In a batch type substrate processing apparatus, if there is a gap between each of the plurality of substrates held by the substrate holder and the inner peripheral surface of the processing container, a part of the processing gas supplied into the processing container is the substrate. It flows upward or downward through the gap without being supplied upward. As a result, the amount of gas supplied onto the substrate is reduced, and the film formation rate and uniformity may be reduced.
基板上へのガス供給量を確保する基板保持具としては、例えば、複数の支柱と、支柱に水平に多段に取り付けられ基板の周縁部を裏面から支持するリングと、を有するリングボートが知られている（例えば、特許文献１参照）。 As a substrate holder that secures the amount of gas supplied onto the substrate, for example, a ring boat having a plurality of support columns and a ring that is attached to the support columns in multiple stages and supports the peripheral edge of the substrate from the back surface is known. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、リングボートでは、基板の外周の全体がリングに覆われており、フォークを用いて複数の基板を同時に搬送することが困難であった。 However, in the ring boat, the entire outer periphery of the substrate is covered with the ring, and it is difficult to simultaneously transport a plurality of substrates using a fork.
そこで、本発明の一態様では、容易に基板を搬送でき、且つ基板上へのガス供給量を増大させることが可能な基板保持具を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of one embodiment of the present invention is to provide a substrate holder capable of easily transporting a substrate and increasing a gas supply amount onto the substrate.
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る基板保持具は、複数の基板を上下方向に所定間隔を有して略水平に保持し、上下方向を回転軸として回転可能な基板保持具であって、複数の支柱と、前記複数の支柱の各々に設けられ、前記基板の中心を前記回転軸に対して前記基板が搬送される側にずらして前記基板の周縁部を保持する保持部と、前記複数の支柱の回転軌跡と前記保持部に保持される前記基板の外周との間に形成される領域を含んで配置される整流板と、を有する。 In order to achieve the above object, a substrate holder according to an aspect of the present invention is a substrate holder that holds a plurality of substrates substantially horizontally with a predetermined interval in the vertical direction and is rotatable about the vertical direction as a rotation axis. A plurality of support columns and a holding unit that is provided on each of the plurality of support columns and holds the peripheral edge portion of the substrate by shifting the center of the substrate to the side on which the substrate is transported with respect to the rotation axis. And a current plate arranged to include a region formed between the rotation trajectory of the plurality of support columns and the outer periphery of the substrate held by the holding unit.
開示の基板保持具によれば、容易に基板を搬送でき、且つ基板上へのガス供給量を増大させることができる。 According to the disclosed substrate holder, the substrate can be easily transported and the amount of gas supplied onto the substrate can be increased.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in this specification and drawing, about the substantially same structure, the duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
〔基板処理装置〕
本発明の実施形態に係る基板処理装置について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る基板処理装置の概略図である。図２は、図１の基板処理装置の処理容器を説明するための図であり、図１の基板処理装置の横断面を示す。
[Substrate processing equipment]
A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view for explaining the processing container of the substrate processing apparatus of FIG. 1, and shows a cross section of the substrate processing apparatus of FIG.
図１に示されるように、基板処理装置１は、基板である半導体ウエハ（以下「ウエハＷ」という。）を収容する処理容器３４と、処理容器３４の下端の開口部を気密に塞ぐ蓋部３６と、処理容器３４内に収容可能であり、複数のウエハＷを所定間隔で保持する基板保持具であるウエハボート３８と、処理容器３４内へ所定のガスを導入するガス供給手段４０と、処理容器３４内のガスを排気する排気手段４１と、ウエハＷを加熱する加熱手段４２とを有している。 As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus 1 includes a processing container 34 that accommodates a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer W”) that is a substrate, and a lid that hermetically closes an opening at the lower end of the processing container 34. 36, a wafer boat 38 which is a substrate holder that can be accommodated in the processing container 34 and holds a plurality of wafers W at predetermined intervals, a gas supply means 40 for introducing a predetermined gas into the processing container 34, An exhaust unit 41 that exhausts the gas in the processing container 34 and a heating unit 42 that heats the wafer W are provided.
処理容器３４は、下端部が開放された有天井の円筒形状の内管４４と、下端部が開放されて内管４４の外側を覆う有天井の円筒形状の外管４６とを有する。内管４４及び外管４６は、石英等の耐熱性材料により形成されており、同軸状に配置されて二重管構造となっている。 The processing container 34 includes a cylindrical inner tube 44 with a ceiling having a lower end opened and a cylindrical outer tube 46 with a ceiling having a lower end opened and covering the outer side of the inner tube 44. The inner tube 44 and the outer tube 46 are made of a heat-resistant material such as quartz, and are arranged coaxially to form a double tube structure.
内管４４の天井部４４Ａは、例えば平坦になっている。内管４４の一側には、その長手方向（上下方向）に沿ってガスノズルを収容するノズル収容部４８が形成されている。本発明の実施形態では、図２に示されるように、内管４４の側壁の一部を外側へ向けて突出させて凸部５０を形成し、凸部５０内をノズル収容部４８として形成している。 The ceiling portion 44A of the inner tube 44 is flat, for example. On one side of the inner tube 44, a nozzle accommodating portion 48 for accommodating a gas nozzle is formed along the longitudinal direction (vertical direction). In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, a part of the side wall of the inner tube 44 protrudes outward to form the convex part 50, and the inside of the convex part 50 is formed as the nozzle accommodating part 48. ing.
また、ノズル収容部４８に対向させて内管４４の反対側の側壁には、その長手方向（上下方向）に沿って幅Ｌ１の矩形状の開口部５２が形成されている。 In addition, a rectangular opening 52 having a width L1 is formed along the longitudinal direction (vertical direction) of the side wall on the opposite side of the inner tube 44 so as to face the nozzle accommodating portion 48.
開口部５２は、内管４４内のガスを排気できるように形成されたガス排気口である。開口部５２の長さは、ウエハボート３８の長さと同じであるか、又は、ウエハボート３８の長さよりも長く上下方向へそれぞれ延びるようにして形成されている。即ち、開口部５２の上端は、ウエハボート３８の上端に対応する位置以上の高さに延びて位置され、開口部５２の下端は、ウエハボート３８の下端に対応する位置以下の高さに延びて位置されている。具体的には、図１に示されるように、ウエハボート３８の上端と開口部５２の上端との間の高さ方向の距離Ｌ２は０ｍｍ〜５ｍｍ程度の範囲内である。また、ウエハボート３８の下端と開口部５２の下端との間の高さ方向の距離Ｌ３は０ｍｍ〜３５０ｍｍ程度の範囲内である。 The opening 52 is a gas exhaust port formed so that the gas in the inner tube 44 can be exhausted. The length of the opening 52 is the same as the length of the wafer boat 38 or is formed so as to extend in the vertical direction longer than the length of the wafer boat 38. In other words, the upper end of the opening 52 extends to a height higher than the position corresponding to the upper end of the wafer boat 38, and the lower end of the opening 52 extends to a height lower than the position corresponding to the lower end of the wafer boat 38. Is located. Specifically, as shown in FIG. 1, the distance L2 in the height direction between the upper end of the wafer boat 38 and the upper end of the opening 52 is in the range of about 0 mm to 5 mm. The distance L3 in the height direction between the lower end of the wafer boat 38 and the lower end of the opening 52 is in the range of about 0 mm to 350 mm.
処理容器３４の下端は、例えばステンレス鋼により形成される円筒形状のマニホールド５４によって支持されている。マニホールド５４の上端部にはフランジ部５６が形成されており、フランジ部５６上に外管４６の下端部を設置して支持するようになっている。フランジ部５６と外管４６との下端部との間にはＯリング等のシール部材５８を介在させて外管４６内を気密状態にしている。 The lower end of the processing vessel 34 is supported by a cylindrical manifold 54 formed of, for example, stainless steel. A flange portion 56 is formed at the upper end portion of the manifold 54, and the lower end portion of the outer tube 46 is installed and supported on the flange portion 56. A seal member 58 such as an O-ring is interposed between the flange portion 56 and the lower end portion of the outer tube 46 to make the inside of the outer tube 46 airtight.
マニホールド５４の上部の内壁には、円環状の支持部６０が設けられており、支持部６０上に内管４４の下端部を設置してこれを支持するようになっている。マニホールド５４の下端の開口部には、蓋部３６がＯリング等のシール部材６２を介して気密に取り付けられており、処理容器３４の下端の開口部、即ち、マニホールド５４の開口部を気密に塞ぐようになっている。蓋部３６は、例えばステンレス鋼により形成される。 An annular support portion 60 is provided on the inner wall of the upper portion of the manifold 54, and the lower end portion of the inner tube 44 is installed on the support portion 60 to support it. A lid 36 is airtightly attached to the opening at the lower end of the manifold 54 via a sealing member 62 such as an O-ring. It is supposed to close. The lid part 36 is made of, for example, stainless steel.
蓋部３６の中央部には、磁性流体シール部６４を介して回転軸６６が貫通させて設けられている。回転軸６６の下部は、ボートエレベータよりなる昇降手段６８のアーム６８Ａに回転自在に支持されている。 A rotating shaft 66 is provided through the central portion of the lid portion 36 via a magnetic fluid seal portion 64. The lower part of the rotating shaft 66 is rotatably supported by an arm 68A of a lifting / lowering means 68 made of a boat elevator.
回転軸６６の上端には回転プレート７０が設けられており、回転プレート７０上に石英製の保温台７２を介してウエハＷを保持するウエハボート３８が載置されるようになっている。従って、昇降手段６８を昇降させることによって蓋部３６とウエハボート３８とは一体として上下動し、ウエハボート３８を処理容器３４内に対して挿脱できるようになっている。 A rotating plate 70 is provided at the upper end of the rotating shaft 66, and a wafer boat 38 that holds wafers W is placed on the rotating plate 70 via a quartz heat insulating table 72. Therefore, the lid 36 and the wafer boat 38 are moved up and down integrally by raising and lowering the elevating means 68 so that the wafer boat 38 can be inserted into and removed from the processing container 34.
ガス供給手段４０は、マニホールド５４に設けられており、内管４４内へ処理ガス、パージガス等のガスを導入する。ガス供給手段４０は、複数（例えば３本）の石英製のガスノズル７６、７８、８０を有している。各ガスノズル７６、７８、８０は、内管４４内にその長手方向に沿って設けられると共に、その基端部がＬ字状に屈曲されてマニホールド５４を貫通するようにして支持されている。 The gas supply means 40 is provided in the manifold 54 and introduces a gas such as a processing gas or a purge gas into the inner pipe 44. The gas supply means 40 has a plurality of (for example, three) quartz gas nozzles 76, 78, and 80. Each gas nozzle 76, 78, 80 is provided in the inner tube 44 along its longitudinal direction, and is supported so that its base end is bent in an L shape and penetrates the manifold 54.
ガスノズル７６、７８、８０は、図２に示されるように、内管４４のノズル収容部４８内に周方向に沿って一列になるように設置されている。各ガスノズル７６、７８、８０には、その長手方向に沿って所定の間隔で複数のガス孔７６Ａ、７８Ａ、８０Ａが形成されており、各ガス孔７６Ａ、７８Ａ、８０Ａより水平方向に向けて各ガスを放出できるようになっている。所定の間隔は、例えばウエハボート３８に支持されるウエハＷの間隔と同じになるように設定される。また、高さ方向の位置は、各ガス孔７６Ａ、７８Ａ、８０Ａが上下方向に隣り合うウエハＷ間の中間に位置するように設定されており、各ガスをウエハＷ間の空間部に効率的に供給できるようになっている。 As shown in FIG. 2, the gas nozzles 76, 78, and 80 are installed in a line along the circumferential direction in the nozzle accommodating portion 48 of the inner tube 44. A plurality of gas holes 76A, 78A, 80A are formed in the gas nozzles 76, 78, 80 at predetermined intervals along the longitudinal direction, and the gas nozzles 76A, 78A, 80A are arranged in the horizontal direction from the gas holes 76A, 78A, 80A. Gas can be released. The predetermined interval is set to be the same as the interval of the wafers W supported by the wafer boat 38, for example. The position in the height direction is set so that each gas hole 76A, 78A, 80A is located in the middle between the wafers W adjacent in the vertical direction, and each gas is efficiently put into the space between the wafers W. Can be supplied.
ガスの種類としては、原料ガス、酸化ガス及びパージガスが用いられ、各ガスを流量制御しながら必要に応じて各ガスノズル７６、７８、８０を介して供給できるようになっている。原料ガスとしてシリコン含有ガスを用い、酸化ガスとしてオゾン（Ｏ３）ガスを用い、パージガスとして窒素（Ｎ２）ガスを用い、原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法によりシリコン酸化膜を形成できるようになっている。なお、用いるガスの種類は成膜する膜の種類に応じて適宜選択することができる。 As the types of gas, raw material gas, oxidizing gas, and purge gas are used, and each gas can be supplied through the gas nozzles 76, 78, 80 as needed while controlling the flow rate. A silicon oxide film can be formed by an atomic layer deposition (ALD) method using a silicon-containing gas as a source gas, ozone (O 3 ) gas as an oxidizing gas, and nitrogen (N 2 ) gas as a purge gas. It is like that. Note that the type of gas to be used can be appropriately selected according to the type of film to be formed.
また、マニホールド５４の上部の側壁であって、支持部６０の上方には、ガス出口８２が形成されており、内管４４と外管４６との間の空間部８４を介して開口部５２より排出される内管４４内のガスを排気できるようになっている。ガス出口８２には、排気手段４１が設けられる。排気手段４１は、ガス出口８２に接続された排気通路８６を有しており、排気通路８６には、圧力調整弁８８及び真空ポンプ９０が順次介設されて、処理容器３４内を真空引きできるようになっている。開口部５２の幅Ｌ１は１０ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内の大きさに設定されており、効率的に内管４４内のガスを排気できるようになっている。 In addition, a gas outlet 82 is formed on the upper side wall of the manifold 54 and above the support portion 60. The gas outlet 82 is formed from the opening portion 52 via the space portion 84 between the inner tube 44 and the outer tube 46. The gas in the inner pipe 44 to be discharged can be exhausted. An exhaust means 41 is provided at the gas outlet 82. The exhaust means 41 has an exhaust passage 86 connected to the gas outlet 82, and a pressure regulating valve 88 and a vacuum pump 90 are sequentially provided in the exhaust passage 86 so that the inside of the processing vessel 34 can be evacuated. It is like that. The width L1 of the opening 52 is set to a size within a range of 10 mm to 400 mm, and the gas in the inner tube 44 can be efficiently exhausted.
外管４６の外周側には、外管４６を覆うように円筒形状の加熱手段４２が設けられており、ウエハＷを加熱するようになっている。 A cylindrical heating means 42 is provided on the outer peripheral side of the outer tube 46 so as to cover the outer tube 46 so as to heat the wafer W.
このように形成された基板処理装置１の全体の動作は、例えばコンピュータ等の制御手段１１０により制御される。また、基板処理装置１の全体の動作を行うコンピュータのプログラムは、記憶媒体１１２に記憶されている。記憶媒体１１２は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤ等であってよい。 The overall operation of the substrate processing apparatus 1 thus formed is controlled by a control means 110 such as a computer. A computer program for performing the entire operation of the substrate processing apparatus 1 is stored in the storage medium 112. The storage medium 112 may be, for example, a flexible disk, a compact disk, a hard disk, a flash memory, a DVD, or the like.
〔ウエハボート〕
次に、本発明の実施形態に係るウエハボート３８について説明する。図３は、ウエハＷを保持した状態のウエハボート３８を説明するための図であり、多段に保持された複数のウエハＷのうちの一のウエハＷを上面から見たときの図である。図３では、ウエハＷの搬入又は搬出が行われる側を右側として示す。図４は、ウエハボート３８の一部分の概略斜視図であり、ウエハＷを保持していない状態のウエハボート３８を示す。図５は、ウエハボート３８の一部分の概略側面図であり、ウエハＷを保持した状態のウエハボート３８を示す。
[Wafer boat]
Next, the wafer boat 38 according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a view for explaining the wafer boat 38 in a state where the wafer W is held, and is a view when one wafer W of the plurality of wafers W held in multiple stages is viewed from the upper surface. In FIG. 3, the side on which the wafer W is loaded or unloaded is shown as the right side. FIG. 4 is a schematic perspective view of a part of the wafer boat 38 and shows the wafer boat 38 in a state where the wafer W is not held. FIG. 5 is a schematic side view of a part of the wafer boat 38, showing the wafer boat 38 in a state where the wafer W is held.
ウエハボート３８は、複数のウエハＷを上下方向に所定間隔を有して略水平に保持し、上下方向を回転軸として回転可能に構成されている。ウエハボート３８は、支柱３８ａと、保持部３８ｂと、整流板３８ｃと、天板３８ｄと、底板３８ｅと、を有する。 The wafer boat 38 is configured to hold a plurality of wafers W substantially horizontally with a predetermined interval in the vertical direction and to be rotatable about the vertical direction as a rotation axis. The wafer boat 38 includes a column 38a, a holding portion 38b, a rectifying plate 38c, a top plate 38d, and a bottom plate 38e.
支柱３８ａは、ウエハボート３８の回転軸Ｃを中心とする同一円周上に複数（図示の例では３本）設けられている。支柱３８ａは、ウエハＷが搬送される側（図３中の右側）には設けられていない。これにより、ウエハＷを搬入又は搬出する際、後述するフォークと支柱３８ａとの接触を防止できる。支柱３８ａは、例えば石英、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により形成されている。 A plurality (three in the illustrated example) of support columns 38 a are provided on the same circumference around the rotation axis C of the wafer boat 38. The support column 38a is not provided on the side (right side in FIG. 3) on which the wafer W is transferred. Thereby, when carrying in or carrying out the wafer W, the contact with the fork and the support | pillar 38a mentioned later can be prevented. The column 38a is formed of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide (SiC).
保持部３８ｂは、各支柱３８ａの長手方向に沿って所定間隔を有して複数設けられている。保持部３８ｂは、ウエハＷの中心Ｃｗをウエハボート３８の回転軸Ｃに対してウエハＷが搬送される側に偏心させて（ずらして）ウエハＷの周縁部を保持する。このとき、保持部３８ｂに保持されるウエハＷの外周Ｔ２が、複数の支柱３８ａの回転軌跡Ｔ１と接する位置関係であること好ましい。これにより、ウエハＷを搬送する側におけるウエハＷの外周と内管４４の内周面との隙間Ｄを小さくできる。保持部３８ｂは、支柱３８ａに取り付けられ爪状に形成された保持爪であってもよく、支柱３８ａに設けられ溝状に形成された保持溝であってもよい。保持部３８ｂは、例えば石英、ＳｉＣ等の耐熱性材料により形成されている。 A plurality of holding portions 38b are provided at a predetermined interval along the longitudinal direction of each column 38a. The holding unit 38 b holds the peripheral portion of the wafer W by shifting the center Cw of the wafer W to the side where the wafer W is transferred with respect to the rotation axis C of the wafer boat 38. At this time, it is preferable that the outer periphery T2 of the wafer W held by the holding unit 38b is in a positional relationship in contact with the rotation trajectory T1 of the plurality of columns 38a. As a result, the gap D between the outer periphery of the wafer W and the inner peripheral surface of the inner tube 44 on the side where the wafer W is transferred can be reduced. The holding portion 38b may be a holding claw attached to the support column 38a and formed in a claw shape, or may be a holding groove provided in the support column 38a and formed in a groove shape. The holding portion 38b is formed of a heat resistant material such as quartz or SiC.
整流板３８ｃは、複数の支柱３８ａの回転軌跡Ｔ１と保持部３８ｂに保持されるウエハＷの外周Ｔ２との間に形成される領域Ａを含んで配置される。これにより、処理容器３４内に供給される処理ガスが領域Ａを通って上方又は下方へ流れることを抑制できる。整流板３８ｃは、例えば複数の支柱３８ａに固定されている。整流板３８ｃを複数の支柱３８ａに固定する方法は特に限定されないが、例えば溶接によって固定してもよい。また、例えば各支柱３８ａに切込みを設け、切込みに整流板３８ｃを嵌めこんで固定してもよい。また、例えば整流板３８ｃに凹部を設けると共に、各支柱３８ａに凸部を設け、整流板３８ｃの凹部に各支柱３８ａの凸部を嵌めこんで固定してもよい。また、例えば各支柱３８ａに設けられた保持部３８ｂに整流板３８ｃを載置し、固定してもよい。また、例えば各支柱３８ａに整流板３８ｃを支持するための支持部を設け、支持部に整流板３８ｃを載置し、固定してもよい。また、上記の固定方法を組み合わせてもよい。さらに、削り出しにより複数の支柱３８ａと整流板３８ｃとを一体で形成してもよい。 The rectifying plate 38c is disposed including a region A formed between the rotation trajectory T1 of the plurality of support columns 38a and the outer periphery T2 of the wafer W held by the holding unit 38b. Thereby, it can suppress that the process gas supplied in the process container 34 flows through the area | region A upward or downward. The rectifying plate 38c is fixed to, for example, a plurality of support columns 38a. A method for fixing the rectifying plate 38c to the plurality of support columns 38a is not particularly limited, but may be fixed by welding, for example. Further, for example, each post 38a may be provided with a notch, and the current plate 38c may be fitted into the notch and fixed. Further, for example, a concave portion may be provided in the rectifying plate 38c, a convex portion may be provided in each column 38a, and the convex portion of each column 38a may be fitted and fixed in the concave portion of the rectifying plate 38c. Further, for example, the rectifying plate 38c may be placed and fixed on the holding portion 38b provided in each support column 38a. Further, for example, a support portion for supporting the rectifying plate 38c may be provided on each support 38a, and the rectifying plate 38c may be placed on the support portion and fixed. Moreover, you may combine said fixing method. Further, the plurality of support columns 38a and the current plate 38c may be integrally formed by cutting.
整流板３８ｃは、例えば平面視でウエハＷの周縁部に沿って三日月状に形成されている。図示の例では、整流板３８ｃは、３つの支柱３８ａに固定されている。整流板３８ｃの上面は、整流板３８ｃとウエハＷとの境界部分における乱流の発生を抑制できるという観点から、保持部３８ｂに保持されるウエハＷの上面と略面一であることが好ましい。 The current plate 38c is formed in a crescent shape along the peripheral edge of the wafer W in a plan view, for example. In the illustrated example, the rectifying plate 38c is fixed to the three columns 38a. The upper surface of the rectifying plate 38c is preferably substantially flush with the upper surface of the wafer W held by the holding unit 38b from the viewpoint that generation of turbulent flow at the boundary portion between the rectifying plate 38c and the wafer W can be suppressed.
整流板３８ｃは、例えば石英、ＳｉＣ、シリコン、サファイア等の耐熱性材料により形成されている。但し、溶接等により容易に整流板３８ｃを支柱３８ａに固定できるという観点から、整流板３８ｃは支柱３８ａと同一の材料により形成されていることが好ましい。また、整流板３８ｃは、ウエハボート３８に保持されるウエハＷと同一の材料により形成されていることが好ましい。これにより、ウエハＷと整流板３８ｃとの間の熱容量差が小さくなるため、整流板３８ｃを設けることによる熱影響を軽減できる。整流板３８ｃには、ウエハＷを保持部３８ｂに載置するフォークがウエハボート３８内に進入したときの先端に対応する位置に、切り欠き３８ｆが形成されている。 The rectifying plate 38c is formed of a heat resistant material such as quartz, SiC, silicon, sapphire, and the like. However, from the viewpoint that the current plate 38c can be easily fixed to the column 38a by welding or the like, the current plate 38c is preferably formed of the same material as the column 38a. The rectifying plate 38 c is preferably formed of the same material as the wafer W held on the wafer boat 38. As a result, the difference in heat capacity between the wafer W and the rectifying plate 38c is reduced, so that the thermal effect caused by providing the rectifying plate 38c can be reduced. A cutout 38f is formed in the rectifying plate 38c at a position corresponding to the tip when the fork for placing the wafer W on the holding portion 38b enters the wafer boat 38.
切り欠き３８ｆは、フォークの先端と干渉しない形状を有する。切り欠き３８ｆが形成されていることにより、保持部３８ｂとフォークとの間でウエハＷの受け渡しをする際の整流板３８ｃとフォークの先端との接触を防止できる。なお、フォークの先端がウエハＷの外周から突出していない等、フォークの先端が整流板３８ｃと接触しない構成の場合には、整流板３８ｃに切り欠き３８ｆを形成しなくてよい。 The cutout 38f has a shape that does not interfere with the tip of the fork. By forming the notch 38f, it is possible to prevent contact between the rectifying plate 38c and the tip of the fork when the wafer W is transferred between the holding portion 38b and the fork. In the case where the tip of the fork is not in contact with the rectifying plate 38c, such as when the tip of the fork does not protrude from the outer periphery of the wafer W, the notch 38f need not be formed in the rectifying plate 38c.
天板３８ｄは、各支柱３８ａの上端に固定されている。天板３８ｄは、例えば石英、ＳｉＣ等の耐熱性材料により形成されている。 The top plate 38d is fixed to the upper end of each column 38a. The top plate 38d is formed of a heat resistant material such as quartz or SiC.
底板３８ｅは、各支柱３８ａの下端に固定されている。底板３８ｅは、例えば石英、ＳｉＣ等の耐熱性材料により形成されている。 The bottom plate 38e is fixed to the lower end of each column 38a. The bottom plate 38e is formed of a heat resistant material such as quartz or SiC.
以上に説明したように、本発明の実施形態に係るウエハボート３８は、複数の支柱３８ａと、複数の支柱３８ａの各々に設けられ、ウエハＷの中心Ｃｗをウエハボート３８の回転軸Ｃに対してウエハＷが搬送される側にずらしてウエハＷの周縁部を保持する保持部３８ｂと、複数の支柱３８ａの回転軌跡Ｔ１と保持部３８ｂに保持されるウエハＷの外周Ｔ２との間に形成される領域Ａを含んで配置される整流板と、を有する。これにより、ウエハボート３８に保持された複数のウエハＷの各々の外周と内管４４の内周面との間の隙間を小さくでき、処理容器３４内に供給された処理ガスがウエハＷ上へ供給されずに隙間を通って上方又は下方へ流れることを抑制できる。その結果、ウエハＷ上へのガス供給量が増大し、成膜速度の向上や、均一性の向上を図ることができる。 As described above, the wafer boat 38 according to the embodiment of the present invention is provided on each of the plurality of support columns 38a and the plurality of support columns 38a, and the center Cw of the wafer W is set to the rotation axis C of the wafer boat 38. Formed between the holding portion 38b that holds the peripheral portion of the wafer W while being shifted to the side where the wafer W is transferred, and the outer periphery T2 of the wafer W held by the holding portion 38b. And a current plate arranged to include the region A. As a result, the gap between the outer periphery of each of the plurality of wafers W held on the wafer boat 38 and the inner peripheral surface of the inner tube 44 can be reduced, and the processing gas supplied into the processing container 34 is transferred onto the wafer W. Flowing upward or downward through the gap without being supplied can be suppressed. As a result, the amount of gas supplied onto the wafer W is increased, and the film formation rate and uniformity can be improved.
なお、前述のウエハボート３８では、支柱３８ａに設けられた保持部３８ｂにウエハＷが保持される場合を例に挙げて説明したが、これに限定されず、例えば支柱３８ａに固定された整流板３８ｃにウエハＷが保持されてもよい。 In the above-described wafer boat 38, the case where the wafer W is held by the holding portion 38b provided on the column 38a has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the current plate fixed to the column 38a is used. The wafer W may be held on 38c.
〔ウエハの搬送方法〕
次に、ウエハＷの搬送方法について説明する。図６は、ウエハボート３８にウエハＷを搬送する方法を説明するための図である。図６（ａ）は、ウエハボート３８にウエハＷを搬送する前のウエハボート３８とウエハＷとの位置関係を示す。図６（ｂ）は、フォークＦによりウエハＷをウエハボート３８に挿入している途中のウエハボート３８とウエハＷとの位置関係を示す。図６（ｃ）は、フォークＦからウエハボート３８にウエハＷを受け渡すときのウエハボート３８とウエハＷとの位置関係を示す。
[Wafer transfer method]
Next, a method for transferring the wafer W will be described. FIG. 6 is a view for explaining a method of transferring the wafer W to the wafer boat 38. FIG. 6A shows the positional relationship between the wafer boat 38 and the wafer W before the wafer W is transferred to the wafer boat 38. FIG. 6B shows the positional relationship between the wafer boat 38 and the wafer W while the wafer W is being inserted into the wafer boat 38 by the fork F. FIG. 6C shows the positional relationship between the wafer boat 38 and the wafer W when the wafer W is transferred from the fork F to the wafer boat 38.
まず、図６（ａ）に示されるように、保持部３８ｂよりも僅かに上方であって、ウエハボート３８のウエハＷが搬送される側の手前の位置に、ウエハＷを保持したフォークＦを移動させる。 First, as shown in FIG. 6A, the fork F holding the wafer W is positioned slightly above the holding portion 38b and in front of the wafer boat 38 on the side where the wafer W is transferred. Move.
続いて、図６（ｂ）に示されるように、ウエハボート３８に向かってフォークＦを移動させる。このとき、ウエハボート３８のウエハＷが搬送される側に保持部３８ｂが設けられていないので、フォークＦと保持部３８ｂとが干渉することがなく、容易にウエハＷを搬送できる。 Subsequently, as shown in FIG. 6B, the fork F is moved toward the wafer boat 38. At this time, since the holding portion 38b is not provided on the wafer boat 38 on the side where the wafer W is transferred, the fork F and the holding portion 38b do not interfere with each other, and the wafer W can be transferred easily.
図６（ｃ）に示されるように、フォークＦがウエハボート３８にウエハＷを受け渡す位置まで移動すると、フォークＦを下降させてフォークＦからウエハボート３８の保持部３８ｂにウエハＷを受け渡す。フォークＦがウエハボート３８にウエハＷを受け渡す位置は、平面視でウエハＷの中心Ｃｗがウエハボート３８の回転軸Ｃに対してウエハＷが搬送される側にずれた位置である。このとき、整流板３８ｃに切り欠き３８ｆが形成されているので、整流板３８ｃとフォークＦの先端との接触を防止できる。 As shown in FIG. 6C, when the fork F moves to a position where the wafer W is transferred to the wafer boat 38, the fork F is lowered and the wafer W is transferred from the fork F to the holding portion 38 b of the wafer boat 38. . The position where the fork F delivers the wafer W to the wafer boat 38 is a position where the center Cw of the wafer W is shifted to the side where the wafer W is transferred with respect to the rotation axis C of the wafer boat 38 in a plan view. At this time, since the notch 38f is formed in the current plate 38c, contact between the current plate 38c and the tip of the fork F can be prevented.
以上の動作により、ウエハボート３８にウエハＷを搬入し、載置することができる。なお、ウエハボート３８にウエハＷを搬入する動作と逆の動作を行うことにより、ウエハボート３８からウエハＷを搬出することができる。 With the above operation, the wafer W can be loaded into the wafer boat 38 and placed thereon. The wafer W can be unloaded from the wafer boat 38 by performing an operation opposite to the operation of loading the wafer W into the wafer boat 38.
〔シミュレーション結果〕
次に、本発明の効果を確認したシミュレーション結果について説明する。シミュレーションでは、ウエハボート３８に保持されたウエハＷの外周と処理容器３４の内周面との間の隙間が異なるウエハボートを用いてウエハＷの側方からガスを供給したときのウエハＷ上のガスの流速分布、濃度、及び流速ベクトルを評価した。ガスとしては、モノシラン（ＳｉＨ４）ガスを使用した。
〔simulation result〕
Next, simulation results confirming the effects of the present invention will be described. In the simulation, on the wafer W when gas is supplied from the side of the wafer W using a wafer boat in which the gap between the outer periphery of the wafer W held on the wafer boat 38 and the inner peripheral surface of the processing vessel 34 is different. The gas flow velocity distribution, concentration, and flow velocity vector were evaluated. As the gas, monosilane (SiH 4 ) gas was used.
図７は、シミュレーションの条件を説明するための図である。シミュレーションでは、１つのガス孔７６Ａから供給されるＳｉＨ４ガスの流量を２９ｓｃｃｍ、処理容器３４内の圧力を０．５Ｔｏｒｒ、ウエハＷ及び処理容器３４の内周面の温度を５３０℃とした。実施例では、ウエハボート３８に保持されたウエハＷの外周と処理容器３４の内周面との間の隙間Ｄ２を第１の値Ｄ２ｓに設定した。一方、比較例ではウエハボート３８に保持されたウエハＷの外周と処理容器３４の内周面との間の隙間Ｄ２をＤ２ｓよりも広いＤ２ｒとした。 FIG. 7 is a diagram for explaining simulation conditions. In the simulation, the flow rate of SiH 4 gas supplied from one gas hole 76A was 29 sccm, the pressure in the processing chamber 34 was 0.5 Torr, and the temperature of the wafer W and the inner peripheral surface of the processing chamber 34 was 530 ° C. In the embodiment, the gap D2 between the outer periphery of the wafer W held on the wafer boat 38 and the inner peripheral surface of the processing container 34 is set to the first value D2s. On the other hand, in the comparative example, the gap D2 between the outer periphery of the wafer W held on the wafer boat 38 and the inner peripheral surface of the processing container 34 is set to D2r wider than D2s.
図８は、ガスの流速分布のシミュレーション結果を示す図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、それぞれ実施例及び比較例におけるＳｉＨ４ガスの定常状態での流速分布のシミュレーション結果を示す。 FIG. 8 is a diagram showing a simulation result of gas flow velocity distribution. FIG. 8A and FIG. 8B show the simulation results of the flow velocity distribution in the steady state of SiH 4 gas in the example and the comparative example, respectively.
図８（ａ）に示す実施例では、図８（ｂ）に示す比較例よりもウエハＷ上のＳｉＨ４ガスの流速が大きくなっていることが確認された。即ち、ウエハボート３８に保持されたウエハＷの外周と処理容器３４の内周面との間の隙間を狭くすることで、単位時間あたりにウエハＷ上に供給されるＳｉＨ４ガスの供給量を増大させることができる。 In the example shown in FIG. 8A, it was confirmed that the flow rate of SiH 4 gas on the wafer W was higher than that in the comparative example shown in FIG. That is, by narrowing the gap between the outer periphery of the wafer W held on the wafer boat 38 and the inner peripheral surface of the processing vessel 34, the supply amount of SiH 4 gas supplied onto the wafer W per unit time can be reduced. Can be increased.
図９は、ガス濃度のシミュレーション結果を示す図である。図９中、横軸はウエハＷの中心からの位置（ｍｍ）を示し、ガス孔７６Ａが設けられている側を負の方向として示す。縦軸はＳｉＨ４ガスの供給を開始してから１秒後におけるＳｉＨ４ガス濃度（ｋｇ／ｍ３）を示す。図９中、菱形印及び三角印はそれぞれ実施例及び比較例のシミュレーション結果を示す。 FIG. 9 is a diagram illustrating a simulation result of the gas concentration. In FIG. 9, the horizontal axis indicates the position (mm) from the center of the wafer W, and the side where the gas hole 76A is provided is indicated as a negative direction. The vertical axis represents the SiH 4 gas concentration (kg / m 3 ) 1 second after the start of the supply of SiH 4 gas. In FIG. 9, rhombus marks and triangle marks indicate simulation results of the example and the comparative example, respectively.
図９のシミュレーション結果から明らかなように、実施例におけるウエハＷ上のＳｉＨ４ガス濃度は、比較例におけるウエハＷ上のＳｉＨ４ガス濃度よりも高くなっていることが確認された。即ち、ウエハボート３８に保持されたウエハＷの外周と処理容器３４の内周面との間の隙間を狭くすることで、ウエハＷ上にＳｉＨ４ガスを留まりやすくできる。 As is apparent from the simulation results of FIG. 9, SiH 4 gas concentration on the wafer W in the Examples, it was confirmed that higher than SiH 4 gas concentration on the wafer W in the comparative example. That is, by narrowing the gap between the outer periphery of the wafer W held on the wafer boat 38 and the inner peripheral surface of the processing container 34, the SiH 4 gas can easily stay on the wafer W.
また、流速ベクトルについてのシミュレーションの結果、実施例及び比較例のいずれの場合についても、ウエハＷの外周と処理容器３４の内周面との間、及びウエハＷ上において、ＳｉＨ４ガスの乱流の発生は見られなかった。 As a result of the simulation of the flow velocity vector, the turbulent flow of SiH 4 gas between the outer periphery of the wafer W and the inner peripheral surface of the processing vessel 34 and on the wafer W in both the examples and the comparative examples. The occurrence of was not seen.
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, the said content does not limit the content of invention, Various deformation | transformation and improvement are possible within the scope of the present invention.
上記の実施形態では、処理容器が内管と外管とを有する二重管構造である場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、処理容器は一重管構造であってもよい。 In the above embodiment, the case where the processing container has a double tube structure having an inner tube and an outer tube has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the processing container may have a single tube structure.
１ 基板処理装置
３４ 処理容器
４４ 内管
４６ 外管
３８ ウエハボート
３８ａ 支柱
３８ｂ 保持部
３８ｃ 整流板
３８ｆ 切り欠き
Ｗ ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate processing apparatus 34 Processing container 44 Inner tube 46 Outer tube 38 Wafer boat 38a Support column 38b Holding part 38c Current plate 38f Notch W Wafer
Claims (9)
複数の支柱と、
前記複数の支柱の各々に設けられ、前記基板の中心を前記回転軸に対して前記基板が搬送される側にずらして前記基板の周縁部を保持する保持部と、
前記複数の支柱の回転軌跡と前記保持部に保持される前記基板の外周との間に形成される領域を含んで配置される整流板と、
を有する、
基板保持具。 A substrate holder that holds a plurality of substrates substantially horizontally with a predetermined interval in the vertical direction and is rotatable about the vertical direction as a rotation axis,
Multiple struts,
A holding part that is provided on each of the plurality of support columns and holds the peripheral edge of the substrate by shifting the center of the substrate toward the side on which the substrate is transported with respect to the rotation axis;
A current plate arranged including a region formed between the rotation trajectory of the plurality of support columns and the outer periphery of the substrate held by the holding unit;
Having
Board holder.
請求項１に記載の基板保持具。 The current plate is formed in a crescent shape along the peripheral edge of the substrate in plan view.
The substrate holder according to claim 1.
請求項１又は２に記載の基板保持具。 The upper surface of the current plate and the upper surface of the substrate held by the holding part are formed substantially flush with each other,
The substrate holder according to claim 1 or 2.
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板保持具。 An outer periphery of the substrate held by the holding unit is in contact with a rotation trajectory of the plurality of columns;
The board | substrate holder as described in any one of Claims 1 thru | or 3.
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板保持具。 The holding portion is a holding claw or a holding groove provided on the support column.
The board | substrate holder as described in any one of Claims 1 thru | or 4.
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板保持具。 In the current plate, a notch is formed at a position corresponding to the tip of the fork when the substrate is placed on the holding portion.
The board | substrate holder as described in any one of Claims 1 thru | or 5.
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板保持具。 The rectifying plate is formed of the same material as the support column or the substrate.
The board | substrate holder as described in any one of Claims 1 thru | or 6.
複数の支柱と、
前記複数の支柱に設けられ、前記基板の中心を前記回転軸に対して前記基板が搬送される側にずらして前記基板の周縁部を保持すると共に、前記複数の支柱の回転軌跡と保持される前記基板の外周との間に形成される領域を含んで配置される整流板と、
を有する、
基板保持具。 A substrate holder that holds a plurality of substrates substantially horizontally with a predetermined interval in the vertical direction and is rotatable about the vertical direction as a rotation axis,
Multiple struts,
Provided on the plurality of support columns, the center of the substrate is shifted to the side on which the substrate is transported with respect to the rotation axis, and the peripheral portion of the substrate is held, and the rotation trajectory of the plurality of support columns is held. A current plate arranged to include a region formed between the substrate and the outer periphery;
Having
Board holder.
前記処理容器内に収容可能であり、複数の基板を上下方向に所定間隔を有して略水平に保持し、上下方向を回転軸として回転可能な基板保持具と、
を有し、
前記基板保持具は、
複数の支柱と、
前記複数の支柱の各々に設けられ、前記基板の中心を前記回転軸に対して前記基板が搬送される側にずらして前記基板の周縁部を保持する保持部と、
前記複数の支柱の回転軌跡と前記保持部に保持される前記基板の外周との間に形成される領域を含んで配置される整流板と、
を有する、
基板処理装置。 A processing vessel;
A substrate holder that can be accommodated in the processing container, holds a plurality of substrates substantially horizontally with a predetermined interval in the vertical direction, and is rotatable about the vertical direction as a rotation axis;
Have
The substrate holder is
Multiple struts,
A holding part that is provided on each of the plurality of support columns and holds the peripheral edge of the substrate by shifting the center of the substrate toward the side on which the substrate is transported with respect to the rotation axis;
A current plate arranged including a region formed between the rotation trajectory of the plurality of support columns and the outer periphery of the substrate held by the holding unit;
Having
Substrate processing equipment.
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