JP6447338B2

JP6447338B2 - Vertical heat treatment equipment

Info

Publication number: JP6447338B2
Application number: JP2015084401A
Authority: JP
Inventors: 侑矢 ▲高▼村
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2015-04-16
Filing date: 2015-04-16
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2035-04-16
Also published as: JP2016207719A

Description

本発明は、基板保持具に棚状に基板を保持して、処理容器を囲む加熱部により基板を加熱すると共に当該基板に処理ガスを供給して成膜する縦型熱処理装置に関する。 The present invention relates to a vertical heat treatment apparatus that holds a substrate in a shelf shape on a substrate holder, heats the substrate by a heating unit surrounding a processing container, and supplies a processing gas to the substrate to form a film.

一般に、半導体製品を製造するためには半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に対して、ＡＬＤ(Atomic Layer Deposition)やＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)などの成膜処理が行われる。この成膜処理は、複数枚のウエハを一度に処理するバッチ式の縦型熱処理装置で行われる場合がある。その場合、例えばウエハを縦型のウエハボートへ移載して、棚状に多段に保持させた後、当該ウエハボートを真空雰囲気が形成される処理容器内に下方側から搬入（ロード）して、ウエハボートの搬入口を蓋体により閉鎖する。然る後、処理容器内を加熱しながら当該処理容器内に処理ガスを供給して成膜処理を行う。 In general, in order to manufacture a semiconductor product, a film processing such as ALD (Atomic Layer Deposition) or CVD (Chemical Vapor Deposition) is performed on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer). This film formation process may be performed by a batch type vertical heat treatment apparatus that processes a plurality of wafers at once. In that case, for example, the wafer is transferred to a vertical wafer boat and held in multiple stages in a shelf shape, and then the wafer boat is loaded (loaded) from below into a processing container in which a vacuum atmosphere is formed. Then, the entrance of the wafer boat is closed with a lid. Thereafter, a film is formed by supplying a processing gas into the processing container while heating the processing container.

上記の処理容器内においては、搬入口及びその周囲の温度の上昇を防ぐために、蓋体とウエハボートの載置領域との間に断熱部材が配置される。この断熱部材は、互いに積層された複数の遮熱板と、各板を支持する支柱とにより構成される場合があり、特許文献１にはそのような構成の断熱部材について示されている。例えば繰り返し複数回、ボートの搬入出及び成膜処理が行われた後、ウエハが搭載されてないウエハボートが処理容器内に搬入されて、搬入口が閉鎖され、処理容器内が加熱されると共にクリーニングガスが供給されて、クリーニング処理が行われる。このクリーニング処理によって、ウエハボートの表面、処理容器の内壁面、及び断熱部材の表面に形成された膜がエッチングされて除去される。 In the processing container described above, a heat insulating member is disposed between the lid and the mounting area of the wafer boat in order to prevent the temperature of the carry-in entrance and the surrounding area from rising. In some cases, the heat insulating member includes a plurality of heat shield plates stacked on each other and a support column that supports each plate. Patent Document 1 discloses a heat insulating member having such a configuration. For example, after a plurality of boat loading / unloading and film formation processes are repeatedly performed, a wafer boat on which no wafer is mounted is loaded into the processing container, the loading port is closed, and the processing container is heated. A cleaning gas is supplied and a cleaning process is performed. By this cleaning process, the film formed on the surface of the wafer boat, the inner wall surface of the processing container, and the surface of the heat insulating member is etched and removed.

ところで、互いに隣接する遮熱板同士の隙間は比較的小さいため、当該隙間には成膜処理用の処理ガスが供給され難いが、繰り返し成膜処理が行われることによってこの隙間にも成膜されるため、クリーニング処理については当該隙間に形成された膜についても除去できるように行われることが求められる。しかし、当該隙間には処理ガス同様、クリーニングガスも供給されにくい。それに対して遮熱板の端部や断熱部材の外側に向かう支柱の側面は、前記隙間に比べるとクリーニングガスに曝されやすい。つまり、上記の断熱部材にはその形状に起因して、クリーニングガスに比較的曝され難い箇所と、比較的曝されやすい箇所とが存在する。 By the way, since the gap between the heat shield plates adjacent to each other is relatively small, it is difficult to supply the process gas for the film formation process to the gap, but the film is also formed in this gap by repeatedly performing the film formation process. Therefore, the cleaning process is required to be performed so that the film formed in the gap can also be removed. However, it is difficult to supply the cleaning gas to the gap as well as the processing gas. On the other hand, the end portion of the heat shield plate and the side surface of the column that faces the outside of the heat insulating member are more easily exposed to the cleaning gas than the gap. That is, due to the shape of the heat insulating member, there are a portion that is relatively difficult to be exposed to the cleaning gas and a portion that is relatively easily exposed.

また、上記の縦型熱処理装置にて例えばＳｉＮ（窒化シリコン）膜など単一の膜を成膜する場合、当該膜を選択的にエッチングして除去できるような条件でクリーニング処理を行うことができる。つまり、断熱部材への影響が抑えられるようにクリーニング処理を行うことができる。しかし、当該縦型熱処理装置では例えばＳｉＮ膜とＳｉＯ_２（酸化シリコン）膜との積層膜など、複数種類の膜を成膜する場合がある。上記のようにクリーニングガスが進入し難い断熱部材の遮熱板間においてもそれらの各種の膜を除去できるようにクリーニング処理の条件を設定すると、上記の断熱部材のクリーニングガスに曝されやすい箇所が比較的大きくエッチングされてしまうおそれがある。そのようにエッチングが起きる場合、長期的な視点で見ると、当該断熱部材の耐久性に問題が生じてしまう可能性が考えられる。 Further, when a single film such as a SiN (silicon nitride) film is formed by the above vertical heat treatment apparatus, the cleaning process can be performed under such a condition that the film can be selectively etched and removed. . That is, the cleaning process can be performed so that the influence on the heat insulating member is suppressed. However, the vertical heat treatment apparatus may form a plurality of types of films such as a laminated film of a SiN film and a SiO ₂ (silicon oxide) film. When the cleaning process conditions are set so that the various films can be removed even between the heat shield plates of the heat insulating member where the cleaning gas is difficult to enter as described above, there are places where the heat insulating member is easily exposed to the cleaning gas. There is a risk of etching relatively large. When etching occurs in such a manner, there is a possibility that a problem occurs in durability of the heat insulating member from a long-term viewpoint.

このような断熱部材のエッチングが起きないようにクリーニング処理の条件を設定すると、上記の隣接する遮熱板間の隙間ではクリーニング処理後も膜が残留するおそれがある。そして、成膜処理が繰り返されることで累積される膜の膜厚が大きくなると、膜にクラックが生じ、当該膜の破片が飛散して、パーティクルとなってウエハに付着してしまうおそれがある。 If the conditions for the cleaning process are set so that such etching of the heat insulating member does not occur, the film may remain after the cleaning process in the gap between the adjacent heat shield plates. When the film thickness accumulated by repeating the film formation process is increased, cracks are generated in the film, and fragments of the film may be scattered and become particles and adhere to the wafer.

特許文献１の装置については、このような断熱部材に成膜される問題について考慮されていない。また特許文献２については、断熱部材からパージガスを供給することについて記載されているが、当該断熱部材は既述のような遮熱板が積層された構成とはなっておらず、既述の隣接する遮熱板の間において成膜される問題に着眼されていない。 The apparatus disclosed in Patent Document 1 does not consider the problem of forming a film on such a heat insulating member. Patent Document 2 describes that purge gas is supplied from a heat insulating member, but the heat insulating member does not have a structure in which the heat shield plates as described above are stacked, and the adjacent ones described above. There is no focus on the problem of film formation between the heat shield plates.

特開平７−１７６４９０JP-A-7-176490 特開平７−１２２５１２JP-A-7-122512

本発明はこのような事情においてなされたものであり、その目的は、基板保持具に棚状に基板を保持して、処理容器を囲む加熱部により基板を加熱すると共に当該基板に処理ガスを供給して成膜する縦型熱処理装置において、基板保持具の下方に設けられる断熱部材に成膜されることを防ぐことである。 The present invention has been made under such circumstances, and its purpose is to hold a substrate in a shelf shape on a substrate holder, heat the substrate by a heating unit surrounding the processing container, and supply a processing gas to the substrate. In the vertical heat treatment apparatus for forming a film, the film is prevented from being formed on the heat insulating member provided below the substrate holder.

本発明の縦型熱処理装置は、基板保持具に棚状に基板を保持して、縦型の処理容器の下端の搬入口から搬入し、前記処理容器を囲む加熱部により基板を加熱すると共に当該基板に処理ガスを供給して成膜する縦型熱処理装置において、
前記基板保持具がその上に搭載され、前記搬入口を塞ぐために昇降自在な蓋体と、
前記基板保持具の下方側にて前記蓋体の上に設けられた筒状の支柱と、前記支柱に沿って棚状に配列された複数の遮熱板と、からなる断熱部材と、
前記処理ガスの供給時に互いに上下に隣接する前記遮熱板の間にパージガスを供給するために前記支柱の管壁に形成されたパージガス供給口と、
前記基板保持具を回転させる回転部と、
を備え、
前記回転部は、
前記蓋体上に設けられ、前記支柱を載置するためのテーブルと、
前記テーブルから前記蓋体を貫通して前記処理容器の外側へ向けて延びる軸部材と、
前記処理容器の外側に設けられ、前記軸部材を回転させる駆動機構と、
を備え、
前記テーブル及び前記軸部材には、前記処理容器の外部から前記パージガス供給口にパージガスを導入するための流路が設けられていることを特徴とする。
本発明の他の縦型熱処理装置は、基板保持具に棚状に基板を保持して、縦型の処理容器の下端の搬入口から搬入し、前記処理容器を囲む加熱部により基板を加熱すると共に当該基板に処理ガスを供給して成膜する縦型熱処理装置において、
前記基板保持具がその上に搭載され、前記搬入口を塞ぐために昇降自在な蓋体と、
前記基板保持具の下方側にて前記蓋体の上に設けられた筒状の支柱と、前記支柱に沿って棚状に配列された複数の遮熱板と、からなる断熱部材と、
前記処理ガスの供給時に互いに上下に隣接する前記遮熱板の間にパージガスを供給するために前記支柱の管壁に形成されたパージガス供給口と、
前記基板への処理ガスの供給が停止しているときに、前記処理容器内をクリーニングするためのクリーニングガスを当該処理容器内に供給するクリーニングガス供給部と、
前記基板への前記処理ガスの供給に並行して前記パージガス供給口から前記パージガスを第１の流量で供給するステップと、前記クリーニングガス供給部からのクリーニングガスの供給に並行して前記パージガス供給口から前記パージガスを前記第１の流量よりも小さい第２の流量で供給するステップと、が行われるように制御信号を出力する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
The vertical heat treatment apparatus of the present invention holds a substrate in a shelf shape on a substrate holder, carries it in from a lower entrance of a vertical processing container, heats the substrate by a heating unit surrounding the processing container, and In a vertical heat treatment apparatus for forming a film by supplying a processing gas to a substrate,
A lid that is mounted thereon and is movable up and down to close the carry-in port;
A heat insulating member composed of a cylindrical column provided on the lid on the lower side of the substrate holder, and a plurality of heat shield plates arranged in a shelf along the column;
A purge gas supply port formed in a pipe wall of the support column for supplying a purge gas between the heat shield plates adjacent to each other when the processing gas is supplied;
A rotating unit for rotating the substrate holder;
Equipped with a,
The rotating part is
A table provided on the lid and for placing the column;
A shaft member extending from the table to the outside of the processing container through the lid,
A drive mechanism that is provided outside the processing vessel and rotates the shaft member;
With
The table and the shaft member are provided with a flow path for introducing purge gas from the outside of the processing container to the purge gas supply port .
Another vertical heat treatment apparatus of the present invention holds a substrate in a shelf shape on a substrate holder, carries it in from a lower entrance of a vertical processing container, and heats the substrate by a heating unit surrounding the processing container. And a vertical heat treatment apparatus for forming a film by supplying a processing gas to the substrate,
A lid that is mounted thereon and is movable up and down to close the carry-in port;
A heat insulating member composed of a cylindrical column provided on the lid on the lower side of the substrate holder, and a plurality of heat shield plates arranged in a shelf along the column;
A purge gas supply port formed in a pipe wall of the support column for supplying a purge gas between the heat shield plates adjacent to each other when the processing gas is supplied;
A cleaning gas supply unit for supplying a cleaning gas for cleaning the inside of the processing container into the processing container when supply of the processing gas to the substrate is stopped;
Supplying the purge gas from the purge gas supply port at a first flow rate in parallel with the supply of the processing gas to the substrate; and the purge gas supply port in parallel with the supply of the cleaning gas from the cleaning gas supply unit. Supplying the purge gas at a second flow rate smaller than the first flow rate, and a control unit that outputs a control signal so as to be performed,
It is provided with.

本発明によれば、断熱部材を構成する支柱が筒状に構成され、当該支柱の管壁に形成されたパージガス供給口から処理ガスの供給時に、互いに上下に隣接する遮熱板の間にパージガスが供給される。このような構成によって、遮熱板と遮熱板との間に流入した処理ガスを除去し、断熱部材における成膜を抑えることができる。 According to the present invention, the support constituting the heat insulating member is formed in a cylindrical shape, and when the process gas is supplied from the purge gas supply port formed on the tube wall of the support, the purge gas is supplied between the heat shield plates adjacent to each other vertically. Is done. With such a configuration, it is possible to remove the processing gas flowing between the heat shield plate and the heat shield plate and suppress film formation on the heat insulating member.

本発明の第１の実施形態に係る縦型熱処理装置の縦断側面図である。It is a vertical side view of the vertical heat processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 前記縦型熱処理装置に設けられる蓋体、ターンテーブル及び断熱部材の縦断側面図である。It is a vertical side view of the cover body, turntable, and heat insulation member provided in the vertical heat treatment apparatus. 前記断熱部材の斜視図である。It is a perspective view of the said heat insulation member. 前記縦型熱処理装置に設けられる処理容器の内部のガスの流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the gas inside the processing container provided in the said vertical heat processing apparatus. 前記断熱部材におけるガスの流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the gas in the said heat insulation member. 本発明の第２の実施形態に係る縦型熱処理装置の縦断側面図である。It is a vertical side view of the vertical heat processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 前記縦型熱処理装置に設けられる断熱部材の縦断側面図である。It is a vertical side view of the heat insulation member provided in the said vertical heat processing apparatus. 断熱部材の構成の説明図である。It is explanatory drawing of a structure of a heat insulation member. 断熱部材を構成する支柱の他の構成例を示す横断平面図である。It is a cross-sectional top view which shows the other structural example of the support | pillar which comprises a heat insulation member.

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施の形態に係る縦型熱処理装置１について、縦断側面図である図１を参照しながら説明する。縦型熱処理装置１は、ＣＶＤによりウエハＷにＳｉＮとＳｉＯ_２とからなる積層膜を形成する成膜装置である。図中１１は、例えば石英により縦型の円筒状に形成された処理容器であり、この処理容器１１内の上部側は、天井板１２により封止されている。また処理容器１１の下端側には、例えば円筒状に形成されたマニホールド１３が連結されている。マニホールド１３の下端は基板搬入出口１４として開口されており、例えば石英により構成された蓋体２により気密に閉じられるように構成されている。蓋体２は基板搬入出口１４を開閉できるように、ボートエレベータ１５により昇降自在に構成されている。なお図中２０は、蓋体２とマニホールド１３との間に介在するＯリングである。 (First embodiment)
A vertical heat treatment apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 which is a vertical side view. The vertical heat treatment apparatus 1 is a film forming apparatus that forms a laminated film made of SiN and SiO _{2 on a} wafer W by CVD. In the figure, reference numeral 11 denotes a processing container formed of, for example, quartz in a vertical cylindrical shape, and the upper side in the processing container 11 is sealed with a ceiling plate 12. Further, a manifold 13 formed, for example, in a cylindrical shape is connected to the lower end side of the processing container 11. The lower end of the manifold 13 is opened as a substrate loading / unloading port 14 and is configured to be airtightly closed by a lid body 2 made of, for example, quartz. The lid 2 is configured to be movable up and down by a boat elevator 15 so that the substrate loading / unloading port 14 can be opened and closed. In the figure, reference numeral 20 denotes an O-ring interposed between the lid body 2 and the manifold 13.

蓋体２上には平面視円形のターンテーブル２１が設けられており、このターンテーブル２１の上には後述する断熱部材７が設けられている。断熱部材７上には基板保持具であるウエハボート３が搭載されている。ウエハボート３は、例えば３本の支柱３１（図１では２本のみ表示している）を備えており、円形の基板であるウエハＷの外縁部を支持して、複数枚例えば１２５枚のウエハＷを上下方向に棚状に保持できる。 A circular turntable 21 in plan view is provided on the lid 2, and a heat insulating member 7 described later is provided on the turntable 21. On the heat insulating member 7, a wafer boat 3 as a substrate holder is mounted. The wafer boat 3 is provided with, for example, three columns 31 (only two are shown in FIG. 1), and supports the outer edge portion of the wafer W, which is a circular substrate, to provide a plurality of, for example, 125 wafers. W can be held in a shelf shape in the vertical direction.

ボートエレベータ１５による蓋体２の昇降によって、ウエハボート３は、当該ウエハボート３が処理容器１１内にロード（搬入）され、蓋体２により処理容器１１の基板搬入出口１４が塞がれる処理位置と、処理容器１１の下方側の搬出位置との間で昇降自在に構成される。前記搬出位置とは、図示しない移載機構によりウエハボート３に対してウエハＷが移載される位置である。 When the lid 2 is moved up and down by the boat elevator 15, the wafer boat 3 is loaded (loaded) into the processing container 11, and the processing position where the substrate loading / unloading port 14 of the processing container 11 is blocked by the lid 2. And an unloading position on the lower side of the processing container 11 are configured to be movable up and down. The unloading position is a position where the wafer W is transferred to the wafer boat 3 by a transfer mechanism (not shown).

処理容器１１の側壁には、当該処理容器１１内の雰囲気を真空排気するために、上下に細長い排気口１６が形成されている。この排気口１６には、これを覆うようにして例えば石英よりなる断面コ字状に形成された排気カバー部材１７が取り付けられている。排気カバー部材１７は、例えば処理容器１１の側壁に沿って上下に伸びて、処理容器１１の上方側を覆うように構成されており、例えば当該排気カバー部材１７の天井側にはガス出口１８が形成されている。このガス出口１８には、真空ポンプ及び排気流量を調整するための調整部などにより構成された排気機構１９が接続されている。図中１０は加熱部をなすヒーターであり、処理容器１１の外周を囲むように設けられており、処理容器１１内を加熱する。 An exhaust port 16 that is vertically elongated is formed on the side wall of the processing container 11 in order to evacuate the atmosphere in the processing container 11. An exhaust cover member 17 having a U-shaped cross section made of quartz, for example, is attached to the exhaust port 16 so as to cover it. The exhaust cover member 17 extends, for example, vertically along the side wall of the processing container 11 and is configured to cover the upper side of the processing container 11. For example, a gas outlet 18 is provided on the ceiling side of the exhaust cover member 17. Is formed. The gas outlet 18 is connected to an exhaust mechanism 19 configured by a vacuum pump and an adjusting unit for adjusting the exhaust flow rate. In the figure, reference numeral 10 denotes a heater that forms a heating unit, which is provided so as to surround the outer periphery of the processing container 11 and heats the inside of the processing container 11.

上記のマニホールド１３の側壁には、ガス供給路４１の一端（下流端）が挿入されており、このガス供給路４１の一端には、例えば石英管からなるガスノズル４２が接続されている。処理ガス供給部であるガスノズル４２は処理容器１１の側壁に沿って伸び、排気口１６に対向するように設けられている。図中４３はガス供給口であり、ウエハボート３に保持された各ウエハＷに側方からガスを供給できるように、ガスノズル４２の長さ方向に沿って多数開口されている。 One end (downstream end) of a gas supply path 41 is inserted into the side wall of the manifold 13, and a gas nozzle 42 made of, for example, a quartz tube is connected to one end of the gas supply path 41. A gas nozzle 42 as a processing gas supply unit extends along the side wall of the processing container 11 and is provided to face the exhaust port 16. In the figure, reference numeral 43 denotes a gas supply port, and a large number of openings are provided along the length direction of the gas nozzle 42 so that gas can be supplied from the side to each wafer W held on the wafer boat 3.

ガス供給路４１の他端側（上流側）は例えば４つに分岐して分岐路４４Ａ〜４４Ｄを形成し、分岐路４４Ａ〜４４Ｄの上流端は、窒素（Ｎ_２）ガスの供給源４５Ａ、アンモニア（ＮＨ_３）ガスの供給源４５Ｂ、ジクロロシラン（ＤＣＳ：ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）ガスの供給源４５Ｃ、二酸化窒素（ＮＯ_２）ガスの供給源４５Ｄに夫々接続されている。ＮＨ_３ガス、ＤＣＳガス及びＮＯ_２ガスは、成膜を行うための処理ガスであり、Ｎ_２ガスは各部をパージするためのパージガスである。分岐路４４Ａ〜４４Ｄの上流側にはマスフローコントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ４が夫々介設され、分岐路４４Ａ〜４４Ｄの下流側にはバルブＶ１〜Ｖ４が夫々介設されている。 The other end side (upstream side) of the gas supply path 41 is branched into, for example, four to form branch paths 44A to 44D, and the upstream end of the branch paths 44A to 44D is a nitrogen (N ₂ ) gas supply source 45A, An ammonia (NH ₃ ) gas supply source 45B, a dichlorosilane (DCS: SiH ₂ Cl ₂ ) gas supply source 45C, and a nitrogen dioxide (NO ₂ ) gas supply source 45D are connected to each other. NH ₃ gas, DCS gas, and NO ₂ gas are process gases for forming a film, and N ₂ gas is a purge gas for purging each part. Mass flow controllers MFC1 to MFC4 are respectively provided upstream of the branch paths 44A to 44D, and valves V1 to V4 are respectively provided downstream of the branch paths 44A to 44D.

また、マニホールド１３の側壁には、クリーニングガス供給部であるガス供給路４６の一端（下流端）が挿入されており、ガス供給路４６の上流端は例えば２つに分岐して分岐路４７Ａ、４７Ｂを形成し、分岐路４７Ａ、４７Ｂの上流端は、フッ素（Ｆ_２）ガスの供給源４８Ａ、フッ化水素（ＨＦ）ガスの供給源４８Ｂに夫々接続されている。ＨＦガス及びＦ_２ガスの混合ガスが、背景技術の項目で説明したクリーニングガスとして用いられる。分岐路４７Ａ、４７Ｂの上流側にはマスフローコントローラＭＦＣ５、ＭＦＣ６が夫々介設され、分岐路４７Ａ、４７Ｂの下流側にはバルブＶ５、Ｖ６が夫々介設されている。 Further, one end (downstream end) of a gas supply path 46 that is a cleaning gas supply unit is inserted in the side wall of the manifold 13, and the upstream end of the gas supply path 46 is branched into, for example, two branches 47 </ b> A, 47B is formed, and the upstream ends of the branch paths 47A and 47B are connected to a fluorine (F ₂ ) gas supply source 48A and a hydrogen fluoride (HF) gas supply source 48B, respectively. A mixed gas of HF gas and F ₂ gas is used as the cleaning gas described in the background art section. Mass flow controllers MFC5 and MFC6 are provided upstream of the branch paths 47A and 47B, respectively, and valves V5 and V6 are provided downstream of the branch paths 47A and 47B, respectively.

上記の蓋体２及びターンテーブル２１について、縦断側面図である図２も参照しながら、さらに詳しく説明する。蓋体２の中心部には、当該蓋体２を垂直に貫通する貫通孔が形成されており、当該貫通孔内には軸部材をなす回転筒５１の上端部が下方側から垂直に挿入され、ターンテーブル２１の裏面中央部に接続されている。回転筒５１の下端部は外方側へ折り返され、平面視リング状の凹部５３を形成している。蓋体２の下面にはプレート５４が取り付けられている。当該プレート５４は貫通孔を備えており、上記の回転筒５１は、このプレート５４の貫通孔を貫通して設けられている。 The lid 2 and the turntable 21 will be described in more detail with reference to FIG. 2 which is a longitudinal side view. A through-hole penetrating the lid 2 vertically is formed at the center of the lid 2, and the upper end portion of the rotary cylinder 51 that forms a shaft member is vertically inserted into the through-hole from the lower side. The turntable 21 is connected to the center of the back surface. The lower end of the rotating cylinder 51 is folded outward to form a ring-shaped recess 53 in a plan view. A plate 54 is attached to the lower surface of the lid 2. The plate 54 includes a through hole, and the rotating cylinder 51 is provided through the through hole of the plate 54.

また、プレート５４の貫通孔の周縁部は、上記の凹部５３内に進入するように下方へ延伸されて固定筒５５を形成している。固定筒５５の外側面と凹部５３の側面との隙間にはベアリング５６が設けられており、ベアリング５６の下方には当該隙間をシールするシール部材５７が設けられている。また、プレート５４の下方には、固定筒５５及び回転筒５１を囲うように上方が開口したカップ体５８が設けられ、カップ体５８の上端部は、プレート５４の周縁部に接続されている。 Further, the peripheral edge portion of the through hole of the plate 54 is extended downward so as to enter the concave portion 53 to form a fixed cylinder 55. A bearing 56 is provided in the gap between the outer surface of the fixed cylinder 55 and the side surface of the recess 53, and a seal member 57 is provided below the bearing 56 to seal the gap. A cup body 58 having an upper opening is provided below the plate 54 so as to surround the fixed cylinder 55 and the rotary cylinder 51, and the upper end of the cup body 58 is connected to the peripheral edge of the plate 54.

回転筒５１の下端部内には垂直なガス供給管６１の一端が下方から進入するように設けられており、ガス供給管６１の他端はカップ体５８を貫通し、バルブＶ７、ＭＦＣ７をこの順に介して、分岐路４４ＡにおけるＮ_２ガス供給源４５ＡとＭＦＣ１との間に接続されている（図１参照）。そして、ガス供給管６１の外側面と回転筒５１の内側面との隙間には、ベアリング６２が設けられている。また、ベアリング６２の下方には当該隙間をシールするためのシール部材６３が設けられている。このベアリング６２と上記のベアリング５６とにより、回転筒５１が蓋体２に対して回転自在に支持される。また、シール部材５７、６３としては回転筒５１の回転を妨げないように、例えば磁性流体により構成される。 One end of a vertical gas supply pipe 61 enters the lower end of the rotating cylinder 51 from below, the other end of the gas supply pipe 61 penetrates the cup body 58, and the valves V7 and MFC7 are connected in this order. And is connected between the N ₂ gas supply source 45A and the MFC 1 in the branch path 44A (see FIG. 1). A bearing 62 is provided in the gap between the outer surface of the gas supply pipe 61 and the inner surface of the rotating cylinder 51. Further, a seal member 63 for sealing the gap is provided below the bearing 62. The rotary cylinder 51 is supported by the bearing 62 and the bearing 56 so as to be rotatable with respect to the lid body 2. Further, the sealing members 57 and 63 are made of, for example, a magnetic fluid so as not to prevent the rotation of the rotary cylinder 51.

また、上記の蓋体２の貫通孔の内周面及び固定筒５５の内周面と、回転筒５１の外周面との隙間を６０とすると、固定筒５５の凹部５３の上方側には、ガス供給管６４の一端が隙間６０に開口するように接続されている。ガス供給管６４の他端は、カップ体５８を貫通し、バルブＶ８、ＭＦＣ８をこの順に介して、分岐路４１ＡにおけるＮ２ガス供給源４５ＡとＭＦＣ１との間に接続されている（図１参照）。このような構成により、ガス供給管６４からＮ２ガスが隙間６０に供給され、当該Ｎ２ガスは隙間６０から処理容器１１内へと流れる。このようにＮ２ガスの流れが形成されることで、隙間６０に成膜用の各処理ガスが流入して成膜されてしまうことが防がれる。なお、各バルブＶはガスの給断を、各流量調整部ＭＦはガス供給量の調整を夫々行う。 Further, assuming that the clearance between the inner peripheral surface of the through hole of the lid body 2 and the inner peripheral surface of the fixed cylinder 55 and the outer peripheral surface of the rotary cylinder 51 is 60, on the upper side of the concave portion 53 of the fixed cylinder 55, One end of the gas supply pipe 64 is connected so as to open into the gap 60. The other end of the gas supply pipe 64 passes through the cup body 58, and is connected between the N2 gas supply source 45A and the MFC1 in the branch passage 41A through the valve V8 and the MFC8 in this order (see FIG. 1). . With such a configuration, N 2 gas is supplied from the gas supply pipe 64 to the gap 60, and the N 2 gas flows from the gap 60 into the processing container 11. By forming the flow of N 2 gas in this way, it is possible to prevent the deposition of each processing gas for film formation into the gap 60 to form a film. Each valve V adjusts gas supply, and each flow rate adjustment unit MF adjusts gas supply amount.

カップ体５８の外部には、駆動機構であるモータ６５が蓋体２に対して固定されて設けられている。カップ体５８に設けられた開口部５９を介してモータ６５と回転筒５１とはベルト６６で接続されており、モータ６５の回転により回転筒５１が軸周りに回転する。それによって回転筒５１に接続されたターンテーブル２１が周方向に回転し、断熱部材７上のウエハボート３も回転する。そのようにウエハボート３が回転することで、ウエハＷが周方向に回転する。 Outside the cup body 58, a motor 65, which is a drive mechanism, is provided fixed to the lid body 2. The motor 65 and the rotating cylinder 51 are connected by a belt 66 through an opening 59 provided in the cup body 58, and the rotating cylinder 51 rotates around the axis by the rotation of the motor 65. As a result, the turntable 21 connected to the rotating cylinder 51 rotates in the circumferential direction, and the wafer boat 3 on the heat insulating member 7 also rotates. As the wafer boat 3 rotates in this manner, the wafer W rotates in the circumferential direction.

ターンテーブル２１上には例えば石英により構成される断熱部材７が設けられている。この断熱部材７は、図１中３２として表示するウエハボート３の底板よりも下方に位置し、処理容器１１内におけるウエハボート３の底板３２よりも上の雰囲気と基板搬入出口１４の雰囲気とを断熱する。斜視図である図３も参照しながら、当該断熱部材７について説明すると、断熱部材７は、６本の垂直な支柱７１と６枚の水平な遮熱板７２とにより構成されている。各支柱７１は、当該ターンテーブル２１の周方向に沿って配置されており、その下端部はターンテーブル２１の上面に設けられた凹部２４に差し込まれている。遮熱板７２は円形状に構成され、上下に間隔をおいて互いに重なるように設けられている。つまり、遮熱板７２は、支柱７１に沿って棚状に配列されている。 A heat insulating member 7 made of, for example, quartz is provided on the turntable 21. The heat insulating member 7 is located below the bottom plate of the wafer boat 3 indicated as 32 in FIG. 1, and the atmosphere above the bottom plate 32 of the wafer boat 3 in the processing container 11 and the atmosphere of the substrate loading / unloading port 14. Insulate. The heat insulating member 7 will be described with reference to FIG. 3 which is a perspective view. The heat insulating member 7 includes six vertical columns 71 and six horizontal heat shield plates 72. Each column 71 is disposed along the circumferential direction of the turntable 21, and the lower end portion thereof is inserted into a recess 24 provided on the upper surface of the turntable 21. The heat shield plates 72 are formed in a circular shape and are provided so as to overlap each other with an interval in the vertical direction. That is, the heat shield plates 72 are arranged in a shelf shape along the support columns 71.

支柱７１は、各遮熱板７２の周縁部を支持しており、例えば支柱７１に貫通されて支持されている。上記のウエハボート３の底板３２の下面には、支柱７１に対応する位置に円柱状の支持脚３３が設けられており、支柱７１の上端面に形成された凸部と支持脚３３の下端面に形成された凹部とが係合することで、ウエハボート３が断熱部材７の上に支持される。なお、図３では上記の支柱７１の凸部の表示は省略している。図２に示す上下に互いに隣接する遮熱板７２と遮熱板７２との間隔Ｈ１は、例えば７ｍｍ〜２５ｍｍであり、この例では１２ｍｍである。 The support column 71 supports the peripheral edge portion of each heat shield plate 72, and is supported by penetrating the support column 71, for example. A cylindrical support leg 33 is provided on the lower surface of the bottom plate 32 of the wafer boat 3 at a position corresponding to the column 71, and a convex portion formed on the upper end surface of the column 71 and the lower end surface of the support leg 33. The wafer boat 3 is supported on the heat insulating member 7 by the engagement with the concave portion formed in. In addition, in FIG. 3, the display of the convex part of said support | pillar 71 is abbreviate | omitted. The distance H1 between the heat shield plates 72 adjacent to each other in the vertical direction shown in FIG. 2 is, for example, 7 mm to 25 mm, and in this example, 12 mm.

各支柱７１の内部には、当該支柱７１の長さ方向に沿ってＮ_２ガスの流路７３が形成されている。従って支柱７１は筒状であり、Ｎ_２のガスの供給管として構成されている。そして、支柱７１の側壁（管壁）には流路７３に連通するガス供給口７４が、上下に隣接する遮熱板７２の間において遮熱板７２の中心部に向かうように開口している。上記のターンテーブル２１には、その上流端が回転筒５１の筒内に開口し、且つその下流端が凹部２４の底面に開口すると共に支柱７１の流路７３に連通するＮ_２ガスの流路６７が形成されており、上記のガス供給管６１から回転筒５１内に供給されたＮ_２ガスは、当該流路６７、７３を介してガス供給口７４から吐出される。 Inside each column 71, a flow path 73 of N ₂ gas is formed along the length direction of the column 71. Accordingly, the support column 71 has a cylindrical shape and is configured as an N ₂ gas supply pipe. A gas supply port 74 communicating with the flow path 73 is opened on the side wall (tube wall) of the support 71 so as to be directed toward the center of the heat shield plate 72 between the heat shield plates 72 adjacent in the vertical direction. . The turntable 21 has an upstream end opened in the cylinder of the rotary cylinder 51, a downstream end opened in the bottom surface of the recess 24, and an N ₂ gas flow path communicating with the flow path 73 of the column 71. 67 is formed, and the N ₂ gas supplied from the gas supply pipe 61 into the rotary cylinder 51 is discharged from the gas supply port 74 through the flow paths 67 and 73.

また、上記の縦型熱処理装置１は、例えばコンピュータにより構成される制御部１００を備えている（図１参照）。前記制御部１００は、ボートエレベータ１５による蓋体２の昇降、ヒーター１０の温度、流量調整部ＭＦＣによるガスの供給量、バルブＶの開閉によるガスの給断、排気機構１９による排気量、モータ６５によるターンテーブル２１の回転などを制御するように構成されている。より具体的には、制御部１００は、処理容器１１内で行われる後述する一連の処理のステップを実行するためのプログラムを備え、当該プログラムの命令を読み出して縦型熱処理装置１の各部に制御信号を出力する。なお、このプログラムは、例えばハードディスク、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリーカード等の記憶媒体に格納された状態で制御部１００に格納される。 The vertical heat treatment apparatus 1 includes a control unit 100 configured by, for example, a computer (see FIG. 1). The control unit 100 moves the lid 2 up and down by the boat elevator 15, the temperature of the heater 10, the gas supply amount by the flow rate adjustment unit MFC, the gas supply / disconnection by opening and closing the valve V, the exhaust amount by the exhaust mechanism 19, and the motor 65. Is configured to control the rotation of the turntable 21. More specifically, the control unit 100 includes a program for executing a series of processing steps to be described later performed in the processing container 11, reads out the instructions of the program, and controls each unit of the vertical heat treatment apparatus 1. Output a signal. The program is stored in the control unit 100 while being stored in a storage medium such as a hard disk, a flexible disk, a compact disk, a magnetic optical disk (MO), or a memory card.

続いて、縦型熱処理装置１にて実施される成膜処理について説明する。先ず、多数枚のウエハＷをウエハボート３に棚状に載置し、処理容器１１内にその下方より搬入（ロード）して、蓋体２で基板搬入出口１４を閉じ、処理容器１１を密閉する。そして処理容器１１内が排気機構１９によって所定の圧力の真空雰囲気となるように真空引きされると共に、ヒーター１０により処理容器１１内が所定の温度に加熱される。 Subsequently, a film forming process performed in the vertical heat treatment apparatus 1 will be described. First, a large number of wafers W are placed on the wafer boat 3 in a shelf shape, loaded (loaded) into the processing container 11 from below, the substrate loading / unloading port 14 is closed with the lid 2, and the processing container 11 is sealed. To do. The inside of the processing container 11 is evacuated by the exhaust mechanism 19 so that a vacuum atmosphere of a predetermined pressure is obtained, and the inside of the processing container 11 is heated to a predetermined temperature by the heater 10.

そして、モータ６５によりターンテーブル２１が回転し、ガスノズル４２から成膜用の処理ガスとしてＤＣＳガス及びＮＨ_３ガスの供給が開始されると共に、隙間６０及び支柱７１のガス供給口７４からのＮ_２ガスの供給が開始される。図４では、このときの処理容器１１内の各ガスの流れを実線の矢印で模式的に示している。ターンテーブル２１の回転によって、図中点線の矢印で示すように回転するウエハＷの表面にＤＣＳガスとＮＨ_３ガスとが供給され、ウエハＷの熱により、これらのガスが互いに反応してＳｉＮが生成し、当該ＳｉＮがウエハＷに堆積する。即ち、ＣＶＤによりＳｉＮ膜がウエハＷ表面に形成される。 Then, the turntable 21 is rotated by the motor 65, and supply of DCS gas and NH ₃ gas as a film forming process gas from the gas nozzle 42 is started, and N ₂ from the gap 60 and the gas supply port 74 of the column 71 is started. Gas supply is started. In FIG. 4, the flow of each gas in the processing container 11 at this time is schematically indicated by solid arrows. As the turntable 21 rotates, DCS gas and NH ₃ gas are supplied to the surface of the rotating wafer W as indicated by the dotted arrows in the figure, and these gases react with each other due to the heat of the wafer W, thereby forming SiN. The SiN is generated and deposited on the wafer W. That is, a SiN film is formed on the wafer W surface by CVD.

図５は互いに隣接する遮熱板７２、７２間を示しており、処理ガスを点線の矢印で、支柱７１から吐出されるＮ_２ガス（パージガス）を実線の矢印で夫々示している。遮熱板７２、７２間において支柱７１が配置された領域の内側の領域（図中７５として表示）に流入した処理ガスは、上記のＮ_２ガスにより遮熱板７２の中心へ向けてパージされる。その結果として、当該内側領域７５に向かう支柱７１の側面及び内側領域７５に面する遮熱板７２の表面で各ガスが反応してＳｉＮ膜が形成されることが防がれる。パージされた処理ガスは、隣接する遮熱板７２間のコンダクタンスが大きい空間から遮熱板７２の外側の処理室内へと流れ、その後、排気口１６へと流れて処理容器１１内から除去される。 FIG. 5 shows between the heat shielding plates 72 and 72 adjacent to each other, and the processing gas is indicated by a dotted arrow, and the N ₂ gas (purge gas) discharged from the column 71 is indicated by a solid arrow. The processing gas that has flowed into the region (indicated as 75 in the figure) inside the region where the support 71 is disposed between the heat shield plates 72 and 72 is purged toward the center of the heat shield plate 72 by the N ₂ gas. The As a result, it is possible to prevent each gas from reacting with each other on the side surface of the support 71 facing the inner region 75 and the surface of the heat shield plate 72 facing the inner region 75 to form a SiN film. The purged process gas flows from the space where the conductance between the adjacent heat shield plates 72 is large into the process chamber outside the heat shield plate 72, and then flows to the exhaust port 16 to be removed from the process vessel 11. .

ＤＣＳガス及びＮＨ_３ガスが所定の時間吐出されると、これらのガスの吐出が停止する。また隙間６０及び支柱７１のガス供給口７４からのＮ_２ガスの吐出も停止する。然る後、ガスノズル４２からＮ_２ガスが吐出され、処理容器１１内に残留する処理ガスがパージされる。ガスノズル４２からＮ_２ガスが所定の時間吐出されると、当該Ｎ２ガスの吐出が停止する。そして、ガスノズル４２から処理ガスであるＤＣＳガス及びＮＯ_２ガスの供給が開始されると共に、隙間６０及び支柱７１のガス供給口７４からＮ_２ガスの供給が再開される。 When DCS gas and NH ₃ gas are discharged for a predetermined time, discharge of these gases is stopped. Also, the discharge of N ₂ gas from the gap 60 and the gas supply port 74 of the support 71 is stopped. Thereafter, N ₂ gas is discharged from the gas nozzle 42 and the processing gas remaining in the processing container 11 is purged. When N ₂ gas is discharged from the gas nozzle 42 for a predetermined time, the discharge of the N ₂ gas is stopped. Then, supply of DCS gas and NO ₂ gas, which are processing gases, is started from the gas nozzle 42, and supply of N ₂ gas is resumed from the gap 60 and the gas supply port 74 of the support 71.

ＤＣＳガス及びＮＯ_２ガスが回転するウエハＷ表面に供給されて、ＣＶＤによってＳｉＯ_２膜が形成される。このＳｉＯ_２膜の形成時には、上記のＳｉＮ膜の形成時と同様、既述の断熱部材７の内側領域７５に流入した処理ガスは、Ｎ_２ガスによって当該内側領域７５からパージされ、排気口１６から排気される。従って、当該内側領域７５に向かう支柱７１の側面及び遮熱板７２の表面にＳｉＯ_２膜が形成されることが防がれる。 DCS gas and NO ₂ gas are supplied to the rotating wafer W surface, and a SiO ₂ film is formed by CVD. When the SiO ₂ film is formed, the processing gas that has flowed into the inner region 75 of the above-described heat insulating member 7 is purged from the inner region 75 by the N ₂ gas, as in the case of forming the SiN film. Exhausted from. Therefore, it is possible to prevent the SiO ₂ film from being formed on the side surface of the support 71 and the surface of the heat shield plate 72 toward the inner region 75.

ＤＣＳガス及びＮＯ２ガスが所定の時間吐出されると、これらのガスの吐出が停止する。また隙間６０及び支柱７１のガス供給口７４からのＮ_２ガスの吐出も停止する。そして、処理容器１１内の真空度が低下すると共にヒーター１０の出力が低下し、ターンテーブル２１の回転が停止すると、蓋体２が下降して、ウエハボート３が処理容器１１から搬出されて、成膜処理が終了する。なお、この成膜処理は一例であり、ＳｉＯ２膜の上側にＳｉＮ膜が形成されてもよいし、ＳｉＯ２膜及びＳｉＮ膜を交互に繰り返し成膜するようにしてもよい。そのように成膜する場合においても、上記のように各処理ガスの供給時に支柱７１からパージガスが供給され、断熱部材７への成膜が抑えられる。 When the DCS gas and the NO2 gas are discharged for a predetermined time, the discharge of these gases is stopped. Also, the discharge of N ₂ gas from the gap 60 and the gas supply port 74 of the support 71 is stopped. Then, when the degree of vacuum in the processing container 11 decreases and the output of the heater 10 decreases and the rotation of the turntable 21 stops, the lid body 2 is lowered and the wafer boat 3 is unloaded from the processing container 11, The film forming process ends. This film forming process is an example, and a SiN film may be formed on the upper side of the SiO 2 film, or the SiO 2 film and the SiN film may be alternately and repeatedly formed. Even in the case where the film is formed as described above, the purge gas is supplied from the support column 71 when each processing gas is supplied as described above, and the film formation on the heat insulating member 7 is suppressed.

続いて、処理容器１１内のクリーニング処理について説明する。上記の成膜処理が例えば所定の回数繰り返し行われた後、ウエハＷが搭載されてない状態でウエハボート３が成膜処理時と同様に処理容器１１に搬入され、蓋体２により基板搬入出口１４が閉鎖され、所定の排気量で処理容器１１内が排気されて、真空雰囲気が形成される。また、ヒーター１０により処理容器１１内が加熱されると共に、ターンテーブル２１が回転する。 Next, the cleaning process in the processing container 11 will be described. After the above film forming process is repeated, for example, a predetermined number of times, the wafer boat 3 is loaded into the processing container 11 in the same manner as during the film forming process without the wafer W mounted, and the substrate loading / unloading port is opened by the lid 2. 14 is closed, and the inside of the processing container 11 is evacuated with a predetermined exhaust amount to form a vacuum atmosphere. Moreover, while the inside of the processing container 11 is heated by the heater 10, the turntable 21 rotates.

然る後、ガス供給路４６にＦ_２ガス及びＨＦガスが供給されて混合され、クリーニングガスとして処理容器１１内に吐出される。また、このクリーニングガスの吐出開始と共に、成膜処理時と同様に、隙間６０及び支柱７１のガス供給口７４からのＮ２ガスの吐出が開始される。このＮ_２ガスの吐出は、隙間６０及び支柱７１内にクリーニングガスが流入して、蓋体２や支柱７１がエッチングされることを防ぐために行われる。 Thereafter, F ₂ gas and HF gas are supplied to the gas supply path 46, mixed, and discharged into the processing container 11 as a cleaning gas. Further, simultaneously with the start of the discharge of the cleaning gas, the discharge of the N 2 gas from the gap 60 and the gas supply port 74 of the support 71 is started in the same manner as the film forming process. This discharge of N ₂ gas is performed to prevent the cleaning gas from flowing into the gap 60 and the column 71 and etching the lid 2 and column 71.

処理容器１１内に吐出されたクリーニングガスが処理容器１１内の各部に行き渡り、ＳｉＯ_２膜及びＳｉＮ膜を除去する。ところで、断熱部材７においては、既述のように内側領域７５に向かってガス供給口７４が形成されているため、成膜処理中、内側領域７５に面していない各部、具体的には遮熱板７２の周縁部及び支柱７１の内側領域７５に向かう側とは反対側の側面についてはＳｉＮ膜及びＳｉＯ２膜が形成されることになる。しかしこの内側領域７５に面していない各部は内側領域７５に面する各部に比べて入り組んだ位置に無いため、クリーニングガスに接触しやすい。従って、このクリーニング処理で内側領域７５に面していない各部のＳｉＮ膜及びＳｉＯ２膜が除去される。 The cleaning gas discharged into the processing container 11 reaches each part in the processing container 11 to remove the SiO ₂ film and the SiN film. By the way, in the heat insulating member 7, since the gas supply port 74 is formed toward the inner region 75 as described above, each part that does not face the inner region 75, specifically, the shielding is formed during the film forming process. The SiN film and the SiO2 film are formed on the side surface of the hot plate 72 opposite to the side of the support plate 71 facing the inner region 75. However, each part that does not face the inner region 75 is not in a more complicated position than each part that faces the inner region 75, so that it easily comes into contact with the cleaning gas. Therefore, the SiN film and the SiO 2 film of each part not facing the inner region 75 are removed by this cleaning process.

また、既述の成膜処理において支柱７１及び遮熱板７２について内側領域７５に面する各部に僅かに成膜がなされたとしても、このクリーニング処理時においてクリーニングガスが内側領域７５に供給されて膜が除去されるように、当該クリーニング処理時における支柱７１からのＮ_２ガスの吐出量が制御される。具体的に、クリーニング処理時にガス供給源４５Ａから各支柱７１へ供給するＮ_２ガスの流量は、成膜処理時にガス供給源４５Ａから各支柱７１へ供給するＮ_２ガスの流量よりも少なくなるように制御される。 Further, even if film formation is slightly performed on each portion of the support 71 and the heat shield plate 72 facing the inner region 75 in the above-described film formation process, the cleaning gas is supplied to the inner region 75 during the cleaning process. The amount of N ₂ gas discharged from the support 71 during the cleaning process is controlled so that the film is removed. Specifically, the flow rate of N ₂ gas supplied from the gas supply source 45A to each column 71 during the cleaning process is smaller than the flow rate of N ₂ gas supplied from the gas supply source 45A to each column 71 during the film forming process. Controlled.

クリーニングガスが所定の時間供給されると、クリーニングガスの供給が停止すると共に、隙間６０からのＮ_２ガスの供給及び支柱７１のガス供給口７４からのＮ_２ガスの供給も停止する。そして、処理容器１１内の圧力が上昇すると共にヒーター１０の出力が低下し、ターンテーブル２１の回転が停止すると、蓋体２が下降してウエハボート３が処理容器１１から搬出されて、成膜処理が終了する。 When the cleaning gas is supplied for a predetermined time, the supply of the cleaning gas is stopped, and the supply of N ₂ gas from the gap 60 and the supply of N ₂ gas from the gas supply port 74 of the support 71 are also stopped. Then, when the pressure in the processing container 11 increases and the output of the heater 10 decreases and the rotation of the turntable 21 stops, the lid 2 descends and the wafer boat 3 is unloaded from the processing container 11 to form a film. The process ends.

この縦型熱処理装置１によれば、成膜処理時において処理ガスの供給に並行して、断熱部材７を構成する支柱７１から遮熱板７２、７２間にパージガスを供給する。これによって、当該遮熱板７２、７２間における成膜を抑えることができる。従って、この遮熱板７２、７２間における膜を除去するために、上記の内側領域７５に面していない各部のエッチング量が大きくなるような条件でクリーニング処理を行う必要が無いので、断熱部材７の長寿命化を図ることができる。また、内側領域７５に面する各部においてクリーニング処理後の膜残りが抑えられるので、残留した膜からパーティクルが発生してウエハＷに付着することを抑えることができる。 According to the vertical heat treatment apparatus 1, the purge gas is supplied between the heat shield plates 72 and 72 from the support 71 constituting the heat insulating member 7 in parallel with the supply of the processing gas during the film forming process. Thus, film formation between the heat shield plates 72 and 72 can be suppressed. Accordingly, in order to remove the film between the heat shield plates 72, 72, it is not necessary to perform a cleaning process under such a condition that the etching amount of each part not facing the inner region 75 is increased. 7 can be extended in service life. Further, since the remaining film after the cleaning process is suppressed in each part facing the inner region 75, it is possible to suppress the generation of particles from the remaining film and the adhesion to the wafer W.

さらに、この縦型熱処理装置１によれば、モータ６５、回転筒５１及びターンテーブル２１により構成される回転部によって、上記のように支柱７１からパージガスを吐出している状態で、ウエハボート３を回転させることができる。ウエハボート３が回転することによって、ウエハの表面には均一性高く処理ガスを供給することができるため、ウエハＷの面内における各膜の膜厚の均一性を高くすることができる。 Further, according to the vertical heat treatment apparatus 1, the wafer boat 3 is moved in a state where the purge gas is discharged from the support column 71 as described above by the rotating unit including the motor 65, the rotating cylinder 51, and the turntable 21. Can be rotated. By rotating the wafer boat 3, the processing gas can be supplied to the surface of the wafer with high uniformity, so that the uniformity of the film thickness of each film in the plane of the wafer W can be increased.

（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態に係る縦型熱処理装置８について、図６の縦断側面図を参照しながら、縦型熱処理装置１との差異点を中心に説明する。この縦型熱処理装置８は、蓋体２の代わりに蓋体８１を備えている。厚板である蓋体８１は、ボートエレベータ１５に接続された基部８２と、例えば石英により構成された本体部８３と、により構成されている。基部８２及び本体部８３は板状に形成されている。基部８２の上部に形成された凹部８４に本体部８３が埋設され、基部８２及び本体部８３は互いに嵌合されている。 (Second Embodiment)
Next, the vertical heat treatment apparatus 8 according to the second embodiment will be described focusing on the differences from the vertical heat treatment apparatus 1 with reference to the vertical sectional side view of FIG. The vertical heat treatment apparatus 8 includes a lid 81 instead of the lid 2. The lid 81, which is a thick plate, includes a base 82 connected to the boat elevator 15 and a main body 83 made of, for example, quartz. The base 82 and the main body 83 are formed in a plate shape. A main body 83 is embedded in a recess 84 formed in the upper part of the base 82, and the base 82 and the main body 83 are fitted to each other.

図７の縦断側面図も参照しながら説明する。上記のＯリング２０及び断熱部材７の各支柱７１は本体部８３上に設けられている。また、この第２の実施形態では断熱部材７の遮熱板７２は、中央部が開口した円形のリング板として構成されており、本体部８３上には、当該遮熱板７２の中央部を貫くように垂直な支持軸２２が設けられている。図６中２３はウエハボート３を保持するステージであり、支持軸２２の上端により構成されている。本体部８３には、６つの貫通孔８５（図７では３つのみ表示している）が当該本体部８３の厚さ方向に穿孔されており、支柱７１に重なる位置に夫々配置されている。本体部８３の上面、下面にて夫々貫通孔８５の周縁は盛り上がり、リング状の凸部８６、８７を形成している。凸部８６の外周側面は、支柱７１の流路７３を形成する側周面に嵌合している。 This will be described with reference to the longitudinal side view of FIG. The O-ring 20 and each support 71 of the heat insulating member 7 are provided on the main body 83. Further, in this second embodiment, the heat shield plate 72 of the heat insulating member 7 is configured as a circular ring plate having an open central portion, and the central portion of the heat shield plate 72 is formed on the main body portion 83. A vertical support shaft 22 is provided so as to penetrate. In FIG. 6, reference numeral 23 denotes a stage that holds the wafer boat 3, and is constituted by the upper end of the support shaft 22. In the main body 83, six through holes 85 (only three are shown in FIG. 7) are perforated in the thickness direction of the main body 83, and are arranged at positions that overlap with the columns 71. The peripheral edge of the through-hole 85 rises on the upper surface and the lower surface of the main body portion 83 to form ring-shaped convex portions 86 and 87, respectively. The outer peripheral side surface of the convex portion 86 is fitted to the side peripheral surface forming the flow path 73 of the column 71.

また、上記の基部８２の凹部８４の底面には、凸部８７に対応する各位置に孔が設けられており、凸部８７の外周側面と当該孔の側周面とが互いに嵌合する。凹部８４のこれらの各孔は、Ｎ２ガスの流路８９の下流端を構成しており、当該流路８９の上流側は互いに合流し、合流した流路８９の上流端は基部８２の側面に開口している。そして、流路８９の上流端は、図６に示すようにガス供給路９１を介して、分岐路４４ＡにおけるＮ_２ガス供給源４５ＡとＭＦＣ１との間に接続され、ガス供給路９１には例えば上流側に向けてバルブＶ９、ＭＦＣ９がこの順で介設されている。便宜上、ＭＦＣ９は蓋体８１に近接するように図７で示しているが、実際にはヒーター１０や蓋体２からの熱影響を受けない位置に設置されている。 Moreover, the bottom surface of the concave portion 84 of the base portion 82 is provided with holes at positions corresponding to the convex portions 87, and the outer peripheral side surfaces of the convex portions 87 and the side peripheral surfaces of the holes are fitted to each other. These holes of the recess 84 constitute the downstream end of the N 2 gas flow path 89, the upstream sides of the flow path 89 merge with each other, and the upstream end of the merged flow path 89 is on the side surface of the base 82. It is open. The upstream end of the flow path 89 is connected between the N ₂ gas supply source 45A and the MFC 1 in the branch path 44A via the gas supply path 91 as shown in FIG. Valves V9 and MFC9 are interposed in this order toward the upstream side. For convenience, the MFC 9 is shown in FIG. 7 so as to be close to the lid 81, but is actually installed at a position not affected by the heat from the heater 10 or the lid 2.

上記のような構成により、Ｎ２ガス供給源４５Ａから流路８９及び貫通孔８５を介して支柱７１の流路７３にＮ２ガスを供給し、ガス供給口７４から当該Ｎ_２ガスを吐出することができる。そして、この縦型熱処理装置８では、ターンテーブル２１及びモータ６５が設けられていないため、成膜処理中及びクリーニング処理中に断熱部材７及びウエハボート３が回転されないことを除き、縦型熱処理装置１と略同様に成膜処理及びクリーニング処理が行われる。従って、成膜処理時及びクリーニング処理時においては縦型熱処理装置１と同様に、支柱７１からＮ２ガスが吐出される。 With the above configuration, the N 2 gas is supplied from the N 2 gas supply source 45A to the flow path 73 of the support 71 through the flow path 89 and the through hole 85, and the N ₂ gas is discharged from the gas supply port 74. it can. In this vertical heat treatment apparatus 8, since the turntable 21 and the motor 65 are not provided, the vertical heat treatment apparatus except that the heat insulating member 7 and the wafer boat 3 are not rotated during the film forming process and the cleaning process. The film forming process and the cleaning process are performed in substantially the same manner as in FIG. Therefore, during the film forming process and the cleaning process, the N 2 gas is discharged from the support column 71 as in the vertical heat treatment apparatus 1.

ところで、縦型熱処理装置８の断熱部材７は平面で見ると、例えば図８に示すように遮熱板７２の直径に沿って２つに分割されている。そして、上記の支柱７１は、蓋体８１の本体部８３に対して着脱自在に構成されている。このような構成によって断熱部材７の交換及びメンテナンスが容易に行える。また、本体部８３も基部８２に対して着脱自在に構成され、交換及びメンテナンスを容易に行うことができる。縦型熱処理装置１の断熱部材７についても、例えば図８に示すように分割されており、ターンテーブル２１に対して着脱自在に構成される。ターンテーブル２１に対して着脱自在とするために、図２で説明した支柱７１が差し込まれる凹部２４の側周面と当該支柱７１の外周側面とが互いに嵌合するように構成してもよいし、図７で説明した凸部８６をターンテーブル２１に設けてもよい。なお、遮熱板７２の枚数及び支柱７１の本数については、既述の例には限られない。 By the way, the heat insulating member 7 of the vertical heat treatment apparatus 8 is divided into two along the diameter of the heat shield plate 72 as shown in FIG. The support 71 is configured to be detachable from the main body 83 of the lid 81. With such a configuration, the heat insulating member 7 can be easily replaced and maintained. The main body 83 is also configured to be detachable from the base 82 and can be easily replaced and maintained. The heat insulating member 7 of the vertical heat treatment apparatus 1 is also divided as shown in FIG. 8, for example, and is configured to be detachable from the turntable 21. In order to be detachable from the turntable 21, the side peripheral surface of the recess 24 into which the support 71 described in FIG. 2 is inserted and the outer periphery of the support 71 may be fitted to each other. 7 may be provided on the turntable 21. As shown in FIG. In addition, about the number of the heat shield plates 72 and the number of the support | pillars 71, it is not restricted to the above-mentioned example.

また、各実施形態において、支柱７１からのガスの供給方向については上記の例に限られない。図９に示す例では支柱７１の周方向に間隔をおいてガス供給口７４が３つ形成されており、内側領域７５に向けて、より広い範囲にＮ_２ガスを供給することができる。このように広範囲にＮ_２ガスが供給されることで、ガスバリアが形成され、処理ガスが内側領域７５に流入され難くなり、当該内側領域７５における膜の形成と、当該膜からのパーティクルの発生とをより確実に防ぐことができる。 In each embodiment, the direction of gas supply from the support column 71 is not limited to the above example. In the example shown in FIG. 9, three gas supply ports 74 are formed at intervals in the circumferential direction of the column 71, and N ₂ gas can be supplied toward a wider range toward the inner region 75. By supplying N ₂ gas in a wide range in this way, a gas barrier is formed, and it becomes difficult for the processing gas to flow into the inner region 75, and formation of a film in the inner region 75 and generation of particles from the film Can be prevented more reliably.

上記の例ではＣＶＤを行う縦型熱処理装置について説明したが、本発明はそのように成膜を行う装置に適用することには限られず、ＡＬＤにより成膜を行う装置に適用されてもよい。また、縦型熱処理装置によってウエハＷに形成される膜についてもＳｉＮ及びＳｉＯ２により構成されることに限られないし、異なる種類の膜が積層される積層膜であることに限られず、単一の種類の膜であってもよい。 In the above example, a vertical heat treatment apparatus that performs CVD has been described. However, the present invention is not limited to such an apparatus for film formation, and may be applied to an apparatus for film formation by ALD. In addition, the film formed on the wafer W by the vertical heat treatment apparatus is not limited to being composed of SiN and SiO 2, and is not limited to a stacked film in which different types of films are stacked. This film may be used.

Ｗウエハ
１縦型熱処理装置
１１処理容器
１９排気機構
２、８１蓋体
３ウエハボート
４２ガスノズル
６５モータ
７断熱部材
７１支柱
７２遮熱板
７４ガス供給口 W Wafer 1 Vertical heat treatment apparatus 11 Processing vessel 19 Exhaust mechanism 2, 81 Cover 3 Wafer boat 42 Gas nozzle 65 Motor 7 Heat insulation member 71 Support column 72 Heat shield plate 74 Gas supply port

Claims

A substrate is held on a substrate holder in a shelf shape, carried in from a carry-in port at the lower end of a vertical processing container, heated by a heating unit surrounding the processing container, and supplied with a processing gas to the substrate. In a vertical heat treatment apparatus that forms a film,
A lid that is mounted thereon and is movable up and down to close the carry-in port;
A heat insulating member composed of a cylindrical column provided on the lid on the lower side of the substrate holder, and a plurality of heat shield plates arranged in a shelf along the column;
A purge gas supply port formed in a pipe wall of the support column for supplying a purge gas between the heat shield plates adjacent to each other when the processing gas is supplied;
A rotating unit for rotating the substrate holder;
With
The rotating part is
A table provided on the lid and for placing the column;
A shaft member extending from the table to the outside of the processing container through the lid,
A drive mechanism that is provided outside the processing vessel and rotates the shaft member;
With
A vertical heat treatment apparatus, wherein the table and the shaft member are provided with a flow path for introducing purge gas into the purge gas supply port from the outside of the processing vessel .

Vertical heat treatment apparatus according to claim 1, wherein a purge gas supply unit for supplying a purge gas is provided in a gap between the lid and the shaft member.

3. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the rotating unit rotates the substrate holder during the supply of the purge gas and the processing gas.

A substrate is held on a substrate holder in a shelf shape, carried in from a carry-in port at the lower end of a vertical processing container, heated by a heating unit surrounding the processing container, and supplied with a processing gas to the substrate. In a vertical heat treatment apparatus that forms a film,
A lid that is mounted thereon and is movable up and down to close the carry-in port;
A heat insulating member composed of a cylindrical column provided on the lid on the lower side of the substrate holder, and a plurality of heat shield plates arranged in a shelf along the column;
A purge gas supply port formed in a pipe wall of the support column for supplying a purge gas between the heat shield plates adjacent to each other when the processing gas is supplied;
A cleaning gas supply unit for supplying a cleaning gas for cleaning the inside of the processing container into the processing container when the supply of the processing gas to the substrate is stopped;
Supplying the purge gas from the purge gas supply port at a first flow rate in parallel with the supply of the processing gas to the substrate; and the purge gas supply port in parallel with the supply of the cleaning gas from the cleaning gas supply unit. Supplying the purge gas at a second flow rate smaller than the first flow rate, and a control unit that outputs a control signal so as to be performed,
A vertical heat treatment apparatus comprising:

The strut has a plurality provided to support the periphery of the heat shield plate, claims 1, characterized in that each of said purge gas discharge port is opened toward the center of the heat shield plate 4 The vertical heat treatment apparatus according to any one of the above.