JP6630146B2 - Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and heating unit - Google Patents

Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and heating unit Download PDF

Info

Publication number
JP6630146B2
JP6630146B2 JP2015253777A JP2015253777A JP6630146B2 JP 6630146 B2 JP6630146 B2 JP 6630146B2 JP 2015253777 A JP2015253777 A JP 2015253777A JP 2015253777 A JP2015253777 A JP 2015253777A JP 6630146 B2 JP6630146 B2 JP 6630146B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating
processing chamber
substrate
heater
heat insulating
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.)
Active
Application number
JP2015253777A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016157923A (en
Inventor
村田 等
等 村田
優一 和田
優一 和田
橘 八幡
橘 八幡
吉田 秀成
秀成 吉田
周平 西堂
周平 西堂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kokusai Electric Corp filed Critical Kokusai Electric Corp
Priority to TW105100685A priority Critical patent/TWI613316B/en
Priority to CN201811535202.0A priority patent/CN109616434A/en
Priority to CN201610084003.7A priority patent/CN105914163B/en
Priority to KR1020160017774A priority patent/KR101767469B1/en
Priority to US15/051,740 priority patent/US9957616B2/en
Publication of JP2016157923A publication Critical patent/JP2016157923A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6630146B2 publication Critical patent/JP6630146B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法および加熱部に関するものである。   The present invention relates to a substrate processing apparatus, a method for manufacturing a semiconductor device, and a heating unit.

基板処理装置として、所定枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置がある。バッチ式の基板処理装置では、所定枚数の基板を基板保持具に保持し、基板保持具を処理室内に搬入し、基板を加熱した状態で処理室内に処理ガスを導入して所要の処理が行われる。   As a substrate processing apparatus, there is a batch type substrate processing apparatus that processes a predetermined number of substrates at a time. In a batch type substrate processing apparatus, a predetermined number of substrates are held by a substrate holder, the substrate holder is carried into a processing chamber, and a processing gas is introduced into the processing chamber while the substrate is heated, thereby performing required processing. Be done.

従来、処理室内の基板は、処理室を囲繞するように設けられたヒータにより、側方から加熱される。しかしながら、特に、処理室内下方の基板の中心部が加熱され難く、又、温度が下がり易い。これにより、従来の基板処理装置では、処理室内の昇温に時間が掛かり、リカバリ時間(温度安定時間)が長くなるという問題があった。   Conventionally, a substrate in a processing chamber is heated from the side by a heater provided so as to surround the processing chamber. However, in particular, the central portion of the substrate below the processing chamber is hardly heated, and the temperature is easily lowered. As a result, in the conventional substrate processing apparatus, there is a problem that it takes time to raise the temperature in the processing chamber, and the recovery time (temperature stabilization time) becomes longer.

特許第3598032号公報Japanese Patent No. 3598032

本発明は処理室内の温度安定時間を短縮させることができる技術を提供するものである。   The present invention provides a technique capable of shortening the temperature stabilization time in a processing chamber.

本発明によれば、
複数枚の基板を保持する基板保持具と、
前記基板保持具の下方に設けられた断熱部と、
前記基板保持具を収納し、前記基板を処理する処理室と、
前記処理室の周囲に設置され、前記処理室内を側部から加熱する第1加熱部と、
前記処理室内であって、前記基板保持具と前記断熱部との間に設けられた第2加熱部と、を具備し、
前記第2加熱部は、
略環状の発熱部と、
前記発熱部より下方に延伸する垂下部と、を有し、
前記発熱部が前記基板より小さい径の環状領域に収まるように構成される技術が提供される。
According to the present invention,
A substrate holder for holding a plurality of substrates,
A heat insulating portion provided below the substrate holder,
A processing chamber for storing the substrate holder and processing the substrate,
A first heating unit installed around the processing chamber and configured to heat the processing chamber from a side;
A second heating unit provided in the processing chamber, between the substrate holder and the heat insulating unit,
The second heating unit includes:
A substantially annular heating section;
A hanging portion extending downward from the heat generating portion,
A technique is provided in which the heat generating portion is configured to fit in an annular region having a smaller diameter than the substrate.

本発明によれば、処理室内の温度安定時間を短縮させることができるという優れた効果を発揮する。   According to the present invention, an excellent effect that the temperature stabilization time in the processing chamber can be shortened is exhibited.

本発明の第1の実施例で好適に用いられる基板処理装置の処理炉の側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of a processing furnace of the substrate processing apparatus suitably used in the first embodiment of the present invention. 本発明の基板処理装置の制御系を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a control system of the substrate processing apparatus of the present invention. (A)は同等の温度でボトム領域全域を加熱した場合の温度分布のシミュレーション結果を示す図であり、(B)は同等の出力でボトム領域全域を加熱した場合の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。(A) is a diagram illustrating a simulation result of a temperature distribution when the entire bottom region is heated at the same temperature, and (B) is a diagram illustrating a simulation result of a temperature distribution when the entire bottom region is heated at the same output. FIG. 本発明の第1の実施例に係るキャップヒータにより基板の半径の略中間部のボトム領域を加熱した場合の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a simulation result of a temperature distribution when a bottom region in a substantially middle portion of a radius of a substrate is heated by the cap heater according to the first embodiment of the present invention. キャップヒータの直径を異ならせた際の最下段の基板の面内温度分布の比較を示すグラフである。丸はキャップヒータ34が設けられる位置を示している。6 is a graph showing a comparison of the in-plane temperature distribution of the lowermost substrate when the diameter of the cap heater is varied. A circle indicates a position where the cap heater 34 is provided. キャップヒータの直径を異ならせた際の最下段の基板の面内温度の最大温度差の比較を示すグラフである。6 is a graph showing a comparison of the maximum temperature difference of the in-plane temperature of the lowermost substrate when the diameter of the cap heater is changed. キャップヒータ及びその周辺部を示す上面図である。It is a top view which shows a cap heater and its peripheral part. 基板処理装置のボトム領域を示す要部拡大側断面図である。It is a principal part enlarged side sectional view which shows the bottom area of a substrate processing apparatus. 基板処理装置のボトム領域を示す要部拡大側断面図である。It is a principal part enlarged side sectional view which shows the bottom area of a substrate processing apparatus. 第1の実施例に係るキャップヒータを示す斜視図である。It is a perspective view showing the cap heater concerning a 1st example. 第1の実施例に係るキャップヒータを示す上面図である。FIG. 2 is a top view illustrating the cap heater according to the first embodiment. 第1の実施例に係るキャップヒータを示す側面図である。It is a side view showing the cap heater concerning a 1st example. 第1の実施例に係るキャップヒータを示す正面図である。It is a front view showing the cap heater concerning a 1st example. 本発明の第1の実施例の変形例に係るキャップヒータ及びその周辺部を示す上面図である。It is a top view which shows the cap heater and its periphery which concern on the modification of the 1st Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係るキャップヒータ及びその周辺部を示す上面図である。FIG. 6 is a top view illustrating a cap heater according to a second embodiment of the present invention and a peripheral portion thereof. 本発明の第2の実施例の変形例に係るキャップヒータ及びその周辺部を示す上面図である。FIG. 13 is a top view illustrating a cap heater according to a modification of the second embodiment of the present invention and a peripheral portion thereof. 本発明の第3の実施例に係るキャップヒータを示す上面図である。It is a top view showing a cap heater concerning a 3rd example of the present invention. 本発明の第3の実施例に係るキャップヒータを示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing a cap heater concerning a 3rd example of the present invention. 本発明の第1の実施例で好適に用いられる基板処理装置の構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a substrate processing apparatus suitably used in a first embodiment of the present invention.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、処理炉1は第1加熱部としての円筒形状の側部ヒータ2を有する。側部ヒータ2の内側には、例えば、石英(SiO2)等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し、下端が開口した円筒形状である反応管5が、側部ヒータ2と同心に配設されている。 As shown in FIG. 1, the processing furnace 1 has a cylindrical side heater 2 as a first heating unit. Inside the side heater 2, a cylindrical reaction tube 5 made of a heat-resistant material such as quartz (SiO 2 ) and having a closed upper end and an open lower end is arranged concentrically with the side heater 2. Is established.

反応管5は処理室6を内部に画成し、処理室6内には基板保持具であるボート7が収納される。ボート7は、基板としてのウェハ8を水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で保持するように構成されている。ボート7は、例えば、石英や炭化珪素等で構成される。   The reaction tube 5 defines a processing chamber 6 therein, and a boat 7 as a substrate holder is accommodated in the processing chamber 6. The boat 7 is configured to hold wafers 8 as substrates in a horizontal posture and vertically aligned in multiple stages. The boat 7 is made of, for example, quartz or silicon carbide.

本実施形態では、図19に示すように、処理室6は、上から領域1、領域2、領域3および領域4の4つの領域に区分される。側部ヒータ2は、各領域に対応するように第1〜第4ヒータに分割されている。領域1の周囲には第1ヒータ2A、領域2の周囲には第2ヒータ2B、領域3の周囲には第3ヒータ2C、領域4の上方の周囲には第4ヒータ2Dがそれぞれ設置される。処理室6内のうち、ボート7は領域1〜3にわたって収納され、後述する断熱部31は領域4に収納される。第1ヒータ〜第3ヒータによってボート7が収納される領域(プロダクト領域)を加熱するため、第1ヒータ〜第3ヒータを総称してプロダクト領域を加熱する上部ヒータとしても良い。また、第4ヒータ2Dによって断熱部31が収納される領域(断熱領域)の上方を加熱するため、第4ヒータ2Dを、断熱領域を加熱する下部ヒータと称しても良い。   In the present embodiment, as shown in FIG. 19, the processing chamber 6 is divided into four regions of region 1, region 2, region 3, and region 4 from above. The side heater 2 is divided into first to fourth heaters so as to correspond to each area. A first heater 2A is provided around the region 1, a second heater 2B is provided around the region 2, a third heater 2C is provided around the region 3, and a fourth heater 2D is provided around the region 4 above. . In the processing chamber 6, the boat 7 is stored in the areas 1 to 3, and a heat insulating part 31 described later is stored in the area 4. In order to heat the area (product area) in which the boat 7 is stored by the first heater to the third heater, the first heater to the third heater may be collectively referred to as an upper heater for heating the product area. Further, the fourth heater 2D may be referred to as a lower heater that heats the heat-insulating area because the fourth heater 2D heats the area above the area where the heat-insulating section 31 is housed (heat-insulating area).

図1に示すように、反応管5の下端部には、反応管5を貫通してガス導入部9が設けられている。ガス導入部9には、反応管5の内壁に添って立設されたガス導入管としてのノズル12が接続されている。ノズル12の側面であってウェハ8に面する方向には複数のガス導入孔16が設けられ、ガス導入孔16から処理ガスが処理室6に導入される。   As shown in FIG. 1, a gas inlet 9 is provided at the lower end of the reaction tube 5 so as to penetrate the reaction tube 5. A nozzle 12 is connected to the gas introduction unit 9 as a gas introduction tube that is provided upright along the inner wall of the reaction tube 5. A plurality of gas introduction holes 16 are provided in a side surface of the nozzle 12 and facing the wafer 8, and a processing gas is introduced into the processing chamber 6 from the gas introduction holes 16.

ガス導入部9の上流側には、ガス流量制御器としてのMFC(マスフローコントローラ)14を介して図示しない原料ガス供給源、キャリアガス供給源、反応ガス供給源、不活性ガス供給源が接続されている。MFC14には、ガス流量制御部15が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の量となるよう、所望のタイミングにて制御するように構成されている。   A source gas supply source, a carrier gas supply source, a reaction gas supply source, and an inert gas supply source (not shown) are connected to an upstream side of the gas introduction unit 9 via an MFC (mass flow controller) 14 as a gas flow controller. ing. A gas flow controller 15 is electrically connected to the MFC 14, and is configured to control at a desired timing so that the flow rate of the supplied gas becomes a desired amount.

反応管5の下端部のガス導入部9と異なる位置には、処理室6内の雰囲気を排気する排気部17が設けられ、排気部17には排気管18が接続されている。排気管18には、処理室6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19が設置され、圧力調整器(圧力調整部)としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ21を介して、真空排気装置としての真空ポンプ22が接続されている。   An exhaust unit 17 for exhausting the atmosphere in the processing chamber 6 is provided at a lower end of the reaction tube 5 at a position different from the gas introduction unit 9, and an exhaust pipe 18 is connected to the exhaust unit 17. A pressure sensor 19 as a pressure detector (pressure detector) for detecting the pressure in the processing chamber 6 is installed in the exhaust pipe 18, and an APC (Auto Pressure Controller) valve 21 as a pressure regulator (pressure regulator). Is connected to the vacuum pump 22 as a vacuum exhaust device.

APCバルブ21および圧力センサ19には、圧力制御部23が電気的に接続されており、該圧力制御部23は圧力センサ19により検出された圧力に基づいてAPCバルブ21により処理室6の圧力が所望の圧力となるよう、所望のタイミングにてAPCバルブ21を制御するように構成されている。   A pressure controller 23 is electrically connected to the APC valve 21 and the pressure sensor 19. The pressure controller 23 controls the pressure of the processing chamber 6 by the APC valve 21 based on the pressure detected by the pressure sensor 19. The APC valve 21 is configured to be controlled at a desired timing so as to obtain a desired pressure.

反応管5の下端部には、反応管5の下端開口を気密に閉塞可能な保持体としてのベース24と、炉口蓋体としてのシールキャップ25が設けられている。シールキャップ25は、例えば、ステンレス等の金属から形成される。円盤状に形成されているベース24は、例えば、石英から形成され、シールキャップ25上に重合するように取付けられている。ベース24の上面には反応管5の下端と当接するシール部材としてのOリング26が設けられる。シールキャップ25の下側には、ボート7を回転させる回転機構27が設置されている。回転機構27の回転軸28の上端にはボート7の底板29が固定される。   At the lower end of the reaction tube 5, a base 24 as a holding member capable of airtightly closing the lower end opening of the reaction tube 5 and a seal cap 25 as a furnace cover are provided. The seal cap 25 is formed of, for example, a metal such as stainless steel. The base 24 formed in a disk shape is formed of, for example, quartz, and is mounted on the seal cap 25 so as to overlap. An O-ring 26 is provided on the upper surface of the base 24 as a seal member that contacts the lower end of the reaction tube 5. A rotation mechanism 27 for rotating the boat 7 is provided below the seal cap 25. A bottom plate 29 of the boat 7 is fixed to an upper end of a rotation shaft 28 of the rotation mechanism 27.

ボート7の下方には断熱部31が設けられている。断熱部31は底板32が石英製の押え板33により挾持される構成であり、底板32が押え板33間に拘束されることで、断熱部31の転倒が防止されるようになっている。断熱部31は、例えば、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円筒状に形成される。   A heat insulating part 31 is provided below the boat 7. The heat insulating portion 31 has a configuration in which the bottom plate 32 is sandwiched by a pressing plate 33 made of quartz. The bottom plate 32 is restrained between the pressing plates 33 so that the heat insulating portion 31 is prevented from falling. The heat insulating part 31 is formed in a cylindrical shape made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide.

断熱部31の内部には、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる断熱板(図示せず)が積層されている。内部の断熱板を断熱部31と称しても良い。第4のヒータは断熱部31の上方を加熱するように構成される。このような構成により、断熱部31の上方を加熱し、ボトム領域の温度制御性を確保できる。一方で、断熱部31の下方は直接的に加熱されない。そのため、側部ヒータ2およびキャップヒータ34からの熱が、断熱部31により断熱され、反応管5の下端側である炉口部に伝わり難くすることができる。   Inside the heat insulating portion 31, a heat insulating plate (not shown) made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide is laminated. The internal heat insulating plate may be referred to as a heat insulating part 31. The fourth heater is configured to heat the upper part of the heat insulating part 31. With such a configuration, the upper part of the heat insulating portion 31 is heated, and the temperature controllability of the bottom region can be secured. On the other hand, the lower part of the heat insulating part 31 is not directly heated. Therefore, the heat from the side heater 2 and the cap heater 34 is insulated by the heat insulating portion 31, so that it is difficult for the heat to be transmitted to the furnace port on the lower end side of the reaction tube 5.

断熱部31の中心部には上下方向全長に亘って孔30が貫通して形成されている。孔30には回転軸28が挿通され、回転軸28はシールキャップ25とベース24を貫通し、ボート7に連結される。回転軸28の回転によって、ボート7が断熱部31に対して独立して回転するようになっている。   A hole 30 is formed in the center of the heat insulating portion 31 so as to extend through the entire length in the vertical direction. The rotating shaft 28 is inserted into the hole 30, and the rotating shaft 28 penetrates through the seal cap 25 and the base 24 and is connected to the boat 7. The rotation of the rotation shaft 28 allows the boat 7 to rotate independently of the heat insulating portion 31.

シールキャップ25は反応管5の外部に垂直に設備された昇降機構としてのボートエレベータ35によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これにより、ボート7を処理室6内外に搬入出できるようになっている。   The seal cap 25 is configured to be vertically moved up and down by a boat elevator 35 as an elevating mechanism vertically installed outside the reaction tube 5, so that the boat 7 can be carried in and out of the processing chamber 6. It has become.

ボート7と断熱部31との間の空間には、後述する発熱部51を有する第2加熱部としてのキャップヒータ34が設けられている。少なくとも、第3ヒータと第4ヒータとの境界の高さ位置以上の高さに発熱部51が位置するように、キャップヒータ34が設置される。言い換えれば、少なくとも、プロダクト領域と断熱領域との境界の高さ位置以上の高さに発熱部51が位置するように、キャップヒータ34が設置される。このような位置にキャップヒータ34を設置することにより、プロダクト領域の下部(ボート7のボトムウエハが載置されているボトム領域)を効率的に加熱することが可能となる。   In the space between the boat 7 and the heat insulating part 31, a cap heater 34 as a second heating part having a heat generating part 51 described later is provided. The cap heater 34 is installed so that the heat generating part 51 is located at least at a height equal to or higher than the height of the boundary between the third heater and the fourth heater. In other words, the cap heater 34 is installed so that the heat generating part 51 is located at least at a height equal to or higher than the height of the boundary between the product area and the heat insulating area. By disposing the cap heater 34 at such a position, it is possible to efficiently heat the lower part of the product area (the bottom area where the bottom wafer of the boat 7 is placed).

キャップヒータ34は、保護管としての石英管内に、例えば、抵抗発熱体が気密に封入された構造となっている。キャップヒータ34の発熱部51は、平面視において、略環状に形成される。このような構成により、ボトム領域において、例えば、最下段のウェハ8の径方向を環状に加熱することができる。すなわち、最下段のウェハ8の径方向の一部分を重点的に加熱することができる。言い換えれば、最下段のウェハ8の中心領域を加熱することなく、中心領域よりも外方の領域を加熱することができる。尚、キャップヒータ34は、処理室6を減圧する際の圧力に耐え得る強度があればよい為、保護管の厚さを薄くすることができ、縦方向の厚さを薄くすることができる。   The cap heater 34 has a structure in which, for example, a resistance heating element is hermetically sealed in a quartz tube as a protection tube. The heat generating portion 51 of the cap heater 34 is formed in a substantially annular shape in plan view. With such a configuration, in the bottom region, for example, the radial direction of the lowermost wafer 8 can be annularly heated. That is, a part of the lowermost wafer 8 in the radial direction can be mainly heated. In other words, a region outside the central region can be heated without heating the central region of the lowermost wafer 8. Note that the cap heater 34 only needs to have enough strength to withstand the pressure when the processing chamber 6 is depressurized, so that the thickness of the protective tube can be reduced, and the thickness in the vertical direction can be reduced.

側部ヒータ2と反応管5との間には、第1温度検出器としての第1温度センサ37が設置されている。又、キャップヒータ34の保護管表面に接触するように、第2温度検出器としての第2温度センサ39が設置されている。ここでは、保護管の上面に接触するように設置される(図7参照)。第2温度センサ39は熱電対等の温度検出器が保護管に収納された構造となっている。   A first temperature sensor 37 as a first temperature detector is provided between the side heater 2 and the reaction tube 5. Further, a second temperature sensor 39 as a second temperature detector is provided so as to come into contact with the protective tube surface of the cap heater 34. Here, it is installed so as to contact the upper surface of the protection tube (see FIG. 7). The second temperature sensor 39 has a structure in which a temperature detector such as a thermocouple is housed in a protective tube.

温度制御部38は、第1温度センサ37により検出された温度情報に基づき側部ヒータ2への通電具合を調整し、第2温度センサ39により検出された温度情報に基づきキャップヒータ34への通電具合を調整することで、処理室6内の温度が所望の温度分布となるよう、所望のタイミングにて側部ヒータ2およびキャップヒータ34を制御するように構成されている。ガス流量制御部15、圧力制御部23、駆動制御部36、温度制御部38は基板処理装置全体を制御する主制御部としてのコントローラ42に電気的に接続されている。   The temperature controller 38 adjusts the power supply to the side heater 2 based on the temperature information detected by the first temperature sensor 37, and supplies power to the cap heater 34 based on the temperature information detected by the second temperature sensor 39. By adjusting the condition, the side heater 2 and the cap heater 34 are controlled at a desired timing so that the temperature in the processing chamber 6 has a desired temperature distribution. The gas flow control unit 15, the pressure control unit 23, the drive control unit 36, and the temperature control unit 38 are electrically connected to a controller 42 as a main control unit that controls the entire substrate processing apparatus.

図2に示すように、制御部(制御手段)であるコントローラ42は、CPU(Central Processing Unit)43、RAM(Random Access Memory)44、記憶装置45、I/Oポート46を備えたコンピュータとして構成されている。RAM44、記憶装置45、I/Oポート46は、内部バス47を介してCPU43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42には、例えばタッチパネル等で構成された入出力装置48が接続されている。   As shown in FIG. 2, the controller 42, which is a control unit (control means), is configured as a computer including a CPU (Central Processing Unit) 43, a RAM (Random Access Memory) 44, a storage device 45, and an I / O port 46. Have been. The RAM 44, the storage device 45, and the I / O port 46 are configured to be able to exchange data with the CPU 43 via the internal bus 47. The controller 42 is connected to an input / output device 48 including, for example, a touch panel.

記憶装置45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45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、後述する基板処理における各手順をコントローラ42に実行させ、所定の結果を得ることができるように組合わされたものであり、プログラムとして機能する。   The storage device 45 is configured by, for example, a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), or the like. In the storage device 45, a control program for controlling the operation of the substrate processing apparatus, a process recipe in which a procedure and conditions of the substrate processing described later are described, and the like are stored in a readable manner. The process recipe is a combination that allows the controller 42 to execute each procedure in the substrate processing described below and obtain a predetermined result, and functions as a program.

以下、プロセスレシピや制御プログラム等を総称し、単にプログラムとも言う。本明細書において、プログラムという言葉を用いた場合には、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。RAM44は、CPU43によって読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。   Hereinafter, process recipes, control programs, and the like are collectively referred to as simply programs. In this specification, the use of the word program may include only a single recipe, only a single control program, or both. The RAM 44 is configured as a memory area (work area) in which programs, data, and the like read by the CPU 43 are temporarily stored.

I/Oポート46は、上述したガス流量制御部15、圧力制御部23、駆動制御部36、温度制御部38に接続されている。CPU43は、記憶装置45から制御プログラムを読出して実行すると共に、入出力装置48からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置45からレシピを読出すように構成されている。CPU43は、読出したレシピの内容に沿うように、ガス流量制御部15による各種ガスの流量調整動作、圧力制御部23による圧力調整動作、排気装置22の起動及び停止、温度制御部38による側部ヒータ2及びキャップヒータ34の温度調整動作、駆動制御部36によるボート7の回転並びに回転速度調節動作および昇降動作等を制御するように構成されている。   The I / O port 46 is connected to the above-described gas flow controller 15, pressure controller 23, drive controller 36, and temperature controller 38. The CPU 43 is configured to read and execute a control program from the storage device 45 and read a recipe from the storage device 45 in response to an operation command input from the input / output device 48 and the like. The CPU 43 adjusts the flow rate of various gases by the gas flow rate control unit 15, the pressure adjustment operation by the pressure control unit 23, the start and stop of the exhaust device 22, and the side unit by the temperature control unit 38 in accordance with the contents of the read recipe. The temperature control operation of the heater 2 and the cap heater 34, the rotation of the boat 7 by the drive control unit 36, the rotation speed adjustment operation, the elevating operation, and the like are controlled.

コントローラ42は、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)49に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置45や外部記憶装置49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ている。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45単体のみを含む場合、外部記憶装置49単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置49を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。   The controller 42 is stored in an external storage device (for example, a magnetic tape, a magnetic disk such as a flexible disk and a hard disk, an optical disk such as a CD and a DVD, a magneto-optical disk such as an MO, and a semiconductor memory such as a USB memory and a memory card). The above-described program can be configured by installing the program on a computer. The storage device 45 and the external storage device 49 are configured as computer-readable recording media. Hereinafter, these are collectively simply referred to as a recording medium. In this specification, the term “recording medium” may include only the storage device 45 alone, may include only the external storage device 49 alone, or may include both. The provision of the program to the computer may be performed using communication means such as the Internet or a dedicated line without using the external storage device 49.

次に、上記構成に係る処理炉1を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ウェハ8に酸化、拡散や、成膜等を行う基板処理(以下、成膜処理ともいう)を行う方法について説明する。ここでは、ウェハ8に対して、第1の処理ガス(原料ガス)と第2の処理ガス(反応ガス)とを交互に供給することで、ウェハ8上に膜を形成する例について説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ42により制御される。   Next, a substrate process (hereinafter, also referred to as a film forming process) for performing oxidation, diffusion, film formation, and the like on the wafer 8 is performed as one process of a semiconductor device manufacturing process using the processing furnace 1 having the above configuration. The method will be described. Here, an example in which a film is formed on the wafer 8 by alternately supplying the first processing gas (source gas) and the second processing gas (reaction gas) to the wafer 8 will be described. In the following description, the operation of each unit constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 42.

所定枚数のウェハ8がボート7に装填(ウェハチャージ)されると、ボート7は、ボートエレベータ35によって処理室6内に装入(ボートローディング)される。この状態で、シールキャップ25はベース24、Oリング26を介して反応管5の下端開口(炉口部)を気密に閉塞した状態となる。この際、キャップヒータ34を所定の温度(第1温度)に加熱維持させていても良い。この場合、第1温度は側部ヒータ2の温度(少なくとも、第4ヒータの温度)よりも低い温度に設定される。   When a predetermined number of wafers 8 are loaded into the boat 7 (wafer charging), the boat 7 is loaded into the processing chamber 6 by the boat elevator 35 (boat loading). In this state, the seal cap 25 is in a state where the lower end opening (furnace opening) of the reaction tube 5 is hermetically closed via the base 24 and the O-ring 26. At this time, the cap heater 34 may be heated and maintained at a predetermined temperature (first temperature). In this case, the first temperature is set to a temperature lower than the temperature of the side heater 2 (at least, the temperature of the fourth heater).

処理室6内が所望の圧力となるように排気装置22によって真空排気(減圧排気)される。この際、処理室6の圧力は、圧力センサ19で測定され、この測定された圧力に基づきAPCバルブ21がフィードバック制御される。   The inside of the processing chamber 6 is evacuated (reduced pressure) by the exhaust device 22 so as to have a desired pressure. At this time, the pressure in the processing chamber 6 is measured by the pressure sensor 19, and the APC valve 21 is feedback-controlled based on the measured pressure.

又、処理室6内のウェハ8が所望の温度となるように、側部ヒータ2およびキャップヒータ34によって加熱される。この際、処理室6内が所望の温度分布となるように、第1温度センサ37が検出した温度情報に基づき側部ヒータ2への通電具合がフィードバック制御され、第2温度センサ39が検出した温度情報に基づきキャップヒータ34への通電具合がフィードバック制御される。この時、キャップヒータ34の設定温度を、側部ヒータ2の温度(少なくとも、第4ヒータの温度)以下の温度とする。ここで、処理室6内のボトム領域のウェハ8が所望の温度となった時、キャップヒータ34による加熱を停止させても良い。   Further, the wafer 8 in the processing chamber 6 is heated by the side heater 2 and the cap heater 34 so as to be at a desired temperature. At this time, the power supply to the side heater 2 is feedback-controlled based on the temperature information detected by the first temperature sensor 37 so that the inside of the processing chamber 6 has a desired temperature distribution. The degree of energization to the cap heater 34 is feedback-controlled based on the temperature information. At this time, the set temperature of the cap heater 34 is set to a temperature equal to or lower than the temperature of the side heater 2 (at least, the temperature of the fourth heater). Here, when the temperature of the wafer 8 in the bottom region in the processing chamber 6 reaches a desired temperature, the heating by the cap heater 34 may be stopped.

続いて、回転機構27により、底板29を介してボート7が回転されることで、処理中ウェハ8が回転される。この時、回転軸28が孔30に挿通されているので、断熱部31に対してボート7のみが回転する。ボート7が回転することにより、略環状のキャップヒータ34であっても、ボトム領域の環状領域を均一に加熱することが可能となる。   Subsequently, the boat 7 is rotated by the rotation mechanism 27 via the bottom plate 29, so that the wafer 8 being processed is rotated. At this time, since the rotating shaft 28 is inserted through the hole 30, only the boat 7 rotates with respect to the heat insulating portion 31. The rotation of the boat 7 makes it possible to uniformly heat the bottom annular region even with the substantially annular cap heater 34.

(原料ガス供給工程)
次いで、原料ガス供給源から原料ガスが処理室6内に供給される。原料ガスは、MFC14にて所望の流量となるように制御され、ガス導入部9からノズル12を流通し、ガス導入孔16から処理室6内に導入される。
(Source gas supply process)
Next, a source gas is supplied into the processing chamber 6 from a source gas supply source. The raw material gas is controlled by the MFC 14 to have a desired flow rate, flows through the nozzle 12 from the gas introduction unit 9, and is introduced into the processing chamber 6 from the gas introduction hole 16.

(原料ガス排気工程)
予め設定された原料ガス供給時間が経過すると、原料ガスの処理室6内への供給を停止し、排気装置22により処理室6内を真空排気する。この時、不活性ガス供給源から不活性ガスを処理室6内に供給しても良い(不活性ガスパージ)。
(Source gas exhaust process)
When a preset source gas supply time has elapsed, the supply of the source gas into the processing chamber 6 is stopped, and the processing chamber 6 is evacuated by the exhaust device 22. At this time, an inert gas may be supplied from the inert gas supply source into the processing chamber 6 (inert gas purge).

(反応ガス供給工程)
予め設定された排気時間が経過すると、次に、反応ガス供給源から反応ガスが供給される。MFC14にて所望の流量となるように制御されたガスは、ガス導入部9からノズル12を流通し、ガス導入孔16から処理室6内に導入される。
(Reaction gas supply process)
After the evacuation time set in advance, the reaction gas is supplied from the reaction gas supply source. The gas controlled to have a desired flow rate by the MFC 14 flows through the nozzle 12 from the gas introduction unit 9 and is introduced into the processing chamber 6 from the gas introduction hole 16.

(反応ガス排気工程)
更に予め設定された処理時間が経過すると、反応ガスの処理室6内への供給を停止し、排気装置22により処理室6内を真空排気する。この時、不活性ガス供給源から不活性ガスを処理室6内に供給しても良い(不活性ガスパージ)。
(Reaction gas exhaust process)
Further, when a preset processing time elapses, the supply of the reaction gas into the processing chamber 6 is stopped, and the processing chamber 6 is evacuated by the exhaust device 22. At this time, an inert gas may be supplied from the inert gas supply source into the processing chamber 6 (inert gas purge).

上述した4つの工程を非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数(n回)行うことにより、ウェハ8上に、所定組成および所定膜厚の膜を形成することができる。なお、上述のサイクルは複数回繰り返すのが好ましい。   By performing the above-mentioned four steps non-simultaneously, that is, by performing a cycle that is performed without synchronization a predetermined number of times (n times), a film having a predetermined composition and a predetermined thickness can be formed on the wafer 8. Note that the above cycle is preferably repeated a plurality of times.

所定膜厚の膜を形成した後、不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、処理室6内が不活性ガスに置換されると共に、処理室6の圧力が常圧に復帰される。その後、ボートエレベータ35によりシールキャップ25が降下されて、炉口部が開口されると共に、処理済ウェハ8がボート7に保持された状態で反応管5から搬出(ボートアンローディング)される。その後、処理済ウェハ8はボート7より取出される(ウェハディスチャージ)。この際、キャップヒータ34による加熱を停止させる。   After forming a film having a predetermined thickness, an inert gas is supplied from an inert gas supply source, the inside of the processing chamber 6 is replaced with the inert gas, and the pressure in the processing chamber 6 is returned to normal pressure. Thereafter, the seal cap 25 is lowered by the boat elevator 35, the furnace port is opened, and the processed wafer 8 is unloaded (boat unloaded) from the reaction tube 5 while being held by the boat 7. Thereafter, the processed wafer 8 is taken out of the boat 7 (wafer discharging). At this time, the heating by the cap heater 34 is stopped.

尚、一例迄、本実施例の処理炉1にてウェハ8をに酸化膜を形成する際の処理条件として、原料ガスにDCS(SiH2 Cl2 :ジクロロシラン)ガスと、反応ガスにO2 (酸素)ガスと、不活性ガスにN2 (窒素)ガスを用いた場合においては、例えば、下記が例示される。
処理温度(ウェハ温度):300℃〜700℃、
処理圧力(処理室内亜圧力)1Pa〜4000Pa、
DCSガス:100sccm〜10000sccm、
2ガス:100sccm〜10000sccm、
2ガス:100sccm〜10000sccm、
それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値に設定することで、成膜処理を適正に進行させることが可能となる。
Up to one example, as a processing condition for forming an oxide film on the wafer 8 in the processing furnace 1 of the present embodiment, DCS (SiH 2 Cl 2 : dichlorosilane) gas is used as a source gas, and O 2 is used as a reaction gas. When the (oxygen) gas and the N 2 (nitrogen) gas are used as the inert gas, for example, the following are exemplified.
Processing temperature (wafer temperature): 300 ° C to 700 ° C,
Processing pressure (sub-pressure in the processing chamber) 1 Pa to 4000 Pa,
DCS gas: 100 sccm to 10000 sccm,
O 2 gas: 100 sccm to 10000 sccm,
N 2 gas: 100 sccm to 10000 sccm,
By setting each processing condition to a certain value within each range, it becomes possible to appropriately advance the film formation processing.

次に、例えば、ウェハ8の直径を300mmとした場合の、キャップヒータ34の径方向の加熱位置と、処理室6下部(ボトム領域)の温度分布との関係について説明する。   Next, the relationship between the radial heating position of the cap heater 34 and the temperature distribution in the lower portion (bottom region) of the processing chamber 6 when the diameter of the wafer 8 is 300 mm, for example, will be described.

図3(A)、(B)は、ボトム領域の全域を加熱した場合(従来例)の温度分布のシミュレーション結果を示している。ボトム領域の全域を加熱した場合として、キャップヒータ34を同心多重状に複数、例えば、3つ設けた構成でシミュレーションを行った。   FIGS. 3A and 3B show simulation results of the temperature distribution when the entire bottom region is heated (conventional example). As a case where the entire region of the bottom region was heated, a simulation was performed with a configuration in which a plurality of, for example, three cap heaters 34 were provided concentrically.

又、図4は、ボトム領域の一部を環状に加熱した場合(本発明)の温度分布のシミュレーション結果を示している。尚、図4では、一例として、加熱位置を処理室6の中心から70mmの位置、すなわち、キャップヒータ34の直径を140mmとした場合の温度分布を示している。   FIG. 4 shows a simulation result of the temperature distribution when a part of the bottom region is annularly heated (the present invention). FIG. 4 shows, as an example, the temperature distribution when the heating position is 70 mm from the center of the processing chamber 6, that is, when the diameter of the cap heater 34 is 140 mm.

図3(A)、(B)に示すように、ボトム領域において、キャップヒータ34a〜34cの温度を同等(615℃)とした場合、また、キャップヒータ34a〜34cの出力を同等(12W)とした場合のいずれも、ボトム領域の外周側の温度が高く、中心側の温度が低い温度分布を生じ、ウェハ8の面内温度差は最大で約4℃になった。すなわち、ボトム領域全域を加熱する様な構成のヒータの場合、ウェハ8の面内に大きな温度差が生じるため、成膜の面内均一性が悪化してしまうことがある。   As shown in FIGS. 3A and 3B, when the cap heaters 34a to 34c have the same temperature (615 ° C.) in the bottom region, the cap heaters 34a to 34c have the same output (12 W). In each case, the temperature distribution on the outer peripheral side of the bottom region was high and the temperature on the central side was low, and the in-plane temperature difference of the wafer 8 was about 4 ° C. at the maximum. That is, in the case of a heater configured to heat the entire bottom region, a large temperature difference occurs in the surface of the wafer 8, so that the in-plane uniformity of film formation may be deteriorated.

これに対し、発明者らは鋭意研究の結果、キャップヒータ34により、ボトム領域の全域ではなく、図4に示すように、ボトム領域の径方向の一部である環状領域を中心に加熱した場合には、ボトム領域の外周側と中心側とで殆ど温度差がなくなり、ボトム領域の温度分布も緩やかにすることが可能であるという知見を得た。   On the other hand, as a result of intensive research, the inventors have found that the cap heater 34 heats not the entire bottom region but the annular region which is a part of the bottom region in the radial direction as shown in FIG. Has found that there is almost no temperature difference between the outer peripheral side and the central side of the bottom region, and it is possible to moderate the temperature distribution in the bottom region.

図5、図6に示すように、キャップヒータ34による径方向の加熱位置(キャップヒータ34の半径)を、処理室6の中心から90mm、110mmとした場合、すなわち、ボトム領域のウェハ8aの半径の中間部(75mm)よりも外周側を加熱した場合には、ボトム領域全域を加熱した場合と比べると、ウェハ8aの面内温度差は小さくなり、改善している。しかしながら、最下段のウェハ8aの外周側の温度が高く、中心側の温度が低くなるという温度分布を生じる(図5参照)。又、ウェハ8aの面内に於ける最大温度差が依然として大きく、面内温度が不均一となっている(図6参照)。これは、ウェハ8aの中心側に熱源がないため、ウェハ8aの中心側が加熱され難く、かつ、ウェハ8aの外周側が側部ヒータ2とキャップヒータ34とで2重に加熱されたためと考えられる。   As shown in FIGS. 5 and 6, when the heating position in the radial direction by the cap heater 34 (radius of the cap heater 34) is set to 90 mm and 110 mm from the center of the processing chamber 6, ie, the radius of the wafer 8a in the bottom region. When the outer peripheral side is heated more than the middle portion (75 mm), the in-plane temperature difference of the wafer 8a is smaller than that in the case where the entire bottom region is heated, which is improved. However, a temperature distribution occurs in which the temperature on the outer peripheral side of the lowermost wafer 8a is high and the temperature on the central side is low (see FIG. 5). Further, the maximum temperature difference in the plane of the wafer 8a is still large, and the in-plane temperature is not uniform (see FIG. 6). This is considered to be because the center side of the wafer 8a is hardly heated because there is no heat source on the center side of the wafer 8a, and the outer peripheral side of the wafer 8a is heated twice by the side heater 2 and the cap heater 34.

また、キャップヒータ34による径方向の加熱位置を、処理室6の中心から30mm、50mmとした場合、すなわち、ボトム領域のウェハ8aの半径の中間部よりも中心側を加熱した場合についても、ボトム領域全域を加熱した場合と比べると、ウエハ8aの面内温度分布の改善はみられるものの、最下段のウェハ8a面内は外周側と中心側の温度が高くなる逆凸状の温度分布を生じる。この場合も、ウェハ8aの面内に於ける最大温度差が依然として大きく、面内温度が不均一となっている。これは、キャップヒータ34が中心側に寄りすぎることで、ウェハ8aの半径方向の中間部近傍への加熱が不足したためと考えられる。   Also, when the heating position in the radial direction by the cap heater 34 is set to 30 mm or 50 mm from the center of the processing chamber 6, that is, when heating the center side of the middle part of the radius of the wafer 8 a in the bottom area, As compared with the case where the entire area is heated, the in-plane temperature distribution of the wafer 8a is improved, but an inversely convex temperature distribution in which the temperature on the outer peripheral side and the central side becomes higher in the lowermost wafer 8a is generated. . Also in this case, the maximum temperature difference in the plane of the wafer 8a is still large, and the in-plane temperature is not uniform. It is considered that this is because the cap heater 34 was too close to the center side, resulting in insufficient heating of the wafer 8a in the vicinity of the radially intermediate portion.

一方、キャップヒータ34による加熱位置を、処理室6の中心から60mm以上77.5mm以下とした場合、即ち最下段のウェハ8aの半径方向の略中間部付近を加熱した場合には、最下段のウェハ8aの外周側と中心側とで殆ど温度差が生じず、緩やかな温度分布となった。   On the other hand, when the heating position by the cap heater 34 is 60 mm or more and 77.5 mm or less from the center of the processing chamber 6, that is, when the vicinity of the substantially middle part in the radial direction of the lowermost wafer 8 a is heated, There was almost no temperature difference between the outer peripheral side and the central side of the wafer 8a, and a gentle temperature distribution was obtained.

更に、ウェハ8aの面内に於ける温度差も0.6℃程度となっており、面内温度均一性が向上している。尚、ウェハ8a面内に於ける最大温度差が最も小さくなり、面内温度均一性が向上するのは、例えば、キャップヒータ34による径方向の加熱位置を、処理室6の中心(ウェハ8aの中心)から77.5mmとした場合、即ちキャップヒータ34の直径を155mmとし、ボトム領域を加熱した場合となっている。   Further, the temperature difference in the plane of the wafer 8a is about 0.6 ° C., and the in-plane temperature uniformity is improved. The reason why the maximum temperature difference in the plane of the wafer 8a is the smallest and the in-plane temperature uniformity is improved is, for example, that the heating position in the radial direction by the cap heater 34 is set at the center of the processing chamber 6 (of the wafer 8a). 77.5 mm from the center), that is, the diameter of the cap heater 34 is 155 mm, and the bottom region is heated.

尚、ボトム領域の全域を加熱した場合に比べ、キャップヒータ34の直径が60mm以上180mm以下の範囲の環状領域内に収まるようにした場合で面内温度分布の改善が見られる。すなわち、ボトム領域のウェハ8aの中心を中心点として、ボトム領域の直径60mm以上180mm以下の環状領域内を中心に加熱することにより、面内温度分布を改善させることが可能となる。キャップヒータ34の直径を60mmより小さい円形領域の範囲内に収まるようにした場合、又は、180mmより大きくした場合、面内の温度差が約2.5℃となり、面内温度分布が悪化し、成膜の面内均一性が損なわれてしまう。   It should be noted that the in-plane temperature distribution is improved when the diameter of the cap heater 34 is set within the annular region of 60 mm or more and 180 mm or less as compared with the case where the entire bottom region is heated. In other words, the in-plane temperature distribution can be improved by heating around the center of the bottom region of the wafer 8a in the annular region having a diameter of 60 mm or more and 180 mm or less in the bottom region. If the diameter of the cap heater 34 is made to fall within the range of a circular area smaller than 60 mm, or if it is larger than 180 mm, the in-plane temperature difference becomes about 2.5 ° C., and the in-plane temperature distribution deteriorates. The in-plane uniformity of the film is impaired.

更にキャップヒータ34の直径を90mm以上160mm以下とすることで、ウェハ8a面内の温度差を2℃より小さくすることができ、一層の温度分布の改善が見られた。すなわち、ボトム領域の直径90mm以上160mm以下の環状領域内を加熱することにより、一層の温度分布の改善をすることができる。又、基板処理に於ける面内均一性をより一層向上させるにはウェハ8aの面内に於ける温度差が0.6℃以内であることが好ましく、キャップヒータ34の直径を120mm以上155mm以下とするのが好ましい。すなわち、ボトム領域の直径120mm以上155mm以下の環状領域内を積極的に加熱するように、キャップヒータ34の直径を120mm以上155mm以下の環状領域に収まるようにすることが好ましい。   Further, by setting the diameter of the cap heater 34 to 90 mm or more and 160 mm or less, the temperature difference in the surface of the wafer 8a could be made smaller than 2 ° C., and the temperature distribution was further improved. That is, by heating the inside of the annular region of the bottom region having a diameter of 90 mm or more and 160 mm or less, the temperature distribution can be further improved. Further, in order to further improve the in-plane uniformity in the substrate processing, the temperature difference in the plane of the wafer 8a is preferably within 0.6 ° C., and the diameter of the cap heater 34 is set to 120 mm or more and 155 mm or less. It is preferred that That is, it is preferable that the diameter of the cap heater 34 be set within the annular region of 120 mm to 155 mm so as to actively heat the annular region of the bottom region having a diameter of 120 mm to 155 mm.

上記においては、例えば、ウェハの直径を300mmとして説明したが、ウェハの直径は300mmに限らず、例えば、150mm、200mm及び450mmであっても同様の効果を得ることができる。すなわち、ウェハの直径に対し、ボトム領域の1/5以上3/5以下の範囲を積極的に加熱すると、面内温度分布の改善が見られる。つまり、キャップヒータ34の直径が、ウェハの直径の1/5以上3/5以下の環状領域内に収まるようにすると、面内温度分布の改善が見られる。好適には、ボトム領域の3/10以上8/15以下の範囲を積極的に加熱すると、面内温度分布をより改善させることができる。つまり、キャップヒータ34の直径が、ウェハの直径の3/10以上8/15以下の環状領域内に収まるようにすると、面内温度分布をより改善させることができる。より好適には、ボトム領域の2/5以上31/60以下の範囲を積極的に加熱すると、面内温度分布を更に改善させることができ、基板処理の均一性を向上させることができる。つまり、キャップヒータ34の直径を2/5以上31/60以下の環状領域内に収まるようにすると、面内温度分布を更に改善させることができ、基板処理の面内均一性を向上させることができる。   In the above description, for example, the diameter of the wafer is 300 mm. However, the same effect can be obtained even if the diameter of the wafer is not limited to 300 mm, for example, 150 mm, 200 mm, and 450 mm. That is, when the range of 1/5 or more and 3/5 or less of the bottom region with respect to the diameter of the wafer is positively heated, the in-plane temperature distribution is improved. That is, when the diameter of the cap heater 34 is set to be within the annular region of not less than 1/5 and not more than 3/5 of the diameter of the wafer, the in-plane temperature distribution can be improved. Preferably, when the range of 3/10 or more and 8/15 or less of the bottom region is positively heated, the in-plane temperature distribution can be further improved. That is, when the diameter of the cap heater 34 is set to be within the annular region of 3/10 or more and 8/15 or less of the diameter of the wafer, the in-plane temperature distribution can be further improved. More preferably, if the range of 2/5 or more and 31/60 or less of the bottom region is positively heated, the in-plane temperature distribution can be further improved, and the uniformity of substrate processing can be improved. In other words, when the diameter of the cap heater 34 is set within the annular region of 2/5 or more and 31/60 or less, the in-plane temperature distribution can be further improved, and the in-plane uniformity of the substrate processing can be improved. it can.

上記したように、キャップヒータ34による径方向の加熱位置を、ボトム領域の外周側から中心側へと移動させる過程で、すなわち、最下段のウェハ8aの面内温度が外周側で高く中心側で低くなる温度分布と、最下段のウェハ8aの面内温度が外周側と中心側で高くその間で低くなる逆凸状の温度分布との間で、最下段のウェハ8aの面内温度が外周側と中心側とで殆ど温度差がない温度分布となる。   As described above, in the process of moving the heating position in the radial direction by the cap heater 34 from the outer peripheral side of the bottom region to the center side, that is, the in-plane temperature of the lowermost wafer 8a is higher on the outer peripheral side, and The in-plane temperature of the lowermost wafer 8a is lower than the temperature distribution between the lower temperature distribution and the inversely convex temperature distribution in which the in-plane temperature of the lowermost wafer 8a is higher on the outer peripheral side and the center side and lower therebetween. There is a temperature distribution with almost no temperature difference between and the center side.

装置等により差が存在する可能性はあるが、径方向の加熱位置を外周側から中心側へと変化させた場合に、最下段のウェハ8aの面内温度分布が均一となる位置が存在する。従って、実験等により最下段のウェハ8aの面内温度分布が均一となる加熱位置を求め、求めた加熱位置を加熱できるようキャップヒータ34の直径を求めることで、基板処理の均一性を向上させることができる。   Although there may be a difference depending on the apparatus or the like, there is a position where the in-plane temperature distribution of the lowermost wafer 8a becomes uniform when the radial heating position is changed from the outer peripheral side to the central side. . Therefore, the heating position at which the in-plane temperature distribution of the lowermost wafer 8a is uniform is determined by an experiment or the like, and the diameter of the cap heater 34 is determined so as to heat the determined heating position, thereby improving the uniformity of the substrate processing. be able to.

次に、図7〜図13において第1の実施例に於けるキャップヒータ34の一例について説明する。図7に示されるように、キャップヒータ34の上端は略環状の発熱部51と発熱部51の両端から外周方向に向って突出するV字形の補強部52を有している。ここでは、発熱部51は、その一部が開放したリング形状であり、言い換えれば、円弧状(馬蹄形状)に形成される。又、キャップヒータ34は、図8に示されるように、補強部52の根本部(外周側端部)で屈曲され、下方に向って垂直に延出する垂下部53を有している。   Next, an example of the cap heater 34 in the first embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 7, the upper end of the cap heater 34 has a substantially annular heating portion 51 and a V-shaped reinforcing portion 52 protruding from both ends of the heating portion 51 toward the outer peripheral direction. Here, the heat generating portion 51 has a ring shape in which a part thereof is opened, in other words, is formed in an arc shape (a horseshoe shape). As shown in FIG. 8, the cap heater 34 has a hanging portion 53 that is bent at a root portion (outer end portion) of the reinforcing portion 52 and extends vertically downward.

断熱部31の周面には、上下方向全長に亘って第1切欠き部54が形成されている。第1切欠き部54に垂下部53が挿通され、垂下部53が断熱部31の周面から突出するのを防止又は略防止するようになっている。又、垂下部53は、ベース24及びシールキャップ25を気密に貫通し、図示しない給電部に接続されており、垂下部53の貫通部は真空用継手等所定のシール部材によりシールされている。   A first notch 54 is formed on the peripheral surface of the heat insulating portion 31 over the entire length in the vertical direction. The hanging portion 53 is inserted through the first notch portion 54, and the hanging portion 53 is prevented or almost prevented from projecting from the peripheral surface of the heat insulating portion 31. The hanging portion 53 passes through the base 24 and the seal cap 25 in an airtight manner, and is connected to a power supply unit (not shown). The penetrating portion of the hanging portion 53 is sealed by a predetermined sealing member such as a vacuum joint.

尚、第1切欠き部54が形成される位置、即ち補強部52が形成される位置は、ガス排気部17の上方であり、補強部52とガス排気部17とは面方向が一致又は略一致している。   The position where the first notch 54 is formed, that is, the position where the reinforcing portion 52 is formed, is above the gas exhaust portion 17, and the reinforcing portion 52 and the gas exhaust portion 17 have the same or substantially the same plane direction. Match.

断熱部31の上面には、発熱部51との間に所定角度ピッチで複数のスペーサ55が設けられ、スペーサ55と発熱部51との間には間隙が形成されている。スペーサ55は、石英等の断熱部材により形成され、キャップヒータ34が経年劣化により変形した際に、発熱部51が断熱部31と直接接触するのを防止するようになっている。   A plurality of spacers 55 are provided on the upper surface of the heat insulating portion 31 at a predetermined angle pitch between the heat generating portion 51 and the heat generating portion 51, and a gap is formed between the spacer 55 and the heat generating portion 51. The spacer 55 is formed of a heat insulating member such as quartz, and prevents the heat generating portion 51 from directly contacting the heat insulating portion 31 when the cap heater 34 is deformed due to aging.

又、熱電対等の第2温度センサ39が、発熱部51の上面に先端部が接触するように設けられる。第2温度センサ39は、発熱部51に設けられた温度測定部材支持部であるサポート部56により先端部の位置が固定されている。サポート部56は、発熱部51と第2温度センサ39との接触長(接触面積)が大きくなるよう、補強部52の根本部から90°変位した位置から、更に所定角度、例えば、5°変位した位置に設けられている。又、第2温度センサ39と発熱部51との関係は、平面視において発熱部51の中心線が形成する仮想円(中心円)に対して、第2温度センサ39の中心線が接線あるいは略接線となっている。   In addition, a second temperature sensor 39 such as a thermocouple is provided so that the tip portion contacts the upper surface of the heat generating portion 51. The position of the tip of the second temperature sensor 39 is fixed by a support section 56 which is a temperature measurement member support section provided on the heat generating section 51. The support portion 56 is further displaced by a predetermined angle, for example, 5 ° from a position 90 ° displaced from the root of the reinforcing portion 52 so that the contact length (contact area) between the heat generating portion 51 and the second temperature sensor 39 is increased. It is provided in the position where it did. Further, the relationship between the second temperature sensor 39 and the heat generating portion 51 is such that the center line of the second temperature sensor 39 is tangent or substantially imaginary with respect to a virtual circle (center circle) formed by the center line of the heat generating portion 51 in plan view. It is tangent.

第2温度センサ39の基端側は、断熱部31の周縁部に向って延出し、断熱部31の周縁部で垂直下方に向って屈曲されている。屈曲部は、断熱部31の周面に上下方向全長に亘って形成された第2切欠き部57に挿通され、真空用継手等所定のシール部材を介してベース24及びシールキャップ25を気密に貫通し、温度制御部38に電気的に接続されている。   The base end side of the second temperature sensor 39 extends toward the peripheral portion of the heat insulating portion 31 and is bent vertically downward at the peripheral portion of the heat insulating portion 31. The bent portion is inserted into a second cutout portion 57 formed over the entire length of the heat insulating portion 31 in the vertical direction, and hermetically seals the base 24 and the seal cap 25 via a predetermined sealing member such as a vacuum joint. It penetrates and is electrically connected to the temperature control unit 38.

第2温度センサ39もキャップヒータ34の垂下部53と同様、第2切欠き部57に挿通されることで、断熱部31の周面から突出しないようになっている。   The second temperature sensor 39, like the hanging portion 53 of the cap heater 34, is inserted through the second notch 57 so as not to protrude from the peripheral surface of the heat insulating portion 31.

次に、図10〜図13において、キャップヒータ34の詳細について説明する。補強部52のV字形の頂角は、例えば、60°となっている。又、図10に示されるように、発熱部51と補強部52の境界間の距離(V字形の底辺の長さ)をD1とすると、発熱部51と補強部52の境界部に掛かる力は、断熱部31の周面に対する接線方向のモーメントM1については距離D1によって発生する反力が軽減される。又、補強部52の発熱部51からの突出距離(発熱部51の中心円からV字形の頂点迄の距離)をD2とすると、断熱部31から離反する方向のモーメント(半径方向のモーメント)M2については距離D2によって発生する反力が軽減されるようになっている。   Next, the cap heater 34 will be described in detail with reference to FIGS. The V-shaped apex angle of the reinforcing portion 52 is, for example, 60 °. As shown in FIG. 10, assuming that the distance between the boundary between the heat generating portion 51 and the reinforcing portion 52 (the length of the bottom of the V-shape) is D1, the force applied to the boundary between the heat generating portion 51 and the reinforcing portion 52 is As for the moment M1 in the tangential direction with respect to the peripheral surface of the heat insulating portion 31, the reaction force generated by the distance D1 is reduced. Further, assuming that the projecting distance of the reinforcing portion 52 from the heat generating portion 51 (the distance from the center circle of the heat generating portion 51 to the top of the V-shape) is D2, a moment (radial moment) M2 in a direction away from the heat insulating portion 31. With regard to, the reaction force generated by the distance D2 is reduced.

キャップヒータ34は、断面円形の枠体である石英製の保護部材58と、保護部材58内に挿入された導線59を有し、導線59は例えばニッケル製の1巻きの導線となっている。導線59は、発熱部51と補強部52の境界部を発熱点として、発熱部51内で発熱体、例えばコイル状の抵抗発熱体61を形成しており、抵抗発熱体61に通電させることで、キャップヒータ34が発熱するようになっている。   The cap heater 34 has a protection member 58 made of quartz, which is a frame having a circular cross section, and a conductive wire 59 inserted into the protection member 58. The conductive wire 59 is, for example, a one-turn nickel-made conductive wire. The conductive wire 59 forms a heating element, for example, a coil-shaped resistance heating element 61 in the heating section 51 with a boundary between the heating section 51 and the reinforcing section 52 as a heating point. The cap heater 34 generates heat.

発熱部51内を挿通された導線59は、補強部52内で合流され、束ねられた状態で垂下部53内に垂下される。更に、導線59は、補強部52内でそれぞれ絶縁部材である保護ガラス62が装着されており、保護ガラス62により互いに絶縁されている。   The conducting wires 59 inserted through the heat generating portion 51 are joined in the reinforcing portion 52 and are suspended in the hanging portion 53 in a bundled state. Further, the protective wires 62, which are insulating members, are attached to the conductive wires 59 in the reinforcing portions 52, respectively, and are insulated from each other by the protective glasses 62.

保護ガラス62は、例えば、多数連結された円柱状のセラミックガラスにより構成され、セラミックガラスに導線59を挿通し、又、連結されたセラミックガラス間の間隔を狭くすることで、束ねられた導線59間の絶縁性を確保している。   The protective glass 62 is made of, for example, a plurality of connected cylindrical ceramic glasses. The conductive wires 59 are inserted into the ceramic glass, and the intervals between the connected ceramic glasses are reduced, so that the bundled conductive wires 59 are formed. The insulation between them is secured.

又、垂下部53内では、束ねられた導線59のうち、一方のみが保護ガラス62に挿通されている。尚、垂下部53の径が充分に確保できる場合には、束ねられた導線59の両方を保護ガラス62に挿通してもよい。   In the hanging portion 53, only one of the bundled conductive wires 59 is inserted through the protective glass 62. If the diameter of the hanging portion 53 can be sufficiently ensured, both of the bundled conducting wires 59 may be inserted into the protective glass 62.

垂下部53の下端は、シリコン等の絶縁部材により形成されたキャップ63により気密且つ電気的に絶縁された状態で封止される。即ち、抵抗発熱体61は、電気的に絶縁された状態で、保護部材58内に気密に封入される。又、導線59はテフロン(登録商標)等の絶縁部材により被覆された状態で垂下部53の下端より延出し、図示しない給電部に接続される。   The lower end of the hanging portion 53 is hermetically sealed and electrically insulated by a cap 63 formed of an insulating member such as silicon. That is, the resistance heating element 61 is hermetically sealed in the protection member 58 while being electrically insulated. The conducting wire 59 extends from the lower end of the hanging portion 53 in a state covered with an insulating member such as Teflon (registered trademark), and is connected to a power supply unit (not shown).

上述のように、本実施例では、以下に示す1つ又は複数の効果が得られる。
(a)キャップヒータの発熱部をウェハの直径よりも小さい円弧状(馬蹄形状)とし、キャップヒータの保護部材を板厚の小さい石英製としているので、キャップヒータの昇温及び降温が容易であり、リカバリ時間が短縮され、スループットを向上させることができる。
(b)キャップヒータの直径がウェハの直径よりも小さくなっているので、ガス導入孔からガス排気部に向って流れるガスの流れを妨げることがなく、ガスがウェハの表面に均一に供給され、ウェハの面内均一性を向上させることができる。
(c)キャップヒータにより最下段のウェハの周縁部よりも中心側の環状領域を積極的に加熱するようになっているので、最下段のウェハの周縁部が側部ヒータとキャップヒータにより2重に加熱されることが防止され、温度の下がり易いボトム領域を効率的に均一に加熱することができ、ウェハの面内温度均一性を向上させることができる。
(d)キャップヒータは、発熱部から外周側に突出するV字形の補強部を有し、補強部の根本から下方に屈曲させて垂下部を形成しているので、別途補強部材を設けることなくキャップヒータの強度の確保が可能であり、部品点数の低減を図ることができる。
(e)補強部がガス排気部の上方に位置しているので、V字形の補強部によりガスに乱流が生じた場合でも乱流を速やかに排気することができ、乱流の発生が抑制され、ウェハに均一にガスが供給され面内均一性を向上させることができる。
(f)垂下部は断熱部の上下方向全長に亘って形成された第1切欠き部に挿通され、垂下部が断熱部の周面から突出しないようになっているので、垂下部によりガスの流れが妨げられるのを防止することができる。
(g)垂下部内では、束ねられた導線のうち、一方のみが保護ガラスに挿通されるようになっているので、垂下部の内径を小さくすることができ、キャップヒータの省スペース化を図ることができる。
(h)キャップヒータは固定的に設けられ、ボートがキャップヒータに対して独立して回転するようになっているので、キャップヒータを用いる際のウェハの加熱むらが抑制され、ウェハを均一に加熱することができる。
(i)断熱部の上面にスペーサを設けたので、キャップヒータが熱により変形し、垂れ下がった際に断熱部と直接接触することがなく、断熱部に熱を奪われることがなく、キャップヒータの耐久性を向上させることができる。
(j)第2温度センサをキャップヒータの発熱部の上面に接触するように設け、キャップヒータの温度を被加熱体であるウェハ側から計測することができるので、キャップヒータの温度の測定精度が向上し、加熱制御性が向上し、ウェハの面内均一性を向上させることができる。
(k)第2温度センサは、発熱部の、補強部の根本部から90°変位した位置から更に所定角度変位した位置に設けられたサポート部により固定されるので、第2温度センサと発熱部との接触面積が大きくなり、熱電対を保護する石英管を短時間で加熱することができ、測定誤差を小さくできると共に、第2温度センサを容易に位置合せすることができる。
(l)キャップヒータによる加熱位置を、ウェハの半径の中間又は中間近傍とすることで、処理室内のボトム領域に於ける外周側と中心側の温度差が小さくなり、ボトム領域が効率的に均一に加熱され、ウェハの温度の面内均一性を更に向上させることができる。
(m)キャップヒータにより処理室下部の温度が低下しやすい部分を加熱することにより、均熱長を処理室下方まで伸ばすことができるため、ダミーウェハを削減することができる。すなわち、製品ウェハの処理枚数を増やすことが可能となり、生産性を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, one or more effects described below can be obtained.
(A) Since the heat-generating portion of the cap heater is formed in an arc shape (horse-shoe shape) smaller than the diameter of the wafer, and the protection member of the cap heater is made of quartz having a small thickness, it is easy to raise and lower the temperature of the cap heater. Thus, the recovery time is shortened and the throughput can be improved.
(B) Since the diameter of the cap heater is smaller than the diameter of the wafer, the gas is uniformly supplied to the surface of the wafer without obstructing the flow of gas flowing from the gas introduction hole toward the gas exhaust portion. The in-plane uniformity of the wafer can be improved.
(C) Since the cap heater actively heats the annular region closer to the center than the peripheral edge of the lowermost wafer, the peripheral edge of the lowermost wafer is doubled by the side heater and the cap heater. , The bottom region where the temperature tends to decrease can be efficiently and uniformly heated, and the in-plane temperature uniformity of the wafer can be improved.
(D) The cap heater has a V-shaped reinforcing portion protruding from the heat generating portion to the outer peripheral side, and is bent downward from the root of the reinforcing portion to form a hanging portion, so that a separate reinforcing member is not provided. The strength of the cap heater can be ensured, and the number of components can be reduced.
(E) Since the reinforcing portion is located above the gas exhaust portion, even if turbulence occurs in the gas due to the V-shaped reinforcing portion, the turbulent flow can be quickly exhausted, and the generation of turbulent flow is suppressed. As a result, the gas is uniformly supplied to the wafer, and the in-plane uniformity can be improved.
(F) The hanging portion is inserted through the first cutout formed over the entire length of the heat insulating portion in the vertical direction, and the hanging portion does not project from the peripheral surface of the heat insulating portion. The obstruction of the flow can be prevented.
(G) In the hanging part, only one of the bundled conductors is inserted through the protective glass, so that the inner diameter of the hanging part can be reduced, and the space for the cap heater can be reduced. Can be.
(H) Since the cap heater is provided fixedly and the boat rotates independently of the cap heater, uneven heating of the wafer when using the cap heater is suppressed, and the wafer is uniformly heated. can do.
(I) Since the spacer is provided on the upper surface of the heat insulating portion, the cap heater is deformed by heat and does not come into direct contact with the heat insulating portion when it hangs down. Durability can be improved.
(J) The second temperature sensor is provided so as to be in contact with the upper surface of the heat generating portion of the cap heater, and the temperature of the cap heater can be measured from the side of the wafer to be heated. Thus, the heating controllability can be improved, and the in-plane uniformity of the wafer can be improved.
(K) Since the second temperature sensor is fixed by a support portion provided at a position further displaced by a predetermined angle from a position displaced by 90 ° from the root of the reinforcing portion, the second temperature sensor and the heat generating portion Thus, the quartz tube for protecting the thermocouple can be heated in a short time, the measurement error can be reduced, and the second temperature sensor can be easily positioned.
(L) By setting the heating position by the cap heater at or near the middle of the radius of the wafer, the temperature difference between the outer peripheral side and the central side in the bottom region in the processing chamber is reduced, and the bottom region is efficiently and uniformly formed. , And the in-plane uniformity of the temperature of the wafer can be further improved.
(M) By heating a portion where the temperature of the lower part of the processing chamber is apt to decrease by the cap heater, the soaking length can be extended to the lower part of the processing chamber, so that the number of dummy wafers can be reduced. That is, the number of processed product wafers can be increased, and productivity can be improved.

図14は第1の実施例の変形例を示している。変形例では、キャップヒータ34と同心に、キャップヒータ34よりも直径の小さいキャップヒータ34′を設けている。尚、該キャップヒータ34′の構造はキャップヒータ34と同等であるので、説明は省略する。   FIG. 14 shows a modification of the first embodiment. In the modification, a cap heater 34 ′ having a smaller diameter than the cap heater 34 is provided concentrically with the cap heater 34. Since the structure of the cap heater 34 'is the same as that of the cap heater 34, the description is omitted.

変形例の場合、第1切欠き部54の切欠き深さを深くし、キャップヒータ34の垂下部53(図8参照)とキャップヒータ34′の垂下部(図示せず)を共に第1切欠き部54に挿通させることで、垂下部を断熱部31の周面から突出させることなく設けることができる。   In the case of the modified example, the notch depth of the first notch portion 54 is increased, and the hanging portion 53 of the cap heater 34 (see FIG. 8) and the hanging portion (not shown) of the cap heater 34 'are both first cut. The penetrating portion can be provided without protruding from the peripheral surface of the heat insulating portion 31 by being inserted into the notch portion 54.

キャップヒータ34を環状領域内に複数設け、各キャップヒータ34を個別に制御可能とすることで、キャップヒータ34による加熱制御性が更に向上し、より効果的にボトム領域を加熱でき、ウェハ8の面内温度均一性を更に向上させることができる。尚、図14中では、第2温度センサ39を1つのみ設けているが、第2温度センサ39を各キャップヒータ34に設けることで、より細やかな温度制御が可能となり、加熱制御性を更に向上させることができる。   By providing a plurality of cap heaters 34 in the annular region and controlling each of the cap heaters 34 individually, the heating controllability by the cap heater 34 is further improved, and the bottom region can be heated more effectively. In-plane temperature uniformity can be further improved. In FIG. 14, only one second temperature sensor 39 is provided. However, by providing the second temperature sensor 39 in each cap heater 34, more precise temperature control becomes possible, and the heating controllability is further improved. Can be improved.

次に、図15において、本発明の第2の実施例について説明する。尚、図15中、図7中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 15, the same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

第2の実施例では、キャップヒータ34は外円部66aと内円部66bとが同心多重円状となった2重構造の発熱部66を有している。又、キャップヒータ34は、第1切欠き部54に挿通された垂下部53(図8参照)が断熱部31の上面に沿って屈曲され、該断熱部31の中心に向って延出する延出部65を有している。   In the second embodiment, the cap heater 34 has a heating portion 66 having a double structure in which an outer circular portion 66a and an inner circular portion 66b are concentrically multiplexed. Further, the cap heater 34 has a hanging portion 53 (see FIG. 8) inserted through the first notch portion 54 bent along the upper surface of the heat insulating portion 31, and extends toward the center of the heat insulating portion 31. It has a protrusion 65.

外円部66aは、基端側で延出部65と溶接等により固着されている。又、外円部66aと内円部66bは、延出部65と略対向する位置、すなわち、先端側で溶接等により固着されている。尚、先端側では、外円部66a同士、及び内円部66b同士は接続されておらず、発熱部66の先端が離反した状態となっている。即ち、発熱部66は、外円部66aと内円部66bとが1巻きで一体化された2重構造となっている。尚、図示はしないが、第1の実施例と同様、延出部65と外円部66aとの境界部を発熱点として、発熱部66内にコイル状の抵抗発熱体が封入されている。   The outer circle portion 66a is fixed to the extension portion 65 on the base end side by welding or the like. Further, the outer circular portion 66a and the inner circular portion 66b are fixed by welding or the like at a position substantially opposed to the extending portion 65, that is, at the distal end side. Note that, on the distal end side, the outer circular portions 66a and the inner circular portions 66b are not connected to each other, and the distal ends of the heat generating portions 66 are separated. That is, the heat generating portion 66 has a double structure in which the outer circular portion 66a and the inner circular portion 66b are integrated by one turn. Although not shown, as in the first embodiment, a coil-shaped resistance heating element is sealed in the heating section 66 with the boundary between the extension section 65 and the outer circular section 66a as a heating point.

第2の実施例においては、発熱部66が2重となっている。従って、キャップヒータ34の出力を増加させることができ、処理室6(図1参照)下部のボトム領域をより効果的に加熱することができる。又、キャップヒータ34は1巻きの導線59(図11参照)により作成可能であるので、2重の発熱部66を有するキャップヒータ34に対する給電部は1つでよく、制御系が簡略化できると共に、部品点数を削減することができる。   In the second embodiment, the heat generating portion 66 is doubled. Therefore, the output of the cap heater 34 can be increased, and the bottom region below the processing chamber 6 (see FIG. 1) can be more effectively heated. In addition, since the cap heater 34 can be formed by one turn of the conducting wire 59 (see FIG. 11), only one power supply unit is required for the cap heater 34 having the double heating unit 66, and the control system can be simplified and Thus, the number of parts can be reduced.

図16は、本発明の第2の実施例の変形例を示している。変形例では、第2の実施例に於ける延出部65を、第1の実施例のV字形の補強部52(図7参照)と同形状の補強部67としている。   FIG. 16 shows a modification of the second embodiment of the present invention. In the modified example, the extension 65 in the second embodiment is a reinforcement 67 having the same shape as the V-shaped reinforcement 52 (see FIG. 7) of the first embodiment.

補強部67の根本部で下方に屈曲させ、垂下部(図示せず)を形成させるようにすることで、キャップヒータ34の断熱部31の周面に沿う方向、及び断熱部31から離反する方向に対する強度を向上させることができる。   By bending downward at the root of the reinforcing portion 67 to form a hanging portion (not shown), a direction along the peripheral surface of the heat insulating portion 31 of the cap heater 34 and a direction away from the heat insulating portion 31. Can be improved.

次に、図17、図18において、本発明の第3の実施例について説明する。尚、図7中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第3の実施例では、平面視において、垂下部53を発熱部51の中心に形成している。また、垂下部53の上方で水平方向に屈曲され、断熱部31の中心から外方に向って延出する延出部65を有している。延出部65は発熱部51の両端に接続するように一対のI字形状に形成されており、垂下部53の上端にて一本に合流される。第2温度センサ39は発熱部51の中心から断熱部31の上面に沿って延出部65とは反対方向に水平に屈曲され、発熱部51の側面に接続するよう形成されている。図19に示すように、垂下部53の上端は一対の延出部65および第2温度センサ39が合流するため、垂下部53の下方よりも径が大きくなっている。第2温度センサ39は、発熱部51の温度を検出する第1温度センサ39Bとボトム領域の中心付近の温度を検出する第2センサ39Bとを封入している。   In the third embodiment, the hanging portion 53 is formed at the center of the heat generating portion 51 in a plan view. Further, it has an extending portion 65 that is bent in a horizontal direction above the hanging portion 53 and extends outward from the center of the heat insulating portion 31. The extension portions 65 are formed in a pair of I-shape so as to be connected to both ends of the heat generating portion 51, and are joined together at the upper end of the hanging portion 53. The second temperature sensor 39 is bent horizontally from the center of the heat generating portion 51 along the upper surface of the heat insulating portion 31 in a direction opposite to the extending portion 65, and is formed to be connected to the side surface of the heat generating portion 51. As shown in FIG. 19, the upper end of the hanging portion 53 has a larger diameter than that below the hanging portion 53 because the pair of extending portions 65 and the second temperature sensor 39 merge. The second temperature sensor 39 encloses a first temperature sensor 39B for detecting the temperature of the heat generating portion 51 and a second sensor 39B for detecting a temperature near the center of the bottom region.

発熱部51は略カージオイド形(心臓形)に形成されている。言い換えれば、発熱部51はカージオイド形の尖点を分離させた形状に形成されている。第1の実施例と同様に、延出部65と発熱部51との境界部を発熱点として、発熱部51内にコイル状の抵抗発熱体が封入されている。好ましくは、カージオイド形の曲線部分は真円状に形成される。 垂下部53は孔30、シールキャップ25およびベース24を貫通するように設置される。   The heat generating portion 51 is formed in a substantially cardioid shape (heart shape). In other words, the heat generating portion 51 is formed in a shape in which cardioid cusps are separated. As in the first embodiment, a coil-shaped resistance heating element is sealed in the heating section 51 with the boundary between the extension section 65 and the heating section 51 as a heating point. Preferably, the curved portion of the cardioid shape is formed in a perfect circle. The hanging part 53 is installed so as to penetrate the hole 30, the seal cap 25 and the base 24.

カージオイド形の尖点まで抵抗発熱体が封入されているため、発熱部51による環状領域内の加熱部分を増やすことができ、キャップヒータ34による加熱性能が向上させることができる。これにより、より効果的にボトム領域を加熱でき、ウェハ8の面内温度均一性を更に向上させることができる。また、平面視において発熱部51の中心位置に設置された垂下部53によって発熱部51を支持するため、経年劣化による発熱部51の垂れや歪みが生じにくい。長期的にキャップヒータ34を運用することができるため、生産性を向上させることができる。   Since the resistance heating element is sealed up to the cardioid-shaped cusp, the heating portion in the annular region by the heating portion 51 can be increased, and the heating performance by the cap heater 34 can be improved. Thereby, the bottom region can be heated more effectively, and the in-plane temperature uniformity of the wafer 8 can be further improved. In addition, since the heat-generating portion 51 is supported by the hanging portion 53 provided at the center position of the heat-generating portion 51 in a plan view, the heat-generating portion 51 is unlikely to sag or deform due to aging. Since the cap heater 34 can be operated for a long time, productivity can be improved.

尚、第1の実施例、第2の実施例および第3実施例では、発熱体として、コイル状の抵抗発熱体を例示しているが、発熱体としてハロゲンランプ等のランプヒータを用いてもよいのは言う迄もない。   In the first, second, and third embodiments, a coil-shaped resistance heating element is exemplified as the heating element. However, a lamp heater such as a halogen lamp may be used as the heating element. It goes without saying that it is good.

上述で例示した酸化膜形成に限らず、窒化膜形成においても本発明は好適に適用可能である。例えば、上述で例示した原料ガスと、反応ガスとして、NH3 ガスを用いることにより、窒化膜を形成することができる。   The present invention can be suitably applied not only to the formation of the oxide film described above but also to the formation of a nitride film. For example, a nitride film can be formed by using the source gas exemplified above and an NH3 gas as a reaction gas.

更に、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)等の金属元素を含む金属系薄膜を形成する場合においても、本発明は好適に適用可能である。   Further, a metal-based thin film containing a metal element such as titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), tantalum (Ta), niobium (Nb), aluminum (Al), molybdenum (Mo), and tungsten (W). The present invention can be suitably applied to the case of forming.

(本発明の好ましい態様)
以下、本発明の実施の好ましい態様について付記する。
(Preferred embodiment of the present invention)
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.

(付記1)
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具と、
前記基板保持具の下方に設けられた断熱部と、
前記基板を処理する処理室を内部に有する反応管と、
前記反応管の周囲に設けられた第1加熱部と、
前記基板保持具と前記断熱部との間に設けられた第2加熱部と、を具備し、
前記第2加熱部は、
略環状の発熱部と、
前記発熱部より下方に延伸する垂下部と、を有し、
前記発熱部が前記基板より小さい径の環状領域に収まるように構成される基板処理装置が提供される。
(Appendix 1)
According to one aspect of the present invention,
A substrate holder for holding a plurality of substrates,
A heat insulating portion provided below the substrate holder,
A reaction tube having therein a processing chamber for processing the substrate,
A first heating unit provided around the reaction tube;
A second heating unit provided between the substrate holder and the heat insulating unit,
The second heating unit includes:
A substantially annular heating section;
A hanging portion extending downward from the heat generating portion,
There is provided a substrate processing apparatus configured such that the heat generating portion is accommodated in an annular region having a smaller diameter than the substrate.

(付記2)
付記1に記載の装置であって、好ましくは、
前記環状領域は前記基板の直径の1/5以上3/5以下である。
(Appendix 2)
An apparatus according to claim 1, wherein:
The annular region is at least 1/5 and at most 3/5 of the diameter of the substrate.

(付記3)
付記1または2に記載の装置であって、好ましくは、
前記発熱部の表面に温度測定部材が接続される。
(Appendix 3)
An apparatus according to claim 1 or 2, wherein
A temperature measuring member is connected to a surface of the heat generating portion.

(付記4)
付記1乃至3のいずれかに記載の装置であって、好ましくは、
前記第1加熱部は、
前記処理室内の前記基板保持具が収納される上部領域を加熱する上部ヒータと、
前記処理室内の前記断熱部が収納される下部領域を加熱する下部ヒータと、を備え、
前記発熱部は、少なくとも前記上部ヒータと前記下部ヒータとの境界の高さ位置以上の高さに設置される。
(Appendix 4)
The apparatus according to any one of supplementary notes 1 to 3, wherein
The first heating unit includes:
An upper heater for heating an upper region in which the substrate holder is accommodated in the processing chamber;
A lower heater that heats a lower region in which the heat insulating unit in the processing chamber is stored,
The heat generating portion is installed at a height at least equal to or higher than the height of a boundary between the upper heater and the lower heater.

(付記5)
付記4に記載の装置であって、好ましくは、
前記発熱部の温度は、前記下部ヒータの温度以下である。
(Appendix 5)
The apparatus according to claim 4, wherein:
The temperature of the heat generating portion is equal to or lower than the temperature of the lower heater.

(付記6)
付記1乃至3に記載の装置であって、好ましくは、
前記発熱部は円弧状(馬蹄形状)に形成される。
(Appendix 6)
An apparatus according to any of claims 1 to 3, wherein
The heat generating portion is formed in an arc shape (a horseshoe shape).

(付記7)
付記4に記載の装置であって、好ましくは、
前記第2加熱部は、前記発熱部から外周側に向って突出するV字形の補強部を有する。
(Appendix 7)
The apparatus according to claim 4, wherein:
The second heating section has a V-shaped reinforcing section protruding from the heating section toward the outer periphery.

(付記8)
付記3に記載の装置であって、好ましくは、
前記発熱部に温度測定部材支持部が設けられ、前記温度測定部材支持部により温度検出器が前記発熱部の上面に接触した状態で支持される。
(Appendix 8)
An apparatus according to claim 3, wherein:
A temperature measuring member supporting portion is provided on the heat generating portion, and the temperature detector is supported by the temperature measuring member supporting portion in a state of being in contact with an upper surface of the heat generating portion.

(付記9)
付記8に記載の装置であって、好ましくは、
前記温度測定部材支持部は、前記発熱部の中心線が形成する仮想円に対して前記温度検出器の中心線が接線又は略接線となる位置に設けられる。
(Appendix 9)
The apparatus according to claim 8, wherein:
The temperature measuring member supporting portion is provided at a position where a center line of the temperature detector is tangent or substantially tangent to an imaginary circle formed by a center line of the heat generating portion.

(付記10)
付記7に記載の装置であって、好ましくは、
前記補強部の根本部と前記垂下部とが接続され、前記垂下部内では1対の発熱体のうち一方のみに絶縁部材が装着される。
(Appendix 10)
An apparatus according to claim 7, wherein:
A root portion of the reinforcing portion is connected to the hanging portion, and an insulating member is attached to only one of the pair of heating elements in the hanging portion.

(付記11)
付記8に記載の装置であって、好ましくは、
前記断熱部上面の前記発熱部の下方にスペーサが設けられ、前記スペーサと前記発熱部との間に間隙が形成されている。
(Appendix 11)
The apparatus according to claim 8, wherein:
A spacer is provided below the heat generating portion on the upper surface of the heat insulating portion, and a gap is formed between the spacer and the heat generating portion.

(付記12)
付記11に記載の装置であって、好ましくは、
前記補強部は前記処理室の排気部の上方に設けられる。
(Appendix 12)
An apparatus according to claim 11, wherein
The reinforcing section is provided above an exhaust section of the processing chamber.

(付記13)
付記1または2に記載の装置であって、好ましくは、
前記第2加熱部は同心に複数設けられる。
(Appendix 13)
An apparatus according to claim 1 or 2, wherein
A plurality of the second heating units are provided concentrically.

(付記14)
付記1または2に記載の装置であって、好ましくは、
前記発熱部は同心多重円状に設けられた外円部と内円部とを有し、前記外円部が基端側で前記補強部と接続され、前記外円部と前記内円部とが先端側で接続される。
(Appendix 14)
An apparatus according to claim 1 or 2, wherein
The heat generating portion has an outer circular portion and an inner circular portion provided in a concentric multiple circle shape, and the outer circular portion is connected to the reinforcing portion on a base end side, and the outer circular portion and the inner circular portion Are connected on the distal end side.

(付記15)
付記1乃至14に記載の装置であって、好ましくは、
前記断熱部の周面に上下方向全長に亘って切欠き部が形成され、前記切欠き部に前記垂下部が挿通される。
(Appendix 15)
An apparatus according to any of claims 1 to 14, wherein
A cutout portion is formed on the entire peripheral surface of the heat insulating portion in the vertical direction, and the hanging portion is inserted through the cutout portion.

(付記16)
付記1または2又に記載の装置であって、好ましくは、
前記発熱部はカージオイド形(心臓形)に形成される。
(Appendix 16)
An apparatus according to claim 1 or 2, wherein
The heat generating portion is formed in a cardioid shape (heart shape).

(付記17)
付記16に記載の装置であって、好ましくは、
前記垂下部は、平面視において前記発熱部の中心位置に形成される。
(Appendix 17)
The apparatus according to claim 16, wherein:
The hanging portion is formed at a center position of the heat generating portion in a plan view.

(付記18)
付記2に記載の装置であって、好ましくは、
前記環状領域は前記基板の直径の1/5以上3/5以下である。
(Appendix 18)
An apparatus according to claim 2, wherein:
The annular region is at least 1/5 and at most 3/5 of the diameter of the substrate.

(付記19)
付記18に記載の装置であって、好ましくは、
前記環状領域は前記基板の直径の3/10以上8/15以下である。
(Appendix 19)
The apparatus according to claim 18, wherein:
The annular region is at least 3/10 and at most 8/15 of the diameter of the substrate.

(付記20)
付記1乃至19に記載の装置であって、好ましくは、
前記発熱部の直径は、最下段の基板の面内温度分布が均一となる位置で加熱できる大きさである。
(Appendix 20)
An apparatus according to any of claims 1 to 19, wherein
The diameter of the heat generating portion is a size that can be heated at a position where the in-plane temperature distribution of the lowermost substrate becomes uniform.

(付記21)
本発明の他の態様によれば、
断熱部の上方に設置され、複数の基板を保持する基板保持具を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室の周囲に設けられた第1加熱部および前記基板保持具と前記断熱部との間に設けられた略環状の第2加熱部が前記処理室内を加熱する工程と、
前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、を有し、
前記処理室内を加熱する工程では、前記基板より小さい径の環状領域に収まるように形成された前記第2加熱部の前記発熱部が前記処理室内のボトム領域を加熱する基板処理方法、又は、半導体装置の製造方法が提供される。
(Appendix 21)
According to another aspect of the present invention,
A step of loading a substrate holder, which is installed above the heat insulating unit and holds a plurality of substrates, into the processing chamber;
A first heating section provided around the processing chamber and a substantially annular second heating section provided between the substrate holder and the heat insulating section, for heating the processing chamber;
Supplying a processing gas into the processing chamber,
In the step of heating the processing chamber, the substrate processing method in which the heating unit of the second heating unit formed so as to fit in an annular region smaller in diameter than the substrate heats a bottom region in the processing chamber, or a semiconductor. A method for manufacturing a device is provided.

(付記22)
本発明の更に他の態様によれば、
断熱部の上方に設置され、複数の基板を保持する基板保持具を処理室内に搬入する手順と、
前記処理室の周囲に設けられた第1加熱部および前記基板保持具と前記断熱部との間に設けられた略環状の第2加熱部が前記処理室内を加熱する手順と、
前記処理室内に処理ガスを供給する手順と、を有し、
前記処理室内を加熱する手順では、前記基板より小さい径の環状領域に収まるように形成された前記第2加熱部の前記発熱部が前記処理室内のボトム領域を加熱するようにコンピュータに実行させるプログラム、又は、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。
(Appendix 22)
According to yet another aspect of the present invention,
A procedure of loading a substrate holder that is installed above the heat insulating unit and holds a plurality of substrates into the processing chamber;
A first heating unit provided around the processing chamber and a substantially annular second heating unit provided between the substrate holder and the heat insulating unit for heating the processing chamber;
Supplying a processing gas into the processing chamber,
In the step of heating the processing chamber, a program that causes a computer to execute such that the heating unit of the second heating unit formed so as to fit in an annular region smaller in diameter than the substrate heats a bottom region in the processing chamber. Alternatively, a computer-readable recording medium on which the program is recorded is provided.

(付記23)
本発明のさらに他の態様によれば、
複数の基板を保持する基板保持具と前記基板保持具の下方に設置された断熱部との間に設置される加熱部であって、
前記加熱部は、
略環状の発熱部と、
前記発熱部より下方に延伸する垂下部と、を有し、
前記発熱部が前記基板より小さい径の環状領域に収まるように、前記発熱部が構成される加熱部が提供される。
(Appendix 23)
According to yet another aspect of the present invention,
A heating unit installed between a substrate holder holding a plurality of substrates and a heat insulating unit installed below the substrate holder,
The heating unit is
A substantially annular heating section;
A hanging portion extending downward from the heat generating portion,
A heating section is provided, wherein the heating section is configured such that the heating section fits in an annular region having a smaller diameter than the substrate.

(付記24)
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を保持する基板保持具と、該基板保持具の下方に設けられた断熱部と、基板を処理する処理室を画成する反応管と、該反応管の周囲を囲繞する様設けられた第1加熱部と、前記基板保持具と前記断熱部との間に設けられた第2加熱部とを具備し、該第2加熱部は基板よりも径の小さい環状であり、前記処理室下部の径方向の一部を加熱する様構成された基板処理装置が提供される。
(Appendix 24)
According to yet another aspect of the present invention,
A substrate holder for holding the substrate, a heat insulating portion provided below the substrate holder, a reaction tube defining a processing chamber for processing the substrate, and a second tube provided so as to surround the periphery of the reaction tube. 1 heating part, and a second heating part provided between the substrate holder and the heat insulating part, wherein the second heating part is an annular shape having a smaller diameter than the substrate, A substrate processing apparatus configured to heat a portion in a radial direction is provided.

(付記25)
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を保持する基板保持具を処理室内に装入する工程と、第1加熱部及び第2加熱部が前記処理室内を加熱する工程と、該処理室内に処理ガスを供給し排気する工程と、前記処理室内から前記基板保持具を装脱する工程とを有し、前記処理室内を加熱する工程では、前記第2加熱部が前記基板保持具の下方から基板の周縁よりも中心側で径方向の一部を環状に加熱する基板処理方法、または、半導体装置の製造方法が提供される。
(Appendix 25)
According to yet another aspect of the present invention,
Loading a substrate holder for holding a substrate into the processing chamber, heating the processing chamber with a first heating unit and a second heating unit, and supplying and exhausting a processing gas into the processing chamber; Loading and unloading the substrate holder from the processing chamber, wherein in the step of heating the processing chamber, the second heating unit is arranged radially on the center side of the periphery of the substrate from below the substrate holder. And a method for manufacturing a semiconductor device.

2 側部ヒータ
6 処理室
7 ボート
31 断熱部
34 キャップヒータ
38 温度制御部
51、66 発熱部
53 垂下部
61 抵抗発熱体
2 Side Heater 6 Processing Room 7 Boat 31 Heat Insulating Section 34 Cap Heater 38 Temperature Control Section 51, 66 Heating Section 53 Hanging Part 61 Resistance Heating Element

Claims (12)

複数枚の基板を保持する基板保持具と、
前記基板保持具の下方に設けられた断熱部と、
前記基板保持具を収納し、前記基板を処理する処理室と、
前記処理室の周囲に設置され、前記処理室内を側部から加熱する第1加熱部と、
前記処理室内に設けられる第2加熱部と、を具備し、
前記第2加熱部は、
前記基板保持具と前記断熱部との間に設けられ、リング形状の1巻きの発熱体が設けられる環状部と、
前記環状部より下方に延伸する垂下部と、を有し、
前記発熱体が前記基板より小さい径の環状領域に収まるように構成される基板処理装置。
A substrate holder for holding a plurality of substrates,
A heat insulating portion provided below the substrate holder,
A processing chamber for storing the substrate holder and processing the substrate,
A first heating unit installed around the processing chamber and configured to heat the processing chamber from a side;
A second heating unit provided in the processing chamber,
The second heating unit includes:
An annular portion provided between the substrate holder and the heat insulating portion and provided with a one-turn ring-shaped heating element;
A hanging portion extending downward from the annular portion,
A substrate processing apparatus configured such that the heating element is accommodated in an annular area smaller in diameter than the substrate.
前記環状領域は前記基板の直径の1/5以上3/5以下である請求項1に記載の基板処理装置。   2. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the annular area is at least 1/5 and at most 3/5 of the diameter of the substrate. 3. 前記第2加熱部は、保護管内に前記発熱体が封入された構造を有し、
前記発熱体は、コイル状の抵抗発熱体を、一部が開放した前記リング形状に形成されたものであり、その中心線が円を形成し、
前記垂下部は、前記環状部の前記保護管の両端と接続する請求項1に記載の基板処理装置。
The second heating portion has the heating element protective tube is enclosed structure,
The heating element is a coil-shaped resistance heating element that is formed in the ring shape with a part open, the center line of which forms a circle,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the hanging portion connects to both ends of the protection tube of the annular portion.
前記第1加熱部は、
前記処理室内の前記基板保持具が収納される上部領域を加熱する上部ヒータと、
前記処理室内の前記断熱部が収納される下部領域を加熱する下部ヒータと、を備え、
前記環状部の内の前記発熱体が設けられた部分である発熱部は、少なくとも前記上部ヒータと前記下部ヒータとの境界の高さ位置以上の高さに設置される請求項1に記載の基板処理装置。
The first heating unit includes:
An upper heater for heating an upper region in which the substrate holder is accommodated in the processing chamber;
A lower heater that heats a lower region in which the heat insulating unit in the processing chamber is stored,
2. The substrate according to claim 1, wherein the heat generating portion, which is the portion of the annular portion provided with the heat generating element, is installed at a height at least equal to a height of a boundary between the upper heater and the lower heater. 3. Processing equipment.
前記発熱部の表面に温度測定部材が接続され、前記発熱部の温度は、前記下部ヒータの温度以下に設定される請求項4に記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 4, wherein a temperature measuring member is connected to a surface of the heating unit, and a temperature of the heating unit is set to be equal to or lower than a temperature of the lower heater. 前記発熱部に温度測定部材支持部が設けられ、前記温度測定部材支持部により温度検出器が前記発熱部の上面に接触した状態で支持され、
前記断熱部上面の前記発熱部の下方にスペーサが設けられ、前記スペーサと前記発熱部との間に間隙が形成されている請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
A temperature measuring member supporting portion is provided on the heat generating portion, and a temperature detector is supported by the temperature measuring member supporting portion in contact with an upper surface of the heat generating portion,
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein a spacer is provided below the heat generating portion on the upper surface of the heat insulating portion, and a gap is formed between the spacer and the heat generating portion.
前記環状部は、前記環状部の内の前記発熱体が設けられた部分である発熱部の両端から外周側に向って突出するV字形の補強部を有し、前記補強部は、前記発熱部と前記補強部の境界部に掛かる力であって、接線方向及び半径方向の両方のモーメントを軽減する請求項2に記載の基板処理装置。 The annular portion has the reinforcing portion of the V-shaped projecting toward the outer peripheral side from both ends of the heat generating portion is a portion where the heating element is provided within said annular portion, said reinforcing portion includes the heating unit 3. The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein a force applied to a boundary between the reinforcing member and the reinforcing portion reduces moments in both a tangential direction and a radial direction. 前記第2加熱部は、前記垂下部の上方で水平方向に屈曲され、前記断熱部の中心から外方に向って延出し、前記環状部の内の前記発熱体が設けられた部分である発熱部の両端に接続するようにI字形状に形成された一対の延出部を更に備える請求項2に記載の基板処理装置。 The second heating portion is bent in a horizontal direction above the hanging portion, extends outward from the center of the heat insulating portion, and is a portion of the annular portion where the heating element is provided. The substrate processing apparatus according to claim 2, further comprising a pair of extending portions formed in an I shape so as to be connected to both ends of the portion. 前記断熱部に上下方向全長に亘って切欠き部が形成され、前記切欠き部に前記垂下部が挿通される請求項7に記載の基板処理装置。 8. The substrate processing apparatus according to claim 7, wherein a cutout portion is formed in the heat insulating portion over the entire length in the vertical direction, and the hanging portion is inserted through the cutout portion. 前記垂下部は、平面視において前記発熱部の中心位置に形成される請求項8に記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 8, wherein the hanging portion is formed at a center position of the heat generating portion in a plan view. 断熱部の上方に設置され、複数の基板を保持する基板保持具を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室の周囲に設けられた第1加熱部および前記処理室内に設けられた第2加熱部が、前記処理室内を加熱する工程と、
前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、を有し、
前記処理室内を加熱する工程では、前記第2加熱部が、前記基板保持具と前記断熱部との間に設けられリング形状の1巻きの発熱体が封入される環状部と、前記環状部より下方に延伸する垂下部と、を有し、前記基板より小さい径の環状領域に収まるように形成された前記発熱体が、前記処理室内のボトム領域を加熱する半導体装置の製造方法。
A step of loading a substrate holder, which is installed above the heat insulating unit and holds a plurality of substrates, into the processing chamber;
A first heating unit provided around the processing chamber and a second heating unit provided in the processing chamber, for heating the processing chamber;
Supplying a processing gas into the processing chamber,
In the step of heating the inside of the processing chamber, the second heating unit is provided between the substrate holder and the heat insulating unit, and includes an annular portion in which a ring-shaped heating element is enclosed, and an annular portion. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a heating element formed so as to fit in an annular area having a diameter smaller than that of the substrate, the heating element having a hanging part extending downward and heating the bottom area in the processing chamber.
減圧される基板処理装置内の、基板保持具と断熱部との間に設置される加熱部であって、
前記加熱部は、
保護管内にリング形状の1巻きの発熱体が封入される環状部と、
前記環状部の前記保護管の両端と接続し、前記環状部より下方に延伸する垂下部と、を有し、
前記環状部の内の、前記発熱体が封入された部分である発熱部が前記基板より小さい径の環状領域に収まるように構成される加熱部。
A heating unit installed between the substrate holder and the heat insulating unit in the substrate processing apparatus to be depressurized,
The heating unit is
An annular portion in which a ring-shaped heating element is enclosed in a protective tube;
A hanging portion connected to both ends of the protection tube of the annular portion and extending downward from the annular portion,
A heating unit configured such that a heating unit, which is a portion in which the heating element is sealed, of the annular unit is accommodated in an annular region having a smaller diameter than the substrate.
JP2015253777A 2015-02-25 2015-12-25 Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and heating unit Active JP6630146B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105100685A TWI613316B (en) 2015-02-25 2016-01-11 Substrate processing apparatus, manufacturing method of semiconductor device, and heating unit
CN201811535202.0A CN109616434A (en) 2015-02-25 2016-02-06 Substrate processing device and method, the manufacturing method of semiconductor devices and heating part
CN201610084003.7A CN105914163B (en) 2015-02-25 2016-02-06 Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and heating unit
KR1020160017774A KR101767469B1 (en) 2015-02-25 2016-02-16 Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device and heating unit
US15/051,740 US9957616B2 (en) 2015-02-25 2016-02-24 Substrate processing apparatus and heating unit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015035845 2015-02-25
JP2015035845 2015-02-25

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019221768A Division JP6886000B2 (en) 2015-02-25 2019-12-09 Substrate processing equipment, semiconductor equipment manufacturing method and heating unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016157923A JP2016157923A (en) 2016-09-01
JP6630146B2 true JP6630146B2 (en) 2020-01-15

Family

ID=56826576

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015253777A Active JP6630146B2 (en) 2015-02-25 2015-12-25 Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and heating unit
JP2019221768A Active JP6886000B2 (en) 2015-02-25 2019-12-09 Substrate processing equipment, semiconductor equipment manufacturing method and heating unit

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019221768A Active JP6886000B2 (en) 2015-02-25 2019-12-09 Substrate processing equipment, semiconductor equipment manufacturing method and heating unit

Country Status (3)

Country Link
JP (2) JP6630146B2 (en)
KR (1) KR101767469B1 (en)
TW (1) TWI613316B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11232963B2 (en) * 2018-10-03 2022-01-25 Asm Ip Holding B.V. Substrate processing apparatus and method
CN116437507B (en) * 2023-06-13 2023-09-22 江苏微导纳米科技股份有限公司 Heating equipment for semiconductor, semiconductor coating equipment and heating method

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2583503B2 (en) * 1987-05-08 1997-02-19 東京エレクトロン東北株式会社 Heat treatment equipment
JP2705012B2 (en) * 1988-10-14 1998-01-26 ウシオ電機株式会社 Manufacturing method of heater lamp
JP3423131B2 (en) * 1995-11-20 2003-07-07 東京エレクトロン株式会社 Heat treatment equipment and treatment equipment
JP3383784B2 (en) * 1999-11-24 2003-03-04 一郎 高橋 Heat treatment equipment for semiconductor wafers
JP3598032B2 (en) 1999-11-30 2004-12-08 東京エレクトロン株式会社 Vertical heat treatment apparatus, heat treatment method, and heat insulation unit
JP2002043238A (en) * 2000-07-28 2002-02-08 Seiko Epson Corp Heat treatment system
JP3912208B2 (en) * 2002-02-28 2007-05-09 東京エレクトロン株式会社 Heat treatment equipment
JP4276813B2 (en) * 2002-03-26 2009-06-10 株式会社日立国際電気 Heat treatment apparatus and semiconductor manufacturing method
US6727194B2 (en) * 2002-08-02 2004-04-27 Wafermasters, Inc. Wafer batch processing system and method
JP4537201B2 (en) * 2002-08-02 2010-09-01 ウェーハマスターズ・インコーポレイテッド Batch furnace
JP4885438B2 (en) * 2003-10-21 2012-02-29 株式会社日立国際電気 SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS ELECTRIC HEATER, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS PROVIDED WITH THE SAME, HOLDER STRUCTURE HOLDING STRUCTURE AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS
US20050217799A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-06 Tokyo Electron Limited Wafer heater assembly
KR101223489B1 (en) * 2010-06-30 2013-01-17 삼성디스플레이 주식회사 Apparatus for Processing Substrate

Also Published As

Publication number Publication date
TWI613316B (en) 2018-02-01
JP6886000B2 (en) 2021-06-16
KR20160103928A (en) 2016-09-02
JP2016157923A (en) 2016-09-01
KR101767469B1 (en) 2017-08-11
JP2020057796A (en) 2020-04-09
TW201704525A (en) 2017-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI611043B (en) Substrate processing apparatus, manufacturing method of semiconductor device, and recording medium
JP6605398B2 (en) Substrate processing apparatus, semiconductor manufacturing method, and program
JP6764514B2 (en) Manufacturing method for substrate processing equipment, reaction vessels and semiconductor equipment
JP6815526B2 (en) Manufacturing method for substrate processing equipment, heater equipment, and semiconductor equipment
TWI458033B (en) Substrate processing device, method for manufacturing semiconductor device and roof insulator
JP6886000B2 (en) Substrate processing equipment, semiconductor equipment manufacturing method and heating unit
CN105914163B (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and heating unit
JP6715975B2 (en) Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method
TWI783238B (en) Heat insulating structure, substrate processing apparatus, and manufacturing method of semiconductor device
KR102391762B1 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
JP7023147B2 (en) Insulation structure and vertical heat treatment equipment
JP6736755B2 (en) Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method and program
JP2019021910A (en) Substrate processing apparatus, substrate retainer and semiconductor device manufacturing method
JP2019194958A (en) Thermal treatment device
WO2021187277A1 (en) Substrate treatment apparatus, heat insulation material assembly, and method for manufacturing semiconductor device
JP6890114B2 (en) Manufacturing method of substrate processing equipment and semiconductor equipment
JP5950530B2 (en) Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method
JP2010086985A (en) Wafer-processing apparatus
JP7236420B2 (en) Temperature sensor, heater unit, substrate processing apparatus, and method for manufacturing semiconductor device
JP6561148B2 (en) Substrate processing apparatus, joint portion, and semiconductor device manufacturing method
JP2005093747A (en) Semiconductor treatment apparatus
JP2013191695A (en) Substrate processing apparatus
JP2008071939A (en) Substrate treatment device
KR20210044849A (en) Substrate processing apparatus, manufacturing method and program of semiconductor device
JP2006173482A (en) Method for manufacturing semiconductor device and substrate processing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180323

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20180727

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180809

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190405

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190904

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191024

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6630146

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250