JPH0714779A - Semiconductor production equipment - Google Patents

Semiconductor production equipment

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JPH0714779A
JPH0714779A JP15254993A JP15254993A JPH0714779A JP H0714779 A JPH0714779 A JP H0714779A JP 15254993 A JP15254993 A JP 15254993A JP 15254993 A JP15254993 A JP 15254993A JP H0714779 A JPH0714779 A JP H0714779A
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wafer
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boat
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semiconductor manufacturing
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厚志 海藤
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Abstract

PURPOSE:To keep the uniformity of film thickness by preventing the film thickness on the periphery of an orientation flat from increasing significantly as compared with the central part of a wafer. CONSTITUTION:A wafer supporting board 4 supports a plurality of wafers 3 vertically to the axial direction of a vertical reaction furnace through a predetermined interval while shifting the orientation of the orientation flat 15 of each wafer 3 sequentially by a predetermined angle with respect to the axis of the vertical reaction furnace. This constitution decreases the difference of gas concentration per unit area in the vertical reaction furnace thus preventing the film thickness from increasing on the periphery of orientation flat.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置に関し、
特に縦型反応炉を有する半導体製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus,
In particular, it relates to a semiconductor manufacturing apparatus having a vertical reactor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体製造装置は、半導体基板
(以下ウェハという)表面に多結晶シリコン膜や、ある
いは二酸化シリコン(SiO2 )膜、窒化シリコン(S
3 4)膜などの絶縁膜形成を行うCVD(化学気相
成長)工程等に用いられている。図5は従来一般に用い
られている縦型減圧CVD装置の概要を示す構造図であ
り、外側炉芯管1と内側炉芯管2を有する反応容器と、
ウェハ3を保持するウェハ保持ボート24と、このボー
トを上下移動させる上下移動機構部11と、ウェハ保持
ボート24とウェハ収納箱9との間でウェハ3を搬送す
るウェハ移載機10などから構成されている。
2. Description of the Related Art A conventional semiconductor manufacturing apparatus uses a polycrystalline silicon film, a silicon dioxide (SiO 2 ) film, or a silicon nitride (S) film on the surface of a semiconductor substrate (hereinafter referred to as a wafer).
It is used in a CVD (chemical vapor deposition) process for forming an insulating film such as an i 3 N 4 ) film. FIG. 5 is a structural diagram showing an outline of a conventional vertical decompression CVD apparatus generally used, which includes a reaction vessel having an outer furnace core tube 1 and an inner furnace core tube 2,
The wafer holding boat 24 for holding the wafer 3, a vertical movement mechanism unit 11 for vertically moving the boat, a wafer transfer machine 10 for transferring the wafer 3 between the wafer holding boat 24 and the wafer storage box 9, and the like. Has been done.

【0003】この種の装置を用いてウェハ3上に、例え
ば多結晶シリコン膜を形成するには、まず、ウェハ収納
箱9よりウェハ3を前後、上下、回転動作が可能なウェ
ハ移載機10にて取り出し、ウェハ保持ボート24に搭
載する。次に、ウェハ保持ボート24を上下移動機構部
11を用いて内側炉芯管2内に導入し、原料ガス供給口
6からシラン(SiH4 )を内側炉芯管2内に供給する
ことで、加熱源5により加熱されたウェハ3表面上でシ
ランの熱分解化学反応がおき前述の薄膜が生成できる。
反応によって生じた生成ガスおよび未反応シランガス
は、内側炉芯管2と外側炉芯管1との間を通り、反応ガ
ス排気口7から真空ポンプ8によって外部へ排気され
る。
In order to form, for example, a polycrystalline silicon film on the wafer 3 by using this type of apparatus, first, the wafer transfer machine 10 is capable of rotating the wafer 3 back and forth, up and down, and from the wafer storage box 9. The wafer holding boat 24 is mounted on the wafer holding boat 24. Next, the wafer holding boat 24 is introduced into the inner furnace core tube 2 by using the vertical movement mechanism unit 11, and silane (SiH 4 ) is supplied from the raw material gas supply port 6 into the inner furnace core tube 2. A thermal decomposition chemical reaction of silane occurs on the surface of the wafer 3 heated by the heating source 5 to form the above-mentioned thin film.
The product gas generated by the reaction and the unreacted silane gas pass between the inner furnace core tube 2 and the outer furnace core tube 1, and are exhausted to the outside from the reaction gas exhaust port 7 by the vacuum pump 8.

【0004】図6は上述のCVD装置に一般的に用いら
れているウェハ保持ボート24の詳細を説明するもの
で、図(a)は上面図、図(b)は側面図である。ウェ
ハ保持ボート24は直径が16mm程度の石英棒23
A、23B、23C、23Dの4本を、この棒軸がウェ
ハ3の外接円とほぼ同等の径を有する半円上に配置し、
石英棒23Aと23Dの間隔はウェハ3の直径とほぼ同
等であり、4本の石英棒の各上下両端を石英板16A、
16Bで固着結合することで骨格を形成している。4本
の石英棒にはそれぞれウェハ3の厚みより若干幅の広い
溝13が等間隔で同数刻んである。ウェハ3はオリエン
テーションフラット15を除く円弧部外周端の4個所を
溝13に嵌合する形で保持される。
FIG. 6 illustrates the details of the wafer holding boat 24 generally used in the above-mentioned CVD apparatus. FIG. 6A is a top view and FIG. 6B is a side view. The wafer holding boat 24 is a quartz rod 23 having a diameter of about 16 mm.
Four rods A, 23B, 23C, and 23D are arranged on a semicircle whose axis has a diameter substantially equal to the circumscribed circle of the wafer 3,
The distance between the quartz rods 23A and 23D is substantially equal to the diameter of the wafer 3, and the upper and lower ends of each of the four quartz rods are the quartz plate 16A,
The skeleton is formed by firmly bonding with 16B. Each of the four quartz rods has grooves 13 slightly wider than the thickness of the wafer 3 and equally spaced. The wafer 3 is held in such a manner that four positions of the outer peripheral edge of the arc portion excluding the orientation flat 15 are fitted into the groove 13.

【0005】従来技術の他の例として、図7の要部断面
図に示す構造の化学気相成長装置も提案されている(特
開平2−291115号公報)。本装置の特徴は、図8
の斜視図および図9の断面図に示す構造のウェハ保持ボ
ートを備えていることにある。すなわち、ウェハ保持部
25を具備するボート本体26Aと蓋部26Bとからな
る蓋付きボート27において、蓋部26Bの側面の一部
がウェハ3のオリエンテーションフラット15と平行に
なるように成形してある。この構造により、蓋付きボー
ト27の内側面とウェハ3の外周との間の距離をウェハ
3の周囲でほぼ一様とすることができる。
As another example of the prior art, a chemical vapor deposition apparatus having a structure shown in the sectional view of the essential part of FIG. 7 has also been proposed (JP-A-2-291115). The features of this device are shown in FIG.
And a wafer holding boat having the structure shown in the sectional view of FIG. 9. That is, in the lidded boat 27 including the boat main body 26A having the wafer holding portion 25 and the lid portion 26B, a part of the side surface of the lid portion 26B is formed to be parallel to the orientation flat 15 of the wafer 3. . With this structure, the distance between the inner surface of the boat 27 with a lid and the outer periphery of the wafer 3 can be made substantially uniform around the wafer 3.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示した従来の縦型減圧CVD装置においては、例えばシ
ランと亜酸化窒素(N2 O)を用いて二酸化シリコン
(SiO2 )膜を形成し、ウェハ面内における膜厚を図
11に示すようにウェハ表面における直線X方向上で測
定すると、図10の破線に示す膜厚分布となる。すなわ
ち、ウェハ3の外周周辺における膜厚、特にオリエンテ
ーションフラット15の周辺がウェハ3の中心部の膜厚
よりも極端に厚くなるという問題点がある。
However, in the conventional vertical decompression CVD apparatus shown in FIG. 5, a silicon dioxide (SiO 2 ) film is formed by using, for example, silane and nitrous oxide (N 2 O). When the film thickness within the wafer surface is measured on the straight line X direction on the wafer surface as shown in FIG. 11, the film thickness distribution shown by the broken line in FIG. 10 is obtained. That is, there is a problem that the film thickness around the outer periphery of the wafer 3, particularly the film around the orientation flat 15 is much thicker than the film thickness at the center of the wafer 3.

【0007】この原因は、シランと亜酸化窒素による二
酸化シリコン膜形成の反応系がウェハ3に供給される原
料ガス量に大きく依存する供給律速となっているためで
あり、その理由を図12を用いて説明する。図12
(a)、(b)は図6で説明した従来技術のウェハ保持
ボート24と内側炉芯管2との位置関係を説明する横断
面図および縦断面図である。
This is because the reaction system for forming a silicon dioxide film by silane and nitrous oxide has a rate-determining supply that largely depends on the amount of raw material gas supplied to the wafer 3. The reason is shown in FIG. It demonstrates using. 12
6A and 6B are a horizontal cross-sectional view and a vertical cross-sectional view for explaining the positional relationship between the wafer holding boat 24 and the inner furnace core tube 2 of the conventional technique described in FIG.

【0008】同図(a)において、ウェハ保持ボート2
4の骨格となる石英棒23A、23B、23C、23D
は強度上直径を12mm以下にすることは困難であり、
従ってウェハ保持ボート24の外接円28の半径はウェ
ハ3の半径よりも6mm程度大きくなる。また、ウェハ
保持ボート24の移送の信頼性を高めるために、内側炉
芯管2の半径は外接円28の半径に対しやはり10mm
程度大きくすることが必要となる。よって、ウェハ3の
円周端部と内側炉芯管2との間隔Aは16mm程度に、
また、オリエンテーションフラット15から内側炉芯管
2との間隔Cは30mm程度開く位置関係となる。これ
に対し同図(b)に示すように、ウェハ3どうしの間隔
Bはウェハ保持ボート24の溝の間隔により決定され、
一般的にはウェハ収納箱9(図5)内のウェハ3どうし
の間隔と同じ4.76mmとしてある。
In FIG. 1A, the wafer holding boat 2
Quartz rods 23A, 23B, 23C, and 23D, which are the skeleton of 4
It is difficult to reduce the diameter to 12 mm or less in terms of strength,
Therefore, the radius of the circumscribed circle 28 of the wafer holding boat 24 is about 6 mm larger than the radius of the wafer 3. Further, in order to improve the reliability of the transfer of the wafer holding boat 24, the radius of the inner furnace core tube 2 is also 10 mm with respect to the radius of the circumscribed circle 28.
It is necessary to increase the size. Therefore, the distance A between the circumferential end of the wafer 3 and the inner furnace core tube 2 is about 16 mm,
Further, the distance C from the orientation flat 15 to the inner furnace core tube 2 has a positional relationship of opening about 30 mm. On the other hand, as shown in FIG. 3B, the distance B between the wafers 3 is determined by the distance between the grooves of the wafer holding boat 24.
Generally, the distance is 4.76 mm, which is the same as the distance between the wafers 3 in the wafer storage box 9 (FIG. 5).

【0009】上述の位置関係により、ウェハ円周と内側
炉芯管2との間隔Aはウェハ3どうしの間隔Bより大き
く、特にオリエンテーションフラット15と内側炉芯管
2との間隔Cが最も広くなっている。原料ガスは内側炉
芯管2内において間隔の広い部分、すなわちコンダクタ
ンスの小さい部分で多く流れるため、単位時間での単位
体積の空間におけるガス密度を比較すると、間隔の最も
広いC部の空間29が最も大きく、次いで空間30、空
間31の順でガス密度は小さくなる。よって反応系が供
給律速の場合、ガス密度の大きいオリエンテーションフ
ラット15周辺において気相成長反応が活発となり、ウ
ェハ3の中心部およびウェハ3の円周部よりも膜厚が厚
くなっていた。このようなウェハ面内における不均一な
膜厚分布は、半導体装置の製造歩留り及び信頼性を著し
く低下させるという問題点を有している。
Due to the above-mentioned positional relationship, the distance A between the wafer circumference and the inner furnace core tube 2 is larger than the distance B between the wafers 3, and the distance C between the orientation flat 15 and the inner furnace core tube 2 is the largest. ing. Since the raw material gas flows a lot in a portion having a wide interval in the inner furnace core tube 2, that is, a portion having a small conductance, comparing the gas densities in a space of a unit volume in a unit time, the space 29 of the C portion having the largest interval is The gas density is largest, and then the gas density decreases in the order of the space 30 and the space 31. Therefore, when the reaction system is rate-controlled, the vapor phase growth reaction becomes active in the vicinity of the orientation flat 15 where the gas density is high, and the film thickness is thicker than the central portion of the wafer 3 and the circumferential portion of the wafer 3. Such a non-uniform film thickness distribution on the wafer surface has a problem that the manufacturing yield and reliability of semiconductor devices are significantly reduced.

【0010】図10に破線で示した膜厚分布の不均一性
は、ウェハ3を図8に示した蓋付きボート27内に設置
することにより改善されることが確認されている(特開
平2−291115号公報)。すなわち、蓋付きボート
27の側面形状をウェハ3の外周形状と相似形とし、ウ
ェハ3の周囲における原料ガス流通路の断面積を均一に
することにより膜厚分布の均一化が図れる。しかしなが
ら、図8の蓋付きボート27を用いた場合、ボート本体
26Aに蓋部26Bを装着する作業が図5で説明したウ
ェハ移載機10では困難であり、手作業による蓋部26
Bの移載が一般的である。手作業では作業ミスの発生確
率が高く、ウェハ3の破損や蓋部26Bを移載する時の
ボート本体26Aとの摩擦により発生する塵埃がウェハ
3に付着し、半導体装置の製造歩留りを低下させるとい
う問題点を有している。
It has been confirmed that the nonuniformity of the film thickness distribution shown by the broken line in FIG. 10 can be improved by installing the wafer 3 in the boat with a lid 27 shown in FIG. No. 291115). That is, by making the side shape of the boat with lid 27 similar to the outer peripheral shape of the wafer 3 and making the cross-sectional area of the source gas flow passage around the wafer 3 uniform, the film thickness distribution can be made uniform. However, when the lidded boat 27 of FIG. 8 is used, the work of mounting the lid portion 26B on the boat body 26A is difficult with the wafer transfer machine 10 described in FIG.
Transfer of B is common. There is a high probability of manual operation error, and dust generated due to damage to the wafer 3 or friction with the boat body 26A when the lid 26B is transferred adheres to the wafer 3, reducing the manufacturing yield of semiconductor devices. There is a problem.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体製造装置
は、複数枚のウェハを縦型反応炉の中心軸方向に対して
垂直な向きに所定の間隔を隔てかつ平行に保持し、各ウ
ェハのオリエンテーションフラットの向きを縦型反応炉
の中心軸に対し所定の角度ずつ順次ずらして配置するウ
ェハ保持ボートを有している。
A semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention holds a plurality of wafers in a direction perpendicular to a central axis direction of a vertical reactor at predetermined intervals and in parallel with each other. The wafer holding boat is arranged so that the orientation of the orientation flat is sequentially shifted by a predetermined angle with respect to the central axis of the vertical reactor.

【0012】[0012]

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例を示す構造図である。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a structural diagram showing an embodiment of the present invention.

【0013】本実施例の半導体製造装置は、外側炉芯管
1と内側炉芯管2との二重炉芯管構造の縦型反応炉を反
応容器とし、ウェハ3を保持するためのウェハ保持ボー
ト4、ウェハ3を加熱するための加熱源5、内側炉芯管
2内に原料ガスを供給する原料ガス供給口6、反応ガス
排出口7、排気系の真空ポンプ8、ウェハ収納箱9とウ
ェハ保持ボート4との間でウェハの搬送を行うためのウ
ェハ移載機10、およびウェハ保持ボート4の上下移動
機構部11、回転機構部12を主たる構成要件としてい
る。
The semiconductor manufacturing apparatus of this embodiment uses a vertical reactor having a double furnace core tube structure of an outer furnace core tube 1 and an inner furnace core tube 2 as a reaction container, and holds a wafer 3 for holding a wafer 3. A boat 4, a heating source 5 for heating the wafer 3, a source gas supply port 6 for supplying a source gas into the inner furnace core tube 2, a reaction gas discharge port 7, a vacuum pump 8 for an exhaust system, and a wafer storage box 9. A wafer transfer machine 10 for carrying wafers to and from the wafer holding boat 4, and a vertical movement mechanism unit 11 and a rotation mechanism unit 12 of the wafer holding boat 4 are main constituent elements.

【0014】図2は本実施例の主要部であるウェハ保持
ボートを示す図で、同図(a)は側面図、同図(b)は
図(a)のA−A断面図である。本実施例のウェハ保持
ボート4において1枚毎のウェハ3を保持する構造は、
図6を用いて説明した従来技術と同様である。すなわ
ち、図6の石英棒23A〜23Dをウェハ1枚毎の保持
部に分割した構造を有する。各保持部は溝13を有する
直径16mm、長さ5mmの4個の石英棒片14A、1
4B、14C、14Dからなり、その棒軸がウェハ3の
外接円とほぼ同等の半径を有する円弧上に配置され、ま
た、14Aと14Dの間隔はその外接円の直径とほぼ同
等となるように配置され、溝13にウェハ3のオリエン
テーションフラット15を除く円弧部外周端の4個所を
嵌合し保持している。この石英棒片14A、14B、1
4C、14Dの各棒軸をウェハ3の外接円中心軸まわり
に4個同時に8度ずつ反時計まわりにずらし、縦下方向
に順次階段状に固着結合し、最上部と最下部の石英棒片
の端面を厚さ6mmの石英板16A、16Bに固着結合
することでウェハ保持ボート4が形成される。
2A and 2B are views showing a wafer holding boat which is a main part of this embodiment. FIG. 2A is a side view and FIG. 2B is a sectional view taken along the line AA of FIG. The structure for holding each wafer 3 in the wafer holding boat 4 of this embodiment is as follows.
This is similar to the conventional technique described with reference to FIG. That is, it has a structure in which the quartz rods 23A to 23D of FIG. 6 are divided into holding portions for each wafer. Each holding portion has a groove 13 and four quartz rod pieces 14A having a diameter of 16 mm and a length of 5 mm, 1
4B, 14C, 14D, the rod axes of which are arranged on an arc having a radius substantially equal to the circumscribed circle of the wafer 3, and the distance between 14A and 14D is substantially equal to the diameter of the circumscribed circle. The groove 13 is fitted and held in the groove 13 at four positions on the outer peripheral edge of the arc portion excluding the orientation flat 15 of the wafer 3. These quartz rod pieces 14A, 14B, 1
Each of 4C and 14D rod axes is shifted counterclockwise by 4 degrees about the center axis of the circumscribed circle of the wafer 3 at the same time counterclockwise by 8 degrees, and fixedly joined in a stepwise manner in the vertically downward direction to form quartz rod pieces at the top and bottom. The wafer holding boat 4 is formed by firmly bonding the end face of the to the quartz plates 16A and 16B having a thickness of 6 mm.

【0015】上述の構造とすることで、ウェハ保持ボー
ト4を反応容器に装填した場合、ウェハ3のオリエンテ
ーションフラット15はウェハ保持ボート4の上から下
に向かって内側炉芯管2の中心軸に対し8度ずつ反時計
まわりにずらした位置関係を保持できる。図3に本実施
例における内側炉芯管2、ウェハ保持ボート4、ウェハ
3の位置関係を示すが、ウェハ保持ボート4を上述の構
造とすることで、内側炉芯管2内における石英棒片14
A、14B、14C、14D、オリエンテーションフラ
ット15等の原料ガスの流れに影響を及ぼす被薄膜生成
物の配置を分散化し、単位空間30におけるガス密度差
の緩和が達成できる。このように構成された実施例を用
いて、シランおよび亜酸化窒素による二酸化シリコン膜
を形成した。図10に示した実線が本実施例による生成
膜の膜厚分布を示すものであり、従来例に比し良好な結
果が得られたことが分かる。
With the above structure, when the wafer holding boat 4 is loaded in the reaction vessel, the orientation flat 15 of the wafer 3 is located on the central axis of the inner furnace core tube 2 from the top to the bottom of the wafer holding boat 4. It is possible to maintain a positional relationship that is shifted counterclockwise by 8 degrees. FIG. 3 shows the positional relationship among the inner furnace core tube 2, the wafer holding boat 4, and the wafer 3 in the present embodiment. With the wafer holding boat 4 having the above-described structure, the quartz rod piece in the inner furnace core tube 2 is shown. 14
The arrangement of the thin film products such as A, 14B, 14C, 14D and the orientation flat 15 that influence the flow of the raw material gas can be dispersed to reduce the gas density difference in the unit space 30. A silicon dioxide film made of silane and nitrous oxide was formed using the example thus configured. The solid line shown in FIG. 10 shows the film thickness distribution of the produced film according to the present example, and it can be seen that excellent results were obtained as compared with the conventional example.

【0016】また、ウェハ保持ボート4を上述の構造と
しても、ウェハ保持ボート4とウェハ収納箱9との間の
ウェハ搬送は従来技術を用いて容易に可能である。例え
ば図1において、ウェハ収納箱9よりウェハ3をウェハ
保持ボート4に移載するには、従来技術にて説明した上
下、前後、回転動作可能なウェハ移載機10により、ウ
ェハ収納箱9内のウェハ3裏面をウェハ移載機10のフ
ォーク17に載せて保持した状態で取り出す。ウェハ保
持ボート4はステッピングモータ18とエンコーダー1
9で構成される回転機構部12により、これからウェハ
3を搭載しようとする4個の石英棒片14A、14B、
14C、14Dの回転位置が適当となるまで回転させ
る。すなわち、石英棒片14Aと14Dの棒軸を結ぶ直
線がウェハ3のオリエンテーションフラット15と平行
になるように回転させる。オリエンテーションフラット
15はあらかじめ揃えられた状態でウェハ収納箱9に収
納されている。上述の条件下でウェハ3をウェハ収納箱
9からフォーク17で取り出し、ウェハ保持ボート4の
溝13に向かって前進させウェハ3の外周端部が溝13
に嵌合した後フォーク17を下げ、ウェハ保持ボート4
から後退することで移載が達成できる。
Even if the wafer holding boat 4 has the above-described structure, the wafer can be easily transferred between the wafer holding boat 4 and the wafer storage box 9 by using the conventional technique. For example, in FIG. 1, in order to transfer the wafer 3 from the wafer storage box 9 to the wafer holding boat 4, the wafer transfer box 10 capable of vertical, forward, backward, and rotation operations described in the related art is used to transfer the wafer 3 into the wafer storage box 9. The back surface of the wafer 3 is taken out in a state where it is placed and held on the fork 17 of the wafer transfer machine 10. The wafer holding boat 4 includes a stepping motor 18 and an encoder 1.
By the rotation mechanism section 12 composed of 9, four quartz rod pieces 14A, 14B on which the wafer 3 is to be mounted,
Rotate 14C and 14D until the rotation position becomes appropriate. That is, the quartz rod pieces 14A and 14D are rotated so that the straight line connecting the rod axes of the quartz rod pieces 14A and 14D is parallel to the orientation flat 15 of the wafer 3. The orientation flats 15 are stored in the wafer storage box 9 in a pre-aligned state. Under the above-mentioned conditions, the wafer 3 is taken out from the wafer storage box 9 with the fork 17, and is advanced toward the groove 13 of the wafer holding boat 4 so that the outer peripheral end portion of the wafer 3 has the groove 13.
Then, the fork 17 is lowered to fit the wafer holding boat 4
Transfer can be achieved by retreating from.

【0017】本発明は上述の一実施例に限られるもので
はなく、例えば図4(a)、(b)の側面図および断面
図に示す構造のウェハ保持ボート20を有する他の実施
例の薄膜成長装置であってもよい。すなわち、ウェハ保
持ボート20はウェハ保持部の構造が、石英製の爪22
A、22B、22C、22Dの4個を石英のリング状円
板21の内側に突出するように、かつ搭載するウェハ3
のオリエンテーションフラット15を除く円弧部外周端
の4個所を支持する位置に固着結合したものとなってい
る。上述のリング状円板21を複数枚、石英棒23A、
23B、23C、23Dに等間隔でかつウェハ外接円の
中心軸に対して8度ずつ反時計回りにずらして固着結合
し、ウェハ保持ボート20が形成される。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, a thin film of another embodiment having the wafer holding boat 20 having the structure shown in the side views and sectional views of FIGS. 4 (a) and 4 (b). It may be a growth device. That is, in the wafer holding boat 20, the structure of the wafer holding portion is the nail 22 made of quartz.
Wafer 3 on which four pieces A, 22B, 22C and 22D are mounted so as to project inside quartz ring disk 21
Except for the orientation flat 15, the outer peripheral edge of the arc portion is fixedly connected to four positions supporting it. A plurality of the above-mentioned ring-shaped discs 21, a quartz rod 23A,
The wafer holding boat 20 is formed by being fixedly coupled to 23B, 23C, and 23D at regular intervals and shifted counterclockwise by 8 degrees with respect to the central axis of the wafer circumscribing circle.

【0018】上述の一実施例のウェハ保持ボート4の構
造では、各ウェハ3のオリエンテーションフラット15
の相対的位置ずれ角度は石英棒片14A、14B、14
C、14Dの径で決まるが、本実施例を用いることでオ
リエンテーションフラット15の相対的位置ずれ角度は
リング状円板21の石英棒への取り付け角度に応じて任
意に決定できるという利点を有する。また、本実施例は
爪22A〜22Dと直上のリング状円板21との間に隙
間を設けることができるので、この隙間を利用してウェ
ハを載せたフォークを上下させ、ウェハを着脱すること
ができる。従って、爪22Aと22Dとの距離をウェハ
外接円の直径とほぼ等しくする必要はなく、4個の爪を
ほぼ等角度に配置してもよい。
In the structure of the wafer holding boat 4 of the above-described embodiment, the orientation flat 15 of each wafer 3 is used.
The relative misalignment angle of the quartz rod pieces 14A, 14B, 14
Although it is determined by the diameters of C and 14D, the use of this embodiment has an advantage that the relative displacement angle of the orientation flat 15 can be arbitrarily determined according to the attachment angle of the ring-shaped disc 21 to the quartz rod. Further, in this embodiment, since a gap can be provided between the claws 22A to 22D and the ring-shaped disc 21 immediately above, the fork on which the wafer is placed is moved up and down by using this gap to attach and detach the wafer. You can Therefore, the distance between the claws 22A and 22D does not need to be substantially equal to the diameter of the wafer circumscribing circle, and the four claws may be arranged at substantially equal angles.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、複数枚の
ウェハを縦型反応炉の中心軸に対して垂直な向きに所定
の間隔を隔てかつ平行に保持し、各ウェハのオリエンテ
ーションフラットの向きを縦型反応炉の中心軸回りに所
定の角度ずらして配置するウェハ保持ボートを有するこ
とで、ウェハへの原料ガス供給量に影響を与える被薄膜
生成物の配置を分散化することができる。よって、反応
炉内における単位体積あたりの原料ガス密度差を緩和す
ることが可能となり、生成膜の面内均一性は従来技術に
比し格段に向上し、半導体装置の製造歩留り及び信頼性
を著しく向上させることができるという効果を有する。
As described above, according to the present invention, a plurality of wafers are held parallel to each other in a direction perpendicular to the central axis of the vertical reactor at a predetermined interval and in parallel with each other. By having the wafer holding boat which is arranged with the direction shifted around the central axis of the vertical reactor by a predetermined angle, it is possible to disperse the arrangement of thin film products that affect the amount of raw material gas supplied to the wafer. . Therefore, it is possible to reduce the difference in the source gas density per unit volume in the reaction furnace, the in-plane uniformity of the formed film is significantly improved compared to the conventional technology, and the manufacturing yield and reliability of the semiconductor device are significantly improved. It has the effect that it can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の構造図である。FIG. 1 is a structural diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例に用いるウェハ保持ボートの一例を示
す図で、同図(a)は側面図、同図(b)はそのA−A
断面図である。
2A and 2B are views showing an example of a wafer holding boat used in the present embodiment, in which FIG. 2A is a side view and FIG.
FIG.

【図3】本実施例におけるウェハの位置関係を示す説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a positional relationship of wafers in the present embodiment.

【図4】本実施例に用いるウェハ保持ボートの他の例を
示す図で、同図(a)は側面図、同図(b)はそのA−
A断面図である。
4A and 4B are views showing another example of the wafer holding boat used in the present embodiment, in which FIG. 4A is a side view and FIG.
FIG.

【図5】従来の半導体製造装置の一例の構造図である。FIG. 5 is a structural diagram of an example of a conventional semiconductor manufacturing apparatus.

【図6】従来例に用いるウェハ保持ボートを示す図で、
同図(a)は上面図、同図(b)は側面図である。
FIG. 6 is a view showing a wafer holding boat used in a conventional example,
The figure (a) is a top view and the figure (b) is a side view.

【図7】従来の半導体製造装置の他の例を示す要部断面
図である。
FIG. 7 is a main-portion cross-sectional view showing another example of a conventional semiconductor manufacturing apparatus.

【図8】図7中に示す蓋付きボートの斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of the boat with a lid shown in FIG. 7.

【図9】図7中に示す蓋付きボートの断面図である。9 is a cross-sectional view of the boat with a lid shown in FIG.

【図10】本実施例と従来技術とのウェハ上の膜厚分布
を示す比較図である。
FIG. 10 is a comparison diagram showing a film thickness distribution on a wafer between the present embodiment and the prior art.

【図11】ウェハ上の膜厚測定方向を示す説明図であ
る。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a film thickness measurement direction on a wafer.

【図12】従来例におけるウェハの位置関係を示す説明
図で、同図(a)は横断面図、同図(b)は縦断面図で
ある。
12A and 12B are explanatory views showing a positional relationship of wafers in a conventional example, FIG. 12A is a horizontal sectional view, and FIG. 12B is a vertical sectional view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外側炉芯管 2 内側炉芯管 3 ウェハ 4、20、24 ウェハ保持ボート 5 加熱源 6 原料ガス供給口 7 反応ガス排出口 8 真空ポンプ 9 ウェハ収納箱 10 ウェハ移載機 11 上下移動機構部 12 回転機構部 13 溝 14A、14B、14C、14D 石英棒片 15 オリエンテーションフラット 16A、16B 石英板 17 フォーク 18 ステッピングモータ 19 エンコーダー 21 リング状円板 22A、22B、22C、22D 爪 23A、23B、23C、23D 石英棒 25 ウェハ保持部 26A ボート本体 26B 蓋部 27 蓋付きボート 28 外接円 29、30、31 空間 1 Outer Furnace Core Tube 2 Inner Furnace Core Tube 3 Wafer 4, 20, 24 Wafer Holding Boat 5 Heat Source 6 Raw Material Gas Supply Port 7 Reactive Gas Discharge Port 8 Vacuum Pump 9 Wafer Storage Box 10 Wafer Transfer Machine 11 Vertical Movement Mechanism Section 12 Rotation mechanism part 13 Groove 14A, 14B, 14C, 14D Quartz rod piece 15 Orientation flat 16A, 16B Quartz plate 17 Fork 18 Stepping motor 19 Encoder 21 Ring-shaped disc 22A, 22B, 22C, 22D Claw 23A, 23B, 23C, 23D Quartz rod 25 Wafer holding part 26A Boat body 26B Lid part 27 Boat with lid 28 Circumscribing circle 29, 30, 31 Space

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 縦型反応炉内にオリエンテーションフラ
ットを有する半導体基板を収納し、前記半導体基板表面
に原料ガスの化学反応による薄膜を成長させる半導体製
造装置において、複数枚の前記半導体基板を縦型反応炉
の中心軸方向に対して垂直な向きに所定の間隔を隔てか
つ平行に保持し、各半導体基板のオリエンテーションフ
ラットの向きを縦型反応炉の中心軸に対し所定の角度ず
つ順次ずらして配置する半導体基板保持ボートを有する
ことを特徴とする半導体製造装置。
1. A semiconductor manufacturing apparatus in which a semiconductor substrate having an orientation flat is housed in a vertical reactor and a thin film is grown on a surface of the semiconductor substrate by a chemical reaction of a raw material gas. It is held in a direction perpendicular to the central axis direction of the reaction furnace at a predetermined interval and parallel to each other, and the orientation of the orientation flat of each semiconductor substrate is sequentially shifted by a predetermined angle with respect to the central axis of the vertical reaction furnace. A semiconductor manufacturing apparatus, comprising:
【請求項2】 複数枚の半導体基板を保持する前記保持
ボートが半導体基板1枚毎の保持部に分割され、分割さ
れた各保持部は保持ボート中心軸に対し所定の角度ずつ
順次ずらして積層接合されている請求項1記載の半導体
製造装置。
2. The holding boat for holding a plurality of semiconductor substrates is divided into holding units for each semiconductor substrate, and each of the divided holding units is sequentially shifted by a predetermined angle with respect to the central axis of the holding boat and stacked. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, which is bonded.
【請求項3】 分割された前記各保持部が半導体基板を
保持する溝をそれぞれ有する棒材を輪切りにした4個の
棒片から構成されている請求項2記載の半導体製造装
置。
3. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 2, wherein each of the divided holding portions is composed of four rod pieces obtained by cutting a rod having a groove for holding a semiconductor substrate.
【請求項4】 分割された前記各保持部が半導体基板を
保持する溝をそれぞれ有する4個の爪部材とこの爪部材
を取り付けたリングとから構成されている請求項2記載
の半導体製造装置。
4. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 2, wherein each of the divided holding portions includes four claw members each having a groove for holding a semiconductor substrate and a ring to which the claw members are attached.
【請求項5】 前記保持ボートは棒材を輪切りにした前
記棒片が上下方向に階段状に積層接合されている請求項
2もしくは請求項3記載の半導体製造装置。
5. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 2 or 3, wherein the holding boat is formed by stacking and joining the rod pieces obtained by cutting the rod material in a stepwise manner in the vertical direction.
【請求項6】 前記保持ボートは前記リングが棒材に平
行に積層接合されている請求項2もしくは請求項4記載
の半導体製造装置。
6. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the holding boat is formed by laminating and joining the rings in parallel with a rod member.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009249190A (en) * 2008-04-01 2009-10-29 Mitsumi Electric Co Ltd Manufacturing method of carbon nanotube
KR20200087083A (en) * 2019-01-10 2020-07-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Processing apparatus
JP2021174891A (en) * 2020-04-27 2021-11-01 三菱電機株式会社 Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor manufacturing equipment

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