JPH0745533A - Vertical type cvd equipment - Google Patents

Vertical type cvd equipment

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Publication number
JPH0745533A
JPH0745533A JP20843593A JP20843593A JPH0745533A JP H0745533 A JPH0745533 A JP H0745533A JP 20843593 A JP20843593 A JP 20843593A JP 20843593 A JP20843593 A JP 20843593A JP H0745533 A JPH0745533 A JP H0745533A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
load lock
furnace core
unit
cvd apparatus
Prior art date
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Pending
Application number
JP20843593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Hasegawa
利昭 長谷川
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0745533A publication Critical patent/JPH0745533A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a vertical type CVD equipment wherein uniformity of intersurface distribution of film quality is improved and compact structure is realized. CONSTITUTION:A wafer boat 36 in which wafers A are mounted on multistage in the vertical direction is loaded in a furnace core pipe 16, into which reaction gas is introduced. Vapor growth reaction is performed at a high temperature and a thin film is formed on the wafer surface. The wafer boat 36 which is loaded in the equipment is constituted by stacking units 38 which can be divided for each wafer.

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、半導体チップ製造の薄
膜形成工程で使用する縦型CVD装置に関し、更に詳細
には気相成長反応による薄膜形成工程においてウェーハ
上に形成された薄膜の膜厚及び膜質の面間分布が均一に
なるようにに改良した縦型CVD装置に関するものであ
る。本明細書で、薄膜の膜質及び膜厚の面間分布とは、
バッチ毎のウェーハとウェーハとの間の膜質及び膜厚に
関する差異を言い、面間分布が均一になるとはウェーハ
とウェーハとの間で差異が小さいことを意味する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical CVD apparatus used in a thin film forming process for manufacturing semiconductor chips, and more particularly to a film thickness of a thin film formed on a wafer in a thin film forming process by a vapor phase growth reaction. And a vertical CVD apparatus improved so that the inter-plane distribution of film quality becomes uniform. In the present specification, the film quality of the thin film and the inter-plane distribution of the film thickness are
The difference in film quality and the film thickness between the wafers for each batch is referred to, and the uniform inter-plane distribution means that the difference between the wafers is small.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造工程において、バッチ式縦型
CVD装置は、Si、SiN 、SiO 系の薄膜を形成するため
のCVD装置として広く使われており、特にPoly−Si
CVD、SiN −CVDの成膜に好適に使用されている。
従来のバッチ式縦型CVD装置(以下、簡単にするため
縦型CVD装置と略称する)Bは、図5に示すように石
英等で形成された円筒状のアウターチューブ12及びイ
ンナチューブ14とからなる2重炉芯管16と、その周
囲を取り巻くように配置された環状ヒータ18とを備え
ている。炉芯管16のインナチューブ12の内側中空部
は、気相成長反応のための炉室20を構成し、そこには
ウェーハAを多数上下に離隔して縦方向に配列したウェ
ーハボート22が載置される。ウェーハボート22は、
石英等の耐熱性の高い材料で作られ、ウェーハを多数所
定間隔で上下方向に多段に収容するような棚手段をウェ
ーハボート側壁面に備えている。
2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, a batch type vertical CVD apparatus is widely used as a CVD apparatus for forming Si, SiN, and SiO 2 type thin films, and especially Poly-Si.
It is preferably used for CVD and SiN-CVD film formation.
A conventional batch type vertical CVD apparatus (hereinafter, simply referred to as vertical CVD apparatus for simplification) B includes a cylindrical outer tube 12 and an inner tube 14 formed of quartz or the like as shown in FIG. The double furnace core tube 16 and the annular heater 18 arranged so as to surround the periphery thereof. The inner hollow portion of the inner tube 12 of the furnace core tube 16 constitutes a furnace chamber 20 for the vapor phase growth reaction, and a wafer boat 22 in which a large number of wafers A are vertically separated from each other is mounted therein. Placed. The wafer boat 22 is
The wafer boat side wall surface is provided with a shelf means made of a highly heat-resistant material such as quartz and capable of accommodating a large number of wafers at predetermined intervals in a vertical direction.

【0003】反応ガスは、炉芯管16の下部ハッチ24
に設けられたガス導入口26を介してインナチューブ1
4とウェーハボート22との間の環状空間に導入され
る。環状空間を流れる反応ガスは、その流れの一部が分
流してウェーハボート22を横切ってウェーハAの面に
沿って拡散流として流れ、気相反応して所望の元素ない
し化合物がウェーハAの表面に堆積成長する。残りの反
応ガスはインナチューブ14の上部を貫通してインナチ
ューブ14とアウターチューブ12との環状部を上部か
ら下部に向かって流れ下部ハッチ24に設けられたガス
排出口28から真空ポンプ(図示せず)によって吸引さ
れて外部に排出される。
The reaction gas is the lower hatch 24 of the furnace core tube 16.
The inner tube 1 through the gas introduction port 26 provided in the
4 and the wafer boat 22 are introduced into the annular space. A part of the flow of the reaction gas flowing in the annular space is branched and flows as a diffusion flow along the surface of the wafer A across the wafer boat 22, and a desired element or compound is reacted by a gas phase reaction on the surface of the wafer A. To grow up. The remaining reaction gas penetrates the upper portion of the inner tube 14 and flows from the upper portion to the lower portion of the annular portion of the inner tube 14 and the outer tube 12 from the upper portion to the lower portion. No.) is sucked and discharged to the outside.

【0004】炉芯管16の下部には、ロードロック室3
0が設けてある。ロードロック室30は、炉室にウェー
ハを装填し、またそこから取り出すときに、外部と連通
させないでそれらの作業を行うようにした真空室で、別
の真空ポンプ(図示せず)によって吸引されている。
Below the furnace core tube 16, a load lock chamber 3 is provided.
0 is provided. The load lock chamber 30 is a vacuum chamber which is designed to carry out these operations without being communicated with the outside when loading and unloading the wafer in the furnace chamber, and the vacuum is sucked by another vacuum pump (not shown). ing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の縦型
CVD装置は、大きくなるウェーハ径に対応し、かつ一
度に多数のウェーハ(〜100s)を処理できるよう、
プロセス炉室として機能する炉芯管16内の炉室20が
従前のものに比べて大きくなっており、枚葉式に比べて
大きな領域において温度、圧力、反応ガス濃度を均一に
しなければならない。しかし、温度は別にして、現実に
は圧力、反応ガス濃度をウェーハの装填領域全体にわた
り均一にすることは技術的に極めて困難である。そこ
で、炉室を小さな領域に分割してこの領域毎に比較的コ
ントロールし易い薄膜形成因子である温度をコントロー
ルする手法が試みられている。この手法によれば、膜厚
の均一性はかなりの程度で達成できているが、膜質は各
領域毎に変化してしまう。
By the way, the recent vertical CVD apparatus is capable of handling a large wafer diameter and processing a large number of wafers (up to 100 s) at one time.
The furnace chamber 20 inside the furnace core tube 16 functioning as a process furnace chamber is larger than the conventional one, and the temperature, pressure, and reaction gas concentration must be uniform in a larger region than in the single-wafer type. However, apart from the temperature, it is technically extremely difficult to make the pressure and the reaction gas concentration uniform over the entire loading area of the wafer. Therefore, a method of dividing the furnace chamber into small regions and controlling the temperature, which is a thin film forming factor that is relatively easy to control in each region, has been attempted. According to this method, the uniformity of the film thickness can be achieved to a considerable extent, but the film quality changes in each region.

【0006】また、従来用いられている装置は、大量の
ウェーハを1つのウェーハボートに載せているため、ウ
ェーハボートが大型化している。従って、ロードロック
機構を備えて、大気成分が炉室内に侵入しないようにし
ている装置では、ウェーハボートの寸法の拡大に合わせ
て装置が拡大するという問題がある。特に最近のウェー
ハの大口径化に伴い、この傾向は強くなっている。その
ため、処理能力を維持しつつ装置を小型化することが望
まれている。更に、最近の半導体チップの微細化の要求
から、LPCVD膜は一層の薄膜化が必要とされてい
る。薄膜化するためには、基板表面状態に左右されない
CVD条件が必要である。そのためには原料ガスの分圧
を高くして、基板表面上にできる核の密度を高くするよ
うにしなければならないが、一方で分圧を高くすると面
間分布が悪化するという問題が生じる。
Further, in the conventionally used apparatus, since a large number of wafers are loaded on one wafer boat, the wafer boat becomes large. Therefore, in an apparatus equipped with a load lock mechanism to prevent atmospheric components from entering the furnace chamber, there is a problem that the apparatus expands as the size of the wafer boat increases. In particular, this tendency is becoming stronger with the recent increase in the diameter of wafers. Therefore, it is desired to downsize the device while maintaining the processing capacity. Furthermore, due to the recent demand for miniaturization of semiconductor chips, the LPCVD film is required to be further thinned. In order to reduce the film thickness, CVD conditions that are not affected by the surface condition of the substrate are required. For that purpose, it is necessary to increase the partial pressure of the source gas so as to increase the density of nuclei formed on the substrate surface. On the other hand, if the partial pressure is increased, the inter-plane distribution becomes worse.

【0007】以上の問題に鑑み、本発明の目的は、膜質
の面間分布の均一性を向上させると共に装置をコンパク
トにするように改良した縦型CVD装置を提供すること
である。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a vertical CVD apparatus which improves the uniformity of the inter-plane distribution of film quality and makes the apparatus compact.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、本発明に係る縦型CVD装置は、上下多段にウェ
ーハを載置したウェーハボートを炉芯管内に装填し、該
炉芯管に反応ガスを導入して高温下で気相成長反応を行
わせウェーハ表面上に薄膜を形成させるようにした縦型
CVD装置において、前記ウェーハボートがウェーハ毎
に分割可能なユニットを積み重ねてなることを特徴とし
ている。
In order to solve the above-mentioned problems, a vertical CVD apparatus according to the present invention is configured such that a wafer boat on which wafers are vertically stacked is loaded in a furnace core tube, In a vertical CVD apparatus configured to form a thin film on a wafer surface by introducing a reaction gas into a wafer and performing a vapor phase growth reaction at a high temperature, the wafer boat is formed by stacking divisible units for each wafer. Is characterized by.

【0009】本発明の望ましい実施態様は、ユニットを
収容できるロードロック室を具備してなることを特徴と
している。本発明の更に望ましい実施態様は、ロードロ
ック室におけるウェーハの出し入れをユニット毎に行う
ようにしたことを特徴とし、更には、ロードロック室を
炉芯管の上部と下部にそれぞれ設け、ウェーハの導入と
排出とをそれぞれ異なるロードロック室を介して行うよ
うにしたことを特徴とし、また、炉芯管を複数個具備し
たことを特徴としている。また、本発明の更に望ましい
別の実施態様は、炉芯管を複数個具備し、かつロードロ
ック室を各炉芯管の上部と下部にそれぞれ設け、ロード
ロック室同士を連結して、一の炉芯管のロードロック室
からウェーハを導入し、別の炉芯管のロードロック室か
らウェーハを排出するようにしたことを特徴としてい
る。
A preferred embodiment of the present invention is characterized by comprising a load lock chamber capable of accommodating the unit. A further preferred embodiment of the present invention is characterized in that the loading / unloading of the wafer in the load lock chamber is performed for each unit, and further, the load lock chamber is provided at the upper part and the lower part of the furnace core tube, respectively, and the wafer is introduced. It is characterized in that the discharge and the discharge are performed through different load lock chambers, respectively, and that a plurality of furnace core tubes are provided. Further, according to another preferred embodiment of the present invention, a plurality of furnace core tubes are provided, and load lock chambers are provided at the upper part and the lower part of each furnace core tube, and the load lock chambers are connected to each other. The wafer is introduced from the load lock chamber of the furnace core tube, and the wafer is discharged from the load lock chamber of another furnace core tube.

【0010】[0010]

【作用】請求項1の発明では、ウェーハボートがウェー
ハ毎に分割可能なユニットを積み重ねた構成になってい
るので、各ユニットの大きさは小さい。ウェーハの搬送
時にはウェーハ1枚を載せたユニット毎にバラバラにし
て行い、各ユニットを積み重ねてウェーハボートを形成
することによって従来の装置と同様にウェーハを炉室に
収容する。よって、ウェーハボート移動の時に必要なス
ペースが小さくなり、ロードロック室等の寸法を小さく
できる。また、搬送アームの耐荷重を低減できる。
According to the invention of claim 1, since the wafer boat is constructed by stacking units that can be divided for each wafer, the size of each unit is small. When a wafer is transferred, it is carried out separately for each unit on which one wafer is placed, and each unit is stacked to form a wafer boat, so that the wafer is housed in the furnace chamber as in the conventional apparatus. Therefore, the space required for moving the wafer boat is reduced, and the dimensions of the load lock chamber and the like can be reduced. Also, the withstand load of the transfer arm can be reduced.

【0011】請求項2の発明では、ロードロック室の容
積をユニット1つが入る分だけにすることができるの
で、従来のものに比べて遙に小さくできる。また、請求
項3の発明では、ウェーハの炉内への出し入れ時、ウェ
ーハボートのユニットを1つ1つにして行うことにより
装置のペースを小さくすることができる。
According to the second aspect of the present invention, since the volume of the load lock chamber can be set to accommodate only one unit, it can be made much smaller than the conventional one. According to the third aspect of the present invention, when the wafer is put in and taken out of the furnace, the unit of the wafer boat is individually used to reduce the pace of the apparatus.

【0012】請求項4の発明では、ロードロック室を炉
芯管の上部と下部にそれぞれ設け、ウェーハの導入と排
出とをそれぞれ異なるロードロック室を介して行うよう
にしたことにより、各ユニットを入口から出口に向けて
順次移動させることができる。従って、炉室内の移動の
過程において、各ウェーハは、それぞれが炉内の全部を
通過することにより、炉内の同じ反応環境を経験し、同
じ条件で気相成長反応が行われる。これにより膜質の面
間バラツキが原理的に無くなり、膜質の面間均一性を確
保することができる。また、この方式を用いることによ
り、面間均一性とトレードオフの関係のプロセス、例え
ば、極薄膜形成のような従来方式では面間均一性の取れ
ないプロセスにも本装置を適用できる。請求項6の発明
では、炉芯管を複数個具備し、かつロードロック室を各
炉芯管の上部と下部にそれぞれ設け、ロードロック室同
士を連結して、一の炉芯管のロードロック室からウェー
ハを導入し、別の炉芯管のロードロック室からウェーハ
を排出することにより、ウェーハを収容するユニットが
大気に曝されなくなり、またユニットを置くスペースを
全く用意することなく処理が行える。
In the invention of claim 4, the load lock chambers are provided in the upper part and the lower part of the furnace core tube, respectively, and the loading and unloading of the wafers are performed through the different load lock chambers. It can be moved sequentially from the entrance to the exit. Therefore, in the process of moving in the furnace chamber, each wafer experiences the same reaction environment in the furnace by passing through the whole inside of the furnace, and the vapor phase growth reaction is performed under the same condition. As a result, in-plane variation in film quality is eliminated in principle, and it is possible to secure the in-plane uniformity of film quality. Further, by using this method, the present apparatus can be applied to a process having a trade-off relationship with the inter-plane uniformity, for example, a process such as ultra-thin film formation in which the inter-plane uniformity cannot be obtained by the conventional method. According to the invention of claim 6, a plurality of furnace core tubes are provided, load lock chambers are provided at the upper and lower portions of each furnace core tube, and the load lock chambers are connected to each other, and the load lock chamber of one furnace core tube is connected. By introducing the wafer from the chamber and discharging the wafer from the load lock chamber of another furnace core tube, the unit containing the wafer is not exposed to the atmosphere, and processing can be performed without preparing a space for placing the unit at all. .

【0013】[0013]

【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。尚、以下の図1から図5
の図面において図5の部品と同じ機能を果たす部品には
同じ符号を付し、その説明を省略する。実施例1 図1は本発明に係る縦型CVD装置の概要図、図2はウ
ェーハボートユニットの概要図である。実施例1の縦型
CVD装置10は、前述した従来の縦型CVD装置Bと
同じ構成の炉芯管16、ヒータ18、下部ハッチ24、
ガス導入口26及びガス排出口28を備えた炉室20
と、下部ハッチ24の下に設けられたバッファステーシ
ョン32と、バッファステーション32に隣接されたロ
ードロック室34とを備えている。炉芯管16内の炉室
20には多数のウェーハAを上下多段に積載したウェー
ハボート36が収容される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in more detail based on embodiments with reference to the accompanying drawings. In addition, the following FIG. 1 to FIG.
5, the parts having the same functions as those of FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Example 1 FIG. 1 is a schematic diagram of a vertical CVD apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a wafer boat unit. The vertical CVD apparatus 10 of the first embodiment has the same furnace core tube 16, heater 18, lower hatch 24, and lower hatch 24 as the conventional vertical CVD apparatus B described above.
Furnace chamber 20 with gas inlet 26 and gas outlet 28
And a buffer station 32 provided under the lower hatch 24 and a load lock chamber 34 adjacent to the buffer station 32. In the furnace chamber 20 in the furnace core tube 16, a wafer boat 36 in which a large number of wafers A are vertically stacked is housed.

【0014】ウェーハボート36は、多数のウェーハボ
ートユニット38から構成されていて、それらウェーハ
ボートユニット38を上下に積んで組合せ1個のウェー
ハボートとして形成される。図2(a)は図1の矢視I
−Iのウェーハボートユニット38の平面図、図2
(b)は図2(a)の矢視II−IIの側面図である。各ウ
ェーハボートユニット(以下、簡単にするためにユニッ
トと略称する)38は、図2(a)に示すように複数の
短い石英製支柱40をウェーハA(仮想線で表示)の直
径より僅かに小さい直径の円の半円周上に等間隔に配列
し、かつそれら支柱40を相互に石英製の支柱連結棒4
2で連結して形成されている。支柱40の高さは、ウェ
ーハとウェーハとの間に必要な間隔と等しい寸法であ
り、支柱40の下部43は、それに別のユニット38の
支柱40の頭部が嵌合するような構造となっている。支
柱連結棒42は、支柱40を連結する機能と一枚のウェ
ーハAを支持する支持体としての機能も果たす。すなわ
ち、一枚のウェーハAが、1個のユニット38に保持さ
れる。
The wafer boat 36 is composed of a large number of wafer boat units 38, and these wafer boat units 38 are vertically stacked to be formed as one combined wafer boat. 2A is a view I of FIG.
2 is a plan view of the wafer boat unit 38 of FIG.
FIG. 2B is a side view taken along the line II-II of FIG. Each wafer boat unit (hereinafter abbreviated as a unit for simplicity) 38 has a plurality of short quartz columns 40 that are slightly smaller than the diameter of the wafer A (shown by phantom lines), as shown in FIG. Strut connecting rods 4 made of quartz are arranged at equal intervals on a semicircle of a circle having a small diameter, and the struts 40 are mutually made.
It is formed by connecting two. The height of the pillar 40 is equal to the required distance between the wafers, and the lower portion 43 of the pillar 40 has a structure in which the head of the pillar 40 of another unit 38 is fitted. ing. The pillar connecting rod 42 also has a function of connecting the pillar 40 and a function of a support for supporting one wafer A. That is, one wafer A is held by one unit 38.

【0015】ロードロック室34には搬送ユニット44
が設けてあって、この搬送ユニット44は、上述のユニ
ット38を1個載せてロードロック室34からバッファ
ステーション32に搬送する。更に、下部ハッチ26を
横切ってユニット38をバッファステーション32から
炉芯管16内の炉室20に昇降させるために、既知の搬
送システム46がバッファステーション32に設けてあ
る。
A transfer unit 44 is provided in the load lock chamber 34.
The transfer unit 44 carries one of the above-mentioned units 38 and transfers it from the load lock chamber 34 to the buffer station 32. In addition, a known transfer system 46 is provided in the buffer station 32 to raise and lower the unit 38 from the buffer station 32 to the furnace chamber 20 in the core tube 16 across the lower hatch 26.

【0016】1枚のウェーハAは、1個のユニット38
に収容される。すなわち、ロードロック室34におい
て、ウェーハAは、1枚づつ、搬送ユニット44上の1
個のユニット38に常用の移載装置(図示せず)によっ
て積載されて、ロードロック室34からバッファーステ
ーション32に搬送される。次いで、ユニット38は、
バッファーステーション32から搬送システム46によ
って炉芯管16内の炉室20に積み上げられる。図1は
ユニット38を所定数積み上げた後のウェーハボート3
6の様子を示したものである。ウェーハを炉内から排出
するには、前述とは逆の操作によって、炉室20から搬
送システム46によってバッファーステーション32に
ユニット38を1個下降させる。炉室20内の残りのユ
ニット38は、同時に1段下がることになる。次いで、
下降させた1個のユニット38をバッファーステーショ
ン32からロードロック室34に移動し、移載装置(図
示せず)によりウェーハAを所望の場所に移載する。
One wafer A has one unit 38
Housed in. That is, in the load lock chamber 34, the wafers A are transferred one by one on the transfer unit 44.
Each unit 38 is loaded by a commonly used transfer device (not shown), and is transported from the load lock chamber 34 to the buffer station 32. The unit 38 then
It is stacked in the furnace chamber 20 in the furnace core tube 16 from the buffer station 32 by the transfer system 46. FIG. 1 shows the wafer boat 3 after stacking a predetermined number of units 38.
6 shows the state of No. 6. In order to discharge the wafer from the furnace, one unit 38 is lowered from the furnace chamber 20 to the buffer station 32 by the transfer system 46 in the reverse operation to the above. The remaining units 38 in the furnace chamber 20 will move down one stage at the same time. Then
One lowered unit 38 is moved from the buffer station 32 to the load lock chamber 34, and the wafer A is transferred to a desired place by a transfer device (not shown).

【0017】ウェーハボートを多数のユニットの組合せ
で構成し、ロードロック室でユニットの1個ごとに1枚
のウェーハを載せ、そのユニットをバッファステーショ
ン経由炉芯管内に搬送する構成により、ロードロック室
の大きさを従来のものに比べて大幅に縮小できる。ロー
ドロック室のスペースのみでなく、ロードロック室の排
気すべき容積が減少することにより、排気装置のコスト
を軽減し、かつ高真空化が可能になると言う効果を奏す
る。
The wafer boat is composed of a combination of a number of units, one wafer is placed on each unit in the load lock chamber, and the unit is transferred into the furnace core tube via the buffer station. The size of can be greatly reduced compared to the conventional one. Since not only the space of the load lock chamber but also the volume of the load lock chamber to be exhausted is reduced, the cost of the exhaust device can be reduced and a high vacuum can be achieved.

【0018】実施例2 図3は、本発明に係る縦型CVD装置の実施例2の構成
を示す模式的側面断面図である。実施例2の縦型CVD
装置50は、下部からユニット38を炉芯管12の炉室
20に導入し、上部から排出するようにしたこと、イン
ナチューブ14を省きガス導入口26をアウターチュー
ブ12の上部に設けたことを除いて、実施例1の縦型C
VD装置30と同じ構成になっている。上部には、別の
上部バッファステーション52と、それに隣接して上部
ロードロック室54と、ユニット38をその間で搬送す
る上部搬送ユニット56とが設けてあり、更に上部ハッ
チ58を横切ってアウターチューブ12の炉室20から
上部バッファステーション52にユニット38を上昇さ
せる上部搬送システム(図示せず)を備えている。
Embodiment 2 FIG. 3 is a schematic side sectional view showing the structure of Embodiment 2 of the vertical CVD apparatus according to the present invention. Vertical CVD of Example 2
The device 50 is configured such that the unit 38 is introduced into the furnace chamber 20 of the furnace core tube 12 from the lower part and discharged from the upper part, and the inner tube 14 is omitted and the gas introduction port 26 is provided in the upper part of the outer tube 12. Except for the vertical C of Example 1.
It has the same configuration as the VD device 30. In the upper part, another upper buffer station 52, an upper load lock chamber 54 adjacent to the upper buffer station 52, and an upper transfer unit 56 for transferring the unit 38 therebetween are provided, and further, across the upper hatch 58, the outer tube 12 is provided. An upper transfer system (not shown) for raising the unit 38 from the furnace chamber 20 to the upper buffer station 52 is provided.

【0019】1枚のウェーハは、1個のユニット38に
積載され、バッファステーション32経由ユニット38
と共に下部から炉室20に装填され、先に導入されたユ
ニット38はウェーハと共に順次上へ移動していく。気
相成長反応による薄膜形成は、ウェーハが下から上に順
次移動している間に行われる。このことにより、各ウェ
ーハが全て炉内の全部を通過することになるため、ウェ
ーハ上に形成された薄膜は、膜厚、膜質共に面間分布が
ない。本実施例では、炉室20には常に反応ガスが流れ
ているように設定しているが、安全のためアイソレーシ
ョンドアが開いているときは反応ガスを止めるようにし
てもよい。本実施例では、ユニットの導入口を下部に、
ユニットの排出口を上部に設けているが、その逆でも勿
論構わない。
One wafer is loaded in one unit 38 and passed through the buffer station 32 to the unit 38.
At the same time, the unit 38 is loaded from the bottom into the furnace chamber 20, and the previously introduced unit 38 moves upward together with the wafer. The thin film formation by the vapor phase growth reaction is performed while the wafer is sequentially moved from the bottom to the top. As a result, all the wafers pass through the inside of the furnace, so that the thin film formed on the wafer has no in-plane distribution in terms of film thickness and film quality. In this embodiment, the reaction gas is set to always flow in the furnace chamber 20, but for safety, the reaction gas may be stopped when the isolation door is opened. In this embodiment, the inlet of the unit is at the bottom,
Although the discharge port of the unit is provided at the upper part, of course, the reverse may be applied.

【0020】実施例3 図4は本発明に係る縦型CVD装置の実施例3の構成を
示す模式的側面断面図である。実施例3の縦型CVD装
置60は、実施例2の縦型CVD装置50を2組並列に
隣接した構成を備えている。上部の2個のバッファステ
ーション52、52との間及び下部の2個のバッファス
テーション32、32との間にはユニット38が通過す
る上部連結バッファステーション62及び下部連結バッ
ファステーション64が設けてある。尚、本実施例で
は、2組の縦型CVD装置50を並列に隣接させたが、
3組以上の縦型CVD装置50を並列に隣接させても勿
論構わない。ユニット38は2つのアウターチューブ1
2内を循環し、ウェーハはアウターチューブ12の上部
あるいは下部において排出、導入される。例えば、ユニ
ット38は、下部からアウターチューブ12Aに導入さ
れて上方に移動し、上部から取り出されて上部バッファ
ステーション52及び上部連結バッファステーション6
2を経由して上部からアウターチューブ12Bに導入さ
れて下方に移動して最終的に下部から取り出される。本
装置の利点は、ユニット38が大気に曝されないという
ことである。更に、ユニットを置くスペースを全く用意
することなく処理が行える。また、実施例2と同様に膜
厚、膜質に関しウェーハ面間分布が原理的に存在しな
い。
Embodiment 3 FIG. 4 is a schematic side sectional view showing the structure of Embodiment 3 of the vertical CVD apparatus according to the present invention. The vertical CVD apparatus 60 of the third embodiment has a configuration in which two sets of the vertical CVD apparatus 50 of the second embodiment are adjacent in parallel. An upper connection buffer station 62 and a lower connection buffer station 64 through which the unit 38 passes are provided between the upper two buffer stations 52, 52 and between the lower two buffer stations 32, 32. In addition, in this embodiment, two sets of vertical CVD devices 50 are arranged adjacent to each other in parallel.
Of course, three or more sets of vertical CVD devices 50 may be adjacently arranged in parallel. Unit 38 has two outer tubes 1
The wafer is circulated in the inside of the outer tube 12, and the wafer is discharged and introduced at the upper part or the lower part of the outer tube 12. For example, the unit 38 is introduced from the lower portion into the outer tube 12A and moved upward, and is taken out from the upper portion to form the upper buffer station 52 and the upper connection buffer station 6
It is introduced from the upper part to the outer tube 12B via 2 and moves downward, and finally taken out from the lower part. The advantage of this device is that the unit 38 is not exposed to the atmosphere. Furthermore, processing can be performed without preparing any space for placing the unit. Further, as in the case of Example 2, there is theoretically no wafer-to-wafer distribution regarding film thickness and film quality.

【0021】[0021]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、ウェーハ毎に
分割可能なユニットを積み重ねてウェーハボートを構成
することにより、ロードロック室、搬送システムのスペ
ースを節減し、装置を小型化できる。また、ウェーハボ
ートをユニットに分割できるので、メンテナンスが容易
であり、搬送システムの耐荷重を低減できる。請求項2
及び3の発明は、請求項1の発明の効果を更に大きくし
ている。請求項4の発明によれば、ロードロック室を炉
芯管の上部と下部にそれぞれ設け、ウェーハの導入と排
出とをそれぞれ異なるロードロック室を介して行うよう
にしたことにより、面間分布が原理的に存在しないよう
にして処理を行うことができる。従って、面間分布とト
レードオフの関係にあるプロセス、例えば気相成長反応
による極薄膜形成のプロセスにも本発明の縦型CVD装
置を適用できる。請求項6の発明によれば、ウェーハを
収容するユニットは、常に炉芯管又はロードロック室内
に有るので、大気に露出することがなくなり、またユニ
ットを置くスペースを全く用意することなく処理を行う
ことができる。
According to the present invention, the wafer boat is constructed by stacking the dividable units for each wafer, so that the space for the load lock chamber and the transfer system can be saved and the apparatus can be downsized. Further, since the wafer boat can be divided into units, the maintenance is easy and the load capacity of the transfer system can be reduced. Claim 2
The inventions of 3 and 3 further enhance the effect of the invention of claim 1. According to the invention of claim 4, the load lock chambers are provided in the upper part and the lower part of the furnace core tube, respectively, and the wafer is introduced and discharged through the different load lock chambers. In principle, the processing can be performed so that it does not exist. Therefore, the vertical CVD apparatus of the present invention can also be applied to a process having a trade-off relationship with the interplane distribution, for example, a process of forming an extremely thin film by a vapor phase growth reaction. According to the invention of claim 6, since the unit accommodating the wafer is always in the furnace core tube or the load lock chamber, it is not exposed to the atmosphere, and the processing is performed without preparing a space for placing the unit at all. be able to.

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

【図1】本発明に係る縦型CVD装置の実施例1の構成
を示す模式的側面断面図である。
FIG. 1 is a schematic side cross-sectional view showing the configuration of Example 1 of a vertical CVD apparatus according to the present invention.

【図2】図2(a)及び(b)は、それぞれユニットの
平面図及び側面図である。
2A and 2B are a plan view and a side view of a unit, respectively.

【図3】本発明に係る縦型CVD装置の実施例2の構成
を示す模式的側面断面図である。
FIG. 3 is a schematic side cross-sectional view showing the configuration of Example 2 of the vertical CVD apparatus according to the present invention.

【図4】本発明に係る縦型CVD装置の実施例3の構成
を示す模式的側面断面図である。
FIG. 4 is a schematic side sectional view showing the configuration of Example 3 of the vertical CVD apparatus according to the present invention.

【図5】従来の縦型CVD装置の構成を示す模式的側面
断面図である。
FIG. 5 is a schematic side sectional view showing a configuration of a conventional vertical CVD apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 本発明に係る縦型CVD装置の実施例1 12 アウターチューブ 14 インナチューブ 16 2重炉芯管 18 環状ヒータ 20 炉室 22 ウェーハボート 24 下部ハッチ 26 ガス導入口 28 ガス排出口 30 ロードロック室 32 バッファステーション 34 ロードロック室 38 ユニット 40 支柱 42 支柱連結棒 44 搬送ユニット 46 搬送システム 50 縦型CVD装置 52 上部バッファステーション 54 上部ロードロック室 56 上部搬送ユニット 58 上部ハッチ 60 本発明に係る実施例3の縦型CVD装置 62 上部連結バッファステーション 64 下部連結バッファステーション 10 Example 1 of Vertical CVD Apparatus According to the Present Invention 12 Outer Tube 14 Inner Tube 16 Double Furnace Core Tube 18 Annular Heater 20 Furnace Chamber 22 Wafer Boat 24 Lower Hatch 26 Gas Inlet 28 Gas Outlet 30 Load Lock Chamber 32 Buffer station 34 Load lock chamber 38 Unit 40 Strut 42 Strut connecting rod 44 Transfer unit 46 Transfer system 50 Vertical CVD apparatus 52 Upper buffer station 54 Upper load lock chamber 56 Upper transfer unit 58 Upper hatch 60 In Example 3 according to the present invention Vertical CVD device 62 Upper connection buffer station 64 Lower connection buffer station

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上下多段にウェーハを載置したウェーハ
ボートを炉芯管内に装填し、該炉芯管に反応ガスを導入
して高温下で気相成長反応を行わせウェーハ表面上に薄
膜を形成させるようにした縦型CVD装置において、前
記ウェーハボートがウェーハ毎に分割可能なユニットを
積み重ねてなることを特徴とする縦型CVD装置。
1. A wafer boat in which wafers are placed in a multi-tiered manner is loaded in a furnace core tube, and a reaction gas is introduced into the furnace core tube to cause a vapor phase growth reaction at a high temperature to form a thin film on the wafer surface. A vertical CVD apparatus configured to form the wafer boat, wherein the wafer boat is formed by stacking units that can be divided for each wafer.
【請求項2】 前記ユニットを収容できるロードロック
室を具備してなることを特徴とする請求項1記載の縦型
CVD装置。
2. The vertical CVD apparatus according to claim 1, further comprising a load lock chamber capable of accommodating the unit.
【請求項3】 ロードロック室におけるウェーハの出し
入れをユニット毎に行うようにしたことを特徴とする請
求項1又は2記載の縦型CVD装置。
3. The vertical CVD apparatus according to claim 1, wherein wafers are taken in and out of the load lock chamber for each unit.
【請求項4】 ロードロック室を炉芯管の上部と下部に
それぞれ設け、ウェーハの導入と排出とをそれぞれ異な
るロードロック室を介して行うようにしたことを特徴と
する請求項3記載の縦型CVD装置。
4. The vertical structure according to claim 3, wherein load lock chambers are provided at an upper portion and a lower portion of the furnace core tube, respectively, and wafers are introduced and discharged through different load lock chambers. Type CVD equipment.
【請求項5】 炉芯管を複数個具備したことを特徴とす
る請求項3又は4記載の縦型CVD装置。
5. The vertical CVD apparatus according to claim 3, further comprising a plurality of furnace core tubes.
【請求項6】 炉芯管を複数個具備し、かつロードロッ
ク室を各炉芯管の上部と下部にそれぞれ設け、ロードロ
ック室同士を連結して、一の炉芯管のロードロック室か
らウェーハを導入し、別の炉芯管のロードロック室から
ウェーハを排出するようにしたことを特徴とする請求項
3記載の縦型CVD装置。
6. A plurality of furnace core tubes are provided, and load lock chambers are provided at an upper portion and a lower portion of each furnace core tube. 4. The vertical CVD apparatus according to claim 3, wherein a wafer is introduced and the wafer is discharged from a load lock chamber of another furnace core tube.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0795437A2 (en) * 1996-03-11 1997-09-17 Harness System Technologies Research, Ltd. Structure of vehicle glove box

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