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JP2000299287A - 熱処理方法及び熱処理装置 - Google Patents

熱処理方法及び熱処理装置

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JP2000299287A
JP2000299287A JP11107304A JP10730499A JP2000299287A JP 2000299287 A JP2000299287 A JP 2000299287A JP 11107304 A JP11107304 A JP 11107304A JP 10730499 A JP10730499 A JP 10730499A JP 2000299287 A JP2000299287 A JP 2000299287A
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heat treatment
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昌幸 北村
Tomohiro Shiotani
朋弘 塩谷
Isao Tafusa
功 田房
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱処理の品質を落とすことなく成膜レートな
どの熱処理速度を高くすることができる熱処理装置を提
供する。 【解決手段】 被処理体Ｗに対して処理ガスを流して所
定の熱処理を施す熱処理装置において、複数の被処理体
を所定のピッチで配列させて支持する被処理体支持具２
６と、前記被処理体を収容するための真空引き可能にな
された処理容器４と、前記複数の被処理体の一端側を臨
むように前記被処理体の配列方向に沿って形成されたコ
ンダクタンスの小さなガス導入口３８と、前記複数の被
処理体の他端側を臨むように前記被処理体の配列方向に
沿って形成されたコンダクタンスの大きなガス吸引口４
０と、前記被処理体支持具を、前記処理容器内へロード
及びアンロードさせる挿脱機構２８とを備える。これに
より、熱処理の品質を落とすことなく成膜レートなどの
熱処理速度を高くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
被処理体に膜付け等の熱処理を行なう時の熱処理方法及
び熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体ウエハ等に各種の熱処
理、例えば膜付けを行なう際には、一度に多数枚の半導
体ウエハに対して成膜処理を施すことができることか
ら、バッチ式の熱処理装置が主に使用される。この熱処
理装置にあっては、７０〜１５０枚程度の多数枚の半導
体ウエハを石英製のウエハボートに所定のピッチで多段
に支持し、これを円筒体状の縦型の処理容器内に収容し
て処理ガスを容器内に上方向へ、或いは下方向へ流すこ
とによって成膜等の所定の熱処理を行なうようになって
いる。ここで一般的な、バッチ式の熱処理装置について
説明する。図２１は一般的なバッチ式熱処理装置を示す
概略構成図であり、このバッチ式熱処理装置１０２は内
筒１０４と外筒１０６とよりなる２重管構造の処理容器
１０８を有しており、内筒１０４内の処理空間Ｓには、
その下方より挿脱自在になされたウエハボート１１０が
収容されており、これに多数枚、例えば１５０枚程の製
品ウエハＷを所定のピッチで満載状態で載置して所定の
熱処理、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜を行なうようになってい
る。成膜ガス等の各種のガスは処理容器１０８の下部か
ら導入されて、内筒１０４内の高温領域である処理空間
Ｓを反応しつつ上昇した後、下方向へ折り返して、内筒
１０４と外筒１０６との間の間隙を降下して排気口１１
２から外部へ排出される。尚、処理容器の外周には、ゾ
ーン分割された図示しない加熱ヒータが設けられる。こ
の熱処理の間は、半導体ウエハは所定のプロセス温度に
維持されると共に、処理容器内も所定のプロセス圧力に
維持されている。処理容器内へ導入された処理ガスは、
ウエハの配列方向に沿ってその周縁部を上昇しつつ一部
はウエハ間に流れ込んで熱分解反応してウエハ面に膜が
堆積されることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、成膜処理を
例にとってみれば、生産性を向上する上からは、品質の
良好な膜を、高い成膜レートでウエハの面間及び面内均
一性を高く維持したまま形成することが必要である。各
種膜の成膜レートを上げるには、処理ガスの供給量、プ
ロセス圧力、プロセス温度等のパラメータを大きくして
ガスの反応を促進させればよいのであるが、品質の良好
な膜を得るためには、上記した各パラメータの値にも限
界がある。例えば処理ガスとしてシランガス（ＳｉＨ
4 ）を用いてポリシリコン膜などを成膜する場合、一般
的には、１．５Ｔｏｒｒを越えるプロセス圧力では品質
の良好な膜の形成が不可能である。例えば１．５Ｔｏｒ
ｒを越える圧力では、処理空間Ｓである高温領域におけ
るシランガスの通過時間が長くなって気相中での分解反
応が過度に促進してしまう。
【０００４】このように気相反応が過度に促進すると、
シリコンが粉状になって析出してウエハ表面に付着して
しまい、膜の品質を劣化させるのみならず、パーティク
ルの発生原因となってしまう。従って、このような気相
反応が過度に生ずることを防止してウエハ面上で分解反
応が進む界面反応を主体とする成膜反応を行なうため
に、上述のようにプロセス圧力を１．５Ｔｏｒｒ以下に
低下させざるを得ず、このため、成膜レートはせいぜい
１５Å／ｍｉｎ程度が最大であった。本発明は、以上の
ような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案さ
れたものである。本発明の目的は、熱処理の品質を落と
すことなく成膜レートなどの熱処理速度を高くすること
ができる熱処理方法及び熱処理装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、多数枚配
列された半導体ウエハ間に処理ガスを強制的に通過させ
ることにより、この部分における処理ガスの滞留時間が
少なくなってその分、気相反応が抑制され、高いプロセ
ス圧力下でも気相反応による膜を抑制した状態で成膜レ
ートを向上させることができる、という知見を得ること
によって本発明に至ったものである。請求項１に規定す
る発明は、所定のピッチで配列した複数の被処理体に対
して処理ガスを流して所定の熱処理を施すに際して、前
記配列された複数の被処理体の一端側を臨むように前記
被処理体の配列方向に沿って形成されたコンダクタンス
の小さなガス導入口から前記複数の被処理体の他端側を
臨むように前記被処理体の配列方向に沿って形成された
コンダクタンスの大きなガス吸引口に向けて前記処理ガ
スを流して前記被処理体間に前記処理ガスを通過させる
ようにしたものである。
【０００６】これによれば、コンダクタンスの小さなガ
ス導入口よりコンダクタンスの大きなガス吸引口に向け
て処理ガスが流れるので、これによって被処理体間には
なかば強制的に処理ガスが通過することになる。このた
め、被処理体間を通過する処理ガスの滞留時間がその分
短くなり、従って、成膜処理を例にとればプロセス圧力
を高くしても気相反応が抑制されて界面反応による膜付
けが主体となって高い成膜レートで膜付けを行なうこと
が可能となる。請求項２に規定する発明は、上記方法発
明を実施する装置発明であり、被処理体に対して処理ガ
スを流して所定の熱処理を施す熱処理装置において、複
数の被処理体を所定のピッチで配列させて支持する被処
理体支持具と、前記被処理体を収容するための真空引き
可能になされた処理容器と、前記複数の被処理体の一端
側を臨むように前記被処理体の配列方向に沿って形成さ
れたコンダクタンスの小さなガス導入口と、前記複数の
被処理体の他端側を臨むように前記被処理体の配列方向
に沿って形成されたコンダクタンスの大きなガス吸引口
と、前記被処理体支持具を、前記処理容器内へロード及
びアンロードさせる挿脱機構とを備えるように構成した
ものである。
【０００７】この場合、例えば前記処理容器は、内筒
と、この内筒を囲むように設けた外筒の２重管構造にな
されており、前記内筒の一側に沿って前記ガス導入口が
形成されると共に、前記内筒の他側に沿って前記ガス吸
引口が形成されるようにしてもよい。また、前記ガス導
入口は、前記処理容器の側壁に沿って設けられると共
に、前記ガス吸引口は前記処理容器の側壁をその外方へ
突出させて形成することにより設けられるようにしても
よい。更に、前記ガス導入口は、前記被処理体の配列方
向に沿って複数のゾーン毎に分割して配置されているよ
うにしてもよい。これによれば、被処理体の配列方向に
分割配置された各ガス導入口より処理ガスを略均等に導
入することが可能となる。また、前記ガス導入口は、前
記被処理体の周方向に沿って複数に分割して配置されて
いるようにしてもよい。これによれば、各被処理体に対
して面内均一に処理ガスを供給することが可能となる。
【０００８】更に、前記被処理体支持具は、内側に前記
被処理体と当接して支持する支持部を有して所定の厚み
になされた断面円弧状の２枚の板部材を具備するように
してもよい。これによれば、上記板部材が邪魔板の作用
をして、被処理体の外周に処理ガスが回り込むことを防
止してこれを被処理体間に流れるように案内することが
でき、その分、例えば成膜レートも向上させることが可
能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る熱処理方法
及び熱処理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。図１は第１の発明の熱処理装置を示す構成図、図２
は図１中のＡ−Ａ線矢視断面図、図３は図１中の内筒を
示す斜視図である。尚、ここでは熱処理としてシリコン
膜を堆積させる成膜処理を例にとって説明する。図示す
るように、この熱処理装置２は、例えば石英よりなる円
筒体状の処理容器４を有しており、この処理容器４は第
１の発明の特徴とする内筒６とこの周囲を被う外筒８と
により主に構成されている。尚、この処理容器４の外周
には、図示しない加熱ヒータが設けられている。そし
て、この外筒８の下端は、Ｏリング等のシール部材１２
を介して例えばステンレス製のマニホールド１０に気密
に接合され、また、これにより内側に向けて突出させて
設けたリング状の支持部１４に上記内筒６の下端を載置
してこれを支持している。
【００１０】そして、このマニホールド１０には、Ｌ字
状に屈曲させたガス導入ノズル１６が貫通させて設けら
れており、処理ガスとして例えばシランやＳｉ2 Ｈ6 ，
Ｂ2Ｈ6 ，ＡｓＨ3 等の成膜ガス或いはその他に必要な
ガスを導入し得るようになっている。また、上記マニホ
ールド１０の下端開口部には、Ｏリング等のシール部材
１８を介してキャップ２０が気密に着脱可能に取り付け
られる。このキャップ２０の中央には、その上端に石英
製の保温筒２２を支持した回転軸２４が挿通されてお
り、上記保温筒２２には、被処理体支持具として例えば
石英製のウエハボート２６が載置されている。そして、
このウエハボート２６の例えば４本の支柱２６Ａの図示
しない支持溝に支持させて、被処理体としての半導体ウ
エハＷが所定のピッチで多段に支持されている。また、
上記回転軸２４の下端は、挿脱機構としての例えば昇降
可能になされたボートエレベータ２８のアーム２８Ａに
取り付けられており、このボートエレベータ２８を昇降
駆動することにより、上記ウエハボート２６を処理容器
４内へロード及びアンロードできるようになっている。
また、上記外筒８の上端には排気口３０が形成されてお
り、この排気口３０には、途中に図示しない真空ポンプ
や除害ユニットを介設した真空排気系が接続されてお
り、上記処理容器４内を真空引き可能としている。
【００１１】一方、第１の発明の特徴とする円筒状の内
筒６は、図２及び図３にも示すようにその側壁の横断面
の略半分が高さ方向に肉厚になされて厚肉側壁３２とな
っており、略残りの半分が薄肉側壁３４となっている。
そして、この厚肉側壁３２の略中央に、その高さ方向に
沿って凹部状の溝３６を形成することによって、ここに
内側に向けて開放されている縦長のコンダクタンスの小
さなガス導入口３８を構成している。すなわち、このガ
ス導入口３８が、ウエハＷの一端側を臨むようになって
いる。そして、この溝３６の下端開口部に、上記Ｌ字状
のガス導入ノズル１６の先端１６Ａを位置させており、
上記ガス導入口３８内へ処理ガス等を導くようになって
いる。ここで、ウエハＷとしては例えば８インチサイズ
のものを用いており、上下に隣接するウエハＷ間の距離
は６ｍｍ程度に設定されると共に、上記溝３６の縦Ｌ１
は５ｍｍ〜３０ｍｍ程度、横Ｌ２は５ｍｍ〜３０ｍｍ程
度にそれぞれ設定されている。また、厚肉側壁３２の内
面とウエハＷの周縁部との間の距離Ｌ３は３ｍｍ〜２０
ｍｍ程度になされており、上述のようにガス導入口３８
の排気コンダクタンスは小さく設定されている。
【００１２】これに対して、ウエハＷの他端側である薄
肉側壁３４側は、全体がコンダクタンスの大きなガス吸
引口４０として構成されており、上下に隣接するウエハ
間に流れてきた処理ガスをこのガス吸引口４０で吸引す
るようになっている。この時、薄肉側壁３４の内面とウ
エハＷの周縁部との間の距離Ｌ４は、２０ｍｍ〜５０ｍ
ｍ程度に設定されており、上述のようにガス吸引口４０
の排気コンダクタンスを大きく設定している。そして、
この内筒６の天井部には、上記ガス吸引口４０と同じ断
面形状のガス出口４２を有する天井板４４が設けられて
いる。
【００１３】次に、以上のように構成された第１の発明
装置の動作について説明する。まず、ウエハボート２６
に未処理の半導体ウエハＷを多段に載置した状態で、こ
れをボートエレベータ２８により処理容器４の下方より
上昇させて予熱状態の内筒６内にロードし、マニホール
ド１０の開口部をキャップ２０で閉じることによって処
理容器４内を密閉する。尚、ここでは４０枚のウエハＷ
を載置している。次に、図示しない加熱ヒータへの供給
電力を増加してウエハＷをプロセス温度、例えば５３０
℃程度まで昇温したならば、ガス導入ノズル１６から流
量制御されたシラン、Ｎ2 ガス等を処理容器４内へ導入
し、これと同時に、処理容器４内を排気口３０から真空
引きして内部を所定のプロセス圧力に維持し、成膜処理
を行なう。具体的には、ガス導入ノズル１６の先端１６
Ａより放出された処理ガスは、内筒６に形成したガス導
入口３８内を上昇しつつ横方向へ、すなわち水平方向へ
流出し、各ウエハＷ間を通過しつつ分解反応して反対側
に位置するガス吸引口４０へ流入する。そして、このガ
ス吸引口４０に流れ込んだ反応済みの処理ガスは、上昇
してガス出口４２及び排気口３０を介して処理容器４か
ら排出されることになる。
【００１４】そして、ウエハ間に処理ガスが通過する時
に、シランが分解反応してウエハ表面に膜が形成される
が、ここでガス導入口３８は、厚肉側壁３２の内面とウ
エハ周縁部との間隔Ｌ３を非常に小さくして両者を接近
させることによってその排気コンダクタンスを小さく設
定してあり、これに対してガス吸引口４０は薄肉側壁３
４の内面とウエハ周縁部との間隔Ｌ４を大きくして両者
を離間させることによってその排気コンダクタンスを大
きく設定しているので、ガス導入口３８とガス吸引口４
０との間に大きな差圧が生じ、これがために処理ガスは
ウエハＷの外周を迂回することなくウエハ間に積極的に
流れ込んでウエハ面上を迅速に通過することになる。こ
の結果、処理ガスがウエハ間に効率的に流れると共にこ
こでの滞留時間が少なくなり、その分、処理ガスが高温
に晒される時間が少なくなって気相反応が抑制され、逆
に界面反応による成膜が促進されることになる。従っ
て、処理ガスの流量を多くして、且つプロセス圧力を従
来方法の場合（最大１．５Ｔｏｒｒ程度）よりも高くし
ても、界面反応による膜が主体となって品質の良好な膜
を堆積させることができるのみならず、成膜レートも大
幅に向上させることができ、生産性を向上させることが
可能となる。
【００１５】ここで、シランの分解反応を参照して上記
効果を考察すると、シラン（ＳｉＨ4 ）は、熱分解によ
り途中でシリレン（ＳｉＨ2 ）を主体とする中間生成物
を経てＳｉ結晶となるが、ウエハ間におけるシラン及び
シリレンの濃度は、図４に示すようになっている。すな
わち、シランの導入と同時に熱分解が始まり、シラン濃
度は次第に減少する一方、シリレン濃度は次第に増加
し、ある程度の時間を経過すると、共に飽和状態となっ
ている。ここで、従来方法或いは装置においては、ウエ
ハ間における処理ガスの流れは非常に遅いことからウエ
ハ間の処理ガスは領域Ａで示される状態にあり、シリレ
ンの濃度がかなり高く、またシリレンが結晶化したＳｉ
結晶の膜の品質の判断となるステップカバレジは良好で
はない。そのため、ここで気相反応が促進されてシリレ
ンがＳｉ結晶化することを抑制するために、プロセス圧
力を低く押さえ込まねばならなかったが、本発明の方法
或いは装置のようにウエハ間に流れる処理ガスの速度を
上げてこの通過時間を短くすることにより、ウエハ間の
処理ガスは領域Ｂで示される状態となり、シリレンの濃
度がかなり低くなる。そのため、処理ガスの供給量を多
くするなどしてプロセス圧力を上げてもシリレンの濃度
はそれ程上がらず、すなわち気相反応は促進されず、前
述したように界面反応を主体とした品質の良好な膜を高
い成膜レートで堆積することが可能となる。
【００１６】また、上記ウエハ面上における処理ガスの
速度について従来装置の場合と本発明装置の場合のシミ
ュレーションを行なったのでその結果を比較する。図５
は従来装置の場合の半導体ウエハ上の処理ガスの流速分
布のシミュレーションを示す図、図６は第１の発明装置
のシミュレーション結果を示す図であり、図６（Ａ）は
第１の発明装置のシミュレーションモデルを示し、図６
（Ｂ）は半導体ウエハ上の処理ガスの流速分布のシミュ
レーションを示しており、共に半分の領域について記し
てある。プロセス条件は共に同じであり、プロセス温度
は５３０℃、プロセス圧力は１．０Ｔｏｒｒ、処理ガス
の流量は５００ｓｃｃｍである。尚、図中の矢印の長さ
が処理ガスの速度を表している。この図から明らかなよ
うに、図５に示す従来装置の場合には、矢印はほとんど
点のようになって処理ガスの速度が非常に遅いのに対し
て、図６に示す第１の発明装置の場合には、矢印はかな
り長くなっており、処理ガスの速度が例えば０．０４ｍ
／ｓｅｃとなってはるかに速くなっていることが判明す
る。
【００１７】また、従来装置と第１の発明装置の膜質の
良否と成膜レートの圧力依存性を実際に求めたので、そ
の結果について図７を参照して説明する。ここでは、従
来装置と第１の発明装置についてそれぞれプロセス圧力
を１．０Ｔｏｒｒと３．０Ｔｏｒｒにした時の膜質を調
べた。他のプロセス条件は同じであり、プロセス温度は
５３０℃、シラン流量は５００ｓｃｃｍである。図７中
において斜線の部分は品質の良好なＳｉＨ4 層（シラン
が結晶化したＳｉ結晶層）を示し、白色部分は品質の不
良なＳｉＨ2 層（シリレンが結晶化したＳｉ結晶層）を
示し、各グラフ上の数値は全体の成膜レートに対するＳ
ｉＨ2 層の成膜寄与率を表している。この図から明らか
なように、プロセス圧力が低い１．０Ｔｏｒｒの場合に
は、従来装置も第１の発明装置も共に成膜レートは低く
て略１５Å／ｍｉｎであり、差はほとんどない。これに
対してプロセス圧力が３．０Ｔｏｒｒの場合には、従来
装置及び第１の発明装置の成膜レートはそれぞれ３６Å
／ｍｉｎ及び２８Å／ｍｉｎであり、大幅に上昇してい
る。そして、この場合、従来装置の方が成膜レートは高
いが品質の劣るＳｉＨ2 層が３６．５％も寄与している
のに対して、第１の発明装置の場合には２４．３％と低
い値となっており、結果的に第１の発明装置の方が膜質
が良いことが判明した。
【００１８】次に、上記第１の発明装置を用いて処理ガ
ス流量に対する膜質の依存性について検討したので、そ
の結果について図８を参照して説明する。ここでは、第
１の発明装置を用いて、プロセス圧力を５３０℃、プロ
セス圧力を３Ｔｏｒｒにそれぞれ固定し、シラン流量を
５００ｓｃｃｍ、１０００ｓｃｃｍ及び１５００ｓｃｃ
ｍと変化させた。このグラフから明らかなように、シラ
ン流量を増加する程、成膜レートは次第に少しずつ変化
しているが、これと同時に全体の成膜レートに対する品
質の劣るＳｉＨ2 層の寄与率が、２４．３％、１４．９
％及び１０．１％の順に大幅に減少している。従って、
シランの流量を増加した方が、全体の成膜レートは少し
落ちるが、その分、高い品質の膜を得ることができ、好
ましいことが判明する。
【００１９】次に、シラン流量に対するシリレン濃度の
プロセス圧力依存性について検討したので、図９を参照
してその検討結果について説明する。ここでは、第１の
発明装置を用い、プロセス温度を５３０℃に固定し、シ
ランの流量を変化させた。また、プロセス圧力は３Ｔｏ
ｒｒ、４．５Ｔｏｒｒ、７Ｔｏｒｒの３種類について検
討した。また、グラフ中には、成膜レートも併せて記載
しており、それぞれ従来比よりもかなり高い値である。
このグラフから明らかなように、共にシラン流量を多く
する程、シリレンの濃度は低下して好ましくなってお
り、しかも、プロセス圧力が高い程、成膜レートも高く
なっている。従って、シリレン濃度を許容値、例えば１
０．５％（この値については後述する）以下に抑制する
には、シラン流量をプロセス圧力が３Ｔｏｒｒの時は略
１７００ｓｃｃｍ以上、プロセス圧力が４．５Ｔｏｒｒ
の時は略２７００ｓｃｃｍ以上、プロセス圧力が７Ｔｏ
ｒｒの時は４１００ｓｃｃｍ以上に設定すればよいこと
が判明する。
【００２０】尚、シリレン濃度の許容値を１０．５％以
下にした理由は、図１０に示すシリレン濃度とステップ
カバレジ（ホール径：０．４μｍ、深さ：１μｍ）との
関係より、ステップカバレジを９７％以上に設定するた
めには、シリレン濃度を１０．５％以下にする必要があ
るためである。上記した第１の発明装置の各部材の寸
法、ガス導入口３８の形状、ガス吸引口４０の形状等は
単に一例を示したに過ぎず、これに限定されない。例え
ば、ガス導入口３８を厚肉側壁３２の部分に複数個形成
してもよいし、また、厚肉側壁３２の周方向における長
さを更に長くしてガス吸引口４０の周方向における長さ
を短くしてもよい。
【００２１】また、以上説明した第１の発明装置におい
ては、ウエハボート２６は従来のものを用い、処理容器
４としては２重管構造のものを用いて内筒６の形状を工
夫してガス導入口３８やガス吸引口４０を構成したが、
これに限定されず、以下に示す第２の発明装置のように
処理容器を単管構造としてこれにガス導入口やガス吸引
口を形成し、更に、ウエハボートの形状を変えることに
よってウエハの外周に逃げる処理ガスを抑制して処理ガ
スをウエハ間に効率的に通過させるようにしてもよい。
図１１はこのような第２の発明の熱処理装置を示す構成
図、図１２は図１１中のＢ−Ｂ線矢視断面図、図１３は
被処理体支持具であるウエハボートを示す概略構成図、
図１４は図１３に示すウエハボートの部分断面斜視図、
図１５は処理容器を示す部分断面斜視図、図１６は処理
ガスの供給系を示す図である。尚、先に説明した第１の
発明装置と同一部分については同一符号を付して説明を
省略する。
【００２２】図示するように、この熱処理装置５０で
は、上述したように処理容器５２は単管構造になされて
おり、容器側壁の底部に真空引き用の排気口５４を設け
ている。そして、マニホールド１０を貫通させて第１の
発明装置と同様にＬ字状のガス導入ノズル１６が設けら
れ、これにはガス管５６が接続されて処理ガス等の各種
の必要とされるガスを供給するようになっている。尚、
このノズル１６は、図示例では１本記しているが、実際
には複数設けられる。上記処理容器５２は、その片側の
側壁（内壁）にコンダクタンスの小さなガス導入口５８
を設け、この対向側に、側壁を部分的に外側へ凸状に突
出させて形成することによりコンダクタンスの大きなガ
ス吸引口６０を設けている。具体的には、上記ガス導入
口５８は、図１５に示すように、上記処理容器５２の側
壁に、高さ方向及び周方向へそれぞれ３つずつ配列した
合計９つの噴出スリット６２Ａ〜６２Ｃ、６４Ａ〜６４
Ｃ、６６Ａ〜６６Ｃを有しており、高さ方向への配列位
置は、僅かずつ周方向へ位置ずれさせている。従って、
噴出スリットは、容器の高さ方向へは３つのゾーンに分
割されることになる。
【００２３】そして、この各噴出スリット６２Ａ〜６２
Ｃ、６４Ａ〜６４Ｃ、６６Ａ〜６６Ｃは側壁を貫通して
おり、このスリットに対応する側壁の外周面には、この
高さ方向に沿って石英製の通路形成部材６８が溶接等に
より接合されている。各通路形成部材６８には、高さ方
向に異なる上記噴出スリット６２Ａ〜６２Ｃ、６４Ａ〜
６４Ｃ、６６Ａ〜６６Ｃの高さレベルに対応させて、長
さが異なる３つの通路溝７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃが形成
されており、この通路形成部材６８を処理容器６８の外
周面に接合することにより、各通路溝７０Ａ、７０Ｂ、
７０Ｃと対応する高レベルの各噴出スリットが連通する
ようになっている。そして、前記ガス導入ノズル１６
は、上記スリット数に対応した数だけ設けられる。ここ
で処理容器５２の実効部分の長さを９００ｍｍとする
と、各スリットの長さは３００ｍｍ程度、幅は１０ｍｍ
程度に設定され、また、各通路溝７０Ａ〜７０Ｃの断面
形状の縦横はそれぞれ共に１０ｍｍ程度である。上記各
噴出スリット６２Ａ〜６２Ｃ、６４Ａ〜６４Ｃ、６６Ａ
〜６６Ｃへのガス供給系は、図１６に示されており、周
方向へ配列された各噴出スリットは共通に接続されてい
る。そして、ゾーン毎に接続されたガス管５６の途中に
は、個別に制御可能なマスフローコントローラのような
流量制御器７２及び開閉弁７４を介設した後に、共通に
処理ガス源７６に接続されている。
【００２４】一方、被処理体支持具としてのウエハボー
ト８０は、図１３及び図１４にも示すように、天板８２
と底板８４との間に断面円弧状の２枚の板部材８６を接
合させて構成されている。この板部材８６の内側面に
は、ウエハＷの下面周縁部を支持するための支持部とし
て支持突起８８がそれぞれ２個ずつ形成されており、例
えば９０〜１００枚のウエハＷを所定のピッチで多段に
支持できるようになっている。尚、この支持突起２８に
代えて支持溝を形成するようにしてもよい。この２枚の
板部材８６は、図１２に示すように、上記ガス吸引口６
０の開口幅Ｌ８に対応した距離だけ離間されており、ウ
エハボート８０の断面の略半円を被っている。そして、
この板部材８６の厚さＬ６は例えば５〜７ｍｍ程度にか
なり厚く設定することにより、この板部材８６と容器内
壁との間の距離Ｌ７が非常に狭く、例えば２〜５ｍｍ程
度の範囲内になるようになされている。これにより、ウ
エハＷの外周を迂回する処理ガスの量をできるだけ抑制
するようになっている。また、板部材８６の先端８６Ａ
はガスの流れ方向に沿ってウエハ中心側へ傾斜されたテ
ーパ面となっており、ウエハ外周へ迂回しようとする処
理ガスを効率的にウエハ面側へ取り込むようになってい
る。また、８インチウエハを処理する場合、上記ガス吸
引口６０の断面形状の幅Ｌ８は５０〜１００ｍｍ程度、
奥行Ｌ９は２５〜３０ｍｍ程度の長さであるが、この数
値に限定されない。
【００２５】次に、以上のように構成された第２の発明
装置を用いた成膜方法について図１７〜図１９も参照し
て説明する。図１７〜図１９は、熱処理装置のそれぞれ
下段、中段及び上段部分の縦断面と横断面における処理
ガスの流れを模式的に示す図である。図１１に示すよう
に成膜時において処理ガス源７６（図１６参照）から供
給された処理ガスは各ゾーン毎に適正に流量制御され
て、各ノズル１６を介して対応する通路溝７０Ａ〜７０
Ｃ（図１５参照）に流れ込み、この溝内を上昇してガス
導入口５８を構成する各噴出スリット６２Ａ〜６２Ｃ、
６４Ａ〜６４Ｃ、６６Ａ〜６６Ｃより処理容器５２内へ
放出される。この放出された処理ガスはウエハＷ間を通
過してガス吸引口６０へ流れ込み、これを流下して排気
口５４から容器外へ排出されることになる。
【００２６】ここで、第１の発明装置と同様に、ガス導
入口５８は小さな排気コンダクタンスになされ、これに
対してガス吸引口６０は大きな排気コンダクタンスにな
されているので、両者間に差圧が生じ、処理ガスはウエ
ハ間に効率的に流れて行きつつシランの熱分解によって
成膜が行なわれる。特に、この第２の発明装置では、ウ
エハボート８０を形成する２枚の板部材８６が容器内壁
に非常に接近した状態で収容されているので、これが処
理ガスに対して邪魔板のように作用し、ウエハの外周を
流れようとする処理ガスの流れを阻止してこれをウエハ
面内側へ案内することになる。また、この板部材８６の
先端８６Ａもテーパ面となっていることから、ウエハ外
周へ流れようとする処理ガスを一層ウエハ面内側へ案内
するように作用する。従って、第１の発明装置の場合と
比較して、より多くの処理ガスをウエハ面間に流すこと
ができるので処理ガスを有効利用でき、その分、供給す
る処理ガスの流量を少なくできる。
【００２７】また、図１７〜図１９に示すように、ここ
では処理容器５２の高さ方向へ３つのゾーンに分割し、
更に、周方向にも３つに分割して処理ガスを供給するよ
うにしているので、ウエハ面上に偏りなく略均一に処理
ガスを供給することができるので、例えば膜の面内及び
面間均一性も高く維持することができる。この時の評価
をシミュレーションで行ったのでその結果を図２０に示
す。図２０（Ａ）は上記したような第２の発明装置の場
合のシミュレーションモデルを示し、図２０（Ｂ）はそ
の中における処理ガスの流速分布のシミュレーションを
示す図である。この場合、図６に示す場合と同様に図中
の矢印の長さが処理ガスの速度を表している。図６に示
す第１の発明装置の場合には、ウエハ外周と容器内面と
の間にかなり多くの処理ガスが密集して流れているが、
図２０に示す第２の発明装置の場合には、板部材８６に
よってウエハ外周側を迂回する処理ガス量が非常に少な
くなってウエハ表面上に多くのガスが流れ込んで流速も
速くなっており、処理ガスをより有効利用できているこ
とが判明する。例えば、ここでは流速は略０．１５ｍ／
ｓｅｃであり、図６に示す第１の発明装置の０．０４ｍ
／ｓｅｃよりもかなり速くなっており、必要ガス流量を
１／４程度に削減することが可能である。
【００２８】上記第２の発明装置において、スリット
は、高さ方向及び周方向にそれぞれ３段ずつ設けるよう
にしたが、この数量には限定されないのは勿論である。
また、熱処理としてポリシリコン膜、アモルファス膜、
或いは他の膜種の成膜処理に限定されず、酸化拡散処
理、アニール処理等の他の熱処理にも適用できるのは勿
論である。更には、被処理体としては、半導体ウエハに
限定されず、ＬＣＤ基板、ガラス基板等にも適用するこ
とができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱処理方
法及び熱処理装置によれば、次のように優れた作用効果
を発揮することができる。請求項１乃至請求項４に規定
する発明によれば、コンダクタンスの小さなガス導入口
からコンダクタンスの大きなガス吸引口に向けて処理ガ
スを流すようにしたので、被処理体間に効率的に処理ガ
スを流すことができる。従って、処理ガスによる熱処理
が促進されて熱処理速度が高くなり、例えば成膜処理の
場合には品質の良好な膜を高い成膜レートで形成するこ
とができる。請求項５に規定する発明によれば、ガス導
入口を被処理体の配列方向に分散してゾーン毎に配置し
て独立制御できるようにしたので、配列方向において処
理ガスを均等に供給して、熱処理の面間均一性を高める
ことができる。請求項６に規定する発明によれば、被処
理体の周方向に沿ってガス導入口を分散して配置したの
で、被処理体の面内において処理ガスを均一に供給する
ことができ、熱処理の面内均一性を高めることができ
る。請求項７に規定する発明によれば、板部材が邪魔板
の作用をして被処理体の外周に処理ガスが流れ込むこと
を防止してより多くの処理ガスが被処理体間に流れるよ
うにしたので、その分、熱処理などの成膜レートを更に
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の熱処理装置を示す構成図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】図１中の内筒を示す斜視図である。
【図４】半導体ウエハ間におけるシラン及びシリレンの
濃度を示す図である。
【図５】従来装置の場合の半導体ウエハ上の処理ガスの
流速分布のシミュレーションを示す図である。
【図６】第１の発明装置の場合のモデルと半導体ウエハ
上の処理ガスの流速分布のシミュレーションを示す図で
ある。
【図７】従来装置と第１の発明装置の膜質の良否と成膜
レートの圧力依存性を示す図である。
【図８】第１の発明装置を用いて処理ガス流量に対する
膜質の依存性を示す図である。
【図９】シラン流量に対するシリレン濃度のプロセス圧
力依存性を示す図である。
【図１０】シリレン濃度とステップカバレジとの関係を
示す図である。
【図１１】第２の発明の熱処理装置を示す構成図であ
る。
【図１２】図１１中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１３】被処理体支持具であるウエハボートを示す概
略構成図である。
【図１４】図１３に示すウエハボートの部分断面斜視図
である。
【図１５】処理容器を示す部分断面斜視図である。
【図１６】処理ガスの供給系を示す図である。
【図１７】第２の発明の熱処理装置内の処理ガスの流れ
を模式的に示す図である。
【図１８】第２の発明の熱処理装置内の処理ガスの流れ
を模式的に示す図である。
【図１９】第２の発明の熱処理装置内の処理ガスの流れ
を模式的に示す図である。
【図２０】第２の発明装置の処理ガスの流れのシミュレ
ーションを示す図である。
【図２１】一般的なバッチ式熱処理装置を示す概略構成
図である。
【符号の説明】
２ 熱処理装置 ４ 処理容器 ６ 内筒 ８ 外筒 １６ ガス導入ノズル ２６ ウエハボート（被処理体支持具） ２８ ボートエレベータ（挿脱機構） ３２ 厚肉側壁 ３４ 薄肉側壁 ３８ ガス導入口 ４０ ガス吸引口 ５０ 熱処理装置 ５２ 処理容器 ５８ ガス導入口 ６０ ガス吸引口 ６２Ａ〜６２Ｃ，６４Ａ〜６４Ｃ，６６Ａ〜６６Ｃ 噴
出スリット ６８ 通路形成部材 ７０Ａ〜７０Ｃ 通路溝 ８０ ウエハボート（被処理体支持具） ８２ 天板 ８４ 底板 ８６ 板部材 ８８ 支持突起（支持部） Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/324 Ｈ０１Ｌ 21/324 Ｒ Ｓ (72)発明者 田房 功 神奈川県津久井郡城山町町屋１丁目２番41 号 東京エレクトロン東北株式会社相模事 業所内 Ｆターム(参考） 4K055 AA06 HA01 HA12 4K061 AA01 AA05 BA11 CA08 CA13 CA21 DA05 EA10 FA07 FA12 FA14 GA04 5F045 AC01 AC15 AD09 AE21 BB09 DP19 DQ05 EB02 EC02 EE20 EF02 EG02 EN04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定のピッチで配列した複数の被処理体
    に対して処理ガスを流して所定の熱処理を施すに際し
    て、前記配列された複数の被処理体の一端側を臨むよう
    に前記被処理体の配列方向に沿って形成されたコンダク
    タンスの小さなガス導入口から前記複数の被処理体の他
    端側を臨むように前記被処理体の配列方向に沿って形成
    されたコンダクタンスの大きなガス吸引口に向けて前記
    処理ガスを流して前記被処理体間に前記処理ガスを通過
    させるようにしたことを特徴とする成膜方法。
  2. 【請求項２】 被処理体に対して処理ガスを流して所定
    の熱処理を施す熱処理装置において、複数の被処理体を
    所定のピッチで配列させて支持する被処理体支持具と、
    前記被処理体を収容するための真空引き可能になされた
    処理容器と、前記複数の被処理体の一端側を臨むように
    前記被処理体の配列方向に沿って形成されたコンダクタ
    ンスの小さなガス導入口と、前記複数の被処理体の他端
    側を臨むように前記被処理体の配列方向に沿って形成さ
    れたコンダクタンスの大きなガス吸引口と、前記被処理
    体支持具を、前記処理容器内へロード及びアンロードさ
    せる挿脱機構とを備えたことを特徴とする熱処理装置。
  3. 【請求項３】 前記処理容器は、内筒と、この内筒を囲
    むように設けた外筒の２重管構造になされており、前記
    内筒の一側に沿って前記ガス導入口が形成されると共
    に、前記内筒の他側に沿って前記ガス吸引口が形成され
    ることを特徴とする請求項２記載の熱処理装置。
  4. 【請求項４】 前記ガス導入口は、前記処理容器の側壁
    に沿って設けられると共に、前記ガス吸引口は前記処理
    容器の側壁をその外方へ突出させて形成することにより
    設けられることを特徴とする請求項２記載の熱処理装
    置。
  5. 【請求項５】 前記ガス導入口は、前記被処理体の配列
    方向に沿って複数のゾーン毎に分割して配置されている
    ことを特徴とする請求項４記載の熱処理装置。
  6. 【請求項６】 前記ガス導入口は、前記被処理体の周方
    向に沿って複数に分割して配置されていることを特徴と
    する請求項４または５記載の熱処理装置。
  7. 【請求項７】 前記被処理体支持具は、内側に前記被処
    理体と当接して支持する支持部を有して所定の厚みにな
    された断面円弧状の２枚の板部材を具備することを特徴
    とする請求項４乃至６のいずれかに記載の熱処理装置。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005056908A (ja) * 2003-08-05 2005-03-03 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP2005302908A (ja) * 2004-04-09 2005-10-27 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
JP2008172205A (ja) * 2006-12-12 2008-07-24 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置、半導体装置の製造方法、および反応容器
JP2008300688A (ja) * 2007-05-31 2008-12-11 Tokyo Electron Ltd 成膜装置
US20100083898A1 (en) * 2008-07-23 2010-04-08 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus
US8002895B2 (en) 2006-08-04 2011-08-23 Tokyo Electron Limited Heat processing apparatus for semiconductor process
JP2011195863A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 原子層堆積装置及び原子層堆積方法
JP2012004408A (ja) * 2010-06-18 2012-01-05 Tokyo Electron Ltd 支持体構造及び処理装置
US8420167B2 (en) 2006-12-12 2013-04-16 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method of manufacturing a semiconductor device
CN105990197A (zh) * 2015-03-19 2016-10-05 东京毅力科创株式会社 基板处理装置

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030111013A1 (en) * 2001-12-19 2003-06-19 Oosterlaken Theodorus Gerardus Maria Method for the deposition of silicon germanium layers
US20070243317A1 (en) * 2002-07-15 2007-10-18 Du Bois Dale R Thermal Processing System and Configurable Vertical Chamber
US20070137794A1 (en) * 2003-09-24 2007-06-21 Aviza Technology, Inc. Thermal processing system with across-flow liner
US20050098107A1 (en) * 2003-09-24 2005-05-12 Du Bois Dale R. Thermal processing system with cross-flow liner
KR101025323B1 (ko) * 2004-01-13 2011-03-29 가부시키가이샤 아루박 에칭 장치 및 에칭 방법
JP2006176826A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Canon Anelva Corp 薄膜処理装置
US8039049B2 (en) * 2005-09-30 2011-10-18 Tokyo Electron Limited Treatment of low dielectric constant films using a batch processing system
US7785418B2 (en) * 2005-12-28 2010-08-31 Macronix International Co., Ltd. Adjusting mechanism and adjusting method thereof
JP4857849B2 (ja) * 2006-03-24 2012-01-18 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US20070240644A1 (en) * 2006-03-24 2007-10-18 Hiroyuki Matsuura Vertical plasma processing apparatus for semiconductor process
JP5222652B2 (ja) * 2008-07-30 2013-06-26 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
US9068263B2 (en) * 2009-02-27 2015-06-30 Sandvik Thermal Process, Inc. Apparatus for manufacture of solar cells
TWI562204B (en) 2010-10-26 2016-12-11 Hitachi Int Electric Inc Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method and computer-readable recording medium
JP5589878B2 (ja) * 2011-02-09 2014-09-17 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP2012195565A (ja) * 2011-02-28 2012-10-11 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法
JP5702657B2 (ja) * 2011-04-18 2015-04-15 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
KR101879175B1 (ko) * 2011-10-20 2018-08-20 삼성전자주식회사 화학 기상 증착 장치
KR101408084B1 (ko) * 2011-11-17 2014-07-04 주식회사 유진테크 보조가스공급포트를 포함하는 기판 처리 장치
KR101364701B1 (ko) * 2011-11-17 2014-02-20 주식회사 유진테크 위상차를 갖는 반응가스를 공급하는 기판 처리 장치
KR101371435B1 (ko) * 2012-01-04 2014-03-12 주식회사 유진테크 처리유닛을 포함하는 기판 처리 장치
CN104178806A (zh) * 2014-08-20 2014-12-03 中国科学院半导体研究所 悬挂式双面外延生长装置
JP6435967B2 (ja) * 2015-03-31 2018-12-12 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置
KR101715192B1 (ko) * 2015-10-27 2017-03-23 주식회사 유진테크 기판처리장치
JP6462161B2 (ja) 2016-02-09 2019-01-30 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置および半導体装置の製造方法
JP2019047027A (ja) * 2017-09-05 2019-03-22 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
JP6820816B2 (ja) * 2017-09-26 2021-01-27 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、反応管、半導体装置の製造方法、及びプログラム

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0164928A3 (en) 1984-06-04 1987-07-29 Texas Instruments Incorporated Vertical hot wall cvd reactor
US4792890A (en) 1985-12-31 1988-12-20 International Business Machines Corp. Method for resolving conflicts between interrupt sources sharing the same priority level
JPH0682626B2 (ja) 1987-10-22 1994-10-19 日本電気株式会社 気相成長装置
JPH0732137B2 (ja) 1988-02-29 1995-04-10 東京エレクトロン東北株式会社 熱処理炉
JPH01228123A (ja) * 1988-03-09 1989-09-12 Fujitsu Ltd 半導体装置用処理装置
JP2727090B2 (ja) 1988-09-29 1998-03-11 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置
JPH0760120B2 (ja) 1989-09-30 1995-06-28 アンリツ株式会社 光パワーセンサ
JPH04139820A (ja) 1990-10-01 1992-05-13 Nec Corp 縦型減圧ｃｖｄ装置
JP3067350B2 (ja) * 1991-12-03 2000-07-17 日本電気株式会社 縦型減圧化学気相成長装置
JPH05251391A (ja) 1992-03-04 1993-09-28 Tokyo Electron Tohoku Kk 半導体ウエハーのプラズマ処理装置
JP3250628B2 (ja) * 1992-12-17 2002-01-28 東芝セラミックス株式会社 縦型半導体熱処理用治具
JP3348936B2 (ja) * 1993-10-21 2002-11-20 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置
JPH0722319A (ja) 1993-06-30 1995-01-24 Kawasaki Steel Corp 減圧ｃｖｄ装置
US5902103A (en) * 1995-12-29 1999-05-11 Kokusai Electric Co., Ltd. Vertical furnace of a semiconductor manufacturing apparatus and a boat cover thereof
JP2973971B2 (ja) 1997-06-05 1999-11-08 日本電気株式会社 熱処理装置及び薄膜の形成方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005056908A (ja) * 2003-08-05 2005-03-03 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP2005302908A (ja) * 2004-04-09 2005-10-27 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
US8002895B2 (en) 2006-08-04 2011-08-23 Tokyo Electron Limited Heat processing apparatus for semiconductor process
JP2012099864A (ja) * 2006-12-12 2012-05-24 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置、半導体装置の製造方法、および反応管
JP2009135551A (ja) * 2006-12-12 2009-06-18 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法
JP2008172205A (ja) * 2006-12-12 2008-07-24 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置、半導体装置の製造方法、および反応容器
US8420167B2 (en) 2006-12-12 2013-04-16 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method of manufacturing a semiconductor device
JP2008300688A (ja) * 2007-05-31 2008-12-11 Tokyo Electron Ltd 成膜装置
US20100083898A1 (en) * 2008-07-23 2010-04-08 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus
JP2011195863A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 原子層堆積装置及び原子層堆積方法
JP2012004408A (ja) * 2010-06-18 2012-01-05 Tokyo Electron Ltd 支持体構造及び処理装置
CN105990197A (zh) * 2015-03-19 2016-10-05 东京毅力科创株式会社 基板处理装置
JP2016178136A (ja) * 2015-03-19 2016-10-06 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
US10636627B2 (en) 2015-03-19 2020-04-28 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus
CN105990197B (zh) * 2015-03-19 2020-08-25 东京毅力科创株式会社 基板处理装置

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