JP2000340554A - バッチ式熱処理装置の運用方法 - Google Patents
バッチ式熱処理装置の運用方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被処理体未載置の空き領域があっても熱処理
の面内、面間均一性及び再現性も高く維持することがで
きるバッチ式熱処理装置の運用方法を提供する。 【解決手段】 複数枚の被処理体Ｗを保持した被処理体
保持具１０を処理容器８内へ挿入し、前記処理容器の一
端側より他端側へ向けて処理ガスを流しつつ前記被処理
体に対して所定の処理を施すようにしたバッチ式熱処理
装置の運用方法において、前記被処理体保持具に保持し
得る最大枚数よりも少ない枚数の被処理体を処理する時
には、前記被処理体を前記処理ガスの流れ方向の上流側
に寄せた状態で保持し、この被処理体群の直ぐ下流側に
ダミー被処理体ＤＷを保持させる。これにより、被処理
体未載置の空き領域があっても熱処理の面内、面間均一
性及び再現性も高く維持することが可能となる。
の面内、面間均一性及び再現性も高く維持することがで
きるバッチ式熱処理装置の運用方法を提供する。 【解決手段】 複数枚の被処理体Ｗを保持した被処理体
保持具１０を処理容器８内へ挿入し、前記処理容器の一
端側より他端側へ向けて処理ガスを流しつつ前記被処理
体に対して所定の処理を施すようにしたバッチ式熱処理
装置の運用方法において、前記被処理体保持具に保持し
得る最大枚数よりも少ない枚数の被処理体を処理する時
には、前記被処理体を前記処理ガスの流れ方向の上流側
に寄せた状態で保持し、この被処理体群の直ぐ下流側に
ダミー被処理体ＤＷを保持させる。これにより、被処理
体未載置の空き領域があっても熱処理の面内、面間均一
性及び再現性も高く維持することが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、縦型炉や横型炉の
ように一度に多数の半導体ウエハを熱処理することがで
きるバッチ式熱処理装置の運用方法に関する。
ように一度に多数の半導体ウエハを熱処理することがで
きるバッチ式熱処理装置の運用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、一度に多数枚の半導体ウエハに
対して成膜処理、酸化処理、拡散処理等の熱処理を行な
う処理装置として横型炉や縦型炉のようなバッチ式熱処
理装置が知られている。図１１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２は内筒４と外筒６とよりなる２重管構造の処理容器
８を有しており、内筒４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１０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（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）処理を行なうようになっている。
対して成膜処理、酸化処理、拡散処理等の熱処理を行な
う処理装置として横型炉や縦型炉のようなバッチ式熱処
理装置が知られている。図１１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２は内筒４と外筒６とよりなる２重管構造の処理容器
８を有しており、内筒４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１０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（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）処理を行なうようになっている。
【０００３】成膜ガス等の各種のガスは処理容器８の下
部から導入されて、内筒４内の処理空間Ｓを反応しつつ
上昇した後、下方向へ折り返して、内筒４と外筒６との
間の間隙を降下して外部へ排出される。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、また、プロセス圧力は排気口１２に設けた圧力
センサＰ１により検出されている。ここでウエハボート
１０にウエハを満載した状態で処理する時の、プロセス
温度、圧力、ガス流量は予めプロセス目的に対応させて
求められており、処理時にはこの処理条件に適合するよ
うにプロセス温度、圧力、ガス流量等を制御することに
なる。尚、ウエハボート１０には、一般的に、処理の再
現性を上げるためのサイドウエハがウエハボート１０の
上下側に、それぞれ複数載置されており、また、処理結
果を確認するためのモニタウエハが製品ウエハ中に散在
させて載置されている。
部から導入されて、内筒４内の処理空間Ｓを反応しつつ
上昇した後、下方向へ折り返して、内筒４と外筒６との
間の間隙を降下して外部へ排出される。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、また、プロセス圧力は排気口１２に設けた圧力
センサＰ１により検出されている。ここでウエハボート
１０にウエハを満載した状態で処理する時の、プロセス
温度、圧力、ガス流量は予めプロセス目的に対応させて
求められており、処理時にはこの処理条件に適合するよ
うにプロセス温度、圧力、ガス流量等を制御することに
なる。尚、ウエハボート１０には、一般的に、処理の再
現性を上げるためのサイドウエハがウエハボート１０の
上下側に、それぞれ複数載置されており、また、処理結
果を確認するためのモニタウエハが製品ウエハ中に散在
させて載置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近にあっ
ては、多種多様な半導体デバイスが要求されることから
小ロットで多品種のウエハ熱処理が必要とされる場合が
ある。例えば製品ウエハとして例えば１５０枚の処理が
必要な時には、ウエハボート１０は満載状態となるが、
それよりも少ない枚数、例えば１００枚、５０枚或いは
２５枚の熱処理が必要な場合もある。このような場合、
ウエハボート１０内にウエハ未載置の空き領域を設ける
と、部分的にウエハ温度やガス濃度が乱れたりして、熱
処理のウエハ面内均一性、面間均一性及び処理速度が変
わって熱処理の再現性が低下して好ましくないので、不
足枚数だけダミーウエハを用いてウエハボート１０を満
載状態とし、ウエハ満載時の通常のプロセス条件で熱処
理を行なうようにしていた。尚、満載時で１５０枚の製
品ウエハを処理できるウエハボート１０の支柱１０Ａに
は、例えば１７０個の支持溝が形成されており、上記サ
イドウエハが１３枚、モニタウエハが７枚それぞれ載置
できるようになっている。
ては、多種多様な半導体デバイスが要求されることから
小ロットで多品種のウエハ熱処理が必要とされる場合が
ある。例えば製品ウエハとして例えば１５０枚の処理が
必要な時には、ウエハボート１０は満載状態となるが、
それよりも少ない枚数、例えば１００枚、５０枚或いは
２５枚の熱処理が必要な場合もある。このような場合、
ウエハボート１０内にウエハ未載置の空き領域を設ける
と、部分的にウエハ温度やガス濃度が乱れたりして、熱
処理のウエハ面内均一性、面間均一性及び処理速度が変
わって熱処理の再現性が低下して好ましくないので、不
足枚数だけダミーウエハを用いてウエハボート１０を満
載状態とし、ウエハ満載時の通常のプロセス条件で熱処
理を行なうようにしていた。尚、満載時で１５０枚の製
品ウエハを処理できるウエハボート１０の支柱１０Ａに
は、例えば１７０個の支持溝が形成されており、上記サ
イドウエハが１３枚、モニタウエハが７枚それぞれ載置
できるようになっている。
【０００５】しかしながら、この場合には用いられるダ
ミーウエハは複数回の処理毎に洗浄等が行われて繰り返
し使用されるが、最終的には廃棄処分となり、従って、
ランニングコストを高騰させる原因となっていた。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、被処理
体未載置の空き領域があっても熱処理の面内、面間均一
性及び再現性も高く維持することができるバッチ式熱処
理装置の運用方法を提供することにある。
ミーウエハは複数回の処理毎に洗浄等が行われて繰り返
し使用されるが、最終的には廃棄処分となり、従って、
ランニングコストを高騰させる原因となっていた。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、被処理
体未載置の空き領域があっても熱処理の面内、面間均一
性及び再現性も高く維持することができるバッチ式熱処
理装置の運用方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、満載時より
も少ない枚数の半導体ウエハでも、製品ウエハの載置位
置、ダミーウエハの載置位置、プロセス温度等を適宜工
夫することにより、熱処理の再現性を高く維持すること
ができる、という知見を得ることにより、本発明に至っ
たものである。請求項１に規定する発明は、複数枚の被
処理体を保持した被処理体保持具を処理容器内へ挿入
し、前記処理容器の一端側より他端側へ向けて処理ガス
を流しつつ前記被処理体に対して所定の処理を施すよう
にしたバッチ式熱処理装置の運用方法において、前記被
処理体保持具に保持し得る最大枚数よりも少ない枚数の
被処理体を処理する時には、前記被処理体を前記処理ガ
スの流れ方向の上流側に寄せた状態で保持し、この被処
理体群の直ぐ下流側にダミー被処理体を保持させるよう
にしている。これにより、熱処理の面間、面内均一性及
び再現性も満載処理時と同等にかなり高く維持すること
が可能となる。
も少ない枚数の半導体ウエハでも、製品ウエハの載置位
置、ダミーウエハの載置位置、プロセス温度等を適宜工
夫することにより、熱処理の再現性を高く維持すること
ができる、という知見を得ることにより、本発明に至っ
たものである。請求項１に規定する発明は、複数枚の被
処理体を保持した被処理体保持具を処理容器内へ挿入
し、前記処理容器の一端側より他端側へ向けて処理ガス
を流しつつ前記被処理体に対して所定の処理を施すよう
にしたバッチ式熱処理装置の運用方法において、前記被
処理体保持具に保持し得る最大枚数よりも少ない枚数の
被処理体を処理する時には、前記被処理体を前記処理ガ
スの流れ方向の上流側に寄せた状態で保持し、この被処
理体群の直ぐ下流側にダミー被処理体を保持させるよう
にしている。これにより、熱処理の面間、面内均一性及
び再現性も満載処理時と同等にかなり高く維持すること
が可能となる。
【０００７】請求項２に規定するように、前記複数枚の
被処理体の内、前記処理ガスの流れ方向の最下流側近傍
に位置する被処理体の制御対象温度を、前記被処理体保
持具に満載して処理を行なう時の基準温度よりも数度低
い温度に設定するようにしてもよい。これによれば、特
に、設定値よりも実際の温度が高くなって熱処理が促進
される傾向にある処理ガスの流れ方向の最下流側に位置
する被処理体の実際の温度を適正値にして熱処理を抑制
でき、熱処理の面間均一性を一層向上させて、満載処理
時と同等に維持することが可能となる。
被処理体の内、前記処理ガスの流れ方向の最下流側近傍
に位置する被処理体の制御対象温度を、前記被処理体保
持具に満載して処理を行なう時の基準温度よりも数度低
い温度に設定するようにしてもよい。これによれば、特
に、設定値よりも実際の温度が高くなって熱処理が促進
される傾向にある処理ガスの流れ方向の最下流側に位置
する被処理体の実際の温度を適正値にして熱処理を抑制
でき、熱処理の面間均一性を一層向上させて、満載処理
時と同等に維持することが可能となる。
【０００８】請求項３に規定するように、前記処理容器
内の処理空間の圧力を、前記被処理体保持具に満載して
処理を行なう時の圧力と同じ圧力になるように設定する
ことにより、特に、熱処理速度も改善することができ、
再現性も大幅に向上させることが可能となる。請求項４
に規定するように、前記処理容器内の温度は、前記処理
ガスの流れ方向の上流側から下流側に行くに従って次第
に高くなるようにチルト温度になされているようにして
もよい。
内の処理空間の圧力を、前記被処理体保持具に満載して
処理を行なう時の圧力と同じ圧力になるように設定する
ことにより、特に、熱処理速度も改善することができ、
再現性も大幅に向上させることが可能となる。請求項４
に規定するように、前記処理容器内の温度は、前記処理
ガスの流れ方向の上流側から下流側に行くに従って次第
に高くなるようにチルト温度になされているようにして
もよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るバッチ式熱
処理装置の運用方法の一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。図１は本発明方法を実施するためのバッチ式熱
処理装置を示す概略構成図、図２は被処理体保持具へ空
き領域を残したまま被処理体を載置した時の一例を示す
図である。ここでは、熱処理として、例えばＳｉＮの成
膜を施す場合を例にとって説明する。まず、本発明方法
を実施するバッチ式熱処理装置の一例について説明す
る。この熱処理装置２の構造は、図１１を参照して説明
したものと同じであり、内筒４と外筒６とよりなる石英
製の２重管構造の処理容器８を有している。上記内筒４
内の処理空間Ｓには、被処理体保持具としての石英製の
ウエハボート１０が収容されている。このウエハボート
１０は、処理容器８の下方を開閉するキャップ１６上に
保温筒１８を介して載置されており、昇降可能なエレベ
ータ２０により、処理容器８内へその下方から挿脱可能
になされている。処理容器８の下端開口部は、例えばス
テンレス製のマニホールド２２が接合されており、この
マニホールド２２には、処理ガスとして流量制御された
ジクロルシランを導入する第１のノズル２４や流量制御
されたＮＨ3 を導入する第２のノズル２６が設けられ
る。
処理装置の運用方法の一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。図１は本発明方法を実施するためのバッチ式熱
処理装置を示す概略構成図、図２は被処理体保持具へ空
き領域を残したまま被処理体を載置した時の一例を示す
図である。ここでは、熱処理として、例えばＳｉＮの成
膜を施す場合を例にとって説明する。まず、本発明方法
を実施するバッチ式熱処理装置の一例について説明す
る。この熱処理装置２の構造は、図１１を参照して説明
したものと同じであり、内筒４と外筒６とよりなる石英
製の２重管構造の処理容器８を有している。上記内筒４
内の処理空間Ｓには、被処理体保持具としての石英製の
ウエハボート１０が収容されている。このウエハボート
１０は、処理容器８の下方を開閉するキャップ１６上に
保温筒１８を介して載置されており、昇降可能なエレベ
ータ２０により、処理容器８内へその下方から挿脱可能
になされている。処理容器８の下端開口部は、例えばス
テンレス製のマニホールド２２が接合されており、この
マニホールド２２には、処理ガスとして流量制御された
ジクロルシランを導入する第１のノズル２４や流量制御
されたＮＨ3 を導入する第２のノズル２６が設けられ
る。
【００１０】従って、処理ガスは、第１及び第２のノズ
ル２４、２６から供給された後に、内筒４内の処理空間
Ｓを上昇し、天井部で下方へ折り返して内筒４と外筒６
との間隙内を流下して排出されることになる。また、外
筒６の底部側壁には、真空ポンプ等が接続される排気口
１２が設けられると共に、ここには圧力を検出する第１
の圧力センサＰ１が設けられる。更に、上記マニホール
ド２２には、処理空間Ｓに直結する空間の圧力を測定す
る第２の圧力センサＰ２が設けられている。また、処理
容器８の外周には、高さ方向に例えば５つのゾーンに区
分された加熱ヒータ２８が設けられており、各ゾーンに
は熱電対のような温度センサ３０を設けて、ゾーン毎に
個別に制御可能になされている。
ル２４、２６から供給された後に、内筒４内の処理空間
Ｓを上昇し、天井部で下方へ折り返して内筒４と外筒６
との間隙内を流下して排出されることになる。また、外
筒６の底部側壁には、真空ポンプ等が接続される排気口
１２が設けられると共に、ここには圧力を検出する第１
の圧力センサＰ１が設けられる。更に、上記マニホール
ド２２には、処理空間Ｓに直結する空間の圧力を測定す
る第２の圧力センサＰ２が設けられている。また、処理
容器８の外周には、高さ方向に例えば５つのゾーンに区
分された加熱ヒータ２８が設けられており、各ゾーンに
は熱電対のような温度センサ３０を設けて、ゾーン毎に
個別に制御可能になされている。
【００１１】さて、このように熱処理装置２を用いて満
載時の枚数よりも少ない枚数の半導体ウエハを処理する
場合、例えば最大１５０枚（満載時）の製品ウエハを処
理できるウエハボート１０を用いて、それよりも少ない
１００枚、５０枚或いは２５枚のウエハを処理する場合
には、図２に示すように、製品ウエハＷを処理ガスの流
れ方向３２の上流側に寄せた状態でウエハボート１０に
支持させる。そして、更に、この製品ウエハ群の直ぐ下
流側にダミーウエハＤＷを複数枚載置する。ここでは、
処理ガスは下方から上方に向けてガスが流れる場合を想
定しているので、上記製品ウエハＷは、下方向へ完全に
寄せて詰めた状態となっている。また、従来方法の場合
と同様に、ウエハボート２２の最下端部と最上端部に
は、それぞれ７枚及び６枚程のサイドウエハＳＷが載置
されている。このサイドウエハＳＷの機能は、中央部に
位置する製品ウエハに対して熱的に不平衡となりがちな
上下端側に位置する製品ウエハの温度補償等を行なうも
のであり、これにより前述したように熱処理の再現性を
高く維持するものである。
載時の枚数よりも少ない枚数の半導体ウエハを処理する
場合、例えば最大１５０枚（満載時）の製品ウエハを処
理できるウエハボート１０を用いて、それよりも少ない
１００枚、５０枚或いは２５枚のウエハを処理する場合
には、図２に示すように、製品ウエハＷを処理ガスの流
れ方向３２の上流側に寄せた状態でウエハボート１０に
支持させる。そして、更に、この製品ウエハ群の直ぐ下
流側にダミーウエハＤＷを複数枚載置する。ここでは、
処理ガスは下方から上方に向けてガスが流れる場合を想
定しているので、上記製品ウエハＷは、下方向へ完全に
寄せて詰めた状態となっている。また、従来方法の場合
と同様に、ウエハボート２２の最下端部と最上端部に
は、それぞれ７枚及び６枚程のサイドウエハＳＷが載置
されている。このサイドウエハＳＷの機能は、中央部に
位置する製品ウエハに対して熱的に不平衡となりがちな
上下端側に位置する製品ウエハの温度補償等を行なうも
のであり、これにより前述したように熱処理の再現性を
高く維持するものである。
【００１２】尚、前述のように満載時で１５０枚の製品
ウエハを処理できるウエハボート１０の支柱１０Ａに
は、例えば１７０個の支持溝が形成されており、サイド
ウエハが最下端部及び最上端部合わせて１３枚、モニタ
ウエハが７枚それぞれ載置できるようになっている。上
述のように下詰めした結果、ウエハボート２２の途中に
は、何らウエハを載置していない未載置領域３４が発生
することになる。このように、各ウエハＷを載置した状
態で、ウエハ満載時と同じプロセス条件（基準プロセス
条件）、すなわち同じ処理ガス量、同じプロセス圧力、
同じプロセス温度で成膜処理することにより、ウエハに
付着した膜の面内、面間均一性及び再現性を向上させる
ことができる。
ウエハを処理できるウエハボート１０の支柱１０Ａに
は、例えば１７０個の支持溝が形成されており、サイド
ウエハが最下端部及び最上端部合わせて１３枚、モニタ
ウエハが７枚それぞれ載置できるようになっている。上
述のように下詰めした結果、ウエハボート２２の途中に
は、何らウエハを載置していない未載置領域３４が発生
することになる。このように、各ウエハＷを載置した状
態で、ウエハ満載時と同じプロセス条件（基準プロセス
条件）、すなわち同じ処理ガス量、同じプロセス圧力、
同じプロセス温度で成膜処理することにより、ウエハに
付着した膜の面内、面間均一性及び再現性を向上させる
ことができる。
【００１３】また、この場合、処理ガスの最下流側近傍
に位置する製品ウエハ、すなわち図２中ではダミーウエ
ハＤＷと製品ウエハＷとの境界部分に位置する複数枚の
製品ウエハＷａの温度は、後述するように上昇する傾向
にあるので、この部分の温度をウエハ満載時のプロセス
温度（基準温度）よりも数度、例えば１℃〜５℃程度低
い温度に設定することにより、この部分の成膜を抑制し
て膜厚の面間均一性を一層向上させることができる。更
に、成膜速度には、プロセス圧力が大きく関与するが、
内筒４内の処理空間Ｓ内の圧力を正確に測定し、この処
理空間Ｓの圧力を、ウエハ満載時の基準圧力と精度良く
同じ圧力になるように制御することにより、成膜速度を
基準プロセス時と略同じにでき、再現性を一層向上させ
ることができる。ウエハ未満載状態で熱処理する場合、
熱処理の面間、面内均一性及び再現性を高く維持するた
めには、製品ウエハの載置場所、ダミーウエハの存否及
びその載置位置、プロセス圧力、プロセス温度等が複雑
にからみあうが、以下に、上述したような結論に達した
理由を詳述する。
に位置する製品ウエハ、すなわち図２中ではダミーウエ
ハＤＷと製品ウエハＷとの境界部分に位置する複数枚の
製品ウエハＷａの温度は、後述するように上昇する傾向
にあるので、この部分の温度をウエハ満載時のプロセス
温度（基準温度）よりも数度、例えば１℃〜５℃程度低
い温度に設定することにより、この部分の成膜を抑制し
て膜厚の面間均一性を一層向上させることができる。更
に、成膜速度には、プロセス圧力が大きく関与するが、
内筒４内の処理空間Ｓ内の圧力を正確に測定し、この処
理空間Ｓの圧力を、ウエハ満載時の基準圧力と精度良く
同じ圧力になるように制御することにより、成膜速度を
基準プロセス時と略同じにでき、再現性を一層向上させ
ることができる。ウエハ未満載状態で熱処理する場合、
熱処理の面間、面内均一性及び再現性を高く維持するた
めには、製品ウエハの載置場所、ダミーウエハの存否及
びその載置位置、プロセス圧力、プロセス温度等が複雑
にからみあうが、以下に、上述したような結論に達した
理由を詳述する。
【００１４】まず、製品ウエハＷのウエハボート１０に
対する載置位置について検討する。図３はウエハボート
に対する製品ウエハＷの載置位置と膜厚の状態を示す
図、図４は図３の結果を示すグラフである。尚、膜厚の
測定に関しては、製品ウエハ間に適宜間隙で散在させた
５枚のモニタウエハの膜厚を用いている。図３に示す場
合には、１００枚の製品ウエハＷを処理する時の載置態
様を示しており、下詰１００枚処理は、１００枚の製品
ウエハＷをウエハボートの下部に集中させて載置した状
態を示し、上詰１００枚処理は１００枚の製品ウエハＷ
をウエハボートの上部に集中させて載置した状態を示
し、中詰１００枚処理は製品ウエハＷをウエハボートの
中央部に集中させて載置した状態を示しており、図中”
空”は何らウエハを載置していない未載置領域を示して
いる。
対する載置位置について検討する。図３はウエハボート
に対する製品ウエハＷの載置位置と膜厚の状態を示す
図、図４は図３の結果を示すグラフである。尚、膜厚の
測定に関しては、製品ウエハ間に適宜間隙で散在させた
５枚のモニタウエハの膜厚を用いている。図３に示す場
合には、１００枚の製品ウエハＷを処理する時の載置態
様を示しており、下詰１００枚処理は、１００枚の製品
ウエハＷをウエハボートの下部に集中させて載置した状
態を示し、上詰１００枚処理は１００枚の製品ウエハＷ
をウエハボートの上部に集中させて載置した状態を示
し、中詰１００枚処理は製品ウエハＷをウエハボートの
中央部に集中させて載置した状態を示しており、図中”
空”は何らウエハを載置していない未載置領域を示して
いる。
【００１５】また、ウエハボート１０の上下部には、前
述のようにそれぞれ所定の枚数のサイドウエハＳＷを載
置している。そして、製品ウエハ１５０枚を載置して熱
処理を行なった満載１５０枚処理を、基準値として参考
のために併記してある。尚、この時は７枚のモニタウエ
ハを用いている。図中には、各モニタウエハの膜厚及び
その平均値膜厚の面内均一性及びその平均値、面間均一
性、成膜レートをそれぞれ記している。図３中では、５
枚のモニタウエハの内、製品ウエハ群の上部に位置させ
た”トップ”と、製品ウエハ群の略中央部に位置させ
た”センタ”と、製品ウエハ群の下部に位置させた”ボ
トム”との３枚のモニタウエハの値を代表として記載し
てある。処理条件としては、以下の各プロセスも同じで
あるが、８インチウエハを用い、プロセス圧力は０．２
５Ｔｏｒｒ（３３．２５Ｐａ）、プロセス温度は７６０
℃（チルト温度：チルト温度ついては後述する）、処理
ガスはジクロルシラン及びＮＨ3 ガスがそれぞれ１００
ｓｃｃｍ及び１０００ｓｃｃｍ、更に不活性ガスとして
Ｎ2 ガスを５０ｓｃｃｍ供給する。
述のようにそれぞれ所定の枚数のサイドウエハＳＷを載
置している。そして、製品ウエハ１５０枚を載置して熱
処理を行なった満載１５０枚処理を、基準値として参考
のために併記してある。尚、この時は７枚のモニタウエ
ハを用いている。図中には、各モニタウエハの膜厚及び
その平均値膜厚の面内均一性及びその平均値、面間均一
性、成膜レートをそれぞれ記している。図３中では、５
枚のモニタウエハの内、製品ウエハ群の上部に位置させ
た”トップ”と、製品ウエハ群の略中央部に位置させ
た”センタ”と、製品ウエハ群の下部に位置させた”ボ
トム”との３枚のモニタウエハの値を代表として記載し
てある。処理条件としては、以下の各プロセスも同じで
あるが、８インチウエハを用い、プロセス圧力は０．２
５Ｔｏｒｒ（３３．２５Ｐａ）、プロセス温度は７６０
℃（チルト温度：チルト温度ついては後述する）、処理
ガスはジクロルシラン及びＮＨ3 ガスがそれぞれ１００
ｓｃｃｍ及び１０００ｓｃｃｍ、更に不活性ガスとして
Ｎ2 ガスを５０ｓｃｃｍ供給する。
【００１６】図３及び図４から明らかなように、上詰１
００枚処理の場合には、膜厚及びこの平均値、膜厚の面
内均一性及びその平均値は共に、基準値である満載時１
５０枚の場合よりもかなり大きくなっており、好ましく
ないことが判明する。また、下詰１００枚処理及び中詰
１００枚処理の場合は共に、トップ側の膜厚は異常に高
くなっているが、膜厚平均値は下詰１００枚処理の場合
は１５１．２４ｎｍであって中詰１００枚処理の１６
２．９０ｎｍよりも小さく、基準値の１５２．２７ｎｍ
に最も近い。また、膜厚の面内均一性の平均値は下詰１
００枚処理の場合は２．３１％であって、中詰１００枚
処理の場合の２．５２％及び基準値の２．４０％よりも
かなり良く、良好な結果を示している。
００枚処理の場合には、膜厚及びこの平均値、膜厚の面
内均一性及びその平均値は共に、基準値である満載時１
５０枚の場合よりもかなり大きくなっており、好ましく
ないことが判明する。また、下詰１００枚処理及び中詰
１００枚処理の場合は共に、トップ側の膜厚は異常に高
くなっているが、膜厚平均値は下詰１００枚処理の場合
は１５１．２４ｎｍであって中詰１００枚処理の１６
２．９０ｎｍよりも小さく、基準値の１５２．２７ｎｍ
に最も近い。また、膜厚の面内均一性の平均値は下詰１
００枚処理の場合は２．３１％であって、中詰１００枚
処理の場合の２．５２％及び基準値の２．４０％よりも
かなり良く、良好な結果を示している。
【００１７】ただし、下詰１００枚処理の場合及び中詰
１００枚処理の場合は、共に、面間均一性がそれぞれ
８．７５％と６．９２％であり、基準値の０．７７％よ
りもかなり劣化している。この理由は、トップの膜厚が
共に異常に大きくなっているからである。従って、トッ
プの膜厚が異常に大きい点を除けば、下詰１００枚処理
が、中詰１００枚処理の場合よりも熱処理の均一性や再
現性の維持の上から最も優れていることが判明する。
尚、製品ウエハの５０枚処理、２５枚処理についても上
述した３つの載置状態で行なったところ上述した内容と
略同様な結果となった。ただし、成膜レートは、５０枚
処理の場合は、２．０８ｎｍ／ｍｉｎ、２５枚処理の場
合は２．０７ｎｍ／ｍｉｎであり、基準値の２．１４ｎ
ｍ／ｍｉｎに対してある程度、変動していた。この点、
膜厚の再現性について少し問題はあるが、この改善方法
については後述する。
１００枚処理の場合は、共に、面間均一性がそれぞれ
８．７５％と６．９２％であり、基準値の０．７７％よ
りもかなり劣化している。この理由は、トップの膜厚が
共に異常に大きくなっているからである。従って、トッ
プの膜厚が異常に大きい点を除けば、下詰１００枚処理
が、中詰１００枚処理の場合よりも熱処理の均一性や再
現性の維持の上から最も優れていることが判明する。
尚、製品ウエハの５０枚処理、２５枚処理についても上
述した３つの載置状態で行なったところ上述した内容と
略同様な結果となった。ただし、成膜レートは、５０枚
処理の場合は、２．０８ｎｍ／ｍｉｎ、２５枚処理の場
合は２．０７ｎｍ／ｍｉｎであり、基準値の２．１４ｎ
ｍ／ｍｉｎに対してある程度、変動していた。この点、
膜厚の再現性について少し問題はあるが、この改善方法
については後述する。
【００１８】次に、図５及び図６を参照してダミーウエ
ハを用いた時の製品ウエハのトップにおける膜厚の抑制
について説明する。図５はダミーウエハを用いた場合と
用いない場合の膜厚の変化を説明するための図、図６は
図５の結果を示すグラフである。ここで図５中において
下詰１００枚処理＋ＤＷ５枚の態様は、１００枚の製品
ウエハ群の直上に、５枚のダミーウエハＤＷを載置した
態様を示している。尚、図５中の下詰１００枚処理及び
満載１５０枚処理の数値は、図３に示す数値と同じであ
る。図５及び図６から明らかなように、トップの膜厚
は、下詰１００枚処理が１７０．９９ｎｍであるのに対
して、下詰１００枚＋ＤＷ５枚処理は１４７．３４ｎｍ
であって基準値１５２．２７ｎｍにかなり近い値であ
る。更に、下詰１００枚＋ＤＷ５枚処理の膜厚の面間均
一性は、２．３７％となり、下詰１００枚処理の８．７
５％よりもかなり向上している。この結果、製品ウエハ
群の直上に、すなわち成膜ガスの流れ方向の直ぐ下流側
に、複数枚のダミーウエハＤＷを載置することにより、
膜厚の面間均一性も改善できることが判明する。
ハを用いた時の製品ウエハのトップにおける膜厚の抑制
について説明する。図５はダミーウエハを用いた場合と
用いない場合の膜厚の変化を説明するための図、図６は
図５の結果を示すグラフである。ここで図５中において
下詰１００枚処理＋ＤＷ５枚の態様は、１００枚の製品
ウエハ群の直上に、５枚のダミーウエハＤＷを載置した
態様を示している。尚、図５中の下詰１００枚処理及び
満載１５０枚処理の数値は、図３に示す数値と同じであ
る。図５及び図６から明らかなように、トップの膜厚
は、下詰１００枚処理が１７０．９９ｎｍであるのに対
して、下詰１００枚＋ＤＷ５枚処理は１４７．３４ｎｍ
であって基準値１５２．２７ｎｍにかなり近い値であ
る。更に、下詰１００枚＋ＤＷ５枚処理の膜厚の面間均
一性は、２．３７％となり、下詰１００枚処理の８．７
５％よりもかなり向上している。この結果、製品ウエハ
群の直上に、すなわち成膜ガスの流れ方向の直ぐ下流側
に、複数枚のダミーウエハＤＷを載置することにより、
膜厚の面間均一性も改善できることが判明する。
【００１９】尚、載置されるこのダミーウエハＤＷの枚
数は、多い程よいが、ダミーウエハＤＷの設置効果と経
済性を考慮すれば５枚〜６枚の範囲内が適切である。以
上の結果を総括すると、定数（満載時）よりも少ない枚
数の製品ウエハを熱処理する場合には、この製品ウエハ
Ｗ群を処理ガスの流れ方向の上流側に寄せた状態で載置
し（図示例の場合には下方に寄せた状態で保持し）、更
に、製品ウエハ群の直ぐ下流側に（図示例の場合は直上
に）複数枚のダミーウエハＤＷを載置させる。そして、
この状態で製品ウエハの満載時と同様なプロセス条件で
成膜処理を行なうことにより、膜厚の面間及び面内均一
性を、ウエハ満載時と同様な程度に高く維持することが
できる。
数は、多い程よいが、ダミーウエハＤＷの設置効果と経
済性を考慮すれば５枚〜６枚の範囲内が適切である。以
上の結果を総括すると、定数（満載時）よりも少ない枚
数の製品ウエハを熱処理する場合には、この製品ウエハ
Ｗ群を処理ガスの流れ方向の上流側に寄せた状態で載置
し（図示例の場合には下方に寄せた状態で保持し）、更
に、製品ウエハ群の直ぐ下流側に（図示例の場合は直上
に）複数枚のダミーウエハＤＷを載置させる。そして、
この状態で製品ウエハの満載時と同様なプロセス条件で
成膜処理を行なうことにより、膜厚の面間及び面内均一
性を、ウエハ満載時と同様な程度に高く維持することが
できる。
【００２０】次に、面間均一性を更に改善するために、
プロセス温度について検討したので、この点について図
７及び図８を参照して説明する。図７はプロセス温度７
６０℃のチルト温度制御時における処理容器内の実際の
温度と載置状態との関係を示すグラフ、図８は図７に示
す結果に基づいて温度補償を行なった時の膜厚の面間均
一性、成膜レート及び再現性を表す図である。図７にお
いては、ウエハ１７０枚（サイドウエハ等を含む）載置
可能なウエハボートにおける高さ方向の温度分布を示し
ており、ここではプロセス温度７６０℃のチルト温度制
御を行なっている。チルト温度制御とは、従来において
一般的に行なわれている温度制御の一種であり、主とし
て膜厚の面間均一性等を改善する目的で行なわれてお
り、処理ガスの流れ方向の上流側から下流側に行くに従
って、図示例ではウエハボートの下側より上方へ行くに
従って、プロセス温度７６０℃を中心として次第に温度
が高くなるように傾斜をつけるようにした温度制御方法
である。
プロセス温度について検討したので、この点について図
７及び図８を参照して説明する。図７はプロセス温度７
６０℃のチルト温度制御時における処理容器内の実際の
温度と載置状態との関係を示すグラフ、図８は図７に示
す結果に基づいて温度補償を行なった時の膜厚の面間均
一性、成膜レート及び再現性を表す図である。図７にお
いては、ウエハ１７０枚（サイドウエハ等を含む）載置
可能なウエハボートにおける高さ方向の温度分布を示し
ており、ここではプロセス温度７６０℃のチルト温度制
御を行なっている。チルト温度制御とは、従来において
一般的に行なわれている温度制御の一種であり、主とし
て膜厚の面間均一性等を改善する目的で行なわれてお
り、処理ガスの流れ方向の上流側から下流側に行くに従
って、図示例ではウエハボートの下側より上方へ行くに
従って、プロセス温度７６０℃を中心として次第に温度
が高くなるように傾斜をつけるようにした温度制御方法
である。
【００２１】ここでは、下詰２５枚処理、下詰５０枚処
理、下詰１００枚処理及び満載１５０枚処理の４つの態
様について行なっている。この図７に示すグラフから明
らかなように、各処理態様において下詰め製品ウエハ群
の最上端の近傍（処理ガス流れ方向の最下流側近傍）に
おけるウエハ温度がそれぞれ設定値（制御対象温度）よ
りもΔｔ１、Δｔ２、Δｔ３度ずつ高くなっていること
が判明する。このΔｔ１〜Δｔ３は略１℃〜８℃程度の
範囲内であり、このように僅かに温度が高い分だけこの
部分における反応が促進されてしまい、この部分に位置
する製品ウエハに対する成膜レートが高くなってしま
う。そこで、ゾーン毎に個別に制御可能な加熱ヒータを
用いて、上記対応する部分のみの温度を、基準温度（満
載時）よりも数℃、例えば１℃〜８℃程度だけ低くなる
ように設定し、温度補償を行なって円滑な直線状のチル
ト温度変化となるようにする。
理、下詰１００枚処理及び満載１５０枚処理の４つの態
様について行なっている。この図７に示すグラフから明
らかなように、各処理態様において下詰め製品ウエハ群
の最上端の近傍（処理ガス流れ方向の最下流側近傍）に
おけるウエハ温度がそれぞれ設定値（制御対象温度）よ
りもΔｔ１、Δｔ２、Δｔ３度ずつ高くなっていること
が判明する。このΔｔ１〜Δｔ３は略１℃〜８℃程度の
範囲内であり、このように僅かに温度が高い分だけこの
部分における反応が促進されてしまい、この部分に位置
する製品ウエハに対する成膜レートが高くなってしま
う。そこで、ゾーン毎に個別に制御可能な加熱ヒータを
用いて、上記対応する部分のみの温度を、基準温度（満
載時）よりも数℃、例えば１℃〜８℃程度だけ低くなる
ように設定し、温度補償を行なって円滑な直線状のチル
ト温度変化となるようにする。
【００２２】このような温度補償を行なった時の結果を
図８に示す。図中、ＴＯＰ、Ｃ−Ｔ、ＣＴＲ、Ｃ−Ｂ及
びＢＴＭは、図７中で設けた熱電対に対応している。図
８に示すように、下詰１００枚処理時には、Ｃ−Ｔ温度
がその基準値（７７１．５℃）よりも７℃だけ低くなる
ように温度補償しており、下詰５０枚処理時には、ＣＴ
Ｒ温度がその基準値（７６０℃）よりも４．５℃だけ低
くなるように温度補償しており、下詰２５枚処理時に
は、ＣＴＲ温度がその基準値（７６０℃）よりも７．５
（＝４．５＋３．０）℃だけ低くなるように温度補償し
ている。尚、下詰２５枚処理時にもＣＴＲの温度を制御
する理由は、下詰２５枚処理時の製品ウエハ群の上端部
近傍に位置する製品ウエハは熱電対ＣＴＲのゾーンの加
熱ヒータにより大きく影響を受けるからである。
図８に示す。図中、ＴＯＰ、Ｃ−Ｔ、ＣＴＲ、Ｃ−Ｂ及
びＢＴＭは、図７中で設けた熱電対に対応している。図
８に示すように、下詰１００枚処理時には、Ｃ−Ｔ温度
がその基準値（７７１．５℃）よりも７℃だけ低くなる
ように温度補償しており、下詰５０枚処理時には、ＣＴ
Ｒ温度がその基準値（７６０℃）よりも４．５℃だけ低
くなるように温度補償しており、下詰２５枚処理時に
は、ＣＴＲ温度がその基準値（７６０℃）よりも７．５
（＝４．５＋３．０）℃だけ低くなるように温度補償し
ている。尚、下詰２５枚処理時にもＣＴＲの温度を制御
する理由は、下詰２５枚処理時の製品ウエハ群の上端部
近傍に位置する製品ウエハは熱電対ＣＴＲのゾーンの加
熱ヒータにより大きく影響を受けるからである。
【００２３】以上のような温度補償を行なった結果、各
態様において膜厚の面間均一性は、基準値の０．７７％
と同等、若しくはそれよりも小さな値となっており、良
好な結果を示している。ただし、成膜レートが基準値の
２．１４ｎｍ／ｍｉｎよりも少し変動しており、それが
ために成膜処理毎の再現性が少し劣化している。そこ
で、更に再現性を改善するために、成膜レートに大きな
影響を与えるプロセス圧力について検討したので、その
結果について図９を参照して説明する。ここで、一般
に、処理空間Ｓの圧力を制御するためには図１に示した
排気口１２に圧力センサＰ１を設置して、この検出圧力
値が所定のプロセス圧力を維持すれば処理空間Ｓの圧力
も一定になるであろうという仮定の基に制御を行なって
いるが、満載時の枚数（１５０枚）よりも少ない枚数の
製品ウエハを処理する場合には、製品ウエハを下詰めし
て未載置領域３４（図２参照）が発生するので処理容器
８内のコンダクタンスが変動する。従って、コンダクタ
ンスの変動分だけ、処理空間Ｓの圧力が変動しているこ
とが判明した。換言すれば、排気口１２における第１の
圧力センサＰ１の検出値が一定となるように制御して
も、製品ウエハの枚数が少なくなる程、処理空間Ｓの実
際の圧力は変動して低下してしまう。
態様において膜厚の面間均一性は、基準値の０．７７％
と同等、若しくはそれよりも小さな値となっており、良
好な結果を示している。ただし、成膜レートが基準値の
２．１４ｎｍ／ｍｉｎよりも少し変動しており、それが
ために成膜処理毎の再現性が少し劣化している。そこ
で、更に再現性を改善するために、成膜レートに大きな
影響を与えるプロセス圧力について検討したので、その
結果について図９を参照して説明する。ここで、一般
に、処理空間Ｓの圧力を制御するためには図１に示した
排気口１２に圧力センサＰ１を設置して、この検出圧力
値が所定のプロセス圧力を維持すれば処理空間Ｓの圧力
も一定になるであろうという仮定の基に制御を行なって
いるが、満載時の枚数（１５０枚）よりも少ない枚数の
製品ウエハを処理する場合には、製品ウエハを下詰めし
て未載置領域３４（図２参照）が発生するので処理容器
８内のコンダクタンスが変動する。従って、コンダクタ
ンスの変動分だけ、処理空間Ｓの圧力が変動しているこ
とが判明した。換言すれば、排気口１２における第１の
圧力センサＰ１の検出値が一定となるように制御して
も、製品ウエハの枚数が少なくなる程、処理空間Ｓの実
際の圧力は変動して低下してしまう。
【００２４】図９（Ａ）はこの時の状態を示しており、
処理空間Ｓの圧力を略正確に検出する第２の圧力センサ
（ガスＩＮ側）Ｐ２と第１の圧力センサＰ１との関係を
表している。図９（Ａ）に示すように排気口１２に設け
た第１の圧力センサＰ１の検出値を０．２５０Ｔｏｒｒ
に一定に維持しても、ガスＩＮ側に設けた第２の圧力セ
ンサＰ２の検出値は、製品ウエハの枚数が小さくなる
程、圧力が変動して小さくなっている。このため、成膜
レートが基準値２．１４ｎｍ／ｍｉｎより低下し、その
結果、再現性も２．３４％〜４．６７％まで劣化してい
る。そこで、ガスＩＮ側に設けた第２のセンサＰ２の検
出値が、製品ウエハ満載処理時の圧力と同じになるよう
に制御することにより、成膜レート及び再現性が劣化す
ることを防止することが可能となる。この結果は図９
（Ｂ）に示されており、載置態様に関係なくガスＩＮ側
の第２の圧力センサＰ２の検出値を０．３８５Ｔｏｒｒ
（５１．２０５Ｐａ）に一定になるように制御すれば
（第１の圧力センサＰ１の検出値は当然変動する）、成
膜レートはそれ程変動せず、従って、再現性も０．９３
％程度となって１％以内に抑制することができ、良好な
結果を示すことが判明する。換言すれば、第１の圧力セ
ンサＰ１の検出値に基づいて圧力制御する場合には、載
置態様に従って、補正値分だけ圧力が大きくなるように
制御すればよいことになる。
処理空間Ｓの圧力を略正確に検出する第２の圧力センサ
（ガスＩＮ側）Ｐ２と第１の圧力センサＰ１との関係を
表している。図９（Ａ）に示すように排気口１２に設け
た第１の圧力センサＰ１の検出値を０．２５０Ｔｏｒｒ
に一定に維持しても、ガスＩＮ側に設けた第２の圧力セ
ンサＰ２の検出値は、製品ウエハの枚数が小さくなる
程、圧力が変動して小さくなっている。このため、成膜
レートが基準値２．１４ｎｍ／ｍｉｎより低下し、その
結果、再現性も２．３４％〜４．６７％まで劣化してい
る。そこで、ガスＩＮ側に設けた第２のセンサＰ２の検
出値が、製品ウエハ満載処理時の圧力と同じになるよう
に制御することにより、成膜レート及び再現性が劣化す
ることを防止することが可能となる。この結果は図９
（Ｂ）に示されており、載置態様に関係なくガスＩＮ側
の第２の圧力センサＰ２の検出値を０．３８５Ｔｏｒｒ
（５１．２０５Ｐａ）に一定になるように制御すれば
（第１の圧力センサＰ１の検出値は当然変動する）、成
膜レートはそれ程変動せず、従って、再現性も０．９３
％程度となって１％以内に抑制することができ、良好な
結果を示すことが判明する。換言すれば、第１の圧力セ
ンサＰ１の検出値に基づいて圧力制御する場合には、載
置態様に従って、補正値分だけ圧力が大きくなるように
制御すればよいことになる。
【００２５】このように、本実施例では、製品ウエハ群
の処理ガス最下流側の近傍に位置する製品ウエハの温度
を僅かに補償することにより、膜厚の面間均一性をさら
に向上させることができる。また、処理空間Ｓの圧力
を、満載処理時の圧力と精度良く同一となるように制御
することにより、成膜レートを改善して再現性を高く維
持することができる。尚、上記実施例では、処理空間Ｓ
においては、下方向から上方に向かって処理ガスが流れ
る場合を例にとって説明したが、これに限定されず、例
えば図１０に示すように、処理容器８の下方より導入し
た処理ガスが内筒４と外筒６の間隙内を上昇し、天井部
で下方向へ折り返して処理空間Ｓには、上方向から下方
向へ流下するような形式の熱処理装置にも適用できる。
この場合には、製品ウエハＷは処理ガスの流れ方向の上
流側、すなわち上詰めされることになり、下方に未載置
領域３４が形成されることになる。
の処理ガス最下流側の近傍に位置する製品ウエハの温度
を僅かに補償することにより、膜厚の面間均一性をさら
に向上させることができる。また、処理空間Ｓの圧力
を、満載処理時の圧力と精度良く同一となるように制御
することにより、成膜レートを改善して再現性を高く維
持することができる。尚、上記実施例では、処理空間Ｓ
においては、下方向から上方に向かって処理ガスが流れ
る場合を例にとって説明したが、これに限定されず、例
えば図１０に示すように、処理容器８の下方より導入し
た処理ガスが内筒４と外筒６の間隙内を上昇し、天井部
で下方向へ折り返して処理空間Ｓには、上方向から下方
向へ流下するような形式の熱処理装置にも適用できる。
この場合には、製品ウエハＷは処理ガスの流れ方向の上
流側、すなわち上詰めされることになり、下方に未載置
領域３４が形成されることになる。
【００２６】また、製品ウエハＷの処理枚数も２５、５
０、１００枚に限定されず、またウエハボートの満載時
のウエハ枚数も１５０枚に限定されないのは勿論であ
る。また、２重管構造の熱処理装置のみならず、単管構
造の熱処理装置にも適用することができる。更には、本
発明は、ＳｉＮの成膜のみならず、他の膜種、例えばＳ
ｉＯ2 等の成膜にも適用できる。また、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
板等にも適用できるのは勿論である。
０、１００枚に限定されず、またウエハボートの満載時
のウエハ枚数も１５０枚に限定されないのは勿論であ
る。また、２重管構造の熱処理装置のみならず、単管構
造の熱処理装置にも適用することができる。更には、本
発明は、ＳｉＮの成膜のみならず、他の膜種、例えばＳ
ｉＯ2 等の成膜にも適用できる。また、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
板等にも適用できるのは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のバッチ式
熱処理装置の運用方法によれば、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に規定するよう
に、満載時よりも少ない数の被処理体を熱処理する際
に、処理ガスの流れ方向の上流側に被処理体を寄せた状
態で保持し、この被処理体群の直ぐ下流側にダミー被処
理体を保持させた状態で熱処理を行なうことにより、満
載時と同様に熱処理の面間、面内均一性及び再現性を維
持することができる。従って、用いるダミー被処理体を
少なくできる分だけランニングコストを削減することが
できる。請求項２に規定するように、処理ガスの流れ方
向の最下流側近傍に位置する被処理体の制御対象温度を
基準温度よりも数度低く設定することにより、実際の温
度は適正な温度値となり、熱処理の面間均一性を一層向
上させることができる。請求項３に規定するように、処
理空間の圧力を満載処理時の圧力と実質的に同じになる
ように制御することにより、熱処理速度が略同じになっ
て、再現性を一層向上させることができる。請求項４に
規定するように、チルト温度制御を行なうことにより、
面間均一性を一層向上させることができる。
熱処理装置の運用方法によれば、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に規定するよう
に、満載時よりも少ない数の被処理体を熱処理する際
に、処理ガスの流れ方向の上流側に被処理体を寄せた状
態で保持し、この被処理体群の直ぐ下流側にダミー被処
理体を保持させた状態で熱処理を行なうことにより、満
載時と同様に熱処理の面間、面内均一性及び再現性を維
持することができる。従って、用いるダミー被処理体を
少なくできる分だけランニングコストを削減することが
できる。請求項２に規定するように、処理ガスの流れ方
向の最下流側近傍に位置する被処理体の制御対象温度を
基準温度よりも数度低く設定することにより、実際の温
度は適正な温度値となり、熱処理の面間均一性を一層向
上させることができる。請求項３に規定するように、処
理空間の圧力を満載処理時の圧力と実質的に同じになる
ように制御することにより、熱処理速度が略同じになっ
て、再現性を一層向上させることができる。請求項４に
規定するように、チルト温度制御を行なうことにより、
面間均一性を一層向上させることができる。
【図１】本発明方法を実施するためのバッチ式熱処理装
置を示す概略構成図である。
置を示す概略構成図である。
【図２】被処理体保持具へ空き領域を残したまま被処理
体を載置した時の一例を示す図である。
体を載置した時の一例を示す図である。
【図３】ウエハボートに対する製品ウエハＷの載置位置
と膜厚の状態を示す図である。
と膜厚の状態を示す図である。
【図４】図３の結果を示すグラフである。
【図５】ダミーウエハを用いた場合と用いない場合の膜
厚の変化を説明するための図である．
厚の変化を説明するための図である．
【図６】図５の結果を示すグラフである。
【図７】プロセス温度７６０℃のチルト温度制御時にお
ける処理容器内の実際の温度と載置状態との関係を示す
グラフである。
ける処理容器内の実際の温度と載置状態との関係を示す
グラフである。
【図８】図７に示す結果に基づいて温度補償を行なった
時の膜厚の面間均一性、成膜レート及び再現性を表す図
である。
時の膜厚の面間均一性、成膜レート及び再現性を表す図
である。
【図９】処理空間の圧力を略正確に検出する第２の圧力
センサ（ガスＩＮ側）と第１の圧力センサと成膜レート
と再現性との関係を表す図である。
センサ（ガスＩＮ側）と第１の圧力センサと成膜レート
と再現性との関係を表す図である。
【図１０】ガス流の方向が異なる他の熱処理装置を示す
図である。
図である。
【図１１】一般的なバッチ式熱処理装置を示す概略構成
図である。
図である。
２ 熱処理装置 ４ 内筒 ６ 外筒 ８ 処理容器 １０ ウエハボート（被処理体保持具） ３４ 未載置領域 Ｐ１ 第１の圧力センサ Ｐ２ 第２の圧力センサ Ｓ 処理空間 Ｗ 製品ウエハ（被処理体） ＤＷ ダミーウエハ（ダミー被処理体） ＳＷ サイドウエハ
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ２７Ｄ 7/06 Ｆ２７Ｄ 7/06 Ｃ Ｈ０１Ｌ 21/22 ５０１ Ｈ０１Ｌ 21/22 ５０１Ｓ ５１１ ５１１Ｓ (72)発明者 山本 幸夫 岩手県江刺市岩谷堂字松長根52番地 東京 エレクトロン東北株式会社東北事業所内 (72)発明者 菊地 宏之 岩手県江刺市岩谷堂字松長根52番地 東京 エレクトロン東北株式会社東北事業所内 Ｆターム(参考） 4K061 AA01 AA05 BA11 CA08 DA05 GA02 GA03 4K063 AA05 AA13 BA12 CA03 DA01 DA04 DA26 DA32 DA33 5F045 AB32 AB33 AC05 AC12 AC15 AD11 AE19 AF03 AF07 AF19 BB02 BB03 DP19 DQ05 EC02 EF02 EF08 EK22 EK27 EK30 GB05 GB06
Claims (4)
- 【請求項１】 複数枚の被処理体を保持した被処理体保
持具を処理容器内へ挿入し、前記処理容器の一端側より
他端側へ向けて処理ガスを流しつつ前記被処理体に対し
て所定の処理を施すようにしたバッチ式熱処理装置の運
用方法において、前記被処理体保持具に保持し得る最大
枚数よりも少ない枚数の被処理体を処理する時には、前
記被処理体を前記処理ガスの流れ方向の上流側に寄せた
状態で保持し、この被処理体群の直ぐ下流側にダミー被
処理体を保持させるようにしたことを特徴とするバッチ
式熱処理装置の運用方法。 - 【請求項２】 前記複数枚の被処理体の内、前記処理ガ
スの流れ方向の最下流側近傍に位置する被処理体の制御
対象温度を、前記被処理体保持具に満載して処理を行な
う時の基準温度よりも数度低い温度に設定するようにし
たことを特徴とする請求項１記載のバッチ式熱処理装置
の運用方法。 - 【請求項３】 前記処理容器内の処理空間の圧力を、前
記被処理体保持具に満載して処理を行なう時の圧力と同
じ圧力になるように設定するようにしたことを特徴とす
る請求項１または２記載のバッチ式熱処理装置の運用方
法。 - 【請求項４】 前記処理容器内の温度は、前記処理ガス
の流れ方向の上流側から下流側に行くに従って次第に高
くなるようにチルト温度になされていることを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれかに記載のバッチ式熱処理装
置の運用方法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2000013531A JP4232307B2 (ja) | 1999-03-23 | 2000-01-21 | バッチ式熱処理装置の運用方法 |
| US09/532,901 US6306764B1 (en) | 1999-03-23 | 2000-03-22 | Batch type heat-treating method |
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|---|---|---|---|
| JP7716999 | 1999-03-23 | ||
| JP11-77169 | 1999-03-23 | ||
| JP2000013531A JP4232307B2 (ja) | 1999-03-23 | 2000-01-21 | バッチ式熱処理装置の運用方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2000340554A5 JP2000340554A5 (ja) | 2006-09-28 |
| JP4232307B2 JP4232307B2 (ja) | 2009-03-04 |
Family
ID=26418276
Family Applications (1)
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| JP2000013531A Expired - Lifetime JP4232307B2 (ja) | 1999-03-23 | 2000-01-21 | バッチ式熱処理装置の運用方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP4232307B2 (ja) |
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| US9478423B2 (en) | 2012-07-30 | 2016-10-25 | Tokyo Electron Limited | Method of vapor-diffusing impurities |
| CN106158623A (zh) * | 2015-05-13 | 2016-11-23 | Soitec公司 | 用于热处理单元的校正方法 |
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| DE10340511B3 (de) * | 2003-09-03 | 2004-11-11 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Kontrolle von Batch-Anlagen |
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-
2000
- 2000-01-21 JP JP2000013531A patent/JP4232307B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-22 US US09/532,901 patent/US6306764B1/en not_active Expired - Lifetime
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