JP2007109711A - 処理装置、処理方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】多数枚の被処理基板の表面に一度に成膜処理を施す際に基板間での良好な成膜均一性及び基板間に存在するガスの効率よいパージを可能とする処理装置を提供する。
【解決手段】被処理基板ｗを多段に搭載保持する保持具３と、該保持具３を収容して所定の処理ガス、温度及び圧力下で被処理基板ｗに所定の熱処理を施す処理容器４と、該処理容器４内に処理ガスを導入するガス導入部５と、処理容器４内を所定の圧力に真空排気する排気部６と、処理容器４を加熱する加熱部７とを備え、前記保持具３内には被処理基板ｗごとに隔壁板８で仕切られた処理空間１０が形成され、前記ガス導入部５は各処理空間１０にその一側からガスを導入するガス導入孔１１を有し、前記排気部６はガス導入孔１１と対向する側に各処理空間１０ごとに排気する排気孔１２を有している。
【選択図】図１
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【選択図】図１
Description
本発明は、多数枚の被処理基板の表面に一度に成膜処理を施す際に基板間での良好な成膜均一性及び基板間に存在するガスの効率よいパージを可能とする処理装置及び処理方法、並びに前記処理方法を実施するためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体に関するものである。
半導体装置の製造においては、被処理基板例えば半導体ウエハにＣＶＤ等により成膜処理を施す工程があり、この工程を実行する処理装置の一つとして多数枚のウエハを一度に熱処理することが可能なバッチ式の処理装置である例えば縦型熱処理装置が用いられている。
この処理装置は、ウエハを多段に搭載保持するボート（保持具）と、該ボートを収容して所定の処理ガス（反応ガス）、温度及び圧力下でウエハにＣＶＤ等の所定の熱処理を施す反応管（処理容器）と、該反応管内に処理ガスを導入するガス導入部と、反応管内を所定の圧力に真空排気する排気部と、反応管を加熱するヒータ（加熱部）とを備えて構成されている。このように構成された処理装置においては、反応管の一端例えば下端から反応管内に処理ガスを導入し、処理ガスは反応管内を上昇しつつ基板搭載領域を通過して反応管の他端例えば上端から排気されるようになっている。
このような処理装置においては、プロセス条件（温度、ガス流量、圧力、時間）によっては、処理ガスの導入側に近い方が処理ガス分子の吸着量が多くなり、バッチ内の基板間での良好な成膜均一性を得ることが困難である。
一方、プロセスの一つであるＡＬＤ（Atomic Layer Deposition：原子層成膜）プロセスは、短時間に複数種類のガスを個別に且つシーケンシャルに反応管内に流して基板上に成膜を行うプロセスである。このＡＬＤプロセスなどでは、生産性を向上させるために、処理ガス吸着後のパージも短時間に効率よく行う必要があるが、前記処理装置では、基板間に滞留するガスを効率よくパージすることが困難であり、生産性の向上が十分に図れない。
なお、特許文献１には、ボートに搭載された各ウエハに対して一側方からガスノズルにより処理ガスを水平に供給し、ガスノズルと対向する側の吸気孔から排気するようにした処理装置（半導体装置の製造装置）が記載されている。この処理装置においては、一つのガスノズルから噴出する処理ガス層が、拡散により上下のガスノズルからの処理ガス層とウエハの反応前に実質的に混合しないように、反応管の内周に環状仕切板を設けると共に、ボートのウエハ搭載棚部に、環状仕切板と対応する外環部を設けている。
しかしながら、特許文献１に記載の処理装置においては、反応管の内周に環状仕切板を設けると共に、ボートのウエハ搭載棚部に外環部を設けているため、構造の煩雑化及び反応管を含む装置の大型化を余儀なくされる問題がある。また、ボートのウエハ搭載棚部には、ウエハの下面に形成される被膜をより厚くするために、ウエハの上側を流れる処理ガスの一部を下側に回り込ませるべくウエハを高く支持するピンが突設されていると共に、ウエハの裏面に臨んで開口面積の大きい複数の開口部が形成されているため、これらの開口部を通って上部の処理ガス層と下部の処理ガス層が実質的に混合する恐れがあり、基板間での良好な成膜均一性を得ることが難しいだけでなく、基板間に滞留するガスを効率よくパージすることも難しい。
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、多数枚の被処理基板の表面に一度に成膜処理を施す際に基板間での良好な成膜均一性及び基板間に存在するガスの効率よいパージを可能とする処理装置、処理方法及び記憶媒体を提供することを目的とする。また、本発明の目的は、構造の簡素化及び処理容器を含む装置の小型化が図れる処理装置、処理方法及び記憶媒体を提供することにある。
本発明のうち、請求項１に係る発明は、被処理基板を多段に搭載保持する保持具と、該保持具を収容して所定の処理ガス、温度及び圧力下で被処理基板に所定の熱処理を施す処理容器と、該処理容器内に処理ガスを導入するガス導入部と、処理容器内を所定の圧力に真空排気する排気部と、処理容器を加熱する加熱部とを備えた処理装置であって、前記保持具内には被処理基板ごとに隔壁板で仕切られた処理空間が形成され、前記ガス導入部は各処理空間にその一側からガスを導入するガス導入孔を有し、前記排気部はガス導入孔と対向する側に各処理空間ごとに排気する排気孔を有していることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、被処理基板を多段に搭載保持する保持具と、該保持具を収容して所定の処理ガス、温度及び圧力下で被処理基板に所定の熱処理を施す処理容器と、該処理容器内に処理ガスを導入するガス導入部と、処理容器内を所定の圧力に真空排気する排気部と、処理容器内の被処理基板を加熱する加熱部とを備えた処理装置であって、前記保持具内には被処理基板を載置するリング状隔壁板で被処理基板ごとに仕切られた処理空間が形成され、前記ガス導入部は各処理空間にその一側からガスを導入するガス導入孔を有し、前記排気部はガス導入孔と対向する側に各処理空間ごとに排気する排気孔を有していることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の処理装置において、前記処理容器は、上端が共に閉塞されると共に一体化された内管部及び外管部からなる二重管構造であり、内管部内に前記保持具が収容され、内管部と外管部との間の空間部が排気部と連通し、前記内管部の内面には前記ガス導入部として起立したガス導入管を収容する収容溝部が形成されていることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１又は２記載の処理装置において、前記処理容器は、上端が共に閉塞されると共に一体化された内管部及び外管部からなる二重管構造であり、内管部内に前記保持具が収容され、内管部と外管部との間の空間部が排気部と連通し、前記空間部には前記ガス導入部として上下方向に連通したガス導入箱が形成されていることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項３又は４記載の処理装置において、前記内管部の内周面と前記保持具の外周面との間に保持具の回転を許容する微小な隙間が形成されていることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、被処理基板を多段に搭載保持した保持具を処理容器内に収容して所定の処理ガス、温度及び圧力下で被処理基板に所定の処理を施す処理方法であって、前記保持具内に被処理基板ごとに仕切られて形成された各処理空間に、その一側から処理ガスを導入し、且つ他側から排気することにより被処理基板と平行な処理ガスの流れを形成して被処理基板に成膜処理を施す工程と、この工程後に保持具内の各処理空間に、その一側から不活性ガスを導入し、且つ他側から排気することにより各処理空間をパージする工程とを備えたことを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載した処理装置を用いて、請求項６に記載した処理方法を実施するために用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体からなることを特徴とする。
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
請求項１に係る発明によれば、被処理基板を多段に搭載保持する保持具と、該保持具を収容して所定の処理ガス、温度及び圧力下で被処理基板に所定の熱処理を施す処理容器と、該処理容器内に処理ガスを導入するガス導入部と、処理容器内を所定の圧力に真空排気する排気部と、処理容器を加熱する加熱部とを備えた処理装置であって、前記保持具内には被処理基板ごとに隔壁板で仕切られた処理空間が形成され、前記ガス導入部は各処理空間にその一側からガスを導入するガス導入孔を有し、前記排気部はガス導入孔と対向する側に各処理空間ごとに排気する排気孔を有しているため、多数枚の被処理基板の表面に一度に成膜処理を施す際に基板間での良好な成膜均一性及び基板間に存在するガスの効率よいパージが可能となり、生産性の向上が図れると共に、構造の簡素化及び反応管を含む装置の小型化が図れる。
請求項２に係る発明によれば、被処理基板を多段に搭載保持する保持具と、該保持具を収容して所定の処理ガス、温度及び圧力下で被処理基板に所定の熱処理を施す処理容器と、該処理容器内に処理ガスを導入するガス導入部と、処理容器内を所定の圧力に真空排気する排気部と、処理容器内の被処理基板を加熱する加熱部とを備えた処理装置であって、前記保持具内には被処理基板を載置するリング状隔壁板で被処理基板ごとに仕切られた処理空間が形成され、前記ガス導入部は各処理空間にその一側からガスを導入するガス導入孔を有し、前記排気部はガス導入孔と対向する側に各処理空間ごとに排気する排気孔を有しているため、多数枚の被処理基板の表面に一度に成膜処理を施す際に基板間での良好な成膜均一性及び基板間に存在するガスの効率よいパージが可能となり、生産性の向上が図れると共に、構造の簡素化及び反応管を含む装置の小型化が図れる。
請求項３に係る発明によれば、前記処理容器は、上端が共に閉塞されると共に一体化された内管部及び外管部からなる二重管構造であり、内管部内に前記保持具が収容され、内管部と外管部との間の空間部が排気部と連通し、前記内管部の内面には前記ガス導入部として起立したガス導入管を収容する収容溝部が形成されているため、構造の簡素化及び反応管を含む装置の小型化が図れる。
請求項４に係る発明によれば、前記処理容器は、上端が共に閉塞されると共に一体化された内管部及び外管部からなる二重管構造であり、内管部内に前記保持具が収容され、内管部と外管部との間の空間部が排気部と連通し、前記空間部には前記ガス導入部として上下方向に連通したガス導入箱が形成されているため、構造の簡素化及び反応管を含む装置の小型化が図れる。
請求項５に係る発明によれば、前記内管部の内周面と前記保持具の外周面との間に保持具の回転を許容する微小な隙間が形成されているため、保持具の回転を許容できると共に保持具に独立した多数の処理空間を確保することができる。
請求項６に係る発明によれば、被処理基板を多段に搭載保持した保持具を処理容器内に収容して所定の処理ガス、温度及び圧力下で被処理基板に所定の処理を施す処理方法であって、前記保持具内に被処理基板ごとに仕切られて形成された各処理空間に、その一側から処理ガスを導入し、且つ他側から排気することにより被処理基板と平行な処理ガスの流れを形成して被処理基板に成膜処理を施す工程と、この工程後に保持具内の各処理空間に、その一側から不活性ガスを導入し、且つ他側から排気することにより各処理空間をパージする工程とを備えているため、多数枚の被処理基板の表面に一度に成膜処理を施す際に基板間での良好な成膜均一性及び基板間に存在するガスの効率よいパージが可能となり、生産性の向上が図れる。
請求項７に係る発明によれば、請求項１又は請求項２に記載した処理装置を用いて、請求項６に記載した処理方法を実施するために用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体からなるため、多数枚の被処理基板の表面に一度に成膜処理を施す際に基板間での良好な成膜均一性及び基板間に存在するガスの効率よいパージが可能となり、生産性の向上が図れる。
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を基に詳述する。図１は本発明の第１実施形態である縦型熱処理装置を示す概略的縦断面図、図２は同縦型熱処理装置の概略的横断面図、図３は図１の縦型熱処理装置の要部拡大断面図である。
図１に示すように、半導体製造装置（処理装置）である縦型熱処理装置１は、縦型炉（縦型の熱処理炉）２を備えている。この縦型炉２は、被処理基板例えば半導体ウエハｗを上下方向に所定ピッチで多段に搭載保持する例えば石英製のボート（保持具）３と、該ボート３を収容して所定の処理ガス、温度及び圧力下でウエハｗに所定の熱処理例えばＣＶＤによる成膜処理を施す例えば石英製の反応管（処理容器）４と、該反応管４内に処理ガスを導入するガス導入部としてのガスインジェクタ（ガス導入管）５と、反応管４内を所定の圧力に真空排気する排気部としての排気ポート６と、反応管４を加熱するヒータ（加熱部）７とを備えている。
ボート３内には各ウエハｗを独立して設置するための空間（基板設置空間）としてウエハｗごとに隔壁板８で仕切られた処理空間１０が形成され、前記ガス導入部であるガスインジェクタ５は各処理空間１０にその一側からガスを導入するガス導入孔１１を有し、前記排気部である排気ポート６はガス導入孔１１と対向する側に各処理空間１０ごとに排気する排気孔１２を連通する状態で有している。ボート３は、図２ないし図３にも示すように、複数例えば３本の支柱３ａと、これらの支柱３ａを支えるべく上端と下端に設けられた天板３ｂと底板３ｃとを有し、支柱３ａにはウエハｗをその周縁部にて水平に支持するための支持溝３ｄが上下方向に所定ピッチで多段に設けられている。
ボート３は、例えば直径が３００ｍｍのウエハｗを多数例えば５０枚程度搭載可能とされている。また、支柱３ａには、天板３ｂと底板３ｃとの間のボート３内にウエハｗごとに処理空間１０を形成すべく石英製の円形の隔壁板８が水平に上下方向に所定ピッチで多段に設けられている。隔壁板８の大きさとしては、支柱３ａに外接する円と同一又は略同一であることが好ましい。ウエハｗは図示しない移載機構のフォークで下面を支持されてボート３の支持溝３ｄに搬入され、或いは支持溝３ｄから搬出される。
前記ボート３は、反応管４の下端の炉口４ｃを開閉可能に閉塞する蓋体１３の上部に、回転テーブル１４と遮熱台１５を介して載置されている。蓋体１３の下部には回転テーブル１４を回転駆動する回転駆動機構１６が設けられている。回転テーブル１４上に載置された前記遮熱台１５は、回転テーブル１４上に載置される下板１５ａと、該下板１５ａに立設された複数本の支柱１５ｂと、これらの支柱１５ｂに上下方向に所定ピッチで多段に設けられた遮熱板１５ｃとから主に構成されている。
蓋体１３は、例えばステンレス製であり、その上面部には反応管４の下端の開口端面に当接されて気密に封止するための封止部材例えばＯリング２６が設けられている。また、蓋体１３の上面における炉内露出面には耐食性を有する例えば石英製の保護カバー（図示省略）が設けられていることが好ましい。蓋体１３は図示しない昇降機構により昇降可能に設けられ、蓋体１３の上昇によりボート３が反応管４内に搬入されて炉口４ｃが閉塞され、蓋体１３の下降により炉口４ｃが開放されてボート３が反応管４内から下方のローディングエリアに搬出されるようになっている。
前記反応管４は、上端が共に閉塞されると共に一体化された内管部４ａ及び外管部４ｂからなる二重管構造であり、内管部４ａ内に前記ボート３が収容されるようになっている。外管部４ｂ及び内管部４ａの下端部は共に開口し、外管部４ｂの下端部には外向きのフランジ部４ｄが形成されている。このフランジ部４ｄが図示しないフランジ押さえや取付部材を介してベースプレート１７に支持されることにより、反応管４がベースプレート１７の開口部１７ａを貫通する状態でベースプレート１７に対して取付けられている。また、前記ヒータ７もベースプレート１７上に設置されている。このヒータ７は、反応管４を囲繞する円筒状の断熱筒体の内周に発熱抵抗体を配設して構成されている（図示省略）。
前記内管部４ａの下端部は外向きフランジ状に形成されて外管部４ｂの内周面に気密に接合され、内管部４ａと外管部４ｂとの間には空間部１８が形成されている。この空間部１８は、環状空間部１８ａと、天上空間部１８ｂとからなり、天上空間部１８ｂと環状空間部１８ａは連通している。なお、内管部４ａの下端部は、全体が同じ高さでなくともよく、図１に示すように、排気ポート６に合わせるために一側（右側）を他側（左側）よりも高さを低くして他側から一側へ傾斜されていてもよい。
ガス導入部として本実施の形態では、起立したガス導入管であるガスインジェクタ５が用いられている。このガスインジェクタ５は、上端部が閉塞され、下端の基端部５ａがＬ字状に折り曲げられ、反応管４のフランジ部４ｄを水平に貫通するごとく設けられている。ガスインジェクタ５の基端部５ａには、処理ガスとパージガス（不活性ガス例えば窒素ガス）を選択的に切換えて供給可能なガス供給管が接続され、該ガス供給管には導入ガス量を制御する制御弁（例えばマスフローコントローラ）が設けられている（図示省略）。
ガスインジェクタ５は、ガス種に応じて複数（図２の例では２本、５Ａ，５Ｂで示す）設けられていてもよい。複数のガスインジェクタ５Ａ，５Ｂは、隣接して配置されていることが好ましい。ガスインジェクタ５の側面には、前記ガス導入孔１１がボート３の各処理空間１０に対応して各処理空間１０に臨んで設けられ、ガス導入孔１１から処理ガス又はパージガスが各処理空間１０の一側から他側に向って噴射導入される。この場合、ガス導入孔１１から処理ガス又はパージガスが各ウエハｗよりも上側に噴射され、ウエハｗの上面に沿って平行に流れる。ガス導入孔１１の口径は、０．５〜１ｍｍが好ましく、例えば０．７ｍｍとされている。
前記内管部４ａの内周面と前記ボート３の外周面との間には、ボート３の回転を許容する微小な隙間ｓが形成されており、この隙間ｓをできるだけ小さくすることにより、各処理空間１０から隣接する他の処理空間１０へのガスの拡散を防止し、独立した処理空間１０の確保を図っている。この場合、ボート３と内管部４ａとの間に配置されるガスインジェクタ５によってボート３の外周面と内管部４ａの内周面との間の隙間ｓが大きくなるのを防止するために、内管部４ａの内面には、起立したガスインジェクタ５を収容する凹部である収容溝部１９が形成されている。
同様の理由により、内管４ａの内面には、起立した棒状の温度測定器２０を収容する収容溝部２１が形成されている。温度測定器２０は、初期設定時に炉内温度を測定するために蓋体１３に貫通起立した状態に取付けられるが、通常時には取外されている。前記隙間ｓは、１〜５ｍｍが好ましい。前記ヒータ７には温度を測定するための温度センサが設けられている（図示省略）。
前記排気孔１２は、前記ガス導入孔１１と対向する内管部４ａの側壁に設けられている。ガス導入孔１１からガスが平面視（上方から見て）で扇状に拡散して噴射されることから、内管部４ａの側壁には排気孔１２が所定の幅をもって複数個又はスリット状に形成されていることが好ましい。前記排気孔１２が位置する側の前記外管部４ｂの側壁の下側部には、排気部を構成する排気ポート６が前記環状空間部１８ａと連通する状態で設けられている。この排気ポート６には圧力センサ、真空ポンプ及び圧力制御弁を備えて反応管内を所定の処理圧力例えば０．３〜１０Ｔｏｒｒに減圧排気するための圧力制御機構を有する減圧排気系が接続されている（図示省略）。
このように構成された縦型熱処理装置１は、反応管４内の圧力、処理温度、処理ガス又はパージガスの導入量及び時間を管理して所定のレシピに基づいた成膜処理を行うための制御装置２２を備えており、この制御装置２２には後述する処理方法を実施するために用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体が用いられている（図示省略）。
次に処理方法の一例、例えばＡＬＤプロセスについて説明する。先ず、ウエハｗを搭載したボート３を反応管４内に搬入して炉口４ｃを蓋体１３で密閉し、反応管４内を圧力制御機構により真空引きして所定の処理圧力に制御すると共にヒータ７により炉内の温度を所定の処理温度に制御する。また、ボート３は回転駆動機構１６により回転される。
かかる状態で、一方の処理ガス例えばヘキサクロロジシラン（Si2Cl6）を一方のガスインジェクタ５Ａのガス導入孔１１から各処理空間１０内に流し、次に該ガスインジェクタ５Ａのガス導入孔１１から各処理空間１０内にパージガスを流し、次に他方の処理ガス例えばアンモニア（NH3）を他方のガスインジェクタ５Ｂのガス導入孔１１から各処理空間１０内に流し、次に該ガスインジェクタ５Ｂのガス導入孔１１から各処理空間１０内にパージガスを流し、同様に、ヘキサクロロジシラン、パージ、アンモニア、パージという具合に、処理ガスのガスフローとパージを所定時間ずつ所定回数繰り返す。
各処理空１０間に流入された処理ガスやパージガスは反対側の排気孔１２から吸引排気される。このようにして所定のプロセスが終了したら、蓋体１３を下方へ開いて降下させることにより処理済みのウエハｗを搭載したボート３を搬出すればよい。
前記処理方法においては、ボート３内にウエハｗごとに仕切られて形成された各処理空間１０に、その一側から処理ガスを導入し、且つ他側から排気することによりウエハｗと平行な処理ガスの流れを形成してウエハｗに成膜処理を施す工程と、この工程後にボート３内の各処理空間１０に、その一側からパージガスを導入し、且つ他側から排気することにより各処理空間１０をパージする工程とを備えているため、多数枚のウエハの表面に一度に成膜処理を施す際に基板間での良好な成膜均一性及び基板間に存在するガスの効率よいパージが可能となり、処理の効率化及び生産性の向上が図れる。
また、縦型熱処理装置（処理装置）においては、前記ボート３内にはウエハｗごとに隔壁板８で仕切られた処理空間１０が形成され、各処理空間１０を挟んで一側にガスを導入するガス導入孔１１を配し、他側に各処理空間１０ごとに排気する排気孔１２を配したので、多数枚のウエハの表面に一度に成膜処理を施す際に基板間での良好な成膜均一性及び基板間に存在するガスの効率よいパージが可能となり、処理の効率化及び生産性の向上が図れると共に、構造の簡素化及び反応管４を含む装置の小型化が図れる。
特に、反応管４は、上端が共に閉塞されると共に一体化された内管部４ａ及び外管部４ｂからなる二重管構造であり、内管部４ａ内に前記ボート３が収容され、内管部４ａと外管部４ｂとの間の空間部１８が排気部である排気ポート６と連通し、前記内管部４ａの内面には前記ガス導入部として起立したガスインジェクタ５を収容する収容溝部１９が形成されているため、構造の簡素化及び反応管４を含む装置の小型化が図れる。前記内管部４ａの内周面と前記ボート３の外周面との間にボート３の回転を許容する微小な隙間ｓが形成されているため、ボート３の回転を許容できると共にボート３に独立した多数の処理空間（基板設置空間）１０を確保することができ、処理空間１０ごとのほぼ完全なクロスフロー（上下方向である基板多段搭載方向に直交する水平方向の流れ）を実現することができ、隙間ｓを通って上部の処理ガス層と下部の処理ガス層が実質的に混合する恐れがほとんどなく、基板間での良好な成膜均一性を得ることができると共に、基板間に滞留するガスを効率よく迅速にパージすることができ、生産性の向上が図れると共に、特許文献１のように反応管の内周に環状仕切板を設けないので、構造の簡素化及び反応管を含む装置の小型化が図れる。
図４は本発明の第２実施形態である縦型熱処理装置を示す概略的縦断面図、図５は同縦型熱処理装置の概略的横断面図、図６は図４の縦型熱処理装置の要部拡大断面図である。本実施の形態において、図１〜図３に示す第１実施形態と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態においては、ボート３内にはウエハｗを載置するリング状隔壁板８０によりウエハｗごとに仕切られた処理空間１００が形成されている。リング状隔壁板８０の大きさとしては、前記隔壁板８と同様、支柱３ａに外接する円と同一又は略同一であることが好ましい。支柱３ａには、ウエハｗの周縁部を収容可能でウエハの移載時の昇降を許容する、前記支持溝３ｄと略同様の溝部３ｅが形成されていることが好ましい。
前記リング状隔壁板８０の上面にウエハｗが載置されてリング状隔壁板８０の中央の開口部８０ａが塞がれることにより、上下方向に独立した処理空間１００が形成確保される。ウエハｗの上面に成膜されることは勿論のこと、リング状隔壁板８０の開口部８０ａから露出するウエハｗの下面にも成膜されるため、ウエハの反りを防止することができる。ウエハの移載機構としては、リング状隔壁板８０上に載置されたウエハｗをリング状隔壁板８０の開口部８０ａの下方から突き上げる突き上げ部材と、突き上げられたウエハｗとリング状隔壁板８０との隙間に挿入してウエハｗを支持搬送するフォークとを備えている（図示省略）。
反応管４の内管部４ａと外管部４ｂとの間の空間部１８には、ガス導入部として上下方向に連通したガスインジェクションボックス（ガス導入箱）５０が図５の図示例では複数（例えば２つ、５０Ａ，５０Ｂ）隣接して形成されている。各ガスインジェクションボックス５０の下部には、先端が反応管のフランジ部を水平に貫通したＬ字状のガス導入管部５０ａが接続されている。ガスインジェクションボックス５０のボート側に臨む面には、各処理空間１００に対応してガス導入孔１１が形成されている。ガスインジェクションボックス５０は、ガスインジェクタ５よりも横断面積を大きく取れるので、ガス導入孔１１から噴射する処理ガスの縦方向（上下方向）の濃度差（圧力差）を低減することができる。また、ガスインジェクションボックス５０の方が、収容溝部１９を設ける必要がなく、ガスインジェクタ５よりも構造の簡素化が図れる。
本実施の形態の縦型熱処理装置１においても、前記処理方法を実施することができると共に、前記実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。また、本実施の形態の縦型熱処理装置１によれば、リング状隔壁板８０の上面にウエハｗを直接載置するため、図１の実施の形態のものよりもウエハの搭載枚数を多くすることができる。
図７、図８は、本発明の変形例を示す要部拡大断面図である。本発明が適用される縦型熱処理装置としては、図７に示すように、ウエハｗごとに隔壁板８で仕切って処理空間１０を形成したボート３と、ガスインジェクションボックス５０とを組み合わせたものであってもよく、或いは、図８に示すように、ウエハｗごとにリング状隔壁板８０で仕切って処理空間１００を形成したボート３と、ガスインジェクタ５とを組み合わせたものであってもよい。
以上、本発明の実施の形態ないし実施例を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態ないし実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。
１ 縦型熱処理装置（処理装置）
ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
３ ボート（保持具）
４ 反応管（処理容器）
５ ガスインジェクタ（ガス導入部、ガス導入管）
６ 排気ポート（排気部）
７ ヒータ（加熱部）
８ 隔壁板
１０ 処理空間
１１ ガス導入孔
１２ 排気孔
ｓ 隙間
５０ ガスインジェクションボックス（ガス導入部、ガス導入箱）
８０ リング状隔壁板
１００ 処理空間
ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
３ ボート（保持具）
４ 反応管（処理容器）
５ ガスインジェクタ（ガス導入部、ガス導入管）
６ 排気ポート（排気部）
７ ヒータ（加熱部）
８ 隔壁板
１０ 処理空間
１１ ガス導入孔
１２ 排気孔
ｓ 隙間
５０ ガスインジェクションボックス（ガス導入部、ガス導入箱）
８０ リング状隔壁板
１００ 処理空間
Claims (7)
- 被処理基板を多段に搭載保持する保持具と、該保持具を収容して所定の処理ガス、温度及び圧力下で被処理基板に所定の熱処理を施す処理容器と、該処理容器内に処理ガスを導入するガス導入部と、処理容器内を所定の圧力に真空排気する排気部と、処理容器を加熱する加熱部とを備えた処理装置であって、前記保持具内には被処理基板ごとに隔壁板で仕切られた処理空間が形成され、前記ガス導入部は各処理空間にその一側からガスを導入するガス導入孔を有し、前記排気部はガス導入孔と対向する側に各処理空間ごとに排気する排気孔を有していることを特徴とする処理装置。
- 被処理基板を多段に搭載保持する保持具と、該保持具を収容して所定の処理ガス、温度及び圧力下で被処理基板に所定の熱処理を施す処理容器と、該処理容器内に処理ガスを導入するガス導入部と、処理容器内を所定の圧力に真空排気する排気部と、処理容器内の被処理基板を加熱する加熱部とを備えた処理装置であって、前記保持具内には被処理基板を載置するリング状隔壁板で被処理基板ごとに仕切られた処理空間が形成され、前記ガス導入部は各処理空間にその一側からガスを導入するガス導入孔を有し、前記排気部はガス導入孔と対向する側に各処理空間ごとに排気する排気孔を有していることを特徴とする処理装置。
- 前記処理容器は、上端が共に閉塞されると共に一体化された内管部及び外管部からなる二重管構造であり、内管部内に前記保持具が収容され、内管部と外管部との間の空間部が排気部と連通し、前記内管部の内面には前記ガス導入部として起立したガス導入管を収容する収容溝部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の処理装置。
- 前記処理容器は、上端が共に閉塞されると共に一体化された内管部及び外管部からなる二重管構造であり、内管部内に前記保持具が収容され、内管部と外管部との間の空間部が排気部と連通し、前記空間部には前記ガス導入部として上下方向に連通したガス導入箱が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の処理装置。
- 前記内管部の内周面と前記保持具の外周面との間に保持具の回転を許容する微小な隙間が形成されていることを特徴とする請求項３又は４記載の処理装置。
- 被処理基板を多段に搭載保持した保持具を処理容器内に収容して所定の処理ガス、温度及び圧力下で被処理基板に所定の処理を施す処理方法であって、前記保持具内に被処理基板ごとに仕切られて形成された各処理空間に、その一側から処理ガスを導入し、且つ他側から排気することにより被処理基板と平行な処理ガスの流れを形成して被処理基板に成膜処理を施す工程と、この工程後に保持具内の各処理空間に、その一側から不活性ガスを導入し、且つ他側から排気することにより各処理空間をパージする工程とを備えたことを特徴とする処理方法。
- 請求項１又は請求項２に記載した処理装置を用いて、請求項６に記載した処理方法を実施するために用いられるコンピュータプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。
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