(57)【要約】炉口部内面への副生成物の付着を防止する基板処理装置が開示される。装置は、処理室６と、基板保持具２１と、処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部９と、処理室外に設置され処理室内を加熱する第１ヒータ３と、処理室の蓋と前記基板保持具との間に設置された断熱部２２と、断熱部内の前記基板保持具寄りに設置され、処理室内を加熱する第２ヒータ３４と、処理室内の蓋寄りの端部の近くに設置され、前記端部を加熱する第３ヒータ３５と、前記第２ヒータ及び前記第３ヒータの周辺をパージするガスを断熱部内にパージガスを供給する供給部２４と、を備えた。
2019053807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内で前記基板を保持する基板保持具と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記処理室外に設置され、前記処理室内を加熱する第１ヒータと、
前記処理室の蓋と、前記基板保持具の間に設置された断熱部と、
前記断熱部内の前記基板保持具寄りに設置され、前記処理室内を加熱する第２ヒータと、
前記処理室内の蓋寄りの端部の近くに設置され、前記端部を加熱する第３ヒータと、
前記断熱部内にパージガスを供給し、前記第２ヒータ及び前記第３ヒータの周辺をパージするよう構成されたパージガス供給部と、を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記処理室は、前記蓋との接続部分に、複数のガスを導入するインレットを備えた、筒状の金属製のマニホールドを有し、
前記断熱部は、
上端が閉塞した円筒形状に形成され、その上面に前記基板保持具を載置する円筒部と、
前記円筒部内に、その中心軸に沿って配置される中空の保持具と、
前記円筒部および前記中空の保持具を支持する円板状の受け台と、
前記円筒部の内部のパージガスを前記処理室内へ排気する穴と、を有し、
前記第２ヒータは、前記第３ヒータ及び前記基板のいずれよりも小さな直径のトーラス状に形成され、前記断熱部内の上方に設置され、
前記第３ヒータは、トーラス状に形成され、前記マニホールドの内面と面するように前記マニホールドと略同じ高さに設けられる請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第３ヒータは、受け台と、前記中空の保持具との間の空間に設けられ、前記空間は前記パージガスによってパージされる請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記蓋、前記受け台及び前記中空の保持具を貫通して伸び、上端において前記第２ヒータを保持する支柱と、
前記蓋の内面上に設けられる、耐蝕素材のカバープレートと、を更に備え、
前記第２ヒータは、前記第３ヒータ及び前記基板のいずれよりも小さな直径のトーラス状に形成され、前記支柱と分離不能に固定され、
前記第３ヒータは、前記断熱部の外側において、前記蓋と前記カバープレートとの間の空間に設けられ、前記空間は前記パージガスによってパージされる請求項２に記載の基板処理装置。請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項５】
略トーラス状に形成された上部キャップヒータと、
前記上部キャップヒータよりも大きな径の略トーラス状に形成された下部キャップヒータと、
同心になるように配置された前記上部キャップヒータ及び下部キャップヒータと接続し、内部に前記上部キャップヒータ及び下部キャップヒータのリード線を収容する支柱と、を有し、
上部キャップヒータ及び下部キャップヒータのケーシングならびに支柱は、耐熱耐蝕素材のパイプによって一体に形成され、前記パイプの内部は、前記リード線が取り出される前記支柱の一端の開口を除き、外部に対し気密に保たれることを特徴とするヒータ装置。
【請求項６】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内で前記基板を保持する基板保持具と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記処理室外に設置され、前記処理室内を加熱する第１ヒータと、
前記処理室の蓋と、前記基板保持具の間に設置された断熱部と、
前記断熱部内の前記基板保持具寄りに設置され、前記処理室内を加熱する第２ヒータと、
前記処理室内の蓋寄りの端部の近くに設置され、前記端部を加熱する第３ヒータと、
前記断熱部内にパージガスを供給し、前記第２ヒータ及び前記第３ヒータの周辺をパージするよう構成されたパージガス供給部と、を有した基板処理装置を用いて、
前記基板を保持した前記基板保持具を前記処理室にローディングする工程と、
前記第１ヒータ、前記第２ヒータ及び前記第３ヒータによって加熱された前記処理室内に処理ガスを供給して前記基板を処理する工程を有し、
前記基板を処理する工程では、前記パージガス供給部が、断熱部内にパージガスを供給する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、ヒータ装置、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置（デバイス）の製造工程における基板（ウェハ）の熱処理では、例えば縦型基板処理装置が使用されている。縦型基板処理装置では基板保持具によって複数の基板を垂直方向に配列して保持し、基板保持具を処理室内に搬入する。その後、処理室外に設置されたヒータによって基板を加熱した状態で処理室内に処理ガスを導入し、基板に対して薄膜形成処理等が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６０６８６３３号公報
【特許文献２】特許第４２７６８１３号公報
【特許文献３】特開平８−８８１９２号公報
【特許文献４】特開２０１６−２０７７１９号公報
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１７／００３７９３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の縦型基板処理装置においては、処理室内の下方にある炉口部を塞ぐ炉口蓋体等から熱が逃げやすい。そのため、特に、処理室の炉口寄りに位置する基板を処理温度まで昇温する際、昇温時間を長く要する場合がある。また、低温の炉口部の内面に、処理ガスに由来する副生成物が付着し、パーティクルなどの原因になるという問題があった。【０００５】
本発明の目的は、処理室内の昇温時間を短縮させるとともに副生成物の付着を防止することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室(6)と、
前記処理室内で前記基板を保持する基板保持具(21)と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部(9,10,11)と、
前記処理室外に設置され、前記処理室内を加熱する第１ヒータ(3)と、
前記基板保持具の下方に設置された断熱部(22)と、
前記断熱部内の前記基板保持具寄りに設置され、前記処理室内を加熱する第２ヒータ(34)と、
前記処理室内の蓋寄りの端部の近くに設置され、前記端部を加熱する第３ヒータ(35)と、
前記断熱部内にパージガスを供給し、前記第２ヒータ及び前記第３ヒータの周辺をパージするよう構成されたパージガス供給部(24,25,26,36)と、を備える技術が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、処理室内の昇温時間を短縮させるとともに副生成物の付着を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る基板処理装置の模式図。
【図２】実施形態の基板処理装置における断熱アセンブリの縦断面図。
【図３】実施形態の基板処理装置における上部キャップヒータ及び下部キャップヒータの斜視図。
【図４】実施形態の基板処理装置におけるコントローラのブロック図。
【図５】実施形態の基板処理装置における回転軸及びその周辺の断面斜視図。
【図６】回転軸及びその周辺におけるパージガスの流れを示す図。
【図７】変形された実施形態における断熱アセンブリの縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態の基板処理装置１は、半導体集積回路の製造における熱処理工程を実施する縦型熱処理装置として構成され、処理炉２を備えている。処理炉２は、処理炉８を均一に加熱するために、複数のヒータユニットからなるヒータ３を有する。ヒータ３は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより、基板処理装置４の設置床に対して垂直に据え付けられている。ヒータ３は、後述するようにガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）としても機能する。
【００１１】
ヒータ３の内側に、反応容器（処理容器）を構成する反応管４が配設されている。反応管４は、例えば石英（ＳｉＯ2）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管４の外方には、ガス供給空間（供給ダクト）４Ａとガス排気空間（排気ダクト）４Ｂが対面するように外側へ突出して形成されている。また、反応管４の下端には外側へ突出したフランジ部４Ｃが形成される。これらを含む反応管４全体は単一の材料で一体に形成される。
【００１２】
反応管４の中空部には、処理室６が形成されている。処理室６は、後述するボート２１によってウェハ７を収容可能に構成されている。処理室６とガス供給空間６Ａおよびガス排気空間６Ｂとは反応管４（内壁）によって区分されている。つまり処理室６の内面は筒状に維持されている。
【００１３】
マニホールド５は、円筒形状で金属製であり、反応管４の下端を支えるように設けられる。マニホールド５の内径は、反応管４の内径（フランジ部４Ｃの内径）よりも大きく形成されている。これにより、反応管４の下端（フランジ部４Ｃ）と後述するシールキャップ１９との間に後述する円環状の空間を形成することができる。
【００１４】
ガス供給空間４Ａ内には、1本以上のノズル８が設けられている。ノズル８には、処理ガス（原料ガス）を供給するガス供給管９がマニホールド５を貫通してそれぞれ接続されている。それぞれのガス供給管９の流路上には、上流方向から順に、流量制御器であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１０および開閉弁であるバルブ１１が設けられている。バルブ１１よりも下流側では、不活性ガスを供給するガス供給管１２がガス供給管９に接続されている。ガス供給管４４ｂには、上流方向から順に、ＭＦＣ１３およびバルブ１４が設けられている。主に、ガス供給管９、ＭＦＣ１０、バルブ１１により、処理ガス供給系である処理ガス供給部が構成される。
【００１５】
ノズル８は、ガス供給空間４内に、反応管４の下部から立ち上がるように設けられている。ノズル８の側面や上端には、ガスを供給する１ないし複数のガス供給孔８Ｃが設けられている。反応管４の中心を向くように開口したガス供給孔は、ウェハ７に向けてガスを噴射することができる。ガス供給空間４Ａと処理室４との間の内壁には、横長の供給スリット４Ｅが、ウェハ７に対応する間隔で垂直方向に複数段設けられている。
【００１６】
ガス排気空間４Ｂと処理室４との間の内壁には、第１排気部（第１排気口）としての横長の排気スリット４Ｆが供給スリット４Ｅに対応するように垂直方向に複数段設けられている。反応管４の下端付近には、ガス排気空間４Ｂに連通する排気ポート４Ｄが形成されている。排気ポート４Ｄには、処理室６内の雰囲気を排気する排気管１５が接続されている。ガス排気空間４Ｂの下方の内壁（ガス排気空間４Ｂと処理室６の間の壁）には、排気口４Ｇが形成される。また、フランジ４Ｃにも、処理室６とガス排気空間４Ｂ下端とを連通させる排気口４Ｈが形成される。排気口４Ｇ、４Ｈは、主に後述のパージガスを排気するように機能する。
【００１７】
排気管１５には、処理室６内の圧力を検出する圧力検出器（圧力計）としての圧力センサ１６および圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ１７を介して、真空排気装置としての真空ポンプ１８が接続されている。ＡＰＣバルブ１７は、真空ポンプ１８を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室６内の真空排気および真空排気停止を行うことができる。更に、真空ポンプ１８を作動させた状態で、圧力センサ１６により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室６内の圧力を調整することができるように構成される。主に、排気管１５、ＡＰＣバルブ１７、圧力センサ１６により、排気系が構成される。真空ポンプ１８を排気系に含めて考えてもよい。
【００１８】
マニホールド５の下方には、マニホールド５の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ１９が設けられている。シールキャップ１９は、例えばステンレスやニッケル基合金等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ１９の上面には、マニホールド５の下端と当接するシール部材としてのＯリング１９Ａが設けられている。
【００１９】
また、マニホールド５の底フランジより内側のシールキャップ１９上面には、シールキャップ１９を保護するカバープレート２０が設置されている。カバープレート２０は、例えば、石英、サファイヤ、またはＳｉＣ等の耐熱耐蝕性材料からなり、円盤状に形成されている。カバープレート２０は、機械的強度が要求されないため、薄い肉厚で形成されうる。カバープレート２０は、蓋部１９と独立して用意される部品に限らず、蓋部１９の内面にコーティングされた或いは内面が改質された、窒化物等の薄膜或いは層であってもよい。カバープレート２０はまた、円周の縁からマニホールド５の内面に沿って立ち上がる壁を有しても良い。
【００２０】
基板保持具としてのボート２１は、複数枚、例えば２５〜２００枚のウェハ７を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持する。そこではウェハ７は、一定の間隔を空けて配列させる。ボート２１は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる。反応管４は、ボート２１を安全に搬入出可能な最小限の内径を有することが望ましい場合がある。
【００２１】
ボート２１の下部には断熱部としての断熱アセンブリ２２が配設されている。断熱アセンブリ２２は、上下方向の熱の伝導或いは伝達が小さくなるような構造を有し、通常、内部に空洞を有する。内部はパージガスによってパージされうる。
【００２２】
シールキャップ１９の処理室６と反対側には、ボート２１を回転させる回転機構２３が設置されている。回転機構２３には、パージガスのガス供給管２４が接続されている。ガス供給管２４には、上流方向から順に、ＭＦＣ２５およびバルブ２６が設けられ、主にこれらにより、パージガス供給部が構成される。このパージガスの１つの目的は、回転機構２３の内部（例えば軸受け）を、処理室６内で用いられる腐食性ガスなどから守ることである。パージガスは、回転機構２３から軸に沿って排出され、断熱アセンブリ２２内に導かれる。
【００２３】
ボートエレベータ２７は、反応管４の外部下方に垂直に備えられ、シールキャップ１９を昇降させる昇降機構（搬送機構）として動作する。これにより、シールキャップ１９に支えられたボート２１およびウェハ７が、処理室６内外に搬入出される。
【００２４】
反応管４の外壁には、温度検出器２８が設置されている。温度検出器２７は、上下に並んで配列された複数の熱電対によって構成されうる。温度検出器２７により検出された温度情報に基づきヒータ３への通電具合を調整することで、処理室６内の温度が所望の温度分布となる。
【００２５】
コントローラ２９は、基板処理装置１全体を制御するコンピュータであり、ＭＦＣ１０， １３、バルブ１１，１４、圧力センサ１６、ＡＰＣバルブ１７、真空ポンプ１８、ヒータ３、上部キャップヒータ３４、下部キャップヒータ３５、温度検出器２８、回転機構２３、ボートエレベータ２７等と電気的に接続され、それらから信号を受け取ったり、それらを制御したりする。
【００２６】
図２に断熱アセンブリ２２及び回転機構２３の断面が示される。回転機構２３は、上端が開口し下端が閉塞した略円筒形状に形成されたケーシング（ボディ）２３Ａを備えており、ケーシング２３Ａはシールキャップ１９の下面にボルトで固定される。ケーシング２３Ａの内部では、内側から順に、円筒形状の内軸２３Ｂと、内軸２３Ｂの直径よりも大きな直径の円筒形状に形成された外軸２３Ｃが、同軸に設けられる。そして、外軸２３Ｃは、内軸２３Ｂとの間に介設された上下で一対の内側ベアリング２３Ｄ、２３Ｅと、ケーシング２３Ａとの間に介設された上下で一対の外側ベアリング２３Ｆ、２３Ｇとによって回転自在に支承されている。一方、内軸２３Ｂは、ケーシング２３Ａと固定され、回転不能になっている。
【００２７】
内側ベアリング２３Ｄおよび外側ベアリング２３Ｆの上、つまり処理室６側には、真空と大気圧の空気とを隔てる磁性流体シール２３Ｈ、２３Ｉが設置されている。外軸２３Ｃは、電動モータ（不図示）等によって駆動される、ウオームホイール或いはプーリ２３Ｋが装着される。
【００２８】
内軸２３Ｂの内側には、処理室６内にてウェハ７を下方から加熱する第１の補助加熱機構としてのサブヒータ支柱３３が、垂直に挿通されている。サブヒータ支柱３３は、石英製のパイプであり、その上端において上部キャップヒータ３４を同心に保持し、その中程において下部キャップヒータ３５を同心に保持する。サブヒータ支柱３３は、内軸２３Ｂの上端位置において耐熱樹脂で形成された支持部２３Ｎによって支持される。更に下方において、サブヒータ支柱３３は、内軸２３Ｂ又はケーシング２３Ａに接続された真空用継手２３Ｐによって、その外面と内軸２３Ｂとの間がＯリングを介して密封される。
【００２９】
上部キャップヒータ３４及び下部キャップヒータ３５は、ウェハ７や円筒部３９のいずれの直径よりも小径のトーラス状に形成されており、ウェハ７と平行になるようにサブヒータ支柱３３により接続支持されている。それらの内部には、コイル状の抵抗発熱体である発熱体３４Ｃ及び３５Ｃを構成するヒータ素線がそれぞれ挿入されている。発熱体３４Ｃ、３５Ｃは、例えば、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金、二珪化モリブデン、タングステン等により形成される。
【００３０】
上部キャップヒータ３４や下部キャップヒータ３５のケーシングは、石英製のパイプであり、サブヒータ支柱３３と一体或いは独立に形成されうる。独立に形成された上部キャップヒータ３４や下部キャップヒータ３５は、電気的及び機械的に結合するソケットによって、サブヒータ支柱３３に接続することができる。上部キャップヒータ３４および下部キャップヒータ３５の両方が着脱不能に構成された場合、断熱体保持具３８を半分に分割された構造にし、それらを一体に結合させる固定具を設ける必要がある。
【００３１】
フランジ状に形成された外軸２３Ｃの上面には、下端にフランジを有する円筒形状の回転軸３６が固定されている。回転軸３６の空洞を、サブヒータ支柱３３が貫いている。回転軸３６の上端部には、サブヒータ支柱３３を貫通させる貫通穴が中心に形成された円盤形状の回転台３７が、カバープレート２０と所定の間隔ｈ1を空けて固定されている。ｈ１は２〜１０ｍｍに設定されるのが好ましい。ｈ１が２ｍｍよりも小さいと、ボート回転時に部材同士が接触してしまったり、コンダクタンス低下によって後述する円筒部３９内のパージガス流量が低下してしまったりする場合がある。ｈ１が１０ｍｍよりも大きいと、処理ガスが円筒部３９内に多量に侵入してしまったり、流速の低下により反応ガス等が円筒部３９内に拡散してしまったりする場合がある。
【００３２】
回転台３７は、例えば、ステンレス等の金属で形成されている。回転台３７の上面には、断熱体４０を保持する断熱体保持具３８と、円筒部３９が同心に載置され、ネジ等によって固定されている。断熱アセンブリ２２は、回転台３７、断熱体保持具３８、円筒部３９および断熱体４０により構成されており、回転台３７は底板（受け台）を構成する。これらは、回転台３７を除き、透明石英等の耐熱性材料で形成されうる。回転台３７には、直径（幅）ｈ２の排気孔３７Ａが、縁寄りに回転対称に複数形成されている。ｈ２は１０ｍｍ又はそれ以上に設定されるのが好ましい。
【００３３】
断熱体保持具３８は、中心にサブヒータ支柱３４を貫通させる空洞を有する円筒形状に構成される。断熱体保持具３８の下端には、回転台３７よりも小さな外径の外向きフランジ形状の足３８Ｃを有する。足３８Ｃは、円筒部から円盤状に広がった後、短い円筒になるように形成される。足３８Ｃは、その先端において回転台に当接するため、回転台３７と保持具３８との間には、円板状の空間が形成される。この空間に、下部キャップヒータ３５が収容される。一方、断熱体保持具３８の上端は、そこからサブヒータ支柱３３が突き出させるように開口し、パージガスの供給口３８Ｂを構成している。供給口３８Ｂを円環状の開口とすることにより、円筒部３９の上端および円環状の平面径方向の全周方向にわたって均一にパージガスを供給することができる。また、開口付近の直径を広げる、つまり供給口３８Ｂの径を柱部分の径よりも大きくすることにより、円筒部３９内の上方の全方位にスムーズにパージガスを供給することができる。このときのパージガスの流れは、一定の層流となることが好ましい。
【００３４】
断熱体保持具３８の円筒部の空洞の直径は、サブヒータ支柱３３の外径よりも大きく構成されており、このような構成により、断熱体保持具３８とサブヒータ支柱３３との間に、断熱アセンブリ２２内の上部にパージガスを供給するパージガス供給路として、円環状の断面を有する第１流路を形成することができる。
【００３５】
供給孔３８Ｂから供給されたパージガスは、断熱体保持具３８と円筒部３９の内壁との間の空間である第２流路を下向きに流れて、排気孔３７Ａから円筒部３９外へ排気される。
【００３６】
断熱体保持具３８の柱には、断熱体４０として複数の反射板４０Ａと断熱板４０Ｂが、同軸に設置されている。断熱板４０Ｂの上下の保持具３８には、断熱板４０Ｂを追加できるように、フランジ状の保持棚３８Ａが形成されている。反射板４０Ａや断熱板４０Ｂは所定の間隔ｈ３で配置されている。ｈ３は１００〜３００ｍｍに設定されるのが好ましい。
【００３７】
反射板４０Ａは、ウェハ７の直径よりも小さい直径の円板形状で、例えば、シリコン又は不透明石英で形成されおり、上方の保持棚３８Ａに所定の間隔ｈ４で保持されている。ｈ４は２〜１５ｍｍに設定されるのが好ましい。ｈ４が２ｍｍよりも小さいと、反射板４０Ａ間にガスが滞留してしまう場合がある。反射板４０Ａは、上部キャップヒータ３４による加熱の有無に起因して、断熱アセンブリ２２内の垂直方向の温度勾配の違いができるだけ生じないようにするため、反射板４０Ａよりも上方の熱をその場に閉じ込めるとともに、ボート２１の最下段に置かれたウェハ７の面内温度分布を平坦化する役割も担っている。
【００３８】
断熱板４０Ｂは、ウェハ７の直径よりも小さい直径の円板形状であって、好適には熱容量、熱伝達が小さく、遠赤外領域での反射率の高い材料により形成され、例えば、透明石英、ＳｉＣ等により形成される。断熱板４０Ｂは、十分に小さな表面粗さの円板状の母材に、母材よりも低い反射率の耐食性物質をコーティングすることによって実現してもよい。ここでは、４枚の断熱板４０Ｂが下方の保持棚３８Ａに所定の間隔ｈ５で保持されている。ｈ５はｈ４と同様に、２ｍｍ以上に設定されるのが好ましい。
【００３９】
本例では、断熱板４０Ｂの枚数を反射板４０Ａの枚数以上とした。このように、上方に反射板４０Ａを設置し、下方に断熱板４０Ｂを設置することにより、反射板４０Ａにてサブヒータ６４からの輻射熱を反射し、また、断熱板４０Ｂによってヒータ３４およびサブヒータ６４からの輻射熱を、ウェハ７から離れたところで断熱することにより、ウェハ７の温度応答性を改善する事ができ、昇温時間を短縮することができる。なお、反射板４０Ａと断熱板４０Ｂの数や配置は上述に限らず、断熱アセンブリ２２を通過する熱流束を最小化するように、最適化されうる。
【００４０】
反応管４の内壁と円筒部３９の壁との間隔ｈ６は、プロセスガスの石英筒内への侵入を抑制し、処理室６への流出を少なくするために、狭く設定することが望ましく、例えば、７．５ｍｍ〜１５ｍｍとするのが好ましい。
【００４１】
円筒部３９の上端は、平坦な板で閉じており、そこにボート２１が設置される。円筒部３９の上端は凸状に形成されている。言い換えれば、円筒部３９の上面の外周には全周にわたって段差が形成されており、この段差にボート２１のリング状の底板が嵌合する。このような構成とすることにより、サブヒータ６４を回転させることなく、円筒部３９およびボート２１を回転させることが可能となる。
【００４２】
円筒部３９上面の段差の高さはボート２１の底板の厚さと略同じに形成されており、ボート２１を載置した際に、ボート２１の底板と円筒部３９の上面の高さが平坦となる。このような構成により、処理ガスの流れを良くすることができ、ボトム領域での成膜均一性を向上させることができる。
【００４３】
ここで、本例において特徴的なサブヒータの作用について述べる。上部キャップヒータ３４及び下部キャップヒータ３５は独立のリード線を有し、独立に通電されうる。上部キャップヒータ３４は、円筒部３９内の上端付近に配置され、その周囲にある円筒部３９の上面や反射板４０Ａ、ボート２１の最下段にあるウェハ７を加熱する。昇温過程においてこの加熱を行うことで、温度安定状態における温度分布（温度勾配分布）に近づけることができる。また、温度安定状態にいても、熱逃げを補償するような加熱を行うことができ、ウェハ７間の温度均一性或いは最下段のウェア７内の温度均一性を向上させることができる。
【００４４】
下部キャップヒータ３５は、その周囲にある回転台３７等の部材を加熱しうるが、特にマニホールド５の内面を加熱することを意図している。下部キャップヒータ３５は、マニホールド５とほぼ同じ高さでマニホールド５の内面と正対する位置に設けられており、下部キャップヒータ３５自体のケーシング及び円筒部の足３９Ｃを透過した赤外線によって加熱することができる。透明石英の透過帯域は５μｍ付近まで伸びており、３μｍ以下の波長の赤外線をほとんど透過させるので、３００℃以上の熱源からの放射エネルギーの一部を透過させることができる。
【００４５】
Ｏリング１９Ａには、３００℃程度の耐熱温度のフッ素ゴム等が用いられており、炉口部の温度を高くできない一因となっている。マニホールド５のＯリング１９Ａと当接する箇所が所定温度（例えば２５０〜２８０℃）を超えないように、マニホールド５もしくは反応管４のフランジを水冷することが一般的である。反応管４の中で最も低温な箇所となることで、炉口部には副生成物の付着や原料ガスの凝集等の、処理領域とは異なる現象が起きやすい。炉口部の温度は至適な範囲（例えば180〜260℃）に保持することが理想である。そのために炉口部の加熱が必要な場合がある。ただし外側から被せるジャケットヒータは、ヒータとインレットを均一に接触させるのが難しく、十分な加熱効率が得られない上、均等な加熱も難しい。
【００４６】
下部キャップヒータ３５は、副生成物が付着しやすいマニホールド５の内側の表面を加熱するので、マニホールド５の外周にジャケットヒータを巻いた場合よりも効率的かつ均等に内面の温度を上げることができる。また、上部キャップヒータ３４と独立の制御された下部キャップヒータによって、マニホールド５だけでなく炉口部周辺を高速に加熱できるので、当該部の温度安定までに要する時間を短縮することが可能となる。更には、炉口部周辺を局所的にプロセス処理温度同等またはそれ以上の高温に加熱することも可能である。こうすることによって、インレットから供給された原料ガスを炉口部周辺で加熱することが可能となり、これは特に流量が多くなった場合に有効である。
【００４７】
図３に、一体形成された上部キャップヒータ３４及び下部キャップヒータ３５が示される。上部キャップヒータ３４のトーラスの直径は、ウェハ７の直径の略半分に設定され、下部キャップヒータ３５のトーラスの直径は、断熱体保持具の足３８Ｃの内部に接触せず収まる範囲でできるだけ大きく設定される。すなわち、下部キャップヒータはインレットに近い方が効率良く加熱できる。したがって円筒部３９内のなるべく外周側に配置するのが望ましい。その結果、下部キャップヒータは、上部キャップヒータよりも大きな径で構成される。
【００４８】
下部キャップヒータ３５は次のように製作されうる。すなわち、円環部の長さに相当する長さのフィラメントの両端に、サブヒータ支柱３３から取り出すのに十分な長さのリード線を接続する。次に、直線状の石英管にフィラメントを通し、フィラメントの両端の近くで直管を火加工により潰して閉塞させるとともに、閉塞箇所の間を火加工により円環状に形成する。次にリード線をサブヒータ支柱３３に設けた穴に通し、穴を塞ぐように下部キャップヒータの両端とサブヒータ支柱３３とが溶接される。最後に、リード線にアルミナ等の絶縁管を被せる。絶縁管はサブヒータ支柱３３から挿入できる。
【００４９】
なお下部キャップヒータ３５の石英間内にクリプトンガス等を封入してもよく、その際は封じきり部の端が円環の内側に突出するようにする。またフィラメントには、石英管との接触を防ぐためのスペーサが所定間隔で装着されうる。本例の上部キャップヒータ３４は温度検出用の熱電対を備えているが、下部キャップヒータ３５に備えても良い。
【００５０】
図４に示すように、コントローラ２９は、ＭＦＣ１０、１３、２５、バルブ１１、１４、２６、圧力センサ１６、ＡＰＣバルブ１７、真空ポンプ１８、ヒータ３、上部キャップヒータ３４、下部キャップヒータ３５、温度検出器２８、回転機構２３、ボートエレベータ２７等の各構成と電気的に接続され、それらを自動制御する。コントローラ２９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２１４、記憶装置２１６、Ｉ／Ｏポート２１８を備えたコンピュータとして構成される。ＲＡＭ２１４、記憶装置２１６、Ｉ／Ｏポート２１８は、内部バス２２０を介して、ＣＰＵ２１２とデータ交換可能なように構成される。Ｉ／Ｏポート２１８は、上述の各構成に接続されている。コントローラ２９には、例えばタッチパネル等との入出力装置２２２が接続されている。
【００５１】
記憶装置２１６は、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成されている。記憶装置２１６内には、基板処理装置４の動作を制御する制御プログラムや、処理条件に応じて基板処理装置４の各構成に成膜処理等を実行させるためのプログラム（プロセスレシピやクリーニングレシピ等のレシピ）が読み出し可能に格納されている。ＲＡＭ２１４は、ＣＰＵ２１２によって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
【００５２】
ＣＰＵ２１２は、記憶装置２１６から制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２１６からレシピを読み出し、レシピに沿うように各構成を制御する。
【００５３】
コントローラ２９は、外部記憶装置（例えば、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＨＤＤ）２２４に持続的に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置２１６や外部記憶装置２２４は、コンピュータ読み取り可能な有体の媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置２２４を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
【００５４】
図５に、回転軸３６及びその周辺の構造が示される。回転軸３６は、ケーシング２３Ａの内部における側部に直径4mmの貫通孔３６Ａを３個有し、貫通孔は、回転軸３６の外部と内部の空洞とを連通させている。ケーシング２３Ａは、その上寄りの側部にパージガスの導入ポートを有し、導入ポートからのパージガスは、ケーシング２３Ａや磁性流体シール２３Ｈ等により囲まれた空間に充満する。それらのパージガスの一部は、貫通孔３６Ａから回転軸３６内部の空洞に流入し、回転軸３６の内面とサブヒータ支柱との間の３mmの間隙（第１間隙）を上へ流れて断熱アセンブリ２２に流入する。そして、上述の第１流路及び第２流路に従って、下部キャップヒータ３５の周辺を含む断熱体保持具３８の空洞、円筒部３９の内部上側、内部下側を順次パージし、排気孔３７Ａから流出する。一方、残りのパージガスは、回転軸３６とケーシング２３Ａ（もしくは蓋部１９）との間の0.5mmの隙間（第２間隙）を上へ流れ、回転台３７に突き当たった後は回転台３７とカバープレート２０との間をパージする。これを第３流路と呼ぶ。第１及び第３流路の流量の比は、貫通孔３６Ａ、第１間隙及び第２間隙のコンダクタンスで殆ど規定することができ、本例では約９：１に設定される。図６にシミュレーション結果が示される。
【００５５】
次に、上述の処理装置４を用い、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に膜を形成する処理（以下、成膜処理ともいう）のシーケンス例について説明する。
【００５６】
ここでは、ノズル８を２本以上設け、ノズル８Ａから第１の処理ガス（原料ガス）としてヘキサクロロジシラン（ＨＣＤＳ）ガスを、ノズル８Ｂから第２の処理ガス（反応ガス）としてアンモニア（ＮＨ３）ガスをそれぞれ供給し、ウェハ７上にシリコン窒化（ＳｉＮ）膜を形成する例について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置４の各構成の動作はコントローラ２９により制御される。
【００５７】
本実施形態における成膜処理では、処理室６内のウェハ７に対してＨＣＤＳガスを供給する工程と、処理室６内からＨＣＤＳガス（残留ガス）を除去する工程と、処理室６内のウェハ７に対してＮＨ３ガスを供給する工程と、処理室６内からＮＨ３ガス（残留ガス）を除去する工程と、を所定回数（１回以上）繰り返すことで、ウェハ７上にＳｉＮ膜を形成する。本明細書では、この成膜シーケンスを、便宜上、以下のように表記する：
【００５８】
（ＨＣＤＳ→ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＮ
【００５９】
（ウェハチャージおよびボートロード）   複数枚のウェハ７がボート２１に装填（ウェハチャージ）されると、ボート２１は、ボートエレベータ２７によって処理室６内に搬入（ボートロード）される。このとき、シールキャップ１９は、Ｏリング１９Ａを介してマニホールド５の下端を気密に閉塞（シール）した状態となる。ウェハチャージする前のスタンバイの状態から、バルブ２６を開き、円筒部３９内へ少量のパージガスが供給されうる。
【００６０】
（圧力調整）   処理室６内、すなわち、ウェハ７が存在する空間が所定の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ１８によって真空排気（減圧排気）される。この際、処理室６内の圧力は、圧力センサ５２で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ１７が、フィードバック制御される。円筒部３９内へのパージガス供給及び真空ポンプ１８の作動は、少なくともウェハ７に対する処理が終了するまでの間は維持する。
【００６１】
（昇温）   処理室６内から酸素等が十分排気された後、処理室６内の昇温が開始される。処理室６が成膜に好適な所定の温度分布となるように、温度検出器２８が検出した温度情報に基づきヒータ３４、上部キャップヒータ３４及び下部キャップヒータ３５への通電具合がフィードバック制御される。ヒータ３４等による処理室６内の加熱は、少なくともウェハ７に対する処理（成膜）が終了するまでの間は継続して行われる。上部キャップヒータ３４や下部キャップヒータ３５への通電期間は、ヒータ３４による加熱期間と一致させる必要はない。例えば下部キャップヒータ３５は、ヒータ３４による昇温が始まる前から通電して、マニホールド５やシールキャップ１９を予熱し、脱ガスを促しても良く、或いは、処理室６が所定の温度に近づいてから（つまり昇温期間の途中から）通電しても良い。成膜が開始される直前において、上部キャップヒータ３４の温度は、成膜温度と同温度に到達し、マニホールド５の内面温度は１８０℃以上（例えば２６０℃）に到達していることが望ましい。直前に加熱したほうが、Ｏリング１９Ａが高温に晒される時間が短くなり、寿命が延びうる。
【００６２】
また、回転機構２３によるボート２１およびウェハ７の回転を開始する。回転機構２３により、回転軸６６、回転台３７、円筒部３９を介してボート２１が回転されることで、サブヒータ６４は回転させずにウェハ７を回転させる。これにより加熱のむらが低減される。回転機構２３によるボート２１およびウェハ７の回転は、少なくとも、ウェハ７に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
【００６３】
（成膜）   処理室６内の温度が予め設定された処理温度に安定すると、ステップ１〜４を繰り返し実行する。なお、ステップ１を開始する前に、バルブ２６を開き、パージガスの供給を増加させてもよい。
【００６４】
［ステップ１：原料ガス供給工程］
ステップ１では、処理室６内のウェハ７に対し、ＨＣＤＳガスを供給する。バルブ１１Ａを開くと同時にバルブ１４Ａを開き、ガス供給管４４ａ内へＨＣＤＳガスを、ガス供給管４４ｂ内へＮ２ガスを流す。ＨＣＤＳガスおよびＮ２ガスは、それぞれＭＦＣ１０、１３により流量調整され、ノズル４２を介して処理室６内へ供給され、排気管１５から排気される。ウェハ７に対してＨＣＤＳガスを供給することにより、ウェハ７の最表面上に、第１の層として、例えば、１原子層未満から数原子層の厚さのシリコン（Ｓｉ）含有膜が形成される。
【００６５】
［ステップ２：原料ガス排気工程］
第１の層が形成された後、バルブ１１Ａを閉じ、ＨＣＤＳガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ１７は開いたままとして、真空ポンプ１８により処理室６内を真空排気し、処理室６内に残留する未反応もしくは第１の層の形成に寄与した後のＨＣＤＳガスを処理室６内から排出する。また、バルブ１４Ａを開いたままとして、供給さらたＮ２ガスは、ガス供給管９、ノズル処理室６内をパージする。
【００６６】
［ステップ３：反応ガス供給工程］
ステップ３では、処理室６内のウェハ７に対してＮＨ３ガスを供給する。バルブ１１Ｂ，１４Ｂの開閉制御を、ステップ１におけるバルブ１１Ａ，１４Ａの開閉制御と同様の手順で行う。ＮＨ３ガスおよびＮ２ガスは、それぞれＭＦＣ１０、１３により流量調整され、ノズル４２を介して処理室６内へ供給され、排気管１５から排気される。ウェハ７に対して供給されたＮＨ３ガスは、ステップ１でウェハ７上に形成された第１の層、すなわちＳｉ含有層の少なくとも一部と反応する。これにより第１の層は窒化され、ＳｉおよびＮを含む第２の層、すなわち、シリコン窒化層（ＳｉＮ層）へと変化（改質）される。
【００６７】
［ステップ４：反応ガス排気工程］
第２の層が形成された後、バルブ１１を閉じ、ＮＨ３ガスの供給を停止する。そして、ステップ１と同様の処理手順により、処理室６内に残留する未反応もしくは第２の層の形成に寄与した後のＮＨ３ガスや反応副生成物を処理室６内から排出する。
【００６８】
以上の４つのステップを非同時に、すなわち、オーバーラップさせることなく行うサイクルを所定回数（ｎ回）行うことにより、ウェハ７上に、所定組成および所定膜厚のＳｉＮ膜を形成することができる。なお、上述のサイクルは複数回繰り返すのが好ましい。
【００６９】
上述のシーケンスの処理条件としては、例えば、
処理温度（ウェハ温度）：２５０〜７００℃、
処理圧力（処理室内圧力）：１〜４０００Ｐａ、
ＨＣＤＳガス供給流量：１〜２０００ｓｃｃｍ、
ＮＨ３ガス供給流量：１００〜１００００ｓｃｃｍ、
Ｎ２ガス供給流量（ノズル）：１００〜１００００ｓｃｃｍ、
Ｎ２ガス供給流量（回転軸）：１００〜５００ｓｃｃｍ、
が例示される。それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値に設定することで、成膜処理を適正に進行させることが可能となる。
【００７０】
ＨＣＤＳ等の熱分解性ガスは、石英よりも金属の表面において副生成物の膜を形成しやすい場合がある。ＨＣＤＳ（及びアンモニア）に晒された表面は、特に２６０℃以下のときにＳｉＯ、ＳｉＯＮなどが付着しやすい。
【００７１】
（パージおよび大気圧復帰）   成膜処理が完了した後、バルブ１４Ａ、１４Ｂを開き、ガス供給管１２Ａ、１２ＢからＮ２ガスを処理室６内へ供給し、排気管１５から排気する。これにより、処理室６内の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、残留する原料や副生成物が処理室６内から除去（パージ）される。その後、ＡＰＣバルブ１７が閉じられ、処理室６内の圧力が常圧になるまでＮ２ガスが充填される（大気圧復帰）。
【００７２】
（ボートアンロードおよびウェハディスチャージ）   ボートエレベータ２７によりシールキャップ１９が下降され、マニホールド５の下端が開口される。そして、処理済のウェハ７が、ボート２１に支持された状態で、マニホールド５の下端から反応管３６の外部に搬出される（ボートアンロード）。処理済のウェハ７は、ボート２１より取出される。
【００７３】
ＨＣＤＳ等の熱分解性ガスは、石英よりも金属の表面において膜を形成しやすい場合がある。ＨＣＤＳ（及びアンモニア）に晒された表面は、特に２６０℃以下のときにＳｉＯ、ＳｉＯＮなどが付着しやすい。
【００７４】
本実施形態では、以下に示す１つ又は複数の効果が得られる。
（ａ）ガス供給管２４から供給され、シールキャップ１９と円筒部３９との間を放射状に流れるパージガスが、マニホールド５の付近をパージすることにより、マニホールド５への副生成物の付着を協力に防ぐことができる。
（ｂ）パージガスを円筒部３９内に流通させることにより、円筒部３９内での副生成物の付着や腐食等を防ぐことができる。これにより、上部キャップヒータ３４、下部キャップヒータ３５や断熱体４０の表面の放射率や反射率が維持され、加熱や断熱の性能を維持することができる。
（ｃ）上部キャップヒータ３４、下部キャップヒータ３５によって、ボトムウェハ等の温度が上がりにくい箇所を加熱でき、リカバリ時間を短縮させることができる。
（ａ）下部キャップヒータ３５の発熱量は任意に調整できるため、場合によっては炉口部周辺を局所的にプロセス処理温度同等またはそれ以上とすることも可能である。こうすることによって、インレットから供給された原料ガスを、炉口部周辺もしくはノズル基部で予加熱することができ、これは特に流量が多くなった場合に各ウェハ７に供給されるガスの温度の違いを小さくする上で有効である。
【００７５】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。図７に変形された実施形態の基板処理装置の断熱アセンブリの縦断面が示される。なお、左右対称に現れるので右半分は図示を省略してある。本例では、下部キャップヒータ３５に代えて、よりマニホールドに近い位置に配置される下部キャップヒータ７１を備える。
【００７６】
下部キャップヒータ７１は、サブヒータ支柱３３から独立した、トーラス状の発熱部と、発熱部の一箇所から下向きに伸びた、同径の筒状の支柱部と、を有する。トーラスの直径は、断熱アセンブリ２２よりも大きい。支柱部は、シールキャップ１９を貫通して処理室６の外まで伸び、その下端から下部キャップヒータ７１のリード線が取り出される。支柱部とシールキャップ１９の間は、真空用継手２３Ｐと同様の継手によって、シールされる。
【００７７】
カバープレート７０は、カバープレート２０に相当し、その縁の付近で下部キャップヒータ７１を収容できるように、膨らみ部が形成されている。
【００７８】
なお、下部キャップヒータ７１の発熱部はループ状のものに限らず、ノズル８の基部において分断されたＣ型にし、その両端に支柱部をそれぞれ設けてもよい。或いは、カバープレート７０と一体に形成しても良い。
【００７９】
また、変形例では、蓋ジャケットヒータ７２、ウォータジャケット５Ａを追加的に備えている。蓋ジャケットヒータ７２は、シールキャップ１９の外面に接して配置され、シールキャップ１９を加熱する。ウォータジャケット５Ａは、反応管４のフランジ部を挟むようにマニホールド５と共締めされ、フランジ部から伝わった熱を、そこに流された冷却水に伝達し、マニホールド５のＯリング１９Ａ等が高温になり過ぎないようにする。
【００８０】
本変形例によれば、マニホールドにより近い場所に配置された下部キャップヒータ７１によって、マニホールド５の内面を効率的に加熱できる。また、カバープレート７０がマニホールド５の内面に狭い間隙で対面するので、ガスへの暴露が軽減されうる。特に間隙が不活性ガスでパージされると、この効果が高まる。
本変形例においても、下部キャップヒータはシールキャッププレートの石英に囲われており、原料ガスと直接接触するのを避ける構造とした。下部キャップヒータ７１の表面は特に高温になりえるので、原料ガスがそこに触れると、別の好ましくない分解や堆積が起こりえる。
【００８１】
以上のように下部キャップヒータを設置することによって炉口部周辺の金属部材を加熱でき、副生成物の付着を抑制することが可能となる。
【００８２】
上述の実施形態では、ウェハ７上に膜を堆積させる例について説明した。しかしながら、本発明は、このような態様に限定されず、例えば、ウェハ７やウェハ７上に形成された膜等に対して、酸化処理、拡散処理、アニール処理、エッチング処理等の処理を行う場合にも、適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、半導体デバイスに用いられる膜の形成やその他の処理に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
２  処理炉、  ３  ヒータ、  ４  反応管、  ５  マニホールド、  ６  処理室、
７  ウェハ、  ８  ノズル、  ９  ガス供給管、  １０  ＭＦＣ、  １２  ガス供給管、
１３  ＭＦＣ、  １５  排気管、  １６  圧力センサ、  １７  ＡＰＣバルブ、  １８  真空ポンプ、
１９  シールキャップ、  ２０  カバープレート、  ２１  ボート、  ２２  断熱アセンブリ、
２３  回転機構、  ２４  ガス供給管、  ２５  ＭＦＣ、  ２７  ボートエレベータ、
２８  温度検出器、  ２９  コントローラ、
３３  サブヒータ支柱、  ３４  上部キャップヒータ、  ３５  下部キャップヒータ、
３６  回転軸、  ３７  回転台、  ３８  断熱体保持具、  ３９  円筒部、  ４０  断熱体、
７０  カバープレート、  ７１  下部キャップヒータ、  ７２  蓋ジャケットヒータ。
【図１】
2019053807.tif 000003
【図２】
2019053807.tif 000004
【図３】
2019053807.tif 000005
【図４】
2019053807.tif 000006
【図５】
2019053807.tif 000007
【図６】
2019053807.tif 000008
【図７】
2019053807.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月12日(2019.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内で前記基板を保持する基板保持具と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記処理室外に設置され、前記処理室内を加熱する第１ヒータと、
前記処理室の蓋と、前記基板保持具の間に設置された断熱部と、
前記断熱部内の前記基板保持具寄りに設置され、前記処理室内を加熱する第２ヒータと、
前記処理室内の蓋寄りの端部の近くに設置され、前記端部を加熱する第３ヒータと、
前記断熱部内にパージガスを供給し、前記第２ヒータ及び前記第３ヒータの周辺をパージするよう構成されたパージガス供給部と、を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記断熱部は、
上端が閉塞した円筒形状に形成され、その上面に前記基板保持具を載置する円筒部と、
前記円筒部内に、その中心軸に沿って配置される中空の保持具と、
前記円筒部および前記中空の保持具を支持する円板状の受け台と、を有し、
前記第３ヒータは、受け台と、前記中空の保持具との間の空間に設けられる請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記空間はパージガスによってパージされ、
前記断熱部は、記円筒部の内部のパージガスを前記処理室内へ排気する穴を有する請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記処理室は、前記蓋との接続部分に、ガスを導入する複数のインレットを備えた、筒状の金属製のマニホールドを有し、
前記第３ヒータは、トーラス状に形成され、前記マニホールドの内面と面するように前記マニホールドと略同じ高さに設けられる請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記第２ヒータは、前記第３ヒータ及び前記基板のいずれよりも小さな直径のトーラス状に形成され、前記断熱部内の上方に設置される請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記蓋、前記受け台及び前記中空の保持具を貫通して伸び、上端において前記第２ヒータを保持する支柱と、
前記蓋の内面上に設けられる、耐蝕素材のカバープレートと、を更に備え、
前記第２ヒータは、前記第３ヒータ及び前記基板のいずれよりも小さな直径のトーラス状に形成され、前記支柱と分離不能に固定され、
前記第３ヒータは、前記断熱部の外側において、前記蓋と前記カバープレートとの間の空間に設けられ、前記空間は前記パージガスによってパージされる請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記処理室は、前記蓋との接続部分に、ガスを導入する複数のインレットを備えた、筒状の金属製のマニホールドを有し、
前記第２ヒータは、前記基板のいずれよりも小さな直径に形成され、前記断熱部内の上方で支柱によって保持され、
前記第３ヒータは、トーラス状に形成され、前記マニホールドの内面と面するように前記マニホールドと略同じ高さに設けられる請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記第２ヒータ及び前記第３ヒータは、連続的且つ一体に形成された単一のケーシングを共有する請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記第２ヒータ及び前記第３ヒータは、それぞれリード線を有し、前記リード線は、前記蓋を貫通して設けられた前記支柱の内部を通って、前記処理室の外まで独立して伸びる請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
耐熱耐蝕性材料を円盤状に形成してなり、前記蓋の上に設置されるカバープレートを更に備え、
前記第３ヒータは、前記断熱部の直径よりも大きな直径のトーラス状の発熱部と、前記発熱部の一箇所から下向きに伸びた支柱部と、を有し、
前記カバープレートは、その縁の付近に形成され前記第３ヒータを前記蓋と前記カバープレートの間に収容する膨らみ部を有する請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
略トーラス状に形成された上部キャップヒータと、
前記上部キャップヒータよりも大きな径の略トーラス状に形成され、前記前記上部キャップヒータに対して所定の間隔で水平且つ同心になるように配置されたた下部キャップヒータと、
前記上部キャップヒータ及び下部キャップヒータの中心を通るように直線状に延在するとともに、前記上部キャップヒータ及び下部キャップヒータと接続し、内部に前記上部キャップヒータ及び下部キャップヒータのリード線を収容する支柱と、を有し、
上部キャップヒータ及び下部キャップヒータのケーシングならびに支柱は、耐熱耐蝕素材のパイプによって一体に形成され、前記パイプの内部は、前記リード線が取り出される前記支柱の一端の開口を除き、外部に対し気密に保たれることを特徴とするヒータ装置。
【請求項１２】
基板を保持した基板保持具を、処理室の蓋と前記基板保持具の間に断熱部を配置した状態で、前記処理室にローディングする工程と、
前記処理室外に設置される第１ヒータ、前記断熱部内の前記基板保持具寄りに設置される第２ヒータ及び前記処理室内の蓋寄りの端部の近くに設置され第３ヒータによって加熱された前記処理室内に処理ガスを供給して前記基板を処理する工程と、を有し、
前記断熱部は、上端が閉塞した円筒形状に形成されその上面に前記基板保持具を載置する円筒部と、前記円筒部内にその中心軸に沿って配置される中空の保持具と、前記円筒部および前記中空の保持具を支持する円板状の受け台と、を有し、
前記基板を処理する工程では、前記中空の保持具との間の空間に設けられた前記第３ヒータが前記端部を加熱するとともに、前記断熱部内にパージガスを供給し、前記第２ヒータ及び前記第３ヒータの周辺をパージする半導体装置の製造方法。
【国際調査報告】
2019053807.tif 000010
2019053807.tif 000011
2019053807.tif 000012