(57)【要約】【課題】処理室装入時のボートの変形を抑制し、パーティクルの発生を防止し、基板の処理品質の向上を図る。【解決手段】基板を処理する処理室と、該処理室内で基板を支持する支持体１１と、処理室内の基板を加熱するヒータとを有する基板処理装置に於いて、前記支持体上部に断熱部２５を設けた。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、該処理室内で基板を支持する支持体と、処理室内の基板を加熱するヒータとを有する基板処理装置に於いて、前記支持体上部に断熱部を設けたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
上部に断熱部が設けられた支持体に基板を支持する工程と、基板を支持した前記支持体を処理室内に装入する工程と、支持体に支持された基板を熱処理する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリコンウェーハ等の基板に薄膜の生成、不純物の拡散、エッチング等所要の処理を行い半導体装置を製造する基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板処理装置には、処理室内で基板が支持体に一枚支持され、一枚ずつ処理が行われる枚葉式の基板処理装置と、処理室内で多数の基板が支持体に支持され、多数の基板が一度に処理されるバッチ式の基板処理装置とがある。又、バッチ式の基板処理装置には基板を反応炉内に垂直姿勢で多数保持して処理を行う横型基板処理装置と、基板を反応炉内に水平姿勢で多段に支持して処理を行う縦型基板処理装置とがある。
【０００３】
先ず、図２に於いて、基板処理装置の一例として縦型基板処理装置について概略を説明する。
【０００４】
図中、１はカセット授受ユニット、２はカセットストッカ、３はウェーハ移載機、４はボートエレベータ、５は反応炉を示す。シリコンウェーハ等の被処理基板であるウェーハ６はウェーハカセット７に装填された状態で基板処理装置と外部装置との間で搬送が行われる。
【０００５】
前記カセット授受ユニット１は基板処理装置と外部搬送装置間でウェーハカセット７の授受を行い、前記カセットストッカ２は複列多段に前記ウェーハカセット７を収納する。
【０００６】
前記反応炉５は図３に概略が示される様に、処理室１６を画成する石英製の反応管１７、該反応管１７の同心に周囲を覆う均熱管１８、更に該均熱管１８の周囲を覆う筒状のヒータ１９から構成され、前記処理室１６で前記ウェーハ６は基板支持体であるボート１１により水平多段に支持される。前記反応管１７の上端には処理用ガス導入管２１が連通され、前記反応管１７の下端部には排気管２２が連通され、前記処理用ガス導入管２１はガス供給源、前記排気管２２は排気装置にそれぞれ接続されている。
【０００７】
前記ボート１１はＳｉＣ又はＳｉ製であり、ＳｉＣ又はＳｉ製のボートキャップ１０を介して炉口蓋２３に載置される様になっている。該炉口蓋２３は前記反応管１７の炉口部を気密に閉塞する。前記ボート１１は底板１３、該底板１３に立設された支柱１４、該支柱１４の上端に設けられた天板１５から構成され、前記支柱１４には所定ピッチで基板保持溝（図示せず）が刻設され、該基板保持溝に前記ウェーハ６が嵌合して支持される様になっている。
【０００８】
前記炉口蓋２３は前記ボートエレベータ４に昇降可能に支持され、該ボートエレベータ４は前記ボート１１を昇降させることで、前記反応炉５内に装入、引出しする様になっている。
【０００９】
前記ウェーハ移載機３は昇降、回転、進退するウェーハ保持部１２を有し、更に該ウェーハ保持部１２は複数のウェーハ載置プレート（図示せず）を有しており、該各ウェーハ載置プレートにそれぞれ前記ウェーハ６を保持する様になっている。
【００１０】
前述したウェーハ６の移載は、前記ウェーハ保持部１２に前記ウェーハ６を保持し、前記ウェーハ保持部１２の昇降、回転、進退により降下状態の前記ボート１１と前記カセットストッカ２に収納されたウェーハカセット７間で前記ウェーハ６の移載を行う様になっている。
【００１１】
基板処理について説明する。
【００１２】
外部搬送装置により搬送された前記ウェーハカセット７は、前記カセット授受ユニット１のカセットホルダ８に載置され、昇降ステージ９の昇降、前記カセットホルダ８の反転、進退により前記カセットストッカ２に収納される。又、同様に該カセットストッカ２からの前記ウェーハカセット７の払出しも前記カセット授受ユニット１を介して行われる。
【００１３】
前記ボート１１が前記ボートエレベータ４により降下され、前記ウェーハ移載機３により前記ウェーハカセット７から前記ウェーハ６が移載される。所定枚数のウェーハ６が移載されると、前記ボートエレベータ４は前記ボート１１を前記反応炉５の処理室１６に装入する。
【００１４】
前記ウェーハ６が前記ヒータ１９により加熱され、前記処理用ガス導入管２１より前記処理室１６に処理用ガスが導入されつつ、前記排気管２２から排気され、前記ウェーハ６に所要の処理がなされる。尚、ウェーハの処理としては、ＣＶＤによる成膜、拡散、酸化、Ｈ２　アニール、Ｎ２　アニール、Ａｒアニール等の処理が行われる。
【００１５】
該ウェーハ６の処理が完了すると、前記ボートエレベータ４により前記ボート１１が降下され、所要温度迄冷却された後、前記ウェーハ移載機３により前記ボート１１から前記カセットストッカ２の所定のウェーハカセット７に前記ウェーハ６が払出される。処理済のウェーハ６を収納したウェーハカセット７は、前記カセット授受ユニット１に移載され、更に外部搬送装置により搬送される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の基板処理装置に於いて、ウェーハ６が装填されたボート１１を前記処理室１６に装入すると、前記天板１５は上方からの輻射熱を遮るものがない為、急速に加熱される。一方該天板１５の下方には多数のウェーハ６が装填されているので、急速に加熱されることはない。従って、前記天板１５は上面と下面で大きな温度差が生じ、熱応力の為変形する。該天板１５の変形により前記ボート１１が変形、特に前記天板１５の変形が前記支柱１４に伝播し、該支柱１４が変形することで、ウェーハ６と基板保持溝間で擦れが生じ、パーティクルが発生する虞れがある。特にボートがＳｉＣ、Ｓｉ製の場合にこの傾向は顕著に現れる。
【００１７】
本発明は斯かる実情に鑑み、処理室装入時のボートの変形を抑制し、パーティクルの発生を防止し、基板の処理品質の向上を図るものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板を処理する処理室と、該処理室内で基板を支持する支持体と、処理室内の基板を加熱するヒータとを有する基板処理装置に於いて、前記支持体上部に断熱部を設けた基板処理装置に係り、又上部に断熱部が設けられた支持体に基板を支持する工程と、基板を支持した前記支持体を処理室内に装入する工程と、支持体に支持された基板を熱処理する工程とを有する半導体装置の製造方法に係るものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
本発明の基板処理装置の基本的な構成は、図２、図３で示したものと同様であるので、以下は説明を省略する。又、図示していないが、横型炉にも実施可能である。
【００２１】
本実施の形態に於けるボート１１について、図１により説明する。
【００２２】
該ボート１１はボートキャップ１０上に載置され、前記ボート１１の上部には断熱部２５が別体として設けられる。該断熱部２５と前記ボート１１とが別体とされることで、構造的に非連続となり、力の伝達が遮断される。
【００２３】
前記ボート１１は底板１３と、該底板１３に立設された少なくとも３本（図１では２本を図示）の支柱１４、該支柱１４の上端に固着された天板１５から構成され、前記支柱１４には所要ピッチで基板保持溝２６が形成されている。前記天板１５の上側には前記支柱１４の延長上に補助支柱２７が設けられ、該補助支柱２７の上端には断熱天板２８が設けられ、前記補助支柱２７には所要数（図１では１つが示されている）の断熱板保持溝２９が形成されている。
【００２４】
該断熱板保持溝２９には、前記ウェーハ６と同形、略同形の断熱板３１が装填される。
【００２５】
前記補助支柱２７、断熱天板２８は前記ボート１１と同材質、或は透明石英ガラス、不透明石英ガラス、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、Ｃ等、処理室１６で使用される材質が用いられる。或は、これら材質のものが混合して用いられる。
【００２６】
又、前記断熱天板２８或は補助支柱２７に、石英、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、Ｃ等の膜をコーティングして輻射熱の透過率、或は熱容量を調整してもよい。
【００２７】
以下作用について、図２、図３を参照して説明する。尚、ウェーハ６が収納されたウェーハカセット７の搬入搬出、基板処理装置内でのウェーハカセット７の移載等は図２に於いて前述したのと同様である。
【００２８】
前記断熱板保持溝２９に、予め前記断熱板３１が装填されている。
【００２９】
ボートエレベータ４により前記ボート１１が降下され、ウェーハ移載機３によりウェーハ６が前記ボート１１の基板保持溝２６に挿入される。前記ウェーハ移載機３によるウェーハ６の移載が繰返され、所定数のウェーハ６が装填されると、前記ボートエレベータ４により前記ボート１１が前記処理室１６に装入される。
【００３０】
前記ボート１１が上昇し、前記断熱部２５が炉口部に到達する時点から前記処理室１６内部からの輻射熱で加熱されるが、前記断熱部２５が輻射熱を遮断するので、前記天板１５が急激に加熱されることを防止する。
【００３１】
前記ボート１１が反応炉５内に装入され、前記天板１５が下方からも加熱される状態となると前記断熱部２５も加熱されており、前記天板１５は前記断熱部２５を介して加熱される状態となる。
【００３２】
而して、前記天板１５は上下からの加熱状態の不均等が解消され、前記処理室１６装入時の熱応力による反り、変形が防止され、前記基板保持溝２６とウェーハ６間の擦れが抑制され、パーティクルの発生が防止される。
【００３３】
尚、前記断熱天板２８の変形が前記補助支柱２７を介して前記支柱１４に伝播されない様にすることが好ましく、例えば前記補助支柱２７を前記支柱１４と不連続とする、或は前記補助支柱２７の数を前記支柱１４より多くする、或は前記断熱部２５を前記ボート１１は別体とし、前記断熱部２５を前記ボート１１に載置した構成とし、該ボート１１と前記断熱部２５とは機械的に拘束しない構成等が考えられる。
【００３４】
更に、前記断熱天板２８、断熱板３１の材質は、反応炉の性能、基板処理の内容に合わせた断熱性能となる様に、選択され、又前記断熱板３１は要求される断熱性能に合わせて装填枚数が調整されてもよい。
【００３５】
【付記】
本発明は、下記の態様を含む。
【００３６】
（付記１）基板を処理する処理室と、該処理室内で基板を支持する支持体と、処理室内の基板を加熱するヒータとを有する基板処理装置に於いて、前記支持体上部に断熱部を設けたことを特徴とする基板処理装置。
【００３７】
（付記２）上部に断熱部が設けられた支持体に基板を支持する工程と、基板を支持した前記支持体を処理室内に装入する工程と、支持体に支持された基板を熱処理する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００３８】
（付記３）前記断熱部は石英ガラス、不透明石英ガラス、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、Ｃの材質、又はこれらの混合物で構成される付記１の基板処理装置。
【００３９】
（付記４）前記断熱部はＳｉ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、Ｃ等の非汚染物質材料の膜がコーティングされた付記１の基板処理装置。
【００４０】
（付記５）前記断熱部は少なくとも１枚の断熱板を装脱可能である付記１の基板処理装置。
【００４１】
（付記６）前記支持体は基板を所定間隔で支持する支柱と該支柱の上端に設けられた天板を有する付記１の基板処理装置。
【００４２】
（付記７）前記断熱部は石英ガラス、不透明石英ガラス、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、Ｃの材質、又はこれらの混合物で構成される付記２の半導体装置の製造方法。
【００４３】
（付記８）前記断熱部はＳｉ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、Ｃ等の非汚染物質材料の膜がコーティングされた付記２の半導体装置の製造方法。
【００４４】
（付記９）前記断熱部は少なくとも１枚の断熱板を装脱可能である付記２の半導体装置の製造方法。
【００４５】
（付記１０）前記支持体は基板を所定間隔で支持する支柱と該支柱の上端に設けられた天板を有する付記２の半導体装置の製造方法。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、基板を処理する処理室と、該処理室内で基板を支持する支持体と、処理室内の基板を加熱するヒータとを有する基板処理装置に於いて、前記支持体上部に断熱部を設けたので、支持体を処理室に装入する際に支持体の上端部が急激に加熱されることが防止され、支持体上端部の熱変形が防止され、支持体と基板間の擦れを抑止し、パーティクルの発生を防止して処理品質の向上、歩留りの向上が図れる等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るボートを示す立面図である。
【図２】基板処理装置の斜視図である。
【図３】基板処理装置の反応炉の断面図である。
【符号の説明】
５　　　　　反応炉
６　　　　　ウェーハ
１０　　　　ボートキャップ
１１　　　　ボート
１４　　　　支柱
１５　　　　天板
１６　　　　処理室
１７　　　　反応管
１９　　　　ヒータ
２５　　　　断熱部
２６　　　　基板保持溝
２７　　　　補助支柱
２８　　　　断熱天板
２９　　　　断熱板保持溝
３１　　　　断熱板
【図１】
2004111715.tif 000003
【図２】
2004111715.tif 000004
【図３】
2004111715.tif 000005