(57)【要約】【課題】  ウェハ移載機の移載精度やリング状プレートの制約を受けずにボートに対してウェハ移載が行え、ウェハを保持したボートを処理室へ挿入した後ウェハ温度を安定化する際にリング状プレートによる熱容量アップの影響を受けないようにする。【解決手段】  リング状プレート４１３をボート部３００から分離可能にして、リング状プレート４１３を多段に積載したリング部４００を構成する。複数のウェハを保持するボート部３００は、リング状プレート４１３を分離したとき、リング状プレート４１３を備えないノーマルボートと同じ構成とする。リング部４００は予め処理室２０１内に配置して加熱しておく。ウェハを保持したボート部３００を処理室２０１内に搬入する過程で、ボート部３００でリング部４００をすくい上げて一体化することで、リング状プレート４１３がボート部３００に保持されるウェハ２００に対して所定の間隔で略水平に設けられるようにする。【選択図】  図１
2005228991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を略水平に保持することが可能な基板保持具と、
前記基板保持具と分離可能であって、該基板保持具に保持される基板に対して所定の間隔で略水平に設けられるリング状プレートと、
該基板保持具に保持される基板を収容する処理室と、
前記基板を加熱する加熱手段と、
前記処理室に処理ガスを供給して前記加熱手段により加熱された基板を処理するガス供給手段と
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板保持具に保持される基板を処理する基板処理装置に係り、特に、基板保持具を改善したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置を構成する縦型ＣＶＤ装置等において、複数のウェハを保持する基板保持具として、複数の支柱と支柱を固定する上下板とからなるノーマルボートと呼ばれる基板保持具が使用されている。しかし、ノーマルボートでは、ウェハ端の膜厚だけが厚くなり、膜厚の均一性が得られなかった。そこで、従来、ウェハ保持機能を有するリング状のホルダプレートをノーマルボートに一体的に取り付けて、膜厚均一性の改善をはかったホルダボートと呼ばれる基板保持具が用いられるようになっている（例えば、特許文献１参照）。このホルダボートは、垂直に設けられた４本の支柱を持つ。支柱はウェハの出し入れが可能なように略半円状に配列されている。支柱には、リング状のホルダプレートが、支柱に設けた溝部に水平姿勢で多段に溶接され、ホルダプレートの上面にはウェハを載置する基板載置部としてのウェハ載置部が複数設けられている。
【０００３】
このようなホルダボートを使用して、ウェハ処理、例えばウェハ上に成膜を行えば、ホルダプレートがウェハ面上の処理ガスの流れを均一化することにより、ウェハ端の膜厚だけが厚くなるのを抑制することができる。また、略半円周状に配列された４本の支柱よりも内側のホルダプレート上に設けたウェハ載置部の上に、ウェハを保持するので、支柱とウェハとの距離が遠ざかることから、支柱の影響が少なくなり、膜厚均一性を向上させることが可能となる。
【０００４】
しかし、上述した従来のホルダボートを使用しても、支柱とウェハ載置部とが独立して設けられているので、なお支柱やウェハ載置部が処理ガスの流れの不均一な部分を構成することとなり、支柱とウェハ載置部とが与える成膜への悪影響を低減することができなかった。ウェハ成膜結果からも、この支柱やウェハ載置部に対応するウェハ部分における膜厚が少なくなっていることが明らかであった。
【０００５】
そこで、図１７及び図１８に示すような、リングボートと呼ばれる基板保持具が考えられている。これは、リング状プレート（前述したホルダプレートに相当）とウェハ保持部とは一体的にボートに取り付けられているのであるが、ウェハ保持部は、リング状プレート上にではなく、支柱に取り付けられているものである。図１７はリングボートの全体構成図、図１８は１枚のリング状プレートに着目した説明図であって、（ａ）はボートの要部側面図、（ｂ）は平面図である。
【０００６】
ボート２１７は、図１７に示すように、二枚の平行な下板１７及び上板１１と、下板１７と上板１１との間に略垂直に設けられた複数本、例えば３本の支柱１５と、を有する。支柱１５は円柱状をしている。リング状プレート１３を安定かつシンプルに支持するために、支柱１５の数は特に３本としている。
【０００７】
３本の支柱１５は、下板１７に略半円状に配列固定されている。上板１１は、３本の支柱１５の上端部に固定されている。下板１７及び上板１１の中央部には、ボート２１７の内部に処理ガスが入りやすくなるように、円形穴１２、１４がそれぞれ形成されている。下板１７と上板１１との間には、所定の間隔で多段に略水平姿勢で設けられた複数のリング状プレート１３が、支柱１５に固着されている。
【０００８】
３本の支柱１５には、複数の基板としてのウェハ２００を垂直方向に所定の間隔で略水平に載置することが可能な複数のウェハ載置部１６が多段に突設されている。
各ウェハ載置部１６は円柱状をしており、図１８に示すように、ボート２１７の中心、すなわちリング状プレート１３の中心に向けて１段あたり３本のウェハ載置部１６が突設されている。この突設された３本のウェハ載置部１６上に、ウェハ２００の外周を載置させることにより、ウェハ２００を略水平に保持することが可能になっている。
【０００９】
上述したリング状プレート１３は、例えば支柱１５のウェハ載置部１６の各設置箇所よりも下方に設置され、ウェハ載置部１６に支持されるウェハ２００に対して所定の間隔で略水平に設けられる。このリング状プレート１３は、中央が開口してウェハの周縁部を囲むような略円形に形成され、リング状プレート１３の内周面に３本の支柱１５を納めることにより、３本の支柱１５を取り囲むようになっている。
【００１０】
このように支柱に、ウェハの周縁部を囲むようなリング状プレートが設けられているので、ウェハの周縁部の膜厚が厚くなるのを抑制できる。また、ウェハ載置部を、リング状プレートにではなく支柱に設けることによって、支柱とウェハ載置部とを１つにまとめることにより、支柱とウェハ載置部とが与える成膜への悪影響を低減することができる。したがって、ウェハの面内膜厚均一性を改善できる。
【特許文献１】特開平１１−４０５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述したリング状プレートが一体になったリングボート（基板保持具）は、基板移載時と熱容量とに関して、なお改善の余地がある。
【００１２】
（１）基板移載時の制約
基板移載時は、ウェハディスチャージ時又はウェハチャージ時を意味する。図１９はウェハディスチャージ時の説明図、図２０はウェハチャージ時の説明図である。図１９に示すように、最小ボートピッチＰは、リング状プレート１３、１３間の距離、又はウェハ載置部１６、１６間の距離である。この最小ボートピッチＰは、ウェハディスチャージ時のツィーザ３１の挿入ギャップＸや、ツィーザ３１の厚さｔ、又は、図２０に示すように、ウェハチャージ時の挿入ギヤツプＹ、そして、ツィーザ３１を擁するウェハ移載機（図示せず）のウェハ移載精度により決定される。
【００１３】
ここで、ギャップＸは、ディスチャージ対象となるウェハ２００と、その下方に挿入したツィーザ３１とのギャップ、又は挿入したツィーザ３１と、その下方に位置するリング状プレート１３とのギャップである。また、ギャップＹは、挿入したツィーザ３１に載せたチャージ対象となるウェハ２００とその上方に位置するリング状プレート１３とのギャップ、又は挿入したツィーザ３１に載せたチャージ対象となるウェハ２００と、そのウェハ２００を支持するウェハ載置部１６とのギャップである。
【００１４】
したがって、ツィーザ厚さをＴ、ウェハ厚さをＤ、ギャップＸの許容最小値をＸmin、ギャップＹの許容最小値をＹminとすると、最小ボートピッチＰ≒２×（２Ｘmin＋Ｔ）、あるいはＰ≒２×（２Ｙmin＋Ｄ）となる。これより、ウェハディスチャージ時及びウェハチャージ時におけるボートピッチの狭ピッチ化は、ＸminやＹminを規定するリング状プレート１３の存在が制約となっていることがわかる。
【００１５】
また、膜厚の均一性を向上するために、図２１に示すように、ウェハ２００とリング状プレート１３との位置関係、すなわちウェハ２００とリング状プレート１３間のギャップＺを小さくする必要があるが、このギャップＺを上述の最小ギャップＸmin、Ｙmin以下に調整する事は不可能であった。
【００１６】
具体的には、Ｘ＝２ｍｍ、ツィーザ厚さＴ＝３ｍｍとした場合、Ｚ＝７ｍｍ（リング状プレート上面からウェハ下面までの距離）となる。なお、Ｙ＝１．８５である。したがって、ボートピッチＰは、ノーマルボートでは狭ピッチ化（６．５ｍｍ）が容易であったが、リングボートではリング状プレートがウェハ載置部間に介在するために、ウェハ移載機の移載精度を考慮すると、標準ピッチが１５ｍｍ、最小ピッチでも１３．５ｍｍにとどまり、狭ピッチ化が困難になる。なお、ウェハの厚みは０．７７５ｍｍ、リング状プレートの厚みは２ｍｍである。
【００１７】
（２）熱容量アップ
また、従来のリングボートは、成膜前ウェハの温度安定化に時間がかかるという問題があった。すなわち、常温下で、複数のウェハをボートにチャージ（移載）した後、予備加熱している高温の処理室内にリングボートをアップする。このリングボートは、ノーマルボートに比べて、リング状プレートを有している分、熱容量が大きい。このため、ボートアップにより、予備加熱されていた処理室の温度が大きく落ちこみ、これを元に戻すために、成膜前ウェハの温度安定化に時間がかかっていた。
【００１８】
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、リング状プレートによる基板移載時の制約や熱容量アップの影響を受けず、膜厚の均一性を向上することが可能な基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
第１の発明は、基板を略水平に保持することが可能な基板保持具と、前記基板保持具と分離可能であって、該基板保持具に保持される基板に対して所定の間隔で略水平に設けられるリング状プレートと、該基板保持具に保持される基板を収容する処理室と、前記基板を加熱する加熱手段と、前記処理室に処理ガスを供給して前記加熱手段により加熱された基板を処理するガス供給手段とを備えることを特徴とする基板処理装置である。
【００２０】
基板保持具はリング状プレートと分離可能であるので、リング状プレートを分離した基板保持具に対して基板を移載すると、リング状プレートの存在しない基板保持具に対して基板を移載できるようになるので、基板移載時に、基板移載機の移載精度やリング状プレートによる制約を受けない。また、基板保持具から分離したリング状プレートを予め加熱しておいて、処理室で基板保持具に保持される基板を加熱する前に、リング状プレートを基板保持具と一つにすると、基板を加熱する際、基板がリング状プレートによる熱容量アップの影響を受けないようにすることができる。また、リング状プレートを基板保持具と一つにすると、リング状プレートは基板保持具に保持される基板に対して所定の間隔で略水平に設けられることになるから、基板保持具がリング状プレートと分離可能であっても、膜厚の面内均一性が確保できる。
【００２１】
基板保持具は一枚ないし複数枚の基板を保持することが可能な基板載置台やボートなどの保持具である。リング状プレートは基板保持具と分離可能であるので、基板保持具に対して基板を移載する時にリング状プレートを基板保持具から分離しておくことも、基板保持具とは別個に加熱することもできる。また、基板移載後は、リング状プレートを基板保持具と一体にすることができる。リング状プレートを基板保持具と一体にすると、リング状プレートは、基板保持具に保持される基板に対して所定の間隔で略水平に設けられることになる。基板を収容する処理室としては、一枚の基板ないし数枚の基板を処理する枚葉式の処理室、あるいは枚葉式で扱う枚数以上の複数の基板を一括処理するバッチ式の縦型処理室や横型処理室が含まれる。
【００２２】
第２の発明は、基板を略水平に保持することが可能な基板保持具と、該基板保持具に保持される基板を収容する処理室と、前記基板保持具が処理室内に収容される前に予め該処理室に配置され、前記基板保持具が処理室内に収容された際に前記基板保持具に保持される基板に対して所定の間隔で略水平に設けられるリング状プレートと、前記処理室を加熱する加熱手段と、前記処理室に処理ガスを供給して前記加熱手段により加熱された基板を処理するガス供給手段とを備えることを特徴とする基板処理装置である。
【００２３】
リング状プレートは、基板保持具が処理室内に収容される前に予め処理室に配置されるので、基板保持具が処理室内に収容される前に処理室で加熱しておくことができる。基板保持具が処理室内に収容された際に、既にリング状プレートは加熱されているので、基板を加熱する際、リング状プレートによる熱容量アップの影響を受けず、基板を保持した基板保持具だけを加熱すればよく、ノーマルボートと同じ基板温度安定時間で基板処理に入ることができる。
また、予め処理室に配置されたリング状プレートは、基板保持具が処理室に収容された際に、基板保持具と一体にすることができるが、そのときのリング状プレートと基板との間隔は、リング状プレート及び基板保持具の形状のみで決まるので、基板保持具に保持される基板に対するリング状プレートの間隔や略水平の精度を高いものとすることができる。
【００２４】
第３の発明は、略垂直に設けられた少なくとも３本の支柱と、該支柱に多段に設けられて複数の基板を所定の間隔で略水平に載置する複数の基板載置部とを有し、この複数の基板載置部に複数の基板を保持することが可能な基板保持具と、前記基板保持具に保持される基板を収容する処理室と、前記基板保持具が処理室内に収容される前に予め該処理室に配置され、前記基板保持具が処理室内に収容された際に前記基板載置部に支持される基板に対して所定の間隔で略水平に設けられる複数のリング状プレート部と、前記処理室を加熱する加熱手段と、前記処理室に処理ガスを供給して前記加熱手段により加熱された基板を処理するガス供給手段とを備えることを特徴とする基板処理装置である。
【００２５】
基板保持具が、少なくとも３本の支柱に多段に設けた基板載置部を有して、複数の基板を保持することが可能なものであるので、複数の基板を基板保持具に移載する時であっても、各基板は、基板移載機の移載精度や複数のリング状プレートによる制約を受けない。また、複数の基板を処理室で加熱する際、複数の基板が、複数のリング状プレートによる熱容量アップの影響を受けないようにすることができる。また、複数のリング状プレートを基板保持具と一つにすると、複数のリング状プレートは基板保持具に保持される複数の基板に対して所定の間隔で略水平に設けられることになるから、基板保持具が複数のリング状プレートと分離可能であっても、膜厚の面内均一性及び面間均一性を確保できる。
【００２６】
第４の発明は、基板を略水平に保持することが可能な基板保持具と、前記基板保持具と分離可能であり、該基板保持具に保持される基板に対して所定の間隔で略水平に設けられるリング状プレートと、該基板保持具に保持される基板を収容する処理室と、前記処理室を加熱する加熱手段と、前記加熱手段により加熱された処理窒に処理ガスを供給して前記基板を処理するガス供給手段とを有する基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記リング状プレートを基板保持具から分離して処理室内に配置する工程と、前記基板保持具に前記基板を移載する工程と、前記リング状プレートが配置された処理室内に前記基板保持具を収容してリング状プレートと一体にする工程と、前記加熱手段により前記基板を加熱する工程と、前記処理室に処理ガスを供給して前記加熱された基板を処理する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【００２７】
リング状プレートを、基板保持具が処理室内に収容される前に予め処理室に配置するので、基板保持具が処理室内に収容される前に処理室で加熱しておくことができる。基板移載時は、リング状プレートの存在しない基板保持具に対して基板が移載されるので、基板移載機の移載精度やリング状プレートによる制約を受けない。基板移載の終了した基板保持具が、処理室内に収容された際に、既にリング状プレートは加熱されているので、基板が加熱される際、リング状プレートによる熱容量アップの影響を受けず、基板を保持した基板保持具だけが加熱されるため、ノーマルボートと同じ基板温度安定時間で基板処理に入ることができる。
また、予め処理室に配置されたリング状プレートは、基板保持具が処理室に収容された際に、基板保持具と一体になるが、そのときのリング状プレートと基板との間隔は、リング状プレート及び基板保持具の形状のみで決まるので、基板保持具に保持される基板に対するリング状プレートの間隔や略水平の精度を高いものとすることができる。したがって、処理室に処理ガスを供給して加熱された基板を処理すると、基板処理量の面内均一性が確保できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、リング状プレートを基板保持具と分離可能にしたので、リング状プレートによる基板移載時の制約や熱容量アップの影響を受けず、膜厚の均一性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図８は縦型処理炉を有する半導体製造装置の概略図であり、図９は縦型処理炉としての減圧ＣＶＤ処理炉の断面図である。図８に示すように、筐体１０内部の前側にカセットローダ６が位置し、カセットローダ６の後側にカセット棚１が設けられる。カセット棚１の上方にバッファカセット棚７が設けられ、カセット棚１の後側にウェハ移載機２が設けられる。ウェハ移載機２の後側に基板保持具（以下、ボート２１７）を昇降させるボートエレベータ８が設けられ、ボートエレベータ８の上方に縦型処理炉５が設けられる。
【００３０】
縦型処理炉５は、図９に示すように、外管（以下、アウタチューブ２０５）と内管（以下、インナチューブ２０４）とを有する。アウタチューブ２０５は例えば石英（ＳｉＯ2）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞され、下端に開口を有する円筒状の形態である。インナチューブ２０４は、上端及び下端の両端に開口を有する円筒状の形態を有し、アウタチューブ２０５内に同軸的に配置されている。アウタチューブ２０５とインナチューブ２０４の間の空間は筒状空間２５０を成す。インナチューブ２０４の上部開口から上昇したガスは、筒状空間２５０を通過して排気管２３１から排気されるようになっている。
【００３１】
アウタチューブ２０５およびインナチューブ２０４の下端には、例えばステンレス等よりなる炉口フランジ２０９が係合され、この炉口フランジ２０９にアウタチューブ２０５およびインナチューブ２０４が保持されている。この炉口フランジ２０９は保持手段（以下ヒータベース２５１）に固定される。アウタチューブ２０５の下端部および炉口フランジ２０９の上部開口端部には、それぞれ環状のフランジが設けられ、これらのフランジ間には気密部材（以下、Ｏリング２２０）が配置され、両者の間が気密にシールされている。
【００３２】
炉口フランジ２０９の下端開口部には、例えばステンレス等よりなる円盤状の蓋体（以下シールキャップ２１９）がＯリング２２０を介して気密シール可能に着脱自在に取付けられている。シールキャップ２１９には、ガス供給手段としてのガス供給管２３２が貫通するよう設けられている。このガス供給管２３２により、処理ガスがインナチューブ２０４内に供給されるようになっている。このガス供給管２３２はガスの流量制御手段（以下マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１）に連結されており、ＭＦＣ２４１は第２の制御用コンピュータ１２０のガス流量制御部１２２に接続されており、供給する処理ガスの流量を所定の量に制御し得る。
【００３３】
炉口フランジ２０９の上部には、圧力調節器（例えばＡＰＣ、Ｎ2バラスト制御器があり、以下ここではＡＰＣ２４２とする）及び、排気装置（以下真空ポンプ２４６）に連結されたガスの排気管２３１が接続されており、アウタチューブ２０５とインナチューブ２０４との間の筒状空間２５０を流れるガスを排出し、アウタチューブ２０５内をＡＰＣ２４２により圧力を制御することにより、所定の圧力の減圧雰囲気にするよう圧力検出手段（以下圧力センサ２４５）により検出し、第２の制御用コンピュータ１２０の圧力制御部１２３により制御する。
【００３４】
シールキャップ２１９には、回転手段（以下回転軸２５４）が連結されており、回転軸２５４により、ボート２１７及びボート２１７上に保持されているウェハ２００を回転させる。このボート２１７には、ウェハ２００の周縁部の膜厚が厚くなるのを抑制するリング状プレートが設けられている。
また、シールキャップ２１９は昇降手段（以下ボートエレベータ２２５）に連結されていて、ボート２１７を昇降させる。回転軸２５４、及びボートエレベータ２２５を所定のスピードにするように、第２の制御用コンピュータ１２０の駆動制御部１２４により制御する。
【００３５】
アウタチューブ２０５の外周には加熱手段（以下ヒータ２０７）が同軸的に配置されている。ヒータ２０７は、アウタチューブ２０５内の温度を所定の処理温度にするよう温度検出手段（以下熱電対２６３）により温度を検出し、第２の制御用コンピュータ１２０の温度制御部１２１により制御する。前述したインナチューブ２０４、アウタチューブ２０５と、炉口フランジ２０９とで、ボート２１７に支持されたウェハ２００を収納して処理するための処理室２０１を構成する。
【００３６】
上述した第２の制御用コンピュータ１２０は、第１の制御用コンピュータ１１０によって統括制御される。第１の制御用コンピュータ１１０と第２の制御用コンピュータ１２０とは、それぞれのインタフェース１１１、１２５を介して接続される。
【００３７】
図９に示した処理炉による減圧ＣＶＤ処理方法の一例を説明すると、まず、ボートエレベータ２２５によりボート２１７を下降させる。ボート２１７に複数枚のウェハ２００をチャージする。次いで、ヒータ２０７により加熱しながら、処理室２０１内の温度を所定の処理温度にする。ガス供給管２３２に接続されたＭＦＣ２４１により予め処理室２０１内を不活性ガスで充填しておき、ボートエレベータ２２５により、ボート２１７を上昇させて処理室２０１内に移し、処理室２０１の内部温度を所定の処理温度に維持する。処理室２０１内を所定の真空状態まで排気した後、回転軸２５４により、ボート２１７及びボート２１７上に保持されているウェハ２００を回転させる。同時にガス供給管２３２から処理用のガスを供給する。供給された処理ガスは、インナチューブ２０４内を下から上に向かって流れて、ウェハ２００に対して均等に供給される。
【００３８】
減圧ＣＶＤ処理中の処理室２０１内は、排気管２３１を介して排気され、所定の真空になるようＡＰＣ２４２により圧力が制御され、所定時間減圧ＣＶＤ処理を行って、ウェハ２００上に薄膜を形成する。
【００３９】
このようにして減圧ＣＶＤ処理が終了すると、次のウェハ２００の減圧ＣＶＤ処理に移るべく、処理室２０１内のガスを不活性ガスで置換するとともに、圧力を常圧にし、その後、ボートエレベータ２２５によりボート２１７を下降させて、ボート２１７及び処理済のウェハ２００を処理室２０１から取り出す。処理室２０１から取り出されたボート２１７上の処理済のウェハ２００はディスチャージされて、未処理のウェハ２００と交換され、再度前述同様にして処理室２０１内に上昇され、減圧ＣＶＤ処理がなされる。
【００４０】
ところで、上述した減圧ＣＶＤ処理装置において、ボートに対するウェハ移載時、ウェハ移載機の移載精度やリング状プレートによる制約を受けず、またウェハ加熱時、リング状プレートによる熱容量アップの影響を受けないようにする必要がある。
そのために、本実施の形態では、リング状プレートをボートから分離可能としたボート構成とする。ウェハ移載時、ボートからリング状プレートを分離して、ボートのウェハ載置部を従来のノーマルボートと同様の使い勝手として、ウェハ移載機の移載精度やリング状プレートによる制約を受けないようにする。また、ウェハ加熱時は、リング状プレートをボートと一体化するようにして、ボートがリング状プレートの機能をもつようにする。そして、リング状プレートを常時処理室内に配置するようにして、ヒータ加熱時に、熱容量アップの影響を受けないようにしたものである
【００４１】
次に、図１を用いて、改善したリングボートを具体的に説明する。
図１は、リング状プレートが基板保持具と分離可能であるリングボートの分解斜視図であって、図１（ａ）は処理炉に対するリング状プレート及び基板保持具の説明図であり、図１（ｂ）はリング状プレートを基板保持具に装着しつつある説明図である。
ここでは、基板保持具をボート部３００といい、基板保持具と分離可能なリング状プレート４１３の積載体をリング部４００といい、さらにボート部３００にリング部４００が搭載されて一体になったボート構成をリングボート２１７という。
【００４２】
図１（ａ）に示すように、処理炉５は、ボート部３００に保持される複数のウェハを収容する処理室２０１を内部に形成した反応管２１０と、反応管２１０の外周に設けられて処理室２０１を加熱して内部のウェハを加熱するヒータ２０７とから主に構成される。また、反応管２１０の下部開口に炉口フランジ２０９が設けられる。炉口フランジ２０９には、ヒータ２０７により加熱された処理室２０１内に処理ガスを供給してウェハを成膜処理するガス供給手段としてのガス供給管２３２と、反応管２１０内を排気する排気手段としての排気管２３１が設けられる。なお、ガス供給管２３２は、図９では、シールキャップ２１９を貫通するように設けたが、ここでは、炉口フランジ２０９に設けた場合を例示している。炉口フランジ２０９の下部開口が、ボート部３００を反応管２１０内にボートアップ／ボートダウンする炉口２１５を構成する。炉口フランジ２０９内には、後述するリングホルダ２１３（図２参照）が設けられ、リングホルダ上にリング部４００を保持して反応管２１０内に配置できるようになっている。
【００４３】
ボート部３００は、複数枚のウェハを略水平に保持することが可能であり、複数のウェハを保持する複数のウェハ載置部３１６を設けた３本のボート部支柱３１５と、これらのボート部支柱３１５を支えるボート部下板３１７とボート部上板３１１とから構成される。ボート部３００は、ホルダプレートやリング状プレートを備えていない従来のノーマルボートと基本的に同じ構成をしている。なお、ウェハ載置部３１６は、ボート部支柱３１５に溝状に凹設することによって形成したものでもよいが、ボート部支柱３１５から突設して形成したものが好ましい。
【００４４】
リング部４００は、ボート部３００に保持される各ウェハに対して所定の間隔で略水平に設けられる複数のリング状プレート４１３の積層体から構成される。図１（ｂ）に示すように、これらのリング状プレート４１３は、ボートアップする途中で、リング部４００をボート部３００と一体とすることによって、ボート部３００と一体となる。また、これらのリング状プレート４１３は、ボートダウンする途中で、リング部４００をボート部３００から分離可能とすることによって、ボート部３００と分離可能となる。
【００４５】
上述した構成における作用を説明する。当初、リング部４００とボート部３００とが一体になったリング状プレート４１３は、処理室２０１内に搬入されている。
リング部４００とボート部３００とが一体になったリングボート２１７を処理室２０１からボートダウンさせると、その途中で、リング部４００がボート部３００から分離して、リングホルダ上に搭載される。その結果、リング状プレート４１３が処理室２０１に配置される。
【００４６】
その後、ボート部３００のみが処理室２０１の外へ搬出される。搬出されたボート部３００から処理済みの複数のウェハを、ウェハ移載機２（図８参照）を使って、常温下で、ディスチャージし、処理前の複数のウェハをボート部３００にチャージする。
このウェハチャージ時、ボート部３００からはリング部４００が分離されており、ボート部３００のボート部支柱３１５に設けた上下のウェハ載置部３１６間には、リング状プレート４１３が存在しないので、ウェハチャージ時、ウェハ移載機の移載精度やリング部４００を構成するリング状プレート４１３とのギヤツプによる制約を受けない。したがって、リングボート２１７の狭ピッチ化、及びウェハ移載機へのティーチングが容易となる。
【００４７】
この間、すなわちウェハがチャージされたボート部３００が処理室２０１内に収容される前までに、処理室２０１に配置されているリング部４００はヒータ２０７で所定の温度に加熱されるので、処理室２０１の温度は安定化される。
【００４８】
ウェハチャージ後、ボート部３００をボートアップすると、リング状プレート４１３が配置された処理室２０１内にボート部３００を収容されるが、その収容途中で、、ボート部３００はリング部４００をすくい上げて、リング部４００と一体になる。すなわち、ボート部３００のすくい上げにより、リング部４００はリングホルダからはずされて、ボート部３００上の所定位置に搭載される。その結果、ボート部３００はリング状プレート４１３と一体となったリングボート２１７が構成される。このとき、リング部４００を構成する複数のリング状プレート４１３は、ボート部３００に保持される各ウェハに対して所定の間隔で略水平に設定される。
【００４９】
ここで、ボート部３００に保持される各ウェハに対するリング状プレート４１３の設定精度は、リング部４００とボート部３００との形状が決まれば、高精度に保持できる。例えばボート部３００のボート部下板３１７で、リング部４００の下部を水平姿勢で安定にすくい上げるようにすると、ボート部３００のボート部下板３１７からの各リング状プレート４１３までの距離が決定されるので、各ウェハに対するリング状プレート４１３の設定精度は常に高精度を保持することができる。
【００５０】
リングボート２１７に保持された複数のウェハは、ヒータ２０７で所定の温度に加熱される。このとき、リング部４００は予め処理室２０１内で加熱されているので、新たに処理室２０１内に収容されたボート部３００のみが主に加熱される。したがって、従来のようにリング状プレートが一体的に取り付けられたボートを、まるごと処理室２０１内で加熱する場合と比べて加熱する熱容量はアップせず、ウェハが保持されたボート部３００のみを加熱すれば良いので、ウェハを処理温度にまで加熱する時間を大幅に短縮できる。すなわち、ノーマルボートと同じウェハ温度安定時間で成膜に入ることができる。
【００５１】
ウェハ温度安定化後、ガス供給管２３２から処理室２０１に処理ガスを供給しつつ排気管２３１から排気して、加熱されたウェハを成膜処理する。このとき、ボート部３００に保持されている各ウェハに対して、リング状プレート４１３が所定の間隔で略水平に設けられているので、成膜速度をあげながら膜厚均一性を向上することができる。
【００５２】
次に図２及び図３を用いて、ボート部によるリング部の残置動作（配置動作）、及びボート部によるリング部のすくい上げ動作を詳しく説明する。図２はボートアンロード時の説明図、図３はボートロード時の説明図である。
【００５３】
図２において、反応管２１０は、アウタチューブ２０５とインナチューブ２０４との二重管構造をしている。アウタチューブ２０５の内部にインナチューブ２０４が同心状に配置され、アウタチューブ２０５及びインナチューブ２０４は炉口フランジ２０９上に立設されている。インナチューブ２０４の内部にリング部４００が同心円状に配置される。リング部４００には、膜厚均一化のためのリング状プレート４１３が複数積層されている。
【００５４】
ボート部３００と分離可能なリング部４００は、円筒形をしたリングホルダ２１３上に垂直に保持されている。リングホルダ２１３は、円筒の下部開口端に設けたフランジを、炉口２１５の内周縁と連結することによって、炉口フランジ２０９に固定している。また、リングホルダ２１３の円筒の上部開口端面に、端面より一段低くなったリング状の段差部が確保され、その段差部にリング部４００の下端を係止することによって、リング部４００を処理室２０１内に配置できるようになっている。
【００５５】
リング部４００は、処理室２０１内に配置されているため、ボート部３００を収容するまでの間、ヒータ加熱により温度安定状態としておくことができる。したがって、複数のウェハを保持したボート部３００を処理室２０１内に収容した後、複数のウェハを加熱して温度安定状態とするに際して、従来のリングボートと異なり、ノーマルボートと同じで、リング状プレート分の熱容量アップがないため、昇温レートを向上することができる。したがって、ウェハ温度安定時間を短縮できる。例えば、従来のリングボートを用いると温度安定化に５０分要していたが、実施の形態によるリング部３００を用いると、温度安定化時間をノーマルボートと同じ４５分に短縮することができた。
【００５６】
ボート部３００は、炉口２１５を塞ぐシールキャップ２１９上に立設される。ボート部３００は、ノーマルボートと同じ形状をしており、ボート部下板３１７とボート部上板（図示省略）と、これらの間に略垂直に設けられた複数本のボート部支柱３１５とを有する。複数本のボート部支柱３１５には、複数のウェハ２００を垂直方向に所定の間隔で略水平に載置することが可能な複数のウェハ載置部３１６が多段に突設されている。この突設された各段のウェハ載置部１６上にウェハ外周を載置させることにより、ボート部３００にウェハ２００を略水平に保持することが可能になっている。
【００５７】
ここで、上述したリング部４００の内径Ａ1，外径Ａ2、リングホルダ２１３の円筒内径Ｂ1，外径Ｂ2、及びボート部下板３１７の外径Ｃの大小関係は、
Ｂ1＞Ｃ＞Ａ1
Ｂ2＞Ａ2
となるように設定して、リング部４００の口径を、リングホルダ２１３の口径とボート部３００の口径との中間の大きさにする。これによって、リングホルダ２１３は、ボート部３００およびボート部３００に保持されたウェハ２００を通過させるが、ボート部３００に搭載されたリング部４００を通過させずに保持できるようになっている。
【００５８】
リング部４００を分離することが可能なリングボート２１７を、処理室２０１からボートダウンさせると、その動作の途中で、ボート部下板３１７の外周保持部に保持されることによりボート部３００に搭載されていたリング部４００が、リングホルダ２１３に補足されて、ボート部３００から分離し、リングホルダ２１３上に保持される。したがって、ボート部３００のみが処理室２０１から搬出され、リング部４００は、図２に示すように、処理室２０１内に残置（配置）される。
【００５９】
図３は、リング部４００がボート部３００によって、まさにすくい上げられようとしている動作途中の説明図であって、（ａ）は処理炉の概略平断面図、（ｂ）は処理炉の縦断面図である。
図３（ａ）に示すように、リング部４００を構成するリング状プレート４１３内に納まるボート部３００は、円周上に所定間隔を開けて並べた３本のボート部支柱３１５が立設されて構成される。各ボート部支柱３１５には、ウェハ２００を支持するためのウェハ載置部３１６が径方向内方に突設されている。ウェハ載置部３１６は、ボート部支柱３１５の長さ方向に沿って多段に設けられている（図３（ｂ））。
【００６０】
リング状プレート４１３の内径は、リング状プレート４１３の中央開口内にウェハ２００を位置させるために、ウェハ載置部３１６によって支持されるウェハ２００の径よりは大きく、また、ボート部支柱３１５の影響を低減するために、ボート部支柱３１５が並べられる円の直径よりは小さくなるように設定されている。したがって、リング状プレート４１３のリング幅内にボート部支柱３１５が食い込むことになる。そこで、ボート部３００へのリング部４００の搭載、ボート部３００からリング部４００の離脱時に、ボート部３００とリング部４００との干渉を避けるため、リング状プレート４１３の内周の３本のボート部支柱３１５に対応する箇所に、ボート部支柱逃げ用の切欠き４２０を形成してある。
【００６１】
ボートエレベータ８（図８参照）により、複数のウェハ２００が保持されたボート部３００を、ボートアップして処理室２０１内に搬入すると、図３（ｂ）に示すように、搬入動作の途中で、リング部４００はボート部３００にすくい上げられる。ボート部３００がリング部４００をすくい上げることが可能な条件は、炉口フランジ２０９の炉口端面とシールキャップ２１９の上端面との距離をΔＴとし、ボート部下板３１７の保持端面とリング部下板４３１の端面との距離をΔＴ'とした場合、
ΔＴ＞ΔＴ'
を満たすときである。この条件を満たせば、シールキャップ２１９で炉口２１５が密閉されたときには、ボート部３００によってリング部４００は既にすくい上げられていることになる。ボート部３００にすくい上げられたリング部４００は、図示しないボート回転機構によりボート部３００とともに回転する。回転速度を例示すれば１ｒｐｍである。
【００６２】
このように、ボート部３００によるリング部４００のすくい上げ動作により、リング部４００はボート部３００と一体化され、リング状プレート付きのリングボート２１７が構成される。このとき、リング状プレート４１３はボート部３００に保持される複数のウェハ２００に対して所定の間隔で略水平に設けられる。
このリングボート２１７は、ウェハ載置部３１６を、リング状プレート４１３にではなく、ボート部支柱３１５に設けることによって、ウェハ２００の膜厚に及ぶ悪影響の２種類の要因であるボート部支柱３１５とウェハ載置部３１６とを１つにまとめたので、ウェハ２００の膜厚への悪影響を低減することができる。また、ボート部支柱部分のリング状プレート４１３の内周面を切り欠くようにしたので、ボート部支柱３１５及びウェハ載置部３１６の有る部分において、ガス流のボート部支柱３１５及びウェハ載置部３１６の影響が抑制されて、ウェハ載置部３１６及びボート部支柱３１５の無い部分と同様な均一な膜厚をウェハ２００上に得ることができる。
【００６３】
次に、ウェハ載置部３１６回りの構成を図４及び図５を用いて詳細に説明し、さらに図６を用いて成膜時の処理ガスの流れを説明する。
図４は、上述したウェハ載置部３１６近傍のボート部支柱３１５周りを示した斜視図である。既述したようにボート部支柱３１５に円柱状のウェハ載置部３１６を突設している。ここでは、ボート部支柱３１５とは別体のウェハ載置部３１６をボート部支柱３１５に固着することによって、ボート部支柱３１５にウェハ載置部３１６を突設している。リング状プレート４１３は、ボート部支柱３１５のウェハ載置部３１６の設置箇所よりも下方に設置され、ウェハ載置部３１６に保持されるウェハに対して所定の間隔で略水平に設けられる。
【００６４】
また、切欠き４２０は、リング状プレート４１３の内周面のボート部支柱３１５の周辺で切り欠かれている。この切欠き４２０は、ボート部支柱３１５が嵌め込まれる孔としての略円形ないし略半円形の嵌込み部４２０ａと、嵌め込み部４２０ａをリング状プレート４１３の内周方向に開放させる開口部４２０ｂとから構成される。ボート部支柱３１５を嵌込み部４２０ａに嵌めた状態で、この開口部４２０ｂを平面視して、この開口部４２０ｂ上にウェハ載置部３１６を投影したとき、開口部４２０ｂは、ウェハ載置部３１６が開口部４２０ｂの中央に納まり、開口部４２０ｂの開口幅がウェハ載置部３１６の幅よりも大きくなっていることが好ましい。このように切欠き４２０にリング状プレート４１３の内周方向に開放する開口部４２０ｂを設けると、上方からウェハ載置部３１６に当たったガスが、ウェハ載置部３１６の両側に回り込んで、そのまま開口部４２０ｂを通過して下方に流れるので、ウェハ載置部３１６で乱流が生じがたくなる。したがって、ウェハ載置部付きボート部支柱３１５が存在する部分と、それが存在しない部分とで、処理ガスの流れに、差異が生じなくなる。特に、図示例のように、開口部４２０ｂは前記内周面側へ扇形に開くようにすることが好ましい。開口部４２０ｂが扇形に開いていると、ウェハ載置部３１６で乱流が一層生じがたくなり、ウェハ載置部付きボート部支柱３１５が存在する部分と、それが存在しない部分とで、処理ガスの流れに、より差異が生じなくなるからである。
【００６５】
なお、図４は、ボート部支柱３１５とは別体の円柱状のウェハ載置部３１６をボート部支柱３１５に固着した実施例であるが、本発明はこれに限定されない。図５のように、ボート部支柱３１５とウェハ載置部３１６を一体の部材３１８として構成しても良い。この場合、加工性を容易にするために、ウェハ載置部３１６を、円柱状ではなく、略三角形をしたプレート状にして、略三角形の底辺側をボート部支柱３１５と一体にし、略三角形の頂点側を、リング状プレート４１３の径方向内方に向けるようにするとよい。
【００６６】
図６を用いて、図４に示すウェハ載置部に支持されたウェハ上に流れる処理ガスの流れを具体的に説明する。図６は、処理ガスがインナチューブを横切る場合において、処理ガスがウェハ２００からリング状プレート４１３の方向へ流れ、下部へ排気される場合のガス流れの概念図である。図６（ａ）はボート部支柱３１５及びウェハ載置部３１６が無い部分のガス流れ、図６（ｂ）はボート部支柱３１５及びウェハ載置部３１６が有る部分のガス流れを示す。ＣＶＤ処理等において、石英表面でも処理ガスによる成膜反応が起こることは周知の事実であるが、本来ウェハ２００で反応すべき処理ガスが石英表面で反応してしまうことにより、ボート部支柱３１５及びウェハ載置部３１６近傍のウェハ部へ供給される処理ガスの量が少なくなる。その結果として、ボート部支柱３１５及びウェハ載置部３１６近傍のウェハ部の膜厚が薄くなってしまう傾向にある。
【００６７】
実施の形態では、図６において、リング状プレート４１３に切欠き４２０を設けることにより、ボート部支柱３１５及びウェハ載置部３１６が有る部分のボート部支柱３１５とウェハ端との距離Ｌｂを、ボート部支柱３１５及びウェハ載置部３１６が無い部分のリング状プレート４１３の内周面とウェハ端との距離Ｌａより大きくすることによりコンダクタンスを大きくする。これによって、ボート部支柱３１５及びウェハ載置部３１６が有る部分に流れる処理ガスの量を増やすことにより、ボート部支柱３１５及びウェハ載置部３１６が無い部分のウェハ周縁部Ｗｂの膜厚と、ボート部支柱３１５及びウェハ載置部３１６が有る部分のウェハ周縁部Ｗａとの膜厚を同等とすることができる。
【００６８】
なお、図６では、処理ガスがインナチューブを横切る場合において、処理ガスがウェハ２００からリング状プレート４１３方向へ流れる場合を説明したが、処理ガスがリング状プレート４１３からウェハ方向へ流れる場合や、処理ガスが下から上へ流れる場合も同様である。
【００６９】
したがって、処理ガスがインナチューブ２０４を下から上に向かって流れるにせよ、インナチューブ２０４を横切るにせよ、膜厚のウェハ面内均一性を向上するという要請に応えることができる。また、リング状プレート４１３は、ボート部支柱３１５に垂直方向に複数所定の間隔で配置されることになるので、複数のウェハ２００の面間の均一性も改善できる。
【００７０】
また、図６に示すように、リング状プレート４１３とウェハ２００との垂直方向のギャップの関係は、処理ガスは、ウェハ上面とウェハ２００より上部に配置されたリング状プレート４１３下面との間を流すように供給するため、例えばウェハ上面とウェハ２００より上部に配置されたリング状プレート４１３下面とのギャップが狭いと、リング状プレート４１３に直接ガスがあたり、ガスが乱流になりやすく、膜厚均一性に悪影響を及ぼすことになってしまう。したがって、ウェハ上面とウェハ２００より上部に配置されたリング状プレート４１３下面との距離は大きくなるように配置することが好ましい。
とりわけ、図７に示すように、ウェハ２００上面とリング状プレート４１３の上面とが一致する、つまり面一になるように配置すると、面内膜厚均一性がいっそう良好となる。また、高い成膜速度を維持することができ、つまり成膜速度も改善できることとなる。
【実施例】
【００７１】
次に、図１０〜図１５を用いて、上述したボート部及びリング部の実施例を説明する。図１０はボート部にリング部を搭載した状態のリングボートの正面図、図１１は図１０の断面図であって、（ａ）はＡ−Ａ矢視図、（ｂ）はＢ−Ｂ矢視図である。図１２はボート部の正面図、図１３は図１２の断面図であって、（ａ）はＡ−Ａ矢視図，（ｂ）はＢ−Ｂ矢視図、（ｃ），（ｄ）はボート部支柱の説明図である。図１４はリング部の正面図、図１５は図１４のＡ−Ａ矢視図である。
【００７２】
［ボート部］
図１２及び図１３に示すように、ボート部３００は、例えば石英製であり、三枚の平行な板としてのボート部下板３１７、ボート部中板３１９及びボート部上板３１１と、ボート部下板３１７とボート部上板３１１との間にボート部中板３１９を貫いて略垂直に設けられた複数本、例えば３本のボート部支柱３１５とを有する。
【００７３】
各ボート部支柱３１５のウェハ保持領域３２１及び断熱板保持領域３２２には、複数のウェハ２００又は断熱板１９９（図１０参照）を所定の間隔で略水平に載置することが可能な複数のウェハ載置部３１６が多段に形成される。
ボート部下板３１７及びボート部上板３１１は、３本のボート部支柱３１５を固定する固定板である。ボート部中板３１９は、ボート部３００の主領域を上下に仕切る仕切板となり、ボート部中板３１９よりも上方を複数のウェハ２００（図１０参照）を保持するウェハ保持領域３２１とし、ボート部中板３１９よりも下方を複数の断熱板１９９（図１０参照）を保持する断熱板保持領域３２２とする。また、ボート部中板３１９は後述するリング部４００を搭載する保持部となる。ボート部中板３１９が設けられる位置は、ウェハ保持領域に保持されるウェハ枚数にもよるが、ボート部下板３１７からボート部支柱３１５の長さのおよそ１／３の場所である。
【００７４】
図１３（ａ）に示すように、ボート部支柱３１５は、ボート部下板又はボート部上板の中心線３２０上のウェハ２００の出し入れ側の反対側に１個、また中心線３２０に対して左右対称位置に１個ずつ、計３個設けられている。ボート部支柱３１５は、ボート部中板３１９が取り付けられる領域境界部で断面円形をしている点を除いて、ウェハ保持領域３２１及び断熱板保持領域３２２では、図５に示す構造を採用するために断面略三角形としている。
【００７５】
各ボート部支柱３１５は、三角柱状をしており、これに一体的に形成された各ウェハ載置部３１６も三角形状をしており、三角形の頂点をボート部３００の略中心、すなわちリング状プレート４１３の略中心に向けて突設している。ウェハ載置部３１６は、図１３（ｃ）に示すように、三角柱の長さ方向に所定ピッチで多段に設けられ、多段に設けられたウェハ載置部３１６間に溝３２６が形成される。
【００７６】
ウェハ載置部３１６は、３本のボート部支柱３１５の各段に、それぞれ１つずつ同一水平面内に揃って突設される。この突設された３つのウェハ載置部３１６上に、ウェハ２００の外周を載置することにより、ボート部にウェハ２００を保持するようになっている。ウェハ載置部３１６は水平度が保たれていることが好ましい。水平度を保つことにより、ウェハ搬送時にウェハ２００がウェハ載置部３１６に接触する等の干渉を回避でき、またボート２１７にウェハ２００が載置された状態でのウェハ２００上に均一なガスの流れを確保できるからである。
【００７７】
図１３（ｂ）に示すように、ボート部中板３１９は、その中央にボート部内に処理ガスが入りやすくなるように円形穴３２９が形成されている。ボート部中板３１９が取り付けられる領域境界部の３本のボート部支柱３１５は断面円形をしている。３本のボート部支柱３１５は、ボート部中板３１９の外周部に設けた３箇所の切欠き３２３にはめ込まれて溶着されている。また、切欠き３２３を除いたボート部中板３１９の外周部の全周には、内周部よりも一段低くしたリング状の段差部３１９ａが形成されており、このリング状の段差部３１９ａに、後述するリング部下板４３１を搭載して、リング部４００をすくい上げるようになっている。
【００７８】
［リング部］
図１４及び図１５に示すように、リング部４００は、例えば石英製であり、二枚の平行な板としてのリング部下板４３１及びリング部上板４３２と、リング部下板４３１とリング部上板４３２との間に略垂直に設けられた複数本、例えば３本のリング部支柱４３０を有する。
リング部下板４３１及びリング部上板４３２は、３本のリング部支柱４３０を固定する固定板である。また、リング部下板４３１及びリング部上板４３２の中央には、リング部４００の内部にボート部３００が挿入されると共に、リング部４００の内部に処理ガスが入りやすくなるように円形穴４３３、４３４がそれぞれ形成されている。リング部下板４３１とリング部上板４３２との間の３本のリング部支柱４３０に、所定の間隔で略水平姿勢で、複数の積層されたリング状プレート４１３が取り付けられている。
【００７９】
図１５に示すように、３本のリング部支柱４３０は、リング部下板４３１とリング部上板４３２との間に略半円状に配列固定されている。リング部下板４３１又はリング部上板４３２の中心線４４１上のウェハ２００の出し入れ側に１個、またウェハ２００の出し入れ側と反対側であって、中心線４４１に対して左右対称位置に１個ずつの計３個のリング部支柱４３０が設けられている。これらのリング部支柱４３０は、ボート部３００にリング部４００を搭載したときに、ちょうどボート部支柱３１５間の略中間位置にそれぞれが配置されるようになっている。
【００８０】
リング状プレート４１３は、中央にウェハが納まる円形穴４５０を有し、リング状プレート４１３の外周面に３箇所の切欠き４３５が設けられる。リング状プレート４１３は、その３箇所の切欠き４３５に、前述した３本のリング部支柱４３０を、リング状プレート４１３の外周面と面一になるように、それぞれ嵌め込んで溶着することによって、３本のリング部支柱４３０に取り付けられている。なお、リング状プレート４１３の切欠き４３５は、リング状プレートの外周面のみならず内周面にも設けてもよい。
【００８１】
また、リング状プレート４１３の、３本のボート部支柱３１５と対向する内周面に、３本のボート部支柱３１５をそれぞれ挿入するための切欠き４２０が形成されている。このボート部支柱挿入用の切欠き４２０は、リング状プレート４１３の中心線４４１上のウェハ２００の出し入れ側の反対側に１個、又中心線４４１に対して左右対称位置に１個ずつ計３個形成される。切欠き４２０は、ボート部支柱３１５による膜厚への悪影響を低減するために、ボート部支柱３１５から突出した三角形状のウェハ載置部３１６は切欠き４２０からはみ出し、溝３２６が形成された支柱部分は切欠き４２０内に納まるように形成される。また、前記支柱部分は、リング状プレート４１３の外周面からはみ出したり、リング状プレート４１３の外径を変形させないようにする。このように、はみ出しや変形がないように切欠き４２０が形成されていると、リングボートの回転の際、インナチューブ２０４とのすき間をより適切に保つことが可能となり、ボート部支柱３１５とインナチューブ２０４の内壁とのこすれによるパーティクル発生等を回避できる。
【００８２】
なお、リング部４００のリング部下板４３１の平面形状は、図示していないが、リング部支柱４３０が貫通していない点を除いて、図１５に示すリング状プレート４１３と同一である。ボート部３００によるリング部４００のすくい上げ時に、このリング部４００のリング部下板４３１の内周縁が、ボート部３００のボート部中板３１９に形成したリング状の段差部３１９ａに保持されることになる（図１０参照）。
【００８３】
［一体化したリングボート］
図１０及び図１１は、ボート部３００とリング部４００が一体化したリングボート２１７の構成図を示す。
【００８４】
図１０に示すように、ボート部中板３１９に形成したリング状の段差部３１９ａに、リング部下板４３１の内周縁が保持されることにより、リング部４００がボート部３００に搭載される。リング部４００がボート部３００に搭載されることにより、リング状プレート４１３は、ボート部３００に保持されるウェハ２００に対して所定の間隔で略水平に設けられるようになっている。ここでは、積層された各リング状プレート４１３の表面が、多段に設けられた各ウェハ載置部３１６に支持される各ウェハ２００表面と面一になるようにしてある（図７、図２２参照）。
【００８５】
図１１（ａ）に示すように、リングボートは、そのウェハ保持領域では、ウェハ２００を中心にしてその径方向外方に、ウェハ２００の外周を３点保持するウェハ載置部３１６、ウェハ載置部３１６を突設した３本のボート部支柱３１５、３本のボート部支柱３１５を通過させる切欠き４２０を有するリング状プレート４１３、リング状プレート４１３を外周で支持するリング部支柱４３０が、順に配列された構成となっている。
【００８６】
また、図１１（ｂ）に示すように、リングボートは、その領域境界部では、ボート部中板３１９が最も内側に位置して、それよりも外方に、ボート部中板３１９を支持するボート部支柱３１５、ボート部中板３１９の段差部３１９ａに内周縁が載置されたリング部下板４３１、リング部下板４３１を支持するリング部支柱４３０が、順に配列された構成となっている。
【００８７】
本実施例によれば、次のような効果を奏する。
従来のリングボートの最小ボートピッチＰは、前述したように、ウェハディスチャージ時のツィーザ挿入ギャップやウェハチャージ時のギャップ、ツィーザ厚さ、ウェハ移載機のウェハ移載精度により決定され、ウェハ２００とリング状プレート４１３との位置関係を上述のピッチ以下に調整する事は不可能であった。本実施例では、リング部４００とボート部３００とを独立させているため、リング状プレート４１３による制約を受けることなく、リング状プレート４１３とウェハ２００のギャップを自由に設定することができる。
【００８８】
また、ウェハ２００に処理を行う場合には、リング状プレート４１３とウェハ２００との間のギャップを、各プロセスの成膜条件等の処理条件に応じ、また、各々の装置が含む製造誤差（固体差）等に応じて調整する必要があるが、この調整も、ボート部３００と分離可能なリング部４００の形状、寸法を調整することにより容易に行うことができる。さらに、プロセス結果に伴うギャップの微調整も容易である。
【００８９】
また、ボート部３００が上昇する途中でボート部上にリング状プレート４１３を搭載するので、ボート部３００およびリング状プレート４１３の形状のみでリング状プレート４１３とウェハ２００のギャップが決まるので、その精度が高いものとなる。
【００９０】
さらに、リング部をボート部から分離可能にした場合に、ボート部３００にリング部４００を搭載して一体化したとき、ボート部３００に保持される各ウェハ２００に対して各リング状プレート４１３が所定の間隔で略水平に精度よく設けられるか否かが問題になる。しかし、本発明では、この点問題はない。すなわち、上記精度は、ボート部３００のボート部下板３１７でリング部４００をすくい上げる場合は、ボート部下板３１７の載置面とリング部下板４３１の底面との面精度で決まる。また、ボート部中板３１９でリング部４００すくい上げる場合は、ボート部中板３１９の載置面とリング部下板４３１の底面との面精度で決まる。これらの面精度は、公知の方法で十分に確保できるからである。
【００９１】
また、図２２に示すように、リング状プレート４１３面とウェハ２００面とを面一にするには、リング状プレートがボートと一体化されている従来のものでは、リング状プレートの形状を、ツィーザとの干渉を避けるため、ウェハ２００の出し入れ側を開放したＣ型に成形したりする他はなかった。リング状プレートの一部が開放されていると、膜厚の均一性が得られなくなる。この点で、実施例では、リング状プレートをＣ型に成形することなく、リング状プレート面とウェハ面との面一化を、初めて、かつ容易に実現することができる。
【００９２】
また、実施例により、ウェハ移載時は、リング状プレートを備えないノーマルボートのように、例えば６．５ｍｍのウェハ間の狭ピッチ化や、ウェハ移載機へのティーチングを容易に行うことができる。また、成膜時は、リング状プレートを備えたリングボートとしての性能を落とすことなく、成膜速度をあげながら膜厚均一性を向上することができる。さらに、分離したリング部４００を常時処理炉内で温度安定状態にしておけば、ノーマルボートと同じウェハ温度安定時間で成膜に入ることができる。
なお、実施例では、リング部４００は、ボート部中板３１９に載置されるようにしたが、これに限定されず、ボート部下板３１７に載置されるようになっていても良い。
【００９３】
また、上述のように、リング状プレート４１３が一体化したリングボート２１７は狭ピッチ化されているので、リング状プレート４１３を分離しないとウェハ２００をボート部３００に対してチャージ、ディスチャージできないが、炉口２１５にリングホルダ２１３を設けることによって、リングボート２１７を下側に移動途中でリング状プレート４１３を保持することができ、その結果、リング状プレート４１３をボート部３００から取り除いた後、ウェハ２００をチャージ、ディスチャージできるようになる。
【００９４】
また、リング状プレート４１３は反応管２１０に固定されているのではなく、リング状プレート４１３を反応管内のリングホルダ２１３上に搭載しておき、その後ボート部３００によって上側に運ばれる独立したものなので、リング状プレート４１３の取り外しが容易であるので、その洗浄も容易に行える。
【００９５】
さらに、実施例の装置は、ボート部３００の上昇動作の途中でリング部４００をすくい上げる方式であるので、駆動源が一つですむ。
【００９６】
また、実施例では、基板保持具を複数枚のウェハを保持するボート部としたが、一枚もしくは一〜三枚のウェハを保持するウェハ載置台としても良い。また、ウェハを収容する処理室としては、複数枚のウェハを一括処理するバッチ式の縦型処理装置について説明したが、バッチ式横型処理装置であっても、さらには一枚ないし数枚のウェハを処理する枚葉式処理装置であっても良い。
【００９７】
図１６は、そのような処理装置のうちの、枚葉式処理装置の実施の形態を示したものである。
枚葉処理装置は、ガス供給及び排気が可能な処理室としてのチャンバ５０１と、基板搬入出口５０２と、チャンバ５０１内の基板搬入出位置であって、基板搬入出口５０２からチャンバ５０１内に搬入されたウェハ２００が位置すると共に、チャンバ５０１内から基板搬入出口５０２を経由してウェハ２００が搬出される際にウェハ２００が位置する基板搬入出位置と、チャンバ５０１内でウェハ２００を処理する基板処理位置との間でウェハ２００を移動する基板移動手段（ヒータユニット）５１０とを備える。基板移動手段５１０は、基板保持具としてのサセプタ５１１、サセプタ５１１を介してウェハ２００を加熱する加熱手段としてのヒータ（図示せず）、ウェハ２００を支持する支持ピン５１３を備える。この枚葉処理装置は、チャンバ５０１を通してウェハ２００を加熱するホットウォール式の縦型処理装置と異なり、チャンバ５０１内でウェハ２００を加熱するコールドウォール式である。
【００９８】
基板移動手段５１０が基板搬入出位置にあるとき、ウェハ２００は支持ピン５１３により支持される。基板移動手段５１０が基板処理位置にあるとき、ウェハ２００はサセプタ５１１に保持されて、処理される。
【００９９】
このような装置において、特に、サセプタ５１１と分離可能であって、サセプタ５１１に保持されるウェハ２００に対して所定の間隔で略水平に設けられるリング状プレート５１５が用いられる。リング状プレート５１５は、常時はチャンバ５０１内の基板処理位置に保持されるが、基板移動手段５１０が基板処理位置に移動したときに、チャンバ５０１から基板移動手段５１０に搭載されて、サセプタ５１１上に保持されているウェハ２００の全周を囲むように設置される。これにより、ウェハ２００の周縁部の膜厚が全周で厚くなる傾向を改善することができる。
【０１００】
したがって、枚葉処理装置においても、リング状プレート５１５が基板移動手段５１０に固定されている場合と比べて、リング状プレートによる基板移載時の制約がなく、ティーチングも容易になる。また、図示するように、ウェハ２００が１枚ではなく、二枚ないし三枚の場合には、これらを載置するウェハ載置台の狭ピッチ化も実現できる。また、リング状プレート５１５を設けることにより、成膜時は膜厚均一性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】実施の形態による縦型処理炉に挿入されるリングボートを構成するリング部とボート部との分解斜視図である。
【図２】実施の形態によるボードアンロード時の処理炉の概略縦断面図である。
【図３】実施の形態によるボートロード時の処理炉の概略平断面図及び縦断面図である。
【図４】実施の形態によるウェハ載置部回りを示した斜視図である。
【図５】変形例によるウェハ載置部回りを示した斜視図である。
【図６】実施の形態によるガス流れを示す説明図であって、（ａ）はウェハ載置部及び支柱が無い部分のガス流れを示す説明図、（ｂ）はウェハ載置部及び支柱が有る部分のガスの流れを示す説明図である。
【図７】実施の形態によるガス流れを示す説明図であって、（ａ）はウェハ載置部及び支柱が無い部分のガスの流れを示す説明図、（ｂ）ウェハ載置部及び支柱が有る部分のガスの流れを示す説明図である。
【図８】実施の形態による縦型処理炉を有する半導体製造装置の概略図である。
【図９】実施の形態による縦型処理炉としての減圧ＣＶＤ処理炉の断面図である。
【図１０】実施の形態によるボート部にリング部を装着して構成したリングボートの縦断面図である。
【図１１】図１０に示すリングボートのＡ−Ａ矢視図及びＢ−Ｂ矢視図である。
【図１２】実施の形態によるボート部の縦断面図である。
【図１３】図１２の断面図であって、（ａ）はＡ−Ａ矢視図，（ｂ）はＢ−Ｂ矢視図、（ｃ）はボート部支柱の説明図である。
【図１４】実施の形態によるリング部の縦断面図である。
【図１５】図１４に示すリング部のＡ−Ａ矢視図である。
【図１６】本発明を枚葉処理装置に適用した実施の形態による処理炉の概略構成図である。
【図１７】従来例による基板保持具としてのボートの全体構成図である。
【図１８】従来例によるリング状プレートの説明図であって、（ａ）は１枚のリング状プレートに着目したボートの要部側面図、（ｂ）は支柱を含めたリング状プレートの平面図である。
【図１９】従来例によるリングボートのウェハチャージ時の説明図である。
【図２０】従来例によるリングボートのウェハディスチャージ時の説明図である。
【図２１】従来例によるリング状プレートとウェハの位置関係を示した説明図である。
【図２２】本発明により可能となったリング状プレートとウェハの位置関係を示した説明図である。
【符号の説明】
【０１０２】
５    処理炉（基板処理装置）
２００    ウェハ（基板）
２０１    処理室
２０７    ヒータ（加熱手段）
２３１    排気管（ガス排気手段）
２３２    ガス供給管（ガス供給手段）
３００    ボート部（基板保持具）
４１３    リング状プレート
４００    リング部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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