基板処理装置、基板保持具、及び半導体装置の製造方法
基板保持具を構成する支柱や基板載置部などの影響による基板上の膜厚不均一部分
を無くし、基板の膜厚均一性を向上する。
基板処理装置は、ボート（基板保持具）に保持された複数のウェハ（基板）を処理室に収容し、加熱された処理室に処理ガスを供給して、ウェハを成膜処理する。ボートは、略垂直に設けられた少なくとも３本の支柱１５と、支柱に多段に設けられて複数のウェハを所定の間隔で略水平に載置する複数のウェハ支持部１６（基板載置部）と、支柱１５に設置され、ウェハ支持部１６に支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複数のリング状プレート１３とを有する。
を無くし、基板の膜厚均一性を向上する。
基板処理装置は、ボート（基板保持具）に保持された複数のウェハ（基板）を処理室に収容し、加熱された処理室に処理ガスを供給して、ウェハを成膜処理する。ボートは、略垂直に設けられた少なくとも３本の支柱１５と、支柱に多段に設けられて複数のウェハを所定の間隔で略水平に載置する複数のウェハ支持部１６（基板載置部）と、支柱１５に設置され、ウェハ支持部１６に支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複数のリング状プレート１３とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板処理装置、基板保持具、及び半導体装置の製造方法に係り、特に基板面内の処理量の均一性を改善したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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、ホルダプレートを有するボートが用いられている（例えば、特許文献１）。このボートは、図１５〜図１６に示すように、垂直に設けられた４本の支柱３２を持つ。支柱３２はウェハの出し入れが可能なように略半円周の範囲で配設されている。前記支柱３２にはリング状の石英製ホルダプレート３３が支柱３２に設けた溝部（図示省略）に水平姿勢で多段に溶接され、ホルダプレート３３の上面にはウェハを載置する基板載置部としての支持つめ部３４が複数設けられている。
このような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、石英製ホルダプレート３３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、略半円周に配設された４本の支柱３２よりも内側のホルダプレート３３上に設けた支持つめ部３４の上に、ウェハを保持するので、支柱３２とウェハとの距離が遠ざかることから、支柱３２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。
【特許文献１】特開平１１−４０５０９号公報（図５、図６、図７、図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述した従来のボートを使用しても、なお支柱やウェハ支持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るため、これらの支柱やウェハ支持部の影響を無くすことはできず、ウェハ処理結果でも、この支柱やウェハ支持部に対応するウェハ部分における処理量が少なくなる傾向にあった。
【０００４】
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、基板保持具を構成する支柱や基板載置部などの影響による基板処理量の基板面内不均一部分を無くし、基板面内均一性を向上することが可能な基板処理装置、基板保持具、および半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明は、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、該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室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備え、前記基板保持具は、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前記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、前記支柱に設置され、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とを有することを特徴とする基板処理装置である。
【０００６】
基板は基板保持具に保持された状態で、加熱手段によって加熱された処理室に収容されて処理される。ここで、基板を保持する基板保持具は、少なくとも３本の支柱を有するので、基板を安定に保持できる。また、支柱にリング状プレートが設けられているので、基板の周縁部の処理量が多くなるのを抑制できる。また、基板載置部を、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、支柱と基板載置部とを１つにまとめたことにより、支柱と基板載置部とが与える基板処理量への悪影響を低減することができる。したがって、基板処理量の面内均一性を改善できる。
なお、「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」の所定の間隔とは、０値すなわち基板上面とリング状プレート上面とが一致、つまり面一になることも含む。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記基板載置部は、円柱状ないし略断面半円柱状をしている基板処理装置である。
基板載置部は、支柱に溝などを設けて凹部とすることも可能であるが、支柱から突設した凸部とするとよい。基板載置部を凸部で構成した場合、凸部は円柱状ないし略断面半円柱状をしていることが好ましい。断面略半円柱状の場合は、円弧側を基板載置面とする。このようにすると、基板との接触が線接触となり、パーティクルの発生を低減できる。なお、支柱に基板載置部を突設する場合、基板載置部は支柱とは別体に形成して支柱に取り付けるようにしてもよいが、支柱と一体に形成してもよい。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、前記基板載置部は、前記リング状プレートの径方向内方に向かって下方に傾斜していることを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、基板との接触が点接触となり、パーティクルの発生をより低減できる。
【０００９】
第４の発明は、第１の発明において、前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする基板処理装置である。リング状プレートの内周面が支柱の周辺で切り欠いてあると、支柱の周辺での処理ガスが流れやすくなり、支柱の有る部分と支柱が無い部分とで基板に対する処理ガスの流れの均一化を図ることができる。したがって、基板処理量の面内均一性を改善できる。
【００１０】
第５の発明は、第４の発明において、前記基板載置部は、円柱ないし略断面半円柱状をしている基板処理装置である。このようにすると、基板との接触が線接触となり、パーティクルの発生を低減できる。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明において、前記基板載置部は、先端をまるめるかもしくは面取りが行われている基板処理装置である。このようにすると、基板との接触が線接触となり、パーティクルの発生を低減できる。
【００１２】
第７の発明は、第６の発明において、前記基板載置部は、前記リング状プレートの径方向内方に向かって下方に傾斜していることを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、基板との接触が点接触となり、パーティクルの発生をより低減できる。
【００１３】
第８の発明は、第４の発明において、前記支柱は、断面略半円柱状で構成し、該支柱の弦側に前記基板載置部を突設することを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、支柱及び基板載置部に起因するガス流の障害を低減して、支柱及び基板載置部の近傍に流れる処理ガス流量を増加させることができる。なお、支柱を略ハーフパイプ状で構成して、その凹部側に基板載置部を突設するようにしてもよい。
【００１４】
第９の発明は、第８の発明において、前記弦側は、前記リング状プレートの径方向内方側が抉れていることを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、支柱及び基板載置部の近傍に流れる処理ガス流量をより増加させることができる。
【００１５】
第１０の発明は、第４の発明において、前記支柱は、前記リング状プレートの外周より内側に設けることを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、支柱と処理室とのすき間をより適切に保つことが可能となる。
【００１６】
第１１の発明は、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、該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室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備え、前記基板保持具は、略垂直に設けられた少なくとも３本の支柱と、前記少なくとも３本の支柱を取り囲み、かつ前記支柱に多段に設けられて、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複数のリング状プレートとを有し、前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする基板処理装置である。
【００１７】
ここで、基板を保持する基板保持具は、少なくとも３本の支柱を有するので、基板を安定に保持できる。また、支柱にリング状プレートが設けられているので、基板の周縁部の処理量が多くなるのを抑制できる。また、リング状プレートの内周面が支柱の周辺で切り欠いてあるため、支柱の周辺での処理ガスが流れやすくなり、支柱の有る部分と支柱が無い部分とで基板に対する処理ガスの流れの均一化を図ることができる。したがって、基板処理量の面内均一性を改善できる。
なお、「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」の所定の間隔とは、０値すなわち基板上面とリング状プレート上面とが一致、つまり面一になることも含む。
また、第１１の発明において、リング状プレートに支柱をはめる孔を設け、その孔をリング状プレートの内周面側に開口させることにより、リング状プレートの内周面を前記支柱の周辺で切り欠くようにしてもよい。また、複数の基板を保持することが可能な基板保持具における基板載置部は、支柱に設けるようにしても、リング状プレートに設けるようにしてもよい。
【００１８】
第１２の発明は、第１１の発明において、前記支柱は、断面略半円柱状で構成し、該支柱の弦側に前記基板載置部を突設することを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、支柱及び基板載置部に起因するガス流の障害を低減して、支柱及び基板載置部の近傍に流れる処理ガス流量を増加させることができる。
【００１９】
第１３の発明は、第１１の発明において、前記支柱は、前記リング状プレートの外周より内側に設けることを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、支柱と処理室とのすき間をより適切に保つことが可能となる。
【００２０】
第１４の発明は、第１２の発明において、前記弦側は、前記リング状プレートの径方向内方側が抉れていることを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、支柱及び基板載置部の近傍に流れる処理ガス流量をより増加させることができる。
【００２１】
第１５の発明は、複数の基板を保持することが可能な基板保持具であって、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前記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、前記支柱に設置され、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とを有することを特徴とする基板保持具である。
【００２２】
基板を保持する基板保持具は、少なくとも３本の支柱を有するので、基板を安定に保持できる。また、支柱にリング状プレートが設けられているので、基板の周縁部の処理量が多くなるのを抑制できる。また、基板載置部を、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、支柱と基板載置部とを１つにまとめたことにより、支柱と基板載置部とが与える基板処理量への悪影響を低減することができる。したがって、基板処理量の面内均一性を改善できる。
なお、「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」の所定の間隔とは、０値すなわち基板上面とリング状プレート上面とが一致、つまり面一になることも含む。
【００２３】
第１６の発明は、第１５の発明において、前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする基板保持具である。このようにすると、支柱の周辺での処理ガスが流れやすくなり、支柱の有る部分と支柱が無い部分とで基板に対する処理ガスの流れの均一化を図ることができる。
【００２４】
第１７の発明は、複数の基板を保持することが可能な基板保持具であって、略垂直に設けられた少なくとも３本の支柱と、前記少なくとも３本の支柱を取り囲み、かつ前記支柱に多段に設けられて、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複数のリング状プレートとを有し、前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする基板保持具である。
【００２５】
基板を保持する基板保持具は、少なくとも３本の支柱を有するので、基板を安定に保持できる。また、支柱にリング状プレートが設けられているので、基板の周縁部の処理量が多くなるのを抑制できる。また、リング状プレートの内周面が支柱の周辺で切り欠いてあるため、支柱の周辺での処理ガスが流れやすくなり、支柱の有る部分と支柱が無い部分とで基板に対する処理ガスの流れの均一化を図ることができる。したがって、基板処理量の面内均一性を改善できる。
なお、「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」の所定の間隔とは、０値すなわち基板上面とリング状プレート上面とが一致、つまり面一になることも含む。
【００２６】
第１８の発明は、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、該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室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備え、前記基板保持具は、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前記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、前記支柱に設置され、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において、前記基板保持具の基板載置部に前記基板を載置する工程と、前記基板保持具の基板載置部に載置された基板を前記処理室に搬入する工程と、前記加熱手段により前記処理室を加熱する工程と、前記加熱された処理室に処理ガスを供給して前記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】
複数の基板は基板載置部に載置されることにより基板保持具に保持される。複数の基板を保持した基板保持具が処理室に搬入される。処理室は加熱手段によって加熱され、加熱された処理室に処理ガスが供給されて、基板保持具に保持された複数の基板が処理される。ここで、基板を保持する基板保持具は、少なくとも３本の支柱を有するので、基板を安定に保持できる。また、支柱にリング状プレートが設けられているので、基板の周縁部の処理量が多くなるのを抑制できる。また、基板載置部を、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、支柱と基板載置部とを１つにまとめたことにより、支柱と基板載置部とが与える基板処理量への悪影響を低減することができる。したがって、基板処理量の面内均一性を改善できる。
なお、「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」の所定の間隔とは、０値すなわち基板上面とリング状プレート上面とが一致、つまり面一になることも含む。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、基板保持具を構成する支柱や基板載置部などの影響による基板処理量の基板面内不均一部分を無くし、基板面内均一性を向上することができる。したがって、半導体装置の製造における歩留まり及び品質の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に本発明の基板処理装置、基板保持具、及び半導体装置の製造方法を、縦型炉を有する半導体製造装置に適用した実施の形態を説明する。
【００３０】
図１１は縦型炉を有する半導体製造装置の概略図であり、図１２は縦型炉としての減圧ＣＶＤ処理炉の断面図である。図１１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の上方に縦型炉５が設けられる。
【００３１】
縦型炉５は、図１２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。
【００３２】
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マニホールド２０９が係合され、このマニホールド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。このマニホールド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の下端部およびマニホールド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。
【００３３】
マニホールド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。
【００３４】
マニホールド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。
【００３５】
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、基板保持具（以下ボート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。又、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。
【００３６】
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、マニホールド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。
【００３７】
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。
図１４は、図１２に示した第１の制御用コンピュータ１１０のハードウェア構成を示す図である。図１４に示すように、制御用コンピュータ１１０は、ＣＰＵ３００、メモリ３０４、キー及び表示装置などを含む表示・入力部３０２、及びＣＤ装置、ＨＤＤ装置等の記録部３０６から構成される。記録部３０６は記録媒体３０８を介して記録される。制御用コンピュータ１１０は半導体製造装置を制御するプログラム等を実行し、ウェハに対する処理を行わせるコンピュータとしての構成部分を備えている。
【００３８】
なお、第２の制御用コンピュータ１２０も、第１の制御用コンピュータ１１０と同様な構成部分を１組以上有している。また、第２の制御用コンピュータ１２０は、上述した温度制御部１２１、ガス流量制御部１２２、圧力制御部１２３、駆動制御部１２４がそれぞれ単独で構成されても良いし、２つ以上を組合わせても良いし、種々の編成をなしても良い。
【００３９】
図１２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を保持する。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。
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。
【００４０】
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、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処理が成される。
【００４１】
上述した減圧ＣＶＤ処理において、ウェハ２００上に形成される薄膜の膜厚の面内均一性を向上するためには、好ましくは、図１５及び図１６と同様な、支柱にリング状プレートを設ける構造のボートを使用する場合、ボート２１７を構成する支柱がリング状プレートからはみ出さないようにすると良い。また、ボート２１７は回転軸２５４により、回転させるため、特に支柱をリング状プレートの外周より内側にすることにより、回転の際のインナチューブ２０４とのすき間をより適切に保つことが可能となり、支柱とインナチューブ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。したがって、支柱がリング状プレートからはみ出さず、またリング状プレートの外形が変形や出っぱりのないほうが良い。
【００４２】
ところで、上述した処理炉では、処理ガスがインナチューブ２０４内を下から上に向かって流れている場合を説明している。しかし、処理ガスの流れはこれに限定されない。例えば、処理ガスがインナチューブ２０４を横切って流れる場合もある。
【００４３】
図１３はそのような処理ガスがインナチューブ２０４を横切って流れる場合の処理炉の要部説明図である。ここでは、インナチューブ２０４は、その上端は閉じており、その一側面にスリット状の開口２１４が設けられるように構成されている。
インナチューブ２０４内におけるガスの流れを説明する。図１３（ａ）はインナチューブ２０４とボート２１７の外径との隙間ｔが小さい場合、図１３（ｂ）は隙間が大きい場合を示す。
【００４４】
図１３（ａ）に示すように、ウェハ２００面と平行な方向から処理ガスを噴射する場合、処理ガスの流れを均一にするために、インナチューブ２０４とボート２１７の外径との隙間ｔを可能なかぎり小さくする必要がある。これは処理ガスが、リング状プレート１３に沿って導入され、ウェハ２００の表面を通過した後、そのままガス流が乱されることなく、インナチューブ２０４に設けられたスリット状の開口２１４から導出されて、空間２５０から排気されるためである。これに対して図１３（ｂ）に示すように、隙間ｔが大きいと、インナチューブ２０４とボート２１７の外径との空間２４９で矢印で示すようなダウンフロー２１８が発生し、処理室２０１内の上下方向で排気が不均一となり、ウェハ２００の膜厚均一性に影響を及ぼす。
【００４５】
この場合にも、上記隙間ｔを可能な限り小さくして、膜厚のウェハ面内均一性を向上するためには、ボート２１７を構成する支柱がリング状プレート１３からはみ出さないようにすると良い。また、支柱がはみ出していなくてもリング状プレート１３の外形が変形していないようにすると良い。
【００４６】
そこで、実施の形態のボート２１７では、インナチューブ２０４の構造によって、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、上記要請に応えるために、リング状プレート１３に基板載置部としてのウェハ支持部を固着するのではなく、支柱１５に直接ウェハ支持部を固着するようにした。また、リング状プレート１３の支柱に対向する内周面を支柱の周辺で切り欠くようにした。これにより、半導体製造装置において、ウェハの面内均一性を向上することができた。特に実施の形態のような縦型炉を有するバッチ式の半導体製造装置においては、成膜速度向上（デポレート向上）、およびウェハ品質向上の要求にも対応することもできた。
【００４７】
以下、実施の形態のボートを図１〜図２を用いて説明する。図１は１枚の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）は支柱を含めた平面図であり、図２はボートの全体構成図である。
【００４８】
ボート２１７は、例えば石英製であり、図２に示すように、二枚の平行な板としての底円板１７及び天円板１１と、底円板１７と天円板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は、支柱１５の数は特に３本であることが好ましいが、３本以上であっても良い。
【００４９】
３本の支柱１５は、底円板１７に略半円状に配列固定されている。天円板１１は、３本の支柱１５の上端部に固定されている。底円板１７及び天円板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ための円形穴１２、１４がそれぞれ形成されている。底円板１７と天円板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。
【００５０】
各支柱１５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支持部１６が多段に突設される。図１に示すように、各ウェハ支持部１６は円柱状をしており、ボート２１７の中心、すなわちリング状プレート１３の中心に向けて突設されている。この場合、支柱１５には、それぞれ１つずつウェハ支持部１６を設ける。すなわち、１段に３つのウェハ支持部１６が突設されている。この突設された３つのウェハ支持部１６上に、ウェハ２００の外周を支持させることにより、ウェハ２００を載置するようになっている。このウェハ支持部１６は水平度が保たれているのが好ましい。水平を保つことにより、ウェハ搬送時にウェハがウェハ支持部１６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上に均一なガスの流れを確保できる。
【００５１】
上述したリング状プレート１３は、支柱１５のウェハ支持部１６の各設置位置よりも下方に設置され、ウェハ支持部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、中央が開口した略円形に形成され、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。本実施の形態のように、ウェハの全周に亘って略円形に形成されたリングを設けることにより、ウェハ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。
【００５２】
リング状プレート１３の支柱１５に対向する内周面、あるいは支柱１５に近接する内周面、ないしは支柱１５の直近にある内周面には、３本の支柱１５を挿入するために、前記支柱１５の周辺で切り欠いた切欠き２０が形成されている。切欠き２０は、図１（ｂ）に示すように、リング状プレート１３の中心線２１上のウェハの出し入れ側の反対側に１個、又中心線２１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２０は、支柱１５がリング状プレート１３のプレート幅内に納まるように内側から切り欠かれている。この切欠き２０は、外側までは切り欠かれていない。また、膜厚への悪影響を低減するために、支柱１５はリング状プレート１３の内外径の幅間に設けることが好ましい。また、ボート２１７は回転軸２５４により、回転させるため、特に支柱をリング状プレートの外周より内側にすることにより、回転の際のインナチューブ２０４とのすき間をより適切に保つことが可能となり、支柱とインナチューブ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。したがって、支柱がリング状プレートからはみ出さず、またリング状プレートの外形が変形や出っぱりのないほうが良い。
【００５３】
図３は、上述したウェハ支持部１６近傍の支柱１５周りを示した斜視図である。既述したように支柱１５に円柱状のウェハ支持部１６を突設している。ここでは、支柱１５とは別体のウェハ支持部１６を支柱１５に固着することによって、支柱１５にウェハ支持部１６を突設している。リング状プレート１３は、支柱１５のウェハ支持部１６の設置位置よりも下方に設置され、ウェハ支持部１６に支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。
【００５４】
また、切欠き２０は、リング状プレート１３の内周面の支柱１５の周辺で切り欠かれている。この切欠き２０は、支柱１５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２０ａと、嵌め込み部をリング状プレート１３の内周方向に開放させる開口部２０ｂとから構成される。支柱１５を嵌込み部２０ａに嵌めた状態で、この開口部２０ｂを平面視して、この開口部２０ｂ上にウェハ支持部１６を投影したとき、開口部２０ｂは、ウェハ支持部１６が開口部２０ｂの中央に納まり、開口部２０ｂの開口幅がウェハ支持部１６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２０にリング状プレート１３の内周方向に開放す開口部２０ｂを設けると、上方からウェハ支持部１６に当たったガスが、ウェハ支持部１６の両側に回り込んで、そのまま開口部２０ｂを通過して下方に流れるので、ウェハ支持部１６で乱流が生じがたくなる。したがって、ウェハ支持部付き支柱１５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２０ｂ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２０ｂが扇形に開いていると、ウェハ支持部１６で乱流が一層生じがたくなり、ウェハ支持部付き支柱１５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。
【００５５】
また、図５に示すように、円柱状としたウェハ支持部１６の先端は、丸めるか（Ｒ）、もしくは面取り（Ｃ）を行うとよい。また、図５に示すように、円柱状のウェハ支持部１６の支柱１５への固着角度はウェハ２００と平行にしても、あるいは図６のように、下方向にθ傾けて固着しても良い。
【００５６】
なお、図３は、支柱１５とは別体の円柱状のウェハ支持部１６を支柱１５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４のように、支柱１５とウェハ支持部１６を一体の部材１８としても良い。この場合、加工性を容易にするために、ウェハ支持部１６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支柱１５と一体にし、略三角形の頂点側を、リング状プレート１３の径方向内方に向けるようにするとよい。また、ウェハ支持部１６はウェハと平行である場合に限らず、図６と同様に、下方向にθ傾けて加工しても良い。
【００５７】
上述したボート２１７を製作するには、ここでは、図示しない治具を用いてリング状プレート１３を水平に多段に仮固定する。仮固定した多段のリング状プレート１３の内側から３本の支柱１５を、切欠き２０に嵌め込み、溶着するという方法をとっている。すなわち、切欠き２０を形成した複数のリング状プレート１３を用意する。複数のリング状プレート１３を、各切欠き２０が互いに上下で合致するように揃えて積層させた状態で、治具で仮固定する。底円板１７に３本の支柱１５を半円状に配列して固定する。このとき、支柱１５に突設したウェハ支持部１６は径方向内方を向くようにする。支柱１５を、仮固定した複数のリング状プレート１３の切欠き２０に嵌めて、嵌めた支柱１５を切欠き部分でリング状プレート１３に固定する。リング状プレート１３は、垂直方向に設けられた複数のウェハ支持部１６間のちょうど中間位置に、それぞれ位置するように固定する。支柱１５に天円板１１を固定する。治具を取り外すと、多数枚のウェハを多段に積載するボートが完成する。なお、リング状プレート１３の固定を含めたボート部材間の固定は、石英ガラス同士の溶着で行なう。リング状プレート材や支持材、天円板材、底円板材（つまり、ボート２１７を構成する部材）は、耐熱性であれば特に限定されないが、石英の他に、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、セラミック等の耐熱性材料が好ましい。
【００５８】
リング状プレートを用いても、ウェハ支持部と支柱とが、ウェハの膜厚に対して個々に悪影響を与えている。この場合、リング状プレートにウェハ支持部を取り付けて、ウェハ支持部を支柱と重ならないように散在させる場合、取付け部周辺のリング状プレートの内周面に切欠きを設けることにより、ウェハ支持部の悪影響を低減することは可能である。しかし、この切欠きは支柱の悪影響を低減するものではないので、この切欠きでもってしても支柱の悪影響を低減することは不可能である。
この点で、本実施の形態によれば、支柱にウェハ支持部を設けることによって、ウェハの膜厚に対して個々に悪影響を与えているウェハ支持部と支柱とを集約させるようにしたうえで、支柱を嵌め込んだウェハ支持部取付け部周辺のリング状プレートの内周面に切欠きを設けるようにしたので、ウェハ支持部と支柱とを散在させた場合に比べて、ウェハ支持部と支柱との両方の膜厚に与える悪影響を１つにまとめて低減することが可能となる。
【００５９】
ところで、いままで、支柱にウェハの載置部を設けていなかったのは、次の理由による。
当初、ウェハを多段に載置するものとしてノーマルボートと呼ばれる基板保持具が用いられていた。このノーマルボートは、円弧状に配設された複数本の支柱に溝（ウェハ載置部）を設けている形状となっている。そのため、成膜時、支柱周辺の膜厚が支柱の影響により薄くなり、支柱の無い部分のウェハ周縁部の膜厚が厚くなる傾向があった。
【００６０】
そこで、膜厚に対する支柱の影響を減らすために、ウェハを載置するための支持つめ部を設けたリングをノーマルボートの支柱溝にのせて、ウェハを支柱から離すようにしたリングボートが提案された。すなわち、リングボートは、ウェハ載置部を支柱からリングに移設したものである。支持つめ部の周辺のウェハ上の成膜の膜厚に対する支柱の影響を減らすために、支持つめ部は支柱を避ける箇所に設けるようにしている。このリングボートの採用により、ノーマルボートでは薄くなっていた支柱周辺部分の膜厚を厚く改善できるようになった。さらに、ノーマルボートでは厚くなる傾向にあった支柱の無い部分のウェハの周縁部の膜厚を薄く改善できるようになった。
【００６１】
しかしながら、このリングボートにあっては、折角、支柱の無い部分のウェハの周縁部の膜厚を薄く改善できるようになったものの、リングに設けられた支持つめ部の影響により、支持つめ部周辺のガスの流れが不均一になることで、この支持つめ部周辺のウェハの膜厚が薄くなり過ぎてしまうという問題が新たに生じてしまった。さらに、支柱の影響でガスの流れが不均一になることも完全には拭い切れず、リングボート支柱周辺は、ノーマルボートに比べて厚くなって、一応改善されてはいるものの、改善度は十分とは言えず、まだ他の部分の厚さと比べて薄かった。
【００６２】
このように、リングボートの発想は、支柱に溝を設けてウェハを支持するノーマルボートでは、膜厚に対する支柱の影響が大きく、それを回避するために、支柱の内側にリングを配置して、そのリング上にウェハを載置することにより、ウェハを支柱から離そうとするものである。従って、ボートにリングを採用するタイプのボートにあっては、ウェハ支持部を支柱からリングに移設するという発想に基づいて提案されているものである。
【００６３】
上述したように、本実施の形態では、支柱１５にウェハ支持部１６を固着することによって、ウェハの膜厚に及ぶ悪影響の２種類の要因である支柱とウェハ支持部とを１つにまとめたので、ウェハの膜厚への悪影響を低減することができる。また、支柱部分のリング状プレート１３の内周面を切り欠くようにしたので、支柱１５及びウェハ支持部１６の有る部分において、ガス流の支柱１５及びウェハ支持部１６の影響が抑制されて、ウェハ支持部１６及び支柱１５の無い部分と同様な膜厚をウェハ２００上に得ることができるようになった。
これを図８を用いて具体的に説明する。図８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１３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８（ａ）は支柱１５及びウェハ支持部１６が無い部分のガス流れ、図８（ｂ）は支柱１５及びウェハ支持部１６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、支柱１５及びウェハ支持部１６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、支柱１５及びウェハ支持部１６近傍のウェハ部の膜厚が薄くなってしまう傾向にある。
【００６４】
実施の形態では、図８において、リング状プレート１３に切欠き２０を設けることにより、支柱１５及びウェハ支持部１６が有る部分の支柱１５とウェハ端との距離Ｌｂを、支柱１５及びウェハ支持部１６が無い部分のリング状プレート１３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、支柱１５及びウェハ支持部１６が有る部分に流れる処理ガスの量を増やすことにより、支柱１５及びウェハ支持部１６が無い部分のウェハ周縁部Ｗｂの膜厚と、支柱１５及びウェハ支持部１６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。
なお、図８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１３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１３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。
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前述した要請に応えることができる。また、リング状プレートは、支柱に垂直方向に複数所定の間隔で設けられるので、複数のウェハの面間の均一性も改善できる。
【００６５】
また、図８に示すように、リング状プレート１３とウェハ２００との垂直方向の距離の関係は、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下面との距離がせまいと、リング状プレート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９に示すように、ウェハ上面とリング状プレート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、面内膜厚均一性より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。
【００６６】
図１０に、図１５及び図１６に示した従来形状のボートと、図１及び図２に示した実施の形態の形状のボートとによる成膜の評価を行った比較結果を示す。本評価では、ボート２１７に積載された複数のウェハのうち、頂部（ＴＯＰ）、中央部（ＣＴＲ）、及び底部（ＢＴＭ）の３ヵ所にある３枚のウェハを対象とした。これらの位置にあるＣＶＤ処理後のウェハの膜厚を測定し、面内均一性を求めた。横軸にウェハ位置、縦軸に面内均一性を示すが、従来形状のボートでは支持つめ部及び支柱の部分で膜厚が薄く、面内均一性は２．０％近傍であった。これに対して、本実施の形態の形状のボートでは、ウェハ支持部及び支柱の影響が抑制され、面内均一性は１％近傍であり、良好な結果となっている。
【００６７】
なお、この評価を行なったときのガス種、ガス量、圧力、温度、時間等の成膜条件は、ＤＰＯＬＹ膜（ドープトポリシリコン膜）で、シラン（Ｓ１Ｈ4）４００ｃｃ、ホスフィン（ＰＨ3）５０ｃｃ、圧力３００Ｐａ、処理室内温度５３０℃、成膜時間（デポ時間）３０ｍｉｎであり、図８（ａ）に示す支柱が無い部分のリング状プレート１３とウェハ２００との距離Ｌａ＝４ｍｍのとき、図８（ｂ）に示す支柱１５が有る部分の支柱１５とウェハ２００との距離Ｌｂ＝８．５ｍｍとした時の結果である。
【００６８】
また、Ｌａの最適値を実験により評価したところ、直径３００ｍｍウェハの成膜評価においては、Ｌａが２ｍｍ未満ではウェハ周縁部の膜厚がウェハ中心の膜厚より薄くなり、逆にＬａが７ｍｍを超えるとウェハ周縁部の膜厚がウェハ中心の膜厚より厚くなることがわかった。このことより、ウェハ直径３００ｍｍサイズで、距離Ｌａは２〜７ｍｍが最適であると言える。また、Ｌｂは、Ｌａ＜Ｌｂであることが必須である。これはガス流の障害となる支柱１５とウェハ支持部１６の有る側のガス流路のコンダクタンスを大きくする必要があるからである。
【００６９】
なお、上記実施の形態では、図７（ａ）に示すように、切欠き２０に嵌まる支柱１５の形状を円柱状としたが、特に円柱状に限定されない。支柱１５の形状は、支柱１５によって切欠き２０が埋まらずに、ウェハ支持部１６の固着部近傍の開口部２０ｂが確保されて、支柱１５及びウェハ支持部１６の近傍に流れる処理ガス流量が増加する形状であればよい。例えば、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、支柱１９を略断面半円柱状にして、半円中心部にウェハ支持部１６を取り付けるようにしてもよい。さらに、支柱断面のウェハ側が抉れている形状であっても良い。この場合、例えば、図７（ｄ）に示すように、支柱１９を略ハーフパイプ形状とし、その凹部側にウェハ支持部１６を突設するようにしても同様の効果が得られる。
また、好ましくは、図７に示すようにウェハ支持部１６は、支柱１５、１９または、切欠き２０に対し、中心部（図７で言えば上下対称）となると、より一層効果が得られる。
【００７０】
また、実施の形態では、支柱１５にウェハ支持部１６を固着するようにしたので、ウェハ載置位置の精度を出すのは容易である。これは、支柱１５とウェハ支持部１６、支柱１５と底円板１７は、ともに機械加工されて精度の出た面をあてて溶接をすることができるからである。この点で、図１６に示す従来例のものは、ウェハ載置位置の精度を出すのは難しい。これは、ホルダプレート３３に支持つめ部３４を接合する際に、ホルダプレート３３の表面を鏡面状態に磨き上げて支持つめ部３４を圧着（鏡面状態の部材同士を熱と力をかけて接合する方法）する工程を採用する場合が多い。これにともなって、ホルダプレート３３は、例えば厚さ３ｍｍの原材料から厚さ２ｍｍの鏡面のプレートへ磨かなければならない工程が必然的に導入されるからである。 また、従来例のものは、上記工程を必要と摺るため、非常に製作時間がかかり、コストも高くなっていた。これに対して本実施の形態では、支柱にウェハ支持部を固着し、このウェハ支持部を設けた支柱にウェハ支持部の存在しない単純構造のリング状プレートを接合するだけなので、上記工程を省くことができ、製作時間を大幅に短縮でき、コストダウンを実現できる。
【００７１】
また、支柱１５にウェハ支持部１６を固着していることにより、支柱１５の本数を、対称形でウェハ２００を保持できる最少本数である３本とすることができる。ガス流れがウェハに影響しないようにするために、リング状プレート１３の中心線に対して左右対称位置に支柱１５を設ける必要があるが、実施の形態では、図１（ｂ）に示すように、リング状プレート１３の中心線上のウェハの出し入れ側の反対側に設けたウェハ支持部１６に、重ねて支柱１５を設けることができるからである。したがって、支柱１５にウェハ支持部１６を設ける場合には、ガス流れがウェハに影響する部分を、最少の３ヶ所とすることができる。また、ウェハ支持部１６を３つとすることにより、３点支持にてウェハを保持でき、安定した保持が可能となる。
【００７２】
また、従来のホルダボートでは支持つめ部１４とウェハが面接触しており、ウェハ挿入時の摺接等でパーティクルが発生する原因となっていた。また、ＣＶＤ処理等の場合、支持つめ部１４のウェハ接触部分では面接触となっているため、ウェハ裏面に成膜できない。このため、ウェハ裏面において成膜された部分とされない部分との間で熱による歪が発生し、ウェハ自体にダメージを与えたり、膜が剥離する原因でもあった。
この点で、本実施の形態では、図５に示すように、円柱状のウェハ支持部１６の固着角度をウェハと平行にして、ウェハ支持部１６の先端は丸めるか、もしくは面取りを行って接触面を線としたので、摺接して発生するパーティクルを大幅に低減することができる。また、支持つめ部１４のウェハ接触部分が線接触であるため、ウェハ裏面に成膜できない領域を減らすことができる。このため、ウェハ裏面において成膜された部分とされない部分との間で熱により発生する歪を軽減することができ、ウェハ自体にダメージを与えたり、膜が剥離する原因を低減できる。
また、図６のように、円柱状のウェハ支持部１６の固着角度を、下方向にθ傾けた場合は、ウェハとウェハ支持部１６は点接触となるので、更にパーティクルを低減することができる。
【００７３】
また、実施の形態のボートは、支柱にウェハ支持部を設けるという簡単な構成によって、ウェハ面内の膜厚の均一性を改善できるので、ボートサイズが大きくならず、装置サイズも大きくなることがない。したがって、熱量過多でスループットが悪化するということもない。
【００７４】
なお、本発明の基板処理装置は、特に縦型装置に好適であるが、その他の基板処理装置にも適用可能である。また、対象膜種、Ｄ−ＰＯＬＹ膜、Ｓｉ3Ｎ4膜、ＨＴＯ膜（高温酸化膜）などの他、ＣＶＤ膜全般にわたっては当然適用可能であり、その他のアニール炉、拡散炉等にも適用可能である。
特に、本発明の基板処理装置は、ＣＶＤ膜において、デポレートが従来２０Å／ｍｉｎであったのを５０Å／ＭｌＮに向上できるので、デポレートを向上する方法として有効である。またＣＶＤ膜において、本発明の基板処理装置は、ウェハ面内、ウェハ面間、バッチ間の均一性を、ノーマルボートないしリングボートを用いる従来の基板処理装置の±３％以内から±１％以内に向上できるので、ウェハ品質を向上する方法としても有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施の形態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２】実施の形態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３】実施の形態によるウェハ支持部近傍の支柱周りを示した斜視図である。
【図４】実施の形態の変形例によるウェハ支持部近傍の支柱周りを示した斜視図である。
【図５】実施の形態によるボートのウェハ載置状態を示す説明図である。
【図６】実施の形態の変形例によるボートのウェハ載置状態を示す説明図である。
【図７】実施の形態による支柱形状の変形例を示す支柱部近傍の要部平面図であって、（ａ）は支柱が円柱である場合、（ｂ），（ｃ）は支柱が断面略半円状である場合、（ｄ）は支柱がハーフパイプ状である場合の各変形例を示す説明図である。
【図８】実施の形態によるガス流れを示す説明図であって、（ａ）はウェハ支持部及び支柱が無い部分のガス流れを示す説明図、（ｂ）はウェハ支持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９】実施の形態によるガス流れを示す説明図であって、（ａ）はウェハ支持部及び支柱が無い部分のガスの流れを示す説明図、（ｂ）ウェハ支持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１０】実施の形態のボートと従来例のボートとを用いてそれぞれ処理したときのウェハの面内均一性の比較図である。
【図１１】実施の形態による基板処理装置としての半導体製造装置の全体構成を示す斜視図である。
【図１２】実施の形態による制御用コンピュータを含めた反応炉の縦断面図である。
【図１３】実施の形態による処理ガスがインナーチューブを横切る場合の、内管とリング状プレート間の距離とガス流れの関係を示す説明図で、（ａ）は内管とボートの外径との隙間ｔが小さい場合、（ｂ）は隙間が大きい場合を示す。
【図１４】実施の形態による第１の制御用コンピュータの構成図である。
【図１５】従来例のホルダプレートの説明図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図１６】従来例のボートの全体構成図である。
【符号の説明】
【００７６】
１３ リング状プレート
１５ 支柱
１６ ウェハ支持部（基板載置部）
２００ ウェハ（基板）
２０１ 処理室
２０７ ヒータ（加熱手段）
２１７ ボート（基板保持具）
２３２ ガス供給管（ガス供給手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板処理装置、基板保持具、及び半導体装置の製造方法に係り、特に基板面内の処理量の均一性を改善したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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、ホルダプレートを有するボートが用いられている（例えば、特許文献１）。このボートは、図１５〜図１６に示すように、垂直に設けられた４本の支柱３２を持つ。支柱３２はウェハの出し入れが可能なように略半円周の範囲で配設されている。前記支柱３２にはリング状の石英製ホルダプレート３３が支柱３２に設けた溝部（図示省略）に水平姿勢で多段に溶接され、ホルダプレート３３の上面にはウェハを載置する基板載置部としての支持つめ部３４が複数設けられている。
このような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、石英製ホルダプレート３３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、略半円周に配設された４本の支柱３２よりも内側のホルダプレート３３上に設けた支持つめ部３４の上に、ウェハを保持するので、支柱３２とウェハとの距離が遠ざかることから、支柱３２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。
【特許文献１】特開平１１−４０５０９号公報（図５、図６、図７、図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述した従来のボートを使用しても、なお支柱やウェハ支持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るため、これらの支柱やウェハ支持部の影響を無くすことはできず、ウェハ処理結果でも、この支柱やウェハ支持部に対応するウェハ部分における処理量が少なくなる傾向にあった。
【０００４】
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、基板保持具を構成する支柱や基板載置部などの影響による基板処理量の基板面内不均一部分を無くし、基板面内均一性を向上することが可能な基板処理装置、基板保持具、および半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明は、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、該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室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備え、前記基板保持具は、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前記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、前記支柱に設置され、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とを有することを特徴とする基板処理装置である。
【０００６】
基板は基板保持具に保持された状態で、加熱手段によって加熱された処理室に収容されて処理される。ここで、基板を保持する基板保持具は、少なくとも３本の支柱を有するので、基板を安定に保持できる。また、支柱にリング状プレートが設けられているので、基板の周縁部の処理量が多くなるのを抑制できる。また、基板載置部を、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、支柱と基板載置部とを１つにまとめたことにより、支柱と基板載置部とが与える基板処理量への悪影響を低減することができる。したがって、基板処理量の面内均一性を改善できる。
なお、「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」の所定の間隔とは、０値すなわち基板上面とリング状プレート上面とが一致、つまり面一になることも含む。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記基板載置部は、円柱状ないし略断面半円柱状をしている基板処理装置である。
基板載置部は、支柱に溝などを設けて凹部とすることも可能であるが、支柱から突設した凸部とするとよい。基板載置部を凸部で構成した場合、凸部は円柱状ないし略断面半円柱状をしていることが好ましい。断面略半円柱状の場合は、円弧側を基板載置面とする。このようにすると、基板との接触が線接触となり、パーティクルの発生を低減できる。なお、支柱に基板載置部を突設する場合、基板載置部は支柱とは別体に形成して支柱に取り付けるようにしてもよいが、支柱と一体に形成してもよい。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、前記基板載置部は、前記リング状プレートの径方向内方に向かって下方に傾斜していることを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、基板との接触が点接触となり、パーティクルの発生をより低減できる。
【０００９】
第４の発明は、第１の発明において、前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする基板処理装置である。リング状プレートの内周面が支柱の周辺で切り欠いてあると、支柱の周辺での処理ガスが流れやすくなり、支柱の有る部分と支柱が無い部分とで基板に対する処理ガスの流れの均一化を図ることができる。したがって、基板処理量の面内均一性を改善できる。
【００１０】
第５の発明は、第４の発明において、前記基板載置部は、円柱ないし略断面半円柱状をしている基板処理装置である。このようにすると、基板との接触が線接触となり、パーティクルの発生を低減できる。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明において、前記基板載置部は、先端をまるめるかもしくは面取りが行われている基板処理装置である。このようにすると、基板との接触が線接触となり、パーティクルの発生を低減できる。
【００１２】
第７の発明は、第６の発明において、前記基板載置部は、前記リング状プレートの径方向内方に向かって下方に傾斜していることを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、基板との接触が点接触となり、パーティクルの発生をより低減できる。
【００１３】
第８の発明は、第４の発明において、前記支柱は、断面略半円柱状で構成し、該支柱の弦側に前記基板載置部を突設することを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、支柱及び基板載置部に起因するガス流の障害を低減して、支柱及び基板載置部の近傍に流れる処理ガス流量を増加させることができる。なお、支柱を略ハーフパイプ状で構成して、その凹部側に基板載置部を突設するようにしてもよい。
【００１４】
第９の発明は、第８の発明において、前記弦側は、前記リング状プレートの径方向内方側が抉れていることを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、支柱及び基板載置部の近傍に流れる処理ガス流量をより増加させることができる。
【００１５】
第１０の発明は、第４の発明において、前記支柱は、前記リング状プレートの外周より内側に設けることを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、支柱と処理室とのすき間をより適切に保つことが可能となる。
【００１６】
第１１の発明は、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、該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室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備え、前記基板保持具は、略垂直に設けられた少なくとも３本の支柱と、前記少なくとも３本の支柱を取り囲み、かつ前記支柱に多段に設けられて、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複数のリング状プレートとを有し、前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする基板処理装置である。
【００１７】
ここで、基板を保持する基板保持具は、少なくとも３本の支柱を有するので、基板を安定に保持できる。また、支柱にリング状プレートが設けられているので、基板の周縁部の処理量が多くなるのを抑制できる。また、リング状プレートの内周面が支柱の周辺で切り欠いてあるため、支柱の周辺での処理ガスが流れやすくなり、支柱の有る部分と支柱が無い部分とで基板に対する処理ガスの流れの均一化を図ることができる。したがって、基板処理量の面内均一性を改善できる。
なお、「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」の所定の間隔とは、０値すなわち基板上面とリング状プレート上面とが一致、つまり面一になることも含む。
また、第１１の発明において、リング状プレートに支柱をはめる孔を設け、その孔をリング状プレートの内周面側に開口させることにより、リング状プレートの内周面を前記支柱の周辺で切り欠くようにしてもよい。また、複数の基板を保持することが可能な基板保持具における基板載置部は、支柱に設けるようにしても、リング状プレートに設けるようにしてもよい。
【００１８】
第１２の発明は、第１１の発明において、前記支柱は、断面略半円柱状で構成し、該支柱の弦側に前記基板載置部を突設することを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、支柱及び基板載置部に起因するガス流の障害を低減して、支柱及び基板載置部の近傍に流れる処理ガス流量を増加させることができる。
【００１９】
第１３の発明は、第１１の発明において、前記支柱は、前記リング状プレートの外周より内側に設けることを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、支柱と処理室とのすき間をより適切に保つことが可能となる。
【００２０】
第１４の発明は、第１２の発明において、前記弦側は、前記リング状プレートの径方向内方側が抉れていることを特徴とする基板処理装置である。このようにすると、支柱及び基板載置部の近傍に流れる処理ガス流量をより増加させることができる。
【００２１】
第１５の発明は、複数の基板を保持することが可能な基板保持具であって、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前記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、前記支柱に設置され、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とを有することを特徴とする基板保持具である。
【００２２】
基板を保持する基板保持具は、少なくとも３本の支柱を有するので、基板を安定に保持できる。また、支柱にリング状プレートが設けられているので、基板の周縁部の処理量が多くなるのを抑制できる。また、基板載置部を、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、支柱と基板載置部とを１つにまとめたことにより、支柱と基板載置部とが与える基板処理量への悪影響を低減することができる。したがって、基板処理量の面内均一性を改善できる。
なお、「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」の所定の間隔とは、０値すなわち基板上面とリング状プレート上面とが一致、つまり面一になることも含む。
【００２３】
第１６の発明は、第１５の発明において、前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする基板保持具である。このようにすると、支柱の周辺での処理ガスが流れやすくなり、支柱の有る部分と支柱が無い部分とで基板に対する処理ガスの流れの均一化を図ることができる。
【００２４】
第１７の発明は、複数の基板を保持することが可能な基板保持具であって、略垂直に設けられた少なくとも３本の支柱と、前記少なくとも３本の支柱を取り囲み、かつ前記支柱に多段に設けられて、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複数のリング状プレートとを有し、前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする基板保持具である。
【００２５】
基板を保持する基板保持具は、少なくとも３本の支柱を有するので、基板を安定に保持できる。また、支柱にリング状プレートが設けられているので、基板の周縁部の処理量が多くなるのを抑制できる。また、リング状プレートの内周面が支柱の周辺で切り欠いてあるため、支柱の周辺での処理ガスが流れやすくなり、支柱の有る部分と支柱が無い部分とで基板に対する処理ガスの流れの均一化を図ることができる。したがって、基板処理量の面内均一性を改善できる。
なお、「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」の所定の間隔とは、０値すなわち基板上面とリング状プレート上面とが一致、つまり面一になることも含む。
【００２６】
第１８の発明は、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、該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室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備え、前記基板保持具は、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前記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、前記支柱に設置され、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において、前記基板保持具の基板載置部に前記基板を載置する工程と、前記基板保持具の基板載置部に載置された基板を前記処理室に搬入する工程と、前記加熱手段により前記処理室を加熱する工程と、前記加熱された処理室に処理ガスを供給して前記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】
複数の基板は基板載置部に載置されることにより基板保持具に保持される。複数の基板を保持した基板保持具が処理室に搬入される。処理室は加熱手段によって加熱され、加熱された処理室に処理ガスが供給されて、基板保持具に保持された複数の基板が処理される。ここで、基板を保持する基板保持具は、少なくとも３本の支柱を有するので、基板を安定に保持できる。また、支柱にリング状プレートが設けられているので、基板の周縁部の処理量が多くなるのを抑制できる。また、基板載置部を、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、支柱と基板載置部とを１つにまとめたことにより、支柱と基板載置部とが与える基板処理量への悪影響を低減することができる。したがって、基板処理量の面内均一性を改善できる。
なお、「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」の所定の間隔とは、０値すなわち基板上面とリング状プレート上面とが一致、つまり面一になることも含む。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、基板保持具を構成する支柱や基板載置部などの影響による基板処理量の基板面内不均一部分を無くし、基板面内均一性を向上することができる。したがって、半導体装置の製造における歩留まり及び品質の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に本発明の基板処理装置、基板保持具、及び半導体装置の製造方法を、縦型炉を有する半導体製造装置に適用した実施の形態を説明する。
【００３０】
図１１は縦型炉を有する半導体製造装置の概略図であり、図１２は縦型炉としての減圧ＣＶＤ処理炉の断面図である。図１１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の上方に縦型炉５が設けられる。
【００３１】
縦型炉５は、図１２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。
【００３２】
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マニホールド２０９が係合され、このマニホールド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。このマニホールド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の下端部およびマニホールド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。
【００３３】
マニホールド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。
【００３４】
マニホールド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。
【００３５】
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、基板保持具（以下ボート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。又、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。
【００３６】
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、マニホールド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。
【００３７】
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。
図１４は、図１２に示した第１の制御用コンピュータ１１０のハードウェア構成を示す図である。図１４に示すように、制御用コンピュータ１１０は、ＣＰＵ３００、メモリ３０４、キー及び表示装置などを含む表示・入力部３０２、及びＣＤ装置、ＨＤＤ装置等の記録部３０６から構成される。記録部３０６は記録媒体３０８を介して記録される。制御用コンピュータ１１０は半導体製造装置を制御するプログラム等を実行し、ウェハに対する処理を行わせるコンピュータとしての構成部分を備えている。
【００３８】
なお、第２の制御用コンピュータ１２０も、第１の制御用コンピュータ１１０と同様な構成部分を１組以上有している。また、第２の制御用コンピュータ１２０は、上述した温度制御部１２１、ガス流量制御部１２２、圧力制御部１２３、駆動制御部１２４がそれぞれ単独で構成されても良いし、２つ以上を組合わせても良いし、種々の編成をなしても良い。
【００３９】
図１２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を保持する。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。
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。
【００４０】
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、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処理が成される。
【００４１】
上述した減圧ＣＶＤ処理において、ウェハ２００上に形成される薄膜の膜厚の面内均一性を向上するためには、好ましくは、図１５及び図１６と同様な、支柱にリング状プレートを設ける構造のボートを使用する場合、ボート２１７を構成する支柱がリング状プレートからはみ出さないようにすると良い。また、ボート２１７は回転軸２５４により、回転させるため、特に支柱をリング状プレートの外周より内側にすることにより、回転の際のインナチューブ２０４とのすき間をより適切に保つことが可能となり、支柱とインナチューブ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。したがって、支柱がリング状プレートからはみ出さず、またリング状プレートの外形が変形や出っぱりのないほうが良い。
【００４２】
ところで、上述した処理炉では、処理ガスがインナチューブ２０４内を下から上に向かって流れている場合を説明している。しかし、処理ガスの流れはこれに限定されない。例えば、処理ガスがインナチューブ２０４を横切って流れる場合もある。
【００４３】
図１３はそのような処理ガスがインナチューブ２０４を横切って流れる場合の処理炉の要部説明図である。ここでは、インナチューブ２０４は、その上端は閉じており、その一側面にスリット状の開口２１４が設けられるように構成されている。
インナチューブ２０４内におけるガスの流れを説明する。図１３（ａ）はインナチューブ２０４とボート２１７の外径との隙間ｔが小さい場合、図１３（ｂ）は隙間が大きい場合を示す。
【００４４】
図１３（ａ）に示すように、ウェハ２００面と平行な方向から処理ガスを噴射する場合、処理ガスの流れを均一にするために、インナチューブ２０４とボート２１７の外径との隙間ｔを可能なかぎり小さくする必要がある。これは処理ガスが、リング状プレート１３に沿って導入され、ウェハ２００の表面を通過した後、そのままガス流が乱されることなく、インナチューブ２０４に設けられたスリット状の開口２１４から導出されて、空間２５０から排気されるためである。これに対して図１３（ｂ）に示すように、隙間ｔが大きいと、インナチューブ２０４とボート２１７の外径との空間２４９で矢印で示すようなダウンフロー２１８が発生し、処理室２０１内の上下方向で排気が不均一となり、ウェハ２００の膜厚均一性に影響を及ぼす。
【００４５】
この場合にも、上記隙間ｔを可能な限り小さくして、膜厚のウェハ面内均一性を向上するためには、ボート２１７を構成する支柱がリング状プレート１３からはみ出さないようにすると良い。また、支柱がはみ出していなくてもリング状プレート１３の外形が変形していないようにすると良い。
【００４６】
そこで、実施の形態のボート２１７では、インナチューブ２０４の構造によって、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、上記要請に応えるために、リング状プレート１３に基板載置部としてのウェハ支持部を固着するのではなく、支柱１５に直接ウェハ支持部を固着するようにした。また、リング状プレート１３の支柱に対向する内周面を支柱の周辺で切り欠くようにした。これにより、半導体製造装置において、ウェハの面内均一性を向上することができた。特に実施の形態のような縦型炉を有するバッチ式の半導体製造装置においては、成膜速度向上（デポレート向上）、およびウェハ品質向上の要求にも対応することもできた。
【００４７】
以下、実施の形態のボートを図１〜図２を用いて説明する。図１は１枚の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）は支柱を含めた平面図であり、図２はボートの全体構成図である。
【００４８】
ボート２１７は、例えば石英製であり、図２に示すように、二枚の平行な板としての底円板１７及び天円板１１と、底円板１７と天円板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は、支柱１５の数は特に３本であることが好ましいが、３本以上であっても良い。
【００４９】
３本の支柱１５は、底円板１７に略半円状に配列固定されている。天円板１１は、３本の支柱１５の上端部に固定されている。底円板１７及び天円板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ための円形穴１２、１４がそれぞれ形成されている。底円板１７と天円板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。
【００５０】
各支柱１５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支持部１６が多段に突設される。図１に示すように、各ウェハ支持部１６は円柱状をしており、ボート２１７の中心、すなわちリング状プレート１３の中心に向けて突設されている。この場合、支柱１５には、それぞれ１つずつウェハ支持部１６を設ける。すなわち、１段に３つのウェハ支持部１６が突設されている。この突設された３つのウェハ支持部１６上に、ウェハ２００の外周を支持させることにより、ウェハ２００を載置するようになっている。このウェハ支持部１６は水平度が保たれているのが好ましい。水平を保つことにより、ウェハ搬送時にウェハがウェハ支持部１６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上に均一なガスの流れを確保できる。
【００５１】
上述したリング状プレート１３は、支柱１５のウェハ支持部１６の各設置位置よりも下方に設置され、ウェハ支持部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、中央が開口した略円形に形成され、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。本実施の形態のように、ウェハの全周に亘って略円形に形成されたリングを設けることにより、ウェハ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。
【００５２】
リング状プレート１３の支柱１５に対向する内周面、あるいは支柱１５に近接する内周面、ないしは支柱１５の直近にある内周面には、３本の支柱１５を挿入するために、前記支柱１５の周辺で切り欠いた切欠き２０が形成されている。切欠き２０は、図１（ｂ）に示すように、リング状プレート１３の中心線２１上のウェハの出し入れ側の反対側に１個、又中心線２１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２０は、支柱１５がリング状プレート１３のプレート幅内に納まるように内側から切り欠かれている。この切欠き２０は、外側までは切り欠かれていない。また、膜厚への悪影響を低減するために、支柱１５はリング状プレート１３の内外径の幅間に設けることが好ましい。また、ボート２１７は回転軸２５４により、回転させるため、特に支柱をリング状プレートの外周より内側にすることにより、回転の際のインナチューブ２０４とのすき間をより適切に保つことが可能となり、支柱とインナチューブ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。したがって、支柱がリング状プレートからはみ出さず、またリング状プレートの外形が変形や出っぱりのないほうが良い。
【００５３】
図３は、上述したウェハ支持部１６近傍の支柱１５周りを示した斜視図である。既述したように支柱１５に円柱状のウェハ支持部１６を突設している。ここでは、支柱１５とは別体のウェハ支持部１６を支柱１５に固着することによって、支柱１５にウェハ支持部１６を突設している。リング状プレート１３は、支柱１５のウェハ支持部１６の設置位置よりも下方に設置され、ウェハ支持部１６に支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。
【００５４】
また、切欠き２０は、リング状プレート１３の内周面の支柱１５の周辺で切り欠かれている。この切欠き２０は、支柱１５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２０ａと、嵌め込み部をリング状プレート１３の内周方向に開放させる開口部２０ｂとから構成される。支柱１５を嵌込み部２０ａに嵌めた状態で、この開口部２０ｂを平面視して、この開口部２０ｂ上にウェハ支持部１６を投影したとき、開口部２０ｂは、ウェハ支持部１６が開口部２０ｂの中央に納まり、開口部２０ｂの開口幅がウェハ支持部１６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２０にリング状プレート１３の内周方向に開放す開口部２０ｂを設けると、上方からウェハ支持部１６に当たったガスが、ウェハ支持部１６の両側に回り込んで、そのまま開口部２０ｂを通過して下方に流れるので、ウェハ支持部１６で乱流が生じがたくなる。したがって、ウェハ支持部付き支柱１５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２０ｂ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２０ｂが扇形に開いていると、ウェハ支持部１６で乱流が一層生じがたくなり、ウェハ支持部付き支柱１５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。
【００５５】
また、図５に示すように、円柱状としたウェハ支持部１６の先端は、丸めるか（Ｒ）、もしくは面取り（Ｃ）を行うとよい。また、図５に示すように、円柱状のウェハ支持部１６の支柱１５への固着角度はウェハ２００と平行にしても、あるいは図６のように、下方向にθ傾けて固着しても良い。
【００５６】
なお、図３は、支柱１５とは別体の円柱状のウェハ支持部１６を支柱１５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４のように、支柱１５とウェハ支持部１６を一体の部材１８としても良い。この場合、加工性を容易にするために、ウェハ支持部１６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支柱１５と一体にし、略三角形の頂点側を、リング状プレート１３の径方向内方に向けるようにするとよい。また、ウェハ支持部１６はウェハと平行である場合に限らず、図６と同様に、下方向にθ傾けて加工しても良い。
【００５７】
上述したボート２１７を製作するには、ここでは、図示しない治具を用いてリング状プレート１３を水平に多段に仮固定する。仮固定した多段のリング状プレート１３の内側から３本の支柱１５を、切欠き２０に嵌め込み、溶着するという方法をとっている。すなわち、切欠き２０を形成した複数のリング状プレート１３を用意する。複数のリング状プレート１３を、各切欠き２０が互いに上下で合致するように揃えて積層させた状態で、治具で仮固定する。底円板１７に３本の支柱１５を半円状に配列して固定する。このとき、支柱１５に突設したウェハ支持部１６は径方向内方を向くようにする。支柱１５を、仮固定した複数のリング状プレート１３の切欠き２０に嵌めて、嵌めた支柱１５を切欠き部分でリング状プレート１３に固定する。リング状プレート１３は、垂直方向に設けられた複数のウェハ支持部１６間のちょうど中間位置に、それぞれ位置するように固定する。支柱１５に天円板１１を固定する。治具を取り外すと、多数枚のウェハを多段に積載するボートが完成する。なお、リング状プレート１３の固定を含めたボート部材間の固定は、石英ガラス同士の溶着で行なう。リング状プレート材や支持材、天円板材、底円板材（つまり、ボート２１７を構成する部材）は、耐熱性であれば特に限定されないが、石英の他に、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、セラミック等の耐熱性材料が好ましい。
【００５８】
リング状プレートを用いても、ウェハ支持部と支柱とが、ウェハの膜厚に対して個々に悪影響を与えている。この場合、リング状プレートにウェハ支持部を取り付けて、ウェハ支持部を支柱と重ならないように散在させる場合、取付け部周辺のリング状プレートの内周面に切欠きを設けることにより、ウェハ支持部の悪影響を低減することは可能である。しかし、この切欠きは支柱の悪影響を低減するものではないので、この切欠きでもってしても支柱の悪影響を低減することは不可能である。
この点で、本実施の形態によれば、支柱にウェハ支持部を設けることによって、ウェハの膜厚に対して個々に悪影響を与えているウェハ支持部と支柱とを集約させるようにしたうえで、支柱を嵌め込んだウェハ支持部取付け部周辺のリング状プレートの内周面に切欠きを設けるようにしたので、ウェハ支持部と支柱とを散在させた場合に比べて、ウェハ支持部と支柱との両方の膜厚に与える悪影響を１つにまとめて低減することが可能となる。
【００５９】
ところで、いままで、支柱にウェハの載置部を設けていなかったのは、次の理由による。
当初、ウェハを多段に載置するものとしてノーマルボートと呼ばれる基板保持具が用いられていた。このノーマルボートは、円弧状に配設された複数本の支柱に溝（ウェハ載置部）を設けている形状となっている。そのため、成膜時、支柱周辺の膜厚が支柱の影響により薄くなり、支柱の無い部分のウェハ周縁部の膜厚が厚くなる傾向があった。
【００６０】
そこで、膜厚に対する支柱の影響を減らすために、ウェハを載置するための支持つめ部を設けたリングをノーマルボートの支柱溝にのせて、ウェハを支柱から離すようにしたリングボートが提案された。すなわち、リングボートは、ウェハ載置部を支柱からリングに移設したものである。支持つめ部の周辺のウェハ上の成膜の膜厚に対する支柱の影響を減らすために、支持つめ部は支柱を避ける箇所に設けるようにしている。このリングボートの採用により、ノーマルボートでは薄くなっていた支柱周辺部分の膜厚を厚く改善できるようになった。さらに、ノーマルボートでは厚くなる傾向にあった支柱の無い部分のウェハの周縁部の膜厚を薄く改善できるようになった。
【００６１】
しかしながら、このリングボートにあっては、折角、支柱の無い部分のウェハの周縁部の膜厚を薄く改善できるようになったものの、リングに設けられた支持つめ部の影響により、支持つめ部周辺のガスの流れが不均一になることで、この支持つめ部周辺のウェハの膜厚が薄くなり過ぎてしまうという問題が新たに生じてしまった。さらに、支柱の影響でガスの流れが不均一になることも完全には拭い切れず、リングボート支柱周辺は、ノーマルボートに比べて厚くなって、一応改善されてはいるものの、改善度は十分とは言えず、まだ他の部分の厚さと比べて薄かった。
【００６２】
このように、リングボートの発想は、支柱に溝を設けてウェハを支持するノーマルボートでは、膜厚に対する支柱の影響が大きく、それを回避するために、支柱の内側にリングを配置して、そのリング上にウェハを載置することにより、ウェハを支柱から離そうとするものである。従って、ボートにリングを採用するタイプのボートにあっては、ウェハ支持部を支柱からリングに移設するという発想に基づいて提案されているものである。
【００６３】
上述したように、本実施の形態では、支柱１５にウェハ支持部１６を固着することによって、ウェハの膜厚に及ぶ悪影響の２種類の要因である支柱とウェハ支持部とを１つにまとめたので、ウェハの膜厚への悪影響を低減することができる。また、支柱部分のリング状プレート１３の内周面を切り欠くようにしたので、支柱１５及びウェハ支持部１６の有る部分において、ガス流の支柱１５及びウェハ支持部１６の影響が抑制されて、ウェハ支持部１６及び支柱１５の無い部分と同様な膜厚をウェハ２００上に得ることができるようになった。
これを図８を用いて具体的に説明する。図８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１３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８（ａ）は支柱１５及びウェハ支持部１６が無い部分のガス流れ、図８（ｂ）は支柱１５及びウェハ支持部１６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、支柱１５及びウェハ支持部１６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、支柱１５及びウェハ支持部１６近傍のウェハ部の膜厚が薄くなってしまう傾向にある。
【００６４】
実施の形態では、図８において、リング状プレート１３に切欠き２０を設けることにより、支柱１５及びウェハ支持部１６が有る部分の支柱１５とウェハ端との距離Ｌｂを、支柱１５及びウェハ支持部１６が無い部分のリング状プレート１３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、支柱１５及びウェハ支持部１６が有る部分に流れる処理ガスの量を増やすことにより、支柱１５及びウェハ支持部１６が無い部分のウェハ周縁部Ｗｂの膜厚と、支柱１５及びウェハ支持部１６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。
なお、図８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１３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１３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。
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前述した要請に応えることができる。また、リング状プレートは、支柱に垂直方向に複数所定の間隔で設けられるので、複数のウェハの面間の均一性も改善できる。
【００６５】
また、図８に示すように、リング状プレート１３とウェハ２００との垂直方向の距離の関係は、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下面との距離がせまいと、リング状プレート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９に示すように、ウェハ上面とリング状プレート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、面内膜厚均一性より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。
【００６６】
図１０に、図１５及び図１６に示した従来形状のボートと、図１及び図２に示した実施の形態の形状のボートとによる成膜の評価を行った比較結果を示す。本評価では、ボート２１７に積載された複数のウェハのうち、頂部（ＴＯＰ）、中央部（ＣＴＲ）、及び底部（ＢＴＭ）の３ヵ所にある３枚のウェハを対象とした。これらの位置にあるＣＶＤ処理後のウェハの膜厚を測定し、面内均一性を求めた。横軸にウェハ位置、縦軸に面内均一性を示すが、従来形状のボートでは支持つめ部及び支柱の部分で膜厚が薄く、面内均一性は２．０％近傍であった。これに対して、本実施の形態の形状のボートでは、ウェハ支持部及び支柱の影響が抑制され、面内均一性は１％近傍であり、良好な結果となっている。
【００６７】
なお、この評価を行なったときのガス種、ガス量、圧力、温度、時間等の成膜条件は、ＤＰＯＬＹ膜（ドープトポリシリコン膜）で、シラン（Ｓ１Ｈ4）４００ｃｃ、ホスフィン（ＰＨ3）５０ｃｃ、圧力３００Ｐａ、処理室内温度５３０℃、成膜時間（デポ時間）３０ｍｉｎであり、図８（ａ）に示す支柱が無い部分のリング状プレート１３とウェハ２００との距離Ｌａ＝４ｍｍのとき、図８（ｂ）に示す支柱１５が有る部分の支柱１５とウェハ２００との距離Ｌｂ＝８．５ｍｍとした時の結果である。
【００６８】
また、Ｌａの最適値を実験により評価したところ、直径３００ｍｍウェハの成膜評価においては、Ｌａが２ｍｍ未満ではウェハ周縁部の膜厚がウェハ中心の膜厚より薄くなり、逆にＬａが７ｍｍを超えるとウェハ周縁部の膜厚がウェハ中心の膜厚より厚くなることがわかった。このことより、ウェハ直径３００ｍｍサイズで、距離Ｌａは２〜７ｍｍが最適であると言える。また、Ｌｂは、Ｌａ＜Ｌｂであることが必須である。これはガス流の障害となる支柱１５とウェハ支持部１６の有る側のガス流路のコンダクタンスを大きくする必要があるからである。
【００６９】
なお、上記実施の形態では、図７（ａ）に示すように、切欠き２０に嵌まる支柱１５の形状を円柱状としたが、特に円柱状に限定されない。支柱１５の形状は、支柱１５によって切欠き２０が埋まらずに、ウェハ支持部１６の固着部近傍の開口部２０ｂが確保されて、支柱１５及びウェハ支持部１６の近傍に流れる処理ガス流量が増加する形状であればよい。例えば、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、支柱１９を略断面半円柱状にして、半円中心部にウェハ支持部１６を取り付けるようにしてもよい。さらに、支柱断面のウェハ側が抉れている形状であっても良い。この場合、例えば、図７（ｄ）に示すように、支柱１９を略ハーフパイプ形状とし、その凹部側にウェハ支持部１６を突設するようにしても同様の効果が得られる。
また、好ましくは、図７に示すようにウェハ支持部１６は、支柱１５、１９または、切欠き２０に対し、中心部（図７で言えば上下対称）となると、より一層効果が得られる。
【００７０】
また、実施の形態では、支柱１５にウェハ支持部１６を固着するようにしたので、ウェハ載置位置の精度を出すのは容易である。これは、支柱１５とウェハ支持部１６、支柱１５と底円板１７は、ともに機械加工されて精度の出た面をあてて溶接をすることができるからである。この点で、図１６に示す従来例のものは、ウェハ載置位置の精度を出すのは難しい。これは、ホルダプレート３３に支持つめ部３４を接合する際に、ホルダプレート３３の表面を鏡面状態に磨き上げて支持つめ部３４を圧着（鏡面状態の部材同士を熱と力をかけて接合する方法）する工程を採用する場合が多い。これにともなって、ホルダプレート３３は、例えば厚さ３ｍｍの原材料から厚さ２ｍｍの鏡面のプレートへ磨かなければならない工程が必然的に導入されるからである。 また、従来例のものは、上記工程を必要と摺るため、非常に製作時間がかかり、コストも高くなっていた。これに対して本実施の形態では、支柱にウェハ支持部を固着し、このウェハ支持部を設けた支柱にウェハ支持部の存在しない単純構造のリング状プレートを接合するだけなので、上記工程を省くことができ、製作時間を大幅に短縮でき、コストダウンを実現できる。
【００７１】
また、支柱１５にウェハ支持部１６を固着していることにより、支柱１５の本数を、対称形でウェハ２００を保持できる最少本数である３本とすることができる。ガス流れがウェハに影響しないようにするために、リング状プレート１３の中心線に対して左右対称位置に支柱１５を設ける必要があるが、実施の形態では、図１（ｂ）に示すように、リング状プレート１３の中心線上のウェハの出し入れ側の反対側に設けたウェハ支持部１６に、重ねて支柱１５を設けることができるからである。したがって、支柱１５にウェハ支持部１６を設ける場合には、ガス流れがウェハに影響する部分を、最少の３ヶ所とすることができる。また、ウェハ支持部１６を３つとすることにより、３点支持にてウェハを保持でき、安定した保持が可能となる。
【００７２】
また、従来のホルダボートでは支持つめ部１４とウェハが面接触しており、ウェハ挿入時の摺接等でパーティクルが発生する原因となっていた。また、ＣＶＤ処理等の場合、支持つめ部１４のウェハ接触部分では面接触となっているため、ウェハ裏面に成膜できない。このため、ウェハ裏面において成膜された部分とされない部分との間で熱による歪が発生し、ウェハ自体にダメージを与えたり、膜が剥離する原因でもあった。
この点で、本実施の形態では、図５に示すように、円柱状のウェハ支持部１６の固着角度をウェハと平行にして、ウェハ支持部１６の先端は丸めるか、もしくは面取りを行って接触面を線としたので、摺接して発生するパーティクルを大幅に低減することができる。また、支持つめ部１４のウェハ接触部分が線接触であるため、ウェハ裏面に成膜できない領域を減らすことができる。このため、ウェハ裏面において成膜された部分とされない部分との間で熱により発生する歪を軽減することができ、ウェハ自体にダメージを与えたり、膜が剥離する原因を低減できる。
また、図６のように、円柱状のウェハ支持部１６の固着角度を、下方向にθ傾けた場合は、ウェハとウェハ支持部１６は点接触となるので、更にパーティクルを低減することができる。
【００７３】
また、実施の形態のボートは、支柱にウェハ支持部を設けるという簡単な構成によって、ウェハ面内の膜厚の均一性を改善できるので、ボートサイズが大きくならず、装置サイズも大きくなることがない。したがって、熱量過多でスループットが悪化するということもない。
【００７４】
なお、本発明の基板処理装置は、特に縦型装置に好適であるが、その他の基板処理装置にも適用可能である。また、対象膜種、Ｄ−ＰＯＬＹ膜、Ｓｉ3Ｎ4膜、ＨＴＯ膜（高温酸化膜）などの他、ＣＶＤ膜全般にわたっては当然適用可能であり、その他のアニール炉、拡散炉等にも適用可能である。
特に、本発明の基板処理装置は、ＣＶＤ膜において、デポレートが従来２０Å／ｍｉｎであったのを５０Å／ＭｌＮに向上できるので、デポレートを向上する方法として有効である。またＣＶＤ膜において、本発明の基板処理装置は、ウェハ面内、ウェハ面間、バッチ間の均一性を、ノーマルボートないしリングボートを用いる従来の基板処理装置の±３％以内から±１％以内に向上できるので、ウェハ品質を向上する方法としても有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施の形態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２】実施の形態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３】実施の形態によるウェハ支持部近傍の支柱周りを示した斜視図である。
【図４】実施の形態の変形例によるウェハ支持部近傍の支柱周りを示した斜視図である。
【図５】実施の形態によるボートのウェハ載置状態を示す説明図である。
【図６】実施の形態の変形例によるボートのウェハ載置状態を示す説明図である。
【図７】実施の形態による支柱形状の変形例を示す支柱部近傍の要部平面図であって、（ａ）は支柱が円柱である場合、（ｂ），（ｃ）は支柱が断面略半円状である場合、（ｄ）は支柱がハーフパイプ状である場合の各変形例を示す説明図である。
【図８】実施の形態によるガス流れを示す説明図であって、（ａ）はウェハ支持部及び支柱が無い部分のガス流れを示す説明図、（ｂ）はウェハ支持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９】実施の形態によるガス流れを示す説明図であって、（ａ）はウェハ支持部及び支柱が無い部分のガスの流れを示す説明図、（ｂ）ウェハ支持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１０】実施の形態のボートと従来例のボートとを用いてそれぞれ処理したときのウェハの面内均一性の比較図である。
【図１１】実施の形態による基板処理装置としての半導体製造装置の全体構成を示す斜視図である。
【図１２】実施の形態による制御用コンピュータを含めた反応炉の縦断面図である。
【図１３】実施の形態による処理ガスがインナーチューブを横切る場合の、内管とリング状プレート間の距離とガス流れの関係を示す説明図で、（ａ）は内管とボートの外径との隙間ｔが小さい場合、（ｂ）は隙間が大きい場合を示す。
【図１４】実施の形態による第１の制御用コンピュータの構成図である。
【図１５】従来例のホルダプレートの説明図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図１６】従来例のボートの全体構成図である。
【符号の説明】
【００７６】
１３ リング状プレート
１５ 支柱
１６ ウェハ支持部（基板載置部）
２００ ウェハ（基板）
２０１ 処理室
２０７ ヒータ（加熱手段）
２１７ ボート（基板保持具）
２３２ ガス供給管（ガス供給手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、該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室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備え、前記基板保持具は、
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前記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、
前記支柱に設置され、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と
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記基板載置部は、円柱ないし略断面半円柱状をしている請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記基板載置部は、前記リング状プレートの径方向内方に向かって下方に傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記基板載置部は、円柱ないし略断面半円柱状をしている請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記基板載置部は、先端をまるめるかもしくは面取りが行われている請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記基板載置部は、前記リング状プレートの径方向内方に向かって下方に傾斜していることを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記支柱は、断面略半円柱状で構成し、該支柱の弦側に前記基板載置部を突設することを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記弦側は、前記リング状プレートの径方向内方側が抉れていることを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記支柱は、前記リング状プレートの外周より内側に設けることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
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、該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室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備え、前記基板保持具は、
略垂直に設けられた少なくとも３本の支柱と、
前記少なくとも３本の支柱を取り囲み、かつ前記支柱に多段に設けられて、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複数のリング状プレートとを有し、
前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１２】
前記支柱は、断面略半円柱状で構成し、該支柱の弦側に前記基板載置部を突設することを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記支柱は、前記リング状プレートの外周より内側に設けることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記弦側は、前記リング状プレートの径方向内方側が抉れていることを特徴とする請求項１２に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
複数の基板を保持することが可能な基板保持具であって、
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前記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、
前記支柱に設置され、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と
を有することを特徴とする基板保持具。
【請求項１６】
前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする請求項１５に記載の基板保持具。
【請求項１７】
複数の基板を保持することが可能な基板保持具であって、
略垂直に設けられた少なくとも３本の支柱と、
前記少なくとも３本の支柱を取り囲み、かつ前記支柱に多段に設けられて、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複数のリング状プレートとを有し、
前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする基板保持具。
【請求項１８】
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、該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室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備え、前記基板保持具は、
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前記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、前記支柱に設置され、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において、
前記基板保持具の基板載置部に前記基板を載置する工程と、
前記基板保持具の基板載置部に載置された基板を前記処理室に搬入する工程と、
前記加熱手段により前記処理室を加熱する工程と、
前記加熱された処理室に処理ガスを供給して前記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。
【請求項１】
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、該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室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備え、前記基板保持具は、
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前記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、
前記支柱に設置され、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と
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記基板載置部は、円柱ないし略断面半円柱状をしている請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記基板載置部は、前記リング状プレートの径方向内方に向かって下方に傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記基板載置部は、円柱ないし略断面半円柱状をしている請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記基板載置部は、先端をまるめるかもしくは面取りが行われている請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記基板載置部は、前記リング状プレートの径方向内方に向かって下方に傾斜していることを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記支柱は、断面略半円柱状で構成し、該支柱の弦側に前記基板載置部を突設することを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記弦側は、前記リング状プレートの径方向内方側が抉れていることを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記支柱は、前記リング状プレートの外周より内側に設けることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
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、該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室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備え、前記基板保持具は、
略垂直に設けられた少なくとも３本の支柱と、
前記少なくとも３本の支柱を取り囲み、かつ前記支柱に多段に設けられて、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複数のリング状プレートとを有し、
前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１２】
前記支柱は、断面略半円柱状で構成し、該支柱の弦側に前記基板載置部を突設することを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記支柱は、前記リング状プレートの外周より内側に設けることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記弦側は、前記リング状プレートの径方向内方側が抉れていることを特徴とする請求項１２に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
複数の基板を保持することが可能な基板保持具であって、
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前記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、
前記支柱に設置され、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と
を有することを特徴とする基板保持具。
【請求項１６】
前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする請求項１５に記載の基板保持具。
【請求項１７】
複数の基板を保持することが可能な基板保持具であって、
略垂直に設けられた少なくとも３本の支柱と、
前記少なくとも３本の支柱を取り囲み、かつ前記支柱に多段に設けられて、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複数のリング状プレートとを有し、
前記リング状プレートの前記支柱に対向する内周面が、前記支柱の周辺で切り欠いてあることを特徴とする基板保持具。
【請求項１８】
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、該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室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備え、前記基板保持具は、
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前記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、前記支柱に設置され、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において、
前記基板保持具の基板載置部に前記基板を載置する工程と、
前記基板保持具の基板載置部に載置された基板を前記処理室に搬入する工程と、
前記加熱手段により前記処理室を加熱する工程と、
前記加熱された処理室に処理ガスを供給して前記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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５３０１６
【国際公開日】平成１７年６月９日（２００５．６．９）
【発行日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１５８３７（Ｐ２００５−５１５８３７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１７７２３
【国際出願日】平成１６年１１月２９日（２００４．１１．２９）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年６月９日（２００５．６．９）
【発行日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１７７２３
【国際出願日】平成１６年１１月２９日（２００４．１１．２９）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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