專利名稱：立式熱處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)呈擱板狀裝載在基板保持件上的多張基板供給成膜氣體并進(jìn)行成膜處理的立式熱處理裝置。
背景技術(shù)：
作為對(duì)半導(dǎo)體晶圓(以下稱作“晶圓”)進(jìn)行成膜處理的熱處理裝置，公知有將多張晶圓呈擱板狀裝載在作為基板保持件的晶圓舟皿上并輸入反應(yīng)管內(nèi)、進(jìn)行成膜處理的立式熱處理裝置。在設(shè)置于該晶圓舟皿的頂板與底板之間的支柱的側(cè)面上形成有槽，各晶圓的周緣部插入這些支柱的槽內(nèi)而被水平保持。另一方面，研究了這樣的工藝，S卩以對(duì)于普通的半導(dǎo)體制造工藝的膜厚而言為相當(dāng)厚的膜，例如以Iym 2μπι的膜厚來形成多晶硅膜、摻雜有B(硼)或P(磷)的多晶硅膜的工藝。另外，關(guān)于SiO2 (氧化硅)膜、SiN(氮化硅)膜或碳(Carbon)膜，也要求以這種厚膜例如3000λ (300nm)的膜厚進(jìn)行成膜。而且，作為形成這種厚膜的開發(fā)需求，也研究了向3D存儲(chǔ)器的應(yīng)用，該3D存儲(chǔ)器使用了以BICS(Bit-Cost Scalable)閃存技術(shù)、 TCAT(Terabit Cell Array Transistor)技術(shù)等為代表的層疊堆棧(日文積層stack)構(gòu)造。具體而言，能夠列舉出將在膜厚為500A (5Onm)的多晶硅膜上形成了膜厚為50θΑ 的氧化硅膜這樣的層疊膜層疊了 M層的構(gòu)造、將在膜厚為500人的氧化硅膜上形成了膜厚為500A的氮化娃膜這樣的層疊膜層疊了 24層的構(gòu)造、以及將在膜厚為500人的娃膜上形成了膜厚為500人的SiGe (鍺化硅)膜這樣的層疊膜層疊了 M層的構(gòu)造等。但是， 供給到反應(yīng)管內(nèi)的成膜氣體蔓延至晶圓的背面?zhèn)扰c槽之間的接觸部位，因此當(dāng)薄膜的膜厚變厚時(shí)，跨越該接觸部位地形成薄膜，因此例如在從晶圓舟皿中取出(抬起)晶圓時(shí)，形成在上述接觸部位的薄膜有可能脫落，成為微粒產(chǎn)生的原因。另外，在形成于上述接觸部位的薄膜蔓延至晶圓的背面?zhèn)鹊臓顟B(tài)下從晶圓舟皿中取出該晶圓時(shí)，在之后的工序例如光刻 (曝光工序)中有可能導(dǎo)致晶圓未被水平載置，在晶圓的表面上未對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)而產(chǎn)生了對(duì)準(zhǔn)錯(cuò)誤。而且，有時(shí)由于以跨越上述接觸部位的方式形成的薄膜，晶圓粘貼在晶圓舟皿上而一體化、不能從晶圓舟皿中取出成膜后的晶圓。以往，在形成多晶硅類的薄膜時(shí)，公知有在薄膜的成膜中途從反應(yīng)室中取出放置有晶圓的舟皿、在使晶圓從該舟皿浮起之后再次開始成膜的技術(shù)。但是，當(dāng)在中途中斷成膜時(shí)，與進(jìn)行舟皿的取出、再次輸入或者處理氣氛的調(diào)整等相對(duì)應(yīng)地會(huì)導(dǎo)致成膜所需的時(shí)間變長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
采用本發(fā)明的一實(shí)施方式，提供一種將借助支柱呈擱板狀保持有多張基板的基板保持件輸入在周圍配置有加熱部的立式的反應(yīng)管內(nèi)、對(duì)基板進(jìn)行成膜處理的立式熱處理裝置。上述立式熱處理裝置具有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其用于使上述基板保持件繞相對(duì)于鉛垂軸線傾斜的傾斜軸線旋轉(zhuǎn)；第1輔助保持部及第2輔助保持部和多個(gè)主保持部，在上述基板保持件上的每個(gè)基板容納位置均設(shè)置有上述第1輔助保持部及第2輔助保持部和多個(gè)主保持部，該多個(gè)主保持部用于在沿基板的周向相互離開的位置分別支承該基板的下表面周緣部；該第 1輔助保持部及第2輔助保持部位于在基板的周向上相對(duì)于這些主保持部離開的位置，并且在上述傾斜軸線方向上該第1輔助保持部及第2輔助保持部的高度低于上述多個(gè)主保持部的上表面的高度，上述基板保持件上的各基板利用上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)每旋轉(zhuǎn)1周時(shí)、在由上述第1輔助保持部及上述主保持部支承的姿勢(shì)與由上述第2輔助保持部及上述主保持部支承的姿勢(shì)之間改變姿勢(shì)。


圖1是表示本發(fā)明的立式熱處理裝置的一個(gè)例子的縱剖視圖。圖2是表示上述立式熱處理裝置的橫剖俯視圖。圖3是表示在上述立式熱處理裝置中進(jìn)行晶圓的輸入輸出的輸送臂的一個(gè)例子的側(cè)視圖。圖4是放大表示上述立式熱處理裝置的一部分的立體圖。圖5是表示上述立式熱處理裝置的基板保持件的橫剖俯視圖。圖6是放大表示上述基板保持件的一部分的縱剖視圖。圖7是表示上述立式熱處理裝置的作用的縱剖視圖。圖8是表示上述立式熱處理裝置的作用的橫剖俯視圖。圖9是表示上述立式熱處理裝置的作用的縱剖視圖。圖10是表示上述立式熱處理裝置的作用的橫剖俯視圖。圖11是表示上述立式熱處理裝置的作用的局部放大側(cè)視圖。圖12是表示在以往的裝置中進(jìn)行成膜時(shí)的情況的側(cè)視圖。圖13是表示上述立式熱處理裝置的其他例子的橫剖俯視圖。圖14是表示上述立式熱處理裝置的其他例子的縱剖視圖。圖15是表示上述立式熱處理裝置的其他例子的縱剖視圖。圖16是表示上述立式熱處理裝置的其他例子的縱剖視圖。圖17是表示上述立式熱處理裝置的其他例子的俯視圖。圖18是表示上述立式熱處理裝置的其他例子的縱剖視圖。圖19是表示上述立式熱處理裝置的其他例子的縱剖視圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1 圖6說明本發(fā)明的立式熱處理裝置的實(shí)施方式的一個(gè)例子。該立式熱處理裝置具有用于呈擱板狀裝載直徑尺寸例如為300mm的晶圓W的、例如由石英構(gòu)成的作為基板保持件的晶圓舟皿11和用于將該晶圓舟皿11容納于內(nèi)部并對(duì)各晶圓W進(jìn)行成膜處理的、例如由石英構(gòu)成的立式的反應(yīng)管12。在反應(yīng)管12的外側(cè)，設(shè)有在內(nèi)壁面上遍及整個(gè)周向地配置有作為加熱部的加熱器13的加熱爐主體14，反應(yīng)管12及加熱爐主體14的下端部在整個(gè)周向上被沿水平方向延伸的底板15支承。反應(yīng)管12在該例子中為具有外管12a與容納于該外管12a的內(nèi)部的內(nèi)管12b的雙重管構(gòu)造。外管12a以下面?zhèn)乳_口并且頂面向外側(cè)鼓起的方式形成為大致圓筒形狀。內(nèi)管12b形成為上下面分別開口并且側(cè)面的一端側(cè)沿著該內(nèi)管12b的長(zhǎng)度方向向外側(cè)鼓起， 該向外側(cè)鼓起的部分用于容納后述的成為成膜氣體供給部的氣體噴射器51。該內(nèi)管12b的上端部的開口部形成排氣口，供給到內(nèi)管12b內(nèi)的成膜氣體如后所述經(jīng)由該開口部向內(nèi)管 12b與外管1 之間的區(qū)域排出。該外管1 及內(nèi)管12b被下端面形成為凸緣狀并且上下面開口的大致圓筒形狀的凸緣部17從下方側(cè)分別氣密地支承。S卩，外管1 被凸緣部17 的上端面氣密地支承，內(nèi)管12b被從凸緣部17的內(nèi)壁面朝向內(nèi)側(cè)水平突出的突出部17a氣密地支承。在圖1中，附圖標(biāo)記21a是排氣件。在凸緣部17的側(cè)壁，以與內(nèi)管12b和外管1 之間的區(qū)域連通的方式例如在兩處形成有排氣口 21，在從該排氣口 21、21合流并延伸出的排氣通路22上，經(jīng)由蝶形閥等壓力調(diào)整部23連接有真空泵M。該排氣口 21、21形成在隔著反應(yīng)管12的內(nèi)部區(qū)域彼此相對(duì)的面上，即排氣口 21、21中的一個(gè)例如形成在與氣體噴射器51相對(duì)的區(qū)域，另一個(gè)形成在該氣體噴射器51的外側(cè)，但是在圖2中將其位置分別移到側(cè)方側(cè)地進(jìn)行了圖示。在凸緣部17的下方側(cè)，設(shè)有以外緣部在整個(gè)周向上與作為該凸緣部17的下端部的凸緣面氣密地接觸的方式形成為大致圓板狀的蓋體25，該蓋體25設(shè)置在成為作為升降機(jī)構(gòu)的舟皿升降機(jī)的一部分的升降臺(tái)2 上。在該蓋體25上，例如在從該蓋體25的中央部靠側(cè)方側(cè)的位置形成有沿大致上下方向貫通的貫通口 41，在該貫通口 41內(nèi)，氣密地插入有沿相對(duì)于鉛垂軸線傾斜了例如5°的沿傾斜軸線方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸觀。在該旋轉(zhuǎn)軸觀的下端部，連接有用于使該旋轉(zhuǎn)軸觀繞上述傾斜軸線旋轉(zhuǎn)的、固定在升降臺(tái)2 上的電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)27，在旋轉(zhuǎn)軸觀的上端部，借助例如形成為大致圓筒狀的隔熱體沈連接有已述的晶圓舟皿11。因而，該晶圓舟皿11構(gòu)成為在進(jìn)行成膜處理的期間在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)27的帶動(dòng)下以例如0. Olrpm IOrpm繞上述傾斜軸線旋轉(zhuǎn)。在反應(yīng)管12的下方側(cè)，設(shè)有用于相對(duì)于晶圓舟皿11進(jìn)行晶圓W的輸入輸出的輸送臂60。如圖3所示，該輸送臂60具有大致板狀的基座61和在該基座61上相對(duì)于晶圓舟皿11進(jìn)退自如地構(gòu)成的拾取件62。而且，該輸送臂60構(gòu)成為利用設(shè)置在該基座61下方的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)63繞鉛垂軸線旋轉(zhuǎn)自如，并且構(gòu)成為利用借助該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)63的側(cè)方側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸6 相連接的作為旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)64以上述拾取件62與在晶圓舟皿11中相對(duì)于鉛垂軸線方向傾斜的各晶圓W達(dá)到平行的方式繞水平軸線旋轉(zhuǎn)。在圖3中，附圖標(biāo)記65是使該輸送臂60、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)63及擺動(dòng)機(jī)構(gòu)64 —體升降的升降機(jī)構(gòu)，附圖標(biāo)記66是使擺動(dòng)機(jī)構(gòu)64相對(duì)于該升降機(jī)構(gòu)65升降的升降構(gòu)件。另外，在圖1中，附圖標(biāo)記四是用于以旋轉(zhuǎn)軸觀能夠相對(duì)于蓋體25旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行氣密地密封的磁性流體等的密封部。另外，在圖 1中，附圖標(biāo)記θ是晶圓舟皿11相對(duì)于鉛垂軸線的傾斜角度，在圖1中示意性地進(jìn)行了圖接著，詳細(xì)說明晶圓舟皿11。該晶圓舟皿11構(gòu)成為在借助已述的旋轉(zhuǎn)軸觀繞傾斜軸線每旋轉(zhuǎn)1周時(shí)各晶圓W的姿勢(shì)發(fā)生改變、即在旋轉(zhuǎn)1周的期間內(nèi)各晶圓W相對(duì)于晶圓舟皿11傾斜并且之后返回原來的姿勢(shì)，以這樣的方式該晶圓W的周緣部上下移動(dòng)(晶圓 W擺動(dòng))。具體而言，如圖4 圖6所示，晶圓舟皿11包括在晶圓W的外緣側(cè)具有沿周向相互離開并且相互平行地配置的多根例如5根支柱32和以朝向晶圓W的容納區(qū)域側(cè)的方式從各支柱32垂直延伸的大致板狀的保持部33。這些保持部33在晶圓舟皿11內(nèi)在容納晶圓W的每個(gè)高度位置共層疊例如100層 150層，即為了從下方側(cè)支承各晶圓W的周緣部而在各層設(shè)有5個(gè)保持部33。在晶圓舟皿11內(nèi)，呈擱板狀配置的晶圓W之間的間距(一個(gè)保持部33的上表面和位于該保持部33的上方側(cè)與之相對(duì)的另一保持部33的上表面之間的尺寸)例如為10. 5mm左右。另外，容納各晶圓W的高度尺寸(保持部33的上表面和位于該保持部33的上方側(cè)與之相對(duì)的另一保持部33的下表面之間的離開尺寸)例如為6. 5mm 左右ο而且，如圖6所示，上述5個(gè)保持部33中的3個(gè)保持部33的上表面的高度位置在上述傾斜軸線方向上比其他保持部33的上表面的高度位置低例如0. Icm左右。若將該高度位置高的保持部33及高度位置低于該保持部33的保持部33分別稱作主保持部33a及輔助保持部33b，則如圖5及圖6所示，在該例子中以隔著晶圓W的中心部彼此相對(duì)的方式設(shè)有兩個(gè)主保持部33a、33a。該主保持部33a、33a分別配置為從側(cè)方側(cè)支承晶圓W的在輸送臂60的進(jìn)退方向上的大致中心部，并且以不干擾該輸送臂60的進(jìn)退動(dòng)作及升降動(dòng)作的方式設(shè)定彼此的離開尺寸。另外，圖6是表示沿圖5的A-A剖切晶圓舟皿11的縱剖視圖。另外，在比該主保持部33a、33a靠里側(cè)(輸送臂60進(jìn)入晶圓舟皿11的方向)的位置設(shè)有1個(gè)輔助保持部33b，在比主保持部33a、33a靠跟前側(cè)(輸送臂60從晶圓舟皿11 后退的方向)的位置以從左右兩側(cè)夾著輸送臂60的進(jìn)退區(qū)域的方式每側(cè)各配置有一個(gè)輔助保持部33b。關(guān)于這3個(gè)輔助保持部33b，若將比主保持部33a靠里側(cè)的輔助保持部33b 稱作第1輔助保持部33b、將比主保持部33a靠跟前側(cè)的兩個(gè)輔助保持部3 分別稱作第2 輔助保持部33b，則晶圓舟皿11上的各晶圓W如后所述那樣在該晶圓舟皿11每旋轉(zhuǎn)1周時(shí)在被第1輔助保持部3 及主保持部33a、33a支承的姿勢(shì)與被第2輔助保持部3北、3北及主保持部33a、33a支承的姿勢(shì)之間改變姿勢(shì)。如圖4及圖5所示，第2輔助保持部33b的位于晶圓W的容納區(qū)域側(cè)的各上表面形成為臺(tái)階部；34，該臺(tái)階部34的與晶圓W的側(cè)周面相對(duì)的鉛垂面部34a以沿著晶圓W的外緣的方式形成為從里側(cè)朝向跟前側(cè)地靠近輸送臂60的進(jìn)退區(qū)域。因而，各晶圓W被該臺(tái)階部34從背面?zhèn)戎С?，并且位置被鉛垂面部34a限制而抑制了向跟前側(cè)落下。從上述傾斜軸線方向觀察晶圓舟皿11時(shí)的主保持部33a與第2輔助保持部3 之間的離開距離例如分別為30mm左右，以使該第2輔助保持部3 不干擾輸送臂60的輸送動(dòng)作、而且已述的鉛垂面部3 能夠限制晶圓W的位置(能夠采取鉛垂面部3 相對(duì)于晶圓W的輸入輸出方向形成的角度)。另外，圖6 —并圖示了利用輸送臂60欲從下方側(cè)抬起晶圓W的情況及在保持有晶圓W的狀態(tài)下從晶圓舟皿11后退的情況。另外，如已述的圖1所示，在晶圓舟皿11的上端面及下端面上，分別設(shè)有大致圓板狀的頂板37及底板38，但是在圖4等中省略了該部分的圖示。接著，以下具體說明使晶圓舟皿11繞上述傾斜軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)的各晶圓W的姿勢(shì)。如圖7及圖8所示，在鉛垂軸線方向上例如第1輔助保持部3 相比其他主保持部33a及第 2輔助保持部3 位于上方時(shí)，該晶圓舟皿11上的各晶圓W被該其他主保持部33a及第2 輔助保持部3 支承，成為該晶圓W的周緣部從第1輔助保持部3 浮起的狀態(tài)。接著，當(dāng)晶圓舟皿11例如順時(shí)針旋轉(zhuǎn)而第1輔助保持部3 朝向鉛垂軸線方向的下方側(cè)移動(dòng)時(shí)，如圖9及圖10所示，晶圓W的與該第1輔助保持部3 相鄰(日文臨tr ) 的位置的周緣部因重力而以被該第1輔助保持部3 支承的方式傾斜(下落)。因此，晶圓W的被第2輔助保持部3北、3北支承的周緣部向上方側(cè)抬起，各晶圓W成為被主保持部 33a、33a支承，并且各自的周緣部從該第1輔助保持部3 及第2輔助保持部3北、3北浮起的姿勢(shì)。換言之，當(dāng)?shù)?輔助保持部3 位于鉛垂軸線方向的下方側(cè)時(shí)，晶圓W的周緣部與該第1輔助保持部3 相接觸，各晶圓W成為被第1輔助保持部3 及主保持部33a、33a 支承的姿勢(shì)。另外，根據(jù)晶圓舟皿11的轉(zhuǎn)速、該晶圓舟皿11的傾斜角度θ、主保持部33a 及輔助保持部33b的配置布局等的不同，各晶圓W也有時(shí)在各自的周緣部從第2輔助保持部3北、3北離開之后立即與第1輔助保持部3 相接觸，有時(shí)在第1輔助保持部3 到達(dá)下方側(cè)之前晶圓W的周緣部與該第1輔助保持部3 相接觸。接著，當(dāng)?shù)?輔助保持部3 因晶圓舟皿11的旋轉(zhuǎn)而朝向鉛垂軸線方向的上方側(cè)移動(dòng)時(shí)，晶圓W的被該第1輔助保持部3 支承的周緣部向上方抬起。因而，各晶圓W同樣地成為被主保持部33a、33a支承并且各自的周緣部從第1輔助保持部3 及第2輔助保持部3北、3北浮起的姿勢(shì)。然后，當(dāng)?shù)?輔助保持部3 到達(dá)鉛垂軸線方向的上方側(cè)時(shí)，即當(dāng)晶圓舟皿11旋轉(zhuǎn)1周并返回圖7及圖8所示的原來的姿勢(shì)時(shí)，晶圓W的從第2輔助保持部 33b,33b浮起的周緣部下降為被該第2輔助保持部3北、3北支承，從而各晶圓W返回原來的姿勢(shì)。這樣，各晶圓W在晶圓舟皿11每旋轉(zhuǎn)1周時(shí)，在被第1輔助保持部3 及主保持部 33a、33a支承的姿勢(shì)與被第2輔助保持部3北、3北及主保持部33a、33a支承的姿勢(shì)之間改變姿勢(shì)。即，可以說第1輔助保持部3 及第2輔助保持部33b、3!3b交替支承晶圓W。另夕卜，圖7及圖9示意性地較大地圖示了已述的傾斜角度θ，而且在圖8及圖10中，用箭頭表示鉛垂軸線方向的下方側(cè)，并且對(duì)支承著晶圓W的(與晶圓W相接觸的)保持部33標(biāo)注了圓圈標(biāo)記。在此，在各晶圓W的姿勢(shì)因晶圓舟皿11的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生改變時(shí)，主保持部33a、33a 在與第1輔助保持部3 —起支承晶圓W時(shí)和在與第2輔助保持部3北、3北一起支承晶圓 W時(shí)與該晶圓W的背面的接觸部位發(fā)生改變。具體而言，在利用第1輔助保持部3 與主保持部33a、33a支承晶圓W時(shí)，主保持部33a、33a例如利用靠第1輔助保持部3 側(cè)的端部支承晶圓W，在利用第2輔助保持部3北、3北與主保持部33a、33a支承晶圓W時(shí)，主保持部 33a、33a例如利用靠第2輔助保持部3北、3北側(cè)的端部支承晶圓W。因而，各晶圓W在已述的第1輔助保持部3 朝向鉛垂方向下方側(cè)時(shí)和在第2輔助保持部3北、3北朝向鉛垂方向下方側(cè)時(shí)與晶圓舟皿U之間的接觸部位不同。已述的氣體噴射器51例如由石英構(gòu)成，如圖1所示，沿著內(nèi)管12b的長(zhǎng)度方向配置。在該氣體噴射器51的側(cè)壁，以面朝晶圓舟皿11側(cè)的方式在上下方向整個(gè)范圍內(nèi)在多處形成有氣體噴出口 52。這些氣體噴出口 52配置為例如與容納于晶圓舟皿11內(nèi)的各晶圓 W的高度位置相對(duì)應(yīng)。氣體噴射器51的一端側(cè)從已述的凸緣部17的側(cè)壁插入內(nèi)管12b，另一端側(cè)經(jīng)由閥53及流量調(diào)整部M與儲(chǔ)存有成膜氣體的氣體儲(chǔ)存源55相連接。如圖2所示，該氣體噴射器51橫向排列設(shè)有多個(gè)例如5個(gè)，在這5個(gè)氣體噴射器51中的4個(gè)上分別連接有儲(chǔ)存有PH3 (磷化氫)氣體的PH3氣體源55a，在這5個(gè)氣體噴射器51中的余下1個(gè)上，為了與該P(yáng)H3氣體一起供給SiH4 (硅烷)氣體而連接有已述的PH3氣體源5 和SiH4氣體源5恥。在該立式熱處理裝置中，設(shè)有用于進(jìn)行裝置整體的動(dòng)作控制的由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制部70，在該控制部70的存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)有用于一邊使晶圓舟皿11在反應(yīng)管12內(nèi)繞傾斜軸線旋轉(zhuǎn)一邊向該反應(yīng)管12內(nèi)供給成膜氣體來進(jìn)行成膜處理的程序。該程序從硬盤、光盤、 磁光盤、存儲(chǔ)卡、軟盤等作為存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)部安裝到控制部70內(nèi)。接著，說明上述實(shí)施方式的作用。首先，使空的晶圓舟皿11向反應(yīng)管12的下方側(cè)下降，并且以輸送臂60的拾取件62相對(duì)于該晶圓舟皿11上的各晶圓W平行的方式使該輸送臂60傾斜，利用輸送臂60將例如150張的晶圓W呈擱板狀載置到各保持部33上。即，以晶圓W在傾斜軸線方向上稍微高于主保持部33a的上表面的位置處位于5個(gè)保持部33的內(nèi)部區(qū)域的方式，使保持有該晶圓W的輸送臂60進(jìn)入晶圓舟皿11內(nèi)，之后使輸送臂60下降到在傾斜軸線方向上低于這5個(gè)保持部33的上表面的位置，將晶圓W載置到該晶圓舟皿 11上。這樣，使輸送臂60后退，并且依次裝載晶圓W。接著，將晶圓舟皿11插入反應(yīng)管12 內(nèi)，使凸緣部17的下表面與蓋體25的上表面氣密地接觸。接著，利用真空泵M將反應(yīng)管12內(nèi)的氣氛抽成真空，并且一邊以例如0. Irpm使晶圓舟皿11繞傾斜軸線旋轉(zhuǎn)，一邊利用加熱器13將該晶圓舟皿11上的晶圓W加熱為例如 530°C左右。接著，一邊利用壓力調(diào)整部23將反應(yīng)管12內(nèi)的壓力調(diào)整為處理壓力，一邊從氣體噴射器51向該反應(yīng)管12 (內(nèi)管12b)內(nèi)供給由PH3氣體和SiH4氣體構(gòu)成的成膜氣體。 當(dāng)各晶圓W的表面與供給到內(nèi)管12b內(nèi)的成膜氣體相接觸時(shí)，在該表面上生成含有(摻雜有)P(磷)的多晶硅(多晶體Si)膜。然后，由未反應(yīng)的成膜氣體、通過成膜處理生成的副產(chǎn)物等構(gòu)成的氣體經(jīng)由內(nèi)管12b的上端面的開口部朝向該內(nèi)管12b與外管1 之間的區(qū)域流通，從排氣口 21排出。此時(shí)，由于晶圓舟皿11也被加熱器13加熱，因此與晶圓W的表面一樣，在該晶圓舟皿11的表面上也形成了多晶硅膜，并且欲以跨越晶圓舟皿11與晶圓W之間的接觸部位的方式形成多晶硅膜。但是，由于如上所述在晶圓舟皿11每旋轉(zhuǎn)1周時(shí)各晶圓W的姿勢(shì)發(fā)生改變，因此多晶硅膜以上述接觸部位為邊界被隔開為晶圓W側(cè)與晶圓舟皿11側(cè)。S卩，各晶圓W在晶圓舟皿11上靜止時(shí)(各晶圓W被第1輔助保持部3 及主保持部33a、33a支承時(shí)或被第2輔助保持部3北、3北及主保持部33a、33a支承時(shí))，即使欲以跨越上述接觸部位的方式形成多晶硅膜，也如上所述在第1輔助保持部3 朝向鉛垂方向下方側(cè)時(shí)和第 2輔助保持部3北、3北朝向鉛垂方向下方側(cè)時(shí)，各晶圓W與晶圓舟皿11之間的接觸部位不同。因此，抑制了跨越晶圓舟皿11與晶圓W之間的接觸部位進(jìn)行成膜的情況。這樣，當(dāng)一邊使晶圓舟皿11旋轉(zhuǎn)一邊繼續(xù)向內(nèi)管12b供給成膜氣體時(shí)，如圖11所示，在抑制了晶圓舟皿11與晶圓W之間的接觸部位處的成膜的狀態(tài)下，已述的多晶硅膜形成為例如Ι.Ομπι左右的厚膜。之后，停止供給成膜氣體并且使反應(yīng)管12內(nèi)的氣氛恢復(fù)到大氣氣氛，使晶圓舟皿11下降，并且借助輸送臂60取出晶圓W。此時(shí)，由于未以跨越上述接觸部位的方式形成多晶硅膜，因此晶圓W在對(duì)晶圓舟皿11的粘貼受到抑制的狀態(tài)下被取出。之后，將晶圓舟皿11氣密地插入反應(yīng)管12內(nèi)，并且從未圖示的氣體源向反應(yīng)管12供給例如清洗氣體，去除已附著在晶圓舟皿11上的多晶硅膜。在此，當(dāng)在成膜過程中未使晶圓舟皿11旋轉(zhuǎn)地形成上述厚膜時(shí)，如圖12所示，晶圓W由于跨越接觸部位形成的厚膜而粘貼在晶圓舟皿11上，無法從晶圓舟皿11中取出，或者形成在該接觸部位的薄膜脫落而成為微粒的原因，或者該薄膜附著在晶圓W的背面?zhèn)取?另外，在圖11及圖12中，圖示了一部分形成在晶圓W、晶圓舟皿11上的多晶硅膜。
采用上述實(shí)施方式，晶圓舟皿11構(gòu)成為繞相對(duì)于鉛垂軸線傾斜的傾斜軸線旋轉(zhuǎn)自如，并且在該晶圓舟皿11每旋轉(zhuǎn)1周時(shí)，晶圓W的姿勢(shì)在被各主保持部33a、33a及第1輔助保持部3 支承的姿勢(shì)與被主保持部33a、33a及第2輔助保持部3北、3北支承的姿勢(shì)之間發(fā)生改變。而且，由于在反應(yīng)管12內(nèi)一邊使晶圓舟皿11旋轉(zhuǎn)一邊供給成膜氣體而在晶圓W上形成薄膜，因此能夠抑制跨越晶圓W與主保持部33a或輔助保持部3 之間的接觸部位形成薄膜的情況，從而能夠抑制晶圓W粘貼在晶圓舟皿11上。另外，由于能夠抑制跨越上述接觸部位地形成薄膜的情況，因此能夠抑制例如在從晶圓舟皿11中取出晶圓W時(shí)該薄膜脫落并成為微粒的情況、或者該薄膜附著在晶圓W的背面而在之后的光刻(曝光)工序中不能水平載置晶圓W而成為對(duì)準(zhǔn)錯(cuò)誤的情況、或者由于該薄膜在晶圓W的背面上形成傷痕的情況。因而，能夠在抑制了晶圓W粘貼在晶圓舟皿11上、生成微粒的狀態(tài)下形成已述的厚膜。另外，在改變晶圓W的姿勢(shì)時(shí)，由于不需要例如暫時(shí)從反應(yīng)管12中取出晶圓舟皿 11這樣的作業(yè)(成膜處理中斷)，因此能夠迅速地形成多晶硅膜。而且，在使晶圓舟皿11傾斜時(shí)，由于在各晶圓W的周圍配置有支柱32及臺(tái)階部 34，因此即使該晶圓W欲在晶圓舟皿11上橫向滑動(dòng)，也能夠利用這些支柱32及臺(tái)階部34 來限制晶圓W的位置，從而能夠防止晶圓W從晶圓舟皿11上落下。在形成以上的厚膜時(shí)，當(dāng)欲不使晶圓舟皿11旋轉(zhuǎn)地形成膜厚為例如0. 2 μ m以上的厚膜時(shí)，易于產(chǎn)生晶圓W向晶圓舟皿11的粘貼等，因此本發(fā)明能夠應(yīng)用于在實(shí)施方式中形成0.2μπι以上的厚膜的情況。在以上例子中，在晶圓舟皿11每旋轉(zhuǎn)1周時(shí)，各晶圓W在被第1輔助保持部33b 及主保持部33a、33a支承的姿勢(shì)與被第2輔助保持部3北、3北及主保持部33a、33a支承的姿勢(shì)之間改變了兩次姿勢(shì)，但是例如也可以增大傾斜角度θ，在晶圓舟皿11每旋轉(zhuǎn)1周時(shí)改變3次晶圓W的姿勢(shì)。S卩，也可以在第2輔助保持部33b、33b中的靠旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的第2輔助保持部3 位于鉛垂方向下方側(cè)時(shí)，利用該第2輔助保持部3 及主保持部33a、 33a來支承晶圓W。在該情況下，當(dāng)兩個(gè)第2輔助保持部3北、3北到達(dá)鉛垂方向下方側(cè)時(shí)， 晶圓W被這兩個(gè)第2輔助保持部3北、3北及主保持部33a、33a支承，之后當(dāng)上述靠旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的第2輔助保持部3 朝向鉛垂方向上方側(cè)時(shí)，晶圓W被靠旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)的第2 輔助保持部3 及主保持部33a、33a支承。S卩，在晶圓舟皿11旋轉(zhuǎn)1周的期間，只要晶圓 W的姿勢(shì)至少改變3次即可。另外，如圖13所示，也可以不設(shè)置兩個(gè)第2輔助保持部33b、33b中的一個(gè)例如靠旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)的第2輔助保持部33b。在該情況下，也在晶圓舟皿11每旋轉(zhuǎn)1周時(shí)，各晶圓W在被第1輔助保持部3 及主保持部33a、33a支承的姿勢(shì)與被第2輔助保持部33b 及主保持部33a、33a支承的姿勢(shì)之間改變姿勢(shì)。而且，呈大致板狀形成了各保持部33，但是也可以如圖14所示那樣，將這些配置有5個(gè)的保持部33中的至少一個(gè)，形成為大致圓筒形狀，并且以用外周面支承晶圓W的方式橫向配置。圖14示出了主保持部33a、33a形成為圓筒形狀的例子，主保持部33a、33a的上表面的高度位置設(shè)定為與已述的例子相同。在該情況下，各晶圓W難以保持僅靠這些主保持部33a、33a支承的姿勢(shì)，因此在第1輔助保持部 33b與第2輔助保持部3 之間迅速地進(jìn)行交接。另外，該圖14以第2輔助保持部33b、33b 分別朝向晶圓W側(cè)的方式示意性描繪了晶圓舟皿11。后面的圖15及圖16也一樣。
另外，也可以在傾斜軸線方向上相互改變第1輔助保持部33b與第2輔助保持部 3 各自的上表面的高度位置。圖15示出了在傾斜軸線方向上與第1輔助保持部33b的上表面相比增高了第2輔助保持部33b、33b的上表面的高度位置的例子。而且，主保持部 33a、33a也可以在傾斜軸線方向上相互改變彼此的高度位置。而且，如圖16所示，也可以使主保持部33a、33a與第2輔助保持部3北、3北的高度位置在傾斜軸線方向上一致，并且使第1輔助保持部33b的上表面低于上述高度位置。艮口， 也可以使設(shè)有多個(gè)保持部33中的至少1個(gè)保持部33 (第1輔助保持部33b)的高度位置低于其他保持部33的高度位置。在該情況下，各晶圓W在被多個(gè)保持部33(主保持部33a及第2輔助保持部33b、33b)支承的姿勢(shì)和被這些保持部33中的例如兩個(gè)(主保持部33a、 33a)與上述第1輔助保持部3 支承的姿勢(shì)之間改變姿勢(shì)。而且，作為這些主保持部33a及輔助保持部3 的布局，優(yōu)選采用在從兩個(gè)主保持部33a、33a中的一個(gè)主保持部33a觀察另一個(gè)主保持部33a時(shí)、在左右兩側(cè)各設(shè)有至少1 個(gè)保持部33、33的布局，在該情況下，這些保持部33、33中的至少一個(gè)成為輔助保持部33b。 另外，在已述的圖1中，以隔著晶圓W的中心部相互相對(duì)的方式配置了兩個(gè)主保持部33a、 33a,但是如圖17所示，也可以這樣，在從這兩個(gè)主保持部33a、33a中的一個(gè)、在該例子中為圖17中的左側(cè)的主保持部33a觀察晶圓W的中心部時(shí)，以相互向左右分開的方式配置兩個(gè)主保持部33a、33a。另外，也可以在從各保持部33朝向晶圓W的中心側(cè)延伸的頂端部的上端面上分別形成未圖示的突起狀的銷，利用這些銷從背面?zhèn)戎С芯AW。在該情況下，左晶圓W的比周緣部靠?jī)?nèi)周側(cè)例如5cm左右的位置支承晶圓，即使在這種情況下，晶圓W也是本發(fā)明所說的在“周緣部”支承的情況。另外，作為晶圓舟皿11，采用了具有支柱32及從該支柱32垂直延伸的保持部33 的結(jié)構(gòu)，但是如圖18所示，也可以是在各支柱32的側(cè)方位置形成多個(gè)狹縫狀的槽、利用該槽從下方側(cè)支承晶圓W的周緣部的結(jié)構(gòu)。在該情況下，這些支柱32以相對(duì)于晶圓舟皿11 能夠輸入輸出晶圓W的方式避開輸送臂60的輸送區(qū)域地配置。而且，作為反應(yīng)管12的結(jié)構(gòu)，也可以是將排氣口 21形成在反應(yīng)管12的頂面、從下方側(cè)導(dǎo)入成膜氣體并且從頂面進(jìn)行排氣的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，也可以使氣體噴射器51及反應(yīng)管12與晶圓舟皿11 一起傾斜。作為已述的傾斜角度θ，當(dāng)過小(過于豎直)時(shí)，晶圓W的姿勢(shì)難以發(fā)生改變，另一方面當(dāng)過大(過于向水平方向傾斜)時(shí)，裝置的占有面積增大，因此根據(jù)實(shí)施方式，該傾斜角度θ例如為0.5° 20°。另外，作為晶圓舟皿11的轉(zhuǎn)速，當(dāng)過慢時(shí)，會(huì)跨越上述接觸部位地形成薄膜，另一方面當(dāng)過快時(shí)，晶圓W因慣性而難以改變姿勢(shì)，因此根據(jù)實(shí)施方式， 該轉(zhuǎn)速為0. Olrpm lOrpm。另外，在改變晶圓W的姿勢(shì)時(shí)，關(guān)于主保持部33a與輔助保持部3 各自的上表面的高度位置之差，為了使該晶圓W的姿勢(shì)易于發(fā)生改變而且抑制晶圓 W在晶圓舟皿11中的橫向滑動(dòng)，優(yōu)選例如為0. Imm 5mm。關(guān)于主保持部33a及輔助保持部33b的各自數(shù)量、配置布局，根據(jù)已述的傾斜角度θ、晶圓舟皿11的轉(zhuǎn)速進(jìn)行各種調(diào)整， 使得在晶圓舟皿11每旋轉(zhuǎn)1周時(shí)各晶圓W的姿勢(shì)發(fā)生改變。另外，在已述的例子中，利用CVD(Chemical Vapor D印osition 化學(xué)氣相沉積) 法形成了含有P的多晶硅膜，但是也可以取代P而含有B (硼)或者含有P和B，或者形成不含有這些P、B的多晶硅膜。而且，關(guān)于SiO2 (氧化硅)膜、SiN(氮化硅)膜或碳(Carbon)膜，也可以形成為膜厚為例如3GGG人(300nm)左右的厚膜。關(guān)于用于這種情況的成膜氣體，若列舉一個(gè)例子，則S^2膜例如使用硅烷氣體及臭氧氣體，SiN(氮化硅)膜使用硅烷氣體及氨氣。另外，碳(Carbon)膜使用含有碳的有機(jī)類氣體。進(jìn)而，在使用本發(fā)明的裝置形成厚膜時(shí)，也可以將該厚膜應(yīng)用于使用了以 BICS(Bit-Cost Salable)閃存技術(shù)、TCAT(Terabit Cell Array Transistor)技術(shù)等為代
表的層疊堆棧構(gòu)造的3D存儲(chǔ)器。具體而言，能夠列舉出將在膜厚為例如δΟΟΛ (50nm)的多晶硅膜上形成了膜厚為例如5G0人的氧化硅膜這樣的層疊膜層疊了多層例如24層的構(gòu)造、將在膜厚為例如500A的氧化硅膜上形成了膜厚為例如500A的氮化硅膜這樣的層疊膜層疊了多層例如M層的構(gòu)造、以及將在膜厚為例如5GG人的硅膜上形成了膜厚為例如500人的SiGe(鍺化娃)膜這樣的層疊膜層疊了多層例如M層的構(gòu)造等。作為形成鍺化硅膜時(shí)的成膜氣體，例如能夠使用硅烷氣體及鍺烷(Si4Ge)氣體。另外，在取代CVD法而使用使處理氣體以原子層或分子層的方式吸附于晶圓W的表面、接著使該處理氣體氧化而形成反應(yīng)產(chǎn)物的ALD (Atomic Layer D印osition 原子層沉積)法來形成例如氧化硅膜的情況下，也可以應(yīng)用本發(fā)明。而且，在使晶圓舟皿11繞傾斜軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，使旋轉(zhuǎn)軸觀相對(duì)于反應(yīng)管12傾斜，但是也可以以沿著反應(yīng)管12的長(zhǎng)度方向的方式配置旋轉(zhuǎn)軸觀，即以分別沿鉛垂方向延伸的方式配置反應(yīng)管12及晶圓舟皿11，連同整個(gè)裝置使這些反應(yīng)管12及晶圓舟皿11 一體傾斜。圖19示出了這種例子，以從下方側(cè)抬起構(gòu)成立式熱處理裝置的外殼體的殼體101的底面的一端側(cè)的方式，在該底面的下方側(cè)設(shè)有上端面利用起重器等升降自如地構(gòu)成的升降機(jī)構(gòu)100。而且，借助該升降機(jī)構(gòu)100，晶圓舟皿11繞傾斜軸線旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明中，呈擱板狀保持多張基板的基板保持件構(gòu)成為繞相對(duì)于鉛垂軸線傾斜的傾斜軸線旋轉(zhuǎn)自如，并且在基板保持件每旋轉(zhuǎn)1周時(shí)各基板的姿勢(shì)發(fā)生改變。而且，由于在反應(yīng)管內(nèi)一邊使基板保持件旋轉(zhuǎn)一邊供給成膜氣體而在基板上形成薄膜，因此能夠抑制跨越基板與基板保持件之間的接觸部位地形成薄膜的情況，從而能夠抑制微粒的產(chǎn)生及基板向基板保持件的粘貼。本申請(qǐng)基于由2010年10月四日提交的日本專利申請(qǐng)?zhí)卦?010-244452號(hào)的優(yōu)先權(quán)的利益。因此，主張?jiān)搩?yōu)先權(quán)的利益。上述日本申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為參考文獻(xiàn)編入本申請(qǐng)°
權(quán)利要求
1.一種立式熱處理裝置，其將借助支柱呈擱板狀保持有多張基板的基板保持件輸入到立式的反應(yīng)管內(nèi)，對(duì)基板進(jìn)行成膜處理，在該反應(yīng)管周圍配置有加熱部，其特征在于，該立式熱處理裝置具有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其用于使上述基板保持件繞相對(duì)于鉛垂軸線傾斜的傾斜軸線旋轉(zhuǎn)；第ι輔助保持部及第2輔助保持部和多個(gè)主保持部，在上述基板保持件上的每個(gè)基板容納位置均設(shè)置有上述第1輔助保持部及第2輔助保持部和多個(gè)主保持部，該多個(gè)主保持部用于在沿基板的周向相互離開的位置分別支承該基板的下表面周緣部；該第1輔助保持部及第2輔助保持部位于在基板的周向上相對(duì)于這些主保持部離開的位置，并且在上述傾斜軸線方向上該第1輔助保持部及第2輔助保持部的上表面的高度低于上述多個(gè)主保持部的上表面的高度，上述基板保持件上的各基板在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下每旋轉(zhuǎn)1周時(shí)、在由上述第1輔助保持部及上述主保持部支承的姿勢(shì)與由上述第2輔助保持部及上述主保持部支承的姿勢(shì)之間改變姿勢(shì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式熱處理裝置，其特征在于，該立式熱處理裝置還具有控制部，該控制部輸出控制信號(hào)，使得一邊使上述基板保持件繞上述傾斜軸線旋轉(zhuǎn)，一邊向上述反應(yīng)管內(nèi)供給成膜氣體而對(duì)基板進(jìn)行成膜處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立式熱處理裝置，其特征在于，上述控制部輸出控制信號(hào)使得形成在基板上的薄膜的膜厚為0. 2 μ m以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種對(duì)裝載在基板保持件上的多張基板供給成膜氣體并進(jìn)行成膜處理的立式熱處理裝置。上述基板保持件繞傾斜軸線旋轉(zhuǎn)，在各晶圓(W)的容納位置均設(shè)有在沿晶圓(W)的周向相互離開的位置分別支承該晶圓W的周緣部的多個(gè)主保持部(33a)和第1及第2輔助保持部(33b)，該第1及第2輔助保持部(33b)設(shè)置在相對(duì)于這些主保持部(33a)沿晶圓(W)的周向離開的位置且在上述傾斜軸線方向上其高度低于上述主保持部(33a)的上表面，在該晶圓舟皿(11)每旋轉(zhuǎn)1周時(shí)，晶圓(W)的姿勢(shì)在由上述第1保持部及主保持部(33a)支承的姿勢(shì)與由上述第2保持部及主保持部(33a)支承的姿勢(shì)之間發(fā)生改變。
文檔編號(hào)C30B33/02GK102569126SQ20111033768
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者長(zhǎng)谷部一秀 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社