JPH08195353A - 半導体製造装置のボートカバー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェーハ（基板）に生成される薄膜の均一
性、特に、ウェーハの周縁部における膜厚の増大を防止
する。 【構成】 半導体製造装置で処理されるウェーハ６を保
持するボート３２に対し、反応ガスを流通させる通孔３
４が形成され且つ当該ボート３２を覆って設けられたボ
ートカバー３０において、ボートカバー３０のボートに
対向する内側面を凹凸面３５で形成して表面積を増大さ
せ、反応生成物（薄膜）をより多く堆積させて、堆積量
が多くなりがちなウェーハ６の周縁部への堆積量を少な
くし、ウェーハの中心部と周縁部との膜厚の差を小さく
して膜厚均一性を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置に関
し、特に、処理対象の基板が保持されるボートを覆うボ
ートカバーに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置には、半導体ウェーハや
ガラス基板等といった処理対象の基板にＣＶＤ法（化学
的気相成長法）等によって薄膜形成処理を行うもの、処
理対象の基板を加熱して拡散処理を行うもの等の種々の
形式がある。このような半導体製造装置では、製造効率
を上げるため、処理対象の基板を多数枚まとめてボート
に保持させ、当該ボートを装置に装填して一度に多数枚
の基板に所定の処理を施すことが行われている。

【０００３】図４には半導体製造装置としての縦型ＣＶ
Ｄ装置の一例を示してある。このＣＶＤ装置は、発熱体
１を有した筒状のヒータ２と、ヒータ２の内部に収容さ
れた均熱管３と、均熱管３の内部に収容された反応管４
と、反応管４内に処理対象のウェーハ６を多数枚保持す
る縦型のボート５とを備えている。反応管４の上端部に
はガス導入管７が連通されており、ガス導入管７には図
外の反応ガス供給源からの反応ガス供給管８が接続され
ている。また、反応管４の下端部には排気口９が設けら
れており、排気口９には排気管１０が接続されている。

【０００４】ボート５はウェーハ６を水平状態で隙間を
もって多段に装填でき、この状態で多数枚のウェーハ６
を反応管４内で保持する。ボート５はボートキャップ１
１を介してエレベータキャップ１２上に載置されてお
り、図外のエレベータにより昇降可能となっている。し
たがって、ウェーハ６の反応室４への装填および反応室
４からの取り出しは、ボート５をエレベータの作動によ
り昇降させることにより行われる。

【０００５】なお、反応管４に装填したウェーハ６への
薄膜の形成は、発熱体１を発熱させて均熱管３を介して
反応管４を加熱し、反応ガス供給管８および反応ガス導
入管７を介して反応管４内に反応ガスを導入するととも
に、排気口９および排気管１０を介して反応管４内から
排気して、ウェーハ６の表面に薄膜を生成させることに
より行われる。そして、成膜されたウェーハ６の取り出
しは、ヒータ２による加熱を停止するとともに排気口９
からの排気を続行し、反応管４内の温度を所定の温度ま
で低下させた後に、エレベータを作動させてボート５を
反応管４から引き出すことにより行う。

【０００６】ここで、ウェーハ６に生成される薄膜の均
一性は当該ウェーハ６から製造される半導体素子の性能
に大きく影響するが、この薄膜の均一性に大きく影響を
与える要素の１つとして反応管４内での反応ガスの流れ
がある。この反応ガスの流れを改善するために、図５に
示すように、カバー２０を有したカバーボート２１を前
記のボート５として用いることが従来より行われてい
る。このカバーボート２１はボート部分とそれを覆うカ
バー部分とを一体化したものであり、円筒状のカバー２
０の内面にボート部分を成す複数本のラック２２を縦方
向に延在させて設けてある。したがって、カバーボート
２１では、ラック２２の段部にウェーハ６を係合させて
多数枚のウェーハ６を保持し、保持したウェーハ６の周
りをカバー２０で覆うようになっている。

【０００７】また、カバー２０には上下方向に延びる多
数の通孔２３が形成されており、これら通孔２３を通し
てカバー２０内に反応ガスが流通するようになってい
る。したがって、このカバーボート２１にウェーハ６を
保持させて反応管４内に装填すると、反応ガスは通孔２
３を通してカバーボート２１内を流通し、当該反応ガス
の流れが緩和されてウェーハ６の表面に生成される薄膜
の均一性が高められる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、薄膜の均一性
が害される態様として、ウェーハ６の中心部に較べて周
縁部の膜厚が著しく大きくなってしまう場合が多い。こ
れに対しても、カバーボート２１はある程度有効である
が、カバー２０をウェーハ６の周縁に近付ける方が、ウ
ェーハ周縁部の膜厚が大きくなる傾向が緩和されること
が認められる。したがって、カバー２０を出来るウェー
ハ６の周縁に近付けることが望まれる。

【０００９】しかしながら、カバー２０をウェーハ６の
周縁に近付けすぎると、カバーボート２１の搬送中や反
応管４内での処理中にウェーハ６がカバー２０の接触
し、ウェーハ６を破損させたり、反応ガスの流れを乱し
て反応生成物が過剰に堆積してしまう等の事故を引き起
こすこととなる。このため、従来のカバーボート２１に
あっては、カバー２０をウェーハ６の周縁に近付けるこ
とができず、ウェーハ６の周縁部に対する膜厚の緩和対
策が十分に行えないという問題があった。

【００１０】本発明は上記従来の事情に鑑みなされたも
ので、基板（ウェーハ）に生成される薄膜の均一性、特
に、基板の周縁部における膜厚の増大を有効に防止でき
る半導体製造装置のボートカバーを提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のボートカバー
は、基板（ウェーハ）の周縁部に対する膜厚の緩和効果
は反応生成物（薄膜）がウェーハに対向するカバーの内
側面に堆積し、これによって、基板の周縁部に堆積する
薄膜が薄くなるというメカニズムに着目してなされたも
のであり、上記目的を達成するため、半導体製造装置で
処理される基板を保持するボートに対し、反応ガスを流
通させる通孔が形成され且つ当該ボートを覆って設けら
れたボートカバーにおいて、ボートカバーのボートに対
向する内側面を凹凸面で形成したことを特徴とする。な
お、本発明のボートカバーは、上記したカバーボートの
ようにボートと一体に構成する他に、ボートとは別体と
して、使用に際してボートに組み付けるようにしてもよ
い。

【００１２】

【作用】本発明のボートカバーでボートを覆うと、ボー
トカバーの凹凸面から成る内側面がボートに保持されて
いる基板の周縁部に対向する。すなわち、ボートカバー
の内側面は凹凸面とすることによって平坦面である場合
に較べて表面積が拡大されており、表面積が大きい分、
反応生成物（薄膜）が多く堆積する。このように反応生
成物がより多くボートカバー側に堆積することから、基
板の周縁部に堆積する量が少なくなり、当該周縁部の薄
膜が薄くなって基板の中心部との膜厚の均一性が高めら
れる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係るボートカバー
を図面を参照して説明する。本実施例のボートカバーは
図５に示したと同様にボートと一体化してカバーボート
に構成したものであり、図４に示したような縦型ＣＶＤ
装置に装填されて使用される。カバーボート３１は、円
筒状のボートカバー３０と、カバー３０の内側面に縦方
向に延在して設けたボート部分を成す複数本のラック３
２とを備えている。カバー３０は縦に半割に構成されて
おり、これらを合わせて図外の留め具で止めることによ
り天板３０ａと底板３０ｂで端部を囲った円筒状の一体
的なボートカバー３０となる。なお、ボートカバー３０
の底板３０ｂにはスタンド部３３が取り付けられてお
り、このスタンド部３３でボートキャップ１１上に載置
される。

【００１４】ボートカバー３０の側板３０ｃには上下方
向に延びる多数の通孔３４が形成されており、これら通
孔３４を通してカバー３０内に反応ガスが流通するよう
になっている。ラック３２は通孔３４の間の側板３０ｃ
の内側面に取り付けられており、ウェーハ６を係合保持
するための多数の段部が上下方向に配設されている。し
たがって、カバーボート３１は、ラック３２の段部にウ
ェーハ６を係合させて多数枚のウェーハ６を保持し、保
持したウェーハ６の周りをカバー３０で覆い、このカバ
ー３０内に通孔３４を通して反応ガスが流通するように
なっている。

【００１５】ボートカバーの側板３０ｃの内側面は多数
の突起３５が形成されており、これら突起３５によって
ボートカバー３０のボート（すなわち、ウェーハ６の周
縁部）に対向する内側面は凹凸面となっている。本実施
例では図３に示すように、突起３５は半球状に形成され
ており、これら細かな突起３５を敷き詰めて側板３０ｃ
の内側面の表面積を増大させている。すなわち、４辺の
長さがＬの面を考えると、平坦な面である場合には、こ
の面の面積は（Ｌ×Ｌ）となる。一方、直径Ｒの半球状
の突起３５を（ｎ×ｎ）個敷き詰めると、この面の面積
は（Ｌ×Ｌ）＋（ｎ2×π×Ｒ2）／４となり、平坦面で
ある場合に較べて、（ｎ2×π×Ｒ2）／４の表面積が増
大する。

【００１６】なお、一般的にカバーボート３１は耐熱性
の高い石英から形成されるが、この石英から成る側板３
０ｃの内側面をサンドブラスト加工等すれば、容易に上
記のような細かな突起３５を多数形成することができ
る。また、カバーボート３１の素材に炭化シリコン（Ｓ
ｉＣ）を用いれば、炭化シリコンの性質から表面が凹凸
状となるため、特段の加工を施さずとも側板３０ｃの内
側面を凹凸面とすることができる。

【００１７】上記構成のカバーボート３１にウェーハ６
を保持させる場合には、カバー３０を半割にしてウェー
ハ６を順次ラック３４の段部に係合させた後、半割にし
たカバー３０を合わせて止め付ければよい。また、カバ
ーボート３１からウェーハ６を取り出す場合には、これ
と逆の操作を行えばよい。そして、ウェーハ６への薄膜
の生成は、ウェーハ６をカバーボート３１に保持させて
反応管４内に装填し、反応管４を加熱するとともに通孔
３４を通して反応ガスをカバー３０内に流通させて行
う。この際、従来例と同様に、カバー３０によって反応
ガスの流れが緩和され、ウェーハ６の表面に生成される
薄膜の均一性が高められる。

【００１８】更に、ウェーハ６の周縁部に対向している
ボートカバー３０の内側面が突起３５によって増大され
ていることから、この内側面に比較的多量の反応生成物
（薄膜）が堆積する。このため、相対的にウェーハ６の
周縁部付近の反応ガス濃度が低下し、ウェーハ６の周縁
部に堆積する反応生成物の量が少なくなる。この結果、
ウェーハ６の中心部に較べて膜厚が大きくなりがちなウ
ェーハ周縁部の膜厚増加が緩和され、ウェーハ６の中心
部と周縁部とで膜厚の差が小さくなって、膜厚均一性の
高い薄膜が生成される。

【００１９】なお、上記の実施例ではボートカバー３０
をボート部（ラック３２）と一体的に構成したカバーボ
ート３１を示したが、本発明のボートカバーはボートと
は別体としてもよく、使用に際してボートに組み付ける
ようにすればよい。また、上記の実施例では縦型の半導
体製造装置に適用される例を示したが、本発明はこれに
限らず、横型の半導体製造装置にも適用することができ
る。

【００２０】また、本発明は多数枚の基板を保持するボ
ートのみならず、１枚ずつ基板を保持するボートにも勿
論適用することができる。また、本発明のボートカバー
はその形状に特に限定はなく、円筒状の他に、ボートの
形状に応じて種々設定される。また、ボートカバーに形
成する反応ガス流通用の通孔は、その数、形状及び形成
する位置に特に限定はなく、要は必要且つ十分な反応ガ
スをボートカバー内に流通させることができればよい。

【００２１】また、上記実施例ではボートカバーの内側
面を半球状の突起を設けて凹凸面としたが、突起の形状
や大きさ、或いは、凹凸面を形成する仕方はこれに限ら
ず種々変更することができ、要は凹凸面として表面積を
増大すればよい。なお、突起或いはこれとは逆に凹みを
形成して凹凸面とする場合に、これら突起や凹みは球面
のような曲面から成るものが好ましく、このようにして
おけば、メンテナンス作業等で掃除を行う場合にボート
カバーの内側面に堆積した反応生成物を容易に剥ぎ取る
ことができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のボートカ
バーによれば、ボートカバーのボートに対向する内側面
を凹凸面で形成したため、反応生成物が基板に対向する
ボートカバーの内側面に堆積し、相対的に基板の周縁部
に堆積する反応生成物の量が少なくなる。このため、ボ
ートカバーを基板にあまり近付けずとも、反応生成物の
堆積量が多くなりがちな基板周縁部の薄膜が薄くなっ
て、基板の中心部と周縁部との膜厚の差が小さくなり、
総じて均一性の高い薄膜を基板に形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るカバーボートの分解斜
視図である。

【図２】本発明の一実施例に係るカバーボートの断面を
施した平面図である。

【図３】凹凸面の効果を説明する斜視図である。

【図４】縦型半導体装置の一例を示す断面図である。

【図５】従来例に係るカバーボートの分解斜視図であ
る。

【符号の説明】

５ ボート ６ ウェーハ ３０ ボートカバー ３１ カバーボート ３２ ラック ３４ 通孔 ３５ 突起（凹凸面）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体製造装置で処理される基板を保持
   するボートに対し、反応ガスを流通させる通孔が形成さ
   れ且つ当該ボートを覆って設けられたボートカバーにお
   いて、 ボートカバーのボートに対向する内側面を凹凸面で形成
   したことを特徴とする半導体製造装置のボートカバー。