基板处理装置的制作方法

本发明涉及基板处理装置。

背景技术：

以往以来，公知有一种立式热处理装置，在该立式热处理装置中，使用晶圆舟皿，对多个基板一并(成批)进行热处理，该晶圆舟皿以能够绕预定的旋转轴旋转的方式设置于处理容器内，该晶圆舟皿在上下方向具有预定间隔且大致水平地保持多个基板。

作为晶圆舟皿，公知有如下构造：在例如上下相对配置的顶板与底板之间设置有多根支柱，在各支柱的内侧面以大致等间隔形成有多个槽部，晶圆的周缘部插入并支承于槽部(参照例如专利文献1)。另外，公知有如下构造：在例如上下相对配置的顶板与底板之间设置有多根支柱，在多根支柱设置有具备平坦的支承面的环构件，利用环构件的支承面支承晶圆(参照例如专利文献2)。

不过，在这样的晶圆舟皿中，在与插入晶圆的一侧相反的一侧配置有支柱，在插入晶圆的一侧没有配置支柱。其原因在于，在插入晶圆之际晶圆与支柱不发生干涉。因此，包括绕旋转轴旋转的晶圆舟皿在内的旋转体的重心位置就自旋转轴的中心向配置有支柱的一侧偏移。若旋转体的重心位置偏移，则晶圆舟皿以倾斜的状态旋转，因此，处理容器的内表面与晶圆舟皿易于接触。因此，为了避免处理容器的内表面与晶圆舟皿接触，在处理容器的内表面与晶圆舟皿之间设置有充分的间隙，以使两者不会接触。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-222653号公报

专利文献2：日本特开2010-062446号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，若处理容器的内表面与晶圆舟皿之间的间隙变大，则处理气体向晶圆的中心区域的供给量降低，基板处理的面内均匀性降低。

因此，在本发明的一形态中，目的在于提供一种能够使基板处理的面内均匀性提高的基板处理装置。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的，本发明的一形态的基板处理装置具有：处理容器；旋转轴，其设为能够贯穿于所述处理容器的开口部，且在上下方向延伸；支承部，其设置于所述旋转轴的上端；基板保持器具，其载置于所述支承部上，该基板保持器具在上下方向具有预定间隔且大致水平地保持多个基板；以及重心位置调整构件，其配置于所述支承部的预定区域，该重心位置调整构件对绕所述旋转轴旋转的、包括所述支承部和所述基板保持器具在内的旋转体的重心位置进行调整。

发明的效果

根据公开的基板处理装置，能够使基板处理的面内均匀性提高。

附图说明

图1是本发明的实施方式的基板处理装置的概略纵剖视图。

图2是表示图1的基板处理装置的旋转体的结构的概略立体图。

图3是图2的旋转体的保温筒附近的放大立体图。

图4是图2的旋转体的保温筒附近的放大剖视图。

图5是表示晶圆舟皿所保持的晶圆的张数与配重的位置之间的关系的表格。

图6是用于说明自旋转体的轴中心的偏心量的图。

图7是表示晶圆位置与在晶圆形成的氮化硅膜的面内均匀性之间的关系的图。

图8是用于说明晶圆舟皿所保持的晶圆的位置的图。

附图标记说明

1、基板处理装置；1a、控制部；4、处理容器；8、内筒；26、保温筒；28、晶圆舟皿；60、喷射器；90、配重；w、晶圆。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的形态进行说明。此外，在本说明书和附图中，对实质上相同的结构，通过标注相同的附图标记，省略重复的说明。

(基板处理装置)

对本发明的实施方式的基板处理装置进行说明。图1是本发明的实施方式的基板处理装置的概略纵剖视图。

如图1所示，基板处理装置1具有长度方向是铅垂方向的大致圆筒形的处理容器4。处理容器4具有双层管构造，该双层管构造具备：具有顶部的外筒6；以及内筒8，其同心地配置于外筒6的内侧，并具有顶部。内筒8的下端部具有朝外突出的凸缘，利用焊接等固定于外筒6的内壁。外筒6的下端部具有朝外突出的凸缘，外筒6的凸缘下表面被由不锈钢等形成的圆环状的底凸缘10支承。底凸缘10被螺栓等固定部件固定于底板。

在底凸缘10的下端部的开口部夹着o形密封圈等密封构件16以能够气密地密封的方式安装有由例如不锈钢等形成的大致圆板状的盖部14。另外，在盖部14的大致中心部利用例如磁性流体密封件18以气密状态贯穿有能够旋转且在上下方向延伸的旋转轴20。旋转轴20的下端与旋转机构22连接，在旋转轴20的上端固定有由例如不锈钢形成的台24。

在台24上设置有例如石英制的保温筒26。另外，在保温筒26上载置有例如石英制的晶圆舟皿28。晶圆舟皿28在处理容器4内在上下方向具有预定间隔且大致水平地保持多个晶圆w。例如50张～150张晶圆w等基板以预定间隔、例如10mm左右的间隔呈搁板状收容于晶圆舟皿28。台24、保温筒26和晶圆舟皿28构成绕旋转轴20旋转的旋转体。

图2是表示图1的基板处理装置的旋转体的结构的概略立体图。在图2中，出于方便说明，示出了沿着纵向剖切旋转体的状态。图3是图2的旋转体的保温筒附近的放大立体图。图4是图2的旋转体的保温筒附近的放大剖视图。

如图2所示，旋转体具有台24、保温筒26、以及晶圆舟皿28。晶圆舟皿28是所谓的梯状舟皿：在上下相对配置的顶板281与底板282之间设置有多根支柱283，在各支柱283的内侧面形成有多个槽部284。晶圆w的周缘部插入并支承于晶圆舟皿28的槽部284。此外，在图2中，省略晶圆w的图示。晶圆w从水平方向插入晶圆舟皿28，因此，在晶圆舟皿28的插入晶圆w的一侧(图2的-y方向)没有配置支柱283。

如图3和图4所示，保温筒26具有：在上下方向相对配置的大致圆板状的顶板261和大致圆板状的底板262；以及设置于顶板261与底板262之间的多根、例如4根支柱263(在图3和图4中仅表示两根。)。并且，在作为支柱263的中途的顶板261与底板262之间，在上下方向具有预定间隔大致水平设置有多个大致圆板状的石英制的散热片264。保温筒26对来自随后论述的加热器装置48的热进行蓄热而进行保温，以使晶圆舟皿28的下端部的区域的温度不过度降低。在图2～图4中，使保温筒26和晶圆舟皿28分体地形成，但两者也可以由石英一体成形。另外，保温筒26并不限定于图示的形态，也可以由例如石英成形为圆筒体形状。

在顶板261和散热片264，在俯视中彼此重叠的位置分别形成有缺口部261a和缺口部264a。在图示的例子中，缺口部261a和缺口部264a形成为圆弧状。即、形成有缺口部261a和缺口部264a的位置处的顶板261和散热片264的半径ra比没有形成缺口部261a和缺口部264a的位置处的顶板261和散热片264的半径r小。

在与缺口部261a和缺口部264a相对应的位置设置有从上表面观察时的形状是沿着顶板261和散热片264的周缘的圆弧状的配重90。即、配重90配置于保温筒26的周向上的一部分的区域。配重90设置于底板262上，与底板262一体地旋转。配重90具有与例如保温筒26大致相同的高度。配重90由石英等耐热性材料形成。

配重90能够在底板262上沿着散热片264的径向(图3和图4的箭头a所示的方向)移动。通过使配重90沿着散热片264的径向移动，能够使绕旋转轴20旋转的旋转体的重心位置移动。例如，通过使配重90向散热片264的径向的外方(图3和图4的-y方向)移动，能够使旋转体的重心位置向散热片264的径向的外方移动。另外，例如，通过使配重90向散热片264的中心方向(图3和图4的+y方向)移动，能够使旋转体的重心位置向散热片264的中心方向移动。配重90的动作由随后论述的控制部1a控制。

再次参照图1，盖部14、台24、保温筒26、晶圆舟皿28和配重90利用作为例如舟皿升降机的升降机构30一体地相对于处理容器4内加载、卸载。

在底凸缘10的侧面设置有用于向处理容器4内导入处理气体的、气体导入管82。气体导入管82利用接头83等固定部件与气体导入口75连接。在外筒6的凸缘的与气体导入口75相对应的位置形成有贯通孔。喷射器60的水平部分从处理容器4内插入贯通孔，并且气体导入管82和喷射器60被接头83连接固定。

喷射器60经由气体导入管82将供给到气体导入口75的处理气体向晶圆w供给。喷射器60既可以由例如石英形成，也可以由sic等陶瓷形成。另外，喷射器60除了石英、陶瓷之外、也能够使用难以污染处理容器4的内部的各种的材料来形成。

喷射器60的上端部被密封，在喷射器60的侧面设置有以与收容于处理容器4内的多个晶圆w的被处理面平行的方式向该被处理面供给处理气体的多个气体供给孔61。即、在铅垂方向具有预定间隔地设置有气体供给孔61，一边从气体供给孔61供给处理气体一边对晶圆w进行热处理，对晶圆w进行成膜。因而，气体供给孔61设置于接近晶圆w的一侧。

另外，在图1中，示出了设置有1个气体导入管82的情况，但并不限定于此，也可以根据所使用的气体种类的数量等设置多个气体导入管82。另外，从气体导入口75导入到处理容器4的气体从气体供给源80供给，被流量控制阀81进行流量控制。

另外，也可以在基板处理装置1设置利用由高频电力产生的等离子体使从气体供给孔61供给的处理气体活性化的活性化部件。

在外筒6的下部设置有气体出口36，排气系统38与气体出口36连结。排气系统38包括与气体出口36连接的排气通路40和与排气通路40的中途依次连接的压力调整阀42和真空泵44。能够利用排气系统38一边对处理容器4内的压力进行调整一边对气体进行排气。

在处理容器4的外周侧以包围处理容器4的方式设置有对晶圆w等基板进行加热的加热器装置48。

另外，在内筒8的隔着晶圆舟皿28与喷射器60相对的一侧的侧壁沿着铅垂方向形成有狭缝101，能够对内筒8内的气体进行排气。即、从喷射器60的气体供给孔61朝向晶圆w供给的处理气体经由狭缝101从内筒8向内筒8与外筒6之间的空间流动，从气体出口36向处理容器4外排气。

狭缝101以上端的位置比保持于晶圆舟皿28的晶圆w中的保持于最上层的晶圆w的位置靠上方的方式形成。另外，狭缝101以下端的位置比保持于晶圆舟皿28的晶圆w中的保持于最下层的晶圆w的位置靠下方的方式形成。

此外，在图1中，示出了狭缝101，但并不限定于此，也可以是沿着处理容器4的铅垂方向形成的多个开口部。

另外，如图1所示，在基板处理装置1设置有对基板处理装置1的各部的动作进行控制的、由例如计算机构成的控制部1a。控制部1a具备程序、存储器、由cpu构成的数据处理部等。在程序中编入有命令(各步骤)，以便从控制部1a向基板处理装置1的各部发送控制信号，执行各种处理。程序存储于例如软盘、光盘、硬盘、光磁盘和存储卡等介质1c，利用预定的读取装置向存储部1b读入，安装于控制部1a内。

另外，控制部1a对配重90的沿着晶圆w的径向的动作进行控制。控制部1a也可以基于保持于例如晶圆舟皿28的晶圆w的张数对配重90的动作进行控制。图5是表示保持于晶圆舟皿的晶圆的张数与配重的位置之间的关系的表格。控制部1a基于保持于晶圆舟皿28的晶圆w的张数、预先存储到存储部1b的保持于晶圆舟皿28的晶圆w的张数与配重90的位置之间的关系(参照图5)对配重90的动作进行控制。

另外，控制部1a也可以基于对旋转体的偏心量进行检测的检测部91所检测到偏心量对配重90的动作进行控制。检测部91只要可检测旋转体的偏心量即可，也可以是例如千分表。

(旋转体的偏心量)

接着，对旋转体的偏心量进行说明。图6是用于对自旋转体的轴中心的偏心量进行说明的图。在图6中，径向表示偏心量(mm)，周向表示角度(度)。另外，在图6中，曲线m表示在旋转体的轴中心施加了载荷的状态下使旋转体旋转了时的旋转体的偏心量，曲线n表示在从旋转体的轴中心偏移了10mm的位置施加了载荷的状态下使旋转体旋转了时的旋转体的偏心量。

如图6所示，在从旋转体的轴中心偏移了的位置施加了载荷的情况下，与在旋转体的轴中心施加了载荷的情况相比较，偏心量变大。如此，若旋转体的偏心量变大，则晶圆舟皿28以倾斜的状态旋转，因此，处理容器4(内筒8)的内表面与晶圆舟皿28易于接触。因此，为了避免处理容器4(内筒8)的内表面与晶圆舟皿28接触，在处理容器4(内筒8)的内表面与晶圆舟皿28之间设置有充分的间隙s，以使两者不会接触(参照图1)。

然而，若处理容器4(内筒8)的内表面与晶圆舟皿28之间隙s变大，则处理气体向晶圆w的中心区域的供给量降低，基板处理的面内均匀性降低。

如前所述，本发明的实施方式的基板处理装置具有对绕旋转轴20旋转的旋转体的重心位置进行调整的配重90。由此，能够使绕旋转轴20旋转的旋转体的重心位置向旋转轴20的中心移动。因此，旋转体几乎不会偏心地旋转，因此，能够缩小处理容器4(内筒8)的内表面与晶圆舟皿28之间的间隙s。其结果，能够使处理气体向晶圆w的中心区域的供给量增加，提高基板处理的面内均匀性。

另外，旋转体几乎不会偏心地旋转，因此，在晶圆舟皿28的高度方向上的任一位置，处理容器4(内筒8)的内表面与晶圆舟皿28之间的距离也大致恒定。其结果，面间均匀性提高。另外，能够缩短对晶圆w的水平方向的移载位置进行调整的移载机构的示教的时间，因此，能够削减装置调试时的工时。而且，施加于磁性流体密封件18的负荷变小，因此，能够延长磁性流体密封件18的寿命。

(实施例)

在实施例中，评价了通过使保持于晶圆舟皿28的晶圆w的水平方向的位置变化，对在晶圆w的表面形成的膜的膜厚的面内均匀性造成的影响。此外，在实施例中，利用使用了等离子体的原子层堆积(ald：atomiclayerdeposition)法在晶圆w的表面形成氮化硅膜，进行了膜厚的面内均匀性的测定。

在图7中表示使保持于晶圆舟皿28的晶圆w的水平方向的位置变化了时的、在晶圆w的表面形成的氮化硅膜的膜厚的面内均匀性的评价结果。在图7中示出按照晶圆舟皿28的上部(以下称为“top”。)、中央部(以下称为“ctr”。)和下部(以下称为“btm”。)各自的每个区域使保持于晶圆舟皿28的晶圆w的水平方向的位置变化了时的、在晶圆w的表面形成的氮化硅膜的膜厚的面内均匀性。

保持于晶圆舟皿28的晶圆w的水平方向的位置如以下这样。

·参照

top：rt＝0mm、fb＝0mm

ctr：rt＝0mm、fb＝0mm

btm：rt＝0mm、fb＝0mm

·示教1

top：rt＝-0.15mm、fb＝-1.0mm

ctr：rt＝-0.10mm、fb＝-1.0mm

btm：rt＝-0.15mm、fb＝-1.0mm

·示教2

top：rt＝-0.15mm、fb＝-1.0mm

ctr：rt＝-0.25mm、fb＝-1.0mm

btm：rt＝-0.10mm、fb＝-1.0mm

此外，如图8所示，“rt”是将晶圆w插入晶圆舟皿28的移载机构从参照位置向顺时针旋转的方向移动的距离，顺时针的方向是正的方向，逆时针的方向是负的方向。另外，如图8所示，“fb”是移载机构从参照位置向插入晶圆w的方向(图8中的+y方向)移动的距离，插入晶圆w的方向是正的方向，输出晶圆w的方向是负的方向。参照位置是进行示教前的晶圆w保持于移载机构的位置。

如图7所示，在示教1和示教2中，在top、ctr和btm中任一个位置，与参照相比较，都提高了在晶圆w形成的氮化硅膜的膜厚的面内均匀性。根据该结果可知：通过使保持于晶圆舟皿28的晶圆w的位置向晶圆舟皿28的插入晶圆w的一侧移动，能够使在晶圆w的表面形成的氮化硅膜的膜厚的面内均匀性提高。

另外，使保持于晶圆舟皿28的晶圆w的水平方向的位置变化能够认为使旋转体的重心位置虚拟地变化而对偏心量进行调整。若考虑该做法，则认为：通过对旋转体的偏心量进行调整，能够对在晶圆w的表面形成的氮化硅膜的膜厚的面内均匀性进行控制。尤其是，认为：通过缩小旋转体的偏心量，能够使在晶圆w的表面形成的氮化硅膜的膜厚的面内均匀性提高。

此外，在上述的实施方式中，台24和保温筒26是支承部的一个例子。晶圆舟皿28是基板保持器具的一个例子。喷射器60是气体供给部件的一个例子。配重90是重心位置调整构件的一个例子。

以上，对用于实施本发明的形态进行了说明，但上述内容并不限定发明的内容，可在本发明的范围内进行各种变形和改良。

在上述的实施方式中，列举了在上下相对配置的顶板与底板之间设置有多根支柱、在各支柱的内侧面形成有多个槽部、晶圆w的周缘部插入并支承于槽部的所谓的梯状舟皿为例进行了说明，但本发明并不限定于此。也能够将本发明适用于例如在上下相对配置的顶板与底板之间设置有多根支柱、在多根支柱设置有具备平坦的支承面的环构件、利用环构件的支承面支承晶圆w的所谓的环状舟皿。