DE112020001947T5 - Dampfabscheidungsverfahren und dampfabscheidungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Unter Verwendung des ersten Roboters (121) wird der in der Ladeschleusenkammer (13) bereitstehende Träger (C) in der Reaktionskammer (111) abgelegt, ohne den Wafer (WF) vor der Bearbeitung zu montieren, und es wird Reinigungsgas zugeführt, während die Reaktionskammer (111) auf einer vorgegebenen Reinigungstemperatur gehalten wird, und der in der Reaktionskammer (111) gereinigte Träger (C) wird unter Verwendung des ersten Roboters (121) in die Ladeschleusenkammer (13) überführt. Der Träger (C) und der Suszeptor (112) werden mit einer vorbestimmten Frequenz gereinigt. Danach wird der Träger (C) aus der Reaktionskammer (111) entfernt, und das Reaktionsgas wird der Reaktionskammer zugeführt, um einen Polysiliciumfilm (112P) auf der Oberfläche des Suszeptors (112) zu bilden.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dampfabscheidungsverfahren und eine Dampfabscheidungsvorrichtung, die zum Beispiel bei der Herstellung von Epitaxiewafern verwendet wird.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Um die Beschädigung der Rückfläche eines Siliciumwafers in Dampfabscheidungsvorrichtungen zur Herstellung von Epitaxiewafern so gering wie möglich zu halten, wurde beispielsweise vorgeschlagen, den Siliciumwafer in einem Zustand, in dem er auf einem ringförmigen Träger montiert ist, schrittweise von einer Ladeschleusenkammer zu einer Reaktionskammer zu transportieren (Patentliteratur 1).
  • Stand der Technik
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: U.S. Patentanmeldung Nr. 2017/0110352
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe
  • Bei der wiederholten Herstellung von Silicium-Epitaxie-Wafern und dergleichen mit dieser Art von Dampfabscheidungsvorrichtung werden Polysilicium und seine Zersetzungsprodukte allmählich nicht nur an der Innenwand der Reaktionskammer, sondern auch auf der Oberfläche des Trägers abgeschieden. Danach werden die Ablagerungen von der Innenwand der Reaktionskammer und der Oberfläche des Trägers zu Partikeln abgeschält, und die Partikel schweben durch die heiße Luft in der Reaktionskammer in der Reaktionskammer und der Transferkammer. Da einige der Partikel an der Oberfläche des Wafers haften, besteht das Problem, dass die Qualität, z. B. die elektrischen Eigenschaften des Produktwafers, beeinträchtigt wird.
  • Andererseits neigt der Suszeptor dazu, eine große Menge an Metallverunreinigungen zu enthalten, und ist wahrscheinlich eine Kontaminationsquelle. Daher ist es notwendig, die durch den Suszeptor verursachte Metallkontamination zu unterdrücken, indem die Oberfläche des Suszeptors mit einem Polysiliciumfilm beschichtet wird. Es wurde darauf hingewiesen, dass die Ursache für die Ablagerung auf der Rückseite des Wafers der Transport (Stofftransport) von dem Polysiliciumfilm des Suszeptors ist. Daher wurde der Wunsch geäußert, eine Dampfabscheidungsvorrichtung und ein Dampfabscheidungsverfahren zu entwickeln, die in der Lage sind, Defekte wie Kontamination durch Partikel, Ablagerungen auf der Rückseite des Wafers und Adhäsionskratzer (Kleben) am Wafer zu unterdrücken.
  • Eine Aufgabe, die durch die vorliegende Erfindung zu lösen ist, besteht darin, ein Dampfabscheidungsverfahren und eine Dampfabscheidungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, Kontamination durch Partikel, Ablagerungen auf der Rückseite eines Wafers und Adhäsionskratzer an einem Wafer zu unterdrücken.
  • Mittel zur Lösung der Aufgabe
  • Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Dampfabscheidungsverfahren, das eine Dampfabscheidungsvorrichtung verwendet, die mit einem ringförmigen Träger versehen ist, der eine Außenkante eines Wafers stützt, und die eine Vielzahl von Trägern verwendet, um eine Vielzahl von Vorbehandlungswafern zumindest zu einem Suszeptor in einer Reaktionskammer zu transportieren, in der ein CVD-Film auf dem Wafer gebildet wird, wobei das Verfahren umfasst:
    • mit einer vorbestimmten Frequenz,
    • Entfernen von Ablagerungen, die an dem Träger und dem Suszeptor haften; und danach
    • Bildung eines Polysiliciumfilms auf der Oberfläche des Suszeptors.
  • In der vorliegenden Erfindung verwendet die Dampfabscheidungsvorrichtung vorzugsweise eine Vielzahl von Trägern, um:
    • Transportieren der Vielzahl von Vorbehandlungswafern durch eine Fabrikschnittstelle, eine Ladeschleusenkammer und eine Wafertransferkammer in dieser Reihenfolge zur Reaktionskammer; und
    • Transportieren einer Vielzahl von Nachbehandlungswafern von der Reaktionskammer durch die Wafertransferkammer und die Ladeschleusenkammer zur Fabrikschnittstelle in dieser Reihenfolge,
    • wobei die Ladeschleusenkammer über eine erste Tür mit der Fabrikschnittstelle und über eine zweite Tür auch mit der Wafertransferkammer in Verbindung steht,
    • die Wafertransferkammer über einen Absperrschieber mit der Reaktionskammer in Verbindung steht,
    • die Wafertransferkammer mit einem ersten Roboter versehen ist, der den in die Ladeschleusenkammer transportierten Vorbehandlungswafer in die Reaktionskammer in einem Zustand ablegt, in dem der Vorbehandlungswafer auf dem Träger montiert ist, und auch den Nachbehandlungswafer, für den die Behandlung in der Reaktionskammer beendet ist, aus der Reaktionskammer in einem Zustand entnimmt, in dem der Nachbehandlungswafer auf dem Träger montiert ist, und den Wafer zu der Ladeschleusenkammer transportiert,
    • die Fabrikschnittstelle mit einem zweiten Roboter versehen ist, der den Vorbehandlungswafer aus einem Waferlagerbehälter entnimmt und den Wafer auf dem in der Ladeschleusenkammer bereitstehenden Träger montiert und auch den auf dem Träger montierten Nachbehandlungswafer, der in die Ladeschleusenkammer transportiert worden ist, in dem Waferlagerbehälter lagert, und
    • die Ladeschleusenkammer mit einer Halterung versehen ist, die den Träger trägt.
  • In der vorliegenden Erfindung wird in der Reaktionskammer nach dem Entfernen der auf dem Träger und dem Suszeptor haftenden Ablagerungen der Polysiliciumfilm auf der Oberfläche des Suszeptors gebildet.
  • Noch bevorzugter wird in der vorliegenden Erfindung, wenn der Polysiliciumfilm auf der Oberfläche des Suszeptors gebildet wird, nachdem die auf dem Träger und dem Suszeptor haftenden Ablagerungen entfernt wurden, der Träger, der in der Ladeschleusenkammer bereitsteht, zur Befestigung an dem Suszeptor in die Reaktionskammer unter Verwendung des ersten Roboters in einem Zustand abgesetzt, in dem der Vorbehandlungswafer nicht auf dem Träger montiert ist, wird Reinigungsgas in einem Zustand zugeführt, in dem die Reaktionskammer auf einer vorbestimmten Reinigungstemperatur gehalten wird, wird der Träger, der in der Reaktionskammer gereinigt wurde, unter Verwendung des ersten Roboters zur Ladeschleusenkammer transportiert, und danach wird der Polysiliciumfilm auf der Oberfläche des Suszeptors durch Zufuhr von Reaktionsgas in die Reaktionskammer gebildet.
  • Die vorliegende Erfindung ist eine Dampfabscheidungsvorrichtung, die mit einem ringförmigen Träger versehen ist, der eine Außenkante eines Wafers stützt, und die eine Vielzahl von Trägern verwendet, um eine Vielzahl von Vorbehandlungswafern zumindest zu einem Suszeptor in einer Reaktionskammer zu transportieren, in der ein CVD-Film auf dem Wafer gebildet wird, wobei ein Polysiliciumfilm auf einer Oberfläche des Suszeptors gebildet wird und der Polysiliciumfilm nicht auf einer Oberfläche des Trägers gebildet wird.
  • In der vorliegenden Erfindung verwendet die Dampfabscheidungsvorrichtung vorzugsweise eine Vielzahl von Trägern, um:
    • Transportieren der Vielzahl von Vorbehandlungswafern durch eine Fabrikschnittstelle, eine Ladeschleusenkammer und eine Wafertransferkammer in dieser Reihenfolge zur Reaktionskammer; und
    • Transportieren einer Vielzahl von Nachbehandlungswafern von der Reaktionskammer durch die Wafertransferkammer und die Ladeschleusenkammer zur Fabrikschnittstelle in dieser Reihenfolge,
    • wobei die Ladeschleusenkammer über eine erste Tür mit der Fabrikschnittstelle und über eine zweite Tür auch mit der Wafertransferkammer in Verbindung steht,
    • die Wafertransferkammer über einen Absperrschieber mit der Reaktionskammer in Verbindung steht,
    • die Wafertransferkammer mit einem ersten Roboter versehen ist, der den in die Ladeschleusenkammer transportierten Vorbehandlungswafer in die Reaktionskammer in einem Zustand ablegt, in dem der Vorbehandlungswafer auf dem Träger montiert ist, und auch den Nachbehandlungswafer, für den die Behandlung in der Reaktionskammer beendet ist, aus der Reaktionskammer in einem Zustand entnimmt, in dem der Nachbehandlungswafer auf dem Träger montiert ist, und den Wafer zu der Ladeschleusenkammer transportiert,
    • die Fabrikschnittstelle mit einem zweiten Roboter versehen ist, der den Vorbehandlungswafer aus einem Waferlagerbehälter entnimmt und den Wafer auf dem in der Ladeschleusenkammer bereitstehenden Träger montiert und auch den auf dem Träger montierten Nachbehandlungswafer, der in die Ladeschleusenkammer transportiert worden ist, in dem Waferlagerbehälter lagert, und
    • die Ladeschleusenkammer mit einer Halterung versehen ist, die den Träger trägt.
  • Vorzugsweise legt der erste Roboter bei der vorliegenden Erfindung den in der Ladeschleusenkammer bereitstehenden Träger in einem Zustand zur Befestigung an dem Suszeptor in der Reaktionskammer ab, in dem der Vorbehandlungswafer nicht auf dem Träger montiert ist, wird Reinigungsgas in einem Zustand zugeführt, in dem die Reaktionskammer auf einer vorbestimmten Reinigungstemperatur gehalten wird, und transportiert der erste Roboter den in der Reaktionskammer gereinigten Träger in die Ladeschleusenkammer, und danach wird der Polysiliciumfilm auf der Oberfläche des Suszeptors durch Zufuhr von Reaktionsgas in die Reaktionskammer gebildet.
  • Wirkung der Erfindung
  • Da der Polysiliciumfilm auf dem Suszeptor gebildet wird, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Kontamination des Wafers durch Partikel unterdrückt. Da der Polysiliciumfilm nicht auf dem Träger gebildet wird, ist es außerdem möglich, die Ablagerung auf der Rückseite des Wafers und die Adhäsionskratzer mit dem Wafer zu unterdrücken
  • Figurenliste
    • [1] ist ein Blockdiagramm, das eine Dampfabscheidungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • [2A] ist eine Draufsicht, die einen Träger gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • [2B] ist eine Querschnittsansicht des Trägers, einschließlich eines Wafers und eines Reaktionsofen-Suszeptors.
    • [2C] ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Trägers, einschließlich eines Wafers und eines Reaktionsofen-Suszeptors.
    • [3A] ist eine Draufsicht, die eine Halterung für eine Ladeschleusenkammer zeigt.
    • [3B] ist eine Querschnittsansicht der Halterung mit dem Wafer und dem Träger.
    • [4] ist eine Draufsicht und Querschnittsansichten, die ein Transferprotokoll für den Wafer und den Träger in die Ladeschleusenkammer zeigen.
    • [5] ist eine Draufsicht und Querschnittsansichten, die ein Transferprotokoll für den Wafer und den Träger innerhalb einer Reaktionskammer zeigen.
    • [6A] ist eine Draufsicht, die ein Beispiel für eine erste Klinge zeigt, die an der Spitze einer Hand eines ersten Roboters befestigt ist.
    • [6B] ist eine Querschnittsansicht der ersten Klinge mit einem Träger und einem Wafer.
    • [6] ist eine Draufsicht, die eine Kristallorientierung eines Silicium-Einkristallwafers mit einer (100)-Ebene als Hauptoberfläche zeigt.
    • [7] ist ein Diagramm (Nr. 1), das ein Handhabungsprotokoll für den Wafer und den Träger in der Dampfabscheidungsvorrichtung der Ausführungsform zeigt.
    • [8] ist ein Diagramm (Nr. 2), das das Handhabungsprotokoll für den Wafer und den Träger in der Dampfabscheidungsvorrichtung der Ausführungsform zeigt.
    • [9] ist ein Diagramm (Nr. 3), das das Handhabungsprotokoll für den Wafer und den Träger in der Dampfabscheidungsvorrichtung der Ausführungsform zeigt.
    • [10] ist ein Diagramm (Nr. 4), das das Handhabungsprotokoll für den Wafer und den Träger in der Dampfabscheidungsvorrichtung der Ausführungsform zeigt.
    • [11] ist ein Diagramm (Nr. 1), das ein Reinigungs- und Beschichtungsprotokoll für den Träger in der Dampfabscheidungsvorrichtung der Ausführungsform zeigt.
    • [12] ist ein Diagramm (Nr. 2), das ein Reinigungs- und Beschichtungsprotokoll für den Träger in der Dampfabscheidungsvorrichtung der Ausführungsform zeigt.
  • Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Dampfabscheidungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Hauptkörper der Dampfabscheidungsvorrichtung 1, der in der Mitte des Diagramms dargestellt ist, ist in einer Draufsicht dargestellt. Die Dampfabscheidungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform ist als CVD-Vorrichtung bekannt und verfügt über ein Paar Reaktionsöfen 11, 11; eine Wafertransferkammer 12, in der ein erster Roboter 121 installiert ist, der einen Wafer WF, beispielsweise einen Einkristall-Siliciumwafer, handhabt; ein Paar Ladeschleusenkammern 13; eine Fabrikschnittstelle 14, in der ein zweiter Roboter 141 installiert ist, der den Wafer WF handhabt; und einen Laderoboter, in dem ein Waferlagerbehälter 15 (Kassettengehäuse) installiert ist, in dem eine Vielzahl von Wafern WF gelagert wird.
  • Die Fabrikschnittstelle 14 ist ein Bereich, der so konfiguriert ist, dass er die gleiche Luftatmosphäre wie ein Reinraum aufweist, in dem der Waferlagerbehälter 15 montiert ist. Die Fabrikschnittstelle 14 ist mit dem zweiten Roboter 141 versehen, der einen Vorbehandlungswafer WF, der in dem Waferlagerbehälter 15 gelagert ist, entnimmt und den Wafer WF in der Ladeschleusenkammer 13 ablegt und auch einen Nachbehandlungswafer WF, der zu der Ladeschleusenkammer 13 transportiert wurde, in dem Waferlagerbehälter 15 lagert. Der zweite Roboter 141 wird durch eine zweite Robotersteuerung 142 gesteuert, und eine zweite Klinge 143, die an einem distalen Ende einer Roboterhand angebracht ist, bewegt sich entlang einer vorbestimmten Bahn, die im Voraus eingelernt wurde.
  • Eine erste Tür 131, die mit einer luftdichten Abdichtung geöffnet und geschlossen werden kann, ist zwischen der Ladeschleusenkammer 13 und der Fabrikschnittstelle 14 vorgesehen, während eine zweite Tür 132, die ebenfalls mit einer luftdichten Abdichtung geöffnet und geschlossen werden kann, zwischen der Ladeschleusenkammer 13 und der Wafertransferkammer 12 vorgesehen ist. Darüber hinaus dient die Ladeschleusenkammer 13 als Raum, in dem ein atmosphärischer Gasaustausch zwischen der Wafertransferkammer 12, die für eine Inertgasatmosphäre ausgelegt ist, und der Fabrikschnittstelle 14, die für eine Luftatmosphäre ausgelegt ist, stattfindet. Daher sind eine Absaugvorrichtung, die das Innere der Ladeschleusenkammer 13 auf Vakuum evakuiert, und eine Zufuhrvorrichtung, die der Ladeschleusenkammer 13 Inertgas zuführt, vorgesehen.
  • Wenn z.B. ein Vorbehandlungswafer WF aus dem Waferlagerbehälter 15 in die Wafertransferkammer 12 transportiert wird, wird in einem Zustand, in dem die erste Tür 131 auf der Seite der Fabrikschnittstelle 14 geschlossen ist, die zweite Tür 132 auf der Seite der Wafertransferkammer 12 geschlossen ist und die Ladeschleusenkammer 13 eine Inertgasatmosphäre aufweist, der Wafer WF aus dem Waferlagerbehälter 15 mit Hilfe des zweiten Roboters 141 entnommen, die erste Tür 131 auf der Seite der Fabrikschnittstelle 14 geöffnet und der Wafer WF in die Ladeschleusenkammer 13 transportiert. Nachdem die erste Tür 131 auf der Seite der Fabrikschnittstelle 14 geschlossen und die Ladeschleusenkammer 13 wieder in eine Inertgasatmosphäre versetzt wurde, wird die zweite Tür 132 auf der Seite der Wafertransferkammer 12 geöffnet und der Wafer WF mit Hilfe des ersten Roboters 121 in die Wafertransferkammer 12 transportiert.
  • Umgekehrt wird, wenn ein Nachbehandlungswafer WF von der Wafertransferkammer 12 zum Waferlagerbehälter 15 transportiert wird, in einem Zustand, in dem die erste Tür 131 auf der Seite der Fabrikschnittstelle 14 geschlossen ist, die zweite Tür 132 auf der Seite der Wafertransferkammer 12 geschlossen ist und die Ladeschleusenkammer 13 eine Inertgasatmosphäre aufweist, die zweite Tür 132 auf der Seite der Wafertransferkammer 12 geöffnet und der Wafer WF in der Wafertransferkammer 12 zur Ladeschleusenkammer 13 unter Verwendung des ersten Roboters 121 transportiert. Nachdem die zweite Tür 132 auf der Seite der Wafertransferkammer 12 geschlossen und in der Ladeschleusenkammer 13 wieder eine Inertgasatmosphäre hergestellt wurde, wird die erste Tür 131 auf der Seite der Fabrikschnittstelle 14 geöffnet und der Wafer WF mit Hilfe des zweiten Roboters 141 in den Waferlagerbehälter 15 transportiert.
  • Die Wafertransferkammer 12 ist durch eine abgedichtete Kammer konfiguriert, die auf einer Seite über die zweite Tür 132, die sich öffnen und schließen lässt und eine luftdichte Abdichtung aufweist, mit der Ladeschleusenkammer 13 verbunden ist, und auf der anderen Seite über einen Absperrschieber 114, der sich öffnen und schließen lässt und eine luftdichte Abdichtung aufweist, verbunden ist. Auf der Wafertransferkammer 12 ist der erste Roboter 121 installiert, der den Vorbehandlungswafer WF von der Ladeschleusenkammer 13 zur Reaktionskammer 111 transportiert und den Nachbehandlungswafer WF von der Reaktionskammer 111 zur Ladeschleusenkammer 13 transportiert. Der erste Roboter 121 wird von einer ersten Robotersteuerung 122 gesteuert, und eine erste Klinge 123, die an einem distalen Ende einer Roboterhand angebracht ist, bewegt sich entlang einer vorbestimmten Bahn, die im Voraus eingelernt wurde.
  • Eine integrierte Steuerung 16, die die Steuerung der gesamten Dampfabscheidungsvorrichtung 1 integriert, die erste Robotersteuerung 122 und die zweite Robotersteuerung 142 senden und empfangen untereinander Steuersignale. Wenn weiterhin ein Betriebsbefehlssignal von der integrierten Steuerung 16 an die erste Robotersteuerung 122 gesendet wird, steuert die erste Robotersteuerung 122 den Betrieb des ersten Roboters 121, und ein Betriebsergebnis des ersten Roboters 121 wird von der ersten Robotersteuerung 122 an die integrierte Steuerung 16 gesendet. Dementsprechend erkennt die integrierte Steuerung 16 einen Betriebsstatus des ersten Roboters 121. In ähnlicher Weise, wenn ein Betriebsbefehlssignal von der integrierten Steuerung 16 an die zweite Robotersteuerung 142 gesendet wird, steuert die zweite Robotersteuerung 142 den Betrieb des zweiten Roboters 141, und ein Betriebsergebnis des zweiten Roboters 141 wird von der zweiten Robotersteuerung 142 an die integrierte Steuerung 16 gesendet. Dementsprechend erkennt die integrierte Steuerung 16 einen Betriebsstatus des zweiten Roboters 141.
  • Der Wafertransferkammer 12 wird Inertgas von einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Inertgaszufuhrvorrichtung zugeführt, und das Gas in der Wafertransferkammer 12 wird mit einem Wäscher (Waschstaubabscheider, Abscheider) gereinigt, der mit einer Abluftöffnung verbunden ist, woraufhin das Gas aus dem System entlassen wird. Obwohl auf eine detaillierte Darstellung verzichtet wird, kann für diese Art von Wäscher beispielsweise ein herkömmlich bekannter Druckwasserwäscher verwendet werden.
  • Der Reaktionsofen 11 ist eine Vorrichtung zum Aufwachsen eines epitaktischen Films auf einer Oberfläche des Wafers WF unter Verwendung eines CVD-Verfahrens und umfasst eine Reaktionskammer 111; ein Suszeptor 112, auf dem der Wafer WF platziert und gedreht wird, ist innerhalb der Reaktionskammer 111 vorgesehen, und eine Gaszufuhrvorrichtung 113 ist ebenfalls vorgesehen, die Wasserstoffgas und Rohmaterialgas für das Wachsen eines CVD-Films (wenn der CVD-Film ein Silicium-Epitaxie-Film ist, kann das Rohmaterialgas zum Beispiel Siliciumtetrachlorid SiCl4 oder Trichlorsilan SiHCl3 sein) in die Reaktionskammer 111 zuführt. Darüber hinaus ist um den Umfang der Reaktionskammer 111 herum eine Wärmelampe vorgesehen, um die Temperatur des Wafers WF auf eine vorgegebene Temperatur zu erhöhen, auch wenn dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist. Darüber hinaus ist ein Absperrschieber 114 zwischen der Reaktionskammer 111 und der Wafertransferkammer 12 vorgesehen, und die Luftdichtheit mit der Wafertransferkammer 12 der Reaktionskammer 111 wird durch Schließen des Absperrschiebers 114 sichergestellt. Verschiedene Steuerungen, wie der Antrieb des Suszeptors 112 des Reaktionsofens 11, die Zufuhr und das Anhalten von Gas durch die Gaszufuhrvorrichtung 113, das Ein- und Ausschalten der Wärmelampe und das Öffnen und Schließen des Absperrschiebers 114, werden durch ein Befehlssignal von der integrierten Steuerung 16 gesteuert. Die in 1 gezeigte Dampfabscheidungsvorrichtung 1 stellt ein Beispiel mit einem Paar Reaktionsöfen 11, 11 dar, aber die Dampfabscheidungsvorrichtung 1 kann auch einen Reaktionsofen 11 oder drei oder mehr Reaktionsöfen haben.
  • Der Reaktionsofen 11 ist mit einem Wäscher (Waschnebelabscheider) ausgestattet, der eine ähnliche Konfiguration wie die Wafertransferkammer 12 aufweist. Mit anderen Worten, Wasserstoffgas oder Rohmaterialgas oder Dotiergas, das von der Gaszufuhrvorrichtung 113 zugeführt wird, wird durch den Wäscher gereinigt, der mit einer Abluftöffnung an der Reaktionskammer 111 verbunden ist, und wird dann aus dem System herausgelassen. Für diesen Wäscher kann z.B. auch ein herkömmlich bekannter Druckwasserwäscher verwendet werden.
  • In der Dampfabscheidungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Wafer WF zwischen der Ladeschleusenkammer 13 und der Reaktionskammer 111 mit Hilfe eines ringförmigen Trägers C transportiert, der den gesamten äußeren Umfangsrand des Wafers WF trägt. 2A ist eine Draufsicht auf den Träger C, 2B ist eine Querschnittsansicht des Trägers C mit dem Wafer WF und dem Suszeptor 112 des Reaktionsofens 11, 2C ist eine vergrößerte Querschnittsansicht von 2B, und 5 ist eine Draufsicht und Querschnittsansichten, die ein Transferprotokoll für den Wafer WF und den Träger C innerhalb der Reaktionskammer 111 darstellen.
  • Der Träger C gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist aus einem Material wie beispielsweise SiC konfiguriert; er ist in einer Ringform ausgebildet; und umfasst eine untere Fläche C11, die auf einer oberen Fläche des in 2B gezeigten Suszeptors 112 ruht, eine obere Fläche C12, die die gesamte äußere Umfangskante einer Rückfläche des Wafers WF berührt und stützt, eine äußere Umfangswandfläche C13 und eine innere Umfangswandfläche C14. Der Träger C der vorliegenden Ausführungsform weist keinen auf seiner Oberfläche gebildeten Polysiliciumfilm auf. Selbst wenn der Polysiliciumfilm auf der Oberfläche des Trägers C durch wiederholte Herstellung des Epitaxiewafers unter Verwendung des Silicium-Rohstoffgases gebildet wird, wird er durch die zwischen dem Produktionsprozess und dem nächsten Produktionsprozess durchgeführte Reinigungsbehandlung entfernt. Wenn der von dem Träger C getragene Wafer WF in die Reaktionskammer 111 transportiert wird, wird der Wafer WF außerdem in einem Zustand, in dem der Träger C auf der ersten Klinge 123 des ersten Roboters 121 ruht, wie in der Draufsicht von 5A dargestellt, zu einem oberen Abschnitt des Suszeptors 112 transportiert, wie in 5B dargestellt ist, wird der Träger C vorübergehend durch drei oder mehr Trägerhebestifte 115 angehoben, die am Suszeptor 112 vorgesehen sind, so dass er vertikal verschoben werden kann, wie in 5C dargestellt ist, und die erste Klinge 123 wird zurückgezogen, wie in 5D dargestellt ist, woraufhin der Suszeptor 112 angehoben wird, wie in 5E dargestellt ist, wodurch der Träger C auf der oberen Fläche des Suszeptors 112 platziert wird. Wie in 2C gezeigt, wird ein Polysiliciumfilm 112P auf der Oberfläche des Suszeptors 112 der vorliegenden Ausführungsform gebildet. Der Polysiliciumfilm 112P wird nach der Reinigungsbehandlung in-line gebildet. Einzelheiten werden später beschrieben.
  • Umgekehrt wird, wenn die Behandlung des Wafers WF in der Reaktionskammer 111 beendet ist und der Wafer WF in einem auf dem Träger C montierten Zustand entnommen wird, wird der Suszeptor 112 aus dem in 5E dargestellten Zustand abgesenkt und stützt den Träger C nur mit den Trägerhebestiften 115, wie in 5D dargestellt, die erste Klinge 123 wird zwischen den Träger C und den Suszeptor 112 vorgeschoben, wie in 5C dargestellt, und dann werden die drei Trägerhebestifte 115 abgesenkt, um den Träger C auf der ersten Klinge 123 abzustützen, wie in 5B dargestellt, und die Hand des ersten Roboters 121 wird betätigt. Auf diese Weise kann der Wafer WF, für den die Behandlung beendet ist, in einem auf dem Träger C montierten Zustand entnommen werden.
  • Außerdem wird in der Dampfabscheidungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Träger C zwischen den Prozessen, die von der Ladeschleusenkammer 13 zur Reaktionskammer 111 laufen, transportiert, und daher wird in der Ladeschleusenkammer 13 der Vorbehandlungswafer WF auf dem Träger C platziert und der Nachbehandlungswafer WF wird vom Träger C entfernt. Daher ist eine Halterung 17, die den Träger C auf zwei vertikalen Ebenen trägt, für die Ladeschleusenkammer 13 vorgesehen. 3A ist eine Draufsicht auf die Halterung 17, die in der Ladeschleusenkammer 13 vorgesehen ist, und 3B ist eine Querschnittsansicht der Halterung 17 einschließlich des Trägers C. Die Halterung 17 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine feste Halterbasis 171; eine erste Halterung 172 und eine zweite Halterung 173, die zwei Träger C auf zwei vertikalen Ebenen tragen und die an der Halterbasis 171 so vorgesehen sind, dass sie vertikal angehoben und abgesenkt werden können; und drei Waferhebestifte 174, die an der Halterbasis 171 so vorgesehen sind, dass sie vertikal angehoben und abgesenkt werden können.
  • Die erste Halterung 172 und die zweite Halterung 173 (in der Draufsicht von 3A ist die zweite Halterung 173 durch die erste Halterung 172 verdeckt und daher nur die erste Halterung 172 dargestellt) haben Vorsprünge zum Abstützen des Trägers C an vier Punkten, und ein Träger C wird auf die erste Halterung 172 und ein anderer Träger C auf die zweite Halterung 173 gelegt. Der Träger C, der auf der zweiten Halterung 173 ruht, wird in einen Spalt zwischen der ersten Halterung 172 und der zweiten Halterung 173 eingesetzt.
  • 4 ist eine Draufsicht und Querschnittsansichten eines Transferprotokolls für den Wafer WF und den Träger C in der Ladeschleusenkammer 13 und zeigt ein Protokoll, in dem ein Vorbehandlungswafer WF auf dem Träger C in einem Zustand ruht, in dem der Träger C von der ersten Halterung 172 getragen wird, wie in 4B dargestellt. Mit anderen Worten, der zweite Roboter 141, der an der Fabrikschnittstelle 14 vorgesehen ist, lädt einen Wafer WF, der im Waferlagerbehälter 15 gelagert ist, auf die zweite Klinge 143 und transportiert den Wafer WF durch die erste Tür 131 der Ladeschleusenkammer 13 zu einem oberen Abschnitt der Halterung 17, wie in 4B dargestellt. Als nächstes werden, wie in 4C dargestellt, die drei Waferhebestifte 174 relativ zur Halterbasis 171 angehoben und halten den Wafer WF vorübergehend fest, und die zweite Klinge 143 wird, wie in 4D dargestellt, zurückgezogen. Die drei Waferhebestifte 174 befinden sich in Positionen, die die zweite Klinge 143 nicht behindern, wie in der Draufsicht von 4A dargestellt. Anschließend werden, wie in den 4D und 4E dargestellt, die drei Waferhebestifte 174 abgesenkt und die erste Halterung 172 und die zweite Halterung 173 angehoben, wodurch der Wafer WF auf dem Träger C abgelegt wird.
  • Umgekehrt werden, wenn der Nachbehandlungswafer WF, der in einem auf dem Träger C ruhenden Zustand in die Ladeschleusenkammer 13 transportiert wird, in den Waferlagerbehälter 15 transportiert wird, wie in 4D dargestellt, die drei Waferhebestifte 174 angehoben und die erste Halterung 172 und die zweite Halterung 173 werden aus dem in 4E dargestellten Zustand abgesenkt, der Wafer WF wird nur von den Waferhebestiften 174 getragen und die zweite Klinge 143 wird zwischen dem Träger C und dem Wafer WF, wie in 4C dargestellt, vorgeschoben, wonach die drei Waferhebestifte 174 abgesenkt werden, um den Wafer WF auf die zweite Klinge 143 zu laden, wie in 4B dargestellt, und die Hand des zweiten Roboters 141 betätigt wird. Auf diese Weise kann der Wafer WF, für den die Behandlung beendet ist, aus dem Träger C in den Waferlagerbehälter 15 entnommen werden. In dem in 4E dargestellten Zustand wird der Wafer WF, für den die Behandlung beendet ist, in einem auf dem Träger C ruhenden Zustand zur ersten Halterung 172 transportiert, aber der Wafer WF kann mit einem ähnlichen Protokoll aus dem Träger C und in den Waferlagerbehälter 15 gebracht werden, wenn der Wafer WF auch zur zweiten Halterung 173 transportiert wird.
  • 6A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel für eine erste Klinge 123 zeigt, die an der Spitze einer Hand eines ersten Roboters 121 angebracht ist, 6B ist eine Querschnittsansicht der ersten Klinge 123 einschließlich eines Trägers C. Die erste Klinge 123 der vorliegenden Ausführungsform hat eine erste Aussparung 124 mit einem Durchmesser, der der äußeren Umfangswandfläche C13 des Trägers C auf einer Oberfläche eines streifenförmigen Hauptkörpers entspricht. Der Durchmesser der ersten Aussparung 124 ist so geformt, dass er etwas größer ist als der Durchmesser der äußeren Umfangswandfläche C13 des Trägers C. Wenn der erste Roboter 121 den Wafer WF montiert oder einen leeren Träger C transportiert, montiert der erste Roboter 121 den Träger C auf der ersten Aussparung 124.
  • Als nächstes wird ein Protokoll für die Handhabung des Trägers C und des Wafers WF vor der Erzeugung des Epitaxiefilms (im Folgenden einfach als „Vorbehandlung“ bezeichnet) und nach der Erzeugung des Epitaxiefilms (im Folgenden einfach als „Nachbehandlung“ bezeichnet) in der Dampfabscheidungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 7 bis 10 sind schematische Ansichten, die ein Handhabungsprotokoll für einen Wafer und einen Träger in der Dampfabscheidungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform veranschaulichen und dem Waferlagerbehälter 15 auf einer Seite der Vorrichtung, der Ladeschleusenkammer 13 und dem Reaktionsofen 11 in 1 entsprechen; eine Vielzahl von Wafern W1, W2, W3, ... (z.B. insgesamt 25 Wafer) werden im Waferlagerbehälter 15 gelagert und die Behandlung wird in dieser Reihenfolge eingeleitet.
  • Schritt S0 in 7 zeigt einen Stand-by-Zustand, von dem aus die Behandlung mit der Dampfabscheidungsvorrichtung 1 beginnen soll, wobei die Mehrzahl der Wafer W1, W2, W3, ... (z.B. insgesamt 25 Wafer) in dem Waferlagerbehälter 15 gelagert sind, ein leerer Träger C1 von der ersten Halterung 172 der Ladeschleusenkammer 13 getragen wird, ein leerer Träger C2 von der zweiten Halterung 173 getragen wird und eine Inertgasatmosphäre in der Ladeschleusenkammer 13 herrscht.
  • Im nächsten Schritt (Schritt S1) lädt der zweite Roboter 141 den Wafer W1, der im Waferlagerbehälter 15 gelagert ist, auf die zweite Klinge 143 und übergibt den Wafer W1 durch die erste Tür 131 der Ladeschleusenkammer 13 an den Träger C1, der von der ersten Halterung 172 getragen wird. Das Protokoll für diesen Transfer wurde unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
  • Im nächsten Schritt (Schritt S2) wird die erste Tür 131 der Ladeschleusenkammer 13 geschlossen und in einem Zustand, in dem auch die zweite Tür 132 geschlossen ist, findet im Inneren der Ladeschleusenkammer 13 wieder ein Gasaustausch zu der Inertgasatmosphäre statt. Dann wird die zweite Tür 132 geöffnet, der Träger C1 auf die erste Klinge 123 des ersten Roboters 121 geladen, der Absperrschieber 114 des Reaktionsofens 11 geöffnet und der Träger C1, auf dem der Wafer W1 montiert ist, durch den Absperrschieber 114 zum Suszeptor 112 transportiert. Das Protokoll für diesen Transfer wurde unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. In den Schritten S2 bis S4 wird der CVD-Filmbildungsprozess auf dem Wafer W1 im Reaktionsofen 11 durchgeführt.
  • Mit anderen Worten, der Träger C1, auf dem der Vorbehandlungswafer W1 montiert ist, wird zum Suszeptor 112 der Reaktionskammer 111 transportiert, und der Absperrschieber 114 wird geschlossen, und nach dem Abwarten einer vorbestimmten Zeitspanne liefert die Gaszufuhrvorrichtung 113 Wasserstoffgas in die Reaktionskammer 111, wodurch die Reaktionskammer 111 eine Wasserstoffgasatmosphäre erhält. Als Nächstes wird der Wafer W1 in der Reaktionskammer 111 durch die Wärmelampe auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt und eine Vorbehandlung, wie z. B. Ätzen oder Wärmebehandlung, wie benötigt, durchgeführt, woraufhin die Gaszufuhrvorrichtung 113 Rohmaterialgas und Dotiergas zuführt und dabei das Durchflussvolumen und/oder die Zufuhrzeit steuert. Dadurch entsteht ein CVD-Film auf der Oberfläche des Wafers W1. Nach der Bildung des CVD-Films versorgt die Gaszufuhrvorrichtung 113 die Reaktionskammer 111 erneut mit Wasserstoffgas, und die Reaktionskammer erfährt einen Gasaustausch zu einer Wasserstoffgasatmosphäre, woraufhin das Protokoll für eine bestimmte Zeitspanne ruht.
  • Während der Reaktionsofen 11 den Wafer W1 in den Schritten S2 bis S4 behandelt, entnimmt der zweite Roboter 141 den nächsten Wafer (W2) aus dem Waferlagerbehälter 15 und bereitet ihn für die nächste Behandlung vor. Zuvor, in Schritt S3 der vorliegenden Ausführungsform, wird die zweite Tür 132 der Ladeschleusenkammer 13 geschlossen, und in einem Zustand, in dem auch die erste Tür 131 geschlossen ist, findet im Inneren der Ladeschleusenkammer 13 ein Gasaustausch zu einer Inertgasatmosphäre statt. Dann wird die zweite Tür 132 geöffnet, der von der zweiten Halterung 173 getragene Träger C2 wird von dem ersten Roboter 121 in die erste Halterung 172 überführt, und die zweite Tür 132 wird geschlossen. Anschließend, in Schritt S4, lädt der zweite Roboter 141 den Wafer W2, der in dem Waferlagerbehälter 15 gelagert wurde, auf die zweite Klinge 143, die erste Tür 131 wird geöffnet und der Wafer W2 wird auf den Träger C2 übertragen, der von der ersten Halterung 172 der Ladeschleusenkammer 13 getragen wird.
  • Auf diese Weise wird in der vorliegenden Ausführungsform der Schritt S3 hinzugefügt, und der Vorbehandlungswafer WF, der im Waferlagerbehälter 15 gelagert wurde, wird auf der ersten Halterung 172 befestigt, die die oberste Halterungsebene der Halterung 17 der Ladeschleusenkammer 13 darstellt. Dies geschieht aus den folgenden Gründen. Wenn der leere Träger C2, auf dem der nächste Wafer W2 montiert werden soll, von der zweiten Halterung 173 getragen wird, besteht insbesondere, wie in Schritt S2 dargestellt, die Möglichkeit, dass der Träger C1, auf dem der Nachbehandlungswafer W1 montiert ist, auf die erste Halterung 172 übertragen wird, sobald der Wafer W2 auf dem Träger C2 montiert ist. Der Träger C der Dampfabscheidungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird zur Reaktionskammer 111 transportiert, und daher ist der Träger C ein Faktor bei der Partikelproduktion, und wenn der Träger C1 über dem Vorbehandlungswafer W2 gehalten wird, kann Staub auf den Vorbehandlungswafer W2 fallen. Daher wird der Schritt S3 hinzugefügt und der leere Träger C2 wird zur ersten Halterung 172 übertragen, so dass der Vorbehandlungswafer WF auf der obersten Halterungsebene (erste Halterung 172) der Halterung 17 der Ladeschleusenkammer 13 angebracht wird.
  • In Schritt S5 wird die erste Tür 131 der Ladeschleusenkammer 13 geschlossen, und in einem Zustand, in dem auch die zweite Tür 132 geschlossen ist, findet im Inneren der Ladeschleusenkammer 13 ein Gasaustausch zu einer Inertgasatmosphäre statt. Dann wird der Absperrschieber 114 des Reaktionsofens 11 geöffnet, die erste Klinge 123 des ersten Roboters 121 wird in die Reaktionskammer 111 eingeführt und mit dem Träger C1 beladen, auf dem der Nachbehandlungswafer W1 montiert ist, der Träger C1 wird aus der Reaktionskammer 111 herausgezogen und der Absperrschieber 114 wird geschlossen, woraufhin die zweite Tür 132 geöffnet und der Träger C1 in die zweite Halterung 173 der Ladeschleusenkammer 13 überführt wird. Anschließend wird der von der ersten Halterung 172 getragene Träger C2 auf die erste Klinge 123 des ersten Roboters 121 geladen, und, wie in Schritt S6 dargestellt, wird der Absperrschieber 114 geöffnet und der Träger C2, auf dem der Vorbehandlungswafer W2 montiert ist, durch die Wafertransferkammer 12 zum Suszeptor 112 des Reaktionsofens 11 transportiert.
  • In den Schritten S6 bis S9 wird der CVD-Filmbildungsprozess auf dem Wafer W2 im Reaktionsofen 11 durchgeführt. Mit anderen Worten, der Träger C2, auf dem der Vorbehandlungswafer W2 montiert ist, wird zum Suszeptor 112 der Reaktionskammer 111 transportiert, und der Absperrschieber 114 wird geschlossen, und nach dem Abwarten einer vorbestimmten Zeitspanne liefert die Gaszufuhrvorrichtung 113 Wasserstoffgas in die Reaktionskammer 111, wodurch die Reaktionskammer 111 eine Wasserstoffgasatmosphäre erhält. Als nächstes wird der Wafer W2 in der Reaktionskammer 111 durch die Wärmelampe auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt und eine Vorbehandlung, wie z. B. Ätzen oder Wärmebehandlung, wie benötigt, durchgeführt, woraufhin die Gaszufuhrvorrichtung 113 Rohmaterialgas zuführt und dabei das Durchflussvolumen und/oder die Zufuhrzeit steuert. Dadurch entsteht ein CVD-Film auf der Oberfläche des Wafers W2. Sobald der CVD-Film gebildet ist, versorgt die Gaszufuhrvorrichtung 113 die Reaktionskammer 111 erneut mit Wasserstoffgas, und die Reaktionskammer 111 erfährt einen Gasaustausch zu einer Wasserstoffgasatmosphäre, woraufhin das Protokoll für eine vorgegebene Zeitspanne ruht.
  • Auf diese Weise lagert der zweite Roboter 141, während der Reaktionsofen 11 den Wafer W2 in den Schritten S6 bis S9 behandelt, den Nachbehandlungswafer W1 im Waferlagerbehälter 15 und entnimmt außerdem den nächsten Wafer (W3) aus dem Waferlagerbehälter 15 und bereitet die nächste Behandlung vor. Mit anderen Worten: In Schritt S7 wird die zweite Tür 132 der Ladeschleusenkammer 13 geschlossen, und in einem Zustand, in dem die erste Tür 131 ebenfalls geschlossen ist, findet im Inneren der Ladeschleusenkammer 13 ein Gasaustausch zu einer Inertgasatmosphäre statt. Dann wird die erste Tür 131 geöffnet, der zweite Roboter 141 lädt den Nachbehandlungswafer W1 auf die zweite Klinge 143 vom Träger C1, der von der zweiten Halterung 173 getragen wird, und, wie in Schritt S8 dargestellt, wird der Nachbehandlungswafer W1 im Waferlagerbehälter 15 gelagert. Anschließend wird in Schritt S8, ähnlich wie in dem oben beschriebenen Schritt S3, die erste Tür 131 der Ladeschleusenkammer 13 geschlossen, und in einem Zustand, in dem auch die zweite Tür 132 geschlossen ist, findet im Inneren der Ladeschleusenkammer 13 ein Gasaustausch zu einer Inertgasatmosphäre statt. Dann wird die zweite Tür 132 geöffnet und der von der zweiten Halterung 173 getragene Träger C1 wird vom ersten Roboter 121 zu der ersten Halterung 172 überführt.
  • Anschließend wird in Schritt S9 die zweite Tür 132 der Ladeschleusenkammer 13 geschlossen, und in einem Zustand, in dem auch die erste Tür 131 geschlossen ist, findet im Inneren der Ladeschleusenkammer 13 ein Gasaustausch zu einer Inertgasatmosphäre statt. Dann lädt der zweite Roboter 141 den Wafer W3, der in dem Waferlagerbehälter 15 gelagert wurde, auf die zweite Klinge 143 und, wie in Schritt S9 dargestellt, wird die erste Tür 131 geöffnet und der Wafer W3 wird auf den Träger C1 übertragen, der von der ersten Halterung 172 der Ladeschleusenkammer 13 getragen wird.
  • In Schritt S10 wird, ähnlich wie in dem oben beschriebenen Schritt S5, die erste Tür 131 der Ladeschleusenkammer 13 geschlossen, und in einem Zustand, in dem auch die zweite Tür 132 geschlossen ist, findet im Inneren der Ladeschleusenkammer 13 ein Gasaustausch zu einer Inertgasatmosphäre statt. Dann wird der Absperrschieber 114 des Reaktionsofens 11 geöffnet, die erste Klinge 123 des ersten Roboters 121 wird in die Reaktionskammer 111 eingeführt und mit dem Träger C2 beladen, auf dem der Nachbehandlungswafer W2 montiert ist, und der Absperrschieber 114 wird geschlossen, woraufhin die zweite Tür 132 geöffnet und der Träger C2 aus der Reaktionskammer 111 zu der zweiten Halterung 173 der Ladeschleusenkammer 13 überführt wird. Anschließend wird der von der ersten Halterung 172 getragene Träger C1 auf die erste Klinge 123 des ersten Roboters 121 geladen, und, wie in Schritt S11 dargestellt, wird der Träger C1, auf dem der Vorbehandlungswafer W3 montiert ist, durch die Wafertransferkammer 12 zum Suszeptor 112 des Reaktionsofens 11 transportiert.
  • In Schritt S10 wird, ähnlich wie in dem oben beschriebenen Schritt S7, die zweite Tür 132 der Ladeschleusenkammer 13 geschlossen, und in einem Zustand, in dem die erste Tür 131 ebenfalls geschlossen ist, findet im Inneren der Ladeschleusenkammer 13 ein Gasaustausch zu einer Inertgasatmosphäre statt. Dann wird die erste Tür 131 geöffnet, der zweite Roboter 141 lädt den Nachbehandlungswafer W2 auf die zweite Klinge 143 von dem Träger C2, der auf der zweiten Halterung 173 abgestützt ist, und, wie in Schritt S11 dargestellt, wird der Nachbehandlungswafer W2 in dem Waferlagerbehälter 15 gelagert. Danach werden die obigen Schritte wiederholt, bis die Behandlung aller im Waferlagerbehälter 15 gelagerten Vorbehandlungswafer WF abgeschlossen ist.
  • Wie oben beschrieben, wird in der Dampfabscheidungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform während der Behandlung im Reaktionsofen 11 der nächste Vorbehandlungswafer WF aus dem Waferlagerbehälter 15 entnommen und vorbereitet, der Nachbehandlungswafer WF im Waferlagerbehälter 15 gelagert und dergleichen, und so wird der Zeitaufwand für den reinen Transport drastisch reduziert. In einem solchen Fall, wenn eine Anzahl von Stand-by-Trägern C in der Ladeschleusenkammer 13 auf zwei oder mehr eingestellt ist, wie mit der Halterung 17 in der vorliegenden Ausführungsform, kann ein Freiheitsgrad bei der Verkürzung der Zeit, die einfach beim Transport verbraucht wird, wesentlich erhöht werden. Wenn der der Ladeschleusenkammer 13 zugewiesene Raum berücksichtigt wird, reduziert die Ausrichtung der Vielzahl von Trägern C in mehreren vertikalen Ebenen außerdem den der Dampfabscheidungsvorrichtung 1 insgesamt zugewiesenen Raum im Vergleich zur Ausrichtung der Vielzahl von Trägern C von links nach rechts. Wenn jedoch die mehreren Träger C in mehreren vertikalen Ebenen ausgerichtet sind, kann der Träger C über einem Vorbehandlungswafer WF gehalten werden und Staub kann auf den Vorbehandlungswafer WF fallen. In der Dampfabscheidungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden jedoch die Schritte S3 und S8 hinzugefügt, und der leere Träger C2 wird zur ersten Halterung 172 übertragen, so dass der Vorbehandlungswafer WF auf der obersten Halterungsebene (erste Halterung 172) der Halterung 17 der Ladeschleusenkammer 13 angebracht wird, und daher wird der Vorbehandlungswafer WF auf dem Träger C der obersten Ebene angebracht, was zur Folge hat, dass Partikel, die vom Träger C stammen, daran gehindert werden können, am Wafer WF zu haften, und die LPD-Qualität verbessert werden kann.
  • Wenn die Herstellung einer Vielzahl von Polysilicium-Epitaxiewafern durch das obige Verfahren wiederholt wird, lagern sich Polysilicium aufgrund des Reaktionsgases und seine Zersetzungsprodukte allmählich nicht nur an der Innenwand der Reaktionskammer 111 und dem Suszeptor 112 ab, sondern auch an der Oberfläche des Trägers C, auf dem der Wafer WF montiert ist, und wird in der Reaktionskammer 111 abgelagert. Um diese Ablagerungen regelmäßig zu entfernen, werden die Reaktionskammer 111 und der Träger C mit einer vorbestimmten Frequenz gereinigt. Unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung von Ablagerungen auf der Rückseite des Wafers, die durch den Stofftransport verursacht werden, und der Unterdrückung von Adhäsionskratzern mit dem Wafer ist es wünschenswert, keinen Polysiliciumfilm auf der Oberfläche des Trägers C zu bilden. Andererseits ist es wünschenswert, einen Polysiliciumfilm 112P (siehe 2C) auf der Oberfläche des Suszeptors 112 zu bilden, um die Kontamination des Wafers durch Partikel zu unterdrücken. 11 und 12 sind Ansichten, die ein Reinigungs- und Beschichtungsverfahren des Trägers C in der Dampfabscheidungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform zeigen.
  • Schritt S20 von 11 zeigt einen Stand-by-Zustand, in dem das Dampfabscheidungsverfahren, wie z.B. die Bildung der Epitaxieschicht, abgeschlossen ist und der Reinigungsprozess gestartet wird. Es wird angenommen, dass die erste Halterung 172 der Ladeschleusenkammer 13 einen leeren Träger C1 trägt, die zweite Halterung 173 einen leeren Träger C2 trägt und die Ladeschleusenkammer 13 eine Inertgasatmosphäre aufweist.
  • Im nächsten Schritt S21 wird die zweite Tür 132 der Ladeschleusenkammer 13 geöffnet, der leere Träger C1 auf die erste Klinge 123 des ersten Roboters 121 gesetzt, der Absperrschieber 114 des Reaktionsofens 11 geöffnet und der Träger C1 durch den Absperrschieber 114 zum Suszeptor 112 transportiert. Das Verfahren für diesen Transfer ist wie in 4 beschrieben. In diesem Schritt S21 wird im Reaktionsofen 11 eine Reinigungsbehandlung an der Innenwand der Kammer des Trägers C1 und der Reaktionskammer 111, dem Suszeptor 112 und dergleichen durchgeführt. Der Reinigungsprozess wird in diesem Beispiel durch ein Ätzverfahren durchgeführt.
  • Das heißt, der leere Träger C1 wird an den Suszeptor 112 in der Reaktionskammer 111 überführt, der Absperrschieber 114 wird geschlossen, die Reaktionskammer 111 wird durch eine Heizlampe auf eine vorbestimmte Reinigungstemperatur (z.B. 1190°C) aufgeheizt, und Ätzgas, wie z.B. Chlorwasserstoff HCl, wird durch die Gaszufuhrvorrichtung 113 mit einer vorbestimmten Durchflussrate für eine vorbestimmte Zeit zugeführt. Dadurch werden das Polysilicium und seine Zersetzungsprodukte, die sich auf der Oberfläche des Trägers C1, der Innenwand der Kammer der Reaktionskammer 111 und der Oberfläche des Suszeptors 112 abgelagert haben, geätzt (ausgeschmolzen).
  • Nach Beendigung des Reinigungsprozesses durch Ätzen wird der Absperrschieber 114 des Reaktionsofens 11 geöffnet, die erste Klinge 123 des ersten Roboters 121 in die Reaktionskammer 111 eingeführt, der Träger C1 nach dem Reinigungsprozess auf die erste Klinge 123 gelegt und der Träger C1 aus der Reaktionskammer 111 entnommen. Nach dem Schließen des Schiebers 114 wird die zweite Tür 132 geöffnet und der Träger C1 an den ersten Halter 172 der Schleusenkammer 13 überführt (Schritt S22). Anschließend wird ein leerer Träger C2, der von der zweiten Halterung 173 getragen wird, auf die erste Klinge 123 des ersten Roboters 121 gesetzt, das Schieberventil 114 geöffnet und der Träger C2 über die Wafer-Transferkammer 12 zum Suszeptor 112 im Reaktionsofen 11 transferiert, wie in Schritt S23 von 12 gezeigt.
  • In diesem Schritt S23 wird in dem Reaktionsofen 11 eine Reinigungsbehandlung an dem Träger C2, der Innenwand der Kammer der Reaktionskammer 111, dem Suszeptor 112 und dergleichen durchgeführt. Das heißt, der leere Träger C2 wird in den Suszeptor 112 in der Reaktionskammer 111 überführt, das Schieberventil 114 wird geschlossen, die Reaktionskammer 111 wird durch eine Heizlampe auf eine vorbestimmte Reinigungstemperatur (z.B. 1190°C) erhitzt, und Ätzgas, wie z.B. Chlorwasserstoff HCl, wird durch die Gaszufuhrvorrichtung 113 mit einer vorbestimmten Durchflussrate für eine vorbestimmte Zeit zugeführt. Dadurch werden das Polysilizium und seine Zersetzungsprodukte, die sich auf der Oberfläche des Trägers C2, der Innenwand der Kammer der Reaktionskammer 111 und der Oberfläche des Suszeptors 112 abgelagert haben, geätzt (ausgeschmolzen).
  • Nach Beendigung des Reinigungsprozesses wird das Schieberventil 114 des Reaktionsofens 11 geöffnet, die erste Klinge 123 des ersten Roboters 121 in die Reaktionskammer 111 eingeführt, der Träger C2 nach dem Reinigungsprozess auf die erste Klinge 123 gelegt und der Träger C2 aus der Reaktionskammer 111 entnommen. Nach dem Schließen des Ventils 114 wird die zweite Tür 132 geöffnet und der Träger C2 an die zweite Halterung 173 der Ladeschleusenkammer 13 überführt (Schritt S24). Mit den obigen Schritten S20 bis S24 ist der Reinigungsprozess im Reaktionsofen 11 mit dem Trägerpaar C1 und C2 abgeschlossen. Infolgedessen kann ein Träger C erhalten werden, auf dessen Oberfläche sich kein Polysiliciumfilm gebildet hat.
  • Im nächsten Schritt S25 wird der Reaktionskammer 111 Wasserstoffgas zugeführt, wobei der Absperrschieber 114 durch die Gaszufuhrvorrichtung 113 geschlossen wird, um die Reaktionskammer 111 in eine Wasserstoffgasatmosphäre zu versetzen. Als nächstes wird die Reaktionskammer 111 durch eine Heizlampe auf eine vorbestimmte Temperatur (z.B. 1130°C) aufgeheizt, und das Rohmaterialgas wird durch die Gaszufuhrvorrichtung 113 zugeführt, wobei die Durchflussrate und/oder die Zufuhrzeit gesteuert wird. Infolgedessen wird der Polysiliciumfilm 112P auf der Oberfläche des Suszeptors 112 gebildet. Gleichzeitig bildet sich auch ein Polysiliciumfilm an der Innenwand der Reaktionskammer 111. Wenn sich der Polysiliciumfilm auf der Oberfläche des Suszeptors 112 gebildet hat, führt die Gaszufuhrvorrichtung 113 der Reaktionskammer 111 erneut Wasserstoffgas zu, um die Reaktionskammer 111 durch eine Wasserstoffgasatmosphäre zu ersetzen. Als Ergebnis erhält man den Suszeptor 112 mit dem auf der Oberfläche gebildeten Polysiliciumfilm 112P.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Dampfabscheidungsvorrichtung
    11
    Reaktionsofen
    111
    Reaktionskammer
    112
    Suszeptor
    112P
    Polysiliciumfilm
    113
    Gaszufuhrvorrichtung
    114
    Absperrschieber
    115
    Trägerhebestift
    12
    Wafertransferkammer
    121
    Erster Roboter
    122
    Erste Robotersteuerung
    123
    Erstes Klinge
    124
    Erste Aussparung
    13
    Ladeschleusenkammer
    131
    Erste Tür
    132
    Zweite Tür
    14
    Fabrikschnittstelle
    141
    Zweiter Roboter
    142
    Zweite Robotersteuerung
    143
    Zweite Klinge
    15
    Waferlagerbehälter
    16
    Integrierte Steuerung
    17
    Halterung
    171
    Halterbasis
    172
    Erste Halterung
    173
    Zweite Halterung
    174
    Waferhebestift
    C
    Träger
    C11
    Untere Fläche
    C12
    Obere Fläche
    C13
    Äußere Umfangsseitenwandfläche
    C14
    Innere Umfangsseitenwandfläche
    WF
    Wafer
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2017/0110352 [0003]

Claims (7)

  1. Dampfabscheidungsverfahren, das eine Dampfabscheidungsvorrichtung verwendet, die mit einem ringförmigen Träger versehen ist, der eine Außenkante eines Wafers stützt, und die eine Vielzahl der Träger verwendet, um eine Vielzahl von Vorbehandlungswafern zumindest zu einem Suszeptor in einer Reaktionskammer zu transportieren, in der ein CVD-Film auf dem Wafer gebildet wird, wobei das Verfahren umfasst: bei einer vorbestimmten Frequenz, Entfernen von Ablagerungen, die an dem Träger und dem Suszeptor haften; und danach Bilden eines Polysiliciumfilms auf der Oberfläche des Suszeptors.
  2. Dampfabscheidungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Dampfabscheidungsvorrichtung eine Vielzahl der Träger verwendet, um: Transportieren der Vielzahl von Vorbehandlungswafern durch eine Fabrikschnittstelle, eine Ladeschleusenkammer und eine Wafertransferkammer in dieser Reihenfolge zur Reaktionskammer; und Transportieren einer Vielzahl von Nachbehandlungswafern von der Reaktionskammer durch die Wafertransferkammer und die Ladeschleusenkammer zur Fabrikschnittstelle in dieser Reihenfolge, wobei die Ladeschleusenkammer über eine erste Tür mit der Fabrikschnittstelle und über eine zweite Tür auch mit der Wafertransferkammer in Verbindung steht, die Wafertransferkammer über einen Absperrschieber mit der Reaktionskammer in Verbindung steht, die Wafertransferkammer mit einem ersten Roboter versehen ist, der den in die Ladeschleusenkammer transportierten Vorbehandlungswafer in die Reaktionskammer in einem Zustand ablegt, in dem der Vorbehandlungswafer auf dem Träger montiert ist, und auch den Nachbehandlungswafer, für den die Behandlung in der Reaktionskammer beendet ist, aus der Reaktionskammer in einem Zustand entnimmt, in dem der Nachbehandlungswafer auf dem Träger montiert ist, und den Wafer zu der Ladeschleusenkammer transportiert, die Fabrikschnittstelle mit einem zweiten Roboter versehen ist, der den Vorbehandlungswafer aus einem Waferlagerbehälter entnimmt und den Wafer auf dem in der Ladeschleusenkammer bereitstehenden Träger montiert und auch den auf dem Träger montierten Nachbehandlungswafer, der in die Ladeschleusenkammer transportiert worden ist, in dem Waferlagerbehälter lagert, und die Ladeschleusenkammer mit einer Halterung versehen ist, die den Träger trägt.
  3. Dampfabscheidungsverfahren nach Anspruch 2, wobei in der Reaktionskammer nach dem Entfernen der an dem Träger und dem Suszeptor haftenden Ablagerungen der Polysiliciumfilm auf der Oberfläche des Suszeptors gebildet wird.
  4. Dampfabscheidungsverfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei, wenn der Polysiliciumfilm auf der Oberfläche des Suszeptors gebildet wird, nachdem die auf dem Träger und dem Suszeptor haftenden Ablagerungen entfernt wurden, der in der Ladeschleusenkammer bereitstehenden Träger unter Verwendung des ersten Roboters in einem Zustand zur Befestigung an dem Suszeptor in der Reaktionskammer abgelegt wird, in dem der Vorbehandlungswafer nicht auf dem Träger montiert ist, Reinigungsgas in einem Zustand zugeführt wird, in dem die Reaktionskammer auf einer vorbestimmten Reinigungstemperatur gehalten wird, der in der Reaktionskammer gereinigte Träger unter Verwendung des ersten Roboters in die Ladeschleusenkammer transportiert wird, und danach der Polysiliciumfilm auf der Oberfläche des Suszeptors durch Zufuhr von Reaktionsgas in die Reaktionskammer gebildet wird
  5. Dampfabscheidungsvorrichtung, die mit einem ringförmigen Träger versehen ist, der eine Außenkante eines Wafers stützt, und die eine Vielzahl von Trägern verwendet, um eine Vielzahl von Vorbehandlungswafern zumindest zu einem Suszeptor in einer Reaktionskammer zu transportieren, in der ein CVD-Film auf dem Wafer gebildet wird, wobei ein Polysiliciumfilm auf einer Oberfläche des Suszeptors gebildet wird und der Polysiliciumfilm nicht auf einer Oberfläche des Trägers gebildet wird.
  6. Dampfabscheidungsvorrichtung nach Anspruch 5, die eine Vielzahl der Träger verwendet, um: Transportieren der Vielzahl von Vorbehandlungswafern durch eine Fabrikschnittstelle, eine Ladeschleusenkammer und eine Wafertransferkammer in dieser Reihenfolge zur Reaktionskammer; und Transportieren einer Vielzahl von Nachbehandlungswafern von der Reaktionskammer durch die Wafertransferkammer und die Ladeschleusenkammer zur Fabrikschnittstelle in dieser Reihenfolge, wobei die Ladeschleusenkammer über eine erste Tür mit der Fabrikschnittstelle und über eine zweite Tür auch mit der Wafertransferkammer in Verbindung steht, die Wafertransferkammer über einen Absperrschieber mit der Reaktionskammer in Verbindung steht, die Wafertransferkammer mit einem ersten Roboter versehen ist, der den in die Ladeschleusenkammer transportierten Vorbehandlungswafer in die Reaktionskammer in einem Zustand ablegt, in dem der Vorbehandlungswafer auf dem Träger montiert ist, und auch den Nachbehandlungswafer, für den die Behandlung in der Reaktionskammer beendet ist, aus der Reaktionskammer in einem Zustand entnimmt, in dem der Nachbehandlungswafer auf dem Träger montiert ist, und den Wafer zu der Ladeschleusenkammer transportiert, die Fabrikschnittstelle mit einem zweiten Roboter versehen ist, der den Vorbehandlungswafer aus einem Waferlagerbehälter entnimmt und den Wafer auf dem in der Ladeschleusenkammer bereitstehenden Träger montiert und auch den auf dem Träger montierten Nachbehandlungswafer, der in die Ladeschleusenkammer transportiert worden ist, in dem Waferlagerbehälter lagert, und die Ladeschleusenkammer mit einer Halterung versehen ist, die den Träger trägt.
  7. Dampfabscheidungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der erste Roboter den in der Ladeschleusenkammer bereitstehenden Träger in einem Zustand zur Befestigung an dem Suszeptor in der Reaktionskammer ablegt, in dem der Vorbehandlungswafer nicht auf dem Träger montiert ist, Reinigungsgas in einem Zustand zugeführt wird, in dem die Reaktionskammer auf einer vorbestimmten Reinigungstemperatur gehalten wird, und der erste Roboter den in der Reaktionskammer gereinigten Träger in die Ladeschleusenkammer transportiert, und anschließend der Polysiliciumfilm auf der Oberfläche des Suszeptors durch Zufuhr von Reaktionsgas in die Reaktionskammer gebildet wird.
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