JP2000026973A - Cvd装置 - Google Patents

Cvd装置

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JP2000026973A
JP2000026973A JP10197678A JP19767898A JP2000026973A JP 2000026973 A JP2000026973 A JP 2000026973A JP 10197678 A JP10197678 A JP 10197678A JP 19767898 A JP19767898 A JP 19767898A JP 2000026973 A JP2000026973 A JP 2000026973A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボートアンロード時、加熱されたウェーハか
らの輻射熱が、インレットフランジのアウタチューブシ
ール部近傍を加熱して、これに付着したNH4 Cl等の
副生成物が蒸発するのを抑え、チューブ内の汚染やパー
ティクルを低減する。 【解決手段】 SiC製遮熱チューブ6を石英製インナ
チューブ4の外側に設けて、ウェーハWからの輻射熱を
遮り、副生成物が付着しやすいインレットフランジ7の
アウタチューブシール部近傍7aに、ボートアンロード
時にボート10側から放出される輻射熱が及ばないよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はCVD装置に関し、
特にボートアンロード時に管内に生じるパーティクルを
低減したものに係る。
【0002】
【従来の技術】常圧CVD装置(LPCVD装置)の縦
形炉は、石英製インナチューブと石英製アウタチューブ
とを備えた二重管構造をしている。アウタチューブの下
端には、ガス導入口及びガス排出口を設けたインレット
フランジが気密に設けられる。ウェーハの成膜処理時、
アウタチューブは加熱されて温度は高くなるが、処理に
直接寄与しないインレットフランジは加熱されず温度は
低い状態にある。ウェーハ処理時に発生する副生成物を
含む排気ガスはインナチューブとアウタチューブとの間
を通ってインレットフランジに設けた排気口から排出さ
れるが、このとき温度の低いインレットフランジとアウ
タチューブとのシール部近傍に前記副生成物が付着しや
すい。
【0003】この副生成物は、例えばCVD膜としてS
3 4 膜を形成する場合にはNH4 Cl等で構成され
る。Si窒化膜形成用原料として、現在SiH2 Cl2
あるいはSiH4 が主として用いられており、成膜温度
は700℃程度である。SiH4 −NH3 がもっともシ
ンプルな系であるが、SiH2 Cl2 −NH3 の方が使
用頻度が高い。いずれの反応によっても、目的とするS
3 4 膜の他に、副生成物であるNH4 Clが生じ
る。大半のNH4 Clはインレットフランジに設けた排
出口から排気されるが、既述したように一部はインレッ
トフランジとアウタチューブとのシール部近傍に付着す
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した縦形炉はイン
レットフランジの内壁に取り付けたチューブ受けにイン
ナチューブがアウタチューブと同心に設けられるが、ア
ウタチューブの内側には一重構造のインナチューブが配
置されているだけである。このようにインナチューブが
一重構造であると、炉内処理後、石英製インナチューブ
から加熱されたボートを引き抜くボートアンロード時
に、ボートに載置した多数のウェーハからの輻射熱が、
石英製インナチューブを透過して(ここで幾分減じられ
るが)、温度の低いインレットフランジのアウタチュー
ブシール部近傍に到達し、これを加熱する。そのため、
アウタチューブシール部近傍に付着しているNH4 Cl
等の副生成物が蒸発し、チューブ内の汚染やパーティク
ルの原因になっている。
【0005】なお、最近、チューブ材料としてシリコン
カーバイド(SiC)が注目されている。これはSiC
が石英に比べて堆積膜の膜剥がれを起こしにくく、メン
テナンス周期を長くできるためである。そこで、石英製
アウタチューブ及びインレットフランジに代えてSiC
製インナチューブ及びインレットフランジを用いること
が考えられるが、現在のところSiCは石英に比べて非
常に高価であるため実用的でない。
【0006】また、SiCは熱線の透過率が石英よりも
低いので、石英製インナチューブに代えてSiC製イン
ナチューブにすれば、アウタチューブシール部近傍への
輻射熱の到達量が低減するため、上述したボートアンロ
ード時の汚染問題も解消するが、上述したように、石英
をSiCに置換することは経済的に困難であり、かとい
って石英製インナチューブを部分的にSiC製とするこ
とも技術的に不可能である。
【0007】本発明の課題は、ボートアンロード時、簡
単かつ安価な構造で汚染やパーティクルを低減すること
が可能なCVD装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、炉内からボー
トを引き抜いて処理後のウェーハを取り出すアンロード
時に、ウェーハから放出される輻射熱を遮り、外管の副
生成物の付着しやすいに箇所に熱線が当たらないように
したものである。
【0009】これを実施するために、本発明は、石英製
内管の外側に外管を同心に備えた炉を有し、ウェーハを
載せたボートを前記炉内にロードしてウェーハを処理す
るCVD装置において、ボートアンロード時、ボート側
から放出される輻射熱を遮って前記外管の副生成物の付
着しやすい箇所に当たる輻射熱量を低減する遮熱管を、
前記石英製内管の外側に同心に設けたものである。
【0010】管内でボートに搭載したウェーハを熱処理
するとき、処理に直接寄与しない外管の下方部は加熱さ
れていないため温度が低くなっており、ここに副生成物
が付着しやい。ウェーハ処理後、内管からボートを抜き
出すボートアンロード時に、ボートが外管の温度の低い
下方部にさしかかると、その下方部がボート側からの輻
射熱で加熱される。しかし、本発明では、輻射熱を遮る
遮熱管を石英製内管の外側に設けたので、ボートアンロ
ード時にボート側から放出される輻射熱が遮られ、外管
の副生成物が付着しやすい低温箇所に到達する輻射熱が
低減する。従って、石英製外管に付着している副生成物
の加熱が抑えられるため、副生成物の再蒸発が有効に防
止される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図1
を用いて説明する。図1はLPCVD装置が有する縦形
炉の概略構成図である。
【0012】縦形炉1は反応管5と反応管5を加熱する
ヒータ2とを備える。反応管5は、石英製インナチュー
ブ4の外側に石英製アウタチューブ3を備えて構成され
る。アウタチューブ3の下端にガス排気口9とガス導入
口8とを設けた石英製インレットフランジ7がOリング
13を介して気密に設けられる。インレットフランジ7
の内壁には耐食耐熱製のチューブ受け12が設けられ、
このチューブ受け12に前記インナチューブ4が前記ア
ウタチューブ3と同心に設けられる。
【0013】ここで石英製アウタチューブ3とインレッ
トフランジ7とで外管11が構成され、外管11の下方
部がインレットフランジ7となる。石英製インナチュー
ブ4は内管を構成する。
【0014】前記アウタチューブ3とインナチューブ4
よりなる反応管5内に、多数枚のウェーハWを載せた石
英製ボート10を挿入して密閉する。ウェーハWをアウ
タチューブ3の外側に設けられるヒータ2により加熱す
ると共に、インナチューブ4内にガス導入口8よりSi
窒化膜形成用のプロセスガスを供給してインナチューブ
4内を上昇させ、反応管5の頂部で向きを変え、アウタ
チューブ3とインナチューブ4との間を下降させて排気
口9より排気する。これによりウェーハWにSi3 4
膜が生成されるとともに、NH4 Cl等の副生成物がイ
ンレットフランジ7のアウタチューブシール部近傍7a
付着する。
【0015】ウェーハWからの輻射熱をNH4 Cl等の
副生成物が付着しているインレットフランジ7のアウタ
チューブシール部近傍7aにまで拡散させないために、
SiC製遮熱チューブ6を石英製インナチューブ4の下
方の外側に設置する。ここで、遮熱チューブ6の材料を
セラミックであるSiC製としたのは、耐熱性、熱伝導
性、耐食性をもち、強度に優れた物質でありながら、石
英よりも透過率が小さいからである。このSiC製遮熱
チューブ6は、副生成物の付着し易いインレットフラン
ジ7のアウタチューブシール部近傍7aのみが、ボート
アンロード時の輻射熱で加熱されないようにすればよい
ため短管でよく、インナチューブ4のように長い必要は
ない。また、遮熱チューブ6の取り付けは、インナチュ
ーブ4と同様に、インレットフランジ7の内壁に取り付
けたチューブ受け12にアウタチューブ3と同心に取り
付ける。このときSiC製遮熱チューブ6は、ボート1
0側からの輻射熱の拡散をできるだけ小さくするため
に、インナチューブ4寄りに取り付けることが好まし
い。これによりインナチューブは部分的に二重構造とな
る。
【0016】上記のような構成による作用を説明する。
ウェーハ上にSi3 4 膜を成膜処理するために、多数
のウェーハを搭載したボート10を反応管5内にロード
して、成膜処理する。成膜処理後、ボート10を反応管
5内からアンロードする。すなわち加熱されたボート1
0を石英製インナチューブ4から引き抜くが、その際、
ボート10に載置したウェーハWからの輻射熱(数百
度)が、石英製インナチューブ4を透過して、温度の低
いインレットフランジ7のアウタチューブシール部近傍
7aに拡散する。しかし、実施の形態では、インナチュ
ーブ4の外側に石英より熱線の透過率の小さいSiC製
遮熱チューブ6を配置したので、これにより石英製イン
ナチューブ4からの熱線が遮られ、そのため、アウタチ
ューブシール部近傍7aに到達する熱線の量は低減し、
アウタチューブシール部近傍7aは副生成物が蒸発する
までは加熱されなくなる。
【0017】したがって、アウタチューブシール部近傍
に付着しているNH4 Cl等の副生成物は再蒸発するこ
とがなく、蒸発に起因する炉内の汚染やパーティクルの
発生を抑制することができる。
【0018】また、SiC製遮熱チューブ6を設けるだ
けでよいので構造が簡単である。また、縦形炉1内にお
けるSiC製遮熱チューブ6は、石英製インナチューブ
4と同様にチューブ受け12に容易に取り付ることがで
きる。さらに、SiC製遮熱チューブは、石英製インナ
チューブの一部を覆うだけなので、高価な材料であって
も、安価に済ますことができ、実用化が容易である。
【0019】なお、実施の形態では、遮熱チューブをS
iC製としたが、耐熱性、熱伝導性、耐薬品性、強度に
優れ、石英よりも熱線の透過率が小さい物質であれば、
SiC以外でもよく、例えばpoly−Siでもよい。
【0020】また、SiC製遮熱チューブは、インレッ
トフランジのアウタチューブシール部近傍に輻射熱が当
たらないように、インナチューブの下方に配置したが、
石英製アウタチューブの副生成物が付着しやすい箇所で
あれば、いずれに配置してもよい。また、成膜処理以外
の処理、例えばアニール処理など、加熱を伴う処理の後
に行われるボートアンロード時にも本発明は有効であ
る。また、Si3 4 膜以外の副生成物が付着する場合
にも適用できる。
【0021】また、石英製インナチューブの当該部分
に、輻射熱を遮ることが可能な所定厚さのSiC膜を一
体に形成するようにしてもよい。また、SiC製遮熱チ
ューブを一重ではなく、二重、三重に配置してもよい。
また、本発明はLPCVD装置以外でもよく、例えば常
圧PCV装置などにも適用できる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、石英製内管の外側に遮
熱管を設置するという簡単な構造で、ボートアンロード
時、前記遮熱管によりボート側から輻射される熱線が遮
られ、熱線が外管の副生成物の付着しやすい箇所に及ば
ないようにしたので、副生成物の蒸発による管内汚染や
パーティクルの発生を有効に低減することができ、高品
質のウェーハ処理が可能になる。また、外管の副生成物
の付着しやすい箇所に熱線が及ばないように遮熱管を部
分的に設置すればよいので、遮熱管を高価な材料から構
成する場合であっても、材料費を節約できるので、比較
的安価に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態によるCVD装置の縦形炉の概略構
成図である。
【符号の説明】
3 石英製アウタチューブ 4 石英製インナチューブ(内管) 5 反応管 7 インレットフランジ 10 ボート 11 外管 W ウェーハ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】石英製内管の外側に外管を同心に備えた炉
    を有し、ウェーハを載せたボートを前記炉内にロードし
    てウェーハを処理するCVD装置において、 ボートアンロード時、ボート側から放出される輻射熱を
    遮って前記外管の副生成物の付着しやすい箇所に当たる
    輻射熱量を低減する遮熱管を、前記石英製内管の外側に
    同心に設けたことを特徴とするCVD装置。
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US8076615B2 (en) 2008-08-27 2011-12-13 Hitachi Kokusai Electric, Inc. Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device

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