JP2000252273A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
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- JP2000252273A JP2000252273A JP11055694A JP5569499A JP2000252273A JP 2000252273 A JP2000252273 A JP 2000252273A JP 11055694 A JP11055694 A JP 11055694A JP 5569499 A JP5569499 A JP 5569499A JP 2000252273 A JP2000252273 A JP 2000252273A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】反応炉に連通する排気配管の加熱を行い、反応
生成物の付着堆積を防止すると共にパーティクルの発
生、有機化合物ガスの発生を抑止し、品質の向上、歩留
りの向上を図り、更に保守時の煩雑な作業を解消して保
守性の向上を図る。 【解決手段】反応炉に連通される排気装置の排気配管９
が内管２０、外管２１から成る２重管であり、内管と外
管との間に形成される空間２２に前記内管を加熱する加
熱手段２３を設け、前記空間が加熱手段からの熱が外部
に放散されるのを遮断し、熱効率を向上させると共に断
熱材を不要とし、断熱材からのガスの発生、パーティク
ルの発生を抑止する。
生成物の付着堆積を防止すると共にパーティクルの発
生、有機化合物ガスの発生を抑止し、品質の向上、歩留
りの向上を図り、更に保守時の煩雑な作業を解消して保
守性の向上を図る。 【解決手段】反応炉に連通される排気装置の排気配管９
が内管２０、外管２１から成る２重管であり、内管と外
管との間に形成される空間２２に前記内管を加熱する加
熱手段２３を設け、前記空間が加熱手段からの熱が外部
に放散されるのを遮断し、熱効率を向上させると共に断
熱材を不要とし、断熱材からのガスの発生、パーティク
ルの発生を抑止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイスを製
造するＣＶＤ装置等、半導体製造装置に関するものであ
り、特に反応炉に連通する排気装置の改良に関するもの
である。
造するＣＶＤ装置等、半導体製造装置に関するものであ
り、特に反応炉に連通する排気装置の改良に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図３により縦型反応炉を有する半導体製
造装置について説明する。
造装置について説明する。
【０００３】有天筒状の反応管１の周囲にはヒータ２が
設けられ、前記反応管１の内部には内管３が前記反応管
１と同心に設けられ、前記内管３の内部にはウェーハ４
を水平姿勢で多段に収納するボート５が装入される様に
なっている。該ボート５の装入時には、前記反応管１内
は気密となり、前記内管３の下端位置には連通するガス
供給系６が設けられ、該ガス供給系６からは反応ガス、
不活性ガスが導入される。
設けられ、前記反応管１の内部には内管３が前記反応管
１と同心に設けられ、前記内管３の内部にはウェーハ４
を水平姿勢で多段に収納するボート５が装入される様に
なっている。該ボート５の装入時には、前記反応管１内
は気密となり、前記内管３の下端位置には連通するガス
供給系６が設けられ、該ガス供給系６からは反応ガス、
不活性ガスが導入される。
【０００４】前記反応管１と内管３とが成す空間の下端
部に連通する様排気装置７が設けられている。該排気装
置７は排気配管９及び該排気配管９に上流側より順次設
けられたバルブ１０、排気トラップ１１、排気ポンプ１
２により主に構成されている。
部に連通する様排気装置７が設けられている。該排気装
置７は排気配管９及び該排気配管９に上流側より順次設
けられたバルブ１０、排気トラップ１１、排気ポンプ１
２により主に構成されている。
【０００５】前記ボート５に収納された状態で前記反応
管１内にウェーハ４が装入されると前記バルブ１０が開
かれ、前記排気ポンプ１２が駆動されて真空引きされ、
前記ウェーハ４は前記ヒータ２により所定温度に加熱さ
れる。この状態で、前記ガス供給系６より反応ガスを含
むガスを導入すると、前記ウェーハ４の表面にＣＶＤ膜
が生成される。
管１内にウェーハ４が装入されると前記バルブ１０が開
かれ、前記排気ポンプ１２が駆動されて真空引きされ、
前記ウェーハ４は前記ヒータ２により所定温度に加熱さ
れる。この状態で、前記ガス供給系６より反応ガスを含
むガスを導入すると、前記ウェーハ４の表面にＣＶＤ膜
が生成される。
【０００６】前記内管３内を通過し、前記反応管１の下
端部より排気されるガス中には反応ガスの未反応成分、
反応により生成されるガス（反応生成物）が多量に含ま
れている。該反応生成物の中には、前記排気配管９、バ
ルブ１０、排気ポンプ１２の流路内壁面に固形物となっ
て付着堆積するものがある。該付着堆積物は排気のコン
ダクタンスを低下させたり、前記排気ポンプ１２に混入
した場合にはポンプの故障を引起こす。又、堆積物が剥
離し粉体として浮遊した場合には、粉体の反応管への逆
流により、ウェーハ表面へのパーティクル付着の問題を
引起こし、デバイスの歩留まりを低下させることもあ
る。
端部より排気されるガス中には反応ガスの未反応成分、
反応により生成されるガス（反応生成物）が多量に含ま
れている。該反応生成物の中には、前記排気配管９、バ
ルブ１０、排気ポンプ１２の流路内壁面に固形物となっ
て付着堆積するものがある。該付着堆積物は排気のコン
ダクタンスを低下させたり、前記排気ポンプ１２に混入
した場合にはポンプの故障を引起こす。又、堆積物が剥
離し粉体として浮遊した場合には、粉体の反応管への逆
流により、ウェーハ表面へのパーティクル付着の問題を
引起こし、デバイスの歩留まりを低下させることもあ
る。
【０００７】前記排気トラップ１１は積極的に前記反応
生成物を付着させ、該排気トラップ１１下流での前記反
応生成物の付着を極力減少させるものである。
生成物を付着させ、該排気トラップ１１下流での前記反
応生成物の付着を極力減少させるものである。
【０００８】然し乍ら、前記排気トラップ１１より上流
側の前記排気配管９や前記バルブ１０には依然として前
記反応生成物の付着が起こる為、定期的な部品の洗浄等
頻繁なメンテナンスを行う必要があり、装置の稼働率低
下や煩雑な作業等の問題が生じる。図４は前記排気配管
９の内面に反応生成物８が付着している様子を表してい
る。
側の前記排気配管９や前記バルブ１０には依然として前
記反応生成物の付着が起こる為、定期的な部品の洗浄等
頻繁なメンテナンスを行う必要があり、装置の稼働率低
下や煩雑な作業等の問題が生じる。図４は前記排気配管
９の内面に反応生成物８が付着している様子を表してい
る。
【０００９】該反応生成物８の代表的なものとしては、
例えばＳｉＨ2 Ｃｌ2 とＮＨ3 の反応によりＳｉ3 Ｎ4
膜を成膜する際に生じる、ＮＨ4 Ｃｌ（塩化アンモニウ
ム）がある。ＮＨ4 Ｃｌは常温で白色の固体であるが、
温度の上昇と共に昇華する性質がある。通常の減圧ＣＶ
Ｄの成膜条件の圧力下では、排気配管部を１００℃〜１
５０℃程度に加熱すればＮＨ4 Ｃｌの付着は殆ど起こら
ないことが経験的に知られている。従って、従来より前
記排気配管９や前記バルブ１０を１００℃〜１５０℃に
加熱しＮＨ4 Ｃｌの付着を防止することが行われてい
る。
例えばＳｉＨ2 Ｃｌ2 とＮＨ3 の反応によりＳｉ3 Ｎ4
膜を成膜する際に生じる、ＮＨ4 Ｃｌ（塩化アンモニウ
ム）がある。ＮＨ4 Ｃｌは常温で白色の固体であるが、
温度の上昇と共に昇華する性質がある。通常の減圧ＣＶ
Ｄの成膜条件の圧力下では、排気配管部を１００℃〜１
５０℃程度に加熱すればＮＨ4 Ｃｌの付着は殆ど起こら
ないことが経験的に知られている。従って、従来より前
記排気配管９や前記バルブ１０を１００℃〜１５０℃に
加熱しＮＨ4 Ｃｌの付着を防止することが行われてい
る。
【００１０】図５に於いて、前記排気配管９の加熱を行
った従来の前記排気装置７について説明する。
った従来の前記排気装置７について説明する。
【００１１】前記排気配管９の外周には配管加熱ヒータ
１５が巻き付けられており、前記排気配管９を加熱して
いる。前記配管加熱ヒータ１５の外周は断熱材１６で覆
われており、外部への熱の放射を避け、又加熱部を被覆
することで安全性を高めている。尚、前記排気配管９に
接近して温度を検出する為の熱電対１７が設けられてい
る。該熱電対１７の温度検出結果に基づき前記配管加熱
ヒータ１５への供給電力を制御することで前記排気配管
９の温度を一定の設定値となる様に保っている。
１５が巻き付けられており、前記排気配管９を加熱して
いる。前記配管加熱ヒータ１５の外周は断熱材１６で覆
われており、外部への熱の放射を避け、又加熱部を被覆
することで安全性を高めている。尚、前記排気配管９に
接近して温度を検出する為の熱電対１７が設けられてい
る。該熱電対１７の温度検出結果に基づき前記配管加熱
ヒータ１５への供給電力を制御することで前記排気配管
９の温度を一定の設定値となる様に保っている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記した様に前記排気
配管９を加熱することで、該排気配管９への反応生成物
８の付着は殆ど起こらず、メンテナンス作業の軽減に極
めて有効である。然し乍ら、通常、断熱材１６は耐熱性
繊維（グラスウール等）を固めたものや編込んだものが
用いられている。これらの断熱材等からは、繊維質の飛
散によるパーティクルやバインダ物質等からの有機化合
物のガスが発生する。これらのパーティクルやガスは、
クリーンルーム内に拡散し、ウェーハ表面に付着して半
導体デバイス製造の歩留まりを低下させるという問題が
あった。又、排気配管９のメンテナンスを行う場合に
は、前記配管加熱ヒータ１５や熱電対１７、断熱材１６
を取外してから行う必要があり、排気配管９を組立てる
際には、これらの加熱の為の部品を再度組立てるという
煩雑な作業を行う必要があった。
配管９を加熱することで、該排気配管９への反応生成物
８の付着は殆ど起こらず、メンテナンス作業の軽減に極
めて有効である。然し乍ら、通常、断熱材１６は耐熱性
繊維（グラスウール等）を固めたものや編込んだものが
用いられている。これらの断熱材等からは、繊維質の飛
散によるパーティクルやバインダ物質等からの有機化合
物のガスが発生する。これらのパーティクルやガスは、
クリーンルーム内に拡散し、ウェーハ表面に付着して半
導体デバイス製造の歩留まりを低下させるという問題が
あった。又、排気配管９のメンテナンスを行う場合に
は、前記配管加熱ヒータ１５や熱電対１７、断熱材１６
を取外してから行う必要があり、排気配管９を組立てる
際には、これらの加熱の為の部品を再度組立てるという
煩雑な作業を行う必要があった。
【００１３】本発明は斯かる実情に鑑み、排気配管の加
熱を行い、反応生成物の付着堆積を防止すると共にパー
ティクルの発生、有機化合物ガスの発生を抑止し、品質
の向上、歩留りの向上を図り、更に保守時の煩雑な作業
を解消して保守性の向上を図るものである。
熱を行い、反応生成物の付着堆積を防止すると共にパー
ティクルの発生、有機化合物ガスの発生を抑止し、品質
の向上、歩留りの向上を図り、更に保守時の煩雑な作業
を解消して保守性の向上を図るものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応炉に連通
される排気装置の排気配管が内管、外管から成る２重管
であり、内管と外管との間に形成される空間に前記内管
を加熱する加熱手段を設けた半導体製造装置に係り、又
外管内面を熱反射鏡面とした半導体製造装置に係り、更
に前記熱反射鏡面が外管母材より赤外線反射率の高いコ
ーティング膜を有する半導体製造装置に係り、更に又前
記内管の温度を検出する温度検出器と、該温度検出器の
検出結果に基づき前記内管を所定温度に制御する制御部
とを具備する半導体製造装置に係るものであり、前記空
間が加熱手段から熱が外部に放散されるのを遮断し、熱
効率を向上すると共に断熱材を不要とし、断熱材からの
ガスの発生、パーティクルの発生を抑止し、更に外管の
熱反射鏡面により加熱手段からの熱の遮断をより効果的
にする。
される排気装置の排気配管が内管、外管から成る２重管
であり、内管と外管との間に形成される空間に前記内管
を加熱する加熱手段を設けた半導体製造装置に係り、又
外管内面を熱反射鏡面とした半導体製造装置に係り、更
に前記熱反射鏡面が外管母材より赤外線反射率の高いコ
ーティング膜を有する半導体製造装置に係り、更に又前
記内管の温度を検出する温度検出器と、該温度検出器の
検出結果に基づき前記内管を所定温度に制御する制御部
とを具備する半導体製造装置に係るものであり、前記空
間が加熱手段から熱が外部に放散されるのを遮断し、熱
効率を向上すると共に断熱材を不要とし、断熱材からの
ガスの発生、パーティクルの発生を抑止し、更に外管の
熱反射鏡面により加熱手段からの熱の遮断をより効果的
にする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。
実施の形態を説明する。
【００１６】図１は第１の実施の形態の要部である排気
配管を示しており、図１中、図５と同等のものには同符
号を付し、説明は省略する。排気配管９は内管２０と外
管２１の２重構造になっており、該内管２０と外管２１
との間には円筒状の気密な断熱空間２２が形成されてい
る。該断熱空間２２は真空状態になっており、前記外管
２１の内面には鏡面研磨が施されている。
配管を示しており、図１中、図５と同等のものには同符
号を付し、説明は省略する。排気配管９は内管２０と外
管２１の２重構造になっており、該内管２０と外管２１
との間には円筒状の気密な断熱空間２２が形成されてい
る。該断熱空間２２は真空状態になっており、前記外管
２１の内面には鏡面研磨が施されている。
【００１７】前記断熱空間２２内には前記内管２０を加
熱する所要の加熱手段、例えばシースヒータ２３が設け
られ、該シースヒータ２３は前記内管２０の外面に巻設
されている。該シースヒータ２３にはヒータ電力導入端
子２４が接続され、該ヒータ電力導入端子２４は前記外
管２１を貫通し、外部のヒータ電源（図示せず）に接続
されている。
熱する所要の加熱手段、例えばシースヒータ２３が設け
られ、該シースヒータ２３は前記内管２０の外面に巻設
されている。該シースヒータ２３にはヒータ電力導入端
子２４が接続され、該ヒータ電力導入端子２４は前記外
管２１を貫通し、外部のヒータ電源（図示せず）に接続
されている。
【００１８】又、前記内管２０の外面には熱電対２５が
固着されており、該熱電対２５に接続された熱電対導入
端子２６は前記外管２１を貫通して外部の制御部（図示
せず）に接続されている。前記ヒータ電力導入端子２４
の貫通部、前記熱電対導入端子２６の貫通部はそれぞれ
熱電対絶縁シール２７，２８によって気密にシールされ
ている。
固着されており、該熱電対２５に接続された熱電対導入
端子２６は前記外管２１を貫通して外部の制御部（図示
せず）に接続されている。前記ヒータ電力導入端子２４
の貫通部、前記熱電対導入端子２６の貫通部はそれぞれ
熱電対絶縁シール２７，２８によって気密にシールされ
ている。
【００１９】第１の実施の形態の作用について説明す
る。
る。
【００２０】ウェーハの処理に使用される反応ガスがＳ
ｉＨ2 Ｃｌ2 とＮＨ3 であり、Ｓｉ3 Ｎ4 を成膜する場
合について説明する。
ｉＨ2 Ｃｌ2 とＮＨ3 であり、Ｓｉ3 Ｎ4 を成膜する場
合について説明する。
【００２１】反応管から出たガスは、未反応ガス成分を
多量に含んでいる。該排気配管９の加熱を行わない場
合、該排気配管９の内壁には、未反応ガス成分により多
量のＮＨ4 Ｃｌの析出が起こる。従って、前記ヒータ電
力導入端子２４を介してヒータ電源より、前記シースヒ
ータ２３に電力を供給し、前記内管２０を加熱する。該
内管２０の温度は、前記熱電対２５により検出され、検
出信号は図示しない外部の制御装置ににフィードバック
される。該制御装置は前記内管２０が一定温度（例え
ば、１００℃〜１５０℃）に保たれる様前記シースヒー
タ２３への供給電力を制御する。
多量に含んでいる。該排気配管９の加熱を行わない場
合、該排気配管９の内壁には、未反応ガス成分により多
量のＮＨ4 Ｃｌの析出が起こる。従って、前記ヒータ電
力導入端子２４を介してヒータ電源より、前記シースヒ
ータ２３に電力を供給し、前記内管２０を加熱する。該
内管２０の温度は、前記熱電対２５により検出され、検
出信号は図示しない外部の制御装置ににフィードバック
される。該制御装置は前記内管２０が一定温度（例え
ば、１００℃〜１５０℃）に保たれる様前記シースヒー
タ２３への供給電力を制御する。
【００２２】前記シースヒータ２３から放出された熱エ
ネルギは、前記内管２０を加熱すると同時に、前記外管
２１に向かって輻射エネルギとして放出される。この熱
輻射は該外管２１の鏡面でその大部分が反射され、前記
内管２０を加熱する様に作用する。又、前記断熱空間２
２は真空状態となっている為、気体を媒介とした対流や
伝導による外管２１への熱伝達はなく、該外管２１から
の熱の放散は極めて小さい。
ネルギは、前記内管２０を加熱すると同時に、前記外管
２１に向かって輻射エネルギとして放出される。この熱
輻射は該外管２１の鏡面でその大部分が反射され、前記
内管２０を加熱する様に作用する。又、前記断熱空間２
２は真空状態となっている為、気体を媒介とした対流や
伝導による外管２１への熱伝達はなく、該外管２１から
の熱の放散は極めて小さい。
【００２３】而して、前記外管２１への熱伝達が抑制さ
れることから、該外管２１の温度は殆ど上昇することが
なく、従来例の様に断熱材による保温は必要とせず、外
部への熱の放散が抑制されるので熱効率が向上し、省エ
ネルギ化が促進される。
れることから、該外管２１の温度は殆ど上昇することが
なく、従来例の様に断熱材による保温は必要とせず、外
部への熱の放散が抑制されるので熱効率が向上し、省エ
ネルギ化が促進される。
【００２４】本発明の第２の実施の形態を図２に示す。
【００２５】構造は第１の実施の形態と同様であるが、
外管２１の内面は鏡面研磨が施された上に反射膜２９が
コーティングされている。該反射膜２９には、前記外管
２１の母材（例えば、ステンレス材）よりも赤外線に対
する反射率の高い材料（例えば、アルミニウム、金等）
が使用される。
外管２１の内面は鏡面研磨が施された上に反射膜２９が
コーティングされている。該反射膜２９には、前記外管
２１の母材（例えば、ステンレス材）よりも赤外線に対
する反射率の高い材料（例えば、アルミニウム、金等）
が使用される。
【００２６】而して、第２の実施の形態では前記反射膜
２９により、一層効果的に輻射熱が反射されるので、熱
の放散量が少なくなり、熱効率が向上し、前記内管２０
の温度制御が容易になる。
２９により、一層効果的に輻射熱が反射されるので、熱
の放散量が少なくなり、熱効率が向上し、前記内管２０
の温度制御が容易になる。
【００２７】尚、ここでは加熱手段としてはシースヒー
タを示したが、これはほんの一例であり、本発明の実施
の形態に即したものであれば他の加熱手段であっても構
わない。又温度検出手段としては熱電対を示したが、こ
れはほんの一例であり、本発明の実施の形態に即したも
のであれば他の温度検出手段であっても構わない。
タを示したが、これはほんの一例であり、本発明の実施
の形態に即したものであれば他の加熱手段であっても構
わない。又温度検出手段としては熱電対を示したが、こ
れはほんの一例であり、本発明の実施の形態に即したも
のであれば他の温度検出手段であっても構わない。
【００２８】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、断熱材
を使用しないので断熱材等からのパーティクルや有機化
合物のガスの発生が生じなく、半導体デバイス製造の歩
留りの向上が図れ、又メンテナンスに於いて排気配管を
取外す際はヒータ電力導入端子と熱電対導入端子を取外
すだけで良く、作業は極めて簡単にでき、保守性が向上
するという優れた効果を発揮する。
を使用しないので断熱材等からのパーティクルや有機化
合物のガスの発生が生じなく、半導体デバイス製造の歩
留りの向上が図れ、又メンテナンスに於いて排気配管を
取外す際はヒータ電力導入端子と熱電対導入端子を取外
すだけで良く、作業は極めて簡単にでき、保守性が向上
するという優れた効果を発揮する。
【図１】本発明の第１の実施の形態の要部を示す断面図
である。
である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の要部を示す断面図
である。
である。
【図３】半導体製造装置の概略を示す説明図である。
【図４】従来例の説明図である。
【図５】従来例の説明図である。
９ 排気配管 ２０ 内管 ２１ 外管 ２２ 断熱空間 ２３ シースヒータ ２５ 熱電対 ２９ 反射膜
Claims (4)
- 【請求項１】 反応炉に連通される排気装置の排気配管
が内管、外管から成る２重管であり、内管と外管との間
に形成される空間に前記内管を加熱する加熱手段を設け
たことを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項２】 外管内面を熱反射鏡面とした請求項１の
半導体製造装置。 - 【請求項３】 前記熱反射鏡面が外管母材より赤外線反
射率の高いコーティング膜を有する請求項２の半導体製
造装置。 - 【請求項４】 前記内管の温度を検出する温度検出器
と、該温度検出器の検出結果に基づき前記内管を所定温
度に制御する制御部とを具備する請求項１の半導体製造
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11055694A JP2000252273A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11055694A JP2000252273A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252273A true JP2000252273A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=13006015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11055694A Pending JP2000252273A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000252273A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100475746B1 (ko) * | 2002-12-03 | 2005-03-10 | 삼성전자주식회사 | 반도체소자 제조설비의 배기 시스템 및 그 방법 |
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