JP2001250788A - 半導体ウェハ処理装置 - Google Patents
半導体ウェハ処理装置Info
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- H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 熱処理装置において、不均一な熱伝達を回避
するため設けられた第１および第２ハウジング部間の適
正な密封が困難である。 【解決手段】 半導体材料から製造されたウェハを処理
するための装置であって、前記装置は相互に動いて近づ
いたり遠ざかるように配置された第１および第２ハウジ
ング部２を備えており、２つのハウジング部が密接して
その内側に処理室３を形成し、処理室の周囲で２つの境
界面５の少なくとも１つに、ガス排出手段に接続された
第１溝８を設け、２つの境界面の少なくとも１つに、ガ
ス供給手段に接続された第２溝１２を設け、第１溝が半
径方向に第２溝の内側に配置され、使用中にガス供給手
段によって形成される圧力が、ガスを第２溝から２つの
境界面のあいだの間隙内を半径方向に内向きおよび半径
方向に外向きの両方向に流れさせるような圧力であるこ
とを特徴とする装置。
するため設けられた第１および第２ハウジング部間の適
正な密封が困難である。 【解決手段】 半導体材料から製造されたウェハを処理
するための装置であって、前記装置は相互に動いて近づ
いたり遠ざかるように配置された第１および第２ハウジ
ング部２を備えており、２つのハウジング部が密接して
その内側に処理室３を形成し、処理室の周囲で２つの境
界面５の少なくとも１つに、ガス排出手段に接続された
第１溝８を設け、２つの境界面の少なくとも１つに、ガ
ス供給手段に接続された第２溝１２を設け、第１溝が半
径方向に第２溝の内側に配置され、使用中にガス供給手
段によって形成される圧力が、ガスを第２溝から２つの
境界面のあいだの間隙内を半径方向に内向きおよび半径
方向に外向きの両方向に流れさせるような圧力であるこ
とを特徴とする装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体材料から製
造されたウェハを処理するための装置であって、この装
置は相互に近づいたり遠ざかるように配置された第１お
よび第２ハウジング部を備えており、２つのハウジング
部が動いて一緒になった閉鎖位置で処理室を閉成（boun
ding）し、処理室内に開口している少なくとも１つのガ
ス供給チャネルを第１および／または第２ハウジング部
に設け、処理室の周囲の第１および第２ハウジング部に
それぞれ第１および第２境界面を備え、閉鎖位置にある
ときに第１および第２境界面間に、処理室内に供給され
たガスを半径方向に外向きに排出するための間隙が存在
するように構成された装置を提供する。
造されたウェハを処理するための装置であって、この装
置は相互に近づいたり遠ざかるように配置された第１お
よび第２ハウジング部を備えており、２つのハウジング
部が動いて一緒になった閉鎖位置で処理室を閉成（boun
ding）し、処理室内に開口している少なくとも１つのガ
ス供給チャネルを第１および／または第２ハウジング部
に設け、処理室の周囲の第１および第２ハウジング部に
それぞれ第１および第２境界面を備え、閉鎖位置にある
ときに第１および第２境界面間に、処理室内に供給され
たガスを半径方向に外向きに排出するための間隙が存在
するように構成された装置を提供する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】その
ような装置は、出願人の名義のオランダ特許出願第１０
３５３８号から知られている。記述した装置は、半導体
材料から製造されたウェハに熱処理を実行するように意
図されている。温度処理はたとえば、短時間内にウェハ
を加熱するステップを含み、このウェハはそののち、た
とえばドーピングをアニールするための処理期間中、希
望の処理温度に維持される。この処理期間中、たとえば
ウェハに材料を堆積するため、またはそこから材料をエ
ッチングするために、ウェハに処理ガスを供給すること
もできる。ウェハ上または内に形成される構造の寸法、
および構造と半導体材料のバルクとのあいだの境界面の
鮮鋭度（sharpness）は、ナノメートル範囲の精度が要
求される。大きいばらつきは、処理によって形成される
構造の希望する作動を抑制し、または妨害することさえ
ある。
ような装置は、出願人の名義のオランダ特許出願第１０
３５３８号から知られている。記述した装置は、半導体
材料から製造されたウェハに熱処理を実行するように意
図されている。温度処理はたとえば、短時間内にウェハ
を加熱するステップを含み、このウェハはそののち、た
とえばドーピングをアニールするための処理期間中、希
望の処理温度に維持される。この処理期間中、たとえば
ウェハに材料を堆積するため、またはそこから材料をエ
ッチングするために、ウェハに処理ガスを供給すること
もできる。ウェハ上または内に形成される構造の寸法、
および構造と半導体材料のバルクとのあいだの境界面の
鮮鋭度（sharpness）は、ナノメートル範囲の精度が要
求される。大きいばらつきは、処理によって形成される
構造の希望する作動を抑制し、または妨害することさえ
ある。
【０００３】そのような温度処理をウェハに実行するた
めの装置は、たとえば、ウェハが紫外線ランプで照射さ
れる装置やウェハが加熱板などの温度処理面上に直接配
置される装置など、他の様々なバージョンがすでに知ら
れている。これらの装置の欠点は、ウェハと装置の温度
処理手段とのあいだの熱伝達が均一でないことである。
これは、望ましくない効果につながることがある。した
がって、不均一な熱伝達はウェハの局部的な過熱および
／または熱不足をもたらすことがあり、ウェハに張力を
生じる。これらの張力の緩和は結果的に、ウェハの結晶
性半導体材料に転位およびその他の欠陥を生じる。これ
らの欠陥は材料の電気的性質を劣化させ、それが希望の
仕様をもはや満たさなくなり、意図した用途に使用でき
なくなることがある。第２に、熱伝達は、材料の堆積ま
たは導入されるドーピングのアニールなど、温度に敏感
なウェハ処理ステップの過程に影響する。不均一な熱伝
達のため、処理されるウェハの温度は均一でない。した
がって、処理中に、ウェハの一部分の処理期間は短すぎ
るか長すぎ、その結果、材料はこれらの位置でそれぞれ
処理不足または処理過剰となる。したがって、ウェハの
これらの位置では、ウェハの不均一な温度のため、この
処理は結果的に希望する電気的および／または材料の性
質につながらないので、このやり方でもまた、ウェハは
将来の用途に適さなくなることがある。
めの装置は、たとえば、ウェハが紫外線ランプで照射さ
れる装置やウェハが加熱板などの温度処理面上に直接配
置される装置など、他の様々なバージョンがすでに知ら
れている。これらの装置の欠点は、ウェハと装置の温度
処理手段とのあいだの熱伝達が均一でないことである。
これは、望ましくない効果につながることがある。した
がって、不均一な熱伝達はウェハの局部的な過熱および
／または熱不足をもたらすことがあり、ウェハに張力を
生じる。これらの張力の緩和は結果的に、ウェハの結晶
性半導体材料に転位およびその他の欠陥を生じる。これ
らの欠陥は材料の電気的性質を劣化させ、それが希望の
仕様をもはや満たさなくなり、意図した用途に使用でき
なくなることがある。第２に、熱伝達は、材料の堆積ま
たは導入されるドーピングのアニールなど、温度に敏感
なウェハ処理ステップの過程に影響する。不均一な熱伝
達のため、処理されるウェハの温度は均一でない。した
がって、処理中に、ウェハの一部分の処理期間は短すぎ
るか長すぎ、その結果、材料はこれらの位置でそれぞれ
処理不足または処理過剰となる。したがって、ウェハの
これらの位置では、ウェハの不均一な温度のため、この
処理は結果的に希望する電気的および／または材料の性
質につながらないので、このやり方でもまた、ウェハは
将来の用途に適さなくなることがある。
【０００４】不均一な熱伝達の問題は、ドイツ特許第１
０３５３８号明細書の装置によって回避される。その目
的のために、この装置は、相互に近づけたり遠ざけるよ
うに配置された第１および第２ハウジング部を含む。２
つのハウジング部は特定の処理温度にする。実際、２つ
のハウジング部の温度は異なってもよい。処理対象のウ
ェハは、２つのハウジング部のあいだで処理室内に閉囲
される。この装置は、２つのハウジング部のあいだで機
械的封止を行なわない。ハウジング部の２つの境界面の
あいだの間隙は、周囲全体に渡って半径方向に外向きに
流れる、処理室から来るガスによって密封（外界から分
離）される。処理室の容積は、ウェハを非常に接近して
閉囲するので、ウェハと２つのハウジング部とのあいだ
の熱伝達は実質的に、均一な熱伝導によって行なわれ、
小部分だけが放射によって行なわれる。その結果、ウェ
ハには２つのハウジング部の温度が素早く伝わる。ハウ
ジング部は、ウェハに対して非常に大きい熱容量を有す
るので、ハウジング部の温度がウェハへの熱伝達による
熱損失のために変化することはほとんどない。２つのハ
ウジング部が相互に近づく方向に動き、閉鎖した位置で
は、処理室は装置の環境から隔離されるので、装置の周
囲空気からの汚染物質は、処理室内に到達できない。実
際、処理室内での処理中に、ウェハ表面がそのような汚
染物質と接触できないことは、重要である。処理中に、
この汚染物質はウェハ表面に付着したり、処理によって
堆積される層内に組み込まれてしまい、したがってウェ
ハがその後の処理ステップや希望用途に使用不能になる
ことがあり得る。
０３５３８号明細書の装置によって回避される。その目
的のために、この装置は、相互に近づけたり遠ざけるよ
うに配置された第１および第２ハウジング部を含む。２
つのハウジング部は特定の処理温度にする。実際、２つ
のハウジング部の温度は異なってもよい。処理対象のウ
ェハは、２つのハウジング部のあいだで処理室内に閉囲
される。この装置は、２つのハウジング部のあいだで機
械的封止を行なわない。ハウジング部の２つの境界面の
あいだの間隙は、周囲全体に渡って半径方向に外向きに
流れる、処理室から来るガスによって密封（外界から分
離）される。処理室の容積は、ウェハを非常に接近して
閉囲するので、ウェハと２つのハウジング部とのあいだ
の熱伝達は実質的に、均一な熱伝導によって行なわれ、
小部分だけが放射によって行なわれる。その結果、ウェ
ハには２つのハウジング部の温度が素早く伝わる。ハウ
ジング部は、ウェハに対して非常に大きい熱容量を有す
るので、ハウジング部の温度がウェハへの熱伝達による
熱損失のために変化することはほとんどない。２つのハ
ウジング部が相互に近づく方向に動き、閉鎖した位置で
は、処理室は装置の環境から隔離されるので、装置の周
囲空気からの汚染物質は、処理室内に到達できない。実
際、処理室内での処理中に、ウェハ表面がそのような汚
染物質と接触できないことは、重要である。処理中に、
この汚染物質はウェハ表面に付着したり、処理によって
堆積される層内に組み込まれてしまい、したがってウェ
ハがその後の処理ステップや希望用途に使用不能になる
ことがあり得る。
【０００５】前述の装置では、２つのハウジング部間の
間隙を密封するために、処理室からのガスが使用され
る。そのような非接触密封は、２つのハウジング部間に
接触面を含む機械的密封には好適である。一般的には、
機械的密封は処理室の適切な封止を確立するために複雑
な設計にせざるを得ない。その場合、たとえばＯリング
を使用する必要があり、それは、ハウジング部を相互に
近づけたときに接触面で圧縮される。さらに、そのよう
な密封は、接触面における機械的接触によって摩耗しや
すい。この摩耗のため、２つのハウジング部間の密封の
品質は、反復使用により劣化する。さらに、摩耗のた
め、ハウジング部から粒子が放出される。これらの粒子
は処理室内に到達し、したがってウェハ表面を汚染する
おそれがある。処理のためにハウジング部が各々処理温
度にされる場合には、そのような機械的密封はさらに複
雑になる。高温ハウジング部の膨張は接触面に間隙を発
生させ、それにより密封が破れるおそれがある。さら
に、Ｏリングを使用する場合、高温ハウジング部の適正
な密封が困難である。
間隙を密封するために、処理室からのガスが使用され
る。そのような非接触密封は、２つのハウジング部間に
接触面を含む機械的密封には好適である。一般的には、
機械的密封は処理室の適切な封止を確立するために複雑
な設計にせざるを得ない。その場合、たとえばＯリング
を使用する必要があり、それは、ハウジング部を相互に
近づけたときに接触面で圧縮される。さらに、そのよう
な密封は、接触面における機械的接触によって摩耗しや
すい。この摩耗のため、２つのハウジング部間の密封の
品質は、反復使用により劣化する。さらに、摩耗のた
め、ハウジング部から粒子が放出される。これらの粒子
は処理室内に到達し、したがってウェハ表面を汚染する
おそれがある。処理のためにハウジング部が各々処理温
度にされる場合には、そのような機械的密封はさらに複
雑になる。高温ハウジング部の膨張は接触面に間隙を発
生させ、それにより密封が破れるおそれがある。さら
に、Ｏリングを使用する場合、高温ハウジング部の適正
な密封が困難である。
【０００６】実際には、ハウジング部間の空隙を処理室
からのガスによって密封する２つのハウジング部の非接
触閉鎖は、処理室内の汚染レベルを望ましい低レベルに
するのに充分ではない。実際、間隙を介する環境からの
汚染が処理室内に拡散することがある。前記の２つのハ
ウジング部間の間隙の非接触密封の第２の欠点は、処理
空間で使用する処理ガスが、間隙を介して装置の環境に
流れ出ることである。たとえばシラン、ジシラン、およ
びホスフィンなど、ウェハ処理を実行するために役立つ
多くの気体は、空気と接触した場合、有毒および／また
は高可燃性である。その場合、この処理ガスと周囲空気
との接触の可能性を防止することが重要である。
からのガスによって密封する２つのハウジング部の非接
触閉鎖は、処理室内の汚染レベルを望ましい低レベルに
するのに充分ではない。実際、間隙を介する環境からの
汚染が処理室内に拡散することがある。前記の２つのハ
ウジング部間の間隙の非接触密封の第２の欠点は、処理
空間で使用する処理ガスが、間隙を介して装置の環境に
流れ出ることである。たとえばシラン、ジシラン、およ
びホスフィンなど、ウェハ処理を実行するために役立つ
多くの気体は、空気と接触した場合、有毒および／また
は高可燃性である。その場合、この処理ガスと周囲空気
との接触の可能性を防止することが重要である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、これら
の問題の解決策を提供することである。本発明による
と、前提部分に記載した種類の装置は、２つの境界面の
少なくとも１つに、ガス排出手段に接続された第１溝を
装備し、２つの境界面の少なくとも１つに、ガス供給手
段に接続された第２溝を装備し、第１および第２溝の両
方が実質的に処理室の周囲に沿って伸長し、第１溝が半
径方向に第２溝の内側に配置され、使用中にガス供給手
段によって形成される圧力が、第２溝からガスが第１お
よび第２境界面間の間隙内を半径方向に内向きおよび半
径方向に外向きの両方向に流れるような圧力であること
を特徴とする。
の問題の解決策を提供することである。本発明による
と、前提部分に記載した種類の装置は、２つの境界面の
少なくとも１つに、ガス排出手段に接続された第１溝を
装備し、２つの境界面の少なくとも１つに、ガス供給手
段に接続された第２溝を装備し、第１および第２溝の両
方が実質的に処理室の周囲に沿って伸長し、第１溝が半
径方向に第２溝の内側に配置され、使用中にガス供給手
段によって形成される圧力が、第２溝からガスが第１お
よび第２境界面間の間隙内を半径方向に内向きおよび半
径方向に外向きの両方向に流れるような圧力であること
を特徴とする。
【０００８】使用の際に、ウェハは２つのハウジング部
のあいだから処理室内に導入される。間隙内を流れるガ
スは、ガス排出手段によって第１溝を介して排出される
一方、ガスは第２溝を介して、ガス供給手段によって間
隙に供給される。第１溝を介して排出されるガスは、処
理室内に開口している前記少なくとも１つのガス供給チ
ャネルから来ており、さらに第２溝からのガスの一部を
含むことができる。したがって、間隙はガス流によって
密封（外界から分離）されるので、環境からの汚染が処
理室に拡散することはほとんどあり得ない。
のあいだから処理室内に導入される。間隙内を流れるガ
スは、ガス排出手段によって第１溝を介して排出される
一方、ガスは第２溝を介して、ガス供給手段によって間
隙に供給される。第１溝を介して排出されるガスは、処
理室内に開口している前記少なくとも１つのガス供給チ
ャネルから来ており、さらに第２溝からのガスの一部を
含むことができる。したがって、間隙はガス流によって
密封（外界から分離）されるので、環境からの汚染が処
理室に拡散することはほとんどあり得ない。
【０００９】ガス供給手段によって第２溝に供給される
ガスは、２つのハウジング部間の間隙内を、半径方向に
内向きにばかりでなく、半径方向に外向きの方向にも流
れる。このやり方で、処理室からのガスは、第１溝に接
続されたガス排出手段によって直接排出される。ガス供
給手段によって第２溝に供給されるガスは、第１溝の周
囲の外側の間隙の希望の密封を提供する。こうして達成
される効果は、処理室が、ガス供給手段から流れるガス
によって、環境から適切に分離されることである。第１
および第２境界面は、必ずしも処理室に平行に伸長する
必要はないことが理解される。２つのハウジング部はた
とえば組合わせ円筒形（mating cylindrical forms）を
持ち、２つの境界面は内側円筒形の外壁および外側円筒
形の内壁に沿って伸長することができる。また、境界面
は、たとえば円錐面の一部に沿って伸長することができ
る。
ガスは、２つのハウジング部間の間隙内を、半径方向に
内向きにばかりでなく、半径方向に外向きの方向にも流
れる。このやり方で、処理室からのガスは、第１溝に接
続されたガス排出手段によって直接排出される。ガス供
給手段によって第２溝に供給されるガスは、第１溝の周
囲の外側の間隙の希望の密封を提供する。こうして達成
される効果は、処理室が、ガス供給手段から流れるガス
によって、環境から適切に分離されることである。第１
および第２境界面は、必ずしも処理室に平行に伸長する
必要はないことが理解される。２つのハウジング部はた
とえば組合わせ円筒形（mating cylindrical forms）を
持ち、２つの境界面は内側円筒形の外壁および外側円筒
形の内壁に沿って伸長することができる。また、境界面
は、たとえば円錐面の一部に沿って伸長することができ
る。
【００１０】装置の使用中、半径方向に第２溝の外側に
配置された間隙内でのペクレ数は、１０より大きいこと
が好ましく、ペクレ数Ｐｅは次式によって定義される。
配置された間隙内でのペクレ数は、１０より大きいこと
が好ましく、ペクレ数Ｐｅは次式によって定義される。
【００１１】
【数２】
【００１２】ここでｖは間隙内のガス流量（流速）であ
り、Ｌは、流動方向で見た間隙の長さであり、Ｄはガス
供給チャネルによって供給されるガスの汚染の拡散係数
である。間隙がこのペクレ数のとき、間隙を介する環境
から処理室への汚染の拡散は非常に軽微であるので、処
理室の希望の低汚染レベルが達成される。このペクレ数
は、大抵の場合、半径方向に外向きに流れるガスの間隙
内のガス流量を最小限１ｃｍ／秒とすることによって達
成することができる。
り、Ｌは、流動方向で見た間隙の長さであり、Ｄはガス
供給チャネルによって供給されるガスの汚染の拡散係数
である。間隙がこのペクレ数のとき、間隙を介する環境
から処理室への汚染の拡散は非常に軽微であるので、処
理室の希望の低汚染レベルが達成される。このペクレ数
は、大抵の場合、半径方向に外向きに流れるガスの間隙
内のガス流量を最小限１ｃｍ／秒とすることによって達
成することができる。
【００１３】好適な実施形態では、使用中、ガス排出手
段によって形成される圧力は、処理室内に供給された実
質的にすべてのガスが第１溝を介して排出されるような
圧力である。したがって、周囲空気と処理室内に供給さ
れるガスとのあいだの接触が回避される。これは、ある
種の処理ガスに関して必要である。
段によって形成される圧力は、処理室内に供給された実
質的にすべてのガスが第１溝を介して排出されるような
圧力である。したがって、周囲空気と処理室内に供給さ
れるガスとのあいだの接触が回避される。これは、ある
種の処理ガスに関して必要である。
【００１４】２つのハウジング部は、遠ざかるように移
動した開口位置にあるときに、ウェハ搬送手段によって
ウェハを装填および／または取り出すために、第１およ
び第２境界面のあいだの空間を開けた状態に維持するこ
とが好ましい。このやり方で、処理対象のウェハを２つ
のハウジング部のあいだから移動させ、処理後に再び排
出させることができる。
動した開口位置にあるときに、ウェハ搬送手段によって
ウェハを装填および／または取り出すために、第１およ
び第２境界面のあいだの空間を開けた状態に維持するこ
とが好ましい。このやり方で、処理対象のウェハを２つ
のハウジング部のあいだから移動させ、処理後に再び排
出させることができる。
【００１５】好適な実施形態のさらなる工夫で、ガス供
給溝を第１および／または第２ハウジング部に設け、処
理室内に開口させて、ウェハを処理室内で非接触状態で
支持するための気体軸受（浮上ベアリング）を形成す
る。使用中、気体軸受はウェハをそのウェハ表面全体に
わたり、ハウジング部間に均等距離に維持し、こうして
ウェハの平坦度の偏りを補償することができる。これ
は、ハウジング部から非接触状態で支持されるウェハへ
の熱伝達を高度に均一にする。
給溝を第１および／または第２ハウジング部に設け、処
理室内に開口させて、ウェハを処理室内で非接触状態で
支持するための気体軸受（浮上ベアリング）を形成す
る。使用中、気体軸受はウェハをそのウェハ表面全体に
わたり、ハウジング部間に均等距離に維持し、こうして
ウェハの平坦度の偏りを補償することができる。これ
は、ハウジング部から非接触状態で支持されるウェハへ
の熱伝達を高度に均一にする。
【００１６】ウェハの装填中、ハウジング部の少なくと
も１つに対するウェハ搬送手段の位置は、２つのハウジ
ング部が開口位置から相互に近づくときに、気体軸受が
処理室内でウェハ搬送手段からウェハを受け取るように
することが好ましい。こうして、処理室内のウェハを気
体軸受に運び込むことができるので、ウェハとハウジン
グ部とのあいだの機械的接触が起きない。これは、２つ
のハウジング部がそれらの閉鎖位置に着く前の不均一な
熱伝達の発生を防止する。さらに、２つのハウジング部
がそれらの閉鎖位置にあるときに、ウェハ搬送手段を組
み込む多数のウェハ搬送手段収納溝を、２つのハウジン
グ部の境界面の少なくとも１つに設けることができる。
このやり方で、ウェハ搬送手段は、ウェハが気体軸受に
よって処理室内に取り込まれたのち、ウェハの隣接部の
背後に維持することができる。これにより、処理後に、
ウェハを処理室からたとえばつぎの処理装置へ搬送する
ために、ウェハを迅速に搬送手段に受容することができ
る。これによりさらに、処理対象のつぎのウェハを迅速
に処理室内に導入することが可能になり、装置の生産性
が高まる。
も１つに対するウェハ搬送手段の位置は、２つのハウジ
ング部が開口位置から相互に近づくときに、気体軸受が
処理室内でウェハ搬送手段からウェハを受け取るように
することが好ましい。こうして、処理室内のウェハを気
体軸受に運び込むことができるので、ウェハとハウジン
グ部とのあいだの機械的接触が起きない。これは、２つ
のハウジング部がそれらの閉鎖位置に着く前の不均一な
熱伝達の発生を防止する。さらに、２つのハウジング部
がそれらの閉鎖位置にあるときに、ウェハ搬送手段を組
み込む多数のウェハ搬送手段収納溝を、２つのハウジン
グ部の境界面の少なくとも１つに設けることができる。
このやり方で、ウェハ搬送手段は、ウェハが気体軸受に
よって処理室内に取り込まれたのち、ウェハの隣接部の
背後に維持することができる。これにより、処理後に、
ウェハを処理室からたとえばつぎの処理装置へ搬送する
ために、ウェハを迅速に搬送手段に受容することができ
る。これによりさらに、処理対象のつぎのウェハを迅速
に処理室内に導入することが可能になり、装置の生産性
が高まる。
【００１７】好適な実施形態では、ウェハ搬送手段収納
溝は半径方向に伸長し、第２溝が各ウェハ搬送手段収納
溝の位置で中断される。第２溝が中断されるにもかかわ
らず、本発明のさらなる工夫に従って、ガス供給手段を
好ましくはウェハ搬送手段収納溝内に開口し、ウェハ輸
送手段収納溝の半径方向に内側に位置する部分を第１溝
と流体接続状態にするという点で、ウェハ搬送手段収納
溝の位置でも依然として気体障壁を形成することができ
る。こうして、ウェハ搬送手段収納溝もまた、使用中、
ガス供給手段から流れるガスによって密封される。その
ガスは、第１溝を介して、かつウェハ搬送手段収納溝事
態を介して、半径方向に外側に環境に流すことによっ
て、排出させることができる。こうして、装置の使用中
に、汚染がウェハ搬送手段収納溝を介して処理室に拡散
することはできない。
溝は半径方向に伸長し、第２溝が各ウェハ搬送手段収納
溝の位置で中断される。第２溝が中断されるにもかかわ
らず、本発明のさらなる工夫に従って、ガス供給手段を
好ましくはウェハ搬送手段収納溝内に開口し、ウェハ輸
送手段収納溝の半径方向に内側に位置する部分を第１溝
と流体接続状態にするという点で、ウェハ搬送手段収納
溝の位置でも依然として気体障壁を形成することができ
る。こうして、ウェハ搬送手段収納溝もまた、使用中、
ガス供給手段から流れるガスによって密封される。その
ガスは、第１溝を介して、かつウェハ搬送手段収納溝事
態を介して、半径方向に外側に環境に流すことによっ
て、排出させることができる。こうして、装置の使用中
に、汚染がウェハ搬送手段収納溝を介して処理室に拡散
することはできない。
【００１８】好適な実施形態では、ウェハ搬送手段は実
質的に多数の支持フィンガを備えた搬送リングを含み、
この搬送リングは２つのハウジング部の外周より大きい
直径を持ち、支持フィンガは搬送リングに接続され、か
つ支持フィンの端部がウェハの周縁を協同して支持する
ように、半径方向に搬送リングの中心方向に伸長する。
使用中、ウェハが搬送リングから取り込まれ、２つのハ
ウジング部は搬送リング内で相互に近づくように移動し
て、ウェハの処理を開始することができる。処理後、ハ
ウジング部は次いで離れるように移動し、ウェハが輸送
リング上に載置される。そののち、ロボット・アームが
ウェハと共に搬送リングを装置から横方向に取り出し
て、それをたとえばつぎの処理装置へ移動させることが
できる。
質的に多数の支持フィンガを備えた搬送リングを含み、
この搬送リングは２つのハウジング部の外周より大きい
直径を持ち、支持フィンガは搬送リングに接続され、か
つ支持フィンの端部がウェハの周縁を協同して支持する
ように、半径方向に搬送リングの中心方向に伸長する。
使用中、ウェハが搬送リングから取り込まれ、２つのハ
ウジング部は搬送リング内で相互に近づくように移動し
て、ウェハの処理を開始することができる。処理後、ハ
ウジング部は次いで離れるように移動し、ウェハが輸送
リング上に載置される。そののち、ロボット・アームが
ウェハと共に搬送リングを装置から横方向に取り出し
て、それをたとえばつぎの処理装置へ移動させることが
できる。
【００１９】使用中、第１および第２ハウジング部は動
作中、実質的に一定温度を持ち、２つのハウジング部が
閉鎖位置にあるときに、処理空間内に閉囲されたウェハ
と２つのハウジング部とのあいだの距離は非常に小さい
ので、２つのハウジング部とウェハとのあいだの熱伝達
は実質的に熱伝導によって行なわれる。こうして、ウェ
ハはハウジング部の温度を迅速に受け取ることができ、
熱伝達は均一である。
作中、実質的に一定温度を持ち、２つのハウジング部が
閉鎖位置にあるときに、処理空間内に閉囲されたウェハ
と２つのハウジング部とのあいだの距離は非常に小さい
ので、２つのハウジング部とウェハとのあいだの熱伝達
は実質的に熱伝導によって行なわれる。こうして、ウェ
ハはハウジング部の温度を迅速に受け取ることができ、
熱伝達は均一である。
【００２０】ガス供給手段は、不活性ガス源、たとえば
窒素源を装備することができる。不活性ガスは、第１お
よび第２境界面間の間隙を介して環境に放出すると、無
害である。
窒素源を装備することができる。不活性ガスは、第１お
よび第２境界面間の間隙を介して環境に放出すると、無
害である。
【００２１】気体軸受用のガス供給チャネルも同様に、
不活性ガス源に接続することができる。処理中、これは
ウェハが気体軸受用に供給されるガスと望ましくない化
学反応または物理的反応を起こすことを防止する。
不活性ガス源に接続することができる。処理中、これは
ウェハが気体軸受用に供給されるガスと望ましくない化
学反応または物理的反応を起こすことを防止する。
【００２２】本発明を以下で、添付の図面に関連する例
示的実施形態に基づいて、具体的に説明しよう。
示的実施形態に基づいて、具体的に説明しよう。
【００２３】
【発明の実施の形態】図に示す例示的実施形態は、相互
に動いて近づいたり遠ざかるように配置された、それぞ
れ第１および第２ハウジング部１および２を含む。相互
に近づくように移動した閉鎖位置で、２つのハウジング
部１、２は処理室３を閉成し、第１および第２ハウジン
グ部１、２は処理室３の周囲にそれぞれ第１および第２
境界面４、５を有する。２つの境界面４、５のあいだに
間隙１４が伸長する。２つのハウジング部１、２は各
々、処理室３に面する表面上に処理面６を有する。処理
面６を介して処理室３内に開口するガス供給チャネル７
が、ハウジング部１、２を貫通して伸長している。使用
中、これらのガス供給チャネル７は、処理面６と処理室
３とのあいだに気体軸受を形成するためのガスを処理空
間３に供給するために、ハウジング部１、２の外側で図
示しないガス源と結合する。境界面４、５に、この例示
的実施形態では、処理面６の周囲全体に伸長する第１溝
８が装備される。この第１溝８は、ハウジング部を通し
て外側に伸長するガス排出チャネル１０に接続される。
使用中、ガス排出チャネル１０は、図示しないガス排出
手段と結合される。これは、ガス供給チャネル７を介し
て供給されたガスが第１溝８を介して排出されるよう
に、ガス排出チャネル１０内に低圧を形成する。第１溝
８の周囲に、第２溝１２が２つのハウジング部１、２に
設けられる。この第２溝は、ハウジング部１、２を通し
て外側に伸長するガス供給チャネル１３に接続される。
使用中、ガスは、図示しないガス源によってこれらのガ
ス供給チャネル１３に供給される。図２に示すように、
このガスは第２溝１２から、２つの境界面４、５間の間
隙１４内を、半径方向に内向きにガス排出溝へ、および
半径方向に外向きに環境へ流れる。
に動いて近づいたり遠ざかるように配置された、それぞ
れ第１および第２ハウジング部１および２を含む。相互
に近づくように移動した閉鎖位置で、２つのハウジング
部１、２は処理室３を閉成し、第１および第２ハウジン
グ部１、２は処理室３の周囲にそれぞれ第１および第２
境界面４、５を有する。２つの境界面４、５のあいだに
間隙１４が伸長する。２つのハウジング部１、２は各
々、処理室３に面する表面上に処理面６を有する。処理
面６を介して処理室３内に開口するガス供給チャネル７
が、ハウジング部１、２を貫通して伸長している。使用
中、これらのガス供給チャネル７は、処理面６と処理室
３とのあいだに気体軸受を形成するためのガスを処理空
間３に供給するために、ハウジング部１、２の外側で図
示しないガス源と結合する。境界面４、５に、この例示
的実施形態では、処理面６の周囲全体に伸長する第１溝
８が装備される。この第１溝８は、ハウジング部を通し
て外側に伸長するガス排出チャネル１０に接続される。
使用中、ガス排出チャネル１０は、図示しないガス排出
手段と結合される。これは、ガス供給チャネル７を介し
て供給されたガスが第１溝８を介して排出されるよう
に、ガス排出チャネル１０内に低圧を形成する。第１溝
８の周囲に、第２溝１２が２つのハウジング部１、２に
設けられる。この第２溝は、ハウジング部１、２を通し
て外側に伸長するガス供給チャネル１３に接続される。
使用中、ガスは、図示しないガス源によってこれらのガ
ス供給チャネル１３に供給される。図２に示すように、
このガスは第２溝１２から、２つの境界面４、５間の間
隙１４内を、半径方向に内向きにガス排出溝へ、および
半径方向に外向きに環境へ流れる。
【００２４】図は、ウェハを装置内へそれぞれ装填した
りそこから取り出すために意図された搬送リング１７を
示す。同じ目的のために、搬送リングはたとえばロボッ
ト・アームに置き換えることができる。搬送リング１７
の半径は、ハウジング部１、２の直径より大きい。搬送
リング１７は均等な長さの３つの支持フィンガ１８を含
み、支持フィンガ１８の中心線は相互に対して１２０°
の角度を取る。これらの支持フィンガ１８は、支持フィ
ンガ１８の端部でウェハ９の周縁を支持するように、半
径方向に搬送リング１７の中心方向に伸長する。その目
的のために、各支持フィンガ１８の各端は、支持リップ
２１を含む。
りそこから取り出すために意図された搬送リング１７を
示す。同じ目的のために、搬送リングはたとえばロボッ
ト・アームに置き換えることができる。搬送リング１７
の半径は、ハウジング部１、２の直径より大きい。搬送
リング１７は均等な長さの３つの支持フィンガ１８を含
み、支持フィンガ１８の中心線は相互に対して１２０°
の角度を取る。これらの支持フィンガ１８は、支持フィ
ンガ１８の端部でウェハ９の周縁を支持するように、半
径方向に搬送リング１７の中心方向に伸長する。その目
的のために、各支持フィンガ１８の各端は、支持リップ
２１を含む。
【００２５】２つのハウジング１、２の２つの境界面
４、５は各々、処理室３から境界面４、５を通って半径
方向に外向きに伸長する３つのウェハ搬送手段収納溝２
２、２３をそれぞれ含む。第１境界面４の各ウェハ搬送
手段収納溝２２の反対側に、第２境界面５の１つのウェ
ハ搬送手段収納溝２３がある。３対のウェハ搬送手段収
納溝２２、２３の中心線は、相互に１２０°の角度をな
す。処理室３の周囲で、ウェハ搬送手段収納溝２２、２
３は第１溝８と連通する。さらに、２つのガス供給チャ
ネル１３が、ウェハ搬送手段収納溝２２と第１溝８との
接続部の半径方向に外側で距離をおいて、各ウェハ搬送
手段収納溝２２内に開口する。相対するウェハ搬送手段
収納溝２２、２３のおのおのの対は、２つのハウジング
部１、２が閉鎖位置にあり、搬送リング１７が図に示す
ように２つのハウジング部１、２の周囲に位置している
ときに、多少の空間をおいて３つの支持フィンガ１８の
１つを受容することができるように、接合高さおよび幅
を有する。使用中、ガスは、ガス供給チャネル１３を介
してウェハ搬送手段収納溝２２、２３へ供給される。そ
のガスは、ウェハ搬送手段収納溝２２、２３から第１溝
８およびガス排出チャネル１０を介して内向きの方向
と、および外向き方向に環境との両方に移動する。
４、５は各々、処理室３から境界面４、５を通って半径
方向に外向きに伸長する３つのウェハ搬送手段収納溝２
２、２３をそれぞれ含む。第１境界面４の各ウェハ搬送
手段収納溝２２の反対側に、第２境界面５の１つのウェ
ハ搬送手段収納溝２３がある。３対のウェハ搬送手段収
納溝２２、２３の中心線は、相互に１２０°の角度をな
す。処理室３の周囲で、ウェハ搬送手段収納溝２２、２
３は第１溝８と連通する。さらに、２つのガス供給チャ
ネル１３が、ウェハ搬送手段収納溝２２と第１溝８との
接続部の半径方向に外側で距離をおいて、各ウェハ搬送
手段収納溝２２内に開口する。相対するウェハ搬送手段
収納溝２２、２３のおのおのの対は、２つのハウジング
部１、２が閉鎖位置にあり、搬送リング１７が図に示す
ように２つのハウジング部１、２の周囲に位置している
ときに、多少の空間をおいて３つの支持フィンガ１８の
１つを受容することができるように、接合高さおよび幅
を有する。使用中、ガスは、ガス供給チャネル１３を介
してウェハ搬送手段収納溝２２、２３へ供給される。そ
のガスは、ウェハ搬送手段収納溝２２、２３から第１溝
８およびガス排出チャネル１０を介して内向きの方向
と、および外向き方向に環境との両方に移動する。
【００２６】図５〜１０は、ウェハ９が搬送リング１７
の支持フィンガ１８の３つの支持リップ２１上に載置さ
れている例示的実施形態を示す。図は、２つのハウジン
グ部１、２を一つに合わせる動作中の３つのステップを
表す。図５〜７に示す断面図は、１対のウェハ搬送手段
収納溝２２、２３内の支持フィンガ１８を切断して示し
ている。図８〜１０に示す断面図は、同一の支持フィン
ガ１８に沿ってウェハ搬送手段収納溝２２、２３の対の
みを切断している。ウェハ９の周囲にセンタリングリン
グ１９が支持リップ２１上に配置されるので、搬送リン
グ１７の移動中、または処理室の処理中に、ウェハ９は
支持リップ２１から落下し得ない。さらに、ウェハ９が
環境と異なる温度を有する場合、センタリングリング１
９は、搬送中の半径方向の熱伝達によるウェハ９の半径
方向の温度勾配の発生を回避するはずである。
の支持フィンガ１８の３つの支持リップ２１上に載置さ
れている例示的実施形態を示す。図は、２つのハウジン
グ部１、２を一つに合わせる動作中の３つのステップを
表す。図５〜７に示す断面図は、１対のウェハ搬送手段
収納溝２２、２３内の支持フィンガ１８を切断して示し
ている。図８〜１０に示す断面図は、同一の支持フィン
ガ１８に沿ってウェハ搬送手段収納溝２２、２３の対の
みを切断している。ウェハ９の周囲にセンタリングリン
グ１９が支持リップ２１上に配置されるので、搬送リン
グ１７の移動中、または処理室の処理中に、ウェハ９は
支持リップ２１から落下し得ない。さらに、ウェハ９が
環境と異なる温度を有する場合、センタリングリング１
９は、搬送中の半径方向の熱伝達によるウェハ９の半径
方向の温度勾配の発生を回避するはずである。
【００２７】図５および図８は開口した開始位置にある
例示的な実施の形態を示し、搬送リング１７はたとえば
図示しないロボットアームによってハウジング部１、２
のあいだに処理面６と平行に維持される。搬送リング１
７の中心は、ウェハ９が２つの処理面６のちょうど中間
に配置されるように、２つのハウジング部１、２の中心
のあいだに芯合せされる。搬送リング１７の位置は、支
持フィンガ１８が、それぞれ第１および第２境界面４お
よび５のウェハ搬送手段収納溝２２および２３のちょう
ど中間に配置されるようにする。このように、ウェハを
温度処理のために処理室３内に受容するために、２つの
ハウジング部１、２は相互に近付くように移動すること
ができる。その目的のために、２つのハウジング部１、
２は各々、図示しない熱制御器によって特定の処理温度
にされる。さらに、希望する均等な温度処理のために、
気体軸受が形成され、処理室３の汚染が回避されるよう
に、ガス供給チャネル７および１３にガスが供給され、
ガス排出チャネル１０を介して排出される。
例示的な実施の形態を示し、搬送リング１７はたとえば
図示しないロボットアームによってハウジング部１、２
のあいだに処理面６と平行に維持される。搬送リング１
７の中心は、ウェハ９が２つの処理面６のちょうど中間
に配置されるように、２つのハウジング部１、２の中心
のあいだに芯合せされる。搬送リング１７の位置は、支
持フィンガ１８が、それぞれ第１および第２境界面４お
よび５のウェハ搬送手段収納溝２２および２３のちょう
ど中間に配置されるようにする。このように、ウェハを
温度処理のために処理室３内に受容するために、２つの
ハウジング部１、２は相互に近付くように移動すること
ができる。その目的のために、２つのハウジング部１、
２は各々、図示しない熱制御器によって特定の処理温度
にされる。さらに、希望する均等な温度処理のために、
気体軸受が形成され、処理室３の汚染が回避されるよう
に、ガス供給チャネル７および１３にガスが供給され、
ガス排出チャネル１０を介して排出される。
【００２８】図６および図９で、第２ハウジング部２が
第１ハウジング部１の方に移動するので、ウェハ９は、
第２ハウジング部２からガス供給チャネル７から流れる
ガスによって形成される気体軸受と接触する。これはウ
ェハの下を半径方向に外向きに第１溝８へ流れるガスを
含み、ガスは第１溝８に沿ってガス排出チャネル１０を
介して排出される。ガス流は、それによりウェハを第２
ハウジング部２上で第２境界面５内で芯合せさせるよう
に形成される。センタリングリング１９は、半径方向に
各ウェハ搬送手段収納溝２３とは反対側で、第２ハウジ
ング部２の処理面６と第１溝８とのあいだに設けられた
３つの支持突起２０と接触する。
第１ハウジング部１の方に移動するので、ウェハ９は、
第２ハウジング部２からガス供給チャネル７から流れる
ガスによって形成される気体軸受と接触する。これはウ
ェハの下を半径方向に外向きに第１溝８へ流れるガスを
含み、ガスは第１溝８に沿ってガス排出チャネル１０を
介して排出される。ガス流は、それによりウェハを第２
ハウジング部２上で第２境界面５内で芯合せさせるよう
に形成される。センタリングリング１９は、半径方向に
各ウェハ搬送手段収納溝２３とは反対側で、第２ハウジ
ング部２の処理面６と第１溝８とのあいだに設けられた
３つの支持突起２０と接触する。
【００２９】図７および図１０で、２つのハウジング部
１、２はそれらの閉鎖位置にあり、センタリングリング
１９は３つの支持突起２０上に着座している。ウェハ９
は支持リップ２１から、ウェハ９を処理室３内の２つの
処理面６のあいだで非接触状態で芯合せさせる気体軸受
によて受け取られている。この場合、気体軸受は、２つ
のハウジング部１、２のガス供給チャネル７から処理室
３に供給され、ウェハ９に沿って半径方向に第１溝８へ
流動するガスによって形成される。ウェハ９の上面およ
び下面と２つの処理面６とのあいだの距離は比較的小さ
い。したがって、ウェハ９と２つのハウジング部１、２
とのあいだの伝導による熱伝達が比較的大きいので、ウ
ェハ９は２つのハウジング部１、２の処理温度を比較的
高速で引き継ぐ。この処理温度は２つのハウジング部
１、２の２つの処理面６全体にわたって均等であるの
で、ウェハ９の半径方向の温度勾配はほとんど生じな
い。
１、２はそれらの閉鎖位置にあり、センタリングリング
１９は３つの支持突起２０上に着座している。ウェハ９
は支持リップ２１から、ウェハ９を処理室３内の２つの
処理面６のあいだで非接触状態で芯合せさせる気体軸受
によて受け取られている。この場合、気体軸受は、２つ
のハウジング部１、２のガス供給チャネル７から処理室
３に供給され、ウェハ９に沿って半径方向に第１溝８へ
流動するガスによって形成される。ウェハ９の上面およ
び下面と２つの処理面６とのあいだの距離は比較的小さ
い。したがって、ウェハ９と２つのハウジング部１、２
とのあいだの伝導による熱伝達が比較的大きいので、ウ
ェハ９は２つのハウジング部１、２の処理温度を比較的
高速で引き継ぐ。この処理温度は２つのハウジング部
１、２の２つの処理面６全体にわたって均等であるの
で、ウェハ９の半径方向の温度勾配はほとんど生じな
い。
【００３０】２つのハウジング部１、２が開口位置にあ
るときには、２つのハウジング部１、２とウェハ９との
あいだの伝導による熱伝達は、非常に小さい。第２ハウ
ジング部２を閉じるためにこの位置から第１ハウジング
部１の方へ比較的高速で動かすことによって、正確に決
定できる時点から熱処理を開始することができる。その
後、第２ハウジング部２を第１ハウジング部１から再び
比較的高速で動かすことによって、正確に決定できる時
点で熱伝達を停止することもできる。このやり方で、ウ
ェハ９は、正確に決定できる処理期間内で、高度に均一
な熱処理を行なうことができ、ウェハが半径方向の温度
勾配を受けることはほとんど無い。
るときには、２つのハウジング部１、２とウェハ９との
あいだの伝導による熱伝達は、非常に小さい。第２ハウ
ジング部２を閉じるためにこの位置から第１ハウジング
部１の方へ比較的高速で動かすことによって、正確に決
定できる時点から熱処理を開始することができる。その
後、第２ハウジング部２を第１ハウジング部１から再び
比較的高速で動かすことによって、正確に決定できる時
点で熱伝達を停止することもできる。このやり方で、ウ
ェハ９は、正確に決定できる処理期間内で、高度に均一
な熱処理を行なうことができ、ウェハが半径方向の温度
勾配を受けることはほとんど無い。
【００３１】前述の方法での温度処理中、ガスはガス供
給チャネル１３から第２溝内へ、および間隙１４内へ流
入する。このガス流は、２つのハウジング部１、２の外
部の環境からのガスが間隙１４を介して処理室３内へ拡
散する可能性を妨げるように形成される。ガス供給チャ
ネル１３から流れてくるガスは、部分的に第１溝８を介
してガス排出チャネル１０を通って排出され、部分的に
間隙１４を通って外向きに流出する。ガス流量（流速）
は最小限１ｃｍ／秒であることが好ましい。第１溝１２
の外周にある間隙１４において、ペクレ数は１０より大
きいことが望ましい。無次元ペクレ数は対流移動と拡散
移動のあいだの比を示し、拡散成分の濃度分布を分析的
に概算するのに役立つ。対流移動は、第２溝１２から間
隙１４を介して流出するガスの移動である。拡散移動
は、反応装置の外側にあり、拡散によって間隙１４を貫
通する傾向にあるガスの移動である。ペクレ数が小さい
場合、拡散移動が優勢であり、ペクレ数が大きい場合は
対流移動が優勢である。この一次元モデルでは、速度差
が存在しないことに注目することが重要である。言い換
えると、間隙１４内のガスの速度は関心のある領域で一
定であり、たとえば再循環が存在しない。
給チャネル１３から第２溝内へ、および間隙１４内へ流
入する。このガス流は、２つのハウジング部１、２の外
部の環境からのガスが間隙１４を介して処理室３内へ拡
散する可能性を妨げるように形成される。ガス供給チャ
ネル１３から流れてくるガスは、部分的に第１溝８を介
してガス排出チャネル１０を通って排出され、部分的に
間隙１４を通って外向きに流出する。ガス流量（流速）
は最小限１ｃｍ／秒であることが好ましい。第１溝１２
の外周にある間隙１４において、ペクレ数は１０より大
きいことが望ましい。無次元ペクレ数は対流移動と拡散
移動のあいだの比を示し、拡散成分の濃度分布を分析的
に概算するのに役立つ。対流移動は、第２溝１２から間
隙１４を介して流出するガスの移動である。拡散移動
は、反応装置の外側にあり、拡散によって間隙１４を貫
通する傾向にあるガスの移動である。ペクレ数が小さい
場合、拡散移動が優勢であり、ペクレ数が大きい場合は
対流移動が優勢である。この一次元モデルでは、速度差
が存在しないことに注目することが重要である。言い換
えると、間隙１４内のガスの速度は関心のある領域で一
定であり、たとえば再循環が存在しない。
【００３２】図１１および図１２に、無次元位置に対す
る「拡散」成分、たとえば外部空気のモル分率を様々な
位置についてグラフで示す。間隙１４の半径方向に外側
の端である無次元位置１では、拡散成分のモル分率は１
である。間隙１４内の第２溝の位置に対応する無次元位
置０では、対流成分が加わる。中間について、対流と拡
散のあいだの比によって、濃度が決定される。ペクレ数
が低い場合、拡散成分がドメイン全体に存在することが
明らかであり、高いペクレ数の場合、拡散成分が出口付
近（無次元位置１）にだけ存在する。
る「拡散」成分、たとえば外部空気のモル分率を様々な
位置についてグラフで示す。間隙１４の半径方向に外側
の端である無次元位置１では、拡散成分のモル分率は１
である。間隙１４内の第２溝の位置に対応する無次元位
置０では、対流成分が加わる。中間について、対流と拡
散のあいだの比によって、濃度が決定される。ペクレ数
が低い場合、拡散成分がドメイン全体に存在することが
明らかであり、高いペクレ数の場合、拡散成分が出口付
近（無次元位置１）にだけ存在する。
【００３３】図１１と図１２の唯一の相違は、Ｙ軸の尺
度が図１２では対数であるということである。この図は
明らかに、拡散成分の濃度をＰＰＭレベル以下に低下す
るためには、ペクレ数が１０より大きくなければならな
いことを実証している。
度が図１２では対数であるということである。この図は
明らかに、拡散成分の濃度をＰＰＭレベル以下に低下す
るためには、ペクレ数が１０より大きくなければならな
いことを実証している。
【００３４】ペクレ数は、つぎのように定義される。
【００３５】
【数３】
【００３６】ここでｖは、［ｍ・ｓ-1］単位の「流動」
成分のガス速度であり、Ｄは［ｍ2・ｓ-1］単位の「流
動」成分と「拡散」成分の２つのガスのあいだの拡散係
数であり、Ｌは［ｍ］単位の特性距離つまり間隙の半径
方向の長さである。特性距離は一般的に、「流動」成分
の入口と出口のあいだの距離である。
成分のガス速度であり、Ｄは［ｍ2・ｓ-1］単位の「流
動」成分と「拡散」成分の２つのガスのあいだの拡散係
数であり、Ｌは［ｍ］単位の特性距離つまり間隙の半径
方向の長さである。特性距離は一般的に、「流動」成分
の入口と出口のあいだの距離である。
【００３７】「流動」成分の最小所用速度を概算するた
めに、つぎの変数を使用することができる。
めに、つぎの変数を使用することができる。
【００３８】 「拡散」成分を１ｐｐｍに減少する Ｐｅ＝１４ 「拡散」成分を１０ｐｐｍに減少する Ｐｅ＝１１．５ １０００℃および１気圧時のＮ2／Ｈ2の拡散係数 Ｄ＝８．５・１０-4ｍ2・ｓ-1 ２７℃および１気圧時のＮ2／Ｈ2の拡散係数 Ｄ＝７．７・１０-5ｍ2・ｓ-1 １０００℃および１気圧時のＮ2／Ｏ2の拡散係数 Ｄ＝２．３・１０-4ｍ2・ｓ-1 ２７℃および１気圧時のＮ２／Ｏ2の拡散係数 Ｄ＝２．０・１０-5ｍ2・ｓ-１ 特性距離Ｌは、問題によって異なる。
【００３９】たとえば特性距離が０．０２ｍであり、温
度が１０００℃であり、圧力が１気圧であり、１０ｐｐ
ｍ未満の拡散によって酸素膜の汚染を防止するための
「流動」成分として窒素を使用する場合、最小窒素速度
は、次式によって計算することができる。
度が１０００℃であり、圧力が１気圧であり、１０ｐｐ
ｍ未満の拡散によって酸素膜の汚染を防止するための
「流動」成分として窒素を使用する場合、最小窒素速度
は、次式によって計算することができる。
【００４０】
【数４】
【００４１】同様に、他の状況について最小速度を計算
することができる。
することができる。
【００４２】ガス供給チャネル７を介して処理室３へ供
給されるガスは、物理的または化学的プロセスによって
ウェハ９の表面に処理温度で処理、たとえば堆積または
エッチングを実行する処理ガスとすることができる。ガ
スはまた、単にハウジング部１、２とウェハ９とのあい
だに気体軸受を形成するためにのみ意図された不活性ガ
スとすることもできる。
給されるガスは、物理的または化学的プロセスによって
ウェハ９の表面に処理温度で処理、たとえば堆積または
エッチングを実行する処理ガスとすることができる。ガ
スはまた、単にハウジング部１、２とウェハ９とのあい
だに気体軸受を形成するためにのみ意図された不活性ガ
スとすることもできる。
【００４３】図１〜１０は、様々なガス供給チャネルお
よび排出チャネルをガス源または排出設備にそれぞれど
のように接続するかを示していない。分かりやすくする
ために、２つのハウジング部１、２の熱制御器、温度、
ガス流量、ハウジング部１、２の位置のための必要なセ
ンサおよび制御手段、ならびに前記測定および調整手段
の制御器などの装備も図示していない。
よび排出チャネルをガス源または排出設備にそれぞれど
のように接続するかを示していない。分かりやすくする
ために、２つのハウジング部１、２の熱制御器、温度、
ガス流量、ハウジング部１、２の位置のための必要なセ
ンサおよび制御手段、ならびに前記測定および調整手段
の制御器などの装備も図示していない。
【００４４】本発明は記載した例示的実施形態に限定さ
れず、発明の枠内で様々な変形が可能であることが理解
されるであろう。
れず、発明の枠内で様々な変形が可能であることが理解
されるであろう。
【００４５】したがって、２つのハウジング部１、２は
異なる形状で、たとえば円形または円弧状に設け、かつ
異なる材料、たとえば金属または合金から形成すること
ができる。
異なる形状で、たとえば円形または円弧状に設け、かつ
異なる材料、たとえば金属または合金から形成すること
ができる。
【００４６】さらに、第１および第２溝８および１２の
それぞれの形状および位置は、第１および／または第２
境界面内で様々に変化させることができる。さらに、ハ
ウジング部１、２は、２つまたはそれ以上の第１同心溝
８、および半径方向に第１溝または処理室３の周囲の溝
８の外側に伸長する２つまたはそれ以上の第２同心溝１
２を装備することができる。
それぞれの形状および位置は、第１および／または第２
境界面内で様々に変化させることができる。さらに、ハ
ウジング部１、２は、２つまたはそれ以上の第１同心溝
８、および半径方向に第１溝または処理室３の周囲の溝
８の外側に伸長する２つまたはそれ以上の第２同心溝１
２を装備することができる。
【図１】第１ハウジング部が示されていない本発明の例
示的実施形態の略平面図である。
示的実施形態の略平面図である。
【図２】図１の平面図に示した例示的実施形態の線Ａ´
−Ｃに沿った略断面図である。
−Ｃに沿った略断面図である。
【図３】図１の平面図に示した例示的実施形態の線Ｂ−
Ｂに沿った断面図である。
Ｂに沿った断面図である。
【図４】図１の平面図に示した例示的実施形態の部分Ｑ
の詳細図である。
の詳細図である。
【図５】図１の平面図に示した例示的実施形態が開口位
置にあるときの線Ａ−Ａに沿った略断面図である。
置にあるときの線Ａ−Ａに沿った略断面図である。
【図６】例示的実施形態が部分的に閉鎖した位置にある
ときの図５と同様の断面図である。
ときの図５と同様の断面図である。
【図７】例示的実施形態が閉鎖位置にあるときの図５と
同様の断面図である。
同様の断面図である。
【図８】図１の平面図に示した例示的実施形態が開口位
置にあるときの線Ａ´−Ｃに沿った略断面図である。
置にあるときの線Ａ´−Ｃに沿った略断面図である。
【図９】例示的実施形態が部分的に閉鎖した位置にある
ときの図８と同様の断面図である。
ときの図８と同様の断面図である。
【図１０】例示的実施形態が閉鎖位置にあるときの図８
と同様の断面図である。
と同様の断面図である。
【図１１】拡散成分のモル分率対間隙における無次元位
置のグラフである。
置のグラフである。
【図１２】縦軸の尺度を対数とした図１１と同様のグラ
フである。
フである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブラディミール イワノビッチ クズネト ソフ オランダ王国、2622 アーイクス デルフ ト、ブエノス アイレスストラート ８ (72)発明者 クリスティアヌス ヘラルデュス マリア デ リダー オランダ王国、3828 ベーカー ホーフラ ント、エスドールンラーン 19 (72)発明者 ヘルベルト テルホースト オランダ王国、3822 ベーイクス アメル スフォールト、アルベルト スフヴェイツ ェルシンヘル ４アー
Claims (15)
- 【請求項１】 半導体材料から製造されたウェハを処理
するための装置であって、前記装置は相互に動いて近づ
いたり遠ざかるように配置された第１および第２ハウジ
ング部（１、２）を備えており、２つのハウジング部
（１、２）が動いて一緒になった閉鎖位置で処理室
（３）を閉成し、処理室（３）内に開口している少なく
とも１つのガス供給チャネル（７）を第１および／また
は第２ハウジング部（１、２）に設け、処理室（３）の
周囲の第１および第２ハウジング部（１、２）にそれぞ
れ第１および第２境界面（４、５）を備え、閉鎖位置に
あるときに第１および第２境界面（４、５）のあいだ
に、処理室（３）内に供給されたガスを半径方向に外向
きに排出するための間隙（１４）が存在するように構成
された装置であって、境界面（４、５）の少なくとも１
つに、ガス排出手段（１０）に接続された第１溝（８）
を設け、２つの境界面（４、５）の少なくとも１つに、
ガス供給手段（１３）に接続された第２溝（１２）を設
け、第１および第２溝（８、１２）の両方が処理室
（３）の周囲に沿って実質的に伸長し、第１溝（８）が
半径方向に第２溝（２）の内側に配置され、使用中にガ
ス供給手段（１３）によって形成される圧力が、ガスを
第２溝（２）から第１および第２境界面（４、５）のあ
いだの間隙内を半径方向に内向きおよび半径方向に外向
きの両方向に流れさせるような圧力であることを特徴と
する装置。 - 【請求項２】 ペクレ数Ｐｅが次式： 【数１】 によって定義され、式中ｖが間隙（１４）のガス流速で
あり、Ｌが流れの方向に見た間隙（１４）の長さであ
り、Ｄが間隙（１４）を介して半径方向に外向きに流れ
るガス中の汚染の拡散係数であるときに、半径方向に第
２溝（１２）の外側に位置する溝（１４）におけるペク
レ数が１０より大きい請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 使用中に、半径方向に外向きに流れるガ
スの間隙（４）中のガス流速が最小限１ｃｍ／秒である
請求項１または２記載の装置。 - 【請求項４】 使用中に、ガス排出手段（１０）によっ
て形成される圧力が、処理室（３）内に供給された実質
的にすべてのガスを第１溝（８）を介して排出させるよ
うな圧力である請求項１、２または３記載の装置。 - 【請求項５】 遠ざかるように動いた開口位置にある２
つのハウジング部（１、２）が、前記第１および第２境
界面のあいだに、ウェハ搬送手段（１７、１８）によっ
てウェハを装填したり取り出すための空間を維持する請
求項１、２、３または４記載の装置。 - 【請求項６】 第１および／または第２ハウジング部
（１、２）に、処理室（３）内に開口するガス供給チャ
ネル（７）を設けて、ウェハ（９）を処理室内で非接触
状態で維持するための気体軸受を形成する請求項１、
２、３、４または５記載の装置。 - 【請求項７】 ハウジング部（１、２）の少なくとも１
つに対するウェハ搬送手段（１７、１８）の位置が、２
つのハウジング部（１、２）が開口位置から相互に近づ
くように動くときに、気体軸受が処理室内でウェハ搬送
手段（１７、１８）からウェハを受け取るように構成さ
れる請求項６記載の装置。 - 【請求項８】 ２つのハウジング部（１、２）の２つの
境界面（４、５）のうちの少なくとも１つに、２つのハ
ウジング部（１、２）が閉鎖位置のときにウェハ搬送手
段（１７、１８）を収納する、搬送手段と同数のウェハ
搬送手段収納溝（２２、２３）を設ける請求項５、６ま
たは７記載の装置。 - 【請求項９】 ウェハ搬送手段収納溝（２２、２３）が
半径方向に伸長し、第２溝（１２）が各ウェハ搬送手段
収納溝（２２、２３）の位置で中断する請求項８記載の
装置。 - 【請求項１０】 ガス供給手段（１３）がウェハ搬送手
段収納溝（２２、２３）内に開口し、ウェハ搬送手段収
納溝（２２、２３）が半径方向に内向きに位置する部分
で第１溝（８）と流体接続する請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】 ウェハ搬送手段（１７、１８）が多数
の支持フィンガ（１８）を備えた搬送リング（１７）を
実質的に含み、搬送リング（１７）が２つのハウジング
部（１、２）の外周より大きい直径を持ち、支持フィン
ガ（１８）が搬送リング（１７）に接続されかつ半径方
向に搬送リング（１７）の中心方向に伸長して、支持フ
ィンガ（８）の端が協同してウェハ（９）の周縁を支持
するようにした請求項５、６、７、８、９または１０記
載の装置。 - 【請求項１２】 第１および第２ハウジング部（１、
２）が動作中に実質的に一定温度を持ち、２つのハウジ
ング部（１、２）が閉鎖位置のときに、処理室（３）内
に閉囲されたウェハ（９）と２つのハウジング部（１、
２）とのあいだの距離が非常に小さいので、２つのハウ
ジング部（１、２）とウェハ（９）とのあいだの熱伝達
が実質的に熱伝導によって行なわれるようにした請求項
１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１
記載の装置。 - 【請求項１３】 ガス供給手段（１３）が不活性ガス源
を含む請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１
０、１１または１２記載の装置。 - 【請求項１４】 気体軸受用のガス供給チャネル（７）
を不活性ガス源に接続する請求項１、２、３、４、５、
６、７、８、９、１０、１１、１２または１３記載の装
置。 - 【請求項１５】 前記不活性ガス源が窒素を含む請求項
１３または１４記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1013938A NL1013938C2 (nl) | 1999-12-23 | 1999-12-23 | Inrichting voor het behandelen van een wafer. |
| NL1013938 | 1999-12-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001250788A true JP2001250788A (ja) | 2001-09-14 |
| JP4698827B2 JP4698827B2 (ja) | 2011-06-08 |
Family
ID=19770500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000390887A Expired - Lifetime JP4698827B2 (ja) | 1999-12-23 | 2000-12-22 | 半導体ウェハ処理装置 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP1111658B1 (ja) |
| JP (1) | JP4698827B2 (ja) |
| DE (1) | DE60032324T2 (ja) |
| NL (1) | NL1013938C2 (ja) |
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