JP2003124205A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、比較的簡単な装置の改造に
よって、排気系配管の内壁に付着した反応生成物を、排
気系配管を取外すことなく除去できる排気系構造を有し
た半導体製造装置を提供することである。 【解決手段】 反応管７内に半導体ウェーハ２を載置
し、反応ガスを供給し、半導体ウェーハ２の処理を行
い、処理後の排気ガスを反応管７に接続した排気バルブ
１７を設けた排気系配管１０を通して第２の真空ポンプ
１１で吸引し排気する縦型減圧ＣＶＤ装置１０１におい
て、外気を導入する外気導入バルブ１０２を排気バルブ
１７と第２の真空ポンプ１１との間の排気系配管１０に
排気バルブ１７に近接して配設することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
関し、特に反応ガスを用いて半導体ウェーハに薄膜成長
等の処理をする処理装置の排気系統の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハへの減圧ＣＶＤ処理、イ
オン注入処理、プラズマエッチング処理等は、高温、減
圧下で反応ガスを反応管に導入して行われ、処理後の不
要な排気ガスは真空ポンプによって吸引され排気系配管
を通して反応管外へ排気される。このとき、排気系配管
内壁には排気ガス中に含まれる反応生成物が付着し、反
応生成物が堆積していくと排気抵抗が増え、反応管内で
の半導体ウェーハの処理にまで悪影響を及ぼす虞がある
ため、排気系配管は所定時間毎に取外し、反応生成物の
除去をする必要がある。

【０００３】従来の半導体製造装置の一例として、縦型
減圧ＣＶＤ装置を断面図として示す図２を用いて説明す
る。縦型減圧ＣＶＤ装置１は、半導体ウェーハ２を収納
するカセット３を導入して真空排気されるチャンバ４
と、このチャンバ４を第１のバルブ５を通して真空排気
する第１の真空ポンプ６と、チャンバ４に隣接して設け
られた反応管７と、この反応管７に接続され第２のバル
ブ８を通して反応ガスを導入するガス導入系９と、反応
管７に排気系配管１０で接続され処理後の排気ガスを排
気する第２の真空ポンプ１１と、反応管７を加熱するヒ
ータ１２と、半導体ウェーハ２を縦方向に並べて収納す
るボート１３と、ボート１３を反応管７内に収納したり
取出したりするボートエレベータ１４と、ボートエレベ
ータ１４の上昇に伴い反応管７とチャンバ４とを仕切る
フランジ１５と、カセット３とボート１３との間で半導
体ウェーハ２を搬送するウェーハ搬送機構１６とで構成
されている。ここで、反応管７と第２の真空ポンプ１１
とを繋ぐ排気系配管１０の経路内には、反応管７の近傍
に排気バルブ１７，第２の真空ポンプ１１の近傍にフィ
ルタ１８がそれぞれ配置されている。特に、反応ガスと
して、高沸点ガス（沸点が２５℃以上）である例えば、
ＴＥＯＳ（tetra ethyl ortho silicate）等を用いる場
合には、排気ガスが排気系配管１０の中で冷却され、排
気系配管１０内壁に反応生成物が付着しやすくなるた
め、フィルタ１８に反応生成物を付着させ、第２の真空
ポンプ１１に反応生成物が付着するのを抑制している。
このため、排気系配管１０は定期的に取外して内壁の清
掃を実施し、フィルタ１８は、所定時間毎に交換し、と
もに排気抵抗が異常に高くならないように維持してい
る。

【０００４】次に動作としては、先ず、ボート１３は空
の状態でボートエレベータ１４によって上限位置に置か
れる。このときフランジ１５が反応管７とチャンバ４と
を仕切る。次に、半導体ウェーハ２を収納したカセット
３を扉を開閉して所定の位置に載置する。次に、第１の
バルブ５を開き第１の真空ポンプ６を作動しチャンバ４
内を真空排気し、所定の真空度が得られた後第１のバル
ブ５を閉じ、図示しないガス制御用バルブ（図示せず）
にてチャンバ４内を不活性ガスで充満させる。次に、ボ
ートエレベータ１４によりボート１３を下降させ、ウェ
ーハ搬送機構１６によりカセット３から半導体ウェーハ
２をボート１３に移し替え、再び、ボートエレベータ１
４を上昇させ、ボート１３を反応管７に入れる。次に、
第２のバルブ８を開いてガス導入系９から反応管７内に
反応ガスを導入し、半導体ウェーハ２をＣＶＤ処理す
る。ＣＶＤ処理が完了すると、反応管７内の不要な反応
ガスは、排気バルブ１７を開いて排気系配管１０を通じ
て排気される。その後、ボート１３はボートエレベータ
１４によって下限位置に降下し、ウェーハ搬送機構１６
によってカセット３に収納される。以上の動作を繰返し
順次、ＣＶＤ処理が行われる。

【０００５】尚、上記では縦型減圧ＣＶＤ装置を例にし
て説明したが、排気系配管に不所望な反応生成物が付着
するのはＣＶＤ装置に限るものではなく、イオン注入装
置、プラズマエッチング装置等においても同様である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の減圧ＣＶＤ装置、イオン注入装置、プラズマエッチン
グ装置等では、排気系配管の内壁に堆積した不所望な反
応生成物を除去するためには、定期的に排気系配管を取
外し、内壁を清掃した後、再度、取付けるという面倒な
作業を行っていた。このため、工数が掛かるとともに、
この脱着作業により排気系配管に傷みを生じさせる虞が
あった。また、排気系配管を２系統設けて切換えて、一
系統を清掃中は、他系統を使用する構成も考えられる
が、この構成によると装置の改造が大規模となり、ま
た、装置の占めるスペースの増加につながるという課題
を有していた。

【０００７】本発明の目的は、比較的簡単な装置の改造
によって、排気系配管の内壁に付着した反応生成物を、
排気系配管を取外すことなく除去できる排気系構造を有
した半導体製造装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために提案されたもので、反応管内に半導体ウェー
ハを載置し、反応ガスを供給し、半導体ウェーハの処理
を行い、処理後の排気ガスを反応管に接続した排気バル
ブを設けた排気系配管を通して真空ポンプで吸引し排気
する半導体製造装置において、外気を導入する外気導入
バルブを、排気バルブと真空ポンプとの間の排気系配管
に排気バルブに近接して配設することを特徴とする半導
体製造装置である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例としての縦型減
圧ＣＶＤ装置を要部断面図として示す図１を用いて説明
する。図２と同一部分には同一符号を付して説明を省略
する。図１に示すように、本発明の縦型減圧ＣＶＤ装置
１０１が、従来の縦型減圧ＣＶＤ装置１と異なるところ
は、大気を導入する外気導入バルブ１０２が排気バルブ
１７の第２の真空ポンプ１１側の排気系配管１０に、排
気バルブ１７に近接して配設されている点である。外気
導入バルブ１０２は、一方を排気バルブ１７近傍の排気
系配管１０に接続し、他方は大気開放となっている。ま
た、所定時間間隔で開閉動作を繰り返し、排気系配管１
０内に間欠的に大気を導入するように制御部１０３で制
御可能となっている。尚、ここでは、外気導入バルブ１
０２の一方を大気開放としたが、例えば、高圧エアや高
圧窒素などの圧力気体の供給部（図示せず）に接続する
構成としてもよい。

【００１０】装置本体の動作については、従来と同様で
あるため説明を省略し、排気系配管１０内に堆積した反
応生成物の除去時の動作について図１を用いて説明す
る。先ず、排気バルブ１７を閉状態にし反応管７と排気
系配管１０とを遮断した後、第２の真空ポンプ１１を作
動させ排気系配管１０内を略真空にする。次に、外気導
入バルブ１０２を制御部１０３で制御し、所定時間間隔
で開閉動作を繰り返し、排気系配管１０内に間欠的に大
気を導入する。これにより、約１気圧の圧力差でもっ
て、大気が突発的かつ断続的に排気系配管１０内に流れ
込み、この物理的衝撃により排気系配管１０内壁に付着
した反応生成物を剥離し、フィルタ１８に付着させる。
この清掃作業が完了したら、第２の真空ポンプ１１を停
止し、外気導入バルブ１０２を開放し、汚染されたフィ
ルタ１８を交換した後、再度、外気導入バルブ１０２を
閉じ、第２の真空ポンプ１１を作動し、排気系配管１０
内に溜まったエアを吸引し内部を真空とした後、排気バ
ルブ１７を開放し、半導体ウェーハ２の処理を再開す
る。このようにして、排気系配管１０を取り外すことな
く、排気系配管１０に外気導入バルブ１０２を配設する
という比較的簡単な装置の改造で、かつ装置のスペース
を大幅に拡大することなく排気系配管１０内壁に付着し
た反応生成物の除去が可能となる。また、外気と真空と
の圧力差を利用した物理的衝撃によって反応生成物を内
壁から剥離させ除去するため、煩雑な回収処理の必要な
洗浄液などを使用しなくてよい。また、排気バルブ１７
を閉じることで、装置本体を停止させることなく、どの
タイミングでも、所望の時間だけ清掃作業が実施でき生
産の合間を利用した清掃作業に好適である。

【００１１】尚、上記では、外気導入バルブ１０２の一
方を大気開放としたが、例えば、５気圧の高圧エアの供
給管と接続した場合、圧力差は約６気圧と増大し、反応
生成物を剥離させる物理的衝撃力の増加が図れる。ま
た、上記では縦型減圧ＣＶＤ装置１０１を例にして説明
したが、結晶成長装置に限るものではなく、イオン注入
やプラズマエッチング装置等の排気系配管を有する処理
装置においても同様に、外気導入バルブを配設すること
で、同様の効果が期待できる。

【００１２】

【発明の効果】本発明の半導体製造装置によれば、排気
バルブの近傍の排気系配管に外気導入バルブを配設し、
外気と真空との圧力差を利用した物理的衝撃によって反
応生成物を排気系配管の内壁から剥離させるため、比較
的簡単な装置改造だけで、回収処理の必要な洗浄液など
を使用せず、反応生成物の除去ができる。また、排気バ
ルブを閉じることで、装置本体を停止させることなく、
どのタイミングでも、所望の時間だけ清掃作業が実施で
き生産の合間を利用した清掃作業に好適である。また、
外気導入バルブの開閉動作を繰り返し、排気系配管に間
欠的に外気を導入するようにしたり、一方を高圧エアな
どの圧力気体供給部と接続すると、さらに剥離力の増加
が図れ好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例としての縦型ＣＶＤ装置の
断面図

【図２】 従来の縦型ＣＶＤ装置の断面図

【符号の説明】

２ 半導体ウェーハ ７ 反応管 １１ 第２の真空ポンプ １７ 排気バルブ １０１ 縦型ＣＶＤ装置 １０２ 外気導入バルブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反応管内に半導体ウェーハを載置し、反応
   ガスを供給し、半導体ウェーハの処理を行い、処理後の
   排気ガスを反応管に接続した排気バルブを設けた排気系
   配管を通して真空ポンプで吸引し排気する半導体製造装
   置において、外気を導入する外気導入バルブを、排気バ
   ルブと真空ポンプとの間の排気系配管に排気バルブに近
   接して配設することを特徴とする半導体製造装置。
2. 【請求項２】外気導入バルブは、開閉動作を繰り返し、
   排気系配管に間欠的に外気を導入することを特徴とした
   請求項１に記載の半導体製造装置。
3. 【請求項３】外気導入バルブは、一方を排気バルブ近傍
   の排気系配管に接続し、他方を大気開放とすることを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体製造装
   置。
4. 【請求項４】大気導入バルブは、一方を排気バルブ近傍
   の排気系配管に接続し、他方を高圧気体供給部に接続す
   ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半
   導体製造装置。