JP2003229373A - Substrate treatment apparatus - Google Patents

Substrate treatment apparatus

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JP2003229373A
JP2003229373A JP2002029013A JP2002029013A JP2003229373A JP 2003229373 A JP2003229373 A JP 2003229373A JP 2002029013 A JP2002029013 A JP 2002029013A JP 2002029013 A JP2002029013 A JP 2002029013A JP 2003229373 A JP2003229373 A JP 2003229373A
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JP
Japan
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exhaust pipe
evacuation pipe
evacuation
gas
gap
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Pending
Application number
JP2002029013A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoshi Taniyama
智志 谷山
Naoki Matsumoto
尚樹 松本
Shinya Morita
慎也 森田
Hidenari Yoshida
秀成 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of a clogging phenomenon of an evacuation pipe due to sucking in clean air from a gap to a second evacuation pipe by an evacuation force acting in the gap when evacuating a treatment chamber by the evacuation pipe, to dilute evacuation gas which flows downward from a first evacuation pipe, so that the strictness of maintenance of a diffusing device is relaxed to raise throughput. <P>SOLUTION: The evacuation pipe 40 has one end connected to a treatment chamber 14 of an inner tube 12 of a diffusion device and the other end connected to an evacuation device, and comprises a first evacuation pipe 41 and a second evacuation pipe 42. A male tapered part 44 of the first evacuation pipe 41 interconnected with the internal space of a manifold 20 faces a widen-out female tapered part 45 of a second evacuation pipe 42 inserted into a hollow chamber 5 of a scanvenger 4 via a gap 43. The dimension of the gap 43 can be freely adjusted by the radial position of a bracket 47 and a change in the height of a hoisting tool 50. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、基板処理装置に関
し、特に、処理ガスの排気技術に係り、例えば、拡散装
置に利用して有効なものに関する。 【0002】 【従来の技術】一般に、半導体集積回路装置(以下、I
Cという。)の製造方法においては、半導体ウエハ(以
下、ウエハという。)にアンチモン(Sb)を拡散させ
る拡散工程にバッチ式縦形ホットウオール形拡散装置
が、使用されている。 【0003】バッチ式縦形ホットウオール形拡散装置
(以下、拡散装置という。)は、ウエハが搬入される処
理室を形成し縦形に設置されたプロセスチューブと、処
理室に原料ガスを導入するガス導入口と、処理室を排気
する排気管系と、プロセスチューブの外側に敷設されて
処理室を加熱するヒータとを備えており、複数枚のウエ
ハがボートによって長く整列されて保持された状態で処
理室に下端の炉口から搬入され、処理室に原料ガスがガ
ス導入口から導入されるとともに、ヒータによって処理
室が加熱されることにより、ウエハにアンチモン等が拡
散されるように構成されている。 【0004】一般に、拡散装置を使用してウエハにアン
チモンが拡散される場合においては、アンチモンの反応
生成物が排気管系の継手部等の付着し易い場所に堆積し
て排気管系の詰まりを引き起こすため、処理室に窒素ガ
ス等の希釈ガスを大量に導入することにより、アンチモ
ンを含む排気ガスを充分に希釈して排気管系を流通さ
せ、もって、アンチモンの反応生成物が排気管系に堆積
するのを防止することが実施されている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大量の
希釈ガスによってアンチモンの反応生成物による排気管
系の詰まりを防止する拡散装置においては、処理室に大
量の希釈ガスを導入する必要があるという問題点があ
る。 【0006】本発明の目的は、処理室に大量の希釈ガス
を導入せずに排気管系の詰まりを防止することができる
基板処理装置を提供することにある。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明に係る基板処理装
置は、基板を収容して処理する処理室と、この処理室に
一端が接続され他端が排気装置に接続される排気管とを
備えており、前記排気管の外の雰囲気を前記排気管の中
に取り入れて前記排気管を流下する雰囲気を希釈する希
釈口が前記排気管の途中に開設されていることを特徴と
する。 【0008】前記した手段によれば、排気管による排気
に際して、排気管の外部の雰囲気が希釈口から取り入れ
るため、排気管を流下する排気ガスは取り込んだ排気管
外の雰囲気によって希釈されることになる。その結果、
排気管を流下する排気ガスに含まれるアンチモン等の排
気管系に堆積し易い反応生成物による排気管系の詰まり
を防止することができる。 【0009】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に即して説明する。 【0010】本実施の形態において、本発明に係る基板
処理装置は、ウエハにアンチモンを拡散する拡散装置と
して図1〜図5に示されているように構成されている。 【0011】図1に示されているように、拡散装置は気
密室を構成した筐体1を備えており、筐体1の上部には
プロセスチューブ設置室2が設定され、下部にはボート
が処理室への搬入搬出に待機する待機室3が設定されて
いる。プロセスチューブ設置室2にはプロセスチューブ
11が中心線が垂直になるように縦に配されて設置され
ており、プロセスチューブ11はインナチューブ12と
アウタチューブ13とから構成されている。インナチュ
ーブ12は石英ガラスが使用されて上下両端が開口した
円筒形状に形成されており、インナチューブ12の筒中
空部はボートによって長く整列した状態に保持された複
数枚のウエハが搬入される処理室14を形成している。
インナチューブ12の下端開口は被処理物としてのウエ
ハを出し入れするための炉口15を構成しており、イン
ナチューブ12の上端開口部には変形防止キャップ16
が嵌入されている。アウタチューブ13は炭化シリコン
(SiC)が使用されて内径がインナチューブ12の外
径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に
形成されており、インナチューブ12にその外側を取り
囲むように同心円に被せられている。 【0012】図1〜図5に示されているように、筐体1
の待機室3の天井壁には円盤形状の中空室5を形成する
スカベンジャ4が据え付けられており、図2に示されて
いるように、スカベンジャ4には中空室5と待機室3と
を連通させる連通孔6が開設されている。図4(a)お
よび図5に示されているように、待機室3の天井壁にお
けるスカベンジャ4の中空室5には円形リング形状の支
持板17が同心円に固定されており、支持板17はアウ
タチューブ13の下端のフランジ部を下から支持してい
る。スカベンジャ4の中空室5の底壁の上にはインナチ
ューブ12が立脚されており、インナチューブ12は下
端のフランジ部を押さえ具18によって押さえられてい
る。押さえ具18の上にはスペーサ19およびマニホー
ルド20が積み上げられており、マニホールド20の上
にはインナチューブ12の下端部外周に径方向外向きの
円形リング形状に突設された隔壁部21が当接されてい
る。隔壁部21には上下方向に貫通した連通孔22が複
数個、環状に配置されて開設されており、連通孔22は
インナチューブ12とアウタチューブ13との間に形成
された排気路23と、マニホールド20の内側空間とを
連通させるようになっている。図1に示されているよう
に、インナチューブ12の炉口15はスカベンジャ4の
下端面に当接するようにロータリーアクチュエータ(図
示せず)に駆動されるシャッタ7によって開閉されるよ
うになっている。 【0013】図1および図5に示されているように、ア
ウタチューブ13の外部にはプロセスチューブ11の内
部を加熱するためのヒータユニット24がアウタチュー
ブ13の周囲を包囲するように同心円に設備されてお
り、ヒータユニット24はプロセスチューブ11内を全
体にわたって均一に加熱するように構成されている。ヒ
ータユニット24は抵抗ヒータ25が円筒形状に形成さ
れた断熱槽26の内周に螺旋状に敷設されて構成されて
おり、筐体1のプロセスチューブ設置室2の底壁の上に
支持台27を介して据え付けられている。 【0014】図1においてアーム29だけが図示された
ボートエレベータが待機室3に設置されており、ボート
エレベータはアーム29によってシールキャップ30を
支持して待機室3に対して垂直方向に昇降させるように
構成されている。シールキャップ30はインナチューブ
12の炉口15よりも大きい外径を有する円盤形状に形
成されており、スカベンジャ4の下面に垂直方向下側か
ら当接することによって炉口15を開閉するようになっ
ている。シールキャップ30の中心線上には被処理物と
してのウエハ10を保持するためのボート31が、断熱
キャップ部36を介して垂直に支持されている。ボート
31は上下で一対の端板32、33と、両端板32、3
3間に架設されて垂直に配設された複数本の保持部材3
4とを備えており、各保持部材34に長手方向に等間隔
に配されて互いに同一平面内において開口するように刻
設された多数条の保持溝35間にウエハ10を挿入され
ることにより、複数枚のウエハ10を水平にかつ互いに
中心を揃えた状態に整列させて保持するように構成され
ている。また、シールキャップ30には熱電対37が垂
直方向に挿通されて支持されている。 【0015】図2および図3に示されているように、イ
ンナチューブ12の側壁の下端部における待機室3の背
面側の位置には、ガス導入管38がインナチューブ12
の炉口15に連通するように挿入されており、ガス導入
管38には後述する処理ガスの供給源や不活性ガスの供
給源(いずれも図示しない。)が接続されるようになっ
ている。ガス導入管38によって炉口15に導入された
ガスは、インナチューブ12の処理室14を流通して排
気路23を通って排気管40によって排気されることに
なる。 【0016】図4に詳示されているように、本実施の形
態において、処理室14を排気するための排気管40は
第一排気管41と第二排気管42とを備えており、第一
排気管41と第二排気管42とは排気管40の外の雰囲
気を排気管40の中に取り入れて排気管40を流下する
排気ガスを希釈する希釈口としての隙間43を介して連
結されている。すなわち、図1〜図4に示されているよ
うに、第一排気管41の一端部はマニホールド20の側
壁における待機室3の背面側の位置においてマニホール
ド20の内側空間に連通するように接続されており、中
間部が略S字形状に屈曲されてスカベンジャ4の中空室
5を適宜に配管されている。第一排気管41のマニホー
ルド20との接続端部と反対側の端部には雄テーパ部4
4が先細りに形成されている。 【0017】他方、第二排気管42は筐体1の待機室3
の背面壁およびスカベンジャ4の背面壁をそれぞれ貫通
してスカベンジャ4の中空室5に挿入されており、その
挿入端部に形成された末広がりの雌テーパ部45が第一
排気管41の雄テーパ部44に隙間43を介して対向さ
れている。スカベンジャ4の中空室5の天井壁にはアン
グル形状のブラケット47がボルト46によって螺着さ
れており、ブラケット47はアングル形状の水平部片に
スカベンジャ4の径方向に細長く介設された長孔48に
ボルト46を挿通されることにより径方向の位置を調整
されるようになっている。ブラケット47の垂直部片の
下端部には第二排気管42の雌テーパ部45の近傍に固
定された吊持具50がボルト51によって吊持されてお
り、吊持具50はブラケット47の垂直部片の下端部に
開設された一対の長孔49、49にボルト51を挿通さ
れることにより垂直方向の高さ位置を調整されるように
なっている。つまり、第一排気管41の雄テーパ部44
と第二排気管42の雌テーパ部45との間に形成される
隙間43の寸法(断面積)は、ブラケット47の径方向
の位置および吊持具50の高さ位置を適宜に変更される
ことにより、同心円かつ所定の値に調整されている。 【0018】第二排気管42の外側端部は真空ポンプ
(送風機)や流量制御弁および流量計等によって構成さ
れた排気装置に接続されており、排気装置はその排気力
が大気圧(約1013hPa)との差圧で90Pa以上
を創出し得るように構成されている。 【0019】図1および図2に示されているように、筐
体1の待機室3の背面壁の上部にはクリーンエア取入口
52が開設されており、クリーンエア取入口52にはバ
タフライ弁等によって構成された常時閉じのクリーンエ
ア取入弁53が設置されている。クリーンエア取入弁5
3の開閉は拡散装置のコントローラによって自動的に制
御されるようになっている。 【0020】次に、前記構成に係る拡散装置が使用され
てウエハにアンチモンが拡散される拡散工程を説明す
る。 【0021】待機室3において複数枚のウエハ10を整
列保持したボート21はシールキャップ30の上にウエ
ハ10群が並んだ方向が垂直になる状態で載置され、ボ
ートエレベータのアーム29によって差し上げられてイ
ンナチューブ12の炉口15から処理室14に搬入(ボ
ートローディング)されて行き、シールキャップ30に
支持されたままの状態で処理室14に図5に示されてい
るように存置される。この状態で、シールキャップ30
は処理室14を気密に閉じた状態になる。 【0022】処理室14がシールキャップ30によって
気密に閉じられた状態で、処理室14が所定の圧力(大
気圧との差圧で90Pa以下)になるように排気管40
によって排気され、ヒータユニット24によってプロセ
スチューブ11の内部が所定の温度(800〜1200
℃)に全体にわたって均一に加熱される。次いで、処理
ガスが処理室14にガス導入管38によって所定の流量
供給される。アンチモンがウエハに拡散される場合には
原料ガスとしてアンチモンガスが使用され、アルゴンガ
スをキャリアガスに使用して処理室14に導入される。 【0023】導入された処理ガスはインナチューブ12
の処理室14を上昇して、変形防止キャップ16に開設
された連通孔からインナチューブ12とアウタチューブ
13との隙間によって形成された排気路23に流出す
る。排気路23に流出した処理ガスは排気路23を流下
して隔壁部21の連通孔22を通ってマニホールド20
の内側空間に至り、排気管40によって排気される。処
理ガス中のアンチモンは処理室14を通過する際にウエ
ハ10の表面に接触して熱拡散する。 【0024】予め設定された処理時間が経過すると、シ
ールキャップ30がボートエレベータのアーム29によ
って下降されることにより、処理室14が開かれるとと
もに、処理済のウエハ10群を保持したボート31が炉
口15から処理室14の外部に搬出(ボートアンローデ
ィング)される。 【0025】続いて、シャッタ7がスカベンジャ4の下
端面にシール状態に当接されて処理室14が閉じられ、
処理室14の雰囲気が排気管40によって排気される。
処理室14に対して排気が実行されている間に、待機室
3においては処理済みのウエハ10と、これから処理す
るウエハ10との交換作業が進行される。そして、交換
作業が完了すると、再び、ボート31が処理室14に搬
入される。以降、前述した作業が繰り返されて行く。 【0026】ところで、処理室の雰囲気が排気管によっ
て排気されると、処理ガスの残りや反応生成物(金属成
分および塩素成分)および塵埃等の全ての物質は、排気
管を流れて行く間に内壁面の極微細な凹凸表面や継手部
の継ぎ目等に接触するため、これらの表面や隙間等に付
着したり吸着したりして異物として堆積する現象が発生
する。特に、アンチモン等の昇華性のものが原料ガスと
して使用される場合には、その発生が顕著になることが
知られている。 【0027】そこで、本実施の形態においては、処理室
14が排気管40によって排気されるに際してクリーン
エア取入弁53を開くことにより、排気管40の中に筐
体1の外部のクリーンエアを取り入れ、そのクリーンエ
アによって排気管40から排気される排気ガスを希釈す
ることにより、排気管系の詰まり現象が防止される。 【0028】すなわち、本実施の形態に係る排気管40
による処理室14の排気に際しては、第一排気管41と
第二排気管42との間に形成された隙間43に第二排気
管42に接続された排気装置の排気力が作用しているた
め、クリーンエア取入弁53が開かれると、拡散装置が
設置されたクリーンルームのクリーンエアがクリーンエ
ア取入口52から待機室3に取り入れられるとともに、
スカベンジャ4の中空室5へ連通孔6を流通して取り入
れられる。図4(b)に示されているように、スカベン
ジャ4の中空室5へ取り入れられたクリーンエア61は
隙間43から第二排気管42に吸い込まれ、第一排気管
41から流下して来る排気ガス62と合流することによ
り、排気ガス62を希釈する。ちなみに、クリーンエア
61によって希釈された排気ガス62は排気管40に接
続された除害装置(図示せず)によって有害成分を排除
された後に、大気中に放出される。 【0029】ここで、第一排気管41と第二排気管42
との間に形成される隙間43の寸法が狭すぎると、排気
管40に取り入れられるクリーンエア61の流量が不足
するために、排気管40を流れる排気ガス62がクリー
ンエア61によって充分に希釈されない事態が発生す
る。逆に、隙間43の寸法が広すぎると、排気管40の
排気力が相対的に低下するため、処理室14に排気ガス
62が残留する等の弊害が発生する。そこで、第二排気
管42を吊持するブラケット47の径方向の位置を調整
することにより、第一排気管41と第二排気管42との
間に形成される隙間43の寸法は予め適正に調整するこ
とが必要である。この隙間43の最適値は実験やコンピ
ュータによる模擬実験および過去の実績データ等による
経験的な手法によって設定することが望ましい。例え
ば、アンチモンを含む排気ガスの希釈の場合には、クリ
ーンエア取入弁53がフルオープンの条件下で、処理室
14の圧力が大気圧との差圧が50Pa程度である時
に、スカベンジャ4の中空室5の圧力が大気圧との差圧
が90Pa程度になるように、隙間43の寸法を調整し
た時に排気管系の詰まり現象を効果的に防止することが
できた。 【0030】前記実施の形態によれば、次の効果が得ら
れる。 【0031】1) 排気管の途中にクリーンエアを取り入
れる隙間を形成することにより、排気管を流下する排気
ガスをクリーンエアによって希釈することができるた
め、排気管系の詰まり現象の発生を防止することができ
る。 【0032】2) 排気管系の詰まり現象を防止すること
により、拡散装置全体としてのメンテナンスの厳格性を
緩和することができるため、拡散装置全体としての稼働
休止時間を短縮することができ、スループットを向上さ
せることができる。 【0033】3) 排気管の中に取り入れたクリーンエア
によって排気ガスを希釈することにより、処理室に大量
の希釈ガスを導入しないで済むため、希釈ガスの使用を
省略することができ、拡散装置のランニングコストを大
幅に低減することができる。 【0034】4) 排気管の途中に隙間を形成することに
より、希釈ガスとしてのクリーンエアを取り入れること
ができるため、排気管の途中に流量制御弁を介設する場
合に比べて拡散装置のイニシャルコストの増加を抑制す
ることができる。 【0035】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変
更が可能であることはいうまでもない。 【0036】例えば、排気管の中には排気管外の雰囲気
であるクリーンルームのクリーンエアを取り入れるよう
に構成するに限らず、待機室に供給される窒素ガス等を
取り入れるように構成してもよい。したがって、取入弁
は省略してもよいし、スカベンジャに設置してもよい。 【0037】第一排気管と第二排気管との間に形成され
る隙間は、雄テーパ部と雌テーパ部とによって構成する
に限らず、ラビリンス構造等によって構成してもよい。 【0038】排気管外の雰囲気を取り入れるために排気
管の途中に開設される希釈口は、第一排気管と第二排気
管との間に形成される隙間によって構成するに限らず、
排気管の途中に設置された流量制御弁の弁口によって構
成してもよい。 【0039】前記実施の形態では、アンチモンがウエハ
に拡散される場合について説明したが、拡散装置はこれ
に使用するに限らず、他の不純物がウエハに拡散される
場合についても使用することができるし、熱拡散だけで
なくイオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のため
のリフロー等にも使用することができる。 【0040】また、拡散装置はバッチ式縦形ホットウオ
ール形拡散装置に限らず、横形ホットウオール形拡散装
置、枚葉式拡散装置等の他の拡散装置であってもよい。 【0041】さらに、本発明は拡散装置に限らず、酸化
膜形成装置やCVD装置等の基板処理装置全般に適用す
ることができる。 【0042】前記実施の形態ではウエハに処理が施され
る場合について説明したが、被処理物はホトマスクやプ
リント配線基板、液晶パネル、光ディスクおよび磁気デ
ィスク等であってもよい。 【0043】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
処理室に大量の希釈ガスを導入せずに排気管系の詰まり
を防止することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a technology for exhausting a processing gas, and more particularly to an apparatus effectively used for a diffusion apparatus. 2. Description of the Related Art Generally, a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as I
Called C. In the manufacturing method of (1), a batch-type vertical hot wall type diffusion device is used in a diffusion step of diffusing antimony (Sb) into a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a wafer). [0003] A batch type vertical hot wall type diffusion device (hereinafter, referred to as a diffusion device) forms a processing chamber into which a wafer is loaded and is provided with a vertical process tube and a gas inlet for introducing a raw material gas into the processing chamber. An opening, an exhaust pipe system for exhausting the processing chamber, and a heater laid outside the process tube to heat the processing chamber, and the processing is performed in a state where a plurality of wafers are long aligned and held by the boat. The apparatus is configured such that antimony and the like are diffused into the wafer by being carried into the chamber from the furnace port at the lower end, the source gas being introduced into the processing chamber from the gas inlet, and the processing chamber being heated by the heater. . In general, when antimony is diffused into a wafer using a diffusion device, reaction products of antimony accumulate in easily adhering places such as a joint portion of an exhaust pipe system to block the exhaust pipe system. Therefore, by introducing a large amount of a diluent gas such as nitrogen gas into the processing chamber, the exhaust gas containing antimony is sufficiently diluted and allowed to flow through the exhaust pipe system, so that the reaction product of antimony flows into the exhaust pipe system. Prevention of deposition has been implemented. [0005] However, in a diffusion apparatus in which a large amount of diluent gas prevents clogging of an exhaust pipe system by reaction products of antimony, it is necessary to introduce a large amount of diluent gas into a processing chamber. There is a problem that there is. An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of preventing clogging of an exhaust pipe system without introducing a large amount of dilution gas into a processing chamber. [0007] A substrate processing apparatus according to the present invention includes a processing chamber for accommodating and processing a substrate, and an exhaust having one end connected to the processing chamber and the other end connected to an exhaust device. And a dilution port for introducing an atmosphere outside the exhaust pipe into the exhaust pipe and diluting an atmosphere flowing down the exhaust pipe is provided in the middle of the exhaust pipe. I do. According to the above-described means, when the exhaust gas is exhausted, the atmosphere outside the exhaust pipe is taken in from the dilution port, so that the exhaust gas flowing down the exhaust pipe is diluted by the taken-in atmosphere outside the exhaust pipe. Become. as a result,
It is possible to prevent clogging of the exhaust pipe system due to reaction products such as antimony contained in the exhaust gas flowing down the exhaust pipe and easily accumulating on the exhaust pipe system. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, a substrate processing apparatus according to the present invention is configured as shown in FIGS. 1 to 5 as a diffusion apparatus for diffusing antimony into a wafer. As shown in FIG. 1, the diffusion apparatus includes a casing 1 forming an airtight chamber, a process tube installation chamber 2 is set on the upper part of the casing 1, and a boat is located on the lower part. A standby chamber 3 is provided to wait for loading and unloading to the processing chamber. The process tube 11 is vertically arranged in the process tube installation chamber 2 such that the center line is vertical. The process tube 11 includes an inner tube 12 and an outer tube 13. The inner tube 12 is made of quartz glass and is formed in a cylindrical shape with upper and lower ends open. The hollow portion of the inner tube 12 is a process in which a plurality of wafers held long by a boat are loaded. A chamber 14 is formed.
The lower end opening of the inner tube 12 constitutes a furnace port 15 for taking in and out a wafer as a processing object, and the upper end opening of the inner tube 12 has a deformation preventing cap 16.
Is inserted. The outer tube 13 is made of silicon carbide (SiC), has an inner diameter larger than the outer diameter of the inner tube 12, is formed in a cylindrical shape having an upper end closed and a lower end opened, and the outer tube 13 is surrounded by the inner tube 12. Concentric circles. As shown in FIG. 1 to FIG.
A scavenger 4 forming a disk-shaped hollow chamber 5 is installed on the ceiling wall of the standby chamber 3. The hollow chamber 5 and the standby chamber 3 communicate with the scavenger 4 as shown in FIG. A communication hole 6 is provided. As shown in FIGS. 4A and 5, a circular ring-shaped support plate 17 is concentrically fixed to the hollow chamber 5 of the scavenger 4 on the ceiling wall of the standby chamber 3. The flange at the lower end of the outer tube 13 is supported from below. An inner tube 12 is erected on the bottom wall of the hollow chamber 5 of the scavenger 4, and the inner tube 12 is held by a holding member 18 at a lower flange portion. A spacer 19 and a manifold 20 are stacked on the retainer 18, and a partition 21 protruding in a radially outward circular ring shape on the outer periphery of the lower end of the inner tube 12 is provided on the manifold 20. Touched. A plurality of communication holes 22 penetrating in the vertical direction are formed in the partition wall portion 21 in a ring shape, and the communication holes 22 are provided with an exhaust passage 23 formed between the inner tube 12 and the outer tube 13. The inside space of the manifold 20 is communicated. As shown in FIG. 1, the furnace port 15 of the inner tube 12 is opened and closed by a shutter 7 driven by a rotary actuator (not shown) so as to come into contact with the lower end surface of the scavenger 4. . As shown in FIGS. 1 and 5, a heater unit 24 for heating the inside of the process tube 11 is installed concentrically outside the outer tube 13 so as to surround the outer tube 13. The heater unit 24 is configured to uniformly heat the entire inside of the process tube 11. The heater unit 24 is formed by spirally laying a resistance heater 25 on the inner periphery of a heat insulating tank 26 formed in a cylindrical shape. The support unit 27 is provided on the bottom wall of the process tube installation chamber 2 of the housing 1. It is installed through. A boat elevator in which only the arm 29 is shown in FIG. 1 is installed in the waiting room 3. The boat elevator supports the seal cap 30 by the arm 29 and moves up and down vertically with respect to the waiting room 3. Is configured. The seal cap 30 is formed in a disk shape having an outer diameter larger than the furnace port 15 of the inner tube 12, and opens and closes the furnace port 15 by contacting the lower surface of the scavenger 4 from below in the vertical direction. I have. On the center line of the seal cap 30, a boat 31 for holding the wafer 10 as an object to be processed is vertically supported via a heat insulating cap section 36. The boat 31 has a pair of upper and lower end plates 32, 33, and both end plates 32, 3
A plurality of vertically arranged holding members 3 erected between the three
The wafer 10 is inserted between a plurality of holding grooves 35 which are arranged at equal intervals in the longitudinal direction of each holding member 34 and are formed so as to open in the same plane with each other. The plurality of wafers 10 are arranged and held horizontally and in a state where their centers are aligned with each other. Further, a thermocouple 37 is vertically inserted into and supported by the seal cap 30. As shown in FIGS. 2 and 3, a gas introduction pipe 38 is provided at the lower end of the side wall of the inner tube 12 on the back side of the standby chamber 3.
The gas inlet tube 38 is connected to a processing gas supply source and an inert gas supply source (both not shown) to be described later. . The gas introduced into the furnace port 15 by the gas introduction pipe 38 flows through the processing chamber 14 of the inner tube 12, passes through the exhaust path 23, and is exhausted by the exhaust pipe 40. As shown in detail in FIG. 4, in this embodiment, an exhaust pipe 40 for exhausting the processing chamber 14 includes a first exhaust pipe 41 and a second exhaust pipe 42. The first exhaust pipe 41 and the second exhaust pipe 42 are connected via a gap 43 as a dilution port for introducing an atmosphere outside the exhaust pipe 40 into the exhaust pipe 40 and diluting exhaust gas flowing down the exhaust pipe 40. ing. That is, as shown in FIGS. 1 to 4, one end of the first exhaust pipe 41 is connected to communicate with the inside space of the manifold 20 at a position on the side wall of the manifold 20 on the rear side of the standby chamber 3. The middle portion is bent in a substantially S-shape, and the hollow chamber 5 of the scavenger 4 is appropriately piped. A male tapered portion 4 is provided at the end of the first exhaust pipe 41 opposite to the end connected to the manifold 20.
4 is tapered. On the other hand, the second exhaust pipe 42 is connected to the standby chamber 3 of the housing 1.
Are inserted into the hollow chamber 5 of the scavenger 4 through the rear wall of the scavenger 4 and the divergent female taper 45 formed at the insertion end thereof. 44, with a gap 43 therebetween. An angle-shaped bracket 47 is screwed to the ceiling wall of the hollow chamber 5 of the scavenger 4 with a bolt 46, and the bracket 47 is a long hole 48 that is provided in the angled horizontal piece and is elongated in the radial direction of the scavenger 4. The position in the radial direction is adjusted by inserting the bolt 46 into the hole. At the lower end of the vertical piece of the bracket 47, a suspending device 50 fixed near the female tapered portion 45 of the second exhaust pipe 42 is suspended by bolts 51. The height position in the vertical direction can be adjusted by inserting a bolt 51 into a pair of long holes 49, 49 formed at the lower end of the piece. That is, the male tapered portion 44 of the first exhaust pipe 41
The size (cross-sectional area) of the gap 43 formed between the taper portion 45 of the second exhaust pipe 42 and the female exhaust portion 42 is appropriately changed by changing the radial position of the bracket 47 and the height position of the suspending device 50. Thus, the concentric circles are adjusted to a predetermined value. The outer end of the second exhaust pipe 42 is connected to an exhaust device constituted by a vacuum pump (blower), a flow control valve, a flow meter, and the like. The exhaust device has an exhaust pressure of atmospheric pressure (about 1013 hPa). ) And 90 Pa or more can be created. As shown in FIGS. 1 and 2, a clean air inlet 52 is formed in an upper portion of a rear wall of the standby chamber 3 of the housing 1, and a butterfly valve is provided in the clean air inlet 52. A normally-closed clean air intake valve 53 constituted by the above is installed. Clean air intake valve 5
The opening and closing of 3 is automatically controlled by the controller of the diffusion device. Next, a description will be given of a diffusion step in which antimony is diffused into a wafer by using the diffusion device having the above structure. The boat 21 in which the plurality of wafers 10 are aligned and held in the standby chamber 3 is placed on the seal cap 30 with the direction in which the wafers 10 are lined up vertically, and is raised by the arm 29 of the boat elevator. 5 is carried into the processing chamber 14 from the furnace port 15 of the inner tube 12 (boat loading), and is left in the processing chamber 14 while being supported by the seal cap 30 as shown in FIG. In this state, the seal cap 30
Becomes a state in which the processing chamber 14 is airtightly closed. With the processing chamber 14 airtightly closed by the seal cap 30, the exhaust pipe 40 is set to a predetermined pressure (90 Pa or less as a differential pressure from the atmospheric pressure).
The inside of the process tube 11 is heated to a predetermined temperature (800 to 1200) by the heater unit 24.
(° C.). Next, the processing gas is supplied to the processing chamber 14 at a predetermined flow rate by the gas introduction pipe 38. When antimony is diffused into the wafer, antimony gas is used as a source gas, and is introduced into the processing chamber 14 using argon gas as a carrier gas. The introduced processing gas is supplied to the inner tube 12.
And flows out of the communication hole formed in the deformation prevention cap 16 into the exhaust path 23 formed by the gap between the inner tube 12 and the outer tube 13. The processing gas flowing out to the exhaust passage 23 flows down the exhaust passage 23, passes through the communication hole 22 of the partition 21, and passes through the manifold 20.
And is exhausted by the exhaust pipe 40. When passing through the processing chamber 14, antimony in the processing gas contacts the surface of the wafer 10 and thermally diffuses. When a predetermined processing time has elapsed, the processing chamber 14 is opened by lowering the seal cap 30 by the arm 29 of the boat elevator, and the boat 31 holding the group of processed wafers 10 is placed in the furnace. It is carried out of the processing chamber 14 through the port 15 (boat unloading). Subsequently, the shutter 7 is brought into contact with the lower end surface of the scavenger 4 in a sealed state, and the processing chamber 14 is closed.
The atmosphere in the processing chamber 14 is exhausted by the exhaust pipe 40.
While the processing chamber 14 is being evacuated, in the standby chamber 3, the work of replacing the processed wafer 10 with the wafer 10 to be processed is progressing. When the replacement operation is completed, the boat 31 is carried into the processing chamber 14 again. Thereafter, the above-described operation is repeated. By the way, when the atmosphere in the processing chamber is exhausted by the exhaust pipe, the remaining of the processing gas, reaction products (metal components and chlorine components), and all substances such as dust are removed while flowing through the exhaust pipe. Since it comes into contact with the very fine uneven surface of the inner wall surface or the joint of the joint portion, a phenomenon that it adheres to or adheres to these surfaces or gaps and accumulates as foreign matter occurs. In particular, when a sublimable substance such as antimony is used as a raw material gas, it is known that the generation thereof becomes remarkable. Therefore, in the present embodiment, when the processing chamber 14 is exhausted by the exhaust pipe 40, the clean air intake valve 53 is opened, so that the clean air outside the casing 1 is supplied into the exhaust pipe 40. By taking in and diluting the exhaust gas exhausted from the exhaust pipe 40 by the clean air, the clogging phenomenon of the exhaust pipe system is prevented. That is, the exhaust pipe 40 according to the present embodiment
When the processing chamber 14 is evacuated, the exhaust force of the exhaust device connected to the second exhaust pipe 42 acts on the gap 43 formed between the first exhaust pipe 41 and the second exhaust pipe 42. When the clean air intake valve 53 is opened, the clean air in the clean room in which the diffusion device is installed is taken into the standby room 3 from the clean air intake 52,
The communication hole 6 flows into the hollow chamber 5 of the scavenger 4 and is taken in. As shown in FIG. 4B, the clean air 61 introduced into the hollow chamber 5 of the scavenger 4 is sucked into the second exhaust pipe 42 from the gap 43 and exhausted from the first exhaust pipe 41. The exhaust gas 62 is diluted by merging with the gas 62. Incidentally, the exhaust gas 62 diluted by the clean air 61 is discharged into the atmosphere after harmful components are eliminated by an abatement apparatus (not shown) connected to the exhaust pipe 40. Here, the first exhaust pipe 41 and the second exhaust pipe 42
If the size of the gap 43 formed between them is too small, the flow rate of the clean air 61 introduced into the exhaust pipe 40 is insufficient, so that the exhaust gas 62 flowing through the exhaust pipe 40 is not sufficiently diluted by the clean air 61. Things happen. Conversely, if the size of the gap 43 is too large, the exhaust power of the exhaust pipe 40 is relatively reduced, so that an adverse effect such as the exhaust gas 62 remaining in the processing chamber 14 occurs. Therefore, by adjusting the radial position of the bracket 47 that suspends the second exhaust pipe 42, the dimension of the gap 43 formed between the first exhaust pipe 41 and the second exhaust pipe 42 is appropriately adjusted in advance. It needs to be adjusted. It is desirable that the optimum value of the gap 43 be set by an empirical method based on experiments, simulation experiments using a computer, past data, and the like. For example, in the case of diluting exhaust gas containing antimony, when the pressure in the processing chamber 14 is about 50 Pa and the pressure in the processing chamber 14 is about 50 Pa under the condition that the clean air intake valve 53 is fully open, When the size of the gap 43 was adjusted so that the pressure difference between the pressure in the hollow chamber 5 and the atmospheric pressure was about 90 Pa, the clogging phenomenon of the exhaust pipe system could be effectively prevented. According to the above embodiment, the following effects can be obtained. 1) By forming a gap for taking clean air in the middle of the exhaust pipe, the exhaust gas flowing down the exhaust pipe can be diluted by the clean air, thereby preventing the occurrence of a clogging phenomenon in the exhaust pipe system. be able to. 2) By preventing the exhaust pipe system from being clogged, the strictness of maintenance of the entire diffusion device can be reduced, so that the downtime of the entire diffusion device can be reduced, and the throughput can be reduced. Can be improved. 3) By diluting the exhaust gas with the clean air introduced into the exhaust pipe, it is not necessary to introduce a large amount of the diluent gas into the processing chamber. Running cost can be greatly reduced. 4) By forming a gap in the middle of the exhaust pipe, clean air as a diluent gas can be taken in. Therefore, compared with a case where a flow control valve is provided in the middle of the exhaust pipe, the initial setting of the diffusion device is performed. An increase in cost can be suppressed. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the exhaust pipe is not limited to the configuration in which the clean air of the clean room, which is the atmosphere outside the exhaust pipe, is introduced, but may be the configuration in which nitrogen gas or the like supplied to the standby chamber is introduced. . Therefore, the intake valve may be omitted or may be installed in a scavenger. The gap formed between the first exhaust pipe and the second exhaust pipe is not limited to the male tapered part and the female tapered part, but may be a labyrinth structure or the like. The dilution port opened in the middle of the exhaust pipe to take in the atmosphere outside the exhaust pipe is not limited to the gap formed between the first exhaust pipe and the second exhaust pipe.
It may be constituted by a valve opening of a flow control valve installed in the middle of the exhaust pipe. In the above embodiment, the case where antimony is diffused into the wafer has been described. However, the diffusion device is not limited to this and can be used when other impurities are diffused into the wafer. However, it can be used not only for thermal diffusion but also for reflow for activation of carriers after ion implantation and flattening. The diffusion device is not limited to the batch type vertical hot wall type diffusion device, but may be another type of diffusion device such as a horizontal hot wall type diffusion device, a single wafer type diffusion device and the like. Further, the present invention is not limited to the diffusion apparatus, but can be applied to all substrate processing apparatuses such as an oxide film forming apparatus and a CVD apparatus. In the above-described embodiment, the case where the processing is performed on the wafer has been described. As described above, according to the present invention,
The clogging of the exhaust pipe system can be prevented without introducing a large amount of dilution gas into the processing chamber.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施の形態である拡散装置を示す一
部省略側面断面図である。 【図2】排気管を通る平面断面図である。 【図3】主要部の背面断面図である。 【図4】(a)は排気管の接続部を示す背面断面図であ
り、(b)は(a)のb部の拡大断面図である。 【図5】処理中を示す一部省略側面断面図である。 【符号の説明】 1…筐体、2…プロセスチューブ設置室、3…待機室、
4…スカベンジャ、5…中空室、6…連通孔、7…シャ
ッタ、10…ウエハ(基板)、11…プロセスチュー
ブ、12…インナチューブ、13…アウタチューブ、1
4…処理室、15…炉口、16…変形防止キャップ、1
7…支持板、18…押さえ具、19…スペーサ、20…
マニホールド、21…隔壁部、22…連通孔、23…排
気路、24…ヒータユニット、25…抵抗ヒータ、26
…断熱槽、27…支持台、29…ボートエレベータのア
ーム、30…シールキャップ、31…ボート、32、3
3…端板、34…保持部材、35…保持溝、36…断熱
キャップ部、37…熱電対、38…ガス導入管、40…
排気管、41…第一排気管、42…第二排気管、43…
隙間(希釈口)、44…雄テーパ部、45…雌テーパ
部、46…ボルト、47…ブラケット、48、49…長
孔、50…吊持具、51…ボルト、52…クリーンエア
取入口、53…クリーンエア取入弁、61…クリーンエ
ア(排気管外雰囲気)、62…排気ガス。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partially omitted side sectional view showing a diffusion device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan cross-sectional view passing through an exhaust pipe. FIG. 3 is a rear sectional view of a main part. 4A is a rear cross-sectional view showing a connection part of an exhaust pipe, and FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of a part b of FIG. FIG. 5 is a partially omitted side sectional view showing a state during processing. [Description of Signs] 1 ... Case, 2 ... Process tube installation room, 3 ... Standby room,
4 Scavenger, 5 Hollow chamber, 6 Communication hole, 7 Shutter, 10 Wafer (substrate), 11 Process tube, 12 Inner tube, 13 Outer tube, 1
4 processing chamber, 15 furnace port, 16 deformation prevention cap, 1
7 ... Support plate, 18 ... Holder, 19 ... Spacer, 20 ...
Manifold, 21: partition, 22: communication hole, 23: exhaust path, 24: heater unit, 25: resistance heater, 26
... heat insulation tank, 27 ... support base, 29 ... boat elevator arm, 30 ... seal cap, 31 ... boat, 32, 3
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... End plate, 34 ... Holding member, 35 ... Holding groove, 36 ... Heat insulation cap part, 37 ... Thermocouple, 38 ... Gas introduction pipe, 40 ...
Exhaust pipe, 41 ... First exhaust pipe, 42 ... Second exhaust pipe, 43 ...
Gap (dilution port), 44: male taper, 45: female taper, 46: bolt, 47: bracket, 48, 49: long hole, 50: hanging tool, 51: bolt, 52: clean air intake, 53: Clean air intake valve, 61: Clean air (atmosphere outside the exhaust pipe), 62: Exhaust gas.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 慎也 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 (72)発明者 吉田 秀成 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 Fターム(参考) 4K030 CA04 CA12 EA12    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Shinya Morita             3-14-20 Higashinakano, Nakano-ku, Tokyo Stock             Hitachi Kokusai Electric Inc. (72) Inventor Hidenari Yoshida             3-14-20 Higashinakano, Nakano-ku, Tokyo Stock             Hitachi Kokusai Electric Inc. F term (reference) 4K030 CA04 CA12 EA12

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 基板を収容して処理する処理室と、この
処理室に一端が接続され他端が排気装置に接続される排
気管とを備えており、前記排気管の外の雰囲気を前記排
気管の中に取り入れて前記排気管を流下する雰囲気を希
釈する希釈口が前記排気管の途中に開設されていること
を特徴とする基板処理装置。
Claims: 1. A processing chamber for accommodating and processing a substrate, and an exhaust pipe having one end connected to the processing chamber and the other end connected to an exhaust device, wherein the exhaust pipe is provided. A dilution port for introducing an atmosphere outside the exhaust pipe into the exhaust pipe and diluting an atmosphere flowing down the exhaust pipe is provided in the middle of the exhaust pipe.
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