JP2003332245A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可撓管の内周面へ生成物が付着するのを防止
する。 【解決手段】 排気管１６の途中に介設された可撓管３
０は可撓性と伸縮性を有する円筒形状のベローズ３１
と、ベローズ３１の両端に同心円に固着された円形リン
グ形状のフランジ３２、３３とを備えており、可撓管３
０の内側には非可撓性材料が使用されて外径が可撓管３
０の内径よりも小径で長さがベローズ３１の長さ以上の
円筒形状に形成された被覆管３４がベローズ３１の撓み
と伸縮を許容しつつ可撓管３０の内周を被覆するように
挿入されている。 【効果】 ベローズの内周面を被覆管で被覆することで
生成物がベローズの内周面に付着するのを防止でき、非
可撓性の被覆管の内周面に付着した付着物は剥離しない
ため、排気管の途中に介設されたベローズを起因とする
パーティクル発生による成膜工程の歩留り低下を防止で
きる。

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、
特に、基板の表面に成膜する技術に関し、例えば、半導
体集積回路装置（以下、ＩＣという。）が作り込まれる
半導体ウエハ（以下、ウエハという。）にＣＶＤ膜を形
成するＣＶＤ装置に利用して有効なものに関する。

【０００２】ＩＣの製造方法においてウエハにＣＶＤ膜
を形成するＣＶＤ装置として、バッチ式縦形ホットウオ
ール形減圧ＣＶＤ装置が、広く使用されている。バッチ
式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ
装置という。）は、ウエハが搬入される処理室を形成す
るプロセスチューブと、プロセスチューブに接続されて
処理室を排気する排気管と、プロセスチューブに接続さ
れて処理室に原料ガス等を供給するガス導入管と、プロ
セスチューブの外部に敷設されて処理室の内部を加熱す
るヒータユニットとを備えており、複数枚のウエハがボ
ートによって積層された状態で処理室に下端の炉口から
搬入され、処理室内がヒータユニットによって加熱され
て、処理室が排気管によって排気されつつ、原料ガスが
ガス導入管によって供給されることにより、ＣＶＤ膜が
ウエハに形成されるように構成されている。

【０００３】従来のこの種のＣＶＤ装置においては、プ
ロセスチューブのメンテナンス作業の能率を高める等の
観点から、排気管の途中に可撓管を介設することによ
り、排気管の位置ずれを吸収する構成が、採用されてい
る。

【０００４】なお、排気管に付着した反応生成物を簡単
に除去することができる減圧気相成長装置（減圧ＣＶＤ
装置）を述べてある例としては、特開平７−２８３１４
４号公報、がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、可撓管
が排気管の途中に介設されたＣＶＤ装置においては、可
撓管の内周面に付着したＣＶＤ膜や反応生成物が処理室
の圧力変動によって可撓管が伸縮した時に剥離してパー
ティクルとなるため、ＩＣの製造方法の歩留りが低下す
る場合があるという問題点がある。

【０００６】本発明の目的は、可撓管の内周面へ生成物
が付着するのを防止することができる半導体製造装置を
提供することにある。

【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【０００９】すなわち、基板を処理する処理室と、処理
室に接続された排気管と、排気管の途中に介設された可
撓管とを備えており、外径が前記可撓管の内径よりも小
径であって長さが前記可撓管の長さ以上である非可撓性
の被覆管が、前記可撓管の内側に前記可撓管の撓みを許
容しつつ前記可撓管の内周を被覆するように挿入されて
いることを特徴とする。

【００１０】前記した手段によれば、可撓管の内周面が
被覆管によって被覆されているため、生成物が可撓管の
内周面に付着するのを防止することができる。生成物が
被覆管の内周面に付着しても、被覆管は非可撓性である
ことにより、付着物が剥離することはないため、パーテ
ィクルが発生するのを防止することができる。

【００１１】

【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。

【００１２】本実施の形態において、本発明に係る半導
体製造装置は、ＣＶＤ装置すなわちバッチ式縦形ホット
ウオール形減圧ＣＶＤ装置として構成されている。

【００１３】図１および図２に示されているように、Ｃ
ＶＤ装置１０は気密室構造に構築された筐体１１を備え
ている。筐体１１の気密室１２の一端部（以下、後端部
とする。）の上部にはヒータユニット設置室１２ａが設
定され、下部にはボート待機室１２ｂが設定されてい
る。ヒータユニット設置室１２ａは略立方体の箱形状に
構築されており、ヒータユニット設置室１２ａの内部に
はヒータユニット１３が垂直方向に据え付けられてい
る。ヒータユニット１３は抵抗ヒータ素線が螺旋状に組
まれてなるヒータと、ステンレス鋼等の薄板によって円
筒形状に形成されたケースの内部に断熱材が充填されて
なる円筒形状の断熱槽とを備えており、ヒータが断熱槽
の内周面に螺旋状に敷設されている。

【００１４】図３に示されているように、ヒータユニッ
ト１３の内部には処理室１４ａを構成するプロセスチュ
ーブ１４が同心円に配置されており、プロセスチューブ
１４の下端部には処理室１４ａに原料ガスやパージガス
等を導入するためのガス導入管１５と、処理室１４ａを
真空排気するための排気管１６とが接続されている。気
密室１２におけるヒータユニット設置室１２ａの下側に
形成されたボート待機室１２ｂにはボートエレベータ１
７が設置されており、ボートエレベータ１７はプロセス
チューブ１４の真下に配置されたボート１８を垂直方向
に昇降させるように構成されている。ボート１８は多数
枚のウエハ１９を中心を揃えて水平に配置した状態で支
持して、プロセスチューブ１４の処理室１４ａに対して
搬入搬出するように構成されている。

【００１５】図２に示されているように、筐体１１の正
面壁には複数枚のウエハを収納したウエハキャリア（以
下、キャリアという。）を筐体１１の気密室１２に搬入
搬出するためのキャリア搬入搬出口２０が開設されてお
り、キャリア搬入搬出口２０はフロントシャッタ（図示
せず）によって開閉されるようになっている。キャリア
搬入搬出口２０にはキャリアの位置合わせを実行する搬
入搬出ステージ（以下、Ｉ／Ｏステージという。）２１
が設置されており、キャリアはキャリア搬入搬出口２０
を通してＩ／Ｏステージ２１に出し入れされるようにな
っている。Ｉ／Ｏステージ２１には平面視が略Ｌ字形の
平板形状に形成された載置台２２が設置されている。筐
体１１の気密室１２における前後方向の中央部の上部に
は回転式のポッド棚２３が設置されており、回転式のポ
ッド棚２３は複数個のキャリアを保管するように構成さ
れている。

【００１６】筐体１１の気密室１２におけるポッド棚２
３の下側にはウエハ１９をローディングするウエハロー
ディングポート２４が一対、垂直方向に上下二段に設置
されており、両ウエハローディングポート２４、２４は
平面視が略Ｌ字形の平板形状に形成された載置台２５、
２５をそれぞれ備えている。筐体１１の気密室１２にお
けるＩ／Ｏステージ２１とポッド棚２３およびウエハロ
ーディングポート２４との間には、スカラ形ロボット
（selective compliance assembly robot arm 。ＳＣＡ
ＲＡ）によって構成されたキャリア搬送装置２６が設置
されている。キャリア搬送装置２６はＩ／Ｏステージ２
１とポッド棚２３との間およびポッド棚２３とウエハロ
ーディングポート２４との間でキャリアを搬送するよう
に構成されている。ウエハローディングポート２４とボ
ート１８との間にはウエハ移載装置（water transfer e
quipment）２７が設置されており、ウエハ移載装置２７
はウエハローディングポート２４とボート１８との間で
ウエハを搬送するように構成されている。

【００１７】図１および図３に示されているように、Ｃ
ＶＤ装置１０はガス供給装置や電源装置等がユニット化
されたユーティリティーボックス２８を備えており、ユ
ーティリティーボックス２８は筐体１１の気密室１２に
設置された各種の器具や機器のメンテナンス作業を実施
し易くするために、筐体１１の後方に適当に離間されて
設置されている。

【００１８】図１および図３に示されているように、排
気管１６は筐体１１の背面壁からユーティリティーボッ
クス２８の方向に突出されており、途中に可撓管３０が
介設されている。図４に示されているように、可撓管３
０はステンレス鋼が使用されて可撓性を有しかつ軸方向
に伸縮する円筒形状に形成されたベローズ３１と、ステ
ンレス鋼が使用されて円形リング形状に形成されてベロ
ーズ３１の両端に同心円に配置されて溶接等によって固
着された前後で一対のフランジ３２、３３とを備えてお
り、可撓管３０の内側には被覆管３４が挿入されてい
る。被覆管３４はステンレス鋼等の非可撓性を有する材
料が使用されて外径が可撓管３０の内径よりも小径であ
って長さがベローズ３１の長さ以上である円筒形状に形
成されており、可撓管３０の内側にベローズ３１の撓み
および伸縮を許容しつつ可撓管３０の内周を被覆するよ
うに挿入されている。被覆管３４のプロセスチューブ側
の端部（以下、前端部とする。）の外周にはフランジ部
３５が突設されており、フランジ部３５の外周にはシー
ルリング３６が嵌着されている。被覆管３４の前端部に
形成されたフランジ部３５が排気管１６の筐体１１から
の突出端部に突設されたフランジ部３７と、可撓管３０
の前側のフランジ３２との突合面間に挟み込まれた状態
で、排気管１６のフランジ部３７と可撓管３０のフラン
ジ３２とがバックル３８によって締結されることによ
り、被覆管３４は可撓管３０に同心円に配置されて固定
されている。この状態において、フランジ部３５の外側
に嵌着されたシールリング３６は排気管１６のフランジ
部３７と可撓管３０のフランジ３２との突合面間で挟み
込まれた状態になるため、排気管１６のフランジ部３７
と可撓管３０のフランジ３２との突合面間を気密シール
した状態になっている。

【００１９】なお、可撓管３０の後端部は、後側のフラ
ンジ３３と排気管１６のユーティリティーボックス２８
からの突出端部に突設されたフランジ部３９との突合面
間にシールリング４０が挟み込まれた状態で、可撓管３
０のフランジ３３と排気管１６のフランジ部３９とがバ
ックル３８によって締結されることにより、排気管１６
に接続されている。

【００２０】次に、前記構成に係るＣＶＤ装置の作用を
説明する。

【００２１】図２および図３に示されているように、複
数枚のウエハ１９を垂直方向に整列させて保持したボー
ト１８はボートエレベータ１７によって差し上げられて
プロセスチューブ１４の処理室１４ａに搬入（ボートロ
ーディング）される。続いて、プロセスチューブ１４の
処理室１４ａが所定の圧力に排気管１６によって排気さ
れ、所定の温度（４００〜１２００℃）にヒータユニッ
ト１３によって加熱される。次いで、処理室１４ａが排
気されながら、処理ガスが処理室１４ａにガス導入管１
５によって導入される。処理ガスは処理室１４ａを流れ
る間にボート１８に保持されたウエハ１９に接触するこ
とにより、ウエハ１９に対してＣＶＤ膜を形成する。

【００２２】所定のＣＶＤ時間が経過すると、処理ガス
の導入が停止された後に、ボート１８がボートエレベー
タ１７によって下降されて処理室１４ａから搬出（ボー
トアンローディング）される。以降、前記作用が繰り返
されることにより、ＣＶＤ装置１０によってウエハ１９
に対するＣＶＤ膜の成膜がバッチ処理されて行く。

【００２３】前述した成膜工程において、ベローズ３１
の内周面は褶曲面になっているため、排気管１６によっ
て排気されたガス中の生成物は排気管１６の途中に介設
されたベローズ３１に付着し堆積し易い。しかも、ベロ
ーズ３１は排気管１６の内圧によって伸縮するため、ベ
ローズ３１の内周面に堆積した付着物は剥離し易い。剥
離した付着物が排気管１６の内圧変化によってパーティ
クルとなって処理室１４ａに逆流すると、処理室１４ａ
における成膜工程の歩留り低下の原因になる。

【００２４】しかし、本実施の形態においては、可撓管
３０のベローズ３１の内周面が被覆管３４によって被覆
されているため、生成物がベローズ３１の内周面に付着
するのを防止することができる。そして、生成物が被覆
管３４の内周面に付着しても、被覆管３４は非可撓性で
あることにより、付着物が剥離することはないため、パ
ーティクルが発生するのを防止することができる。した
がって、排気管１６の途中に介設されたベローズ３１を
起因とするパーティクルによる成膜工程の歩留り低下の
発生を未然に防止することができる。

【００２５】他方、被覆管３４はベローズ３１の撓みお
よび伸縮を許容するように構成されているため、排気管
１６の筐体１１とユーティリティーボックス２８との間
の接続に際して、排気管１６の筐体１１側とユーティリ
ティーボックス２８側との位置ずれ（所謂芯ずれ）をベ
ローズ３１の撓みおよび伸縮によって吸収させることが
できる。つまり、被覆管３４の可撓管３０への挿入が、
排気管１６の筐体１１とユーティリティーボックス２８
との間の接続作業の能率の低下を招来することはない。

【００２６】前記実施の形態によれば、次の効果が得ら
れる。

【００２７】1) 可撓管３０のベローズ３１の内周面を
被覆管３４によって被覆することにより、生成物がベロ
ーズ３１の内周面に付着するのを防止することができる
ため、ベローズ３１が伸縮した時にパーティクルが飛散
するのを未然に防止することができる。

【００２８】2) 被覆管３４を非可撓性に形成すること
により、被覆管３４の内周面に付着した付着物が剥離す
るのを防止することができるため、パーティクルが発生
するのを防止することができる。

【００２９】3) 前記1)および2)により、排気管１６の
途中に介設されたベローズ３１を起因とするパーティク
ルによる成膜工程の歩留り低下の発生を未然に防止する
ことができる。

【００３０】4) 被覆管３４をベローズ３１の撓みおよ
び伸縮を許容するように構成することにより、排気管１
６の筐体１１とユーティリティーボックス２８との間の
接続に際して、排気管１６の筐体１１側とユーティリテ
ィーボックス２８側との位置ずれをベローズ３１の撓み
および伸縮によって吸収させることができるため、被覆
管３４の可撓管３０への挿入が排気管１６の筐体１１と
ユーティリティーボックス２８との間の接続作業の能率
の低下を招来するのを防止することができる。

【００３１】5) 被覆管３４の前端部の外周に突設した
フランジ部３５を排気管１６のフランジ部３７と可撓管
３０のフランジ３２との突合面間に挟み込み、排気管１
６のフランジ部３７と可撓管３０のフランジ３２とをバ
ックル３８によって締結することにより、被覆管３４を
可撓管３０に着脱自在に挿入することができるため、排
気管１６の接続作業の低下を防止することができるとと
もに、被覆管３４を洗浄することができる。

【００３２】6) フランジ部３５の外側に嵌着されたシ
ールリング３６を排気管１６のフランジ部３７と可撓管
３０のフランジ３２との突合面間で挟み込むことによ
り、排気管１６のフランジ部３７と可撓管３０のフラン
ジ３２との突合面間を気密シールすることができるた
め、排気管１６の漏洩や排気力の低下等の弊害の発生を
防止することができる。

【００３３】以上本発明者によってなされた発明を実施
の形態に基づき具体的に説明したが、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
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３４】例えば、被覆管は可撓管に着脱自在に設け
るに限らず、可撓管に溶接等によって固定的に設けても
よい。

【００３５】可撓管はベローズによって構成するに限ら
ず、撓み管継ぎ手等によって構成してもよい。

【００３６】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるバッチ
式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置に適用した場合
について説明したが、それに限定されるものではなく、
バッチ式横形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置や熱処理
装置（furnace ）等の半導体製造装置全般に適用するこ
とができる。

【００３７】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００３８】可撓管の内周面を被覆管によって被覆する
ことにより、生成物が可撓管の内周面に付着するのを防
止することができる。また、被覆管を非可撓性に構成す
ることにより、生成物が被覆管の内周面に付着しても付
着物が剥離するのを防止することができるため、パーテ
ィクルが発生するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるＣＶＤ装置の背面
からの外観斜視図である。

【図２】そのＣＶＤ装置の内部構造を示す斜視図であ
る。

【図３】そのＣＶＤ装置を示す一部省略側面断面図であ
る。

【図４】（ａ）は図３のａ−ａに沿う拡大断面図、
（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。

【符号の説明】 １０…ＣＶＤ装置（半導体製造装置）、１１…筐体、１
２…気密室、１２ａ…ヒータユニット設置室、１２ｂ…
ボート待機室、１３…ヒータユニット、１４…プロセス
チューブ、１４ａ…処理室、１５…ガス導入管、１６…
排気管、１７…ボートエレベータ、１８…ボート、１９
…ウエハ、２０…キャリア搬入搬出口、２１…Ｉ／Ｏス
テージ、２２…載置台、２３…ポッド棚、２４…ウエハ
ローディングポート、２５…載置台、２６…キャリア搬
送装置、２７…ウエハ移載装置、２８…ユーティリティ
ーボックス、３０…可撓管、３１…ベローズ、３２、３
３…フランジ、３４…被覆管、３５…フランジ部、３
６、４０…シールリング、３７、３９…フランジ部、３
８…バックル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を処理する処理室と、処理室に接続
   された排気管と、排気管の途中に介設された可撓管とを
   備えており、外径が前記可撓管の内径よりも小径であっ
   て長さが前記可撓管の長さ以上である非可撓性の被覆管
   が、前記可撓管の内側に前記可撓管の撓みを許容しつつ
   前記可撓管の内周を被覆するように挿入されていること
   を特徴とする半導体製造装置。
2. 【請求項２】 前記被覆管が着脱自在に構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
3. 【請求項３】 前記被覆管の一端部に形成されたフラン
   ジ部が前記排気管と前記可撓管との突合面間に挟持され
   ていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導
   体製造装置。
4. 【請求項４】 前記フランジ部の外側にシールリングが
   配設されており、このシールリングが前記排気管と前記
   可撓管との突合面間に挟持されていることを特徴とする
   請求項３に記載の半導体製造装置。