JP2005101429A

JP2005101429A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JP2005101429A
Application number: JP2003335132A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Furusawa; 孝幸古澤; Tetsuo Ogawara; 徹夫大河原
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: JP4287228B2

Abstract

【課題】パーティクルによる半導体装置の不良の発生を抑えることの可能な半導体製造装置を提供する。
【解決手段】反応管９と、この反応管９を加熱するヒータ１１と、このヒータの周辺に設けられる断熱材12aとを備える加熱エリア８と、半導体ウエーハ１を収納するボート２と接続され、ボート２を反応管９に搬送するボート搬送装置３と、エアーの供給口５、排出口７とを備えるローディングエリア４と、加熱エリア８からのエアーを排出する第1の熱排気口と、ローディングエリア４からのエアーを排出する第2の熱排気口を有し、加熱エリア８とローディングエリア４におけるエアーの流れが夫々独立している。
【選択図】図１

Description

本発明は、パーティクルによる半導体装置の不良の発生を抑えることの可能な半導体製造装置に関する。

近年の半導体ウエーハの大口径化に伴い、半導体装置の酸化・拡散工程において、省スペースであるだけでなく、ウエーハを水平に保持して処理することが可能で、ウエーハの歪が抑えられる縦型の熱処理装置が広く用いられている。

図５に示すように、複数のウエーハ１０１を収納する石英ボート１０２がボート搬送装置１０３に接続されてローディングエリア（清浄系）１０４に載置されている。ローディングエリア１０４にはエアーインダクト１０５からサイドフィルタ１０６を通してエアーが供給され、排気ファン１０７より排出されている。尚、矢印はそれぞれエアーの流れを示す。

このローディングエリア１０４上方には、下端に搬入出口を有する反応管１０９が、開口部を有するマニホールド１１０を介して、装置のベースプレートに保持されている。この反応管１０９の外周にはいくつかのゾーンに分割されたヒータ１１１とこれを包囲する断熱材１１２ａが設けられている。さらに反応管１０９の下部には、ヒータ１１１からの熱によりローディングエリア１０４が過熱されないための、断熱材１１２ｂ及びスカベンジャ１１３が設置されている。スカベンジャには熱排気ダクト１１６が接続されている。

このような装置において、石英ボート１０２に収納されたウエーハ１０１は、ボート搬送装置１０３によりローディングエリア１０４から反応管に搬入され、マニホールド１１０と石英ボート１０２の下部が接続された後、加熱処理される。そして、ヒータ１１１からの熱で加熱されたローディングエリア１０４中のエアーも、スカベンジャ１１３の一部を通り排出される。尚、反応管１０９に導入される反応ガスの導入口（図示せず）及び排出口（図示せず）から反応ガスが漏れた場合も、スカベンジャ１１３を通り排出される。さらにこれらは上方の熱排気ダクト１１６より装置外部に排出される。

半導体素子の微細化が進むに伴い、パーティクル汚染による致命不良発生が顕在化したため、パーティクルの発生原因を検討したところ、断熱材に起因することが分かった。

すなわち、加熱処理を行う際、反応管１０９周辺のエアーが加熱膨張され、断熱材１１２ｂを経由してスカベンジャ１１３に放出されている。この放出されたエアーは、断熱材１１２ａ、１１２ｂから発生したパーティクルを含むが、熱排気ダクト１１６より排出されると共に、その一部がローディングエリア１０４中にも放出されているため、ローディングエリア１０４内においてウエーハ１０１が汚染されてしまう。

そこで、本発明は、従来の問題を取り除き、パーティクルによる半導体装置の不良の発生を抑えることの可能な半導体製造装置を提供することを目的とするものである。

本発明の一態様によれば、反応管と、この反応管を加熱するヒータと、このヒータの周辺に設けられる断熱材とを備える加熱エリアと、半導体ウエーハを収納するボートと接続され、ボートを反応管に搬送するボート搬送装置と、エアーの供給口、排出口とを備えるローディングエリアと、加熱エリアからのエアーを排出する第1の熱排気口と、ローディングエリアからのエアーを排出する第2の熱排気口を有し、加熱エリアとローディングエリアにおけるエアーの流れが夫々独立していることを特徴とする半導体製造装置が提供される。

本発明の一実施態様によれば、パーティクルによる半導体装置の不良の発生を抑えることの可能な半導体製造装置を提供することができる。

以下本発明の実施形態について、図１乃至５を参照して説明する。

図１に本発明の半導体製造装置を示す。図に示すように、複数のウエーハ１を収納する石英ボート２がボート搬送装置３に接続されてローディングエリア（清浄系）４に載置されている。ローディングエリア４にはエアーインダクト（供給口）５からサイドフィルタ６を通してエアーが供給され、排気ファン（排出口）７より排出されている。尚、矢印はそれぞれエアーの流れを示す。

このローディングエリア４上方には、加熱エリア８が設けられている。下端に搬入出口を有する反応管９が、開口部を有するマニホールド１０を介して、装置のベースプレートに保持されている。この反応管９の外周にはいくつかのゾーンに分割されたヒータ１１とこれを包囲する断熱材１２ａが設けられている。さらに反応管９の下部には、ヒータ１１からの熱によりローディングエリア４が過熱されないための、断熱材１２ｂ及びスカベンジャ１３が設置されている。スカベンジャ１３には図２に示すように仕切り板１４が設けられており、１３ａ、１３ｂに分離されている。熱排気口１５ａ、１５ｂはスカベンジャ１３ｃを経て熱排気ダクト１６と接続されている。

このような装置において、石英ボート２に収納されたウエーハ１は、ボート搬送装置３によりローディングエリア４から反応管９に搬入され、マニホールド１０と石英ボート２の下部が接続された後、加熱処理される。

このとき、反応管９周辺のエアーも加熱膨張し、断熱材１２ａを経由してパーティクルを含むエアーがスカベンジャ１３ａに放出されるが、仕切り板１４によりローディングエリア４とは分離されているため、パーティクルがローディングエリア４に放出されず、熱排気口１５ａを通り熱排気ダクト１６より装置外部に排出されることになり、ウエーハを汚染することはない。そして、反応管に導入される反応ガスの導入口（図示せず）及び排出口（図示せず）から漏れた場合も、反応ガスとともに、熱排気口１５ａを通り熱排気ダクト１６より装置外部に排出されることとなる。

また、ヒータ１１からの熱で加熱されたローディングエリア４中のエアーは、スカベンジャ１３ｂを経て熱排気口１５ｂを通り熱排気ダクト１６より装置外部に排出される。

このような半導体製造装置において、２００ｍｍφシリコンウエーハ上に成膜温度８００℃で膜厚１０ｎｍの酸化膜を形成し、降温速度を約６０℃／ｍｉｎとしたときの、処理回数によるウエーハ毎のパーティクル数を測定した結果を図３に示す。従来は、処理回数の増加に従ってパーティクル数が増大していたのに対し、本実施形態においては、パーティクル数の処理回数に依存する増大も抑えられ、パーティクル数も従来の１／２と非常に少なく安定していることが分かる。この結果より、パーティクルのローディングエリアへの飛散を防ぐことにより、ローディングエリア内の石英ボートに収納されたウエーハへの汚染が抑制され、高い清浄度の熱処理が可能となったことが分かる。

尚、本実施形態において、熱排気口１５ａ、１５ｂはスカベンジャ１３内に設置され、スカベンジャ１３ｃを経て熱排気ダクト１６と接続されているが、必ずしもスカベンジャ１３内に設置する必要はない。また、仕切り板の形状、位置は特に規定されるものではなく、例えば図４に示すように反応管９外周の下部に仕切り板１４’が設置されていてもよい。すなわち、いればよい。

また、図５に示すように、熱排気口１５ａ、１５ｂに、夫々独立した熱排気ダクト１６ａ、１６ｂを接続してもよい。この場合、装置外部にエアーが放出されるまで、ローディングエリア４と加熱エリア８の夫々におけるエアーの流れが分離されることになり、より高清浄度の熱処理が可能となる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。その他要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施態様における半導体製造装置を示す図。本発明の一実施態様における半導体製造装置のスカベンジャ部の構造を示す図。処理回数とパーティクルの発生数の関係を示す図。本発明の一実施態様における半導体製造装置のスカベンジャ部の構造を示す図。本発明の一実施態様における半導体製造装置の熱排気ダクトの構造を示す図。従来の半導体製造装置を示す図。

符号の説明

１、１０１ウエーハ
２、１０２石英ボート
３、１０３ボート搬送装置
４、１０４ローディングエリア
５、１０５エアーインダクト（供給口）
６、１０６サイドフィルタ
７、１０７排気ファン（排出口）
８加熱エリア
９、１０９反応管
１０、１１０マニホールド
１１、１１１ヒータ
１２ａ、１２ｂ、１１２ａ、１１２ｂ断熱材
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１１３スカベンジャ
１４、１４’ 仕切り板
１５ａ、１５ｂ熱排気口
１６、１６ａ、１６ｂ、１１６熱排気ダクト

Claims

反応管と、この反応管を加熱するヒータと、このヒータの周辺に設けられる断熱材を備える加熱エリアと、
半導体ウエーハを収納するボートと接続され、ボートを前記反応管に搬送するボート搬送装置と、エアーの供給口、排出口を備えるローディングエリアと、
前記加熱エリアからのエアーを排出する第1の熱排気口と、
前記ローディングエリアからのエアーを排出する第2の熱排気口を有し、
前記加熱エリアと前記ローディングエリアにおけるエアーの流れが夫々独立していることを特徴とする半導体製造装置。
前記第1の熱排気口と前記第2の熱排気口が、夫々独立した熱排気ダクトに接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
前記第1の熱排気口と前記第2の熱排気口が共通の熱排気ダクトに接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。