JP2007027599A - 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 回転軸周囲への反応副生成物形成を抑制し、パーティクル発生を抑えると共に回転駆動の異常を防止する半導体製造装置及び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 反応管11は、内部反応管111と外部反応管112で構成され、それぞれマニホールド12上に取り付けられている。炉口蓋18は、回転軸16の貫通孔182を有する。炉口蓋18は、外部から反応管11(内部反応管111)内へのボート14の連絡経路を開閉すると共に、貫通孔182近傍の回転軸16の周囲が不活性ガス雰囲気で保護されるようになっている。炉口蓋18は、貫通孔182近傍の回転軸16の周囲を円筒状に囲む窪み183を有し、窪み183と回転軸16の離間領域19に不活性ガスを供給するガス導入管184を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】 反応管11は、内部反応管111と外部反応管112で構成され、それぞれマニホールド12上に取り付けられている。炉口蓋18は、回転軸16の貫通孔182を有する。炉口蓋18は、外部から反応管11(内部反応管111)内へのボート14の連絡経路を開閉すると共に、貫通孔182近傍の回転軸16の周囲が不活性ガス雰囲気で保護されるようになっている。炉口蓋18は、貫通孔182近傍の回転軸16の周囲を円筒状に囲む窪み183を有し、窪み183と回転軸16の離間領域19に不活性ガスを供給するガス導入管184を有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、半導体ウェハを処理ガスの環境下で回転させながら処理する半導体製造装置及びこれを用いた半導体装置の製造方法に関する。特には複数の半導体ウェハをウェハ搭載部材に搭載し、ウェハ搭載部材の回転機構を伴って半導体ウェハに成膜用の反応ガスを供給する半導体製造装置及びこれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
縦型減圧気相成長装置は、複数の半導体ウェハがボートに配列された形態で反応管内に収容される。反応管内は、反応ガスが導入され、温度とガスの流量の制御がなされる。これにより、複数の半導体ウェハは、同時に熱処理され、化学反応により成膜される。
上記反応管内は、反応ガスが導入されるので、反応生成物が付着し易い。反応生成物は、ロード/アンロード時に反応管内外を移動する部分において、熱応力差により、剥離が助長される。剥離した反応生成物は、パーティクルとなって半導体ウェハ表面に付着し、不良発生、歩留り低下の原因になる。
従来では、反応生成物の発生し易い箇所、剥がれ易い箇所に対し、ガスを当てない物理的なカバー対策を施して反応生成物を抑える。また、クリーニングガスを流して除去するといった技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。これにより、パーティクルの低減を図るようにしていた。
特開2003−173979号公報(第3頁、図1−図5)
縦型減圧気相成長装置は、半導体ウェハをボートごと回転させるための機構を有するものがある。すなわち、ボートの回転軸がロード/アンロード時に開閉する炉口蓋を貫通して外部のモータとつながる回転機構を有する。半導体ウェハは回転しつつ成膜反応に晒されるので、膜厚及び膜質の均一性向上に寄与する。
炉口蓋は、反応管下のマニホールドに配されたフランジ部にOリングを介してシールされる構造である。よって、炉口蓋付近は、耐熱性の関係上、十分に加熱が行えない。この結果、炉口蓋を貫通する回転軸周囲に低温反応副生成物が形成され易い。低温反応副生成物が過剰に発生すれば、炉口蓋を貫通する回転軸の回転が妨げられ、回転異常(回転停止)に至る危険性がある。また、低温反応副生成物の剥離がパーティクル発生源となってしまう。このような問題は、従来のような物理的なカバー対策を施したとしてもカバー容積が大き過ぎ、解消され難い。また、クリーニングガスを流して対処する場合、クリーニング時間を設ける必要があり、回転軸周囲を頻繁にクリーニングする時間は取り難い。
本発明は上記のような事情を考慮してなされたもので、回転軸周囲への反応副生成物形成を抑制し、パーティクル発生を抑えると共に回転駆動の異常を防止する半導体製造装置及び半導体装置の製造方法を提供しようとするものである。
本発明に係る半導体製造装置は、反応とその制御に関わる処理用ガスが導入される反応管と、前記反応管内を加熱する加熱機構と、複数の半導体ウェハが前記反応管内に収容されるウェハ搭載部材と、前記ウェハ搭載部材に設けられた回転軸と、前記回転軸を駆動する駆動機構と、前記回転軸の貫通孔を有し、かつ外部から前記反応管内への前記ウェハ搭載部材の連絡経路を開閉すると共に、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲が不活性ガス雰囲気で保護される蓋部材と、を具備する。
上記本発明に係る半導体製造装置によれば、反応管内の加熱に対し蓋部材周辺はより低温領域となっている。特に、蓋部材は、回転軸の貫通孔を有し、回転を妨げる低温反応副生成物が形成される懸念がある。このような懸念を解消するため、回転軸の貫通孔近傍の周囲は不活性ガス雰囲気で保護される。これにより、反応に関わるガスが低温領域に及ばないようになる。
上記本発明に係る半導体製造装置において、反応に関わるガスが回転軸の駆動要所に及ばないよう、かつ半導体製造に影響を与えない少量の不活性ガスで済むよう、また回転軸の安定した回転、信頼性を得るために次のいずれかの特徴を有する方がより好ましい。
前記回転軸に関し前記蓋部材の貫通部分は他の部分に比べて小径であり、前記貫通孔は前記回転軸の他の部分に比べて小径であることを特徴とする。
前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を囲む円筒形状を配し、前記円筒形状と前記回転軸の離間領域を前記不活性ガスで満たすことを特徴とする。
前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を円筒状に囲む窪みを有し、かつ前記窪みと前記回転軸の離間領域に前記不活性ガスを供給するガス導入管を有することを特徴とする。
前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を囲む円筒壁を有し、かつ前記円筒壁と前記回転軸の離間領域に前記不活性ガスを供給するガス導入管を有することを特徴とする。
前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を公差範囲で囲む円筒形状と、前記円筒形状と前記回転軸の公差範囲の離間領域に前記不活性ガスを供給するガス導入管を有することを特徴とする。
前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を不活性ガス雰囲気にするためのガス供給口を複数有することを特徴とする。
前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を不活性ガス雰囲気にするためのガス供給口を有し、前記ガス供給口は、前記蓋部材の前記貫通孔側面内に設けられていることを特徴とする。
前記回転軸に関し前記蓋部材の貫通部分は他の部分に比べて小径であり、前記貫通孔は前記回転軸の他の部分に比べて小径であることを特徴とする。
前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を囲む円筒形状を配し、前記円筒形状と前記回転軸の離間領域を前記不活性ガスで満たすことを特徴とする。
前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を円筒状に囲む窪みを有し、かつ前記窪みと前記回転軸の離間領域に前記不活性ガスを供給するガス導入管を有することを特徴とする。
前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を囲む円筒壁を有し、かつ前記円筒壁と前記回転軸の離間領域に前記不活性ガスを供給するガス導入管を有することを特徴とする。
前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を公差範囲で囲む円筒形状と、前記円筒形状と前記回転軸の公差範囲の離間領域に前記不活性ガスを供給するガス導入管を有することを特徴とする。
前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を不活性ガス雰囲気にするためのガス供給口を複数有することを特徴とする。
前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を不活性ガス雰囲気にするためのガス供給口を有し、前記ガス供給口は、前記蓋部材の前記貫通孔側面内に設けられていることを特徴とする。
本発明に係る半導体製造装置は、半導体ウェハが処理環境内に収容されるためのウェハ搭載部材と、前記ウェハ搭載部材に設けられた回転軸と、前記回転軸を駆動する駆動機構と、前記回転軸の貫通孔を有し、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を囲む円筒形状と、前記円筒形状と前記回転軸の離間領域を不活性ガスで保護するガス供給機構と、を具備する。
上記本発明に係る半導体製造装置によれば、処理環境内における反応ガスの影響が回転軸の駆動要所、貫通孔近傍の回転軸の周囲に及ばないように、ガス供給機構が設けられる。このようなガス供給機構は、CVDやエッチング、スパッタリング等で利用される半導体ウェハの枚葉処理装置にも応用が期待できる。
なお、上記本発明に係る半導体製造装置において、より好ましくは、次のいずれかの特徴を有することによって、内部が不活性ガスで満たされる円筒形状を実現し、回転軸の安定した回転、信頼性を得る。
前記円筒形状は前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を円筒状に囲む窪みで構成されることを特徴とする。
前記円筒形状は前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を囲む円筒壁で構成されることを特徴とする。
前記円筒形状は前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を円筒状に囲む窪みで構成されることを特徴とする。
前記円筒形状は前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を囲む円筒壁で構成されることを特徴とする。
本発明に係る半導体装置の製造方法は、ウェハ搭載部材に配置された半導体ウェハが加熱及び減圧環境下の処理内部に導入され、前記ウェハ搭載部材につながる回転軸による回転を伴い、所定の反応とその制御に関わるガスが供給されることによって前記半導体ウェハに対する処理を達成する半導体装置の製造方法において、前記半導体ウェハに対する前記ガスに応じた処理の進行中、前記回転軸の回転動作が前記処理内部に引き入れられる部分の周囲を不活性ガス雰囲気にしておくことを特徴とする。
上記本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、回転軸の回転動作が、ある処理内部に引き入れられる部分において、反応に関わるガスの影響を受けないよう、不活性ガス雰囲気にしておく。これにより、ウェハ搭載部材につながる回転軸の回転を伴う半導体ウェハの処理に対し、常時安定な回転をもたらす。
図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体製造装置の側面方向断面の要部を示す構成図である。図は、縦型減圧気相成長装置の構成である。
反応管11は、内部反応管111と外部反応管112で構成され、それぞれマニホールド12上に取り付けられている。マニホールド12は、複数のガス導入管121,122が設けられ、それぞれ内部反応管111内に反応とその制御に関わる処理用ガス(反応ガスやバージガス)を導入する。また、マニホールド12は、外部反応管112を介して排気する排気管123を有する。ヒーター13は、反応管11内を所定温度に制御する加熱機構である。ボート14は、キャップ15上に取り付けられたウェハ搭載部材である。キャップ15は、保温機能を有するようにしてよい。ボート14は、複数の半導体ウェハWafを棚状に搭載し、内部反応管11内に収容可能である。また、ボート14は、キャップ15下につながる回転軸16を介して回転制御可能になっている。モータ17は、回転軸16を駆動する駆動機構の一つであり、このようなウェハ処理環境の外部に構成されている。モータ17下方には図示しないがボート14の昇降機構を有し、半導体ウェハWafのロード/アンロードに寄与する。
反応管11は、内部反応管111と外部反応管112で構成され、それぞれマニホールド12上に取り付けられている。マニホールド12は、複数のガス導入管121,122が設けられ、それぞれ内部反応管111内に反応とその制御に関わる処理用ガス(反応ガスやバージガス)を導入する。また、マニホールド12は、外部反応管112を介して排気する排気管123を有する。ヒーター13は、反応管11内を所定温度に制御する加熱機構である。ボート14は、キャップ15上に取り付けられたウェハ搭載部材である。キャップ15は、保温機能を有するようにしてよい。ボート14は、複数の半導体ウェハWafを棚状に搭載し、内部反応管11内に収容可能である。また、ボート14は、キャップ15下につながる回転軸16を介して回転制御可能になっている。モータ17は、回転軸16を駆動する駆動機構の一つであり、このようなウェハ処理環境の外部に構成されている。モータ17下方には図示しないがボート14の昇降機構を有し、半導体ウェハWafのロード/アンロードに寄与する。
炉口蓋18は、マニホールド12下部のフランジ124部分を、Oリング181を介して封ずる蓋部材である。炉口蓋18は、回転軸16の貫通孔182を有する。炉口蓋18は、外部から反応管11(内部反応管111)内へのボート14の連絡経路を開閉すると共に、貫通孔182近傍の回転軸16の周囲が不活性ガス雰囲気で保護されるようになっている。この実施形態では、炉口蓋18は、貫通孔182近傍の回転軸16の周囲を円筒状に囲む窪み183を有し、窪み183と回転軸16の離間領域19に不活性ガスを供給するガス導入管184を有する。
なお、回転軸16に関し、炉口蓋18の貫通部分は他の部分に比べて小径であり、貫通孔182は回転軸16の他の部分に比べて小径である(D11<D12<D13)。これにより、半導体ウェハWafに対する処理用ガスの供給に応じた処理の進行中、反応ガスが回転動作部に拡散し難くしている。また、D11<D12<D13の関係は公差範囲であることが望ましい。さらに、径の変わる回転軸16と炉口蓋18との隙間G1も公差範囲であることが望ましい。また、離間領域19も反応ガスの侵入を防ぐために狭い空間が望ましく、公差範囲に収めるとよい。
すなわち、炉口蓋18は、半導体ウェハWafに対する処理用ガスの供給に応じた処理の進行中、円筒状に囲む窪み183内、つまり、離間領域19を不活性ガスで満たすことが重要である。そのため、ガス導入管184は複数設けてもよい。あるいは、ガス導入管184につながるガス供給口185を、窪み183の円筒形状壁面に複数設けてもよい。また、ガス供給口185を、窪み183底部に設けるようにしてもよい。なお、ガス導入管184やガス供給口185の穴径は、図では隙間G1よりも大きめに示してあるが、隙間G1よりも小さくしてもよい。
図1を参照して、本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を説明する。複数の半導体ウェハWafは、ボート14に搭載され、加熱及び減圧環境下の反応管11内部に導入される。その際、半導体ウェハWafは、ボート14につながる回転軸による回転を伴う。また、半導体ウェハWafは、マニホールド12により、所定の反応とその制御に関わる処理用ガスが供給されることによって成膜等、所定の処理を達成する。
上記半導体ウェハWafに対する処理用ガスとして、例えば窒化膜の成膜を考える。反応系は、例えば、3SiH2Cl2+4NH3→Si3N4+6HCl+6H2であるが、この反応は処理環境内温度が800℃程度で上記正常な反応を見る。これが800℃より低温だと、NH4Cl等の低温反応副生成物が形成され易い。反応管11内の加熱に対し炉口蓋18周辺はより低温領域となっている。
そこで、上記処理用ガスに応じた成膜処理の進行中、回転軸16の回転動作が処理内部(反応管11内部)に引き入れられる部分の周囲を不活性ガス雰囲気にしておく。すなわち、貫通孔182近傍を円筒状に囲む窪み183内、つまり、離間領域19を不活性ガスで満たす。これにより、貫通孔182近傍の回転軸16の動作が、処理用ガスの影響を受けないよう保護する。不活性ガスは、N2や、He、Ar等の希ガスが挙げられるが、処理用ガス応じた半導体ウェハに対する処理に、影響し難いものを選べばよい。
上記実施形態及びその方法によれば、反応管11内の加熱に対し炉口蓋18周辺はより低温領域となっている。特に、炉口蓋18は、回転軸16の貫通孔182を有し、回転を妨げる低温反応副生成物が形成される懸念がある。このような懸念を解消するため、回転軸16の貫通孔182近傍の周囲は不活性ガス雰囲気で保護される。これにより、反応に関わるガスが低温領域に及ばないようになる。従って、パーティクル汚染の一つの原因をなくすることができる。不活性ガス雰囲気にする空間は、離間領域19に示すように狭くする。これにより、回転軸16の貫通孔182近傍を保護するには少量の不活性ガスの供給で足りる。よって、成膜等、半導体ウェハの処理に大きな影響を与えずに済む。
図2〜図4は、それぞれ図1の一部構成であり、変形例を示す要部の構成図である。回転軸16の周囲を円筒状に囲む窪み183の上部断面構成であり、図1と同様の箇所に同一の符号を付している。いずれも、窪み183と回転軸16の離間領域19を少量の不活性ガスで均一に満たすよう工夫した構成である。
図2は、ガス導入管184を複数設ける構成である。ガス導入管184は、窪み183の円筒形状壁面に離れて2つ設けられ、ガス供給口185を円筒形状壁面に複数分散させている。
図3は、ガス導入管184を窪み183の底部に一つ以上設ける構成である。ガス供給口185は、窪み183の底部に複数分散させている。
図4は、ガス導入管184を例えば窪み183の底部近傍側面に一つ以上設ける構成である。ガス供給口185は、炉口蓋18の貫通孔182側面内に複数設けられている。なお、ガス導入管184は窪み183の底部に設けてもよい。
図2は、ガス導入管184を複数設ける構成である。ガス導入管184は、窪み183の円筒形状壁面に離れて2つ設けられ、ガス供給口185を円筒形状壁面に複数分散させている。
図3は、ガス導入管184を窪み183の底部に一つ以上設ける構成である。ガス供給口185は、窪み183の底部に複数分散させている。
図4は、ガス導入管184を例えば窪み183の底部近傍側面に一つ以上設ける構成である。ガス供給口185は、炉口蓋18の貫通孔182側面内に複数設けられている。なお、ガス導入管184は窪み183の底部に設けてもよい。
図5は、本発明の第2実施形態に係る半導体製造装置の側面方向断面の要部を示す構成図である。第1実施形態と同様に縦型減圧気相成長装置の構成である。第1実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明する。
反応管11は、内部反応管111と外部反応管112で構成され、それぞれマニホールド12上に取り付けられている。マニホールド12は、複数のガス導入管121,122が設けられ、それぞれ内部反応管111内に反応とその制御に関わる処理用ガス(反応ガスやバージガス)を導入する。また、マニホールド12は、外部反応管112を介して排気する排気管123を有する。ヒーター13は、反応管11内を所定温度に制御する加熱機構である。ボート14は、キャップ15上に取り付けられたウェハ搭載部材である。キャップ15は、保温機能を有するようにしてよい。ボート14は、複数の半導体ウェハWafを棚状に搭載し、内部反応管11内に収容可能である。また、ボート14は、キャップ15下につながる回転軸16を介して回転制御可能になっている。モータ17は、回転軸16を駆動する駆動機構の一つであり、このようなウェハ処理環境の外部に構成されている。モータ17下方には図示しないがボート14の昇降機構を有し、半導体ウェハWafのロード/アンロードに寄与する。
反応管11は、内部反応管111と外部反応管112で構成され、それぞれマニホールド12上に取り付けられている。マニホールド12は、複数のガス導入管121,122が設けられ、それぞれ内部反応管111内に反応とその制御に関わる処理用ガス(反応ガスやバージガス)を導入する。また、マニホールド12は、外部反応管112を介して排気する排気管123を有する。ヒーター13は、反応管11内を所定温度に制御する加熱機構である。ボート14は、キャップ15上に取り付けられたウェハ搭載部材である。キャップ15は、保温機能を有するようにしてよい。ボート14は、複数の半導体ウェハWafを棚状に搭載し、内部反応管11内に収容可能である。また、ボート14は、キャップ15下につながる回転軸16を介して回転制御可能になっている。モータ17は、回転軸16を駆動する駆動機構の一つであり、このようなウェハ処理環境の外部に構成されている。モータ17下方には図示しないがボート14の昇降機構を有し、半導体ウェハWafのロード/アンロードに寄与する。
炉口蓋28は、マニホールド12下部のフランジ124部分を、Oリング281を介して封ずる蓋部材である。炉口蓋28は、回転軸16の貫通孔282を有する。炉口蓋28は、外部から反応管11(内部反応管111)内へのボート14の連絡経路を開閉すると共に、貫通孔282近傍の回転軸16の周囲が不活性ガス雰囲気で保護されるようになっている。この実施形態では、炉口蓋28は、貫通孔282近傍の回転軸16の周囲を囲む円筒壁283を有し、円筒壁283と回転軸16の離間領域29に不活性ガスを供給するガス導入管284を有する。
なお、回転軸16に関し、炉口蓋28の貫通部分は他の部分に比べて小径であり、貫通孔282は回転軸16の他の部分に比べて小径である(D21<D22<D23)。これにより、半導体ウェハWafに対する処理用ガスの供給に応じた処理の進行中、反応ガスが回転動作部に拡散し難くしている。また、D21<D22<D23の関係は公差範囲であることが望ましい。さらに、径の変わる回転軸16と炉口蓋28との隙間G2も公差範囲であることが望ましい。また、離間領域29も反応ガスの侵入を防ぐために狭い空間が望ましく、公差範囲に収めるとよい。
すなわち、炉口蓋28は、半導体ウェハWafに対する処理用ガスの供給に応じた処理の進行中、回転軸16の周囲を囲む円筒壁283内、つまり、離間領域29を不活性ガスで満たすことが重要である。そのため、ガス導入管284は複数設けてもよい。あるいは、ガス導入管284につながるガス供給口285を、円筒壁283壁面に複数設けてもよい。なお、ガス導入管284やガス供給口285の穴径は、図では隙間G2よりも大きめに示してあるが、隙間G2よりも小さくしてもよい。
図5の構成を用いた本発明に係る半導体装置の製造方法は、上述した半導体装置の製造方法の一例と同様である。すなわち、半導体ウェハWafに対する処理用ガスに応じた成膜処理の進行中、回転軸16の回転動作が処理内部(反応管11内部)に引き入れられる部分の周囲を不活性ガス雰囲気にしておく。すなわち、貫通孔282近傍を円筒状に囲む円筒壁283内、つまり、離間領域29を不活性ガスで満たす。これにより、貫通孔282近傍の回転軸16の動作が、処理用ガスの影響を受けないよう保護する。
上記実施形態及びその方法においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、回転軸16の貫通孔282近傍の周囲は不活性ガス雰囲気で保護される。これにより、回転軸16の回転を妨げる低温反応副生成物の形成が抑制され、パーティクル汚染の一つの原因をなくすることができる。不活性ガス雰囲気にする空間は、離間領域29に示すように狭くする。これにより、回転軸16の貫通孔282近傍を保護するには少量の不活性ガスの供給で足りる。よって、成膜等、半導体ウェハの処理に大きな影響を与えずに済む。
図6、図7は、それぞれ図5の一部構成であり、変形例を示す要部の構成図である。回転軸16の周囲を囲む円筒壁283の上部断面構成であり、図5と同様の箇所に同一の符号を付している。いずれも、円筒壁283と回転軸16の離間領域29を少量の不活性ガスで均一に満たすよう工夫した構成である。
図6は、ガス導入管284を複数設ける構成である。ガス導入管284は、炉口蓋28底部に2個設けられ、供給口285を円筒形状壁面に複数分散させている。
図7は、ガス導入管284を炉口蓋28底部に設け、ガス供給口285は、炉口蓋28の貫通孔282側面内に複数設けられている。
図6は、ガス導入管284を複数設ける構成である。ガス導入管284は、炉口蓋28底部に2個設けられ、供給口285を円筒形状壁面に複数分散させている。
図7は、ガス導入管284を炉口蓋28底部に設け、ガス供給口285は、炉口蓋28の貫通孔282側面内に複数設けられている。
上述の各実施形態は、縦型減圧気相成長装置の例であった。しかし、他の半導体製造装置においても適用が可能と考えられる。すなわち、回転軸が貫通孔を介してウェハ処理環境内に入る、CVDやエッチング、スパッタリング等で利用される枚葉型の半導体製造装置があれば、本発明構成を適用し、効果が期待できる。
図8は、本発明の第3実施形態に係る半導体製造装置の要部を示す構成図である。半導体ウェハWafは、反応とその制御に関わる処理用ガスを利用する処理環境内に収容される。ウェハ搭載部材31に置かれ、必要なら固定を伴う。ウェハ搭載部材31には回転軸32が設けられ、半導体ウェハWafを処理環境内で回転させる。モータ等の駆動機構33は、処理環境外にあり、回転軸32を駆動する。処理環境内外を隔てる部材34には回転軸32の貫通孔341が設けられている。円筒壁342は、貫通孔341近傍の回転軸32の周囲を囲むように構成されている。処理環境内において、処理用ガスを利用した半導体ウェハWafの処理中、ガス供給機構35は、円筒壁342と回転軸32の離間領域36を不活性ガスで満たす。離間領域36は、公差範囲で非常に狭く、ガス供給機構35による少量の不活性ガス供給で満たされる。
上記実施形態においても、第1実施形態と同様の効果が期待できる。すなわち、回転軸32の貫通孔341近傍の周囲は不活性ガス雰囲気で保護される。これにより、処理用ガスの影響で、回転軸32の回転が妨げられる問題がある場合、これを解消することができる。また、処理用ガスの影響で、回転軸32の貫通孔341近傍において反応異物が形成され易いという問題があれば、これを解消することができ、パーティクル汚染の一つの原因をなくすることができる。
なお、図示しないが、図8の円筒壁342の構成要部に代えて、前記図1に示すような窪みを利用した円筒形状を構成してもよい。すなわち、貫通孔341近傍の回転軸32の周囲を円筒状に囲む窪み(図1の183参照)を有する。ガス供給機構35は、窪みと回転軸32の離間領域に不活性ガスを供給するように構成される。
以上説明したように本発明によれば、回転軸の貫通孔近傍の周囲は不活性ガス雰囲気で保護される。これにより、反応に関わるガスが拡散され難くなり、反応副生成物等の問題が抑制される。従って、パーティクル汚染の一つの原因をなくすることができる。不活性ガス雰囲気にする空間は狭くし、少量の不活性ガスの供給で足りるようにする。これにより、本来の半導体ウェハの処理に大きな影響を与えずに済む。この結果、回転軸周囲への反応副生成物形成を抑制し、パーティクル発生を抑えると共に回転駆動の異常を防止する半導体製造装置及び半導体装置の製造方法を提供することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態及び方法に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変更、応用を実施することが可能である。
11,111,112…反応管、12…マニホールド、121,122、184,284…ガス導入管、123…排気管、124…フランジ、13…ヒーター、14…ボート、15…キャップ、16,32…回転軸、17…モータ、18,28…炉口蓋、181,281…Oリング、182,282,341…貫通孔、183…窪み、185,285…ガス供給口、19,29,36…離間領域、283,342…円筒壁、31…ウェハ搭載部材、33…駆動機構、34…処理環境内外を隔てる部材、35…ガス供給機構。
Claims (12)
- 反応とその制御に関わる処理用ガスが導入される反応管と、
前記反応管内を加熱する加熱機構と、
複数の半導体ウェハが前記反応管内に収容されるウェハ搭載部材と、
前記ウェハ搭載部材に設けられた回転軸と、
前記回転軸を駆動する駆動機構と、
前記回転軸の貫通孔を有し、かつ外部から前記反応管内への前記ウェハ搭載部材の連絡経路を開閉すると共に、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲が不活性ガス雰囲気で保護される蓋部材と、
を具備する半導体製造装置。 - 前記回転軸に関し前記蓋部材の貫通部分は他の部分に比べて小径であり、前記貫通孔は前記回転軸の他の部分に比べて小径である請求項1に記載の半導体製造装置。
- 前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を囲む円筒形状を配し、前記円筒形状と前記回転軸の離間領域を前記不活性ガスで満たす請求項1または2に記載の半導体製造装置。
- 前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を円筒状に囲む窪みを有し、かつ前記窪みと前記回転軸の離間領域に前記不活性ガスを供給するガス導入管を有する請求項1または2に記載の半導体製造装置。
- 前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を囲む円筒壁を有し、かつ前記円筒壁と前記回転軸の離間領域に前記不活性ガスを供給するガス導入管を有する請求項1または2に記載の半導体製造装置。
- 前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を公差範囲で囲む円筒形状と、前記円筒形状と前記回転軸の公差範囲の離間領域に前記不活性ガスを供給するガス導入管を有する請求項1または2に記載の半導体製造装置。
- 前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を不活性ガス雰囲気にするためのガス供給口を複数有する請求項1〜6いずれか一つに記載の半導体製造装置。
- 前記蓋部材は、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を不活性ガス雰囲気にするためのガス供給口を有し、前記ガス供給口は、前記蓋部材の前記貫通孔側面内に設けられている請求項1〜7いずれか一つに記載の半導体製造装置。
- 半導体ウェハが処理環境内に収容されるためのウェハ搭載部材と、
前記ウェハ搭載部材に設けられた回転軸と、
前記回転軸を駆動する駆動機構と、
前記回転軸の貫通孔を有し、前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を囲む円筒形状と、
前記円筒形状と前記回転軸の離間領域を不活性ガスで保護するガス供給機構と、
を具備する半導体製造装置。 - 前記円筒形状は前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を円筒状に囲む窪みで構成される請求項9に記載の半導体製造装置。
- 前記円筒形状は前記貫通孔近傍の前記回転軸の周囲を囲む円筒壁で構成される請求項9に記載の半導体製造装置。
- ウェハ搭載部材に配置された半導体ウェハが加熱及び減圧環境下の処理内部に導入され、前記ウェハ搭載部材につながる回転軸による回転を伴い、所定の反応とその制御に関わるガスが供給されることによって前記半導体ウェハに対する処理を達成する半導体装置の製造方法において、
前記半導体ウェハに対する前記ガスに応じた処理の進行中、前記回転軸の回転動作が前記処理内部に引き入れられる部分の周囲を不活性ガス雰囲気にしておくことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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JP2005210860A JP2007027599A (ja) | 2005-07-21 | 2005-07-21 | 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9394607B2 (en) | 2014-03-24 | 2016-07-19 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus |
JP2019009370A (ja) * | 2017-06-28 | 2019-01-17 | 東京エレクトロン株式会社 | クリーニングノズル付蓋体、熱処理装置及び熱処理装置用蓋体のクリーニング方法 |
-
2005
- 2005-07-21 JP JP2005210860A patent/JP2007027599A/ja not_active Withdrawn
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