JP2011238731A

JP2011238731A - 常圧気相成長装置

Info

Publication number: JP2011238731A
Application number: JP2010108072A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Nakatani; 賢一中谷; Katsumi Sekiguchi; 勝美関口
Original assignee: AMAYA CORP
Current assignee: AMAYA CORP
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2011-11-24

Abstract

【課題】ウエハの処理枚数が多く、また、ウエハへの膜の成膜後のウエハ良否の選別処理機能を有する常圧気相成長装置を提供する。
【解決手段】ウエハトレー１と、前記ウエハトレー１を水平方向に搬送するウエハトレー駆動装置と、ウエハ３に、原料ガスを吹き付けるガスヘッド６と、前記ウエハトレー１を加熱するヒーター７と、成膜前にウエハ上部を加熱しウエハ３の反りを矯正する機構７１と、成膜後のウエハトレー１を垂直下降方向に移動させるＤＯＷＮリフトと、成膜前のウエハトレー１を、垂直上昇方向に移動させるＵＰリフトとで構成され、前記ＤＯＷＮリフトの下端と、ＵＰリフトの下端との間に、ウエハトレー反転機構４が配置されており、ＤＯＷＮリフトから運搬された成膜後のウエハトレー１を設定した角度内で反転させて、成膜途中にて破損したウエハ３を、ウエハトレー１から脱落させる機能を有する常圧気相成長装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体基板などのウエハに膜を形成する常圧気相成長装置に関し、特にウエハの処理枚数が多く、また、ウエハへの膜の成膜後のウエハ良否の選別処理機能を有する常圧気相成長装置に関する。

従来の常圧気相成長装置については、特許文献１、特許文献２に記載されている。特許文献１には、基板を一方向に搬送する搬送ベルトを有し、複数のヘッドを有する常圧気相成長装置について記載されている。

特許文献２には、ウエハを所定のざぐり部に、光センサの制御によって、精度良く搭載できる常圧気相成長装置について記載されている。

特開２０００−７７３４０号公報特開平６−３１８５５０号公報

従来の常圧気相成長装置では、以下の問題点があった。
ウエハトレーの移動速度が、遅く、例えば３００ｍｍ／ｍｉｎ程度であって、生産性が著しく劣るという問題点があった。
ウエハに膜を成膜する工程の途中で、膜の応力によって、ウエハに亀裂が入る場合があったが、前記の亀裂が入ったウエハを効率良く分別する手段がなかった。

本発明の課題は、半導体基板などのウエハに膜を形成する常圧気相成長装置に関し、特にウエハの処理枚数が多く、また、ウエハへの膜の成膜後のウエハ良否の選別処理機能を有する常圧気相成長装置を提供することである。

本発明の請求項１に係る発明は、少なくとも複数枚のウエハが搭載されたウエハトレーと、
前記ウエハトレーを水平方向に搬送するウエハトレー駆動装置と、前記ウエハに、原料ガスを吹き付ける複数のガスヘッドと、前記ウエハトレーを加熱するヒーターと、成膜前にウエハ上部を加熱しウエハの反りを矯正する機構と、成膜後のウエハトレーを垂直下降方向に移動させるＤＯＷＮリフトと、成膜前のウエハトレーを、垂直上昇方向に移動させて、前記ウエハトレー駆動装置の開始位置に運ぶＵＰリフトとで構成される常圧気相成長装置において、前記ＤＯＷＮリフトの下端と、ＵＰリフトの下端との間に、ウエハトレー反転機構が配置されており、前記ウエハトレー反転機構は、ＤＯＷＮリフトから運搬された成膜後のウエハトレーを設定した角度内で反転させて、成膜途中にて破損したウエハを、ウエハトレーから脱落させる機能を有することを特徴とする常圧気相成長装置である。

本発明の請求項２に係る発明は、前記ウエハトレー反転機構は、その回転角度を０度から２７０度の間とすることを特徴とする常圧気相成長装置である。
本発明の請求項３に係る発明は、前記ウエハトレーには、５枚のウエハが搭載されて、ウエハの形状は、四角の形状（長方形）であることを特徴とする常圧気相成長装置である。

本発明の請求項４に係る発明は、前記ウエハトレーには、ウエハの反りに対応した、複数の段差領域（ざぐり）が形成されたことを特徴とする常圧気相成長装置である。
本発明の請求項５に係る発明は、前記ガスヘッドが、ウエハトレーの進行方向に、順番に、不活性ガス噴射ノズル、原料ガスの噴射ノズル、不活性ガス噴射ノズルが配置されたことを特徴とする請求項１記載の常圧気相成長装置。

請求項１に係る発明によれば、生産性が高く、安定した成膜が可能であり、かつ成膜する工程の途中で、膜の応力によって、亀裂が入ったウエハを効率良く分別できる常圧気相成長装置を提供できる。
請求項４に係る発明によれば、ウエハを安定してウエハトレーに搭載可能な常圧気相成長装置を提供できる。
請求項５に係る発明によれば、ウエハに、安定して成膜できる常圧気相成長装置を提供できる。

本発明によれば、半導体基板などのウエハに膜を形成する常圧気相成長装置に関し、特にウエハの処理枚数が多く、また、ウエハへの膜の成膜後のウエハ良否の選別処理機能を有する生産性の高い常圧気相成長装置を提供することができる。

本発明の常圧気相成長装置（連続ＣＶＤ装置（ＡＭＡＸ１２００））の図である。本発明の常圧気相成長装置に使用されるガスヘッドとウエハトレーとの関係を示す図である。本発明の常圧気相成長装置による膜の成長速度とウエハトレー速度との関係を示す図である。本発明の常圧気相成長装置に使用されるウエハトレーの図である。図４（ａ）は、平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）でのＡＡ断面図であり、図４（ｃ）は、ウエハを搭載した断面図である。本発明の常圧気相成長装置に使用されるウエハトレー反転装置の図である。図５（ａ）は、ウエハトレー反転装置の回転前の状態であり、図５（ｂ）は、ウエハトレー反転装置の回転後の状態である。

図１は、本発明の常圧気相成長装置の図である。
図１の常圧気相成長装置は、ウエハが搭載されたウエハトレーと、前記ウエハトレーを水平方向に搬送するウエハトレー駆動装置と、成膜前にウエハ上部を加熱しウエハの反りを矯正する機構と、前記ウエハに、原料ガスを吹き付ける３個のガスヘッドと、前記ウエハトレー駆動装置の下側に配置されたウエハトレーを加熱するためのヒーターと、成膜後のウエハトレーを垂直下降方向に移動させるＤＯＷＮリフトと、成膜前のウエハトレーを、垂直上昇方向に移動させて、前記ウエハトレー駆動装置の開始位置に運ぶＵＰリフトと、で構成されており、前記ＤＯＷＮリフトの下端と、ＵＰリフトの下端との間のウエハ運ばれる区間内に、ウエハトレー反転機構４が配置されている。
ここで、ウエハの反り矯正用のヒーター７１が、前記成膜前にウエハ上部を加熱しウエハの反りを矯正する機構に使用される。

図２は、本発明の常圧気相成長装置に使用されるガスヘッドとウエハトレーとの関係を示す図である。

図４は、本発明の常圧気相成長装置に使用されるウエハトレーの図である。図４（ａ）は、平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）でのＡＡ断面図であり、図４（ｃ）は、ウエハを搭載した断面図である。図４では、１個のウエハトレー１は、５個のウエハが搭載できるような構造であり、各ウエハを設置する位置には、ウエハのそりに対応して、かつウエハの外周形状と相似する、複数の段差領域（ざぐり）２が設けられている。なお、ウエハは、四角であって、角が、円周形状となっている。

図５は、本発明の常圧気相成長装置に使用されるウエハトレー反転装置４の図である。図５（ａ）は、ウエハトレー反転装置４の回転前の状態であり、図５（ｂ）は、ウエハトレー反転装置４の回転後の状態である。前記ウエハトレー反転機構は、ＤＯＷＮリフトから運搬された成膜後のウエハトレーを設定した角度内（２７０°以内）で反転させて、成膜途中にて、膜の応力によって、亀裂が入ったウエハ３２，３４を破損したウエハの保管箱５へ落とす作用を行う。

図１にて、ヒーターは、ランプ加熱であって、温度（３５０）°〜（５２０）°に範囲とし、ウエハトレーを上部側から加熱して、成膜時のウエハのそりを矯正している。
ウエハトレーは、材質は、ＳｉＣであって、厚さ６ｍｍである。
ウエハの材質は、シリコンであって、厚みは、１２０μｍである

本発明の常圧気相成長装置の基本仕様を以下に記載する。
装置寸法幅：１．８ｍ、長さ：５．８ｍ、高さ：２．１ｍ
ウエハサイズ１２５×１２５ｍｍ、１５６．５×１５６．５ｍｍ兼用
成膜温度範囲３００〜５００℃±１０℃
ウエハ加熱抵抗加熱
処理方式連続搬送
ウエハトレー厚さ６ｍｍ、２段ざぐり（１６０×１６０、１３０×１３０）
ウエハ処理枚数最大２０００枚／時間、ウエハトレー速度１０００ｍｍ／ｍｉｎ
成長の膜の種類ＳｉＯ_２（ＰＳＧ，ＢＳＧ）
成長膜厚範囲７０ｎｍ／ヘッド（ウエハトレー速度１０００ｍｍ／ｍｉｎ）

図３は、本発明の常圧気相成長装置による膜の成長速度とウエハトレー速度との関係を示す図である。ＳｉＯ_２（ＰＳＧ，ＢＳＧ）を、安定に成膜できる。

本発明の常圧気相成長装置によれば、特にウエハの処理枚数が多い太陽電池用基板への成膜に最適であって、ウエハへの膜の成膜後のウエハ良否の選別処理機能も有するので生産性の高い常圧気相成長装置として各種用途の成膜に利用できる。

１ウエハトレー
２ウエハトレー内の段差
３、３１，３２，３３，３４，３５ウエハ
４ウエハトレー反転装置
５破損したウエハの保管箱
６ガスヘッド
７ヒーター
７１ウエハの反り矯正用のヒーター

Claims

少なくとも複数枚のウエハが搭載されたウエハトレーと、
前記ウエハトレーを水平方向に搬送するウエハトレー駆動装置と、
前記ウエハに、原料ガスを吹き付ける複数のガスヘッドと、
前記ウエハトレーを加熱するヒーターと、
成膜前にウエハ上部を加熱しウエハの反りを矯正する機構と、
成膜後のウエハトレーを垂直下降方向に移動させるＤＯＷＮリフトと、
成膜前のウエハトレーを、垂直上昇方向に移動させて、前記ウエハトレー駆動装置の開始位置に運ぶＵＰリフトとで構成される常圧気相成長装置において、
前記ＤＯＷＮリフトの下端と、ＵＰリフトの下端との間に、ウエハトレー反転機構が配置されており、
前記ウエハトレー反転機構は、ＤＯＷＮリフトから運搬された成膜後のウエハトレーを
設定した角度内で反転させて、成膜途中にて破損したウエハを、ウエハトレーから脱落させる機能を有することを特徴とする常圧気相成長装置。
前記ウエハトレー反転機構は、その回転角度を０度から２７０度の間とすることを特徴とする請求項１記載の常圧気相成長装置。
前記ウエハトレーには、５枚のウエハが搭載されて、ウエハの形状は、長方形であることを特徴とする請求項１記載の常圧気相成長装置。
前記ウエハトレーには、ウエハのそりに対応した、複数の段差領域（ざぐり）が形成されたことを特徴とする請求項１または３記載の常圧気相成長装置。
前記ガスヘッドは、ウエハトレーの進行方向に、順番に、不活性ガス噴射ノズル、原料ガスの噴射ノズル、不活性ガス噴射ノズルが配置されたことを特徴とする請求項１記載の常圧気相成長装置。