JP2578517B2 - 半導体ウエーハの処理装置 - Google Patents
半導体ウエーハの処理装置Info
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- JP2578517B2 JP2578517B2 JP2120531A JP12053190A JP2578517B2 JP 2578517 B2 JP2578517 B2 JP 2578517B2 JP 2120531 A JP2120531 A JP 2120531A JP 12053190 A JP12053190 A JP 12053190A JP 2578517 B2 JP2578517 B2 JP 2578517B2
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- Japan
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- semiconductor wafer
- gas
- reaction chamber
- wafer processing
- ceramic coating
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高温及び腐食性ガスの使用においても、配
管内面の腐食を防止でき、半導体ウェーハへの汚染を低
減し、かつ配管部の寿命延長を可能にした半導体ウェー
ハの処理装置に関する。
管内面の腐食を防止でき、半導体ウェーハへの汚染を低
減し、かつ配管部の寿命延長を可能にした半導体ウェー
ハの処理装置に関する。
この種の半導体ウェーハの処理装置としては、エピタ
キシャル成長装置とかCVD装置等の気相成長装置が知ら
れている。
キシャル成長装置とかCVD装置等の気相成長装置が知ら
れている。
エピタキシャル成長装置は、例えば反応室（ベルジャ
ー）内にサセプターを設置し、このサセプターにシリコ
ンウェハーなどの被処理材を置き、ハロゲンランプ等の
加熱手段で被処理材を加熱し、ガス注入口から反応ガス
を供給するとともにガス排気口からガスを排気すること
によって、被処理材の表面に反応ガスを接触させて、エ
ピタキシャル成長させるようになっている。上記反応に
おいてはHClガス等の腐食性ガスが用いられ、これらの
腐食性ガスは反応室内において加熱されて高温となり、
その腐食性はさらに高まった状態で排出される。
ー）内にサセプターを設置し、このサセプターにシリコ
ンウェハーなどの被処理材を置き、ハロゲンランプ等の
加熱手段で被処理材を加熱し、ガス注入口から反応ガス
を供給するとともにガス排気口からガスを排気すること
によって、被処理材の表面に反応ガスを接触させて、エ
ピタキシャル成長させるようになっている。上記反応に
おいてはHClガス等の腐食性ガスが用いられ、これらの
腐食性ガスは反応室内において加熱されて高温となり、
その腐食性はさらに高まった状態で排出される。
エピタキシャル成長装置における反応室は石英製であ
るために腐食されることはない。しかし、ガス排気用配
管はステンレススチール等の腐食可能な材質で形成され
ているため排気用配管部分は、上記した高温の腐食性ガ
スの通過によって腐食され、腐食した鉄の粒子、鉄塩化
物の不純物粒子等が舞い上がって被処理材（シリコンウ
ェーハ）表面に付着し、ヒロック（突起）等の欠陥の原
因となるものであった。また、エピタキシャル層中にFe
原子が微量でも存在すると、CCD（撮像素子）等におい
てリーク電流の増大及び耐圧が悪くなる等の問題が発生
するものである。このような不都合を回避するために、
エピタキシャル成長装置の清掃を煩雑に行なうことが必
要である。特に排気用配管部は排気ガスによって腐食さ
れるために、腐食がひどくなると単なる清掃だけではな
く酸エッチングを行なう必要があり、さらに腐食が進行
した場合には高価な排気配管部（排気フランジ）の全体
を新品と交換することも必要であった。
るために腐食されることはない。しかし、ガス排気用配
管はステンレススチール等の腐食可能な材質で形成され
ているため排気用配管部分は、上記した高温の腐食性ガ
スの通過によって腐食され、腐食した鉄の粒子、鉄塩化
物の不純物粒子等が舞い上がって被処理材（シリコンウ
ェーハ）表面に付着し、ヒロック（突起）等の欠陥の原
因となるものであった。また、エピタキシャル層中にFe
原子が微量でも存在すると、CCD（撮像素子）等におい
てリーク電流の増大及び耐圧が悪くなる等の問題が発生
するものである。このような不都合を回避するために、
エピタキシャル成長装置の清掃を煩雑に行なうことが必
要である。特に排気用配管部は排気ガスによって腐食さ
れるために、腐食がひどくなると単なる清掃だけではな
く酸エッチングを行なう必要があり、さらに腐食が進行
した場合には高価な排気配管部（排気フランジ）の全体
を新品と交換することも必要であった。
さらに、腐食性ガスを用いる気相成長装置において
は、排気用配管部以外にも注入口配管部も腐食を受ける
ものであり、さらに反応室を腐食可能なメタルチャンバ
ーとした場合にはやはり腐食を受けるもので、上記した
場合と同様な問題が発生するものであった。
は、排気用配管部以外にも注入口配管部も腐食を受ける
ものであり、さらに反応室を腐食可能なメタルチャンバ
ーとした場合にはやはり腐食を受けるもので、上記した
場合と同様な問題が発生するものであった。
半導体ウエーハの処理装置のガス排気部分における異
物の付着除去とか異物の反応室への逆流防止とかの提案
はなされている（特開昭62−263640号公報、実開昭62−
55560号公報、実開昭63−128719号公報、実開平１−714
35号公報等）が、ガス排気部分の腐食自体に着目した提
案はいまだなされてない。
物の付着除去とか異物の反応室への逆流防止とかの提案
はなされている（特開昭62−263640号公報、実開昭62−
55560号公報、実開昭63−128719号公報、実開平１−714
35号公報等）が、ガス排気部分の腐食自体に着目した提
案はいまだなされてない。
本発明は上記した従来技術の問題点を解消するために
発明されたもので、少なくとも排気配管部の内面をセラ
ミックコーティングすることによって、半導体ウェーハ
への汚染を低減しかつ半導体ウェーハ表面の腐食粒子に
起因するヒロック（突起）等の欠陥の発生を防ぎ、配管
内面の腐食を防止するとともに配管部の寿命延長を可能
にした半導体ウェーハの処理装置を提供することを目的
とする。
発明されたもので、少なくとも排気配管部の内面をセラ
ミックコーティングすることによって、半導体ウェーハ
への汚染を低減しかつ半導体ウェーハ表面の腐食粒子に
起因するヒロック（突起）等の欠陥の発生を防ぎ、配管
内面の腐食を防止するとともに配管部の寿命延長を可能
にした半導体ウェーハの処理装置を提供することを目的
とする。
上記課題を解決するために、本発明は、半導体ウェー
ハを処理する反応室と、該反応室にガスを注入するため
のガス注入口と、該反応室と該ガス注入口とを接続する
注入配管部と該反応室からガスを排気するためのガス排
気口と、該反応室と該ガス排気口とを接続するステンレ
ススチール製排気配管部とを具備した半導体ウェーハの
処理装置において、少なくとも該排気配管部の内面にア
モルファス層を形成した後、0.2〜0.3mmの厚さのセラミ
ックコーティング層を設けることによりセラミックコー
ティングを施したものである。上記アモルファス層の厚
さは0.2〜0.3mm程度が好適である。上記セラミックコー
ティングを施す手段としてはプラズマ溶射を用いること
ができる。セラミックコーティングに使用されるセラミ
ック材質はTiO2、Cr2O3又はAl2O3とするのが好ましい。
上記アモルファス層としてはNi、Cr及びＢからなる合金
を採用するのがよい。本発明は、ガス排気口が反応室の
下部に設けられた構造のエピタキシャル成長用の気相成
長装置に好適に適用される。
ハを処理する反応室と、該反応室にガスを注入するため
のガス注入口と、該反応室と該ガス注入口とを接続する
注入配管部と該反応室からガスを排気するためのガス排
気口と、該反応室と該ガス排気口とを接続するステンレ
ススチール製排気配管部とを具備した半導体ウェーハの
処理装置において、少なくとも該排気配管部の内面にア
モルファス層を形成した後、0.2〜0.3mmの厚さのセラミ
ックコーティング層を設けることによりセラミックコー
ティングを施したものである。上記アモルファス層の厚
さは0.2〜0.3mm程度が好適である。上記セラミックコー
ティングを施す手段としてはプラズマ溶射を用いること
ができる。セラミックコーティングに使用されるセラミ
ック材質はTiO2、Cr2O3又はAl2O3とするのが好ましい。
上記アモルファス層としてはNi、Cr及びＢからなる合金
を採用するのがよい。本発明は、ガス排気口が反応室の
下部に設けられた構造のエピタキシャル成長用の気相成
長装置に好適に適用される。
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
図中、２は本発明に係る半導体ウェーハの処理装置
（図示の例では、エピタキシャル成長装置）で、石英製
の反応室（ベルジャー）４を有している。該反応室４の
内部にはサセプター６が回転自在に垂下せしめられてい
る。８は該反応室の上部に設けられたガス注入口で、注
入配管部10を介してガスを反応室４内に導入する作用を
果たす。12は該反応室の下部に設けられたガス排気口
で、排気配管部14を介して排気ガスを反応室４から排気
する作用を果たす。16はハロゲンランプ装置で、反応室
４の内部のサセプター６に取り付けられる半導体ウェー
ハＷを加熱する作用を行うものである。
（図示の例では、エピタキシャル成長装置）で、石英製
の反応室（ベルジャー）４を有している。該反応室４の
内部にはサセプター６が回転自在に垂下せしめられてい
る。８は該反応室の上部に設けられたガス注入口で、注
入配管部10を介してガスを反応室４内に導入する作用を
果たす。12は該反応室の下部に設けられたガス排気口
で、排気配管部14を介して排気ガスを反応室４から排気
する作用を果たす。16はハロゲンランプ装置で、反応室
４の内部のサセプター６に取り付けられる半導体ウェー
ハＷを加熱する作用を行うものである。
18は上記排気配管部14の内面に設けられたセラミック
コーティング層である。このセラミックコーティング層
は、排気配管母材（ステンレススチール）の上にセラミ
ック層を形成したものである。このセラミック層18とし
ては、TiO2が好適に用いられるが、その他Cr2O3、Al2O3
等の公知のセラミックを適用することもできる。セラミ
ックコーティング層の厚さは、0.2〜0.3mm程度で充分で
あるが、排気に支障がない限りこの厚さを適宜加減でき
ることは勿論である。セラミックコーティングを施す手
段としては、公知の手段、例えばプラズマ溶射等をもち
いればよい。
コーティング層である。このセラミックコーティング層
は、排気配管母材（ステンレススチール）の上にセラミ
ック層を形成したものである。このセラミック層18とし
ては、TiO2が好適に用いられるが、その他Cr2O3、Al2O3
等の公知のセラミックを適用することもできる。セラミ
ックコーティング層の厚さは、0.2〜0.3mm程度で充分で
あるが、排気に支障がない限りこの厚さを適宜加減でき
ることは勿論である。セラミックコーティングを施す手
段としては、公知の手段、例えばプラズマ溶射等をもち
いればよい。
なお、排気配管母材の上にセラミックコーティング層
18を形成するに際し、例えばNi、Cr及びＢからなる合金
のアモルファス層を0.2〜0.3mm程度の厚さに形成した
後、このアモルファス層の上にセラミック層18を積層す
る構成とすることもできる。上記アモルファス層は、排
気配管母材と外層セラミック層18との間の安定な中間層
を得るための適当な熱膨張係数をもつ中間層となるもの
である。
18を形成するに際し、例えばNi、Cr及びＢからなる合金
のアモルファス層を0.2〜0.3mm程度の厚さに形成した
後、このアモルファス層の上にセラミック層18を積層す
る構成とすることもできる。上記アモルファス層は、排
気配管母材と外層セラミック層18との間の安定な中間層
を得るための適当な熱膨張係数をもつ中間層となるもの
である。
上記装置２を用いて、例えば次のような処理が行われ
る。シリコンウェーハＷを反応室４内のサセプター６に
セット後、密閉し、窒素ガスによる空気パージ（置換）
を行う。その後、水素ガスによる窒素パージを行い、炉
内温度を1150℃に加熱し、HClガスを7l/minで、１分間
流し、Si表面を約0.3μ気相エッチングした後、水素ガ
スでバブリングしたトリクロロシラン10l/minを10分間
流し、10μのSiエピタキシャル層を得た。この得られた
エピタキシャル層中のFe濃度を測定したところ１×1011
atoms/cm3以下にすることができた。このFe濃度は、セ
ラミックコーティングを施さない成長装置でエピタキシ
ャル成長を行った場合には、１×1012atoms/cm3程度検
出されるのが通常であり、Fe濃度が大幅に減少している
ことが確認できた。
る。シリコンウェーハＷを反応室４内のサセプター６に
セット後、密閉し、窒素ガスによる空気パージ（置換）
を行う。その後、水素ガスによる窒素パージを行い、炉
内温度を1150℃に加熱し、HClガスを7l/minで、１分間
流し、Si表面を約0.3μ気相エッチングした後、水素ガ
スでバブリングしたトリクロロシラン10l/minを10分間
流し、10μのSiエピタキシャル層を得た。この得られた
エピタキシャル層中のFe濃度を測定したところ１×1011
atoms/cm3以下にすることができた。このFe濃度は、セ
ラミックコーティングを施さない成長装置でエピタキシ
ャル成長を行った場合には、１×1012atoms/cm3程度検
出されるのが通常であり、Fe濃度が大幅に減少している
ことが確認できた。
また、腐食性ガスが流されても排気配管部の内面の腐
食は防止され、継続的に使用することが可能となった。
従来のセラミックコーティングを施さない成長装置で
は、ステンレススチール製の排気配管内面の腐食を除去
するために、酸でエッチング後水洗したり、クリーナー
で洗浄したりする必要があり、さらに最悪の場合には排
気配管部の全体を交換する必要があったものである。
食は防止され、継続的に使用することが可能となった。
従来のセラミックコーティングを施さない成長装置で
は、ステンレススチール製の排気配管内面の腐食を除去
するために、酸でエッチング後水洗したり、クリーナー
で洗浄したりする必要があり、さらに最悪の場合には排
気配管部の全体を交換する必要があったものである。
上記した実施例では、排気配管部14の内面のみにセラ
ミックコーティング層18を形成した場合を示したが、腐
食性ガスを用いる限り注入配管部10の内面も腐食される
ので、この注入配管部10の内面もセラミックコーティン
グすれば、腐食が防止されるものである。
ミックコーティング層18を形成した場合を示したが、腐
食性ガスを用いる限り注入配管部10の内面も腐食される
ので、この注入配管部10の内面もセラミックコーティン
グすれば、腐食が防止されるものである。
本発明は、上記したエピタキシャル成長装置の他に、
CVD装置にも適用可能である。例えば、Si窒化膜の成長
では、ジクロルシランとアンモニアガスを700℃〜800℃
に加熱された反応室内に導入することにより、その成長
を行う。排気配管部内は、エピタキシャル成長反応装置
の場合と同様に腐食される。このCVD装置の排気配管部
（及び注入配管部）についてもその内面にセラミックコ
ーティングを施すことにより、その腐食を防止し、腐食
に起因する種々の不都合を防止することができる。ま
た、反応室としてメタルチャンバーを用いた装置の場合
にはその反応室の内面もセラミックコーティングを施す
ことによって、その腐食を防止することができる。
CVD装置にも適用可能である。例えば、Si窒化膜の成長
では、ジクロルシランとアンモニアガスを700℃〜800℃
に加熱された反応室内に導入することにより、その成長
を行う。排気配管部内は、エピタキシャル成長反応装置
の場合と同様に腐食される。このCVD装置の排気配管部
（及び注入配管部）についてもその内面にセラミックコ
ーティングを施すことにより、その腐食を防止し、腐食
に起因する種々の不都合を防止することができる。ま
た、反応室としてメタルチャンバーを用いた装置の場合
にはその反応室の内面もセラミックコーティングを施す
ことによって、その腐食を防止することができる。
以上のべたごとく、本発明装置によれば、半導体ウェ
ーハへの汚染を低減しかつ半導体ウェーハ表面の腐食粒
子に起因するヒロック（突起）等の欠陥の発生を防ぎ、
配管内面の腐食を防止するとともに配管部の寿命延長を
可能にすることができるという大きな効果を奏するもの
である。
ーハへの汚染を低減しかつ半導体ウェーハ表面の腐食粒
子に起因するヒロック（突起）等の欠陥の発生を防ぎ、
配管内面の腐食を防止するとともに配管部の寿命延長を
可能にすることができるという大きな効果を奏するもの
である。
第１図は本発明の一実施例を示す側面説明図である。 ２……半導体ウェーハの処理装置、４……反応室、６…
…サセプター、10……注入配管部、14……排気配管部、
18……セラミックコーティング層。
…サセプター、10……注入配管部、14……排気配管部、
18……セラミックコーティング層。
フロントページの続き (72)発明者 田代 智博 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 半導体株式会社磯部工場内 (56)参考文献 特開 平２−101178（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−38468（ＪＰ，Ｕ)
Claims (6)
- 【請求項１】半導体ウェーハを処理する反応室と、該反
応室にガスを注入するためのガス注入口と、該反応室と
該ガス注入口とを接続する注入配管部と、該反応室から
ガスを排気するためのガス排気口と、該反応室と該ガス
排気口とを接続するステンレススチール製排気配管部と
を具備した半導体ウェーハの処理装置において、該排気
配管部の内面にアモルファス層を形成した後、0.2〜0.3
mmの厚さのセラミックコーティング層を設けることによ
りセラミックコーティングを施したことを特徴とする半
導体ウェーハの処理装置。 - 【請求項２】前記アモルファス層の厚さが0.2〜0.3mmで
あることを特徴とする請求項（１）記載の半導体ウェー
ハの処理装置。 - 【請求項３】プラズマ溶射を用いて前記セラミックコー
ティングを施すことを特徴とする請求項（１）又は
（２）記載の半導体ウェーハの処理装置。 - 【請求項４】前記セラミックコーティングに使用される
セラミックの材質がTiO2、Cr2O3又はAl2O3であることを
特徴とする請求項（１）〜（３）のいずれか１項記載の
半導体ウェーハの処理装置。 - 【請求項５】前記アモルファス層は、Ni、Cr及びＢから
なる合金であることを特徴とする請求項（１）〜（４）
のいずれか１項記載の半導体ウェーハの処理装置。 - 【請求項６】前記半導体ウェーハの処理装置は、エピタ
キシャル成長用の気相成長装置であり、前記ガス排気口
が前記反応室の下部に設けられたことを特徴とする請求
項（１）〜（５）のいずれか１項記載の半導体ウェーハ
の処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120531A JP2578517B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 半導体ウエーハの処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120531A JP2578517B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 半導体ウエーハの処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0417324A JPH0417324A (ja) | 1992-01-22 |
| JP2578517B2 true JP2578517B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=14788584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2120531A Expired - Lifetime JP2578517B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 半導体ウエーハの処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2578517B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0638114Y2 (ja) * | 1988-08-31 | 1994-10-05 | 国際電気株式会社 | 縦形炉の排気ガス・液体処理装置 |
| JPH02101178A (ja) * | 1988-10-06 | 1990-04-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 表面被覆方法 |
-
1990
- 1990-05-10 JP JP2120531A patent/JP2578517B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0417324A (ja) | 1992-01-22 |
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