JP2848661B2 - 半導体処理装置 - Google Patents
半導体処理装置Info
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- phase growth
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は半導体基板などの被処理物を処理する装置に
関するもので、特に半導体基板上の薄膜形成等に使用さ
れるものである。
関するもので、特に半導体基板上の薄膜形成等に使用さ
れるものである。
（従来の技術） IC,LSIなどの半導体装置の製造に用いられる半導体処
理装置は、半導体基板（以下、ウェハという）自体もし
くはその表面に薄膜形成など処理を行うものであって、
とくに、気相成長装置は、これらウェハ上の薄膜、たと
えば、多結晶シリコン膜、シリコン酸化膜、窒化膜等を
形成する際に利用されるものである。気相成長は、通
常、反応ガスを化学反応させて薄膜を堆積させる方法を
いうが、常圧もしくは、減圧で行う方法とプラズマ状態
を利用する方法がある。前者は、100〜300℃程度で、常
圧もしくは減圧で化学反応を起こさせる。後者は、反応
ガスを高周波電界でプラズマ化し、300℃程度の低温で
反応を起こす。減圧方法は、常圧下の反応に比較して反
応ガスの分布が均一で、一度に多量のウェハ処理がで
き、プラズマ法は、低温で析出できることを利用してパ
ッシベーション用Si3N4膜の形成を可能にする。
理装置は、半導体基板（以下、ウェハという）自体もし
くはその表面に薄膜形成など処理を行うものであって、
とくに、気相成長装置は、これらウェハ上の薄膜、たと
えば、多結晶シリコン膜、シリコン酸化膜、窒化膜等を
形成する際に利用されるものである。気相成長は、通
常、反応ガスを化学反応させて薄膜を堆積させる方法を
いうが、常圧もしくは、減圧で行う方法とプラズマ状態
を利用する方法がある。前者は、100〜300℃程度で、常
圧もしくは減圧で化学反応を起こさせる。後者は、反応
ガスを高周波電界でプラズマ化し、300℃程度の低温で
反応を起こす。減圧方法は、常圧下の反応に比較して反
応ガスの分布が均一で、一度に多量のウェハ処理がで
き、プラズマ法は、低温で析出できることを利用してパ
ッシベーション用Si3N4膜の形成を可能にする。
従来から知られている半導体処理装置を、常圧気相成
長装置を例にして説明する。
長装置を例にして説明する。
常圧気相成長装置は、気相中の反応を抑えるため反応
室内に内蔵されたヒータまたはランプからの軸射熱でウ
ェハを加熱する方法（コールドウォールという）をとっ
ている。高周波、赤外線ランプであるいは抵抗加熱によ
りサセプタを介してウェハは加熱しており、全ガス量を
多くする必要がある。堆積温度の均一化のためには、ウ
ェハとサセプタの密着性の確保とサセプタの温度分布の
調整が必要である。この常圧気相成長装置の使用によ
り、たとえば、シリコン形薄膜の形成が容易になる。第
１図は、この装置の代表的な例である。反応室は760Tor
r程度に保たれている。室内には、抵抗加熱器20が設け
られており、その上に、アルミニウムからなるサセプタ
19が載置されている。抵抗加熱器20は、サセプタ19の下
に設けられているので、この図では見えない。サセプタ
19上には、複数のウェハからなる被処理物４が配列して
いる。反応ガスを被処理物４に供給するガス供給装置18
（以下、ガス供給ノズルという）は、被処理物４の上を
スライドするように室内に設置される。このノズル18の
先端と被処理物４との間隔はおよそ4mmであり、このノ
ズル18は、この間隔を保って、被処理物11全体に反応ガ
スを吐出しながらスライドして行く、反応処理を終った
ガスは、ガス供給ノズル18にガス回収カバーが設けられ
ているので、反応室内に設けられた反応ガス強制排気管
14を通して外へ排気される。
室内に内蔵されたヒータまたはランプからの軸射熱でウ
ェハを加熱する方法（コールドウォールという）をとっ
ている。高周波、赤外線ランプであるいは抵抗加熱によ
りサセプタを介してウェハは加熱しており、全ガス量を
多くする必要がある。堆積温度の均一化のためには、ウ
ェハとサセプタの密着性の確保とサセプタの温度分布の
調整が必要である。この常圧気相成長装置の使用によ
り、たとえば、シリコン形薄膜の形成が容易になる。第
１図は、この装置の代表的な例である。反応室は760Tor
r程度に保たれている。室内には、抵抗加熱器20が設け
られており、その上に、アルミニウムからなるサセプタ
19が載置されている。抵抗加熱器20は、サセプタ19の下
に設けられているので、この図では見えない。サセプタ
19上には、複数のウェハからなる被処理物４が配列して
いる。反応ガスを被処理物４に供給するガス供給装置18
（以下、ガス供給ノズルという）は、被処理物４の上を
スライドするように室内に設置される。このノズル18の
先端と被処理物４との間隔はおよそ4mmであり、このノ
ズル18は、この間隔を保って、被処理物11全体に反応ガ
スを吐出しながらスライドして行く、反応処理を終った
ガスは、ガス供給ノズル18にガス回収カバーが設けられ
ているので、反応室内に設けられた反応ガス強制排気管
14を通して外へ排気される。
ところで、ウェハなどの被処理物11の上に気相成長薄
膜を形成する際、該被処理物４を支持するサセプタ19の
上にも被処理物４が載置されている部分以外の表面が露
出している部分は、当然のことながらのこのような気相
成長薄膜で被覆される。このサセプタ19に生ずる薄膜
は、気相成長処理の回数の増加に伴って表面粒子が荒れ
剥離し易くなり、この剥離したダストが、被処理物４に
載って被処理物４の欠陥の大きな原因になっている。そ
こで、サセプタ19上に堆積した薄膜は、その厚みを監視
して、通常20〜30μｍの厚さに達したところで、サセプ
タの交換を行う。しかし、サセプタの形状が大きく、し
かも、気相成長時の高温状態（約450℃になることもあ
る）でこの交換を行うことは、作業者の安全面から避け
なければならない。そのため、この交換は、気相成長装
置内のヒータ20を切り、ほゞ室温まで下げてから行って
いる。この温度低下の待ち時間は、約５〜６時間であ
り、この間気相成長装置は使用できなかった。又、立上
げにもヒータ20を使用しているため、約１時間の昇温時
間を持ち時間として必要としていた。このヒータ20も大
きいので放射熱量が大きくクリーンルーム全体に良い影
響を与えていなかった。
膜を形成する際、該被処理物４を支持するサセプタ19の
上にも被処理物４が載置されている部分以外の表面が露
出している部分は、当然のことながらのこのような気相
成長薄膜で被覆される。このサセプタ19に生ずる薄膜
は、気相成長処理の回数の増加に伴って表面粒子が荒れ
剥離し易くなり、この剥離したダストが、被処理物４に
載って被処理物４の欠陥の大きな原因になっている。そ
こで、サセプタ19上に堆積した薄膜は、その厚みを監視
して、通常20〜30μｍの厚さに達したところで、サセプ
タの交換を行う。しかし、サセプタの形状が大きく、し
かも、気相成長時の高温状態（約450℃になることもあ
る）でこの交換を行うことは、作業者の安全面から避け
なければならない。そのため、この交換は、気相成長装
置内のヒータ20を切り、ほゞ室温まで下げてから行って
いる。この温度低下の待ち時間は、約５〜６時間であ
り、この間気相成長装置は使用できなかった。又、立上
げにもヒータ20を使用しているため、約１時間の昇温時
間を持ち時間として必要としていた。このヒータ20も大
きいので放射熱量が大きくクリーンルーム全体に良い影
響を与えていなかった。
そこで、このサセプタ交換を省略して、温度低下の待
ち時間と立ち上げ時間を無くそうとする考えも出て来
た。それは、サセプタを気相成長装置内で洗浄してその
寿命を長くしようとするものである。しかし、これは、
気相成長装置内に洗浄手段を導入してサセプタ上の薄膜
を洗浄によって除去しようとするものである。これに
は、耐食性のあるインコネル（Cr 16％,Fe 8％のNi合
金）を材料にしたエンドレスベルト形状のサセプタを用
いているのであるが、まず、気相成長装置内の上方でサ
セプタに載置した被処理物を気相成長処理し、処理した
被処理物を取り除いたあとサセプタを移動し、この気相
成長装置内の下方で被処理物を除去したあとのサセプタ
を洗浄装置内で洗浄する。その後はまた被処理物を載置
して同様の作業を繰り返す。この方法によれば、作業時
間が短縮され装置の稼動率は向上する。
ち時間と立ち上げ時間を無くそうとする考えも出て来
た。それは、サセプタを気相成長装置内で洗浄してその
寿命を長くしようとするものである。しかし、これは、
気相成長装置内に洗浄手段を導入してサセプタ上の薄膜
を洗浄によって除去しようとするものである。これに
は、耐食性のあるインコネル（Cr 16％,Fe 8％のNi合
金）を材料にしたエンドレスベルト形状のサセプタを用
いているのであるが、まず、気相成長装置内の上方でサ
セプタに載置した被処理物を気相成長処理し、処理した
被処理物を取り除いたあとサセプタを移動し、この気相
成長装置内の下方で被処理物を除去したあとのサセプタ
を洗浄装置内で洗浄する。その後はまた被処理物を載置
して同様の作業を繰り返す。この方法によれば、作業時
間が短縮され装置の稼動率は向上する。
（発明が解決しようとする課題） 従来の装置では、サセプタを交換しながら作業するの
で装置の稼動率は低いし、作業者の安全性にも問題があ
る。またこれら問題を解決すべく考えられたエンドレス
ベルト式のサセプタを用いた場合は、処理工程の時間短
縮にはなるが、サセプタが大型化しすぎる、エンドレス
のベルトサセプタが気相成長装置内を移動するので装置
の大型化が避けられない、装置下方の洗浄装置では洗浄
剤を常時サセプタに接触させておくので多量の洗浄剤が
必要になるほど、この方法によっても多くの問題は残っ
た。
で装置の稼動率は低いし、作業者の安全性にも問題があ
る。またこれら問題を解決すべく考えられたエンドレス
ベルト式のサセプタを用いた場合は、処理工程の時間短
縮にはなるが、サセプタが大型化しすぎる、エンドレス
のベルトサセプタが気相成長装置内を移動するので装置
の大型化が避けられない、装置下方の洗浄装置では洗浄
剤を常時サセプタに接触させておくので多量の洗浄剤が
必要になるほど、この方法によっても多くの問題は残っ
た。
本発明は、上記事情から考えられたものであり、サセ
プタの汚染の除去を装置内で行い、稼動率の良い、作業
者の安全を確保した小型で経済性の高い半導体処理装置
を提供することを目的としている。
プタの汚染の除去を装置内で行い、稼動率の良い、作業
者の安全を確保した小型で経済性の高い半導体処理装置
を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段） 本発明は、半導体処理装置に関するものであり、サセ
プタの対応する位置に被処理物であるウェハを供給する
供給部と、ウェハを処理する処理部と、ウェハを回収す
る回収部と、サセプタを洗浄する洗浄部と、放射状に配
置された各サセプタが順次前記各部へ配置されるよう
に、前記サセプタを回転移動するサセプタ駆動部とを具
備することを特徴としている。
プタの対応する位置に被処理物であるウェハを供給する
供給部と、ウェハを処理する処理部と、ウェハを回収す
る回収部と、サセプタを洗浄する洗浄部と、放射状に配
置された各サセプタが順次前記各部へ配置されるよう
に、前記サセプタを回転移動するサセプタ駆動部とを具
備することを特徴としている。
（作 用） 装置の反応室内で洗浄を行うので、サセプタの処理工
程中の取り換えなくなると同じに、サセプタを放射状に
配置し、かつ回転移動をするようにしたので反応室内に
有効に利用することができる。
程中の取り換えなくなると同じに、サセプタを放射状に
配置し、かつ回転移動をするようにしたので反応室内に
有効に利用することができる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図を参照
にして説明する。第１図は、気相成長装置であり、第２
図は、この装置の反応部、即ち、デポジョンポジション
を示している。
にして説明する。第１図は、気相成長装置であり、第２
図は、この装置の反応部、即ち、デポジョンポジション
を示している。
所定の位置に、複数の被処理物であるウェハ４をスト
ックしたキャリア1aをセットする。キャリア1a内のウェ
ハ４は、装置内に設置した搬送ロボット3aによりロード
ポジション13上の、たとえば、SiCからなるサセプタ12
上に載置される。この搬送ロボット3aは前記供給部の一
例である。ウェハを載置したサセプタは12は、サセプタ
駆動部（図示せず）によって所定角度回転移動してデポ
ジションポジション、即ち、処理部15へ送られる。第２
図は、このデポジションポジション15の細部の断面図で
ある。このポジションには、たとえば、電磁加熱器から
なるヒータ16が設置されており、この上に前記サセプタ
12が載置される。このサセプタ12上のウェハ４に向け
て、ガス供給ノズル18からの反応ガス、たとえば、シラ
ンなどが吐出され、そして、ウェハ４上に、たとえば、
多結晶シリコンなどの薄膜が気相成長する。吐出後不要
になったガスは、反応ガス排気管14を通して外へ強制排
気される。このとき、次のウェハは、ロードポジション
13のサセプタ上にローディングされ待機している。
ックしたキャリア1aをセットする。キャリア1a内のウェ
ハ４は、装置内に設置した搬送ロボット3aによりロード
ポジション13上の、たとえば、SiCからなるサセプタ12
上に載置される。この搬送ロボット3aは前記供給部の一
例である。ウェハを載置したサセプタは12は、サセプタ
駆動部（図示せず）によって所定角度回転移動してデポ
ジションポジション、即ち、処理部15へ送られる。第２
図は、このデポジションポジション15の細部の断面図で
ある。このポジションには、たとえば、電磁加熱器から
なるヒータ16が設置されており、この上に前記サセプタ
12が載置される。このサセプタ12上のウェハ４に向け
て、ガス供給ノズル18からの反応ガス、たとえば、シラ
ンなどが吐出され、そして、ウェハ４上に、たとえば、
多結晶シリコンなどの薄膜が気相成長する。吐出後不要
になったガスは、反応ガス排気管14を通して外へ強制排
気される。このとき、次のウェハは、ロードポジション
13のサセプタ上にローディングされ待機している。
気相成長薄膜が形成されたウェハ４を載置したサセプ
タ12は、同じくサセプタ駆動部によって所定角度回転移
動して、アンロードポジション５へ移動し、たとえば搬
送ロボット3bのような回収部によって、この気相成長薄
膜が形成されたウェハをキャリア1bにストックされる。
その後サセプタ12は、サセプタ駆動部によって所定角度
回転移動して、洗浄部のうち、エッチング洗浄ポジショ
ン６へ移動する。ここではエッチング液槽７からの弗酸
蒸気を用いて汚染されたサセプタ12の表面を洗浄する。
ついで、このサセプタ12は、つぎの超音波洗浄ポジショ
ン９へ移動する。ここではサセプタ12を純水に浸漬し、
その中で超音波ノズル８からの超音波パルスによって、
前のエッチング洗浄ポジション６で取り除けられなかっ
た汚染部分を完全に除去する。ついで、サセプタ12は、
乾燥ポジション10のへ移動する。ここでは、洗浄された
サセプタ12がヒータなどで加熱されて付着した水分を除
去する。排気ガスは、乾燥ポジション10に連結された排
気ダクト11から排気される。乾燥されたサセプタ12は、
元のロードポジション13に戻って、第１の工程であるウ
ェハを受け入れる工程を始める。なお、ポジション６か
ら乾燥ポジション10までは、洗浄部を構成している。こ
の気相成長装置での処理は、上記のように、ウェハ供給
（ロードポジション13）→気相成長処理（デポジション
ポジション15）→ウェハ回収（アンロードポジション
５）→サセプタ洗浄（洗浄ポジション6,9及び乾燥ポジ
ション10）の各工程のサイクルを回転するサセプタ上で
繰り返して連続的に気相成長薄膜をウェハに形成する。
洗浄部は、エッチング、超音波、乾燥各部は共用させる
ことも可能である。また、他の洗浄手段を用いるか、併
用するか可能であることは勿論である。
タ12は、同じくサセプタ駆動部によって所定角度回転移
動して、アンロードポジション５へ移動し、たとえば搬
送ロボット3bのような回収部によって、この気相成長薄
膜が形成されたウェハをキャリア1bにストックされる。
その後サセプタ12は、サセプタ駆動部によって所定角度
回転移動して、洗浄部のうち、エッチング洗浄ポジショ
ン６へ移動する。ここではエッチング液槽７からの弗酸
蒸気を用いて汚染されたサセプタ12の表面を洗浄する。
ついで、このサセプタ12は、つぎの超音波洗浄ポジショ
ン９へ移動する。ここではサセプタ12を純水に浸漬し、
その中で超音波ノズル８からの超音波パルスによって、
前のエッチング洗浄ポジション６で取り除けられなかっ
た汚染部分を完全に除去する。ついで、サセプタ12は、
乾燥ポジション10のへ移動する。ここでは、洗浄された
サセプタ12がヒータなどで加熱されて付着した水分を除
去する。排気ガスは、乾燥ポジション10に連結された排
気ダクト11から排気される。乾燥されたサセプタ12は、
元のロードポジション13に戻って、第１の工程であるウ
ェハを受け入れる工程を始める。なお、ポジション６か
ら乾燥ポジション10までは、洗浄部を構成している。こ
の気相成長装置での処理は、上記のように、ウェハ供給
（ロードポジション13）→気相成長処理（デポジション
ポジション15）→ウェハ回収（アンロードポジション
５）→サセプタ洗浄（洗浄ポジション6,9及び乾燥ポジ
ション10）の各工程のサイクルを回転するサセプタ上で
繰り返して連続的に気相成長薄膜をウェハに形成する。
洗浄部は、エッチング、超音波、乾燥各部は共用させる
ことも可能である。また、他の洗浄手段を用いるか、併
用するか可能であることは勿論である。
サセプタは、SiCを材料に用いたが、他にアルミニウ
ム、インコネルなども利用できる。洗浄部では、ウェハ
もしくはサセプタをセンサーなどで検知してから洗浄工
程を自動的に行うことができる。
ム、インコネルなども利用できる。洗浄部では、ウェハ
もしくはサセプタをセンサーなどで検知してから洗浄工
程を自動的に行うことができる。
ヒータとして利用されるものは、電磁加熱器、抵抗加
熱器、赤外線ランプなどが利用できる。
熱器、赤外線ランプなどが利用できる。
本発明によれば気相成長反応生成物の付着したサセプ
タを随時、自動洗浄することにより装置内で歩留低下の
要因である汚染原因を除去できる。
タを随時、自動洗浄することにより装置内で歩留低下の
要因である汚染原因を除去できる。
又、サセプタの交換によるダウンタイムがなくなるた
め、稼働率が向上する。更に作業者の安全性も計れる
し、装置内の有効利用及びその結果の小型化に顕著な効
果がある。
め、稼働率が向上する。更に作業者の安全性も計れる
し、装置内の有効利用及びその結果の小型化に顕著な効
果がある。
第１図は本発明の気相成長装置の平面図、第２図は本発
明の気相成長装置内のデポジションポジションの詳細断
面図、第３図は、従来の気相成長装置の斜視図である。 1a,1b……キャリア、2a,3b……搬送ロボット、 ４……ウェハ、５……アンロードポジション、 ６……エッチング洗浄ポジション、 ７……エッチング液槽、８……超音波ノズル、 ９……超音波洗浄ポジション、 10……乾燥ポジション、11……排気ダクト、 12……SiCサセプタ、13……ロードポジション、 14……反応ガス排気チューブ、 15……デポジションポジション、 16……電磁加熱器、18……ガス供給ノズル、 19……アルミサセプタ、20……抵抗加熱器。
明の気相成長装置内のデポジションポジションの詳細断
面図、第３図は、従来の気相成長装置の斜視図である。 1a,1b……キャリア、2a,3b……搬送ロボット、 ４……ウェハ、５……アンロードポジション、 ６……エッチング洗浄ポジション、 ７……エッチング液槽、８……超音波ノズル、 ９……超音波洗浄ポジション、 10……乾燥ポジション、11……排気ダクト、 12……SiCサセプタ、13……ロードポジション、 14……反応ガス排気チューブ、 15……デポジションポジション、 16……電磁加熱器、18……ガス供給ノズル、 19……アルミサセプタ、20……抵抗加熱器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−127726（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−71623（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−249328（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−173133（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/31
Claims (1)
- 【請求項１】放射状に配置した複数のサセプタを回転移
動させるサセプタ駆動部と、前記サセプタの対応する位
置に被処理物を供給する供給部と、被処理物を回収する
回収部と、被処理物を処理する処理部と、サセプタを洗
浄する洗浄部とを具備する半導体処理装置において、前
記サセプタを駆動部による回転移動によって前記各部へ
移動させることを特徴とする半導体処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6264690A JP2848661B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 半導体処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6264690A JP2848661B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 半導体処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03265127A JPH03265127A (ja) | 1991-11-26 |
| JP2848661B2 true JP2848661B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=13206305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6264690A Expired - Lifetime JP2848661B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 半導体処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2848661B2 (ja) |
-
1990
- 1990-03-15 JP JP6264690A patent/JP2848661B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03265127A (ja) | 1991-11-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071106 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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