JP3149697B2 - ウェハ処理装置 - Google Patents

ウェハ処理装置

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JP3149697B2 JP21105094A JP21105094A JP3149697B2 JP 3149697 B2 JP3149697 B2 JP 3149697B2 JP 21105094 A JP21105094 A JP 21105094A JP 21105094 A JP21105094 A JP 21105094A JP 3149697 B2 JP3149697 B2 JP 3149697B2
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wafer
turntable
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシリコンウェハ等のウェ
ハを処理するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エピタキシャルシリコンウェハの製造
や、シリコンウェハの表面処理等に用いられるウェハ処
理装置として、処理容器内にターンテーブルを設けたも
のがある。この場合、ウェハの処理効率を上げるため
に、ターンテーブル上に多数枚のウェハをスペーサを介
して多段に配置するようにしたものが公知である(例え
ば月刊 Semiconductor World 1988-5,P.39)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の如くウェハを多
段に積み重ねて処理する場合、各ウェハへのガスの当り
方が均一でなくなるため、各ウェハを均一に処理するこ
とが困難である。また、ウェハから発生したガスやパー
ティクルが他のウェハに接触して影響を与えるおそれが
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1のウェハ処理装
置は、ウェハサセプタを載せるためのターンテーブルが
処理容器内に設置されたウェハ処理装置において、該タ
ーンテーブルを複数個設置すると共に、該処理容器内の
該ターンテーブルよりも上方に整流板を設けることによ
り該処理容器内を上下2室に区画し、上側の室にガスの
導入口を設け、下側の室にガスの排気口を設け、前記タ
ーンテーブルよりも若干下側のレベルに水平隔壁を設け
ると共に、該水平隔壁に、ターンテーブルの回転軸が挿
通されると共に水平隔壁の上側から下側へガスを導くた
めの開口を設けたことを特徴とするものである。
【0005】請求項のウェハ処理装置は、請求項
おいて、前記開口は前記ターンテーブルよりも大径であ
り、該ウェハ処理装置は、さらに該ターンテーブルを該
開口を通して上下させるためのテーブル昇降装置と、前
記水平隔壁を前記処理容器外に出し入れするための該水
平隔壁の水平移動装置と、を備えたことを特徴とするも
のである。
【0006】請求項のウェハ処理装置は、請求項1
は2において、各ターンテーブル同士の間に仕切板を配
設したことを特徴とするものである。
【0007】請求項のウェハ処理装置は、請求項1な
いしのいずれか1項において、各ターンテーブルの下
方にそれぞれ前記排気口が設けられており、各排気口に
は個別に排気量を調節できる排気量調節機構が設けられ
ていることを特徴とするものである。
【0008】
【作用】請求項1〜のウェハ処理装置においては、複
数個のターンテーブルを配置しているので、複数のウェ
ハを同時に処理できる。ガスは整流板の上側の室内に導
入され、該整流板によって各ターンテーブルへ向って均
一に流下する。各ターンテーブル上にウェハを1枚だけ
載せることにより、各ターンテーブル上のウェハに均一
にガスを接触させることができる。
【0009】また、ターンテーブルの下側に水平隔壁が
設けられ、かつ該水平隔壁には各ターンテーブルの下側
に開口が設けられているため、ターンテーブルの周囲を
回り込んで該開口に流れ込む強制的な排気流が形成され
る。
【0010】ターンテーブル上のウェハ表面で発生した
反応ガスやパーティクルはこの排気流に搬送されて速や
かに排出されるようになり、処理容器内の全体に拡散す
ることが防止される。
【0011】請求項のウェハ処理装置においては、タ
ーンテーブルを水平隔壁よりも下側に降下させておき、
ウェハサセプタを水平隔壁に載せて処理容器内に搬入
し、各ウェハサセプタをターンテーブルの上方に配置す
る。次いで、ターンテーブルを上昇させることにより、
各ターンテーブル上にウェハサセプタを載置した状態と
なる。この状態で容器内にガスを導入し、該ウェハサセ
プタ上のウェハを処理する。
【0012】処理が終了した後は、ターンテーブルを降
下させ、ウェハサセプタを水平隔壁上に載せる。次い
で、水平隔壁を容器外に移動させることにより、ウェハ
を載せたウェハサセプタを容器外に搬出することができ
る。
【0013】請求項のウェハ処理装置においては、整
流板から下方に向かうガス流の横方向への流れを阻止
し、ガス流をウェハに向かって真直ぐに流下させること
が可能となる。また、ターンテーブルによって乱れたガ
ス流が横方向に拡散することを防止できる。
【0014】これにより、ウェハ全面にわたって均一に
反応を進行させることができ、均一な膜厚の薄膜を形成
することが可能となる。
【0015】請求項のウェハ処理装置においては、各
排気調節機構を個別に調節することにより、各ターンテ
ーブル上のウェハに拡散する気流状態を均等にすること
ができる。
【0016】
【実施例】以下図面を参照して実施例について説明す
る。第1図は実施例に係るウェハ処理装置の縦断面図、
第2図は第1図のII−II線に沿う断面図である。
【0017】このウェハ処理装置は、処理容器10内に
複数個(本実施例では6個)のターンテーブル12を配
置すると共に、該ターンテーブル12の上側に整流板1
4を水平に配置することにより、該処理容器10内を上
下2室に区画した構成のものである。この整流板として
は、メッシュやパンチングプレートなど各種のものを採
用できる。
【0018】該処理容器10は、ケースロワー16と、
ケースアッパー18と、該ケースアッパー18の上側に
被装された透明パネル20とからなり、整流板14より
も上方の該ケースアッパー18の上部にガス導入口22
が設けられている。また、ケースロワー16の底面に、
合計6個のガス排気口24が設けられている。
【0019】このガス排気口24の中心部分に回転軸2
6が上下方向に配設されており、各回転軸26は、軸受
け(図示略)によって枢支されると共に、独立して回転
制御可能な駆動装置(図示略)によって回転駆動可能と
されている。この回転軸26の上端に前記ターンテーブ
ル12が固着されている。
【0020】各ターンテーブル12同士の間を区画する
ように、上下方向に延在する仕切板が配設されている。
本実施例では、この仕切板として、ケースロワー16の
底面から立設された下仕切板28と、整流板14の下面
から垂設された上仕切板30とが設けられている。
【0021】ターンテーブル12の若干下側には水平隔
壁40が設けられている。この水平隔壁40には、各タ
ーンテーブル12に対応して開口42が設けられてお
り、回転軸26がこの開口42に挿通されている。この
開口42の径は、ウェハサセプタ36の径よりも若干小
さくかつ、ターンテーブル12が通過可能な大きさとさ
れ、ターンテーブル12の昇降装置(図示略)が設けら
れている。
【0022】前記ガス排気24の下側にはガイド筒3
2が連設されており、該ガイド筒32の下端は、排気圧
調整用タンパ34及びダクト38を介して排気ポンプ
(図示略)に連通されている。
【0023】透明パネル20の上方には赤外線ランプ
(図示略)が配置されており、該赤外線ランプから放射
される赤外線によって、ターンテーブル12上のウェハ
サセプタ36に載置されたウェハ(図示略)を加熱可能
としている。
【0024】また、本実施例では、水平隔壁40は、処
理容器10の側面に設けられた出し入れ装置(ロートロ
ック)46を介して出し入れ可能とされており、ウェハ
が載置されたウェハサセプタ36を該水平隔壁40に載
せたまま該水平隔壁を処理容器10内外に出し入れ可能
としている。
【0025】なお、第4図に示す如く、ターンテーブル
12の上面には非円形(本実施例では十文字形状)の凸
部50が設けられると共に、ウェハサセプタ36の底面
には該凸部50と同形状の凹部(図示略)が設けられて
おり、これら凸部50と凹部とが嵌合することによりタ
ーンテーブル12の回転力を確実にウェハサセプタ36
に伝達可能としている。
【0026】このように構成されたウェハ処理装置を用
いてウェハを処理するには、ケースアッパー18を取り
外し、ターンテーブル12上にそれぞれウェハを載せた
ウェハサセプタ36をセットする。次いで、ケースアッ
パー18をケースロワー16上に装着した後、ガス導入
口22からガスを導入すると共に、赤外線ランプにてウ
ェハを加熱する。ガス導入口22から整流板14の上側
の室内に導入されたガスは、該整流板14によって各タ
ーンテーブル12に向かって均等に分配されて流下す
る。ウェハ表面にて反応したガスは、未反応のガスと共
にガス排気口24、ガイド筒32、ダンパ34及びダク
ト38を介して排出される。
【0027】かかるウェハ処理装置によると、1個の処
理容器10内において同時に複数枚のウェハを処理する
ことができ、ウェハ処理効率がきわめて高いものとな
る。このウェハ処理装置にあっては、1個のターンテー
ブル12につき1枚のウェハが載置されると共に、整流
板14によってガスが各ウェハに均等に分配供給される
ため、各ウェハを均一な条件にて処理することができ
る。
【0028】また、ターンテーブル12の周縁を回り込
んで開口42に引き込まれる強制的な排気流が形成され
るため、ウェハ表面で反応して生成するガスや、ウェハ
表面のエッチング作用によってガス中に出る不純物を含
んだガスが、この強制的な排気流によって速やかに排出
されるようになるため、ウェハ表面の不純物汚染が確実
に防止され、高純度の薄膜を形成することが可能とな
る。また、オートドープによるウェハ内抵抗分布のばら
つきを小さくすることも可能となる。
【0029】加えて、本実施例においては、仕切板2
8,30によって各ターンテーブル12間を仕切ってお
り、しかも各ガス排気通路に独立して排気圧を調整し得
る用にダンパ34を設けているため、各ターンテーブル
12上のウェハに均等にガスが接触するようにガス流通
条件を制御することができる。従って、各ウェハを同一
条件にて処理することができる。
【0030】また、仕切板28,30を設けることによ
り、1つのウェハサセプタ36で乱れたガス流が隣接す
るウェハサセプタ36の周囲に影響することを防止する
ことができる。更に、上仕切板30を設けたことによ
り、整流板14を通過したガスの横方向の流れ成分(ベ
クトル成分)をカットすることができ、ガスをウェハに
向かって真直ぐに流下させることが可能となり、ウェハ
の表面全体にわたって均一な条件にて反応を進行させる
ことができる。これにより、ウェハの表面に膜厚ばらつ
きの少ない薄膜を形成することができる。
【0031】このウェハ処理装置にウェハをチャージす
るには、ターンテーブル12を水平隔壁40の下方まで
降下させた後、該水平隔壁40を処理容器10外に移動
させる。そして、該水平隔壁の開口42上に、ウェハを
載せたウェハサセプタを載置する。次いで、この水平隔
壁40を処理容器10内に移動させる。然る後、ターン
テーブル12を上方に移動させ、該ターンテーブル12
上にウェハサセプタ36を載せる。この際、ターンテー
ブル12を所定速度で回転させながら上昇させることに
より、凸部50をウェハサセプタ36の凹部に確実に嵌
合させることができる。
【0032】なお、ターンテーブル12の回転軸26
は、この昇降装置に設けられたセンサ(図示略)により
正確に所定ストロークだけ上下動されるよう構成されて
いる。
【0033】ウェハサセプタ36がターンテーブル12
上に載置され、かつ該ウェハサセプタ36が水平隔壁4
0から所定距離上方にまで上昇した後、ターンテーブル
12 の上昇が停止される。そして、このウェハサセプタ
36上に載置されたウェハの処理が行なわれる。
【0034】ウェハの処理が終了した後は、ターンテー
ブル12を下降させ、ウェハサセプタ36を水平隔壁4
0上に載せる。なお、ターンテーブル12は、ウェハサ
セプタ36から離反するまで下降される。次いで、この
水平隔壁40が処理容器10外に引き出される。なお、
予め同一形状の水平隔壁40が、処理容器10外におい
て、ウェハをチャージしたウェハサセプタを載せた状態
で待機しており、それまで処理容器10内にあった水平
隔壁40が処理容器10外に引き出された後、これと入
れ替わりに新しい水平隔壁40が処理容器10内に導入
され、再びウェハの処理が行なわれる。
【0035】このように、本実施例装置によると、ウェ
ハの出し入れをきわめて容易かつ迅速に行なうことがで
きる。また、ウェハの出し入れに際して処理容器内全体
をオープンにする必要がないことから、処理容器10の
内部の温度を高温(例えば500℃)に保ったままガス
置換及びウェハの出し入れが可能であり、パーティクル
の付着や水分吸着によるウェハ表面層の品質低下を防止
することが可能である。
【0036】第1,2図の実施例では、上仕切板30と
下仕切板28の双方を設けているが、いずれか一方の仕
切板のみを設けても良い。また、本発明ではこの仕切板
28,30を省略しても良い。
【0037】第3図は本発明の別の実施例に係るウェハ
処理装置の縦断面図である。本実施例では仕切板28,
30が省略されている。
【0038】実施例のその他の構成は前記第1図の実
施例と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
【0039】記実施例ではいずれも赤外線ランプによ
ってウェハを加熱するように構成しているが、本発明で
は赤外線加熱ランプ方式以外の加熱機構を用いても良
い。例えば、抵抗加熱機構或いは電磁誘導加熱機構等を
採用できる。本発明装置はエピタキシャル成長装置に適
用するのに好適であるが、その他のウェハ処理装置とし
ても使用できることは明らかである。
【0040】
【発明の効果】以上の通り、請求項1〜のウェハ処理
装置によると、複数のウェハを同時に処理することがで
き、ウェハ処理効率がきわめて高いものとなる。また、
整流板の作用によってガスが各ウェハに均一に供給され
るようになり、各ウェハにおける反応を均等なものとす
ることができる。
【0041】また、ウェハ表面で発生した反応ガスやパ
ーティクルを速やかに処理容器外に排出することがで
き、高純度薄膜を形成することができる。
【0042】請求項のウェハ処理装置によると、ウェ
ハの出し入れをきわめて容易かつ迅速に行なうことがで
き、ウェハ処理効率を著しく向上させることができる。
また、ウェハの出し入れに際して処理容器内の全体をオ
ープンにする必要がないため、炉内温度を高温に保った
ままガス置換及びウェハの出し入れが可能であり、高品
質の処理ウェハを得ることができる。
【0043】請求項のウェハ処理装置によると、各ウ
ェハへのガスの供給が一層均等なものとなると共に、ガ
ス流れの乱れの影響を著しく小さくすることができる。
これにより、ウェハ表面の膜厚精度を向上できると共
に、ウェハ相互の膜厚の差もきわめて小さくなる。
【0044】請求項のウェハ処理装置によると、各ウ
ェハの処理条件を高精度に均一にすることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係るウェハ処理装置の縦断面図であ
る。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図である。
【図3】別の実施例に係るウェハ処理装置の縦断面図で
ある。
【図4】図1の装置のターンテーブル及びウェハサセプ
タの斜視図である。
【符号の説明】
10 処理容器 12 ターンテーブル 14 整流板 22 ガス導入口 24 ガス排気口 26 回転軸 28 下仕切板 30 上仕切板 34 排気圧調整用ダンパ 36 ウェハサセプタ 40 水平隔壁 42 開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウェハサセプタを載せるためのターンテ
    ーブルが処理容器内に設置されたウェハ処理装置におい
    て、 該ターンテーブルを複数個設置すると共に、 該処理容器内の該ターンテーブルよりも上方に整流板を
    設けることにより該処理容器内を上下2室に区画し、上
    側の室にガスの導入口を設け、下側の室にガスの排気口
    を設け、 前記ターンテーブルよりも若干下側のレベルに水平隔壁
    を設けると共に、該水平隔壁に、ターンテーブルの回転
    軸が挿通されると共に水平隔壁の上側から下側へガスを
    導くための開口を設けたことを特徴とするウェハ処理装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項において、前記開口は前記ター
    ンテーブルよりも大径であり、該ウェハ処理装置は、さ
    らに該ターンテーブルを該開口を通して上下させるため
    のテーブル昇降装置と、 前記水平隔壁を前記処理容器外に出し入れするための該
    水平隔壁の水平移動装置と、 を備えたことを特徴とするウェハ処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、各ターンテー
    ブル同士の間に仕切板を配設したことを特徴とするウェ
    ハ処理装置。
  4. 【請求項4】 請求項1ないしのいずれか1項におい
    て、各ターンテーブルの下方にそれぞれ前記排気口が設
    けられており、各排気口には個別に排気量を調節できる
    排気量調節機構が設けられていることを特徴とするウェ
    ハ処理装置。
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