JP3188956B2 - Film processing equipment - Google Patents

Film processing equipment

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JP3188956B2
JP3188956B2 JP05700492A JP5700492A JP3188956B2 JP 3188956 B2 JP3188956 B2 JP 3188956B2 JP 05700492 A JP05700492 A JP 05700492A JP 5700492 A JP5700492 A JP 5700492A JP 3188956 B2 JP3188956 B2 JP 3188956B2
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processed
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oxide film
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、成膜処理装置に関す
る。
The present invention relates to a film forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に半導体ウエハの処理においては、
ウエハが空気中の酸素と反応することによってウエハ表
面上に自然酸化膜が生成されるが、この自然酸化膜は、
ゲート酸化膜やコンタクト抵抗を増大させるため、次の
成膜を行う前に自然酸化膜を除去し、あるいはその生成
を抑えることが必要である。
2. Description of the Related Art Generally, in processing semiconductor wafers,
When the wafer reacts with oxygen in the air, a natural oxide film is formed on the wafer surface.
In order to increase the gate oxide film and the contact resistance, it is necessary to remove the natural oxide film before the next film formation or to suppress the formation thereof.

【0003】このため従来では洗浄ステーションにて、
フッ酸などの薬液中にウエハを浸漬したり、あるいはフ
ッ酸溶液中にキャリアガスを吹き込んでフッ酸蒸気を
得、これをウエハに接触させたりして自然酸化膜を除去
するようにし、洗浄処理後のウエハを例えば成膜処理ス
テーションに搬送するようにしている。
[0003] Conventionally, therefore, in a washing station,
The cleaning process is performed by immersing the wafer in a chemical solution such as hydrofluoric acid, or by blowing a carrier gas into the hydrofluoric acid solution to obtain hydrofluoric acid vapor and bringing it into contact with the wafer to remove the natural oxide film. The subsequent wafer is transferred to, for example, a film forming processing station.

【0004】ところで成膜処理を高温下で行う場合に
は、処理炉内にロードするときに空気が対流により炉内
に巻き込まれ、この結果高温下でウエハと空気中の酸素
とが反応して自然酸化膜の生成を促進させてしまう。そ
こで最近においては、例えば縦型処理炉の下方側の領域
を不活性ガス雰囲気にして、ウエハボートに対するロー
ド、アンロードを行うといったことも検討されている。
When the film forming process is performed at a high temperature, air is caught in the furnace by convection when loaded into the processing furnace. As a result, the wafer reacts with oxygen in the air at a high temperature. The formation of a natural oxide film is promoted. Therefore, recently, it has been studied to load and unload the wafer boat, for example, by setting an area below the vertical processing furnace to an inert gas atmosphere.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように予めウエハ
を洗浄して自然酸化膜を除去しておき、また成膜処理時
において、高温下での自然酸化膜の成長を抑えるように
したとしても、洗浄ステ−ションから成膜処理ステ−シ
ョンに搬送される間に自然酸化膜が再成長するし、更に
各ステ−ションの処理のタイミングの差により洗浄後の
ウエハを待機させる場合には、その度合いは更に大きく
なる。
As described above, even if the natural oxide film is removed by washing the wafer in advance, and the growth of the natural oxide film at a high temperature is suppressed during the film forming process. When the natural oxide film grows again while being transported from the cleaning station to the film forming processing station, and the wafer after cleaning is caused to stand by due to a difference in processing timing of each station, The degree is even greater.

【0006】こうして再成長した自然酸化膜は、ウエハ
を処理炉内へロ−ドする時に生成される自然酸化膜に比
べればかなり薄いので、従来ではあまり問題とされてい
なかったが、半導体デバイスの高集積化が急速に進み、
例えばDRAMが4Mから16M、32Mへ更にそれ以
上の容量をも達成しようとしている段階においては、酸
化膜の膜厚をより緻密にコントロ−ルしなければならな
いし、またキャパシタ膜の生成時などにおいても余分な
自然酸化膜を除去する必要があり、このような状況下に
おいては、かなり薄い自然酸化膜についても抑制する必
要がある。
The re-grown natural oxide film is considerably thinner than a natural oxide film formed when a wafer is loaded into a processing furnace, and thus has not been a problem in the past. High integration is progressing rapidly,
For example, when the DRAM is going to achieve a capacity of 4 M to 16 M or 32 M or more, the thickness of the oxide film must be controlled more precisely. In such a situation, it is necessary to remove even a very thin native oxide film.

【0007】本発明はこのような背景のもとになされた
ものであり、その目的は、自然酸化膜の再成長を極力抑
えることのできる成膜処理装置を提供することにある。
The present invention has been made under such a background, and an object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of minimizing regrowth of a natural oxide film.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の被処理
体を昇降自在なボ−トに搭載して一括して成膜処理する
ための縦型の成膜処理炉と、この成膜処理炉の下方側に
位置して不活性ガス雰囲気とされ、被処理体を前記ボ−
トに対して着脱するための被処理体着脱室と、この被処
理体着脱室にゲ−トバルブを介して気密に結合された、
不活性ガス雰囲気とされる被処理体移載室と、この被処
理体移載室にゲ−トバルブを介して気密に結合され、不
活性ガス雰囲気とされるガスチャンバと、このガスチャ
ンバ内に設けられ、複数の被処理体を収納するカセット
が置かれるステ−ジ、カセットが外部との間で搬出入さ
れる搬出入口を開閉するゲ−トドア、被処理体を洗浄し
てその表面の自然酸化膜を除去するための洗浄装置、及
び洗浄済みの被処理体を載置台に載置して加熱するため
の加熱部と、前記ガスチャンバ内に設けられ、前記ステ
−ジ上のカセットから被処理体を前記洗浄装置に受け渡
すと共に、当該洗浄装置から被処理体を前記加熱部の載
置台に受けすための移載ア−ムと、 前記被処理体移載室
内に設けられ、前記加熱部で加熱された被処理体を前記
ボ−トに受け渡すための移載機構と、を備え、 前記洗浄
装置は、密閉な処理槽と、この処理槽内に回転自在に設
けられ、被処 理体を保持する保持盤と、前記処理槽を密
閉、解放するための手段と、前記処理槽内に設けられた
薬液貯溜槽と、この薬液貯溜槽の気相部分を開閉し、薬
液貯溜槽内の薬液の蒸気を前記保持盤に保持されている
被処理体に対して供給して自然酸化膜を除去するための
バルブと、前記処理槽内の雰囲気を置換するための手段
と、を備えたものであることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a vertical film-forming processing furnace for mounting a plurality of objects on a vertically movable boat to collectively form a film, and this film-forming furnace. An inert gas atmosphere is provided below the processing furnace, and the object to be processed is
A processing object mounting / dismounting chamber for mounting and demounting the processing object, and an airtight connection to the processing object mounting / dismounting chamber via a gate valve ;
A workpiece transfer chamber to be an inert gas atmosphere, in the workpiece transfer chamber gate - coupled hermetically through the Tobarubu, non
A gas chamber having an active gas atmosphere, a stage provided in the gas chamber, in which a cassette for accommodating a plurality of objects to be processed is placed, and a loading / unloading port through which the cassette is loaded / unloaded with the outside. A gate door, a cleaning device for cleaning an object to be processed and removing a natural oxide film on the surface thereof, a heating unit for mounting the cleaned object on a mounting table and heating the same; An object to be processed is transferred from a cassette on the stage to the cleaning device provided in the chamber.
At the same time, the object to be processed is placed on the heating unit from the cleaning device.
A transfer arm for receiving the table, and a transfer chamber for the object to be processed.
The object to be processed, which is provided in the
Ball - and a transfer mechanism for transferring the bets, the washing
The equipment consists of a sealed processing tank and a rotatable
Vignetting, a holding plate for holding the processing member, the processing bath dense
Means for closing and releasing, provided in the processing tank
Open / close the chemical storage tank and the gas phase of this chemical storage tank,
The vapor of the chemical in the liquid storage tank is held by the holding plate
To remove the native oxide film by supplying it to the workpiece
Valve and means for replacing atmosphere in the processing tank
And characterized in that:

【0009】[0009]

【実施例】図1は本発明の実施例に係る成膜処理装置を
示す横断平面図、図2はA−A線に沿った縦断側面図で
あり、この成膜処理システムは、縦型の成膜処理炉1
と、この成膜処理炉1の下方側に位置し、後述するウエ
ハボートへ半導体ウエハを着脱するためのウエハ着脱室
2と、このウエハ着脱室2にゲートバルブG1を介して
気密に結合されたウエハ移載室3と、この移載室3にゲ
ートバルブG2を介して気密に結合された予備室4と、
この予備室4に連結された本発明の実施例に係る自然酸
化膜除去装置5とを備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional plan view showing a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a vertical side view taken along line AA. Film forming furnace 1
And a wafer loading / unloading chamber 2 located below the film forming furnace 1 for loading / unloading semiconductor wafers from / to a wafer boat, which will be described later. A wafer transfer chamber 3 and a spare chamber 4 airtightly connected to the transfer chamber 3 via a gate valve G2;
A natural oxide film removing device 5 according to the embodiment of the present invention is connected to the preliminary chamber 4.

【0010】前記成膜処理炉1は、内部にウエハの成膜
処理領域を形成する反応容器11、及びこの反応容器1
1の外周を囲むよう配置されたヒータ12などから成
り、反応容器11内に処理ガスを導入して、CVDなど
の成膜処理を行う。
The film forming furnace 1 includes a reaction vessel 11 in which a wafer film forming area is formed, and the reaction vessel 1.
A heater 12 and the like are arranged so as to surround the outer periphery of the reactor 1, and a process gas is introduced into the reaction vessel 11 to perform a film forming process such as CVD.

【0011】前記ウエハ着脱室2には、ボールネジ21
などにより昇降されるボ−トエレベータ22及び、この
エレベータ22に載置され、例えば99枚のウエハWを
収納できるウエハボート23などが設けられている。
A ball screw 21 is provided in the wafer loading / unloading chamber 2.
There are provided a boat elevator 22 which is raised and lowered by, for example, and a wafer boat 23 mounted on the elevator 22 and capable of storing, for example, 99 wafers W.

【0012】前記移載室3には、上下、回転、伸縮の自
由度を持つ多関節アームよりなる第1の移載機構31と
ウエハのオリフラ(オリエンテーションフラット)合わ
せを行うためのオリフラ合わせ機構32とが設置されて
おり、また前記予備室4にも前記移載機構31と同様の
第2の移載機構41が設置されている。
The transfer chamber 3 is provided with a first transfer mechanism 31 comprising an articulated arm having a degree of freedom of up, down, rotation, and expansion and contraction, and an orientation flat alignment mechanism 32 for aligning an orientation flat of a wafer. And a second transfer mechanism 41 similar to the transfer mechanism 31 is also installed in the preliminary chamber 4.

【0013】ここで前記ウエハ着脱室2、ウエハ移載室
3及び予備室4は、図示しないガス導入管及び排気管が
接続されていて、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気が得
られるロードロック室として構成されている。
Here, the wafer loading / unloading chamber 2, the wafer transfer chamber 3 and the preliminary chamber 4 are connected to a gas introduction pipe and an exhaust pipe (not shown), and a load lock chamber for obtaining an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas. Is configured as

【0014】前記自然酸化膜除去装置5は、不活性ガス
雰囲気とするためのガスチャンバ51を備えており、こ
のガスチャンバ51内には、ウエハ収納部である搬出入
ステージ52と、フッ酸蒸気によりウエハの表面の自然
酸化膜を除去するための洗浄装置6と、前記移載機構3
1、41と同様の構成の多関節アームよりなる第3の移
載機構53と、加熱部7とが設置されている。
The natural oxide film removing apparatus 5 includes a gas chamber 51 for setting an inert gas atmosphere. The gas chamber 51 includes a loading / unloading stage 52 serving as a wafer storage section and a hydrofluoric acid vapor. Cleaning device 6 for removing the natural oxide film on the surface of the wafer by means of
A third transfer mechanism 53 composed of a multi-joint arm having the same configuration as that of the first and fourth configurations 41 and 41 and the heating unit 7 are provided.

【0015】前記ガスチャンバ51には、不活性ガス例
えば窒素ガスを導入するためのガス導入管51a及び排
気管51bが設けられると共に、外部(大気雰囲気)と
の間を気密に保持するためのゲートドアDが設けられて
いる。なおV1、V2はバルブである。前記搬出入ステ
ージ52には、例えば25枚の洗浄前の被洗浄体である
ウエハを収納した2個のウエハカセット54がゲートド
アDを通じて搬入され、このカセット54は、処理済み
のウエハが戻された後ゲートドアDを通じて外部に搬出
される。
The gas chamber 51 is provided with a gas introduction pipe 51a and an exhaust pipe 51b for introducing an inert gas, for example, nitrogen gas, and a gate door for keeping airtight with the outside (atmosphere). D is provided. V1 and V2 are valves. Two wafer cassettes 54 containing, for example, 25 wafers to be cleaned before being cleaned are loaded into the loading / unloading stage 52 through the gate door D, and the processed wafers are returned to the cassette 54. It is carried outside through the rear gate door D.

【0016】前記第3の移載機構53は、搬出入ステー
ジ52上のカセット54内の洗浄前のウエハを取り出し
て洗浄装置6に受け渡し、洗浄後のウエハを加熱部7に
移載すると共に、前記予備室4より搬送されてきた処理
済みのウエハを前記カセット54内に戻す役割を持つ。
The third transfer mechanism 53 takes out the uncleaned wafer from the cassette 54 on the loading / unloading stage 52 and transfers it to the cleaning device 6, transfers the cleaned wafer to the heating unit 7, and It has a role of returning processed wafers transferred from the preliminary chamber 4 into the cassette 54.

【0017】前記加熱部7は、図3に示すように両側面
に夫々ウエハの搬出入口71、72を備え、ゲートバル
ブG3に搬出入口72が対向するように配置された筐体
73内に、ウエハ載置台74を設置し、更にこの載置台
74上のウエハWの被洗浄面を加熱するよう、これの上
方に加熱手段としての赤外線ランプ75を3本並行状に
設けて構成されている。このように加熱手段を設けた理
由は、後述するように前記洗浄装置6にてフッ酸により
ウエハを洗浄したときにウエハ表面に水分を主成分とす
る副生成物が付着されるため、残留している副生成物を
加熱分解するためである。
As shown in FIG. 3, the heating section 7 has wafer loading / unloading ports 71 and 72 on both sides, respectively, and a housing 73 in which the loading / unloading port 72 is opposed to the gate valve G3. A wafer mounting table 74 is provided, and three infrared lamps 75 as heating means are provided in parallel above the mounting table 74 so as to heat the surface to be cleaned of the wafer W on the mounting table 74. The reason for providing the heating means in this way is that, as will be described later, when the wafer is cleaned with hydrofluoric acid in the cleaning apparatus 6, by-products containing water as a main component are attached to the wafer surface. This is for decomposing by-products by heating.

【0018】前記洗浄装置6は、例えば図4に示すよう
に構成されており、次にこの洗浄装置6について詳述す
る。
The cleaning device 6 is configured as shown in FIG. 4, for example. Next, the cleaning device 6 will be described in detail.

【0019】8は処理槽であり、その下方側には開閉バ
ルブ81を介して例えば1〜5%のフッ酸溶液を貯留す
る貯留槽82が配置されている。
Reference numeral 8 denotes a processing tank, and a storage tank 82 for storing, for example, a 1 to 5% hydrofluoric acid solution is disposed below the processing tank via an opening / closing valve 81.

【0020】前記処理槽8の天井部は、図示しない昇降
機構により昇降されて処理槽8を密閉、解放する蓋体8
3により構成されており、この蓋体83の中央部には、
駆動部831により鉛直軸のまわりに回動する回動軸8
32が磁気シール部833を介して、処置槽8内に挿入
されている。また前記回動軸832の下端には、吸引あ
るいは把持爪などの把持によってウエハWを保持する保
持盤84が取り付けられている。
The ceiling of the processing tank 8 is raised and lowered by a lifting mechanism (not shown) to seal and release the processing tank 8.
3 in the center of the lid 83,
Rotating shaft 8 that is rotated around a vertical axis by drive unit 831
32 is inserted into the treatment tank 8 via the magnetic seal part 833. At the lower end of the rotating shaft 832, a holding plate 84 that holds the wafer W by suction or gripping by a gripping claw is attached.

【0021】前記処理槽8には、前記蓋体83を開いた
ときに、処理槽8内のフッ酸蒸気の外部への拡散を抑え
るためにシャッタSにより開閉される排気口85が形成
されており、この排気口85の外側は図示しない真空ポ
ンプにより負圧になっている。
The processing tank 8 is provided with an exhaust port 85 which is opened and closed by a shutter S to suppress the diffusion of hydrofluoric acid vapor in the processing tank 8 when the lid 83 is opened. The outside of the exhaust port 85 is set to a negative pressure by a vacuum pump (not shown).

【0022】前記蓋体83、及び処理槽8の側壁には、
夫々窒素ガスの導入孔86及び排気孔87が形成されて
おり、これら導入孔86及び排気孔87を介して窒素ガ
スを通流することによって、フッ酸蒸気に対する磁気シ
ール部833の保護を行うと共に、シャッタSを開いて
処理槽8内を排気するときにガスを置換するようにして
いる。
On the lid 83 and the side wall of the processing tank 8,
An introduction hole 86 and an exhaust hole 87 for nitrogen gas are formed, respectively. By passing nitrogen gas through the introduction hole 86 and the exhaust hole 87, the magnetic seal portion 833 is protected against hydrofluoric acid vapor and When the processing tank 8 is evacuated by opening the shutter S, the gas is replaced.

【0023】そしてウエハWを洗浄するにあたっては、
先ずウエハWを、エッチングすべき面を下方に向けて保
持盤84に保持した後、蓋体83を閉じて処理槽8内を
密閉状態とし、続いて駆動部831により保持盤84を
ウエハWと共に回転させ、例えば500rpmに達した
後開閉バルブ81を開く。これによって貯留槽82内の
フッ酸の蒸気がウエハWの表面に巻き込まれ、ウエハW
の表面上の自然酸化膜が除去される。エッチング終了後
は、シャッタSを開いて処理槽8内のガスをある程度置
換した後蓋体83を鎖線の位置まで上昇させ、次のウエ
ハと交換する。次に上述の実施例の作用について説明す
る。まず洗浄前のウエハWを例えば25枚収納した2個
のカセット54を外部からゲ−トドアDを介して自然酸
化膜除去装置5内の搬出入ステージ52に搬入し、ゲ−
トドアDを閉じた後ガス導入管51a及び排気管51b
を用いてガスチャンバ51内の空気を窒素ガスにより置
換する。
In cleaning the wafer W,
First, after holding the wafer W on the holding plate 84 with the surface to be etched facing downward, the lid 83 is closed to seal the inside of the processing tank 8, and then the holding plate 84 is moved together with the wafer W by the driving unit 831. The opening / closing valve 81 is opened after reaching, for example, 500 rpm. As a result, the hydrofluoric acid vapor in the storage tank 82 is caught on the surface of the wafer W,
The natural oxide film on the surface of the substrate is removed. After the etching is completed, the shutter S is opened, the gas in the processing tank 8 is replaced to some extent, and the lid 83 is raised to the position indicated by the dashed line, and is replaced with the next wafer. Next, the operation of the above embodiment will be described. First, two cassettes 54 containing, for example, 25 wafers W before cleaning are loaded into the loading / unloading stage 52 in the natural oxide film removing apparatus 5 through the gate door D from the outside.
After closing the door D, the gas introduction pipe 51a and the exhaust pipe 51b
Is used to replace the air in the gas chamber 51 with nitrogen gas.

【0024】次いで移載機構53のア−ムによりカセッ
ト54内から洗浄前のウエハWを取り出して洗浄装置6
の鎖線位置の保持盤84(図4参照)に保持させる。次
いで洗浄装置6の蓋体83が閉じられ、既に詳述したよ
うにしてウエハの洗浄が行なわれてウエハ表面上の自然
酸化膜が除去され、その後蓋体83が開かれる。
Next, the wafer W before cleaning is taken out of the cassette 54 by the arm of the transfer mechanism 53 and the cleaning device 6
Is held by the holding plate 84 (see FIG. 4) at the dashed line position. Next, the lid 83 of the cleaning device 6 is closed, and the wafer is cleaned to remove the natural oxide film on the wafer surface as described above, and then the lid 83 is opened.

【0025】しかる後移載機構53のア−ムにより洗浄
後のウエハを保持盤84から受け取って加熱部7の載置
台74(図3参照)に載置する。続いて赤外線ランプ7
5に例えば全体で500Wの電力を印加し、これにより
ウエハを例えば表面が70℃付近になるまで加熱する。
加熱時間はウエハWと赤外線ランプ75との離間距離な
どにもよるが、例えば1分間程度である。ただしこの時
までにウエハ着脱室2、ウエハ移載室3及び予備室4の
中を図示しない排気管により一旦真空雰囲気とした後、
図示しないガス導入管より窒素ガスを導入して水分の少
ないクリ−ン度の高い窒素ガス雰囲気としておく。そし
てゲ−トバルブG2を閉じておいて、ゲ−トバルブG3
を開き、第2の移載機構41により前記載置台74上の
ウエハWを受け取って予備室4内に搬入し、その後ゲ−
トバルブG3を閉じてからゲ−トバルブG2を開き、オ
リフラ合わせ機構32に受け渡す。
Thereafter, the cleaned wafer is received from the holding plate 84 by the arm of the transfer mechanism 53 and is mounted on the mounting table 74 of the heating unit 7 (see FIG. 3). Then infrared lamp 7
5, a power of, for example, 500 W in total is applied, thereby heating the wafer until, for example, the surface is near 70 ° C.
The heating time depends on the distance between the wafer W and the infrared lamp 75 and the like, but is, for example, about 1 minute. However, by this time, the inside of the wafer loading / unloading chamber 2, the wafer transfer chamber 3, and the preliminary chamber 4 is once set to a vacuum atmosphere by an exhaust pipe (not shown).
Nitrogen gas is introduced from a gas introduction pipe (not shown) to form a nitrogen gas atmosphere having a low water content and a high clean degree. Then, with the gate valve G2 closed, the gate valve G3
Is opened, the wafer W on the mounting table 74 is received by the second transfer mechanism 41, and is loaded into the preliminary chamber 4;
After closing the gate valve G3, the gate valve G2 is opened and transferred to the orientation flat aligning mechanism 32.

【0026】オリフラ合わせ機構32によるオリフラ合
わせが終了する前にゲ−トバルブG1を開いておき、オ
リフラ合わせが終了したウエハWを、第1の移載機構3
1のア−ムによりウエハ着脱室2内のボ−ト23に受け
渡す。なおこうした各移載機構31、41、53の各ア
−ムによるウエハの保持は、例えば真空チャックなどに
より行われる。
The gate valve G1 is opened before the orientation flat alignment by the orientation flat alignment mechanism 32 is completed, and the wafer W on which the orientation flat alignment is completed is transferred to the first transfer mechanism 3
The arm 1 transfers it to a boat 23 in the wafer loading / unloading chamber 2. The holding of the wafer by the respective arms of the transfer mechanisms 31, 41, 53 is performed by, for example, a vacuum chuck.

【0027】一方第2の移載機構41がウエハをオリフ
ラ合わせ機構32に受け渡した後ゲ−トバルブG2を閉
じ、ゲ−トバルブG3を開いて次のウエハの搬入に備え
るようにする。この場合自然酸化膜除去装置5のガスチ
ャンバ51内は、単に空気と窒素ガスとを置換した、水
分などを可成り含むクリ−ン度の低い不活性ガス雰囲気
であるから、ガスチャンバ51内のガスが予備室4内に
入り込むのを抑えるために、ウエハの搬入直前にゲ−ト
バルブG3を開く事が望ましい。このような操作を繰り
返して着脱室2内のボ−ト23に所定枚数のウエハWを
搭載する。
On the other hand, after the second transfer mechanism 41 transfers the wafer to the orientation flat aligning mechanism 32, the gate valve G2 is closed, and the gate valve G3 is opened to prepare for loading of the next wafer. In this case, since the inside of the gas chamber 51 of the natural oxide film removing apparatus 5 is an inert gas atmosphere having a low degree of cleanness, which is substantially replaced with air and nitrogen gas and contains a considerable amount of moisture, etc. In order to prevent gas from entering the preliminary chamber 4, it is desirable to open the gate valve G3 immediately before loading the wafer. By repeating such an operation, a predetermined number of wafers W are mounted on the boat 23 in the loading / unloading chamber 2.

【0028】その後エレベ−タ22によりボ−トを反応
容器11内にロ−ドしてウエハWを成膜処理領域内に位
置させ、例えばCVDなどの成膜処理を行なう。成膜処
理が終了した後ボ−ト23を着脱室2内に降下させ、ゲ
−トG1、G2を開いて第1の移載機構31によりボ−
ト23上のウエハWを例えばオリフラ合わせ機構32を
中継点として第2の移載機構41に受け渡す。そしてゲ
−トバルブG2を閉じゲ−トバルブG3を開いて、加熱
部31の載置台74を中継点として当該ウエハを移載機
構53に受け渡し、元のカセット54内に戻す。このよ
うな操作を順次繰り返すことにより処理済みのウエハが
全て元のカセット54内に戻される。
Thereafter, the boat is loaded into the reaction vessel 11 by the elevator 22, and the wafer W is positioned in the film formation processing area, and a film formation process such as CVD is performed. After the film forming process is completed, the boat 23 is lowered into the loading / unloading chamber 2, the gates G1 and G2 are opened, and the boat is moved by the first transfer mechanism 31.
The wafer W on the wafer 23 is transferred to the second transfer mechanism 41 using, for example, the orientation flat aligning mechanism 32 as a relay point. Then, the gate valve G2 is closed and the gate valve G3 is opened, and the wafer is transferred to the transfer mechanism 53 with the mounting table 74 of the heating unit 31 as a relay point, and returned to the original cassette 54. By repeating such operations sequentially, all the processed wafers are returned to the original cassette 54.

【0029】このような実施例によればウエハは自然酸
化膜が除去された後、不活性ガス雰囲気に置かれ、その
まま大気に触れることなく反応容器内に導入されると共
に、途中で加熱処理によって洗浄時の残留副生成物が分
解除去されるので、非常にクリ−ンな状態のウエハ表面
に成膜処理が行われる。
According to such an embodiment, the wafer is placed in an inert gas atmosphere after the natural oxide film is removed, introduced into the reaction vessel without being exposed to the air, and heated by a heat treatment in the middle. Since residual by-products at the time of cleaning are decomposed and removed, film formation is performed on the wafer surface in a very clean state.

【0030】以上において本発明はシステム全体のレイ
アウトや各ステ−ションの処理のタイミングなどに応じ
て種々変形することができ、例えばウエハ移載室3や予
備室4に搬出口を設け、これらを通じて処理済みのウエ
ハを外部に搬出するようにしてもよいし、あるいは自然
酸化膜除去装置5のガスチャンバ51内に多数のウエハ
カセットを保管できる領域を確保しておくようにしても
よい。
In the above, the present invention can be variously modified in accordance with the layout of the entire system, the processing timing of each station, and the like. For example, a carry-out port is provided in the wafer transfer chamber 3 or the preliminary chamber 4, and through these, The processed wafer may be carried out, or an area for storing a large number of wafer cassettes may be secured in the gas chamber 51 of the natural oxide film removing device 5.

【0031】本発明者の実験によれば、ウエハを洗浄し
た後不活性ガス雰囲気中に置いた場合には、数十時間経
過するまでは自然酸化膜の再成長はほとんどみられない
が、空気中に置いた場合には、早いものでは1〜2時間
経過後に自然酸化膜の再成長がみられることから、シス
テムの都合上洗浄した後成膜処理が行われるまで長い時
間放置される場合などには、洗浄後のウエハを多数保管
しておくことは非常に有効である。
According to the experiment by the present inventors, when the wafer was washed and then placed in an inert gas atmosphere, the regrowth of the natural oxide film was hardly observed until several tens of hours had passed, but the growth of air was not observed. When placed inside, the regrowth of the natural oxide film can be seen after 1-2 hours at the earliest, so if the film is left for a long time until the film forming process is performed after cleaning for the convenience of the system, etc. It is very effective to store many wafers after cleaning.

【0032】また上述実施例では、クリ−ン度の高い不
活性ガス雰囲気のウエハ着脱室2やウエハ移載室3内に
クリ−ン度の低いガスチャンバ51内の不活性ガスが入
り込まないように予備室4を設けているが、本発明では
必ずしも予備室4を設けなくとも良い。
In the above-described embodiment, the inert gas in the gas chamber 51 having a low clean degree is prevented from entering the wafer loading / unloading chamber 2 and the wafer transfer chamber 3 in the inert gas atmosphere having a high clean degree. Although the preliminary chamber 4 is provided in the present invention, it is not always necessary to provide the preliminary chamber 4 in the present invention.

【0033】そしてまた本発明ではガスチャンバ51を
例えばキャスタなどを用いて移動可能に構成すると共
に、ガス導入管51a、排気管51bを着脱自在とすれ
ば、成膜処理ステ−ションが複数ある場合などに順次利
用することができて便利である。 更に洗浄後のウエハ
を加熱する加熱手段としては、赤外線ランプに限ること
なくホットプレートなどを用いてもよい。
In the present invention, if the gas chamber 51 is configured to be movable using, for example, a caster, and the gas introduction pipe 51a and the exhaust pipe 51b are made detachable, there are a plurality of film formation processing stations. It can be used sequentially for convenience. Further, the heating means for heating the wafer after cleaning is not limited to an infrared lamp, and a hot plate or the like may be used.

【0034】そしてこのような加熱手段を用いれば、洗
浄後にウエハ表面に残留している副生成物を分解除去で
きるのでウエハの表面が非常にクリーンな状態となる
が、本発明では必ずしも加熱手段を必要とするものでは
ない。
If such a heating means is used, by-products remaining on the wafer surface after cleaning can be decomposed and removed, so that the wafer surface becomes very clean. However, in the present invention, the heating means is not necessarily used. Not required.

【0035】更にまた洗浄装置については、フッ酸の蒸
気を用いることに限定されるものではない。
Further, the cleaning apparatus is not limited to the use of hydrofluoric acid vapor .

【0036】[0036]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、被洗浄体
は自然酸化膜が除去された後、大気に触れることなく不
活性ガス雰囲気の中に置かれるので、自然酸化膜の再成
長が抑えられ、この結果被洗浄体のクリ−ンな表面に成
膜処理を行うことができる。従って例えば半導体デバイ
スに対しては、ゲート酸化膜の膜厚を高い精度でコント
ロールでき、あるいは所要のコンタクト抵抗を確実に得
られるなど、高集積化に対応することができる。
As described above, according to the present invention, the object to be cleaned is placed in an inert gas atmosphere without being exposed to the air after the natural oxide film is removed, so that the natural oxide film is regrown. As a result, a film forming process can be performed on a clean surface of the object to be cleaned. Therefore, for example, for a semiconductor device, the thickness of the gate oxide film can be controlled with high accuracy, or a required contact resistance can be reliably obtained, so that high integration can be supported.

【0037】またガスチャンバ内に加熱手段を設けてい
るため、洗浄後に被洗浄体の表面に残留している副生成
物を加熱分解できるので、より一層クリーンな表面に対
して成膜処理を行うことができる。
In addition, since the heating means is provided in the gas chamber, by-products remaining on the surface of the object to be cleaned after cleaning can be decomposed by heating, so that a film is formed on a cleaner surface. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例の概略を示す横断平面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional plan view schematically showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A線に沿った断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】加熱部の一例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a heating unit.

【図4】洗浄装置の一例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a cleaning device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 処理炉 2 ウエハ着脱室 3 ウエハ移載機構 31 41 53 移載機構 5 自然酸化膜除去装置 52 搬出入ステージ 6 洗浄装置 W ウエハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing furnace 2 Wafer attaching / detaching room 3 Wafer transfer mechanism 31 41 53 Transfer mechanism 5 Natural oxide film removal device 52 Loading / unloading stage 6 Cleaning device W Wafer

───────────────────────────────────────────────────── 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 H01L 21/304 641 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 H01L 21/304 641

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の被処理体を昇降自在なボ−トに搭
載して一括して成膜処理するための縦型の成膜処理炉
と、 この成膜処理炉の下方側に位置して不活性ガス雰囲気と
され、被処理体を前記ボ−トに対して着脱するための被
処理体着脱室と、 この被処理体着脱室にゲ−トバルブを介して気密に結合
された、不活性ガス雰囲気とされる被処理体移載室と、この 被処理体移載室にゲ−トバルブを介して気密に結合
され、不活性ガス雰囲気とされるガスチャンバと、 このガスチャンバ内に設けられ、 複数の被処理体を収納するカセットが置かれるステ−
ジ、カセットが外部との間で搬出入される搬出入口を開
閉するゲ−トドア、被処理体を洗浄してその表面の自然
酸化膜を除去するための洗浄装置、及び洗浄済みの被処
理体を載置台に載置して加熱するための加熱部と、 前記ガスチャンバ内に設けられ、前記ステ−ジ上のカセ
ットから被処理体を前記洗浄装置に受け渡すと共に、当
該洗浄装置から被処理体を前記加熱部の載置台に受けす
ための移載ア−ムと、 前記被処理体移載室内に設けられ、前記加熱部で加熱さ
れた被処理体を前記ボ−トに受け渡すための移載機構
と、を備え、 前記洗浄装置は、密閉な処理槽と、この処理槽内に回転
自在に設けられ、被処理体を保持する保持盤と、前記処
理槽を密閉、解放するための手段と、前記処理槽内に設
けられた薬液貯溜槽と、この薬液貯溜槽の気相部分を開
閉し、薬液貯溜槽内の薬液の蒸気を前記保持盤に保持さ
れている被処理体に対して供給して自然酸化膜を除去す
るためのバルブと、前記処理槽内の雰囲気を置換するた
めの手段と、を備えたものである ことを特徴とする成膜
処理装置。
1. A vertical type film forming furnace for mounting a plurality of objects on a vertically movable boat and performing a film forming process collectively, and a lower position of the film forming process furnace. An inert gas atmosphere, and a processing object mounting / dismounting chamber for mounting and demounting the processing object with respect to the boat, and an airtightly connected to the processing object mounting / dismounting chamber via a gate valve. a workpiece transfer chamber which is inactive gas atmosphere, the gate to the workpiece transfer chamber - coupled hermetically via Tobarubu, a gas chamber is an inert gas atmosphere, arranged in the gas chamber Where a cassette for accommodating a plurality of objects to be processed is placed.
A gate door for opening / closing a loading / unloading opening for loading / unloading a cassette from / to the outside; a cleaning apparatus for cleaning a workpiece to remove a natural oxide film on its surface; and a cleaned workpiece. A heating unit for mounting the object on a mounting table and heating the object; and transferring the object to be processed from the cassette on the stage to the cleaning device.
The object to be processed is received from the cleaning device on the mounting table of the heating unit.
And a transfer arm for transferring heat to the object to be processed.
Transfer mechanism for transferring the processed object to the boat
When, wherein the cleaning device includes a sealed processing tank, rotates in the treatment tank
A holding plate that is provided freely and holds the object to be processed;
Means for hermetically closing and opening the treatment tank;
The opened chemical storage tank and the gas phase of this chemical storage tank are opened.
Closed and the vapor of the chemical in the chemical storage tank is held by the holding plate.
To remove the native oxide film
To replace the atmosphere in the processing tank with a valve for
Means for forming a film.
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