JP3340147B2 - 処理装置 - Google Patents

処理装置

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JP3340147B2
JP3340147B2 JP05952692A JP5952692A JP3340147B2 JP 3340147 B2 JP3340147 B2 JP 3340147B2 JP 05952692 A JP05952692 A JP 05952692A JP 5952692 A JP5952692 A JP 5952692A JP 3340147 B2 JP3340147 B2 JP 3340147B2
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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、例えば半導体素子の製
造等において使用される、処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の処理装置について、半導体素子の
製造工程において使用される縦型熱処理装置を例に採っ
て説明する。
【0003】縦型熱処理装置としては、多数枚の半導体
ウエハを収納したウエハボートを略円筒型の縦型プロセ
スチューブ内に搬入し、プロセスチューブ内を所定の処
理ガス下で加熱することにより、半導体ウエハの各種処
理を行なうものが知られている。
【0004】このような熱処理装置は、例えば、半導体
ウエハへの酸化膜の形成や、熱CVD法による薄膜形
成、熱拡散法による高不純物濃度領域の形成などに、使
用される。
【0005】図3は、かかる縦型熱処理装置の構成例を
概略的に示す断面図である。
【0006】図に示したように、例えば石英等によって
形成されたプロセスチューブ80の下側にはマニホール
ド82が設置されており、かかるマニホールド82に設
けられた排気管84およびガス導入管86によって、プ
ロセスチューブ80内のガスの排気および導入が行われ
る。また、このプロセスチューブ80の外側には、プロ
セスチューブ80を囲んでヒータ88が設けられてお
り、プロセスチューブ80内を所望の温度に加熱制御す
ることができる。
【0007】多数枚の半導体ウエハ10を収納したウエ
ハボート90は、ボートエレベータ76により、ロード
ロック室78からプロセスチューブ80に挿入される。
ここで、ウエハボート90がプロセスチューブ80内に
挿入されたときは、フランジ94によってプロセスチュ
ーブ80内が密閉されるように構成されている。
【0008】このような装置においては、半導体ウエハ
10をウエハボート90へ収納する作業や半導体ウエハ
10を収納したウエハボート90をプロセスチューブ8
0へ挿入する作業は、例えばN2 ガス等の雰囲気下で行
なうことが望ましい。これらの作業を大気中で行なう
と、大気中のO2 によって半導体ウエハ表面に自然酸化
膜が形成されてしまうからである。このため、ウエハキ
ャリア98に収納された半導体ウエハ10をウエハボー
ト90に移し換えるための搬送手段92は、N2ガスの
導入および排気が可能な真空室96内に配置されてい
る。
【0009】このような構成の装置を用いて半導体ウエ
ハ10に処理を施す場合は、まず、N2 ガス雰囲気下で
半導体ウエハ10をウエハボート90に収納し、このウ
エハボート90を搬入手段によって上昇させてプロセス
チューブ80内に挿入する。その後、排気管84を用い
てプロセスチューブ80内のN2 ガスを排出し、プロセ
スチューブ80内が所定の真空度に達すると、ガス導入
管86により処理ガスを導入し、所望の処理を行なう。
【0010】一方、処理が終了すると、排気管84を用
いてプロセスチューブ80内の処理ガスを排出し、プロ
セスチューブ80内が所定の真空度に達すると、ガス導
入管86によりN2 ガスを導入する。その後、N2 ガス
の圧力がロードロック室78のN2 ガスの圧力と同じに
なると、ウエハボート90を下降させ、半導体ウエハ1
0を取り出す。
【0011】このように、図3に示した縦型熱処理装置
では、プロセスチューブ80への半導体ウエハ10の搬
入および搬出をN2 ガス雰囲気下で行なうことができる
ので、半導体ウエハ10への自然酸化膜の形成を防止す
ることが可能となる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の縦型熱処理装置には、半導体ウエハ10
の処理の終了後に、プロセスチューブ80内の処理ガス
を完全には排出することができずにプロセスチューブ8
0内に残留してしまい、半導体ウエハ10の搬入時や搬
出時にこの残留ガスが真空室96に流入してしまうおそ
れがあるという課題があった。かかる場合には、かかる
残留ガスが真空室96内の半導体ウエハ10と反応して
しまい、半導体素子の特性や歩留まりの悪化の原因とな
るおそれがある。
【0013】本発明は、このような従来技術の課題に鑑
みて試されたものであり、処理室内に残留する処理ガス
が真空室に混入することを防止できる処理装置を提供す
ることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる処理装置
は、ボートに搭載された複数の被処理体を、それぞれ異
なる処理ガスを用いてバッチ処理する2つのプロセスチ
ューブと、前記2つのプロセスチューブに前記ボートを
搬入出するボートエレベータをそれぞれ備えた2つの
ードロック室と、前記2つのロードロック室と2つの
1のゲートバルブを介して連結され、前記2つのロード
ロック室内の前記ボートに対して前記被処理体を一枚ず
つ搬送する搬送機構を備え、前記2つのロードロック室
への前記被処理体の搬入および搬出を所定の雰囲気ガス
下で行なうための1つのロボットチャンバと、前記1つ
ロボットチャンバ室と第2のゲートバルブを介して連
結され、前記被処理体が搭載されるカセットを収容した
カセット室と、前記2つのロードロック室内の雰囲気ガ
スのガス圧を、前記1つのロボットチャンバ内のガス圧
よりも低い所定の値に設定するガス圧設定手段と、を有
し、前記2つの第1のゲートバルブの開口の面積が、
前記ガス圧設定手段によって設定された前記2つのロー
ドロック室内のガス圧と前記1つのロボットチャンバ内
のガス圧との差を維持することができ、且つ、前記被処
理体の搬入および搬出をすることができる面積であるこ
とを特徴とする。
【0015】
【作用】ガス圧設定手段によって処理室内のガス圧を真
空室内のガス圧よりも低く設定し、ゲートバルブの開口
の面積をガス圧設定手段によって設定された処理室内の
ガス圧と真空室内のガス圧との差を維持することがで
き、且つ、被処理体の搬入および搬出をすることができ
るように設定することにより、被処理体の搬入時や搬出
時に、雰囲気ガスが処理室の外部から内部への方向にの
み流れ、処理装置の内部から外部へは流れないようにす
る。これにより、処理室内に残留した処理ガスが真空室
内へ流入することを防止する。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を用
いて説明する。
【0017】図1は、本実施例に係わる処理装置の構成
を概念的に示す上面図である。また、図2は、図1に示
した処理装置の要部の構成を示す概略的断面図である。
なお、図2において、図3と同じ符号を付した構成部
は、それぞれ、図3の同じものを示す。
【0018】真空室としてのロボットチャンバ20は、
ガス導入管42により非酸素雰囲気を得るためのパージ
ガス(本実施例ではN2 ガスを使用する)を導入すると
ともに、このガスを排気管44により排気することがで
きるように構成されている。このガス導入管42からの
2 ガスの導入量と、排気管44からの排気量を制御す
ることにより、ロボットチャンバ20内のN2 ガスのガ
ス圧を任意に設定することができる。
【0019】また、このロボットチャンバ20は、酸化
装置22およびCVD装置24に、それぞれゲートバル
ブ32,34を介して連結されている。
【0020】処理室としての酸化装置22およびCVD
装置24の構成はほぼ同じであり、それぞれ、ロードロ
ック室78内にN2 ガスを導入するためのガス導入管4
6と、このロードロック室78内を排気するための排気
管48とを有している。このガス導入管46からのN2
ガスの導入量と、排気管48からの排気量を制御するこ
とにより、ロードロック室78内のN2 ガスのガス圧を
任意に設定することができる。
【0021】本実施例の処理装置では、このロードロッ
ク室78内のガス圧を上述のロボットチャンバ20内の
ガス圧よりも低く設定し、さらに、ゲ−ト32および3
4の開口面積を所定の面積にする。これにより、N2 ガ
スが、ゲ−ト32および34の開口を介して、ロボット
チャンバ20内からロードロック室78内への方向にの
み流れるようにし、ロードロック室78内からロボット
チャンバ20内へは流れないようにする。なお、このと
きのロードロック室78内のガス圧とロボットチャンバ
20内のガス圧との差や、ゲ−ト32および34の開口
は、半導体ウエハ10の搬入時や搬出時にN2 ガスが
ボットチャンバ20内からロードロック室78内への方
向にのみ流れる状態に維持できるようなものであればよ
い。すなわち、ロードロック室78内のガス圧とロボッ
トチャンバ20内のガス圧との差は、N2 ガスがロボッ
トチャンバ20内からロードロック室78内への方向に
のみ流れるようにできる値であればよい。また、ゲ−ト
32および34の開口は、このときのロードロック室7
8とロボットチャンバ20とのガス圧の差を維持するに
ために十分な面積に絞り込まれており、且つ、半導体ウ
エハ10の搬入や搬出を行なうことができるものであれ
ばよい。
【0022】ガス導入管86は、その装置における処理
の内容に応じた処理ガスと、N2 ガスとを導入すること
ができるように構成されている。処理ガスとしては、例
えばCVD装置24の場合、ポリシリコン薄膜を形成す
るのであればSiH4 ガスを使用し、シリコン窒化膜を
形成するのであればNH4 ガスおよびSiH2 Cl2
スを使用する。また、ヒータ88の加熱能力も、処理の
内容に応じて定めればよい。例えば、酸化装置22の場
合は800〜1200℃に設定できるように構成し、ま
た、CVD装置24は500〜1000℃に設定できる
ように構成すればよい。
【0023】また、ロボットチャンバ20は、被処理体
としての半導体ウエハ10を収納するためのカセット室
26,28とも、ゲートバルブ36,38を介して連結
されている。このカセット室26,28は、N2 ガスを
導入・排気することができるように構成されると共に、
半導体ウエハ10を収納したウエハキャリアをそのまま
設置できるように構成されている。カセット室26,2
8は、例えば、処理前の半導体ウエハ10を収納したウ
エハキャリアはカセット室26に設置し、処理後の半導
体ウエハ10はカセット室28に設置されたウエハキャ
リアに収納されることとしてもよい。また、例えば、カ
セット室26に設置したウエハキャリアの半導体ウエハ
は、処理後にカセット室26のウエハキャリアに収納さ
れることとしてもよい。なお、カセット室の数は、1個
でもよいし、3個以上でもよいことはもちろんである。
【0024】ロボットチャンバ20内には、半導体ウエ
ハ10の搬送を行なうための搬送機構32が設けられて
いる。この搬送機構32は、上述した酸化装置22およ
びCVD装置24のウエハボート90や、カセット室2
6,28内のウエハキャリアに対する、半導体ウエハ1
0の搬入、搬出を行うことができるように構成されてい
る。
【0025】このような構成の装置においては、半導体
ウエハ10に処理を施す場合は、まず、ロボットチャン
バ20、酸化装置22、CVD装置24およびカセット
室26,28の内部を所定のN2 ガス雰囲気下に設定す
る。ついで、ゲートバルブ32を開いて、搬送機構40
によって、カセット室26または28内の半導体ウエハ
10を酸化装置22またはCVD装置24のウエハボー
ト90に収納し、ゲートバルブ32を閉じる。続いて、
ウエハボート90を搬入手段によって上昇させてプロセ
スチューブ80内に挿入する。その後、排気管84を用
いてプロセスチューブ80内のN2 ガスを排出し、プロ
セスチューブ80内が所定の真空度に達すると、ガス導
入管86により処理ガスを導入し、所望の処理を行な
う。
【0026】一方、処理が終了すると、排気管84を用
いてプロセスチューブ80内の処理ガスを排出し、プロ
セスチューブ80内が所定の真空度に達すると、ガス導
入管86によりN2 ガスを導入する。その後、N2 ガス
の圧力がロードロック室78のN2 ガスの圧力と同じ値
となると、ウエハボート90を下降させる。次に、ゲー
トバルブ32を開き、搬送機構40によって半導体ウエ
ハ10を取り出し、他方の縦型処理装置に搬入し、或い
は、カセット室26,28に収納する。このとき、上述
したように、ロードロック室78内のガスがロボットチ
ャンバ20内へ流れ込むことはないので、プロセスチュ
ーブ80内に残留した処理ガスがロードロック室78内
からロボットチャンバ20内へ流れ込むことはない。し
たがって、この処理ガスがロードロック室78内やカセ
ット室26,28内の半導体ウエハ10と反応してしま
い、半導体素子の特性や歩留まりを悪化させることはな
い。また、同様にして、次に処理を行なう半導体ウエハ
10をウエハボート90に収納する際にも、ロードロッ
ク室78内のガスがロボットチャンバ20内へ流れ込む
ことはない。
【0027】なお、本実施例では、処理装置として、酸
化処理およびCVD薄膜形成を行なう処理装置を例に採
って説明したが、処理の種類や数は特に限定されるもの
ではなく、他の処理を行なう処理装置であってもよいこ
とはもちろんである。
【0028】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の処
理装置によれば、処理室内に残留する処理ガスが真空室
に混入することを防止できるので、被処理体の特性の悪
化や歩留まりの悪化を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係わる処理装置の構成を概
念的に示す上面図である。
【図2】本発明の1実施例に係わる処理装置の構成を概
念的に示す断面図である。
【図3】従来の処理装置の構成例を概略的に示す断面図
である。
【符号の説明】
10 半導体ウエハ 20 ロボットチャンバ 22 酸化装置 24 CVD装置 26,28 カセット室 40 搬送機構 42,46 ガス導入管 44,46 排気管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−38824(JP,A) 特開 平3−94070(JP,A) 実開 昭60−174242(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 C23C 14/56 H01L 21/31

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボートに搭載された複数の被処理体を
    それぞれ異なる処理ガスを用いてバッチ処理する2つの
    プロセスチューブと、 前記2つのプロセスチューブに前記ボートを搬入出する
    ボートエレベータをそれぞれ備えた2つのロードロック
    室と、 前記2つのロードロック室と2つの第1のゲートバルブ
    を介して連結され、前記2つのロードロック室内の前記
    ボートに対して前記被処理体を一枚ずつ搬送する搬送機
    構を備え、前記2つのロードロック室への前記被処理体
    の搬入および搬出を所定の雰囲気ガス下で行なうための
    1つのロボットチャンバと、 前記1つのロボットチャンバ室と第2のゲートバルブを
    介して連結され、前記被処理体が搭載されるカセットを
    収容したカセット室と、 前記2つのロードロック室内の雰囲気ガスのガス圧を、
    前記1つのロボットチャンバ内のガス圧よりも低い所定
    の値に設定するガス圧設定手段と、 を有し、前記2つの第1のゲートバルブの開口の面積
    が、前記ガス圧設定手段によって設定された前記2つの
    ロードロック室内のガス圧と前記1つのロボットチャン
    バ内のガス圧との差を維持することができ、且つ、前記
    被処理体の搬入および搬出をすることができる面積であ
    ることを特徴とする処理装置。
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KR101371435B1 (ko) * 2012-01-04 2014-03-12 주식회사 유진테크 처리유닛을 포함하는 기판 처리 장치

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