JP3495502B2 - ウェーハ処理装置 - Google Patents

ウェーハ処理装置

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JP3495502B2
JP3495502B2 JP09257596A JP9257596A JP3495502B2 JP 3495502 B2 JP3495502 B2 JP 3495502B2 JP 09257596 A JP09257596 A JP 09257596A JP 9257596 A JP9257596 A JP 9257596A JP 3495502 B2 JP3495502 B2 JP 3495502B2
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exhaust pipe
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pressure
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芳洋 宮之前
伸夫 柏木
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Toshiba Machine Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば縦型気相成
長装置におけるRFコイルカバーの様な、ベースプレー
ト上にベルジャを被せることによって形成された処理室
の内部に配置され、処理室側の雰囲気からその内部を遮
断する様に形成された区画部の構造に係り、特に、当該
区画部の内部のガスパージを効率良く実施するための構
造に関する。
【0002】
【従来の技術】図3に、従来の縦型気相成長装置におけ
る反応室の概略断面図を示す。反応室1は、ベースプレ
ート2の上にベルジャ3を被せることによって形成され
ている。ベースプレート2の中央部には回転軸10が取
付けられ、回転軸10はベースプレート2の中心部に設
けられた軸受(図示せず)によってベースプレート2を
貫通している。反応室1の内部には、ウェーハ5を保持
するサセプタ4が配置され、サセプタ4は回転軸10で
支持されて、回転軸10により所定回転数で回転され
る。反応ガスの供給管13は、回転軸10の中心軸部分
を貫通する様に組込まれ、反応室1内に反応ガスを供給
する。サセプタ4の下側には、サセプタ4を介してウェ
ーハ5を加熱するためのRFコイル6が配置され、この
RFコイル6は、耐熱性があり、反応ガス(例えば、S
iH2 Cl2 、SiHCl3、SiCl4 など)やエッ
チングガス(例えば、HClなど)等の腐食性ガスに対
して化学的に安定な石英ガラス製のRFコイルカバー1
1の内部に収容されている。反応室1の外部には、RF
コイル6に高周波電圧を供給する高周波発振器8が配置
されている。
【0003】なお、RFコイルカバー11は、その中心
部近傍で、回転軸10の周囲に配置された石英ガラス製
の回転軸カバー12のフランジ部に接続されている、こ
れによって、RFコイルカバー11の内部は、反応室1
側の雰囲気から遮断されて、独立した空間部を形成して
いる。但し、RFコイルカバー11の内部を完全に反応
室1に対してシールすることは、RFコイルカバー11
を形成する石英ガラスを寸法精度よく加工することが困
難であり、また、RFコイルカバー11とベースプレー
ト2の間をガスシールするためには、パッキンの採用も
考えられるが、上記寸法精度やパッキンの耐熱性などに
問題があり、技術的、経済的に容易ではないので、RF
コイルカバー11はベースプレート2の上に単に置かれ
ているのみである。
【0004】このため、気相成長の処理中にRFコイル
6によって反応室1の内部が汚染されることを防止する
ために、RFコイルカバー11の内部は、反応室1の内
部と同一のパージガス、例えば、窒素ガスパージ時には
窒素ガスで、また、水素ガスパージ時には水素ガスによ
って常に置換されている。これは、RFコイルカバー1
1の内部から反応室1の内部へガスがリークした場合
に、リークしたガスの中に酸素が含まれていると、気相
成長の障害になるので、RFコイルカバー11の内部か
ら常時、空気を追い出しておくためである。一般に、こ
れらガスはプロセスガスと呼ばれている。
【0005】パージガスGinは、導入管18からRF
コイルカバー11内に導入され、RFコイルカバー11
内のパージに使用されたガスGoutは、副排気孔17
を通ってRFコイルカバー11外に排出され、反応室1
の主排気管16に合流されて、反応室1から排出された
反応ガスEとともに除害装置(図示せず)へ送られる。
【0006】図3に示した様な、従来のRFコイルカバ
ー11の内部のガスパージ方法では、パージガスは導入
管18、副排気管17の間の最短距離を流れてしまい、
効率の良い置換が行われないと言う問題があった。更
に、反応室1から排出されたガスEの圧力の変動が大き
い場合には、排出されたガスEの圧力がRFコイルカバ
ー11内のガスパージ圧力を超えてしまうことがあり、
その様な場合には、反応室1から排気管16に排出され
た反応ガスEが、RFコイルカバー11の内部へ逆流し
て、RFコイルカバー11内を汚染する問題があった。
【0007】上述の如く、ガスパージが順調に行われな
いと、反応ガスEがRFコイルカバー11内に侵入す
る。特に、反応ガスEが塩素を含む場合にはRFコイル
関係の部品の腐食を招く、また、RFコイル6に塩素系
化合物が付着すると、この塩化物は水分を吸着する性質
がある。上述した様に、RFコイルカバー11はベース
プレートの上に単に置かれているのみなので、ウェーハ
加熱時にはこの水分が蒸気となって反応炉5の内部に侵
入して、ウェーハの表面を酸化して、その表面を荒すな
どの問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な問
題に鑑みてなされたもので、気相成長装置におけるRF
コイルカバーの様な、ウェーハ処理装置の処理室の内部
に配置された区画部内のガス置換の効率を改善して、し
かも、処理室からの排出ガスに圧力変動が発生した時に
も、当該区画部の内部へ排出ガスが逆流して侵入する恐
れがない区画部の構造を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のウェーハ処理装
置は、ベースプレート上にベルジャを被せることによっ
て形成される処理室と、処理室の内部に反応ガスを供給
する手段と、反応ガスを処理室から排出すべくベースプ
レートに接続された主排気管と、処理室の内部に配置さ
れ、処理室内の雰囲気からその内部を遮断するためにベ
ースプレート上に覆い部材を被せることによって形成さ
れた区画部と、この区画部の内部にパージガスを供給す
る手段と、パージガスを区画部から排出すべくベースプ
レートに接続された副排気管とを備え、前記副排気管を
前記主排気管の途中に接続して、処理室及び区画部か
ら、それぞれのガスの排出を同時に行う様にしたウェー
ハ処理装置において、前記副排気管の入口部、出口部ま
たは途中に、前記主排気管側の圧力変動に応じて、前記
主排気管側の圧力が高いときには開度を減じることによ
り前記区画部の内部の圧力を高める圧力調整弁が設けら
れていることを特徴とする。
【0010】また、好ましくは、前記圧力調整弁を、前
記区画部の副排気管入口部にこの入口部を覆う様に載置
された可動弁体と、この可動弁体の周囲を覆う静止弁体
から構成し、前記副排気管からのガスの逆流が生じた場
合には、この逆流の動圧によって前記可動弁体が前記静
止弁体内で移動して前記圧力調整弁の開度を減じる様に
する。更に、好ましくは、前記静止弁体及び前記可動弁
体を、石英ガラス製とする。
【0011】
【発明の実施の形態】図1及び図2に本発明に基く縦型
気相成長装置の概念図を示す。図1は、縦型気相成長装
置の反応室の内部に配置されているRFコイルカバー1
1に覆われた部分を拡大した部分断面図であり、図2
は、図1中の圧力調整弁14、15の部分を拡大した部
分断面図である。なお、反応室1(処理室)の全体的な
構造については、図3に示した従来の構造と同一なの
で、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0012】図1及び図2に示す様に、RFコイルカバ
ー11に覆われた内部のベースプレート2には、パージ
ガスを排出する排気孔19が設けられていて、この排気
孔19の上に、排気孔19を覆う様に、薄い石英ガラス
製の可動弁体15が載置されている。更に、この可動弁
体15の外側には静止弁体14が配置され、可動弁体1
5は静止弁体14によって覆われている。
【0013】静止弁体14と可動弁体15とによって、
以下の様に圧力調整弁が構成されている。静止弁体14
は底部のない円筒状の形状で、その天井部の中央には、
RFコイルカバー11内のパージガスが通過する開口部
20が設けられている。また、可動弁体15は、底部の
ない円筒を二段に重ねた形状で、上部円筒部15bは下
部円筒部15aに較べて直径が小さく、下部円筒部15
aの天井部の開口部の上に接続されている。下部円筒部
15aは静止弁体14の内周部に僅かなクリアランスを
介して嵌合し、上部円筒部15bの側面には前記開口部
20の断面積に見合った複数の開口部21が設けられて
いる。上部円筒部15bの天井部15c(可動弁体15
の天井部でもある)は、前記開口部20と小さな間隔を
隔てて対向していて、その直径は、前記開口部20の直
径と較べて大きくなる様に設定されている。
【0014】静止弁体14の開口部20は、そこを通過
して排出されるパージガスに対して絞り作用を生じる様
に、その断面積が設定され、その結果、パージガスによ
って、RFコイルカバー11内に余圧が与えられる様に
なっている。従って、導入管18から導入されたパージ
ガスは、RFコイルカバー11の内部を充満した後、静
止弁体14に設けられた開口部20、及び可動弁体15
に設けられた開口部21を順に通過して、パージガスの
排気孔19から副排気管17に導かれ、更に、主排気管
16に合流して、反応室1内から排出された反応ガスと
ともに除害装置へ送られる様になっている。
【0015】主排気管16内で圧力変動があって、特
に、主排気管16内の圧力がRFコイルカバー11内の
圧力よりも大きくなった場合には、反応室1から排出さ
れた反応ガスの逆流、あるいは主排気管16あるいは副
排気管17の管壁に付着した固形物のRFコイルカバー
11内への侵入などの危険がある。一般的に、この様な
圧力変動は急激に発生するが、この装置においては、可
動弁体15が薄い石英ガラスで制作されて軽量化されて
いるので、この様な圧力変動が生じた場合には、浮き上
がる様になっている。これによって、可動弁体15の天
井部15aと静止弁体14の開口部20との間隙が縮ま
るので、RFコイルカバー11内の圧力が上昇し、その
結果、逆流ガスがパージガスに押し戻されて、RFコイ
ルカバー11に内部への侵入が防止される。
【0016】なお、以上では圧力調整弁14、15を副
排気管の入口部に配置したが、これを副排気管の出口部
あるいは途中に配置してもよい。また、以上では縦型気
相成長装置への本発明の適用例について説明したが、別
の種類のウェーハ処理装置においても、処理室の内部に
同様な区画部を備え、材料の条件、その他何らかの理由
によって、当該区画部のシールを完全に行うことが困難
な場合には、同様に適用できる。
【0017】
【発明の効果】上述の如く、縦型気相成長装置において
RFコイルカバー内の副排気管の経路上に圧力調整弁を
設け、主排気管側の圧力変動に応じて、主排気管側の圧
力が高いときには、この圧力調整弁開度を減じる様にし
たので、RFコイルカバーとベースプレートとの間に格
別のシールの手段を設けなくても、RFコイルカバー内
のガスパージを行うことが可能になった。この結果、気
相成長の処理を行う際、RFコイルカバーの内部はプロ
セスガスによって完全に置換されて、RFコイルは清浄
状態が保たれ、同RFコイルに塩化物等が付着する恐れ
がなく、また、反応炉内の清浄度も維持され、汚染のな
い良質の気相成長の処理を行うことが可能になった。な
お、本発明の構造は、同種の制約を有するウェーハ処理
装置においても有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基く縦型式気相成長装置のRFコイル
カバー部分の部分断面図。
【図2】本発明に基く縦型式気相成長装置のRFコイル
カバーの内部に設けられた圧力調整弁の部分断面図。
【図3】縦型気相成長装置の反応室の概略縦断面図。
【符号の説明】
1・・・反応室(処理室)、2・・・ベースプレート、
3・・・ベルジャ、4・・・サセプタ、5・・・ウェー
ハ、6・・・RFコイル、8・・・高周波発振機、10
・・・回転軸、11・・・RFコイルカバー、12・・
・回転軸カバー、13・・・反応ガス供給管、14・・
・静止弁体(圧力調整弁)、15・・・可動弁体(圧力
調整弁)、16・・・主排気管、17・・・副排気管、
18・・・導入管、19・・・排気孔、20・・・開口
部、21・・・開口部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−112147(JP,A) 特開 平5−182917(JP,A) 特開 昭61−258413(JP,A) 特開 平3−278427(JP,A) 実開 昭64−45767(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 C23C 16/08 C23C 16/455

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベースプレート上にベルジャを被せるこ
    とによって形成される処理室と、処理室の内部に反応ガ
    スを供給する手段と、反応ガスを処理室から排出すべく
    ベースプレートに接続された主排気管と、処理室の内部
    に配置され、処理室内の雰囲気からその内部を遮断する
    ためにベースプレート上に覆い部材を被せることによっ
    て形成された区画部と、この区画部の内部にパージガス
    を供給する手段と、パージガスを区画部から排出すべく
    ベースプレートに接続された副排気管とを備え、前記副
    排気管を前記主排気管の途中に接続して、前記処理室及
    び前記区画部から、それぞれのガスの排出を同時に行う
    様にしたウェーハ処理装置において、 前記副排気管の入口部、出口部または途中に、前記主排
    気管側の圧力変動に応じて、前記主排気管側の圧力が高
    いときには開度を減じることにより前記区画部の内部の
    圧力を高める圧力調整弁が設けられていることを特徴と
    するウェーハ処理装置。
  2. 【請求項2】 前記処理室は気相成長の処理に使用され
    る反応室であり、前記区画部は前記反応室内を加熱する
    ための加熱源を収容する区画部であることを特徴とする
    請求項1に記載のウェーハ処理装置。
  3. 【請求項3】 前記圧力調整弁は、前記区画部の副排気
    管の入口部に、この入口部を覆う様に載置された可動弁
    体と、この可動弁体の周囲を覆う静止弁体から構成さ
    れ、前記副排気管からのガスの逆流が生じた場合には、
    この逆流の動圧によって前記可動弁体が前記静止弁体内
    で移動して前記圧力調整弁の開度を減じることを特徴と
    する請求項1あるいは2に記載のウェーハ処理装置。
  4. 【請求項4】 前記静止弁体及び前記可動弁体は、石英
    ガラス製であることを特徴とする請求項3記載のウェー
    ハ処理装置。
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