JP3609588B2

JP3609588B2 - 半導体製造装置

Info

Publication number: JP3609588B2
Application number: JP19405697A
Authority: JP
Inventors: 昌幸経田
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2017-07-18
Also published as: JPH1140551A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置におけるＣＶＤ工程の恒温油循環に関し、特に、循環油の昇降温時間を短縮した半導体製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のＣＶＤ装置は、例えば、図２に概要構成図を示すようなものがある。ＣＶＤ装置は、薄膜材料を構成する元素からなる反応ガスを基板上に供給し、化学反応により薄膜を形成する装置であり、図に示すように、反応管１をフランジ２Ａ，２Ｂで支持し、ゲートバルブ２３を開いて被処理基板４を反応管１に搬入し、反応ガス供給ポート５から反応ガスを反応管１内に供給して、排気配管６から排気し、ヒータ７により加熱された反応管１内の被処理基板４に窒化膜を形成するものである。窒化膜は、ナイトライド（Ｓｉ_３Ｎ_４）であり、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２とＮＨ_３とを反応させる。尚、フランジ２Ａ，２Ｂは、ＳＵＳ製である。また、反応管１は、石英管からなり、ヒータ２７により外側から加熱されて、反応管１内のウェーハの加熱を行うものであり、反応管１の壁面も高温となる。
【０００３】
このとき、反応ガスにより生成された副生成物（ＮＨ_４Ｃｌ等）が付着しないようにフランジ２Ａ，２Ｂ内にオイル溜孔２８を設け、そこに５０〜２５０度のシリコンオイルやガルデン等の油を循環させてフランジ２Ａ，２Ｂを高温に保つ必要がある。また、フランジ２Ａ，２Ｂには、その外側に断熱材２９が外側に配設されており、フランジ２Ａ，２Ｂの恒温を保持するようにする。この副生成物の剥がれによるパーティクルが発生すると、ウェーハの品質が著しく低下する。このため、成膜時には、フランジ２Ａ，２Ｂの温度を約１８０度とする必要がある。
【０００４】
また、反応管１の壁管は、成膜時に、反応管１内に付着した膜を除去するために、セルフクリーニングが必要となる。セルフクリーニングでは、反応ガスがＣｌＦ_３で、フランジ２Ａ，２ＢがＳＵＳ製であり、１００度以上では腐食してしまうので、温度を下げる必要がある。このため、油温を１００度以下に降温する必要がある。
【０００５】
このように、フランジ２Ａ，２Ｂを、成膜時またはセルフクリーニング時に各々、油温を１８０度又は１００度以下の恒温状態に保持する必要がある。
しかしながら、通常、フランジ２Ａ，２Ｂは１８０度に保持され、セルフクリーニングの度に１００度以下に降温し、その後の成膜時に、再度１８０度に昇温するが、油温の降温及び昇温に、約５時間がセルフクリーニング時間とは別に必要となる。このため、生産性を向上させるためには、油温の降温昇温時間を短縮することが望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の従来技術の装置の問題点を解決し、油循環式恒温装置において、油温の降温昇温時間を短縮するような半導体製造装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反応管（１）の両側をフランジ（２Ａ，２Ｂ）で支持し、一方のフランジ（２Ａ，２Ｂ）に設けられたゲートバルブを介して被処理基板を反応管（１）内に搬入し、一方のフランジ（２Ａ）に接続された反応ガス供給ポート（５）から反応ガスを反応管（１）内に供給して、他方のフランジ（２Ｂ）に接続された排気配管（６）から排気し、ヒータ（２７）により加熱された反応管（１）内の被処理基板に膜を形成する半導体製造装置において、高温油を貯油する高温油槽（１２）及び低温油を貯油する低温油槽（１３）の２つの油槽を設け、バルブ（１０，１１）の切り替えにより、高温油槽（１２）及び低温油槽（１３）のいずれか一方の油がフランジ（２Ａ，２Ｂ）内を流れるようにして、フランジ（２Ａ，２Ｂ）の温度を昇降するようにしたことを特徴とする。このような構成により、単に、バルブ（１０，１１）を切り替えるのみで、成膜時及びセルフクリーニング時にフランジ（２Ａ，２Ｂ）の温度を短時間で降温及び昇温することができる。
【０００８】
また、一方のフランジ（２Ａ）側より、フランジ（２Ａ，２Ｂ）内を流れる油を供給し、反応管（１）を通り、他方のフランジ（２Ｂ）より油を排出する油配管（７，８）を設け、油配管（７、８）に接続され、切り替え可能なバルブ（１０，１１）と、バルブ（１０，１１）の切り替えにより接続可能な高温油を貯油する高温油槽（１２）と、バルブ（１０，１１）の切り替えにより接続可能な低温油を貯油する低温油槽（１３）の２つの油槽とを設け、バルブ（１０，１１）の切り替えにより、高温油槽（１２）及び低温油槽（１３）のいずれか一方の油が油配管（９）を介してフランジ（２Ａ，２Ｂ）内を流れるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
更に、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体製造装置において、成膜時には、フランジ（２Ａ，２Ｂ）の温度が約１８０度となるようにし、セルフクリーニング時には、フランジ（２Ａ，２Ｂ）の温度が１００度以下となるようにしたことを特徴とする。
なお、上記の符号は、本実施の形態において説明する図面の符号に対応するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態を示す概要構成図である。
図１において、ＣＶＤ装置は、従来の技術で説明したように、薄膜材料を構成する元素からなる反応ガスを基板上に供給し、化学反応により薄膜を形成するための装置である。石英からなる反応管１をフランジ２Ａ，２Ｂで支持し、ゲートバルブを開いてウェーハ搬送室３より、被処理基板を反応管１に搬入し、反応ガス供給ポート５から反応ガスをガスノズル１４を介して、反応管１内に供給して、排気配管６から排気し、加熱された反応管１内の被処理基板に窒化膜を形成するものである。窒化膜は、ナイトライド（Ｓｉ_３Ｎ_４）であり、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２とＮＨ_３を反応させる。尚、フランジ２Ａ，２Ｂは、ＳＵＳ製である。また、反応管１は石英からなり、図示しないヒータにより外側から加熱されて、反応管１内のウェーハの加熱を行うものであり、反応管１の壁面も高温となる。
【００１１】
このとき、反応ガスにより生成された副生成物（ＮＨ_４Ｃｌ等）が付着しないようにフランジ２Ａ，２Ｂにオイル溜孔を設け、そこに５０〜２５０度のシリコンオイルやガルデン等の恒温油を循環させてフランジ２Ａ，２Ｂを高温に保つ必要がある。恒温油は、反応管１に沿って配設される油配管９及びフランジ２Ａ，２Ｂ内を流れるようになっており、この恒温油はＩＮの油配管７よりフランジ２Ａに供給され、更に油配管９を通ってフランジ２Ｂに供給されてＯＵＴの油配管８より排出されるように循環する。
【００１２】
本発明の実施の形態においては、フランジ２Ａ，２Ｂ内を通るＩＮ及びＯＵＴの油配管７，８が、高温油槽１２及び低温油槽１３の２つの油槽にバルブ１０，１１の切り替えにより接続可能に構成されている点が従来の恒温油循環装置と異なる。
具体的には、高温油槽１２は、約１８０〜２００度の恒温油を貯油しており、ＩＮの油配管７とバルブ１０の切り替えにより接続可能であり、ＯＵＴの油配管８とバルブ１１の切り替えにより接続可能である。
【００１３】
また、低温油槽１３は、常温〜約７０度の恒温油を貯油しており、ＩＮの油配管７とバルブ１０の切り替えにより接続可能であり、ＯＵＴの油配管８とバルブ１１の切り替えにより接続可能である。すなわち、バルブ１０，１１は、図示しない外部からの制御により切り替えられ、高温油槽１２及び低温油槽１３のいずれか一方を、ＩＮの油配管７及びＯＵＴの油配管８に接続するものである。成膜時には、バルブ１０，１１を高温油槽１２の高温油が、フランジ２Ａ，２Ｂ及び油配管９に流れるように切り替え、高温油を流れるようにする。これにより、フランジ２Ａ，２Ｂが約１８０度を維持することができ、反応ガスにより生成された副生成物（ＮＨ_４Ｃｌ等）がフランジ２Ａ，２Ｂに付着しないようにすることができる。
【００１４】
また、セルフクリーニング時には、バルブ１０，１１を低温油槽１３の低温油が流れるように切り替え、フランジ２Ａ，２Ｂが１００度以下となるようにする。また、クリーニング終了後は、バルブ１０，１１を切り替えて、高温油槽１２の高温油がフランジ２Ａ，２Ｂ及び油配管９に流れるようにして、フランジ２Ａ，２Ｂが１８０度に達するようにする。
【００１５】
このように、高温油を貯油する高温油槽１２及び低温油を貯油する低温油槽１３の２つの油槽を設けることにより、単に、バルブ１０，１１を切り替えるのみで、成膜時及びセルフクリーニング時にフランジ２Ａ，２Ｂの温度を短時間で、降温及び昇温することができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、両側をフランジにより接続された反応管内で、一方のフランジより供給された反応ガスを上記反応管内の基板上に供給し、化学反応により薄膜を形成し、他のフランジより反応ガスを排気するような半導体製造装置において、高温油を貯油する高温油槽及び低温油を貯油する低温油槽を設けて、バルブの切り替えにより、上記フランジ及び反応管内に高温油または低温油を循環するようにしたので、単に、バルブを切り替えるのみで、成膜時及びセルフクリーニング時にフランジの温度を短時間で、降温及び昇温することができるという効果がある。このため、循環油の昇降温時間がほとんどかからないので、従来のように、５時間近くかかっていた昇降温時間を格段に短縮することができる。これにより、ＣＶＤ工程のスループットを向上させることができ、生産性が格段に良くなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す半導体製造装置の概要構成図である。
【図２】従来例の半導体製造装置の概要構成図である。
【符号の説明】
１反応管
２Ａ，２Ｂフランジ
３ウェーハ搬送室
５反応ガス供給ポート
６排気配管
７油配管（ＩＮ）
８油配管（ＯＵＴ）
９油配管
１０，１１バルブ
１２高温油槽
１３低温油槽
１４ガスノズル
２７ヒータ

Claims

反応管に接続されたフランジより供給された反応ガスを上記反応管内の基板上に供給するようにした半導体製造装置において、上記フランジ内に高温油または低温油を切替えて供給することを特徴とする半導体製造装置。