JP4582929B2 - Deposition equipment - Google Patents

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JP4582929B2 JP2001037386A JP2001037386A JP4582929B2 JP 4582929 B2 JP4582929 B2 JP 4582929B2 JP 2001037386 A JP2001037386 A JP 2001037386A JP 2001037386 A JP2001037386 A JP 2001037386A JP 4582929 B2 JP4582929 B2 JP 4582929B2
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Description

【0001】
【発明の技術分野】
本発明は、ウエハに対してエピタキシャル成長を行うことによってウエハ表面に薄膜を形成する成膜装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
シリコンウエハ等の半導体基板に対してエピタキシャル成長を行う成膜装置は、成膜室にソースガスを導入し、そこで気相反応及び/又は化学反応を行うことによってウエハ上に薄膜を形成させるものである。
【0003】
ここで、図6及び図7は、従来からの成膜装置の成膜室の概略構造を示す概略断面図である。この図6に示されるように、従来からの成膜装置は、成膜室10が、石英製の成膜室10の上壁及び下壁を構成する成膜室上壁11及び成膜室下壁15、成膜室10にソースガスを導入するソースガス導入口12、成膜室10からソースガスを排出するソースガス排出口14、成膜室10内でウエハを載置し回転させるサセプタ16、並びにこのサセプタ16を回転させるウエハ回転機構(サセプタ回転機構)18から構成されている。
【0004】
図7は、図6のものとは別の形態に係る従来からの成膜装置の成膜室の概略構造が示されているが、図7の成膜装置においても、図6のものと同様に、石英製の成膜室上壁11、ソースガス導入口12、ソースガス排出口14、サセプタ16、並びに、ウエハ回転機構18が設けられている。但し、図7においては、図6で図示しなかったゲートバルブ13、ウエハ出入口17及び赤外線ランプヒータ19を図示している。
【0005】
このような構成を有する成膜室10においては、ウエハは、成膜室10に設けられたウエハ出入口17から成膜室10内に搬送されて、サセプタ16上に転載される。そして、ソースガス導入口12からソースガスを成膜室に導入して排出口14から排出されていく過程において、ウエハ表面を通過するソースガス(図6及び図7において、図中に矢印で示されている)の一部が化学反応をすることによって薄膜が生成し、それが堆積されていく。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような成膜過程においては、ソースガスが成膜室内に充填されており、成膜室10を構成する成膜室上壁11及び成膜室下壁15の内表面にソースガスの一部が分解し、付着・堆積する。この付着・堆積物が剥離して、搬送途中や成膜中のウエハ上に塵となって付着し、成膜品質を低下させることがある。
【0007】
従って、成膜品質を維持するためにも、この付着・堆積物を除去する必要があり、そのために成膜室内部を定期的に清掃することとなるが、図6や図7に示される従来の成膜装置では、成膜室が単一の構造で形成されているがために、装置を逐一分解して清掃しなければならず、容易ではなかった。
【0008】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構造でありながら、清掃や再組立、メンテナンスを容易に行なうことができる成膜装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、成膜装置の成膜室の機能構成を大きく二分化した二重構造とし、この部分を容易に着脱可能とすると共に、メンテナンスが特に必要な部分の機能構成を簡略化したことを特徴とする。
【0010】
そしてまた、本発明においては、成膜室内部の機構を集約することによって、成膜室内部のチャンバーの再組立を簡単にし、成膜室のメンテナンス作業時間を短縮すると共に、成膜室内部が大気に晒される大気開放時間を短縮したことを特徴とする。
【0011】
より具体的に説明すると、本発明においては、成膜装置の成膜室の機能構成を、成膜装置の下部最外壁を構成するアウターチャンバーと、このアウターチャンバーの内側に組み込まれるインナーチャンバーと、に二分化すると同時に、反応ガスの給排機構を前記インナーチャンバーに集約させることによって、成膜室内部のチャンバーの再組立を簡単にし、成膜室のメンテナンス作業時間を短縮すると共に、成膜室内部が大気に晒される大気開放時間を短縮したことを特徴とする。
【0012】
より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【0013】
(1) ウエハに対してエピタキシャル成長を行う成膜装置であって、成膜装置の下部外壁を構成するアウターチャンバーと、このアウターチャンバーの内側に組み込まれたインナーチャンバーと、で分割されて構成されていると共に、前記アウターチャンバーは、ガスを導入するガス導入口及びガスを排出するガス排出口をそれぞれ備え、前記インナーチャンバーと前記アウターチャンバーの間には、ウエハを載置するサセプタを支持し回転させる回転軸が貫通される石英製の板窓が組み込まれていることを特徴とする成膜装置。
【0014】
このような成膜装置においては、エピタキシャル成長のための加熱を行う赤外線ランプヒータがアウターチャンバーの下方に配置され、ヒータからの赤外線は、インナーチャンバーとアウターチャンバーの間に組み込まれた下石英板窓を通過し、サセプタ上のウエハを加熱することになる。
【0015】
本発明に係る成膜装置では、成膜室の機能構成を「アウターチャンバー」と「インナーチャンバー」というように二分化し、このアウターチャンバーとインナーチャンバーの間に石英製の下石英板窓を組み込む、というような構成を基本構成とする。そして、アウターチャンバーは、基板を出し入れする開口、前記開口を開閉するシャッター、ソースガス導入口又は排出口等というように、成膜室内の成膜環境を左右する複雑な機構を有する精巧な機材を備えるようにする一方で、インナーチャンバーは、ウエハを載置するサセプタ等といったように、成膜室内の成膜環境を左右しない比較的簡単な構造の機材を備えるように構成している。
【0016】
また、インナーチャンバーの構成を簡単化しているので(より具体的には、インナーチャンバーの外側にシャッター等を設けることによってインナーチャンバーの形状を複雑化させるといったようなことが本発明ではないので)、容易に取付けや取外しが可能なインナーチャンバーを単体で提供することが可能となる。
【0017】
(2) 前記インナーチャンバーはNiF2コートされているものであることを特徴とする(1)記載の成膜装置。
【0018】
本発明では、インナーチャンバーがNiF2コートされていることによって、耐腐食性が良好となる。即ち、金属フッ化物であるNiF2はそれ自体が化学的に安定であり、腐食性物質等に対する反応性が遥かに低いという特性を有する。従って、インナーチャンバーを化学被膜で覆うことによって、化学薬品を用いた清掃作業においても被膜が腐食されることがなく、また、インナーチャンバーの取付け・取外し時に他の機材と接触して、被膜物が剥離するというようなことが少なくなる。
【0019】
また、従来は成膜室内部の機材等は防錆を目的として、酸化クロムでコーティングされることもあったが、清掃作業において金属機材等の洗浄に用いられる薬品の成分の一つに、Si系副生成物を洗浄するのに効果的なフッ化水素酸があり、このフッ化水素酸は酸化クロムをエッチングしてしまうため、使用することができなかった。しかしながら、インナーチャンバーをNiF2コートすることによって、Si系副生成物洗浄に有効なフッ化水素を使用することができるようになる。
【0020】
(3) 前記インナーチャンバーの上部は段差加工されているものであることを特徴とする(1)又は(2)記載の成膜装置。
【0021】
本発明では、インナーチャンバーの上部に石英製の上蓋としての上石英板窓を構成するようにしているが、この上石英板窓を掛止するための段差加工をインナーチャンバーの上部に設けることによって、当該掛止部分に上石英板窓を掛止することができ、上石英板窓を容易に取付けたり、取外したりすることが可能となる。
【0022】
本発明では、サセプタ等が収容されたインナーチャンバーを、その上部を段差加工したり、NiF2コートしたりしている。インナーチャンバーの外側にはウエハを搬入及び搬出する開口部分を開閉するシャッター等の精密機構が備えられるわけでもなく、単に、インナーチャンバー内部に成膜に必要な諸部品(サセプタ、アプローチプレート等)が収容されるのみであり取扱いが容易になる。また、上述のように、インナーチャンバーの構成を簡単にしているので、アウターチャンバーに収容されるインナーチャンバーの取付けや取外しを容易に行うことができることとなる。従って、本発明では、以下のようなインナーチャンバー単体もその権利内容とする。
【0023】
(4) エピタキシャル成長に供されるウエハを載置するサセプタを収容するインナーチャンバーであって、前記インナーチャンバーの上部は段差加工されていることを特徴とするインナーチャンバー。
【0024】
(5) 前記インナーチャンバーはNiF2コートされていることを特徴とする(4)記載のインナーチャンバー。
【0025】
なお、本発明に係る二重構造の成膜装置においてインナーチャンバーを組み込むにあたっては、以下のような手順(組み込み方法)によって行うことができる。
【0026】
(6) エピタキシャル成長のための加熱を行う赤外線ランプヒータが下方に配置されるアウターチャンバーの内側に、エピタキシャル成長に供されるウエハを載置するサセプタを収容するインナーチャンバーを組み込むインナーチャンバーの組込方法であって、前記アウターチャンバーの内側に前記サセプタを支持して回転させるウエハ回転軸が貫通される石英製の板窓を組み込むステップと、前記板窓の上部に(4)又は(5)記載のインナーチャンバーを組み込むステップと、前記インナーチャンバー上部の段差加工された段差部分に石英製の上石英板窓を掛止するステップと、を含むインナーチャンバーの組込方法。
【0027】
本発明では、成膜室の土台となるアウターチャンバーにインナーチャンバーを組み込む工程において、上記(4)又は(5)のインナーチャンバーを用いることによって、組立に要する工数を削減でき、結果的に大気開放時間を短くすることができる。
【0028】
また、アウターチャンバーの内側に板窓を組み込む、この板窓の上部にインナーチャンバーを組み込む、インナーチャンバー上部に上石英板窓を掛止する、というように、アウターチャンバーにインナーチャンバーを組み込む工程が単純であり、再組立も容易に行える。
【0029】
なお、本発明と同様の効果を奏する技術的思想としては、次の取り外し方法も提供することができる。
【0030】
エピタキシャル成長のための加熱を行うヒータが下方に配置されるアウターチャンバーの内側に、エピタキシャル成長に供されるウエハを載置するサセプタを収容するインナーチャンバーが組み込まれた成膜装置において、前記インナーチャンバー上部に掛止された上石英板窓を取り外すステップと、上記(4)又は(5)記載のインナーチャンバーを取り外すステップと、前記アウターチャンバー内側に組み込まれた前記石英チャンバーを取り外すステップと、を含むインナーチャンバーの取り外し方法。
【0031】
このような取外方法においては、メンテナンスが必要なインナーチャンバーを取り外すときでも、インナーチャンバー上部の段差加工された段差部分に掛止した上石英板窓を取り外すことによって、容易にインナーチャンバーを取り外すことができる。また、インナーチャンバーとアウターチャンバーの間に組み込まれた下石英板窓を取り外す場合でも、上石英板窓とインナーチャンバーを取り外せば容易に下石英板窓を取り外すことができるので、チャンバー(成膜室)の着脱が非常に容易となる。
【0032】
これに関し、従来の成膜装置では、装置を逐一分解して清掃するという大掛かりな清掃作業が必要となるが、上記のような取り外し工程・組み立て工程を見れば明らかなように、本発明に係る成膜装置では、簡易に取り外しや組み立てを行なうことができるために、図6に示すような従来の装置のような煩がなく、容易に成膜室の清掃を行なうことができる。
【0033】
また、図7に示す装置では、基準面がなく、反応室組立て後の調整が困難であるのに対して、本発明では、アウターチャンバーをステンレス等の金属で構成することができる為、サセプター等の炉内品は容易に水平位置決めができ、反応室組立て後の調整が迅速に行える。
【0034】
更に、従来装置では、成膜室には様々な装置や機構(例えば、石英冶具や温度計等)が取り付けられていると共に成膜室の内部構造が複雑であったがゆえに、分解清掃作業後の再組立に長時間を要していた。また、清掃作業中や再組立中(メンテナンス中)は、成膜室内部が大気に晒されることとなるために、メンテナンス時間の増加が成膜室内部の装置の金属汚染を進行させるという問題もあったが、本発明に係る成膜装置ではそのような問題は殆ど生じない。
【0035】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の好適な実施の形態に係るアウターチャンバーの構造を示す図である。図1に示すアウターチャンバー20は、基板の搬入出の開口(ウエハ出入口)17、内外Oリング間をパージする為のN2導入管23及び下石英板窓30を掛止するOリング25から構成されている。また、アウターチャンバー20には、石英板窓収納領域27及びインナーチャンバー収容領域29を有している。
【0036】
図2は、本発明の好適な実施形態に係るインナーチャンバーの構造を示す図である。図2に示すインナーチャンバー40は、段差加工が施されている段差部分41、冷却水導入管43及び冷却水排出管44から構成されている。
【0037】
即ち、本発明に係る成膜装置においては、図1に示されるアウターチャンバーのインナーチャンバー収納領域29内に図2のインナーチャンバー40が組み込まれて一体化されることとなる。本発明においては、インナーチャンバー40を容易に着脱可能な構成にすることによって、基本的には装置外でインナーチャンバー40だけの清掃を行えば反応室内の清掃が済むように構成しているのである。そして更に、インナーチャンバー40の構造を簡単化しているので、組立の工数を削減できると共に故障の発生の低減を図ることができるようになり、メンテナンスの効率化が図られることとなる。
【0038】
図3は、本発明の好適な実施の形態に係るインナーチャンバーの組込方法を説明するための図であり、図3(a)は組込順を説明する図で、図3(b)は完成組図である。
【0039】
成膜装置においては、赤外線ランプヒータ19及びアウターチャンバー20は成膜装置に固定されており、その着脱はインナーチャンバー40ほど容易ではない。即ち、アウターチャンバー20は、フランジ21、そのフランジ21には出入口を開閉するためのシャッターが近接されており、成膜装置に十分に固定されている。
【0040】
このように、まずは成膜装置の成膜室の土台となるべきアウターチャンバー20の内側に、下石英板窓30を組み込む(ステップ1)。次に、インナーチャンバー40を、アウターチャンバー20の内側(インナーチャンバー収納領域29)に組み込む(ステップ2)。この場合において、下石英板窓30は、アウターチャンバーに設けられたOリング25とインナーチャンバー下部に設けられたOリングで挟み込まれて石英板窓収納領域27に保持される。このとき、アウターチャンバー20のウエハ出入口とインナーチャンバー40のウエハ出入口とをそれぞれ合致させる。
【0041】
このようにしてアウターチャンバー20の内側にインナーチャンバー40を組み込んだ後、インナーチャンバーに諸部品を収容する(ステップ3〜ステップ)。具体的には、成膜室に設けられたウエハ回転機構18のウエハ回転軸がインナーチャンバー40に突出しており、この回転軸上部にサセプタ16を軸支する(ステップ4)。なお、収容する部品としては、サセプタ16の他に、アプローチプレート50(ステップ3)、サセプタリング51(ステップ5)等があり、装置特性・機能等により適宜異なることとなる。
【0042】
そして、必要なすべての部品をインナーチャンバー40に収容した後、上石英板窓11をインナーチャンバー40の上面(上部)の段差部分41に配置されたOリングの上に載せて、掛止する(ステップ)。このようにして、インナーチャンバー40の上蓋としての上石英板窓11が設置されると、アウターチャンバー20の内側にインナーチャンバー40、下石英板窓30、上石英板窓11で構成される成膜室を設けることができる。
【0043】
なお、本発明の好適な実施の形態としては、ステップの後に、押えフランジ60を上石英板窓11の上部に配置するようにしている(ステップ)。
【0044】
図4は、本発明の好適な実施の形態に係る成膜装置の成膜室の概略を示す図であり、図4(a)は平面図、図4(b)は横断面図である。
【0045】
図4(a)に示す成膜室は、アウターチャンバー20の内側にインナーチャンバー40が組み込まれており、アウターチャンバー20の右側面にウエハ出入口17が、上側面及び下側面にそれぞれ冷却水導入管43及び冷却水排出管44が備えられている。また、成膜室中央にはサセプタ16が備えられている。なお、ガスの導入管・排出管は、アウターチャンバーに接続されるガスインレット・ガスアウトレット(図示せず)にそれぞれ接続される。
【0046】
図5は、成膜室の成膜領域39の部分を拡大した図である。アウターチャンバー20にサセプタ等を収容したインナーチャンバー40を組み込んで形成された図5に示す成膜領域39は、上石英板窓11と、下石英板窓30と、で構成されている。そして、このような成膜領域39において、ソースガスが右方向から左方向へと流れる(図5の矢印方向)。
【0047】
なお、サセプタリング51の外周面とアプローチプレート50の内周面とで形成される空間形状をクランク形状とすることによって、ソースガスが下石英板窓30に接触することが少なくなる(ラビリンス効果)。このため、下石英板窓30上のウォールデポが減少することとなり、下石英板窓30のメンテナンス頻度を抑えることができる。さらに、ソースガスの流れの乱れがなくなるので、ソースガスの流れは安定した平行流になり、膜厚の平坦化が期待でき、成膜品質が安定することとなる。
【0048】
また、本発明に係るインナーチャンバー40はNiF2コートされており、腐食性物質等に対する反応性が遥かに低いという特性を有し、HFを含んだエッチング液を使った洗浄にも耐え得るので、酸化クロム系被膜よりも優れている。
【0049】
【発明の効果】
このようにして、本発明によれば、成膜室の機能構成をアウターチャンバーとインナーチャンバーで大きく二分しているので、メンテナンスが特に必要なインナーチャンバーの分解清掃作業において、分解作業の簡易化を通じて分解清掃作業の効率化を図ることができ、分解清掃作業に伴うロスを削減することができるようになる。
【0050】
また、インナーチャンバーの耐腐食性を強化することによって、インナーチャンバーの消耗率を低く抑えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施の形態に係るアウターチャンバーの構造を示す図である。
【図2】本発明の好適な実施の形態に係るインナーチャンバーの構造を示す図である。
【図3】本発明の好適な実施の形態に係るインナーチャンバーの組込方法を説明するための図である。
【図4】本発明の好適な実施の形態に係る成膜装置の成膜室の概略を示す図である。
【図5】成膜室の成膜領域部分を拡大した図である。
【図6】従来の成膜装置の成膜室の概略構造を示す図である。
【図7】従来の成膜装置の成膜室の概略構造を示す図である。
【符号の説明】
10 成膜室
11 上石英板窓(成膜室上壁)
12 ソースガス導入口
13 ゲートバルブ
14 ソースガス排出口
15 成膜室下壁
16 サセプタ
17 ウエハ出入口
18 ウエハ回転機構(サセプタ回転機構)
19 赤外線ランプヒータ
20 アウターチャンバー
21 フランジ
23 パージ用N2導入管
25 Oリング
27 石英板窓収納領域
29 インナーチャンバー収納領域
30 下石英板窓
39 成膜領域
40 インナーチャンバー
41 段差部分
43 冷却水導入管
44 冷却水排出管
50 アプローチプレート
51 サセプタリング
60 押えフランジ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a film forming apparatus for forming a thin film on a wafer surface by performing epitaxial growth on the wafer.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A film forming apparatus that performs epitaxial growth on a semiconductor substrate such as a silicon wafer introduces a source gas into a film forming chamber and forms a thin film on the wafer by performing a gas phase reaction and / or a chemical reaction there. .
[0003]
Here, FIG. 6 and FIG. 7 are schematic sectional views showing a schematic structure of a film forming chamber of a conventional film forming apparatus. As shown in FIG. 6, in the conventional film forming apparatus, the film forming chamber 10 includes a film forming chamber upper wall 11 and a film forming chamber under the film forming chamber 10 made of quartz. A wall 15, a source gas inlet 12 for introducing a source gas into the film forming chamber 10, a source gas outlet 14 for discharging the source gas from the film forming chamber 10, and a susceptor 16 for placing and rotating a wafer in the film forming chamber 10. And a wafer rotating mechanism (susceptor rotating mechanism) 18 for rotating the susceptor 16.
[0004]
7 shows a schematic structure of a film forming chamber of a conventional film forming apparatus according to a form different from that of FIG. 6, but the film forming apparatus of FIG. 7 is similar to that of FIG. Further, a quartz film forming chamber upper wall 11, a source gas inlet 12, a source gas outlet 14, a susceptor 16, and a wafer rotating mechanism 18 are provided. However, in FIG. 7, the gate valve 13, the wafer inlet / outlet port 17, and the infrared lamp heater 19 which are not illustrated in FIG. 6 are illustrated.
[0005]
In the film forming chamber 10 having such a configuration, the wafer is transferred into the film forming chamber 10 from the wafer entrance 17 provided in the film forming chamber 10 and transferred onto the susceptor 16. Then, in the process of introducing the source gas from the source gas introduction port 12 into the film forming chamber and exhausting it from the discharge port 14, the source gas passing through the wafer surface (indicated by arrows in FIGS. 6 and 7). A thin film is formed by a chemical reaction of a part of the film, and it is deposited.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In such a film forming process, the source gas is filled in the film forming chamber, and a part of the source gas is formed on the inner surfaces of the film forming chamber upper wall 11 and the film forming chamber lower wall 15 constituting the film forming chamber 10. Decomposes and adheres and accumulates. The adhered / deposited material may be peeled off and deposited as dust on the wafer during transportation or during film formation, thereby reducing film formation quality.
[0007]
Therefore, in order to maintain the film formation quality, it is necessary to remove this adhesion and deposit, and for this purpose, the inside of the film formation chamber is periodically cleaned. In this film forming apparatus, since the film forming chamber has a single structure, the apparatus must be disassembled and cleaned one by one, which is not easy.
[0008]
The present invention has been made in view of such problems, and an object, such has a simple structure but al, cleaning and reassembly, to provide a film forming apparatus which can be easily maintained There is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has a dual structure in which the functional configuration of the film forming chamber of the film forming apparatus is largely divided into two parts. The functional configuration is simplified.
[0010]
In the present invention, the mechanism inside the film forming chamber is integrated to simplify the reassembly of the chamber inside the film forming chamber, shorten the maintenance work time of the film forming chamber, and It is characterized by shortening the open time to the atmosphere exposed to the atmosphere.
[0011]
More specifically, in the present invention, the functional configuration of the film forming chamber of the film forming apparatus includes an outer chamber constituting the lower outermost wall of the film forming apparatus, an inner chamber incorporated inside the outer chamber, At the same time, by integrating the reaction gas supply / exhaust mechanism into the inner chamber, it is possible to simplify the reassembly of the chamber inside the film forming chamber, shorten the time for maintenance of the film forming chamber, and the film forming chamber. It is characterized by shortening the air opening time during which the inside is exposed to the atmosphere.
[0012]
More specifically, the present invention provides the following.
[0013]
(1) A film forming apparatus that performs epitaxial growth on a wafer, and is divided into an outer chamber that forms a lower outer wall of the film forming apparatus, and an inner chamber that is incorporated inside the outer chamber. The outer chamber includes a gas inlet for introducing gas and a gas outlet for discharging gas, and supports and rotates a susceptor on which a wafer is placed between the inner chamber and the outer chamber. A film forming apparatus comprising a quartz plate window through which a rotating shaft passes.
[0014]
In such a film forming apparatus, an infrared lamp heater that performs heating for epitaxial growth is disposed below the outer chamber, and infrared rays from the heater pass through a lower quartz plate window built between the inner chamber and the outer chamber. Pass through and heat the wafer on the susceptor.
[0015]
In the film forming apparatus according to the present invention, the functional configuration of the film forming chamber is divided into two parts, an “outer chamber” and an “inner chamber”, and a quartz lower quartz plate window is incorporated between the outer chamber and the inner chamber. Such a configuration is a basic configuration. The outer chamber is a sophisticated device having a complicated mechanism that affects the film formation environment in the film formation chamber, such as an opening for taking in and out the substrate, a shutter for opening and closing the opening, a source gas introduction port or a discharge port. On the other hand, the inner chamber is configured to include equipment having a relatively simple structure that does not affect the film forming environment in the film forming chamber, such as a susceptor on which a wafer is placed.
[0016]
Moreover, since the configuration of the inner chamber is simplified (more specifically, it is not the present invention that the shape of the inner chamber is complicated by providing a shutter or the like outside the inner chamber), It becomes possible to provide a single inner chamber that can be easily mounted and removed.
[0017]
(2) The film forming apparatus according to (1), wherein the inner chamber is NiF 2 coated.
[0018]
In the present invention, since the inner chamber is coated with NiF 2 , the corrosion resistance is improved. That is, NiF 2 which is a metal fluoride has a characteristic that itself is chemically stable and has a much lower reactivity to corrosive substances. Therefore, by covering the inner chamber with a chemical coating, the coating will not be corroded even during cleaning operations using chemicals. There will be less occurrence of peeling.
[0019]
Conventionally, equipment in the film formation chamber has been coated with chromium oxide for the purpose of rust prevention, but one of the chemical components used for cleaning metal equipment etc. in cleaning work is Si. There is hydrofluoric acid that is effective in cleaning the system by-product, and this hydrofluoric acid has etched chromium oxide, so it could not be used. However, by coating the inner chamber with NiF 2, it becomes possible to use hydrogen fluoride effective for cleaning Si-based byproducts.
[0020]
(3) The film forming apparatus according to (1) or (2), wherein an upper portion of the inner chamber is processed with a step.
[0021]
In the present invention, an upper quartz plate window as an upper lid made of quartz is formed on the upper portion of the inner chamber. By providing a step process for hooking the upper quartz plate window on the upper portion of the inner chamber. The upper quartz plate window can be hooked on the hook portion, and the upper quartz plate window can be easily attached or detached.
[0022]
In the present invention, the upper portion of the inner chamber in which the susceptor or the like is accommodated is stepped or NiF 2 coated. The outside of the inner chamber is not equipped with a precision mechanism such as a shutter that opens and closes the opening for loading and unloading wafers, but there are simply various parts (susceptor, approach plate, etc.) necessary for film formation inside the inner chamber. It is only housed and easy to handle. Moreover, since the structure of the inner chamber is simplified as described above, the inner chamber accommodated in the outer chamber can be easily attached and detached. Therefore, in the present invention, the following inner chamber alone is also the content of the right.
[0023]
(4) An inner chamber for accommodating a susceptor on which a wafer to be subjected to epitaxial growth is placed, wherein the upper portion of the inner chamber is stepped.
[0024]
(5) The inner chamber according to (4), wherein the inner chamber is NiF 2 coated.
[0025]
In addition, when incorporating an inner chamber in the film-forming apparatus having a double structure according to the present invention, the following procedure (incorporation method) can be performed.
[0026]
(6) An inner chamber assembling method in which an inner chamber for housing a susceptor on which a wafer to be used for epitaxial growth is placed is placed inside an outer chamber in which an infrared lamp heater for heating for epitaxial growth is disposed below. A step of incorporating a quartz plate window through which a wafer rotation shaft for supporting and rotating the susceptor is installed inside the outer chamber; and an inner portion according to (4) or (5) above the plate window A method of assembling an inner chamber, comprising: incorporating a chamber; and hooking an upper quartz plate window made of quartz on a stepped portion of the upper portion of the inner chamber.
[0027]
In the present invention, in the step of incorporating the inner chamber into the outer chamber that is the foundation of the film forming chamber, the number of steps required for assembly can be reduced by using the inner chamber of (4) or (5), and as a result, the atmosphere is released to the atmosphere. Time can be shortened.
[0028]
Also, the process of incorporating the inner chamber into the outer chamber is simple, such as incorporating a plate window inside the outer chamber, incorporating an inner chamber above the plate window, and hanging the upper quartz plate window over the inner chamber. And can be easily reassembled.
[0029]
In addition, as a technical idea having the same effect as the present invention, the following removal method can also be provided.
[0030]
In a film forming apparatus in which an inner chamber that houses a susceptor for placing a wafer to be used for epitaxial growth is incorporated inside an outer chamber in which a heater for heating for epitaxial growth is arranged below, An inner chamber comprising: a step of removing the latched upper quartz plate window; a step of removing the inner chamber according to (4) or (5); and a step of removing the quartz chamber incorporated inside the outer chamber. How to remove.
[0031]
In such a removal method, even when removing the inner chamber that requires maintenance, the inner chamber can be easily removed by removing the upper quartz plate window that is hooked on the stepped portion of the upper portion of the inner chamber. Can do. Even when removing the lower quartz plate window incorporated between the inner chamber and the outer chamber, the lower quartz plate window can be easily removed by removing the upper quartz plate window and the inner chamber. ) Is very easy to attach and detach.
[0032]
In this regard, the conventional film forming apparatus requires a large-scale cleaning operation in which the apparatus is disassembled and cleaned one by one. However, as apparent from the removal process / assembly process as described above, the present invention relates to the present invention. Since the film forming apparatus can be easily removed and assembled, the film forming chamber can be easily cleaned without the troubles of the conventional apparatus shown in FIG.
[0033]
Further, in the apparatus shown in FIG. 7, there is no reference surface and adjustment after assembly of the reaction chamber is difficult, whereas in the present invention, the outer chamber can be made of metal such as stainless steel, The in-furnace product can be easily positioned horizontally and can be adjusted quickly after assembly of the reaction chamber.
[0034]
Further, in the conventional apparatus, various apparatuses and mechanisms (for example, a quartz jig, a thermometer, etc.) are attached to the film forming chamber, and the internal structure of the film forming chamber is complicated. It took a long time to reassemble. In addition, during cleaning work and during reassembly (during maintenance), the inside of the film forming chamber is exposed to the atmosphere, so that an increase in maintenance time causes metal contamination of the apparatus inside the film forming chamber. However, such a problem hardly occurs in the film forming apparatus according to the present invention.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a structure of an outer chamber according to a preferred embodiment of the present invention. The outer chamber 20 shown in FIG. 1 is composed of a substrate loading / unloading opening (wafer inlet / outlet) 17, an N 2 introduction pipe 23 for purging between the inner and outer O-rings, and an O-ring 25 for latching a lower quartz plate window 30. Has been. Further, the outer chamber 20 has a quartz plate window storage area 27 and an inner chamber storage area 29.
[0036]
FIG. 2 is a diagram showing a structure of an inner chamber according to a preferred embodiment of the present invention. The inner chamber 40 shown in FIG. 2 includes a step portion 41 that has been stepped, a cooling water introduction pipe 43, and a cooling water discharge pipe 44.
[0037]
That is, in the film forming apparatus according to the present invention, the inner chamber 40 of FIG. 2 is incorporated and integrated in the inner chamber housing region 29 of the outer chamber shown in FIG. In the present invention, the inner chamber 40 is configured to be easily detachable so that the reaction chamber can be cleaned basically by cleaning only the inner chamber 40 outside the apparatus. . Furthermore, since the structure of the inner chamber 40 is simplified, it is possible to reduce the number of assembling steps and reduce the occurrence of failure, thereby improving the efficiency of maintenance.
[0038]
FIG. 3 is a diagram for explaining an inner chamber assembling method according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is a diagram for explaining the assembling order, and FIG. It is a completed assembly drawing.
[0039]
In the film forming apparatus, the infrared lamp heater 19 and the outer chamber 20 are fixed to the film forming apparatus, and the attachment / detachment thereof is not as easy as the inner chamber 40. That is, the outer chamber 20, the flange 21, is sufficiently fixed to the shutter are close, the film formation apparatus for opening and closing the entrance to the flange 21.
[0040]
In this manner, first, the lower quartz plate window 30 is incorporated inside the outer chamber 20 to be the base of the film forming chamber of the film forming apparatus (step 1). Next, the inner chamber 40 is assembled inside the outer chamber 20 (inner chamber storage area 29 ) (step 2). In this case, the lower quartz plate window 30 is sandwiched between the O-ring provided on the O-ring 25 and the inner chamber bottom provided on the outer chamber, it is held in a quartz plate window housing area 27. At this time, the wafer entrance / exit of the outer chamber 20 and the wafer entrance / exit of the inner chamber 40 are matched.
[0041]
After the inner chamber 40 is assembled inside the outer chamber 20 in this way, various parts are accommodated in the inner chamber (steps 3 to 5 ). Specifically, the wafer rotation axis of the wafer rotating mechanism 18 provided in the deposition chamber is projected to the inner chamber 40, for supporting the susceptor 16 to the upper portion of the rotary shaft (Step 4). In addition to the susceptor 16, there are an approach plate 50 (step 3), a susceptor ring 51 (step 5), and the like, which are appropriately changed depending on the characteristics and functions of the apparatus.
[0042]
Then, after receiving all necessary components in the inner chamber 40, the upper quartz plate window 11 and placed on the O-ring disposed in the stepped portion 41 of the upper surface of the inner chamber 40 (upper), abolish hanging (Step 6 ). In this way, when the upper quartz plate window 11 is installed as the upper lid of the inner chamber 40, the film formation composed of the inner chamber 40, the lower quartz plate window 30, and the upper quartz plate window 11 inside the outer chamber 20. A chamber can be provided.
[0043]
As a preferred embodiment of the present invention, after step 6 , the holding flange 60 is arranged on the upper part of the upper quartz plate window 11 (step 7 ).
[0044]
4A and 4B are diagrams showing an outline of a film forming chamber of a film forming apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a cross-sectional view.
[0045]
The film forming chamber shown in FIG. 4A has an inner chamber 40 incorporated inside the outer chamber 20, a wafer inlet / outlet 17 on the right side surface of the outer chamber 20, and a cooling water introduction pipe on each of the upper side surface and the lower side surface. 43 and a cooling water discharge pipe 44 are provided. A susceptor 16 is provided in the center of the film forming chamber. The gas introduction pipe / discharge pipe are respectively connected to a gas inlet and a gas outlet (not shown) connected to the outer chamber.
[0046]
FIG. 5 is an enlarged view of the film formation region 39 of the film formation chamber. A film formation region 39 shown in FIG. 5 formed by incorporating an inner chamber 40 containing a susceptor or the like into the outer chamber 20 is composed of an upper quartz plate window 11 and a lower quartz plate window 30. In such a film formation region 39, the source gas flows from the right direction to the left direction (arrow direction in FIG. 5).
[0047]
The space formed by the outer peripheral surface of the susceptor ring 51 and the inner peripheral surface of the approach plate 50 has a crank shape, so that the source gas is less likely to contact the lower quartz plate window 30 (labyrinth effect). . For this reason, the wall deposit on the lower quartz plate window 30 is reduced, and the maintenance frequency of the lower quartz plate window 30 can be suppressed. Further, since the disturbance of the source gas flow is eliminated, the source gas flow becomes a stable parallel flow, and the film thickness can be expected to be flattened, so that the film forming quality is stabilized.
[0048]
In addition, the inner chamber 40 according to the present invention is coated with NiF 2 and has a characteristic that the reactivity with respect to corrosive substances and the like is much lower, and can withstand cleaning using an etchant containing HF. It is superior to chromium oxide-based coatings.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the functional configuration of the film forming chamber is largely divided into the outer chamber and the inner chamber. Therefore, in the disassembly and cleaning operation of the inner chamber that requires maintenance, the disassembly operation can be simplified. The efficiency of the disassembly and cleaning work can be improved, and the loss associated with the disassembly and cleaning work can be reduced.
[0050]
Further, by enhancing the corrosion resistance of the inner chamber, the consumption rate of the inner chamber can be kept low.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a structure of an outer chamber according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a structure of an inner chamber according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view for explaining an inner chamber assembling method according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an outline of a film forming chamber of a film forming apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged view of a film formation region of a film formation chamber.
FIG. 6 is a view showing a schematic structure of a film forming chamber of a conventional film forming apparatus.
FIG. 7 is a view showing a schematic structure of a film forming chamber of a conventional film forming apparatus.
[Explanation of symbols]
10 Deposition chamber 11 Upper quartz plate window (deposition chamber upper wall)
12 Source gas inlet 13 Gate valve 14 Source gas outlet 15 Deposition chamber lower wall 16 Susceptor 17 Wafer inlet / outlet 18 Wafer rotation mechanism (susceptor rotation mechanism)
19 Infrared lamp heater 20 Outer chamber 21 Flange 23 Purge N 2 introduction pipe 25 O-ring 27 Quartz plate window storage area 29 Inner chamber storage area 30 Lower quartz plate window 39 Film formation area 40 Inner chamber 41 Stepped portion 43 Cooling water introduction pipe 44 Cooling water discharge pipe 50 Approach plate 51 Susceptor ring 60 Presser flange

Claims (3)

ウエハに対してエピタキシャル成長を行う成膜装置であって、成膜装置の下部外壁を構成するアウターチャンバーと、このアウターチャンバーの内側に組み込まれたインナーチャンバーと、で分割されて構成されていると共に、前記アウターチャンバーは、ガスを導入するガス導入口及びガスを排出するガス排出口をそれぞれ備え、前記インナーチャンバーと前記アウターチャンバーの間には、ウエハを載置するサセプタを支持し回転させる回転軸が貫通される石英製の板窓が組み込まれていることを特徴とする成膜装置。  A film forming apparatus that performs epitaxial growth on a wafer, and is configured by being divided into an outer chamber that forms a lower outer wall of the film forming apparatus, and an inner chamber that is incorporated inside the outer chamber, The outer chamber includes a gas inlet for introducing gas and a gas outlet for discharging gas. Between the inner chamber and the outer chamber, a rotating shaft that supports and rotates a susceptor on which a wafer is placed is provided. A film forming apparatus, wherein a quartz plate window to be penetrated is incorporated. 前記インナーチャンバーはNiFコートされているものであることを特徴とする請求項1記載の成膜装置。The film forming apparatus according to claim 1, wherein the inner chamber is NiF 2 coated. 前記インナーチャンバーの上部は段差加工されているものであることを特徴とする請求項1又は2記載の成膜装置。  The film forming apparatus according to claim 1, wherein an upper portion of the inner chamber is processed with a step.
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