JPH02174225A

JPH02174225A - 処理装置

Info

Publication number: JPH02174225A
Application number: JP63329947A
Authority: JP
Inventors: Katsunobu Miyagi; 勝伸宮城; Mitsuaki Komino; 光明小美野; Shinji Miyazaki; 伸治宮崎
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electron Sagami Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electron Sagami Ltd
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1990-07-05
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: US5131842A; JPH07120634B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、処理装置に関する。

（従来の技術）被処理体例えば半導体ウェハの熱処理工程即ち酸化工程
、拡散工程、ＣＶＤ工程等で、反応管を備えた熱処理装
置が用いられている。この熱処理装置は、発熱自在なヒ
ーター線を巻回した石英ガラス製の反応管内に、複数枚
のウエノ＼を配列搭・−載したボートを上記反応管の開
口端から即ちフランジ側から挿入し、反応管内の予め定
められた位置に設定した後、上記開口端を蓋体により封
止し、上記ヒーター線の発熱により上記ウェハを加熱し
た状態で所定の反応ガスを導入して熱処理を行なうもの
である。このような熱処理技術としては、例えば特公昭
ＧＯ−４１８４号、特開昭ＧＯ−１１９７１（ｉ号公報
等に開示されている。

このような熱処理技術では、上記反応管内で処理するウ
ェハの重金属汚染を防止するために、上記反応管の少な
くとも内面を非金属で構成している。例えば上記公報で
は石英ガラスにより構成し、また、エツチング処理装置
では、特公昭５７−５２４２３号、特公昭６３−４１９
８６号公報等では５ｉ０２、Ｓｉ３Ｎ４或いはＡｇ２Ｏ
３により構成している。

上記熱処理においては、上記反応管内で人体に有害であ
る反応ガスを使用するために、上記反応ガスが外部へリ
ークすることを防止する必要があった。そのため、加工
精度の良いＳＵＳ　（ステンレススチール）製のフラン
ジ及び蓋体で上記反応管の開口端を封止し、上記反応管
の気密を保持している。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上記従来の技術では、ＳＵＳ製のフランジ
及び蓋体により気密封止した反応管内で高温例えば７０
０〜１４００℃程度で熱処理を行なうと、上記ＳＵＳ製
のフランジ及びの蓋体からＦｅ（鉄）等の重金属が飛散
し、これが上記ウェハに付着及び拡散し、このウェハに
形成されているパターンをショートさせる等の欠陥を発
生させてしまう問題点かあった。

また、ウェハ表面に例えばＳｉ（シリコン）膜を形成す
る場合、５ｉＨ２ＣＪｌ）２　（ジクロロシラン）を使
用し、これを分解してＳｉ及びＨＣｇ（塩化水素）を生
成して、このＳｔを上記ウェハ表面に被着させる。この
時、生成したＨＣＩにより、上記ＳＵＳ製のフランジ及
び蓋体が酸化してしまい、これにより塵を発生し、上記
反応管内を汚染してしまう他、上記ウェハも汚染してし
まう問題があった。

本発明は上記点に対処してなされたもので、汚染による
被処理体の歩留まりの低下を抑止することを可能とした
処理装置を提供しようとするものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、反応管内にフランジ部から被処理体を搬入し
、蓋体により封止状態で反応ガスにより上記被処理体を
処理する装置において、上記フランジ部及び蓋体の少な
くとも上記反応管内表面を非金属で被覆することを特徴
とする処理装置を青るものである。

（作　用）即ち本発明は、処理室内の反応ガスが接触するフランジ
部及び蓋体の少なくとも表面部分を非金属で構成するこ
とにより、上記反応ガスによる腐食を抑止でき、これに
よる塵の発生を防止することかできる。そのため、上記
処理室内で上記腐食による塵の発生はなく、上記処理室
内処理される被処理体の１９染を防止することが可能と
なる。

また、Ｆｅ等の重金属の発生も抑止でき、上記被処理体
の歩留まりの低下を減少することを可能とする。

（実施例）以下、本発明装置を半導体ウェハのＣＶＤ処理工程に適
用した一実施例につき、図面を参照して説明する。

まず、ＣＶＤ装置の構成を説明する。

この装置は、例えば第１図に示すように縦型ＣＶＤ装置
で、軸方向を垂直にした処理室例えば反応管１から成る
処理部２と、この処理部２に搬入・搬出される被処理体
例えば半導体ウェハ３を上記垂直方向に複数枚例えば１
００〜１５０枚程度所定間隔を設けて積載した支持体例
えばボート４と、このボート４を、上記反応管１下方の
予め定められたボート４受は渡し位置５から上記反応管
１内にロード・アンロードする搬送機構６とから構成さ
れている。

上記処理部２の上記反応管１は、第２図に示すように、
耐熱性で反応ガスに対して反応しにくい非金属材質例え
ば石英ガラスにより構成され、上端か封止された筒状構
造となっている。この反応管１は２重管構造となってお
り、上記と同様に非金属材質例えば石英ガラスにより構
成された筒状内管１ａが、上記反応管１内に非接触状態
で設けられている。上記反応管１の内面及び上記内管１
ａの外面との間には、所定の間隔の隙間７が設けられて
おり、この隙間７を下端で封止している環状のフランジ
８が設けられている。このフランジ８は、例えばＳＵＳ
　（ステンレススチール）製で、露出表面に非金属材質
例えばセラミックスが被着されている。このフランジ８
の下端に、上記搬送機溝６の昇降により当接可能とされ
た板状の蓋体９が設けられている。この蓋体９も、例え
ばＳＵＳ製で上記内管ｌａ側露出表面に非金属材質例え
ば石英ガラスか肢管されている。この蓋体９の上記フラ
ンジ８との当接部には、シール部材例えば０リング１０
が設けられ、上記内管１ａ及び上記反応管１内を気密に
保持可能となっている。また、上記フランジ８には排気
管１１が接続しており、上記隙間７を介して上記内管ｌ
ａ内のガスを排、気可能としている。更にまた、上記フ
ランジ８を貫通して上記内管ｌａ内に延びた反応ガス導
入管１２が設けられている。この反応ガス導入管１２は
、上記内管１ａ内面に沿って垂直に延び、先端は上記ボ
ート４の上面とほぼ同じ高さに配設されている。そして
、その反応ガス導入管１２には、上記ボート４に積載さ
れているδウェハ３に対応する位置に複数の開孔（図示
せず）か設けられており、この開孔から上記ウェハ３に
反応ガスを供給可能としている。また、上記フランジ８
を貫通して上記隙間７から反応管１内に不活性ガス例え
ばＮ２（窒素）ガスを供給可能な知＜、不活性ガス導入
性１３が設けられている。また、上記蓋体９のほぼ中央
部には、表面に非金属例えば石英ガラスが１ｍ　Ｈされ
た支持体１４が設けられている。この支持体］４は、保
温筒１５下面に設けられている非金属例えばセラミック
スか、ら成る保温筒受は台１６と接続し、上記保温筒１
５及びボート４を支持する如く構成されている。上記保
温筒１５は、非金属例えば石英ガラスより成る筒状体で
、上記反応管１内の熱を下方に逃がさないために配設さ
れている。この保温筒１５上端には、上記ボート４が連
設しており、上記蓋体９の搬送機構６による昇降移動に
連動する構造となっている。また、上記反応管１を同軸
的に囲繞する如く筒状加熱機構例えばコイル状に巻回さ
れたヒータ１７が設けられ、このヒータ１７は上記ウェ
ハ３の載置される６ｒ１域内部を所望する温度例えば７
００〜１４００℃程度に均一加熱する如く設けられてい
る。このヒータ１７による上記ウェハ３の載置される領
域の加熱を、より均一な温度分布で加熱する如く、上記
ヒータ１７及び上記反応管１外壁との間には、例えばＳ
ｉＣ（シリコンカーバイト）製均熱管１８が配設されて
いる。このようにしてＣＶＤ装置が構成されている。

次に、上述したＣＶＤ装置の動作作用を説明する。

まず、図示しないウェハ移替え装置によりウェハ３が積
載されたボート４を、受は渡し位置５に設定した保温筒
１５上に、ハンドラ１９により把持搬送し載置する。そ
して、上記ボート４を、搬送機構６により所定量上昇さ
せ、上記反応管１内の予め定められた位置に反応管１内
壁に接触させることなく搬入する。この時、上記反応管
１下端部のフランジ８と上記蓋体９を当接させることに
より、自動的にウェハ３を位置決めすると共に上記反応
管１内部を気密にする。次に、上記反応管１内を所望の
低圧状態例えば０．１〜３　Ｔｏｒｒに保つように図示
しない真空ポンプでυ［気制御し、ヒータ１７により所
望の温度例えば７００〜１４００℃程度に設定する。そ
して、この設定後上記排気制御しながらガス供給源から
図示しないマスフローコントローラ等で流量を調節しつ
つ、反応ガス例えば５ｉＨ４（シラン）と０２　　（酸
素）を反応管１内に反応ガス導入管１２から所定時間供
給する。すると、反応管１内に設置されたウェハ３表面
には、下式■に示す５ｉ０２　　（二酸化珪素）膜が堆
積する。

Ｓ　ｉＨ４＋０２−”Ｓ　ｉ０２　＋２Ｈ２・・・・・
・・・・■また、上記ウェハ３表面にＳｉ膜を堆積させ
る場合、下式■に示すように５ｉＨ２Ｃ１２を使用する
。

Ｓ　ｉＨ２ＣＤ　２　＋Ｈ２→Ｓ　ｉ　＋２ＨＣ，Ｑ・
・・■この場合、上記反応管１内で強い酸化力を有する
ＨＯ２が生成される。しかし、上記反応管１内の反応ガ
スが接触する部分が、石英ガラス、セラミックス等の非
金属により構成されているため、上記ＨＣｐが生成され
ても、これによる腐食の発生はなく、塵の発生による上
記反応管１内及びウェハ３の汚染を防止することができ
る。

また、上記反応ガスが接触する部分即ち反応管１内露出
表面が非金属であるため、上記反応管１内の熱処理によ
るＦｅ笠の重金属の発生を抑止でき、この重金属による
上記ウェハ３の汚染も防止することができる。

このようなＣＶＤ処理後、反応ガスの供給を停止し、不
活性ガス導入管１３から不活性ガス例えばＮ２ガスを導
入することで、上記反応管１内を常圧に復帰させる。そ
して、上記処理後のウェハ３を積載したボート４を、受
は渡し位置５に搬送機構６により搬送し、処理が終了す
る。

このようにしてＣＶＤ処理が行なわれるが、この処理を
繰り返し実行すると、上記反応管１内にも反応生成物が
付着する。そのため、汚染防止として定期的に上記反応
生成物を除去する必要がある。この除去手段として、上
記反応管１外周に設けた複数の電極間にプラズマ放電さ
せて、導入したエツチングガスによりエツチング除去す
るものが使用される。このような、電極間に放電を発生
させる場合でも、上記反応管１内部の露出表面が非金属
で構成されているため、この露出表面がスパッタリング
されず、これによる塵の発生も防止することができる。

特に、この場合は、上記非金属を導電性の悪い材質で形
成することが望ましい。

上記実施例では、非金属としてセラミックスや石英ガラ
スを例に上げて説明したが、耐腐食性材質であれば何れ
でもよく、例えばＳｉＣで構成しても同様な効果が得ら
れる。また、上記石英ガラスのように重金属を透過する
材質でも、熱伝導率が一悪いため、上記重金属の発生を
抑止することができる。

また、上記実施例では、ＣＶＤ装置を例に上げて説明し
たが、これに限定するものではなく、例えば酸化・拡散
装置、エツチング装置、アッシング装置等で同様な効果
が得られる。

以上述べたようにこの実施例によれば、反応管内にフラ
ンジ部から被処理体を搬入し、蓋体により封止状態で反
応ガスにより上記被処理体を処理する装置において、上
記フランジ部及び蓋体の少なくとも上記反応管内表面を
非金属で被覆することにより、上記反応ガスによる腐食
を抑止でき、これによる塵の発生を防止することができ
る。そのため、上記反応管内で上記腐食による塵の発生
はなく、上記反応管内で処理される被処理体の汚染を防
止することが可能となる。

［発明の効果］以上説明したように本発明の処理装置によれば、処理室
内の反応ガスが接触するフランジ部及び蓋体の少なくと
も表面部分を非金属で構成することにより、上記反応ガ
スによる腐食を抑止でき、これによる塵の発生を防止す
ることができる。そのため、上記処理室内で上記腐食に
よる塵の発生はなく、上記処理室内処理される被処理体
の汚染を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するためのＣＶＤ
装置の構成図、第２図はｍ１図の処理部説明図である。１・・・・・・反応管、１ａ・・・・・・内管、３・・
・・・・ウェハ、４・・・・・・ボート、８・・・・・
・フランジ、９・・・・・・蓋体、１５・・・・・・保
温筒出願人　　　　　　チル相模株式会社同　　　　　　　株式会社　東芝

Claims

【特許請求の範囲】

反応管内にフランジ部から被処理体を搬入し、蓋体によ
り封止状態で反応ガスにより上記被処理体を処理する装
置において、上記フランジ部及び蓋体の少なくとも上記
反応管内装置を非金属で被覆することを特徴とする処理
装置。