JPH0286120A - Treatment - Google Patents
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Abstract
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、処理方法に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a processing method.
（従来の技術）
近年、半導体デバイスの製造工程における成膜工程や熱
拡散工程で使用される熱処理装置として、省スペース化
、省エネルギー化、被処理物である半導体ウェハの大口
径化および自動化への対応が容易であること等の理由か
ら縦型熱処理装置が開発されている。(Conventional technology) In recent years, heat treatment equipment used in the film formation process and thermal diffusion process in the semiconductor device manufacturing process has been developed to save space, save energy, increase the diameter of semiconductor wafers to be processed, and increase automation. Vertical heat treatment equipment has been developed for reasons such as ease of handling.
このような縦型熱処理装置は、石英等からなる円筒状の
反応容器およびこの周囲を囲繞する如く設けられたヒー
タ、均熱管、断熱材などから構成された反応炉本体がほ
ぼ垂直に配設されており、反応容器内に多数の半導体ウ
ェハを所定の間隔で棚債み収容した石英等からなるウェ
ハボートが配設されている。このウェハボートは、反応
容器外部に配置された回転機構に回転軸を介して連結さ
れているターンテーブル上に搭載されている。このター
ンテーブルは、上下動可能とされた搬送機構によって、
反応容器内にその下方からロード・アンロードされる。In such a vertical heat treatment apparatus, a reactor body consisting of a cylindrical reaction vessel made of quartz or the like, a heater, a soaking tube, a heat insulating material, etc. placed around the vessel is arranged almost vertically. A wafer boat made of quartz or the like, in which a large number of semiconductor wafers are stacked and stored at predetermined intervals, is disposed in a reaction vessel. This wafer boat is mounted on a turntable that is connected via a rotation shaft to a rotation mechanism placed outside the reaction container. This turntable has a transport mechanism that can move up and down,
It is loaded and unloaded into the reaction vessel from below.
反応容器下方の開放部は、ウェハボートが反応容器内に
収容された後に、ターンテーブルとともに搬送機構によ
って上下動するキャップ部によって密閉される。この反
応容器とキャップ部とのシールは、０リング等によって
気密封止されるよう構成されている。また、ターンテー
ブルに接続された回転軸は、シール機構例えば磁性流体
シールユニットによって、その周囲が気密に保持されて
いる。After the wafer boat is accommodated in the reaction container, the open portion below the reaction container is sealed by a cap portion that moves up and down by a transport mechanism together with a turntable. The seal between the reaction container and the cap portion is configured to be hermetically sealed by an O-ring or the like. Further, the rotating shaft connected to the turntable is kept airtight around the rotating shaft by a sealing mechanism, such as a magnetic fluid sealing unit.
そして、ターンテーブルを回転させつつ、気密に保持さ
れた反応容器内に処理ガス、たとえば８１１１２ ＣＩ
２ 、ｌｌＣｌ ８２等を導入してシリコンエピタ
キシャル成長等の処理が行われる。Then, while rotating the turntable, a processing gas, for example 81112 CI
2, 11Cl 82, etc. are introduced, and processes such as silicon epitaxial growth are performed.
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上述した従来の縦型熱処理装置において
は、以下のような問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, the conventional vertical heat treatment apparatus described above has the following problems.
すなわち、反応容器内での処理が１０Ｔｏｒｒ程度の真
空中で行われるため、排気しつつ処理を行っているもの
の処理ガスの拡散が速く、磁性流体シールユニット近傍
まで処理ガスが到達し、ユニット内に侵入してしまう。In other words, since the processing inside the reaction vessel is carried out in a vacuum of about 10 Torr, the processing gas is rapidly diffused even though it is being evacuated, and the processing gas reaches the vicinity of the magnetic fluid seal unit, causing it to enter the unit. It will invade.
そして、この処理ガスが上記したＨＣＩを含むような腐
食性のガスである場合、磁性流体ユニット内部が腐食さ
れて反応容器の気密性が損われてしまうという問題が発
生している。If this processing gas is a corrosive gas containing the above-mentioned HCI, a problem arises in that the inside of the magnetic fluid unit is corroded and the airtightness of the reaction vessel is impaired.
通常、市販されている磁性流体ユニットの各部はステン
レス鋼等によって形成されているが、ステンレス鋼等の
耐食性だけでは不十分であり、上記したような問題が発
生している。Usually, each part of a commercially available magnetic fluid unit is made of stainless steel or the like, but the corrosion resistance of stainless steel or the like alone is insufficient, and the above-mentioned problems occur.
そこで、磁性流体シールユニットの周囲を覆うように、
石英等で障壁を設ける等しているが、磁性流体シールユ
ニットの周囲を完全に密閉することはできないため、充
分な効果は得られていない。Therefore, to cover the area around the magnetic fluid seal unit,
Although barriers such as quartz have been provided, the area around the magnetic fluid seal unit cannot be completely sealed, so a sufficient effect has not been obtained.
本発明は、このような従来技術の課題に対処するために
なされたもので、処理ガスによる腐食部を処理ガスから
保護することを可能にした処理方法を提供することを目
的としている。The present invention has been made to address the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a processing method that makes it possible to protect a portion corroded by the processing gas from the processing gas.
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
すなわち本発明の処理方法は、反応容器内で被処理物を
気体によって処理するに際し、前記気体による前記反応
容器内腐蝕部に非腐蝕性のガスを吹き付けた状態で上記
処理を行うことを特徴としている。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In other words, the treatment method of the present invention is such that, when treating an object to be treated with a gas in a reaction vessel, a non-corrosive material is applied to a portion corroded in the reaction vessel by the gas. It is characterized in that the above treatment is performed while gas is being blown onto it.
（作 用）
反応容器内の処理用の気体によって腐食しやすい部分に
非腐食性のガスを吹き付けることによって、この腐食し
やすい部分の周囲の圧力を反応容器内の圧力より高める
ことができ、したがってこれら周囲への処理用の気体の
到達、さらにはこれら内部への処理用の気体の侵入が防
止できる。(Function) By spraying a non-corrosive gas onto a part that is easily corroded by the processing gas in the reaction vessel, the pressure around this easily corroded part can be made higher than the pressure inside the reaction vessel. It is possible to prevent the processing gas from reaching the surrounding area and furthermore from entering the interior of the structure.
（実施例）
以下、本発明方法を縦型熱処理装置による処理に適用し
た実施例について図面を参照して説明する。(Example) Hereinafter, an example in which the method of the present invention is applied to treatment using a vertical heat treatment apparatus will be described with reference to the drawings.
この実施例の縦型熱処理装置は、はぼ垂直に配設された
反応炉本体内に被処理物が載置され・た支持体を昇降機
構によって収容するとともに、前記反応炉本体を前記支
持体と一体に動作するキャップ部によって密閉し、磁性
流体シール機構によって気密に保持された回転軸を介し
て前記支持体と前記反応容器外に配置された回転機構と
を連結し、前記支持体を回転させつつ処理を行う縦型熱
処理装置において、ガス流路を有し前記反応炉本体内に
支持体が収容された際に整合当接する一対のフランジの
一方を前記反応炉本体側に設置するとともに他方をキャ
ップ部に設置し、前記ガス流路から前記磁性流体シール
機構近傍にパージガスを供給しつつ前記処理を行うよう
構成されている。In the vertical heat treatment apparatus of this embodiment, a support on which a workpiece is placed is accommodated in a reactor main body disposed almost vertically, and the reactor main body is moved from the support to the support. The support body is connected to a rotation mechanism disposed outside the reaction vessel through a rotating shaft sealed by a cap unit that operates integrally with the reaction vessel and airtightly held by a magnetic fluid seal mechanism, and the support body is rotated. In the vertical heat treatment apparatus, one of a pair of flanges that has a gas flow path and aligns and abuts when the support is accommodated in the reactor main body is installed on the reactor main body side, and the other is installed on the reactor main body side. is installed in the cap part, and the purge gas is supplied from the gas flow path to the vicinity of the magnetic fluid sealing mechanism while performing the processing.
すなわち反応容器１は、例えば石英からなる外筒２と、
この外筒２内に同心的に収容された例えば石英からなる
内筒３とから構成された二重管構造となっている。外筒
２はベースプレイド４に外筒マニホールド５によって固
定されており、内筒３は内筒マニホールド６によって外
筒マニホールド５の下端部に固定されている。そして、
この反応容器１を囲繞する如く加熱用ヒータ７、断熱材
８が設置されて反応炉本体が構成されている。That is, the reaction container 1 includes an outer cylinder 2 made of, for example, quartz,
It has a double tube structure consisting of an inner tube 3 made of, for example, quartz and concentrically housed within this outer tube 2. The outer cylinder 2 is fixed to the base plate 4 by an outer cylinder manifold 5, and the inner cylinder 3 is fixed to the lower end of the outer cylinder manifold 5 by an inner cylinder manifold 6. and,
A heater 7 and a heat insulating material 8 are installed to surround the reaction vessel 1 to form a reactor main body.
この反応容器１の下端部、すなわち内筒マニホールド６
の下端部の開放部は、ステンレス等からなる円盤状のキ
ャップ部９により気密封止部材例えばＯリング１０を介
して密閉されるよう構成されている。The lower end of this reaction vessel 1, that is, the inner cylinder manifold 6
The open portion at the lower end of is configured to be sealed by a disc-shaped cap portion 9 made of stainless steel or the like via an airtight sealing member such as an O-ring 10.
このキャップ部９のほぼ中心部には、回転軸１１が挿通
されており、この回転軸１１の周囲はキャップ部９に固
定された磁性流体シールユニット１２によって気密に封
止されている。この磁性流体シールユニット１２の上側
周囲は石英等からなる障壁１３によって囲われている。A rotating shaft 11 is inserted through approximately the center of the cap portion 9, and the circumference of the rotating shaft 11 is hermetically sealed by a magnetic fluid seal unit 12 fixed to the cap portion 9. The upper periphery of this magnetic fluid seal unit 12 is surrounded by a barrier 13 made of quartz or the like.
また、回転軸１１の下端は図示を省略した回転機構に接
続されており、回転軸１１の上端はターンテーブル１４
に固定されている。The lower end of the rotating shaft 11 is connected to a rotating mechanism (not shown), and the upper end of the rotating shaft 11 is connected to a turntable 14.
Fixed.
ターンテーブル１４の上方には、反応容器１の内筒３と
所定の間隙を保持して断熱材等が充填された保温筒１５
が設置されており、保温筒１５上には多数の半導体ウェ
ハ１６を所定のピッチで積層収容した例えば石英からな
るウェハボート１７が搭載されている。Above the turntable 14, there is a heat insulating cylinder 15 filled with a heat insulating material etc. while maintaining a predetermined gap from the inner cylinder 3 of the reaction vessel 1.
A wafer boat 17 made of, for example, quartz is mounted on the heat-insulating cylinder 15, in which a large number of semiconductor wafers 16 are stacked and housed at a predetermined pitch.
これらウェハボート１７、保温筒１５、ターンテーブル
１４およびキャップ部９は、図示を省略した昇降機構例
えばボートエレベータにより反応容器１内に一体となっ
てロード・アンロードされるように構成されている。These wafer boat 17, heat insulating tube 15, turntable 14, and cap portion 9 are configured to be loaded and unloaded into the reaction vessel 1 as one body by a lifting mechanism (not shown), such as a boat elevator.
また、内筒マニホールド６の下面およびキャップ部９の
外周部上面には、１次側パージガス流路１８および２次
側パージガス流路１９が設けられた一対のフランジ２０
．２１が設置されている。A pair of flanges 20 are provided on the lower surface of the inner manifold 6 and the upper surface of the outer circumferential portion of the cap portion 9, in which a primary purge gas passage 18 and a secondary purge gas passage 19 are provided.
．． 21 have been installed.
この一対のフランジ２０．２１は、第２図に示すように
、キャップ部９が昇降機構によって上昇して内筒マニホ
ールド６にＯリング１０を介して当接した際に、キャッ
プ部９側に設けられたフランジ２１が内筒マニホールド
６側に設けられたフランジ２０に整合当接するよう、そ
れぞれ配置されている。この一対のフランジ２０および
２１間は、気密封止部材例えばＯリング２２によって気
密封止される。As shown in FIG. 2, the pair of flanges 20 and 21 are provided on the side of the cap portion 9 when the cap portion 9 is raised by the lifting mechanism and comes into contact with the inner cylinder manifold 6 via the O-ring 10. The flanges 21 are arranged so as to align and abut the flanges 20 provided on the inner cylinder manifold 6 side. The space between the pair of flanges 20 and 21 is hermetically sealed by an O-ring 22, for example.
この一対のフランジ２０および２１間に使用されるＯリ
ング２２や反応容器１とキャップ部９間を気密封止する
Ｏリング１０は、耐熱性に優れたゴム部材例えばカルレ
ッツ（商品名、デュポン社製）によって形成されている
。The O-ring 22 used between the pair of flanges 20 and 21 and the O-ring 10 that airtightly seals the reaction vessel 1 and the cap 9 are made of a rubber material with excellent heat resistance, such as Kalrez (trade name, manufactured by DuPont). ) is formed by.
また、内筒マニホールド６側に設けられたフランジ２０
に配設された １次側パージガス流路１８の他端は、図
示を省略したパージガス供給系に接続されており、キャ
ップ部９側に設けられたフランジ２１に配設された２次
側パージガス流路１９の他端は、磁性流体シールユニッ
ト１２の周囲に設けられた障壁］３とターンテーブル１
４下面とによって形成されたパージガス供給空間２３内
で開放とされている。In addition, a flange 20 provided on the inner cylinder manifold 6 side
The other end of the primary purge gas flow path 18 provided at The other end of the channel 19 is connected to a barrier provided around the magnetic fluid seal unit 12 and a turntable 1.
The purge gas supply space 23 formed by the lower surface of the purge gas supply space 23 is open.
そして、反応容器１の下端部には、内筒３内に垂設され
るＬ字状の処理ガス導入管２４が配設されており、この
処理ガス導入管２４のガス吐出部はウェハボート１７に
向けて開口されている。また、反応容器１の外筒２下端
部には、図示を省略した真空ポンプ等の排気系に接続さ
れた排気管２５が外筒２と内筒３との間隙から処理ガス
を排出するよう設けられている。An L-shaped processing gas introduction pipe 24 is provided at the lower end of the reaction vessel 1 and is vertically installed in the inner cylinder 3. The gas discharge part of this processing gas introduction pipe 24 is connected to the wafer boat 17. It is opened towards. Further, an exhaust pipe 25 connected to an exhaust system such as a vacuum pump (not shown) is provided at the lower end of the outer cylinder 2 of the reaction vessel 1 so as to exhaust the processing gas from the gap between the outer cylinder 2 and the inner cylinder 3. It is being
このような構成の縦型熱処理装置においては、例えば８
００℃程度の予備加熱状態にある反応容器１の内筒３内
に、半導体ウェハ１６を収容したウェハボート１７を塔
載したターンテーブル１４をキャップ部９とともに、図
示を省略したボートエレベータにより挿入し、キャップ
部９によって反応容器１を密閉する。この後、反応容器
１内を所定の真空度例えば１０Ｔｏｒｒ程度に保持しな
がら処理ガス導入管２４から原料ガス例えば８１１（２
Ｃ１２、ＨＣＩ Ｈ２を供給して半導体ウェハ１６
の処理、例えばシリコンエピタキシャル成長を行う。こ
の際に、磁性流体シールユニット１２に対し非腐食性ガ
ス、すなわち １次側パージガス流路１８にパージガス
例えば＋１２ガスを流通し、このパージガスを一対のフ
ランジ２０および２１を介して２次側パージガス流路１
９よりパージガス供給空間２３内に供給する。この供給
されたパージガスは、磁性流体シールユニット１２近傍
の圧力を反応容器１内の圧力より高め、腐蝕性の処理ガ
スが磁性流体シールユニット１２内、さらには近傍に到
達することを防止する。In a vertical heat treatment apparatus with such a configuration, for example, 8
The turntable 14 carrying the wafer boat 17 containing the semiconductor wafers 16 is inserted into the inner cylinder 3 of the reaction vessel 1 which is preheated to about 00° C. together with the cap portion 9 using a boat elevator (not shown). , the reaction vessel 1 is hermetically sealed by the cap portion 9. Thereafter, while maintaining the inside of the reaction vessel 1 at a predetermined degree of vacuum, for example, about 10 Torr, the raw material gas, for example, 811 (2
Semiconductor wafer 16 by supplying C12 and HCI H2
For example, silicon epitaxial growth is performed. At this time, a non-corrosive gas, for example +12 gas, is passed through the magnetic fluid seal unit 12 into the primary purge gas passage 18, and this purge gas is passed through the pair of flanges 20 and 21 to the secondary purge gas flow path. Road 1
9 into the purge gas supply space 23. The supplied purge gas increases the pressure near the magnetic fluid seal unit 12 above the pressure inside the reaction vessel 1, thereby preventing corrosive processing gas from reaching inside the magnetic fluid seal unit 12 and further nearby.
このように、磁性流体シールユニット１２の周囲をパー
ジガスで陽圧にすることによって、腐蝕性の高い処理ガ
スが磁性流体シールユニット１２内に侵入することを防
止できる。従って、磁性流体シールユニット１２の寿命
がはるかに向上する。In this way, by creating a positive pressure around the magnetic fluid seal unit 12 with the purge gas, it is possible to prevent highly corrosive processing gas from entering the magnetic fluid seal unit 12. Therefore, the life of the magnetic fluid seal unit 12 is greatly improved.
また、磁性流体シールユニット１２近傍にパージガスを
供給する流路、すなわちパージガス供給源に接続された
１次側パージガス流路１８と磁性流体シールユニット
１２近傍で他端が開放された２次側パージガス流路１９
とが、反応容器１とキャップ部９とに設置した、被処理
物をロードした際に自動的に整合当接される一対のフラ
ンジ２０．２１によって接続されるため、配管の接続に
要する手間等も必要とせず、処理効率を低下させるよう
なこともない。In addition, there is a channel for supplying purge gas near the magnetic fluid seal unit 12, that is, a primary purge gas channel 18 connected to a purge gas supply source, and a secondary purge gas flow whose other end is open near the magnetic fluid seal unit 12. Road 19
are connected by a pair of flanges 20 and 21 installed on the reaction vessel 1 and the cap part 9, which are automatically aligned and brought into contact when the object to be processed is loaded, reducing the time and effort required to connect the piping. is not required, and does not reduce processing efficiency.
［発明の効果］
以上説明したように本発明の処理方法によれば、処理効
率を低下させることなく、処理ガスによる腐食部の腐食
を防止することができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the treatment method of the present invention, corrosion of the corroded portion by the treatment gas can be prevented without reducing the treatment efficiency.
第１図は本発明方法の一実施例を適用した縦型熱処理装
置下部を示す縦断面図、第２図は第１図の要部を示す拡
大断面図である。
１・・・・・・反応容器、２・・・・・・外筒、３・・
・・・・内筒、５・・・・・・外筒マニホールド、６・
・・・・・内筒マニホールド、７・・・・・・加熱用ヒ
ータ、９・・・・・・キャップ部、１０．２２・・・・
・・０リング、１１・・・・・・回転軸、１２・・・・
・・磁性流体シールユニット、１４・・・・・・ターン
テーブル、１６・・・・・・半導体ウェハ、１７・・・
・・・ウェハボート、１８・・・・・・１次側パージガ
ス流路、１９・・・・・・２次側パージガス流路、２０
．２１・・・・・・フランジ。
第２図FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the lower part of a vertical heat treatment apparatus to which an embodiment of the method of the present invention is applied, and FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the main part of FIG. 1. 1...Reaction container, 2...Outer cylinder, 3...
...Inner cylinder, 5...Outer cylinder manifold, 6.
...Inner tube manifold, 7...Heating heater, 9...Cap part, 10.22...
・・0 ring, 11・・rotation shaft, 12・・・・
...Magnetic fluid seal unit, 14...Turntable, 16...Semiconductor wafer, 17...
...Wafer boat, 18...Primary side purge gas flow path, 19...Secondary side purge gas flow path, 20
．． 21...Flange. Figure 2
Claims (1)
を吹き付けた状態で上記処理を行うことを特徴とする処
理方法。[Scope of Claims] A process characterized in that, when treating an object to be treated with a gas in a reaction vessel, the above treatment is performed in a state where a non-corrosive gas is blown onto a portion corroded in the reaction vessel by the gas. Method.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP63237948A JP2691159B2 (en) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | Vertical heat treatment equipment |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63237948A JP2691159B2 (en) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | Vertical heat treatment equipment |
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| Publication Number | Publication Date |
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Citations (1)
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Patent Citations (1)
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Cited By (4)
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