JPH0438515Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、半導体等の基板（ウエハ）に、減圧
CVD法や減圧エピタキシヤル法等の減圧気相成
長法により薄膜を成長させる装置に関する。

従来、ホツトウオール形の減圧CVD装置や減
圧エピタキシヤル成長装置において、ウエハを、
反応管内に挿入して密閉し、また反応管内より取
出す時に開く開閉扉３は、例えば第１図において
紙面に垂直方向に開閉する構造になつている。こ
の装置は最初、反応管１の内部を大気圧にした状
態で、扉３を開き、ウエハ５を保持したボート４
を抵抗加熱炉６により加熱された反応管１内の高
温領域に配置する。次に扉３を閉じて排気ポンプ
（図示せず）を作動させ、反応管１の内部を所定
の圧力にまで減圧し、ガスインレツト・フランジ
２に設けた原料ガス導入パイプ７を通して反応管
１内に原料ガスを導入し、ウエハ５に薄膜を成長
させる。気相成長が終つた後は、反応管１内に
N₂ガスのような不活性ガスを導入し、反応管１
内を常圧に戻し、扉３を開き、ウエハ５を保持し
たボート４を取出すものである。

このような装置では必然的に扉３の開閉時に反
応管１内に空気が混入する。反応管の温度が800
℃以下では、例えばシリコンウエハの場合空気が
混入しても酸化等の大きな問題が生ずることは少
ないが、800℃〜1100℃程度の高温になると、空
気中のH₂Ｏ分やO₂ガス等とウエハ５が反応して
ウエハ５の表面が酸化し、特性の悪化をもたら
す。従つてこの様な構造の装置を用い、800℃〜
1100℃程度の高温で気相成長を行う場合には、低
温状態でウエハ５を反応管１内に挿入し、反応管
１の温度を上げて所定の温度に達してから気相成
長を行い、成長後は反応管１の温度の下るのを待
つてウエハ５を取出すという工程が必要であり、
非常に時間がかかる欠点がある。

そこで、高温の減圧CVDや減圧エピタキシヤ
ル成長のように高温でウエハ５の表面に薄膜を成
長する場合には、この様な時間のロスを除くため
に第２図の様な装置が用いられている。この場合
には、石英反応管１の前にローデイング室８を連
設し、反応管１とローデイング室８は開閉扉３に
より仕切られている。ローデイング室８内にはボ
ートローダ１０が設けられ、このボートローダ１
０が出入する収納室８ａがローデイング室８に連
通している。ボートローダ１０の収納室８ａ側の
端には磁石１１が固定されており、この磁石１１
と磁気結合され収納室８ａの外周に設けた環状の
磁石１２の移動によつてボートローダ１０は第２
図において左動又は右動せしめられる。１３はそ
の移動用モータである。１４，９はそれぞれ不活
性ガス供給パイプ及び排気ポンプ（図示せず）に
連通する排気パイプである。

このような装置においては、ウエハ５を保持し
たボート４を、まず、ローデイング室８に設けら
れた出入口（図示せず）より入れてボートローダ
１０に取付ける。次にローデイング室８内の空気
を、排気ポンプ（図示せず）に連通する排気パイ
プ９から排気ポンプにより排気し、さらにローデ
イング室８の不活性ガス供給パイプ１４から不活
性ガスを導入して、ローデイング室８内を常圧に
戻す。次いで、扉３を開き、ボートローダ１０を
左方へ移動してウエハ５を保持したボート４を反
応管１内の所定の位置に配置した後、ボートロー
ダ１０のみをローデイング室８に戻し、扉３を閉
じて気相成長を行う。成長後にウエハ５を保持し
たボート４を取出す時には、逆のプロセスをたど
ることによりウエハ５を高温状態では全く大気に
触れさせることなく、しかも時間的ロスもなく、
ウエハ５の出し入れを行うことができる。

しかしながらこのような装置を用いた場合に
は、ローデイング室８にボートローダ１０の収納
室８ａが設けられているため、極めて大形で複雑
になり、ウエハ５に生成された薄膜が汚染される
おそれがある。

本考案は、減圧CVD装置や、減圧エピタキシ
ヤル成長装置等の減圧気相成長装置において、
800℃〜1100℃程度の高い温度でウエハに薄膜を
気相成長させる場合に、ウエハの特性を損うこと
がない、しかも小形で経済性、操作性に優れた装
置を提供することを目的とするものである。

以下第３図によつて本考案の一実施例を説明す
る。第３図に示した符号のうち第２図と同じ符号
のものは同様の部品である。

この実施例においては、第３図示のように反応
管１の開閉扉３側の端部に、ローデイング室８を
連設し、このローデイング室８内側部の前記開閉
扉３に近接する部分に、不活性ガス供給パイプ１
４ａ，１４ｂがそれぞれ接続された連続環状構造
を有する２組の不活性ガス噴射ノズル部１５ａ，
１５ｂを設け、この各噴射ノズル部１５ａ，１５
ｂの内側に中心部に向かつて不活性ガスを噴射す
る、例えば８個（第４図ｂ参照）のノズル１５を
設け、該噴射ノズル部１５ａ，１５ｂより後方に
位置するローデイング室８部に、前後方向のスリ
ツト８ｂを形成し、このスリツト８ｂに案内され
るＬ字型構造のボートローダ１０を前記ローデイ
ング室８内に前後移動可能に設けてなる。

また、ボートローダ１０の駆動部は反応管１に
並行に装置本体の内側面に取付けられている。次
に、不活性ガス供給パイプ１４ａ，１４ｂより高
純度のN₂やHe、Arの様な800℃〜1100℃程度の
温度において、化学的に不活性なガスを供給し、
ノズル部１５ａ，１５ｂの各ノズル１５より噴射
する。この様な状態で扉３を開き、ボートローダ
１０を前方へ第３図において左方へ移動して、反
応管１内の所定の位置にウエハ５を保持したボー
ト４を搬入する。そしてウエハ５を保持したボー
ト４を反応管１内に残して、ボートローダ１０の
みを後方へ第３図において右方へ移動してローデ
イング室８に戻し、扉３を閉じて気相成長を行
う。成長後は同様に、ノズル部１５ａ，１５ｂの
各ノズル１５から不活性ガスを噴射した状態で扉
３を開き、ボートローダ１０を前方へ移動して反
応管１内に搬入されているウエハ５を保持したボ
ート４に引掛け、ボートローダ１０をウエハ５を
保持したボート４と共に後方へ移動してローデイ
ング室８に搬出する。この様にすることにより、
ローデイング室８のスリツト８ｂより入る空気は
ノズル部１５ａ，１５ｂの各ノズル１５より噴射
される不活性ガスにより遮ぎられて、反応管１の
内部に流入することはなく、従つてウエハ５は高
温状態で空気に触れることはないから、ウエハ表
面の酸化といつた特性を損うような現象は起こら
ない。なお、扉３を開いてからボートローダ１０
を反応管１内に搬入し、反応管１内よりウエハ５
をボート４と共にボートローダ１０によりローデ
イング室８に搬出するまでの間に、ウエハ５の温
度が成長直後の800℃〜1100℃程度の温度から400
℃〜500℃程度まで低下しているので、不活性ガ
スで急冷しても問題はない。この本考案装置は第
２図の従来装置にくらべて簡単で、第２図のよう
に反応管１に連設したローデイング室８に直列に
ボートローダ１０の収納室８ａが配置されていな
いから装置の占有する面積も小さくてすみ、安価
で操作性も良い。第３図では２個のノズル部１５
ａ，１５ｂを用いている場合を示したが、１個の
ノズル部であつても良いし、３個以上のノズル部
を用いてもよい。ノズル部の数が多い程、反応管
１内への空気の混入をより確実に防ぐことが出来
る。また第３図のようなノズル部の他にも第４図
示のように１本の不活性ガス供給パイプ１４に対
し、複数のノズル部１５ａ，１５ｂ……を並設し
ても同様な効果が得られることは明らかである。

上述のように本考案によれば、反応管の温度を
800℃〜1100℃程度の一定の温度に保つたままで、
ウエハの特性を損うことなくウエハの出し入れが
でき、しかも従来より小形で簡単であり、操作性
の良い安価な装置を提供することができる効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の減圧気相成長装置の第１例を示
す要部の断面図、第２図は、従来の減圧気相成長
装置の第２例を示す要部の断面図、第３図は本考
案による減圧気相成長装置の一実施例の要部の断
面図、第４図ａ，ｂはそれぞれ本考案のノズル部
の他の例を示す縦断面図及び横断面図である。 １……反応管、３……開閉扉、４……ボート、
５……ウエハ（基板）、６……抵抗加熱炉、７…
…原料ガス導入パイプ、８……ローデイング室、
８ｂ……スリツト、１０……ボートローダ、１
４，１４ａ，１４ｂ……不活性ガス供給パイプ、
１５……ノズル、１５ａ，１５ｂ……ノズル部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 反応管の開閉扉側の端部に、ローデイング室を
   連設し、このローデイング室内側部の前記開閉扉
   に近接する部分に、不活性ガス供給パイプが接続
   された連続環状構造を有する不活性ガス噴射ノズ
   ル部を設け、この噴射ノズル部の内側に中心部に
   向かつて不活性ガスを噴射する複数のノズルを設
   け、該噴射ノズル部より後方に位置するローデイ
   ング室部に、前後方向のスリツトを形成し、この
   スリツトに案内されるＬ字型構造のボートローダ
   を前記ローデイング室内に前後移動可能に設けて
   なる減圧気相成長装置。