JPH0438824A - 縦型気相成長装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体製品や電子部品等の製造工程におい
て、化学的気相成長法（いわゆるｒｃｖＤ法」）により
被処理体上に薄膜を堆積するのに用いられる縦型気相成
長装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図は、従来のロードロック式縦型減圧気相成長装置
の要部構成を模式的にあられす。

気相成長装置にあっては、最近、半導体製品の製造にお
けるウェハの大口径化や自動化・無人化に対応するため
、気相反応室が横型から縦型に移行してきている。また
、反応室内部でのフレーク削減や気相成長前のウェハへ
の空気中のＷ！素成分によるシリコンウェハの熱酸化防
止のため、ロードロック式が採られることも多い。

気相成長装置は、気相反応室７１と同気相反応室７１の
下側に設けられた被処理体移載室７２とを備えるととも
に、移載室７２の側方に設けられたロード室７３とアン
ロード室７４を備えている気相反応室７１の外側には上
下方向に長い加熱手段８１が配置され、反応室７１の室
内頂部へは真空排気手段８゛２が接続されており、さら
に、反応室７１の室内基部には反応ガス供給口８３が開
いている。

移載室７２には被処理体載置用ボート８６および同ボー
ト８６の昇降機構が配置されている。昇降機構は移載室
７２上下方向に軸方向を向けて設置されたネジ部材８７
と同ネジ部材８７にネジ係合する腕部材８８とを有し、
ボート８６が腕部材８８で支持されており、ネジ部材８
７の回転による腕部材８８の上下動に伴い被処理体載置
用ボート８６が気相反応室８１と移載室８２の間を昇降
するようになっている。

ロード室７３およびアンロード室７４は、個別に真空排
気可能で室内に被処理体を保持しておくカセット９０ａ
、９０ｂが設けられている。ロード室７３と移載室７２
の間はゲートバルブ９２ａを介し、アンロード室７４と
移載室７２０間はゲートバルブ９２ｂを介し通じている
。

この気相成長装置による処理は以下の通りである。

まず、ゲートバルブ９１ａを開いて被処理体をカセット
９０ａに載せてたあとゲートバルブ９１ａを閉じロード
室８３を真空排気しておく。被処理体の移送タイミング
がくると、ゲートバルブ９２ａを開き、予め真空排気さ
れた移載室７２のボート８６へ被処理体を移載アーム（
図示省略）を使って移し載せる。

そして、ネジ部材８７を回転駆動部８９により回転させ
、ボート８６を加熱手段８１で熱せられた気相反応室７
１内の所定位置まで上昇させる。

ボート８６上昇後、反応ガス導入口８３から反応ガスを
導入し気相反応させる。気相反応が終わったら、反応ガ
ス導入停止と真空排気を行っておいてから、ネジ部材８
７を回転駆動部８９により逆回転させ、ボート８６を移
載室７２内の所定位置まで下降させる。

続いて、ゲートバルブ９２ｂを開いて被処理体をボート
８６よりカセット９０ｂに移しゲートバルブ９１ｂを閉
じ、アンロード室７４を常圧にしたあとゲートバルブ９
１ｂを開き、処理済の被処理体をアンロード室７４から
取り出せば、作業は終わりである。

（発明が解決しようとする課Ｂ） しかしながら、上記気相成長装置では、ボート８６の昇
降機構を頻繁に手入れしなければならないという問題が
ある。

気相成長反応の際に反応室７１内面に堆積した膜の剥が
れ片（フレーク）や堆積膜の一部が凛発し再び堆積した
再堆積膜等がネジ部材８７まわりについてボート８６の
正常な昇降動作を妨げてしまうため、装置を分解してフ
レークや再堆積膜を頻繁に拭き取って除かなければなら
ないのであるこれらフレークや再堆積膜は、以下のよう
にして生しる。気相反応室７１と移載室７２の境目近傍
Ａは温度が低くて剥がれ易い膜が堆積しており、この堆
積膜が剥がれてフレークとなって移載室７２内に舞い込
んでくる。一方、例えば、反応ガスが５ｉＨｘ　Ｃ１ｘ
　＋ＮＨｓの場合にはＳ＋ｔＮ４の他にＮＨ，ＣＩが堆
積しており、このＮＨ。

ＣＺは真空中（２０×１０−”ｔｏｒｒ程度）でも比較
的低温で蒸発して移載室７２に侵入しネジ部材８７表面
にＮＨ，ＣＩの再堆１膜を作るのである。

この発明は、上記事情に鑑み、被処理体載置用ボートの
正常な昇降動作が長期間にわたり維持される縦型気相成
長装置を捷供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するため、この発明の縦型気相成長装置
では、被処理体載置用ボートを昇降させるために移載室
に配置されたネジ部材を加温する加温手段を設けるよう
にしている。

〔作　　　用］ この発明の気相成長装置では、加温手段により被処理体
蔵置用ボートを昇降させるためのネジ部材が暖められて
いるため、フレークや再堆積膜がつきにくく、そのため
、ボート昇降機構が長期間にわたり正常な昇降動作を維
持する。

ネジ部材の周辺には昇降位置を検出するセンサ等の付属
物もあるが、ネジ部材を暖めることにより、これら周辺
のセンサ等にもフレークや再堆積膜がつきにくくなる。

ちなみに、従来、処理を２０回繰り返えすと正常な昇降
動作ができなかったものが、１００回処理を繰り返して
も正常な昇降動作が発揮できるほどの効果がある。

〔実　施　例〕

続いて、この発明にかかる縦型気相成長装置の一実施例
を図面を参照しながら詳しく説明する。

第１図および第２図は、この発明の一実施例の要部構成
を模式的にあられしており、第１図は、準備段階の状態
を示し、第２図は、反応進行段階の状態を示している。

図示の装置はロードロック式減圧タイプの縦型気相成長
装置である。

縦型気相成長装置は、気相反応室１と同気相反応室１の
下側に設けられた被処理体移載室２とを備えるとともに
、移載室２の側方に設けられたロード室３とアンロード
室４を備えている。

気相反応室１の外側には上下方向に長い加熱手段１）が
配置され、反応室１の室内頂部へは真空排気手段１２が
接続されており、さらに、反応室１の室内基部には反応
ガス供給口１３が開いている。真空排気手段１）は、メ
カニカルブースタポンプ、ロータリーポンプやトラップ
等で構成されている。

移載室２には被処理体載置用ボート２１および同ボート
２１の昇降機構が配置されている。昇降機構は、移載室
２上下方向に軸方向を向けて設置されたネジ部材２２と
同ネジ部材２２にネジ係合する腕部材２３とを有し、ボ
ート２１が腕部材２３で支持されており、ネジ部材２２
の回転による腕部材２３の上下動に伴い被処理体載置用
ボート２１が気相反応室１と移載室２の間を昇降するよ
うになっている。ネジ部材２２と腕部材２３の係合は、
例えば、ボールを介してなされる所謂ポールネジ方式で
あってもよい。なお、ボート２１の基部には弁座部２４
が設けられており、第２図にみるように、反応進行中は
気相反応室１と移載室２の間が遮断される。また、ボー
ト２１は回転駆動部２６により昇降駆動とは独立に回転
させられる。ネジ部材２２は回転駆動部２７により回転
させる。

ロード室３およびアンロード室４は、個別に真空排気が
可能であって室内に被処理体を保持しておくカセット３
０．４０が設けられている。カセット３０．４０は、駆
動部３１．４１で昇降・回転させる。ロード室３と移載
室２の間はゲートバルブ３３を介し、アンロード室４と
移載室２の間はゲートバルブ４３を介し通じている。

この気相成長装置での処理は以下の通りにしてなされる
。

まず、ゲートバルブ３４を開いて被処理体（例えば、シ
リコンウェハ）をカセット３０に載せたあとゲートバル
ブ３４を閉じロード室３を真空排気（１０−”ｔｏｒｒ
程度）しておく、被処理体の移送タイミングがくると、
ゲートバルブ３３を開き、予め真空排気（１０−”ｔｏ
ｒｒ程度）された移載室２のボート２１へ被処理体を移
載アーム（図示省略）を使って移し載せた後、ゲートバ
ルブ３３を閉しる。

被処理体を移し終えると、ネジ部材２２を回転駆動部２
７により回転させ、ボート２１を加熱手段１）で熱せら
れた（８００℃程度）気相反応室１内の所定位置まで上
昇させる。そうすると、第２図にみるように、弁座部２
４が両室１．２間を遮断することになる。

ボート２１上昇後、反応ガス導入口１３から反応ガスを
導入し気相反応させ被処理体上に膜を堆積させる。なお
、反応中、移載室２は別途に真空排気手段で真空排気（
１０−”ｔｏｒｒ程度）するようにする。気相反応が終
了したら、反応ガス導入停止と真空排気を行っておいて
から、ネジ部材２２を回転駆動部２７により逆回転させ
、ボート２１を移載室２内の所定位置まで下降させる。

続いて、予め真空排気（１０−”ｔｏｒｒ程度）してお
いたアンロード室４のゲートバルブ４３を開いて被処理
体をボート２１からカセット４０に移してゲートバルブ
４３を閉じ、アンロード室４を常圧にしたあとゲートバ
ルブ４４を開き、処理済の被処理体をアンロード室４か
ら取り出せば、作業は終わる。

ところで、この縦型気相成長装置には、ネジ部材２２の
加温手段８が設けられている。この加温手段８はネジ部
材２２中に設けられた温水バイブに約４０℃の温水を循
環させることによネジ部材２２を加温している。この程
度の加温でもネジ部材２２は１００℃以上となり、十分
に効果がある、というのは、移載室２内に下降してばか
りの高温（８００℃程度）状態のボート２１の熱も利用
できるからである。加温手段８でネジ部材２２が加温さ
れているためにフレークや再堆積膜がつきにくいことは
前述の通りである。

この発明は上記実施例に限らない。加温手段が、第３図
にみるように、ネジ部材２２に対面して配置された長細
の発熱体（例えば、電気ヒータ）９であってもよい。

実施例の気相成長装置はロード室とアンロード室をそれ
ぞれ備えていたが、ロード室がアンロード機能も兼ねア
ンロード室のない構成であってもよい、あるいは、減圧
タイプの気相成長装置でなく、常圧タイプの気相成長装
置であってもよい。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、この発明の縦型気相成長装置では
、被処理体載置用ボートを昇降するためのネジ部材にフ
レークや再堆積膜がつき難いため、同ボートの正常な昇
降動作が長期間にわたって維持されるため、実用性が高
い。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明の縦型気相成長装置の
一実施例の要部構成を模式的にあられす説明図であり、
第１図は、準備段階の状態を、第２図は、反応進行段階
の状態をそれぞれ示す、第３図は、ネジ部材の加温手段
の他の例を模式的にあられす説明図、第４図は、従来の
縦型気相成長装置の要部構成を模式的にあられす説明図
である１・・・気相反応室　　２・・・移載室　　３・
・・ロード室　　４・・・アンロード室　　８．９・・
・加温手段２１・・・被処理体載置用ボート　　２２・
・・ネジ部材２３・・・腕部材 代理人の氏名　弁理士　粟野　笛孝　はか１名ｌ・・・
気相反応室 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）気相反応室と同気相反応室の下側に設けられた被
   処理体移載室とを備え、この移載室には、同室上下方向
   に軸方向を向けたネジ部材が配置されているとともに、
   同ネジ部材にネジ係合する腕部材に支えられた被処理体
   載置用ボートが配置されており、前記ネジ部材の回転に
   よる腕部材の上下動に伴い被処理体載置用ボートが気相
   反応室と移載室の間を昇降するようになっている縦型気
   相成長装置において、前記ネジ部材を加温する加温手段
   が設けられていることを特徴とする縦型気相成長装置。