JPH0492410A - 半導体製造装置 - 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］ 本発明は、半導体製造装置に関し、特に、反応室内で使
用する高純度ガス以外の不純物が反応室内に混入するこ
とを極力防ぐための改良に関するものである。

〔従来の技術］ 第７図は、酸化処理や不純物拡散処理を行う従来の半導
体製造装置の一例を示しており、図において、１は半導
体試料（図示せず）の処理を行う反応管であり、２は該
反応管を取り囲むよう配設され、半導体試料を均一に加
熱する加熱器群、７は上記反応管ｌ内へガスを供給する
ガス供給装置である。９ａは反応室１ヘガスを供給また
は遮断するためのバルブであり、１９は上記反応室１の
一端の開口部１ａに装着して、使用するガスをとじ込め
るための栓であり、ここでは上記開口部１ａにガスの排
気口１９ａとしてのすき間が開くような大きさのものを
用いている。

このように構成された半導体製造装置において、半導体
試料を反応管１に導入する場合、栓１９を外し、反応管
１を大気開放とし、石英ボートに並べられた半導体試料
をその搬送器具又は搬送装置により、ある温度に設定さ
れた反応管１内に、上記半導体試料に熱歪が入らない速
度で導入する。

その後、栓１９を開口部１ａに嵌め、設定温度の変更や
使用するガスの切り変えを行い、酸化処理や不純物拡散
処理を行う。

そしてこれらの処理工程の終了後、半導体試料の取り出
しは、導入と逆の手順で行う。すなわち、栓１９を外し
、反応管１を大気開放とし、搬送器具又は搬送装置によ
り半導体試料を載せたボートを取り出し、栓１９をする
。

このような半導体装置の製造プロセスで、信鰭性が高く
さらに高性能な半導体装置を製造するためには、クリー
ンな環境が絶対不可欠であり、酸化工程や拡散工程で使
用するガスは、高純度ガスであり、また反応管内に供給
されるガスは、不純物を除去する純化器を通った高純度
精製ガスである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このような半導体製造装置では、半導体資料
の出し入れを行う場合に、反応管開口部１ａを大気開放
しなければならず、反応管１内の高純度精製ガス中に、
大気が混入することは避けられない。また半導体試料の
出し入れは、該試料に熱歪が入らないようにゆっくりと
行わなければならず、このため大気開放時間が長くなり
、反応管内の高純度精製ガス中に多量の大気が混入し、
クリーンな雰囲気を汚染してしまうという問題点があっ
た。

本発明は、上記のような従来の問題点を解消するために
なされたもので、反応管開口部を大気開放することなし
に、半導体試料の出し入れができ、反応管内で使用する
高純度精製ガス以外の不純物が反応管内へ混入すること
を防ぐことができる半導体製造装置を得ることを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る半導体製造装置は、半導体試料の反応室と
バルブにより仕切られ、真空引き可能な排気装置を有す
る試料交換室を設けるとともに、該試料交換室とバルブ
により仕切られ、真空引き可能な排気装置を有し、半導
体試料を上記反応室と試料交換室との間で搬送する搬送
部材を格納する搬送部材格納室を設け、上記試料交換室
及び搬送部材格納室内にそれぞれ、上記各バルブ近傍内
側にてガスカーテンを形成するガスカーテン形成機構を
構成したものである。

〔作用〕

本発明においては、半導体試料の反応室とバルブで仕切
られた試料交換室を設けたから、反応室を大気開放する
ことなしに半導体試料の交換を行うことができ、また試
料交換室に、バルブ近傍にてガスカーテンを形成するガ
スカーテン形成機構を設けたので、試料交換時に試料交
換室へ大気及び不純物が多量に侵入することを防ぐこと
ができ、さらに試料交換室でのパージ及び真空引きによ
り、すばやく試料交換室内の雰囲気を高純度ガスで置換
することができる。

また搬送部材格納室をバルブを介して試料交換室に接続
したので、搬送部材を上記試料交換室及び反応室内に移
動する際にも、反応室や試料交換室内は大気開放となら
ず、完全に大気と遮断された状態とでき、半導体試料の
搬送中でも反応室内の高純度ガスを汚染することがない
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例による半導体製造装置を示す
構成図である。図において、第７図と同一部分または相
当部分には同一符号を付する。４は反応室１一端の開口
部にその一端が接続された接続管で、ガスの排気口及び
ガスカーテンを作る基本構造を有している。５は半導体
試料の交換を行うための試料交換室で、上記接続管４の
他端にゲートバルブ３を介して接続されている。６は石
英フォーク（搬送部材）を有し、該フォークによって半
導体試料を搬送する搬送装置で、上記試料搬送室５にゲ
ートバルブ３を介して接続されている。８は真空引き可
能な排気装置で、上記接続管４、試料交換室５及び搬送
装置６にそれぞれ、排気口開閉を行うバルブ９ｂを介し
て接続されている。

第２図は、上記試料交換室５の詳細図である。

図中、１０は半導体資料を試料交換室５へ出し入れする
ための開口部を開閉する扉、１１は半導体半導体試料１
２を並べる石英ボート、１３は上記試料交換室５のバル
ブ近傍部内側にてガスカーテンＣを形成するガスカーテ
ン形成機構である。

このガスカーテン形成機構１３は複数のガスの導入口５
ａとこれに対向する位置にある複数の排気口５ｂにより
なり、導入口５ａより入った高純度ガスは排気装置８に
より排気口５ｂから吸い出され一定方向の流れ、すなわ
ちガスカーテンＣを形成するようになっている。

また第３図は搬送装置６の詳細図である。図中、１４は
半導体試料の並べられた石英ボート１１を持ち上げ、反
応管１内へ搬送する石英フォーク、１５は該石英フォー
ク１４を被う溶接ベローズである。この溶接ベローズ１
５は、石英フォーク１４の長さ程度またはそれ以上の長
さを有するので、ゆがまないように接続部を介して上下
の平行なガイド棒１８に慴動自在に取付けられている。

１６は一端が上記溶接ベローズ１５の一端に接続され、
ガスカーテン形成機構１３を有する接続管部で上記溶接
ベローズ１５とともに石英フォーク１４の収納室を構成
している。１７は上記溶接ベローズ１５の他端に接続さ
れ、排気口を有し、石英フォーク１４が取付けられた蓋
部材である。この蓋部材１７はモータ（図示せず）によ
り駆動され、導入時には溶接ベローズ１５を縮めながら
、また取り出し時にはこれを伸ばしながら、石英フォー
ク１４を移動させるようになっている。

次に動作について説明する。

半導体試料１２の導入時は、ゲートバルブ１３を閉じ、
試料交換室５の排気口のバルブ９ｂを閉じ、大気や不純
物が内部に極力侵入するのを防ぐためにガスを多量に流
しながら扉１０を開ける。

次に石英ボート１１に半導体試料１２を並べ扉１０を閉
じる。そしてガスの供給バルブ９ａを閉じ、排気口バル
ブ９ｂを開け、真空引きし、次にバルブ９ｂを閉じ、バ
ルブ９ａを開は高純度ガスを導入する。この操作を数回
繰り返し充分バージを行う。この時同時に搬送装置６の
フォーク収納室内にもガスを流し、充分ガスバージを行
う。

次に試料交換室５及び搬送装置６のガス供給バルブ９ａ
と排気口バルブ９ｂを開け、高純度ガスによるガスカー
テンＣを形成する。その後ゲートバルブ１３を開き、搬
送装置６を駆動して、半導体試料１２を石英ボート１１
とともに反応管１内部へ導入する。

搬送装置６の動作は、石英フォーク１４の石英ボートと
接触する前端部分１４ａ全てが、石英ボート１１の下に
くるまで移動する。そして石英フォーク１４を上方へ移
動させ、石英ボート１１を若干持ち上げ、そのままの高
さで反応管１内部まで水平移動させる。所定の位置に到
着したら、石英フォーク１４を下に移動させ、石英ボー
トｌｌごと半導体試料１２を反応管１内部へ置き、その
ままの高さで石英フォーク１４を搬送装置６内部へ格納
するまで移動させる。その後各ゲートバルブ３を閉じ、
半導体試料を加熱器群２により所定の温度まで上昇させ
たり、ガスの切り換え操作を行ったりして、酸化処理や
不純物拡散処理を行う。

この時試料交換室５及び搬送装置６のフォーク収容室の
清浄度を維持するために、ガスバージ又は真空引きをし
ておく。

真空引きをしておいた場合は、半導体試料を取り出す前
に、高純度ガスを導入し常圧に戻してお（。取り出し時
の動作は、導入時の動作の逆であるが、このときは、ベ
ローズ１５が延び、搬送装置６内部の体積が増加するた
め、排気装置８側からガスを吸入しないように、フォー
クの栄、激な移動は避けなければならない。

また、ガスバージだけでは、閉状態のゲートバルブの内
部まで完全に高純度ガスに置換することはできず、充分
にベーキングされていたとしても、大気が試料交換室に
入ったら、ゲートバルブ内に吸着し、ゲートバルブの開
閉時にゲートバルブ内から水分や大気などの不純物が出
てきてしまうが、ガスカーテンは、試料交換室のバージ
が不充分であった場合及びゲートバルブ内パージが不充
分である場合等に反応管内及び搬送装置内に不純物が侵
入するのを、不純物をガスカーテンの流れ方向に押し流
すことにより防ぐことができる。ここでガスカーテンＣ
の厚さが厚くなればなるほど効果は大きくなる。

このように本実施例では、反応室とバルブで仕切られた
試料交換室を設け、さらに該試料交換室とバルブで仕切
られ、搬送部材を収容する収容室を設けたので、反応室
内を大気と遮断した状態で半導体試料を試料交換室と反
応室との間で移動させることができる。つまり半導体試
料を、反応室に導入する場合あるいは反応室から取り出
す場合に反応室が大気開放となることはなく、外部の大
気中の不純物ガスが反応室内部に侵入することを防ぐこ
とができる。これにより反応室内は常にクリーンな環境
に維持され、信鯨性が高く高性能な半導体装置を製造す
ることができる。

なお上記実施例では加熱器群として、反応室１内に均熱
域のみを形成する加熱器群２を示したが、これは温度勾
配を有する加熱領域も形成するものでもよい。

第４図はこのような構成の本発明の第２の実施例を示し
、ここでは、加熱器群を、均熱域を作る加熱器群２ａと
、均熱域から排気口に向かって温度勾配を持つ領域を作
る第２の加熱器群２ｂとから構成している点のみ上記実
施例と異なる。

このようにある適当な温度勾配領域域を設けることによ
り半導体試料に熱歪を入れることなく、従来よりも速い
速度で反応室内への半導体試料の導入を行うことが期待
できる。

また上記実施例では、搬送部材収容室を構成する部材と
して、溶接ベローズを利用したものを示したが、これは
搬送部材の周辺空間が大気開放とならずに半導体試料を
搬送できる構造のものならどのようなものでもよく、例
えば第５図、第６図のようなものでもよい。

第５図は本発明の第３の実施例を示し、図において１９
はねじを切った棒、２０は石英フォークを固定する固定
治具で、一部に形成された螺子大部分で該棒１９と螺合
している。この固定治具２Ｏはモータ２１とベルト２２
で接続されており、モータを回すことにより、棒１９が
回転し、石英フォーク１４とともに移動するようになっ
ている。

そして上記石英フォーク１４等の各部材は直管２３内に
収納されており、この直管２３の一端側は試料交換室５
とゲートバルブ３を介して接続されている。また上記直
管２３のバルブ３近傍部分はベローズ部１５ａとなって
おり、石英フォーク１４の上げ下げは、直管２３を上げ
下げすることにより行うようになっている。その他の構
成は上記第１の実施例と同様である。

第６図は本発明の第４の実施例を示し、図において、２
５は螺子穴を有する固定治具で、ねじを切った棒１９と
螺合しており、その下面にはｔ磁石群２４が取付けられ
ている。また上記棒１９の一端はベルト２１を介してモ
ータ２２と接続されており、モータ２２を回転させるこ
とにより棒１９が回転し、上記！磁石群２４が移動する
ようになっている。また２３ａは上記石英フォーク１４
を収容する直管で、該石英フォーク１４の一端が磁性材
料からなる接続管２６と接続されており、上記石英フォ
ーク１４は電磁石群２４の作用により空中に浮いている
。ここでフォーク１４は電磁石群２４の移動に追従して
移動するようになっており、フォークの上げ下げは電磁
石群の磁石の強度等を調整することにより行う。

なお上記第３．第４の実施例では、ねじを切った棒１９
とモータ２１とをベルトを介して接続しているが、上記
棒１９とモータ２１とはギアで接続するようにしてもよ
い。

また、上記説明では、バッチ処理タイプの半導体製造装
置について説明したが、これは枚葉処理タイプの装置で
あってもよく、また本発明の基本原理はＣＶＤ装置にも
適用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕 以上のように本発明に係る半導体製造装置によれば、半
導体試料の反応室とバルブにより仕切られ、真空引き可
能な排気装置を有する試料交換室を設けるとともに、該
試料交換室とバルブにより仕切られ、真空引き可能な排
気装置を有し半導体試料を上記反応室と試料交換室との
間で搬送する搬送部材を収容する搬送部材格納室を設け
、上記試料交換室及び搬送部材格納室内にそれぞれ、上
記各バルブ近傍内側にてガスカーテンを形成スるガスカ
ーテン形成機構を構成したので、半導体試料を反応室に
導入する場合あるいは反応室から取り出す場合、反応室
が大気開放となることはなく、外部の大気中の不純物ガ
スが反応室内部に侵入することを防ぐことができる。こ
れにより反応室内は常にクリーンな環境に維持され、信
顧性が高く高性能な半導体装置を製造することができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による半導体製造装置を示す
構成図、第２図は該装置の試料交換室の詳細図、第３図
は上記半導体製造装置の試料搬送装置の詳細図、第４図
〜第６図はそれぞれ本発明の第２〜第４の実施例による
半導体製造装置を示す図、第７図は従来の半導体製造装
置を示す図である。 ｌ・・・反応管、２，２ａ、２ｂ・・・加熱器群、３・
・・バルブ、５・・・試料交換室、６・・・搬送装置、
７・・・ガス供給装置、８・・・排気装置、１３・・・
ガスカーテン形成機構、１４・・・石英フォーク、２３
，２３ａ・・・直管。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空引き可能な排気装置を有し、半導体試料の処
   理を行う反応室と、該反応室を取り囲むよう配設され、
   半導体試料を加熱する加熱器群とを備えた半導体製造装
   置において、 上記反応室にバルブを介して接続され、真空引き可能な
   排気装置を有し、上記半導体試料の交換を行うための試
   料交換室と、 該試料交換室にバルブを介して接続され、真空引き可能
   な排気装置を有し、上記半導体試料を反応室と試料交換
   室との間で搬送する搬送部材を格納する搬送部材格納室
   とを備え、 上記試料交換室及び搬送部材格納室内にそれぞれ、上記
   バルブ近傍内側にてガスカーテンを形成するガスカーテ
   ン形成機構を構成したことを特徴とする半導体製造装置
   。