JPH0494118A

JPH0494118A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH0494118A
Application number: JP21037190A
Authority: JP
Inventors: Norifumi Morinaga; 典文森永; Kenichi Ikeda; 健一池田
Original assignee: Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1992-03-26

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］本発明はプロセスチューブを有する半導体製造装置に関
するものである。縦型、横型の低圧Ｃ■Ｄ装置に適用し
最も有用なものであるが、プラズマＣＶＤ装置等にも利
用可能である。

［従来の技術］低圧ＣｖＤ装置は、プロセスチューブ内を減圧したガス
雰囲気中で、熱エネルギを用いてウェハ上に薄膜を形成
するものである。

第２図は、従来の低圧ＣＶＤ装置の一構成図である。

この低圧ＣＶＤ装置は、炉体部１、ガス供給部２、ウェ
ハ収納治具搬送装置部３、真空排気部４および制御部５
より構成されている。

炉体部１は、さらに、ヒータ１０、均熱管（図示せず）
、プロセスチューブ９、温度調節器（図示せず）を有す
る。ヒータ１０はプロセスチューブ９内へ熱エネルギを
供給する。均熱管は、ヒータからの熱エネルギをプロセ
スチューブ９内へ均等に分散させる。

プロセスチューブ９はウェハ６を収容し熱処理を行なう
部分であり、ウェハ収納治具７はウェハ６をプロセスチ
ューブ９内で保持する。

温度調節器はヒータ１０の温度が所定温度に近づくよう
に、供給電力を調節する。

ガス供給部２は所定量の反応ガスをプロセスチューブ９
内に供給する機能を有する。ウェハ収納治具搬送装置部
３はウェハ６を保持したウェハ収納治具７をプロセスチ
ューブ９内に出し入れするための機構を有する。真空排
気部４はその内部にある排気ポンプ１２で、プロセスチ
ューブ９内を減圧状態にし、その中の反応ガスの濃度分
布を均一にすることで、ウェハ６上の膜均一化を行うた
めのものである。制御部５はプロセスチューブ９内での
薄膜形成に関する熱処理時間や反応ガスの流量、圧力、
ウェハ搬送装置部の動作などの制御をする機構を有する
。

第３図は、従来例であって、炉体部１内のプロセスチュ
ーブ９に接続するフランジ８ａ部の拡大図である。

前記低圧ＣＶＤ装置を用いてウェハ上に薄膜を形成する
際、プロセスチューブ９内はヒータ１゜の熱エネルギに
よって、全体にわたり高温になる。

そして、高温になっているプロセスチューブ９内を真空
シールしているバッキング１３が、高温による熱のため
に熱変形や焼損を起こす。

そこで、このバッキング１３を熱エネルギから保護する
ため、バッキング１３を施しである付近のフランジ８ａ
内部に冷却水を通水して、バッキング１３を冷却してい
る。

しかる−に、この冷却水の通水によって、その冷却水循
環路１７付近のフランジ８ａ部の温度が低下し、さらに
はフランジ８ａ部内面付近の空間領域の温度が低下する
。これにより、そのフランジ８ａ部内面に反応副生成物
１９が析出し、その反応副生成物１９がプロセスチュー
ブ９内の大気や反応ガス等の気体の移動で剥離し、粒子
状になって、プロセスチューブ９内のウェハ６に付着し
て製品不良などの悪影響を及ぼす。

例えば、生成する膜がナイトライド（Ｓ１３Ｎ４）膜の
場合、プロセスチューブ９内でジクロルシラン（Ｓ　、
ｘ　Ｈｙ＝　ＣＩ□）ガスとアンモニア（ＮＨＪ）ガス
との反応が進行する。このとき、フランジ８ａ内の冷却
水によって、フランジ内面８ｂの温度が約１００℃以下
になり、塩化アンモニウム（Ｎ　Ｈ４Ｃ１）１９の膜が
堆積し、その結果、白い固体がフランジ内面８ｂに付着
する。そして、プロセスチューブ９内を減圧するときや
大気圧に戻すとき。

あるいはガス反応中に、この塩化アンモニウム（ＮＨ２
Ｃｌ）１９がプロセスチューブ９内の気体の移動で剥離
して、粒子状になり、ウェハ６に付着する。

従来、この現象の発生防止策としては、反応副生成物１
９の付着箇所であるフランジ８８部内面を純水で洗浄し
、反応副生成物を除去するか、あるいはプロセスチュー
ブ９に接続するフランジ８ａ内部の冷却水の水量を減ら
し、反応副生成物１９が発生しない程度に、そのフラン
ジ８８部内面を昇温させている。ただし、後者の方法に
よる場合には、プロセスチューブ９内を真空シールして
いるバッキング１３を、熱エネルギによる熱変形や焼損
から保護しにくくなる。

［発明が解決しようとする課題］上記従来技術は、プロセスチューブに接続するフランジ
部内面の反応ガスの反応温度が、冷却水の通水によって
低下することを防止する点について十分な配慮がなされ
ていない。そのためフランジ部内面に反応副生成物が発
生する。それがプロセスチューブ内の気体の移動によっ
てウェハに付着する。その上、フランジ部内面に付着し
た反応副生成物を析出の都度、除去しなければならない
という問題があった。

また、冷却水の水量調節によって、フランジ部内面に析
出する反応副生成物の析出を抑える場合には、プロセス
チューブ内を真空シールしているバッキングを十分に冷
却し、熱エネルギから保護することが十分に出来ないと
いう問題があった６本発明は、フランジ部内面の反応温
度の低下による反応副生成物の発生の防止を目的とする
。

本発明の他の目的は、フランジ部内面の反応温度の低下
による反応副生成物の析出を防止しつつ、プロセスチュ
ーブ内を真空シールしているバッキングを十分に冷却し
、バッキングを熱エネルーギによる熱変形や焼損から保
護することにある。

［課題を解決するための手段］本発明は、フランジ部内面に、フランジを構成する部材
の熱伝導率よりも低い熱伝導率の部材を取付けたもので
ある。

前記部材は、ウェハに悪影響を及ぼす不純物を含まず、
ヒータからの熱エネルギに耐えることができるもので、
例えば、石英材である。

［作　用］フランジ部内面に断熱材を取付けるので、反応副生成物
の発生防止になる。

また、十分な冷却水の通水で、バッキングの保護になる
。

［実施例］以下１本発明を実施例により詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る炉体部１内プロセスチューブ９
に接続するフランジ８８部分の詳細な構成を示す図であ
る。

低圧ＣＶＤ装置では、一般に、プロセスチューブ９内部
を減圧状態に維持するため、プロセスチューブ９両端に
ステンレス製のフランジを接続し、その接続箇所はＯリ
ング１３でシールする構造になっている。そして、ウェ
ハ出し入れ側のフランジ８ａには、ふた１１、ガス供給
口１５、圧力センサ１６、冷却水循環路１７が設けられ
ている。

他端の排気側フランジ（図示せず）にはガス排気口（図
示せず）があり、真空排気部４内の排気ポンプ１２に接
続されている。

ここでは、ウェハ呂し入れ側のフランジ８ａについて説
明する。

プロセスチューブ９とフランジ８ａを筐体１８に接続し
、その接続部をＯリング１３でシールする。膜付けされ
るウェハ６（第２図に図示）はウェハ収納治具７（第２
図に図示）上にセットし、ウェハ収納治具搬送装置３（
第２図に図示）によってプロセスチューブ９内に搬送す
る。ウェハ搬送終了後、ふた１１をフランジ開口部１４
に移動し、その接続部をＯリング１３を使用してシール
する。

前記フランジ８ａの内面８ｂには、石英材をリング状に
した断熱材２０が取付けられている。

この装置でウェハ上へ薄膜形成の処理を行ったところ、
リング状の石英材内面２０ａは、プロセスチューブ９側
からの熱伝導や輻射熱および石英材２０の断熱効果によ
り、約２００℃以上の高温が維持でき、従来析出してい
た反応副生成物１９のフランジ内面８ｂへの付着がなか
った。

［発明の効果］以上述べたように、本発明によれば、フランジ部内面に
フランジ材よりも熱伝導率の低い部材が取付けられてい
るので、フランジ部内面に反応副生成物が析出付着する
ことを防止ができる。

また、プロセスチューブ内を真空シールしているバッキ
ングを、熱エネルギによる熱変形や焼損から十分に保護
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の炉体部内プロセスチューブに接続する
フランジ部の詳細構成図の一実施例を示す図、第２図は
従来の低圧ＣＶＤ装置の全体構成を示す図、第３図は炉
体部内プロセスチューブに接続した従来のフランジ部の
詳細な構成図を示すである。 ■・・・炉体部、２・・・ガス供給部、３・・ウェハ収
納治具搬送装置部、４・・・真空排気部、５・・制御部
、６・・・ウェハ、７・・・ウェハ収納治具、８ａ・・
・フランジ、８ｂ・・・フランジ内面、９・・プロセス
チューブ、１０・・・ヒータ、１１・・ふた、１２・・
・排気ポンプ、１３・・・バッキング（Ｏリング）、１
４・・・フランジ開口部、１５・・・ガス供給口、１６
・・・圧力センサ、１７・・・冷却水循環路、１８・・
筐体、１９・・・反応副生成物（塩化アンモニウム）、
　２０・・・石英材、２０ａ・・・石英材内面、２１・
・・反応ガス導入用パイプ、Ｉ８第図第図

Claims

【特許請求の範囲】１、炉体部と、ガス供給部と、ウェハ収納治具搬送装置
部と、真空排気部と、制御部を有する半導体製造装置に
おいて、プロセスチューブに接続するフランジ部内周面
に、前記フランジ部を構成する部材の材質よりも熱伝導
率の低い部材を取付けたことを特徴とする半導体製造装
置。２、前記熱伝導率の低い部材は石英材であることを特徴
とする請求項１記載の半導体製造装置。３、前記半導体製造装置は、低圧ＣＶＤ装置であること
を特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の半導体製
造装置。