JPH06140379A - 処理装置 - Google Patents
処理装置Info
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- JPH06140379A JPH06140379A JP30971792A JP30971792A JPH06140379A JP H06140379 A JPH06140379 A JP H06140379A JP 30971792 A JP30971792 A JP 30971792A JP 30971792 A JP30971792 A JP 30971792A JP H06140379 A JPH06140379 A JP H06140379A
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- processing gas
- semiconductor wafer
- gas
- processed
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Links
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 被処理体の回転に伴う処理ガスの渦流の発生
を抑制することにより被処理体の表面と裏面をより均一
かつ同時に処理できる処理装置を提供するものである。 【構成】 被処理体3を処理ガス雰囲気で処理する処理
室2と、この処理室2内に前記被処理体3を保持する保
持機構5を設けた載置台4を備えた処理装置1におい
て、前記被処理体3を回転させる回転手段6と、前記被
処理体3の表面及び裏面に処理ガスを供給する供給手段
13と、前記被処理体3の水平方向にリング状に排気口
70を設けるとともに、この排気口70より前記処理ガ
スを排気する排気手段74を設け構成されたものであ
る。
を抑制することにより被処理体の表面と裏面をより均一
かつ同時に処理できる処理装置を提供するものである。 【構成】 被処理体3を処理ガス雰囲気で処理する処理
室2と、この処理室2内に前記被処理体3を保持する保
持機構5を設けた載置台4を備えた処理装置1におい
て、前記被処理体3を回転させる回転手段6と、前記被
処理体3の表面及び裏面に処理ガスを供給する供給手段
13と、前記被処理体3の水平方向にリング状に排気口
70を設けるとともに、この排気口70より前記処理ガ
スを排気する排気手段74を設け構成されたものであ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の処理装置において、被処理体、例
えば半導体ウエハを処理室内に収容し、この処理室内で
回転中の半導体ウエハに処理ガスを均一に作用させるこ
とにより、処理を施す処理装置が用いられている。処理
装置、例えば、半導体ウエハ表面に形成された自然酸化
膜を除去する自然酸化膜除去装置では、常圧又は陽圧の
処理室内上部に所定の液体、例えばフッ酸と水の混合液
を溜めておき、ここから発生したフッ酸蒸気を処理室内
に拡散させる。そして、この処理室内の下部に被処理面
(表面)を上向きに半導体ウエハを回転可能な円状の載
置台に保持し、この載置台を回転することにより半導体
ウエハを回転させると共に、フッ酸蒸気を半導体ウエハ
の回転により発生する回転気流により半導体ウエハ表面
に作用させ、半導体ウエハ表面に形成された自然酸化膜
を除去する装置が知られている。
えば半導体ウエハを処理室内に収容し、この処理室内で
回転中の半導体ウエハに処理ガスを均一に作用させるこ
とにより、処理を施す処理装置が用いられている。処理
装置、例えば、半導体ウエハ表面に形成された自然酸化
膜を除去する自然酸化膜除去装置では、常圧又は陽圧の
処理室内上部に所定の液体、例えばフッ酸と水の混合液
を溜めておき、ここから発生したフッ酸蒸気を処理室内
に拡散させる。そして、この処理室内の下部に被処理面
(表面)を上向きに半導体ウエハを回転可能な円状の載
置台に保持し、この載置台を回転することにより半導体
ウエハを回転させると共に、フッ酸蒸気を半導体ウエハ
の回転により発生する回転気流により半導体ウエハ表面
に作用させ、半導体ウエハ表面に形成された自然酸化膜
を除去する装置が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記被
処理体は回転可能な載置台に設けられた保持機構に保持
され処理ガス雰囲気中にて回転し処理されるが、前記被
処理体の周縁部の近傍にて前記処理ガスの渦流が発生
し、前記被処理体の上面に形成された自然酸化膜または
酸化膜等の除去処理に比べ被処理体の裏面に形成された
自然酸化膜または酸化膜等をより均一に除去処理するこ
とが出来ないという問題点があった。さらに、前記被処
理体の裏面に形成された自然酸化膜を均一に除去処理す
ることが出来ないと、後段で処理を行なう処理装置、例
えば熱処理装置において被処理体自体の熱膨張率と自然
酸化膜部分の熱膨張率が異なるため、被処理体の中心部
と周縁部で熱膨張が不均一となり熱ストレスが発生し、
歩留りを低下させるという問題点があった。
処理体は回転可能な載置台に設けられた保持機構に保持
され処理ガス雰囲気中にて回転し処理されるが、前記被
処理体の周縁部の近傍にて前記処理ガスの渦流が発生
し、前記被処理体の上面に形成された自然酸化膜または
酸化膜等の除去処理に比べ被処理体の裏面に形成された
自然酸化膜または酸化膜等をより均一に除去処理するこ
とが出来ないという問題点があった。さらに、前記被処
理体の裏面に形成された自然酸化膜を均一に除去処理す
ることが出来ないと、後段で処理を行なう処理装置、例
えば熱処理装置において被処理体自体の熱膨張率と自然
酸化膜部分の熱膨張率が異なるため、被処理体の中心部
と周縁部で熱膨張が不均一となり熱ストレスが発生し、
歩留りを低下させるという問題点があった。
【0004】本発明の目的は被処理体の回転に伴う処理
ガスの渦流の発生を抑制することにより被処理体の表面
と裏面をより均一かつ同時に処理できる処理装置を提供
するものである。
ガスの渦流の発生を抑制することにより被処理体の表面
と裏面をより均一かつ同時に処理できる処理装置を提供
するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のうち代表的なも
のの概要を説明すれば、次のとおりである。被処理体を
処理ガス雰囲気で処理する処理室と、この処理室内に前
記被処理体を保持する保持機構を設けた載置台を備えた
処理装置において、前記被処理体を回転させる回転手段
と、前記被処理体の表面及び裏面に処理ガスを供給する
供給手段と、前記被処理体の水平方向にリング状に排気
口を設けるとともに、この排気口より前記処理ガスを排
気する排気手段を設け構成されたものである。
のの概要を説明すれば、次のとおりである。被処理体を
処理ガス雰囲気で処理する処理室と、この処理室内に前
記被処理体を保持する保持機構を設けた載置台を備えた
処理装置において、前記被処理体を回転させる回転手段
と、前記被処理体の表面及び裏面に処理ガスを供給する
供給手段と、前記被処理体の水平方向にリング状に排気
口を設けるとともに、この排気口より前記処理ガスを排
気する排気手段を設け構成されたものである。
【0006】
【作用】本発明は、前記被処理体の表面及び裏面に処理
ガスを供給する供給手段と、前記被処理体の水平方向に
リング状に排気口を設けるとともに、この排気口より前
記処理ガスを排気する排気手段を設けたことにより、被
処理体の回転に伴う処理ガスの渦流の発生を抑制するこ
とができ、被処理体の表面と裏面をより均一かつ同時に
処理することができる。
ガスを供給する供給手段と、前記被処理体の水平方向に
リング状に排気口を設けるとともに、この排気口より前
記処理ガスを排気する排気手段を設けたことにより、被
処理体の回転に伴う処理ガスの渦流の発生を抑制するこ
とができ、被処理体の表面と裏面をより均一かつ同時に
処理することができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明を自然酸化膜除去装置に適用し
た第1の実施例について添付図面に基づいて詳述する。
図1及び図2に示す如く、この自然酸化膜除去装置1
は、耐腐食性材料、例えばフッ素樹脂により気密に処理
室2が形成されている。この処理室2内側の下部には、
被処理体、例えば半導体ウエハ3を浮上させる如く保持
する保持部5が設けられ、この保持部5はリング状の載
置台4に設けられている。さらに、この載置台4はこの
載置台4を回転させる回転手段、例えば中空モーター6
にベアリング7を介して接続され、この載置台4の回転
により実質的に前記半導体ウエハ3が回転可能に構成さ
れている。
た第1の実施例について添付図面に基づいて詳述する。
図1及び図2に示す如く、この自然酸化膜除去装置1
は、耐腐食性材料、例えばフッ素樹脂により気密に処理
室2が形成されている。この処理室2内側の下部には、
被処理体、例えば半導体ウエハ3を浮上させる如く保持
する保持部5が設けられ、この保持部5はリング状の載
置台4に設けられている。さらに、この載置台4はこの
載置台4を回転させる回転手段、例えば中空モーター6
にベアリング7を介して接続され、この載置台4の回転
により実質的に前記半導体ウエハ3が回転可能に構成さ
れている。
【0008】また、前記載置台4の内側に円状の固定体
8が設けられ、この固定体8の中心部には前記半導体ウ
エハ3の裏面(中央部)に不活性ガス、例えば高純度N
2 またはこのN2 をキャリアガスとして用い処理ガス、
例えばHF蒸気を供給するための裏面処理ガス供給管9
が気密に設(例えば前記半導体ウエハ3より0.5mm
〜50mmの距離に配置)けられ、また、この裏面処理
ガス供給管9は前記中空モーター6を貫通し、第1の開
閉弁、例えば耐腐食性のエアーオペレートバルブ10に
接続されている。また、前記処理室2の上部には、前記
半導体ウエハ3の表面(中央部)に不活性ガス、例えば
高純度N2 またはこのN2 をキャリアガスとして用い処
理ガス、例えばHF蒸気を供給するための表面処理ガス
供給管11が気密に設(例えば前記半導体ウエハ3より
0.5mm〜50mmの距離に配置)けられ、また、こ
の表面処理ガス供給管11は第2の開閉弁、例えば耐腐
食性のエアーオペレートバルブ12に接続され、以上の
如く前記半導体ウエハ3の表裏面に処理ガスを供給する
供給手段13が構成されている。
8が設けられ、この固定体8の中心部には前記半導体ウ
エハ3の裏面(中央部)に不活性ガス、例えば高純度N
2 またはこのN2 をキャリアガスとして用い処理ガス、
例えばHF蒸気を供給するための裏面処理ガス供給管9
が気密に設(例えば前記半導体ウエハ3より0.5mm
〜50mmの距離に配置)けられ、また、この裏面処理
ガス供給管9は前記中空モーター6を貫通し、第1の開
閉弁、例えば耐腐食性のエアーオペレートバルブ10に
接続されている。また、前記処理室2の上部には、前記
半導体ウエハ3の表面(中央部)に不活性ガス、例えば
高純度N2 またはこのN2 をキャリアガスとして用い処
理ガス、例えばHF蒸気を供給するための表面処理ガス
供給管11が気密に設(例えば前記半導体ウエハ3より
0.5mm〜50mmの距離に配置)けられ、また、こ
の表面処理ガス供給管11は第2の開閉弁、例えば耐腐
食性のエアーオペレートバルブ12に接続され、以上の
如く前記半導体ウエハ3の表裏面に処理ガスを供給する
供給手段13が構成されている。
【0009】さらに、この、エアーオペレートバルブ1
2は前記エアーオペレートバルブ10と耐腐食性材料、
例えばテフロンよりなる配管にて接続されるとともに、
第3の開閉弁、例えば耐腐食性のエアーオペレートバル
ブ15に接続されている。さらに、このエアーオペレー
トバルブ15はフィルター、例えばテフロン製で通過粒
子0.2μm以下のテフロンフィルター16に接続さ
れ、このテフロンフィルター16は、ガス流量を測定す
るための流量計17に接続されている。さらに、この流
量計17より2経路に配管が分かれており、第1経路は
第4の開閉弁、例えば耐腐食性のエアーオペレートバル
ブ18を介して処理液体、例えばフッ酸と水の混合液
(HF/H2 O)19を溜めておく耐腐食性材料、例え
ばテフロンよりなるテフロンタンク20のガス導入口2
1に気密に貫通され、前記混合液19の蒸気化した処理
ガスを導入するよう構成されており、また、このテフロ
ンタンク20の外周には前記混合液19を一定温度、例
えば0〜50°Cの温度範囲において温度制御する内部
にヒーター21を設けた恒温槽22が配置されている。
2は前記エアーオペレートバルブ10と耐腐食性材料、
例えばテフロンよりなる配管にて接続されるとともに、
第3の開閉弁、例えば耐腐食性のエアーオペレートバル
ブ15に接続されている。さらに、このエアーオペレー
トバルブ15はフィルター、例えばテフロン製で通過粒
子0.2μm以下のテフロンフィルター16に接続さ
れ、このテフロンフィルター16は、ガス流量を測定す
るための流量計17に接続されている。さらに、この流
量計17より2経路に配管が分かれており、第1経路は
第4の開閉弁、例えば耐腐食性のエアーオペレートバル
ブ18を介して処理液体、例えばフッ酸と水の混合液
(HF/H2 O)19を溜めておく耐腐食性材料、例え
ばテフロンよりなるテフロンタンク20のガス導入口2
1に気密に貫通され、前記混合液19の蒸気化した処理
ガスを導入するよう構成されており、また、このテフロ
ンタンク20の外周には前記混合液19を一定温度、例
えば0〜50°Cの温度範囲において温度制御する内部
にヒーター21を設けた恒温槽22が配置されている。
【0010】さらに、第2経路は第5の開閉弁、例えば
耐腐食性のエアーオペレートバルブ23に接続され、こ
のエアーオペレートバルブ23からさらに、2経路に配
管が分かれており、第1経路は第6の開閉弁、例えば耐
腐食性のエアーオペレートバルブ24を介して前記フロ
ンタンク20のキャリアガス導入口25に前記混合液1
9の逆流を防止する逆止弁26を介して気密に貫通さ
れ、前記混合液19にキャリアガスを導入するよう構成
されている。さらに、第2経路はフィルター、例えばテ
フロン製で通過粒子、例えば0.2μm以下のテフロン
フィルター27に接続され、このテフロンフィルター2
7は、高純度N2 を供給するための耐腐食性材料、例え
ばテフロンよりなる供給管28に第7の開閉弁、例えば
耐腐食性のエアーオペレートバルブ29を介して接続さ
れている。
耐腐食性のエアーオペレートバルブ23に接続され、こ
のエアーオペレートバルブ23からさらに、2経路に配
管が分かれており、第1経路は第6の開閉弁、例えば耐
腐食性のエアーオペレートバルブ24を介して前記フロ
ンタンク20のキャリアガス導入口25に前記混合液1
9の逆流を防止する逆止弁26を介して気密に貫通さ
れ、前記混合液19にキャリアガスを導入するよう構成
されている。さらに、第2経路はフィルター、例えばテ
フロン製で通過粒子、例えば0.2μm以下のテフロン
フィルター27に接続され、このテフロンフィルター2
7は、高純度N2 を供給するための耐腐食性材料、例え
ばテフロンよりなる供給管28に第7の開閉弁、例えば
耐腐食性のエアーオペレートバルブ29を介して接続さ
れている。
【0011】また、前記処理室2の上部の他端には、こ
の処理室2内に不活性ガス、例えばN2 を導入するため
の導入口60が導入管61を介して穿設されている。ま
た、前記処理室2内の側壁かつ、前記半導体ウエハ3の
水平方向には前記処理ガスを排気する排気口70、例え
ば前記半導体ウエハ3の外周を囲む如くリング状に設け
られており、この排気口70は耐腐食性材料、例えばテ
フロンよりなる配管71を介して第8の開閉弁、例えば
耐腐食性のエアーオペレートバルブ72に接続されてい
る。さらに、このエアーオペレートバルブ72は耐腐食
性材料、例えばテフロンよりなる配管73を介して排気
手段74、(例えば前記処理ガスと非反応性の気体を通
流させる通流部75とこの通流部75に狭通流部76を
設けたもの)の狭通流部76に前記配管73の排出端部
77が気密に接続されている。
の処理室2内に不活性ガス、例えばN2 を導入するため
の導入口60が導入管61を介して穿設されている。ま
た、前記処理室2内の側壁かつ、前記半導体ウエハ3の
水平方向には前記処理ガスを排気する排気口70、例え
ば前記半導体ウエハ3の外周を囲む如くリング状に設け
られており、この排気口70は耐腐食性材料、例えばテ
フロンよりなる配管71を介して第8の開閉弁、例えば
耐腐食性のエアーオペレートバルブ72に接続されてい
る。さらに、このエアーオペレートバルブ72は耐腐食
性材料、例えばテフロンよりなる配管73を介して排気
手段74、(例えば前記処理ガスと非反応性の気体を通
流させる通流部75とこの通流部75に狭通流部76を
設けたもの)の狭通流部76に前記配管73の排出端部
77が気密に接続されている。
【0012】さらに、前記排出手段74の一端には前記
処理ガスと非反応性の気体、例えばN2 を導入するため
の導入口77が設けられ、この導入口77には耐腐食性
材料、例えばテフロンよりなる配管78を介して第9の
開閉弁、例えば耐腐食性のエアーオペレートバルブ79
に接続されるとともに、このエアーオペレートバルブ7
9は前記処理ガスと非反応性の気体、例えばN2 を導入
するための導入管80に接続されている。
処理ガスと非反応性の気体、例えばN2 を導入するため
の導入口77が設けられ、この導入口77には耐腐食性
材料、例えばテフロンよりなる配管78を介して第9の
開閉弁、例えば耐腐食性のエアーオペレートバルブ79
に接続されるとともに、このエアーオペレートバルブ7
9は前記処理ガスと非反応性の気体、例えばN2 を導入
するための導入管80に接続されている。
【0013】さらに、前記排出手段74の他端には前記
処理ガスと非反応性の気体、例えばN2 または前記処理
ガスと非反応性の気体、例えばN2 と前記処理ガスの混
合ガスを排気するための排気口81が設けられ、この排
気口81は耐腐食性材料、例えばテフロンよりなる配管
82を介して前記処理ガスを処理する排ガス処理装置8
3に接続されている。また、前記処理ガスと非反応性の
気体、例えばN2 の通流方向は矢印84方向(前記処理
ガスを排出する前記排出端部77と直行方向)に通流す
るよう構成されている。
処理ガスと非反応性の気体、例えばN2 または前記処理
ガスと非反応性の気体、例えばN2 と前記処理ガスの混
合ガスを排気するための排気口81が設けられ、この排
気口81は耐腐食性材料、例えばテフロンよりなる配管
82を介して前記処理ガスを処理する排ガス処理装置8
3に接続されている。また、前記処理ガスと非反応性の
気体、例えばN2 の通流方向は矢印84方向(前記処理
ガスを排出する前記排出端部77と直行方向)に通流す
るよう構成されている。
【0014】また、前記処理室2の側方には、この処理
室2と気密に接続されたロードロック室30が設けられ
ており、このロードロック室30と前記処理室2間には
前記半導体ウエハ3を搬入または搬出するための第1の
搬入搬出通路31が開設され、この搬入搬出通路31を
開閉するための第1の開閉扉、例えばゲートバルブ32
が第1の封止体、例えば腐食性材料よりなるOリング3
3を介して前記処理室2を気密封止できるように構成さ
れている。また、前記ロードロック室30内にはウエハ
搬送機構34が設けられており、このウエハ搬送機構3
4の上部には、前記半導体ウエハ3を把持するととも
に、伸縮可能のアーム34aが設けられ、このアーム3
4aが伸びたとき前記処理室2内に半導体ウエハ3を搬
入することができるように構成されている。
室2と気密に接続されたロードロック室30が設けられ
ており、このロードロック室30と前記処理室2間には
前記半導体ウエハ3を搬入または搬出するための第1の
搬入搬出通路31が開設され、この搬入搬出通路31を
開閉するための第1の開閉扉、例えばゲートバルブ32
が第1の封止体、例えば腐食性材料よりなるOリング3
3を介して前記処理室2を気密封止できるように構成さ
れている。また、前記ロードロック室30内にはウエハ
搬送機構34が設けられており、このウエハ搬送機構3
4の上部には、前記半導体ウエハ3を把持するととも
に、伸縮可能のアーム34aが設けられ、このアーム3
4aが伸びたとき前記処理室2内に半導体ウエハ3を搬
入することができるように構成されている。
【0015】また、前記ロードロック室30の一端には
不活性ガス、例えばN2 を導入するための導入管35が
接続されており、他端には排気装置23、例えば真空ポ
ンプが排気管37を介して接続され前記ロードロック室
30内を大気または減圧可能に構成されており、さら
に、このロードロック室30の側壁には大気圧で前記半
導体ウエハ3を搬入または搬出するための第2の搬入搬
出通路38が開設され、この搬入搬出通路38を開閉す
るための第2の開閉扉、例えばゲートバルブ39が第2
の封止体、例えばOリング40を介して図示しないウエ
ハ搬入搬出室とN2 雰囲気の状態で前記半導体ウエハ1
5を搬入又は搬出することができるように構成されてい
る。
不活性ガス、例えばN2 を導入するための導入管35が
接続されており、他端には排気装置23、例えば真空ポ
ンプが排気管37を介して接続され前記ロードロック室
30内を大気または減圧可能に構成されており、さら
に、このロードロック室30の側壁には大気圧で前記半
導体ウエハ3を搬入または搬出するための第2の搬入搬
出通路38が開設され、この搬入搬出通路38を開閉す
るための第2の開閉扉、例えばゲートバルブ39が第2
の封止体、例えばOリング40を介して図示しないウエ
ハ搬入搬出室とN2 雰囲気の状態で前記半導体ウエハ1
5を搬入又は搬出することができるように構成されてい
る。
【0016】さらに、図2に示すように、このロードロ
ック室30の側壁には他のシステム、例えば成膜処理装
置50が設けられており、この成膜処理装置50は、内
部に半導体ウエハ3の成膜処理領域を形成する反応容器
51、及びこの反応容器51の外周を囲むように配置さ
れたヒーター52等から成り、反応容器51内に処理ガ
スを導入して、CVD等の成膜処理を行なうよう構成さ
れ、また、反応容器51の下部には、ウエハ着脱室53
が設けられ、このウエハ着脱室53にはボールネジ54
などにより昇降されるボート昇降機構55に前記半導体
ウエハ3を載置、例えば最大100枚収容可能としたウ
エハボート56が設けられている。さらに、このウエハ
ーボート56に前記半導体ウエハ3を搬入または搬出す
るための第3の搬入搬出通路57が前記ロードロック室
30に開設され、この搬入搬出通路30を開閉するため
の第3の開閉扉、例えばゲートバルブ58が第3の封止
体、例えばOリング59を介して設けられ、以上の如
く、自然酸化膜除去装置1が構成されている。
ック室30の側壁には他のシステム、例えば成膜処理装
置50が設けられており、この成膜処理装置50は、内
部に半導体ウエハ3の成膜処理領域を形成する反応容器
51、及びこの反応容器51の外周を囲むように配置さ
れたヒーター52等から成り、反応容器51内に処理ガ
スを導入して、CVD等の成膜処理を行なうよう構成さ
れ、また、反応容器51の下部には、ウエハ着脱室53
が設けられ、このウエハ着脱室53にはボールネジ54
などにより昇降されるボート昇降機構55に前記半導体
ウエハ3を載置、例えば最大100枚収容可能としたウ
エハボート56が設けられている。さらに、このウエハ
ーボート56に前記半導体ウエハ3を搬入または搬出す
るための第3の搬入搬出通路57が前記ロードロック室
30に開設され、この搬入搬出通路30を開閉するため
の第3の開閉扉、例えばゲートバルブ58が第3の封止
体、例えばOリング59を介して設けられ、以上の如
く、自然酸化膜除去装置1が構成されている。
【0017】次に、以上のように構成された自然酸化膜
除去装置1における半導体ウエハ3の処理動作について
説明する。まず、ゲートバルブ39を開放し、ウエハ搬
送機構34のアーム34aを伸ばし、図示しないウエハ
搬入搬出室より半導体ウエハ3を前記アーム34aに把
持し受け取った後、このアーム34aは前記ロードロッ
ク室30に縮み、前記ゲートバルブ39を閉じる。次
に、排気装置36にょり前記ロードロック室30を排
気、例えば10−6Torr以下に、排気の後、導入管
35によりN2 を導入しパージするとともに大気圧に
戻し、ゲートバルブ33を開放し、ウエハ搬送機構34
のアーム34aを伸ばし半導体ウエハ3を処理室2内に
搬入し、半導体ウエハ3は前記載置台4の保持部5によ
り前記半導体ウエハ3の周縁部を把持し、載置台4の表
面から浮上して保持され、この後、ウエハ搬送機構34
のアーム34aはロードロック室30に移動し、ゲート
バルブ32は処理室2を気密に封止するために閉じる。
除去装置1における半導体ウエハ3の処理動作について
説明する。まず、ゲートバルブ39を開放し、ウエハ搬
送機構34のアーム34aを伸ばし、図示しないウエハ
搬入搬出室より半導体ウエハ3を前記アーム34aに把
持し受け取った後、このアーム34aは前記ロードロッ
ク室30に縮み、前記ゲートバルブ39を閉じる。次
に、排気装置36にょり前記ロードロック室30を排
気、例えば10−6Torr以下に、排気の後、導入管
35によりN2 を導入しパージするとともに大気圧に
戻し、ゲートバルブ33を開放し、ウエハ搬送機構34
のアーム34aを伸ばし半導体ウエハ3を処理室2内に
搬入し、半導体ウエハ3は前記載置台4の保持部5によ
り前記半導体ウエハ3の周縁部を把持し、載置台4の表
面から浮上して保持され、この後、ウエハ搬送機構34
のアーム34aはロードロック室30に移動し、ゲート
バルブ32は処理室2を気密に封止するために閉じる。
【0018】次に、開閉弁29,24,23,18,1
5,の順に開放し、その後開閉弁10,12を同時に開
閉し前記テフロンタンク20の処理ガスを処理室2に導
入する。前記処理ガスを処理室2に導入と同時期、例え
ば処理ガス導入前に開閉弁79,72を開放し、前記排
気手段77を動作し、処理室2内を排気(前記排出手段
74の導入口77より導入された処理ガスと非反応性の
気体、例えばN2 は狭通流部76を通って排気口81に
通流されるとき、前記狭通流部76にて高速化され一種
の真空状態を形成する。この狭通流部76の真空状態に
て前記狭通流部76に排出端部77が気密に接続されて
いるので、前記狭通流部76と排出端部77(処理室
2)の差圧の関係により処理室2内の処理ガスが排気口
81方向に吸い出される。)する。さらに、流量計17
の流量データにより、処理室2内に供給する処理ガス量
は、例えば0.1〜2Ni/minに開閉弁24の開口
度を制御するとともに処理ガスを表面処理ガス供給管1
1及び裏面処理ガス供給管9を通して処理室2に安定供
給する。
5,の順に開放し、その後開閉弁10,12を同時に開
閉し前記テフロンタンク20の処理ガスを処理室2に導
入する。前記処理ガスを処理室2に導入と同時期、例え
ば処理ガス導入前に開閉弁79,72を開放し、前記排
気手段77を動作し、処理室2内を排気(前記排出手段
74の導入口77より導入された処理ガスと非反応性の
気体、例えばN2 は狭通流部76を通って排気口81に
通流されるとき、前記狭通流部76にて高速化され一種
の真空状態を形成する。この狭通流部76の真空状態に
て前記狭通流部76に排出端部77が気密に接続されて
いるので、前記狭通流部76と排出端部77(処理室
2)の差圧の関係により処理室2内の処理ガスが排気口
81方向に吸い出される。)する。さらに、流量計17
の流量データにより、処理室2内に供給する処理ガス量
は、例えば0.1〜2Ni/minに開閉弁24の開口
度を制御するとともに処理ガスを表面処理ガス供給管1
1及び裏面処理ガス供給管9を通して処理室2に安定供
給する。
【0019】次に、前記載置台4は前記回転手段6によ
り回転、(例えば毎分500〜2000回転が望まし
い)で回転させ、この載置台4の回転に同期して保持部
6により把持された半導体ウエハ3も回転する。この半
導体ウエハ3の回転により前記処理ガスが図3に示すよ
うに半導体ウエハ3面(前記表面処理ガス供給管11か
ら噴出した処理ガスは前記半導体ウエハ3の上面の中心
部より周縁部に向けて処理ガス流90のように流れる。
また、前記裏面処理ガス供給管9から噴出した処理ガス
は前記半導体ウエハ3の裏面の中心部より周縁部に向け
て処理ガス流91のように流れ、処理ガスを前記半導体
ウエハ3に均一に通流させる。さらに、前記半導体ウエ
ハ3に通流された処理ガス92a,92bは処理室2の
側壁に設けられた排気口70(前記半導体ウエハ3の外
周を囲むように設けられた)に吸い込まれる。しかしな
がら、図4の
り回転、(例えば毎分500〜2000回転が望まし
い)で回転させ、この載置台4の回転に同期して保持部
6により把持された半導体ウエハ3も回転する。この半
導体ウエハ3の回転により前記処理ガスが図3に示すよ
うに半導体ウエハ3面(前記表面処理ガス供給管11か
ら噴出した処理ガスは前記半導体ウエハ3の上面の中心
部より周縁部に向けて処理ガス流90のように流れる。
また、前記裏面処理ガス供給管9から噴出した処理ガス
は前記半導体ウエハ3の裏面の中心部より周縁部に向け
て処理ガス流91のように流れ、処理ガスを前記半導体
ウエハ3に均一に通流させる。さらに、前記半導体ウエ
ハ3に通流された処理ガス92a,92bは処理室2の
側壁に設けられた排気口70(前記半導体ウエハ3の外
周を囲むように設けられた)に吸い込まれる。しかしな
がら、図4の
【a】に示すように、前記排気口を半導体ウエハ3の水
平方向かつ外周を囲むように設けられない場合におい
て、1供給口、例えば半導体ウエハ3表面の中心部かつ
上部より処理ガスを供給すると半導体ウエハ3の裏面か
つ周縁部に渦流93が発生する。また、図4の
平方向かつ外周を囲むように設けられない場合におい
て、1供給口、例えば半導体ウエハ3表面の中心部かつ
上部より処理ガスを供給すると半導体ウエハ3の裏面か
つ周縁部に渦流93が発生する。また、図4の
【b】に示すように、2供給口、例えば半導体ウエハ3
表面及び裏面の中心に示すように、部にそれぞれ処理ガ
スを供給すると半導体ウエハ3の裏面及び表面の周縁部
に渦流94が発生することになり、半導体ウエハ3を均
一に処理(例えば半導体ウエハ3の周縁部の処理がその
他の部分に比べ異常に早く処理するために)することが
困難となる。)に引き込まれ、半導体ウエハ3表面に形
成された不要な自然酸化膜、例えば100Å以下(酸化
膜においては3000Å以下)を前記処理ガスとの化学
反応により除去し、この除去の後、前記載置台4の回転
を停止する。
表面及び裏面の中心に示すように、部にそれぞれ処理ガ
スを供給すると半導体ウエハ3の裏面及び表面の周縁部
に渦流94が発生することになり、半導体ウエハ3を均
一に処理(例えば半導体ウエハ3の周縁部の処理がその
他の部分に比べ異常に早く処理するために)することが
困難となる。)に引き込まれ、半導体ウエハ3表面に形
成された不要な自然酸化膜、例えば100Å以下(酸化
膜においては3000Å以下)を前記処理ガスとの化学
反応により除去し、この除去の後、前記載置台4の回転
を停止する。
【0020】さらに、前記載置台4の回転を停止と同時
期に、開閉弁15,18,23,24,29の順に閉
じ、開閉弁10,12を同時に閉じ前記処理室2内に処
理ガスの供給を停止する。次に、導入口60によりN2
が処理室2に供給されるとともに、前記排気手段74に
より処理室2に残留する処理ガスを排気し、処理室内2
をN2 雰囲気にする。この後、ゲートバルブ32を開放
し前記ウエハ搬送機構34のアーム34aにより半導体
ウエハ3が、処理室2の外部であるロードロック室30
に搬出され、前記ゲートバルブ32が閉じる。
期に、開閉弁15,18,23,24,29の順に閉
じ、開閉弁10,12を同時に閉じ前記処理室2内に処
理ガスの供給を停止する。次に、導入口60によりN2
が処理室2に供給されるとともに、前記排気手段74に
より処理室2に残留する処理ガスを排気し、処理室内2
をN2 雰囲気にする。この後、ゲートバルブ32を開放
し前記ウエハ搬送機構34のアーム34aにより半導体
ウエハ3が、処理室2の外部であるロードロック室30
に搬出され、前記ゲートバルブ32が閉じる。
【0021】つづいて、ウエハ搬送機構34のアーム3
4aにより、ロードロック室30に搬送された半導体ウ
エハ3は第3のゲートバルブ58を介して成膜処理炉5
0のウエハボート56に搬送され、バッチ処理枚数、例
えば100枚になった後にボート昇降機構55が上昇し
成膜熱処理を行う。前述同様、半導体ウエハ3の処理工
程が順次くり返される。
4aにより、ロードロック室30に搬送された半導体ウ
エハ3は第3のゲートバルブ58を介して成膜処理炉5
0のウエハボート56に搬送され、バッチ処理枚数、例
えば100枚になった後にボート昇降機構55が上昇し
成膜熱処理を行う。前述同様、半導体ウエハ3の処理工
程が順次くり返される。
【0022】次に、以上のように構成された本実施例の
効果について説明する。 (1) 前記半導体ウエハ3の表面及び裏面に処理ガス
を供給する供給手段13を設け、前記半導体ウエハ3の
水平方向にリング状に排気口70を設けるとともに、こ
の排気口70より前記処理ガスを排気する排気手段74
を設けたことにより、図4の
効果について説明する。 (1) 前記半導体ウエハ3の表面及び裏面に処理ガス
を供給する供給手段13を設け、前記半導体ウエハ3の
水平方向にリング状に排気口70を設けるとともに、こ
の排気口70より前記処理ガスを排気する排気手段74
を設けたことにより、図4の
【a】または
【b】に示すように、半導体ウエハ3の周縁部におい
て、処理ガスの渦流93,94の発生を抑制することが
でき、半導体ウエハ3の表面と裏面をより均一かつ同時
に処理することができるという効果がある。 (2) 前記保持機構5の回転機構8aにより半導体ウ
エハ3を回転させこの半導体ウエハ3の表面と裏面に同
時に処理ガスを供給可能としたので、半導体ウエハ3の
雰囲気状態を変化させることなく同一条件下で処理する
ことができ、表面、裏面それぞれに形成された自然酸化
膜を均一に処理できる。さらに、前記被処理体の裏面に
形成された自然酸化膜を均一に除去処理することができ
るので、後段で処理を行なう処理装置、例えば熱処理装
置において被処理体、例えば半導体ウエハ(Si)の熱
膨張率(温度293[K]の時、線熱膨張率約2.5
[10-6deg-1])と自然酸化膜(SiO2 )部分の
熱膨張率(温度293[K]の時、線熱膨張率約7.4
〜13.6[10-6deg-1])と異なるため、前記熱
処理装置の処理温度、例えば800〜1200度の高温
にて処理する時、被処理体の中心部と周縁部での熱膨張
を均一とすることができ、熱ストレスが発生するのを防
止することができる。 (3) また、前記排気手段74は前記処理室2の内部
圧力と前記処理ガスと非反応性の気体の通流部76の差
圧の作用により処理室2内を排気する排気手段76で構
成されており、さらに、この排気手段76は、耐腐食性
材料、例えばテフロンにより形成されているので、腐食
することなく、寿命を従来に比べはるかに長くすること
ができるので前記処理室2の排気能力の経時変化による
変化量を抑制することができる。(従来フィルターを通
して真空ポンプにより排気した場合、微量に処理ガスが
フィルターを通過してしまい、前記真空ポンプを腐食さ
せ寿命を短くしてしまい、前記処理室2の排気能力の経
時変化による変化量が大きい。) さらに、前記処理室2の排気能力の経時変化による変化
量を抑制することができるので半導体ウエハ3に通流す
る処理ガスを前記変化量に左右されることなく常に一定
量で排気できるので、前記半導体ウエハ3均一に処理す
ることができるという効果がある。
て、処理ガスの渦流93,94の発生を抑制することが
でき、半導体ウエハ3の表面と裏面をより均一かつ同時
に処理することができるという効果がある。 (2) 前記保持機構5の回転機構8aにより半導体ウ
エハ3を回転させこの半導体ウエハ3の表面と裏面に同
時に処理ガスを供給可能としたので、半導体ウエハ3の
雰囲気状態を変化させることなく同一条件下で処理する
ことができ、表面、裏面それぞれに形成された自然酸化
膜を均一に処理できる。さらに、前記被処理体の裏面に
形成された自然酸化膜を均一に除去処理することができ
るので、後段で処理を行なう処理装置、例えば熱処理装
置において被処理体、例えば半導体ウエハ(Si)の熱
膨張率(温度293[K]の時、線熱膨張率約2.5
[10-6deg-1])と自然酸化膜(SiO2 )部分の
熱膨張率(温度293[K]の時、線熱膨張率約7.4
〜13.6[10-6deg-1])と異なるため、前記熱
処理装置の処理温度、例えば800〜1200度の高温
にて処理する時、被処理体の中心部と周縁部での熱膨張
を均一とすることができ、熱ストレスが発生するのを防
止することができる。 (3) また、前記排気手段74は前記処理室2の内部
圧力と前記処理ガスと非反応性の気体の通流部76の差
圧の作用により処理室2内を排気する排気手段76で構
成されており、さらに、この排気手段76は、耐腐食性
材料、例えばテフロンにより形成されているので、腐食
することなく、寿命を従来に比べはるかに長くすること
ができるので前記処理室2の排気能力の経時変化による
変化量を抑制することができる。(従来フィルターを通
して真空ポンプにより排気した場合、微量に処理ガスが
フィルターを通過してしまい、前記真空ポンプを腐食さ
せ寿命を短くしてしまい、前記処理室2の排気能力の経
時変化による変化量が大きい。) さらに、前記処理室2の排気能力の経時変化による変化
量を抑制することができるので半導体ウエハ3に通流す
る処理ガスを前記変化量に左右されることなく常に一定
量で排気できるので、前記半導体ウエハ3均一に処理す
ることができるという効果がある。
【0023】次に、第2の実施例について説明を行なう
が、第1の実施例と同一部分には同一符合を付けて説明
を省略する。図5の
が、第1の実施例と同一部分には同一符合を付けて説明
を省略する。図5の
【a】に示すように、前記処理室2の側壁に設けられた
排気口70は半導体ウエハ3の水平延長線99上より上
方に、例えば延長線上より1mm〜10mm上方に前記
表面処理ガス供給管11から噴出した処理ガスを排気す
るための排気口70が設けられ、また、半導体ウエハ3
の水平延長線99上より下方に、例えば延長線上より1
mm〜10mm下方に前記裏面処理ガス供給管9から噴
出した処理ガスを排気するための排気口70が設けられ
構成されている。このように、それぞれ排気口70を設
けたことにより、前記半導体ウエハ3の周縁部において
半導体ウエハ3の表面及び裏面からの処理ガス92a,
92bを集中させることがないのでさらに、渦流の発生
を防止することができる。
排気口70は半導体ウエハ3の水平延長線99上より上
方に、例えば延長線上より1mm〜10mm上方に前記
表面処理ガス供給管11から噴出した処理ガスを排気す
るための排気口70が設けられ、また、半導体ウエハ3
の水平延長線99上より下方に、例えば延長線上より1
mm〜10mm下方に前記裏面処理ガス供給管9から噴
出した処理ガスを排気するための排気口70が設けられ
構成されている。このように、それぞれ排気口70を設
けたことにより、前記半導体ウエハ3の周縁部において
半導体ウエハ3の表面及び裏面からの処理ガス92a,
92bを集中させることがないのでさらに、渦流の発生
を防止することができる。
【0024】次に、第3の実施例について説明を行なう
が、第1の実施例と同一部分には同一符合を付けて説明
を省略する。図5の
が、第1の実施例と同一部分には同一符合を付けて説明
を省略する。図5の
【b】に示すように、前記処理室2の側壁に設けられた
排気口70は、狭排気口部100a(狭めて設けられて
おり)と広排気口部100bにより構成されることによ
り、差圧ができこの差圧の作用により、より前記処理ガ
スを効率よく高速に排気可能となり、渦流の発生を防止
することができる。また、排気手段74は、半導体ウエ
ハ3の水平方向に複数、例えば2箇所設けられており、
さらに、効率よく処理ガスを排気可能となる。また、前
記表面処理ガス供給管11と前記裏面処理ガス供給管9
の先端部に円状かつ供給面に複数の供給口を放射状に設
けた平口部101を設けたことにより、前記半導体ウエ
ハ3に処理ガスを効率よく供給することができる。
排気口70は、狭排気口部100a(狭めて設けられて
おり)と広排気口部100bにより構成されることによ
り、差圧ができこの差圧の作用により、より前記処理ガ
スを効率よく高速に排気可能となり、渦流の発生を防止
することができる。また、排気手段74は、半導体ウエ
ハ3の水平方向に複数、例えば2箇所設けられており、
さらに、効率よく処理ガスを排気可能となる。また、前
記表面処理ガス供給管11と前記裏面処理ガス供給管9
の先端部に円状かつ供給面に複数の供給口を放射状に設
けた平口部101を設けたことにより、前記半導体ウエ
ハ3に処理ガスを効率よく供給することができる。
【0025】次に、第4の実施例について説明を行なう
が、第1の実施例と同一部分には同一符合を付けて説明
を省略する。図6に示すように、排気手段74は処理室
2の処理ガスを排気する排気導入口としての処理ガス排
気入口104とこの処理ガス排気入口104より導入さ
れた処理ガスを排出する処理ガス排気出口105が設け
られ、この処理ガス排気出口105と前記処理ガス排気
入口104の間に前記処理ガス排気出口105の方向に
狭められた円錐状で先端が開口したノズル102が設け
られ、このノズル102の隙間部107より均等に、前
記処理ガスと非反応性の気体、例えばN2 を導入するた
めの導入管103が設けられ、排気手段74が構成され
ている。このように構成されても、前記導入管103よ
りN2 がノズル102に添って導入され処理ガス排気出
口105の方向にジェット気流が発生するとともに、前
記処理ガス排気入口104と前記処理ガス排気出口10
5に差圧が生ずるので、この差圧の作用により前記処理
ガスが効率よく排気される。
が、第1の実施例と同一部分には同一符合を付けて説明
を省略する。図6に示すように、排気手段74は処理室
2の処理ガスを排気する排気導入口としての処理ガス排
気入口104とこの処理ガス排気入口104より導入さ
れた処理ガスを排出する処理ガス排気出口105が設け
られ、この処理ガス排気出口105と前記処理ガス排気
入口104の間に前記処理ガス排気出口105の方向に
狭められた円錐状で先端が開口したノズル102が設け
られ、このノズル102の隙間部107より均等に、前
記処理ガスと非反応性の気体、例えばN2 を導入するた
めの導入管103が設けられ、排気手段74が構成され
ている。このように構成されても、前記導入管103よ
りN2 がノズル102に添って導入され処理ガス排気出
口105の方向にジェット気流が発生するとともに、前
記処理ガス排気入口104と前記処理ガス排気出口10
5に差圧が生ずるので、この差圧の作用により前記処理
ガスが効率よく排気される。
【0026】尚、前記実施例を半導体ウエハ表面に形成
された自然酸化膜を除去する自然酸化膜除去装置に適用
した場合について説明したが、本発明はかかる実施例に
限定されるものではなく、被処理体に処理用気体流を供
給し処理する工程の装置であればいずれにも適用でき、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
また、自然酸化膜処理に限らず、酸化膜でも窒化膜の処
理でもよいことはもちろんであり、本発明の要旨の範囲
内で種々の変形実施が可能である。また、自然酸化膜除
去装置に限らず洗浄装置、他のエッチング装置等、また
常圧,減圧または陽圧とした処理室内で被処理体を処理
ガスにより処理する処理装置であれば、あらゆる処理装
置に適用することができる。
された自然酸化膜を除去する自然酸化膜除去装置に適用
した場合について説明したが、本発明はかかる実施例に
限定されるものではなく、被処理体に処理用気体流を供
給し処理する工程の装置であればいずれにも適用でき、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
また、自然酸化膜処理に限らず、酸化膜でも窒化膜の処
理でもよいことはもちろんであり、本発明の要旨の範囲
内で種々の変形実施が可能である。また、自然酸化膜除
去装置に限らず洗浄装置、他のエッチング装置等、また
常圧,減圧または陽圧とした処理室内で被処理体を処理
ガスにより処理する処理装置であれば、あらゆる処理装
置に適用することができる。
【0027】
【発明の効果】本発明は、前記被処理体の表面及び裏面
に処理ガスを供給する供給手段と、前記被処理体の水平
方向にリング状に排気口を設けるとともに、この排気口
より前記処理ガスを排気する排気手段を設けたことによ
り、被処理体の回転に伴う処理ガスの渦流の発生を抑制
することができ、被処理体の表面と裏面をより均一かつ
同時に処理することができるという顕著な効果がある。
に処理ガスを供給する供給手段と、前記被処理体の水平
方向にリング状に排気口を設けるとともに、この排気口
より前記処理ガスを排気する排気手段を設けたことによ
り、被処理体の回転に伴う処理ガスの渦流の発生を抑制
することができ、被処理体の表面と裏面をより均一かつ
同時に処理することができるという顕著な効果がある。
【0028】
【図1】本発明に係る第1の実施例を説明するための自
然酸化膜除去装置を示す概略断面図である。
然酸化膜除去装置を示す概略断面図である。
【図2】図1を成膜処理炉と接続したシステムに用いた
実施例を説明する概略断面図である。
実施例を説明する概略断面図である。
【図3】図1の処理作用を具体的に説明する部分概略断
面図である。
面図である。
【図4】
【a】従来の処理作用を具体的に説明する部分概略断面
図である。
図である。
【b】従来の処理作用を具体的に説明する部分概略断面
図である。
図である。
【図5】
【a】他の排気口の実施例を説明する部分概略断面図で
ある。
ある。
【b】他の供給手段の実施例を説明する部分概略断面図
である。
である。
【図6】他の排気手段の実施例を説明する部分概略断面
図である。
図である。
1 自然酸化膜除去装置 2 処理室 3 被処理体(半導体ウエハ) 4 載置台 6 回転手段 9 裏面処理ガス供給管 10 表面処理ガス供給管 13 供給手段 70 排気口 74 排気手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/302 B 9277−4M 21/31 B
Claims (2)
- 【請求項1】 被処理体を処理ガス雰囲気で処理する処
理室と、この処理室内に前記被処理体を保持する保持機
構を設けた載置台を備えた処理装置において、前記被処
理体を回転させる回転手段と、前記被処理体の表面及び
裏面に処理ガスを供給する供給手段と、前記被処理体の
水平方向にリング状に排気口を設けるとともに、この排
気口より前記処理ガスを排気する排気手段を設けたこと
を特徴とする処理装置。 - 【請求項2】 被処理体を処理ガス雰囲気で処理する処
理室と、この処理室内を排気する排気手段を備えた処理
装置において、前記排気手段は前記処理室の内部圧力と
前記処理ガスと非反応性の気体の通流部の差圧の作用に
より処理室内を排気する排気手段としたことを特徴とす
る処理装置。
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- 1992-10-23 JP JP04309717A patent/JP3118737B2/ja not_active Expired - Fee Related
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