JPH0794571A - 半導体プロセス装置及びその使用方法 - Google Patents
半導体プロセス装置及びその使用方法Info
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- JPH0794571A JPH0794571A JP23798993A JP23798993A JPH0794571A JP H0794571 A JPH0794571 A JP H0794571A JP 23798993 A JP23798993 A JP 23798993A JP 23798993 A JP23798993 A JP 23798993A JP H0794571 A JPH0794571 A JP H0794571A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体プロセス装置及びその使用方法に関
し、ガスを流す成長室や加工室などの反応室から超高真
空の評価室へウエハを移送する際、超高真空の評価室や
ウエハの汚染を防ぎ、成長或いは加工した半導体層表面
を原子レベルで評価することを可能にし、成長条件や加
工条件を精密に決定できるようにする。 【構成】 排気装置２４をもつ反応室３にウエハ１０を
セットして必要とする気体を供給して半導体の成長や加
工を行い、バルブ５Ｃを開き、排気装置２３で予め排気
されて反応室３の圧力に比較して若干高い圧力に維持さ
れた中間室１１にウエハ１０を移送し、バルブ５Ｃを閉
じ、中間室１１の圧力を低下させてからバルブ５Ｄを開
き、ウエハ交換室２にウエハ１０を移送し、バルブ５Ｄ
を閉じ、バルブ５Ｂを開き、評価室４にウエハ１０を移
送し、バルブ５Ｂを閉じ、例えばＳＴＭを用い超高真空
中でウエハ１０の評価を行なうようにする。
し、ガスを流す成長室や加工室などの反応室から超高真
空の評価室へウエハを移送する際、超高真空の評価室や
ウエハの汚染を防ぎ、成長或いは加工した半導体層表面
を原子レベルで評価することを可能にし、成長条件や加
工条件を精密に決定できるようにする。 【構成】 排気装置２４をもつ反応室３にウエハ１０を
セットして必要とする気体を供給して半導体の成長や加
工を行い、バルブ５Ｃを開き、排気装置２３で予め排気
されて反応室３の圧力に比較して若干高い圧力に維持さ
れた中間室１１にウエハ１０を移送し、バルブ５Ｃを閉
じ、中間室１１の圧力を低下させてからバルブ５Ｄを開
き、ウエハ交換室２にウエハ１０を移送し、バルブ５Ｄ
を閉じ、バルブ５Ｂを開き、評価室４にウエハ１０を移
送し、バルブ５Ｂを閉じ、例えばＳＴＭを用い超高真空
中でウエハ１０の評価を行なうようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば化学気相成長
（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ：ＣＶＤ）法を適用して成長させた半導体層の表面を
例えば走査型トンネル顕微鏡（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｔｕ
ｎｎｅｌｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＴＭ）など
を用いて観察し、その結果を例えば成長条件決定にフィ
ード・バックさせるようにする為の半導体プロセス装置
及びその使用方法に関する。
（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ：ＣＶＤ）法を適用して成長させた半導体層の表面を
例えば走査型トンネル顕微鏡（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｔｕ
ｎｎｅｌｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＴＭ）など
を用いて観察し、その結果を例えば成長条件決定にフィ
ード・バックさせるようにする為の半導体プロセス装置
及びその使用方法に関する。
【０００２】例えば、化合物半導体の成長技術は、原子
層レベルで制御することが必要な段階に入り、また、そ
れが可能になっている。
層レベルで制御することが必要な段階に入り、また、そ
れが可能になっている。
【０００３】これに伴い、成長表面を原子レベルで観察
する技術が要求されるようになり、反射高速電子線回折
（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｈｉｇｈ−ｅｎｅｒｇｙ ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：ＲＨＥＥ
Ｄ）、オージェ電子分光（Ａｕｇｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＡＥＳ）、ＳＴＭなど
多くの観察技術が提供され、且つ、威力を発揮してい
る。
する技術が要求されるようになり、反射高速電子線回折
（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｈｉｇｈ−ｅｎｅｒｇｙ ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：ＲＨＥＥ
Ｄ）、オージェ電子分光（Ａｕｇｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＡＥＳ）、ＳＴＭなど
多くの観察技術が提供され、且つ、威力を発揮してい
る。
【０００４】然しながら、ＲＨＥＥＤやＡＥＳでは、ウ
エハに電子線を照射する為、高真空中でなければ表面を
観察することができない。原理からすれば、ＳＴＭは大
気中で使用可能であるが、試料表面に原子が露出してい
ないと観察できないから、矢張り高真空が必要である。
エハに電子線を照射する為、高真空中でなければ表面を
観察することができない。原理からすれば、ＳＴＭは大
気中で使用可能であるが、試料表面に原子が露出してい
ないと観察できないから、矢張り高真空が必要である。
【０００５】前記何れの手段も、充分に信頼性がある結
果を得ようとすると、１０-11 〔Ｔｏｒｒ〕台まで真空
度を高め得る観察室が必要である。
果を得ようとすると、１０-11 〔Ｔｏｒｒ〕台まで真空
度を高め得る観察室が必要である。
【０００６】ところで、現在、シリコン（Ｓｉ）や化合
物半導体のエピタキシャル成長を行う場合に適用する技
術として、ＣＶＤ法の一種である有機金属気相成長（ｍ
ｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｖａｐｏｒ ｐｈａｓｅ ｅ
ｐｉｔａｘｙ：ＭＯＶＰＥ）法が多用されている。
物半導体のエピタキシャル成長を行う場合に適用する技
術として、ＣＶＤ法の一種である有機金属気相成長（ｍ
ｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｖａｐｏｒ ｐｈａｓｅ ｅ
ｐｉｔａｘｙ：ＭＯＶＰＥ）法が多用されている。
【０００７】このＭＯＶＰＥ法を用いる場合、前記超高
真空を必要とする各観察技術は適用することができず、
気体中でも透過する光或いはＸ線を用いた光反射、光吸
収、Ｘ線回折などの方法、或いは、原料ガスの分解状態
を調べる為の質量分析が行われているに過ぎない。
真空を必要とする各観察技術は適用することができず、
気体中でも透過する光或いはＸ線を用いた光反射、光吸
収、Ｘ線回折などの方法、或いは、原料ガスの分解状態
を調べる為の質量分析が行われているに過ぎない。
【０００８】従って、ＭＯＶＰＥ法などのＣＶＤ法で成
長した半導体層の表面を超高真空中で行われる評価技術
で観察することができれば、精密に制御された半導体層
を得るのに大きく貢献することができる。
長した半導体層の表面を超高真空中で行われる評価技術
で観察することができれば、精密に制御された半導体層
を得るのに大きく貢献することができる。
【０００９】
【従来の技術】図３は半導体層の成長及び評価を離隔し
た領域で行うようにした従来の技術を解説する為の半導
体プロセス装置を表す要部平面図である。尚、図３は従
来の技術に於ける基本的な事項を説明する為のものであ
るので省略がある。
た領域で行うようにした従来の技術を解説する為の半導
体プロセス装置を表す要部平面図である。尚、図３は従
来の技術に於ける基本的な事項を説明する為のものであ
るので省略がある。
【００１０】図に於いて、１はウエハ導入室、１Ａはウ
エハ・ホルダ、２はウエハ交換室、２Ａは回転台、３は
成長室、４は評価室、５Ａ，５Ｂ，５Ｃはバルブ、６は
トランスファ・ロッド、１０はウエハをそれぞれ示して
いる。尚、図示のプロセス装置では、成長室３に於いて
分子ビーム・エピタキシャル成長（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
ｂｅａｍ ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）が行われるもの
とする。
エハ・ホルダ、２はウエハ交換室、２Ａは回転台、３は
成長室、４は評価室、５Ａ，５Ｂ，５Ｃはバルブ、６は
トランスファ・ロッド、１０はウエハをそれぞれ示して
いる。尚、図示のプロセス装置では、成長室３に於いて
分子ビーム・エピタキシャル成長（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
ｂｅａｍ ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）が行われるもの
とする。
【００１１】図示のプロセス装置に於いては、ウエハ交
換室２を中心とし、大気中からウエハを導入する為のウ
エハ導入室１、成長室３、評価室４のそれぞれがバルブ
５Ａ乃至５Ｃを介して導通及び遮断自在に設置されてい
る。尚、トランスファ・ロッド６はウエハを搬送する役
割を果たす。
換室２を中心とし、大気中からウエハを導入する為のウ
エハ導入室１、成長室３、評価室４のそれぞれがバルブ
５Ａ乃至５Ｃを介して導通及び遮断自在に設置されてい
る。尚、トランスファ・ロッド６はウエハを搬送する役
割を果たす。
【００１２】図から明らかであるが、このプロセス装置
では、半導体層の成長にＭＢＥ法を適用し、また、その
場観察の評価法にＳＴＭを用いている。
では、半導体層の成長にＭＢＥ法を適用し、また、その
場観察の評価法にＳＴＭを用いている。
【００１３】先ず、ウエハ導入室１内のウエハ・ホルダ
１Ａにウエハ１０をセットしてからウエハ導入室１内を
１×１０-5〔Ｔｏｒｒ〕以下に排気し、バルブ５Ａを開
いてウエハ１０を１×１０-8〔Ｔｏｒｒ〕のウエハ交換
室２に移送し、回転台２Ａにセットする。
１Ａにウエハ１０をセットしてからウエハ導入室１内を
１×１０-5〔Ｔｏｒｒ〕以下に排気し、バルブ５Ａを開
いてウエハ１０を１×１０-8〔Ｔｏｒｒ〕のウエハ交換
室２に移送し、回転台２Ａにセットする。
【００１４】次いで、ウエハ１０を１０-10 〔Ｔｏｒ
ｒ〕或いはそれ以下になっている成長室３に移送して半
導体層の成長を行い、成長終了後、ウエハ１０はウエハ
交換室２を経てＳＴＭなどを設置した超高真空の評価室
４に移送され、そこで評価される。
ｒ〕或いはそれ以下になっている成長室３に移送して半
導体層の成長を行い、成長終了後、ウエハ１０はウエハ
交換室２を経てＳＴＭなどを設置した超高真空の評価室
４に移送され、そこで評価される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】図３について説明した
プロセス装置では、半導体層を高真空中で成長させるＭ
ＢＥ法を適用するようにしているが、ＣＶＤ法を適用す
る場合には、成長時の圧力はＭＢＥ法の場合に比較する
と遙に高く、しかも、成長終了後にも成長室内に原料ガ
スが残留する。従って、ウエハを移送する為、バルブを
開くとウエハ交換室の真空度は低下し、しかも、原料ガ
スの汚染を受けることになる。
プロセス装置では、半導体層を高真空中で成長させるＭ
ＢＥ法を適用するようにしているが、ＣＶＤ法を適用す
る場合には、成長時の圧力はＭＢＥ法の場合に比較する
と遙に高く、しかも、成長終了後にも成長室内に原料ガ
スが残留する。従って、ウエハを移送する為、バルブを
開くとウエハ交換室の真空度は低下し、しかも、原料ガ
スの汚染を受けることになる。
【００１６】一旦、汚染されると、ウエハ交換室の清浄
化は困難であって、特に、原料ガスとしてアルシン（Ａ
ｓＨ3 ）などを用いている場合や有機金属のような付着
性が高いガスを用いる場合には問題となる。
化は困難であって、特に、原料ガスとしてアルシン（Ａ
ｓＨ3 ）などを用いている場合や有機金属のような付着
性が高いガスを用いる場合には問題となる。
【００１７】また、成長後のウエハ表面に於ける汚染も
問題となる。即ち、ＣＶＤ法を適用する場合、成長時の
排気にロータリ・ポンプ（ｒｏｔａｒｙ ｐｕｍｐ：Ｒ
Ｐ）が多用されている。
問題となる。即ち、ＣＶＤ法を適用する場合、成長時の
排気にロータリ・ポンプ（ｒｏｔａｒｙ ｐｕｍｐ：Ｒ
Ｐ）が多用されている。
【００１８】ＲＰは、排気能力が高く、また、安価であ
るが、オイルを使用する為、成長室にオイルが逆拡散す
る場合があり、これは、特に、成長室内の圧力が０．５
〔Ｔｏｒｒ〕以下に低下した場合に起こり易い。
るが、オイルを使用する為、成長室にオイルが逆拡散す
る場合があり、これは、特に、成長室内の圧力が０．５
〔Ｔｏｒｒ〕以下に低下した場合に起こり易い。
【００１９】その理由は、成長室内の圧力が低い程、気
体分子の平均自由行程が大きくなることに依る。
体分子の平均自由行程が大きくなることに依る。
【００２０】一般に、オイルの中には、ハイドロ・カー
ボンなどの炭素の化合物が含まれているので、ウエハに
付着した場合、除去することは極めて困難である。
ボンなどの炭素の化合物が含まれているので、ウエハに
付着した場合、除去することは極めて困難である。
【００２１】従来、気相成長装置とＭＢＥ装置とを排気
可能な中間室を介して結合したプロセス装置が知られて
いる（要すれば、特願平４−１０８２３２号、を参
照）。然しながら、この場合、気相成長装置中の気体が
中間室へ拡散し、中間室に付着した汚染物が更にＭＢＥ
装置に拡散する虞が大きい。
可能な中間室を介して結合したプロセス装置が知られて
いる（要すれば、特願平４−１０８２３２号、を参
照）。然しながら、この場合、気相成長装置中の気体が
中間室へ拡散し、中間室に付着した汚染物が更にＭＢＥ
装置に拡散する虞が大きい。
【００２２】ＣＶＤ成長室と高真空室を結合した場合、
更に問題であるのは、成長終了後、ＣＶＤ成長室を真空
にしようとすると、圧力が低下する為、内壁に付着して
いた原料ガスや反応生成物が気化し、これ等がウエハに
付着し、表面が汚染されてしまうことである。
更に問題であるのは、成長終了後、ＣＶＤ成長室を真空
にしようとすると、圧力が低下する為、内壁に付着して
いた原料ガスや反応生成物が気化し、これ等がウエハに
付着し、表面が汚染されてしまうことである。
【００２３】前記説明したように、ＣＶＤ成長室から超
高真空室へのウエハの搬送は困難であって、ウエハの清
浄を維持しながらの移送は容易でない。従って、現在、
ＣＶＤ成長に関する評価、特に、成長後に於ける表面の
原子配列に関する評価は殆ど行われていないと言ってよ
い。
高真空室へのウエハの搬送は困難であって、ウエハの清
浄を維持しながらの移送は容易でない。従って、現在、
ＣＶＤ成長に関する評価、特に、成長後に於ける表面の
原子配列に関する評価は殆ど行われていないと言ってよ
い。
【００２４】このようなことから、現在、ＣＶＤに於い
ては、ＭＢＥのような表面原子構造を考慮した上での精
密な成長条件の決定はできない状態にある。
ては、ＭＢＥのような表面原子構造を考慮した上での精
密な成長条件の決定はできない状態にある。
【００２５】本発明は、ガスを流す成長室や加工室など
の反応室から超高真空の評価室へウエハを移送する際、
超高真空の評価室やウエハの汚染を防ぎ、成長或いは加
工した半導体層表面を原子レベルで評価することを可能
にし、成長条件や加工条件を精密に決定できるようにす
る。
の反応室から超高真空の評価室へウエハを移送する際、
超高真空の評価室やウエハの汚染を防ぎ、成長或いは加
工した半導体層表面を原子レベルで評価することを可能
にし、成長条件や加工条件を精密に決定できるようにす
る。
【００２６】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理を解
説する為の半導体プロセス装置を表す要部平面図であ
る。尚、図３に於いて用いた記号と同記号は同部分を表
すか或いは同じ意味を持つものとする。
説する為の半導体プロセス装置を表す要部平面図であ
る。尚、図３に於いて用いた記号と同記号は同部分を表
すか或いは同じ意味を持つものとする。
【００２７】図に於いて、３Ａは原料ガス供給管、５Ｄ
はバルブ、１１は中間室、１１Ａはガス供給管、２１は
ウエハ導入室１の排気装置、２２はウエハ交換室２の排
気装置、２３は中間室１１の排気装置、２４は成長室３
の排気装置、２５は評価室４の排気装置、３１は加熱装
置をそれぞれ示している。尚、ガス供給管１１Ａは流量
を精密に制御したガスを供給する為のものである。尚、
図示のプロセス装置では、成長室３に於いてＭＯＶＰＥ
などＣＶＤに依る成長が行われるものとする。
はバルブ、１１は中間室、１１Ａはガス供給管、２１は
ウエハ導入室１の排気装置、２２はウエハ交換室２の排
気装置、２３は中間室１１の排気装置、２４は成長室３
の排気装置、２５は評価室４の排気装置、３１は加熱装
置をそれぞれ示している。尚、ガス供給管１１Ａは流量
を精密に制御したガスを供給する為のものである。尚、
図示のプロセス装置では、成長室３に於いてＭＯＶＰＥ
などＣＶＤに依る成長が行われるものとする。
【００２８】図示のプロセス装置が、図３について説明
したプロセス装置と相違する点は、ウエハ交換室２と成
長室３との間に中間室１１を設置したことである。
したプロセス装置と相違する点は、ウエハ交換室２と成
長室３との間に中間室１１を設置したことである。
【００２９】従って、成長室３と評価室４との間には、
独立した排気装置をもった二つの真空室、即ち、排気装
置２２をもつウエハ交換室２及び排気装置２３をもつ中
間室１１が介在している。
独立した排気装置をもった二つの真空室、即ち、排気装
置２２をもつウエハ交換室２及び排気装置２３をもつ中
間室１１が介在している。
【００３０】このプロセス装置では、中間室５内の圧力
を成長室３に比較して高く維持できるようにしてある。
を成長室３に比較して高く維持できるようにしてある。
【００３１】また、成長が終了した後の成長室３からの
排気は、ＲＰである排気装置２４からオイルが逆拡散す
ることを防止できるような過程を経て行うようにする。
即ち、成長室３が排気装置２４と接続されている場合に
は、オイルの逆拡散が起こらない程度に気体の平均自由
行程が小さくなるよう圧力を所定値、例えば、１〔Ｔｏ
ｒｒ〕以上に維持する。
排気は、ＲＰである排気装置２４からオイルが逆拡散す
ることを防止できるような過程を経て行うようにする。
即ち、成長室３が排気装置２４と接続されている場合に
は、オイルの逆拡散が起こらない程度に気体の平均自由
行程が小さくなるよう圧力を所定値、例えば、１〔Ｔｏ
ｒｒ〕以上に維持する。
【００３２】前記のような工程が実現されるよう制御装
置にプログラムを組み入れることは容易である。
置にプログラムを組み入れることは容易である。
【００３３】成長室３の内壁から、原料ガスや反応生成
物が気化する量は、主として内壁の温度と室内の圧力で
決まる。従って、成長室３内を真空排気する場合の前記
気化を防止する為には、真空排気を行う前に内壁の温度
を半導体層の成長時に比較して低くすると良い。加熱装
置３１は、その為に利用するものである。
物が気化する量は、主として内壁の温度と室内の圧力で
決まる。従って、成長室３内を真空排気する場合の前記
気化を防止する為には、真空排気を行う前に内壁の温度
を半導体層の成長時に比較して低くすると良い。加熱装
置３１は、その為に利用するものである。
【００３４】前記したところから、本発明に依る半導体
プロセス装置及びその使用方法に於いては、 （１）ウエハ交換室（例えばウエハ交換室１）とバルブ
（例えばバルブ５Ｄ）を介して連結され独立した排気装
置（例えば排気装置２３）で排気可能な中間室（例えば
中間室１１）と、前記中間室とバルブ（例えばバルブ５
Ｃ）を介して連結され独立した排気装置（例えば排気装
置２４）で排気可能であって且つ気体が供給されて（例
えば原料ガス供給管３Ａで供給する）半導体の成長或い
は加工を行う反応室（例えば成長室３）と、前記ウエハ
交換室とバルブ（例えばバルブ５Ｂ）を介して連結され
独立した排気装置（例えば排気装置２５）で排気可能な
超高真空を必要とする評価室（例えばＳＴＭなどを内容
とする評価室４）とを備えてなることを特徴とするか、
或いは、
プロセス装置及びその使用方法に於いては、 （１）ウエハ交換室（例えばウエハ交換室１）とバルブ
（例えばバルブ５Ｄ）を介して連結され独立した排気装
置（例えば排気装置２３）で排気可能な中間室（例えば
中間室１１）と、前記中間室とバルブ（例えばバルブ５
Ｃ）を介して連結され独立した排気装置（例えば排気装
置２４）で排気可能であって且つ気体が供給されて（例
えば原料ガス供給管３Ａで供給する）半導体の成長或い
は加工を行う反応室（例えば成長室３）と、前記ウエハ
交換室とバルブ（例えばバルブ５Ｂ）を介して連結され
独立した排気装置（例えば排気装置２５）で排気可能な
超高真空を必要とする評価室（例えばＳＴＭなどを内容
とする評価室４）とを備えてなることを特徴とするか、
或いは、
【００３５】（２）前記（１）に於いて、ウエハ交換室
と反応室との間に介在する中間室が複数であることを特
徴とする請求項１記載の半導体プロセス装置。
と反応室との間に介在する中間室が複数であることを特
徴とする請求項１記載の半導体プロセス装置。
【００３６】（３）前記（１）或いは（２）に於いて、
反応室に結合されて成長時或いは加工時に気体を排気す
る排気装置（例えばＲＰ２４Ａ）及び成長或いは加工が
終了した後に気体を排気する排気装置（例えばＴＭＰ２
４Ｂ）をもつことを特徴とするか、或いは、
反応室に結合されて成長時或いは加工時に気体を排気す
る排気装置（例えばＲＰ２４Ａ）及び成長或いは加工が
終了した後に気体を排気する排気装置（例えばＴＭＰ２
４Ｂ）をもつことを特徴とするか、或いは、
【００３７】（４）前記（１）或いは（２）或いは
（３）に於いて、成長時或いは加工時に気体を排気する
排気装置及び成長或いは加工が終了した後に気体を排気
する排気装置を切り換える際に反応室に反応用のガスと
は別の水素或いは窒素を流し得るガス供給管（例えば原
料ガス供給管３Ａを利用して良い）が設けられてなるこ
とを特徴とするか、或いは、
（３）に於いて、成長時或いは加工時に気体を排気する
排気装置及び成長或いは加工が終了した後に気体を排気
する排気装置を切り換える際に反応室に反応用のガスと
は別の水素或いは窒素を流し得るガス供給管（例えば原
料ガス供給管３Ａを利用して良い）が設けられてなるこ
とを特徴とするか、或いは、
【００３８】（５）前記（１）或いは（２）或いは
（３）或いは（４）に於いて、反応室と中間室との間の
バルブを開放する際に前記中間室内の圧力を前記反応室
内の圧力に比較して高くする為の気体を供給するガス供
給管（例えばガス供給管１１Ａ）が前記中間室に設けら
れてなることを特徴とするか、或いは、
（３）或いは（４）に於いて、反応室と中間室との間の
バルブを開放する際に前記中間室内の圧力を前記反応室
内の圧力に比較して高くする為の気体を供給するガス供
給管（例えばガス供給管１１Ａ）が前記中間室に設けら
れてなることを特徴とするか、或いは、
【００３９】（６）前記（１）或いは（２）或いは
（３）或いは（４）或いは（５）に於いて、反応室を真
空排気する際の温度を反応時の温度に比較して低く維持
する為の加熱装置（例えば加熱装置３１）が前記反応室
に設けられてなることを特徴とするか、或いは、
（３）或いは（４）或いは（５）に於いて、反応室を真
空排気する際の温度を反応時の温度に比較して低く維持
する為の加熱装置（例えば加熱装置３１）が前記反応室
に設けられてなることを特徴とするか、或いは、
【００４０】（７）前記（６）に於いて、加熱装置が反
応室に接触させたヒータ線であることを特徴とするか、
或いは、
応室に接触させたヒータ線であることを特徴とするか、
或いは、
【００４１】（８）前記（６）に於いて、加熱装置が反
応室に接触させた液体輸送パイプであることを特徴とす
るか、或いは、
応室に接触させた液体輸送パイプであることを特徴とす
るか、或いは、
【００４２】（９）前記（６）に於いて、加熱装置が反
応室を照射可能に設置された赤外線ランプであることを
特徴とするか、或いは、
応室を照射可能に設置された赤外線ランプであることを
特徴とするか、或いは、
【００４３】（１０）前記（１）或いは（２）或いは
（３）或いは（４）或いは（５）或いは（６）或いは
（７）或いは（８）或いは（９）に於いて、排気装置の
作動及び停止、バルブの開閉、気体の送入及び停止、各
室の温度、ウエハの移送を制御するプログラムが読み込
まれ且つそのプログラムにしたがって制御を行う制御装
置を備えてなることを特徴とするか、或いは、
（３）或いは（４）或いは（５）或いは（６）或いは
（７）或いは（８）或いは（９）に於いて、排気装置の
作動及び停止、バルブの開閉、気体の送入及び停止、各
室の温度、ウエハの移送を制御するプログラムが読み込
まれ且つそのプログラムにしたがって制御を行う制御装
置を備えてなることを特徴とするか、或いは、
【００４４】（１１）独立した排気装置（例えば排気装
置２４）で排気可能な反応室（例えば成長室３）にセッ
トされたウエハ（例えばウエハ１０）に気体を供給して
半導体の成長或いは加工を行う工程と、次いで、独立し
た排気装置（例えば排気装置２３）で予め排気され且つ
前記反応室の圧力に比較して若干高い圧力に維持された
中間室（例えば中間室１１）及び前記反応室との間に在
る第一のバルブ（例えばバルブ５Ｃ）を開いて前記ウエ
ハを前記中間室に移送する工程と、次いで、前記第一の
バルブを閉じて前記中間室の圧力を低下させてからウエ
ハ交換室（例えばウエハ交換室２）との間に在る第二の
バルブ（例えばバルブ５Ｄ）を開いてウエハを前記ウエ
ハ交換室に移送する工程と、次いで、前記第二のバルブ
を閉じて前記ウエハ交換室と評価室（例えば評価室４）
との間に在る第三のバルブ（例えばバルブ５Ｂ）を開い
てウエハを前記ウエハ評価室に移送する工程と、次い
で、前記第三のバルブを閉じてから超高真空中で前記ウ
エハの評価（例えばＳＴＭを用いて評価する）を行なう
工程とが含まれてなることを特徴とするか、或いは、
置２４）で排気可能な反応室（例えば成長室３）にセッ
トされたウエハ（例えばウエハ１０）に気体を供給して
半導体の成長或いは加工を行う工程と、次いで、独立し
た排気装置（例えば排気装置２３）で予め排気され且つ
前記反応室の圧力に比較して若干高い圧力に維持された
中間室（例えば中間室１１）及び前記反応室との間に在
る第一のバルブ（例えばバルブ５Ｃ）を開いて前記ウエ
ハを前記中間室に移送する工程と、次いで、前記第一の
バルブを閉じて前記中間室の圧力を低下させてからウエ
ハ交換室（例えばウエハ交換室２）との間に在る第二の
バルブ（例えばバルブ５Ｄ）を開いてウエハを前記ウエ
ハ交換室に移送する工程と、次いで、前記第二のバルブ
を閉じて前記ウエハ交換室と評価室（例えば評価室４）
との間に在る第三のバルブ（例えばバルブ５Ｂ）を開い
てウエハを前記ウエハ評価室に移送する工程と、次い
で、前記第三のバルブを閉じてから超高真空中で前記ウ
エハの評価（例えばＳＴＭを用いて評価する）を行なう
工程とが含まれてなることを特徴とするか、或いは、
【００４５】（１２）前記（１１）に於いて、反応室に
反応用気体を供給して半導体の成長或いは加工を行なう
間は第一の排気装置（例えばＲＰ２４Ａ）を動作させて
前記反応用気体の排気を行なう工程と、前記成長或いは
加工が終了してから前記反応室に前記反応用気体とは別
の水素或いは窒素などの気体を送入すると共に前記第一
の排気装置に代えて第二の排気装置（例えばＴＭＰ２４
Ｂ）を動作させて前記水素或いは窒素などの気体の排気
を行ない、しかる後、前記水素或いは窒素などの気体の
送入を停止させる工程とが含まれてなることを特徴とす
るか、或いは、
反応用気体を供給して半導体の成長或いは加工を行なう
間は第一の排気装置（例えばＲＰ２４Ａ）を動作させて
前記反応用気体の排気を行なう工程と、前記成長或いは
加工が終了してから前記反応室に前記反応用気体とは別
の水素或いは窒素などの気体を送入すると共に前記第一
の排気装置に代えて第二の排気装置（例えばＴＭＰ２４
Ｂ）を動作させて前記水素或いは窒素などの気体の排気
を行ない、しかる後、前記水素或いは窒素などの気体の
送入を停止させる工程とが含まれてなることを特徴とす
るか、或いは、
【００４６】（１３）前記（１１）或いは（１２）に於
いて、独立した排気装置で予め排気され且つ反応室の圧
力に比較して若干高い圧力に維持された中間室及び前記
反応室との間に在る第一のバルブを開いて前記ウエハを
前記中間室に移送する際に前記中間室に気体を送入して
（例えばガス供給管１１Ａから送入する）前記若干高い
圧力を維持することを特徴とするか、或いは、
いて、独立した排気装置で予め排気され且つ反応室の圧
力に比較して若干高い圧力に維持された中間室及び前記
反応室との間に在る第一のバルブを開いて前記ウエハを
前記中間室に移送する際に前記中間室に気体を送入して
（例えばガス供給管１１Ａから送入する）前記若干高い
圧力を維持することを特徴とするか、或いは、
【００４７】（１４）前記（１１）或いは（１２）或い
は（１３）に於いて、加熱装置（例えば加熱装置３１）
を制御し反応室を真空排気する際の温度を半導体の成長
中或いは加工中の温度に比較して低く維持することを特
徴とする。
は（１３）に於いて、加熱装置（例えば加熱装置３１）
を制御し反応室を真空排気する際の温度を半導体の成長
中或いは加工中の温度に比較して低く維持することを特
徴とする。
【００４８】
【作用】前記手段を採ることに依り、成長室や加工室な
どの反応室から超高真空の評価室への汚染物拡散を二段
階で抑制することができ、しかも、拡散を防ぐための圧
力分布を生成させることが可能であり、また、ＲＰから
オイルが逆拡散することも抑止できるのて、ウエハの汚
染を充分に防ぐことができる。従って、成長或いは加工
した半導体層表面を原子レベルで評価することが可能に
なり、その評価結果をフィードバックすることで成長条
件や加工条件を精密に決定することができる。
どの反応室から超高真空の評価室への汚染物拡散を二段
階で抑制することができ、しかも、拡散を防ぐための圧
力分布を生成させることが可能であり、また、ＲＰから
オイルが逆拡散することも抑止できるのて、ウエハの汚
染を充分に防ぐことができる。従って、成長或いは加工
した半導体層表面を原子レベルで評価することが可能に
なり、その評価結果をフィードバックすることで成長条
件や加工条件を精密に決定することができる。
【００４９】
【実施例】図２は本発明一実施例を解説する為の半導体
プロセス装置を表す要部平面図であり、本実施例は、有
機金属化学気相堆積（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：
ＭＯＣＶＤ）法を適用して成長させた半導体層の表面を
評価する場合を対象にしている。尚、図１に於いて用い
た記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つ
ものとする。
プロセス装置を表す要部平面図であり、本実施例は、有
機金属化学気相堆積（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：
ＭＯＣＶＤ）法を適用して成長させた半導体層の表面を
評価する場合を対象にしている。尚、図１に於いて用い
た記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つ
ものとする。
【００５０】図に於いて、２２Ａはターボ分子ポンプ
（ＴＭＰ）、２２Ｂはイオン・ポンプ（ＩＰ）、２４Ａ
はＲＰ、２４ＢはＴＭＰ、３２，３３，３４，３５，３
６はバルブ、４１，４２は真空計、４３は制御器、４４
はリーク・バルブをそれぞれ示している。
（ＴＭＰ）、２２Ｂはイオン・ポンプ（ＩＰ）、２４Ａ
はＲＰ、２４ＢはＴＭＰ、３２，３３，３４，３５，３
６はバルブ、４１，４２は真空計、４３は制御器、４４
はリーク・バルブをそれぞれ示している。
【００５１】本実施例に於いては、ウエハ導入室１は排
気速度６０〔リットル／秒〕のＴＭＰからなる排気装置
２１で、ウエハ交換室２は排気速度１５０〔リットル／
秒〕のＴＭＰ２２Ａ及び排気速度２０〔リットル／秒〕
のＩＰ２２Ｂからなる排気装置２２で、成長室３は排気
速度２５０〔リットル／秒〕のＲＰ２４Ａ及び排気速度
６０〔リットル／秒〕のＴＭＰ２４Ｂからなる排気装置
２４（図１参照）で、評価室４は排気速度１２０〔リッ
トル／秒〕のＩＰ及びサブリメーション・ポンプ（Ｓ
Ｐ）を組み合わせた排気装置２５で、中間室１１は１１
〔リットル／秒〕のＴＭＰ或いはＩＰからなる排気装置
２３に依って、それぞれ排気されるようになっている。
尚、中間室１１を排気する排気装置２３は特に水素排気
能力が大きいものを用いている。
気速度６０〔リットル／秒〕のＴＭＰからなる排気装置
２１で、ウエハ交換室２は排気速度１５０〔リットル／
秒〕のＴＭＰ２２Ａ及び排気速度２０〔リットル／秒〕
のＩＰ２２Ｂからなる排気装置２２で、成長室３は排気
速度２５０〔リットル／秒〕のＲＰ２４Ａ及び排気速度
６０〔リットル／秒〕のＴＭＰ２４Ｂからなる排気装置
２４（図１参照）で、評価室４は排気速度１２０〔リッ
トル／秒〕のＩＰ及びサブリメーション・ポンプ（Ｓ
Ｐ）を組み合わせた排気装置２５で、中間室１１は１１
〔リットル／秒〕のＴＭＰ或いはＩＰからなる排気装置
２３に依って、それぞれ排気されるようになっている。
尚、中間室１１を排気する排気装置２３は特に水素排気
能力が大きいものを用いている。
【００５２】成長室３には原料ガス供給管３Ａを介して
原料ガスが送入されるようになっていて、ＲＰ２４Ａか
らのオイルの逆拡散を防ぐには、成長室３に原料ガス供
給管３Ａを介し、微量であっても、常に水素或いは窒素
を流しておくことが効果的である。尚、ＴＭＰ及びＩＰ
は本質的にオイル・フリーであるから、そのまま排気し
ても清浄な真空を生成させることができる。
原料ガスが送入されるようになっていて、ＲＰ２４Ａか
らのオイルの逆拡散を防ぐには、成長室３に原料ガス供
給管３Ａを介し、微量であっても、常に水素或いは窒素
を流しておくことが効果的である。尚、ＴＭＰ及びＩＰ
は本質的にオイル・フリーであるから、そのまま排気し
ても清浄な真空を生成させることができる。
【００５３】成長室３並びに中間室１１の真空度は、そ
れぞれ真空計４１及び４２でモニタする。成長室３に対
応する真空計４１としては、ピラニ・ゲージと冷陰極イ
オン・ゲージの二つを用い、成長後、１０-3〔Ｔｏｒ
ｒ〕まではピラニ・ゲージを動作させ、それより真空度
が高くなったら、冷陰極イオン・ゲージのスイッチがオ
ンとなるようにしておけば良い。中間室１１に対応する
真空計４２としては、冷陰極イオン・ゲージを用いるこ
とができる。
れぞれ真空計４１及び４２でモニタする。成長室３に対
応する真空計４１としては、ピラニ・ゲージと冷陰極イ
オン・ゲージの二つを用い、成長後、１０-3〔Ｔｏｒ
ｒ〕まではピラニ・ゲージを動作させ、それより真空度
が高くなったら、冷陰極イオン・ゲージのスイッチがオ
ンとなるようにしておけば良い。中間室１１に対応する
真空計４２としては、冷陰極イオン・ゲージを用いるこ
とができる。
【００５４】真空計４１は、成長室３に直接取り付ける
と、原料ガスに依って汚染されるので、バルブ３６とＴ
ＭＰ２４Ｂとの間に設置し、真空計４１と４２の出力は
制御器４３で比較することができるようにしてある。
と、原料ガスに依って汚染されるので、バルブ３６とＴ
ＭＰ２４Ｂとの間に設置し、真空計４１と４２の出力は
制御器４３で比較することができるようにしてある。
【００５５】成長室３を加熱する為の構成は、成長室３
にヒータ、或いは、液体輸送パイプを巻いておき、加熱
装置３１に依って温度を制御しながらヒータに電流を流
したり、液体輸送パイプに液体を流すようにする。加熱
は赤外線ランプの光照射に依って行うこともできる。加
熱温度の下限は室温、上限は内壁に到達した原料ガスが
熱分解しない温度であり、１００〔℃〕乃至２００
〔℃〕が適当である。
にヒータ、或いは、液体輸送パイプを巻いておき、加熱
装置３１に依って温度を制御しながらヒータに電流を流
したり、液体輸送パイプに液体を流すようにする。加熱
は赤外線ランプの光照射に依って行うこともできる。加
熱温度の下限は室温、上限は内壁に到達した原料ガスが
熱分解しない温度であり、１００〔℃〕乃至２００
〔℃〕が適当である。
【００５６】ここで、図示のプロセス装置を使用し、成
長室でＧａＡｓウエハ上にＧａＡｓ層をエピタキシャル
成長させ、その後、超高真空室でＳＴＭで評価を行う場
合について説明する。
長室でＧａＡｓウエハ上にＧａＡｓ層をエピタキシャル
成長させ、その後、超高真空室でＳＴＭで評価を行う場
合について説明する。
【００５７】（１） 各室の到達真空度は、 ウエハ導入室１は１×１０-4〔Ｔｏｒｒ〕以下 ウエハ交換室２は１×１０-8〔Ｔｏｒｒ〕以下 成長室３は１×１０-6〔Ｔｏｒｒ〕以下 評価室４は１×１０-10 〔Ｔｏｒｒ〕以下 中間室１１は１×１０-8〔Ｔｏｒｒ〕以下 である。尚、供給する水素ガスと窒素ガスは、純化装置
を通した高純度のものを用いる必要がある。
を通した高純度のものを用いる必要がある。
【００５８】（２） ＧａＡｓ層のエピタキシャル成長
させるには、成長室３中に水素、トリメチルガリウム
（ＴＭＧａ：Ｇａ（ＣＨ3 ）3 ）とアルシン（Ａｓ
Ｈ3 ）とを供給する。成長時のウエハ温度は６００
〔℃〕、圧力は７６〔Ｔｏｒｒ〕であり、また、成長室
３の温度は１５０〔℃〕に維持する。
させるには、成長室３中に水素、トリメチルガリウム
（ＴＭＧａ：Ｇａ（ＣＨ3 ）3 ）とアルシン（Ａｓ
Ｈ3 ）とを供給する。成長時のウエハ温度は６００
〔℃〕、圧力は７６〔Ｔｏｒｒ〕であり、また、成長室
３の温度は１５０〔℃〕に維持する。
【００５９】（３） ＧａＡｓ層のエピタキシャル成長
を停止するには、ＴＭＧａの供給を停止する。
を停止するには、ＴＭＧａの供給を停止する。
【００６０】（４） ウエハ温度を室温付近まで低下さ
せるに当たり、３００〔℃〕以下になるまでは、表面か
らＡｓが蒸発するのを抑止する為、ＡｓＨ3 と水素を流
し、３００〔℃〕以下になったら水素のみを流すように
する。ＡｓＨ3 の供給を停止した際には、成長室３を加
熱する為の電流も遮断する。
せるに当たり、３００〔℃〕以下になるまでは、表面か
らＡｓが蒸発するのを抑止する為、ＡｓＨ3 と水素を流
し、３００〔℃〕以下になったら水素のみを流すように
する。ＡｓＨ3 の供給を停止した際には、成長室３を加
熱する為の電流も遮断する。
【００６１】（５） ６０〔℃〕以下で水素の流量を低
減させて、成長室３の圧力が１〔Ｔｏｒｒ〕から０．５
〔Ｔｏｒｒ〕の間となるようにする。
減させて、成長室３の圧力が１〔Ｔｏｒｒ〕から０．５
〔Ｔｏｒｒ〕の間となるようにする。
【００６２】（６） ＲＰ２４Ａに対応するバルブ３５
を閉じると同時にＴＭＰ２４Ｂに対応するバルブ３６を
開ける。通常、ＴＭＰは、１〔Ｔｏｒｒ〕以下であれば
急激な圧力上昇に充分耐えられる。然しながら、ＴＭＰ
２４Ｂの寿命を長く保つには、バルブ３６を開く前に、
ＴＭＰ２４Ｂを待機モードにして回転速度を平常時の半
分に低下させると良い。水素を流したままでＲＰ２４Ａ
からＴＭＰ２４Ｂに切り換える理由は、ＲＰ２４Ａから
のオイルの逆拡散を防止する為である。
を閉じると同時にＴＭＰ２４Ｂに対応するバルブ３６を
開ける。通常、ＴＭＰは、１〔Ｔｏｒｒ〕以下であれば
急激な圧力上昇に充分耐えられる。然しながら、ＴＭＰ
２４Ｂの寿命を長く保つには、バルブ３６を開く前に、
ＴＭＰ２４Ｂを待機モードにして回転速度を平常時の半
分に低下させると良い。水素を流したままでＲＰ２４Ａ
からＴＭＰ２４Ｂに切り換える理由は、ＲＰ２４Ａから
のオイルの逆拡散を防止する為である。
【００６３】（７） 水素の供給を停止してから、ＴＭ
Ｐ２４Ｂを平常運転モードに戻して１×１０-6〔Ｔｏｒ
ｒ〕以下まで排気する。
Ｐ２４Ｂを平常運転モードに戻して１×１０-6〔Ｔｏｒ
ｒ〕以下まで排気する。
【００６４】（８） 予め、ＴＭＰまたはＩＰからなる
排気装置２３で排気しておいた中間室１１にリーク・バ
ルブ４４及びガス供給管１１Ａを介して窒素を供給して
常に成長室３よりも若干高い圧力を維持する。リーク・
バルブ４４の制御は制御器４３に依って行う。尚、ここ
で、水素でなく、窒素を供給する理由は、ＴＭＰやＩＰ
の排気能力が水素に対して小さいことに依る。また、こ
の工程は、中間室１１の汚染を防止する為に実施するの
であるが、場合に依って省略しても良い。
排気装置２３で排気しておいた中間室１１にリーク・バ
ルブ４４及びガス供給管１１Ａを介して窒素を供給して
常に成長室３よりも若干高い圧力を維持する。リーク・
バルブ４４の制御は制御器４３に依って行う。尚、ここ
で、水素でなく、窒素を供給する理由は、ＴＭＰやＩＰ
の排気能力が水素に対して小さいことに依る。また、こ
の工程は、中間室１１の汚染を防止する為に実施するの
であるが、場合に依って省略しても良い。
【００６５】（９） バルブ５Ｃを開き、ウエハを中間
室１１に移送してから、バルブ５Ｃを閉じる。ここでガ
ス供給管１１Ａからの窒素の供給も停止する。
室１１に移送してから、バルブ５Ｃを閉じる。ここでガ
ス供給管１１Ａからの窒素の供給も停止する。
【００６６】（１０） 中間室１１内の圧力が１×１０
-8〔Ｔｏｒｒ〕以下に回復するまで待機する。
-8〔Ｔｏｒｒ〕以下に回復するまで待機する。
【００６７】（１１） バルブ５Ｄを開き、ウエハをウ
エハ交換室２に移送してから、バルブ５Ｄを閉じる。こ
の後、ウエハを評価室４に移送し、通常の技法に依っ
て、ＳＴＭなどを用いて評価を行えば良い。
エハ交換室２に移送してから、バルブ５Ｄを閉じる。こ
の後、ウエハを評価室４に移送し、通常の技法に依っ
て、ＳＴＭなどを用いて評価を行えば良い。
【００６８】前記のような工程を経ることで、ＭＯＣＶ
Ｄ法に依る半導体層の成長を行う成長室３から原料ガス
が拡散することを防ぎ且つウエハが汚染されることを防
ぎつつ、ウエハを超高真空室、即ち、評価室４まで容易
に移送することができる。
Ｄ法に依る半導体層の成長を行う成長室３から原料ガス
が拡散することを防ぎ且つウエハが汚染されることを防
ぎつつ、ウエハを超高真空室、即ち、評価室４まで容易
に移送することができる。
【００６９】前記した本発明に依る半導体プロセス装置
の使用方法は煩雑なようであるが、バルブの開閉など
は、電動バルブを用い、シーケンサにプログラムを入れ
ておくことで容易に自動化することができる。
の使用方法は煩雑なようであるが、バルブの開閉など
は、電動バルブを用い、シーケンサにプログラムを入れ
ておくことで容易に自動化することができる。
【００７０】ウエハの移送も自動化が可能であるが、ウ
エハの受け渡しには、微妙な位置決めが必要であり、手
動の方が安全である。
エハの受け渡しには、微妙な位置決めが必要であり、手
動の方が安全である。
【００７１】前記のようにすると、半導体層の成長停止
後３０〔分〕以内にウエハ交換室２までウエハを移送す
ることができる。通常、半導体の清浄表面は、１０-10
〔Ｔｏｒｒ〕の真空中でも、２０〔分〕間で汚染物に覆
われると言われている。然しながら、ＣＶＤ法で成長し
た半導体層の表面は、真空中で温度を上昇させない限
り、水素原子で保護されているから、外部からの汚染物
が表面に吸着される確率は極めて低い。従って、前記説
明した移送の途中で表面状態が損なわれる虞は小さい。
後３０〔分〕以内にウエハ交換室２までウエハを移送す
ることができる。通常、半導体の清浄表面は、１０-10
〔Ｔｏｒｒ〕の真空中でも、２０〔分〕間で汚染物に覆
われると言われている。然しながら、ＣＶＤ法で成長し
た半導体層の表面は、真空中で温度を上昇させない限
り、水素原子で保護されているから、外部からの汚染物
が表面に吸着される確率は極めて低い。従って、前記説
明した移送の途中で表面状態が損なわれる虞は小さい。
【００７２】本発明に於いては、前記実施例に限られる
ことなく、他に多くの改変を実施することができるの
で、次に、その若干の例を挙げる。
ことなく、他に多くの改変を実施することができるの
で、次に、その若干の例を挙げる。
【００７３】前記実施例では、半導体層の成長装置並び
に評価装置の結合について説明したが、その他、ガスを
供給してウエハを加工する装置、例えば、反応性イオン
・エッチングを実施する装置でも同様な構成にすること
ができる。
に評価装置の結合について説明したが、その他、ガスを
供給してウエハを加工する装置、例えば、反応性イオン
・エッチングを実施する装置でも同様な構成にすること
ができる。
【００７４】半導体層の成長方法も、前記説明したよう
なＭＯＣＶＤ法の他にガス・ソースＭＢＥ法、塩化物系
気相成長法など、ウエハに気体状の原料を輸送する成長
法を実施する場合、或いは、前記気体を原料にしなくて
も、成長時や加工時に於ける圧力が１×１０-5〔Ｔｏｒ
ｒ〕以上になるような場合に適用して有効である。
なＭＯＣＶＤ法の他にガス・ソースＭＢＥ法、塩化物系
気相成長法など、ウエハに気体状の原料を輸送する成長
法を実施する場合、或いは、前記気体を原料にしなくて
も、成長時や加工時に於ける圧力が１×１０-5〔Ｔｏｒ
ｒ〕以上になるような場合に適用して有効である。
【００７５】前記実施例では、中間室が一つであるプロ
セス装置を例示したが、同じ構成の複数の中間室をシリ
アルに接続しても良い。
セス装置を例示したが、同じ構成の複数の中間室をシリ
アルに接続しても良い。
【００７６】
【発明の効果】本発明に依る半導体プロセス装置及びそ
の使用方法に於いては、独立した排気装置をもつ反応室
にウエハをセットして必要とする気体を供給して半導体
の成長や加工を行い、第一のバルブを開き、独立した排
気装置で予め排気されて反応室の圧力に比較して若干高
い圧力に維持された中間室にウエハを移送し、第一のバ
ルブを閉じ、中間室の圧力を低下させてから第二のバル
ブを開き、ウエハ交換室にウエハを移送し、第二のバル
ブを閉じ、第三のバルブを開き、ウエハ評価室に移送
し、第三のバルブを閉じ、超高真空中でウエハの評価を
行なうようにする。
の使用方法に於いては、独立した排気装置をもつ反応室
にウエハをセットして必要とする気体を供給して半導体
の成長や加工を行い、第一のバルブを開き、独立した排
気装置で予め排気されて反応室の圧力に比較して若干高
い圧力に維持された中間室にウエハを移送し、第一のバ
ルブを閉じ、中間室の圧力を低下させてから第二のバル
ブを開き、ウエハ交換室にウエハを移送し、第二のバル
ブを閉じ、第三のバルブを開き、ウエハ評価室に移送
し、第三のバルブを閉じ、超高真空中でウエハの評価を
行なうようにする。
【００７７】前記構成を採ることに依り、ガスを流す成
長室や加工室などの反応室から超高真空の評価室への汚
染物拡散を二段階で抑制することができ、しかも、汚染
物の拡散を防ぐための圧力分布を生成させることが可能
であり、また、ＲＰからオイルが逆拡散することも抑止
できるので、ウエハの汚染を防ぎ、清浄なままで移送す
ることができる。従って、ＣＶＤで成長した半導体層表
面を原子レベルで評価することが可能になり、その評価
結果をフィードバックすることでＣＶＤの成長条件を精
密に決定することができる。更にまた、装置の保守の為
の負担を低減することができ、しかも、安全性を向上さ
せることができる。
長室や加工室などの反応室から超高真空の評価室への汚
染物拡散を二段階で抑制することができ、しかも、汚染
物の拡散を防ぐための圧力分布を生成させることが可能
であり、また、ＲＰからオイルが逆拡散することも抑止
できるので、ウエハの汚染を防ぎ、清浄なままで移送す
ることができる。従って、ＣＶＤで成長した半導体層表
面を原子レベルで評価することが可能になり、その評価
結果をフィードバックすることでＣＶＤの成長条件を精
密に決定することができる。更にまた、装置の保守の為
の負担を低減することができ、しかも、安全性を向上さ
せることができる。
【図１】本発明の原理を解説する為の半導体プロセス装
置を表す要部平面図である。
置を表す要部平面図である。
【図２】本発明一実施例を解説する為の半導体プロセス
装置を表す要部平面図である。
装置を表す要部平面図である。
【図３】半導体層の成長及び評価を離隔した領域で行う
ようにした従来の技術を解説する為の半導体プロセス装
置を表す要部平面図である。
ようにした従来の技術を解説する為の半導体プロセス装
置を表す要部平面図である。
１ ウエハ導入室 １Ａ ウエハ・ホルダ ２ ウエハ交換室 ２Ａ 回転台 ３ 成長室 ３Ａ 原料ガス供給管 ４ 評価室 ５Ａ バルブ ５Ｂ バルブ ５Ｃ バルブ ５Ｄ バルブ ６ トランスファ・ロッド １０ ウエハ １１ 中間室 １１Ａ ガス供給管 ２１ ウエハ導入室１の排気装置 ２２ ウエハ交換室２の排気装置 ２２Ａ ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ） ２２Ｂ イオン・ポンプ（ＩＰ） ２３ 中間室１１の排気装置 ２４ 成長室３の排気装置 ２４Ａ ＲＰ ２４Ｂ ＴＭＰ ２５ 評価室４の排気装置 ３１ 加熱装置 ３２ バルブ ３３ バルブ ３４ バルブ ３５ バルブ ３６ バルブ ４１ 真空計 ４２ 真空計 ４３ 制御器 ４４ リーク・バルブ
Claims (14)
- 【請求項１】ウエハ交換室とバルブを介して連結され独
立した排気装置で排気可能な中間室と、 前記中間室とバルブを介して連結され独立した排気装置
で排気可能であって且つ気体が供給されて半導体の成長
或いは加工を行う反応室と、 前記ウエハ交換室とバルブを介して連結され独立した排
気装置で排気可能な超高真空を必要とする評価室とを備
えてなることを特徴とする半導体プロセス装置。 - 【請求項２】ウエハ交換室と反応室との間に介在する中
間室が複数であることを特徴とする請求項１記載の半導
体プロセス装置。 - 【請求項３】反応室に結合されて成長時或いは加工時に
気体を排気する排気装置及び成長或いは加工が終了した
後に気体を排気する排気装置をもつことを特徴とする請
求項１或いは２記載の半導体プロセス装置。 - 【請求項４】成長時或いは加工時に気体を排気する排気
装置及び成長或いは加工が終了した後に気体を排気する
排気装置を切り換える際に反応室に反応用のガスとは別
の水素或いは窒素を流し得るガス供給管が設けられてな
ることを特徴とする請求項１或いは２或いは３記載の半
導体プロセス装置。 - 【請求項５】反応室と中間室との間のバルブを開放する
際に前記中間室内の圧力を前記反応室内の圧力に比較し
て高くする為の気体を供給するガス供給管が前記中間室
に設けられてなることを特徴とする請求項１或いは２或
いは３或いは４記載の半導体プロセス装置。 - 【請求項６】反応室を真空排気する際の温度を反応時の
温度に比較して低く維持する為の加熱装置が前記反応室
に設けられてなることを特徴とする請求項１或いは２或
いは３或いは４或いは５記載の半導体プロセス装置。 - 【請求項７】加熱装置が反応室に接触させたヒータ線で
あることを特徴とする請求項６記載の半導体プロセス装
置。 - 【請求項８】加熱装置が反応室に接触させた液体輸送パ
イプであることを特徴とする請求項６記載の半導体プロ
セス装置。 - 【請求項９】加熱装置が反応室を照射可能に設置された
赤外線ランプであることを特徴とする請求項６記載の半
導体プロセス装置。 - 【請求項１０】排気装置の作動及び停止、バルブの開
閉、気体の送入及び停止、各室の温度、ウエハの移送を
制御するプログラムが読み込まれ且つそのプログラムに
したがって制御を行う制御装置を備えてなることを特徴
とする請求項１或いは２或いは３或いは４或いは５或い
は６或いは７或いは８或いは９記載の半導体プロセス装
置。 - 【請求項１１】独立した排気装置で排気可能な反応室に
セットされたウエハに気体を供給して半導体の成長或い
は加工を行う工程と、 次いで、独立した排気装置で予め排気され且つ前記反応
室の圧力に比較して若干高い圧力に維持された中間室及
び前記反応室との間に在る第一のバルブを開いて前記ウ
エハを前記中間室に移送する工程と、 次いで、前記第一のバルブを閉じて前記中間室の圧力を
低下させてからウエハ交換室との間に在る第二のバルブ
を開いてウエハを前記ウエハ交換室に移送する工程と、 次いで、前記第二のバルブを閉じて前記ウエハ交換室と
評価室との間に在る第三のバルブを開いてウエハを前記
ウエハ評価室に移送する工程と、 次いで、前記第三のバルブを閉じてから超高真空中で前
記ウエハの評価を行なう工程とが含まれてなることを特
徴とする半導体プロセス装置の使用方法。 - 【請求項１２】反応室に反応用気体を供給して半導体の
成長或いは加工を行なう間は第一の排気装置を動作させ
て前記反応用気体の排気を行なう工程と、 前記成長或いは加工が終了してから前記反応室に前記反
応用気体とは別の水素或いは窒素などの気体を送入する
と共に前記第一の排気装置に代えて第二の排気装置を動
作させて前記水素或いは窒素などの気体の排気を行な
い、しかる後、前記水素或いは窒素などの気体の送入を
停止させる工程とが含まれてなることを特徴とする請求
項１１記載の半導体プロセス装置の使用方法。 - 【請求項１３】独立した排気装置で予め排気され且つ反
応室の圧力に比較して若干高い圧力に維持された中間室
及び前記反応室との間に在る第一のバルブを開いて前記
ウエハを前記中間室に移送する際に前記中間室に気体を
送入して前記若干高い圧力を維持することを特徴とする
請求項１１或いは１２記載の半導体プロセス装置の使用
方法。 - 【請求項１４】加熱装置を制御し反応室を真空排気する
際の温度を半導体の成長中或いは加工中の温度に比較し
て低く維持することを特徴とする請求項１１或いは１２
或いは１３記載の半導体プロセス装置の使用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23798993A JPH0794571A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 半導体プロセス装置及びその使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23798993A JPH0794571A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 半導体プロセス装置及びその使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794571A true JPH0794571A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=17023471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23798993A Withdrawn JPH0794571A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 半導体プロセス装置及びその使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794571A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007280958A (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-25 | Korea Electrotechnology Research Inst | マイクロ集束レベルの電子ビーム発生用炭素ナノチューブ基板分離型の放射線管システム |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP23798993A patent/JPH0794571A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007280958A (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-25 | Korea Electrotechnology Research Inst | マイクロ集束レベルの電子ビーム発生用炭素ナノチューブ基板分離型の放射線管システム |
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