JPH09275130A - 化学気相蒸着設備のウェーハローディング室の空気流案内装置 - Google Patents
化学気相蒸着設備のウェーハローディング室の空気流案内装置Info
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- JPH09275130A JPH09275130A JP8196016A JP19601696A JPH09275130A JP H09275130 A JPH09275130 A JP H09275130A JP 8196016 A JP8196016 A JP 8196016A JP 19601696 A JP19601696 A JP 19601696A JP H09275130 A JPH09275130 A JP H09275130A
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Abstract
置した、ボートに載せたウェーハが、室内の他の部分か
ら発生する不純物から汚染を受けないようにすることの
できる、CVD設備のウェーハローディング室の空気流
案内装置を提供する。 【解決手段】 化学気相蒸着を行う反応室にボート28
を介してローディングされるウェーハの清浄維持のた
め、ウェーハローディング室22の内部へ清浄空気流を
供給する送風部において、送風部の内壁に空気の流れを
一定の方向に案内するための案内手段を設けた。案内手
段は複数個のダンパ26から構成することができ、複数
のダンパ26は、清浄空気流を濾過して供給する目的で
設置されているフィルター24の、特に、ボート28側
の一部に部分的に設けることがウェーハの汚染防止のた
めに効果的である。各ダンパ26のボート28に向かう
角度、及び長さを、その相互の配列順序に従って調整
し、室内の空気の流れ方を制御するようにするとなおよ
い。
Description
のウェーハローディング室の空気流案内装置に関し、特
に、低圧化学気相蒸着工程の前後において、ウェーハを
載せたボート側に高清浄の空気を送風するため改良を加
えた空気流入ユニットを有する、化学気相蒸着設備のウ
ェーハローディング室の空気流案内装置に関する。
等を半導体チップとして実現するためにウェーハ(wafer
)が用いられる。ウェーハは、酸化、拡散、蒸着、エッ
チング及びパッゲージング(packaging )などの工程を経
た後、所望の容量を有するROM、RAM、特定回路を
内蔵した集積回路などの半導体チップとして完成する。
膜を蒸着するためによく用いられる技術として、化学気
相蒸着(Chemical Vapor Deposition: 以下、CVDとい
う )法がある。CVDは、常圧CVD(APCVD )、低圧C
VD(LPCVD )及びプラズマCVD(PECVD )に大別するこ
とができる。低圧CVDは、MOS集積回路や各種のト
ランジスタや電荷結合素子(CCD:Charge Coupled Device
)等を製造するためによく用いられている。特に低圧C
VDは、同一ウェーハ内、及びウェーハ間における薄膜
の厚さ及び抵抗の均一性において優れており、低温低圧
プロセスのため反応炉とウェーハからのオートドーピン
グを抑えることができ、多量のウェーハを同時に処理す
ることができて経済的であり、また、低温プロセスのた
めウェーハ中に予め形成された不純物分布を維持するこ
とができる。
や酸化膜などを形成するために低圧CVDが用いられて
おり、低圧CVDを行う設備は大きく反応室とウェーハ
ローディング室に分けられる。
気に設定されていて、ボート(Boat)に載せられローディ
ング(loading )されたウェーハに薄膜を形成する装置で
ある。ウェーハローディング室は、ウェーハをボートに
載せて待機させた後、薄膜蒸着を行うために反応室にロ
ーディングしたり、工程を終えて薄膜を蒸着したウェー
ハをボートに載せてアンローディングする装置である。
するSiH4 、N2 O、PH3 及びN2 等のガスを反応
室に供給するためのガス供給設備と、ボートに載せた工
程前後のウェーハが、パーティクル(particle)として周
囲に存在する不純物から汚染を受けないよう、清浄な空
気をウェーハローディング室へ送風させ、排気させるた
めの空調設備が設けられている。
反応室の下部にウェーハローディング室が設けられてい
る。反応室へは蒸着に用いるガスを注入できるようにな
っており、ウェーハローディング室へは、パーティクル
等の不純物によるウェーハの汚染を防ぐため、エアシャ
ワーのための清浄な空気を供給及び排気できるようにな
っている。
D設備のウェーハローディング室の平面図であり、図6
(B)はその側面図である。
ロット(lot )単位別にキャリヤ(carrier )に載せて搬送
されたウェーハをボート12へ移したり、ボート12に
載せたウェーハを後続設備に移送するためにキャリヤへ
移すためのロボット(図示せず)が配置されている。ま
た、多数のウェーハを一度に反応室内部にローディング
して蒸着させるように昇降動作を行うボート12が配置
されている。さらに、室内の一壁には、外部に設置した
空気送風空調装置(図示せず)の送風用ファン(図示せ
ず)の回転によって取り込まれる空気を濾過するため、
フィルター14が設けられており、その反対側の壁に
は、内部の空気を外部に設置した空気排出空調装置(図
示せず)へ排出するため、複数個の排出口16が設けら
れている。
(B)のように構成された従来の垂直型低圧CVD設備
において、ウェーハ上の不純物除去を効果的に行うため
には、ウェーハローディング室10の内部へファンの回
転によって、0.2〜0.4m/s程の速度で高清浄の
空気を供給しなければならない。
に構成された従来の垂直型低圧CVD設備では、ウェー
ハローディング室10の内部容量に比べてフィルター1
4の面積が小さく、また、流入する空気がボート12に
直接送風されるようにボート12の位置が設計されては
いない。このため、フィルター14から取入れ、流入し
てきた空気はボート12に載せたウェーハにすぐ進ま
ず、図6(A)に示した矢印のように気流が形成され
る。従って、ロボットのような他の部分に存在するパー
ティクルが気流に乗ってウェーハを汚染する可能性があ
る。
正に設定されていないためボート12の付近で渦流が形
成され、このような渦流によって円滑な不純物の排出が
困難となる。このため、従来においては、ウェーハロー
ディング室10内のパーティクルを測定すると、単位面
積当たり約100〜300個程度のパーティクルが検出
され、これによってウェーハが汚染されるという問題点
があった。
する気流の進行にも影響を及ぼす。すなわち、ウェーハ
上の不純物の除去に一番大きな影響のあるボート12が
位置する側に、渦流に起因して気流の流速が約0〜0.
2m/s程度に激減する死点(dead point)18ができ
る。死点18を通過して流入する空気はウェーハ及びボ
ートの清浄に全く寄与しないという問題点もあった。
ルター14の面積及び位置を根本的に改善しなければな
らない。しかし、半導体製造設備は高価であって、予め
セットアップされた設備を構造変更したり、取り替えた
りすると、高額な費用負担が発生するため、構造変更や
取り替えが難しいという問題点があった。また、設備の
レイアウト変更は、各設備間の構造上の関係から難しい
という問題もあった。
ーディング室内に配置した、ボートに載せたウェーハ
が、室内の他の部分から発生する不純物から汚染を受け
ないようにした、CVD設備のウェーハローディング室
の空気流案内装置を提供することにある。
ハローディング室内に配置した、ボートに載せたウェー
ハが、送り込まれた清浄な空気により直接にエアシャワ
ーを受けて、ウェーハ上の不純物を効果的に除去するこ
とのできる、CVD設備のウェーハローディング室の空
気流案内装置を提供することにある。
せず、流入する空気が各々の場所を適切な流速で流れる
ように室内における気流を案内することのできる、CV
D設備のウェーハローディング室の空気流案内装置を提
供することにある。
着設備のウェーハローディング室の空気流案内装置は、
化学気相蒸着のためボートを介して反応室にローディン
グされるウェーハの清浄度維持のために、ウェーハロー
ディング室の内部に清浄な空気流を供給する送風部の内
壁に、空気の流れを一定の方向に案内するための案内手
段が設けられてなる。
とができる。複数個のダンパは、室内へ送風する空気を
濾過して流入させるために設置されたフィルターに設
け、さらに、なるべくフィルターのボート側の一部領域
に部分的に設けるのが望ましい。この場合、気流が案内
されて空気の室内への流入が円滑に行われ、ボートに載
せた化学気相蒸着プロセス前後のウェーハは、ウェーハ
ローディング室内の他の部分に存在するパーティクルの
ような不純物に汚染されず、ウェーハの位置するボート
部分の清浄度は著しく向上する。
接ウェーハに供給されて、ウェーハがエアシャワーを受
け、ウェーハ上の不純物が気流によって除去されるの
で、ウェーハの不純物汚染度を著しく低減することがで
き、このためウェーハの歩留まりが向上する。
に図面を参照しながら説明する。
装置は、反応室20の下部に位置したウェーハローディ
ング室22のフィルター24にダンパ26が複数個設け
てなり、ダンパ26は、フィルター24を通過する空気
流の一部をボート28側に案内するように構成されてい
る。
パ26は、図2において、代表的な結合方法の一つであ
るボルトによって結合させたものを示したが、不純物の
発生を最小限に抑えることのできる結合方法であれば、
他の結合方法によったものでもよい。ダンパ26は、フ
ィルター24のボート28が位置する側の一部に複数個
設けている。
内するように、図3に示すように長さと案内角を調節し
て結合されている。すなわち、ボート28に対する案内
角は、θ1>θ2>θ3>θ4>θ5となるように調節
されており、長さはこれと反対に、ボート28に近いダ
ンパ26ほど長く構成されている。図4に示したよう
に、案内角は、ダンパ26がロボット30を避けて気流
を正確にボート28に案内しうる範囲内で、調整するこ
とができる。望ましくは、両端のダンパ26が指向する
方向が、ボート28の円周に外接するように案内角を設
定するのが最も適切である。
て、図5(A)及び図5(B)に示したように、フィル
ター24から排出口32への気流が形成される。従っ
て、低圧CVDを行うウェーハや、低圧工程を行うウェ
ーハがボート28に載った状態で各ウェーハ上の不純物
を除去し、空気に乗せて排出するために、空気を空気送
風空調装置からフィルター24を介して流入させると、
ダンパ26によって案内されていない空気は、自由気流
を形成して、ロボット30などの部分に存在する不純物
を乗せ、排出口32から排出される。一方、ダンパ26
によって案内される空気は、この案内によって、ボート
28を経て排出口32から排出される。このように、フ
ィルター24を介して供給された高清浄の空気が直接に
ボート28やウェーハに案内されるので、ボートまたは
ウェーハに存在する不純物が気流に乗って、空気ととも
に除去され排出される。
よる場合には流速を減少させる渦流が発生しないので、
ファンの回転によって送り込まれる空気の流速を、0.
2〜0.4m/s程度に維持することができる。
ーハローディング室において、よく用いられているパー
ティクル測定装置の一つであるメト−ワン・パーティク
ルカウンタ2100(Met-One Particle Counter 2100)
機種を用いて、直径約0.1μm以上のパーティクルを
対象としてパーティクル数を測定したところ、表1のよ
うな結果が得られた。
含まれる0.1μm以上のパーティクルの数を表してい
る。測定は、ウェーハローディング室の上部(1)、中
部(2)及び下部(3)において、また、ボート28の
中央と(C)、左側(L)、及び右側(R)の合計9箇
所で行い、それぞれの場所において一定の時間をおい
て、本発明による同一条件下で4回同じ測定を行った。
で存在していたパーティクルは、本発明によった場合、
全ての位置において平均して0〜2個程度の水準に激減
した。
6によって空気の気流がボート28に案内されたことの
結果として、他の部分に存在していたパーティクルはボ
ート28に載ったウェーハを汚染せずにすぐに排出口3
2へ排出される。また、ウェーハ上に存在していた不純
物は、案内されて流入してきた空気に乗って効果的に排
出されるのである。
て、CVD設備のウェーハローディング室内への空気の
流入が円滑に行われ、案内を受けて流入する空気が不純
物を乗せて効率よく室外へ排出される。導入された空気
流がウェーハに直接供給され、また、室内の他の部分に
存在していた不純物が空気流に乗ってウェーハが汚染さ
れることもなく、渦流の形成もなくて、室内各部の空気
の流速が適正水準に維持される。このため、室内のパー
ティクル数が表1に示すように激減し、ウェーハが汚染
されることなく、歩留まりも向上する。さらに、本発明
は、既存のセットアップ済みの設備に容易に適用できる
といった利点も有している。
ローディング室を示す模式図である。
ある。
の位置関係を示す配置図である。
備えたウェーハローディング室の平面図であり、図5
(B)はその側面図である。
ーハローディング室の平面図であり、図6(B)はその
側面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 化学気相蒸着を行う反応室にボートを介
してローディングされるウェーハの清浄維持のため、ウ
ェーハローディング室の内部へ清浄空気流を供給する送
風部において、前記送風部の内壁に空気の流れを一定の
方向に案内するための案内手段が設けられていることを
特徴とする、化学気相蒸着設備のウェーハローディング
室の空気流案内装置。 - 【請求項2】 前記案内手段は、複数個のダンパからな
ることを特徴とする、請求項1に記載の化学気相蒸着設
備のウェーハローディング室の空気流案内装置。 - 【請求項3】 前記複数個のダンパは、前記清浄空気流
を濾過して供給するフィルターに設けられていることを
特徴とする、請求項2に記載の化学気相蒸着設備のウェ
ーハローディング室の空気流案内装置。 - 【請求項4】 前記複数個のダンパは、前記フィルター
の前記ボート側の一部に部分的に設けられていることを
特徴とする、請求項3に記載の化学気相蒸着設備のウェ
ーハローディング室の空気流案内装置。 - 【請求項5】 前記複数個のダンパのうちの両端の各ダ
ンパは、各々が前記ボートの両側部に外接する方向に向
いているよう調整して設けられ、かつ、他のダンパは、
前記両端のダンパの前記指向方向の範囲内で、ダンパの
配列順序に従い、各々が、一定の比率で変化していく指
向方向を有するように調整して設けられていることを特
徴とする、請求項2または請求項3に記載の化学気相蒸
着設備のウェーハローディング室の空気流案内装置。 - 【請求項6】 前記複数個のダンパは、各々の長さが異
なるように構成されることを特徴とする、請求項5に記
載の化学気相蒸着設備のウェーハローディング室の空気
流案内装置。 - 【請求項7】 前記複数個のダンパの各々の長さは、前
記ボートに近く位置するダンパほど長くして、空気流の
一部をボートが位置する方に方向づけて、前記ウェーハ
ローディング室の内部に空気渦流が生じるのを防ぐよう
にした、請求項6に記載の化学気相蒸着設備のウェーハ
ローディング室の空気流案内装置。
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