JPH1131639A

JPH1131639A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH1131639A
Application number: JP18545497A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Ikeda; 和人池田; Harunobu Sakuma; 春信佐久間; Hisashi Yoshida; 久志吉田; Yukinori Yuya; 幸則油谷; Tomoshi Taniyama; 智志谷山; Kazuhiro Nakagome; 和広中込
Original assignee: Kokusai Electric Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】サイドダミー用ウェーハに代えて耐ガスクリ
ーニングの材質からなるダミー板をボートに設けること
によって、サイドダミー用ウェーハの投入・交換作業を
なくし、スループットの向上を図る。【解決手段】半導体製造装置のボート９の上下にサイ
ドダミー用ウェーハに代えて、ウェーハの形状をした石
英製のダミー板２３を設ける。ダミー板２３は、材質を
石英とすることにより、堆積した反応生成物をガスクリ
ーニングにより除去することが可能となり、ガスクリー
ニングによる損傷を最低限に抑えることができる。ま
た、ウェーハの形状をしていることにより、サイドダミ
ー用ウェーハと同様な保温機能とガス整流機能とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置、特
に複数のウェーハをボートに載せて反応管に搬入し、反
応管内でバッチ式に加熱処理するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体製造装置、例えば縦型拡散
・ＣＶＤ装置を図３を用いて説明する。カセット収納ラ
ック１内のカセット２から複数段に載置されているウェ
ーハ３をウェーハ搬送機５のツィーザ４により保持して
石英製ボート９に移載し、ボート昇降機（図示せず）に
より上昇したボート９を石英製の反応管１０内に搬入
し、ウェーハ３をヒータ１１により加熱し、ガス導入口
１２より反応ガス又は不活性ガスを導入し、ガス排気口
１３から排気する。

【０００３】ウェーハ３の加熱処理、例えば不純物拡散
処理、アニール処理、熱酸化処理、化学気相成長反応な
どが終了すると、反応管１０内を不活性ガス雰囲気に置
換しボート昇降機によりボート９を下降して反応管１０
より搬出し、ボート９に載置されているウェーハ３が所
定温度以下になったところで、ボート９から複数段に載
置されているウェーハ３をウェーハ搬送機５でカセット
収納ラック１内のカセット２に移載する。

【０００４】図２は、反応管１０に対して搬出入される
ボート９を示し、(a) は側面図、(b) はウェーハ移載時
の側面図である。

【０００５】石英製ボート９には、多数のスリット１５
が支柱１４に切り込まれており、これらのスリット１５
にウェーハを挿入して移載するようになっている。移載
に当たっては、ボート９の中間に多数のプロセス用ウェ
ーハ１６を移載し、その要所要所にモニタ用ウェーハ１
７を一枚づつ挟み込む。さらに、ボート９の上下両端に
均熱長の確保のためにサイドダミー用ウェーハ１８を所
定枚数移載する。サイドダミー用ウェーハ１８は反応管
内の雰囲気及び温度の安定化のために重要なものであ
る。サイドダミー用ウェーハ１８は、スループットの向
上のためにボート９上に移載したままの常駐状態とし、
処理毎には回収せずに運用する場合が多い。通常、数バ
ッチの処理が終了したところで、ボート９上のサイドダ
ミー用ウェーハ１８を回収して新しいサイドダミー用ウ
ェーハを移載することが多い。このようにボート９上に
サイドダミー用ウェーハ１８を常駐させるが、それで
も、数バッチの処理が終了したところで、サイドダミー
用ウェーハ１８のチャージ／ディスチャージを行なう必
要が生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、サイ
ドダミー用ウェーハ１８は、反応管内の温度均一化、ガ
ス整流化のために、ボート９の上方と下方に必要枚数チ
ャージされるが、サイドダミー用ウェーハ１８にも、プ
ロセス用ウェーハ１６と同様に不可避的に膜が生成す
る。したがってサイドダミー用ウェーハ１８を常駐させ
るといっても、反応生成物の膜厚が厚くなるとパーティ
クル発生の原因となるので、交換しないで済むというこ
とにはならない。パーティクル発生前に、サイドダミー
用ウェーハ１８を新しいサイドダミー用ウェーハと交換
する必要がある。この交換作業は、プロセス用ウェーハ
の移載作業と異なり、通常はマニュアルオペレーション
で行なうので、スループットを悪化させる原因になって
いる。

【０００７】ところで、反応管の内壁やボート表面に堆
積した反応生成物を除去するために、反応管やボートを
ガスクリーニングすることが行なわれているが、サイド
ダミー用ウェーハも一緒にクリーニングできれば、その
投入・交換作業が不要となるため、非常に都合がよい。
しかし、サイドダミー用ウェーハは、プロセス用ウェー
ハと同じシリコンで形成されているため、ＣｌＦ₃など
を使ったガスクリーニングを行なうと、石英製の反応管
やボートと異なり、ダメージが大きすぎて再利用できな
くなるという問題がある。

【０００８】本発明の目的は、サイドダミー用ウェーハ
に代えて、クリーニングに耐えるダミー板を導入するこ
とによって、上述した従来技術の問題点を解消して、サ
イドダミー用ウェーハの投入・交換作業をなくし、スル
ープットの向上を図った半導体製造装置を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体製造装置
は、保温確保とガス整流のためのダミー用ウェーハを、
プロセス用のウェーハとともにボートにセットした状態
でプロセス用ウェーハに成膜し、上記ウェーハ以外に堆
積する反応生成物をクリーニングで除去するようにした
半導体製造装置において、ダミー用ウェーハに代えて、
ダミー用ウェーハと同等の機能を有し、かつクリーニン
グによるダメージの小さな材質からなるダミー板を設け
て、ダミー板に堆積する反応生成物を上記クリーニング
で除去できるようにしたものである。

【００１０】ダミー用ウェーハに代えて、ダミー用ウェ
ーハと同等の機能を有し、クリーニングによるダメージ
の小さな材質からなるダミー板を設けて、加熱処理時に
ダミー板に堆積した反応生成物をクリーニングによって
除去して再利用できるようにしたので、ダミー用ウェー
ハの投入・交換作業が不要となり、スループットを向上
できる。

【００１１】通常、プロセス用ウェーハの材質はシリコ
ンであり、反応管及びボートの材質は石英である。した
がって、耐クリーニング上、ダミー板も石英板で構成す
ることが好ましい。その他、シリコン酸化膜（Ｓｉ
Ｏ₂）の薄膜を堆積させたウェーハ、または窒化アルミ
ニウム（ＡｌＮ）板等で構成してもよい。特に、反応ガ
スと反応しないか、もしくは反応し難い材質であればさ
らに好ましい。ダミー板は、反応管内での成膜上、ウェ
ーハの形状をしていることが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１は半導体製造装置としての縦型拡散・ＣＶＤ
装置に備えられた石英製のボート９を示す。(a) は平面
図、(b) は側面図、(c) は底面図、(d) は拡大図であ
る。

【００１３】石英製ボート９は、円形の下板２１と、下
板２１の上に水平に保持されるべきウェーハの半周に沿
ってたとえば６０°間隔で垂直に建てられた４本の支柱
１４と、これらの支柱１４の上に下板２１と平行に取り
付けられた円形の上板２２とから構成される。

【００１４】各支柱１４の対向側面には、上板２２及び
下板２１と平行に保持されるべきウェーハを挿入するス
リット１５が、支柱１４の長さ方向に沿って等ピッチで
多数本切り込まれている。ピッチはウェーハカセットの
ウェーハ保持ピッチと同一である場合もあるが、膜種あ
るいは成膜条件によって異なる。

【００１５】ボート９の中間部のスリット１５には、製
品となるプロセス用ウェーハ２４、テスト用のモニタ用
ウェーハ（図示省略）が多数枚移載される。また、ボー
ト９の上下のスリット１５にはプロセス用ウェーハ２４
やモニタ用ウェーハを挟むように、これらと同形状の複
数枚のダミー板２３が設けられる。ダミー板２３は、Ｃ
ｌＦ₃ガスクリーニングによるダメージの小さな材質、
例えばボート９と同材質の石英とする。このダミー板２
３は支柱１４に溶接した構成としてもよいし、着脱可能
な構成としてもよい。溶接は例えばレーザ融着などで行
なう。着脱は、プロセス用ウェーハの移載と同様に行な
う。なお、ダミー板２３の上下の枚数比率は、例えば上
方には５枚、下方には１０枚などのように下方が多いこ
とが望ましい。下方が熱の逃げが多いので、それを防止
するためである。

【００１６】さて、上記したダミー板２３を溶接、また
は着脱可能に設けたボート９を使って、例えばポリシリ
コンの薄膜を形成する場合について説明する。ボート９
の中間にプロセス用ウェーハ２４及びモニタ用ウェーハ
を移載する。ダミー板２３が着脱可能となっている場合
にはボート９の上下部に予めダミー板２３を移載してお
く。ボート９を石英製反応管内に搬入し、加熱し反応ガ
スを導入する。プロセス用ウェーハ２４及びモニタ用ウ
ェーハの加熱処理を行ない、その上にポリシリコン膜を
形成する。このとき、ダミー板２３にも同じ様に成膜さ
れる。ダミー板２３をウェーハ形状とし、サイドダミー
用ウェーハのセット位置にサイドダミー用ウェーハの代
りにセットするので、上記成膜時、サイドダミー用ウェ
ーハと同等の保温効果とガス整流効果が得られる。ウェ
ーハの加熱処理が終了すると、ボート９を反応管より搬
出し、ボート９から複数段に載置されているプロセス用
ウェーハをウェーハ搬送機でカセット収納ラック内のカ
セットに移載する。このポリシリコンの薄膜形成を数バ
ッチ繰り返した。

【００１７】薄膜形成を数バッチ繰り返すと、シリコン
からなるサイドダミー用ウェーハを用いていた従来のも
のでは、サイドダミー用ウェーハに堆積したポリシリコ
ン膜が規定値以上に達したとき、新しいサイドダミー用
ウェーハに交換する必要がある。しかし、本実施の形態
ではサイドダミー用ウェーハに代えてウェーハの形状を
した石英製のダミー板２３を使用したので、石英製の反
応管、ボートと同様にクリーニングできるため投入、交
換の必要はない。

【００１８】すなわち、石英製反応管内壁に堆積したポ
リシリコン膜をクリーニングするときと同様に、ボート
９にダミー板２３を設けたまま、ボート表面及びダミー
板２３に堆積したポリシリコン膜をクリーニングすれば
よい。このときダミー板２３をシリコンではなく石英で
構成してあるので、ガスクリーニングによる損傷を最小
限に抑えることができる。クリーニングによりダミー板
２３に付着した反応生成物を除去することにより、ダミ
ー板２３を投入・交換することなく、再利用できる。

【００１９】実際に、反応管内壁へのポリシリコン膜の
通算膜厚が１０μｍになった時点で、ダミー板２３をボ
ート９に設けたまま、ボートクリーニングを行なったと
ころ、ダミー板２３上に付着していたポリシリコン膜
は、完全に除去することができた。

【００２０】上述したようにダミー板２３はボート９に
溶接しても着脱可能としてもよい。溶接した場合には、
ダミー板２３をボート９と一体に扱えるので取扱が便利
である。しかし、そうするとダミー板２３を交換する必
要が生じるときに不都合がある。例えば、プロセス上の
都合でプロセス用ウェーハをボート９の各スリット１５
に隙間なく移載する場合と、１つ置き又は２つ置き以上
に移載する場合とがある。そのようなことが要請される
場合には、ダミー板２３は溶接せず、ボート９に対して
着脱可能にして、異なる移載枚数／移載位置の設定がで
きるようにするとよい。これにより保温効果を自由に設
定でき、各成膜温度に対しての調整も可能となる。

【００２１】以上本実施の形態によれば、ダミー板に堆
積した反応生成物を、反応管等と同様にガスクリーニン
グにより除去できるようにしたので、サイドダミー用ウ
ェーハの投入・交換作業が不要となり、スループットが
向上できる。

【００２２】なお、上記実施の形態では、ダミー板とし
て石英板を用いたが、本発明はこれに限定されない。Ｃ
ｌＦ₃ガスを始めとするガスクリーニング又はウエット
クリーニング、さらには人手によるクリーニングに耐え
る材質からなるものであればよく、石英板以外では、シ
リコン酸化膜（ＳｉＯ₂）で覆ったウェーハ、またはＡ
ｌＮ、ＳｉＣ板等を用いてもよい。

【００２３】また、上記実施の形態は、反応管内に付着
される膜をポリシリコン膜に適用した場合を説明した
が、本発明はこれに限定されない。アモルファスシリコ
ン膜、窒化シリコン膜、タングステン膜、タングステン
シリサイド膜等にも適用できる。また上記実施の形態で
は、縦型炉について説明したが、横型炉に適用すること
も可能である。特に、ダミー板を、反応ガスと反応しな
いか、もしくは反応し難い材質で構成した場合には、サ
イドダミー用ウェーハの場合と比較して成膜量が少な
く、数バッチ処理が終了したところでも、交換の必要が
なく、クリーニング期間を延ばすことができ、一層スル
ープットを向上できる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、サイドダミー用ウェー
ハに代えて、ガスクリーニングに耐える材質からなるダ
ミー板を設けるようにして、ダミー板に堆積した反応生
成物をクリーニングにより除去できるようにしたので、
スループットの低下をもたらしていたサイドダミー用ウ
ェーハの投入・交換作業が不要となり、スループットを
向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態によるダミー板を設けたウェーハボ
ートの構成図。

【図２】従来例によるウェーハボートの構成図。

【図３】縦型拡散・ＣＶＤ装置の構成図。

【符号の説明】

９ボート１４支柱１５スリット２３ダミー板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者油谷幸則東京都中野区東中野三丁目14番20号国際電気株式会社内 (72)発明者谷山智志東京都中野区東中野三丁目14番20号国際電気株式会社内 (72)発明者中込和広東京都中野区東中野三丁目14番20号国際電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】保温確保とガス整流のためのダミー用ウェ
ーハを、プロセス用のウェーハとともにボートにセット
した状態でプロセス用ウェーハに成膜し、上記ウェーハ
以外に堆積する反応生成物をクリーニングで除去するよ
うにした半導体製造装置において、上記ダミー用ウェーハに代えて、ダミー用ウェーハと同
等の機能を有し、かつ上記クリーニングによるダメージ
の小さな材質からなるダミー板を設けて、上記ダミー板に堆積する反応生成物を上記クリーニング
で除去できるようにしたことを特徴とする半導体製造装
置。