JPS62152529A - Treatment apparatus - Google Patents
Treatment apparatusInfo
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- JPS62152529A JPS62152529A JP29267285A JP29267285A JPS62152529A JP S62152529 A JPS62152529 A JP S62152529A JP 29267285 A JP29267285 A JP 29267285A JP 29267285 A JP29267285 A JP 29267285A JP S62152529 A JPS62152529 A JP S62152529A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/006—Processes utilising sub-atmospheric pressure; Apparatus therefor
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、減圧下で処理が行われる処理技術、特に、真
空ポンプからのオイル蒸気の処理室へのバンクディフュ
ージョンを防止する技術に関し、例えば、半導体装置の
製造において、ウェハ上にポリシリコンをデボジッショ
ンする減圧ＣＶＤ装置に利用して有効なものに関する。Detailed Description of the Invention [Technical Field] The present invention relates to a processing technology in which processing is performed under reduced pressure, and in particular to a technology for preventing bank diffusion of oil vapor from a vacuum pump into a processing chamber. The present invention relates to an apparatus that can be effectively used in a low-pressure CVD apparatus for depositing polysilicon onto a wafer in the production of wafers.
半導体装置の製造において、ウェハ上にポリシリコンを
デボジノシランする減圧ＣＶＤ装置として、ウェハが収
容されているプロセスチューブを油回転ポンプとメカニ
カルブースタポンプの組合せからなる真空ポンプ−を用
いて高真空に排気した後、高温下で多量のモノシラン（
Ｓ ｉ Ｈ４）ガスを供給するように構成されているも
のがある。In the manufacture of semiconductor devices, the process tube containing the wafer is evacuated to a high vacuum using a vacuum pump consisting of a combination of an oil rotary pump and a mechanical booster pump, as a low-pressure CVD device for depositing polysilicon onto a wafer. After that, a large amount of monosilane (
Some are configured to supply S i H4) gas.
しかし、このような減圧ＣＶＤ装置においては、液体窒
素によるコールドトラップを設備することができないた
め、プロセスチューブへの油回転ポンプからのオイル蒸
気のバックディフュージョン現象が起こり、半導体装置
（例えば、ＥＰＲＯＭ）のパターンの微細化に伴ってプ
ロセスチューブやウェハ表面の汚染が原因となり、ポリ
シリコン酸化膜の眉間耐圧の低下によるディスクープ不
良が発生するという問題点があることが、本発明者によ
って明らかにされた。However, in such a low-pressure CVD apparatus, a cold trap using liquid nitrogen cannot be installed, so a back-diffusion phenomenon of oil vapor from the oil rotary pump into the process tube occurs, causing damage to semiconductor devices (e.g., EPROM). The present inventor has revealed that as patterns become finer, contamination of the process tube and wafer surface causes a problem, which causes disk scoop defects due to a decrease in the glabellar withstand voltage of the polysilicon oxide film. .
なお、減圧ＣＶＤ技術を述べである例としては、株式会
社工業調査会発行「電子材料１９８５年１１月号別冊」
昭和６０年１１月２０日発行 Ｐ５６〜Ｐ６４、がある
。An example that describes low pressure CVD technology is "Electronic Materials November 1985 Special Issue" published by Kogyo Research Association Co., Ltd.
Published November 20, 1985, pages 56-64 are available.
Ｃ発明の目的〕
本発明の目的は、オイル蒸気のバンクディフュージョン
現象による障害を防止することができる処理技術を提供
することにある。C. OBJECT OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a treatment technique that can prevent problems caused by the bank diffusion phenomenon of oil vapor.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本廓において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。A brief overview of typical inventions disclosed in this section is as follows.
処理室が所定圧力以下に真空排気された後、不活性ガス
を処理室に供給することにより、排気系をして順方向の
流れを維持せしめ、処理室へのオイル蒸気の逆流現象が
発生するのを防止するようにしたものである。After the processing chamber is evacuated to a predetermined pressure or lower, inert gas is supplied to the processing chamber to maintain the forward flow through the exhaust system, causing a backflow phenomenon of oil vapor into the processing chamber. It is designed to prevent this.
第１図は本発明の一実施例である減圧ＣＶＤ装置を示す
模式図、第２図、第３図および第４図はその作用を説明
するための各線図、第５図および第６図はその効果を示
すための各線図である。Fig. 1 is a schematic diagram showing a reduced pressure CVD apparatus which is an embodiment of the present invention, Figs. 2, 3 and 4 are diagrams for explaining its operation, and Figs. 5 and 6 are It is each line diagram for showing the effect.
本実施例において、減圧ＣＶＤ装置は石英ガラスを用い
て略円筒形状に形成されているプロセスチューブ１を備
えており、処理室としてのプロセスチューブｌは外装さ
れているヒータ２により内部が加熱されるようになって
いる。In this embodiment, the low-pressure CVD apparatus includes a process tube 1 made of quartz glass and formed into a substantially cylindrical shape, and the inside of the process tube 1 serving as a processing chamber is heated by an external heater 2. It looks like this.
プロセスチューブｌの一端には排気口３が開設されてお
り、排気口３には真空排気系４が接続されている。排気
系４は油回転ポンプとメカニカルブースタポンプ等から
なる真空ポンプ５と、流量を調節するためのエアバルブ
６と、プロセスチューブ１の内圧を計測する真空計７と
、排気処理装置８とを備えている。An exhaust port 3 is provided at one end of the process tube l, and a vacuum exhaust system 4 is connected to the exhaust port 3. The exhaust system 4 includes a vacuum pump 5 consisting of an oil rotary pump, a mechanical booster pump, etc., an air valve 6 for adjusting the flow rate, a vacuum gauge 7 for measuring the internal pressure of the process tube 1, and an exhaust treatment device 8. There is.
プロセスチューブ１の他端には炉口９が開設されており
、炉口９にはキャップ１０がこれを開閉し得るように取
り付けられている。キャンプ１０にはガス供給口１１が
開設されており、この供給口１１にはガス供給系１２が
接続されている。ガス供給系１２は処理ガス源１３と、
不活性ガスとしての窒素ガス源１４と、その他のガス源
１５と、各ガスの供給量をそれぞれ調節するための各エ
アバルブ１３ａ、１４ａ、１５ａと、供給系１２を開閉
するためのメインバルブ１６とを備えている。A furnace port 9 is provided at the other end of the process tube 1, and a cap 10 is attached to the furnace port 9 so that it can be opened and closed. A gas supply port 11 is opened in the camp 10, and a gas supply system 12 is connected to this supply port 11. The gas supply system 12 includes a processing gas source 13,
A nitrogen gas source 14 as an inert gas, another gas source 15, each air valve 13a, 14a, 15a for adjusting the supply amount of each gas, and a main valve 16 for opening and closing the supply system 12. It is equipped with
この減圧ＣＶＤ装置はコンピュータ等からなるコントロ
ーラ１７を備えており、コントローラＩ７は予め設定さ
れたシーケンスおよび真空計７等からの測定データに基
づき各バルブおよびヒータを制御することにより、後述
するような作用を実現するように構成されている。This reduced-pressure CVD apparatus is equipped with a controller 17 consisting of a computer, etc., and the controller I7 controls each valve and heater based on a preset sequence and measurement data from the vacuum gauge 7, etc. to perform the effects described later. is configured to achieve this.
次に第２図、第３図および第４図を参考にして作用を説
明する。Next, the operation will be explained with reference to FIGS. 2, 3, and 4.
ここで、第２図は前記構成にかかる減圧ＣＶＤ装置によ
るプロセスチューブの圧力推移を任意単位（ａｒｂｉｔ
ｒａｒｙ ｕｎｉｔ略してａ、 ｕ）で示す線図、
第３図はオイル蒸気の逆流防止のために窒素ガスを供給
すべき圧力の設定に使用される線図、第４図は窒素ガス
を供給しない場合のプロセスチューブの圧力＋１！移を
任意単位（ａ、ｕ）で示す線図である。Here, FIG. 2 shows the pressure transition of the process tube by the reduced pressure CVD apparatus according to the above configuration in arbitrary units (arbit).
Rary unit (abbreviated as a, u) diagram,
Figure 3 is a diagram used to set the pressure at which nitrogen gas should be supplied to prevent backflow of oil vapor, and Figure 4 is a diagram showing the process tube pressure +1 when nitrogen gas is not supplied! It is a diagram showing the displacement in arbitrary units (a, u).
ポリシリコンを成膜処理すべき被処理物としてのウェハ
１８は複数枚がボート１９上に立てて整列保持された状
態で、炉口９からプロセスチューブｌ内に収容される。A plurality of wafers 18 as objects to be processed on which polysilicon film is to be formed are stored in a process tube 1 from the furnace mouth 9 in a state where they are held in alignment on a boat 19 .
ウェハ１８が収容されて炉口９がキャップ１゜により閉
塞されると、コントローフ １７ Ｌより、ガス供給系
１２のメインパルプ１６が閉止されるとともに、排気系
４のバルブ６が全開され、第２図に示されているように
、プロセスチューブｌ内が急速に真空排気される。同時
に、プロセスチューブ１内のウェハ１８はヒータ２によ
って所定温度まで加熱される。When the wafer 18 is accommodated and the furnace opening 9 is closed by the cap 1°, the main pulp 16 of the gas supply system 12 is closed by the control valve 17L, and the valve 6 of the exhaust system 4 is fully opened. As shown in the figure, the inside of the process tube 1 is rapidly evacuated. At the same time, the wafer 18 in the process tube 1 is heated to a predetermined temperature by the heater 2.
コントローラ１７に予め設定されている値以下の圧力が
真空計７により測定されると、コン１−ローラ１７によ
り供給系１２のメインパルプ１６が開けられるとともに
、窒素ガス源１４のバルブ１４ａが適当量開けられ、所
定量の窒素ガスがプロセスチューブＩに供給される。プ
ロセスチューブｌに供給された窒素ガスはプロセスチュ
ーブエ内の汚染物と共に、排気系４により排気されて行
く６したがって、プロセスチューブ１の内圧は、第２図
に斜線部分で示されているように、予め設定された圧力
に維持されることになる。When the vacuum gauge 7 measures a pressure lower than the value preset in the controller 17, the main pulp 16 of the supply system 12 is opened by the controller 1-roller 17, and the valve 14a of the nitrogen gas source 14 is opened to an appropriate amount. The process tube I is opened and a predetermined amount of nitrogen gas is supplied to the process tube I. The nitrogen gas supplied to the process tube 1 is exhausted by the exhaust system 4 together with the contaminants in the process tube 6. Therefore, the internal pressure of the process tube 1 is as shown by the shaded area in FIG. , will be maintained at a preset pressure.
この設定圧力は真空ポンプ５に使用されているオイル蒸
気の逆流が発生しない値とされ、例えば、第３図に示さ
れているように、プロセスチューブｌを高真空に排気し
て行くときに、プロセスチューブｌ内におけるオイル成
分（本実施例においては、ハイドロカーボンＣ３Ｈ５”
）の分圧を測定し、当該分圧が急激に増加する圧力未
満が設定される。本実施例においては、充分な安全性を
考慮して約０．３Ｔｏｒｒが選定されている。This set pressure is a value that does not cause backflow of oil vapor used in the vacuum pump 5. For example, as shown in FIG. 3, when the process tube 1 is evacuated to a high vacuum, The oil component in the process tube l (in this example, hydrocarbon C3H5"
), and a value below which the partial pressure increases rapidly is set. In this embodiment, approximately 0.3 Torr is selected in consideration of sufficient safety.
所定時間経過後、コントローラ１７により供給系１２の
メインバルブ１６は閉止される。これにより、第２図に
示されているように、プロセスチューブｌ内の窒素ガス
が完全に排気されると、メインバルブ１６が開けられる
とともに、処理ガス源１３のバルブ１３ａが適当量開け
られ、第２図に斜線部分で示されているように、ポリシ
リコン膜デボシソジョン処理用の処理ガスとしてのモノ
シランガスが所定量所定時間供給される。After a predetermined period of time has elapsed, the main valve 16 of the supply system 12 is closed by the controller 17. As a result, as shown in FIG. 2, when the nitrogen gas in the process tube l is completely exhausted, the main valve 16 is opened, and the valve 13a of the processing gas source 13 is opened by an appropriate amount. As shown by the hatched area in FIG. 2, a predetermined amount of monosilane gas as a processing gas for the polysilicon film deposition process is supplied for a predetermined time.
モノシランガスとヒータ２の加熱とによりＣｖＤ反応が
起こり、ウェハ１８上にポリソリコンが成膜されて行く
。A CvD reaction occurs due to the monosilane gas and heating by the heater 2, and a polysilicon film is formed on the wafer 18.
所定の成膜処理が終了すると、コントローラ１７により
、処理ガス源１３のバルブ１３ａが閉止されるとともに
、窒素ガス源１４のバルブ１４ａが開けられ、第２図に
示されているように、窒素ガスが所定量供給される。こ
の窒素ガスはプロセスチューブ１内に残留しているモノ
シランガスおよび未反応生成物等と共に排気系４により
排気されて行く。When the predetermined film forming process is completed, the controller 17 closes the valve 13a of the processing gas source 13 and opens the valve 14a of the nitrogen gas source 14, so that the nitrogen gas is released as shown in FIG. is supplied in a predetermined amount. This nitrogen gas is exhausted by the exhaust system 4 together with the monosilane gas remaining in the process tube 1 and unreacted products.
モノシランガスが完全に排気されると、コントローラ１
７により、供給系１２および排気系４のバルブ１６．６
が閉じられる。その後、キャップ１０が取り外されてウ
ェハ１８が炉口９が引き出される。When the monosilane gas is completely exhausted, controller 1
7, valves 16.6 of supply system 12 and exhaust system 4
is closed. Thereafter, the cap 10 is removed and the wafer 18 is pulled out from the furnace opening 9.
ところで、ポリシリコンのデボジノシランに使用される
モノシランガスの沸点温度は液体窒素の温度よりも高い
ため、減圧ＣＶＤ装置の排気系には液体窒素が使用され
ているコールドトラップを適用することができない。け
だし、コールドトラップにおいてモノシランガスがトラ
ップされることにより、排気系が急速に詰まってしまう
ためである。By the way, since the boiling point temperature of monosilane gas used for polysilicon devodinosilane is higher than the temperature of liquid nitrogen, a cold trap using liquid nitrogen cannot be applied to the exhaust system of a reduced pressure CVD apparatus. This is because monosilane gas is trapped in the cold trap, which quickly clogs the exhaust system.
このように、排気系にコールドトラップが介設されてい
ないと、第４図に示されているように、プロセスチュー
ブがＣＶＤ処理の前後において高真空に排気された時、
真空ポンプとして使用されている油回転ポンプにおける
オイル蒸気がプロセスチューブに逆流してしまう。その
結果、プロセスチューブ内がオイルにより汚染され種々
の二次障害が発生する。As described above, if a cold trap is not provided in the exhaust system, as shown in FIG. 4, when the process tube is evacuated to high vacuum before and after CVD processing,
Oil vapor in an oil rotary pump used as a vacuum pump flows back into the process tube. As a result, the inside of the process tube is contaminated with oil and various secondary problems occur.
しかし、本実施例においては、第２図に示されているよ
うに、高真空の排気中に窒素ガスが同時に供給されるた
め、オイル蒸気がプロセスチューブに逆流することはな
い。すなわち、高真空排気中に排気系４には高真空プロ
セスチューブ１から排気処理装置８への順方向に窒素ガ
スの流れが維持されるため、オイルの蒸発等が起こった
としてもオイル蒸気が逆流してプロセスチューブ１内に
侵入することはない。However, in this embodiment, as shown in FIG. 2, since nitrogen gas is simultaneously supplied during high vacuum evacuation, oil vapor does not flow back into the process tube. That is, during high vacuum evacuation, the flow of nitrogen gas in the forward direction from the high vacuum process tube 1 to the exhaust treatment device 8 is maintained in the exhaust system 4, so even if oil evaporation occurs, oil vapor will not flow back. It will not enter the process tube 1.
第５図および第６図は本発明による効果を説明するため
に真空排気時においてプロセスチューブ内に存在する物
質の分圧を分析した結果を示す各線図であり、第５図は
前記実施例による場合、第６図は窒素ガスを供給しない
場合がそれぞれ示されている。5 and 6 are diagrams showing the results of analyzing the partial pressure of substances present in the process tube during evacuation in order to explain the effects of the present invention, and FIG. In this case, FIG. 6 shows the case where nitrogen gas is not supplied.
第５図と第６図との比較から明らかなように、前記実施
例による場合にはポンプのオイル成分に相当する物質と
してのハイドロカーボンは存在しない。As is clear from the comparison between FIG. 5 and FIG. 6, in the case of the above embodiment, there is no hydrocarbon as a substance corresponding to the oil component of the pump.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor.
例えば、オイル蒸気の逆流を防止するだめの窒素の供給
口はプロセスチューブの最上流に配設するに限らず、気
流を維持すればよいため、排気系に設けてもよい。但し
、プロセスチューブの最上流に配設した場合、パージガ
ス源を共用することができるとともに、その供給系、プ
ロセスチューブ等の異物を洗い流すことができる。For example, the nitrogen supply port for preventing backflow of oil vapor is not limited to being provided at the most upstream side of the process tube, but may be provided in the exhaust system as long as the airflow is maintained. However, when disposed at the most upstream position of the process tube, the purge gas source can be shared, and foreign substances such as the supply system and the process tube can be washed away.
不活性ガスとしては窒素ガスを使用するに限らない。The inert gas is not limited to nitrogen gas.
（１） プロセスチューブが所定圧力以下に真空排気
された後、不活性ガスをプロセスチューブに供給するこ
とにより、排気系をして順方向の流れを維持せしめるこ
とができるため、プロセスチューブへのオイル蒸気のバ
ックディフュージョン現象を防止することができる。(1) After the process tube has been evacuated to a predetermined pressure or lower, by supplying inert gas to the process tube, the exhaust system can maintain a forward flow, so oil to the process tube can be evacuated. Steam back diffusion phenomenon can be prevented.
（２） プロセスチューブへのオイル芸気のバックデ
ィフュージョン現象を防止することにより、プロセスチ
ューブ内におけるオイルによる汚染を防止することがで
きるため、処理の品質および信頼性を高めることができ
る。(2) By preventing back-diffusion of oil into the process tube, it is possible to prevent oil contamination within the process tube, thereby improving the quality and reliability of processing.
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である減圧ＣＶＤ装胃に適
用した場合について説明したが、それに限定されるもの
ではなく、エピタキシャル装置、スパッタリング装置等
、本発明は少なくとも、浦を使用するポンプによって真
空排気される処理室を有する処理装置全般に通用するこ
とができる。In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to low-pressure CVD gastroinjection, which is the background field of application, but the present invention is not limited to this, and epitaxial equipment, sputtering equipment, etc. The present invention can be applied at least to general processing equipment having a processing chamber that is evacuated by a pump using a pump.
第１図は本発明の一実施例である減圧ＣＶＤ装置を示す
模式図、
第２図、第３図および第４図はその作用を説明するため
の各線図、
第５図および第６図はその効果を示すための各線図であ
る。
１・・・プロセスチューブ（処理室）、２・・・ヒータ
、３・・・排気口、４・・・排気系、５・・・真空ポン
プ、６・・・エアバルブ、７・・・真空計、８・・・排
気処理装置、９・・・炉口、１０・・・キャップ、１１
・・・ガス供給口、１２・・・ガス供給系、Ｉ３・・・
処理ガス源、１４・・・窒素ガス（不活性ガス）源、１
６・・・メインバルブ、１７・・・コントローラ、工８
・・・ウェハ（被処理物）、１９・・・ボート。
第 ３ 図
第 ４ 図
分＆（Ｘ）０−’）１０ｐと）
６尺（ｘｌｏ−’でと）Fig. 1 is a schematic diagram showing a reduced pressure CVD apparatus which is an embodiment of the present invention, Figs. 2, 3 and 4 are diagrams for explaining its operation, and Figs. 5 and 6 are It is each line diagram for showing the effect. 1... Process tube (processing chamber), 2... Heater, 3... Exhaust port, 4... Exhaust system, 5... Vacuum pump, 6... Air valve, 7... Vacuum gauge , 8... Exhaust treatment device, 9... Furnace mouth, 10... Cap, 11
...Gas supply port, 12...Gas supply system, I3...
Processing gas source, 14... Nitrogen gas (inert gas) source, 1
6... Main valve, 17... Controller, Engineering 8
...Wafer (processed object), 19...Boat. Figure 3 Figure 4 Figure minute &(X)0-') 10p) 6 shaku (xlo-')
Claims (1)
不活性ガスが処理室に供給されるように構成されている
ことを特徴とする処理装置。 ２、所定圧力が、真空ポンプからのオイル蒸気のバック
ディフュージョンが起こる危険のある圧力であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の処理装置。 ３、不活性ガスが、処理室の上流位置から供給されるよ
うに構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の処理装置。[Claims] 1. While the processing chamber is evacuated to a predetermined pressure or lower,
A processing apparatus characterized in that an inert gas is configured to be supplied to a processing chamber. 2. The processing apparatus according to claim 1, wherein the predetermined pressure is a pressure at which there is a risk of back-diffusion of oil vapor from the vacuum pump. 3. The processing apparatus according to claim 1, wherein the inert gas is configured to be supplied from an upstream position of the processing chamber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60292672A JPH0815540B2 (en) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Processing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60292672A JPH0815540B2 (en) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Processing equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62152529A true JPS62152529A (en) | 1987-07-07 |
| JPH0815540B2 JPH0815540B2 (en) | 1996-02-21 |
Family
ID=17784803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60292672A Expired - Lifetime JPH0815540B2 (en) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | Processing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |