JPS631044A

JPS631044A - 気相反応装置

Info

Publication number: JPS631044A
Application number: JP61144272A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Ooyama; 勝美大山; Hitoshi Hikima; 引間　仁; Katsumi Takami; 高見　勝己
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1986-06-20
Publication date: 1988-01-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は気相反応装置に関する。更に詳細には、本発明
はウェハ載置台およびウニ／）突上ピンなどの周辺部で
異物の発塵を起こしにくい気相反応装置に関する。

［従来技術］薄膜の形成方法として、半導体工業において一般に広（
用いられているものの一つに、気相成長法（ＣＶＤ：Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ　　ＶａｐｏｕｒＤｅｌ）ｏｓ　ｉ　ｔ
　１ｏｎ）がある。ＣＶＤとは、ガス状物質を化学反応
で固体物質にし、基板上に堆積することをいう。

ＣＶＤの特徴は、成長しようとする薄膜の融点よりかな
り低い堆積温度で種々の薄膜が得られること、および、
成長した薄膜の純度が高＜、ＳｉやＳｉ上の熱酸化膜ヒ
に成長した場合も電気的特性が安定であることで、広く
半導体表面のパッシベーション膜として利用されている
。

ＣＶＤによる薄膜形成は、例えば５００°Ｃ程度に加熱
したウェハに反応ガス（例えば、ＳｉＨ４＋０２．また
はＳ　ｉ　Ｈ４＋ＰＨＪ　＋０２　）を供給して行われ
る。上記の反応ガスはＮ２ガスをキャリヤとして反応炉
（ベルジャ）内のウェハに吹きつけられ、該ウェハの表
面に５ｉ０２あるいはフォスフオシリケードガラス（Ｐ
ＳＧ）の薄膜を形成する。また、５ｉ０２とＰＳＧとの
２相成膜が行われることもある。

このようなＣＶＤによる薄膜形成操作を行うために従来
から用いられている装置の一例を第５図に部分断面図と
して示す。

第５図において、反応炉（ベルジャ）１は、円錐状のバ
ッファ２を円錐状のカバー３で覆い、上記バッファ２の
周囲にウェハ載置台４を設置するとともに、上記ウェハ
載置台の上に被加工物であるウェハ６を順次に供給し、
該ウェハを順次に搬出するウェハフォーク７を設けて構
成されている。

ウェハ６をウェハフォーク７へ受は渡すために、ウェハ
載置台の内部には昇降可能なウェハ突上ピン１２が収納
されている。ウェハフォークを炉内に導入するための開
閉ｎＪ能なゲート部１１が反応炉に設けられている。

前記円錐状カバー３の頂点付近に反応ガス送入管８が接
続されている。ウェハ載置台４は支持手段９により支持
されている。ウェハ載置台の直下には加熱手段１０が配
設されている。

ウェハ表面への成膜が終了した後、反応炉内からのウェ
ハの取り出しは、以下の動作順序で行われる。

（１）ウェハ載置台４内に収納されていた突上ピン１２
が上昇してウェハ載置台上の成膜済ウェハ６を持ち上げ
る；（２）持ち上げられたウェハ６とウェハ載置台４との間
にフォーク７が進入する；（３）突上ピン１２が下降し、ウェハ６をフォーク７に
乗せる；（４）フォーク７が移動することによりウエノ１を反応
炉外へ搬出する。

反応炉内ヘウエハを搬入する動作はほぼこの逆の動作と
なる。

［発明が解決しようきする問題点コしかし、従来の突−ヒピン１２は第６図に示されるよう
に、ウェハ載置台４のウェハ載置面５に穿設された貫通
孔１４に遊嵌状態で収納あるいは昇降されていた。

このため、従来の突−ヒピンでは、ウェハ載置台の貫通
孔と突上ピンとの間に反応ガスが侵入し、この貫通孔の
内壁面上にＳｉＯおよび／または５ｉ０２のフレークを
発生させることがあった。ウェハ搬送時の突上ピンの昇
降によって、貫通孔内壁面に付着したフレークとピンと
が接触し、フレークを周囲に飛散らし、ウェハに付着す
る異物量を増加させていた。このように、ウェハに異物
類が付着すると成膜にピンホールを発生させる。

更に、突上ピンよりも貫通孔の径のほう゛が大きいので
、貫通孔のある部分だけウェハの温度が低くなり、ウェ
ハの表面に成膜される薄膜の膜厚にバラツキを生じたり
、不純物濃度のバラツキを発生させる原因となっていた
。

これら異物がウェハの表面に付着して成膜にピンホール
を発生させたり、膜厚や不純物濃度が不均一になると半
導体素子の製造歩留りが著しく低ドされ、またスループ
ットも悪化する。

前記のようなウェハ取扱の際における質物付着等の問題
はＣＶＤ薄膜形成装置に限らず、反応炉および該反応炉
内で前記のようなウェハ載置台およびウェハ突上ピンを
使用する気相反応装置類、例えば、エピタキシャル装置
、拡散炉、酸化炉。

イオン打ち込み装置、スパッタリング装置、蒸着装置等
についても認められる。

［発明の目的コ従って、本発明の目的は異物の発塵、膜厚の不均一性お
よび不純物濃度の不均一・性などの問題を殆ど起こさな
いウェハ載置台およびウェハ突−Ｉ−ピンを有する気相
反応装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段コ前記問題点を解決し、あわせて本発明の「１的を達成す
るための手段として、この発明は、反応炉。

該炉内に配設されたウェハ突上機構付きウェハ載置台お
よび該ウェハ載置台にウェハを搬送するためのウェハフ
ォークを有する気相反応装置において、前記ウェハ載置
台のウェハ載置口には上方に向かって開口する貫通孔が
穿設されており、該貫通孔内に摺動可能に密着嵌合され
るウェハ突上ピンは貫通孔の内側面に対応する外形を育
しており、更に、ウェハ突上ピンの上端面の外径は前記
貫通孔の上端面の内径に等しく、ウェハ突上ピンの上端
面と貫通孔の上端面とが一致するように前記ウェハ突上
ピンは前記貫通孔に嵌合されることを特徴とする気相反
応装置を提供する。

［作用］前記のように、本発明の気相反応装置におけるウェハ突
上ピンは、ウェハ載置台に穿設された貫通孔内に隙間を
発生させることな（、摺動可能に密着嵌合される。

突上ピンの上端面がウェハ載置台のウェハ載置口に穿設
された貫通孔の上端面を完全に密閉するので、成膜反応
中に反応ガスが貫通孔内に侵入することは不可能である
。従って、貫通孔の内壁面にフレークが発生・付着する
ことは効果的に防止される。その結果、ウェハ搬送時の
ピンの突上による発塵が抑制され、ウェハへの異物の付
着も抑制される。

また、貫通孔の上端面が完全に密閉されているので、熱
の不均一な放散が抑制され、ウェハ載置台の温度を均一
化することができる。その結果、膜厚のバラツキおよび
不純物濃度のバラツキなどの発生が防止される。

かくして、ウェハに酸化物フレークが付着して成膜にピ
ンホールを発生させたり、あるいは膜厚および／または
不純物濃度が不均一になったりするような不都合な事態
が起こることを減少させることができ、半導体素子の製
造歩留りが向上されるばかりか、半導体製造工程全体の
スルーブツトも向上させることができる。

［実施例］以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について更
に詳細に説明する。

第１図は本発明の気相反応装置で使用されるウェハ突上
機構付きウェハ載置台の平面図、第２図は第１図の■−
■線に沿った断面図、第３図（イ）および（ロ）は貫通
孔と突上ピンの別の実施例を示す部分断面図、第４図（
イ）および（ロ）は突上ピンと突上機構との接続方法の
実施例を示す部分断面図である。

第１図および第２図に示されるように、ステンレス製の
ウェハ載置台４の上面から下面に達する貫通孔２０を穿
設する。貫通孔２０の上端面は略真円形である。これ以
外の形杖の上端面も当然実施できる。

貫通孔２０は例えば、上方に向かって拡開するテーパ付
きの斜面２２からなる孔である。また、突上ピン３０は
貫通孔のテーパと同一のテーパを有している。突１−ピ
ン３０の、上端面の外径は貫通孔２０の上端面の内径に
ほぼ等しい。

このため、突上ピン３０を貫通孔２０内に嵌入させると
、ピン３０の上端面のツラが貫通孔２０の上端面のツラ
とほぼ一致する。また、ピン３０は貫通孔２０とほぼ同
一のテーパを有するので、その上端面ばかりでなく、貫
通孔２０内に摺動可能に密着嵌合される。従って、ピン
３０と貫通孔２０との間には隙間が殆ど発生しない。

第３図（イ）に示されるように、テーパ２２ｂの収束方
向に垂直壁面２４が続くロート状貫通孔２０ｂを使用す
ることもできる。垂直壁面２４が突上ピン３０ｂの円柱
部３２を保持するので、ピン３０ｂは極めて安定した昇
降動作を行うことができる。

テーパ付きの貫通孔およびウェハ突上ピンに代えて、第
３図（ロ）に示されるような垂直壁面と、これに続く水
平壁面および該水平壁面に続く垂直壁面とからなる段付
き径違い孔２０ｃおよびこの貫通孔の内壁面に対応する
外形を有する突上ピン３０ｃを使用することもできる。

段付き径違い孔はテーパ付き孔に比べて成形が容易であ
る。

ウェハ載置台は使用されるウェハのサイズに応じて交換
することが好ましい。ウェハ載置台の交換・取り外しを
可能にするため、本発明の突上ピン３０は例えば、第４
図（イ）に示されるように螺合手段４０で突上機構５０
と接続する。別法として、第４図（ロ）に示されるよう
に、突上ピン３０を熱膨張率の小さな金属素材で成形し
、突上機構５０を熱膨張率の大きな金属素材で成形し、
突上ピン３０と突」二機構５０とを嵌合手段６０により
一体化させ、温度上昇により固定されるように構成する
こともできる。

［発明の効果コ以上説明したように、本発明の気相反応装置におけるウ
ェハ突上ピンは、ウェハ載置台に穿設された貫通孔内に
隙間を発生させることなく、摺動可能に密着嵌合される
。

突上ピンの上端面がウェハ載置台のウェハ載置部に穿設
された貫通孔の上端面を完全に密閉するので、成膜反応
中に反応ガスが貫通孔内に侵入することは不可能である
。従って、貫通孔の内壁面にフレークが発生・付着する
ことは効果的に防止される。その結果、ウェハ搬送時の
ピンの突上による発塵が抑制され、ウェハへの異物の付
着も抑；ｔ、１１される。

また、貫通孔の一ヒ端面が完全に密閉されているので、
熱の不均一な放散が抑制され、ウェハ載置−台の温度を
均一化することができる。その結果、膜厚のバラツキお
よび不純物濃度のバラツキなどの発生が防止される。

か（して、ウェハに酸化物フレークが付着して成膜にピ
ンホールを発生させたり、あるいは膜厚および／または
不純物濃度が不均一になったりするような不都合な事態
が起こることを減少させることができ、半導体素子の製
造歩留りが向上されるばかりか、半導体製造工程全体の
スループットも向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の気相反応装置で使用されるウェハ突上
機構付きウェハ載置台の平面図、第２図は第１図の■−
■線に沿った断面図、第３図（イ）および（ロ）は貫通
孔と突上ピンの別の実施例を示す部分断面図、第４図（
イ）および（ロ）は突上ピンと突上機構との接続方法の
実施例を示す部分断面図、第５図は従来の気相反応装置
の一例であるＣＶＤ薄膜形成装置の部分概要断面図、第
６図は該装置で使用されていた従来のウェハ載置台およ
びウェハ突上ピンの部分断面図である。１・・・反応炉、２・・・バッファ、３・・・カバー。４・・・ウェハ載置台、６・・・ウェハ、７・・・ウェ
ハフォーク、８・・・反応ガス送入管、９・・・ウェハ
載置台支持手段、１０・・・加熱手段、１１・・・ゲー
ト部。１２・・・ウェハ突上ピン、２０．２０ｂおよび２０Ｃ
・・・貫通孔、２２および２２ｂ・・・テーパ付斜面。２４・・・垂直壁面、３０，３０ｂおよび３０ｃ・・・
突上ピン、４０・・・螺合手段、５０・・・突上機構、
６゜・・・嵌合手段

Claims

【特許請求の範囲】

（１）反応炉、該炉内に配設されたウェハ突上機構付き
ウェハ載置台および該ウェハ載置台にウェハを搬送する
ためのウェハフォークを有する気相反応装置において、
前記ウェハ載置台のウェハ載置面には上方に向かって開
口する貫通孔が穿設されており、該貫通孔内に摺動可能
に密着嵌合されるウェハ突上ピンは貫通孔の内側面に対
応する外形を有しており、更に、ウェハ突上ピンの上端
面の外径は前記貫通孔の上端面の内径に等しく、ウェハ
突上ピンの上端面と貫通孔の上端面とが一致するように
前記ウェハ突上ピンは前記貫通孔に嵌合されることを特
徴とする気相反応装置。
（２）前記貫通孔は上方に向かって拡開するテーパ付き
の孔である特許請求の範囲第１項に記載の気相反応装置
。
（３）前記貫通孔は垂直壁面と、これに続く水平壁面お
よび該水平壁面に続く垂直壁面とからなる段付き径違い
孔である特許請求の範囲第１項に記載の気相反応装置。