JPH0252420A

JPH0252420A - 処理装置

Info

Publication number: JPH0252420A
Application number: JP20345688A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Wada; 篤和田
Original assignee: Tokyo Electron Sagami Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Sagami Ltd
Priority date: 1988-08-16
Filing date: 1988-08-16
Publication date: 1990-02-22

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は処理装置に関する。

（従来の技術）処理装置例えば、半導体製造プロセスに於ける熱処理工
程において熱処理用反応管内に腐食性の高いガスを流す
度合が多くなった。例えば塩酸酸化プロセスではドライ
０２ガス中にＭＣＩを数％添加する事により、Ｎａなど
の金属不純物を安定な形で捕捉する効果があり、安定し
た特性のデバイスを製造することができる。また酸化用
反応管を一定期間毎に高温下でＨＣＩを２〜３％を添加
したドライ０２ガスで熱処理することにより、反応管内
の汚れを取り除くことができ、安定したプロセスを朋待
することができる等色々なメリットがある。しかし腐食
性の高いガスに耐えられるように反応管まわりの装置を
すべて石英ガラス等で制作する事は強度や寸法精度の問
題から難しく、例えば反応管を保持するマニホールドや
反応管の開口部を塞ぐキャップ等金属で作られた部分は
耐食性のあるステンレス（ＳＵＳ）で作られたりまた、
さらに耐食性を増すためにＳＵＳの表面にＮｉ系の合金
をコーティングする等の耐腐食方法がとられてきた。特
に腐食性の強いＨＣＩガス等を使用する場合などでは腐
食性ガスと接する部分の金属には、ＳＵＳの表面をＮｉ
系の合金でコーティングしたものが用いられている。ま
た、プラズマエツチング装置等の反応容器内壁の腐食防
止を目的とした金属酸化物層をコーティングした技術が
特公昭５７−５２４２３号公報に開示されている。

（発明が解決しようとする課Ｂ）しかし、通常のコーティングは、第３図に示すように例
えばステンレスやアルミニュームの母材金属（１）の表
面に耐食性を持つ酸化皮膜、即ち、不働態皮膜（２）を
コーティングするが、この母材（１）は種々の結晶欠陥
や不純物の偏析が含まれ、例えば母材（１）の表面部分
に結晶と結晶の境目である結晶粒界（３）が存在すると
、この結晶粒界では、コーティングされた不働態皮膜（
２）が丈夫でなく皮膜が破れてしまい（４）、ここが腐
食の起点となり腐食が始まってゆく。この欠点を防ぐた
めに第２の不働態皮膜（５）を施すがどうしても不働態
皮膜（５）に欠陥（６）例えばピンホールができてしま
いこの欠陥（６）から再び腐食が始まることになるため
、この欠陥を軽減するために第３の不働態皮膜（７）と
幾重にもコーティングを施している。このように耐食性
の強さは、腐食ガスが、幾重にも施した不働態皮膜の欠
陥を伝わって最後に母材金属に到達するまでの時間とな
る。一方、第４図に示すようにアモルファス合金（１１
）は腐食され易い結晶粒界や上記ピンホール等の欠陥を
含まない性質を持った非晶質金属で、結晶に比べて化学
的に反応し易いため、腐食される環境では直ちに表面で
化学反応が起こり表面にアモルファス合金の中の例えば
クロムが濃縮されて純クロムに近い成分の酸化膜即ち不
働態皮膜（１２）が急速に厚く形成される為、極めて耐
食性の高い性質を持つ。従って、母材金属（１３）に結
晶粒界（１４）が有っても、不働態皮膜（１２）、アモ
ルファス合金（１１）　Ｎに保護され腐食が進まず、腐
食が進む速度はほとんどゼロに近くなる。他方、例えば
ＳＵＳ母材にＮｒ系のコーティングを施したものは、Ｈ
ＣＩガス充填の雰囲気の中でコーティングをしていない
５ＵＳ３１６と比べて腐食速度は約１７１Ｏ即ち、約１
０倍の耐食性を有している。しかしながら実際のＨＣ’
１等のプロセスでは腐食が激しくコーティングしたＳＵ
Ｓでも使えない場所や腐食がそれほと激しくなくても、
ゴミ等の発生つながるため定期的に腐食部分の清掃、交
換等の為装置を停止しなければならずメインテナンスに
非常に時間がかかるとゆう問題があった。またＮ１等の
コーティングで強化したＳＵＳ等でも耐食性が足りない
部分では金属の表面を石英ガラスでカバーし金属と石英
ガラスカバーとの間をＮ２等の不活性ガスでパージする
方法がとられているがガスの配管や、構造、制御が複雑
になると共に石英ガラスのカバーをするため形状的制約
即ち機構的な制約を受は最適形状等を作ることができな
いという問題点があった。

本発明は上記点を改善するために成されたもので、耐腐
食性の優れた処理装置を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）この発明は処理室内の、露出している金属部分の少なく
とも一部分をアモルファスコーティングしたことを特徴
とする処理装置を得るものである。

（作用）本発明によれば、処理室内の、露出している金属部分の
少なくとも一部分をアモルファスコーティングしたこと
により、耐腐食性を非常に高くできる効果がある。

（実施例）。

以下本発明処理装置を縦型ＣＶＤ装置に適用した一実施
例につき図面を参照して説明する。

縦型ＣＶＤ装置は第１図に示すように、軸方向を垂直軸
とする円筒状プロセスチューブ（２１）を有し、このプ
ロセスチューブ（２１）は耐腐食性の優れた例えば石英
ガラス製で、外筒（２１ａ）と内筒（２１ｂ）とから成
り、内Ｗ　（２ｌ　ｂ）内には半導体ウェハ（２２）を
水平状態で、かつ、上下で離間した状態で複数枚配列支
持した例えば石英ガラス製のボート（２３）があり、こ
のボートはく２３）は垂直方向に沿って搬入可能であり
、また、このボー）　（２３）の下方にはボート（２３
）を炉芯に位置させ、プロセスチューブ内の熱を下方に
逃がさないための保温筒（２４）が配管されている。ま
た内筒（２１ｂ）には耐腐食性の優れた例えば石英ガラ
ス製またはアモルファスコーティングしたステンレス製
のプロセスガス導入管（２５）がその下端より上端に向
かって挿入支持されており、上記ボー）　（２３）に配
列支持されたウェハ（２２）とウェハ（２２）とのほぼ
中間に位置するようにガス噴き出し孔（２６）が設けら
れ、この噴き出し孔（２６）と対向した位置の内筒（２
ｌ　ｂ）のほぼ半周〜４１５周にわたりガス排出孔（２
７）が複数個形成されている。そしてプロセスガス等の
排気は上記排出孔（２７）を介して外筒（２１ａ）に導
き、外筒（２１ａ）の下端を保持している例えばステン
レス製で内表面をアモルファスコーティングした円環状
マニホールド（２８）部分のガス導出口（２８ａ）を介
して排気するようになっている。また　また前記プロセ
スチューブ（２１）の周囲には加熱装置（２９）として
例えばカンタル線から成る抵抗加熱ヒーターが包むが如
く配置されている。そして、前記保温筒（２４）を保持
し、マニホールド（２８）と当接しプロセスチューブ内
の気密を保つ例えばステンレス製で表面をアモルファス
コーティングした円板状蓋体（３０）を上下動して前記
ボート（２３）をプロセスチューブ（２１）に対してロ
ード、アンロードするローダ−装置く３１）が設けられ
ている。また上記マニホールド（２８）と蓋体く３０）
との当接部には図示しないシール部材例えば０−リング
が設けられ気密保持が可能となっている。尚、この保温
Ｗ　（２４）を回転自在に構成することができ、温度、
ガスの均一性を向上することが可能である。

次に金属部分から成るマニホールド（２８）部分及び蓋
体く３０）のアモルファスコーティングを第２図を用い
て説明する。

例えば材質ステンレスのマニホールド（２８）は内部の
露出した表面（４０）や円管状ガス導出口（２日）の内
表面（４２）で反応ガス及び反応生成物と触れる可能性
のある部分および、プロセスチューブ外筒（２１ａ）及
び内筒（２ｌ　ｂ）との当接する表面（４１）部分にア
モルファスコーティングが施されている。また、例えば
材質ステンレスの蓋体（３０）は上記マニホールド（２
８）と当接し、反応容器を形成し反応ガスや反応生成物
と触れる可能性の有る内表面（４３）にアモルファスコ
ーティングが施されている。ざらにマニホールド（２８
）と蓋体く３０）とが当接する対向表面各々にアモルフ
ァスコーティングをしてもよい。また、アモルファス金
属母材としては耐腐食性の優れたＴａ系を才料またはＣ
ｒ系材料を用い厚さ５〜２０ミクロンに例えばスパッタ
リング方法等によりアモルファスコーティングする。

次に上述した縦型ＣＶＤ装置の動作を説明する。

図示しないウェハ移替え装置によりカセットからウェハ
（２２）をボート（２３）移し替え、ウェハ（２２）が
積載されたボート（２３）をローダ−装置（３１）によ
り所定量上昇させ、上記プロセスチューブ（２１）内の
予め定められた位置に、プロセスチューブの内筒（２１
ｂ）内壁に接触させる事なく搬入する。この時、上記プ
ロセスチューブ（２１）下方のマニホールド（２日）と
上記蓋体（３０）を当接させることにより、自動的にウ
ェハ（２２）を位置決めすると共に上記プロセスチュー
ブ（２１）内部を気密にする。次に、上記プロセスチュ
ーブ（２１）内を所望の圧力状態例えば０．１〜３Ｔｏ
ｒｒに保つように図示しない真空ポンプで排気制御し、
加熱１ｌｌ（２９）により所望の温度例えば６００　Ｓ
−１２００℃程度に設定する。そして、この設定後上記
排気制御しながらガス供給源から図示しないマスフロー
コントローラ等で流量制御しながら反応ガス例えば。

５ｉ８２ＣＩ２（ジクロロルシラン）とＨ２（水素）を
プロセスチューブ（２１）内にガス導入管（２５）から
所定時間供給するとプロセスチューブ（２１）内に設置
されたウェハ（２２）表面には次に示すＳｉ膜が堆積す
る。

Ｓ　ｉ　Ｈ２Ｃ１２＋Ｈ２→Ｓｉ＋２ＨＣｌこの場合上
記プロセスチューブ（２１）内で強い酸化力を持つＭＣ
Ｉが生成される。しかし、プロセス容器を形成している
うち金属製のマニホールド（２日）および蓋体（３０）
の内表面はアモルファスコーティングが施して有るため
反応ガスおよびＨＣＩ等の反応生成物が内表面に接触ま
たは堆積する事があっても腐食は起こらず、腐食による
ゴミの発生はほとんど無く、上記プロセスナューブ（２
工）内およびウェハ（２２）の汚染を防止する事ができ
る。また、アモルファス合金の特徴として耐摩耗性にも
優れているためマニホールド（２８）と蓋体く３０）と
の当接するときの微少な摩擦の繰り返し等によるゴミの
発生を防止する事が可能である。

このようなＣＶＤ処理後、反応ガスの供給を止め、不活
性ガス例えば、Ｎ２ガスをガス導入管（２５）より導入
し、上記プロセスチューブ内を常圧復帰した後、上記ウ
ェハを積載したボー）（２３）をローダ−装置（３１）
によりプロセスチューブ（２１）内より取り出し図示し
ない移替え装置に渡し処理が終了する。

上記実施例では縦型ＣＶＤ装置について説明したが、上
記実施例に限らず、反応ガスや反応生成物と接し酸化ま
たは腐食され易い場所の金属表面にアモルファスコーテ
ィングを施すことにより耐腐食性の効果が期待できる０
例えば、処理装置の排気部分は、第５図に示すように処
理室内からの排気ガスの排気を行なう例えばステンレス
製箱型状のスカベンジャー（５１）に於て、このスカベ
ンジャー（５１）内部には例えば石英ガラス製の反応管
を保持する円環状例えばステンレス製マニホールド（５
２）があり、このマニホルド（５２）の開口をプロセス
時には熱遮蔽しく排気ガス等は流れる）、ウェハを積載
した例えば石英ガラス製ボートを反応管内へロード・ア
ンロードする時は待避する如く円板状例えばステンレス
製のシャッター（５３）が、例えばエアーシリンダー等
からなる駆動機構（５４）により駆動される。また、反
応管からの排気ガスや反応生成物は排気管（５５）を通
りスカベンジャー（５１）より負圧に保たれた外部の排
気処理装置へと排出される。上述のようにスカベンジャ
ー（５１）内にはプロセス中の反応ガスや反応生成物が
流れ、または付着し、酸化や腐食しやすいため上記スカ
ベンジャ−（５１）内部表面や上記シャッター（５３）
の全面および駆動機構（５４）のスカベンジャー（５１
）内部に配置される金属製機器や部品、排気管（５５）
および、その他スカベンジャー（５１）因に配置または
取り付けられる部品等にアモルファスコーティングを施
すと良い。

またアモルファスコーティングされた金属は耐摩耗性に
優れているため反応管やウェハ周辺部の塵埃を嫌う摺動
部例えば拡散装置等の炉口付近に設けられるドアーやシ
ャッター　またはウェハの把持装置、移し変え装置、搬
送装置、その他駆動部品等に適用するとよい。また、ア
モルファスコーティング方法は金属表面の全面でなくと
もよく、適用部品の形状等によっては部分的に施しても
良く例えばメツシュ状等にアモルファス金属層を設けて
も良い。

このようにＣＶＤ装置、拡散・酸化装置の他、エツチン
グ装置、アッシング装置、洗浄装置、塗布装置等でも同
様な効果が得られる。

（発明の効果）以上述べたように本発明によれば、処理室内の露出して
いる金属部分の少なくとも一部分をアモルファスコーテ
ィングすることにより、耐腐食性が非常に高く、メイン
テナンス性が良く腐食によるゴミの発生を非常に少なく
てきる効果がある。

また加工のし易い金属が使えるため機構的制約に縛られ
ることがなく最適形状に設計製作できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するための縦型Ｃ
ＶＤＶｉ置の構成図、第２図は第１図のマニホールド近
傍の説明図、第３図乃至第４図は第１図のコーティング
の説明図、第５図は他の実施例の説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

処理室内の、露出している金属部分の少なくとも一部分
をアモルファスコーティングしたことを特徴とする処理
装置。