JPH0774105A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、反応炉内のフランジに付着した反応
物を簡易かつ安全に除去する。 【構成】本発明は、反応室のチヤンバ近傍に穿設された
孔から熱排気手段によつて反応室内の熱を排出すること
ができる。また熱源によつて発生した熱を熱排気手段に
よつて排出することができる。この結果、反応室内及び
ガス導入管付近の温度を低下させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術（図６〜図８） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１〜図３及び図６〜図
８） 作用（図１〜図３） 実施例 （１）第１の実施例（図１及び図６） （２）第２の実施例（図２及び図７） （３）第３の実施例（図３、図４及び図８） （４）他の実施例（図１及び図５） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置に関し、
例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置に適
用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】集積回路装置の製造工程では、ウエハ処
理工程として薄膜形成工程が設けられている。従来、薄
膜形成装置においては、ウエハ表面に原料ガスを均一に
吹き付けヒータ等の加熱装置により加熱することで化学
反応を起こさせ、ウエハ上に薄膜を形成するといつた熱
ＣＶＤ装置等がある。

【０００４】薄膜を形成する時、例えば反応炉が減圧状
態に保たれている減圧ＣＶＤ装置においては、反応炉に
挿入された薄膜材料を構成する元素からなるガスがヒー
タ等で加熱されることによりウエハ上で化学反応を起こ
し薄膜を形成する。図６及び図７に示すように、反応炉
１及び２において、未反応のガスがヒータ源３の有する
チヤンバ４のフランジ５付近にて化学反応を起こし、反
応物６がフランジ５に付着する。また図８に示すよう
に、ベルト状のサセプタ７により運ばれるウエハにガス
吹き出し管の先端部であるインジエクタ８よりガスを吹
き付けヒータ源３でウエハを加熱し薄膜を形成する常圧
ＣＶＤ装置においては、ガス排出口であるインジエクタ
８に減圧ＣＶＤ装置と同様、反応物６が付着する。

【０００５】図６は縦型減圧ＣＶＤ装置であるため反応
物６が付着するフランジ５が配設されている反応炉１の
下方に常に熱風が流れるため、作業者が反応物６を除去
する際、非常に熱く危険である。図７は横型減圧ＣＶＤ
装置であるため反応物６が付着するフランジ５が配設さ
れている反応炉２の横方向に常に熱風が流れるため、作
業者が反応物６を除去する際、非常に熱く危険である。
このため作業者は定期的にヒータを止め反応物６を除去
している。また図８は常圧ＣＶＤ装置であるためヒータ
源３からの熱風により非常に熱いが、作業者はそのまま
の状態で熱さに耐えながらインジエクタ８に付着した反
応物６を除去している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところがヒータ源は 5
00〜700 度位の高温であるため、各装置の内部に付着し
た反応物を作業者が除去するには、かなりの危険が伴う
といつた問題がある。また各装置の内部に付着した反応
物を除去するために、作業者が定期的にヒータを止める
場合、反応物を除去する前後に冷却及び加熱をするた
め、薄膜形成を再開するまでの待ち時間が多く、効率が
悪いといつた問題がある。

【０００７】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、反応炉内のフランジに付着した反応物を簡易かつ安
全に除去することができる半導体製造装置を提案しよう
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、熱源３を有する反応室１及び２
と、反応室１及び２内に載置されたウエハ表面に原料ガ
スを供給するガス導入管と、薄膜形成時、反応室１及び
２内を排気し、反応室１及び２内を減圧する減圧手段１
１と、清掃時、反応室１及び２のチヤンバ４近傍に穿設
された孔１３、３２Ａ及び３２Ｂから配管を介し、反応
室１及び２内の熱を排出させる熱排気手段１２及び３１
とを設けるようにする。

【０００９】また本発明においては、熱源３を有し、か
つ大気圧に保持された反応室と、反応室内に載置された
ウエハ表面に原料ガスを供給するガス導入管８と、清掃
時、反応室の加熱部４４により発生した熱を排出させる
熱排気手段１２及び４１とを設けるようにする。

【００１０】

【作用】反応室１及び２のチヤンバ４近傍に穿設された
孔１３、３２Ａ及び３２Ｂから熱排気手段１２及び３１
によつて反応室１及び２内の熱を排出することにより反
応室１及び２内の温度を低下させることができる。また
熱源３によつて発生した熱を熱排気手段１２及び４１に
よつて排出することにより、ガス導入管８付近の温度を
低下させることができる。

【００１１】ここで減圧ラインからなる熱排気手段１２
及び３１に冷却装置２１を配設することにより気体を冷
却することができる。またこれに代え、減圧ラインから
なる熱排気手段１２及び３１の配管の周囲に保護部材２
２を配設することにより配管を熱から保護することがで
きる。熱排気手段１２及び３１内にポンプ手段２０を配
設することで減圧することができる。

【００１２】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１３】（１）第１の実施例 図６との対応部分に同一符号を付して示す図１におい
て、１０は全体として縦型減圧ＣＶＤ装置を示し、反応
炉１、排気システム１１及び熱排気システム１２からな
つている。

【００１４】反応炉１は、炉内を減圧するためにフラン
ジ５に排気口１３が穿設され配管が配設されている。

【００１５】排気システム１１として排気口１３からは
配管が反応炉１の外側に延びている。この配管には、排
気口１３から近い順に熱風の流れを切り換え制御する開
閉弁Ｖ１、気圧を下げるための排気システム部１４及び
気体を排ガス処理する排ガス処理装置１５が設けられて
いる。

【００１６】開閉弁Ｖ１は、反応炉１の内部からの熱風
の流れを弁の開閉により切り換え制御するようになされ
ている。排気システム部１４は、反応炉１の内部の気圧
を下げるための真空ポンプ１６を設けている。排ガス処
理装置１５は、排気システム部１４内の真空ポンプ１６
を介した気体を取り入れ、排出する際に公害問題を起こ
さないために、取り入れた気体を排ガス処理するように
なされている。

【００１７】熱排気システム１２は、配管の内部の熱風
の流れを調整するための調整部１２Ａと排気システム１
１の排気口１３及び開閉弁Ｖ１間の配管から枝分かれ
し、排ガス処理装置１５まで通じている送出部１２Ｂか
らなつている。

【００１８】調整部１２Ａは、配管内部の圧力を測定す
る真空センサ１７、データにより圧力を制御する圧力制
御装置１８、気体の送出量を調整する流量調整器１９及
び気体を押し出す減圧発生器２０からなつている。

【００１９】真空センサ１７は、配管内の熱風の圧力を
測定するため排気システム１１の配管と熱風の流れを切
り換え制御する開閉弁Ｖ２間の配管から枝分かれした配
管の先端に配設されている。

【００２０】圧力制御装置１８は、圧力の大きさによつ
て配管内に送出する窒素ガスの量を決定するため真空セ
ンサ１７により測定された圧力信号Ｓ１を入力し、得ら
れた圧力の値と基準値とを比較することにより、制御信
号Ｓ２を出力するようになされている。

【００２１】流量調整器１９は、圧力制御装置１８によ
つて出力された制御信号Ｓ２に基づき、窒素ガスの送出
量を調整し、ポンプからなる減圧発生器２０に窒素ガス
を送出するようになされている。また減圧発生器２０
は、開閉弁Ｖ２により流出する熱風を強制的に押し出す
ために希ガスである窒素ガスを配管に送出するようにな
されている。

【００２２】また送出部１２Ｂは、気体の流れを調整す
る開閉弁Ｖ２、気体を冷却する電子冷媒器２１、配管を
熱から保護するための保温材２２及び排ガス処理装置１
５に気体を送り込むためのフアン２３からなつている。

【００２３】電子冷媒器２１は、減圧発生器２０により
強制的に押し出された窒素ガスが混入した熱風を冷却
し、排ガス処理ができるように、減圧発生器２０及び排
ガス処理装置１５間に配設されている。保温材２２は、
配管を熱から保護するために、熱排気システム１２の配
管の周囲に配設されている。

【００２４】以上の構成において、反応炉１にて薄膜を
形成する時、反応炉１の熱風を減少させる必要がないた
め熱排気システム１２の送出部１２Ｂの開閉弁Ｖ２は気
体が流れないように弁を閉じる。

【００２５】排気口１３より開閉弁Ｖ１を介して排気シ
ステム部１４に送出された気体は、気圧を下げるために
真空ポンプ１６に取り入れられる。真空ポンプ１６を介
した気体は、排出する際に公害問題を起こさないため
に、排ガス処理装置１５に送出され、気体が排ガス処理
された後に排出される。

【００２６】反応炉１に付着した反応物６を除去する
時、作業者が熱風を浴びなくてもすむように反応炉１の
熱風を減少させるため開閉弁Ｖ１を閉じ、開閉弁Ｖ２を
開ける。

【００２７】熱排気システム１２に流出した熱風は２枝
に分かれた配管を通り、一方に配設された調整部１２Ａ
の真空センサ１７により圧力の値を測定する。測定され
た熱風の圧力は、基準値と比較するために圧力信号Ｓ１
により圧力制御装置１８に入力される。圧力信号Ｓ１
は、圧力制御装置１８において基準値と比較され、圧力
の値が基準値を越える場合は窒素ガスの流量を減少させ
る制御信号Ｓ２を、また圧力の値が基準値を越えない場
合は窒素ガスの流量を増加させる制御信号Ｓ２を流量調
整器１９に入力する。流量調整器１９では、入力された
制御信号Ｓ２により窒素ガスの送出量を調整し、減圧発
生器２０に送出する。

【００２８】他方に配設された送出部１２Ｂの開閉弁Ｖ
２を開くことにより熱風を流す。減圧発生器２０より調
整された量の窒素ガスが送出され、窒素ガスを含む熱風
は強制的に送りだされる。強制的に送りだされた熱風は
電子冷媒器２１により冷却される。冷却された熱風は、
排ガス処理するため排ガス処理装置１５の入口に配設さ
れているフアン２３により装置内に送り込まれる。排ガ
ス処理装置１５は、フアン２３により取り入れた気体を
排ガス処理し、排出する。

【００２９】以上の構成によれば、縦型減圧ＣＶＤ装置
１０において、調整部１２Ａ及び送出部１２Ｂからなる
熱排気システム１２を配設したことにより反応炉１に付
着した反応物６を作業者が除去する際、反応炉１の熱風
を多量に吸引し減少させるため、熱に耐えながら除去す
るとう作業者にとつて過酷かつ危険が伴うことはない。

【００３０】（２）第２の実施例 図１及び図７との対応部分に同一符号を付して示す図２
において、３０は全体として横型減圧ＣＶＤ装置を示
し、反応炉２及び熱排気システム３１を有することを除
いて同様の構成を有している。

【００３１】反応炉２は図１の縦型の反応炉１と異なり
横型であるためフランジ５が上方及び下方合わせて４箇
所に配設されている。このうち下方の各フランジ５に
は、熱風を除去するために排気口３２Ａ及び３２Ｂが穿
設され、熱排気システム３１の送出部３１Ｂの配管がそ
れぞれ配設されている。各配管には、熱風の流れを切り
換え制御するために開閉弁Ｖ２Ａ及びＶ２Ｂが設けられ
ている。開閉弁Ｖ２Ａ及びＶ２Ｂは、反応炉２に付着し
た反応物６を除去する際、作業者が熱風を浴びなくても
すむように熱風を排出するために開くようになされてい
る。各配管は開閉弁Ｖ２Ａ及びＶ２Ｂの後、１本の配管
に結合している。

【００３２】熱排気システム３１は、調整部１２Ａと同
様の構成を有する調整部３１Ａ及び送出部３１Ｂからな
つている。また反応炉２の蓋に排気口３２Ｃが穿設され
ており、薄膜を形成する時に開閉弁Ｖ１を開けることで
反応炉２の気体が流出するように排気システム１１が配
設されている。

【００３３】以上の構成において、薄膜を形成する時、
開閉弁Ｖ１を開くことにより排気口３２Ｃから気体が流
出する。

【００３４】反応炉２に付着した反応物６を除去する
時、作業者が熱風を浴びなくてもすむように反応炉２の
熱風を減少させるために開閉弁Ｖ２Ａ及びＶ２Ｂを開く
ことにより排気口３２Ａ及び３２Ｂから熱風が流出す
る。排気口３２Ａ及び３２Ｂより流出された熱風は配管
を１本にすることで混合され、その後真空センサ１７に
より圧力を測定する。

【００３５】以上の構成によれば、横型減圧ＣＶＤ装置
３０の反応炉２の下方の各フランジ５に排気口３２Ａ及
び３２Ｂを穿設し、調整部３１Ａ及び送出部３１Ｂから
なる熱排気システム３１を配設しても、第１の実施例と
同様の効果を得ることができる。

【００３６】（３）第３の実施例 図１及び図８との対応部分に同一符号を付して示す図３
において、４０は全体として常圧ＣＶＤ装置を示し、熱
排気部４１を有することを除いて同様の構成を有してい
る。

【００３７】熱排気部４１は、図４に示すようにヒータ
源３から発生する熱風を除去するためのスリツト４２を
設けた排気管４３からなつている。排気管４３は、薄膜
形成時に邪魔にならぬようにヒータ源３を保持している
ヒータ部４４の長手方向の両側に配設されている。排気
管４３は、熱排気システム１２に連結している。

【００３８】以上の構成において、薄膜を形成する時、
熱風を減少させる必要がないため開閉弁Ｖ２は閉じた状
態になつている。インジエクタ８に付着した反応物６を
除去する時、作業者が熱風を浴びなくてもすむように開
閉弁Ｖ２を開けることでヒータ部４４上面に生じる熱風
をスリツト４２により吸引し、排気管４３を通じ熱排気
システム１２により熱風を排気する。

【００３９】以上の構成によれば、常圧ＣＶＤ装置４０
のヒータ部４４の長手方向の両側にスリツト４２を設け
た排気管４３を配設し、調整部１２Ａ及び送出部１２Ｂ
からなる熱排気システム１２と連結させても、第１の実
施例と同様の効果を得ることができる。

【００４０】（４）他の実施例 なお上述の第１、第２及び第３の実施例において、熱排
気システム１２及び３１に熱風を冷却するための電子冷
媒器２１を配設するものについて述べたが、本発明はこ
れに限らず、電子冷媒器２１の代わりに冷却水を配設し
ても良い。

【００４１】また上述の第１、第２及び第３の実施例に
おいて、熱排気システム１２及び３１で減圧するために
窒素ガスを使用するものについて述べたが、本発明はこ
れに限らず、希ガスであれば窒素ガス以外のガスでも良
い。

【００４２】また上述の第１、第２及び第３の実施例に
おいて、送出部１２Ｂ及び３１Ｂの配管に吹き込む窒素
ガスの量を調整部１２Ａ及び３１Ａにより流量調整する
バラスト方式のものについて述べたが、本発明はこれに
限らず、送出部１２Ｂ及び３１Ｂの配管に吹き込む窒素
ガスの量を一定にしバタフライ弁により流量調整するバ
タフライ方式にしても同様の効果が得られる。ここでバ
タフライ弁は、減圧発生器２０と電子冷媒器２１の間に
配設する。調整部として真空センサ１７をバタフライ弁
と電子冷媒器２１の間に配設し、真空センサの検知によ
り圧力信号を圧力制御装置に送出し、圧力制御装置から
の制御信号をモータに送ることでバタフライ弁の開閉を
調整するような構成とする。

【００４３】また上述の第１、第２及び第３の実施例に
おいて、減圧発生器２０を用いるものについて述べた
が、本発明はこれに限らず、窒素ガスを使用する場合で
あれば窒素ガスが熱風に混入されてから電子冷媒器２１
で冷却されるまでの間の位置に小さな真空ポンプを配設
するようにしても良い。

【００４４】また上述の第１の実施例において、反応炉
１に１個の排気口１３を穿設し、薄膜を形成する時及び
反応炉１に付着した反応物６を除去する時、どちらにも
使用するものについて述べたが、本発明はこれに限ら
ず、反応炉１に２個の排気口を穿設し、それぞれ薄膜形
成用及び熱排気システム用と分別し使用しても良い。こ
のとき熱排気システム用の排気口はフランジ５に穿設す
る。

【００４５】また上述の第２の実施例において、排気口
３２Ａから開閉弁Ｖ２Ａを介している配管と、排気口３
２Ｂから開閉弁Ｖ２Ｂを介している配管が１本に結合さ
れた後の部分に真空センサ１７を配設したものについて
述べたが、本発明はこれに限らず、排気口３２Ａ及び開
閉弁Ｖ２Ａ間、排気口３２Ｂ及び開閉弁Ｖ２Ｂ間に各真
空センサ又は共有の真空センサを配設するようにしても
良い。

【００４６】また上述の第３の実施例において、ヒータ
部４４の長手方向の両側に排気管４３を配設する熱排気
部４１について述べたが、本発明はこれに限らず、図５
に示すように排気箱４５の内部にヒータ部４４を配設す
ることで熱を排気するようにしても同様の効果が得られ
る。

【００４７】さらに上述の実施例において、ＣＶＤ装置
について述べたが、本発明はこれに限らず、拡散炉等に
も適用し得る。

【００４８】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、半導体製
造装置に熱排気システムを配設することにより装置内に
付着した反応物を除去する際、作業者に危険性を与えて
いた熱風のうち多量の熱風を吸引し、排気することで反
応物付着付近の熱風を減少し得る。さらに熱風の減少に
より作業者の安全性の増大を得る半導体製造装置を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による縦型減圧ＣＶＤ装置を
示す略線図である。

【図２】第２の実施例による横型減圧ＣＶＤ装置を示す
略線図である。

【図３】第３の実施例による常圧ＣＶＤ装置を示す略線
図である。

【図４】第３の実施例の熱排気部を示す斜視図である。

【図５】その他の熱排気部を示す斜視図である。

【図６】従来の縦型減圧ＣＶＤ装置の説明に供する略線
図である。

【図７】従来の横型減圧ＣＶＤ装置の説明に供する略線
図である。

【図８】従来の常圧ＣＶＤ装置の説明に供する略線図で
ある。

【符号の説明】

１、２……反応炉、１０……縦型減圧ＣＶＤ装置、１
１、３１……熱排気システム、１４……排ガス処理装
置、１５……真空ポンプ、１６……真空センサ、１７…
…圧力制御装置、１８……流量調整器、１９……減圧発
生器、２０……電子冷媒器、２１……保温材、３０……
横型減圧ＣＶＤ装置、４１……常圧ＣＶＤ装置、４１…
…熱排気部、Ｖ１、Ｖ２……開閉弁。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱源を有する反応室と、 上記反応室内に載置されたウエハ表面に原料ガスを供給
   するガス導入管と、 薄膜形成時、上記反応室内を排気し、上記反応室内を減
   圧する減圧手段と、 清掃時、上記反応室のチヤンバ近傍に穿設された孔から
   配管を介し、上記反応室内の熱を排出させる熱排気手段
   と、 を具えることを特徴とする半導体製造装置。
2. 【請求項２】熱源を有し、かつ大気圧に保持された反応
   室と、 上記反応室内に載置されたウエハ表面に原料ガスを供給
   するガス導入管と、 清掃時、上記反応室の加熱部により発生した熱を排出さ
   せる熱排気手段と、 を具えることを特徴とする半導体製造装置。
3. 【請求項３】上記熱排気手段は減圧ラインでなり気体を
   冷却する冷却装置を配設することを特徴とする請求項１
   又は請求項２に記載の半導体製造装置。
4. 【請求項４】上記熱排気手段は減圧ラインでなり配管を
   熱から保護する保護部材を配管の周囲に配設することを
   特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体製造装
   置。
5. 【請求項５】上記熱排気手段内に減圧用のポンプ手段を
   配設することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項
   ３又は請求項４に記載の半導体製造装置。
6. 【請求項６】上記熱排気手段内に流量調整用に希ガスを
   導入して負圧を発生させ、流量を調整することを特徴と
   する請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求
   項５に記載の半導体製造装置。
7. 【請求項７】上記熱排気手段内に流量調整用に一定量の
   希ガスを導入して負圧を発生させると共に、バタフライ
   式の弁で流量を調整することを特徴とする請求項１、請
   求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の半導
   体製造装置。