JPS62104036A - 半導体処理装置 - Google Patents

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〕 本発明は、半導体操ｍ装置に関し、特に半導体（ウェハ
）への膜形成や拡散等を行なう半４体処Ｍ装置の改良に
係わる。

（従来技術］ 従来の半導体躯Ｉｌ装置としては、以下に説明する不活
性ガスパージ方式とロードロック方式のものが知られて
いる。

（１）、不活性ガスパージ方式の装置は、排気手段を６
し、馴形成や拡散等を行なうための処理室と、この処理
室に連結された不活性ガスパージ室と、このパージ室内
に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給手段とか
ら構成されている。このパージ室は、ウェハの前記処理
室への搬入又は取出しを行なう領域を不活性ガス雰囲気
状態とし、ウェハ及び処ｍ＊の酸化等による汚染を防止
する役目をなすものである。

（２）、ロードロック方式の装置は、排・気早段を有し
、膜形成や拡散等を行なうための処理室と、この処理室
に連結された真空排気室と、この排気室内のガスを排気
するための排気手段とから構成されている。この真空排
気室は、ウェハの前記処理室への搬入又は取出しを行な
う領域を真空状態とし、ウェハ及び処理室の酸化等によ
る汚染を防止する役目をなすものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記不活性ガスパージ方式の装置ではウ
ェハを大気雰囲気から不活性ガスパージ室に搬入又は取
出しを行なう際、空気が不活性ガスパージ室内に混入す
るため、該パージ室を連続して完全な不活性ガス雰囲気
に保持するのが困難であった。その結果、前記パージ室
へのウェハの搬入、取出しの頻度が増大する程、ウェハ
及び処理室の酸化等による汚染の影響が増大するという
問題があった。

一方、前記ロードロック方式の装置では枚葉式等に用い
られる比較的小形の処理室を備える装置では宵効である
が、バッチ処理等のウェハを複数枚収納した多数個のウ
ェハボートを真空排気室にセットして処理を行なう場合
には、排気手段が大規模なものとなり、実用性に乏しい
。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、大気中の空
気の影響によるウェハ及び処理室の酸化等で誘発される
汚染を長期間に亙って防止でき、良好な膜形成や拡散等
を行なうことが可能な半導体処理装置を提供しようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は、不
活性ガスパージ室と、このパージ室に不活性ガスを導入
するための第１の不活性ガス供給手段と、前記パージ室
に連結された予備室と、前記パージ室と予備室とを遮断
するための第１のゲートドアと、前記予備室内のガスを
排気するための第１の排気手段と、前記予備室に不活性
ガスを導入するための第２の不活性ガス供給手段と、前
記予備室のウェハボート出入口付近に配置された該予備
室を大気から遮断するための第２のゲートドアと、前記
不活性ガスパージ室に連結された処理室と、前記パージ
室と処理室とを遮断するだめの第３のゲートドアと、前
記処理室内のガスを排気するための第２の排気手段と、
前記予備室内に搬入されたウェハボートを前記処理室に
搬送すると共に、該処理室内のウェハボートを同予備室
に搬送するための搬送機構とを具備したことを特徴とす
るものである。かかる本発明によれば、既述の如く大気
中の空気の影響によるウェハ及び処理室の酸化等で誘発
される汚染を長期間に亙って防止でき、良好な膜形成や
拡散等を行なうことが可能な半導体処理装置を得ること
ができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図及び第２図を参照して詳
細に説明する。

図中の１は、不活性ガスパージ室である。この不活性ガ
スパージ室１の土壁には、第２図に示すように層流発生
エレメント２が配設されており、該エレメント２にはフ
ィルタを有するガス制御部３、を介して第１の不活性ガ
ス供給源４１が連結されている。前記不活性ガスパージ
室１の底部には、排気ダクト５が設けられており、該ダ
クト５には逆止弁６を介装した排気管７が連結されてい
る　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｉ’ｘ　３
’１３２前記不活性ガスパージ室１の長手方向”ト→ト
咬←ｌクー側壁には、ウェハボートの出入口が開口され
ており、該出入口付近には予備室８が連結されている。

前記パージ室１の出入口付近には、該パージ室１と予備
室８とを遮断するための摺動自在な第１のゲートドア９
１が配置されている。前記予備室８のウェハボートの出
入口付近には、該予備室８を大気と遮断するための摺動
自在な第２のゲートドア９２が配置されている。また、
前記予備室８には排気管１０が連結され、該排気管１０
の他端は図示しない真空ポンプに連結されている。

更に、前記予備室８にはフィルタを存するガス制御部３
２を介して第２の不活性ガス供給源４２が連結されてい
る。前記予備室８の土壁には、真空圧力ゲージ１１及び
大気圧力ゲージ１２が夫々取には、後述するボートロー
ダの出入口が開口されており、該出入口周辺のパージ室
１の側壁には処理室１３が連結されている。前記出入口
付近に位置するパージ室１の内側面には、駆動シリンダ
１４が取着され、該シリンダ１４には該出入口を遮断す
るための第３のゲートドア９３が設けられている。前記
処理室１３の外周には、加熱部材１５が配置されている
。前記処理室１３の他端には、排気管１６を介して真空
ポンプ１７が連結されている。なお、前記処理室１３を
膜形成に使用する場合には該処理室１３の側壁に原料ガ
スの導入管及び該処理室１３内を不活性ガス状態にする
ための不活性ガス導入管（いずれも図示せず）等が連結
される。

また、図中の１８は前記予備室８に搬入されたウェハボ
ートを前記パージ室１から前記処理室１３に搬送し、か
つ同処理室１３内の処理済のウェハボートを前記パージ
室１から前記予備室８に搬送するための搬送機構である
。この搬送機構１８は、前記不活性ガスパージ室１内に
配置される台車１９を備えている。この台車１９は、前
記予備室８側に近接したパージ室１内の底部にその長手
方向に敷設された一対のレール２０ａ、２Ｏｂ上に設置
されており、台車駆動用モータ２１により駆動するボー
ルネジ２２により該レール２０ａ、２ｏｂ上に沿って往
復動作できるようになっている。前記台車１９上には、
該台車１９の動作方向に直交する一対のレール２３ａ、
２３ｂが敷設されている。これらレール２３ａ、２３ｂ
上には、断面凹状のアーム支持台２４が設置されており
、該支持台２４は支持台駆動用モータ２５により駆動す
るボールネジ２６により該レール２３ａ。

２３ｂ上に沿って往復動作できるようになっている。前
記アーム支持台２４の凹部内には、アーム駆動用モータ
２７が設置されており、該モータ２７の両側には前記支
持台２４の動作方向に沿う両側壁を貫通する一対の軸２
８ａ、２８ｂが軸着されている。こ４し゛７幀２８ａ、
２８ｂの他端には、ウェハボートに係合される爪を対向
側面に有する一対のアーム２９ａ、２９ｂが軸着されて
いる。

前記台車１９を往復動作させるレール２０　ａ　５２０
ｂを挟んで前記予備室８と反対側のパージ室１内の底部
には、該レール２０ａ、２０ｂと平行するレール３０が
敷設されている。このレール３０上には、ボートローダ
３１が設置されており、該ボートローダ３１はローダ駆
動用モータ３２により駆動するボールネジ３３により該
レール３０」二に沿って前記処理室１３とパージ室１の
間を往復動作できるようになっている。前記ボートロー
ダ３１には、一対のパドル３４ａ、３４ｂが前記レール
３０と平行して設けられており、これらパドル３４ａ、
３４ｂ上には前記一対のアーム２９ａ、２９ｂから搬送
されたウェハボートが設置される。また、前記ボートロ
ーダ３１の左端付近には該ローダ３１を前記処理室１３
内に移動させた時、パージ室１と処理室１３間の出入口
を遮断するための仕切弁３５が設けられている。

次に、上述した第１図及び第２図図示の半導体処理装置
の作用を説明する。

（１）まず、不活性ガスパージ室１と予備室８の間を第
１のゲートドア９１により遮断すると共に、パージ室１
と処理室１３の間を第３のゲートドア９３により遮断す
る。つづいて、第１の不活性ガス供給源４１から不活性
ガスをガス制御部３１を通して層流発生エレメント２に
供給し、該エレメント２から不活性ガスパージ室１内に
不活性ガスを層流状態で供給すると共に、パージ室１底
部のダクト５から排気して同パージ室１内を不活性ガス
雰囲気とする。

（ｎ）次いで、第２のゲートドア９２を開いてウェハ３
６を罠数枚収納したウェハボート３７を予備室８内に搬
入する。つづいて、第２のゲートドア９２を閉じて、該
予備室８を大気と遮断した後、図示しない真空ポンプを
作動させ、排気管１０を通して予備室８内のガスを排気
する。この際、真空圧力ゲージ１１により予備室８内が
所定の真空度に到達したことを確認する。

（第１）到達真空度にした後、第２の不活性ガス供給源
４２から不活性ガスをガス制御部３２を通して予備室８
内に導入する。この際、大気圧力ゲージ１２により予備
室Ｂ内が大気圧状態になるまで不活性ガスの供給をつづ
け、同大気圧力になった時点で該ガスの供給を停止する
。

（ＩＶ）予備室８を不活性ガス雰囲気にした後、第１の
ゲートドア９１を開け、搬送機構１１の台車駆動用モー
タ２１を駆動してレール２０ａ、２０ｂ−１の台車１９
を予備室８に対向するように移動させる。つづいて、ア
ーム駆動用モータ２７を駆動して台車１９のレール２３
ａ、２３ｂ上に設置されたアーム支持台２４のアーム２
９ａ、２９ｂをテ備室８側に傾動させた後、支持台駆動
用モータ２５を駆動してレール２３ａ、２３ｂ上のアー
ム支持台２４を予備室８側に移動させることにより、第
２図に示すように前記アーム２９ａ、２９ｂの爪を予備
室８内に設置したウェハボート３７に差込む。ひきつづ
き、アーム駆動用モータ２７を駆動してアーム２９ａ、
２９ｂを少し持上げてウェハボート３７に係合させた後
、支持台、駆動用モータ２５を駆動して支持台２４を予
備室８と反対側の台車１９のレール２３ａ、２３ｂ部分
に移動させると共に、アーム駆動用モータ２７を駆動し
て第２図の仮想線に示すようにアーム２９ａ１２９ｂの
爪にウェハボート３７を係合させた状態で回動させ、該
ウェハボート３７を予備室８と反対側のパージ室１に配
置したボートローダ３１のパドル３４ａ、３４ｂ上に設
置する。

（Ｖ）次いで、前記（ｎ）〜（ＩＶ）と同様な工程を繰
返してボートローダ３１のパドル３４ａ１３４ｂ上に所
定数、例えば４つのウェハボート３７を設置する。但し
、この工程では１回目のウェハボート３７のパドル３４
ａ、３４ｂの設置箇所と別の箇所にウェハボート３７を
設置するためにアーム２９ａ、２９ｂにより予備室８の
ウニ／１ボート３７を係合、取出しを行なった後、台車
駆動用モータ２１を駆動して台車１９をレール２０ａ、
２０ｂに沿ってウェハボートが設置されていないパドル
３４ａ、３４ｂの箇所まで移動させ、前記（ＩＶ）と同
様な操作を行なってパドル３４ａ１３４ｂの未設置箇所
にウェハボート３７を設置する。

（Ｖｌ）前記（Ｖ）によりボートローダ３１のパドル３
４ａ、３４ｂ上に４つのウニｌＸボート３７を設置した
後、第３のゲートドア９３を開き、予め真空ポンプ１７
による排気、不活性ガス導入管（図示せず）からの不活
性ガスの供給により不活性ガス雰囲気状態にされた処理
室１３と不活性ガスパージ室１とを連通させ、ローダ駆
動用モータ３２を駆動してボートローダ３１をレール３
０上に沿って移動させて該ボートローダ３１を処理室１
・３に搬送する。この時、パージ室１と処理室１３の間
の出入口はボートローダ３１に取付けられた仕切弁３５
により閉じられる。つづいて、真空ポンプ１７を作動し
て処理室１３内のガスを排気すると共に、加熱部材１５
により加熱された処理室１３内に図示しない導入管から
原料ガス等を供給してウェハボート３７に収納されたウ
エノ１上に膜を形成する。

（■）処理室１３での膜形成が終了した後、原料ガスの
供給を停止し、真空ポンプ１７により処理室１３内のガ
スを排気し、更に図示しない不活性ガス導入管より不活
性ガスを処理室１３内に供給して処理室１３内を大気圧
状態の不活性ガス雰囲気とする。つづいて、ローダ駆動
用モータ３２を駆動して処理済のウェハボート３７をパ
ドル３４ａ％３４ｂ上に設置したボートローダ３１を不
活性ガスパージ室１内に移動させた後、第３のゲートド
ア９３によりパージ室１と処理室１３とを遮断する。

（■）次いで、第１のゲートドア９１を開いた後、搬送
機構１８を前記（ｎ）〜（ＩＶ）の工程と逆の操作を行
なって処理済のウェハボートを予備室８内に搬送する。

つづいて、第１のゲートドア９、を閉じて、パージ室１
と予備室８とを遮断した後、第２のゲートドア９２を開
けて予備室８内の処理済のウェハボート３７を大気状態
の外部に取出す。

（ＤＣ）次いで、第２のゲートドア９２を閉じて、該予
備室８を大気と遮断した後、図示しない真空ポンプを作
動させ、排気管１０を通して予備室８内のガスを排気し
、真空圧力ゲージ１１により予備室８内が所定の真空度
に到達したことを確認する。到達真空度にした後、第２
の不活性ガス供給源４２から不活性ガスをガス制御部３
２を通して予備室８内に導入し、大気圧力ゲージ１２に
より予備室８内が大気圧状態になるまで不活性ガスの供
給をつづけ、同大気圧力になった時点で該ガスの供給を
停止する。つづいて、前記（■）と同様。

な操作を行なってパージ室１のボートローダ３１のパド
ル３４ａ、３４ｂ上の処理済のウェハボートを搬送機構
１８により予備室８に搬送し、外部に取出す。こうした
操作を繰返してボートローダ３１のパドル３４ａ、３４
ｂ上の全ての処理済のウェハボート３７を外部に取出し
、ウェハの膜形成処理を終了する。

このように本発明の半導体処理装置によれば、ウェハ３
６が複数枚収納されたウェハボート３７を不活性ガスバ
ージ室１内に搬送する際、該ウェハボート３７を該パー
ジ室１に対し第１のゲートドア９Ｉで遮断される予備室
８内に搬入し、第２のゲートドア９２により該予備室８
を外部（大気）と遮断し、該予備室８を図示しない真空
ポンプが連結された排気管１０により真空排気し、更に
不活性ガス供給源４２から不活性ガスをガス制御部３□
を通して予備室８内に供給して大気圧状態の不活性ガス
雰囲気とした後、第１のゲートドア９１を開き、搬送機
構１１により予備室８内のウェハボート３７をパージ室
１を通して処理室１３内に搬送する。一方、処理室１３
での処理済のウェハボートを外部に取出す際には、第１
のゲートドア９１を開き、搬送機構上玉により処理済の
ウェハボート３７を処理室１３からパージ室１を通して
一旦Ｙ−備室８内に搬送し、前記第１のゲートドア９Ｋ
を閉じてパージ室１と予備室８とを遮断した後、第２の
ゲートドア９２を開けて処理済のウェハボートを大気圧
状態の外部に取出す。従って、ウェハボート３７に収納
したウェハ３６への膜形成を行なうロード工程及び処理
済のウェハボートを取出すアンロード工程において、不
活性ガスパージ室１内への六′ヘ一（空気）の混入を完
全に遮断できるため、ウェハ及び処理室１３の酸化等に
より汚染を防止でき、ウェハ上に良好な膜を形成できる
。

また、不活性ガスパージ室１への不活性ガスの供給を層
流発生エレメント２及び該パージ室１底部のダクト５に
より行なえば、パージ室１内に不活性ガスを層流状態で
供給でき、ゴミの舞い上り等を防止でき、同パージ室１
内に搬送したウェハボート３７のウェハ３６への汚染等
を防止できる。

更に、実施例に示す構造の搬送機構１８を用いれば、予
備室８内にウェハボート３７を搬入した後、ウェハボー
ト３７の処理室１３への搬送（ロード）、並びに処理室
１３からの処理済のウェハボートの予備室への搬送（ア
ンロード）を自動的に行なうことができる共に、不活性
ガスパージ室１を大形させることなく多数のウェハボー
トを一度に処理できるため、処理能率の著しい向上を達
成できる。

なお、上記実施例では処理室で膜形成を行なう例につい
て説明したが、該処理室でウェハに不純物４’、、　＋
＋、：、放させる構成にしたり、エツチングを行なう構
成にしてもよい。

【発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明によればウェハ等の゛１５導
体が搬送される不活性ガスパージ室内への大気中の空気
の混入を完全に遮断し、ウェハ及び処理室の酸化等によ
る汚染を長期間に亙って防止でき、ひいては良好な膜形
成や拡散等を行なうことが可能なは産性の高い半導体処
理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す半導体処理装置の概略
横断面図、第２図は第１図の■−■線に沿う概略断面図
である。 １・・・不活性ガスノ々−ジ室、２・・・層流発生エレ
メント、４１１．、”　４２・・・不活性ガス供給源、
８・・・予備室、９ｓ　、９２．９３・・・ゲートドア
、１０・・・排気管、１３・・・処理室、１５・・・加
熱部材、１７・・・真空ポンプ、１８−・・搬送機構、
１９・・・台車、２１．２５．２７．３２・・・モータ
、２４・・・アーム支持台、２９ａ、２９ｂ・・・アー
ム、３１・・・ボートローダ、３４ａ、３４ｂ・・・パ
ドル、３６・・・ウェハ、３７・・・ウェハボート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 不活性ガスパージ室と、このパージ室に不活性ガスを導
   入するための第１の不活性ガス供給手段と、前記パージ
   室に連結された予備室と、前記パージ室と予備室とを遮
   断するための第１のゲートドアと、前記予備室内のガス
   を排気するための第１の排気手段と、前記予備室に不活
   性ガスを導入するための第２の不活性ガス供給手段と、
   前記予備室のウェハボート出入口に配置された該排気室
   を大気から遮断するための第２のゲートドアと、前記不
   活性ガスパージ室に連結された処理室と、前記パージ室
   と処理室とを遮断するための第３のゲートドアと、前記
   処理室内のガスを排気するための第２の排気手段と、前
   記予備室内に搬入されたウェハボートを前記処理室に搬
   送すると共に、該処理室内のウェハボートを同予備室に
   搬送するための搬送機構とを具備したことを特徴とする
   半導体処理装置。