JPS6370530A - 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、処理技術、特に、処理ガスを用いて被処理物
に所望の処理を施す処理技術に関し、例えば、半導体装
置の製造工程において、ウェハに酸化膜を形成するのに
利用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造工程において、ウェハに酸化膜を形成
する場合、常圧ＣＶＤ装置が使用されることがあり、こ
の常圧ＣＶＤ装置として、処理室の内部にウェハを収容
し、この処理室内に処理ガスをウェハに接触するように
供給することにより、ウェハ上にＣＶＤＩＩを被着させ
て行くように構成されているものがある。

なお、酸化膜形成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１９８３年１１月号別冊」
昭和５８年１１月１５日発行　Ｐ５７〜Ｐ６２　、があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような常圧ＣＶＤ装置においては、吹出口
から吹き出されたガスの一部が処理室の内面に接触し未
反応生成物が発生し、これが処理室の内面に付着してフ
レークとなり、ウェハの汚染の原因になるという問題点
があることが、本発明者によって明らかにされた。

本発明の目的は、処理ガスの処理室内面への接触を防止
することができる処理技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、被処理物への異物の付着を防止す
ることができる処理技術を提供することにある。

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
。

〔問題点を解決するための手段〕

本署において開示される発明のうち代表的なものの櫃要
を説明すれば、次の通りである。

すなわち、処理室の内面に不活性ガスを吹き出す開口を
多数設けたものである。

〔作用〕

前記した手段によれば、処理室の内面から不活性ガスが
吹き出されているため、処理室に供給された処理ガスが
処理室の内面に接触することはない、その結果、処理ガ
スの冷却による未反応物質の生成が抑制されるとともに
、処理室内面へのフレークの付着が防止されることにな
る。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である常圧ＣＶＤ装置を示す
縁断面図、第２図は第り図の■部を示す拡大部分斜視図
、第３図はハンドラを示す拡大部分斜視図である。

本実施例において、酸化膜の形成処理を行う処理装置と
しての常圧ＣＶＤ装置は処理室２を備えており、処理室
２の互いに対向する側壁（以下、左右璧とする。）には
扉３ａ、４ａを有する搬入口３および搬出口４が、被処
理物としてのウェハ１を１枚宛搬入搬出し得るようにそ
れぞれ開設されている。処理室２の内面２ａにはアルミ
ナ、シリカまたはシリコンカーバイト（ＳｉＣ）等を用
いた焼結材からなる多孔質板５が内張すされており、第
２図に示されているように、この多孔質板５の処理室２
との接触面には通路６が基盤目状に配されて没設されて
いる。処理室２には供給ロアが通路６に連通ずるように
配されて開設されており、供給ロアは不活性ガスとして
の窒素ガスを供給するための供給源（図示せず）に接続
されている。多孔質板５はその小孔群が互いに連通ずる
ようになっているため、供給ロアから通路６に供給され
た窒素ガスを処理室２内に流出させる多数の開口８が処
理室２内面には全体にわたって均一に形成されているこ
とになる。

処理室２内の略中央部には被処理物ステージとしてのタ
ーンテーブル９が配設されており、ターンテーブル９の
下面には吸着面１０がウェハｌを１枚宛後着し得るよう
に形成されている。吸着面１０には吸引口１１が適当な
形状に開設されており、吸引口１１には真空ポンプ等の
ような排気装置（図示せず）に接続される吸引路１２が
ｉ！通されている。ターンテーブル９の下面には凹部１
３が後記するハンドラの吸着ヘッドを逃げ得るように没
設されており、ターンテーブル９の上にはヒータ１４が
吸着保持されたウェハ１を加熱し得るように設備されて
いる。処理室２上にはモータ等からなる駆動装Ｗ１１５
が設備されており、この駆動装置１５はターンテーブル
９を回転させるとともに、上下動させ得るように構成さ
れている。

処理室２内の下部には排気カバー１６がターンテーブル
９の真下に配設されており、排気カバー１６には真空ポ
ンプ等のような排気装置（図示せず）に接続される排気
口１７が開設されている。

排気カバー１６内にはヘッド１８が嵌挿されて固定され
ており、ヘッド１８の上面には細長いスリット状の吹出
口１９が複数条、ガスをターンテーブル９に向けて吹き
出せるように開設されている。

ヘッド１８の内部にはガス通路２０が各吹出口１９のそ
れぞれに対応して、吹出口１９を縦方向に連続させてな
る中空形状に形成されており、各ガス通路２０のそれぞ
れは互いに連通を遮断されている。また、ヘッド１８の
内部には２系統のガス供給路２１．２２が形成されてお
り、両供給路２１．２２には互いに隣り合うガス通路２
０．２０がそれぞれ交互に接続されている。また、処理
室２には排気口２３が排気カバー１６の脇に適宜配され
て開設されており、この排気口２３は処理室２全体を排
気し得るようになっている。

処理室２の左脇には予備室２４が隣接して設（＠されて
おり、予備室２４は搬入口３により処理室２へ連通する
ようになっている。予備室２４にはＭ素供給口２５およ
び排気口２６がそれぞれ上下に配されて開設されている
。予備室２４内の略中央部にはターンテーブル２７が配
設されており、このターンテーブル２７も処理室２のタ
ーンテーブル９と同様、ウェハｌをその下面において真
空吸着保持し得るように構成されているとともに、駆動
装置２８により回転かつ上下動されるように構成されて
いる。また、ターンテーブル２７の下面には凹部２９が
後記するハンドラの吸着ヘッドを逃げるように没設され
ており、ターンテーブル２７上にはヒータ３０が吸着保
持されたウェハ１を加熱し得るように設備されている。

予備室２４内には、例えば、第３図に示されているよう
なハンドラ３１が設備されており、このハンドラ３１は
予備室のターンテーブル２７から処理室のターンテーブ
ル９にウェハ１を受は渡せるように構成されている。す
なわち、第３図に示されているハンドラ３１は多関節マ
ニピュレータ等のようなロボット３２を備えており、ロ
ボット３２の先端には吸着ヘッド３３が取り付けられて
いる。吸着ヘッド３３は略正方形の薄板形状に形成され
ており、ウェハ１の裏面に吸着することにより、これを
保持するように構成されている。そして、各ターンテー
ブルの凹部はこの吸着ヘッドの厚みを逃げ得るように形
成されている。

予備室２４には扉３４ａを有するローディングロ３４が
搬入口３と反対側に配されて開設されており、ローディ
ングロ３４の外側にはローディング装置３５が設備され
ている。このローディング装５！３５はキャリア治具３
６に収納されているウェハ１を１枚宛払い出し、ローデ
ィングロ３４を通じてターンテーブル２７に供給し得る
ように構成されている。

処理室２の右脇には冷却室３７が隣接して設備されてお
り、冷却室３７は搬出口４により処理室２へ連通するよ
うになっている。冷却室３７には窒素供給口３８および
排気口３９がそれぞれ上下に配されて開設されている。

冷却室３７内の略中央部にはターンテーブル４０が配設
されており、このターンテーブル４０もウェハ１をその
下面において真空吸着保持し得るように構成されている
とともに、駆動装置４１により回転かつ上下動されるよ
うに構成されている。冷却室３７内には前記のようなハ
ンドラ３１が、処理室２のターンテーブル９から冷却室
３７のターンテーブル４０にウェハ１を受は渡せるよう
に設備されており、ターンテーブル４０の下面には凹部
４２がそのハンドラの吸着ヘッド３３を逃げ得るように
没設されている。

冷却室３７には扉４３ａを有するアンローディングロ４
３が搬出口４と反対側に配されて開設されており、アン
ローディングロ４３の外側にはアンローディング装置４
４が設備されている。このアンローディング装置４４は
ターンテーブル４０に保持されたウェハ１を下ろし、ア
ンローディングロ４３を通じてキャリア治具４５に収納
させ得るように構成されている。

次に作用を説明する。

処理すべきウェハ１はキャリア治具３６から１枚宛払い
出されて予備室２４内ののターンテーブル２７に供給さ
れる。供給されたウェハ１は集積回路が作り込まれてい
る主面（以下、表面とする。

）ｌａを下に向けた状態で、ターンテーブル２７に吸着
保持される。ターンテーブル２７に保持されたウェハ１
は回転されなからヒータ３０により全体にわたって均一
に加熱されて予熱される。

所定の予熱が終了すると、搬入口３の扉３ａが開けられ
、予熱されたウェハ１はハンドラ３１により処理室２の
ターンテーブル９に移される。このとき、予備室２４内
は窒素ガスによりパージされているため、外気が処理室
２に浸入することはなく、高い清浄度が維持される。

ウェハのハンドリング作業において、ハンドラ３１の吸
着ヘッド３３はターンテーブル２７の凹部２９に挿入さ
れることにより、ウェハ１の裏面１ｂに対向され、その
外周辺の一部に吸着してウェハｌを保持することになる
。そして、ハンドラ３１はウェハ１をその表面１ａを下
に向けたまま処理室２のターンテーブル９の真下に運び
、吸着ヘッド３３をその凹部１３に整合させて挿入せし
めることにより、ウェハｌの裏面１ｂを吸着面１０に密
接させ、吸引口１１の吸引力により吸着保持させること
になる。

搬入口３のａ３ａが閉じられると、ターンテーブル９に
保持されたウェハ１は回転されながらヒータ１４により
加熱される。

一方、ガス供給路２１．２２には所望の処理を行うため
の処理ガスがそれぞれ送り込まれる１例えば、ウェハ上
にシリコン酸化膜を被着させる場合には、モノシランお
よび酸素がそれぞれ送り込まれる。同時に、排気口１７
を通じてヘッド１８付近が排気される０両供給路２１２
２にそれぞれ送り込まれたガスはこれらに接続されてい
る通路２０群にそれぞれ供給され、それらの吹出口１９
からターンテーブル９に保持されたウェハ１に向けてそ
れぞれ吹き出される。そして、吹き出されたガスはＣＶ
Ｄ反応を起こすことにより、ヘッド１８の真上でターン
テーブル９によって回転されているウェハｌ上にＣＶＤ
膜を形成する。

この間（成膜処理中およびハンドリング作業中）、供給
路７に窒素ガスが供給され、処理室２内。

面に添着された多孔質板５が無数に形成している開口８
から窒素ガスが緩やかに、かつ全体にわたって均一に吹
き出され続けている。また、処理室２内は排気口２３に
より緩やかに、かつ全体にわたって均一に排気されてい
る。

所定の成膜処理が終了すると、搬出口４の）］４ａが開
けられ、処理されたウェハ１は冷却室３７のターンテー
ブル４０にハンドラ３１により移される。このとき、冷
却室３７内は窒素ガスによりパージされているため、外
気が処理室２に浸入するこ′とはなく、高い洗浄度が維
持される。

搬出口４の５ｉ１４ａが閉じられた後、ウェハ１は冷却
室３７内において自然冷却される。冷却後、ウェハ１は
アンローディングロ４３を通じてキャリア治具４５にア
ンローディングされる。

以降、前記作業が繰り返されることによりウェハは１枚
宛、予熱、成膜および冷却処理を順次実施されて行（、
このとき、予熱、成膜、冷却処理およびハンドリング作
業は同時進行的に並行処理される。

ところで、処理室の内面から窒素ガスが吹き出されてい
ない場合、ヘッドから吹き出された処理ガスはヘッド外
方の排気口によって完全に排気されずに処理室の内面に
接触することがある。処理ガスが処理室の内面に接触す
ると、処理室の内面は低温であるため、処理ガスは未反
応生成物を発生し、この生成物が異物として処理室の内
面に付着堆積する。この異物が内面から剥離することに
よってウェハに付着すると、製造歩留りが低下するため
、処理室の内面を定期的に清掃する必要がある。この清
掃作業の頻度が増すと、装置稼働率が低下し、生産性が
悪化することになる。

しかし、本実施例においては、成膜処理中、処理室２内
面に添着された多孔質板５から窒素ガスが緩やかに、か
つ全体にわたって均一に吹き出され続けているため、ヘ
ッド１８から吹き出され拡散して来た処理ガスは窒素ガ
スに吹き戻されることにより、処理室２の内面に接触す
ることはない。

その結果、処理ガスは処理室２の内面によって冷却され
ることはなく、未反応生成物の発生は抑制されることに
なる。

万一、異物が発生したとしても、多孔質板５の全面から
窒素ガスが吹き出されているため、異物が付着し堆積す
ることはない、また、処理室２内は排気口２３により排
気され続けているため、浮遊している異物は排気口２３
から排出されることになる。

さらに、本実施例においては、ウェハ１はその表面１ａ
を下に向けて保持されているため、異物が表面１ａに付
着する可能性はきわめて小さい。

そして、ウェハ１において集苗回路が作り込まれている
表面１ａの汚染が防止されることにより、製造歩留りの
低下は十分に防止されることになる。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

＋１１　　処理室の内面から不活性ガスを流出させるこ
とにより、処理室の内面に処理ガスが接触するのを阻止
することができるため、未反応生成物が発生するのを防
止することができるとともに、異物が処理室内面に付着
堆積するの防止することができる。

（２）処理室に異物が付着するのを防止することにより
、剥離した異物によるウェハの汚染を未然に回避するこ
とができるため、製造歩留り並びに製品の品質および信
頼性を高めることができ、また、処理室内面の清掃作業
を省略ないしは減少させることができるため、装置の稼
働率を高めることにより、生産性を向上させることがで
きる。

（３）処理室の内面に多孔質板を添着してガスを流出さ
せるように構成することにより、構造簡単にしてガスを
全体にわたって均一に流出させることができるため、設
備費等の増加を抑制することができるとともに、前記（
１）、（２）の効果を一層高めることができる。

（４）　　ウェハをその表面を下に向けて保持すること
により、異物が表面に付着する可能性をきわめて小さく
抑制させることができるため、製造歩留り並びに製品の
品質および信頼性を高めることができる。

（５）冷却室内を窒素ガス雰囲気にすることにより、搬
出されたウェハの自然酸化を防止することができるため
、製造歩留り並びに製品の品質および信頼性を高めるこ
とができる。

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。

例えば、不活性ガスを流出させる開口は焼結材等の多孔
質板により構成するに限らず、板材に小孔を多数開設す
ることによって構成してもよい。

また、多孔質板としては焼結材を使用するに躍らず、処
理への悪影響を回避することができる場合にはスポンジ
等のような多孔質の樹脂製材料等を使用してもよい。

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常圧ＣＶＤ装置に適
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、その他のＣＶＤ装置、酸化膜形成装置、拡散
装置、ドライエツチング装置等に通用することができる
０本発明は少な（とも処理ガスを使用する処理装置全般
に通用することができる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。

処理室の内面から不活性ガスを流出させることにより、
処理室の内面に処理ガスが接触するのを阻止することが
できるため、未反応生成物が発生するのを防止すること
ができるとともに、異物が処理室内面に付着堆積するの
防止することができス

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である常圧ＣＶＤ装置を示す
縦断面図、 第２図は第１図のＨ部を示す拡大部分斜視図、第３図は
ハンドラを示す拡大部分斜視図である。 ｌ・・・ウェハ（被処理物）、２・・・処理室、３・・
・搬入口、４・・・搬出口、５・・・多孔質板、６・・
・通路、７・・・窒素ガス（不活性ガス）供給口、８・
・・開口、９．２７．４０・・・ターンテーブル、ｌＯ
・・・吸着面、１１・・・吸引口、１２・・・吸引路、
Ｉ３．２９．４２・・・凹部、１４．３０・・・ヒータ
、１５．２８．４１・・・駆動装置、１６・・・排気カ
バー、１７・・・排気口、１８・・・処理ガス吹出ヘッ
ド、１９・・・吹出口、２０・・・ｉｔ！回路、２１．
２２・・・供給路、２３・・・排気口、２４・・・予備
室、２５．３８・・・窒素供給口、２６．３９・・・排
気口、３１・・・ハンドラ、３２・・・ロボット、３３
・・・吸着ヘッド、３４・・・ローディングロ、３５・
・・ローディング装置、３６．４５・・・キャリア治具
、３７・・・冷却室、４３・・・アンローディングロ、
４４・・・アンローディング装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、処理室の内面に多数の開口が設けられており、その
   開口から不活性ガスが流出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、開口が、処理室の内面に添着された多孔質板材によ
   り形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。 ３、多孔質板材が、焼結材であることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の処理装置。 ４、被処理物ステージが、被処理物を下向きに保持する
   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。 ５、処理ガスヘッドが、処理ガスを上向きに吹き出すよ
   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
   ４項記載の処理装置。