(57)【要約】  半導体ウエハの加熱処理のためにプロセスチャンバ（１）を設ける。プロセスチャンバ（１）は、プロセスチャンバ（１）内に処理ガスを注入するためのガス注入ライン（４）及びガス排出ライン（１４）を備える。ポンプ（８）をガス排出ライン（１４）に接続し、プロセスチャンバ（１）内部の圧力をプロセスチャンバ（１）の外部の環境大気圧よりも高いレベルに保つ。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチャンバ（１）及びプロセスチャンバ（１）からガスを取り出すよう配置されたポンプ（８）を備え、前記プロセスチャンバ（１）は、プロセスチャンバ（１）内に処理ガスを注入するためのガス注入ライン（４）を備える装置において、
前記ポンプ（８）は、プロセスチャンバ（１）内部の圧力を、プロセスチャンバ（１）の外部の環境大気圧よりも高く保つよう構成されることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ポンプ（８）のポンプ速度を、プロセスチャンバ（１）内部の圧力及びプロセスチャンバ（１）外部の環境大気圧に応じて調節する制御システム（１３）をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ポンプ（８）はブロア（９）に接続された排気口を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ポンプ（８）は圧力調節バルブ（７）を介して前記プロセスチャンバ（１）に接続される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
プロセスチャンバ（１）内に処理ガスを注入するためのガス注入ライン（４）を備えるプロセスチャンバからガスを取り出すよう配置されたポンプ（８）が、プロセスチャンバ（１）内部の圧力を、プロセスチャンバ（１）の外部の環境大気圧よりも高く保つことを特徴とする処理方法。
【請求項６】
前記ポンプ（８）のポンプ速度を、制御システム（１３）を用いて、プロセスチャンバ（１）内部の圧力及びプロセスチャンバ（１）外部の環境大気圧に応じて調節することをさらに含む、請求項５に記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プロセスチャンバの内部を近大気圧に保つ装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、プロセスチャンバを備え、このプロセスチャンバがガス排気ライン、プロセスチャンバ内部の圧力を調節するための圧力調節バルブ、及びプロセスチャンバからガスを排出するためのポンプに接続されている急速加熱処理装置が開示されている。このプロセスチャンバは、処理ガスをプロセスチャンバ内に注入するガス注入ラインをさらに備える。圧力調節バルブは、プロセスチャンバ内部の圧力を大気圧（すなわち約７６０〜８００Ｔｏｒrの範囲）よりも高い適正レベルに保つように、プロセスチャンバ内部の圧力を調節する。大気圧条件の変動により、圧力調節バルブがプロセスチャンバ内部の圧力を適正値に調節することができず、その結果、プロセスチャンバ内で進行する処理を中止しなければならないという状況を招くことは明らかである。
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０２５５８６０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の目的は、プロセスチャンバ内部の圧力をプロセスチャンバの外部の環境大気圧よりも高く保ち、かつ大気圧条件の影響を受けにくい装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明によれば、この目的は請求項１に記載の装置を提供することにより達成される。
【０００６】
プロセスチャンバは、プロセスチャンバ内に処理ガスを注入するガス注入ラインを備える。プロセスチャンバ内部の圧力を、プロセスチャンバの外部の環境大気圧よりも高くして、プロセスチャンバを適正な圧力状態とし、環境ガスのプロセスチャンバ内へのリークを防止すべきである。このため、プロセスチャンバからガスを取り出すよう配置され、プロセスチャンバ内部の圧力を適正レベルに保つポンプを設ける。このポンプは環境大気圧の変動の影響を受けにくく、したがって処理条件の安定性が向上する。
【０００７】
第２の実施形態において、ポンプはブロワに接続された排気口を備える。
【０００８】
第３の実施形態において、ポンプは圧力調節バルブを介してプロセスチャンバに接続されており、付加的な圧力調整器を導入し、ポンプとプロセスチャンバの間の相互作用を低減している。これは、圧力調節バルブが、ポンプからプロセスチャンバの方向に逆流するおそれのあるガス又は他の不所望な物質に対するバリアとして機能するからである。
【０００９】
ガスを、プロセスチャンバの外部の環境大気圧よりも高い適正なレベルで、プロセスチャンバ内に注入するガス注入ラインを備える、プロセスチャンバ内部の圧力を保つ処理方法を提供する。この方法は、ポンプを用いてプロセスチャンバからガスを排出し、プロセスチャンバ内部の圧力を適正レベルに保つことを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明の前記及び他の形態を、図面を参照しつつ、さらに明確にし、説明する。図１〜３は、この発明の種々の実施態様の断面を示す。
【００１１】
図面は、一定の縮尺で描かれていない。一般に、図中において、同一の部品は同一の参照数字で表される。
【００１２】
図１に示すように、クリーンルームチャンバ１２は、ロードチャンバ２に隣接するプロセスチャンバ１を備える。プロセスチャンバ１には、半導体ウエハ用ホルダと、大気圧条件にある外部環境にブロワ９を介してガスを排出するためのガス排気ライン１４と、処理ガスをプロセスチャンバ内に注入するためのガス注入ラインとが設けられる。ロードチャンバ２には、半導体ウエハを保持するカセット６と、他のガス排気ライン１７と、他のガス注入ライン１６を設ける。また、他のガス排気ライン１７を、他の圧力調節バルブ又は他のポンプ等の、ガス排気ラインの適正な機能を付与する装置に接続してもよい。他のガス排気ライン１７及び他のガス注入ライン１６を配置して、プロセスチャンバ１内に必要とされる状態に相当し得る、圧力等のロードチャンバ２内部の適正な状態を設定する。さらに、複数のプロセスチャンバ１を、これら全てをロードチャンバ２に隣接させて設けてもよい。ロードチャンバ２とプロセスチャンバ１とは、ホルダ５上で半導体ウエハがロードチャンバ２からプロセスチャンバ１内に取り込まれた場合、又は半導体ウエハがホルダ５からロードチャンバ２内に取り込まれた場合に開くシャッタ３により分離されている。半導体ウエハの取り込みは、図１には示していない積載装置を用いて行う。
【００１３】
プロセスチャンバ１内では、半導体ウエハが熱処理され、この例では急速加熱処理（ＲＴＰ）される。ＲＴＰは、数秒から数分という短い処理時間で高い温度を達成することができ、このことは、半導体ウエハ内への不純物の拡散を最小限にする上で有益である。
【００１４】
プロセスチャンバ１内部の圧力は、ＲＴＰの理想処理状態を確保する値を取るべきである。一般に知られているように、半導体ウエハのＲＴＰ処理中に、プロセスチャンバ1内に酸素が存在すると、半導体ウエハ内に形成されたデバイスの性能に悪影響を及ぼす。このため、プロセスチャンバ１に注入される処理ガスは、酸素を含まない。さらに、プロセスチャンバ内部の圧力を、プロセスチャンバ１の環境大気圧であるクリーンルームチャンバ１２内の圧力よりも高くする。このようにして、ガス、特に酸素がクリーンルームチャンバ１２からプロセスチャンバ１に入るのを防止する。プロセスチャンバ内部の圧力の適正レベルは、約７４０〜８００Ｔｏｒrの範囲であり、クリーンルームチャンバ１２内部の圧力は、プロセスチャンバ１内部の圧力よりも通常約２０Ｔｏｒr低い。プロセスチャンバ１内部の圧力をクリーンルームチャンバ１２内部の圧力よりも高く保つために、ポンプ８をガス排出ライン１４及びブロア９に接続する。ポンプ８は、ガス注入ライン４を介したプロセスガスのプロセスチャンバ１内への注入と相まって、プロセスチャンバ１内部の圧力をクリーンルームチャンバ１２内部の圧力よりも高く保つようなポンプ速度を有する。圧力調整バルブの代わりにポンプ８をガス排出ライン１４とブロア９の間に配置することにより、プロセスチャンバ１内部の圧力は、クリーンルームチャンバ１２内部の圧力及び外部環境の圧力の双方を与える大気圧の変動の影響を受けにくい。従来技術のように、ポンプ８の代わりに圧力調節バルブを用いる場合には、プロセスチャンバ１内部の圧力は大気圧の変動に対してはるかに敏感となり、このため、プロセスチャンバ１内部の不所望の処理状態を招き、また、最終的には処理の中止を招く。
【００１５】
さらなる改良を図２に示す。図中、圧力制御バルブ７をポンプ８及びガス排出ライン１４に接続している。圧力調節バルブ７は、プロセスチャンバ１内部の圧力に対する付加的な圧力調整器として機能する。さらに、圧力調節バルブ７は、ポンプ８から漏れて次いでプロセスチャンバ１に入り得るガス又は任意の他の不所望の物質からプロセスチャンバ１を遮蔽する。このようにして、圧力調節バルブ７は、ポンプ８とプロセスチャンバ１の間の相互作用を低減させる。
【００１６】
他の実施形態を図３に示す。図中、ポンプ８のポンプ速度を、プロセスチャンバ１内部の圧力及びクリーンルームチャンバ１２内部の圧力であるプロセスチャンバ１の環境大気圧に応じて制御する制御システム１３を設ける。圧力測定装置１０を用いてプロセスチャンバ１内部の圧力を測定し、制御システム１３に対する第１の入力パラメータとする。他の圧力測定装置１５を用いてクリーンルームチャンバ１２内部の圧力を測定し、この圧力を制御システム１３に対する第２の入力パラメータとする。さらに、図３には示していない、外部環境の大気圧を制御システム１３に対する第３の入力パラメータとする。入力パラメータに基づいて、制御システム１３は、プロセスチャンバ１内部が適正な圧力となるようにポンプ８のポンプ速度を設定する。
【００１７】
要するに、プロセスチャンバを半導体ウエハの加熱処理のために設ける。プロセスチャンバは、処理ガスをプロセスチャンバ内に注入するガス注入ラインと、ガス排出ラインを備える。ポンプをガス排出ラインに接続し、プロセスチャンバ内部の圧力をプロセスチャンバ外部の環境大気圧よりも高いレベルに保つ。
【００１８】
上記の実施形態はこの発明を限定するためではなく例示するためのものであり、当業者であれば、特許請求の範囲を逸脱することなく、多くの代替的実施形態を構成することができることを理解されたい。特許請求の範囲において、括弧内の参照符号は、請求の範囲を限定するよう解釈すべきではない。「備え」（comprising）なる語は、請求の範囲に記載された要素又は工程以外のものの存在を除外するものではない。要素の前にあるa又はａｎなる語は、かかる要素が複数存在することを除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施態様の断面図である。
【図２】この発明の実施態様の断面図である。
【図３】この発明の実施態様の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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