(57)【要約】  【課題】  アニール処理におけるウェーハ生産効率を低下させることなくウェーハ汚染を防止する。  【解決手段】  プロセスチューブ１０内には一体とされた縦型ボート３、ステージ４、テーブル５が出し入れ自在である。テーブル５はテーブル取付部６に装着される。さらにテーブル５を囲繞するように配置され、プロセスチューブ１０よりも小径管状のショートチューブ１５がテーブル取付部６に着脱自在に設けられる。つまり縦型ボート３、ステージ４、テーブル５、テーブル取付部６、ショートチューブ１５は一体となる。このショートチューブ１５が縦型ボート３等と共にプロセスチューブ１０内に収容されると、ショートチューブ１５によってプロセスチューブ１０の内壁面は覆われる。  【選択図】  図１
2005216912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方側から供給されるプロセスガスを他方側へ導く管状の容器と、ウェーハを支持すると共に前記容器内に出し入れ自在であるウェーハ支持部と、を備え、前記ウェーハ支持部を前記容器内に収容した状態で、当該容器内にプロセスガスを供給しながらウェーハを熱してアニールウェーハを製造するアニールウェーハ製造装置において、
前記容器の内壁面を覆う管状のカバーを前記ウェーハ支持部と一体となるように備えたこと
を特徴とするアニールウェーハ製造装置。
【請求項２】
前記カバーは前記容器の内壁面のうち少なくともガス下流側を覆うこと
を特徴とする請求項１記載のアニールウェーハ製造装置。
【請求項３】
前記カバーは前記ウェーハ支持部に対して着脱自在であること
を特徴とする請求項１記載のアニールウェーハ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスチューブ内に半導体ウェーハを収容し、そのプロセスチューブ内にプロセスガスを供給しつつ加熱してアニールウェーハを製造するアニールウェーハ製造装置に関し、特にプロセスチューブの内壁面に副生成物が過度に堆積することを防止するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウェーハ製造工程には酸化、拡散等のアニール処理を行う工程がある。アニール処理は図４に示すようなアニールウェーハ製造装置を用いて行われる。ここで図４を用いて従来のアニールウェーハ製造装置について簡単に説明する。
【０００３】
アニールウェーハ製造装置３１において、炉体７内にはヒータ８及び管状のプロセスチューブ１０が設けられる。プロセスチューブ１０は一方にプロセスガスの供給ポート１０ａを有し、他方に開口部１０ｂを有しており、この開口部１０ｂの端部はチューブ取付部１１の孔部１１ａの一端部に装着される。プロセスチューブ１０の供給ポート１０ａには上流管路１２が接続され、チューブ取付部１１の孔部１１ａ内面に設けられた排気ポート（図示なし）には下流管路１３が接続される。
【０００４】
チューブ取付部１１の孔部１１ａを介して、プロセスチューブ１０の開口部１０ｂからは、一体となった縦型ボート３、ステージ４、テーブル５が出し入れ自在である。縦型ボート３では複数のウェーハ２が支持される。テーブル５はテーブル取付部６に装着される。縦型ボート３、ステージ４、テーブル５がプロセスチューブ１０内に挿入され、テーブル取付部６とチューブ取付部１１とが当接するとプロセスチューブ１０及びチューブ取付部１１内は閉塞される。こうして上流管路１２と下流管路１３がプロセスチューブ１０及びチューブ取付部１１で連通される。なお図４は、プロセスチューブ１０内に縦型ボート３等が収容された状態を示しており、プロセスチューブ１０の一方側すなわちプロセスガスの上流側に縦型ボート３が配置され、プロセスチューブ１０の他方側すなわちプロセスガスの下流側にテーブル５が配置されている。
【０００５】
アニール処理においては、上流管路１２からプロセスチューブ１０内にプロセスガスが供給されると共に、ヒータ８によってプロセスチューブ１０内が加熱される。プロセスガスはプロセスチューブ１０内を一方側すなわちプロセスガスの上流側から他方側すなわちプロセスガスの下流側に流れ、チューブ取付部１１内の排気ポートから下流管路１３に排気される。
【０００６】
ところでこのアニール処理の際には、プロセスチューブ１０内の石英部品、例えばプロセスチューブ１０やテーブル５等がエッチングされＳｉＯx（ＳｉＯ、ＳｉＯ2等）の副生成物が生成される。この副生成物はプロセスガスと共にプロセスチューブ１０の下流側に送られる。プロセスチューブ１０の下流側に進むにつれヒータ８からの伝達熱は小さくなり、副生成物が徐々に冷却され凝固する。するとプロセスチューブ１０の下流側内壁面とその近傍に配置されるテーブル５の外壁面に副生成物が堆積する。
【０００７】
この副生成物は剥離する場合がある。剥離した副生成物は塵状となり、プロセスチューブ１０内で拡散しウェーハ２に付着する。こうしてウェーハ２が汚染される。
【０００８】
装置の構造上、プロセスチューブ１０内で生成される副生成物を抑制することはできない。そこで副生成物の剥離に起因するウェーハ汚染を防止するためには定期的にプロセスチューブ１０の洗浄作業を行う必要がある。しかしプロセスチューブ１０の着脱作業は煩雑であり時間を要するため、ウェーハ生産効率の低下が問題となる。
【０００９】
このような問題に対して下記特許文献１に記載された技術が提案されている。この技術は、プロセスチューブ内壁面を覆うカバーをプロセスチューブ内壁面に着脱自在に掛着するものである。この技術によれば、カバーに堆積する副生成物が確認された場合にのみ、プロセスチューブからカバーのみを取り外して洗浄すればよいとされている。このカバーの存在によってプロセスチューブに堆積する副生成物は大きく低減される。したがってプロセスチューブの着脱作業の頻度を低減させることが可能となり、ウェーハ生産効率を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００１−３５１８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし上記特許文献１の技術には次のような問題がある。  
通常、プロセスチューブの開口部は下方に向くように配置される。このためカバーの着脱作業の際には、作業者がプロセスチューブ内に自身の頭部を入れるといった無理な姿勢をとらなければならない。このような姿勢では作業者はプロセスチューブ内に掛着したカバー壁面を観察し難く、プロセスチューブ内壁面のフックとカバーの孔とを位置合わせすることが難しい。このためカバーの装着作業が困難であり、作業性に問題がある。さらにプロセスチューブ内がカバーの着脱作業が可能となる温度に低下するまでに時間がかかる。またカバー洗浄処理後にアニール処理を再開する場合に、炉内がアニール温度に到達するまでに時間がかかる。こうしたことからカバーの洗浄作業に時間を要し、ウェーハ生産効率が低下するという問題がある。
【００１１】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、アニール処理におけるウェーハ生産効率を低下させることなくウェーハ汚染を防止すること解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１発明は、
一方側から供給されるプロセスガスを他方側へ導く管状の容器と、ウェーハを支持すると共に前記容器内に出し入れ自在であるウェーハ支持部と、を備え、前記ウェーハ支持部を前記容器内に収容した状態で、当該容器内にプロセスガスを供給しながらウェーハを熱してアニールウェーハを製造するアニールウェーハ製造装置において、
前記容器の内壁面を覆う管状のカバーを前記ウェーハ支持部と一体となるように備えたこと
を特徴とする。
【００１３】
第２発明は、第１発明において、
前記カバーは前記容器の内壁面のうち少なくともガス下流側を覆うこと
を特徴とする。
【００１４】
第３発明は、第１発明において、
前記カバーは前記ウェーハ支持部に対して着脱自在であること
を特徴とする。
【００１５】
本発明を図１（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。以下では、上記各発明の構成要素のうち、容器をプロセスチューブ１０とし、ウェーハ支持部を縦型ボート３、ステージ４、テーブル５とし、カバーをショートチューブ１５として説明している。
【００１６】
アニールウェーハ製造装置１には管状のプロセスチューブ１０が設けられており、このプロセスチューブ１０内には一体とされた縦型ボート３、ステージ４、テーブル５が出し入れ自在である。テーブル５はテーブル取付部６に装着される。さらにテーブル５を囲繞するように配置され、プロセスチューブ１０よりも小径管状のショートチューブ１５がテーブル取付部６に着脱自在に設けられる。つまり縦型ボート３、ステージ４、テーブル５、テーブル取付部６、ショートチューブ１５は一体となる。このショートチューブ１５が縦型ボート３等と共にプロセスチューブ１０内に収容されると、ショートチューブ１５によってプロセスチューブ１０の内壁面は覆われる。ショートチューブ１５は必ずしもプロセスチューブ１０の内壁面全面を覆う必要はなく、プロセスチューブ１０内にプロセスガスが供給された場合に下流側となる部位の内壁面を覆う程度であればよい。
【００１７】
ウェーハ２のアニール処理では、プロセスガスが上流管路１２からプロセスチューブ１０内の一方側すなわち上流側（図１（ａ）上方側）に供給され、プロセスチューブ１０内を流れた後、プロセスチューブ１０内の他方側すなわち下流側（図１（ａ）下方側）から下流管路１３に排気される。さらにヒータ８によってプロセスチューブ１０内が加熱される。この際、プロセスチューブ１０の内壁面はショートチューブ１５で覆われているため、エッチング等により生成された副生成物の多くはショートチューブ１５の内壁面に堆積する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、プロセスチューブ内の副生成物の多くがショートチューブ内壁面に堆積する。ショートチューブは、アニール処理終了毎に縦型ボート、ステージ、テーブルと共にプロセスチューブ内から外部に引き出される。このようにショートチューブが外部に曝された状態にあっては、ショートチューブの洗浄は容易である。さらにショートチューブが着脱自在であれば、ショートチューブの着脱作業は容易である。この場合、ショートチューブはエレベータフランジに載置されるのみでもよい。またショートチューブ着脱作業及び洗浄作業を行う場合に、炉内温度が低下するまで待つ必要がない。こうしたことからウェーハ汚染防止部材すなわちショートチューブの洗浄作業を短縮化できるといえ、アニール処理におけるウェーハ生産効率を低下させることなくウェーハ汚染を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。  
図１（ａ）、（ｂ）は本実施形態に係るアニールウェーハ製造装置の断面図である。図１（ａ）はアニール処理時の装置の状態を示し、図１（ｂ）はアニール処理前又は処理後の装置の状態を示す。図２はチューブフランジ及びプロセスチューブを斜め下方から見た斜視図である。図３はエレベータフランジ及びショートチューブを斜め上方から見た斜視図である。なお各図において、図４に示した従来のアニールウェーハ製造装置３１と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００２０】
本発明のアニールウェーハ製造装置１と従来のアニールウェーハ製造装置３１とが異なる点は、テーブル４を囲繞するようにテーブル取付部６に載置されたショートチューブ１５の存在である。
【００２１】
アニールウェーハ製造装置１は縦型の装置である。アニールウェーハ製造装置１において、ウェーハ２は縦型ボート３で支持される。縦型ボート３はステージ４に装着され、ステージ４はテーブル５に装着され、テーブル５はテーブル取付部６に装着される。一方、炉体７の内部にはヒータ８が設けられ、ヒータ８の内側には管状の均熱管９が設けられる。均熱管９の内部には石英で形成された管状のプロセスチューブ１０が設けられる。プロセスチューブ１０は一方にプロセスガスの供給ポート１０ａを有し、他方に開口部１０ｂを有しており、この開口部１０ｂの端部はチューブ取付部１１の孔部１１ａの一端部に装着される。プロセスチューブ１０の供給ポート１０ａには上流管路１２が接続される。
【００２２】
図２で示されるように、チューブ取付部１１の孔部１１ａ内壁面には一以上の排気ポート１１ｂが形成されている。図２で示されるチューブ取付部１１の孔部１１ａ内壁面には一つの排気ポート１１ｂが形成されている。各排気ポート１１ｂは下流管路１３に連通する。
【００２３】
図３で示されるように、ショートチューブ１５は両端が開口する管状の石英で形成され、さらに一方の開口には一以上の切欠部１５ａが形成される。図３で示されるショートチューブ１５には一つの切欠部１５ａが形成されている。この切欠部１５ａはショートチューブ１５内を流れるプロセスガスの排気口となる。
【００２４】
切欠部１５ａを有する端部とテーブル取付部６の表面とが接するよう、ショートチューブ１５はテーブル取付部６の所定位置に載置される。この所定位置とは、テーブル取付部６に装着されたテーブル５を囲繞し、且つ図１（ａ）で示されるように、縦型ボート３、ステージ４、テーブル５がプロセスチューブ１０内に収容された状態でショートチューブ１５とプロセスチューブ１０とが接触しないような位置である必要がある。さらにプロセスチューブ１０とショートチューブ１５が同心となり、またショートチューブ１５の外径をプロセスチューブ１０の内径よりも若干小さめに設計することが好ましい。
【００２５】
ショートチューブ１５の長さは少なくともプロセスチューブ１０におけるガス下流側が覆える程度であればよく、プロセスチューブ１０の長さと同等であってもよい。図１（ａ）、（ｂ）及び図３で示されるショートチューブ１５は、テーブル５の中間部以下を囲繞する程度の長さを有する。これは副生成物がガス下流側に最も多く堆積するためである。なおショートチューブ１５は、プロセスチューブ１０の全内壁面を覆うような形状であってもよい。
【００２６】
なお本発明者が使用しているアニールウェーハ製造装置１では、ショートチューブ１５はテーブル５を超えない程度の長さにされている。ショートチューブ１５がテーブル５を超える程度に長いと、装置の構造上、ショートチューブ１５の上端とステージ４の下面とが接触することとなる。これを防止するためである。但し、ショートチューブ１５の内径がステージ４の外径よりも大きい場合は、ショートチューブ１５はテーブル５及びステージ４を超える長さでもよい。
【００２７】
図１（ａ）で示されるように、縦型ボート３、ステージ４、テーブル５と共にショートチューブ１５がプロセスチューブ１０内に収容されると、ショートチューブ１５によってプロセスチューブ１０の内壁面が覆われる。図１（ａ）で示される状態でチューブ取付部１１の排気ポート１１ｂとショートチューブ１５の切欠部１５ａとが重合するよう、ショートチューブ１５の向きはテーブル取付部６に載置する際に予め調整される。
【００２８】
チューブ取付部１１の孔部１１ａを介して、プロセスチューブ１０の開口部１０ｂからは、一体となった縦型ボート３、ステージ４、テーブル５、ショートチューブ１５が出し入れ自在である。そしてテーブル取付部６とチューブ取付部１１とが当接するとプロセスチューブ１０及びチューブ取付部１１内は閉塞される。こうして上流管路１２と下流管路１３がプロセスチューブ１０及びチューブ取付部１１で連通される。
【００２９】
ウェーハ２のアニール処理においては、上流管路１２からプロセスチューブ１０内にプロセスガスが供給されると共に、ヒータ８によってプロセスチューブ１０内が加熱される。プロセスガスはプロセスチューブ１０内を一方側すなわちプロセスガスの上流側から他方側すなわちプロセスガスの下流側に流れる。そしてショートチューブ１５内を流れ、ショートチューブ１５の切欠部１５ａを経由してチューブ取付部１１の排気ポート１１ｂから下流管路１３に排気される。プロセスチューブ１０の内壁面はショートチューブ１５で覆われているため、エッチング等により生成された副生成物の多くはショートチューブ１５の内壁面に堆積する。
【００３０】
なお本実施形態ではショートチューブ１５がテーブル取付部６に対して着脱自在であるが、逆にテーブル５がテーブル取付部６に対して着脱自在であれば、ショートチューブ１５がテーブル取付部６に対して着脱不可であってもよい。またショートチューブ１５及びテーブル５がテーブル取付部６に対して着脱不可であっても、少なくとも炉内温度に関係なく作業できるという点での効果は期待できる。
【００３１】
本実施形態によれば、プロセスチューブ内の副生成物の多くがショートチューブ内壁面に堆積する。ショートチューブは、アニール処理終了毎に縦型ボート、ステージ、テーブルと共にプロセスチューブ内から外部に引き出される。このようにショートチューブが外部に曝された状態にあっては、ショートチューブの洗浄は容易である。さらにショートチューブが着脱自在であれば、ショートチューブの着脱作業は容易である。この場合、ショートチューブはエレベータフランジに載置されるのみでもよい。またショートチューブ着脱作業及び洗浄作業を行う場合に、炉内温度が低下するまで待つ必要がない。こうしたことからウェーハ汚染防止部材すなわちショートチューブの洗浄作業を短縮化できるといえ、アニール処理におけるウェーハ生産効率を低下させることなくウェーハ汚染を防止することができる。
【００３２】
またショートチューブが透明な石英であれば、ショートチューブの外壁面に堆積する副生成物は勿論のこと、内壁面に堆積する副生成物もクリーンルーム側から確認することができる。したがって副生成物の堆積量が極端に多い場合等は、その堆積量を目視で確認したうえでショートチューブの洗浄作業を行うことができる。
【００３３】
また従来のアニールウェーハ製造装置の設計に合わせてショートチューブを作成すれば、従来のアニールウェーハ製造装置をそのまま使用可能である。したがってプロセスチューブ内壁面にフックを設けるような加工が不要であり、コストを低減できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は本実施形態に係るアニールウェーハ製造装置の断面図である。
【図２】図２はチューブフランジ及びプロセスチューブを斜め下方から見た斜視図である。
【図３】図３はエレベータフランジ及びショートチューブを斜め上方から見た斜視図である。
【図４】図４は従来のアニールウェーハ製造装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    アニールウェーハ製造装置
２    ウェーハ
３    縦型ボート
４    ステージ
５    テーブル
６    テーブル取付部
１０  プロセスチューブ
１１  チューブ取付部
１５  ショートチューブ
【図１】
2005216912.tif 000003
【図２】
2005216912.tif 000004
【図３】
2005216912.tif 000005
【図４】
2005216912.tif 000006