JPH062950B2 - Gas phase reactor - Google Patents
Gas phase reactorInfo
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- JPH062950B2 JPH062950B2 JP61055751A JP5575186A JPH062950B2 JP H062950 B2 JPH062950 B2 JP H062950B2 JP 61055751 A JP61055751 A JP 61055751A JP 5575186 A JP5575186 A JP 5575186A JP H062950 B2 JPH062950 B2 JP H062950B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は気相反応装置に関する。更に詳細には、本発明
はローダ部の収容された第1予備室,アンローダ部の収
容された第2予備室,第1予備室内のローダ部にウエハ
を供給する第1ウエハ搬送機構,第2予備室内のアンロ
ーダ部からウエハを受け取る第2ウエハ搬送機構および
反応室を矩形に配列した、プラズマCVD処理またはプ
ラズマエッチング処理を行うための、気相反応装置に関
する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gas phase reactor. More specifically, the present invention relates to a first preliminary chamber containing a loader section, a second preliminary chamber containing an unloader section, a first wafer transfer mechanism for supplying a wafer to a loader section in the first preliminary chamber, and a second wafer transfer mechanism. The present invention relates to a vapor phase reactor for performing a plasma CVD process or a plasma etching process in which a second wafer transfer mechanism that receives a wafer from an unloader section in a preliminary chamber and a reaction chamber are arranged in a rectangular shape.
[従来技術] 薄膜の形成方法として、半導体工業において一般に広く
用いられているものの一つに、気相成長法(CVD:C
hemical Vapour Depositio
n)がある。CVDとは、ガス状物質を化学反応で固体
物質にし、蒸留上に堆積することをいう。[Prior Art] One of the methods that are widely used in the semiconductor industry as a method for forming a thin film is vapor phase epitaxy (CVD: C).
chemical Vapor Deposition
n). CVD means that a gaseous substance is made into a solid substance by a chemical reaction and deposited on distillation.
CVDの特徴は、成長しようとする薄膜の融点よりかな
り低い堆積温度で種々の薄膜が得られること、および、
成長した薄膜の純度が高く、SiやSi上の熱酸化膜上
に成長した場合も電気的特性が安定であることで、広く
半導体表面のパッシベーション膜として利用されてい
る。The characteristics of CVD are that various thin films can be obtained at a deposition temperature well below the melting point of the thin film to be grown, and
Since the grown thin film has a high purity and has stable electrical characteristics even when grown on Si or a thermal oxide film on Si, it is widely used as a passivation film on a semiconductor surface.
CVD法は大別すると、(1)常圧,(2)減圧および(3)プ
ラズマの3種類がある。The CVD methods are roughly classified into three types: (1) normal pressure, (2) reduced pressure, and (3) plasma.
最近の超LSI技術の急速な進歩により、“超々LS
I”という言葉も聞かれはじめた。これに伴い、Siデ
バイスはますます高集積化,高速度化が進み、6インチ
から8インチ、更には12インチ大口径基板が使用され
るようになった。Due to the rapid progress of VLSI technology in recent years,
The word "I" also began to be heard. Along with this, Si devices became more highly integrated and faster, and 6 inch to 8 inch, and further 12 inch large diameter substrates were used. .
半導体デバイスの高集積化が進むに伴い、高品質、高精
度な絶縁膜が求められ、常圧CVD法では対応が困難に
なってきた。そこで、プラズマ化学を利用したプラズマ
CVD法が注目を浴びている。With the progress of high integration of semiconductor devices, high-quality and high-precision insulating films have been required, and it has become difficult to cope with them by the atmospheric pressure CVD method. Therefore, the plasma CVD method using plasma chemistry has been receiving attention.
プラズマCVDは生成膜(例えば、SiOx膜)の構成
原子を含む化合物気体(例えばSiH4およびN2O)を
プラズマ状態にし、化学的に活性なイオンやラジカル
(化学的に活性な中性原子または分子種のこと)に分解
させことによって、低温(例えば、約300℃前後)で
薄膜を成長させる方法である。In plasma CVD, a compound gas (eg, SiH 4 and N 2 O) containing constituent atoms of a generated film (eg, SiOx film) is brought into a plasma state, and chemically active ions or radicals (chemically active neutral atoms or It is a method of growing a thin film at a low temperature (for example, about 300 ° C.) by decomposing it into molecular species.
従来のCVD法は気体分子の分解や反応を高い基板温度
で純粋に熱的に行うのに対して、プラズマCVD法は放
電による電気的エネルギーの助けによって、基板温度を
低く抑えることに特徴がある。In the conventional CVD method, the decomposition and reaction of gas molecules are performed purely and thermally at a high substrate temperature, whereas the plasma CVD method is characterized in that the substrate temperature is kept low by the aid of electric energy by electric discharge. .
この方法はステップカバレージ(まわりこみ、またはパ
ターン段差部被覆性)が良く、膜の強度が強く、更に耐
湿性に優れているといった特長を有する。また、プラズ
マCVD法による成膜生成速度(デポレート)は、減圧
CVD法に比べて極めて速い。This method has the advantages of good step coverage (surrounding or pattern step coverage), strong film strength, and excellent moisture resistance. In addition, the film formation rate (deposit rate) of the plasma CVD method is extremely higher than that of the low pressure CVD method.
[発明が解決しようとする問題点] プラズマCVD法は1−0.4Torr前後の真空条件
下で実施される。従って、ウエハの搬入および搬出操作
は、反応室とゲートバルブで隔てられた予備室内に収容
されているローダ部およびアンローダ部により行わなけ
ればならない。すなわち、反応室内の圧力とローダ部ま
たはアンローダ部の圧力を等圧にしてからゲートバルブ
を開き、ウエハを搬入または搬出する。ローダ部および
アンローダ部を予備室内に収容すると、ウエハへの異物
の付着を防止できる利点もある。[Problems to be Solved by the Invention] The plasma CVD method is carried out under a vacuum condition of about 1-0.4 Torr. Therefore, the wafer loading and unloading operations must be performed by the loader section and the unloader section housed in the preliminary chamber separated from the reaction chamber by the gate valve. That is, the pressure in the reaction chamber is made equal to the pressure in the loader section or the unloader section, and then the gate valve is opened to load or unload the wafer. When the loader section and the unloader section are housed in the spare chamber, there is also an advantage that foreign matter can be prevented from adhering to the wafer.
反応室に対するローダ部およびアンローダ部の配列方法
として従来から採用されてきた方法は例えば、ローダ/
アンローダ部を一本のウエハキャリアアームで兼用する
方法がある。この場合、予備室も一つで済むため、装置
はコンパクトになり、スペースの節約効果は大である。
しかし、スループットが大幅に低下する。The method conventionally adopted as the method of arranging the loader section and the unloader section in the reaction chamber is, for example,
There is a method in which one wafer carrier arm also serves as the unloader section. In this case, since only one spare room is required, the device becomes compact and the space saving effect is great.
However, the throughput is significantly reduced.
別の配列方法は、ローダ部を納めた第1予備室およびア
ンローダ部を納めた第2予備室を並列にならべて反応室
に接続する方法がある。この方法は、予備室を二本並列
にならべることのできるサイズを有する大型の反応室に
しか採用できない。反応室を長方形にして第1予備室と
第2予備室を並列接続する試みがなされた。しかし、長
方形反応室は送入された反応ガスの炉内におけるフロー
パターンやグロー放電などの内部条件が不均一になり、
膜品質が低下する。その結果、製品の歩留りも低下す
る。As another arrangement method, there is a method of arranging the first preliminary chamber containing the loader section and the second preliminary chamber containing the unloader section in parallel and connecting them to the reaction chamber. This method can be applied only to a large reaction chamber having a size capable of arranging two auxiliary chambers in parallel. Attempts have been made to make the reaction chamber rectangular and to connect the first and second auxiliary chambers in parallel. However, in the rectangular reaction chamber, internal conditions such as the flow pattern and glow discharge of the reaction gas fed in the furnace become non-uniform,
The film quality deteriorates. As a result, the yield of products also decreases.
他の配列方法は、ローダ部を納めた第1予備室およびア
ンローダ部を納めた第2予備室を反応室を挟んで180
°の関係に配置する方法である。この場合、装置全体が
縦長になり、スペース的に無駄が多くなる。従って、装
置設計の坪効率の点からみれば必ずしも適当な配置では
ない。更に、装置の配置スペースは半導体製造工場では
限られている。すなわち、ライン構成が寸法的に決まっ
ている。ウエハ寸法が6インチから12インチに大きく
なったからといって、ラインの全長をウエハの口径拡大
に合わせて任意に伸ばすことはできない。In another arrangement method, the first spare chamber containing the loader section and the second reserve chamber containing the unloader section are sandwiched between the reaction chambers.
It is a method of arranging in a relation of °. In this case, the entire device becomes vertically long, and space is wasted. Therefore, it is not necessarily an appropriate arrangement in terms of the basis efficiency of the device design. Furthermore, the space for arranging the device is limited in the semiconductor manufacturing factory. That is, the line configuration is dimensionally determined. Even if the wafer size is increased from 6 inches to 12 inches, the total length of the line cannot be arbitrarily extended in accordance with the increase in the diameter of the wafer.
反応室,第1予備室,第2予備室を180°に配列する
別の態様として、反応室および/または予備室を多連に
する試みがなされた。これは、反応室および/または予
備室を共用することにより、スループットの向上を目的
とするものである。As another aspect of arranging the reaction chamber, the first preliminary chamber, and the second preliminary chamber at 180 °, an attempt has been made to make the reaction chamber and / or the preliminary chamber multiple. This aims at improving the throughput by sharing the reaction chamber and / or the spare chamber.
反応室を多連にすると、成膜反応中のものと、成膜準備
(例えば、ウエハの搬入/搬出)中のものとに区別する
ことができ、無駄な待機時間を節約することによりスル
ープットを向上させようとするものである。しかし、こ
の場合、群中の一つの装置にトラブルが発生したとき、
影響が全体に及び、群全体の操業を停止しなければなら
なくなる。結果的に、期待したほどスループットを向上
させることができない。If multiple reaction chambers are used, it is possible to distinguish between those during film formation reaction and those during film formation preparation (for example, wafer loading / unloading), and wasteful waiting time is saved to improve throughput. It is an attempt to improve. However, in this case, when trouble occurs in one device in the group,
The impact will be global and the entire herd will have to be shut down. As a result, the throughput cannot be improved as expected.
更に、従来はウエハをストックしておくためのカセット
が予備室内に収容され、予備室内で直接ローダ部または
アンローダ部にウエハが受け渡しされていた。この場
合、ウエハを多量にストック出来ないという欠点の他
に、予備室の圧力が大気圧と等圧の時でなければカセッ
トを交換出来ないという欠点もある。Further, conventionally, a cassette for stocking wafers is housed in the spare chamber, and the wafers are directly delivered to the loader unit or the unloader unit in the spare chamber. In this case, in addition to the drawback that a large amount of wafers cannot be stocked, there is the drawback that the cassette cannot be replaced unless the pressure in the preliminary chamber is equal to atmospheric pressure.
特に枚葉式の場合にはウエハを一枚毎に反応室内に搬入
/搬出しなければならないので、カセットを予備室内に
収容したのでは、カセットの交換により成膜作業が中断
され好ましくない。Particularly in the case of the single-wafer type, since it is necessary to carry the wafers into and out of the reaction chamber one by one, it is not preferable to accommodate the cassettes in the preliminary chamber because the film forming operation is interrupted due to the exchange of the cassettes.
別の問題点として、CVD薄膜形成装置を駆動させるた
めの排気系および/または駆動系等の周辺装置類の配設
スペースも考慮しなければならない。従来のCVD薄膜
形成装置では、これらの周辺装置類は単に本体の脇に配
置されていたが、その部分だけ突出してしまい、無駄な
空間を多量に作り出していた。As another problem, it is necessary to consider the space for arranging peripheral devices such as an exhaust system and / or a drive system for driving the CVD thin film forming apparatus. In the conventional CVD thin film forming apparatus, these peripheral devices were simply arranged on the side of the main body, but only that portion was projected, and a large amount of wasted space was created.
プラズマCVD法とプラズマエッチング法とは使用する
反応ガスが異なるだけであり、装置自体の構成および/
または構造は原則的に大体同じである。Only the reactive gas used is different between the plasma CVD method and the plasma etching method.
Or the structure is basically the same.
[発明の目的] 従って、本発明の目的は、ウエハの搬入から搬出まで間
断なく連続的に成膜作業をすることができ、しかもスペ
ース的に無駄がなく、装置設計の坪効率が高いコンパク
トな気相反応装置を提供することである。[Object of the Invention] Accordingly, an object of the present invention is to perform a film forming operation continuously from the loading to the unloading of wafers without interruption, and in addition, there is no waste in space, and the device design is compact and highly efficient. A gas phase reactor is provided.
[問題点を解決するための手段] この問題点を解決するための手段として、この発明は、
ウエハを反応室に搬入するためのローダ部およびウエハ
を反応室内から搬出するためのアンローダ部を有する気
相反応装置において、前記ローダ部を納めた第1予備
室,前記アンローダ部を納めた第2予備室,前記ローダ
部にウエハを供給するための第1ウエハ搬送機構,前記
アンローダ部からウエハを受け取るための第2ウエハ搬
送機構および反応室を矩形に配列したことを特徴とする
気相反応装置を提供する。[Means for Solving Problems] As means for solving this problem, the present invention is
In a vapor phase reaction apparatus having a loader section for loading a wafer into a reaction chamber and an unloader section for unloading a wafer from the reaction chamber, a first preliminary chamber accommodating the loader section, a second accommodating the unloader section A gas phase reaction apparatus in which a preliminary chamber, a first wafer transfer mechanism for supplying a wafer to the loader section, a second wafer transfer mechanism for receiving a wafer from the unloader section, and a reaction chamber are arranged in a rectangular shape. I will provide a.
[作用] 前記のように、本発明の気相反応装置は第1予備室,第
2予備室,第1ウエハ搬送機構,第2ウエハ搬送機構お
よび反応室が全体として矩形配列されている。[Operation] As described above, in the gas phase reaction apparatus of the present invention, the first preliminary chamber, the second preliminary chamber, the first wafer transfer mechanism, the second wafer transfer mechanism, and the reaction chamber are arranged in a rectangular shape as a whole.
従って、この矩形の内部空間に排気系や駆動系のための
様々な周辺装置類を収容することができる。その結果、
気相反応装置全体が正方形状にまとめあげられ、坪効率
の高い極めてコンパクトな装置となる。Therefore, various peripheral devices for the exhaust system and the drive system can be accommodated in this rectangular internal space. as a result,
The entire gas-phase reactor is grouped into a square shape, resulting in an extremely compact device with high basis efficiency.
また、ウエハ搬送機構が予備室外に配置されるので、カ
セットの交換は極めて容易であり、ウエハの搬入から搬
出まで間断なく連続的に自動運転することができる。Further, since the wafer transfer mechanism is arranged outside the preparatory chamber, the cassette can be exchanged very easily, and the wafer can be continuously and automatically operated without any interruption from loading to unloading.
[実施例] 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について更
に詳細に説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明の気相反応装置の一実施例を示す概略的
斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing one embodiment of the gas phase reaction apparatus of the present invention.
第1図に示されるように、本発明の気相反応装置は反応
室10に対して第1予備室12および第2予備室14が
ほぼ直交するようにL字形に配列されている。更に、第
1予備室1の終端付近に、第1予備室12に対してほぼ
直交するように、第1ウエハ搬送機構25が配設され、
第2予備室14の終端付近に、第2予備室14に対して
ほぼ直交するように、第2ウエハ搬送機構62が配列さ
れている。このようにして、装置全体が矩形状配列を構
成している。As shown in FIG. 1, the gas phase reactor of the present invention is arranged in an L-shape so that the first preliminary chamber 12 and the second preliminary chamber 14 are substantially orthogonal to the reaction chamber 10. Further, a first wafer transfer mechanism 25 is arranged near the end of the first preliminary chamber 1 so as to be substantially orthogonal to the first preliminary chamber 12,
A second wafer transfer mechanism 62 is arranged near the end of the second preliminary chamber 14 so as to be substantially orthogonal to the second preliminary chamber 14. In this way, the entire device constitutes a rectangular array.
この矩形の中央空間100内に排気系および/または駆
動系等の周辺支援装置類を配置することができる。かく
して、装置全体を方形状にまとめることができ、空間が
極めて有効に利用されるので、無駄な空間はほとんど発
生しない。In the rectangular central space 100, peripheral support devices such as an exhaust system and / or a drive system can be arranged. Thus, the entire device can be formed into a rectangular shape, and the space is used very effectively, so that there is almost no wasted space.
第12予備室12および第2予備室14は各ゲートバル
ブ(図示されていない)を介して反応室10に接続され
ている。The twelfth preliminary chamber 12 and the second preliminary chamber 14 are connected to the reaction chamber 10 via respective gate valves (not shown).
反応室10は横断面が正方形の対称形をしている。対称
形反応室は室内に送入された反応ガスのフローパターン
が均一となり良好な成膜結果が得られる。対称形は円形
であってもよい。プラズマCVDまたはプラズマエッチ
ングの場合、反応室が対称形だと放電も安定になり、一
層良好な結果が得られる。The reaction chamber 10 has a symmetrical shape with a square cross section. In the symmetrical reaction chamber, the flow pattern of the reaction gas fed into the chamber becomes uniform, and good film formation results can be obtained. The symmetrical shape may be circular. In the case of plasma CVD or plasma etching, if the reaction chamber is symmetrical, the discharge will be stable and better results will be obtained.
反応室の内部にはウエハ載置台16が配置されている。
図示されていないが、ウエハ載置台にはヒータが配設さ
れており、載置台上に置かれるウエハをプラズマ成膜反
応に必要な温度にまで加熱する。A wafer mounting table 16 is arranged inside the reaction chamber.
Although not shown, a heater is provided on the wafer mounting table and heats the wafer mounted on the mounting table to a temperature necessary for the plasma film forming reaction.
ウエハ載置台の周囲には載置台上に置かれるウエハを持
ち上げるためのウエハ受け爪18が配設されている。ウ
エハ受け爪は使用されるウエハの口径にあわせて、交換
可能に構成されている。従って、6インチウエハに対し
ては長いウエハ受け爪を使用し、12インチウエハに対
しては短い受け爪を使用する。Around the wafer mounting table, a wafer receiving claw 18 for lifting a wafer placed on the mounting table is arranged. The wafer receiving claw is configured to be replaceable according to the diameter of the wafer used. Therefore, a long wafer catch is used for a 6 inch wafer and a short catch is used for a 12 inch wafer.
ウエハ載置台周囲の反応空間を円形に画成するため、ウ
エハ載置台の外周にシャッターリング20を配置する。
このシャッターリングにより反応空間の断面を円形の対
称形にすることができ、ウエハ載置台上のウエハへの反
応ガスのフローパターンが一層均一になるばかりか、プ
ラズマ放電の密度が常に一定になり膜質的に優れた膜が
得られる。A shutter ring 20 is arranged on the outer periphery of the wafer mounting table in order to define a reaction space around the wafer mounting table in a circular shape.
With this shutter ring, the cross section of the reaction space can be made into a circular symmetrical shape, and not only the flow pattern of the reaction gas to the wafer on the wafer mounting table becomes more uniform, but also the density of plasma discharge is always constant and the film quality is improved. A film having excellent properties is obtained.
図示されていないが、反応室の上部には、反応ガス送入
ノズルおよび/または平行平板電極などを備えたトップ
カバーが被せられ、反応室を気密構造に密閉する。Although not shown, the reaction chamber is covered with a top cover equipped with a reaction gas feed nozzle and / or parallel plate electrodes to seal the reaction chamber in an airtight structure.
第1予備室12の内部には、反応室内にウエハを搬入す
るためのローダ部22が収容されている。ローダ部22
は予備室内に配設されている駆動機構(図示されていな
い)により進退可能である。ローダ部22はウエハキャ
リアアーム22aおよびウエハキャリアプレート22b
を有する。キャリアプレート22bはキャリアアーム2
2aに螺着されている。A loader unit 22 for loading a wafer into the reaction chamber is housed inside the first preliminary chamber 12. Loader unit 22
Can be moved back and forth by a drive mechanism (not shown) arranged in the spare chamber. The loader unit 22 includes a wafer carrier arm 22a and a wafer carrier plate 22b.
Have. The carrier plate 22b is the carrier arm 2
It is screwed to 2a.
次に、ウエハを反応室に搬入し、また、反応室から搬出
する動作について説明する。Next, the operation of loading the wafer into and out of the reaction chamber will be described.
ホッパーテーブル26の上部まは下部にウエハカセット
(図示されていない)が装着される。ウエハカセットか
ら供給されたウエハ24は第1ウエハ搬送機構25のホ
ッパーテーブル26上に置かれ、ベルト駆動またはエア
ベアにより前進されウエハ搬送フォーク28のウエハト
ラック30に達する。A wafer cassette (not shown) is mounted on the upper part or the lower part of the hopper table 26. The wafer 24 supplied from the wafer cassette is placed on the hopper table 26 of the first wafer transfer mechanism 25 and is advanced by the belt drive or the air bear to reach the wafer track 30 of the wafer transfer fork 28.
第1ウエハ検出器がウエハを検出すると、第1ウエハ移
送アーム32がウエハを下側から真空吸着し、その状態
のまま回転して、第1蓋部34の下部に配設されたウエ
ハ受け渡し爪36にウエハを移送し、該爪上にウエハを
載置する。第1蓋部34は覗き窓38を有する。第1蓋
部34は第1蓋開閉機構40の昇降可能アーム42に螺
着または固設されている。ウエハ受け渡し爪36にウエ
ハ24が載置されると、昇降可能アーム42は下降し、
第1予備室12の上部に開けられた第1開口部44を経
て予備室内に進入し、キャリアプレート22bにウエハ
を載置する。昇降可能アーム42は更に下降し、第1蓋
部34が第1開口部44を覆い、第1予備室12を密閉
する。When the first wafer detector detects a wafer, the first wafer transfer arm 32 vacuum-adsorbs the wafer from the lower side, rotates in that state, and the wafer transfer claw disposed under the first lid portion 34. The wafer is transferred to 36, and the wafer is placed on the claw. The first lid portion 34 has a viewing window 38. The first lid portion 34 is screwed or fixed to the vertically movable arm 42 of the first lid opening / closing mechanism 40. When the wafer 24 is placed on the wafer transfer claw 36, the vertically movable arm 42 descends,
The wafer enters the preparatory chamber through the first opening 44 formed in the upper portion of the first preparatory chamber 12, and the wafer is placed on the carrier plate 22b. The ascendable / descendable arm 42 is further lowered, the first lid portion 34 covers the first opening portion 44, and seals the first preliminary chamber 12.
第1予備室が密閉された後、第1予備室を排気して反応
室と等圧にする。等圧になったら、第1予備室と反応室
を隔てる第1ゲートバルブ(図示されていない)を開
き、ウエハキャリアプレート22bを反応室内のウエハ
載置台16のところまで前進させる。キャリアプレート
22bが所定位置に達したら、ウエハ受け爪18が上昇
してキャリアプレート22bからウエハを受け取る。そ
の後、キャリアアーム22aは反応室外に退去し、第1
ゲートバルブが閉じられ、成膜反応処理が開始される。After the first preliminary chamber is sealed, the first preliminary chamber is evacuated to a pressure equal to that of the reaction chamber. When the pressure becomes equal, a first gate valve (not shown) separating the first preliminary chamber and the reaction chamber is opened, and the wafer carrier plate 22b is advanced to the wafer mounting table 16 in the reaction chamber. When the carrier plate 22b reaches the predetermined position, the wafer receiving claw 18 moves up to receive the wafer from the carrier plate 22b. After that, the carrier arm 22a moves out of the reaction chamber, and the first
The gate valve is closed and the film formation reaction process is started.
第2予備室14の内部には、反応室内から成膜処理済ウ
エハを搬出するためのアンローダ部46が収容されてい
る。アンローダ部46は予備室内に配設されている駆動
機構(図示されていない)により進退可能である。アン
ローダ部46はウエハキャリアアー46aおよびウエハ
キャリアプレート46bを有する。キャリアプレート4
6bはキャリアアーム46aに螺着されている。Inside the second preliminary chamber 14, an unloader unit 46 for carrying out the film-forming processed wafer from the reaction chamber is housed. The unloader unit 46 can be moved back and forth by a drive mechanism (not shown) arranged in the spare chamber. The unloader unit 46 has a wafer carrier plate 46a and a wafer carrier plate 46b. Carrier plate 4
6b is screwed to the carrier arm 46a.
成膜反応処理が終了し、第2予備室14内の圧力を反応
室10の圧力と等圧にしてから、反応室と第2予備室を
隔てる第2ゲートバルブ(図示されていない)を開く。
ウエハ受け爪18が成膜処理の済んだウエハをウエハ載
置台16から持ち上げる。アンローダ部46のキャリア
アーム46aが前進し、ウエハ受け爪18により持ち上
げられているウエハの下側に入る。ウエハ受け爪18が
下降し、ウエハをキャリアプレート46b上に載置す
る。After the film formation reaction process is completed and the pressure in the second preliminary chamber 14 is made equal to the pressure in the reaction chamber 10, a second gate valve (not shown) that separates the reaction chamber and the second preliminary chamber is opened. .
The wafer for which the wafer receiving claw 18 has completed the film forming process lifts the wafer from the wafer mounting table 16. The carrier arm 46a of the unloader unit 46 advances and enters the lower side of the wafer lifted by the wafer receiving pawl 18. The wafer receiving claw 18 descends and mounts the wafer on the carrier plate 46b.
その後、キャリアアーム46aは反応室を退去し、キャ
リアプレート46bが第2蓋部48の下部に配設された
ウエハ受け渡し爪(図示されていない)の位置に達した
ら後退を停止する。キャリアプレート46bが反応室か
ら完全に退去した時点で、第2ゲートバルブが閉じられ
る。第2蓋部48も覗き窓54を有する。第2蓋部48
は第2蓋開閉機構50の昇降可能アーム52に螺着また
は固設されている。Thereafter, the carrier arm 46a withdraws from the reaction chamber, and when the carrier plate 46b reaches the position of the wafer transfer claw (not shown) arranged in the lower portion of the second lid portion 48, the retreat is stopped. The second gate valve is closed when the carrier plate 46b is completely withdrawn from the reaction chamber. The second lid portion 48 also has a viewing window 54. Second lid portion 48
Is screwed or fixed to the vertically movable arm 52 of the second lid opening / closing mechanism 50.
第2予備室14の圧力を大気圧にもどしてから、第2蓋
開閉機構50の昇降可能アーム52を上昇させる。第2
予備室の上部で第2蓋部が施蓋される位置に第2開口部
58が配設されている。ウエハ受け渡し爪に保持された
ウエハは、この第2開口部58を通り第2予備室の外に
出る。After the pressure in the second auxiliary chamber 14 is returned to atmospheric pressure, the vertically movable arm 52 of the second lid opening / closing mechanism 50 is raised. Second
A second opening 58 is provided at a position where the second lid is applied in the upper part of the preliminary chamber. The wafer held by the wafer transfer claw passes through the second opening 58 and goes out of the second preliminary chamber.
その後、第2ウエハ移送機構60がウエハ受け渡し爪に
より保持されているウエハを真空吸着して第2ウエハ搬
送機構62に移送する。第2ウエハ搬送機構62のウエ
ハトラック64にウエハが載置されたことを第2ウエハ
検出器66が検出するとコンベヤまたはエアベアなどに
よりウエハはマガジンスタッカテーブル68に送られ
る。Then, the second wafer transfer mechanism 60 vacuum-sucks the wafer held by the wafer transfer claw and transfers it to the second wafer transfer mechanism 62. When the second wafer detector 66 detects that the wafer is placed on the wafer track 64 of the second wafer transfer mechanism 62, the wafer is sent to the magazine stacker table 68 by a conveyor or an air bear.
マガジンスタッカテーブル68の上部または下部にカセ
ット(図示されていない)が装着されており、マガジン
スタッカテーブルまで送られてきたウエハを収納し、ウ
エハ一枚についての一連の作業が終了する。A cassette (not shown) is mounted on the upper or lower part of the magazine stacker table 68, the wafer sent to the magazine stacker table is stored, and the series of operations for one wafer is completed.
この作業が各ウエハについて間断なく連続的に、かつ、
自動的に行われる。カセットは予備室の外の大気圧下に
配置されているので、成膜作業を中断することなく極め
て簡単に交換できる。This operation is continuous and continuous for each wafer, and
It is done automatically. Since the cassette is placed under the atmospheric pressure outside the preliminary chamber, it can be replaced very easily without interrupting the film forming operation.
前記のように本発明の装置は、いわゆる、カセットツー
カセットの形式に構成できる。As mentioned above, the device of the present invention can be constructed in the so-called cassette-to-cassette format.
本発明の装置は反応室のウエハ載置台上にウエハを一枚
毎に搬入/搬出する、いわゆる“枚葉式”である。枚葉
式は8インチ以上の大口径ウエハの表面に均一な膜厚の
CVD膜を成膜するのに特に適している。しかし、従来
のようなバッチ式反応室についても適用できる。ただ
し、バッチ式反応室は小口径ウエハにはよいが、大口径
ウエハに対しては膜厚の粗密の差が大きくなりすぎて製
品品質にバラツキが出やすい。特に、プラズラCVD法
の場合は、バッチ式だと放電密度が一定にならず歩留り
が低下するので、好ましくない。The apparatus of the present invention is a so-called "single wafer type" in which wafers are loaded / unloaded one by one onto the wafer mounting table in the reaction chamber. The single-wafer method is particularly suitable for depositing a CVD film having a uniform thickness on the surface of a large-diameter wafer of 8 inches or more. However, it can also be applied to a conventional batch type reaction chamber. However, although the batch reaction chamber is suitable for small-diameter wafers, the difference in film thickness density becomes too large for large-diameter wafers, and product quality tends to vary. Particularly, in the case of the plasma CVD method, the batch type is not preferable because the discharge density is not constant and the yield is reduced.
ふた開閉機構,ローダ/アンローダ部およびウエハ受け
爪などの駆動にはエアシリンダーを使用できる。従っ
て、本発明の装置の駆動に必要な排気系やエアコンプレ
ッサーなどの周辺駆動系は第1予備室,第2予備室,第
1ウエハ搬送機構および第2ウエハ搬送機構により囲ま
れる空間100に配置することができる。かくして、高
いスループットを維持しながら、高品質の半導体素子を
製造することができ、しかも装置設計の点から坪効率に
優れた、極めてコンパクトなCVD薄膜形成装置が得ら
れる。An air cylinder can be used to drive the lid opening / closing mechanism, the loader / unloader section, and the wafer receiving claws. Therefore, the peripheral drive system such as the exhaust system and the air compressor necessary for driving the apparatus of the present invention is arranged in the space 100 surrounded by the first preliminary chamber, the second preliminary chamber, the first wafer transfer mechanism and the second wafer transfer mechanism. can do. Thus, it is possible to manufacture a high quality semiconductor element while maintaining a high throughput, and to obtain an extremely compact CVD thin film forming apparatus which is excellent in basis efficiency in terms of apparatus design.
本発明の装置は常圧,減圧およびプラズマのいずれのタ
イプのCVD法にも使用できるが、特にプラズマCVD
法に使用することが好ましい。プラズマエッチング法に
使用することもできる。更に、最近の技術として、光C
VD法が活発に研究され、一部には実用機に近い形の装
置も試作されつつある。本発明の矩形配列方式は当然、
この光CVD装置についても適用できる。The apparatus of the present invention can be used for any type of CVD method including atmospheric pressure, reduced pressure and plasma.
It is preferably used for the method. It can also be used in the plasma etching method. Furthermore, as a recent technology, optical C
The VD method has been actively researched, and a device having a shape close to a practical machine is being prototyped. Naturally, the rectangular array method of the present invention
It can also be applied to this photo CVD apparatus.
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明の気相反応装置
にあっては、第1予備室,第2予備室,第1ウエハ搬送
機構,第2ウエハ搬送機構および反応室が全体として矩
形状に配列されている。[Effects of the Invention] As is clear from the above description, in the vapor phase reaction apparatus of the present invention, the first preliminary chamber, the second preliminary chamber, the first wafer transfer mechanism, the second wafer transfer mechanism and the reaction chamber Are arranged in a rectangular shape as a whole.
従って、この矩形の内部空間に排気系や駆動系のための
様々な周辺装置類を収容することができる。その結果、
気相反応装置全体が正方形状のまとめあげられ、坪効率
の高い極めてコンパクトな装置となる。また、スペース
の限られた半導体製造工場のフロアに多数台設置するこ
とが可能になる。Therefore, various peripheral devices for the exhaust system and the drive system can be accommodated in this rectangular internal space. as a result,
The entire gas-phase reactor is grouped into a square shape, resulting in an extremely compact device with high basis efficiency. Further, it becomes possible to install a large number of units on the floor of a semiconductor manufacturing factory where space is limited.
ウエハ載置台はウエハ口径の変化に対応可能に構成され
ているので、例えば、6インチウエハから12インチウ
エハに移行する場合でも、半導体製造工場のライン構成
自体は変化させる必要が無い。その結果、本発明のL字
配列方式は従来の180°配列方式に比べて、融通性が
高い。Since the wafer mounting table is configured to be capable of responding to changes in the wafer diameter, it is not necessary to change the line configuration itself of the semiconductor manufacturing factory even when shifting from a 6-inch wafer to a 12-inch wafer, for example. As a result, the L-shaped array method of the present invention is more flexible than the conventional 180 ° array method.
本発明の装置は、カセットツーカセットの枚葉式なの
で、6インチ以上の大口径ウエハに均一な膜圧のCVD
膜を形成するのに特に適している。装置全体が極めてコ
ンパクトに構成されているので、枚葉式でも、装置を複
数台設置すれば、バンツ式と同等の処理能力を発揮す
る。この内の一台に、万一トラブルが発生しても、各装
置は全て独立しているので、他の装置は何らの影響を受
けることなくそのまま操業を続行できる。従って、反応
室多連式やバッチ式のCVD装置のように、トラブルが
発生すると全体の操業を停止しなければならないものに
比べて、むしろスループットは高くなる。Since the apparatus of the present invention is a cassette-to-cassette single-wafer type, it is possible to perform uniform film pressure CVD on a large-diameter wafer of 6 inches or more.
It is particularly suitable for forming a film. Since the whole device is extremely compact, even if it is a single-wafer type, if multiple devices are installed, it can achieve the same processing capacity as the Banz type. Even if a trouble should occur in one of them, all the devices are independent, so the other devices can continue operating without any influence. Therefore, the throughput is higher than that of a CVD apparatus of a multiple reaction chamber type or a batch type in which the whole operation must be stopped when a trouble occurs.
また、ウエハ搬送機構が予備室外に配置されるので、カ
セットの交換は極めて容易であり、ウエハの搬入から搬
出まで間断なく長時間にわたって連続的に自動運転する
ことができる。In addition, since the wafer transfer mechanism is arranged outside the auxiliary chamber, the cassette can be replaced very easily, and the wafer can be continuously and automatically operated for a long time without any interruption from loading to unloading.
以上、本発明の装置の効果を要約すれば、限られたフロ
アスペースで、高いスリープットを維持しながら、高品
質の半導体素子を歩留り良く製造することができる。To summarize the effects of the device of the present invention, it is possible to manufacture high-quality semiconductor devices with a high yield in a limited floor space while maintaining a high sleep level.
第1図は本発明の気相反応装置の一実施例を示す概略的
斜視図である。 10…反応室 12…第1予備室 14…第2予備室
16…ウエハ載置台 18…ウエハ受け爪 20…シャ
ッターリング 22…ローダ部 22aおよび46a…
ウエハキャリアアーム 22bおよび46b…ウエハキ
ャリアプレート 24…ウエハ 25…第1ウエハ搬送
機構 26…ホッパーテーブル 28…ウエハ搬送フォ
ーク 30および64…ウエハトラック 32…第1ウ
エハ移送アーム 34…第1蓋部 36…ウエハ受け渡
し爪 38および54…覗き窓 40…第1蓋開閉機構
42および52…昇降可能アーム 44…第1開口部
46…アンローダ部 48…第2蓋部 50…第2蓋
開閉機構 58…第2開口部 60…第2ウエハ移送機
構 62…第2ウエハ搬送機構 66…第2ウエハ検出
器 68…マガジンスタッカテーブルFIG. 1 is a schematic perspective view showing one embodiment of the gas phase reaction apparatus of the present invention. 10 ... Reaction chamber 12 ... First preliminary chamber 14 ... Second preliminary chamber
16 ... Wafer mounting table 18 ... Wafer receiving claw 20 ... Shutter ring 22 ... Loader 22a and 46a ...
Wafer carrier arms 22b and 46b ... Wafer carrier plate 24 ... Wafer 25 ... First wafer transfer mechanism 26 ... Hopper table 28 ... Wafer transfer forks 30 and 64 ... Wafer track 32 ... First wafer transfer arm 34 ... First lid 36 ... Wafer transfer claws 38 and 54 ... Peep window 40 ... First lid opening / closing mechanism 42 and 52 ... Elevating arm 44 ... First opening 46 ... Unloader section 48 ... Second lid section 50 ... Second lid opening / closing mechanism 58 ... Second Opening 60 ... Second wafer transfer mechanism 62 ... Second wafer transfer mechanism 66 ... Second wafer detector 68 ... Magazine stacker table
Claims (2)
ためのローダ部およびウエハを前記反応室内から搬出す
るためのアンローダ部を有する気相反応装置において、 前記反応室は枚葉式の対称形反応室であり、 前記ローダ部を納めた第1予備室および前記アンローダ
部を納めた第2予備室を、前記反応室に対してほぼ直交
するようにL字形に配列して、該反応室に接続し、 ウエハカセットを一端に装着できる第1ウエハ搬送機構
が、前記第1予備室の反応室接続側と反対側の終端付近
に、前記第1予備室と直交するように、かつ、前記第2
予備室と平行に、前記第1予備室の外に設けられてお
り、 ウエハカセットを一端に装着できる第2ウエハ搬送機構
が、前記第2予備室の反応室接続側と反対側の終端付近
に、前記第2予備室と直交するように、かつ、前記第1
予備室と平行に、前記第2予備室の外に設けられてお
り、 前記第1予備室の上面にウエハ搬入用の第1の開口部が
設けられており、ウエハ受け渡し爪を下部に有する蓋
と、この蓋により前記第1の開口部を開閉するとともに
該第1の開口部を通して前記ローダ部とウエハの受け渡
しを行うために前記蓋を昇降する昇降機構とからなる第
1の蓋開閉機構が設けられており、 前記第2予備室の上面にウエハ搬出用の第2の開口部が
設けられており、ウエハ受け渡し爪を下部に有する蓋
と、この蓋により前記第2の開口部を開閉するとともに
該第2の開口部を通して前記アンローダ部とウエハの受
け渡しを行うために前記蓋を昇降する昇降機構とからな
る第2の蓋開閉機構が設けられている、 ことを特徴とする気相反応装置。1. A gas phase reaction apparatus having a reaction chamber, a loader unit for loading a wafer into the reaction chamber, and an unloader unit for unloading a wafer from the reaction chamber, wherein the reaction chamber is a single-wafer type. The reaction chamber is a symmetric reaction chamber, in which a first preliminary chamber accommodating the loader section and a second preliminary chamber accommodating the unloader section are arranged in an L-shape so as to be substantially orthogonal to the reaction chamber, A first wafer transfer mechanism connected to the chamber and capable of mounting a wafer cassette on one end thereof, near the end of the first spare chamber on the side opposite to the reaction chamber connection side, orthogonal to the first spare chamber, and The second
A second wafer transfer mechanism, which is provided outside the first preliminary chamber in parallel with the preliminary chamber and can mount a wafer cassette on one end, is provided near the end of the second preliminary chamber opposite to the reaction chamber connection side. , So as to be orthogonal to the second auxiliary chamber, and the first
A lid that is provided outside the second preliminary chamber in parallel with the preliminary chamber, has a first opening for wafer loading on the upper surface of the first preliminary chamber, and has a wafer transfer claw at the bottom. And a first lid opening / closing mechanism including an opening / closing mechanism that opens and closes the first opening with the lid and that moves the lid up and down to transfer the wafer to and from the loader unit through the first opening. A second opening for carrying out a wafer is provided on the upper surface of the second preliminary chamber, and a lid having a wafer transfer claw at the bottom and the lid opens and closes the second opening. In addition, a second lid opening / closing mechanism including an elevating mechanism for elevating and lowering the lid to transfer the wafer and the unloader section through the second opening is provided. .
を介して反応室と接続され、反応室はプラズマCVD処
理またはプラズマエッチング処理を行うことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載の気相反応装置。2. The first and second preliminary chambers are connected to a reaction chamber through a gate valve, and the reaction chamber is subjected to plasma CVD treatment or plasma etching treatment. The gas phase reactor described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61055751A JPH062950B2 (en) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | Gas phase reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61055751A JPH062950B2 (en) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | Gas phase reactor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62214178A JPS62214178A (en) | 1987-09-19 |
JPH062950B2 true JPH062950B2 (en) | 1994-01-12 |
Family
ID=13007555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61055751A Expired - Lifetime JPH062950B2 (en) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | Gas phase reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH062950B2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58127341A (en) * | 1982-01-25 | 1983-07-29 | Hitachi Ltd | Automatic wafer handling apparatus |
JPS60113428A (en) * | 1983-11-24 | 1985-06-19 | Hitachi Ltd | Manufacturing equipment of semiconductor |
-
1986
- 1986-03-13 JP JP61055751A patent/JPH062950B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62214178A (en) | 1987-09-19 |
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