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JPH0261067A - Heat-treating device - Google Patents

Heat-treating device

Info

Publication number
JPH0261067A
JPH0261067A JP21177488A JP21177488A JPH0261067A JP H0261067 A JPH0261067 A JP H0261067A JP 21177488 A JP21177488 A JP 21177488A JP 21177488 A JP21177488 A JP 21177488A JP H0261067 A JPH0261067 A JP H0261067A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
gas
pipe
reaction
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21177488A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Takado
真 高堂
Osamu Yokogawa
横川 修
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Sagami Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Sagami Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Sagami Ltd filed Critical Tokyo Electron Sagami Ltd
Priority to JP21177488A priority Critical patent/JPH0261067A/en
Publication of JPH0261067A publication Critical patent/JPH0261067A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent the clogging of an exhaust gas pipe by collecting a reaction product remaining in the exhaust gas with plural cold traps at the time of forming the film of the reaction product of the gaseous reactant as the raw gas on a body to be treated in a reduced-pressure CVD device, etc. CONSTITUTION:Many materials 3 to be treated such as a semiconductor wafer are placed at regular intervals in the treating part 2, which is a gauge reaction tube consisting of an outer pipe 1 and an inner pipe 1a, and raised into the inner pipe 1a by a conveying mechanism 5. The inside of the treating part 2 is evacuated from the exhaust pipe 14, a gaseous reactant such as SiH4 is supplied from a gas inlet 11, and an Si film formed by the decomposition of SiH4 is formed on the surface of the semiconductor wafer 3 heated by a heater 18. Since Si as the reaction product remains in the exhaust gas, the exhaust gas is passed through plural cold traps connected to the exhaust pipe 14 and cooled to completely collect and remove the contained Si. Consequently, the clogging of the exhaust gas pipe with Si is prevented, the progress of the reduced-pressure CVD reaction is not disturbed, and the film forming reaction is stably carried out for a long period.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は熱処理装置に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a heat treatment apparatus.

(従来の技術) 熱処理装置例えば減圧CVD装置は、抵抗加熱ヒータ等
に囲まれた石英製の反応管内に、複数枚のウェハを配列
搭載したボートを上記反応管間口端から挿入し、反応管
の予め定められた位置に設定した後、上記量目端を蓋体
により気密に封止し、予め定められた圧力に排気し、上
記ヒータの発熱により上記ウェハを所定温度に加熱した
状態で所定の反応ガスを反応管内に導入し熱処理反応を
行い、上記ウェハの表面に薄膜を成長させる。そして、
上記熱処理反応後、排気路を通り未反応ガスや反応生成
物等が排気ガスとなって外部へ排出される。しかしなが
ら、この排気ガス中に含まれる反応生成物等は、排気路
を構成している排気管壁や真空排気用メカニカルブース
ターポンプへ悪影響を与えたり、ロータリーポンプのロ
ータリーポンプオイルに混入してこのオイルを劣化させ
てしまい排気性能を落すことになる。この対策として反
応管から真空ポンプにいたる排気路の途中に排気ガスを
冷却し反応生成物等を捕獲するコールドトラップを設は
反応生成物等をこのコールドトラップに捕獲しロータリ
ーポンプのポンプオイルへの反応生成物等の混入及びメ
カニカルブースターポンプへの悪影響を軽減させていた
。この様な技術は特開昭62−65414及び特開昭6
2−161971号公報に開示されている。
(Prior art) A heat treatment device, such as a low-pressure CVD device, involves inserting a boat carrying a plurality of wafers in an array into a quartz reaction tube surrounded by a resistance heater, etc. from the front end of the reaction tube. After setting the wafer at a predetermined position, the end of the weight is hermetically sealed with a lid, the exhaust is evacuated to a predetermined pressure, and the wafer is heated to a predetermined temperature by the heat generated by the heater. A reaction gas is introduced into the reaction tube and a heat treatment reaction is performed to grow a thin film on the surface of the wafer. and,
After the heat treatment reaction, unreacted gases, reaction products, etc. are discharged to the outside as exhaust gas through the exhaust passage. However, the reaction products contained in this exhaust gas may have a negative effect on the exhaust pipe walls that make up the exhaust path and the mechanical booster pump for vacuum evacuation, or may mix into the rotary pump oil of the rotary pump, causing the oil to become oily. This will cause the exhaust performance to deteriorate. As a countermeasure, a cold trap is installed in the exhaust path from the reaction tube to the vacuum pump to cool the exhaust gas and capture the reaction products. This reduced the contamination of reaction products and other adverse effects on the mechanical booster pump. Such technology is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 62-65414 and Japanese Patent Laid-open No. 6
It is disclosed in Japanese Patent No. 2-161971.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、プロセスの多様化や半導体ウェハの大口
径化及び−括100枚以上の大量処理に伴い一回に流す
ガス流量も増加し、−回のプロセスでコールドトラップ
に付着する反応生成物の量も増加することになる。また
、大量のガスを流すため排気路の排気コンダクタンスを
高くすることも要求される。このため上記公報に開示さ
れた技術では、成膜時は排気コンダクタンスを大幅に小
さくしたバイパスの排気路を使用する事を特徴にし、こ
の排気コンダクタンスの小さいがために使える各種フィ
ルターの使用を可能としている。このため成膜時の排気
コンダクタンスを高くし大量の処理ガスを流し処理する
ことは非常に難しく、さらに、プロセスによっては反応
生成物等が綿状で非常に硬くメカニカルブースターポン
プの両型ローター等の隙間に入り込み、ローターが回転
できなくなるロック現象を起こすという問題もあった。
(Problem to be solved by the invention) However, with the diversification of processes, the larger diameter of semiconductor wafers, and the large-scale processing of 100 or more wafers, the flow rate of gas flowing at one time has also increased, and cold traps can be trapped in - processes. The amount of reaction products adhering to the surface will also increase. Furthermore, in order to flow a large amount of gas, it is also required to increase the exhaust conductance of the exhaust path. For this reason, the technology disclosed in the above publication is characterized by the use of a bypass exhaust path with significantly reduced exhaust conductance during film formation, and this low exhaust conductance makes it possible to use various filters that can be used. There is. For this reason, it is very difficult to increase the exhaust conductance during film formation and flow a large amount of processing gas.Furthermore, depending on the process, the reaction products are flocculent and extremely hard, making it difficult to process the double-sided rotor of a mechanical booster pump. There was also the problem that the rotor could get stuck in the gap and cause a locking phenomenon in which the rotor could no longer rotate.

この対策としてコールドトラップにメツシュ等のフィル
ターから成るメツシュ型コールドトラップを使用すると
排気コンダクタンスの低下となり大容量の真空ポンプを
設けなければならずスペースの増大とコストアップにつ
ながっていた。また、プロセスによっては一回のプロセ
スでメツシュフィルターが目詰まりを起こし、コールド
トラップ内のフィルターの交換頻度が多くなり作業効率
の低下につながっていた。
As a countermeasure to this problem, if a mesh-type cold trap made of a mesh filter or the like is used as a cold trap, the exhaust conductance decreases and a large-capacity vacuum pump must be installed, leading to an increase in space and cost. Additionally, depending on the process, the mesh filter could become clogged during a single process, and the filter in the cold trap had to be replaced more frequently, leading to a decrease in work efficiency.

この発明は上記点を改善するためになされたもので、排
気路の排気コンダクタンスを高く保ちながら反応生成物
等の捕獲を効率よく行える排気路を持った熱処理装置を
提供しようとするものである。
The present invention has been made to improve the above-mentioned problems, and aims to provide a heat treatment apparatus having an exhaust passage that can efficiently capture reaction products and the like while maintaining a high exhaust conductance of the exhaust passage.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) この発明は処理室内に処理ガスを供給し、上記処理室内
のガスを排気路から排気しながら被処理体を熱処理する
装置に於て、上記排気路に熱処理後の処理生成物等を捕
獲するコールF’ )ラップを複数個設けたことを特徴
とする熱処理装置を得るものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides an apparatus for heat-treating an object to be processed while supplying a processing gas into a processing chamber and exhausting the gas in the processing chamber through an exhaust path. The present invention provides a heat treatment apparatus characterized in that a plurality of coal F') wraps are provided to capture processing products and the like.

(作用効果) 本発明によれば、処理室内に処理ガスを供給し、上記処
理室内のガスを排気路から排気しながら被処理体を熱処
理する装置に於て、上記排気路に熱処理後の処理生成物
等を捕獲するコールドトラップを複数個設けたことによ
り、排気路の排気コンダクタンスを高く保ちながら反応
生成物の捕獲を効率よく行える排気路を構成できる。
(Operation and Effect) According to the present invention, in an apparatus for heat-treating an object to be processed while supplying a processing gas into a processing chamber and exhausting the gas in the processing chamber from an exhaust path, the exhaust path is provided with a process gas after the heat treatment. By providing a plurality of cold traps for capturing products and the like, it is possible to configure an exhaust path that can efficiently capture reaction products while keeping the exhaust conductance of the exhaust path high.

(実施例) 以下本発明熱処理装置を縦型CVD装置に適用した一実
施例につき図面を参照して説明する。
(Example) An example in which the heat treatment apparatus of the present invention is applied to a vertical CVD apparatus will be described below with reference to the drawings.

この装置は、例えば第2図に示すように、軸方向を垂直
にした処理容器例えば石英からなる円筒状反応管(1)
から成る処理部(2)と、この処理部(2)に搬入・搬
出される被処理体例えば半導体ウェハ(3)を上記垂直
方向に複数枚例えば25〜50枚程度所定の間隔例えば
約3 mmのギヤングを設けて載置可能に構成された支
持体例えば、耐熱性石英ボートく4)と、このボート(
4)を・上記反応管(1)下方から上記反応管(1)内
にロート・アンロードする搬送機構(5)とから構成さ
れている。
For example, as shown in FIG. 2, this device includes a processing vessel (1) with its axis vertical, such as a cylindrical reaction tube (1) made of quartz.
A processing section (2) consisting of a processing section (2), and a plurality of objects to be processed, such as semiconductor wafers (3), carried in and out of this processing section (2), for example, about 25 to 50 pieces in the above-mentioned vertical direction, at a predetermined interval, for example, about 3 mm. For example, a heat-resistant quartz boat (4), which can be placed on a support provided with a gearing of
4); and a conveyance mechanism (5) for funnel unloading into the reaction tube (1) from below the reaction tube (1).

上記処理部(2)の上記反応管(1)は耐熱性で処理ガ
スに対して反応しにくい例えば石英ガラスにより構成さ
れている。この反応管(1)は二重管構造と成っており
、上記と同様例えば石英ガラスにより構成された上部が
円弧状に封止された筒状内管(1a)が上記反応管(1
)内に非接触状態で設けられている。上記反応管(])
内面及び上記反応’!(la)の外面との間には、所定
の間隔例えば15mmの間隙(7)が設けられており、
この間隙(7)は下端例えばステンレス製の管状マニホ
ールド(8)に着脱自在に封止されている。
The reaction tube (1) of the processing section (2) is made of, for example, quartz glass, which is heat resistant and hardly reacts with the processing gas. This reaction tube (1) has a double tube structure, and the cylindrical inner tube (1a), which is made of, for example, quartz glass and whose upper part is sealed in an arc shape, is connected to the reaction tube (1).
) in a non-contact manner. The above reaction tube (])
Inner and above reactions'! A gap (7) of a predetermined distance, for example, 15 mm, is provided between the outer surface of (la) and the outer surface of (la).
This gap (7) is removably sealed at its lower end by a tubular manifold (8) made of stainless steel, for example.

このマニホールド(8)は外側の反応管(1)を保持す
る上側マニホール)”(8a)と、内側の内’tf! 
(1a )を保持し、メンテナンスや組み立て時の内管
(1a)の取り付は及び取り外しを容易にするための下
側マニホールI”(8b)とから構成され、各々の接合
部はシール材例えば0−リング(10)により気密保持
されている。また、上記マニホールド(8b)の下端に
上記搬送機構(5)の昇降により当接可能とされた板状
の例えばステンレス製蓋体(9)が設けられている。こ
の蓋体(9)の上記マニホールド(8b)との当接部に
は、シール部材例えばO−リング(10)が設けられ、
上記内管(la)及び上記反応管(1)内を気密に保持
可能と成っている。また、上記マニホールド(8b)を
貫通して上記内管(1a)内に延びた反応ガスやキャリ
アガスの導入管(11)が設けられている。このガス導
入管(11)は、上記内管(1a)内面に沿って垂直に
延び、先端は上記ボート(4)の上面とほぼ同じ高さに
配設されている。そして、この反応ガス導入管(11)
には、上記ボート(4)に載置されている各ウェハに対
応する位置に1gまたはi rIlの開孔を持ったガス
噴き出し孔(12)が設けられ、この噴き出し孔(12
)と対向した(fffiの内管(1a)側壁のほぼ半周
〜415周にわたりガス排出細孔(13)が複数個形成
され、上記ガス導入管(11)の開孔から上記ウェハ(
3)に対し平行で均一な反応ガスを流入可能としている
。そして、上記マニホールド(8b)には排気管(14
)が接続されており、上記ウェハ(3)の表面処理を終
了したガスが上記間隙(7)を介して排気可能としてい
る。そして上記蓋体(9)のほぼ中央部には温度、ガス
の均一性向上をはかるボートの回転を可能にする回転機
能を付加可能な支持体(15)が設けられている。この
支持体(15)は保温筒(16)下面に設けられている
例えばセラミックから成る保温受は台(17)と接続し
、上記保温筒(16)及びボート(4)を支持する如く
構成されている。上記保温筒(16)は、例えば石英ガ
ラスより成る筒状体で、上記反応管(1)内の熱を下方
に逃がさない為に配役されている。この保温筒(16)
上には、上記ボート(4)が載置されており、上記蓋体
(9)の搬送機構(5)による昇降移動に同動する構造
となっている。また・上記反応管(1)を同軸的に取り
囲む如く筒状加熱装置例えばコイル状に巻回されたヒー
タ(1日)が設けられ、このヒータ(18)は上記ウェ
ハ(3)の載置される領域内を所望する温度例えば60
0〜1200°C程度に均一加熱する如く設けられてい
る。そして上記排気管(14)から、第1図に示すよう
に排気ガスに含まれろ反応生成物等を捕獲する第1のコ
ールl” )ラップ例えば水冷トラップ(20)が処理
部(2)からの排気管(14)の長さをできるだけ短く
する如く設けられている。即ち処理部(2)の出来るだ
け近くに第1のコールドトラップ(20)を接続してい
る。この第1のコールI” )ラップ(20)から2系
統の排気路が設けられている。即ち、一方の1′11′
気路は主に処理室内(2)内の真空置換を分担している
This manifold (8) has an upper manifold (8a) which holds the outer reaction tube (1) and an inner inner 'tf!
(1a), and a lower manifold I'' (8b) for easy attachment and removal of the inner tube (1a) during maintenance and assembly, and each joint is sealed with a sealing material such as The manifold (8b) is kept airtight by an O-ring (10).Furthermore, a plate-shaped lid body (9) made of stainless steel, for example, is attached to the lower end of the manifold (8b) and can be brought into contact with it by the lifting and lowering of the transport mechanism (5). A sealing member such as an O-ring (10) is provided at the contact portion of the lid (9) with the manifold (8b),
The interior of the inner tube (la) and the reaction tube (1) can be kept airtight. Further, an inlet pipe (11) for reactant gas and carrier gas is provided that extends through the manifold (8b) and into the inner pipe (1a). This gas introduction pipe (11) extends vertically along the inner surface of the inner pipe (1a), and its tip is disposed at approximately the same height as the top surface of the boat (4). And this reaction gas introduction pipe (11)
is provided with a gas blowout hole (12) having an opening of 1 g or i rIl at a position corresponding to each wafer placed on the boat (4).
) A plurality of gas exhaust pores (13) are formed over approximately half a circumference to 415 circumferences of the side wall of the inner tube (1a) of the (fffi), which faces the wafer (
3) allows a uniform reaction gas to flow in parallel to the reactor. The manifold (8b) has an exhaust pipe (14).
) is connected, so that the gas that has completed the surface treatment of the wafer (3) can be exhausted through the gap (7). A support (15) is provided approximately in the center of the lid (9) to which a rotation function can be added to allow rotation of the boat to improve uniformity of temperature and gas. The support body (15) is configured such that a heat-retaining receiver made of, for example, ceramic, provided on the lower surface of the heat-insulating cylinder (16) is connected to the stand (17) and supports the heat-insulating cylinder (16) and the boat (4). ing. The heat retaining tube (16) is a cylindrical body made of quartz glass, for example, and is arranged to prevent the heat inside the reaction tube (1) from escaping downward. This thermal cylinder (16)
The boat (4) is placed on top, and is structured to move simultaneously with the lifting and lowering movement of the lid (9) by the transport mechanism (5). Further, a cylindrical heating device, for example, a heater (1) wound in a coil shape, is provided so as to coaxially surround the reaction tube (1), and this heater (18) is used for placing the wafer (3). For example, the desired temperature within the range of 60
It is provided so as to uniformly heat the temperature to about 0 to 1200°C. Then, from the exhaust pipe (14), as shown in FIG. The length of the exhaust pipe (14) is made as short as possible. That is, the first cold trap (20) is connected as close as possible to the processing section (2). ) Two exhaust paths are provided from the wrap (20). That is, one 1'11'
The air passage is mainly responsible for vacuum displacement within the processing chamber (2).

この真空置換用排気路は例え;i2インチの配管で行な
われ、この排気路を制御するメインバルブ(21)と、
このメインバルブ(21)に並列にサブバルブ(22)
が例えば378インチ配管にて接続されている。また上
記メインバルブ(21)の他端には真空排気を行なうロ
ータリーポンプ(23)が接続されている。上記他方の
排気路は主に成膜用の真空排気を分担している。この成
膜用排気路は例えば4インチ配管で行なわれ、この成膜
用排気路を制御する主バルブ(24)が上記コールドト
ラップ(20)に接続されている。そして、上記主バル
ブ(24)から、排気ガスに含まれる反応生成物を捕獲
する第2のコールドトラップブ例えば水冷トラップ(2
5〉が接続されている。この第2のコールドトラップ(
25)から、成膜時の処理部(2)内の排気圧を制御す
る自動圧力FA整装置(APC)例えばバタフライバル
ブ(26)に接続されている。そして、このAPC(2
6)から真空排気系の前段ポンプとなるメカニカルブー
スターポンプ(27)と主排気を行なうロータリーポン
プ(28)とからなる真空ポンプが順次接続されている
。一方また、処理部(2)と第1のコールドトラップ(
20)との間に、第1のコールドトラップ(20)の排
気ガス導入口近傍の圧力を測定する例えばピラニーゲー
ジ(29)が設けられている。そして、成膜時の排気路
の主バルブ(24)と第2のコールドトラップ(25)
との間に成膜時の排気圧力を測定・制御する例えばキャ
パシタンスマノメータ(30)が設けられ、このキャパ
シタンスマノメータ(30)からの出力信号がAPC(
26)にフィードバックされ成膜時の排気圧力が制御さ
れている。また、上5己APC(2B)とメカニカルブ
ースターポンプ(27)との間にはこの間の排気圧力を
測定する例えばビラニーゲージ(31)が設けられてい
る。
This vacuum displacement exhaust path is, for example, an i2-inch pipe, and a main valve (21) that controls this exhaust path,
A sub valve (22) is connected in parallel to this main valve (21).
are connected by, for example, 378-inch piping. A rotary pump (23) for evacuation is connected to the other end of the main valve (21). The other exhaust path is mainly responsible for evacuation for film formation. This film-forming exhaust path is, for example, a 4-inch pipe, and a main valve (24) for controlling this film-forming exhaust path is connected to the cold trap (20). Then, from the main valve (24), a second cold trap, for example, a water-cooled trap (2
5> is connected. This second cold trap (
25) is connected to an automatic pressure control device (APC), such as a butterfly valve (26), which controls the exhaust pressure in the processing section (2) during film formation. And this APC (2
A vacuum pump consisting of a mechanical booster pump (27) serving as a pre-stage pump of the vacuum evacuation system and a rotary pump (28) performing main evacuation is connected in sequence from 6). On the other hand, the processing section (2) and the first cold trap (
20), for example, a Pirani gauge (29) is provided to measure the pressure near the exhaust gas inlet of the first cold trap (20). Then, the main valve (24) of the exhaust path during film formation and the second cold trap (25)
For example, a capacitance manometer (30) for measuring and controlling the exhaust pressure during film formation is provided between the APC (
26) to control the exhaust pressure during film formation. Further, a Villany gauge (31), for example, is provided between the upper APC (2B) and the mechanical booster pump (27) to measure the exhaust pressure therebetween.

ここで、ウェハの大口径化及び−括大量処理等に伴い機
能例えばクリーン度、撮動等及び物理的例えばスペース
、電力条件、保守性等の条件から、性膜を行なう処理部
(2)と真空排気を行なう真空ポンプ(27)、  (
28)及び(23)とは物理的にある程度前れて配置さ
れている。従って第1のコールドトラップ(20)を処
理部(2)の近くに設は処理部(2)がらの排気ガス中
の反応生成物等を捕獲し、処理部(2)への反応生成物
等の舞い戻りを防止し処理室(2)内のパーティクル源
となることを防いている。また、同様に第2のコールド
トラップ(25)はAPC(26)を介し、真空ポンプ
の前段メカニカルブースターポンプ(27)の出来る限
り近くに配管され、メカニカルブースターポンプ(27
〉やロータリーポンプ(28)へ反応生成物等が混入す
るのを直前で防止しポンプの保護をはかっている。また
、成膜時処理室(2)内のガスの流れをウェハ(3)に
対し均一なN流に近すけ、多量の処理ガスを流すことが
可能なように、即ち成膜時の排気コンダクタンスを高く
するためコールドトラップ(20)及びコールドトラッ
プ(25)の排気コンダクタンスが高くなるように、従
来のメツシュフィルター等による構造ではなく、排気ガ
スを多数の面に接触するような多数の仕切り部屋を排気
ガスが通過する構造とし、コールドトラップ(20)、
  (25)個々の排気コンダクタンスを高くしている
As the diameter of wafers increases and large-scale processing takes place, the processing section (2) that performs the film has to be A vacuum pump (27) that performs evacuation, (
28) and (23) are physically placed in front of each other to some extent. Therefore, the first cold trap (20) is installed near the processing section (2) to capture the reaction products, etc. in the exhaust gas from the processing section (2), and to transfer the reaction products, etc. to the processing section (2). This prevents the particles from returning and becoming a source of particles in the processing chamber (2). Similarly, the second cold trap (25) is piped as close as possible to the mechanical booster pump (27) at the front stage of the vacuum pump via the APC (26).
) and the rotary pump (28), the pump is protected by immediately preventing reaction products from entering the rotary pump (28). In addition, the gas flow in the processing chamber (2) during film formation is made close to a uniform N flow with respect to the wafer (3), so that a large amount of processing gas can flow, that is, the exhaust conductance during film formation is In order to increase the exhaust conductance of the cold trap (20) and cold trap (25), instead of using a conventional mesh filter structure, a large number of partitioned rooms are used to allow the exhaust gas to come into contact with many surfaces. has a structure through which exhaust gas passes, a cold trap (20),
(25) Individual exhaust conductance is increased.

即ち、従来のように、一つのコールドトラップで集中し
て反応生成物等を捕獲するのではなく、複数のコールド
トラップにより分散して捕獲し、個々のコールドトラッ
プの排気コンダクタンスを高くし、排気系全体での排気
コンダクタンスを高く保つように構成されている。この
ようにして縦型CVD装置が構成されている。
In other words, instead of capturing reaction products etc. in a concentrated manner in one cold trap as in the past, they are dispersed and captured in multiple cold traps, the exhaust conductance of each cold trap is increased, and the exhaust system It is constructed to maintain a high overall exhaust conductance. In this way, a vertical CVD apparatus is constructed.

次に上述した縦型CVD装置の動作作用を説明する。Next, the operation of the above-mentioned vertical CVD apparatus will be explained.

まず、図示しないウェハ移し替え装置により位置合わせ
されたウェハ(3)がロボット技術により自動的に積載
された処理用ボート(4)を♀温筒(16)上にロボッ
)1+12送により自動的に載置する。そして、上記ボ
ート(4)を載置した保温筒(16)を、搬送機構(5
)により所定量上昇させ、上記反応管(1)内の予め定
められた位置に内管(Ia)内壁に接触させることなく
搬入する。この時、上記反応管(1)下端のマニホール
1”(8b)部と上記蓋体(9)を気密に当接させる事
により、自動的にウェハ(3)を位置決めする。 次に
成膜系の排気路にある主バルブ(24)を閉した状態で
、真空置換用排気路のロータリーポンプ(23)を始動
する。処理室(2)内を急激に減圧し、パーティクル汚
染とならないように、サブバルブく22)を開き、次に
メインバルブ(21)の順に開き処理室(2)内を段階
的に排気し、真空置換または不活性ガスによるパージを
行なう。次に、成膜用17F気路の主ポンプであるロー
タリーポンプ(28)を始動し、所定の圧力例えばlO
〜30Torrまて排気した後にメカニカルブースター
ポンプ(27)を始動する。そして、真空置換用排気路
で排気している圧力をコールドトラップ(20)近傍の
ビラニーゲージ(29)で測定し、メカニカルブースタ
ーポンプ(27)とAPC(2B)間のビラニーゲージ
(31)との圧力が等しくなったところで真空置換用排
気路のバルブ(21)、  (22)を閉しろと同時に
、成膜用排気路を制御している主バルブ(24)を開く
。即ち、真空置換用排気路が閉じ、成膜用排気路がアク
ティブとなる。そして、反応管(1)内を所望の減圧状
態例えば1〜5Torrに慄つようキャパシタンスマノ
メータ(30)で成膜用排気路の圧力を測定し、結果を
APC(26)にフィードバックし、所定の減圧状態に
排気制御する。そして、ヒーターく18)により所望の
温度例えば600’C−1200°C程度に設定する。
First, the processing boat (4), in which the wafers (3) aligned by a wafer transfer device (not shown) are automatically loaded using robot technology, is automatically transferred by robot 1+12 onto the female hot cylinder (16). Place it. Then, the heat insulating cylinder (16) on which the boat (4) is placed is transferred to the transport mechanism (5).
), and transported to a predetermined position in the reaction tube (1) without contacting the inner wall of the inner tube (Ia). At this time, the wafer (3) is automatically positioned by bringing the manifold 1'' (8b) at the lower end of the reaction tube (1) into airtight contact with the lid (9).Next, the film forming system With the main valve (24) in the exhaust path closed, start the rotary pump (23) in the vacuum displacement exhaust path.To avoid rapid depressurization in the processing chamber (2) and particle contamination, Open the sub-valve 22) and then the main valve (21) to evacuate the processing chamber (2) in stages and perform vacuum displacement or purging with inert gas.Next, open the 17F air path for film formation. Start the rotary pump (28), which is the main pump of
After evacuation to ~30 Torr, start the mechanical booster pump (27). Then, the pressure being exhausted in the vacuum displacement exhaust path is measured with the Villany gauge (29) near the cold trap (20), and the pressure with the Villany gauge (31) between the mechanical booster pump (27) and APC (2B) is measured. When they are equal, close the valves (21) and (22) of the vacuum displacement exhaust path, and at the same time open the main valve (24) that controls the film deposition exhaust path. That is, the vacuum displacement exhaust path is closed, and the film formation exhaust path is activated. Then, the pressure in the film-forming exhaust passage is measured with a capacitance manometer (30) so that the inside of the reaction tube (1) is at a desired reduced pressure state, for example, 1 to 5 Torr.The result is fed back to the APC (26), and the pressure is Exhaust is controlled to a reduced pressure state. Then, the heater 18) is used to set a desired temperature, for example, about 600'C to 1200C.

そして、この設定後、上記排気制御しながらガス供給源
から図示しないマスフローコントローラ等で流量を適正
流量域に調節しつつ、反応ガス例えば5iHa(シラン
)または5iH2C12(ジクロロシラン)を反応管(
1)内に反応ガス導入管(11)から例えば流量500
9CCM導入する。すると上記ガス導入管(11)のガ
ス噴き出し口(12)から導入された反応ガスはウェハ
(3)表面に平行でほぼ均一な反応ガスの流れを作りな
がら、内管(1a)のガス排出価孔(13)へ向い流れ
、このガス排出細孔(13)を通り、間隙(7)の排気
路を流れガス排気管(14)より排気される。この間ウ
ェハ(3)の表面では反応ガスの分解による例えばSi
膜形成がなされる。これらの操作ブロクラムは総てコン
ピュータに予め記憶し、自動的に実行される。
After this setting, a reaction gas such as 5iHa (silane) or 5iH2C12 (dichlorosilane) is introduced into the reaction tube while controlling the exhaust gas and adjusting the flow rate to an appropriate flow rate range using a mass flow controller (not shown) from the gas supply source.
1) A flow rate of, for example, 500 from the reaction gas introduction pipe (11)
9CCM will be introduced. Then, the reaction gas introduced from the gas outlet (12) of the gas introduction pipe (11) creates a substantially uniform flow of reaction gas parallel to the surface of the wafer (3), while increasing the gas discharge value of the inner pipe (1a). The gas flows toward the hole (13), passes through the gas exhaust hole (13), flows through the exhaust path in the gap (7), and is exhausted from the gas exhaust pipe (14). During this time, on the surface of the wafer (3), for example, Si is formed due to the decomposition of the reaction gas.
A film is formed. All of these operation blocks are stored in the computer in advance and are automatically executed.

一方、排気管(14)から排気された高温の排気ガスを
第1の水冷トラップ(20)に導入し、急激に冷却し、
反応生成物等を水冷トラップ(20)内に捕獲する。第
1の水冷トラップ(20)を通過し温度の下がった排気
ガスは少し長めの配管を通り、メカニカルブースターポ
ンプ(27)近傍に接続された第2の水冷トラップ(2
5)へ導かれる。ここでは第2の水冷トラップ(25)
により排気ガスは更に冷やされ、第1の水冷トラップ(
20)で捕獲しきれなかった反応生成物等を捕獲する。
On the other hand, high-temperature exhaust gas exhausted from the exhaust pipe (14) is introduced into the first water-cooled trap (20) and rapidly cooled.
Reaction products and the like are captured in a water-cooled trap (20). The exhaust gas, whose temperature has decreased after passing through the first water-cooled trap (20), passes through a slightly longer pipe and enters the second water-cooled trap (20) connected near the mechanical booster pump (27).
5). Here the second water-cooled trap (25)
The exhaust gas is further cooled by the first water-cooled trap (
Capture the reaction products etc. that could not be captured in step 20).

また、反応生成物等は温度が低いほど捕獲しやすいので
、第1の水冷トラップ(20)で排気ガスの温度が下が
っている為第2の水冷トラップ(25)ではより効果的
に反応生成物等の捕獲が行なわれる。このようにしてC
VD処理後、反応ガスの供給を停止し、反応ガスを排気
置換した後、ガス導入管(11)から不活性ガス例えば
N2ガスを導入することで、上記反応管(1)内を大気
圧に復帰できる。そして、蓋体(9)が開ける状態とな
り、上記処理後のウェハ(3)を積載したボート(4)
を、搬送機構(6)により取り出し、処理が終了する。
In addition, the lower the temperature, the easier it is to capture reaction products, so since the temperature of the exhaust gas is lowered in the first water-cooled trap (20), the second water-cooled trap (25) can capture reaction products more effectively. etc. are captured. In this way C
After the VD treatment, the supply of the reaction gas is stopped, and after the reaction gas is replaced by exhaust, an inert gas such as N2 gas is introduced from the gas introduction pipe (11) to bring the inside of the reaction tube (1) to atmospheric pressure. I can return. Then, the lid (9) is opened and the boat (4) loaded with the wafers (3) after the above-mentioned processing is opened.
is taken out by the transport mechanism (6), and the process ends.

上記実施例ではコールドトラップを反応管(1)とメカ
ニカルブースターポンプ(27)との近傍に各々一つず
つ設は排気路に計2つのコールF’ )ラップ設けた例
につき説明したが、これに限らずその要旨を逸脱しない
範囲で種々な変形が可能であることは言うまでもない。
In the above embodiment, one cold trap was provided near the reaction tube (1) and one near the mechanical booster pump (27), and a total of two coal wraps (F') were provided in the exhaust path. Needless to say, various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

例えば第3図に示すように排気路の中に直列に複数設置
しても良く(A)図、また、コールドトラップを並列に
複数個接続してもよく(B)図また、 (C)図のよう
にバルブと組合せ、選択的にコールドトラップを切り換
えて使い、装置を停止することなく、コールドトラップ
の交換・洗浄を容易に行なうことができろようにしても
よく、上述した実施例を組合せ使用しても良いことは言
うまでもない。そしてまた、上記実施例では縦型CVD
装置で説明したが、シリコンエピタキシャル装置、プラ
ズマCVD装置、光CVD装置等の膜形成を伴う装置に
特に有効である。
For example, as shown in Fig. 3, a plurality of cold traps may be installed in series in the exhaust passage (A), or a plurality of cold traps may be connected in parallel (B), or (C). It is also possible to use a valve in combination with a valve to selectively switch the cold trap, so that the cold trap can be easily replaced and cleaned without stopping the equipment.The above embodiments may also be combined. Needless to say, you can use it. Furthermore, in the above embodiment, vertical CVD
Although the description has been made regarding the apparatus, it is particularly effective for apparatuses that involve film formation, such as silicon epitaxial apparatuses, plasma CVD apparatuses, and photo-CVD apparatuses.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、排気路のtJl:iコン
ダクタンスを高く保ちながら反応生成物の捕獲を効率よ
く行える効果がある。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, reaction products can be efficiently captured while keeping the tJl:i conductance of the exhaust path high.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明装置の一実施例を説明するための縦型C
VD装置の構成図、第2図は第1図の処理部の構成図、
第3図は第1図のコールドトラップの他の実施例の説明
図である。 101反応管      1a9.内管21.処理部 
      36.ウェハ200.第1の水冷トラップ 251.第2の水冷トラップ 26、、APC 270,メカニカルブースターポンプ 289.ロータリーポンプ
FIG. 1 is a vertical type C for explaining one embodiment of the device of the present invention.
A configuration diagram of the VD device, Figure 2 is a configuration diagram of the processing section in Figure 1,
FIG. 3 is an explanatory diagram of another embodiment of the cold trap shown in FIG. 1. 101 reaction tube 1a9. Inner tube 21. processing section
36. Wafer 200. First water-cooled trap 251. Second water-cooled trap 26, APC 270, mechanical booster pump 289. rotary pump

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 処理室内に処理ガスを供給し、上記処理室内のガスを排
気路から排気しながら被処理体を熱処理する装置に於て
、上記排気路に熱処理後の処理生成物等を捕獲するコー
ルドトラップを複数個設けたことを特徴とする熱処理装
置。
In an apparatus that heat-treats an object to be processed while supplying a processing gas into a processing chamber and exhausting the gas in the processing chamber through an exhaust path, a plurality of cold traps are provided in the exhaust path to capture processing products, etc. after the heat treatment. A heat treatment device characterized in that it is equipped with two heat treatment devices.
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