JP3083397B2 - Piping cleaning mechanism - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は常圧ＣＶＤ装置に接続さ
れている排気管内壁面のクリーニング機構に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning mechanism for cleaning an inner wall of an exhaust pipe connected to a normal pressure CVD apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】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化学的気相成
長法（ＣＶＤ）がある。ＣＶＤとは、ガス状物質を化学
反応で固体物質にし、基板上に堆積することをいう。2. Description of the Related Art As a method for forming a thin film, one of the methods widely used in the semiconductor industry is chemical vapor deposition (CVD). CVD means that a gaseous substance is converted into a solid substance by a chemical reaction and deposited on a substrate.
【０００３】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。[0003] The features of CVD are that various thin films can be obtained at a deposition temperature considerably lower than the melting point of the thin film to be grown, and that the grown thin film has high purity and is grown on Si or a thermal oxide film on Si. In this case, since the electrical characteristics are stable, it is widely used as a passivation film on a semiconductor surface.
【０００４】ＣＶＤによる薄膜形成は、例えば約４００
℃〜５００℃程度に加熱したウエハに反応ガス（例え
ば、ＳｉＨ4 ＋Ｏ2 ，またはＳｉＨ4 ＋ＰＨ3 ＋Ｏ2 ）
を供給して行われる。上記の反応ガスは反応炉（ベルジ
ャ）内のウエハに吹きつけられ、該ウエハの表面にＳｉ
Ｏ2 あるいはフォスフォシリケートガラス（ＰＳＧ）ま
たはボロシリケートガラス（ＢＳＧ）の薄膜を形成す
る。また、ＳｉＯ2 とＰＳＧまたはＢＳＧとの２層成膜
が行われることもある。更に、モリブデン，タングステ
ンあるいはタングステンシリサイド等の金属薄膜の形成
にも使用できる。The formation of a thin film by CVD is, for example, about 400
A reaction gas (eg, SiH 4 + O 2 or SiH 4 + PH 3 + O 2 ) is applied to a wafer heated to about 500 ° C. to 500 ° C.
Is performed. The reaction gas is blown onto a wafer in a reaction furnace (bell jar), and Si
A thin film of O 2 or phosphosilicate glass (PSG) or borosilicate glass (BSG) is formed. Further, a two-layer film of SiO 2 and PSG or BSG may be formed. Further, it can be used for forming a metal thin film such as molybdenum, tungsten or tungsten silicide.
【０００５】このようなＣＶＤによる薄膜形成操作を行
うために従来から用いられている装置の一例を図１に部
分断面図として示す。図１において、反応炉１は、バッ
ファ２をベルジャ３で覆い、上記バッファ２の周囲に円
盤状のウエハ載置台４を回転駆動可能、または自公転可
能に設置するとともに、上記ウエハ載置台の上に被加工
物であるウエハ６を順次に供給し、該ウエハを順次に搬
出するウエハ搬送手段７を設けて構成されている。ウエ
ハ搬送手段を炉内に導入するための開閉可能なゲート部
１１が反応炉に突設されている。また、ウエハ載置台４
の下側には加熱手段８が設けられていてウエハ６を所定
の温度（例えば約５００℃）に加熱する。ベルジャ３の
頂部付近には反応炉内に所定の反応ガスを送入するため
のノズル９が配設されており、更に、反応炉の下部には
排気ダクト１０が設けられている。FIG. 1 is a partial sectional view showing an example of an apparatus conventionally used for performing such a thin film forming operation by CVD. In FIG. 1, a reaction furnace 1 covers a buffer 2 with a bell jar 3, and installs a disk-shaped wafer mounting table 4 around the buffer 2 so as to be rotatable or revolvable. And a wafer transfer means 7 for sequentially supplying wafers 6 as workpieces and sequentially unloading the wafers. An openable and closable gate section 11 for introducing the wafer transfer means into the furnace is protruded from the reaction furnace. Also, the wafer mounting table 4
Heating means 8 is provided below the wafer to heat the wafer 6 to a predetermined temperature (for example, about 500 ° C.). A nozzle 9 for feeding a predetermined reaction gas into the reaction furnace is provided near the top of the bell jar 3, and an exhaust duct 10 is provided below the reaction furnace.
【０００６】従来の常圧ＣＶＤ薄膜形成装置は成膜反応
処理を続けていくと、反応炉内の様々な表面にＳｉＯお
よび／またはＳｉＯ2 等の酸化物のフレークが生成・付
着してくる。このフレークをそのまま放置すると徐々に
大きく成長していき、僅かな振動や気流により表面から
剥がれ落ち、反応炉内の浮遊異物量を増加させることと
なる。これら炉内の浮遊異物がウエハの表面上に付着す
るとＣＶＤ膜にピンホールを発生させ、半導体素子の製
造歩留りを著しく低下させるので反応炉内壁面は定期的
に清掃する必要がある。反応炉内壁面を清掃する場合、
ベルジャ３を開放することにより行われる。In the conventional atmospheric pressure CVD thin film forming apparatus, as the film forming reaction process is continued, flakes of oxides such as SiO and / or SiO 2 are generated and adhere to various surfaces in the reaction furnace. If the flakes are left as they are, they gradually grow larger, and peel off from the surface due to slight vibration or air current, thereby increasing the amount of suspended foreign substances in the reactor. When these foreign particles in the furnace adhere to the surface of the wafer, pinholes are generated in the CVD film, and the production yield of semiconductor devices is significantly reduced. Therefore, it is necessary to periodically clean the inner wall of the reactor. When cleaning the inner wall of the reactor,
This is performed by opening the bell jar 3.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、常圧ＣＶＤ装
置による成膜処理を続けていくと、フレークは反応炉の
内壁面ばかりか、排気ダクト１０に接続された排気管内
壁面にも付着してくる。内壁面にフレークの付着した配
管は反応炉本体の排気量の低下を招き、プロセス条件が
変化する。また、配管が詰まってくると装置内に有毒ガ
ス（例えば、モノシランガス）が漏れ出してくる危険性
が存在する。However, as the film forming process is continued by the normal pressure CVD apparatus, the flakes adhere not only to the inner wall surface of the reaction furnace but also to the inner wall surface of the exhaust pipe connected to the exhaust duct 10. come. Pipes with flakes adhered to the inner wall surface cause a reduction in the displacement of the reactor body, and the process conditions change. In addition, there is a risk that toxic gas (for example, monosilane gas) leaks into the apparatus when the piping is clogged.
【０００８】前記のような反応炉内壁面に付着したフレ
ークはチャンバを開放することにより容易に清掃するこ
とができるが、排気用の配管内壁面に付着したフレーク
を清掃するのは極めて困難である。先ず、清掃のため
に、配管をＣＶＤ装置本体から外さなければならない。
しかし、ＣＶＤ装置付近で配管を外すと、管内のフレー
クがクリーンルーム内に飛散し、作業環境を著しく汚染
する危険がある。また、配管の取外は高所作業または床
下での作業を伴うことがあり、いわゆる危険、汚い、き
ついの３Ｋ作業になる。Although the flakes adhering to the inner wall surface of the reactor as described above can be easily cleaned by opening the chamber, it is extremely difficult to clean the flakes adhering to the inner wall surface of the exhaust pipe. . First, for cleaning, the piping must be removed from the CVD apparatus body.
However, if the pipe is removed near the CVD apparatus, flakes in the pipe may be scattered in the clean room, and there is a risk that the working environment will be significantly contaminated. In addition, removal of pipes may involve work at heights or work under the floor, which is a so-called dangerous, dirty, and hard 3K work.
【０００９】従って、本発明の目的は、常圧ＣＶＤ装置
の排気ダクトなどに接続される排気管の内壁面を、排気
管をＣＶＤ装置から取り外すことなく清掃することがで
きる配管クリーニング機構を提供することである。Accordingly, an object of the present invention is to provide a pipe cleaning mechanism capable of cleaning an inner wall surface of an exhaust pipe connected to an exhaust duct of a normal pressure CVD apparatus without removing the exhaust pipe from the CVD apparatus. That is.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、ウエハを載置するための加熱可能な試
料台と、ウエハ表面に所定の薄膜を形成するのに必要な
反応ガスを導入する手段とを備える反応炉を有する常圧
ＣＶＤ装置の排気ダクトに接続された排気管のクリーニ
ング機構であって、排気管の内壁面に摺接しながら進退
可能に構成された中空状ブラシ体を排気管内に配設した
ことを特徴とする配管クリーニング機構を提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a heatable sample stage on which a wafer is mounted, and a reaction gas necessary for forming a predetermined thin film on the wafer surface. A cleaning mechanism for an exhaust pipe connected to an exhaust duct of a normal-pressure CVD apparatus having a reaction furnace having means for introducing a gas, wherein the hollow brush body is configured to be able to advance and retreat while sliding on an inner wall surface of the exhaust pipe. Provided in the exhaust pipe.
【００１１】[0011]
【作用】前記のように、本発明の配管クリーニング機構
では、排気ダクトに接続された排気管内にブラシ体を配
設している。このブラシ体は配管の内壁面に摺接してい
るので、定期的にこのブラシ体を管内を進退させること
により、排気管の内壁面に付着したフレークを剥離させ
ることができる。剥離されたフレークは局所排気などの
風の流れに乗りフレーク捕集手段により回収される。こ
れにより、配管をＣＶＤ装置本体から取り外すことなく
自動的に清掃することができ、配管の清掃効率が飛躍的
に向上する。As described above, in the pipe cleaning mechanism of the present invention, the brush body is provided in the exhaust pipe connected to the exhaust duct. Since this brush body is in sliding contact with the inner wall surface of the pipe, the flakes attached to the inner wall surface of the exhaust pipe can be peeled off by periodically moving the brush body in and out of the pipe. The exfoliated flakes are collected by the flake collecting means on the flow of wind such as local exhaust. Accordingly, the pipe can be automatically cleaned without removing the pipe from the CVD apparatus main body, and the cleaning efficiency of the pipe is greatly improved.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、本発明の配管クリーニング機構につい
て更に詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The piping cleaning mechanism of the present invention will be described below in more detail.
【００１３】図２は本発明の配管クリーニング機構を有
する常圧ＣＶＤ装置の模式的構成図である。図示されて
いるように、常圧ＣＶＤ装置の反応炉１の排気ダクトに
接続された排気管１２は例えば、工場排気系１４などに
連接されている。この排気系１４には例えば、フレーク
トラップ１６などを設けることができる。排気管１２の
内部にブラシ体１８からなる排気管内壁面清掃手段を配
設している。このブラシ体１８は排気管が直交している
ような場合、各直線路に１セットの割合で配設すること
が好ましい。このブラシ体１８は周縁部にブラシ部分が
あり、中心部は中空状に形成されている。排気管の直交
箇所（すなわち、エルボ部分）から突出するようにブラ
シ体の待避収容部２０が設けられている。ＣＶＤ装置に
より成膜作業が行われている最中は、排気を妨害しない
ために、ブラシ体１８はこの収容部２０内に待避されて
いる。ブラシ体１８は、例えば、モータ２２で駆動され
る駆動プーリ２４と回転自在な誘導プーリ２６との間に
装架されたワイヤ２８により進退可能に構成されてい
る。ワイヤ２８の両端部はブラシ体１８に固着されてい
る。FIG. 2 is a schematic structural view of an atmospheric pressure CVD apparatus having a pipe cleaning mechanism according to the present invention. As shown in the figure, an exhaust pipe 12 connected to an exhaust duct of a reaction furnace 1 of a normal pressure CVD apparatus is connected to, for example, a factory exhaust system 14 or the like. The exhaust system 14 can be provided with, for example, a flake trap 16 or the like. An exhaust pipe inner wall surface cleaning means including a brush body 18 is disposed inside the exhaust pipe 12. When the exhaust pipes are orthogonal to each other, it is preferable that one set of the brush bodies 18 be disposed on each straight path. The brush body 18 has a brush portion at a peripheral portion, and a center portion is formed in a hollow shape. A brush housing retracting portion 20 is provided so as to protrude from an orthogonal portion (that is, an elbow portion) of the exhaust pipe. While the film formation is being performed by the CVD apparatus, the brush body 18 is retracted in the housing portion 20 so as not to obstruct the exhaust. The brush body 18 is configured to be able to advance and retreat, for example, by a wire 28 mounted between a driving pulley 24 driven by a motor 22 and a rotatable guide pulley 26. Both ends of the wire 28 are fixed to the brush body 18.
【００１４】また、駆動プーリ２４に隣接して、ブラシ
体１８がプーリに衝突することを防止するための、スト
ッパー３０を設ける。このストッパー３０はモータの駆
動を停止させ、反転させるスイッチを兼ねることもでき
る。一方、誘導プーリ２６にも、隣接してモータの停止
／反転スイッチ３２を設ける。ブラシ体１８が誘導プー
リ２６の衝突する前に、この停止／反転スイッチ３２に
よりモータ２２が停止されると共に逆回転され、ブラシ
体１８は暫時停止した後、収容部２０に向かって再び移
動を開始する。この往復動を１サイクルとして、配管内
壁面の清掃状態をコントロールする。A stopper 30 is provided adjacent to the drive pulley 24 to prevent the brush body 18 from colliding with the pulley. This stopper 30 can also serve as a switch for stopping the drive of the motor and reversing it. On the other hand, a stop / reverse switch 32 for the motor is provided adjacent to the guide pulley 26. Before the brush body 18 collides with the guide pulley 26, the stop / reverse switch 32 stops the motor 22 and rotates the motor 22 in a reverse direction. After the brush body 18 is temporarily stopped, the brush body 18 starts moving again toward the housing unit 20. I do. With this reciprocating movement as one cycle, the cleaning state of the inner wall surface of the pipe is controlled.
【００１５】本発明の配管クリーニング機構の動作につ
いて説明する。先ず、ブラシ体１８により配管内壁面の
クリーニングを行う場合、成膜作業自体は行わない。従
って、反応炉内への反応ガスの供給は中止される。窒素
ガスなどの不活性ガスの供給は行ってもよい。窒素ガス
の代わりに空気を送ることもできる。作業者は配管清掃
コントローラ（図示されていない）にブラシ体１８の往
復動サイクル数を入力設定してから、モータ駆動スイッ
チを押すことによりブラシ体１８の往復動を開始する。
配管の交差箇所でブラシ体同士が衝突しないように、ブ
ラシ体１８の動作を配管清掃コントローラ（図示されて
いない）で管理する。このようにブラシ体１８が配管内
を往復動することにより、管の内壁面に付着しているフ
レークが剥落する。剥落したフレークは工場排気系１４
などによる風の流れに乗り、フィルタ（例えば、エアバ
ッグフィルタ）などから構成されるフレークトラップ１
６に捕集される。フレークを含まない排気はそのまま大
気中へ放出される。清掃終了後時に作業者は排気圧をチ
ェックし、配管の途中にブラシ体などが詰まっていない
ことを確認してから新たな成膜処理作業に着手する。The operation of the pipe cleaning mechanism of the present invention will be described. First, when cleaning the inner wall surface of the pipe with the brush body 18, the film forming operation itself is not performed. Therefore, the supply of the reaction gas into the reaction furnace is stopped. Supply of an inert gas such as nitrogen gas may be performed. Air can be sent instead of nitrogen gas. The operator inputs and sets the number of reciprocating movement cycles of the brush body 18 to a pipe cleaning controller (not shown), and then starts the reciprocating movement of the brush body 18 by pressing a motor drive switch.
The operation of the brush body 18 is managed by a pipe cleaning controller (not shown) so that the brush bodies do not collide with each other at the intersection of the pipes. As the brush body 18 reciprocates in the pipe in this manner, the flakes adhered to the inner wall surface of the pipe fall off. Exfoliated flakes are factory exhaust system 14
Flake trap 1 that is composed of a filter (for example, an air bag filter)
Collected in 6. Exhaust gas that does not contain flakes is released directly into the atmosphere. At the end of the cleaning, the operator checks the exhaust pressure, confirms that a brush or the like is not clogged in the middle of the pipe, and starts a new film forming process.
【００１６】管の内壁面から剥落したフレークはフィル
タにより捕集する代わりに、スクラバーまたは電気集塵
機などの当業者に公知の手段によっても捕集することが
できる。また、排気管１２は工場排気系に接続される
他、ＣＶＤ装置独自の排気手段に接続することもでき
る。例えば、符号１４で示される系をＣＶＤ装置用の局
所排気系として、この局所排気系の出口を他の工場排気
系に接続することもできる。Instead of collecting the flakes from the inner wall surface of the tube by a filter, the flakes can be collected by a means known to those skilled in the art such as a scrubber or an electric dust collector. The exhaust pipe 12 may be connected to a factory exhaust system, or may be connected to an exhaust unit unique to the CVD apparatus. For example, the system denoted by reference numeral 14 may be a local exhaust system for a CVD apparatus, and the outlet of the local exhaust system may be connected to another factory exhaust system.
【００１７】本発明の配管クリーニング機構で使用され
るブラシ体１８は、使用しているうちにそのブラシ部分
が摩耗してくる。従って、ブラシ部分は定期的に交換す
る必要がある。ブラシの素材そのものは特に限定されな
い。また、ブラシの形状自体も特に限定されない。例え
ば、所定の長さの髭状のブラシでもよいし、平面形のブ
ラシでもよい。素材としては、金属、プラスチック、不
織布など様々なものを使用することができる。重要なこ
とは、ブラシ部分が配管の内壁面に摺接して内壁面に付
着しているフレークを剥離することができることであ
り、その名称、素材、構造に拘らず、フレークの剥離機
能を十分に発揮できるものであれば本発明において全て
使用することができる。The brush portion 18 used in the pipe cleaning mechanism of the present invention wears out during use. Therefore, the brush part needs to be replaced periodically. The material of the brush itself is not particularly limited. The shape of the brush itself is not particularly limited. For example, it may be a beard-like brush of a predetermined length or a flat brush. As the material, various materials such as metal, plastic, and nonwoven fabric can be used. The important thing is that the brush part can slide on the inner wall surface of the pipe and peel off the flakes attached to the inner wall surface, regardless of its name, material, and structure. As long as it can exert, it can be used in the present invention.
【００１８】本発明の配管クリーニング機構はバッチ式
の常圧ＣＶＤ装置に限らず、枚葉式常圧ＣＶＤ装置につ
いても使用することができる。また、所望により、フレ
ークが発生するプラズマＣＶＤ装置などの他の気相反応
装置についても使用することができる。The pipe cleaning mechanism of the present invention can be used not only for a batch type normal pressure CVD apparatus but also for a single wafer type normal pressure CVD apparatus. Further, if desired, other gas phase reaction devices such as a plasma CVD device that generates flakes can be used.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の配管クリ
ーニング機構によれば、排気管をＣＶＤ装置本体から取
り外すことなく、自動的に清掃することができる。これ
により、ＣＶＤ装置周辺のメンテナンス作業の効率が向
上されるばかりか、作業者が微細なフレーク粉塵に接触
する危険性が皆無となり労働安全性も向上する。更に、
排気管内のフレークを定期的に簡単に除去できるため、
プロセス条件を常に一定に保つことができ、成膜歩留り
の向上につながる。As described above, according to the pipe cleaning mechanism of the present invention, the exhaust pipe can be automatically cleaned without removing the exhaust pipe from the main body of the CVD apparatus. This not only improves the efficiency of maintenance work around the CVD apparatus, but also eliminates the risk of the worker coming into contact with fine flake dust and improves work safety. Furthermore,
Because the flakes in the exhaust pipe can be easily removed regularly,
Process conditions can always be kept constant, which leads to an improvement in film formation yield.
【図１】バッチ式常圧ＣＶＤ装置の一例の模式的構成図
である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a batch type normal pressure CVD apparatus.
【図２】本発明の配管クリーニング機構を有するＣＶＤ
装置の模式的構成図である。FIG. 2 shows a CVD having a pipe cleaning mechanism of the present invention.
It is a schematic block diagram of an apparatus.
１ 反応炉 ２ バッファ ３ ベルジャ ４ 試料台 ６ ウエハ ７ ウエハ搬送手段 ８ ヒータ ９ ノズル １０ 排気ダクト １１ ゲート部 １２ 排気管 １４ 排気系 １６ フィルタ １８ ブラシ体 ２０ ブラシ体待避収容部 ２２ モータ ２４ 駆動プーリ ２６ 誘導プーリ ２８ ワイヤ ３０ ストッパー ３２ 停止・反転スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction furnace 2 Buffer 3 Bell jar 4 Sample stand 6 Wafer 7 Wafer transfer means 8 Heater 9 Nozzle 10 Exhaust duct 11 Gate part 12 Exhaust pipe 14 Exhaust system 16 Filter 18 Brush body 20 Brush body retracting accommodation part 22 Motor 24 Drive pulley 26 Induction Pulley 28 Wire 30 Stopper 32 Stop / reverse switch
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 B08B 5/00 - 13/00 C30B 25/14 H01L 21/31 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 16/00-16/56 B08B 5/00-13/00 C30B 25/14 H01L 21/31
Claims (2)
台と、ウエハ表面に所定の薄膜を形成するのに必要な反
応ガスを導入する手段とを備える反応炉を有する常圧Ｃ
ＶＤ装置の排気ダクトに接続された排気管のクリーニン
グ機構であって、排気管の内壁面に摺接しながら進退可
能に構成された中空状ブラシ体を排気管内に配設したこ
とを特徴とする配管クリーニング機構。1. A normal pressure C having a reaction furnace having a heatable sample stage for mounting a wafer thereon and a means for introducing a reaction gas necessary for forming a predetermined thin film on the wafer surface.
An exhaust pipe cleaning mechanism connected to an exhaust duct of a VD device, wherein a hollow brush body configured to be able to advance and retreat while sliding on an inner wall surface of the exhaust pipe is disposed in the exhaust pipe. Cleaning mechanism.
避収容部が設けられている請求項１の配管クリーニング
機構。2. The pipe cleaning mechanism according to claim 1, wherein a retractable housing portion for the brush body is provided near an elbow portion of the exhaust pipe.
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| JP04090257A JP3083397B2 (en) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | Piping cleaning mechanism |
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| JP04090257A JP3083397B2 (en) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | Piping cleaning mechanism |
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- 1992-03-16 JP JP04090257A patent/JP3083397B2/en not_active Expired - Fee Related
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