JP2000235974A

JP2000235974A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JP2000235974A
Application number: JP3496599A
Authority: JP
Inventors: Sakae Funo; 栄布野
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Microelectronics Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】生産性を向上させつつ、基板上に成膜される
膜の面内膜厚均一性を向上させることができる半導体製
造装置を提供する。【解決手段】半導体製造装置は、被処理基板を支持す
るボート６が２つに分割された固定側ボート６０と可動
側ボート６１とで構成される。固定側ボート６０は被処
理基板の下面周辺の一部を支える基板載置リング部を縦
方向に複数配設して構成され、可動側ボート６１は被処
理基板の下面周辺の他部を支える基板載置リング部を固
定側ボート６０の基板載置リング部の配列ピッチに対応
させて縦方向に複数配設して構成される。可動側ボート
６１には被処理基板の搬送の際に昇降を行う昇降装置６
２が連接される。ボート６は縦型減圧CVD装置１１内部
に移送され、被処理基板上には薄膜が成膜される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
関し、特に薄膜を堆積する縦型CVD（Chemical Vapour D
eposition:化学的気相析出）装置、縦型拡散炉のいずれ
かを含む半導体製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造プロセスにおいて、半導体ウ
エーハ上に薄膜を形成する方法の１つにCVD法があり、
このCVD法は、高温度環境下で化学反応を生じさせ、シ
リコン膜、酸化膜、窒化膜等の薄膜を半導体ウエーハ上
に成膜する方法である。特に半導体ウエーハ上に多結晶
シリコン膜、シリコン窒化膜、又はテトラエトキシシラ
ン（TEOS）膜、ボロンフォスフォシリケートグラス（BP
SG）膜若しくは高温シリコン酸化（HTO）膜に代表され
るようなCVD酸化膜等の化合物半導体薄膜の製造には減
圧CVD法が多く用いられている。

【０００３】図１０はHTO膜を成膜する縦型減圧CVD装置
の概略構成図である。同図１０に示す縦型減圧CVD装置
においては、外管（プロセスチューブ）１０１及び外管
１０１の内部に配設された内管（プロセスチューブ）１
０２で処理室が形成されている。内管１０２の中央部分
にはボートベース１６５上に載置されたラダーボート１
６０が配設されている。外管１０１にはガス供給管１０
３が取り付けられており、このガス供給管１０３は、図
示しないガス供給源に連接され、ガス供給源から外管１
０１内部にプロセスガスを供給するようになっている。
さらに、外管１０１には排気口１０４が取り付けられて
おり、この排気口１０４には図示しない真空排気装置が
連接されている。外管１０１の上側周囲には加熱ヒータ
１０５が配設されており、加熱ヒータ１０５は成膜温度
を調節することができる。

【０００４】図１１は前述のラダーボート１６０の構成
図である。ラダーボート１６０は、縦方向に所定間隔で
複数の基板支持用切欠部１６４が配列された支柱１６３
を、底板１６１と天板１６２との間にそれぞれの周縁の
一部（半導体ウエーハ１０７の搬送経路を除く一部）に
沿って複数本配設したことにより形成されている。複数
本の支柱１６３のそれぞれの同一水平位置に配設された
複数個の基板支持用切欠部１６４によって１枚の半導体
ウエーハ１０７を支持することができる。ラダーボート
１６０は半導体ウエーハ１０７を縦方向（上下方向）に
複数枚収納することができる。

【０００５】図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、図１３
（Ａ）及び図１３（Ｂ）はラダーボート１６０への半導
体ウエーハ１０７の搬送収納作業手順を工程毎に示す工
程断面図である。まず、図１２（Ａ）に示す半導体ウエ
ーハ１０７の未収納状態のラダーボート１６０に、図１
２（Ｂ）に示すように複数枚の半導体ウエーハ１０７を
水平の矢印Ｘｆ方向に搬送する。このラダーボート１６
０への半導体ウエーハ１０７の搬送作業は縦型減圧CVD
装置の周囲に配設されたローダにおいて行われる。半導
体ウエーハ１０７は搬送用の移載ホーク１０８上に搭載
された状態で搬送され、この移載ホーク１０８は所定間
隔で縦方向に複数本配設されている。つまり、複数本の
移載ホーク１０８で複数枚の半導体ウエーハ１０７が同
時に搬送される。図１３（Ａ）に示すように、移載ホー
ク１０８を垂直の矢印Ｙｄ方向に降下させ、ラダーボー
ト１６０の基板支持用切欠部１６４に半導体ウエーハ１
０７を支持させる。引き続き、ラダーボート１６０から
移載ホーク１０８を退避させることにより、図１３
（Ｂ）に示すようにラダーボート１６０に半導体ウエー
ハ１０７が収納される。

【０００６】ラダーボート１６０への半導体ウエーハ１
０７の収納が完了した後、ラダーボート１６０はローダ
から縦型減圧CVD装置の反応室内（図１０に示す内管１
０２内）に移送される。そして、反応室内が減圧され、
高温度に維持された状態において、ガス供給源からガス
供給管１０３を通してプロセスガスが反応室内に供給さ
れ、半導体ウエーハ１０７上に反応生成物であるHTO膜
が成膜される。プロセスガスには、ジクロロシラン（Si
H₂Cl₂）ガス及び亜酸化窒素（N₂0）ガスの混合ガスが使
用される。

【０００７】このような縦型減圧CVD装置及びローダを
含む半導体製造装置においては、ラダーボート１６０の
支柱１６３以外に障害物がないので、ローダにおいて半
導体ウエーハ１０７を搭載したまま移載ホーク１０８を
上下に移動させる（例えば、図１３（Ａ）に示す矢印Ｙ
ｄ方向に移動させる）ことができるので、複数枚の半導
体ウエーハ１０７を一括して同時に搬送することがで
き、生産性を向上させることができる特徴がある。説明
は省略するが、成膜済みの半導体ウエーハ１０７を収納
したラダーボート１６０においてこれらの半導体ウエー
ハ１０７を次段の半導体製造装置に搬送するためのアン
ローダでも同様の特徴が得られる。

【０００８】図１４（Ａ）はラダーボート１６０を使用
した場合の成膜状態を示す半導体ウエーハ１０７の概略
的な断面図である。ラダーボート１６０を使用した場
合、半導体ウエーハ１０７上に成膜されたHTO膜１７０
においては、半導体ウエーハ１０７の周端部分からのプ
ロセスガス（又は反応生成物）の供給量が多くなるため
に、中央部Ａ₂よりも周辺部Ａ₁の膜厚が厚くなり、半導
体ウエーハ１０７の面内膜厚均一性を確保することがで
きなかった。

【０００９】この種のラダーボート１６０に起因する技
術的な課題は、リングボートを採用することにより解決
することができる。図１５（Ａ）はリングボートの構成
図、図１５（Ｂ）はリングボートの要部の斜視図であ
る。図１５（Ａ）に示すリングボート１９０は、底板１
９１と天板１９２との間に、図１５（Ｂ）に示すリング
部１９４を縦方向に所定間隔で複数枚配設したことによ
り形成される。リング部１９４は、中央部分に開口を有
しており、半導体ウエーハ１０７を周縁部分で支持する
ドーナツ形状で形成されている。複数枚のリング部１９
４はそれぞれ底板１９１と天板１９２との間の支柱１９
３により取り付けられている。支柱１９３は、ラダーボ
ート１６０の支柱１６３と同様に半導体ウエーハ１０７
の搬送経路を除く底板１９１、天板１９２のそれぞれの
周縁の一部に配設されている。

【００１０】図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）、図１７
（Ａ）、図１７（Ｂ）及び図１８はリングボート１９０
への半導体ウエーハ１０７の搬送収納作業手順を工程毎
に示す工程断面図である。図１６（Ａ）に示すリングボ
ート１９０においては、上段から５番目までのそれぞれ
のリング部１９４に既に半導体ウエーハ１０７が収納さ
れた状態にある。図１６（Ｂ）に示すように、１枚の半
導体ウエーハ１０７が水平方向（紙面に対して垂直方
向）に上段から６番目のリング部１９４上まで搬送され
る。この半導体ウエーハ１０７の搬送にはラダーボート
１６０と同様に移載ホーク１０８が使用される。図１７
（Ａ）に示すように、リングボート１９０の下方から上
方に矢印Ｚｕ方向に向かって突き上げ部材２００を上昇
させ、この突き上げ部材２００により半導体ウエーハ１
０７を移載ホーク１０８よりも若干上昇させる。この半
導体ウエーハ１０７を上昇させた状態において、図１７
（Ｂ）に示すように移載ホーク１０８を退避させる。そ
して、矢印Ｚｄ方向に向かって突き上げ部材２００を降
下させることにより、図１８に示すように６番目のリン
グ部１９４上に半導体ウエーハ１０７を載せ、この半導
体ウエーハ１０７をリングボート１９０に収納すること
ができる。

【００１１】リングボート１９０への半導体ウエーハ１
０７の収納が完了した後には、ラダーボート１６０の場
合と同様に、リングボート１９０はローダから縦型減圧
CVD装置の反応室内に移送され、反応室内において半導
体ウエーハ１０７上にHTO膜が成膜される。図１４
（Ｂ）はリングボート１９０を使用した場合の成膜状態
を示す半導体ウエーハ１０７の概略的な断面図である。
ここで、リングボート１９０においては、リング部１９
４のピッチをＨ、上側のリング部１９４に搭載された半
導体ウエーハ１０７の下面と下側のリング部１９４に搭
載された半導体ウエーハ１０７の上面（成膜面）との間
の離間距離をｈ、上側のリング部１９４の下面と下側の
リング部１９４に搭載された半導体ウエーハ１０７の上
面との間の離間距離をｈ’とすると、リング部１９４の
周辺領域では、リング部１９４の厚みだけリング部１９
４の中央部に比べてプロセスガスの流通路が狭くなる
（ｈ−ｈ’）ので、プロセスガスの流速が速くなる。す
なわち、リングボート１９０を使用した場合には、半導
体ウエーハ１０７の周辺部Ａ₁は中央部Ａ₂よりもプロセ
スガスの流速が速くなり成膜速度が遅くなるので、半導
体ウエーハ１０７の面内膜厚均一性を確保することがで
きる特徴がある。さらに、リング部１９４により半導体
ウエーハ１０７の急激な温度の昇降を抑制することがで
きるので、半導体ウエーハ１０７の面内温度分布の均一
性を確保することができ、スリップの発生を防止するこ
とができ、さらに半導体ウエーハ１０７の面内膜厚均一
性を確保することができる特徴がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ローダ
においてリングボート１９０に半導体ウエーハ１０７を
搬送する際には半導体ウエーハ１０７の搬送経路にリン
グ部１９４が存在するので、半導体ウエーハ１０７の搬
送が１枚づつの枚葉搬送となり、ラダーボート１６０の
場合に比べて半導体ウエーハ１０７の搬送時間が３〜５
倍程度増大してしまう。アンローダにおける半導体ウエ
ーハ１０７の排出においても同様である。このため、半
導体製造装置において生産性が低下してしまうという問
題点があった。

【００１３】さらに、リングボート１９０を採用した場
合には、縦型減圧CVD装置で一度に成膜できる半導体ウ
エーハ１０７の枚数はラダーボート１６０に比べて少な
くなってしまう。図１９はローダ（又はアンローダ）に
おいてリングボート１９０を使用した場合の搬送状態を
示す半導体ウエーハ１０７及びリングボート１９０の要
部の概略断面図である。リング部１９４の配列ピッチＡ
（図１４（Ｂ）に示すピッチＨと同一）は、半導体ウエ
ーハ１０７の厚さＢ、移載ホーク１０８の厚さＣ、半導
体ウエーハ１０７の上面と上側のリング部１９４の下面
との間の離間寸法Ｄ、移載ホーク１０８の下面と下側の
リング部１９４の上面との間の離間寸法Ｅ及びリング部
１９４の厚さＦの和になる。実際には、マージン等を含
めて、リング部１９４の配列ピッチＡは例えば10mmにも
達する。このリング部１９４の配列ピッチＡ（半導体ウ
エーハ１０７の収納間隔）はラダーボート１６０の基板
支持用切欠部１６４のピッチの約２倍程度になり、同一
の縦型減圧CVD装置において、リングボート１９０を採
用する場合には、ラダーボート１６０を採用する場合に
比べて、一度に成膜できる半導体ウエーハ１０７の枚数
が半減してしまう。このため、半導体製造装置において
生産性が低下してしまうという問題点があった。

【００１４】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものである。従って、本発明の目的は、被処理基板が
一度に搬送できる枚数並びに被処理基板を一度に収納で
きる枚数を増加させることができ、生産性を向上させる
ことができる半導体製造装置を提供することである。さ
らに、本発明の目的は、生産性を向上させつつ、被処理
基板上に成膜される膜の面内膜厚均一性を向上させるこ
とができる半導体製造装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の第１の特徴は、半導体製造装置におい
て、被処理基板の下面周辺の一部を支持する第１基板載
置部を所定間隔で縦方向に複数配設した固定側ボート
と、固定側ボートに隣接配置され、被処理基板の下面周
辺の他部を支持する第２基板載置部を第１基板載置部の
配設に対応させて所定間隔で縦方向に複数配設した可動
側ボートと、第１基板載置部の上面に第２基板載置部の
上面が一致する位置と被処理基板を搬送する移載ホーク
が第２基板載置部上を横切れる位置との間で少なくとも
第２基板載置部を上下方向に昇降させる昇降装置と、を
備えたことである。

【００１６】被処理基板に平面円板形状の半導体ウエー
ハが使用される場合、第１基板載置部及び第２基板載置
部を合わせた平面形状は円形リング形状（ドーナツ形
状）で形成される、ことが好ましい。被処理基板に平面
方形状のガラス基板等の絶縁性基板が使用される場合、
第１基板載置部及び第２基板載置部を合わせた平面形状
は方形リング形状で形成される、ことが好ましい。第２
基板載置部が降下している間、第１基板載置部で被処理
基板を安定に支えられるように、第１基板載置部は少な
くとも被処理基板の半分以上を支えるようになってい
る。可動側ボートに複数配設された第２基板載置部は相
互に支柱で支持され、この支柱は被処理基板の搬送経路
を避けた領域に配設される、ことが好ましい。

【００１７】このように構成される半導体製造装置にお
いては、被処理基板を収納するボートを固定側ボート及
び可動側ボートに分割し、被処理基板の搬送の際に可動
側ボートの第２基板載置部を昇降装置により降下させる
ようにしたので、第２基板載置部に被処理基板が接触す
ることなく、被処理基板を固定側ボートに収納させるこ
とが、また固定側ボートから排出させることができる。
従って、複数配設された第２基板載置部をそれぞれ横切
るように複数配設された第１基板載置部に複数枚の被処
理基板を一括して搬送することができるので、被処理基
板の搬送時間を短縮することができ、半導体製造装置の
生産性を向上させることができる。さらに、このように
構成される半導体製造装置においては、被処理基板の搬
送の際に可動側ボートの第２基板載置部を昇降装置によ
り降下させるようにしたので、被処理基板を搬送するた
めの移載ホークの高さと固定側ボートの第１基板載置部
の高さとがほぼ同一であっても移載ホークが搬送の際に
第２基板載置部に接触することがなくなる。つまり、固
定用ボートの第１基板載置部の配列ピッチ、可動側ボー
トの第２基板載置部の配列ピッチのそれぞれから移載ホ
ークの厚さ、移載ホークと第１、第２基板載置部のそれ
ぞれとの間の離間寸法を差し引くことができるので、第
１、第２基板載置部のそれぞれの配列ピッチを縮小する
ことができる。従って、一度に収納し処理できる被処理
基板の枚数を増加させることができるので、より一層、
半導体製造装置の生産性を向上させることができる。

【００１８】この発明の第２の特徴は、第１の特徴の半
導体製造装置において、被処理基板を支持する固定側ボ
ート及び可動側ボートを収納し、被処理基板上に薄膜を
成膜する成膜装置を備えたことである。成膜装置はCVD
装置、さらに詳細には縦型減圧CVD装置である、ことが
好ましい。

【００１９】このように構成される半導体製造装置にお
いては、被処理基板の表面に成膜装置で成膜を行う際に
第１及び第２基板載置部で被処理基板の下面周辺を支持
させるようにしたので、この第１及び第２基板載置部下
面とそれらよりも下側に収納された他の被処理基板の表
面周辺との間の離間寸法を、被処理基板の下面中央と他
の被処理基板の表面中央との間の離間寸法に比べて小さ
くすることができる。他の被処理基板の表面周辺上のプ
ロセスガスの流速は他の被処理基板の表面中央上のプロ
セスガスの流速に比べて速くなるので、他の被処理基板
の表面周辺上の成膜速度を減少させることができる。し
たがって、半導体製造装置において被処理基板上に成膜
される膜の面内膜厚均一性を向上させ、スリップの発生
を防止することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る
半導体製造装置の概略構成図である。図１に示す半導体
製造装置は、少なくとも縦型減圧CVD装置１１と、この
縦型減圧CVD装置１１に被処理基板を搬送するためのロ
ーダ（又はアンローダ）１０とを備えて構築される。縦
型減圧CVD装置１１はこの膜に限定されないがHTO膜を成
膜できるように設定されており、この縦型減圧CVD装置
１１は外管（プロセスチューブ）１及び外管１の内部に
配設された内管（プロセスチューブ）２で反応系処理室
が形成されている。

【００２１】本実施の形態に係る縦型減圧CVD装置１１
の内管２の中央部分にはボート６が配設できるようにな
っており、このボート６は固定側ボート６０とこの固定
側ボート６０に隣接配置された可動側ボート６１とを備
えて構築されている。ボート６は１つのボートを固定側
ボート６０と可動側ボート６１との２個に分割し組み合
わせるとにより形成されている。固定側ボート６０、可
動側ボート６１のそれぞれの詳細な構成の説明は後述す
る。

【００２２】縦型減圧CVD装置１１の外管１にはガス供
給管３０を通してガス供給源３が連接されている。ガス
供給源３はガス供給管３０を通して反応系処理室内部に
プロセスガスを供給することができる。本実施の形態に
係る縦型減圧CVD装置１１はHTO膜を成膜させるようにな
っているので、ガス供給源３にはSiH₂Cl₂ガスの供給源
及びN₂0ガスの供給源が含まれる。なお、図１には詳細
に示していないが、ガス供給管３０のガス供給経路中に
はガス圧力を計測する圧力計、ガス流量を調節する制御
弁等が配設されている。

【００２３】さらに、外管１には排気口４０が取り付け
られており、この排気口４０には真空排気装置４が連接
されている。外管１の上側周囲には加熱ヒータ５が配設
されており、加熱ヒータ５はHTO膜の成膜温度を調節す
ることができる。

【００２４】図２は固定側ボート６０の構成図、図３は
可動側ボート６１の構成図である。図２に示すように、
固定側ボート６０は所定間隔で縦方向に複数配設させた
基板載置リング部（第１基板載置部）６０２を備えてい
る。図３に示すように、可動側ボート６１は基板載置リ
ング部６０２の配列に対応させて同一の配列間隔で縦方
向に複数配設させた基板載置リング部（第２基板載置
部）６１２を備えている。

【００２５】図４は固定側ボート６０の基板載置リング
部６０２と可動側ボート６１の基板載置リング部６１２
とを合わせた状態の平面構成図である。本実施の形態に
係る縦型減圧CVD装置１１においては、HTO膜を成膜させ
る被処理基板として半導体ウエーハ（例えば、シリコン
ウエーハ。図４中、符号７を付して仮想線で輪郭を示
す。）が使用され、基板載置リング部６０２は半導体ウ
エーハ７の下面周辺の一部（図４中、上側の一部）を支
持し、基板載置リング部６１２は半導体ウエーハ７の下
面周辺の他の一部（図４中、下側の一部）を支持するよ
うになっている。基板載置リング部６０２と基板載置リ
ング部６１２とを合わせた平面形状は、半導体ウエーハ
７の平面円形状の輪郭よりも一回り大きい輪郭形状を有
し、中央部分が開口された円形リング形状（ドーナツ形
状）で形成されている。

【００２６】図１に示すように、ローダ１０には縦型減
圧CVD装置１１の内管２内に移送される前のボート６が
配設されるようになっている。ローダ１０は、ボート６
の可動側ボート６１に連接される昇降装置６２と、成膜
されていない未処理の複数枚の半導体ウエーハ７を一括
して同時にボート６に搬送するための移載ホーク８を有
する移載キャリアとを備えて構築されている。この移載
キャリア自体は、本実施の形態に係る半導体製造装置の
ローダ１０に含まず、ローダ１０の外部装置であっても
よい。さらに、本実施の形態に係るローダ１０はアンロ
ーダとしても機能する。アンローダは、ローダ１０と実
質的な構成は同一で、縦型減圧CVD装置１１で成膜され
た処理済みの半導体ウエーハ７をボート６から排出させ
る（次段の半導体製造装置に搬送する）。実用的には、
ローダ１０、縦型減圧CVD装置１１、ローダ１０とは別
のローダを有することが生産性を向上させるために好ま
しい。これは、ローダー１０が半導体製造装置１１内に
おいて成膜中に他のローダーに半導体ウェーハを移載で
きるためである。

【００２７】ローダ１０の昇降装置６２は、固定側ボー
ト６０に対して可動側ボート６１を上下方向（矢印Ｚ方
向）に昇降させるようになっている。詳細には、昇降装
置６２は、固定側ボート６０の基板載置リング部６０２
の表面と可動側ボート６１の基板載置リング部６１２の
表面とが一致する位置と、半導体ウエーハ７を搬送する
移載ホーク８（図１及び図４参照。）が基板載置リング
部６１２上を横切れる位置との間で少なくとも昇降でき
るように構成されている。昇降装置６２は、空気圧シリ
ンダ、油圧シリンダ、機械的な昇降機構のいずれかで形
成される。

【００２８】基板載置リング部６１２が半導体ウエーハ
７の搬送に際して降下している間、基板載置リング部６
０２だけで半導体ウエーハ７を安定に支えられるよう
に、図４に示すように、基板載置リング部６０２は少な
くとも半導体ウエーハ７の周辺の半分以上を支えるよう
な半円形リング形状で構成され留ことが好ましい。本実
施の形態に係る基板載置リング部６０２、６１２は互い
に半導体ウエーハ７の周囲の半分以上を支えるような半
円形リング形状で形成されており、基板載置リング部６
０２の半分を越える部分と基板載置リング部６１２の半
分を越える部分とは互いに噛み合うような（互いに入り
組むような）平面形状で形成されている。

【００２９】図１、図２及び図４に示すように、固定側
ボート６０において縦方向に配列された複数の基板載置
リング部６０２は、リング支柱６０３を介在させて相互
に連結され、ボートベース６０１に支持されている。リ
ング支柱６０３は半導体ウエーハ７のローダ１０（又は
アンローダ）における搬送経路を避けた領域（搬送経路
を妨げない領域）に配設されている。同様に、図１、図
３及び図４に示すように、可動側ボート６１において縦
方向に配列された複数の基板載置リング部６１２は、リ
ング支柱６１３を介在させて相互に連結され、ボートベ
ース６１１に支持されている。リング支柱６１３は半導
体ウエーハ７の搬送経路を避けた領域に配設されてい
る。基板載置リング部６０２、リング支柱６０３、基板
載置リング部６１２、リング支柱６１３のそれぞれは、
本実施の形態において、化学的な変化が少なくかつ高温
度に耐えることができる石英ガラス又はSiC等の材料で
形成される、ことが好ましい。

【００３０】図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）、図
６（Ｂ）及び図７は本実施の形態に係るボート６への半
導体ウエーハ７の搬送収納作業手順を工程毎に示す工程
断面図である。

【００３１】（１）まず、半導体製造装置のローダ１０
に、半導体ウエーハ１０７の未収納状態のボート６を配
設する。図５（Ａ）に示すように、この未収納状態のボ
ート６の可動側ボート６１を矢印Ｚｄの下方向に降下さ
せる。可動側ボート６１の降下は昇降装置６２（図１及
び図３参照。）により行われる。

【００３２】（２）移載キャリアの移載ホーク８上に成
膜処理前の半導体ウエーハ７を載置し、図５（Ｂ）に示
すように、移載ホーク８を水平の矢印Ｘｆ方向に可動側
ボート６１の基板載置リング部６１２上を横切るように
搬送する。半導体ウエーハ７の搬送方向先端部分は固定
側ボート６０の基板載置リング部６０２上まで搬送され
る。同図５（Ｂ）に示すように、移載ホーク８は縦方向
に所定間隔（基板載置リング部６０２、６１２のそれぞ
れの配列ピッチに対応している。）において複数枚の半
導体ウエーハ７を一括して同時にボート６まで搬送する
ことができる。

【００３３】（３）移載ホーク８を矢印Ｙｄ方向の下方
向に降下させることにより、この移載ホーク８上の半導
体ウエーハ７は図６（Ａ）に示すように固定用ボート６
０の基板載置リング部６０２で支持される。基板載置リ
ング部６０２は半導体ウエーハ７の裏面周辺の一部を支
持する。複数枚の半導体ウエーハ７はそれぞれ複数の基
板載置リング部６０２のそれぞれに同時に支持される。
なお、移載ホーク８は半導体ウエーハ７が基板載置リン
グ部６０２で支持される位置よりも若干下方にさらに降
下させられる。このように移載ホーク８をさらに降下さ
せても基板載置リング部６０２は単独で半導体ウエーハ
７を安定に支持することができる。

【００３４】（４）図６（Ｂ）に示すように、移載ホー
ク８を水平の矢印Ｘｒ方向に可動側ボート６１の基板載
置リング部６１２上を横切るようにボート６から退避さ
せる。この工程においてはまだ可動側ボート６１の基板
載置リング部６１２は降下した状態のままであるので、
この基板載置リング部６１２に接触することなく、移載
ホーク８を退避させることができる。

【００３５】（５）移載ホーク８が退避した後に、図７
に示すように可動側ボート６１を矢印Ｚｕ方向に上昇さ
せ、可動側ボート６１の基板載置リング部６１２で半導
体ウエーハ７の下面周辺の他の一部を支持する。可動側
ボート６１は図１及び図３に示す昇降装置６２により上
昇させる。固定側ボート６０の基板載置リング部６０２
及び可動側ボート６１の基板載置リング部６１２で半導
体ウエーハ７が支持された段階でボート６への半導体ウ
エーハ７の搬送収納が完了する。

【００３６】（６）ボート６は前述の図１に示す縦型減
圧CVD装置の反応処理室内（図１に示す内管２内）に移
送される。そして、反応処理室内が例えば200Paに減圧
され、約800℃の高温度に維持された状態において、ガ
ス供給源３からガス供給管３０を通してプロセスガスが
反応処理室内に供給され、半導体ウエーハ７上に反応生
成物であるHTO膜が成膜される。プロセスガスには好ま
しくは水素（H₂）を含まないテトラクロルシラン（SiCl
₄）ガス及びN₂0ガスの混合ガスが使用される。

【００３７】（７）半導体ウエーハ７の表面上にHTO膜
が成膜された後には反応系処理室からボート６がローダ
（アンローダ）１０に移送され、ボート６への搬送収納
手順とは逆の手順でボート６から処理済みの半導体ウエ
ーハ７を排出する。これら一連の工程が完了すると、本
実施の形態に係る半導体製造装置で行われる処理が完了
する。

【００３８】図８はボート６、半導体ウエーハ７、移載
ホーク８のそれぞれの搬送状態の位置関係を示す図であ
る。図８において、固定側ボート６０の基板載置リング
部６０２の配列ピッチＡと可動側ボート６１の基板載置
リング部６１２の配列ピッチＡ’とは同一である。基板
載置リング部６０２の配列ピッチＡは、基板載置リング
部６０２の厚さＦ₁（基板載置リング部６１２の厚さは
Ｆ₂で、厚さＦ₁と厚さＦ₂とは同一である。）、半導体
ウエーハ７の厚さＢ、基板載置リング部６１２の昇降量
Ｃ、降下状態の基板載置リング部６１２の下面と半導体
ウエーハ７の表面との間の離間寸法Ｄ、半導体ウエーハ
７の下面と下段の基板載置リング部６０２の表面との間
の離間寸法Ｅのそれぞれの和になる（Ａ＝Ｆ₁＋Ｂ＋Ｃ
＋Ｄ＋Ｅ）。ここで、この配列ピッチＡには移載ホーク
８の厚さ及び移載ホーク８と下段の基板載置リング部６
０２の表面との間の離間寸法が含まれていない。すなわ
ち、可動側ボート６１の基板載置リング部６１２を降下
状態で移載ホーク８により半導体ウエーハ７を固定側ボ
ート６０の基板載置リング部６０２に搬送する際には、
基板載置リング部６０２の高さと移載ホーク８の高さと
がほぼ同一であっても移載ホーク８は基板載置リング部
６１２に接触することなく半導体ウエーハ７を搬送する
ことができる。半導体ウエーハ７の排出の際にも同様で
ある。さらに、配列ピッチＡには前述の図１９に示す突
き上げ部材２００の動作に必要なマージンが含まれな
い。従って、本実施の形態に係る基板載置リング部６０
２の配列ピッチＡは前述の図１９に示すリングボート１
９０のリング部１９４の配列ピッチＡに比べて６割程度
に設定することができる。つまり、本実施の形態に係る
ボート６はリングボート１９０に比べて約1.5倍もの枚
数の半導体ウエーハ７を収納することができるので、縦
型減圧CVD装置１１で一度に成膜できる半導体ウエーハ
７の枚数を増加することができる。

【００３９】図９（Ａ）はボート６を使用して成膜され
たHTO膜、図１１に示すラダーボート１６０を使用し成
膜されたHTO膜、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す
リングボート１９０を使用し成膜されたHTO膜のそれぞ
れの膜厚測定結果を示す図、図９（Ｂ）は膜厚測定位置
を示す半導体ウエーハの平面図である。図９（Ａ）に示
すように、ラダーボート１６０を使用し成膜されたHTO
膜においては、半導体ウエーハの中央Ｐ₂の膜厚に比べ
て左端Ｐ₁、右端Ｐ₃の膜厚がいずれも厚くなってしまう
ので、良好な膜厚均一性を得ることができない。

【００４０】これに対して、リングボート１９０を使用
し成膜されたHTO膜においては、半導体ウエーハの中央
Ｐ₂の膜厚と左端Ｐ₁、右端Ｐ₃の膜厚のそれぞれとは同
等の膜厚になり、膜厚均一性を得ることができる。

【００４１】本実施の形態に係るボート６を使用し成膜
されたHTO膜においては、リングボート１９０で成膜さ
れたHTO膜の膜厚分布とほぼ同様の±1%以内に、半導体
ウエーハの中央Ｐ₂の膜厚と左端Ｐ₁、右端Ｐ₃の膜厚の
それぞれとを同等の膜厚で成膜することができ、膜厚均
一性を得られることが、本願発明者により確認された。
本願発明者は、半導体ウエーハ７の表面に成膜を行う際
に固定側ボート６０の基板載置リング部６０２及び基板
載置リング部６１２で半導体ウエーハ７の下面周辺全域
を支持させるようにしたので、この基板載置リング部６
０２、６１２の下面とそれらよりも下側の半導体ウエー
ハ７の表面周辺との間の離間寸法を、半導体ウエーハ７
の中央に比べて小さくすることができる。このため、半
導体ウエーハ７の表面周辺上のプロセスガスの流速を速
くし、半導体ウエーハ７の表面周辺上の成膜速度を減少
させることにより、スリップラインの発生を防止し、良
好な膜厚均一性を得ることができると考察している。さ
らに、X線トポグラフによる測定の結果、本発明の実施
の形態に係るボート６を使用し成膜されたHTO膜におい
ては、約100℃/minの急速昇温で成膜した場合でもスリ
ップが発生しないことが、本願発明者により確認され
た。

【００４２】このように構成される半導体製造装置にお
いては、半導体ウエーハ７を収納するボート６を固定側
ボート６０及び可動側ボート６１に分割し、半導体ウエ
ーハ７の搬送の際に可動側ボート６１の基板載置リング
部６１２を昇降装置６２により降下させるようにしたの
で、基板載置リング部６１２に半導体ウエーハ７が接触
することなく、半導体ウエーハ７を固定側ボート６０に
収納させることが、また固定側ボート６０から排出させ
ることができる。従って、複数配設された基板載置リン
グ部６１２をそれぞれ横切るように複数配設された基板
載置リング部６０２に複数枚の半導体ウエーハ７を一括
して搬送（バッチ搬送）することができるので、半導体
ウエーハ７の搬送時間を短縮することができ、半導体製
造装置の生産性を向上させることができる。

【００４３】さらに、このように構成される半導体製造
装置においては、半導体ウエーハ７の搬送の際に可動側
ボート６１の基板載置リング部６１２を昇降装置６２に
より降下させるようにしたので、半導体ウエーハ７を搬
送するための移載ホーク８の高さと固定側ボート６０の
基板載置リング部６０２の高さとがほぼ同一であっても
移載ホーク８が搬送の際に基板載置リング部６１２に接
触することがなくなる。つまり、固定用ボート６０の基
板載置リング部６０２の配列ピッチＡ、可動側ボート６
１の基板載置リング部６１２の配列ピッチＡ’のそれぞ
れには移載ホーク８の厚さ、移載ホーク８と基板載置リ
ング部６０２、６１２のそれぞれとの間の離間寸法を含
まないので、基板載置リング部６０２、６１２のそれぞ
れの配列ピッチＡ、Ａ’を縮小することができる。従っ
て、一度に収納し成膜処理できる半導体ウエーハ７の枚
数を増加させることができるので、より一層、半導体製
造装置の生産性を向上させることができる。

【００４４】さらに、このように構成される半導体製造
装置においては、半導体ウエーハ７の表面に縦型減圧CV
D装置１１で成膜を行う際に基板載置リング部６０２及
び６１２で半導体ウエーハ７の下面周辺を支持させるよ
うにしたので、半導体ウエーハ７の表面周辺上のプロセ
スガスの流速を速くすることができ、半導体ウエーハ７
の表面周辺上の成膜速度を減少させることができる。従
って、半導体ウエーハ７の表面周辺上の膜厚増加を防止
することができるので、半導体製造装置において、半導
体ウエーハ７上に成膜されるHTO膜の面内膜厚均一性を
向上させることができる。

【００４５】本発明は上記の実施の形態によって記載し
たが、本発明の開示の一部をなす論述及び図面は本発明
を限定するものであると理解すべきではない。この開示
から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用
技術が明らかとなろう。例えば、前述の実施の形態にお
いては、半導体ウエーハ７上にHTO膜を成膜する半導体
製造装置について説明したが、本発明は、半導体ウエー
ハ７上に多結晶シリコン膜、シリコン窒化膜、HTO膜以
外のシリコン酸化膜を成膜させる半導体製造装置であっ
てもよい。さらに、本発明は、液晶表示装置に使用され
るガラス基板、セラミックス基板、半絶縁性基板等の絶
縁性基板の成膜装置を含む半導体製造装置に適用するこ
とができる。ガラス基板には一般的に平面方形状のもの
が実用的に使用されており、このような場合には、ボー
ト６の固定側ボート６０の基板載置リング部６０２及び
可動側ボート６１の基板載置リング部６１２を合わせた
平面形状は方形リング形状で形成することが好ましい。
さらに、本発明は、縦型減圧CVD装置１１に限定される
ものではなく、常圧CVD装置、プラズマCVD装置等、他の
縦型成膜装置を使用することができる。さらに、本発明
は、ローダ（又はアンローダ）１０と縦型拡散炉とを含
む半導体製造装置に適用することができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明は、生産性を向上させることがで
きる半導体製造装置を提供できる。

【００４７】さらに、本発明は、生産性を向上させつ
つ、基板上に成膜される膜の面内膜厚均一性を向上させ
ることができる半導体製造装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の概
略構成図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の固
定側ボートの構成図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の可
動側ボートの構成図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る固定側ボートの基板
載置リング部及び可動側ボートの基板載置リング部の平
面図である。

【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の実施の形態に係る
ボートへの半導体ウエーハの搬送収納作業手順を工程毎
に示す工程断面図である。

【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の実施の形態に係る
ボートへの半導体ウエーハの搬送収納作業手順を工程毎
に示す工程断面図である。

【図７】本発明の実施の形態に係るボートへの半導体ウ
エーハの搬送収納作業手順を工程毎に示す工程断面図で
ある。

【図８】本発明の実施の形態に係るボート、半導体ウエ
ーハ、移載ホークのそれぞれの搬送状態の位置関係を示
す図である。

【図９】（Ａ）本発明の実施の形態に係るボートを使用
して成膜されたHTO膜の膜厚測定結果を示す図、（Ｂ）
は測定位置を示す半導体ウエーハの平面図である。

【図１０】従来技術に係る縦型減圧CVD装置の概略構成
図である。

【図１１】従来技術に係るラダーボートの構成図であ
る。

【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は従来技術に係るラダーボ
ートへの半導体ウエーハの搬送収納作業手順を工程毎に
示す工程断面図である。

【図１３】（Ａ）及び（Ｂ）は従来技術に係るラダーボ
ートへの半導体ウエーハの搬送収納作業手順を工程毎に
示す工程断面図である。

【図１４】（Ａ）は従来技術に係るラダーボートを使用
した場合の成膜状態を示す半導体ウエーハの概略的な断
面図、（Ｂ）は従来技術に係るリングボートを使用した
場合の成膜状態を示す半導体ウエーハ及びリングボート
の要部の概略断面図である。

【図１５】（Ａ）は従来技術に係るリングボートの構成
図、（Ｂ）は従来技術に係るリングボートの要部の斜視
図である。

【図１６】（Ａ）及び（Ｂ）は従来技術に係るリングボ
ートへの半導体ウエーハの搬送収納作業手順を工程毎に
示す工程断面図である。

【図１７】（Ａ）及び（Ｂ）は従来技術に係るリングボ
ートへの半導体ウエーハの搬送収納作業手順を工程毎に
示す工程断面図である。

【図１８】従来技術に係るラダーボートへの半導体ウエ
ーハの搬送収納作業手順を工程毎に示す工程断面図であ
る。

【図１９】従来技術に係るリングボートを使用した場合
の搬送状態を示す半導体ウエーハ及びリングボートの要
部の概略断面図である。

【符号の説明】

１外管２内管３ガス供給管３０ガス供給源４排気口４０真空排気装置５加熱ヒータ６ボート６０固定側ボート６０２，６１２基板載置リング部６０３，６１３リング支柱６１可動側ボート６２昇降装置７半導体ウエーハ８移載ホーク１０ローダ（又はアンローダ）１１縦型減圧CVD装置

フロントページの続きＦターム(参考） 4K030 AA03 CA12 GA12 KA04 5F031 CA02 FA12 GA03 HA64 HA67 MA28 NA01 PA01 5F045 AA06 AB32 AC03 AC05 AD12 AE21 AF07 BB02 BB08 BB13 DP19 DQ05 EC02 EM08 EM09 EM10 EN04 EN05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基板の下面周辺の一部を支持する
第１基板載置部を所定間隔で縦方向に複数配設した固定
側ボートと、前記固定側ボートに隣接配置され、前記被処理基板の下
面周辺の他部を支持する第２基板載置部を前記第１基板
載置部の配列に対応させて所定間隔で縦方向に複数配設
した可動側ボートと、前記第１基板載置部の上面に第２基板載置部の上面が一
致する位置と前記被処理基板を搬送する移載ホークが前
記第２基板載置部上を横切れる位置との間で少なくとも
前記第２基板載置部を上下方向に昇降させる昇降装置
と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】前記被処理基板を支持する固定側ボート
及び可動側ボートを収納し、前記被処理基板上に薄膜を
成膜する成膜装置をさらに備えたことを特徴とする請求
項１に記載の半導体製造装置。