JP2006156667A - ウェハ移載装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 厚さのばらつきを抑えた酸化膜の形成に供することができるウェハ移載装置及び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】
ウェハ移載装置１により、縦型炉１１の外部から、縦型炉１１内に垂直方向に並べられた複数のウェハホルダ上に、膜が形成された複数のＳｉウェハ１３ａ及び１３ｂを載置する。但し、全てのウェハホルダ上にＳｉウェハ１３ａ及び１３ｂを載置するのではなく、予め定めておいたウェハホルダ上には、鏡面研磨された状態のモニタＳｉウェハ１２を載置する。このとき、Ｓｉウェハ１３ａについては、表面、即ち既に膜が形成された面が上方を向くようにする。一方、Ｓｉウェハ１３ｂについては、裏面、即ち意図的には膜が形成されていない面が上方を向くようにする。そして、このような移載を行った後に、縦型炉１１内で、例えば酸化膜の形成を行う。
【選択図】 図５

Description

本発明は、酸化膜の形成に好適なウェハ移載装置及び半導体装置の製造方法に関する。

縦型炉内でＳｉウェハの表面に酸化膜を形成する場合、既に所定の半導体膜や絶縁膜等が形成された表面を上側にして、複数枚のＳｉウェハを縦型炉内に配置する。また、酸化膜の形成後にその厚さを測定するために、縦方向に並べられた複数枚のＳｉウェハの間に、モニタウェハを挿入した上で酸化膜の形成を行うこともある。

しかしながら、このようなモニタウェハを挿入して酸化膜を形成した場合、酸化膜の厚さにばらつきが生じることがある。

特開平８−３１６１８１号公報

本発明は、厚さのばらつきを抑えた酸化膜の形成に供することができるウェハ移載装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本願発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。

本発明に係るウェハ移載装置には、ウェハを保持する複数の保持手段と、前記複数の保持手段のうちの１又は複数を選択して回転させることにより、当該保持手段が保持しているウェハの表裏を反転させる駆動手段とが設けられている。

本発明に係る半導体装置の製造方法では、複数枚のウェハを炉内に載置した後、前記炉内で前記複数枚のウェハに膜を形成する。但し、前記複数枚のウェハを載置する際に、前記複数枚のウェハのうちから選択した任意の２枚のウェハの間に、膜が形成されていないモニタウェハを載置し、前記任意の２枚のウェハについては、その裏面が前記モニタウェハと対向するように載置する。

本発明によれば、必要な箇所のウェハに対して、その表裏を反転することができる。このため、例えば酸化膜を形成する場合には、各ウェハに十分な量の酸素が行き渡るように、ウェハの表裏を反転させることにより、膜厚のばらつきを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るウェハ移載装置を示す図である。

本実施形態に係るウェハ移載装置１には、複数の平板状のアーム部３と、このアーム部３を回転駆動する駆動部２が設けられている。また、駆動部２は、複数のアーム部３の回転を独立して制御することが可能に構成されている。即ち、任意に選択した１又は複数のアーム部３のみを回転させ、他のアーム部３を回転させないでおくことが可能である。

図２は、アーム部３を示す図である。アーム部３の駆動部２とは反対側の端部には、Ｓｉウェハを吸着する吸着部４が設けられている。駆動部２によるアーム部３の回転は、アーム部３の長手方向に延びる中心線５を軸とする自転である。

従って、図３に示すように、吸着部４を上向きとし、この状態で吸着部４にＳｉウェハ１３を吸着させた後に、図４に示すように、アーム部３を１８０°回転させれば、Ｓｉウェハ１３の表裏を反転させることができる。

次に、上述のように構成されたウェハ移載装置を用いてウェハを移載する方法について説明する。図５は、ウェハの移載方法を示す図である。

先ず、ウェハ移載装置１により、縦型炉１１の外部から、縦型炉１１内に垂直方向に並べられた複数のウェハホルダ（図示せず）上に、導体膜、半導体膜、絶縁膜等が形成された複数のＳｉウェハ１３ａ及び１３ｂを載置する。但し、全てのウェハホルダ上にＳｉウェハ１３ａ及び１３ｂを載置するのではなく、予め定めておいたウェハホルダ上には、鏡面研磨された状態のモニタＳｉウェハ１２を載置する。なお、この説明では、モニタＳｉウェハ１２の直下に位置するＳｉウェハをＳｉウェハ１３ｂとし、それ以外のＳｉウェハを１３ａとしている。

このとき、Ｓｉウェハ１３ａについては、表面、即ち既に膜が形成された面が上方を向くようにする。例えば、縦型炉１１に搬送される前の保管状態で表面が上方を向いていれば、Ｓｉウェハ１３ａの裏面を吸着した後、図３に示すように、そのまま搬送し、そのままウェハホルダ上に載置すればよい。

一方、Ｓｉウェハ１３ｂについては、裏面、即ち意図的には膜が形成されていない面が上方を向くようにする。例えば、縦型炉１１に搬送される前の保管状態で表面が上方を向いていれば、Ｓｉウェハ１３ｂの裏面を吸着した後、図４に示すように、駆動部２によってＳｉウェハ１３ｂを吸着しているアーム部３を１８０°回転させる。そして、保管時とは表裏が反転した状態で、Ｓｉウェハ１３ｂをウェハホルダ上に載置すればよい。ここで、「意図的には膜が形成されていない」とは、表面に意図的に膜を形成する際に、条件によっては裏面にも偶発的に膜が形成されることがあり、このような膜が形成されていてもよいことを意味している。

なお、モニタＳｉウェハ１２については、両面に膜が形成されていないため、表裏面を反転させても、反転させなくてもよい。

そして、このような移載を行った後に、縦型炉１１内で、例えば酸化膜の形成を行う。即ち、モニタＳｉウェハ１２の直下に位置するＳｉウェハ１３ｂのみがその裏面を上方に向け、他のＳｉウェハ１３ａはその表面を上方に向けた状態として酸化膜の形成を行う。

従来の方法のように、Ｓｉウェハ１３ｂの表面を上方に向けた状態として酸化膜を形成しようとすると、この表面に、モニタＳｉウェハ１２のＳｉ露出面が対向した状態で酸化膜が形成されることになる。従って、モニタＳｉウェハ１２のＳｉ露出面により多量の酸素が消費され、Ｓｉウェハ１３ｂの表面に十分な量の酸素が供給されなくなってしまう。この結果、酸化膜の厚さにばらつきが生じてしまうのである。

一方、本実施形態のような状態で酸化膜の形成を行うと、Ｓｉウェハ１３ｂの表面は、その直下に位置するＳｉウェハ１３ａの表面と対向することとなる。Ｓｉウェハ１３ａの表面によっても酸素が消費されるが、その量はモニタＳｉウェハ１２のＳｉ露出面による消費量と比較すると少ない。このため、本実施形態では、Ｓｉウェハ１３ａ及び１３ｂのいずれにおいても、十分な量の酸素が供給され、所望の厚さの酸化膜を形成することができる。

なお、特許文献１には、隣り合うウェハ同士の間で、常に表面又は裏面を対向させることが記載されており、ここで、モニタウェハを挿入すれば、偶発的に向かい合う裏面の間にモニタウェハが介在することもありえる。しかしながら、特許文献１に記載の発明は、ウェハを効率よくキャリアケースに移載することを目的としてなされたものであるため、偶発的に上記のような状態が生じ得たとしても、モニタウェハの表面及び裏面にウェハの裏面を対向させることは、当業者であっても容易に想到することはできない。

以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。

（付記１）
ウェハを保持する複数の保持手段と、
前記複数の保持手段のうちの１又は複数を選択して回転させることにより、当該保持手段が保持しているウェハの表裏を反転させる駆動手段と、
を有することを特徴とするウェハ移載装置。

（付記２）
前記保持手段は、ウェハを吸着する吸着手段を有することを特徴とする付記１に記載のウェハ移載装置。

（付記３）
前記保持手段は、保持したウェハを膜形成用の炉内で脱離させることを特徴とする付記１又は２に記載のウェハ移載装置。

（付記４）
前記炉は、酸化膜形成用の炉であることを特徴とする付記３に記載のウェハ移載装置。

（付記５）
前記ウェハは、シリコンウェハであることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載のウェハ移載装置。

（付記６）
複数枚のウェハを炉内に載置する工程と、
前記炉内で前記複数枚のウェハに膜を形成する工程と、
を有し、
前記複数枚のウェハを載置する工程において、
前記複数枚のウェハのうちから選択した任意の２枚のウェハの間に、膜が形成されていないモニタウェハを載置し、
前記任意の２枚のウェハについては、その裏面が前記モニタウェハと対向するように載置することを特徴とする半導体装置の製造方法。

（付記７）
前記膜として酸化膜を形成することを特徴とする付記６に記載の半導体装置の製造方法。

（付記８）
前記ウェハとして、シリコンウェハを用いることを特徴とする付記６又は７に記載の半導体装置の製造方法。

本発明の実施形態に係るウェハ移載装置を示す図である。 アーム部３を示す図である。 吸着部４を上向きとした状態を示す図である。 吸着部４を下向きとした状態を示す図である。 ウェハの移載方法を示す図である。

符号の説明

１：ウェハ移載装置
２：駆動部
３：アーム部
４：吸着部
５：中心線
１１：縦型炉
１２：モニタＳｉウェハ
１３、１３ａ、１３ｂ：Ｓｉウェハ

Claims (5)

1. ウェハを保持する複数の保持手段と、
   前記複数の保持手段のうちの１又は複数を選択して回転させることにより、当該保持手段が保持しているウェハの表裏を反転させる駆動手段と、
   を有することを特徴とするウェハ移載装置。
2. 前記保持手段は、ウェハを吸着する吸着手段を有することを特徴とする請求項１に記載のウェハ移載装置。
3. 前記保持手段は、保持したウェハを膜形成用の炉内で脱離させることを特徴とする請求項１又は２に記載のウェハ移載装置。
4. 複数枚のウェハを炉内に載置する工程と、
   前記炉内で前記複数枚のウェハに膜を形成する工程と、
   を有し、
   前記複数枚のウェハを載置する工程において、
   前記複数枚のウェハのうちから選択した任意の２枚のウェハの間に、膜が形成されていないモニタウェハを載置し、
   前記任意の２枚のウェハについては、その裏面が前記モニタウェハと対向するように載置することを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 前記膜として酸化膜を形成することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。

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