JP2909481B2 - 縦型処理装置における被処理体の処理方法 - Google Patents
縦型処理装置における被処理体の処理方法Info
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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、縦型処理装置における処理方法に関する。
（従来の技術） 近年、LSIの高集積度化により、例えばMOS・FETの実
装密度が向上し、最近のLSIでは、例えば1M,4MDRAMの最
小設計幅が１μｍ以下になり、ゲート酸化膜の膜厚も10
0Å以下になってきた。さらに、16MDRAMのゲート酸化膜
は、数十Åとさらに薄膜化の傾向となっている。
装密度が向上し、最近のLSIでは、例えば1M,4MDRAMの最
小設計幅が１μｍ以下になり、ゲート酸化膜の膜厚も10
0Å以下になってきた。さらに、16MDRAMのゲート酸化膜
は、数十Åとさらに薄膜化の傾向となっている。
ここで、横型炉の場合には、半導体ウエハを搭載した
ボートを反応管内部へ水平方向の駆動によりローディン
グする際に、対流により空気が反応管内部へ混入するこ
とが避けられなかった。従って、横型炉の場合には、ウ
エハをローディングする際に自然酸化膜の形成が避けら
れず、ゲート酸化膜の膜厚を制御する必要のある高密度
素子への対応がその構造的理由により自ずから限界があ
った。
ボートを反応管内部へ水平方向の駆動によりローディン
グする際に、対流により空気が反応管内部へ混入するこ
とが避けられなかった。従って、横型炉の場合には、ウ
エハをローディングする際に自然酸化膜の形成が避けら
れず、ゲート酸化膜の膜厚を制御する必要のある高密度
素子への対応がその構造的理由により自ずから限界があ
った。
一方、縦型炉の場合には、横型炉と比較して酸素の巻
込みが少なく、現在の1MDRAMの成膜に使用される装置は
この縦型炉が主流となっている。
込みが少なく、現在の1MDRAMの成膜に使用される装置は
この縦型炉が主流となっている。
しかしながら、4M,16Mとさらに高密度化が促進する
と、この縦型炉の場合にも自然酸化膜の生成を抑制すべ
き改良が必要となってくる。
と、この縦型炉の場合にも自然酸化膜の生成を抑制すべ
き改良が必要となってくる。
1989年３月に発行された雑誌「電子材料」の第38頁か
ら第39頁には、縦型炉においてウエハをローディングす
る雰囲気を厳密に制御するための構成が開示されてい
る。
ら第39頁には、縦型炉においてウエハをローディングす
る雰囲気を厳密に制御するための構成が開示されてい
る。
ここに開示されているロードロック方式とは、縦型炉
の下方に配置されるボート上下機構等をロードロックチ
ャンバー内に配置し、このチャンバー内部を真空ガス置
換などにより窒素で完全に置換した後にボートのローデ
ィングを行うようにしている。この結果、ローディング
時にウエハが酸化されることを防止し、自然酸化膜を大
幅に抑制している。さらに、このロードロックチャンバ
ーに予備室を接続し、ロードロックチャンバーへのウエ
ハのローディングまたはアンローディングをも、窒素雰
囲気にて実施するようにしている。
の下方に配置されるボート上下機構等をロードロックチ
ャンバー内に配置し、このチャンバー内部を真空ガス置
換などにより窒素で完全に置換した後にボートのローデ
ィングを行うようにしている。この結果、ローディング
時にウエハが酸化されることを防止し、自然酸化膜を大
幅に抑制している。さらに、このロードロックチャンバ
ーに予備室を接続し、ロードロックチャンバーへのウエ
ハのローディングまたはアンローディングをも、窒素雰
囲気にて実施するようにしている。
また、特開昭62−263642号公報には、プラズマ気相成
長装置に真空予備室を接続し、この真空予備室にてウエ
ハをプリベークして水分等を除去するものが開示されて
いる。
長装置に真空予備室を接続し、この真空予備室にてウエ
ハをプリベークして水分等を除去するものが開示されて
いる。
（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の技術は、縦型炉にウエハをローディン
グする空間を酸素を断った雰囲気とすることで、自然酸
化膜の膜厚を極力少なくすることにあった。
グする空間を酸素を断った雰囲気とすることで、自然酸
化膜の膜厚を極力少なくすることにあった。
しかしながら、素子の高密度化が急速に進み、酸化膜
の膜厚コントロールがより厳密化すると、上述した従来
の技術のように自然酸化膜の生成を抑制するだけでは対
処することはできない。
の膜厚コントロールがより厳密化すると、上述した従来
の技術のように自然酸化膜の生成を抑制するだけでは対
処することはできない。
また、酸化膜の成膜装置以外の処理装置にあっても、
余分な自然酸化膜を除去して歩留りの向上を確保する要
求がある。
余分な自然酸化膜を除去して歩留りの向上を確保する要
求がある。
そこで、本発明の目的とするところは、自然酸化膜の
生成は是認しながらも、成膜等の本来の処理工程の開始
前に、生成された自然酸化膜を予め除去することができ
る縦型処理装置での処理方法を提供することにある。
生成は是認しながらも、成膜等の本来の処理工程の開始
前に、生成された自然酸化膜を予め除去することができ
る縦型処理装置での処理方法を提供することにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 請求項１に記載の本発明は、縦型処理装置の処理容器
内に複数の被処理体をローディングして減圧下で処理す
る方法であって、前記処理容器内にローディングした被
処理体を加熱した状態でクリーニング用のNF3からなる
プラズマレスエッチングガスを供給し、該エッチングガ
スの化学反応により、被処理体に形成された自然酸化膜
の除去を約600℃の温度で行う自然酸化膜除去工程と、
該自然酸化膜除去工程終了後に、前記処理容器内で前記
被処理体に所定の成膜プロセス温度で成膜する成膜工程
と、からなることを特徴とする。
内に複数の被処理体をローディングして減圧下で処理す
る方法であって、前記処理容器内にローディングした被
処理体を加熱した状態でクリーニング用のNF3からなる
プラズマレスエッチングガスを供給し、該エッチングガ
スの化学反応により、被処理体に形成された自然酸化膜
の除去を約600℃の温度で行う自然酸化膜除去工程と、
該自然酸化膜除去工程終了後に、前記処理容器内で前記
被処理体に所定の成膜プロセス温度で成膜する成膜工程
と、からなることを特徴とする。
請求項２に記載の本発明は、縦型処理装置の第１の処
理容器及び第２の処理容器内にそれぞれ複数の被処理体
をローディングして減圧下で処理する処理方法であっ
て、前記第１の処理容器内にローディングした被処理体
を加熱した状態でクリーニング用のNF3からなるプラズ
マレスエッチングガスを供給し、該エッチングガスの化
学反応により、被処理体に形成された自然酸化膜の除去
を約600℃の温度で行う自然酸化膜除去工程と、該自然
酸化膜除去工程終了後に、前記第１の処理容器とロード
ロックチャンバーを介して連結された前記第２の処理容
器内に自然酸化膜を除去した前記被処理体を移送して、
前記第２の処理容器内で前記被処理体に所定の成膜プロ
セス温度で成膜する成膜工程と、からなることを特徴と
する。
理容器及び第２の処理容器内にそれぞれ複数の被処理体
をローディングして減圧下で処理する処理方法であっ
て、前記第１の処理容器内にローディングした被処理体
を加熱した状態でクリーニング用のNF3からなるプラズ
マレスエッチングガスを供給し、該エッチングガスの化
学反応により、被処理体に形成された自然酸化膜の除去
を約600℃の温度で行う自然酸化膜除去工程と、該自然
酸化膜除去工程終了後に、前記第１の処理容器とロード
ロックチャンバーを介して連結された前記第２の処理容
器内に自然酸化膜を除去した前記被処理体を移送して、
前記第２の処理容器内で前記被処理体に所定の成膜プロ
セス温度で成膜する成膜工程と、からなることを特徴と
する。
請求項３に記載の本発明は、処理装置の処理容器内に
一枚の被処理体をローディングして減圧下で処理する処
理方法であって、前記処理容器内にローディングした被
処理体を加熱した状態でクリーニング用のNF3からなる
プラズマレスエッチングガスを供給し、該エッチングガ
スの化学反応により、被処理体に形成された自然酸化膜
の除去を約600℃の温度で行う自然酸化膜除去工程と、
該自然酸化膜除去工程終了後に、前記処理容器内で前記
被処理体に所定の成膜プロセス温度で成膜する成膜工程
と、からなることを特徴とする。
一枚の被処理体をローディングして減圧下で処理する処
理方法であって、前記処理容器内にローディングした被
処理体を加熱した状態でクリーニング用のNF3からなる
プラズマレスエッチングガスを供給し、該エッチングガ
スの化学反応により、被処理体に形成された自然酸化膜
の除去を約600℃の温度で行う自然酸化膜除去工程と、
該自然酸化膜除去工程終了後に、前記処理容器内で前記
被処理体に所定の成膜プロセス温度で成膜する成膜工程
と、からなることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、処理装置の第１の処理容器
及び第２の処理容器内にそれぞれ一枚の被処理体をロー
ディングして減圧下で処理する処理方法であって、前記
第１の処理容器内にローディングした被処理体を加熱し
た状態でクリーニング用のNF3からなるプラズマレスエ
ッチングガスを供給し、該エッチングガスの化学反応に
より、被処理体に形成された自然酸化膜の除去を約600
℃の温度で行う自然酸化膜除去工程と、該自然酸化膜除
去工程終了後に、前記第１の処理容器とロードロックチ
ャンバーを介して連結された前記第２の処理容器内に自
然酸化膜を除去した前記被処理体を移送して、前記第２
の処理容器内で前記被処理体に所定の成膜プロセス温度
で成膜する成膜工程と、からなることを特徴とする。
及び第２の処理容器内にそれぞれ一枚の被処理体をロー
ディングして減圧下で処理する処理方法であって、前記
第１の処理容器内にローディングした被処理体を加熱し
た状態でクリーニング用のNF3からなるプラズマレスエ
ッチングガスを供給し、該エッチングガスの化学反応に
より、被処理体に形成された自然酸化膜の除去を約600
℃の温度で行う自然酸化膜除去工程と、該自然酸化膜除
去工程終了後に、前記第１の処理容器とロードロックチ
ャンバーを介して連結された前記第２の処理容器内に自
然酸化膜を除去した前記被処理体を移送して、前記第２
の処理容器内で前記被処理体に所定の成膜プロセス温度
で成膜する成膜工程と、からなることを特徴とする。
（作 用） 本発明方法によれば、縦型処理容器内にて被処理体の
本来の処理を開始する前に、予め自然酸化膜をクリーニ
ング用ガス加熱下での化学的反応を利用して除去するこ
とができる。従って、酸化膜の成膜処理を行う場合に
は、素子の高密度化に対応した酸化膜の緻密な膜厚コン
トロールが可能となり、一方、他の処理を行う場合にあ
っても、余分な自然酸化膜が生成されていない状態での
処理を実現することが可能である。
本来の処理を開始する前に、予め自然酸化膜をクリーニ
ング用ガス加熱下での化学的反応を利用して除去するこ
とができる。従って、酸化膜の成膜処理を行う場合に
は、素子の高密度化に対応した酸化膜の緻密な膜厚コン
トロールが可能となり、一方、他の処理を行う場合にあ
っても、余分な自然酸化膜が生成されていない状態での
処理を実現することが可能である。
上記方法を実施する場合、クリーニング用ガスによる
酸化膜除去を縦型処理容器を兼用して行っても良いし、
縦型処理容器とは別の処理容器にて行っても良い。別の
容器で実施した場合には、ロードロックチャンバーを介
して縦型処理容器にローディングすることにより、クリ
ーニング処理後に自然酸化膜が形成されない雰囲気にて
ローディングすることができる。
酸化膜除去を縦型処理容器を兼用して行っても良いし、
縦型処理容器とは別の処理容器にて行っても良い。別の
容器で実施した場合には、ロードロックチャンバーを介
して縦型処理容器にローディングすることにより、クリ
ーニング処理後に自然酸化膜が形成されない雰囲気にて
ローディングすることができる。
（実施例） 以下、本発明方法を縦型酸化炉での実施に適用した一
実施例について、図面を参照して具体的に説明する。
実施例について、図面を参照して具体的に説明する。
第１図において、プロセスチューブ10は例えば石英に
て円筒状に形成され、その軸方向を垂直方向とすること
で縦型熱処理炉を構成している。このプロセスチューブ
10の上端側には、ガス導入管12が設けられている。この
ガス導入管12は、酸化膜を形成するためのプロセスガス
O2を導入する他、パージガス例えばN2ガスを導入可能で
あり、さらに、ウエハ20の自然酸化膜を除去するための
クリーニング用ガスをそれぞれ切り換えて導入可能であ
る。このクリーニング用ガスとしては、プラズマエッチ
ングガスとしてNF3,Hcl等を挙げることができ、還元ガ
スとしてはH2等を挙げることができる。また、プロセス
チューブ10の周囲にはヒータ14が設けられ、このプロセ
スチューブ10内を所定温度に設定可能としている。さら
に、このプロセスチューブ10の下端側には排気管16が連
結され、この排気管16は図示しない真空ポンプに接続さ
れている。そして、この排気管16を介して真空引きする
ことで、前記プロセスチューブ10内を所定の真空度に設
定し、あるいは、プロセスチューブ10に導入されたガス
を排気可能としている。
て円筒状に形成され、その軸方向を垂直方向とすること
で縦型熱処理炉を構成している。このプロセスチューブ
10の上端側には、ガス導入管12が設けられている。この
ガス導入管12は、酸化膜を形成するためのプロセスガス
O2を導入する他、パージガス例えばN2ガスを導入可能で
あり、さらに、ウエハ20の自然酸化膜を除去するための
クリーニング用ガスをそれぞれ切り換えて導入可能であ
る。このクリーニング用ガスとしては、プラズマエッチ
ングガスとしてNF3,Hcl等を挙げることができ、還元ガ
スとしてはH2等を挙げることができる。また、プロセス
チューブ10の周囲にはヒータ14が設けられ、このプロセ
スチューブ10内を所定温度に設定可能としている。さら
に、このプロセスチューブ10の下端側には排気管16が連
結され、この排気管16は図示しない真空ポンプに接続さ
れている。そして、この排気管16を介して真空引きする
ことで、前記プロセスチューブ10内を所定の真空度に設
定し、あるいは、プロセスチューブ10に導入されたガス
を排気可能としている。
このプロセスチューブ10内にはボート18が搬入出可能
となっている。このボート18は、ウエハ20を水平状態に
て、かつ、縦方向に所定間隔をおいて多数枚のウエハ20
を搭載可能としている。このボート18は、前記プロセス
チューブ10の均熱領域に各ウエハ20を設定するための保
温筒22に載置固定され、この保温筒22がボートエレベー
タ26にて上下方向に駆動されることにより、前記ボート
18をプロセスチューブ10内にローディングし、あるいは
アンローディングできるようにしている。尚、前記保温
筒22の下端部にはフランジ24が設けられ、ボート18をプ
ロセスチューブ10内に設定した後に、このフランジ24が
プロセスチューブ10の下端開口部を密閉するようにして
いる。さらに、ボート18がプロセスチューブ10より完全
にアンローディングされた後には、シャッター28が閉鎖
駆動され、プロセスチューブ10の下端開口部を密閉する
ようにしている。
となっている。このボート18は、ウエハ20を水平状態に
て、かつ、縦方向に所定間隔をおいて多数枚のウエハ20
を搭載可能としている。このボート18は、前記プロセス
チューブ10の均熱領域に各ウエハ20を設定するための保
温筒22に載置固定され、この保温筒22がボートエレベー
タ26にて上下方向に駆動されることにより、前記ボート
18をプロセスチューブ10内にローディングし、あるいは
アンローディングできるようにしている。尚、前記保温
筒22の下端部にはフランジ24が設けられ、ボート18をプ
ロセスチューブ10内に設定した後に、このフランジ24が
プロセスチューブ10の下端開口部を密閉するようにして
いる。さらに、ボート18がプロセスチューブ10より完全
にアンローディングされた後には、シャッター28が閉鎖
駆動され、プロセスチューブ10の下端開口部を密閉する
ようにしている。
さらに、本実施例装置では前記ウエハ20への自然酸化
膜の生成を極力低減するために、第２図に示すようなロ
ードロック方式を採用している。
膜の生成を極力低減するために、第２図に示すようなロ
ードロック方式を採用している。
すなわち、前記プロセスチューブ10の下方の領域であ
って、前記ボートエレベータ26の上下動機構等を含む空
間は、第１のロードロックチャンバ40内に設定されてい
る。また、この第１のロードロックチャンバ40の第２図
の左側には、第２のロードロックチャンバ42が配置さ
れ、右側には第３のロードロックチャンバ44が配置され
ている。前記第１のロードロックチャンバ40は、その内
部を真空置換し、その後不活性ガス等によるパージも実
施できるようにガス導入管40a,排気管40bが接続されて
いる。同様に、第2,第３のロードチャンバ42,44にも、
それぞれガス導入管42a,44a及び排気管42b,44bが接続さ
れている。さらに、各ロードロックチャンバ間を気密に
遮断し、あるいは大気と遮断するために、各ロードロッ
クチャンバ40,42,44の両側には、ゲートバルブ46〜52が
設けられている。
って、前記ボートエレベータ26の上下動機構等を含む空
間は、第１のロードロックチャンバ40内に設定されてい
る。また、この第１のロードロックチャンバ40の第２図
の左側には、第２のロードロックチャンバ42が配置さ
れ、右側には第３のロードロックチャンバ44が配置され
ている。前記第１のロードロックチャンバ40は、その内
部を真空置換し、その後不活性ガス等によるパージも実
施できるようにガス導入管40a,排気管40bが接続されて
いる。同様に、第2,第３のロードチャンバ42,44にも、
それぞれガス導入管42a,44a及び排気管42b,44bが接続さ
れている。さらに、各ロードロックチャンバ間を気密に
遮断し、あるいは大気と遮断するために、各ロードロッ
クチャンバ40,42,44の両側には、ゲートバルブ46〜52が
設けられている。
そして、本実施例装置では、複数枚のウエハ20を搭載
したキャリアを前記第２のロードロックチャンバ42内に
設定し、このキャリアより１枚ずつウエハ20を取り出し
て、第１のロードロックチャンバ40内部に配置されてい
る前記ボート18にウエハ20を移し換えるようにしてい
る。そして、プロセスチューブ10での処理が終了した後
は、ボート18より１枚ずつウエハ20を取り出して、第３
のロードロックチャンバ44内部に配置されているキャリ
アにウエハ20を移し換え、移し換え動作終了後に、第３
のロードロックチャンバ44からキャリアごと搬出して次
の工程に移行するようにしている。
したキャリアを前記第２のロードロックチャンバ42内に
設定し、このキャリアより１枚ずつウエハ20を取り出し
て、第１のロードロックチャンバ40内部に配置されてい
る前記ボート18にウエハ20を移し換えるようにしてい
る。そして、プロセスチューブ10での処理が終了した後
は、ボート18より１枚ずつウエハ20を取り出して、第３
のロードロックチャンバ44内部に配置されているキャリ
アにウエハ20を移し換え、移し換え動作終了後に、第３
のロードロックチャンバ44からキャリアごと搬出して次
の工程に移行するようにしている。
ここで、第1,第2,第３のロードロックチャンバ40,42,
44の間での、ウエハの移し換え機構の一例について、第
３図を参照して説明する。
44の間での、ウエハの移し換え機構の一例について、第
３図を参照して説明する。
同図に示すように、第１のロードロックチャンバ40内
部には、ウエハ20の移し換え動作を行うためのハンドラ
ー70が配置されている。このハンドラー70は、１枚のウ
エハ20を載置して支持するためのピンセット72を有し、
このピンセット72を前記第２のロードロックチャンバ42
内部に設定されているキャリア60への搬入出位置、前記
第１のロードロックチャンバ40内部に配置されているボ
ート18への搬入出位置、及び前記第３のロードロックチ
ャンバ44内部に配置されているキャリア62への搬入出位
置にそれぞれ移動可能としている。尚、本実施例のハン
ドラー70は上下動機構を有していないが、ボートねじ26
aに螺合して上下動する前記ボートエレベータ26の移動
により、ボート18に対する上下方向の位置を可変でき、
一方、前記キャリア60,62は、図示しない上下動機構に
よりその上下方向の位置を可変するようにしている。
部には、ウエハ20の移し換え動作を行うためのハンドラ
ー70が配置されている。このハンドラー70は、１枚のウ
エハ20を載置して支持するためのピンセット72を有し、
このピンセット72を前記第２のロードロックチャンバ42
内部に設定されているキャリア60への搬入出位置、前記
第１のロードロックチャンバ40内部に配置されているボ
ート18への搬入出位置、及び前記第３のロードロックチ
ャンバ44内部に配置されているキャリア62への搬入出位
置にそれぞれ移動可能としている。尚、本実施例のハン
ドラー70は上下動機構を有していないが、ボートねじ26
aに螺合して上下動する前記ボートエレベータ26の移動
により、ボート18に対する上下方向の位置を可変でき、
一方、前記キャリア60,62は、図示しない上下動機構に
よりその上下方向の位置を可変するようにしている。
次に、前記ピンセット72に移動機構について説明する
と、このピンセット72は、支点80,80に一端を回転自在
に支持した２本のリンク74,74を有している。一方、第
３図の矢印方向に回転可能な基台76には、支点84,84を
中心に回転自在なリンク78,78が設けられている。そし
て、この一対のリンク74,78の連結部を支点82とするこ
とで、いわゆるフラグレッグ方式により伸縮自在な機構
を実現している。そして、このリンク74,78による伸縮
動作、及び前記基台76の回転動作により、上述した各搬
入出位置に対してピンセット72を移動可能としている。
と、このピンセット72は、支点80,80に一端を回転自在
に支持した２本のリンク74,74を有している。一方、第
３図の矢印方向に回転可能な基台76には、支点84,84を
中心に回転自在なリンク78,78が設けられている。そし
て、この一対のリンク74,78の連結部を支点82とするこ
とで、いわゆるフラグレッグ方式により伸縮自在な機構
を実現している。そして、このリンク74,78による伸縮
動作、及び前記基台76の回転動作により、上述した各搬
入出位置に対してピンセット72を移動可能としている。
次に、作用について説明する。
まず、ゲートバルブ46をクローズとし、ゲートバルブ
50をオープンとした状態で、第２のロードロックチャン
バ42内部にキャリア60を搬入する。その後、ゲートバル
ブ50をクローズとし、排気管42bを介して真空引きした
後に、ガス導入管42aよりパージガスを導入し、第２の
ロードロックチャンバ42内部をパージする。このパージ
ガスとしては、不活性ガスとしてのN2またはAr、あるい
は水素ガスH2を挙げることができる。特に、水素ガスH2
でパージした場合には、この水素ガスH2の純度をかなり
高めることが可能であるので酸素を排出することに効果
的であり、かつ、仮に反応したとしても還元作用を呈す
るので、ウエハ20の酸化を防止することが可能である。
50をオープンとした状態で、第２のロードロックチャン
バ42内部にキャリア60を搬入する。その後、ゲートバル
ブ50をクローズとし、排気管42bを介して真空引きした
後に、ガス導入管42aよりパージガスを導入し、第２の
ロードロックチャンバ42内部をパージする。このパージ
ガスとしては、不活性ガスとしてのN2またはAr、あるい
は水素ガスH2を挙げることができる。特に、水素ガスH2
でパージした場合には、この水素ガスH2の純度をかなり
高めることが可能であるので酸素を排出することに効果
的であり、かつ、仮に反応したとしても還元作用を呈す
るので、ウエハ20の酸化を防止することが可能である。
次に、第１のロードロックチャンバ40内部を同様に真
空引きし、かつ、パージした後にゲートバルブ46をオー
プンとし、キャリア60よりボート18に対するウエハ20の
移動を行う。この際、キャリア60を載置した上下動機構
及びボート18を支持したボートエレベータ26の上下動機
構により、キャリア60及びボート18の上下動方向位置を
変更し、ハンドラー70のリンク74,78の伸縮動作及び基
台76の回転動作によりピンセット72をキャリア60,ボー
ト18間で移動させ、ウエハ20を１枚ずつボート18に移送
することになる。
空引きし、かつ、パージした後にゲートバルブ46をオー
プンとし、キャリア60よりボート18に対するウエハ20の
移動を行う。この際、キャリア60を載置した上下動機構
及びボート18を支持したボートエレベータ26の上下動機
構により、キャリア60及びボート18の上下動方向位置を
変更し、ハンドラー70のリンク74,78の伸縮動作及び基
台76の回転動作によりピンセット72をキャリア60,ボー
ト18間で移動させ、ウエハ20を１枚ずつボート18に移送
することになる。
このウエハ20の移送動作により、ボート18はボートエ
レベータ26の１ステップ上昇動作に従って、プロセスチ
ューブ10に向けて上昇移動されることになる。そこで、
ボート18がシャッター28と干渉しないタイミングでこの
シャッター28を開放し、ボート18の上端側よりプロセス
チューブ10への搬入（ローディング）が開始されること
なる。
レベータ26の１ステップ上昇動作に従って、プロセスチ
ューブ10に向けて上昇移動されることになる。そこで、
ボート18がシャッター28と干渉しないタイミングでこの
シャッター28を開放し、ボート18の上端側よりプロセス
チューブ10への搬入（ローディング）が開始されること
なる。
このようにして、プロセスチューブ10へのローディン
グを行い、ボート18のローディングが完了すると、保温
筒22のフランジ24によって、プロセスチューブ10の下端
開口部が密閉されることになる。そして、この後排気管
16を介して真空引きを行い、その後N2パージを実施する
と共に、ヒータ14の加熱により、プロセスチューブ10内
部を所定のクリーニング温度に設定することになる。
グを行い、ボート18のローディングが完了すると、保温
筒22のフランジ24によって、プロセスチューブ10の下端
開口部が密閉されることになる。そして、この後排気管
16を介して真空引きを行い、その後N2パージを実施する
と共に、ヒータ14の加熱により、プロセスチューブ10内
部を所定のクリーニング温度に設定することになる。
そして、クリーニング温度にて安定した後に、ウエハ
20の自然酸化膜のクリーニング動作が開始されることに
なる。
20の自然酸化膜のクリーニング動作が開始されることに
なる。
プラズマレスエッチングを行う場合には、上記クリー
ニング温度として600℃、950℃に設定し、エッチングガ
スとしてNF3又はHcl等をガス導入管12を介して導入す
る。
ニング温度として600℃、950℃に設定し、エッチングガ
スとしてNF3又はHcl等をガス導入管12を介して導入す
る。
このエッチングガスは、上記温度にてエッチングの化
学的反応が促進されるので、ウエハ20上に形成されてい
る自然酸化膜を除去することができる。
学的反応が促進されるので、ウエハ20上に形成されてい
る自然酸化膜を除去することができる。
なお、第２図に示すようにロッド−ロック方式を採用
した場合には、ウエハ20がプロセスチューブ10にローデ
ィングされる際に酸化される可能性が少なく、このため
自然酸化膜の膜厚も薄くなっている。従って、上記のプ
ラズマエッチングとしては、ウエハ20をSi基板とした場
合のSi/SiO2の高選択比を実現できるものが好ましい。
した場合には、ウエハ20がプロセスチューブ10にローデ
ィングされる際に酸化される可能性が少なく、このため
自然酸化膜の膜厚も薄くなっている。従って、上記のプ
ラズマエッチングとしては、ウエハ20をSi基板とした場
合のSi/SiO2の高選択比を実現できるものが好ましい。
一方、還元作用を行う場合には、上記クリーニング温
度として例えば1050℃に設定し、還元ガスとしてH2等を
ガス導入管12を介して導入する。
度として例えば1050℃に設定し、還元ガスとしてH2等を
ガス導入管12を介して導入する。
この還元ガスは、上記温度にてエッチングの還元反応
が促進されるので、ウエハ20上に形成されている自然酸
化膜を除去することができる。
が促進されるので、ウエハ20上に形成されている自然酸
化膜を除去することができる。
このような自然酸化膜の除去工程が終了したら、プロ
セスチューブ10内を真空置換した後にN2パージすると共
に、ヒータ14を制御して酸化膜の成膜プロセス温度例え
ば850℃に設定する。その後、ガス導入管12を介して酸
素ガスO2をプロセスチューブ10内に導入し、加熱下にお
いてウエハ20に対する例えばゲート酸化膜の成膜処理を
行うことになる。
セスチューブ10内を真空置換した後にN2パージすると共
に、ヒータ14を制御して酸化膜の成膜プロセス温度例え
ば850℃に設定する。その後、ガス導入管12を介して酸
素ガスO2をプロセスチューブ10内に導入し、加熱下にお
いてウエハ20に対する例えばゲート酸化膜の成膜処理を
行うことになる。
プロセスチューブ10内部での成膜工程が終了した後、
ヒータ14の温度を下降させて冷却し、この後ボートエレ
ベータ26の駆動によりボート18のアンローディングを実
施する。また、この間を利用して、ゲートバルブ48,52
をクローズとした状態で、第３のロードロックチャンバ
44内部の真空引き、及びガスパージを実施しておく。
ヒータ14の温度を下降させて冷却し、この後ボートエレ
ベータ26の駆動によりボート18のアンローディングを実
施する。また、この間を利用して、ゲートバルブ48,52
をクローズとした状態で、第３のロードロックチャンバ
44内部の真空引き、及びガスパージを実施しておく。
そして、第1,第３のロードロックチャンバ40,44内部
を、酸素のない同一雰囲気に設定した後に、ゲートバル
ブ48をオープンとして、ボート18からキャリア62へのウ
エハ20の移送を実施する。このウエハ20の移送動作は、
ボート18の上下動，キャリア62の上下動及びハンドラー
70の移動により実施する。
を、酸素のない同一雰囲気に設定した後に、ゲートバル
ブ48をオープンとして、ボート18からキャリア62へのウ
エハ20の移送を実施する。このウエハ20の移送動作は、
ボート18の上下動，キャリア62の上下動及びハンドラー
70の移動により実施する。
第３のロードロックチャンバ44内部に配置されている
キャリア62へのウエハ20の移送が完了した後に、ゲート
バルブ48をクローズとし、この第３のロードロックチャ
ンバ44内部の圧力を大気圧に設定する。その後、ゲート
バルブ52をオープンとし、キャリア62の搬出を行う。以
上のような動作により、ゲート酸化膜の成膜工程の１バ
ッチ処理が終了することになる。
キャリア62へのウエハ20の移送が完了した後に、ゲート
バルブ48をクローズとし、この第３のロードロックチャ
ンバ44内部の圧力を大気圧に設定する。その後、ゲート
バルブ52をオープンとし、キャリア62の搬出を行う。以
上のような動作により、ゲート酸化膜の成膜工程の１バ
ッチ処理が終了することになる。
このように、本実施例によれば、プロセスチューブ10
に対してボート18をローディングした後に、本来の処理
を行うべき容器と同一のプロセスチューブ10内にて、予
めプラズマレスエッチング又は還元作用により、ウエハ
20上に形成されている自然酸化膜を除去することがで
き、プロセスチューブ10内部にての本来のゲート酸化膜
の緻密が膜厚コントロールを実現することが可能とな
る。
に対してボート18をローディングした後に、本来の処理
を行うべき容器と同一のプロセスチューブ10内にて、予
めプラズマレスエッチング又は還元作用により、ウエハ
20上に形成されている自然酸化膜を除去することがで
き、プロセスチューブ10内部にての本来のゲート酸化膜
の緻密が膜厚コントロールを実現することが可能とな
る。
尚、本発明は上記入実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であ
る。
く、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であ
る。
本発明を実施するに際して、上記実施例のように本来
の処理を行うべきプロセスチューブ10を酸化膜の除去処
理容器として兼用する場合には、必ずしも上記実施例の
ようなロードロック方式を採用するものに限らない。し
かし、ウエハ20に形成される自然酸化膜を極力抑制する
ためには、上記のようなロードロック方式を併せて採用
するものが好ましい。この際、設置面積等の要請により
第２図に示すような構成を採用できない場合には、第４
図に示すようなロードロック方式を採用することもでき
る。同図によれば、第３のロードロックチャンバ44を設
けず、第２のロードロックチャンバ42を、第１のロード
ロックチャンバ40に対するウエハ20の搬入出用の予備室
として兼用したものである。このようにした場合、搬入
出経路が同一であるためスループットの低下は否めない
が、酸素を断った雰囲気にてウエハの搬入出動作を実現
できるため、自然酸化膜の生成を極力抑制することが可
能である。
の処理を行うべきプロセスチューブ10を酸化膜の除去処
理容器として兼用する場合には、必ずしも上記実施例の
ようなロードロック方式を採用するものに限らない。し
かし、ウエハ20に形成される自然酸化膜を極力抑制する
ためには、上記のようなロードロック方式を併せて採用
するものが好ましい。この際、設置面積等の要請により
第２図に示すような構成を採用できない場合には、第４
図に示すようなロードロック方式を採用することもでき
る。同図によれば、第３のロードロックチャンバ44を設
けず、第２のロードロックチャンバ42を、第１のロード
ロックチャンバ40に対するウエハ20の搬入出用の予備室
として兼用したものである。このようにした場合、搬入
出経路が同一であるためスループットの低下は否めない
が、酸素を断った雰囲気にてウエハの搬入出動作を実現
できるため、自然酸化膜の生成を極力抑制することが可
能である。
また、本発明は上記各実施例のように、必ずしも本来
の処理を実施するプロセスチューブ10を酸化膜の除去工
程を実施する容器と兼用するものに限らない。
の処理を実施するプロセスチューブ10を酸化膜の除去工
程を実施する容器と兼用するものに限らない。
第５図は、本来の処理容器以外の他の容器にて予め酸
化膜を除去する実施例の概略断面図である。
化膜を除去する実施例の概略断面図である。
同図に示すように、第１のロードロックチャンバ40に
は、プロセスチューブ10a,ガス導入管12a,ヒータ14a,排
気管16a,シャッタ28a等で構成される縦型酸化炉と、プ
ロセスチューブ10b,ガス導入管12b,ヒータ14b,排気管16
b,シャッタ28bで等構成される縦型クリーニング装置と
を連結している。
は、プロセスチューブ10a,ガス導入管12a,ヒータ14a,排
気管16a,シャッタ28a等で構成される縦型酸化炉と、プ
ロセスチューブ10b,ガス導入管12b,ヒータ14b,排気管16
b,シャッタ28bで等構成される縦型クリーニング装置と
を連結している。
このような装置によれば、第1,第２のロードロックチ
ャンバ40,42間は、上述したハンドラー70によってウエ
ハ20をキャリア62よりボート18に向けて移送を行う。ボ
ート18を先ずプロセスチューブ10bにローディングし、
ここで自然酸化膜の除去を実施する。プロセスチューブ
10bよりアンローディングした後は、ボート18をプロセ
スチューブ10aに下方まで図示しないボートハンドラー
によって移動させ、プロセスチューブ10aにローディン
グし、本来の成膜処理を実施する。その後は、上記実施
例と同様にボート18のアンローディング，ウエハ18の移
送およびキャリア62の搬出によって１バッチ処理が終了
することになる。
ャンバ40,42間は、上述したハンドラー70によってウエ
ハ20をキャリア62よりボート18に向けて移送を行う。ボ
ート18を先ずプロセスチューブ10bにローディングし、
ここで自然酸化膜の除去を実施する。プロセスチューブ
10bよりアンローディングした後は、ボート18をプロセ
スチューブ10aに下方まで図示しないボートハンドラー
によって移動させ、プロセスチューブ10aにローディン
グし、本来の成膜処理を実施する。その後は、上記実施
例と同様にボート18のアンローディング，ウエハ18の移
送およびキャリア62の搬出によって１バッチ処理が終了
することになる。
ここで、酸化膜の除去後のプロセスチューブ10aに対
するローディング動作を、酸素を断った雰囲気での第１
のロードロックチャンバ40を介して実施できるので、新
たな自然酸化膜が成膜工程前に付着することを防止でき
る。
するローディング動作を、酸素を断った雰囲気での第１
のロードロックチャンバ40を介して実施できるので、新
たな自然酸化膜が成膜工程前に付着することを防止でき
る。
なお、本発明は必ずしも酸化膜の成膜処理装置に適用
するものに限らず、他の成膜装置あるいは成膜以外の処
理装置について適用した場合にも、余分な自然酸化膜の
形成を除去できるため、歩留まりの向上を図ることが可
能となる。
するものに限らず、他の成膜装置あるいは成膜以外の処
理装置について適用した場合にも、余分な自然酸化膜の
形成を除去できるため、歩留まりの向上を図ることが可
能となる。
さらに、本発明は必ずしも上記実施例のような複数枚
の被処理体を一度に処理するバッチ処理装置に適用され
るものに限らず、枚葉式の処理装置についても同様の効
果を奏することができる。
の被処理体を一度に処理するバッチ処理装置に適用され
るものに限らず、枚葉式の処理装置についても同様の効
果を奏することができる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば被処理体の本来
の処理を実施する縦型処理容器、あるいはこれとロード
ロックチャンバを介して連結された他の容器にて、加熱
下でクリーニング用のガスを供給することで、被処理体
に形成されている自然酸化膜を、本来の処理工程実施前
にクリーニング用ガスの化学的作用により除去すること
ができる。従って、酸化膜の成膜処理装置にあっては素
子の高密度化に対応した緻密な膜厚コントロールが可能
となり、他の処理装置に適用した場合にも余分な自然酸
化膜を除去できることにより歩留まりの向上を図ること
が可能となる。
の処理を実施する縦型処理容器、あるいはこれとロード
ロックチャンバを介して連結された他の容器にて、加熱
下でクリーニング用のガスを供給することで、被処理体
に形成されている自然酸化膜を、本来の処理工程実施前
にクリーニング用ガスの化学的作用により除去すること
ができる。従って、酸化膜の成膜処理装置にあっては素
子の高密度化に対応した緻密な膜厚コントロールが可能
となり、他の処理装置に適用した場合にも余分な自然酸
化膜を除去できることにより歩留まりの向上を図ること
が可能となる。
第１図は、本発明方法を実施する縦型酸化炉一実施例を
示すの概略断面図、 第２図は、実施例装置に適用されたロードロック方式を
説明するための概略断面図、 第３図は、複数のロードロックチャンバに対するウエハ
の移送機構を説明するための平面図、 第４図は、ロードロック方式の変形例を説明するための
概略断面図、 第５図は、他の容器にて酸化膜除去を行う変形例を説明
するための概略断面図である。 10,10a……縦型処理容器 10b……他の容器、 12,12a,12b……ガス導入管、 14,14a,14b……ヒータ、 18……ボート、20……被処理体（ウエハ）、 26……ボートエレベータ、 40,42,44……ロードロックチャンバ、 46〜52……ゲートバルブ、 60,62……キャリア、70……ハンドラー。
示すの概略断面図、 第２図は、実施例装置に適用されたロードロック方式を
説明するための概略断面図、 第３図は、複数のロードロックチャンバに対するウエハ
の移送機構を説明するための平面図、 第４図は、ロードロック方式の変形例を説明するための
概略断面図、 第５図は、他の容器にて酸化膜除去を行う変形例を説明
するための概略断面図である。 10,10a……縦型処理容器 10b……他の容器、 12,12a,12b……ガス導入管、 14,14a,14b……ヒータ、 18……ボート、20……被処理体（ウエハ）、 26……ボートエレベータ、 40,42,44……ロードロックチャンバ、 46〜52……ゲートバルブ、 60,62……キャリア、70……ハンドラー。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−72131（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−294811（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−296510（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−283624（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−180933（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−390（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (4)
- 【請求項１】縦型処理装置の処理容器内に複数の被処理
体をローディングして減圧下で処理する処理方法であっ
て、 前記処理容器内にローディングした被処理体を加熱した
状態でクリーニング用のNF3からなるプラズマレスエッ
チングガスを供給し、該エッチングガスの化学反応によ
り、被処理体に形成された自然酸化膜の除去を約600℃
の温度で行う自然酸化膜除去工程と、 該自然酸化膜除去工程終了後に、前記処理容器内で前記
被処理体に所定の成膜プロセス温度で成膜する成膜工程
と、 からなることを特徴とする縦型処理装置における被処理
体の処理方法。 - 【請求項２】縦型処理装置の第１の処理容器及び第２の
処理容器内にそれぞれ複数の被処理体をローディングし
て減圧下で処理する処理方法であって、 前記第１の処理容器内にローディングした被処理体を加
熱した状態でクリーニング用のNF3からなるプラズマレ
スエッチングガスを供給し、該エッチングガスの化学反
応により、被処理体に形成された自然酸化膜の除去を約
600℃の温度で行う自然酸化膜除去工程と、 該自然酸化膜除去工程終了後に、前記第１の処理容器と
ロードロックチャンバーを介して連結された前記第２の
処理容器内に自然酸化膜を除去した前記被処理体を移送
して、前記第２の処理容器内で前記被処理体に所定の成
膜プロセス温度で成膜する成膜工程と、 からなることを特徴とする縦型処理装置における被処理
体の処理方法。 - 【請求項３】処理装置の処理容器内に一枚の被処理体を
ローディングして減圧下で処理する処理方法であって、 前記処理容器内にローディングした被処理体を加熱した
状態でクリーニング用のNF3からなるプラズマレスエッ
チングガスを供給し、該エッチングガスの化学反応によ
り、被処理体に形成された自然酸化膜の除去を約600℃
の温度で行う自然酸化膜除去工程と、 該自然酸化膜除去工程終了後に、前記処理容器内で前記
被処理体に所定の成膜プロセス温度で成膜する成膜工程
と、 からなることを特徴とする処理装置における被処理体の
処理方法。 - 【請求項４】処理装置の第１の処理容器及び第２の処理
容器内にそれぞれ一枚の被処理体をローディングして減
圧下で処理する処理方法であって、 前記第１の処理容器内にローディングした被処理体を加
熱した状態でクリーニング用のNF3からなるプラズマレ
スエッチングガスを供給し、該エッチングガスの化学反
応により、被処理体に形成された自然酸化膜の除去を約
600℃の温度で行う自然酸化膜除去工程と、 該自然酸化膜除去工程終了後に、前記第１の処理容器と
ロードロックチャンバーを介して連結された前記第２の
処理容器内に自然酸化膜を除去した前記被処理体を移送
して、前記第２の処理容器内で前記被処理体に所定の成
膜プロセス温度で成膜する成膜工程と、 からなることを特徴とする処理装置における被処理体の
処理方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1192172A JP2909481B2 (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 縦型処理装置における被処理体の処理方法 |
| KR1019900011345A KR0155158B1 (ko) | 1989-07-25 | 1990-07-25 | 종형 처리 장치 및 처리방법 |
| US07/729,836 US5217501A (en) | 1989-07-25 | 1991-07-12 | Vertical wafer heat treatment apparatus having dual load lock chambers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1192172A JP2909481B2 (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 縦型処理装置における被処理体の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0355840A JPH0355840A (ja) | 1991-03-11 |
| JP2909481B2 true JP2909481B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=16286881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1192172A Expired - Lifetime JP2909481B2 (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 縦型処理装置における被処理体の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2909481B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009124070A (ja) * | 2007-11-19 | 2009-06-04 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法および基板処理装置 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07101675B2 (ja) * | 1991-05-01 | 1995-11-01 | 国際電気株式会社 | 縦型拡散・ｃｖｄ装置 |
| JPH06177073A (ja) * | 1992-12-07 | 1994-06-24 | Nippon Ee S M Kk | エッチング装置 |
| US6415804B1 (en) * | 1999-12-23 | 2002-07-09 | Lam Research Corporation | Bowl for processing semiconductor wafers |
| JP4676586B2 (ja) * | 1999-12-28 | 2011-04-27 | 株式会社三共 | スロットマシンおよび記録媒体 |
| US6488778B1 (en) * | 2000-03-16 | 2002-12-03 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for controlling wafer environment between thermal clean and thermal processing |
| KR100443121B1 (ko) * | 2001-11-29 | 2004-08-04 | 삼성전자주식회사 | 반도체 공정의 수행 방법 및 반도체 공정 장치 |
| DE102004024207B4 (de) * | 2004-05-10 | 2016-03-24 | Ihp Gmbh - Innovations For High Performance Microelectronics / Leibniz-Institut Für Innovative Mikroelektronik | Verfahren und Vorrichtung zur Niedertemperaturepitaxie auf einer Vielzahl von Halbleitersubstraten |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61294811A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体結晶製造装置 |
| JPS6272131A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-02 | Sony Corp | 気相反応方法及びその方法の実施に直接使用する気相反応装置 |
| JPS62180933U (ja) * | 1986-05-09 | 1987-11-17 |
-
1989
- 1989-07-25 JP JP1192172A patent/JP2909481B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009124070A (ja) * | 2007-11-19 | 2009-06-04 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法および基板処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0355840A (ja) | 1991-03-11 |
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