JP3153138B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP3153138B2 JP32961496A JP32961496A JP3153138B2 JP 3153138 B2 JP3153138 B2 JP 3153138B2 JP 32961496 A JP32961496 A JP 32961496A JP 32961496 A JP32961496 A JP 32961496A JP 3153138 B2 JP3153138 B2 JP 3153138B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、特に反応室内に各種プロセスガスを供給するガ
ス供給機構を用いた半導体装置の製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】半導体装置を製造する工程では、プロセ
スガスを用いる各種の工程が行われている。その一つに
例えばCVD(chemical vapor deposition) 工程があ
る。このCVD工程は、ウエハの表面に化学反応によっ
て薄膜を生成させる工程であり、ウエハを収納した反応
室の内部に、薄膜材料を構成する元素からなるプロセス
ガスと、不活性ガス等からなるキャリアガスを供給して
行われる。
【0003】上記の半導体製造工程では、他の半導体製
造工程と同様に、用いる製造装置の反応室内は所定の清
浄度が要求される。このため、反応室の内部を上記不活
性ガスで常に満たし、大気の侵入を極力抑えている。ま
た、反応室への製品の搬入及び搬出の際には、不活性ガ
スを反応室に供給しながらフロントドアを開け、製品の
搬送及び搬出を行っている。
【0004】上記のような反応室へのガスの供給操作
は、各半導体製造工程に用いられる製造装置に付随する
ガス供給機構によって行われている。上記ガス供給機構
は、プロセスガスラインと、圧力ゲージラインとを有し
ている。それぞれのラインは、製造装置の反応室に接続
されている。上記プロセスガスラインは、反応室の内部
にプロセスガスを供給するための配管であり、プロセス
ガスの流量制御手段が設けられている。そして、このプ
ロセスガスラインには、流量制御手段を設けた不活性ガ
スラインが接続されている。また、上記圧力ゲージライ
ンは、反応室の内部のガス圧力を測定するための配管で
あり、内部に圧力ゲージが配設されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のガス供
給機構を用いた製造装置による製造方法では、以下のよ
うな問題があった。すなわち、反応室への製品の搬入及
び搬出の際には、プロセスガスラインに接続された不活
性ガスラインから、所定流量の不活性ガスを反応室に流
し込んでいる。したがって、製品と共に反応室に取り込
まれた大気は、プロセスガスラインに入り込むことはな
い。しかし、圧力ゲージラインの内部は、反応室の内部
と同じ雰囲気に保たれているので、上記大気は、反応室
から圧力ゲージラインの内部に拡散する。そして、大気
中の水分が圧力ゲージラインの内壁に吸着する。このう
ちCVD工程でも高温処理を行う場合には、反応室の温
度と比較して圧力ゲージラインの温度は低くなっている
ために、水分が吸着し易い。吸着した水分は、製品の搬
人の後に反応室内の排気を行っても除去されずに残って
しまう。特に、圧力ゲージラインは、フレキシブルチュ
ーブで形成されているために、吸着物が除去されにくい
構造になっている。
【0006】そして、上記の様な状態でCVD等の工程
を行うと、圧力ゲージラインの内壁に吸着した水分がプ
ロセスガスと反応して、反応生成物が生成され、この反
応生成物が圧力ゲージラインの内壁に堆積する。この堆
積物は、フロントドアの開閉を繰り返す毎に蓄積され、
ついにはパーティクルとなって反応室の内部に拡散す
る。拡散したパーティクルは、装置自体を汚染するばか
りでなく、処理を行うウエハ等の製品に付着し、歩留り
低下の原因となっている。
【0007】そこで本発明は、上記の課題を解決する為
なされた半導体の製造方法であって、斯かる製造方法に
よりプロセスガスを用いて行われる製造工程での製品歩
留りの向上を目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の製造方
法は、反応室内にプロセスガスを供給する為のプロセス
ガスラインに連結する第1の不活性ガスラインから前記
反応室内へ不活性ガスを供給すると共に、前記反応室内
の圧力を測定する圧力ゲージに接続された圧力ゲージラ
インに連結する第2の不活性ガスラインから反応室内へ
不活性ガスを供給する工程と、前記第1及び第2の不活
性ガスラインから前記反応室内へ不活性ガスを供給して
いる状態で、フロントドアから前記反応室内へウエハを
搬入する工程と、前記反応室内にウエハを搬入した後、
前記フロントドアを開じ、前記第2の不活性ガスライン
から前記反応室への不活性ガスの供給を止める工程と、
前記第2の不活性ガスラインからの不活性ガスの供給を
止め、前記反応室と前記圧力ゲージラインの内部雰囲気
を同じ状態にした後、前記ウエハの処理及び前記反応室
内の圧力を測定する工程と、前記ウエハの処理後、前記
フロントドアを開き前記反応室から前記ウエハを搬出す
るに際し、前記第2の不活性ガスラインから前記反応室
内へ不活性ガスを供給する工程とからなることを特徴と
するものである。
【0009】
【作用】反応室内にプロセスガスを供給する為のプロセ
スガスラインに連結する第1の不活性ガスラインから前
記反応室内へ不活性ガスを供給すると共に、前記反応室
内の圧力を測定する圧力ゲージに接続された圧力ゲージ
ラインに連結する第2の不活性ガスラインから反応室内
へ不活性ガスを供給するので、圧力ゲージライン内は不
活性ガスでパージされる。そして反応室内のガス圧力に
対して圧力ゲージライン内のガス圧力は高く維持され
る。しかも前記第1及び第2の不活性ガスラインから前
記反応室内へ不活性ガスを供給している状態で、フロン
トドアから前記反応室内ヘウエハを搬入し、前記反応室
内にウエハを搬入した後、前記フロントドアを閉じて前
記第2の不活性ガスラインから前記反応室への不活性ガ
スの供給を止めれば、圧力ゲージライン内の大気侵入は
なく圧力ゲージライン内部のガス圧力は反応室内のガス
圧力と等しく保たれる。その上前記第2の不活性ガスラ
インからの不活性ガスの供給を止め、反応室と圧力ゲー
ジラインの内部雰囲気が同じ状態になるまで待った後、
前記ウエハの処理及び前記反応室内の圧力を測定し、か
つ前記ウエハの処理後、前記フロントドアを開き前記反
応室から前記ウエハを搬出するに際して前記第2の不活
性ガスラインから前記反応室内へ不活性ガスを供給する
ので、圧力ゲージライン内にパージされた不活性ガスが
反応室内へ流出して、圧力ゲージラインと反応室との内
部雰囲気が均衡した状態の下で、ガス圧の測定が行え、
反応室内のガス圧測定精度も高くなる。
【0010】
【実施例】以下に、横型CVD装置を用いた本発明の製
造方法を説明する。図1は、横型CVD装置の構成図で
ある。図中Aは、ウエハを収納する反応室であり、例え
ば円筒型の石英管等で形成されている。この反応室A
は、円筒型の先端が開放されており、この開放部が処理
を行うウエハの搬送口Bになっている。この搬送口Bに
は、開閉自在のフロントドアCが設けられている。そし
て、搬送口B付近の反応室Aの側面には、ガス供給機構
Dが接続されている。また、反応室Aの後端には、反応
室Aの内部を減圧するための真空系Eが接続されてい
る。
【0011】上記ガス供給機構Dのガス系統を説明す
る。ガス供給機構Dのガス系統は、プロセスガスライン
L1,L2と、圧力ゲージラインL3とを有している。
上記プロセスガスラインL1,L2には、リークライン
L11,L21と不活性ガスラインL12,L22,L
23が接続している。そして、上記プロセスガスライン
L1,L2と上記不活性ガスラインL12,L22,L
23には、それぞれマスフローコントローラとエアバル
ブが配置されている。また、上記リークラインL11,
L21は、それぞれエアバルブが配置されている。一
方、上記圧力ゲージラインL3には、圧力ゲージ30が
配置されると共に、不活性ガスラインL32が接続して
いる。この不活性ガスラインL32には、マスフローコ
ントローラとエアバルブが配置されている。
【0012】上記のように構成されたガス供給機構は、
各プロセスガスラインL1,L2では、マスフローコン
トローラによるエアバルブの開閉によって、所定流量の
プロセスガスが反応室Aに供給される。また、各不活性
ガスラインL12,L22,L23に配置されたマスフ
ローコントローラによるエアバルブの開閉によって、所
定流量の不活性ガスが各不活性ガスラインL12,L2
2,L23から各プロセスガスラインL1,L2を通っ
て、反応室Aに供給される。そして、それぞれのリーク
ラインL11,L21からは、名ラインの内部のガスを
リークさせることができる。一方、圧力ゲージラインL
3では、接続する不活性ガスラインのマスフローコント
ローラによってエアバルブの開閉を行うと、所定流量の
不活性ガスが、圧力ゲージラインL3から反応室Aに供
給される。
【0013】上記ガス供給機構の各ラインから反応室A
に供給するガスは、例えば、シリコンウエハの表面に窒
化膜を生成させるCVD工程を行う場合には、プロセス
ガスとしてアンモニア(NH3)と二塩化シラン(Si
2Cl2)を用い、キャリアガスとして窒素ガス
(N2)を用いる。この場合、プロセスガスラインL1
にNH3を、プロセスガスラインL2にSiH2Cl
2を、不活性ガスラインL12,L22,L23,L3
2にN2をそれぞれ配置する。
【0014】以下に、CVD工程におけるガス供給につ
いて説明する。先ず、不活性ガスで満たされた反応室A
の内部に処理を行うウエハを搬入する。この場合、プロ
セスガスラインL1,L2に接続された各不活性ガスラ
インL12,L23から反応室Aの内部に不活性ガスを
供給する。また、圧力ゲージラインL3に接続された不
活性ガスラインL32からも、反応室Aの内部に不活性
ガスを供給する。この状態でフロントドアCを開き、ウ
エハ(図示せず)を搬送口Bから反応室Aの内部に挿入
する。このとき反応室Aの内部には、大気が取り込まれ
る。しかし、上記工程では圧力ゲージラインL3に接続
された不活性ガスラインL32から反応室Aに不活性ガ
スが流れているので、圧力ゲージラインL3の内部は不
活性ガスでパージされると共に、反応室A内のガス圧力
に対して圧力ゲージラインL3内のガス圧力が高く保た
れる。このため、斯かる工程中には反応室Aに取り込ま
れた大気が、圧力ゲージラインL3の内部に入り込むこ
とはない。
【0015】次いで、フロントドアCを閉じ、これと同
時に各不活性ガスラインL12,L23,L32からの
不活性ガスの供給を止める。そして、真空系Eにより、
反応室Aの内部の真空引きを行い、ウエハの処理である
CVD工程を行う。真空引き及びCVD工程では、圧力
ゲージラインL3に接続された不活性ガスラインL32
からの不活性ガスの供給を止める。したがって、反応室
Aと圧力ゲージラインL3の内部雰囲気を同じ状態にし
た後、ウエハの処理及び反応室A内の圧力が測定される
ことになる。
【0016】つまり、反応室Aと圧力ゲージラインL3
の内部雰囲気が同じ状態になるまで待った後、ウエハの
処理及び反応室A内の圧力が測定されるので、圧力ゲー
ジラインL3内にパージされた不活性ガスが反応室A内
へ流出して、圧力ゲージラインL3と反応室Aとの内部
雰囲気が均衡した状態で、ガス圧の測定が行える。この
ため、この工程中圧力ゲージラインL3の内部雰囲気
が、反応室Aの内部雰囲気と同じ状態に保たれ、反応室
A内のガス圧力を、圧力ゲージ30によって精度良く測
定できる。
【0017】上記CVD工程が終了した後、引き続き真
空系Eで反応室Aの内部の真空引きを行いながら、再び
各不活性ガスラインL12,L23,L32から反応室
Aの内部に不活性ガスの供給を行う。これによって、反
応室Aの内部が不活性ガスで置換される。その後、真空
系Eをストップして、不活性ガスの供給を続け、反応室
Aの内部のガス圧力を大気圧に戻していく。そして、反
応室Aの内部の減圧状態が解消されたことを確認してフ
ロントドアCを開き、ウエハを搬送口Bから取り出す。
この時、反応室Aの内部には、大気が取り込まれるが、
各不活性ガスラインL12,L23,L32からは、引
き続き不活性ガスを流しているので、圧力ゲージライン
L3の内部に、大気が入り込むことはない。
【0018】その後、フロントドアCを開じ、反応室A
の内部を不活性ガスで置換した後、各不活性ガスライン
L12,L23,L32からの不活性ガスの供給を止
め、CVDの全工程を終了する。
【0019】
【発明の効果】以上の如く、本発明の半導体製造方法に
よれば、ウエハの搬入、搬出の各工程で、第2の不活性
ガスラインから不活性ガスを供給するので、圧力ゲージ
ライン内に大気が入り込むことがない。したがってCV
D工程等のプロセスガスを用いる半導体製造工程では、
反応室の内部で、大気中の水分が原因となるパーテイク
ルの発生が防止され、製品の歩留りの向上が期待され
る。さらに第2不活性ガスラインからの不活性ガスの供
給を止めた状態で、圧力ゲージにより圧力の測定をする
ので、反応室内と圧力ゲージラインの内部雰囲気が同じ
状態に保たれ、反応室内のガス圧力を精度よく測定でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法に供せられる横型減圧CVD
装置の構成図である。
【符号の説明】
A 反応室 L1,L2 プロセスガスライン L3 圧力ゲージライン L32 不活性ガスライン

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応室内にプロセスガスを供給する為の
    プロセスガスラインに連結する第1の不活性ガスライン
    から前記反応室内へ不活性ガスを供袷すると共に、前記
    反応室内の圧力を測定する圧力ゲージに接続された圧力
    ゲージラインに連結する第2の不活性ガスラインから反
    応室内へ不活性ガスを供給する工程と、 前記第1及び第2の不活性ガスラインから前記反応室内
    へ不活性ガスを供給している状態で、フロントドアから
    前記反応室内ヘウエハを搬入する工程と、 前記反応室内にウエハを搬入した後、前記フロントドア
    を閉じ、前記第2の不活性ガスラインから前記反応室へ
    の不活性ガスの供給を止める工程と、 前記第2の不活性ガスラインからの不活性ガスの供給を
    止め、前記反応室と前記圧力ゲージラインの内部雰囲気
    を同じ状態にした後、前記ウエハの処理及び前記反応室
    内の圧力を測定する工程と、 前記ウエハの処理後、前記フロントドアを開き前記反応
    室から前記ウエハを搬出するに際し、前記第2の不活性
    ガスラインから前記反応室内へ不活性ガスを供給する工
    程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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