JP7330134B2 - 半導体装置の製造方法と半導体製造装置 - Google Patents

Description

本開示は、半導体装置の製造方法と半導体製造装置に関する。

半導体装置の製造プロセスにおいて、半導体ウエハ（以下、ウエハと記す）に目的とする膜を成膜する方法として、ＣＶＤ（chemical vapor deposition、化学気相成長）法がある。

ＣＶＤ法によりウエハに膜を形成する半導体製造装置は、例えば特許文献１に開示されている。

特開平０７－０１４７７９号公報

ＣＶＤ法によりウエハに膜を形成すると、ウエハの表裏の他に、ウエハを保持する保持具や、保持具とウエハとの接触部分の近辺も、膜で覆われる。

ウエハを保持具から搬出する際に、保持具とウエハとの境界部分の膜が、突起としてウエハに付着する。ウエハの面上に突起があると、後工程において問題が起きる。例えば、デポジションの後のプロセスにおいて、写真製版時にウエハのフラットネスが阻害されデフォーカスによるパターン不具合が起こる、といった問題が起こる。

本開示は上記のような問題を解消するためのものであり、ＣＶＤ法によりウエハに膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる半導体装置の製造方法、およびＣＶＤ法によりウエハに膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる半導体装置の製造方法に適した製造装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様によれば、ウエハに対してＣＶＤ法により膜を形成するデポジション工程を複数回実行することでウエハに積層膜を形成する積層膜形成工程を備え、各デポジション工程においては、ウエハの片側の面の平面視における部分的な領域に保持具を接触させ保持した状態でＣＶＤ法により膜を形成し、積層膜形成工程において、複数回のデポジション工程のうちのあるデポジション工程とあるデポジション工程の次のデポジション工程と、の間に、保持具を接触させるウエハの片側の面の平面視における部分的な領域を変更し、複数回のデポジション工程のうちの最後を除く各デポジション工程と各デポジション工程の次のデポジション工程と、の間に、ウエハの面内方向の角度を変えることで保持具を接触させるウエハの片側の面の平面視における部分的な領域を変更する、半導体装置の製造方法、が、提供される。

また、本開示の別の一態様によれば、本開示の半導体装置の製造方法を行う半導体製造装置であって、オリエンテーションフラットまたはノッチをそれぞれが有する複数のウエハを、縦型反応炉内に、縦方向に複数のウエハそれぞれの面が向くように、縦方向に並べて保持し、ＣＶＤ法により複数のウエハに膜を形成する半導体製造装置であって、複数のウエハそれぞれの片側の面の平面視における部分的な領域に接して複数のウエハそれぞれを縦型反応炉内で保持する保持具と、保持具に複数のウエハそれぞれを移載するウエハ移載機と、を備え、保持具に保持される各複数のウエハの面内方向の角度をオリエンテーションフラットまたはノッチを基準として揃える揃え機構と、保持具に保持される各複数のウエハの面内方向の揃った角度を変更することのできる回転機構と、を備える、半導体製造装置、が、提供される。

また、本開示のさらに別の一態様によれば、本開示の半導体装置の製造方法を行う半導体製造装置であって、複数のウエハを、縦型反応炉内に、縦方向に複数のウエハそれぞれの面が向くように、縦方向に並べて保持し、ＣＶＤ法により複数のウエハに膜を形成する半導体製造装置であって、複数のウエハそれぞれの片側の面の平面視における部分的な領域に接して複数のウエハそれぞれを縦型反応炉内で保持する保持具と、保持具に複数のウエハを移載するウエハ移載機と、を備え、ウエハ移載機は複数のウエハをそれぞれ上に載せて運搬するウエハ積載部を備え、ウエハ積載部は複数のウエハを載せる面に凹部を有する、半導体製造装置、が、提供される。

本開示の半導体装置の製造方法は、一態様において、複数回のデポジション工程のうちのあるデポジション工程とあるデポジション工程の次のデポジション工程と、の間に、保持具を接触させるウエハの片側の面の平面視における部分的な領域を変更する。

また、本開示の半導体装置の製造方法は、別の一態様において、デポジション工程においては、ウエハの表面の平面視における部分的な領域に保持具を接触させ保持した状態でＣＶＤ法により膜を形成する。

これにより、ＣＶＤ法によりウエハに膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる半導体装置の製造方法が提供される。

本開示の半導体製造装置は、一態様において、保持具に保持される各複数のウエハの面内方向の揃った角度を変更することのできる回転機構を備える。

また、本開示の半導体製造装置は、別の一態様において、ウエハ積載部は複数のウエハを載せる面に凹部を有する。

これにより、ＣＶＤ法によりウエハに膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる半導体装置の製造方法に適した製造装置が提供される。

実施の形態１の半導体装置の製造方法を説明するための、ウエハの平面図である。 実施の形態１の半導体装置の製造方法を説明するための、ウエハの平面図である。 半導体加速度センサの平面図である。 半導体加速度センサの製造工程を示す断面図である。 半導体加速度センサの製造工程を示す断面図である。 半導体加速度センサの製造工程を示す断面図である。 縦型ＣＶＤ装置の主要構成を示す概略図である。 ウエハ移載機の動作を説明する断面図である。 ウエハ移載機の動作を説明する断面図である。 縦型ウエハボートを示す図である。 縦型ウエハボートのウエハ支持部の先端部を示す断面図である。 実施の形態１に係るウエハ積載部の平面図である。 縦型ウエハボートからウエハを取り出す際の、ウエハ積載部とウエハ支持部の位置関係を示す平面図である。 図１３のＸ－Ｘ線における断面図である。 ＣＶＤ法によりウエハにできる突起を説明する断面図である。 ＣＶＤ法によりウエハにできる突起を説明する断面図である。 実施の形態２に係るウエハ積載部の平面図である。

各実施の形態の説明の前に、各実施の形態に係る半導体装置の製造方法で製造する対象の半導体装置、もしくは、各実施の形態に係る半導体製造装置を用いて製造する対象の半導体装置、の例として、半導体加速度センサ１０００について説明する。

＜半導体加速度センサの構成＞
従来、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems、微小電気機械システム）と称され、半導体集積回路の製造プロセスを用いて製造された半導体加速度センサが広く用いられている。半導体加速度センサは、例えば特開２００８－１３９２８２号公報や国際公開第２００２／１０３８０８号公報などに開示されている。

図３は、半導体加速度センサ１０００の平面図、図６は図３のＧ－Ｇ線における断面図である。但し、図６はモールド樹脂を用いた最終パッケージングなどは行われていない状態を示す。

図３および図６に示されるように、半導体加速度センサ１０００は、シリコン基板１００上に第１絶縁膜２００が成膜された基板１０１と、下部電極３０と、第２絶縁膜９０と、第３絶縁膜４０と、可動構造体６０と、可動構造体６０Ｋと、封止部７０と、アルミニウム電極パッド部１３０と、を備える。

下部電極３０は第１絶縁膜２００上の選択的な位置に形成されている。下部電極３０は、例えばアルミニウム電極パッド部１３０と接続するための配線部を含む。

第２絶縁膜９０は、第１絶縁膜２００上の、下部電極３０が形成されていない部分に形成されており、第２絶縁膜９０と下部電極３０の上面は概ね同一平面となっている。

第３絶縁膜４０は、第２絶縁膜９０と、下部電極３０の一部とを覆い、配線部分を含む下部電極３０の表面を選択的に露出させている。

第３絶縁膜４０および下部電極３０の上側に、封止部７０、可動構造体６０、および可動構造体６０Ｋが形成されている。平面視において可動構造体６０は可動構造体６０Ｋの周囲を囲い、封止部７０は可動構造体６０のさらに周囲を囲っている。封止部７０は第３絶縁膜４０上に第３絶縁膜４０に接して形成されている。可動構造体６０および可動構造体６０Ｋは第３絶縁膜４０や下部電極３０とは接していない。また、面直方向に延び下部電極３０と接する軸２３０が、梁１４０と梁１４１を介して可動構造体６０および可動構造体６０Ｋを支えている。また、封止部７０上に接して、可動構造体６０および可動構造体６０Ｋを覆うように、ガラスキャップ８０が設けられている。

＜半導体加速度センサの製造方法＞
半導体加速度センサ１０００の製造方法について説明する。図３は、半導体加速度センサ１０００の平面図である。図４、図５、および図６は、半導体加速度センサ１０００の製造工程を順に示す、図３のＧ－Ｇ線における断面図である。

まず、ウエハであるシリコン基板１００上に第１絶縁膜２００を成膜して基板１０１とする。

次に、第１絶縁膜２００上の一部に、配線部を含む下部電極３０を形成する。

次に、第１絶縁膜２００上の、下部電極３０が形成されていない部分に第２絶縁膜９０を形成し、下部電極３０の上面と第２絶縁膜９０の上面とが概ね同一平面となるように加工する。

次に、下部電極３０と第２絶縁膜９０との上に窒化膜を形成し、当該窒化膜の一部に孔を設け、配線部を含む下部電極３０を選択的に露出させ、残った窒化膜を第３絶縁膜４０とする。

次に、下部電極３０および第３絶縁膜４０上に、犠牲膜５０を成膜する。ここまでの工程で、図４に示される状態が得られる。

次に、犠牲膜５０に、平面視で図３の軸２３０の位置に、下部電極３０まで貫通した孔部（以下、孔部２３０ａと呼ぶ）を設ける。その後、例えば多結晶シリコン等の導電性材料を用いた薄膜構造体６００を、縦型ＣＶＤ装置を用いてＣＶＤ法により積層膜として形成する。薄膜構造体６００は孔部２３０ａにも入り込んで形成される。ここまでの工程で、図５（ａ）に示される状態が得られる。図５（ａ）、図５（ｂ）、および図６は、例として、積層膜が４層の場合を示している。

次に、薄膜構造体６００を異方性エッチングにより加工する。その際、写真製版工程を実行する。写真製版工程では、ウエハの片側、つまり薄膜構造体６００が形成されている側の面に対して写真製版を行い、薄膜構造体６００上に開口を有するレジストマスクを形成する。その後、レジストマスクで覆われていない部分の薄膜構造体６００を除去する。これにより、薄膜構造体６００は、図５（ｂ）および図３に示されるように、封止部７０、可動構造体６０、および可動構造体６０Ｋとなる。

続いて、アルミニウムを材料として膜を形成した後、パターニングして、電位を取り出すアルミニウム電極パッド部１３０を形成する（平面図は図３、断面図には図示なし）。アルミニウム電極パッド部１３０は図３にあるように所定の間隔をおいて複数配置されている。

次に、犠牲膜５０を例えば主として弗酸によるウエットエッチングにより除去し乾燥させる。これにより、可動構造体６０および可動構造体６０Ｋのうち犠牲膜５０上に位置していた部分が浮遊部となる。薄膜構造体６００のうち孔部２３０ａに入り込んで形成されていた部分が、軸２３０となり、梁１４０と梁１４１を介して可動構造体６０および可動構造体６０Ｋを支える。また、可動構造体６０および可動構造体６０Ｋは梁１４０と梁１４１を介して支えられることで、加速度が加えられるなどすると慣性力により半導体加速度センサ１０００に対し相対的に動くようになる。半導体加速度センサ１０００はこの動きを検出する。

犠牲膜５０を除去して可動構造体６０および可動構造体６０Ｋを可動状態にした後、可動構造体６０および可動構造体６０Ｋを平面視で取り囲んでいる封止部７０の上にガラスキャップ８０を被せ接合して可動構造体６０および可動構造体６０Ｋを保護する。これでウエハレベルのパッケージが完成し、図６に示される状態が得られる。

その後、チップごとへの切り分けや、モールド樹脂を用いた最終パッケージングなどを実施する。

＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ－１．半導体製造装置の構成＞
図７は本実施の形態に係る半導体製造装置としての縦型ＣＶＤ装置２０００の主要な構成を示す。

縦型ＣＶＤ装置２０００は、縦型反応炉１２０と、ヒーター９と、ガス導入部７と、ポンプ８と、搬送ロボット６と、保持具としての縦型ウエハボート１５と、を備える。

縦型反応炉１２０は、それぞれ石英製等でできた外管１０と内管１１を備え、外管１０と内管１１の二重構造になっている。

ヒーター９は縦型反応炉１２０の周りに設置されており、縦型反応炉１２０内で保持されたウエハ１を加熱する。

ガス導入部７とポンプ８は縦型反応炉１２０の下側に配置されている。ガス導入部７は縦型反応炉１２０内にＣＶＤ法に必要なガスを導入し、ポンプ８は縦型反応炉１２０内に注入されたガスやＣＶＤ法により発生したガスを排気する。

搬送ロボット６はウエハ移載機１４を備える。ウエハ移載機１４はウエハ積載部１４ａ（フォーク）を備える。搬送ロボット６は、縦型ＣＶＤ装置２０００に含まれない収納具に収納されている複数のウエハ１を、収納具から、縦型ウエハボート１５に移載し並べる。その際、ウエハ積載部１４ａはウエハ１を載せた状態で縦型ウエハボート１５に挿入された後、下に動かされることでウエハ支持部５上にウエハ１を載せ、その後、縦型ウエハボート１５から引き出される。その際のウエハ積載部１４ａの動きが図８および図９の矢印に示されている。

縦型ウエハボート１５は、図１０に示されるように、縦方向から見て４箇所のウエハ支持部５を有している。以下、４箇所のウエハ支持部５を区別する際は、４箇所のウエハ支持部５をそれぞれウエハ支持部５Ａ、ウエハ支持部５Ｂ、ウエハ支持部５Ｃ、ウエハ支持部５Ｄと呼ぶ。縦型ウエハボート１５の材料は、例えば石英や炭化ケイ素である。縦型ウエハボート１５は、図７の矢印の方向に動くことで、縦型反応炉１２０内に挿入され、また、縦型反応炉１２０内から外に出される。縦型ウエハボート１５は、複数のウエハ１を、縦方向に複数のウエハ１それぞれの面が向くように、縦方向に並べて保持する。縦型ウエハボート１５は、縦型反応炉１２０の外で、ウエハ移載機１４により複数のウエハ１を並べられた後、縦型反応炉１２０内に挿入され、縦型反応炉１２０内で複数のウエハ１を保持する。図１１に示すように、縦型ウエハボート１５のウエハ支持部５の先端部５Ｅの角は面取りされ曲面になっている。

図１２は、ウエハ移載機１４のウエハ１を積載する部分であるウエハ積載部１４ａの形状を示す平面図である。ウエハ積載部１４ａは例えばアルミナ製である。図１２に示されるように、ウエハ積載部１４ａは長方形状の平板の形状を有している。

縦型ウエハボート１５からウエハ１を取り出す際の、ウエハ積載部１４ａとウエハ支持部５Ａ～５Ｄの位置関係を図１３に、図１３のＸ－Ｘ線での断面を図１４に示す。直径１２５ｍｍの５インチウエハ処理用の場合、ウエハ積載部１４ａの幅は例えば７０ｍｍ程度である。ウエハ直径部に近いウエハ支持部５Ａ，５Ｂはウエハ支持部５Ｃ，５Ｄと比べウエハ積載部１４ａから離れている。

ウエハ１は、平面視における円周の一部に、オリエンテーションフラットと呼ばれる直線部分、またはノッチと呼ばれる切れ込みを有する。縦型ＣＶＤ装置２０００は、縦型ウエハボート１５に保持される複数のウエハ１の面内方向の角度をウエハ１のオリエンテーションフラットまたはノッチを基準として揃える揃え機構と、縦型ウエハボート１５に保持される各複数のウエハ１の面内方向の揃った角度を変更することのできる回転機構と、を備える。回転機構は、揃え機構により面内方向の角度を揃えられ縦型ウエハボート１５に保持された複数のウエハ１を、揃え機構により揃えられた複数のウエハ１の面内方向の角度を０°として、例えば、１４０°、１８０°、２２０°の角度に、望ましくは任意の角度に回転することができる。

揃え機構と回転機構とは、例えばウエハ１の収納具と搬送具の組み合わせにより実現できる。収納具は例えば縦型ウエハボート１５であり搬送具は例えばウエハ移載機１４であるとして揃え機構と回転機構を説明するが、収納具や搬送具は縦型ウエハボート１５やウエハ移載機１４と別の構成要素であってよい。１つまたは複数のウエハ１に対し、縦型ウエハボート１５にウエハ１を載せる際と縦型ウエハボート１５からウエハ１を取り出す際のウエハ積載部１４ａとウエハ１との面内方向の角度を変えることで、ウエハ１を１つずつまたは複数同時に回転することができる。また、例えばウエハ移載機１４がオリエンテーションフラットまたはノッチを認識するためのセンサを備えることで、ウエハ１の面内方向の角度をオリエンテーションフラットまたはノッチを基準として揃えることができる。収納具が縦型ウエハボート１５でない場合、収納具に収納されるウエハ１の面内方向の角度を調整した後に、各ウエハ１をウエハ移載機１４で縦型ウエハボート１５に移載することで、揃え機構と回転機構が実現される。

なお、揃え機構を実現する構成要素が揃えることのできる、縦型ウエハボート１５に保持される複数のウエハ１の面内方向の角度が複数あることにより、回転機構と揃え機構が同じ構成要素により実現されてもよい。また、揃え機構を実現する構成要素が揃えることのできる、縦型ウエハボート１５に保持される複数のウエハ１の面内方向の角度は１つで、回転機構は揃え機構とは独立した構成要素により実現されていてもよい。

＜Ａ－２．半導体製造装置の製造方法＞
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は例えば＜半導体加速度センサの製造方法＞で説明した半導体加速度センサ１０００の製造方法である。

以下の説明では、縦型ＣＶＤ装置２０００を用いた、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。また、以下では、ウエハ１はオリエンテーションフラットを有するとする。

まず、ＣＶＤ法でウエハ１に膜を形成する際に起こり得る問題について説明する。

縦型ＣＶＤ装置２０００を用い、ＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成すると、図１６に示されるように、処理後にはウエハ１の表裏の他に、ウエハ支持部５とウエハ１の接触部やその近辺も、デポジションにより形成された膜１２で覆われる。

例えば半導体加速度センサ１０００の可動構造体６０，６０Ｋを形成する際は、膜厚を厚く形成する（例えば１回のデポジションで１μｍ以上の厚さの膜を形成する）ため、それに伴い処理後のウエハ支持部５とウエハ１の接触部やその近辺も、厚い膜１２が固着し覆われることになる。

ウエハ支持部５の先端部５Ｅは図１１に示されるように面取りされているため、デポジション後は、図１６に示されるように、ウエハ支持部５の先端箇所にウエハ１と固着した多結晶シリコンのデポ溜り１２Ｐが生じる。膜１２のデポ溜り１２Ｐの部分は膜１２の他の部分よりも厚い。１回のデポジション工程で形成する膜厚が厚いと、デポ溜り１２Ｐも厚くなる。

ウエハ１の裏面を下にしてＣＶＤ法により膜を形成すると、ウエハ移載機１４でウエハ１を縦型ウエハボート１５から搬出する際に、固着したデポ溜り１２Ｐの一部がウエハ１の裏面側に付着し、図１５に示されるように部分的な突起１２Ｔとなる。デポ溜り１２Ｐが厚いと、突起１２Ｔは高くなる。

なお、ここで、ウエハ１の裏面とは、ウエハ１における半導体装置の主要素子構造が形成される側の面を表面とした場合の、表面とは反対側の面である。半導体加速度センサ１０００の場合は、シリコン基板１００の、第１絶縁膜２００とは逆の面が裏面である。以下では、ウエハ１の裏面を下にしてＣＶＤ法により膜を形成するとして説明する。

図１３に示されるように、縦型ウエハボート１５からウエハ積載部１４ａでウエハ１を搬出する際、ウエハ支持部５のうち、ウエハ支持部５Ａ,５Ｂはウエハ支持部５Ｃ,５Ｄと比べウエハ積載部１４ａから離れている。ウエハ積載部１４ａでウエハ１を搬出する際に、ウエハ積載部１４ａと近接していないウエハ支持部５Ａ,５Ｂでは、ウエハ支持部５Ｃ,５Ｄ近辺よりウエハが撓りやすく、ウエハ１に突起１２Ｔができやすい。

例えば、多結晶シリコン膜を半導体加速度センサ１０００の可動構造体６０、および可動構造体６０Ｋとして適正に機能させるために、ＣＶＤ法により多結晶シリコン膜を厚く形成する。ＣＶＤ法で一度に厚い膜を形成すると、ウエハ１と縦型ウエハボート１５とが固着し、ウエハ１と縦型ウエハボート１５が損傷する。ウエハ１と縦型ウエハボート１５双方の損傷を避けるため、ＣＶＤ法で厚い膜を形成するためには、所望の膜厚を得るために、デポジションを複数回繰り返して多結晶シリコン膜の積層により構造体を形成する。

デポジションを複数回繰り返す際、デポジション処理時にウエハ１を同じ向きで処理を行うと、ウエハ１の裏面にできる突起１２Ｔの付着する箇所も概ね同じ様な箇所に集中するのに加え、積層プロセスにおいては、積層化に伴いさらに突起も大きくなって突起が高くなる。そのため、例えば、ＣＶＤ法を実行した後の写真製版の工程において、ウエハ１のフラットネスが阻害され、裏面突起周辺のウエハ表側でデフォーカスによるパターン不具合が起きるなどの問題がある。

そこで、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、ＣＶＤ法で膜を形成する工程を、以下に説明する積層膜形成工程として実行する。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法が半導体加速度センサ１０００の製造方法である場合には、薄膜構造体６００をＣＶＤ法により積層膜として形成する工程が、積層膜形成工程となる。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法の積層膜形成工程では、ウエハ１に対してＣＶＤ法により膜を形成するデポジション工程を複数回実行することで前記ウエハに積層膜を形成する。その際、縦型ＣＶＤ装置２０００を用いて積層膜を形成する際の各層を形成するデポジション工程で、ウエハ１のオリエンテーションフラットの位置を縦型ウエハボート１５に対して各層とも異なる位置にセッティングする。つまり、各デポジション工程においては、ウエハ１の裏面、つまり片側の面の平面視における部分的な領域に縦型ウエハボート１５を接触させ保持した状態でＣＶＤ法により膜を形成するが、複数回のデポジション工程のうちの最後を除く各デポジション工程と当該各デポジション工程の次のデポジション工程と、の間に、ウエハ１を回転させ、縦型ウエハボート１５が接触するウエハ１の片側の面の平面視における部分的な領域を変更する。これにより、縦型ウエハボート１５のウエハ支持部５が接した跡にできる突起１２Ｔの位置が重複しないようになる。

図１は、例えば半導体加速度センサ１０００の薄膜構造体６００を、縦型ＣＶＤ装置２０００を用いて多結晶シリコン膜を４層積層した積層膜として形成する際の各層のデポジション工程において、縦型ウエハボート１５のウエハ支持部５が接触する、ウエハ１の裏面の平面視における部分的な領域の位置構成を示す平面図である。図２は縦型ウエハボート１５のウエハ支持部５が接触するウエハ１の裏面の平面視における部分的な領域の位置構成を、各層のデポジション工程に対し個別に示した平面図である（図２（ａ）～図２（ｄ）はそれぞれ１層目～４層目に該当する）。但し、図１および図２は、ウエハ１を表面側から見た場合の図である。

図２に示した例で説明すると、図２（ａ）は多結晶シリコン膜の１層目、図２（ｂ）は２層目、図２（ｃ）は３層目、図２（ｄ）は４層目、のデポジション工程でのウエハ支持部５の位置を表しており、４箇所のウエハ支持部５であるのウエハ支持部５Ａ～５Ｄの、ウエハ１の裏面上の該当箇所が、１ａ～１ｄ、２ａ～２ｄ、３ａ～３ｄ、４ａ～４ｄで示されている。

積層膜のまず１層目を形成する際のデポジション工程では、図２（ａ）のように、ウエハ支持部５Ｃ，５Ｄの間にウエハ１のオリエンテーションフラットが来るような位置にウエハ１をセットする（これをオリエンテーションフラット位置０°とする。）。この位置でデポジション工程を行うと、デポジション工程完了後のウエハ１取り出し時に裏面に突起１２Ｔが発生するのは、ウエハ１裏面の１ａ～１ｄの箇所となる。

次に、積層膜の２層目を形成する際のデポジション工程では、図２（ｂ）のように、１層目に対してウエハ１を１８０°回転させ、オリエンテーションフラットの位置が反転した位置でデポジションする。つまり、オリエンテーションフラット位置を１８０°とする。２層目のデポジション工程完了後のウエハ取り出し時にウエハ裏面に突起１２Ｔが発生するのはウエハ１裏面の２ａ～２ｄの箇所となる。

続いて３層目を形成する際のデポジション工程では、図２（ｃ）のように、ウエハ１を、２層目のデポジション工程の位置から、表面からみて時計回りに例えば４０°回転させた位置とする。３層目のデポジション工程完了後のウエハ取り出し時にウエハ裏面に突起１２Ｔが発生するのはウエハ１裏面の３ａ～３ｄの箇所となる。

４層目を形成する際のデポジション工程では、図２（ｄ）のように、ウエハ１を、２層目のデポジション工程の位置から、表面からみて反時計回りに例えば４０°回転させた位置とする。４層目のデポジション工程完了後のウエハ取り出し時にウエハ裏面に突起１２Ｔが発生するのはウエハ１裏面の４ａ～４ｄの箇所となる。

各層形成時に縦型ウエハボート１５に保持されるウエハ１の面内方向の角度の設定や変更は、縦型ＣＶＤ装置２０００の揃え機構および回転機構により行われる。たとえば、予め収納具に収納されているウエハ１のオリエンテーションフラットの位置合わせをしてから、ウエハ移載機１４で縦型ウエハボート１５に移送する。

上記のように１層目から４層目までを形成するそれぞれのデポジション工程でウエハ支持部５それぞれがウエハ１の裏面に接する箇所（１a～１ｄ、２ａ～２ｄ、３ａ～３ｄ、４ａ～４ｄ）を重ね合わせたものが図１に示されている。

以上説明したように、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、積層膜形成工程の複数回のデポジション工程のうちの最後を除く各デポジション工程と当該各デポジション工程の次のデポジション工程と、の間に、ウエハ１を回転させ、縦型ウエハボート１５を接触させるウエハ１の裏面、つまり片側の面の平面視における部分的な領域を変更する。これにより、裏面の突起１２Ｔの発生する箇所１a～１ｄ、２ａ～２ｄ、３ａ～３ｄ、４ａ～４ｄが重複せず、突起が低くなり、ＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる。

縦型ＣＶＤ装置２０００は、揃え機構と、回転機構と、を備えている。そのため、縦型ＣＶＤ装置２０００は、最後を除く各デポジション工程と当該各デポジション工程の次のデポジション工程と、の間に、ウエハ１を回転させ、縦型ウエハボート１５を接触させるウエハ１の片側の面の平面視における部分的な領域を変更する本実施の形態の半導体装置の製造方法、に適した製造装置である。

上記の説明では、各層を形成するデポジション工程でのウエハ１のオリエンテーションフラット位置を０°、１８０°、１８０°±４０°の組み合わせとしたが、その他これ以外の角度の組み合わせであってもよい。

また、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、複数回のデポジション工程のうち少なくとも１度、ウエハ１のオリエンテーションフラットの位置を縦型ウエハボート１５に対して変更するものでもよい。つまり、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、積層膜を形成する積層膜形成工程において、複数回のデポジション工程のうちのあるデポジション工程と当該ある前記デポジション工程の次のデポジション工程と、の間に、ウエハ１を回転させ、縦型ウエハボート１５を接触させるウエハ１の片側の面の平面視における部分的な領域を変更するものでもよい。これによっても、裏面の突起１２Ｔの発生する箇所が分散され、毎回同じ位置にウエハ１をセットした状態で同一箇所に集中的に発生する裏面突起に比べ、突起を小さくすることができる。積層膜形成工程においてできる突起が低くなることで、ＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる。例えば、写真製版工程でのデフォーカスを抑制できる。

縦型ＣＶＤ装置２０００は、揃え機構と、回転機構と、を備えている。そのため、縦型ＣＶＤ装置２０００は、あるデポジション工程と当該ある前記デポジション工程の次のデポジション工程と、の間に、ウエハ１を回転させ、縦型ウエハボート１５を接触させるウエハ１の片側の面の平面視における部分的な領域を変更する本実施の形態の半導体装置の製造方法、に適した製造装置である。

＜Ａ－３．効果＞
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、積層膜を形成する積層膜形成工程において、複数回のデポジション工程のうちのあるデポジション工程と当該ある前記デポジション工程の次のデポジション工程と、の間に、縦型ウエハボート１５を接触させるウエハ１の片側の面の平面視における部分的な領域を変更する。これにより、ＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、積層膜形成工程の複数回のデポジション工程のうちの最後を除く各デポジション工程と当該各デポジション工程の次のデポジション工程と、の間に、ウエハ１を回転させ、縦型ウエハボート１５を接触させるウエハ１の片側の面の平面視における部分的な領域を変更する。これにより、ＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる。

縦型ＣＶＤ装置２０００は、揃え機構と、回転機構と、を備えていることにより、ＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる本実施の形態の半導体装置の製造方法に適した製造装置である。

＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ－１．半導体製造装置の構成＞
本実施の形態に係る半導体製造装置としての縦型ＣＶＤ装置（以下、これを縦型ＣＶＤ装置２０００ｂとする）について説明する。縦型ＣＶＤ装置２０００ｂは、縦型ＣＶＤ装置２０００と比べ、ウエハ移載機１４がウエハ積載部１４ａの代わりにウエハ積載部１４ｂを備える点が異なる。ウエハ積載部１４ｂは板状でありウエハ１を上に載せて運搬するという点ではウエハ積載部１４ａと同じであるが、ウエハ積載部１４ｂは、図１７に示されるようにウエハ１を載せる面に凹部１４００を有するという点がウエハ積載部１４ａと異なる。また、縦型ＣＶＤ装置２０００ｂは、揃え機構と回転機構とを備えていなくてもよい。縦型ＣＶＤ装置２０００ｂは、揃え機構と回転機構とを備えていなくてもよいことと、ウエハ積載部１４ａの代わりにウエハ積載部１４ｂを備えることを除けば、縦型ＣＶＤ装置２０００と同じ構成である。

ウエハ積載部１４ｂの凹部１４００は、ウエハ１の表面上の回路や素子が形成される領域に対応する部分に設けられる。ウエハ積載部１４ｂは、表面を下にしてウエハ１を縦型ウエハボート１５で保持するために、回路や素子が形成されている表面を下にしてウエハ１をウエハ積載部１４ｂに載せても、ウエハ積載部１４ｂがウエハ１の表面に形成されている回路や素子と接触せず、回路や素子を傷つけることが無い。

＜Ｂ－２．半導体装置の製造方法＞
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法はウエハ１に対してＣＶＤ法により膜を形成するデポジション工程を備える。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、デポジション工程を１度だけ行う場合も含む。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法で製造される半導体装置は、例えば、半導体加速度センサ１０００である。また、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は例えば＜半導体加速度センサの製造方法＞の項目で説明した、半導体加速度センサ１０００の製造方法である。

本実施の形態２に係る半導体装置の製造方法では、デポジション工程においては、ウエハ１の表面の平面視における部分的な領域に保持具を接触させ保持した状態でＣＶＤ法により膜を形成する。つまり、縦型ＣＶＤ装置２０００ｂの縦型ウエハボート１５に、表面を下に向けた状態でウエハ１を並べる。

実施の形態２に係る半導体装置の製造方法では、デポジション工程で膜を形成した後のウエハ１搬出時に発生する、ウエハ１とウエハ支持部５の固着によりできる突起１２Ｔはウエハ１の表面で発生する。そのため、ウエハ１の裏面側の平坦性は突起１２Ｔに影響されない。ウエハ１の表面の突起自体は、ウエハ支持部５で支持する箇所近辺をあらかじめ無効領域としていれば問題にならない。また、ウエハ１の加工においては主要素子構造が形成される表面を上として処理を行うことが多いため、ウエハ１の裏面側には突起の発生が無くなることで、ＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成する際にできる突起によって後工程で起きる問題を抑制できる。例えば、表面を上にしてＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成すると、ウエハ１の裏面の突起により写真製版工程でデフォーカスが起きる、という問題が起きない。

縦型ＣＶＤ装置２０００ｂにおいて、ウエハ積載部１４ｂは、ウエハ１を載せる面に凹部１４００を有している。そのため、縦型ＣＶＤ装置２０００ｂは、ウエハ１の表面の平面視における部分的な領域に保持具を接触させ保持した状態でＣＶＤ法により膜を形成する本実施の形態の半導体装置の製造方法に適した製造装置である。

なお、ウエハ１が縦型ウエハボート１５に保持される際のウエハ１の表裏を設定する手段としては、縦型ＣＶＤ装置２０００ｂの例えば導入部に設置するウエハ１の収納具内のウエハ１の向きを設定する、または収納具内にウエハ１が向きを揃えて収容されている状態で、ウエハ１の表裏が所望の向きになるように収納具自体の向きを設定して縦型ＣＶＤ装置２０００ｂの導入部に設置する、等が挙げられる。

＜Ｂ－３．効果＞
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法のデポジション工程においては、ウエハ１の表面の平面視における部分的な領域に保持具を接触させ保持した状態でＣＶＤ法により膜を形成する。これにより、ＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる。

縦型ＣＶＤ装置２０００ｂにおいて、ウエハ積載部１４ｂは、ウエハ１を載せる面に凹部１４００を有していることにより、ＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる本実施の形態の半導体装置の製造方法に適した製造装置である。

＜Ｃ．実施の形態３＞
本実施の形態に係る半導体製造装置としての縦型ＣＶＤ装置（以下、これを縦型ＣＶＤ装置２０００ｃとする）は、縦型ＣＶＤ装置２０００と比べ、ウエハ移載機１４がウエハ積載部１４ａの代わりにウエハ積載部１４ｂを備える点が異なる。ウエハ積載部１４ｂは、実施の形態２で説明したように、ウエハ１を載せる面に凹部１４００を有する。縦型ＣＶＤ装置２０００ｃは、ウエハ積載部１４ａの代わりにウエハ積載部１４ｂを備えることを除けば、縦型ＣＶＤ装置２０００と同じ構成である。縦型ＣＶＤ装置２０００ｃは、実施の形態２に係る縦型ＣＶＤ装置２０００ｂとは異なり、揃え機構と回転機構とを備える。

本実施の形態３に係る半導体装置の製造方法は、本実施の形態１に係る半導体装置の製造方法と比べ、積層膜形成工程の各デポジション工程を、実施の形態２の場合と同様にウエハ１の裏面を上にして、つまりウエハ１の表面の平面視における部分的な領域に縦型ウエハボート１５を接触させ保持した状態で実施する点が異なる。本実施の形態３に係る半導体装置の製造方法は、例えば＜半導体加速度センサの製造方法＞の項目で説明した半導体加速度センサ１０００の製造方法である。

実施の形態２では、ウエハ裏面の突起によって写真製版工程でデフォーカスが起きるという問題は改善するが、ウエハ表面に発生する突起は従来同様、積層毎に大きくなる。突起のできるのは無効領域ではあるものの、例えば突起が他工程の保持装置（クランプ）との接触等により欠けて異物になったり、突起部でのレジストの被覆性悪化やレジスト破れにより該当箇所のパターン欠陥や異物の発生をきたしたりする可能性がある。

実施の形態３は実施の形態１と２を組み合わせたものであり、実施の形態３に係る半導体装置の製造方法では、ＣＶＤ法によりウエハ１に積層膜を形成する際にウエハ表側に発生する突起を実施の形態２と比べ低減することで、積層膜形成後のプロセスへの影響を抑え、より信頼性の高い半導体装置を実現できる。

実施の形態３に係る半導体装置の製造方法では、デポジション工程を、ウエハ１の表面の平面視における部分的な領域に縦型ウエハボート１５を接触させ保持した状態で実施する。そのため、実施の形態２の場合と同様、デポジション工程で膜を形成した後のウエハ１搬出時に発生する、ウエハ１とウエハ支持部５の固着によりできる突起１２Ｔは、ウエハ１の表面で発生する。これにより、ＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成する際にできる突起によって後工程で起きる問題を抑制できる。例えば、半導体加速度センサ１０００を製造する際の写真製版工程で、突起によるデフォーカスが起きない。

縦型ＣＶＤ装置２０００ｃにおいて、ウエハ積載部１４ｂは、ウエハ１を載せる面に凹部１４００を有している。そのため、縦型ＣＶＤ装置２０００ｃは、ウエハ１の表面の平面視における部分的な領域に保持具を接触させ保持した状態でＣＶＤ法により膜を形成し、ＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる本実施の形態の半導体装置の製造方法に適した製造装置である。

実施の形態３に係る半導体装置の製造方法では、さらに、積層膜を形成する積層膜形成工程において、複数回のデポジション工程のうちのあるデポジション工程と当該ある前記デポジション工程の次のデポジション工程と、の間に、ウエハ１を回転させ、縦型ウエハボート１５を接触させるウエハ１の表面、つまり片側の面の平面視における部分的な領域を変更することで、突起１２Ｔの発生する箇所が分散される。そのため、毎回同じ位置でウエハ１をセットした状態で同一箇所に集中的に発生する突起に比べ、突起を小さくすることができる。積層膜形成工程においてできる突起が低くなることで、ＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる。

縦型ＣＶＤ装置２０００ｃは、揃え機構と、回転機構と、を備えている。そのため、縦型ＣＶＤ装置２０００ｃは、あるデポジション工程と当該ある前記デポジション工程の次のデポジション工程と、の間に、ウエハ１を回転させ、縦型ウエハボート１５を接触させるウエハ１の表面、つまり片側の面の平面視における部分的な領域を変更し、ＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる本実施の形態の半導体装置の製造方法、に適した製造装置である。

実施の形態３に係る半導体装置の製造方法では、積層膜形成工程の複数回のデポジション工程のうちの最後を除く各デポジション工程と当該各デポジション工程の次のデポジション工程と、の間に、ウエハ１を回転させ、縦型ウエハボート１５を接触させるウエハ１の表面、つまり片側の面の平面視における部分的な領域を変更する。これにより、突起１２Ｔの発生する箇所１a～１ｄ、２ａ～２ｄ、３ａ～３ｄ、４ａ～４ｄが重複せず、突起が低くなり、ＣＶＤ法によりウエハ１に膜を形成する際にできる突起による問題を抑制できる。

なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１ ウエハ、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ ウエハ支持部、５Ｅ 先端部、６ 搬送ロボット、７ ガス導入部、８ ポンプ、９ ヒーター、１０ 外管、１１ 内管、１２ 膜、１２Ｐ デポ溜り、１２Ｔ 突起、１４ ウエハ移載機、１４ａ，１４ｂ ウエハ積載部、１５ 縦型ウエハボート、３０ 下部電極、４０ 第３絶縁膜、５０ 犠牲膜、６０，６０Ｋ 可動構造体、７０ 封止部、８０ ガラスキャップ、９０ 第２絶縁膜、１００ シリコン基板、１０１ 基板、１２０ 縦型反応炉、１３０ アルミニウム電極パッド部、１４０，１４１ 梁、２００ 第１絶縁膜、２３０ 軸、２３０ａ 孔部、６００ 薄膜構造体、１０００ 半導体加速度センサ、１４００ 凹部、２０００，２０００ｂ，２０００ｃ 縦型ＣＶＤ装置。

Claims (5)

1. ウエハに対してＣＶＤ法により膜を形成するデポジション工程を複数回実行することで前記ウエハに積層膜を形成する積層膜形成工程を備え、
   各前記デポジション工程においては、前記ウエハの片側の面の平面視における部分的な領域に保持具を接触させ保持した状態でＣＶＤ法により膜を形成し、
   積層膜形成工程において、前記複数回のデポジション工程のうちのある前記デポジション工程と前記ある前記デポジション工程の次の前記デポジション工程と、の間に、前記保持具を接触させる前記ウエハの片側の面の平面視における前記部分的な領域を変更し、
   前記複数回のデポジション工程のうちの最後を除く各前記デポジション工程と前記各前記デポジション工程の次の前記デポジション工程と、の間に、前記ウエハの面内方向の角度を変えることで前記保持具を接触させる前記ウエハの片側の面の平面視における前記部分的な領域を変更する、
   半導体装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記ウエハの前記片側の面は、表面である、
   半導体装置の製造方法。
3. 請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法を行う半導体製造装置であって、
   オリエンテーションフラットまたはノッチをそれぞれが有する複数のウエハを、縦型反応炉内に、縦方向に複数のウエハそれぞれの面が向くように、縦方向に並べて保持し、ＣＶＤ法により前記複数のウエハに膜を形成する半導体製造装置であって、
   前記複数のウエハそれぞれの片側の面の平面視における部分的な領域に接して前記複数のウエハそれぞれを縦型反応炉内で保持する保持具と、
   前記保持具に前記複数のウエハそれぞれを移載するウエハ移載機と、
   を備え、
   前記保持具に保持される各前記複数のウエハの面内方向の角度をオリエンテーションフラットまたはノッチを基準として揃える揃え機構と、
   前記保持具に保持される各前記複数のウエハの面内方向の揃った角度を変更することのできる回転機構と、
   を備える、
   半導体製造装置。
4. 請求項３に記載の半導体製造装置であって、
   前記ウエハ移載機は前記複数のウエハをそれぞれ上に載せて運搬するウエハ積載部を備え、
   前記ウエハ積載部は前記複数のウエハを載せる面に凹部を有する、
   半導体製造装置。
5. 請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法を行う半導体製造装置であって、
   複数のウエハを、縦型反応炉内に、縦方向に複数のウエハそれぞれの面が向くように、縦方向に並べて保持し、ＣＶＤ法により前記複数のウエハに膜を形成する半導体製造装置であって、
   前記複数のウエハそれぞれの片側の面の平面視における部分的な領域に接して前記複数のウエハそれぞれを縦型反応炉内で保持する保持具と、
   前記保持具に前記複数のウエハを移載するウエハ移載機と、
   を備え、
   前記ウエハ移載機は前記複数のウエハをそれぞれ上に載せて運搬するウエハ積載部を備え、
   前記ウエハ積載部は前記複数のウエハを載せる面に凹部を有する、
   半導体製造装置。

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