JPH04137613A - 半導体装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 ・概要 ・産業上の利用分野 ・従来の技術（第６図、第７図） ・発明が解決しようとする課題 ・課題を解決するための手段 ・作用 ・実施例（第１図〜第５図） ■第１の実施例 ■第２〜第５の実施例 ■第６の実施例 ■第７の実施例 ■その他の実施例 ・発明の効果 〔概要〕 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法に関し
、更に詳しく言えば、炉を用いた一連のウェハ処理を連
続的に行う半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造
方法に関し、 パンチ処理方式でのスループットを維持したまま、処理
精度を向上し、かつウェハを外気に触れさせないで一連
のウェハ処理を連続的に行うことが可能な半導体装置の
製造装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目
的とし、 半導体装置の製造装置は、ウェハ保持具の搬入手段を備
え、かつ第１の圧力調整手段を備えた処理前室と、互い
に独立に前記処理前室と連接され、かつ個々に第２の圧
力調整手段を備え、該処理前室から搬送されたウェハ保
持具に載置されたウェハを処理する複数のウェハ処理炉
と、前記処理前室と前記各ウェハ処理炉との間を開閉す
る第１の開閉手段と、前記処理前室に備えられ、前記ウ
ェハ保持具を前記複数のウェハ処理炉の一つに選択的に
搬送しうる選択搬送手段とを含み構成し、半導体装置の
製造方法は、複数のウェハを載置するウェハ保持具を介
して減圧雰囲気中を搬送し、互いに独立してウェハ処理
を行うことができるように配置された複数のウェハ処理
炉の一つを選択して前記ウェハ保持具に載置されたウェ
ハを処理し、一連のウェハ処理を連続して行うことを含
み構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は、半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造
方法に関し、更に詳しく言えば、炉を用いた一連のウェ
ハ処理を連続的に行う半導体装置の製造装置及び半導体
装置の製造方法に関する。

〔従来の技術］ 従来、半導体装置の製造装置はハツチ処理方式と枚葉処
理方式とに分けられる。

バッチ処理方式の製造装置としては、 ■熱酸化装置 ■ＬＰＧＶＤ　（低圧化学気相成長）装置■ＰＥＣＶＤ
　（プラズマ励起化学気相成長）装置 ■アニール装置 があり、いずれもウェハ処理炉を有する。

第６図（ａ）、（ｂ）は、パンチ処理方式の製造装置の
従来例の管状の炉芯管を有するウェハ処理炉の構成図で
、同図（ａ）は４段の横型炉を有するウェハ処理炉、同
図（ｂ）は４列の縦型炉を有するウェハ処理炉を示す。

同図（ａ）において、左図はウェハ処理炉の上面図、右
図は左図の入側からみた側面図で、図中符号２ａ〜２ｄ
は４段に積層された炉芯管、１ａは最上段の炉のロード
／アンロードステーションで、ここから不図示のウェハ
保持具に載置された複数の被処理ウェハが炉芯管２ａ〜
２ｄに導入される。また、３ａ〜３ｄは各炉芯管２ａ〜
２ｄの端部に設けられた不活性ガスや反応ガスを導入す
るためのガス導入口、４ａは最上段の炉芯管２ａ内のウ
ェハを加熱するためのヒータ、５ａは最上段の炉の温度
調整等を行うコントロールコンソールである。

また、同図（ｂ）において、左図はウェハ処理炉の上面
図、右図は左図のＢ側からみた側面図で、図中符号７ａ
〜７ｄは４列に立てて並べられた炉芯管、６ｄは炉芯管
７ｄの下側のロード／アンロード部で、ここから不図示
のウェハ保持具に載置された複数の被処理ウェハが炉芯
管７ｄに導入される。また、８ａ〜８ｄは炉芯管７ａ〜
７ｄの端部に設けられた不活性ガスや反応ガスを導入す
るためのガス導入口、９ｄは炉芯管７ｄ内のウェハを加
熱するためのヒータ、１０ｄは炉芯管７ｄ内の温度調整
等を行うコントロールコンソールでアル。

上記２例の場合、各炉芯管２ａ〜２ｄ、７ａ〜７ｄ毎に
ドライクリーニング、ゲート酸化膜の形成、フィールド
酸化膜の形成、アニール処理など４種類の異なるウェハ
処理を行うことができる。

このようなバッチ処理方式の製造装置は、以下のような
長所を有する。即ち、 ■ウェハチャージ枚数は通常１００枚程度が可能であり
、スルーブツトが高い、なお、更なるスルーブツトの向
上のため、チャージ枚数を増やす傾向にある。

■また、−群のウェハを同時に、同じ条件で処理できる
ので、プロセス的に安定している。

次に、枚葉処理方式の製造装置として、■ドライエツチ
ング装置 ■スパッタ装置 ■ＣＶＤ装置 がある、第７図は枚葉処理方式の製造装置の従来例のス
パッタ装置の構成図である。

同図において、１１は減圧された状態でウェハが１枚ず
つ搬送されるウェハ搬送路、１２ａ〜１２ｄはバルブ１
３ａ〜１３ｄを介してウェハ搬送路１１と連接され、か
つ互いに独立した圧力調整手段を有しているロード／ア
ンロードチャンバである。以下、代表して一つのロード
／アンロードチャンバ１２ａに接続されているウェハ処
理炉等について説明する。１４はロード／アンロードチ
ャンバ１２ａと連接されたロードロツタチャンバ、１５
ａ〜１５ｅはロードロツタチャンバ１４と連接されたウ
ェハ処理室で、ロードロックチャンバ１４内にはウェハ
を一枚ずつウェハ処理室１５ａ〜１５ｅに選択的に振り
分けるロボット（選択搬送手段）が設けられている。そ
して、ウェハ１６ａ〜１６ｅのスパッタ処理はウェハ処
理室１５ａ〜１５ｅ内で行われる。

このような枚葉処理方式の製造装置は、■ウェハ搬送路
１１とウェハ処理室１５ａ〜１５ｅとを接続できるので
、ウェハ１６ａ〜１６ｅを外気に触れさせずに連続処理
が可能である。

■ウェハ１６ａ＝１６ｅ毎に条件設定できるので、処理
精度が高い。

という長所を有する。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、近年、スルーブツトの向上及び処理精度の向
上が同時に行え、かつ半導体装置の性能向上のためウェ
ハを外気に触れさせずに連続処理可能な、バッチ処理方
式の長所と枚葉処理方式の長所とを合わせ持ったウェハ
処理炉を有する製造装置の要求がある。

しかし、バッチ処理方式の製造装置間を単に処理前室又
はウェハ搬送路により結合しようとすると、下記のよう
な問題が生じる。即ち、■炉芯管内で大量のウェハを処
理するために必要な広い均熱帯を保持するのが難しいと
いうパンチ処理方式の欠点を改善できず、処理精度が低
い。

■また、処理精度の向上のために広い均熱帯を確保しよ
うとすると、ヒータ及び制御部が大型になるため、処理
前室又はウェハ搬送路により一連の製造装置を結合する
ことが難しくなる。

■更に、被処理ウェハが大量なので、ウェハの載置され
たウェハ保持具を各ウェハ処理室に搬送するのが難しく
なる。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、バッチ処理方式でのスループットを維持したまま、処
理精度を向上し、かつウェハを外気に触れさせないで一
連のウェハ処理を連続的に行うことが可能な半導体装置
の製造装置及び半導体装置の製造方法を提供することを
目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、第１に、ウェハ保持具の搬入手段を備え、
かつ第１の圧力調整手段を備えた処理前室と、互いに独
立に前記処理前室と連接され、かつ個々に第２の圧力調
整手段を備え、該処理前室から搬送されたウェハ保持具
に載置されたウェハを処理する複数のウェハ処理炉と、
前記処理前室と前記各ウェハ処理炉との間を開閉する第
１の開閉手段と、前記処理前室に備えられ、前記ウェハ
保持具を前記複数のウェハ処理炉の一つに選択的に搬送
しうる選択搬送手段とを有する半導体装置の製造装置に
よって達成され、 第２に、前記処理前室が複数連接され、かつ第３の圧力
調整手段を備えたウェハ保持具の搬送路と、前記搬送路
と処理前室との間を開閉する第２の開閉手段とを有する
第１の発明に記載の半導体装置の製造装置によって達成
され、 第３に、前記ウェハ保持具は１カセット単位のウェハを
載置できるように形成されていることを特徴とする第１
又は第２の発明に記載の半導体装置の製造装置によって
達成され、 第４に、複数のウェハを載置するウェハ保持具を介して
減圧雰囲気中を搬送し、互いに独立してウェハ処理を行
うことができるように配置された複数のウェハ処理炉の
一つを選択して前記ウェハ保持具に載置されたウェハを
処理し、一連のウェハ処理を連続して行うことを特徴と
する半導体装置の製造方法によって達成される。

〔作用〕

第１の発明の半導体装置の製造装置においては、ウェハ
保持具に載置されたウェハを同時に処理しうるウェハ処
理炉と、ウェハ保持具の選択搬送手段を有する処理前室
とが連接されている。特に、第３の発明の半導体装置の
製造装置においては、ウェハ処理炉は従来の装置よりも
小型化され、１０〜４０枚程度の中規模のウェハチャー
ジが可能な大きさとなっている。これにより、ウェハ処
理炉の炉芯管内の均熱帯を充分に確保することができる
ので、処理精度を保持することができる。更に、複数の
被処理ウェハを容易に同時に各ウェハ処理系に搬送する
ことができる。また、処理前室がウェハ保持具の選択搬
送手段を有し、かつ第１の圧力調整手段を備えているの
で、ウェハを外気に触れさせないで一連のウェハ処理を
連続的に行うことができる。

また、ウェハ処理炉を処理前室に複数接続することが可
能であり、これにより、ウェハ処理炉を小型化したため
に低下したスルーブツトを向上させ、バッチ処理方式で
のスルーブツトを維持することができる。

更に、第２の発明の半導体装置の製造装置においては、
第３の圧力調整手段を有するウェハ保持具の搬送路と前
記処理前室とが複数連接されているので、複数のウェハ
処理炉と処理前室とを一つのウェハ処理系とすると、複
数のウェハ処理系が搬送路により結び付けられることに
なる。従って、例えば、製造ロフト毎に異なるウェハ処
理系でウェハ処理を行ったり、多種類のウェハ処理を減
圧下で行う処理群と常圧下で行う処理群とに分けて各処
理群の処理を異なるウェハ処理系で行ったりすることが
可能となる。

また、第４の発明の半導体装置の製造方法によれば、複
数のウェハを載置するウェハ保持具を介して減圧雰囲気
中を搬送し、複数のウェハ処理炉の一つを選択してウェ
ハ処理を行っているので、ウェハを外気に触れさせない
で炉を用いた一連のウェハ処理を連続的に行うことがで
きる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。

（１）本発明の実施例の半導体装置の製造装置■第１の
実施例 第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施例の半導体装置の
製造装置について説明する構成図で、同図（ａ）は斜視
図、同図（ｂ）は同図（ａ）の上面図、同図（ｃ）は同
図（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。また、第２図は本発
明の実施例の半導体装置の製造装置に用いられるウェハ
保持具である。

第１図（ａ）〜（Ｃ）において、符号１７は排気部２８
の排気装置により通常減圧状態になっているウェハ保持
具の搬送路で、第２図に示すような、ウェハ載置部３０
に複数のウェハの載置されたウェハ保持具２９が搬送さ
れる。また、１８ａ。

１８ｂは互いに独立に搬送路１７と連接されたロード／
アンロードチャンバで、各ロード／アンロードチャンバ
１８ａ、Ｌ８ｂには不図示の排気口が設けられ、排気部
２８の排気装置と接続されている。

これらの排気口、排気装置及びチャンバ内にガスを送り
込む不図示のリークバルブが第１の圧力調整手段の一部
を構成する。また、搬送路１７と各ロード／アンロード
チャンバ１．８ａ、１８ｂとの間にはそれぞれ開閉可能
なバルブ（第２の開閉手段）１９ａ、１９ｂが設けられ
ている。従って、各バルブ（第２の開閉手段）１９ａ、
１９ｂを閉めて排気口から排気することにより各ロード
／アンロードチャンバ１８ａ、１８ｂ内の圧力を独立に
調整することができるようになっている。これにより、
各ロード／アンロードチャンバ１８ａ、１８ｂ内の圧力
と搬送路１７の圧力とを揃えて搬送路１７と各ロード／
アンロードチャンバ１８ａ、１８ｂとの間でウェハ保持
具２９の搬出入を容易に行いうる。

また、２０ａはロード／アンロードチャンバ１８ａと連
接されたロードロックチャンバで、ロード／アンロード
チャンバ１８ａとロードロックチャンバ２０ａとが１つ
の処理前室を構成する。ロードロックチャンバ２０ａに
は排気口３５ａが設けられ、排気部２８の排気装置４１
ａと接続されている。これらの排気口３５ａ、排気装置
４１ａ及びチャンバ内にガスを送り込む不図示のリーク
バルブが第１の圧力調整手段の他の一部を構成する。更
に、ロード／アンロードチャンバ１８ａとロードロツタ
チャンバ２０ａとの間には開閉可能なバルブ２１ａが設
けられている。従って、バルブ２１ａを閉めて排気口３
５ａから排気することによりロードロンタチャンバ２０
ａ内の圧力を独立に調整することができるようになって
いる。これにより、ロードロックチャンバ２０ａ内の圧
力とロード／アンロードチャンバ１８ａの圧力とを揃え
てロードロックチャンバ２０ａとロード／アンロードチ
ャンバ１８ａとの間でウェハ保持具２９の搬出入を容易
に行いうる。

また、ロードロンクチャンバ２０ａ内には必要なウェハ
処理炉２２ａ又は２２ｂにウェハ保持具２９を選択的に
搬入するための第４図（ａ）に示すロボット（選択搬送
手段）３８ａが備えられている。このロボット３８ａは
、ロード／アンロードチャンバｔｅａ内のロボット３７
ａにより搬送されてきたウェハ保持具２９を受は取り、
予め設定されているウェハ処理のプログラムに従ってウ
ェハ処理炉２２ａ又は２２ｂに移動できるようになって
いる。この状態を第４図（ａ）のロボット３８ｂで示す
。

更に、２２ａ、２２ｂはそれぞれ互いに独立にロードロ
ックチャンバ２０ａと連接されたウェハ処理炉で、各ウ
ェハ処理炉２２ａ、２２ｂ内にはウェハを導入して加熱
する炉芯管２４ａ、２４ｂと、炉芯管２４ａ２４ｂ内を
加熱するヒータ２５ａ、２５ｂと、ウェハ保持具２９を
ロードロックチャンバ２０ａから搬入し、かつウェハ保
持具２９を炉芯管２４ａ、２４ｂ内に導入するために移
動させる空間としてのロード／アンロード（Ｌ／ＵＬ）
部２６ａ、２６ｂとから構成される。

各ウェハ処理炉２２ａ、２２ｂには排気口３６ａが設け
られ、排気部２８の排気装置４２ａと接続されている。

なお、図面上ウェハ処理炉２２ｂの排気口は図示されて
いない。これらの排気口３６ａと排気装置４２ａとウェ
ハ処理炉２２ａ内にガスを送り込む不図示のリークバル
ブとが第２の圧力調整手段を構成する。また、ロードロ
ックチャンバ２０ａと各ウェハ処理炉２２ａ、２２ｂと
の間には開閉可能なバルブ（第１の開閉手段）２３ａ、
２３ｂが設けられている。従って、バルブ２３ａ、２３
ｂを閉めて排気口３６ａから排気することにより各ウェ
ハ処理炉２２ａ。

２２ｂ内の圧力を独立に調整することができるようにな
っている。これにより、各ウェハ処理炉２２ａ。

２２ｂ内で種々のウェハ処理ができ、また、各ウェハ処
理炉２２ａ、２２ｂ内の圧力とロードロンクチャンバ２
０ａ内の圧力とを揃えて各ウェハ処理炉２２ａ。

２２ｂとロードロックチャンバ２０ａとの間でウェハ保
持具２９の搬出入を容易に行いうる。更に、各Ｌ／ＵＬ
部２６ａ、２６ｂには、第４図（ａ）に示すような、リ
ング状の載置部にウェハ保持具２９を載置したまま、回
転により炉芯管２４ａ又は２４ｂの下部にウェハ保持具
２９を移動するトランスファリング３２ａ、３２ｂと、
第５図（ａ）、　　（ｂ）に示すような上下移動可能な
導入！３３ａ、３３ｂとが備えられ、トランスファリン
グ３２ａ、３２ｂで運ばれてきたウェハ保持具２９を導
入具３３ａ、３３ｂに載置して炉芯管２４ａ、２４ｂ内
に導入しうるようになっている。

このようなウェハ処理炉２２ａ又は２２ｂは、通常のバ
ッチ処理方式の炉よりも小型化され、自動的にウェハの
バッチ処理を行う通常の処理単位である１カセット分、
例えば２５枚程度の中規模の量のウェハを載置したウェ
ハ保持具２９が炉芯管２４ａ、２４ｂにチャージできる
ように一辺が高々５００■の立方体の大きさを有してい
る。

更に、２７ａ、２７ｂはウェハ処理炉２６ａ、２６ｂの
加熱温度を制御するコントロールコンソール、２日は排
気装置やロボット３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂやト
ランスファリング３２ａ、３２ｂを移動するための動力
源が収納されている機構部／排気部である。

以上のような本発明の実施例の半導体装置の製造装置に
よれば、それぞれのウェハ処理炉２２ａ２２ｂは第２の
圧力調整手段４２ａ及びバルブ２３ａ。

２３ｂを有しているので、ウェハ処理の種類に応じてウ
ェハ処理炉２２ａ、２２ｂ内の圧力を独立に調整するこ
とができる。このため、各ウェハ処理炉２２ａ、２２ｂ
毎に異なったウェハ処理を行うことができるので、各ウ
ェハ処理炉２２ａ、２２ｂ毎にウェハ処理の種類を予め
決めておき、これらを適宜選択することにより連続して
或いはウェハ処理内容を組み合わせて一連のウェハ処理
を行うことができる。

また、これらのウェハ処理炉２２ａ、２２ｂはロードロ
ックチャンバ２０ａ及びロード／アンロードチャンバ１
８ａを介して搬送路１７とつながっており、かつ搬送す
べきウェハ枚数も中規模程度で搬送も容易となっている
ので、ウェハを外気に触れさせることなく選択されたウ
ェハ処理炉２２ａ又は２２ｂにウェハを搬送し、一連の
ウェハ処理を行うことができる。

更に、同時に処理しているウェハの枚数が中規模程度な
ので、従来のバッチ処理方式のように装置を大型化せず
に均熱帯を充分に確保することが容易になるなど、処理
精度が向上する。

また、ウェハ処理炉２２ａ、２２ｂを小型化することに
よりスルーブツトは低下するが、同一のウェハ処理をす
るためのウェハ処理炉を更に追加して接続することによ
り、従来のバッチ処理方式の製造装置と同等のスループ
ントを保持することが可能である。

これにより、バンチ処理方式の長所を保持したまま、処
理精度を向上し、かつウェハを外気に触れさせないで一
連のウェハ処理を連続的に行うことが可能となる。

なお、上記の実施例では、一方の処理前室の接続関係の
み説明しているが、他方の処理前室にも一方の処理前室
に連接されたウェハ処理炉２２ａ。

２２ｂと同様なウェハ処理炉がバルブを介して連接され
ている。場合により、更に多数のウェハ処理系を付加し
てもよい。

これにより、複数のウェハ処理系が搬送路１７により結
び付けられることになる。従って、例えば、製造ロフト
毎に異なるウェハ処理系でウェハ処理を行ったり、多種
類のウェハ処理を減圧下で行う処理群と常圧下で行う処
理群とに分けて各処理群の処理を異なるウェハ処理系で
行ったりすることが可能となる。

また、上記の実施例では、搬送路１７に２つのロード／
アンロードチャンバ１８ａ、１８ｂを連接しティるが、
任意個数のロード／アンロードチャンバを連接できる。

更に、ウェハ保持具２９のウェハチャージ枚数を２５枚
程度としているが、１０〜４０枚程度であれば、スルー
プントの低下、処理精度の低下を防止し、かつ搬送路を
用いた連続処理が可能である。

また、上記の実施例の半導体装置の製造装置は、ウェハ
保持具２９の搬送路１７を有しているが、搬送路１７を
設けずに、処理前室、ウェハ処理炉２２ａ、２２ｂ及び
これらに付随するバルブ１９ａ、２１ａ、２３ａ、２３
ｂや第１、第２の圧力調整手段やコントロールコンソー
ル２７ａ、２７ｂを一組として本発明の半導体装置の製
造装置を構成することもできる。

■第２〜第５の実施例 第３図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の第２〜第５の
実施例の半導体装置の製造装置を上方からみた構成図を
示す。第３図（ａ）〜（ｃ）において第１図（ｂ）と異
なるところはウェハ処理炉２２ａ〜２２ｅがロードロッ
クチャンバ（処理前室）２０ａを取り囲むように設置さ
れており、一つのロードロックチャンバ２０ａに接続さ
れているウェハ処理炉２２ａ〜２２ｅの数がそれぞれ３
，４．５個となっていることである。なお、第３図（ａ
）〜（ｃ）中、第１図（ｂ）と同し符号で示すものは第
１図（ｂ）と同じものを示す。これらの半導体装置の製
造装置のロードロックチャンバ２０ａには、−例として
第３図（ｂ）の拡大図の第４図（ｂ）に示すように、ロ
ボット（選択搬送手段）３８ａが設けられている。この
ロボット３８ａは、ロード／アンロードチャンバ１８ａ
内のロボット３７ａにより搬送されてきたウェハ保持具
２９を受は取り、予め設定されているウェハ処理のプロ
グラムに従ってウェハ処理炉２２ａ、２２ｂ、２２ｃ又
は２２ｄの前に移動できるようになっている。−例とし
てウェハ処理炉２２ａに移動した状態を第４図（ｂ）の
ロボット３８ｂで示す。

更に、第３図（ｄ）は、第１図（ｂ）と配置が類似して
おり、ウェハ処理炉２２ａ〜２２ｄがロードロックチャ
ンバ（処理前室）２０ａに沿って互いに独立に横に設置
されている。しかし、ウェハ処理炉２２ａ〜２２ｄの個
数が４個という点で、個数が２個である第１図（ｂ）と
異なっている。また、ロードロックチャンバ２０ａと搬
送路１７との間には搬入用のバルブ４０ａと搬出用のバ
ルブ４０ｂとが別々に設けられていることも、搬出入兼
用のバルブ１９ａが設けられている第１図（ｂ）と異な
っている。なお、第３図（ｄ）中、第１図（ｂ）と同じ
符号で示すものは第１図（ｂ）と同じものを示す。

この半導体装置の製造装置のロードロックチャンバ２０
ａには、第４図（ａ）と同様なロボット（選択搬送手段
）３８ａが設けられ、第４図（ａ）と同様な働きをする
。

以上の半導体装置の製造装置を一連のウェハ処理工程の
数、又は必要なウェハ処理枚数に応じて適宜使い分ける
ことにより、スルーブツトの維持を図ることができ、ま
たより効率のよい作業を行うことができる。

なお、これらの例ではいずれも１つのロード／アンロー
ドチャンバ１８ａ、又は１つのロードロックチャンバ２
０ａを搬送路１７に連接しているが、任意個数のロード
／アンロードチャンバ、又はロードロックチャンバを連
接できる。

また、第１の実施例と同様に、第２〜第５の実施例の半
導体装置の製造装置は、ウェハ保持具２９の搬送路１７
を有しているが、搬送路１７を設けずに、処理前室、ウ
ェハ処理炉及びこれらに付随するバルブや第１．第２の
圧力調整手段やコントロールコンソールを一組として本
発明の半導体装置の製造装置を構成することもできる。

■第６の実施例 次に、第１図（ａ）〜（ｃ）の製造装置及び第２図のウ
ェハ保持具を用いて平坦化されたＢＰＳＧ膜を作成する
本発明の第６の実施例の半導体装置の製造方法について
第１図（ａ）〜（Ｃ）、第２図、第４図（ａ）及び第５
図（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。

まず、第１図（ｂ）に示すように、バルブ１９ａを介し
て搬送路１７と連通ずるロード／アンロードチャンバ１
８ａを排気装置により減圧するとともに、別の排気装置
により既に減圧されている搬送路１７内を第２図に示す
ようなウェハ保持具２９に載置された１カセット分２５
枚のウェハをロード／アンロードチャンバ１８ａまで搬
送する。

次に、ロード／アンロードチャンバ１８ａにＩｔ’るバ
ルブ１９ａを開けてウェハ保持具２９をロード／アンロ
ードチャンバ１８ａ内に搬入した後、バルブ１９ａを閉
めて、ロード／アンロードチャンバ１８ａ内の圧力がロ
ードロンクチャンバ２Ｏａ内の圧力と同じ程度の圧力に
なるようにロード／アンロードチャンバ１８ａ内を排気
装置により減圧する。

次いで、バルブ２１ａを開け、前述のロボット３７ａ、
３８ａを用いた方法によりウェハ保持具２９をロードロ
ックチャンバ２Ｏａ内に搬入した後、このバルブ２１ａ
を閉める。

次に、ＬＰＧＶＤ　（低圧化学気相成長）法によりＢＰ
ＳＧ＃を形成するため、ウェハ処理炉２２ａ内を減圧す
るとともに、この圧力に合わせてロードロックチャンバ
２Ｏａ内を減圧する。

次いで、一方のウェハ処理炉２２ａに通ずるバルブ２３
ａを開放した後、ロードロンクチャンバ２０ａ内に設置
されているロボット３８ａにより、予めプログラムされ
ている命令に従って一方のウェハ処理炉２２ａまでウェ
ハ保持具２９を移動させる（第４図（ａ）のロボット３
８ｂの位置に相当する）。

次いで、ウェハ保持具２９をＬ／ＵＬ部２６ａに設置さ
れているトランスファリング３２ａの上に載置して、ウ
ェハ保持具２９をトランスファリング３２ａの回転によ
り炉芯管２４ａの下部の導入具３３ａの上まで運ぶ。

次に、バルブ２３ａを閉めた後、導入具３３ａを上方に
移動させることにより（第５図（ａ））、ウェハ保持具
２９を導入具３３ａ上に載置し、そのまま所定の温度に
加熱されている上部の炉芯管２４ａに導入する（第５図
（ｂ））。

次に、反応ガス導入口３９ａから反応ガスを導入する。

その結果、ウェハ上にＢ　Ｐ　Ｓ　Ｃ１！が形成される
。ＢＰＳＧ膜形成後、上記と逆の操作によりウェハ保持
具２９を炉芯管２４ａから取り出す。

続いて、ウェハ保持具２９をロードロックチャンバ２０
ａに搬出する。次いで、アニール処理を行うため、この
ロードロックチャンバ２０ａとバルブ２３ｂを介して連
接する他のウェハ処理炉２２ｂの圧力に応じてロードロ
ンクチャンバ２０ａ内の圧力を調整した後、バルブ２３
ｂを開けてウェハを他のウェハ処理炉２２ｂに搬入し、
第５図（ａ）に示す導入具３３ｂに載置する。次に、第
５図（ｂ）に示すように、導入具３３ｂを上の方に移動
して所定の温度に加熱されている炉芯管２４ｂ内にウェ
ハ保持具２９を導入する０次いで、炉芯管２４ｂ内で加
熱処理を行ってＢＰＳＣ；膜をリフローする。その結果
、ウェハ上には平坦なりＰＳＧ膜が形成される。

その後、ウェハ処理炉２２ｂ−ロードロックチャンバ２
０ａ−ロード／アンロードチャンバ１８ａ　−搬送路１
７を順次通過させてウェハを取り出す。

以上のように、第１図（ａ）〜（Ｃ）に示す製造装置を
用いて行う本発明の第６の実施例の製造方法によれば、
ウェハを外気に触れさせないで一連のウェハ処理を連続
的に行うことが可能となる。

また、処理枚数が２５枚と中規模程度なので、炉芯管２
４ａ及び２４ｂ内の均熱帯も充分にとれ、従って、バッ
チ処理の場合に比較して処理精度を向上することができ
る。

なお、上記の実施例では、搬送路１７を有する製造装置
によりウェハ処理を行っているが、搬送路１７を有しな
い製造装置を用いてロードロック室２０ａ又はロード／
アンロードチャンバ１８ａから直接ウェハ保持具２９を
搬入し、一連のウェハ処理を行うこともできる。

（２）第７の実施例 次に、第３図（ｂ）の製造装置を用いてＭＩＳトランジ
スタのゲート部の作成に必要な膜を形成する本発明の第
７の実施例の半導体装置の製造方法について第２図、第
３図（ｂ）、第４図（ｂ）及び第５図（ａ）、　　（ｂ
）を参照しながら説明する。

まず、第３図（ｂ）に示すように、搬送路１７とバルブ
１９ａを介して連通するロード／アンロードチャンバ１
８ａを不図示の排気部の排気装置により減圧するととも
に、排気装置により既に減圧されている搬送路Ｉ７内を
第２図に示すようなウェハ保持具２９に載置された１カ
セット分２５枚のウェハをロード／アンロードチャンバ
１８ａまで同時に搬送する。

次に、バルブ１９ａを開けてウェハ保持具２９をロード
／アンローＦチャンバ１８ａ内に搬入した後、バルブ１
９ａを閉めてロード／アンロードチャンバ１８ａ内の圧
力がロードロンクチャンバ２Ｏａ内の圧力と同じ程度の
圧力になるようにロー　ド／アンロードチャンバ１８ａ
内の圧力を調整する。

次いで、はぼロードロックチャンバ２０ａの圧力に達し
てからバルブ２１ａを開け、通常のロボット３７ａ、３
３ａを用いた方法によりロードロンクチャンバ２０ａ内
にウェハ保持具２９を搬入する。続いて、バルブ２１ａ
を閉める。

次に、ウェハをドライクリーニングするため、第１のウ
ェハ処理炉２２ａ内を排気装置４２ａにより所定の圧力
に減圧するとともに、この圧力に合わせてロードロック
チャンバ２Ｏａ内を不図示の排気装置により減圧する。

次いで、第１のウェハ処理炉２２ａに通ずるバルブ２３
ａを開放した後、第４図（ｂ）に示すように、ロードロ
ックチャンバ２Ｏａ内に設置されているロボッ）３８ａ
が、予めプログラムされている命令に従って第１のウェ
ハ処理炉２２ａまで移動する（第４図（ａ）のロボット
３８ｂの位置に相当する）。

次いで、ウェハ保持具２９をウェハ処理炉２２ａの下部
のＬ　／　Ｕ　Ｌ部２６ａに設置されているトランスフ
ァリング３２ａの上に載置して回転し、ウェハ保持具２
９を炉芯管２４ａの下側に設けられた上下移動可能な導
入具３３ａの上まで運ぶ。

次に、バルブ２３ａを閉めた後、導入具３３ａを上方に
移動させることにより（第５図（ａ））、ウェハ保持具
２９を導入具３３ａ上に載置し、そのまま温度２００〜
３００°Ｃに加熱されている上部の炉芯管２４ａに導入
する（第４図（ｂ））。

続いて、反応ガス導入口３９ａからＨＦ−Ｈ，○混合ガ
スを導入する。その結果、ウェハ表面が洗浄される。ウ
ェハ洗浄後、上記と逆の操作によりウェハ保持具２９を
炉芯管２４ａから取り出す。

続いて、ウェハ保持具２９をロードロックチャンバ２０
ａに搬出する。次いで、ウェハ表面にゲート酸化膜を形
成するため、不図示のリークバルブにより不活性ガスを
導入して第２のウェハ処理炉２２ｂの圧力を常圧にする
とともに、この圧力に合わせるため不図示のリークバル
ブから不活性ガスを導入してロードロンタチャンバ２０
ａ内の圧力を調整する。その後、バルブ２３ｂを開けて
ウェハ保持具２９を第２のウェハ処理炉２２ｂ下部のＬ
／ＵＬ部２６ｂに搬入し、第５図（ａ）に示す導入具３
３ｂに載置する。次に、第５図（ｂ）に示すように、挿
入具３３ｂを上の方に移動して温度１２００°Ｃに加熱
されている炉芯管２４ｂ内にウェハ保持具２９を導入す
、る。次いで、反応ガス導入口３９ｂから酸素ガスを導
入し、所定の時間保持する。その結果、ウェハ上に所定
の膜厚の第１のゲート酸化膜が形成される。

次いで、ウェハ保持具２９を炉芯管２４ｂから取り出す
。これにより、自然酸化膜の形成されていないウェハ表
面にゲート酸化膜を形成することができるので、半導体
装置の性能の向上に寄与する。

続いて、第１の酸化膜の形成されたウェハをウェハ処理
炉２２ｂ内からロードロックチャンバ２Ｏａ内に搬出す
る。

次いで、ＬＰＧＶＤ　（低圧化学気相成長）法によりポ
リシリコン膜を形成するため、第３のウェハ処理炉２２
ｃ内を減圧するとともに、この圧力に合わせてロードロ
ックチャンバ２Ｏａ内の圧力を調整した後、バルブ２３
ｃを開けてウェハ保持具２９を第３のウェハ処理炉２２
ｃ内に搬入し、必要な反応ガスを導入して炉芯管２４ｃ
内で加熱処理を行い、第１の酸化膜上にポリシリコン膜
を形成するとゲート部形成のために必要な２層の膜の形
成が終了する。

その後、第３のウェハ処理炉２２ｃ−ロードロックチャ
ンバ２０ａ−ロード／アンロードチヤンバ１８ａ−搬送
路１７を順次通過させて各ウェハ保持具２つを製造装置
の外部に取り出した後、各ウェハについて通常の工程を
経てＭｉｓ）ランジスタが完成する。

なお、上記の作業と並行して別のウェハ保持具に載置さ
れた２５枚のウェハに対して、上記のような手順により
、別のロード／アンロードチャンバ１８ｂに接続してい
る第１のウェハ処理炉でクリーング処理を行い、第２の
ウェハ処理炉で第１のゲート酸化膜を形成した後、第４
のウエノぐ処理炉で酸化膜上に窒化膜を形成し、続いて
、第２のウェハ処理炉で窒化膜上に第２の酸化膜を形成
してウェハ上に酸化膜／窒化ｉｌｌ／酸化膜という３層
の膜を形成することもできる。或いは、ロードロックチ
ャンバ２０ａと連接するウェハ処理炉を増やしてゲート
部の形成とともに、３層の膜の形成を並行して行うこと
もできる。

更に、被処理ウェハの枚数を従来と比較して減らしてい
るので、スループントが低下しているが、搬送路１７に
接続された別の処理系により同し一連のウェハ処理を並
行して行うことにより、スルーブツトを維持することが
できる。

以上のように、本発明の他の実施例の製造装置を用いて
行う本発明の第７の実施例の製造方法によれば、複数の
ウェハを載置するウェハ保持具２９を介して減圧雰囲気
中を搬送し、複数のウェハ処理炉の一つを選択してウェ
ハ処理を行っているので、スルーブツトを維持したまま
、処理精度を向上し、かつウェハを外気に触れさせない
で炉を用いた一連のウェハ処理を連続的に行うことが可
能となる。

なお、上記の実施例では、搬送路１７を有する製造装置
によりウェハ処理を行っているが、搬送路１７を有しな
い製造装置を用いてロードロック室２０ａ又はロード／
アンロードチャンバ１８ａから直接ウェハ保持具２９を
搬入し、一連のウェハ処理を行うこともできる。

■その他の実施例 なお、以下のようなウェハ処理の種類に対して、本発明
の第１〜第５の実施例の半導体装置の製造装置を用いる
ことにより複数のウェハについて下記のような一連のウ
ェハ処理を連続して行うことができる。即ち、各ウェハ
処理を表１の記号で示すと、 ■ＣＬ−ＧＸ ■ＣＬ−ＧＸ−ＰＬ ■ＣＬ−ＧＸ−ＴＮ ■ＣＬ−ＧＸ−ＮＤ ■Ｃ１、−０Ｘ−ＮＤ−ＧＸ ■ＣＬ　−Ｇ　Ｘ　−Ｎ　Ｄ　−Ｇ　Ｘ■ＣＬ、　−Ａ
　Ｎ ■ＣＬ−ＰＬ−ＸＤ 等の組合せが可能である。

Ｌ 〔発明の効果〕 以上のように、本発明の半導体装置の製造装置によれば
、複数のウェハ、特に１０〜４０枚という中規模程度の
枚数のウェハを同時に処理可能なウェハ処理炉が、圧力
調整手段を有するウェハ保持具の搬送路と接続されてい
るので、バッチ処理方式のスルーブツトを維持したまま
、処理精度を向上し、かつウェハを外気に触れさせない
で一連のウェハ処理を連続的に行うことが可能となる。

また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、複数の
ウェハを載置するウェハ保持具を介して減圧雰囲気中を
搬送し、複数のウェハ処理炉の一つを選択してウェハ処
理を行っているので、ウェハを外気に触れさせないで炉
を用いた一連のウェハ処理を連続的に行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の半導体装置の製造装置につ
いて説明する構成図、 第２図は、本発明の実施例の半導体装置の製造装置に用
いられるウェハ保持具ついて説明する斜視図、 第３図は、本発明の他の実施例の半導体装置の製造装置
について説明する上面図、 第４図は、本発明の実施例の半導体装置の製造装置の拡
大上面図、 第５図は、本発明の実施例の半導体装置の製造装置のウ
ェハ処理炉の拡大斜視図、 第６図は、従来例のバッチ処理方式の半導体装置の製造
装置について説明する図、 第７図は、従来例の枚葉処理方式の半導体装置の製造装
置について説明する図である。 （符号の説明〕 １ａ・・・ロード／アンロードステーション、２　ａ　
〜２　ｄ、　　７　ａ　〜７　ｄ、　２４ａ　〜２４ｅ
−・・炉芯管、３　ａ　〜３　ｄ　　８　ａ　〜８　ｄ
、　３９ａ　〜３９ｄ−・・反応ガス導入口、 ４ａ、９ａ、２５ａ〜２５ｅ・・・ヒータ、５　ａ、１
０ａ　〜１０ｄ、２７ａ　〜２７ｅ−ｗントロールコン
ソール、 ６　ａ、２６ａ〜２６ｅ・・−ＬｌＵＬ部、１１・・・
ウェハ搬送路、 １２　ａ　〜１２　ｄ　、　１８　ａ　〜１８　ｂ−ｏ
−ド／アンロードチャンツマ、 １３ａ　〜１３ｄ、１９ａ、１９ｂ、２１ａ、２１ｂ。 ３４ａ　〜３４ｅ、４０ａ、４０ｂ−・・バルブ、１４
．２０ａ・・・ロードロックチャンバ、１５ａ〜１５ｅ
・・・ウェハ処理室、 １６ａ〜１６ｅ・・・ウェハ、 １７・・・搬送路、 １９ａ、１９ｂ・・・バルブ（第２の開閉手段）、２２
ａ〜２２ｅ・・・ウェハ処理炉、 ２３ａ〜２３ｅ・・・バルブ（第１の開閉手段）、２８
・・・機構部／排気部、 ２９・・・ウェハ保持具、 ３０・・・ウェハ載置部、 ３１・・・凸部、 ３２ａ〜３２ｄ・・・トランスファリング、３３ａ〜３
３ｄ・・・導入具、 ３５ａ、３６ａ・・・排気口、 ３７ａ、３８ａ〜３８ｃ・・・ロボット（選択搬送手段
）４１ａ、４２ａ・・・排気装置。 ど六−−１７ｉｌｌ送路 本発明の実施例の半導体装置の製造装置について説明す
る構成間第　１　図（その２） 第 図 ３Ｔａ　ｏ木ｙト 本発明の実施例の半導体装置の製造装置の拡大上面図第
４図 （ｂｌ 本発明の実施例の半導体装置の製造装置のウニ・・処理
炉の拡大斜視間第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェハ保持具の搬入手段を備え、かつ第１の圧力
   調整手段を備えた処理前室と、 互いに独立に前記処理前室と連接され、かつ個々に第２
   の圧力調整手段を備え、該処理前室から搬送されたウェ
   ハ保持具に載置されたウェハを処理する複数のウェハ処
   理炉と、 前記処理前室と前記各ウェハ処理炉との間を開閉する第
   １の開閉手段と、 前記処理前室に備えられ、前記ウェハ保持具を前記複数
   のウェハ処理炉の一つに選択的に搬送しうる選択搬送手
   段とを有する半導体装置の製造装置。
2. （２）前記処理前室が複数連接され、かつ第３の圧力調
   整手段を備えたウェハ保持具の搬送路と、前記搬送路と
   処理前室との間を開閉する第２の開閉手段とを有する請
   求項１記載の半導体装置の製造装置。
3. （３）前記ウェハ保持具は１カセット単位のウェハを載
   置できるように形成されていることを特徴とする請求項
   １又は請求項２記載の半導体装置の製造装置。
4. （４）複数のウェハを載置するウェハ保持具を介して減
   圧雰囲気中を搬送し、互いに独立してウェハ処理を行う
   ことができるように配置された複数のウェハ処理炉の一
   つを選択して前記ウェハ保持具に載置されたウェハを処
   理し、一連のウェハ処理を連続して行うことを特徴とす
   る半導体装置の製造方法。