JPH0812846B2 - 半導体製造装置 - Google Patents

半導体製造装置

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JPH0812846B2
JPH0812846B2 JP2235891A JP2235891A JPH0812846B2 JP H0812846 B2 JPH0812846 B2 JP H0812846B2 JP 2235891 A JP2235891 A JP 2235891A JP 2235891 A JP2235891 A JP 2235891A JP H0812846 B2 JPH0812846 B2 JP H0812846B2
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和夫 前田
浩一 大平
光雄 広瀬
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】（目次） ・産業上の利用分野 ・従来の技術（図１０，図１１） ・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 （１）第１の実施例（図１，図２） （２）第２〜第９の実施例（図３〜図９） （イ）第２の実施例（図３〜図５，図７，図８） （ロ）第３の実施例（図６） ・発明の効果
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置に関
し、より詳しくは、ＣＶＤ法によりウエハ上に膜形成を
行うための、連続式の自動化された半導体製造装置に関
する。
【０００３】
【従来の技術】従来、量産規模でのＣＶＤ法による膜形
成に関しては、主に、 （１）バッチ式ＣＶＤ装置 （２）連続式ＣＶＤ装置 （イ）コンベア式 （ロ）ウオーキングビーム式 （３）マルチチャンバ式ＣＶＤ装置 が用いられている。
【０００４】上記のバッチ式ＣＶＤ装置は、量産性は高
いが、ウエハの大口径化やウエハの個々の製造管理に基
づくプロセスの精密化には適していない。また、処理速
度が遅いためスループットが必ずしも大きくならない。
【０００５】また、図１１（ｃ）に示すマルチチャンバ
式ＣＶＤ装置は、主として減圧下での膜形成に用いら
れ、各チャンバが独立して設けられているため、種々の
異なる処理が可能で、フレキシビリティーが高いが、ス
ループットはかなり低い。
【０００６】従って、ウエハの大口径化や高いスループ
ット等を必要とする場合には、連続式ＣＶＤ装置が本来
有利である。
【０００７】図１０（ａ）は、コンベア式の連続式ＣＶ
Ｄ装置を示し、主として常圧下での膜形成に用いられ
る。図中符号１はコンベアベルト、２はウエハ上に膜を
形成する領域となっているコンベアベルト１の下にコン
ベアベルト１とは分離され、かつ固定されて設けられた
ヒータ、３はウエハ上に膜を形成する領域となっている
コンベアベルト１の上に設けられたガス分散具、４ａ，
４ｂはそれぞれローダ部，アンローダ部のカセットステ
ーションである。このような装置では、ウエハはコンベ
アベルト１の上に載せられ順送りされる。そして、ヒー
タ２はコンベアベルト１の下に固定して設置されている
ので、ウエハは間接的に輻射加熱される。
【０００８】また、図１０（ｂ）はウオーキングビーム
式の連続式ＣＶＤ装置を示し、主として減圧下でのプラ
ズマＣＶＤ法等による膜形成に用いられる。図中符号５
はチャンバ、６ａ〜６ｈはヒータを具備する複数のウエ
ハ載置台で、基台１１に固定されている。７ａ〜７ｈは
ウエハを保持して回転軸の周りに回転可能な８本のウオ
ーキングビーム、８ａ，８ｂはゲートバルブ、９はゲー
トバルブ８ａを介してチャンバと連接されたロードロッ
クチャンバ、１０はゲートバルブ８ｂを介してロードロ
ックチャンバ９と連接されたカセットチャンバである。
【０００９】このような装置を用いて次のように膜形成
を行う。即ち、まず、ロードロックチャンバ９からチャ
ンバ５内のウエハ載置台６ａにウエハを載置し、ウエハ
載置台６ａ下のヒータにより所定の温度に加熱する。次
いで、ウエハ載置台６ａ上のウエハに膜の形成を行った
後、ウオーキングビーム７ａによりウエハを保持し、次
の膜形成を行うところのウエハ載置台６ｂに移動・載置
する。このとき、次のウエハもロードロックチャンバ９
からチャンバ５内のウエハ載置台６ａに載置され、ウエ
ハ載置台６ａ下のヒータにより所定の温度に加熱され
る。そして、ウエハ載置台６ａ，６ｂ上のウエハに膜の
形成が行われる。
【００１０】このようにして順次ウエハをチャンバ５内
に導入し、固定されたウエハ載置台６ａ〜６ｈ上を順次
移動させながら、各ウエハ載置台６ａ〜６ｈ上でヒータ
により加熱・保温されたウエハ表面に膜形成を連続的に
行う。従って、各ウエハ載置台６ａ〜６ｈ上を一回りす
ると、例えば、多層の異なる種類の膜や所定の膜厚の
【００１１】単層の膜が形成されることになる。
【解決しようとする課題】ところで、上記の連続式ＣＶ
Ｄ装置は、 （１）コンベア式については、ウエハが移動し、かつヒ
ータ２が固定されているので、ウエハの温度測定が難し
く、しかもコンベアベルト１下のヒータ２はコンベアベ
ルト１からある程度離れて設置されているので、ウエハ
の温度を精密に制御することができないという問題があ
る。 （２）ウオーキングビーム式についても、ウエハの移動
中はウエハがウエハ載置台６ａ〜６ｈから離れるので、
ウエハの温度が下がることは避けられない。従って、膜
形成途中で温度サイクルを受けることになり、形成され
た膜に歪みが残る場合があるという問題がある。また、
一のウエハ載置台６ａから次のウエハ載置台６ｂに移動
したときにウエハ温度を所定の温度になるように再度加
熱する必要があるため、ウエハ温度の安定に時間がかか
り、その調整が複雑になるという問題がある。
【００１２】この問題を解決するために、ヒータを具備
するウエハ保持具を固定し、ガス分散具を移動させるこ
とが考えられるが、ウエハが移動しないので、連続して
ウエハを処理することができなくなるという問題があ
る。
【００１３】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、ウエハの温度を所定の温度に保持したま
までウエハの移動が行え、かつウエハ個々の製造管理
や、異なる種類の多層膜形成が可能な半導体製造装置を
提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第１に、反
応ガスを上方に放出するガス放出器を備えたガス分散具
と、ウエハ載置面が下方に向いて前記ガス放出器と対面
するように、前記ガス分散具に対して回転軸の周りに回
転するウエハ載置台と、前記ウエハ載置台に固定され、
前記ウエハ載置面に載置されたウエハを裏面から加熱す
るヒータとを有することを特徴とする半導体製造装置に
よって達成され、第２に、前記ウエハ載置台は前記回転
軸を中心とする円周に沿って複数のウエハ載置面を有す
ることを特徴とする第１の発明に記載の半導体製造装置
によって達成され、第３に、一つの前記ウエハ載置台と
一つの前記ヒータとを一組とする処理手段が、前記回転
軸を中心とする円周に沿って複数組設けられていること
を特徴とする第１の発明に記載の半導体製造装置によっ
て達成される。
【００１５】第４に、前記ヒータと電気的に接続された
第１の対の電極が前記回転軸に設けられ、かつ電源と接
続された第２の対の電極が前記回転軸の回転が妨げられ
ないように前記第１の対の電極と接触された状態で設け
られていることを特徴とする第１乃至第３の発明のいず
れかに記載の半導体製造装置によって達成され、第５
に、前記ガス分散具は、前記回転軸の周りに配置された
複数のガス放出器を有し、かつ各々の該ガス放出器は互
いに独立に反応ガスを放出することを特徴とする第１乃
至第４の発明のいずれかに記載の半導体製造装置によっ
て達成される。
【００１６】
【作用】本発明の半導体製造装置においては、ウエハ保
持具がヒータを具備し、該ヒータと電気的に接続された
第１の対の電極がウエハ保持具を回転させる回転軸に設
けられ、電源に接続された第２の対の電極が前記回転軸
の回転が妨げられないように対応する前記第１の対の電
極と接触されている。
【００１７】従って、所謂無限軌道上をウエハを移動さ
せることができるので、連続的に、或いは間欠的に膜形
成を行うことができ、高いスループットを維持すること
ができる。また、ヒータに電力を供給しながらヒータを
ウエハとともに移動することができるので、所定の温度
にウエハ温度を保持したままでウエハの移動が可能とな
る。従って、最初に所定の温度にウエハ温度を設定して
おけば、膜形成が終わるまでウエハの温度を再調整する
必要がないので、ウエハ温度が安定し、膜形成の温度の
精度を向上することができる。
【００１８】更に、複数、かつ互いに分離してウエハ載
置台やガス放出器が設けられたウエハ保持具やガス分散
具を用いることによりウエハ個々の製造管理や、異なる
種類の多層膜形成が可能になる。
【００１９】更に、複数のウエハ載置台が、保持されて
いる各々の位置のウエハ載置面に垂直な軸を中心に回転
運動又は該軸を中心とする円の半径方向に直線運動する
ようになされているので、反応ガスの供給に偏りがある
場合でも、ウエハへの反応ガスの供給が均一化されるの
で、膜厚及び膜質の均一な膜をウエハ上に形成すること
ができる。
【００２０】
【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。
【００２１】（１）第１の実施例 図１，図２は本発明の第１の実施例のＣＶＤ装置の全体
の構成について説明する構成図で、図１は側面図、図２
は回転軸に設けられた、ヒータに電力を供給する電気的
接点の詳細を示す斜視図である。
【００２２】図１において、１４はウエハを半導体製造
装置のローダ／アンローダ部１５に搬送したり、ローダ
／アンローダ部１５から搬出したりするロボットで、回
転移動や上下移動が可能となっている。１５はＣＶＤ装
置のローダ／アンローダ部で、搬送されたウエハを設置
されているエレベータ３７に載置し、エレベータ３７を
上下・回転移動させて、ウエハを個別ウエハ保持具13ｅ
のウエハ載置面に載置したり、膜形成の終わったウエハ
をウエハ載置面から離脱したりする。
【００２３】１３はウエハ保持具で、不図示の排気装置
と接続されている吸引口１８や窒素ガスの導入口１９と
パイプ状のアーム２０を介して導通しているチャックに
より、ウエハをウエハ載置面に固定したり、固定された
ウエハをウエハ載置面から離脱させたりする。また、ウ
エハ載置台１３にはヒータが埋め込まれ、載置されたウ
エハの加熱・保温を行う。２１は、ウエハ保持具１３と
一体化された回転軸で、各ウエハ保持具１３はアーム２
０により回転軸２１と固定されている。そして、回転軸
２１を回転することによりウエハ保持具１３のウエハ載
置面を含む一平面上で回転軸２１の回りにウエハ載置面
が回転するようになっている。
【００２４】１２は、ウエハ保持具１３のウエハ載置面
と対向するように設けられたガス分散具で、ウエハ保持
具１３とは分離して設けられ、装置の基台２６に固定さ
れている。この基台２６の中心部には、一端にウエハ保
持具１３を保持している回転軸２１が回転可能なように
取り付けられ、回転軸２１の他端は基台２６内部に収納
されている。
【００２５】２７は、回転軸２１を回転させるモータ
で、例えば、ダイレクトドライブモータ、２８はウエハ
保持具１３の保持されている位置を基準にして回転軸２
１を中心とする放射方向にウエハ保持具１３を一定周期
で往復直線運動させるためのオシレーションユニット
で、往復直線運動に従ってアーム２０の接続部３６が伸
び縮みするようになっている。２９は、回転軸２１の他
端に設けられた、吸引口１８と導入口１９とを切り換え
るソレノイドバルブに電気信号を伝達するスリップリン
グ、３０はヒータの温度測定用のサーモカップルの信号
を取り出すためのスリップリングである。３１は回転軸
２１と共に回転するウエハ保持具１３のヒータに直流又
は交流の電力を供給するための不図示の電源と接続され
た集電子３２と接触しているスリップリングで、このス
リップリング３１は更に、図２に示すように、回転軸２
１に固定されて回転軸２１とともに回転する一対のスリ
ップリング（第１の対の電極）34ａ，34ｂの正・負の極
性と対応するように接触している一対の集電子（第２の
対の電極）35ａ，35ｂに接続されている。なお、ヒータ
が個別に多数設けられている場合には、各ヒータに対応
させて対のスリップリング３４を回転軸２１に多数設け
ることもできる。また、何れのスリップリング２９，３
０，34ａ，34ｂも回転軸２１の回転を妨げないようにロ
ータリコネクタが用いられている。
【００２６】以上のような本発明の第１の実施例のＣＶ
Ｄ装置によれば、ウエハ保持具１３がヒータを具備し、
該ヒータと接続され、回転軸２１とともに回転する対の
スリップリング34ａ，34ｂに、電源に接続された対の集
電子35ａ，35ｂが回転軸２１の回転が妨げられないよう
に接触されている。
【００２７】従って、所謂無限軌道上をウエハを移動す
ることができるので、連続的に、或いは間欠的に膜形成
を行うことができ、高いスループットを維持することが
できる。また、ヒータに電力を供給しながらヒータをウ
エハとともに移動することができるので、最初に所定の
温度にウエハ温度を設定しておけば、膜形成が終わるま
でウエハの温度を再調整する必要がない。従って、ウエ
ハ温度が安定し、膜形成の温度の精度を向上することが
できる。
【００２８】（２）第２〜第９の実施例 図７（ａ）〜（ｄ），図８（ｅ）〜（ｈ）は、それぞれ
本発明の第２〜第９の実施例に係るＣＶＤ装置のガス分
散具／ウエハ保持具の構成をまとめた概略斜視図であ
る。即ち、 （ａ）フェースダウンのウエハ載置面を有
するＣＶＤ装置 （イ）個別ガス分散具12ａ／個別ウエハ保持具13ａ（図
７（ａ）） （ロ）一括ガス分散具12ｂ／一括ウエハ保持具13ｂ（図
７（ｂ）） （ハ）一括ガス分散具12ｃ／個別ウエハ保持具13ｃ（図
７（ｃ）） （ニ）個別ガス分散具12ｄ／一括ウエハ保持具13ｄ（図
７（ｄ）） （ｂ）フェースアップのウエハ載置面を有するＣＶＤ装
置 （イ）個別ガス分散具12ｅ／個別ウエハ保持具13ｅ（図
８（ｅ）） （ロ）一括ガス分散具12ｆ／一括ウエハ保持具13ｆ（図
８（ｆ）） （ハ）一括ガス分散具12ｇ／個別ウエハ保持具13ｇ（図
８（ｇ）） （ニ）個別ガス分散具12ｈ／一括ウエハ保持具13ｈ（図
８（ｈ）） 以下、上記の種々の組合せのガス分散具／ウエハ保持具
を有する各ＣＶＤ装置について詳細を説明する。
【００２９】（イ）第２の実施例 図３〜図５は、本発明の第２の実施例のガス分散具１２
／ウエハ保持具１３及びその周辺部の構成について説明
する構成図で、図３（ａ），（ｂ）は図７（ａ）の個別
ガス分散具12ａ／個別ウエハ保持具13ａ及びその周辺部
を示す図、図４は個別ウエハ保持具13ａの上面図、図５
は個別ガス分散具12ａの上面図である。
【００３０】図３（ａ），（ｂ）において、16ａ〜16ｆ
は図７（ａ）に示す個別ウエハ保持具13ａの互いに分離
されたウエハ載置台で、不図示の排気装置と接続されて
いる図１の吸引口１８や窒素ガスの導入口１９とパイプ
状のアーム20ａ〜20ｆを介して導通しているチャックに
より、ウエハをウエハ載置面に固定したり、固定された
ウエハをウエハ載置面から離脱したりする。また、各ウ
エハ載置台16ａ〜16ｆには個別にヒータが埋め込まれ、
各ヒータに独立して電力を供給し、各ウエハ載置台16ａ
〜16ｆに載置されたウエハの加熱・保温を個別に行うこ
とができるようになっている。また、各ウエハ載置台16
ａ〜16ｆはアーム20ａ〜20ｆにより回転軸２１と固定さ
れている。そして、回転軸２１を回転することにより各
ウエハ載置台16ａ〜16ｆのウエハ載置面を含む一平面上
で回転軸２１の回りにウエハ載置面が回転するようにな
っている。
【００３１】17ｂ〜17ｆは、ウエハ載置台16ａ〜16ｆの
ウエハ載置面と対向するように設けられたガス放出器
で、ウエハ載置台16ａ〜16ｆとは分離して設けられ、図
１の基台２６に固定されている。また、各ガス放出器17
ｂ〜17ｆは、図３（ｂ）のガス放出器17ｆに代表して示
すように、ウエハに反応ガスを供給するガスシャワー22
ｂ〜22ｆと、反応の終わったガスを収集するガス収集具
23ｂ〜23ｆとを有し、ガスシャワー22ｂ〜22ｆに反応ガ
ス導入口24ｂ〜24ｆが接続され、ガス収集具23ｂ〜23ｆ
にガス排出口25ｂ〜25ｆが接続されている。
【００３２】また、電源と接続されている図１のスリッ
プリング３１は、回転軸２１に設けられて回転軸２１と
ともに回転するスリップリング（第１の対の電極）34
ａ，34ｂの正・負の極性と対応するように接触している
一対の集電子（第２の対の電極）35ａ，35ｂに接続され
ている。なお、図３（ａ）では１つのウエハ載置台16ａ
のヒータと接続しているスリップリング34ａ，34ｂのみ
図示しているが、回転軸２１には他のウエハ載置台16ｂ
〜16ｆのヒータと接続しているスリップリングも設けら
れている。また、何れのスリップリング２９，３０，34
ａ，34ｂも回転軸２１の回転を妨げないようにロータリ
コネクタが用いられている。
【００３３】更に、図４において、28ａ〜28ｆは基台２
６とは分離して設けられ、回転軸２１の回転とともに回
転するオシレーションユニットで、このオシレーション
ユニット28ａ〜28ｆはそれぞれ回転軸２１を中心とする
放射方向のウエハ載置台16ａ〜16ｆの運動であって、ウ
エハ載置台16ａ〜16ｆの保持されている位置を中心とす
る往復直線運動を行わせる。なお、ウエハ載置台16ａの
位置は、図１に示すように、エレベータ３７が設置され
たローダ／アンローダ部１５となっており、ロボット１
４からウエハ３３の受渡しが行われ、膜形成は行われな
い。
【００３４】また、図５において、17ｂ〜17ｆは図４の
ウエハ載置台16ａ〜16ｆと対向するように設けられたガ
ス放出器で、回転軸２１を中心とする円周に沿って固定
されて設けられ、各ガス放出器17ｂ〜17ｆのガス放出部
は回転軸２１を中心とする放射方向に直角の方向の複数
のスリットに分割されて設けられている。
【００３５】以上のような第２の実施例の半導体製造装
置においては、ウエハ載置台16ａ〜16ｆやガス放出器17
ｂ〜17ｆを複数、かつ互いに分離して設けることにより
ウエハ個々の製造管理や、異なる種類の多層膜形成が可
能になる。
【００３６】また、各ウエハ載置台16ａ〜16ｆが、スリ
ット状のガス放出部の並びに対して直角方向に一平面上
を個々に往復直線運動するようになされているので、反
応ガスの供給に偏りがある場合でも、ウエハへの反応ガ
スの供給が均一化され、膜厚及び膜質の均一な膜をウエ
ハ上に形成することができる。
【００３７】なお、上記の第２の実施例ではフェースダ
ウンのウエハ載置面を有しているが、第４の実施例とし
て図８（ｅ）に示すフェースアップのウエハ載置面を有
しているものについても適用できる。
【００３８】次に、上記の個別ガス分散具12ａ／個別ウ
エハ保持具13ａを有する、図１に示すＣＶＤ装置を用い
てウエハ上に２層の絶縁膜を形成する方法について図１
〜図４，図９（ｃ）を参照しながら説明する。この場
合、図９（ｃ）に示すように、個別ウエハ保持具13ａが
回転軸２１の回りを一回りする間に所定膜厚のＣＶＤSi
O2膜／ＰＳＧ膜の２層の絶縁膜がウエハ３３上に形成さ
れるようになっている。なお、図９（ｃ）において、Ａ
はウエハ３３上に形成されるＣＶＤSiO2膜の所定の膜厚
を示し、ＢはＰＳＧ膜の所定の膜厚を示す。
【００３９】まず、カセットステーションからロボット
１４により第１のウエハ３３をローダ／アンローダ部１
５に搬送し、エレベータ３７に載置する。
【００４０】次いで、エレベータ３７を上昇させて、図
３（ａ）に示すウエハ載置台16ａのウエハ載置面に第１
のウエハ３３を接触させるとともに、吸引口１８から排
気し、ウエハ載置台16ａのチャックと対応するスリップ
リング２９に信号を送り、ソレノイドバルブを開いてチ
ャックにより第１のウエハ３３をウエハ載置面に載置・
固定する。このとき、各ウエハ載置台16ａ〜16ｆのヒー
タと対応する集電子35ａ，35ｂ，…を介してすべてのウ
エハ載置台16ａ〜16ｆのヒータに電力を供給し、すべて
のウエハ載置台16ａ〜16ｆのウエハ載置面の温度を約35
0 ℃に保持する。
【００４１】次に、第１のウエハ３３の温度が約350 ℃
に達した後、回転軸２１を回転し、ガス放出器17ｆの直
上の位置にウエハ載置台16ａを停止すると同時に、ガス
シャワー22ｆから反応ガスとしてＴＥＯＳ−Ｏ3 の混合
ガスを放出する。このとき、SiO2膜の成長レートは約20
00Åとなり、約１分間この状態を保持することにより、
目標とする膜厚の約１／２の膜厚の約2000ÅのSiO2膜が
第１のウエハ３３上に形成される。また、膜形成の間
中、オシレーションユニット28ａによりウエハ載置台16
ａは保持された位置を中心として放射方向に直線往復運
動を行っているので、第１のウエハ３３上への反応ガス
の供給が均一化され、形成されたSiO2膜の膜厚や膜質が
均一になる。なお、この間、上記と同様にして第２のウ
エハをローダ／アンローダ部１５に位置するウエハ載置
台16ｂに載置し、第２のウエハの温度を約350 ℃に加熱
しておく。
【００４２】次に、回転軸２１を回転し、ガス放出器17
ｆ，17ｅの直上の位置にそれぞれウエハ載置台16ｂ，16
ａを停止する。このとき、第２のウエハは既に約350 ℃
の温度に達しているため、直ちに膜形成を開始すること
ができる。従って、直ちに、ガスシャワー22ｆ，22ｅか
ら反応ガスとしてＴＥＯＳ−Ｏ3 の混合ガスを放出し、
約１分間この状態を保持すると、第１のウエハ３３上に
は目標とする膜厚の約4000ÅのSiO2膜が形成され、ま
た、第２のウエハ上には目標とする膜厚の約１／２の膜
厚の約2000ÅのSiO2膜が形成される。なお、この間、上
記と同様にして第３のウエハをローダ／アンローダ部１
５に位置するウエハ載置台16ｃに載置し、第３のウエハ
の温度を約350 ℃に加熱しておく。
【００４３】次いで、回転軸２１を回転し、ガス放出器
17ｆ，17ｅ，17ｄの直上の位置にそれぞれウエハ載置台
16ｃ，16ｂ，16ａを停止する。このとき、第３のウエハ
は既に約350 ℃の温度に達しているため、直ちに膜形成
を開始することができる。従って、直ちに、ガスシャワ
ー22ｆ，22ｅ，22ｄから反応ガスとしてＴＥＯＳ−Ｏ 3
及びＴＭＰＯの混合ガスを放出し、約１分間この状態を
保持すると、第１のウエハ３３上には目標とする膜厚の
約１／３の膜厚の約2000ÅのＰＳＧ膜が形成され、ま
た、第２のウエハ上には目標とする膜厚の膜厚の約4000
ÅのSiO2膜が形成され、更に、第３のウエハ上には目標
とする膜厚の約１／２の膜厚の約2000ÅのSiO2膜が形成
される。
【００４４】このようにしてウエハをウエハ載置台16ｄ
〜16ｆにセットして次々にウエハを送り、ウエハ上にSi
O2膜／ＰＳＧ膜の２層の絶縁膜を形成していく。そし
て、再び第１のウエハ３３が回転軸２１の回りを一回り
してローダ／アンローダ部１５に帰ってきたときに第１
のウエハ３３上には目標とする膜厚のSiO2膜／ＰＳＧ膜
が形成されている。この間ウエハの温度は常に一定の温
度に保持されているので、膜形成のためのウエハの温度
の安定性は極めて良い。
【００４５】次いで、エレベータ３７を上昇し、ウエハ
載置台16ａのチャックと対応するスリップリング２９に
信号を送って、吸引口１８のソレノイドバルブを閉じる
とともに、窒素ガスの導入口１９のバルブを開けて窒素
ガスをチャックに送ると第１のウエハ３３がウエハ載置
面から離脱して、エレベータ上に載置される。次に、ロ
ボット１４により第１のウエハ３３をカセットステーシ
ョンに搬出する。このようにして、次々に所定膜厚のSi
O2膜／ＰＳＧ膜がウエハ上に形成されてカセットステー
ションに蓄積されていく。
【００４６】以上のように、第２の実施例の半導体装置
の製造方法を用いたSiO2膜の作成方法によれば、実質的
にロード／アンロードの時間が不要となるので、高いス
ループットを維持することができる。
【００４７】また、ウエハ載置台16ａ〜16ｆやガス放出
器17ｂ〜17ｆを複数、かつ互いに分離して設けることに
よりウエハ個々の製造管理が可能になる。
【００４８】更に、複数のウエハ載置台16ａ〜16ｆが、
保持されている各々の位置を中心に前記一平面上を個々
に直線往復運動するようになされているので、反応ガス
の供給に偏りがある場合でも、ウエハへの反応ガスの供
給が均一化される。また、ヒータをウエハとともに移動
させているので、ウエハ温度が常に一定に保持され、温
度の安定性がよい。これにより、膜厚及び膜質の均一な
膜をウエハ上に形成することができる。
【００４９】なお、上記の半導体装置の製造方法におい
ては、２種類の反応ガスを用いて２層の絶縁膜を形成し
ているが、図９（ａ）に示すように、所定のガス放出器
17ｂ〜17ｆに１種類の反応ガスを流し、ウエハが一回り
する間に単一の膜をウエハ上に形成することも可能であ
る。
【００５０】また、図９（ｂ）に示すように、すべての
ウエハ載置台16ａ〜16ｆに予めウエハをセットした後、
１種類の反応ガスを用いてウエハ４０〜４４上に同時に
膜形成を行うようなバッチ式に類似の方法により単一の
膜の形成を行うことも可能である。
【００５１】（ロ）第３の実施例 図６は、図１のＣＶＤ装置に用いられる、本発明の第３
の実施例のガス分散具／ウエハ保持具の構成の詳細につ
いて説明する構成図で、図７（ｂ）に示す一括ガス分散
具12ｂ／一括ウエハ保持具13ｂの組合せを有する。
【００５２】図６において、13ｂは円板状のウエハ保持
具で、ウエハ保持具13ｂは円板の中心部で回転軸２１に
固定され、回転軸２１の周りの円板面が複数のウエハを
載置することができるウエハ載置面となっており、ウエ
ハがフェースダウンの形で載置される。このウエハ載置
面の上部に一つのヒータが回転軸２１を囲むように埋め
込まれ、分割されていない。そして、これらのウエハ載
置面のウエハは、ヒータにより加熱・保温される。12ｂ
は回転軸２１やウエハ保持具13ｂと分離されて装置の基
台２６に固定され、かつウエハ保持具13ｂのウエハ載置
面に対向するように設けられた円板状のガス分散具で、
ウエハ載置面に対向する領域にガス放出部として回転軸
２１を中心とする放射状のスリットが設けられている。
なお、ガス放出部から放出された反応ガスを収集するた
めに、ガス放出部を囲むようにガス放出部の周辺部には
図３（ｂ）に類似のガス収集具が設けられている。ま
た、１４はローダ／アンローダ部１５のところにきたウ
エハ保持具13ｂのウエハ載置面にウエハを載置したり、
ローダ／アンローダ部１５の位置にきたウエハ保持具13
ｂのウエハ載置面からウエハを離脱させたりするための
ロボットである。
【００５３】以上のように、本発明の第３の実施例の半
導体製造装置においては、実質的にロード／アンロード
の時間が不要となるので、高いスループットを維持する
ことができる。
【００５４】また、ヒータをウエハとともに移動させる
ことができるので、ウエハの温度が常に一定に保持さ
れ、温度の安定性がよい。これにより、膜厚及び膜質の
均一な膜をウエハ上に形成することができる。
【００５５】なお、上記の第３の実施例ではフェースダ
ウンのウエハ載置面を有しているが、第５の実施例とし
て図８（ｆ）に示すフェースアップのウエハ載置面を有
しているものについても適用できる。
【００５６】次に、上記のＣＶＤ装置を用いてウエハ上
に単一のＣＶＤSiO2膜を形成する方法について図１，図
２，図６，図９（ｂ）を参照しながら説明する。この場
合、図９（ｂ）に示すように、予め複数のウエハを同時
にウエハ保持具13ｂに載置しておき、ウエハ保持具13ｂ
が回転軸の回りを一回りする間に所定膜厚の単一のＣＶ
ＤSiO2膜が形成されるようになっている。即ち、バッチ
処理類似の膜形成方法となる。なお、図９（ｂ）におい
て、ＡはＣＶＤSiO2膜の目標とする膜厚を示す。また、
本実施例ではオシレーションユニットを具備しない場合
について説明する。
【００５７】まず、各ウエハ載置面のチャックと対応す
るスリップリング２９に信号を送り、ソレノイドバルブ
を開いて吸引口１８から排気しながら、カセットステー
ションからロボット１４により順次５枚のウエハ４０〜
４４をローダ／アンローダ部に搬送してウエハ保持具13
ｆのウエハ載置面に載置し、チャックにより各ウエハ４
０〜４４をウエハ載置面に固定する。更に、ヒータに電
力を供給し、ウエハ載置面のウエハ４０〜４４を加熱す
る。
【００５８】次に、各ウエハの温度が約350 ℃に達した
後、ガス分散具12ｂのガス放出部から反応ガスとしてＴ
ＥＯＳ−Ｏ3 の混合ガスを放出し、ウエハの温度を約35
0 ℃に保持したまま、約１分間で一周りするような速度
で回転軸２１を回転させる。ところで、膜形成レートを
約2000Å／分に設定しておくと、回転軸２１が４周した
後、目標とする膜厚約8000ÅのＣＶＤSiO2膜が各ウエハ
４０〜４４上に均一に形成される。
【００５９】次いで、ガス分散具12ｂに供給する反応ガ
スを停止した後、上記のウエハ４０〜４４の載置と逆の
手続きにより順次ウエハ４０〜４４をウエハ保持具13ｂ
から取り外す。即ち、ウエハ保持具13ｂのチャックと対
応するスリッピング２９に信号を送って、吸引口１８の
ソレノイドバルブを閉じるとともに、窒素ガスの導入口
１９のバルブを開けて窒素ガスをチャックに送り、各ウ
エハ４０〜４４をウエハ載置面から離脱し、ロボット１
４により順次カセットステーションに搬出する。このよ
うにして、一度に所定膜厚のＣＶＤSiO2膜をウエハ４０
〜４４上に形成することができる。
【００６０】以上のように、第３の実施例のＣＶＤ装置
を用いたＣＶＤSiO2膜の作成方法によれば、ロード／ア
ンロードの時間が必要なので、スループットは制限され
るが、反応ガスの供給配管やヒータへの電力供給も１系
統で済むので、装置の操作やメンテナンスが容易に行え
る。
【００６１】また、ヒータをウエハとともに移動させて
いるので、ウエハ温度が常に一定に保持され、温度の安
定性がよい。これにより、膜厚及び膜質の均一な膜をウ
エハ上に形成することができる。
【００６２】なお、上記の半導体装置の製造方法におい
ては、ウエハ保持具13ｂのすべてのウエハ載置面に予め
ウエハ４０〜４４をセットした後、ウエハ４０〜４４上
に同時に膜形成を行うようなバッチ式に類似の方法によ
り膜形成を行っているが、図９（ａ）に示すように、ウ
エハを順次ウエハ保持具13ｂにセットしてウエハが回転
軸２１の回りを一回りする間に所定の膜厚の膜形成を行
うことも可能である。
【００６３】また、第６〜第９の実施例として第２及び
第３の実施例のガス分散具やウエハ保持具を組み合わせ
て図７（ｃ），（ｄ），図８（ｇ），（ｈ）に示す一括
ガス分散具12ｃ，12ｇ／個別ウエハ保持具13ｃ，13ｇ，
個別ガス分散具12ｄ，12ｈ／一括ウエハ保持具13ｄ，13
ｈとすることも可能である。このようにすることにより
各種の膜形成に適応した方法により膜形成を行うことが
可能である。
【００６４】更に、上記の実施例では半導体製造装置を
常圧下での膜形成に適用しているが、プラズマＣＶＤ法
等による減圧下での膜形成にも適用が可能である。
【００６５】
【発明の効果】以上のように、本発明の半導体製造装置
によれば、ウエハ保持具がヒータを具備し、該ヒータと
電気的に接続された第１の対の電極がウエハ保持具を回
転させる回転軸に設けられ、電源に接続された第２の対
の電極が回転軸の回転が妨げられないように対応する第
１の対の電極と接触されているので、連続的に、或いは
間欠的に膜形成を行うことができ、高いスループットを
維持することができる。また、ヒータに電力を供給しな
がらヒータをウエハとともに移動することができるの
で、ウエハ温度が安定し、膜形成の温度の精度を向上す
ることができる。
【００６６】更に、複数、かつ互いに分離してウエハ載
置台やガス放出器が設けられたウエハ保持具やガス分散
具を用いることによりウエハ個々の製造管理や、異なる
種類の多層膜形成が可能になり、フレキシビリティのあ
る膜形成を行うことができる。
【００６７】また、複数のウエハ保持具が、保持されて
いる各々の位置のウエハ載置面に垂直な軸を中心に回転
運動又は該軸を中心とする円の半径方向に直線運動する
ようになされているので、膜厚及び膜質の均一な膜をウ
エハ上に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例のＣＶＤ装置について説
明する構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例のＣＶＤ装置の回転軸に
設けられた、ヒータに電力を供給する電気的接点の詳細
を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施例のガス分散具／ウエハ保
持具の詳細について説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施例のウエハ保持具の詳細に
ついて説明する上面図である。
【図５】本発明の第２の実施例のガス分散具の詳細につ
いて説明する上面図である。
【図６】本発明の第３の実施例のガス分散具／ウエハ保
持具の詳細について説明する斜視図である。
【図７】本発明の第２〜第５の実施例のガス分散具／ウ
エハ保持具の概略の構成について説明する斜視図であ
る。
【図８】本発明の第６〜第９の実施例のガス分散具／ウ
エハ保持具の概略の構成について説明する斜視図であ
る。
【図９】本発明の実施例のＣＶＤ装置を用いた半導体装
置の製造方法について説明する図である。
【図１０】従来例のＣＶＤ装置について説明する構成図
（その１）である。
【図１１】従来例のＣＶＤ装置について説明する構成図
（その２）である。
【符号の説明】
１ コンベアベルト、 ２ ヒータ、 ３，１２ ガス分散具、 ４ａ，４ｂ カセットステーション、 ５ チャンバ、 ６ａ〜６ｈ ウエハ載置台、 ７ａ〜７ｈ ウオーキングビーム、 ８ａ，８ｂ ゲートバルブ、 ９ ロードロックチャンバ、 １０ カセットチャンバ、 １１，２６ 基台、 12ａ，12ｄ，12ｅ，12ｈ 個別ガス分散具、 12ｂ，12ｃ，12ｆ，12ｇ 一括ガス分散具、 １３ ウエハ保持具、 13ａ，13ｃ，13ｅ，13ｇ 個別ウエハ保持具、 13ｂ，13ｄ，13ｆ，13ｈ 一括ウエハ保持具、 １４ ロボット、 １５ ローダ／アンローダ部、 16ａ〜16ｆ ウエハ載置台、 17ｂ〜17ｆ ガス放出器、 １８ 吸引口、 １９ ガス導入口、 ２０ アーム、 ２１ 回転軸、 22ｂ〜22ｆ ガスシャワー、 23ｂ〜23ｆ ガス収集具、 24ｂ〜24ｆ，３８ 反応ガス導入口、 25ｂ〜25ｆ，３９ ガス排出口、 ２７ モータ、 ２８ オシレーションユニット、 ２９，３０，３１，34ａ，34ｂ スリップリング、 ３２，35ａ，35ｂ 集電子、 ３３ ウエハ、 ３４ 第１の対の電極、 34ａ，34ｂ サセプタ、 ３５ 第２の対の電極、 ３６ 接続部、 ３７ エレベータ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｋ (72)発明者 大平 浩一 東京都港区港南２ー13ー29 株式会社半導 体プロセス研究所内 (72)発明者 広瀬 光雄 東京都港区港南２ー13ー29 キャノン販売 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−136234（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】反応ガスを上方に放出するガス放出器を備
    えたガス分散具と、 ウエハ載置面が下方に向いて前記ガス放出器と対面する
    ように、前記ガス分散具に対して回転軸の周りに回転す
    るウエハ載置台と、 前記ウエハ載置台に固定され、前記ウエハ載置面に載置
    されたウエハを裏面から加熱するヒータとを有すること
    を特徴とする半導体製造装置。
  2. 【請求項２】前記ウエハ載置台は前記回転軸を中心とす
    る円周に沿って複数のウエハ載置面を有することを特徴
    とする請求項１記載の半導体製造装置。
  3. 【請求項３】一つの前記ウエハ載置台と一つの前記ヒー
    タとを一組とする処理手段が、前記回転軸を中心とする
    円周に沿って複数組設けられていることを特徴とする請
    求項１記載の半導体製造装置。
  4. 【請求項４】前記ヒータと電気的に接続された第１の対
    の電極が前記回転軸に設けられ、かつ電源と接続された
    第２の対の電極が前記回転軸の回転が妨げられないよう
    に前記第１の対の電極と接触された状態で設けられてい
    ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに
    記載の半導体製造装置。
  5. 【請求項５】前記ガス分散具は、前記回転軸の周りに配
    置された複数のガス放出器を有し、かつ各々の該ガス放
    出器は互いに独立に反応ガスを放出することを特徴とす
    る請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の半導体製造
    装置。
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