JPH11329983A - Ｃｖｄによる成膜方法とその装置 - Google Patents

Ｃｖｄによる成膜方法とその装置

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JPH11329983A
JPH11329983A JP14841098A JP14841098A JPH11329983A JP H11329983 A JPH11329983 A JP H11329983A JP 14841098 A JP14841098 A JP 14841098A JP 14841098 A JP14841098 A JP 14841098A JP H11329983 A JPH11329983 A JP H11329983A
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秀彦 奥田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＶＤによる成膜方法におけるウェーハ表面
の傷類をなくすことにより、表面研磨量を最小限にで
き、ウェーハの平坦度向上と生産性の向上を確保できる
ＣＶＤによる成膜方法とその装置の提供。 【解決手段】 ウェーハの面取り部分、すなわちウェー
ハエッジのみを支持してウェーハ表面には何ら接触しな
い状態で反応部へ移載あるいは搬出すれば、ウェーハ表
面の傷類をなくすことができ、トレー内周面を傾斜面と
してウェーハエッジのみを支持可能にすると、ウェーハ
と搬送部低部は１ｍｍ以内の隙間を保たれてウェーハエ
ッジのみに接触し、ウェーハの表面には接触しない状態
で搬送可能でウェーハ表面の傷類の発生をなくし、かつ
ウェーハ面内はヒーターからの輻射熱を均等に受けて化
学反応し、酸化膜を堆積、成膜できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、常圧ＣＶＤ（Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｅ）を使
用し、表裏面に接触傷を発生させない成膜方法とその装
置に係り、高平坦度を得るために両面研磨されたウェー
ハに酸化膜を設けて仕上げ研磨を施すウェーハの製造工
程で、表面に傷類をつけることなく酸化膜を形成可能に
し、傷類除去のための研磨を省略して仕上げ研磨を実施
できるようにしたＣＶＤによる成膜方法とその装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハ、特にＳｉ等のウェーハ
表面に酸化膜を設ける際に多用されている成膜方法とし
て常圧ＣＶＤがあり、この方法の利点は、熱励起の蒸着
であり化学反応が関与するシンプルプロセスで高い膜形
成速度が得られると同時に、移載ロボットを使用した搬
送系を採用することによって、連続式となし生産性を高
くすることができる点にある。
【０００３】従来、常圧ＣＶＤ法では、ＳｉＨ4−Ｏ2系
が主反応系であったが、最近は膜密度、パーティクル対
策でＴＥＯＳ−Ｏ3系の反応も用いられている。
【０００４】図３に従来の連続式常圧ＣＶＤ装置の基本
構造の一例を示す。カセットステージ１を経てローダー
２に入ったウェーハは、エレベーター３で所要速度で回
転している上側の搬送路４に移載され、成膜するための
反応部に移動する。
【０００５】図の中央に示す反応部は、搬送路４，４に
近接配置されるヒーター５と原料ガスの供給と排気を行
うガスノズル６を備えており、反応部でヒーター５によ
って例えば、４００℃近傍に熱せられたウェーハ上にガ
スノズル６から供給される原料ガスの反応により所定の
酸化膜が堆積、成膜される。
【０００６】所要の酸化膜を成膜され反応部から出たウ
ェーハは、装入時とは逆にエレベーター７を経てアンロ
ーダー８によってカセットステージ９に戻されて搬出さ
れる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来、前記常圧ＣＶＤ
装置においては、搬送路のコンベアーベルト上に直接シ
リコンウェーハを置くか、あるいはベルトに代えてＳｉ
Ｃ製のトレーを使用してその上にシリコンウェーハを配
置する方法が採用されており、ローダーからの移載及び
ウェーハの反応部への搬送時に傷類やスクラッチが発生
することがある。
【０００８】これはトレーへ移載する時や反応時にガス
流れと温度上昇によりウェーハが微動して、ウェーハ外
周面を支持しているトレー縁部で発生すると考えられ
る。この傷類は表面を研磨することによりなくすことが
できるが、１０数μｍ研磨しなければならない。
【０００９】一方、高平坦度を得るために研磨されたウ
ェーハに酸化膜を設けた後、仕上げ研磨を施すウェーハ
の製造工程において、従来の８インチ外径のウェーハの
場合、高平坦度を得ることが比較的容易であるため、前
記のＣＶＤ後の傷類があっても仕上げ研磨前に傷除去の
ための研磨を行うことができる。
【００１０】しかし、これから主流となる１２インチ外
径のウェーハの場合、特に高平坦度を得るためには両面
研磨が不可欠であると考えられるが、両面研磨ウェーハ
の場合、ＣＶＤ膜の成膜されていない表面側の研磨量を
少なくしようとすると、この傷の深さが問題となる。
【００１１】この発明は、ＣＶＤによる成膜方法におけ
るウェーハ表面の傷類をなくすことにより、表面研磨量
を最小限にでき、ウェーハの平坦度向上と生産性の向上
を確保できるＣＶＤによる成膜方法とその装置の提供を
目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】発明者らは、前記目的を
達成するために、ＣＶＤによる成膜方法について種々検
討した結果、ＣＶＤ装置の反応部へ移動するコンベアや
トレーへウェーハを移載する装置において、ウェーハの
面取り部分、すなわちウェーハエッジのみを支持してウ
ェーハ表面には何ら接触しない状態で反応部へ移載ある
いは搬出すれば、ウェーハ表面の傷類をなくすことが可
能であることを知見した。
【００１３】さらに発明者らは、ウェーハと相似形の凹
形状のＳｉＣトレーにおいて、トレー内周面を傾斜面と
してウェーハエッジのみを支持可能にすると、ウェーハ
と搬送部低部は１ｍｍ以内の隙間を保たれてウェーハエ
ッジのみに接触し、ウェーハの表面には接触しない状態
で搬送可能でウェーハ表面の傷類の発生をなくし、かつ
ウェーハ面内はヒーターからの輻射熱を均等に受けて化
学反応し、酸化膜を堆積、成膜できることを知見し、こ
の発明を完成した。
【００１４】すなわち、この発明は、反応領域内に搬入
した被処理ウェーハを加熱して、領域内に供給された原
料ガスに応じた成分を被処理ウェーハ表面に堆積、成膜
するＣＶＤによる成膜方法おいて、被処理ウェーハのロ
ーダー、アンローダーでの移載に際して、表裏面に接触
することなくウェーハエッジのみを支持し、反応部でも
ウェーハエッジのみを支持するトレーに載置して搬送す
るＣＶＤによる成膜方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】この発明は、常圧ＣＶＤ装置にお
いて、ローダー、アンローダーでの移載中にウェーハの
表面状態は傷類などのない状態に保持されており、ウェ
ーハとトレーの間隔を接触しない最小限の幅に設定して
あり、酸化膜堆積の過程でも傷類のない均一な温度状態
で堆積されるため、片方の表面は均一な酸化膜が形成さ
れ、他方の表面は傷類のない鏡面研磨面をもったシリコ
ンウェーハを作製することができる。
【００１６】この発明による成膜方法と装置を図面に基
づいて説明する。図１は移載ロボットのハンドリング部
分であるホーク１０を示す。ホーク１０は本体１１が板
状であり、下面の一方端側にはウェーハ２０の面取りさ
れたエッジのみに接触可能な溝部を設けたＳｉＣ製の固
定つめ１２，１３が固着配置され、これに対向するよう
に同様のＳｉＣ製のつめが可動つめ１４，１５として配
置される構成である。
【００１７】一対の可動つめ１４，１５は、本体１１下
面に設けたレール１６に倣い移動するよう支持配置さ
れ、スプリング１７を挟む連結棒１８が接続されて、本
体１１下面の他方端に設けられた電磁石１９によって、
電磁石１９側へ磁気吸引可能に構成されている。
【００１８】ＳｉＣ製のつめ１２，１３、１４，１５
は、それぞれウェーハ２０エッジのみに接触可能かつウ
ェーハ円周状に沿った形状の溝部を有し、その厚みは１
ｍｍ程度であって、図１Ｂに示すようにウェーハ２０を
挟持する際は、一対の可動つめ１４，１５がスプリング
１７によって付勢されており、離脱させるには電磁石１
９の励磁によって、スプリング１７を圧縮して行うもの
で、かかる開閉によって両面研磨ウェーハ２０との接触
挟持、離脱が可能となる。
【００１９】ＣＶＤ装置の反応部である搬送路内では図
２に示すＳｉＣ製のトレー３０を使用する。トレー３０
はウェーハ２０と相似形の凹部からなるさら状で、外周
壁３１内にウェーハ２０を収納するが、内周面は所要の
傾斜面３２となっており、ウェーハ２０の端面と同様な
形状を有する。例えば、トレー３０の傾斜面３２はウェ
ーハ２０がラウンド形状のときは角度を２０〜２５度に
すればよい。
【００２０】トレー３０の傾斜面３２は、ウェーハ２０
の端面と同様な形状を有すればよいが、ウェーハ２０の
ズレを防ぐために傾斜面３２におけるウェーハ２０外周
とトレー３０内周との間隔をできるだけ小さく、例えば
１ｍｍ以内に設定している。
【００２１】また、トレー３０の底面３４とウェーハ２
０との間隔はウェーハ面内の温度均一化のため１ｍｍ以
内に設定している。ローダー、アンローダーからのウェ
ーハ移載のために、前記のＳｉＣ製のつめ１２，１３、
１４，１５がウェーハ２０との接触挟持、離脱可能とす
るために、トレー３０の外周壁３１には４カ所の切欠部
３３が設けられ、ウェーハ２０の裏面と同じ位置より下
までくり抜かれているが、ウェーハ２０の裏面に堆積し
ないように切欠部３３の形状を決定している。
【００２２】上記構成からなるＣＶＤ装置を用いた成膜
方法を説明すると、まず、ローダー２のロボットはカセ
ットステージ１へウェーハを取り出しに行き、このとき
ホーク１０の電磁石１９は励磁された状態で、可動つめ
１４，１５はスプリング１７は圧縮されてつめは開放状
態である。
【００２３】ホーク１０がカセットステージ１内に入っ
たあと、電磁石は非励磁でスプリング１７が開放されて
つめ１２，１３、１４，１５でウェーハを挟持状態にす
る。その後、ホーク１０は手前に引かれウェーハがカセ
ットステージ１から引き出される。
【００２４】ロボットはホーク１０を上記エレベーター
３側に移動させて待機し、トレー３０が所定の場所に上
がってきた時、ホーク１０はウェーハをトレー３０上面
より移載する。この際、トレー３０の４カ所の切欠部３
３内にホーク１０の固定つめ１２，１３、可動つめ１
４，１５が下降時に入り込むように両者の位置設定がさ
れ、可動つめ１４，１５が電磁石の励磁で引かれて開放
され、トレー３０内にウェーハが収納され、その後、ホ
ーク１０は上昇移動して待機原点に戻る。
【００２５】ウェーハを載置したトレー３０は搬送路４
の反応部を通過すると、ウェーハ上面に酸化膜が堆積、
成膜される。成膜完了後にトレー３０はエレベーター７
に移り、アンローダー８側からロボットにより移動して
きたホーク１０がウェーハをトレー３０より取り出し、
トレー３０は下側の搬送路４へ返される。
【００２６】この発明によるＣＶＤによる成膜方法おい
て、被処理ウェーハのローダー、アンローダーでの移載
に際して、表裏面に接触することなくウェーハエッジの
みを支持し、反応部でもウェーハエッジのみを支持する
トレーに載置して搬送することが可能であれば、具体的
な構成はいずれの機械的構成をも採用できる。
【００２７】
【実施例】図１、図２に示すロボットのホーク１０並び
にトレー３０を使用したＣＶＤによる成膜を、ＴＥＯＳ
−Ｏ3系原料ガスを用い、４００℃にウェーハを加熱し
て行った。ウェーハには３００ｍｍ外径の両面を鏡面研
磨したものを用いた。
【００２８】従来のロボットの吸着式のホーク並びにウ
ェーハの外周表面に接触する縁面を内周に設けたトレー
を使用し、ＣＶＤによる成膜を同様条件で実施したとこ
ろ、この発明による成膜方法では、傷類等の発生率が０
〜５％であるのに対して、従来の場合は、１００％であ
った。
【００２９】
【発明の効果】この発明によるシリコンウェーハ表面と
接触しない搬送系を用いたＣＶＤ装置は、鏡面研磨され
た表面に傷類などをつけることなく均一な酸化膜を堆積
することができる。すなわち、この発明による常圧ＣＶ
Ｄ装置において、ローダー、アンローダーでの移載中に
ウェーハの表面状態は、キズのない状態に保持されてお
り、かつウェーハとキャリアの間隔を接触しない最小限
の幅に設定してあるため、酸化膜堆積の過程でも傷類な
どのない均一な温度状態で堆積される結果、一方表面は
均一な酸化膜が形成され、他方の表面は傷類などのない
鏡面研磨面をもったシリコンウェーハを作製することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａはこの発明によるホークを示す斜視説明図で
あり、ＢはＡの上面説明図である。
【図２】Ａはこの発明によるトレーを示す斜視説明図で
あり、ＢはＡの縦断説明図である。
【図３】従来の常圧ＣＶＤの基本構成図であるが、一部
キャリアステージをおいている。
【符号の説明】
１，９ カセットステージ ２ ローダー ３，７ エレベーター ４ 搬送路 ５ ヒーター ６ ガスノズル ８ アンローダー １０ ホーク １１ 本体 １２，１３ 固定つめ １４，１５ 可動つめ １６ レール １７ スプリング １８ 連結棒 １９ 電磁石 ２０ ウェーハ ３０ トレー ３１ 外周壁 ３２ 傾斜面 ３３ 底面 ３４ 切欠部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 反応領域内に搬入した被処理ウェーハを
    加熱して、領域内に供給された原料ガスに応じた成分を
    被処理ウェーハ表面に堆積、成膜するＣＶＤによる成膜
    方法おいて、被処理ウェーハのローダー、アンローダー
    での移載に際して、表裏面に接触することなくウェーハ
    エッジのみを支持して行うＣＶＤによる成膜方法。
  2. 【請求項２】 請求項１において、膜を反応させるため
    の反応部で被処理ウェーハをその表裏面に接触すること
    なくウェーハエッジのみを支持するトレーに載置して搬
    送するＣＶＤによる成膜方法。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２おいて、被処理
    ウェーハが両面研磨されたＳｉウェーハであるＣＶＤに
    よる成膜方法。
  4. 【請求項４】 ウェーハエッジのみに当接可能な凹部を
    有したつめを複数個備えて表裏面に接触することなくウ
    ェーハエッジのみを挟持するホークと、ウェーハと相似
    形の凹形状の外周壁に前記つめが挿入可能な切欠部を有
    しかつ内周面に被処理ウェーハのエッジのみに当接する
    傾斜面を有したトレーを具備した、請求項１または請求
    項２に使用するＣＶＤ装置。
  5. 【請求項５】 請求項４において、ホークとトレーがＳ
    ｉＣ製であるＣＶＤ装置。
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