JPH113861A - 半導体装置の製造方法及びその装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法及びその装置

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JPH113861A
JPH113861A JP9154675A JP15467597A JPH113861A JP H113861 A JPH113861 A JP H113861A JP 9154675 A JP9154675 A JP 9154675A JP 15467597 A JP15467597 A JP 15467597A JP H113861 A JPH113861 A JP H113861A
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chamber
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Shigeru Fujita
繁 藤田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロードロック室から反応室へのウェーハ入室
時間を短縮して1バッチ当りの処理時間を短縮すること
ができる半導体装置の製造方法及びその装置を提供す
る。 【解決手段】 真空引きされたロードロック室15を経
て減圧加熱下で処理を行う反応炉13内にウェーハを移
送する半導体装置の製造方法において、ウェーハがロー
ドロック室15に入室した後、ロードロック室15の真
空引きと同時にウェーハを加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法及びその装置に関し、特に、真空引きと同時にウェ
ーハを加熱するロードロック室を経て減圧加熱下で処理
を行う反応室内にウェーハを移送する半導体装置の製造
方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高機能・高集積
化が進むにつれ、LP(減圧)−CVD装置も高性能化
してきている。縦型LP−CVD装置においては、真空
反応室内の真空圧維持及び大気混入によるシリコンウェ
ーハへの自然酸化膜の成長防止のため、ウェーハを一旦
ロードロック室(真空予備室)に待機させてから反応室
内に移送している。
【0003】図4に示すように、ロードロック式縦型L
P−CVD装置1は、上端がドーム状に閉じられ下端が
開口する石英からなるアウタチューブ2aと、アウタチ
ューブ2a内に配置され、上下両端が開口する同じく石
英のインナチューブ2bからなる縦型の反応炉(反応
室)3を有している。アウタチューブ2aとインナチュ
ーブ2bの各下端周縁部は、円筒状のフランジ4に固定
され、このフランジ4の下端には、インナチューブ2b
を介して反応炉3と連通するロードロック室5が装着さ
れている。ロードロック室5には、底部に突設された昇
降軸5a(図5参照)に沿って昇降し上昇時インナチュ
ーブ2b内に進入する、例えば高純度の石英ガラスによ
り形成された石英ボート6と呼ばれる治具が収納されて
いる。
【0004】石英ボート6には、上下方向に並んだ複数
の棚が設けられ、これらの棚により100〜150枚程
度のシリコンウェーハを一度に収納することができる。
この石英ボート6は、下端にボートキャップ7aが設け
られたボート台7の上に固定されている。ボートキャッ
プ7aは、フランジ4の下端開口より大きな径の板体か
らなり、インナチューブ2b内に進入した石英ボート6
は、ボートキャップ7aがフランジ4の下端に当接する
ことによりその上昇を停止するとともに反応室内を気密
封止する。
【0005】アウタチューブ2aの外側には、インナチ
ューブ2b内に進入した石英ボート6を昇温することが
できるように、アウタチューブ2aを取り囲む反応炉用
ヒータ8が設置されている。フランジ4には、インナチ
ューブ2aとアウタチューブ2bが形成する間隙に連通
する排気口4aが形成され、ロードロック室5の下端に
は、例えば真空ポンプ(図示しない)に連通する真空引
き用排気口5bが形成されている。排気口4aには排気
管4bが、真空引き用排気口5bには排気管5cが、そ
れぞれ取付けられている。
【0006】このロードロック式縦型LP−CVD装置
1によるシリコンウェーハの成膜方法を、以下に説明す
る。
【0007】先ず、前述の図4に示すように、ロードロ
ック室5内の石英ボート6にシリコンウェーハを収納し
た後、真空引き用排気口5bからロードロック室5の真
空引きを行う。このとき、フランジ4の下端開口は、炉
口キャップ9によりロードロック室5側から閉じられ、
反応炉3とロードロック室5は遮断される。また、反応
炉3内は、真空引きされると共に、CVD方式による成
膜温度である例えば750〜850℃程度に室内温度が
保たれる。
【0008】次に、図5(a)に示すように、炉口キャ
ップ(図示しない)を開いて石英ボート6を上昇させ、
ロードロック室5から反応炉3へと石英ボート6を移送
する。反応炉3に移送された石英ボート6の温度は、常
温のロードロック室内温度から高温の反応炉内温度(7
50〜850℃)まで上昇する。
【0009】その後、図5(b)に示すように、反応炉
3に進入した石英ボート6は、ボートキャップ7aがフ
ランジ4の下端に当接し下端開口を密閉することにより
その上昇を停止し、入炉が終了する。入炉終了後、反応
炉3内を窒素(N2)パージ等を行った後、減圧加熱下
の反応炉3内でシリコンウェーハの成膜処理を行う。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反応炉
3に入炉する石英ボート6は、ロードロック室5の室温
から750〜850℃の高温領域へと大きな温度差に晒
されることになる。このような大きな温度差の下での移
動を短時間で行った場合、急激な温度変化によってシリ
コンウェーハが変形し、シリコンウェーハの石英ボート
6と接触している部分(シリコンウェーハを支えている
部分)で「こすれ」によるパーティクルが生じたり、ス
リップと呼ばれるひびが発生したりする。そのため、シ
リコンウェーハを収納した石英ボート6を、50mm/
分程度の非常に遅い進入速度で入炉する必要があった。
【0011】この結果、8インチのシリコンウェーハを
150枚収納した石英ボート6の場合、長さが約1.5
〜2mあるため入炉時間が20〜30分程かかってしま
い、スループットに悪影響を与え生産性向上を阻む大き
な要因になっていた。
【0012】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、ロードロック室から反応室へのウェーハ入室時間を
短縮して1バッチ当りの処理時間を短縮することができ
る半導体装置の製造方法及びその装置の提供を目的とす
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明においては、真空引きされたロードロック室
を経て減圧加熱下で処理を行う反応室内にウェーハを移
送する半導体装置の製造方法において、ウェーハがロー
ドロック室に入室した後、該ロードロック室の真空引き
と同時にウェーハを加熱することを特徴とする半導体装
置の製造方法を提供する。
【0014】上記構成によれば、ウェーハがロードロッ
ク室に入室した後、ロードロック室の真空引きを行い、
同時にロードロック室を昇温することにより、ロードロ
ック室内のウェーハの加熱昇温を行う。これにより、ロ
ードロック室から反応室へと向かうウェーハは、反応室
の室内温度とほぼ同一に昇温されたロードロック室にお
いて反応室温度まで昇温されるため、ロードロック室と
反応室の間で急激な温度変化がなく、反応室に入炉する
ウェーハが変形したり、パーティクルが生じたり、スリ
ップと呼ばれるひびが発生したりしないので、ウェーハ
を短時間で反応室に入室させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】好ましい実施の形態においては、
上記半導体装置の製造方法を実現するため、ロードロッ
ク室を備え、減圧加熱下でウェーハを処理する半導体装
置の製造装置において、ロードロック室内のウェーハを
昇温するロードロック室用ヒータを有することを特徴と
する半導体装置の製造装置を提供する。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明の一実施例に係るロードロック
式縦型LP−CVD装置の石英ボート入炉前を示す断面
図である。図2は、図1のロードロック式縦型LP−C
VD装置を示し、(a)は石英ボート入炉途中の断面
図、(b)は石英ボート入炉終了後の断面図である。
【0017】本願発明に係る半導体装置の製造装置であ
るロードロック式縦型LP−CVD装置は、ロードロッ
ク室を昇温してロードロック室内のウェーハを加熱昇温
することができるように構成したものであり、上記従来
のロードロック式縦型LP−CVD装置のロードロック
室に、ロードロック室を昇温するためのロードロック室
用ヒータが設置されている。
【0018】即ち、図1に示すように、ロードロック式
縦型LP−CVD装置10は、上端がドーム状に閉じら
れ下端が開口する石英からなるアウタチューブ11と、
アウタチューブ11内に配置され、上下両端が開口する
同じく石英のインナチューブ12からなる反応炉(反応
室)13を有している。アウタチューブ11とインナチ
ューブ12の各下端周縁部は、円筒状のフランジ14に
固定され、このフランジ14の下端には、インナチュー
ブ12を介して反応炉13と連通するロードロック室1
5が装着されている。ロードロック室15には、底部に
突設された昇降軸16(図2参照)に沿って昇降し上昇
時インナチューブ12内に進入する、例えば高純度の石
英ガラスにより形成された石英ボート17と呼ばれる治
具が収納されている。
【0019】石英ボート17には、上下方向に並んだ複
数の棚が設けられ、これらの棚により100枚〜150
枚程度のシリコンウェーハを一度に収納することができ
る。この石英ボート17は、下端にボートキャップ18
が設けられたボート台19の上に固定されている。ボー
トキャップ18は、フランジ14の下端開口より大きな
径の板体からなり、インナチューブ12内に進入した石
英ボート17は、ボートキャップ18がフランジ14の
下端に当接することによりその上昇を停止するとともに
反応室13内を気密封止する。
【0020】アウタチューブ11の外側には、インナチ
ューブ12内に進入した石英ボート17を昇温すること
ができるように、アウタチューブ11を取り囲む反応炉
用ヒータ20が設置されている。フランジ14には、イ
ンナチューブ12とアウタチューブ11が形成する間隙
に連通する排気口21が形成され、ロードロック室15
の下端には、例えば真空ポンプ(図示しない)に連通す
る真空引き用排気口22が形成されている。排気口21
には排気管23が、真空引き用排気口22には排気管2
4がそれぞれ取付けられている。
【0021】ロードロック室15の外側には、ロードロ
ック室15を取り囲むロードロック室用ヒータ25が設
置されている。このロードロック室用ヒータ25によ
り、ロードロック室15のほぼ全域を昇温して、ロード
ロック室15内の石英ボート17と共に石英ボート17
に収納されたシリコンウェーハを加熱昇温することがで
きる。
【0022】このロードロック式縦型LP−CVD装置
10によるシリコンウェーハの成膜方法を、以下に説明
する。先ず、図1に示すように、ロードロック室15内
の石英ボート17にシリコンウェーハが収納され、シリ
コンウェーハがロードロック室15に入室した後、真空
引き用排気口22からロードロック室15の真空引きを
行い、同時に、ロードロック室用ヒータ25によりロー
ドロック室15を昇温する。このとき、フランジ14の
下端開口は、炉口キャップ26によりロードロック室1
5側から閉じられ、反応炉13とロードロック室15は
遮断される。また、反応炉13内は、真空引きされると
共に、CVD方式による成膜温度である例えば750〜
850℃程度に室内温度が保たれる。
【0023】ロードロック室15の真空引きには、容量
から考慮して30分程必要とするが、その真空引きの間
に、ロードロック室15を反応炉13内の室内温度であ
る750〜850℃程度に昇温する。ロードロック室1
5の昇温により、石英ボート17と共に石英ボート17
に収納されたシリコンウェーハが加熱昇温される。この
ように、真空引きの時間を利用してロードロック室15
の昇温を行うことにより、ロードロック室15の昇温の
ための時間を新たに必要としない。
【0024】次に、図2(a)に示すように、炉口キャ
ップ(図示しない)を開いて石英ボート17を上昇さ
せ、ロードロック室15から反応炉13へと石英ボート
17を移送する。このとき、反応炉13へと向かう石英
ボート17とシリコンウェーハは、反応炉13の炉内温
度とほぼ同一の室内温度に昇温されたロードロック室1
5においてその室内温度に昇温されているため、例え
ば、1〜3m/分の進入速度で反応炉13に入炉させる
ことができる。
【0025】即ち、ロードロック室15と反応炉13の
間で急激な温度変化がないので、反応炉13に入炉する
石英ボート17に収納されたシリコンウェーハが変形し
たり、シリコンウェーハの石英ボート17と接触してい
る部分(シリコンウェーハを支えている部分)で「こす
れ」によるパーティクルが生じたり、スリップと呼ばれ
るひびが発生したりすることがない。従って、従来の5
0mm/分程度の非常に遅い進入速度で入炉した場合に
比べて、大幅な入炉時間の短縮ができる。
【0026】その後、図2(b)に示すように、反応炉
13に進入した石英ボート17は、ボートキャップ18
がフランジ14の下端に当接し下端開口を密閉すること
によりその上昇を停止し、入炉が終了する。石英ボート
17は、入炉開始から1分程度後に入炉を終了する。入
炉終了後、反応炉13内を窒素(N2)パージ等を行っ
た後、減圧加熱下の反応炉13内でシリコンウェーハの
成膜処理を行う。
【0027】図3は、成膜時のシリコンウェーハの温度
変化を、従来のロードロック式縦型LP−CVD装置と
本願発明に係るロードロック式縦型LP−CVD装置で
比較して示し、(A)は従来の装置の線グラフによる説
明図、(B)は本願発明に係る装置の線グラフによる説
明図である。
【0028】図3(A)に示すように、従来の装置の場
合、シリコンウェーハの温度は、真空引きの期間aは室
温t1のままであり、入炉後の昇温期間bにおいて室温
1から成膜温度t2に上昇し、成膜期間cは成膜温度t
2を維持して、成膜終了後の降温・復圧期間dにおいて
成膜温度t2から室温t1に下降する。これに対し、同図
(B)に示すように、本願発明に係る装置の場合、シリ
コンウェーハの温度は、真空引きと昇温を同時に行う真
空引き・昇温期間eにおいて室温t1から成膜温度t2
上昇し、入炉時には成膜温度t2となっているため、入
炉と同時に成膜が開始される。この成膜期間fは成膜温
度t2を維持し、成膜終了後の降温・復圧期間dにおい
て成膜温度t2から室温t1に下降する。
【0029】つまり、本願発明に係る装置の場合は、従
来の真空引きの期間aに相当する真空引き・昇温期間e
の終了時に既に成膜温度t2に達し、入炉を極く短時間
で行うことができるので、従来の入炉後の昇温期間bを
経ずに真空引き・昇温期間e後に即、成膜期間fが開始
され、入炉後の昇温期間b分が短縮されることになる。
従って、シリコンウェーハの反応炉進入前の工程である
ロードロック室15での真空引き工程において、シリコ
ンウェーハを加熱昇温しておくことにより、従来の装置
の場合に比べて、反応炉13へのウェーハ入炉時間を短
縮して1バッチ当りのウェーハ成膜処理時間を短縮でき
るので、スループットの向上更には生産性の向上を図る
ことができる。
【0030】なお、本発明は、CVD装置に限定され
ず、高温減圧下でウェーハの処理を行うエッチング装置
や真空蒸着装置或いはアニール装置等の加熱処理装置、
及びイオン注入装置や電子ビーム装置等にも適用可能で
ある。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体装置の製造方法によれば、ウェーハがロードロック室
に入室した後、ロードロック室の真空引きを行い、同時
にロードロック室を昇温することにより、ロードロック
室内のウェーハの加熱昇温を行うので、ロードロック室
から反応室へと向かうウェーハは、反応室の室内温度と
ほぼ同一に昇温されたロードロック室において反応室温
度まで昇温され、ロードロック室と反応室の間で急激な
温度変化がなく、反応室に入炉するウェーハが変形した
り、パーティクルが生じたり、スリップと呼ばれるひび
が発生したりせず、短時間で反応室に入炉させることが
できる。従って、ロードロック室から反応室へのウェー
ハ入室時間を短縮して1バッチ当りのウェーハ処理時間
を短縮できるので、スループットの向上更には生産性の
向上を図ることができる。
【0032】また、ロードロック室を備え、減圧加熱下
でウェーハを処理する半導体装置の製造装置において、
ロードロック室内のウェーハを昇温するロードロック室
用ヒータを有する構成とすれば、上記半導体装置の製造
方法を実施してその効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係るロードロック式縦型
LP−CVD装置の石英ボート入炉前を示す断面図。
【図2】 図1のロードロック式縦型LP−CVD装置
を示し、(a)は石英ボート入炉途中の断面図、(b)
は石英ボート入炉終了後の断面図。
【図3】 成膜時のシリコンウェーハの温度変化を、従
来のロードロック式縦型LP−CVD装置と本願発明に
係るロードロック式縦型LP−CVD装置で比較して示
し、(A)は従来の装置の線グラフによる説明図、
(B)は本願発明に係る装置の線グラフによる説明図。
【図4】 従来のロードロック式縦型LP−CVD装置
の石英ボート入炉前を示す断面図。
【図5】 図4のロードロック式縦型LP−CVD装置
を示し、(a)は石英ボート入炉途中の断面図、(b)
は石英ボート入炉終了後の断面図。
【符号の説明】 10:ロードロック式縦型LP−CVD装置、11:ア
ウタチューブ、12:インナチューブ、13:反応炉、
14:フランジ、15:ロードロック室、16:昇降
軸、17:石英ボート、18:ボートキャップ、19:
ボート台、20:反応炉用ヒータ、21:排気口、2
2:真空引き用排気口、23:排気管、24:排気管、
25:ロードロック室用ヒータ、26:炉口キャップ、
a:真空引きの期間、b:入炉・昇温期間、c:成膜期
間、d:降温・復圧期間、e:真空引き・昇温期間、
f:入炉・成膜期間、t1:室温、t2:成膜温度。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空引きされたロードロック室を経て減圧
    加熱下で処理を行う反応室内にウェーハを移送する半導
    体装置の製造方法において、 ウェーハがロードロック室に入室した後、該ロードロッ
    ク室の真空引きと同時にウェーハを加熱することを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】ロードロック室を備え、減圧加熱下でウェ
    ーハを処理する半導体装置の製造装置において、 ロードロック室内のウェーハを昇温するロードロック室
    用ヒータを有することを特徴とする半導体装置の製造装
    置。
JP9154675A 1997-06-12 1997-06-12 半導体装置の製造方法及びその装置 Pending JPH113861A (ja)

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JP9154675A JPH113861A (ja) 1997-06-12 1997-06-12 半導体装置の製造方法及びその装置
US09/090,910 US6107212A (en) 1997-06-12 1998-06-05 Method of and apparatus for manufacturing semiconductor devices

Applications Claiming Priority (1)

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JP9154675A JPH113861A (ja) 1997-06-12 1997-06-12 半導体装置の製造方法及びその装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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