JPS615526A - 処理装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は半導体装置の製造に有効な処理装置に関し、特
に二層以上の薄膜形成に有効な処理装置に関するもので
ある。

〔背景技術〕

半導体装置の製造工程では半導体ウェーハ表面に薄膜を
形成する工程が必要のものとされている（工業調査会発
行電子材料１９８１年１１月号別冊、ｐ？２〜ｐ８４）
。場合によっては二種類の膜を重ねて（二層構造）形成
することが要求されることがある。例えば、ＭＯＳ）ラ
ンジスタのゲート部誘電体としての絶縁膜をＳｉＯ２膜
とＳｉ、Ｎ。

膜の二層構造で形成することがダイナミックＲＡＭ（Ｄ
−ＲＡＭ）を中心に多用され七いる。

このため、この種の膜形成では、最初にシリコンウェー
ハな酸化炉内で熱処理して５ｉｎｔ膜を形成し、次いで
これをデポジション装置内にセットしてＳｉ３Ｎ４膜を
堆積形成する方法が用いられている。しかしながら、こ
れまでのこの膜形成にあっては、前記酸化炉とデポジシ
ョン装置とを夫々独立して工場内（クリーンルーム内）
に設置しているため、５ｉｄｅ膜の形成後にシリコンウ
ェーハな酸化炉から取出し、次にこれをデポジション装
置まで搬送して装置内にセットした上でＳｉ３Ｎ４膜の
形成を行なっている。

したがって、ＳｉＯ２膜の形成とＳｉ３Ｎ４膜の形成と
の間に人間が介在しかつ処理の停滞が生じることになり
、この間にＳｉＯ２膜上に吸着膜が形成されてしまった
り、５ｉｄｅ膜上に異物が付着される等の不具合が生じ
、膜特性の低下や欠陥が発生して歩留の低下を招くとい
う問題がある。

〔発明の目的〕 本発明の目的は先の処理と後の処理との間における人間
の介在防止と停滞時間の短縮化を図り、これにより処理
間に発生し易い種々の不具合を抑制ないし防止し、歩留
の高い処理を行なうことのできる処理装置を提供するこ
とにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかＫなるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、先の工程９処理部と、後に続く工程の処理部
とを外気と遮断したチャンバ内に設置し、このチャンバ
内において先の処理と後の処理を連続的に行ない得るよ
うに構成することにより、先の処理と後の処理の間の停
滞時間を短縮して膜特性上の不具合を解消し、かつ人間
の介在をなくして異物の付着を防止し、これにより歩留
の向上を達成することができる。

〔実施例１〕 第１図は本発明の第１実施例を示す。ヒータ等の加熱手
段２を備える炉体１内に石英管からなるφ プロセスチューブ３を横設し、内部を加熱できる　　　
　　　）ようＫする。プロセスチューブ３の細径部には
ＳｉＯ２膜形成用ガスとしてのＯ，ガス源４、Ｓｉ、Ｎ
。

膜形成用ガスとしてのＮＨ３ガス源５を夫々コントロー
ルパルプ６．７を介して接続し、コントロールパルプ６
．７の制御によりプロセスチューブ３内にいずれかのガ
スを供給できる。また、プロセスチューブ３の大径側開
口部からは被処理物である半導体ウェーハＷをチューブ
内に出入れできる。この大径側開口部にはキャップ８が
嵌合され、かつ必要に応じてこの近傍に真空用ポンプ（
図示せず）が連設される。

この構成によれば、プロセスチューブ３内にシリコンウ
ェーハＷをセットした状態でコントロールパルプ６を開
いて０．ガスをチューブ３内に導入しかつ加熱手段２に
て加熱を行なえば、シリコンウェーハＷは酸化雰囲気条
件下におかれ表面に５ｉｎｔ膜が形成される。次いで、
シリコンウェーハＷをチューブ３内に置いたままでコン
トロールパルプ６を閉じ今度はパルプ７を開けばチュー
ブ３内にＮＨ，ガスが導入される。したがって、この条
件下ではＳｉ、Ｎａの堆積が開始され、Ｓ　ｔ　Ｏｔ膜
上ｔｔｃ　Ｓ　ｔ　ｓ　Ｎａ　Ｍが形成サレ結局Ｓ　ｔ
　Ｏｔ　、Ｓ　ｓ　ｓＮａＮミノ構造が形成される。

したがって、先の処理としてのＳｉＯ２膜の形成部と、
後の処理としての８１　ｓ　Ｎａの形成部とを一つのプ
ロセスチューブ３内に構成したことになり、シリコンウ
ェーハＷをこの外気と遮断されたチャンバ（チューブ）
内において連続的に膜形成処理しているので、ＳｉＱ、
膜の形成とＳｉ３Ｎ４膜の形成との間の停滞時間が短縮
でき、例えばＳｉｎ’、膜上に吸着膜が形成される等の
膜特性上の不具合が生じることはない。また、ＳｉＯ２
膜とＳｉ３Ｎ、膜の形成間にウェーハＷが外気に触れず
かつ人間が介在することがないために異物がウェーハＷ
表面に付着することもない。これらにより、歩留の向上
を達成できる。

〔実施例２〕 第２図は本発明の第２実施例を示す。加熱手段１２を一
体に有する炉体１１には２本のプロセスチューブ１３．
１４を上下平行に支持し、上のチューブ１３には０．ガ
ス源１５を、下のチューブ１４にはＮＨ，ガス源１６を
夫々コントロールノくルプ１７．１８を介して接続する
。また、各チューブ１３．１４の大径側開口部前には上
下に移動可能なローダ機構１９を配設し、シリコンウェ
ーハＷを上、下の各チューブ１３．１４内に夫々出入れ
することができる。そして、前記プロセスチューブ１３
．１４やローダ機構１９を含むようにチャンバ２０を構
成し、内部を外気と遮断できるよう圧している。このチ
ャンバ２０に°はゲーレ（ルプ２０ａを設ケ、ウエーノ
・Ｗのチャンノ（２０内への出入れを可能にしている。

この構成によれば、ウェー／％Ｗは先に上側のチューブ
１３内にセットされ、０．ガス源１５から供給されるＯ
、ガス雰囲気のチューブ内酸化条件により、その表面に
ＳｉＯ２膜が形成される。次いで、ローダ機構１９によ
りチューブ１３内から取出されたウェーハＷはローダ機
構１９により下動されて今度は下側のチューブ１４内に
セントされる。そして、このチューブ１４内ではＮＨ３
ガス源１６からのＮＨｓガス雰囲気により前記Ｓ　ｉ　
Ｏｔ腹膜上５ｉｓＮ、膜がデポジション形成され、この
結果これらの二層構造が形成される。

したがって、本例においても５ｉｎｔ膜を形成した後は
、ウェーハは外気に触れることな（直ちにＳｊ３Ｎ４膜
が形成されるので、Ｓ　ｉＯｔ膜上の吸着膜や異物の付
着等の種々の問題が解消でき、歩留の向上を図ることが
できる。本例では各チューブ１３．１４における処理を
専用化しているので、処理の安定化が期待できる。

〔実施例３〕 第３図は不発明の第３実施例を示す。横方向に延設した
レール２１上ではシリコンウェーハＷが１枚づつ移動さ
れ、このレール２１の途中に酸化部２２とデポジション
部２３とを配置している。

酸化部２２は内部を高温のＯ，ガス雰囲気に保ち、デボ
２７３７部２３は内部を所要温度のＮＨ３ガス雰囲気に
保っている。そして、これらの酸化部２２とデポジショ
ン部２３を含むようにチャンバ２４を構成し、内部を外
気と遮断している。チャンバ２４の両端にはゲートパル
プ２４ａ、２４ｂを形成してウェーハＷのチャンバ２４
内外の移動を可能としている。

この構成によれば、レール２１上を移動されてきた各ウ
ェーハＷは順次チャンバ２４内に入り、ここで先ず酸化
部２２において表面に５ｉｎｔ膜が形成され、次いでデ
ポジション部２３においてＳ（０，膜上に５ｉｌＮ、膜
が形成されることになる。

この場合においても、５ｉｎ２膜が形成されたつニー７
・Ｗは外気に触れることなく直ちにＳｉ３Ｎ４膜が形成
されることになり、歩留の良い成膜が完成される。

〔効果〕

ｆｌ）　　５ｉｆｔ膜を形成する酸化処理部と、Ｓ　ｉ
３　Ｎ４膜を形成するデポジション部とを外気と遮断し
たチャンバ内に構成し、Ｓｉｎ！膜の形成後に外気に接
触させることなく直ちにＳｉ３Ｎ４膜を形成しているの
で、画成膜間の停滞時間を短縮し、ＳｉＯ２膜上べの吸
着膜の発生や異物の付着を防止して歩留の向上を図るこ
とができる。

（２）　　酸化処理部とデポジション部を一つのプロセ
スチューブへの導入ガスの切換により構成しているので
、ウェーハをチューブ内外へ移動させることなく両工程
を連続して行なうことができ、停滞時間を更に短かくか
つ外気に全く接触させることはない。

（３）チャンバ内に夫々酸化処理部とデポジション部を
独立して近接配置しているので、各部での処理を安定し
て行なうことができる。

（４）　ウェーハを一枚づつチャンバ内に導入し、かつ
チャンバ内において順序的に各部での処理を行なってい
るので、ウェーハの枚葉処理を行なって連続かつ自動処
理を実現できる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではな（、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、ＳｉＯ２膜
とＳｉ３Ｎ４膜の二層構造以外の種々の二層構造ないし
三層構造以上の成膜であってもよい。また、各処理部は
縦型の炉であってもよく、かつウェーハの出入れを上下
方向に、移動を水平方向に行なうようＫしてもよい。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の成膜技
術に適用した場合について説明したが、それに限定され
るものではなく、不純物拡散やその他の熱処理と成膜と
の組合せ等の処理においても適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の概略立面構成図、第２図
は第２実施例の概略立面構成図、第３図は第３実施例の
概略平面構成図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、先の工程の処理部と、後の工程の処理部とを外気と
   遮断されたチャンバ内に設置し、このチャンバ内で前記
   先の工程と後の工程処理を連続的に行ない得るように構
   成したことを特徴とする処理装置。 ２、チャンバは１つのプロセスチューブであり、このチ
   ューブ内に導入するガスを切換えることにより先工程処
   理部と後工程処理部とを構成してなる特許請求の範囲第
   １項記載の処理装置。 ３、先工程処理部としてのプロセスチューブと、後工程
   処理部としてのプロセスチューブとを近接して１つのチ
   ャンバ内に配設し、被処理物をこれらチューブ間で移動
   できるように構成してなる特許請求の範囲第１項記載の
   処理装置。 ４、先工程処理部が酸化処理部、後工程処理部がデポジ
   ション処理部であり、前者でＳｉＯ＿２膜を形成し、後
   者でＳｉ＿３Ｎ＿４膜を形成してなる特許請求の範囲第
   １項ないし第３項のいずれかに記載の処理装置。