JPS62116769A

JPS62116769A - Ｃｖｄ薄膜形成装置

Info

Publication number: JPS62116769A
Application number: JP25626585A
Authority: JP
Inventors: Akira Yoshida; 明吉田
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1985-11-15
Publication date: 1987-05-28

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】［産業上の利用分野］本発明はＣＶＤ薄膜形成装置に関する。史に詳細には本
発明は小口径の反応炉を使用してウェハの製造歩留りの
向」二及び製造工程全体のスループットの向上を実現で
きるＣＶＤ薄膜形成装置に関する。

［従来技術］薄膜の形成方法として、半導体工業において一般に広く
用いられているものの一つに、気相成長法（ＣＶＩ）：
Ｃｂｅｍｉｃａｌ　　Ｖａｐｏｕｒｌ）ｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）がある。ＣＶＤとは、ガス吠物質を化学反応で固
体物質にし、基板上に堆積することをいう。

ＣＶＤの特徴は、成長しようとする薄膜の融点よりかな
り低い堆積温度で種々の薄膜が得られること、および、
成長した薄膜の純度が高＜％ＳｌやＳｉ上の熱酸化膜上
に成長した場合も電気的特性が安定であることで、広く
半導体表面のパッシベーション膜として利用されている
。

ＣＶＤによる薄膜形成は、例えば、５００℃程度に加熱
したウェハに反応ガス（例えば５ｉＨｑ＋０２．または
Ｓ　ｉ　Ｈ４＋ＰＨａ＋０２　＞を供給して行われる。

上記の反応ガスはＮ２ガスをキャリヤとして反応炉（ベ
ルジャ）内のウェハに吹きつけられ、該ウェハの表面に
例えば、ＳｉＯ２あるいはフォスフオシリケードガラス
（ＰＳＧ）の薄膜を形成する。また、Ｓ　ｉ　Ｏ２とＰ
ＳＧとの２相成膜が行われることもある。

［発明が解決しようとする問題点コ最近、ウェハの製造効率を高めるために、ウェハを大型
化する傾向がある。５インチから８インチ程度の大型ウ
ェハの製造に大［１径常圧ＣＶＤ薄膜形成装置が使用さ
れている。

しかし、従来の大口径常圧ＣＶＤ薄膜形成装置は反応炉
が大きくなるにつれ、加工する部品が大きくなり、多大
な加工費がかかり、コストも高くなる。大口径になるに
つれて反応炉が大きくなり、それにつれて反応炉内壁面
に付着するフレーク（Ｓｉ０２粉末）の生成量も増大す
る。これらフレークは僅かな振動、風圧で内壁面から剥
げ落ち、ウェハ表面上に落下付着するという傾向がある
。

フレークがウェハに付着すると蒸着膜にピンホールを生
じたりして半導体素子の製造歩留りを著しく低下させる
という欠点があった。

更に、大口径になるにつれて装置のメンテナンスに要す
る時間が長くなり、スループットの低下をきたす。

［発明の目的］従って、本発明の目的は反応炉を使用してウェハの製造
歩留りの向！−及び製造工程全体のスループ、トの向！
−を実現できるＣＶＤ薄膜形成装置を提供することであ
る。

［問題点を解決するための手段］この問題点を解決するために、本発明は反応炉をｎ基（
但し、ｎは２以上の整数である）連結し、そのうちの少
なくとも１基の反応炉はＣＶＤ膜の成膜反応が行われる
稼働状態にあることを特徴とするＣＶＤ薄膜形成装置を
提供する。

［作用］前記のように本発明のＣＶＤ薄膜形成装置にあっては、
従来から広く使用されてきたφ５６０程度の大きさで充
分に信頼性（膜付バラツキ、異物発生、メンテナンス所
要時間等）あるＣＶＤ反応炉を１１基（但し、ｎは２以
上の整数である）連結し、ウェハを供給または取り出し
中のもの１分解清掃中のものおよび成膜反応稼働中のも
のとをマイコン制御により最適にコントロールして、連
結された反応炉のうちの少なくとも一基はＣＶＤ膜の成
膜反応が行われる稼働状態に維持する。このような構成
により、本発明のＣＶＩ）薄膜形成装置は常時１００％
稼働させることができ、また高いウェハ製造歩留りとス
ループットを実現できる。

［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更に
詳細に説明する。

第１図は本発明のＣＶＤ薄膜形成装置の一実施例の概念
図である。

第１図に示されるように、本発明のＣＶＤ薄膜形成装置
１は小口径（６吋−１０吋ウつハ×６枚−４枚／チャン
バー）反応炉３　ａ　ｓ　３　ｂ　＋　　・・・・、３
ｎ（但しｎは２以上の整数である）を複数基つらねた構
造を有する。各反応炉はＣＶＤ膜の成膜反応を実施する
のに必要な機能を全て備えている。このような反応炉は
例えば、特願昭６０−３４５５５号明細書に開示されて
いるような自公転方式の常圧ＣＶＤ反応炉などを使用で
きる。また、各反応炉にはウェハチャージ手段５　ａ　
＋　５　ｂ　＊・・・・、５ｎが配備されている。この
手段として例えば、マテハンロボットなどを使用できる
。

このようなロボットは当業者に周知である。

多連結反応炉の連の一方の終端にはウェハを供給するた
めのウェハローダ部７が、そして、他方の終端には成膜
ウェハを収納するためのウェハアンローダ部９が配設さ
れている。ウェハローダ部７及びウェハアンローダ部９
は例えば、ｎ連（但しｎは２以上の整数である）のカセ
ットｌｌａおよびｆｌｂをｎ段（但しｎは２以上の整数
である）重ね合わせて構成できる。

多連結反応炉の長手方向と平行にウェハ搬送レーン１３
が配設されている。更に、このウェハ搬送レーン１３は
ウェハローダ部７およびウェハアンローダ部９に接続さ
れている。ウェハ搬送レーン１３はコンベヤのような無
端ベルトにより構成できる。

ウェハローダ部カセットｌｌａから供給されたウェハは
このウェハ搬送レーン１３により、ウェハチャーンを必
要とする反応炉（例えば、３ａ）の前まで搬送され、そ
こで該反応炉の脇に装備されているウェハチャージ手段
５ａが搬送レーン−１−のウェハを把持し、反応炉内に
装填する。−・方、成膜処理の終了したウェハは同じく
ウェハチャージ手段により反応炉内から取り出され、ウ
ェハ搬送レーン上に載置される。そして、この搬送レー
ンによりウェハアンローダ部カセットにまで搬送されて
該カセットに収納される。

次に、本発明の反応炉多連結式ＣＶＤ薄膜形成装置の動
作について説明する。

反応炉の作業形態は一般に、（１）ウェハの供給または
取り出し；（目）成膜反応；および（目１）清掃に大別
される。

反応炉はウェハを供給または取り出しのための時間が必
要である。この時間は成膜作業のための、いわゆる、嘔
備期間に相当する。ウェハの供給または取り出しはウェ
ハチャージ手段によりおこなわれるが、ウェハローダ部
カセットから搬送レーンにより所定の反応炉の前に至る
までの移動時間および反応炉から取り出されて搬送レー
ンに載置されてからウェハアンローダ部カセットに収納
されるまでの移動時間もウェハ供給／取り出し時間に含
まれる。従って、この時間が短いほど好ましい。しかし
、ウェハチャージ手段の作業速度および搬送レーンの搬
送速度を高めることにより作業効率の向上を図るには自
ずから限界がある。

よって、スループットを高めるには、予め反応炉にウェ
ハを供給しておき、何時でも成膜反応に入れる態勢を整
えておくことが好ましい。このような準備作業は別の反
応炉が成膜反応に従事している間に完了させておくこと
が好ましい。そして成膜反応の終了した時点で、または
、反応炉から膜付ウェハを取り出す作業に入ると同時に
、ウェハが供給されスタンバイ態勢にある反応炉で成膜
反応を開始させる。このようにすれば、多連結反応炉の
うちの少なくともいずれか−・基は常に成膜反応に従事
させておくことができる。

成膜反応は、ウェハを装填した反応炉を密閉し、炉内空
気をＮ２ガスでパージし、炉内雰囲気を調整した後、炉
内に反応ガスを送入することによって行う。成膜反応路
ｒ後、炉内に残留している反応ガスをＮ２ガスでパージ
する。

また、成膜反応を実施するたびに反応炉内壁面１−に異
物微粒Ｆ（例えば、５ｉＯ２）が付着する。

このような異物微粒子を放置するとフレークとなって僅
かな振動、風圧で剥げ落ち、ウェハ表面−ヒに落ド付着
することがある。これら異物微粒子がウェハに付着する
と蒸着膜にピンホールを生じたりして素子の製造歩留り
を低下させる。従って、スループットを高めると共に、
素子の製造歩留りを高めるために、成膜した膜の膜厚が
延べで約４０μ程度になるまで反応炉を使用したら、炉
の内壁部に付着した異物微粒子を除去するために反応炉
を定期的に分解洗浄する必要がある。

清掃期間中の反応炉は成膜準備および成膜反応に全く使
用出来ないので、多連結反応炉を構成する場合、反応炉
を３基、好ましくは５基以上連結し、清掃期間中で使用
不能の反応炉があっても、必ず１基以−Ｌの反応炉が常
に成膜反応に従事出来るようにしなければならない。

これら、成膜準備、成膜反応および清掃の各動作状態に
ある各反応炉を連係させて最も効率よく稼働させるため
にマイコン制御を使用し、従来使用されているウェハ管
理もカセットツーカセット方式とする。

また、プロセス的には５ｉ０２反応炉、ＰＳＧ反応炉、
ＢＰＳＧ反応炉、Ａｓ５Ｇ反応炉といくらでも反応炉を
増設することで対応できるものである。

以上、ウェハ搬送装置を備えた多連結反応炉の一実施例
について説明してきたが、ウェハの供給および取り出し
等の操作は人為的な手作業によっても実施できる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明のＣＶＤ薄膜形成装置にあ
っては、従来から広く使用されてきたφ５６０程度の大
きさで充分に信頼性（膜付バラツキ、異物発生、メンテ
ナンス所要時間等）ある自公転方式の小型常圧ＣＶＤ反
応炉をｎ基（但し、ｎは２以上の整数である）連結し、
ウェハを供給または取り出し中のもの９分解清掃中のも
のおよび成膜反応稼働中のものとをマイコン制御により
最適にコントロールして、連転された反応炉のうちの少
なくとも−・基は常にＣＶＤ膜の成膜反応が行われる稼
働状態に維持する。このような構成により、本発明のＣ
ＶＤ薄膜形成装置は常時１００％稼働させることができ
、高いスループットを実現できる。

また、反応炉が小型なのでメンテナンスに要する時間は
短時間ですみスループットの向上に寄与する。メンテナ
ンスが定期的に行われるので炉内壁面に付着したフレー
クがウェハのＣＶＤ膜上に落下してピンホールを発生さ
せるような不都合な事態も防止できる。その結果、膜付
ウェハの製造歩留りを高めることができる。

更に、本発明のＣＶＤ薄膜形成装置は従来からある自公
転方式の小型常圧ＣＶ　Ｉ）反応炉を使用するだけで高
いスループットと製造歩留りを実現できるので、結果的
に製品の製造コストそのものを低下させることができる
。

反応炉が複数基連結されているので、各反応炉を５ｉ０
２膜用、ＰＳＧ膜用、ＢＰＳＧ膜用、およびＡｓ５Ｇ膜
用など随意に仕分けることもできるし、あるいは、５１
０２膜の成膜に使用した反応炉で引き続きＰＳＧ膜、”
ＢＰＳＧ膜またはＡｓ５Ｇ膜など任意の膜の成膜反応を
実施することもできる。従って、本発明のＣＶＤ薄膜形
成装置によれば、ユーザーの要求に応じた無駄のない効
率的な成膜ローテーションを組むことができる。

本発明のＣＶＤ薄膜形成装置はバッチ式の反応炉型生成
方式全般について適用できる。

【図面の簡単な説明】

Claims

【特許請求の範囲】

（１）反応炉をｎ基（但し、ｎは２以上の整数である）
連結し、そのうちの少なくとも１基の反応炉は常にＣＶ
Ｄ膜の成膜反応が行われる稼働状態にあることを特徴と
するＣＶＤ薄膜形成装置。
（２）前記反応炉は自公転方式の小型常圧ＣＶＤ反応炉
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
ＣＶＤ薄膜形成装置。
（３）反応炉をｎ基（但し、ｎは２以上の整数である）
連結し、該連結反応炉の長手方向と平行にウェハ搬送レ
ーンを配設し、前記各反応炉の脇にウェハ搬送レーンと
反応炉との間を往復動するウェハチャージ手段を配設し
、前記連結反応炉の連の一方の終端にウェハローダ部を
、そして、他方の終端にウェハアンローダ部を配設し、
該ウェハローダ部とウェハアンローダ部とはウェハ搬送
レーンにより接続されており、前記連結反応炉のうちの
少なくとも１基の反応炉はＣＶＤ膜の成膜反応が行われ
る稼働状態にあることを特徴とするＣＶＤ薄膜形成装置
。
（４）ウェハ搬送レーンは無端ベルトコンベヤであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のＣＶＤ薄
膜形成装置。
（５）ウェハローダ部およびウェハアンローダ部はｎ連
（但し、ｎは２以上の整数である）のカセットをｎ段（
但し、ｎは２以上の整数である）重ね合わせて構成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の
ＣＶＤ薄膜形成装置。
（６）前記反応炉は自公転方式の小型常圧ＣＶＤ反応炉
であることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の
ＣＶＤ薄膜形成装置。