JPS62133069A

JPS62133069A - Ｃｖｄ薄膜形成装置およびｃｖｄ薄膜形成方法

Info

Publication number: JPS62133069A
Application number: JP27207785A
Authority: JP
Inventors: Akira Yoshida; 明吉田; Toshio Saito; 敏雄斉藤; Kazuo Taniguchi; 谷口　和雄; Yukio Murakawa; 幸雄村川
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1985-12-03
Filing date: 1985-12-03
Publication date: 1987-06-16

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】「産業上の利用分野コ本発明はＣＶ　ｔ）薄膜形成装置に関する。史に詳細に
は、本発明はウェハの酸化を防出するためのＮ２パージ
室を備えたウェハ搬送系を灯するＣｖ１〕薄膜形成装置
において、反応炉とパージ室を同一圧力にしてからウェ
ハを反応炉内にロードすることによりウェハに異物が付
着することを防１ト、シたＣ　Ｖ　Ｄ薄膜形成装置に関
する。

［従来技術］薄膜の形成方法として、１へ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（ＣＶＤ：
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ｖａｐｏｕｒｌ）ｅｐｏｓ　ｉ　
ｔ　１ｏｎ）がある、ＣＶＤとは、ガス状物質を化学反
応で固体物質にし、基板−にに堆積することをいう。

ＣＶ　Ｉ）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＜、ＳｉやＳｉｌの熱酸化
膜」二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　Ｈｑ　＋ＰＨ３＋０２　）を供給して行われる
。１・、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５ｉ０２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、ＳｉＯ２とＰＳＧと
の２相成膜が行われることもある。

このようなＣＶＤによる薄膜形成操作を行うために従来
から用いられている装置は例えば、反応炉（ベルジャ）
を有しており、該反応炉は、円錐状のバッファを円錐状
のカバーで覆い、上記バッファの周囲にリング状のウェ
ハ載置台を回転駆動可能または自公転可能に設置すると
ともに、上記ウェハ載置台の上に被加工物であるウェハ
を順次に供給し、該ウェハを順次に搬出するウェハ搬送
系を設けて構成されている。このウェハ搬送系は、ウェ
ハが空気中の酸素により酸化されることを防１１ニする
ためのＮ２パージ室有する。

前記円錐状カバーの頂点付近に反応ガス送入管及びＮ２
キャリアガス送入管が接続されている。

＋１ｉｆ記のウェハ載置台の直ドには僅かなギャップを
介してヒータが設けられていてウェハを所定のｉ’！＋
＋１度（例えば、５００°Ｃ）に加熱する。反応ガス送
入管から送入された反応ガス（例えば５ｉＨｑ＋０２あ
るいはＳ　ｉ　Ｈ４＋ＰＨ３＋０２　）は化学反応によ
って生成される物質（例えば、５ｉ０２またはＰＳＧ）
の薄膜をウェハの表面に付着せしめる。

［発明が解決しようとする問題点コこのよ・）なＣＶＤによる薄膜形成操作を行うために従
来から用いられている装置においては、反応炉とウェハ
搬送系に実装されているＮ２パージ室は開閉可能なゲー
トバルブによりそれぞれ分離されている。

しかし、ウェハを反応炉内にロードする際、ゲートバル
ブか開いた時に反応炉とＮ２パージ室の１Ｆカバランス
がとれていない場合、反応炉の雰囲気がＮ２パー７室内
に流入し、それと共に炉内のＳｉＯおよび／または５ｉ
０２などのｌ゛２遊異物がＮ２パージ室に流れ込みＮＮ
２パージ室内に実装されているこれから反応させようと
するウェハ表面１・、に付着することがある。

これらシー５物かウェハ表面に付？トするとＣＶ　Ｉ）
膜にピンホールを牛じたりしてウェハの製造歩留りを著
しく低ドさせるという欠点があった。

［発明のｒ°１約１的コて、本発明の目的はウェハを反応炉内にロードする
際、反応炉内の浮遊異物がＮ２パージ室に実装されてい
るウェハに付着することを防出したＣ　Ｖ　Ｉ）薄膜形
成装置を提供することである。

本発明の別のＩ−１的は反応炉内の浮遊異物がＮ２パー
ジ室に実装されているウェハに付着することを防１１・
したＣ　Ｖ　ｆ）薄膜形成方法を提供することである。

［問題点を解決するための手段コこの問題点を解決するための手段として、この発明は、
ウェハロード用Ｎ２パージ室がゲートバルブを介して反
応炉に連接されているＣ　Ｖ　Ｉ）薄膜形成装置におい
て、反応炉内における成膜反応が終了した後、反応炉内
に新たなウェハをロードするときに、反応炉ｆＦ力とＮ
２パージ室圧力を同圧力とする機構を配置没したことを
特徴とするＣＶ１〕薄膜形成装置を提供する。

川に、この問題点を解決するための別の手段として、こ
の発明は、ウェハロード用Ｎ２パージ室がゲートバルブ
を介して反応炉に連接されているＣＶＤ薄膜形成装置に
よりウェハ表面１−にＣＶＤ膜を成膜する方法において
、反応炉内における成膜反応が終了した後、反応炉内に
新たなウェハをロードするときに、反応炉圧力とＮ２パ
ージ室圧力を同・圧力としてからゲートバルブを開放す
ることにより反応炉内の浮遊異物がＮ２パージ室内に流
入することを防１［二したことを特徴とするＣＶＩ〕薄
膜形成方法を提供する。

［作用］１１；ｊ記のように、本発明のＣＶＤ薄膜形成装置およ
びＣＶ　ｌ）薄膜形成方法によれば、ウェハをＮ２パー
ジ室から反応炉ヘロードする時、Ｎ２パージ室と反応炉
の１１−力をほぼ同一・とするため、反応炉内のＳｉＯ
および／または５ｉ０２なとのような浮遊兇物か反応炉
からＮ２パージ室に流入することは防出される。その結
果、Ｎ２パージ室内のロード前のウェハ表面にｌ′？、
遊兇物が付着することを防１１・でき、ウェハの製造歩
留りを高めることができる。

［実施例］以ド、図面を参ｊｊ（ｌ　Ｌながら本発明の実施例につ
いて史に詳細に説明する。

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図において、反応炉（ベルジャ）１は、円ＸＩ状の
バッフＴ２を円錐状のカバー３で覆い、」二足バッファ
２の周囲にリング状のウェハ載置台４を回転駆動可能又
は自公転ｉ’ｉＪ能に設置している。

そして、［−記つエバ載置台４のＬに被加工物であるウ
ェハ５を順次にロードするためのＮ２パージ室６がゲー
トバルブ７を介して反応炉１に連接されている。Ｎ２パ
ージ室にはＮ２ガスが供給され、室内に実装されている
ウェハが空気中の酸素により酸化されることを防出する
。このＮ２パージ室は成膜されたＣＶＤ膜を何するウエ
ノ１を反応炉からアンロードするｌ」的にも使用できる
。

］）ｊＩ記円錐状カバー３の瑣点付近に反応ガス送入管
８及びＮ２キャリアがス送入管９が接続されている。

１）；ｆ記のウェハ載置台４の直下には僅かなギャップ
を介してヒータ１０が設けられていてウェハ５を所定の
温度（例えば、５００°Ｃ）に加熱する。

前記の装置による薄膜形成操作において、例えば、反応
炉内に搬入したウェハを加熱し、上記の反応炉内に（ｉ
）Ｎ２ガスを送入して炉内空気を置換し、（ＩＩ）反応
ガスを送入して成膜反応を行わしめ、（ｉｉｌ）　Ｎ２
ガスを送入して反応ガスを置換し、そして（ｉｖ）炉か
らウェハを搬出するといった工程順に行うことができる
。

Ｎ２ガスによる炉内空気および反応ガスの置換は反応炉
のド部に設けられた反応炉＋Ｊｌ気系１２により実施さ
れる。この反応炉排気系１２は排気管１４および排気ポ
ンプ１６からなり、υＩ゛気管１４とｔＪ［気ポンプ１
６の途中にはダンパー１８が配設されており、また、該
ダンパーよりも反応炉寄りの位置のυ１・気管の途中に
は圧力計２０が配設されている。

反応炉の圧力制御方式は従来通りの構成で実現できる。

例えば、反応ガスとＮ２キャリアガスを反応炉内に送入
する際、反応炉内圧力はダンパー１８の開閉により決定
される。炉内圧力はＣＶＤの膜付条件に応じて変化させ
ることができる。炉内ｊ下刃は１１力１汁２０により検
出できる。

Ｎ２パージ室にはＮ２パージガス供給系２２およびＮ２
パージガスυＬ気系２４が配設されている。

更に、反応炉との連接部ゲートバルブ７の他に、Ｎ２パ
ージ室にはウェハを出し入れするための開閉可能なＩＪ
２Ｂが設けられている。Ｎ２パージガス供給系２２はＮ
２ガス供給源（図示されていない）から給送されたＮ２
ガスを供給するためのバイブ２８およびＮ２ガスの流ｉ
ｉ１を制御するためのＮ２ガス流ｈ１制御器３０からな
る。Ｎ２ガスυ１６気系２４はＪＪＩ気管３２およびｔ
ＪＩ気ポンプ３４からなリ、また排気管と排気ポンプの
途中にはダンパー３６が配設されており、史に、該ダン
パーよリモＮ２バージ室寄りの位置の排気管の途中には
圧力、ｊ１３８が配設されている。

Ｎ２パージ室６にはＮ２ガス流匿制御器３０によりｍｆ
？Ｊ調節されたＮ２パージガスか供給される。

Ｎ２パージ室内のＮ２ガスはダンパー３６を経て排気ポ
ンプ３４によりｔＪト気される。Ｎ２パージ室内の圧力
は圧力１什３８により検出できる。

反応炉ｊＪ＋気系１２の排気ポンプ１６とＮ２パージ室
６の排気系２４のυ１：気ポンプ３４は共用することも
できる。

通常、反応炉内で成膜反応を実施している最中は反応炉
圧力とＮ２パージ室圧力は同一圧力にする必要はなく、
Ｎ２パージ室にはウェハの酸化を防ぐのに必要最少限の
川のＮ２パージガスを供給すればよい。従って、一般的
に成膜反応実施中は反応炉圧力のほうがＮ２パージ室圧
力よりも高いはすである。その結果、成膜反応路ｒ後い
きなり反応炉とＮ２パージ室の間のゲートバルブを開く
と、反応炉内のｌ′？、遊異物かＮ２パージ室内に流れ
込みＮ２パージ室内のウェハに付着する。

このような不都合な°ｊ１態を避けるためには、例えば
、成膜反応路ｒ後、反応炉排気系のダンパーを開放し排
気ポンプを駆動させて炉内の残留反応ガスおよび炉内１
７遊異物を炉外に排出すると共に、炉内圧力を低ドさせ
る。そして、反応炉排気系の圧力、１１の読値がＮ２パ
ージ室排気系の圧力計の読値と同一または、それ以下と
なった時点で初めてゲートバルブを開放する。別法とし
て、同一圧力制御方法は反応炉圧力を基準とし、Ｎ２パ
ージ室圧力を反応炉圧力に一致させるようにＮ２パージ
ガス量を加減制御することもできる。

か（して、反応炉内の１７遊異物がＮ２パージ室内に流
入し、ウェハの製造歩留りを低ドさせるような不都合な
ル態は防１１−される。

［発明の効果コ以１−説明したように、本発明のＣＶ　Ｉ）薄膜形成装
置及びＣＶＤ薄膜形成方法によれば、ウェハをＮ２パー
ジ室から反応炉ヘロードする時、Ｎ２パージ室と反応炉
の圧力が等しくなるため、反応炉内のＳｉＯおよび／ま
たは５ｉ０２などのような浮遊異物が反応炉からＮ２パ
ージ室に流入することは防１１される。その結果、Ｎ２
パーツ室内のロード前のウェハ表面に浮遊異物が付着す
ることを防１１．でき、ウェハの製造歩留りを高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＣＶＤ薄膜形成装置の概念図である。１・・・反応炉　２・・・バンファ　３・・・カバー　
４・・・ウェハ載置台　５・・・ウェハ　６・・・Ｎ２
パージ室７・・・ゲートバルブ　８・・・反応ガス給送
管　９・・・Ｎ２キャリアガス給送管　１０・・・ヒー
タ　１２・・・反応炉υ（父系　１４および３２・・・
排気管　１６および３４・・・υ１．気ポンプ　１８お
よび３６・・・ダンパー　２０および３８・・・１力、
？Ｉ−２２・・・Ｎ２パージガス供給系　２８・・・Ｎ
２パージガス供給バイブ３０・・・Ｎ２ｆｊス流ｊｉｌ
制御器第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ウェハロード用Ｎ＿２パージ室がゲートバルブを
介して反応炉に連接されているＣＶＤ薄膜形成装置にお
いて、反応炉内における成膜反応が終了した後、反応炉
内に新たなウェハをロードするときに、反応炉圧力とＮ
＿２パージ室圧力を同一圧力とする機構を配設したこと
を特徴とするＣＶＤ薄膜形成装置。
（２）前記機構は反応炉およびＮ＿２パージ室にそれぞ
れ排気系を設け、かつ、これら排気系中にそれぞれ圧力
計を組込むことにより構成されてい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）ウェハロード用Ｎ＿２パージ室がゲートバルブを
介して反応炉に連接されているＣＶＤ薄膜形成装置によ
りウェハ表面上にＣＶＤ膜を成膜する方法において、反
応炉内における成膜反応が終了した後、反応炉内に新た
なウェハをロードするときに、反応炉圧力とＮ＿２パー
ジ室圧力を同一圧力としてからゲートバルブを開放する
ことにより反応炉内の浮遊異物がウェハロード用Ｎ＿２
パージ室内に流入することを防止したことを特徴とする
ＣＶＤ薄膜形成方法。
（４）Ｎ＿２パージ室の圧力を反応炉圧力にほぼ一致さ
せることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のＣ
ＶＤ薄膜形成方法。
（５）反応炉圧力をＮ＿２パージ室圧力にほぼ一致させ
ることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のＣＶ
Ｄ薄膜形成方法。
（６）反応炉排気系中に配設された圧力計の読値とＮ＿
２パージ室の排気系中に配設された圧力計の読値が同一
となるようにすることを特徴とする特許請求の範囲第３
項から第５項までのいずれかに記載のＣＶＤ薄膜形成方
法。