JPS63109174A

JPS63109174A - 枚葉式ｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPS63109174A
Application number: JP25167986A
Authority: JP
Inventors: Isao Miyazaki; 功宮崎; Seiichi Yamada; 精一山田; Akihiko Sato; 昭彦佐藤; Masahiro Fujita; 藤田　昌洋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-10-24
Filing date: 1986-10-24
Publication date: 1988-05-13

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、処理技術、特に、処理ガスを用いて被処理物
に所望の処理を施す枚葉式ＣＶＤ技術に関し、例えば、
半導体装置の製造工程において、ウェハに酸化膜を形成
するのに利用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造工程において、ウェハに酸化膜を形成
する場合、常圧ＣＶＤ装置が使用されることがあり、こ
の常圧ＣＶＤ装五として、処理室の内部にウェハを１枚
宛収容し、この処理室内に処理ガスをウェハに接触する
ように供給することにより、ウェハ上にＣＶＤ１ｌｉｉ
を被着させて行くように構成されている枚葉式ＣＶＤ装
置がある。

なお、酸化膜形成技術を述べである例としては、株式会
社工業調査会発行「電子材料１９８３年１１月号別冊」
昭和５８年１１月１５日発行　Ｐ５７〜Ｐ６２　、があ
る。

（発明が解決しようとする問題点〕しかし、このような枚葉式ＣＶＤ装置においては、単一
の処理室にてウェハを１枚宛処理するため、処理の１サ
イクルタイム（所謂、インデックス）が長（なり、また
、待機中のウェハが外気に触れ異物が付着し、ウェハの
汚染の原因になるという問題点があることが、本発明者
によって明らかにされた。

本発明の目的は、処理のインデックスを短くすることが
できるとともに、被処理物の汚染を防止することができ
る処理技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他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明らかになるであろう
。

〔問題点を解決するための手段〕

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
を説明すれば、次の通りである。

すなわち、処理室の前後に予備加熱室と冷却室とをそれ
ぞれ設け、この予備加熱室と冷却室とには搬入口および
！般出口を処理室との間で被処理物を受け渡すようにそ
れぞれ開設するとともに、搬入口および搬出口にはこれ
を開閉する扉をそれぞれ設備したものである。

〔作用〕

前記した手段によれば、予備加熱作業、処理作業および
処理後の冷却作業が同時進行的に並行処理されるため、
■サイクルタイムは短くなる。また、待機は予備加熱室
および冷却室で行われるため、被処理物への異物の付着
は防止されることになる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である枚葉式ＣＶＤ装置を示
す縦断面図である。

本実施例において、酸化膜の形成処理を行う処理装置と
しての枚葉式ＣＶＤ装置は処理室２を備えており、処理
室２の互いに対向する側壁（以下、左右壁とする。）に
は扉３ａ、４ａを有するＩＮ人口３および搬出口４が、
被処理物としてのウェハｌを１枚宛搬入搬出し得るよう
にそれぞれ開設されている。

処理室２内の略中央部には被処理物ステージとしてのタ
ーンテーブル５が配設されており、ターンテーブル５は
その上面においてウェハ１を１枚宛保持し得るように形
成されている。ターンテーブル５の下にはヒータ６がタ
ーンテーブル上のウェハｌを加熱し得るように設備され
ている。処理室２の下にはモータ等からなる駆動装置７
が設備されており、この駆動装置７はターンテーブル５
を回転させるとともに、上下動させ得るように構成され
ている。

処理室２内の上部には排気カバー８がターンテーブル５
の真上に配設されており、排気カバー８には真空ポンプ
等のような排気装置（図示せず）に接続される排気口９
が開設されている。排気カバー８内にはガスヘッド１０
が嵌挿されて固定されており、ガスヘッド１０の下面に
は細長いスリット状の吹出口１１が複数条、ガスをター
ンテーブル５に向けて吹き出せるように開設されている
。

ガスヘッド１０の内部にはガス通路１２が各吹出口１１
のそれぞれに対応して、吹出口１１を縦方向に連続させ
てなる中空形状に形成されており、各ガス通路１２のそ
れぞれは互いに連通を遮断されている。また、ガスヘッ
ド１０の内部には２系統のガス供給路１３．１４が形成
されており、両供給路１３．１４には互いに隣り合うガ
ス通路１２．１２がそれぞれ交互に接続されている。

処理室２の左脇には予備室１５が隣接して設備されてお
り、予備室１５は搬入口３により処理室２へ連通するよ
うになっている。予備室１５には窒素供給口１６および
排気口１７がそれぞれ上下に配されて開設されている。

予備室１５内の略中央部にはターンテーブル１８が配設
されており、このターンテーブル１８も処理室２のター
ンテーブル５と同様、ウェハ１をその上面において保持
し得るように構成されているとともに、駆動装置１９に
より回転かつ上下動されるように構成されている。また
、ターンテーブル１８０３下にはヒータ２０がターンテ
ーブル上のウェハ１を加熱し得るように設備されている
。予備室１５内にはハンドラ２１が設備されており、詳
細な説明および図示は省略するが、このハンドラ２１は
予備室１５のターンテーブル１８から処理室２のターン
テープル５にウェハ１を受け渡せるように構成されてい
る。

予備室１５にはｍ２２ａを有するローディングロ２２が
搬入口３と反対側に配されて開設されており、ローディ
ングロ２２の外側にはローディング装置２３が設備され
ている。このローディング装Ｗｔ２３はキャリア治具２
４に収納されているウェハ１を１枚宛払い出し、ローデ
ィングロ２２を通じてターンテーブル１８に供給し得る
ように構成されている。

処理室２の右脇には冷却室２５が隣接して設備されてお
り、冷却室２５は搬出口４により処理室２へ連通するよ
うになっている。冷却室２５には窒素供給口２６および
排気口２７がそれぞれ上下に配されて開設されている。

冷却室２５内の略中央部にはターンテーブル２８が配設
されており、このターンテーブル２８もウェハｌをその
上面において保持し得るように構成されているとともに
、駆動値Ｗ２９により回転かつ上下動されるように構成
されている。冷却室２５内にもハンドラ３１が、処理室
２のターンテーブル５がら冷却Ｎ　２５のターンテーブ
ル２８にウェハ１を受け渡せるように設備されている。

冷却室２５には扉３２ａを有するアンローディングロ３
２が搬出口４と反対側に配されて開設されており、アン
ローディングロ３２の外側にはアンローディング装置３
３が設備されている。このアンローディング装ｒ！１３
３はターンテーブル２８に保持されたウェハｌを下ろし
、アンローディングロ３２を通じてキャリア治具３４に
収納させ得るように構成されている。

次に作用を説明する。

処理すべきウェハ１はキャリア治具２４から１枚宛払い
出されて予備室１５内のターンテーブル１８に供給され
る。供給されたウェハＩは集積回路が作り込まれている
主面（以下、表面とする。

）を上に向けた状態で、ターンテーブル１８に載置保持
される。ターンテーブル１８に保持されたウェハｌは回
転されなからヒータ２０により全体にわたって均一に加
熱されて予熱される。

所定の予熱が終了すると、搬入口３の扉３ａが開けられ
、予熱されたウェハｌはハンドラ２１により処理室２の
ターンテーブル５に移される。このとき、予備室１５内
は窒素ガスによりパージされているため、外気が処理室
２に浸入することはなく、高い清浄度が維持される。

搬入口３の５７＋３ａが閉じられると、ターンテーブル
５に保持されたウェハ１は回転されなからヒータ６によ
り加熱される。

一方、ガス供給路１３．１４には所望の処理を行うため
の処理ガスがそれぞれ送り込まれる０例えば、ウェハ上
にシリコン酸化膜を被着させる場合には、モノシランお
よび酸素がそれぞれ送り込まれる。同時に、排気口９を
通じてガスヘッド１０付近が排気される０両供給路１３
．１４にそれぞれ送り込まれたガスはこれらに？！Ｈさ
れている通路１２群にそれぞれ供給され、それらの吹出
口１１からターンテーブル５に保持されたウェハ１に向
けてそれぞれ吹き出される。そして、吹き出されたガス
はＣＶＤ反応を起こすことにより、ガスヘッドｌＯの真
下でターンテーブル５によって回転されているウェハ１
上にｃｖｏ膜を形成する。

所定の成膜処理が終了すると、搬出口４の扉４ａが開け
られ、処理されたウェハ１は冷却室２５のターンテーブ
ル２８にハンドラ３１により移される。このとき、冷却
室２５内は窒素ガスによりパージされているため、外気
が処理室２に浸入することはな（、高い清浄度が維持さ
れる。

搬出口４の５１４８が閉じられた後、ウェハｌは冷却室
２５内において自然冷却される。冷却後、ウェハ１はア
ンローディングロ３２を通じてキャリア治具３４にアン
ローディングされる。

以降、前記作業が繰り返されることによりウェハは１枚
宛、予熱、成膜および冷却処理を順次実施されて行く、
このとき、予熱、成膜、冷却処理およびハンドリング作
業は同時進行的に並行処理される。

ところで、処理室の前後に予備加熱室および冷却室が付
設されていない従来の枚葉式ＣＶＤ装置においては、そ
の処理シーケンスの一例が次のようになる。

ｆｌｌ　　処理室についての外気と窒素ガスとの１換作
業＝１分間。

これは処理雰囲気の清浄化のために実行され、温度の安
定待ち時間が含まれてる。

（２）処理ガスの供給開整作業＝３０秒間。

ガス流の安定待ち時間が含まれる。

（３）　　成膜作業＝２分間。

製品によって変動するが、最小限この程度は必要となる
。

（４）処理室についての残留ガスの排出作業−２〜３分
間。

作業環境の安全上、長時間を要するとともに、ウェハお
よびヒータ等の冷却時間が含まれる。

このように、処理室だけの場合には処理シーケンスの１
サイクルタイムが最小でも６分３０秒間必要になり、装
置のスルーブツトが低下する。また、ウェハ交換の際、
処理ステージが外気に触れることによって温度が不安定
になるため、成膜の膜厚分布が不均一になるとともに、
待機中のウェハが外気に触れるため、異物が付着したり
、ウェハが酸化されたりする。

しかし、本実施例においては、予備加熱、成膜、冷却の
各作業が予備加熱室１５、処理室２および冷却室２５の
それぞれにおいて同時進行的に並行処理されるため、処
理の１サイクルタイムは前記と同一条件で処理を行った
場合、約半分程度に短縮される。ここで、前記シーケン
スに見合う処理についての各室１５．２および２５にお
ける各作業時間の一実施例を示すと、次の通りである。

Ｉ　予備加熱室１５での作業＝計１分１５秒間。

（１）ウェハのターンテーブル１８へのローディング作
業−１５秒間。

（２）予備加熱作業−１分間。

（３）窒素ガスによる室内の清浄化作業。

これは常時実施されているため、１サイクルタイムには
算入しなくて済む。

■　処理室２での作業＝計３分３０秒。

ｆｌｌ　　予備加熱室からターンテーブル５への搬入作
業＝１５秒間。

（２）処理ガスの供給調整作業−３０秒間。

前記作用で説明したように、処理室２への外気の侵入は
なく、清浄化は常に維持されているので、そのための待
ち時間は不要となる。

（３）成膜作業−２分間。

（４）残留ガスの排出作業＝３０秒間。

処理室２は外気に触れないため、この排気は短縮化する
ことができる。

（５）　　ターンテーブル５から冷却室２５への搬出作
業＝１５秒間。

■　冷却室２５での作業−計２分１５秒間。

ｆｉｌ　　冷却作業＝２分間。

（２）　　ウェハのターンテーブル２８からのアンロー
ディング作業＝１５秒間。

（３）　　窒素ガスによる室内の清浄化作業。

これは常時実施されているため、１サイクルタイムには
算入しなくても済む。

このようにして各作業を予備加熱室、処理室および冷却
室で並行処理することにより、枚葉式ＣＶＤ装ヱにおけ
る１サイクルタイムは作業時間の最も長い処理室２にお
ける時間、３分３０秒間になり、前記シーケンスの半分
程度に短縮されることになる。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

ｆｉｌ　　処理室の前後に予備加熱室および冷却室を設
けるとともに、各室をそれぞれ密閉し得るように、かつ
被処理物を受け渡し得るように構成することにより、予
備加熱、反応処理および冷却の各作業を同時進行的に並
行処理させることができるため、装置の１サイクルタイ
ムを短縮化することができ、スルーブツトを高めること
ができる。

（２）処理室の前後に予備加熱室および冷却室を設ける
ことにより、処理室が外気に直接触れるのを回避するこ
とができるため、処理室における温度および雰囲気の変
動を抑制することができ、その結果、成膜の膜厚分布等
処理状態についての均一性を高めることができ、製造歩
留り並びに製品の品質および信頼性を高めることができ
る。

（３）処理室の前後に予備加熱室および冷却室をそれぞ
れ設けるとともに、予備加熱室および冷却室に不活性ガ
スを供給し得るように構成することにより、被処理物が
待機中に外気に触れるのを回避することができるため、
被処理物の自然酸化および異物付着による汚染を防止す
ることができ、その結果、製造歩留り並びに製品の品質
および信頼性を高めることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、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。

例えば、冷却室のターンテーブルは省略してもよい。

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−るウェハに酸化膜を
形成する常圧ＣＶＤ装置に通用した場合について説明し
たが、それに固定されるものではなく、薄板上に各種の
膜を形成する枚葉式ＣＶＤ装置全般に適用。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。

処理室の前後に予備加熱室および冷却室を設けるととも
に、各室をそれぞれ密閉し得るように、かつ被処理物を
受け渡し得るように構成することにより、予備加熱、反
応処理および冷却の各作業を同時進行的に並行処理させ
ることができるため、装置の１サイクルタイムを短縮化
することができ、スループットを高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である枚葉式ＣＶＤ装置を示
す縦断面図である。１・・・ウェハ（被処理物）、２・・・処理室、３・・
・搬入口、４・・・搬出口、５′、１８．２８・・・タ
ーンテーブル、６．２０・・・ヒータ、７．１９．２９
・・・駆動装置、８・・・排気カバー、９・・・排気口
、１０・・・処理ガス吹出ヘッド、１１・・・吹出口、
１２・・・通路、１３．１４・・・供給路、１５・・・
予備室、１６．２６・・・窒素供給口、１７．２７・・
・排気口、２１．３１・・・ハンドラ、２２・・・ロー
ディングロ、２３・・・ローディング装置、２４．３４
・・・キャリア治具、２５・・・冷却室、３２・・・ア
ンローディングロ、３３・・・アンローディング装置。

Claims

【特許請求の範囲】１、処理室の前後に予備加熱室と冷却室とがそれぞれ設
けられており、この予備加熱室と冷却室とには搬入口お
よび搬出口が処理室との間で被処理物を受け渡すように
それぞれ開設されているとともに、搬入口および搬出口
にはこれを開閉する扉がそれぞれ設備されていることを
特徴とする枚葉式ＣＶＤ装置。２、予備加熱室および冷却室が、不活性ガスを供給され
るようにそれぞれ構成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の枚葉式ＣＶＤ装置。３、予備加熱室が、被処理物を回転させるためのターン
テーブルを設備されていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の枚葉式ＣＶＤ装置。