JPS63134664A

JPS63134664A - Ｃｖｄ薄膜形成装置

Info

Publication number: JPS63134664A
Application number: JP28155886A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Oyama; 勝美大山; Hitoshi Hikima; 引間　仁
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1986-11-26
Filing date: 1986-11-26
Publication date: 1988-06-07

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ＣＶＤ薄膜形成装置に関する。川に詳細には、
本発明はベルジャを開くことにより反応炉ヘウエハの搬
入および搬出を行うようにした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゛ｉ導体工業において一般に広く
用いられているものの−・つに化学的気相成長法（ＣＶ
Ｉ）：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　ＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓ　
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！二に堆積することをいう
。

ＣＶ　Ｄ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
上に成長した場合も電気的特性が安定であることで、広
く半導体表面のパンン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、例えば約４００°Ｃ−５００
℃程度に加熱したウェハに反応ガス（例えば、Ｓ　ｉＨ
４＋　０２　＋　またはＳ　ｉ　Ｈｑ　＋ＰＨ３＋０２
）を供給して行われる。１−、記の反応ガスは反応炉（
ベルジャ）内のウェハに吹きつけられ、１亥ウエハの表
面に５ｉ０２あるいはフォスフオシリケードガラス（Ｐ
ＳＧ）またはボロシリケートガラス（ＢＳＧ）の薄膜を
形成する。また、ＳｉＯ２乏ＰＳＧまたはＢＳＧとの２
層成膜が行われることもある。史に、モリブデン、タン
グステンあるいはタングステンシリサイド等の金属薄膜
の形成にも使用できる。

この上うなＣＶ　ｌ）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の一例を第２図に部分断面
図として示す。

第２図において、反応炉１は、バッファ２をベルジャ３
で覆い、上記バッファ２の周囲に円盤杖のウェハ載置台
４を駆動機構５で回転駆動可能、または自公転可能に設
置するとともに、上記ウェハａ置台の」−に被加工物で
あるウェハ６を順次に供給し、該ウェハを順次に搬出す
るウェハ搬送手段７を設けて構成されている。ウェハ搬
送手段を炉内に導入するための開閉可能なゲート部１１
が反応炉に設けられている。

前記ベルジャ３の頂部付近に反応ガス送入管８および９
が同軸的に接続されている。使用する反応ガスのＳｉＨ
＜＋および０２はそれぞれ別のガス送入管により反応炉
に送入しなければならない。

例えば、ＳｉＨ４を送入管８で送入し、そして、０２を
送入管９で送入する。また、ＰＨａを使用する場合、５
ｉＨｑとともに送入できる。取り扱いを容易にするため
に、反応ガスのＳｉＨ４及び０２はＮ２キャリアガスで
希釈して使用することが好ましい。

前記のウェハ載置台４の直ドには僅かなギャップを介し
て加熱手段ｌＯが設けられていてウェハ６を所定の温度
（例えば約５００℃）に加熱する。

反応ガス送入管８および９から送入された反応ガス（例
えばＳ　ｉ　Ｈｑ　＋０２またはＳｉＨ４＋ＰＨ３＋０
２　）は点線矢印のごとく炉内を流下し、ウェハ６の表
面に触れて流動し、化学反応によって生成される物質（
Ｓｉ０２またはＰＳＧ）の薄膜をウェハ６の表面に生成
せしめる。

炉内に送入された反応ガスのフローパターンを均一・に
するため及び成膜反応綿ｒ後炉内に残留している未反応
のＳ’ｒＨｑやＰＨＪ等の有心ガスを炉外に排出するた
め、反応炉のド部にυ１気ダクト１２が配設されている
。このυＦ気ダクト１２はυ１気ポンプ１３に接続され
ている。

［発明が解決しようとする問題点コＣＶＤ薄膜形成装置は成膜反応処理の進行につれて反応
炉内に５ｉ０２および／またはＳｉＯ淳の酸化物の微粒
子が生成し、浮遊して（る。特に、ゲート部のような突
出部に滞留し、堆積する傾向が強い。

ここに堆積した異物は、ウェハの搬入または搬出の際に
ゲート部の」を開いた時に発生する気流により巻き上げ
られたり、吹き飛ばされたりする。

そして、高い確率でウェハに付着する。

また、反応炉の内壁面にも異物微粒子が付着し僅かな振
動や気流により壁面から剥がれ落ち、反応炉内の浮遊異
物晴を増加させることとなる。

これら炉内の浮遊異物はウェハの表面上に沈降・落ドし
ＣＶＤ膜にピンホールを発生させる。これら異物がウェ
ハの表面に付着してＣＶＤ膜にピンホールを発生させる
と゛１′、導体素Ｙ・の製造歩留りが著しく低ドされる
。

［発明の目的］従って本発明の［１的は、ウェハの搬入および搬出の際
に異物微粒子を巻き！−ばたり、吹き飛ばしたすせず、
しかも、反応炉内の残留５ｉ０２を極めて迅速に炉外に
排出させるとのできるＣ　Ｖ　Ｄ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コ前記問題点を解決し、あわせて本発明のｌ」的を達成す
るための手段として、この発明は、開閉ｒ＋Ｊ能なベル
ジャを何し、ゲート部を有しないことを特徴とするＣ　
Ｖ　Ｉ）薄膜形成装置を提供する。

［作用コ前記のように、本発明のＣＶＤ薄膜形成装置はゲート部
を有しない。その代わりに、ベルジャが開閉可能に構成
されている。従って、反応炉内ヘウエハを搬入したり、
あるいは反応炉外へ搬出する場合は、ベルジャを開いた
状態で行う。

かくして、ウェハの搬入および搬出の際に異物が吹き飛
ばされてウェハに付着するような不都合な一３ｃ態は殆
ど起こらない。

また、ベルジャを開くことにより、反応炉内に充満して
いた１ｆ遊異物は各パンチ毎に速やかに炉外へ排出され
、炉内はクリーンエアーと置換される。その結果、炉内
で浮遊異物がウェハ表面に落ドし付着することも効果的
に防止される。

ベルジャを閉じた状態で炉内の１１遊異物をυト出する
のに比べて、ベルジャを開放した状態で浮遊異物を排出
させると、著しく短い時間内で質物を炉外に排出させる
ことができる。

その結果、反応炉の内壁面子、に、大きく成長した酸化
物微粒子のフレークが付着することを防止でき、また、
炉内のウェハ載置台ヒのウェハの表面に酸化物フレーク
が落下会付着してＣＶＤ膜にピンホールを発生させるよ
うな不都合なｉｆｆが起こることを減少させることがで
きる。

史に、炉内の７′１遊異物を早期に炉外にυＦ出させる
ことができるので、次の成膜処理にも素早くはいること
ができ、力！（駄な待ち時間が短縮される。

かくして、半導体素ｒの製造歩留りを向１ｔさせること
ができるばかりか、゛１′導体製造Ｉ−程全体のスルー
プットを向−１ユさせることができる。

［実施例］以ド、図面を参照しながら本発明の一実施例について史
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図に示される装置において第２図の従来の装置と同
一の部材については第２図で使用された符号と同じ符号
を使用する。

第１図において、反応炉１は、バッファ２をベル’）ヤ
３で覆い、−ヒ記バッファ２の周囲にウェハ載置台４を
設置する。このウェハ！ｉｉ置台は駆動機構５で回転駆
動可能、または自公転可能に構成することもできる。史
に、Ｌ記つェハ載置台の＋二に被加工物であるウェハ６
を順次に搬入し、該ウェハを順次に搬出するウェハ搬送
丁を段７が配設されている。

このウェハ載置台にウェハを搬入したり、あるいは、載
置台からウェハを搬出したりするために、かつ、炉内の
ｌツ遊酸化物微拉ｒを１１１１期に炉外に排出させるた
めに、ベルジャ３は反応炉本体２０の１一部外周端で、
ヒンジ部材専の開閉機構１１により開閉可能に構成され
ている。このような開閉機構は゛１業者に周知である。

前記ベルジャ３の頂点付近に反応ガス送入管８および９
が接続されている。使用する反応ガスのＳｉＨ４および
０２はそれぞれ別々のガス送入管により反応炉に送入し
なければならない。例えばＳｉＨ４を送入管８で送入し
、０２を送入管９で送入する。また、ＰＨａを使用する
場合、５ｉＨｑとともに送入できる。取り扱いを容易に
するために、反応ガスのＳｉＨ４及び０２はＮ２キャリ
アガスで希釈して使用することが好ましい。

反応炉の下部に、成膜反応中の反応ガスのフローパター
ンを均一化するため及び炉内残留未反応ガスを排出する
ための排気ダクト１２が配設されている。このダクトの
途中で室ｌＯの外部の適当な位置にυＦ気水ポンプ１３
配設する。排気ポンプ１３は！−場のυ［電果を援用す
ることにより省略することもできる。

反応炉の構造自体は本発明の必須要件ではない。

従って、前記の構造以外の構造を口する反応炉も使用で
きる。

次に本発明のＣＶＤ薄膜形成装置の具体的な動作ならび
に制御について説明する。

成膜反応処理が完ｒした時点で反応ガスの供給を＋ｌめ
る。排気ポンプ１３は駆動させたままの状態に維持する
。ポンプ１３で炉内の残留未反応ガスを排出しながらベ
ルジャ３を開放する。

ベルジャ３の開放により炉外のクリーンエアーが実線矢
印のように吹込まれ、炉内の１７遊異物と共にダクト１
２から炉外へ排出される。このように、反応炉内の酸化
物微粒子を極めて迅速に炉外に排出させ、炉内雰囲気を
クリーンエアーと置換することができ、次の成膜処理に
移るまでに要する待ち時間を大幅に短縮することができ
る。

載置台内部に収納されている突１−げピン２２を１−９
トさせてウェハを持ちｌ・、げ、ウェハ搬送り段７に受
は渡す。ウェハ搬送Ｔ°段を後退させてウェハを炉外へ
搬出する。

搬出が完ｒしたら、ウェハ搬送り段７で未処理ウェハ６
を載置台１一部まで搬送し、載置台内部に収納されてい
る突上げピン２２に移しかえ、ピンを下降させ載置台に
ウェハを載置する。各載置台に全てウェハを載置し終わ
ったらベルジャを密閉し、成膜反応処理を開始する。

以ド、前記の各動作を繰り返す。

本発明のＣＶＤ薄膜形成装置は常圧、減圧、プラズマ３
何れのタイプのＣＶＤについても適用できる。更に、反
応炉内ヘウエハを搬入および搬出しなければならない、
例えば、ドライエツチング装置、エピタキシャル成長装
置、ＰＶＤによる金属膜被着装置、酸化・拡散装置等の
半導体製造装置についても本発明の装置のように構成す
ることができる。

［発明の効宋］以］−説明したように、本発明のＣＶ　ｆ）薄膜形成装
置はゲート部を有しない。その代わりに、ベルジャが開
閉１工能に構成されている。従って、反応炉内ヘウエハ
を搬入したり、あるいは反応炉外へ搬出する場合は、ベ
ルジャを開いた状態で行う。

かくして、ウェハの搬入および搬出の際に異物が吹き飛
ばされてウェハに付着するような不都合な°１ｒ帳は殆
ど起こらない。

また、ベルジャを開くことにより、反応炉内に充満して
いたｌ′？、遊兇物は各バッチ毎に速やかに炉外へ排出
され、炉内はクリーンエアーと置換される。その結果、
炉内で浮遊異物がウェハ表面に落ドし付着することも効
果的に防止される。

ベルジャを閉じた状態で炉内の浮遊異物を排出するのに
比べて、ベルジャを開放した状態で浮遊質物を排出させ
ると、著しく短い時間内で異物を炉外に排出させること
ができる。

その結果、反応炉の内壁部１−に、大きく成長した酸化
物微粒子のフレークが付着することを防止でき、また、
炉内のウェハ載置台１−のウェハの表面に酸化物フレー
クが落ト）付着してＣＶ　Ｉ）膜にピンホールを発生さ
せるような不都合な＝９７５が起こることを減少させる
ことができる。

史に、炉内の１７遊異物を早期に炉外に排出させること
ができるので、次の成膜処理にも素〒（はいることがで
き、無駄な待ち時間が短縮される。

か（して、゛１コ導体素子の製造歩留りを向上させるこ
とができるばかりか、ｆ導体製造工程全体のスループッ
トを向−ヒさせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＣＶＤ薄膜形成装置の一実施例の概念
図、第２図は従来のＣＶＤ薄膜形成装置の概念図である
。１・・・反応炉、２・・・バッファ、３・・・ベルジャ
。４・・・ウェハ載置台、５・・・ウェハ載置台回転駆動
機構、６・・・ウェハ、７・・・ウェハ搬送手段。８および９・・・反応ガス送入管、１０・・・加熱手段
。１１・・・ゲート部、１２・・・排気ダクト、１３・・
・排気ポンプ、１５・・・ヒンジ部材、２０・・・反応
炉本体。２２・・・突ｌ・、げピン特誇出願人１１％’ｆ、　電７’エンジニアリング株式会社代理人
　弁理ト　梶　山　債　是弁理上　山　木　富Ｆ男第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）開閉可能なベルジャを有し、ゲート部を有しない
ことを特徴とするＣＶＤ薄膜形成装置。
（２）ベルジャはヒンジ部材により開閉可能に構成され
ている特許請求の範囲第１項に記載のＣＶＤ薄膜形成装
置。
（３）ウェハの搬入および搬出はベルジャを開いて行う
特許請求の範囲第１項に記載のＣＶＤ薄膜形成装置。