JPS6346732A - Ｃｖｄ薄膜形成方法および装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＣＶ　Ｄ薄膜形成方法およびこの方法を実施す
るのに使用されるＣ　Ｖ　Ｉ）薄膜形成装置に関する。

史に詳細には、本発明はウェハを載置するための試料台
を予め加熱しておいた新たな試料台と交換することから
なるＣＶＤ薄膜形成方法およびＣＶ　Ｉ）薄膜形成装置
に関する。

口従来の技術］ 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化学的気相成長法（ＣＶＤ：
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　ＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓ　ｉ　ｔ
　１ｏｒｉ）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。

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１
１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。

ＣＶ　Ｉ）による薄膜形成は、例えば、５００’Ｃ程度
に加熱したウェハに反応ガス（例えばＳｉＨ４＋＋０２
．またはＳ　ｉ　Ｈ４＋ＰＨＪ　＋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
ウェハの表面に例えば、ＳｉＯ２あるいはフＡスフオシ
リケードガラス（ＰＳＧ）の薄膜を形成する。また、５
１０２とＰＳＧとの２相成膜が行われることもある。更
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、反応炉の内部に円盤
状のウェハ載置用試料台を設置し、この試料台を下から
適当な加熱手段で加熱することによりウェハを間接的に
加熱し、所定の成膜反応処理を行うように構成されてい
る。

［発明が解決しようとする問題点コ ウエハを載せるホットプレートである試料台は成膜反応
処理の進行に連れてＳｉＯまたは５ｉ０２等の酸化物の
異物微粒子が表面に付着し、汚れてくる。

この異物微粒子を放置すると試料台りに載せられたウェ
ハの裏面に付着したり、あるいは気流により巻き！−げ
られてウェハの表面に落下付着することがある。ウェハ
の表面にこれらの異物微粒子が付着すると生成されるＣ
　Ｖ　ｌ）膜にピンホールを発生させる。その結果、゛
１１導体素γ・の製造歩留りが著しく低下される。

このような事態を避けるために、ウェハを載せるホット
プレートである試料台は数ロット毎に洗浄し、表面に付
着している異物微粒子を除去する必要がある。このため
、従来はヒータ電源を切り、試料台の温度を室温付近に
まで低下させてから交換φ洗浄を行っていた。

また、洗浄済みの試料台は反応炉にセットした後、ヒー
タ電源を投入し、成膜反応を行うための所定温度にまで
昇温させていた。

その結果、メンテナンスに多大な時間を要し、装置の稼
働効率が極めて低かった。かくして、゛１１導体素了の
製造１−程全体のスルーブツトも低率となり、コストを
ｆ　昇させる原因となっていた。

［発明のト１的］ 従って、本発明の目的は汚染された試料台を極めて部用
に交換し、スループットを向上させることのできるＣＶ
Ｄ薄膜形成方法およびこの方法の実施に使用される装置
を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 前記の問題点を解決し、あわせて本発明の目的を達成す
るための手段として、この発明は、反応炉内にウェハを
載置するための試料台が配設されており、この試料台を
加熱させ、該加熱試料台上でウェハに対して所定の成膜
反応処理を行うことからなるＣＶＤ薄膜形成方法におい
て、所定回数にわたって成膜反応処理を行った後、この
成膜反応により汚染された試料台を、予め所定温度にま
で加熱しておいた清浄な試料台と交換することからなる
Ｃ　Ｖ　Ｉ）薄膜形成方法を提供する。

更に、本発明は前記方法を実施するための装置として、
反応炉、この反応炉内に配設された、ウェハを載置する
ための試料台およびこの試料台を加熱するための手段を
有するＣＶＤ薄膜形成装置において、反応炉外に試料台
子備加熱ユニ７）および試料台着脱交換機構が配設され
ており、反応炉内の汚染された試料台を試料台着脱交換
機構で取り除き、ここに試料台予備加熱ユニットで所定
温度にまでｒ偏加熱された清θな試料台を試料台着脱交
換機構で配置させることからなるＣ　Ｖ　１．）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薄膜形成方法およびその
装置は、汚染された試料台を予め所定温度にまで加熱し
ておいた清浄な試料台と交換することからなる。

かくして、試料台を交換したら直ちに新たな成膜反応処
理操作を開始することができ、装置の空き時間は実質的
に試料台の交換時間だけに短縮される。反応炉から取り
出された汚染試料台は成膜反応中に洗浄処理し、更に予
備加熱ユニットで所定温度にまで加熱し、次の交換に待
機させておく。

このようにすることによって、装置の稼働効率は飛躍的
に向トされる。

また、常に清浄な試料台を用いて成膜反応処理操作を行
うことができるのでウェハに異物が付着してピンホール
を発生させる危険性は大幅に低下される。

その結果、゛１′導体素子の製造歩留りが向」−するば
かりか、製造上程全体のスループットも＋；ｊＬｌ−さ
せることができる。延いては半導体素子の製造コストも
低下される。

［実施例コ 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図は本発明の方法を実施するのに使用されるＣＶＤ
薄膜形成装置の概念的な平面断面図であり、第２図は本
発明の方法で使用できる試料台着脱交換機構の一例の概
要図である。

第１図に示されるように、本発明のＣＶＤ薄膜形成装置
１は従来の装置と同様に反応炉３を有する。この反応炉
の内部にはウェハを載せるための試料台５が配設されて
いる。図示されていないが、試料台の下部には加熱手段
が配設されている。

反応炉の外部に試料台予備加熱ユニット７が配設されて
いる。

この装置による試料台の具体的交換方法について以ド説
明する。

洗浄処理済みの試料台をｒ・偏加熱ユニットにセットし
予備加熱を行う。予備加熱温度は成膜反応の実施温度付
近が好ましい。この温度が反応実施温度に近ければ近い
ほど、交換後の昇温時間を短縮することができる。

数バッチのワークを処理し、反応炉内の試料台が汚れて
きたら試料台着脱交換機構により反応炉から汚れた試料
台を、例えば、第１図の矢印（イ）の方向へ取り出す。

予備加熱ユニットで予備加熱を行った洗浄済みの試料台
を着脱交換機構で反応炉内へ移し替えセットする。例え
ば、第１図の矢印（ロ）の方向へ移送する。

移し替えた洗ｔ′ｐ済み試料台を成膜反応の実施に必“
反な温度にまで１ｆｒ温させる。その後、新たなワーク
の処理を開始する。

試料台の取り出しおよび／または移し替えのために、反
応炉にはゲート部を配設することもできる。

本発明の方法で使用できる試料台着脱交換機構の一例を
第２図にボす。

第２図に示されるように、本発明の方法で使用できる試
料台着脱交換機構は例えば、二本のアームｉｏ、ｔｏの
それぞれの端部をビン１２ａで回転自在に結合されてい
る。この結合端部には試料台係止爪１４ａも同一のビン
により回転自在に取り付けられている。また各アームの
途中に試料台係止爪１４ｂおよびＬ４ｃがビン１２ｂお
よび１２ｃによりそれぞれ回転自在に取り付けられてい
る。

試料台を掴む場合は、第２図（ａ）に示されるように、
アームの頂部の爪１４ａを試料台５に当接させながらア
ーム１０．１０を両側に開く。その後、第２図（ｂ）に
示されるように、アーム１０．１０を閉じ、係１１・、
爪１４ｂおよび１４ｃを試料台に当接させ、アーｌ、１
０．１０を更に閉じる。

かくして、アーム１０．１０を持ち１−げれば、試糾合
をアームにより把Ｆ、’ｊすることができる。アーム１
０．１０の開閉９把持および移動の各動作は手動で行う
こともできるが、適当な制御機構と共に自動化すること
もできる。

係１１１爪１４ｂおよび１４ｃの配設箇所は試料台の直
径に依存して変化する。任意の直径の試料台を把持てき
るようにするため、係止爪１４ｂおよび１４ｃのアーム
−Ｌの配設箇所をＩＩＪ変スラスライド式％式％ 本発明の方法および装置をＣＶＤについて説明してきた
が、本発明の方法はホットプレートを使用するその他の
装置全てについても実施できることは当業者に明らかで
ある。

「発明の効果コ 以」二説明したように、本発明のＣＶＤ薄膜形成方法お
よびその装置は、汚染された試料台を予め所定温度にま
で加熱しておいた清浄な試料台と交換することからなる
。

かくして、試料台を交換したら直ちに新たな成膜反応処
理操作を開始することができ、装置の空き時間は実質的
に試料台の交換時間たけに短縮される。反応炉から取り
出された汚染試料台は成膜反応中に洗浄処理し、史に予
備加熱ユニットで所定温度にまで加熱し、次の交換に待
機させておく。

このようにすることによって、装置の稼働効率は飛躍的
に向１ユされる。

また、常にｌｎｎな試料台を用いて成膜反応処理操作を
行うことができるのでウェハに異物が付着してピンホー
ルを発生させる危険性は大幅に低下される。

その結果、半導体素子の製造歩留りが向」ニするばかり
か、製造工程全体のスループットも向上させることがで
きる。延いては半導体素子の製造コストも低下される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するのに使用されるＣＶＤ
薄膜形成装置の概念的な平面断面図であり、第２図は本
発明の方法で使用できる試料台着脱交換機構の一例の概
要図である。 ■・・・ＣＶ　Ｉ）薄膜形成装置、３・・・反応炉、５
・・・試料台、７・・・試料台予備加熱ユニット、１０
・・・アーム、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ・・・ピン。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応炉内にウェハを載置するための試料台が配設
   されており、この試料台を加熱させ、該加熱試料台上で
   ウェハに対して所定の成膜反応処理を行うことからなる
   ＣＶＤ薄膜形成方法において、所定回数にわたって成膜
   反応処理を行った後、この成膜反応により汚染された試
   料台を、予め所定温度にまで加熱しておいた清浄な試料
   台と交換することからなるＣＶＤ薄膜形成方法。
2. （２）清浄な試料台は成膜反応が実施される時の温度に
   まで予備加熱される特許請求の範囲第１項に記載のＣＶ
   Ｄ薄膜形成方法。
3. （３）交換された汚染試料台を洗浄し、予備加熱し、次
   の交換のために待機させる特許請求の範囲第１項に記載
   のＣＶＤ薄膜形成方法。
4. （４）反応炉、この反応炉内に配設された、ウェハを載
   置するための試料台およびこの試料台を加熱するための
   手段を有するＣＶＤ薄膜形成装置において、反応炉外に
   試料台予備加熱ユニットおよび試料台着脱交換機構が配
   設されており、反応炉内の汚染された試料台を試料台着
   脱交換機構で取り除き、ここに試料台予備加熱ユニット
   で所定温度にまで予備加熱された清浄な試料台を試料台
   着脱交換機構で配置させることからなるＣＶＤ薄膜形成
   装置。
5. （５）試料台着脱機構は二本のアームを有し、この二本
   のアームは一方の端部同士をピンで回転自在に結合され
   ており、この端部には試料台係止爪が同一のピンで回転
   自在に取付られており、各アームの途中に試料台係止爪
   がピンにより回転自在に取付られていて、これら３個の
   係止爪で試料台を把持することからなる特許請求の範囲
   第４項に記載のＣＶＤ薄膜形成装置。