WO1992015115A1 - Semiconductor manufacturing equipment - Google Patents

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WO1992015115A1
WO1992015115A1 PCT/JP1992/000136 JP9200136W WO9215115A1 WO 1992015115 A1 WO1992015115 A1 WO 1992015115A1 JP 9200136 W JP9200136 W JP 9200136W WO 9215115 A1 WO9215115 A1 WO 9215115A1
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WO
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wafer
gas
cleaner
rotating shaft
wafer holder
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Application number
PCT/JP1992/000136
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kazuo Maeda
Kouichi Ohira
Mitsuo Hirose
Original Assignee
Semiconductor Process Laboratory Co., Ltd.
Canon Sales Co., Inc.
Alcan-Tech Co., Inc.
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Filing date
Publication date
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Priority to DE69203669T priority patent/DE69203669T2/de
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4407—Cleaning of reactor or reactor parts by using wet or mechanical methods
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/017—Clean surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus for forming a film on a wafer by a CVD method.
  • a film is formed on a wafer by using a chemical reaction of a reaction gas, so that unnecessary particles adhere as a by-product to a gas emission surface of a gas dispersing device. These particles separate and re-adhere on the wafer, causing wafer contamination. Therefore, it is necessary to clean the gas discharge surface of the gas dispersing device of the CVD device in a predetermined cycle.
  • the present invention has been made in view of such conventional problems, and provides a semiconductor manufacturing apparatus capable of easily removing dust generated in a chamber without lowering the operation rate of the apparatus, and a method of using the same. It is intended to do so. Disclosure of the invention
  • the present invention firstly comprises a gas dispersing device for releasing a reaction gas for forming a film on a wafer from a gas releasing surface, and a wafer holder having a wafer mounting surface facing a plane including the gas releasing surface.
  • At least one cleaner having at least one suction port and a brush connected to the suction port is provided so as to face a plane including the gas discharge surface, and the cleaner and the gas discharge surface are provided. Either the cleaner or the gas dispersing tool described above moves while the flat surface containing the gas is opposed, and the brush is in contact with the gas discharge surface.
  • the brush is used to brush the gas emission surface, and at the same time, the dust separated from the gas emission surface is sucked and removed from the suction port by this brushing. Therefore, dust remaining in the chamber can be reduced.
  • the semiconductor manufacturing apparatus has a rotating shaft, and the wafer holder is fixed along the circumference around the rotating shaft and fixed to the rotating shaft.
  • One or more of the gas dispersing devices are provided so that a plane including the gas discharging surface and the wafer mounting surface are opposed to each other, and include the wafer holder and the cleaner and the gas discharging surface.
  • the wafer holder and the cleaner rotate around the rotation axis while facing the flat surface. This allows the wafer holder and the cleaner to move on a so-called endless track about the rotation axis, so that it is possible to provide a continuous film-forming apparatus such as a CVD apparatus.
  • the semiconductor manufacturing apparatus has a rotating shaft, and the gas dispersing device is fixed along the circumference around the rotating shaft and is fixed to the rotating shaft. And one or more of the wafer holders are provided such that a plane including the gas release surface and the wafer mounting surface are opposed to each other.
  • the gas dispersing device is configured to rotate around the rotation axis while facing a plane including the gas dispersion device. As a result, the gas dispersing tool moves on a so-called endless track about the rotation axis, so that it is possible to provide a continuous automated film forming apparatus such as a CVD apparatus.
  • the cleaner is provided integrally on the side of at least one wafer holder.
  • the cleaner is provided separately from the wafer holder and fixed to the rotating shaft so as to be located at least between a pair of adjacent wafer holders.
  • FIG. 1 is a diagram showing the principle configuration of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention
  • FIG. 2 is a side view showing a CVD apparatus according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 4 is a top view illustrating details of a wafer holder and a gas dispersing tool of the CVD apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating details of a cleaner of the CVD apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view (part 1) illustrating a method of using a CVD apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view (part 2) for explaining a method of using the CVD apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 to 4 are configuration diagrams illustrating a CVD apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view showing the overall configuration of the CVD apparatus.
  • FIG. 4 is a top view showing a gas dispersing tool and a wafer holder, and
  • FIG. 4 is a side view showing details of a cleaner provided integrally with the wafer holder.
  • reference numeral 8 denotes a robot for transferring a wafer to and from the loader Z unloader unit 9 of the semiconductor manufacturing apparatus
  • reference numeral 10 denotes a loader Z unloader of the semiconductor manufacturing apparatus.
  • the transferred wafer is placed on the wafer mounting surfaces 12a to 12e of the wafer holders 11a to 11e, or the wafer mounting surfaces 12a to 12e. It moves up and down to leave 12e.
  • 11 a to lle are wafer holders for holding the wafer while a film is formed on the wafer surface.
  • the exhaust port 13 connected to an exhaust device (not shown), the nitrogen gas inlet port 14 and a pipe Wafers can be fixed to wafer mounting surfaces 12a to 12e by chucks that are conducted through arm 15 which is conductive, and fixed wafers are separated from wafer mounting surfaces 12a to 12e. Can be used. Further, as shown in FIG. 3, five wafer holders 11a to 11e are provided around the rotation shaft 22 around the rotation shaft 22.
  • the rotating shaft 22 is fixed via the arm 15 and the turntable 21, and rotates around the rotating shaft 22 according to the rotation of the rotating shaft 22.
  • 16 a to 16 d are ⁇ Gas dispersing devices 18a and 18b are provided with gas discharging surfaces 17a to 17d so as to face the wafer mounting surfaces 12a to 12e of the wafer holders 11a to 11e.
  • a cleaner provided integrally with the wafer holder lie on both sides of the wafer holder 11e, and as shown in detail in FIG. 4, the gas discharge surfaces 17a to 16d of the gas dispersers 16a to 16d.
  • Brushes 20a and 20b are provided at the tips of suction ducts (suction ports) 19a and 19b so as to contact 17d.
  • the cleaners 18a, 18b move while the plane including the gas emission surfaces 17a to 17d and the brushes 20a, 20b face each other, and while the gas emission surfaces 17a to 17d are being brushed by the brushes 20a, 20b, the gas emission surface
  • the dust separated from 17a to 17d can be sucked and removed by the suction duct 19.
  • the suction duct 19 is in communication with an exhaust port 23 connected to an exhaust device (not shown).
  • Reference numeral 22 denotes a rotating shaft that is integrated with the wafer holders lla to lle, and rotates so that the wafer mounting surfaces 12a to 12e move on a plane.
  • Reference numeral 24 denotes a rotating shaft 22 that rotates the wafer holders 11a to 11e.
  • a direct drive motor is used.
  • 25a to 25e are oscillation units for reciprocating and linearly moving the wafer holders 11a to 11le in a fixed direction with reference to the held positions, and 26 is a gas disperser 16a to 16d at the periphery.
  • the other end is housed.
  • Reference numeral 27 denotes a slip ring for sending a signal for controlling a solenoid valve provided at the other end of the rotary shaft 22.
  • a rotary connector is used for an electric contact portion so that rotation of the rotary shaft 22 is not hindered.
  • 28 is a slip ring for extracting thermocouple signals for measuring the temperature of the heater
  • 31 is a slip ring connected to a heater embedded in the wafer holders 11a to lle, rotating Contact 3 2 so as not to obstruct contact.
  • 29 is a slip ring connected to the contact 32
  • 30 is a current collector having one end in contact with the slip ring 29, and the other end is not connected.
  • the power supply is connected to the power supply shown in the figure, and supplies DC or AC power to the wafers embedded in the wafer holders 11a to 11e.
  • the cleaners 18a and 18b having the brushes 20a and 20b and the suction ducts 19a and 19b, and the plane including the gas discharge surfaces 17a to 17d of the gas dispersing devices 16a to 16d.
  • the wafer holder lie is moved before or after the film is formed because the cleaner 18 moves while facing and the brushes 20a and 20b are provided so as to be in contact with the gas emission surfaces 17a to 17d.
  • the brushes 20a and 20b physically rub the gas discharge surfaces 17a to 17d, and at the same time, suck and remove dust separated from the gas discharge surfaces 17a to 17d by the suction ducts 19a and 19b. Can be.
  • dust remaining in the chamber (2) can be reduced.
  • the cleaners 18a and 18b are provided integrally on both sides of the wafer holder 11e, cleaning can be performed when the wafer holder 11e is moved before and after the film formation. This makes it possible to easily remove dust from the chamber in the chamber without opening the chamber. Therefore, since it is not necessary to stop the apparatus as in the related art, it is possible to prevent a decrease in the operation rate of the apparatus as compared with the related art.
  • the cleaning can be performed frequently when the wafer holder lie is moved, a higher degree of cleanliness in the chamber can be maintained.
  • the wafer holders lla to ll and the cleaners 18a and 18b are fixed to the rotating shaft 22 and rotated, the wafer holders lla to lle and the cleaners 18a and 18b move on a so-called endless track. It is possible to provide a film forming apparatus such as an automated CVD apparatus.
  • the cleaners 18a and 18b are provided on both sides of the wafer holder lie, but may be provided only on one side of the wafer holder 11e. Although the cleaners 18a and 18b are provided only in one wafer holder 11e, the cleaners 18a and 18b may be provided in all the wafer holders lla to lle. Furthermore, the present invention is applied to the case where the film is formed in a state where the wafer is in a filled-down state. However, the present invention can also be applied to a case where the wafer is in a face-up state.
  • the cleaner is separated from the wafer holder 11 e, for example, so as to be located between the wafer holder 11 e and the wafer holder 11 a or the wafer holder lie and the wafer holder lid.
  • 18a or 18b may be independently provided fixed to the rotating shaft 22.
  • the wafer holders lla to lle and the cleaners 18a and 18b are moved.
  • the wafer holders 11a to 11e and the cleaners 18a and 18b are fixed, and the gas dispersers 16a to 16d are fixed. Can also be moved.
  • the first wafer is transferred from the cassette station to the loader Z unloader unit 9 by the robot 8 and placed on the elevator 10.
  • the elevator 10 is raised, the first wafer 33 is placed on the wafer holder lie, and the air is exhausted from the exhaust port 13, and the slip ring corresponding to the chuck of the wafer holder 11 e is provided.
  • a signal is sent to 27, the solenoid valve is opened, and the first wafer is fixed to the wafer mounting surface 12e by a check.
  • the gas is dispersed.
  • the rotating shaft 22 is rotated to move the wafer holder 11e to a position immediately above the holder 16a.
  • the brush 20a of the cleaner 18a brushes the gas discharge surface 17a of the gas disperser 16a, and adheres to the gas discharge surface 17a by the reaction performed before.
  • the suction dust 19a connected to the brush 20a sucks the separated dust 34, and passes through the exhaust port 23 in FIG. 2 and removes it to the outside of the apparatus.
  • the wafer holder 11 e makes a reciprocating linear motion in the radial direction about the held position by the oscillation unit 25 e, so that the reactant gas is supplied onto the wafer 33.
  • Kyo ⁇ is made uniform, the film thickness and the film quality of the formed Si0 2 film is uniform.
  • the second wafer is placed on the wafer holder 11d located in the loader / unloader section 9 in the same manner as described above, and the temperature of the second wafer is heated to about 350.
  • the rotating shaft 22 is rotated to move the wafer holders lie and lid to positions immediately above the gas dispersers lla and lib.
  • the brush 20b of the cleaner 18b brushes the gas discharge surface 17a of the gas dispersing device 16a, thereby enclosing the dust 34 attached by the reaction performed immediately before.
  • the separated dust 34 is sucked by the suction duct 19b which is in contact with the brush 20b, and is removed to the outside of the apparatus through the exhaust port 23 of FIG. This allows the subsequent wafer to be formed It is possible to maintain good quality for Si0 2 film.
  • the rotating shaft 22 is further rotated to stop the wafer holders 11 e and lid at a position immediately above the gas distributor 11 a and lib. At this time, since the second wafer has already reached the temperature of about 350 ° C., the film formation can be started immediately.
  • a target thickness about 1/5 of thickness Si0 2 film of about 4000A of is formed of, also, Si0 2 film of about 2000A of thickness of about 1 Z5 film thickness of the target is formed on the second wafer
  • the elevator 10 is lifted up and a signal is sent to the chuck on the wafer mounting surface 12 e of the wafer holder 11 e and the corresponding slip ring 27 to close the solenoid valve of the exhaust port 13 and
  • the solenoid valve of the nitrogen gas inlet 14 is opened and nitrogen gas is sent to the chuck, the first wafer 33 is separated from the wafer mounting surface and is mounted on the elevator 10.
  • the first wafer 33 is carried out to the cassette station by the robot 8.
  • cleaning is performed only twice before and after film formation while the rotating shaft 22 makes one rotation, which is sufficient for practical use.
  • a cleaner to the side of the wafer holder and performing cleaning a number of times while the rotation axis rotates once, the inside of the chamber can be maintained more clean.
  • the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention is useful as a film forming apparatus such as a continuous automated CVD apparatus.
  • it is suitable for forming even higher quality films without lowering the operation rate of the equipment.

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Description

明 細 書
半導体製造装置
技術分野 .
この発明は、 CVD法によりウェハ上に膜形成を行うための半導 体製造装置に関する。 背景技術
従来、 CVD装置においては、 反応ガスの化学的反応を利用して ウェハ上に膜形成を行っているので、 ガス分散具のガス放出面には 副生成物として不要なパーティ クルが付着し、 更にこのパーティ ク ルが剝離してウェハ上に再付着し、 ウェハ汚染の原因となる。 従つ て、 所定のサイクルで CVD装置のガス分散具のガス放出面を清浄 にすることが必要である。
プラズマ CVD装置では、 副生成物のパーティ クルがガス分散具 のガス放出面等に付着しても、 チャンバ内が減圧できるので、 膜形 成の後、 チャンバ内にエツチングガスを導入してガス放出面のパー ティ クルを簡単に除去することができる。 このような方法は、 その 場 （in-situ ) クリ一二ングと呼ばれて実用化されている。
—方、 常圧 CVD装置では、 ガス分散具から放出される反応ガス、 例えば SiH4-02 混合ガスや TE0S-03 混合ガスの反応生成物がガス放 出面にパウダー状のパーティ クルとなって付着する。 しかしながら、 常圧 C VD装置では、 通常チヤンバ内部を減圧するようになってい ないので、 プラズマ CVD装置のように in-situ ク リーニングを行 うことは不可能である。 このため、 一旦 CVD装置の稼働を停止し てガス放出面のパーティ クルを掃除機等で物理的に除去するか、 フ ッ化水素酸 （HF) 等の薬品で化学的に除去している。
従って、 常圧 CVD装置では、 清浄化のための時間や手間がかか り、 装置の稼働率を低下させている。 また、 堆積したパウダーが著 しく増加した場合には、 除去することが困難になるという問題もあ る o
本発明は、 かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、 装置の 稼働率を低下させることなくチャンバ内で発生する塵を容易に除去 することが可能な半導体製造装置及びその使用方法を提供すること を目的とするものである。 発明の開示
本発明は、 第 1に、 ウェハ上に膜を形成する反応ガスをガス放出 面から放出するガス分散具と、 該ガス放出面を含む平面と対向する ウェハ載置面を有するウェハ保持具とを各々 1つ以上具備し、 前記 ガス放出面を含む平面に対向するように、 吸引口と該吸引口と接続 されたブラシとを有するクリーナが 1つ以上設けられ、 前記クリー ナと前記ガス放出面を含む平面とが対向しつつ前記クリ一ナ又は前 記ガス分散具のいずれかが移動し、 かつ前記ブラシが前記ガス放出 面に接蝕するようになされている。 従って、 膜形成前及び膜形成後 の少なく ともいずれかのときに、 ブラシによりガス放出面をブラッ シングしながら、 同時にこのブラッシングによりガス放出面から剝 離した塵を吸引口から吸引 ·除去することができるので、 チャンバ 内に残存する塵を低減することができる。
第 2に、 第 1の発明に記載の半導体製造装置は回転軸を有し、 前 記ウェハ保持具は該回転軸を中心とする円周に沿って、 かつ該回転 軸に固定されて 1つ以上設けられ、 かつ前記ガス分散具は前記ガス 放出面を含む平面と前記ウェハ載置面とが対向するように 1つ以上 設けられており、 前記ウェハ保持具及びクリーナと前記ガス放出面 を含む平面とが対向しつつ前記ウェハ保持具及びクリーナが前記回 転軸を中心として回転移動するようになされている。 これにより、 ウェハ保持具及びクリーナは回転軸を中心として所謂無限軌道上を 移動するので、 連続式のき動化された C V D装置等の膜形成装置の 提供が可能となる。 第 3に、 第 1の発明に記載の半導体製造装置は回転軸を有し、 前 記ガス分散具は該回転軸を中心とする円周に沿って、 かつ該回転軸 に固定されて 1つ以上設けられ、 かつ前記ウェハ保持具は前記ガス 放出面を含む平面と前記ウェハ載置面とが対向するように 1つ以上 設けられており、 前記ウェハ保持具及ぴクリーナと前記ガス放出面 を含む平面とが対向しつつ前記ガス分散具が前記回転軸を中心とし て回転移動するようになされている。 これにより、 ガス分散具は回 転軸を中心として所謂無限軌道上を移動するので、 連続式の自動化 された C V D装置等の膜形成装置の提供が可能となる。
第 4に、 クリーナは、 少なく とも 1つのウェハ保持具の側部に一 体的に設けられている。
又、 第 5に、 クリーナは、 少なく とも一組のとなり合うウェハ保 持具の間に位置するように、 ウェハ保持具と分離され、 かつ回転軸 に固定されて設けられている。
これにより、 膜形成前及び膜形成後のいずれかのときであって、 ガス分散具又はウェハ保持具を移動させる際に頻繁にクリ一ニング できるので、 より高いチヤンバ内の清浄度を確保することができる c また、 チャンバを開放せずにチャンバ内で発生する塵を容易に除去 することができるので、 従来のように装置を停止する必要がなく、 従来と比較して装置の稼働率の低下を防止することができる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の半導体製造装置の原理構成図であり、 第 2図 は、 本発明の第 1の実施例の C V D装置について説明する側面構成 図であり、 第 3図は、 本発明の第 1 の実施例の C V D装置のウェハ 保持具及びガス分散具の詳細について説明する上面構成図であり、 第 4図は、 本発明の第 1の実施例の C V D装置のクリーナの詳細に ついて説明する側面構成図であり、 第 5図は、 本発明の第 2の実施 例の C V D装置の使用方法について説明する断面図 （その 1 ) であ り、 第 6図は、 本発明の第 2の実施例の C V D装置の使用方法につ いて説明する断面図 （その 2 ) である。 発明を実施するための最良の形態
本発明をより詳細に説述するために、 添付の図面に従ってこれを 説明する。
( 1 ) 第 1の実施例
第 2図〜第 4図は本発明の第 1の実施例の C V D装置について説 明する構成図で、 第 2図は C V D装置の全体の構成を示す側面図、 第 3図は第 2図のガス分散具及びウェハ保持具の部分を示す上面図、 第 4図はウェハ保持具に一体的に設けられたクリーナの詳細を示す 側面図である。
第 2図〜第 4図において、 8はウェハを半導体製造装置のローダ Zアンローダ部 9に搬送したり、 ローダ Zアンローダ部 9から搬出 したりするロボッ ト、 1 0は半導体製造装置のローダ Zアンローダ 部 9に設置されているエレべ一夕で、 搬送されたウェハをウェハ保 持具 11 a〜11 eのウェハ載置面 12 a〜12 eに載置したり、 ウェハ載 置面 12 a〜12 eから離脱したりするために上下移動するようになつ ている。
11 a〜l l eは、 ウェハ表面に膜を形成する間ウェハを保持するた めのウェハ保持具で、 不図示の排気装置と接続されている排気口 1 3や窒素ガスの導入口 1 4 とパイプ状のアーム 1 5を介して導通し ているチャックにより、 ウェハをウェハ載置面 12 a〜12 eに固定で き、 更に、 固定されたウェハをウェハ載置面 12 a〜12 eから離脱す ることができるようになつている。 また、 第 3図に示すように、 ゥ ェハ保持具 11 a〜11 eは、 回転軸 2 2を中心としてその周辺部に 5 個設けられている。 そして、 回転軸 2 2とアーム 1 5及びターンテ —ブル 2 1を介して固定され、 回転軸 2 2の回転に従って回転軸 2 2のまわりを回転するようになっている。 更に、 16 a〜16 dは、 ゥ ェハ保持具 11 a〜11 eのウェハ載置面 12a〜12eと対向するように ガス放出面 17a〜17dが設けられた、 ウェハに反応ガスを放出する ためのガス分散具、 18a, 18bはウェハ保持具 11 eの両側部にゥェ ハ保持具 lieと一体的に設けられたクリーナで、 第 4図にその詳細 を示すように、 ガス分散具 16 a〜16dのガス放出面 17 a〜17dに接 触するように吸引ダク ト （吸引口） 19a, 19bの先端にブラシ 20a, 20bが設けられている。 そして、 ガス放出面 17a〜17dを含む平面 とブラシ 20a, 20bとが対向しつつクリーナ 18a, 18bが移動し、 ガス放出面 17a〜17dをブラシ 20a, 20 bによりブラッシングしな がら、 ガス放出面 17a〜17dから剝離した塵を吸引ダク ト 1 9によ り吸引 ·除去できるようになつている。 更に、 吸引ダク ト 1 9は不 図示の排気装置と接続された排気口 2 3と導通している。
22は、 ウェハ保持具 lla〜lleと一体化され、 ウェハ載置面 12 a〜12eがー平面上を移動するように回転する回転軸、 24は回転 軸 22をウェハ保持具 11 a〜11 eを回転させるモータで、 例えばダ ィレク ト ドライブモータが用いられている。 25a〜25eはウェハ保 持具 11 a〜ll eを保持されている位置を基準として一定方向に往復 直線運動させるためのオシレーシヨンユニッ ト、 2 6は周辺部にガ ス分散具 16a〜16dが載置された箱状の基台で、 基台 2 6の中心部 には、 一端にウェハ保持具 lla〜lleの保持された回転軸 2 2が回 転可能なように、 回転軸 22の他端が収納されている。 2 7は回転 軸 2 2の他端に設けられたソレノィ ドバルブを制御する信号を送る ためのスリ ップリングで、 回転軸 22の回転が妨げられないように 電気接点部分にはロータリコネクタが用いられている。 2 8はヒー 夕の温度測定用のサーモカップルの信号を取り出すためのスリ ップ リ ング、 3 1はウェハ保持具 11a〜lleに埋め込まれたヒータに接 続しているスリ ップリ ングで、 回転を妨げないように接触子 3 2か 接触している。 2 9は接触子 3 2と接続されたスリ ップリ ング、 3 0は一端がスリ ップリ ング 2 9に接触している集電子で、 他端は不 図示の電源に接铳され、 ウェハ保持具 11 a〜11 eに埋め込まれたヒ 一夕に直流又は交流の電力を供給する。
以上のような本発明の CVD装置によれば、 ブラシ 20a, 20bと 吸引ダク ト 19a, 19bとを有するクリーナ 18a, 18bと、 ガス分散 具 16a〜16dのガス放出面 17a〜17dを含む平面とが対向しつつク リーナ 1 8が移動し、 かつブラシ 20a, 20bがガス放出面 17a〜17 dと接触するように設けられているので、 膜形成前又は膜形成後に ウェハ保持具 lieを移動する際、 ブラシ 20a, 20bがガス放出面 17 a〜17dを物理的にこすりながら、 同時にこのブラッシングにより ガス放出面 17a〜17dから剝離した塵を吸引ダク ト 19a, 19bによ り吸引 ·除去することができる。 これにより、 チャンバ內に残存す る塵を低減することができる。
また、 クリーナ 18a, 18bがウェハ保持具 11 eの両側部に一体的 に設けられているので、 膜形成の前後にウェハ保持具 11 eを移動さ せる際にクリーニングできる。 このため、 チャンバを開放せずにチ ヤンバ内で癸生する塵を容易に除去することができる。 従って、 従 来のように装置を停止する必要がないので、 従来と比較して装置の 稼働率の低下を防止することができる。
更に、 ウェハ保持具 lieを移動させる際に頻繁にクリーニングで きるので、 より高いチヤンバ内の清浄度を保持することができる。 また、 ウェハ保持具 lla〜ll 及びクリーナ 18a, 18bを回転軸 22に固定して回転させることにより、 ウェハ保持具 lla〜ll e及 びクリーナ 18a, 18bは所謂無限軌道上を移動するので、 連続式の 自動化された CVD装置等の膜形成装置の提供が可能となる。
なお、 第 1の実施例では、 ウェハ保持具 lieの両側部にクリーナ 18a, 18bが設けられているが、 ウェハ保持具 11 eの片側のみに設 けられていてもよい。 また、 1つのウェハ保持具 11 eにのみクリ一 ナ 18a, 18bが設けられているが、 全部のウェハ保持具 lla〜lle にクリーナ 18a, 18bが設けられることもできる。 更に、 ウェハがフヱ一スダウンの状態で膜形成が行われる場合に 適用しているが、 フェースアツプの場合にも適用することができる, また、 クリーナ 18a， 18bがウェハ保持具 lieと一体的に設けら れているが、 ウェハ保持具 11 eと分離して、 例えばウェハ保持具 11 eとウェハ保持具 11 a, 又はウェハ保持具 lieとウェハ保持具 lid との間に位置するようにクリーナ 18a又は 18bが単独に回転軸 22 に固定して設けられていてもよい。
更に、 ウェハ保持具 lla〜lle及びク リーナ 18a, 18bを移動さ せているが、 場合によりウェハ保持具 11 a〜11 e及びクリーナ 18 a， 18 bを固定し、 ガス分散具 16 a〜16dを移動させることもできる。
(2) 第 2の実施例
次に、 第 2の実施例の、 第 2図〜第 4図に示す CVD装置を用い てウェハ上に単一の絶縁膜を形成する方法について第 2図〜第 6図 を参照しながら説明する。 この場合、 ウェハ保持具が回転軸の回り を一回りする間に所定膜厚の CVDSi02膜が形成されるようになつ ている。
まず、 第 2図に示すように、 カセッ トステーションからロボッ ト 8により第 1のウェハをローダ Zアンローダ部 9に搬送し、 エレべ —夕 1 0に載置する。
次いで、 エレベータ 1 0を上昇させて、 第 1のウェハ 3 3をゥェ ハ保持具 lieに載置するとともに、 排気口 1 3から排気し、 ウェハ 保持具 11 eのチャックと対応するスリ ップリ ング 27に信号を送り、 ソレノィ ドバルブを開いてチヤックにより第 1のウェハをウェハ載 置面 12eに固定する。 このとき、 ウェハ保持具 lla〜lleと対応す るスリ ップリ ング 3 1 Z接触子 32 Zスリ ップリ ング 29ノ集電子 3 0を介してすベてのウェハ保持具 11 a〜11 eのヒー夕に電力を供 給し、 すべてのウェハ保持具 11 a〜11 eのウェハ載置面 12a〜 12 e の温度を約 350 でに保持する。
次に、 第 1のウェハ 33の温度が約 350 °Cに達した後、 ガス分散 具 16 aの直上の位置にウェハ保持具 11 eを移動させるため回転軸 2 2を回転する。 このとき、 第 5図 （a) に示すように、 ク リーナ 18 aのブラシ 20aがガス分散具 16aのガス放出面 17aをブラッシング し、 前に行われた反応によりガス放出面 17aに付着している塵 3 4 を剝離させるとともに、 ブラシ 20 aと接続された吸引ダク ト 19 aに より剝離した塵 34を吸引し、 第 2図の排気口 23を通過して装置 の外部に除去する。
次に、 第 5図 （b) に示すように、 ガス分散具 16aの直上の位置 でウェハ保持具 11 eを停止すると同時に、 ガス分散具 16aのガス放 出面 17aから反応ガスとして TE 0 S— 03 の混合ガスを放出する。 このとき、 Si02膜の成長レ一トは約 2000 Aとなるように調整されて おり、 約 1分間この状態を保持することにより、 目標とする膜厚の 約 1ノ5の膜厚の約 2000Aの Si02膜が第 1のウェハ 3 3上に形成さ れる。 このようにして形成された Si02膜は、 ガス放出面 17aの塵 3 4が除去され、 このため膜形成の間ウェハ 3 3表面が清浄に保たれ ているので、 欠陥等のない良質な膜になる。 更に、 膜形成の間中、 オシレ一シヨンュニッ ト 25 eによりウェハ保持具 11 eが、 保持され た位置を中心として放射方向に往復直線運動を行うことにより、 ゥ ェハ 33上への反応ガスの供耠が均一化され、 形成された Si02膜の 膜厚や膜質が均一になる。 なお、 この間、 上記と同様にして第 2の ' ウェハをローダ アンローダ部 9に位置するゥェハ保持具 11 dに載 置し、 第 2のウェハの温度を約 350 でに加熱しておく。
次いで、 ガス分散具 lla， libの直上の位置にウェハ保持具 lie, lidを移動させるため、 回転軸 22を回転する。 このとき、 第 5図 ( c ) に示すように、 クリーナ 18bのブラシ 20bがガス分散具 16a のガス放出面 17aをブラッシングし、 直前に行われた反応により付 着した塵 34を剝雜させるとともに、 ブラシ 20bと接繞された吸引 ダク ト 19 bにより剝離した塵 3 4を吸引し、 図 2の排気口 2 3を通 過して装置の外部に除去する。 これにより、 続くウェハ上に形成さ れる Si02膜について良好な膜質を維持することができる。
次に、 更に回転軸 2 2を回転させてガス分散具 11 a, libの直上 の位置にウェハ保持具 11 e , lidを停止する。 このとき、 第 2のゥ ェハは既に約 350 °Cの温度に達しているため、 直ちに膜形成を開始 することができる。 従って、 直ちに、 ガス分散具 11a, libから反 応ガスとして TEOS— 03 の混合ガスを放出し、 約 1分間この状 態を保持すると、 第 1のウェハ 3 3上には目標とする膜厚の約 1 / 5の膜厚の約 4000Aの Si02膜が形成され、 また、 第 2のウェハ上に は目標とする膜厚の約 1 Z5の膜厚の約 2000Aの Si02膜が形成され このようにしてウェハをウェハ保持具 11c, lib, 11aにセッ ト して次々にウェハを送り、 ウェハ上に Si02膜を形成していく。 そし て、 再び第 1のウェハ 3 3が回転軸 22の回りを一回りしてローダ ノアンローダ部 9に帰ってきたときに第 1のウェハ 3 3上には目標 とする膜厚の Si02膜が形成されている。
次いで、 エレべ一夕 1 0を上昇し、 ウェハ保持具 11 eのウェハ載 置面 12 eのチヤックと対応するスリ ップリ ング 2 7に信号を送って、 排気口 1 3のソレノィ ドバルブを閉じるとともに、 窒素ガスの導入 口 1 4のソレノィ ドバルブを開けて窒素ガスをチヤックに送ると第 1のウェハ 3 3がウェハ載置面から離脱して、 エレべ一夕 1 0上に 載置される。 次に、 ロボッ ト 8により第 1のウェハ 3 3をカセッ ト ステーションに搬出する。 このようにして、 次々に所定膜厚の Si02 膜がウェハ上に形成されてカセッ トステーションに蓄積されていく c 以上のように、 第 2の実施例の CVD装置の使用方法を用いた Si 02膜の作成方法によれば、 膜形成前又は膜形成後にブラシ 20a, 20 bがガス放出面 17aを物理的にこすりながら、 同時にこのブラッシ ングによりガス放出面 17 aから剝離した塵 34を吸引ダク ト 19 a, 19bにより吸引 ·除去しているので、 チヤンバ内に残存する塵を低 減することができる。 また、 膜形成の前後にウェハ保持具 l i eを移動させる際にクリー ニングしているので、 チヤンバを開放せずにチヤンバ内で発生する 塵を容易に除去することができる。 従って、 従来のように装置を停 止する必要がないので、 従来と比較して装置の稼働率の低下を防止 することができる。 更に、 ウェハ保持具 li eを移動させる際に頻繁 にクリ一二ングできるので、 より高いチヤンバ内の清浄度を保持す ることができる。
更に、 回転軸 2 2にウェハ保持具 l i e及びクリーナ 18 a， 18 bを 固定して回転させることにより、 連続的に Si02膜等の形成を行うこ とができ、 スループッ トの向上を図ることができる。
なお、 第 2の実施例では、 回転軸 2 2が一回りする間に膜形成の 前後 2回のみクリ一二ングを行っており、 実用上これで十分である が、 場合により、 更に他のウェハ保持具の側部にもクリーナを取り 付けて、 回転軸が一回りする間に更に多数回のクリ一二ングを行う ことにより、 チャンバ内を更に清浄に維持することができる。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明にかかる半導体製造装置は、 連続式の自動 化された C V D装置等の膜形成装置として有用である。 特に、 装置 の稼働率を低下させることなく、 一層良質な膜を形成するのに敵し ている。
符 号 の 説 明
1 , 16a〜16d ガス分散具、 2， 17a, 17d ガス放出面、 3, ll a〜ll e ウェハ保持具、 4 , 12a〜12e ウェハ載置面- 5 吸引口、 6 , 19a, 19b ブラシ、 7, 18a, 18b クリ ーナ、 8 ロボッ ト、 9 ローダ Zアンローダ部、 1 0 ェ レべ一夕、 1 3， 2 3 排気口、 1 4 導入口、 1 5 ァー ム、 20a, 20b 吸引ダク ト （吸引口） 、 2 1 ターンテ一ブ ル、 2 2 回転軸、 2 4 モータ、 25a〜25e オシレ一シ ヨ ンユニッ ト、 2 6 基台、 2 7, 2 8, 2 9 , 3 1 スリ ツ プリ ング、 3 0 集電子、 3 2 接触子、 3 3 ウェハ、 3 4 塵。

Claims

請 求 の 範 囲 . ウェハ上に膜を形成する反応ガスをガス放出面から放出するガ ス分散具と、 前記ガス放出面を含む平面と対向するウェハ載置面 を有するウェハ保持具とを各々 1つ以上具備し、
前記ガス放出面を含む平面に対向するように、 吸引口と該吸引 口と接鐃されたブラシとを有するクリーナが 1つ以上設けられ、 前記クリーナと前記ガス放出面を含む平面とが対向しつつ前記ク リーナ又は前記ガス分散具のいずれかが移動し、 かつ前記ブラシ が前記ガス放出面に接触するようになされていることを特徴とす る半導体製造装置。
. 請求項 1記載の半導体製造装置は回転軸を有し、 前記ウェハ保 持具は該回転軸を中心とする円周に沿って、 かつ該回転軸に固定 されて設けられ、 かつ前記ガス分散具は前記ガス放出面を含む平 面と前記ウェハ載置面とが対向するように設けられており、 前記 ウェハ保持具及びクリーナと前記ガス放出面を含む平面とが対向 しつつ前記ウェハ保持具及びクリーナが前記回転軸を中心として 回転移動するようになされていることを特徵とする半導体製造装
So
. 請求項 2又は請求項 3記載の半導体製造装置は回転軸を有し、 前記ガス分散具は該回転軸を中心とする円周に沿って、 かつ該回 転軸に固定されて設けられ、 かつ前記ウェハ保持具は前記ガス放 出面を含む平面と前記ウェハ載置面とが対向するように設けられ ており、 前記ウェハ保持具及びクリーナと前記ガス放出面を含む 平面とが对向しつつ前記ガス分散具が前記回転軸を中心として回 転移動するようになされていることを特徵とする半導体製造装置。 . 前記クリーナは、 少なく とも 1つの前記ウェハ保持具の側部に —体的に設けられていることを特徵とする請求項 1〜請求項 3の いずれかに記載の半導体製造装置。
. 前記クリーナは、 少なく とも一組のとなり合う前記ウェハ保持 具の間に位置するように、 前記ウェハ保持具と分離され、 かつ前 記回転軸に固定されて設けられていることを特徴とする請求項 2 又は請求項 3記載の半導体製造装置。
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