JPH03243777A - 半導体製造装置 - 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〕 この発明は半導体製造装置、特に半導体基板（例えばＳ
ｉ基板）表面に誘電体膜やポリシリコン膜等の膜を形成
するための半導体製造装置の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は例えば従来の半導体製造装置の中で、特にＬＰ
ＧＶＤ装置（Ｌｏｗ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の概略断面
図である。図において、１は膜形成を行う反応管、２は
この反応管１及び反応管１内部を加熱するヒータ、３は
このヒータ２を支持するロードロック室、４はロードロ
ック室のドアである。５は半導体基板、例えばＳｉウェ
ハであり、石英ボート６に保持されている。

７は石英ボート６を支持するキャップであり、エレベー
タ８によって上下動し、石英ボート６に支持されたＳｉ
ウェハ５を反応管１内へ挿入することができる。９はポ
ンプを内蔵した反応ガス排気系であり、反応管１内部の
空気や反応ガス、例えばＳｉＨ４などを排気する。１０
は反応ガスを反応管１内へ供給するための反応ガス供給
系である。

１１はフランジであり、ロードロック室３の上部に固定
されており、開孔部１１ａを通してＳｉウェハ５を支持
する石英ボート６が通過することができるようになって
いる。

上記構成にてキャップ７がエレベータ８によって上昇し
、フランジ１１の開孔部１１ａを閉じることにより、反
応管１．フランジ１１．キャップ７は真空容器を構成す
る。また、開孔部１１ａが開いた状態で、反応管１．ロ
ードロック室３．ドア４．フランジ１１が真空容器１２
を構成し、ロードロック室排気系１３によって内部の空
気を排気することができる。

また反応管１内部はヒータ２により常時高温、例えば６
００℃に保持されている。

次に上記の従来装置を用いてＳｉウェハにポリシリコン
膜を形成する工程を順に説明する。

■　Ｓｉウェハ５表面のシリコン酸化膜を例えば沸酸溶
液でエツチングした後、ドア４を開き、ロードロック室
３内の石英ボート６にＳｉウェハ５を載せる。このとき
、キャップ７は下に下がっており、石英ボート６は反応
管１の外にある。

■　ドア４を閉し、真空容器１２内部の空気をロードロ
ック排気系１３を用いて排気した後、反応ガス供給系９
よりＮ２ガスを供給し、真空容器１２内部をＮ２置換す
る。

■　キャップ７をエレベータ８を用いて上昇させ、Ｓｉ
ウェハ５を反応管ｌ内へ挿入後、キャンプ７によって開
孔部１１ａを閉じる。

■　反応管１内を反応ガス排気系９を用いて真空にした
後、反応ガス供給系１０よりＳｉＨ，ガスを供給し、Ｓ
ｉウェハ５表面にポリシリコン膜を形成する。

■　膜形成後、反応管１内の反応後のＳ　ｉＨａガスを
反応ガス排気系９により排気し、反応ガス供給系１０よ
りＮ３ガスを供給しながらキャップ７を下降させる。

■　キャンプ７が下がり、真空容器１２内が反応ガス供
給系１０より供給されるＮ８ガスにより大気圧に戻った
状態でドア４を開き、Ｓｉウェハ５を取り出す。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のＬＰＧＶＤ装置は以上のように構成されており、
Ｓｉウェハ５が高温の反応管１内部へ挿入され、Ｓ　ｉ
　Ｈ，ガスが熱分解してＳｉウェハ５の表面にポリシリ
コン膜が形成されるまでの間（上記工程■〜■〉は、Ｓ
ｉウェハ５の周りはＮ２又は５ｉＨｎ雰囲気であるため
Ｓｉウェハ５表面にシリコン酸化膜が新たに形成される
ことはない。

ところが、上記の工程■で自然酸化膜を除去したＳｉウ
ェハ５をロードロック室３内の石英ボート６に載せ、真
空容器１２内部をＮ、置換するまでの間はＳｉウェハ５
は空気にさらされていることとなるため、この間にＳｉ
ウェハ５の表面に自然酸化膜が形成されることは避けら
れなかった。

そして上記自然酸化膜の存在下でＳｉウェハ５表面にポ
リシリコン膜を形成すると、Ｓｉウェハとポリシリコン
膜の間の電気抵抗が両者の間に介在する自然酸化膜のた
めに大きくなってしまい、時には絶縁状態となってしま
う。このために、半導体素子の動作に支障をきたしてし
まうという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、自然酸化膜を除去してからＳｉウェハ表面に
膜形成を行うまでの間に、Ｓｉウェハ表面に自然酸化膜
が発生することを抑制できる半導体製造装置を得ること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る半導体製造装置は、ロードロック室内に
、半導体基板表面の自然酸化膜をエツチングするための
エツチング室と、このエツチング室からウェハを反応管
へ移載するための移載機とを設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、ロードロック室内に、エツチング
室とウェハの移載機とを設けたので、半導体基板表面の
自然酸化膜を除去した後、半導体基板を空気にさらすこ
となく、Ｎ８雰囲気下で反応管内へ導入することができ
、半導体基板表面の自然酸化膜の成長を抑制した状態で
膜形成を行うことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例による半導体製造装置の概略
構成図であり、第２図と同一符号は同一または相当部分
を示し、７は石英ボート６を支持するキャップであり、
エレベータ８又は１９によって上下動する。１４はＳｉ
ウェハ５表面の自然酸化膜を除去するためのエツチング
室であり、１５はエツチング室１４内へ自然酸化膜エツ
チング用のガス、例えばＨＦガスを供給するためのエツ
チングガス供給系、１６はエツチング室１４内のガスや
空気を排気するためのエツチングガス排気系である。ま
た、１８は石英ボート６を支持した状態のキャップ７を
その上部に載せ、ロードロツタ室内に接地されたレール
１７上を移動するトランスファーである。このトランス
ファー１８とレールＩ７とでエツチング室１４から反応
管１へＳｉウェハ５を運ぶためのウェハ移載機２０を構
成している。

次に本実施例の装置を用いてＳｉウェハにポリシリコン
膜を形成する工程を順に説明する。

■　第１図（ａ）において、ドア４を開き、エレベータ
１９に支持されたキャップ７上の石英ボート６にＳｉウ
ェハ５を載せる。このとき、キャップ７は下に下がって
おり、石英ボート６はエツチング室１４の外に存在する
。

■　ドア４を閉じ、ロードロック室３．ドア４゜フラン
ジ１１１反応管１から構成される真空容器１２内部の空
気をロードロツタ排気系１３を用いて排気した後、反応
ガス供給系９よりＮ、ガスを供給することによって、真
空容器１２内部をＮ。

置換する。

■　キャップ７をエレベータ１９を用いて上昇させ、Ｓ
ｉウェハ５をエツチング室１４内へ導入し、キャップ７
でエツチング室を閉じる。

■　エツチング室１４内へエツチングガス供給系１５よ
りＨＦガスを供給することにより、エツチング室１４内
のＳｉウェハ５表面のシリコン酸化膜を除去する。

■　エツチング室１４内の残留ＨＦガスをエツチングガ
ス排気系１６を用いて排気し、エツチングガス供給系１
５よりＮ２ガスを供給することによりＮｔ置換する。

■　エレベータ１９を用いてキャップ７及びその上に乗
っている石英ボート６、Ｓｉウェハ５を下降させ、Ｓｉ
ウェハ５の乗った石英ボート６とキャップ７とをトラン
スファー１８に移載する。

■　キャンプ７の乗ったトランスファー１８をレール１
７に沿って反応管ｌの直下に移動させる（第１図（ｂｌ
参照）。

■　キャップ７をエレベータ８に受は渡した後、エレベ
ータ８によってキャップ７を上昇させ、Ｓｉウェハ５及
び石英ボート６を反応管１内へ導く。

■　キャップ７によって開孔部１１ａを閉じた後、反応
管１内を反応ガス排気系９を用いて真空にした後、反応
ガス供給系１０より５ｉＨｎガスを供給してＳｉウェハ
５表面にポリシリコン膜を形成する。

［相］　膜形成後、反応管１内のＳｉＨ，ガスを反応ガ
ス排気系９により排気し、反応ガス供給系１０よりＮ、
ガスを供給しながらキャップ７を下降させる。

■　キャップ７をエレベータ８からトランスフ１−１８
へ移載した後、トランスファー１８をレール１７に沿っ
てドア４付近まで移動させる。

＠　ドア４を開いてキャンプ７上の石英ボート６からＳ
ｉウェハ５を取り出す。

このように本実施例によれば、ロードロック室３内に、
エツチング室４とウェハ５の移載機２０とを設けたので
、半導体基板５表面の自然酸化膜を除去した後、半導体
基板５を空気にさらすことなく、Ｎ、雰囲気下で反応管
１内へ導入することができ、半導体基板５表面の自然酸
化膜の成長を抑制した状態で所望の膜形成を行うことが
できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る半導体製造装置によれば
、Ｓｉウェハ表面の自然酸化膜のエツチング除去をロー
ドロック室内に設けたエツチング室内で行ない、さらに
エツチング終了後のＳｉウェハを反応管内へ導入するた
めのウェハ移載機をロードロック室内に設けこれを行な
うようにしたので、シリコン酸化膜を除去したＳｉウェ
ハ表面を大気にさらすことなく、反応管内へ導入し、Ｓ
ｉウェハ表面に膜形成を行うことができ、この結果、Ｓ
ｉウェハとその表面に形成された膜の間の電気抵抗を安
定して下げることができ、半導体装置の性能・歩留りを
向上することができるという効果をかある。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔａ）〜（Ｃ）は、この発明の一実施例による半
導体製造装置の構成並びに動作を説明するための概略構
成図、第２図は従来の半導体製造装置の概略構成図であ
る。 １・・・反応管、２・・・ヒータ、３・・・ロードロッ
ク室、４・・・ドア、５・・・半導体基板、６・・・石
英ボート、７・・・キャップ、８・・・エレヘータ、９
・・・反応ガス排気系、１０・・・反応ガス供給系、１
１・・・フランジ、１２・・・真空容器、１３・・・ロ
ードロック室排気系、１４・・・エツチング室、１５・
・・エツチングガス供給系、１６・・・エツチングガス
排気系、１７・・・レール、１８・・・トランスファー
　１９・・・エレヘータ、２０・・・ウェハ移載機。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板表面に膜を形成するための原料ガスを
   導入する反応管と、 該反応管へ上記半導体基板を挿入する際に雰囲気中の酸
   素分圧をコントロールするロードロック室と、 該ロードロック室内部に上記半導体基板表面の半導体酸
   化膜をエッチングするエッチング室と、エッチング室か
   ら反応管への半導体基板の搬送を行う装置とを備えたこ
   とを特徴とする半導体製造装置。