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JPH10154702A - 半導体製造方法および装置 - Google Patents

半導体製造方法および装置

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Publication number
JPH10154702A
JPH10154702A JP31337796A JP31337796A JPH10154702A JP H10154702 A JPH10154702 A JP H10154702A JP 31337796 A JP31337796 A JP 31337796A JP 31337796 A JP31337796 A JP 31337796A JP H10154702 A JPH10154702 A JP H10154702A
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JP
Japan
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gas
vacuum processing
unit
vacuum
purge gas
Prior art date
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Application number
JP31337796A
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English (en)
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JP3729578B2 (ja
Inventor
Akira Okawa
章 大川
Masanori Sakai
正憲 境
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Ltd
Kokusai Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Kokusai Electric Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP31337796A priority Critical patent/JP3729578B2/ja
Publication of JPH10154702A publication Critical patent/JPH10154702A/ja
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Publication of JP3729578B2 publication Critical patent/JP3729578B2/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェハの歩留りを向上させるとともに
半導体製造装置のメンテナンス頻度を低減する。 【解決手段】 外気と遮断しかつ半導体ウェハ1に成膜
処理が行われる処理部2aを備えた真空処理容器2と、
処理部2aと連通したガス導入部2bを介してプロセス
ガスまたはパージガス3を処理部2aに供給するガス供
給手段4と、処理部2aと連通した排気配管2cを介し
て前記プロセスガスまたはパージガス3を真空処理容器
2外に排気する真空ポンプ7と、処理部2aを加熱する
ヒータ5と、真空処理容器2内をこの中に生成された塩
化アンモニウムを昇華させる昇華雰囲気に制御する制御
部とからなり、半導体ウェハ1への成膜処理終了後、前
記制御部によって前記塩化アンモニウムを昇華させ、前
記塩化アンモニウムをパージガス3とともに排気する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造技術に
関し、特にCVD(Chemical Vapor Deposition)装置に
おける反応副生成物を除去する半導体製造方法および装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を研究、
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。
【0003】ジクロルシランガスとアンモニアガスとを
用いた窒化珪素膜形成技術において、特に低圧CVD装
置を用いた場合、反応炉(真空処理容器ともいう)の内
壁や半導体ウェハ支持用の治具に堆積した窒化珪素膜の
累積膜厚が約1μmに到達すると、排気配管(排気部)
の内部に反応副生成物である塩化アンモニウムが付着
し、炉内へ逆拡散して、ウェハ上に異物として付着する
ことが知られている。
【0004】なお、ホットウォール型のCVD装置につ
いては、株式会社工業調査会、1991年11月22日
発行、「電子材料11月号別冊、超LSI製造・試験装
置ガイドブック<1992年版>」、29〜34頁に記
載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術における低圧CVD装置では、排気配管の内部に反応
副生成物が付着するため、排気配管のメンテナンスに時
間がかかることが問題とされる。
【0006】さらに、半導体ウェハの搬入出時に塩化ア
ンモニウムが半導体ウェハの表面に付着するため、半導
体ウェハ(製品)の歩留りを低下させるという問題が発
生する。
【0007】本発明の目的は、半導体ウェハの歩留りを
向上させるとともにメンテナンス頻度を低減させる半導
体製造方法および装置を提供することにある。
【0008】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。
【0009】
【課題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簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0010】すなわち、本発明による半導体製造方法
は、半導体ウェハの処理が行われる処理部とこれに連通
するガス導入部および排気部とからなる真空処理容器の
前記処理部で前記半導体ウェハに所定の処理を行った
後、前記真空処理容器内にパージガスを供給する工程
と、前記真空処理容器内の真空度または前記排気部の温
度のうちの少なくとも何れか一方もしくは両者を制御し
て前記真空処理容器内に昇華雰囲気を形成し、前記真空
処理容器内に生成された反応副生成物を昇華させる工程
と、前記反応副生成物を前記パージガスとともに排気す
る工程とを有するものである。
【0011】これにより、真空処理容器内に生成された
反応副生成物を昇華すなわち気体に変えることができる
ため、その結果、気体に変化した反応副生成物をパージ
ガスとともに排気することにより、真空処理容器内から
反応副生成物を除去することができる。
【0012】したがって、反応副生成物が真空処理容器
の排気部の内部に留まることを防止でき、これにより、
半導体製造装置におけるメンテナンスの頻度を低減させ
ることができる。
【0013】さらに、本発明による半導体製造方法は、
前記真空処理容器の一方側のガス導入部から前記パージ
ガスを導入しかつ前記パージガスを前記処理部を介して
前記真空処理容器の他方側の排気部に流す工程と、前記
他方側のガス導入部から前記パージガスを導入しかつ前
記パージガスを前記処理部を介して前記一方側の排気部
に流す工程とを有し、それぞれの工程を少なくとも1回
行うものである。
【0014】また、本発明による半導体製造装置は、外
気と遮断しかつ半導体ウェハに所定の処理が行われる処
理部を備えた真空処理容器と、前記処理部と連通したガ
ス導入部を介してプロセスガスまたはパージガスを前記
処理部に供給するガス供給手段と、前記処理部と連通し
た排気部を介して前記プロセスガスまたは前記パージガ
スを前記真空処理容器外に排気する排気手段と、前記処
理部を加熱する主加熱手段と、前記真空処理容器内をこ
の中に生成された反応副生成物を昇華させる昇華雰囲気
に制御する制御部とを有し、前記半導体ウェハへの所定
の処理終了後、前記制御部によって前記反応副生成物を
昇華させ、前記反応副生成物を前記パージガスとともに
排気し得るものである。
【0015】なお、本発明による半導体製造装置は、複
数の前記ガス導入部とこれに応じた複数の前記排気部と
が、前記ガス導入部から導入した前記プロセスガスまた
は前記パージガスが前記処理部を介して前記排気部に流
れるように前記真空処理容器の一方側と他方側とにそれ
ぞれ設けられているものである。
【0016】さらに、本発明による半導体製造装置は、
前記制御部によって制御され、かつ前記排気部を加熱す
る排気部加熱手段が設けられているものである。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
【0018】図1は本発明による半導体製造装置の構造
の実施の形態の一例を一部断面にして示す構成概念図、
図2は本発明による半導体製造装置の制御系の構造の実
施の形態の一例を示す制御ブロック図、図3は本発明の
半導体製造装置において生成される反応副生成物(塩化
アンモニウム)の昇華条件の実施の形態の一例を示す昇
華曲線図、図4は本発明の半導体製造方法におけるシー
ケンス制御の手順の実施の形態の一例を示す制御フロー
である。
【0019】本実施の形態による半導体製造装置は、半
導体ウェハ1に成膜処理(所定の処理)を行うホットウ
ォール型2枚搬送同時デポ式の低圧CVD装置であり、
本実施の形態では、プロセスガスであるジクロルシラン
ガスとアンモニアガスとを用いて、半導体ウェハ1に窒
化珪素膜を形成する場合を説明する。
【0020】したがって、この場合に生成される反応副
生成物は、塩化アンモニウムである(3SiH2 Cl2
+10NH3 →Si3 4 +6NH4 Cl+6H2 )。
【0021】前記低圧CVD装置の構成について説明す
ると、外気と遮断しかつ半導体ウェハ1に成膜処理が行
われる処理部2aを備えた真空処理容器2と、処理部2
aと連通したガス導入部2bを介してプロセスガスまた
はパージガス3を処理部2aに供給するガス供給手段4
と、処理部2aと連通した排気配管2c(排気部)を介
して前記プロセスガスまたはパージガス3を真空処理容
器2外に排気する真空ポンプ7(排気手段)と、処理部
2aを加熱する主加熱手段であるヒータ5と、真空処理
容器2内をこの中に生成された反応副生成物である塩化
アンモニウムを昇華させる昇華雰囲気に制御する制御部
10とからなり、半導体ウェハ1への成膜処理終了後、
制御部10によって前記塩化アンモニウムを昇華させ、
前記塩化アンモニウムをパージガス3とともに排気する
ものである。
【0022】つまり、本実施の形態の低圧CVD装置に
おける真空処理容器2は、ガス導入部2bと処理部2a
と排気配管2cとを有しており、その処理部2aにおい
て半導体ウェハ1への成膜処理が行われる。
【0023】ここで、処理部2aは、角柱(円筒状でも
よい)の筒状部材でかつ石英や炭化珪素などからなる管
部材2d(反応炉ともいう)によって形成され、この管
部材2dの外側にヒータ5が配置されている。
【0024】すなわち、本実施の形態の低圧CVD装置
は、ホットウォール型であるため、成膜処理時には、ヒ
ータ5によって管部材2dを介して半導体ウェハ1を加
熱する(例えば、処理部2aおよび半導体ウェハ1を6
00〜900℃程度に加熱する)。
【0025】また、ガス導入部2bはフランジ部材2e
によって形成され、かつ排気配管2cはフランジ部材2
e内に取り付けられるとともにフランジ部材2eの外方
に突出して設けられている。
【0026】さらに、真空処理容器2には、半導体ウェ
ハ1を搬入出するゲートバルブ8と、管部材2dのメン
テナンスを行う際に開閉する開閉バルブ9とが取り付け
られ、ゲートバルブ8と開閉バルブ9とによって真空処
理容器2を密閉し、外気の雰囲気と遮断することができ
る。
【0027】なお、ゲートバルブ8および開閉バルブ9
は、それぞれの内面に気密を保持するフランジ面8aま
たはフランジ面9aを各々有している。
【0028】ここで、ゲートバルブ8は、駆動部材6に
よってその開閉が行われ、半導体ウェハ1は搬送ロボッ
ト15によって搬送される。
【0029】また、本実施の形態の真空処理容器2にお
いては、2つのガス導入部2bとこれに応じた2つの排
気配管2cとが、ガス導入部2bから導入した前記プロ
セスガスまたはパージガス3が処理部2aを介して排気
配管2cに流れるように、真空処理容器2の一方側2f
と他方側2gとにそれぞれ一対となって設けられてい
る。
【0030】すなわち、本実施の形態の低圧CVD装置
の真空処理容器2は、プロセスガスおよびパージガス3
などのガスの流路系統を2系統有している。
【0031】ここで、真空処理容器2の一方側2fのガ
ス導入部2bには、第1開閉弁11aが設置された第1
配管11が接続され、また、他方側2gのガス導入部2
bには、第2開閉弁12aが設置された第2配管12が
接続され、さらに、一方側2fの排気配管2cには、第
3開閉弁13aが設置された第3配管13が接続され、
また、他方側2gの排気配管2cには、第4開閉弁14
aが設置された第4配管14が接続されている。
【0032】したがって、制御部10によって4つの開
閉弁の開閉を制御することにより、一方側2fのガス導
入部2bから取り込んだプロセスガスまたはパージガス
3を処理部2aを介して他方側2gの排気配管2cに流
すことができ、さらに、他方側2gのガス導入部2bか
ら取り込んだプロセスガスまたはパージガス3を処理部
2aを介して一方側2fの排気配管2cに流すことがで
きる。
【0033】つまり、プロセスガスまたはパージガス3
などのガスを一方側2fのガス導入部2bから他方側2
gの排気配管2cに流す際には、第1開閉弁11aおよ
び第4開閉弁14aを開くとともに第2開閉弁12aお
よび第3開閉弁13aを閉じる。
【0034】さらに、前記ガスを他方側2gのガス導入
部2bから一方側2fの排気配管2cに流す際には、第
2開閉弁12aおよび第3開閉弁13aを開くとともに
第1開閉弁11aおよび第4開閉弁14aを閉じる。
【0035】なお、ガス導入部2bに接続された第1配
管11と第1開閉弁11a、および第2配管12と第2
開閉弁12aは、それぞれプロセスガスの種類と同じ数
だけ設けられている。
【0036】つまり、本実施の形態においては、プロセ
スガスが2種類(ジクロルシランガスとアンモニアガ
ス)であるため、それぞれのガス導入部2bにおいて2
本の第1配管11とこれに設置された2つの第1開閉弁
11a、および2本の第2配管12とこれに設置された
2つの第2開閉弁12aが取り付けられている。
【0037】また、本実施の形態の低圧CVD装置に
は、制御部10によって制御されかつ排気配管2cを加
熱する排気部加熱手段である排気部ヒータ16が、一方
側2fの排気配管2cと他方側2gの排気配管2cとの
両者に設けられている。
【0038】この排気部ヒータ16は、例えば、それぞ
れの排気配管2cの外側に設置され、排気配管2cの外
側から排気配管2cを加熱するものであり、本実施の形
態では、その加熱温度は、制御部10によって制御され
る。
【0039】また、本実施の形態の低圧CVD装置が有
する制御部10は、ガス供給手段4、真空ポンプ7、ヒ
ータ5、排気部ヒータ16、第1開閉弁11a、第2開
閉弁12a、第3開閉弁13a、第4開閉弁14aおよ
び搬送ロボット15を制御することができるものであ
る。
【0040】これにより、制御部10は真空処理容器2
内の真空度と温度、さらには、供給する前記ガスの種類
および排気配管2cの温度を制御し、これらを所定の設
定値に調節することができる。
【0041】すなわち、制御部10の制御により、真空
処理容器2内に塩化アンモニウムを昇華させる昇華雰囲
気を形成することができる。
【0042】なお、塩化アンモニウムの昇華条件は、図
3に示す昇華曲線から真空処理容器2内の真空度(圧
力)と温度とをパラメータとして導き出すことができ
る。
【0043】また、本実施の形態によるパージガス3
は、不活性ガスであり、その一例としてN2 ガスの場合
を説明するが、半導体ウェハ1に形成する膜の種類によ
って、He、ArまたはNH3 などのガスを用いてもよ
い。
【0044】本実施の形態の半導体製造方法について説
明する。
【0045】前記半導体製造方法は、図1に示す本実施
の形態の低圧CVD装置すなわちホットウォール型2枚
搬送同時デポ式の低圧CVD装置を用いて半導体ウェハ
1に成膜処理を行い、その後、前記低圧CVD装置の真
空処理容器2内で生成された反応副生成物を除去するも
のである。
【0046】なお、本実施の形態においては、2種類の
プロセスガス(ジクロルシランガスとアンモニアガス)
を用いて半導体ウェハ1に窒化珪素膜を形成し、その
後、成膜時に真空処理容器2内に生成された塩化アンモ
ニウムを除去する場合を説明する。
【0047】さらに、ここで説明する低圧CVD装置の
真空処理容器2についても、処理部2aとガス導入部2
bと排気配管2c(排気部)とを有するものであり、真
空処理容器2において、2つのガス導入部2bとこれに
応じた2つの排気配管2cとが、ガス導入部2bから導
入した前記プロセスガスまたはパージガス3が処理部2
aを介して排気配管2cに流れるように、真空処理容器
2の一方側2fと他方側2gとにそれぞれ設けられてい
る。つまり、前記プロセスガスおよびパージガス3など
のガスの流路系統を2系統有した低圧CVD装置であ
る。
【0048】まず、図2に示す制御部10の制御によ
り、駆動部材6によって真空処理容器2のゲートバルブ
8を開け、搬送ロボット15を用いて2枚の半導体ウェ
ハ1を管部材2d内の処理部2aに搬入するウェハ搬入
20(図4参照)を行い、その後、ゲートバルブ8を閉
じる。
【0049】これにより、真空処理容器2内を外気と遮
断、すなわち密閉する。
【0050】その後、ヒータ5を制御し、管部材2dを
介して真空処理容器2の処理部2aを所定の温度に加熱
するウェハ加熱21を行う。
【0051】本実施の形態では、例えば、処理部2aに
設けられた温度センサ17によって温度を検知し、これ
により、処理部2aおよび半導体ウェハ1を600〜9
00℃に加熱する。
【0052】続いて、ガス供給手段4および真空ポンプ
7を制御するとともに第1配管11の第1開閉弁11a
と第4配管14の第4開閉弁14aとを開き、かつ第2
配管12の第2開閉弁12aと第3配管13の第3開閉
弁13aとを閉じて1回目のプロセスガス導入22を行
う。
【0053】つまり、ガス流量計19を用いてそれぞれ
所定流量に制御された2種類の前記プロセスガスを一方
側2fのガス導入部2bおいて各々別々に導入する。そ
の後、導入された2種類のプロセスガスは処理部2aを
通って他方側2gの排気配管2cに流れる。
【0054】この際、ガス流量計19と真空処理容器2
内の圧力を検知する圧力センサ18とを用い、かつガス
供給手段4および真空ポンプ7を制御部10によって制
御することにより、真空処理容器2内を所定の真空度
(圧力)に保つ。
【0055】この状態で、前記プロセスガスを所定時間
流すことにより、半導体ウェハ1に所望の厚さの窒化珪
素膜を成膜することができる。
【0056】その後、第1配管11の第1開閉弁11a
と第2配管12の第2開閉弁12aとを閉じることによ
り、前記プロセスガスの導入を止め、第3配管13の第
3開閉弁13aと第4配管14の第4開閉弁14aとを
開くとともに真空ポンプ7を制御して真空処理容器2内
を所定の真空度に調節する真空排気23を行う。
【0057】続いて、ガス供給手段4および真空ポンプ
7を制御するとともに第2配管12の第2開閉弁12a
と第3配管13の第3開閉弁13aとを開き、かつ第1
配管11の第1開閉弁11aと第4配管14の第4開閉
弁14aとを閉じて2回目のプロセスガス導入24を行
う。
【0058】つまり、ガス流量計19を用いてそれぞれ
所定流量に制御された2種類の前記プロセスガスを他方
側2gのガス導入部2bにおいて各々別々に導入する。
その後、導入された前記プロセスガスは処理部2aを通
って一方側2fの排気配管2cに流れる。
【0059】この際、1回目のプロセスガス導入22と
同様に、ガス流量計19と真空処理容器2内の圧力を検
知する圧力センサ18とを用い、かつガス供給手段4お
よび真空ポンプ7を制御部10によって制御することに
より、真空処理容器2内を所定の真空度(圧力)に保
つ。
【0060】この状態で、1回目のプロセスガス導入2
2と同様に、前記プロセスガスを所定時間流すことによ
り、半導体ウェハ1にさらに所望の厚さの窒化珪素膜を
成膜することができる。
【0061】なお、2回目のプロセスガス導入24は、
窒化珪素膜を半導体ウェハ1上に均一に堆積させるため
であり、処理部2aにおいて、前記プロセスガスを1回
目と2回目とで相反する方向に流すことにより、半導体
ウェハ1上において均一な成膜を行うことができる。
【0062】ただし、プロセスガスを導入する回数は、
2回に限らず、必要に応じてその回数を変えることは可
能である。
【0063】その後、成膜処理終了判定25を実行す
る。
【0064】すなわち、所望厚さの窒化珪素膜を形成で
きた場合、成膜処理を終了し、できなかった場合、成膜
処理を繰り返して行う。
【0065】なお、窒化珪素膜の成膜処理を行った際に
は、真空処理容器2内、特にその排気部である排気配管
2cの内壁には反応副生成物である塩化アンモニウムが
付着する。
【0066】続いて、成膜処理終了後、制御部10によ
ってゲートバルブ8を開き、さらに搬送ロボット15を
用いて真空処理容器2内から半導体ウェハ1を取り出す
ウェハ搬出26を行い、半導体ウェハ1を所定箇所に搬
送する。
【0067】さらに、真空処理容器2内から半導体ウェ
ハ1を搬出した後、真空処理容器2内のパージ処理を行
う。
【0068】なお、本実施の形態におけるパージガス3
は、N2 ガスである。
【0069】まず、図2に示す制御部10によって排気
配管2cに設けられた温度センサ17の温度を検知しな
がら排気部ヒータ16を制御し、これにより、排気配管
2cの温度を80〜180℃、好ましくは、150℃に
加熱する。
【0070】続いて、ガス供給手段4および真空ポンプ
7を制御するとともに第1配管11の第1開閉弁11a
と第4配管14の第4開閉弁14aとを開き、かつ第2
配管12の第2開閉弁12aと第3配管13の第3開閉
弁13aとを閉じて1回目のパージガス導入27を行
う。
【0071】なお、本実施の形態では、ガス流量計19
を用い、制御部10によって1l/min以上、好まし
くは、4l/minに制御したN2 ガス(パージガス
3)を5分間流す。
【0072】これは、パージガス3の量が管部材2d
(反応炉)の内部容積の3倍以上となるように、単位時
間あたりのN2 ガスの流量と流す時間とを設定するもの
であり、例えば、直径200mmまでの半導体ウェハ1
の成膜処理に用いられる管部材2dの場合、4l/mi
nを5分間流すのが適量とされているためである。
【0073】これにより、真空処理容器2の一方側2f
のガス導入部2bから導入したパージガス3を処理部2
aを通して(介して)他方側2gの排気配管2cに流
す。
【0074】この際、ガス流量計19と真空処理容器2
内の圧力を検知する圧力センサ18とを用い、かつガス
供給手段4および真空ポンプ7を制御部10によって制
御することにより、真空処理容器2内の圧力を80Pa
に保つ。
【0075】その後、第1配管11の第1開閉弁11a
と第2配管12の第2開閉弁12aとを閉じることによ
り、パージガス3の導入を止め、第3配管13の第3開
閉弁13aと第4配管14の第4開閉弁14aとを開く
とともに真空ポンプ7を制御して真空処理容器2内の圧
力を約0.1Paに調節する真空排気28を行う。
【0076】すなわち、真空処理容器2内を約0.1Pa
に減圧することにより、真空処理容器2内に塩化アンモ
ニウムの昇華雰囲気を形成する。
【0077】この時、排気配管2cの温度は、150℃
であってもよいし、これ以外の温度であってもよい。
【0078】また、前記減圧を行う時間は、例えば、5
分程度でよいが、これ以外の時間であってもよい。
【0079】つまり、図3に示す塩化アンモニウムの昇
華曲線図を用いて、真空処理容器2内の圧力と温度(特
に、排気配管2cの温度)とが、塩化アンモニウムを昇
華させる条件を満たしていればよい。
【0080】例えば、図3に示すように、真空処理容器
2内の圧力を60Paとすると、排気配管2cの温度を
約150℃以上に調節する必要があり、真空処理容器2
内の圧力を200Paとすると、排気配管2cの温度を
約170℃以上に調節する必要がある。
【0081】これにより、他方側2gの排気配管2c内
に付着した塩化アンモニウムを昇華させることができ、
かつ昇華させた塩化アンモニウムをパージガス3ととも
に排気することができる。
【0082】その後、図2に示す制御部10によってガ
ス供給手段4および真空ポンプ7を制御するとともに第
2配管12の第2開閉弁12aと第3配管13の第3開
閉弁13aとを開き、かつ第1配管11の第1開閉弁1
1aと第4配管14の第4開閉弁14aとを閉じて2回
目のパージガス導入29を行う。
【0083】なお、2回目のパージガス導入29におい
ても、ガス流量計19を用い、制御部10によって1l
/min以上、好ましくは、4l/minに制御したパ
ージガス3を5分間流す。
【0084】これにより、真空処理容器2の他方側2g
のガス導入部2bから導入したパージガス3を、処理部
2aを通して(介して)一方側2fの排気配管2cに流
すとともに、真空処理容器2内を再び80Paに増圧す
る。
【0085】増圧後、第1配管11の第1開閉弁11a
と第2配管12の第2開閉弁12aとを閉じることによ
り、パージガス3の導入を止め、第3配管13の第3開
閉弁13aと第4配管14の第4開閉弁14aとを開く
とともに真空ポンプ7を制御して真空処理容器2内の圧
力を約0.1Paに調節する真空排気30を行う。
【0086】すなわち、真空排気28の時と同様に、真
空処理容器2内を約0.1Paに減圧することにより、真
空処理容器2内に塩化アンモニウムの昇華雰囲気を形成
する。
【0087】この時、真空排気28の時と同様に、排気
配管2cの温度は、150℃であってもよいし、これ以
外の温度であってもよく、また、前記減圧を行う時間
は、例えば、5分程度でよいが、これ以外の時間であっ
てもよい。
【0088】つまり、図3に示す塩化アンモニウムの昇
華曲線図を用いて、真空処理容器2内の圧力と温度(特
に、排気配管2cの温度)とが、塩化アンモニウムを昇
華させる条件を満たしていればよい。
【0089】これにより、一方側2fの排気配管2c内
に付着した塩化アンモニウムを昇華させることができ、
かつ昇華させた塩化アンモニウムをパージガス3ととも
に排気することができる。
【0090】その後、パージ処理終了判定31を実行す
る。
【0091】ここで、図4に示す作業において、1回目
のパージガス導入27から真空排気30までの作業すな
わちパージ処理は、作業者のパージ処理終了の指示があ
るまで行う。
【0092】なお、本実施の形態では、低圧CVD装置
において、成膜処理が終了した後、次の成膜処理を開始
するまでの間、すなわち前記低圧CVD装置が窒化珪素
膜を形成する(成膜処理)ために真空処理容器2を使用
する時以外の時は、作業者のパージ処理終了の指示があ
るまで前記パージ処理を続けて行うものとする。
【0093】ただし、前記低圧CVD装置が前記成膜処
理を行っていない時であっても、真空処理容器2内に塩
化アンモニウムが付着していない場合は、必ずしも前記
パージ処理を行わなくてもよいことは言うまでもない。
【0094】また、真空処理容器2の一方側2fのガス
導入部2bからパージガス3を導入しかつパージガス3
を処理部2aを介して真空処理容器2の他方側2gの排
気配管2cに流すことと、他方側2gのガス導入部2b
からパージガス3を導入しかつパージガス3を処理部2
aを介して一方側2fの排気配管2cに流すことは、そ
れぞれを一対として間欠的に繰り返して複数回実行する
ことが好ましい。
【0095】なお、塩化アンモニウムの付着度によっ
て、その間欠的に繰り返す回数は変更可能であることは
言うまでもない。
【0096】本実施の形態の半導体製造方法および装置
によれば、以下のような作用効果が得られる。
【0097】すなわち、半導体ウェハ1に成膜処理を行
った後、真空処理容器2内にパージガス3を供給し、真
空処理容器2内の真空度または排気配管2cの温度を制
御して真空処理容器2内に塩化アンモニウム(反応副生
成物)の昇華雰囲気を形成することにより、真空処理容
器2内に生成された塩化アンモニウムを昇華すなわち固
体から気体に変えることができる。
【0098】その結果、気体に変化した塩化アンモニウ
ムをパージガス3とともに排気することにより、真空処
理容器2内から塩化アンモニウムを除去することが可能
になる。
【0099】したがって、塩化アンモニウムが真空処理
容器2の排気配管2c内に留まることを防止でき、これ
により、低圧CVD装置(半導体製造装置)におけるメ
ンテナンスの頻度を低減させることができる。
【0100】本実施の形態では、低圧CVD装置のメン
テナンスを行う際の目安である管部材2dへの窒化珪素
膜の累積膜厚を約2.5μmにする(従来の低圧CVD装
置では約1μm)ことができ、その結果、メンテナンス
の頻度を大幅に低減することができる。
【0101】さらに、塩化アンモニウムが排気配管2c
内に付着し続けることを防止できるため、半導体ウェハ
1の搬入出時などに半導体ウェハ1に塩化アンモニウム
が付着することを防止できる。
【0102】これにより、半導体ウェハ1の歩留りを向
上させることができる。
【0103】また、真空処理容器2内でパージガス3を
流す際に、真空処理容器2の一方側2fのガス導入部2
bからパージガス3を導入しかつパージガス3を処理部
2aを介して真空処理容器2の他方側2gの排気配管2
cに流すことと、他方側2gのガス導入部2bからパー
ジガス3を導入しかつパージガス3を処理部2aを介し
て一方側2fの排気配管2cに流すこととを複数回(少
なくとも両者を1回)行うことにより、塩化アンモニウ
ムの真空処理容器2内への逆拡散を防ぐことができる。
【0104】その結果、真空処理容器2内における塩化
アンモニウムおよび他の異物の付着を防止できるととも
に、生成される塩化アンモニウムを希釈できる。
【0105】これにより、真空処理容器2内で生成され
る塩化アンモニウムの量を減らすことができ、その結
果、真空処理容器2内への塩化アンモニウムの付着を低
減できる。
【0106】また、半導体ウェハ1への成膜処理終了
後、ガス導入部2bから排気配管2cに対して処理部2
aを介してパージガス3を流すことにより、処理部2a
で加熱されたパージガス3が排気配管2cに到達するた
め、前記加熱されたパージガス3によって排気配管2c
の内部を加熱することができる。
【0107】これにより、排気配管2cを加熱する際に
効率良く加熱することができる。
【0108】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態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言う
までもない。
【0109】例えば、前記実施の形態においては、真空
処理容器内の真空度の制御あるいは減圧を行う際に、第
1開閉弁と第2開閉弁とを閉じることによりガス導入部
からのパージガスの導入を停止させる場合について説明
したが、真空処理容器内の真空度の制御あるいは真空処
理容器内の減圧を行う際には、前記第1開閉弁と前記第
2開閉弁とを開いた状態で、前記パージガスの導入量の
制御もしくは真空排気量の制御を行うことにより、前記
真空度の制御または前記減圧の制御を行ってもよい。
【0110】すなわち、前記実施の形態において真空処
理容器2内に塩化アンモニウムの昇華雰囲気を形成する
際に、一方側2fもしくは他方側2gのガス導入部2b
からパージガス3を導入して真空処理容器2内を80P
aに調節した後、第1開閉弁11aと第2開閉弁12a
とを開け、かつ第3開閉弁13aと第4開閉弁14aも
開けてパージガス3の流量を0〜2l/minとして、
例えば、5分程度流す(ただし、5分以外の時間でもよ
い)。
【0111】さらに、排気配管2cの温度を150℃以
上に加熱することにより、真空処理容器2内に塩化アン
モニウムの昇華雰囲気を形成することが可能になる。
【0112】また、前記実施の形態では、半導体製造装
置が低圧CVD装置の場合を説明したが、前記半導体製
造装置は、窒化珪素膜、多結晶珪素膜、エピタキシャル
珪素膜、酸化珪素膜または酸化タンタル膜を形成可能な
他の成膜装置であってもよく、さらに、半導体ウェハに
熱処理または酸化処理を行う酸化装置、もしくは、前記
半導体ウェハに気相から不純物を注入するドーピング装
置であってもよい。
【0113】すなわち、図1に示した半導体製造装置を
用い、かつプロセスガスを所定のガスに交換するととも
に、半導体ウェハへの処理条件を所定の条件として所定
の処理を行った際に、真空処理容器内で生成される反応
副生成物を前記実施の形態の半導体製造方法と同様の方
法によって(ただし、真空処理容器内に昇華雰囲気を形
成するための条件は、半導体ウェハへの処理ごとまたは
反応副生成物の種類によって異なる)反応副生成物を昇
華させて排気することができる。
【0114】この場合の半導体製造方法は、半導体ウェ
ハの処理が行われる処理部とこれに連通するガス導入部
および排気部とからなる真空処理容器の前記処理部で前
記半導体ウェハに所定の処理を行った後、前記真空処理
容器内にパージガスを供給する工程と、前記真空処理容
器内の真空度または前記排気部の温度のうちの少なくと
も何れか一方もしくは両者を制御して前記真空処理容器
内に昇華雰囲気を形成し、前記真空処理容器内に生成さ
れた反応副生成物を昇華させる工程と、前記反応副生成
物を前記パージガスとともに排気する工程とを有するも
のである。
【0115】
【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以
下のとおりである。
【0116】(1).半導体ウェハに所定の処理を行っ
た後、真空処理容器内の真空度または排気部の温度のう
ちの少なくとも何れかを制御して真空処理容器内に昇華
雰囲気を形成することにより、真空処理容器内に生成さ
れた反応副生成物を昇華させることができる。その結
果、反応副生成物をパージガスとともに排気することに
より、反応副生成物が真空処理容器内に留まることを防
止でき、これにより、半導体製造装置におけるメンテナ
ンスの頻度を低減させることができる。
【0117】(2).反応副生成物が排気部の内部に付
着し続けることを防止できるため、半導体ウェハの搬入
出時などに半導体ウェハに反応副生成物が付着すること
を防止できる。これにより、半導体ウェハの歩留りを向
上させることができる。
【0118】(3).真空処理容器内でパージガスを流
す際に、真空処理容器の一方側のガス導入部からパージ
ガスを導入しかつパージガスを処理部を介して真空処理
容器の他方側の排気部に流すことと、他方側のガス導入
部からパージガスを導入しかつパージガスを処理部を介
して一方側の排気部に流すこととを少なくとも1回行う
ことにより、反応副生成物の真空処理容器内への逆拡散
を防ぐことができる。その結果、真空処理容器内で生成
される反応副生成物の量を減らすことができ、これによ
り、真空処理容器内への反応副生成物の付着を低減でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体製造装置の構造の実施の形
態の一例を一部断面にして示す構成概念図である。
【図2】本発明による半導体製造装置の制御系の構造の
実施の形態の一例を示す制御ブロック図である。
【図3】本発明の半導体製造装置において生成される反
応副生成物(塩化アンモニウム)の昇華条件の実施の形
態の一例を示す昇華曲線図である。
【図4】本発明の半導体製造方法におけるシーケンス制
御の手順の実施の形態の一例を示す制御フローである。
【符号の説明】
1 半導体ウェハ 2 真空処理容器 2a 処理部 2b ガス導入部 2c 排気配管(排気部) 2d 管部材 2e フランジ部材 2f 一方側 2g 他方側 3 パージガス 4 ガス供給手段 5 ヒータ(主加熱手段) 6 駆動部材 7 真空ポンプ(排気手段) 8 ゲートバルブ 8a フランジ面 9 開閉バルブ 9a フランジ面 10 制御部 11 第1配管 11a 第1開閉弁 12 第2配管 12a 第2開閉弁 13 第3配管 13a 第3開閉弁 14 第4配管 14a 第4開閉弁 15 搬送ロボット 16 排気部ヒータ(排気部加熱手段) 17 温度センサ 18 圧力センサ 19 ガス流量計 20 ウェハ搬入 21 ウェハ加熱 22 1回目のプロセスガス導入 23 真空排気 24 2回目のプロセスガス導入 25 成膜処理終了判定 26 ウェハ搬出 27 1回目のパージガス導入 28 真空排気 29 2回目のパージガス導入 30 真空排気 31 パージ処理終了判定

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウェハの処理が行われる処理部と
    これに連通するガス導入部および排気部とからなる真空
    処理容器の前記処理部で前記半導体ウェハに所定の処理
    を行った後、前記真空処理容器内にパージガスを供給す
    る工程と、 前記真空処理容器内の真空度または前記排気部の温度の
    うちの少なくとも何れか一方もしくは両者を制御して前
    記真空処理容器内に昇華雰囲気を形成し、前記真空処理
    容器内に生成された反応副生成物を昇華させる工程と、 前記反応副生成物を前記パージガスとともに排気する工
    程とを有することを特徴とする半導体製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体製造方法であっ
    て、前記真空処理容器の一方側のガス導入部から前記パ
    ージガスを導入しかつ前記パージガスを前記処理部を介
    して前記真空処理容器の他方側の排気部に流す工程と、
    前記他方側のガス導入部から前記パージガスを導入しか
    つ前記パージガスを前記処理部を介して前記一方側の排
    気部に流す工程とを有し、それぞれの工程を少なくとも
    1回行うことを特徴とする半導体製造方法。
  3. 【請求項3】 半導体ウェハの処理が行われる処理部と
    これに連通する複数のガス導入部および複数の排気部と
    からなる真空処理容器の前記処理部で前記半導体ウェハ
    に成膜処理を行った後、前記真空処理容器の一方側のガ
    ス導入部からパージガスを導入しかつ前記パージガスを
    前記処理部を介して前記真空処理容器の他方側の排気部
    に流す工程と、 前記真空処理容器内の減圧または前記排気部の加熱の何
    れか一方もしくは両者を行って前記真空処理容器内に昇
    華雰囲気を形成し、前記真空処理容器内に生成された反
    応副生成物を昇華させる工程と、 前記他方側のガス導入部から前記パージガスを導入しか
    つ前記パージガスを前記処理部を介して前記一方側の排
    気部に流して前記真空処理容器内を増圧する工程と、 増圧後、前記真空処理容器内の減圧または前記排気部の
    加熱の何れか一方もしくは両者を行って前記真空処理容
    器内に昇華雰囲気を形成し、前記真空処理容器内に生成
    された反応副生成物を昇華させる工程と、 前記反応副生成物を前記パージガスとともに排気する工
    程とを有することを特徴とする半導体製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1,2または3記載の半導体製造
    方法であって、前記真空処理容器内の真空度の制御ある
    いは減圧を行う際に、前記ガス導入部からの前記パージ
    ガスの導入の停止または前記パージガスの導入量の制御
    もしくは真空排気量の制御によって行うことを特徴とす
    る半導体製造方法。
  5. 【請求項5】 外気と遮断し、かつ半導体ウェハに所定
    の処理が行われる処理部を備えた真空処理容器と、 前記処理部と連通したガス導入部を介してプロセスガス
    またはパージガスを前記処理部に供給するガス供給手段
    と、 前記処理部と連通した排気部を介して前記プロセスガス
    または前記パージガスを前記真空処理容器外に排気する
    排気手段と、 前記処理部を加熱する主加熱手段と、 前記真空処理容器内をこの中に生成された反応副生成物
    を昇華させる昇華雰囲気に制御する制御部とを有し、 前記半導体ウェハへの所定の処理終了後、前記制御部に
    よって前記反応副生成物を昇華させ、前記反応副生成物
    を前記パージガスとともに排気し得ることを特徴とする
    半導体製造装置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の半導体製造装置であっ
    て、複数の前記ガス導入部とこれに応じた複数の前記排
    気部とが、前記ガス導入部から導入した前記プロセスガ
    スまたは前記パージガスが前記処理部を介して前記排気
    部に流れるように前記真空処理容器の一方側と他方側と
    にそれぞれ設けられていることを特徴とする半導体製造
    装置。
  7. 【請求項7】 請求項5または6記載の半導体製造装置
    であって、前記制御部によって制御され、かつ前記排気
    部を加熱する排気部加熱手段が設けられていることを特
    徴とする半導体製造装置。
  8. 【請求項8】 請求項5,6または7記載の半導体製造
    装置であって、前記制御部によって前記ガス供給手段お
    よび前記排気手段が制御され、前記制御部により前記真
    空処理容器内の真空度を調節し得ることを特徴とする半
    導体製造装置。
  9. 【請求項9】 請求項5,6,7または8記載の半導体
    製造装置であって、前記半導体ウェハに窒化珪素膜、多
    結晶珪素膜、エピタキシャル珪素膜、酸化珪素膜または
    酸化タンタル膜を形成する成膜装置、前記半導体ウェハ
    に熱処理または酸化処理を行う酸化装置、もしくは、前
    記半導体ウェハに気相から不純物を注入するドーピング
    装置であることを特徴とする半導体製造装置。
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