(57)【要約】【課題】ＣＶＤ装置において効率良く成膜処理を実現可能な技術が望まれている。【解決手段】外周縁部に切り欠き部１０ＴＮ，１０ＢＮが設けられた２枚のウェハ１０Ｔ、１０Ｂを裏面同士が対向した状態でウェハ保持用の溝部に保持可能にするボート３１と、前記ボート３１を収納して前記２枚のウェハ１０Ｔ、１０Ｂのそれぞれの表面に気相成長反応により被膜を形成する反応炉とを備える。前記溝部の前記２枚のウェハを保持するそれぞれの位置は、前記ウェハの表面と平行な方向においてずれている。【選択図】図２
2011258890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周縁部に切り欠き部が設けられた２枚のウェハを裏面同士が対向した状態でウェハ保持用の溝部に保持可能にするボートと、
前記ボートを収納して前記２枚のウェハのそれぞれの表面に気相成長反応により被膜を形成する反応炉と、
を備え、
前記溝部の前記２枚のウェハを保持するそれぞれの位置が、前記ウェハの表面と平行な方向においてずれていること、
を特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
前記溝部は、前記２枚のウェハのうち下側に保持される第１ウェハを保持する第１保持面と、前記第１保持面よりも上部において前記第１保持面よりも前記溝部の奥行き方向に深く設けられて前記２枚のウェハのうち上側に保持される第２ウェハを保持する第２保持面とを一部に有すること、
を特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記第２保持面では、前記第１ウェハの切り欠き部の一部が前記第２ウェハによって部分的に覆われるように、前記第２ウェハを保持すること、
を特徴とする請求項２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
前記２枚のウェハの切り欠き部が重ならないように調整する調整機構を有すること、
を特徴とする請求項２又は３に記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
前記溝部は、前記２枚のウェハの裏面同士が接触するように前記２枚のウェハを保持する保持部を有していること、
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の薄膜形成装置。
【請求項６】
前記２枚のウェハが、一つの前記溝部に、保持されること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の薄膜形成装置。
【請求項７】
前記薄膜形成装置が、バッチ式の減圧縦型ＣＶＤ装置であること、
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の薄膜形成装置。
【請求項８】
外周縁部に切り欠き部が設けられた第１ウェハを保持してボートに搬送し、前記ボートに設けられたウェハ保持用の溝部に被成膜面が下側を向くように移載する工程と、
第２ウェハを保持してボートに搬送し、前記溝部の前記第１ウェハおよび前記第２ウェハを保持するそれぞれの位置を前記第１ウェハの表面と平行な方向においてずらして前記第２ウェハの一部を前記第１ウェハからはみ出させ、被成膜面が上側を向くように前記第２ウェハを前記第１ウェハの裏面上に移載する工程と、
気相成長反応により前記第１ウェハおよび前記第２ウェハの被成膜面に被膜を形成する工程と、
前記被膜が形成された前記第２ウェハにおける前記第１ウェハの切り欠き部に対応する領域に重なる外周部および前記第１ウェハからはみ出た領域の外周部で前記第２ウェハを挟んで保持し、前記第２ウェハを前記ボートから搬出する工程と、
前記第１ウェハを前記ボートから搬出する工程と、
を含むことを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項９】
前記第１ウェハの切り欠き部の一部が前記第２ウェハによって部分的に覆われるように、前記第２ウェハを前記第１ウェハの裏面上に重ねること、
を特徴とする請求項８に記載の薄膜形成方法。
【請求項１０】
前記第２ウェハは外周縁部に切り欠き部を有し、前記第１ウェハと前記第２ウェハとに形成された切り欠き部が重ならないように前記第１ウェハと前記第２ウェハとを重ねること、
を特徴とする請求項８又は９に記載の薄膜形成方法。
【請求項１１】
前記第１ウェハと前記第２ウェハとの裏面同士が接触するように前記第１ウェハと前記第２ウェハとを重ねること、
を特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の薄膜形成方法。
【請求項１２】
前記第１ウェハと前記第２ウェハとを、一つの前記溝部に保持すること、
を特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の薄膜形成方法。
【請求項１３】
前記溝部は、前記第１ウェハを保持する第１保持面と、前記第１保持面よりも上部において前記第１保持面よりも前記第１ウェハの表面と平行な方向に深く設けられて前記第２ウェハを保持する第２保持面とを一部に有すること、
を特徴とする請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の薄膜形成方法。
【請求項１４】
前記被膜が形成された前記第２ウェハは、外周部の三点で挟まれて保持され、
前記三点のうち一点は、前記第２ウェハにおける前記第１ウェハの切り欠き部に対応する領域に重なる外周部であり、
前記三点のうち二点は、前記第２ウェハにおける前記第１ウェハからはみ出た領域の外周部であること、
を特徴とする請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の薄膜形成方法。
【請求項１５】
前記第１ウェハと前記第２ウェハの対を前記ボートに複数配置すること、
を特徴とする請求項８乃至１４のいずれか一項に記載の薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、薄膜形成装置、方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程においては、例えば減圧ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）装置などの化学反応による成膜処理を施す装置を用いて半導体ウェハ上への成膜が行われている。減圧ＣＶＤ装置は、反応容器内に導入した原料ガスに熱やプラズマなどの反応エネルギーを与えることで減圧下の気相中において化学反応を起こし、この反応生成物を半導体ウェハの表面に堆積させることで薄膜を形成する。
【０００３】
このような減圧ＣＶＤ装置では、生産性の高さの観点から、一度に多数枚のウェハの処理が可能なバッチ式の縦型ＣＶＤ装置が広く用いられている。バッチ式の縦型ＣＶＤ装置では、多数枚のウェハがウェハ保持部であるボートに所定間隔で上下方向に多段に収納される。そして、該ボートが装置内に導入された状態で成膜処理が行われる。
【０００４】
また、更なる生産性の向上のために、２枚のウェハを裏面同士が接触するように重ねて保持した状態でボートに収納して成膜することが考えられている。しかしながら、このような成膜を実現するためには、ウェハのボートへの収納およびボートからの搬出に課題がある。すなわち、ウェハに傷や割れを発生させることなく２枚のウェハを重ねることは、現状の技術では困難である。同様に、重なった２枚のウェハのボートからの剥離、搬出についても同様に現状の技術では困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２４０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このため、薄膜形成装置および薄膜形成方法において効率良く成膜処理を実現可能な技術が望まれている。
【０００７】
本発明の実施形態は、上記に鑑みてなされたものであって、効率良く成膜処理を実現可能な薄膜形成装置、方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の薄膜形成装置は、外周縁部に切り欠き部が設けられた２枚のウェハを裏面同士が対向した状態でウェハ保持用の溝部に保持可能にするボートと、前記ボートを収納して前記２枚のウェハのそれぞれの表面に気相成長反応により被膜を形成する反応炉と、を備え、前記溝部の前記２枚のウェハを保持するそれぞれの位置が前記ウェハの表面と平行な方向においてずれていること、を特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態にかかるバッチ式の減圧縦型ＣＶＤ装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、実施の形態にかかるボートにおけるウェハの保持方法を模式的に示す図である。
【図３】図３は、実施の形態にかかるボートの支柱の溝部を示す要部断面図である。
【図４−１】図４−１は、実施の形態にかかるウェハ保持部の構造を模式的に示す図である。
【図４−２】図４−２は、ウェハを保持したウェハ保持部を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態にかかるボートの溝部へのウェハの収納方法を模式的に説明する平面図である。
【図６】図６は、実施の形態にかかるボートの溝部へのウェハの収納方法を模式的に説明する断面図である。
【図７】図７は、実施の形態にかかるウェハ保持部によるトップウェハの保持方法を模式的に説明する模式図である。
【図８】図８は、連結された５つのウェハ保持部によるボートの溝部へのボトムウェハの収納方法を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、薄膜形成装置、方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。
【００１１】
図１は、実施の形態にかかるバッチ式の減圧縦型ＣＶＤ装置２０（以下、単にＣＶＤ装置と呼ぶ）の構成を示す模式図である。同図に示すＣＶＤ装置２０は、アウターチューブ１およびインナーチューブ６を有する二重構造の反応炉を有し、インナーチューブ６の内側に被処理ウェハである半導体ウェハ１０（以下、単にウェハ１０と呼ぶ）を収納するボート４を備えている。半導体ウェハ１０としては例えばシリコンウェハが用いられる。ボート４は、例えば石英、シリコン、炭化シリコンなどの材料により構成される。
【００１２】
インナーチューブ６の底部近傍からは、反応ガスを導入するノズル２およびノズル３がインナーチューブ６内に延在して配設されている。反応ガスは、ノズル２およびノズル３内を通ってインナーチューブ６内に導入される。使用済みの反応ガスは、インナーチューブ６とアウターチューブ１とに挟まれた領域を通過して装置下部に設けられた排気口１２および排気口１３から排出される。ウェハ１０の加熱は、反応炉の周囲に設けられたヒータ５により行われる。また、ＣＶＤ装置２０の底部に設けられた減圧口１５には、真空ポンプ１１が接続され、これにより反応炉内の気圧が調整される。
【００１３】
図２は、ボート４におけるウェハ１０の保持方法を模式的に示す図である。図２（ａ）は、ボート４におけるウェハ１０の保持方法を示す平面図である。図２（ｂ）は、ボート４におけるウェハ１０の保持方法を示す断面図であり、図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す。図２（ｃ）は、ボート４におけるウェハ１０の保持方法を示す断面図であり、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す。
【００１４】
ボート４は、図２（ａ）に示されるようにボート４を構成する直立した複数の支柱として支柱３１、支柱３２、支柱３３を備え、例えば直径３００ｍｍの複数のウェハ１０を載置して保持するように形成されている。これらの支柱は、ウェハ１０の直径より僅かに大きい直径を有する円の半円周に沿って等間隔に配置される。本実施の形態では、支柱３２と支柱３３とが上記円の径方向において対向して配置され、上記円の半円周上における支柱３２と支柱３３との中間位置に支柱３１が配置されている。また、支柱３１は、上記円の半円周よりもわずかに外側に配置されている。支柱３１、支柱３２、支柱３３は、それぞれ底板４ａに固定されている。なお、支柱３１、支柱３１、支柱３２、支柱３３の位置関係は、実施の形態の趣旨においてウェハ１０の搬送に問題が無く、またウェハ１０を確実に保持できる位置であればよい。
【００１５】
支柱３１、支柱３２、支柱３３におけるウェハ１０を保持する側の側面には、ウェハ１０を保持するための溝部が同じ高さ位置に設けられている。この溝部においては、裏面同士が対向するように同寸法の２枚のウェハ１０が重ねられて保持される。すなわち、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示されるように、１つの溝部内では、上側のトップウェハ１０Ｔと下側のボトムウェハ１０Ｂとが、裏面同士が対向するように重ねられて保持される。このときのトップウェハ１０Ｔとボトムウェハ１０Ｂとの裏面同士の間隔は、０〜数ｍｍ程度とされる。ここでウェハ１０の裏面とは、ウェハ１０におけるデバイス面と反対側の面であって成膜が不要な面である。
【００１６】
また、上下方向において隣接する溝部においては、下の溝部において上側に保持されたトップウェハ１０Ｔと、上の溝部において下側に保持されたボトムウェハ１０Ｂとは、おもて面同士が対向するように収納される。このときのトップウェハ１０Ｔとボトムウェハ１０Ｂとのおもて面同士の間隔は、所定の一定間隔とされる。ここでウェハ１０のおもて面とは、ウェハ１０におけるデバイス面であり、所望の膜の成膜を行う被成膜面である。
【００１７】
そして、このような配列で複数のウェハ１０がボート４に配置される。以上の構成により、ボート４では、１つの溝部に１枚ずつウェハ１０を保持する場合と比較して２倍の枚数のウェハ１０を収納することができる。そして、このような配列でボート４にウェハ１０を収納することにより、１つの溝部に保持されたウェハ１０は、成膜時には裏面同士が接触した状態または裏面同士間にわずかな隙間が空いた状態で反応ガスに触れる状態とされる。したがって、ボート４を反応炉内へ導入して成膜を行うことにより、１回の成膜処理で、１つの溝部に保持されたウェハ１０のおもて面に被膜を形成することができる。
【００１８】
ここで、１つの溝部に保持される２枚のウェハ１０は、溝部における下側のウェハ１０および上側のウェハ１０を保持するそれぞれの位置を下側のウェハ１０の表面と平行な方向においてずらして、上側のウェハ１０の一部を下側のウェハ１０からはみ出させた状態で重ねられる。そして、下側のウェハ１０の切り欠き部の一部が上側のウェハ１０によって部分的に覆われるように重ねられる。すなわち、それぞれのウェハの外周位置が下側のウェハ１０の外周縁部に設けられた切り欠き部が露出するように切り欠き部におけるウェハの半径方向の長さ以下のずれ量で面内方向において異なり、且つ２枚のウェハの切り欠き部の位置が円周方向において異なる状態で重ねられる。また、２枚のウェハ１０のずれ方向は、下側のウェハの切り欠き部が露出される方向とされる。切り欠き部の一例としては、例えばウェハに設けられたノッチ部が挙げられる。
【００１９】
例えば図２（ａ）に示されるように、１つの溝部に保持されるウェハ１０は、径方向において外周の位置がずれた状態、且つそれぞれのウェハ１０の外周縁部に設けられた切り欠き部であるノッチ部の位置が円周方向においてずれた状態で重ねられる。すなわち、１つの溝部において上側に保持されるボトムウェハ１０Ｂと該溝部において下側に保持されるトップウェハ１０Ｔとは、外周縁部の位置が、ボトムウェハ１０Ｂの外周縁部に設けられたノッチ部１０ＢＮを含むボトムウェハ１０Ｂの直径方向にずれた状態で重ねられる。そして、ずれ方向は、ボトムウェハ１０Ｂのノッチ部１０ＢＮが露出される方向とされる。また、ボトムウェハ１０Ｂとトップウェハ１０Ｔとは、ボトムウェハ１０Ｂの外周縁部に設けられたノッチ部１０ＢＮの位置と、トップウェハ１０Ｔの外周縁部に設けられたノッチ部１０ＴＮの位置とが円周方向においてずれた状態で重ねられる。
【００２０】
このようなウェハの保持状態においては、ボトムウェハ１０Ｂの面内方向における中心位置Ｏと、トップウェハ１０Ｔの面内方向における中心位置Ｏ’と、支柱３１の中心位置３１ｃおよびボトムウェハ１０Ｂのノッチ部１０ＢＮとは仮想の直線の上に並んでいる。すなわち、ボート４では、ウェハ１０の中心位置がずれた状態、外周の位置がずれた状態を正常位置として２枚のウェハを保持することができる。
【００２１】
このようにウェハの中心位置が面内方向において異なり、且つウェハの外周縁部に設けられた切り欠き部の位置が円周方向において異なる状態で重ねて２枚のウェハ１０を保持することにより、後述するようにウェハ１０を傷や割れを発生させることなくボート４の溝部へ重ねて収納することができる。また、重なった２枚のウェハ１０のボート４からの搬出、および重なったウェハ１０の剥離を、ウェハ１０に傷や割れを発生させることなく行うことができる。
【００２２】
つぎに、支柱３１の溝部におけるウェハ１０の保持方法について説明する。図３は、ボート４の支柱３１の溝部を示す要部断面図である。支柱３１の溝部内には、第１保持面３１ａと第２保持面３１ｂとからなる段差が設けられている。第１保持面３１ａは、１つの溝部内に重ねて保持されるウェハ１０のうち、下側のボトムウェハ１０Ｂを保持する。第２保持面３１ｂは、第１保持面３１ａよりも上部に設けられて、１つの溝部内に重ねて保持されるウェハ１０のうち、上側のトップウェハ１０Ｔを保持する。第２保持面３１ｂは、第１保持面３１ａよりも溝部の奥行き方向に深く形成されているおり、ボトムウェハ１０Ｂよりも溝部の奥行き方向において深い位置でトップウェハ１０Ｔを保持する。すなわち、第２保持面３１ｂにおけるトップウェハ１０Ｔの外周の位置は、第１保持面３１ａにおけるボトムウェハ１０Ｂの外周の位置よりも、溝部の奥行き方向に深い位置とされる。段差寸法Ｈ、すなわち第１保持面３１ａと第２保持面３１ｂとの高さの差は、ウェハ１０の厚み以上とされる。段差寸法Ｈがウェハ１０の厚み未満の場合は、第２保持面３１ｂがトップウェハ１０Ｔを保持できない。
【００２３】
一方、段差寸法Ｈがウェハ１０の厚みと等しい場合は、ボトムウェハ１０Ｂとトップウェハ１０Ｔとの裏面が当接した状態で、第２保持面３１ｂがトップウェハ１０Ｔを保持する。また、段差寸法Ｈがウェハ１０の厚みよりも大である場合は、支柱３１ではボトムウェハ１０Ｂの裏面とトップウェハ１０Ｔの裏面との間に間隙を有する状態で第２保持面３１ｂがトップウェハ１０Ｔを保持する。ここで、段差寸法Ｈは、ウェハ１０の厚みよりも大であることが好ましい。ボトムウェハ１０Ｂの裏面とトップウェハ１０Ｔの裏面との間に間隙を有することにより、トップウェハ１０Ｔをボート４から取り出す場合にボトムウェハ１０Ｂから剥がし易くなる。この場合のトップウェハ１０Ｔとボトムウェハ１０Ｂとの裏面同士の間隔は、数ｍｍ程度とされる。このように、トップウェハ１０Ｔとボトムウェハ１０Ｂとの裏面同士は、接触していてもよいが、少し間隔があいている方が好ましい。
【００２４】
一方、支柱３２、３３の溝部は、図２（ａ）に示されるように支柱３１のような段差構造とはされていない。そして、支柱３２、３３の溝部では、ウェハ１０の面内方向において略同じ位置でボトムウェハ１０Ｂ上にトップウェハ１０Ｔが重ねられる。
【００２５】
なお、支柱３１、３２、３３の形状は円柱状に限らず、ウェハ１０を確実に保持できれば形状は限定されない。また、溝部内の構造も上述した段差構造に限定されない。
【００２６】
ボート４へのウェハ１０の収納は、例えば図示しないウェハ搬送部により行われる。ウェハ搬送部は、被処理ウェハであるウェハ１０が複数収納された図示しないウェハカセットからウェハ１０を取り出し、ボート４へ搬送、収納する。ウェハ搬送部は、例えば図４−１および図４−２に示されるような略Ｙ字形状のウェハ保持部４１を有する。図４−１はウェハ保持部４１の構造を模式的に示す図であり、図４−１（ａ）はボトムウェハ１０Ｂを保持したウェハ保持部４１を上側（ウェハ保持部４１側）から見た図、図４−１（ｂ）はボトムウェハ１０Ｂを保持したウェハ保持部４１を下側（ボトムウェハ１０Ｂ側）から見た図である。図４−２はウェハ１０を保持したウェハ保持部４１を示す図であり、図４−２（ａ）はウェハ保持部４１の第２アーム部の側面図、図４−２（ｂ）はウェハ保持部４１の側面図である。
【００２７】
ウェハ保持部４１は、図４−１および図４−２に示されるように第１アーム部４２と、該第１アーム部４２の一端部から二股に分岐して第１アーム部４２と同一平面内に延在する第２アーム部４３および第３アーム部４４とから構成される。第１アーム部４２は、ウェハ１０を保持する下面側に、第１アーム部４２の長手方向において可動とされた可動チャック４２ａを有する。第２アーム部４３は、ウェハ１０を保持する下面側に固定された固定チャック４３ａを先端部に有する。第３アーム部４４は、ウェハ１０を保持する下面側に固定された固定チャック４４ａを先端部に有する。そして、２つの固定チャック４３ａ、４４ａと可動チャック４２ａとの内側面をウェハ１０の外周縁部に圧接させることにより３つのチャックでウェハ１０を挟んでウェハ１０を保持する。
【００２８】
つぎに、ＣＶＤ装置２０による成膜処理方法について説明する。まず成膜処理前のウェハ１０がウェハカセットから取り出されてボート４に収納される。ボート４においては、例えば１００枚〜１５０枚程度のウェハ１０が、裏面同士が対向するように２枚ずつ重ねて等間隔に収納される。
【００２９】
成膜処理前のウェハ１０をボート４へ収納する方法について図５〜図７を参照して説明する。図５は、ボート４の溝部へのウェハ１０の収納方法を説明する模式図である。図５（ａ）はボトムウェハ１０Ｂの収納方法を説明する図である。図５（ｂ）はトップウェハ１０Ｔの収納方法を説明する図であり、ウェハ保持部４１により保持されたトップウェハ１０Ｔを上側（ウェハ保持部４１側）から見た図である。図５（ｃ）はトップウェハ１０Ｔの収納方法を模式的に説明する平面図であり、ウェハ保持部４１により保持されたトップウェハ１０Ｔを下側（トップウェハ１０Ｔ）から見た図である。図６は、ボート４の溝部へのウェハ１０の収納方法を模式的に説明する断面図であり、図６（ａ）はボトムウェハ１０Ｂの収納方法を説明する図、図６（ｂ）はトップウェハ１０Ｔの収納方法を説明する図である。図６（ａ）は、図５（ａ）におけるＣ−Ｃ断面を示す。図６（ｂ）は、図５（ｂ）におけるＤ−Ｄ断面を示す。なお、図６（ａ）（ｂ）においては、第２アーム４３および固定チャック４３ａを重ねて示している。図７は、ウェハ保持部４１によるトップウェハ１０Ｔの保持方法を模式的に説明する平面図であり、図７（ａ）はウェハ保持部４１により保持されたトップウェハ１０Ｔを上側（ウェハ保持部４１側）から見た図、図７（ｂ）はウェハ保持部４１により保持されたトップウェハ１０Ｔを下側（トップウェハ１０Ｔ）から見た図である。
【００３０】
まず、ウェハ搬送部がウェハカセットにアクセスし、おもて面が下を向いた状態で成膜処理前のボトムウェハ１０Ｂをウェハ保持部４１により保持する。ウェハ保持部４１によりボトムウェハ１０Ｂを保持する際は、第１アーム部４２をボトムウェハ１０Ｂのノッチ部１０ＢＮの位置に合わせ、可動チャック４２ａを外方に開いた状態で固定チャック４３ａ、４４ａのウェハ保持面をボトムウェハ１０Ｂの外周部に当接させる。外方とは、保持するウェハ１０から離れる方向である。
【００３１】
その後、可動チャック４２ａを内方に閉めることで可動チャック４２ａのウェハ保持面をノッチ部１０ＢＮ内に押し込んで固定、圧接して、ボトムウェハ１０Ｂを３つのチャックで狭持する。外方とは、保持するウェハ１０から離れる方向である。内方とは、保持するウェハ１０の中心方向である。これにより、図４−１（ａ）および図４−１（ｂ）に示されるようにボトムウェハ１０Ｂを保持することができる。このようにウェハ保持部４１に保持されたボトムウェハ１０Ｂをウェハカセットから取り出し、ボート４に搬送する。
【００３２】
つぎに、ウェハ搬送部は、ウェハ保持部４１に保持したボトムウェハ１０Ｂをボート４の溝部に挿入する。ボトムウェハ１０Ｂは、図５（ａ）に示されるようにボトムウェハ１０Ｂのノッチ部１０ＢＮと支柱３１とがボトムウェハ１０Ｂの中心位置Ｏを挟んで対向するように第１アーム部４２の延在方向に挿入される。このとき、支柱３１の中心位置と、ボトムウェハ１０Ｂの面内方向における中心位置Ｏと、ボトムウェハ１０Ｂのノッチ部１０ＢＮとは仮想の直線の上に並んでいる。
【００３３】
図６（ａ）に示されるようにボトムウェハ１０Ｂを所定の保持位置まで挿入した後、可動チャック４２ａを外方に開いてボトムウェハ１０Ｂの保持状態を解除し、ボトムウェハ１０Ｂをボート４に移載する。このとき、支柱３１の溝部においては、ボトムウェハ１０Ｂはおもて面が下を向いた状態で第１保持面３１ａで保持される。また、支柱３２、支柱３３において、ボトムウェハ１０Ｂはおもて面が下を向いた状態で溝部の底面で保持される。そして、ウェハ搬送部は、ウェハ保持部４１をボート４から戻す。
【００３４】
つぎに、ウェハ搬送部が再度ウェハカセットにアクセスし、裏面が開放された状態で、すなわちおもて面が上を向いた状態でおもて面をウェハ保持部４１のアーム部が覆うように成膜処理前のトップウェハ１０Ｔをウェハ保持部４１により保持する。このとき、トップウェハ１０Ｔにおけるノッチ部１０ＴＮ以外の外周を狭持する。
【００３５】
ウェハ保持部４１でトップウェハ１０Ｔを保持する場合は、固定チャック４３ａ、４４ａと可動チャック４２ａとの位置を円周方向においてトップウェハ１０Ｔのノッチ部１０ＴＮの位置と異ならせ、可動チャック４２ａを外方に開いた状態で固定チャック４３ａ、４４ａのウェハ保持面をボトムウェハ１０Ｂの外周部に当接させる。その後、可動チャック４２ａを内方に閉めることで可動チャック４２ａのウェハ保持面をボトムウェハ１０Ｂの外周部に当接させて固定、圧接し、トップウェハ１０Ｔを３つのチャックで狭持する。これにより、図７−１（ａ）および図７−１（ｂ）に示されるようにトップウェハ１０Ｔを保持することができる。このようにウェハ保持部４１に保持されたトップウェハ１０Ｔをウェハカセットから取り出し、ボート４に搬送する。
【００３６】
つぎに、ウェハ保持部４１に保持したトップウェハ１０Ｔを、ボート４において先にボトムウェハ１０Ｂが収納された溝部に挿入する。この際、溝部におけるボトムウェハ１０Ｂおよびトップウェハ１０Ｔを保持するそれぞれの位置をボトムウェハ１０の表面と平行な方向においてずらして、トップウェハ１０Ｔの一部をボトムウェハ１０からはみ出させる。そして、ボトムウェハ１０Ｂのノッチ部１０ＢＮの一部がトップウェハ１０Ｔによって部分的に覆われるようにトップウェハ１０Ｔの保持位置の１つをボトムウェハ１０Ｂのノッチ部１０ＢＮに合わせておもて面が上側を向くようにトップウェハ１０Ｔを溝部に挿入する。例えばトップウェハ１０Ｔは、図５（ｂ）に示されるようにボトムウェハ１０Ｂのノッチ部１０ＢＮと支柱３１とがトップウェハ１０Ｔの中心位置Ｏ’を挟んで対向するように、可動チャック４２ａをボトムウェハ１０Ｂのノッチ部１０ＢＮ内に入れて第１アーム部４２の延在方向に挿入される。このとき、支柱３１の中心位置と、トップウェハ１０Ｔの面内方向における中心位置Ｏ’と、ボトムウェハ１０Ｂの面内方向における中心位置Ｏと、ボトムウェハ１０Ｂのノッチ部１０ＢＮとは仮想の直線の上に並んでいる。
【００３７】
図６（ｂ）に示されるようにトップウェハ１０Ｔを所定の保持位置まで挿入した後、可動チャック４２ａを外方に開いてトップウェハ１０Ｔの保持状態を解除し、トップウェハ１０Ｔをボート４に移載する。このとき、支柱３１の溝部においては、トップウェハ１０Ｔはおもて面が上を向いた状態で第２保持面３１ｂで保持される。また、支柱３２、支柱３３において、トップウェハ１０Ｔはおもて面が上を向いた状態でボトムウェハ１０Ｂ上に保持される。そして、上記のように、可動チャック４２ａをボトムウェハ１０Ｂのノッチ部１０ＢＮ内に入れることにより、ボトムウェハ１０Ｂとトップウェハ１０Ｔとの外周位置をずらすことができ、ボトムウェハ１０Ｂのノッチ部１０ＢＮが露出する。その後、ウェハ搬送部は、ウェハ保持部４１をボート４から戻す。
【００３８】
これらの一連の移載作業を繰り返し行うことにより、ボトムウェハ１０Ｂとトップウェハ１０Ｔとが、それぞれのウェハ１０の中心位置Ｏ、Ｏ’が面内方向において異なり、且つそれぞれのウェハの外周縁部に設けられたノッチ部１０ＢＮ、１０ＴＮの位置が円周方向において異なる状態とされ、裏面同士が対向した状態で重ねられて、ボート４の１つの溝部内に収納される。上述したボート４へのウェハ１０の収納は、常圧下で行われる。なお、ボート４へウェハ１０を収納する際、上述したように溝部毎にボトムウェハ１０Ｂとトップウェハ１０Ｔとを順次収納してもよく、全てのボトムウェハ１０Ｂを先に各溝部に収納した後にトップウェハ１０Ｔを各溝部内に収納してもよい。
【００３９】
また、ボトムウェハ１０Ｂとトップウェハ１０Ｔとは１つのウェハカセットに収納されていてもよく、それぞれ専用のウェハカセットに収納されていてもよい。
【００４０】
また、ボトムウェハ１０Ｂおよびトップウェハ１０Ｔにおけるノッチ部１０Ｎの位置は、例えばウェハカセットに収納されている時点で既に所定の規則に従って揃えられている。例えばボトムウェハ１０Ｂは、ノッチ部１０Ｎの位置を手前側に揃えてウェハカセットに収納されている。そして、トップウェハ１０Ｔは、ノッチ部１０Ｎの位置が手前側から円周方向に少しずらされてウェハカセットに収納されている。ここで、手前側とは、ウェハ保持部４１がウェハカセットからウェハ１０を取り出す側である。これにより、ウェハカセットから取り出されたウェハ１０は、ノッチの位置をそのままの状態でボート４に収納すればよい。
【００４１】
また、ボトムウェハ１０Ｂおよびトップウェハ１０Ｔにおけるノッチ部１０Ｎの位置は、ウェハカセットからウェハ１０が取り出された後に、ボートに収納するまでの間に調整されてもよい。すなわち、ウェハ搬送部は、ウェハ保持部４１でウェハ１０を保持した後にウェハ１０におけるノッチ部１０Ｎの位置を調整する調整機構を備えていてもよい。
【００４２】
ウェハ１０が収納されたボート４は、フランジ８上に載置された状態で反応炉内へ導入される。ボート４の導入後、ヒータ５により反応炉内が加熱され、真空ポンプ１１を用いて反応炉内が高真空状態にされることにより、反応炉内の温度および圧力が制御される。その後、ノズル２およびノズル３から反応炉内に原料ガスが導入されることで、反応炉内で原料ガスの化学反応が起き、ウェハ１０の表面へ薄膜が堆積して成膜が行われる。ウェハ１０は、裏面同士が対向するように２枚ずつ重ねてボート４に収納されているため、ウェハ１０におもて面のみが成膜され、裏面には成膜されない。成膜後、ボート４が反応炉から引き出され、ボート４から成膜処理済みのウェハ１０がウェハカセットに搬送され、収納される。
【００４３】
成膜処理済みのウェハ１０をボート４からウェハカセットへ搬出する場合は、上記のボート４への移載作業と逆の手順で作業を行う。まず、成膜処理済みのトップウェハ１０Ｔをボート４からウェハカセットに移載する。ウェハ搬送部がボート４の溝部にアクセスし、２枚重なったウェハ１０のうち、おもて面が上を向いたトップウェハ１０Ｔをウェハ保持部４１で保持する。このとき、トップウェハ１０Ｔにおけるボトムウェハ１０Ｂのノッチ部１０ＢＮに対応する領域に重なる外周部およびボトムウェハ１０Ｂからはみ出た領域の外周部で狭持することによりトップウェハ１０Ｔを保持する。トップウェハ１０Ｔの外周位置は、ボトムウェハ１０Ｂの外周位置から支柱３１側にずれており、またボトムウェハ１０Ｂのノッチ部１０ＢＮに可動チャック４２ａを入れることができるため、ウェハ保持部４１は容易にトップウェハ１０Ｔの外周部を狭持して保持することができる。
【００４４】
つぎに、ウェハ搬送部は、ウェハ保持部４１に保持したトップウェハ１０Ｔをボート４から取り出し、ウェハカセットにアクセスしてトップウェハ１０Ｔを収納する。そして、これらの一連の移載作業を繰り返し行う。
【００４５】
つぎに、溝部に残っている成膜処理済みのボトムウェハ１０Ｂをボート４からウェハカセットに移載する。ウェハ搬送部がボート４の溝部にアクセスし、おもて面が下を向いたボトムウェハ１０Ｂをウェハ保持部４１で保持する。ボトムウェハ１０Ｂの保持方法は、成膜処理前のボトムウェハ１０Ｂをボート４へ収納する場合と同様である。
【００４６】
つぎに、ウェハ搬送部は、ウェハ保持部４１に保持したボトムウェハ１０Ｂをボート４から取り出し、ウェハカセットにアクセスしてボトムウェハ１０Ｂを収納する。そして、これらの一連の移載作業を繰り返し行うことで、ボート４からウェハカセットに成膜処理済みのウェハ１０を移載することができる。上述したウェハカセットへのウェハ１０の収納は、常圧下で行われる。
【００４７】
なお、ウェハカセットへウェハ１０を移載する際、上述したように全てのトップウェハ１０Ｔをボート４からウェハカセットに移載した後にボトムウェハ１０Ｂをボート４からウェハカセットに移載してもよく、溝部毎にトップウェハ１０Ｔとボトムウェハ１０Ｂとを順次移載してもよい。
【００４８】
また、上記においては、ウェハ搬送部が１つのウェハ保持部４１を有する場合について説明したが、連結された複数のウェハ保持部４１を用いることも可能である。この場合は１度の移載処理において複数のウェハ１０をウェハカセットからボート４に移載し、またはボート４からウェハカセットに移載することができる。図８は、連結部４５により連結された５つのウェハ保持部４１によるボート４の溝部へのボトムウェハ１０Ｂの収納方法を模式的に示す断面図である。
【００４９】
また、上記のようなウェハの移載方法を可能とするために、支柱は溝部へのウェハ１０の挿入の際に第２アーム４３、４４が侵入可能な構成とされる。
【００５０】
上述した実施の形態にかかるＣＶＤ装置２０においては、ウェハを裏面同士が対向するように重ねてボート４の溝部に保持した状態で成膜できる。これにより、ＣＶＤ装置２０では、１つの溝部に１枚ずつウェハ１０を保持する場合と比較して１度の成膜処理において２倍の枚数のウェハ１０を成膜処理することができ、生産性の高い成膜処理が可能である。また、１つの溝部に１枚ずつウェハ１０を保持する場合における１度の成膜処理分の反応ガスで２倍の枚数のウェハ１０を成膜処理することができるため、低コストでの成膜処理が可能である。
【００５１】
また、ＣＶＤ装置２０ではウェハ１０は、ボート４の１つの溝部に保持される際に、それぞれのウェハ１０の外周位置が下側のウェハ１０のノッチ部１０Ｎの一部が露出するとともに一部が隠れるように重ねられる。このような位置関係の条件を満たせば、２枚のウェハ１０のずれ方向およびずれ量は任意の方向および任意の量でよい。
【００５２】
これにより、トップウェハ１０Ｔをボトムウェハ１０Ｂに重ねる際にウェハ保持部４１のアーム部がボトムウェハ１０Ｂに接触して傷を付けることを抑制することができる。また、重なったウェハ１０をボート４から搬出する際に、ウェハ保持部４１のアーム部がボトムウェハ１０ｂに接触することなく確実にトップウェハ１０Ｔを狭持して保持することができる。すなわち、ウェハ１０にアーム部の接触に起因した傷や割れを発生させることなくウェハ１０を重ねてボート４に保持することができ、また剥離して、搬出することができる。
【００５３】
したがって、実施の形態にかかるＣＶＤ装置２０によれば、搬送に起因したウェハ１０の傷や割れを防止することができる、２枚のウェハを裏面同士が対向するように重ねて保持した状態での成膜が実現可能であり、高い生産性および低コストでの成膜が可能である。
【００５４】
なお、上記の実施の形態ではバッチ式の減圧縦型ＣＶＤ装置について説明したが、上述したボートは平行平板型の対向電極を用いるＣＶＤ装置を除いた縦型ＣＶＤ装置に広く適用可能である。また、ウェハを１枚ずつ処理する枚葉式に適用することも可能である。
【００５５】
また、上記の実施の形態では１つの溝にウェハを重ねて保持する場合について説明したが、ボート４の上下方向において隣接する溝部に上記と同様な位置関係でウェハを保持してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  アウターチューブ、２  ノズル、３  ノズル、４  ボート、４ａ  底板、５  ヒータ、６  インナーチューブ、１０  半導体ウェハ（ウェハ）、１０Ｂ  ボトムウェハ、１０ＢＮ  ノッチ部、１０Ｎ  ノッチ部、１０Ｔ  トップウェハ、１０ＴＮ  ノッチ部、１１  真空ポンプ、１２  排気口、１３  排気口、１５  減圧口、２０  減圧縦型ＣＶＤ装置、３１  支柱、３１ａ  第１保持面、３１ｂ  第２保持面、３２  支柱、３３  支柱、４１  ウェハ保持部、４２  第１アーム部、４２ａ  可動チャック、４３  第２アーム部、４３ａ  固定チャック、４４  第３アーム部、４４ａ  固定チャック、Ｈ  段差寸法、Ｏ  中心位置、Ｏ’  中心位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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