(57)【要約】      （修正有）【課題】吸引穴と噴出穴とを兼ねた吸排穴を有するホットプレートを備えた半導体製造装置における半導体ウェハへの異物の付着を防止する手段を提供する。【解決手段】半導体ウェハ２を吸引保持する負圧を供給すると共に、半導体ウェハ２の昇温温度を制御する気体を噴出させる吸排穴１８を有し、半導体ウェハ２を昇温させるホットプレート３と、ホットプレート３に裏面を吸引保持された半導体ウェハ２のおもて面に、半導体装置の製造に用いる膜を成膜する成膜部１０とを備えた半導体製造装置において、ホットプレート３が成膜部１０に位置しており、かつこのホットプレート３が半導体ウェハ２を保持していないときに、吸排穴１８から気体を噴出させる。【選択図】図１
2008244099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハを吸引保持する負圧を供給すると共に、前記半導体ウェハの昇温温度を制御する気体を噴出させる吸排穴を有し、前記半導体ウェハを昇温させるホットプレートと、該ホットプレートに裏面を吸引保持された半導体ウェハのおもて面に、半導体装置の製造に用いる膜を成膜する成膜部と、を備えた半導体製造装置において、
前記ホットプレートが前記成膜部に位置しており、かつ該ホットプレートが前記半導体ウェハを保持していないときに、前記吸排穴から前記気体を噴出させることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記吸排穴から前記気体を噴出させるときに、該気体を間欠的に噴出させることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】
半導体ウェハを吸引保持する負圧を供給すると共に、前記半導体ウェハの昇温温度を制御する気体を噴出させる吸排穴を有し、前記半導体ウェハを昇温させるホットプレートと、該ホットプレートに裏面を吸引保持された半導体ウェハのおもて面に、半導体装置の製造に用いる膜を成膜する成膜部と、を備えた半導体製造装置において、
前記成膜部に、前記ホットプレートが位置しているか否かを判定する手段と、
該ホットプレートに前記半導体ウェハが保持されているか否かを判定する手段と、
前記ホットプレートが前記成膜部に位置しており、かつ該ホットプレートに前記半導体ウェハが保持されていないと判定したときに、前記成膜部に位置するホットプレートの前記吸排穴から前記気体を噴出させる手段と、を備えることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記気体を噴出させる開時間および前記気体を遮断する閉時間を記したシーケンスデータを格納する手段と、
前記吸排穴から前記気体を噴出させる手段に代えて、
前記シーケンスデータを読出す手段と、
該読出したシーケンスデータを基に、前記吸排穴から前記気体を間欠的に噴出させる手段とを備えることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項５】
半導体ウェハを吸引保持する負圧を供給すると共に、前記半導体ウェハの昇温温度を制御する気体を噴出させる吸排穴を有し、前記半導体ウェハを昇温させるホットプレートと、該ホットプレートに裏面を吸引保持された半導体ウェハのおもて面に、半導体装置の製造に用いる膜を成膜する成膜部と、を備えた半導体製造装置を用いた半導体ウェハの製造方法において、
前記成膜部に、前記ホットプレートが位置しているか否かを検出する工程と、
該ホットプレートに前記半導体ウェハが保持されているか否かを検出する工程と、
前記ホットプレートが前記成膜部に位置しており、かつ該ホットプレートに前記半導体ウェハが保持されていないことを検出したときに、前記成膜部に位置するホットプレートの前記吸排穴から前記気体を噴出させる工程と、を備えることを特徴とする半導体ウェハの製造方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記吸排穴から前記気体を噴出させる工程に代えて、
前記吸排穴から前記気体を間欠的に噴出させる工程を備えることを特徴とする半導体ウェハの製造方法。
【請求項７】
半導体ウェハを吸引保持する負圧を供給すると共に、前記半導体ウェハの昇温温度を制御する気体を噴出させる吸排穴を有し、前記半導体ウェハを昇温させるホットプレートと、該ホットプレートに裏面を吸引保持された半導体ウェハのおもて面に、半導体装置の製造に用いる膜を成膜する成膜部と、を備えた半導体製造装置の制御部に実行させるプログラムを記録した記録媒体において、
前記成膜部に、前記ホットプレートが位置しているか否かを判定するステップと、
該ホットプレートに前記半導体ウェハが保持されているか否かを判定するステップと、
前記ホットプレートが前記成膜部に位置しており、かつ該ホットプレートに前記半導体ウェハが保持されていないと判定したときに、前記成膜部に位置するホットプレートの前記吸排穴から前記気体を噴出させるステップと、を実行させるプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【請求項８】
請求項７において、
前記気体を噴出させる開時間および前記気体を遮断する閉時間を記したシーケンスデータと、
前記吸排穴から前記気体を噴出させるステップに代えて、
前記シーケンスデータを読出すステップと、
該読出したシーケンスデータを基に、前記吸排穴から前記気体を間欠的に噴出させるステップと、を実行させるプログラムと、を記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サファイアウェハ等の半導体ウェハを用いて半導体装置を製造する工程で、予熱した半導体ウェハを吸引保持して成膜する工程を備えた半導体製造装置とそれを用いた半導体ウェハの製造方法およびそのプログラムを記録した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）結晶からなるサファイア基板上にシリコン（Ｓｉ）等をエピタキシャル成長させて薄膜の素子形成層を積層したサファイアウェハを用いた半導体装置の製造プロセスは、通常のシリコンウェハを用いた半導体装置の製造プロセスをほぼ踏襲することができ、半導体製造装置を共有化してその製造ラインを低コストで製作することができる。
【０００３】
サファイアウェハを用いた半導体装置の製造プロセスに、シリコンウェハを用いた半導体装置の製造プロセスを流用した場合は、サファイアが透明であるために赤外線等による輻射熱の吸収率が低いことに起因する問題が生ずる。
輻射熱の吸収率が低いことに関し、従来の半導体製造装置は、サファイアウェハの裏面に光吸収体または導電体からなる薄膜を密着形成し、ランプ加熱法または高周波誘導加熱法等により薄膜を輻射熱または渦電流により加熱して、加熱された薄膜からの熱伝導によりサファイアウェハを昇温させ、当該工程におけるサファイアウェハの予熱を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このような予熱を行う場合に、当該工程における雰囲気温度が低い製造工程、例えば常圧のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法に用いる常圧ＣＶＤ装置の予熱工程では、一方、例えば裏面からサファイアウェハを加熱するとサファイアウェハの表裏に温度差が生じ、昇温させたサファイアウェハに、その外周部が持ち上がる裏面側に凸の反りが生じ、サファイアウェハの裏面を負圧により吸引して保持することが困難になるという問題が生ずる。
【０００５】
このような問題点を解決するために、出願人は、特願２００６−１９４７８９において、サファイアウェハの予熱工程におけるホットプレートによるサファイアウェハの昇温中に、ホットプレートに設けたサファイアウェハを吸引保持するための吸引穴から窒素（Ｎ２）ガスを噴出させてサファイアウェハの中央部の昇温速度を減少させて、反りを抑制しながらサファイアウェハを均等に予熱し、その後に吸引穴に負圧を供給して平坦化されたサファイアウェハの裏面を吸引保持し、ホットプレートに保持されたサファイアウェハをＣＶＤ法による成膜工程へ送ってその工程作業を行う技術を提案している。
【特許文献１】特開平１０−７０３１３号公報（第４頁段落００１９−第５頁段落００３２、第３図、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した吸引穴と噴出穴とを兼用した吸排穴から窒素ガスを噴出させて、サファイアウェハの中央部を冷却してサファイアウェハの反りを抑制する技術は、サファイアウェハ等の半導体ウェハを均等に予熱することができると共に、平坦化された半導体ウェハの吸引による保持を円滑にして工程作業の効率化を図ることができる技術として有効であるが、その後のＣＶＤ法等による成膜工程において、ホットプレートに裏面を吸引保持された半導体ウェハのおもて面に成膜を行っているため、成膜時に半導体ウェハに堆積させる反応生成物が、半導体ウェハの裏面とホットプレートとの僅かな隙間から吸引されて負圧や窒素ガスを吸排穴に供給する導入管に入り込み、これが異物となって予熱工程における窒素ガスの噴出時に排出され、半導体ウェハのおもて面や裏面に付着して半導体ウェハの成膜時における歩留りを低下させるという問題が生じた。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、吸引穴と噴出穴とを兼ねた吸排穴を有するホットプレートを備えた半導体製造装置における半導体ウェハへの異物の付着を防止する手段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】
本発明は、上記課題を解決するために、半導体ウェハを吸引保持する負圧を供給すると共に、前記半導体ウェハの昇温温度を制御する気体を噴出させる吸排穴を有し、前記半導体ウェハを昇温させるホットプレートと、該ホットプレートに裏面を吸引保持された半導体ウェハのおもて面に、半導体装置の製造に用いる膜を成膜する成膜部と、を備えた半導体製造装置において、前記ホットプレートが前記成膜部に位置しており、かつ該ホットプレートが前記半導体ウェハを保持していないときに、前記吸排穴から前記気体を噴出させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
これにより、本発明は、成膜工程において導入管内に吸引された異物を、半導体ウェハが存在しないときに、吸排穴から噴出させた窒素ガスにより除去することができ、予熱工程において半導体ウェハの昇温温度制御のための気体を吸排穴から噴出させるときの異物の排出を防止することができ、半導体ウェハのおもて面や裏面に異物が付着することを防止して、半導体ウェハの成膜時における品質を向上させることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、図面を参照して本発明による半導体製造装置の実施例について説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は実施例の半導体製造装置を示す説明図、図２は実施例の半導体製造装置を示すブロック図、図３は実施例の配管系を示す説明図である。
図１、図２において、１は半導体製造装置であり、大気中等の比較的低い雰囲気温度でサファイアウェハ等の半導体ウェハ２を予熱し、半導体ウェハ２を昇温させた状態で半導体装置の製造に用いる膜を成膜する工程で用いる製造装置であって、例えば常圧ＣＶＤ装置である。
【００１２】
３はホットプレートであり、半導体ウェハ２と同等の直径を有する電気ヒータ等の加熱部３ａを備えた、半導体ウェハ２の直径より大きい直径を有する円盤状部材であって、後述する支持部５に支持された半導体ウェハ２の裏面と対向してその上方に配置されており、半導体ウェハ２を予熱すると共に、半導体ウェハ２を昇温させた状態で行われる成膜工程の工程作業における作業台としても用いられる。
【００１３】
４ａは支持台であり、ホットプレート３と所定の間隔を隔てて対向配置された比較的小径の円盤状の支持板の外径部にアームを複数（例えば３つ）等配に接合して形成され、半導体ウェハ２の外径より外側に形成されたアームの先端部にはそれぞれ石英ガラス等で製作された角柱状の支持部５ａが取付けられており、支持部５ａ設けられた斜面６ａにより半導体ウェハ２を傾けずにその外周部を支持する機能を有している。
【００１４】
４ｂは支持台であり、支持台４ａと同様に形成されて、支持台４ａのホットプレート３側に配置され、半導体ウェハ２の外径とほぼ同等とされたアームの先端部にはそれぞれ支持部５ａと同様の斜面６ｂが設けらた支持部５ｂが取付けられており、斜面６ｂのホットプレート３側の先端により半導体ウェハ２を傾けずにその外周縁部を支持する機能を有している。
【００１５】
本実施例の半導体ウェハ２は、その裏面とホットプレート３に対向させて、支持部５ａまたは５ｂ（これらを区別する必要が場合は、支持部５という。）により支持される。
８は昇降機構であり、先端に支持台４ａを接合した円筒状の昇降軸９ａと、昇降軸９ａの内筒側に挿入され、先端に支持台４ｂを接合した円柱状の昇降軸９ｂとをそれぞれ独立に昇降させる機能を有しており、それぞれの昇降軸９ａ、９ｂにより支持台４ａ、４ｂを介して支持部５ａ、５ｂを昇降させる。
【００１６】
１０は成膜部であり、排気口１１ａが設けられた筐体状の反応室１１の内部に設けられたディスパージョンヘッド１２を備えており、ディスパージョンヘッド１２から放散される反応性生物を半導体ウェハ２のおもて面に堆積して、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体装置の製造に用いる膜をＣＶＤ法により成膜する機能を有している。
【００１７】
１４は移動機構であり、ホットプレート３を取付けたヒータホルダ１４ａを移動させる図示しないリニアガイドやその駆動機構等を備えた比較的高剛性の移動機構であって、ホットプレート３を支持部５上と、成膜部１０のディスパージョンヘッド１２上との間で、水平に往復移動させる機能を有している。
１６はウェハ検出部であり、発光部から照射した光の反射光を検出して、支持部５上の半導体ウェハ２の有無を検出する光学式のウェハ検出センサ１６ａを備えている。
【００１８】
１８は吸排穴であり、ホットプレート３の中心部をその厚さ方向に貫通して形成された貫通穴であって、半導体ウェハ２を吸引して保持するための負圧を供給する吸引穴と、予熱工程における半導体ウェハ２の温度を制御する気体（本実施例では、窒素ガス）を噴出する噴出穴との機能を兼ねており、負圧および窒素ガスを供給する導入管１９に接続している。
【００１９】
導入管１９は、樹脂材料等のホットプレート３の移動時に追従可能で、かつ負圧により潰れが生じない材料または複合材料で形成されたパイプであって、負圧開閉弁２０を介して負圧を供給する負圧供給管２１と、気体開閉弁２２を介して窒素ガスを供給する気体供給管２３とにそれぞれ接続しており、負圧開閉弁２０および気体開閉弁２２と吸排穴１８との間で、それぞれの管路が合流するように構成されている。
【００２０】
負圧開閉弁２０および気体開閉弁２２は、２方電磁弁等のＯＮ−ＯＦＦ弁であって、それぞれの管路を開閉する機能を有している。
２５は位置検出部であり、リミットスイッチ等の機械式の位置検出センサ２５ａ〜２５ｄを備えており、位置検出センサ２５ａにより支持部５が下方位置に位置することを、位置検出センサ２５ｂにより支持部５が上方位置に位置することを、位置検出センサ２５ｃによりホットプレート３が支持部５上に位置することを、位置検出センサ２５ｄによりホットプレート３が成膜部１０上に位置することを検出する機能を有している。
【００２１】
２７は半導体製造装置１の制御部であり、半導体製造装置１内の各部を制御して成膜処理等を実行する。
２８は記憶部であり、制御部２７が実行するプログラムやそれに用いる各種のデータおよび制御部２７による処理結果等が格納される。
本実施例の負圧および窒素ガスを供給する配管系は、図３に示すように、Ｒ１〜Ｒ４の４つの半導体製造装置１に対して、図示しない１つの負圧供給源および１つの気体供給源からそれぞれの半導体製造装置１に負圧および窒素ガスを分配して供給するように接続されており、負圧供給管２１および気体供給管２３の各半導体製造装置１への分岐部の上流側にはそれぞれ負圧または窒素ガスの供給量を調整する閉切り可能な流量調整弁３０が設けられ、気体供給管２３の流量調整弁３０とその下流の分岐部との間には供給する窒素ガスの圧力を一定に保つためのレギュレータ３１が設けられている。
【００２２】
上記の半導体製造装置１の記憶部２８には、支持部５に搬入された半導体ウェハ２を、吸排穴１８から噴出させた窒素ガスにより昇温温度を制御しながらホットプレート３により予熱する予熱工程と、予熱された半導体ウェハ２を吸排穴１８に供給された負圧により吸引保持して成膜部１０へ移動させ、ディスパージョンヘッド１２により反応性生物を半導体ウェハ２のおもて面に堆積して半導体装置の製造に用いる膜を成膜するＣＶＤ法による成膜工程と、成膜後の半導体ウェハ２を支持部５へ移動させて落下させた後に、次の半導体ウェハ２が搬入されるまでの待ち時間に半導体ウェハ２を保持していないホットプレート３を成膜部１０へ移動させて吸排穴１８から間欠的に噴出させた窒素ガスにより導入管１９に吸引された異物を除去する異物除去工程とを実行する機能を有する成膜処理プログラムが格納されており、制御部２７が実行する成膜処理プログラムのステップにより本実施例の半導体製造装置１のハードウェアとしての各機能手段が形成される。
【００２３】
また、記憶部２８には、異物除去工程の窒素ガスの間欠噴射における窒素ガスを噴出させる開時間、および窒素ガスを遮断する閉時間を記したシーケンスデータが格納されている。
これらの成膜処理プログラムおよびシーケンスデータ等は、ＣＤ等の記録媒体に記録された状態で提供され、図示しない記録媒体の読取装置を用いて、半導体製造装置１の記憶部２８に予めインストールされている。
【００２４】
本実施例の半導体ウェハ２は、直径６インチ、厚さ０．６ｍｍのサファイア基板を用いたサファイアウェハであり、その外周部を支持部５の斜面６ａに支持されたときの半導体ウェハ２の裏面と、ホットプレート３の下面との隙間が３ｍｍとなるように設定されている。
また、ホットプレート３の設定温度は３８５℃に設定され、気体供給管２３の流量調整弁３０は全開にされ窒素ガスの供給圧力はレギュレータ３１により４０ＫＰａに設定され、負圧供給管２１の流量調整弁３０は半導体ウェハ２を保持するための吸引力が過大にならない開度に予め調整されている。
【００２５】
更に、シーケンスデータの開時間は３０秒、閉時間は３秒に設定されている。
以下に、図４、図５にＳで示すステップに従って、本実施例の成膜処理およびその成膜処理により製造される半導体ウェハの製造方法について説明する。
Ｓ１、半導体製造装置１の制御部２７は、成膜処理プログラムにより、成膜部１０へ移動させたホットプレート３の吸排穴１８から窒素ガスを間欠的に噴出させながら、図示しない搬送ロボットにより新たな半導体ウェハ２が支持部５に搬入されるのを待って待機（後述するステップＳ８参照）しており、新たな半導体ウェハ２が支持部５に搬入されたことをウェハ検出部１６のウェハ検出センサ１６により検出したときに、気体開閉弁２２に閉信号を送出して気体開閉弁２２を閉作動させ、窒素ガスの間欠噴射を停止する。このとき負圧開閉弁２０は閉状態で保持されている。
【００２６】
そして、制御部２７は、移動機構１４によりヒータホルダ１４ａに取付けられたホットプレート３を支持部５の方向へ移動させ、位置検出部２５の位置検出センサ２５ｃからの検出信号を受けたときにその移動を停止させ、ホットプレート３を支持部５上に停止させる。
Ｓ２、ホットプレート３を支持部５上に停止させた制御部２７は、昇降機構８により昇降軸９ａ、９ｂを同時に上昇させ、位置検出センサ２５ｂからの検出信号を受けたときにその上昇を停止させ、外周部を支持部５ａの斜面６ａに支持された半導体ウェハ２の裏面を、ホットプレート３の下面から３ｍｍとなる支持部５の上方位置に停止させる。
【００２７】
そして、制御部２７は、ホットプレート３を所定の設定温度（本実施例では、３８５℃）に加熱し、半導体ウェハ２の裏面から熱を流入させて半導体ウェハ２の温度を上昇させると共に、気体開閉弁２２へ開信号を送出して気体開閉弁２２を開作動させ、気体供給管２３から導入管１９を経由して供給される窒素ガスをホットプレート３の中心部に開口する吸排穴１８から半導体ウェハ２の裏面に向けて噴出させ、半導体ウェハ２の昇温温度を制御する。
【００２８】
このホットプレート３による一方向からの加熱により半導体ウェハ２には、ホットプレート３に近い裏面と、室温に曝されているおもて面とに温度差が生じて裏面側に凸の反りが生ずるが、本実施例の予熱工程においては、吸排穴１８から半導体ウェハ２の裏面の中央部に窒素ガスを噴出して半導体ウェハ２の昇温速度を制御するので、半導体ウェハ２の反りを抑制しながら均等に予熱することができる。
【００２９】
Ｓ３、制御部２７は、図示しない温度センサにより、半導体ウェハ２全体の温度がほぼ均一な温度に昇温され、その温度が所定の予熱温度（例えば、３３０℃）になるのを監視し、所定の予熱温度以上に予熱されたときに、気体開閉弁２２を開作動させて窒素ガスの噴出を遮断すると共に、昇降機構８により昇降軸９ｂを上昇させて支持部５ｂの先端に外周縁部を支持された半導体ウェハ２の裏面をホットプレート３の下面に接触させ、所定の時間（例えば１２０秒）の経過後に、負圧開閉弁２０を開作動させて、負圧供給管２１から導入管１９を経由して吸排穴１８に供給される負圧により、半導体ウェハ２をホットプレート３に吸引保持する。
【００３０】
Ｓ４、半導体ウェハ２をホットプレート３に吸引保持した制御部２７は、昇降機構８により昇降軸９ｂを下降させて支持部５ｂを元の位置に戻すと共に、半導体ウェハ２を吸引保持したホットプレート３を移動機構１４により成膜部１０の方向に移動させ、位置検出部２５の位置検出センサ２５ｄからの検出信号を受けたときにその移動を停止させ、ホットプレート３を成膜部１０のディスパージョンヘッド１２上に停止させる。
【００３１】
そして、制御部２７は、半導体ウェハ２をホットプレート３に吸引保持したまま、成膜部１０の排気口１１ａにより反応室１１の内部を換気しながら、ディスパージョンヘッド１２により半導体ウェハ２のおもて面に所定の反応性生物を堆積して、半導体ウェハ２のおもて面に所定の膜を成膜する。
このとき、ホットプレート３に吸引保持された半導体ウェハ２の裏面とホットプレート３との僅かな隙間から、反応生成物からなる異物が負圧により導入管１９内に吸引されて残留する。
【００３２】
Ｓ５、成膜工程を終えた制御部２７は、成膜後の半導体ウェハ２をホットプレート３に吸引保持したまま、移動機構１４によりホットプレート３を支持部５の方向へ移動させ、位置検出部２５の位置検出センサ２５ｃからの検出信号を受けたときにその移動を停止させ、ホットプレート３を支持部５上に停止させる。
Ｓ６、半導体ウェハ２を吸引保持したホットプレート３を支持部５上に停止させた制御部２７は、負圧開閉弁２０を閉作動させて負圧の供給を遮断し、次いで気体開閉弁２２を開作動させて導入管１９内の負圧を常圧に戻した後に気体開閉弁２２を閉作動させて窒素ガスの供給を遮断し、ホットプレート３への吸引が解除された半導体ウェハ２を支持部５に落下させて、支持部５ａの斜面６ａに支持させる。
【００３３】
Ｓ７、半導体ウェハ２を支持部５に落下させた制御部２７は、昇降機構８により昇降軸９ａ、９ｂを同時に下降させ、位置検出センサ２５ａからの検出信号を受けたときにその下降を停止させ、支持部５に支持された半導体ウェハ２を、ホットプレート３から離れた支持部５の下方位置に停止させると共に、移動機構１４によりホットプレート３を成膜部１０の方向に移動させ、位置検出部２５の位置検出センサ２５ｄからの検出信号を受けたときにその移動を停止させ、半導体ウェハ２を吸引保持していないホットプレート３を成膜部１０上に停止させる。
【００３４】
なお、下方位置に停止した支持部５上の半導体ウェハ２は、その後に、図示しない搬送ロボットにより次工程へ搬出される。
Ｓ８、そして、制御部２７は、ホットプレート３が成膜部１０に位置しており、かつホットプレート３に半導体ウェハ２が保持されていないことを判定したときに、成膜部１０の排気口１１ａにより反応室１１の内部を換気しながら、成膜部１０に位置するホットプレート３の吸排穴１８から窒素ガスを間欠的に噴出させ、導入管１９内に残留する異物を排出して除去する。
この場合の判定は、以下のように実行される。
【００３５】
すなわち、制御部２７は、位置検出センサ２５ｄからの検出信号の有無によりホットプレート３が成膜部１０に位置しているか否かを判定し、位置検出センサ２５ｄからの検出信号を受けたことによりホットプレート３が成膜部１０に位置していることを判定する。
また、負圧開閉弁２０の開閉状態によりホットプレート３に半導体ウェハ２が保持されているか否かを判定し、負圧開閉弁２０が閉状態にあること、つまり負圧が供給されていないことによりホットプレート３に半導体ウェハ２が保持されていないことを判定する。
【００３６】
また、この場合の窒素ガスの間欠噴射は、以下のように実行される。
すなわち、制御部２７は、記憶部２８に格納されているシーケンスデータを読出してその開時間、閉時間を認識する。
そして、気体開閉弁２２を開作動させて成膜部１０に位置するホットプレート３の吸排穴１８からの窒素ガスの噴出を開始し、その時計機能により窒素ガスの噴出を開始したときからの経過時間の計測しながら認識したシーケンスデータの開時間の経過を監視し、経過時間が開時間を超えたときに気体開閉弁２２を閉作動させて吸排穴１８への窒素ガスの供給を遮断すると共に、経過時間の再計測を開始して遮断後の経過時間の計測しながら認識したシーケンスデータの閉時間の経過を監視し、経過時間が閉時間を超えたときに、再度気体開閉弁２２を開作動させて吸排穴１８への窒素ガスの供給を開始する。
【００３７】
このようにして窒素ガスの間欠噴射を継続しながら制御部２７は、図示しない搬送ロボットにより次の半導体ウェハ２が支持部５に搬入されるのを待って待機し、ウェハ検出部１６のウェハ検出センサ１６により半導体ウェハ２の搬入を検出したときに、間欠噴射を停止させ、上記ステップＳ１へ戻って次の半導体ウェハ２に対する成膜処理を開始する。
このようにして、本実施例の半導体製造装置１による成膜処理により半導体ウェハのおもて面に半導体装置の製造に用いる所定の膜が成膜される。
なお、図３に示す配管系により複数の半導体製造装置１に１つの気体供給源からの窒素ガスを分配して、１台の搬送ロボットにより半導体ウェハ２を供給しながら成膜を行うときは、例えば、Ｒ１の半導体製造装置１が予熱工程を行っているときに、Ｒ２の半導体製造装置１は成膜工程を行い、Ｒ３、Ｒ４の半導体製造装置１は異物除去工程の成膜部１０上での窒素ガスの間欠噴射を行っており、それぞれの半導体製造装置１が別の工程を行うことになる。
【００３８】
このとき、本実施例の異物除去工程における導入管１９内に残留した異物を除去するための窒素ガスの噴射は、間欠的に行われるので、窒素ガスの供給量を低減することが可能になり、予熱工程を行っている半導体製造装置１が窒素ガスを噴出させるときの圧力変動を防止することができ、予熱工程における半導体ウェハ２の反りの抑制を円滑に行うことができる。
【００３９】
上記のように、本実施例の成膜処理においては、その成膜工程において導入管１９内に吸引されて残留した異物を、成膜後の半導体ウェハ２を支持部５へ移動させて落下させた後に、次の半導体ウェハ２が搬入されるまでの待ち時間に、半導体ウェハ２を保持していないホットプレート３を成膜部１０へ移動させて吸排穴１８から噴出させた窒素ガスにより除去するので、予熱工程において、半導体ウェハ２の昇温温度を制御するための窒素ガスをホットプレート３の吸排穴１８から半導体ウェハ２の裏面に向けて噴出させたときに、異物が排出されて半導体ウェハ２のおもて面や裏面に付着することはなく、半導体ウェハ２の成膜時における品質を向上させて、その歩留りを向上させることができる。
【００４０】
また、成膜部１０上に位置させたホットプレート３が半導体ウェハ２を保持していないことを、負圧が供給されていないこと、つまり負圧開閉弁２０が閉状態にあることにより判定するので、反応生成物が充満する反応室１１内に設置することが困難な光学式や機械式のセンサを用いることなく、ホットプレート３上の半導体ウェハ２の有無を判定することができる。
【００４１】
なお、本実施例では、異物除去工程における導入管１９内に残留した異物を除去するための窒素ガスの噴射は、間欠的に行うとして説明したが、１台の半導体製造装置１で成膜処理を行うときは、連続的に噴出させるようにしてもよい。このようにしても予熱工程における窒素ガスの噴射圧力に影響を与えることはないからである。
また、成膜部１０上に位置させたホットプレート３が半導体ウェハ２を保持しているか否かの判定を、負圧開閉弁２０が開閉状態により行うとして説明したが、導入管１９に圧力センサを設け、それにより検出した圧力によりホットプレート３の半導体ウェハ２の有無を判定するようにしてもよい。
【００４２】
以上説明したように、本実施例では、半導体ウェハを吸引保持する負圧を供給する吸引穴と、半導体ウェハの温度を制御する窒素ガスを噴出させる噴出穴とを兼ねる吸排穴を有するホットプレートが成膜部に位置しており、かつ半導体ウェハを保持していないときに、その吸排穴から窒素ガスを噴出させるようにしたことによって、成膜工程において導入管内に吸引されて残留した異物を、半導体ウェハが存在しないときに、吸排穴から噴出させた窒素ガスにより除去することができ、予熱工程において半導体ウェハの昇温温度を制御するための窒素ガスを吸排穴から噴出させるときの異物の排出を防止することができ、半導体ウェハのおもて面や裏面に異物が付着することを防止して、半導体ウェハの成膜時における品質を向上させることができると共に、その歩留りを向上させることができる。
【００４３】
また、吸排穴から窒素ガスを噴出させるときに、窒素ガスを間欠的に噴出させようにしたことによって、１つの気体供給源から複数の半導体製造装置に窒素ガスを分配する場合の窒素ガスの供給量を低減することができ、他の工程を行っている半導体製造装置へ供給する窒素ガスの圧力変動を防止することができる。
なお、上記実施例においては、半導体ウェハの温度を制御するために噴出させる気体は窒素ガスであるとして説明したが、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスであればどのような気体であってもよい。
【００４４】
また、上記実施例においては、半導体製造装置に搬入する半導体ウェハはサファイアウェハであるとして説明したが、半導体ウェハは前記に限らず、シリコン基板に埋込み酸化膜を挟んでシリコンからなる薄膜の素子形成層を形成したＳＯＩ構造の半導体ウェハ等であってもよい。要は予熱工程において反りを抑制するための気体の噴射を必要とし、かつ吸引保持された半導体ウェハに成膜することが必要な半導体ウェハであれば、どのような半導体ウェハであっても上記と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
更に、上記実施例においては、半導体製造装置は常圧ＣＶＤ装置であるとして説明したが、半導体製造装置は前記に限らず、減圧ＣＶＤ装置等であってもよい。要は半導体ウェハの予熱時に吸排穴から反りを抑制するための気体の噴射を行い、吸排穴に供給された負圧により吸引保持した半導体ウェハに成膜を行う半導体製造装置であればどのような半導体製造装置であっても上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施例の半導体製造装置を示す説明図
【図２】実施例の半導体製造装置を示すブロック図
【図３】実施例の配管系を示す説明図
【図４】実施例の成膜処理により製造される半導体ウェハの製造方法を示す説明図
【図５】実施例の成膜処理により製造される半導体ウェハの製造方法を示す説明図
【符号の説明】
【００４７】
１    半導体製造装置
２    半導体ウェハ
３    ホットプレート
３ａ  加熱部
４ａ、４ｂ  支持台
５、５ａ、５ｂ  支持部
６ａ、６ｂ  斜面
８    昇降機構
９ａ、９ｂ  昇降軸
１０  成膜部
１１  反応室
１１ａ  排気口
１２  ディスパージョンヘッド
１４  移動機構
１４ａ  ヒータホルダ
１６  ウェハ検出部
１６ａ  ウェハ検出センサ
１８  吸排穴
１９  導入管
２０  負圧開閉弁
２１  負圧供給管
２２  気体開閉弁
２３  気体供給管
２５  位置検出部
２５ａ〜２５ｄ  位置検出センサ
２７  制御部
２８  記憶部
３０  流量調整弁
３１  レギュレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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