(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハトランスファチャンバと、
前記ウェーハトランスファチャンバの一面に連結されたロードロックチャンバと、
前記ウェーハトランスファチャンバの他面に連結された複数個の反応チャンバと、
前記複数個の反応チャンバのそれぞれに連結された複数個の高真空ポンプと、
前記複数個の高真空ポンプに連結された前記高真空ポンプより少数のゲートバルブと、
前記反応チャンバの高真空ポンプに連結された前記各ゲートバルブと連結される前記反応チャンバより少数の低真空ポンプとを具備することを特徴とする半導体装置の製造設備を用いた半導体装置の製造方法において、
前記ロードロックチャンバにローディングされたウェーハを前記ウェーハトランスファチャンバを通して前記複数個の反応チャンバに順次にローディングする段階と、
前記複数個の反応チャンバに各々連結された複数個の高真空ポンプを用いて前記反応チャンバをポンピングする段階と、
反応ガスがフローされる反応チャンバに連結されているゲートバルブのみを開く段階と、
該当反応チャンバを低真空ポンプでポンピングする段階と、
前記反応ガスフローが終了された後には再び前記ゲートバルブを閉じる段階よりなり、
前記各ゲートバルブを開く段階と、前記反応チャンバをポンピングする段階及びゲートバルブを締める段階を前記各反応チャンバ別に繰返し、前記各ゲートバルブを開く時間は前記各反応チャンバ別に時間差をおいて進行することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記複数個の反応チャンバのうち少なくとも２つの反応チャンバには一定時間前記反応ガスを同時に供給することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記低真空ポンプは少なくとも２つ以上の反応チャンバをポンピングしうる容量を有するポンプを使用することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記ゲートバルブは前記反応チャンバに反応ガスがフローされる直前に開けることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記ゲートバルブは反応ガスの供給を終了した後、反応チャンバの圧力が低くなった後に締めることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記高真空ポンプを使用して前記反応チャンバ内の圧力を１．３３３２２３６８４×１０-2Ｐａ〜１．３３３２２３６８４×１０-8Ｐａに保つことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記低真空ポンプを使用して前記反応チャンバの圧力を１．３３３２２３６８４×１０1Ｐａ〜１．３３３２２３６８４×１０-2Ｐａに保つことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記反応ガスを前記複数個の反応チャンバに所定時間同時に供給するが、前記ゲートバルブは全てオープンさせて前記複数個の反応チャンバを全て低真空ポンプで常時ポンピングすることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の製造設備及びこれを用いた半導体装置の製造方法に係り、特に、ポンピング設備が具備された複数個の反応チャンバを含む半導体装置の製造設備及びこれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vaper Deposition）設備は、単一チャンバよりは複数個の反応チャンバを１つのウェーハトランスファチャンバと連結して使用している。このような複数個の反応チャンバでは薄膜形成工程が進行される。薄膜を形成するためにはそのソースガスを供給すべきである。薄膜形成工程が終わると、前記反応チャンバ内の残留ガスは次の工程のために完全に除去されなければならない。
【０００３】
一連のガスの供給とその処理過程は前記複数個の反応チャンバと連結されているポンピング設備なしでは不可能である。前記反応チャンバの内部は薄膜形成工程が進行される前から完了した後の一定時点までに決められた理想的な圧力で保たれるべきである。これは前記薄膜の形成効率を良好に保つためには不可避である。
【０００４】
一般に、前記反応チャンバ内の圧力は工程の前後、そして工程が進行される途中に応じて相異なる。即ち、工程が進行される前、初期段階では前記反応チャンバの内部は高真空状態（圧力が１．３３３２２３６８４×１０-2Ｐａ以下）に保たれるべきである。これは薄膜形成工程が進行される前に反応チャンバ内の不純物を完全に除去すべきなので必要なものである。
【０００５】
前記反応チャンバの内部の圧力を１．３３３２２３６８４×１０-2Ｐａ以下の非常に低い圧力に保つためには高真空ポンプが必要である。従って、前記反応チャンバには高真空ポンプが連結されている。そして、反応チャンバには高真空ポンプを補助するために低真空ポンプが連結されている。前記低真空ポンプの使用時点は前記高真空ポンプにロード（load）が多くかかる前記反応チャンバの内部を初期真空状態にする時、前記反応チャンバ内に薄膜の形成に必要なソースガスが流入される時、前記高真空ポンプの出口（outlet）の圧力が決められた圧力、例えば６６６．６１１８４２Ｐａ以上、及びポンピングされたガスの逆流（back stream ）が予想される時である。具体的に、ソースガスの流入により反応チャンバ内の圧力は初期の高真空状態よりは多少高まる。従って前記反応チャンバ内部を薄膜形成工程に適当な圧力に保つためにはポンピング回数を増すべきである。また、高真空ポンプのみではロード（load）が激しくかかるので低真空ポンプを単に一定圧力に保つ状態では高真空ポンプのみを使用する。
【０００６】
このような複数個の反応チャンバ及び前記反応チャンバに連結されているポンピング設備を具備する半導体装置の製造設備とこれを用いた半導体装置の製造方法に関した従来の技術の一例を添付された図面に基づき詳しく説明する。図５は従来の技術による半導体装置の製造設備に具備されたマルチ反応チャンバとそれに連結されたポンピング設備とを示し、図６は図５の構成を有する従来の技術による半導体装置の製造設備を用いた半導体装置の製造方法の経時的な工程進行を示した図面である。
【０００７】
図５を参照すれば、従来の技術による半導体装置の製造設備はマルチ反応チャンバに連結されたポンピング設備と工程を始める前にウェーハを待たせる二つの第１及び第２ロードロックチャンバ（load lock chamber ）１６、１８と工程が進行される第１、第２及び第３反応チャンバ１０、１２及び１４と前記第１及び第２ロードロックチャンバ１６、１８と第１乃至第３反応チャンバ１０、１２及び１４の間でウェーハをトランスファする領域となるトランスファチャンバ（transfer chamber）８とに分けられる。
【０００８】
前記第１反応チャンバ１０には２つの高真空ポンプ１０ａ、１０ｂが並列に連結されている。そして前記高真空ポンプ１０ａ、１０ｂには１つの低真空ポンプ１０ｅが連結されている。前記第１反応チャンバ１０に連結された２つの高真空ポンプ１０ａ、１０ｂを各々第１高真空ポンプ１０ａと第２高真空ポンプ１０ｂと称する。引続き、前記第２反応チャンバ１２及び第３反応チャンバ１４にも各々２つずつの高真空ポンプ１２ａ、１２ｂと１４ａ、１４ｂ及び１つずつの低真空ポンプ１２ｅと１４ｅが連結されている。前記第２反応チャンバ１２に連結された２つの高真空ポンプ１２ａ、１２ｂは各々第３及び第４高真空ポンプと称する。そして前記第３反応チャンバ１４に連結された２つの高真空ポンプ１４ａ、１４ｂは各々第５及び第６高真空ポンプと称する。第１乃至第３反応チャンバ１０、１２、１４に各々１つずつ連結されている低真空ポンプ１０ｅ、１２ｅ、１４ｅは各々第１乃至第３低真空ポンプと称する。図５を参照すれば、第１乃至第３反応チャンバ１０、１２、１４の第１乃至第６高真空ポンプ１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂと第１乃至第３低真空ポンプ１０ｅ、１２ｅ、１４ｅの間には反応チャンバ当り２つずつのゲートバルブ１０ｃ、１０ｄ、１２ｃ、１２ｄ、１４ｃ、１４ｄが連結されている。第１及び第２高真空ポンプ１０ａ、１０ｂと第１低真空ポンプ１０ｅとの間に位置する２つのゲートバルブ１０ｃ、１０ｄを各々第１及び第２ゲートバルブと称する。そして第３及び第４高真空ポンプ１２ａ、１２ｂと第２低真空ポンプ１２ｅとの間に位置する２つのゲートバルブ１２ｃ、１２ｄは第３及び第４ゲートバルブと称する。また、第５及び第６高真空ポンプ１４ａ、１４ｂと第３低真空ポンプ１４ｅとの間に位置する２つのゲートバルブ１４ｃ、１４ｄは各々第５及び第６ゲートバルブと称する。第１乃至第６ゲートバルブ１０ｃ、１０ｄ、１２ｃ、１２ｄ、１４ｃ、１４ｄは各々前記第１乃至第６高真空ポンプ１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂに直列に連結されている。このように従来の技術による複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備は反応チャンバ１つ当り２つの高真空ポンプと２つのゲートバルブ及び一つの低真空ポンプで構成されている。このような構成を有する従来の技術による複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備を用いる工程進行を図６に基づき詳しく説明する。
【０００９】
図６は従来の技術による半導体装置の製造設備を用いた半導体装置の製造方法の工程進行を示した図面である。即ち、第１乃至第３反応チャンバ１０、１２、１４に反応ガスの供給有無に応じる前記第１乃至第６ゲートバルブ１０ｃ、１０ｄ、１２ｃ、１２ｄ、１４ｃ、１４ｄの開閉と、前記第１乃至第６高真空ポンプ１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂと第１乃至第３低真空ポンプ１０ｅ、１２ｅ、１４ｅの動作変化を示したものである。具体的に、図６において参照符号２０、２２及び２４は各々前記第１乃至第３反応チャンバ１０、１２、１４における経時的な状態変化を示すタイムチャート（time chart）である。
【００１０】
第１反応チャンバ（図５の１０）のタイムチャート２０を参照すれば、第１反応チャンバ（図５の１０）にローディングされたウェーハに直ちに薄膜を形成しなく一定時間ウェーハを加熱してウェーハの温度を一定温度に高める。薄膜を形成するためには適合した蒸着温度が必要である。従って、ローディングされたウェーハを一定温度に加熱して安定化させる。このようにウェーハを加熱して安定化させるに必要な時間が直ちに第１時間区間２０ａである。第１時間区間２０ａが過ぎると第１反応チャンバ１０にローディングされたウェーハは薄膜を形成するに適当な温度で加熱されているので反応ガスを第１反応チャンバ１０に流入させてウェーハ上に薄膜を形成するが、この時間区間を第２時間区間２０ｂと称する。第２時間区間２０ｂにおいて第１反応チャンバ１０には反応ガスが流入され続けるので第１反応チャンバ１０の内部圧力が高まる。即ち、工程初期のウェーハをローディングする段階（第１時間区間２０ａ）では第１反応チャンバ１０の内部圧力が１．３３３２２３６８４×１０-5Ｐａほどであったが、第２時間区間２０ｂでは１．３３３２２３６８４×１０-1Ｐａほどに高まる。従って、第２時間区間２０ｂでは第１及び第２高真空ポンプ１０ａ、１０ｂは第１低真空ポンプ１０ｅと共に作動されるべきである。引続き、第２時間区間２０ｂを経ながら第３時間区間２０ｃが続けられる。即ち、ウェーハに形成された薄膜を安定化させる目的でアニール（anneal）工程が進行される。そして、アニール工程で不純物が追加的にウェーハ上に蒸着されることを防止するだけでなく次の工程のために第１反応チャンバ１０内部を掃除する意味で第３時間区間２０ｃでは第１反応チャンバ１０内に残っている反応後の残留ガスを除去する。第３時間区間２０ｃでは初期状態に第１反応チャンバ１０の圧力を保つので第１及び第２高真空ポンプ１０ａ、１０ｂのみ作動させても充分である。第１反応チャンバ１０が第１乃至第３時間区間２０ａ乃至２０ｃを経る間、第１反応チャンバ１０と連結された第１及び第２ゲートバルブ１０ｃ、１０ｄは第１反応チャンバ１０の状態と関係なく常にオープン状態を保つ。
【００１１】
一方、第１反応チャンバ（図５の１０）が第１及び第２時間区間２０ａ、２０ｂに位置する間、第２反応チャンバ１２はアニール工程とウェーハを加熱して安定化させる第４時間区間２２ａに位置することになる。そして、第１反応チャンバ（図５の１０）が第３時間区間２０ｃに位置する間に第２反応チャンバ（図５の１２）では反応ガスが供給されてウェーハ上に薄膜が形成される第５時間区間２２ｂと薄膜形成後のウェーハのアニール工程が行われる第６時間区間２２ｃが進行される。同時間に第３反応チャンバ（図５の１４）ではアニールと薄膜形成のためにウェーハを一定温度で加熱した後、安定化する第７時間区間２４ａが続けられ、第１反応チャンバ（図５の１０）の第３時間区間２０ｃに該当する時間に第３反応チャンバ（図５の１４）では反応ガスが供給されて薄膜がウェーハ上に形成される（２４ｂ：第８時間区間）。次いで、後続のアニール工程が続けられる（２４ｃ：以下、第９時間区間と称する）。
【００１２】
第２及び第３反応チャンバ（図５の１２、１４）の場合にも第５及び第８時間区間２２ｂ、２４ｂの開始前には初期の圧力形成のため、開始後には流入される反応ガスによる反応チャンバ内の圧力が１．３３３２２３６８４×１０-1Ｐａほどに高まるので反応チャンバの圧力を低めるために第２及び第３低真空ポンプ（図５の１２ｅ、１４ｅ）の動作が要求される。
【００１３】
前述したように従来の技術による複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備において第１乃至第６ゲートバルブ（図５の１０ｃ、１０ｄ、１２ｃ、１２ｄ、１４ｃ、１４ｄ）は第１乃至第３反応チャンバ（図５の１０、１２、１４）に反応ガスが供給されることとは関係なく常にオープンされた状態である。そして第１乃至第６高真空ポンプ（図５の１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂ）と第１乃至第３低真空ポンプ（図５の１０ｅ、１２ｅ、１４ｅ）は常にオン（on）状態である。また、複数個の反応チャンバの各々には直列に連結された２つの高真空ポンプと１つの低真空ポンプが連結されている。高真空ポンプと低真空ポンプとの間には２つのゲートバルブが設けられている。低真空ポンプが実際に使用される時間は各反応チャンバを初期真空状態に形成する時と、反応チャンバに反応ガスが供給される時である。従って、反応ガスが供給される時を除けた他の時間ではほとんど不要となる。従って、従来の技術による半導体装置の製造設備はマルチ反応チャンバとそれに連結されたポンピング設備を構成するに応じる費用とこれら設備等が占める面積を増加させる。よって、ポンピング設備を運用し、維持管理する費用が増加する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的はこのような従来の技術が有する問題点を解決するためのものであって、複数個の反応チャンバとそれに連結されたポンプの使用効率を極大化すると共に設備の体積減少と維持管理の容易な半導体装置の製造設備を提供するにある。
【００１５】
本発明の他の目的は前記半導体装置の製造設備を用いた半導体装置の製造方法を提供するにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の第１実施例による半導体装置の製造設備は、ウェーハトランスファチャンバを具備する。前記トランスファチャンバの一面にはロードロックチャンバが連結されている。前記トランスファチャンバの他面には複数個の反応チャンバが連結されている。前記複数個の反応チャンバの各々には複数個の高真空ポンプが連結されている。前記複数個の高真空ポンプには前記高真空ポンプより少数のゲートバルブが連結されている。前記反応チャンバの高真空ポンプには前記各ゲートバルブと連結される前記反応チャンバより少数の低真空ポンプを具備する。
【００１７】
第１実施例によれば、前記ゲートバルブは前記反応チャンバに各々１つずつ連結されており、前記ゲートバルブと反応チャンバとの間に自動圧力調節器がさらに具備されている。前記目的を達成するため、本発明の第２実施例による半導体装置の製造設備はウェーハトランスファチャンバを具備する。前記ウェーハトランスファチャンバの一面にはロードロックチャンバが連結されている。前記ウェーハトランスファチャンバの他面には複数個の反応チャンバが連結されている。前記複数個の反応チャンバには複数個の高真空ポンプが連結されている。前記複数個の高真空ポンプには前記反応チャンバより少数の低真空ポンプを具備する。
【００１８】
第１及び第２実施例によれば、前記高真空ポンプはターボ（Turbo ）ポンプであり、反応チャンバ内の圧力を１．３３３２２３６８４×１０1Ｐａ〜１．３３３２２３６８４×１０-8Ｐａに保つポンプである。また、前記反応チャンバの数は３つであり、前記低真空ポンプの数は１つである。前記高真空ポンプの数は前記複数個の反応チャンバのそれぞれに２つずつ設けられているので前記反応チャンバの数より多い。前記高真空ポンプは前記複数個の反応チャンバと同数で構成しうる。
【００１９】
前記他の目的を達成するための本発明の第１実施例による半導体装置の製造設備を用いた半導体装置の製造方法は（ａ）前記ロードロックチャンバにローディングされたウェーハをウェーハトランスファチャンバを通して複数個の反応チャンバに順次にローディングする。（ｂ）前記複数個の反応チャンバに各々連結された複数個の高真空ポンプを用いて前記反応チャンバをポンピングする。（ｃ）前記反応ガスがフローされる反応チャンバに連結されているゲートバルブのみを開く。（ｄ）前記該当反応チャンバを低真空ポンプでポンピングする。（ｅ）前記反応ガスフローが終了された後には再び前記ゲートバルブを閉じる。
【００２０】
ここで、前記各ゲートバルブを開く段階、前記反応チャンバをポンピングする段階及びゲートバルブを閉じる段階を前記各反応チャンバ別に繰返し、前記各ゲートバルブを開く時間は前記各反応チャンバ別に時間差をおいて進行する。第１実施例によれば、前記複数個の反応チャンバのうち少なくとも２つの反応チャンバには一定時間前記反応ガスを同時に供給する。前記低真空ポンプとしては少なくとも２つ以上の反応チャンバをポンピングしうる容量を有するポンプを使用する。前記ゲートバルブは前記反応チャンバに反応ガスがフローされる直前にオープンさせる。前記ゲートバルブは反応ガス供給を終了した後、反応チャンバの圧力が十分に低くなった後に閉じる。前記高真空ポンプを使用して前記反応チャンバ内の圧力を１．３３３２２３６８４×１０-2Ｐａ〜１．３３３２２３６８４×１０-8Ｐａに保つ。前記低真空ポンプを使用して前記反応チャンバ内の圧力を１．３３３２２３６８４×１０1Ｐａ〜１．３３３２２３６８４×１０-2Ｐａに保つ。前記反応ガスを所定時間前記複数個の反応チャンバに同時に供給するが、前記ゲートバルブは全てオープンさせて前記複数個の反応チャンバを全て低真空ポンプで常にポンピングする。
【００２１】
前記他の目的を達成するために、本発明の第２実施例による半導体装置の製造設備を用いた半導体装置の製造方法は、（ａ）ロードロックチャンバにローディングされたウェーハをトランスファチャンバを通して複数個の反応チャンバにローディングする。（ｂ）前記複数個の高真空ポンプで前記複数個の反応チャンバをポンピングする。（ｃ）前記複数個の反応チャンバに同時に反応ガスをフローさせながら前記低真空ポンプを用いて持続的に全ての反応チャンバをポンピングする。
【００２２】
前記反応チャンバの圧力を安定化するために前記反応チャンバと前記ゲートバルブとの間に自動圧力調節器を設けられて使用しうる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
まず、図１を参照すれば、本発明の第１実施例による半導体装置の製造設備はトランスファチャンバ３８を中心として前記トランスファチャンバ３８の一面には複数個の反応チャンバ、即ち、第１乃至第３反応チャンバ４０、４２、４４が連結されており、他面には第１、第２ロードロックチャンバ（load lock chamber ）４８、５０が連結されている。前記第１乃至第３反応チャンバ４０、４２、４４には各々複数個の高真空ポンプが並列に連結されている。具体的には各々２つの高真空ポンプが並列に連結されている。前記第１反応チャンバ４０には第１及び第２高真空ポンプ４０ａ、４０ｂが並列に連結されており、前記第２反応チャンバ４２には第３及び第４高真空ポンプ４２ａ、４２ｂが並列に連結されている。そして前記第３反応チャンバ４４には第５及び第６高真空ポンプ４４ａ、４４ｂが並列に連結されている。前記第１乃至第６高真空ポンプ４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂはイオンポンプまたはターボポンプである。
【００２４】
前記複数個の高真空ポンプには高真空ポンプより少数のゲートバルブが直列に連結されているが、具体的には前記第１及び第２高真空ポンプ４０ａ、４０ｂには第１ゲートバルブ４０ｃが連結されており、前記第３及び第４高真空ポンプ４２ａ、４２ｂと第５及び第６高真空ポンプ４４ａ、４４ｂには各々第２ゲートバルブ４２ｃと第３ゲート４４ｃが連結されている。
【００２５】
前記第１乃至第３ゲートバルブ４０ｃ、４２ｃ、４４ｃには前記反応チャンバより少数の低真空ポンプが共同で連結されている。具体的には１つの低真空ポンプ４６が前記第１乃至第３ゲートバルブ４０ｃ、４２ｃ、４４ｃに共通で連結されている。前記低真空ポンプ４６はドライポンプ（dry pump）である。一方、本発明による半導体装置の製造設備の第２実施例として前記第１実施例における装置の構成をより簡単にするため第１乃至第３ゲートバルブ４０ｃ、４２ｃ、４４ｃを除去して前記低真空ポンプを直接前記高真空ポンプに連結して構成することも出来る。
【００２６】
このような構成を有する本発明による半導体装置の製造設備の最大の特徴は従来の技術に比べて全体的な設備の体積が大幅に縮められるということである。本発明による複数個の反応チャンバに連結されたポンプ設備は図１を参照して前述したように複数個の反応チャンバの各々に高真空ポンプは従来と同様に２つずつ連結されているが、ゲートバルブは１つ減った１つずつ連結されている。全体的に３つの反応チャンバの場合３つのゲートバルブを減らすことができる。本発明の場合には３つの反応チャンバを同時に支援する１つの低真空ポンプが連結されている。従って、従来に比べて前記低真空ポンプは同時に複数個の反応チャンバを支援しなければならないので容量が大きく、１つの低真空ポンプを使用して複数個の反応チャンバを支援するので各反応チャンバに個別的に低真空ポンプが連結された時より操作が簡単になる。それだけでなく、設備の全体的な規模と構成要素の減少は設備を取扱うにあたってさらに簡便になる。
【００２７】
前記構成においてポンピング設備の取付費の節減とポンピング能力を高めうる１つの方法として前記第１乃至第３ゲートバルブ４０ｃ、４２ｃ、４４ｃを除去して前記高真空ポンプ、低真空ポンプ及び前記第１乃至第３反応チャンバ４０、４２、４４を直接連結して構成しうる。また、前記第１乃至第３反応チャンバ４０、４２、４４と前記第１乃至第３ゲートバルブ４０ｃ、４２ｃ、４４ｃの間に、工程進行中に前記第１乃至第３反応チャンバ４０、４２、４４の内部の圧力安定化のために自動で圧力を調節しうる手段の１つとして図示しない自動圧力調節器をさらに具備することもできる。
【００２８】
以下、このような構成要素を有する本発明による半導体装置の製造設備を用いる半導体装置の製造方法、例えばウェーハ上に薄膜を形成する工程を添付された図面に基づき詳しく説明する。まず、本発明の第１実施例として前記第１乃至第３反応チャンバ４０、４２、４４のうち２つ以上で同時に工程が進行されない場合である。即ち、前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）で順次的に薄膜形成工程が進行される場合である。図２を参照して第１実施例を説明する。図２は図１の構成を有する本発明による複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備を用いて工程を進行する第１実施例を示した図面であって、具体的には前記第１乃至第３反応チャンバ４０、４２、４４のそれぞれの工程進行状況により前記第１乃至第３ゲートバルブ４０ｃ、４２ｃ、４４ｃの工程進行状況により前記第１乃至第３ゲートバルブ４０ｃ、４２ｃ、４４ｃの開閉動作を示す。図２において横軸は工程進行時間を示す。そして、縦軸は前記第１乃至第３反応チャンバ４０、４２、４４と第１乃至第３ゲートバルブ４０ｃ、４２ｃ、４４ｃを示す。図２において参照符号５２は工程が進行される間に前記第１反応チャンバ（図１の４０）の時間に応じる状態変化を示すタイムチャート（time chart）である。同様に参照符号５４と５６は各々第２及び第３反応チャンバ（図１の４２、４４）の状態変化を示すタイムチャートである。また、参照符号５８、６０、６２は各々前記第１乃至第３ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）のタイムチャートである。前記第１実施例は前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）で薄膜が形成される時間を各々変える。従って前記第１反応チャンバ（図１の４０）のタイムチャート５２を参照して前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）の状態変化に応じる前記第１乃至第３ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）が時間に応じてどのように動作するかを説明する。合わせて、前記低真空ポンプ（図１の４６）の動作（図示せず）も共に説明する。
【００２９】
薄膜形成工程を開始する前に前記ロードロックチャンバ（図１の４８、５０）に位置するウェーハは前記トランスファチャンバ（図１の３８）を経て前記第１反応チャンバ（図１の４０）にローディングされる。前記ウェーハに薄膜を形成するためにはまず薄膜の形成に適当な環境になるように前記ウェーハを一定温度で加熱した後、表面を安定化させることが必要である。このような過程は図２において前記第１反応チャンバ（図１の４０）のタイムチャート５２（以下、第１タイムチャートと称する）の第１時間区間Ｔ１から発生する。前記第１時間区間（Ｔ１）では前記第１反応チャンバ（図１の４０）の内部圧力を１．３３３２２３６８４×１０-5Ｐａ以下に保つ必要がある。このような低い圧力は後続の薄膜形成工程で薄膜に不純物が含まれることを防止して均一な薄膜を形成するためである。引続き、前記第１時間区間（Ｔ１）が終わった後、前記第１反応チャンバ（図１の４０）には反応ガスが供給されてウェーハ上に薄膜が形成される。
【００３０】
前記薄膜形成工程は種々であるが半球形グレイン（Hemi Spherical Grain：以下、ＨＳＧと称する）膜を形成する工程を例とする。従って、前記第１反応チャンバ（図１の４０）に流入される反応ガスとしては前記ウェーハ上に前記ＨＳＧ核を形成するためにシラン（ＳｉＨ4 ）またはジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）を使用する。このような過程は前記第１タイムチャート５２の第２時間区間Ｔ２で進行される。前記第２時間区間Ｔ２の間に前記第１反応チャンバ（図１の４０）の内部には反応ガスが供給されるので前記第１反応チャンバ４０の圧力は初期状態より高い１．３３３２２３６８４×１０-1Ｐａほどとなる。次いで、前記薄膜形成工程が終了された後、前記第１反応チャンバ（図１の４０）内には残留ガスが残っているが、これを除去して後続工程を用意すると共に前記ウェーハ上に形成された薄膜を安定化させるためのアニール（anneal）工程が進行される。前記アニール工程により前記ウェーハ上に形成された前記ＨＳＧ核を形成する。この過程は前記第１タイムチャート５２の第３時間区間Ｔ３の間に起こる。前記第３時間区間Ｔ３においてアニール工程が進行される間、前記第１反応チャンバ（図１の４０）の内部圧力は再び初期状態に戻る。前記第１反応チャンバ（図１の４０）では前記第１乃至第３時間区間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が繰返して進行される。前記第１反応チャンバ（図１の４０）で薄膜形成工程が進行される前記第１乃至第３時間区間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の間に前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）の動作を前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）のタイムチャート５８（以下、第４タイムチャートと称する）を参照して詳しく説明する。前記第１乃至第３ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）は薄膜形成工程が進行されない時は閉じている状態である。前記第１乃至第３ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）は前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）に反応ガスが供給される時点で開く。具体的に説明するため前記第１反応チャンバ（図１の４０）と連結されている前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）を例とすれば、前記第１反応チャンバ（図１の４０）に反応ガスが供給される時点、即ち第２時間区間Ｔ２が始まる時点より若干早い時間、例えば１０秒ほど早くオープンする。従って、前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）は前記第１時間区間Ｔ１の終点当りで開く。前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）は前記第１反応チャンバ（図１の４０）に反応ガスが供給される時間の前記第２時間区間Ｔ２の間に続けて開いた状態となる。前記第２時間区間Ｔ２は本発明の場合約６０秒である。前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）は前記第２時間区間Ｔ２が経過して前記第３時間区間Ｔ３が始まった後に一定時間開いておく。前記第３時間区間Ｔ３では前記ウェーハ上に薄膜が形成された後、前記第１反応チャンバ（図１の４０）に残っているガスの排出とウェーハに形成された薄膜の安定化がなされるが、前記残留ガスを排出する間に前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）は続けて開いておく。本発明の第１実施例においてこの時間は６０秒ほどとなる。この程度の時間で前記第１反応チャンバ（図１の４０）の内部圧力は初期状態のような１．３３３２２３６８４×１０-5Ｐａほどとなる。従って、前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）を開いておく時間は前記第１乃至第３時間区間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３にわたって１３０秒ほどである。
【００３１】
前記第１乃至第３時間区間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の間に前記第１反応チャンバ（図１の４０）と連結されている第１乃至第２高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ）と低真空ポンプ（図１の４６）の動作を詳しく説明する。前記第１及び第３時間区間Ｔ１、Ｔ３で前記第１反応チャンバ（図１の４０）の圧力を１．３３３２２３６８４×１０-5Ｐａほどに保つ。このために前記第１及び第２高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ）をポンピングし続ける。このように前記第１及び第２高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ）のポンピング作用により前記第２時間区間Ｔ２が始まる前に前記第１反応チャンバ（図１の４０）と前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）の間には微量のガスが存在することになり、前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）の間の圧力は多少増加することになる。しかし、前述したように前記第２時間区間Ｔ２が始まる前に前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）が開く。前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）が開くと同時に前記低真空ポンプ４６に連結されるので続く薄膜の形成工程には何らの影響を与えない。前記第２時間区間Ｔ２では前記第１反応チャンバ（図１の４０）に反応ガスが流入されて反応チャンバ内の圧力が１．３３３２２３６８４×１０1Ｐａ〜１．３３３２２３６８４×１０-2Ｐａほどに高まる。前記第２時間区間Ｔ２では反応ガスが反応チャンバに流入され続けるので前記第１及び第２高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ）は過重なロードがかかる。従って、前記第２時間区間Ｔ２では前記第１及び第２高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ）と共に前記低真空ポンプ（図１の４６）を使用する。
【００３２】
前記第１実施例を記述するにあたって、前記第１反応チャンバ（図１の４０）を代表として前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）と第１及び第２高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ）及び低真空ポンプ（図１の４６）の使用を説明した。ところが、前記第１実施例では前記第２及び第３反応チャンバのタイムチャート５４、５６（以下、各々第２及び第３タイムチャートと称する）を見ると分かるように前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）は各々反応ガスが供給される第２時間区間Ｔ２がことなる。従って、前記第１反応チャンバ（図１の４０）の状態変化と関連された前記第１及び第２高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ）と前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）及び低真空ポンプ（図１の４６）の動作は前記第２及び第３反応チャンバ（図１の４２、４４）の場合にも同一に適用しうる。薄膜形成工程が進行されることによる前記第２及び第３ゲートバルブ（図１の４２ｃ、４４ｃ）の動作は図２の第５及び第６タイムチャート６０、６２を参照すればわかりやすい。
【００３３】
前記第１実施例において前記第１反応チャンバ（図１の４０）の圧力を１．３３３２２３６８４×１０-5Ｐａほどに非常に低く保つ必要がある場合には前記第１及び第２高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ）を前記低真空ポンプ（図１の４６）と直列に連結して使用する。しかし、前記第１反応チャンバ（図１の４０）の圧力を１．３３３２２３６８４Ｐａ〜１．３３３２２３６８４×１０-2Ｐａに保つ場合には前記第１及び第２高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ）は不要であり、前記低真空ポンプ（図１の４６）のみあれば前記第１反応チャンバ（図１の４０）で正常に薄膜形成工程を行える。
【００３４】
前記本発明の第１実施例による複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備の使用方法において前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）に流入される反応ガスの量は３０ＳＣＣＭ（Standard Cubic CM ）ほどで比較的少量である。従って、前記第２時間区間Ｔ２で前記低真空ポンプ（図１の４６）にはロードがかからない。結果的に第１実施例の場合には前記低真空ポンプ（図１の４６）はポンプの容量の増加なしに使用しうる。
【００３５】
しかし、前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）のうち少なくとも２つの反応チャンバ（４０、４２）、（４０、４４）、（４２、４４）に同時に反応ガスが供給される場合には前記ポンピングシステムの構成とその使用方法が変わるべきである。まず、本発明の第２実施例による複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備の使用方法を添付された図面に基づき詳しく説明する。
【００３６】
図３は図１の構成を有する複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備を用いる本発明の第２実施例を示した図面である。本発明の第２実施例は２個の反応チャンバ（４０、４２）、（４０、４４）、（４２、４４）に同時に反応ガスを供給する場合に反応チャンバに連結されたポンピング設備を使用する方法である。具体的に、図３を参照すれば、図３の横軸は工程時間を示し、縦軸は前記第１乃至第３反応チャンバ４０、４２、４４と第１乃至第３ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）を示す。図３に示された前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）と前記第１乃至第３ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）のタイムチャート６４、６６、６８、７０、７２、７４（以下、各々第７乃至第１２タイムチャートと称する）を参照すれば第２実施例の工程は前記第１実施例と同一である。即ち、薄膜形成の開始前ウェーハを反応チャンバにローディングし、ウェーハを加熱して表面を安定化させる段階と反応チャンバに反応ガスを供給してウェーハ上に薄膜を形成する段階及び薄膜が形成されたウェーハをアニールする段階とで工程が進行されるという点は前記第１実施例と同一である。
【００３７】
以下、第２実施例の説明において前記ウェーハを加熱して表面を安定化させる段階にかかる時間を第４時間区間Ｔ４とし、前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）に反応ガスを供給してウェーハ上に薄膜を形成する段階にかかる時間を第５時間区間Ｔ５とし、前記薄膜が形成されたウェーハをアニーリングする段階にかかる時間を第６時間区間Ｔ６と称する。
【００３８】
第２実施例では前記第４乃至第６時間区間Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６は前記第１実施例における第１乃至第３時間区間（図２のＴ１、Ｔ２、Ｔ３）と時間の長さが異なる。即ち、前記第２実施例では前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）のうち何れか１つの反応チャンバに反応ガスが供給される時間の前記第５時間区間Ｔ５が前記第１実施例の対応する時間区間の第２時間区間（図２のＴ２）より長い。逆に、第２実施例では前記第４及び第６時間区間Ｔ４、Ｔ６が前記第１実施例の第１及び第３時間区間（図２のＴ１、Ｔ３）より短い。このような結果により第２実施例では前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）に反応ガスが供給される時間の前記第５時間区間Ｔ５は前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）のそれぞれに対して部分的に重なる。
【００３９】
これを少なくとも２つの反応チャンバ（例えば、図１において４０と４２、４０と４４、４２と４４）に反応ガスが同時に供給されて薄膜形成工程が進行されることを意味する。このような状況を前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）を例として説明する。
【００４０】
図３において、前記第１反応チャンバ（図１の４０）の第７タイムチャートを参照すれば、前記第４時間区間Ｔ４では前記第１反応チャンバ（図１の４０）にウェーハがローディングされて薄膜の形成に適合した温度になるまでに前記ウェーハを加熱して安定化させる。この際、前記第２反応チャンバ（図１の４２）では第６時間区間Ｔ６のアニール工程が進行される。引続き、前記第１反応チャンバ（図１の４０）では前記第５時間区間Ｔ５が進行されるが、この時は薄膜形成用ガス、例えば、前記ＨＳＧ核形成用のジシランガスを一定量供給してウェーハ上にＨＳＧ核を蒸着させる。前記第１反応チャンバ（図１の４０）における前記第５時間区間Ｔ５は第１実施例の第２時間区間（図２のＴ２）より余程長い。前記第１反応チャンバ（図１の４０）で前記第５時間区間Ｔ５が進行される間、前記第２反応チャンバ（図１の４２）ではアニール工程の第６時間区間Ｔ６が終了され、新たにローディングされたウェーハを薄膜形成工程に適合した温度になるまで加熱して安定化させる第４時間区間Ｔ４が繋がれる。
【００４１】
前記第７及び第８タイムチャート６４、６６からわかるように前記第２反応チャンバ（図１の４２）から前記第５時間区間Ｔ５が開始された時、前記第１反応チャンバ（図１の４０）はまだ第５時間区間Ｔ５に位置する。そして、前記第１反応チャンバ（図１の４０）で第５時間区間Ｔ５が終了され、第６時間区間Ｔ６がある程度進行されるまで前記第２反応チャンバ（図１の４２）では第５時間区間Ｔ５が進行し続ける。従って、前記第２反応チャンバ（図１の４２）で第５時間区間Ｔ５の開始点から前記第１反応チャンバ（図１の４０）における第５時間区間Ｔ５の終点まで前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）には同時に反応ガスが供給される。前記供給される反応ガスは前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）別に異なっても良い。即ち、前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）から形成される薄膜が異なっても良い。前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）に同時に反応ガスが供給される間に前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）に連結された前記第１及び第２ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ）の作動は第１０及び第１１タイムチャート７０、７２を参照すれば分かるが、具体的には第１実施例と同様に前記第１ゲートバルブ（図１の４０ｃ）は前記第１反応チャンバ（図１の４０）から第５時間区間Ｔ５が進行される数秒前に、例えば、１０秒前に開いて第５時間区間Ｔ５が終了された後、前記第１反応チャンバ（図１の４０）内の圧力が初期圧力ほどになるまで開いて置く。同様に、前記第２反応チャンバ（図１の４２）に連結された前記第２ゲートバルブ（図１の４２ｃ）は前記第２反応チャンバ（図１の４２）が第５時間区間Ｔ５に入る前に開いて前記第５時間区間Ｔ５が終わった後、前記第２反応チャンバ（図１の４２）の内部圧力が初期圧力と同一になるまでまで開いて置く。前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）の第５時間区間Ｔ５の時間長は同一なので前記第１及び第２ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ）を開いて置く時間も同一である。本発明の第２実施例では前記第１及び第２ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ）を約２００秒程度開いておく。前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）に連結された第１乃至第４高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ）のターボまたはイオンポンプはウェーハを前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）にローディングする時からポンピングし続ける。従って、前記第１及び第２ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ）を開くのは前記低真空ポンプ（図１の４６）が動作されるのを意味する。前記低真空ポンプ（図１の４６）は第１実施例とは異なって前記第１及び第２ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ）を通して前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）を一定時間同時にポンピングすべきである。
【００４２】
少数の低真空ポンプを使用して低真空ポンプより多い複数個の反応チャンバに同一な真空状態を形成するために前記低真空ポンプ４６の性能は向上されるべきである。従って、前記第１実施例とは異なって前記第２実施例における低真空ポンプ（図１の４６）、例えばドライポンプ（dry pump）の容量を増加させることが必要である。第２実施例において前記低真空ポンプ（図１の４６）が備えるべき容量は前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）に供給される反応ガスの量に応じて決定されるが、前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）に反応ガスを同時に供給される場合には２倍、前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）に同時に供給される場合には３倍の容量増加が必要である。
【００４３】
例えば、前記第１実施例で前記１つの反応チャンバ、即ち第１反応チャンバ（図１の４０）に３０ＳＣＣＭの反応ガスを供給して前記低真空ポンプ（図１の４６）の容量が１分当り１０、０００リットルのポンピング容量を有するポンプの場合、２つの反応チャンバ、例えば第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）に反応ガスを同時に供給して同一な圧力を保とうとする場合、前記１分当り１０、０００リットルのポンピング容量を有する前記低真空ポンプは少なくとも１分当り１５、０００リットルのポンピング容量が要求される。
【００４４】
前記低真空ポンプ（図１の４６）の容量は前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）に供給される反応ガスの種類と反応温度、前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）の体積と前記第１乃至第４高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ）の容量、排気管のサイズ等を考慮して決定する。
【００４５】
前記第２実施例の説明のために前記第１及び第２反応チャンバ（図１の４０、４２）を選択したが、同一な説明が前記第１及び第３反応チャンバ（図１の４０、４４）や第２及び第３反応チャンバ（図１の４２、４４）または第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）に同時に反応ガスが供給される場合にも適用しうる。
【００４６】
前記第２実施例では少なくとも２つの反応チャンバが一定時間開くが、開く始点と閉じる終点が相反するので、例えば前記第１反応チャンバ（図１の４０）が開いている状態で前記第２反応チャンバ（図１の４２）が開いたり閉じたりすれば、前記第１反応チャンバ（図１の４０）の圧力は瞬間的に変われる。このような圧力変化に対する反応チャンバの衝撃を緩和するために前記第１乃至第３ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）と該当第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）との間に自動圧力調節器を設けて使用しうる。
【００４７】
次いで、本発明の第３実施例による複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備の使用方法を添付された図面に基づき詳しく説明する。図４は本発明の第３実施例による半導体装置の製造設備を用いた半導体装置の製造方法の工程進行を示す図面である。図４の横軸は薄膜の形成工程が進行される時間を示し、縦軸は第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）と第１乃至第３ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）を示す。前記第１及び第２実施例とは異なって本発明の第３実施例は同時に前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）に反応ガスを供給する場合である。
【００４８】
図４を参照して第３実施例における薄膜形成工程の進行を説明する。図４において、横軸は薄膜形成工程の進行時間を示す。そして、縦軸は第１及び第２実施例と同一である。即ち、前記薄膜形成工程が進行される間、状態や動作変化を知りたい部分を示すものあって、このような部分としては前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）と第１乃至第３ゲートバルブ（４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）等が該当される。前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）と第１乃至第３ゲートバルブ（４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）とが薄膜が形成される間にその状態や動作がどのように変わるかについては図４に示されたタイムチャート７６、７８、８０、８２、８４、８６を参照すれば容易に分かる。即ち、前記図４に示されたタイムチャート７６、７８、８０、８２、８４、８６（以下、第１３乃至第１８タイムチャートと称する）は各々前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）と前記第１乃至第３ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）のタイムチャートとなる。前記第１３乃至第１５タイムチャート７６、７８、８０を参照すれば、前記第１実施例の前記第１乃至第３タイムチャート（図２の５２、５４、５６）と前記第２実施例の前記第４乃至第６タイムチャート（図３の６４、６６、６８）と比較すると、前記第１３乃至第１５タイムチャート７６、７８、８０は本発明の第２及び第３実施例とは異なって非常に独特である。
【００４９】
即ち、前記第１３乃至第１５タイムチャート７６、７８、８０の時間区間Ｔ７、Ｔ８は前記第１及び第２実施例の時間区間（図２のＴ１、Ｔ２、Ｔ３、図３のＴ４、Ｔ５、Ｔ６）が３つである反面、２つの時間区間Ｔ７、Ｔ８のみが存在する。前記第１３乃至第１５タイムチャート７６、７８、８０の第７時間区間Ｔ７は前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）に反応ガスが供給される時間を示す。そして、前記第１３乃至第１５タイムチャート７６、７８、８０）の第８時間区間Ｔ８はウェーハ上に薄膜が形成された後、反応ガスの供給を遮断した状態で前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）に残っている残留ガスを反応チャンバの外に排気する時間である。前記第１３乃至第１５タイムチャート７６、７８、８０を参照すれば分かるように、前記第７時間区間Ｔ７は前記第８時間区間Ｔ８に比べて非常に長い。このように前記第３実施例における前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）の薄膜形成工程は反応ガスを供給する動作と、前記反応ガスを供給する動作の間の前記反応チャンバ内の残留ガスを排出する動作とに区分されて進行される。
【００５０】
第３実施例では前述したように前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）に大部の工程を進行する間、同時に反応ガスが供給されるので前記第１乃至第３ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）は常に開いておくべきである。従って、前記第１乃至第３ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）のタイムチャートの前記第１６乃至第１８タイムチャート８２、８４、８６は薄膜の形成工程中変形なく一定することが分かる。第３実施例では前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）の状態及び前記第１乃至第３ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）の状態となるので、前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）に連結された前記第１乃至第６高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂ）及び前記低真空ポンプ（図１の４６）を運用する方法も第１及び第２実施例の場合とは変えるべきである。前記第１乃至第６高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂ）は前記第１及び第２実施例でのように前記薄膜形成工程が進行される間動作させ続ける。また、前記第１乃至第６高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂ）は前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）の圧力を１．３３３２２３６８４×１０−２Ｐａ〜１０-10ほどの低い圧力に保つに使用する。このような目的の前記第１乃至第６高真空ポンプ（図１の４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂ）としてはターボポンプまたはイオンポンプを使用する。
【００５１】
前記低真空ポンプ（図１の４６）は前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）から残留ガスを排出する時間と薄膜の安定化のためのアニーリング時間を除けては反応ガスが供給し続けるので前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）の圧力を一定に保つためにポンピングし続ける。ところが、本発明では前記低真空ポンプ（図１の４６）の数が１台（または１台以上であっても前記工程に参与する反応チャンバより少数）であるためポンピング容量を増加させるべきである。従って、前記低真空ポンプ（図１の４６）を設ける際は前記第１乃至第３反応チャンバ（図２の４０、４２、４４）に流入される反応ガスを同時に排出しうるほどのポンピング容量を有するものを設けて使用する。
【００５２】
前記低真空ポンプ（図１の４６）は前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）の内部圧力を１０-4以上に保つに使用する。このような目的の前記低真空ポンプ（図１の４６）としてドライポンプを使用する。前記第３実施例において前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）が同時に開いて前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）には反応ガスが供給され続ける。従って、前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）は開く時間が閉じる時間より余程長い。従って、前記何れか１つの反応チャンバ、例えば第１反応チャンバ（図１の４０）の開閉動作時には他の反応チャンバ、例えば第２及び第３反応チャンバ（図１の４２、４４）の工程進行圧力に影響を与えうる。これにより、このような圧力変化に応じる影響を最小化するために前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）と前記第１乃至第３ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）との間に圧力を自動で調節しうる手段として自動圧力調節器を設けて使用しうる。
【００５３】
一方、ポンプ設備の取付費を節減し、ポンプ設備のポンピング能力を向上させるために前記第１乃至第３ゲートバルブ（図１の４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ）を除去した後、前記第１乃至第３反応チャンバ（図１の４０、４２、４４）と前記低真空ポンプ（図１の４６）とを直接連結して使用することも出来る。前記第１、第２及び第３実施例の前記薄膜形成工程はジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）を反応ガスとして使用したＨＳＧ膜の形成のためのＨＳＧ核の形成工程や半導体装置の製造工程で形成される全ての薄膜形成工程となれる。
【００５４】
以上、前述したように本発明による複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備及びこれを使用する方法ではゲートバルブ及び低真空ポンプの数を、これを支援する反応チャンバより少数で構成する。そして、必要に応じてはゲートバルブと複数個の反応チャンバとの間に圧力調節手段の１つである自動圧力調節器をさらに具備しうる。また、ポンピング能力の向上のためにはポンプと反応チャンバとを直接連結してポンピング設備を構成することも出来る。このような構成を有する複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備を使用する方法には多くの実施例がありうるが、本発明ではその中３つの実施例を開示する。即ち、第１実施例による複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備を使用する方法は複数個の反応チャンバに供給される反応ガスが相異なる時間に別の反応チャンバに供給されるので従来の構成から前記低真空ポンプの容量の増加なしにポンプの数を減らして使用する方法である。
【００５５】
第２実施例による複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備を使用する方法は時間は短いが、少なくとも二つの反応チャンバに同時に反応ガスが供給される。この際はゲートバルブの開閉周期を選択的に制御して少数の低真空ポンプでとして複数個の反応チャンバの工程を進行しうるが、前記低真空ポンプの数を減らして使用するためには一台当りポンプの容量を増加させるべき方法である。
【００５６】
第３実施例による複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備を使用する方法は複数個の反応チャンバに反応ガスが供給される時間が供給されない時間より余程長く、かつ全ての反応チャンバに反応ガスが供給される場合であって、少数の大容量低真空ポンプを使用して常に排気する方法である。
【００５７】
【発明の効果】
本発明による複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備では全体的に使用するポンプの数が大幅に減少されるので全体的なポンピング設備の設置及び運転費と維持管理費が減少される。また、ポンプの設置面積が大幅に縮められるためクリーンルームのようなポンピング設備を必要とする場所において空間をより効果的に使用しうるだけでなく、ポンピング設備の設置と運営費等が節減される効果がある。
【００５８】
本発明は前記実施例に限定されなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野での通常の知識を有する者により実施可能なのは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例による半導体装置の製造設備であって複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備の反応チャンバとポンプとの構成関係を示した構成図である。
【図２】  本発明の第１実施例による半導体装置の製造設備を用いた半導体装置の製造方法の工程の進行を示した図である。
【図３】  本発明の第２実施例による半導体装置の製造設備を用いた半導体装置の製造方法の工程の進行を示した図である。
【図４】  本発明の第３実施例による半導体装置の製造設備を用いた半導体装置の製造方法の工程の進行を示した図である。
【図５】  従来の技術による半導体装置の製造設備であって複数個の反応チャンバに連結されたポンピング設備の反応チャンバとポンプとの構成関係を示した構成図である。
【図６】  図５の半導体装置の製造設備を用いた半導体装置の製造方法の工程進行を示した図である。
【符号の説明】
３８ トランスファチャンバ（ウェーハトランスファチャンバ）
４０、４２、４４ 反応チャンバ
４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂ 高真空ポンプ
４０ｃ、４２ｃ、４４ｃ ゲートバルブ
４６ 低真空ポンプ
４８、５０ ロードロックチャンバ
【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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【図６】
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