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Dokumentenidentifikation DE69206367T2 25.07.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0532758
Titel CVD VORRICHTUNG ZUM HERSTELLEN VON HALBLEITERN.
Anmelder Semiconductor Process Laboratory, Co. Ltd., Tokio/Tokyo, JP;
Alcan- Tech Co. Inc., Tokio/Tokyo, JP;
Canon Sales Co. Inc., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder MAEDA, Kazuo Semiconductor Process Lab. Co. Ltd., Minato-ku Tokyo 108, JP;
OHIRA, Kouichi Semiconductor Process Lab. Co. Ltd., Minato-ku Tokyo 108, JP;
HIROSE, Mitsuo, Minato-ku Tokyo 108, JP
Vertreter Schwabe, Sandmair, Marx, 81677 München
DE-Aktenzeichen 69206367
Vertragsstaaten DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 12.02.1992
EP-Aktenzeichen 929049807
WO-Anmeldetag 12.02.1992
PCT-Aktenzeichen JP9200135
WO-Veröffentlichungsnummer 9215114
WO-Veröffentlichungsdatum 03.09.1992
EP-Offenlegungsdatum 24.03.1993
EP date of grant 29.11.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.07.1996
IPC-Hauptklasse H01L 21/31
IPC-Nebenklasse H01L 21/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine CVD-Einrichtung vom kontinuierlichen Endlosbahn-Typ zur Herstellung von Halbleiterbauteilen zur Ausbildung einer dünnen Schicht bzw. eines Films auf einem Wafer durch ein chemisches Dampfablagerungsverfahren (CVD), wie es im Anspruch 1 definiert ist.

Zur Filmbildung durch ein CVD-Verfahren im Umfang einer Massenproduktion sind im Prinzip bis zum jetzigen Zeitpunkt:

(1) CVD-Einrichtungen vom Stapelverarbeitungstyp,

(2) kontinuierliche CVD-Einrichtungen einschließlich:

(a) dem Förderertyp,

(b) dem Schwingbalkentyp, und

(3) CVD-Einrichtungen vom Mehrkammertyp eingesetzt worden.

Die CVD-Einrichtung vom Stapelverarbeitungstyp weist eine hohe Massenproduktionsrate auf, ist aber nicht dazu geeignet, ein Verfahren auf der Basis der Erhöhung des Durchmessers eines Wafers und der Produktionssteuerung mit individueller Waferpräzision durchzuführen. Darüber hinaus ist sein Durchsatz wegen geringer Verfahrensgeschwindigkeit nicht unbedingt hoch.

Ferner wird eine CVD-Einrichtung vom Mehrkammertyp, die in Fig. 11(c) gezeigt ist, prinzipiell zur Filmbildung unter verringertem Druck verwendet, und jeweilige Kammern sind unabhängig voneinander vorgesehen. Deshalb sind mehrere verschiedene Verfahrensabläufe möglich und die Flexibilität ist hoch, der Durchsatz ist aber bemerkenswert gering.

Wenn demgemäß eine vergrößerung des Durchmessers des Wafers, ein hoher Durchsatz und ähnliches nötig werden, ist die CVD-Einrichtung vom kontinuierlichen Typ von Haus aus vorteilhaft.

Die Fig. 10(a) zeigt eine CVD-Einrichtung vom kontinuierlichen Endlosbahn-Typ, welche prinzipiell zur Filmbildung bei atmosphärischem Druck verwendet wird. Ein Bezugszeichen 1 bezeichnet ein Förderband, 2 bezeichnet einen Heizeinrichtung, die unter dem Förderband vorgesehen ist, und welche in einem Bereich ist, wo ein Film auf einem Wafer gebildet wird, der vom Förderband 1 getrennt und an diesem befestigt ist, 3 stellt eine Gasdispersionseinheit dar, die über dem Förderband 1 vorgesehen ist, welche als ein Bereich zum Ausbilden eines Films auf einem Wafer dient, und 4a und 4b bezeichnen Kassettenstationen einer Beladesektion und einer Entladesektion. Bei einer solchen Einrichtung werden Wafer auf dem Förderband 1 plaziert und einer nach dem anderen weiterbefördert. Da die Heizeinrichtung 2 fest unter dem Förderband 1 installiert ist, werden die Wafer ferner indirekt durch Bestrahlung erwärmt.

Die Fig. 10(b) zeigt eine CVD-Einrichtung vom kontinuierlichen Typ in einem Schwingbalkensystem, welche prinzipiell zur Filmbildung durch ein Plasma-CVD-Verfahren und ähnliches unter verringertem Druck verwendet wird. Ein Bezugszeichen 5 in der Figur bezeichnet eine Kammer und 6a bis 6h bezeichnen mehrere Wafer-Beladetische, von denen jeder mit einer Heizeinrichtung ausgestattet ist und welche an einem Basistisch 11 befestigt sind. 7a bis 7h bezeichnen acht Schwingbalkenteile, die drehbar um die Drehwelle angeordnet sind, wobei sie die Wafer halten, 8a und 8b bezeichnen Absperrschieber, 9 bezeichnet eine Beladeschleusenkammer, die mit der Kammer 5 durch den Absperrschieber 8a verbunden ist, und 10 bezeichnet eine Kassettenkammer, die mit der Beladeschleusenkammer 9 durch den Absperrschieber 8b verbunden ist.

Ein Film wird unter Verwendung einer solchen Einrichtung so wie unten beschrieben ausgebildet. So wird zunächst ein Wafer aus der Beladeschleusenkammer 9 auf den Wafer-Beladetisch 6a in der Kammer 5 aufgeladen und mittels der unterhalb des Wafer- Beladetisches 6a angeordneten Heizeinrichtung auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt. Dann wird der Wafer nach der Ausbildung eines Films auf dem Wafer, der auf dem Wafer- Beladetisch 6a angeordnet ist durch den Schwingarm 7a gehalten und zum Wafer-Beladetisch 6b bewegt und dort abgeladen, wo eine hierauffolgende Filmausbildung durchgeführt wird. Zu dieser Zeit wird der nächste Wafer ebenfalls aus der Beladeschleusenkammer 9 auf den Wafer-Beladetisch 6a in der Kammer 5 aufgeladen und mittels einer unter dem Wafer-Beladetisch 6a angeordneten Heizeinrichtung auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt. Dann werden Filme auf den Wafern auf den Wafer-Beladetischen 6a und 6b ausgebildet.

Die Wafer werden auf diese Weise der Reihe nach in die Kammer 5 eingebracht und Filme werden kontinuierlich auf den Oberflächen der Wafer ausgebildet, die mittels der Heizeinrichtung auf jeweiligen Wafer-Beladetischen 6a bis 6h erwärmt und thermisch isoliert werden, während die Wafer auf den feststehenden Wafer-Beladetischen 6a bis 6h einer nach dem anderen bewegt werden. Wenn der Wafer sich demgemäß auf den jeweiligen Wafer-Beladetischen 6a bis 6h im Kreis bewegt, wird ein Film aus verschiedenen mehrschichtigen Typen oder z.B. ein Film aus einer einzelnen Schicht mit einer vorbestimmten Filmdicke ausgebildet.

Die oben beschriebene CVD-Einrichtung vom kontinuierlichen Typ, die z.B. aus der JP-A-63-76334 bekannt ist, wirft die folgenden unten beschriebenen Probleme auf.

(1) Was den Fördertyp betrifft, ist es, da der Wafer sich bewegt und die Heizeinrichtung 2 feststeht, schwierig, die Temperatur des Wafers zu messen. Darüber hinaus ist es, da die Heizeinrichtung 2 unter dem Förderband 1 auf irgendeine Weise vom Förderband 1 entfernt installiert ist, unmöglich, die Temperatur des Wafers präzise zu regeln.

(2) Auch beim Schwingbalkentyp ist es, da der Wafer sich von den Wafer-Beladetischen 6a bis 6h entfernt, während er sich bewegt, unvermeidbar, daß die Temperatur des Wafers absinkt. Somit wird der Wafer mitten in der Filmausbildung einem Temperaturzyklus unterworfen und manchmal verbleibt eine Verformung in einem ausgebildeten Film. Da es notwendig ist, den Wafer nochmals zu erwärmen, damit die Wafertemperatur eine vorbestimmte Temperatur erreicht, wenn der Wafer sich von dem Wafer-Beladetisch 6a zum nächsten Wafer-Beladetisch 6b bewegt, dauert es eine Zeit, um die Wafertemperatur zu stabilisieren, was deren Einstellung kompliziert macht.

Das Dokument EP-A-252 667 aus dem Stand der Technik offenbart eine Einrichtung zur chemischen Dampfablagerung. Diese Einrichtung umfaßt eine Gasdispersionseinheit, die aus zwei Gasreaktions-Einbringdüsen und einer Mehrfachdüsenplatte zur Einbringung von Inertgas aufgebaut ist. Dieser Aufbau soll eine Gasverteilung in der Arbeitskammer zur Verfügung stellen, welche ausgeglichen werden sollte und eine gleichmäßige Filmdicke über einen ansehnlichen Bereich der Wafer-Beladeoberfläche garantieren soll.

Das Dokument US-A-3,541,675 aus dem Stand der Technik zeigt eine Chipträgereinrichtung und eine Vorrichtung zum ultrasonischen Schweißen. Um dem Schweißapparat einen elektrischen Strom oder eine elektrische Spannung zur Verfügung zu stellen, werden Elektroden vorgesehen und individuelle Federfinger werden zur Verfügung gestellt, um diese Elektroden zurückzuhalten.

Um die obigen Probleme zu lösen, ist es vorstellbar, daß der Waferhalter, der mit einer Heizeinrichtung ausgestattet ist, fixiert wird und die Gasdispersionseinheit bewegt wird. Es besteht jedoch ein Problem darin, daß es nicht länger möglich ist, die Wafer kontinuierlich im Umfang einer Massenproduktion zu verarbeiten, weil sich die Wafer nicht bewegen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, welche in Hinsicht auf solche bekannten Probleme gemacht worden ist, eine Einrichtung zur Herstellung eines Halbleiterbauteils zur Verfügung zu stellen, bei der der Wafer bewegt werden kann, während die Wafertemperatur bei einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird, und es möglich ist, eine Produktionskontrolle des einzelnen Wafers durchzuführen und Mehrschichtfilme verschiedener Typen auszubilden.

Diese Aufgaben werden durch eine CVD-Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen dieser CVD-Einrichtung werden durch die in den Unteransprüchen aufgelisteten Merkmale definiert.

Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile basieren auf der Tatsache, daß die CVD-Einrichtung vom kontinuierlichen Endlosbahn-Typ zur Herstellung von Halbleiter-Bauteilen die folgenden Merkmale aufweist: einen Waferhalter, der mit einer Heizeinrichtung ausgestattet ist, welche mit Wafer-Beladeoberflächen versehen ist, eine Drehwelle zum Halten des Waferhalters, um ihn zusammen mit der Heizeinrichtung in einer Umfangsrichtung in einer Ebene zu drehen; eine Gasdispersionseinheit zur Abgabe eines Reaktionsgases, wobei die Einheit von dem Waferhalter getrennt ist und eine Reaktionsgas- Abgabeoberfläche hat, die den Wafer-Beladeoberflächen des Waferhalters zugewandt ist, wobei die Einheit aus mehreren Ausgasungsvorrichtungen oder -öffnungen zusammengesetzt ist, die voneinander getrennt sind; ein erstes Elektrodenpaar, das auf der Drehwelle vorgesehen und elektrisch mit der Heizeinrichtung verbunden ist; und ein zweites Elektrodenpaar, das mit dem ersten Elektrodenpaar in Kontakt ist, ohne die Drehung der Drehwelle zu behindern, und das mit einer Energiequelle verbunden ist.

Mit anderen Worten ist der Waferhalter mit einer Heizeinrichtung ausgestattet, wobei das erste Elektrodenpaar, das elektrisch mit der Heizeinrichtung verbunden ist, auf der Drehwelle zum Drehen der Waferhalter vorgesehen ist, und das zweite Elektrodenpaar, das mit der Energiequelle verbunden ist, mit dem entsprechenden ersten Elektrodenpaar so in Kontakt gebracht wird, daß die Drehung der Drehwelle nicht behindert wird. Damit ist es möglich, die Heizeinrichtung zusammen mit dem Wafer zu bewegen, wobei der Heizeinrichtung elektrische Energie zugeführt wird. Demgemäß ist es nicht erforderlich, die Wafertemperatur wieder einzustellen, bis die Filmausbildung vollständig ist, wenn die Wafertemperatur am Anfang auf eine vorbestimmte Temperatur eingestellt ist. Deshalb wird die Wafertemperatur stabilisiert, was es somit möglich macht, die Genauigkeit der Temperatur zur Filmausbildung zu verbessern.

Zweitens hat der Waferhalter eine Scheibenform und hat mehrere Waferbeladeoberflächen entlang des Umfangs, mit der Drehwelle als Zentrum auf der Oberfläche der Scheibe. Da es möglich ist, den Wafer auf etwas zu bewegen, was Endlosbahn genannt wird, ist es möglich, Filme kontinuierlich oder intermittierend auszubilden und einen hohen Durchsatz aufrechtzuerhalten.

Drittens ist der Waferhalter aus mehreren Wafer-Beladetischen aufgebaut, die voneinander getrennt vorgesehen sind, und jeder der Wafer-Beladetische hat Wafer-Beladeoberflächen entlang seines Umfangs, mit der Drehwelle als Zentrum auf einer Ebene. Damit wird es möglich, eine Produktionskontrolle eines einzelnen Wafers durchzuführen, Mehrschichtfilme von verschiedenen Typen auszubilden und eine Filmausbildung mit Flexibilität durchzuführen.

Viertens umfaßt die CVD-Einrichtung zur Herstellung eines Halbleiterbauteils, wie sie gemäß der Erfindung beschrieben wurde, Einrichtungen zum Drehen des Waferhalters mit einer Achse, die senkrecht zur Wafer-Beladeoberfläche an einer Position steht, wo der Wafer im Zentrum gehalten wird, oder Einrichtungen, um den Waferhalter in einer geraden Linie in einer Radialrichtung eines Kreises mit der Achse als Zentrum zu bewegen. Mit anderen Worten dreht sich der Wafer-Beladetisch mit einer Achse, die senkrecht zu einer Wafer-Beladeoberfläche an einer Position steht, wo der Wafer im Zentrum gehalten wird, oder bewegt sich in einer geraden Linie in einer Radialrichtung eines Kreises mit der Achse als Zentrum. Damit wird die Zufuhr des Reaktionsgases zum Wafer sogar in dem Fall gleichmäßig gemacht, wo eine Abweichung in der Zufuhr des Reaktionsgases in einer Ausgasungsoberfläche besteht. Somit ist es möglich, einen Film mit einer gleichmäßigen Filmdicke und einer gleichmäßigen Filmqualität auf dem Wafer auszubilden.

Fünftens ist die Gasdispersionseinheit der CVD-Einrichtung gemäß dieser Erfindung aus mehreren Ausgasungseinheiten aufgebaut, die getrennt voneinander installiert sind, bzw. Einrichtungen zur jeweiligen unabhängigen Zufuhr von Reaktionsgas zu den jeweiligen Ausgasungseinheiten hat. Damit wird es möglich, eine Produktionskontrolle individueller Wafer und die Ausbildung von Mehrschichtfilmen von verschiedenen Typen auf die gleiche Weise durchzuführen, wie in dem Fall, daß mehrere Wafer-Beladetische des Waferhalters getrennt voneinander vorgesehen sind.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei bevorzugte Ausführungsformen erörtert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Strukturansicht zur Erläuterung einer CVD- Einrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die die Details eines elektrischen Kontaktes zur Zufuhr elektrischer Energie zur Heizeinrichtung zeigt, der an der Drehwelle einer CVD- Einrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;

Fig. 3 Ansichten zur Erläuterung der Details einer Gasdispersionseinheit/eines Waferhalters einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Aufsicht zur Erläuterung der Details des Waferhalters der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Aufsicht zur Erläuterung der Details der Gasdispersionseinheit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung der Details der Gasdispersionseinheit/des Waferhalters einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 perspektivische Ansichten zur Erläuterung schematischer Ausgestaltungen einer Gasdispersionseinheit/eines Waferhalters gemäß der zweiten bis zur fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 perspektivische Ansichten zur Erläuterung schematischer Ausgestaltungen einer Gasdispersionseinheit/eines Waferhalters gemäß der sechsten bis zur neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 Diagramme zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterbauteils unter Verwendung einer CVD- Einrichtung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 Strukturansichten (-1) zur Erläuterung einer herkömmlichen CVD-Einrichtung; und

Fig. 11 eine Strukturansicht (-2) zur Erläuterung einer herkömmlichen CVD-Einrichtung.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im weiteren mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden.

(1) Erste Ausführungsform

Fig. 1 und Fig. 2 sind strukturelle Ansichten zur Erläuterung einer allgemeinen Ausgestaltung einer CVD-Einrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 1 eine Seitenansicht und Fig. 2 eine perspektivische Ansicht ist, die das Detail eines elektrischen Kontaktes zur Zufuhr elektrischer Energie zu einer Heizeinrichtung 52 zeigt, der auf einer Drehwelle vorgesehen ist.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 14 einen Roboter zum Überführen eines Waf ers auf eine Lade-/Entladesektion 15 und/oder zum Tragen des Wafers aus der Lade-/Entladesektion 15, welcher sich drehend und vertikal bewegen kann. Die Ladelentladesektion 15 der CVD-Einrichtung lädt den geförderten Wafer auf einen installierten Heber 37, bewegt den Heber 37 vertikal und drehend und lädt den Wafer manchmal auf eine Wafer- Beladeoberfläche eines einzelnen Waferhalters 13e ab und entlädt den mit der Filmbildung fertigen Wafer manchmal von der Wafer- Beladeoberfläche 51.

Ein Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Waferhalter, welcher einen Wafer manchmal auf einer Wafer-Beladeoberfläche 51 fixiert und manchmal den fixierten Wafer von der Wafer-Beladeoberfläche mittels einer Halteverbindungseinrichtung mit einer Saugöffnung 18 und einer Stickstoffgaseinlaßöffnung 19 ablädt, die durch einen rohrförmigen Arm 20 mit einem nicht dargestellten Ablaß verbunden ist. Eine Heizeinrichtung ist ebenfalls in dem Wafer Beladetisch 13 versenkt, um den aufgeladenen Wafer zu erwärmen und thermisch zu isolieren. 21 bezeichnet eine Drehwelle, die in einem Körper mit den Waferhaltern 13 ausgebildet ist, und jeweilige Waferhalter 13 sind mittels des Arms 20 an der Drehwelle 21 befestigt. Ferner sind die Wafer-Beladeoberflächen so hergestellt, daß sie sich um die Drehwelle 21 in einer Ebene drehen, die die Wafer-Beladeoberflächen der Waferhalter 13 einschließt, und zwar durch das Drehen der Drehwelle 21.

12 bezeichnet eine Gasdispersionseinheit, die so installiert ist, daß sie der Wafer-Beladoberfläche des Waferhalters 13 gegenüberliegt. Die Gasdispersionseinheit 12 ist getrennt vom Waferhalter 13 vorgesehen und mit der Basis 26 der Einrichtung fest verbunden. Die Drehwelle 21, die den Waferhalter 13 an einem seiner Enden hält, ist drehbar mit dem Zentralteil der Basis 26 verbunden und das andere Ende der Drehwelle 21 wird innerhalb der Basis 26 aufgenommen.

27 bezeichnet einen Motor, z.B. einen direkt antreibenden Motor, zum Drehen der Drehwelle 21, und 28 bezeichnet Schwingeinheiten, die den Waferhalter 13 in eine geradlinige Hin- und Herbewegung versetzen, mit einer konstanten Periode in radialer Richtung bezüglich der Drehwelle als Zentrum mit der Position, wo der Waferhalter 13 am Bezugspunkt gehalten wird, wobei die Verbindungssektion 36 des Armes sich in Übereinstimmung mit der geradlinigen Hin- und Herbewegung verlängert und zusammenzieht. 29 bezeichnet einen Gleitring, der an dem anderen Ende der Drehwelle 21 zur Übertragung eines elektrischen Signals an ein Solenoidventil zum Umschalten zwischen der Ansaugöf fnung 18 und der Einlaßmündung 19 vorgesehen ist, und 30 bezeichnet einen Gleitring zum Ableiten eines Signals eines Thermoelements zum Messen der Temperatur der Heizeinrichtung. 31 bezeichnet einen Gleitring in Kontakt mit einem Kollektorring 32, der mit einer nicht-dargestellten Energiequelle zum Anlegen von Gleich- oder Wechselspannung zu den Heizeinrichtungen der Waferhalter 13 verbunden ist, welche sich zusammen mit der Drehwelle 21 drehen, und dieser Gleitring 31 ist ferner mit einem Paar Kollektorringen (und dem zweiten Elektrodenpaar) 35a und 35b in Kontakt, die so bezüglich der positiven/negativen Polaritäten einem Paar von Gleitringen (des ersten Elektrodenpaares) 34a und 34b entsprechen, welche an der Drehwelle 21 befestigt sind und zusammen mit der Drehwelle 21, wie in Fig. 2 gezeigt, rotieren. Daneben ist es im Fall der Bereitstellung mehrerer einzelner Heizeinrichtungen ebenfalls möglich, mehrere Paare von Gleitringen 34 an der Drehwelle 21 in Übereinstimmung mit den jeweiligen Heizeinrichtungen vorzusehen. Ferner wird eine Drehverbindungseinrichtung bei jedem der Gleitringe 29, 30, 34a und 34b eingesetzt, so daß die Drehung der Drehwelle 21 nicht behindert wird.

Bei einer CVD-Einrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, ist der Waferhalter 13 mit einer Heizeinrichtung 52 ausgestattet und ein Paar Kollektorringe 35a und 35b, die mit einer Energiequelle verbunden sind, werden mit dem Paar der Gleitringe 34a und 34b in Kontakt gebracht, das mit der Heizeinrichtung 52 verbunden ist und sich zusammen mit der Drehwelle 21 dreht, so daß die Drehung der Drehwelle 21 nicht behindert wird.

Da der Wafer somit auf etwas bewegt wird, das Endlosbahn genannt wird, ist es möglich, Filme kontinuierlich oder intermittierend auszubilden und einen hohen Durchsatz aufrechtzuerhalten. Ferner kann die Heizeinrichtung zusammen mit der Heizeinrichtung 52 bewegt werden, wobei elektrische Energie zur Heizeinrichtung zugeführt wird. Deshalb ist es, wenn die Wafertemperatur am Anfang auf eine vorbestimmte Temperatur festgesetzt wird, nicht notwendig, die Wafertemperatur wieder einzustellen, bis die Filmbildung vollständig ist. Demgemäß wird die Wafertemperatur stabilisiert, was es möglich macht, die Genauigkeit der Temperatur zur Filmbildung zu verbessern.

(2) Zweite bis neunte Ausführungsform

Die Fig. 7(a) bis (d) und die Fig. 8(e) bis (h) sind schematische perspektivische Ansichten, die Ausbildungen von Gasdispersionseinheiten/Waferhaltern einer CVD-Einrichtung gemäß der zweiten bis zur neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jeweils darstellen. Das heißt:

(a) CVD-Einrichtung mit nach unten gerichteter Waferbeladeoberfläche.

(i) Einzel-Gasdispersionseinheit 12a/Einzelwaferhalter 13a (Fig. 7(a))

(ii) Block-Gasdispersionseinheit 12b/Blockwaferhalter 13b (Fig. 7(b))

(iii) Block-Gasdispersionseinheit 12c/Einzelwaferhalter 13c (Fig. 7(c))

(iv) Einzel-Gasdispersionseinheit 12d/Blockwaferhalter 13d (Fig. 7(d))

(b) CVD-Einrichtung mit nach oben gerichteter Waferbeladeoberfläche.

(i) Einzel-Gasdispersionseinheit 12e/Einzelwaferhalter 13e (Fig. 8(e))

(ii) Block-Gasdispersionseinheit 12f/Blockwaferhalter 13f (Fig. 8(f))

(iii) Block-Gasdispersionseinheit 129/Einzelwaferhalter 139 (Fig. 8(g))

(iv) Einzel-Gasdispersionseinheit 12h/Blockwaferhalter 13h (Fig. 8(h))

Jeweilige CVD Einrichtungen mit verschiedenen Kombinationen der oben genannten Gasdispersionseinheiten/Waferhalter werden im weiteren im Detail beschrieben werden.

(a) Die zweite Ausführungsform

Fig. 3 bis Fig. 5 sind strukturelle Ansichten zur Erläuterung von Ausgestaltungen der Gasdispersionseinheit 12/des Waferhalters 13 und deren äußerer Abschnitte bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 3 (a) und (b) zeigen eine Einzel-Gasdispersionseinheit 12a/- Einzelwaferhalter 13a, der in Fig. 7 (a) gezeigt wird und den äußeren Abschnitt davon, die Fig. 4 ist eine Aufsicht auf den Einzelwaferhalter 13a und die Fig. 5 ist eine Aufsicht auf eine Einzel-Gasdispersionseinheit 12a.

In den Fig. 3 (a) und (b) bezeichnen 16a bis 16f voneinander getrennte Wafer-Beladetische des Einzelwaferhalters 13a, der in Fig. 7 (a) gezeigt ist, sie befestigen den Wafer auf der Wafer-Beladeoberfläche und/oder entladen den befestigten Wafer von der Wafer-Beladeoberfläche mittels Halteeinrichtungen, die mit der Saugöf fnung 18 und der Einlaßöffnung 19 des Stickstoffgases verbunden sind, die in Fig. 1 gezeigt ist, wobei beide durch die rohrförmigen Arme 20a bis 2of mit einer nicht dargestellten Abblasvorrichtung verbunden sind.

Ferner ist eine Heizeinrichtung einzeln in jeweiligen Wafer-Beladetischen 16a bis 16f versenkt, so daß elektrische Energie zu den jeweiligen Heizeinrichtungen unabhängig zugeführt werden kann, um die Wafer zu erwärmen und thermisch zu isolieren, die auf den jeweiligen Wafer-Beladetischen 16a bis 16f aufgeladen sind. Ferner sind die jeweiligen Wafer-Beladetische 16a bis 16f an der Drehwelle 21 mittels der Arme 20a bis 20f befestigt. Auch sind die Wafer-Beladeoberf lächen so angeordnet, daß sie sich um die Drehwelle 21 auf einer Ebene drehen, die die Wafer-Beladeoberflächen jeweiliger Wafer Beladetische 16a bis 16f einschließt, und zwar durch das Drehen um die Drehwelle 21.

17b bis 17f bezeichnen Ausgasungseinheiten, die so vorgesehen sind, daß sie den Wafer-Beladeoberflächen der Wafer- Beladetische 16a bis 16f gegenüberliegen, welche getrennt von den Wafer-Beladetischen 16a bis 16f vorgesehen sind und an der Basis 26, die in Fig. 1 gezeigt ist, befestigt sind. Ferner haben jeweilige Ausgasungseinheiten 17b bis 17f Gasduschen 22b bis 22f zur Zufuhr des Reaktionsgases auf die Wafer- und Gassammeleinheiten 23b bis 23f zum Sammeln von fertig reagiertem Gas, wie in typischer Art durch die in Fig. 3 (b) gezeigte Gas- Ausgasungseinheit 17f gezeigt ist, und Reaktionsgas-Einlaßöffnungen 24b bis 24f sind mit den Gasduschen 22b bis 22f verbunden und Gasablaßöffnungen 25b bis 25f sind mit den Gassammeleinheiten 23b bis 23f verbunden.

Ferner ist der mit der Energiequelle verbundene Schleifring 31 in Fig. 1 mit einem Paar von Kollektorringen (das zweite Elektrodenpaar) 35a und 35b verbunden, welche in Kontakt sind, um so bezüglich der positiven und negativen Polaritäten den Schleifringen (des ersten Elektrodenpaares) 34a und 34b zu entsprechen, die auf der Drehwelle 21 vorgesehen sind und mit der Drehwelle 21 rotieren. Daneben sind nur die schleifringe 34a und 34b, die mit der Heizeinrichtung des Wafer-Beladetisches 16a verbunden sind in Fig. 3 (a) gezeigt, aber Schleifringe, die mit den Heizeinrichtungen anderer Wafer-Beladetische 16b bis 16f verbunden sind, sind ebenfalls an der Drehwelle 21 vorgesehen. Ferner wird ein Drehverbinder an einer elektrischen Kontaktsektion eines jeden der Schleifringe 29, 30, 34a und 34b eingesetzt, so daß die Drehung der Drehwelle 21 nicht behindert wird.

Des weiteren bezeichnen 28a bis 28f in Fig. 4 Schwingeinheiten, die getrennt von der Basis 26 vorgesehen sind und sich zusammen mit der Drehung der Drehwelle 21 drehen. Diese Schwingeinheiten 28a bis 28f führen die Bewegung der Wafer Beladetische 16a bis 16f jeweils in einer Radialrichtung, mit der Drehwelle 21 als Zentrum, d.h. die geradlinige Hin- und Herbewegung mit der Position, wo die Wafer-Beladetische 16a bis 16f gehalten werden, als Zentrum. Hier ist der Wafer-Beladetisch 16a am Lade-/Entladeabschnitt 15 positioniert, wo der Heber 37, wie in Fig. 1 gezeigt, installiert ist, und ein Wafer wird vom Roboter 14 angeliefert und der Film ist noch nicht ausgebildet.

Ferner bezeichnen 17b bis 17f in Fig. 5 Ausgasungseinheiten, die so vorgesehen sind, daß sie den Wafer-Beladetischen 16a bis 16f, die in Fig. 4 gezeigt sind, gegenüberliegen. Die Ausgasungseinheiten sind fest entlang eines Umkreises mit der Drehwelle 21 als Zentrum bereitgestellt und Ausgasungsabschnitte der jeweiligen Ausgasungseinheiten 17b bis 17f sind vorgesehen, während sie in eine Vielzahl von Schlitzen in einer Richtung unterteilt sind, die senkrecht zur Radialrichtung liegt, mit der Drehwelle 21 als Zentrum.

Bei einer Einrichtung zur Herstellung eines Halbleiterbauteils gemäß der zweiten Ausführungsform wie sie oben beschrieben wurde, wird es möglich, die Produktionskontrolle des einzelnen Wafers und die Ausbildung von Mehrschichtfilmen verschiedener Typen durch die Zurverfügungstellung von mehreren Wafer-Beladetischen 16a bis 1gb und Ausgasungseinheiten 17b bis 17f durchzuführen, die voneinander getrennt sind.

Ferner führen jeweilige Wafer-Beladetische 16a bis 16f jeweils einzeln eine geradlinige Hin- und Herbewegung in einer Ebene aus, die in einer Richtung senkrecht zu der Matrix der schlitzförmigen Ausgasungsabschnitte liegt. Demgemäß wird die Zufuhr von Reaktionsgas zum Wafer sogar dann einheitlich durchgeführt, wenn es eine Abweichung in der Zufuhr des Reaktionsgases in einer Ausgasungseinheit 17b ..., oder in einer Ausgasungsoberfläche von 17f gibt, wodurch es möglich wird, einen Film von gleichmäßiger Filmdicke und Filmqualität auf dem Wafer auszubilden.

Obwohl die oben beschriebene zweite Ausführungsform eine Wafer-Beladeoberfläche aufweist, die nach unten gerichtet ist, ist die vorliegende Erfindung ebenfalls auf eine solche anwendbar, welche eine Wafer-Beladeoberfläche aufweist, die nach oben gerichtet ist, wie sie in Fig. 8 (c) als vierte Ausführungsform gezeigt ist.

Als nächstes wird ein Verfahren zur Ausbildung eines isolierenden Filmes, der aus zwei Schichten besteht, unter Verwendung der in Fig. 1 gezeigten CVD-Einrichtung mit oben beschriebenen Einzel-Gasdispersionseinheit 12a/Einzelwaferhalter 13a mit Bezug auf Fig. 1 bis Fig. 4 und Fig. 9 (c) beschrieben werden. In diesem Fall wird ein isolierender Film, der aus zwei Schichten CVD-SiO&sub2;-Film/PSG-Film mit einer vorbestimmten Filmdicke besteht, auf dem Wafer 33 ausgebildet, während der Einzelwaferhalter 13a sich um die Drehwelle 21 herum bewegt, wie in Fig. 9 (a) gezeigt ist. Daneben deutet in Fig. 9 (c) A eine vorbestimmte Filmdicke eines CVD-SiO&sub2;-Films an, der auf dem Wafer 33 ausgebildet wird, und B deutet eine vorbestimmte Filmdicke eines PSG-Filmes an.

Zuerst wird der erste Wafer 33 von der Kassettenstation zum Belade-/Entladeabschnitt 15 transpgrtiert und mittels des Roboters 14 auf den Heber 37 geladen.

Dann wird der Heber 37 angehoben, damit der erste Wafer 33 mit der Wafer-Beladeoberfläche des Wafer-Beladetisches 16a, der in Fig. 3 (a) gezeigt ist, in Kontakt kommt, Gas wird durch die Ansaugöffnung 18 abgeblasen, ein Signal wird entsprechend der Halteeinrichtung des Wafer-Beladetisches 16a auf den Gleitring 29 übertragen und das Solenoidventil wird geöffnet, um den ersten Wafer 33 auf die Wafer-Beladeoberfläche mittels der Halteeinrichtung aufzuladen und dort zu befestigen. Zu diesem Zeitpunkt wird den Heizeinrichtungen aller Wafer-Beladetische 16a bis 16f durch die Kollektorringe 35a, 36b, ... entsprechend den Heizeinrichtungen der jeweiligen Wafer-Beladetische 16a bis 16f elektrische Energie zugeführt, wodurch die Temperatur der Wafer-Beladeoberflächen aller Wafer-Beladetische 16a bis 16f bei ungefähr 350ºC gehalten wird.

Als nächstes wird, nachdem die Temperatur des ersten Wafers 33 ungefähr 350ºC erreicht, die Drehwelle 21 gedreht und der Wafer-Beladetisch 16a wird an einer Position unmittelbar über der Ausgasungseinheit 17f angehalten, und zur selben Zeit wird ein Mischgas aus TEOS-O&sub3; als Reaktionsgas aus der Gasdusche 22f abgelassen. Zu diesem Zeitpunkt erreicht die Wachstumsrate des SiO&sub2;-Filmes ungefähr 2000 Å und ein SiO&sub2;-Film mit einer Filmdicke von ungefähr 2000 Å, was ungefähr die Hälfte der angestrebten Filmdicke ist, wird auf dem ersten Wafer 33 ausgebildet. Da der Wafer-Beladetisch lga sich in einer geradlinigen Hin- und Herbewegung in Radialrichtung mit einer Position, wo er gehalten wird, als Zentrum während der Filmbildung bewegt, wird ferner das Reaktionsgas einheitlich auf den ersten Wafer 33 zugeführt und die Filmdicke und die Filmqualität des ausgebildeten SiO&sub2;- Filmes werden einheitlich. In der Zwischenzeit wird, genauso wie oben, der zweite Wafer auf den Wafer-Beladetisch 16 aufgeladen, der sich am Belade-/Entladeabschnitt 15 befindet und wird erwärmt, so daß die Temperatur des zweiten Wafers ungefähr 350ºC erreicht.

Als nächstes wird die Drehwelle 21 gedreht und die Wafer- Beladetische 16b und 16a werden an Positionen angehalten, die jeweils unmittelbar über den Ausgasungseinheiten 17f bzw. 17e liegen. Da der zweite Wafer die Temperatur von ungefähr 350ºC schon erreicht hat, ist es möglich, sofort mit der Filmbildung beginnen. Wenn Mischgas aus TEOS-O&sub3; unmittelbar als Reaktionsgas aus den Gasduschen 22f und 22e abgelassen wird und dieser Zustand für ungefähr eine Minute aufrechterhalten wird, wird somit ein Si0&sub2;-Film mit einer angestrebten Filmdicke von ungefähr 4000 Å auf dem ersten Wafer 33 ausgebildet und ein SiO&sub2;-Film mit einer Filmdicke von ungefähr 2000 Å, welches ungefähr die Hälfte der angestrebten Filmdicke ist, wird auf dem zweiten Wafer ausgebildet. Nebenbei wird in der Zwischenzeit der dritte Wafer auf den Wafer-Beladetisch 16c aufgeladen, der sich am Lade-/Entladeabschnitt 15 befindet, und der dritte Wafer wird auf ungefähr 350ºC erwärmt.

Dann wird die Drehwelle 21 gedreht und die Wafer-Beladetische 16c, 16b und 16a werden an Positionen angehalten, die jeweils unmittelbar über den Ausgasungseinheiten 17f, 17e bzw. 17d liegen. Da der dritte Wafer zu diesem Zeitpunkt schon die Temperatur von ungefähr 350ºC erreicht hat, ist es möglich, unmittelbar mit der Filmausbildung zu beginnen. Wenn Mischgas aus TEOS-O&sub3; und TMPO unmittelbar als Reaktionsgas von den Gasduschen 22f, 22e und 22d abgelassen wird und dieser Zustand für ungefähr eine Minute aufrechterhalten wird, wird ein PSG- Film mit einer Filmdicke von ungefähr 2000 Å, was ungefähr ein Drittel der angestrebten Filmdicke ist, auf dem ersten Wafer 33 ausgebildet, und ein SiO&sub2;-Film mit einer angestrebten Filmdicke von ungefähr 4000 Å wird auf dem zweiten Wafer ausgebildet. Ferner wird ein SiO&sub2;-Film mit einer Filmdicke von ungefähr 2000 Å, was ungefähr die Hälfte der angestrebten Filmdicke ist, auf dem dritten Wafer ausgebildet.

Auf diese Weise werden die Wafer einer nach dem anderen auf die Wafer-Beladetische 16d bis 16f gesetzt und ein isolierender Film, der aus zwei Schichten, SiO&sub2;-Film/PSG-Film besteht, wird auf dem Wafer ausgebildet. Dann, wenn der erste Wafer 33 zum Lade-/Entladeabschnitt 15 zurückkehrt, nachdem er wieder um die Drehwelle 21 herumgegangen ist, wird ein SiO&sub2;-Film/PSG-Film mit einer angestrebten Filmdicke auf dem ersten Wafer 33 ausgebildet. Da die Wafer-Temperatur in der Zwischenzeit immer bei einer konstanten Temperatur gehalten wird, ist die Stabilität der Wafer-Temperatur für die Filmbildung sehr hoch.

Als nächstes wird, wenn der Heber 37 angehoben wird, entsprechend der Halteeinrichtung des Wafer-Beladetisches 16a ein Signal zum Schleifring 29 gesandt, das Solenoidventil der Ansaugöffnung 18 wird geschlossen und Stickstoffgas wird durch das Öffnen der Einlaßöffnung 19 für Stickstoffgas zur Halteeinrichtung geschickt, der erste Wafer 33 verläßt die Wafer-Beladeoberfläche und wird auf den Heber aufgeladen. Dann wird der erste Wafer 33 mittels des Roboters 14 zur Kassettenstation herausgetragen. Auf eine solche Weise wird der SiO&sub2;-Film/PSG-Film mit einer vorbestimmten Filmdicke nach und nach auf dem Wafer ausgebildet und dieser wird in der Kassettenstation gesammelt.

Wie oben beschrieben, wird gemäß des Verfahrens zur Ausbildung eines SiO&sub2;-Filmes unter Verwendung des Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterbauteils bei der zweiten Ausführungsform die Zeit zum Beladen/Entladen praktisch nicht benötigt, wodurch es möglich wird, einen hohen Durchsatz aufrechtzuerhalten.

Ferner wird es möglich, die Herstellung einzelner Wafer durch das Vorsehen mehrerer Wafer-Beladetische 16a bis 16f und Ausgasungseinheiten 17b bis 17f, die voneinander getrennt sind, zu kontrollieren.

Weiterhin werden mehrere Wafer-Beladetische 16a bis 16f dazu gebracht, einzeln auf der oben genannten Ebene eine geradlinige Hin- und Herbewegung durchzuführen, mit den jeweiligen Positionen, wo sie gehalten werden, als Zentren. Deshalb wird das Reaktionsgas, sogar wenn eine Abweichung der Zufuhr des Reaktionsgases auftritt, dem Wafer gleichmäßig zugeführt. Ferner wird die Wafer-Temperatur immer konstant gehalten, da die Heizeinrichtungen zusammen mit den Wafern bewegt werden, wodurch eine hohe Temperaturstabilität erreicht wird. Damit ist es möglich, einen Wafer mit einer einheitlichen Filmdicke und Filmqualität auf dem Wafer auszubilden.

Daneben wird beim oben genannten Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils ein aus zwei Schichten bestehender isolierender Film unter Verwendung von zwei Typen von Reaktionsgasen ausgebildet. Wie in Fig. 9 (a) gezeigt, ist es jedoch ebenfalls möglich, einen Einzelfilm auf dem Wafer auszubilden, während der Wafer herumgeht, und zwar durch das Zuströmen eines Typs eines Reaktionsgases zu vorbestimmten Ausgasungseinheiten 17b bis 17f.

Weiter ist es, wie in Fig. 9 (b) gezeigt, möglich, einen einzelnen Film durch ein Verfahren auszubilden, das einem solchen Stapelsystem gleicht, wo Filme gleichzeitig auf den Wafern 40 bis 44 unter Verwendung eines Typs eines Reaktionsgases ausgebildet werden, nachdem die Wafer vorher auf alle Wafer- Beladetische 16a bis 16f gesetzt worden sind.

(b) Dritte Ausführungsform

Die Fig. 6 ist eine Strukturansicht zur detaillierten Erläuterung der Ausgestaltung einer Gasdispersionseinheit/eines Waferhalters gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche für die CVD-Einrichtung verwendet wird, die in Fig. 1 gezeigt ist. Die Ausgestaltung umfaßt eine Kombination einer Block-Ausgasungseinheit 12b/eines Block-Waferhalters 13b, wie in Fig. 7 (b) gezeigt.

In Fig. 6 bezeichnet 13b einen Scheiben-Waferhalter und der Waferhalter 13b ist an der Drehwelle 21 am Mittelteil der Scheibe befestigt und die Scheibenoberfläche um die Drehwelle 21 ist als Wafer-Beladeoberfläche ausgebildet, auf welcher mehrere Wafer aufgeladen werden können, wobei die Wafer auf eine solche Weise aufgeladen werden, daß sie nach unten gerichtet sind. Ein Satz Heizeinrichtungen ist in einem oberen Teil dieser Wafer- Beladeoberfläche versenkt, so daß er die Drehwelle 21 umgibt, und er wird nicht abgeteilt. Ferner werden die Wafer auf der Wafer-Beladeoberfläche erwärmt und thermisch durch die Heizeinrichtung isoliert. 12b bezeichnet eine Scheiben- Gasdispersionseinheit, die an der Basis 26 befestigt ist, welche von der Drehwelle 21 und dem Waferhalter 13b getrennt und so vorgesehen ist, daß sie der Wafer-Beladeoberfläche des Waferhalters 13b gegenüberliegt, und radiale Schlitze mit der Drehwelle 21 als Zentrum sind als Ausgasungsabschnitte in dem Bereich vorgesehen, der der Wafer-Beladefläche gegenüberliegt.

Ferner ist zum Sammeln des Reaktionsgases, welches von den Ausgasungsabschnitten abgegeben wird, eine Gassammeleinheit, die der in Fig. 3(b) gezeigten gleicht, im Umfangsabschnitt der Ausgasungsabschnitte vorgesehen, wobei sie die Ausgasungsabschnitte umgibt. Weiterhin bezeichnet 14 einen Roboter zum Laden eines Wafers auf die Wafer-Beladeoberflächedes Waferhalters 13b, welcher an der Position des Lade/Entladeabschnittes 15 angekommen ist, und der dazu verwendet wird, daß ein Wafer die Wafer-Beladeoberf läche des Waferhalters 13 verlißt, welcher an der Position des Lade-/Entladeabschnittes 15 angekommen ist.

Bei der Einrichtung zur Herstellung eines Halbleiterbauteils gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Zeit zum Laden/Entladen praktisch nicht benötigt, was es möglich macht, einen hohen Durchsatz beizubehalten.

Weiterhin wird die Wafer-Temperatur immer konstant gehalten, da es möglich ist, die Heizeinrichtung zusammen mit dem Wafer zu bewegen, was in einer hohen Temperaturstabilität resultiert. Damit ist es möglich, einen Film mit einer einheitlichen Filmdicke und Filmqualität auf dem Wafer auszubilden.

Obwohl eine Wafer-Beladeoberfläche, die nach unten gerichtet ist, bei der oben genannten dritten Ausführungsform zur Verfügung gestellt wird, ist die vorliegende Erfindung indes ebenfalls auf diejenigen anwendbar, bei denen die Wafer- Beladeoberfläche nach oben gerichtet ist, wie in Fig. 8 (f) als fünfte Ausführungsform gezeigt ist.

Als nächstes wird ein Verfahren zur Ausbildung eines einfachen CVD-SiO&sub2;-Filmes auf dem Wafer unter Verwendung der oben genannten CVD-Einrichtung mit Bezug auf die Fig. 1, Fig. 2, Fig. 6 und Fig. 9 (b) beschrieben werden. In diesem Fall werden, wie in Fig. 9 (b) gezeigt, mehrere Wafer vorher auf dem Waferhalter 13b zur selben Zeit aufgeladen und ein einzelner CVD-SiO&sub2;-Film mit einer vorbestimmten Filmdicke wird ausgebildet, während der Waferhalter 13b um die Drehwelle herum läuft. Das Verfahren ähnelt einem Verfahren zur Filmausbildung mittels einer Stapelverarbeitung. Daneben deutet A in Fig. 9 (b) eine anzustrebende Filmdicke des CVD-SiO&sub2;-Filmes an. Weiterhin wird ein Fall, bei dem die Schwingeinheiten nicht vorgesehen sind, bei der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden.

Zuerst wird ein Signal entsprechend der Halteeinrichtung jeder Wafer-Beladeoberfläche zum Gleitring 29 gesandt, fünf Waferscheiben 40 bis 44 werden zum Lade-/Entladeabschnitt getragen und auf die Wafer-Beladeoberfläche auf dem Waferhalter 13f in abfolgender Reihenfolge mittels des Roboters 14 aufgeladen, während das Gas aus der Ansaugöffnung 18 durch das Öffnen des Solenoidventils ausgeblasen wird, und jeweilige Wafer 40 bis 44 werden auf die Wafer-Beladeoberflächen mittels der Halteeinrichtung befestigt. Weiterhin wird der Heizeinrichtung elektrische Energie zugeführt, um so die Wafer 40 bis 44 auf den Waferbeladeoberf lächen zu erwärmen.

Nachdem die Temperatur der jeweiligen Wafer ungefähr 350ºC erreicht hat, wird als nächstes ein Mischgas aus TEOS-O&sub3; als Reaktionsgas aus dem Ausgasungsabschnitt der Gasdispersionseinheit 12b abgelassen und die Drehwelle 21 wird mit einer Geschwindigkeit von etwa einer Umdrehung pro Minute gedreht, während die Wafer-Temperatur bei ungefähr 350ºC gehalten wird. Wenn die Filmausbildungsrate auf ungefähr 2000 Å/Minute eingestellt wird, wird nun ein CVD-SiO&sub2;-Film mit einer angestrebten Filmdicke von ungefährt 8000 Å einheitlich auf jeweiligen Wafern 40 bis 44 ausgebildet, nachdem die Drehwelle 21 viermal umgelaufen ist.

Als nächstes werden die Wafer 40 bis 44 einer nach dem anderen von dem Waferhalter 13b durch ein Verfahren entfernt, das demjenigen des Beladens der Wafer 40 bis 44 entgegengesetzt ist, nachdem das Reaktionsgas, das der Gasdispersionseinheit 12 zugeführt wird, gestoppt ist. Mit anderen Worten wird ein Signal entsprechend der Halteeinrichtung des Waferhalters 13b zum Gleitring 29 gesandt, wodurch das Solenoidventil der Ansaugöffnung 18 geschlossen wird, und zur selben Zeit wird das Ventil der Einlaßöffnung 19 für das Stickstoffgas geöffnet, um Stickstoffgas zur Halteeinrichtung zu schicken. Somit werden die jeweiligen Wafer 40 bis 44 von den Wafer-Beladeoberflächen abgeladen und nacheinander mittels des Roboters 14 zur Kassettenstation hinausgetragen. Es ist somit möglich, CVD-SiO&sub2;- Filme mit einer vorbestimmten Filmdicke auf einmal auf den Wafern 40 bis 44 auszubilden.

Wie oben beschrieben, wird gemäß der Methode der Ausbildung eines CVD-SiO&sub2;-Films unter verwendung der CVD-Einrichtung nach der dritten Ausführungsform der Durchsatz begrenzt, weil Zeit zum Laden/Entladen benötigt wird. Da nur ein System für die Energieversorgung der Zufuhrleitungen für das Reaktionsgas und der Heizeinrichtungen genügen wird, kann jedoch der Betrieb und die Wartung der Einrichtung leicht durchgeführt werden.

Ferner wird die Heizeinrichtung zusammen mit dem Wafer bewegt. Somit wird die Wafer-Temperatur immer konstant gehalten und die Temperaturstabilität ist hoch. Damit ist es möglich, einen Film auszubilden, der eine einheitliche Filmdicke und Filmqualität auf dem Wafer hat.

Nebenbei bemerkt werden gemäß dem oben genannten Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils die Filme durch ein Verfahren ausgebildet, das demjenigen eines Stapelverarbeitungssystems gleicht, bei welchem die Filme auf den Wafern 40 bis 44 zur selben Zeit ausgebildet werden, nachdem die Wafer 40 bis 44 vorher auf alle Wafer-Beladeoberflächen des Waferhalters 13 gesetzt wurden. Jedoch ist es ebenfalls möglich, die Wafer nacheinander auf die Waferhalter 13b zu setzen und einen Film mit einer vorbestimmten Fumdicke auszubilden, während der Wafer um die Drehwelle 21 herumläuft, wie in Fig. 9 (a) gezeigt.

Ferner ist es ebenfalls möglich, Block-Gasdispersionseinheiten 12c, 12g/Einzel-Waferhalter 13c, 13g und Einzel- Gasdispersionseinheiten 12d, 12h/Block-Waferhalter 13d, 13h zu erhalten, wie in den Fig. 7 (c) und (d) und den Fig. 8 (g) und (h) gezeigt ist, und zwar durch das Kombinieren von Gasdispersionseinheiten und Waferhaltern in der zweiten und der dritten Ausführungsform, als sechste bis neunte Ausführungsform. Dadurch ist es möglich, einen Film durch ein Verfahren auszubilden, das für verschiedene Typen der Filmausbildung qeeignet ist.

Desweiteren wird bei den oben genannten Ausführungsformen eine Einrichtung zur Herstellung eines Halbleiterbauteils zur Filmbildung unter atmosphärischem Druck eingesetzt, jedoch kann sie ebenfalls zur Filmausbildung unter verringertem Druck durch ein Plasma-CVD-verfahren u.ä. angewendet werden.

Wie oben beschrieben, ist eine CVD-Einrichtung zur Herstellung eines Halbleiterbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung als Einrichtung zum Ausbilden eines Films nützlich, wie z.B. als automatisierte CVD-Einrichtung vom kontinuierlichen Typ. Insbesondere ist sie zur Ausbildung von Filmen in kontinuierlicher Weise geeignet, während sie eine Veränderung der Waf er-Temperatur verhindert, wenn die Wafer bewegt werden, und zur Durchführung einer Produktionskontrolle von einzelnen Wafern und zur Ausbildung von Mehrschichtfilmen verschiedener Typen.

Im weiteren wird eine Bezugszeichenliste angegeben, um darzustellen, welches davon welchem Objekt zugeordnet ist.

1 ... Förderband; 2 ... Heizeinrichtung; 3, 12 ... Gasdispersionseinheiten; 4a, 4b ... Kassettenstationen; 5 Kammer, 6a - 6h ... Wafer-Beladetische; 7a - 7h ... Schwingarme; 8a, 8b ... Absperrschieber; 9 ... Schleusenkammer; 10 ... Kassettenkammer; 11, 26 ... Basen; 12a, 12d, 12e, 12h Einzel-Gasdispersionseinheiten; 12b, 12c, 12f, 12g ... Block-Gasdispersionseinheiten; 13 ... Waferhalter; 13a, 13c, 13e, 13g ... Einzel-Waferhalter; 13b, 13d, 13f, 13h ... Block- Waferhalter; 14 ... Roboter; 15 ... Lade-/Entladeabschnitt; 16a - 16f ... Wafer-Beladetische; 17b - 17f ... Ausgasungseinheiten; 18 ... Ansaugöf fnung; 19 ... Gaseinlaßöf fnung; 20 ... Arm; 21 ... Drehwelle; 22b - 22f ... Gasduschen; 23b - 23f ... Gassammeleinheiten; 24b - 24f, 38... Reaktionsgaseinlaßöffnungen; 25b - 25f, 39 ... Gasablaßöffnungen; 27 ... Motor; 28 ... Schwingeinheit; 29, 30, 31, 34a, 34b ... Gleitringe; 32, 35a, 35b ... Kollektorringe; 33 ... Wafer; 34 ... erstes Elektrodenpaar; 34a, 34b ... Aufnehmer; 35 ... zweites Elektrodenpaar; 36 ... Verbindungsabschnitt; 37 ... Hebeeinrichtung.


Anspruch[de]

1. CVD-Einrichtung vom kontinuierlichen Endlosbahn-Typ zur Herstellung von Halbleiter-Bauteilen mit

- einem Waferhalter (13), der mit einer Heizeinrichtung (52) ausgestattet ist, welche mit Wafer-Beladeoberflächen (51) versehen ist;

- einer Drehwelle (21) zum Halten des Wafer-Halters (13), um ihn zusammen mit der Heizeinrichtung (52) in einer Umfangsrichtung in einer Ebene zu drehen;

- einer Gasdispersionseinheit (12) zur Abgabe eines Reaktionsgases, wobei die Einheit (12) von dem Waferhalter (13) getrennt ist und eine Reaktionsgas-Abgabeoberfläche hat, die den Wafer-Beladeoberflächen des Waferhalters (13) zugewandt ist, wobei die Einheit (12) aus mehreren Ausgasungsvorrichtungen oder -öffnungen zusammengesetzt ist, die voneinander getrennt sind;

- einem ersten Elektrodenpaar (34a, 34b), das auf der Drehwelle (21) vorgesehen und elektrisch mit der Heizeinrichtung (52) verbunden ist; und

- einem zweiten Elektrodenpaar (35a, 35b), das mit dem ersten Elektrodenpaar (34a, 34b) in Kontakt ist, ohne die Drehung der Drehwelle (21) zu behindern, und das mit einer Energiequelle verbunden ist.

2. CVD-Einrichtung zur Herstellung eines Halbleiter-Bauteils gemäß Anspruch 1, bei der der Waferhalter (13) als Scheibe ausgebildet ist und mehrere Wafer-Beladeoberf lächen (51) entlang eines Umfangs der Plattenoberfläche der Scheibe hat.

3. CVD-Einrichtung zur Herstellung eines Halbleiter-Bauteils gemäß Anspruch 1, bei der der Waferhalter (13) aus mehreren Wafer-Beladetischen (16a-16f) zusammengesetzt ist, die voneinander getrennt sind, jeweilige Beladeoberflächen (55) haben und entlang eines Umfangs mit der Drehwelle (21) als Mittelpunkt vorgesehen sind.

4. CVD-Einrichtung zur Herstellung eines Halbleiter-Bauteils gemäß Anspruch 3 mit Einrichtungen zum Drehen eines jeden der Wafer-Beladetische (16a-16e), mit einer an Positionen, wo sie als Zentrum gehalten wird, zur Wafer-Beladeoberfläche (51) rechtwinkligen Welle, oder mit Einrichtungen zum Bewegen der jeweiligen Wafer-Beladetische (16a-16f) in Radialrichtung eines Kreises mit der Welle als Mittelpunkt.

5. CVD-Einrichtung zur Herstellung eines Halbleiter-Bauteils gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Ausgasungsvorrichtungen (17b-17f) jeweilige Reaktionsgas-Einlaßöffnungen (24b-24f) haben.







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