JP3904497B2

JP3904497B2 - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP3904497B2
Application number: JP2002267031A
Authority: JP
Inventors: 建夫花島; 博信宮; 総之中尾; 忠雄光田
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2022-09-12
Also published as: JP2004104014A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法、特に、複数枚の基板をボートに装填して処理室において一括処理するバッチ式半導体製造装置が使用される半導体装置の製造方法に関し、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に窒化シリコン（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）やポリシリコン等を堆積（デポジション）させるＣＶＤ膜形成工程や、酸化や拡散だけでなくイオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフロー等にも適用される熱処理（thermal treatment ）工程に関する。
【０００２】
ＩＣの製造方法において、ウエハに窒化シリコンやポリシリコン等のＣＶＤ膜をデポジションする工程にバッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置が広く使用されている。バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）は、ウエハが搬入される処理室を形成するインナチューブおよびこのインナチューブを取り囲むアウタチューブから構成され縦形に設置されたプロセスチューブと、インナチューブ内に原料ガスを導入するガス導入管と、プロセスチューブ内を真空排気する排気管と、プロセスチューブ外に敷設されてプロセスチューブ内を加熱するヒータとを備えており、複数枚のウエハがボートによって垂直方向に整列されて保持された状態でインナチューブ内に下端の炉口から搬入され、インナチューブ内に原料ガスがガス導入管から導入されるとともに、ヒータによってプロセスチューブ内が加熱されることにより、ウエハにＣＶＤ膜がデポジションされるように構成されている。
【０００３】
近年、ＩＣの製造方法においては、ＱＴＡＴ（Quick Turn Around Time。製品の仕込みから完成までの時間を短縮すること。）が要望されている。この背景としては、生産の形態が小品種大量生産から多品種少量生産への変遷してきたことにある。例えば、ＤＲＡＭのような同一製品を大量に製造する場合におけるＣＶＤ装置においては、ボートへのウエハの装填枚数はボートの最大装填枚数ということになる。しかし、システムＬＳＩ等の多品種少量生産の場合には、ボートへのウエハの装填枚数をボートの最大装填枚数に維持することが困難になり、ボートの最大装填枚数の５０〜７０％の装填率をもって処理したり、甚だしき場合には２枚や３枚のウエハを処理する必要が発生する。
【０００４】
このような場合においては、一回の処理作業（以下、バッチという。）相互間の成膜のばらつきを抑制するために、各バッチ間の処理条件を同一に制御することが、一般的に実施されている。例えば、一回のバッチで処理すべきウエハ（以下、製品ウエハという。）の枚数が減少した場合には、製品とならないウエハ（以下、フィルダミーウエハという。）を減少した枚数分の製品ウエハの代わりに補充することにより、枚数が減少したバッチの処理条件を枚数が減少しない時のバッチの処理条件と同一に制御することが、実施されている。
【０００５】
このようにフィルダミーウエハを装填する理由は、次の通りである。フィルダミーウエハを補充しないで、不足したままのバッチで製品ウエハに成膜を施すと、減少したウエハ枚数分の空きスペースがインナチューブの処理室内に形成され、この空きスペースに面するウエハの膜厚が厚くなるため、これを防止する必要があるためである。空きスペースに面するウエハの膜厚が厚くなる理由は、この空きスペースにおいてウエハに消費されない未反応の原料の濃度が高くなり、これに伴って、空きスペースに近接するウエハ上の原料の濃度も高くなることによるものと理解される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フィルダミーウエハを補充するＩＣの製造方法においては、フィルダミーウエハの分だけ製造コストが上昇してしまうという問題点がある。
【０００７】
本発明の目的は、最大装填枚数よりも少ない枚数の基板を処理する場合に製造コストの増加を抑制しつつ最大装填枚数の場合と同一の処理条件で最大装填枚数の場合と同等以上の処理結果を得ることができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するための第一の手段は、ボートに装填可能な最大枚数よりも少ない枚数の基板を前記ボートによって支持して処理室内において前記基板を処理する際に、前記基板の間隔を前記ボートの全長にわたって均等に装填された状態で前記基板を処理することを特徴とする。
【０００９】
課題を解決するための第二の手段は、上下で一対の端板と、該両端板間に架設されて垂直に配設された複数本の保持部材とを備えており、該保持部材には多数の保持溝が長手方向に等間隔に配されて互いに対向して開口するように刻設されているボートにおける該保持溝に装填可能な最大枚数よりも少ない枚数の基板を前記保持溝によって支持して処理室内において前記基板を処理する際に、前記ボートの長手方向全長にわたって一段置きの前記保持溝に前記基板を装填された状態で前記基板を処理することを特徴とする。
課題を解決するための第三の手段は、上下で一対の端板と、該両端板間に架設されて垂直に配設された複数本の保持部材とを備えており、該保持部材には多数の保持溝が長手方向に等間隔に配されて互いに対向して開口するように刻設されているボートにおける該保持溝に装填可能な最大枚数よりも少ない枚数の基板を前記保持溝によって支持して処理室内において前記基板を処理する際に、前記ボートの長手方向全長にわたって三段置きの前記保持溝に前記基板を装填された状態で前記基板を処理することを特徴とする。
【００１０】
前記した手段によれば、最大装填枚数よりも少ない枚数の基板はボートの全長にわたって均等に装填された状態になるため、ボートにフィルダミーウエハを装填しなくとも、ボートに大きな空きスペースが発生するのを防止することができる。したがって、ボート上の複数枚の基板は処理室に供給された処理ガスを均等に消費して行くため、複数枚の基板の処理ガスによる処理結果は影響を殆ど受けずに済む。その結果、処理する基板の枚数が減少したバッチであっても、枚数が減少しない通常のバッチと同等の処理結果を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【００１２】
本実施の形態において、本発明に係る半導体装置の製造方法は、ＩＣの製造方法として構成されており、本実施の形態に係るＩＣの製造方法は特徴工程として、ＩＣが作り込まれるウエハに窒化シリコンを成膜する成膜工程を備えている。本実施の形態に係るＩＣの製造方法における特徴工程である成膜工程は、図１に示されているＣＶＤ装置（バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置）によって実施される。まず、図１に示されているＣＶＤ装置について説明する。
【００１３】
図１に示されているように、ＣＶＤ装置は中心線が垂直になるように縦に配されて固定的に支持された縦形のプロセスチューブ１を備えている。プロセスチューブ１はインナチューブ２とアウタチューブ３とから構成されており、インナチューブ２は石英ガラスまたは炭化シリコン（ＳｉＣ）が使用されて円筒形状に一体成形され、アウタチューブ３は石英ガラスまたは炭化シリコン（ＳｉＣ）が使用されて円筒形状に一体成形されている。インナチューブ２は上下両端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ２の筒中空部はボートによって垂直方向に整列した状態に保持された複数枚のウエハが搬入される処理室４を実質的に形成している。インナチューブ２の下端開口は被処理基板としてのウエハを出し入れするための炉口５を実質的に構成している。したがって、インナチューブ２の内径は取り扱うウエハの最大外径よりも大きくなるように設定されている。
【００１４】
アウタチューブ３は内径がインナチューブ２の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ２にその外側を取り囲むように同心円に被せられている。インナチューブ２とアウタチューブ３との間の下端部は円形リング形状に形成されたマニホールド６によって気密封止されており、マニホールド６はインナチューブ２およびアウタチューブ３についての交換等のためにインナチューブ２およびアウタチューブ３にそれぞれ着脱自在に取り付けられている。マニホールド６がＣＶＤ装置の機枠２１に支持されることにより、プロセスチューブ１は垂直に据え付けられた状態になっている。
【００１５】
マニホールド６の側壁の上部には排気管７が接続されており、排気管７は高真空排気装置（図示せず）に接続されて処理室４を所定の真空度に真空排気し得るように構成されている。排気管７はインナチューブ２とアウタチューブ３との間に形成された隙間に連通した状態になっており、インナチューブ２とアウタチューブ３との隙間によって排気路８が、横断面形状が一定幅の円形リング形状に構成されている。排気管７がマニホールド６に接続されているため、排気管７は円筒形状の中空体を形成されて垂直に延在した排気路８の最下端部に配置された状態になっている。
【００１６】
マニホールド６の側壁の下部にはガス導入管９がインナチューブ２の炉口５に連通するように接続されており、ガス導入管９には原料ガス供給装置およびキャリアガス供給装置（いずれも図示せず）に接続されている。ガス導入管９によって炉口５に導入されたガスはインナチューブ２の処理室４内を流通して排気路８を通って排気管７によって排気される。また、マニホールド６の側壁の下部における他の場所には圧力計１０がインナチューブ２の炉口５に連通するように接続されており、圧力計１０はインナチューブ２の処理室４における上流側領域の圧力を測定するように構成されている。
【００１７】
マニホールド６には下端開口を閉塞するシールキャップ１７が垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ１７はアウタチューブ３やマニホールド６の外径と略等しい円盤形状に形成されており、プロセスチューブ１の外部に垂直に設備されたボートエレベータ（図示せず）によって垂直方向に昇降されるように構成されている。シールキャップ１７の中心線上には被処理基板としてのウエハＷを保持するためのボート１１が垂直に立脚されて支持されるようになっている。
【００１８】
ボート１１は上下で一対の端板１２、１３と、両端板１２、１３間に架設されて垂直に配設された複数本（本実施の形態においては三本。）の保持部材１４とを備えており、三本の保持部材１４には多数の保持溝１５が長手方向に等間隔に配されて互いに対向して開口するように刻設されている。ボート１１は三本の保持部材１４の保持溝１５間にウエハＷの外周部を挿入されることにより、複数枚のウエハＷを水平にかつ互いに中心を揃えた状態に整列させて保持するようになっている。本実施の形態において、ボート１１は一バッチについて最大で１７２枚のウエハＷを装填可能に設定されている。すなわち、ボート１１の三本の保持部材１４には保持溝１５が１７２段配列されている。また、保持溝１５のピッチ（間隔）は５．２ｍｍに設定されている。
【００１９】
ボート１１とシールキャップ１７との間には断熱キャップ部１６が配置されており、断熱キャップ部１６はボート１１をシールキャップ１７の上面から持ち上げた状態に支持することにより、ボート１１の下端を炉口５の位置から適当な距離だけ離間させるように構成されている。
【００２０】
アウタチューブ３の外部にはプロセスチューブ１を加熱するヒータユニット１８が同心円に設置されており、ヒータユニット１８はＣＶＤ装置の機枠２１に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータユニット１８は断熱槽１９とヒータ２０とを備えている。断熱槽１９はステンレス鋼等の薄板が上端が閉塞した円筒形状に形成されてなるケースの内周にガラスウール等の断熱材が内張りされて構築されており、ヒータ２０は抵抗発熱体によって構成されて断熱槽１９の内周面に螺旋状に敷設されている。
【００２１】
次に、本実施の形態に係るＩＣの製造方法における前記構成に係るＣＶＤ装置による成膜工程のバッチの一回を、ウエハに窒化シリコン（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）のＣＶＤ膜が形成される場合について説明する。
【００２２】
図１に示されているように、複数枚のウエハＷを整列保持したボート１１はシールキャップ１７の上にウエハＷ群が並んだ方向が垂直になる状態で載置され、ボートエレベータによって差し上げられてインナチューブ２の炉口５から処理室４に搬入（ボートローディング）されて行き、シールキャップ１７に支持されたままの状態で処理室４に存置される。この状態で、シールキャップ１７は炉口５をシールした状態になる。
【００２３】
プロセスチューブ１の内部が所定の真空度（数十Ｐａ以下）に排気管７によって真空排気される。この際、プロセスチューブ１の内部の圧力は圧力計１０によって測定され、真空度がフィードバック制御される。また、ヒータユニット１８によってプロセスチューブ１の内部が所定の温度（例えば、７６０℃程度）に全体にわたって加熱される。
【００２４】
次いで、処理ガスとしての原料ガス２２がインナチューブ２の処理室４にガス導入管９によって供給される。Ｓｉ₃ Ｎ₄ のＣＶＤ膜をデポジションする場合には原料ガス２２として、ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ とＮＨ₃ や、ＳｉＨ₄ とＮＨ₃ 等が処理室４に導入される。
【００２５】
導入された原料ガス２２はインナチューブ２の処理室４を上昇し、上端開口からインナチューブ２とアウタチューブ３との隙間によって形成された排気路８に流出して排気管７から排気される。原料ガス２２は処理室４を通過する際に、ウエハＷの表面に接触する。この接触による原料ガス２２のＣＶＤ反応により、ウエハＷの表面にはＳｉ₃ Ｎ₄ のＣＶＤ膜が堆積（デポジション）する。
【００２６】
Ｓｉ₃ Ｎ₄ のＣＶＤ膜が所望の堆積膜厚だけデポジションされる予め設定された処理時間が経過すると、シールキャップ１７が下降されて炉口５が開口されるとともに、ボート１１に保持された状態でウエハＷ群が炉口５からプロセスチューブ１の外部に搬出される。以上のようにして複数枚のウエハＷにＳｉ₃ Ｎ₄ が一回のバッチ処理によって成膜される。
【００２７】
そして、本実施の形態に係るＩＣの製造方法におけるＣＶＤ装置による成膜工程においては、図１に示されているように、ウエハＷはボート１１の保持溝１５に一段置きに装填されており、総装填枚数は８６枚になっている。すなわち、ウエハＷの間隔はボート１１に装填可能な最大枚数１７２枚の時の間隔の５．２ｍｍの二倍である１０．４ｍｍに設定されている。つまり、本実施の形態においては、成膜の処理条件を同一にするために必要なフィルダミーウエハが省略されている。但し、後述するサイドダミーウエハがウエハ群の下部および上部にそれぞれ装填されている。なお、本実施の形態においては、製品ウエハは６４枚であり、サイドダミーウエハは２２枚である。
【００２８】
本実施の形態によれば、成膜の処理条件を最大装填枚数の時の成膜処理条件と同一としても、ボートに装填されたウエハ群のうち中央部における製品ウエハ群については、ウエハ面内の膜厚均一性（±％）を許容の範囲内に抑制し得ることが、図２〜図４によって後述する実験によって検証された。なお、ウエハの装填枚数を減少させ、かつ、成膜の処理条件を最大装填枚数の場合と同一にしてもウエハ面内の膜厚均一性の悪化を防止することができる理由は、８６枚のウエハＷ群がボート１１に全長にわたって一枚置きに均等に分配されることにより、大きな空きスペースが処理室４に形成されないために、大きな空きスペースにおいてウエハに消費されないことによる未反応の原料の濃度が高くなる現象が発生するのを未然に防止することができ、その結果、ボート１１の全長にわたってウエハＷ相互間の膜厚が均一になるものと、推察される。
【００２９】
本実施の形態によれば、成膜の処理条件を同一にするためのフィルダミーウエハを省略することにより、フィルダミーウエハに消費されるコストを低減することができるため、ＩＣの製造方法におけるコストを大幅に低減することができる。図５〜図７について後述するサイドダミーウエハを考慮外において検討すると、例えば、８６枚のウエハを一回のバッチで処理する場合には、従来例では８６枚のフィルダミーウエハが使用されることになるが、本実施の形態によれば、フィルダミーウエハは使用せずに済むため、ＩＣの製造方法のコストを大幅に低減することができる。
【００３０】
図２〜図４はウエハの装填枚数とボート上の各ウエハの膜厚分布との関係を示す折れ線グラフであり、横軸にはボート上のウエハの位置（保持溝の段番号）が取られ、縦軸には膜厚（Å）が取られている。折れ線の折れ点は膜厚が測定されたウエハの位置を示している。なお、成膜条件はいずれの場合も同一であり、次の通りである。ヒータユニット１８の加熱温度分布は７９５．０℃〜７５０．０℃である。原料ガスおよび流量は、ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ が７０ｓｃｃｍ（スタンダード立方センチメートル毎分）、ＮＨ₃ が３５０ｓｃｃｍである。圧力は１５Ｐａである。
【００３１】
図２は従来例の場合を示している。折れ線Ａは１５０枚のウエハがボートに装填された場合を示しており、折れ線Ｂは１００枚のウエハがボートに装填された場合を示しており、折れ線Ｃは５０枚のウエハがボートに装填された場合を示している。いずれの場合もウエハはボートの保持溝にそれぞれ挿入されており、１１段目の保持溝から装填され始めてガス流の上流側、すなわち、ボートのボトム側に詰めて装填されている。なお、このウエハ群の上流側（下部側）および下流側（上部側）には、後述するサイドダミーウエハがそれぞれ、１０枚、５枚、中央部のウエハ群と隣接して連続的に装填されている。例えば、折れ線Ａの場合のウエハ装填状態は、図８（ａ）のようになる。図２において、折れ線Ａの場合にはウエハ膜厚相互間の均一性は１．５％以下に制御されている。しかし、折れ線Ｂの場合には約９０段目の保持溝のウエハから膜厚が急激に増加しており、折れ線Ｃの場合には約４０段目の保持溝のウエハから膜厚が急激に増加している。このように折れ線Ｂおよび折れ線Ｃの場合に下流側（上部側）のウエハの膜厚が増加する理由は、処理室の下流側（上部側）に大きな空きスペースが形成されるためと、推察される。
【００３２】
なお、この折れ線Ｂおよび折れ線Ｃの場合における膜厚の増加を補正するのに、膜厚が厚くなるウエハ群の上部に対応するヒータの領域の設定温度を折れ線Ａの場合の設定値よりも低く設定して補正することが、考えられる。しかしながら、温度設定を変更することは、最適な温度の特定が必要になるばかりでなく、設定変更後に膜厚分布を確認するための成膜が必要になってしまうために、結局、製造コストの増加を招くことになる。
【００３３】
図３は本発明の第一の実施の形態に相当する場合を示しており、ウエハの間隔を通常の間隔である５．２ｍｍの二倍である１０．４ｍｍとして、ウエハを一段置きに保持溝に装填した場合を示している。折れ線Ａは６４枚のウエハがボートに装填された場合を示しており、折れ線Ｂは４３枚のウエハがボートに装填された場合を示しており、折れ線Ｃは２２枚のウエハがボートに装填された場合を示している。折れ線Ａ、折れ線Ｂおよび折れ線Ｃのすべての場合において、ウエハ群は２１段目の保持溝から通常のウエハ間隔の二倍に装填されている。なお、このウエハ群の上流側（下部側）および下流側（上部側）には、後述するサイドダミーウエハがそれぞれ、１０枚、５枚、中央部のウエハ群と隣接して連続的に装填されている。例えば、折れ線Ａの場合のウエハ装填状態は、図８（ｂ）のようになる。このサイドダミーウエハについても中央部のウエハ群と同様にウエハ間隔を通常の二倍としてウエハを一段置きに保持溝に保持している。図３における折れ線Ａ、折れ線Ｂおよび折れ線Ｃのいずれの場合においても、図２の折れ線Ｂおよび折れ線Ｃの場合のような上部のウエハ群における膜厚の増加はなく、同一の処理条件で枚数を変更した場合において、膜厚が変化しないことが検証されている。
【００３４】
図４は本発明の第二の実施の形態に相当する場合を示しており、ウエハの間隔を通常の間隔である５．２ｍｍの四倍である２０．８ｍｍとして、ウエハを三段置きに保持溝に装填した場合を示している。折れ線Ａは２３枚のウエハがボートに装填された場合を示しており、折れ線Ｂは１２枚のウエハがボートに装填された場合を示しており、折れ線Ｃは６枚のウエハがボートに装填された場合を示している。折れ線Ａ、折れ線Ｂおよび折れ線Ｃのすべての場合において、ウエハ群は４１段目の保持溝から通常の基板間隔の四倍の間隔で装填されている。なお、上記ウエハ群の上流側（下部側）、下流側（上部側）には、後述するサイドダミーウエハがそれぞれ、１０枚、５枚、中央部のウエハ群と隣接して連続的に装填される。例えば、折れ線Ａの場合のウエハ装填状態は、図８（ｃ）のようになる。このサイドダミーウエハについても、上記ウエハ群と同様、ウエハ間隔を通常の四倍としてウエハを保持溝に保持している。図４における折れ線Ａ、折れ線Ｂおよび折れ線Ｃのいずれの場合においても、図２の折れ線Ｂおよび折れ線Ｃの場合のような上部のウエハ群における膜厚の増加はなく、同一の処理条件で枚数を変更した場合において、膜厚が変化しないことが検証されている。
【００３５】
ここで、図２〜図４の結果を纏めると、次の表１の通りとなる。
【表１】

【００３６】
そして、図２〜図４の結果を、図１に示されている隣合うウエハの間隔Ｌ１と、ウエハの外周から処理室の内面までの間隔Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）を求めたところ、表１のＬ１／Ｌ２の通りになった。表１の関係により、Ｌ１／Ｌ２の値が「０．３」以上の時には、ボートの最大装填枚数の場合の処理条件を変更しなくとも同一の処理条件にてウエハ枚数の減少に対してボート最大枚数の場合と同等以上の成膜が可能であることが判明した。
【００３７】
ところで、ＣＶＤ装置のバッチ処理による成膜方法においては、ボートに装填されたウエハ群の下部（プロセスチューブのボトム側部分でガス流の上流側部分）およびウエハ群の上部（プロセスチューブのトップ側部分でガス流の下流側部分）におけるウエハ面内の膜厚均一性を悪化させないために、サイドダミーウエハと称されるダミーウエハがウエハ群の下部（ガス流の上流側）および上部（ガス流の下流側）に設置される。従来、このサイドダミーウエハはウエハ群の下部側（上流側）で１０枚程度であり、ウエハ群の上部側（下流側）で５枚程度である。下部側のサイドダミーウエハが設置される理由は、プロセスチューブのボトム側から供給される原料ガスの流れを層流にするのに必要な助走距離を得るためである。また、上部側のサイドダミーウエハが設置される理由は、プロセスチューブのトップ側からの輻射熱を遮断するためである。
【００３８】
このサイドダミーウエハは一バッチ毎に成膜されることにより発塵源になるため、サイドダミーウエハは数バッチ毎に交換する必要がある。窒化シリコンが成膜される場合には、０．８μｍ毎にサイドダミーウエハが交換されるのが一般的である。したがって、一回のバッチに装填されるウエハ群のうちサイドダミーウエハが占める枚数を低減することにより、ＩＣの製造コストを低減することができる。
【００３９】
図５〜図７はウエハの位置とウエハの面内膜厚均一性との関係を示すグラフであり、横軸にはウエハの位置が取られ、縦軸には面内膜厚均一性（±％）が取られている。図５〜図７において、（ａ）は処理室におけるガス流の上流側（プロセスチューブのボトム側）に配置されたウエハ群の場合を示しており、（ｂ）は同じく下流側（トップ側）に配置されたウエハ群の場合を示している。なお、成膜の処理条件はいずれの場合も同一であり、図２〜図４の場合と同じである。
【００４０】
図５は従来例の場合を示しており、図２の場合に対応している。すなわち、ウエハの間隔（ピッチ）はボートに装填可能な最大枚数である１７２枚の時の間隔つまりボート１１の保持溝１５のピッチである５．２ｍｍに設定されている。図５において、目標の面内膜厚均一性を±２％に設定すると、図５（ａ）に示されたボトム側ウエハ群においては下端から１０枚目までが目標の面内膜厚均一性を超えており、図５（ｂ）に示されたトップ側ウエハ群においては上端から５枚目までが目標の面内膜厚均一性を超えている。したがって、この場合には、ボトム側ウエハ群においては少なくとも１０枚のサイドダミーウエハが必要になり、トップ側ウエハ群においては少なくとも５枚のサイドダミーウエハが必要になるということになる。これは、前述した一般的なサイドダミーウエハの設置方法と一致している。
【００４１】
図６は前述した図３の本発明の第一の実施の形態と対応しており、ウエハの間隔がボートに装填可能な最大枚数１７２枚の時の間隔の二倍である１０．４ｍｍに設定されている。すなわち、図１に示されているように、ウエハＷはボート１１の保持溝１５に一段置きに装填されており、装填枚数は８６枚になっている。図６において、目標の面内膜厚均一性を±２％に設定すると、図６（ａ）に示されたボトム側ウエハ群において±２％以下になるのは下から４枚目であり、図６（ｂ）に示されたトップ側ウエハ群において±２％以下になるのは上から４枚目である。したがって、この場合には、ボトム側ウエハ群においては３枚のサイドダミーウエハで済み、トップ側ウエハ群においても３枚のサイドダミーウエハで済むことになる。
【００４２】
図７は前述した図４の本発明の第二の実施の形態と対応しており、ウエハの間隔がボートに装填可能な最大枚数１７２枚の時の間隔の四倍である２０．８ｍｍに設定されている。すなわち、ウエハＷはボート１１の保持溝１５に三段置きに装填されており、装填枚数は４３枚になっている。図７において、目標の面内膜厚均一性を±２％に設定すると、図７（ａ）に示されたボトム側ウエハ群において±２％以下になるのは下から３枚目であり、図７（ｂ）に示されたトップ側ウエハ群においては全てのウエハが±２％以下になっている。したがって、この場合に必要なサイドダミーウエハの枚数はボトム側ウエハ群の２枚だけということになる。以上のことから、ウエハの装填間隔を変更調整することによってサイドダミーウエハの必要枚数を低減し得ることが、究明されたわけである。そして、サイドダミーウエハの枚数を低減することにより、サイドダミーウエハに消費されるコストを低減することができるため、ＩＣの製造方法におけるコストをより一層低減することができる。
【００４３】
ここで、図５〜図７の結果を纏めると、次の表２の通りとなる。
【表２】

【００４４】
そして、図５〜図７の結果を、図１に示されている隣合うウエハの間隔Ｌ１と、ウエハの外周から処理室の内面までの間隔Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）を求めたところ、表１のＬ１／Ｌ２の通りになった。表２の関係により、Ｌ１／Ｌ２の値が「０．３」以上の時には、サイドダミーウエハの枚数を低減することができることが判明した。また、Ｌ１／Ｌ２の値を０．７以上とすれば、トップ側サイドダミーウエハすなわち下流側のサイドダミーウエハをなくすことができることが判明した。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態に係るＩＣの製造方法においては、多品種少量製品やロットの編成の都合等の理由によって一回のバッチで処理する製品ウエハの枚数が減少した場合であっても、処理条件を最大装填枚数の時の処理条件と同一にさせるためのフィルダミーウエハを省略することができるため、ＩＣの製造コストを大幅に低減することができる。しかも、サイドダミーウエハの枚数も低減することができるため、ＩＣの製造コストをより一層低減することができる。
【００４６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【００４７】
成膜処理はＳｉ₃ Ｎ₄ のＣＶＤ膜を形成する処理に限らず、ポリシリコンや酸化シリコン等の他のＣＶＤ膜を形成する処理であってもよいし、酸化処理や拡散だけでなくイオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフロー等にも使用される拡散やアニール等の熱処理にも適用することができる。
【００４８】
ＣＶＤ装置はバッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置に限らず、横形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置等の他のＣＶＤ装置であってもよい。
【００４９】
前記実施の形態ではウエハに処理が施される場合について説明したが、処理対象はホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、最大装填枚数よりも少ない枚数の基板を処理する場合に製造コストの増加を抑制しつつ最大装填枚数の場合と同一の処理条件で最大装填枚数の場合と同等以上の処理結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるＩＣの製造方法のＣＶＤ装置による成膜工程を示す正面断面図である。
【図２】ウエハの装填枚数とボート上の各ウエハの膜厚分布との関係を示す折れ線グラフであり、従来例の場合を示している。
【図３】本発明の第一の実施の形態を示す折れ線グラフである。
【図４】本発明の第二の実施の形態を示す折れ線グラフである。
【図５】ウエハの位置とウエハの面内膜厚均一性との関係を示すグラフであり、図２に対応している。
【図６】同じく図３に対応するグラフである。
【図７】同じく図４に対応するグラフである。
【図８】ウエハの配置図であり、（ａ）は従来例の場合を示し、（ｂ）は二倍の間隔で配置した場合を示し、（ｃ）は四倍の間隔を配置した場合を示している。
【符号の説明】
Ｗ…ウエハ（基板）、１…プロセスチューブ、２…インナチューブ、３…アウタチューブ、４…処理室、５…炉口、６…マニホールド、７…排気管、８…排気路、９…ガス導入管、１０…圧力計、１１…ボート、１２、１３…端板、１４…保持部材、１５…保持溝、１６…断熱キャップ部、１７…シールキャップ、１８…ヒータユニット、１９…断熱槽、２０…ヒータ、２１…機枠、２２…原料ガス（処理ガス）。

Claims

ボートに装填可能な最大枚数よりも少ない枚数の基板を前記ボートによって支持して処理室内において前記基板を処理する際に、前記基板の間隔を前記ボートの全長にわたって均等に装填された状態で前記基板を処理することを特徴とする半導体装置の製造方法。
上下で一対の端板と、該両端板間に架設されて垂直に配設された複数本の保持部材とを備えており、該保持部材には多数の保持溝が長手方向に等間隔に配されて互いに対向して開口するように刻設されているボートにおける該保持溝に装填可能な最大枚数よりも少ない枚数の基板を前記保持溝によって支持して処理室内において前記基板を処理する際に、前記ボートの長手方向全長にわたって一段置きの前記保持溝に前記基板を装填された状態で前記基板を処理することを特徴とする半導体装置の製造方法。
上下で一対の端板と、該両端板間に架設されて垂直に配設された複数本の保持部材とを備えており、該保持部材には多数の保持溝が長手方向に等間隔に配されて互いに対向して開口するように刻設されているボートにおける該保持溝に装填可能な最大枚数よりも少ない枚数の基板を前記保持溝によって支持して処理室内において前記基板を処理する際に、前記ボートの長手方向全長にわたって三段置きの前記保持溝に前記基板を装填された状態で前記基板を処理することを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記基板は、少なくとも製品ウエハ群と、該製品ウエハ群の下部に装填されるダミーウエハとで構成されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。