JP2000306905A - 薄膜形成装置 - Google Patents

薄膜形成装置

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JP2000306905A
JP2000306905A JP11115009A JP11500999A JP2000306905A JP 2000306905 A JP2000306905 A JP 2000306905A JP 11115009 A JP11115009 A JP 11115009A JP 11500999 A JP11500999 A JP 11500999A JP 2000306905 A JP2000306905 A JP 2000306905A
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JP
Japan
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exhaust
gas
wafer
thin film
film forming
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JP11115009A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Nozaki
寿之 野崎
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェハのエッジ・エリアにおいても成膜の膜厚
調整が可能で、ウェハ面内均一性が良好に維持できる薄
膜形成装置を提供する。 【解決手段】複数の半導体ウェハWはベルトコンベアB
により搬送され、連続的に薄膜形成の処理が3つのデポ
ジション・チャンバーC1〜C3によってなされる。各
チャンバーC1〜C3内において、ガス供給部101を
隔てて半導体ウェハWの搬送方向の前後にガス排気部1
02(102F,102B)が設けられ、かつこのガス
排気部102は、排気口が複数に細分化され、それぞれ
排気配管P(P1〜P6)を有して排気量(または排気
圧)が調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造におけ
る薄膜形成装置に係り、特に常圧で半導体ウェハ上に薄
膜を形成する連続型の薄膜形成装置における排気機構の
改良に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、一般的な連続型の常圧薄膜形成
装置の構成を示す概略図である。複数のウェハWはベル
トコンベアBにより搬送され、連続的に薄膜形成の処理
がなされる。このような連続式の処理系には、膜の均一
性を改善するために一般に3つのデポジション・チャン
バーC11〜C13が配備されている。
【0003】すなわち、これらのチャンバーC11〜C
13には薄膜を形成するためのガスが供給され、かつ反
応済み及び未反応のガスが排気され、ウェハWが3つの
チャンバーC11〜C13直下を通過する間に所定の厚
さの薄膜(例えばSiO2)が形成されるようになって
いる。また、チャンバーC11〜C13に対向するベル
トコンベアBによる搬送台下にはヒーターHが配備さ
れ、搬送されるウェハWを成膜に適した温度まで上昇さ
せる。
【0004】図6は、従来のデポジション・チャンバー
C11〜C13の一つの構成を示す概観図である。例え
ばチャンバーC11には、ウェハ搬送方向に直交する方
向に複数並んだガス供給管を有するガス供給部301
と、ウェハ薄膜形成時の反応済みのガス及び反応しきれ
なかった未反応のガスを排気する排気装置の排気配管が
設けられたガス排気部302が備えられている。ガス排
気部302は上記ガス供給部301を隔ててウェハの搬
送方向の前後に設けられ、それぞれ1本ずつ排気配管P
F,PBが配備されている。
【0005】上記ガスの排気はウェハの成膜の制御に影
響を及ぼす。すなわち、排気が強くなる(排気の流量が
大きい)と、ウェハ上で反応するガスの量が減少し、そ
の結果、ウェハ上に堆積する膜が薄くなり、逆に排気が
弱くなる(排気の流量が小さい)と、ウェハ上で反応す
るガスの量が増え、その結果、ウェハ上に堆積する膜が
厚くなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、排気配
管(PF,PB)は上記ガス供給部301を隔ててウェ
ハの搬送方向の前後に1本ずつ配備されている。よっ
て、従来技術ではウェハ搬送方向の前後では排気の調整
が可能であるが、ウェハ搬送方向に対して交差する左右
方向の調整は不可能である。
【0007】例えば、半導体ウェハWの成膜が、ウェハ
搬送方向での中央エリアMと比べてエッジ・エリアE
1、E2が厚かったり薄かったりした場合、前後の排気
配管PF,PRにおける排気の調整によって膜厚を制御
することは不可能である。
【0008】このように従来では、搬送される半導体ウ
ェハWの成膜に対し、ウェハ面内の均一性を考えた場
合、ウェハWの搬送方向エッジ・エリアE1、E2以外
の中央エリアMは、ベルトコンベアBのスピード安定
性、供給ガスの流量安定性により良好に維持でき、問題
とならない。しかし、ウェハのエッジ・エリアE1、E
2は、膜厚差の変動が他と比べて大きく、しかも制御不
可能なため、堆積膜厚の高精度な面内均一性を要求され
た場合、問題である。
【0009】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
のであり、その課題は、ウェハのエッジ・エリアにおい
ても成膜の膜厚調整が可能で、ウェハ面内均一性が良好
に維持できる薄膜形成装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜形成装置
は、搬送される複数の半導体ウェハがチャンバー内を通
過することによって連続的に成膜される薄膜形成装置に
おいて、前記チャンバー内に設けられたガス供給部と、
前記チャンバー内において前記ガス供給部を隔てて前記
半導体ウェハの搬送方向の前後に設けられたガス排気部
とを具備し、前記ガス排気部の一つは少なくとも排気口
が複数に細分化され、それぞれ排気配管を有することを
特徴とする。
【0011】また、本発明の薄膜形成装置は、搬送され
る複数の半導体ウェハがチャンバー内を通過することに
よって連続的に成膜される薄膜形成装置において、前記
チャンバー内に設けられたガス供給部と、前記チャンバ
ー内において前記ガス供給部を隔てて前記半導体ウェハ
の搬送方向の前後左右それぞれに排気量が調整できる排
気配管を設けたガス排気部とを具備したことを特徴とす
る。
【0012】本発明によれば、各排気配管の流量がそれ
ぞれ調整できる環境が配備される。各排気配管におい
て、薄膜形成時のガス排気の流れを制御できればウェハ
面内の膜厚均一性の向上が実現できる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1(a)は、本発明の第1の実
施形態に係る薄膜形成装置の要部構成を示す概観図、
(b)はウェハ上の成膜に関し排気の影響に対するエリ
アを示すウェハ拡大図である。
【0014】複数の半導体ウェハWはベルトコンベアB
により搬送され、連続的に薄膜形成の処理がなされる。
このような連続式の処理系には、成膜の膜厚均一性を改
善するために本発明に係る3つのデポジション・チャン
バーC1〜C3が配備されている。
【0015】すなわち、これらのチャンバーC1〜C3
には薄膜を形成するためのガスが供給/排気され、ウェ
ハWが3つのチャンバーC1〜C3直下を通過する間に
ウェハ面均一な所定の薄膜(例えばSiO2)が形成さ
れるようになっている。また、チャンバーC1〜C3に
対向するベルトコンベアBによる搬送台下にはヒーター
Hが配備され、搬送されるウェハWを成膜に適した温度
まで上昇させる。
【0016】この実施形態では図示されるように、各チ
ャンバーC1〜C3内において、ガス供給部101を隔
てて半導体ウェハWの搬送方向の前後にガス排気部10
2(102F,102B)が設けられ、かつこのガス排
気部102は、排気口が複数に細分化され、それぞれ排
気配管P(後述するP1〜P6)を有して排気量(また
は排気圧)が調整できる。
【0017】2列で搬送されてくるウェハをW1、W2
とすると、例えば、排気配管Pは2列で搬送されてくる
ウェハの一つ当たり3つのエリア、すなわち、搬送方向
におけるエッジ・エリアE1,中央エリアM,エッジ・
エリアE2に対応して設けられている(図1(b)参
照)。すなわち、ウェハW上の成膜に関し排気の影響が
エリアE1,M,E2に分割され、これが調整できるよ
うになる。
【0018】従ってこの実施形態では、排気配管Pは、
排気部102(102F、102B)の1つに対して6
本がウェハの搬送方向に対して交差するように分岐して
設けられている。よって、前後の排気部102F,10
2Bで合計12本の流量調整可能な排気配管Pが設けら
れている。
【0019】図2(a)は、デポジション・チャンバー
C11〜C13の一つで、ウェハ搬送方向前方の排気部
102Fの詳細を示す構成図である。排気配管Pはここ
ではそれぞれをP1〜P6と表記する。仕切り板PRT
は、排気口(排気部屋ともいう)EXをそれぞれ排気配
管P1〜P6に対応するように分割している(EX1〜
EX6)。排気配管P1〜P6はそれぞれ排気量(また
は排気圧)を調整するバルブ機構、例えばバタフライ・
バルブV1〜V6が備えられている(図2(b))。
【0020】上記バタフライ・バルブV1〜V6による
ガス排気量の制御によって、上記図1(b)の各ウェハ
W1、W2に関するエリアE1,M,E2それぞれにお
ける成膜の厚さを調整することができる。排気配管P1
〜P6は共通に太い排気配管P0に繋がり、共通排気経
路が設けられている。
【0021】すなわち、図2及び図1(b)を参照する
と、1つの排気部102当り次の作用がある。 (1)バルブV1による排気流量の増/減により、ウェ
ハW1におけるエリアE1の堆積膜の膜厚が小さく/大
きく制御される。 (2)バルブV2による排気流量の増/減により、ウェ
ハW1におけるエリアMの堆積膜の膜厚が小さく/大き
く制御される。 (3)バルブV3による排気流量の増/減により、ウェ
ハW1におけるエリアE2の堆積膜の膜厚が小さく/大
きく制御される。 (4)バルブV4による排気流量の増/減により、ウェ
ハW2におけるエリアE1の堆積膜の膜厚が小さく/大
きく制御される。 (5)バルブV5による排気流量の増/減により、ウェ
ハW2におけるエリアMの堆積膜の膜厚が小さく/大き
く制御される。 (6)バルブV6による排気流量の増/減により、ウェ
ハW2におけるエリアE2の堆積膜の膜厚が小さく/大
きく制御される。
【0022】このように、排気部102は、しきり板P
RTで分割された排気口(または排気部屋)EX1〜E
X6と、これに対応する、排気流量調整用のバタフライ
・バルブV1〜V6が配備された排気配管P1〜P6
と、この排気配管P1〜P6が共通に繋がる太い排気配
管P0とから構成される。
【0023】この排気部102は上述のようにデポジシ
ョン・チャンバー1つ当たり前後に設けられる(102
F,102B)。デポジション・チャンバーはC1〜C
3で3個配設されるから、搬送されるウェハWは、本発
明構成の6個の排気部102を通過することになり、そ
れぞれのガス排気量が適宜調整されることによって、ウ
ェハ上の成膜は、高精度でウェハ面内均一性を維持する
ことが期待できる。
【0024】上記構成の成膜過程は次のようである。搬
送されるウェハW(ここではW1,W2の2列であるが
1列でもかまわない)は、ヒーターHで400〜500
℃に加熱されながら、デポジション・チャンバーC1、
C2,C3を通過する。各チャンバーC1、C2,C3
内には図3に示すようなガス供給部101のインジェク
ターINJからガス(例えばSiH4 ,O2 ,N2 )が
噴き出し、ウェハW上にSiO2 膜を形成する。反応し
たガス及び反応しきれなかった未反応ガスは、各排気部
102における排気口EX1〜EX6から排気流量がそ
れぞれ調整されるバルブV1〜V6を備えた排気配管P
1〜P6及び共通排気配管P0を介してチャンバー外に
排気される。
【0025】上記構成によれば、排気をブロック毎に調
整できるため、堆積膜のウェハ面内均一性が大幅に向上
する。また、ウェハの搬送スピードを上げても従来技術
よりウェハ面内均一性の悪化は格段に低く抑えることが
できる。よって、供給ガスの流量を増大させ、ウェハ搬
送スピードを上げてもウェハ面内の膜厚均一性を維持す
ることが期待でき、信頼性を保ったまま生産性向上に寄
与する。
【0026】さらに、本発明の排気流量調整機構を備え
たデポジション・チャンバーC1,C2,C3により、
単一のデポジション・チャンバー自体の成膜の膜厚制御
性能が大幅に向上する。このため、例えばデポジション
・チャンバー1個でも良好な膜厚制御が可能であり、薄
膜形成装置のデポジション・チャンバー数を削減するこ
とができる。
【0027】図4は、本発明の第2の実施形態に係る薄
膜形成装置の要部構成を示す概観図である。第1の実施
形態と同様に複数のウェハWがベルトコンベアBにより
搬送され、ヒーターHで適温に加熱されながらデポジシ
ョン・チャンバーC21を通過し、連続的に薄膜形成の
処理がなされる。
【0028】この第2の実施形態では、デポジション・
チャンバーC21に関し、第1の実施形態と同様のガス
供給部201を隔ててウェハWの搬送方向の前後左右そ
れぞれに、排気量が調整できる排気配管P21〜P24
をそれぞれ設けたガス排気部202F,202B,20
2L,202Rを備えている。図示しないが排気配管P
21〜P24それぞれにはバタフライ・バルブのような
排気流量調整機構が設けられている。
【0029】搬送される半導体ウェハWの成膜に対し、
ウェハ面内の均一性悪化は、図示のようなウェハWの搬
送方向エッジ・エリアE11、E12の膜厚の変動が搬
送方向中央エリアM0に比べて大きいことに起因する。
よって、ウェハWの搬送方向の左右に排気部(排気ユニ
ット)202L,202Rを設けることにより、ウェハ
搬送方向エッジ・エリアE11、E12の膜厚調整が可
能となる。これにより、ウェハ上の成膜に関し良好なウ
ェハ面内均一性を維持することができる。
【0030】なお、上記構成のデポジション・チャンバ
ーC21は1個示したが、複数でもかまわない。また、
排気量が調整できる各排気配管P21〜P24はそれぞ
れさらに複数に細分化されていてもよい。
【0031】上記構成によれば、排気をウェハ搬送方向
の前後左右それぞれのブロック毎に調整できるため、堆
積膜のウェハ面内均一性が大幅に向上する。また、ウェ
ハの搬送スピードを上げても従来技術よりウェハ面内均
一性の悪化は格段に低く抑えることができる。よって、
供給ガスの流量を増大させ、ウェハ搬送スピードを上げ
てもウェハ面内の膜厚均一性を維持することが期待で
き、信頼性を保ったまま生産性向上に寄与する。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
成膜用のガスを流すデポジション・チャンバーの排気口
及び排気配管を細分化し、各排気配管に排気流量(また
は排気圧)調整機構を取り付けることで薄膜形成時のガ
スの流れを制御し、ウェハ上の堆積膜厚の面内均一性を
向上させることができる。これにより、半導体デバイス
の品質向上に寄与すると共に、高信頼をもって生産性の
向上が達成できる薄膜形成装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の第1の実施形態に係る薄膜
形成装置の要部構成を示す概観図、(b)はウェハ上の
成膜に関し排気の影響に対するエリアを示すウェハ拡大
図である。
【図2】(a)は、デポジション・チャンバーの一つ
で、ウェハ搬送方向前方の排気部の詳細を示す構成図、
(b)は排気部に備えられた排気流量(または排気圧)
調整用のバルブ機構の構成図である。
【図3】ガス供給部におけるインジェクターを示す構成
図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る薄膜形成装置の
要部構成を示す概観図である。
【図5】一般的な連続型の常圧薄膜形成装置の構成を示
す概略図である。
【図6】従来のデポジション・チャンバーの一つの構成
を示す概観図である。
【符号の説明】
W(W1,W2)…半導体ウェハ、B…ベルトコンベ
ア、C1〜C2,C21…デポジション・チャンバー、
H…ヒーター、101,201…ガス供給部、102
(102F,102B),202F,202B,202
L,202R…ガス排気部、PART…仕切り板、EX
(EX1〜EX6)…排気口(排気部屋)、P(P1〜
P6),P0,P21〜P24…排気配管、V1〜V6
…バタフライ・バルブ、INJ…インジェクター。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 搬送される複数の半導体ウェハがチャン
    バー内を通過することによって連続的に成膜される薄膜
    形成装置において、 前記チャンバー内に設けられたガス供給部と、 前記チャンバー内において前記ガス供給部を隔てて前記
    半導体ウェハの搬送方向の前後に設けられたガス排気部
    とを具備し、 少なくとも前記ガス排気部の一つは排気口が複数に細分
    化され、それぞれ排気配管を有して排気量が調整できる
    ことを特徴とする薄膜形成装置。
  2. 【請求項2】 前記排気配管経路内に流量を調整できる
    バルブ機構を配備していることを特徴とする請求項1記
    載の薄膜形成装置。
  3. 【請求項3】 前記排気口は前記半導体ウェハの搬送方
    向に交差する方向に3つ以上並び、さらに前記排気配管
    各々が共通につながる共通排気経路を具備したことを特
    徴とする請求項1記載の薄膜形成装置。
  4. 【請求項4】 搬送される複数の半導体ウェハがチャン
    バー内を通過することによって連続的に成膜される薄膜
    形成装置において、 前記チャンバー内に設けられたガス供給部と、 前記チャンバー内において前記ガス供給部を隔てて前記
    半導体ウェハの搬送方向の前後左右それぞれに排気量が
    調整できる排気配管を設けたガス排気部とを具備したこ
    とを特徴とする薄膜形成装置。
JP11115009A 1999-04-22 1999-04-22 薄膜形成装置 Pending JP2000306905A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7647887B2 (en) 2003-03-31 2010-01-19 Konica Minolta Holdings, Inc. Thin film forming apparatus
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KR20140037198A (ko) * 2011-06-09 2014-03-26 싱귤러스 엠오씨브이디 게엠바하 아이. 지알. 인라인 화학 기상 증착을 위한 방법 및 시스템

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