JP2002299256A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
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Abstract
消し、被処理基板上に膜厚の均一な薄膜を形成する。 【解決手段】複数の反応ガス導入用の穴3aが設けら
れ、被処理基板7の表面に向かい合うように配置したシ
ャワーヘッド3を有する半導体製造装置において、被処
理基板7の中心7cに1番近い第1の円周上にある第1
の穴3a1からガスの流量Aが吹き出され、第1の円周
の外側にある第2の円周上の第2の穴3a2の位置まで
に、ガスが反応してガスの流量が流量Aから、流量A−
流量Bとなり、流量A−流量Bとなったガスの流量を流
量Aに戻すため、第2の円周上の第2の穴3a2位置
で、流量Bを足し、このように穴3a2〜3anのある
各円周上で流量をAに戻すことにより、被処理基板7の
面内でのガスの流量が略変わらないようにした。
Description
英基板、ガラス基板等の各種被処理基板の表面に薄膜を
形成する半導体製造装置に関する。
面図である。
ヘッド、3aはガス導入穴、4は空間、5はガス導入
口、6はガス排気口、7は被処理基板、8はヒータであ
る。
入穴3aを設けたシャワーヘッド3とによって気密に構
成されている。また、シャワーヘッド3の上部には、ガ
ス導入口5から導入された反応ガスの流量を均一化する
ための空間4が設けられている。
シャワーヘッド3上部の空間4によってガスの流量が均
一化され、複数のガス導入穴3aからシャワーヘッド3
の半径方向、円周方向において流量が均一になるように
排出され、被処理基板7上に薄膜を成膜しながら反応室
1内を流れ、被処理基板7の外側に1個所以上設けられ
たガス排気口6から排出される(図5ではガス排気口6
は1個のみ図示)。
ワーヘッド3のガス導入穴3aの配置を示すシャワープ
レート面の平面図である。
においては、図6に示すように、複数のガス導入穴3a
が碁盤の目状に配置されている。
来の半導体製造装置において、複数の各ガス導入穴3a
から流出された反応ガスは、各穴3aの直下から被処理
基板7の表面上を、ガス排気口6方向への(被処理基板
7の外側への)流れが生じる。
3aから被処理基板7表面の中心部に流出された反応ガ
スは、反応ガスの反応率が低い場合、被処理基板7表面
の中心部付近では反応しきらず、被処理基板7の外側へ
流れ込み、被処理基板7の外側の膜厚が大きくなる要因
となっている。
おいて、被処理基板7の処理中に被処理基板7を回転さ
せる場合でも、該回転の中心を中心とする被処理基板7
上の各円周上における反応ガスの量についてばらつきが
あり、膜厚の均一な薄膜を被処理基板7表面上に成膜す
ることができなかった。
処理基板上の成膜の膜厚分布の不均一性を解消し、被処
理基板上に膜厚の均一な薄膜を形成できる半導体製造装
置を提供することにある。
に、本発明は、複数の反応ガス導入用の穴が設けられ、
被処理基板の表面に向かい合うように配置したシャワー
ヘッドを有する半導体製造装置において、上記被処理基
板の中心に1番近い第1の円周上にある第1の穴からガ
スの流量Aが吹き出され、上記第1の円周の外側にある
第2の円周上の第2の穴の位置までに、上記ガスが反応
してガスの流量が上記流量Aから、流量A−流量Bとな
り、上記流量A−流量Bとなったガスの流量を上記流量
Aに戻すため、上記第2の円周上の第2の穴位置で、流
量Bを足し、このように穴のある各円周上で流量をAに
戻すことにより、上記被処理基板面内でのガスの流量が
略変わらないようにしたことを特徴とする。
反応してガスの流量が流量A−流量Bとなり、次の外側
の円周上の穴位置で、流量をAに戻すため流量Bを足
し、このように穴のある各円周上で流量をAに戻し、被
処理基板面内でのガスの流量が略変わらないようにした
ことにより、被処理基板上に膜厚の均一な薄膜を形成す
ることができる。
の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する
図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。
製造装置の反応炉の構成を示す。本装置は、被処理基板
7を1枚ずつ処理する枚葉式である。シャワーヘッド3
以外の半導体製造装置の反応炉の構成は、従来と同様で
ある。
量を均一化するためのバッファ空間4が1個以上設けら
れ、それぞれに対してガス導入口5が配置される(図5
には1個ずつのみ図示)。
ガスが空間4内に導入され、反応ガスの流量が均一化さ
れる。空間4にて流量が均一化された反応ガスは、シャ
ワーヘッド3から流出し、例えばウェハ等の被処理基板
7まで到達し、化学反応を起こして被処理基板7の表面
に薄膜が形成される。
置の技術思想を示す要部断面図である。
a3、3a4、…3anはガス導入穴、7は被処理基
板、7cは被処理基板の中心である。
に示すように、複数の反応ガス導入用の穴3aが設けら
れ、被処理基板7の表面に向かい合うように配置したシ
ャワーヘッド3を有し、被処理基板7を回転させ処理す
る(回転機構は一般的なので図示省略)半導体製造装置
において、被処理基板7の中心7cに1番近い第1の円
周上にある第1の穴3a1からガスの流量Aが吹き出さ
れ、第1の円周の外側にある第2の円周上の第2の穴3
a2の位置までに、ガスが反応してガスの流量が流量A
から、流量A−流量Bとなり、流量A−流量Bとなった
ガスの流量を流量Aに戻すため、第2の円周上の第2の
穴3a2位置で、流量Bを足し、このように穴3a2〜
3anのある各円周上で流量をAに戻すことにより、被
処理基板7の面内でのガスの流量が略変わらないように
するものである。
流出する反応ガスは、すべての量が反応に寄与するので
はなく、ある一定の割合で反応し、反応しなかったガス
は残りガスとして下流へ(ガス排気口6の方へ、すなわ
ち、被処理基板7の外側へ)流れ込む。下流での反応に
おいては、ガス導入穴3aから直接放出されるガスの量
Aと、その地点から内側にある(被処理基板7の中心7
c側の)穴3a位置からの残ガスA−Bとの和が等しく
なるようする。このために、シャワーヘッド3の穴3a
の個数、穴3aを設ける各円周の半径、穴3aの配置、
穴3aの大きさ等を計算に基いて設定し、これにより被
処理基板7表面上に成膜する膜厚の均一性を向上させる
ことができる。
す。
応ガス量をQ、シャワーヘッド3の穴3aの総数をCと
すると、シャワーヘッド3の穴3a、1個当たりの反応
ガス量はQ/C、被処理基板7の中心7cからn番目の
円周上にある穴3anの個数をcnとすると、その円周
上での反応ガス量qnは、 qn=Q/C×cn、 上流からの残りガス量qn’は、 q1’=0(:被処理基板7の中心7cに1番近い円周
上にある穴3a1の残りガス量) q2’=(Q/C×c1×(1−γ)+Q/C×c2)
×(1−γ) (:被処理基板7の中心7cから2番目の円周上にある
穴3a2の残りガス量)qn’=(qn−1’+Q/C
×cn)×(1−γ) (:被処理基板7の中心7cからn番目の円周上にある
穴3anの残りガス量)反応ガス量は、 q1=Q/C×c1(:被処理基板7の中心7cに1番
近い円周上にある穴3a1の反応ガス量) qn=(qn−1’+Q/C×cn)×γ (:被処理基板7の中心7cからn番目の円周上にある
穴3anの反応ガス量) ここで、半径方向によらず反応ガス量qnが一定となる
ように、シャワーヘッド3の穴3aの個数cn、穴3a
を設ける各円周の半径rn、穴3aの配置、穴3aの大
きさ等を最適化して求める。
でも求めた本実施の形態の構成の一例を示す表である。
りのガス流量は総反応ガス量/ガス導入穴個数である。
5mm、50mm、75mm、100mm、125m
m、150mmであり、各円周上の穴3a個数は、それ
ぞれ4個、4個、5個、5個、5個、6個である。穴3
aの大きさは、本実施の形態では、すべて同一である。
周との間隔は、できるだけ半径方向で反応ガス量が均等
になるように設定する。各円周間の間隔については、被
処理基板7を回転させているため、それほど厳密に考慮
しなくてもよいが、あまり大きく開け過ぎると、被処理
基板7の回転速度が遅い場合は温度分布が発生するの
で、温度分布が発生しない程度の間隔とする。
から出て直接被処理基板7と反応するガス量のことであ
る。
気流れによって運ばれるその穴3aより中心7c側にあ
る穴3aからの反応しなかったガス量、すなわち、流量
A−Bのことである。
流れ込み流量である。
円周上の穴3a個数を設定する。
おけるシャワーヘッド3のガス導入穴3aの配置の一例
を示すシャワープレート3b面の平面図である。なお、
本図の各円周上の穴3a個数は、図2(b)の構成例と
一致していない。本図に示したシャワーヘッド3におい
ては、穴3aの個数、穴3aを設ける各円周の半径は計
算により最適化されている。穴3aの大きさはすべて同
一である。なお、穴3aは、図3に示すごとく、うず巻
き状に配置されている。このような穴3aのうず巻き状
の配置により、回転する被処理基板7の表面上において
反応ガスの流量が円周方向に均一になりつつ、被処理基
板7の中心7cから外側に向かう理想的なガスの流れが
実現される。しかし、この配置は一例であり、これ以外
の配置でも総反応ガス量/円周を一定にすることは可能
である。
の格子状穴配置における半径方向のガス密度を示す図で
ある。
の穴3aの個数が最適化され、図3に示した本発明の実
施の形態のガス導入穴3aのうず巻状穴配置における半
径方向のガス密度を示す図である。
スが反応してガスの流量が流量A−流量Bとなり、次の
外側の円周上の穴位置で、流量をAに戻すため流量Bを
足し、このように穴のある各円周上で流量をAに戻し、
被処理基板7面内でのガスの流量が略変わらないように
したことにより、総反応ガス量/円周を一定にすること
ができ、被処理基板7上に膜厚の均一な薄膜を形成する
ことができる。
に説明したが、本発明は上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において種々変
更可能であることは勿論である。
従来技術の課題である被処理基板上の成膜の膜厚分布の
不均一性を解消し、被処理基板上に膜厚の均一な薄膜を
形成することができる。
想を示す要部断面図である。
ーヘッドのガス導入穴の配置を示すシャワープレート面
の平面図である。
度を示す図である。
製造装置の反応炉の概略断面図である。
のガス導入穴の配置を示すシャワープレート面の平面図
である。
示す図である。
…ガス導入穴、3b…シャワープレート、4…空間、5
…ガス導入口、6…ガス排気口、7…被処理基板、8…
ヒータ。
Claims (1)
- 【請求項1】複数の反応ガス導入用の穴が設けられ、被
処理基板の表面に向かい合うように配置したシャワーヘ
ッドを有する半導体製造装置において、 上記被処理基板の中心に1番近い第1の円周上にある第
1の穴からガスの流量Aが吹き出され、 上記第1の円周の外側にある第2の円周上の第2の穴の
位置までに、上記ガスが反応してガスの流量が上記流量
Aから、流量A−流量Bとなり、 上記流量A−流量Bとなったガスの流量を上記流量Aに
戻すため、上記第2の円周上の第2の穴位置で、流量B
を足し、 このように穴のある各円周上で流量をAに戻すことによ
り、上記被処理基板面内でのガスの流量が略変わらない
ようにしたことを特徴とする半導体製造装置。検討下さ
い。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001099984A JP2002299256A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001099984A JP2002299256A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 半導体製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002299256A true JP2002299256A (ja) | 2002-10-11 |
JP2002299256A5 JP2002299256A5 (ja) | 2005-11-17 |
Family
ID=18953468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001099984A Pending JP2002299256A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002299256A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008016023A1 (fr) * | 2006-08-04 | 2008-02-07 | Tokyo Electron Limited | Dispositif d'alimentation en gaz et appareil de traitement de carte |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001099984A patent/JP2002299256A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008016023A1 (fr) * | 2006-08-04 | 2008-02-07 | Tokyo Electron Limited | Dispositif d'alimentation en gaz et appareil de traitement de carte |
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