JP2683671B2 - 半導体基板への成膜方法及び成膜装置 - Google Patents
半導体基板への成膜方法及び成膜装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は半導体基板への成膜方法及び成膜装置に関す
る。
る。
（従来の技術） 近年、半導体デバイスの製造工程における熱拡散工程
や成膜工程で使用される熱処理装置として、省スペース
化、省エネルギー化、被処理物である半導体ウエハの大
口径化および自動化への対応が容易であること等の理由
から縦型熱処理装置が開発されている。
や成膜工程で使用される熱処理装置として、省スペース
化、省エネルギー化、被処理物である半導体ウエハの大
口径化および自動化への対応が容易であること等の理由
から縦型熱処理装置が開発されている。
この縦型熱処理装置として、例えば反応容器の外側に
加熱機構を配置したいわゆるホットウォール式縦型熱処
理装置では、反応容器内に多数の被処理物例えば半導体
ウエハを所定の配列ピッチで棚積み配置し、反応容器内
に処理内容に応じた反応ガス例えばSiエピタキシャル成
長を行うのであればSiH2Cl2等を導入し、所定の温度条
件例えば1000℃〜1100℃で処理を行うように構成されて
いる。
加熱機構を配置したいわゆるホットウォール式縦型熱処
理装置では、反応容器内に多数の被処理物例えば半導体
ウエハを所定の配列ピッチで棚積み配置し、反応容器内
に処理内容に応じた反応ガス例えばSiエピタキシャル成
長を行うのであればSiH2Cl2等を導入し、所定の温度条
件例えば1000℃〜1100℃で処理を行うように構成されて
いる。
この縦型熱処理装置による成膜工程では、反応ガスが
いかに均一に被処理物と接触するかが均一な成膜を行う
上で、大きな要素となるため、従来より反応ガスの吐出
方法に関して種々の技術が検討されている。
いかに均一に被処理物と接触するかが均一な成膜を行う
上で、大きな要素となるため、従来より反応ガスの吐出
方法に関して種々の技術が検討されている。
例えば第６図に示すように、反応容器内に収容された
被処理物例えば半導体ウエハ群１の側面方向に筒状の反
応ガス吐出管２を配設し、この吐出管に多数設けられた
吐出口３から反応ガス４を吐出するとともに、半導体ウ
エハ群１を回転させながら処理することで均一な処理を
行う方法が知られている。
被処理物例えば半導体ウエハ群１の側面方向に筒状の反
応ガス吐出管２を配設し、この吐出管に多数設けられた
吐出口３から反応ガス４を吐出するとともに、半導体ウ
エハ群１を回転させながら処理することで均一な処理を
行う方法が知られている。
また、反応ガス吐出管を半導体ウエハ群を中心にして
公転させて処理する方法や、多数の吐出管を半導体ウエ
ハ群の側面方向に沿って周設して処理する方法等も知ら
れている。
公転させて処理する方法や、多数の吐出管を半導体ウエ
ハ群の側面方向に沿って周設して処理する方法等も知ら
れている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したいずれの熱処理方法でも、一
定の流量の反応ガスを吐出部から連続的に吐出している
ため、半導体ウエハ周縁部と中央部では、反応ガスの接
触量が異なり、特に半導体ウエハ中央部では反応量が多
く、均一な処理を行うという目的を完全には満足させる
ことができなかった。例えば、Siエピタキシャル成長を
行った場合、第７図に示すように半導体ウエハ中央部の
膜厚が周縁部に比べて厚くなり、均一な成膜が行えない
という問題があった。
定の流量の反応ガスを吐出部から連続的に吐出している
ため、半導体ウエハ周縁部と中央部では、反応ガスの接
触量が異なり、特に半導体ウエハ中央部では反応量が多
く、均一な処理を行うという目的を完全には満足させる
ことができなかった。例えば、Siエピタキシャル成長を
行った場合、第７図に示すように半導体ウエハ中央部の
膜厚が周縁部に比べて厚くなり、均一な成膜が行えない
という問題があった。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされた
もので、反応ガスの吐出方向と反応ガスの吐出流量とを
調整しながら処理することで、均一な処理を可能とした
半導体基板への成膜方法及び成膜装置を提供することを
目的とする。
もので、反応ガスの吐出方向と反応ガスの吐出流量とを
調整しながら処理することで、均一な処理を可能とした
半導体基板への成膜方法及び成膜装置を提供することを
目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の半導体基板への成膜方法は、反応容器内に被
処理物を所定の配列ピッチで多数積層収容し、この被処
理物群の配列方向側面に臨ませて回転可能に垂設された
ガス吐出部から反応ガスを吐出して前記被処理物群へ成
膜する方法において、 前記被処理物群の各部位における反応ガスの接触量が
均一になるように、前記ガス吐出部を回転動作させると
ともにこの回転動作に応じて前記反応ガスの吐出量を変
化させることを特徴とするものである。
処理物を所定の配列ピッチで多数積層収容し、この被処
理物群の配列方向側面に臨ませて回転可能に垂設された
ガス吐出部から反応ガスを吐出して前記被処理物群へ成
膜する方法において、 前記被処理物群の各部位における反応ガスの接触量が
均一になるように、前記ガス吐出部を回転動作させると
ともにこの回転動作に応じて前記反応ガスの吐出量を変
化させることを特徴とするものである。
請求項２の半導体基板への成膜方法は、前記ガス吐出
部と前記被処理物とを逆方向に回転させることを特徴と
するものである。
部と前記被処理物とを逆方向に回転させることを特徴と
するものである。
請求項３の半導体基板への成膜方法は、前記ガス吐出
部の吐出口が前記被処理物の周縁部方向に向いた時の吐
出量が、前記被処理物の中央部方向に向いた時の吐出量
より多くなるように、前記反応ガスの吐出量を制御する
ことを特徴とするものである。
部の吐出口が前記被処理物の周縁部方向に向いた時の吐
出量が、前記被処理物の中央部方向に向いた時の吐出量
より多くなるように、前記反応ガスの吐出量を制御する
ことを特徴とするものである。
請求項４の半導体基板への成膜方法は、前記ガス吐出
部からの前記反応ガスの吐出時には、当該ガス吐出部の
回転動作を停止させることを特徴とするものである。
部からの前記反応ガスの吐出時には、当該ガス吐出部の
回転動作を停止させることを特徴とするものである。
本発明の半導体基板への成膜方法は、反応容器内に被
処理物を所定の配列ピッチで多数積層収容し、この被処
理物群の配列方向側面に臨ませて回転可能に垂設された
ガス吐出部から反応ガスを吐出して前記被処理物群へ成
膜する装置において、前記被処理物群の各部位における
反応ガスの接触量が均一になるように、前記ガス吐出部
の回転動作に応じて、前記反応ガスの吐出量を変化させ
るよう構成されたことを特徴とするものである。
処理物を所定の配列ピッチで多数積層収容し、この被処
理物群の配列方向側面に臨ませて回転可能に垂設された
ガス吐出部から反応ガスを吐出して前記被処理物群へ成
膜する装置において、前記被処理物群の各部位における
反応ガスの接触量が均一になるように、前記ガス吐出部
の回転動作に応じて、前記反応ガスの吐出量を変化させ
るよう構成されたことを特徴とするものである。
（作 用） 本発明は、被処理物群の側面方向に垂設された反応ガ
ス吐出部の回転動作と、このガス吐出部からの反応ガス
吐出流量とを調整して、被処理物群の各部位における反
応ガスとの接触量を等しくすることで、均一な処理が可
能となる。
ス吐出部の回転動作と、このガス吐出部からの反応ガス
吐出流量とを調整して、被処理物群の各部位における反
応ガスとの接触量を等しくすることで、均一な処理が可
能となる。
（実施例） 以下、本発明方法の一実施例について図を参照して説
明する。
明する。
第１図は本発明方法を適用した縦型熱処理装置の構成
を示す図で、真空を保持する例えば石英ガラス等からな
る円筒状の反応容器11の外側には加熱機構12が配設され
ている。
を示す図で、真空を保持する例えば石英ガラス等からな
る円筒状の反応容器11の外側には加熱機構12が配設され
ている。
また、反応容器11内の中央部には多数の被処理物例え
ば半導体ウエハ13aを所定の配列ピッチで棚積み収容し
たウエハボード14が昇降機構例えばボートエレベータ15
上に搭載されている。
ば半導体ウエハ13aを所定の配列ピッチで棚積み収容し
たウエハボード14が昇降機構例えばボートエレベータ15
上に搭載されている。
上記半導体ウエハ群13の配列方向側面には、小円柱状
の反応ガス吐出管16が垂設されており、この反応ガス吐
出管16の外周には、上記各半導体ウエハに対してほぼ平
行な反応ガスの流れを形成する如く縦方向に多数穿設さ
れた吐出口17から反応容器11内に処理内容に応じた反応
ガスが導入される。この反応ガス吐出管16への反応ガス
の供給は、反応ガス源18から流量調整弁19を介して行わ
れ、また、使用済みガスは容器11の底部に設けられた排
気口20から排気される。
の反応ガス吐出管16が垂設されており、この反応ガス吐
出管16の外周には、上記各半導体ウエハに対してほぼ平
行な反応ガスの流れを形成する如く縦方向に多数穿設さ
れた吐出口17から反応容器11内に処理内容に応じた反応
ガスが導入される。この反応ガス吐出管16への反応ガス
の供給は、反応ガス源18から流量調整弁19を介して行わ
れ、また、使用済みガスは容器11の底部に設けられた排
気口20から排気される。
上記反応ガス吐出管16は吐出管回転機構21により、ま
たボートエレベータ15はウエハ回転機構22により夫々の
軸方向を中心に回転可能に取付けられており、処理中は
これら反応ガス吐出管16および半導体ウエハ群13を回転
させながら処理を行う。
たボートエレベータ15はウエハ回転機構22により夫々の
軸方向を中心に回転可能に取付けられており、処理中は
これら反応ガス吐出管16および半導体ウエハ群13を回転
させながら処理を行う。
また、吐出管回転機構21ウエハ、回転機構22の各駆動
制御および流量調整弁19の弁制御は、反応制御機構23に
より制御されるように構成されている。
制御および流量調整弁19の弁制御は、反応制御機構23に
より制御されるように構成されている。
このような縦型熱処理装置による半導体ウエハの処理
方法について以下に説明する。
方法について以下に説明する。
図示を省略した移載機構によりボートエレベータ15上
にウエハボード14を移載した後、ボートエレベータ15を
上昇させて半導体ウエハ群13を反応室11内の所定の高さ
まで上昇させる。そして反応室11内を所定の真空度およ
び加熱機構12により所定の温度雰囲気例えばSiエピタキ
シャル成長を行うのであれば1000℃〜1100℃にした後、
反応ガス吐出口17から所定の反応ガス例えばSiエピタキ
シャル成長を行うのであればSiH2Cl2等を吐出して処理
を開始する。
にウエハボード14を移載した後、ボートエレベータ15を
上昇させて半導体ウエハ群13を反応室11内の所定の高さ
まで上昇させる。そして反応室11内を所定の真空度およ
び加熱機構12により所定の温度雰囲気例えばSiエピタキ
シャル成長を行うのであれば1000℃〜1100℃にした後、
反応ガス吐出口17から所定の反応ガス例えばSiエピタキ
シャル成長を行うのであればSiH2Cl2等を吐出して処理
を開始する。
処理中は、第２図に示すように、半導体ウエハ群13お
よび反応ガス吐出管16を例えば回転速度10rpmで回転さ
せ、かつ反応ガスの流量を流量調整弁19で調整しながら
処理を行う。また、吐出管16は固定で、ガス吐出口のみ
移動させる構造としてもよい。
よび反応ガス吐出管16を例えば回転速度10rpmで回転さ
せ、かつ反応ガスの流量を流量調整弁19で調整しながら
処理を行う。また、吐出管16は固定で、ガス吐出口のみ
移動させる構造としてもよい。
これら半導体ウエハ群13と反応ガス吐出管16の回転制
御および反応ガス吐出量の制御方法としては、例えば、
半導体ウエハ群13と反応ガス吐出管16を逆方向に回転さ
せ、反応ガス吐出管16の吐出口17が半導体ウエハ群13の
周縁部方向ａ、ｃを向いた時の吐出量が半導体ウエハ群
13の中央部方向ｂへ向いた時よりも多くなるように吐出
量と反応ガス吐出管16の回転を制御する。
御および反応ガス吐出量の制御方法としては、例えば、
半導体ウエハ群13と反応ガス吐出管16を逆方向に回転さ
せ、反応ガス吐出管16の吐出口17が半導体ウエハ群13の
周縁部方向ａ、ｃを向いた時の吐出量が半導体ウエハ群
13の中央部方向ｂへ向いた時よりも多くなるように吐出
量と反応ガス吐出管16の回転を制御する。
一例として、第３図に示すように、半導体ウエハ群13
の一方の周縁部方向ａを吐出開始点とし、他方の周縁部
方向ｃを吐出終了点とし、この間の振れ角θ間のみ反応
ガスを吐出するように流量調整弁19の弁制御を行い、一
方反応ガス吐出管16の回転動作を吐出口17が半導体ウエ
ハ群周縁部方向ａおよびｃを向いた時に一時停止するよ
うに制御する。
の一方の周縁部方向ａを吐出開始点とし、他方の周縁部
方向ｃを吐出終了点とし、この間の振れ角θ間のみ反応
ガスを吐出するように流量調整弁19の弁制御を行い、一
方反応ガス吐出管16の回転動作を吐出口17が半導体ウエ
ハ群周縁部方向ａおよびｃを向いた時に一時停止するよ
うに制御する。
このような制御により処理を行うことで、半導体ウエ
ハ群の周縁部に対する反応ガス吐出時間が、半導体ウエ
ハ群の中央部に比べて長くなるので、ウエハ中央部と周
縁部における反応ガスの接触量が等しくなり、均一な処
理が行える。
ハ群の周縁部に対する反応ガス吐出時間が、半導体ウエ
ハ群の中央部に比べて長くなるので、ウエハ中央部と周
縁部における反応ガスの接触量が等しくなり、均一な処
理が行える。
また、他の制御方法として、第４図に示すように、反
応ガス吐出管16の吐出振れ角θにおける回転速度を一定
とし、反応ガスの吐出量を半導体ウエハ周縁部方向ａか
ら中央部方向ｂに向って徐々に減少するように制御して
もよい。
応ガス吐出管16の吐出振れ角θにおける回転速度を一定
とし、反応ガスの吐出量を半導体ウエハ周縁部方向ａか
ら中央部方向ｂに向って徐々に減少するように制御して
もよい。
さらに他の制御方法として、第５図に示すように、反
応ガスの吐出動作をパルス的に行い、また反応ガス吐出
時には反応ガス吐出管16の回転動作を停止するように反
応ガス吐出タイミングと吐出管の回転動作を同期させる
制御を行ってもよい。このとき、１パルスの反応ガス吐
出時間即ち吐出動作のパルス幅は、半導体ウエハ群13の
中央部方向ｃに向かう程小さくする。
応ガスの吐出動作をパルス的に行い、また反応ガス吐出
時には反応ガス吐出管16の回転動作を停止するように反
応ガス吐出タイミングと吐出管の回転動作を同期させる
制御を行ってもよい。このとき、１パルスの反応ガス吐
出時間即ち吐出動作のパルス幅は、半導体ウエハ群13の
中央部方向ｃに向かう程小さくする。
このように、吐出動作をパルス的に制御することは、
反応ガスの流量制御を例えば開閉バルブ等の簡便な機構
により実現できる。しかもこの開閉バルブを反応ガス吐
出部の近くに取付けることにより、流量調節のレスポン
スが確保可能となる。
反応ガスの流量制御を例えば開閉バルブ等の簡便な機構
により実現できる。しかもこの開閉バルブを反応ガス吐
出部の近くに取付けることにより、流量調節のレスポン
スが確保可能となる。
このように、上述各実施例のいずれの場合も、反応ガ
ス吐出管16の回転動作と反応ガスの吐出流量とを処理条
件に応じて制御することで、均一な処理を行うことが可
能となる。
ス吐出管16の回転動作と反応ガスの吐出流量とを処理条
件に応じて制御することで、均一な処理を行うことが可
能となる。
尚、上述実施例では、反応ガス吐出管16の回転動作と
反応ガスの吐出量の流量について制御したが、これと同
時に半導体ウエハの回転速度の制御を行ってもよく、ま
たこれら各動作の制御は被処理物の大きさ、処理内容等
の処理条件により夫々異なる。また、本発明は、Siエピ
タキシャル成長用、CVD用、熱拡散用等、種々の縦型熱
処理装置に適用可能である。
反応ガスの吐出量の流量について制御したが、これと同
時に半導体ウエハの回転速度の制御を行ってもよく、ま
たこれら各動作の制御は被処理物の大きさ、処理内容等
の処理条件により夫々異なる。また、本発明は、Siエピ
タキシャル成長用、CVD用、熱拡散用等、種々の縦型熱
処理装置に適用可能である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の成膜方法及び成膜装置
によれば、被処理物の均一な処理が可能となる。
によれば、被処理物の均一な処理が可能となる。
第１図は、本発明方法を適用した実施例の縦型熱処理装
置の構成を示す図、第２図は第１図の半導体ウエハ群の
回転動作と反応ガス吐出管の回転動作を説明するための
図、第３図は実施例の反応ガス吐出管の回転動作と反応
ガスの吐出動作の制御例を示す図、第４図および第５図
は第３図の他の制御例を示す図、第６図は従来の縦型熱
処理装置における処理方法を説明するための図、第７図
は従来装置によりSiエピタキシャル処理した半導体ウエ
ハの膜厚分析を示す図である。 11……反応室、12……加熱機構、13……半導体ウエハ
群、16……反応ガス吐出管、17……反応ガス吐出口、19
……反応ガス流量調整弁、21……吐出管回転機構、22…
…ウエハ回転機構、23……反応制御機構。
置の構成を示す図、第２図は第１図の半導体ウエハ群の
回転動作と反応ガス吐出管の回転動作を説明するための
図、第３図は実施例の反応ガス吐出管の回転動作と反応
ガスの吐出動作の制御例を示す図、第４図および第５図
は第３図の他の制御例を示す図、第６図は従来の縦型熱
処理装置における処理方法を説明するための図、第７図
は従来装置によりSiエピタキシャル処理した半導体ウエ
ハの膜厚分析を示す図である。 11……反応室、12……加熱機構、13……半導体ウエハ
群、16……反応ガス吐出管、17……反応ガス吐出口、19
……反応ガス流量調整弁、21……吐出管回転機構、22…
…ウエハ回転機構、23……反応制御機構。
Claims (5)
- 【請求項１】反応容器内に被処理物を所定の配列ピッチ
で多数積層収容し、この被処理物群の配列方向側面に臨
ませて回転可能に垂設されたガス吐出部から反応ガスを
吐出して前記被処理物群へ成膜する方法において、 前記被処理物群の各部位における反応ガスの接触量が均
一になるように、前記ガス吐出部を回転動作させるとと
もにこの回転動作に応じて前記反応ガスの吐出量を変化
させることを特徴とする半導体基板への成膜方法。 - 【請求項２】前記ガス吐出部と前記被処理物とを逆方向
に回転させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の半導体基板への成膜方法。 - 【請求項３】前記ガス吐出部の吐出口が前記被処理物の
周縁部方向に向いた時の吐出量が、前記被処理物の中央
部方向に向いた時の吐出量より多くなるように、前記反
応ガスの吐出量を制御することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の半導体基板への成膜方法。 - 【請求項４】前記ガス吐出部からの前記反応ガスの吐出
時には、当該ガス吐出部の回転動作を停止させることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体基板への
成膜方法。 - 【請求項５】反応容器内に被処理物を所定の配列ピッチ
で多数積層収容し、この被処理物群の配列方向側面に臨
ませて回転可能に垂設されたガス吐出部から反応ガスを
吐出して前記被処理物群へ成膜する装置において、 前記被処理物群の各部位における反応ガスの接触量が均
一になるように、前記ガス吐出部の回転動作に応じて、
前記反応ガスの吐出量を変化させるよう構成されたこと
を特徴とする半導体基板への成膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63160238A JP2683671B2 (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 半導体基板への成膜方法及び成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63160238A JP2683671B2 (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 半導体基板への成膜方法及び成膜装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH029116A JPH029116A (ja) | 1990-01-12 |
| JP2683671B2 true JP2683671B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=15710691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63160238A Expired - Fee Related JP2683671B2 (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 半導体基板への成膜方法及び成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2683671B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2839720B2 (ja) * | 1990-12-19 | 1998-12-16 | 株式会社東芝 | 熱処理装置 |
| JP4655395B2 (ja) * | 2001-03-23 | 2011-03-23 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理装置及びその方法 |
| US20050121145A1 (en) * | 2003-09-25 | 2005-06-09 | Du Bois Dale R. | Thermal processing system with cross flow injection system with rotatable injectors |
| JP5362782B2 (ja) * | 2011-07-14 | 2013-12-11 | 株式会社日立国際電気 | 基板処埋装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP6549903B2 (ja) * | 2015-05-27 | 2019-07-24 | Ｄｏｗａサーモテック株式会社 | Ｓｉ含有ＤＬＣ膜の成膜装置 |
| JP6737215B2 (ja) * | 2017-03-16 | 2020-08-05 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6316617A (ja) * | 1986-07-09 | 1988-01-23 | Hitachi Ltd | 気相成長装置 |
-
1988
- 1988-06-27 JP JP63160238A patent/JP2683671B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH029116A (ja) | 1990-01-12 |
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| JP2000174094A (ja) | 半導体製造装置 |
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