JP2840026B2 - 空冷式の処理装置および該装置を利用して連続して被処理体を処理する方法 - Google Patents
空冷式の処理装置および該装置を利用して連続して被処理体を処理する方法Info
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45565—Shower nozzles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複数の半導体ウエハ、セ
ラミック、ガラス、金属板等の被処理体に連続して、薄
膜の形成等所定の処理を行う枚葉式処理装置および方法
に関する。
ラミック、ガラス、金属板等の被処理体に連続して、薄
膜の形成等所定の処理を行う枚葉式処理装置および方法
に関する。
【０００２】
【従来技術】半導体ウエハに窒化膜等を形成するプラズ
マＣＶＤ装置には、バッチ式と枚葉式がある。バッチ式
は、蒸着速度が遅いが一度に複数のウエハを処理できる
特徴をもつ。これに対し、枚葉式はウエハを一枚一枚処
理するものの、バッチ内の均一性の問題がないという特
徴をもつ。今日直径の大きなウエハの処理が行われるよ
うになり、このようなウエハの処理に枚葉式のプラズマ
ＣＶＤ装置は適している。
マＣＶＤ装置には、バッチ式と枚葉式がある。バッチ式
は、蒸着速度が遅いが一度に複数のウエハを処理できる
特徴をもつ。これに対し、枚葉式はウエハを一枚一枚処
理するものの、バッチ内の均一性の問題がないという特
徴をもつ。今日直径の大きなウエハの処理が行われるよ
うになり、このようなウエハの処理に枚葉式のプラズマ
ＣＶＤ装置は適している。
【０００３】枚葉式のプラズマＣＶＤ装置で、複数のウ
エハを処理するためには、ウエハを一枚ＣＶＤ装置の処
理室に搬入し、窒化膜を形成し、成膜後にそのウエハを
そこから搬出し、処理室をエッチングし、次のウエハを
処理室に搬入するという工程を連続して行う。
エハを処理するためには、ウエハを一枚ＣＶＤ装置の処
理室に搬入し、窒化膜を形成し、成膜後にそのウエハを
そこから搬出し、処理室をエッチングし、次のウエハを
処理室に搬入するという工程を連続して行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のプラズ
マＣＶＤ装置で、このような連続工程を行うと、処理工
程が進むにつれて処理ガスを供給するシャワーヘッドの
温度も上昇するが、図５に示すように、ウエハ上に形成
される膜の膜厚もまた、シャワーヘッドの温度の上昇と
ともに増加する。
マＣＶＤ装置で、このような連続工程を行うと、処理工
程が進むにつれて処理ガスを供給するシャワーヘッドの
温度も上昇するが、図５に示すように、ウエハ上に形成
される膜の膜厚もまた、シャワーヘッドの温度の上昇と
ともに増加する。
【０００５】シャワーヘッドの温度が一定となると各処
理で形成される膜の膜厚も一定となるが、図６に示すよ
うに（“●”で示す）ウエハの処理枚数が更に増加する
と、膜厚が減少してくる。また、図７に示すように、従
来の装置では処理枚数の増加とともにウエハ上に形成さ
れる薄膜の面内に凹凸が表れてくる。
理で形成される膜の膜厚も一定となるが、図６に示すよ
うに（“●”で示す）ウエハの処理枚数が更に増加する
と、膜厚が減少してくる。また、図７に示すように、従
来の装置では処理枚数の増加とともにウエハ上に形成さ
れる薄膜の面内に凹凸が表れてくる。
【０００６】このように、従来のプラズマＣＶＤ装置
で、ウエハの処理量を上げるために、上記工程を連続し
て行うと、処理枚数とともに膜厚が変化し、かつ個々の
ウエハ上の膜の面内の均一性も変化する。これでは、処
理量を高めることができない。
で、ウエハの処理量を上げるために、上記工程を連続し
て行うと、処理枚数とともに膜厚が変化し、かつ個々の
ウエハ上の膜の面内の均一性も変化する。これでは、処
理量を高めることができない。
【０００７】また、複数のウエハ、セラミック、ガラ
ス、金属板等の表面を順次エッチングするために、エッ
チャー（上記ＣＶＤ装置もエッチャーとして使用し得
る）においてエッチングガスをシャワーヘッドより流し
て処理するが、薄膜生成と同様に、処理枚数の増加とと
もに、表面上でのエッチングの均一性も変化し、処理量
を高めることができない。
ス、金属板等の表面を順次エッチングするために、エッ
チャー（上記ＣＶＤ装置もエッチャーとして使用し得
る）においてエッチングガスをシャワーヘッドより流し
て処理するが、薄膜生成と同様に、処理枚数の増加とと
もに、表面上でのエッチングの均一性も変化し、処理量
を高めることができない。
【０００８】そこで、本発明の目的は、被処理体をＣＶ
Ｄ装置の処理室に搬入し、窒化膜を形成し、成膜後にそ
の被処理体をそこから搬出し、処理室をエッチングし、
次のウエハを処理室から搬入するという工程を連続して
行っても、成膜の厚さが一様となるプラズマＣＶＤ装置
を提供することである。
Ｄ装置の処理室に搬入し、窒化膜を形成し、成膜後にそ
の被処理体をそこから搬出し、処理室をエッチングし、
次のウエハを処理室から搬入するという工程を連続して
行っても、成膜の厚さが一様となるプラズマＣＶＤ装置
を提供することである。
【０００９】本発明の他の目的は、個々の被処理体上に
形成される膜の面を均一にする上記プラズマＣＶＤ装置
を提供することである。
形成される膜の面を均一にする上記プラズマＣＶＤ装置
を提供することである。
【００１０】さらに、本発明の目的は、プラズマＣＶＤ
装置で、連続して処理する被処理体の枚数にかかわらず
一様で、均一な膜を形成する方法を提供することであ
る。
装置で、連続して処理する被処理体の枚数にかかわらず
一様で、均一な膜を形成する方法を提供することであ
る。
【００１１】さらに、本発明の目的は、複数の被処理体
を順次エッチングしても、エッチング厚さが一様なエッ
チング装置を提供することである。
を順次エッチングしても、エッチング厚さが一様なエッ
チング装置を提供することである。
【００１２】さらに、本発明の他の目的は、個々の被処
理体を均一にエッチングする上記プエッチング装置を提
供することである。
理体を均一にエッチングする上記プエッチング装置を提
供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の処理装置は、処理チャンバーの処理室の下壁を構成
するサセプタ上に載置される被処理体に処理ガスを供給
するシャワーヘッドを冷却するための空気流を形成する
ための手段を有することを特徴とする。
明の処理装置は、処理チャンバーの処理室の下壁を構成
するサセプタ上に載置される被処理体に処理ガスを供給
するシャワーヘッドを冷却するための空気流を形成する
ための手段を有することを特徴とする。
【００１４】この空気流形成手段は、シャワーヘッドの
上面と接触するヒートシンク、および該ヒートシンクの
上方に位置する冷却ファンとから形成し得る。冷却効率
を高めるために、ヒートシンクの上面に冷却片、たとえ
は半径方向に伸びる多数のフィンを設けることが望まし
い。
上面と接触するヒートシンク、および該ヒートシンクの
上方に位置する冷却ファンとから形成し得る。冷却効率
を高めるために、ヒートシンクの上面に冷却片、たとえ
は半径方向に伸びる多数のフィンを設けることが望まし
い。
【００１５】冷却ファンは、処理室上にヒートシンクの
周囲を囲む円筒部の上を覆うカバー上に設けられる。冷
却ファンにより発生した空気流は、カバーの冷却ファン
に対応する場所に形成された開口からカバー内に入る流
れ、またはその開口から外に出る流れである。少なくと
も円筒部の内側に空気通過穴を設けると冷却効率をより
高めることができる。
周囲を囲む円筒部の上を覆うカバー上に設けられる。冷
却ファンにより発生した空気流は、カバーの冷却ファン
に対応する場所に形成された開口からカバー内に入る流
れ、またはその開口から外に出る流れである。少なくと
も円筒部の内側に空気通過穴を設けると冷却効率をより
高めることができる。
【００１６】シャワーヘッドの温度のモニターは、ヒー
トシンクに設けられた熱検出手段、たとえば熱電対によ
り行われ、所定の温度以上にシャワーヘッドの温度が上
昇したときに冷却ファンが起動する。
トシンクに設けられた熱検出手段、たとえば熱電対によ
り行われ、所定の温度以上にシャワーヘッドの温度が上
昇したときに冷却ファンが起動する。
【００１７】本発明の方法は、処理チャンバーの処理室
の下壁を構成するサセプタ上に載置される被処理体に処
理ガスを供給するシャワーヘッドを冷却するための空気
流を形成するための手段を有するプラズマＣＶＤ装置に
おいて、ａ）空気流形成手段によりシャワーヘッドを所
定の温度に維持する工程と、ｂ）被処理体を処理室に挿
入し、被処理体上に薄膜を形成する工程と、ｃ）薄膜が
形成された被処理体を処理室から搬出する工程と、ｄ）
処理室をエッチングする工程と、ｅ）ａ）工程からｄ）
工程を、所定の枚数の被処理体に薄膜を形成するまで繰
り返す工程とから成る。ここで、シャワーヘッドの温度
は約１１３℃であることが最も望ましい。
の下壁を構成するサセプタ上に載置される被処理体に処
理ガスを供給するシャワーヘッドを冷却するための空気
流を形成するための手段を有するプラズマＣＶＤ装置に
おいて、ａ）空気流形成手段によりシャワーヘッドを所
定の温度に維持する工程と、ｂ）被処理体を処理室に挿
入し、被処理体上に薄膜を形成する工程と、ｃ）薄膜が
形成された被処理体を処理室から搬出する工程と、ｄ）
処理室をエッチングする工程と、ｅ）ａ）工程からｄ）
工程を、所定の枚数の被処理体に薄膜を形成するまで繰
り返す工程とから成る。ここで、シャワーヘッドの温度
は約１１３℃であることが最も望ましい。
【００１８】
【実施例】図１は本発明の一実施例である枚葉式プラズ
マＣＶＤ装置１の部分断面図を示す。ＣＶＤ装置１の処
理チャンバー２内には処理室４が形成されるが、処理室
４の下壁を構成するサセプタ６は上下動可能に設けら
れ、被処理基体であるウエハ８はウエハ持ち上げ用ピン
支持機構（図示せず）のピン１０により支持される。サ
セプタ６内にはヒータが埋め込まれ、ウエハの温度を設
定値に加熱する。処理室４内のガスは排気管１２を通し
て排気される。このサセプタ、ウエハ持ち上げ用ピン支
持機構、ヒータ、排気管は従来のＣＶＤ装置の構造をも
ち、したがって説明を簡潔にするために図１ではこれら
構造を略示する。
マＣＶＤ装置１の部分断面図を示す。ＣＶＤ装置１の処
理チャンバー２内には処理室４が形成されるが、処理室
４の下壁を構成するサセプタ６は上下動可能に設けら
れ、被処理基体であるウエハ８はウエハ持ち上げ用ピン
支持機構（図示せず）のピン１０により支持される。サ
セプタ６内にはヒータが埋め込まれ、ウエハの温度を設
定値に加熱する。処理室４内のガスは排気管１２を通し
て排気される。このサセプタ、ウエハ持ち上げ用ピン支
持機構、ヒータ、排気管は従来のＣＶＤ装置の構造をも
ち、したがって説明を簡潔にするために図１ではこれら
構造を略示する。
【００１９】処理チャンバー２の上部内側には中間環状
部１４が取り付けられ、さらにその内側に内側環状部１
６が取り付けられている。その内側環状部１６の内側に
は、シャワーヘッド１８が設けられている。シャワーヘ
ッド１８は、多数の穴２０を有し処理室４の上壁を構成
するボトムプレート２２と、平坦な上面を有し、処理ガ
スを送るためのパイプ２６が連結されたトッププレート
２８とから構成される。シャワーヘッド１８内には、平
坦な円形空洞が設けられ、パイプ２６により導入された
処理（反応）ガスが多数の穴２０から均等に流出するよ
うになっている。
部１４が取り付けられ、さらにその内側に内側環状部１
６が取り付けられている。その内側環状部１６の内側に
は、シャワーヘッド１８が設けられている。シャワーヘ
ッド１８は、多数の穴２０を有し処理室４の上壁を構成
するボトムプレート２２と、平坦な上面を有し、処理ガ
スを送るためのパイプ２６が連結されたトッププレート
２８とから構成される。シャワーヘッド１８内には、平
坦な円形空洞が設けられ、パイプ２６により導入された
処理（反応）ガスが多数の穴２０から均等に流出するよ
うになっている。
【００２０】シャワーヘッド１８のトッププレート２８
の平坦な上面にはヒートシンク３０が取り付けられてい
る（図２）。この実施例では取り付け容易にするためヒ
ートシンク３０は６個の扇状のセグメント３０′から成
り、１つの基本的なセグメンの平面図が図３ａに示され
ている。図３ｂは、図３ａの線ｂ−ｂにそったセグメン
トの断面図を示す。
の平坦な上面にはヒートシンク３０が取り付けられてい
る（図２）。この実施例では取り付け容易にするためヒ
ートシンク３０は６個の扇状のセグメント３０′から成
り、１つの基本的なセグメンの平面図が図３ａに示され
ている。図３ｂは、図３ａの線ｂ−ｂにそったセグメン
トの断面図を示す。
【００２１】図３に示すように各セグメント３０′に
は、半径方向に複数のフィン３１が設けられている。フ
ィン３１が内側から外側に伸びているのは、後で説明す
るように空気流を中央から半径方向外側（またはその
逆）に流し、ヒートシンク３０，そしてシャワーヘッド
１８を冷却するためである。しかし、空気流によりヒー
トシンク３０、シャワーヘッド１８を冷却できれば、こ
のような板状のフィンである必要なく、小片の多数のフ
ィンを一列の並べたものでもよく、あるいは針金のよう
な棒状片を放射状に並べたものでもよい。また、ヒート
シンク３０をトッププレート２８と一体にしても同様に
冷却効果を得ることができる。
は、半径方向に複数のフィン３１が設けられている。フ
ィン３１が内側から外側に伸びているのは、後で説明す
るように空気流を中央から半径方向外側（またはその
逆）に流し、ヒートシンク３０，そしてシャワーヘッド
１８を冷却するためである。しかし、空気流によりヒー
トシンク３０、シャワーヘッド１８を冷却できれば、こ
のような板状のフィンである必要なく、小片の多数のフ
ィンを一列の並べたものでもよく、あるいは針金のよう
な棒状片を放射状に並べたものでもよい。また、ヒート
シンク３０をトッププレート２８と一体にしても同様に
冷却効果を得ることができる。
【００２２】ヒートシンク３０のセグメントのいずれか
に凹部３２（図２）が形成され、その中にシース型熱電
対（図示せず）が取る付けられヒートシンク３０、した
がってシャワーヘッド２８の温度がモニターされる。
に凹部３２（図２）が形成され、その中にシース型熱電
対（図示せず）が取る付けられヒートシンク３０、した
がってシャワーヘッド２８の温度がモニターされる。
【００２３】処理チャンバー２の上面には、円形カバー
３３が取り付けられ、そのカバー３３は、図４に示すキ
ャップカバー３４で覆われている。キャップカバー３４
は取り付け容易にするために２つのカバー部３５（図４
ａ）および３６（図４ｂ）から成る。一方のカバー部３
５には大きな開口３８と、小さな開口３９を形成する切
り欠き部３９′が形成されている。開口３８の上方には
冷却ファン４０が取り付けれ、冷却ファン４０により生
じた空気流が、この開口３８を通って出入りすることが
できる（図１)。
３３が取り付けられ、そのカバー３３は、図４に示すキ
ャップカバー３４で覆われている。キャップカバー３４
は取り付け容易にするために２つのカバー部３５（図４
ａ）および３６（図４ｂ）から成る。一方のカバー部３
５には大きな開口３８と、小さな開口３９を形成する切
り欠き部３９′が形成されている。開口３８の上方には
冷却ファン４０が取り付けれ、冷却ファン４０により生
じた空気流が、この開口３８を通って出入りすることが
できる（図１)。
【００２４】カバー部３５の下には、図４ａで点線によ
り示した半略長円の形をしたプレート４１が周囲壁４２
を介して取り付けられている。さらにプレート４１には
円形開口４３を形成する切り欠き部４３′を有する。同
様にカバー３６の下にも、図４ｃで点線により示した半
円形のプレート４４が周囲壁４５を介して取り付けられ
ている。さらに、プレート４４にも円形開口４３を形成
する切り欠き部４３″を有する。
り示した半略長円の形をしたプレート４１が周囲壁４２
を介して取り付けられている。さらにプレート４１には
円形開口４３を形成する切り欠き部４３′を有する。同
様にカバー３６の下にも、図４ｃで点線により示した半
円形のプレート４４が周囲壁４５を介して取り付けられ
ている。さらに、プレート４４にも円形開口４３を形成
する切り欠き部４３″を有する。
【００２５】これらカバー部３５および３６からキャッ
プカバー３４を形成すると、キャップカバー３４と、プ
レート４１および４４並びに周囲壁４２および４５とに
よりほぼ円形の空洞４６（図１参照）が形成される。し
たがって、冷却ファン４０により生じた空気流は、開口
３８から空洞４６に入り、さらにそこから開口４３を通
ってヒートシンク３０へと流れる。かくして、空気流は
中央からずれた開口３８から導入されるけれども、ヒー
トシンク３０の中央から半径方向外側へ流れることがで
き、シャワーヘッド１８を均等に空気冷却できる。
プカバー３４を形成すると、キャップカバー３４と、プ
レート４１および４４並びに周囲壁４２および４５とに
よりほぼ円形の空洞４６（図１参照）が形成される。し
たがって、冷却ファン４０により生じた空気流は、開口
３８から空洞４６に入り、さらにそこから開口４３を通
ってヒートシンク３０へと流れる。かくして、空気流は
中央からずれた開口３８から導入されるけれども、ヒー
トシンク３０の中央から半径方向外側へ流れることがで
き、シャワーヘッド１８を均等に空気冷却できる。
【００２６】もちろん、冷却ファンが下方から上方へと
流れる空気流を形成しても同様の冷却が行える。すなわ
ち、かかる空気流が形成すると、空気がヒートシンク３
０の周囲から中心方向に流れ、開口３９を通り外へと流
れ、冷却が達成される。
流れる空気流を形成しても同様の冷却が行える。すなわ
ち、かかる空気流が形成すると、空気がヒートシンク３
０の周囲から中心方向に流れ、開口３９を通り外へと流
れ、冷却が達成される。
【００２７】上記実施例は、中央にパイプ２６が垂直に
伸びているため、中央に冷却ファンを配置できないこと
から、プレート４１および４４を用いて冷却ファンによ
る空気流を空洞４６内に導き、中央の開口４３からヒー
トシンク１８へと流す。しかし、パイプ２６を中心から
ずらすことで、冷却ファンを中央に配置することができ
る。この場合は、キャップカバー３４の下にプレート４
１、４４を設けなくてもよい。
伸びているため、中央に冷却ファンを配置できないこと
から、プレート４１および４４を用いて冷却ファンによ
る空気流を空洞４６内に導き、中央の開口４３からヒー
トシンク１８へと流す。しかし、パイプ２６を中心から
ずらすことで、冷却ファンを中央に配置することができ
る。この場合は、キャップカバー３４の下にプレート４
１、４４を設けなくてもよい。
【００２８】冷却効果を高め、さらにより効果的な上記
空気流を形成するために、円形カバー３３にパンチング
などにより穴３３′を形成することが望ましい。
空気流を形成するために、円形カバー３３にパンチング
などにより穴３３′を形成することが望ましい。
【００２９】上で説明した上記実施例の装置はプラズマ
ＣＶＤ装置であるが、本装置は反応ガスの変わりにエッ
チングガスを流すことで、エッチング装置（エッチャ
ー）としても使用し得る。この場合も、上述したよう
に、冷却ファンにより空気流が形成されると、順次挿入
された被処理体を一様で、均一にエッチングするができ
る。
ＣＶＤ装置であるが、本装置は反応ガスの変わりにエッ
チングガスを流すことで、エッチング装置（エッチャ
ー）としても使用し得る。この場合も、上述したよう
に、冷却ファンにより空気流が形成されると、順次挿入
された被処理体を一様で、均一にエッチングするができ
る。
【００３０】また、上記冷却ファン、キャップカバー、
ヒートシンクを従前のエッチング装置に装備させること
で、上記同様に一様で、均一なエッチングを行うことが
できる。
ヒートシンクを従前のエッチング装置に装備させること
で、上記同様に一様で、均一なエッチングを行うことが
できる。
【００３１】なお、上記ＣＶＤ装置、エッチング装置は
半導体ウエハのみならず、セラミック、ガラス、金属板
等にも所望の処理を行える。
半導体ウエハのみならず、セラミック、ガラス、金属板
等にも所望の処理を行える。
【００３２】例 上記実施例に示すＣＶＤ装置を用いてウエハの挿入、デ
ポジション、ウエハの搬出、エッチング、ウエハの挿入
という一連の処理工程を実行した例を説明する。
ポジション、ウエハの搬出、エッチング、ウエハの挿入
という一連の処理工程を実行した例を説明する。
【００３３】一連の処理工程で実行するデポジションの
条件、エッチング条件は以下の表に示すとおりである。
条件、エッチング条件は以下の表に示すとおりである。
【００３４】
【表１】表１（デポジション条件） ＳｉＨ4 ２２０cc/min ＮＨ3 ９００cc/min Ｎ2 ６００cc/min PRESS ３．７５torr ＲＦ ＨＦ ４５０Ｗ ＬＦ ５００Ｗ GAP １０mmTEMP ４２０℃
【表２】表２（エッチング条件） Ｃ2Ｆ6 １５００cc/min Ｏ2 ２０００cc/min PRESS ３．０torr ＲＦ ＨＦ ７００Ｗ GAP １４mmTEMP ４２０℃
【００３５】図１に示す装置で、以下の表３に示すよう
に、冷却ファンを起動させないときでも（空冷仕様（フ
ァンOFF)）、シャワーヘッド１８の温度は１３９℃であ
った。これに対し、冷却のための空気流を形成する手段
である、ヒートシンク３０、円形カバー３２、キャップ
カバー３４および冷却ファン４０を設置する前では（標
準仕様の場合）、シャワーヘッド１８の温度は１６０℃
に達していた。冷却ファンを起動させると（空冷仕様
（ファンON））、その温度は６８℃となった。
に、冷却ファンを起動させないときでも（空冷仕様（フ
ァンOFF)）、シャワーヘッド１８の温度は１３９℃であ
った。これに対し、冷却のための空気流を形成する手段
である、ヒートシンク３０、円形カバー３２、キャップ
カバー３４および冷却ファン４０を設置する前では（標
準仕様の場合）、シャワーヘッド１８の温度は１６０℃
に達していた。冷却ファンを起動させると（空冷仕様
（ファンON））、その温度は６８℃となった。
【００３６】
【表３】
【００３７】ヒートシンクに設置された熱電対による検
知温度が所定の温度を越えたとき、冷却ファンを起動す
るようにし、シャワーヘッドの温度を所定の温度に維持
して、上記デポジション条件、エッチング条件で、装置
にウエハを挿入し、デポジションを行い、ウエハを取り
出し、装置のエッチングを行い、つづいて新たなウエハ
を挿入するという一連の処理をウエハ１００枚まで行っ
た。
知温度が所定の温度を越えたとき、冷却ファンを起動す
るようにし、シャワーヘッドの温度を所定の温度に維持
して、上記デポジション条件、エッチング条件で、装置
にウエハを挿入し、デポジションを行い、ウエハを取り
出し、装置のエッチングを行い、つづいて新たなウエハ
を挿入するという一連の処理をウエハ１００枚まで行っ
た。
【００３８】シャワーヘッドを１１３℃に維持した場
合、１４０℃に維持した場合、および標準仕様の場合の
結果を図６に示す。図６から分かるように、空気流を形
成する手段を設け冷却ファンを起動することで、シャワ
ーヘッドを１１３℃に維持したとき、ウエハに形成され
る膜厚は１００枚目に至るまでほぼ一定であった（図６
において“○”で示す）。また１４０℃に維持したとき
も５３枚目に至るまでほぼ一定であった。
合、１４０℃に維持した場合、および標準仕様の場合の
結果を図６に示す。図６から分かるように、空気流を形
成する手段を設け冷却ファンを起動することで、シャワ
ーヘッドを１１３℃に維持したとき、ウエハに形成され
る膜厚は１００枚目に至るまでほぼ一定であった（図６
において“○”で示す）。また１４０℃に維持したとき
も５３枚目に至るまでほぼ一定であった。
【００３９】これに対して、標準仕様の場合、すなわ
ち、冷却のための空気流を形成する手段を設置しないで
上記処理をおこなった場合は、シャワーヘッドの温度の
上昇とともに２７枚目まで膜厚も上昇し（図５）、また
５５枚目あたりから次第に膜厚は減少し（図６において
“●”で示す）、連続処理において一様な膜厚の形成が
できない。
ち、冷却のための空気流を形成する手段を設置しないで
上記処理をおこなった場合は、シャワーヘッドの温度の
上昇とともに２７枚目まで膜厚も上昇し（図５）、また
５５枚目あたりから次第に膜厚は減少し（図６において
“●”で示す）、連続処理において一様な膜厚の形成が
できない。
【００４０】また、薄膜が形成されたウエハの面内分布
のマッピングを１枚目、２５枚目、５０枚目、１００枚
目についてとったところ、図７に示すように、シャワー
ヘッドの温度を１１３℃に維持したときは、１枚目、２
５枚目、５０枚目、１００枚面もその表面にほとんど変
化は見られなかった。１４０℃にシャワーヘッドの温度
を維持したときは、５０枚目まではほとんど表面に変化
はない。これに対し、空冷をしないときは、２５枚目に
は凹凸があらわれ、その変化は５０枚目、１００枚目で
は著しくなった。
のマッピングを１枚目、２５枚目、５０枚目、１００枚
目についてとったところ、図７に示すように、シャワー
ヘッドの温度を１１３℃に維持したときは、１枚目、２
５枚目、５０枚目、１００枚面もその表面にほとんど変
化は見られなかった。１４０℃にシャワーヘッドの温度
を維持したときは、５０枚目まではほとんど表面に変化
はない。これに対し、空冷をしないときは、２５枚目に
は凹凸があらわれ、その変化は５０枚目、１００枚目で
は著しくなった。
【００４１】さらに、膜質を調べたところ、表４のよう
になった。
になった。
【表４】 いずれの場合でも、ストレスには差がなく、屈折率は１
１３℃のときが最も低くなった。
１３℃のときが最も低くなった。
【００４２】冷却を行わないとき、ウエハに形成される
膜厚が処理の枚数により変化し、また個々のウエハの膜
の面（均一性）が変化する明確な理由は知られていない
が、冷却を行わないときにはシャワーヘッドの表面に白
粉が付着し、この粉により付着率に変化が生じることが
その理由の一つと考えられる。
膜厚が処理の枚数により変化し、また個々のウエハの膜
の面（均一性）が変化する明確な理由は知られていない
が、冷却を行わないときにはシャワーヘッドの表面に白
粉が付着し、この粉により付着率に変化が生じることが
その理由の一つと考えられる。
【００４３】本発明にしたがってシャワーヘッドの温度
を制御すると粉の生成が抑制でき、膜厚の変動が抑制さ
れることがわかった
を制御すると粉の生成が抑制でき、膜厚の変動が抑制さ
れることがわかった
【００４４】
【効果】このように、本願発明に従いＣＶＤ装置を空冷
にすることで、順次挿入される被処理体上には成膜厚さ
が一様な薄膜が形成される。また、その薄膜内が均一に
なる。さらにまた、エッチング装置を本願発明に従い空
冷をすることで、順次挿入される被処理体に対し、一様
なエッチングを行える。また、そのエッチングも均一と
なる。。
にすることで、順次挿入される被処理体上には成膜厚さ
が一様な薄膜が形成される。また、その薄膜内が均一に
なる。さらにまた、エッチング装置を本願発明に従い空
冷をすることで、順次挿入される被処理体に対し、一様
なエッチングを行える。また、そのエッチングも均一と
なる。。
【図１】本発明にしたがった枚葉式プラズマＣＶＤ装置
の一部断面側面図を示す。
の一部断面側面図を示す。
【図２】本発明にしたがった枚葉式プラズマＣＶＤ装置
の一部断面平面図を示す。
の一部断面平面図を示す。
【図３】本発明にしたがった枚葉式プラズマＣＶＤ装置
に使用されるヒートシンクを構成する１つのセグメント
の平面図および断面図を示す。
に使用されるヒートシンクを構成する１つのセグメント
の平面図および断面図を示す。
【図４】本発明にしたがった枚葉式プラズマＣＶＤ装置
に使用されるキャップカバーを構成するカバー部を示
す。
に使用されるキャップカバーを構成するカバー部を示
す。
【図５】従来の枚葉式プラズマＣＶＤ装置で、連続処理
をしたときのシャワーヘッドの温度、膜厚と処理ウエハ
の枚数との関係を示す。
をしたときのシャワーヘッドの温度、膜厚と処理ウエハ
の枚数との関係を示す。
【図６】シャワーヘッドの温度を制御したときの膜厚と
処理ウエハの枚数との関係を示す。
処理ウエハの枚数との関係を示す。
【図７】シャワーヘッドの温度を制御したとき、１枚
目、２５枚目、５０枚目および１００枚目のウエハ上に
形成された膜の面のマッピングを示す。
目、２５枚目、５０枚目および１００枚目のウエハ上に
形成された膜の面のマッピングを示す。
１ 枚葉式プラズマＣＶＤ装置 ２ 処理チャンバー ４ 処理室 １４ 中間環状部 １６ 内側環状部 １８ シャワーヘッド ２０ 穴 ２２ ボトムプレート ２６ パイプ ２８ トッププレート ３０ ヒートシンク ３０′ セグメント ３１ フィン ３２ 凹部 ３３ 円形カバー ３４ キャップカバー ３８ 開口 ３９ 開口 ４０ 冷却ファン ４１ プレート ４３ 開口 ４４ プレート ４６ 空洞
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/205 C23C 16/44 C30B 25/02 H01L 21/3065 H01L 21/31
Claims (7)
- 【請求項１】 処理チャンバーの処理室の下壁を構成す
るサセプタ上に被処理体が載置され、その被処理体上方
に位置し前記処理室の上壁を構成するシャワーヘッドか
ら処理ガスが被処理体に流れ、被処理体上が処理される
処理装置であって， 前記シャワーヘッドを冷却するための空気流を形成する
空気流形成手段を有し，該空気流形成手段が、前記シャワーヘッドの上面と接触
するヒートシンク、および該ヒートシンクの上方に位置
する冷却ファンから成り 、前記ヒートシンクの上面には、多数の冷却片が設けられ
ている、 こと特徴とする処理装置 。 - 【請求項２】 前記処理ガスが反応ガスであり、当該処
理装置が、被処理体上に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ
装置である、ことを特徴とする請求項１に記載の処理装
置。 - 【請求項３】 前記処理ガスがエッチングガスであり、
当該処理装置が、被処理体上をエッチするエッチング装
置である、ことを特徴とする請求項１に記載の処理装
置。 - 【請求項４】 前記冷却ファンが、前記ヒートシンクの
周囲を囲む円筒部の上を覆うカバー上に設けられ、 前記冷却ファンにより発生した空気流は、前記カバーの
前記冷却ファンに対応する場所に形成された開口から内
部に入る流れ、または前記開口から外へ出る流れであ
る、ことを特徴とする請求項１に記載の処理装置。 - 【請求項５】 前記ヒートシンクに熱電対が取り付けら
れ、前記シャワーヘッドの温度をモニターし、前記シャ
ワーヘッドの温度が所定の温度を超えたとき，前記冷却
ファンを起動する、ことを特徴とする請求項２または３
に記載の処理装置。 - 【請求項６】 前記円筒部に空気流通穴を有する、こと
を特徴とする請求項４に記載の処理装置。 - 【請求項７】 処理チャンバーの処理室の下壁を構成す
るサセプタ上に被処理体が載置され、その被処理体上方
に位置し前記処理室の上壁を構成するシャワーヘッドか
ら反応ガスが被処理体に流れ、その上に薄膜が形成され
るプラズマＣＶＤ装置であって、前記シャワーヘッドの
上面と接触するヒートシンクと，該ヒートシンクの上方
に位置する冷却ファンとを有して成り，前記ヒートシン
クの上面に多数の冷却片が取り付けられている，前記シ
ャワーヘッドを冷却するための空気流を形成する空気流
成形手段を有するプラズマＣＶＤ装置により，連続的に
被処理体を処理する方法であって， ａ） 前記シャワーヘッドの温度を所定の温度に維持す
るために，前記空気形成手段を，前記シャワーヘッドの
温度が前記所定の温度を超えたとき動作させ，前記シャ
ワーヘッドの温度が前記所定の温度に低下ときに停止さ
せる工程と， ｂ） 被処理体を処理室に挿入し、前記被処理体上に薄
膜を形成する工程と、 ｃ） 前記薄膜が形成された被処理体を処理室から搬出
する工程と、 ｄ） 前記処理室をエッチングする工程と、 ｅ） 前記ａ）工程から前記ｄ）工程を、所定の枚数の
被処理体に薄膜を形成するまで繰り返す工程と、 から成る方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6115865A JP2840026B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 空冷式の処理装置および該装置を利用して連続して被処理体を処理する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6115865A JP2840026B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 空冷式の処理装置および該装置を利用して連続して被処理体を処理する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07302765A JPH07302765A (ja) | 1995-11-14 |
| JP2840026B2 true JP2840026B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=14673070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6115865A Expired - Fee Related JP2840026B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 空冷式の処理装置および該装置を利用して連続して被処理体を処理する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2840026B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19980266D2 (de) * | 1998-02-18 | 2000-05-25 | Aixtron Ag | CVD-Reaktor und dessen Verwendung |
| JP4515550B2 (ja) * | 1999-03-18 | 2010-08-04 | 東芝モバイルディスプレイ株式会社 | 薄膜形成方法 |
| DE50100603D1 (de) * | 2000-02-04 | 2003-10-16 | Aixtron Ag | Vorrichtung und verfahren zum abscheiden einer oder mehrerer schichten auf ein substrat |
| KR100676979B1 (ko) | 2001-02-09 | 2007-02-01 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 성막 장치 |
| KR100491396B1 (ko) | 2002-12-03 | 2005-05-25 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자의 피이-테오스(ｐｅ－ｔｅｏｓ)막 형성 방법 |
| KR100755753B1 (ko) * | 2006-03-30 | 2007-09-05 | 주식회사 아이피에스 | 샤워헤드 히팅유니트 및 그를 채용한 박막증착장치 |
| JP5221421B2 (ja) * | 2009-03-10 | 2013-06-26 | 東京エレクトロン株式会社 | シャワーヘッド及びプラズマ処理装置 |
-
1994
- 1994-05-02 JP JP6115865A patent/JP2840026B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07302765A (ja) | 1995-11-14 |
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