JP3072219B2 - Chemical vapor deposition method and apparatus - Google Patents

Chemical vapor deposition method and apparatus

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JP3072219B2
JP3072219B2 JP5313330A JP31333093A JP3072219B2 JP 3072219 B2 JP3072219 B2 JP 3072219B2 JP 5313330 A JP5313330 A JP 5313330A JP 31333093 A JP31333093 A JP 31333093A JP 3072219 B2 JP3072219 B2 JP 3072219B2
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workpiece
gas
support
reaction gas
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誠一 三村
克尚 竹原
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は半導体プロセスにおい
て、成膜材料を気化させて半導体ウエハに、例えば絶縁
膜などの薄膜を形成する化学気相成長方法とその方法に
用いる化学気相成長装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical vapor deposition method for forming a thin film such as an insulating film on a semiconductor wafer by evaporating a film forming material in a semiconductor process and a chemical vapor deposition apparatus used in the method. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11は従来の化学気相成長装置(以下
CVD装置という)の構造断面図である。ここでは一例
として、減圧CVD装置を用いて説明する。図11にお
いて、1は半導体ウエハ、2はウエハステージで、3は
クランプ爪、4はクランプ爪3を有する把持機構部、5
はヒーター、6は支持回転体で、支柱7を介してウエハ
ステージと一体的に結合されている。また支持回転体
6は大歯車8と一体的に結合されている。9は電動機、
10は小歯車で、電動機9の軸に固定され、大歯車8と
噛み合っている。
2. Description of the Related Art FIG. 11 is a structural sectional view of a conventional chemical vapor deposition apparatus (hereinafter referred to as a CVD apparatus). Here, as an example, description will be made using a low pressure CVD apparatus. In FIG. 11, 1 is a semiconductor wafer, 2 is a wafer stage, 3 is a clamp claw, 4 is a gripping mechanism having a clamp claw 3, 5
Is a heater, and 6 is a supporting rotating body, which is integrally connected to the wafer stage 2 via a support post 7. The supporting rotator 6 is integrally connected to the large gear 8. 9 is an electric motor,
Reference numeral 10 denotes a small gear, which is fixed to the shaft of the electric motor 9 and meshes with the large gear 8.

【0003】支持回転体6は軸受11によって反応容器
12に支持され、支持回転6と反応容器12との間に
摺動可能な真空シール13により反応容器12内部の反
応室14の気圧が所定の気圧に保持できるようにされて
いる。15はガスヘッド、16及び17は原料ガス供給
孔、18は混合室で、供給された原料ガスが混合室18
で混合される。19はガスヘッド15に多数設けられた
反応ガス導入孔である。20は排気口である。
[0003] supporting rotator 6 is supported in the reaction vessel 12 by a bearing 11, pressure in the reaction vessel 12 interior of the reaction chamber 14 by slidable vacuum seal 13 between the supporting rotating member 6 and the reaction vessel 12 is predetermined It can be maintained at the atmospheric pressure. 15 is a gas head, 16 and 17 are source gas supply holes, 18 is a mixing chamber, and the supplied source gas is supplied to the mixing chamber 18.
Mixed in. Reference numeral 19 denotes a number of reaction gas introduction holes provided in the gas head 15. Reference numeral 20 denotes an exhaust port.

【0004】次に動作について説明する。複数枚の半導
体ウエハ1がカセット(図示せず)に収納されてCVD
装置に搬送され、製造装置に配設されたハンドリングロ
ボット(図示せず)により、半導体ウエハ1がウエハス
テージ2に供給される。半導体ウエハ1はクランプ爪3
を有する把持機構部4によりウエハステージ2に装着さ
れる。この後反応容器12は密封され、反応室14は所
定の気圧に減圧される。ウエハステージ2に装着された
半導体ウエハ1はヒーター5により加熱され、半導体ウ
エハ1が装着されたウエハステージ2は支持回転体6及
び歯車装置を介して電動機9により回転駆動される。一
方原料ガス供給孔16及び17で供給された原料ガスが
混合室18で混合され、反応ガスとしてガスヘッド15
に多数設けられた反応ガス導入孔19から反応室14に
供給され、この反応ガスにより、半導体ウエハ1に所定
の薄膜が生成される。反応中、ウエハステージは回転
を継続し、生成される薄膜の膜厚さの均一化がはかられ
る。反応に関与した反応ガスは排気ガスとして、排気口
20を介して反応室14から外部に排出される。以上の
成膜工程が終了すると、原料ガスの供給配管系のバルブ
を閉じ、反応室14への反応ガスの供給を停止する。そ
の後、製造装置に配設されたハンドリングロボットによ
り、半導体ウエア1が反応容器12から取り出される。
Next, the operation will be described. A plurality of semiconductor wafers 1 are stored in a cassette (not shown) and
The semiconductor wafer 1 is transferred to the apparatus and supplied to the wafer stage 2 by a handling robot (not shown) provided in the manufacturing apparatus. The semiconductor wafer 1 has clamp claws 3
Is mounted on the wafer stage 2 by the gripping mechanism 4 having Thereafter, the reaction vessel 12 is sealed, and the pressure in the reaction chamber 14 is reduced to a predetermined pressure. The semiconductor wafer 1 mounted on the wafer stage 2 is heated by the heater 5, and the wafer stage 2 mounted with the semiconductor wafer 1 is rotationally driven by the electric motor 9 via the supporting rotating body 6 and the gear unit. On the other hand, the raw material gases supplied through the raw gas supply holes 16 and 17 are mixed in the mixing chamber 18 and the reaction gas is supplied to the gas head 15.
The reaction gas is supplied to the reaction chamber 14 through a plurality of reaction gas introduction holes 19 provided in the semiconductor wafer 1, and a predetermined thin film is formed on the semiconductor wafer 1 by the reaction gas. During the reaction, the wafer stage 2 continues to rotate, and the thickness of the thin film to be formed can be made uniform. The reaction gas involved in the reaction is exhausted from the reaction chamber 14 through the exhaust port 20 as exhaust gas. When the above film forming process is completed, the valve of the source gas supply piping system is closed, and the supply of the reaction gas to the reaction chamber 14 is stopped. Thereafter, the semiconductor wear 1 is taken out of the reaction vessel 12 by a handling robot arranged in the manufacturing apparatus.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】近年の超LSIの半導
体素子は、その微細化により集積回路上に描画されるパ
ターン線幅はますます狭くなる傾向にある。そして集積
回路上ではトレンチのような狭くて深い部分の加工が要
求される。従来のCVD装置は叙上のように構成されて
いるので、例えば成膜加工において、成膜中の半導体ウ
エハ1の成膜面は常に反応ガス導入孔19に正対してい
る。このために成膜面はガスヘッド15の反応ガス導入
孔19の軸線を垂直に切る平面運動だけであり、従来の
ように回路幅に対して加工深さがそれほど深くないとき
には、ガスヘッド15における反応ガス導入孔19の平
面的な配置に基づく半導体ウエハ1の成膜面上での膜厚
みの不均一のみが問題となり、ガスヘッド15と成膜面
を相対的に平面移動させることにより平準化して、底面
及び側面とも同様な厚みの膜形成を行なうことができ
た。
In recent ultra-large scale integrated circuit (LSI) semiconductor devices, the pattern line width drawn on an integrated circuit tends to be narrower due to miniaturization. On an integrated circuit, processing of a narrow and deep portion such as a trench is required. Since the conventional CVD apparatus is configured as described above, for example, in a film forming process, the film forming surface of the semiconductor wafer 1 during film formation always faces the reaction gas introduction hole 19. For this reason, the film formation surface is only a plane motion perpendicular to the axis of the reaction gas introduction hole 19 of the gas head 15, and when the processing depth is not so deep with respect to the circuit width as in the conventional case, the gas head 15 Only the non-uniformity of the film thickness on the film formation surface of the semiconductor wafer 1 based on the planar arrangement of the reaction gas introduction holes 19 becomes a problem, and the gas head 15 and the film formation surface are leveled by relative plane movement. As a result, a film having a similar thickness could be formed on the bottom surface and the side surface.

【0006】しかしながら、狭くて深いトレンチのよう
な場合、単にガスヘッド15における反応ガス導入孔1
9の平面的な配置に基づく半導体ウエハ1の成膜面上で
の膜厚みの不均一が問題になるのではなく、半導体ウエ
ハ1の成膜面上でトレンチ底面の薄膜は平滑で厚みも均
一になったとしても、トレンチの側壁部で膜厚が薄くな
り、側壁部及び底部も含めて平滑で均一な薄膜を形成す
ることが困難になるという問題点があった。また、ガス
ヘッド15とウエハステージとの間隔が固定であるた
め多種のプロセス条件に対応し難いという問題点があっ
た。
However, in the case of a narrow and deep trench, the reaction gas introduction hole 1 in the gas head 15 is merely used.
The thin film on the bottom surface of the trench on the film formation surface of the semiconductor wafer 1 is smooth and the thickness is uniform, instead of the problem of uneven film thickness on the film formation surface of the semiconductor wafer 1 based on the planar arrangement of the semiconductor wafers 9. However, there is a problem that the film thickness becomes thinner on the side wall of the trench, and it becomes difficult to form a smooth and uniform thin film including the side wall and the bottom. In addition, since the distance between the gas head 15 and the wafer stage 2 is fixed, it is difficult to cope with various process conditions.

【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、集積回路上に形成された狭くて
深いトレンチの側壁部及び底部を含めて平滑で均一な薄
膜の形成が可能な化学気相成長方法及びその装置を提供
することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and can form a smooth and uniform thin film including the side walls and the bottom of a narrow and deep trench formed on an integrated circuit. It is an object of the present invention to provide a chemical vapor deposition method and an apparatus therefor.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明にかかる化学気
相成長装置は、外部から密閉可能な反応室に配設され反
応ガスを反応室に供給する反応ガス導入手段と、反応室
に配設された排気手段と、反応室に配設され被加工物を
その被加工面が上記反応ガス導入手段に対向するように
装着するとともに被加工物を加熱する支持手段と、この
支持手段に装着された被加工物と上記反応ガス導入手段
とが対向しつつ相互に平面移動するように支持手段また
は反応ガス導入手段を駆動する第1の駆動手段と、支持
手段に装着された被加工物の被加工面と反応ガス導入手
段とが対向しつつ相互に揺動するように支持手段または
反応ガス導入手段を駆動する第2の駆動手段とを備えた
ものである。
A chemical vapor deposition apparatus according to the present invention is provided in a reaction chamber that can be sealed from the outside and supplies a reaction gas to the reaction chamber. Exhaust means, and a support means for mounting the workpiece disposed in the reaction chamber such that the surface to be processed faces the reaction gas introducing means and heating the workpiece, and mounted on the support means. First driving means for driving the supporting means or the reactive gas introducing means such that the workpiece and the reactive gas introducing means face each other and move in a plane while facing each other; and a work piece of the workpiece mounted on the supporting means. And a second driving means for driving the supporting means or the reactive gas introducing means so that the processing surface and the reactive gas introducing means face each other while swinging each other.

【0009】さらにまた、支持手段または反応ガス導入
手段を駆動する第1の駆動手段を、支持手段または反応
ガス導入手段を回転する回転装置としたものである。ま
た、反応室に減圧手段を更に備えたものである。
Further, the first drive means for driving the support means or the reaction gas introduction means is a rotating device for rotating the support means or the reaction gas introduction means. Further, the reaction chamber is further provided with a decompression means.

【0010】また、外部から密閉可能な反応室に配設さ
れ複数の反応ガス導入孔から加圧された反応ガスを整流
して反応室に供給するガスヘッドと、反応室に配設さ
れ、減圧装置を備えた排気装置により排気される排気口
と、反応室に配設され、被加工物をその被加工面がガス
ヘッドに対向するように装着するとともに被加工物を加
熱するヒーターを有する支持台と、この支持台に装着さ
れた被加工物とガスヘッドとが対向しつつ相互に平面移
動することにより反応ガス導入孔の軸方向を切るように
支持台またはガスヘッドを回転する回転装置と、支持台
に装着された被加工物の被加工面と反応ガス導入孔とが
対向しつつ相互に揺動するように支持台またはガスヘッ
ドを揺動する揺動装置とを備えたものである。
In addition, a gas head provided in a reaction chamber which can be sealed from the outside and which rectifies a reaction gas pressurized from a plurality of reaction gas introduction holes and supplies it to the reaction chamber, An exhaust port exhausted by an exhaust device provided with a device, and a support provided in the reaction chamber and having a heater for mounting the workpiece so that the workpiece surface faces the gas head and heating the workpiece. And a rotating device for rotating the support or the gas head so as to cut the axial direction of the reaction gas introduction hole by moving the workpiece and the gas head mounted on the support while facing each other in a plane. A swinging device that swings the support base or gas head such that the processing surface of the workpiece mounted on the support base and the reaction gas introduction hole face each other while swinging each other. .

【0011】さらにまた、支持手段と反応ガス導入手段
との間隔または支持台とガスヘッドとの間隔を調整可能
なように平行移動機構を介して支持手段もしくは反応ガ
ス導入手段または支持台もしくはガスヘッドが配設され
たものである。またこの発明に係わる化学気相成長方法
としては、反応ガス導入手段と被加工物の支持手段とを
有する反応室に反応ガス導入手段と被加工面とが互いに
対向するように被加工物を装着する工程と、被加工物を
加熱する工程と、支持手段に装着された被加工物と反応
ガス導入手段とを対向させつつ相互に平面移動させる工
程と、支持手段に装着された被加工物の被加工面を反応
ガス導入手段に対向させつつ被加工面と反応ガス導入手
段とを相互に揺動させる工程とを備えたものである。
Still further, the support means or the reaction gas introduction means or the support table or the gas head is provided via a parallel moving mechanism so that the distance between the support means and the reaction gas introduction means or the distance between the support table and the gas head can be adjusted. Is arranged. Further, as a chemical vapor deposition method according to the present invention, a workpiece is mounted in a reaction chamber having a reaction gas introduction means and a workpiece support means such that the reaction gas introduction means and the workpiece surface face each other. Performing the step of heating the workpiece, the step of moving the workpiece mounted on the supporting means and the reactive gas introducing means in a plane while mutually facing each other, and the step of moving the workpiece mounted on the supporting means. A step of causing the surface to be processed and the reaction gas introducing means to oscillate with each other while the surface to be processed is opposed to the reaction gas introducing means.

【0012】また、平面移動させる工程を支持手段の回
転により平面移動させる工程としたものである。また、
ガスヘッドと被加工物を装着する支持台とを有する反応
室にガスヘッドと被加工物の被加工面とが互いに対向す
るように被加工物を装着する工程と、被加工物を加熱す
る工程と、支持台に装着された被加工物とガスヘッドと
を対向させつつ支持台またはガスヘッドを回転させるこ
とにより相互に平面移動させる工程と、支持台に装着さ
れた被加工物の被加工面をガスヘッドに対向させつつ被
加工面とガスヘッドとを相互に揺動させる工程とを備え
たものである。
Further, the step of moving the plane is a step of moving the plane by rotating the support means. Also,
Mounting the workpiece such that the gas head and the processing surface of the workpiece face each other in a reaction chamber having a gas head and a support for mounting the workpiece, and heating the workpiece. And a step in which the workpiece mounted on the support and the gas head face each other while rotating the support or the gas head so that the workpiece and the gas head face each other, and a processing surface of the workpiece mounted on the support. And a step of mutually swinging the surface to be processed and the gas head while facing the gas head.

【0013】また、平面移動させる工程と揺動させる工
程とを同時に行なうものである。また、反応室を減圧す
る工程を更に備えたものである。また、被加工面と反応
ガス導入孔との距離を加工条件に合わせて調節する工程
を更に備えたものである。
Further, the step of moving in a plane and the step of swinging are performed simultaneously. The method further includes a step of reducing the pressure in the reaction chamber. Further, the method further comprises a step of adjusting the distance between the processing surface and the reaction gas introduction hole according to the processing conditions.

【0014】[0014]

【作用】上記のように構成された化学気相成長装置は被
加工物が反応ガス導入手段に対向しつつ平面移動させる
ように支持手段を駆動する第1の駆動手段と、被加工物
の被加工面と上記反応ガス導入手段とが対向しつつ相互
に揺動するように支持手段または反応ガス導入手段を駆
動する第2の駆動手段とを備えているから、反応ガス導
入手段にたいして被加工物の被加工面を傾斜することが
できるので、被加工面の深い凹凸の側壁部まで反応ガス
が到達し易くなる。
In the chemical vapor deposition apparatus constructed as described above, the first driving means for driving the supporting means so that the workpiece moves in a plane while facing the reaction gas introducing means, Since there is provided a supporting means or a second driving means for driving the reaction gas introduction means so that the processing surface and the reaction gas introduction means face each other while swinging each other, the workpiece is provided with respect to the reaction gas introduction means. Since the surface to be processed can be inclined, the reaction gas can easily reach the side wall portion having deep irregularities on the surface to be processed.

【0015】また支持手段を駆動する第1の駆動手段が
支持手段を回転する回転装置であるので、被加工物の連
続的な平面移動が容易に実現できる。また反応室に減圧
手段を備えたので減圧化学気相成長装置において被加工
面の深い凹凸の側壁部まで反応ガスが到着し易くでき
る。また平行移動機構を介して支持手段もしくは反応ガ
ス導入手段または支持台もしくはガスヘッドを設けたの
で支持手段と反応ガス導入手段との間隔または支持台と
ガスヘッドとの間隔が調整可能となり加工条件の設定が
容易になる。
Since the first drive means for driving the support means is a rotating device for rotating the support means, continuous planar movement of the workpiece can be easily realized. In addition, since the reaction chamber is provided with a decompression means, the reaction gas can easily reach the side wall portion having deep irregularities on the surface to be processed in the decompression chemical vapor deposition apparatus. In addition, since the supporting means or the reactive gas introducing means or the supporting table or the gas head is provided through the parallel moving mechanism, the distance between the supporting means and the reactive gas introducing means or the distance between the supporting table and the gas head can be adjusted, and processing conditions Setting is easy.

【0016】さらに上記のように構成された化学気相成
長方法は、被加工物を上記反応ガス導入手段に対向させ
つつ平面移動させる工程と、被加工物の被加工面を反応
ガス導入手段に対向させつつ被加工面と反応ガス導入手
段とを相互に揺動させる工程とを備えているから、反応
ガス導入手段にたいして被加工物の被加工面が傾斜し、
被加工面の深い凹凸の側壁部まで反応ガスが到達し易く
なる。
Further, in the chemical vapor deposition method configured as described above, the step of moving the workpiece in a plane while facing the reactive gas introducing means, and the step of moving the workpiece surface of the workpiece to the reactive gas introducing means. And the step of swinging the reaction surface and the reaction gas introduction means while opposing each other, the processing surface of the workpiece is inclined with respect to the reaction gas introduction means,
The reaction gas can easily reach the deep uneven side wall of the surface to be processed.

【0017】また平面移動させる工程を支持手段の回転
により平面移動させる工程としたので平面移動が連続的
になり、加工が均一となる。また平面移動させる工程と
揺動させる工程とを同時に行なわせたので、加工が連続
的に行なうことができ、加工がより均一となる。また被
加工面と反応ガス導入孔との距離を加工条件に合わせて
調節する工程を備えたから、最適な加工条件の設定及び
変更が短時間で行なうことができ、段取り時間を短縮で
きる加工能率が向上する。
Further, since the step of moving the plane is a step of moving the plane by rotating the support means, the plane movement is continuous and the processing becomes uniform. Also, since the step of moving the plane and the step of swinging are performed simultaneously, the processing can be performed continuously, and the processing becomes more uniform. In addition, since the process for adjusting the distance between the surface to be processed and the reaction gas introduction hole is adjusted according to the processing conditions, the optimum processing conditions can be set and changed in a short time, and the processing efficiency can be shortened. improves.

【0018】[0018]

【実施例】【Example】

実施例1.図1はこの発明の一実施例であるCVD装置
の一部破断構造断面図である。また、図2は揺動装置3
1を示す一部破断構造断面図である。ここでは一例とし
て、減圧CVD装置を用いて説明する。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a sectional view of a partially broken structure of a CVD apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the swinging device 3.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a partially broken structure showing No. 1; Here, as an example, description will be made using a low pressure CVD apparatus.

【0019】図1及び図2において、1は半導体ウエ
ハ、2は半導体ウエハ1を保持する支持手段あるいは支
持台としてのウエハステージで、半導体ウエハ1はクラ
ンプ爪3を有する把持機構部4によりウエハステージ2
に装着される把持機構部4は直線運動機構(図示せ
ず)により矢印A方向に移動可能にされている。半導体
ウエハ1を装着するときにはクランプ爪3をウエハステ
ージ2から離間して半導体ウエハ1を挿入し、その後ク
ランプ爪3をウエハステージ2に接近させて半導体ウエ
ハ1を保持する。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a semiconductor wafer, 2 denotes a wafer stage serving as a support means or a support table for holding the semiconductor wafer 1, and the semiconductor wafer 1 is held by a gripping mechanism 4 having clamp claws 3 for the wafer stage. 2
Attached to . The gripping mechanism 4 is movable in the direction of arrow A by a linear motion mechanism (not shown). When mounting the semiconductor wafer 1, the semiconductor wafer 1 is inserted by separating the clamp claw 3 from the wafer stage 2, and then the clamp claw 3 is moved closer to the wafer stage 2 to hold the semiconductor wafer 1.

【0020】5は成膜時に半導体ウエハ1を加熱するた
めのヒーターである。21は第1の駆動手段としての回
転装置で、この回転装置21は支持回転体6と、その支
持回転体6の上端で一体的に結合され大歯車8と、この
大歯車8と噛み合う小歯車10が一体的に結合された電
動機9とを備えている。電動機9により支持回転体6が
回転させられる。
Reference numeral 5 denotes a heater for heating the semiconductor wafer 1 during film formation. Reference numeral 21 denotes a rotating device serving as a first driving means. The rotating device 21 includes a supporting rotator 6, a large gear 8 integrally connected at an upper end of the supporting rotator 6, and a small gear meshing with the large gear 8. And an electric motor 9 integrally connected thereto. The support rotator 6 is rotated by the electric motor 9.

【0021】支持回転体6は軸受11によって反応容器
12に支持され、支持回転体6と反応容器12との間に
配設された摺動可能な真空シール13により反応容器1
2内部の反応室14の気圧が低圧、例えば1〜30To
rrに保持できるようにされている。摺動可能な真空シ
ール13としては保持圧力は大気圧程度であるので、例
えば磁性流体を使用した真空シールが適用できる。
The supporting rotator 6 is supported by the reaction vessel 12 by a bearing 11, and is slidable by a vacuum seal 13 disposed between the supporting rotator 6 and the reaction vessel 12.
2 The internal pressure of the reaction chamber 14 is low, for example, 1 to 30 To.
rr. Since the holding pressure of the slidable vacuum seal 13 is about atmospheric pressure, for example, a vacuum seal using a magnetic fluid can be applied.

【0022】支持回転体6の内部に第2の駆動手段とし
ての揺動装置31が配設されている。図2において、3
2は揺動装置31の揺動駆動部、33は揺動装置31の
揺動被動部である。揺動駆動部32は電動機34と小歯
車35とで構成される。図3は揺動被動部33を示す平
面図である。図4は図3のIV−IV矢視の構造断面図
である。
An oscillating device 31 as a second driving means is provided inside the supporting rotary member 6. In FIG. 2, 3
Reference numeral 2 denotes a swing drive unit of the swing device 31, and reference numeral 33 denotes a swing driven portion of the swing device 31. The swing drive unit 32 includes an electric motor 34 and a small gear 35. FIG. 3 is a plan view showing the swing driven portion 33. FIG. 4 is a structural sectional view taken along the line IV-IV in FIG.

【0023】図3及び図4において、36は小歯車35
と噛み合う大歯車、37は大歯車軸で、38は歯車軸支
持台、39は揺動台である。大歯車36と歯車支持台3
8はそれぞれ大歯車軸37とキーで固定されている。そ
して大歯車軸37は軸受40を介して支持回転体6と回
転自在に結合されている。また歯車軸支持台38は揺動
台39に一体的に固定され、揺動台39は支柱41を介
してウエハステージ2の背面に一体的に固定されてい
る。このようにウエハステージ2と一体的に結合された
揺動被動部33は支持回転体6に揺動自在に支持されて
いる。揺動装置31の揺動被動部33は被加工面がガス
ヘッド15の反応ガス導入孔19と正対する位置が中立
位置として設定されている。
3 and 4, reference numeral 36 denotes a small gear 35.
, A large gear shaft, 38 a gear shaft support, and 39 a swing table. Large gear 36 and gear support 3
Numerals 8 are fixed to the large gear shaft 37 by keys. The large gear shaft 37 is rotatably connected to the supporting rotating body 6 via a bearing 40. The gear shaft support 38 is integrally fixed to a swing table 39, and the swing table 39 is integrally fixed to the back surface of the wafer stage 2 via a support 41. The swing driven portion 33 integrally connected to the wafer stage 2 in this manner is supported by the support rotating body 6 so as to be swingable. In the swing driven portion 33 of the swing device 31, the position where the surface to be machined faces the reaction gas introduction hole 19 of the gas head 15 is set as a neutral position.

【0024】図5はウエハステージ2およびヒーター5
を示す平面図である。また、図6は図5のVI−VI矢
視の断面構造図である。図5及び図6において、ウエハ
ステージ2は半導体ウエハ1の主面より広い面積で、か
つ大きな外径を有する半導体ウエハ保持面42を有し、
半導体ウエハ1保持状態において、半導体ウエハ保持面
42と半導体ウエハ1との間に微小な隙間43を設ける
ために半導体ウエハ1の外周より入り込んだ一定幅の環
状突部44が半導体ウエハ保持面42に設けられてい
る。環状突部44には一定間隔で、切欠き45を設け、
揺動台39、連結管46を介して外部に設けられた伝熱
ガス供給装置(図示せず)から流量制御装置(図示せ
ず)で正確に制御された所定の量の伝熱ガスが供給孔4
7を通じてウエハの背面に送られ、ウエハの周囲から放
射状に流出する。48は把持機構部4のガイド孔で、ク
ランプ爪3が3本あるから3箇所設けられている。
FIG. 5 shows a wafer stage 2 and a heater 5.
FIG. FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5 and 6, the wafer stage 2 has a larger area than the main surface of the semiconductor wafer 1 and has a semiconductor wafer holding surface 42 having a large outer diameter.
In the state of holding the semiconductor wafer 1, an annular protrusion 44 having a constant width inserted from the outer periphery of the semiconductor wafer 1 to provide a minute gap 43 between the semiconductor wafer holding surface 42 and the semiconductor wafer 1. Is provided. Notches 45 are provided at regular intervals in the annular projection 44,
The swing table 39 supplies a predetermined amount of heat transfer gas precisely controlled by a flow rate control device (not shown) from a heat transfer gas supply device (not shown) provided outside via a connecting pipe 46. Hole 4
The wafer is sent to the back of the wafer through 7 and radially flows out from the periphery of the wafer. Reference numeral 48 denotes a guide hole of the gripping mechanism 4, which is provided at three places since there are three clamp claws 3.

【0025】ウエハステージ2の背面には、ヒーター5
が配置されていて、ウエハステージ2の温度を均一化す
るため、中心側と外周側とで2分割されて配置されてい
る。図1において15は反応ガス導入手段であるガスヘ
ッドで、ウエハステージ2に対向して配設され、この実
施例では反応容器12に固定されている。また図7はガ
スヘッドの平面図である。ガスヘッド15には多数の反
応ガス導入孔19が開口されている。この反応ガス導入
孔19で整流された反応ガスが、反応室14のウエハス
テージ2に保持された半導体ウエハ1の被加工面に供給
される。
A heater 5 is provided on the back of the wafer stage 2.
Are arranged in two parts on the center side and the outer peripheral side in order to equalize the temperature of the wafer stage 2. In FIG. 1, reference numeral 15 denotes a gas head serving as a reaction gas introducing means, which is disposed to face the wafer stage 2 and is fixed to the reaction vessel 12 in this embodiment. FIG. 7 is a plan view of the gas head. The gas head 15 is provided with a number of reaction gas introduction holes 19. The reaction gas rectified by the reaction gas introduction hole 19 is supplied to the processing surface of the semiconductor wafer 1 held on the wafer stage 2 in the reaction chamber 14.

【0026】このガスヘッド15と原料ガス供給孔16
及び17との間に混合室18が設けられ、ガスヘッド1
5が混合室18と反応室14とを区切っている。原料ガ
ス供給孔16及び17で供給された原料ガスは混合室1
8で混合され、反応ガスとしてガスヘッド15から反応
室14に供給される。25は排気溝で、ウエハステージ
2の周囲斜め上方に一定距離をおいて環状に配設されて
おり、4箇所に設けられた排気手段である排気口20と
接続されている。22は排気溝25の下側にその全周に
わたって設けられている逆流防止突起で、反応に関与し
た反応ガスが排気溝25から排気口20に送られる間
に、反応室14のウエハステージ2の近傍に逆流するの
を防止する。
The gas head 15 and the source gas supply hole 16
A mixing chamber 18 is provided between
5 separates the mixing chamber 18 from the reaction chamber 14. The raw material gas supplied through the raw material gas supply holes 16 and 17 is supplied to the mixing chamber 1.
8 and supplied to the reaction chamber 14 from the gas head 15 as a reaction gas. Reference numeral 25 denotes an exhaust groove, which is annularly disposed at a predetermined distance diagonally above the periphery of the wafer stage 2 and is connected to exhaust ports 20 which are exhaust means provided at four locations. Reference numeral 22 denotes a backflow prevention protrusion provided under the exhaust groove 25 over the entire circumference thereof, and while the reaction gas involved in the reaction is sent from the exhaust groove 25 to the exhaust port 20, the wafer stage 2 of the reaction chamber 14 is Prevents backflow to nearby areas.

【0027】排気口20は反応ガスを吸着するフィルタ
ー(図示せず)を介して真空装置23に接続されてお
り、反応容器12を所定の圧力に減圧するとともに、反
応に関与した反応ガスは排気ガスとして、反応室14か
ら外部に排出する。また24は反応容器12を冷却する
冷却管で外部から冷却水が供給される。
The exhaust port 20 is connected to a vacuum device 23 through a filter (not shown) that adsorbs the reaction gas, and reduces the pressure of the reaction vessel 12 to a predetermined pressure and exhausts the reaction gas involved in the reaction. The gas is discharged from the reaction chamber 14 to the outside. Reference numeral 24 denotes a cooling pipe for cooling the reaction vessel 12, to which cooling water is supplied from the outside.

【0028】次に動作について説明する。複数枚の半導
体ウエハ1がカセット(図示せず)に収納されてCVD
装置に搬送され、製造装置に配設されたハンドリングロ
ボット(図示せず)により、半導体ウエハ1がウエハス
テージ2に供給される。半導体ウエハ1はクランプ爪3
を有する把持機構部4が直線運動機構(図示せず)によ
り駆動されウエハステージ2に装着される。半導体ウエ
ハ1を装着するときには、クランプ爪3をウエハステー
ジ2から離間して半導体ウエハ1を挿入し、その後クラ
ンプ爪3をウエハステージ2に接近させて半導体ウエハ
1を保持する。この後反応容器12は密封され、排気口
20を介して接触された真空装置23により反応室14
は所定の気圧に減圧される。
Next, the operation will be described. A plurality of semiconductor wafers 1 are stored in a cassette (not shown) and
The semiconductor wafer 1 is transferred to the apparatus and supplied to the wafer stage 2 by a handling robot (not shown) provided in the manufacturing apparatus. The semiconductor wafer 1 has clamp claws 3
Is driven by a linear motion mechanism (not shown) and mounted on the wafer stage 2. When mounting the semiconductor wafer 1, the semiconductor wafer 1 is inserted by separating the clamp claw 3 from the wafer stage 2, and then the clamp claw 3 is moved closer to the wafer stage 2 to hold the semiconductor wafer 1. Thereafter, the reaction vessel 12 is sealed, and the reaction chamber 14 is closed by the vacuum device 23 contacted through the exhaust port 20.
Is reduced to a predetermined pressure.

【0029】ウエハステージ2はヒーター5により加熱
され、ウエハステージ2に装着された半導体ウエハ1は
ウエハステージ2と、揺動台39、連結管46そして供
給孔47を介して外部から供給された所定の伝熱ガスと
により均一に加熱される。また伝熱ガスは環状突部44
により形成される半導体ウエハ1と半導体ウエハ保持面
42との隙間に貯溜され、環状突部44の切欠き45
介して半導体ウエハ1の周囲から放射状に流出し、半導
体ウエハ保持面42及び半導体ウエハ1の裏面外周部に
反応副生成物が付着するのを防止する。
The wafer stage 2 is heated by the heater 5, and the semiconductor wafer 1 mounted on the wafer stage 2 is supplied to the wafer stage 2, the swing table 39 , the connecting pipe 46, and a predetermined supply from the outside via the supply hole 47. Is uniformly heated by the heat transfer gas. The heat transfer gas is annular projection 44
Is reserved in the gap between the semiconductor wafer 1 and the semiconductor wafer holding surface 42 formed by the notch 45 of the annular projection 44
Radiation flows out of the periphery of the semiconductor wafer 1 through the semiconductor wafer 1 , thereby preventing reaction by-products from adhering to the semiconductor wafer holding surface 42 and the outer peripheral portion of the back surface of the semiconductor wafer 1.

【0030】半導体ウエハ1が装着されたウエハステー
ジ2は揺動装置31を介して支持回転体6に結合されて
いて、支持回転体6とともに減速装置を構成する小歯車
10と大歯車8を介して電動機9により3〜5rpmで
回転駆動される。揺動被動部33が中立位置で停止して
いるとき、ウエハステージ2の回転は半導体ウエハ1の
被加工面がガスヘッド15の反応ガス導入孔19の軸線
を垂直に切る平面運動である。さらに、揺動装置31の
揺動駆動部32の電動機34が正逆転され小歯車35
大歯車36を介して、この平面運動に加えて揺動被動部
33が大歯車軸37回りに、支持回転体6に対して揺動
させられる。この揺動の速度は支持回転体6の回転速度
と同程度である。
The wafer stage 2 on which the semiconductor wafer 1 is mounted is connected to the supporting rotator 6 via a swinging device 31 and via a small gear 10 and a large gear 8 which constitute a reduction gear together with the supporting rotator 6. The motor 9 is driven to rotate at 3 to 5 rpm. When the swing driven portion 33 is stopped at the neutral position, the rotation of the wafer stage 2 is a plane motion in which the processed surface of the semiconductor wafer 1 cuts the axis of the reaction gas introduction hole 19 of the gas head 15 perpendicularly. Further, the electric motor 34 of the oscillating drive unit 32 of the oscillating device 31 is rotated in the forward and reverse directions via the small gear 35 and the large gear 36, and in addition to this plane movement, the oscillating driven part 33 is supported around the large gear shaft 37 It is swung with respect to the rotating body 6. The speed of this swing is substantially the same as the rotation speed of the supporting rotor 6.

【0031】一方原料ガス供給孔16及び17からは、
例えばジクロールシラン(SiH2Cl2 )とアンモニ
ア(NH3 )のような原料ガスが混合室18に供給さ
れ、供給された原料ガスは混合室18で混合され、流量
制御装置(図示せず)、例えばマスフローコントローラ
などにより正確に制御された所定の流量の反応ガスがガ
スヘッド15から、反応室14のウエハステージ2に装
着されて高温加熱され半導体ウエハ1の被加工面に供
給され、例えば上記の原料ガスの場合には、半導体ウエ
ハ1の被加工面にSiN4 の薄膜が形成される。
On the other hand, from the source gas supply holes 16 and 17,
For example, source gases such as dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) and ammonia (NH 3 ) are supplied to the mixing chamber 18, and the supplied source gases are mixed in the mixing chamber 18, and a flow control device (not shown) For example, a reaction gas at a predetermined flow rate accurately controlled by a mass flow controller or the like is supplied from a gas head 15 to a surface to be processed of a semiconductor wafer 1 mounted on a wafer stage 2 of a reaction chamber 14 and heated at a high temperature. In the case of the above-mentioned source gas, a thin film of SiN 4 is formed on the surface to be processed of the semiconductor wafer 1.

【0032】図7はCVD装置のガスヘッドの平面図で
ある。ガスヘッド15には反応ガス導入孔19が多数設
けられており、ガスヘッド15から所定の間隔をおいて
ウエハステージ2に装着された半導体ウエハ1の成膜面
に供給されるが、このとき半導体ウエハ1の成膜面は、
回転装置21によるガスヘッド15の反応ガス導入孔1
9の軸線を垂直に切る平面運動に加えて、揺動装置31
による半導体ウエハ1の成膜面が反応ガス導入孔19の
軸線と傾斜するような揺動運動が加わる。このため、半
導体ウエハ1の成膜面がガスヘッド15の反応ガス導入
孔19の軸線を垂直に切る平面運動だけであれば、半導
体ウエハ1の成膜面とガスヘッド15の平面的な配置と
で決定される反応条件の平準化、即ち例えば半導体ウエ
ハ1の成膜面上でトレンチの底面には反応ガスが均等に
当り、トレンチの底面の膜厚を均一するという作用のみ
であるが、それに加えて揺動運動が加わるので半導体ウ
エハ1の成膜面が反応ガス導入孔19の軸線と傾斜する
状態が加わり、トレンチの側壁部が反応ガス導入孔19
の軸線と傾斜角を有しながらも反応ガス導入孔19から
真上に上昇してくる反応ガスに曝される機会が増加され
ることになる。
FIG. 7 is a plan view of a gas head of the CVD apparatus. The gas head 15 is provided with a large number of reaction gas introduction holes 19, which are supplied from the gas head 15 to the film formation surface of the semiconductor wafer 1 mounted on the wafer stage 2 at a predetermined interval. The film forming surface of the wafer 1
Reaction gas introduction hole 1 of gas head 15 by rotating device 21
9 in addition to the plane movement which cuts the axis of 9 vertically.
Rocking motion is applied such that the film formation surface of the semiconductor wafer 1 is inclined with respect to the axis of the reaction gas introduction hole 19. For this reason, if the film formation surface of the semiconductor wafer 1 is only a plane motion which cuts the axis of the reaction gas introduction hole 19 of the gas head 15 perpendicularly, the film formation surface of the semiconductor wafer 1 and the planar arrangement of the gas head 15 In other words, only the action of equalizing the reaction conditions determined by, for example, the reaction gas uniformly hits the bottom surface of the trench on the deposition surface of the semiconductor wafer 1 and makes the thickness of the bottom surface of the trench uniform, In addition, since the rocking motion is applied, a state where the film formation surface of the semiconductor wafer 1 is inclined with respect to the axis of the reaction gas introduction hole 19 is added, and the side wall of the trench is formed with the reaction gas introduction hole 19.
The chances of being exposed to the reaction gas that rises directly from the reaction gas introduction hole 19 while having the axis and the inclination angle are increased.

【0033】従って単に成膜面全面にわたってトレンチ
の底面の膜厚を均一にするのみならず、トレンチの側壁
部も底面と同様に成膜され、側壁部及び底部も含めて共
に平滑で均一な膜厚を有する薄膜を形成することができ
る。反応に関与した反応ガスは排気ガスとして、排気溝
25から排気口20を介して真空装置23により反応室
14から外部に排出される。
Therefore, not only is the film thickness of the bottom surface of the trench uniform over the entire film formation surface, but also the side wall portion of the trench is formed in the same manner as the bottom surface, and both the side wall portion and the bottom portion are smooth and uniform. A thin film having a large thickness can be formed. The reaction gas that participated in the reaction is
The gas is exhausted from the reaction chamber 14 to the outside from the reaction chamber 14 through the exhaust port 20 by the vacuum device 23.

【0034】以上の成膜工程が終了すると、原料ガスの
供給配管系のバルブを閉じ、反応室14への反応ガスの
供給を停止する。その後、製造装置に配設されたハンド
リングロボットにより、半導体ウエハ1が反応容器12
から取り出される。上記の支持回転体6の回転運動と揺
動装置31の揺動運動とは、時分割でおこなってもよい
が、同時に行なってもよい。同時に行なう方が加工が連
続的に行なうことができ、例えば成膜では、より均一な
薄膜が実現できる。また、この実施例では被加工面がガ
スヘッド15の反応ガス導入孔19の軸線を垂直に切る
平面運動は被加工面を装着しているウエハステージ2の
回転を使用したが、反応ガス導入孔19の軸線と平行な
回転軸回りのガスヘッド15の回転運動により行なって
もよい。
When the above film forming process is completed, the valve of the source gas supply piping system is closed, and the supply of the reaction gas to the reaction chamber 14 is stopped. After that, the semiconductor wafer 1 is transferred to the reaction vessel 12 by a handling robot provided in the manufacturing apparatus.
Taken out of The rotating motion of the supporting rotator 6 and the oscillating motion of the oscillating device 31 may be performed in a time-division manner or may be performed simultaneously. Simultaneous processing enables continuous processing. For example, in film formation, a more uniform thin film can be realized. Further, in this embodiment, the plane movement of the processing surface perpendicular to the axis of the reaction gas introduction hole 19 of the gas head 15 uses the rotation of the wafer stage 2 on which the processing surface is mounted. The rotation may be performed by rotating the gas head 15 about a rotation axis parallel to the 19 axis.

【0035】実施例2.図8はこの発明の他の実施例で
あるCVD装置の一部破断構造断面図である。図8にお
いて、21は第1の駆動手段としての回転装置である。
70は第2の駆動手段としての揺動ガスヘッド部であ
る。先の実施例1では、ウエハステージは対向するガス
ヘッドに対して回転装置による平面運動と揺動装置によ
る揺動運動とを行なうようにしたが、この実施例2では
ウエハステージは対向するガスヘッドに対して平面運動
を行なう回転のみ行ない、揺動運動はガスヘッドで行な
うようにするものである。このような構成を採ることに
より、回転運動と揺動運動との駆動機構を別々にできる
ので、構成が簡単になる。
Embodiment 2 FIG. FIG. 8 is a sectional view of a partially cut structure of a CVD apparatus according to another embodiment of the present invention. In FIG. 8, reference numeral 21 denotes a rotating device as first driving means.
Reference numeral 70 denotes an oscillating gas head as a second driving means. In the first embodiment, the wafer stage performs the plane motion by the rotating device and the oscillating motion by the oscillating device with respect to the facing gas head, but in the second embodiment, the wafer stage uses the facing gas head. In this case, only a rotation for performing a plane motion is performed, and the oscillating motion is performed by a gas head. By adopting such a configuration, the driving mechanisms for the rotational motion and the oscillating motion can be separately provided, so that the configuration is simplified.

【0036】以下の実施例の説明において実施例1の各
図と同一符号同一部分または相当部分を示す。図9は
回転装置21を構成する支持回転体6の断面構造図であ
る。図9において、60は連結軸、61は連結軸支持
台、62は連結フランジである。ウエハステージ2はそ
の背面で支柱41と連結フランジ62とを介して連結軸
支持台61と一体的に固定されている。連結軸支持台6
1と支持回転体6とは連結軸60とそれぞれキー止めす
ることにより一体的に固定されている。従ってウエハス
テージ2は各部材を介して支持回転体6と一体的に結合
されており、電動機9により支持回転体6が回転させら
れるにより、ウエハステージ2も回転する。
In the following description of the embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same or corresponding parts. FIG. 9 is a sectional structural view of the supporting rotator 6 constituting the rotating device 21. In FIG. 9, reference numeral 60 denotes a connection shaft, 61 denotes a connection shaft support, and 62 denotes a connection flange. The wafer stage 2 is integrally fixed to the connection shaft support 61 via a support post 41 and a connection flange 62 on the back surface. Connecting shaft support 6
1 and the supporting rotating body 6 are integrally fixed to the connecting shaft 60 by keying. Accordingly, the wafer stage 2 is integrally connected to the supporting rotator 6 via the respective members, and when the supporting rotator 6 is rotated by the electric motor 9, the wafer stage 2 also rotates.

【0037】揺動ガスヘッド部70において、71はガ
スヘッド15を揺動させるための揺動軸で軸受72によ
り反応容器12に支持されている。揺動軸71の一端は
摺動可能な真空シール73、たとえばメカニカルシール
や磁性流体を使用した真空シールを介して反応容器12
の外部に延在し、減速装置76を介して電動機74に接
続されている。この電動機74を正逆転することにより
ガスヘッド15は揺動させられる。
In the oscillating gas head 70, an oscillating shaft 71 for oscillating the gas head 15 is supported by the reaction vessel 12 by a bearing 72. One end of the swing shaft 71 is slidable through a vacuum seal 73, for example, a mechanical seal or a vacuum seal using a magnetic fluid.
And is connected to the electric motor 74 via the speed reducer 76. By rotating the electric motor 74 forward and backward, the gas head 15 is swung.

【0038】ガスヘッド15は可撓性を有する筒状体例
えばベローズ75を介して、反応容器12に結合され、
ガスヘッド15が揺動できるようにしながら、反応室1
4と混合室18を分離している。このような構成を採用
しているので、ウエハステージ2に装着された半導体ウ
エハ1は、ウエハステージ2の回転により、平面運動を
行なうのみである。ガスヘッド15は電動機74の正逆
転により揺動させられる。ガスヘッド15から供給され
る反応ガスは、ガスヘッド15の揺動に連れて傾斜角を
もってウエハの被加工面に到達し、例えばトレンチ成膜
加工の場合では、トレンチの側壁部が反応ガス導入孔1
9の軸線と傾斜角を有しながらも反応ガス導入孔19か
ら導入される反応ガスに曝される機会が増加されること
になる。従って実施例1と同様の効果を奏する。
The gas head 15 is connected to the reaction vessel 12 via a flexible tubular body such as a bellows 75,
While allowing the gas head 15 to swing, the reaction chamber 1
4 and the mixing chamber 18 are separated. Since such a configuration is adopted, the semiconductor wafer 1 mounted on the wafer stage 2 only performs a plane motion by the rotation of the wafer stage 2. The gas head 15 is swung by forward and reverse rotation of the electric motor 74. The reaction gas supplied from the gas head 15 reaches the surface to be processed of the wafer at an inclination angle as the gas head 15 swings. For example, in the case of trench film formation, the side wall of the trench has a reaction gas introduction hole. 1
While having an inclination angle with the axis 9, the chance of being exposed to the reaction gas introduced from the reaction gas introduction hole 19 is increased. Therefore, the same effect as that of the first embodiment is obtained.

【0039】また、実施例2のように回転運動と揺動運
動との駆動機構を別々にする場合には、ウエハに当る反
応ガスの角度がウエハのある位置で同じにならないよう
に、回転運動と揺動運動の周期を選定して回転運動と揺
動運動とが同期しないようにすることが必要である。
When the driving mechanism for the rotational motion and the driving mechanism for the oscillating motion are separated as in the second embodiment, the rotational motion is adjusted so that the angle of the reaction gas impinging on the wafer is not the same at a certain position of the wafer. It is necessary to select the period of the swing motion and the rotation motion so that the rotation motion and the swing motion are not synchronized.

【0040】実施例3.図10はこの発明の他の実施例
であるCVD装置の一部破断構造断面図である。この実
施例3では、ウエハステージは対向するガスヘッドに対
して平面運動を行なう回転運動と揺動運動とを行なうよ
うにした実施例1の場合に、ウエハステージとガスヘッ
ドの間隔を調整出来るように、例えばガスヘッド高さ調
整部80を配設したものである。
Embodiment 3 FIG. FIG. 10 is a sectional view of a partially cut structure of a CVD apparatus according to another embodiment of the present invention. In the third embodiment, the distance between the wafer stage and the gas head can be adjusted in the case of the first embodiment in which the wafer stage performs the rotational motion and the oscillating motion for performing the planar motion with respect to the opposed gas head. For example, a gas head height adjusting unit 80 is provided.

【0041】図10において、80はガスヘッド高さ調
整部である。ガスヘッド15は複数のガスヘッド支え8
1で支持され、このガスヘッド支え81を介して多数の
通気孔82を有する通気フランジ83と一体的に結合さ
れている。この通気フランジ83は通気フランジ支え8
4を介して気密フランジ85と一体的に結合され、この
気密フランジ85は平行移動機構としての直線駆動機構
86と接続された直動軸87と一体的に結合されてい
る。この直動軸87は直動軸受88により反応容器12
に支持されている。
In FIG. 10, reference numeral 80 denotes a gas head height adjusting unit. The gas head 15 has a plurality of gas head supports 8.
1 and is integrally connected via a gas head support 81 to a ventilation flange 83 having a number of ventilation holes 82. The ventilation flange 83 supports the ventilation flange support 8.
The airtight flange 85 is integrally connected to the linear drive shaft 87 connected to a linear drive mechanism 86 as a parallel movement mechanism. The linear motion shaft 87 is connected to the reaction vessel 12 by a linear motion bearing 88.
It is supported by.

【0042】またガスヘッド15と反応容器12とはベ
ローズ89で結合され、ガスヘッド15が調整動作でき
るようにされるとともに混合室18と反応室14とを区
切っている。また気密フランジ85は反応容器12とは
ベローズ90で結合され、反応容器12の気密を保持し
ている。ガスヘッド高さ調整部80をこのような構成と
したことにより、直線駆動機構86を駆動することによ
り、ウエハステージとガスヘッド15の間隔を調整出
来るようになり、また反応容器12を密閉状態にしたま
ま加工条件の設定および変更を短時間にかつ適切に行な
うことができる。この実施例ではウエハステージ2とガ
スヘッド15の間隔を調整するために、ガスヘッド高さ
調整部80を配設してガスヘッド15を移動させたが、
ガスヘッド15を移動する替りに、ウエハステージ2に
直線駆動機構を配設してウエハステージ2とガスヘッド
15の間隔を調整してもよい。
The gas head 15 and the reaction vessel 12 are connected by a bellows 89 so that the gas head 15 can be adjusted and the mixing chamber 18 and the reaction chamber 14 are separated. Further, the airtight flange 85 is connected to the reaction container 12 by a bellows 90 to maintain the airtightness of the reaction container 12. With the gas head height adjusting section 80 having such a configuration, the distance between the wafer stage 2 and the gas head 15 can be adjusted by driving the linear drive mechanism 86, and the reaction vessel 12 is sealed. The setting and change of the processing conditions can be performed in a short time and appropriately while maintaining the above conditions. In this embodiment, in order to adjust the distance between the wafer stage 2 and the gas head 15, the gas head 15 is moved by disposing the gas head height adjusting section 80.
Instead of moving the gas head 15 , a linear drive mechanism may be provided on the wafer stage 2 to adjust the distance between the wafer stage 2 and the gas head 15.

【0043】ところで上記説明ではおもに減圧化学気相
成長装置及び減圧化学気相成長方法の場合について示し
たが、常圧化学気相成長装置及び常圧化学気相成長方法
など他の化学気相成長装置及び化学気相成長方法に用い
てもよい。
In the above description, mainly the case of the low pressure chemical vapor deposition apparatus and the low pressure chemical vapor deposition method has been described. It may be used for an apparatus and a chemical vapor deposition method.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のようにこの発明による化学気相成
長装置は、被加工物と反応ガス導入手段とが対向しつつ
相互に平面移動させるように支持手段または反応ガス導
入手段を駆動する第1の駆動手段と、被加工物の被加工
面と上記反応ガス導入手段とが対向しつつ相互に揺動す
るように支持手段または反応ガス導入手段を駆動する第
2の駆動手段とを備えているから、反応ガス導入手段に
たいして被加工物の被加工面を傾斜することができるの
で、被加工面の深い凹凸の側壁部まで反応ガスが到達し
易くなり、側壁部及び底部も含めて平滑で均一な加工を
行なうことができる。
As described above, in the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention, the supporting means or the reactive gas introducing means is driven so that the workpiece and the reactive gas introducing means move in a plane while facing each other. 1 driving means, and second driving means for driving the supporting means or the reactive gas introducing means so that the surface to be processed of the workpiece and the reactive gas introducing means face each other while swinging each other. Therefore, the processing surface of the workpiece can be inclined with respect to the reaction gas introducing means, so that the reaction gas can easily reach the deep uneven side walls of the processing surface, and is smooth including the side walls and the bottom. Uniform processing can be performed.

【0045】また支持手段または反応ガス導入手段を駆
動する第1の駆動手段が、支持手段または反応ガス導入
手段を回転する回転装置であるので、被加工物の連続的
な平面移動が容易に実現でき、簡単で効果的な装置を構
成できる。また反応室に減圧手段を備えたので減圧化学
気相成長装置において被加工面の深い凹凸の側壁部まで
反応ガスが到達し易くでき、側壁部及び底部も含めて平
滑で均一な加工を行なうことができる。また反応ガス導
入手段を複数の反応ガス導入孔を有するガスヘッドとし
たので反応ガスが整流され被加工物にあたるので加工が
均一化されるのを助長する。
Further, since the first driving means for driving the support means or the reactive gas introducing means is a rotating device for rotating the supporting means or the reactive gas introducing means, continuous planar movement of the workpiece can be easily realized. It is possible to construct a simple and effective device. In addition, since the reaction chamber is provided with a decompression means, the reaction gas can easily reach the deep uneven side wall of the surface to be processed in the low pressure chemical vapor deposition apparatus, and smooth and uniform processing including the side wall and the bottom can be performed. Can be. Further, since the reaction gas introduction means is a gas head having a plurality of reaction gas introduction holes, the reaction gas is rectified and hits the workpiece, thereby promoting uniform processing.

【0046】また平行移動機構を介して支持手段もしく
は反応ガス導入手段または支持台もしくはガスヘッドを
設けたので支持手段と反応ガス導入手段との間隔または
支持台とガスヘッドとの間隔が調整可能となり、また反
応容器12を密閉状態にしたまま加工条件の設定および
変更が容易になり、被加工面の凹凸の側壁部及び底部も
含めて平滑で均一な加工を行なう段取り時間を短縮でき
加工能率が向上する。
Further, since the supporting means or the reactive gas introducing means or the supporting table or the gas head is provided through the parallel moving mechanism, the distance between the supporting means and the reactive gas introducing means or the distance between the supporting table and the gas head can be adjusted. In addition, setting and changing of processing conditions are facilitated while the reaction vessel 12 is kept in a closed state, and the setup time for performing smooth and uniform processing including the side walls and the bottom of the irregularities on the surface to be processed can be shortened, and the processing efficiency can be reduced. improves.

【0047】さらにこの発明による化学気相成長方法
は、被加工物と上記反応ガス導入手段とを対向させつつ
相互に平面移動させる工程と、被加工物の被加工面を反
応ガス導入手段に対向させつつ被加工面と反応ガス導入
手段とを相互に揺動させる工程とを備えているから、反
応ガス導入手段にたいして被加工物の被加工面が傾斜
し、被加工面の深い凹凸の側壁部まで反応ガスが到達し
易くなり、側壁部及び底部も含めて平滑で均一な加工を
行なうことができる。
Further, in the chemical vapor deposition method according to the present invention, the step of causing the workpiece and the above-mentioned reaction gas introducing means to move in a plane while facing each other, and the step of making the processing surface of the workpiece face the reaction gas introducing means. Swinging the surface to be processed and the reaction gas introducing means with respect to each other, so that the surface to be processed of the workpiece is inclined with respect to the reaction gas introducing means, and the side wall portion having deep unevenness on the surface to be processed is provided. Thus, the reaction gas can easily reach the surface, and smooth and uniform processing including the side wall and the bottom can be performed.

【0048】また平面移動させる工程を支持手段の回転
により平面移動させる工程としたので平面移動が連続的
になり、加工が均一となる。また反応ガス導入手段とし
てガスヘッドを用いたので、反応ガスの流れ方向の調整
が容易となる。また平面移動させる工程と揺動させる工
程とを同時に行なわせたので、加工が連続的に行なうこ
とができ、加工がより均一となる。また反応室を減圧す
る工程を備えたので加工がより均一となる。また被加工
面と反応ガス導入孔との距離を加工条件に合わせて調整
する工程を備えたから、最適な加工条件の設定及び変更
を短時間で行なうことができ、段取り時間を短縮でき加
工能率が向上する。
Further, since the step of moving the plane is the step of moving the plane by rotating the support means, the plane movement is continuous and the processing becomes uniform. Further, since the gas head is used as the reaction gas introduction means, the flow direction of the reaction gas can be easily adjusted. Also, since the step of moving the plane and the step of swinging are performed simultaneously, the processing can be performed continuously, and the processing becomes more uniform. In addition, since a step of reducing the pressure in the reaction chamber is provided, processing becomes more uniform. In addition, since the process for adjusting the distance between the surface to be processed and the reaction gas introduction hole is provided according to the processing conditions, the optimum processing conditions can be set and changed in a short time, the setup time can be reduced, and the processing efficiency can be reduced. improves.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明によるCVD装置の一実施例の一部破
断構造断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a partially broken structure of an embodiment of a CVD apparatus according to the present invention.

【図2】この発明によるCVD装置の揺動装置の一部破
断構造断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a partially broken structure of a rocking device of a CVD device according to the present invention.

【図3】この発明によるCVD装置の揺動被動部の平面
図である。
FIG. 3 is a plan view of a swing driven portion of the CVD apparatus according to the present invention.

【図4】この発明によるCVD装置の揺動被動部を示す
図3のIV−IV矢視の構造断面図である。
FIG. 4 is a structural sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3 showing a swing driven portion of the CVD apparatus according to the present invention.

【図5】この発明によるCVD装置のウエハステージお
よびヒーターの平面図である。
FIG. 5 is a plan view of a wafer stage and a heater of the CVD apparatus according to the present invention.

【図6】この発明によるCVD装置のウエハステージお
よびヒーターを示す図5のVI−VI矢視の構造断面図
である。
6 is a structural sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 5 showing a wafer stage and a heater of the CVD apparatus according to the present invention.

【図7】この発明によるCVD装置のガスヘッドの平面
図である。
FIG. 7 is a plan view of a gas head of the CVD apparatus according to the present invention.

【図8】この発明の他の実施例であるCVD装置の一部
破断構造断面図である。
FIG. 8 is a partially cutaway sectional view of a CVD apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図9】この発明の他の実施例であるCVD装置の支持
回転体6の断面構造図である。
FIG. 9 is a sectional structural view of a supporting rotary member 6 of a CVD apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図10】この発明の他の実施例であるCVD装置の一
部破断構造断面図である。
FIG. 10 is a partially cutaway sectional view of a CVD apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図11】従来のCVD装置の構造断面図である。FIG. 11 is a structural sectional view of a conventional CVD apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ウエハステージ 14 反応室 15 ガスヘッド 20 排気口 21 回転装置 23 真空装置 31 揺動装置 70 揺動ガスヘッド部 80 ガスヘッド高さ調整部 2 Wafer Stage 14 Reaction Chamber 15 Gas Head 20 Exhaust Port 21 Rotating Device 23 Vacuum Device 31 Swinging Device 70 Swinging Gas Head Unit 80 Gas Head Height Adjusting Unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−207865(JP,A) 特開 昭47−477(JP,A) 特開 平5−226252(JP,A) 特開 平3−287771(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 H01L 21/31 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-207865 (JP, A) JP-A-47-477 (JP, A) JP-A-5-226252 (JP, A) JP-A-3-207 287771 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 H01L 21/31

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外部から密閉可能な反応室に配設され、
反応ガスを上記反応室に供給する反応ガス導入手段と、 上記反応室に配設された排気手段と、 上記反応室に配設され、被加工物をその被加工面が上記
反応ガス導入手段に対向するように装着するとともに被
加工物を加熱する支持手段と、 この支持手段に装着された上記被加工物と上記反応ガス
導入手段とが対向しつつ相互に平面移動するように、上
記支持手段または上記反応ガス導入手段を駆動する第1
の駆動手段と、 上記支持手段に装着された上記被加工物の被加工面と上
記反応ガス導入手段とが対向しつつ相互に揺動するよう
に、上記支持手段または上記反応ガス導入手段を駆動す
る第2の駆動手段と、を備えた化学気相成長装置。
1. A reaction chamber, which is disposed in a reaction chamber that can be sealed from the outside,
A reaction gas introduction unit that supplies a reaction gas to the reaction chamber; an exhaust unit that is arranged in the reaction chamber; and a discharge surface that is arranged in the reaction chamber. A supporting means mounted so as to face and heat the workpiece; and the supporting means such that the workpiece mounted on the supporting means and the reactive gas introducing means move in a plane while facing each other. Alternatively, a first driving means for driving the reaction gas introducing means is provided.
Driving means, and driving the supporting means or the reactive gas introducing means such that the processing surface of the workpiece mounted on the supporting means and the reactive gas introducing means swing mutually while facing each other. And a second driving unit for performing the chemical vapor deposition.
【請求項2】 上記支持手段または上記反応ガス導入手
段を駆動する第1の駆動手段が、上記支持手段または上
記反応ガス導入手段を回転する回転装置であることを特
徴とする請求項1記載の化学気相成長装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said first driving means for driving said support means or said reaction gas introduction means is a rotating device for rotating said support means or said reaction gas introduction means. Chemical vapor deposition equipment.
【請求項3】 上記反応室に減圧手段を更に備えた請求
項1または請求項2記載の化学気相成長装置。
3. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, further comprising a pressure reducing means in said reaction chamber.
【請求項4】 外部から密閉可能な反応室に配設され、
複数の反応ガス導入孔から加圧された反応ガスを整流し
て上記反応室に供給するガスヘッドと、 上記反応室に配設され、減圧装置を備えた排気装置によ
り排気される排気口と、 上記反応室に配設され、被加工物をその被加工面が上記
ガスヘッドに対向するように装着するとともに被加工物
を加熱するヒーターを有する支持台と、 この支持台に装着された上記被加工物と上記ガスヘッド
とが対向しつつ相互に平面移動することにより上記反応
ガス導入孔の軸方向を相互に切るように、上記支持台ま
たは上記ガスヘッドを回転する回転装置と、 上記支持台に装着された上記被加工物の被加工面と上記
反応ガス導入孔とが対向しつつ相互に揺動するように、
上記支持台または上記ガスヘッドを揺動する揺動装置
と、を備えた化学気相成長装置。
4. It is provided in a reaction chamber that can be sealed from the outside,
A gas head for rectifying the reaction gas pressurized from the plurality of reaction gas introduction holes and supplying the rectified reaction gas to the reaction chamber; an exhaust port disposed in the reaction chamber and exhausted by an exhaust device provided with a decompression device; A support table which is provided in the reaction chamber and has a heater for heating the workpiece while mounting the workpiece so that the surface to be processed faces the gas head; and the workpiece mounted on the support table. A rotating device that rotates the support base or the gas head so that the workpiece and the gas head face each other and move in a plane while facing each other, so as to mutually cut the axial direction of the reaction gas introduction hole; As the work surface of the work and the reaction gas introduction hole attached to each other are swung while facing each other,
A chemical vapor deposition apparatus comprising: a rocking device that rocks the support table or the gas head.
【請求項5】 上記支持手段と上記反応ガス導入手段と
の間隔または上記支持台と上記ガスヘッドとの間隔を調
整可能なように平行移動機構を介して上記支持手段もし
くは上記反応ガス導入手段または上記支持台もしくは上
記ガスヘッドが配設されたことを特徴とする請求項1〜
請求項4のいずれかに記載の化学気相成長装置。
5. The support means or the reaction gas introduction means via a parallel moving mechanism such that the distance between the support means and the reaction gas introduction means or the distance between the support base and the gas head can be adjusted. The said support stand or the said gas head was arrange | positioned, The claim 1 characterized by the above-mentioned.
The chemical vapor deposition apparatus according to claim 4.
【請求項6】 反応ガス導入手段と被加工物の支持手段
とを有する反応室に上記反応ガス導入手段と被加工面と
が互いに対向するように被加工物を装着する工程と、 上記被加工物を加熱する工程と、 上記支持手段に装着された被加工物と上記反応ガス導入
手段とを対向させつつ相互に平面移動させる工程と、 上記支持手段に装着された被加工物の被加工面を上記反
応ガス導入手段に対向させつつ被加工面と上記反応ガス
導入手段とを相互に揺動させる工程と、を備えた化学気
相成長方法。
6. A step of mounting a workpiece in a reaction chamber having a reaction gas introduction means and a support means for the workpiece so that the reaction gas introduction means and the processing surface face each other; A step of heating the object; a step of causing the workpiece mounted on the support means and the reactive gas introducing means to move in a plane with each other; and a processing surface of the workpiece mounted on the support means. And a step of causing the surface to be processed and the reaction gas introduction unit to swing mutually while facing the reaction gas introduction unit.
【請求項7】 上記平面移動させる工程が上記支持手段
の回転により平面移動させる工程であることを特徴とし
た請求項6記載の化学気相成長方法。
7. The chemical vapor deposition method according to claim 6, wherein the step of moving the plane is a step of moving the plane by rotating the support means.
【請求項8】 ガスヘッドと被加工物を装着する支持台
とを有する反応室に上記ガスヘッドと被加工物の被加工
面とが互いに対向するように被加工物を装着する工程
と、 上記被加工物を加熱する工程と、 上記支持台に装着された被加工物と上記ガスヘッドとを
対向させつつ上記支持台またはガスヘッドを回転させる
ことにより相互に平面移動させる工程と、 上記支持台に装着された被加工物の被加工面を上記ガス
ヘッドに対向させつつ上記被加工面と上記ガスヘッドと
を相互に揺動させる工程と、を備えた化学気相成長方
法。
8. A step of mounting a workpiece such that the gas head and a processing surface of the workpiece face each other in a reaction chamber having a gas head and a support base on which the workpiece is mounted; A step of heating the workpiece, a step of rotating the support or the gas head while causing the workpiece mounted on the support and the gas head to face each other, and causing the gas head to move in a plane with each other; A step of causing the surface to be processed and the gas head to oscillate with each other while causing the surface of the workpiece to be processed to face the gas head.
【請求項9】 上記平面移動させる工程と揺動させる工
程とを同時に行なわせることを特徴とした請求項6〜請
求項8のいずれかに記載の化学気相成長方法。
9. The chemical vapor deposition method according to claim 6, wherein the step of moving in a plane and the step of oscillating are performed simultaneously.
【請求項10】 反応室を減圧する工程を更に備えた請
求項6〜請求項9のいずれかに記載の化学気相成長方
法。
10. The chemical vapor deposition method according to claim 6, further comprising a step of depressurizing the reaction chamber.
【請求項11】 上記被加工面と反応ガス導入孔との距
離を加工条件に合わせて調節する工程を更に備えた請求
項6〜請求項10のいずれかに記載の化学気相成長方
法。
11. The chemical vapor deposition method according to claim 6, further comprising a step of adjusting a distance between the surface to be processed and the reaction gas introduction hole in accordance with processing conditions.
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