JP3215498B2 - 成膜装置 - Google Patents

成膜装置

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JP3215498B2 JP13496192A JP13496192A JP3215498B2 JP 3215498 B2 JP3215498 B2 JP 3215498B2 JP 13496192 A JP13496192 A JP 13496192A JP 13496192 A JP13496192 A JP 13496192A JP 3215498 B2 JP3215498 B2 JP 3215498B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、成膜装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、半導体装置の製造工程等で
は、基板、例えば、半導体ウエハやLCD用ガラス基板
等に各種の膜を形成する成膜装置が多用されている。こ
のような成膜装置のうち、例えば、一枚一枚半導体ウエ
ハにCVD膜を形成する枚葉式のCVD装置では、成膜
を行う処理チャンバ内に、半導体ウエハに対向するよう
に半導体ウエハとほぼ同様な大きさのガス供給部が配設
されており、このガス供給部に設けられた多数の細孔か
ら、半導体ウエハ全面に均一となるように所定のガス
(成膜用ガス)を供給するよう構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のCVD
装置では、1本のガス供給配管からマスフローコントロ
ーラ等で流量制御しつつ成膜用ガスをガス供給部に送
り、ここで、成膜用ガスを拡散させつつ半導体ウエハ面
に供給することにより、半導体ウエハ面内各部における
ガス供給量の均一性を保ち、均一な膜厚のCVD膜を形
成することができるようになっている。
【0004】しかしながら、近年半導体ウエハあるいは
LCD用ガラス基板等は、大形化される傾向にある。一
方、成膜装置は床面積当たりの建設コストが高いクリー
ンルーム内に配置されることから、装置を小形化し、設
置面積の削減を図ることが求められており、例えば8イ
ンチ等の大形の半導体ウエハや大形のLCD用ガラス基
板の成膜を行う成膜装置においても、処理チャンバを大
形化することが困難である。
【0005】このため、装置を大形化することなく大形
の基板に成膜を実施しようとすると、成膜用ガスを十分
に拡散させて基板全面に均一に供給することができず、
基板面内において膜厚が不均一になるという問題があっ
た。
【0006】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、装置を大形化して設置面積の増大を招く
ことなく、大形の基板に対しても膜厚の面内均一性の高
い良好な成膜処理を行うことのできる成膜装置を提供し
ようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項1記載
の本発明の成膜装置は、処理チャンバ内に設けた基板を
加熱するとともに、当該基板に所定のガスを供給して
CVDにより成膜を行う成膜装置において、前記基板に
対向する如く配置され、複数の細孔から該基板面に前記
ガスを供給するガス供給部であって前記ガスの供給、停
止を制御する開閉弁を有するガス供給部を複数具備し、
前記開閉弁を順次開閉して、前記ガス供給部を所定順序
で順次切り替えることにより、前記ガスの供給位置を走
査する如く変更しながら前記基板面に前記ガスを供給す
るガス供給機構を設けたことを特徴とする。
【0008】
【0009】
【0010】
【作用】上記構成の本発明の成膜装置では、開閉弁を順
次開閉して、ガス供給部を所定順序で順次切り替えるこ
とによって、ガスの供給位置を走査する如く変更しなが
ら基板面にガスを供給することにより、基板の一部等の
比較的狭い範囲(ゾーン)毎に、成膜用のガスを供給す
る。したがって、広い範囲に一度に成膜用ガスを供給す
る場合に較べて、より均一に基板面に成膜用ガスを供給
することができ、これにより、膜厚の面内均一性の高い
膜を形成することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を半導体ウエハに成膜を行うC
VD装置に適用した一実施例を、図面を参照して説明す
る。
【0012】図1に示すように、CVD装置1には、内
部を気密に閉塞可能に構成された円筒状の処理チャンバ
2が設けられている。この処理チャンバ2内には、被処
理基板として直径例えば8インチの半導体ウエハ3の下
面縁部を支持する如く、複数のプッシャーピン4が設け
られており、このプッシャーピン4上に半導体ウエハ3
を載置するよう構成されている。
【0013】半導体ウエハ3の下側には、材質例えば石
英からなる円形の窓5が設けられており、この窓5の外
側には、枠6およびハウジング7等から構成された光源
室8が設けられている。光源室8内には、複数例えば6
個のランプ9が配設されたターンテーブル10が設けら
れている。このターンテーブル10は、プーリー11、
12およびベルト13等を介して光源室8の外側に設け
られた誘導電動機14に接続された回転軸15に取り付
けられており、半導体ウエハ3の中心と一致する回転中
心線16を軸として、回転速度例えば毎分30〜60回
転で回転可能に構成されている。
【0014】上記ターンテーブル10上のランプ9は、
回転軸15に対して偏心して設定された中心軸17を中
心とする円周上に等間隔に配列されている。従って、タ
ーンテーブル10の回転に伴うランプ9の回転軌跡は、
1つの円とはならず、回転中心線16を中心とし、半導
体ウエハ3の周縁近傍に一定の幅を持つ複数本の円とな
る。
【0015】これらのランプ9には、回転軸15の下方
に設けられたスリップリング18を介して電力が供給さ
れる。また、各ランプ9の周りには、焦点にランプ9の
フィラメントが位置する放物面または回転楕円面からな
る反射鏡19が設けられ、処理チャンバ2内の窓5と半
導体ウエハ3との間には、内面が反射面とされた光ダク
ト20が設けられており、ランプ9によって半導体ウエ
ハ3が効率良く加熱されるよう構成されている。
【0016】一方、処理チャンバ2内の半導体ウエハ3
上部には、それぞれ独立した複数、例えば9個(図1に
は3個のみ示されている。)のガス供給部21が設けら
れている。これらのガス供給部21には、半導体ウエハ
3と対向する面にそれぞれ複数の細孔22が形成されて
おり、ガス供給源23からマスフローコントローラ等か
らなる流量制御機構24によって所定流量に制御されつ
つガス供給配管25を通って供給される成膜用ガスを、
これらの細孔22から半導体ウエハ3に向けて流出させ
るよう構成されている。また、ガス供給配管25には、
これらのガス供給部21毎に開閉操作可能な如く、それ
ぞれ開閉弁26が設けられている。これらの各開閉弁2
6は、コンピュータ等からなる図示しない制御装置によ
って、後述するようにその開閉が制御される。
【0017】このように構成された、ガス供給部21
は、図2に示すように、半導体ウエハ3の上部に等間隔
で3行3列に配列されている。
【0018】上記構成のCVD装置1では、処理チャン
バ2に設けられた図示しない搬入・搬出口を開けて、搬
送アーム等により半導体ウエハ3を搬入し、プッシャー
ピン4上に載置する。そして、ターンテーブル10を回
転させ、ランプ9によって半導体ウエハ3を均一に加熱
しつつ、開閉弁26を順次開閉することにより、例えば
図2に矢印で示すように、ガス供給部21を切り替え
て、順次半導体ウエハ3の各部に成膜用ガスを供給し
て、半導体ウエハ3全面に均一にCVD膜を形成する。
【0019】すなわち、各ガス供給部21から、半導体
ウエハ3の各部に、流量制御機構24によって所定流量
に制御された成膜用ガスを供給することにより、広い範
囲に一度に成膜用ガスを供給する場合に較べて均一に成
膜用ガスを供給することができ、これにより、膜厚の面
内均一性の高いCVD膜を形成することができる。
【0020】また、例えば、半導体ウエハ3の周縁部の
膜厚が中心部の膜厚より薄くなる等の膜厚の不均一が生
じるような場合は、半導体ウエハ3の周縁部に成膜用ガ
スを供給するガス供給部21の開閉弁26を開とする時
間を長くしたり、これらの開閉弁26を開とする頻度を
高くすること等により、膜厚を調整することができ、こ
れにより、膜厚の面内均一性をさらに向上させることが
できる。
【0021】なお、上記実施例では、流量制御機構24
を1つのみ設け、開閉弁26によって、成膜用ガスを流
出させるガス供給部21を切り替えるように構成した例
について説明したが、各ガス供給部21毎に流量制御機
構24を設け、ガス供給部21毎にガス流量の設定を変
えることができるよう構成することもできる。
【0022】図3は、他の実施例のCVD装置1aの構
成を示すもので、前述した実施例と同一部分には同一符
号が付してある。このCVD装置1aでは、ガス供給部
としてのノズル30が1つのみ設けられており、このノ
ズル30は、処理チャンバ2の外側に設けられたノズル
駆動機構31によって、首振する如く駆動可能に構成さ
れており、半導体ウエハ3の各部に走査するように成膜
用ガスを供給することにより、前述した実施例と同様な
効果を得ることができる。
【0023】図4は、さらに他の実施例のCVD装置1
bの構成を示すもので、前述した実施例と同一部分には
同一符号が付してある。このCVD装置1bでは、ガス
供給部が図5にも示すように同心円状に分割された3つ
のガス供給部41、42、43から構成されている。こ
れらのガス供給部41、42、43には、それぞれガス
流出用の細孔44が設けられており、その上部には、ほ
ぼ円錐形状に形成されたガス溜め部45が設けられてい
る。そして、これらのガス溜め部45には、それぞれ流
量制御機構24を介挿され、ガス供給機構23に連通さ
れたガス供給配管25が接続されている。
【0024】このように構成されたCVD装置1bで
は、ガス供給部41、42、43から、半導体ウエハ3
の各部に、それぞれ流量制御された成膜用ガスを供給す
ることができる。したがって、前述した実施例と同様
に、膜厚の面内均一性の高いCVD膜を形成することが
できる。
【0025】図6は、さらに他の実施例のCVD装置1
cの要部概略構成を示すもので、このCVD装置1cで
は、図7にも示すように、ガス供給部60が、複数の細
管61を規則正しく配列して構成されており、流量制御
機構24によって流量制御され、ガス溜め62を介して
送出されてきた成膜用ガスを、これらの細管61から、
半導体ウエハ3に向けて供給するよう構成されている。
また、このガス供給部60の上部には、排気配管63が
接続されており、ここから排気を実施するよう構成され
ている。
【0026】上記構成のこの実施例のCVD装置1cで
は、各細管61から半導体ウエハ3の各部に均一に成膜
用ガスを供給することができるとともに、半導体ウエハ
3面で反応した後の排ガスを、これらの各細管61の近
傍から直ちに上方へ排出することができ、基板面に沿っ
て排ガスの流れが形成されることを防止することがで
き、半導体ウエハ3に、膜厚の面内均一性の高いCVD
膜を形成することができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の成膜装置
によれば、装置を大形化して設置面積の増大を招くこと
なく、大形の基板に対しても膜厚の面内均一性の高い良
好な成膜処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の成膜装置の構成を示す図。
【図2】図1の成膜装置の要部構成を示す図。
【図3】本発明の他の実施例の成膜装置の構成を示す
図。
【図4】本発明のさらに他の実施例の成膜装置の構成を
示す図。
【図5】図4の成膜装置の要部構成を示す図。
【図6】本発明のさらに他の実施例の成膜装置の構成を
示す図。
【図7】図6の成膜装置の要部構成を示す図。
【符号の説明】
1 CVD装置 2 処理チャンバ 3 半導体ウエハ 21 ガス供給部 22 細孔 23 ガス供給源 24 流量制御機構 25 ガス供給配管 26 開閉弁
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 16/00 - 16/56 H01L 21/205 H01L 21/31

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理チャンバ内に設けた基板を加熱する
    とともに、当該基板に所定のガスを供給して熱CVDに
    より成膜を行う成膜装置において、 前記基板に対向する如く配置され、複数の細孔から該基
    板面に前記ガスを供給するガス供給部であって前記ガス
    の供給、停止を制御する開閉弁を有するガス供給部を
    具備し、 前記開閉弁を順次開閉して、前記ガス供給部を所定順序
    で順次切り替えることにより、前記ガスの供給位置を走
    査する如く変更しながら前記基板面に前記ガスを供給す
    るガス供給機構を設けたことを特徴とする成膜装置。
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