JP3913244B2 - 基板処理方法 - Google Patents
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Description
図1は、半導体集積回路を製造するために使用される本発明の第1の実施形態に係る化学気相成長装置(基板処理装置)の内部構造を示す断面図である。同図に示すように、本実施形態の化学気相成長装置は、図6に示す従来の化学気相成長装置と比べると、ガス拡散プレートに形成された貫通孔の形状が異なっている。
(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態に係る化学気相成長装置の内部構造を示す断面図である。本実施形態の化学気相成長装置の構成は、第1の実施形態に係る化学気相成長装置と概ね同じであるが、成膜材料となる材料ガスを吐出するシャワーヘッドを2重構成とし、それぞれのシャワーヘッドに第1の実施形態に係るガス拡散プレートを採用したことを特徴とする。図4では、図1に示す化学気相成長装置と同じ部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
2 シャワーヘッド
4 基板支持台
5 ガス導入口
6 排気口
7 半導体基板
9 ガス拡散プレート
10、11、11’ 貫通孔
21 入口部分の直径
22 出口部分の直径
31 第1のシャワーヘッド
32 第2のシャワーヘッド
33 第1のガス拡散プレート
34 第2のガス拡散プレート
35、35’、36、36’ 貫通孔
51 材料ガス
Claims (10)
- 処理ガスを用いて基板上に膜を堆積するための反応室と、前記処理ガスを通すための複数の貫通孔が形成された板状のガス拡散プレートを有し、前記反応室の内部に前記処理ガスを供給するシャワーヘッドと、前記反応室内に設けられ、前記基板を前記ガス拡散プレートに対向する状態で設置するための基板支持部とを備えた基板処理装置を用いた基板処理方法であって、
前記基板を前記基板支持部に設置する工程(a)と、前記処理ガスを前記ガス拡散プレートに形成された貫通孔を通して前記反応室内に供給し、前記基板上に膜を堆積する工程(b)とを有し、
前記複数の貫通孔のうち、前記ガス拡散プレートの中央領域に設けられた貫通孔は、入口部分の面積が出口部分の面積と等しい柱状に形成され、前記中央領域を囲む前記ガス拡散プレートの周辺領域に設けられた貫通孔は、入口部分を含む入口側部分および出口部分を含む出口側部分はそれぞれ一定の開口面積を有する柱状に形成されており、前記出口側部分の開口面積は前記入口側部分の開口面積より小さく、かつ、前記入口側部分の深さは、前記中央領域からの距離が大きくなるにつれて深くなっており、前記基板上に堆積された膜の均一性が3%以下であることを特徴とする基板処理方法。 - 処理ガスを用いて基板上に膜を堆積するための反応室と、前記処理ガスを通すための複数の第1の貫通孔が形成された板状の第1のガス拡散プレートを有し、前記処理ガスを吐出するための第1のシャワーヘッドと、前記処理ガスを通すための複数の第2の貫通孔が形成された板状の第2のガス拡散プレートを有し、前記第1のシャワーヘッドを囲み、前記反応室の内部に前記処理ガスを供給する第2のシャワーヘッドと、前記反応室内に設けられ、前記基板を前記第2のガス拡散プレートに対向する状態で設置するための基板支持部とを備えた基板処理装置を用いた基板処理方法であって、前記基板を前記基板支持部に設置する工程(a)と、前記処理ガスを前記ガス拡散プレートに形成された貫通孔を通して前記反応室内に供給し、前記基板上に膜を堆積する工程(b)とを有し、
少なくとも前記第1または第2のガス拡散プレートの一方において、前記複数の貫通孔のうち、前記ガス拡散プレートの中央領域に設けられた貫通孔は、入口部分の面積が出口部分の面積と等しい柱状に形成され、前記中央領域を囲む前記ガス拡散プレートの周辺領域に設けられた貫通孔は、入口部分を含む入口側部分および出口部分を含む出口側部分はそれぞれ一定の開口面積を有する柱状に形成されており、前記出口側部分の開口面積は前記入口側部分の開口面積より小さく、かつ、前記入口側部分の深さは、前記中央領域からの距離が大きくなるにつれて深くなっており、前記基板上に堆積された膜の均一性が3%以下であることを特徴とする基板処理方法。 - 前記第1または第2のガス拡散プレートの他方において、前記複数の貫通孔のすべてが入口部分の面積が出口部分の面積と等しい柱状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の基板処理方法。
- 前記周辺領域は、前記中央領域を囲む第1の周辺領域と、前記第1の周辺領域を囲む第2の周辺領域からなり、前記第1および第2の周辺領域のそれぞれにおいて、複数の貫通孔の前記出口側部分の開口面積、前記入口側部分の開口面積および前記入口側部分の深さは一定であり、前記第2の周辺領域における前記入口側部分の深さは前記第1の周辺領域における前記入口側部分の深さより深いことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の基板処理方法。
- 前記出口側部分の開口面積が前記入口側部分の開口面積より小さい貫通孔の入口側部分の深さは、0mmを超え且つ前記ガス拡散プレートの厚みの1/2以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の基板処理方法。
- 前記工程(b)の後、化学機械研磨で前記膜の表面平坦化を行う工程(c)をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の基板処理方法。
- 前記膜はシリコン酸化膜または有機系のシリケート膜からなる配線層間絶縁膜となるべき膜、もしくはコンタクトホールを埋め込むタングステン膜であることを特徴とする請求項6に記載の基板処理方法。
- 前記基板は直径が200mm以上の半導体基板であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の基板処理方法。
- 処理ガスを用いて基板上に膜を堆積するための反応室と、前記処理ガスを通すための複数の貫通孔が形成された板状のガス拡散プレートを有し、前記反応室の内部に前記処理ガスを供給するシャワーヘッドと、前記反応室内に設けられ、前記基板を前記ガス拡散プレートに対向する状態で設置するための基板支持部とを備えた基板処理装置を用いた基板処理方法であって、前記基板を前記基板支持部に設置する工程(a)と、前記処理ガスを前記ガス拡散プレートに形成された貫通孔を通して前記反応室内に供給し、前記基板上に膜を堆積する工程(b)とを有し、
前記複数の貫通孔のうち、前記ガス拡散プレートの中央領域に設けられた貫通孔は、入口部分の面積が出口部分の面積と等しい柱状に形成され、前記中央領域を囲む前記ガス拡散プレートの周辺領域は、前記中央領域を囲む第1の周辺領域と、前記第1の周辺領域を囲む第2の周辺領域からなり、前記第1および第2の周辺領域のそれぞれにおいて、前記複数の貫通孔は、入口部分を含む入口側部分および出口部分を含む出口側部分がそれぞれ一定の開口面積を有する柱状に形成されており、前記出口側部分の開口面積は前記入口側部分の開口面積より小さく、前記入口側部分の深さは一定であり、前記第2の周辺領域における前記入口側部分の深さは前記第1の周辺領域における前記入口側部分の深さより深いことを特徴とする基板処理方法。 - 処理ガスを用いて基板上に膜を堆積するための反応室と、前記処理ガスを通すための複数の第1の貫通孔が形成された板状の第1のガス拡散プレートを有し、前記処理ガスを吐出するための第1のシャワーヘッドと、前記処理ガスを通すための複数の第2の貫通孔が形成された板状の第2のガス拡散プレートを有し、前記第1のシャワーヘッドを囲み、前記反応室の内部に前記処理ガスを供給する第2のシャワーヘッドと、前記反応室内に設けられ、前記基板を前記第2のガス拡散プレートに対向する状態で設置するための基板支持部とを備えた基板処理装置を用いた基板処理方法であって、前記基板を前記基板支持部に設置する工程(a)と、前記処理ガスを前記ガス拡散プレートに形成された貫通孔を通して前記反応室内に供給し、前記基板上に膜を堆積する工程(b)とを有し、
少なくとも前記第1または第2のガス拡散プレートの一方において、前記複数の貫通孔のうち、前記ガス拡散プレートの中央領域に設けられた貫通孔は、入口部分の面積が出口部分の面積と等しい柱状に形成され、前記中央領域を囲む前記ガス拡散プレートの周辺領域は、前記中央領域を囲む第1の周辺領域と、前記第1の周辺領域を囲む第2の周辺領域からなり、前記第1および第2の周辺領域のそれぞれにおいて、前記複数の貫通孔は、入口部分を含む入口側部分および出口部分を含む出口側部分がそれぞれ一定の開口面積を有する柱状に形成されており、前記出口側部分の開口面積は前記入口側部分の開口面積より小さく、前記入口側部分の深さは一定であり、前記第2の周辺領域における前記入口側部分の深さは前記第1の周辺領域における前記入口側部分の深さより深いことを特徴とする基板処理方法。
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