JP6780572B2 - Film deposition equipment - Google Patents

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Description

本明細書に開示する技術は、成膜装置に関する。 The technique disclosed herein relates to a film forming apparatus.

特許文献1には、原料ガスを用いてウェハの上面に膜を形成する成膜装置が開示されている。特許文献1の成膜装置は、ハウジングと、ハウジング内に配置されている回転テーブルと、ハウジング内で回転テーブルに固定されている回転軸と、ハウジング内に原料ガスを供給するガス供給手段を備えている。特許文献1の成膜装置では、回転テーブルの上にウェハが配置されている状態で回転テーブルが回転することによってウェハが回転する。また、ウェハが回転している状態で、ガス供給手段によってハウジング内に原料ガスが供給される。原料ガスは、回転しているウェハの外周部側から中心部側に向けて供給される。ハウジング内に供給された原料ガスによってウェハの上面に膜が形成される。 Patent Document 1 discloses a film forming apparatus that forms a film on the upper surface of a wafer using a raw material gas. The film forming apparatus of Patent Document 1 includes a housing, a rotary table arranged in the housing, a rotary shaft fixed to the rotary table in the housing, and a gas supply means for supplying raw material gas into the housing. ing. In the film forming apparatus of Patent Document 1, the wafer is rotated by rotating the rotary table while the wafer is arranged on the rotary table. Further, while the wafer is rotating, the raw material gas is supplied into the housing by the gas supply means. The raw material gas is supplied from the outer peripheral side to the central side of the rotating wafer. A film is formed on the upper surface of the wafer by the raw material gas supplied into the housing.

特開2012−178613号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-178613

特許文献1の成膜装置では、ガス供給手段によってハウジング内に供給された原料ガスが、回転するウェハの遠心力によってウェハの外周部側へ押し返されることがある。そうすると、原料ガスがウェハの上面全体に均一に供給されなくなり、ウェハの上面に形成される膜の厚さが不均一になる。そこで本明細書は、ウェハの上面に供給される原料ガスの量をウェハの上面全体にわたって均一に近づけることができる技術を提供する。 In the film forming apparatus of Patent Document 1, the raw material gas supplied into the housing by the gas supply means may be pushed back to the outer peripheral side of the wafer by the centrifugal force of the rotating wafer. Then, the raw material gas is not uniformly supplied to the entire upper surface of the wafer, and the thickness of the film formed on the upper surface of the wafer becomes non-uniform. Therefore, the present specification provides a technique capable of uniformly approaching the amount of the raw material gas supplied to the upper surface of the wafer over the entire upper surface of the wafer.

本明細書に開示する成膜装置は、原料ガスを用いてウェハの上面に膜を形成することができる。この成膜装置は、モーターと、第1ハウジングと、前記第1ハウジングの下に配置されている第2ハウジングと、前記第2ハウジングの下に配置されている第3ハウジングと、前記第1ハウジング内に配置されている回転テーブルと、前記第1ハウジング内で前記回転テーブルに固定されており、前記第1ハウジング内から前記第2ハウジング内にわたって縦方向に延びている回転軸と、前記第2ハウジングの横壁に形成されている貫通孔と、前記貫通孔を通過して前記第2ハウジングの内外にわたって横方向に延びているベルトであって、前記第2ハウジング外の前記モーターの回転を前記第2ハウジング内の前記回転軸に伝達する前記ベルトと、前記第1ハウジング内の前記回転テーブルの上に配置されたウェハの上面の中心部に向けて原料ガスを供給する前記ノズルと、前記第1ハウジングと前記第3ハウジングに接続されており、前記第1ハウジング内の原料ガスを前記第3ハウジング内に送るガス流路と、前記回転軸の延長線上において前記第3ハウジングに形成されているガス排出口と、前記ガス排出口を介して前記第3ハウジング内の原料ガスを吸引するポンプと、を備えている。 The film forming apparatus disclosed in the present specification can form a film on the upper surface of a wafer by using a raw material gas. The film forming apparatus includes a motor, a first housing, a second housing arranged under the first housing, a third housing arranged under the second housing, and the first housing. A rotary table arranged inside, a rotary shaft fixed to the rotary table in the first housing and extending in the vertical direction from the inside of the first housing to the inside of the second housing, and the second. A through hole formed in the side wall of the housing and a belt that passes through the through hole and extends laterally from the inside to the outside of the second housing, and rotates the motor outside the second housing. 2 The belt transmitted to the rotating shaft in the housing, the nozzle for supplying raw material gas toward the center of the upper surface of the wafer arranged on the rotating table in the first housing, and the first. A gas flow path that is connected to the housing and the third housing and sends the raw material gas in the first housing into the third housing, and a gas formed in the third housing on an extension line of the rotation shaft. It includes a discharge port and a pump that sucks the raw material gas in the third housing through the gas discharge port.

上記の成膜装置では、モーターが回転すると、モーターの回転がベルトを介して回転軸に伝達される。第2ハウジング外のモーターの回転が、ベルトを介して第2ハウジング内の回転軸に伝達される。また、モーターの回転によって回転軸が回転すると、第1ハウジング内で回転テーブルに固定されている回転テーブルが回転する。回転テーブルが回転すると、回転テーブルの上に配置されたウェハが回転する。また、上記の成膜装置では、ウェハが回転している状態で、原料ガスがノズルからウェハの上面の中心部に向けて供給される。ウェハの上面の中心部に向けて供給された原料ガスは、ウェハの上面に沿って流れてゆく。原料ガスは、回転するウェハの遠心力によって、ウェハの中心部から外周部に向けて流れてゆく。その後、原料ガスは、第1ハウジングと第3ハウジングに接続されたガス流路を介して、第1ハウジング内から第3ハウジング内に送られる。第3ハウジング内に送られた原料ガスは、ポンプによって吸引されて第3ハウジング外に排出される。ポンプは、回転軸の延長線上に形成されているガス排出口を介して原料ガスを吸引する。 In the above-mentioned film forming apparatus, when the motor rotates, the rotation of the motor is transmitted to the rotating shaft via the belt. The rotation of the motor outside the second housing is transmitted to the rotating shaft inside the second housing via the belt. Further, when the rotating shaft is rotated by the rotation of the motor, the rotating table fixed to the rotating table in the first housing rotates. When the turntable rotates, the wafer placed on the turntable rotates. Further, in the above-mentioned film forming apparatus, the raw material gas is supplied from the nozzle toward the center of the upper surface of the wafer while the wafer is rotating. The raw material gas supplied toward the center of the upper surface of the wafer flows along the upper surface of the wafer. The raw material gas flows from the center of the wafer to the outer periphery due to the centrifugal force of the rotating wafer. After that, the raw material gas is sent from the inside of the first housing to the inside of the third housing via the gas flow path connected to the first housing and the third housing. The raw material gas sent into the third housing is sucked by the pump and discharged to the outside of the third housing. The pump sucks the raw material gas through the gas discharge port formed on the extension line of the rotating shaft.

このような構成によれば、ノズルから供給された原料ガスが、第1ハウジング内でウェハの中心部から外周部に向けて流れ、その後、ガス流路を介して第1ハウジング内から第3ハウジング内に流れてゆく。また、第3ハウジング内に流入した原料ガスは、回転軸の延長線上に形成されたガス排出口を介してポンプに吸引されることによって、第3ハウジング内で回転軸の延長線上に向けて流れてゆく。そのため、原料ガスの流れが、まず第1ハウジング内でウェハの中心部側から外周部側に向かい、その後に第3ハウジング内で外周部側から中心部側に向かうことになる。すなわち、原料ガスの流れの向きが、中心部→外周部→中心部の順になる。原料ガスのこの流れ方によって、ウェハの上面に沿って流れる原料ガスの量が、ウェハの上面全体にわたって不均一になり難くなる。そのため、ウェハの上面に供給される原料ガスの量をウェハの上面全体にわたって均一に近づけることができる。また、ウェハの上面に形成される膜の厚さを均一に近づけることができる。 According to such a configuration, the raw material gas supplied from the nozzle flows from the center of the wafer to the outer periphery in the first housing, and then flows from the inside of the first housing to the third housing via the gas flow path. It flows in. Further, the raw material gas that has flowed into the third housing flows toward the extension line of the rotary shaft in the third housing by being sucked into the pump through the gas discharge port formed on the extension line of the rotary shaft. I will go. Therefore, the flow of the raw material gas first goes from the central portion side of the wafer to the outer peripheral portion side in the first housing, and then goes from the outer peripheral portion side to the central portion side in the third housing. That is, the direction of the flow of the raw material gas is in the order of the central portion → the outer peripheral portion → the central portion. This way of flowing the raw material gas makes it difficult for the amount of the raw material gas flowing along the upper surface of the wafer to become non-uniform over the entire upper surface of the wafer. Therefore, the amount of the raw material gas supplied to the upper surface of the wafer can be made uniform over the entire upper surface of the wafer. Further, the thickness of the film formed on the upper surface of the wafer can be made uniform.

成膜装置の概略を示す断面図。The cross-sectional view which shows the outline of the film forming apparatus. 回転テーブルの概略を示す斜視図。The perspective view which shows the outline of the rotary table. 図1の要部IIIを示す断面図。A cross-sectional view showing a main part III of FIG. 第2ハウジングの下面を示す図(図1のIV−IV断面図)。The figure which shows the lower surface of the 2nd housing (the IV-IV sectional view of FIG. 1).

実施例に係る成膜装置2は、原料ガスを用いて半導体ウェハの上面に薄膜を形成するCVD(Chemical Vapor Deposition)装置である。成膜装置2は、例えば金属系の原料ガスを用いて半導体ウェハの上面に薄膜を形成する。原料ガスは、例えばガリウムを原料としたガスや、アルミニウムを原料としたガス等である。 The film forming apparatus 2 according to the embodiment is a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus that forms a thin film on the upper surface of a semiconductor wafer using a raw material gas. The film forming apparatus 2 forms a thin film on the upper surface of the semiconductor wafer by using, for example, a metal-based raw material gas. The raw material gas is, for example, a gas made from gallium, a gas made from aluminum, or the like.

図1に示すように、成膜装置2は、モーター100と、第1ハウジング10と、第1ハウジング10の下に配置されている第2ハウジング20と、第2ハウジング20の下に配置されている第3ハウジング30を備えている。また、成膜装置2は、第1ハウジング10内に配置されている回転テーブル50と、第1ハウジング10内で回転テーブル50に固定されている回転軸51を備えている。また、成膜装置2は、第1ハウジング10内に配置されているガスガイド40を備えている。 As shown in FIG. 1, the film forming apparatus 2 is arranged under the motor 100, the first housing 10, the second housing 20 arranged under the first housing 10, and the second housing 20. The third housing 30 is provided. Further, the film forming apparatus 2 includes a rotary table 50 arranged in the first housing 10 and a rotary shaft 51 fixed to the rotary table 50 in the first housing 10. Further, the film forming apparatus 2 includes a gas guide 40 arranged in the first housing 10.

成膜装置2のモーター100は、第1ハウジング10と第2ハウジング20と第3ハウジング30の外に配置されている。モーター100は、第2ハウジング20の横に配置されている。モーター100は、後述する回転伝達機構60を介して回転軸51を回転させる。 The motor 100 of the film forming apparatus 2 is arranged outside the first housing 10, the second housing 20, and the third housing 30. The motor 100 is arranged next to the second housing 20. The motor 100 rotates the rotation shaft 51 via a rotation transmission mechanism 60 described later.

第1ハウジング10は、回転テーブル50とガスガイド40を収容している。第1ハウジング10の上部には、ガス供給管91が接続されている。ガス供給管91は、ガス供給源92に接続されている。ガス供給源92は、第1ハウジング10内で半導体ウェハwの上面101に薄膜を形成するための原料ガスを供給する。ガス供給源92によって供給された原料ガスが、ガス供給管91を通じて第1ハウジング10内に供給される。また、第1ハウジング10の上部には、第1吸引管83が接続されている。第1吸引管83は、第1ポンプ81に接続されている。第1ポンプ81は、第1ハウジング10内を真空にするために空気を吸引する。第1ハウジング10内の空気が、第1吸引管83を通じて第1ポンプ81によって吸引される。 The first housing 10 houses the rotary table 50 and the gas guide 40. A gas supply pipe 91 is connected to the upper part of the first housing 10. The gas supply pipe 91 is connected to the gas supply source 92. The gas supply source 92 supplies a raw material gas for forming a thin film on the upper surface 101 of the semiconductor wafer w in the first housing 10. The raw material gas supplied by the gas supply source 92 is supplied into the first housing 10 through the gas supply pipe 91. A first suction pipe 83 is connected to the upper part of the first housing 10. The first suction pipe 83 is connected to the first pump 81. The first pump 81 sucks air to create a vacuum inside the first housing 10. The air in the first housing 10 is sucked by the first pump 81 through the first suction pipe 83.

第1ハウジング10の下部には、軸支ハウジング15が固定されている。軸支ハウジング15には上開口部16と下開口部17が形成されている。軸支ハウジング15内には、上ベアリング85と下ベアリング86が配置されている。また、第1ハウジング10の下部には、ガス排出口19が形成されている。ガス排出口19は、後述する第2ハウジング20のガス流路21と連通している。 A shaft support housing 15 is fixed to the lower part of the first housing 10. The shaft support housing 15 is formed with an upper opening 16 and a lower opening 17. An upper bearing 85 and a lower bearing 86 are arranged in the shaft support housing 15. Further, a gas discharge port 19 is formed in the lower part of the first housing 10. The gas discharge port 19 communicates with the gas flow path 21 of the second housing 20, which will be described later.

第1ハウジング10の周りには、加熱コイル90が配置されている。加熱コイル90は、第1ハウジング10を囲んでいる。加熱コイル90は、第1ハウジング10内に配置されている回転テーブル50を非接触で加熱する。加熱コイル90は、高周波誘導加熱の原理によって回転テーブル50を加熱する。高周波誘導加熱では、コイル(加熱コイル90)に電流が流れることによって磁界が発生し、その磁界の作用によって被加熱物(回転テーブル50)に電流が流れ、それによって被加熱物にジュール熱が発生する。高周波誘導加熱によって回転テーブル50が自己発熱する。高周波誘導加熱の原理については、公知であるので詳細な説明を省略する。 A heating coil 90 is arranged around the first housing 10. The heating coil 90 surrounds the first housing 10. The heating coil 90 heats the rotary table 50 arranged in the first housing 10 in a non-contact manner. The heating coil 90 heats the rotary table 50 by the principle of high frequency induction heating. In high-frequency induction heating, a magnetic field is generated by the current flowing through the coil (heating coil 90), and the action of the magnetic field causes a current to flow through the object to be heated (rotary table 50), thereby generating Joule heat in the object to be heated. To do. The rotary table 50 self-heats due to high frequency induction heating. Since the principle of high-frequency induction heating is known, detailed description thereof will be omitted.

第1ハウジング10内に配置されている回転テーブル50は、図2に示すように、円板状に形成されている。回転テーブル50は、導電体(例えば、金属、カーボン等)から形成されている。回転テーブル50は、熱伝導性を有している。回転テーブル50の上に円板状のウェハwが配置される。 As shown in FIG. 2, the rotary table 50 arranged in the first housing 10 is formed in a disk shape. The rotary table 50 is made of a conductor (for example, metal, carbon, etc.). The rotary table 50 has thermal conductivity. A disk-shaped wafer w is arranged on the rotary table 50.

回転テーブル50は、複数の支持部材70を備えている。複数の支持部材70は、回転テーブル50内に間隔をあけて配置されている。複数の支持部材70の先端部72は、回転テーブル50の上面よりも上側に突出している。複数の先端部72の上にウェハwが配置される。複数の支持部材70によってウェハwが支持される。 The rotary table 50 includes a plurality of support members 70. The plurality of support members 70 are arranged at intervals in the rotary table 50. The tip portions 72 of the plurality of support members 70 project upward from the upper surface of the rotary table 50. Wafers w are arranged on the plurality of tip portions 72. The wafer w is supported by the plurality of support members 70.

回転テーブル50には複数のストッパ3が固定されている。複数のストッパ3は、回転テーブル50の周方向に沿って間隔をあけて並んで配置されている。複数のストッパ3は、回転テーブル50の上に配置されているウェハwを囲んでいる。複数のストッパ3は、ウェハwの外周面に接触してウェハwを支持する。 A plurality of stoppers 3 are fixed to the rotary table 50. The plurality of stoppers 3 are arranged side by side at intervals along the circumferential direction of the rotary table 50. The plurality of stoppers 3 surround the wafer w arranged on the rotary table 50. The plurality of stoppers 3 come into contact with the outer peripheral surface of the wafer w to support the wafer w.

回転テーブル50には回転軸51が固定されている。回転軸51は、回転テーブル50の回転中心52と同軸になるように配置されている。回転軸51の上端部が回転テーブル50に固定されている。回転軸51は、縦方向に延びている。図1に示すように、回転軸51は、第1ハウジング10内から第2ハウジング20内にわたって配置されている。回転軸51の下端部が回転伝達機構60に固定されている。回転軸51は、第1ハウジング10内で回転テーブル50に固定され、第2ハウジング20内で回転伝達機構60に固定されている。また、回転軸51は、軸支ハウジング15に挿入されている。回転軸51は、軸支ハウジング15の上開口部16、上ベアリング85、下ベアリング86および下開口部17に挿入されている。回転軸51と軸支ハウジング15の上開口部16との間には、シール部材18が配置されている。回転軸51は、軸支ハウジング15によって回転可能な状態で支持されている。 A rotary shaft 51 is fixed to the rotary table 50. The rotation shaft 51 is arranged so as to be coaxial with the rotation center 52 of the rotation table 50. The upper end of the rotary shaft 51 is fixed to the rotary table 50. The rotation shaft 51 extends in the vertical direction. As shown in FIG. 1, the rotating shaft 51 is arranged from the inside of the first housing 10 to the inside of the second housing 20. The lower end of the rotation shaft 51 is fixed to the rotation transmission mechanism 60. The rotary shaft 51 is fixed to the rotary table 50 in the first housing 10 and fixed to the rotary transmission mechanism 60 in the second housing 20. Further, the rotating shaft 51 is inserted into the shaft support housing 15. The rotating shaft 51 is inserted into the upper opening 16, the upper bearing 85, the lower bearing 86, and the lower opening 17 of the shaft support housing 15. A seal member 18 is arranged between the rotating shaft 51 and the upper opening 16 of the shaft support housing 15. The rotating shaft 51 is rotatably supported by the shaft support housing 15.

第1ハウジング10内に配置されているガスガイド40は、ノズル42とカバー部材41を備えている。ノズル42とカバー部材41は、一体的に形成されている。ガスガイド40は、回転テーブル50の上方に配置されている。ガスガイド40は、接続部材75を介して第1ハウジング10の上部に固定されている。接続部材75にはガス流路76が形成されている。ガスガイド40の材質は、高温に耐え、かつ、非導電性であることが好ましい。ガスガイド40の材質としては、例えば窒化ボロンを用いることができる。 The gas guide 40 arranged in the first housing 10 includes a nozzle 42 and a cover member 41. The nozzle 42 and the cover member 41 are integrally formed. The gas guide 40 is arranged above the rotary table 50. The gas guide 40 is fixed to the upper part of the first housing 10 via a connecting member 75. A gas flow path 76 is formed in the connecting member 75. The material of the gas guide 40 is preferably resistant to high temperatures and is non-conductive. As the material of the gas guide 40, for example, boron nitride can be used.

図3に示すように、ガスガイド40のノズル42は、回転テーブル50の中心部の上方に配置されている。ノズル42は縦方向に延びている。ノズル42にはガス流路43が形成されている。ガス流路43は縦方向に延びている。ノズル42のガス流路43が接続部材75のガス流路76に接続されている。ノズル42は、接続部材75を介してガス供給管91に接続されている。ガス供給管91によって供給された原料ガスが、接続部材75を介してノズル42に供給される。ノズル42のガス流路43は、回転テーブル50の中心部に向けて開口している。ノズル42は、回転テーブル50の上に配置されたウェハwの上面101に向けて原料ガスを供給する。ノズル42は、ウェハwの上面101の中心部に向けて原料ガスを供給する。 As shown in FIG. 3, the nozzle 42 of the gas guide 40 is arranged above the center of the rotary table 50. The nozzle 42 extends in the vertical direction. A gas flow path 43 is formed in the nozzle 42. The gas flow path 43 extends in the vertical direction. The gas flow path 43 of the nozzle 42 is connected to the gas flow path 76 of the connecting member 75. The nozzle 42 is connected to the gas supply pipe 91 via a connecting member 75. The raw material gas supplied by the gas supply pipe 91 is supplied to the nozzle 42 via the connecting member 75. The gas flow path 43 of the nozzle 42 opens toward the center of the rotary table 50. The nozzle 42 supplies the raw material gas toward the upper surface 101 of the wafer w arranged on the rotary table 50. The nozzle 42 supplies the raw material gas toward the center of the upper surface 101 of the wafer w.

ガスガイド40のカバー部材41は、ノズル42の下端部に固定されている。カバー部材41は、ノズル42の外周部に固定されている。カバー部材41は、概して円板状に形成されている。カバー部材41は、回転テーブル50の上方に配置されている。カバー部材41は、回転テーブル50の上面を覆っている。ウェハwが回転テーブル50の上に配置された状態では、カバー部材41がウェハwの上面101を覆っている。 The cover member 41 of the gas guide 40 is fixed to the lower end of the nozzle 42. The cover member 41 is fixed to the outer peripheral portion of the nozzle 42. The cover member 41 is generally formed in a disk shape. The cover member 41 is arranged above the rotary table 50. The cover member 41 covers the upper surface of the rotary table 50. When the wafer w is placed on the rotary table 50, the cover member 41 covers the upper surface 101 of the wafer w.

図1に示すように、第2ハウジング20は、第1ハウジング10の下部に固定されている。また、第2ハウジング20は、軸支ハウジング15の下部に固定されている。第2ハウジング20は、第1ハウジング10と第3ハウジング30の間に配置されている。第2ハウジング20は、第1ハウジング10と第3ハウジング30の間に空間を確保するために配置されている。第2ハウジング20は、スペーサーとして機能する。第2ハウジング20内には、回転軸51の下端部が配置されている。 As shown in FIG. 1, the second housing 20 is fixed to the lower part of the first housing 10. Further, the second housing 20 is fixed to the lower part of the shaft support housing 15. The second housing 20 is arranged between the first housing 10 and the third housing 30. The second housing 20 is arranged to secure a space between the first housing 10 and the third housing 30. The second housing 20 functions as a spacer. The lower end of the rotating shaft 51 is arranged in the second housing 20.

第2ハウジング20には、複数のガス流路21が形成されている。各ガス流路21は、第2ハウジング20を縦方向に貫通している。各ガス流路21は、第1ハウジング10と第3ハウジング30に接続されている。各ガス流路21は、第1ハウジング10内の原料ガスを第3ハウジング30内に送る。図4に示すように、複数のガス流路21は、第2ハウジング20の周方向に沿って間隔をあけて並んで形成されている。複数のガス流路21は、回転軸51を囲む位置に形成されている。第2ハウジング20の上面と下面のそれぞれには、溝24が形成されている。各溝24は、複数のガス流路21と連通している。各溝24は、第2ハウジング20の周方向に沿って延びている。 A plurality of gas flow paths 21 are formed in the second housing 20. Each gas flow path 21 penetrates the second housing 20 in the vertical direction. Each gas flow path 21 is connected to the first housing 10 and the third housing 30. Each gas flow path 21 sends the raw material gas in the first housing 10 into the third housing 30. As shown in FIG. 4, the plurality of gas flow paths 21 are formed side by side at intervals along the circumferential direction of the second housing 20. The plurality of gas flow paths 21 are formed at positions surrounding the rotating shaft 51. Grooves 24 are formed on the upper surface and the lower surface of the second housing 20, respectively. Each groove 24 communicates with a plurality of gas flow paths 21. Each groove 24 extends along the circumferential direction of the second housing 20.

図1に示すように、第2ハウジング20の横壁23には、貫通孔22が形成されている。貫通孔22は、第2ハウジング20の横壁23を横方向に貫通している。横壁23に形成された貫通孔22を介して第2ハウジング20の内外が連通している。貫通孔22内には、回転軸51を回転されるための回転伝達機構60の一部が配置されている。 As shown in FIG. 1, a through hole 22 is formed in the side wall 23 of the second housing 20. The through hole 22 penetrates the lateral wall 23 of the second housing 20 in the lateral direction. The inside and outside of the second housing 20 communicate with each other through a through hole 22 formed in the side wall 23. A part of the rotation transmission mechanism 60 for rotating the rotation shaft 51 is arranged in the through hole 22.

回転伝達機構60は、第1プーリー62とベルト61と第2プーリー63を備えている。第1プーリー62は、モーター100に固定されている。モーター100が回転すると第1プーリー62が回転する。第2プーリー63は、回転軸51に固定されている。第2プーリー63が回転すると回転軸51が回転する。ベルト61は、第1プーリー62から第2プーリー63にわたって配置されている。ベルト61は、横方向に延びており、第2ハウジング20に形成されている貫通孔22を通過している。ベルト61は、貫通孔22を介して第2ハウジング20の内外にわたって配置されている。ベルト61の一端部が第2ハウジング20外に配置されており、ベルト61の他端部が第2ハウジング20内に配置されている。回転伝達機構60は、第1プーリー62とベルト61と第2プーリー63を介してモーター100の回転を回転軸51に伝達する。モーター100が回転すると、第1プーリー62とベルト61と第2プーリー63が回転する。その結果、回転軸51が回転する。 The rotation transmission mechanism 60 includes a first pulley 62, a belt 61, and a second pulley 63. The first pulley 62 is fixed to the motor 100. When the motor 100 rotates, the first pulley 62 rotates. The second pulley 63 is fixed to the rotating shaft 51. When the second pulley 63 rotates, the rotating shaft 51 rotates. The belt 61 is arranged from the first pulley 62 to the second pulley 63. The belt 61 extends laterally and passes through a through hole 22 formed in the second housing 20. The belt 61 is arranged inside and outside the second housing 20 through the through hole 22. One end of the belt 61 is arranged outside the second housing 20, and the other end of the belt 61 is arranged inside the second housing 20. The rotation transmission mechanism 60 transmits the rotation of the motor 100 to the rotation shaft 51 via the first pulley 62, the belt 61, and the second pulley 63. When the motor 100 rotates, the first pulley 62, the belt 61, and the second pulley 63 rotate. As a result, the rotation shaft 51 rotates.

第3ハウジング30は、第2ハウジング20の下部に固定されている。第2ハウジング20に形成されているガス流路21を介して、第1ハウジング10内と第3ハウジング30内が連通している。第3ハウジング30の下部には、ガス排出口31が形成されている。ガス排出口31は、第3ハウジング30の横方向の中心部に形成されている。ガス排出口31は、縦方向に延びる回転軸51の延長線上において、第3ハウジング30に形成されている。ガス排出口31は、回転軸51と同軸で形成されている。 The third housing 30 is fixed to the lower part of the second housing 20. The inside of the first housing 10 and the inside of the third housing 30 communicate with each other through the gas flow path 21 formed in the second housing 20. A gas discharge port 31 is formed in the lower part of the third housing 30. The gas discharge port 31 is formed at the center of the third housing 30 in the lateral direction. The gas discharge port 31 is formed in the third housing 30 on an extension line of the rotating shaft 51 extending in the vertical direction. The gas discharge port 31 is formed coaxially with the rotating shaft 51.

第3ハウジング30のガス排出口31には、第2吸引管84が接続されている。第2吸引管84は、第2ポンプ82に接続されている。第2ポンプ82は、第2吸引管84を通じて第3ハウジング30内の原料ガスを吸引する。また、第2ポンプ82は、第3吸引管87を介して第1ポンプ81に接続されている。第2ポンプ82は、第1ポンプ81と協働で第1ハウジング10内の空気を吸引することができる。 A second suction pipe 84 is connected to the gas discharge port 31 of the third housing 30. The second suction pipe 84 is connected to the second pump 82. The second pump 82 sucks the raw material gas in the third housing 30 through the second suction pipe 84. Further, the second pump 82 is connected to the first pump 81 via the third suction pipe 87. The second pump 82 can suck the air in the first housing 10 in cooperation with the first pump 81.

次に、上記の構成を備える成膜装置2の動作について説明する。上記の成膜装置2では、まず、第1ポンプ81が、第1ハウジング10内を真空にするために第1ハウジング10内の空気を吸引する。また、上記の成膜装置2では、第1ハウジング10内に配置されているウェハwを回転させるためにモーター100が回転する。モーター100が回転すると、モーター100の回転が回転伝達機構60を介して回転軸51に伝達される。回転伝達機構60は、モーター100の回転を第1プーリー62とベルト61と第2プーリー63を介して回転軸51に伝達する。第2ハウジング20外に配置されているモーター100の回転が、第2ハウジング20内に配置されている回転軸51に伝達される。これによって回転軸51が回転する。回転軸51が回転すると、回転軸51に固定されている回転テーブル50が回転する。第1ハウジング10内に配置されている回転テーブル50が回転する。また、回転テーブル50が回転すると、回転テーブル50の上に配置されているウェハwが回転する。 Next, the operation of the film forming apparatus 2 having the above configuration will be described. In the film forming apparatus 2, the first pump 81 first sucks the air in the first housing 10 in order to create a vacuum in the first housing 10. Further, in the film forming apparatus 2, the motor 100 rotates in order to rotate the wafer w arranged in the first housing 10. When the motor 100 rotates, the rotation of the motor 100 is transmitted to the rotation shaft 51 via the rotation transmission mechanism 60. The rotation transmission mechanism 60 transmits the rotation of the motor 100 to the rotation shaft 51 via the first pulley 62, the belt 61, and the second pulley 63. The rotation of the motor 100 arranged outside the second housing 20 is transmitted to the rotating shaft 51 arranged inside the second housing 20. As a result, the rotation shaft 51 rotates. When the rotary shaft 51 rotates, the rotary table 50 fixed to the rotary shaft 51 rotates. The rotary table 50 arranged in the first housing 10 rotates. Further, when the rotary table 50 rotates, the wafer w arranged on the rotary table 50 rotates.

また、上記の成膜装置2では、ウェハwの上面101に薄膜を形成するための原料ガスがガス供給源92から供給される。ガス供給源92は、ガス供給管91を通じて第1ハウジング10内に原料ガスを供給する。ガス供給管91を通じて供給された原料ガスは、ガス供給管91から接続部材75を介してガスガイド40のノズル42に供給される。ガスガイド40のノズル42は、ガス供給管91から供給された原料ガスを、第1ハウジング10内に配置されているウェハwに向けて供給する。ガスガイド40のノズル42は、回転しているウェハwの上面101の中心部に向けて原料ガスを供給する。 Further, in the film forming apparatus 2, the raw material gas for forming a thin film on the upper surface 101 of the wafer w is supplied from the gas supply source 92. The gas supply source 92 supplies the raw material gas into the first housing 10 through the gas supply pipe 91. The raw material gas supplied through the gas supply pipe 91 is supplied from the gas supply pipe 91 to the nozzle 42 of the gas guide 40 via the connecting member 75. The nozzle 42 of the gas guide 40 supplies the raw material gas supplied from the gas supply pipe 91 toward the wafer w arranged in the first housing 10. The nozzle 42 of the gas guide 40 supplies the raw material gas toward the center of the upper surface 101 of the rotating wafer w.

ウェハwの上面101に向けて供給された原料ガスは、ウェハwの回転による遠心力によって、ウェハwの中心部から外周部に向けて流れてゆく。その後、この原料ガスは、第1ハウジング10内からガス流路21を通じて第3ハウジング30内に流れてゆく。第1ハウジング10内の原料ガスが第3ハウジング30内に排出される。続いて、第3ハウジング30内の原料ガスが第2ポンプ82によって吸引される。第2ポンプ82は、第3ハウジング30の下部に形成されているガス排出口31を介して原料ガスを吸引する。これによって、第3ハウジング30内の原料ガスが、ガス排出口31を介して第3ハウジング30外に排出される。 The raw material gas supplied toward the upper surface 101 of the wafer w flows from the central portion to the outer peripheral portion of the wafer w due to the centrifugal force due to the rotation of the wafer w. After that, this raw material gas flows from the inside of the first housing 10 into the third housing 30 through the gas flow path 21. The raw material gas in the first housing 10 is discharged into the third housing 30. Subsequently, the raw material gas in the third housing 30 is sucked by the second pump 82. The second pump 82 sucks the raw material gas through the gas discharge port 31 formed in the lower part of the third housing 30. As a result, the raw material gas in the third housing 30 is discharged to the outside of the third housing 30 through the gas discharge port 31.

上記のような成膜装置2によれば、ノズル42から供給された原料ガスが、ウェハwの回転による遠心力によって、第1ハウジング10内でウェハwの中心部から外周部に向けて流れてゆく。その後、原料ガスは、第2ハウジング20に形成されているガス流路21を介して、第1ハウジング10内から第3ハウジング30内に流れてゆく。続いて、回転軸51の延長線上に形成されているガス排出口31を介して、第3ハウジング30内の原料ガスが第2ポンプ82に吸引される。これによって、原料ガスが第3ハウジング30内で回転軸51の延長線上に向けて流れてゆく。そのため、原料ガスの流れが、まずウェハwの中心部側から外周部側に向かい、その後に外周部側から中心部側に向かうことになる。すなわち、原料ガスの流れの向きが、中心部→外周部→中心部の順になる。原料ガスのこの流れ方によって、ウェハwの上面101に沿って流れる原料ガスの量が、ウェハwの上面101全体にわたって不均一になり難くなる。そのため、ウェハwの上面101に供給される原料ガスの量をウェハwの上面全体にわたって均一に近づけることができる。その結果、原料ガスによってウェハwの上面101に形成される膜の厚さを均一に近づけることができる。 According to the film forming apparatus 2 as described above, the raw material gas supplied from the nozzle 42 flows from the center portion to the outer peripheral portion of the wafer w in the first housing 10 due to the centrifugal force due to the rotation of the wafer w. go. After that, the raw material gas flows from the inside of the first housing 10 into the third housing 30 through the gas flow path 21 formed in the second housing 20. Subsequently, the raw material gas in the third housing 30 is sucked into the second pump 82 through the gas discharge port 31 formed on the extension line of the rotating shaft 51. As a result, the raw material gas flows in the third housing 30 toward the extension line of the rotating shaft 51. Therefore, the flow of the raw material gas first goes from the central portion side of the wafer w to the outer peripheral portion side, and then goes from the outer peripheral portion side to the central portion side. That is, the direction of the flow of the raw material gas is in the order of the central portion → the outer peripheral portion → the central portion. Due to this flow of the raw material gas, the amount of the raw material gas flowing along the upper surface 101 of the wafer w is less likely to become non-uniform over the entire upper surface 101 of the wafer w. Therefore, the amount of the raw material gas supplied to the upper surface 101 of the wafer w can be made uniform over the entire upper surface of the wafer w. As a result, the thickness of the film formed on the upper surface 101 of the wafer w by the raw material gas can be made uniform.

以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上述の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。 Although one embodiment has been described above, the specific embodiment is not limited to the above embodiment. In the following description, the same reference numerals will be given to the same configurations as those in the above description, and the description thereof will be omitted.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. The technical elements described herein or in the drawings exhibit their technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques illustrated in the present specification or drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and achieving one of the purposes itself has technical usefulness.

2 :成膜装置
10 :第1ハウジング
15 :軸支ハウジング
20 :第2ハウジング
21 :ガス流路
22 :貫通孔
23 :横壁
30 :第3ハウジング
31 :ガス排出口
40 :ガスガイド
41 :カバー部材
42 :ノズル
50 :回転テーブル
51 :回転軸
60 :回転伝達機構
61 :ベルト
62 :第1プーリー
63 :第2プーリー
70 :支持部材
72 :先端部
81 :第1ポンプ
82 :第2ポンプ
83 :第1吸引管
84 :第2吸引管
87 :第3吸引管
90 :加熱コイル
91 :ガス供給管
92 :ガス供給源
100 :モーター
101 :上面
2: Formation apparatus 10: First housing 15: Shaft support housing 20: Second housing 21: Gas flow path 22: Through hole 23: Side wall 30: Third housing 31: Gas discharge port 40: Gas guide 41: Cover member 42: Nozzle 50: Rotating table 51: Rotating shaft 60: Rotation transmission mechanism 61: Belt 62: First pulley 63: Second pulley 70: Support member 72: Tip 81: First pump 82: Second pump 83: Second 1 suction pipe 84: 2nd suction pipe 87: 3rd suction pipe 90: heating coil 91: gas supply pipe 92: gas supply source 100: motor 101: top surface

Claims (1)

原料ガスを用いてウェハの上面に膜を形成する成膜装置であって、
モーターと、
第1ハウジングと、
前記第1ハウジングの下に配置されている第2ハウジングと、
前記第2ハウジングの下に配置されている第3ハウジングと、
前記第1ハウジング内に配置されている回転テーブルと、
前記第1ハウジング内で前記回転テーブルに固定されており、前記第1ハウジング内から前記第2ハウジング内にわたって縦方向に延びている回転軸と、
前記第2ハウジングの横壁に形成されている貫通孔と、
前記貫通孔を通過して前記第2ハウジングの内外にわたって横方向に延びているベルトであって、前記第2ハウジング外の前記モーターの回転を前記第2ハウジング内の前記回転軸に伝達する前記ベルトと、
前記第1ハウジング内の前記回転テーブルの上に配置されたウェハの上面の中心部に向けて原料ガスを供給するノズルと、
前記第1ハウジングと前記第3ハウジングに接続されており、前記第1ハウジング内の原料ガスを前記第3ハウジング内に送るガス流路と、
前記回転軸の延長線上において前記第3ハウジングに形成されているガス排出口と、
前記ガス排出口を介して前記第3ハウジング内の原料ガスを吸引するポンプと、を備えている成膜装置。
A film forming apparatus that forms a film on the upper surface of a wafer using raw material gas.
With the motor
1st housing and
A second housing arranged under the first housing and
A third housing arranged under the second housing and
The rotary table arranged in the first housing and
A rotating shaft fixed to the rotary table in the first housing and extending in the vertical direction from the inside of the first housing to the inside of the second housing.
Through holes formed in the side wall of the second housing and
A belt that passes through the through hole and extends laterally across the inside and outside of the second housing, and transmits the rotation of the motor outside the second housing to the rotation shaft inside the second housing. When,
A nozzle for supplying raw material gas toward the center of the upper surface of the wafer arranged on the rotary table in the first housing, and
A gas flow path that is connected to the first housing and the third housing and sends the raw material gas in the first housing into the third housing.
A gas outlet formed in the third housing on an extension of the rotating shaft,
A film forming apparatus including a pump for sucking a raw material gas in the third housing through the gas discharge port.
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