JPH02250973A

JPH02250973A - 成膜装置

Info

Publication number: JPH02250973A
Application number: JP7264489A
Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Narita; 知徳成田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1989-03-25
Filing date: 1989-03-25
Publication date: 1990-10-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、成膜装置に関する。

（従来の技術）一般に、成膜装置例えばＣＶＤにより成膜を行うＣＶＤ
装置では、次のようにして被処理物例えば半導体ウェハ
に成膜を行う。

すなわち、半導体ウェハを処理室上部に設けられたサセ
プタ等に下向きに保持し、この半導体ウェハを裏面側か
ら例えば赤外線ランプ等を照射して加熱し所定温度に昇
温するとともに、例えばサセプタに所定間隔を設けて対
向する如く配設され、複数のガス供給口を有するリング
状のガス導入手段により処理室内に所定の処理ガスを導
入する。

そして、加熱された半導体ウェハの熱により処理ガスを
反応させ、半導体ウェハ表面に堆積させて薄膜を形成す
る。また、−このような成膜装置では、不所望部位例え
ば処理室内壁に膜が形成されると、この膜が塵埃の発生
の原因となったり、処理ガスの無駄な消費となり、半導
体ウェハ表面に供給される処理ガス量が低下することに
なるので好ましくない。そこで、不所望部位例えば処理
室内壁に膜が形成されることを防止するため、処理室壁
の部位で上記成膜反応が生じないように処理室壁を冷却
する冷却機構を備えたものがある。また、サセプタおよ
びサセプタ近傍の処理室内壁等に形成された膜は、この
サセプタ近傍にプラズマを発生させて分解し、クリーニ
ングすることも可能である。

（発明が解決しようとする課題）上述したように、処理室壁を冷却する冷却機構を備えた
従来の成膜装置では、処理室内壁部位における成膜反応
を抑制して処理室内壁に膜が形成されることを防止する
ことができる。

しかしながら、上記従来の成膜装置では、処理室内に所
定の処理ガスを導入するガス導入手段、例えばサセプタ
に対向する如く設けられた複数のガス供給口を有するリ
ング状のガス導入手段の部位で成膜反応が生じ、ガス導
入手段に膜が形成されしまうという問題のあることが判
った。

一般に、このようなガス導入手段の部位では、処理ガス
の密度が高く、したがって、このような部位で膜形成が
起きると、大量の処理ガスが無駄に消費され、半導体ウ
ェハ表面に供給される処理ガス量が大幅に低下すること
になる。また、一般にサセプタとガス導入手段とはある
程度間隔を設けて配設されており、このようなガス導入
手段に形成された膜は、前述したプラズマを発生させて
クリーニングする方法によっても除去することが困難で
ある。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、処理室内に所定のガスを導入するガス導入手段近傍で
の成膜反応を抑制し、ガス導入手段に対する膜形成を防
止することができ、塵埃の発生や処理ガスの無駄な消費
を防止して効率的に良質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。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）すなわち第１の発明は、加熱手段により処理室内に設け
た被処理物を加熱するとともに、ガス導入手段により前
記処理室内に所定の処理ガスを導入して成膜を行う成膜
装置において、前記処理室内に、前記加熱手段から前記
ガス導入手段へ到達する熱線を低減する手段を設けたこ
とを特徴とする。

また、第２の発明は、加熱手段により処理室内に設けた
被処理物を加熱するとともに、ガス導入手段により前記
処理室内に所定の処理ガスを導入して成膜を行う成膜装
置において、前記処理室内の少なくとも一部に、前記加
熱機構からの熱線の反射を低減するための処理を施した
ことを特徴とする。

（作　用）本発明者等が詳査したところ、前述した従来の成膜装置
では、加熱手段からの熱線（赤外線）が、直接あるいは
処理室内壁で反射してガス導入手段へ到達し、このガス
導入手段の温度が上昇して成膜反応が生じること、した
がって処理室内の轟空度を高めて成膜、例えば金属シリ
サイド膜の成膜を行うような場合は、上述した輻射によ
る温度上昇が顕著になり、このようなガス導入手段の部
位におけ゛る成膜反応が促進されることが判明した。

そこで、本発明の成膜装置では、例えば処理室内の少な
くとも一部に加熱機構からの熱線の反射を低減するため
の処理を施し、加熱手段からガス導入手段へ到達する熱
線を低減することにより、ガス導入手段近傍での成膜反
応を抑制し、ガス導入手段に対する膜形成を防止する。

（実施例）以下、本発明を半導体ウェハに枚葉処理で成膜を行うメ
タルＣＶＤ装置に適用した実施例を図面を参照して説明
する。

ＣＶＤ装置の処理室１は、例えばＡＩ（アルミニウム）
等から円筒状に形成されており、内部を気密に保持する
とともに図示しない冷却機構により壁面を冷却可能に構
成されている。

また、上記処理室１内の上部には、例えば厚さ１４ｍ５
のグラファイト板からなり、被処理基板例えば半導体ウ
ェハ２を、被処理面が下向きになる如く設置可能なサセ
プタ３が設けられている。このサセプタ３には、たとえ
ば半導体ウェハ２の外周縁部を係止してサセプタ３に半
導体ウェハ２を固定する如く、たとえばエアシリンダ等
の昇降機構４を備えた支持体５が設けられている。

さらに、上記サセプタ３の上方には、加熱機構として、
たとえば石英ガラス製の窓６を通してサセプタ３を、例
えば３００〜ｔｏｏｏ℃に加熱可能な！Ｒクランプ赤外
線ランプ）７が設けられている。

また、サセプタ３周囲の処理室１上壁には、直径例えば
２インチの排気配管８が複数例えば４本接続されており
、これらの排気配管８は、処理室１内を所望の圧力に減
圧および反応ガス等を排出可能な真空排気機構９として
、例えば直列に接続されたターボ分子ポンプ９ａとドラ
イポンプ９ｂに接続されている。

さらに、処理室１内の下部には、ガス導入機構として、
微小な流出口（図示せず）が複数例えば１０個穿設され
た円環状の管体からなる酸化系ガス導入機構１０および
還元系ガス導入機構１１が上記サセプタ３と対向する。

如く設けられている。これらの酸化系ガス導入機構１０
および還元系ガス導入機構１１は、それぞれ流量制御機
構１２を介して図示しないガス供給源に接続されており
、酸化系のガスである膜成長用ガス例えばＷＦ６　（六
弗化タングステン）とキャリアガス例えばＡｒ（アルゴ
ン）との混合気体、還元系のガスである膜成長用ガス例
えばＳｉＨ４（モノシラン）とキャリアガス例えばＡｒ
との混合気体を処理室１内に供給可能に構成されている
。

また、サセプタ３と酸化系ガス導入機構１０および還元
系ガス導入機構１１との間には、円筒状のガスダクト１
３が設けられている。このガスダクト１３の内側面１３
ａには、ＩＲランプ７によって加熱、されたサセプタ３
から放出される熱線（赤外線）の反射を抑制して酸化系
ガス導入機構１０および還元系ガス導入機構１１が加熱
されることを防止するために、馬体処理例えば黒アルマ
イトあるいはグラファイト等のコーティング処理が施さ
れている。なお、ガスダクト１３の内側面１３ａを粗面
として、熱線を乱反射させて酸化系ガス導入機構１０お
よび還元系ガス導入機構１１方向への熱線の反射量を低
減し、酸化系ガス導入機構１０および還元系ガス導入機
構１１′の昇温を抑制することもできる。また、サセプ
タ３がらの熱線をガス流路以外の方向に反射させてもよ
い。

さらに上記ガスダクト１３の内側には、円板状に形成さ
れ、駆動機構１４によって昇降自在に構成されたガス流
制御板１５が設けられている。すなわち、このガス流制
御板１５は、駆動機構１４により上下動させ最適な位置
に調整することで、半導体ウェハ２の被処理面に、より
均一に反応ガスが接する如く、反応ガスの流れを制御す
るものである。

上記構成のこの実施例の成膜装置では、次のようにして
半導体ウェハ２に成膜を行う。

すなわち、まず、予めＩＲランプ７でサセプタ３を、３
００〜４００’Ｃｆｌえば３（ｉｏ”ｃに加熱しておき
、処理室１の図示しない搬入搬出用開閉機構を介して、
半導体ウェハ２をサセプタ３に配置し、支持体５で支持
する。

そして、サセプタ３を介して半導体ウェハ２を上記温度
に加熱した状態で、酸化系ガス導入機構１０および還元
系ガス導入機構１１から処理室１内に前述したような所
定の処理ガスを導入するとともに、真空排気機構９によ
り処理室１内がｌｏ。

ミリＴｏｒｒ以下、好ましくは５０ミリＴｏｒｒ以下の
真空度となるように真空排気を行う。すると、次に示す
ようなうな反応が生じ、半導体ウェハ２の被処理面上に
ＷＳｉＸが堆積しタングステンシリサイド膜が形成され
る。

Ｓ　ｉＨ，＋ＷＦ６ →ＷＳ　ｉ　ｘ　＋ＨＦ＋＋ＷＦｙ　＋ｓ　ｉ　Ｆ２こ
の時、サセプタ３および半導体ウェハ２から酸化系ガス
導入機構１０および還元系ガス導入機構１１の方向へ放
射される熱線は、ガスダクト１３の内側面１３ａによっ
て吸収され、従来に較べて酸化系ガス導入機構１０およ
び還元系ガス導入機構１１へ到達する熱線の量は大幅に
減少する。

したがって、酸化系ガス導入機構１０および還元系ガス
導入機構１１の温度上昇は抑制される。

例えば、サセプタ３の温度を３５０℃とした場合、ガス
ダクト１３の内側面１３ａに黒体処理を施していない場
合は、酸化系ガス導入機構１０および還元系ガス導入機
構１１の温度は、１００℃程度に昇温するが、ガスダク
ト１３の内側面１３ａに黒体処理を施したこの実施例の
ＣＶＤ装置では、酸化系ガス導入機構１０および還元系
ガス導入機構１１の温度を３０〜４０℃程度に保持する
ことができる。

したがって、酸化系ガス導入機構１０および還元系ガス
導入機構１１への膜形成を防止することができ、塵埃の
発生や処理ガスの無駄な消費を防止して効率的に良質な
成膜処理を行うことができる。

なお、上記実施例では、ガスダクト１３の内側面１３ａ
に、熱線の酸化系ガス導入機構１０および還元系ガス導
入機構１１方向への反射を抑制する処理（黒体処理）を
施した例について説明したが、本発明はかかる実施例に
限定されるものではなく、例えば第２図に示すように、
ガスダクト１３の上端部を内側に向けて傾斜させ、ガス
ダクト１３とガス流制御板１５との間から熱線が侵入し
ないよう構成してもよく、あるいは、第３図に示すよう
に、ガスダクト１３１部に、斜めに穿設された多数のガ
ス流通孔２０を有する板体２１を配設し、熱線を遮蔽す
るよう構成してもよい。このようにガス流通孔２０を有
する板体２１を用いる場合は、この板体２１の昇温を防
止して板体２１に対する成膜を防止するため、例えば板
体２１に冷却水を循環させて冷却する冷却機構等を設け
ることが好ましい。また、ガス流通孔２０の向きは、半
導体ウェハ２に向けて好ましいガス流が形成されるよう
適宜選択する必要がある。

さらに、上記実施例では、被処理基板を膜形成面が下向
きとなるよう支持し、枚葉処理で成膜を行う場合につい
て説明したが、被処理基板は膜形成面が上向きあるいは
横向きとなるよう支持してもよく、また、多数枚の被処
理基板を一度に処理するいわゆるバッチ処理で成膜を行
う場合でも本発明を適用することができることはもちろ
んである。

〔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、処理
室内に所定のガスを導入するガス導入手段近傍での成膜
反応を抑制し、ガス導入手段に対する膜形成を防止する
ことができ、塵埃の発生や処理ガスの無駄な消費を防止
して効率的に良質な成膜処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の成膜装置の構成を示す図、
第２図および第３図は他の実施例の成膜装置の要部構成
を示す図である。１・・・・・・処理室、２・・・・・・半導体ウェハ、
３・・・・・・サセプタ、４・・・・・・昇降機構、５
・・・・・・支持体、６・・・・・・窓、７・・・・・
・ＩＲランプ、８・・・・・・排気配管、９・・・・・
・真空排気機構、１０・・・・・・酸化系ガス導入機構
、１１・・・・・・還元系ガス導入機構、１２・・・・
・・ｔＬ量制御機構、１３・・・・・・ガスダクト、１
３ａ・・・・・・ガスダクト内側面（黒体処理）、１４
・・・・・・駆動機構、１５・・・・・・ガス流制御板
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加熱手段により処理室内に設けた被処理物を加熱
するとともに、ガス導入手段により前記処理室内に所定
の処理ガスを導入して成膜を行う成膜装置において、前記処理室内に、前記加熱手段から前記ガス導入手段へ
到達する熱線を低減する手段を設けたことを特徴とする
成膜装置。
（２）加熱手段により処理室内に設けた被処理物を加熱
するとともに、ガス導入手段により前記処理室内に所定
の処理ガスを導入して成膜を行う成膜装置において、前記処理室内の少なくとも一部に、前記加熱機構からの
熱線の反射を低減するための処理を施したことを特徴と
する成膜装置。