JPH02271627A - 常圧ｃｖｄ装置 - Google Patents
常圧ｃｖｄ装置Info
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- JPH02271627A JPH02271627A JP1091865A JP9186589A JPH02271627A JP H02271627 A JPH02271627 A JP H02271627A JP 1091865 A JP1091865 A JP 1091865A JP 9186589 A JP9186589 A JP 9186589A JP H02271627 A JPH02271627 A JP H02271627A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明は、常圧ＣＶＤ装置、特に、被処理物例えば半
導体ウェハに対して薄膜を形成する場合に好適に使用で
きる常圧ＣＶＤ装置に関するものである。
導体ウェハに対して薄膜を形成する場合に好適に使用で
きる常圧ＣＶＤ装置に関するものである。
［従来の技術］
第１０図は従来の常圧ＣＶＤ装置を示す要部断面図であ
り、図において、常圧ＣＶＤ装置は、上方に設けられた
ガス供給ヘッド（１）と、加熱された半導体ウェハ（２
）を保持したステージ（３）とを備えている。ステージ
（３）に保持された半導体ウェハ（２）は、ステージ（
３）内部に組み込まれた抵抗し−タ（４）により加熱状
態になっている。ガス供給ヘッド（１）は、ステージ（
３）と所定の間隔（例えば５１以下）を隔てて配置され
ており、複数の反応ガス例えばＳｉＨ，ガス（５）及び
ｏ２ガス（６）をそれぞれ供給する多数の吹出口（７）
及びく８）を備えている。この吹出口（７）及びく８）
から吹き出されたＳｉＨ，ガス（５）及び０２ガス（６
）は、第１２図に示すように、半導体ウェハ（２）上で
反応生成膜（９）を形成する０反応生成膜（９）を形成
しなかったＳ ｉ Ｈ４ガス（５）及び０２ガス（６）
並びに反応ガスによって気相中で反応した反応生成物ガ
スは、排気チャンバ（１０）に設けられた排気口（１１
）を介して排気気流（１２）によって常圧ＣＶＤ装置の
外部へ排気される。
り、図において、常圧ＣＶＤ装置は、上方に設けられた
ガス供給ヘッド（１）と、加熱された半導体ウェハ（２
）を保持したステージ（３）とを備えている。ステージ
（３）に保持された半導体ウェハ（２）は、ステージ（
３）内部に組み込まれた抵抗し−タ（４）により加熱状
態になっている。ガス供給ヘッド（１）は、ステージ（
３）と所定の間隔（例えば５１以下）を隔てて配置され
ており、複数の反応ガス例えばＳｉＨ，ガス（５）及び
ｏ２ガス（６）をそれぞれ供給する多数の吹出口（７）
及びく８）を備えている。この吹出口（７）及びく８）
から吹き出されたＳｉＨ，ガス（５）及び０２ガス（６
）は、第１２図に示すように、半導体ウェハ（２）上で
反応生成膜（９）を形成する０反応生成膜（９）を形成
しなかったＳ ｉ Ｈ４ガス（５）及び０２ガス（６）
並びに反応ガスによって気相中で反応した反応生成物ガ
スは、排気チャンバ（１０）に設けられた排気口（１１
）を介して排気気流（１２）によって常圧ＣＶＤ装置の
外部へ排気される。
従来の常圧ＣＶＤ装置は上述したように構成され、半導
体ウェハく２）を下方に、かつガス供給ヘッド（１）を
上方に設けており、予めステージ（３）上で加熱された
半導体ウェハ（２）に対して、吹出口（７）及び（８）
から吹き出されたＳ ｉ Ｈ４ガス（５）及びｏ２ガス
（６）を供給することにより、半導体ウェハ（２）上に
反応生成１（９）を形成させることができる。
体ウェハく２）を下方に、かつガス供給ヘッド（１）を
上方に設けており、予めステージ（３）上で加熱された
半導体ウェハ（２）に対して、吹出口（７）及び（８）
から吹き出されたＳ ｉ Ｈ４ガス（５）及びｏ２ガス
（６）を供給することにより、半導体ウェハ（２）上に
反応生成１（９）を形成させることができる。
ところで、この種の常圧ＣＶＤ装置における反応生成膜
（９）の成長速度は、ガス供給ヘッド（１）から供給さ
れる反応ガス濃度、半導体ウェハ（２）の温度すなわち
ステージ（３）の温度に依存する。
（９）の成長速度は、ガス供給ヘッド（１）から供給さ
れる反応ガス濃度、半導体ウェハ（２）の温度すなわち
ステージ（３）の温度に依存する。
従って、反応生成膜（９）の膜厚を均一にするためには
、半導体ウェハ（２）上の任意の部位で反応ガス濃度を
均一に保つと共に、ステージ（３）の温度を反応に最適
な温度に制御することが必要である。
、半導体ウェハ（２）上の任意の部位で反応ガス濃度を
均一に保つと共に、ステージ（３）の温度を反応に最適
な温度に制御することが必要である。
［発明が解決しようとする課題］
上述したような常圧ＣＶＤ装置では、ステージ（３）と
ガス供給ヘッド（１）との間の距離を第１０図に示すよ
うに５１以下と小さくした場合、ＳｉＨ＋ガス（５）及
び０２ガス（６）の各々のガスが気相中で十分混合され
ない状態で半導体ウェハ（２）上にぶつかってから、乱
流状態で混合される。
ガス供給ヘッド（１）との間の距離を第１０図に示すよ
うに５１以下と小さくした場合、ＳｉＨ＋ガス（５）及
び０２ガス（６）の各々のガスが気相中で十分混合され
ない状態で半導体ウェハ（２）上にぶつかってから、乱
流状態で混合される。
そのため、均一な混合濃度をもつ反応ガスが半導体ウェ
ハ（２）上に供給することができず、均一な膜厚を持っ
た反応生成膜（９）を得ることができない。さらにこの
場合、半導体ウェハ（２）上で反応ガス温度が低いため
、半導体ウェハ（２）上で化学反応が起こらずそのほと
んどが気相中で反応し、不要な副反応物である異物を作
る原因となる。
ハ（２）上に供給することができず、均一な膜厚を持っ
た反応生成膜（９）を得ることができない。さらにこの
場合、半導体ウェハ（２）上で反応ガス温度が低いため
、半導体ウェハ（２）上で化学反応が起こらずそのほと
んどが気相中で反応し、不要な副反応物である異物を作
る原因となる。
また、第１１図に示すように、ステージ（３）とガス供
給ヘッド（１）との間の距離を約６１１ＩＩｍ以上と大
きくした場合、反応ガス流速を排気気流（排気速度）（
１２）及びステージ（３）の加熱による昇温気流より大
きくする必要があり、これが小さいと各々の反応ガスの
流れは（５）及び（６）の矢印の方向になり、半導体ウ
ェハ（２）上での反応効率が悪い、また、反応ガス流速
を大きくして半導体ウェハ（２）上にＳｉＨ＜ガス（５
）及び０２ガス（６）のそれぞれが十分に到達できる状
態にした場合（第１１図中、矢印（５′）及び（６’）
）、吹出口（７）に対向した半導体ウェハ（２）表面で
はＳ ｉ Ｈ４ガス（５）の濃度が高くなり、吹出口（
８）に対向した半導体ウェハ（２）表面では０２ガス（
６）の濃度が高くなり、反応ガス濃度が不均一となる。
給ヘッド（１）との間の距離を約６１１ＩＩｍ以上と大
きくした場合、反応ガス流速を排気気流（排気速度）（
１２）及びステージ（３）の加熱による昇温気流より大
きくする必要があり、これが小さいと各々の反応ガスの
流れは（５）及び（６）の矢印の方向になり、半導体ウ
ェハ（２）上での反応効率が悪い、また、反応ガス流速
を大きくして半導体ウェハ（２）上にＳｉＨ＜ガス（５
）及び０２ガス（６）のそれぞれが十分に到達できる状
態にした場合（第１１図中、矢印（５′）及び（６’）
）、吹出口（７）に対向した半導体ウェハ（２）表面で
はＳ ｉ Ｈ４ガス（５）の濃度が高くなり、吹出口（
８）に対向した半導体ウェハ（２）表面では０２ガス（
６）の濃度が高くなり、反応ガス濃度が不均一となる。
さらに、反応ガス流速が大きいため、半導体ウェハ（２
）上の熱が反応ガスに奪われ易くなり、半導体ウェハ（
２）上での温度が不安定となり、均一な膜厚を持った反
応生成膜（９）が得られないという問題点があった。
）上の熱が反応ガスに奪われ易くなり、半導体ウェハ（
２）上での温度が不安定となり、均一な膜厚を持った反
応生成膜（９）が得られないという問題点があった。
この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、反応生成膜（９）の形成に有効な反応ガス成
分を効率良く半導体ウェハ（２）上に供給し、均一な膜
厚を持った反応生成膜（９）を得ることができる常圧Ｃ
ＶＤ装置を得ることを目的とする。
たもので、反応生成膜（９）の形成に有効な反応ガス成
分を効率良く半導体ウェハ（２）上に供給し、均一な膜
厚を持った反応生成膜（９）を得ることができる常圧Ｃ
ＶＤ装置を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明に係る常圧ＣＶＤ装置は、上方に配置されたス
テージを回転し、このステージの底部に保持された半導
体ウェハの温度を３８０℃〜４４０℃に加熱し、半導体
ウェハの表面と下方に配置されたガス供給ヘッドとの距
離を８ｍｍ〜２５ｍｍとし、さらに、ガス供給ヘッドか
ら吹き出される反応ガスの流量を０２ガスの流量１．０
に対してＳｉＨ，ガスの流量を０．０７〜０．１０の割
合として蒸着を行うものである。
テージを回転し、このステージの底部に保持された半導
体ウェハの温度を３８０℃〜４４０℃に加熱し、半導体
ウェハの表面と下方に配置されたガス供給ヘッドとの距
離を８ｍｍ〜２５ｍｍとし、さらに、ガス供給ヘッドか
ら吹き出される反応ガスの流量を０２ガスの流量１．０
に対してＳｉＨ，ガスの流量を０．０７〜０．１０の割
合として蒸着を行うものである。
［作 用］
この発明においては、半導体ウェハの直下０．２１〜１
ｍ１１１の位置に厚さ０．１１１１ｍ〜０．５請−の反
応生成層が再現性良く形成され、この反応生成層を介し
て反応ガスが半導体ウェハの表面に拡散するので、半導
体ウェハ表面に膜厚均一性の優れた反応生成膜が形成さ
れる。
ｍ１１１の位置に厚さ０．１１１１ｍ〜０．５請−の反
応生成層が再現性良く形成され、この反応生成層を介し
て反応ガスが半導体ウェハの表面に拡散するので、半導
体ウェハ表面に膜厚均一性の優れた反応生成膜が形成さ
れる。
［実施例］
第１図はこの発明の一実施例を示す常圧ＣＶＤ装置の概
略図、第２図は第１図に示した装置の要部断面図である
。これらの図において、半導体ウェハ（２）は、ガス供
給ヘッド（１）の上方に配置されたステージ（３）の底
部に、真空吸着あるいは静電チャック等（図示しない）
により保持されている。
略図、第２図は第１図に示した装置の要部断面図である
。これらの図において、半導体ウェハ（２）は、ガス供
給ヘッド（１）の上方に配置されたステージ（３）の底
部に、真空吸着あるいは静電チャック等（図示しない）
により保持されている。
ステージ（３）の内部には加熱手段例えば抵抗ヒータ（
４）が組み込まれており、この抵抗し−タ（４）により
半導体ウェハ（２）が加熱される。なお、ガス供給ヘッ
ド（１）は、ステージ（３）の直径より数１程度大きい
、排気チャンバ（１０）は、反応ガス及び気相中の反応
生成物を排気口（１１）より装置外部に排出する機能と
、上下摺動可能なガス供給ヘッド（１）を案内するガイ
ドの機能とを持っている。排気チャンバ（１０）とガス
供給ヘッド（１）との間並びに排気チャンバ（１０）と
後述する板状の部材（１９）との間には、反応ガス等を
排気口（１１）以外から流出させない気密シールの役割
を果たす０リング（２０）及び（２１）がそれぞれ設け
られている０反応ガスであるＳｉＨ，ガス（５）及び０
２ガス（６）にはそれぞれキャリアガスが混合され、こ
れらのガスはそれぞれ反応ガス供給口（２１Ａ）及び（
２１Ｂ）からガス供給ヘッド（１）内に供給される。ガ
ス供給ヘッド（１）内では、ＳｉＨ４ガス（５）及びｏ
２ガス（６）は互いに混合されず、別々にＳ ｉ Ｈ，
ガス吹出口（７）及び０２ガス吹出口（８）から半導体
ウェハ（２）の表面に向けて吹き出される。
４）が組み込まれており、この抵抗し−タ（４）により
半導体ウェハ（２）が加熱される。なお、ガス供給ヘッ
ド（１）は、ステージ（３）の直径より数１程度大きい
、排気チャンバ（１０）は、反応ガス及び気相中の反応
生成物を排気口（１１）より装置外部に排出する機能と
、上下摺動可能なガス供給ヘッド（１）を案内するガイ
ドの機能とを持っている。排気チャンバ（１０）とガス
供給ヘッド（１）との間並びに排気チャンバ（１０）と
後述する板状の部材（１９）との間には、反応ガス等を
排気口（１１）以外から流出させない気密シールの役割
を果たす０リング（２０）及び（２１）がそれぞれ設け
られている０反応ガスであるＳｉＨ，ガス（５）及び０
２ガス（６）にはそれぞれキャリアガスが混合され、こ
れらのガスはそれぞれ反応ガス供給口（２１Ａ）及び（
２１Ｂ）からガス供給ヘッド（１）内に供給される。ガ
ス供給ヘッド（１）内では、ＳｉＨ４ガス（５）及びｏ
２ガス（６）は互いに混合されず、別々にＳ ｉ Ｈ，
ガス吹出口（７）及び０２ガス吹出口（８）から半導体
ウェハ（２）の表面に向けて吹き出される。
半導体ウェハ（２）を保持したステージ（３）は、回転
軸体（１６）に断熱棒（１７）を介し約２０ａ＋ｍの間
隔をおいて連結固定されている。この回転軸体（１６）
は回転モータ（１５）の回転軸（１５ａ）に接続されて
いる。ステージ（３）はベアリング（１６ａ）を介して
回転軸体（１６）により回転させることができる。なお
、回転モータ（１５）は板状の部材（１８）、（１つ）
に締め付はネジ（Ｕｆ！ｉ示しない）で固定されており
、部材（１８）、（１９）は締め付はネジ（図示しない
）で排気チャンバ（１ｏ）に固定されている。また、部
材（１８）は上下運動可能な往復シリンダ（図示しない
）に取り付けられており、半導体ウェハ（２）をステー
ジ（３）に着脱する時に上下に稼働される。部材（１９
）の側部には、Ｎ２、Ａｒ等の不活性ガスの供給口（２
２）が設けられており、この供給口（２２）から不活性
ガスを反応ガスより僅かに高い圧力で供給し、ステージ
（３）と排気チャンバ（１０）との隙間がら反応ガスや
反応生成物が流入するのを防止している。
軸体（１６）に断熱棒（１７）を介し約２０ａ＋ｍの間
隔をおいて連結固定されている。この回転軸体（１６）
は回転モータ（１５）の回転軸（１５ａ）に接続されて
いる。ステージ（３）はベアリング（１６ａ）を介して
回転軸体（１６）により回転させることができる。なお
、回転モータ（１５）は板状の部材（１８）、（１つ）
に締め付はネジ（Ｕｆ！ｉ示しない）で固定されており
、部材（１８）、（１９）は締め付はネジ（図示しない
）で排気チャンバ（１ｏ）に固定されている。また、部
材（１８）は上下運動可能な往復シリンダ（図示しない
）に取り付けられており、半導体ウェハ（２）をステー
ジ（３）に着脱する時に上下に稼働される。部材（１９
）の側部には、Ｎ２、Ａｒ等の不活性ガスの供給口（２
２）が設けられており、この供給口（２２）から不活性
ガスを反応ガスより僅かに高い圧力で供給し、ステージ
（３）と排気チャンバ（１０）との隙間がら反応ガスや
反応生成物が流入するのを防止している。
加熱されたステージ（３）は、ガス供給ヘッド（１）に
対して上方に設けられる。これにより、ステージ（３）
近傍の温度がガス供給ヘッド（１）近傍の温度に比べか
なり高くなるため、ガス供給ヘッド（１）から吹き出す
ＳｉＨ＜ガス（５）及びｏ２ガス（６）は、この温度差
による上昇気流に乗ってほぼ上部に流れ、加熱により昇
温されている半導体ウェハ（２）の近傍でＳｉＨ，ガス
（５）及び０２ガス（６）が十分に混合され気相反応を
起こす。この気相反応により、半導体ウェハ（２）の直
下０．２ＩＩＩＩ〜ＩＩの範囲の位置（第２図中すで示
す）に、白い煙のように見える反応生成層（２３）が形
成される。この反応生成層（２３）は、０．１ｍａｅ〜
０．５ｗ＋ｍの範囲の厚さであり、５ｉＯ１Ｓｉｎ、、
ｏ２及びＳｔ等の反応中間生成物が集まったものである
。
対して上方に設けられる。これにより、ステージ（３）
近傍の温度がガス供給ヘッド（１）近傍の温度に比べか
なり高くなるため、ガス供給ヘッド（１）から吹き出す
ＳｉＨ＜ガス（５）及びｏ２ガス（６）は、この温度差
による上昇気流に乗ってほぼ上部に流れ、加熱により昇
温されている半導体ウェハ（２）の近傍でＳｉＨ，ガス
（５）及び０２ガス（６）が十分に混合され気相反応を
起こす。この気相反応により、半導体ウェハ（２）の直
下０．２ＩＩＩＩ〜ＩＩの範囲の位置（第２図中すで示
す）に、白い煙のように見える反応生成層（２３）が形
成される。この反応生成層（２３）は、０．１ｍａｅ〜
０．５ｗ＋ｍの範囲の厚さであり、５ｉＯ１Ｓｉｎ、、
ｏ２及びＳｔ等の反応中間生成物が集まったものである
。
ガス供給ヘッド（１）から供給されるＳ ｉ Ｈ４ガス
（５）及び０□ガス（６）は、この反応生成層（２３）
があるため、直接半導体ウェハ（２）の表面に到達せず
、この反応生成層（２３）の中で混合されて気相反応を
起こす。次いで、この反応生成層（２３）を介して、Ｓ
ｉｎ、５ｉｎ２．０□及びＳｉ等の反応中間生成物が半
導体ウェハ（２）の表面に拡散することにより、均一な
反応生成Ｍ（９）を得ることができる。
（５）及び０□ガス（６）は、この反応生成層（２３）
があるため、直接半導体ウェハ（２）の表面に到達せず
、この反応生成層（２３）の中で混合されて気相反応を
起こす。次いで、この反応生成層（２３）を介して、Ｓ
ｉｎ、５ｉｎ２．０□及びＳｉ等の反応中間生成物が半
導体ウェハ（２）の表面に拡散することにより、均一な
反応生成Ｍ（９）を得ることができる。
上述したように構成された常圧ＣＶＤ装置においては、
ガス供給ヘッド（１）と半導体ウェハ（２）表面との距
Ｍ（第２図中ａで示す）を８Ｉ〜２５＋ｎｍとするのが
望ましい。第３図にガス供給ヘッド（１）と半導体ウェ
ハ（２）との距離を変化させた場合の反応生成膜〈９）
の面内均一性及び成膜速度を示す。この図において、曲
線Ａは反応生成膜（９）の面内均一性すなわち反応生成
膜（９）の全厚さに対する凹凸の厚さの比を表し、曲線
Ｂは反応生成１１１（９）の成膜速度（人／分）を表す
。この図から明らかなように、ガス供給ヘッド（１）と
半導体ウェハ（２）との距離が８１１１ｍ〜２５ｍｍの
範囲では、十分な成膜速度が得られると共に、反応生成
ＪＩ＊（９）の面内均一性が優れている。しかし、この
範囲をはずれると、面内均一性を示す値が大きくなり望
ましくない。なお、最も良好な結果は、上記距離が１０
ｍＩＩＩ〜１５Ｉの場合に得られた。
ガス供給ヘッド（１）と半導体ウェハ（２）表面との距
Ｍ（第２図中ａで示す）を８Ｉ〜２５＋ｎｍとするのが
望ましい。第３図にガス供給ヘッド（１）と半導体ウェ
ハ（２）との距離を変化させた場合の反応生成膜〈９）
の面内均一性及び成膜速度を示す。この図において、曲
線Ａは反応生成膜（９）の面内均一性すなわち反応生成
膜（９）の全厚さに対する凹凸の厚さの比を表し、曲線
Ｂは反応生成１１１（９）の成膜速度（人／分）を表す
。この図から明らかなように、ガス供給ヘッド（１）と
半導体ウェハ（２）との距離が８１１１ｍ〜２５ｍｍの
範囲では、十分な成膜速度が得られると共に、反応生成
ＪＩ＊（９）の面内均一性が優れている。しかし、この
範囲をはずれると、面内均一性を示す値が大きくなり望
ましくない。なお、最も良好な結果は、上記距離が１０
ｍＩＩＩ〜１５Ｉの場合に得られた。
また、半導体ウェハ（２）の表面は、３８０℃〜４４０
℃の範囲の温度に加熱するのが望ましい。
℃の範囲の温度に加熱するのが望ましい。
第４図及び第５図は、ステージ（３）の設定温度を変化
させた場合の反応生成膜（９）の成膜速度及び膜厚均一
性をそれぞれ示す。これらの図から明らかなように、半
導体ウェハ（２）の表面温度が３８０℃〜４４０℃の範
囲の場合には、反応生成１１（９）の厚さは３２００人
〜３７００人、膜厚均一性は５％〜２％となり良好な結
果が得られた。
させた場合の反応生成膜（９）の成膜速度及び膜厚均一
性をそれぞれ示す。これらの図から明らかなように、半
導体ウェハ（２）の表面温度が３８０℃〜４４０℃の範
囲の場合には、反応生成１１（９）の厚さは３２００人
〜３７００人、膜厚均一性は５％〜２％となり良好な結
果が得られた。
なお、測定はステージ（３）の設定温度を変化させて行
ったが、ステージ（３）の温度と半導体ウェハ（２）の
温度とは実買的に同一である。また、第４図及び第５図
における試料ガスの流量は、共に５ｉｎ２は５０ｃｃ／
分、０２は５００ｃｃ／分であった。
ったが、ステージ（３）の温度と半導体ウェハ（２）の
温度とは実買的に同一である。また、第４図及び第５図
における試料ガスの流量は、共に５ｉｎ２は５０ｃｃ／
分、０２は５００ｃｃ／分であった。
ガス供給ヘッド（１）から吹き出される０□ガスとＳｉ
Ｈ，ガスの流量比は、０２ガスの流量１．０ニ対し”（
Ｓ ｉ Ｈ＜ｆ）流量を０．０７〜０．１ （１’）範
囲の割合とするのが望ましい、第６図及び第７図は、Ｓ
ｉＨ，ガスの流量を一定とし、０２ガスの流量を変化さ
せた場合の反応生成膜（９）の成膜速度及び膜厚均一性
をそれぞれ示す。これらの図がら明らかなように、反応
ガス流量比を０２ガスの流量１．０に対してＳ ｉ Ｈ
４の流量を０．０７〜０．１０の範囲とした場合、十分
な成膜速度が得られると共に、膜厚均一性も優れたもの
となる。
Ｈ，ガスの流量比は、０２ガスの流量１．０ニ対し”（
Ｓ ｉ Ｈ＜ｆ）流量を０．０７〜０．１ （１’）範
囲の割合とするのが望ましい、第６図及び第７図は、Ｓ
ｉＨ，ガスの流量を一定とし、０２ガスの流量を変化さ
せた場合の反応生成膜（９）の成膜速度及び膜厚均一性
をそれぞれ示す。これらの図がら明らかなように、反応
ガス流量比を０２ガスの流量１．０に対してＳ ｉ Ｈ
４の流量を０．０７〜０．１０の範囲とした場合、十分
な成膜速度が得られると共に、膜厚均一性も優れたもの
となる。
なお、第６図及び第７図における測定は、ステージ（３
）の設定温度を４００℃、ガス供給ヘッド（１）とステ
ージ（３）との距離を１１０ｌ１１として行った０丈な
、ＳｉＨイ及びｏ２のキャリアガス流量は、それぞれ１
２．５１／分、１１／分とし、図に示す流量となるよう
に調整した。
）の設定温度を４００℃、ガス供給ヘッド（１）とステ
ージ（３）との距離を１１０ｌ１１として行った０丈な
、ＳｉＨイ及びｏ２のキャリアガス流量は、それぞれ１
２．５１／分、１１／分とし、図に示す流量となるよう
に調整した。
また、ガス供給ヘッド（１）とステージ（３）とは、同
心円状に配置することが望ましい。第８図に示すように
、例えばガス供給ヘッドく１）の片側半分を斜線で示す
ように塞ぎ、他の片側のみから反応ガスを吹き出して反
応生成膜（９）を形成した場合（第８図中（ｂ））の膜
厚均一性は約１６％であり、ガス供給ヘッド（１）の両
側１／４を塞いだ場合（第８図中（Ｃ））の膜厚均一性
は約８％であった。これに対して、ガス供給ヘッド（１
）全面がら反応ガスを吹き出した場合（第８図中（ａ）
）の膜厚均一性は約３％であった。ただし、反応生成膜
（９）の成膜速度は、共に約３３００人／分であった。
心円状に配置することが望ましい。第８図に示すように
、例えばガス供給ヘッドく１）の片側半分を斜線で示す
ように塞ぎ、他の片側のみから反応ガスを吹き出して反
応生成膜（９）を形成した場合（第８図中（ｂ））の膜
厚均一性は約１６％であり、ガス供給ヘッド（１）の両
側１／４を塞いだ場合（第８図中（Ｃ））の膜厚均一性
は約８％であった。これに対して、ガス供給ヘッド（１
）全面がら反応ガスを吹き出した場合（第８図中（ａ）
）の膜厚均一性は約３％であった。ただし、反応生成膜
（９）の成膜速度は、共に約３３００人／分であった。
従って、ガス供給ヘッド（１）とステージ（３）とは偏
在させずに同心円状に配置することが望ましいことがわ
かる。
在させずに同心円状に配置することが望ましいことがわ
かる。
さらに、ステージ（３）は、回転させて成膜を行った方
が望ましい。第９図は、ステージ（３）を所定の回転速
度で回転させた場合の面内均一性（図中、曲線Ａ）及び
成膜速度（図中、曲線Ｂ）を表す。この図から判るよう
に、ステージ（３）を回転させない場合（回転速度がＯ
度／秒）、面内均一性が高い値を示したが、ステージ（
３）を回転させることにより、面内均一性が低い値を示
し良好な結果が得られた。
が望ましい。第９図は、ステージ（３）を所定の回転速
度で回転させた場合の面内均一性（図中、曲線Ａ）及び
成膜速度（図中、曲線Ｂ）を表す。この図から判るよう
に、ステージ（３）を回転させない場合（回転速度がＯ
度／秒）、面内均一性が高い値を示したが、ステージ（
３）を回転させることにより、面内均一性が低い値を示
し良好な結果が得られた。
上述したような諸条件が整った場合、半導体ウェハ（２
）の直下０ 、２１〜１ ｍｍの位置に厚さ０ 、１
ｌＩＩｍ〜０．５ｍｍの反応生成層（２３）が再現性良
く形成され、半導体ウェハ（２）表面に膜厚均一性の優
れた反応生成膜（９）が形成される。
）の直下０ 、２１〜１ ｍｍの位置に厚さ０ 、１
ｌＩＩｍ〜０．５ｍｍの反応生成層（２３）が再現性良
く形成され、半導体ウェハ（２）表面に膜厚均一性の優
れた反応生成膜（９）が形成される。
［発明の効果］
この発明は、以上説明したとおり、反応ガスにより反応
生成膜がその表面に形成される半導体ウェハを底部に保
持し、この半導体ウェハを加熱する手段が設けられかつ
上方に配置されたステージと、このステージを回転させ
る手段と、上記ステージに対向して下方に同心円状に配
置され、反応ガスであるＳｉＨ＋及び０２ガスを上記半
導体ウェハ表面に向けて供給する多数の吹出口を有する
ガス供給ヘッドと、反応ガス及び気相中の反応生成物を
排気する排気チャンバとを備え、上記半導体ウェハは３
８０℃〜４４０℃に加熱され、上記半導体ウェハの表面
と上記ガス供給ヘッドとの距離を８ｍｍ〜２５ｍｍとし
、上記ガス供給ヘッドから吹き出される反応ガスの流量
を０２ガスの流量１．０に対してＳ ｉ Ｈ＜ガスの流
量を０．０７〜０．１０の割合としたので、半導体ウェ
ハ表面に均一な反応生成膜が再現性良く得られるばかり
でなく、半導体ウェハ表面に付着する粒子状態の反応生
成物等の異物が非常に少なくなり、高品質の半導体デバ
イスが生産できるという効果を奏する。
生成膜がその表面に形成される半導体ウェハを底部に保
持し、この半導体ウェハを加熱する手段が設けられかつ
上方に配置されたステージと、このステージを回転させ
る手段と、上記ステージに対向して下方に同心円状に配
置され、反応ガスであるＳｉＨ＋及び０２ガスを上記半
導体ウェハ表面に向けて供給する多数の吹出口を有する
ガス供給ヘッドと、反応ガス及び気相中の反応生成物を
排気する排気チャンバとを備え、上記半導体ウェハは３
８０℃〜４４０℃に加熱され、上記半導体ウェハの表面
と上記ガス供給ヘッドとの距離を８ｍｍ〜２５ｍｍとし
、上記ガス供給ヘッドから吹き出される反応ガスの流量
を０２ガスの流量１．０に対してＳ ｉ Ｈ＜ガスの流
量を０．０７〜０．１０の割合としたので、半導体ウェ
ハ表面に均一な反応生成膜が再現性良く得られるばかり
でなく、半導体ウェハ表面に付着する粒子状態の反応生
成物等の異物が非常に少なくなり、高品質の半導体デバ
イスが生産できるという効果を奏する。
第１図はこの発明の一実施例による常圧ＣＶＤ装置を示
す概略図、第２図は第１図に示した装置の要部断面図、
第３図はガス供給ヘッドと半導体ウェハの距離を変化さ
せた場合の反応生成膜の面内均一性及び成膜速度を示す
線図、第４図及び第５図はステージの設定温度を変化さ
せた場合の反応生成膜の成膜速度及び膜厚均一性をそれ
ぞれ示す線図、第６図及び第７図はＳｉＨ４ガスの流量
を一定とし、０２ガスの流量を変化させた場合の反応生
成膜の成膜速度及び膜厚均一性をそれぞれ示す線図、第
８図はガス供給ヘッドを部分的に塞いだ場合の反応生成
膜の膜厚均一性及び成膜速度を示す線図、第９図はステ
ージを回転させた場合の反応生成膜の面内均一性及び成
膜速度を示す線図、第１０図及び第１１図は従来の常圧
ＣＶＤ装置を示す要部断面図、第１２図は反応生成膜が
表面に形成された半導体ウェハの拡大断面図である。 図において、（１）はガス供給ヘッド、（２）は半導体
ウェハ、（３）はステージ、（４）は抵抗し−タ、（５
）はＳｉＨ，ガス、（６）は０２ガス、（７）、（８）
は吹出口、（９）は反応生成膜、（１ｏ）は排気チャン
バ、（１１）は排気口、（１２）は排気気流、（１５）
は回転モータ、（１５ａ）は回転軸、（１６）は回転軸
体、（１６ａ）はベアリング、（１７）は断熱棒、＜１
８）、、 （１，９）は板状の部材、（２０）。 （２１）は０リング、（２１Ａ＞、 （２１Ｂ）は反応
ガス供給口、（２２）は不活性ガスの供給口、（２３）
は反応生成層である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 口
す概略図、第２図は第１図に示した装置の要部断面図、
第３図はガス供給ヘッドと半導体ウェハの距離を変化さ
せた場合の反応生成膜の面内均一性及び成膜速度を示す
線図、第４図及び第５図はステージの設定温度を変化さ
せた場合の反応生成膜の成膜速度及び膜厚均一性をそれ
ぞれ示す線図、第６図及び第７図はＳｉＨ４ガスの流量
を一定とし、０２ガスの流量を変化させた場合の反応生
成膜の成膜速度及び膜厚均一性をそれぞれ示す線図、第
８図はガス供給ヘッドを部分的に塞いだ場合の反応生成
膜の膜厚均一性及び成膜速度を示す線図、第９図はステ
ージを回転させた場合の反応生成膜の面内均一性及び成
膜速度を示す線図、第１０図及び第１１図は従来の常圧
ＣＶＤ装置を示す要部断面図、第１２図は反応生成膜が
表面に形成された半導体ウェハの拡大断面図である。 図において、（１）はガス供給ヘッド、（２）は半導体
ウェハ、（３）はステージ、（４）は抵抗し−タ、（５
）はＳｉＨ，ガス、（６）は０２ガス、（７）、（８）
は吹出口、（９）は反応生成膜、（１ｏ）は排気チャン
バ、（１１）は排気口、（１２）は排気気流、（１５）
は回転モータ、（１５ａ）は回転軸、（１６）は回転軸
体、（１６ａ）はベアリング、（１７）は断熱棒、＜１
８）、、 （１，９）は板状の部材、（２０）。 （２１）は０リング、（２１Ａ＞、 （２１Ｂ）は反応
ガス供給口、（２２）は不活性ガスの供給口、（２３）
は反応生成層である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 口
Claims (1)
- 反応ガスにより反応生成膜がその表面に形成される半導
体ウェハを底部に保持し、この半導体ウハを加熱する手
段が設けられかつ上方に配置されたステージと、このス
テージを回転させる手段と、上記ステージに対向して下
方に同心円状に配置され、反応ガスであるＳｉＨ＿４及
びＯ＿２ガスを上記半導体ウェハ表面に向けて供給する
多数の吹出口を有するガス供給ヘッドと、反応ガス及び
気相中の反応生成物を排気する排気チャンバとを備え、
上記半導体ウェハは３８０℃〜４４０℃に加熱され、上
記半導体ウェハの表面と上記ガス供給ヘッドとの距離を
８ｍｍ〜２５ｍｍとし、上記ガス供給ヘッドから吹き出
される反応ガスの流量をＯ＿２ガスの流量１．０に対し
てＳｉＨ＿４ガスの流量を０．０７〜０．１０の割合と
することを特徴とする常圧ＣＶＤ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091865A JPH088257B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 常圧ｃｖｄ装置 |
| US07/376,877 US5076207A (en) | 1989-04-13 | 1989-07-07 | Apparatus for atmospheric chemical vapor deposition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091865A JPH088257B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 常圧ｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02271627A true JPH02271627A (ja) | 1990-11-06 |
| JPH088257B2 JPH088257B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=14038450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1091865A Expired - Fee Related JPH088257B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 常圧ｃｖｄ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5076207A (ja) |
| JP (1) | JPH088257B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4142877A1 (de) * | 1990-12-28 | 1992-07-02 | Mitsubishi Electric Corp | Cvd-verfahren und vorrichtung zu dessen durchfuehrung |
| JPH0697080A (ja) * | 1992-09-10 | 1994-04-08 | Mitsubishi Electric Corp | 化学気相成長装置用反応室および該反応室を用いた化学気相成長装置 |
| US5669976A (en) * | 1990-12-28 | 1997-09-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | CVD method and apparatus therefor |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5643366A (en) * | 1994-01-31 | 1997-07-01 | Applied Materials, Inc. | Wafer handling within a vacuum chamber using vacuum |
| KR100332314B1 (ko) * | 2000-06-24 | 2002-04-12 | 서성기 | 박막증착용 반응용기 |
| US6821910B2 (en) * | 2000-07-24 | 2004-11-23 | University Of Maryland, College Park | Spatially programmable microelectronics process equipment using segmented gas injection showerhead with exhaust gas recirculation |
| DE102008034260B4 (de) * | 2008-07-16 | 2014-06-26 | Siltronic Ag | Verfahren zum Abscheiden einer Schicht auf einer Halbleiterscheibe mittels CVD in einer Kammer und Kammer zum Abscheiden einer Schicht auf einer Halbleiterscheibe mittels CVD |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59193265A (ja) * | 1983-03-14 | 1984-11-01 | Stanley Electric Co Ltd | プラズマｃｖｄ装置 |
| JPH0689456B2 (ja) * | 1986-10-01 | 1994-11-09 | キヤノン株式会社 | マイクロ波プラズマｃｖｄ法による機能性堆積膜形成装置 |
| DE3742110C2 (de) * | 1986-12-12 | 1996-02-22 | Canon Kk | Verfahren zur Bildung funktioneller aufgedampfter Filme durch ein chemisches Mikrowellen-Plasma-Aufdampfverfahren |
| US4838201A (en) * | 1986-12-12 | 1989-06-13 | Daido Sanso K. K. | Apparatus and process for vacuum chemical epitaxy |
| JPS63157425A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-06-30 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | 気相反応装置 |
| US4816133A (en) * | 1987-05-14 | 1989-03-28 | Northrop Corporation | Apparatus for preparing thin film optical coatings on substrates |
-
1989
- 1989-04-13 JP JP1091865A patent/JPH088257B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-07 US US07/376,877 patent/US5076207A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4142877A1 (de) * | 1990-12-28 | 1992-07-02 | Mitsubishi Electric Corp | Cvd-verfahren und vorrichtung zu dessen durchfuehrung |
| US5669976A (en) * | 1990-12-28 | 1997-09-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | CVD method and apparatus therefor |
| US6022811A (en) * | 1990-12-28 | 2000-02-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of uniform CVD |
| JPH0697080A (ja) * | 1992-09-10 | 1994-04-08 | Mitsubishi Electric Corp | 化学気相成長装置用反応室および該反応室を用いた化学気相成長装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5076207A (en) | 1991-12-31 |
| JPH088257B2 (ja) | 1996-01-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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