JPH05218002A - 半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
半導体デバイスの製造方法Info
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- JPH05218002A JPH05218002A JP4277313A JP27731392A JPH05218002A JP H05218002 A JPH05218002 A JP H05218002A JP 4277313 A JP4277313 A JP 4277313A JP 27731392 A JP27731392 A JP 27731392A JP H05218002 A JPH05218002 A JP H05218002A
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- C23C16/45519—Inert gas curtains
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プロセススペース中のプロセスガスをほぼ定
常状態の「停滞層」とし、層の形成にほぼ完全に使用す
ることができ、比較的わずかの量しか使用せずに一層均
一な層を得ることができる半導体デバイスの製造方法を
提供する。 【構成】 ポンプ( 2)により低圧に保った反応室( 1)中
で材料の層( 6)を半導体ウエファ( 4)の表面( 3)上にプ
ロセスガス( 5)から蒸着するが、ウエファを反応室中で
ガス分布プレート( 7)と平行に配置して、反応室と周囲
の開放連絡部( 9)を有すプレーナプロセススペース( 8)
を形成し、その後プロセスガスをガス分布プレートの入
口開口部(10)を介してプロセススペースに導入するとと
もに反応室中の開放連絡部の周りに補助ガス(11)を導入
する方法において、開放連絡部においてガス圧力がプロ
セススペース内の圧力とほぼ等しくなるように補助ガス
を反応室内に導入する。
常状態の「停滞層」とし、層の形成にほぼ完全に使用す
ることができ、比較的わずかの量しか使用せずに一層均
一な層を得ることができる半導体デバイスの製造方法を
提供する。 【構成】 ポンプ( 2)により低圧に保った反応室( 1)中
で材料の層( 6)を半導体ウエファ( 4)の表面( 3)上にプ
ロセスガス( 5)から蒸着するが、ウエファを反応室中で
ガス分布プレート( 7)と平行に配置して、反応室と周囲
の開放連絡部( 9)を有すプレーナプロセススペース( 8)
を形成し、その後プロセスガスをガス分布プレートの入
口開口部(10)を介してプロセススペースに導入するとと
もに反応室中の開放連絡部の周りに補助ガス(11)を導入
する方法において、開放連絡部においてガス圧力がプロ
セススペース内の圧力とほぼ等しくなるように補助ガス
を反応室内に導入する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はポンプにより低圧に維持
した反応室中で材料の層をプロセスガスから半導体ウエ
ファの表面上に蒸着するが、ウエファを反応室のガス分
布プレート(gas distribution plate)と平行に配置し
て、反応室と周囲の開放連絡部(open connection) を有
すプレーナプロセススペース(planar process space)を
形成し、しかる後、プロセスガスをガス分布プレートの
入口開口部を介してプロセススペースに導入するととも
に、反応室の開放連絡部の周りに補助ガスを導入する半
導体デバイスの製造方法に関する。
した反応室中で材料の層をプロセスガスから半導体ウエ
ファの表面上に蒸着するが、ウエファを反応室のガス分
布プレート(gas distribution plate)と平行に配置し
て、反応室と周囲の開放連絡部(open connection) を有
すプレーナプロセススペース(planar process space)を
形成し、しかる後、プロセスガスをガス分布プレートの
入口開口部を介してプロセススペースに導入するととも
に、反応室の開放連絡部の周りに補助ガスを導入する半
導体デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる方法−「化学蒸着」(CVD) とも称
される−により、例えば、多結晶シリコン、シリコン酸
化物、シリコン窒化物、さらにタングステン、タングス
テンケイ化物およびチタンケイ化物ならびに窒化物の層
を蒸着することができる。プロセスガスは単一ガスで良
いが、しばしばガス混合物である。例えば、シラン、テ
トラエトキシシラン(TEOS)のプロセスガス、ジクロロシ
ランとアンモニアのガス混合物、六フッ化タングステン
と水素またはシランのガス混合物、二塩化チタンおよび
ジクロロシランのガス混合物、およびテトラジメチルア
ミノチタンとアンモニアのガス混合物、それぞれから上
記層を蒸着する。
される−により、例えば、多結晶シリコン、シリコン酸
化物、シリコン窒化物、さらにタングステン、タングス
テンケイ化物およびチタンケイ化物ならびに窒化物の層
を蒸着することができる。プロセスガスは単一ガスで良
いが、しばしばガス混合物である。例えば、シラン、テ
トラエトキシシラン(TEOS)のプロセスガス、ジクロロシ
ランとアンモニアのガス混合物、六フッ化タングステン
と水素またはシランのガス混合物、二塩化チタンおよび
ジクロロシランのガス混合物、およびテトラジメチルア
ミノチタンとアンモニアのガス混合物、それぞれから上
記層を蒸着する。
【０００３】欧州特許出願第272140号明細書には序文で
述べた種類の方法が開示され、この方法ではプロセスガ
スは半導体ウエファとガス分布プレートの間のプロセス
スペースに導入され、しかる後、プロセスガスは反応室
のウエファ上を通り流れる。従って、材料の層はこのプ
ロセスガスの流れから堆積する。プロセススペースと反
応室の間の開放連絡部の周りに導入される補助ガスは、
例えば、ヘリウムまたは窒素であり、プロセススペース
から反応室に流れるガス残物を材料の堆積が反応室中で
起こらないような範囲に希釈する目的を有す。
述べた種類の方法が開示され、この方法ではプロセスガ
スは半導体ウエファとガス分布プレートの間のプロセス
スペースに導入され、しかる後、プロセスガスは反応室
のウエファ上を通り流れる。従って、材料の層はこのプ
ロセスガスの流れから堆積する。プロセススペースと反
応室の間の開放連絡部の周りに導入される補助ガスは、
例えば、ヘリウムまたは窒素であり、プロセススペース
から反応室に流れるガス残物を材料の堆積が反応室中で
起こらないような範囲に希釈する目的を有す。
【０００４】従来の方法には実際上単に供給したプロセ
スガスの約1/10を堆積した材料に転換するにすぎないと
いう欠点がある。従って、9/10のプロセスガスは用いら
れることなくポンプにより除去される。このガスが補助
ガスおよびプロセススペース中で形成される他のガスと
混合されるので、このガスは損失と考える必要がある。
この事態は特に高価なガス、例えば、六フッ化タングス
テンおよびテトラジメチルアミノチタン、または有毒な
ガス、例えばシランもしくはアンモニアを用いる際、好
ましくない。
スガスの約1/10を堆積した材料に転換するにすぎないと
いう欠点がある。従って、9/10のプロセスガスは用いら
れることなくポンプにより除去される。このガスが補助
ガスおよびプロセススペース中で形成される他のガスと
混合されるので、このガスは損失と考える必要がある。
この事態は特に高価なガス、例えば、六フッ化タングス
テンおよびテトラジメチルアミノチタン、または有毒な
ガス、例えばシランもしくはアンモニアを用いる際、好
ましくない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は特に、
この欠点を克服することにある。本発明の方法は、この
目的のため開放連絡部においてプロセススペースの圧力
とほぼ等しいガス圧力が実現されるように補助ガスを反
応室に導入することを特徴とする。これによりプロセス
スペースのプロセスガスを実際に停滞するようにするこ
とができる。従ってプロセススペースのプロセスガスは
層を形成させるために実際上完全に用いることができ、
この結果、比較的わずかのプロセスガスしか用いられ
ず、これによりプロセスガス自体のおよび排気ガスの浄
化のコストが比較的低くなる。さらに、実際上プロセス
ガスが反応室に入らず、この結果後者は材料の蒸着およ
び発生しうる材料の遊離粒子により汚染されない。プロ
セススペース中の圧力差がほとんどないため、層は一層
均一な厚さを有する。
この欠点を克服することにある。本発明の方法は、この
目的のため開放連絡部においてプロセススペースの圧力
とほぼ等しいガス圧力が実現されるように補助ガスを反
応室に導入することを特徴とする。これによりプロセス
スペースのプロセスガスを実際に停滞するようにするこ
とができる。従ってプロセススペースのプロセスガスは
層を形成させるために実際上完全に用いることができ、
この結果、比較的わずかのプロセスガスしか用いられ
ず、これによりプロセスガス自体のおよび排気ガスの浄
化のコストが比較的低くなる。さらに、実際上プロセス
ガスが反応室に入らず、この結果後者は材料の蒸着およ
び発生しうる材料の遊離粒子により汚染されない。プロ
セススペース中の圧力差がほとんどないため、層は一層
均一な厚さを有する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は停滞媒体(stagn
ant medium) 中の物質の移動が拡散を介して起こりうる
ということを認識したことに基づく。化学反応はウエフ
ァの表面で起こる。この反応において、プロセスガスは
表面上に層として堆積する材料に転換し、さらに除去さ
れるべきガス状反応生成物に転換する。プロセスガスの
濃度は転換のためにウエファの表面近くで低くなり、従
ってウエファの表面に向かうプロセスガスの移動はプロ
セスガスの濃度が一層高いプロセススペースの残余から
拡散を介して発生する。ウエファの表面近くでは、ガス
状反応生成物の濃度がプロセススペースの残余または開
放連絡部での濃度より高いので、結果として表面からプ
ロセススペースの残余および開放連絡部へのガス状反応
生成物の移動が起こる。ガス状反応生成物は開放連絡部
で反応室に導入されポンプに排出される。従って、開放
連絡部でのガス状反応生成物の濃度はプロセススペース
のものより低くなり、その結果プロセススペース中のガ
ス状反応生成物も拡散を介して開放連絡部の方に排出さ
れる。
ant medium) 中の物質の移動が拡散を介して起こりうる
ということを認識したことに基づく。化学反応はウエフ
ァの表面で起こる。この反応において、プロセスガスは
表面上に層として堆積する材料に転換し、さらに除去さ
れるべきガス状反応生成物に転換する。プロセスガスの
濃度は転換のためにウエファの表面近くで低くなり、従
ってウエファの表面に向かうプロセスガスの移動はプロ
セスガスの濃度が一層高いプロセススペースの残余から
拡散を介して発生する。ウエファの表面近くでは、ガス
状反応生成物の濃度がプロセススペースの残余または開
放連絡部での濃度より高いので、結果として表面からプ
ロセススペースの残余および開放連絡部へのガス状反応
生成物の移動が起こる。ガス状反応生成物は開放連絡部
で反応室に導入されポンプに排出される。従って、開放
連絡部でのガス状反応生成物の濃度はプロセススペース
のものより低くなり、その結果プロセススペース中のガ
ス状反応生成物も拡散を介して開放連絡部の方に排出さ
れる。
【０００７】ウエファの外縁部で、プロセスガスは入口
開口部から、ウエファの表面および開放連絡部の両方に
向かって拡散することができ、実際、これら両方の位置
におけるプロセスガスの濃度は比較的低い。結果とし
て、プロセスガスの濃度はウエファの縁部でウエファの
中心部より若干低くなる場合があり、縁部での材料の堆
積は若干少なくなる。好ましくは、本発明の方法はウエ
ファの周りおよびこれより突出するリングを用い、この
リングはウエファと直接接し、ガス分布プレートと共に
プロセススペースの延長部を形成することを特徴とす
る。延長部のため、プロセススペースと反応室との開放
連絡部がウエファの外縁部からさらに離れ、この結果、
一層多くのプロセスガスがウエファの方に拡散する。プ
ロセススペースの延長部はガス分布プレートとウエファ
の間隔より長い長さを有するのが好ましい。これによ
り、ウエファの縁部近くの入口開口部から延長部を越え
て開放連絡部の方に拡散するプロセスガスがウエファに
直接拡散するプロセスガスより長い経路を流通しなけれ
ばならなくなる。従って、一層多くのプロセスガスがウ
エファの縁部に存在し、結果として蒸着する層の厚さが
一層均一になる。リングはまたウエファの支持体として
用いられ、このため機械的に単純な構造が得られて好ま
しい。
開口部から、ウエファの表面および開放連絡部の両方に
向かって拡散することができ、実際、これら両方の位置
におけるプロセスガスの濃度は比較的低い。結果とし
て、プロセスガスの濃度はウエファの縁部でウエファの
中心部より若干低くなる場合があり、縁部での材料の堆
積は若干少なくなる。好ましくは、本発明の方法はウエ
ファの周りおよびこれより突出するリングを用い、この
リングはウエファと直接接し、ガス分布プレートと共に
プロセススペースの延長部を形成することを特徴とす
る。延長部のため、プロセススペースと反応室との開放
連絡部がウエファの外縁部からさらに離れ、この結果、
一層多くのプロセスガスがウエファの方に拡散する。プ
ロセススペースの延長部はガス分布プレートとウエファ
の間隔より長い長さを有するのが好ましい。これによ
り、ウエファの縁部近くの入口開口部から延長部を越え
て開放連絡部の方に拡散するプロセスガスがウエファに
直接拡散するプロセスガスより長い経路を流通しなけれ
ばならなくなる。従って、一層多くのプロセスガスがウ
エファの縁部に存在し、結果として蒸着する層の厚さが
一層均一になる。リングはまたウエファの支持体として
用いられ、このため機械的に単純な構造が得られて好ま
しい。
【０００８】プロセスガスを供給するために均一に分布
した入口開口部を有すガス分布プレートを用いるのが好
ましい。従って、入口開口部からウエファの表面へのプ
ロセスガスの拡散の差を平均する。材料の層は所定数の
入口開口部に基づき最も均一な厚さが得られる。
した入口開口部を有すガス分布プレートを用いるのが好
ましい。従って、入口開口部からウエファの表面へのプ
ロセスガスの拡散の差を平均する。材料の層は所定数の
入口開口部に基づき最も均一な厚さが得られる。
【０００９】原則として、補助ガスは反応室中の任意の
位置に導入することができる。補助ガスは反応室に開放
連絡部の周りを取り巻きその周囲全体にわたり開口部を
備えた管を介して導入するのが好ましい。このようにし
て開放連絡部の周りに均一な圧力が得られ、一方、この
方法は通常のガス分布プレートによって簡単な方法で実
施することができる。
位置に導入することができる。補助ガスは反応室に開放
連絡部の周りを取り巻きその周囲全体にわたり開口部を
備えた管を介して導入するのが好ましい。このようにし
て開放連絡部の周りに均一な圧力が得られ、一方、この
方法は通常のガス分布プレートによって簡単な方法で実
施することができる。
【００１０】
【実施例】本発明を図面を参照して実施例によりさらに
詳細に説明する。図面は単に線図で示しているだけで、
比例尺に従って描いていない。一般に図面中の対応する
部分は同一の参照符号で示す。
詳細に説明する。図面は単に線図で示しているだけで、
比例尺に従って描いていない。一般に図面中の対応する
部分は同一の参照符号で示す。
【００１１】図 1に示す半導体デバイスの製造方法を実
施する装置では、ポンプ 2により低圧に維持した反応室
1において材料の層 6を半導体ウエファ 4の表面 3上に
プロセスガス 5から蒸着する。かかる方法を「化学蒸
着」(CVD) と称する。図示する装置は、例えば、半導体
もしくは金属、あるいはそれらの酸化物、ケイ化物、炭
化物または窒化物の層を供給するために設計されてい
る。プロセスガスは単一ガスで良いが、しばしばガス混
合物である。このようにして、チタン窒化物をテトラジ
メチルアミノチタンとアンモニアのガス混合物から蒸着
する。この方法において、ウエファ 4を反応室 1中でガ
ス分布プレート 7に平行に配置し、反応室 1と周囲の開
放連絡部 9を有すプレーナプロセススペース 8を形成
し、しかる後、プロセスガス 5をガス分布プレート 7に
おける入口開口部10を介してプロセススペース 8に導入
するとともに、反応室 1の開放連絡部 9の周りに補助ガ
ス11を導入する。
施する装置では、ポンプ 2により低圧に維持した反応室
1において材料の層 6を半導体ウエファ 4の表面 3上に
プロセスガス 5から蒸着する。かかる方法を「化学蒸
着」(CVD) と称する。図示する装置は、例えば、半導体
もしくは金属、あるいはそれらの酸化物、ケイ化物、炭
化物または窒化物の層を供給するために設計されてい
る。プロセスガスは単一ガスで良いが、しばしばガス混
合物である。このようにして、チタン窒化物をテトラジ
メチルアミノチタンとアンモニアのガス混合物から蒸着
する。この方法において、ウエファ 4を反応室 1中でガ
ス分布プレート 7に平行に配置し、反応室 1と周囲の開
放連絡部 9を有すプレーナプロセススペース 8を形成
し、しかる後、プロセスガス 5をガス分布プレート 7に
おける入口開口部10を介してプロセススペース 8に導入
するとともに、反応室 1の開放連絡部 9の周りに補助ガ
ス11を導入する。
【００１２】反応室 1中の圧力はこの間約 0.1〜 200to
rrの値を有する。半導体ウエファ 4を例えば17cmの直径
を有す円形ガス分布プレート 7に平行に、かつ、プレー
トから約 0.5〜 1cmの距離に配置し、一方そのウエファ
が僅かに小さい直径例えば、15cmの直径を有するプレー
ナプロセススペース 8を形成する。ガス分布プレート7
は例えば、ウエファ 4の反対側のガス分布プレートの表
面上に分布する約0.75mmの直径を有す3400個の入口開口
部10を備え、このようにしていわゆる「シャワーヘッド
(shower head) 」を形成する。プロセスガス 5をプロセ
ススペース 8に入口開口部10を介して導入する。種々の
プロセスガスを使用する場合、その個々のガスは別々の
入口開口部10を介して供給することができる。開口部12
を使用して、開放連絡部 9の周りに補助ガス11を供給す
る。開口部12はガス分布プレート7の周囲上に分布した
約 100個の供給孔を有する。次いで、補助ガス11をポン
プ2により除去する。補助ガス11はプロセススペース 8
から排出されるプロセスガス 5が希釈されるのを確実に
し、この結果実際には材料の蒸着はウエファ 4を除き反
応室 1中では起こらない。
rrの値を有する。半導体ウエファ 4を例えば17cmの直径
を有す円形ガス分布プレート 7に平行に、かつ、プレー
トから約 0.5〜 1cmの距離に配置し、一方そのウエファ
が僅かに小さい直径例えば、15cmの直径を有するプレー
ナプロセススペース 8を形成する。ガス分布プレート7
は例えば、ウエファ 4の反対側のガス分布プレートの表
面上に分布する約0.75mmの直径を有す3400個の入口開口
部10を備え、このようにしていわゆる「シャワーヘッド
(shower head) 」を形成する。プロセスガス 5をプロセ
ススペース 8に入口開口部10を介して導入する。種々の
プロセスガスを使用する場合、その個々のガスは別々の
入口開口部10を介して供給することができる。開口部12
を使用して、開放連絡部 9の周りに補助ガス11を供給す
る。開口部12はガス分布プレート7の周囲上に分布した
約 100個の供給孔を有する。次いで、補助ガス11をポン
プ2により除去する。補助ガス11はプロセススペース 8
から排出されるプロセスガス 5が希釈されるのを確実に
し、この結果実際には材料の蒸着はウエファ 4を除き反
応室 1中では起こらない。
【００１３】わずか約1/10のプロセスガスを用いて層 6
を設けるような方法でプロセスガス5を半導体ウエファ
4上に流すことは既知の方法である。従って、プロセス
ガス5の9/10は使用されることなくプロセススペース 8
の開放連絡部 9を介してポンプ 2の方へ排出される。こ
のガスが反応室中の補助ガスおよびプロセススペースで
ガス状反応生成物と混合されるため、このガスは損失と
考える必要がある。これは特に、高価なガス−例えば六
フッ化タングステンおよびテトラジメチルアミノチタン
−または有毒なガス−例えばシランもしくはアンモニア
−を使用する場合、好ましくない事態である。また、比
較的大量のプロセスガス 5が反応室 1に入ると、補助ガ
ス11により希釈されるにもかかわらず、反応室 1中で材
料粒子が形成されることに関して問題が発生する場合が
ある。さらに、プロセスガス 5はガス圧が局部的に変化
するため単に流すことが出来るのみである。結果とし
て、層 6は全く均一な厚さを有しない。
を設けるような方法でプロセスガス5を半導体ウエファ
4上に流すことは既知の方法である。従って、プロセス
ガス5の9/10は使用されることなくプロセススペース 8
の開放連絡部 9を介してポンプ 2の方へ排出される。こ
のガスが反応室中の補助ガスおよびプロセススペースで
ガス状反応生成物と混合されるため、このガスは損失と
考える必要がある。これは特に、高価なガス−例えば六
フッ化タングステンおよびテトラジメチルアミノチタン
−または有毒なガス−例えばシランもしくはアンモニア
−を使用する場合、好ましくない事態である。また、比
較的大量のプロセスガス 5が反応室 1に入ると、補助ガ
ス11により希釈されるにもかかわらず、反応室 1中で材
料粒子が形成されることに関して問題が発生する場合が
ある。さらに、プロセスガス 5はガス圧が局部的に変化
するため単に流すことが出来るのみである。結果とし
て、層 6は全く均一な厚さを有しない。
【００１４】本発明においては、実際にはプロセススペ
ース 8中のガス圧と等しいガス圧が開放連絡部 9で実現
されるように補助ガス11をかかる方法で反応室に導入す
る。このため、プロセススペース 8中のプロセスガス 5
はほぼ定常状態で、すなわち、換言すれば、ガスがいわ
ゆる「停滞層(stagnant layer)」を形成する。次いで、
プロセスガス 5は実際に層 6を形成するために完全に使
用することができ、この結果比較的わずかなプロセスガ
ス 5しか使用せず、プロセスガス自体のおよび排出ガス
の浄化のコストが比較的低い。さらに実際にはプロセス
ガス 5が反応室1に入らず、この結果、後者は粒子によ
り汚染されない。実際には、プロセススペース 8中で圧
力差がないため、層 6も均一な厚さを有する。プロセス
ガス 5の移動およびガス状反応生成物の除去は拡散を介
して実施される。プロセススペース 8のプレーナ形状お
よび入口開口部10の位置のため、プロセスガス 5はウエ
ファ 4の表面 3に拡散するため表面を被覆するのに比較
的短距離を流れるだけである。ガス状反応生成物は開放
連絡部 9に拡散し、ここで該反応生成物は補助ガス11で
希釈されポンプ 2に排出される。
ース 8中のガス圧と等しいガス圧が開放連絡部 9で実現
されるように補助ガス11をかかる方法で反応室に導入す
る。このため、プロセススペース 8中のプロセスガス 5
はほぼ定常状態で、すなわち、換言すれば、ガスがいわ
ゆる「停滞層(stagnant layer)」を形成する。次いで、
プロセスガス 5は実際に層 6を形成するために完全に使
用することができ、この結果比較的わずかなプロセスガ
ス 5しか使用せず、プロセスガス自体のおよび排出ガス
の浄化のコストが比較的低い。さらに実際にはプロセス
ガス 5が反応室1に入らず、この結果、後者は粒子によ
り汚染されない。実際には、プロセススペース 8中で圧
力差がないため、層 6も均一な厚さを有する。プロセス
ガス 5の移動およびガス状反応生成物の除去は拡散を介
して実施される。プロセススペース 8のプレーナ形状お
よび入口開口部10の位置のため、プロセスガス 5はウエ
ファ 4の表面 3に拡散するため表面を被覆するのに比較
的短距離を流れるだけである。ガス状反応生成物は開放
連絡部 9に拡散し、ここで該反応生成物は補助ガス11で
希釈されポンプ 2に排出される。
【００１５】ウエファ 4の外縁部で、プロセスガス 5は
入口開口部10からウエファ 4の表面3およびプレーナプ
ロセススペース 8の開放連絡部 9の両方に拡散すること
ができる。この理由はプロセスガスの濃度が両方の位置
で比較的低いからである。図2はリング13がどう用いら
れるかを示しており、リングはウエファ 4を支持し、ウ
エファから全体的に突出し、ガス分布プレート 7と共に
プレーナプロセススペース 8の延長部14を形成する。延
長部14のため、反応室 1とプロセススペース 8の開放連
絡部 9はウエファ 4の外縁部からさらに離れている。プ
ロセススペースの延長部14はガス分布プレート 7とウエ
ファ 4の間の間隔16より長い幅17を有することが好まし
い。これにより、十分なプロセスガス 5がウエファ 4の
外縁部近くの入口開口部10からウエファ 4の外縁部に拡
散することができ、この結果層 6の厚さがさらに均一に
なる。プロセスガス 5のための入口開口部10が延長部14
にないか、またはウエファ 4の外縁部の極近くにしかな
いことが好ましい。この方法において、極少量のプロセ
スガス 5が開放連絡部 9を介してポンプ 2に排出される
にすぎない。リング13は機械的構造が簡単であるように
同時にウエファ支持体として使用するのが好ましい。
入口開口部10からウエファ 4の表面3およびプレーナプ
ロセススペース 8の開放連絡部 9の両方に拡散すること
ができる。この理由はプロセスガスの濃度が両方の位置
で比較的低いからである。図2はリング13がどう用いら
れるかを示しており、リングはウエファ 4を支持し、ウ
エファから全体的に突出し、ガス分布プレート 7と共に
プレーナプロセススペース 8の延長部14を形成する。延
長部14のため、反応室 1とプロセススペース 8の開放連
絡部 9はウエファ 4の外縁部からさらに離れている。プ
ロセススペースの延長部14はガス分布プレート 7とウエ
ファ 4の間の間隔16より長い幅17を有することが好まし
い。これにより、十分なプロセスガス 5がウエファ 4の
外縁部近くの入口開口部10からウエファ 4の外縁部に拡
散することができ、この結果層 6の厚さがさらに均一に
なる。プロセスガス 5のための入口開口部10が延長部14
にないか、またはウエファ 4の外縁部の極近くにしかな
いことが好ましい。この方法において、極少量のプロセ
スガス 5が開放連絡部 9を介してポンプ 2に排出される
にすぎない。リング13は機械的構造が簡単であるように
同時にウエファ支持体として使用するのが好ましい。
【００１６】入口開口部10からウエファ 4の表面 3への
拡散は本発明の方法で役をつとめる。このことは、プロ
セスガス 5がウエファ 4上を流れ、かつプロセスガス 5
の種類より流動特性が異なるため異なる蒸着工程にはし
ばしば異なるガス分布プレート 7を必要とする従来法と
対照的である。本発明の方法においては、プロセスガス
5を供給するために均一に分布された入口開口部10を有
するガス分布プレート7を使用するのが好ましい。この
ようにして材料の層 6は所定数の入口開口部10のために
最も均一な厚さを有する。
拡散は本発明の方法で役をつとめる。このことは、プロ
セスガス 5がウエファ 4上を流れ、かつプロセスガス 5
の種類より流動特性が異なるため異なる蒸着工程にはし
ばしば異なるガス分布プレート 7を必要とする従来法と
対照的である。本発明の方法においては、プロセスガス
5を供給するために均一に分布された入口開口部10を有
するガス分布プレート7を使用するのが好ましい。この
ようにして材料の層 6は所定数の入口開口部10のために
最も均一な厚さを有する。
【００１７】原則として、補助ガス11は、例えば、ガス
分布プレート 7の開口部12を介して任意の位置で反応室
1に導入できる（図 1、 2参照）。補助ガス11は開放連
絡部を取り囲み補助ガス11用の開口部19をその周囲に全
体にわたって備える管18を介して反応室に導入すること
が好ましい（図 3参照）。この方法で均一な圧力が開放
連絡部 9の周りに得られるとともに、この方法は通常の
ガス分布プレート 7により簡単な方法で用いることがで
きる。
分布プレート 7の開口部12を介して任意の位置で反応室
1に導入できる（図 1、 2参照）。補助ガス11は開放連
絡部を取り囲み補助ガス11用の開口部19をその周囲に全
体にわたって備える管18を介して反応室に導入すること
が好ましい（図 3参照）。この方法で均一な圧力が開放
連絡部 9の周りに得られるとともに、この方法は通常の
ガス分布プレート 7により簡単な方法で用いることがで
きる。
【００１８】実施例 1：タングステン層の蒸着 タングステンの層 6を六フッ化タングステン(WF6) およ
び水素(H2)を含むプロセスガス 5から蒸着した。蒸着は
H2による WF6の還元に基づく： WF6(気体) ＋3H2(気体) → W(固体) ＋6HF(気体) Wは材料の層 6を形成し、HFはガス状反応生成物として
排出した。3400個の入口開口部を有する直径17cmのガス
分布プレート 7を用いた。入口開口部を 2つの群に分
け、異種のプロセスガスをそれぞれの群を介してプロセ
ススペースに吹き込んだ。約15cmの直径と約200cm2の表
面積を有す半導体ウエファ 4をガス分布プレート 7から
0.5cm離れた幅 1cmを有すリング13上に装着した。 1cm
の直径を有す管18をウエファ 4の外縁部から 2cm離れた
開放連絡部の周りに配置した。管はアルゴン補助ガス11
の供給のために 100個の供給開口部19を備えた。プロセ
ススペースにおいて、15sccmの WF6および 100sccmのH2
を入口開口部10の 2つの群を介して供給した。 WF6から
Wへの還元はプロセススペース中、10torrのガス圧力、
430℃で実施した。管18の供給開口部19を介してアルゴ
ンを供給することにより、10torrのガス圧力を開放連絡
部 9で維持した。次いで、 1分間当たり 600nmのタング
ステンを半導体ウエファ 4上に蒸着した。反応室から排
出した補助ガス11は WF6をほとんど含まず、 WF6の消費
量は従来法の約 10%であった。
び水素(H2)を含むプロセスガス 5から蒸着した。蒸着は
H2による WF6の還元に基づく： WF6(気体) ＋3H2(気体) → W(固体) ＋6HF(気体) Wは材料の層 6を形成し、HFはガス状反応生成物として
排出した。3400個の入口開口部を有する直径17cmのガス
分布プレート 7を用いた。入口開口部を 2つの群に分
け、異種のプロセスガスをそれぞれの群を介してプロセ
ススペースに吹き込んだ。約15cmの直径と約200cm2の表
面積を有す半導体ウエファ 4をガス分布プレート 7から
0.5cm離れた幅 1cmを有すリング13上に装着した。 1cm
の直径を有す管18をウエファ 4の外縁部から 2cm離れた
開放連絡部の周りに配置した。管はアルゴン補助ガス11
の供給のために 100個の供給開口部19を備えた。プロセ
ススペースにおいて、15sccmの WF6および 100sccmのH2
を入口開口部10の 2つの群を介して供給した。 WF6から
Wへの還元はプロセススペース中、10torrのガス圧力、
430℃で実施した。管18の供給開口部19を介してアルゴ
ンを供給することにより、10torrのガス圧力を開放連絡
部 9で維持した。次いで、 1分間当たり 600nmのタング
ステンを半導体ウエファ 4上に蒸着した。反応室から排
出した補助ガス11は WF6をほとんど含まず、 WF6の消費
量は従来法の約 10%であった。
【図 1】本発明の方法により半導体デバイスを製造する
ために用いる一例の装置の断面図である。
ために用いる一例の装置の断面図である。
【図 2】本発明の一例の方法に用いた装置のプロセスス
ペースと反応室の間の開放連絡部の説明図である。
ペースと反応室の間の開放連絡部の説明図である。
【図 3】本発明の方法により半導体デバイスを製造する
ために用いる他の例の装置の断面図である。
ために用いる他の例の装置の断面図である。
1 反応室 2 ポンプ 3 半導体ウエファの表面 4 半導体ウエファ 5 プロセスガス 6 材料 (タングステン) の層 7 ガス分布プレート 8 プロセススペース 9 開放連絡部 10 入口開口部 11 補助ガス 12 ガス分布プレートの開口部 13 リング 14 プロセススペースの延長部 16 ガス分布プレートとウエファの間隔 17 プロセススペースの延長部の長さ 18 管 19 管の供給開口部
Claims (6)
- 【請求項 1】 ポンプにより低圧に保った反応室中で材
料の層を半導体ウエファの表面上にプロセスガスから蒸
着するが、ウエファを反応室中でガス分布プレートと平
行に配置して、反応室と周囲の開放連絡部を有すプレー
ナプロセススペースを形成し、しかる後、プロセスガス
をガス分布プレートの入口開口部を介してプロセススペ
ースに導入するとともに、反応室中の開放連絡部の周り
に補助ガスを導入する半導体デバイスの製造方法におい
て、開放連絡部においてガス圧力がプロセススペース内
の圧力とほぼ等しくなるように補助ガスを反応室内に導
入することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。 - 【請求項 2】 ウエファの周りおよびこれを越して突出
したリングを用い、該リングがウエファに直接接し、ガ
ス分布プレートと共にプロセススペースの延長部を形成
することを特徴とする請求項 1記載の方法。 - 【請求項 3】 プロセススペースの延長部がガス分布プ
レートとウエファの間隔より大きな長さを有することを
特徴とする請求項 2記載の方法。 - 【請求項 4】 リングをウエファのための支持部として
用いることを特徴とする請求項 2または 3記載の方法。 - 【請求項 5】 プロセスガスを供給するために均一に分
布した入口開口部を有すガス分布プレートを用いること
を特徴とする請求項 1〜 4のいずれか一つの項に記載の
方法。 - 【請求項 6】 開放連絡部の周りを取り巻き、その周囲
全体にわたり開口部を備えた管を介して、補助ガスを反
応室内に導入することを特徴とする請求項 1〜 5のいず
れか一つの項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP91202701 | 1991-10-18 | ||
| NL91202701:8 | 1991-10-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218002A true JPH05218002A (ja) | 1993-08-27 |
| JP2760717B2 JP2760717B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=8207953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4277313A Expired - Fee Related JP2760717B2 (ja) | 1991-10-18 | 1992-10-15 | 半導体デバイスの製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5747362A (ja) |
| EP (1) | EP0537854B1 (ja) |
| JP (1) | JP2760717B2 (ja) |
| KR (1) | KR100273602B1 (ja) |
| DE (1) | DE69222110T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0925586A (ja) * | 1995-07-11 | 1997-01-28 | Anelva Corp | 基板処理装置および基板処理方法 |
| US11725282B2 (en) | 2012-06-25 | 2023-08-15 | Novellus Systems, Inc. | Suppression of parasitic deposition in a substrate processing system by suppressing precursor flow and plasma outside of substrate region |
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|---|---|---|---|---|
| CH687258A5 (de) * | 1993-04-22 | 1996-10-31 | Balzers Hochvakuum | Gaseinlassanordnung. |
| US6611630B1 (en) | 1996-07-10 | 2003-08-26 | Washington University | Method and apparatus for automatic shape characterization |
| US6009212A (en) | 1996-07-10 | 1999-12-28 | Washington University | Method and apparatus for image registration |
| US6226418B1 (en) | 1997-11-07 | 2001-05-01 | Washington University | Rapid convolution based large deformation image matching via landmark and volume imagery |
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