JPH0574718A - 成膜方法および装置 - Google Patents

成膜方法および装置

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JPH0574718A
JPH0574718A JP3231391A JP23139191A JPH0574718A JP H0574718 A JPH0574718 A JP H0574718A JP 3231391 A JP3231391 A JP 3231391A JP 23139191 A JP23139191 A JP 23139191A JP H0574718 A JPH0574718 A JP H0574718A
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JP
Japan
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film forming
gas
zone
film
chamber
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Pending
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JP3231391A
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English (en)
Inventor
Yutaka Takeshima
豊 武島
Taiichi Kondo
泰一 近藤
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Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Physical Vapour Deposition (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CVD装置において、成膜の均一性およびス
ループットを向上させ、装置の小形化を図り、ランニン
グコストを低廉化させる。 【構成】 CVD装置において、チャンバ2内の熱処理
帯域6および成膜帯域7を複数枚の半導体ウエハ1を並
列状態で連続的に搬送させつつ成膜処理を行う構造とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、成膜方法および装置に
関し、特に、たとえばCVD(Chemical Vapor Depositi
on)法により半導体ウエハなどのワークに成膜処理を行
うために適用して効果のある技術に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の成膜技術としては、たとえば、
半導体ウエハに1枚ずつ成膜を形成する枚葉式のCVD
装置がある。
【0003】しかし、この枚葉式のCVD装置では、半
導体ウエハに1枚ずつ成膜を形成する構造となっている
ので、スループットが悪い。
【0004】そこで、スループットを向上させるため
に、バッチ式のCVD装置が考えられる。
【0005】このバッチ式のCVD装置は半導体ウエハ
に複数枚まとめて断続的に成膜を形成するもので、石英
製のチャンバと、一端からチャンバ内にガスを供給する
ガス供給装置と、供給されたガスをチャンバの他端から
排気させる真空ポンプと、チャンバ全体を加熱するヒー
タと、チャンバ内に複数枚の半導体ウエハを並列状態で
支持するサセプタとを備えた構造となっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
のバッチ式のCVD装置では、複数枚の半導体ウエハを
並列状態で固定する構造となっているので、半導体ウエ
ハの表面を通過したガスが他の半導体ウエハの表面を再
び通過し、このため半導体ウエハの表面に沿ってガスを
均一な濃度で流動させることが困難であった。
【0007】また、バッチごとに成膜条件が異なる傾向
にあるので、成膜もバッチごとに異なったものとなって
しまう。
【0008】その結果、成膜の均一性が低下し、この均
一性の低下は半導体ウエハが大口径になる程、著しい。
【0009】また、サセプタを介して並列状態で支持し
た半導体ウエハに成膜処理を施す構造となっているの
で、熱処理帯域および成膜帯域が長くなり、このため装
置の大型化を招来し、ランニングコストが高くついてし
まう。
【0010】本発明の目的は、成膜の均一性およびスル
ープットを向上させることのできる成膜技術を提供する
ことにある。
【0011】本発明の他の目的は、装置の小形化および
ランニングコストの低廉化を図ることのできる成膜技術
を提供することにある。
【0012】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0013】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。
【0014】すなわち、本発明の成膜装置は、熱処理帯
域および成膜帯域を有するチャンバと、前記熱処理帯域
でワークを加熱するアニール装置と、前記成膜帯域に成
膜材料のガスを搬送方向と直角方向に供給するガス供給
装置と、供給されたガスを排気する排気装置と、複数枚
のワークを並列状態で支持するワーク支持具と、このワ
ーク支持具を連続的に搬送させる搬送装置とを備えた構
造としたものである。
【0015】
【作用】前記構成において、成膜処理を行う場合、拡散
律速状態の下で、複数枚のワークを並列状態でチャンバ
内の熱処理帯域および成膜帯域を連続的に搬送させつつ
成膜処理を行う。
【0016】このように、複数枚のワークを並列状態で
チャンバ内の熱処理帯域および成膜帯域を連続的に搬送
させつつワークに成膜を形成できるので、ワークの表面
を通過したガスを他のワークの表面を再び通過させるこ
となく、ガスの流動方向における濃度の低下を最小限に
し、成膜の均一性を向上させることができる。
【0017】また、複数枚のワークを並列状態で連続的
に搬送させつつ成膜処理を行う構造としたので、スルー
プットを向上させることができる。
【0018】また、複数枚のワークを並列状態で連続的
に搬送させつつ成膜処理を行う構造としたので、チャン
バ内の熱処理帯域および成膜帯域を短く形成し、装置の
小形化およびランニングコストの低廉化を図ることがで
きる。
【0019】
【実施例1】図1は本発明の実施例1である成膜装置を
示す平面図、図2は図1の成膜装置を示す縦断面図であ
る。
【0020】本実施例1における成膜装置は半導体ウエ
ハ1に成膜を形成するCVD装置に適用したものであ
る。このCVD装置は縦型構造のチャンバ2を有してい
る。このチャンバ2は円筒状の石英製のもので、上下方
向に延在し、上下端に入口部3aおよび出口部3bが形
成され、この入口部3aと出口部3bとの間に、パージ
帯域4、酸化膜除去帯域5、熱処理帯域6、成膜帯域7
および酸化膜除去帯域8が形成されている。
【0021】複数枚の半導体ウエハ1を並列状態で回転
させるウエハ支持具9が設けられ、このウエハ支持具9
は3本のステイ10から構成されている。
【0022】また、このウエハ支持具9を搬送させる搬
送装置が設けられ、これにより、複数枚の半導体ウエハ
1を並列状態で前記帯域4〜8を連続的に搬送させる構
造としたものである。
【0023】前記チャンバ2の外周面の一側には、前記
帯域4〜8と対応した位置に窒素ガスパージ装置16、
水素ガス供給装置18、アニール装置15、ソースガス
とキャリアガスとの混合ガス供給装置17および水素ガ
ス供給装置19が設けられ、各装置16〜19のガスノ
ズル20は搬送方向と直角方向に指向し、チャンバ2の
内周面に開口されている。
【0024】前記窒素ガスパージ装置16は半導体ウエ
ハ1の表面のエアを不活性な窒素ガスで置換し、浄化を
行うものであり、水素ガス供給装置18は半導体ウエハ
1の自然酸化膜を還元により除去するものであり、ソー
スガスとキャリアガスとの混合ガス供給装置17は成膜
材料のソースガスを供給し、その分解あるいは反応生成
物で成膜を形成するものであり、水素ガス供給装置19
は半導体ウエハ1の加熱による酸化膜を還元により除去
するものである。
【0025】前記チャンバ2の外周面の他側には、排気
装置12が設けられ、この排気装置12の排気孔13は
ガスノズル20と対向する位置に形成され、搬送方向と
直角方向に指向し、供給されたガスを搬送方向と直角方
向に流動させて真空ポンプにより排気させる構造とした
ものである。
【0026】前記アニール装置15は赤外線ランプ11
および反射板11aからなり、この赤外線ランプ11お
よび反射板11aはチャンバ2の外周面のガスノズル2
0と隣接のガスノズル20との間に、排気孔13と隣接
の排気孔13との間にそれぞれ設けられている。
【0027】チャンバ2の内周面には、シリコンカーバ
イト(SiC)でコーティングしたカーボングラファイ
ト製の整流板14が複数枚等間隔で設置され、この整流
板14は半導体ウエハ1を通過させる通過孔14aを有
し、供給されたガスに対し、余熱を兼ねて整流を行う構
造としたものである。
【0028】次に、本実施例1の作用を説明する。
【0029】前記構成において、半導体ウエハ1に成膜
を形成する場合、まず、赤外線ランプ11および反射板
11aからの放射熱により熱処理帯域6を加熱し、パー
ジ帯域5に窒素ガスを、酸化膜除去帯域5,8に水素ガ
スを、成膜帯域7にソースガスとキャリアガスとの混合
ガスをそれぞれ搬送方向と直角方向に供給し、供給した
各ガスを吸引により排気し、反応律速状態に設定する。
【0030】この拡散律速状態の下で、複数枚の半導体
ウエハ1を並列状態で支持したウエハ支持具9を搬送装
置により入口部3から下向きに所定の速度で搬送させる
と、複数枚の半導体ウエハ1は並列状態で前記帯域5〜
8を回転かつ搬送されつつ半導体ウエハ1に成膜が形成
され、成膜処理済みの半導体ウエハ1は出口部4から連
続的に回収される。
【0031】このように、複数枚の半導体ウエハ1を並
列状態で連続的に搬送させつつ成膜処理できるので、半
導体ウエハ1の表面を通過したガスを他の半導体ウエハ
1の表面を再び通過させることなく、ガスの流動方向に
おける濃度の低下を最小限にし、成膜の均一性を向上さ
せることができる。
【0032】また、複数枚の半導体ウエハ1を並列状態
で連続的に搬送させつつ成膜処理を行う構造としたの
で、スループットを向上させることができる。
【0033】また、複数枚の半導体ウエハ1を並列状態
で連続的に搬送させつつ成膜処理を行う構造としたの
で、前記帯域4〜8を短く形成し、装置の小形化および
ランニングコストの低廉化を図ることができる。
【0034】また、チャンバ2の内周面に整流板14を
設置した構造としたので、ガスの整流と余熱とによりガ
ス流を均一化し、その温度および濃度を定常化し、成膜
の均一性をより一層向上させることができる。
【0035】
【実施例2】図3は本発明の実施例2である成膜装置を
示す横断面図である。
【0036】本実施例2における成膜装置は前記実施例
1とほぼ同様の構成を有するが、横型構造のチャンバ2
に適用し、ウエハ支持具10aにより複数枚の半導体ウ
エハ1を並列状態で水平方向に連続的に搬送させつつ成
膜処理を行い、半導体ウエハ1へのパーティクルの付着
を防止する構造とした点で特徴を有する。
【0037】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施
例に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0038】たとえば、前記実施例では、アニール装置
として、赤外線ランプおよび反射板を設けた場合につい
て説明したが、これに限らず、赤外線ランプおよび反射
板に代えて、カーボングラファイトなどの導電性材料で
ウエハ支持具を形成し、このウエハ支持具に直接通電
し、半導体ウエハを加熱する構造とすることもできる。
【0039】この構造の場合、半導体ウエハの近傍のみ
加熱されるので、チャンバの温度を低下させ、シリコン
生成物の反応速度を低下させ、反応生成物による発塵を
低減させることができる。
【0040】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその利用分野であるCVD法による成膜
方法および装置で説明したが、これに限らず、VPA
(Vapor Phase Epitaxay)法による成膜方法および装置
は勿論、光ディスクなどの成膜処理を行う成膜方法およ
び装置にも適用できる。
【0041】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。
【0042】(1).複数枚のワークを並列状態でチャンバ
内の熱処理帯域および成膜帯域を連続的に搬送させつつ
成膜処理を行う構造としたので、ワークの表面を通過し
たガスを他のワークの表面を再び通過させることなく、
ガスの流動方向における濃度の低下を最小限にし、成膜
の均一性を向上させることができる。
【0043】(2).複数枚のワークを並列状態でチャンバ
内の熱処理帯域および成膜帯域を連続的に搬送させつつ
成膜処理を行う構造としたので、スループットを向上さ
せることができる。
【0044】(3).複数枚のワークを並列状態で連続的に
搬送させつつ成膜処理を行う構造としたので、チャンバ
内の熱処理帯域および成膜帯域を短く形成し、装置の小
形化およびランニングコスト低廉化を図ることができ
る。
【0045】(4).チャンバの内周面に整流板を設置した
構造としたので、ガスの整流と余熱とによりガス流を均
一化し、その温度および濃度を定常化し、成膜の均一性
をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1である成膜装置を示す平面図
である。
【図2】図1の成膜装置を示す縦断面図である。
【図3】本発明の実施例2である成膜装置を示す横断面
図である。
【符号の説明】
1 半導体ウエハ 2 チャンバ 3a 入口部 3b 出口部 4 パージ帯域 5 酸化膜除去帯域 6 熱処理帯域 7 成膜帯域 8 酸化膜除去帯域 9 ウエハ支持具 10 ステイ 10a ウエハ支持具 11 赤外線ランプ 11a 反射板 12 排気装置 13 排気孔 14 整流板 14a 通過孔 15 アニール装置 16 窒素ガスパージ装置 17 混合ガス供給装置 18 水素ガス供給装置 19 水素ガス供給装置 20 ガスノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 泰一 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数枚のワークを並列状態でチャンバ内
    の熱処理帯域および成膜帯域を連続的に搬送させつつ成
    膜処理を行うことを特徴とする成膜方法。
  2. 【請求項2】 熱処理帯域および成膜帯域を有するチャ
    ンバと、前記熱処理帯域でワークを加熱するアニール装
    置と、前記成膜帯域に成膜材料のガスを搬送方向と直角
    方向に供給するガス供給装置と、供給されたガスを排気
    する排気装置と、複数枚のワークを並列させて支持する
    ワーク支持具と、このワーク支持具を連続的に搬送させ
    る搬送装置とを備えたことを特徴とする成膜装置。
  3. 【請求項3】 前記チャンバの内周面に、ガス余熱を兼
    ねてガス整流を行う整流板を設けたことを特徴とする請
    求項2記載の成膜装置。
JP3231391A 1991-09-11 1991-09-11 成膜方法および装置 Pending JPH0574718A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012099864A (ja) * 2006-12-12 2012-05-24 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置、半導体装置の製造方法、および反応管
JP2015137415A (ja) * 2014-01-24 2015-07-30 エヌシーディ・カンパニー・リミテッドNcd Co.,Ltd. 大面積原子層蒸着装置
JP2017510716A (ja) * 2014-03-07 2017-04-13 マイヤー・ブルガー・(ジャーマニー)・アクチエンゲゼルシャフト 複数のプラズマにおいてプロセスガスの循環によりプラズマ処理を行うための装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012099864A (ja) * 2006-12-12 2012-05-24 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置、半導体装置の製造方法、および反応管
JP2015137415A (ja) * 2014-01-24 2015-07-30 エヌシーディ・カンパニー・リミテッドNcd Co.,Ltd. 大面積原子層蒸着装置
JP2017510716A (ja) * 2014-03-07 2017-04-13 マイヤー・ブルガー・(ジャーマニー)・アクチエンゲゼルシャフト 複数のプラズマにおいてプロセスガスの循環によりプラズマ処理を行うための装置

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