JPH06104247A - 半導体装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、減圧ＣＶＤ法により加熱されたウエ
ハ上に絶縁膜等を形成する半導体装置の製造装置に関
し、処理室内部やウエハの汚染を防止し、かつ処理室内
部の温度の均一性を保持することができる加熱手段を有
するＣＶＤ装置等の半導体装置の製造装置の提供を目的
とする。 【構成】外部筐体１１と、該外部筐体１１に形成され
た、該外部筐体１１内を排気する排気口１２と、前記外
部筐体１１の外壁にμ波伝達窓１４を介して接続された
μ波を導く導波管１３と、前記外部筐体１１に収納さ
れ、ウエハ１８を加熱し、処理を行う処理室１５と、該
処理室１５に処理ガスを導入するガス導入口１７と、前
記処理室１５内を排気する排気口１６とを含み構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造装置に
関し、更に詳しく言えば、減圧ＣＶＤ法により加熱され
たウエハ上に絶縁膜等を形成する半導体装置の製造装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路装置の高密度化の
ため、及びウエハプロセスの低温化のため、減圧ＣＶＤ
法をはじめとするＣＶＤ法によりウエハ上に絶縁膜等を
形成することが主流になっている。

【０００３】図４は、加熱されたウエハ上に絶縁膜等を
形成するための、従来例の減圧ＣＶＤ装置の構成図であ
る。図中符号１は炉支持体、２はウエハ７を収納して反
応を起こさせ、ウエハ７上に絶縁膜等を形成するため、
加熱し、処理を行う炉心管、３はウエハ７を加熱するた
めに炉心管２の周辺部に設けられたヒータ、４は炉支持
体１と炉心管２の間につめて炉の内部を保温し、温度分
布の均一性を図るための断熱材、５は炉心管２内部を減
圧するとともに、不要な反応ガスを排気する、炉心管２
に形成された排気口、６は反応ガスを炉心管２内に導入
するガス導入口である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
よると、断熱材４から塵が発生し、炉心管２内部が汚染
されたり、ウエハ７に付着したりするという問題があ
る。また、ヒータ３の酸化によるヒータ３の部分的な劣
化により、炉心管２内部の温度の均一性が保持できなく
なるという問題がある。

【０００５】本発明はかかる従来例の問題点に鑑みて創
作されたものであり、処理室内部やウエハの汚染を防止
し、かつ処理室内部の温度の均一性を保持することがで
きる加熱手段を有するＣＶＤ装置等の半導体装置の製造
装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は、外部筐体
と、該外部筐体に形成された、該外部筐体内を排気する
排気口と、前記外部筐体の外壁にμ波伝達窓を介して接
続されたμ波を導く導波管と、前記外部筐体に収納さ
れ、ウエハを加熱し、処理する処理室と、該処理室に処
理ガスを導入するガス導入口と、前記処理室内を排気す
る排気口とを有する半導体装置の製造装置によって達成
され、第２に、前記外部筐体の内壁は、前記μ波を反射
する部材からなることを特徴とする第１の発明に記載の
半導体装置の製造装置によって達成され、第３に、前記
処理室は、前記μ波を吸収する部材からなることを特徴
とする第１又は第２の発明に記載の半導体装置の製造装
置によって達成され、第４に、前記処理室の表面が前記
μ波を吸収する部材により被覆されていることを特徴と
する第１又は第２の発明に記載の半導体装置の製造装置
によって達成され、第５に、前記外部筐体内に導入され
たμ波を不特定な方向に散乱するμ波散乱手段を前記外
部筐体内に有していることを特徴とする第１乃至第４の
の発明いずれかに記載の半導体装置の製造装置によって
達成される。

【０００７】

【作 用】本発明に係る半導体装置の製造装置において
は、処理室は外部筐体に収納され、かつ外部筐体には排
気口が形成され、かつ外部筐体にμ波を導く導波管が接
続されている。従って、処理室又は処理室内のウエハは
μ波のエネルギを吸収して発熱するとともに、処理室の
周辺部を減圧しうるので、熱伝導を防止することができ
る。これにより、保温状態が向上し、処理室又は処理室
内のウエハの温度の均一性を向上することができる。

【０００８】また、外部筐体の内壁は、μ波を反射する
部材からなっているので、外部筐体内に導入されたμ波
は反射を繰り返し、処理室又は処理室内のウエハに均一
に照射される。これにより、処理室又は処理室内のウエ
ハの温度の均一性を更に向上することができる。

【０００９】更に、処理室自体がμ波を吸収する部材か
らなり、或いは処理室の表面がμ波を吸収する部材で被
覆されているので、処理室が主として発熱する。従っ
て、ウエハ自体を発熱させる場合にはウエハ枚数により
供給する電力を調整する必要があるのと比較して、供給
するμ波の電力条件を設定しやすく、従って、ウエハ内
及びウエハ間の温度の均一性が増す。

【００１０】また、外部筐体内に導入されたμ波をラン
ダムな方向に散乱するμ波散乱手段を外部筐体内に有し
ているので、外部筐体内に導入されたμ波はμ波散乱手
段により不特定の方向に散乱され、処理室又は処理室内
のウエハに均一に照射される。これにより、処理室又は
処理室内のウエハの温度の均一性を更に向上することが
できる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。 （１）第１の実施例 図１は、本発明の第１の実施例の、加熱されたウエハ上
に絶縁膜等を形成するための減圧ＣＶＤ装置の構成図で
ある。

【００１２】図１において、１１は反応管１５を収納
し、支持する外部筐体で、排気口１２により外部筐体１
１内部を減圧することができるようになっている。ま
た、工業用の周波数のμ波を外部筐体１１に導く導波管
１３が形成され、μ波伝達窓１４を介して外部筐体１１
内部にμ波を導入することができるようになっている。
また、反応管１５に均一にμ波が照射されるように、外
部筐体１１に導入されたμ波を反射するため、外部筐体
１１の内壁はステンレス等の金属からなる。１５はウエ
ハ１８を収納して加熱し、反応ガス（処理ガス）を導入
してウエハ１８上に絶縁膜等を形成するために、外部筐
体１１内に収納された反応管（処理室）で、μ波を吸収
する材料、例えばシリコンカーバイドやシリコン粉末の
塗布膜等からなる。１６は反応管１５内部を減圧すると
ともに、不要な反応ガスを排気する、反応管１５に形成
された排気口、１７は反応ガスを反応管１５内に導入す
るガス導入口である。

【００１３】次に、この減圧ＣＶＤ装置を用いてウエハ
１８上に絶縁膜等を形成する場合について説明する。ま
ず、外部筐体１１内部及び反応管１５内部を大気圧にし
た後、成膜されるウエハ１８を反応管１５内部に設置す
る。次いで、外部筐体１１内部及び反応管１５内部を減
圧し、外部筐体１１内部及び反応管１５内部が所定の圧
力になるように保持する。

【００１４】次に、不図示の電源から数百Ｗ程度のマイ
クロ波電力を供給する。これにより、μ波は導波管１３
により外部筐体１１に導かれ、μ波伝達窓１４を介して
外部筐体１１内に導入される。そして、外部筐体１１内
部に導入されたμ波は反応管１５に吸収されて、反応管
１５は発熱する。このとき、外部筐体１１内部に導入さ
れたμ波は金属からなる外部筐体１１内壁により繰り返
し反射されて反応管１５の外側表面に均一に照射される
ため、反応管１５はμ波を均一に吸収する。また、反応
管１５の周辺部は減圧されているので、熱伝導が阻止さ
れる。これにより、反応管１５内部の温度の均一性が保
持される。

【００１５】所定の時間この状態を保持し、反応管１５
の温度が４００〜８００℃の設定温度で安定した後、反
応ガスを反応管１５内部に導入する。この状態を所定の
時間保持すると、所定の膜厚の絶縁膜等がウエハ１８上
に形成される。

【００１６】以上のように、本発明の第１の実施例の減
圧ＣＶＤ装置を用いた、ウエハ１８上への絶縁膜等の形
成方法によれば、反応管１５の加熱のためμ波を用い、
かつ反応管１５がμ波を吸収するシリコンカーバイドか
らなるので、ウエハ自体を発熱させる場合にはウエハ枚
数により供給する電力を調整する必要があるのと比較し
て、供給するμ波の電力条件を設定しやすく、従って、
ウエハ１８内及びウエハ１８間の温度の均一性が増す。

【００１７】また、反応管１５の周辺部が減圧されてい
るので、保温性が向上し、反応管１５内部の温度の均一
性が更に保持される。これにより、形成された絶縁膜等
の膜厚はウエハ１８間及びウエハ１８内で均一になる。

【００１８】なお、第１の実施例では、反応管１５の材
料としてシリコンカーバイドを用いているが、これに限
らず耐熱性を有し、μ波を吸収しうる他の材料を用いる
ことができる。

【００１９】また、外部筐体１１の内壁の材料としてス
テンレスを用いているが、μ波を反射する他の材料を用
いることもできる。更に、本発明を減圧ＣＶＤ装置に適
用しているが、ウエハを加熱し、処理する他の処理装置
にも適用することができる。

【００２０】（２）第２の実施例 図２は、本発明の第２の実施例の、加熱されたウエハ上
に絶縁膜等を形成するための減圧ＣＶＤ装置の構成図
で、第１の実施例と異なるところは、反応管（処理室）
として石英管を用い、μ波の吸収のため反応管の表面を
シリコン皮膜で被覆していることである。

【００２１】図２において、図１と同じ符号で示すもの
は図１と同じものを示す。他の符号２１は石英からなる
反応管（処理室）、２２は反応管２１の表面を被覆する
シリコン皮膜、２３は反応管２１内を排気するために不
図示の排気装置を接続する排気口、２４は反応管２１内
に反応ガス（処理ガス）を導入するためのガス導入口で
ある。

【００２２】この減圧ＣＶＤ装置を用いてウエハ１８上
に絶縁膜を形成する場合には、第１の実施例とほぼ同様
にして行うことができる。以上のように、本発明の第２
の実施例の減圧ＣＶＤ装置によれば、反応管２１の加熱
のためμ波を用い、かつμ波を吸収するシリコン皮膜で
反応管２１の外側表面が被覆されているので、反応管２
１を発熱させることができる。このため、ウエハ自体を
発熱させる場合にはウエハ枚数により供給する電力を調
整する必要があるのと比較して、供給するμ波の電力条
件を設定しやすく、従って、ウエハ１８内及びウエハ１
８間の温度の均一性が増す。

【００２３】これにより、形成された絶縁膜等の膜厚は
ウエハ１８間及びウエハ１８内で均一になる。なお、第
２の実施例では、反応管１５を被覆する材料としてシリ
コン皮膜２２を用いているが、これに限らず耐熱性を有
し、μ波を吸収しうる他の材料を用いることができる。

【００２４】また、反応管１５の材料として石英を用い
ているが、これに限らず耐熱性を有する金属等他の材料
を用いることができる。 （３）第３の実施例 図３は、本発明の第３の実施例の、加熱されたウエハ上
に絶縁膜等を形成するための減圧ＣＶＤ装置の構成図
で、第２の実施例と異なるところは、外部筐体１１内部
に導入されたμ波をランダムな方向に散乱し、反応管へ
の照射を均一化するためのＡｌ等の金属からなるプロペ
ラ状のμ波散乱手段３１を有していることである。この
μ波散乱手段３１はモータと接続され、μ波の導入時に
回転させることができるようになっており、回転するこ
とによりμ波を不特定な方向に散乱することができる。
図３の他の符号については、図２と同じ符号で示すもの
は図２と同じものを示す。

【００２５】次に、この減圧ＣＶＤ装置を用いてウエハ
１８上に絶縁膜を形成する場合について説明する。ま
ず、外部筐体１１内部及び反応管２１内部を大気圧にし
た後、成膜されるウエハを反応管２１内部に設置する。
次いで、外部筐体１１内部及び反応管２１内部を減圧
し、外部筐体１１内部及び反応管２１内部が所定の圧力
になるように保持する。

【００２６】次に、不図示の電源から数百Ｗ程度のマイ
クロ波電力を供給するとともに、外部筐体１１内のμ波
散乱手段３１を回転させる。これにより、μ波は導波管
１３により外部筐体１１に導かれ、μ波伝達窓１４を介
して外部筐体１１内に導入される。更に、導入されたμ
波は回転するμ波散乱手段３１により不特定な方向に繰
り返し散乱される。従って、μ波は反応管２１を被覆す
るシリコン皮膜２２に均一に照射され、吸収されて、シ
リコン皮膜が均一に発熱し、反応管２１は均一に加熱さ
れる。また、反応管２１の周辺部は減圧されているの
で、熱伝導が阻止される。これにより、反応管２１内部
の温度の均一性が保持される。

【００２７】所定の時間この状態を保持し、反応管２１
の温度が４００〜８００℃の設定温度で安定した後、反
応ガスを反応管２１内部に導入する。この状態を所定の
時間保持すると、所定の膜厚の絶縁膜等がウエハ１８上
に形成される。

【００２８】上記の第３の実施例の減圧ＣＶＤ装置によ
れば、回転可能なμ波散乱手段３１を有しているので、
外部筐体１１内部に導入されたμ波は回転するμ波散乱
手段３１により不特定な方向に散乱され、反応管２１へ
の照射を均一化することができる。これにより、反応管
２１内部の温度の均一性がより一層向上するので、ウエ
ハ１８間及びウエハ１８内での形成される絶縁膜等の膜
厚の均一性の更なる向上を図ることができる。

【００２９】なお、第３の実施例では、μ波散乱手段３
１の材料としてＡｌを用いているが、μ波を反射する他
の材料を用いてもよい。また、μ波散乱手段３１を回転
させているが、回転させなくてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体装置の製造装置においては、処理室は外部筐体に収納
され、かつ外部筐体には排気口が形成され、かつ外部筐
体にμ波を導く導波管が接続されている。従って、処理
室又は処理室内のウエハはμ波のエネルギを吸収して発
熱するとともに、処理室の周辺部を減圧しうるので、熱
伝導を防止することができる。これにより、保温状態が
向上し、処理室又は処理室内のウエハの温度の均一性を
向上することができる。

【００３１】また、外部筐体の内壁は、μ波を反射する
部材からなっているので、外部筐体内に導入されたμ波
は反射を繰り返し、処理室又は処理室内のウエハに均一
に照射される。これにより、処理室又は処理室内のウエ
ハの温度の均一性を更に向上することができる。

【００３２】更に、処理室自体がμ波を吸収する部材か
らなり、或いは処理室の表面がμ波を吸収する部材、例
えばシリコン皮膜で被覆されているので、処理室が主と
して発熱するため、供給するμ波の電力条件を設定しや
すく、従って、ウエハ内及びウエハ間の温度の均一性が
増す。

【００３３】また、外部筐体内に導入されたμ波をラン
ダムな方向に散乱するμ波散乱手段を外部筐体内に有し
ているので、外部筐体内に導入されたμ波はμ波散乱手
段により不特定の方向に散乱され、処理室又は処理室内
のウエハに均一に照射される。これにより、処理室又は
処理室内のウエハの温度の均一性を更に向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る減圧ＣＶＤ装置の
構成図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る減圧ＣＶＤ装置の
構成図である。

【図３】本発明の第３の実施例に係る減圧ＣＶＤ装置の
構成図である。

【図４】従来例に係る減圧ＣＶＤ装置の構成図である。

【符号の説明】

１１ 外部筐体、 １２，１６，２３ 排気口、 １３ 導波管、 １４ μ波伝達窓、 １５，２１ 反応管（処理室）、 １７，２４ ガス導入口、 １８ ウエハ、 ２２ シリコン皮膜、 ３１ μ波散乱手段。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部筐体と、該外部筐体に形成された、
   該外部筐体内を排気する排気口と、前記外部筐体の外壁
   にμ波伝達窓を介して接続されたμ波を導く導波管と、
   前記外部筐体に収納され、ウエハを加熱し、処理を行う
   処理室と、該処理室に処理ガスを導入するガス導入口
   と、前記処理室内を排気する排気口とを有する半導体装
   置の製造装置。
2. 【請求項２】 前記外部筐体の内壁は、前記μ波を反射
   する部材からなることを特徴とする請求項１記載の半導
   体装置の製造装置。
3. 【請求項３】 前記処理室は、前記μ波を吸収する部材
   からなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
   半導体装置の製造装置。
4. 【請求項４】 前記処理室の外壁が前記μ波を吸収する
   部材により被覆されていることを特徴とする請求項１又
   は請求項２記載の半導体装置の製造装置。
5. 【請求項５】 前記外部筐体内に導入されたμ波を不特
   定な方向に散乱するμ波散乱手段を前記外部筐体内に有
   していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいず
   れかに記載の半導体装置の製造装置。