JPH06318551A - 薄膜の形成方法およびその装置 - Google Patents
薄膜の形成方法およびその装置Info
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- JPH06318551A JPH06318551A JP5107899A JP10789993A JPH06318551A JP H06318551 A JPH06318551 A JP H06318551A JP 5107899 A JP5107899 A JP 5107899A JP 10789993 A JP10789993 A JP 10789993A JP H06318551 A JPH06318551 A JP H06318551A
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- 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
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
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- C23C16/463—Cooling of the substrate
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、製造コスト、装置コストを低減す
ることができ、装置の保守を容易にする。 【構成】ボ−ト32に複数のウェ−ハ31を載置し、反応炉
22をヒ−タ21によって加熱し、ウェ−ハ31を昇温する。
次に、ヒ−タ21と反応炉22との間に送風装置20により送
風ノズル20a から空気を送り込み、ヒ−タ21を急冷し、
ウェ−ハ31を17℃／分の速度で降温し、ウェ−ハ31の周
辺部の温度を中央部のそれより30℃低くなる間のみに、
ＰＨ3 、ＳｉＨ4 を第１、第２のガスノズル27,28 から
反応炉22内に供給する。次に、ウェ−ハ31の周辺部と中
央部との温度差を30℃ではなくなると、ＳｉＨ4 、ＰＨ
3 の反応炉22内への供給を停止し、ウェ−ハ31の表面上
に図示せぬ多結晶シリコン膜を形成する。従って、製造
コスト、装置コストを低減することができ、装置の保守
を容易にすることができる。
ることができ、装置の保守を容易にする。 【構成】ボ−ト32に複数のウェ−ハ31を載置し、反応炉
22をヒ−タ21によって加熱し、ウェ−ハ31を昇温する。
次に、ヒ−タ21と反応炉22との間に送風装置20により送
風ノズル20a から空気を送り込み、ヒ−タ21を急冷し、
ウェ−ハ31を17℃／分の速度で降温し、ウェ−ハ31の周
辺部の温度を中央部のそれより30℃低くなる間のみに、
ＰＨ3 、ＳｉＨ4 を第１、第２のガスノズル27,28 から
反応炉22内に供給する。次に、ウェ−ハ31の周辺部と中
央部との温度差を30℃ではなくなると、ＳｉＨ4 、ＰＨ
3 の反応炉22内への供給を停止し、ウェ−ハ31の表面上
に図示せぬ多結晶シリコン膜を形成する。従って、製造
コスト、装置コストを低減することができ、装置の保守
を容易にすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、薄膜の形成方法およ
びその装置に関するもので、特に均一性の良い膜を形成
する場合に使用されるものである。
びその装置に関するもので、特に均一性の良い膜を形成
する場合に使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は、従来の薄膜の形成方法を用いた
縦型ＬＰＣＶＤ(Low Pressure Chemical Vapor Deposit
ion)炉を示す断面図である。前記縦型ＬＰＣＶＤ炉は、
半導体装置の製造工程において複数の半導体基板上にシ
リコン酸化膜又は多結晶シリコン膜等を成膜する工程に
用いるものである。
縦型ＬＰＣＶＤ(Low Pressure Chemical Vapor Deposit
ion)炉を示す断面図である。前記縦型ＬＰＣＶＤ炉は、
半導体装置の製造工程において複数の半導体基板上にシ
リコン酸化膜又は多結晶シリコン膜等を成膜する工程に
用いるものである。
【０００３】円筒形状のヒ−タ１の内側には反応炉２が
設けられており、この反応炉２は第１および第２の石英
管３、４から構成されている。すなわち、前記ヒ−タ１
の内側には第１の石英管３が設けられており、この石英
管３の一端は封止されている。前記石英管３の他端には
マニホ−ルド５の一端が設けられており、このマニホ−
ルド５の他端は封止部６により封止されている。前記マ
ニホ−ルド５の側部には第１、第２のガスノズル７、８
および排気口９が設けられている。前記マニホ−ルド５
の内側部には前記第２の石英管４の一端が設けられてお
り、この石英管４の他端は第１の石英管３の一端近傍に
位置している。即ち、第２の石英管４は第１の石英管３
の内側に形成されている。
設けられており、この反応炉２は第１および第２の石英
管３、４から構成されている。すなわち、前記ヒ−タ１
の内側には第１の石英管３が設けられており、この石英
管３の一端は封止されている。前記石英管３の他端には
マニホ−ルド５の一端が設けられており、このマニホ−
ルド５の他端は封止部６により封止されている。前記マ
ニホ−ルド５の側部には第１、第２のガスノズル７、８
および排気口９が設けられている。前記マニホ−ルド５
の内側部には前記第２の石英管４の一端が設けられてお
り、この石英管４の他端は第１の石英管３の一端近傍に
位置している。即ち、第２の石英管４は第１の石英管３
の内側に形成されている。
【０００４】前記第１のガスノズル７の先端は第２の石
英管４の内側且つ他端近傍に位置している。前記ガスノ
ズル７には複数のガス導入口７ａが設けられており、こ
れらガス導入口７ａは第２の石英管４の中心軸側に向い
て位置している。前記第２のガスノズル８の先端は第２
の石英管４の内側且つ一端近傍に位置している。
英管４の内側且つ他端近傍に位置している。前記ガスノ
ズル７には複数のガス導入口７ａが設けられており、こ
れらガス導入口７ａは第２の石英管４の中心軸側に向い
て位置している。前記第２のガスノズル８の先端は第２
の石英管４の内側且つ一端近傍に位置している。
【０００５】前記封止部６の上には保温筒１０が設けら
れており、この保温筒１０は第２の石英管４の内側に位
置している。前記保温筒１０の上には複数のウェ−ハ１
１を収納するボ−ト１２が設けられている。
れており、この保温筒１０は第２の石英管４の内側に位
置している。前記保温筒１０の上には複数のウェ−ハ１
１を収納するボ−ト１２が設けられている。
【０００６】上記構成において、ボ−ト１２には複数の
ウェ−ハ１１が収納され、前記ボ−ト１２は反応炉２の
内部に入れられる。この後、前記反応炉２がヒ−タ１に
よって加熱されることにより、前記ウェ−ハ１１は所定
の温度に昇温される。次に、第１および第２のガスノズ
ル７、８から図示せぬ材料ガスが反応炉２内に導入さ
れ、ウェ−ハ１１の表面に供給される。この際、前記材
料ガスは矢印１３の方向に流される。これにより、前記
ウェ−ハ１１上において前記材料ガスが分解され、ウェ
−ハ１１上には図示せぬ薄膜が形成される。この時、前
記薄膜の厚さを均一に形成するため、前記ウェ−ハ１１
の表面温度は一定に保たれている。具体的には、前記ウ
ェ−ハ１１表面の温度差は１℃以内とされている。
ウェ−ハ１１が収納され、前記ボ−ト１２は反応炉２の
内部に入れられる。この後、前記反応炉２がヒ−タ１に
よって加熱されることにより、前記ウェ−ハ１１は所定
の温度に昇温される。次に、第１および第２のガスノズ
ル７、８から図示せぬ材料ガスが反応炉２内に導入さ
れ、ウェ−ハ１１の表面に供給される。この際、前記材
料ガスは矢印１３の方向に流される。これにより、前記
ウェ−ハ１１上において前記材料ガスが分解され、ウェ
−ハ１１上には図示せぬ薄膜が形成される。この時、前
記薄膜の厚さを均一に形成するため、前記ウェ−ハ１１
の表面温度は一定に保たれている。具体的には、前記ウ
ェ−ハ１１表面の温度差は１℃以内とされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
薄膜の形成方法では、薄膜の厚さを均一に形成するた
め、ウェ−ハ１１の表面温度を一定に保持している。し
かし、ウェ−ハ１１の温度を一定に保持しても、ウェ−
ハ１１上に形成された薄膜の厚さが不均一になる場合が
ある。
薄膜の形成方法では、薄膜の厚さを均一に形成するた
め、ウェ−ハ１１の表面温度を一定に保持している。し
かし、ウェ−ハ１１の温度を一定に保持しても、ウェ−
ハ１１上に形成された薄膜の厚さが不均一になる場合が
ある。
【０００８】例えば、材料ガスがＴＥＯＳ、ＰＨ3 、反
応炉２内の温度が６００℃、圧力が０．５Ｔｏｒｒの条
件で、図８に示す縦型ＬＰＣＶＤ炉によりウェ−ハ１１
上にリンをド−プしたＳｉＯ2 膜を成膜すると、このＳ
ｉＯ2 膜は図９に示すような膜厚分布となる。すなわ
ち、ウェ−ハの周辺部において、前記ＳｉＯ2 膜の厚さ
が厚く形成される。
応炉２内の温度が６００℃、圧力が０．５Ｔｏｒｒの条
件で、図８に示す縦型ＬＰＣＶＤ炉によりウェ−ハ１１
上にリンをド−プしたＳｉＯ2 膜を成膜すると、このＳ
ｉＯ2 膜は図９に示すような膜厚分布となる。すなわ
ち、ウェ−ハの周辺部において、前記ＳｉＯ2 膜の厚さ
が厚く形成される。
【０００９】また、材料ガスがＳｉＨ4 、ＰＨ3 、反応
炉２内の温度が６００℃、圧力が０．５Ｔｏｒｒの条件
で、前記縦型ＬＰＣＶＤ炉によりウェ−ハ１１上にリン
をド−プした多結晶シリコン膜を成膜すると、この多結
晶シリコン膜は図１０に示すような膜厚分布となる。す
なわち、前記ＳｉＯ2 膜と同様に、ウェ−ハの周辺部に
おいて、前記多結晶シリコン膜の厚さが厚く形成され
る。
炉２内の温度が６００℃、圧力が０．５Ｔｏｒｒの条件
で、前記縦型ＬＰＣＶＤ炉によりウェ−ハ１１上にリン
をド−プした多結晶シリコン膜を成膜すると、この多結
晶シリコン膜は図１０に示すような膜厚分布となる。す
なわち、前記ＳｉＯ2 膜と同様に、ウェ−ハの周辺部に
おいて、前記多結晶シリコン膜の厚さが厚く形成され
る。
【００１０】上述したように、ウェ−ハ上に形成される
薄膜の厚さの均一性が悪いと、例えば膜厚が厚い部分で
配線間が接触しなくなること、加工がうまくできなくな
ること等がある。このため、半導体装置が正常に動作し
なくなることがある。
薄膜の厚さの均一性が悪いと、例えば膜厚が厚い部分で
配線間が接触しなくなること、加工がうまくできなくな
ること等がある。このため、半導体装置が正常に動作し
なくなることがある。
【００１１】図１１は、従来の薄膜の形成装置の要部を
示す断面図である。この薄膜の形成装置は、上記のよう
にウェ−ハ上に形成された薄膜の厚さが不均一になるこ
とを防止するため、即ち前記薄膜の厚さの均一性を良く
するため、図８に示す従来の縦型ＬＰＣＶＤ炉にリング
状じゃま板１５を取り付けたものである。
示す断面図である。この薄膜の形成装置は、上記のよう
にウェ−ハ上に形成された薄膜の厚さが不均一になるこ
とを防止するため、即ち前記薄膜の厚さの均一性を良く
するため、図８に示す従来の縦型ＬＰＣＶＤ炉にリング
状じゃま板１５を取り付けたものである。
【００１２】すなわち、前記ボ−ト１２に収納されたウ
ェ−ハ１１の端部の相互間にリング状じゃま板１５が挿
入されている。したがって、このリング状じゃま板１５
によって前記ウェ−ハ１１の相互間に前記材料ガスが流
れるのを遮ることにより、ウェ−ハ１１の表面上に厚さ
が均一な薄膜を形成することができる。
ェ−ハ１１の端部の相互間にリング状じゃま板１５が挿
入されている。したがって、このリング状じゃま板１５
によって前記ウェ−ハ１１の相互間に前記材料ガスが流
れるのを遮ることにより、ウェ−ハ１１の表面上に厚さ
が均一な薄膜を形成することができる。
【００１３】図１２は、他の従来の薄膜の形成装置の要
部を示す断面図である。この薄膜の形成装置は、上記の
ようにウェ−ハ上に形成された薄膜の厚さが不均一にな
ることを防止するため、図８に示す従来の縦型ＬＰＣＶ
Ｄ炉にディスク状じゃま板１６を取り付けたものであ
る。
部を示す断面図である。この薄膜の形成装置は、上記の
ようにウェ−ハ上に形成された薄膜の厚さが不均一にな
ることを防止するため、図８に示す従来の縦型ＬＰＣＶ
Ｄ炉にディスク状じゃま板１６を取り付けたものであ
る。
【００１４】すなわち、前記ボ−ト１２にウェ−ハ１１
より大きなディスク状じゃま板１６が取り付けられてお
り、このディスク状じゃま板１６の上にウェ−ハ１１が
載置される。したがって、前記ディスク状じゃま板１６
の周辺部分に厚い膜が形成されることにより、ウェ−ハ
１１の表面上に厚さが均一な薄膜を形成することができ
る。
より大きなディスク状じゃま板１６が取り付けられてお
り、このディスク状じゃま板１６の上にウェ−ハ１１が
載置される。したがって、前記ディスク状じゃま板１６
の周辺部分に厚い膜が形成されることにより、ウェ−ハ
１１の表面上に厚さが均一な薄膜を形成することができ
る。
【００１５】しかしながら、上記の従来の薄膜の形成装
置では、ウェ−ハ１１の表面上に厚さが均一な薄膜を形
成することはできるが、前記じゃま板１５、１６により
薄膜の形成装置に入れられるウェ−ハ１１の枚数が減る
ことによる製造コストの増加および薄膜の形成装置の構
造が複雑となることによる装置コストの増加とともに装
置の保守の困難化等の問題が生じる。
置では、ウェ−ハ１１の表面上に厚さが均一な薄膜を形
成することはできるが、前記じゃま板１５、１６により
薄膜の形成装置に入れられるウェ−ハ１１の枚数が減る
ことによる製造コストの増加および薄膜の形成装置の構
造が複雑となることによる装置コストの増加とともに装
置の保守の困難化等の問題が生じる。
【００１６】この発明は上記のような事情を考慮してな
されたものであり、その目的は、ウェ−ハの表面上に厚
さが均一な薄膜を形成できる装置であっても、製造コス
ト、装置コストを低減し、装置の保守を容易とした薄膜
の形成方法およびその装置を提供することにある。
されたものであり、その目的は、ウェ−ハの表面上に厚
さが均一な薄膜を形成できる装置であっても、製造コス
ト、装置コストを低減し、装置の保守を容易とした薄膜
の形成方法およびその装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するため、半導体基板に薄膜をＣＶＤ法により形成
する方法であって、前記半導体基板上に形成される薄膜
の厚さを均一にするため、前記薄膜を形成する際に前記
半導体基板上に温度差を設けることを特徴としている。
解決するため、半導体基板に薄膜をＣＶＤ法により形成
する方法であって、前記半導体基板上に形成される薄膜
の厚さを均一にするため、前記薄膜を形成する際に前記
半導体基板上に温度差を設けることを特徴としている。
【００１８】また、半導体基板に薄膜をＣＶＤ法により
形成する装置であって、前記半導体基板を収納する反応
炉と、前記反応炉の外側に設けられ、前記半導体基板上
に均一な膜厚を有する薄膜を形成するために昇温又は降
温することにより前記半導体基板上に温度差を設けるた
めのヒ−タとを具備することを特徴としている。
形成する装置であって、前記半導体基板を収納する反応
炉と、前記反応炉の外側に設けられ、前記半導体基板上
に均一な膜厚を有する薄膜を形成するために昇温又は降
温することにより前記半導体基板上に温度差を設けるた
めのヒ−タとを具備することを特徴としている。
【００１９】また、複数の半導体基板に薄膜をＣＶＤ法
により形成する装置であって、前記半導体基板を所定の
相互間隔に保持する保持手段と、前記半導体基板上に均
一な膜厚を有する薄膜を形成するため、前記半導体基板
上の中央部と周辺部において温度差を設ける手段とを具
備することを特徴としている。
により形成する装置であって、前記半導体基板を所定の
相互間隔に保持する保持手段と、前記半導体基板上に均
一な膜厚を有する薄膜を形成するため、前記半導体基板
上の中央部と周辺部において温度差を設ける手段とを具
備することを特徴としている。
【００２０】また、複数の半導体基板に薄膜をＣＶＤ法
により形成する装置であって、前記半導体基板を所定の
相互間隔に保持する保持治具と、前記保持治具を収納す
る反応炉と、前記反応炉の外側に設けられ、前記半導体
基板上に均一な膜厚を有する薄膜を形成するために昇温
又は降温することにより前記半導体基板上の中央部と周
辺部において温度差を設けるためのヒ−タとを具備する
ことを特徴としている。
により形成する装置であって、前記半導体基板を所定の
相互間隔に保持する保持治具と、前記保持治具を収納す
る反応炉と、前記反応炉の外側に設けられ、前記半導体
基板上に均一な膜厚を有する薄膜を形成するために昇温
又は降温することにより前記半導体基板上の中央部と周
辺部において温度差を設けるためのヒ−タとを具備する
ことを特徴としている。
【００２１】また、複数の半導体基板に薄膜をＣＶＤ法
により形成する装置であって、前記半導体基板を所定の
相互間隔に保持する保持治具と、前記保持治具を収納す
る反応炉と、前記反応炉の外側に設けられ、前記半導体
基板を昇温するヒ−タと、前記ヒ−タと前記反応炉との
間に空気を送り込む送風装置とを具備することを特徴と
している。
により形成する装置であって、前記半導体基板を所定の
相互間隔に保持する保持治具と、前記保持治具を収納す
る反応炉と、前記反応炉の外側に設けられ、前記半導体
基板を昇温するヒ−タと、前記ヒ−タと前記反応炉との
間に空気を送り込む送風装置とを具備することを特徴と
している。
【００２２】
【作用】この発明は、半導体基板上において温度差を設
けること、即ち成膜速度の遅い傾向にある領域の温度を
高くすることにより、前記領域の成膜速度を速くして、
前記半導体基板上における成膜速度をほぼ同一にする。
この結果、前記半導体基板上に均一な膜厚を有する薄膜
を形成することができる。
けること、即ち成膜速度の遅い傾向にある領域の温度を
高くすることにより、前記領域の成膜速度を速くして、
前記半導体基板上における成膜速度をほぼ同一にする。
この結果、前記半導体基板上に均一な膜厚を有する薄膜
を形成することができる。
【００２３】また、保持治具により半導体基板を所定の
相互間隔に保持し、前記保持治具を反応炉に収納し、こ
の反応炉の外側に設けられたヒ−タによって、半導体基
板の周辺部側から昇温または降温することにより、前記
半導体基板上の中央部と周辺部において温度差を設け、
前記半導体基板上に薄膜を形成している。すなわち、成
膜速度の遅い傾向にある領域の温度を高くすることによ
り、前記領域の成膜速度を速くしている。したがって、
前記半導体基板上に均一な膜厚を有する薄膜を形成する
ことができる。
相互間隔に保持し、前記保持治具を反応炉に収納し、こ
の反応炉の外側に設けられたヒ−タによって、半導体基
板の周辺部側から昇温または降温することにより、前記
半導体基板上の中央部と周辺部において温度差を設け、
前記半導体基板上に薄膜を形成している。すなわち、成
膜速度の遅い傾向にある領域の温度を高くすることによ
り、前記領域の成膜速度を速くしている。したがって、
前記半導体基板上に均一な膜厚を有する薄膜を形成する
ことができる。
【００２４】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例によ
り説明する。図１は、この発明の第１の実施例による薄
膜の形成装置、即ち縦型ＬＰＣＶＤ炉を示す断面図であ
る。急加熱可能な円筒形状のヒ−タ２１の内側には反応
炉２２が設けられており、前記ヒ−タ２１の近傍にはこ
のヒ−タ２１を急冷するための送風装置２０が設けられ
ている。この送風装置２０には送風ノズル２０ａが取り
付けられており、この送風ノズル２０ａの先端はヒ−タ
２１と反応炉２２の相互間に位置している。前記反応炉
２２は第１および第２の石英管２３、２４から構成され
ている。
り説明する。図１は、この発明の第１の実施例による薄
膜の形成装置、即ち縦型ＬＰＣＶＤ炉を示す断面図であ
る。急加熱可能な円筒形状のヒ−タ２１の内側には反応
炉２２が設けられており、前記ヒ−タ２１の近傍にはこ
のヒ−タ２１を急冷するための送風装置２０が設けられ
ている。この送風装置２０には送風ノズル２０ａが取り
付けられており、この送風ノズル２０ａの先端はヒ−タ
２１と反応炉２２の相互間に位置している。前記反応炉
２２は第１および第２の石英管２３、２４から構成され
ている。
【００２５】すなわち、前記ヒ−タ２１の内側には第１
の石英管２３が設けられており、この石英管２３の一端
は封止されている。前記石英管２３の他端にはマニホ−
ルド２５の一端が設けられており、このマニホ−ルド２
５の他端は封止部２６により封止されている。前記マニ
ホ−ルド２５の側部には第１、第２のガスノズル２７、
２８および排気口２９が設けられている。前記マニホ−
ルド２５の内側部には前記第２の石英管２４の一端が設
けられており、この石英管２４の他端は第１の石英管２
３の一端近傍に設けられている。即ち、第２の石英管２
４は第１の石英管２３の内側に形成されている。
の石英管２３が設けられており、この石英管２３の一端
は封止されている。前記石英管２３の他端にはマニホ−
ルド２５の一端が設けられており、このマニホ−ルド２
５の他端は封止部２６により封止されている。前記マニ
ホ−ルド２５の側部には第１、第２のガスノズル２７、
２８および排気口２９が設けられている。前記マニホ−
ルド２５の内側部には前記第２の石英管２４の一端が設
けられており、この石英管２４の他端は第１の石英管２
３の一端近傍に設けられている。即ち、第２の石英管２
４は第１の石英管２３の内側に形成されている。
【００２６】前記第１のガスノズル２７の先端は第２の
石英管２４の内側且つ他端近傍に位置している。前記ガ
スノズル２７には複数のガス導入口２７ａが設けられて
おり、これらガス導入口２７ａは第２の石英管２４の中
心軸側に向いて位置している。前記第２のガスノズル２
８の先端は第２の石英管２４の内側且つ一端近傍に位置
している。
石英管２４の内側且つ他端近傍に位置している。前記ガ
スノズル２７には複数のガス導入口２７ａが設けられて
おり、これらガス導入口２７ａは第２の石英管２４の中
心軸側に向いて位置している。前記第２のガスノズル２
８の先端は第２の石英管２４の内側且つ一端近傍に位置
している。
【００２７】前記封止部２６の上には保温筒３０が設け
られており、この保温筒３０は第２の石英管２４の内側
に位置している。前記保温筒３０の上には複数のウェ−
ハ３１を収納するボ−ト３２が設けられている。
られており、この保温筒３０は第２の石英管２４の内側
に位置している。前記保温筒３０の上には複数のウェ−
ハ３１を収納するボ−ト３２が設けられている。
【００２８】上記構成において、ボ−ト３２には複数の
直径が８インチのウェ−ハ３１がピッチを４ｍｍとして
相互に平行に載置され、前記ボ−ト３２は反応炉２２の
内部に収納される。次に、ウェ−ハ３１の温度および材
料ガスの流量は、図２に示すように制御される。
直径が８インチのウェ−ハ３１がピッチを４ｍｍとして
相互に平行に載置され、前記ボ−ト３２は反応炉２２の
内部に収納される。次に、ウェ−ハ３１の温度および材
料ガスの流量は、図２に示すように制御される。
【００２９】すなわち、前記反応炉２２がヒ−タ２１に
よって加熱されることにより、ウェ−ハ３１は温度が６
５０℃まで昇温される。この後、前記ヒ−タ２１と反応
炉２２との間には送風装置２０により送風ノズル２０ａ
から空気が送り込まれ、前記ヒ−タ２１および反応炉２
２は急冷される。これにより、ウェ−ハ３１は１７℃／
分の速度で温度が５５０℃程度まで降温される。この際
において、ウェ−ハ３１の周辺部の温度がウェ−ハ３１
の中央部のそれより３０℃低くなっている間のみに、材
料ガスであるＰＨ3 およびＳｉＨ4 は第１および第２の
ガスノズル２７、２８から反応炉２２内に供給される。
つまり、前記材料ガスは矢印の方向に流され、ウェ−ハ
３１上においてＳｉＨ4 およびＰＨ3 が分解される。こ
のとき、前記ＳｉＨ4 の流量は１００ｓｃｃｍとされ、
前記ＰＨ3 の流量は１ｓｃｃｍとされ、反応炉２２内の
圧力は０．５Ｔｏｒｒとされる。
よって加熱されることにより、ウェ−ハ３１は温度が６
５０℃まで昇温される。この後、前記ヒ−タ２１と反応
炉２２との間には送風装置２０により送風ノズル２０ａ
から空気が送り込まれ、前記ヒ−タ２１および反応炉２
２は急冷される。これにより、ウェ−ハ３１は１７℃／
分の速度で温度が５５０℃程度まで降温される。この際
において、ウェ−ハ３１の周辺部の温度がウェ−ハ３１
の中央部のそれより３０℃低くなっている間のみに、材
料ガスであるＰＨ3 およびＳｉＨ4 は第１および第２の
ガスノズル２７、２８から反応炉２２内に供給される。
つまり、前記材料ガスは矢印の方向に流され、ウェ−ハ
３１上においてＳｉＨ4 およびＰＨ3 が分解される。こ
のとき、前記ＳｉＨ4 の流量は１００ｓｃｃｍとされ、
前記ＰＨ3 の流量は１ｓｃｃｍとされ、反応炉２２内の
圧力は０．５Ｔｏｒｒとされる。
【００３０】次に、前記ウェ−ハ３１の周辺部と中央部
との温度差が３０℃ではなくなると、前記材料ガスの反
応炉２２内への供給は停止される。この後、再びウェ−
ハ３１は１００℃／分の速度で温度が６５０℃まで昇温
される。このように、ウェ−ハ３１の昇降温および前記
材料ガスの反応炉２２内への供給は繰り返される。これ
により、ウェ−ハ３１の表面上にはリンをド−プした図
示せぬ多結晶シリコン膜が形成される。
との温度差が３０℃ではなくなると、前記材料ガスの反
応炉２２内への供給は停止される。この後、再びウェ−
ハ３１は１００℃／分の速度で温度が６５０℃まで昇温
される。このように、ウェ−ハ３１の昇降温および前記
材料ガスの反応炉２２内への供給は繰り返される。これ
により、ウェ−ハ３１の表面上にはリンをド−プした図
示せぬ多結晶シリコン膜が形成される。
【００３１】図３は、前記ウェ−ハ３１上において上記
の方法により形成された多結晶シリコン膜の厚さを示す
ものである。この図から、前記多結晶シリコン膜の厚さ
は均一となっていることがわかる。即ち、ウェ−ハ３１
の周辺部とウェ−ハ３１の中央部との間における膜厚差
はないことがわかる。
の方法により形成された多結晶シリコン膜の厚さを示す
ものである。この図から、前記多結晶シリコン膜の厚さ
は均一となっていることがわかる。即ち、ウェ−ハ３１
の周辺部とウェ−ハ３１の中央部との間における膜厚差
はないことがわかる。
【００３２】図４は、図１に示す縦型ＬＰＣＶＤ炉にお
けるヒ−タの昇降温速度と、ウェ−ハにおける中央部と
周辺部との温度差との関係を示すものである。ヒ−タ２
１の昇温時はウェ−ハ３１の周辺部の温度が中央部のそ
れより高くなり、前記ヒ−タ２１の降温時はウェ−ハ３
１の周辺部の温度が中央部のそれより低くなる。
けるヒ−タの昇降温速度と、ウェ−ハにおける中央部と
周辺部との温度差との関係を示すものである。ヒ−タ２
１の昇温時はウェ−ハ３１の周辺部の温度が中央部のそ
れより高くなり、前記ヒ−タ２１の降温時はウェ−ハ３
１の周辺部の温度が中央部のそれより低くなる。
【００３３】図５は、図１に示す縦型ＬＰＣＶＤ炉を用
いて、上記第１の実施例の条件によりウェ−ハ上に多結
晶シリコン膜を成膜した際の成膜速度の特性を示すもの
である。
いて、上記第１の実施例の条件によりウェ−ハ上に多結
晶シリコン膜を成膜した際の成膜速度の特性を示すもの
である。
【００３４】上記第１の実施例によれば、ウェ−ハ３１
を温度が６５０℃まで昇温した後、前記ウェ−ハ３１を
１７℃／分の速度で温度が５５０℃程度まで降温する。
この際のウェ−ハ３１の周辺部の温度は、図４に示すよ
うに、ウェ−ハ３１の中央部の温度より３０℃低くな
る。この３０℃低くなっている間のみに、材料ガスを反
応炉２２内に供給している。この結果、図５に示すよう
に、ウェ−ハ３１の温度が低い方が成膜速度は遅いた
め、ウェ−ハ３１の周辺部において成膜速度を抑えるこ
とができる。つまり、従来の薄膜の形成方法において説
明したようにウェ−ハ３１の周辺部の方が中央部より成
膜速度が速い傾向にあるため、ウェ−ハ３１の周辺部の
温度を中央部より低くすることにより周辺部と中央部と
の成膜速度を同程度にすることができる。したがって、
前記ウェ−ハ３１上に均一な膜厚を有する多結晶シリコ
ン膜を形成することができる。即ち、図３に示すよう
に、ウェ−ハ３１の周辺部と中央部との間における多結
晶シリコン膜の膜厚差をなくすことができ、膜厚の均一
性を大幅に向上させることができる。
を温度が６５０℃まで昇温した後、前記ウェ−ハ３１を
１７℃／分の速度で温度が５５０℃程度まで降温する。
この際のウェ−ハ３１の周辺部の温度は、図４に示すよ
うに、ウェ−ハ３１の中央部の温度より３０℃低くな
る。この３０℃低くなっている間のみに、材料ガスを反
応炉２２内に供給している。この結果、図５に示すよう
に、ウェ−ハ３１の温度が低い方が成膜速度は遅いた
め、ウェ−ハ３１の周辺部において成膜速度を抑えるこ
とができる。つまり、従来の薄膜の形成方法において説
明したようにウェ−ハ３１の周辺部の方が中央部より成
膜速度が速い傾向にあるため、ウェ−ハ３１の周辺部の
温度を中央部より低くすることにより周辺部と中央部と
の成膜速度を同程度にすることができる。したがって、
前記ウェ−ハ３１上に均一な膜厚を有する多結晶シリコ
ン膜を形成することができる。即ち、図３に示すよう
に、ウェ−ハ３１の周辺部と中央部との間における多結
晶シリコン膜の膜厚差をなくすことができ、膜厚の均一
性を大幅に向上させることができる。
【００３５】また、従来の薄膜の形成方法のようなじゃ
ま板等を設置することによる複雑な装置構造をとること
なく、膜厚の均一性の向上を達成することができる。し
たがって、前記じゃま板等により薄膜の形成装置に入れ
られるウェ−ハの枚数が減ることがないため、製造コス
トの増加を防止できるとともに、じゃま板等を設置する
必要がないため、装置コストを低減することができ、装
置の保守を容易に行うことができる。
ま板等を設置することによる複雑な装置構造をとること
なく、膜厚の均一性の向上を達成することができる。し
たがって、前記じゃま板等により薄膜の形成装置に入れ
られるウェ−ハの枚数が減ることがないため、製造コス
トの増加を防止できるとともに、じゃま板等を設置する
必要がないため、装置コストを低減することができ、装
置の保守を容易に行うことができる。
【００３６】尚、上記第１の実施例では、材料ガスとし
てＰＨ3 およびＳｉＨ4 を用いて、ウェ−ハ３１上に多
結晶シリコン膜を形成しているが、他の材料ガスを用い
て、ウェ−ハ上に他の膜を形成することも可能である。
てＰＨ3 およびＳｉＨ4 を用いて、ウェ−ハ３１上に多
結晶シリコン膜を形成しているが、他の材料ガスを用い
て、ウェ−ハ上に他の膜を形成することも可能である。
【００３７】また、ウェ−ハ３１を降温する際に前記ウ
ェ−ハ３１の中央部と周辺部とにおいて温度差を設ける
ことにより、ウェ−ハ３１上に形成された薄膜の厚さが
均一になるようにしているが、ウェ−ハを昇温する際に
前記ウェ−ハの中央部と周辺部とにおいて温度差を設け
ることにより、ウェ−ハ上に形成された薄膜の厚さが均
一になるようにすることも可能である。
ェ−ハ３１の中央部と周辺部とにおいて温度差を設ける
ことにより、ウェ−ハ３１上に形成された薄膜の厚さが
均一になるようにしているが、ウェ−ハを昇温する際に
前記ウェ−ハの中央部と周辺部とにおいて温度差を設け
ることにより、ウェ−ハ上に形成された薄膜の厚さが均
一になるようにすることも可能である。
【００３８】図１は、この発明の第２の実施例による薄
膜の形成装置、即ち縦型ＬＰＣＶＤ炉を示す断面図であ
り、第１の実施例と異なる部分についてのみ説明する。
ウェ−ハ３１が載置されたボ−ト３２は反応炉２２の内
部に入れられる。次に、図２に示すように、ウェ−ハ３
１の温度および材料ガスの流量は制御される。
膜の形成装置、即ち縦型ＬＰＣＶＤ炉を示す断面図であ
り、第１の実施例と異なる部分についてのみ説明する。
ウェ−ハ３１が載置されたボ−ト３２は反応炉２２の内
部に入れられる。次に、図２に示すように、ウェ−ハ３
１の温度および材料ガスの流量は制御される。
【００３９】すなわち、ウェ−ハ３１の周辺部の温度が
ウェ−ハ３１の中央部のそれより３０℃低くなっている
間のみに、材料ガスである１０％Ｈｅベ−スのＰＨ3 は
第１のガスノズル２７から反応炉２２内に供給され、Ｔ
ＥＯＳは第２のガスノズル２８から反応炉２２内に供給
される。この際、前記ＴＥＯＳの流量は１００ｓｃｃｍ
とされ、前記ＰＨ3 の流量は１００ｓｃｃｍとされる。
これにより、ウェ−ハ３１の表面上には図示せぬＳｉＯ
2 膜が形成される。
ウェ−ハ３１の中央部のそれより３０℃低くなっている
間のみに、材料ガスである１０％Ｈｅベ−スのＰＨ3 は
第１のガスノズル２７から反応炉２２内に供給され、Ｔ
ＥＯＳは第２のガスノズル２８から反応炉２２内に供給
される。この際、前記ＴＥＯＳの流量は１００ｓｃｃｍ
とされ、前記ＰＨ3 の流量は１００ｓｃｃｍとされる。
これにより、ウェ−ハ３１の表面上には図示せぬＳｉＯ
2 膜が形成される。
【００４０】図６は、前記ウェ−ハ３１上において上記
の方法により形成されたＳｉＯ2 膜の膜厚分布を示すも
のである。この図から、前記ＳｉＯ2 膜の厚さは均一と
なっていることがわかる。
の方法により形成されたＳｉＯ2 膜の膜厚分布を示すも
のである。この図から、前記ＳｉＯ2 膜の厚さは均一と
なっていることがわかる。
【００４１】図７は、図１に示す縦型ＬＰＣＶＤ炉を用
いて、上記第２の実施例の条件によりウェ−ハ上にＳｉ
Ｏ2 膜を成膜した際の成膜速度の特性を示すものであ
る。上記第２の実施例においても第１の実施例と同様の
効果を得ることができる。
いて、上記第２の実施例の条件によりウェ−ハ上にＳｉ
Ｏ2 膜を成膜した際の成膜速度の特性を示すものであ
る。上記第２の実施例においても第１の実施例と同様の
効果を得ることができる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
半導体基板上に温度差を設けることにより、前記半導体
基板上に均一な膜厚を有する薄膜を形成している。した
がって、ウェ−ハの表面上に厚さが均一な薄膜を形成で
きる装置であっても、製造コスト、装置コストを低減す
ることができ、装置の保守を容易にすることができる。
半導体基板上に温度差を設けることにより、前記半導体
基板上に均一な膜厚を有する薄膜を形成している。した
がって、ウェ−ハの表面上に厚さが均一な薄膜を形成で
きる装置であっても、製造コスト、装置コストを低減す
ることができ、装置の保守を容易にすることができる。
【図１】この発明の第１、第２の実施例による薄膜の形
成装置、即ち縦型ＬＰＣＶＤ炉を示す断面図。
成装置、即ち縦型ＬＰＣＶＤ炉を示す断面図。
【図２】この発明の図１に示す縦型ＬＰＣＶＤ炉におい
て、ウェ−ハの中央部の温度、ウェ−ハの周辺部の温度
および供給される材料ガスの流量それぞれと時間との関
係を示す図。
て、ウェ−ハの中央部の温度、ウェ−ハの周辺部の温度
および供給される材料ガスの流量それぞれと時間との関
係を示す図。
【図３】この発明の第１の実施例において、ウェ−ハ上
における周辺部乃至中央部に形成された多結晶シリコン
膜の膜厚を示す図。
における周辺部乃至中央部に形成された多結晶シリコン
膜の膜厚を示す図。
【図４】この発明の図１に示す縦型ＬＰＣＶＤ炉により
ウェ−ハを昇降温させた際の昇降温速度と、前記ウェ−
ハにおける中央部と周辺部との温度差との関係を示す
図。
ウェ−ハを昇降温させた際の昇降温速度と、前記ウェ−
ハにおける中央部と周辺部との温度差との関係を示す
図。
【図５】この発明の図１に示す縦型ＬＰＣＶＤ炉を用い
て、第１の実施例の条件によりウェ−ハ上に多結晶シリ
コン膜を成膜した際の成膜速度の特性を示す図。
て、第１の実施例の条件によりウェ−ハ上に多結晶シリ
コン膜を成膜した際の成膜速度の特性を示す図。
【図６】この発明の第２の実施例において、ウェ−ハ上
における周辺部乃至中央部に形成された多結晶シリコン
膜の膜厚を示す図。
における周辺部乃至中央部に形成された多結晶シリコン
膜の膜厚を示す図。
【図７】この発明の図１に示す縦型ＬＰＣＶＤ炉を用い
て、第２の実施例の条件によりウェ−ハ上にＳｉＯ2 膜
を成膜した際の成膜速度の特性を示す図。
て、第２の実施例の条件によりウェ−ハ上にＳｉＯ2 膜
を成膜した際の成膜速度の特性を示す図。
【図８】従来の薄膜の形成方法を用いた縦型ＬＰＣＶＤ
炉を示す断面図。
炉を示す断面図。
【図９】図８に示す縦型ＬＰＣＶＤ炉により、ウェ−ハ
上における周辺部乃至中央部に成膜されたＳｉＯ2 膜の
膜厚を示す図。
上における周辺部乃至中央部に成膜されたＳｉＯ2 膜の
膜厚を示す図。
【図１０】図８に示す縦型ＬＰＣＶＤ炉により、ウェ−
ハ上における周辺部乃至中央部に成膜された多結晶シリ
コン膜の厚さを示す図。
ハ上における周辺部乃至中央部に成膜された多結晶シリ
コン膜の厚さを示す図。
【図１１】従来の薄膜の形成装置の要部を示す断面図。
【図１２】他の従来の薄膜の形成装置の要部を示す断面
図。
図。
20…送風装置、20a …送風ノズル、21…ヒ−タ、22…反
応炉、23…第１の石英管、24…第２の石英管、25…マニ
ホ−ルド、26…封止部、27…第１のガスノズル、27a …
ガス導入口、28…第２のガスノズル、29…排気口、30…
保温筒、31…ウェ−ハ、32…ボ−ト
応炉、23…第１の石英管、24…第２の石英管、25…マニ
ホ−ルド、26…封止部、27…第１のガスノズル、27a …
ガス導入口、28…第２のガスノズル、29…排気口、30…
保温筒、31…ウェ−ハ、32…ボ−ト
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体基板に薄膜をＣＶＤ法により形成
する方法であって、前記半導体基板上に形成される薄膜
の厚さを均一にするため、前記薄膜を形成する際に前記
半導体基板上に温度差を設けることを特徴とする薄膜の
形成方法。 - 【請求項２】 半導体基板に薄膜をＣＶＤ法により形成
する装置であって、前記半導体基板を収納する反応炉
と、 前記反応炉の外側に設けられ、前記半導体基板上に均一
な膜厚を有する薄膜を形成するために昇温又は降温する
ことにより前記半導体基板上に温度差を設けるためのヒ
−タと、 を具備することを特徴とする薄膜の形成装置。 - 【請求項３】 複数の半導体基板に薄膜をＣＶＤ法によ
り形成する装置であって、前記半導体基板を所定の相互
間隔に保持する保持手段と、 前記半導体基板上に均一な膜厚を有する薄膜を形成する
ため、前記半導体基板上の中央部と周辺部において温度
差を設ける手段と、 を具備することを特徴とする薄膜の形成装置。 - 【請求項４】 複数の半導体基板に薄膜をＣＶＤ法によ
り形成する装置であって、前記半導体基板を所定の相互
間隔に保持する保持治具と、 前記保持治具を収納する反応炉と、 前記反応炉の外側に設けられ、前記半導体基板上に均一
な膜厚を有する薄膜を形成するために昇温又は降温する
ことにより前記半導体基板上の中央部と周辺部において
温度差を設けるためのヒ−タと、 を具備することを特徴とする薄膜の形成装置。 - 【請求項５】 複数の半導体基板に薄膜をＣＶＤ法によ
り形成する装置であって、前記半導体基板を所定の相互
間隔に保持する保持治具と、 前記保持治具を収納する反応炉と、 前記反応炉の外側に設けられ、前記半導体基板を昇温す
るヒ−タと、 前記ヒ−タと前記反応炉との間に空気を送り込む送風装
置と、 を具備することを特徴とする薄膜の形成装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10789993A JP3184000B2 (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | 薄膜の形成方法およびその装置 |
| US08/238,900 US5561087A (en) | 1993-05-10 | 1994-05-06 | Method of forming a uniform thin film by cooling wafers during CVD |
| CN94106963A CN1035704C (zh) | 1993-05-10 | 1994-05-10 | 薄膜的形成方法及其装置 |
| US08/467,525 US5702531A (en) | 1993-05-10 | 1995-06-06 | Apparatus for forming a thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10789993A JP3184000B2 (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | 薄膜の形成方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06318551A true JPH06318551A (ja) | 1994-11-15 |
| JP3184000B2 JP3184000B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=14470896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10789993A Expired - Fee Related JP3184000B2 (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | 薄膜の形成方法およびその装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5561087A (ja) |
| JP (1) | JP3184000B2 (ja) |
| CN (1) | CN1035704C (ja) |
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| JP4514915B2 (ja) * | 2000-07-25 | 2010-07-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理装置、基板の熱処理方法、および処理レシピを記録した媒体 |
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| JP2017079289A (ja) * | 2015-10-21 | 2017-04-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 縦型熱処理装置 |
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| JP3119641B2 (ja) * | 1999-01-19 | 2000-12-25 | 九州日本電気株式会社 | 縦型熱処理装置 |
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