JPH0729830A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜が成膜される基板７の外形サイズや成膜
する薄膜の厚さ及び成膜する薄膜の種類に応じた成膜室
２Ｂ内での反応ガス１０Ａの気流の最適化が図れる成膜
装置を提供する。 【構成】 ガス供給室２Ａから成膜室２Ｂに反応ガス１
０Ａを供給するガス吹き出し孔３Ａが複数個分布され、
このガス吹き出し孔３Ａの分布状態で前記成膜室２Ｂ内
の反応ガス１０Ａの気流を制御するガス気流制御部材３
を備えた成膜装置において、前記ガス気流制御部材３に
分布された複数個のガス吹き出し孔３Ａのうち、任意の
ガス吹き出し孔３Ａを遮蔽するガス吹き出し孔遮蔽部材
４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成膜装置に関し、特
に、ガス供給室から成膜室に反応ガスを供給するガス吹
き出し孔が複数個分布され、このガス吹き出し孔の分布
状態で前記成膜室内の反応ガスの気流を制御するガス気
流制御部材を備えた成膜装置に適用して有効な技術に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造技術に使用される成膜装置と
して、例えば気相化学成長法を利用したＣＶＤ(Ｃhemic
al Ｖapor Ｄeposition)装置がある。この種のＣＶＤ装
置は、例えば半導体基板(半導体ウエーハ)の主面上に反
応ガスの化学反応で酸化珪素膜、窒化珪素膜等の絶縁膜
やタングステン膜、チタン膜等の高融点金属膜及び多結
晶珪素膜などの薄膜を成膜(堆積)できる。

【０００３】前記ＣＶＤ装置は、薄膜を成膜する成膜系
にガス供給系が連結される。成膜系は成膜チャンバを主
体に構成され、成膜チャンバ内にはガス気流制御部材で
仕切られたガス供給室及び成膜室が構成される。ガス供
給室には、ガス供給管を介してガス供給系が連結され、
このガス供給系からガス供給管を通して反応ガスが供給
される。成膜室内には例えば半導体基板が配置され、こ
の半導体基板の主面上には薄膜が形成される。

【０００４】前記ガス気流制御部材は、ガス供給室に供
給された反応ガスを成膜室に供給するガス吹き出し孔が
複数個分布され、このガス吹き出し孔の分布状態で成膜
室に供給する反応ガスの気流を制御する。つまり、ガス
気流制御部材は、複数個のガス吹き出し孔で反応ガスを
分散し、このガス吹き出し孔の分布状態で成膜室内の反
応ガスの気流を制御して、半導体基板上に成膜される薄
膜の厚さを均一化している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前述のＣ
ＶＤ装置について以下の問題点を見出した。

【０００６】前記ＣＶＤ装置は、基板の主面上に均一な
膜厚の薄膜を成膜するにあたって、薄膜が成膜される基
板の外形サイズや成膜する薄膜の厚さ及び成膜する薄膜
の種類に応じて成膜室内の反応ガスの気流を制御する必
要がある。しかしながら、成膜室内の反応ガスを制御す
るガス気流制御部材のガス吹き出し孔の分布状態は一定
であるため、反応ガスの気流を前述の条件に応じて制御
できない。つまり、ガス吹き出し孔の分布状態が異なる
他のガス気流制御部材に交換しないがぎり、同一の装置
で前述の条件に応じた反応ガスの気流の最適化を図るこ
とができない。

【０００７】本発明の目的は、薄膜が成膜される基板の
外形サイズや成膜する薄膜の厚さ及び成膜する薄膜の種
類に応じた成膜室内の反応ガス気流の最適化が図れる成
膜装置を提供することにある。

【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。

【０００９】

【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、
下記のとおりである。

【００１０】ガス供給室から成膜室に反応ガスを供給す
るガス吹き出し孔が複数個分布され、このガス吹き出し
孔の分布状態で前記成膜室内の反応ガスの気流を制御す
るガス気流制御部材を備えた成膜装置において、前記ガ
ス気流制御部材に分布された複数個のガス吹き出し孔の
うち、任意のガス吹き出し孔を遮蔽するガス吹き出し孔
遮蔽部材を設ける。

【００１１】

【作用】上述した手段によれば、ガス気流制御部材に分
布されたガス吹き出し孔の分布状態を任意に可変できる
ので、成膜室内の反応ガスの気流を任意に変化させるこ
とができる。この結果、薄膜が形成される基板の外形サ
イズや成膜される薄膜の膜厚及び成膜する薄膜の種類に
応じた成膜室内の反応ガス気流の最適化を図ることがで
きる。

【００１２】以下、本発明の構成について、ＣＶＤ装置
に本発明を適用した一実施例とともに説明する。なお、
実施例を説明するための全図において、同一機能を有す
るものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略す
る。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例であるＣＶＤ装置の概略構
成を図１(概略構成図)に示す。

【００１４】図１に示すように、ＣＶＤ装置は、薄膜を
成膜する成膜系１にガス供給系１０が連結される。この
ＣＶＤ装置は、気相化学成長法を利用した反応ガス１０
Ａの化学反応で基板８の主面上に酸化珪素膜、窒化珪素
膜等の絶縁膜やタングステン膜、チタン膜等の高融点金
属膜及び多結晶珪素膜などの薄膜を成膜できる。

【００１５】前記成膜系１は、例えばステンレスで形成
された成膜チャンバ２を主体にして構成される。この成
膜チャンバ２内には、ガス気流制御部材３で仕切られた
ガス供給室２Ａ及び成膜室２Ｂが構成される。ガス供給
室２Ａには、ガス供給管９を介してガス供給系１０が連
結され、このガス供給系１０からガス供給管９を通して
反応ガス１０Ａが供給される。成膜室２Ｂ内には、例え
ば単結晶珪素基板からなる基板(半導体ウエーハ)８が配
置される。この基板８は成膜室２Ｂ内に配置された支持
台７上に載置される。

【００１６】前記ガス気流制御部材３は、図１及び図２
(ガス気流制御部材の平面図)に示すように、ガス供給室
２Ａから成膜室２Ｂに反応ガス１０Ａを供給するガス吹
き出し孔３Ａが複数個分布され、このガス吹き出し孔３
Ａの分布状態で成膜室２Ｂに供給する反応ガス１０Ａの
気流を制御する。つまり、ガス気流制御部材３は、複数
個のガス吹き出し孔３Ａで反応ガス１０Ａを分散し、こ
のガス吹き出し孔３Ａの分布状態で成膜室２Ｂ内の反応
ガス１０Ａの気流を制御して、基板８の主面上に成膜さ
れる薄膜の厚さを均一化している。ガス気流制御部材３
は、例えば平面が円形状に形成され、反応ガス１０Ａに
対して耐性を有する金属材料で形成される。

【００１７】前記成膜チャンバ２のガス供給室２Ａ内に
おいて、図１に示すように、ガス気流制御部材３上に
は、このガス気流制御部材３に分布された複数個のガス
吹き出し孔３Ａのうち、任意のガス吹き出し孔３Ａを遮
蔽するガス吹き出し孔遮蔽部材４が設けられる。このガ
ス吹き出し孔遮蔽部材４は、図１及び図３（ガス吹き出
し孔の平面図）に示すように、例えば平面が円形状で形
成され、遮蔽部材４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの夫々で構成
される。遮蔽部材４Ａは例えば平面が円形状で形成さ
れ、遮蔽部材４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの夫々は例えば平面がド
ーナツ形状で形成される。遮蔽部材４Ａは、遮蔽部材４
Ｂの内側に配置され、ガス気流制御部材３の中央領域に
分布されたガス吹き出し孔３Ａを遮蔽する。遮蔽部材４
Ｂは、遮蔽部材４Ｃの内側に配置され、遮蔽部材４Ａで
遮蔽されるガス吹き出し孔３Ａの外周囲領域に分布され
たガス吹き出し孔３Ａを遮蔽する。遮蔽部材４Ｃは、遮
蔽部材４Ｄの内側に配置され、遮蔽部材４Ｂで遮蔽され
るガス吹き出し孔３Ａの外周囲領域に分布されたガス吹
き出し孔３Ａを遮蔽する。遮蔽部材４Ｄは、遮蔽部材４
Ｃの外側に配置され、遮蔽部材４Ｃで遮蔽されるガス吹
き出し孔３Ａの外周囲領域に分布されたガス吹き出し孔
３Ａを遮蔽する。

【００１８】前記遮蔽部材４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの夫
々は、支持部材６を介在して駆動装置５に夫々毎に支持
される。駆動装置５は成膜チャンバ２に支持される。遮
蔽部材４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの夫々は、ガス気流制御
部材３上において、駆動装置５の駆動力で下降又は上昇
し、対向する夫々のガス吹き出し孔３Ａを遮蔽又は解放
する。このように構成されるガス吹き出し孔遮蔽部材４
は、ガス気流制御部材３と同様に、反応ガス１０Ａに対
して耐性を有する金属材料で形成される。

【００１９】前記ガス吹き出し孔遮蔽部材４は、図４
(要部構成図)に示すように、遮蔽部材４Ａでガス気流制
御部材３の中央領域に分布されたガス吹き出し孔３Ａを
遮蔽でき、図５(要部構成図)に示すように、遮蔽部材４
Ａ及び４Ｂでガス気流制御部材３の中央領域及びこの中
央領域の外周囲領域に分布されたガス吹き出し孔３Ａを
遮蔽でき、図６(要部断面図)に示すように、遮蔽部材４
Ｄでガス気流制御部材３の最外周領域に分布されたガス
吹き出し孔３Ａを遮蔽でき、図７(要部断面図)に示すよ
うに、ガス気流制御部材３の中央領域及び最外周囲領域
に分布されたガス吹き出し孔３Ａを遮蔽できる。つま
り、ガス吹き出し孔遮蔽部材４は、ガス気流制御部材３
に分布されたガス吹き出し孔３Ａの分布状態を任意に可
変でき、成膜室２Ｂ内に供給される反応ガス１０Ａの気
流を任意に変化させることができる。この結果、ＣＶＤ
装置は、外形サイズの異なる基板８の主面上に薄膜を成
膜する場合において、基板８の外形サイズに応じた成膜
室２Ｂ内の反応ガス１０Ａの気流の最適化を図ることが
できる。また、ＣＶＤ装置は、膜厚の異なる薄膜を成膜
する場合において、成膜する薄膜の厚さに応じた成膜室
２Ｂ内の反応ガス１０Ａの気流の最適化を図ることがで
きる。また、ＣＶＤ装置は、種類の異なる薄膜を成膜す
る場合において、成膜する薄膜の種類に応じた成膜室２
Ｂ内の反応ガス１０Ａの気流の最適化を図ることができ
る。

【００２０】なお、前記ガス吹き出し孔遮蔽部材４は、
成膜室２Ｂ側に配置してもよい。

【００２１】また、前記ガス吹き出し孔遮蔽部材４は、
４つの遮蔽部材４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの夫々で構成さ
れているが、更に細かく分割した構造で構成してもよ
い。

【００２２】また、前記ガス吹き出し孔遮蔽部材４は、
平面が円形状に形成されているが、ガス気流制御部材３
に分布された複数個のガス吹き出し孔３Ａを任意に遮蔽
できる形状であればどんな形状で形成してもよい。

【００２３】また、前記ガス吹き出し孔遮蔽部材４は、
駆動装置５の駆動力で下降又は上昇し、ガス吹き出し孔
３Ａを遮蔽又は解放する構造になっているが、図８（ガ
ス吹き出し孔遮蔽部材の平面図）に示すように、ガス吹
き出し孔遮蔽部材４を複数個の遮蔽部材４Ｅで構成し、
この遮蔽部材４Ｅの夫々をガス気流制御部材３上で摺動
させることにより、ガス吹き出し孔３Ａの分布状態を変
化させる構造にしてもよい。

【００２４】このように、ガス供給室２Ａから成膜室５
Ｂに反応ガス１０Ａを供給するガス吹き出し孔３Ａが複
数個分布され、このガス吹き出し孔３Ａの分布状態で前
記成膜室２Ｂ内の反応ガス１０Ａの気流を制御するガス
気流制御部材３を備えたＣＶＤ装置において、前記ガス
気流制御部材３に分布された複数個のガス吹き出し孔３
Ａのうち、任意のガス吹き出し孔３Ａを遮蔽するガス吹
き出し孔遮蔽部材４を設ける。この構成により、ガス気
流制御部材３に分布されたガス吹き出し孔３Ａの分布状
態を任意に可変できるので、成膜室２Ｂ内の反応ガス１
０Ａの気流を任意に変化させることができる。この結
果、薄膜が形成される基板８の外形サイズや成膜する薄
膜の膜厚及び成膜する薄膜の種類に応じた成膜室２Ｂ内
の反応ガス１０Ａの気流の最適化を図ることができる。

【００２５】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記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はなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。

【００２６】例えば、本発明は、熱ＣＶＤ装置、常圧Ｃ
ＶＤ装置、減圧ＣＶＤ装置、低圧ＣＶＤ装置、プラズマ
ＣＶＤ装置、光ＣＶＤ装置等に適用できる。

【００２７】また、本発明は、有機金属化合物の熱分解
反応を利用して化合物半導体膜を成膜するＭＯＣＶＤ
(Ｍetal Ｏrganic ＣＶＤ)装置に適用できる。

【００２８】また、本発明は、基板の結晶性を受け継い
で単結晶層を成長させるエピタキシャル成長装置に適用
できる。

【００２９】

【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
記のとおりである。

【００３０】薄膜が成膜される基板の外形サイズや成膜
する薄膜の厚さ及び成膜する薄膜の種類に応じた成膜室
内の反応ガス気流の最適化が図れる成膜装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるＣＶＤ装置の概略構成
を示す概略構成図。

【図２】前記ＣＶＤ装置に塔載されるガス気流制御部材
の平面図。

【図３】前記ＣＶＤ装置に塔載されるガス吹き出し孔遮
蔽部材の平面図。

【図４】前記ＣＶＤ装置の動作を説明するための要部構
成図。

【図５】前記ＣＶＤ装置の動作を説明するための要部構
成図。

【図６】前記ＣＶＤ装置の動作を説明するための要部構
成図。

【図７】前記ＣＶＤ装置の動作を説明するための要部構
成図。

【図８】本発明の変形例を示すガス吹き出し孔遮蔽部材
の平面図。

【符号の説明】

１…成膜系、２…成膜チャンバ、２Ａ…ガス供給室、２
Ｂ…成膜室、３…ガス気流遮蔽部材、３Ａ…ガス吐出
孔、４…ガス吐出孔遮蔽部材、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ
…遮蔽部材、５…駆動装置、６…支持部材、７…支持
台、８…半導体基板、９…ガス供給管、１０…ガス供給
系、１０Ａ…反応ガス。

フロントページの続き (72)発明者 安部 寿彦 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス供給室から成膜室に反応ガスを供給
   するガス吹き出し孔が複数個分布され、このガス吹き出
   し孔の分布状態で前記成膜室内の反応ガスの気流を制御
   するガス気流制御部材を備えた成膜装置において、前記
   ガス気流制御部材に分布された複数個のガス吹き出し孔
   のうち、任意のガス吹き出し孔を遮蔽するガス吹き出し
   孔遮蔽部材を設けたことを特徴とする成膜装置。