JPH07321057A - 半導体装置用成膜装置 - Google Patents
半導体装置用成膜装置Info
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- JPH07321057A JPH07321057A JP13362694A JP13362694A JPH07321057A JP H07321057 A JPH07321057 A JP H07321057A JP 13362694 A JP13362694 A JP 13362694A JP 13362694 A JP13362694 A JP 13362694A JP H07321057 A JPH07321057 A JP H07321057A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガスコストを減少でき、排ガス処理負担及び
メンテナンス作用負担の軽減できると共に不要な気層反
応による膜質劣化の防止、ガス濃度の均一性確保が可能
であり、更に膜堆積速度の増加によるスループット増大
が図れる半導体装置用成膜装置を提供する。 【構成】 ガスを分子線状に局所的に噴射し、この噴射
口をウエハ上で動かすことにより均一なガス供給を行う
構成とすることにより、成膜に使われない不要ガスの量
を減らすことができるため、ガスコストの減少、排ガス
処理負担の軽減、メンテナンス作用負担の減少、不要気
中反応による膜質劣化防止を図ることができる。また、
滞留層がないため、膜堆積速度の増加によるスループッ
ト増大が図れる。加えて、基板面上のガス濃度分布を制
御できるのでその均一性が向上する。
メンテナンス作用負担の軽減できると共に不要な気層反
応による膜質劣化の防止、ガス濃度の均一性確保が可能
であり、更に膜堆積速度の増加によるスループット増大
が図れる半導体装置用成膜装置を提供する。 【構成】 ガスを分子線状に局所的に噴射し、この噴射
口をウエハ上で動かすことにより均一なガス供給を行う
構成とすることにより、成膜に使われない不要ガスの量
を減らすことができるため、ガスコストの減少、排ガス
処理負担の軽減、メンテナンス作用負担の減少、不要気
中反応による膜質劣化防止を図ることができる。また、
滞留層がないため、膜堆積速度の増加によるスループッ
ト増大が図れる。加えて、基板面上のガス濃度分布を制
御できるのでその均一性が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反応チャンバ内で半導
体基板に薄膜を形成させる半導体装置用成膜装置に関す
るものである。
体基板に薄膜を形成させる半導体装置用成膜装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の製造工程に於ては種々の薄膜
を製造する工程が含まれるが、これらの薄膜製造技術に
於ける量産性、歩留り、信頼性などの向上は重要な課題
である。本発明は、原料となる物質としてガスを使用
し、熱、光、プラズマ等のエネルギーにより化学反応を
利用し、基板上に薄膜を堆積させる薄膜製造装置に対し
て有効である。以下このような薄膜製造装置として代表
的な化学気相成長（ＣＶＤ）装置を例に挙げて説明す
る。このような装置では堆積させる薄膜として、シリコ
ンの単結晶・多結晶膜、酸化膜、窒化膜、金属膜などが
ある。
を製造する工程が含まれるが、これらの薄膜製造技術に
於ける量産性、歩留り、信頼性などの向上は重要な課題
である。本発明は、原料となる物質としてガスを使用
し、熱、光、プラズマ等のエネルギーにより化学反応を
利用し、基板上に薄膜を堆積させる薄膜製造装置に対し
て有効である。以下このような薄膜製造装置として代表
的な化学気相成長（ＣＶＤ）装置を例に挙げて説明す
る。このような装置では堆積させる薄膜として、シリコ
ンの単結晶・多結晶膜、酸化膜、窒化膜、金属膜などが
ある。
【０００３】ＣＶＤ装置は基本的には、反応室であるチ
ャンバ、ガスの供給・排気装置及び化学反応をさせるた
めのエネルギーの供給装置を備えたシステムであるが、
ここでは、現状のＣＶＤ装置について本発明と関連する
ガスの供給装置について説明する。
ャンバ、ガスの供給・排気装置及び化学反応をさせるた
めのエネルギーの供給装置を備えたシステムであるが、
ここでは、現状のＣＶＤ装置について本発明と関連する
ガスの供給装置について説明する。
【０００４】ガスの供給装置について説明すると、通常
はチャンバの一部にガス供給用のノズルが開口してお
り、常圧または減圧状態でチャンバ内全体に水素やヘリ
ウムなどで希釈した原料ガスを流す方法を採用してい
る。ガスは基板上に滞留層が形成される程度に密度が高
く、ガス流速は比較的遅く、基板ウエハ上での原料ガス
の供給はこの滞留層中の拡散によってなされる。滞留層
が存在するような状態にさせる理由は、基板表面上の膜
生成反応を均一に起こさせるためである。この滞留層の
上に形成される熱対流層中では、原料ガスが気層反応を
起こしやすい。気層反応による生成物は、マイクロパー
ティクルとなってウエハ上に降り、膜質劣化を引き起こ
したり、チャンバ内壁などのウエハ以外のところに堆積
し、チャンバ内汚染の原因となる。また、薄膜の堆積速
度は、主にガスの粘性係数、滞留層外側のガス流速・密
度、滞留層中の拡散計数及びその温度での化学反応速度
等で決まる。エピタキシャル成長用のＣＶＤ装置などで
は、堆積速度を上げるために高温にする場合も多いが、
このときはいわゆる供給律速条件となり、滞留層を形成
し、均一なガス濃度とするためには更に大量のガスが必
要となる。この場合、ウエハ上の成膜に必要な原料ガス
量よりもはるかに大量の原料ガスを流すことにより、ガ
ス使用コストの増大を招いたり、また余分のガスは通常
そのまま廃棄されるが、そのときに反応チャンバ内壁
や、下流側排気系内壁に気層反応による生成物を堆積さ
せ、排ガス処理或いはチャンバ内クリーニング等のメン
テナンス等の負担を大きくしていた。
はチャンバの一部にガス供給用のノズルが開口してお
り、常圧または減圧状態でチャンバ内全体に水素やヘリ
ウムなどで希釈した原料ガスを流す方法を採用してい
る。ガスは基板上に滞留層が形成される程度に密度が高
く、ガス流速は比較的遅く、基板ウエハ上での原料ガス
の供給はこの滞留層中の拡散によってなされる。滞留層
が存在するような状態にさせる理由は、基板表面上の膜
生成反応を均一に起こさせるためである。この滞留層の
上に形成される熱対流層中では、原料ガスが気層反応を
起こしやすい。気層反応による生成物は、マイクロパー
ティクルとなってウエハ上に降り、膜質劣化を引き起こ
したり、チャンバ内壁などのウエハ以外のところに堆積
し、チャンバ内汚染の原因となる。また、薄膜の堆積速
度は、主にガスの粘性係数、滞留層外側のガス流速・密
度、滞留層中の拡散計数及びその温度での化学反応速度
等で決まる。エピタキシャル成長用のＣＶＤ装置などで
は、堆積速度を上げるために高温にする場合も多いが、
このときはいわゆる供給律速条件となり、滞留層を形成
し、均一なガス濃度とするためには更に大量のガスが必
要となる。この場合、ウエハ上の成膜に必要な原料ガス
量よりもはるかに大量の原料ガスを流すことにより、ガ
ス使用コストの増大を招いたり、また余分のガスは通常
そのまま廃棄されるが、そのときに反応チャンバ内壁
や、下流側排気系内壁に気層反応による生成物を堆積さ
せ、排ガス処理或いはチャンバ内クリーニング等のメン
テナンス等の負担を大きくしていた。
【０００５】また、滞留層はある程度の厚さがないと膜
厚均一性維持のための効果がないが、滞留層が厚いほど
拡散時間がかかり、堆積速度の減少を招く。従って、堆
積速度を上げ、高スループットとするためにはある程度
この滞留層の厚さを減らすことが望ましい。
厚均一性維持のための効果がないが、滞留層が厚いほど
拡散時間がかかり、堆積速度の減少を招く。従って、堆
積速度を上げ、高スループットとするためにはある程度
この滞留層の厚さを減らすことが望ましい。
【０００６】このように大量のガスを用いて滞留層を形
成させている状態は、基板表面上のガス濃度の均一性を
得るには有利であるが、上記したような問題点も多かっ
た。
成させている状態は、基板表面上のガス濃度の均一性を
得るには有利であるが、上記したような問題点も多かっ
た。
【０００７】滞留層を薄くさせる方法としては、ガスを
ジェット状に分子線として噴射する方法（東北大学電気
通信研究所 超微細電子回路実験施設研究報告 第１号
P584-P598、Appl.Phys.Lett.52(14),4 April 1988
他）、或いはウエハを高速回転させる方法（Extennded
Abstracts of the International Conference on Solid
State Devices and Materials,1992,p20-p22）などが検
討されている。例えば、ジェット分子線を利用する方法
では、１０-8Ｔｏｒｒ〜１０-9Ｔｏｒｒ程度の高真空チ
ャンバ内にて、数十μｍ直径のノズルにより、１ｃｍ〜
８ｃｍ離れたウエハ上にガスを噴射した結果などが報告
されており、Ｓｉエピタキシャル膜の高速成長（０．５
４μｍ／ｍｉｎ）とチャンバクリーニングフリーが実現
されている。
ジェット状に分子線として噴射する方法（東北大学電気
通信研究所 超微細電子回路実験施設研究報告 第１号
P584-P598、Appl.Phys.Lett.52(14),4 April 1988
他）、或いはウエハを高速回転させる方法（Extennded
Abstracts of the International Conference on Solid
State Devices and Materials,1992,p20-p22）などが検
討されている。例えば、ジェット分子線を利用する方法
では、１０-8Ｔｏｒｒ〜１０-9Ｔｏｒｒ程度の高真空チ
ャンバ内にて、数十μｍ直径のノズルにより、１ｃｍ〜
８ｃｍ離れたウエハ上にガスを噴射した結果などが報告
されており、Ｓｉエピタキシャル膜の高速成長（０．５
４μｍ／ｍｉｎ）とチャンバクリーニングフリーが実現
されている。
【０００８】しかしながら、この方式では、ガスノズル
から一定の距離以上離れないとガスが均一にならず、ま
たあまり離れすぎるとガス流の広がりが大きくなり、チ
ャンバ内に不要な反応を引き起こすガスを拡散させてし
まう。上記の報告結果では５０μｍ径のノズルで２ｃｍ
離れると４ｃｍ面内で殆どガス濃度が一定に、また１０
μｍ径ノズルでは１ｃｍで一定になっているが、同報告
の中で均一な成膜が今後の課題として上げられている。
また、この方式の場合、均一なガス流を生むガス噴射方
法の開発、或いはノズル先端の経時劣化による変形の問
題にも課題があると考えられる。更に、噴射された基板
表面上のガス濃度の分布は任意に制御することができな
いと云う問題もある。
から一定の距離以上離れないとガスが均一にならず、ま
たあまり離れすぎるとガス流の広がりが大きくなり、チ
ャンバ内に不要な反応を引き起こすガスを拡散させてし
まう。上記の報告結果では５０μｍ径のノズルで２ｃｍ
離れると４ｃｍ面内で殆どガス濃度が一定に、また１０
μｍ径ノズルでは１ｃｍで一定になっているが、同報告
の中で均一な成膜が今後の課題として上げられている。
また、この方式の場合、均一なガス流を生むガス噴射方
法の開発、或いはノズル先端の経時劣化による変形の問
題にも課題があると考えられる。更に、噴射された基板
表面上のガス濃度の分布は任意に制御することができな
いと云う問題もある。
【０００９】一方、ウエハの高速回転法では、Ｓｉエピ
タキシャル成長に於て、１００００ｒｐｍ程度の回転数
で数十μｍ／ｍｉｎの堆積速度が得られている。このウ
エハ高速回転法によれば、ガス分子の拡散流速と気層反
応とを有る程度制御することができるが、基板面上のガ
ス濃度分布を精度良く制御することは困難であり、また
回転速度が速いためチャンバ内の発塵や装置の消耗が早
いなどの欠点がある。
タキシャル成長に於て、１００００ｒｐｍ程度の回転数
で数十μｍ／ｍｉｎの堆積速度が得られている。このウ
エハ高速回転法によれば、ガス分子の拡散流速と気層反
応とを有る程度制御することができるが、基板面上のガ
ス濃度分布を精度良く制御することは困難であり、また
回転速度が速いためチャンバ内の発塵や装置の消耗が早
いなどの欠点がある。
【００１０】以上の滞留層を減少させた各方法では堆積
速度の向上は可能であるが、ガス濃度の均一性及び基板
表面上のガス濃度分布の積極的な制御ができなかった。
速度の向上は可能であるが、ガス濃度の均一性及び基板
表面上のガス濃度分布の積極的な制御ができなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の薄膜製造装置で
のガス供給法では、均一な成膜反応を得るためにウエハ
面上のガス濃度を一定にしようとして成膜に使われない
ガスを大量に流していた。このため、ガス量、ガスコス
トの増加、成長速度の減少、排ガス処理メンテナンス負
担の増大などを招いていた。
のガス供給法では、均一な成膜反応を得るためにウエハ
面上のガス濃度を一定にしようとして成膜に使われない
ガスを大量に流していた。このため、ガス量、ガスコス
トの増加、成長速度の減少、排ガス処理メンテナンス負
担の増大などを招いていた。
【００１２】ガスをジェット状に分子線として噴射する
方法では、滞留層が少なく、不要我の割合が減少し、薄
膜の堆積速度は向上するが、現状では均一な濃度分布を
持つガス量を生ずるガスノズルの実現は困難なので均一
性に難点があった。また、単一の固定したノズルのみに
よって基板全体をガス噴射する方式なので、基板面上の
ガス濃度分布を積極的に制御することはできなかった。
方法では、滞留層が少なく、不要我の割合が減少し、薄
膜の堆積速度は向上するが、現状では均一な濃度分布を
持つガス量を生ずるガスノズルの実現は困難なので均一
性に難点があった。また、単一の固定したノズルのみに
よって基板全体をガス噴射する方式なので、基板面上の
ガス濃度分布を積極的に制御することはできなかった。
【００１３】ウエハの高速回転法では、基板面上のガス
濃度分布を制御良く制御することが困難であり、ガス濃
度の均一性に難があった。また回転速度が速いため、チ
ャンバ内の発塵や装置の消耗が早いなどの欠点がある。
濃度分布を制御良く制御することが困難であり、ガス濃
度の均一性に難があった。また回転速度が速いため、チ
ャンバ内の発塵や装置の消耗が早いなどの欠点がある。
【００１４】本発明は上記したような従来技術の問題点
に鑑みなされたものであり、その目的は、ガスコストを
減少でき、排ガス処理負担及びメンテナンス作用負担の
軽減できると共に不要な気層反応による膜質劣化の防
止、ガス濃度の均一性確保が可能であり、更に膜堆積速
度の増加によるスループット増大が図れる半導体装置用
成膜装置を提供することにある。
に鑑みなされたものであり、その目的は、ガスコストを
減少でき、排ガス処理負担及びメンテナンス作用負担の
軽減できると共に不要な気層反応による膜質劣化の防
止、ガス濃度の均一性確保が可能であり、更に膜堆積速
度の増加によるスループット増大が図れる半導体装置用
成膜装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記した目的は本発明に
よれば、反応チャンバと、前記反応チャンバ内で処理す
る半導体基板を固定する基板支持部と、前記基板を加熱
する手段と、前記反応チャンバ内へ反応ガスを供給する
手段と、反応後のガスを排出する手段とを有する半導体
装置用成膜装置に於て、ガスを前記基板上に局所的に噴
射するためのガス噴射管と、前記ガス噴射管のガス噴射
口を基板上でその全域に亘り走査させるためのガス噴射
管走査装置と、前記ガス噴射口から噴射されたガスが前
記基板上に拡散しないようにガスを速やかに吸引するガ
ス吸引装置とを有することを特徴とする半導体装置用成
膜装置を提供することにより達成される。
よれば、反応チャンバと、前記反応チャンバ内で処理す
る半導体基板を固定する基板支持部と、前記基板を加熱
する手段と、前記反応チャンバ内へ反応ガスを供給する
手段と、反応後のガスを排出する手段とを有する半導体
装置用成膜装置に於て、ガスを前記基板上に局所的に噴
射するためのガス噴射管と、前記ガス噴射管のガス噴射
口を基板上でその全域に亘り走査させるためのガス噴射
管走査装置と、前記ガス噴射口から噴射されたガスが前
記基板上に拡散しないようにガスを速やかに吸引するガ
ス吸引装置とを有することを特徴とする半導体装置用成
膜装置を提供することにより達成される。
【００１６】
【作用】本発明は、ノズルにより基板表面にガスを噴射
する方式であり、ガス量を非常に絞った状態で基板上に
供給するため、ガス量を低減でき、かつそのノズルを基
板上で走査させ、その軌跡や速度を変調することによっ
てウエハ面上のガス濃度分布を制御できるようにしたた
め、ガス濃度の均一性を積極的に向上させることができ
る。また、成膜に使われなかったガスは、ノズル周辺部
で速やかに回収されるため、チャンバ内の不要反応によ
る堆積物発生の弊害が防止される。
する方式であり、ガス量を非常に絞った状態で基板上に
供給するため、ガス量を低減でき、かつそのノズルを基
板上で走査させ、その軌跡や速度を変調することによっ
てウエハ面上のガス濃度分布を制御できるようにしたた
め、ガス濃度の均一性を積極的に向上させることができ
る。また、成膜に使われなかったガスは、ノズル周辺部
で速やかに回収されるため、チャンバ内の不要反応によ
る堆積物発生の弊害が防止される。
【００１７】本発明では、まず不要なガス量を極力減ら
すために、滞留層の少ないノズルによりガスを基板上に
噴射する形式を採っている。このとき、基板全面に同時
にガスを供給する形式では、ある程度ウエハとノズルと
の距離を離さなければならず、かつ離しすぎるとチャン
バ内に不要ガスを拡散させてしまい、またノズル先端形
状やノズルとウエハとの距離を調整すると噴射後のガス
濃度分布を均一にし難いが、ノズルをウエハ表面上で走
査させるようにすれば、噴射後のガス分布を必ずしも均
一にしなくても良くなる。
すために、滞留層の少ないノズルによりガスを基板上に
噴射する形式を採っている。このとき、基板全面に同時
にガスを供給する形式では、ある程度ウエハとノズルと
の距離を離さなければならず、かつ離しすぎるとチャン
バ内に不要ガスを拡散させてしまい、またノズル先端形
状やノズルとウエハとの距離を調整すると噴射後のガス
濃度分布を均一にし難いが、ノズルをウエハ表面上で走
査させるようにすれば、噴射後のガス分布を必ずしも均
一にしなくても良くなる。
【００１８】例えば、ノズル先端部周り直近では中心部
のガス濃度が高くなるが、この付近、即ち基板とノズル
との距離が１ｃｍ以下程度で走査しても良い。このよう
なノズル先端のすぐ近くを使えば、ガスの拡散がほとん
どないので、チャンバ内の不要反応を防止できる。ま
た、反応に使われなかったガスをノズル先の極めて近い
部分で回収吸引する構成とすれば、基板とノズルとの距
離が近いほど回収率が向上する。
のガス濃度が高くなるが、この付近、即ち基板とノズル
との距離が１ｃｍ以下程度で走査しても良い。このよう
なノズル先端のすぐ近くを使えば、ガスの拡散がほとん
どないので、チャンバ内の不要反応を防止できる。ま
た、反応に使われなかったガスをノズル先の極めて近い
部分で回収吸引する構成とすれば、基板とノズルとの距
離が近いほど回収率が向上する。
【００１９】以上のように、本発明では基板全体に均一
にガスを供給するために、ガス噴射口を基板上にまんべ
んなく走査させる。このための最も基本的方法は、静止
した基板上をガス噴射装置の走査装置のみによって走査
させることであるが、この場合、例えば噴射ノズルを高
速で複雑に駆動する必要があるなど走査装置の負担が大
きくなる。
にガスを供給するために、ガス噴射口を基板上にまんべ
んなく走査させる。このための最も基本的方法は、静止
した基板上をガス噴射装置の走査装置のみによって走査
させることであるが、この場合、例えば噴射ノズルを高
速で複雑に駆動する必要があるなど走査装置の負担が大
きくなる。
【００２０】そこで、基板を回転させながらガス噴射口
を基板半径方向に直線的に走査させると良い。この場
合、上述した高速回転法のような基板回転速度は必要な
く、数千ｒｐｍ程度でガスは基板全体に供給される。ま
た、ガス噴射口を半径方向に動かす代わりに、噴射口を
半径方向に複数個直線状に配置し、基板を回転させても
良い。上記各構造により複数のガス噴射口や加熱源を各
々調整すれば均一性の高い分布制御を行うことができ
る。
を基板半径方向に直線的に走査させると良い。この場
合、上述した高速回転法のような基板回転速度は必要な
く、数千ｒｐｍ程度でガスは基板全体に供給される。ま
た、ガス噴射口を半径方向に動かす代わりに、噴射口を
半径方向に複数個直線状に配置し、基板を回転させても
良い。上記各構造により複数のガス噴射口や加熱源を各
々調整すれば均一性の高い分布制御を行うことができ
る。
【００２１】
【実施例】本発明の実施例を図を参照して詳細に説明す
る。
る。
【００２２】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明が適
用された成膜装置の要部構成を示しており、反応チャン
バ１の内部にはウエハ（半導体基板）Ａを固定する基板
支持部２及び該基板支持部２を回転させるための基板回
転装置３と、反応チャンバ１内を排気するための排気管
４とが設けられている。反応チャンバ１の外部にはウエ
ハＡを加熱するための加熱装置５が設けられている。
用された成膜装置の要部構成を示しており、反応チャン
バ１の内部にはウエハ（半導体基板）Ａを固定する基板
支持部２及び該基板支持部２を回転させるための基板回
転装置３と、反応チャンバ１内を排気するための排気管
４とが設けられている。反応チャンバ１の外部にはウエ
ハＡを加熱するための加熱装置５が設けられている。
【００２３】また、反応チャンバ１内には、外部の反応
ガス供給装置（図示せず）及び反応後のガスを吸引する
ガス吸引装置（図示せず）に接続されたガス給排気管６
が設けられている。このガス給排気管６は、上記ウエハ
Ａと平行に延在し、その中間部には伸縮自在なフレキシ
ブル管７が設けられている。そして、先端側可動部はノ
ズル８としてその中間にて屈曲して先端開口部９がウエ
ハＡの表面に対向するようになっている。即ち、ノズル
８がウエハＡの表面上を半径方向に走査するようになっ
ている。この走査を基板回転装置３によりウエハＡを回
転させつつ行えば、ウエハＡの表面全域に亘りノズル８
を走査させることができる。ここで、フレキシブル管７
は金属または樹脂性のもので加熱の影響がないように反
応チャンバ１内の隅寄りに配置されている。
ガス供給装置（図示せず）及び反応後のガスを吸引する
ガス吸引装置（図示せず）に接続されたガス給排気管６
が設けられている。このガス給排気管６は、上記ウエハ
Ａと平行に延在し、その中間部には伸縮自在なフレキシ
ブル管７が設けられている。そして、先端側可動部はノ
ズル８としてその中間にて屈曲して先端開口部９がウエ
ハＡの表面に対向するようになっている。即ち、ノズル
８がウエハＡの表面上を半径方向に走査するようになっ
ている。この走査を基板回転装置３によりウエハＡを回
転させつつ行えば、ウエハＡの表面全域に亘りノズル８
を走査させることができる。ここで、フレキシブル管７
は金属または樹脂性のもので加熱の影響がないように反
応チャンバ１内の隅寄りに配置されている。
【００２４】ノズル８には、反応チャンバ１内で汚染の
原因とならないように石英などでコーティングされた磁
石１０が装着され、この磁石１０は、反応チャンバ１の
外部に設けられると共に駆動装置１２により駆動される
外部磁石１１と互いに吸引し合い、一体的に移動するよ
うになっている。即ち、ノズル８は駆動装置１２により
外部磁石１１及び磁石１０を介して駆動されるようにな
っている。尚、実際には磁石１０と外部磁石１１とは互
いに吸引し合えば良く、一方が磁石で他方が磁石に吸引
される金属などの物質であっても良い。また、云うまで
もなく両者を反発し合うようにしてノズル８を駆動して
も良い。
原因とならないように石英などでコーティングされた磁
石１０が装着され、この磁石１０は、反応チャンバ１の
外部に設けられると共に駆動装置１２により駆動される
外部磁石１１と互いに吸引し合い、一体的に移動するよ
うになっている。即ち、ノズル８は駆動装置１２により
外部磁石１１及び磁石１０を介して駆動されるようにな
っている。尚、実際には磁石１０と外部磁石１１とは互
いに吸引し合えば良く、一方が磁石で他方が磁石に吸引
される金属などの物質であっても良い。また、云うまで
もなく両者を反発し合うようにしてノズル８を駆動して
も良い。
【００２５】一方、図２に良く示すように、ガス給排気
管６及びノズル８は、外管１３と内管１４とからなる二
重管構造をなし、内管１４から反応ガスを供給し、内管
１４と外管１３との間から不要ガスを吸引するようにな
っている。また、その先端開口部９ではノズル８の外管
１３端はウエハＡの表面に近接し、該外管１３端よりも
内管１４端の方がやや短くなっており、概ねノズル８の
開口部９内のみでガスが循環するようになっている。
尚、外管１３の直径は内管１４の２倍以上が好ましい。
管６及びノズル８は、外管１３と内管１４とからなる二
重管構造をなし、内管１４から反応ガスを供給し、内管
１４と外管１３との間から不要ガスを吸引するようにな
っている。また、その先端開口部９ではノズル８の外管
１３端はウエハＡの表面に近接し、該外管１３端よりも
内管１４端の方がやや短くなっており、概ねノズル８の
開口部９内のみでガスが循環するようになっている。
尚、外管１３の直径は内管１４の２倍以上が好ましい。
【００２６】上記したように、本実施例では基板上にま
んべんなくガスを供給する構造として基板を回転させな
がら図２のように局所的にガス供給し、吸引する機能を
もつノズルを基板半径方向に走査させるようにしてい
る。ここで、ノズル８の先端とウエハＡとの距離として
は、１０μｍ径のノズルで０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲
に設定すればガスの吸引・回収効果の点から適当であ
る。尚、ノズル径は５μｍ〜１００μｍに設定すると良
い。また、ウエハＡの回転速度は６０〜１００回転／秒
の範囲であり、回転軸は通常の磁気シールのタイプで良
い。更に、ノズル８の走査速度は１ｃｍ／秒以上が均一
なガス供給のために望ましい。この方法では走査速度
は、均一にガスが供給されるように外部から適宜制御さ
れる。
んべんなくガスを供給する構造として基板を回転させな
がら図２のように局所的にガス供給し、吸引する機能を
もつノズルを基板半径方向に走査させるようにしてい
る。ここで、ノズル８の先端とウエハＡとの距離として
は、１０μｍ径のノズルで０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲
に設定すればガスの吸引・回収効果の点から適当であ
る。尚、ノズル径は５μｍ〜１００μｍに設定すると良
い。また、ウエハＡの回転速度は６０〜１００回転／秒
の範囲であり、回転軸は通常の磁気シールのタイプで良
い。更に、ノズル８の走査速度は１ｃｍ／秒以上が均一
なガス供給のために望ましい。この方法では走査速度
は、均一にガスが供給されるように外部から適宜制御さ
れる。
【００２７】図３は、上記実施例の変形実施例を示す図
２に対応する図である。本実施例ではノズル８が矩形断
面をなし、外管１５の内部が隔壁１６により分割され、
一方に反応ガス供給通路が、他方にガス吸引通路が画定
されている。図２のノズルでは中央から供給したガスを
その周囲で吸引したが、図３のノズルでは一方向にガス
が流れるようになっている。
２に対応する図である。本実施例ではノズル８が矩形断
面をなし、外管１５の内部が隔壁１６により分割され、
一方に反応ガス供給通路が、他方にガス吸引通路が画定
されている。図２のノズルでは中央から供給したガスを
その周囲で吸引したが、図３のノズルでは一方向にガス
が流れるようになっている。
【００２８】図４及び図５は、上記実施例の変形実施例
を示す図２に対応する図である。図４の実施例ではノズ
ルをウエハＡの半径方向に走査させる代わりに上記図２
若しくは図３に示すノズルと同様なノズル１８を半径方
向に複数配設し、ウエハＡを回転させる構成としてい
る。この構成によれば各ガス供給管毎に流速を調整して
半径方向の均一性をとることができ、ノズル自体を動か
す必要がないので、ノズルの複雑な駆動装置を必要とし
せず、装置が簡略化される利点がある。尚、ノズルの数
は設定された噴射の広がりによって決定されるが、通常
４〜１０本程度が配置スペースの点から適当である。ま
た、図５の実施例では複数のガス噴射用内管１９をウエ
ハＡの半径方向に配設し、これらを大径の外管２０で覆
い、内管１９と外管２０との間で不要ガスを吸引する構
成としたものである。
を示す図２に対応する図である。図４の実施例ではノズ
ルをウエハＡの半径方向に走査させる代わりに上記図２
若しくは図３に示すノズルと同様なノズル１８を半径方
向に複数配設し、ウエハＡを回転させる構成としてい
る。この構成によれば各ガス供給管毎に流速を調整して
半径方向の均一性をとることができ、ノズル自体を動か
す必要がないので、ノズルの複雑な駆動装置を必要とし
せず、装置が簡略化される利点がある。尚、ノズルの数
は設定された噴射の広がりによって決定されるが、通常
４〜１０本程度が配置スペースの点から適当である。ま
た、図５の実施例では複数のガス噴射用内管１９をウエ
ハＡの半径方向に配設し、これらを大径の外管２０で覆
い、内管１９と外管２０との間で不要ガスを吸引する構
成としたものである。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガスを分
子線状に局所的に噴射し、この噴射口をウエハ上で動か
すことにより均一なガス供給を行う構成とすることによ
り、成膜に使われない不要ガスの量を減らすことができ
るため、ガスコストの減少、排ガス処理負担の軽減、メ
ンテナンス作用負担の減少、不要気中反応による膜質劣
化防止を図ることができる。また、滞留層がないため、
膜堆積速度の増加によるスループット増大が図れる。加
えて、基板面上のガス濃度分布を制御できるのでその均
一性が向上する。
子線状に局所的に噴射し、この噴射口をウエハ上で動か
すことにより均一なガス供給を行う構成とすることによ
り、成膜に使われない不要ガスの量を減らすことができ
るため、ガスコストの減少、排ガス処理負担の軽減、メ
ンテナンス作用負担の減少、不要気中反応による膜質劣
化防止を図ることができる。また、滞留層がないため、
膜堆積速度の増加によるスループット増大が図れる。加
えて、基板面上のガス濃度分布を制御できるのでその均
一性が向上する。
【図１】（ａ）は、本発明が適用された成膜装置の要部
構成を示す断面図、（ｂ）はその平面図。
構成を示す断面図、（ｂ）はその平面図。
【図２】図１の成膜装置に於ける反応ガス噴射・吸引用
ノズルの構造を示す斜視図。
ノズルの構造を示す斜視図。
【図３】図１の成膜装置に於ける反応ガス噴射・吸引用
ノズルの構造を示す図２と同様な斜視図。
ノズルの構造を示す図２と同様な斜視図。
【図４】図１の成膜装置に於ける反応ガス噴射・吸引用
ノズルの構造を示す図２及び図３と同様な斜視図。
ノズルの構造を示す図２及び図３と同様な斜視図。
【図５】図１の成膜装置に於ける反応ガス噴射・吸引用
ノズルの構造を示す図２乃至図４と同様な斜視図。
ノズルの構造を示す図２乃至図４と同様な斜視図。
１ 反応チャンバ ２ 基板支持部 ３ 基板回転装置 ４ 排気管 ５ 加熱装置 ６ ガス給排気管 ７ フレキシブル管 ８ ノズル ９ 先端開口部 １０ 磁石 １１ 外部磁石 １２ 駆動装置 １３ 外管 １４ 内管 １５ 外管 １６ 隔壁 １８ ノズル １９ ガス噴射用内管 ２０ 外管 Ａ ウエハ（半導体基板）
Claims (6)
- 【請求項１】 反応チャンバと、前記反応チャンバ内
で処理する半導体基板を固定する基板支持部と、前記基
板を加熱する手段と、前記反応チャンバ内へ反応ガスを
供給する手段と、反応後のガスを排出する手段とを有す
る半導体装置用成膜装置に於て、 ガスを前記基板上に局所的に噴射するためのガス噴射管
と、 前記ガス噴射管のガス噴射口を基板上でその全域に亘り
走査させるためのガス噴射管走査装置と、 前記ガス噴射口から噴射されたガスが前記基板上に拡散
しないようにガスを速やかに吸引するガス吸引装置とを
有することを特徴とする半導体装置用成膜装置。 - 【請求項２】 前記ガス噴射管走査装置が、前記ガス
噴射管に接続された伸縮自在なフレキシブル配管と、 前記ガス噴射管の可動側に装着された磁石または磁石に
より吸引される物質からなる第１の磁力吸引部と、 前記反応チャンバ外部から前記第１の磁力吸引部に駆動
力を与えて前記ガス噴射管の可動側を前記基板上で半径
方向に走査させるべく、前記第１の磁力吸引部と互いに
吸引する物質からなる第２の磁力吸引部及びその駆動手
段とを具備する駆動装置と、 前記基板を回転させる基板回転装置とを有することを特
徴とする請求項１に記載の半導体装置用成膜装置。 - 【請求項３】 前記ガス噴射管と前記ガス吸引装置の
ガス吸引管との両方を同一のノズル内に装備したことを
特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の半導体装
置用成膜装置。 - 【請求項４】 前記ノズルが、互いに同心をなす二重
円筒管構造をなし、内管からガスを噴射し、内管と外管
との間からガスを吸引する構造となっていることを特徴
とする請求項３に記載の半導体装置用成膜装置。 - 【請求項５】 前記ガス噴射管の前記ガス噴射口が前
記基板の半径方向に複数配列された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用成
膜装置。 - 【請求項６】 前記ガス噴射管の前記ガス噴射口が前
記基板の半径方向に複数配列され、前記各ガス噴射管を
外管で覆い、前記各ガス噴射管と前記外管との間でガス
を吸引するようにした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用成膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13362694A JPH07321057A (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | 半導体装置用成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13362694A JPH07321057A (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | 半導体装置用成膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07321057A true JPH07321057A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=15109220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13362694A Withdrawn JPH07321057A (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | 半導体装置用成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07321057A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000150387A (ja) * | 1998-11-18 | 2000-05-30 | Applied Materials Inc | 配管系構造及び配管系ユニット |
| JP2006199570A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-08-03 | Humo Laboratory Ltd | 水晶薄膜の製造装置 |
| JP2007146292A (ja) * | 2002-04-01 | 2007-06-14 | Ans Inc | 気相有機物の蒸着方法とこれを利用した気相有機物の蒸着装置 |
| JP2010533377A (ja) * | 2007-07-10 | 2010-10-21 | ビーコ・インストゥルメンツ・インコーポレイテッド | 回転ディスクガス反応器の可動インジェクタ |
| JP2016122788A (ja) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体 |
| JP2020508397A (ja) * | 2017-02-22 | 2020-03-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 処理チャンバのためのガス供給装置 |
-
1994
- 1994-05-23 JP JP13362694A patent/JPH07321057A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000150387A (ja) * | 1998-11-18 | 2000-05-30 | Applied Materials Inc | 配管系構造及び配管系ユニット |
| JP2007146292A (ja) * | 2002-04-01 | 2007-06-14 | Ans Inc | 気相有機物の蒸着方法とこれを利用した気相有機物の蒸着装置 |
| JP2006199570A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-08-03 | Humo Laboratory Ltd | 水晶薄膜の製造装置 |
| JP4682001B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2011-05-11 | 株式会社ヒューモラボラトリー | 水晶薄膜の製造装置 |
| JP2010533377A (ja) * | 2007-07-10 | 2010-10-21 | ビーコ・インストゥルメンツ・インコーポレイテッド | 回転ディスクガス反応器の可動インジェクタ |
| JP2016122788A (ja) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体 |
| JP2020508397A (ja) * | 2017-02-22 | 2020-03-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 処理チャンバのためのガス供給装置 |
| TWI779006B (zh) * | 2017-02-22 | 2022-10-01 | 美商應用材料股份有限公司 | 具有氣體分配設備的處理腔室及處理腔室中的處理方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010731 |