JPH088257B2 - 常圧ｃｖｄ装置 - Google Patents
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- JPH088257B2 JPH088257B2 JP1091865A JP9186589A JPH088257B2 JP H088257 B2 JPH088257 B2 JP H088257B2 JP 1091865 A JP1091865 A JP 1091865A JP 9186589 A JP9186589 A JP 9186589A JP H088257 B2 JPH088257 B2 JP H088257B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
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- 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
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- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、常圧CVD装置、特に、被処理物例えば半
導体ウェハに対して薄膜を形成する場合に好適に使用で
きる常圧CVD装置に関するものである。
導体ウェハに対して薄膜を形成する場合に好適に使用で
きる常圧CVD装置に関するものである。
［従来の技術］ 第10図は従来の常圧CVD装置を示す要部断面図であ
り、図において、常圧CVD装置は、上方に設けられたガ
ス供給ヘッド（１）と、加熱された半導体ウェハ（２）
を保持したステージ（３）とを備えている。ステージ
（３）に保持された半導体ウェハ（２）は、ステージ
（３）内部に組み込まれた抵抗ヒータ（４）により加熱
状態になっている。ガス供給ヘッド（１）は、ステージ
（３）と所定の間隔（例えば5mm以下）を隔てて配置さ
れており、複数の反応ガス例えばSiH4ガス（５）及びO2
ガス（６）をそれぞれ供給する多数の吹出口（７）及び
（８）を備えている。この吹出口（７）及び（８）から
吹き出されたSiH4ガス（５）及びO2ガス（６）は、第12
図に示すように、半導体ウェハ（２）上で反応生成膜
（９）を形成する。反応生成膜（９）を形成しなかった
SiH4ガス（５）及びO2ガス（６）並びに反応ガスによっ
て気相中で反応した反応生成物ガスは、排気チャンバ
（10）に設けられた排気口（11）を介して排気気流（1
2）によって常圧CVD装置の外部へ排気される。
り、図において、常圧CVD装置は、上方に設けられたガ
ス供給ヘッド（１）と、加熱された半導体ウェハ（２）
を保持したステージ（３）とを備えている。ステージ
（３）に保持された半導体ウェハ（２）は、ステージ
（３）内部に組み込まれた抵抗ヒータ（４）により加熱
状態になっている。ガス供給ヘッド（１）は、ステージ
（３）と所定の間隔（例えば5mm以下）を隔てて配置さ
れており、複数の反応ガス例えばSiH4ガス（５）及びO2
ガス（６）をそれぞれ供給する多数の吹出口（７）及び
（８）を備えている。この吹出口（７）及び（８）から
吹き出されたSiH4ガス（５）及びO2ガス（６）は、第12
図に示すように、半導体ウェハ（２）上で反応生成膜
（９）を形成する。反応生成膜（９）を形成しなかった
SiH4ガス（５）及びO2ガス（６）並びに反応ガスによっ
て気相中で反応した反応生成物ガスは、排気チャンバ
（10）に設けられた排気口（11）を介して排気気流（1
2）によって常圧CVD装置の外部へ排気される。
従来の常圧CVD装置は上述したように構成され、半導
体ウェハ（２）を下方に、かつガス供給ヘッド（１）を
上方に設けており、予めステージ（３）上で加熱された
半導体ウェハ（２）に対して、吹出口（７）及び（８）
から吹き出されたSiH4ガス（５）及びO2ガス（６）を供
給することにより、半導体ウェハ（２）上に反応生成膜
（９）を形成させることができる。
体ウェハ（２）を下方に、かつガス供給ヘッド（１）を
上方に設けており、予めステージ（３）上で加熱された
半導体ウェハ（２）に対して、吹出口（７）及び（８）
から吹き出されたSiH4ガス（５）及びO2ガス（６）を供
給することにより、半導体ウェハ（２）上に反応生成膜
（９）を形成させることができる。
ところで、この種の常圧CVD装置における反応生成膜
（９）の成長速度は、ガス供給ヘッド（１）から供給さ
れる反応ガス濃度、半導体ウェハ（２）の温度すなわち
ステージ（３）の温度に依存する。従って、反応生成膜
（９）の膜厚を均一にするためには、半導体ウェハ
（２）上の任意の部位で反応ガス濃度を均一に保つと共
に、ステージ（３）の温度を反応に最適な温度に制御す
ることが必要である。
（９）の成長速度は、ガス供給ヘッド（１）から供給さ
れる反応ガス濃度、半導体ウェハ（２）の温度すなわち
ステージ（３）の温度に依存する。従って、反応生成膜
（９）の膜厚を均一にするためには、半導体ウェハ
（２）上の任意の部位で反応ガス濃度を均一に保つと共
に、ステージ（３）の温度を反応に最適な温度に制御す
ることが必要である。
［発明が解決しようとする課題］ 上述したような常圧CVD装置ては、ステージ（３）と
ガス供給ヘッド（１）との間の距離を第10図に示すよう
に5mm以下と小さくした場合、SiH4ガス（５）及びO2ガ
ス（６）の各々のガスが気相中で十分混合されない状態
で半導体ウェハ（２）上にぶつかってから、乱流状態で
混合される。そのため、均一な混合濃度をもつ反応ガス
が半導体ウェハ（２）上に供給することができず、均一
な膜厚を持った反応生成膜（９）を得ることができな
い。さらにこの場合、半導体ウェハ（２）上で反応ガス
温度が低いため、半導体ウェハ（２）上で化学反応が起
こらずそのほとんどが気合中で反応し、不要な副反応物
である異物を作る原因となる。
ガス供給ヘッド（１）との間の距離を第10図に示すよう
に5mm以下と小さくした場合、SiH4ガス（５）及びO2ガ
ス（６）の各々のガスが気相中で十分混合されない状態
で半導体ウェハ（２）上にぶつかってから、乱流状態で
混合される。そのため、均一な混合濃度をもつ反応ガス
が半導体ウェハ（２）上に供給することができず、均一
な膜厚を持った反応生成膜（９）を得ることができな
い。さらにこの場合、半導体ウェハ（２）上で反応ガス
温度が低いため、半導体ウェハ（２）上で化学反応が起
こらずそのほとんどが気合中で反応し、不要な副反応物
である異物を作る原因となる。
また、第11図に示すように、ステージ（３）とガス供
給ヘッド（１）との間の距離を約6mm以上と大きくした
場合、反応ガス流速を排気気流（排気速度）（12）及び
ステージ（３）の加熱による昇温気流より大きくする必
要があり、これが小さいと各々の反応ガスの流れは
（５）及び（６）の矢印の方向になり、半導体ウェハ
（２）上での反応効率が悪い。また、反応ガス流速を大
きくして半導体ウェハ（２）上にSiH4ガス（５）及びO2
ガス（６）のそれぞれが十分に到達できる状態にした場
合（第11図中、矢印（５′）及び（６′））、吹出口
（７）に対向した半導体ウェハ（２）表面ではSiH4ガス
（５）の濃度が高くなり、吹出口（８）に対向した半導
体ウェハ（２）表面ではO2ガス（６）の濃度が高くな
り、反応ガス濃度が不均一となる。さらに、反応ガス流
速が大きいため、半導体ウェハ（２）上の熱が反応ガス
に奪われ易くなり、半導体ウェハ（２）上での温度が不
安定となり、均一な膜厚を持った反応生成膜（９）が得
られないという問題点があった。
給ヘッド（１）との間の距離を約6mm以上と大きくした
場合、反応ガス流速を排気気流（排気速度）（12）及び
ステージ（３）の加熱による昇温気流より大きくする必
要があり、これが小さいと各々の反応ガスの流れは
（５）及び（６）の矢印の方向になり、半導体ウェハ
（２）上での反応効率が悪い。また、反応ガス流速を大
きくして半導体ウェハ（２）上にSiH4ガス（５）及びO2
ガス（６）のそれぞれが十分に到達できる状態にした場
合（第11図中、矢印（５′）及び（６′））、吹出口
（７）に対向した半導体ウェハ（２）表面ではSiH4ガス
（５）の濃度が高くなり、吹出口（８）に対向した半導
体ウェハ（２）表面ではO2ガス（６）の濃度が高くな
り、反応ガス濃度が不均一となる。さらに、反応ガス流
速が大きいため、半導体ウェハ（２）上の熱が反応ガス
に奪われ易くなり、半導体ウェハ（２）上での温度が不
安定となり、均一な膜厚を持った反応生成膜（９）が得
られないという問題点があった。
この発明は、このような問題点を解決するためになさ
れたもので、反応生成膜（９）の形成に有効な反応ガス
成分を効率良く半導体ウェハ（２）上に供給し、均一な
膜厚を持った反応生成膜（９）を得ることができる常圧
CVD装置を得ることを目的とする。
れたもので、反応生成膜（９）の形成に有効な反応ガス
成分を効率良く半導体ウェハ（２）上に供給し、均一な
膜厚を持った反応生成膜（９）を得ることができる常圧
CVD装置を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る常圧CVD装置は、上方に配置されたス
テージを回転し、このステージの底部に保持された半導
体ウェハの温度を380℃〜440℃に加熱し、半導体ウェハ
の表面と下方に配置されたガス供給ヘッドとの距離をほ
8mm〜25mmとし、さらに、ガス供給ヘッドから吹き出さ
れる反応ガスの流量をO2ガスの流量1.0に対してSiH4ガ
スの流量を0.07〜0.10の割合で混合することにより、半
導体ウエハ表面に良質な反応生成物を形成させるもので
ある。
テージを回転し、このステージの底部に保持された半導
体ウェハの温度を380℃〜440℃に加熱し、半導体ウェハ
の表面と下方に配置されたガス供給ヘッドとの距離をほ
8mm〜25mmとし、さらに、ガス供給ヘッドから吹き出さ
れる反応ガスの流量をO2ガスの流量1.0に対してSiH4ガ
スの流量を0.07〜0.10の割合で混合することにより、半
導体ウエハ表面に良質な反応生成物を形成させるもので
ある。
［作用］ この発明においては、半導体ウェハの直下0.2mm〜1mm
の位置に厚さ0.1mm〜0.5mmの反応生成層が再現性良く形
成され、この反応生成層を介して反応ガスが半導体ウェ
ハの表面に拡散するので、半導体ウェハ表面に膜厚均一
性の優れた反応生成膜が形成される。
の位置に厚さ0.1mm〜0.5mmの反応生成層が再現性良く形
成され、この反応生成層を介して反応ガスが半導体ウェ
ハの表面に拡散するので、半導体ウェハ表面に膜厚均一
性の優れた反応生成膜が形成される。
［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す常圧CVD装置の概
略図、第２図は第１図に示した装置の要部断面図であ
る。これらの図において、半導体ウェハ（２）は、ガス
供給ヘッド（１）の上方に配置されたステージ（３）の
底部に、真空吸着あるいは静電チャック等（図示しな
い）により保持されている。ステージ（３）の内部には
加熱手段例えば抵抗ヒータ（４）が組み込まれており、
この抵抗ヒータ（４）により半導体ウェハ（２）が加熱
される。なお、ガス供給ヘッド（１）は、ステージ
（３）の直径より数mm程度大きい。排気チャンバ（10）
は、反応ガス及び気相中の反応生成物を排気口（11）よ
り装置外部に排出する機能と、上下摺動可能なガス供給
ヘッド（１）を案内するガイドの機能とを持っている。
排気チャンバ（10）とガス供給ヘッド（１）との間並び
に排気チャンバ（10）と後述する板上の部材（19）との
間には、反応ガス等を排気口（11）以外から流出させな
い気密シールの役割を果たすＯリング（20）及び（21）
がそれぞれ設けられている。反応ガスであるSiH4ガス
（５）及びO2ガス（６）にはそれぞれキャリアガスが混
合され、これらのガスはそれぞれ反応ガス供給口（21
A）及び（21B）からガス供給ヘッド（１）内に供給され
る。ガス供給ヘッド（１）内では、SiH4ガス（５）及び
O2ガス（６）は互いに混合されず、別々にSiH4ガス吹出
口（７）及びO2ガス吹出口（８）から半導体ウェハ
（２）の表面に向けて吹き出される。
略図、第２図は第１図に示した装置の要部断面図であ
る。これらの図において、半導体ウェハ（２）は、ガス
供給ヘッド（１）の上方に配置されたステージ（３）の
底部に、真空吸着あるいは静電チャック等（図示しな
い）により保持されている。ステージ（３）の内部には
加熱手段例えば抵抗ヒータ（４）が組み込まれており、
この抵抗ヒータ（４）により半導体ウェハ（２）が加熱
される。なお、ガス供給ヘッド（１）は、ステージ
（３）の直径より数mm程度大きい。排気チャンバ（10）
は、反応ガス及び気相中の反応生成物を排気口（11）よ
り装置外部に排出する機能と、上下摺動可能なガス供給
ヘッド（１）を案内するガイドの機能とを持っている。
排気チャンバ（10）とガス供給ヘッド（１）との間並び
に排気チャンバ（10）と後述する板上の部材（19）との
間には、反応ガス等を排気口（11）以外から流出させな
い気密シールの役割を果たすＯリング（20）及び（21）
がそれぞれ設けられている。反応ガスであるSiH4ガス
（５）及びO2ガス（６）にはそれぞれキャリアガスが混
合され、これらのガスはそれぞれ反応ガス供給口（21
A）及び（21B）からガス供給ヘッド（１）内に供給され
る。ガス供給ヘッド（１）内では、SiH4ガス（５）及び
O2ガス（６）は互いに混合されず、別々にSiH4ガス吹出
口（７）及びO2ガス吹出口（８）から半導体ウェハ
（２）の表面に向けて吹き出される。
半導体ウェハ（２）を保持したステージ（３）は、回
転軸体（16）に断熱棒（17）を介し約20mmの間隔をおい
て連結固定されている。この回転軸体（16）は回転モー
タ（15）の回転軸（15a）に接続されている。ステージ
（３）はベアリング（16a）を介して回転軸体（16）に
より回転させることができる。なお、回転モータ（15）
は板状の部材（18）、（19）に締め付けネジ（図示しな
い）で固定されており、部材（18）、（19）は締め付け
ネジ（図示しない）で排気チャンバ（10）に固定されて
いる。また、部材（18）は上下運動可能な往復シリンダ
（図示しない）に取り付けれており、半導体ウェハ
（２）をステージ（３）に着脱する時に上下に稼働され
る。部材（19）の側部には、N2、Ar等の不活性ガスの供
給口（22）が設けられており、この供給口（22）から不
活性ガスを反応ガスより僅かに高い圧力で供給し、ステ
ージ（３）と排気チャンバ（10）との隙間から反応ガス
や反応生成物が流入するのを防止している。
転軸体（16）に断熱棒（17）を介し約20mmの間隔をおい
て連結固定されている。この回転軸体（16）は回転モー
タ（15）の回転軸（15a）に接続されている。ステージ
（３）はベアリング（16a）を介して回転軸体（16）に
より回転させることができる。なお、回転モータ（15）
は板状の部材（18）、（19）に締め付けネジ（図示しな
い）で固定されており、部材（18）、（19）は締め付け
ネジ（図示しない）で排気チャンバ（10）に固定されて
いる。また、部材（18）は上下運動可能な往復シリンダ
（図示しない）に取り付けれており、半導体ウェハ
（２）をステージ（３）に着脱する時に上下に稼働され
る。部材（19）の側部には、N2、Ar等の不活性ガスの供
給口（22）が設けられており、この供給口（22）から不
活性ガスを反応ガスより僅かに高い圧力で供給し、ステ
ージ（３）と排気チャンバ（10）との隙間から反応ガス
や反応生成物が流入するのを防止している。
加熱されたステージ（３）は、ガス供給ヘッド（１）
に対して上方に設けられる。こにより、ステージ（３）
近傍の温度がガス供給ヘッド（１）近傍の温度に比べか
なり高くなるため、ガス供給ヘッド（１）から吹き出す
SiH4ガス（５）及びO2ガス（６）は、この温度差による
上昇気流に乗ってほぼ上部に流れ、加熱により昇温され
ている半導体ウェハ（２）の近傍でSiH4ガス（５）及び
O2ガス（６）が十分に混合され気相反応を起こす。この
気相反応により、半導体ウェハ（２）の直下0.2mm〜1mm
の範囲の位置（第２図中ｂで示す）に、白い煙のように
見える反応生成層（23）が形成される。この反応生成層
（23）は、0.1mm〜0.5mmの範囲の厚さであり、SiO、SiO
2、O2及びSi等の反応中間生成物が集まったものであ
る。ガス供給ヘッド（１）から供給されるSiH4ガス
（５）及びO2ガス（６）は、この反応生成層（23）があ
るため、直接半導体ウェハ（２）の表面に到達せず、こ
の反応生成層（23）の中で混合されて気相反応を起こ
す。次いで、この反応生成層（23）を介して、SiO、SiO
2、O2及びSi等の反応中間生成物が半導体ウェハ（２）
の表面に拡散することにより、均一な反応生成膜（９）
を得ることができる。
に対して上方に設けられる。こにより、ステージ（３）
近傍の温度がガス供給ヘッド（１）近傍の温度に比べか
なり高くなるため、ガス供給ヘッド（１）から吹き出す
SiH4ガス（５）及びO2ガス（６）は、この温度差による
上昇気流に乗ってほぼ上部に流れ、加熱により昇温され
ている半導体ウェハ（２）の近傍でSiH4ガス（５）及び
O2ガス（６）が十分に混合され気相反応を起こす。この
気相反応により、半導体ウェハ（２）の直下0.2mm〜1mm
の範囲の位置（第２図中ｂで示す）に、白い煙のように
見える反応生成層（23）が形成される。この反応生成層
（23）は、0.1mm〜0.5mmの範囲の厚さであり、SiO、SiO
2、O2及びSi等の反応中間生成物が集まったものであ
る。ガス供給ヘッド（１）から供給されるSiH4ガス
（５）及びO2ガス（６）は、この反応生成層（23）があ
るため、直接半導体ウェハ（２）の表面に到達せず、こ
の反応生成層（23）の中で混合されて気相反応を起こ
す。次いで、この反応生成層（23）を介して、SiO、SiO
2、O2及びSi等の反応中間生成物が半導体ウェハ（２）
の表面に拡散することにより、均一な反応生成膜（９）
を得ることができる。
上述したように構成された常圧CVD装置においては、
ガス供給ヘッド（１）と半導体ウェハ（２）表面との距
離（第２図中ａで示す）を8mm〜25mmとするのが望まし
い。第３図にガス供給ヘッド（１）と半導体ウェハ
（２）との距離を変化させた場合の反応生成膜（９）の
面内均一性及び成膜速度を示す。この図において、曲線
Ａは反応生成膜（９）の内面均一性すなわち反応生成膜
（９）の全厚さに対する凹凸の厚さの比を表し、曲線Ｂ
は反応生成膜（９）の成膜速度（Å／分）を表す。この
図から明らかなように、ガス供給ヘッド（１）と半導体
ウェハ（２）との距離が8mm〜25mmの範囲では、十分な
成膜速度が得られると共に、反応生成膜（９）の面内均
一性が優れている。しかし、この範囲をはずれると、面
内均一性を示す値が大きくなり望ましくない。なお、最
も良好な結果は、上記距離が10mm〜15mmの場合に得られ
た。
ガス供給ヘッド（１）と半導体ウェハ（２）表面との距
離（第２図中ａで示す）を8mm〜25mmとするのが望まし
い。第３図にガス供給ヘッド（１）と半導体ウェハ
（２）との距離を変化させた場合の反応生成膜（９）の
面内均一性及び成膜速度を示す。この図において、曲線
Ａは反応生成膜（９）の内面均一性すなわち反応生成膜
（９）の全厚さに対する凹凸の厚さの比を表し、曲線Ｂ
は反応生成膜（９）の成膜速度（Å／分）を表す。この
図から明らかなように、ガス供給ヘッド（１）と半導体
ウェハ（２）との距離が8mm〜25mmの範囲では、十分な
成膜速度が得られると共に、反応生成膜（９）の面内均
一性が優れている。しかし、この範囲をはずれると、面
内均一性を示す値が大きくなり望ましくない。なお、最
も良好な結果は、上記距離が10mm〜15mmの場合に得られ
た。
また、半導体ウェハ（２）の表面は、380℃〜440℃の
範囲の温度に加熱するのが望ましい。第４図及び第５図
は、ステージ（３）の設定温度を変化させた場合の反応
生成膜（９）の成膜速度及び膜厚均一性をそれぞれ示
す。これらの図から明らかなように、半導体ウェハ
（２）の表面温度が380℃〜440℃の範囲の場合には、反
応生成膜（９）の厚さは3200Å〜3700Å、膜厚均一性は
５％〜２％となり良好な結果が得られた。なお、測定は
ステージ（３）の設定温度を変化させて行ったが、ステ
ージ（３）の温度と半導体ウェハ（２）の温度とは実質
的に同一である。また、第４図及び第５図における試料
ガスの流量は、共にSiO2は50cc/分、O2は500cc/分であ
った。
範囲の温度に加熱するのが望ましい。第４図及び第５図
は、ステージ（３）の設定温度を変化させた場合の反応
生成膜（９）の成膜速度及び膜厚均一性をそれぞれ示
す。これらの図から明らかなように、半導体ウェハ
（２）の表面温度が380℃〜440℃の範囲の場合には、反
応生成膜（９）の厚さは3200Å〜3700Å、膜厚均一性は
５％〜２％となり良好な結果が得られた。なお、測定は
ステージ（３）の設定温度を変化させて行ったが、ステ
ージ（３）の温度と半導体ウェハ（２）の温度とは実質
的に同一である。また、第４図及び第５図における試料
ガスの流量は、共にSiO2は50cc/分、O2は500cc/分であ
った。
ガス供給ヘッド（１）から吹き出されるO2ガスとSiH4
の流量比は、O2ガスの流量1.0に対してSiH4の流量を0.0
7〜0.10の範囲の割合とするのが望ましい。第６図及び
第７図は、SiH4ガスの流量を一定とし、O2ガスの流量を
変化させた場合の反応生成膜（９）の生膜速度及び膜厚
均一性をそれぞれ示す。これらの図から明らかなよう
に、反応ガス流量比をO2ガスの流量1.0に対してSiH4の
流量を0.07〜0.10の範囲とした場合、十分な成膜速度が
得られると共に、膜厚均一性も優れたものとなる。な
お、第６図及び第７図における測定は、ステージ（３）
の設定温度を400℃、ガス供給ヘッド（１）とステージ
（３）との距離を10mmとして行った。また、SiH4及びO2
のキャリアガス流量は、それぞれ12.5l/分、１／分と
し、図に示す流量となるように調整した。
の流量比は、O2ガスの流量1.0に対してSiH4の流量を0.0
7〜0.10の範囲の割合とするのが望ましい。第６図及び
第７図は、SiH4ガスの流量を一定とし、O2ガスの流量を
変化させた場合の反応生成膜（９）の生膜速度及び膜厚
均一性をそれぞれ示す。これらの図から明らかなよう
に、反応ガス流量比をO2ガスの流量1.0に対してSiH4の
流量を0.07〜0.10の範囲とした場合、十分な成膜速度が
得られると共に、膜厚均一性も優れたものとなる。な
お、第６図及び第７図における測定は、ステージ（３）
の設定温度を400℃、ガス供給ヘッド（１）とステージ
（３）との距離を10mmとして行った。また、SiH4及びO2
のキャリアガス流量は、それぞれ12.5l/分、１／分と
し、図に示す流量となるように調整した。
また、ガス供給ヘッド（１）とステージ（３）とは、
同心円状に配置することが望ましい。第８図に示すよう
に、例えばガス供給ヘッド（１）の片側半分を斜線で示
すように塞ぎ、他の片側のみから反応ガスを吹き出して
反応生成膜（９）を形成した場合（第８図中（ｂ））の
膜厚均一性は約16％であり、ガス供給ヘッド（１）の両
側1/4を塞いだ場合（第８図中（ｃ））の膜厚均一性は
約８％であった。これに対して、ガス供給ヘッド（１）
全面から反応ガスを吹き出した場合（第８図中（ａ））
の膜厚均一性は約３％であった。ただし、反応生成膜
（９）の生成速度は、共に約3300Å／分であった。従っ
て、ガス供給ヘッド（１）とステージ（３）とは偏在さ
せずに同心円状に配置することが望ましいことがわか
る。
同心円状に配置することが望ましい。第８図に示すよう
に、例えばガス供給ヘッド（１）の片側半分を斜線で示
すように塞ぎ、他の片側のみから反応ガスを吹き出して
反応生成膜（９）を形成した場合（第８図中（ｂ））の
膜厚均一性は約16％であり、ガス供給ヘッド（１）の両
側1/4を塞いだ場合（第８図中（ｃ））の膜厚均一性は
約８％であった。これに対して、ガス供給ヘッド（１）
全面から反応ガスを吹き出した場合（第８図中（ａ））
の膜厚均一性は約３％であった。ただし、反応生成膜
（９）の生成速度は、共に約3300Å／分であった。従っ
て、ガス供給ヘッド（１）とステージ（３）とは偏在さ
せずに同心円状に配置することが望ましいことがわか
る。
さらに、ステージ（３）は、回転させて成膜を行った
方が望ましい。第９図は、ステージ（３）を所定の回転
速度で回転させた場合の面内均一性（図中、曲線Ａ）及
び成膜速度（図中、曲線Ｂ）を表す。この図から判るよ
うに、ステージ（３）を回転させない場合（回転速度が
０度／秒）、面内均一性が高い値を示したが、ステージ
（３）を回転させることにより、面内均一性が低い値を
示し良好な結果が得られた。
方が望ましい。第９図は、ステージ（３）を所定の回転
速度で回転させた場合の面内均一性（図中、曲線Ａ）及
び成膜速度（図中、曲線Ｂ）を表す。この図から判るよ
うに、ステージ（３）を回転させない場合（回転速度が
０度／秒）、面内均一性が高い値を示したが、ステージ
（３）を回転させることにより、面内均一性が低い値を
示し良好な結果が得られた。
上述したような諸条件が整った場合、半導体ウェハ
（２）の直下0.2mm〜1mmの位置に厚さ0.1mm〜0.5mmの反
応生成層（23）が再現性良く形成され、半導体ウェハ
（２）表面に膜厚均一性の優れた反応生成膜（９）が形
成される。
（２）の直下0.2mm〜1mmの位置に厚さ0.1mm〜0.5mmの反
応生成層（23）が再現性良く形成され、半導体ウェハ
（２）表面に膜厚均一性の優れた反応生成膜（９）が形
成される。
［発明の効果］ この発明は、以上説明したとおり、反応ガスにより反
応生成膜がその表面に形成される半導体ウェハを底部に
保持し、この半導体ウェハを加熱する手段が設けられか
つ上方に配置されたステージと、このステージを回転さ
せる手段と、上記ステージに対向して下方に同心円状に
配置され、反応ガスであるSiH4及びO2ガスを上記半導体
ウェハ表面に向けて供給する多数の吹出口を有するガス
供給ヘッドと、反応ガス及び気相中の反応生成物を排気
する排気チャンバとを備え、上記半導体ウェハは380℃
〜440℃に加熱され、上記半導体ウェハの表面と上記ガ
ス供給ヘッドとの距離を8mm〜25mmとし、上記ガス供給
ヘッドから吹き出される反応ガスの流量をO2ガスの流量
1.0に対してSiH4ガスの流量を0.07〜0.10の割合とした
ので、半導体ウェハ表面に均一な反応生成膜が再現性良
く得られるばかりでなく、半導体ウェハ表面に付着する
粒子状態の反応生成物等の異物が非常に少なくなり、高
品質の半導体デバイスが生産できるという効果を奏す
る。
応生成膜がその表面に形成される半導体ウェハを底部に
保持し、この半導体ウェハを加熱する手段が設けられか
つ上方に配置されたステージと、このステージを回転さ
せる手段と、上記ステージに対向して下方に同心円状に
配置され、反応ガスであるSiH4及びO2ガスを上記半導体
ウェハ表面に向けて供給する多数の吹出口を有するガス
供給ヘッドと、反応ガス及び気相中の反応生成物を排気
する排気チャンバとを備え、上記半導体ウェハは380℃
〜440℃に加熱され、上記半導体ウェハの表面と上記ガ
ス供給ヘッドとの距離を8mm〜25mmとし、上記ガス供給
ヘッドから吹き出される反応ガスの流量をO2ガスの流量
1.0に対してSiH4ガスの流量を0.07〜0.10の割合とした
ので、半導体ウェハ表面に均一な反応生成膜が再現性良
く得られるばかりでなく、半導体ウェハ表面に付着する
粒子状態の反応生成物等の異物が非常に少なくなり、高
品質の半導体デバイスが生産できるという効果を奏す
る。
第１図はこの発明の一実施例による常圧CVD装置を示す
概略図、第２図は第１図に示した装置の要部断面図、第
３図はガス供給ヘッドと半導体ウェハの距離を変化させ
た場合の反応生成膜の面内均一性及び成膜速度を示す線
図、第４図及び第５図はステージの設定温度を変化させ
た場合の反応生成膜の成膜速度及び膜厚均一性をそれぞ
れ示す線図、第６図及び第７図はSiH4ガスの流量を一定
とし、O2ガスの流量を変化させた場合の反応生成膜の成
膜速度及び膜厚均一性をそれぞれ示す線図、第８図はガ
ス供給ヘッドを部分的に塞いだ場合の反応生成膜の膜厚
均一性及び成膜速度を示す線図、第９図はステージを回
転させた場合の反応生成膜の面内均一性及び成膜速度を
示す線図、第10図及び第11図は従来の常圧CVD装置を示
す要部断面図、第12図は反応生成膜が表面に形成された
半導体ウェハの拡大断面図である。 図において、（１）はガス供給ヘッド、（２）は半導体
ウェハ、（３）はステージ、（４）は抵抗ヒータ、
（５）はSiH4ガス、（６）はO2ガス、（７）、（８）は
吹出口、（９）は反応生成膜、（10）は排気チャンバ、
（11）は排気口、（12）は排気気流、（15）は回転モー
タ、（15a）は回転軸、（16）は回転軸体、（16a）はベ
アリング、（17）は断熱棒、（18），（19）は板状の部
材、（20），（21）はＯリング、（21A），（21B）は反
応ガス供給口、（22）は不活性ガスの供給口、（23）は
反応生成層である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
概略図、第２図は第１図に示した装置の要部断面図、第
３図はガス供給ヘッドと半導体ウェハの距離を変化させ
た場合の反応生成膜の面内均一性及び成膜速度を示す線
図、第４図及び第５図はステージの設定温度を変化させ
た場合の反応生成膜の成膜速度及び膜厚均一性をそれぞ
れ示す線図、第６図及び第７図はSiH4ガスの流量を一定
とし、O2ガスの流量を変化させた場合の反応生成膜の成
膜速度及び膜厚均一性をそれぞれ示す線図、第８図はガ
ス供給ヘッドを部分的に塞いだ場合の反応生成膜の膜厚
均一性及び成膜速度を示す線図、第９図はステージを回
転させた場合の反応生成膜の面内均一性及び成膜速度を
示す線図、第10図及び第11図は従来の常圧CVD装置を示
す要部断面図、第12図は反応生成膜が表面に形成された
半導体ウェハの拡大断面図である。 図において、（１）はガス供給ヘッド、（２）は半導体
ウェハ、（３）はステージ、（４）は抵抗ヒータ、
（５）はSiH4ガス、（６）はO2ガス、（７）、（８）は
吹出口、（９）は反応生成膜、（10）は排気チャンバ、
（11）は排気口、（12）は排気気流、（15）は回転モー
タ、（15a）は回転軸、（16）は回転軸体、（16a）はベ
アリング、（17）は断熱棒、（18），（19）は板状の部
材、（20），（21）はＯリング、（21A），（21B）は反
応ガス供給口、（22）は不活性ガスの供給口、（23）は
反応生成層である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】反応ガスにより反応生成膜がその表面に形
成される半導体ウェハを底部に保持し、この半導体ウェ
ハを加熱する手段が設けられかつ上方に配置されたステ
ージと、このステージを回転させる手段と、上記ステー
ジに対向して下方に同心円状に配置され、反応ガスであ
るSiH4及びO2ガスを上記半導体ウェハ表面に向けて供給
する多数の吹出口を有するガス供給ヘッドと、反応ガス
及び気相中の反応生成物を排気する排気チャンバとを備
え、上記半導体ウェハは380℃〜440℃に加熱され、上記
半導体ウェハの表面と上記ガス供給ヘッドとの距離を8m
m〜25mmとし、上記ガス供給ヘッドから吹き出される反
応ガスの流量をO2ガスの流量1.0に対してSiH4ガスの流
量を0.07〜0.10の割合とすることを特徴とする常圧CVD
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091865A JPH088257B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 常圧ｃｖｄ装置 |
| US07/376,877 US5076207A (en) | 1989-04-13 | 1989-07-07 | Apparatus for atmospheric chemical vapor deposition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091865A JPH088257B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 常圧ｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02271627A JPH02271627A (ja) | 1990-11-06 |
| JPH088257B2 true JPH088257B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=14038450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1091865A Expired - Fee Related JPH088257B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 常圧ｃｖｄ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5076207A (ja) |
| JP (1) | JPH088257B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4142877A1 (de) * | 1990-12-28 | 1992-07-02 | Mitsubishi Electric Corp | Cvd-verfahren und vorrichtung zu dessen durchfuehrung |
| JPH04348031A (ja) * | 1990-12-28 | 1992-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | 化学気相成長装置 |
| JPH0697080A (ja) * | 1992-09-10 | 1994-04-08 | Mitsubishi Electric Corp | 化学気相成長装置用反応室および該反応室を用いた化学気相成長装置 |
| US5643366A (en) * | 1994-01-31 | 1997-07-01 | Applied Materials, Inc. | Wafer handling within a vacuum chamber using vacuum |
| KR100332314B1 (ko) * | 2000-06-24 | 2002-04-12 | 서성기 | 박막증착용 반응용기 |
| AU2001288225A1 (en) * | 2000-07-24 | 2002-02-05 | The University Of Maryland College Park | Spatially programmable microelectronics process equipment using segmented gas injection showerhead with exhaust gas recirculation |
| DE102008034260B4 (de) * | 2008-07-16 | 2014-06-26 | Siltronic Ag | Verfahren zum Abscheiden einer Schicht auf einer Halbleiterscheibe mittels CVD in einer Kammer und Kammer zum Abscheiden einer Schicht auf einer Halbleiterscheibe mittels CVD |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59193265A (ja) * | 1983-03-14 | 1984-11-01 | Stanley Electric Co Ltd | プラズマｃｖｄ装置 |
| JPH0689456B2 (ja) * | 1986-10-01 | 1994-11-09 | キヤノン株式会社 | マイクロ波プラズマｃｖｄ法による機能性堆積膜形成装置 |
| DE3742110C2 (de) * | 1986-12-12 | 1996-02-22 | Canon Kk | Verfahren zur Bildung funktioneller aufgedampfter Filme durch ein chemisches Mikrowellen-Plasma-Aufdampfverfahren |
| US4838201A (en) * | 1986-12-12 | 1989-06-13 | Daido Sanso K. K. | Apparatus and process for vacuum chemical epitaxy |
| JPS63157425A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-06-30 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | 気相反応装置 |
| US4816133A (en) * | 1987-05-14 | 1989-03-28 | Northrop Corporation | Apparatus for preparing thin film optical coatings on substrates |
-
1989
- 1989-04-13 JP JP1091865A patent/JPH088257B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-07 US US07/376,877 patent/US5076207A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5076207A (en) | 1991-12-31 |
| JPH02271627A (ja) | 1990-11-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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