JPH09125251A - 成膜装置 - Google Patents
成膜装置Info
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- JPH09125251A JPH09125251A JP30823395A JP30823395A JPH09125251A JP H09125251 A JPH09125251 A JP H09125251A JP 30823395 A JP30823395 A JP 30823395A JP 30823395 A JP30823395 A JP 30823395A JP H09125251 A JPH09125251 A JP H09125251A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 例えばリンをドープしたポリシリコン膜をウ
エハ表面に形成するに当たって、高速に成膜でき、しか
もステップカバレジ（埋め込み特性）が良好で、膜厚に
ついて高い面内均一性が得られるようにすること。 【解決手段】 真空チャンバ２内の圧力を例えば１０Ｔ
ｏｒｒ程度の高い圧力にしてリンドープポリシリコン膜
を成膜すれば高速に成膜できる。この場合真空チャンバ
２の壁部及びガス供給部５１内に冷却用流体を通流して
これらを冷却することにより、反応中間種の高次反応が
抑えられるので、ステップカバレジが良好になる。そし
てウエハＷと壁部との温度差が大きくなるが、ウエハＷ
の周囲に補助加熱部４を設けているためウエハＷの周縁
からの放熱量が小さく、ウエハＷの温度面内均一性が高
い。
エハ表面に形成するに当たって、高速に成膜でき、しか
もステップカバレジ（埋め込み特性）が良好で、膜厚に
ついて高い面内均一性が得られるようにすること。 【解決手段】 真空チャンバ２内の圧力を例えば１０Ｔ
ｏｒｒ程度の高い圧力にしてリンドープポリシリコン膜
を成膜すれば高速に成膜できる。この場合真空チャンバ
２の壁部及びガス供給部５１内に冷却用流体を通流して
これらを冷却することにより、反応中間種の高次反応が
抑えられるので、ステップカバレジが良好になる。そし
てウエハＷと壁部との温度差が大きくなるが、ウエハＷ
の周囲に補助加熱部４を設けているためウエハＷの周縁
からの放熱量が小さく、ウエハＷの温度面内均一性が高
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、成膜装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造プロセスの一つと
して、半導体ウエハ（以下ウエハという）の表面に処理
ガスを供給して例えば熱により分解させ、気相反応によ
り薄膜を生成するＣＶＤ処理がある。このような処理を
行うための従来の枚葉式ＣＶＤ装置を図７に示すと、こ
の装置では、載置部１１に載置されたウエハＷを裏面側
から例えば加熱ランプ１２で透過窓１２ａを介して加熱
し、真空チャンバ１３内を排気管１４を介して所定の真
空度まで真空排気すると共に、ウエハＷに対向するガス
供給部１５より処理ガスを供給して、処理ガスの反応に
よる生成物をウエハＷ表面に堆積して薄膜を形成するよ
うにしている。
して、半導体ウエハ（以下ウエハという）の表面に処理
ガスを供給して例えば熱により分解させ、気相反応によ
り薄膜を生成するＣＶＤ処理がある。このような処理を
行うための従来の枚葉式ＣＶＤ装置を図７に示すと、こ
の装置では、載置部１１に載置されたウエハＷを裏面側
から例えば加熱ランプ１２で透過窓１２ａを介して加熱
し、真空チャンバ１３内を排気管１４を介して所定の真
空度まで真空排気すると共に、ウエハＷに対向するガス
供給部１５より処理ガスを供給して、処理ガスの反応に
よる生成物をウエハＷ表面に堆積して薄膜を形成するよ
うにしている。
【０００３】ところで枚葉ＣＶＤ装置には真空チャンバ
１３の内壁面をウエハの処理温度程度に加熱するホット
ウオールタイプと前記内壁面を加熱しないコ−ルドウオ
−ルタイプとがあるが、コ−ルドウオ−ルタイプの装置
が主流である。その理由について述べると、成膜の高速
化を図るためには処理温度を高くするかあるいは圧力を
高くすることが挙げられるが、処理温度を高くすると、
例えばリンをド−プしたポリシリコン膜を成膜する場合
には低い抵抗値が得られないなどの不都合がある。
１３の内壁面をウエハの処理温度程度に加熱するホット
ウオールタイプと前記内壁面を加熱しないコ−ルドウオ
−ルタイプとがあるが、コ−ルドウオ−ルタイプの装置
が主流である。その理由について述べると、成膜の高速
化を図るためには処理温度を高くするかあるいは圧力を
高くすることが挙げられるが、処理温度を高くすると、
例えばリンをド−プしたポリシリコン膜を成膜する場合
には低い抵抗値が得られないなどの不都合がある。
【０００４】一方圧力を例えば１０Ｔｏｒｒ程度まで高
くすると、ウエハ表面で起こった処理ガスの反応の中間
種が対流の影響により逆拡散するが、このとき内壁面か
ら熱エネルギ−を受けて高次反応が進行し、例えば１０
Ｔｏｒｒ程度もの圧力になると、高次反応の進行の度合
いが大きく、分子量の大きい高次反応物が多量にウエハ
表面に付着し、予定とする薄膜が得られない。
くすると、ウエハ表面で起こった処理ガスの反応の中間
種が対流の影響により逆拡散するが、このとき内壁面か
ら熱エネルギ−を受けて高次反応が進行し、例えば１０
Ｔｏｒｒ程度もの圧力になると、高次反応の進行の度合
いが大きく、分子量の大きい高次反応物が多量にウエハ
表面に付着し、予定とする薄膜が得られない。
【０００５】これに対してコ−ルドウオ−ルタイプで
は、圧力を高くしても中間種が内壁面から受ける熱エネ
ルギ−は小さいのでホットウオ−ルタイプのような問題
は起こらない。
は、圧力を高くしても中間種が内壁面から受ける熱エネ
ルギ−は小さいのでホットウオ−ルタイプのような問題
は起こらない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら真空チャ
ンバ内の圧力を高くすると、対流の影響によりウエハＷ
の熱が内壁面に伝熱して内壁面の温度が上昇する。この
ため逆拡散した反応中間種が内壁面から受ける熱が小さ
いとはいえ高次反応が進行し、ポリシリコンと共に高次
反応物がウエハＷ上に堆積されるためステップカバレジ
（凹部の埋め込み形状）が悪くなり、パターンの微細化
が進んでいることからボイド（空隙）が発生し、歩留ま
りが低下するという問題がある。
ンバ内の圧力を高くすると、対流の影響によりウエハＷ
の熱が内壁面に伝熱して内壁面の温度が上昇する。この
ため逆拡散した反応中間種が内壁面から受ける熱が小さ
いとはいえ高次反応が進行し、ポリシリコンと共に高次
反応物がウエハＷ上に堆積されるためステップカバレジ
（凹部の埋め込み形状）が悪くなり、パターンの微細化
が進んでいることからボイド（空隙）が発生し、歩留ま
りが低下するという問題がある。
【０００７】更にコ−ルドウオ−ルタイプの場合、ウエ
ハＷと内壁面との温度差が大きいため、ウエハエッジか
らの放熱によりウエハの温度面内均一性が低く、この傾
向は処理温度が高い程顕著である。例えば８００℃でＨ
ＴＯ酸化膜を成膜する場合には、ウエハ面内の温度のば
らつきは数十度にもなるため、膜厚の面内均一性が悪い
という問題がある。
ハＷと内壁面との温度差が大きいため、ウエハエッジか
らの放熱によりウエハの温度面内均一性が低く、この傾
向は処理温度が高い程顕著である。例えば８００℃でＨ
ＴＯ酸化膜を成膜する場合には、ウエハ面内の温度のば
らつきは数十度にもなるため、膜厚の面内均一性が悪い
という問題がある。
【０００８】本発明は、このような事情の下になされた
ものであり、その目的は、膜厚の面内均一姓の高い成膜
装置を提供することにある。更に他の目的は、ステップ
カバレジの良好な成膜装置を提供することにある。
ものであり、その目的は、膜厚の面内均一姓の高い成膜
装置を提供することにある。更に他の目的は、ステップ
カバレジの良好な成膜装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、真空
チャンバ内の載置部に載置された被処理基板を加熱しな
がら被処理基板の表面に処理ガスを供給し、処理ガスの
反応により生成された反応生成物を被処理基板の表面に
堆積して薄膜を生成する成膜装置において、処理ガスの
被処理基板の側周面を囲むように補助加熱部を設け、こ
の補助加熱部の表面温度を、処理ガスの反応が起こる温
度以上に加熱することを特徴とする。
チャンバ内の載置部に載置された被処理基板を加熱しな
がら被処理基板の表面に処理ガスを供給し、処理ガスの
反応により生成された反応生成物を被処理基板の表面に
堆積して薄膜を生成する成膜装置において、処理ガスの
被処理基板の側周面を囲むように補助加熱部を設け、こ
の補助加熱部の表面温度を、処理ガスの反応が起こる温
度以上に加熱することを特徴とする。
【００１０】請求項２の発明は、請求項１記載の成膜装
置において、補助加熱部の表面を、処理ガスの反応が起
こる温度以上に加熱することを特徴とする。
置において、補助加熱部の表面を、処理ガスの反応が起
こる温度以上に加熱することを特徴とする。
【００１１】請求項３の発明は、真空チャンバ内の載置
部に載置された被処理基板を加熱しながら被処理基板の
表面に処理ガスを供給し、処理ガスの反応により生成さ
れた反応生成物を被処理基板の表面に堆積して薄膜を生
成する成膜装置において、前記被処理基板の側周面を囲
むように断熱部材を設けたことを特徴とする。
部に載置された被処理基板を加熱しながら被処理基板の
表面に処理ガスを供給し、処理ガスの反応により生成さ
れた反応生成物を被処理基板の表面に堆積して薄膜を生
成する成膜装置において、前記被処理基板の側周面を囲
むように断熱部材を設けたことを特徴とする。
【００１２】請求項４の発明は、真空チャンバ内の載置
部に載置された被処理基板を加熱しながら被処理基板の
表面に処理ガスを供給し、処理ガスの反応により生成さ
れた反応生成物を被処理基板の表面に堆積して薄膜を生
成する成膜装置において、前記被処理基板の側周面を囲
むように設けられた補助加熱部と、前記真空チャンバの
壁部に形成された流体通路と、この流体通路内に冷却用
流体を通流させるための冷却手段と、を備えたことを特
徴とする。
部に載置された被処理基板を加熱しながら被処理基板の
表面に処理ガスを供給し、処理ガスの反応により生成さ
れた反応生成物を被処理基板の表面に堆積して薄膜を生
成する成膜装置において、前記被処理基板の側周面を囲
むように設けられた補助加熱部と、前記真空チャンバの
壁部に形成された流体通路と、この流体通路内に冷却用
流体を通流させるための冷却手段と、を備えたことを特
徴とする。
【００１３】請求項５の発明は、真空チャンバ内の載置
部に載置された被処理基板を加熱しながら被処理基板の
表面に処理ガスを供給し、処理ガスの反応により生成さ
れた反応生成物を被処理基板の表面に堆積して薄膜を生
成する成膜装置において、前記被処理基板の側周面を囲
むように設けられた断熱部材と、前記真空チャンバの壁
部内に形成された流体通路と、この流体通路内に冷却用
流体を通流させるための冷却手段と、を備えたことを特
徴とする。
部に載置された被処理基板を加熱しながら被処理基板の
表面に処理ガスを供給し、処理ガスの反応により生成さ
れた反応生成物を被処理基板の表面に堆積して薄膜を生
成する成膜装置において、前記被処理基板の側周面を囲
むように設けられた断熱部材と、前記真空チャンバの壁
部内に形成された流体通路と、この流体通路内に冷却用
流体を通流させるための冷却手段と、を備えたことを特
徴とする。
【００１４】請求項６の発明は、請求項１、２または４
記載の発明において、補助加熱部と被処理基板との間か
ら排気口に連通する排気通路を設けたことを特徴とす
る。
記載の発明において、補助加熱部と被処理基板との間か
ら排気口に連通する排気通路を設けたことを特徴とす
る。
【００１５】請求項７の発明は、請求項３または５記載
の発明において、断熱部材と被処理基板との間から排気
口に連通する排気通路を設けたことを特徴とする。
の発明において、断熱部材と被処理基板との間から排気
口に連通する排気通路を設けたことを特徴とする。
【００１６】請求項８の発明は、真空チャンバ内の載置
部に載置された被処理基板を加熱しながら被処理基板の
表面に処理ガスを供給し、処理ガスの反応により生成さ
れた反応生成物を被処理基板の表面に堆積して薄膜を生
成する成膜装置において、前記真空チャンバの壁部に形
成された流体通路と、この流体通路内に加熱用流体と冷
却用流体とを夫々通流させるための加熱手段及び冷却手
段と、を備えたことを特徴とする。
部に載置された被処理基板を加熱しながら被処理基板の
表面に処理ガスを供給し、処理ガスの反応により生成さ
れた反応生成物を被処理基板の表面に堆積して薄膜を生
成する成膜装置において、前記真空チャンバの壁部に形
成された流体通路と、この流体通路内に加熱用流体と冷
却用流体とを夫々通流させるための加熱手段及び冷却手
段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
図である。２は例えばアルミニウムよりなる円筒状の真
空チャンバであり、この真空チャンバ２の底部中央は内
方に突出した環状部２１として形成されている。この環
状部２１には、その開口部を気密に塞ぐように石英製の
透過窓２２が設けられると共に、環状部２１の上面に
は、図２に詳しく示すようにウエハＷの周縁部４ヶ所を
夫々保持する４本の保持アーム３１（図１では保持アー
ム３１の一部のみ記載してある）が昇降自在に設けられ
ている。
図である。２は例えばアルミニウムよりなる円筒状の真
空チャンバであり、この真空チャンバ２の底部中央は内
方に突出した環状部２１として形成されている。この環
状部２１には、その開口部を気密に塞ぐように石英製の
透過窓２２が設けられると共に、環状部２１の上面に
は、図２に詳しく示すようにウエハＷの周縁部４ヶ所を
夫々保持する４本の保持アーム３１（図１では保持アー
ム３１の一部のみ記載してある）が昇降自在に設けられ
ている。
【００１８】これら保持アーム３１は、真空チャンバ２
の内壁面付近に沿って配置されたリング体３２から内方
に伸び出しており、このリング体３２は例えば真空チャ
ンバ２の上部に設けられた図示しない昇降手段により、
昇降できるようになっている。保持アーム３１及びリン
グ体３２は、リフタをなすものであり、図示しない搬送
アームとの間でウエハＷを受け渡すときに前記環状部２
１より上方に位置し、成膜時には環状部２１の上面に位
置してウエハＷを保持している。この例では４本の保持
アーム３１は、ウエハＷの載置部をなすものである。
の内壁面付近に沿って配置されたリング体３２から内方
に伸び出しており、このリング体３２は例えば真空チャ
ンバ２の上部に設けられた図示しない昇降手段により、
昇降できるようになっている。保持アーム３１及びリン
グ体３２は、リフタをなすものであり、図示しない搬送
アームとの間でウエハＷを受け渡すときに前記環状部２
１より上方に位置し、成膜時には環状部２１の上面に位
置してウエハＷを保持している。この例では４本の保持
アーム３１は、ウエハＷの載置部をなすものである。
【００１９】前記透過窓２２の下方側には、加熱手段例
えば加熱ランプ２３が設けられている。この加熱ランプ
２３はモータＭにより回転されるターンテーブル２４上
に配設されている。
えば加熱ランプ２３が設けられている。この加熱ランプ
２３はモータＭにより回転されるターンテーブル２４上
に配設されている。
【００２０】前記環状部２１の周縁部には、ウエハＷを
取り囲むようにリング状の補助加熱部４が設けられてい
る。この補助加熱部４は、例えばリング状のセラミック
体の中に、電源部４１から給電されて発熱する抵抗発熱
体を設けて構成され、上端が例えばプロセス時のウエハ
Ｗ表面と略同じ高さに設定されると共に、内周面がウエ
ハＷの外周縁から例えば５ミリメートル離れている。
取り囲むようにリング状の補助加熱部４が設けられてい
る。この補助加熱部４は、例えばリング状のセラミック
体の中に、電源部４１から給電されて発熱する抵抗発熱
体を設けて構成され、上端が例えばプロセス時のウエハ
Ｗ表面と略同じ高さに設定されると共に、内周面がウエ
ハＷの外周縁から例えば５ミリメートル離れている。
【００２１】真空チャンバ２の上部には、環状部２１と
対向するようにシャワーヘッドなどと呼ばれているガス
供給部５１が設けられている。このガス供給部５１は、
多数のガス噴射孔５２が形成されたガス拡散部５０を備
え、例えばガス供給管５３、５４から夫々送られる処理
ガスをガス噴射孔５２から別々に真空チャンバ２内に供
給するように構成されている。前記ガス供給部５１の側
周部及びガス拡散部５０には、温調用の流体を通流させ
るための流体通路２５が形成されている。また真空チャ
ンバ２の側壁と環状部２１との間の底面には、真空ポン
プ５５が介設された排気管５６が接続されている。
対向するようにシャワーヘッドなどと呼ばれているガス
供給部５１が設けられている。このガス供給部５１は、
多数のガス噴射孔５２が形成されたガス拡散部５０を備
え、例えばガス供給管５３、５４から夫々送られる処理
ガスをガス噴射孔５２から別々に真空チャンバ２内に供
給するように構成されている。前記ガス供給部５１の側
周部及びガス拡散部５０には、温調用の流体を通流させ
るための流体通路２５が形成されている。また真空チャ
ンバ２の側壁と環状部２１との間の底面には、真空ポン
プ５５が介設された排気管５６が接続されている。
【００２２】前記真空チャンバ２の例えば上壁及び側壁
の内部には、温調用の流体を通流させるための流体通路
６１が形成されると共に、この流体通路６１内に例えば
エチレングリコールを主剤とする温調用の流体を循環さ
せるための循環供給路６２が接続されている。温調用の
流体を流体通路６１内に循環させる具体的構成例として
は、例えば流体通路６１を側壁内に螺旋状に形成し、循
環供給路６２の一端側及び他端側を夫々流体通路６１の
上端及び下端に接続する構成などを挙げることができる
が、図１では略解して記載してある。またこの循環供給
路６２は、ガス供給部５１に設けられた流体通路２５に
も接続されており、流体通路２５内に温調用の流体が循
環するようになっている。
の内部には、温調用の流体を通流させるための流体通路
６１が形成されると共に、この流体通路６１内に例えば
エチレングリコールを主剤とする温調用の流体を循環さ
せるための循環供給路６２が接続されている。温調用の
流体を流体通路６１内に循環させる具体的構成例として
は、例えば流体通路６１を側壁内に螺旋状に形成し、循
環供給路６２の一端側及び他端側を夫々流体通路６１の
上端及び下端に接続する構成などを挙げることができる
が、図１では略解して記載してある。またこの循環供給
路６２は、ガス供給部５１に設けられた流体通路２５に
も接続されており、流体通路２５内に温調用の流体が循
環するようになっている。
【００２３】前記循環供給路６２には、冷却手段例えば
熱交換器よりなる冷却器６３が設けられており、この冷
却器６３は循環供給路６２の入口側及び出口側に設けら
れた温度検出部６４、６５の検出値及び設定値に基づい
て、コントローラ６６を介して制御されるように構成さ
れている。ただし温調用の流体により真空チャンバ２の
壁部の温度を制御する構成としては、真空チャンバ２の
壁部の外側に、流体通路を備えた例えば円筒状の通路ユ
ニットを密着して接合してもよいし、流体としては液体
に限らず気体であってもよい。
熱交換器よりなる冷却器６３が設けられており、この冷
却器６３は循環供給路６２の入口側及び出口側に設けら
れた温度検出部６４、６５の検出値及び設定値に基づい
て、コントローラ６６を介して制御されるように構成さ
れている。ただし温調用の流体により真空チャンバ２の
壁部の温度を制御する構成としては、真空チャンバ２の
壁部の外側に、流体通路を備えた例えば円筒状の通路ユ
ニットを密着して接合してもよいし、流体としては液体
に限らず気体であってもよい。
【００２４】次に上述実施の形態の作用について、例え
ばモノシランガス（ＳｉＨ4 ）及びフォスフィンガス
（ＰＨ3 ）により、リンがドープされたポリシリコン膜
を成膜する場合について述べる。先ず図示しない搬送ア
ームにより真空チャンバ２内にウエハＷを搬入し、リフ
タ３２の保持アーム３１上に受け渡す。そして加熱ラン
プ２３によりウエハＷを、例えば６４０℃程度に加熱す
ると共に、真空ポンプ５５により真空チャンバ２内を真
空排気して例えば１０Ｔｏｒｒの圧力に維持しながらガ
ス供給管５３、５４より、夫々ＳｉＨ4 ガス及びＰＨ3
ガスを例えば流量２００ｃｃ／分及び１０ｃｃ／分で処
理ガス供給部５１を介して真空チャンバ内に導入する。
ばモノシランガス（ＳｉＨ4 ）及びフォスフィンガス
（ＰＨ3 ）により、リンがドープされたポリシリコン膜
を成膜する場合について述べる。先ず図示しない搬送ア
ームにより真空チャンバ２内にウエハＷを搬入し、リフ
タ３２の保持アーム３１上に受け渡す。そして加熱ラン
プ２３によりウエハＷを、例えば６４０℃程度に加熱す
ると共に、真空ポンプ５５により真空チャンバ２内を真
空排気して例えば１０Ｔｏｒｒの圧力に維持しながらガ
ス供給管５３、５４より、夫々ＳｉＨ4 ガス及びＰＨ3
ガスを例えば流量２００ｃｃ／分及び１０ｃｃ／分で処
理ガス供給部５１を介して真空チャンバ内に導入する。
【００２５】このとき補助加熱部４をその表面温度が例
えば４００℃以上になるように加熱すると共に冷却器６
３で冷却された冷却用流体を循環供給路６２から真空チ
ャンバ２の壁部内の流体通路６１及びガス供給部５１内
の流体通路２５内に通流させ、これにより真空チャンバ
２の上部及び側部の内壁面を例えば１００℃以下に冷却
する。こうしてＳｉＨ4 が熱分解して、リンガードープ
されたポリシリコン膜が例えば５００オングストローム
／分の成膜速度で成膜され、ウエハＷ表面に例えば厚さ
０．１μｍの薄膜が形成される。
えば４００℃以上になるように加熱すると共に冷却器６
３で冷却された冷却用流体を循環供給路６２から真空チ
ャンバ２の壁部内の流体通路６１及びガス供給部５１内
の流体通路２５内に通流させ、これにより真空チャンバ
２の上部及び側部の内壁面を例えば１００℃以下に冷却
する。こうしてＳｉＨ4 が熱分解して、リンガードープ
されたポリシリコン膜が例えば５００オングストローム
／分の成膜速度で成膜され、ウエハＷ表面に例えば厚さ
０．１μｍの薄膜が形成される。
【００２６】このような実施の形態によれば、ウエハＷ
の表面温度を約６２０℃にて成膜してもアモルフォス状
態にできるため低い抵抗値のリンドープポリシリコン膜
が得られ、一方真空チャンバ２内を１０Ｔｏｒｒの高い
圧力にしているため成膜速度が早く、高いスループット
が得られる。そして真空チャンバ２内を高い圧力にする
と対流の影響でウエハＷから真空チャンバ２の内壁面や
ガス供給部５１への伝熱が大きくなるが、真空チャンバ
２の壁部及びガス供給部５１を冷却しているため、これ
らの部分の昇温を抑えることができる。このため、ウエ
ハＷ表面付近でＳｉＨ4 の熱分解により中間種が生成さ
れ、この中間種が逆拡散していっても真空チャンバ２の
壁部やガス供給部５１から受ける熱エネルギーは少な
く、この結果高次反応の進行が抑制され、良好なステッ
プカバレジ（埋め込み特性）が得られる。
の表面温度を約６２０℃にて成膜してもアモルフォス状
態にできるため低い抵抗値のリンドープポリシリコン膜
が得られ、一方真空チャンバ２内を１０Ｔｏｒｒの高い
圧力にしているため成膜速度が早く、高いスループット
が得られる。そして真空チャンバ２内を高い圧力にする
と対流の影響でウエハＷから真空チャンバ２の内壁面や
ガス供給部５１への伝熱が大きくなるが、真空チャンバ
２の壁部及びガス供給部５１を冷却しているため、これ
らの部分の昇温を抑えることができる。このため、ウエ
ハＷ表面付近でＳｉＨ4 の熱分解により中間種が生成さ
れ、この中間種が逆拡散していっても真空チャンバ２の
壁部やガス供給部５１から受ける熱エネルギーは少な
く、この結果高次反応の進行が抑制され、良好なステッ
プカバレジ（埋め込み特性）が得られる。
【００２７】このように真空チャンバ２の壁部を冷却す
るとウエハＷと壁部との温度差が大きくなるが、ウエハ
Ｗの側周面を囲むように補助加熱部４を設けているた
め、ウエハＷから壁部に放熱する熱量が少なくなってウ
エハＷの周縁部の温度低下が抑えられるので、ウエハＷ
の温度面内均一性が高く、従って膜厚について高い面内
均一性が得られる。
るとウエハＷと壁部との温度差が大きくなるが、ウエハ
Ｗの側周面を囲むように補助加熱部４を設けているた
め、ウエハＷから壁部に放熱する熱量が少なくなってウ
エハＷの周縁部の温度低下が抑えられるので、ウエハＷ
の温度面内均一性が高く、従って膜厚について高い面内
均一性が得られる。
【００２８】またウエハＷの周りには未反応ガスや反応
中間種が拡散するが、補助加熱部４の表面を処理ガスの
反応が起こる温度以上に加熱しているため、未反応ガス
や反応中間種が消費されて薄膜化され、補助加熱部４の
表面に付着する。この点からも高次反応が抑制され、ス
テップカバレジが良好になり、更に薄膜化されることか
らパーティクルの発生が防止される。またこれらの効果
に加え、補助加熱部４を設けることにより加熱ランプ２
３に要する電力（主電力）が少なくなり、トータルとし
ての電力を少なくできる利点もある。
中間種が拡散するが、補助加熱部４の表面を処理ガスの
反応が起こる温度以上に加熱しているため、未反応ガス
や反応中間種が消費されて薄膜化され、補助加熱部４の
表面に付着する。この点からも高次反応が抑制され、ス
テップカバレジが良好になり、更に薄膜化されることか
らパーティクルの発生が防止される。またこれらの効果
に加え、補助加熱部４を設けることにより加熱ランプ２
３に要する電力（主電力）が少なくなり、トータルとし
ての電力を少なくできる利点もある。
【００２９】以上において本発明では、ジクロルシラン
（ＳｉＨ2 Ｃｌ2)とアンモニア（ＮＨ3 ）とを用いてシ
リコンナイトライド膜（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を生成するプロセ
スにも適用できる。このプロセスでは、圧力を例えば１
０Ｔｏｒｒとし、ウエハＷ表面の温度を例えば６５０℃
〜７６０℃とし、補助加熱部４の表面温度を例えば５０
０℃とする。この反応では、塩化アンモニウム（ＮＨ4
Ｃｌ）が副生成物として生成されるので、真空チャンバ
２の内壁面及びガス供給部５１の表面の温度は、塩化ア
ンモニウムが気化する温度以上であることが必要であ
り、例えば１５０℃に設定される。
（ＳｉＨ2 Ｃｌ2)とアンモニア（ＮＨ3 ）とを用いてシ
リコンナイトライド膜（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を生成するプロセ
スにも適用できる。このプロセスでは、圧力を例えば１
０Ｔｏｒｒとし、ウエハＷ表面の温度を例えば６５０℃
〜７６０℃とし、補助加熱部４の表面温度を例えば５０
０℃とする。この反応では、塩化アンモニウム（ＮＨ4
Ｃｌ）が副生成物として生成されるので、真空チャンバ
２の内壁面及びガス供給部５１の表面の温度は、塩化ア
ンモニウムが気化する温度以上であることが必要であ
り、例えば１５０℃に設定される。
【００３０】また本発明では、Ｔａ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 と
Ｏ2 とからＴａ2 Ｏ5 膜を生成するプロセスにも適用で
きる。このプロセスでは、圧力を例えば１０Ｔｏｒｒと
し、ウエハＷ表面の温度を例えば４５０℃とし、真空チ
ャンバ２の内壁面及びガス供給部５１の表面温度を２０
０℃とし、補助加熱部４の表面温度を例えば２００℃と
する。
Ｏ2 とからＴａ2 Ｏ5 膜を生成するプロセスにも適用で
きる。このプロセスでは、圧力を例えば１０Ｔｏｒｒと
し、ウエハＷ表面の温度を例えば４５０℃とし、真空チ
ャンバ２の内壁面及びガス供給部５１の表面温度を２０
０℃とし、補助加熱部４の表面温度を例えば２００℃と
する。
【００３１】ここで図３及び図４に夫々本発明の他の実
施の形態の要部を示す。図３の実施の形態では、補助加
熱部４の高さをウエハＷ表面よりも例えば１ミリメート
ル高くし、かつ補助加熱部４の底部付近に横方向に貫通
する排気路４２を、例えばほぼ全周に亘って形成してい
る。図４の実施例では環状部２１における補助加熱部４
とウエハＷとの間と、環状部２１の外周部との間を連通
する排気路４３を例えばほぼ全周に亘って形成してい
る。
施の形態の要部を示す。図３の実施の形態では、補助加
熱部４の高さをウエハＷ表面よりも例えば１ミリメート
ル高くし、かつ補助加熱部４の底部付近に横方向に貫通
する排気路４２を、例えばほぼ全周に亘って形成してい
る。図４の実施例では環状部２１における補助加熱部４
とウエハＷとの間と、環状部２１の外周部との間を連通
する排気路４３を例えばほぼ全周に亘って形成してい
る。
【００３２】このような実施の形態によれば、補助加熱
部４をウエハＷ表面よりも高くしているので、ウエハＷ
の周縁部からの放熱がより一層少なくなると共に、ウエ
ハＷの近傍のみならず補助加熱部４で囲まれた領域内に
気相反応空間を形成できるので、未反応ガスや中間種の
逆拡散量が少なくなり、従って高次反応防止効果が大き
いので良好なステップのカバレジが得られる。そして補
助加熱部４の内側から排気口へ抜ける排気路４２、４３
を形成しているので、ガスの滞留を防止でき、膜厚の面
内均一性に対する悪影響を避けることができる。
部４をウエハＷ表面よりも高くしているので、ウエハＷ
の周縁部からの放熱がより一層少なくなると共に、ウエ
ハＷの近傍のみならず補助加熱部４で囲まれた領域内に
気相反応空間を形成できるので、未反応ガスや中間種の
逆拡散量が少なくなり、従って高次反応防止効果が大き
いので良好なステップのカバレジが得られる。そして補
助加熱部４の内側から排気口へ抜ける排気路４２、４３
を形成しているので、ガスの滞留を防止でき、膜厚の面
内均一性に対する悪影響を避けることができる。
【００３３】更にまた本発明では、ウエハＷを加熱ラン
プで加熱するタイプの装置に限らず図５に示すように加
熱部をなす抵抗発熱体７１を埋設した載置台（載置部）
７２の上に突起７３により若干浮かせてウエハＷを載
せ、抵抗発熱体７１よりの伝熱によってウエハＷを加熱
するタイプの装置に適用してもよい。
プで加熱するタイプの装置に限らず図５に示すように加
熱部をなす抵抗発熱体７１を埋設した載置台（載置部）
７２の上に突起７３により若干浮かせてウエハＷを載
せ、抵抗発熱体７１よりの伝熱によってウエハＷを加熱
するタイプの装置に適用してもよい。
【００３４】そしてまた本発明は、図６に示すように構
成してもよい。この実施の形態が図１の実施例と異なる
点は、補助加熱部の代りに断熱部材８を設けた点、及び
温調用の流体の循環供給路６２中に加熱手段６７を設け
た点にある。断熱部材８は、例えばセラミックよりな
り、ウエハＷの周囲を取り囲むようにリング状に形成さ
れている。また断熱部材８の上端は例えばウエハＷの表
面よりも高く位置し、断熱部材８の下部には排気通路８
１が形成されている。このように断熱部材８を設けた場
合にも、ウエハＷから真空チャンバ２の壁部へ放熱され
る熱量が少なくなり、真空チャンバ２の壁部の温度をウ
エハＷの表面温度より低くしてもウエハＷの温度面内均
一性が高いという効果が得られる。
成してもよい。この実施の形態が図１の実施例と異なる
点は、補助加熱部の代りに断熱部材８を設けた点、及び
温調用の流体の循環供給路６２中に加熱手段６７を設け
た点にある。断熱部材８は、例えばセラミックよりな
り、ウエハＷの周囲を取り囲むようにリング状に形成さ
れている。また断熱部材８の上端は例えばウエハＷの表
面よりも高く位置し、断熱部材８の下部には排気通路８
１が形成されている。このように断熱部材８を設けた場
合にも、ウエハＷから真空チャンバ２の壁部へ放熱され
る熱量が少なくなり、真空チャンバ２の壁部の温度をウ
エハＷの表面温度より低くしてもウエハＷの温度面内均
一性が高いという効果が得られる。
【００３５】また加熱手段６７を備えていることで次の
ような利点がある。即ちリンドープポリシリコン膜を成
膜する場合でも、ウエハＷの表面における凹部の幅が大
きいため、ステップカバレジの悪化がそれ程問題となら
ない場合や凹部のない表面を成膜する場合には、加熱手
段６７により温調用の流体を加熱して加熱用流体とし、
真空チャンバ２の壁部の温度を成膜が起こらない範囲に
おいて高い温度に設定してウエハＷの周縁部からの放熱
をより一層抑え、ウエハＷの温度について極めて高い面
内均一性を確保することができる。
ような利点がある。即ちリンドープポリシリコン膜を成
膜する場合でも、ウエハＷの表面における凹部の幅が大
きいため、ステップカバレジの悪化がそれ程問題となら
ない場合や凹部のない表面を成膜する場合には、加熱手
段６７により温調用の流体を加熱して加熱用流体とし、
真空チャンバ２の壁部の温度を成膜が起こらない範囲に
おいて高い温度に設定してウエハＷの周縁部からの放熱
をより一層抑え、ウエハＷの温度について極めて高い面
内均一性を確保することができる。
【００３６】更に真空チャンバ２の壁部を冷却すること
も加熱することもできるように構成すれば、プロセスの
種類によって気相反応を起こす温度が例えば１５０℃か
ら９００℃程度と広い範囲に亘っているため、各プロセ
スにおいて温度面内均一性やステップカバレジの優先性
に応じて内壁面の温度を設定できるため、種々のプロセ
スに適用できる適用範囲の広い成膜装置になる。なお、
循環供給路６２に冷却手段６３及び加熱手段６７を設
け、ウエハＷの周囲に補助加熱部４や断熱部材８を設け
ない成膜装置も本発明の範囲に含まれるものである。
も加熱することもできるように構成すれば、プロセスの
種類によって気相反応を起こす温度が例えば１５０℃か
ら９００℃程度と広い範囲に亘っているため、各プロセ
スにおいて温度面内均一性やステップカバレジの優先性
に応じて内壁面の温度を設定できるため、種々のプロセ
スに適用できる適用範囲の広い成膜装置になる。なお、
循環供給路６２に冷却手段６３及び加熱手段６７を設
け、ウエハＷの周囲に補助加熱部４や断熱部材８を設け
ない成膜装置も本発明の範囲に含まれるものである。
【００３７】
【発明の効果】請求項１〜７の発明によれば、膜厚につ
いて面内均一性の高い成膜処理を行うことができる。そ
して請求項１の発明のように補助加熱部の表面温度を処
理ガスの反応により成膜が起こる温度以上にすれば、不
要な未反応ガス及び中間種が消費されるので、高次反応
が抑えられステップカバレジが良好になる。また請求項
６の発明によれば、真空チャンバの壁部を加熱すること
も冷却することもできるため、広範囲のプロセスに対応
することができる。
いて面内均一性の高い成膜処理を行うことができる。そ
して請求項１の発明のように補助加熱部の表面温度を処
理ガスの反応により成膜が起こる温度以上にすれば、不
要な未反応ガス及び中間種が消費されるので、高次反応
が抑えられステップカバレジが良好になる。また請求項
６の発明によれば、真空チャンバの壁部を加熱すること
も冷却することもできるため、広範囲のプロセスに対応
することができる。
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の実施の形態における要部を示す斜視図で
ある。
ある。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【図４】本発明の更に他の実施の形態を示す断面図であ
る。
る。
【図５】本発明の更にまた他の実施の形態を示す断面図
である。
である。
【図６】本発明の上記以外の実施の形態を示す断面図で
ある。
ある。
【図７】従来の成膜装置を示す断面図である。
２ 真空チャンバ ２１ 環状部 ２３ 加熱ランプ ３１ 保持アーム ４ 補助加熱部 ４２、４３ 排気路 ５１ ガス供給部 ６１、２５ 流体通路 ６２ 循環供給路 ６３ 冷却器 ６７ 加熱手段 ７１ 抵抗発熱体 ７２ 載置台
Claims (8)
- 【請求項１】 真空チャンバ内の載置部に載置された被
処理基板を加熱しながら被処理基板の表面に処理ガスを
供給し、処理ガスの反応により生成された反応生成物を
被処理基板の表面に堆積して薄膜を生成する成膜装置に
おいて、 前記被処理基板の側周面を囲むように補助加熱部を設け
たことを特徴とする成膜装置。 - 【請求項２】 補助加熱部の表面を、処理ガスの反応が
起こる温度以上に加熱することを特徴とする請求項１記
載の成膜装置。 - 【請求項３】 真空チャンバ内の載置部に載置された被
処理基板を加熱しながら被処理基板の表面に処理ガスを
供給し、処理ガスの反応により生成された反応生成物を
被処理基板の表面に堆積して薄膜を生成する成膜装置に
おいて、 前記被処理基板の側周面を囲むように断熱部材を設けた
ことを特徴とする成膜装置。 - 【請求項４】 真空チャンバ内の載置部に載置された被
処理基板を加熱しながら被処理基板の表面に処理ガスを
供給し、処理ガスの反応により生成された反応生成物を
被処理基板の表面に堆積して薄膜を生成する成膜装置に
おいて、 前記被処理基板の側周面を囲むように設けられた補助加
熱部と、 前記真空チャンバの壁部に形成された流体通路と、 この流体通路内に冷却用流体を通流させるための冷却手
段と、を備えたことを特徴とする成膜装置。 - 【請求項５】 真空チャンバ内の載置部に載置された被
処理基板を加熱しながら被処理基板の表面に処理ガスを
供給し、処理ガスの反応により生成された反応生成物を
被処理基板の表面に堆積して薄膜を生成する成膜装置に
おいて、 前記被処理基板の側周面を囲むように設けられた断熱部
材と、 前記真空チャンバの壁部内に形成された流体通路と、 この流体通路内に冷却用流体を通流させるための冷却手
段と、を備えたことを特徴とする成膜装置。 - 【請求項６】 補助加熱部と被処理基板との間から排気
口に連通する排気通路を設けたことを特徴とする請求項
１、２または４記載の成膜装置。 - 【請求項７】 断熱部材と被処理基板との間から排気口
に連通する排気通路を設けたことを特徴とする請求項３
または５記載の成膜装置。 - 【請求項８】 真空チャンバ内の載置部に載置された被
処理基板を加熱しながら被処理基板の表面に処理ガスを
供給し、処理ガスの反応により生成された反応生成物を
被処理基板の表面に堆積して薄膜を生成する成膜装置に
おいて、 前記真空チャンバの壁部に形成された流体通路と、 この流体通路内に加熱用流体と冷却用流体とを夫々通流
させるための加熱手段及び冷却手段と、を備えたことを
特徴とする成膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30823395A JP3665672B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 成膜装置及び成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30823395A JP3665672B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 成膜装置及び成膜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09125251A true JPH09125251A (ja) | 1997-05-13 |
| JP3665672B2 JP3665672B2 (ja) | 2005-06-29 |
Family
ID=17978541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30823395A Expired - Fee Related JP3665672B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 成膜装置及び成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3665672B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001033617A1 (fr) * | 1999-10-29 | 2001-05-10 | Applied Materials Inc. | Appareil de fabrication de semiconducteurs |
| WO2001071784A1 (fr) * | 2000-03-17 | 2001-09-27 | Hitachi, Ltd. | Procede de fabrication de semi-conducteurs et appareil de fabrication |
| WO2002047170A1 (fr) * | 2000-12-08 | 2002-06-13 | Hitachi, Ltd. | Dispositif semi-conducteur |
| JP2003289045A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | サセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置および製造方法 |
| WO2006049125A1 (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-11 | Tokyo Electron Limited | 成膜装置及び成膜方法 |
| JP2010141207A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体 |
| JP2016506070A (ja) * | 2012-12-18 | 2016-02-25 | ユ−ジーン テクノロジー カンパニー．リミテッド | 基板処理装置及びヒータの温度調節方法 |
| JP2017050389A (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 株式会社エピクエスト | 酸化装置 |
| CN113410161A (zh) * | 2020-03-16 | 2021-09-17 | 东京毅力科创株式会社 | 基片处理装置和基片处理方法 |
-
1995
- 1995-11-01 JP JP30823395A patent/JP3665672B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001033617A1 (fr) * | 1999-10-29 | 2001-05-10 | Applied Materials Inc. | Appareil de fabrication de semiconducteurs |
| JP2001126995A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-05-11 | Applied Materials Inc | 半導体製造装置 |
| US7393417B1 (en) | 1999-10-29 | 2008-07-01 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor-manufacturing apparatus |
| WO2001071784A1 (fr) * | 2000-03-17 | 2001-09-27 | Hitachi, Ltd. | Procede de fabrication de semi-conducteurs et appareil de fabrication |
| WO2002047170A1 (fr) * | 2000-12-08 | 2002-06-13 | Hitachi, Ltd. | Dispositif semi-conducteur |
| JP2003289045A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | サセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置および製造方法 |
| WO2006049125A1 (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-11 | Tokyo Electron Limited | 成膜装置及び成膜方法 |
| JP2010141207A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体 |
| JP2016506070A (ja) * | 2012-12-18 | 2016-02-25 | ユ−ジーン テクノロジー カンパニー．リミテッド | 基板処理装置及びヒータの温度調節方法 |
| JP2017050389A (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 株式会社エピクエスト | 酸化装置 |
| CN113410161A (zh) * | 2020-03-16 | 2021-09-17 | 东京毅力科创株式会社 | 基片处理装置和基片处理方法 |
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|---|---|
| JP3665672B2 (ja) | 2005-06-29 |
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