JPH09232238A - 半導体素子の製造装置 - Google Patents

半導体素子の製造装置

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JPH09232238A
JPH09232238A JP3321996A JP3321996A JPH09232238A JP H09232238 A JPH09232238 A JP H09232238A JP 3321996 A JP3321996 A JP 3321996A JP 3321996 A JP3321996 A JP 3321996A JP H09232238 A JPH09232238 A JP H09232238A
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JP
Japan
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wafer
clamp ring
inert gas
hollow clamp
gas
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Withdrawn
Application number
JP3321996A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Itou
由規 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MIYAGI OKI DENKI KK
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
MIYAGI OKI DENKI KK
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 適切な不活性ガスの流れをつくるとともに、
飛散物の排出を行い、また、的確な材料ガスの流れをつ
くることができる半導体素子の製造装置を提供する。 【解決手段】 CVD装置における、材料ガスのウエハ
12裏面又は、ウエハ12外周部への周り込みを防止す
るために、中空クランプリング13自体より、不活性ガ
ス14の排出口17から不活性ガス14を排出して、ウ
エハ12と中空クランプリング13間から不活性ガス1
4を流出させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の製造
装置に係り、特に、そのCVD装置及びスピンコーター
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、従来のCVD装置(特に、熱C
VD装置)は、ウエハ裏面への材料ガスの周り込み防止
と、成膜エリアの制限(例えば、ウエハ周辺部へ成膜し
たくない場合等)のため、図3及び図4に示すように、
ウエハステージ1上のウエハ2の周辺部を、リング状の
板(クランプリング)3で覆い(一般にクランプリング
もしくは、シャドーリングの名称で呼ばれている。)、
かつ、ウエハ2とそのクランプリング3との間より、不
活性ガス(例えば、Ar)4をウエハ表面側へ向けて流
す構造となっている。
【0003】そして、この不活性ガス4は、図4に示す
ように、チャンバー5下部の不活性ガス供給口6より供
給されていた。なお、7はシャワーヘッド、8は排気口
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来構成の装置では、チャンバー5下部より供給した
不活性ガス4の大半は、チャンバーウォール5aとクラ
ンプリング3の隙間(図4、隙間、)より流れ出て
しまい、隙間の小さいウエハ2とクランプリング3との
間から流れ出る不活性ガス4の量はわずかである。その
ため、材料ガスの周り込み防止効果を高めるためには、
ガス流量を大きくする必要がある(因みに、ウエハ2と
クランプリング3の隙間は、数十ミクロン〜百ミクロン
程度、隙間、は、数ミリメートルである)。
【0005】また、クランプリング3の取付けズレによ
り、図4中の隙間とが不均一になった場合、隙間の
大きい方へガスの流れが偏ってしまう。このガスの流れ
の偏りによって、流量が多くなる部位では、熱が奪わ
れ、温度の低下を招き、流量の少なくなる部位では温度
上昇を招く。このように、ウエハステージ1の均熱性が
乱され、引いては、成膜する膜の分布を劣化させる原因
となる(特に、熱CVD装置においては、温度が重要な
パラメータとなるので、影響が大きい)。
【0006】さらに、上記問題とは別に、従来のクラン
プリングは、冷却機能を持っていないため、成膜中に、
クランプリングも熱せられ、クランプリングへも膜が形
成されてしまう。そして、ウエハ処理を重ねると、この
膜が厚くなり、膜のストレス等により、その膜が剥がれ
落ち、パーティクルの発生源となってしまうという問題
があった。
【0007】本発明は、上記問題点を除去し、適切な不
活性ガスの流れをつくるとともに、飛散物の排出を行
い、また、的確な材料ガスの流れをつくることができる
半導体素子の製造装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕半導体素子の製造装置において、ウエハステージ
上にセットされるウエハと、このウエハの周辺部に配置
される不活性ガスの排出口を有する中空クランプリング
を設けるようにしたものである。
【0009】このように、ウエハステージ上にセットさ
れるウエハと、このウエハの周辺部に配置される不活性
ガスの排出口を有する中空クランプリングを設けるよう
にしたので、少流量の不活性ガスで適切な不活性ガスの
流れをつくることができる。さらに、中空クランプリン
グ自体から、不活性ガスを供給するような構造としたの
で、中空クランプリングの取付けずれによる、ガスの流
れの乱れや、偏りが生じないため、常に、均一にウエハ
周辺での材料ガスの周り込み防止効果が得られる。当然
ながら、ガスの流れの偏りによる、ウエハステージの温
度分布の乱れも生じない。
【0010】〔2〕上記〔1〕記載の半導体素子の製造
装置において、CVD装置における、材料ガスのウエハ
裏面又は、ウエハ外周部への周り込みを防止するため
に、前記中空クランプリング自体より、前記不活性ガス
の排出口から不活性ガスを排出して、前記ウエハと中空
クランプリング間から不活性ガスを流出させるようにし
たものである。
【0011】このように、CVD装置において、適切な
不活性ガスの流れをつくることができ、材料ガスのウエ
ハ裏面又は、ウエハ外周部への周り込みを防止すること
ができる。さらに、不活性ガスが中空クランプリング内
を流れることによって、中空クランプリングが冷却さ
れ、生成物が形成され難くなる。そのため、中空クラン
プリングの生成物付着によるパーティクル発生に対して
も抑制効果がある。
【0012】〔3〕上記〔1〕記載の半導体素子の製造
装置において、スピンコート時に、前記不活性ガスの排
出口から不活性ガスを排出して、飛散する飛散物をとも
にウエハ外に排出するようにしたものである。このよう
に、スピンコート時に、ウエハ外周部に気流を形成する
ことができ、塗布物の塗布時に発生する余分な塗布物
(飛散物)は、ウエハ下方へ押し出され、コータカップ
内より排出されるので、余分な塗布物のウエハ表面への
飛散を防止することができる。
【0013】〔4〕半導体素子の製造装置において、ウ
エハステージ上にセットされるウエハと、CVD装置に
おける前記ウエハの周辺部に配置される材料ガスを吸気
する吸気口を有する中空クランプリングを設け、強制的
な材料ガスの流れをつくるようにしたものである。した
がって、材料ガスの供給は、従来と変わらないが、成膜
時にチャンバー排気の他にウエハ外周部直近でも吸気を
行なうことにより、ウエハ中心部から外周部へ向かう気
流が形成される。このことにより、ウエハ表面での材料
ガスと反応後のガス交換が速やかに行なわれるようにな
るため、従来の装置に比べ成膜速度を速くすることがで
きる。つまり、ウエハ一枚当たりの処理時間の短縮が可
能となる。
【0014】特に、ウエハ表面での気流が、ウエハ面内
均一性や成膜速度に影響を及ぼしやすい常圧CVD装置
では、強制的にウエハ気流を形成することにより、周囲
の影響を受けることなく、安定した成膜を行なうことが
できる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図を
参照しながら説明する。図1は本発明の第1実施例を示
す半導体素子の製造装置の構成図、図2はその中空クラ
ンプリングの平面図である。材料ガスのウエハ周辺部へ
の周り込み防止用の不活性ガス14は、従来と同様にチ
ャンバー15下部より供給されるが、チャンバー15に
固定された、配管16を通り、中空クランプリング13
内へ接続される。中空クランプリング13はウエハ12
の出し入れ時には、上下に動く必要があるため、配管1
6と、中空クランプリング13は固定されていない。つ
まり、中空クランプリング13が上方に移動した時には
配管16から離れても構わない。
【0016】そして、ウエハ12をクランプした後、任
意のタイミングで不活性ガス14の供給を開始すると、
不活性ガス14は、中空クランプリング13内を通り、
ウエハ12周辺近傍に設けられた中空クランプリング1
3の排出口17より、ウエハ12上へ供給される。な
お、18はシャワーヘッド、19は排気口である。この
ように、第1実施例によれば、ウエハステージ11上に
セットされるウエハ12と、このウエハ12の周辺部に
配置される不活性ガス14の排出口17を有する中空ク
ランプリング13を設けるようにしたので、少流量の不
活性ガスで適切な不活性ガスの流れをつくることができ
る。
【0017】さらに、中空クランプリング13自体か
ら、不活性ガス14を供給するような構造としたので、
中空クランプリング13の取付けずれによるガスの流れ
の乱れや、偏りが生じないため、常に、均一にウエハ1
2周辺での材料ガスの周り込み防止効果が得られる。当
然ながら、ガスの流れの偏りによる、ウエハステージ1
1の温度分布の乱れも生じない。
【0018】また、CVD装置において、適切な不活性
ガスの流れをつくることができ、材料ガスのウエハ12
裏面又は、ウエハ12外周部への周り込みを防止するこ
とができる。さらに、不活性ガス14が中空クランプリ
ング13内を流れることによって、中空クランプリング
13が冷却され、生成物が形成され難くなる。そのた
め、中空クランプリング13の生成物付着によるパーテ
ィクル発生に対しても、抑制効果がある。なお、15a
はチャンバーウォールである。
【0019】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。この第2実施例では、上記第1実施例で示した中空
クランプリングと同様の不活性ガス供給リングを、SO
G(スピン・オン・グラス)、レジスト等のスピンコー
ター装置へ用いた例を示す。図5に従来のスピンコータ
ーを示す。従来のスピンコーターでは、塗布物を塗布物
滴下ノズル24よりウエハ23に滴下し、ウエハ回転装
置22の回転により、塗布物をウエハ23の全面へと塗
布する時、余分な塗布物(飛散物)26が、ウエハ23
外周へ飛び出し、これが、コーターカップ21ではね返
ることにより、ウエハ23上のパーティクルとなってし
まうという問題があった。なお、25は排気口である。
【0020】そこで、図6に示すように、ウエハ33の
外周部に先の中空クランプリングと同様の不活性ガス供
給リング(クランプリング)37を配置することで、ウ
エハ33の外周部に強制的に気流を形成する。つまり、
不活性ガス供給リング37の排出口38から排出される
気流に余分な塗布物(飛散物)39をのせて、排出でき
るようにしたものである。
【0021】この時、排気とのバランスをとり、気流は
排気口35に向かう層流である方が望ましい(層流でな
くとも、供給した不活性ガスは、速やかに排気口より排
出されることが必要である)。なお、図6において、3
1はコータカップ、32はウエハ回転装置、34は塗布
物滴下ノズル、36は不活性ガス供給リング(中空クラ
ンプリング)37の配管である。
【0022】このように、第2実施例によれば、スピン
コート時に、ウエハ33の外周部に気流を形成すること
ができ、塗布物の塗布時に発生する余分な塗布物(飛散
物)39は、ウエハ33の下方へ押し出され、コータカ
ップ31内より排出されるので、余分な塗布物39のウ
エハ33の表面への飛散を防止することができる。次
に、本発明の第3実施例について述べる。
【0023】従来の常圧CVD装置は、図7に示すよう
に、チャンバー41内のヒータを有するウエハステージ
上にセットされるウエハ43上へ、材料ガスをシャワー
ヘッド44より供給し、反応後のガスは、チャンバー4
1もしくは反応室全体の排気口45より排出されるよう
に構成されている。図8は本発明の第3実施例を示す常
圧CVD装置の構成図である。
【0024】本発明の第3実施例は、図8に示すよう
に、第1、2実施例で述べたものと同様の、中空クラン
プリングと同様の吸気口56を有する中空クランプリン
グ55をウエハ53の外周部に設け、排気口58よりの
チャンバー排気の他に、ウエハ53外周部直近でも中空
クランプリング55の吸気口56から吸気を行うように
したものである。すなわち、中空クランプリング55は
吸気口56から強制的な気流を形成して、排気口57か
ら排気するようにしている。(ただし、本実施例は、第
1実施例で述べたような材料ガスのウエハ裏面や、外周
部への周り込みを懸念しなければならないCVD装置へ
は適用できない)。なお、51はチャンバー、52はヒ
ータを有するウエハステージ、54はシャワーヘッドで
ある。
【0025】材料ガスの供給は、従来と変わらないが、
成膜時にチャンバー排気の他にウエハ外周部直近でも吸
気を行なうことにより、ウエハ中心部から外周部へ向か
う気流が形成される。このことにより、ウエハ表面での
材料ガスと反応後のガス交換が速やかに行なわれるよう
になるため、従来の装置に比べ成膜速度を速くすること
ができる。つまり、ウエハ一枚当たりの処理時間の短縮
が可能となる。
【0026】特に、ウエハ表面での気流が、ウエハ面内
均一性や成膜速度に影響を及ぼしやすい常圧CVD装置
では、強制的にウエハ気流を形成することで周囲の影響
を受けることなく、安定した成膜を行なうことができ
る。なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0027】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。 (1)請求項1記載の発明によれば、ウエハステージ上
にセットされるウエハと、このウエハの周辺部に配置さ
れる不活性ガスの排出口を有する中空クランプリングを
設けるようにしたので、少流量の不活性ガスで適切な不
活性ガスの流れをつくることができる。
【0028】さらに、中空クランプリング自体から、不
活性ガスを供給するような構造としたので、中空クラン
プリングの取付けずれによるガスの流れの乱れや、偏り
が生じないため、常に、均一にウエハ周辺での材料ガス
の周り込み防止効果が得られる。当然ながら、ガスの流
れの偏りによる、ウエハステージの温度分布の乱れも生
じない。
【0029】(2)請求項2記載の発明によれば、CV
D装置において、適切な不活性ガスの流れをつくること
ができ、材料ガスのウエハ裏面又は、ウエハ外周部への
周り込みを防止することができる。さらに、不活性ガス
が中空クランプリング内を流れることによって、中空ク
ランプリングが冷却され、生成物が形成され難くなる。
そのため、中空クランプリングの生成物付着によるパー
ティクル発生に対しても抑制効果がある。
【0030】(3)請求項3記載の発明によれば、スピ
ンコート時に、ウエハ外周部に気流を形成することがで
き、塗布物塗布時に発生する余分な塗布物(飛散物)
は、ウエハ下方へ押し出され、コータカップ内より排出
されるので、余分な塗布物のウエハ表面への飛散を防止
することができる。 (4)請求項4記載の発明によれば、材料ガスの供給
は、従来と変わらないが、成膜時にチャンバー排気の他
に、ウエハ外周部直近でも吸気を行なうことにより、ウ
エハ中心部から外周部へ向かう気流が形成される。この
ことにより、ウエハ表面での材料ガスと反応後のガス交
換が速やかに行なわれるようになるため、従来の装置に
比べ成膜速度を速くすることができる。つまり、ウエハ
一枚当たりの処理時間の短縮が可能となる。
【0031】特に、ウエハ表面での気流が、ウエハ面内
均一性や成膜速度に影響を及ぼしやすい常圧CVD装置
では、強制的にウエハ気流を形成することにより、周囲
の影響を受けることなく、安定した成膜を行なうことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す半導体素子の製造装
置の構成図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す半導体素子の製造装
置の中空クランプリングの平面図である。
【図3】従来のCVD装置の部分断面図である。
【図4】従来のCVD装置の全体構成図である。
【図5】従来のスピンコーターを示す図である。
【図6】本発明の第2実施例を示す半導体素子の製造装
置(スピンコーター)の構成図である。
【図7】従来の常圧CVD装置の構成図である。
【図8】本発明の第3実施例を示す常圧CVD装置の構
成図である。
【符号の説明】
11,52 ウエハステージ 12,33,53 ウエハ 13,37,55 中空クランプリング 14 不活性ガス 15,51 チャンバー 16,36 配管 17,38 排出口 18,54 シャワーヘッド 19,35,57,58 排気口 31 コータカップ 32 ウエハ回転装置 34 塗布物滴下ノズル 39 余分な塗布物(飛散物) 56 吸気口

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子の製造装置において、(a)
    ウエハステージ上にセットされるウエハと、(b)該ウ
    エハの周辺部に配置される不活性ガスの排出口を有する
    中空クランプリングを具備することを特徴とする半導体
    素子の製造装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体素子の製造装置に
    おいて、CVD装置における、材料ガスのウエハ裏面又
    は、ウエハ外周部への周り込みを防止するために、前記
    中空クランプリング自体より、前記不活性ガスの排出口
    から不活性ガスを排出して、前記ウエハと中空クランプ
    リング間から不活性ガスを流出させるようにしたことを
    特徴とする半導体素子の製造装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体素子の製造装置に
    おいて、スピンコート時に、前記不活性ガスの排出口か
    ら不活性ガスを排出して、飛散する飛散物をともに前記
    ウエハ外に排出するようにしたことを特徴とする半導体
    素子の製造装置。
  4. 【請求項4】 半導体素子の製造装置において、(a)
    ウエハステージ上にセットされるウエハと、(b)CV
    D装置における前記ウエハの周辺部に配置される材料ガ
    スを吸気する吸気口を有する中空クランプリングを設
    け、強制的な材料ガスの流れをつくるようにしたことを
    特徴とする半導体素子の製造装置。
JP3321996A 1996-02-21 1996-02-21 半導体素子の製造装置 Withdrawn JPH09232238A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002363756A (ja) * 2001-06-11 2002-12-18 Anelva Corp 化学蒸着装置
KR101442815B1 (ko) * 2007-12-18 2014-09-23 한국에이에스엠지니텍 주식회사 증착 장치
CN105206558A (zh) * 2014-05-27 2015-12-30 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 晶片边缘的保护机构、反应腔室及半导体加工设备

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