JPH09275076A - 半導体装置の製造方法、半導体製造装置およびそのクリーニング方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法、半導体製造装置およびそのクリーニング方法Info
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- JPH09275076A JPH09275076A JP8081537A JP8153796A JPH09275076A JP H09275076 A JPH09275076 A JP H09275076A JP 8081537 A JP8081537 A JP 8081537A JP 8153796 A JP8153796 A JP 8153796A JP H09275076 A JPH09275076 A JP H09275076A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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Abstract
(57)【要約】
【課題】基板上にＣＶＤ法により薄膜を形成する際に、
ＣＶＤ反応室内に導入された成膜用の反応ガスを高い効
率で利用して反応室内の基板上に薄膜を効率良く堆積す
ることが可能となり、薄膜の形成コストを著しく低減し
得る半導体装置の製造方法および半導体製造装置を提供
する。 【解決手段】ＣＶＤ反応室２１内で半導体基板２２上に
ＣＶＤ法により薄膜を形成する際に、基板の表面近傍に
成膜用のガスが滞留する滞留領域を設ける工程と、この
後、滞留領域に領域外部から新たなガスを供給すること
なく滞留領域に存在する成膜用ガスのみの分解により基
板上にＣＶＤ薄膜を形成する工程とを具備する。
ＣＶＤ反応室内に導入された成膜用の反応ガスを高い効
率で利用して反応室内の基板上に薄膜を効率良く堆積す
ることが可能となり、薄膜の形成コストを著しく低減し
得る半導体装置の製造方法および半導体製造装置を提供
する。 【解決手段】ＣＶＤ反応室２１内で半導体基板２２上に
ＣＶＤ法により薄膜を形成する際に、基板の表面近傍に
成膜用のガスが滞留する滞留領域を設ける工程と、この
後、滞留領域に領域外部から新たなガスを供給すること
なく滞留領域に存在する成膜用ガスのみの分解により基
板上にＣＶＤ薄膜を形成する工程とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法、半導体製造装置およびそのクリーニング方法に係
り、特に半導体基板の表面にＣＶＤ薄膜を形成する方
法、半導体基板のエッチング方法、ＣＶＤ装置およびＣ
ＶＤ反応室内のクリーニング方法に関する。
方法、半導体製造装置およびそのクリーニング方法に係
り、特に半導体基板の表面にＣＶＤ薄膜を形成する方
法、半導体基板のエッチング方法、ＣＶＤ装置およびＣ
ＶＤ反応室内のクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板上にＣＶＤ法で薄膜を形成す
る際、従来は、図４に示すようなＣＶＤ装置の反応室１
内に設置されたサセプター８上に載置された基板２の上
方に成膜用の反応ガス（例えばシランＳｉＨ4 ）を外部
からガス流５として供給している。
る際、従来は、図４に示すようなＣＶＤ装置の反応室１
内に設置されたサセプター８上に載置された基板２の上
方に成膜用の反応ガス（例えばシランＳｉＨ4 ）を外部
からガス流５として供給している。
【０００３】この場合、マスフローコントローラー７に
よりガスの流量を制御し、バルブ６を通して供給する
際、反応室１内の圧力が１０Torr程度の減圧状態となる
ように圧力計１３によりモニターしながら調節し、ガス
を１ｓｌｍ流した状態で、基板２およびサセプター８を
外部のランプ３により反応室１の石英製の壁を通して６
５０℃に加熱して多結晶シリコンの成膜を行う。
よりガスの流量を制御し、バルブ６を通して供給する
際、反応室１内の圧力が１０Torr程度の減圧状態となる
ように圧力計１３によりモニターしながら調節し、ガス
を１ｓｌｍ流した状態で、基板２およびサセプター８を
外部のランプ３により反応室１の石英製の壁を通して６
５０℃に加熱して多結晶シリコンの成膜を行う。
【０００４】この際、基板２の表面上にはガスの流れな
い滞留層４と呼ばれる境界領域が発生し、成膜用のガス
は、前記滞留層４外のガス流５から供給され、前記滞留
層４内を拡散して基板表面に到達して分解することによ
り多結晶シリコン膜が堆積する。
い滞留層４と呼ばれる境界領域が発生し、成膜用のガス
は、前記滞留層４外のガス流５から供給され、前記滞留
層４内を拡散して基板表面に到達して分解することによ
り多結晶シリコン膜が堆積する。
【０００５】前記滞留層４は、ガス流５によって厚さ等
が左右され、ガス流が不均一であると前記滞留層にばら
つきが生じ、結果として前記基板２表面へのガスの供給
が不均一になって堆積速度のばらつきが生じ、膜厚のば
らつきが生じる。また、前記ガス流５からのガスの供給
は、通常、ガス流５中のガスの分圧によって決定される
が、上記条件では、ガス流５のガス量の内、数％のガス
しか滞留層４中に供給されず、堆積に消費されるガスの
量は反応室１内に導入されたガスの数％しか使用されな
い。
が左右され、ガス流が不均一であると前記滞留層にばら
つきが生じ、結果として前記基板２表面へのガスの供給
が不均一になって堆積速度のばらつきが生じ、膜厚のば
らつきが生じる。また、前記ガス流５からのガスの供給
は、通常、ガス流５中のガスの分圧によって決定される
が、上記条件では、ガス流５のガス量の内、数％のガス
しか滞留層４中に供給されず、堆積に消費されるガスの
量は反応室１内に導入されたガスの数％しか使用されな
い。
【０００６】従って、反応室１内に導入されたガスの大
部分は、分解しないまま主バルブ９、圧力調整用コンダ
クタンスバルブ１２、配管１１を通ってポンプ１０によ
り炉外に排出されるようになり、薄膜の形成コストが高
くなる。
部分は、分解しないまま主バルブ９、圧力調整用コンダ
クタンスバルブ１２、配管１１を通ってポンプ１０によ
り炉外に排出されるようになり、薄膜の形成コストが高
くなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記したように半導体
基板上に薄膜を堆積形成する従来の形成方法は、ＣＶＤ
反応室内に導入された成膜用の反応ガスの利用効率が低
いので、薄膜の形成コストが高くなるという問題があっ
た。
基板上に薄膜を堆積形成する従来の形成方法は、ＣＶＤ
反応室内に導入された成膜用の反応ガスの利用効率が低
いので、薄膜の形成コストが高くなるという問題があっ
た。
【０００８】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、半導体基板上にＣＶＤ法により薄膜を形成す
る際に、ＣＶＤ反応室内に導入された成膜用の反応ガス
を高い効率で利用して反応室内の半導体基板上に薄膜を
効率良く堆積することが可能となり、薄膜の形成コスト
を著しく低減し得る半導体装置の製造方法および半導体
製造装置を提供することを目的とする。
たもので、半導体基板上にＣＶＤ法により薄膜を形成す
る際に、ＣＶＤ反応室内に導入された成膜用の反応ガス
を高い効率で利用して反応室内の半導体基板上に薄膜を
効率良く堆積することが可能となり、薄膜の形成コスト
を著しく低減し得る半導体装置の製造方法および半導体
製造装置を提供することを目的とする。
【０００９】また、本発明の他の目的は、半導体基板面
をエッチング室内でエッチング処理する際に、室内に導
入されたエッチングガスを高い効率で利用して半導体基
板を効率良くエッチングすることが可能となり、エッチ
ングコストを著しく低減し得る半導体装置の製造方法を
提供する。
をエッチング室内でエッチング処理する際に、室内に導
入されたエッチングガスを高い効率で利用して半導体基
板を効率良くエッチングすることが可能となり、エッチ
ングコストを著しく低減し得る半導体装置の製造方法を
提供する。
【００１０】また、本発明の他の目的は、半導体基板処
理室の内壁面に堆積した堆積物をエッチング除去する
際、処理室内部に導入されたエッチングガスを高い効率
で利用して堆積物を効率良くエッチング除去することが
可能となり、クリーニングコストを著しく低減し得る半
導体製造装置のクリーニング方法を提供する。
理室の内壁面に堆積した堆積物をエッチング除去する
際、処理室内部に導入されたエッチングガスを高い効率
で利用して堆積物を効率良くエッチング除去することが
可能となり、クリーニングコストを著しく低減し得る半
導体製造装置のクリーニング方法を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、ＣＶＤ反応室内で半導体基板上にＣＶＤ法に
より薄膜を形成する際に、前記半導体基板の表面近傍に
成膜用のガスが滞留する滞留領域を設ける工程と、この
後、前記滞留領域に領域外部から新たなガスを供給する
ことなく前記滞留領域に存在する成膜用ガスのみの分解
により前記基板上にＣＶＤ薄膜を形成する工程とを具備
することを特徴とする。
造方法は、ＣＶＤ反応室内で半導体基板上にＣＶＤ法に
より薄膜を形成する際に、前記半導体基板の表面近傍に
成膜用のガスが滞留する滞留領域を設ける工程と、この
後、前記滞留領域に領域外部から新たなガスを供給する
ことなく前記滞留領域に存在する成膜用ガスのみの分解
により前記基板上にＣＶＤ薄膜を形成する工程とを具備
することを特徴とする。
【００１２】また、本発明の半導体製造装置は、ＣＶＤ
反応を行うためのＣＶＤ反応室と、前記ＣＶＤ反応室内
に設置され、半導体基板を載置するためのサセプター
と、前記ＣＶＤ反応室の外部に設けられ、前記ＣＶＤ反
応室に接続された反応ガス導入用の第１の配管と、前記
第１の配管の中間に順次設けられた第１のマスフローコ
ントローラーおよび第１のバルブと、前記ＣＶＤ反応室
の外部に設けられ、前記ＣＶＤ反応室に接続された不活
性ガス導入用の第２の配管と、前記第２の配管の中間に
順次設けられた第２のマスフローコントローラーおよび
第２のバルブと、前記ＣＶＤ反応室の外部に設けられ、
前記ＣＶＤ反応室に接続されたガス排出用の第３の配管
と、前記第３の配管に順次接続された圧力計および真空
排気用のポンプと、前記第３の配管の圧力計接続部とポ
ンプ接続部との間に設けられた主バルブと、前記ＣＶＤ
反応室の壁を通して前記サセプターおよび半導体基板を
加熱するための加熱装置と、前記半導体基板上にＣＶＤ
法により薄膜を形成する際に、前記ＣＶＤ反応室内が所
定値以下の圧力に減圧された状態で前記主バルブを閉
じ、この後、前記ＣＶＤ反応室内に前記反応ガスが導入
されて前記ＣＶＤ反応室内の圧力が所定値に設定された
状態で前記第１のバルブを閉じるように制御するバルブ
制御装置とを具備することを特徴とする。
反応を行うためのＣＶＤ反応室と、前記ＣＶＤ反応室内
に設置され、半導体基板を載置するためのサセプター
と、前記ＣＶＤ反応室の外部に設けられ、前記ＣＶＤ反
応室に接続された反応ガス導入用の第１の配管と、前記
第１の配管の中間に順次設けられた第１のマスフローコ
ントローラーおよび第１のバルブと、前記ＣＶＤ反応室
の外部に設けられ、前記ＣＶＤ反応室に接続された不活
性ガス導入用の第２の配管と、前記第２の配管の中間に
順次設けられた第２のマスフローコントローラーおよび
第２のバルブと、前記ＣＶＤ反応室の外部に設けられ、
前記ＣＶＤ反応室に接続されたガス排出用の第３の配管
と、前記第３の配管に順次接続された圧力計および真空
排気用のポンプと、前記第３の配管の圧力計接続部とポ
ンプ接続部との間に設けられた主バルブと、前記ＣＶＤ
反応室の壁を通して前記サセプターおよび半導体基板を
加熱するための加熱装置と、前記半導体基板上にＣＶＤ
法により薄膜を形成する際に、前記ＣＶＤ反応室内が所
定値以下の圧力に減圧された状態で前記主バルブを閉
じ、この後、前記ＣＶＤ反応室内に前記反応ガスが導入
されて前記ＣＶＤ反応室内の圧力が所定値に設定された
状態で前記第１のバルブを閉じるように制御するバルブ
制御装置とを具備することを特徴とする。
【００１３】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板面をエッチング室内でエッチング処理する際
に、基板表面近傍にエッチングガスが滞留する滞留領域
を設け、前記滞留領域に領域外部から新たなエッチング
ガスを供給することなく前記滞留領域に存在するエッチ
ングガスのみにより前記半導体基板面をエッチングする
ことを特徴とする。
半導体基板面をエッチング室内でエッチング処理する際
に、基板表面近傍にエッチングガスが滞留する滞留領域
を設け、前記滞留領域に領域外部から新たなエッチング
ガスを供給することなく前記滞留領域に存在するエッチ
ングガスのみにより前記半導体基板面をエッチングする
ことを特徴とする。
【００１４】また、本発明の半導体製造装置のクリーニ
ング方法は、半導体基板処理室の内壁面に堆積した堆積
物をエッチング除去する際、処理室内部に堆積物除去用
のエッチングガスを導入した後、前記処理室内部にエッ
チングガスを滞留させ、外部から新たなエッチングガス
を供給することなく前記堆積物をエッチング除去するこ
とを特徴とする。
ング方法は、半導体基板処理室の内壁面に堆積した堆積
物をエッチング除去する際、処理室内部に堆積物除去用
のエッチングガスを導入した後、前記処理室内部にエッ
チングガスを滞留させ、外部から新たなエッチングガス
を供給することなく前記堆積物をエッチング除去するこ
とを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の半導体装
置の製造方法の第１の実施の形態に係るＣＶＤ薄膜の形
成方法で使用されるＣＶＤ装置の一例を示している。
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の半導体装
置の製造方法の第１の実施の形態に係るＣＶＤ薄膜の形
成方法で使用されるＣＶＤ装置の一例を示している。
【００１６】図１に示すＣＶＤ装置は、図４に示した従
来例のＣＶＤ装置と比べて、圧力調整用のコンダクタン
スバルブが省略されている点が異なり、その他は同じで
ある。
来例のＣＶＤ装置と比べて、圧力調整用のコンダクタン
スバルブが省略されている点が異なり、その他は同じで
ある。
【００１７】即ち、図１において、２１は石英製の壁を
有する反応室、２７は反応室内に設置された例えばＳｉ
Ｃ製のサセプター、２２はサセプター２７上に載置され
た半導体基板である。
有する反応室、２７は反応室内に設置された例えばＳｉ
Ｃ製のサセプター、２２はサセプター２７上に載置され
た半導体基板である。
【００１８】反応室２１の外部には、反応ガス（材料ガ
ス、例えばＳｉＨ4 ガス）導入用の第１の配管１１、第
１の配管の中間に順次設けられた反応ガス流量制御用の
第１のマスフローコントローラー２６および第１のバル
ブ２５、不活性ガス（例えばＮ2 ）導入用の第２の配管
１２、第２の配管の中間に順次設けられた不活性ガス流
量制御用の第２のマスフローコントローラー１３および
第２のバルブ１４、ガス排出用の第３の配管１５、第３
の配管に順次接続された圧力計１６および真空排気用の
ポンプ２９、第３の配管の中間（圧力計接続部とポンプ
接続部との間）に設けられた主バルブ２８、反応室の壁
を通して前記サセプター２７および基板２２を加熱する
ためのランプ２３などが設けられている。
ス、例えばＳｉＨ4 ガス）導入用の第１の配管１１、第
１の配管の中間に順次設けられた反応ガス流量制御用の
第１のマスフローコントローラー２６および第１のバル
ブ２５、不活性ガス（例えばＮ2 ）導入用の第２の配管
１２、第２の配管の中間に順次設けられた不活性ガス流
量制御用の第２のマスフローコントローラー１３および
第２のバルブ１４、ガス排出用の第３の配管１５、第３
の配管に順次接続された圧力計１６および真空排気用の
ポンプ２９、第３の配管の中間（圧力計接続部とポンプ
接続部との間）に設けられた主バルブ２８、反応室の壁
を通して前記サセプター２７および基板２２を加熱する
ためのランプ２３などが設けられている。
【００１９】次に、上記図１のＣＶＤ装置を用いたＣＶ
Ｄ薄膜の形成方法について説明する。まず、３００℃以
下の温度で基板２２を反応室２１内に導入した後、ポン
プ２９により１０-2Torr（１Torr＝133.322 Pa）以下に
減圧する。その後、主バルブ２８を閉じ、反応ガス源か
ら第１のマスフローコントローラー２６および第１のバ
ルブ２５を通して反応室２１内にＳｉＨ4 ガス２４を導
入し、反応室内の圧力が１０Torrになったことを圧力計
１６で確認し、第１のバルブ２５を閉じて反応ガスの導
入を止める。
Ｄ薄膜の形成方法について説明する。まず、３００℃以
下の温度で基板２２を反応室２１内に導入した後、ポン
プ２９により１０-2Torr（１Torr＝133.322 Pa）以下に
減圧する。その後、主バルブ２８を閉じ、反応ガス源か
ら第１のマスフローコントローラー２６および第１のバ
ルブ２５を通して反応室２１内にＳｉＨ4 ガス２４を導
入し、反応室内の圧力が１０Torrになったことを圧力計
１６で確認し、第１のバルブ２５を閉じて反応ガスの導
入を止める。
【００２０】このように反応室内にＳｉＨ4 ガスを１０
Torrで閉じこめたまま、ランプ２３により基板２２およ
びサセプター２７を加熱し、基板２２の温度を８００℃
に設定して１分間保った後に加熱を止める。これによ
り、ＳｉＨ4 は基板２２上で分解し、基板２２上および
サセプター２７上に多結晶シリコンが４００ｎｍの厚さ
で堆積した。この後、温度が６００℃以下に低下した時
点で主バルブ２８を開け、反応室中のガスを排出する。
Torrで閉じこめたまま、ランプ２３により基板２２およ
びサセプター２７を加熱し、基板２２の温度を８００℃
に設定して１分間保った後に加熱を止める。これによ
り、ＳｉＨ4 は基板２２上で分解し、基板２２上および
サセプター２７上に多結晶シリコンが４００ｎｍの厚さ
で堆積した。この後、温度が６００℃以下に低下した時
点で主バルブ２８を開け、反応室中のガスを排出する。
【００２１】上記したＣＶＤ薄膜の形成方法では、反応
室２１内に反応ガス２４の流れが殆んどなく、基板２２
上には滞留層が生る。従って、反応ガス流の不均一性は
生じず、基板上への反応ガスの供給のばらつきも生じな
い。因みに、形成されたＣＶＤ薄膜の膜厚の基板面内の
均一性が±２％以下となる良好な結果を得た。
室２１内に反応ガス２４の流れが殆んどなく、基板２２
上には滞留層が生る。従って、反応ガス流の不均一性は
生じず、基板上への反応ガスの供給のばらつきも生じな
い。因みに、形成されたＣＶＤ薄膜の膜厚の基板面内の
均一性が±２％以下となる良好な結果を得た。
【００２２】また、成膜中にガスを排出していないの
で、使用ガスの利用効率を高めることができる。因み
に、反応ガスの利用効率も５０％以上となる良好な結果
を得た。なお、成膜中において、反応室２１の内壁面は
空冷により温度が４００℃以下になっており、反応室２
１の内壁面には多結晶シリコンの堆積は殆んど生じな
い。しかし、長期間の使用により、サセプター２７上な
どに多結晶シリコンが堆積するので、クリーニングを行
う必要が生じる。
で、使用ガスの利用効率を高めることができる。因み
に、反応ガスの利用効率も５０％以上となる良好な結果
を得た。なお、成膜中において、反応室２１の内壁面は
空冷により温度が４００℃以下になっており、反応室２
１の内壁面には多結晶シリコンの堆積は殆んど生じな
い。しかし、長期間の使用により、サセプター２７上な
どに多結晶シリコンが堆積するので、クリーニングを行
う必要が生じる。
【００２３】そこで、サセプター２７上に多結晶シリコ
ンが例えば３０μｍ堆積した後、ＨＣｌやＣｌＦ3 等の
エッチングガスによって堆積物を除去する（ガスクリー
ニングを行う）。
ンが例えば３０μｍ堆積した後、ＨＣｌやＣｌＦ3 等の
エッチングガスによって堆積物を除去する（ガスクリー
ニングを行う）。
【００２４】この場合、反応室２１内にＨＣｌを流しな
がらエッチングを行ってもかまわないが、前記したＣＶ
Ｄ薄膜の成膜時に準じて、反応室２１内にエッチングガ
スを滞留させた状態で１００Torr前後の高い圧力下でエ
ッチングを行うことにより、エッチングガスの利用効率
を５０％以上に高めることができた。なお、反応室２１
の石英製の内壁に付着した多結晶シリコンは、酸洗浄に
よって除去することが可能である。
がらエッチングを行ってもかまわないが、前記したＣＶ
Ｄ薄膜の成膜時に準じて、反応室２１内にエッチングガ
スを滞留させた状態で１００Torr前後の高い圧力下でエ
ッチングを行うことにより、エッチングガスの利用効率
を５０％以上に高めることができた。なお、反応室２１
の石英製の内壁に付着した多結晶シリコンは、酸洗浄に
よって除去することが可能である。
【００２５】また、上記例では、１０Torr、８００℃の
条件でＣＶＤ薄膜の堆積を行ったが、圧力は１ｍTorr〜
２００Torrの範囲内、温度は５００℃〜９００℃の範囲
内で行ってもよい。
条件でＣＶＤ薄膜の堆積を行ったが、圧力は１ｍTorr〜
２００Torrの範囲内、温度は５００℃〜９００℃の範囲
内で行ってもよい。
【００２６】また、本発明のＣＶＤ薄膜の形成方法は、
多結晶シリコンに限らず、他のシリコン酸化膜、シリコ
ン窒化膜、Ｗ、ＷＳｉ、ＴｉＮ等の薄膜を堆積する際に
も適用可能である。
多結晶シリコンに限らず、他のシリコン酸化膜、シリコ
ン窒化膜、Ｗ、ＷＳｉ、ＴｉＮ等の薄膜を堆積する際に
も適用可能である。
【００２７】図２は、本発明の第２の実施の形態に係る
ＣＶＤ薄膜の形成方法で使用されるＣＶＤ装置の一例を
示している。図２に示すＣＶＤ装置は、図１に示したＣ
ＶＤ装置と比べて、（１）第３の配管の中間で主バルブ
２８とポンプ接続部との間に圧力調整用のコンダクタン
スバルブ３２が付加されている点、（２）反応室３１内
に基板２２を導入するための基板導入室３９がゲートバ
ルブ３８を介して反応室に接続され、基板導入前に基板
導入室３９が排気ポンプ（図示せず）によって所定の減
圧状態に設定可能になっている点、（３）サセプター２
７上で基板周辺を囲み得る形状を有するカバー３３が設
けられており、駆動装置（図示せず）により前記カバー
３３がサセプター２７上で基板周辺を囲む位置とその上
方との間を上下駆動可能になっている点、（４）サセプ
ター２７および基板２２を裏面側から加熱するために、
反応室３１内でサセプター２７の下方に抵抗加熱型のヒ
ーター３７が設けられており、前記反応室外のランプは
省略されている点が異なり、その他は同じである。
ＣＶＤ薄膜の形成方法で使用されるＣＶＤ装置の一例を
示している。図２に示すＣＶＤ装置は、図１に示したＣ
ＶＤ装置と比べて、（１）第３の配管の中間で主バルブ
２８とポンプ接続部との間に圧力調整用のコンダクタン
スバルブ３２が付加されている点、（２）反応室３１内
に基板２２を導入するための基板導入室３９がゲートバ
ルブ３８を介して反応室に接続され、基板導入前に基板
導入室３９が排気ポンプ（図示せず）によって所定の減
圧状態に設定可能になっている点、（３）サセプター２
７上で基板周辺を囲み得る形状を有するカバー３３が設
けられており、駆動装置（図示せず）により前記カバー
３３がサセプター２７上で基板周辺を囲む位置とその上
方との間を上下駆動可能になっている点、（４）サセプ
ター２７および基板２２を裏面側から加熱するために、
反応室３１内でサセプター２７の下方に抵抗加熱型のヒ
ーター３７が設けられており、前記反応室外のランプは
省略されている点が異なり、その他は同じである。
【００２８】即ち、図２において、３１は反応室、２７
はサセプター、２２は基板、１１は反応ガス導入用の第
１の配管、２６は反応ガス流量制御用のマスフローコン
トローラー、２５は第１の配管のバルブ、１２は不活性
ガス導入用の第２の配管、１３は不活性ガス流量制御用
のマスフローコントローラー、１４は第２の配管のバル
ブ、１５はガス排出用の第３の配管、１６は圧力計、２
８は主バルブ、２９は真空排気用のポンプ、３２は圧力
調整用のコンダクタンスバルブである。
はサセプター、２２は基板、１１は反応ガス導入用の第
１の配管、２６は反応ガス流量制御用のマスフローコン
トローラー、２５は第１の配管のバルブ、１２は不活性
ガス導入用の第２の配管、１３は不活性ガス流量制御用
のマスフローコントローラー、１４は第２の配管のバル
ブ、１５はガス排出用の第３の配管、１６は圧力計、２
８は主バルブ、２９は真空排気用のポンプ、３２は圧力
調整用のコンダクタンスバルブである。
【００２９】次に、上記図２のＣＶＤ装置を用いたＣＶ
Ｄ薄膜の形成方法について説明する。まず、基板導入室
３９を１０-2Torr以下に減圧し、反応室３１を基板導入
室３９と同じく１０-2Torr以下に減圧するとともに３０
０℃以下の温度に設定する。
Ｄ薄膜の形成方法について説明する。まず、基板導入室
３９を１０-2Torr以下に減圧し、反応室３１を基板導入
室３９と同じく１０-2Torr以下に減圧するとともに３０
０℃以下の温度に設定する。
【００３０】次に、ゲートバルブ３８を開き、基板導入
室３９から同圧の反応室３１に基板２２を導入し、カバ
ー３３を開いた状態でサセプター２７上に基板２２を載
置させるとともにゲートバルブ３８を閉じる。
室３９から同圧の反応室３１に基板２２を導入し、カバ
ー３３を開いた状態でサセプター２７上に基板２２を載
置させるとともにゲートバルブ３８を閉じる。
【００３１】次に、反応ガス源からマスフローコントロ
ーラー２６およびバルブ２５を通して反応室３１内にＳ
ｉＨ4 ガスを導入する。そして、圧力計１６で確認しな
がら、コンダクタンスバルブ３２によって反応室３１内
の圧力を１０Torrに調整する。
ーラー２６およびバルブ２５を通して反応室３１内にＳ
ｉＨ4 ガスを導入する。そして、圧力計１６で確認しな
がら、コンダクタンスバルブ３２によって反応室３１内
の圧力を１０Torrに調整する。
【００３２】次に、カバー３３を閉じることにより、サ
セプター２７およびカバー３３によって基板周辺を囲む
閉空間（反応ガスの滞留領域）を作る。この後、マスフ
ローコントローラー１３の反応ガスの流量を低下させる
と同時に、不活性ガス源からマスフローコントローラー
１３およびバルブ１４を通してＮ2 ガスを導入し、反応
室３１内の圧力を１０Torrのままに保つ。
セプター２７およびカバー３３によって基板周辺を囲む
閉空間（反応ガスの滞留領域）を作る。この後、マスフ
ローコントローラー１３の反応ガスの流量を低下させる
と同時に、不活性ガス源からマスフローコントローラー
１３およびバルブ１４を通してＮ2 ガスを導入し、反応
室３１内の圧力を１０Torrのままに保つ。
【００３３】このように基板周辺を囲む閉空間内にＳｉ
Ｈ4 ガスを１０Torrで閉じこめたまま、ヒーター３７に
よってサセプター２７を加熱し、閉空間の中の基板２２
の温度を８００℃まで上げる。これにより、閉空間の中
のＳｉＨ4 は基板２２上で分解し、基板上に多結晶シリ
コンが堆積する。そして、１分後にヒーター３７による
加熱を止めることにより基板２２の温度を下げ、カバー
３３を開けて反応室３１中の残留ガスを排出した後、基
板２２を反応室３１から取り出す。
Ｈ4 ガスを１０Torrで閉じこめたまま、ヒーター３７に
よってサセプター２７を加熱し、閉空間の中の基板２２
の温度を８００℃まで上げる。これにより、閉空間の中
のＳｉＨ4 は基板２２上で分解し、基板上に多結晶シリ
コンが堆積する。そして、１分後にヒーター３７による
加熱を止めることにより基板２２の温度を下げ、カバー
３３を開けて反応室３１中の残留ガスを排出した後、基
板２２を反応室３１から取り出す。
【００３４】このような方法により、前記第１の実施の
形態と同様に基板上に多結晶シリコンを堆積することが
できた。この際、ヒーター３７による加熱により、基板
２２面内の温度をより均一に設定できた。また、Ｎ2 ガ
スのパージ効果により、閉空間内を除いてＳｉＨ4 ４ガ
スは滞留していないので、反応室３１の内壁面に多結晶
シリコンが堆積することはない。
形態と同様に基板上に多結晶シリコンを堆積することが
できた。この際、ヒーター３７による加熱により、基板
２２面内の温度をより均一に設定できた。また、Ｎ2 ガ
スのパージ効果により、閉空間内を除いてＳｉＨ4 ４ガ
スは滞留していないので、反応室３１の内壁面に多結晶
シリコンが堆積することはない。
【００３５】なお、長期間の成膜によって前記カバー３
３内に堆積した多結晶シリコンについては、堆積時と同
様な要領でエッチングガスを閉空間に閉じこめ９００℃
の温度でエッチング除去することにより、ＨＣｌガスの
利用効率を５０％以上に高めることができた。この時、
ＨＣｌを反応室３１内に５ｓｌｍ程度流しながらエッチ
ング除去を行ってもよい。また、堆積時の条件は、前記
第１の実施の形態と同様に変化させてもよい。また、Ｃ
ＶＤ装置の構成として、カバー３３、サセプター２７、
基板２２、ヒーター３７の相対的な位置関係を保持した
まま、これらの上下関係を反転させたり、これらを任意
の向きに変えてもかまわない。
３内に堆積した多結晶シリコンについては、堆積時と同
様な要領でエッチングガスを閉空間に閉じこめ９００℃
の温度でエッチング除去することにより、ＨＣｌガスの
利用効率を５０％以上に高めることができた。この時、
ＨＣｌを反応室３１内に５ｓｌｍ程度流しながらエッチ
ング除去を行ってもよい。また、堆積時の条件は、前記
第１の実施の形態と同様に変化させてもよい。また、Ｃ
ＶＤ装置の構成として、カバー３３、サセプター２７、
基板２２、ヒーター３７の相対的な位置関係を保持した
まま、これらの上下関係を反転させたり、これらを任意
の向きに変えてもかまわない。
【００３６】図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明の
第３の実施の形態に係るＣＶＤ薄膜の形成方法で使用さ
れるＣＶＤ装置の一例について異なる動作状態を示して
いる。
第３の実施の形態に係るＣＶＤ薄膜の形成方法で使用さ
れるＣＶＤ装置の一例について異なる動作状態を示して
いる。
【００３７】図３（ａ）および図３（ｂ）に示すＣＶＤ
装置は、図２に示したＣＶＤ装置と比べて、（１）反応
室４１と基板待機室４１４とがシャッター４１０により
仕切られて接続されている点、（２）反応ガス導入用の
第１の配管１１が基板待機室４１４に接続され、不活性
ガス導入用の第２の配管１２が反応室４１に接続されて
いる点、（３）基板待機室４１４にも反応室４１と同様
にガス排出用の第４の配管４１９が接続され、この第４
の配管に圧力計４１５および真空排気用のポンプ４１８
が接続され、第４の配管４１９の中間（圧力計接続部と
ポンプ接続部との間）に主バルブ４１６および圧力調整
用のコンダクタンスバルブ４１７が順次設けられている
点、（４）基板待機室４１４の底板を貫通して上下動自
在にシャフト４１２が設けられ、このシャフト４１２の
上端部には基板４１３を下向きの状態で載置するための
上面が開口した円筒状のカバー４１１が設けられ、前記
シャフト４１２を上下駆動するためのシャフト駆動装置
（図示せず）が基板待機室外部に設けられている点、
（５）基板導入室４６から基板待機室４１４内に基板４
１３を導入する機能、基板待機室４１４内で基板４１３
をカバー４１１から離れた位置で保持する機能およびカ
バー４１１の開口部を閉じるように基板４１３の処理面
をシャフト４１２側に向けて載置する機能を有する基板
搬送・保持装置（図示せず）が設けられている点、
（６）反応室４１の天板４２を通して前記基板４１３を
裏面側から加熱するためのヒーター４３が反応室外部に
設けられており、前記反応室内のヒーター３７は省略さ
れている点が異なる。
装置は、図２に示したＣＶＤ装置と比べて、（１）反応
室４１と基板待機室４１４とがシャッター４１０により
仕切られて接続されている点、（２）反応ガス導入用の
第１の配管１１が基板待機室４１４に接続され、不活性
ガス導入用の第２の配管１２が反応室４１に接続されて
いる点、（３）基板待機室４１４にも反応室４１と同様
にガス排出用の第４の配管４１９が接続され、この第４
の配管に圧力計４１５および真空排気用のポンプ４１８
が接続され、第４の配管４１９の中間（圧力計接続部と
ポンプ接続部との間）に主バルブ４１６および圧力調整
用のコンダクタンスバルブ４１７が順次設けられている
点、（４）基板待機室４１４の底板を貫通して上下動自
在にシャフト４１２が設けられ、このシャフト４１２の
上端部には基板４１３を下向きの状態で載置するための
上面が開口した円筒状のカバー４１１が設けられ、前記
シャフト４１２を上下駆動するためのシャフト駆動装置
（図示せず）が基板待機室外部に設けられている点、
（５）基板導入室４６から基板待機室４１４内に基板４
１３を導入する機能、基板待機室４１４内で基板４１３
をカバー４１１から離れた位置で保持する機能およびカ
バー４１１の開口部を閉じるように基板４１３の処理面
をシャフト４１２側に向けて載置する機能を有する基板
搬送・保持装置（図示せず）が設けられている点、
（６）反応室４１の天板４２を通して前記基板４１３を
裏面側から加熱するためのヒーター４３が反応室外部に
設けられており、前記反応室内のヒーター３７は省略さ
れている点が異なる。
【００３８】即ち、図３（ａ）および図３（ｂ）に示す
ＣＶＤ装置は、ＣＶＤ反応を行うためのＣＶＤ反応室４
１と、前記ＣＶＤ反応室に連なる基板待機室４１４と、
前記ＣＶＤ反応室と前記基板待機室とを仕切る位置を開
閉自在に設けられたシャッター４１０と、前記基板待機
室の底板を貫通して上下動自在に設けられたシャフト４
１２と、前記シャフトを上下方向に駆動するためのシャ
フト駆動装置（図示せず）と、前記シャフトの室内先端
部に設置され、前記ＣＶＤ反応室に向かう正面に開口部
を有し、前記開口部が基板４１３により閉じられた状態
で前記基板の周辺を囲み、ガスの滞留領域となる一定容
積の閉空間を形成する筒状のカバー４１１と、前記基板
待機室の外部に設けられ、前記ＣＶＤ反応室に接続され
た反応ガス導入用の第１の配管１１と、前記第１の配管
の中間に順次設けられた第１のマスフローコントローラ
ー４６および第１のバルブ４８と、前記ＣＶＤ反応室の
外部に設けられ、前記ＣＶＤ反応室に接続された不活性
ガス導入用の第２の配管１２と、前記第２の配管の中間
に順次設けられた第２のマスフローコントローラー４５
および第２のバルブ４４と、前記ＣＶＤ反応室の外部に
設けられ、前記ＣＶＤ反応室に接続されたガス排出用の
第３の配管４２１と、前記第３の配管に順次接続された
圧力計４２４および真空排気用のポンプ４２０と、前記
第３の配管４２１の圧力計接続部とポンプ接続部との間
に順次設けられた第１の主バルブ４２３および圧力調整
用の第１のコンダクタンスバルブ４２２と、前記基板待
機室４１４の外部に設けられ、前記基板待機室に接続さ
れたガス排出用の第４の配管４１９と、前記第４の配管
に順次接続された圧力計４１５および真空排気用のポン
プ４１８と、前記第４の配管の圧力計接続部とポンプ接
続部との間に順次設けられた第２の主バルブ４１６およ
び圧力調整用の第２のコンダクタンスバルブ４１７と、
前記各バルブをそれぞれ独立に制御するためのバルブ制
御装置（図示せず）と、前記基板待機室にゲートバルブ
４７を介して接続された基板導入室４６と、前記基板導
入室を所定の減圧状態に設定するための排気装置（図示
せず）と、前記ゲートバルブ４７を開閉制御するゲート
バルブ制御装置（図示せず）と、前記基板導入室から前
記基板待機室内に前記基板を導入する機能、前記基板待
機室内で前記基板を前記カバーから離れた位置で保持す
る機能および前記カバーの開口部を閉じるように前記基
板の処理面をシャフト側に向けて載置する機能を有する
基板搬送装置（図示せず）と、前記ＣＶＤ反応室の外側
に配設され、前記ＣＶＤ反応室の天板４２を通して前記
基板を加熱するための加熱装置４３とを具備する。
ＣＶＤ装置は、ＣＶＤ反応を行うためのＣＶＤ反応室４
１と、前記ＣＶＤ反応室に連なる基板待機室４１４と、
前記ＣＶＤ反応室と前記基板待機室とを仕切る位置を開
閉自在に設けられたシャッター４１０と、前記基板待機
室の底板を貫通して上下動自在に設けられたシャフト４
１２と、前記シャフトを上下方向に駆動するためのシャ
フト駆動装置（図示せず）と、前記シャフトの室内先端
部に設置され、前記ＣＶＤ反応室に向かう正面に開口部
を有し、前記開口部が基板４１３により閉じられた状態
で前記基板の周辺を囲み、ガスの滞留領域となる一定容
積の閉空間を形成する筒状のカバー４１１と、前記基板
待機室の外部に設けられ、前記ＣＶＤ反応室に接続され
た反応ガス導入用の第１の配管１１と、前記第１の配管
の中間に順次設けられた第１のマスフローコントローラ
ー４６および第１のバルブ４８と、前記ＣＶＤ反応室の
外部に設けられ、前記ＣＶＤ反応室に接続された不活性
ガス導入用の第２の配管１２と、前記第２の配管の中間
に順次設けられた第２のマスフローコントローラー４５
および第２のバルブ４４と、前記ＣＶＤ反応室の外部に
設けられ、前記ＣＶＤ反応室に接続されたガス排出用の
第３の配管４２１と、前記第３の配管に順次接続された
圧力計４２４および真空排気用のポンプ４２０と、前記
第３の配管４２１の圧力計接続部とポンプ接続部との間
に順次設けられた第１の主バルブ４２３および圧力調整
用の第１のコンダクタンスバルブ４２２と、前記基板待
機室４１４の外部に設けられ、前記基板待機室に接続さ
れたガス排出用の第４の配管４１９と、前記第４の配管
に順次接続された圧力計４１５および真空排気用のポン
プ４１８と、前記第４の配管の圧力計接続部とポンプ接
続部との間に順次設けられた第２の主バルブ４１６およ
び圧力調整用の第２のコンダクタンスバルブ４１７と、
前記各バルブをそれぞれ独立に制御するためのバルブ制
御装置（図示せず）と、前記基板待機室にゲートバルブ
４７を介して接続された基板導入室４６と、前記基板導
入室を所定の減圧状態に設定するための排気装置（図示
せず）と、前記ゲートバルブ４７を開閉制御するゲート
バルブ制御装置（図示せず）と、前記基板導入室から前
記基板待機室内に前記基板を導入する機能、前記基板待
機室内で前記基板を前記カバーから離れた位置で保持す
る機能および前記カバーの開口部を閉じるように前記基
板の処理面をシャフト側に向けて載置する機能を有する
基板搬送装置（図示せず）と、前記ＣＶＤ反応室の外側
に配設され、前記ＣＶＤ反応室の天板４２を通して前記
基板を加熱するための加熱装置４３とを具備する。
【００３９】次に、図３（ａ）および図３（ｂ）に示し
たＣＶＤ装置を用いて前記ＣＶＤ反応室内で基板上にＣ
ＶＤ法によりＣＶＤ薄膜を形成する際は、以下に述べる
ような工程で行う。
たＣＶＤ装置を用いて前記ＣＶＤ反応室内で基板上にＣ
ＶＤ法によりＣＶＤ薄膜を形成する際は、以下に述べる
ような工程で行う。
【００４０】即ち、前記シャッター４１３を閉じた状態
で前記基板導入室４１４を所定値以下に減圧する工程
と、前記シャッター４１３を閉じた状態および前記カバ
ー４１１を前記基板待機室４１４内に位置させた状態で
前記基板待機室内の圧力を所定値以下に減圧する工程
と、前記ゲートバルブ４７を開き、基板４１３を基板導
入室４６から基板待機室内に導入して基板待機室内で基
板を前記カバー４１１から離れた位置で保持するととも
にゲートバルブ４７を閉じる工程と、前記シャッター４
１３を閉じた状態で基板待機室内に反応ガスを導入し、
基板待機室内の圧力が所定値になった時点でカバーの開
口部を閉じるように基板の処理面をシャフト４１２側に
向けて載置し、基板の表面近傍にガス滞留領域となる閉
空間を形成した後、前記反応ガスの導入流量を低下させ
る工程と、ＣＶＤ反応室４１内に不活性ガスを導入し、
ＣＶＤ反応室内の圧力を所定値のままに保つ工程と、前
記ＣＶＤ反応室の天板４２を加熱し、ＣＶＤ反応室内を
所定温度に設定する工程と、この後、シャッター４１３
を開き、シャフト４１２によりカバー４１１および基板
４１３を移動させてＣＶＤ反応室内に導入し、天板４２
からの熱輻射により基板の裏面側から加熱し、基板を所
定温度に設定する工程と、次に、一定時間の経過後に加
熱を停止し、シャフト４１２によりカバー４１１および
基板４１３を移動させて基板待機室４１４内に導入し、
シャッター４１３を閉じる工程とを行う。
で前記基板導入室４１４を所定値以下に減圧する工程
と、前記シャッター４１３を閉じた状態および前記カバ
ー４１１を前記基板待機室４１４内に位置させた状態で
前記基板待機室内の圧力を所定値以下に減圧する工程
と、前記ゲートバルブ４７を開き、基板４１３を基板導
入室４６から基板待機室内に導入して基板待機室内で基
板を前記カバー４１１から離れた位置で保持するととも
にゲートバルブ４７を閉じる工程と、前記シャッター４
１３を閉じた状態で基板待機室内に反応ガスを導入し、
基板待機室内の圧力が所定値になった時点でカバーの開
口部を閉じるように基板の処理面をシャフト４１２側に
向けて載置し、基板の表面近傍にガス滞留領域となる閉
空間を形成した後、前記反応ガスの導入流量を低下させ
る工程と、ＣＶＤ反応室４１内に不活性ガスを導入し、
ＣＶＤ反応室内の圧力を所定値のままに保つ工程と、前
記ＣＶＤ反応室の天板４２を加熱し、ＣＶＤ反応室内を
所定温度に設定する工程と、この後、シャッター４１３
を開き、シャフト４１２によりカバー４１１および基板
４１３を移動させてＣＶＤ反応室内に導入し、天板４２
からの熱輻射により基板の裏面側から加熱し、基板を所
定温度に設定する工程と、次に、一定時間の経過後に加
熱を停止し、シャフト４１２によりカバー４１１および
基板４１３を移動させて基板待機室４１４内に導入し、
シャッター４１３を閉じる工程とを行う。
【００４１】次に、上記各工程を具体的に説明する。ま
ず、基板を基板導入室４１４内にセットした状態で、か
つ、図３（ａ）に示すように、ゲートバルブ４７を閉じ
た状態で、基板導入室４６を１０-2Torr以下に減圧す
る。また、カバー４１１を基板待機室４１４内に位置さ
せた状態で、基板待機室４１４を基板導入室４６と同じ
く１０-2Torr以下に減圧する。
ず、基板を基板導入室４１４内にセットした状態で、か
つ、図３（ａ）に示すように、ゲートバルブ４７を閉じ
た状態で、基板導入室４６を１０-2Torr以下に減圧す
る。また、カバー４１１を基板待機室４１４内に位置さ
せた状態で、基板待機室４１４を基板導入室４６と同じ
く１０-2Torr以下に減圧する。
【００４２】次に、ゲートバルブ４７を開き、基板導入
室４６から同圧の基板待機室４１４に基板４１３を導入
し、基板を下向きの状態でカバー４１１の上方で保持す
るとともにゲートバルブ４７を閉じる。
室４６から同圧の基板待機室４１４に基板４１３を導入
し、基板を下向きの状態でカバー４１１の上方で保持す
るとともにゲートバルブ４７を閉じる。
【００４３】次に、前記第２の実施の形態と同様に、反
応ガス源からマスフローコントローラー４９およびバル
ブ４８を通して基板待機室４１４内にＳｉＨ4 ガスを導
入する。そして、圧力計４１５で確認しながら、コンダ
クタンスバルブ４１７によって反応室内の圧力を１０To
rrに調整する。そして、基板を下向きの状態でカバー４
１１の上部に載置して基板周辺を囲む閉空間を作る。
応ガス源からマスフローコントローラー４９およびバル
ブ４８を通して基板待機室４１４内にＳｉＨ4 ガスを導
入する。そして、圧力計４１５で確認しながら、コンダ
クタンスバルブ４１７によって反応室内の圧力を１０To
rrに調整する。そして、基板を下向きの状態でカバー４
１１の上部に載置して基板周辺を囲む閉空間を作る。
【００４４】次に、マスフローコントローラー４９の反
応ガスの流量を低下させるとともに、閉空間以外はＮ2
ガスでパージするために、不活性ガス源からマスフロー
コントローラー４５およびバルブ４４を通してＮ2 ガス
を１ｓｌｍの流量で反応室４１内に導入し、反応室４１
内の圧力を基板待機室内と同じく１０Torrのままに保
つ。また、ヒーター４３によって反応室４１の天板４２
を加熱し、反応室４１内を１１５０℃の温度に設定して
おく。
応ガスの流量を低下させるとともに、閉空間以外はＮ2
ガスでパージするために、不活性ガス源からマスフロー
コントローラー４５およびバルブ４４を通してＮ2 ガス
を１ｓｌｍの流量で反応室４１内に導入し、反応室４１
内の圧力を基板待機室内と同じく１０Torrのままに保
つ。また、ヒーター４３によって反応室４１の天板４２
を加熱し、反応室４１内を１１５０℃の温度に設定して
おく。
【００４５】次に、図３（ｂ）に示すように、シャッタ
ー４１０を開き、前記したように基板周辺を囲む閉空間
内にＳｉＨ4 ガスを１０Torrで閉じこめたまま、カバー
４１１および基板４１３を上昇させて反応室４１に導入
する。この時、基板４１３は反応室の天板４２に近づ
き、天板４２からの熱輻射を裏面側から受けて加熱さ
れ、温度が上がる。この基板４１３の温度が８００℃に
なるように、天板４２と基板４１３の距離を調節し、１
分間８００℃に保つ。
ー４１０を開き、前記したように基板周辺を囲む閉空間
内にＳｉＨ4 ガスを１０Torrで閉じこめたまま、カバー
４１１および基板４１３を上昇させて反応室４１に導入
する。この時、基板４１３は反応室の天板４２に近づ
き、天板４２からの熱輻射を裏面側から受けて加熱さ
れ、温度が上がる。この基板４１３の温度が８００℃に
なるように、天板４２と基板４１３の距離を調節し、１
分間８００℃に保つ。
【００４６】これにより、閉空間の中のＳｉＨ4 は基板
４１３面上で分解し、基板面上に多結晶シリコンが堆積
する。そして、１分後にヒーター４３による加熱を止
め、カバー４１１および基板４１３を降下させて基板待
機室４１４に移動させた後にシャッター４１０を閉じ
る。
４１３面上で分解し、基板面上に多結晶シリコンが堆積
する。そして、１分後にヒーター４３による加熱を止
め、カバー４１１および基板４１３を降下させて基板待
機室４１４に移動させた後にシャッター４１０を閉じ
る。
【００４７】次に、図示していない機構により基板４１
３を持ち上げるとともに基板待機室４１４に残留してい
るガスをポンプ４１８により排気する。この後、基板４
１３をＣＶＤ装置から取り出す。
３を持ち上げるとともに基板待機室４１４に残留してい
るガスをポンプ４１８により排気する。この後、基板４
１３をＣＶＤ装置から取り出す。
【００４８】このような方法により、前記第１、第２の
実施の形態と同様に基板上に多結晶シリコンを均一に堆
積することができた。また、Ｎ2 ガスのパージ効果によ
り、閉空間内を除いてＳｉＨ4 ４ガスは滞留していない
ので、反応室４１の内壁面に多結晶シリコンが堆積する
ことはない。また、ガスの利用効率については、前記第
１、第２の実施の形態より高まった。
実施の形態と同様に基板上に多結晶シリコンを均一に堆
積することができた。また、Ｎ2 ガスのパージ効果によ
り、閉空間内を除いてＳｉＨ4 ４ガスは滞留していない
ので、反応室４１の内壁面に多結晶シリコンが堆積する
ことはない。また、ガスの利用効率については、前記第
１、第２の実施の形態より高まった。
【００４９】なお、長期間の成膜によって前記カバー４
１１内に堆積した多結晶シリコンについては、ダミーの
基板を使用し、堆積時と同様な要領でエッチングガスを
閉空間に閉じこめ、堆積時と同様の過程で反応室４１内
で温度を９００℃まで上げた状態でエッチング除去し
た。
１１内に堆積した多結晶シリコンについては、ダミーの
基板を使用し、堆積時と同様な要領でエッチングガスを
閉空間に閉じこめ、堆積時と同様の過程で反応室４１内
で温度を９００℃まで上げた状態でエッチング除去し
た。
【００５０】この時、カバー４１１のみを反応室４１に
導入し、ＨＣｌを反応室４１内に５ｓｌｍ流しながら、
ほぼ９００℃の温度、圧力１０Torr下でエッチング除去
してもよい。また、前記閉空間へのＳｉＨ4 ガスの供給
はシャフトの内部を通してもかまわない。
導入し、ＨＣｌを反応室４１内に５ｓｌｍ流しながら、
ほぼ９００℃の温度、圧力１０Torr下でエッチング除去
してもよい。また、前記閉空間へのＳｉＨ4 ガスの供給
はシャフトの内部を通してもかまわない。
【００５１】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、基板上
にＣＶＤ法により薄膜を形成する際に、ＣＶＤ反応室内
に導入された成膜用の反応ガスを高い効率で利用して反
応室内の基板上に薄膜を効率良く均一に堆積することが
可能となり、薄膜の形成コストを著しく低減し得る半導
体装置の製造方法および半導体製造装置を提供すること
ができる。
にＣＶＤ法により薄膜を形成する際に、ＣＶＤ反応室内
に導入された成膜用の反応ガスを高い効率で利用して反
応室内の基板上に薄膜を効率良く均一に堆積することが
可能となり、薄膜の形成コストを著しく低減し得る半導
体装置の製造方法および半導体製造装置を提供すること
ができる。
【００５２】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、基板面をエッチング室内でエッチング処理する際
に、室内に導入されたエッチングガスを高い効率で利用
して基板を効率良くエッチングすることが可能となり、
エッチングコストを著しく低減させることができる。
れば、基板面をエッチング室内でエッチング処理する際
に、室内に導入されたエッチングガスを高い効率で利用
して基板を効率良くエッチングすることが可能となり、
エッチングコストを著しく低減させることができる。
【００５３】また、本発明の半導体製造装置クリーニン
グ方法によれば、基板処理室の内壁面に堆積した堆積物
をエッチング除去する際、処理室内部に導入されたエッ
チングガスを高い効率で利用して堆積物を効率良くエッ
チング除去することが可能となり、クリーニングコスト
を著しく低減させることができる。
グ方法によれば、基板処理室の内壁面に堆積した堆積物
をエッチング除去する際、処理室内部に導入されたエッ
チングガスを高い効率で利用して堆積物を効率良くエッ
チング除去することが可能となり、クリーニングコスト
を著しく低減させることができる。
【図１】本発明の半導体装置の製造方法の第１の実施の
形態に係るＣＶＤ薄膜の形成方法で使用されるＣＶＤ装
置の一例の概略的な構造を示す断面図。
形態に係るＣＶＤ薄膜の形成方法で使用されるＣＶＤ装
置の一例の概略的な構造を示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るＣＶＤ薄膜の
形成方法で使用されるＣＶＤ装置の一例の概略的な構造
を示す断面図。
形成方法で使用されるＣＶＤ装置の一例の概略的な構造
を示す断面図。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るＣＶＤ薄膜の
形成方法で使用されるＣＶＤ装置の一例の概略的な構造
について異なる動作状態を示す断面図。
形成方法で使用されるＣＶＤ装置の一例の概略的な構造
について異なる動作状態を示す断面図。
【図４】従来のＣＶＤ装置の概略的な構造を示す断面
図。
図。
２１、３１、４１…反応室、 ２２、４１３…基板、 ２３…加熱用ランプ、 ３７、４３…抵抗加熱ヒータ、 ２４…ガス流、 １４、２５、２８、４４、４８…バルブ、 １３、２６、４５、４９…マスフローコントローラ、 ２７…サセプタ、 ２８、４１６、４２３…主バルブ、 ２９、４１８、４２０…ポンプ、 １１、１２、１５、４１９、４２１…配管、 ３２、４１７、４２２…コンダクタンスバルブ、 １６、４１５、４２４…圧力計、 ３３、４１１…カバー、 ３８、４７…ゲートバルブ、 ３９、４６…基板導入室、 ４１４…基板待機室、 ４１０…シャッタ、 ４２…天板、 ４１２…シャフト。
Claims (21)
- 【請求項１】 ＣＶＤ反応室内で半導体基板上にＣＶＤ
法により薄膜を形成する際に、前記半導体基板の表面近
傍に成膜用のガスが滞留する滞留領域を設ける工程と、
この後、前記滞留領域に領域外部から新たなガスを供給
することなく前記滞留領域に存在する成膜用ガスのみの
分解により前記基板上にＣＶＤ薄膜を形成する工程とを
具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記滞留領域を設ける工程は、前記半導
体基板をＣＶＤ反応室内に導入し、前記ＣＶＤ反応室内
の圧力を所定値以下に減圧する工程と、前記ＣＶＤ反応
室内に反応ガスを導入し、前記ＣＶＤ反応室内の圧力が
所定値になった時点で反応ガスの導入を止めて前記ＣＶ
Ｄ反応室内に反応ガスを閉じこめた状態にする工程とを
具備することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項３】 前記滞留領域を設ける工程は、前記半導
体基板をＣＶＤ薄膜が生じない温度に設定した状態で行
い、前記ＣＶＤ薄膜を形成する工程は、前記半導体基板
をＣＶＤ薄膜が生じる温度まで加熱した状態で前記ＣＶ
Ｄ反応室の外部から新たな反応ガスを供給することなく
行うことを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項４】 前記滞留領域を設ける工程は、前記ＣＶ
Ｄ反応室内の圧力を所定値以下に減圧する工程と、前記
半導体基板を前記ＣＶＤ反応室内に導入する工程と、前
記ＣＶＤ反応室内に反応ガスを導入し、前記ＣＶＤ反応
室内の圧力が所定値になった時点で前記半導体基板の表
面近傍に前記滞留領域となる閉空間を形成する工程と、
この後、前記反応ガスの導入流量を低下させると同時に
前記ＣＶＤ反応室内に不活性ガスを導入し、反応室内の
圧力を所定値のままに保つ工程とを具備することを特徴
とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記閉空間を形成する工程は、前記半導
体基板をＣＶＤ薄膜が生じない温度に設定した状態で行
い、前記ＣＶＤ薄膜を形成する工程は、前記半導体基板
をＣＶＤ薄膜が生じる温度まで加熱した状態で前記閉空
間の外部から新たな反応ガスを供給することなく行うこ
とを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記半導体基板を加熱する際に、前記半
導体基板の裏面側のみから加熱することを特徴とする請
求項５記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記半導体基板を加熱する際に、温度の
低い領域から高い領域に前記半導体基板を移動させた状
態で加熱することを特徴とする請求項５記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項８】 ＣＶＤ反応を行うためのＣＶＤ反応室
と、前記ＣＶＤ反応室内に設置され、半導体基板を載置
するためのサセプターと、前記ＣＶＤ反応室の外部に設
けられ、前記ＣＶＤ反応室に接続された反応ガス導入用
の第１の配管と、前記第１の配管の中間に順次設けられ
た第１のマスフローコントローラーおよび第１のバルブ
と、前記ＣＶＤ反応室の外部に設けられ、前記ＣＶＤ反
応室に接続された不活性ガス導入用の第２の配管と、前
記第２の配管の中間に順次設けられた第２のマスフロー
コントローラーおよび第２のバルブと、前記ＣＶＤ反応
室の外部に設けられ、前記ＣＶＤ反応室に接続されたガ
ス排出用の第３の配管と、前記第３の配管に順次接続さ
れた圧力計および真空排気用のポンプと、前記第３の配
管の圧力計接続部とポンプ接続部との間に設けられた主
バルブと、前記ＣＶＤ反応室の壁を通して前記サセプタ
ーおよび半導体基板を加熱するための加熱装置と、前記
半導体基板上にＣＶＤ法により薄膜を形成する際に、前
記ＣＶＤ反応室内が所定値以下の圧力に減圧された状態
で前記主バルブを閉じ、この後、前記ＣＶＤ反応室内に
前記反応ガスが導入されて前記ＣＶＤ反応室内の圧力が
所定値に設定された状態で前記第１のバルブを閉じるよ
うに制御するバルブ制御装置とを具備することを特徴と
する半導体製造装置。 - 【請求項９】 ＣＶＤ反応を行うためのＣＶＤ反応室
と、前記ＣＶＤ反応室内に設置され、半導体基板を載置
するためのサセプターと、前記半導体基板の表面近傍に
一定容積の成膜用ガスを滞留する外部から隔離された滞
留領域を形成する滞留領域形成手段と、前記半導体基板
を加熱するための加熱手段と、前記基板待機室から前記
ＣＶＤ反応室内に前記半導体基板を搬送するための搬送
手段と、前記滞留領域にガスを供給するためのガス供給
手段と、前記滞留領域からガスを排気するためのガス排
気手段とを具備することを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項１０】 前記ガス供給手段は、前記ＣＶＤ反応
室とは開閉自在に仕切られた基板待機室に連なっている
ことを特徴とする請求項９記載の半導体製造装置。 - 【請求項１１】 前記加熱手段は、前記ＣＶＤ反応室の
外側に配設され、前記半導体基板が前記ＣＶＤ反応室内
に位置する状態で前記半導体基板を加熱することを特徴
とする請求項１０記載の半導体製造装置。 - 【請求項１２】 前記加熱手段は、前記半導体基板を裏
面側のみから加熱することを特徴とする請求項９乃至１
１のいずれかに記載の半導体製造装置。 - 【請求項１３】 ＣＶＤ反応を行うためのＣＶＤ反応室
と、前記ＣＶＤ反応室内に設置され、半導体基板を載置
するためのサセプターと、前記ＣＶＤ反応室の外部に設
けられ、前記ＣＶＤ反応室に接続された反応ガス導入用
の第１の配管と、前記第１の配管の中間に順次設けられ
た第１のマスフローコントローラーおよび第１のバルブ
と、前記ＣＶＤ反応室の外部に設けられ、前記ＣＶＤ反
応室に接続された不活性ガス導入用の第２の配管と、前
記第２の配管の中間に順次設けられた第２のマスフロー
コントローラーおよび第２のバルブと、前記ＣＶＤ反応
室の外部に設けられ、前記ＣＶＤ反応室に接続されたガ
ス排出用の第３の配管と、前記第３の配管に順次接続さ
れた圧力計および真空排気用のポンプと、前記第３の配
管の圧力計接続部とポンプ接続部との間に順次設けられ
た主バルブおよび圧力調整用のコンダクタンスバルブ
と、前記各バルブをそれぞれ独立に制御するためのバル
ブ制御装置と、前記ＣＶＤ反応室にゲートバルブを介し
て接続された基板導入室と、前記ゲートバルブを開閉制
御するゲートバルブ制御装置と、前記基板導入室から前
記ＣＶＤ反応室内に前記半導体基板を導入するための基
板搬送装置と、前記基板導入室を所定の減圧状態に設定
するための排気装置と、前記サセプターの正面側で前記
半導体基板の周辺を囲み、ガスの滞留領域となる一定容
積の閉空間を形成するためのカバーと、前記カバーを前
記サセプターの正面側で前記半導体基板の周辺を囲む位
置とその前方との間を移動させるために設けられたカバ
ー駆動装置と、前記ＣＶＤ反応室内で前記サセプターの
裏面側に配設され、前記サセプターおよび半導体基板を
加熱するための加熱装置とを具備することを特徴とする
半導体製造装置。 - 【請求項１４】 前記ゲートバルブ制御装置は、前記半
導体基板上にＣＶＤ法により薄膜を形成する際に、前記
基板導入室およびＣＶＤ反応室内がそれぞれ所定値以下
の圧力に減圧された状態で前記ゲートバルブを開き、前
記基板導入室から前記ＣＶＤ反応室内に前記半導体基板
が導入された後に前記ゲートバルブを閉じるように制御
し、前記カバー駆動装置は、前記カバーを前記サセプタ
ーの正面側で前記半導体基板の周辺を囲む位置とその前
方との間を移動させるために設けられ、前記半導体基板
上にＣＶＤ法により薄膜を形成する際に、前記ＣＶＤ反
応室内に前記反応ガスが導入されて前記ＣＶＤ反応室内
の圧力が所定値に設定された状態で前記カバーを閉じる
ように駆動することを特徴とする請求項１３記載の半導
体製造装置。 - 【請求項１５】 前記バルブ制御装置は、前記基板導入
室から前記ＣＶＤ反応室内に前記半導体基板が導入され
た後に前記ゲートバルブを閉じられた状態で、前記ＣＶ
Ｄ反応室内に前記反応ガスを導入して前記ＣＶＤ反応室
内の圧力を所定値に設定し、この状態で前記カバーが閉
じるように駆動された後に前記ＣＶＤ反応室内に前記不
活性ガスを導入して前記ＣＶＤ反応室内の圧力を所定値
に設定するようにバルブを制御することを特徴とする請
求項１３または１４記載の半導体製造装置。 - 【請求項１６】 請求項１３乃至１５のいずれかに記載
の半導体製造装置を用いて前記ＣＶＤ反応室内で半導体
基板上にＣＶＤ法により薄膜を形成する際に、 前記ＣＶＤ反応室内の圧力を所定値以下に減圧する工程
と、前記半導体基板を前記ＣＶＤ反応室内に導入する工
程と、前記ＣＶＤ反応室内に反応ガスを導入し、前記Ｃ
ＶＤ反応室内の圧力が所定値になった時点で前記半導体
基板の表面近傍に前記滞留領域となる閉空間を形成する
工程と、この後、前記反応ガスの導入流量を低下させる
と同時に前記ＣＶＤ反応室内に不活性ガスを導入し、反
応室内の圧力を所定値のままに保つ工程と、この後、前
記滞留領域に領域外部から新たなガスを供給することな
く前記滞留領域に存在する成膜用ガスのみの分解により
前記基板上にＣＶＤ薄膜を形成する工程とを具備するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１７】 前記閉空間を形成する工程は、前記半
導体基板をＣＶＤ薄膜が生じない温度に設定した状態で
行い、前記ＣＶＤ薄膜を形成する工程は、前記半導体基
板をＣＶＤ薄膜が生じる温度まで加熱した状態で前記閉
空間の外部から新たな反応ガスを供給することなく行う
ことを特徴とする請求項１６記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項１８】 ＣＶＤ反応を行うためのＣＶＤ反応室
と、前記ＣＶＤ反応室に連なる基板待機室と、前記ＣＶ
Ｄ反応室と前記基板待機室とを仕切る位置を開閉自在に
設けられたシャッターと、前記基板待機室の底板を貫通
して上下動自在に設けられたシャフトと、前記シャフト
を上下方向に駆動するためのシャフト駆動装置と、前記
シャフトの室内先端部に設置され、前記ＣＶＤ反応室に
向かう正面に開口部を有し、前記開口部が前記半導体基
板により閉じられた状態で前記半導体基板の周辺を囲
み、ガスの滞留領域となる一定容積の閉空間を形成する
筒状のカバーと、前記基板待機室の外部に設けられ、前
記ＣＶＤ反応室に接続された反応ガス導入用の第１の配
管と、前記第１の配管の中間に順次設けられた第１のマ
スフローコントローラーおよび第１のバルブと、前記Ｃ
ＶＤ反応室の外部に設けられ、前記ＣＶＤ反応室に接続
された不活性ガス導入用の第２の配管と、前記第２の配
管の中間に順次設けられた第２のマスフローコントロー
ラーおよび第２のバルブと、前記ＣＶＤ反応室の外部に
設けられ、前記ＣＶＤ反応室に接続されたガス排出用の
第３の配管と、前記第３の配管に順次接続された圧力計
および真空排気用のポンプと、前記第３の配管の圧力計
接続部とポンプ接続部との間に順次設けられた第１の主
バルブおよび圧力調整用の第１のコンダクタンスバルブ
と、前記基板待機室の外部に設けられ、前記基板待機室
に接続されたガス排出用の第４の配管と、前記第４の配
管に順次接続された圧力計および真空排気用のポンプ
と、前記第４の配管の圧力計接続部とポンプ接続部との
間に順次設けられた第２の主バルブおよび圧力調整用の
第２のコンダクタンスバルブと、前記各バルブをそれぞ
れ独立に制御するためのバルブ制御装置と、前記基板待
機室にゲートバルブを介して接続された基板導入室と、
前記基板導入室を所定の減圧状態に設定するための排気
装置と、前記ゲートバルブを開閉制御するゲートバルブ
制御装置と、前記基板導入室から前記基板待機室内に前
記半導体基板を導入する機能、前記基板待機室内で前記
半導体基板を前記カバーから離れた位置で保持する機能
および前記筒状のカバーの開口部を閉じるように前記半
導体基板の処理面をシャフト側に向けて載置する機能を
有する基板搬送装置と、前記ＣＶＤ反応室の外側に配設
され、前記ＣＶＤ反応室の天板を通して前記半導体基板
を加熱するための加熱装置とを具備することを特徴とす
る半導体製造装置。 - 【請求項１９】 請求項１８記載の半導体製造装置を用
いて前記ＣＶＤ反応室内で半導体基板上にＣＶＤ法によ
り薄膜を形成する際に、前記シャッターを閉じた状態で
前記基板導入室を所定値以下に減圧する工程と、前記シ
ャッターを閉じた状態および前記カバーを前記基板待機
室内に位置させた状態で前記基板待機室内の圧力を所定
値以下に減圧する工程と、前記ゲートバルブを開き、前
記半導体基板を前記基板導入室から前記基板待機室内に
導入して基板待機室内で前記半導体基板を前記カバーか
ら離れた位置で保持するとともに前記ゲートバルブを閉
じる工程と、前記シャッターを閉じた状態で前記基板待
機室内に反応ガスを導入し、前記基板待機室内の圧力が
所定値になった時点で前記カバーの開口部を閉じるよう
に前記半導体基板の処理面をシャフト側に向けて載置
し、前記半導体基板の表面近傍に前記滞留領域となる閉
空間を形成した後、前記反応ガスの導入流量を低下させ
る工程と、前記ＣＶＤ反応室内に不活性ガスを導入し、
ＣＶＤ反応室内の圧力を所定値のままに保つ工程と、前
記ＣＶＤ反応室の天板を加熱し、ＣＶＤ反応室内を所定
温度に設定する工程と、この後、前記シャッターを開
き、前記シャフトにより前記カバーおよび半導体基板を
移動させてＣＶＤ反応室内に導入し、前記天板からの熱
輻射により半導体基板の裏面側から加熱し、半導体基板
を所定温度に設定する工程と、次に、一定時間の経過後
に前記加熱を停止し、前記シャフトにより前記カバーお
よび半導体基板を移動させて基板待機室内に導入し、前
記シャッターを閉じる工程とを具備することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項２０】 半導体基板面をエッチング室内でエッ
チング処理する際に、基板表面近傍にエッチングガスが
滞留する滞留領域を設け、前記滞留領域に領域外部から
新たなエッチングガスを供給することなく前記滞留領域
に存在するエッチングガスのみにより前記半導体基板面
をエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項２１】 半導体基板処理室の内壁面に堆積した
堆積物をエッチング除去する際、処理室内部に堆積物除
去用のエッチングガスを導入した後、前記処理室内部に
エッチングガスを滞留させ、外部から新たなエッチング
ガスを供給することなく前記堆積物をエッチング除去す
ることを特徴とする半導体製造装置のクリーニング方
法。
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