JPH11102903A - 薄膜形成方法および薄膜形成装置ならびに半導体装置の製造方法 - Google Patents
薄膜形成方法および薄膜形成装置ならびに半導体装置の製造方法Info
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- JPH11102903A JPH11102903A JP26247497A JP26247497A JPH11102903A JP H11102903 A JPH11102903 A JP H11102903A JP 26247497 A JP26247497 A JP 26247497A JP 26247497 A JP26247497 A JP 26247497A JP H11102903 A JPH11102903 A JP H11102903A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成膜条件等に応じて、基板面内の膜厚均一性
を自在に制御する。 【解決手段】 縦型低圧ＣＶＤ装置において、ボート１
のウェハ保持溝９に装填された複数の半導体ウェハ５の
各々の素子形成面５ａの側に、中央部に貫通孔１２が形
成されたドーナツ形状の膜厚制御板１０を配置した。こ
れにより、半導体ウェハ５面上のみの成膜に消費されて
いた反応ガス６が、半導体ウェハ５の周辺部上に配置さ
れたドーナツ状の膜厚制御板１０への成膜にも消費され
るようになるため、従来では中央部よりも厚くなってい
た半導体ウェハ５の周辺部の膜厚が減少し、半導体ウェ
ハ５の素子形成面５ａ上の膜厚均一性が向上する。
を自在に制御する。 【解決手段】 縦型低圧ＣＶＤ装置において、ボート１
のウェハ保持溝９に装填された複数の半導体ウェハ５の
各々の素子形成面５ａの側に、中央部に貫通孔１２が形
成されたドーナツ形状の膜厚制御板１０を配置した。こ
れにより、半導体ウェハ５面上のみの成膜に消費されて
いた反応ガス６が、半導体ウェハ５の周辺部上に配置さ
れたドーナツ状の膜厚制御板１０への成膜にも消費され
るようになるため、従来では中央部よりも厚くなってい
た半導体ウェハ５の周辺部の膜厚が減少し、半導体ウェ
ハ５の素子形成面５ａ上の膜厚均一性が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜形成技術およ
び半導体装置の製造技術に関し、特に、比較的大口径の
半導体ウェハに対する薄膜の形成技術等に適用して有効
な技術に関する。
び半導体装置の製造技術に関し、特に、比較的大口径の
半導体ウェハに対する薄膜の形成技術等に適用して有効
な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば半導体装置の製造プロセスで
は、半導体ウェハの素子形成面に対する所望の物質の薄
膜を形成する手段として、低圧化学気相成長（ＣＶＤ）
装置が広く用いられている。
は、半導体ウェハの素子形成面に対する所望の物質の薄
膜を形成する手段として、低圧化学気相成長（ＣＶＤ）
装置が広く用いられている。
【０００３】たとえば、特公平７−２７８７０号公報に
は、リング状治具を用いてウェハ上に均一に気相成長さ
せようとする技術が開示されている。すなわち、反応管
の内部に複数の支柱を有する治具を内装し、該支柱に、
上面に間隔づけて複数のウェハ支持用突起を形成し且つ
ウェハのオリエンテーションフラット部に合わせた直線
部が形成された耐熱リング状治具を多数固定し、オリエ
ンテーションフラット部を有する基板ウェハを前記リン
グ状治具のウェハ支持用突起で支持し、その際基板ウェ
ハ裏面が前記ウェハ支持用突起に当接し、基板ウェハ表
面の成長面が隣接する前記リング状治具に間隔づけて面
するようにし、前記反応管外管側を加熱しながら、反応
管内に反応ガスを導入し、反応管内でウェハ上に均一に
気相成長させようとするものである。
は、リング状治具を用いてウェハ上に均一に気相成長さ
せようとする技術が開示されている。すなわち、反応管
の内部に複数の支柱を有する治具を内装し、該支柱に、
上面に間隔づけて複数のウェハ支持用突起を形成し且つ
ウェハのオリエンテーションフラット部に合わせた直線
部が形成された耐熱リング状治具を多数固定し、オリエ
ンテーションフラット部を有する基板ウェハを前記リン
グ状治具のウェハ支持用突起で支持し、その際基板ウェ
ハ裏面が前記ウェハ支持用突起に当接し、基板ウェハ表
面の成長面が隣接する前記リング状治具に間隔づけて面
するようにし、前記反応管外管側を加熱しながら、反応
管内に反応ガスを導入し、反応管内でウェハ上に均一に
気相成長させようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】低圧ＣＶＤ法による薄
膜形成において、ウェハ面上に成長する膜厚の均一性
は、ガス種および流量、温度、圧力等の成膜条件により
変化するものである。よって上述の従来技術では、ウェ
ハ面上の膜厚均一性は、成膜条件によって決定され、成
膜条件に応じてウェハ面内の膜厚均一性を自在に制御す
ることはできないため、均一性向上を図ることが困難で
ある、という技術的課題があった。
膜形成において、ウェハ面上に成長する膜厚の均一性
は、ガス種および流量、温度、圧力等の成膜条件により
変化するものである。よって上述の従来技術では、ウェ
ハ面上の膜厚均一性は、成膜条件によって決定され、成
膜条件に応じてウェハ面内の膜厚均一性を自在に制御す
ることはできないため、均一性向上を図ることが困難で
ある、という技術的課題があった。
【０００５】より具体的には、一例として、たとえば、
縦型低圧ＣＶＤ装置におけるＳi Ｏ2 膜形成技術で、Ｓ
i Ｈ4 ＋Ｎ2 Ｏを反応させて成膜する場合には、半導体
ウエハ面内のウエハ周辺が厚くなり、膜厚均一性が悪く
なるという技術的課題があった。
縦型低圧ＣＶＤ装置におけるＳi Ｏ2 膜形成技術で、Ｓ
i Ｈ4 ＋Ｎ2 Ｏを反応させて成膜する場合には、半導体
ウエハ面内のウエハ周辺が厚くなり、膜厚均一性が悪く
なるという技術的課題があった。
【０００６】本発明の目的は、成膜条件等に応じて、基
板面内の膜厚均一性を自在に制御することが可能な薄膜
形成技術を提供することにある。
板面内の膜厚均一性を自在に制御することが可能な薄膜
形成技術を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、半導体ウェハに形成
される薄膜のウェハ面内における膜厚均一性を自在に制
御して、半導体装置の歩留りを向上させることが可能な
半導体装置の製造技術を提供することにある。
される薄膜のウェハ面内における膜厚均一性を自在に制
御して、半導体装置の歩留りを向上させることが可能な
半導体装置の製造技術を提供することにある。
【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【００１０】すなわち、本発明は、反応ガスの雰囲気中
に基板を置くことによって基板の表面に所望の薄膜を形
成する薄膜形成方法において、基板の近傍に膜厚制御板
を配置するものである。
に基板を置くことによって基板の表面に所望の薄膜を形
成する薄膜形成方法において、基板の近傍に膜厚制御板
を配置するものである。
【００１１】また、本発明の薄膜形成装置は、処理室
と、処理室の内部に所望の反応ガスの雰囲気を形成する
反応ガス供給手段と、処理室内を所望の真空度に排気す
る排気手段と、処理室の内部を所望の温度に加熱する加
熱手段と、処理室内の反応ガスの雰囲気中で基板を支持
する支持手段と、基板の近傍に配置される膜厚制御板
と、を含む構成としたものである。
と、処理室の内部に所望の反応ガスの雰囲気を形成する
反応ガス供給手段と、処理室内を所望の真空度に排気す
る排気手段と、処理室の内部を所望の温度に加熱する加
熱手段と、処理室内の反応ガスの雰囲気中で基板を支持
する支持手段と、基板の近傍に配置される膜厚制御板
と、を含む構成としたものである。
【００１２】また、より具体的には、上述の薄膜形成技
術において、基板は半導体ウェハであり、膜厚制御板
は、半導体ウェハの素子形成面に対してほぼ平行な姿勢
で配置されるとともにドーナツ形状を呈し、反応ガスの
種類、組み合わせおよび温度、圧等の条件に応じて、ド
ーナツ形状の内径および外径を半導体ウェハの外径に対
して所望の値に設定するようにしたものである。
術において、基板は半導体ウェハであり、膜厚制御板
は、半導体ウェハの素子形成面に対してほぼ平行な姿勢
で配置されるとともにドーナツ形状を呈し、反応ガスの
種類、組み合わせおよび温度、圧等の条件に応じて、ド
ーナツ形状の内径および外径を半導体ウェハの外径に対
して所望の値に設定するようにしたものである。
【００１３】また、本発明は、半導体ウェハの素子形成
面に所望の物質からなる薄膜を形成することによって半
導体装置を形成する半導体装置の製造方法において、上
述の薄膜形成技術を用いて、半導体ウェハに対する薄膜
の形成を行うものである。
面に所望の物質からなる薄膜を形成することによって半
導体装置を形成する半導体装置の製造方法において、上
述の薄膜形成技術を用いて、半導体ウェハに対する薄膜
の形成を行うものである。
【００１４】上記した本発明によれば、反応ガスの一部
が、基板の近傍に位置する膜厚制御板に対する薄膜の形
成に消費されるため、たとえば、膜厚制御板を基板の外
径寸法や成膜条件等に応じた内径および外径を有するド
ーナツ形状とすることにより、目的の基板の外周部の膜
厚が中央部よりも厚くなるような膜厚分布の偏りを防止
して基板面内の全域に均一な厚さの薄膜を形成すること
が可能になる。
が、基板の近傍に位置する膜厚制御板に対する薄膜の形
成に消費されるため、たとえば、膜厚制御板を基板の外
径寸法や成膜条件等に応じた内径および外径を有するド
ーナツ形状とすることにより、目的の基板の外周部の膜
厚が中央部よりも厚くなるような膜厚分布の偏りを防止
して基板面内の全域に均一な厚さの薄膜を形成すること
が可能になる。
【００１５】より具体的には、たとえば、縦型低圧ＣＶ
Ｄ法の薄膜形成における成膜反応で、ウエハ面上の表面
直接反応よりも、気相反応を経由する反応が支配的な成
膜条件（例えば、Ｓi Ｈ4 ＋Ｎ2 Ｏを反応させて成膜す
るＳi Ｏ2 膜、Ｓi2Ｈ6 を反応させて成膜するアモルフ
ァスＳｉ膜、ポリＳｉ膜等）において、各成膜条件に応
じた膜厚制御板を装着することにより、ウエハ面内の膜
厚分布を自在に制御でき、膜厚均一性を向上できる。
Ｄ法の薄膜形成における成膜反応で、ウエハ面上の表面
直接反応よりも、気相反応を経由する反応が支配的な成
膜条件（例えば、Ｓi Ｈ4 ＋Ｎ2 Ｏを反応させて成膜す
るＳi Ｏ2 膜、Ｓi2Ｈ6 を反応させて成膜するアモルフ
ァスＳｉ膜、ポリＳｉ膜等）において、各成膜条件に応
じた膜厚制御板を装着することにより、ウエハ面内の膜
厚分布を自在に制御でき、膜厚均一性を向上できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。
を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】（実施の形態１）図１は、本発明の一実施
の形態である半導体装置の製造方法に用いられる薄膜形
成方法が実施される薄膜形成装置の構成の一部を取り出
して例示した断面図であり、図２（Ａ）および（Ｂ）
は、その一部を取り出して示す平面図および側面図、図
３は、本実施の形態の薄膜形成装置の全体構成の一例を
示す概念図である。なお、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に
おける線ａ−ａ部分の断面を示している。
の形態である半導体装置の製造方法に用いられる薄膜形
成方法が実施される薄膜形成装置の構成の一部を取り出
して例示した断面図であり、図２（Ａ）および（Ｂ）
は、その一部を取り出して示す平面図および側面図、図
３は、本実施の形態の薄膜形成装置の全体構成の一例を
示す概念図である。なお、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に
おける線ａ−ａ部分の断面を示している。
【００１８】まず、図３を参照して、本実施の形態の薄
膜形成装置の全体構成について説明する。本実施の形態
では、薄膜形成装置の一例として、縦型低圧ＣＶＤ装置
に適用した場合を例に採って説明する。
膜形成装置の全体構成について説明する。本実施の形態
では、薄膜形成装置の一例として、縦型低圧ＣＶＤ装置
に適用した場合を例に採って説明する。
【００１９】鉛直方向に配置され、上端が閉止された反
応外管３の内部には、反応内管２が同軸に挿通され、反
応内管２の下端部は拡径されて、反応外管３の内周部に
気密に固定されている。反応外管３は筒状のヒータ４の
内部に挿入されており、内部が所望の成膜温度に加熱さ
れる。また、ヒータ４は、軸方向に複数のセクションに
分割されており、各セクションによる加熱温度を独立に
制御することにより、反応外管３の内部の軸方向等にお
ける成膜温度分布を制御する。
応外管３の内部には、反応内管２が同軸に挿通され、反
応内管２の下端部は拡径されて、反応外管３の内周部に
気密に固定されている。反応外管３は筒状のヒータ４の
内部に挿入されており、内部が所望の成膜温度に加熱さ
れる。また、ヒータ４は、軸方向に複数のセクションに
分割されており、各セクションによる加熱温度を独立に
制御することにより、反応外管３の内部の軸方向等にお
ける成膜温度分布を制御する。
【００２０】反応外管３の下端部には、反応内管２の内
部に連通する位置に、図示しないガス供給源に接続され
た複数のガス供給口７が設けられており、所望の組成や
圧の反応ガス６等が、反応内管２の下端内部に供給され
る。反応外管３の下端部には、反応内管２の固定部位よ
りも高い位置に、図示しない真空ポンプ等に接続される
排気口８が設けられており、反応内管２と反応外管３の
間隙から、反応外管３の内部の排気が行われる。
部に連通する位置に、図示しないガス供給源に接続され
た複数のガス供給口７が設けられており、所望の組成や
圧の反応ガス６等が、反応内管２の下端内部に供給され
る。反応外管３の下端部には、反応内管２の固定部位よ
りも高い位置に、図示しない真空ポンプ等に接続される
排気口８が設けられており、反応内管２と反応外管３の
間隙から、反応外管３の内部の排気が行われる。
【００２１】これにより、反応内管２の下端内部に供給
される反応ガス６は、反応内管２の内部を軸方向に上昇
した後、反応内管２と反応外管３の間隙を下降し、排気
口８を通じて外部に排気される経路を辿る。
される反応ガス６は、反応内管２の内部を軸方向に上昇
した後、反応内管２と反応外管３の間隙を下降し、排気
口８を通じて外部に排気される経路を辿る。
【００２２】反応外管３の下端部からは、反応内管２の
内部に、複数の半導体ウェハ５を保持したボート１が鉛
直方向に挿入され、このボート１は、ボートエレベータ
３ａによって上下動する。また、ボートエレベータ３ａ
には、フランジ３ｂが設けられ、ボート１を反応内管２
の内部に図３に例示されるような所定の高さに挿入した
状態で、反応外管３の内部が当該フランジ３ｂにて密閉
される。
内部に、複数の半導体ウェハ５を保持したボート１が鉛
直方向に挿入され、このボート１は、ボートエレベータ
３ａによって上下動する。また、ボートエレベータ３ａ
には、フランジ３ｂが設けられ、ボート１を反応内管２
の内部に図３に例示されるような所定の高さに挿入した
状態で、反応外管３の内部が当該フランジ３ｂにて密閉
される。
【００２３】ボート１は、半導体ウェハ５の外周部をほ
ぼ半周分取り囲むように配置された複数（本実施の形態
では４本）の支柱１ａで構成され、この支柱１ａの内周
部には、半導体ウェハ５の外周部を支持する複数のウェ
ハ保持溝９が軸方向に所定のピッチで刻設されている。
ぼ半周分取り囲むように配置された複数（本実施の形態
では４本）の支柱１ａで構成され、この支柱１ａの内周
部には、半導体ウェハ５の外周部を支持する複数のウェ
ハ保持溝９が軸方向に所定のピッチで刻設されている。
【００２４】本実施の形態の場合、ボート１には、図１
に例示されるように、複数の半導体ウェハ５の各々に対
応して複数の膜厚制御板１０が支持されている。すなわ
ち、本実施の形態の場合、複数の半導体ウェハ５の各々
は、その素子形成面５ａを上向きにした姿勢でボート１
に装填され、個々の半導体ウェハ５の素子形成面５ａの
上部に所定の間隔で位置するように、複数の膜厚制御板
１０がそれぞれ配置されている。なお、この膜厚制御板
１０は、従来の当該膜厚制御板１０の位置に装填されて
いた半導体ウェハ５の代わりに装填されたものであり、
ボート１は従来の構造のものをなんら変更することな
く、そのまま用いることができる。
に例示されるように、複数の半導体ウェハ５の各々に対
応して複数の膜厚制御板１０が支持されている。すなわ
ち、本実施の形態の場合、複数の半導体ウェハ５の各々
は、その素子形成面５ａを上向きにした姿勢でボート１
に装填され、個々の半導体ウェハ５の素子形成面５ａの
上部に所定の間隔で位置するように、複数の膜厚制御板
１０がそれぞれ配置されている。なお、この膜厚制御板
１０は、従来の当該膜厚制御板１０の位置に装填されて
いた半導体ウェハ５の代わりに装填されたものであり、
ボート１は従来の構造のものをなんら変更することな
く、そのまま用いることができる。
【００２５】本実施の形態の場合、図２に例示されるよ
うに、この膜厚制御板１０は、中央部に内径φの貫通孔
１２が形成されたドーナツ形状を呈している。この膜厚
制御板１０の内径φは、対応する半導体ウェハ５の外径
寸法や成膜条件等に応じて任意に設定される。また、膜
厚制御板１０の外周部には、ボート１を構成する複数の
支柱１ａのウェハ保持溝９に対して嵌合する複数の位置
決め部１１が形成されている。
うに、この膜厚制御板１０は、中央部に内径φの貫通孔
１２が形成されたドーナツ形状を呈している。この膜厚
制御板１０の内径φは、対応する半導体ウェハ５の外径
寸法や成膜条件等に応じて任意に設定される。また、膜
厚制御板１０の外周部には、ボート１を構成する複数の
支柱１ａのウェハ保持溝９に対して嵌合する複数の位置
決め部１１が形成されている。
【００２６】以下、本実施の形態の作用の一例を説明す
る。まず、ボート１を反応外管３の外部に引き出した状
態にて半導体ウェハ５および膜厚制御板１０の装填を行
い、その後、ボート１を反応外管３の内部に挿入する。
なお、一旦、装填された膜厚制御板１０は、以後、その
まま所定のバッチ回数だけ繰り返して用いられる。
る。まず、ボート１を反応外管３の外部に引き出した状
態にて半導体ウェハ５および膜厚制御板１０の装填を行
い、その後、ボート１を反応外管３の内部に挿入する。
なお、一旦、装填された膜厚制御板１０は、以後、その
まま所定のバッチ回数だけ繰り返して用いられる。
【００２７】そして、反応外管３の内部を所望の真空度
に排気しつつ、所望の圧および組成の反応ガス６をガス
供給口７を通じて反応外管３の内部に導入する。
に排気しつつ、所望の圧および組成の反応ガス６をガス
供給口７を通じて反応外管３の内部に導入する。
【００２８】ここで、本実施の形態のような縦型バッチ
式のＣＶＤ装置での成膜条件としては、減圧下で反応ガ
ス６の流れは層流であり、半導体ウェハ５の間に流れ込
まず、半導体ウェハ５の端と反応内管２の内壁との間を
通り抜ける。このため、複数の半導体ウェハ５間におい
て、半導体ウェハ５の端から半導体ウェハ５の中央へは
反応ガス６は拡散のみにより供給される。
式のＣＶＤ装置での成膜条件としては、減圧下で反応ガ
ス６の流れは層流であり、半導体ウェハ５の間に流れ込
まず、半導体ウェハ５の端と反応内管２の内壁との間を
通り抜ける。このため、複数の半導体ウェハ５間におい
て、半導体ウェハ５の端から半導体ウェハ５の中央へは
反応ガス６は拡散のみにより供給される。
【００２９】よって、従来では、例えば、Ｓi Ｈ4 ＋Ｎ
2 Ｏを高温（８００℃）、低圧（数十Ｐａ）で反応させ
てＳi Ｏ2 膜（シリコン酸化膜）を成膜する場合、半導
体ウェハ５の表面への直接反応よりも気相反応を経由し
て成膜されるため、半導体ウェハ５の周辺部が中央部に
比べて膜厚が厚くなり、また、反応ガスの半導体ウェハ
５面上への付着確率が大きな条件ほど、この傾向が顕著
に現われることになる、という技術的課題があった。
2 Ｏを高温（８００℃）、低圧（数十Ｐａ）で反応させ
てＳi Ｏ2 膜（シリコン酸化膜）を成膜する場合、半導
体ウェハ５の表面への直接反応よりも気相反応を経由し
て成膜されるため、半導体ウェハ５の周辺部が中央部に
比べて膜厚が厚くなり、また、反応ガスの半導体ウェハ
５面上への付着確率が大きな条件ほど、この傾向が顕著
に現われることになる、という技術的課題があった。
【００３０】これに対して、本実施の形態の場合には、
半導体ウェハ５の周辺部の膜厚が厚くなるときには、ド
ーナツ状の膜厚制御板１０を半導体ウェハ５の素子形成
面５ａ上に所定の間隔で配置することにより、従来、半
導体ウェハ５面上のみの成膜に消費されていた反応ガス
６が、半導体ウェハ５の周辺部上に配置されたドーナツ
状の膜厚制御板１０への成膜にも消費されるようになる
ため、半導体ウェハ５の周辺部の膜厚が減少し、半導体
ウェハ５の素子形成面５ａ上の膜厚均一性が向上する。
半導体ウェハ５の周辺部の膜厚が厚くなるときには、ド
ーナツ状の膜厚制御板１０を半導体ウェハ５の素子形成
面５ａ上に所定の間隔で配置することにより、従来、半
導体ウェハ５面上のみの成膜に消費されていた反応ガス
６が、半導体ウェハ５の周辺部上に配置されたドーナツ
状の膜厚制御板１０への成膜にも消費されるようになる
ため、半導体ウェハ５の周辺部の膜厚が減少し、半導体
ウェハ５の素子形成面５ａ上の膜厚均一性が向上する。
【００３１】また、ボート１等の形状の変更は一切不要
なので、低コストで半導体ウェハ５に形成される薄膜の
膜厚均一性の向上を実現できる。
なので、低コストで半導体ウェハ５に形成される薄膜の
膜厚均一性の向上を実現できる。
【００３２】すなわち、図４は、膜厚制御板１０の内径
φを変更した場合の、外径が５インチの半導体ウェハ５
における面内の膜厚分布の変化の一例を示す線図であ
る。膜厚制御板１０の内径φの変更により、半導体ウェ
ハ５における面内膜厚分布が、周辺が厚くなるものと、
薄くなるものとに変化している。これは、本実施の形態
のように膜厚制御板１０の形状を成膜条件によって適宜
変化させれば、半導体ウェハ５における面内膜厚分布を
的確に制御できることを示している。
φを変更した場合の、外径が５インチの半導体ウェハ５
における面内の膜厚分布の変化の一例を示す線図であ
る。膜厚制御板１０の内径φの変更により、半導体ウェ
ハ５における面内膜厚分布が、周辺が厚くなるものと、
薄くなるものとに変化している。これは、本実施の形態
のように膜厚制御板１０の形状を成膜条件によって適宜
変化させれば、半導体ウェハ５における面内膜厚分布を
的確に制御できることを示している。
【００３３】たとえば、半導体ウェハ５の径によもよる
が、図４の例では、半導体ウェハ５の外周部が１ｃｍ程
度の幅の領域で膜厚が変化するので、たとえば、図５に
例示された線図のハッチング範囲（膜厚制御板１０の内
径φ≦半導体ウェハ５の外径Ｄｗ、または膜厚制御板１
０の内径φ≧半導体ウェハ５の外径Ｄｗ）の寸法に、膜
厚制御板１０の内径φを設定することにより、半導体ウ
ェハ５の外周部の膜厚変化を所望の状態に制御できる。
なお、図５の線図では、膜厚制御板内径φのスケールが
１６ｃｍ程度までしか表示されていないが、たとえば１
２インチ等の大口径の半導体ウェハ５についても、適用
できることは言うまでもない。
が、図４の例では、半導体ウェハ５の外周部が１ｃｍ程
度の幅の領域で膜厚が変化するので、たとえば、図５に
例示された線図のハッチング範囲（膜厚制御板１０の内
径φ≦半導体ウェハ５の外径Ｄｗ、または膜厚制御板１
０の内径φ≧半導体ウェハ５の外径Ｄｗ）の寸法に、膜
厚制御板１０の内径φを設定することにより、半導体ウ
ェハ５の外周部の膜厚変化を所望の状態に制御できる。
なお、図５の線図では、膜厚制御板内径φのスケールが
１６ｃｍ程度までしか表示されていないが、たとえば１
２インチ等の大口径の半導体ウェハ５についても、適用
できることは言うまでもない。
【００３４】半導体装置の製造プロセスに適用した場
合、従来のように膜厚分布が不均一だと、たとえばエッ
チング加工後のパターン寸法にばらつきが発生するが、
本実施の形態の場合には、半導体ウェハ５の素子形成面
５ａ上の膜厚均一性が高いので、エッチング加工後のパ
ターン寸法の精度が向上し、たとえば0.３μｍ以下の設
計ルールを有する半導体装置のサブミクロン加工におけ
る加工精度を向上させることができ、製造される半導体
装置の歩留りが向上する。
合、従来のように膜厚分布が不均一だと、たとえばエッ
チング加工後のパターン寸法にばらつきが発生するが、
本実施の形態の場合には、半導体ウェハ５の素子形成面
５ａ上の膜厚均一性が高いので、エッチング加工後のパ
ターン寸法の精度が向上し、たとえば0.３μｍ以下の設
計ルールを有する半導体装置のサブミクロン加工におけ
る加工精度を向上させることができ、製造される半導体
装置の歩留りが向上する。
【００３５】なお、膜厚制御板１０の構造としては、ド
ーナツ状の単一の部材を用いることに限らず、複数の部
材を組み合わせた構成としてもよい。
ーナツ状の単一の部材を用いることに限らず、複数の部
材を組み合わせた構成としてもよい。
【００３６】たとえば、図６は、内径φａ〜φｄ等の寸
法の異なる複数枚の膜厚制御板１０Ａ〜１０Ｄを積み重
ねることにより内径φを変更できるようにした構成の一
例を示す断面図である。この図６のような構成により、
複数枚の膜厚制御板１０Ａ〜１０Ｄの追加や取り外し等
により、膜厚制御板１０の形状を簡便かつ迅速に複数種
類の中から選択できるので、バッチ内での膜厚の合わせ
込み、成膜条件の変更等に即座に対応できる。
法の異なる複数枚の膜厚制御板１０Ａ〜１０Ｄを積み重
ねることにより内径φを変更できるようにした構成の一
例を示す断面図である。この図６のような構成により、
複数枚の膜厚制御板１０Ａ〜１０Ｄの追加や取り外し等
により、膜厚制御板１０の形状を簡便かつ迅速に複数種
類の中から選択できるので、バッチ内での膜厚の合わせ
込み、成膜条件の変更等に即座に対応できる。
【００３７】（実施の形態２）図７は、本発明の他の実
施の形態である薄膜形成装置の構成の一例を示す断面図
であり、図８は、図７における線VIII−VIIIで示される
部分の断面図である。
施の形態である薄膜形成装置の構成の一例を示す断面図
であり、図８は、図７における線VIII−VIIIで示される
部分の断面図である。
【００３８】この実施の形態２は、枚葉式の低圧ＣＶＤ
装置の例を示している。すなわち、処理室２０の内部に
は、回転テーブル２１が設けられ、載置される半導体ウ
ェハ５が素子形成面５ａを上向きにした姿勢で載置され
る。
装置の例を示している。すなわち、処理室２０の内部に
は、回転テーブル２１が設けられ、載置される半導体ウ
ェハ５が素子形成面５ａを上向きにした姿勢で載置され
る。
【００３９】処理室２０の側面には、図示しないガス供
給源に接続された複数のガス供給口２２が設けられてお
り、所望の組成や圧の反応ガス６等が、処理室２０の内
部に供給される。処理室２０において、回転テーブル２
１を挟んでガス供給口２２に対向する位置には、図示し
ない真空ポンプ等にに接続される排気口２３が設けられ
ており、処理室２０の内部の排気が行われる。
給源に接続された複数のガス供給口２２が設けられてお
り、所望の組成や圧の反応ガス６等が、処理室２０の内
部に供給される。処理室２０において、回転テーブル２
１を挟んでガス供給口２２に対向する位置には、図示し
ない真空ポンプ等にに接続される排気口２３が設けられ
ており、処理室２０の内部の排気が行われる。
【００４０】この実施の形態２の場合には、回転テーブ
ル２１の上方に、中央部に貫通孔３２が形成されたドー
ナツ状の膜厚制御板３０が支持部材３１に支持されるこ
とによって、回転テーブル２１上の半導体ウェハ５に対
してほぼ平行な姿勢で配置されている。この場合、さら
に、このドーナツ状の膜厚制御板３０は、ガス供給口２
２から排気口２３に至る反応ガス６の流通方向に所定の
距離だけ偏心した位置に配置されている。これは、反応
ガス６の供給方向の偏りに起因する膜厚分布の不均一さ
を膜厚制御板３０の偏心した配置によって効果的に補正
するためである。すなわち、本実施の形態２の場合に
は、ドーナツ状の膜厚制御板３０の内径φ等の調整に加
えて、偏心量を、膜厚分布制御の制御パラメータとして
利用できる。なお、必要に応じて、半導体ウェハ５に対
して膜厚制御板３０を所望の角度に傾斜させて配置して
もよい。
ル２１の上方に、中央部に貫通孔３２が形成されたドー
ナツ状の膜厚制御板３０が支持部材３１に支持されるこ
とによって、回転テーブル２１上の半導体ウェハ５に対
してほぼ平行な姿勢で配置されている。この場合、さら
に、このドーナツ状の膜厚制御板３０は、ガス供給口２
２から排気口２３に至る反応ガス６の流通方向に所定の
距離だけ偏心した位置に配置されている。これは、反応
ガス６の供給方向の偏りに起因する膜厚分布の不均一さ
を膜厚制御板３０の偏心した配置によって効果的に補正
するためである。すなわち、本実施の形態２の場合に
は、ドーナツ状の膜厚制御板３０の内径φ等の調整に加
えて、偏心量を、膜厚分布制御の制御パラメータとして
利用できる。なお、必要に応じて、半導体ウェハ５に対
して膜厚制御板３０を所望の角度に傾斜させて配置して
もよい。
【００４１】本実施の形態２の場合にも、枚葉式の低圧
ＣＶＤ装置による薄膜形成工程において、従来構成で
は、半導体ウェハ５面上のみの成膜に消費されていた反
応ガス６が、半導体ウェハ５の周辺部上に配置されたド
ーナツ状の膜厚制御板３０への成膜にも消費されるよう
になるため、半導体ウェハ５の周辺部の膜厚が減少し、
半導体ウェハ５の素子形成面５ａ上の膜厚均一性が向上
する。
ＣＶＤ装置による薄膜形成工程において、従来構成で
は、半導体ウェハ５面上のみの成膜に消費されていた反
応ガス６が、半導体ウェハ５の周辺部上に配置されたド
ーナツ状の膜厚制御板３０への成膜にも消費されるよう
になるため、半導体ウェハ５の周辺部の膜厚が減少し、
半導体ウェハ５の素子形成面５ａ上の膜厚均一性が向上
する。
【００４２】以上本発明者によってなされた発明を実施
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４３】たとえば、反応ガスの組成や温度、圧等の
条件、形成される薄膜の物質等は、上述の実施の形態に
て例示したものに限らず、一般のものに広く適用するこ
とができる。
条件、形成される薄膜の物質等は、上述の実施の形態に
て例示したものに限らず、一般のものに広く適用するこ
とができる。
【００４４】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【００４５】本発明の薄膜形成方法によれば、成膜条件
等に応じて、基板面内の膜厚均一性を自在に制御するこ
とができる、という効果が得られる。
等に応じて、基板面内の膜厚均一性を自在に制御するこ
とができる、という効果が得られる。
【００４６】また、本発明の薄膜形成装置によれば、成
膜条件等に応じて、基板面内の膜厚均一性を自在に制御
することができる、という効果が得られる。
膜条件等に応じて、基板面内の膜厚均一性を自在に制御
することができる、という効果が得られる。
【００４７】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、半導体ウェハに形成される薄膜のウェハ面内にお
ける膜厚均一性を自在に制御して、半導体装置の歩留り
を向上させることができる、という効果が得られる。
れば、半導体ウェハに形成される薄膜のウェハ面内にお
ける膜厚均一性を自在に制御して、半導体装置の歩留り
を向上させることができる、という効果が得られる。
【図１】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法に用いられる薄膜形成方法が実施される薄膜形成装
置の構成の一部を取り出して例示した断面図である。
方法に用いられる薄膜形成方法が実施される薄膜形成装
置の構成の一部を取り出して例示した断面図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ本発明の一実
施の形態である薄膜形成装置の一部を取り出して示す平
面図および側面図である。
施の形態である薄膜形成装置の一部を取り出して示す平
面図および側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態である薄膜形成装置の全
体構成の一例を示す概念図である。
体構成の一例を示す概念図である。
【図４】膜厚制御板の内径φを変更した場合の、外径が
５インチの半導体ウェハにおける面内の膜厚分布の変化
の一例を示す線図である。
５インチの半導体ウェハにおける面内の膜厚分布の変化
の一例を示す線図である。
【図５】半導体ウェハの外径寸法Ｄｗと膜厚制御板の内
径φとの関係の一例を示す線図である。
径φとの関係の一例を示す線図である。
【図６】膜厚制御板の変形例の構成の一例を示す断面図
である。
である。
【図７】本発明の他の実施の形態である薄膜形成装置の
構成の一例を示す断面図である。
構成の一例を示す断面図である。
【図８】図７における線VIII−VIIIで示される部分の断
面図である。
面図である。
１ ボート １ａ 支柱 ２ 反応内管 ３ 反応外管 ３ａ ボートエレベータ ３ｂ フランジ ４ ヒータ ５ 半導体ウェハ ５ａ 素子形成面 ６ 反応ガス ７ ガス供給口 ８ 排気口 ９ ウェハ保持溝 １０ 膜厚制御板 １０Ａ〜１０Ｄ 膜厚制御板 １１ 位置決め部 １２ 貫通孔 ２０ 処理室 ２１ 回転テーブル ２２ ガス供給口 ２３ 排気口 ３０ 膜厚制御板 ３１ 支持部材 ３２ 貫通孔
Claims (10)
- 【請求項１】 反応ガスの雰囲気中に基板を置くことに
よって前記基板の表面に所望の薄膜を形成する薄膜形成
方法であって、前記基板に沿う位置に膜厚制御板を配置
して、薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の薄膜形成方法において、
前記基板は半導体ウェハであり、前記膜厚制御板は、前
記半導体ウェハの素子形成面に対してほぼ平行な姿勢で
配置されるとともにドーナツ形状を呈し、前記反応ガス
の種類、組み合わせおよび温度、圧等の条件に応じて、
前記ドーナツ形状の内径および外径を前記半導体ウェハ
の外径に対して所望の値に設定することを特徴とする薄
膜形成方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の薄膜形成方法において、
外径および内径の異なる複数の前記ドーナツ形状の前記
膜厚制御板を積み重ねることによって、前記半導体ウェ
ハの素子形成面に対するドーナツ状の前記膜厚制御板の
内径および外径寸法を任意に設定することを特徴とする
薄膜形成方法。 - 【請求項４】 処理室と、前記処理室の内部に所望の反
応ガスの雰囲気を形成する反応ガス供給手段と、前記処
理室内を所望の真空度に排気する排気手段と、前記処理
室の内部を所望の温度に加熱する加熱手段と、前記処理
室内の前記反応ガスの雰囲気中で基板を支持する支持手
段と、前記基板に沿う位置に配置される膜厚制御板と、
を含むことを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の薄膜形成装置において、
前記支持手段は、複数の前記基板を水平な姿勢で鉛直方
向に配列して支持するボートであり、複数の前記膜厚制
御板が、個々の前記基板の近傍に位置するように前記ボ
ートに支持されることを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項６】 請求項４記載の薄膜形成装置において、
前記支持手段は、少なくとも１枚の前記基板が載置され
る回転ステージであり、前記膜厚制御板は、前記基板を
挟んで前記回転ステージに対向する位置に配置され、前
記基板に平行に前記反応ガスが供給されることを特徴と
する薄膜形成装置。 - 【請求項７】 請求項４，５または６記載の薄膜形成装
置において、前記基板は半導体ウェハであり、前記膜厚
制御板は、前記半導体ウェハの素子形成面に対してほぼ
平行な姿勢で配置されるとともにドーナツ形状を呈し、
前記反応ガスの種類、組み合わせおよび温度、圧等の条
件に応じて、前記ドーナツ形状の内径および外径が前記
半導体ウェハの外径に対して所望の値に設定されること
を特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項８】 請求項６記載の薄膜形成装置において、
前記基板は半導体ウェハであり、前記膜厚制御板は、前
記半導体ウェハの素子形成面に対してほぼ平行な姿勢で
配置されるとともにドーナツ形状を呈し、前記反応ガス
の流通方向に偏心した位置に前記膜厚制御板が配置され
ることを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項９】 請求項７または８記載の薄膜形成装置に
おいて、前記膜厚制御板は、外径および内径の異なるド
ーナツ形状の複数の前記膜厚制御板を積み重ねて構成さ
れ、前記ドーナツ板の追加および取り外しによって、前
記半導体ウェハの素子形成面に対するドーナツ形状の前
記膜厚制御板の内径および外径寸法を任意に設定可能に
したことを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項１０】 半導体ウェハの素子形成面に所望の物
質からなる薄膜を形成することによって半導体装置を形
成する半導体装置の製造方法であって、 請求項１，２または３記載の薄膜形成方法、または請求
項４，５，６，７，８または９記載の薄膜形成装置を用
いて、前記半導体ウェハに対する前記薄膜の形成を行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26247497A JPH11102903A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 薄膜形成方法および薄膜形成装置ならびに半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26247497A JPH11102903A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 薄膜形成方法および薄膜形成装置ならびに半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11102903A true JPH11102903A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17376295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26247497A Withdrawn JPH11102903A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 薄膜形成方法および薄膜形成装置ならびに半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11102903A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7898126B2 (en) | 2005-07-27 | 2011-03-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Inverter-integrated rotating electric machine having improved thermal characteristics |
| US8012259B2 (en) | 2007-03-09 | 2011-09-06 | Hitachi Kokusai Electric, Inc. | Substrate processing apparatus |
| JPWO2021024385A1 (ja) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP26247497A patent/JPH11102903A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7898126B2 (en) | 2005-07-27 | 2011-03-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Inverter-integrated rotating electric machine having improved thermal characteristics |
| US8012259B2 (en) | 2007-03-09 | 2011-09-06 | Hitachi Kokusai Electric, Inc. | Substrate processing apparatus |
| JPWO2021024385A1 (ja) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | ||
| WO2021024385A1 (ja) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ | 基板処理装置、基板支持具、半導体装置の製造方法およびプログラム |
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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: 20041207 |