JPH11345777A

JPH11345777A - 成膜装置

Info

Publication number: JPH11345777A
Application number: JP10166098A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Kato; 寿加藤; Tatsuya Tamura; 辰也田村; Jun Hirai; 純平井; Azusa Iitaka; あずさ飯高
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス噴出孔を適正な位置に数個設けるだけ
で、膜厚の面間均一性を大幅に向上させることができる
成膜装置を提供する。【解決手段】所定のピッチで配列された複数の被処理
体を収容した処理容器内にガス導入ノズル機構から成膜
ガスを供給しつつ、前記被処理体全体の温度を同一温度
に維持して前記被処理体に成膜を施すようにした成膜装
置において、前記ガス導入ノズル機構は、前記処理容器
内に、先端が開口されてガス吐出口６０Ｚ，６２Ｚ，６
４Ｚが形成された高さの異なる複数のガス導入ノズル６
０，６２，６４を起立させて設けると共にこのガス導入
ノズルの少なくとも１本にガス噴出孔を設けることによ
り形成されており、このガス噴出孔は、このガス噴出孔
を設けないで成膜処理を行なった時に膜厚が他の部分と
比較して薄くなった部分に対応させて位置づけられよう
に構成する。これにより、ガス噴出孔を適正な位置に数
個設けるだけで、膜厚の面間均一性を大幅に向上させ
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、半導体ウエハ等の
被処理体に成膜を施す成膜装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体集積回路を製造するため
には半導体ウエハに対して成膜、エッチング処理等の各
種の処理が施される。例えば一度に多数枚のウエハ表面
に成膜するＣＶＤ装置においては、ウエハボート上に半
導体ウエハを例えば等ピッチで載置し、これを所定の温
度に加熱しながらウエハ表面に成膜用のガスを供給し、
このガスの分解生成物或いは反応生成物をウエハ上に堆
積させて膜形成を行なうようになっている。

【０００３】製造される半導体集積回路の電気的特性な
どを良好に維持するための条件の１つとして、ウエハ表
面に形成される膜厚のウエハ面内の均一性のみならず、
多数枚のウエハ間における膜厚の面間均一性が要求され
る。そのため、スループットを向上させる上から、成膜
装置自体も大型化して一度に１００〜１８０枚程度もの
多数のウエハを成膜出来る成膜装置にあっては、成膜ガ
スをどのように処理容器内へ供給してウエハ面間の膜厚
均一性を向上させるかが重要なポイントであり、成膜ガ
スの供給ノズル機構が種々提案されている。

【０００４】ここで従来の縦型の成膜装置の一例を示す
と、図６に示すように成膜装置は、内筒２と外筒４とよ
りなる処理容器６を有しており、この処理容器６内にそ
の下方よりウエハボート８をロード及びアンロード可能
に収容している。ウエハボート８は、処理容器６の下端
開口部を密閉する蓋部１０と共に、ボートエレベータの
ごとき昇降機構１２により一体的に昇降される。そし
て、このウエハボート８に、多段に略等ピッチで多数
枚、例えば１００〜１８０枚程度の半導体ウエハＷが収
容される。この処理容器６内へ成膜ガスを供給するため
に、ここではウエハボート８の高さが高いことから長さ
の異なる３本のノズル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを内筒２
内の下方より起立させて設けており、各ノズル１４Ａ、
１４Ｂ、１４Ｃの先端から流量制御された成膜ガス、例
えばシランを導入し、所定のプロセス圧力及びプロセス
温度の下で例えばシリコン膜の成膜を行なうようになっ
ている。そして、上述のように高さの、或いは長さの異
なる複数本のノズル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを用意して
ウエハボート８の高さ方向の異なる複数の箇所から成膜
ガスを供給することにより、ウエハ間における成膜の膜
厚均一性を向上する試みが行なわれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、高さの異なる複数本のノズルを設けて異なる高さレ
ベルから成膜ガスを供給することにより、ウエハ間にお
ける膜厚の均一性は、ある程度向上できた。この時の面
間膜厚均一性について説明すると、図７は図６に示す成
膜装置を用いて成膜を行なった時のウエハ間における膜
厚の状況を示すグラフであり、ここでは１８０枚のウエ
ハを処理した時の各ウエハ位置における膜厚を示してい
る。尚、ウエハ位置は、ウエハボートの一番下を０と
し、一番上を１８０としており、また、ウエハボートの
上下にはそれぞれ数枚のダミーウエハを載置しているの
で、その部分はグラフから除いて製品ウエハ位置のみの
データを示している。このグラフにおいて膜厚の変動は
かなり少なく、膜厚の面間均一性は４．１１％である。
この４．１１％という値は、デザインルールが比較的緩
い従来にあっては、十分良好な値であったが、最近のよ
うに高密度化、高集積化及び多層化の更なる要請により
膜厚がより薄くなる薄膜化が要求される状況下において
は不十分な値であり、より一層の面間の膜厚均一性が求
められている。

【０００６】また、膜厚の面間均一性を改善する構成と
して、特開平１−１３４９１１号公報に開示されている
ように、ガス導入管に、その先端に行くほど孔径が大き
くなる複数のガス噴出孔を設けたり、或いは特開平１−
２２０４３４号公報に開示されているようにウエハボー
トの高さ方向を複数のガス供給領域に区分し、各領域毎
にそれに対応したガス噴出口を有するガス導入管を設け
ることも行なわれている。しかしながら、処理容器内の
ガスの挙動及びそれに伴う成膜反応は非常に複雑であっ
て、把握することが非常に困難であり、一見、ウエハ間
の膜厚の均一性を改善できるように思える構造であって
も、十分な成果を上げることができないのが現状であ
る。

【０００７】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、ガス噴出孔を適正な位置に数個設けるだけ
で、膜厚の面間均一性を大幅に向上させることができる
成膜装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、所定のピッチで配列された複数の被処
理体を収容した処理容器内にガス導入ノズル機構から成
膜ガスを供給しつつ、前記被処理体全体の温度を略同一
温度に維持して前記被処理体に成膜を施すようにした成
膜装置において、前記ガス導入ノズル機構は、前記処理
容器内に、先端が開口されてガス吐出口が形成された高
さの異なる複数のガス導入ノズルを起立させて設けると
共にこのガス導入ノズルの少なくとも１本の側壁にガス
噴出孔を設けることにより形成されており、このガス噴
出孔は、このガス噴出孔を設けないで成膜処理を行なっ
た時に膜厚が他の部分と比較して薄くなった部分に対応
させて位置づけられている。これにより、ガス噴射孔を
設けていない時に実際に膜厚が不足する部分に、成膜ガ
スを少し多めに供給するようにし、被処理体の表面に形
成される膜厚の面間均一性を大幅に向上させることが可
能となる。

【０００９】具体的には、前記ガス噴出孔は、前記ガス
導入ノズルの内、最も短いガス導入ノズルには設けられ
ておらず、他のガス導入ノズルには設けられている。ま
た、前記ガス導入ノズルの数は３本であり、前記成膜は
シリコン膜である。

【００１０】ガス導入ノズルの数が３本の場合には、前
記被処理体の総枚数をＮ（整数）とすると、前記処理容
器の下方より数えて、前記最小の長さのガス導入ノズル
の先端は０．１６Ｎ枚目〜０．２０Ｎ枚目の範囲内に位
置され、２番目に短い長さのガス導入ノズルの先端は
０．５６Ｎ枚目の近傍に位置され、最も長いガス導入ノ
ズル先端は０．８０Ｎ枚目から０．８４Ｎ枚目の範囲内
に位置されるように構成するのがよい。そして、前記２
番目に短い長さのガス導入ノズルには、０．２８Ｎ枚目
の近傍と０．３９Ｎ枚目の近傍に前記ガス噴出孔がそれ
ぞれ設けられるか、或いは前記２番目に短い長さのガス
導入ノズルには、０．２８Ｎ枚目の近傍と０．３３Ｎ枚
目の近傍と０．４４Ｎ枚目の近傍に前記ガス噴出孔がそ
れぞれ設けられるように構成するのがよい。

【００１１】更に、前記最も長いガス導入ノズルには、
０．６４Ｎ枚目の近傍と０．７５Ｎ枚目の近傍に前記ガ
ス噴出孔がそれぞれ設けられるように構成するのがよ
い。

【００１２】また、前記ガス噴出孔の直径は、０．５〜
１．５ｍｍの範囲内に設定する。この直径が０．５ｍｍ
よりも小さいと、ガス噴射孔にシランが析出して、ガス
噴射孔を閉塞してしまい、また、直径が１．５ｍｍより
も大きいと、これより噴出する成膜ガスが過剰になって
急激に膜厚の面間均一性が低下するからである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る成膜装置の
一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明
に係る成膜装置を示す構成図、図２は半導体ウエハの位
置に対する第１実施例の各ガス導入ノズルの高さ及びガ
ス噴射孔の位置を示す図である。ここでは成膜装置とし
てＣＶＤによる縦型の成膜装置を例にとって説明する。
図示するようにこの成膜装置は、筒体状の石英製の内筒
２２とその外側に所定の間隙２４を介して同心円状に配
置した石英製の外筒２６とよりなる２重管構造の処理容
器２８を有しており、その外側は、加熱ヒータ等の加熱
手段３０と断熱材３２を備えた加熱炉３４により覆われ
ている。上記加熱手段３０は断熱材３２の内面に全面に
亘って設けられている。

【００１４】処理容器２８の下端は、例えばステンレス
スチール製の筒体状のマニホールド３６によって支持さ
れており、内筒２２の下端は、マニホールド３６の内壁
より内側へ突出させたリング状の支持板３６Ａにより支
持され、このマニホールド３６の下方より多数枚の被処
理体としての半導体ウエハＷを載置した石英製のウエハ
ボート３８が昇降可能に挿脱自在になされている。本実
施例の場合において、このウエハボート３８には、本実
施例の場合には、例えば１８０枚のウエハを略等ピッチ
で多段に支持できるようになっている。

【００１５】このウエハボート３８は、石英製の保温筒
４０を介して回転テーブル４２上に載置されており、こ
の回転テーブル４２は、マニホールド３６の下端開口部
を開閉する蓋部４４を貫通する回転軸４６上に支持され
る。そして、この回転軸４６の貫通部には、例えば磁性
流体シール４８が介設され、この回転軸４６を気密にシ
ールしつつ回転可能に支持している。また、蓋部４４の
周辺部とマニホールド３６の下端部には、例えばＯリン
グ等よりなるシール部材５０が介設されており、容器内
のシール性を保持している。

【００１６】上記した回転軸４６は、例えばボートエレ
ベータ等の昇降機構５２に支持されたアーム５４の先端
に取り付けられており、ウエハボート３８及び蓋部４４
等を一体的に昇降できるようになされている。マニホー
ルド３６の側部には、内筒２２内に成膜ガスや不活性ガ
ス、例えばＮ₂ ガスを導入する本発明の特徴とするガス
導入ノズル機構５６が設けられている。具体的には、こ
のガス導入ノズル機構５６は、希釈用の不活性ガス、例
えばＮ ₂ ガスを導入する不活性ガス導入ノズル５８と、
Ｌ字状に屈曲された複数、ここでは３本の高さ（長さ）
の異なる成膜ガス用のガス導入ノズル６０、６２、６４
が設けられる。上記不活性ガス導入ノズル５８は、直線
状のストレート管として構成され、マニホールド３６を
貫通して水平に設けられる。そして、不活性ガス導入ノ
ズル５８には、Ｎ₂ ガス源６６に連結されたガス通路６
８が接続されており、このガス通路６８に開閉弁７０及
びマスフローコントローラのような流量制御器７２が介
設されている。

【００１７】また、上記成膜ガス用のガス導入ノズル６
０、６２、６４は、Ｌ字状に屈曲成形されており、内筒
２２の内側に、ウエハボート３８と干渉しないように起
立させて設けている。各ガス導入ノズル６０、６２、６
４に連結される各ガス通路７４、７６、７８には、成膜
ガス、例えばここではシランの流量を制御するマスフロ
ーコントローラのような流量制御器８０、８２、８４が
介設されており、それぞれ個別に成膜ガスの流量を制御
できるようになっている。上記各ガス導入ノズル６０、
６２、６４は、例えば内径が５〜７ｍｍ程度に設定さ
れ、各ノズルの上端は、開口されてガス吐出口６０Ｚ、
６２Ｚ、６４Ｚとして形成される。また、最も短い長さ
のガス導入ノズル６０の側壁には、何らガス噴出孔を設
けていないが、このガス導入ノズル６０の上端より上方
において、２番目に短い長さのガス導入ノズル６２の側
壁には、２つのガス噴出孔６２Ａ、６２Ｂが適宜間隔で
設けられ、更に、ガス導入ノズル６２の上端より上方に
おいて、最も長い長さのガス導入ノズル６４の側壁に
は、２つのガス噴出孔６４Ａ、６４Ｂが適宜間隔で設け
られている。上記各ガス噴出孔は、その直径が例えば
０．５〜１．５ｍｍ程度の範囲内に設定され、処理容器
２８の中心軸側に向けて開口されてウエハ側に対して適
当量の成膜ガスを放出するようになっている。

【００１８】ここで各ガス導入ノズル６０、６２、６４
の長さ及びガス噴出孔とウエハ位置との関係を図２を参
照して説明する。ここでは、ウエハボートに載置できる
ウエハＷの総枚数をＮ（整数）とすると、縦軸には、ウ
エハボートの下から数えたウエハの枚数をウエハ位置と
して表しており、ここではＮが１８０枚の場合を例にと
って示している。尚、図２には図７に示す従来のノズル
１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃとその膜厚も参考のために併記
している。最も短いガス導入ノズル６０の先端であるガ
ス吐出口６０Ｚは、下から数えて３５枚目（０．２０Ｎ
に相当）の近傍に位置されており、２番目に短いガス導
入ノズル６２の先端であるガス吐出口６２Ｚは１００枚
目（０．５６Ｎに相当）の近傍に位置されており、そし
て、最も長いガス導入ノズル６４の先端であるガス吐出
口６４Ｚは１４５枚目（０．８０Ｎに相当）の近傍に位
置されている。また、２番目に短いガス導入ノズル６２
の２つのガス噴出孔６２Ａ、６２Ｂは、それぞれ５０枚
目（０．２８Ｎに相当）及び７０枚目（０．３９Ｎに相
当）の近傍に配置されている。また、１番長いガス導入
ノズル６４の２つのガス噴出孔６４Ａ、６４Ｂは、それ
ぞれ１１５枚目（０．６４Ｎに相当）及び１３５枚目
（０．７５Ｎに相当）の近傍に配置されている。

【００１９】上記各ガス噴出孔の形成位置は、これらの
ガス噴出孔を設けないで成膜処理を行なった時に膜厚が
薄くて他の部分と比較して薄くなった部分に対応させて
設けている。尚、この場合、図６に示す従来の装置と図
１に示す本装置は、ノズル機構以外の他の部分の構成は
全く同様に形成されている。図２から明らかなように、
従来において膜厚が薄くなる領域Ａ１に対しては、ノズ
ル６２に設けた２つのガス噴出孔６２Ａ、６２Ｂが対応
し、また従来において膜厚が薄くなる領域Ａ２に対して
はノズル６４に設けた２つのガス噴射孔６４Ａ、６４Ｂ
が対応している。そして、従来におけるウエハ位置の上
部での領域Ａ３の膜厚の落ち込みは、最も長いノズル６
４の長さを僅かな長さＬ１、例えば５０ｍｍ程度延ばし
て上部まで成膜ガスを届かさせることで対応している。

【００２０】ここでウエハボート３８の高さは、９００
〜９５０ｍｍ程度、円筒２２の内径及び高さはそれぞれ
２５０〜３００ｍｍ及び１２５０〜１３００ｍｍ程度で
あり、外筒２６の内径及び高さはそれぞれ３００〜３５
０ｍｍ及び１２６０〜１３１０ｍｍ程度である。尚、マ
ニホールド３６の側部には、内筒２２と外筒２６の間隙
２４の底部から容器内の雰囲気を排出する排気口８６が
設けられており、この排気口８６には、図示しない真空
ポンプ等を介設した真空排気系が接続されている。

【００２１】次に、以上のように構成された装置を用い
て行なわれる成膜プロセスについて説明する。まず、ウ
エハがアンロード状態で成膜装置が待機状態の時には、
処理容器２８はプロセス温度、例えば６２０℃、或いは
それよりも低い温度に維持されており、常温の多数枚、
例えば１８０枚のウエハＷが載置された状態のウエハボ
ート１８を処理容器２８内にその下方より上昇させてロ
ードし、蓋部４４でマニホールド３６の下端開口部を閉
じることにより容器内を密閉する。そして、処理容器２
８内を所定のプロセス圧に維持すると共に、ウエハ温度
が上昇して所定のプロセス温度に安定するまで待機し、
その後、所定の成膜ガス、例えばシラン等を各ガス導入
ノズル６０、６２、６４から流量制御しつつ処理容器２
８内に導入し、また、希釈Ｎ₂ ガスも所定量ずつ不活性
ガス導入ノズル５８から導入する。成膜ガスは、各ガス
導入ノズル６０、６２、６４の各ガス吐出口６０Ｚ、６
２Ｚ、６４Ｚ及びガス噴出孔６２Ａ、６２Ｂ、６４Ａ、
６４Ｂから内筒２２内に導入され、その後にこの中を回
転されているウエハＷと接触しつつ成膜反応して上昇し
て、天井部から内筒２２と外筒２６との間の間隙２４を
流下して、排気口８６から容器外へ排出される。尚、こ
こで内筒２２の内側の処理空間のプロセス温度は、高さ
方向に略均一な温度、例えば６２０℃に一定になるよう
に精度良く制御されており、いわゆるフラットポリシリ
コン成膜処理を行なう。

【００２２】ここで図３を参照して第１実施例のノズル
によるウエハ面間の膜厚均一性の評価について説明す
る。図３は第１〜第３実施例の各ノズルに体するウエハ
面間の膜厚均一性の評価を示すグラフであり、縦軸に膜
厚をとっている。尚、ここでも参考として従来のノズル
の長さを併記してある。ここでの成膜条件は、プロセス
温度が６２０℃程度、プロセス圧力が０．２Ｔｏｒｒ程
度、プロセスガスは、１００％濃度のシランを各ノズル
６０、６２、６４からそれぞれ１２０ｓｃｃｍ、１５０
ｓｃｃｍ、１５０ｓｃｃｍの流量で流した。成膜時間は
３７分程度である。図３中において、曲線Ａは第１実施
例のノズルの評価結果を示しており、この曲線Ａから明
らかなように図２中の領域Ａ及び領域Ｂにおける膜厚の
減少傾向は抑制されて、他の部分との膜厚の差は非常に
少なくなっており、膜厚の面間均一性を大幅に改善する
ことができた。

【００２３】また、図２中の領域Ａ３における部分は、
最も長いノズル６４の長さをＬ１、例えば５０ｍｍ程度
だけ延ばすことにより、この領域Ａ３における膜厚の減
少傾向が抑制されている。このように、第１実施例にお
いては、最小の長さのガス導入ノズル６０の先端６０Ｚ
を０．２０Ｎ枚目の近傍に位置し、２番目に短い長さの
ガス導入ノズル６２の先端６２Ｚを０．５６Ｎ枚目の近
傍に位置し、最も長いガス導入ノズル６４の先端６４Ｚ
を０．８０Ｎ枚目の近傍に位置させ、且つ２番目に短い
長さのガス導入ノズル６２には、０．２８Ｎ枚目の近傍
と０．３９Ｎ枚目の近傍にガス噴出孔６２Ａ，６２Ｂを
それぞれ設け、更に、最も長いガス導入ノズル６４に
は、０．６４Ｎ枚目の近傍と０．７５Ｎ枚目の近傍にガ
ス噴出孔６４Ａ，６４Ｂをそれぞれ設けるようにしたの
で、膜厚の面間均一性をかなり改善することができた。
実際に、１枚のウエハについて５点の膜厚を測定してそ
れらの平均をとり、これを５７枚のウエハについて求め
たところ、膜厚の面間均一性は１．５５％となり、従来
装置の場合の４．１１％に対して大幅に改善することが
できた。

【００２４】次に、上記第１実施例に対して一部のノズ
ルの長さ及びガス噴出孔の数を変えた第２実施例につい
て説明する。図３に示すように、この第２実施例は、第
１実施例に対して、最小及びその次に短い長さのノズル
６０、６２の長さは同じとし、最大の長さのノズル６４
の長さを２５ｍｍ程度延ばしてその先端を１５０枚目
（０．８４Ｎに相当）に位置づけている。また、２番目
の長さのノズル６２に対しては３つのガス噴射孔６２
Ａ、６２Ｂ、６２Ｃを設けている。ガス噴射孔６２Ａの
位置は、第１実施例の場合と同じ位置であるが、他のガ
ス噴射孔６２Ｂ及び６２Ｃは、それぞれ６０枚目（０．
３３Ｎに相当）及び８０枚目（０．４４Ｎに相当）に位
置づけられている。この時の評価結果は曲線Ｂに示され
ており、ウエハ位置が２０枚目程度の位置で若干の膜厚
の変動が見られるが、この場合にも従来装置の場合と比
較して全体的な膜厚の差が非常に少なくなっており、膜
厚の面間均一性を大幅に改善できるこてが判明した。こ
の時の各ウエハの膜厚を実測して面間均一性を求めたと
ころ、２．０４％になっており、膜厚の面間均一性を従
来装置の場合の４．１１％よりも２倍程度向上できるこ
とが判明した。

【００２５】次に、上記第２実施例に対して一部のノズ
ルの長さを変えた第３実施例について説明する。図３に
示すようにこの第３実施例は、第２実施例に対して最小
の長さのノズル６０の長さのみを２５ｍｍ程度短くして
その先端を３０枚目（０．１６Ｎに相当）に位置づけて
従来装置のノズル１４Ａと同じ長さに設定している。他
の部分のノズル構成は第２実施例の場合と全く同じであ
る。この時の評価結果は曲線Ｃに示されており、第２実
施例の場合と同様にウエハ位置が２０枚目程度の位置で
若干の膜厚の変動が見られるが、この場合にも従来装置
の場合と比較して全体的な膜厚の差が非常に少なくなっ
ており、膜厚の面間均一性を大幅に改善できるこてが判
明した。この時の各ウエハの膜厚を実測して面間均一性
を求めたところ、１．５９％になっており、膜厚の面間
均一性を従来装置の場合の４．１１％よりも２倍程度向
上できることが判明した。

【００２６】このように、第２及び第３実施例に示すよ
うに、最小の長さのガス導入ノズル６０の先端６０Ｚを
０．１６Ｎ枚目〜０．２０Ｎ枚目の範囲内に位置し、２
番目に短い長さのガス導入ノズル６２の先端６２Ｚを
０．５６Ｎ枚目の近傍に位置し、最も長いガス導入ノズ
ル６４の先端６４Ｚを０．８４Ｎ枚目の近傍に位置さ
せ、且つ２番目に短い長さのガス導入ノズル６２には、
０．２８Ｎ枚目の近傍と０．３３Ｎ枚目の近傍と０．４
４Ｎ枚目の近傍にガス噴出孔６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃを
それぞれ設け、更に、最も長いガス導入ノズル６４に
は、０．６４Ｎ枚目の近傍と０．７５Ｎ枚目の近傍にガ
ス噴出孔６４Ａ，６４Ｂをそれぞれ設けるようにして
も、ウエハ面間における膜厚の均一性を大幅に向上させ
ることができる。また、各ノズルに形成するガス噴射孔
は数個でよく、多数のガス孔を設けた従来装置と比較し
て容易に製造が可能である。

【００２７】また、ウエハ位置が下方の２０枚目当たり
の膜厚の落ち込みを防ぐために、図４に示すように最小
の長さのノズル６０の途中に、ガス噴出孔６０Ａを設
け、他のノズルに関しては第１実施例の場合と同様にし
て成膜を行なってみたが、この部分における膜厚が大き
く変動してしまい、好ましくなかった。従って、第１〜
第３実施例に示したように、最小の長さのノズル６０の
途中には何らガス噴出孔を設けない方がよいことが判明
した。更に、各ガス噴出孔の直径について種々検討した
が、ガス噴出孔の直径を１．５ｍｍよりも大きくし、例
えば２ｍｍに設定すると図５に示すようにウエハ位置が
下方になる程、膜厚が大きくなってしまい、面間の膜厚
均一性が大幅に低下してしまった。また、ガス噴出孔の
直径を０．５ｍｍよりも小さく設定すると、析出したシ
ランによりガス噴出孔が閉塞してしまい、安定して成膜
ガスを供給することができなかった。従って、ガス噴出
孔の直径は０．５〜１．５ｍｍの範囲内に設定するのが
よい。

【００２８】尚、上記実施例における各数値は、単に一
例を示したに過ぎず、これらに限定されないのは勿論で
ある。また、成膜の種類としてはポリシリコン膜のみな
らず、アモルファスシリコン、単結晶シリコンを成膜す
る場合にも本発明を適用できるのは勿論である。更に
は、被処理体としては、半導体ウエハに限定されず、ガ
ラス基板、ＬＣＤ基板等にも適用できるのは勿論であ
る。また、成膜ガスとしては、シランに限定されず、ジ
シラン、ジクロルシラン等を用いてもよいのは勿論であ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の成膜装置
によれば、次のように優れた作用効果を発揮することが
できる。高さの異なる複数のガス導入ノズルを設け、ガ
ス噴出孔を設けないで成膜処理を行なった時に他の部分
と比較して膜厚が薄くなった部分に対応させてガス噴出
孔を設けて不足気味の成膜ガスを補充させるようにした
ので、被処理体の成膜の面間の膜厚均一性を大幅に向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る成膜装置を示す構成図である。

【図２】半導体ウエハの位置に対する第１実施例の各ガ
ス導入ノズルの高さ及びガス噴射孔の位置を示す図であ
る。

【図３】第１〜第３実施例の各ノズルに体するウエハ面
間の膜厚均一性の評価を示すグラフである。

【図４】最小のガス導入ノズルにガス噴射孔を設けた場
合の膜厚の変化を示すグラフである。

【図５】ガス噴射孔の直径を２ｍｍに設定した時の膜厚
の変化を示すグラフである。

【図６】従来の成膜装置を示す概略構成図である。

【図７】図６に示す成膜装置を用いて成膜を行なった時
のウエハ間における膜厚の状況を示すグラフである。

【符号の説明】

２２内筒２６外筒２８処理容器３８ウエハボート５６ガス導入ノズル機構６０，６２，６４ガス導入ノズル６０Ｚ，６２Ｚ，６４Ｚガス吐出口６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６４Ａ，６４Ｂガス噴出孔Ｗ半導体ウエハ（被処理体）

フロントページの続き (72)発明者飯高あずさ岩手県江刺市岩谷堂字松長根52番地東京エレクトロン東北株式会社東北事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定のピッチで配列された複数の被処理
体を収容した処理容器内にガス導入ノズル機構から成膜
ガスを供給しつつ、前記被処理体全体の温度を略同一温
度に維持して前記被処理体に成膜を施すようにした成膜
装置において、前記ガス導入ノズル機構は、前記処理容
器内に、先端が開口されてガス吐出口が形成された高さ
の異なる複数のガス導入ノズルを起立させて設けると共
にこのガス導入ノズルの少なくとも１本の側壁にガス噴
出孔を設けることにより形成されており、このガス噴出
孔は、このガス噴出孔を設けないで成膜処理を行なった
時に膜厚が他の部分と比較して薄くなった部分に対応さ
せて位置づけられていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】前記ガス噴出孔は、前記ガス導入ノズル
の内、最も短いガス導入ノズルには設けられておらず、
他のガス導入ノズルには設けられていることを特徴とす
る請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】前記ガス導入ノズルの数は３本であり、
前記成膜はシリコン膜であることを特徴とする請求項１
または２記載の成膜装置。
【請求項４】前記被処理体の総枚数をＮ（整数）とす
ると、前記処理容器の下方より数えて、前記最小の長さ
のガス導入ノズルの先端は０．１６Ｎ枚目〜０．２０Ｎ
枚目の範囲内に位置され、２番目に短い長さのガス導入
ノズルの先端は０．５６Ｎ枚目の近傍に位置され、最も
長いガス導入ノズルの先端は０．８０Ｎ枚目から０．８
４Ｎ枚目の範囲内に位置されていることを特徴とする請
求項３記載の成膜装置。
【請求項５】前記２番目に短い長さのガス導入ノズル
には、０．２８Ｎ枚目の近傍と０．３９Ｎ枚目の近傍に
前記ガス噴出孔がそれぞれ設けられていることを特徴と
する請求項４記載の成膜装置。
【請求項６】前記２番目に短い長さのガス導入ノズル
には、０．２８Ｎ枚目の近傍と０．３３Ｎ枚目の近傍と
０．４４Ｎ枚目の近傍に前記ガス噴出孔がそれぞれ設け
られといることを特徴とする請求項４記載の成膜装置。
【請求項７】前記最も長いガス導入ノズルには、０．
６４Ｎ枚目の近傍と０．７５Ｎ枚目の近傍に前記ガス噴
出孔がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項
４乃至６のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項８】前記ガス噴出孔の直径は、０．５〜１．
５ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１乃至７
のいずれかに記載の成膜装置。