JPS63297563A

JPS63297563A - 被膜形成方法および処理装置

Info

Publication number: JPS63297563A
Application number: JP13567287A
Authority: JP
Inventors: Kimiharu Matsumura; 松村　公治; Keisuke Shigaki; 志柿　恵介; Takazo Sato; 尊三佐藤; Seiichi Serikawa; 聖一芹川
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1988-12-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、気相から化学反応により生成する物質の被膜
を基板表面に形成する被膜形成方法および装置に関する
。

（従来の技術）一般に、基板上に被膜を形成するに際し、気相化学反応
を進行させるために、炉中に基板等を置き、この基板を
電気抵抗加熱体や赤外線照射等により加熱する。

そして、光エネルギー等によって反応させる物質を気相
で励起した後、加熱された基板上に被膜を形成させる方
法が行われている。

上記方法による装置として例えば特公昭６１−４００３
４号公報に開示されたものがある。

第８図は上記装置を示すもので、ガス導入口ω。

ω′から反応ガスを導入し、活性化部■、■′において
ランプ■から発光する紫外線を反応ガスに照射して活性
化する。そして、この活性化した反応ガスをパイプ（４
）、に）′を通して反応部■内に導入し、ヒータ（ｅに
よって加熱された基板■上に被膜を形成し、残ガスを排
ガス口（８）から排出するものである。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら上述の装置では、紫外線の発生及び照射装
置が必要であり保全ランニングコストが高くなる。また
反応部■内において、この反応部■の容積が過度に大き
く適切でないため５反応ガスは基板■上に被着されずに
排ガス口■から排出されやすく、成膜の効率がよくない
。

本発明は上述の従来の事情に対処してなされたもので、
光照射等が不要で効率の高い被膜形成方法および装置を
提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）すなわち本発明は、気相から化学反応により生成する物
質の被膜を基板の表面に形成するに際し、上記基板の表
面に対向させ、かつ近づけて配置したガス流出部から、
上記基板の表面に向けて反応ガスを流出させることを特
徴とする。

（作　用）本発明の被膜形成方法および装置においては、基板表面
に対向し近づけて配置されたガス流出部から上記基板表
面に向けて反応ガスを流出させ、上記基板自身の熱を反
応ガスの活性化に利用する構成であるので、基板へ新鮮
な反応ガスを常に供給できると共に１反応ガスの全んど
を被膜形成に活用できる。

したがって、反応ガスの利用効率が高く、かつ紫外線の
発生および照射装置が不要であるため、保全ランニング
コストを低減できる。

（実施例）以下、本発明の被膜形成装置の一実施例を図面を参照し
て説明する。

反応室（１１）内には１例えば真空チャック等により基
板例えば半導体基板（Ｉ２）を＠着保持する載置台（１
３）が配置されている。この載置台（１３は）、温度制
御装置（１４）によって制御されるヒータ（１５）を内
蔵し、昇降装置（１６）によって上下に移動可能に構成
されている。

載置台（１３）の上方には、例えば円錐形状のコーン部
（１７ａ）と、このコーン部（１７ａ）の開口部に配置
され、第２図に示すように多数の流出孔（１７ｂ）を有
し、金属あるいはセラミック等の焼結体からなる拡散板
（１７ｃ）とから構成されるガス流出部（１７）が配置
されている。そして、このガス流出部（１７）は冷却袋
［（１８）から冷却管（１８ａ）を循環される冷却水等
により、必要に応じて冷却される。

また、ガス流出部（見）は、ガスＡ供給源（１９ａ）、
ガスＢ供給源（１９ｂ）、酸素供給源（２０）に接がる
オゾン発生器（２１）に各々接続されたガス流量調節器
（２２ａ）　、　（２２ｂ）　、　（２２ｃ）に接続さ
れている。

そして、反応室（１１）の下部には、載置台（１３）の
周囲を囲んで配置され、例えば１０〜１５ａ＋＋程度の
直径を有する複数の排気口（２３）と、これらの排気口
（２３）を集合させて排気装置ｍ（２４）に接続する均
圧管（２５）とから構成される排気部（並）が設けられ
ている。

そして、上記構成のこの被膜形成装置では、次のように
して被膜形成を行なう。

まず昇降装置（１６）によって載置台（１３）を降下さ
せ、ガス流出部（１７）との間に基板搬送装置等（図示
せず）が導入される間隔を設け、半導体基板（１２）を
この基板搬送装置等により自動的に載置台（１３）上に
載置し、吸着保持する。

この後、昇降袋！（１６）によって載置台（１３）を上
昇させ、ガス流出部（１７）の拡散板（１７ｃ）と半導
体基板（１２）との間隔を例えば０．５〜２０ｍｍ程度
の所定の間隔に設定する。なお、この場合ガス流出部（
１７）を昇降装置によって上下動させてもよい。

そして、載置台（１３）に内蔵されたヒータ（１５）を
温度制御装置１（１４）により制御し半導体基板（１２
）を１５０〜５００℃程度の範囲１例えば３００℃に加
熱する。

次に、半導体基板（１２）に形成しようとする被膜に対
応して１例えばガスＡとしてクロルメチルスチレン、ガ
スＢとしてメチルメタクリレート等を使用し、各ガス流
量調節器（２２ａ）、　（２２ｂ）によって所定の流量
となるよう調節して拡散板（１７ｃ）から半導体基板（
１２）に向けて流出させる。

また、排気装置（２４）の排気量を調節し、反応室（１
１）内の半導体基板（１２）の表面近傍の気体圧力が例
えば１０ａｔａ〜１　、０Ｔｏｒｒ程度の範囲になるよ
うに排気する。

この時、ガス流出部（豆）と排気部（２６）との間には
、第３図に矢印で示すようにガス拡散板（１７ｃ）から
半導体基板（１２）へ向けて流れ、半導体基板（１２）
の中央部から周辺部へ向かい、載置台（１３）の周囲に
設けられた複数の排気口（２３）から排気されるような
反応ガスの流れが形成される。したがって、半導体基板
（１２）上に常に新鮮な反応ガスを供給することができ
る。

ここで、拡散板（１７ｃ）から半導体基板（１２）に向
けて流出した反応ガスは、半導体基板（１２）の表面お
よびその近傍の雰囲気によって加熱され活性化し、半導
体基板（１２）上に直接重合反応して被膜。

例えば、クロルメチルスチレンとメチルメタクリレート
の共重合物を形成することができる。

また、ガスＡとしてモノシラン、ガスＢとしてフォスフ
イン、酸素供給源（２０）から供給されるオゾンを含有
するガスを使用し、半導体基板（１２）をシリコン（Ｓ
ｉ）基板とした場合には、シリコン基板上に隣珪酸ガラ
ス（ＳｉＯ□・ｐ、ｏＳ）を形成することができる。

次に、他の一実施例として第４図に示すように、ガス流
出部（１７）として複数のガス流出孔およびガス排出孔
を有する構成の装置について説明する。

なお、前述の実施例と同一部分には同一番号を付してお
り、同一動作については説明を省略する。

このガス流出部（１７）は、第５図に示すように例えば
０．５〜５＋＋ａ程度の幅を有し平行する細長いスリッ
ト状のガス流出孔（１７ａ）〜（１７ｅ）とガス排出孔
（１７ｆ）〜（１７ｊ）とを備えている。

そして、ガス流出孔（１７ａ）〜（１７ｅ）とガス排出
孔（１７ｆ）〜（１７ｊ）は、各々ガス流出管（２７）
、ガス排出管（２８）に接続されている。

この装置において、ガス流出部（１７）と半導体基板（
１２）との間には、第６図に矢印で示すようにガス流出
孔（１７ａ）〜（１７ａ）から流出し半導体基板（１２
）へ広がりながら向かい、半導体基板（１２）表面で反
射されガス排出孔（１７ｆ）〜（１７ｊ）へ向かうガス
の流れが形成される。

したがって、半導体基板（１２）全表面に渡り、新鮮な
反応ガスを供給でき、かつ反応により生成した排ガスは
半導体基板（１２）の被膜形成部表面から直ちに除去で
きるので、化学反応を一層促進させることかできる。

上述のように、反応ガス流出面と基板を近付けて配置し
、基板表面に新鮮な反応ガスを常に供給できるので１例
えば第７図のグラフに示すように優れた燐硅酸ガラスの
被膜を形成することも可能である。

なお、この実施例ではガス流出部（Ｖ−）を第２図に示
すように金属あるいはセラミック等の小孔（１７ｂ）を
備えた拡散板（１７ｃ）、また第５図に示すように細長
いスリット状のガス流出孔（１７ａ）〜（１７ｅ）およ
びガス排出孔（１７ｆ）〜（１７ｊ）を備えたものにつ
いて説明したが、このガス流出部（１７）は上記実施例
に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない
範囲内であれば自由に構成してもよい。

また、複数の反応ガスの使用条件についても、本実施例
に限定されるものではなく、形成しようとする被膜の種
類、性状、プロセスに対応して反応ガスの種類、流出方
法等、最適の条件にて使用するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

上述のように本発明の被膜形成装置によれば、成膜に反
応ガスを効率よく利用でき、かつ経済的に被膜を形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の被膜形成装置の一実施例を示す構成図
、第２図は第１図のガス流出部の説明図、第３図は第１
図ガス流出部のガスの流れの説明図、第４図は第１図の
他の一実施例を示す構成図、第５図は第４図のガス流出
部の説明図、第６図は第４図のガスの流れの説明図、第
７図は第１図装置における被膜の成長速度と温度の関係
を示すグラフ、第８図は従来の装置を示す構成図である
。１１・・・反応室　　　　　　１２・・・半導体基板１
３・・・載置台　　　　　　Ｈ・・・ガス流出部１９ａ
、１９ｂ・・・ガス供給源　２２ａ〜２２ｃ・・・ガス
流量調節器特許出願人　東京エレクトロン株式会社第１
図第２図第３図第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）気相から化学反応により生成する物質の被膜を基
板の表面に形成するに際し、上記基板の表面に対向させ
、かつ近づけて配置したガス流出部から、上記基板の表
面に向けて反応ガスを流出させることを特徴とする被膜
形成方法。
（２）気相から化学反応により生成する物質の被膜を基
板の表面に形成するに際し、上記基板の表面に対向させ
、かつ近づけて配置し、上記基板の表面に向けて反応ガ
スを流出させるガス流出部を備えたことを特徴とする被
膜形成装置。
（３）ガス流出部から、反応ガスを基板に向けて流出さ
せ、かつ反応生成ガスを排出することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の被膜形方法。
（４）反応ガスの一つとして酸素原子ラジカルを含有す
るガスを使用することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の被膜形成方法。
（５）酸素原子ラジカルは、オゾンを原料として生成す
ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の被膜の
形成方法。
（６）反応ガスとして、複数の反応ガスを混合して使用
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の被膜
形成方法。
（７）基板上に形成される被膜は、複数のモノマーを原
料とする重合膜であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の被膜形成方法。
（８）基板上に形成される被膜は、複数のシラン系ガス
とオゾンを原料とする酸化膜であることを特徴とする特
許請求の範囲１項記載の被膜形成方法。
（９）ガス流出部は、反応ガスを基板に向けて流出させ
る流出孔および反応生成ガスを排出する排出孔を交互に
配置して備えたことを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の被膜形成装置。
（１０）反応ガスの一つとして酸素原子ラジカルを含有
するガスを使用することを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載の被膜形成装置。
（１１）酸素原子ラジカルは、オゾンを原料として生成
することを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の被
膜形成装置。
（１２）反応ガスとして、複数の反応ガスを混合して使
用することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の被
膜形成装置。
（１３）基板上に形成される被膜は、複数のモノマーを
原料とする重合膜であることを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の被膜形成装置。
（１４）基板上に形成される被膜は、複数のシラン系ガ
スとオゾンを原料とする酸化膜であることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の被膜形成装置。