KR20030084614A - 질화 실리콘막 제작 방법 및 질화 실리콘막 제작 장치 - Google Patents

질화 실리콘막 제작 방법 및 질화 실리콘막 제작 장치 Download PDF

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Abstract

(과제) 본 발명은 원하는 막질의 질화 실리콘막을 재현성 양호하게 퇴적시킬 수 있는 박막 제작 장치 및 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(해결 수단) 배기계 및 가스 공급계가 연결된 진공 용기내에 발열체 및 기판을 배치하고, 이 발열체를 소정 온도로 유지하여 상기 가스 공급계로부터 공급되는 원료 가스를 분해 또는 활성화시키고, 기판 표면에 질화 실리콘 박막을 퇴적시키는 화학 증착 장치 및 증착 방법으로서, 상기 진공 용기 내부에 상기 발열체 및 기판을 에워싸도록 내벽을 배치하여 막 형성 공간을 형성하고, 상기 막 형성 공간에 원료 가스를 도입하는 가스 도입 수단을 설치함과 동시에, 상기 내벽의 가열 수단 및/또는 냉각 수단을 설치하여 이 내벽을 소정 온도로 제어하는 구성으로 한 것을 특징으로 한다.

Description

질화 실리콘막 제작 방법 및 질화 실리콘막 제작 장치 {SILICON NITRIDE FILM FORMING METHOD AND SILICON NITRIDE FILM FORMING APPARATUS}
본 발명은 막두께 및 막질의 재현성이 우수한 질화 실리콘막 제작 장치 및 질화 실리콘막 제작 방법에 관한 것으로, 특히 HEMT, HBT 등의 화합물 반도체 디바이스에 사용되는 질화 실리콘막의 제작 장치 및 제작 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에는 열 CVD 법이나 플라스마 CVD 법 등의 화학 증착법이 널리 이용되고 있으나, 디바이스의 더 한층의 고기능화, 고집적화가 요망됨에 따라 플라스마에 의한 손상이나 처리 온도가 큰 문제가 되어 이러한 문제 없이 양질의 박막을 형성할 수 있는 Cat-CVD 법이 주목을 받아 여러 박막으로의 응용, 실용화가 검토되고 있다 (일본 공개 특허 공보 평10-83988호 등).
상기 방법은 예컨대 도 3 에 나타내는 바와 같이, 배기구 (2) 및 가스 도입 수단 (8) 을 장착한 진공 용기 (1) 내에, 기판 (7) 을 지지하는 기판 홀더 (3) 에 대향하여 텅스텐 등의 고융점 금속의 발열체 (4) 를 배치한 장치를 이용하여 행해진다. 먼저, 진공 용기 내부를 배기하고, 외부의 전원으로부터 접속 단자 (5) 를 통해 발열체 (4) 에 통전시켜 1000 ∼ 2000℃ 정도로 가열 유지한다. 이어서 가스 도입 수단 (8) 으로부터 원료 가스를 진공 용기내로 도입하면 발열체 표면 또는 그 근방에서 원료 가스가 분해 또는 활성화되어 기판 위에 박막의 퇴적이 개시된다.
이 방법을 예컨대 GaAs 계 HEMT 의 질화 실리콘 보호막의 퇴적에 응용함으로써, 기판에 대한 표면 손상이 적고, 동적 특성이 우수한 디바이스를 얻을 수 있다는 것이 확인되었다 (R. Hattori et al., Technical Digest of 19th Annual GaAs IC Symp., Anaheim, 1997, p.78).
그러나 그 한편으로, 다수의 기판에 질화 실리콘막을 연속하여 형성하면 기판간에 막질 및 막두께에 편차가 발생하여 안정된 디바이스 특성이 얻어지지 않는다는 문제가 있음을 알 수 있었다.
그래서, 그 원인을 규명하기 위해 장치 내부 부재의 배치 및 구조, 막 형성 조건이나 탈가스 처리 등의 전처리 조건, 용기 내부의 부착막의 클리닝 등을 검토하는 과정에서, 진공 용기 내벽에 막이 부착되는 것을 방지하고, 메인터넌스를 쉽게 하기 위해 설치한 막 부착 방지 실드판의 온도 및 그 형상에 의해 막질 및 막두께의 재현성이 크게 변동됨을 발견하였다. 일반적으로 이러한 장치에서는 막 부착 방지 실드판은 진공 용기에 직접 또는 간접적으로 접속되고, 그 온도는 발열체 온도와 연동되고 있다. 즉, 막 형성에 의한 온도 상승이나 막 형성 정지에 의한 온도 강하가 진공 용기와 함께 반복하여 발생되었다. 금회, 막 부착 방지 실드판 온도와 막질, 막두께의 관계를 검토한 결과, 이러한 발열체 및 기판의 주변 온도의 변동에 의해 막질 등의 재현성이 크게 변동됨을 알 수 있었다.
본 발명은 이러한 지견을 바탕으로 검토를 거듭하여 완성시키기에 이른 것이며, 본 발명의 목적은 막질 또는 막두께의 재현성이 우수한 질화 실리콘막 제작 장치 및 질화 실리콘막 제작 방법을 제공하는 데 있다.
도 1 은 본 발명의 질화 실리콘막 제작 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도.
도 2 는 생산 장치의 일례를 나타내는 모식도.
도 3 은 종래의 질화 실리콘막 제작 장치를 나타내는 개략 단면도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 진공 용기2 : 배기구
3 : 기판 홀더4 : 발열체
5 : 접속 단자6 : 셔터
7 : 기판8 : 가스 도입관
9 : 내벽10 : 칼라부
11 : 가열 수단12 : 냉매 유로
13 : 냉각관20 : 막 형성 공간
100 : 질화 실리콘막 제작 장치200 : 반송실
300 : 로드 로크실400, 400' : 게이트 밸브
본 발명의 질화 실리콘막 제작 장치는 배기계 및 가스 공급계가 연결된 진공 용기내에 발열체 및 기판을 배치하고, 이 발열체를 소정 온도로 유지하여 상기 가스 공급계로부터 공급되는 원료 가스를 분해 또는 활성화시키고, 기판 표면에 질화 실리콘 박막을 퇴적시키는 질화 실리콘막 제작 장치로서, 상기 진공 용기 내부에 상기 발열체 및 기판 표면을 에워싸도록 내벽을 배치하여 막 형성 공간을 형성하고, 상기 막 형성 공간에 원료 가스를 도입하는 가스 도입 수단을 설치함과 동시에, 상기 내벽의 가열 수단 및/또는 냉각 수단을 설치하여 이 내벽을 소정 온도로 제어하는 구성으로 한 것을 특징으로 한다.
이러한 구성으로 함으로써, 발열체 및 기판의 주변 온도를 항상 소정 온도로 제어할 수 있게 되고, 현 시점에서 그 상세한 이유는 분명하지 않지만, 반복하여 막을 퇴적시켜도 원하는 막질 및 막두께를 안정적으로 얻을 수 있다.
상기 내벽은 예컨대 제 1 내벽과 제 2 내벽을 접속하는 구성으로 하는 것이 바람직하고, 또한 양자의 접속부로 지지하는 것이 바람직하다. 이렇게 하여 내벽은 진공 용기와 실질상 열적으로 격리할 수 있다. 양자는 독립적으로 온도 제어 가능하게 되어 있고, 또한 상기 내벽은 진공 용기에 비해 열용량이 작기 때문에 내벽내 표면의 온도는 보다 균일하게 제어ㆍ유지되고, 막질 등의 안정성은 보다 향상된다. 또한 상기 내벽에서 열량은 발열체로부터의 거리에 의존하기 때문에 발열체가 직사각형인 경우에는 발열체에 가까운 내벽 부분 (발열체에 대향하는 상기 내벽부 및 발열체 테두리 부분에 가까운 내벽부) 이 특히 고온이었다. 따라서, 상기 내벽의 내면 형상을 상기 발열체로부터의 복사 열량이 각 부에서 거의 동일해지도록 적어도 상기 발열체를 사이에 두고 기판과 반대측 (상부) 의 내벽을 상기 발열체로 향하는 방향으로 만곡하는 곡면을 갖는 형상으로 하는 것이 바람직하다. 또는 기판측에 배치된 내벽부 외주부를 동일하게 만곡하는 곡면을 갖는 형상으로 해도 된다. 그럼으로써, 내벽 온도의 제어 및 균일화가 쉬워진다.
상기 내벽의 냉각 수단은 상기 접속부에 장착된 환상의 냉각 기구이고, 그럼으로써 내벽의 과열을 방지하는 구성으로 한 것을 특징으로 한다. 막을 연속적으로 반복하여 형성하면 발열체의 복사열에 의해 내벽 온도는 서서히 상승되지만, 이러한 냉각 기구를 설치함으로써 내벽의 과열이 효율적으로 방지되고 항상 원하는 온도로 제어할 수 있게 되어 안정된 막 퇴적이 가능해진다.
또한 상기 가스 도입 수단은 상기 기판에 면하는 내벽 방향으로 향해 내뿜는 구성으로 한 것을 특징으로 한다. 그럼으로써, 박막의 막두께 균일성이 향상된다.
본 발명의 질화 실리콘막 제작 방법은 배기계 및 가스 공급계가 연결된 진공 용기내에, 발열체 및 기판을 배치하고, 이 발열체를 소정 온도로 유지하여 상기 가스 공급계로부터 공급되는 원료 가스를 분해 또는 활성화시키고, 기판 표면에 질화 실리콘 박막을 퇴적시키는 질화 실리콘막 제작 방법으로서, 상기 진공 용기 내부에 상기 발열체 및 기판을 에워싸도록 내벽을 배치하여 막 형성 공간을 형성하고, 상기 내벽을 소정 온도로 제어하면서 상기 막 형성 공간에 원료 가스를 도입하여 질화 실리콘 박막을 퇴적시키는 것을 특징으로 한다. 또 내벽은 상기 기술한 바와 같이 내벽에 장착된 가열 수단에 의해 가열하는 것이 바람직하지만, 발열체의복사열을 이용하여 가열하도록 해도 된다.
본 발명은 상기 기판에 면하는 내벽 방향으로 향해 원료 가스를 내뿜는 구성으로 하고, 상기 막 형성 공간의 압력을 0.1 ∼ 10pa 로 하는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 박막의 막두께 균일성이 향상된다.
이하에, 실시 형태를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
도 1 은 본 발명의 질화 실리콘막 제작 장치 (100) 의 일 구성예를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2 는 생산 장치의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 1 에서, 진공 용기 (1) 내부에는 기판 (7) 을 지지하는 기판 홀더 (3) 와 그 상방에 발열체 (4) 가 배치되고, 이것들을 에워싸도록 내벽 (9) 이 장착되어 있다. 진공 용기 (1) 및 내벽 (9) 은 메인터넌스를 쉽게 할 수 있도록 상하로 분할할 수 있는 구조로 되어 있다.
내벽 (9) 은 칼라부 (10) 를 갖는 제 1 내벽 (9a) 과 제 2 내벽 (9b) 으로 이루어지고, 각각의 칼라부에서 접속되어 있다. 제 1 및 제 2 내벽 외측에는 내벽 가열 수단 (11; 예컨대 시스 히터) 이 장착되고, 그럼으로써 내벽을 소정 온도로 가열할 수 있다. 또한, 도 1 의 예에서는 발열체의 복사열에 의한 내벽의 과열을 방지하기 위해 환상의 냉매 유로 (12; 내벽 냉각 수단) 가 형성되어 있고, 그 위에 내벽의 칼라부 (10) 가 장착된다. 냉매 유로 (12) 에는 냉각관 (13) 을 통해 외부로부터 냉매가 공급 및 배출된다. 이 같이 내벽은 칼라부 (10) 에 의해 지지되기 때문에, 발열체 및 기판을 에워싸는 내벽부는 실질적으로 진공 용기와 열적으로 격리되게 되어 이들 부분의 온도를 효율적으로 제어할 수 있다.이 같이 내벽부와 진공 용기는 내벽 냉각 수단을 통해 접속되어 있으므로, 열 용량이 큰 진공 용기와 열적으로 격리된 열 용량이 작은 내벽부의 온도 제어가 쉬워짐과 동시에, 내벽부로부터의 열 전도에 의한 진공 용기 온도 상승이 저감되어 진공 용기 벽면으로부터의 아웃 가스를 저감시키는 효과도 있다.
제 1 내벽 (9a) 의 중심부 근방에는 열전쌍 (도시하지 않음) 이 장착되고, 내벽의 온도를 모니터함으로써 가열 수단 (11) 의 통전량 및 냉매 유량 (또는 온도) 을 조정하여 내벽 온도를 원하는 온도로 유지할 수 있다. 즉, 연속적으로 막을 반복하여 형성하여도 각 막 형성시의 발열체 및 기판의 주위 온도를 항상 소정 온도로 유지할 수 있게 된다. 또한, 열전쌍 대신에 방사 온도계를 사용해도 되고, 열전쌍과 같이 메인터넌스 때마다 내벽에서 떼어낼 필요가 없어진다. 또한, 온도 측정은 제 1 및 제 2 내벽을 별개로 행해도 되고, 내벽 전체의 온도 제어를 보다 균일하게 또한 재현성 양호하게 행할 수 있다. 또한, 내벽부 측정 장소는 발열체의 적어도 수평 방향에서의 중심축 근방 또는 수직 방향에서의 중심축 근방이면 더욱 좋다.
내벽 (9) 의 형상은 각 부에서 발열체로부터의 복사열이 거의 균일해지도록 하는 것이 바람직하고, 곡면 구조로 되어 있다. 또한 내벽 가열 수단 (11) 도 내벽을 균일하게 가열하도록 배치하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 실시 형태에서는 상하 2 부위로 분할한 내벽을 냉각 기구의 부위에 의해 지지하고 있으나, 내벽이 독립적으로 온도 제어 가능한 구성이면 되고, 열접촉이 작은 구성 또는 비전도성 재료 부재에 의해 접속되어 있어도 된다.
또한, 내벽 내부측의 막 형성 공간 (20) 에 원료 가스를 공급하기 위한 가스 도입관 (8) 이 장착되고, 외부의 가스 공급계 (도시하지 않음) 와 연결되어 있다.
발열체는 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈 등의 고융점 금속이 예컨대 톱니 모양으로 평면 형상으로 장착되고, 접속 단자 (5) 를 통해 외부의 전원 (도시하지 않음) 에 접속되어 있다. 또한 기판 홀더 (3) 에는 기판 (7) 을 소정 온도로 가열하기 위한 히터가 내장되어 있다. 기판 홀더 (3) 와 발열체 (4) 사이에는 셔터 (6) 가 배치되고, 막 퇴적시에는 기판 위로부터 퇴피(退避)하는 구성으로 되어 있다.
다음에, 연속 퇴적 방법을, GaAs 기판 위에 질화 실리콘막을 퇴적시키는 경우에 대해 설명한다. 다수의 기판에 연속적으로 박막을 퇴적시키는 장치는 도 2 에 나타내는 바와 같이, 도 1 의 질화 실리콘막 제작 장치 (100) 를 기판 반송 로봇이 설치된 반송실 (200) 및 기판 수납 카세트가 올려놓아진 로드 로크실 (300) 과 각각 게이트 밸브 (400,400') 를 통해 연결된 구성으로 된다.
진공 용기 (1) 의 배기구 (2) 에 연결된 배기 장치 (도시하지 않음) 에 의해 내부를 10－5∼ 10－6Pa 정도로 배기한 후, 기판 홀더에 내장된 히터에 도통시키고, 셔텨 (6) 를 연 상태에서, 내벽 가열 수단 (11) 및 발열체 (4) 에 통전시키고, 각각 소정 온도로 가열하여 내벽 온도를 예컨대 170℃ 로 한다. 이 예비 가열은 통상적으로 발열체를 퇴적 온도 (질화 실리콘의 경우 1600 ∼ 1900℃ 정도) 또는 이보다 50 ∼ 100℃ 높은 온도로 하고, 내벽 온도가 170℃ 가 되도록 내벽 가열 수단 (11) 등으로 조절한다. 여기서, 예컨대 내벽의 재질에 SUS 를 사용하는 경우에는 너무 고온으로 하면 Cr 이 석출되어 GaAs 를 오염시켜 디바이스 특성을 저하시키는 경우가 있기 때문에 내벽 온도는 300℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 200℃ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또 예비 가열시 예컨대 H2가스 등을 소정 유량 도입해도 된다.
그 후, 발열체로의 통전을 정지하고, 셔터를 닫은 상태에서, 반송 로봇에 의해 기판 (7) 을 로드 로크실 (300) 의 카세트로부터 꺼내 기판 홀더 (3) 위에 올려놓는다. 기판 (7) 이 소정 온도로 된 후, 가스 도입관 (8) 을 통해 SiH4, NH3및 H2로 이루어지는 원료 가스를 소정 유량 막 형성 공간에 도입하고, 배기구 (2) 에 장착된 자동 압력 제어기 (APC; 도시하지 않음) 에 의해 소정 압력 (예컨대 0.1 ∼ 10Pa) 으로 제어하여 발열체에 통전시킨다. 이어서 셔터 (6) 를 연다. 원료 가스는 가스 도입관 (8) 에서 제 1 내벽 (9a) 으로 향해 내뿜어져 벽면에 충돌하여 사방으로 산란된다. 원료 가스는 발열체 (4) 표면 및 그 근방에서 분해 또는 활성화되고, 생성된 활성종(活性種)이 기판 표면 위로 확산되어 막의 퇴적이 개시된다.
소정 시간 경과후, 셔터 (6) 를 닫음과 동시에 발열체로의 통전 및 가스 도입을 정지하여 막 퇴적을 종료한다. 처리 기판은 반송 로봇에 의해 꺼내져 카세트로 되돌아간다. 한편, 미처리 기판이 카세트로부터 꺼내져 기판 홀더 위에 올려지고, 이상과 동일하게 하여 막 퇴적이 개시된다.
이상을 반복하여 하면 내벽 온도는 발열체 (4) 복사열에 의해 서서히 상승되기 때문에, 냉각 기구 (12) 의 냉매 유량 (또는 온도) 및/또는 가열 수단 (11) 을 조절하여 항상 소정 온도 범위 (바람직하게는 예컨대 170 ∼ 180℃ 또는 180 ∼ 190℃) 로 유지하도록 한다. 또 상기 실시 형태에서는 막 형성시에만 발열체에 통전시켰으나, 프로세스 중, 발열체에 상시 통전시키도록 해도 된다.
이상과 같이 하여 기판 위에 반복하여 질화 실리콘막을 퇴적시키고, 막두께 및 막질의 재현성을 조사한 실험을 이하에 기술한다. 이 실험에서는 1 배치(batch)로 3 장의 기판에 막 퇴적을 반복하여 행하고, 이를 5 배치 행하였다. 제 1 배치 전에는 예비 가열을 행하고, 각 배치간에는 기판 홀더에 내장된 히터에 통전시킨 채로, 발열체 및 내벽 가열 히터로의 통전을 정지시키고 60 분 또는 30 분 (제 4 배치와 제 5 배치 사이) 의 간격을 두었다. 얻어진 질화 실리콘막의 막두께 및 굴절률을 표 1 에 나타낸다. 또 질화 실리콘막의 막두께 및 굴절률은 엘립소미터로 측정하였다.
본 실험에서 발열체로는 0.5㎜ 직경의 텅스텐 와이어를 사각형상의 테투리체 (215 ×208㎜) 에 지그재그로 굴곡시켜 장착하였다 (5 왕복). 제 1 내벽 하부 및 제 2 내벽 중앙부의 내경은 각각 350㎜ 및 310㎜ 로 하고, 발열체 평면과 제 1 내벽 및 기판과의 거리는 각각 126㎜, 75㎜ 로 하고, 상부 내벽 만곡부의 곡률 반경 R 은 350㎜ 로 하였다. 또한 막 퇴적 개시시 및 퇴적 중의 내벽 온도는 170 ∼ 180℃ 의 범위내로 유지하였다.
배치 No. 기판 No. 막 형성 개시시 내벽 온도 (℃) 막두께 (㎚) 굴절률
1 1 170 54.47 2.0278
2 170 54.20 2.0284
3 170 54.34 2.0277
2 1 170 54.31 2.0274
2 170 54.09 2.0273
3 170 54.41 2.0251
3 1 170 54.18 2.0253
2 170 54.22 2.0240
3 170 54.77 2.0215
4 1 170 54.32 2.0263
2 170 54.24 2.0257
3 170 54.42 2.0245
5 1 170 54.02 2.0232
2 170 53.94 2.0232
3 170 54.02 2.0240
또한 막 형성 조건 및 예비 가열 조건은 다음과 같다.
(막 형성 조건)
ㆍ압력: 5Pa
ㆍSiH4유량: 1sccm
ㆍNH3유량: 100sccm
ㆍ발열체 가열 전력 (온도): 579.6W (1800℃)
ㆍ기판 홀더 온도: 275℃
ㆍ막 형성 시간: 7 분간
(예비 가열 조건)
ㆍ압력: 5Pa
ㆍH2유량: 80sccm
ㆍ발열체 가열 전력 (온도): 579.6W (1800℃)
ㆍ기판 홀더 온도: 275℃
ㆍ예비 가열 처리 시간: 30 분
또한, 비교를 위해 내벽을 예비 가열하지 않고, 내벽 가열 수단 및 냉각 수단을 이용하지 않고, 즉 내벽 온도를 제어하지 않고 동일하게 하여 막 퇴적을 반복하였다. 이 결과를 막 형성 개시시의 내벽 온도와 함께 표 2 에 나타낸다.
기판 No. 막 형성 개시시 내벽 온도 (℃) 막두께 (㎚) 굴절률
1 20 58.38 2.055
2 67 58.41 2.076
3 91 57.69 2.067
4 111 57.17 2.057
5 127 55.52 2.056
6 138 56.10 2.042
7 145 54.64 2.044
8 154 53.87 2.044
9 155 53.93 2.039
10 158 53.98 2.033
11 161 54.19 2.029
12 163 54.26 2.029
표 2 에 나타난 바와 같이, 내벽을 온도 제어하지 않으면 기판간에서 내벽 온도가 크게 변화되고, 이에 관련되어 각 기판의 굴절률 (막질) 및 막두께가 크게 변화됨을 알 수 있었다. 즉, 막 형성 개시 온도가 170℃ 이하인 경우, 12 시료의 막두께 평균값 55.68㎚ 에서는 표준 편차 1.73㎚, 및 굴절률 평균값 2.048 에 대해서는 표준 편차 0.014 로, 막두께나 막질의 균일한 질화 실리콘막을 얻기가 어려움을 알 수 있었다.
한편, 표 1 로 알 수 있는 바와 같이, 내벽을 온도 제어하여 170℃ 에 도달한 시점에서 막 형성을 개시하고, 170 ∼ 180℃ 의 온도 범위로 유지되도록 한 결과, 1 배치 3 시료로 60 분 (또는 30 분) 간격으로 행한 5 배치의 시료에서는 막두께 평균값 54.26㎚ 에 대해, 배치내 표준 편차 0.03 ∼ 0.27㎚, 배치간 0.20㎚, 및굴절률 평균값 2.025 에 대해, 배치내 0.0003 ∼ 0.001, 배치간 0.002 의 매우 안정된 막두께 및 굴절률이 얻어졌다. 즉, 막 형성시의 내벽 온도 (즉, 발열체 및 기판 표면의 주변 온도) 를 제어함으로써, 원하는 막질 및 막두께를 얻을 수 있게 되고, 또한 내벽 온도를 일정하게 유지함으로써, 재현성이 우수한 막질, 막두께가 얻어짐을 알 수 있었다. 또한 상기 실험 조건으로 제작한 질화 실리콘막은 배리어성 및 막 응력의 관점에서 GaAs 기판의 보호막으로서 우수한 것이었다.
본 발명에서, 발열체는 선 형상, 봉 형상, 판 형상, 통 형상, 호일 형상 등의 각종 형상의 것이 사용되고, 또한 예를 들어 선 형상의 발열체를 코일 형상이나 톱날 형상 등으로 배치해도 된다. 여기에서, 예를 들어 톱날 형상으로 배치하기 위해서는 직사각 형상, 링 형상의 프레임에 장착ㆍ고정하면 된다.
본 발명에 의해, 즉 발열체 및 기판을 에워싸도록 내벽을 형성하고, 이 내벽을 온도 제어함으로써, 막질 및 막두께의 재현성이 우수한 박막 형성이 가능해지고, 안정된 박막 형성이 가능한 질화 실리콘막 제작 장치 및 질화 실리콘막 제작 방법을 실현할 수 있다. 즉, 본 발명은 고기능 디바이스의 안정적인 생산에 이바지한다.

Claims (9)

  1. 배기계 및 가스 공급계가 연결된 진공 용기내에 발열체 및 기판을 배치하고, 이 발열체를 소정 온도로 유지하여 상기 가스 공급계로부터 공급되는 원료 가스를 분해 또는 활성화시키고, 기판 표면에 질화 실리콘 박막을 퇴적시키는 질화 실리콘막 제작 장치로서,
    상기 진공 용기 내부에 상기 발열체 및 기판을 에워싸도록 내벽을 배치하여 막 형성 공간을 형성하고, 상기 막 형성 공간에 원료 가스를 도입하는 가스 도입 수단을 설치함과 동시에, 상기 내벽의 가열 수단 및/또는 냉각 수단을 설치하여 이 내벽을 소정 온도로 제어하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 질화 실리콘막 제작 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내벽과 상기 진공 용기는 내벽 지지부를 통해 접속되어 있고, 양자는 독립적으로 온도 제어 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 질화 실리콘막 제작 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 내벽은 제 1 내벽과 제 2 내벽을 접속한 것임을 특징으로 하는 질화 실리콘막 제작 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 내벽은 제 1 내벽과 제 2 내벽의 접속부로 지지되는 것을 특징으로 하는 질화 실리콘막 제작 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내벽의 내면 형상을 상기 발열체로부터의 복사 열량이 각 부에서 거의 동일해지도록 한 것을 특징으로 하는 질화 실리콘막 제작 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내벽의 냉각 수단은 상기 접속부에 장착된 환상의 냉각 기구인 것을 특징으로 하는 질화 실리콘막 제작 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 도입 수단은 상기 기판에 면하는 내벽 방향으로 향해 내뿜는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 질화 실리콘막 제작 장치.
  8. 배기계 및 가스 공급계가 연결된 진공 용기내에, 발열체 및 기판을 배치하고, 이 발열체를 소정 온도로 유지하여 상기 가스 공급계로부터 공급되는 원료 가스를 분해 또는 활성화시키고, 기판 표면에 질화 실리콘 박막을 퇴적시키는 질화실리콘막 제작 방법으로서, 상기 진공 용기 내부에 상기 발열체 및 기판을 에워싸도록 내벽을 배치하여 막 형성 공간을 형성하고, 상기 내벽을 소정 온도로 제어하면서 상기 막 형성 공간에 원료 가스를 도입하여 질화 실리콘 박막을 퇴적시키는 것을 특징으로 하는 질화 실리콘막 제작 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판에 면하는 내벽 방향으로 향해 원료 가스를 내뿜는 구성으로 하고, 상기 막 형성 공간의 압력을 0.1 ∼ 10pa 로 한 것을 특징으로 하는 질화 실리콘막 제작 방법.
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