JP2650530B2 - 半導体装置製造用気相反応装置 - Google Patents
半導体装置製造用気相反応装置Info
- Publication number
- JP2650530B2 JP2650530B2 JP24138891A JP24138891A JP2650530B2 JP 2650530 B2 JP2650530 B2 JP 2650530B2 JP 24138891 A JP24138891 A JP 24138891A JP 24138891 A JP24138891 A JP 24138891A JP 2650530 B2 JP2650530 B2 JP 2650530B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- reaction
- compartment
- pressure
- reaction chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ、ＬＳＩなどの半
導体装置の製造、より詳しくは、半導体装置の薄膜形成
や薄膜のエッチングを行う気相反応装置に関する。半導
体装置の薄膜にはＡｌ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、Ｓ
ｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ 4 などがあり、これらの成膜とエッチ
ングが製造過程で行われている。そして、成膜では、厚
さの均一性、汚染防止、良好な再現性、良好な全面成長
あるいは選択成長などが求められており、エッチングで
も、半導体基板の全面での均一性、汚染防止などが求め
られており、これらを実現する気相反応装置（ＣＶＤ装
置、エッチング装置）が要求されている。
導体装置の製造、より詳しくは、半導体装置の薄膜形成
や薄膜のエッチングを行う気相反応装置に関する。半導
体装置の薄膜にはＡｌ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、Ｓ
ｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ 4 などがあり、これらの成膜とエッチ
ングが製造過程で行われている。そして、成膜では、厚
さの均一性、汚染防止、良好な再現性、良好な全面成長
あるいは選択成長などが求められており、エッチングで
も、半導体基板の全面での均一性、汚染防止などが求め
られており、これらを実現する気相反応装置（ＣＶＤ装
置、エッチング装置）が要求されている。
【０００２】
【従来の技術】従来の成膜装置（ＣＶＤ装置）やエッチ
ング装置の気相反応装置は、基本的には、排気系を有す
る反応室と、該反応室内で半導体基板を担持している支
持台と、該反応室の上部に設けられたプロセスガス（反
応ガス、エッチングガスなど）供給具（供給管とそれに
接続したシャワー）とを備えてなる。支持台は搭載した
基板を所定温度に加熱するヒータあるいは温度上昇防止
の冷却器を内蔵している。成膜の場合には、反応室を排
気し、半導体基板を加熱した状態で反応ガスをシャワー
から反応室に供給して、半導体基板上で反応により膜材
料が堆積して所定の膜を形成する。プロセスガスのソー
スがガスであれば、それを直接にシャワーに導入し、あ
るいは、ソースが液体であれば、それを事前に気化させ
てからシャワーに導入し、それから複数ガスと混合させ
ている。また、エッチングの場合には、反応室を排気
し、半導体基板をレジスト過熱防止のために冷却した状
態でエッチングガスを成膜の場合と同様にシャワーから
反応室に供給して、形成されている膜（または半導体基
板）を選択的にエッチングする。特に、エッチングで
は、プラズマを利用してエッチング効果（作用）を高め
ており、プラズマ発生用の電極が反応室に備えられてい
る。
ング装置の気相反応装置は、基本的には、排気系を有す
る反応室と、該反応室内で半導体基板を担持している支
持台と、該反応室の上部に設けられたプロセスガス（反
応ガス、エッチングガスなど）供給具（供給管とそれに
接続したシャワー）とを備えてなる。支持台は搭載した
基板を所定温度に加熱するヒータあるいは温度上昇防止
の冷却器を内蔵している。成膜の場合には、反応室を排
気し、半導体基板を加熱した状態で反応ガスをシャワー
から反応室に供給して、半導体基板上で反応により膜材
料が堆積して所定の膜を形成する。プロセスガスのソー
スがガスであれば、それを直接にシャワーに導入し、あ
るいは、ソースが液体であれば、それを事前に気化させ
てからシャワーに導入し、それから複数ガスと混合させ
ている。また、エッチングの場合には、反応室を排気
し、半導体基板をレジスト過熱防止のために冷却した状
態でエッチングガスを成膜の場合と同様にシャワーから
反応室に供給して、形成されている膜（または半導体基
板）を選択的にエッチングする。特に、エッチングで
は、プラズマを利用してエッチング効果（作用）を高め
ており、プラズマ発生用の電極が反応室に備えられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】プロセスガスとして供
給された複数のガスを混合する操作にて、流量が異なる
と初期（立ち上がり）段階では理想的に混じらず、半導
体基板に対して異なる混合比の反応ガスが流れることに
なる。さらに、シャワー導入前に、供給管にバルブ
（弁）が取り付けられおり、デッドスペースがある。そ
して、液体ソースでは上述の如くにシャワーへはガス供
給とするようにキャリアガスのバブリングで気化させて
該キャリアガスと共に送られる。
給された複数のガスを混合する操作にて、流量が異なる
と初期（立ち上がり）段階では理想的に混じらず、半導
体基板に対して異なる混合比の反応ガスが流れることに
なる。さらに、シャワー導入前に、供給管にバルブ
（弁）が取り付けられおり、デッドスペースがある。そ
して、液体ソースでは上述の如くにシャワーへはガス供
給とするようにキャリアガスのバブリングで気化させて
該キャリアガスと共に送られる。
【０００４】これらのことから、半導体基板上の初期形
成膜の組成および厚さの不均一が生じ、連続処理（繰返
し処理）では成膜速度に変動が生じる。反応室内の圧力
変動があると、そのことによって反応室内の副生成物を
浮遊させて、それが汚染物質として半導体基板に付着す
ることがある。また、選択成長での選択性の劣化や堆積
膜の剥がれを招くことがある。さらに、バブリングを経
て気化したガスを有する反応ガスでは、その搬送途中で
配管内面に凝縮する場合あったりで、供給量が安定しな
い。
成膜の組成および厚さの不均一が生じ、連続処理（繰返
し処理）では成膜速度に変動が生じる。反応室内の圧力
変動があると、そのことによって反応室内の副生成物を
浮遊させて、それが汚染物質として半導体基板に付着す
ることがある。また、選択成長での選択性の劣化や堆積
膜の剥がれを招くことがある。さらに、バブリングを経
て気化したガスを有する反応ガスでは、その搬送途中で
配管内面に凝縮する場合あったりで、供給量が安定しな
い。
【０００５】本発明の目的は、反応室内の圧力変動を無
くすようにし、ガス混合を確実に行って初期段階の成長
でも安定した混合比の反応ガスとし、かつ再現性を良く
することを可能にする半導体装置製造用気相反応装置を
提供することである。
くすようにし、ガス混合を確実に行って初期段階の成長
でも安定した混合比の反応ガスとし、かつ再現性を良く
することを可能にする半導体装置製造用気相反応装置を
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的が、排気系を
有する反応室と、該反応室内で半導体基板を担持してい
る支持台と、前記反応室の上部に設けられたプロセスガ
ス供給具とを備えてなる半導体装置製造用気相反応装置
において、供給具が半導体基板とほぼ平行配置で半導体
基板の上方に位置するプロセスガスシャワーであり、該
プロセスガスシャワーは気化ないし希釈用上側区画室
と、反応圧力調整ガスの下側区画室との少なくとも２室
からなり、該上側区画室から該下側区画室の底面まで延
びる多数の供給細管と該下側区画室の底面の多数開孔と
がシャワーガス噴出口であり、上側区画室はその内部に
仕切り弁を有し、該仕切り弁の上方にソース液体または
ソースガスの供給管と、気化または希釈用ガスの供給管
と、切換バルブ付き排気管とを備え、前記下側区画室は
反応圧力調整ガスを供給するバルブ付きの供給管を備え
ていることを特徴とする半導体装置製造用気相反応装置
によって達成される。
有する反応室と、該反応室内で半導体基板を担持してい
る支持台と、前記反応室の上部に設けられたプロセスガ
ス供給具とを備えてなる半導体装置製造用気相反応装置
において、供給具が半導体基板とほぼ平行配置で半導体
基板の上方に位置するプロセスガスシャワーであり、該
プロセスガスシャワーは気化ないし希釈用上側区画室
と、反応圧力調整ガスの下側区画室との少なくとも２室
からなり、該上側区画室から該下側区画室の底面まで延
びる多数の供給細管と該下側区画室の底面の多数開孔と
がシャワーガス噴出口であり、上側区画室はその内部に
仕切り弁を有し、該仕切り弁の上方にソース液体または
ソースガスの供給管と、気化または希釈用ガスの供給管
と、切換バルブ付き排気管とを備え、前記下側区画室は
反応圧力調整ガスを供給するバルブ付きの供給管を備え
ていることを特徴とする半導体装置製造用気相反応装置
によって達成される。
【０００７】さらに、上側区画室と下側区画室との間に
別のソースガスの中間区画室が設けられ、該中間区画室
から下側区画室の底面まで延びる多数の供給細管があ
り、さらに、上側区画室からの供給細管は該中間区画室
を貫通しており、３室構成の気相反応装置であっても良
い。
別のソースガスの中間区画室が設けられ、該中間区画室
から下側区画室の底面まで延びる多数の供給細管があ
り、さらに、上側区画室からの供給細管は該中間区画室
を貫通しており、３室構成の気相反応装置であっても良
い。
【０００８】
【作用】本発明ではシャワーを複数の区画室で多層構造
的に構成しており、先ず、上側区画室にて液体ソースの
気化ないしソースガスの希釈を行い、この反応ガスを反
応室に流さずにバルブ付き排気管から流すことができ、
成膜開始前にこの反応ガスを所定条件のものにすること
ができる。下側区画室に供給する不活性ガス（ないし水
素ガス）によって反応室の圧力を事前に反応圧力に調整
することができ、この不活性ガスの反応圧力調整ガスの
供給を停止すると同時に、上側区画室から反応ガスを排
気から反応室への供給に切り換えて、反応室に反応ガス
を圧力変動なしに導入することができる。
的に構成しており、先ず、上側区画室にて液体ソースの
気化ないしソースガスの希釈を行い、この反応ガスを反
応室に流さずにバルブ付き排気管から流すことができ、
成膜開始前にこの反応ガスを所定条件のものにすること
ができる。下側区画室に供給する不活性ガス（ないし水
素ガス）によって反応室の圧力を事前に反応圧力に調整
することができ、この不活性ガスの反応圧力調整ガスの
供給を停止すると同時に、上側区画室から反応ガスを排
気から反応室への供給に切り換えて、反応室に反応ガス
を圧力変動なしに導入することができる。
【０００９】中間区画室を設けることで、所定条件にし
た別の反応ガスをここに送り、それをシャワーから反応
室へ供給して、シャワーを出た所から上側区画室からの
反応ガスと確実に混合される。この別の反応ガスの反応
室への供給タイミングは、反応圧力調節ガスの供給を停
止すると同時に排気状態から中間区画室へ切り換えるこ
とによる。
た別の反応ガスをここに送り、それをシャワーから反応
室へ供給して、シャワーを出た所から上側区画室からの
反応ガスと確実に混合される。この別の反応ガスの反応
室への供給タイミングは、反応圧力調節ガスの供給を停
止すると同時に排気状態から中間区画室へ切り換えるこ
とによる。
【００１０】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施態
様例によって本発明を詳細に説明する。図１に本発明に
係る半導体装置製造用気相反応装置の概略断面を示す。
反応装置は、排気系を有する反応室１と、該反応室１内
で半導体基板２を担持する支持台３とを備え、そして、
半導体基板２の上方で反応室１に取り付けられた反応ガ
ス導入シャワー４を備えている。支持台３は従来通りに
その内部に温度制御手段５を備え、成膜処理の場合には
過熱するヒータを、そしてエッチング処理の場合には温
度上昇防止の冷却器を備えている。
様例によって本発明を詳細に説明する。図１に本発明に
係る半導体装置製造用気相反応装置の概略断面を示す。
反応装置は、排気系を有する反応室１と、該反応室１内
で半導体基板２を担持する支持台３とを備え、そして、
半導体基板２の上方で反応室１に取り付けられた反応ガ
ス導入シャワー４を備えている。支持台３は従来通りに
その内部に温度制御手段５を備え、成膜処理の場合には
過熱するヒータを、そしてエッチング処理の場合には温
度上昇防止の冷却器を備えている。
【００１１】図示したシャワー４は、上側区画室７、中
間区画室８および下側区画室９の３層構造であり、一体
ではあるが、それぞれ独立している。上側区画室７はそ
の内部に仕切り弁Ｖ１を備え、シール１１に当接した時
に上空間と下空間とに分割できる。この上側区画室７の
上空間に第１反応ガスの液体ソース１２を供給する配管
１３と、液化を促進するキャリアガスＡを供給する配管
１４とが接続され、ここでソース液体は気化してキャリ
アガスとで第１反応ガス形成する。この上空間には排気
管１５も接続されており、上側区画室７の上空間が仕切
り弁Ｖ１によって閉じられているときに、第１反応ガス
ＢがバルブＶ２を経て排気管１５から排出される。供給
管（配管）１３および１４にはマスフローコントローラ
（流量制御器）１６および１７が組み込まれている。液
体ソース１２は密封容器１８に収容されており、所定温
度に保持され、配管１９を通しての加圧ガス（Ｈｅ、Ａ
ｒ）Ｃによって配管１３から上側区画室７へ供給され
る。この密封容器１８にはマスフローコントローラ２０
の付いた排気管２１が接続されている。そして、この上
空間には圧力計Ｐ1 がセットされており、仕切り弁Ｖ１
を閉じ、バルブＶ２を開いた状態で液体ソース１２およ
びキャリアガスＡを供給して、上空間で気化させ、この
時の圧力を計測して、所定値になるようにマスフローコ
ントローラ１６および１７を制御するようになってい
る。マスフローコントローラ１６の代わりに排気管２１
のマスフローコントローラ２０を制御することもでき
る。
間区画室８および下側区画室９の３層構造であり、一体
ではあるが、それぞれ独立している。上側区画室７はそ
の内部に仕切り弁Ｖ１を備え、シール１１に当接した時
に上空間と下空間とに分割できる。この上側区画室７の
上空間に第１反応ガスの液体ソース１２を供給する配管
１３と、液化を促進するキャリアガスＡを供給する配管
１４とが接続され、ここでソース液体は気化してキャリ
アガスとで第１反応ガス形成する。この上空間には排気
管１５も接続されており、上側区画室７の上空間が仕切
り弁Ｖ１によって閉じられているときに、第１反応ガス
ＢがバルブＶ２を経て排気管１５から排出される。供給
管（配管）１３および１４にはマスフローコントローラ
（流量制御器）１６および１７が組み込まれている。液
体ソース１２は密封容器１８に収容されており、所定温
度に保持され、配管１９を通しての加圧ガス（Ｈｅ、Ａ
ｒ）Ｃによって配管１３から上側区画室７へ供給され
る。この密封容器１８にはマスフローコントローラ２０
の付いた排気管２１が接続されている。そして、この上
空間には圧力計Ｐ1 がセットされており、仕切り弁Ｖ１
を閉じ、バルブＶ２を開いた状態で液体ソース１２およ
びキャリアガスＡを供給して、上空間で気化させ、この
時の圧力を計測して、所定値になるようにマスフローコ
ントローラ１６および１７を制御するようになってい
る。マスフローコントローラ１６の代わりに排気管２１
のマスフローコントローラ２０を制御することもでき
る。
【００１２】液体ソース１２の代わりにソースガスを使
用することもでき、この時には、上空間にてキャリアガ
スＡによって希釈されて、所定圧力の第１反応ガスとな
る。そして、仕切り弁Ｖ１を開きかつバルブＶ２を閉じ
て、このような第１反応ガスＢを多数の供給細管２２を
通してシャワー４の底面から反応室１内へ供給すること
になる。
用することもでき、この時には、上空間にてキャリアガ
スＡによって希釈されて、所定圧力の第１反応ガスとな
る。そして、仕切り弁Ｖ１を開きかつバルブＶ２を閉じ
て、このような第１反応ガスＢを多数の供給細管２２を
通してシャワー４の底面から反応室１内へ供給すること
になる。
【００１３】中間区画室８に第２反応ガスＤの供給配管
２５が接続されており、この配管２５にはバルブＶ３と
排気につながったバルブＶ４とがある。さらに、配管２
５にはマスフローコントローラ２６が組み込まれてい
て、第２反応ガスＤを所定の圧力値にしてある。成膜
（エッチング）時に、バルブＶ４を閉じ同時にバルブＶ
３を開き、第２反応ガスＤを中間区画室８へ供給し、そ
こから多数の供給細管２７を通してシャワー４の底面か
ら反応室１内へ供給することになる。
２５が接続されており、この配管２５にはバルブＶ３と
排気につながったバルブＶ４とがある。さらに、配管２
５にはマスフローコントローラ２６が組み込まれてい
て、第２反応ガスＤを所定の圧力値にしてある。成膜
（エッチング）時に、バルブＶ４を閉じ同時にバルブＶ
３を開き、第２反応ガスＤを中間区画室８へ供給し、そ
こから多数の供給細管２７を通してシャワー４の底面か
ら反応室１内へ供給することになる。
【００１４】下側区画室９には配管３１が接続され、こ
こを通して不活性ガスないし水素ガスの反応調整ガスＥ
がマスフローコントローラ３２およびバルブＶ５によっ
て制御されている。反応室１には圧力計Ｐ2 がセットさ
れており、バルブＶ５を開いて、反応調整ガスＥを下側
区画室９へその底面の多数開孔３３から反応室１内へ供
給し、その時の圧力を測定し、所定の反応圧力値になる
ようにマスフローコントローラ３２を制御する。
こを通して不活性ガスないし水素ガスの反応調整ガスＥ
がマスフローコントローラ３２およびバルブＶ５によっ
て制御されている。反応室１には圧力計Ｐ2 がセットさ
れており、バルブＶ５を開いて、反応調整ガスＥを下側
区画室９へその底面の多数開孔３３から反応室１内へ供
給し、その時の圧力を測定し、所定の反応圧力値になる
ようにマスフローコントローラ３２を制御する。
【００１５】上述した気相反応装置において、次のよう
にして成膜処理を行うことができる。先ず、半導体基板
２を支持台３の上に搭載してから、反応室１を排気し
て、高真空状態にし、反応調整ガスＥ（不活性ガスまた
は水素ガス）を下側区画室９を通して反応室１へ供給す
る。反応室１の圧力を圧力計Ｐ2 で計測し、成膜反応圧
力値になるようにマスフローコントローラ３２を調整す
る。この時、バルブＶ５は図２に示すように「開」の状
態にある。
にして成膜処理を行うことができる。先ず、半導体基板
２を支持台３の上に搭載してから、反応室１を排気し
て、高真空状態にし、反応調整ガスＥ（不活性ガスまた
は水素ガス）を下側区画室９を通して反応室１へ供給す
る。反応室１の圧力を圧力計Ｐ2 で計測し、成膜反応圧
力値になるようにマスフローコントローラ３２を調整す
る。この時、バルブＶ５は図２に示すように「開」の状
態にある。
【００１６】仕切り弁Ｖ１を閉じかつバルブＶ２を開い
て（図２）、上側区画室７の上空間に液体ソース１２を
配管１３を通して、さらに気化（希釈）ガスのキャリア
ガスＡを配管１４を通して供給する。この上空間で液体
ソース１２が気化され、第１反応ガスＢとして配管１４
を通して排気される。そして、この上空間の圧力計Ｐ 1
で第１反応ガスＢの圧力を測定し、反応室１に送ったと
きに、第２反応ガスＤとで上述の成膜反応圧力値になる
ようにマスフローコントローラ１６および１７を調整す
る。
て（図２）、上側区画室７の上空間に液体ソース１２を
配管１３を通して、さらに気化（希釈）ガスのキャリア
ガスＡを配管１４を通して供給する。この上空間で液体
ソース１２が気化され、第１反応ガスＢとして配管１４
を通して排気される。そして、この上空間の圧力計Ｐ 1
で第１反応ガスＢの圧力を測定し、反応室１に送ったと
きに、第２反応ガスＤとで上述の成膜反応圧力値になる
ようにマスフローコントローラ１６および１７を調整す
る。
【００１７】第２反応ガスＤをマスフローコントローラ
２６によって所定圧力に調整し、バルブＶ４を開いて、
排気状態にしておく。図２に示すように、上述の準備工
程が完了したしたところで、半導体基板２の上に所定の
薄膜を成長（形成）するために、気相反応処理を開始す
る。そのためには、バルブＶ２、Ｖ４およびＶ５を閉
じ、同時にバルブＶ１およびＶ３を開く。このようにし
て第１反応ガスＢおよび第２反応ガスＤをシャワー４か
ら反応室１内へ供給し、シャワー４を出た所でこれらガ
スは混合され、半導体基板２の上で反応生成物が所定の
薄膜となる。
２６によって所定圧力に調整し、バルブＶ４を開いて、
排気状態にしておく。図２に示すように、上述の準備工
程が完了したしたところで、半導体基板２の上に所定の
薄膜を成長（形成）するために、気相反応処理を開始す
る。そのためには、バルブＶ２、Ｖ４およびＶ５を閉
じ、同時にバルブＶ１およびＶ３を開く。このようにし
て第１反応ガスＢおよび第２反応ガスＤをシャワー４か
ら反応室１内へ供給し、シャワー４を出た所でこれらガ
スは混合され、半導体基板２の上で反応生成物が所定の
薄膜となる。
【００１８】例１ 上述した気相反応装置（ＣＶＤ装置）において、シャワ
ーでの中間区画室を使用しないで、半導体基板の上にア
ルミニウム（Ａｌ）膜を次のようにして形成する。液体
ソース１２にＡｌ（ＣＨ3 ）Ｈ（dimethyl-aluminum hy
dride : DMAH) を用い、気化用ガスＡおよび反応圧力調
整ガスＥに水素ガス（Ｈ2 ）を用いる。
ーでの中間区画室を使用しないで、半導体基板の上にア
ルミニウム（Ａｌ）膜を次のようにして形成する。液体
ソース１２にＡｌ（ＣＨ3 ）Ｈ（dimethyl-aluminum hy
dride : DMAH) を用い、気化用ガスＡおよび反応圧力調
整ガスＥに水素ガス（Ｈ2 ）を用いる。
【００１９】反応圧力調整ガスＥによる反応室圧力Ｐ2
＝２２ｍＴｏｒｒとする。上側区画室の上空間の圧力Ｐ
1 ＝１１０ｍＴｏｒｒとなり、これは排気管１５の直径
が反応室１の排気系での排気管の直径よりも小さいた
め、Ｐ2 よりも大きいが、反応室への供給時には調整圧
Ｐ2 と一致する。圧力Ｐ1 の構成は、気化後のソースガ
スの圧力ＰDMAH＝１０ｍＴｏｒｒと、気化用ガスＡの圧
力ＰH2＝１００ｍＴｏｒｒとからなる。
＝２２ｍＴｏｒｒとする。上側区画室の上空間の圧力Ｐ
1 ＝１１０ｍＴｏｒｒとなり、これは排気管１５の直径
が反応室１の排気系での排気管の直径よりも小さいた
め、Ｐ2 よりも大きいが、反応室への供給時には調整圧
Ｐ2 と一致する。圧力Ｐ1 の構成は、気化後のソースガ
スの圧力ＰDMAH＝１０ｍＴｏｒｒと、気化用ガスＡの圧
力ＰH2＝１００ｍＴｏｒｒとからなる。
【００２０】半導体基板温度を２２０℃とする。反応圧
力調整ガス（水素ガス）Ｅの供給を停止し、同時に仕切
り弁Ｖ１を開いて、反応ガスを反応室１へ送って、圧力
ＰDMAH＝２ｍＴｏｒｒおよびＰH2＝２０ｍＴｏｒｒとな
り、半導体基板上にアルミニウム膜を形成する。 例２ 上述した気相反応装置（ＣＶＤ装置）において、半導体
基板にチタン化合物（ＴｉＳｉx 、ＴｉＮ）の膜を次の
ようにして形成する。
力調整ガス（水素ガス）Ｅの供給を停止し、同時に仕切
り弁Ｖ１を開いて、反応ガスを反応室１へ送って、圧力
ＰDMAH＝２ｍＴｏｒｒおよびＰH2＝２０ｍＴｏｒｒとな
り、半導体基板上にアルミニウム膜を形成する。 例２ 上述した気相反応装置（ＣＶＤ装置）において、半導体
基板にチタン化合物（ＴｉＳｉx 、ＴｉＮ）の膜を次の
ようにして形成する。
【００２１】液体ソースの代わりにＴｉＣｌ4 を用い、
希釈用ガスＡおよび反応圧力調整ガスＥに水素ガス（Ｈ
2 ）を用い、そして、第２反応ガスＤとしてＳｉＨ4 、
Ｓｉ 2 Ｈ6 またはＮＨ3 、Ｎ2 Ｈ4 を用いる。反応圧力
調整ガスＥによる反応室圧力Ｐ2 ＝１００ｍＴｏｒｒと
する。上側区画室の上空間は圧力Ｐ1 ＝２００ｍＴｏｒ
ｒで、ＴｉＣｌ4 のソースガス圧力Ｐからなる。
希釈用ガスＡおよび反応圧力調整ガスＥに水素ガス（Ｈ
2 ）を用い、そして、第２反応ガスＤとしてＳｉＨ4 、
Ｓｉ 2 Ｈ6 またはＮＨ3 、Ｎ2 Ｈ4 を用いる。反応圧力
調整ガスＥによる反応室圧力Ｐ2 ＝１００ｍＴｏｒｒと
する。上側区画室の上空間は圧力Ｐ1 ＝２００ｍＴｏｒ
ｒで、ＴｉＣｌ4 のソースガス圧力Ｐからなる。
【００２２】第２反応ガスＤの圧力は、ＴｉＳｉx の場
合に、ＰSiHx＝１０ｍＴｏｒｒとし、ＴｉＮの場合に、
ＰNH3 ＝８０ｍＴｏｒｒとする。半導体基板温度を３０
０〜７００℃とする。反応圧力調整ガス（水素ガス）Ｅ
の供給を停止し、バルブＶ４を閉め、同時に仕切り弁Ｖ
１とバルブＶ３とを開いて、反応ガスを反応室１へ送っ
て、ＴｉＣｌ 4 圧力Ｐ＝１０ｍＴｏｒｒ、ＰH2＝８０ｍ
ＴｏｒｒおよびＳｉＨy 圧力Ｐ＝１０ｍＴｏｒｒとな
り、半導体基板上にＴｉＳｉx 膜を形成する。ＴｉＮ膜
の場合には、ＰH2＝１０ｍＴｏｒｒおよびＮＨ3 圧力Ｐ
＝８０ｍＴｏｒｒとする。
合に、ＰSiHx＝１０ｍＴｏｒｒとし、ＴｉＮの場合に、
ＰNH3 ＝８０ｍＴｏｒｒとする。半導体基板温度を３０
０〜７００℃とする。反応圧力調整ガス（水素ガス）Ｅ
の供給を停止し、バルブＶ４を閉め、同時に仕切り弁Ｖ
１とバルブＶ３とを開いて、反応ガスを反応室１へ送っ
て、ＴｉＣｌ 4 圧力Ｐ＝１０ｍＴｏｒｒ、ＰH2＝８０ｍ
ＴｏｒｒおよびＳｉＨy 圧力Ｐ＝１０ｍＴｏｒｒとな
り、半導体基板上にＴｉＳｉx 膜を形成する。ＴｉＮ膜
の場合には、ＰH2＝１０ｍＴｏｒｒおよびＮＨ3 圧力Ｐ
＝８０ｍＴｏｒｒとする。
【００２３】例３ 上述した気相反応装置（ＣＶＤ装置）において、半導体
基板にＳｉＯ2 膜を次のようにして形成する。液体ソー
スとしてＴＥＯＳを用い、気化用ガスＡおよび反応圧力
調整ガスＥに窒素ガス（Ｎ2 ）を用い、そして、第２反
応ガスＤとしてＯ2 、Ｏ3 またはＨ2 Ｏを用いる。
基板にＳｉＯ2 膜を次のようにして形成する。液体ソー
スとしてＴＥＯＳを用い、気化用ガスＡおよび反応圧力
調整ガスＥに窒素ガス（Ｎ2 ）を用い、そして、第２反
応ガスＤとしてＯ2 、Ｏ3 またはＨ2 Ｏを用いる。
【００２４】反応圧力調整ガスＥによる反応室圧力ＰN2
＝２Ｔｏｒｒとする。上側区画室の上空間の圧力Ｐ1 ＝
１１Ｔｏｒｒとして、これは気化後のソースガスの圧力
ＰTEOSＰ＝１Ｔｏｒｒと、気化用ガスＡの圧力ＰN2＝１
０Ｔｏｒｒとからなる。第２反応ガス（Ｏ2 ）Ｄの圧力
Ｐ＝１Ｔｏｒｒとする。
＝２Ｔｏｒｒとする。上側区画室の上空間の圧力Ｐ1 ＝
１１Ｔｏｒｒとして、これは気化後のソースガスの圧力
ＰTEOSＰ＝１Ｔｏｒｒと、気化用ガスＡの圧力ＰN2＝１
０Ｔｏｒｒとからなる。第２反応ガス（Ｏ2 ）Ｄの圧力
Ｐ＝１Ｔｏｒｒとする。
【００２５】半導体基板温度を３００℃とする。反応圧
力調整ガス（窒素ガス）Ｅの供給を停止し、バルブＶ４
を閉め、同時に仕切り弁Ｖ１とバルブＶ３とを開いて、
反応ガスを反応室１へ送って、ＴＥＯＳ圧力Ｐ≒0.１Ｔ
ｏｒｒ、ＰN2≒１ＴｏｒｒおよびＯ2 圧力Ｐ＝１Ｔｏｒ
ｒとなり、半導体基板上にＳｉＯ2 膜を形成する。
力調整ガス（窒素ガス）Ｅの供給を停止し、バルブＶ４
を閉め、同時に仕切り弁Ｖ１とバルブＶ３とを開いて、
反応ガスを反応室１へ送って、ＴＥＯＳ圧力Ｐ≒0.１Ｔ
ｏｒｒ、ＰN2≒１ＴｏｒｒおよびＯ2 圧力Ｐ＝１Ｔｏｒ
ｒとなり、半導体基板上にＳｉＯ2 膜を形成する。
【００２６】例４ 上述した気相反応装置をプラズマエッチング装置として
用い、反応室内部に公知の高周波印加電極を配置し、シ
ャワーでの中間区画室を使用しないで、半導体基板の上
に形成したＳｉＯ2 膜を次のようにしてエッチングす
る。液体ソースの代わりにＨＢｒエッチングガスを用
い、希釈用ガスＡおよび反応圧力調整ガスＥに窒素ガス
（Ｎ2 ）を用いる。
用い、反応室内部に公知の高周波印加電極を配置し、シ
ャワーでの中間区画室を使用しないで、半導体基板の上
に形成したＳｉＯ2 膜を次のようにしてエッチングす
る。液体ソースの代わりにＨＢｒエッチングガスを用
い、希釈用ガスＡおよび反応圧力調整ガスＥに窒素ガス
（Ｎ2 ）を用いる。
【００２７】反応圧力調整ガスＥによる反応室圧力Ｐ2
＝２０ｍＴｏｒｒとする。上側区画室の上空間の圧力Ｐ
1 ＝１００ｍＴｏｒｒはＨＢｒエッチングガス圧からな
る。半導体基板温度を冷却して−６０℃とする。反応圧
力調整ガスＥの供給を停止し、同時に仕切り弁Ｖ１を開
いて、エッチングガスを反応室１へ送って、圧力ＰHBr
＝１０ｍＴｏｒｒおよびＰH2＝１０ｍＴｏｒｒとなり、
電極に１3.５６Ｈｚで３００Ｗの高周波電圧を印加して
プラズマを発生させ、半導体基板上のＳｉＯ2 膜をプラ
ズマエッチングする。
＝２０ｍＴｏｒｒとする。上側区画室の上空間の圧力Ｐ
1 ＝１００ｍＴｏｒｒはＨＢｒエッチングガス圧からな
る。半導体基板温度を冷却して−６０℃とする。反応圧
力調整ガスＥの供給を停止し、同時に仕切り弁Ｖ１を開
いて、エッチングガスを反応室１へ送って、圧力ＰHBr
＝１０ｍＴｏｒｒおよびＰH2＝１０ｍＴｏｒｒとなり、
電極に１3.５６Ｈｚで３００Ｗの高周波電圧を印加して
プラズマを発生させ、半導体基板上のＳｉＯ2 膜をプラ
ズマエッチングする。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体装置製造用気相反応装置（ＣＶＤ装置、エッチング装
置）において、プロセスガスの反応室への導入を先に反
応圧力調整ガスに置き換えることに圧力変動を従来より
も大幅に小さく抑えることができ、プロセスガス導入時
点からほぼ均一に混合されているので、形成膜の組成お
よび厚さがより均一にできる。さらに、処理を繰り返し
た時の再現性も向上する。
体装置製造用気相反応装置（ＣＶＤ装置、エッチング装
置）において、プロセスガスの反応室への導入を先に反
応圧力調整ガスに置き換えることに圧力変動を従来より
も大幅に小さく抑えることができ、プロセスガス導入時
点からほぼ均一に混合されているので、形成膜の組成お
よび厚さがより均一にできる。さらに、処理を繰り返し
た時の再現性も向上する。
【図１】本発明に係る半導体装置製造用気相反応装置の
概略断面図。
概略断面図。
【図２】図１の気相反応装置でのバルブの開閉を表すグ
ラフ。
ラフ。
１…反応室 ２…半導体基板 ３…支持台 ４…シャワー ７…上側区画室 ８…中間区画室 ９…下側区画室 １２…液体ソース １３、１４…供給管 １５…排気管 １６，１７、２０、２６、３２…マスフローコントロー
ラ ２２、２７…供給細管 ２５、３１…配管 ３３…開孔 Ａ…気化ないし希釈ガス Ｂ…第１反応ガス Ｄ…第２反応ガス Ｅ…反応圧力調整ガス Ｖ１…仕切り弁 Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５…バルブ Ｐ1 、Ｐ2 …圧力計
ラ ２２、２７…供給細管 ２５、３１…配管 ３３…開孔 Ａ…気化ないし希釈ガス Ｂ…第１反応ガス Ｄ…第２反応ガス Ｅ…反応圧力調整ガス Ｖ１…仕切り弁 Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５…バルブ Ｐ1 、Ｐ2 …圧力計
Claims (2)
- 【請求項１】 排気系を有する反応室と、該反応室内で
半導体基板を担持している支持台と、前記反応室の上部
に設けられたプロセスガス供給具とを備えてなる半導体
装置製造用気相反応装置において、前記供給具が前記半
導体基板（２）とほぼ平行配置で前記半導体基板の上方
に位置するプロセスガスシャワー（４）であり、該プロ
セスガスシャワー（４）は気化ないし希釈用上側区画室
（７）と、反応圧力調整ガスの下側区画室（９）との少
なくとも２室からなり、該上側区画室から該下側区画室
の底面まで延びる多数の供給細管（２２）と該下側区画
室の底面の多数開孔（３３）とがシャワーガス噴出口で
あり、前記上側区画室はその内部に仕切り弁（Ｖ１）を
有し、該仕切り弁の上方にソース液体またはソースガス
の供給管（１３）と、気化または希釈用ガスの供給管
（１４）と、バルブ（Ｖ２）付き排気管（１５）とを備
え、前記下側区画室（９）は反応圧力調整ガス（Ｅ）を
供給するバルブ（Ｖ５）付き供給管（３１）を備えてい
ることを特徴とする半導体装置製造用気相反応装置。 - 【請求項２】 前記上側区画室（７）と下側区画室
（９）との間に別のソースガス（Ｄ）の中間区画室
（８）が設けられ、該中間区画室から前記下側区画室の
底面まで延びる多数の供給細管（２７）があり、さら
に、前記上側区画室からの供給細管（２２）は該中間区
画室（８）を貫通していることを特徴とする請求項１記
載の気相反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24138891A JP2650530B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 半導体装置製造用気相反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24138891A JP2650530B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 半導体装置製造用気相反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582451A JPH0582451A (ja) | 1993-04-02 |
| JP2650530B2 true JP2650530B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=17073548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24138891A Expired - Fee Related JP2650530B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 半導体装置製造用気相反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2650530B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07161705A (ja) * | 1993-12-03 | 1995-06-23 | Nec Corp | 半導体装置の多層配線層間絶縁膜の形成方法 |
| JP3572211B2 (ja) * | 1998-12-28 | 2004-09-29 | 京セラ株式会社 | 半導体製造装置用ガス導入ノズル |
| JP4399206B2 (ja) * | 2003-08-06 | 2010-01-13 | 株式会社アルバック | 薄膜製造装置 |
| JP4887827B2 (ja) * | 2006-02-20 | 2012-02-29 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 強誘電体キャパシタの形成方法および半導体装置の製造方法 |
| JP2009267111A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Tokyo Electron Ltd | 半導体デバイスの製造方法、製造装置、コンピュータプログラム、及びコンピュータ可読記憶媒体 |
| JP6065762B2 (ja) | 2013-06-21 | 2017-01-25 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体成膜装置およびそれを用いた成膜方法 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP24138891A patent/JP2650530B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0582451A (ja) | 1993-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4174424B2 (ja) | 一連の堆積技術を用いる耐火性金属層を堆積する方法 | |
| US6313035B1 (en) | Chemical vapor deposition using organometallic precursors | |
| KR100601821B1 (ko) | 박막 형성 방법 및 박막 형성 장치 | |
| US5173327A (en) | LPCVD process for depositing titanium films for semiconductor devices | |
| US5580822A (en) | Chemical vapor deposition method | |
| KR101263856B1 (ko) | 비저항이 감소되고 표면 형태가 개선된 텅스텐 필름을 증착하는 방법 | |
| US5246887A (en) | Dielectric deposition | |
| JP2001291682A (ja) | 化学気相堆積により形成された窒化チタン膜のプラズマ処理 | |
| US5653810A (en) | Apparatus for forming metal film and process for forming metal film | |
| US6004885A (en) | Thin film formation on semiconductor wafer | |
| TWI833804B (zh) | 含鋁膜的間隙填充 | |
| JP2650530B2 (ja) | 半導体装置製造用気相反応装置 | |
| US6339023B1 (en) | Method of reducing stress in blanket tungsten film formed by chemical vapor deposition process | |
| JP4151308B2 (ja) | 処理装置のガス導入方法 | |
| JPH06283453A (ja) | 半導体装置製造方法 | |
| TW202229641A (zh) | 氣相沉積組件、氮化矽沉積方法、及形成半導體裝置之方法 | |
| KR20230079221A (ko) | 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 | |
| US20200149164A1 (en) | Thermal metal chemical vapor deposition apparatus and process | |
| KR100226763B1 (ko) | 화학기상증착 장치를 이용한 박막 형성방법 | |
| KR100226764B1 (ko) | 화학기상증착 장치를 이용한 박막 형성방법 | |
| US10662522B1 (en) | Thermal metal chemical vapor deposition process | |
| JP2000286215A (ja) | 低減された温度で窒化チタンの金属有機化学気相堆積をする方法 | |
| JPH08100264A (ja) | 薄膜の形成方法およびその装置 | |
| JPH0458530A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JP2004091813A (ja) | タングステン膜の形成方法およびｃｖｄ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970401 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080516 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |