JPH05109654A - 成膜処理装置 - Google Patents
成膜処理装置Info
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- JPH05109654A JPH05109654A JP3296447A JP29644791A JPH05109654A JP H05109654 A JPH05109654 A JP H05109654A JP 3296447 A JP3296447 A JP 3296447A JP 29644791 A JP29644791 A JP 29644791A JP H05109654 A JPH05109654 A JP H05109654A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
-
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- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガス流通部を所定の温度以下に冷却すること
により、この部分に反応生成物が付着することを阻止す
る。 【構成】 被処理体４を保持する被処理体保持手段６と
反応性ガスを供給するガス供給ノズル１２とを有する金
属膜の成膜処理装置において、ガス流制御部２６の整流
筒体３０に冷却手段３６を設け、これにエチレングリコ
ール等の比較的強力な冷媒を流すことによりこの部分を
例えば−５℃以下に冷却する。この冷却操作により整流
筒体３０は、反応ガスの反応温度以下に冷却され、反応
生成物の付着が抑制される。
により、この部分に反応生成物が付着することを阻止す
る。 【構成】 被処理体４を保持する被処理体保持手段６と
反応性ガスを供給するガス供給ノズル１２とを有する金
属膜の成膜処理装置において、ガス流制御部２６の整流
筒体３０に冷却手段３６を設け、これにエチレングリコ
ール等の比較的強力な冷媒を流すことによりこの部分を
例えば−５℃以下に冷却する。この冷却操作により整流
筒体３０は、反応ガスの反応温度以下に冷却され、反応
生成物の付着が抑制される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、成膜処理装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体ウエハの表面に電極材料
や導電材料の薄膜を堆積する成膜技術として、薄膜を構
成する元素からなる１種またはそれ以上の化合物気体
（反応性ガス）をウエハ表面に供給し、ウエハ表面上で
化学反応させて所望の薄膜を形成する成膜処理装置（Ｃ
ＶＤ）が知られている。この成膜処理装置としては、主
としてＳｉＯ2 等の絶縁薄膜を形成するために多数のウ
エハを縦方向或いは横方向に狭い間隔でもって並べて成
膜処理するバッチ式の装置や、このバッチ式によっては
均一な成膜を得ることができないことから主として金属
膜を形成するため用いられる枚葉式の装置が知られてい
る。
や導電材料の薄膜を堆積する成膜技術として、薄膜を構
成する元素からなる１種またはそれ以上の化合物気体
（反応性ガス）をウエハ表面に供給し、ウエハ表面上で
化学反応させて所望の薄膜を形成する成膜処理装置（Ｃ
ＶＤ）が知られている。この成膜処理装置としては、主
としてＳｉＯ2 等の絶縁薄膜を形成するために多数のウ
エハを縦方向或いは横方向に狭い間隔でもって並べて成
膜処理するバッチ式の装置や、このバッチ式によっては
均一な成膜を得ることができないことから主として金属
膜を形成するため用いられる枚葉式の装置が知られてい
る。
【０００３】上記枚葉式の成膜処理装置は、例えば真空
雰囲気の容器内にウエハを搬入し、これを所定の温度
（約３６０℃〜７００℃）まで加熱保持した状態で、ウ
エハの保持部と対向する部位から六フッ化タングステン
（ＷＦ6 ）とシラン（ＳｉＨ4）或いはジクロルシラン
（ＳｉＨ2 ＣＬ2 ）等の反応性ガスを所定の割合に混合
して真空容器内のウエハ表面に供給し、ウエハ表面での
化学反応によって所望の薄膜、例えばＷＳｉｘを形成す
るものである。この場合、ウエハは各カセット内に収容
された複数枚（例えば２５枚）を１単位として１枚ごと
に連続的に薄膜処理されている。
雰囲気の容器内にウエハを搬入し、これを所定の温度
（約３６０℃〜７００℃）まで加熱保持した状態で、ウ
エハの保持部と対向する部位から六フッ化タングステン
（ＷＦ6 ）とシラン（ＳｉＨ4）或いはジクロルシラン
（ＳｉＨ2 ＣＬ2 ）等の反応性ガスを所定の割合に混合
して真空容器内のウエハ表面に供給し、ウエハ表面での
化学反応によって所望の薄膜、例えばＷＳｉｘを形成す
るものである。この場合、ウエハは各カセット内に収容
された複数枚（例えば２５枚）を１単位として１枚ごと
に連続的に薄膜処理されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の従
来装置にあっては、ウエハの保持部の加熱源からの輻射
熱が反応性ガスの流通部に伝達されるために、この流通
部はシランと六フッ化タングステンの反応開始温度以上
の温度、すなわち５０〜１００℃程度に加熱されてしま
い、この結果、ガス流通部を構成する部材の表面に反応
性ガスの生成物（ＷＳｉｘ）等が付着する場合があっ
た。更に、この生成物は、触媒作用があるので反応が促
進され、上記した温度よりも低い温度でも化学反応が生
ずるようになり、また、同じ温度ならば高いレートで成
膜が進むことになり、この結果、反応性ガスのウエハへ
の供給が不均一となって各ウエハの面内及び面間の膜厚
が不均一になるという改善点があった。
来装置にあっては、ウエハの保持部の加熱源からの輻射
熱が反応性ガスの流通部に伝達されるために、この流通
部はシランと六フッ化タングステンの反応開始温度以上
の温度、すなわち５０〜１００℃程度に加熱されてしま
い、この結果、ガス流通部を構成する部材の表面に反応
性ガスの生成物（ＷＳｉｘ）等が付着する場合があっ
た。更に、この生成物は、触媒作用があるので反応が促
進され、上記した温度よりも低い温度でも化学反応が生
ずるようになり、また、同じ温度ならば高いレートで成
膜が進むことになり、この結果、反応性ガスのウエハへ
の供給が不均一となって各ウエハの面内及び面間の膜厚
が不均一になるという改善点があった。
【０００５】また、ガス流通部に付着した膜が熱により
剥離して微細粒子、すなわちパーティクルとなって被処
理体に付着することもあり、製品歩留まりの低下をきた
すばかりか成膜処理の信頼性に欠けるという改善点もあ
った。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、ガス流通部を冷却することにより、この部分に反応
生成物が付着することを阻止することができる成膜処理
装置を提供することにある。
剥離して微細粒子、すなわちパーティクルとなって被処
理体に付着することもあり、製品歩留まりの低下をきた
すばかりか成膜処理の信頼性に欠けるという改善点もあ
った。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、ガス流通部を冷却することにより、この部分に反応
生成物が付着することを阻止することができる成膜処理
装置を提供することにある。
【０００６】
【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、真空容器内において被処理体を所定の
温度に加熱した状態で保持する被処理体保持手段と、前
記真空容器内に反応性ガスを供給するガス供給ノズルと
を有し、前記被処理体の表面に金属膜を形成する成膜処
理装置において、前記被処理体保持手段と前記ガス供給
ノズルとの間に前記反応性ガスの流れを制御するガス流
制御部を設け、前記ガス流制御部にこのガス流制御部を
前記反応性ガスの反応温度以下に冷却するための冷却手
段を設けるように構成したものである。
解決するために、真空容器内において被処理体を所定の
温度に加熱した状態で保持する被処理体保持手段と、前
記真空容器内に反応性ガスを供給するガス供給ノズルと
を有し、前記被処理体の表面に金属膜を形成する成膜処
理装置において、前記被処理体保持手段と前記ガス供給
ノズルとの間に前記反応性ガスの流れを制御するガス流
制御部を設け、前記ガス流制御部にこのガス流制御部を
前記反応性ガスの反応温度以下に冷却するための冷却手
段を設けるように構成したものである。
【０００７】
【作用】本発明は、以上のように構成したので、ガス供
給ノズルから供給された反応性ガスは真空容器内を上昇
し、被処理体保持手段により保持された被処理体の表面
に反応生成物である金属膜を堆積させる。また、上記反
応性ガスの流れを制御するガス流制御部は、被処理体を
加熱する加熱源からの輻射熱により加熱される傾向にあ
るが、これには冷却手段を設けてあることから反応性ガ
スの反応温度以下に冷却される。従って、このガス流制
御部の表面に反応性ガスの生成物等により金属膜が付着
することを防止することができるので、被処理体に対し
て反応性ガスを適正な濃度及び混合割合で供給すること
ができ、従って、膜厚の均一な成膜処理を行うことがで
きる。
給ノズルから供給された反応性ガスは真空容器内を上昇
し、被処理体保持手段により保持された被処理体の表面
に反応生成物である金属膜を堆積させる。また、上記反
応性ガスの流れを制御するガス流制御部は、被処理体を
加熱する加熱源からの輻射熱により加熱される傾向にあ
るが、これには冷却手段を設けてあることから反応性ガ
スの反応温度以下に冷却される。従って、このガス流制
御部の表面に反応性ガスの生成物等により金属膜が付着
することを防止することができるので、被処理体に対し
て反応性ガスを適正な濃度及び混合割合で供給すること
ができ、従って、膜厚の均一な成膜処理を行うことがで
きる。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明に係る成膜処理装置の一実施
例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る
成膜処理装置を示す概略断面図、図２は図１に示す装置
のガス流制御部を示す概略断面斜視図である。図示する
ように、本実施例においては成膜処理装置により低圧下
でＷＳｉｘよりなる金属膜を半導体ウエハ表面に成膜処
理する場合について説明する。この成膜処理装置２は、
被処理体である半導体ウエハ４を図示しないフィンガー
により保持するための被処理体保持手段である、グラフ
ァイト製のチャックプレート６を天井部に配置する円筒
体状の真空容器８と、この真空容器８の下部に連通する
反応性ガスの混合容器１０とを有しており、これら各容
器は例えばアルミニウムにより構成されている。
例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る
成膜処理装置を示す概略断面図、図２は図１に示す装置
のガス流制御部を示す概略断面斜視図である。図示する
ように、本実施例においては成膜処理装置により低圧下
でＷＳｉｘよりなる金属膜を半導体ウエハ表面に成膜処
理する場合について説明する。この成膜処理装置２は、
被処理体である半導体ウエハ４を図示しないフィンガー
により保持するための被処理体保持手段である、グラフ
ァイト製のチャックプレート６を天井部に配置する円筒
体状の真空容器８と、この真空容器８の下部に連通する
反応性ガスの混合容器１０とを有しており、これら各容
器は例えばアルミニウムにより構成されている。
【０００９】この混合容器１０内には、反応性ガス、例
えばＷＦ6 、ＳｉＨ4 を供給する環状のガス供給ノズル
１２が配設され、また、上記真空容器８の天井部には同
心円周上の４箇所に排気口１４が設けられている。これ
ら排気口１４は図示しない吸引手段に接続されて、真空
容器８内及び混合容器１０内が真空雰囲気に維持される
ようになっている。尚、真空容器８の側壁にはウエハ４
の搬入、搬出用の窓１６が開設されており、この窓１６
には閉塞時に真空容器８及び混合容器１０内を真空雰囲
気に保持するゲートバルブ１８が開閉可能に取付けられ
ている。また、この窓１６には、ウエハの搬入、搬出時
に容器８、１０内を真空状態に保持するための図示しな
いロードロック室がゲートバルブ１８を介して接続され
ている。また、上記チャックプレート６の背面側すなわ
ち上方側には、大気と真空容器８とを遮断する石英ガラ
ス２０がＯリング２２を介して取付けられており、この
石英ガラス２０の上部に加熱用ランプ２４が配設され
て、チャックプレート６が約３６０〜７００℃に加熱さ
れるようになっている。尚、加熱用ランプ２４に変えて
チャックプレート６内に加熱用ヒーターを埋設すること
も可能である。そして、上記石英ガラス２０とチャック
プレート６との間の空間は、真空状態になされている。
えばＷＦ6 、ＳｉＨ4 を供給する環状のガス供給ノズル
１２が配設され、また、上記真空容器８の天井部には同
心円周上の４箇所に排気口１４が設けられている。これ
ら排気口１４は図示しない吸引手段に接続されて、真空
容器８内及び混合容器１０内が真空雰囲気に維持される
ようになっている。尚、真空容器８の側壁にはウエハ４
の搬入、搬出用の窓１６が開設されており、この窓１６
には閉塞時に真空容器８及び混合容器１０内を真空雰囲
気に保持するゲートバルブ１８が開閉可能に取付けられ
ている。また、この窓１６には、ウエハの搬入、搬出時
に容器８、１０内を真空状態に保持するための図示しな
いロードロック室がゲートバルブ１８を介して接続され
ている。また、上記チャックプレート６の背面側すなわ
ち上方側には、大気と真空容器８とを遮断する石英ガラ
ス２０がＯリング２２を介して取付けられており、この
石英ガラス２０の上部に加熱用ランプ２４が配設され
て、チャックプレート６が約３６０〜７００℃に加熱さ
れるようになっている。尚、加熱用ランプ２４に変えて
チャックプレート６内に加熱用ヒーターを埋設すること
も可能である。そして、上記石英ガラス２０とチャック
プレート６との間の空間は、真空状態になされている。
【００１０】一方、真空容器８と混合容器１０との間の
ガス流通部には、反応性ガスの流れを制御するガス流制
御部２６が形成されている。このガス流制御部２６は、
連通口２８の上部に立設する環状の整流筒体３０と、こ
の整流筒体３０の下部側から整流筒体３０の内方側に向
って突出する突壁３２と、整流筒体３０内に隙間Ｌ１を
おいて上下方向へ移動可能に配設されると共に突壁３２
との隙間Ｌ２を可変にして反応性ガスの流れを制御する
整流体３４とで構成されている。この場合、整流筒体３
０及び整流体３４は熱伝導性の良好な材質、例えばアル
ミニウム合金にて形成されている。
ガス流通部には、反応性ガスの流れを制御するガス流制
御部２６が形成されている。このガス流制御部２６は、
連通口２８の上部に立設する環状の整流筒体３０と、こ
の整流筒体３０の下部側から整流筒体３０の内方側に向
って突出する突壁３２と、整流筒体３０内に隙間Ｌ１を
おいて上下方向へ移動可能に配設されると共に突壁３２
との隙間Ｌ２を可変にして反応性ガスの流れを制御する
整流体３４とで構成されている。この場合、整流筒体３
０及び整流体３４は熱伝導性の良好な材質、例えばアル
ミニウム合金にて形成されている。
【００１１】そして、整流筒体３０には、上端面及び内
側面に近接した位置に本発明の特長とする冷却手段とし
ての環状の冷媒供給室３６が形成されており、この冷媒
供給室３６には、例えば蛇腹状のステンレス管よりなる
フレキシブルな冷媒供給管３８が接続されると共に、こ
の供給管３８の端部には、真空容器壁を貫通させて設け
られている。この供給管３８は、更に途中に開閉弁４０
を介した冷媒通路４２に接続されると共にこの冷媒通路
４２には冷媒供給源であるポンプ４４及び冷媒収容タン
ク４６が接続されている。本実施例においては、上記整
流筒体３０を−５℃以下に冷却することから、冷媒とし
て例えばエチレングリコールを用いる。また、上記冷媒
供給室３６には冷媒供給管３８に並設させて冷媒排出管
３９が接続されており、冷媒であるエチレングリコール
を循環使用し得るようになっている。また、上記整流体
３４の頭部には、整流体頭部の上端面及び外側面に近接
させて水冷室５０が形成されている。この水冷室５０
は、冷却水供給管５２及び開閉弁５４を介して冷却水供
給源であるポンプ５６及び冷却水収容タンク５８と接続
されている。また、上記水冷室５０には排水管６０が接
続されて、冷却水が循環供給されるようになっている。
尚、上記整流体３４のプランジャ部３６ａと混合容器１
０との間にはＯリング６２が介在されて気密性が維持さ
れている。
側面に近接した位置に本発明の特長とする冷却手段とし
ての環状の冷媒供給室３６が形成されており、この冷媒
供給室３６には、例えば蛇腹状のステンレス管よりなる
フレキシブルな冷媒供給管３８が接続されると共に、こ
の供給管３８の端部には、真空容器壁を貫通させて設け
られている。この供給管３８は、更に途中に開閉弁４０
を介した冷媒通路４２に接続されると共にこの冷媒通路
４２には冷媒供給源であるポンプ４４及び冷媒収容タン
ク４６が接続されている。本実施例においては、上記整
流筒体３０を−５℃以下に冷却することから、冷媒とし
て例えばエチレングリコールを用いる。また、上記冷媒
供給室３６には冷媒供給管３８に並設させて冷媒排出管
３９が接続されており、冷媒であるエチレングリコール
を循環使用し得るようになっている。また、上記整流体
３４の頭部には、整流体頭部の上端面及び外側面に近接
させて水冷室５０が形成されている。この水冷室５０
は、冷却水供給管５２及び開閉弁５４を介して冷却水供
給源であるポンプ５６及び冷却水収容タンク５８と接続
されている。また、上記水冷室５０には排水管６０が接
続されて、冷却水が循環供給されるようになっている。
尚、上記整流体３４のプランジャ部３６ａと混合容器１
０との間にはＯリング６２が介在されて気密性が維持さ
れている。
【００１２】また、ガス供給ノズル１２は、例えばステ
ンレス鋼製の環状基体６４の同心円上に設けられた２つ
の環状室６４ａ、６４ｂの上面４５°の位置にそれぞれ
複数の噴口（図示せず）を適宜間隔をおいて穿設した構
造となっており、また、両環状室６４ａ、６４ｂの間に
は環状の水冷室６８が形成されている。この水冷室６８
に接続される冷却水供給管７０に開閉弁７２を介してポ
ンプ５６及び冷却水収容タンク５８が接続されており、
タンク５８内の冷却水がポンプ５６の駆動によって冷却
水供給管７０から水冷室６８内に循環供給され、ガス供
給ノズル１２が加熱用ランプ２４からの輻射熱によって
過剰に加熱されるのを防止し得るようになっている。
尚、各環状室６４ａ、６４ｂにはそれぞれ管路７４、７
６が接続されており、この管路７４、７６にそれぞれ図
示しないＷＦ6 ガスボンベ又はふＳｉＨ4 ガスボンベが
接続されて、ＷＦ6ガスとＳｉＨ4 ガスとが所定の割合
で混合室４内に供給され、混合容器１０内で混合された
後、真空容器８内に供給されるようになっている。尚、
真空容器８および混合容器１０はそれぞれ耐蝕性及び伝
熱性の良好な材質例えばアルミニウム合金等にて形成さ
れており、その任意の箇所には環状の水冷室８０が形成
されて、薄膜処理時に真空容器８及び混合容器１０が高
温になるのを防止している。
ンレス鋼製の環状基体６４の同心円上に設けられた２つ
の環状室６４ａ、６４ｂの上面４５°の位置にそれぞれ
複数の噴口（図示せず）を適宜間隔をおいて穿設した構
造となっており、また、両環状室６４ａ、６４ｂの間に
は環状の水冷室６８が形成されている。この水冷室６８
に接続される冷却水供給管７０に開閉弁７２を介してポ
ンプ５６及び冷却水収容タンク５８が接続されており、
タンク５８内の冷却水がポンプ５６の駆動によって冷却
水供給管７０から水冷室６８内に循環供給され、ガス供
給ノズル１２が加熱用ランプ２４からの輻射熱によって
過剰に加熱されるのを防止し得るようになっている。
尚、各環状室６４ａ、６４ｂにはそれぞれ管路７４、７
６が接続されており、この管路７４、７６にそれぞれ図
示しないＷＦ6 ガスボンベ又はふＳｉＨ4 ガスボンベが
接続されて、ＷＦ6ガスとＳｉＨ4 ガスとが所定の割合
で混合室４内に供給され、混合容器１０内で混合された
後、真空容器８内に供給されるようになっている。尚、
真空容器８および混合容器１０はそれぞれ耐蝕性及び伝
熱性の良好な材質例えばアルミニウム合金等にて形成さ
れており、その任意の箇所には環状の水冷室８０が形成
されて、薄膜処理時に真空容器８及び混合容器１０が高
温になるのを防止している。
【００１３】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、真空容器８および混合容
器１０内の真空引きを行い、真空雰囲気が確認された
後、真空容器８内にＷＦ6 ガス及びＳｉＨ4 ガスを供給
（以下に空デポという）して、チャックプレート６の表
面に薄膜処理によって生じる生成物の膜を付着させる。
そして、始動スイッチをＯＮにして、ウエハ４が搬入さ
れていない状態で真空容器８内にＷＦ6 ガス及びＳｉＨ
4 ガスを空デポする。この処理前空デポにより真空容器
８内が薄膜処理雰囲気と同等の状態となる。この状態の
時ウエハ４は窓１６を介してロードロック室から真空容
器８に搬入され、そして、ウエハ４はチャックプレート
６で保持されて、加熱用ランプ２４からの加熱によって
所定温度に加熱される。
動作について説明する。まず、真空容器８および混合容
器１０内の真空引きを行い、真空雰囲気が確認された
後、真空容器８内にＷＦ6 ガス及びＳｉＨ4 ガスを供給
（以下に空デポという）して、チャックプレート６の表
面に薄膜処理によって生じる生成物の膜を付着させる。
そして、始動スイッチをＯＮにして、ウエハ４が搬入さ
れていない状態で真空容器８内にＷＦ6 ガス及びＳｉＨ
4 ガスを空デポする。この処理前空デポにより真空容器
８内が薄膜処理雰囲気と同等の状態となる。この状態の
時ウエハ４は窓１６を介してロードロック室から真空容
器８に搬入され、そして、ウエハ４はチャックプレート
６で保持されて、加熱用ランプ２４からの加熱によって
所定温度に加熱される。
【００１４】この状態でＷＦ6 ガス及びＳｉＨ4 ガスが
混合容器１０内に供給されて混合された後、ガス流制御
部２６を通って真空容器８内に流入されるとウエハ４の
表面で化学反応が生じ、この化学反応によってウエハ表
面に所望の薄膜、すなわちＷＳｉｘの金属膜が形成され
るのである。この時、反応条件としては、グラファイト
よりなるチャックプレート６を約３６０℃に加熱するこ
とによりウエハ温度を約３１０℃に維持し、真空容器８
内の圧力を約２００ｍＴｏｒｒに維持する。また、Ｓｉ
Ｈ4 の流量を約３００ＳＣＣＭに設定すると共に、ＷＦ
6 の流量を２ＳＣＣＭに設定し、所定時間、例えば約２
５０秒間、成膜処理を行う。成膜時において、混合容器
１０で混合された反応性ガスが真空容器８内に流入して
ウエハ４に接触する際、このガス流はガス流制御部２６
の整流筒体３０に案内されて上昇するので均一にウエハ
４に接触することになる。そして、この成膜処理時に
は、冷却水収容タンク５８内の冷却水を冷却水供給管５
２、７０等を介して整流体３４及びガス供給ノズル１２
等の水冷室５０、６８、８０に循環させてこれらを所定
の温度、例えば１５〜２０℃の範囲の温度に冷却してお
り、これらの部材に反応生成物が付着することを阻止し
ている。
混合容器１０内に供給されて混合された後、ガス流制御
部２６を通って真空容器８内に流入されるとウエハ４の
表面で化学反応が生じ、この化学反応によってウエハ表
面に所望の薄膜、すなわちＷＳｉｘの金属膜が形成され
るのである。この時、反応条件としては、グラファイト
よりなるチャックプレート６を約３６０℃に加熱するこ
とによりウエハ温度を約３１０℃に維持し、真空容器８
内の圧力を約２００ｍＴｏｒｒに維持する。また、Ｓｉ
Ｈ4 の流量を約３００ＳＣＣＭに設定すると共に、ＷＦ
6 の流量を２ＳＣＣＭに設定し、所定時間、例えば約２
５０秒間、成膜処理を行う。成膜時において、混合容器
１０で混合された反応性ガスが真空容器８内に流入して
ウエハ４に接触する際、このガス流はガス流制御部２６
の整流筒体３０に案内されて上昇するので均一にウエハ
４に接触することになる。そして、この成膜処理時に
は、冷却水収容タンク５８内の冷却水を冷却水供給管５
２、７０等を介して整流体３４及びガス供給ノズル１２
等の水冷室５０、６８、８０に循環させてこれらを所定
の温度、例えば１５〜２０℃の範囲の温度に冷却してお
り、これらの部材に反応生成物が付着することを阻止し
ている。
【００１５】また同時に、チャックプレート６との間の
距離が３０〜４０ｍｍと非常に小さくて最も加熱される
傾向にあるガス流制御部２６の整流筒体３０の冷媒供給
室３６には、冷却水ではなく別個に設けた冷媒収容タン
ク４６から冷媒供給管３８を介して冷却水よりも強力な
冷媒であるエチレングリコールを供給し、この整流筒体
３０を−５℃以下、好ましくは後述するごとく−２０℃
以下に冷却する。このため、この部分に反応性ガスが接
触しても、これらのガスの反応開始温度、例えば５０℃
よりも低い温度に整流筒体３０が冷却されているので局
部的に反応が抑制され、この整流筒体３０にＳｉＨ4 と
ＷＦ6 との反応生成物が付着することが阻止される。こ
の場合、整流筒体３０のみならず整流体３４にもエチレ
ングリコールを流してこれを−２０℃程の低温に冷却す
れば、全体としての反応生成物の付着が一層抑制され
る。
距離が３０〜４０ｍｍと非常に小さくて最も加熱される
傾向にあるガス流制御部２６の整流筒体３０の冷媒供給
室３６には、冷却水ではなく別個に設けた冷媒収容タン
ク４６から冷媒供給管３８を介して冷却水よりも強力な
冷媒であるエチレングリコールを供給し、この整流筒体
３０を−５℃以下、好ましくは後述するごとく−２０℃
以下に冷却する。このため、この部分に反応性ガスが接
触しても、これらのガスの反応開始温度、例えば５０℃
よりも低い温度に整流筒体３０が冷却されているので局
部的に反応が抑制され、この整流筒体３０にＳｉＨ4 と
ＷＦ6 との反応生成物が付着することが阻止される。こ
の場合、整流筒体３０のみならず整流体３４にもエチレ
ングリコールを流してこれを−２０℃程の低温に冷却す
れば、全体としての反応生成物の付着が一層抑制され
る。
【００１６】また、反応生成物の付着が抑制されること
から、付着した生成物の剥離に伴うパーティクルの発生
も抑制される結果となる。下記表１は上記した反応条件
のもとに整流筒体３０の冷却温度を適宜変更してそれぞ
れ５０枚のウエハを成膜処理した結果得られたパーティ
クル数、面内、面間均一性を示す。
から、付着した生成物の剥離に伴うパーティクルの発生
も抑制される結果となる。下記表１は上記した反応条件
のもとに整流筒体３０の冷却温度を適宜変更してそれぞ
れ５０枚のウエハを成膜処理した結果得られたパーティ
クル数、面内、面間均一性を示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】この表１から明らかなように、整流筒体３
０の温度を＋２０℃から−２０℃まで順次下げるに従っ
て、パーティクル数、膜厚の面内均一性、面間均一性が
向上して行くことが判明する。特に、冷却温度を−５℃
に設定するとパーティクル数は格段に減少し、冷却温度
−２０℃においては標準的規定であるパーティクル数５
０を大きく下回ってパーティクル数１０となり、最良の
結果を示している。このように、本実施例においてはガ
ス流制御部２６の整流筒体３０を反応ガスの反応温度以
下に冷却するようにしたので、この部分に反応生成物が
付着することがなく、従って、反応生成物の剥離に伴う
パーティクルの発生も抑制することができる。
０の温度を＋２０℃から−２０℃まで順次下げるに従っ
て、パーティクル数、膜厚の面内均一性、面間均一性が
向上して行くことが判明する。特に、冷却温度を−５℃
に設定するとパーティクル数は格段に減少し、冷却温度
−２０℃においては標準的規定であるパーティクル数５
０を大きく下回ってパーティクル数１０となり、最良の
結果を示している。このように、本実施例においてはガ
ス流制御部２６の整流筒体３０を反応ガスの反応温度以
下に冷却するようにしたので、この部分に反応生成物が
付着することがなく、従って、反応生成物の剥離に伴う
パーティクルの発生も抑制することができる。
【００１９】また、真空容器８や混合容器１０の外壁等
は、通常の冷却水により冷却して過度に冷却しないよう
にしているので、この外壁等に結露が生ずることがな
く、従って、この下方に位置する図示しない電子機器等
に結露が滴下することがなく、電子機器のショート等の
問題が生ずることがない。また、上記実施例において
は、整流筒体３０を冷却する冷媒としてエチレングリコ
ールを用いたが、これに限定されず、他の冷媒を用いて
もよい。また、上記実施例において、冷媒供給室３６
は、この冷却効果を高めるために整流筒 体３０の上端
面及び内側面に近接する部位に環状に形成するのが良
く、また、整流体３４に冷媒供給室を形成する場合に
は、整流体３４の上端面及び外側面に近接する部位にこ
れを設けるのが良い。
は、通常の冷却水により冷却して過度に冷却しないよう
にしているので、この外壁等に結露が生ずることがな
く、従って、この下方に位置する図示しない電子機器等
に結露が滴下することがなく、電子機器のショート等の
問題が生ずることがない。また、上記実施例において
は、整流筒体３０を冷却する冷媒としてエチレングリコ
ールを用いたが、これに限定されず、他の冷媒を用いて
もよい。また、上記実施例において、冷媒供給室３６
は、この冷却効果を高めるために整流筒 体３０の上端
面及び内側面に近接する部位に環状に形成するのが良
く、また、整流体３４に冷媒供給室を形成する場合に
は、整流体３４の上端面及び外側面に近接する部位にこ
れを設けるのが良い。
【００２０】更に、上記実施例では突壁３２を整流筒体
３０の下部に設けた場合について説明したが、これに限
定されず、例えば整流筒体３０の内周面に突壁を突設し
てもよく、或いは整流体３４の外周面に突壁を設けるよ
うにしても良い。また更に、本実施例においては整流筒
体３０を断面矩形状に整形したが、これに限定されず、
この整流筒体３０に例えば図３に示すように上方に向け
てその横幅が順次小さくなるように断面三角形状にテー
パを形成してもよい。この場合、この整流筒体３０の断
面形状に対応させて冷媒供給室３６の断面形状も三角形
状に設定するように構成することにより、この整流筒体
３０の上方に位置する加熱源であるチャックプレート６
に対する整流筒体の投影面積は同じでもプレートに対す
る筒体テーパ面の距離が遠くなるのでこの部分の加熱温
度が先の実施例の場合よりも低くなり、その結果、整流
筒体３０の冷却効率を高めることができる。
３０の下部に設けた場合について説明したが、これに限
定されず、例えば整流筒体３０の内周面に突壁を突設し
てもよく、或いは整流体３４の外周面に突壁を設けるよ
うにしても良い。また更に、本実施例においては整流筒
体３０を断面矩形状に整形したが、これに限定されず、
この整流筒体３０に例えば図３に示すように上方に向け
てその横幅が順次小さくなるように断面三角形状にテー
パを形成してもよい。この場合、この整流筒体３０の断
面形状に対応させて冷媒供給室３６の断面形状も三角形
状に設定するように構成することにより、この整流筒体
３０の上方に位置する加熱源であるチャックプレート６
に対する整流筒体の投影面積は同じでもプレートに対す
る筒体テーパ面の距離が遠くなるのでこの部分の加熱温
度が先の実施例の場合よりも低くなり、その結果、整流
筒体３０の冷却効率を高めることができる。
【００２１】また、上記実施例にあっては反応性ガスと
してＳｉＨ4 とＷＦ6 を用いた場合について説明した
が、これに限定されず、他の反応性ガスを用いて金属膜
を堆積する場合にも適用することができるのは勿論であ
り、その場合には、反応性ガスに対応させて整流筒体の
冷却温度を適宜選択する。
してＳｉＨ4 とＷＦ6 を用いた場合について説明した
が、これに限定されず、他の反応性ガスを用いて金属膜
を堆積する場合にも適用することができるのは勿論であ
り、その場合には、反応性ガスに対応させて整流筒体の
冷却温度を適宜選択する。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような優れた作用効果を発揮することができる。ガス
流制御部が反応性ガスの反応温度以上に加熱されるのを
防止することができるので、この部分に反応生成物であ
る金属膜が付着することを防止できる。従って、反応生
成物の剥離に伴うパーティクルの発生も抑制でき、製品
の歩留まりを向上させることができる。また、上記した
理由で反応性ガスが上昇途中にて消費されるのを防止す
ることができるので、反応性ガスを被処理体の面内に均
一に供給することができ、成膜の面間及び面内均一性を
向上させることができる。
のような優れた作用効果を発揮することができる。ガス
流制御部が反応性ガスの反応温度以上に加熱されるのを
防止することができるので、この部分に反応生成物であ
る金属膜が付着することを防止できる。従って、反応生
成物の剥離に伴うパーティクルの発生も抑制でき、製品
の歩留まりを向上させることができる。また、上記した
理由で反応性ガスが上昇途中にて消費されるのを防止す
ることができるので、反応性ガスを被処理体の面内に均
一に供給することができ、成膜の面間及び面内均一性を
向上させることができる。
【図１】本発明に係る成膜処理装置を示す概略断面図で
る。
る。
【図２】図１に示す成膜処理のガス流制御部を示す。
【図３】本発明の他の実施例のガス流制御部を示す断面
図である。
図である。
２ 成膜処理装置 ４ 半導体ウエハ（被処理体） ６ チャックプレート（被処理体保持手段） ８ 真空容器 １０ 混合容器 １２ ガス供給ノズル ２４ 加熱用ランプ ２６ ガス流制御部 ３０ 整流筒体 ３４ 整流体 ３６ 冷媒供給室（冷却手段） ４６ 冷媒収容タンク ５０、６８、８０ 水令室 ５８ 冷却水収容タンク
Claims (2)
- 【請求項１】 真空容器内において被処理体を所定の温
度に加熱した状態で保持する被処理体保持手段と、前記
真空容器内に反応性ガスを供給するガス供給ノズルとを
有し、前記被処理体の表面に金属膜を形成する成膜処理
装置において、前記被処理体保持手段と前記ガス供給ノ
ズルとの間に前記反応性ガスの流れを制御するガス流制
御部を設け、前記ガス流制御部にこのガス流制御部を前
記反応性ガスの反応温度以下に冷却するための冷却手段
を設けるように構成したことを特徴とする成膜処理装
置。 - 【請求項２】 前記冷却手段は、前記反応性ガスとして
ＳｉＨ4 とＷＦ6 を用いてＷＳｉｘの金属膜を形成する
場合には、前記ガス流制御部を−５℃以下に冷却するよ
うに構成したことを特徴とする請求項１記載の成膜処理
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3296447A JPH05109654A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | 成膜処理装置 |
| KR1019920019084A KR100263202B1 (ko) | 1991-10-16 | 1992-10-16 | 성막처리방법 및 그 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3296447A JPH05109654A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | 成膜処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05109654A true JPH05109654A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17833665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3296447A Pending JPH05109654A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | 成膜処理装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05109654A (ja) |
| KR (1) | KR100263202B1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999044220A1 (en) * | 1998-02-25 | 1999-09-02 | Applied Materials, Inc. | Cooling system with antifreeze for cooling magnetron for process chamber of processing system |
| US6448181B2 (en) | 2000-01-13 | 2002-09-10 | Tokyo Electron Limited | Method for forming film |
| JP2008543037A (ja) * | 2005-05-25 | 2008-11-27 | エルピーイー ソシエタ ペル アチオニ | 反応ガスを反応チャンバに導入するデバイス、および前記デバイスを使用するエピタキシャル反応炉 |
| JP2011148658A (ja) * | 2010-01-22 | 2011-08-04 | Hitachi Zosen Corp | 熱ｃｖｄ装置 |
| JP2011148659A (ja) * | 2010-01-22 | 2011-08-04 | Hitachi Zosen Corp | カーボンナノチューブ形成用ｃｖｄ装置 |
| JP2013032248A (ja) * | 2011-08-03 | 2013-02-14 | Hitachi Zosen Corp | カーボンナノチューブ形成用ｃｖｄ装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6016757U (ja) * | 1983-07-12 | 1985-02-04 | 日本電気株式会社 | ケミカル・ベイパ・デポジシヨン装置 |
| JPH0582450A (ja) * | 1991-09-20 | 1993-04-02 | Fujitsu Ltd | 半導体装置製造用気相反応装置 |
-
1991
- 1991-10-16 JP JP3296447A patent/JPH05109654A/ja active Pending
-
1992
- 1992-10-16 KR KR1019920019084A patent/KR100263202B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6016757U (ja) * | 1983-07-12 | 1985-02-04 | 日本電気株式会社 | ケミカル・ベイパ・デポジシヨン装置 |
| JPH0582450A (ja) * | 1991-09-20 | 1993-04-02 | Fujitsu Ltd | 半導体装置製造用気相反応装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999044220A1 (en) * | 1998-02-25 | 1999-09-02 | Applied Materials, Inc. | Cooling system with antifreeze for cooling magnetron for process chamber of processing system |
| US6448181B2 (en) | 2000-01-13 | 2002-09-10 | Tokyo Electron Limited | Method for forming film |
| JP2008543037A (ja) * | 2005-05-25 | 2008-11-27 | エルピーイー ソシエタ ペル アチオニ | 反応ガスを反応チャンバに導入するデバイス、および前記デバイスを使用するエピタキシャル反応炉 |
| JP2011148658A (ja) * | 2010-01-22 | 2011-08-04 | Hitachi Zosen Corp | 熱ｃｖｄ装置 |
| JP2011148659A (ja) * | 2010-01-22 | 2011-08-04 | Hitachi Zosen Corp | カーボンナノチューブ形成用ｃｖｄ装置 |
| JP2013032248A (ja) * | 2011-08-03 | 2013-02-14 | Hitachi Zosen Corp | カーボンナノチューブ形成用ｃｖｄ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930008956A (ko) | 1993-05-22 |
| KR100263202B1 (ko) | 2000-09-01 |
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