JPS6318079A - 薄膜形成方法及び装置 - Google Patents
薄膜形成方法及び装置Info
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- JPS6318079A JPS6318079A JP61162283A JP16228386A JPS6318079A JP S6318079 A JPS6318079 A JP S6318079A JP 61162283 A JP61162283 A JP 61162283A JP 16228386 A JP16228386 A JP 16228386A JP S6318079 A JPS6318079 A JP S6318079A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は化学的気相成長法(C11Qlicalv a
por DepO3+t+on :以下CVD法とい
う)による薄膜形成方法及び装置に係り、特に薄膜が形
成される基板を加熱しながら薄膜形成を行なう薄膜形成
方法及び装置に関する。
por DepO3+t+on :以下CVD法とい
う)による薄膜形成方法及び装置に係り、特に薄膜が形
成される基板を加熱しながら薄膜形成を行なう薄膜形成
方法及び装置に関する。
(従来の技術)
CVD法は集積回路の製造工程における薄膜形成法の一
つであり、例えばシラン(SiH+)ガスを原料とする
多結晶シリコン薄膜の形成や、有機シランを原料とする
二酸化シリコン膜の形成等に実用化されている。また、
最近では有機アルミニウムを原料としたアルミニウム薄
膜の形成や、高融点金属のハロゲン化物を原料ガスとし
た高融点金属薄膜およびそのシリサイド膜の形成も検討
されている。
つであり、例えばシラン(SiH+)ガスを原料とする
多結晶シリコン薄膜の形成や、有機シランを原料とする
二酸化シリコン膜の形成等に実用化されている。また、
最近では有機アルミニウムを原料としたアルミニウム薄
膜の形成や、高融点金属のハロゲン化物を原料ガスとし
た高融点金属薄膜およびそのシリサイド膜の形成も検討
されている。
CVD法には薄膜形成を大気圧下で行なう常圧CVD法
と、減圧下で行なう減圧cvoaとがあるが、最近では
生産性に優れ、段差被覆性および均一性が良好であると
いう特長を有する減圧CVD法が主流となっている。
と、減圧下で行なう減圧cvoaとがあるが、最近では
生産性に優れ、段差被覆性および均一性が良好であると
いう特長を有する減圧CVD法が主流となっている。
一方、大面積の基板や、微細な表面形状を持つ基板上へ
の薄膜形成を行なう場合は、多数の基板上に一度に1m
膜形成を行なう方式(バッチ式)に代えて、反応室内に
基板を一枚ずつ配置して薄膜形成を行なう方式(枚葉式
)が検討されている。
の薄膜形成を行なう場合は、多数の基板上に一度に1m
膜形成を行なう方式(バッチ式)に代えて、反応室内に
基板を一枚ずつ配置して薄膜形成を行なう方式(枚葉式
)が検討されている。
枚葉式によるCVD装置では通常、基板支持部材に載置
された基板を加熱しながら薄膜形成を行なうため、次の
ような問題が生じる。
された基板を加熱しながら薄膜形成を行なうため、次の
ような問題が生じる。
即ち、基板支持部材もしくは反応容器の基板付近が高温
状態になるため、基板上に形成されるべき薄膜が基板支
持部材等の表面にも形成される。
状態になるため、基板上に形成されるべき薄膜が基板支
持部材等の表面にも形成される。
この基板支持部材表面に形成された薄膜は、薄膜形成を
繰返す毎に成長し、ついには基板支持部材等から剥離し
て、基板上に塵として付着する。このような塵が付着し
た基板は不良となるから、集積回路の歩留りが低下する
結果となる。
繰返す毎に成長し、ついには基板支持部材等から剥離し
て、基板上に塵として付着する。このような塵が付着し
た基板は不良となるから、集積回路の歩留りが低下する
結果となる。
また、反応室内の反応ガスが基板上のみならず、そのま
わりの高温状態にある基板支持部材もしくは反応容器内
壁上でも反応して消費されることにより、基板上での薄
膜の堆積速度が低下する。
わりの高温状態にある基板支持部材もしくは反応容器内
壁上でも反応して消費されることにより、基板上での薄
膜の堆積速度が低下する。
さらに、基板支持部材上に形成された薄膜は、薄膜形成
の結果として生じる副生成ガスの増大を招く。この副生
成ガスの増大は、基板表面付近のガス組成を複雑にし、
CVD過程、薄膜の膜質の制御を困難なものとする。
の結果として生じる副生成ガスの増大を招く。この副生
成ガスの増大は、基板表面付近のガス組成を複雑にし、
CVD過程、薄膜の膜質の制御を困難なものとする。
特に減圧CVD法においては、基板と基板支持部材との
間が減圧状態となって両者間の熱伝導が低下することに
より、基板を基板支持部材を介してヒーターで加熱する
場合、基板支持部材が基板の表面温度に比べてより高温
となるため、上述した問題が著しい。
間が減圧状態となって両者間の熱伝導が低下することに
より、基板を基板支持部材を介してヒーターで加熱する
場合、基板支持部材が基板の表面温度に比べてより高温
となるため、上述した問題が著しい。
(発明が解決しようとする問題森)
このように従来の薄膜形成技術においては、基板のまわ
りの基板支持部材もしくは反応容器内壁の表面にも薄膜
が形成されてしまったり、基板上に塵が付着することに
より、歩留りの低下、基板上への薄膜形成速度の低下、
副生成ガスの増大といった問題があった。
りの基板支持部材もしくは反応容器内壁の表面にも薄膜
が形成されてしまったり、基板上に塵が付着することに
より、歩留りの低下、基板上への薄膜形成速度の低下、
副生成ガスの増大といった問題があった。
本発明は基板支持部材部材等の基板以外の部材への薄膜
形成や基板上への塵の付着を抑制して、上述した問題を
解決できる薄膜形成装置を提供することを目的とする。
形成や基板上への塵の付着を抑制して、上述した問題を
解決できる薄膜形成装置を提供することを目的とする。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
本発明は、基板支持部上に載置した基板を加熱しながら
化学的気相成長法により薄膜を形成する方法及び装置お
いて、基板のまわりの基板支持部もしくは反応容器の表
面部を覆うカバー部材を設けて薄膜形成を行なうもので
ある。
化学的気相成長法により薄膜を形成する方法及び装置お
いて、基板のまわりの基板支持部もしくは反応容器の表
面部を覆うカバー部材を設けて薄膜形成を行なうもので
ある。
(作用)
本発明によれば、カバー部材が設けられているので、そ
れを基板の表面温度より低く設定することが可能であり
、基板支持部もしくは反応容器内表面への薄膜形成が抑
制されるとともに、基板表面への塵の付着が抑えられる
。
れを基板の表面温度より低く設定することが可能であり
、基板支持部もしくは反応容器内表面への薄膜形成が抑
制されるとともに、基板表面への塵の付着が抑えられる
。
(実施例)
第1図は本発明の第1の実施例に係る薄膜形成装置とし
ての枚葉式による減圧CVD装置の構成を示す断面図で
ある。
ての枚葉式による減圧CVD装置の構成を示す断面図で
ある。
第1図において、容器1は例えばステンレスその他の金
属製であり、その内部は減圧CVD法による薄膜形成の
ための反応室2を形成している。
属製であり、その内部は減圧CVD法による薄膜形成の
ための反応室2を形成している。
この反応室2にバルブ3a、3b、3cを介して容器1
の側面から反応ガス供給バイブ4a、4b。
の側面から反応ガス供給バイブ4a、4b。
4Cが引込まれ、パイプ4a、4bの先端部に、多数の
ガス吐出孔を下側に向けて形成した環状のガス吐出ノズ
ル5a、5bが連結されている。反応室2の底部には、
図示しない排気系に接続される排気口6が形成されてい
る。
ガス吐出孔を下側に向けて形成した環状のガス吐出ノズ
ル5a、5bが連結されている。反応室2の底部には、
図示しない排気系に接続される排気口6が形成されてい
る。
反応室2の底部にはさらに、容器1の底面部材を上方に
突出させた有底円筒状の基板支持部材7が設けられてい
る。この基板支持部材7は平坦な基板載置面8を有し、
薄膜が形成されるべき基板9、例えばシリコンウェハを
この上に載置する。
突出させた有底円筒状の基板支持部材7が設けられてい
る。この基板支持部材7は平坦な基板載置面8を有し、
薄膜が形成されるべき基板9、例えばシリコンウェハを
この上に載置する。
このとき基板9は基板載置面8上の周辺部の例えば3個
所に立てられた位置決めピン10により位置決めされる
。基板9の出入れは、容器1の側壁に設けられた蓋11
により開閉可能な基板挿脱口12を通して行なわれる。
所に立てられた位置決めピン10により位置決めされる
。基板9の出入れは、容器1の側壁に設けられた蓋11
により開閉可能な基板挿脱口12を通して行なわれる。
基板支持部材7の内側に、基板9を加熱するための加熱
源としての赤外線ランプ13が設けられている。
源としての赤外線ランプ13が設けられている。
基板支持部材7の基板載置面8を除く露出面、すなわち
側面部を覆うように例えば石英のような熱伝導率の小さ
い材質からなるカバー部材14が設けられている。この
カバー部材14は、本実施例では直径の異なる3枚の逆
り字状の断面形状を有する環状板15a、15b、15
cを連結部材16により一体化することによって、図示
しない環状板の連通孔により連通した3つの室に仕切ら
れた中空構造を有するものである。カバー部材14内に
はパイプ17′を通じてN2.Ar等のガスを供給する
ことができる。このカバー部材14内の空間は、容器1
の底面に開けられた孔からバイブ17およびバルブ18
を介して給排気系19に接続されている。給排気系19
は反応室2とは独立して、カバー部材14の内部空間、
すなわちカバー部材14と基板支持部材7および容器1
の底面部材で囲まれた空間の圧力を例えばN2ガスまた
はArガスによる高目の圧力状態から減圧状態まで変化
させることができる。
側面部を覆うように例えば石英のような熱伝導率の小さ
い材質からなるカバー部材14が設けられている。この
カバー部材14は、本実施例では直径の異なる3枚の逆
り字状の断面形状を有する環状板15a、15b、15
cを連結部材16により一体化することによって、図示
しない環状板の連通孔により連通した3つの室に仕切ら
れた中空構造を有するものである。カバー部材14内に
はパイプ17′を通じてN2.Ar等のガスを供給する
ことができる。このカバー部材14内の空間は、容器1
の底面に開けられた孔からバイブ17およびバルブ18
を介して給排気系19に接続されている。給排気系19
は反応室2とは独立して、カバー部材14の内部空間、
すなわちカバー部材14と基板支持部材7および容器1
の底面部材で囲まれた空間の圧力を例えばN2ガスまた
はArガスによる高目の圧力状態から減圧状態まで変化
させることができる。
カバー部材14は基板支持部材7における基板載置面8
に平行な表面、すなわち最外側の環状部材15aの上表
面が、基板載置面8とほぼ同一平面上に位置するように
配置されている。これは薄膜形成時に高温状態となる基
板支持部材7の基板載置面8以外の表面が、カバー部材
14で覆われずに露出するのを防止するためである。
に平行な表面、すなわち最外側の環状部材15aの上表
面が、基板載置面8とほぼ同一平面上に位置するように
配置されている。これは薄膜形成時に高温状態となる基
板支持部材7の基板載置面8以外の表面が、カバー部材
14で覆われずに露出するのを防止するためである。
また、基板支持部材7の基板載置面8に連なる側面と、
カバー部材14との間の間隙Gは、0くG≦11IIi
に設定されている。G−0,すなわち基板支持部材7と
カバー部材14とが接触した状態では、基板支持部材7
からカバー部材14への熱伝導が大きくなってカバー部
材14の表面温度が上昇し、またG> 1aa+では基
板支持部材7の側面への薄膜形成が行なねるおそれがあ
り、カバー部材14を設けたことによる効果が損なわれ
るからである。
カバー部材14との間の間隙Gは、0くG≦11IIi
に設定されている。G−0,すなわち基板支持部材7と
カバー部材14とが接触した状態では、基板支持部材7
からカバー部材14への熱伝導が大きくなってカバー部
材14の表面温度が上昇し、またG> 1aa+では基
板支持部材7の側面への薄膜形成が行なねるおそれがあ
り、カバー部材14を設けたことによる効果が損なわれ
るからである。
次に、本装置を用いて基板9上にタングステン薄膜を形
成する手順について説明する。まず、薄膜形成に先立ち
、排気口6を介して反応室内を真空排気するとともに、
給排気系19によりカバー部材14内を真空排気する。
成する手順について説明する。まず、薄膜形成に先立ち
、排気口6を介して反応室内を真空排気するとともに、
給排気系19によりカバー部材14内を真空排気する。
次に、例えばパイプ4Cを通じてノズル5aからArを
50000/ l l n流し、圧力10Torrにす
る。これと平行して、カバー部材14の内部空間をパイ
プ17′を通じてArを50cc/i+in流して例え
ば15Torrの圧力状態とする。この状態で加熱源1
3に通電を行ない、基板支持部材7を介して基板9を加
熱する。この場合、カバー部材14の内部空間が反応室
内より若干高い圧力に設定されていることで、基板支持
部材7からカバー部材14への熱伝導が効果的になされ
るため、基板9は基板支持部材7を介して加熱されると
同時に、カバー部材14からの輻射熱を受けることにな
り、速やかに所定温度、例えば400℃程度まで加熱さ
れる。
50000/ l l n流し、圧力10Torrにす
る。これと平行して、カバー部材14の内部空間をパイ
プ17′を通じてArを50cc/i+in流して例え
ば15Torrの圧力状態とする。この状態で加熱源1
3に通電を行ない、基板支持部材7を介して基板9を加
熱する。この場合、カバー部材14の内部空間が反応室
内より若干高い圧力に設定されていることで、基板支持
部材7からカバー部材14への熱伝導が効果的になされ
るため、基板9は基板支持部材7を介して加熱されると
同時に、カバー部材14からの輻射熱を受けることにな
り、速やかに所定温度、例えば400℃程度まで加熱さ
れる。
次に、バルブ3Cを閉じてノズル5aからのArの供給
を止め、続けてバルブ3a、3bを開き、反応ガス供給
パイプ4a、4bからそれぞれW F sガス0.1〜
5Torr 、 H2ガス0.5〜10T orrを導
入する。導入されたこれら2種類のガスをガス吐出ノズ
ル5a、5bから反応室2に吐出させる。これに伴い、
給排気系19によってカバー部材14の内部空間を例え
ば1mTOrr以下の減圧状態にする。このようにカバ
ー部材14の内部空間を減圧状態にすると、基板支持部
材7からカバー部材14への熱伝導が著しく減少するた
め、カバー部材14の表面温度は基板9の表面温度(約
700℃)より十分に低くなり、この状態で基板7上に
薄膜が堆積する。特に、この実施例においてはカバー部
材14が3層構造となっているため、カバー部材14の
表面、すなわち最外側の環状部材15aの表面は一層効
果的に低い温度に保持される。
を止め、続けてバルブ3a、3bを開き、反応ガス供給
パイプ4a、4bからそれぞれW F sガス0.1〜
5Torr 、 H2ガス0.5〜10T orrを導
入する。導入されたこれら2種類のガスをガス吐出ノズ
ル5a、5bから反応室2に吐出させる。これに伴い、
給排気系19によってカバー部材14の内部空間を例え
ば1mTOrr以下の減圧状態にする。このようにカバ
ー部材14の内部空間を減圧状態にすると、基板支持部
材7からカバー部材14への熱伝導が著しく減少するた
め、カバー部材14の表面温度は基板9の表面温度(約
700℃)より十分に低くなり、この状態で基板7上に
薄膜が堆積する。特に、この実施例においてはカバー部
材14が3層構造となっているため、カバー部材14の
表面、すなわち最外側の環状部材15aの表面は一層効
果的に低い温度に保持される。
また、カバー部材14と基板支持部材7の基板近傍の部
分とが僅かに離れて設置されているので、カバー部材1
4への基板支持部材7からの熱伝導もほとんどなく、カ
バー部材14の温度を下げるのに有効である。
分とが僅かに離れて設置されているので、カバー部材1
4への基板支持部材7からの熱伝導もほとんどなく、カ
バー部材14の温度を下げるのに有効である。
なお、堆積の停止は、まずバルブ3a、3bを閉じ、バ
ルブ3Cを開けてArを反応室内に500cc/git
n流し、加熱源13をオフにし、更にパル13Cを閉じ
、パイプ17′からのArの供給を停止して行なわれる
。
ルブ3Cを開けてArを反応室内に500cc/git
n流し、加熱源13をオフにし、更にパル13Cを閉じ
、パイプ17′からのArの供給を停止して行なわれる
。
第2図は基板支持部材7と基板9およびカバー部材14
のそれぞれの表面温度を種々のアルゴンガス圧力の下で
実測した例を示したものであり、いずれの圧力において
も、基板支持部材7の表面温度は基板9よりも高いが、
カバー部材14の表面温度は基板9の表面温度より低く
維持されている。なお、この例は容器1および基板支持
部材7の材質がステンレス、基板9がシリコン基板、そ
してカバー部材14の材質が石英の場合を示している。
のそれぞれの表面温度を種々のアルゴンガス圧力の下で
実測した例を示したものであり、いずれの圧力において
も、基板支持部材7の表面温度は基板9よりも高いが、
カバー部材14の表面温度は基板9の表面温度より低く
維持されている。なお、この例は容器1および基板支持
部材7の材質がステンレス、基板9がシリコン基板、そ
してカバー部材14の材質が石英の場合を示している。
次に、薄膜形成の例として、部分的にシリコン酸化膜で
覆われたシリコン基板上に選択的にタングステン膜を形
成する実験を行なったので、以下に説明する。装置とし
て第1図の構造の装置を用い、反応室2に第1の反応ガ
スとして六フッ化タングステン(WFs)ガスを0.2
Torr 、水素(H2)ガスをITorrそれぞれ導
入し、堆積温度350℃でシリコン基板上のシリコン酸
化膜(SiO2)で覆われていない部分に選択的にタン
グステン膜を形成した。
覆われたシリコン基板上に選択的にタングステン膜を形
成する実験を行なったので、以下に説明する。装置とし
て第1図の構造の装置を用い、反応室2に第1の反応ガ
スとして六フッ化タングステン(WFs)ガスを0.2
Torr 、水素(H2)ガスをITorrそれぞれ導
入し、堆積温度350℃でシリコン基板上のシリコン酸
化膜(SiO2)で覆われていない部分に選択的にタン
グステン膜を形成した。
第3図は堆積時間とタングステン膜の膜厚との関係を示
したもので、特性■は本発明に基づくカバー部材14を
設け、カバー部材14の内部空間を前述したような減圧
状態として薄膜形成を行なった場合、また特性■はカバ
ー部材14を有しない従来装置の場合である。この結果
から、本発明によると堆積速度が向上することがわかる
。この理由は、従来装置では高温状態にある基板支持部
材上での反応ガス(WFs 、H2)の消費が多いのに
対して、本発明では高温状態の基板支持部材7はカバー
部材14によって覆われることにより反応室2に露出し
ておらず、またカバー部材14は基板9より低温の状態
に維持されていることにより、このカバー部材14上で
の反応ガスの消費は極めて少ないからである。
したもので、特性■は本発明に基づくカバー部材14を
設け、カバー部材14の内部空間を前述したような減圧
状態として薄膜形成を行なった場合、また特性■はカバ
ー部材14を有しない従来装置の場合である。この結果
から、本発明によると堆積速度が向上することがわかる
。この理由は、従来装置では高温状態にある基板支持部
材上での反応ガス(WFs 、H2)の消費が多いのに
対して、本発明では高温状態の基板支持部材7はカバー
部材14によって覆われることにより反応室2に露出し
ておらず、またカバー部材14は基板9より低温の状態
に維持されていることにより、このカバー部材14上で
の反応ガスの消費は極めて少ないからである。
さらに、このように基板支持部材7やカバー部材14等
の基板9の周辺での反応ガスの消費を抑制し、基板9上
以外での不要なタングステン膜の形成を防止できること
は、タングステン膜形成の選択性の向上にも寄与する。
の基板9の周辺での反応ガスの消費を抑制し、基板9上
以外での不要なタングステン膜の形成を防止できること
は、タングステン膜形成の選択性の向上にも寄与する。
この理由は次のように説明できる。
すなわち、タングステン膜が形成されると、タングステ
ンとW F s及び水素の反応により副生成ガスである
フッ化水素(HF)が発生する。HFはSiO2膜表面
をエツチングして荒らす作用を持ち、その結果としてS
iO2膜表面にタングステンが吸着され易くなるので、
薄膜形成の選択性が低下する。
ンとW F s及び水素の反応により副生成ガスである
フッ化水素(HF)が発生する。HFはSiO2膜表面
をエツチングして荒らす作用を持ち、その結果としてS
iO2膜表面にタングステンが吸着され易くなるので、
薄膜形成の選択性が低下する。
これに対し、本発明によれば基板9上以外への不要なタ
ングステン膜の形成が防止されることで、HFの総量が
抑制されるため、SiO2膜表面へのタングステンの付
着が抑制される。従って、シリコン基板の81021で
覆われていない領域の表面にのみ選択的にタングステン
膜を形成することが可能となり、選択性の向上を図るこ
とができる。
ングステン膜の形成が防止されることで、HFの総量が
抑制されるため、SiO2膜表面へのタングステンの付
着が抑制される。従って、シリコン基板の81021で
覆われていない領域の表面にのみ選択的にタングステン
膜を形成することが可能となり、選択性の向上を図るこ
とができる。
本発明は、タングステン膜の形成に限らず、SiO2膜
や多結晶シリコン膜の形成等にも適用される。SiO2
膜の場合、例えば基板温度を500〜800℃として、 T E OS (T etracthylothosi
licate )ガスヲ1〜200cc/sin 、
N2ガスを100〜1000cc/ sin供給して堆
積される。また、多結晶シリコン膜の場合、例えば基板
温度を800〜1100℃に設定し、SiH+ガスを0
.1〜I Torr 、 N2ガスを1〜10Torr
、 N2ガスを1〜100Torr供給して堆1積を
行なうことができる。
や多結晶シリコン膜の形成等にも適用される。SiO2
膜の場合、例えば基板温度を500〜800℃として、 T E OS (T etracthylothosi
licate )ガスヲ1〜200cc/sin 、
N2ガスを100〜1000cc/ sin供給して堆
積される。また、多結晶シリコン膜の場合、例えば基板
温度を800〜1100℃に設定し、SiH+ガスを0
.1〜I Torr 、 N2ガスを1〜10Torr
、 N2ガスを1〜100Torr供給して堆1積を
行なうことができる。
本発明による薄膜形成装置の他の実施例を説明する。第
4図は本発明の第2の実施例に係る薄膜形成装置であり
、断面逆U字状のカバー部材21が設けられている点に
特徴がある。このカバー部材21の内部空間、すなわち
カバー部材21と容器1の底面部材とで囲まれた空間は
、反応室2の排気口6に連通している。また、カバー部
材21の上壁には連続したリング状、または点在した孔
からなる開口部22が形成され、この開口部22を通し
てカバー部材21の内部空間と反応室2とが連通してい
る。
4図は本発明の第2の実施例に係る薄膜形成装置であり
、断面逆U字状のカバー部材21が設けられている点に
特徴がある。このカバー部材21の内部空間、すなわち
カバー部材21と容器1の底面部材とで囲まれた空間は
、反応室2の排気口6に連通している。また、カバー部
材21の上壁には連続したリング状、または点在した孔
からなる開口部22が形成され、この開口部22を通し
てカバー部材21の内部空間と反応室2とが連通してい
る。
この実施例においても第1の実施例と同様に、カバー部
材21は基板支持部材7における基板載置面8に平行な
表面が基板載置面8とほぼ同一平面上に位置するように
配置され、さらに基板支持部材7の基板載置面8に連な
る側面と、カバー部材21との間の間隙GはO<G≦1
11#Iに設定されている。その他の構成は第1の実施
例と同様である。
材21は基板支持部材7における基板載置面8に平行な
表面が基板載置面8とほぼ同一平面上に位置するように
配置され、さらに基板支持部材7の基板載置面8に連な
る側面と、カバー部材21との間の間隙GはO<G≦1
11#Iに設定されている。その他の構成は第1の実施
例と同様である。
この実施例においては、薄膜形成時に反応室2が排気口
6を通して排気されると同時に、カバー部材21の内部
空間も排気される。この場合、カバー部材21と基板支
持部材7とが間隙を介して対向しているので、基板支持
部材7から容器1の底面部材を通してのカバー部材21
への熱伝導が抑制されるため、カバー部材21の表面温
度は基板9の表面温度より低く維持される。
6を通して排気されると同時に、カバー部材21の内部
空間も排気される。この場合、カバー部材21と基板支
持部材7とが間隙を介して対向しているので、基板支持
部材7から容器1の底面部材を通してのカバー部材21
への熱伝導が抑制されるため、カバー部材21の表面温
度は基板9の表面温度より低く維持される。
第5図は本発明の第3の実施例に係る薄膜形成装置であ
り、基板載置面32を有する基板支持部材31は反応室
2を形成する容器1とは独立に構成され、加熱源として
のシース抵抗線33が下面に取付けられた均熱板34を
収容している。均熱板34はシース抵抗線33が発する
熱を基板支持部材31に均一に伝達するためのものであ
り、例えば銅のような金属板が使用される。シース抵抗
線33は基板支持部材31の底面に連結された一対のパ
イプ35a、35bの内部を通るリード線36a、36
bを介して加熱用電源に導かれている。
り、基板載置面32を有する基板支持部材31は反応室
2を形成する容器1とは独立に構成され、加熱源として
のシース抵抗線33が下面に取付けられた均熱板34を
収容している。均熱板34はシース抵抗線33が発する
熱を基板支持部材31に均一に伝達するためのものであ
り、例えば銅のような金属板が使用される。シース抵抗
線33は基板支持部材31の底面に連結された一対のパ
イプ35a、35bの内部を通るリード線36a、36
bを介して加熱用電源に導かれている。
そして、基板支持部材31を覆うように偏平で上部が基
板9を囲むように開口した筒状のカバー部材37が設け
られている。このカバー部材37は上面が基板支持部材
31の基板載置面32とほぼ同一平面上に位置するよう
に構成されている。
板9を囲むように開口した筒状のカバー部材37が設け
られている。このカバー部材37は上面が基板支持部材
31の基板載置面32とほぼ同一平面上に位置するよう
に構成されている。
カバー部材37の底部にはカバー部材37の内部空間、
すなわちカバー部材37と基板支持部材31との間の空
間に連通したパイプ38が一体に形成されており、この
パイプ38はバルブ18を介して給排気系19に接続さ
れている。
すなわちカバー部材37と基板支持部材31との間の空
間に連通したパイプ38が一体に形成されており、この
パイプ38はバルブ18を介して給排気系19に接続さ
れている。
この実施例においても、基板9への薄膜形成に先立ち給
排気系19によってカバー部材37の内=18− 部空間を加圧状態とし、薄膜形成時には逆に給排気系1
9により該空間を減圧状態とすることによって、第1の
実施例と同様の効果が得られる。
排気系19によってカバー部材37の内=18− 部空間を加圧状態とし、薄膜形成時には逆に給排気系1
9により該空間を減圧状態とすることによって、第1の
実施例と同様の効果が得られる。
第6図は本発明の第4の実施例に係る薄膜形成装置の要
部の構成を示したもので、第5図の構成をさらに発展さ
せてカバー部材を二重構造としたものである。すなわち
、基板支持部材31の基板載置面32から所定の高さま
での部分を除くほぼ全体を覆うように設けられた第1の
カバー部材37aの外側に、第2のカバー部材37bを
配置し、第2のカバー部材37bの上面が基板載置面3
2とほぼ同一平面上に位置するようにしている。
部の構成を示したもので、第5図の構成をさらに発展さ
せてカバー部材を二重構造としたものである。すなわち
、基板支持部材31の基板載置面32から所定の高さま
での部分を除くほぼ全体を覆うように設けられた第1の
カバー部材37aの外側に、第2のカバー部材37bを
配置し、第2のカバー部材37bの上面が基板載置面3
2とほぼ同一平面上に位置するようにしている。
カバー部材37aには図示しない連通孔が設けられてい
る。また、第1.第2のカバー部材37a。
る。また、第1.第2のカバー部材37a。
37bの底部にそれぞれ給排気のためのバイブ38a、
38bが一体に形成されている。本実施例によれば、薄
膜形成時に第1.第2のカバー部材37a、37bLと
基板支持部材31により形成される2つの内部空間を減
圧状態とすることによって、基板支持部材31から反応
室2内に露出している第2のカバー部材37bの表面ま
での熱伝導を著しく少なくでき、本発明の効果がより顕
著に発揮される。
38bが一体に形成されている。本実施例によれば、薄
膜形成時に第1.第2のカバー部材37a、37bLと
基板支持部材31により形成される2つの内部空間を減
圧状態とすることによって、基板支持部材31から反応
室2内に露出している第2のカバー部材37bの表面ま
での熱伝導を著しく少なくでき、本発明の効果がより顕
著に発揮される。
第7図は本発明の第5の実施例を示すものであり、基板
9は基板支持部材48を介して加熱源47により加熱さ
れる。カバー部材44は石英製の2枚のL字状断面の環
状部材45.46を貼り合せたものである。この場合、
部材45.46は熱伝導が小さいので、部材45の表面
では基板支持部材48より50℃以上低く、また部材4
6の表面ではそれより更に50℃以上低くなるので、特
にカバー部材44内を減圧する必要もなく、基板9上に
集中的に堆積を行なうことができる。
9は基板支持部材48を介して加熱源47により加熱さ
れる。カバー部材44は石英製の2枚のL字状断面の環
状部材45.46を貼り合せたものである。この場合、
部材45.46は熱伝導が小さいので、部材45の表面
では基板支持部材48より50℃以上低く、また部材4
6の表面ではそれより更に50℃以上低くなるので、特
にカバー部材44内を減圧する必要もなく、基板9上に
集中的に堆積を行なうことができる。
本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、例
えばカバー部材の表面温度を基板の表面温度より低くす
る手段としては、カバー部材の内部空間を減圧状態とす
る代りに、カバー部材の内部空間に冷却したN2ガスの
ような冷却ガスを流したり、バイブを通じて基板9より
低温の恒温液を流す構成としてもよい。あるいは、カバ
ー部材をベルチェ効果素子により基板より低温に設定し
てもよい。
えばカバー部材の表面温度を基板の表面温度より低くす
る手段としては、カバー部材の内部空間を減圧状態とす
る代りに、カバー部材の内部空間に冷却したN2ガスの
ような冷却ガスを流したり、バイブを通じて基板9より
低温の恒温液を流す構成としてもよい。あるいは、カバ
ー部材をベルチェ効果素子により基板より低温に設定し
てもよい。
また、カバー部材は板状に限らず、ブロック状のもので
あってもよい。
あってもよい。
さらに、前記実施例で説明したシリコン基板表面におけ
るタングステン膜の選択形成はあくまでも一例であり、
本発明はCVD法により薄膜を形成する用途一般に適用
することができる。その他、本発明は要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施することが可能である。
るタングステン膜の選択形成はあくまでも一例であり、
本発明はCVD法により薄膜を形成する用途一般に適用
することができる。その他、本発明は要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施することが可能である。
[発明の効果]
本発明によれば、基板以外の部分への薄膜の形成を防止
できる。また、基板への塵の付着が少なくなり、集積回
路等の歩留り向上に寄与できる。
できる。また、基板への塵の付着が少なくなり、集積回
路等の歩留り向上に寄与できる。
さらに、本発明では薄膜形成の堆積速度が向上し、また
副生成ガスの発生量が減少することにより、例えば選択
的な薄膜形成を行なう場合に選択性の向上を図ることが
できる。
副生成ガスの発生量が減少することにより、例えば選択
的な薄膜形成を行なう場合に選択性の向上を図ることが
できる。
第1図は本発明の第1の実施例に係る薄膜形成−21=
装置の断面図、第2図は同実施例における各部の表面温
度の実測例を示す図、第3図は同実施例の装置でタング
ステン膜の形成を行なった場合の堆積速度とタングステ
ン膜の膜厚との関係を従来装置のそれと比較して示す図
、第4図は本発明の第2の実施例に係る薄膜形成装置の
断面図、第5図は本発明の第3の実施例に係る薄膜形成
装置の断面図、第6図および第7図はそれぞれ本発明の
第4および第5の実施例に係る薄膜形成装置の要部断面
図である。 1・・・容器、2・・・反応室、3a、3b・・・パル
プ、4a、4b・・・反応ガス供給バイブ、5a、5b
・・・ガス吐出ノズル、6・・・排気口、7・・・基板
支持部材、8・・・基板載置面、9・・・基板、10・
・・位置決めビン、11・・・蓋、12・・・基板挿脱
口、13・・・赤外線ランプ(加熱源)、14・・・カ
バー部材、15a〜15C・・・環状部材、16・・・
連結部材、17・・・バイブ、18・・・バルブ、19
・・・給排気系、21・・・カバー部材、22・・・開
口部、31・・・基板支持部材、32・・・基板載置面
、33・・・シース抵抗線(加熱源)、34・・・均熱
板、35a、35b・・・パイプ、36a、36b・・
・リード線、37,37a。 37 b ・・・カバー部材、38.38a、38b−
・・パイプ、44・・・カバー部材、47・・・加熱源
、48・・・基板支持部材。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 濱椰θ
度の実測例を示す図、第3図は同実施例の装置でタング
ステン膜の形成を行なった場合の堆積速度とタングステ
ン膜の膜厚との関係を従来装置のそれと比較して示す図
、第4図は本発明の第2の実施例に係る薄膜形成装置の
断面図、第5図は本発明の第3の実施例に係る薄膜形成
装置の断面図、第6図および第7図はそれぞれ本発明の
第4および第5の実施例に係る薄膜形成装置の要部断面
図である。 1・・・容器、2・・・反応室、3a、3b・・・パル
プ、4a、4b・・・反応ガス供給バイブ、5a、5b
・・・ガス吐出ノズル、6・・・排気口、7・・・基板
支持部材、8・・・基板載置面、9・・・基板、10・
・・位置決めビン、11・・・蓋、12・・・基板挿脱
口、13・・・赤外線ランプ(加熱源)、14・・・カ
バー部材、15a〜15C・・・環状部材、16・・・
連結部材、17・・・バイブ、18・・・バルブ、19
・・・給排気系、21・・・カバー部材、22・・・開
口部、31・・・基板支持部材、32・・・基板載置面
、33・・・シース抵抗線(加熱源)、34・・・均熱
板、35a、35b・・・パイプ、36a、36b・・
・リード線、37,37a。 37 b ・・・カバー部材、38.38a、38b−
・・パイプ、44・・・カバー部材、47・・・加熱源
、48・・・基板支持部材。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 濱椰θ
Claims (13)
- (1)容器内に置かれる基板のまわりの基板支持部もし
くは前記容器の表面部をカバー部材で覆つた装置により
前記基板上に薄膜を形成するに際し、前記基板を加熱し
、且つ前記容器内に原料ガスを供給するとともに、前記
カバー部材を前記基板より低い温度にして、前記基板上
に薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法。 - (2)カバー部材と基板支持部もしくは容器の表面部間
に空間が存在し、該空間内の圧力が前記基板の露呈する
前記容器内空間の圧力より小さいことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の薄膜形成方法。 - (3)カバー部材が基板支持部より熱伝導が小さい材料
で構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の薄膜形成方法。 - (4)容器と、この容器内で基板を載置する基板支持部
と、前記基板を加熱する手段と、前記容器内に原料ガス
を供給する手段と、前記容器内を排気する手段と、少な
くとも前記基板のまわりの前記基板支持部もしくは容器
の表面部を覆うカバー部材とを具備した薄膜形成装置。 - (5)カバー部材と基板支持部もしくは容器の表面部間
に空間が存在することを特徴とする特許請求の範囲第4
項記載の薄膜形成装置。 - (6)カバー部材と基板支持部もしくは容器の表面部間
に存在する空間を前記基板が露呈する前記容器内空間よ
り低圧に設定する手段を備えたことを特徴とする特許請
求の範囲第5項記載の薄膜形成装置。 - (7)基板もしくは基板支持部の基板に隣接する部分か
ら間隙をおいてカバー部材が配置されていることを特徴
とする特許請求の範囲第4項記載の薄膜形成装置。 - (8)間隙が1mm以下であることを特徴とする特許請
求の範囲第4項記載の薄膜形成装置。 - (9)カバー部材の熱伝導性が基板支持部より小さいこ
とを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の薄膜形成装
置。 - (10)基板が基板支持部材を介して加熱手段により加
熱されることを特許請求の範囲第4項記載の薄膜形成装
置。 - (11)カバー部材と基板支持部間の空間が複数の室に
仕切られていることを特徴とする特許請求の範囲第5項
記載の薄膜形成装置。 - (12)カバー部材と容器もしくは基板支持部間の空間
が前記基板の露呈する空間に連通していることを特徴と
する特許請求の範囲第5項記載の薄膜形成装置。 - (13)基板支持部の前記基板載置面が前記容器内に突
出した構造を有するものであり、前記カバー部材は前記
基板より下方にあることを特徴とする特許請求の範囲第
4項記載の薄膜形成装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61162283A JPH0830273B2 (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 薄膜形成方法及び装置 |
DE3722944A DE3722944C2 (de) | 1986-07-10 | 1987-07-10 | Vorrichtung zur chemischen Dampfabscheidung und ihre Verwendung |
US07/072,143 US4817558A (en) | 1986-07-10 | 1987-07-10 | Thin-film depositing apparatus |
KR1019870007413A KR900005122B1 (ko) | 1986-07-10 | 1987-07-10 | 박막형성 장치와 이를 이용한 박막형성 방법 |
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