JPH07201752A - 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成装置及び薄膜形成方法Info
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- JPH07201752A JPH07201752A JP35026293A JP35026293A JPH07201752A JP H07201752 A JPH07201752 A JP H07201752A JP 35026293 A JP35026293 A JP 35026293A JP 35026293 A JP35026293 A JP 35026293A JP H07201752 A JPH07201752 A JP H07201752A
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- film forming
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄膜形成装置及び薄膜形成方法を改良するこ
とにより、装置全体の小型化と製品の品質向上を図る。 【構成】 反応容器10、排気手段30、不活性ガス供
給手段40、原料ガス供給手段50、基板温度制御手
段、反応容器温度制御手段及び前記排気手段30、不活
性ガス供給手段40、原料ガス供給手段50をそれぞれ
制御する制御手段(図示せず)とによって構成されてお
り、前記反応容器10は、反応容器本体11、被塗膜基
板Aを載せる載置台17、前記反応容器本体11内に昇
降可能に収容され、降下した状態で被塗膜基板Aを覆っ
て薄膜形成時の反応空間を小さくする収容凹部19を備
えた内容積変更ブロック18及びこの内容積変更ブロッ
ク18の昇降手段としての昇降シリンダ22とから構成
されている。
とにより、装置全体の小型化と製品の品質向上を図る。 【構成】 反応容器10、排気手段30、不活性ガス供
給手段40、原料ガス供給手段50、基板温度制御手
段、反応容器温度制御手段及び前記排気手段30、不活
性ガス供給手段40、原料ガス供給手段50をそれぞれ
制御する制御手段(図示せず)とによって構成されてお
り、前記反応容器10は、反応容器本体11、被塗膜基
板Aを載せる載置台17、前記反応容器本体11内に昇
降可能に収容され、降下した状態で被塗膜基板Aを覆っ
て薄膜形成時の反応空間を小さくする収容凹部19を備
えた内容積変更ブロック18及びこの内容積変更ブロッ
ク18の昇降手段としての昇降シリンダ22とから構成
されている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、反応容器内で触媒に
よる重合反応等により被処理物の表面に薄膜を形成する
ための薄膜形成装置及び薄膜形成方法に関する。
よる重合反応等により被処理物の表面に薄膜を形成する
ための薄膜形成装置及び薄膜形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の薄膜形成装置は、上述したよう
に、反応容器内に被塗膜基板を収容するとともに原料ガ
スを供給し、その反応容器内で重合反応等を起こして被
塗膜基板に薄膜を形成するものであり、例えば、真空
度、クリーン度、ガスの毒性等のプロセス上の制約や生
産効率の観点から、前記反応容器への被塗膜基板の供給
や反応容器からの被塗膜基板の取出しは自動的に行うの
が一般的である。
に、反応容器内に被塗膜基板を収容するとともに原料ガ
スを供給し、その反応容器内で重合反応等を起こして被
塗膜基板に薄膜を形成するものであり、例えば、真空
度、クリーン度、ガスの毒性等のプロセス上の制約や生
産効率の観点から、前記反応容器への被塗膜基板の供給
や反応容器からの被塗膜基板の取出しは自動的に行うの
が一般的である。
【0003】従って、反応容器の設計は被塗膜基板の供
給や取出しを考慮して行われるため、一般的に反応容器
は薄膜そのものの形成に必要な最小限の容積をはるかに
上回る大きさを有している。
給や取出しを考慮して行われるため、一般的に反応容器
は薄膜そのものの形成に必要な最小限の容積をはるかに
上回る大きさを有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし,上記のように
反応容器の大きさを実際の薄膜形成に必要な大きさ以上
に設定しておくと、原料ガスの使用料が必要以上に大き
くなるだけでなく、反応容器内の不要なガスを排出する
排気手段や不活性ガスを反応容器内に供給する不活性ガ
ス供給手段や原料ガスの除害装置の容量が必然的に大き
くなり、薄膜形成装置全体の小型化の障害となってい
る。
反応容器の大きさを実際の薄膜形成に必要な大きさ以上
に設定しておくと、原料ガスの使用料が必要以上に大き
くなるだけでなく、反応容器内の不要なガスを排出する
排気手段や不活性ガスを反応容器内に供給する不活性ガ
ス供給手段や原料ガスの除害装置の容量が必然的に大き
くなり、薄膜形成装置全体の小型化の障害となってい
る。
【0005】また、反応容器の内容積を必要以上に大き
くすると、原料ガスの供給時に反応容器内のガス濃度分
布が大きくなって形成される膜厚にバラツキが生じた
り、原料ガス供給時の断熱膨張によって余剰ガスがミス
ト化して形成された薄膜上に付着したりして、製品の品
質低下を招くといった問題が生じる。
くすると、原料ガスの供給時に反応容器内のガス濃度分
布が大きくなって形成される膜厚にバラツキが生じた
り、原料ガス供給時の断熱膨張によって余剰ガスがミス
ト化して形成された薄膜上に付着したりして、製品の品
質低下を招くといった問題が生じる。
【0006】そこで、この発明の課題は、この種の薄膜
形成装置及び薄膜形成方法を改良することにより、装置
全体の小型化と製品の品質向上を図ることにある。
形成装置及び薄膜形成方法を改良することにより、装置
全体の小型化と製品の品質向上を図ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、反応容器内に被塗膜基板を収容すると
ともに原料ガスを供給し、この反応容器内で前記被塗膜
基板に薄膜を形成するようにした薄膜形成装置におい
て、前記反応容器の内容積を変化させる内容積可変手段
を設けたのである。
め、この発明は、反応容器内に被塗膜基板を収容すると
ともに原料ガスを供給し、この反応容器内で前記被塗膜
基板に薄膜を形成するようにした薄膜形成装置におい
て、前記反応容器の内容積を変化させる内容積可変手段
を設けたのである。
【0008】また、(a)被塗膜基板の載置台を有する
反応容器と、(b)前記反応容器内部の気体を排出して
所定の真空度にする排気手段と、(c)前記反応容器内
部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
(d)前記反応容器内部に複数の原料ガスを供給する原
料ガス供給手段と、(e)前記排気手段によって反応容
器内部の気体を排出して所定の真空度に調整した後、前
記原料ガス供給手段によって前記複数の原料ガスを順次
あるいは同時に反応容器内に供給し、最後に前記不活性
ガス供給手段によって反応容器内に不活性ガスを供給す
るように前記排気手段、原料ガス供給手段及び不活性ガ
ス供給手段をそれぞれ制御する制御手段とを備えている
薄膜形成装置に、前記反応容器の内容積を変化させる内
容積可変手段を設けることもできる。
反応容器と、(b)前記反応容器内部の気体を排出して
所定の真空度にする排気手段と、(c)前記反応容器内
部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
(d)前記反応容器内部に複数の原料ガスを供給する原
料ガス供給手段と、(e)前記排気手段によって反応容
器内部の気体を排出して所定の真空度に調整した後、前
記原料ガス供給手段によって前記複数の原料ガスを順次
あるいは同時に反応容器内に供給し、最後に前記不活性
ガス供給手段によって反応容器内に不活性ガスを供給す
るように前記排気手段、原料ガス供給手段及び不活性ガ
ス供給手段をそれぞれ制御する制御手段とを備えている
薄膜形成装置に、前記反応容器の内容積を変化させる内
容積可変手段を設けることもできる。
【0009】さらに、前記内容積可変手段としては、前
記反応容器内で昇降自在で、かつ、降下した状態で前記
反応容器内に収容された被塗膜基板を覆う収容凹部を備
えた内容積変更ブロックと、この内容積変更ブロックを
昇降させる昇降手段とによって構成したものが考えられ
る。
記反応容器内で昇降自在で、かつ、降下した状態で前記
反応容器内に収容された被塗膜基板を覆う収容凹部を備
えた内容積変更ブロックと、この内容積変更ブロックを
昇降させる昇降手段とによって構成したものが考えられ
る。
【0010】また、薄膜形成装置を用いた薄膜形成方法
としては、(1)前記内容積可変手段によって前記反応
容器の内容積を大きくする工程と、(2)内容積が大き
くなった前記反応容器内に被塗膜基板をセットする工程
と、(3)前記内容積可変手段によって反応容器の内容
積を小さくする工程と、(4)内容積が小さくなった反
応容器内に原料ガスを供給する工程とを備えた方法や
(1)前記内容積可変手段によって前記反応容器の内容
積を大きくする工程と、(2)内容積が大きくなった反
応容器内部の前記載置台に被塗膜基板をセットする工程
と、(3)前記内容積可変手段によって前記反応容器の
内容積を小さくする工程と、(4)前記排気手段によっ
て反応容器内部の気体を排出して、反応容器内部を1T
orr以下の真空度に減圧する工程と、(5)前記原料
ガス供給手段によって反応容器内に複数の原料ガスを供
給する工程と、(6)前記被塗膜基板上に所定厚さの薄
膜を形成する工程と、(7)前記不活性ガス供給手段に
よって反応容器内に不活性ガスを供給する工程と、
(8)前記内容積可変手段によって前記反応容器の内容
積を大きくする工程と、(9)内容積が大きくなった前
記反応容器から薄膜が形成された前記被塗膜基板を取り
出す工程とを備えた方法等が挙げられる。
としては、(1)前記内容積可変手段によって前記反応
容器の内容積を大きくする工程と、(2)内容積が大き
くなった前記反応容器内に被塗膜基板をセットする工程
と、(3)前記内容積可変手段によって反応容器の内容
積を小さくする工程と、(4)内容積が小さくなった反
応容器内に原料ガスを供給する工程とを備えた方法や
(1)前記内容積可変手段によって前記反応容器の内容
積を大きくする工程と、(2)内容積が大きくなった反
応容器内部の前記載置台に被塗膜基板をセットする工程
と、(3)前記内容積可変手段によって前記反応容器の
内容積を小さくする工程と、(4)前記排気手段によっ
て反応容器内部の気体を排出して、反応容器内部を1T
orr以下の真空度に減圧する工程と、(5)前記原料
ガス供給手段によって反応容器内に複数の原料ガスを供
給する工程と、(6)前記被塗膜基板上に所定厚さの薄
膜を形成する工程と、(7)前記不活性ガス供給手段に
よって反応容器内に不活性ガスを供給する工程と、
(8)前記内容積可変手段によって前記反応容器の内容
積を大きくする工程と、(9)内容積が大きくなった前
記反応容器から薄膜が形成された前記被塗膜基板を取り
出す工程とを備えた方法等が挙げられる。
【0011】
【作用】以上のように構成された薄膜形成装置及び薄膜
形成方法では、被塗膜基板を反応容器内にセットする際
に反応容器の内容積を大きくし、原料ガスを供給して薄
膜を形成する際には反応容器の内容積を小さくする。特
に、内容積変更手段として内容積変更ブロックと昇降手
段を設けたものにあっては、被塗膜基板供給時には前記
昇降手段によって前記内容積変更手段を持ち上げること
により反応容器の内容積を大きくし、薄膜形成時には昇
降手段によって内容積変更ブロックをおろすことにより
反応容器の内容積を小さくする。
形成方法では、被塗膜基板を反応容器内にセットする際
に反応容器の内容積を大きくし、原料ガスを供給して薄
膜を形成する際には反応容器の内容積を小さくする。特
に、内容積変更手段として内容積変更ブロックと昇降手
段を設けたものにあっては、被塗膜基板供給時には前記
昇降手段によって前記内容積変更手段を持ち上げること
により反応容器の内容積を大きくし、薄膜形成時には昇
降手段によって内容積変更ブロックをおろすことにより
反応容器の内容積を小さくする。
【0012】
【実施例】以下、実施例について図面を参照して説明す
る。図1に示すように、この薄膜形成装置1は、被塗膜
基板Aとしてのシリコンウエハーの載置台17を有する
反応容器10と、この反応容器10内部の気体を排出し
て所定の真空度にする排気手段30と、前記反応容器1
0内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段40
と、前記反応容器10内部に原料ガスである触媒および
モノマーを供給する原料ガス供給手段50と、前記被塗
膜基板Aを所定の温度に制御する基板温度制御手段60
と、前記反応容器10を所定の温度に制御する反応容器
温度制御手段70と、前記排気手段30、不活性ガス供
給手段40、原料ガス供給手段50をそれぞれ、後述す
るように制御する制御手段(図示せず)とによって構成
されている。
る。図1に示すように、この薄膜形成装置1は、被塗膜
基板Aとしてのシリコンウエハーの載置台17を有する
反応容器10と、この反応容器10内部の気体を排出し
て所定の真空度にする排気手段30と、前記反応容器1
0内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段40
と、前記反応容器10内部に原料ガスである触媒および
モノマーを供給する原料ガス供給手段50と、前記被塗
膜基板Aを所定の温度に制御する基板温度制御手段60
と、前記反応容器10を所定の温度に制御する反応容器
温度制御手段70と、前記排気手段30、不活性ガス供
給手段40、原料ガス供給手段50をそれぞれ、後述す
るように制御する制御手段(図示せず)とによって構成
されている。
【0013】前記反応容器10は、図2に示すように、
反応容器本体11、被塗膜基板Aを載せる載置台17、
前記反応容器本体11内に昇降可能に収容され、薄膜形
成時に反応空間を小さくする内容積変更ブロック18、
この内容積変更ブロック18の昇降手段としての昇降シ
リンダ22とから構成されている。
反応容器本体11、被塗膜基板Aを載せる載置台17、
前記反応容器本体11内に昇降可能に収容され、薄膜形
成時に反応空間を小さくする内容積変更ブロック18、
この内容積変更ブロック18の昇降手段としての昇降シ
リンダ22とから構成されている。
【0014】前記反応容器本体11は、底部12、胴部
13、頭部14から構成されており、前記胴部13には
前記被塗膜基板Aの供給及び取出用の開口13aが設け
られている。この開口13aには、開閉シリンダー15
によって開口13aを閉塞したり、開放したりする扉1
3cが設けられており、この扉13cによって閉塞され
た状態ではシール材16によって前記開口13aが密閉
されるようになっている。
13、頭部14から構成されており、前記胴部13には
前記被塗膜基板Aの供給及び取出用の開口13aが設け
られている。この開口13aには、開閉シリンダー15
によって開口13aを閉塞したり、開放したりする扉1
3cが設けられており、この扉13cによって閉塞され
た状態ではシール材16によって前記開口13aが密閉
されるようになっている。
【0015】この反応容器本体11の断面形状は、矩形
状、円形状等いかなるものでもよいが、シリコンウエハ
ーが円形のものが多いことから、シリコンウエハー(概
略寸法例:6インチ外径×0.2mm厚さ)の外径より
10ないし20mm程度大きい円形の断面形状にするの
が好ましい。
状、円形状等いかなるものでもよいが、シリコンウエハ
ーが円形のものが多いことから、シリコンウエハー(概
略寸法例:6インチ外径×0.2mm厚さ)の外径より
10ないし20mm程度大きい円形の断面形状にするの
が好ましい。
【0016】また、反応容器本体11の内容積は、シリ
コンウエハーの成膜上小さい方が好ましく、最大でも7
00cc程度に設定しておくのがよい。従って、その高
さも極力低い方がよいが、シリコンウエハーの出し入れ
を考慮すると、20ないし50mmの範囲で可変できる
のが好ましい。
コンウエハーの成膜上小さい方が好ましく、最大でも7
00cc程度に設定しておくのがよい。従って、その高
さも極力低い方がよいが、シリコンウエハーの出し入れ
を考慮すると、20ないし50mmの範囲で可変できる
のが好ましい。
【0017】なお、前記被塗膜基板Aの反応容器本体1
1への出し入れは、反応容器本体11外からロボットハ
ンド等により行われるため、それに合わせた十分な開口
寸法が要求される。
1への出し入れは、反応容器本体11外からロボットハ
ンド等により行われるため、それに合わせた十分な開口
寸法が要求される。
【0018】前記内容積変更ブロック18は、その底面
に収容凹部19が形成されていおり、降下した状態で
は、その収容凹部19の外側の底面部が前記反応容器本
体11に設けられたシール材20に当接し、載せられた
被塗膜基板Aを含めて載置台17部分を密閉した状態で
覆うことにより薄膜の形成空間を小さくすることができ
るようになっている。また、この内容積変更ブロック1
8の頭部には外側に張り出すつば部18aが形成されて
おり、内容積変更ブロック18が降下した状態で前記つ
ば部18aが前記反応容器本体11の段部13bに設け
られたシール材21に当接して反応容器本体11内部が
機密状態で上下に仕切られるようになっている。
に収容凹部19が形成されていおり、降下した状態で
は、その収容凹部19の外側の底面部が前記反応容器本
体11に設けられたシール材20に当接し、載せられた
被塗膜基板Aを含めて載置台17部分を密閉した状態で
覆うことにより薄膜の形成空間を小さくすることができ
るようになっている。また、この内容積変更ブロック1
8の頭部には外側に張り出すつば部18aが形成されて
おり、内容積変更ブロック18が降下した状態で前記つ
ば部18aが前記反応容器本体11の段部13bに設け
られたシール材21に当接して反応容器本体11内部が
機密状態で上下に仕切られるようになっている。
【0019】この内容積変更ブロック13の材質は、耐
食性の理由から、アルミニウムやステンレスによって形
成するのが好ましく、前記シール材16、20、21
は、原料ガス等に腐食性があるので、これらに対する耐
食性を有するフッ素ゴム系の「バイトン」やデュポン社
製の「カルレッツ」を用いるのが好ましい。
食性の理由から、アルミニウムやステンレスによって形
成するのが好ましく、前記シール材16、20、21
は、原料ガス等に腐食性があるので、これらに対する耐
食性を有するフッ素ゴム系の「バイトン」やデュポン社
製の「カルレッツ」を用いるのが好ましい。
【0020】前記昇降シリンダ22は、前記反応容器本
体11の上部に設けられており、そのピストンロッド2
2aが前記反応容器本体11の頭部14を貫通して前記
内容積変更ブロック18の上面に接続されている。な
お、ピストンロッド22aの貫通部は、前記シール材1
6,20,21と同様のシール材23によって完全にシ
ールされており、反応容器本体11の気密性は保たれて
いる。また、前記昇降シリンダ22の駆動源は、エア、
油圧等のいずれでもよく、昇降手段としてはサーボモー
タ等の公知手段を用いることもできる。
体11の上部に設けられており、そのピストンロッド2
2aが前記反応容器本体11の頭部14を貫通して前記
内容積変更ブロック18の上面に接続されている。な
お、ピストンロッド22aの貫通部は、前記シール材1
6,20,21と同様のシール材23によって完全にシ
ールされており、反応容器本体11の気密性は保たれて
いる。また、前記昇降シリンダ22の駆動源は、エア、
油圧等のいずれでもよく、昇降手段としてはサーボモー
タ等の公知手段を用いることもできる。
【0021】前記排気手段30は、図1に示すように、
ドライポンプやロータリーポンプ等の公知の真空ポンプ
からなる排気装置31を排気パイプ32によって前記反
応容器10に接続したものであり、前記排気パイプ32
の途中には開閉バルブ33が設けられている。
ドライポンプやロータリーポンプ等の公知の真空ポンプ
からなる排気装置31を排気パイプ32によって前記反
応容器10に接続したものであり、前記排気パイプ32
の途中には開閉バルブ33が設けられている。
【0022】また、前記排気パイプ32は、図2に示す
ように、反応容器本体11との接続部分が3つに分岐し
ており、それぞれの接続部32a、32b、32cには
切替用の自動弁34a、34b、34cが設けられてい
る。
ように、反応容器本体11との接続部分が3つに分岐し
ており、それぞれの接続部32a、32b、32cには
切替用の自動弁34a、34b、34cが設けられてい
る。
【0023】ひとつの接続部32aは、前記内容積変更
ブロック18が降下した状態でその収容凹部19によっ
て覆われる部分に接続されており、薄膜形成時にその収
容凹部19内の気体を排出することができる。また、残
りのふたつの接続部32b、32cは、降下した内容積
変更ブロック18と反応容器本体11との間に形成され
る隙間部分及び反応容器本体11の上部にそれぞれ接続
されており、前記接続部分32cの自動弁34cより接
続端側には、前記自動弁34cと逆動作する自動弁43
aを有する後述の前記不活性ガス供給手段40の給気パ
イプ42が接続されている。
ブロック18が降下した状態でその収容凹部19によっ
て覆われる部分に接続されており、薄膜形成時にその収
容凹部19内の気体を排出することができる。また、残
りのふたつの接続部32b、32cは、降下した内容積
変更ブロック18と反応容器本体11との間に形成され
る隙間部分及び反応容器本体11の上部にそれぞれ接続
されており、前記接続部分32cの自動弁34cより接
続端側には、前記自動弁34cと逆動作する自動弁43
aを有する後述の前記不活性ガス供給手段40の給気パ
イプ42が接続されている。
【0024】前記内容積変更ブロック18が降下する場
合は、その降下動作を容易にするために、前記自動弁3
4cが閉じるとともに自動弁43aが開き、反応容器本
体11の上部に不活性ガスが供給される。逆に、前記内
容積変更ブロック18が上昇する場合は、その上昇動作
を容易にするために、前記自動弁34cが開くとともに
自動弁43aが閉じ、反応容器本体11の上部から気体
が排出される。なお、これらの動作は、全てコントロー
ラ90によりあらかじめ入力されたプログラムにしたが
ってシーケンス制御される。
合は、その降下動作を容易にするために、前記自動弁3
4cが閉じるとともに自動弁43aが開き、反応容器本
体11の上部に不活性ガスが供給される。逆に、前記内
容積変更ブロック18が上昇する場合は、その上昇動作
を容易にするために、前記自動弁34cが開くとともに
自動弁43aが閉じ、反応容器本体11の上部から気体
が排出される。なお、これらの動作は、全てコントロー
ラ90によりあらかじめ入力されたプログラムにしたが
ってシーケンス制御される。
【0025】前記不活性ガス供給手段40は、窒素また
はヘリウム等の不活性ガスを充填したガスボンベ41を
給気パイプ42によって前記反応容器10に接続したも
のであり、前記給気パイプ42の途中には、開閉バルブ
43が設けられている。
はヘリウム等の不活性ガスを充填したガスボンベ41を
給気パイプ42によって前記反応容器10に接続したも
のであり、前記給気パイプ42の途中には、開閉バルブ
43が設けられている。
【0026】前記原料ガス供給手段50は、図1に示す
ように、触媒供給手段50aとモノマー供給手段50b
とから構成されており、それぞれ前記反応容器10に接
続されている。
ように、触媒供給手段50aとモノマー供給手段50b
とから構成されており、それぞれ前記反応容器10に接
続されている。
【0027】前記触媒供給手段50a及びモノマー供給
手段50bは、それぞれ触媒容器51a、モノマー容器
51bを供給パイプ52a、52bによって前記反応容
器10に接続したものであり、前記供給パイプ52a、
52bの途中には、触媒やモノマーの流量を制御する質
量流量制御器53a、53b及び開閉バルブ54a、5
4bが設けられている。なお、前記触媒容器51a及び
モノマー容器51bは、恒温層55a、55b等で一定
温度に保つとともに蒸気圧を一定に保つことが成膜速度
を制御する上で好ましい。
手段50bは、それぞれ触媒容器51a、モノマー容器
51bを供給パイプ52a、52bによって前記反応容
器10に接続したものであり、前記供給パイプ52a、
52bの途中には、触媒やモノマーの流量を制御する質
量流量制御器53a、53b及び開閉バルブ54a、5
4bが設けられている。なお、前記触媒容器51a及び
モノマー容器51bは、恒温層55a、55b等で一定
温度に保つとともに蒸気圧を一定に保つことが成膜速度
を制御する上で好ましい。
【0028】前記基板温度制御手段60は、前記載置台
17を冷却することにより被塗膜基板Aを一定温度に保
つものであり、ウォーターチラー61からの冷水を前記
載置台17に供給するための配管62を備えている。ま
た、載置台17の温度としてはモノマーを基板上に吸着
させる上で低温に維持するのが好ましい。基板の温度が
高温では、成膜速度が著しく低下し、低すぎると触媒や
モノマーの凝縮が生じるため、設定温度は5ないし40
℃が好ましい。
17を冷却することにより被塗膜基板Aを一定温度に保
つものであり、ウォーターチラー61からの冷水を前記
載置台17に供給するための配管62を備えている。ま
た、載置台17の温度としてはモノマーを基板上に吸着
させる上で低温に維持するのが好ましい。基板の温度が
高温では、成膜速度が著しく低下し、低すぎると触媒や
モノマーの凝縮が生じるため、設定温度は5ないし40
℃が好ましい。
【0029】前記反応容器温度制御手段70は、前記反
応容器10を加熱することにより、前記反応容器10の
内表面への薄膜付着を防止するため、反応容器10の外
表面に恒温装置71からの温水を流すための温水配管7
2が付設されている。なお、前記反応容器10の温度
は、前記載置台17の温度より高くすることが望まし
く、使用するモノマーの沸点以上に設定しておくことが
より好ましい。
応容器10を加熱することにより、前記反応容器10の
内表面への薄膜付着を防止するため、反応容器10の外
表面に恒温装置71からの温水を流すための温水配管7
2が付設されている。なお、前記反応容器10の温度
は、前記載置台17の温度より高くすることが望まし
く、使用するモノマーの沸点以上に設定しておくことが
より好ましい。
【0030】上記のような反応容器10内で被塗膜基板
Aに重合体薄膜を形成すると、反応容器10の内面にも
薄膜が付着するので、反応容器10に放電電極を設ける
とともに、図1に示すように、酸素ガスボンベ81、酸
素ガス供給パイプ82及び開閉バルブ83からなる酸素
ガス供給手段80を接続しておくと、プラズマクリーニ
ングによって反応容器10の内面に付着した薄膜を除去
することができる。
Aに重合体薄膜を形成すると、反応容器10の内面にも
薄膜が付着するので、反応容器10に放電電極を設ける
とともに、図1に示すように、酸素ガスボンベ81、酸
素ガス供給パイプ82及び開閉バルブ83からなる酸素
ガス供給手段80を接続しておくと、プラズマクリーニ
ングによって反応容器10の内面に付着した薄膜を除去
することができる。
【0031】以上のように構成された薄膜形成装置1で
は、まず、前記内容積変更ブロック18を反応容器本体
11内において上昇させた後、前記扉13cを開けてロ
ボットハンドによって被塗膜基板Aを開口13aから反
応容器本体11内に供給し、前記載置台17上にセット
する。
は、まず、前記内容積変更ブロック18を反応容器本体
11内において上昇させた後、前記扉13cを開けてロ
ボットハンドによって被塗膜基板Aを開口13aから反
応容器本体11内に供給し、前記載置台17上にセット
する。
【0032】次に、内容積変更ブロック18を降下させ
てその収容凹部19内によって被塗膜基板Aを覆い、前
記排気手段30によって収容凹部19内の気体を排気
し、収容凹部19内を減圧する。前記反応容器10内が
所定の圧力に到達したら、前記開閉バルブ33を閉じて
排気を停止する。
てその収容凹部19内によって被塗膜基板Aを覆い、前
記排気手段30によって収容凹部19内の気体を排気
し、収容凹部19内を減圧する。前記反応容器10内が
所定の圧力に到達したら、前記開閉バルブ33を閉じて
排気を停止する。
【0033】次に、前記開閉バルブ54aを開けて触媒
を収容凹部19内に供給を開始し、その供給量が所定量
に達したら、前記開閉バルブ54aを閉じて触媒の供給
を停止する。続いて開閉バルブ54bを開けて所定量の
モノマーを収容凹部19内に供給をすることにより前記
被塗膜基板A上に重合体薄膜を形成させる。
を収容凹部19内に供給を開始し、その供給量が所定量
に達したら、前記開閉バルブ54aを閉じて触媒の供給
を停止する。続いて開閉バルブ54bを開けて所定量の
モノマーを収容凹部19内に供給をすることにより前記
被塗膜基板A上に重合体薄膜を形成させる。
【0034】なお、この実施例では、排気を停止した状
態で重合体薄膜を形成する方法を述べたが、排気を継続
したまま重合体薄膜を形成することもできる。但し、そ
の場合には、前記触媒とモノマーを同時に収容凹部19
内に供給する必要がある。
態で重合体薄膜を形成する方法を述べたが、排気を継続
したまま重合体薄膜を形成することもできる。但し、そ
の場合には、前記触媒とモノマーを同時に収容凹部19
内に供給する必要がある。
【0035】前記触媒及びモノマーの供給前の収容凹部
19の圧力は、1Torr以下が望ましく、さらに水分
などの雰囲気中の不純物が成膜速度に悪影響を与えない
ようにするためには、収容凹部19内の圧力を0.1T
orr以下にしておくことが望ましい。
19の圧力は、1Torr以下が望ましく、さらに水分
などの雰囲気中の不純物が成膜速度に悪影響を与えない
ようにするためには、収容凹部19内の圧力を0.1T
orr以下にしておくことが望ましい。
【0036】また、触媒及びモノマー供給時の収容凹部
19内圧力としては、成膜速度を考慮すると、1Tor
rを越えた圧力が好ましく、特に、10Torrないし
500Torrの範囲に設定しておくことが好ましい。
1Torr以下では、成膜速度が遅すぎて実用的ではな
いからである。
19内圧力としては、成膜速度を考慮すると、1Tor
rを越えた圧力が好ましく、特に、10Torrないし
500Torrの範囲に設定しておくことが好ましい。
1Torr以下では、成膜速度が遅すぎて実用的ではな
いからである。
【0037】重合体薄膜の形成後は、再び開閉バルブ3
3を開けて前記収容凹部19内に残留している原料ガス
を排気する。所定時間排気した後、前記開閉バルブ33
を閉じて排気を停止し、続いて開閉バルブ43を開けて
前記収容凹部19内に窒素ガス等の不活性ガスを供給す
ることより収容凹部19内を常圧に戻す。
3を開けて前記収容凹部19内に残留している原料ガス
を排気する。所定時間排気した後、前記開閉バルブ33
を閉じて排気を停止し、続いて開閉バルブ43を開けて
前記収容凹部19内に窒素ガス等の不活性ガスを供給す
ることより収容凹部19内を常圧に戻す。
【0038】最後に、前記内容積変更ブロック18を上
昇させた後、前記扉13cを開けて重合体薄膜が形成さ
れた基板を反応容器10から取り出し、これに熱処理を
施す。熱処理は、リソグラフィー工程等において耐薬品
性を向上させる点で効果があり、不活性ガス雰囲気下あ
るいは真空下で行うことが好ましく、熱処理温度として
は200℃以下が好ましい。
昇させた後、前記扉13cを開けて重合体薄膜が形成さ
れた基板を反応容器10から取り出し、これに熱処理を
施す。熱処理は、リソグラフィー工程等において耐薬品
性を向上させる点で効果があり、不活性ガス雰囲気下あ
るいは真空下で行うことが好ましく、熱処理温度として
は200℃以下が好ましい。
【0039】基板を取り出した後の反応容器10内をプ
ラズマクリーニングするには、まず、反応容器10内に
残留している気体を前記排気手段30によって排気し、
反応容器10内を減圧する。このときの反応容器10内
の圧力は、0.1Torr以下であることが好ましく、
特に、0.01Torr以下がより好ましい。
ラズマクリーニングするには、まず、反応容器10内に
残留している気体を前記排気手段30によって排気し、
反応容器10内を減圧する。このときの反応容器10内
の圧力は、0.1Torr以下であることが好ましく、
特に、0.01Torr以下がより好ましい。
【0040】そして、排気を継続したまま反応容器10
内圧力が1Torr程度になるまで前記酸素ガス供給手
段80によって酸素ガスを供給する。このときの反応容
器10内圧力は、0.5ないし3Torrの範囲が好ま
しい。
内圧力が1Torr程度になるまで前記酸素ガス供給手
段80によって酸素ガスを供給する。このときの反応容
器10内圧力は、0.5ないし3Torrの範囲が好ま
しい。
【0041】次いで、13.56MHzの高周波を前記
放電電極に印加することで反応容器10内にプラズマを
発生させる。1分間放電を継続した結果、反応容器10
の内表面等に付着していた重合体薄膜は、除去すること
ができた。
放電電極に印加することで反応容器10内にプラズマを
発生させる。1分間放電を継続した結果、反応容器10
の内表面等に付着していた重合体薄膜は、除去すること
ができた。
【0042】なお、この実施例では、高周波の電力を5
00Wで実施したが、100ないし1000Wの範囲に
おいて適宜選択すれば良く、放電時間も反応容器10内
に付着した重合体薄膜の膜厚に応じて選択すれば良い。
また、プラズマクリーニング時に使用する酸素ガスには
CF4 ガスを混合して使用することも可能である。
00Wで実施したが、100ないし1000Wの範囲に
おいて適宜選択すれば良く、放電時間も反応容器10内
に付着した重合体薄膜の膜厚に応じて選択すれば良い。
また、プラズマクリーニング時に使用する酸素ガスには
CF4 ガスを混合して使用することも可能である。
【0043】なお、この実施例においては、前記内容積
変更ブロック18によって反応容器本体11内の底面積
及び高さの双方を変えるようにしたが、これに限定され
るものでなく、底面積又は高さのいずれか一方を変える
ものであっても良い。
変更ブロック18によって反応容器本体11内の底面積
及び高さの双方を変えるようにしたが、これに限定され
るものでなく、底面積又は高さのいずれか一方を変える
ものであっても良い。
【0044】モノマとしては、重合性不飽和結合を有す
るのエチレン系化合物やアセチレン系化合物が好ましく
用いられる。これらの化合物において、本方法における
重合(成膜)性の面から、シアノ基、アミド基、オキシ
カルボニル基、ニトロ基、ハロゲン原子などの電子吸引
性基が不飽和結合を有する炭素に結合しているものが好
ましく用いられる。
るのエチレン系化合物やアセチレン系化合物が好ましく
用いられる。これらの化合物において、本方法における
重合(成膜)性の面から、シアノ基、アミド基、オキシ
カルボニル基、ニトロ基、ハロゲン原子などの電子吸引
性基が不飽和結合を有する炭素に結合しているものが好
ましく用いられる。
【0045】さらにエチレン系化合物の中では、置換基
としてシアノ基を有する化合物が好ましく、ビニリデン
シアニド、α−クロロアクリロニトリル、シアノアクリ
レート系化合物およびそれらの誘導体が例示される。ま
た同様の理由から、アセチレン系化合物の中ではシアノ
基、アミド基、オキシカルボニル基を有する化合物が好
ましく用いられ、シアノアセチレン、プロピオール酸ア
ルキル、テトロール酸アルキル、N,N−ジアルキルプ
ロピオール酸アミド、ニトロアセチレンおよびそれらの
誘導体が例示される。
としてシアノ基を有する化合物が好ましく、ビニリデン
シアニド、α−クロロアクリロニトリル、シアノアクリ
レート系化合物およびそれらの誘導体が例示される。ま
た同様の理由から、アセチレン系化合物の中ではシアノ
基、アミド基、オキシカルボニル基を有する化合物が好
ましく用いられ、シアノアセチレン、プロピオール酸ア
ルキル、テトロール酸アルキル、N,N−ジアルキルプ
ロピオール酸アミド、ニトロアセチレンおよびそれらの
誘導体が例示される。
【0046】触媒としては、上記モノマを重合し得るも
のであれば任意であるが、本方法での材料の気化性の面
および基材の(半導体特性への)悪影響回避の面から、
非金属化合物が好ましく用いられ、例えば窒素含有有機
化合物、エーテル系化合物、チオエーテル系化合物、リ
ン化合物、水などが挙げられ、なかでも、気化性および
重合(成膜)の効率の面から窒素含有有機化合物が好ま
しく用いられる。なかでもトリメチルアミン、トリエチ
ルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジメチルアミノ
ピリジンなどの三級アミノ化合物が好ましく用いられ
る。
のであれば任意であるが、本方法での材料の気化性の面
および基材の(半導体特性への)悪影響回避の面から、
非金属化合物が好ましく用いられ、例えば窒素含有有機
化合物、エーテル系化合物、チオエーテル系化合物、リ
ン化合物、水などが挙げられ、なかでも、気化性および
重合(成膜)の効率の面から窒素含有有機化合物が好ま
しく用いられる。なかでもトリメチルアミン、トリエチ
ルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジメチルアミノ
ピリジンなどの三級アミノ化合物が好ましく用いられ
る。
【0047】さらに上記の組み合わせの中で、得られる
膜の光吸収性(反射防止性)の面から、モノマとしては
シアノアセチレン、触媒としては窒素含有有機化合物、
特に3級アミン化合物が好ましく用いられる。
膜の光吸収性(反射防止性)の面から、モノマとしては
シアノアセチレン、触媒としては窒素含有有機化合物、
特に3級アミン化合物が好ましく用いられる。
【0048】
【発明の効果】以上のように、この薄膜形成装置及び薄
膜形成方法では、反応容器の内容積を変化させる内容積
可変手段を設け、被塗膜基板を反応容器内にセットする
際に反応容器の内容積を大きくし、原料ガスを供給して
薄膜を形成する際には反応容器の内容積を小さくするよ
うにしたため、原料ガス等の供給量が少なくてすみ、装
置全体の小型化が可能になるとともに製造コストの低減
を図ることができる。
膜形成方法では、反応容器の内容積を変化させる内容積
可変手段を設け、被塗膜基板を反応容器内にセットする
際に反応容器の内容積を大きくし、原料ガスを供給して
薄膜を形成する際には反応容器の内容積を小さくするよ
うにしたため、原料ガス等の供給量が少なくてすみ、装
置全体の小型化が可能になるとともに製造コストの低減
を図ることができる。
【0049】また、薄膜形成時の反応容器の内容積が必
要以上に大きくないので、原料ガスの供給時に反応容器
内のガス濃度分布が大きくなって形成される膜厚にバラ
ツキが生じたり、原料ガス供給時の断熱膨張によって余
剰ガスがミスト化して形成された薄膜上に付着したりす
ることがなく、製品の品質向上を図ることができる。
要以上に大きくないので、原料ガスの供給時に反応容器
内のガス濃度分布が大きくなって形成される膜厚にバラ
ツキが生じたり、原料ガス供給時の断熱膨張によって余
剰ガスがミスト化して形成された薄膜上に付着したりす
ることがなく、製品の品質向上を図ることができる。
【図1】この発明に係る一実施例を示す概略図である。
【図2】同上の反応容器を示す概略図である。
1 被塗膜形成装置 10 反応容器 11 反応容器本体 12 底部 13 胴部 13a 開口 13b 段部 13c 扉 14 頭部 15 開閉シリンダー 17 載置台 18 内容積変更ブロック 19 収容凹部 22 昇降シリンダ 16 原料ガス供給ノズル 30 排気手段 40 不活性ガス供給手段 50 原料ガス供給手段 60 基板温度制御手段 70 反応容器温度制御手段 80 酸素ガス供給手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/31
Claims (5)
- 【請求項1】 反応容器内に被塗膜基板を収容するとと
もに原料ガスを供給し、この反応容器内で前記被塗膜基
板に薄膜を形成するようにした薄膜形成装置において、 前記反応容器の内容積を変化させる内容積可変手段を設
けた薄膜形成装置。 - 【請求項2】 (a)被塗膜基板の載置台を有する反応
容器と、 (b)前記反応容器内部の気体を排出して所定の真空度
にする排気手段と、 (c)前記反応容器内部に不活性ガスを供給する不活性
ガス供給手段と、 (d)前記反応容器内部に複数の原料ガスを供給する原
料ガス供給手段と、 (e)前記排気手段によって反応容器内部の気体を排出
して所定の真空度に調整した後、前記原料ガス供給手段
によって前記複数の原料ガスを順次あるいは同時に反応
容器内に供給し、最後に前記不活性ガス供給手段によっ
て反応容器内に不活性ガスを供給するように前記排気手
段、原料ガス供給手段及び不活性ガス供給手段をそれぞ
れ制御する制御手段とを備えている薄膜形成装置であっ
て、 前記反応容器の内容積を変化させる内容積可変手段を設
けたことを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項3】 前記内容積可変手段を、前記反応容器内
で昇降自在で、かつ、降下した状態で前記反応容器内に
収容された被塗膜基板を覆う収容凹部を備えた内容積変
更ブロックと、この内容積変更ブロックを昇降させる昇
降手段とによって構成した請求項1又は2に記載の薄膜
形成装置。 - 【請求項4】 請求項1記載の薄膜形成装置を用いた薄
膜形成方法であって、 (1)前記内容積可変手段に
よって前記反応容器の内容積を大きくする工程と、 (2)内容積が大きくなった前記反応容器内に被塗膜基
板をセットする工程と、 (3)前記内容積可変手段によって反応容器の内容積を
小さくする工程と、 (4)内容積が小さくなった反応容器内に原料ガスを供
給する工程とを備えた薄膜形成方法。 - 【請求項5】 請求項2に記載された薄膜形成装置を用
いた薄膜形成方法であって、 (1)前記内容積可変手段によって前記反応容器の内容
積を大きくする工程と、 (2)内容積が大きくなった反応容器内部の前記載置台
に被塗膜基板をセットする工程と、 (3)前記内容積可変手段によって前記反応容器の内容
積を小さくする工程と、 (4)前記排気手段によって反応容器内部の気体を排出
して、反応容器内部を1Torr以下の真空度に減圧す
る工程と、 (5)前記原料ガス供給手段によって反応容器内に複数
の原料ガスを供給する工程と、 (6)前記被塗膜基板上に所定厚さの薄膜を形成する工
程と、 (7)前記不活性ガス供給手段によって反応容器内に不
活性ガスを供給する工程と、 (8)前記内容積可変手段によって前記反応容器の内容
積を大きくする工程と、 (9)内容積が大きくなった前記反応容器から薄膜が形
成された前記被塗膜基板を取り出す工程とを備えた薄膜
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35026293A JPH07201752A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35026293A JPH07201752A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201752A true JPH07201752A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18409318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35026293A Pending JPH07201752A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07201752A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008192642A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-21 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置 |
| JP2010538168A (ja) * | 2007-09-06 | 2010-12-09 | インターモレキュラー,インク. | 複数領域処理システム及びヘッド |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP35026293A patent/JPH07201752A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008192642A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-21 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置 |
| US8349085B2 (en) | 2007-01-31 | 2013-01-08 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus |
| JP2010538168A (ja) * | 2007-09-06 | 2010-12-09 | インターモレキュラー,インク. | 複数領域処理システム及びヘッド |
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