JPH08107072A - 薄膜形成装置および薄膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 膜厚の均一化を図ることができる薄膜形成装
置を得ることを目的とする。 【構成】 この発明は、チャンバ内のウエハステージ３
１に装着されたウエハ２８の表面に向けて反応ガスを供
給し、熱化学反応によりウエハ２８の表面に薄膜を形成
する薄膜形成装置において、ウエハステージ３１の外周
に沿ってリング状に形成され反応後の残りガスを外部に
排出する排気通路２４を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ウエハの表面に向け
て反応ガスを供給し、熱化学反応によりウエハ表面に所
望の薄膜を形成する薄膜形成装置および薄膜形成方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の枚葉式薄膜形成装置の一例
を示す側断面図であり、チャンバ１内の上部中央部に
は、スリット２を有するガスヘッド３が配設されてい
る。ガスヘッド３は、反応ガス導入部４に接続されてい
るとともに、ウエハ（図示せず）を載置するウエハステ
ージ５と一定の間隔をおいて対向している。チャンバ１
の下部には排気口６が設けられている。

【０００３】上記の枚葉式薄膜形成装置では、反応ガス
導入部４からチャンバ１内に導入された反応ガスは、ス
リット２からウエハの表面に流され、その表面およびそ
の近傍では熱化学反応を起こし、ウエハの表面には反応
生成物が成長して所望の膜が形成される。そして、反応
後のガスは排気口６から外部に排出される。

【０００４】図５は枚葉式薄膜形成装置の他の例を示す
側断面図であり、チャンバ１１内の上部中央部には、反
応ガス導入部１２が設けられている。チャンバ１１内に
は、反応ガス導入部１２に対向しているとともにウエハ
１３を載置するウエハステージ１４が配設されている。
ウエハステージ１４はベアリング１５を介してホルダ１
６に支持されている。チャンバ１１の底面中央部には排
気口１７が設けられている。

【０００５】この枚葉式薄膜形成装置では、反応ガス導
入部１２からチャンバ１１内に導入された反応ガスは、
ウエハ１３の表面に流され、その表面およびその近傍で
は熱化学反応を起こし、ウエハ１３の表面には反応生成
物が成長して所望の膜が形成される。そして、反応後の
ガスは排気口１７から外部に排出される。膜の形成中、
ウエハステージ１４は回転され、ウエハ１３の表面の周
方向に対する反応ガスの流量が平均化されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】第１の従来例では、反
応ガス導入部３にスリット２を形成したことにより、反
応ガスはウエハの表面全体に均一に流れるように配慮し
ているものの、排気口６はチャンバ１の下部側面に対向
して形成されており、反応後の残りガスはチャンバ１の
外部に偏って排出されており、そのため反応ガスがウエ
ハの表面全体に均一に流れず、ウエハの表面全体に形成
される膜が均一な膜厚にならないという課題があった。

【０００７】また、第２の従来例では、ウエハステージ
１４の回転によりウエハ１３の表面の周方向の反応ガス
の流量が平均化され、膜厚の均一化が図られているもの
の、チャンバ１１内にはベアリング１５等の可動部が存
在するので、ベアリング１５の摩耗等による異物が発
生、舞い上がりウエハ１３の表面に付着し、膜付きウエ
ハの歩留まりが低いという課題があった。

【０００８】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたもので、膜厚の均一化が図られ、また膜厚の均
一化が図られるとともに膜付きウエハの歩留まりが高い
薄膜形成装置および薄膜形成方法を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１の薄
膜形成装置は、ウエハステージの外周に沿ってリング状
に形成され反応後の残りガスをチャンバの外部に排出す
る排気通路を備えたものである。

【００１０】この発明の請求項２の薄膜形成装置は、チ
ャンバの外側に配設された回転部ケースと、この回転部
ケース内にシール手段を介して回転可能に配設されてい
るとともにウエハステージに接続されウエハを回転させ
るウエハ回転部とを備えたものである。

【００１１】この発明の請求項３の薄膜形成装置は、ウ
エハステージの下面に対して突出可能に設けられ、先端
部の爪部でウエハステージの下面に配設されたウエハの
外周縁を押圧、支持してウエハをウエハステージに装着
するホルダを備えたものである。

【００１２】この発明の請求項４の薄膜形成装置は、請
求項１、請求項２または請求項３のいずれかに記載の薄
膜形成装置において、ウエハステージに対向して上下動
可能に配設されているとともにウエハに向けて反応ガス
を供給する反応ガス導入部と、このガス導入部に取り付
けられ反応ガス導入部の上下動によりチャンバのウエハ
搬入部を開閉するカバーとを備えたものである。

【００１３】この発明の請求項５の薄膜形成装置は、請
求項４記載の薄膜形成装置において、排気通路の一部を
カバーで構成したものである。

【００１４】この発明の請求項６の薄膜形成装置は、請
求項４記載の薄膜形成装置において、反応ガス導入部お
よびウエハステージの一方をバイアス電極とし、他方を
アース電極としたものである。

【００１５】この発明の請求項７の薄膜形成装置は、請
求項４または請求項６記載の薄膜形成装置において、反
応ガス導入部に反応ガス導入部の温度を調整する温度調
整手段を設けたものである。

【００１６】この発明の請求項８の薄膜形成装置は、請
求項１、請求項２、請求項３、請求項４および請求項６
のいずれかに記載の薄膜形成装置において、表面に凹部
が形成されているとともに、凹部内に不活性ガスを導く
不活性ガス導入孔を有するウエハステージを備え、前記
凹部に不活性ガスを封入するように凹部にウエハを覆っ
て、前記ウエハステージにウエハを装着するようにした
ものである。

【００１７】この発明の請求項９の薄膜形成装置は、請
求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項６およ
び請求項８のいずれかに記載の薄膜形成装置において、
ウエハステージに空隙部を有してヒータを隣接し、空隙
部には不活性ガスを供給するようになっているものであ
る。

【００１８】この発明の請求項１０の薄膜形成方法は、
チャンバ内のウエハステージにウエハを装着した後、前
記ウエハの表面に向けて反応ガスを供給してウエハの表
面に薄膜を形成し、反応後の残りガスを前記ウエハステ
ージの外周に沿ってリング状に形成された排気通路から
チャンバの外部に排出するものである。

【００１９】この発明の請求項１１の薄膜形成方法は、
チャンバ内のウエハステージにウエハを装着した後、前
記チャンバの外側に配設された回転部ケース内にシール
手段を介して回転可能に配設されているウエハ回転部を
回転させて前記ウエハステージとともに前記ウエハを回
転させながらウエハの表面に向けて反応ガスを供給し
て、ウエハの表面に薄膜を形成するものである。

【００２０】この発明の請求項１２の薄膜形成方法は、
チャンバ内のウエハステージの下面に対して突出可能に
設けられたホルダの先端部の爪部でウエハの外周縁を押
圧、支持して、ウエハステージにウエハを装着した後、
ウエハの表面に向けて反応ガスを供給して、熱化学反応
により前記ウエハの表面に薄膜を形成するものである。

【００２１】

【作用】この発明の請求項１の薄膜形成装置では、ウエ
ハステージの外周に沿ってリング状に形成され反応後の
残りガスをチャンバの外部に排出する排気通路を備えた
ので、残りガスは偏ることなく均一に排気通路からチャ
ンバの外部に排出される。

【００２２】この発明の請求項２の薄膜形成装置では、
ウエハが回転した状態で反応ガスがウエハに向けて供給
されるので、ウエハの表面の周方向に対する反応ガスの
流量は均一化される。また、摩耗等により異物の生じ易
いシール手段はチャンバの外部に配設されているので、
チャンバ内のウエハはシール手段による異物の影響を受
けない。

【００２３】この発明の請求項３の薄膜形成装置では、
ホルダの爪部がウエハの外周縁を押圧、支持して、ウエ
ハステージの下面にウエハを確実に装着し、ウエハステ
ージからウエハに熱は伝達される。

【００２４】この発明の請求項４の薄膜形成装置では、
請求項１、請求項２または請求項３のいずれかに記載の
薄膜形成装置において、ウエハステージに対向して上下
動可能に配設されているとともにウエハに向けて反応ガ
スを供給する反応ガス導入部と、この反応ガス導入部に
取り付けられ反応ガス導入部の上下動によりチャンバの
ウエハ搬入部を開閉するカバーとを備えたので、ウエハ
の膜形成時には、ウエハ搬入部はカバーにより閉じら
れ、ウエハ搬入部に膜が形成されるようなことはない。

【００２５】この発明の請求項５の薄膜形成装置では、
請求項４記載の薄膜形成装置において、カバーを排気通
路の一部として構成したので、部材点数を削減すること
ができる。

【００２６】この発明の請求項６の薄膜形成装置では、
請求項４記載の薄膜形成装置において、ウエハステージ
と反応ガス導入部との間でプラズマを発生させウエハス
テージ上の膜を除去するようにしたので、ウエハステー
ジ上の膜は短時間に簡単に除去される。

【００２７】この発明の請求項７の薄膜形成装置では、
請求項４または請求項６記載の薄膜形成装置において、
反応ガス導入部に反応ガス導入部の温度を調整する温度
調整手段を設けたので、成膜時において反応ガス導入部
の温度を適正の温度に調整することができる。

【００２８】この発明の請求項８の薄膜形成装置では、
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４および請求項
６のいずれかに記載の薄膜形成装置において、表面に凹
部が形成されているとともに、凹部内に不活性ガスを導
く不活性ガス導入孔を有するウエハステージを備えたの
で、凹部を覆ったウエハにより封入された不活性ガスに
よりウエハステージからの熱は偏ることなくウエハに伝
わる。

【００２９】この発明の請求項９の薄膜形成装置では、
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項６お
よび請求項８のいずれかに記載の薄膜形成装置におい
て、ウエハステージに空隙部を有してヒータを隣接し、
空隙部に不活性ガスを供給するようにしたので、ヒータ
からの熱は偏ることなくウエハステージに伝わり、また
空隙部内への反応ガスの侵入を防ぐことができる。

【００３０】この発明の請求項１０の薄膜形成方法で
は、チャンバ内のウエハステージにウエハを装着した
後、ウエハの表面に向けて反応ガスを供給してウエハの
表面に薄膜を形成し、反応後の残りガスを、前記ウエハ
ステージの外周に沿ってリング状に形成された排気通路
からチャンバの外部に排出する。

【００３１】この発明の請求項１１の薄膜形成方法で
は、チャンバ内のウエハステージにウエハを装着した
後、前記チャンバの外側の回転部ケース内にシール手段
を介して回転可能に配設されているウエハ回転部を回転
させて前記ウエハステージとともに前記ウエハを回転さ
せながらウエハの表面に向けて反応ガスを供給して、ウ
エハの表面に薄膜を形成したので、ウエハの表面の周方
向に対する反応ガスの流量は均一化され、またチャンバ
内のウエハはシール手段による異物の影響を受けない。

【００３２】この発明の請求項１２の薄膜形成方法で
は、チャンバ内のウエハステージの下面に対して突出可
能に設けられたホルダの先端部の爪部でウエハの外周縁
を押圧、支持して、ウエハステージにウエハを装着した
後、ウエハの表面に向けて反応ガスを供給して、熱化学
反応により前記ウエハの表面に薄膜を形成したので、ウ
エハはウエハステージに確実に装着され、ウエハステー
ジからは確実にウエハに熱伝導される。

【００３３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の一実施例を示す断面図、図２は図
１の要部拡大図であり、ケース２２には、ケース２２と
ともに真空のチャンバを構成するフランジ２１が固着さ
れている。ケース２２の上部には排気室２３、排気通路
２４を介して反応室２５に連通する排気口２６が形成さ
れている。ケース２２の中間部には反応室２５内にウエ
ハ２８を搬入するウエハ搬入部２７が形成されている。
ケース２２の底面にはベローズ２９を介して絶縁カバー
３０が設けられている。

【００３４】反応室２５内には、下面にリング状の突起
部３１ａにより凹部３１ｃが形成されているとともに中
心部に不活性ガス導入孔３１ｂが形成されているウエハ
ステージ３１が配設されている。ウエハステージ３１上
にはウエハステージ３１を加熱するためのヒータ３２が
リング６０により空隙部６１を有して隣接されている。
ヒータ３２上にはヒータ３２を囲む円筒状のヒートカバ
ー３３により支持された熱遮蔽板３４が設けられてお
り、このヒータ３２、ヒートカバー３３および熱遮蔽板
３４によりヒータ室５０が形成されている。熱遮蔽板３
４上には周縁部に空間部を有して冷却板３５が積み重ね
られている。なお、この冷却板３５の内部には冷媒通路
（図示せず）が形成されており、この冷媒通路と冷媒ユ
ニット（図示せず）との間で冷媒が循環して、冷却板３
５が冷却される。ウエハステージ３１の周縁部にはウエ
ハステージ３１に対して突出可能に等間隔で３本のホル
ダ３６が配設されている。ホルダ３６の先端部にはウエ
ハ２８の周縁部を押圧、支持する爪部３６ａが形成され
ている。

【００３５】フランジ２１上には回転部ケース３７がウ
エハステージ３１と同心上に取り付けられている。回転
部ケース３７内にはシール手段である磁性流体シール３
９を介してウエハ回転部３８が回転可能に設けられてい
る。ウエハ回転部３８には先端部に爪部３６ａを有する
ホルダ３６が貫通して設けられている。また、ウエハ回
転部３８の軸線には不活性ガス導入孔３１ｂに連通して
おり、凹部３１ｃ内に不活性ガスであるＨｅガスを導入
する第１のガス導入部４０が設けられている。ウエハ回
転部３８の第１のガス導入部４０の近傍にはヒータ室５
０内および空隙部６１内に不活性ガスであるＮ₂ガスを
導入する第２のガス導入部４１が設けられている。この
Ｎ₂ガスにより、ヒータ室５０内および空隙部６１内に
反応ガスが侵入することは防止され、またヒータ３２か
らの熱は熱対流によってもウエハステージ３１に伝達さ
れ、ウエハステージ３１では均一な温度分布となる。

【００３６】ウエハ回転部３８上には、ホルダ３６の端
部に接続され爪部３６ａを上下動させる爪駆動ユニット
４２が配設されている。ウエハ回転部３８は、図示しな
い回転駆動ユニットにより、ウエハステージ３１、ヒー
タ３２、ヒートカバー３３、熱遮蔽板３４、冷却板３５
およびホルダ３６とともに同時に回転するようになって
いる。なお、ウエハ回転部３８の回転により摩耗し易い
磁性流体シール３９はケース２２の外部に設けられてお
り、摩耗等により生じた異物がケース２２内に入り込む
ようなことはない。ウエハ２８を加熱するヒータ３２か
らの熱は、フランジ２１に向けても伝達されるが、その
熱伝達経路の途中にある熱遮蔽板３４、冷却板３５によ
り熱伝達は妨げられ、約８００℃のヒータ３２の温度に
対してフランジ２１の温度は８０℃以下に制御されてい
る。従って、フランジ２１上の磁性流体シール３９の温
度は８０℃以下であり、蒸発した磁性流体が反応室２５
内に入り込むようなことはない。

【００３７】絶縁カバー３０には支柱４３の一端が接続
されており、支柱４３の他端に接続された駆動部（図示
せず）により支柱４３は上下動可能になっている。絶縁
カバー３０の上部には反応ガス導入部４４が設けられて
いる。反応ガス導入部４４の上面には途中から末広がり
の拡大部４５ａを有しウエハ搬入部２７の開閉を可能に
するカバー４５が取り付けられている。カバー４５の拡
大部４５ａは、ウエハステージ３１の外周に沿ってリン
グ状に形成された排気通路２４の一部を構成している。
絶縁カバー３０、反応ガス導入部４４およびカバー４５
には第１の反応ガス導入管４６ａ、第２の反応ガス導入
管４６ｂが貫通しており、それらの先端部は反応室２５
に臨んでいる。反応ガス導入部４４には冷媒流路４７が
形成され、この冷媒流路４７は循環配管４８により温度
調節部ユニット４９と接続されている。また、反応ガス
導入部４４には高周波導入部５３が接続されている。冷
媒流路４７、循環配管４８および温度調節部ユニット４
９により温度調整手段を構成している。

【００３８】なお、ケース２２の上部には第３のガス導
入部５２が設けられており、この第３のガス導入部５２
からケース２２内に導入された不活性ガスであるＮ₂ガ
スは、ウエハステージ３１とケース２２との間の隙間を
通じて排気通路２４、排気室２３および排気口２６から
外部に排出され、反応室２５内の反応ガスが隙間を通じ
てヒータ室５０内に侵入し、また冷却板３５側に流入す
るのを防止している。なお、このＮ₂ガスはウエハ２８
の表面上に回り込むことはなく、ケース２２の外部に排
出されるため成膜プロセスに悪影響を与えない。また、
ケース２２の下部には第４のガス導入部５４が設けられ
ており、この第４のガス導入部５４からケース２２内に
導入されたＮ₂ガスは、ケース２２とカバー４５との間
の隙間を通じて排気通路２４、排気室２３、および排気
口２６からケース２２の外部に排出され、反応室２５内
の反応ガスが隙間を通じて反応ガス導入部４４側に流入
するのを防止している。

【００３９】次に、上記構成の枚葉式薄膜形成装置の動
作について図３に基づいて説明する。最初に支柱４３に
接続された駆動部の駆動により、支柱１４は下動し（ス
テップＳ１）、それに合わせて絶縁カバー３０、反応ガ
ス導入部４４およびカバー４５が降下し、ウエハ搬入部
２７が開口する（ステップＳ２）。その後、ホルダ３６
の下動により爪部３６ａが降下し（ステップＳ３）、ロ
ボット（図示せず）がウエハ搬入部２７に進入して、ウ
エハ２８がウエハステージ３１の下方に移される（ステ
ップＳ４）。

【００４０】次に、爪部３６ａが上昇し（ステップＳ
５）、ウエハステージ３１の突起部３１ａにウエハ２８
が押圧してウエハ２８がウエハステージ３１に装着され
る。各爪部３６ａの押圧力はそれぞれ１５０ｇ〜３００
ｇの範囲で制御され、また押圧力のばらつきは±（１０
ｇ〜２０ｇ）の範囲内に抑えられており、ウエハ２８は
ウエハステージ３１に確実に装着される。

【００４１】ウエハ２８がウエハステージ３１に装着し
た後、ロボットはウエハ搬入部２７から後退する（ステ
ップＳ６）。その次に、ウエハ回転部３８の回転により
ウエハステージ３１、ウエハ２８の回転が開始され（ス
テップＳ７）、また支柱１４は上昇し、それに合わせて
反応ガス導入部４４およびカバー４５は上昇し、カバー
４５はウエハ搬入部２７を閉じる（ステップＳ８）。

【００４２】次に、第１のガス導入部４０、不活性ガス
導入孔３１ｂを通じて凹部３１ｃ内にＨｅガスを導入す
る（ステップＳ９）。Ｈｅガスはウエハ２８で覆われた
凹部３１ｃ内で封入され、ウエハステージ３１とウエハ
２８との間に熱伝導度の高いＨｅガスが介在したことに
なり、ヒータ３２からの熱で高温のウエハステージ３１
からの熱は、熱伝導、熱対流および輻射熱によりウエハ
２８に伝達され、ウエハ２８の温度分布は均一化され
る。また、第１の反応ガス導入管４６ａから反応ガスで
あるジクロールシランを、第２の反応ガス導入管４６ｂ
から反応ガスであるアンモニアを反応室２５内に導入す
る（ステップＳ１０）。

【００４３】反応ガスは混合しながらウエハ２８に向か
って進行した後、ウエハ２８の表面近傍でウエハ２８の
外周に向かう径方向の流れとなり、またその表面では、
反応ガスはウエハ２８の表面に対して周方向に相対的な
流れが生じ、ウエハ２８の表面には熱化学反応により所
望の薄膜が形成されていく。なお、成膜時、ウエハ搬入
部２７はカバー４５により閉じられており、ウエハ搬入
部２７内に膜が形成されるようなことはない。

【００４４】その間、未反応ガス等の残りガスは、排気
通路２４、排気室２３を通じて排気口２６からケース２
２の外部に排出される。なお、排気通路２４はウエハス
テージ３１の外側全周にわたって同一開口面積であり、
また排気口２６の断面積は排気通路２４の開口面積より
も大きくなっており、残りガスは偏ることなく周方向に
おいて均一流量で排気通路２４、排気口２６から外部に
排出される。なお、残りガスをより円滑に外部に排出す
るにはカバー４５の断面形状を滑らかな曲線にすればよ
り好ましいが、加工上の容易性からカバー４５の途中か
ら折曲して拡大部４５ａを形成している。

【００４５】また、ウエハ２８の成膜時には、反応ガス
導入部４４は温度調節ユニット４９で冷却された冷媒が
循環配管４８により、冷媒通路４７と温度調節ユニット
４９との間を循環し、ウエハステージ３１からの輻射熱
でガス導入部４４が温度上昇するのを防止しており、反
応ガス導入部４４の近傍で反応ガスの熱化学反応が進行
するのを防止している。また、反応ガス導入部４４の冷
却によりカバー４５も冷却されることになり、成膜時に
カバー４５に膜が生成することも抑制される。

【００４６】所定の成膜時間経過後（ステップＳ１
１）、反応室２５内への反応ガスの導入を停止し（ステ
ップＳ１２）、その後も、反応室２５内の残りガスを引
き続き排気通路２４、排気室２３を通じて排気口２６か
ら外部に排出する（ステップＳ１３）。反応室２５内か
ら残りガスを外部に排出した後、ウエハ回転部３８の回
転を停止し、ウエハステージ３１、ウエハ２８の回転が
停止する（ステップＳ１４）。引き続き、支柱１４は下
動し（ステップ１５）、ウエハ搬入部２７が開口する
（ステップ１６）。

【００４７】次に、ロボットがウエハ搬入部２７に進入
し（ステップＳ１７）、その後ホルダ３６の下動により
爪部３６ａが降下する（ステップＳ１８）。次に、ロボ
ットはウエハ２８を把持して、ウエハ搬入部２７から後
退し（ステップＳ１９）、また爪部３６ａが上昇して
（ステップＳ２０）、ウエハ２８の成膜工程は終了す
る。

【００４８】ところで、ウエハ２８の成膜を行うとき、
ウエハステージ３１にも膜が形成され、この膜を除去す
るためプラズマクリーニングが実施される。プラズマク
リーニング時には、クリーニングガスを反応ガス導入管
４６ａから反応室２５内に導入し、反応ガス導入部４４
をバイアス電極である高周波電極とし、またウエハステ
ージ３１をアース電極として、高周波導入部５３で反応
ガス導入部４４を印加して反応ガス導入部４４とウエハ
ステージ３１との間でプラズマを発生させ、ウエハステ
ージ３１上の生成膜を除去する。

【００４９】なお、ウエハステージ３１のプラズマクリ
ーニング時にも、反応ガス導入部４４は冷却されてお
り、例えば反応ガス導入部４４を貫通するガス導入管４
６ａ、４６ｂをシールするシールリングがプラズマ放電
時に発生する高熱で破損するのを防止している。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１の薄膜形成装置によれば、ウエハステージの外周に沿
ってリング状に形成され反応後の残りガスを外部に排出
する排気通路を備えたので、残りガスは排気通路の一箇
所に偏ることなく、確実に排気通路からチャンバの外部
に排出されるので、ウエハに対する反応ガスの流れの偏
りは防止され、従ってウエハの全面にわたって成膜速度
の均一化が図られ、膜厚が等しい膜付きウエハを製造す
ることができる効果がある。

【００５１】また、この発明の請求項２の薄膜形成装置
によれば、ウエハが回転した状態で反応ガスがウエハに
向けて供給されるので、ウエハの表面の周方向に対する
反応ガスの流量は均一化され、ウエハの周方向に沿って
成膜速度が一定化され、膜厚の均一化を図ることができ
る効果がある。また、摩耗等により異物の生じ易いシー
ル手段はチャンバの外部に配設されているので、チャン
バ内のウエハはシール手段による異物の影響を受けず、
ウエハ表面に異物が付着する割合も低下し、良質な膜付
きウエハを製造することができる効果がある。

【００５２】また、この発明の請求項３の薄膜形成装置
によれば、ホルダの爪部によりウエハの外周縁を押圧、
支持してウエハステージの下面にウエハを装着するよう
にしたので、ウエハは確実に支持されるとともに、ウエ
ハステージの熱はウエハに確実に伝達され、ウエハの表
面では熱化学反応により所定の膜厚を有する膜付きウエ
ハを製造することができる効果がある。

【００５３】また、この発明の請求項４の薄膜形成装置
によれば、請求項１、請求項２または請求項３のいずれ
かに記載の薄膜形成装置において、ウエハステージに対
向して上下動可能に配設されているとともにウエハに向
けて反応ガスを供給する反応ガス導入部と、この反応ガ
ス導入部に取り付けられ反応ガス導入部の上下動により
チャンバのウエハ搬入部を開閉するカバーとを備えたの
で、請求項１、請求項２、請求項３に記載の発明により
得られる効果に加えて、ウエハの成膜時には、ウエハ搬
入部はカバーにより閉じられ、ウエハ搬入部に膜が形成
されるようなことは防止され、ウエハ搬入部の膜が飛散
してウエハ表面に異物が付着するようなことは避けら
れ、異物付きの膜付きウエハの割合は低下し、品質の良
い膜付きウエハを製造することができる効果もある。

【００５４】また、この発明の請求項５の薄膜形成装置
によれば、請求項４記載の薄膜形成装置において、カバ
ーを排気通路の一部として兼用しており、部品点数を削
減することができ、請求項４に記載の発明の効果に加え
て、低コストで薄膜形成装置を製造することができる効
果もある。

【００５５】また、この発明の請求項６の薄膜形成装置
によれば、請求項４記載の薄膜形成装置において、ウエ
ハステージと反応ガス導入部との間でプラズマを発生さ
せウエハステージ上の膜を除去するようにしたので、請
求項４に記載の発明の効果に加えて、ウエハステージ上
の膜は短時間に簡単に除去され、ウエハステージのクリ
ーニングを簡単に行うことができる効果もある。

【００５６】また、この発明の請求項７の薄膜形成装置
によれば、請求項４または請求項６記載の薄膜形成装置
において、反応ガス導入部に反応ガス導入部の温度を調
整する温度調整手段を設けたので、成膜時において反応
ガス導入部の温度を適正な温度に調整することができ、
請求項４または請求項６記載の発明の効果に加えて、反
応ガス導入部の近傍で反応ガスの熱化学反応が進むよう
なことはなく、ウエハの表面およびその近傍で熱化学反
応が進み、反応ガスの反応効率が向上するという効果も
ある。

【００５７】また、この発明の請求項８の薄膜形成装置
によれば、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４お
よび請求項６のいずれかに記載の薄膜形成装置におい
て、表面に凹部が形成されているとともに、凹部内に不
活性ガスを導く不活性ガス導入孔を有するウエハステー
ジを備えたので、請求項１、請求項２、請求項３、請求
項４および請求項６のいずれかに記載の発明の効果に加
えて、凹部に封入された不活性ガスによりウエハの温度
分布が均一化され、ウエハの全面にわたって成膜速度が
より均一となり、より膜厚が等しい膜付きウエハを製造
することができる効果もある。

【００５８】また、この発明の請求項９の薄膜形成装置
によれば、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、
請求項６および請求項８のいずれかに記載の薄膜形成装
置において、ウエハステージに空隙部を有してヒータを
隣接し、空隙部には不活性ガスを供給するようになって
いるので、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、
請求項６および請求項８のいずれかに記載の発明の効果
に加えて、空隙部に供給された不活性ガスによりウエハ
ステージの温度分布は均一化され、膜厚がより均一化さ
れる効果がある。また、反応ガスが空隙部内に侵入して
空隙部内で膜が生成されるようなことが防止されるとい
う効果もある。

【００５９】また、この発明の請求項１０の薄膜形成装
置によれば、チャンバ内のウエハステージにウエハを装
着した後、ウエハの表面に向けて反応ガスを供給してウ
エハの表面に薄膜を形成し、反応後の残りガスをリング
状に形成された排気通路からチャンバの外部に排出する
ようにしたので、残りガスは偏ることなく均一に排気通
路からチャンバの外部に排出され、請求項１記載の発明
と同様の効果を得ることができる。

【００６０】また、この発明の請求項１１の薄膜形成方
法によれば、チャンバ内のウエハステージにウエハを装
着した後、前記チャンバの外側に配設された回転部ケー
ス内にシール手段を介して回転可能に配設されているウ
エハ回転部を回転させて前記ウエハステージとともに前
記ウエハを回転させながらウエハの表面に向けて反応ガ
スを供給して、ウエハの表面に薄膜を形成したので、ウ
エハの表面の周方向に対する反応ガスの流量は均一化さ
れ、またチャンバ内のウエハは異物の影響を受けなくて
すみ、請求項２記載の発明と同様な効果を得ることがで
きる。

【００６１】また、この発明の請求項１２の薄膜形成方
法によれば、チャンバ内のウエハステージの下面に対し
て突出可能に設けられたホルダの先端部の爪部でウエハ
の外周縁を押圧、支持して、ウエハステージにウエハを
装着した後、ウエハの表面に向けて反応ガスを供給し
て、熱化学反応により前記ウエハの表面に薄膜を形成し
たので、成膜時ウエハはウエハステージに安定して装着
され、ウエハステージからは確実にウエハに熱伝導さ
れ、請求項３記載の発明と同様な効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例を示す側断面図である。

【図２】 図１の要部断面図である。

【図３】 膜付きウエハの製造手順を示すフローチャー
ト図である。

【図４】 従来の薄膜形成装置の一例を示す側断面図で
ある。

【図５】 従来の薄膜形成装置の他の例を示す側断面図
である。

【符号の説明】

２１ フランジ、２２ケース、２４排気通路、２７ ウ
エハ搬入部、２８ ウエハ、３１ ウエハステージ、３
１ｂ 不活性ガス導入孔、３１ｃ 凹部、３２ヒータ、
３６ ホルダ、３６ａ 爪部、３７ 回転部ケース、３
８ ウエハ回転部、３９ 磁性流体シール、４０ 第１
のガス導入部、４１ 第２のガス導入部、４３ 支柱、
４４ 反応ガス導入部、４５ カバー、４６ 反応ガス
導入管、５３ 高周波導入部、６０ リング、６１ 空
隙部。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバ内のウエハステージに装着され
   たウエハの表面に向けて反応ガスを供給し、熱化学反応
   により前記ウエハの表面に薄膜を形成する薄膜形成装置
   において、前記ウエハステージの外周に沿ってリング状
   に形成され反応後の残りガスを前記チャンバの外部に排
   出する排気通路を備えたことを特徴とする薄膜形成装
   置。
2. 【請求項２】 チャンバ内のウエハステージに装着され
   たウエハの表面に向けて反応ガスを供給し、熱化学反応
   によりウエハの表面に薄膜を形成する薄膜形成装置にお
   いて、前記チャンバの外側に配設された回転部ケース
   と、この回転部ケース内にシール手段を介して回転可能
   に配設されているとともに前記ウエハステージに接続さ
   れ前記ウエハを回転させるウエハ回転部とを備えたこと
   を特徴とする薄膜形成装置。
3. 【請求項３】 チャンバ内のウエハステージに装着され
   たウエハの表面に向けて反応ガスを供給し、熱化学反応
   によりウエハの表面に薄膜を形成する薄膜形成装置にお
   いて、前記ウエハステージの下面に対して突出可能に設
   けられ先端部の爪部でウエハステージの下面に配設され
   た前記ウエハの外周縁を押圧、支持するホルダを備えた
   ことを特徴とする薄膜形成装置。
4. 【請求項４】 チャンバ内のウエハステージに対向して
   上下動可能に配設されているとともにウエハに向けて反
   応ガスを供給する反応ガス導入部と、この反応ガス導入
   部に取り付けられ反応ガス導入部の上下動により前記チ
   ャンバのウエハ搬入部を開閉するカバーとを備えたこと
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
   の薄膜形成装置。
5. 【請求項５】 カバーは排気通路の一部を構成すること
   を特徴とする請求項４に記載の薄膜形成装置。
6. 【請求項６】 反応ガス導入部およびウエハステージの
   一方をバイアス電極とし、他方をアース電極として、ウ
   エハステージと反応ガスガス導入部との間でプラズマを
   発生させるようにしたことを特徴とする請求項４記載の
   薄膜形成装置。
7. 【請求項７】 反応ガス導入部に反応ガス導入部の温度
   を調整する温度調整手段を設けたことを特徴とする請求
   項４または請求項６記載の薄膜形成装置。
8. 【請求項８】 表面に凹部が形成されているとともに、
   凹部内に不活性ガスを導く不活性ガス導入孔を有するウ
   エハステージを備えており、前記凹部に前記不活性ガス
   を封入するように前記凹部をウエハで覆って、前記ウエ
   ハステージにウエハを装着することを特徴とする請求項
   １、請求項２、請求項３、請求項４および請求項６のい
   ずれかに記載の薄膜形成装置。
9. 【請求項９】 ウエハステージに空隙部を有してヒータ
   が隣接され、空隙部には不活性ガスが供給されるように
   なっていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求
   項３、請求項４、請求項６および請求項８のいずれかに
   記載の薄膜形成装置。
10. 【請求項１０】 チャンバ内のウエハステージにウエハ
    を装着した後、ウエハの表面に向けて反応ガスを供給し
    て、熱化学反応により前記ウエハの表面に薄膜を形成す
    るとともに、前記ウエハステージの外周に沿ってリング
    状に形成された排気通路から反応後の残りガスを前記チ
    ァンバの外部に排出することを特徴とする薄膜形成方
    法。
11. 【請求項１１】 チャンバ内のウエハステージにウエハ
    を装着した後、前記チャンバの外側に配設された回転部
    ケース内にシール手段を介して回転可能に配設されてい
    るウエハ回転部を回転させて前記ウエハステージととも
    に前記ウエハを回転させながらウエハの表面に向けて反
    応ガスを供給して、ウエハの表面に薄膜を形成すること
    を特徴とする薄膜形成方法。
12. 【請求項１２】 チャンバ内のウエハステージの下面に
    対して突出可能に設けられたホルダの先端部の爪部でウ
    エハの外周縁を押圧、支持して、ウエハステージにウエ
    ハを装着した後、ウエハの表面に向けて反応ガスを供給
    して、熱化学反応により前記ウエハの表面に薄膜を形成
    することを特徴とする薄膜形成方法。