JPS60198831A - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
- Publication number
- JPS60198831A JPS60198831A JP59055728A JP5572884A JPS60198831A JP S60198831 A JPS60198831 A JP S60198831A JP 59055728 A JP59055728 A JP 59055728A JP 5572884 A JP5572884 A JP 5572884A JP S60198831 A JPS60198831 A JP S60198831A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass tube
- vessel
- heaters
- wafers
- peripheral wall
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は半々享体製造装置に係シ、半導体基板への薄膜
形成装置に関するｄ 〔従来技術〕 半導体基板、特にシリコン半導体基板上に形成する集積
回路は高集積化、大容量化の方向を辿シメモリ素子の様
な集積回路ではメモリ容量が２５６にビットから１Ｍビ
ット又はそれ以上へと増大してきている。この様な素子
の大容量化の中にあっては歩留シやコストの点でチップ
サイズの縮小やウェーハの大口径化が必要となってくる
。又ウェーハ処理は大口径ウェーハ処理のために一度に
数枚処理する枚葉処理の方向に向っている。
形成装置に関するｄ 〔従来技術〕 半導体基板、特にシリコン半導体基板上に形成する集積
回路は高集積化、大容量化の方向を辿シメモリ素子の様
な集積回路ではメモリ容量が２５６にビットから１Ｍビ
ット又はそれ以上へと増大してきている。この様な素子
の大容量化の中にあっては歩留シやコストの点でチップ
サイズの縮小やウェーハの大口径化が必要となってくる
。又ウェーハ処理は大口径ウェーハ処理のために一度に
数枚処理する枚葉処理の方向に向っている。
半導体集積回路の製造には薄膜形成プロセスやそれをエ
ツチングするプロセスが多用されるが、薄膜形成により
膜と基板間に応力が発生し、このためにウェーハにそり
を生ずる。特にシリコン基板の熱酸化プロセスでは酸化
膜と基板の間で約１０″ｔｌｕｙｖ／ｃｒｉの応力が加
わり、ウェーハロ径が５インチのものではウェーハ中心
とウェーハ端では０．１ｍｍ程度のそシを生じ、更に大
口径化するに従がいそｐが大きくなる。基板のそ９は微
細パターンを形成する目合せ工程において予め設定した
焦点では基板上のレジストに露光されなくなり、目合わ
せが予定通り行なわれなくなる等の現象を引き起こすた
め極力小さい方が望ましい。
ツチングするプロセスが多用されるが、薄膜形成により
膜と基板間に応力が発生し、このためにウェーハにそり
を生ずる。特にシリコン基板の熱酸化プロセスでは酸化
膜と基板の間で約１０″ｔｌｕｙｖ／ｃｒｉの応力が加
わり、ウェーハロ径が５インチのものではウェーハ中心
とウェーハ端では０．１ｍｍ程度のそシを生じ、更に大
口径化するに従がいそｐが大きくなる。基板のそ９は微
細パターンを形成する目合せ工程において予め設定した
焦点では基板上のレジストに露光されなくなり、目合わ
せが予定通り行なわれなくなる等の現象を引き起こすた
め極力小さい方が望ましい。
ところで化学気相成長法は、原料の熱分解により所望の
物質を堆積させる方法、プラズマにより分解させる方法
、光分解によシ堆積させる方法がある。化学気相成長法
による薄膜形成はウェー７・の表面に物質が堆積するた
めにウェーハの歪を小さく抑えることが出来、大口径基
板を用いた半導体装置製造に適した工程である。
物質を堆積させる方法、プラズマにより分解させる方法
、光分解によシ堆積させる方法がある。化学気相成長法
による薄膜形成はウェー７・の表面に物質が堆積するた
めにウェーハの歪を小さく抑えることが出来、大口径基
板を用いた半導体装置製造に適した工程である。
半導体製造プロセスは不純物分布の正確な制御のために
低温プロセス化が必要とされており、この観点から熱エ
ネルギーの一部をプラズマ又は光エネルギーを用いて低
温薄膜形成することは有効である。特に光化学気相成長
はプラズマ化学気相成長にある様なプラズマ損傷が少な
く、一般に形成した膜のリーク電流は小さくなる。例え
ばシリコン酸化膜の場合は、光気相成長による膜はプラ
ズマ気相成長による膜の１０００分の１のリーク電流で
ある。光化学気相成長はＨ（７増感を用いた水銀法では
Ｈ（７汚染、水銀を用いない所謂直接法では光の減衰が
著しく、紫外光源に近いところで分解生成物が窓に付着
し光の透過度が下がる等量産化が難しく、量産性を上げ
ることが出来なかった。又枚葉処理の際、半導体ウェー
ッ・を固定したまま一方からガスを流す方法では場所に
よシガス濃度が変わり、ウェーハ間での膜厚の偏差は避
けられなかった。紫外光を伴なった化学気相成長装置に
おいてこれらを解決する構造は未だにない。
低温プロセス化が必要とされており、この観点から熱エ
ネルギーの一部をプラズマ又は光エネルギーを用いて低
温薄膜形成することは有効である。特に光化学気相成長
はプラズマ化学気相成長にある様なプラズマ損傷が少な
く、一般に形成した膜のリーク電流は小さくなる。例え
ばシリコン酸化膜の場合は、光気相成長による膜はプラ
ズマ気相成長による膜の１０００分の１のリーク電流で
ある。光化学気相成長はＨ（７増感を用いた水銀法では
Ｈ（７汚染、水銀を用いない所謂直接法では光の減衰が
著しく、紫外光源に近いところで分解生成物が窓に付着
し光の透過度が下がる等量産化が難しく、量産性を上げ
ることが出来なかった。又枚葉処理の際、半導体ウェー
ッ・を固定したまま一方からガスを流す方法では場所に
よシガス濃度が変わり、ウェーハ間での膜厚の偏差は避
けられなかった。紫外光を伴なった化学気相成長装置に
おいてこれらを解決する構造は未だにない。
本発明の目的は上述の様な問題点を解決し、紫外光を伴
なった化学気相成長による量産性が高く、膜厚の偏差が
少ない薄膜形成装置を提供することにある。
なった化学気相成長による量産性が高く、膜厚の偏差が
少ない薄膜形成装置を提供することにある。
本発明は内部側壁に半導体基板をセットする円筒形中空
容器と、周面にガス拡散口を有し、かつ前記中空容器内
に配置した石英ガラス管と、該ガラス管内に設置した紫
外光源及び赤外線加熱器とからなり、石英管を中心とし
て中空容器を回転可能に支持させ、円筒形中空容器を回
転させつつ紫外光照射を伴なった化学気相成長を行なう
ようにしたことを特徴とする薄膜形成装置である・〔実
施例〕 次に本発明の実施例を、酸化珪素膜を形成する装置に適
用した場合について説明する。
容器と、周面にガス拡散口を有し、かつ前記中空容器内
に配置した石英ガラス管と、該ガラス管内に設置した紫
外光源及び赤外線加熱器とからなり、石英管を中心とし
て中空容器を回転可能に支持させ、円筒形中空容器を回
転させつつ紫外光照射を伴なった化学気相成長を行なう
ようにしたことを特徴とする薄膜形成装置である・〔実
施例〕 次に本発明の実施例を、酸化珪素膜を形成する装置に適
用した場合について説明する。
第１図、第２図、第４図において、円筒形中空容器１０
１を水平姿勢でその左右に回転用中空シャツｌ−１０１
ｃ、１０１＆を水平に取付け、該シャフト１ｏ１ａ。
１を水平姿勢でその左右に回転用中空シャツｌ−１０１
ｃ、１０１＆を水平に取付け、該シャフト１ｏ１ａ。
１０１ｂの両端テーバ部を軸受１２６ｃＬ、 １２６ｂ
の凹状テーパ部に嵌合支持させて、該容器１０１を回転
可能に設置する。ただし、第４図では右側のシャフト１
０１ｂを支える軸受１２６ｂのみを図示しているが、左
側のシャフトを支える軸受も同じ構造である・容器１０
１はジヨイント１０２部分で左右に開閉可能となってお
り、その開口部を通してウェーハの出入れ等を行う。ま
た、容器１０１には分解生成物が付着するので、その内
部には石英ガラスの内張９１０３を施されており、容器
１０１にはこれを回転するため、シャフト１０１ａ、、
１０１ｂ、 （７）ギヤ１１６にモータ１１７が連結
されている。
の凹状テーパ部に嵌合支持させて、該容器１０１を回転
可能に設置する。ただし、第４図では右側のシャフト１
０１ｂを支える軸受１２６ｂのみを図示しているが、左
側のシャフトを支える軸受も同じ構造である・容器１０
１はジヨイント１０２部分で左右に開閉可能となってお
り、その開口部を通してウェーハの出入れ等を行う。ま
た、容器１０１には分解生成物が付着するので、その内
部には石英ガラスの内張９１０３を施されており、容器
１０１にはこれを回転するため、シャフト１０１ａ、、
１０１ｂ、 （７）ギヤ１１６にモータ１１７が連結
されている。
容器１旧内の中央部には後述するシャツ） １２４ｃＬ
。
。
１２４ｂで支えて同芯上に円筒石英ガラス管１１ｏを設
置する。第３図に示すように石英ガラス管１１００局面
の一部を一定範囲にわたり外周上に断面口形に張９出さ
せ、該口部１１１の段部にガス拡散口１１２を横向きに
開口する。なお、実施例ではガス拡散口１１２を横向き
としたが、石英ガラス管１１０の周面に付着しようとす
る分解生成物を吹き払うことができればいずれの向きで
も良い。
置する。第３図に示すように石英ガラス管１１００局面
の一部を一定範囲にわたり外周上に断面口形に張９出さ
せ、該口部１１１の段部にガス拡散口１１２を横向きに
開口する。なお、実施例ではガス拡散口１１２を横向き
としたが、石英ガラス管１１０の周面に付着しようとす
る分解生成物を吹き払うことができればいずれの向きで
も良い。
石英ガラス管１１０のガス拡散口１１２より内側の部分
には紫外光源１１３を設け、隣接する紫外光源１１３の
間に赤外線加熱器１１４を設置するが、赤外線加熱器１
１４が紫外光源１１３を加熱しない様又ガスの加熱効率
を高める様に反射鏡１１５を設けである・水銀灯による
１８４．９ｚｍの紫外光はＡｒによる吸収減衰は少ない
が、光の分散を少なくするためになるべく内部石英ガラ
ス管の近くに設置する方が良い・ 前記石英ガラス管１１０の周面に対向する容器１０１の
内部側壁には半導体基板′サセプタ１０４．を周方向に
沿って設置し、該サセプタ１０４上にシリコン基板（ウ
ェーハ）１０５を置いてクランプ１０６にて固定する。
には紫外光源１１３を設け、隣接する紫外光源１１３の
間に赤外線加熱器１１４を設置するが、赤外線加熱器１
１４が紫外光源１１３を加熱しない様又ガスの加熱効率
を高める様に反射鏡１１５を設けである・水銀灯による
１８４．９ｚｍの紫外光はＡｒによる吸収減衰は少ない
が、光の分散を少なくするためになるべく内部石英ガラ
ス管の近くに設置する方が良い・ 前記石英ガラス管１１０の周面に対向する容器１０１の
内部側壁には半導体基板′サセプタ１０４．を周方向に
沿って設置し、該サセプタ１０４上にシリコン基板（ウ
ェーハ）１０５を置いてクランプ１０６にて固定する。
各サセプタ１０４には加熱器１０７を設置し、膜形成の
際も基板を加熱できるようにする。
際も基板を加熱できるようにする。
さらに前記石英ガラス管の左右には中空のシャフト１２
４α、１２４ｂを水平に取付け、これらを容器１０１の
シャフト１０１ａ、、１０１ｂ内に通して軸受１２６ｃ
Ｌ、１２６ｂの固定部分に装着し、該シャン） １２４
ＣＬ、１２４ｂにより石英ガラス管１１０を支えてとれ
を固定する。容器１０１の右側のシャフト１０１ｂ及び
軸受１２６ｂとシャン） １２４ｂとの間の空間をガス
導入管として利用し、該ガス導入管１０８よシ原料ガス
のＳ ｚＨ４とＮ２０とを容器１０１内に入れ、容器の
左側のシャフト１０１ｃＬとシャン） １２４ａとの間
の空間を排気管１２２として利用する。また、シャフト
１２４ｂを通して不活性ガスのＡｒを反応管１１０内に
導入する。シャン） １２４ｃ。
４α、１２４ｂを水平に取付け、これらを容器１０１の
シャフト１０１ａ、、１０１ｂ内に通して軸受１２６ｃ
Ｌ、１２６ｂの固定部分に装着し、該シャン） １２４
ＣＬ、１２４ｂにより石英ガラス管１１０を支えてとれ
を固定する。容器１０１の右側のシャフト１０１ｂ及び
軸受１２６ｂとシャン） １２４ｂとの間の空間をガス
導入管として利用し、該ガス導入管１０８よシ原料ガス
のＳ ｚＨ４とＮ２０とを容器１０１内に入れ、容器の
左側のシャフト１０１ｃＬとシャン） １２４ａとの間
の空間を排気管１２２として利用する。また、シャフト
１２４ｂを通して不活性ガスのＡｒを反応管１１０内に
導入する。シャン） １２４ｃ。
１２４ｂは紫外光源（低圧水銀灯等）の電極としての役
割も果し、内部では分圧器により赤外線加熱器との共用
電極となる。外部シャフト１０１ｃＬ、１０１ｂは加熱
器１０５の電極を兼ねる。この場合、シャン） １０１
ａ 、１０１ｂと軸受１２６ａ、ｂ、歯車１１６との間
及び両シャフト間を電気的に絶縁する。ガスは反対側の
排気管１２２，１２３から取り出されるが、シャフトは
上記紫外、赤外光源及び加熱器の対向電極も兼ねるため
、左右のシャフトを石英管の部分で電気的に絶縁し、又
Ａｒを反応管中に送るシャフト１２４ａ、１２４ｂは電
気絶縁性パイプ１２５で接続され、その周囲に孔１２５
αが空いている。ジヨイントは外部からスプリング等に
より押し付け、ジヨイントの接合部はＭＯ８２等の潤活
剤を用いる。
割も果し、内部では分圧器により赤外線加熱器との共用
電極となる。外部シャフト１０１ｃＬ、１０１ｂは加熱
器１０５の電極を兼ねる。この場合、シャン） １０１
ａ 、１０１ｂと軸受１２６ａ、ｂ、歯車１１６との間
及び両シャフト間を電気的に絶縁する。ガスは反対側の
排気管１２２，１２３から取り出されるが、シャフトは
上記紫外、赤外光源及び加熱器の対向電極も兼ねるため
、左右のシャフトを石英管の部分で電気的に絶縁し、又
Ａｒを反応管中に送るシャフト１２４ａ、１２４ｂは電
気絶縁性パイプ１２５で接続され、その周囲に孔１２５
αが空いている。ジヨイントは外部からスプリング等に
より押し付け、ジヨイントの接合部はＭＯ８２等の潤活
剤を用いる。
前記容器１０１をモータ１７で駆動し、どれを回転させ
つつ、紫外光源１１３より紫外光を発生し、ガラス管１
１０の周面を透過させてこれを半導体基板に照射し、赤
外光でガスを加熱し、紫外光の光エネルギーと赤外光に
よる熱エネルギーとの両方で光化学気相成長させる。そ
の際、不活性ガスＡγを石英ガラス管１１０のガス拡散
口１１１から噴射させる。
つつ、紫外光源１１３より紫外光を発生し、ガラス管１
１０の周面を透過させてこれを半導体基板に照射し、赤
外光でガスを加熱し、紫外光の光エネルギーと赤外光に
よる熱エネルギーとの両方で光化学気相成長させる。そ
の際、不活性ガスＡγを石英ガラス管１１０のガス拡散
口１１１から噴射させる。
化学気相成長を行なう際に、ガス拡散口から吹出した不
活性ガス（Ａｒ又はＮ２等でも良い）Ｋよって、紫外光
源と半導体基板との間にある石英ガラス管の周面には分
解生成物質の付着が阻止される。
活性ガス（Ａｒ又はＮ２等でも良い）Ｋよって、紫外光
源と半導体基板との間にある石英ガラス管の周面には分
解生成物質の付着が阻止される。
又、原料ガスの分解生成物の重力による沈降が起こるが
、装置を回転することにより、ウェーハ内及びウェーッ
ー間の膜厚分布の偏差を極小に抑えることが出来るよう
になる。
、装置を回転することにより、ウェーハ内及びウェーッ
ー間の膜厚分布の偏差を極小に抑えることが出来るよう
になる。
以上説明したように本発明によれば、不活性ガス吹き出
しによる管壁への分解生成物の付着が抑制され、紫外光
透過が反応中減衰されなくなり、又、反応後の洗浄回数
も減らすことができ、装置の維持が容易になる。円筒石
英ガラス管中でウェーハを固定したままでは、ガスの流
れの方向によりウェーバ間ての膜厚の偏差は避は難いも
のであったが、本発明によれば、装置を回転させウェー
ハの位置を変えていくことによりウェー／）間の膜厚偏
差を極小にすることが出来る。又、数枚を同時に処理出
来る様になるため製品の量産性を上げることが出来る効
果を有するものである。
しによる管壁への分解生成物の付着が抑制され、紫外光
透過が反応中減衰されなくなり、又、反応後の洗浄回数
も減らすことができ、装置の維持が容易になる。円筒石
英ガラス管中でウェーハを固定したままでは、ガスの流
れの方向によりウェーバ間ての膜厚の偏差は避は難いも
のであったが、本発明によれば、装置を回転させウェー
ハの位置を変えていくことによりウェー／）間の膜厚偏
差を極小にすることが出来る。又、数枚を同時に処理出
来る様になるため製品の量産性を上げることが出来る効
果を有するものである。
第１図は本発明の一実施例を示す横断面図、第２図は第
１図の縦断面図、第３図は石英ガラス管のガス拡散口を
拡大した断面図、第４図は軸受と、へ−−１１−ｘ＼
日日 １′：６ ン−ニ ニドもｆ 十 接Ｇ ＷＥ；
ｍ７ イ キ、 入 −１０１・・・中空容器、１０
１α、 １０１ｂ・・・シャフト、１１０・・・石英ガ
ラス管、１１２・・ガス拡散口、１１３・・・紫外光源
、１１４・・・赤外線加熱器、１２４α、１２４ｂ・・
シャフト、１２に、１２６ｂ−軸受 特許出願人 日本電気株式会社
１図の縦断面図、第３図は石英ガラス管のガス拡散口を
拡大した断面図、第４図は軸受と、へ−−１１−ｘ＼
日日 １′：６ ン−ニ ニドもｆ 十 接Ｇ ＷＥ；
ｍ７ イ キ、 入 −１０１・・・中空容器、１０
１α、 １０１ｂ・・・シャフト、１１０・・・石英ガ
ラス管、１１２・・ガス拡散口、１１３・・・紫外光源
、１１４・・・赤外線加熱器、１２４α、１２４ｂ・・
シャフト、１２に、１２６ｂ−軸受 特許出願人 日本電気株式会社
Claims (1)
- （１）光照射を伴う薄膜の気相成長装置において、内部
周壁に半導体基板をセントする円筒形中空容器と、周面
にガス拡散口を有し、前記中空容器内に配置した石英ガ
ラス管と、該石英ガラス管の内部に設置した紫外光源及
び赤外線加熱器とからなり、石英ガラス管を中心として
中空容器を回転可能に支持させたことを特徴とする薄膜
形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59055728A JPS60198831A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59055728A JPS60198831A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60198831A true JPS60198831A (ja) | 1985-10-08 |
Family
ID=13006912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59055728A Pending JPS60198831A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60198831A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6216512A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-24 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 半導体薄膜の製法 |
-
1984
- 1984-03-23 JP JP59055728A patent/JPS60198831A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6216512A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-24 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 半導体薄膜の製法 |
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