JPS61190948A - 膜形成装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は膜形成技術、特に半導体装置の製造において、
半導体基板に膜処理を施すのに使用して有効な技４４ｊ
に関するものである。

［背景技術］ 半導体装置の製造工程において、半導体基板（以下ウェ
ハという）表面に酸化膜を生成する膜形成装置として、
横長の処理容器内に縦方向に配列した複数枚のウェハに
対して酸素（Ｏｘ）等の処理ガスを水平方向に設けられ
た単一の吸入口から供給する構造が考えられる。

しかしながら、半導体装置の高集積化に伴い被処理物で
あるウェハが大口径化してくると、これにともないウェ
ハを収容する処理容器も大口径となってくるが、このよ
うに大口径化した容器は処理温度である１２００℃程度
の加熱を繰り返すと熱疲労を起こし、その自重により容
器自体の破損を招く可能性のあることが知られている。

そのため、処理容器（以下プロセスチューブという）を
縦型にして所定の強度を確保することも考えられるが、
このような縦型のプロセスチューブは処理ガスを該プロ
セスチューブの最上部もしくは底部に開設された単一の
吸入口から供給するものであるため、吸入口付近と排出
口付近でのガス濃度の差、ガス流れの不均一のため成膜
処理にばらつきが生じる可能性のあることが本発明者に
よって明らかにされた。

なお、膜形成の技術として詳しく述べである例としては
、株式会社工業調査会、１９８０年１月１５日発行ｒｆ
ｃ化実装技術」　（日本マイクロエレクトロニクス協会
線）、Ｐ４１〜Ｐ４６がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は均一な膜形成を行うことができる膜形成
技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

［発明の概要］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、複数の透孔が開設されているプロセスチュー
ブと、該プロセスチューブの外周側にプロセスチューブ
を取り囲むように形成されたボックスとからなる構造の
縦型膜形成装置とすることによって、処理ガスをプロセ
スチューブ内にｑ−に供給し、均一な膜形成を行うこと
ができるものである。

また、ガス濃度の濃い吸入口付近の透孔を小口径とし、
ガス濃度の薄くなる排出口付近にいくにしたがって透孔
を大口径とすることにより、処理空間内のいずれの場所
でも均一の反応を確保でき、膜形成の均一化をさらに促
進することができる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例である膜形成装置を示す部分
断面図である。

本実施例の膜形成装置１は、石英ガラスからなる円板形
状の基板２上に該基板２とほぼ同径で一端が閉塞してな
るベルジャ形状のボックス３が取付けられており、この
ボックス３の内側の中心軸に沿って、基板２上にはボッ
クス３よりわずかに小径の円筒形状のプロセスチューブ
４が取付けられている。

ここで、ボックス３は石英ガラスからなり、閉塞端部に
吸入口５が開設されており、該ボックスの側壁外周には
ヒータ６がボックス３およびプロセスチューブ４の内部
を加熱し得るように設備されている。

プロセスチューブ４は石英ガラスからなり一端を閉塞し
たボックス３よりもやや短かい円筒形状を有しており、
ボックス３と基板２で囲まれる空間を処理室７と環帯状
のガス通路８とに荏切っている。プロセスチューブ４に
より形成された処理室７の基板２側の底面には排出口９
が基板２を連通して設けられている。また、該プロセス
チューブ４の側壁には複数個の透孔１０がプロセスチュ
ーブ４の内外を連通ずるように開設されており、この透
孔１０の開口径は前記ボックス３の吸入口５に近い部分
は小口径であり、基板２の排出口にいくにしたがって大
口径となるように形成されている。

処理室７の基板２上には石英ガラスからなるほぼ円板形
状のターンテーブル１１が設けられており、該ターンテ
ーブル１１は処理室７とは反対方向に延設されたシャフ
ト１２によりモータ１３からの回転運動を与えられ、処
理室７内の中心軸周囲を回転し得る状態となっている。

また、該ターンテーブル１１には被処理物としてのウェ
ハ１４を複数枚互いに水平方向に平行に整列させて保持
した治具１５が載置されている。

次に本実施例の作用について説明する。

まず、複数のウェハ１４を治具１５に整列させて保持し
、この治具１５をターンテーブル１１上の中央に立脚状
態に載置して処理室７内に挿入する。

次いで、モータ１３によりターンテーブル１１がシャフ
ト１２を介して回転されると、ターンテーブル１１上の
治具１５に保持されたウェハ１４群は処理室７の内部を
公転することになる。

公転が安定し、ヒータ６で加熱される処理室７内が所定
の雰囲気になると、吸入口５より処理ガス１６がボック
ス３とプロセスチューブ４で仕切られたガス通路８に導
入される。

該処理ガス１６は上記ガス通路８を経てプロセスチュー
ブ４の各透孔１０より処理室７に導入され、ウェハ１４
群に酸化膜を生成させ、基板２にある排出口９から外部
に流出していく。

このとき、プロセスチューブ４の透孔１０群は、ボック
ス３の吸入口５に近い部分は小口径で形成され、基板２
の排出口９付近のものは大口径となっている。そのため
、導入直後の濃度の濃い処理ガス１６ａは小口径の透孔
１０ａを通じて処理室７に流入し、濃度の薄くなった処
理ガス１６ｂは大口径の透孔１０ｂを通じて処理室７に
流入する。

このように、処理室７に流入される処理ガス１６の相対
的な濃度は透孔１０の位置による口径差のために一定に
保たれている。しかも、被処理物であるウェハ１４は処
理室７の内部を公転しているため処理ガス１６はウェハ
１４上を均一に流れ、治具１５の何れの位置の保持され
ているウェハであっても均一な生成膜が形成される。

［効果］ （１）、縦型膜形成装置を複数の透孔が開設されている
プロセスチューブと、該プロセスチューブの外周側にプ
ロセスチューブを取り囲むように形成されたボックスと
からなる構造とすることにより、処理ガスをプロセスチ
ューブ内に均一に供給し、均一な膜形成を行うことがで
きる。

（２）、プロセスチューブの透孔群を、ボックスの吸入
口付近は小口径で形成し、基板の排出口付近にいくにつ
れて大口径とすることによって、処理空間に流入される
ガスの相対的な濃度を一定に保つことができ、生成膜を
さらに均一化することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、実施例ではボックス等の材質としては石英ガ
ラスを用いたものについてのみ説明したが、これに限ら
ず、酸に対する耐蝕性、耐熱性に優れたものであればい
かなるものであってもよい。

［利用分野］ 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である、いわゆる酸化膜形
成装置に適用した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、たとえばプラズマＣＶＤ装置等に
適用しても有効な技術である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である膜形成装置を示す部分
断面図である。 】・・・膜形成装置、２・・・基板、３・・・ボックス
、４・・・プロセスチューブ、５・・・吸入口、６・・
・ヒータ、７・・・処理室、８・・・ガス通路、９・・
・排出口、１０・・・透孔、１１・・・ターンテーブル
、１３・・・モータ、１４・・・ウェハ、１５・・・治
具、１６・・・処理ガス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体基板を水平方向に複数枚収容する縦型膜形成
   装置であって、複数の透孔が開設されているプロセスチ
   ューブと、該プロセスチューブの外周側にプロセスチュ
   ーブを取り囲むように形成されたボックスとからなるこ
   とを特徴とする膜形成装置。 ２、複数の透孔が処理ガス吸入口近傍から排出口近傍に
   いくにしたがって次第に大口径となることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の膜形成装置。 ３、プロセスチューブが石英からなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の膜形成装置。