JP2000156350A - バッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置 - Google Patents
バッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応管内でのSeeding の選択性が均一で、良
好なＨＳＧ−Ｓｉを形成できるバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓ
ｉ形成装置を提供する。 【解決手段】 本装置５０は、縦型の反応管２２と、反
応管の上下両端部の一方に接続され、反応管にプロセス
ガスを供給するプロセスガス供給系統５２と、反応管の
他方の端部に接続され、反応管を減圧する真空吸引系統
３０とを備え、シリコン膜にＨＳＧ化を施す。プロセス
供給系統５２は、反応管内の高さ方向に相互に異なる領
域にそれぞれ開口端部５８を有し、開口端部からプロセ
スガスを流出させる複数本のプロセスガス供給管５６Ａ
〜Ｄを備えている。反応管内の高さ方向に相互に異なる
領域にプロセスガスを流出させて、反応管のプロセスガ
スの分圧を一様に保持することにより、反応管内高さ方
向のSeeding の選択性を均一に維持し、均一なＨＳＧ−
Ｓｉを形成することができる。
好なＨＳＧ−Ｓｉを形成できるバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓ
ｉ形成装置を提供する。 【解決手段】 本装置５０は、縦型の反応管２２と、反
応管の上下両端部の一方に接続され、反応管にプロセス
ガスを供給するプロセスガス供給系統５２と、反応管の
他方の端部に接続され、反応管を減圧する真空吸引系統
３０とを備え、シリコン膜にＨＳＧ化を施す。プロセス
供給系統５２は、反応管内の高さ方向に相互に異なる領
域にそれぞれ開口端部５８を有し、開口端部からプロセ
スガスを流出させる複数本のプロセスガス供給管５６Ａ
〜Ｄを備えている。反応管内の高さ方向に相互に異なる
領域にプロセスガスを流出させて、反応管のプロセスガ
スの分圧を一様に保持することにより、反応管内高さ方
向のSeeding の選択性を均一に維持し、均一なＨＳＧ−
Ｓｉを形成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッチ式縦型ＨＳ
Ｇ−Ｓｉ形成装置及びそれを使った選択ＨＳＧ−Ｓｉ形
成方法に関し、更に詳細には、反応管内の高さ方向のSe
eding 選択性を良好かつ均一に維持するバッチ式縦型Ｈ
ＳＧ−Ｓｉ形成装置及び反応管内の高さ方向のSeeding
選択性を均一に維持することにより良好な選択ＨＳＧ−
Ｓｉを形成する方法に関するものである。
Ｇ−Ｓｉ形成装置及びそれを使った選択ＨＳＧ−Ｓｉ形
成方法に関し、更に詳細には、反応管内の高さ方向のSe
eding 選択性を良好かつ均一に維持するバッチ式縦型Ｈ
ＳＧ−Ｓｉ形成装置及び反応管内の高さ方向のSeeding
選択性を均一に維持することにより良好な選択ＨＳＧ−
Ｓｉを形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＤＲＡＭの各メモリセルは、１個のトラ
ンジスタと、１個のキャパシタとから構成されている。
近年のＤＲＡＭのメモリセルの微細化に伴い、ＤＲＡＭ
の構成要素であるキャパシタも、その所要面積の縮小化
が要求されている。一方、ＤＲＡＭの安定した動作を保
証するには、キャパシタの蓄積電荷量を減少させる訳に
は行かない。そこで、小さな所要面積で大きな電荷量を
蓄積できるキャパシタが要望されており、その一つとし
て、シリコン膜からなる電極の電極面に半球状のグレイ
ン（Hemispherical Grained Ｓｉ；ＨＳＧ−Ｓｉ）によ
る凹凸を形成し、電極表面積を増加する方法が開発され
ている。
ンジスタと、１個のキャパシタとから構成されている。
近年のＤＲＡＭのメモリセルの微細化に伴い、ＤＲＡＭ
の構成要素であるキャパシタも、その所要面積の縮小化
が要求されている。一方、ＤＲＡＭの安定した動作を保
証するには、キャパシタの蓄積電荷量を減少させる訳に
は行かない。そこで、小さな所要面積で大きな電荷量を
蓄積できるキャパシタが要望されており、その一つとし
て、シリコン膜からなる電極の電極面に半球状のグレイ
ン（Hemispherical Grained Ｓｉ；ＨＳＧ−Ｓｉ）によ
る凹凸を形成し、電極表面積を増加する方法が開発され
ている。
【０００３】ＤＲＡＭデバイスのキャパシタ高容量化の
ための電極ＨＳＧ化プロセスとして、例えば特開平８−
３０６６４６号公報に選択ＨＳＧ−Ｓｉを形成させるプ
ロセスが提案されている。ここで、図３（ａ）及び
（ｂ）と図４（ｃ）及び（ｄ）を参照して、前掲公報に
開示された選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成プロセスの原理を説明
する。図３（ａ）及び（ｂ）と図４（ｃ）及び（ｄ）
は、それぞれ、工程順に選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成プロセス
の原理を説明する模式図である。 １）先ず、選択ＨＳＧ−Ｓｉを形成すべきシリコンウエ
ハ１０を洗浄して、自然酸化膜をウエハ表面から除去
し、次いでウエハ表面のＳｉ原子に水素終端処理を施し
た後、ウエハをＨＳＧ−Ｓｉ形成装置の反応管内に送入
する。ウエハＷは、図３（ａ）に示すように、トランジ
スタ（図示せず）が形成されたシリコン基板１０上に、
順次、成膜された酸化膜１２及びＬＰＣＶＤ−ＳｉＮ膜
１４と、酸化膜１２及びＳｉＮ膜１４を貫通してトラン
ジスタの拡散領域に接続する、ＤＯＰＯＳ（Phos.Doped
a-Si)からなる容量コンタクト１６と、容量コンタクト
１６上に形成された、ＤＯＰＯＳからなる下部電極１８
とを備えている。図中、Ｈは水素原子、Ｓｉはシリコン
原子、及びＰはリン原子である。
ための電極ＨＳＧ化プロセスとして、例えば特開平８−
３０６６４６号公報に選択ＨＳＧ−Ｓｉを形成させるプ
ロセスが提案されている。ここで、図３（ａ）及び
（ｂ）と図４（ｃ）及び（ｄ）を参照して、前掲公報に
開示された選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成プロセスの原理を説明
する。図３（ａ）及び（ｂ）と図４（ｃ）及び（ｄ）
は、それぞれ、工程順に選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成プロセス
の原理を説明する模式図である。 １）先ず、選択ＨＳＧ−Ｓｉを形成すべきシリコンウエ
ハ１０を洗浄して、自然酸化膜をウエハ表面から除去
し、次いでウエハ表面のＳｉ原子に水素終端処理を施し
た後、ウエハをＨＳＧ−Ｓｉ形成装置の反応管内に送入
する。ウエハＷは、図３（ａ）に示すように、トランジ
スタ（図示せず）が形成されたシリコン基板１０上に、
順次、成膜された酸化膜１２及びＬＰＣＶＤ−ＳｉＮ膜
１４と、酸化膜１２及びＳｉＮ膜１４を貫通してトラン
ジスタの拡散領域に接続する、ＤＯＰＯＳ（Phos.Doped
a-Si)からなる容量コンタクト１６と、容量コンタクト
１６上に形成された、ＤＯＰＯＳからなる下部電極１８
とを備えている。図中、Ｈは水素原子、Ｓｉはシリコン
原子、及びＰはリン原子である。
【０００４】２）次いで、反応管内のウエハを所定温度
に昇温しながら、真空吸引して、反応管内の圧力を１×
１０-5Torr程度の減圧状態にする。３）続いて、図３
（ｂ）に示すように、ＳｉＨ4ガスを照射して、ＨＳＧ
−Ｓｉ形成の核となるＳｉを以下のSeeding 条件でウエ
ハ面に種付け（Seeding ）する。 Seeding 条件 温度 ：５６０℃〜５８０℃ 圧力 ：約１×１０-5Torr程度 プロセスガス 種類及び流量：ＳｉＨ4 ／２０sccm程度、Ｈｅ／３０sc
cm程度
に昇温しながら、真空吸引して、反応管内の圧力を１×
１０-5Torr程度の減圧状態にする。３）続いて、図３
（ｂ）に示すように、ＳｉＨ4ガスを照射して、ＨＳＧ
−Ｓｉ形成の核となるＳｉを以下のSeeding 条件でウエ
ハ面に種付け（Seeding ）する。 Seeding 条件 温度 ：５６０℃〜５８０℃ 圧力 ：約１×１０-5Torr程度 プロセスガス 種類及び流量：ＳｉＨ4 ／２０sccm程度、Ｈｅ／３０sc
cm程度
【０００５】このSeeding プロセスは、約１×１０-5To
rr程度の高真空で行なわれるため、図３（ｂ）に示すよ
うに、ＳｉＨ4ガス中のＳｉが下地の水素（Ｈ）と置換
することにより選択性をもってＳｉ核が下部電極１８上
に形成される。換言すれば、Ｓｉ核は、ＤＯＰＯＳで出
来た下部電極１８上のみに選択的に形成され、下地のＳ
ｉＮ膜１４上ではSeeding されない。
rr程度の高真空で行なわれるため、図３（ｂ）に示すよ
うに、ＳｉＨ4ガス中のＳｉが下地の水素（Ｈ）と置換
することにより選択性をもってＳｉ核が下部電極１８上
に形成される。換言すれば、Ｓｉ核は、ＤＯＰＯＳで出
来た下部電極１８上のみに選択的に形成され、下地のＳ
ｉＮ膜１４上ではSeeding されない。
【０００６】４）次いで、ＳｉＨ4ガスの導入を停止
し、反応管内の圧力を減圧して５×１０-8Torr程度の高
真空状態にし、数十分間５６０℃〜５８０℃の温度でア
ニールすることにより、図４（ｃ）に示すように、Ｓｉ
核を中心として、Ｓｉ原子がマイグレーションして、図
４（ｄ）に示すように、ＨＳＧ−Ｓｉ１９が形成され
る。５）その後、ウエハをＨＳＧ−Ｓｉ形成装置から取
り出す。以上、一連のプロセスは、ＨＳＧ−Ｓｉ形成装
置の反応室内でｉｎ−ｓｉｔｕで行なわれる。
し、反応管内の圧力を減圧して５×１０-8Torr程度の高
真空状態にし、数十分間５６０℃〜５８０℃の温度でア
ニールすることにより、図４（ｃ）に示すように、Ｓｉ
核を中心として、Ｓｉ原子がマイグレーションして、図
４（ｄ）に示すように、ＨＳＧ−Ｓｉ１９が形成され
る。５）その後、ウエハをＨＳＧ−Ｓｉ形成装置から取
り出す。以上、一連のプロセスは、ＨＳＧ−Ｓｉ形成装
置の反応室内でｉｎ−ｓｉｔｕで行なわれる。
【０００７】ところで、上述のＨＳＧ−Ｓｉ形成方法で
は、装置のスループットなどを考慮して、バッチ式縦型
ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置が使用されることが多い。ここ
で、図５を参照して、従来のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ
形成装置の構成を説明する。図５は、従来のバッチ式縦
型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置の構成を示す模式的縦断面図で
ある。従来のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置２０
は、バッチ式縦型ＬＰ−ＣＶＤ装置などと略同じ構成で
あって、図５に示すように、縦型の反応管２２、反応管
２２の周囲を取り巻くように設けられたヒータ２４、反
応管２２の底部に連結して設けられたロードロック室２
６、反応管２２にプロセスガスを供給するプロセスガス
供給系統２８、及び反応管２２を減圧する真空吸引系統
３０を備えている。
は、装置のスループットなどを考慮して、バッチ式縦型
ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置が使用されることが多い。ここ
で、図５を参照して、従来のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ
形成装置の構成を説明する。図５は、従来のバッチ式縦
型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置の構成を示す模式的縦断面図で
ある。従来のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置２０
は、バッチ式縦型ＬＰ−ＣＶＤ装置などと略同じ構成で
あって、図５に示すように、縦型の反応管２２、反応管
２２の周囲を取り巻くように設けられたヒータ２４、反
応管２２の底部に連結して設けられたロードロック室２
６、反応管２２にプロセスガスを供給するプロセスガス
供給系統２８、及び反応管２２を減圧する真空吸引系統
３０を備えている。
【０００８】ロードロック室２６は、石英ボート３２を
反応管２２内に搬出入する搬送装置３１を備え、ウエハ
Ｗは、ウエハ面を水平にして多段で間隔を明けて石英ボ
ート３２に積載、収容されて、反応管２２内に搬入、搬
出される。プロセスガス供給系統２８は、ＳｉＨ4 ボン
ベからＳｉＨ4 ガスを反応管２２に供給するＳｉＨ4 供
給管３４と、ＨｅボンベからＨｅガスを反応管２２に供
給するＨｅ供給管３６と、Ｎ2 ボンベからＮ2 ガスを反
応管２２に供給するＮ2 供給管３８から構成され、反応
管２２の下部に接続されている。真空吸引系統３０は、
排気管４０とバイパス管４１を有するターボポンプ４２
と、ターボポンプ４２の下流に設けられたドライポンプ
４４とから構成され、反応管２２の上部に接続されてい
る。尚、ＳｉＨ4 供給管３４、Ｈｅ供給管３６、及びＮ
2 供給管３８を反応管２２の上部に接続し、真空吸引系
統３０を反応管２２の下部に接続しても良い。
反応管２２内に搬出入する搬送装置３１を備え、ウエハ
Ｗは、ウエハ面を水平にして多段で間隔を明けて石英ボ
ート３２に積載、収容されて、反応管２２内に搬入、搬
出される。プロセスガス供給系統２８は、ＳｉＨ4 ボン
ベからＳｉＨ4 ガスを反応管２２に供給するＳｉＨ4 供
給管３４と、ＨｅボンベからＨｅガスを反応管２２に供
給するＨｅ供給管３６と、Ｎ2 ボンベからＮ2 ガスを反
応管２２に供給するＮ2 供給管３８から構成され、反応
管２２の下部に接続されている。真空吸引系統３０は、
排気管４０とバイパス管４１を有するターボポンプ４２
と、ターボポンプ４２の下流に設けられたドライポンプ
４４とから構成され、反応管２２の上部に接続されてい
る。尚、ＳｉＨ4 供給管３４、Ｈｅ供給管３６、及びＮ
2 供給管３８を反応管２２の上部に接続し、真空吸引系
統３０を反応管２２の下部に接続しても良い。
【０００９】ウエハＷは、ウエハ面を水平にして縦方向
に多段で間隔を明けて石英ボート３２に積載され、ロー
ドロック室２６を経由して反応管２２の下部から反応管
２２内に入炉する。ＳｉＨ4やＨｅ等のプロセスガス
は、ＳｉＨ4 供給管３４、Ｈｅ供給管３６、及びＮＮ3
供給管３８から反応管２２の下部に供給され、ＳｉのＨ
ＳＧ化に寄与しつつ、反応管２２の上部から真空吸引系
統３０に吸引されて反応管２２外に流出する。
に多段で間隔を明けて石英ボート３２に積載され、ロー
ドロック室２６を経由して反応管２２の下部から反応管
２２内に入炉する。ＳｉＨ4やＨｅ等のプロセスガス
は、ＳｉＨ4 供給管３４、Ｈｅ供給管３６、及びＮＮ3
供給管３８から反応管２２の下部に供給され、ＳｉのＨ
ＳＧ化に寄与しつつ、反応管２２の上部から真空吸引系
統３０に吸引されて反応管２２外に流出する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
バッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置を使用して、Ｓｉの
ＨＳＧ化処理を施すと、プロセスガスの導入口に近い、
図６で" Ａ "で図示した領域の石英ボート３２に収容さ
れているウエハでは、Seeding の選択性が他の領域のウ
エハに比べて低下し、図７の" Ｂ "に示すように、下部
電極１８の表面に加えて、ＳｉＮ膜１４上にもSeeding
されることが多い。これでは、ＳｉＮ膜１４上で電気的
な短絡が生じる。即ち、従来のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓ
ｉ形成装置２０では、ＳｉのＨＳＧ化が、反応管内での
ウエハの高さ方向の位置（高さ方向のセットポジショ
ン）によって異なり、ＨＳＧ−Ｓｉ形成のマージンが小
さくなって、均一にＨＳＧ−Ｓｉ形成を行うことが出来
ないという問題があった。
バッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置を使用して、Ｓｉの
ＨＳＧ化処理を施すと、プロセスガスの導入口に近い、
図６で" Ａ "で図示した領域の石英ボート３２に収容さ
れているウエハでは、Seeding の選択性が他の領域のウ
エハに比べて低下し、図７の" Ｂ "に示すように、下部
電極１８の表面に加えて、ＳｉＮ膜１４上にもSeeding
されることが多い。これでは、ＳｉＮ膜１４上で電気的
な短絡が生じる。即ち、従来のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓ
ｉ形成装置２０では、ＳｉのＨＳＧ化が、反応管内での
ウエハの高さ方向の位置（高さ方向のセットポジショ
ン）によって異なり、ＨＳＧ−Ｓｉ形成のマージンが小
さくなって、均一にＨＳＧ−Ｓｉ形成を行うことが出来
ないという問題があった。
【００１１】そこで、本発明の目的は、反応管内でのSe
eding の選択性が均一で、良好なＨＳＧ−Ｓｉを形成で
きるバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置及びＨＳＧ−Ｓ
ｉ形成方法を提供することである。
eding の選択性が均一で、良好なＨＳＧ−Ｓｉを形成で
きるバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置及びＨＳＧ−Ｓ
ｉ形成方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の図６
の" Ａ "で図示した領域に収容されているウエハで、Se
eding の選択性が低下する原因を研究し、その原因は、
ＳｉＨ4 供給管３４の導入口近傍で、ＳｉＨ4ガスの分
圧が、他の領域に比べて高く、反応管内のＳｉＨ4分圧
が一様でないために、ＳｉＨ4供給管３４の導入口近傍
領域だけがＳｉ−リッチ（rich）雰囲気の状態になって
いることにあって、その結果、Seeding の選択性がその
領域で低下することを見い出した。
の" Ａ "で図示した領域に収容されているウエハで、Se
eding の選択性が低下する原因を研究し、その原因は、
ＳｉＨ4 供給管３４の導入口近傍で、ＳｉＨ4ガスの分
圧が、他の領域に比べて高く、反応管内のＳｉＨ4分圧
が一様でないために、ＳｉＨ4供給管３４の導入口近傍
領域だけがＳｉ−リッチ（rich）雰囲気の状態になって
いることにあって、その結果、Seeding の選択性がその
領域で低下することを見い出した。
【００１３】上記目的を達成するために、上述の知見に
基づいて、本発明に係るバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成
装置（以下、第１の発明と言う）は、縦型の反応管と、
反応管の上下両端部の一方に接続され、反応管にプロセ
スガスを供給するプロセスガス供給系統と、反応管の他
方の端部に接続され、反応管を減圧する真空吸引系統と
を備え、シリコン膜にＨＳＧ化を施すバッチ式縦型ＨＳ
Ｇ−Ｓｉ（Hemispherical Grained Ｓｉ）形成装置にお
いて、プロセス供給系統は、反応管内の高さ方向に相互
に異なる領域にそれぞれ開口端部を有し、開口端部から
プロセスガスを流出させる複数本のプロセスガス供給管
を備えていることを特徴としている。
基づいて、本発明に係るバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成
装置（以下、第１の発明と言う）は、縦型の反応管と、
反応管の上下両端部の一方に接続され、反応管にプロセ
スガスを供給するプロセスガス供給系統と、反応管の他
方の端部に接続され、反応管を減圧する真空吸引系統と
を備え、シリコン膜にＨＳＧ化を施すバッチ式縦型ＨＳ
Ｇ−Ｓｉ（Hemispherical Grained Ｓｉ）形成装置にお
いて、プロセス供給系統は、反応管内の高さ方向に相互
に異なる領域にそれぞれ開口端部を有し、開口端部から
プロセスガスを流出させる複数本のプロセスガス供給管
を備えていることを特徴としている。
【００１４】本発明では、反応管内の高さ方向に相互に
異なる領域にプロセスガスを流出させて、反応管のプロ
セスガスの分圧を一様に保持することにより、反応管内
高さ方向のSeeding の選択性を均一に維持することがで
きる。好適には、プロセスガス供給管から流出させるプ
ロセスガスの流量を調節する流量調節弁を各プロセスガ
ス供給管に設ける。流量調節弁を調節することにより、
反応管内のプロセスガスの分圧を一様に保持すること
が、より一層確実になる。
異なる領域にプロセスガスを流出させて、反応管のプロ
セスガスの分圧を一様に保持することにより、反応管内
高さ方向のSeeding の選択性を均一に維持することがで
きる。好適には、プロセスガス供給管から流出させるプ
ロセスガスの流量を調節する流量調節弁を各プロセスガ
ス供給管に設ける。流量調節弁を調節することにより、
反応管内のプロセスガスの分圧を一様に保持すること
が、より一層確実になる。
【００１５】本発明に係るバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形
成装置（以下、第２の発明と言う）は、縦型の反応管
と、反応管の上下両端部の一方に接続され、反応管にプ
ロセスガスを供給するプロセスガス供給系統と、反応管
の他方の端部に接続され、反応管を減圧する真空吸引系
統とを備え、シリコン膜にＨＳＧ化を施すバッチ式縦型
ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置において、プロセス供給系統は、
反応管内の高さ方向に相互に異なる領域にガス流出孔を
有し、ガス流出孔からプロセスガスを流出させるプロセ
スガス供給管を備えていることを特徴としている。
成装置（以下、第２の発明と言う）は、縦型の反応管
と、反応管の上下両端部の一方に接続され、反応管にプ
ロセスガスを供給するプロセスガス供給系統と、反応管
の他方の端部に接続され、反応管を減圧する真空吸引系
統とを備え、シリコン膜にＨＳＧ化を施すバッチ式縦型
ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置において、プロセス供給系統は、
反応管内の高さ方向に相互に異なる領域にガス流出孔を
有し、ガス流出孔からプロセスガスを流出させるプロセ
スガス供給管を備えていることを特徴としている。
【００１６】本発明では、反応管内の高さ方向に相互に
異なる領域にガス流出孔からプロセスガスを流出させ
て、反応管のプロセスガスの分圧を一様に保持すること
により、反応管内高さ方向のSeeding の選択性を均一に
維持することができる。反応管内の高さ方向に相互に異
なる領域に設けられたガス流出孔は、それぞれ異なる口
径を有するようにして、ガス流出孔から流出させるプロ
セスガスの流量を調節することができる。
異なる領域にガス流出孔からプロセスガスを流出させ
て、反応管のプロセスガスの分圧を一様に保持すること
により、反応管内高さ方向のSeeding の選択性を均一に
維持することができる。反応管内の高さ方向に相互に異
なる領域に設けられたガス流出孔は、それぞれ異なる口
径を有するようにして、ガス流出孔から流出させるプロ
セスガスの流量を調節することができる。
【００１７】本発明に係る選択ＨＳＧ−Ｓｉの形成方法
は、上述の本発明に係るバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成
装置を使って、シリコン膜上に選択ＨＳＧ−Ｓｉを形成
する方法であって、選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成工程では、プ
ロセス供給系統から反応管内の高さ方向に相互に異なる
領域に流出するＳｉＨ4ガスの流量を適量に調整して、
反応管内の高さ方向のSeeding 選択性を均一に維持す
る。
は、上述の本発明に係るバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成
装置を使って、シリコン膜上に選択ＨＳＧ−Ｓｉを形成
する方法であって、選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成工程では、プ
ロセス供給系統から反応管内の高さ方向に相互に異なる
領域に流出するＳｉＨ4ガスの流量を適量に調整して、
反応管内の高さ方向のSeeding 選択性を均一に維持す
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置の実施形態例１ 本実施形態例は、第１の発明に係るバッチ式縦型ＨＳＧ
−Ｓｉ形成装置の実施形態の一例であって、図１は本実
施形態例のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置の構成を
示す模式的縦断面図である。本実施形態例のバッチ式縦
型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置（以下、簡単に、ＨＳＧ−Ｓｉ
形成装置と言う）５０は、プロセスガス供給系統５２の
構成が異なっていることを除いて、図５に示した従来の
バッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置２０と同じ構成を備
えている。
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置の実施形態例１ 本実施形態例は、第１の発明に係るバッチ式縦型ＨＳＧ
−Ｓｉ形成装置の実施形態の一例であって、図１は本実
施形態例のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置の構成を
示す模式的縦断面図である。本実施形態例のバッチ式縦
型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置（以下、簡単に、ＨＳＧ−Ｓｉ
形成装置と言う）５０は、プロセスガス供給系統５２の
構成が異なっていることを除いて、図５に示した従来の
バッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置２０と同じ構成を備
えている。
【００１９】本実施形態例のプロセスガス供給系統５２
は、図１に示すように、プロセスガス供給本管５４から
分岐し、それぞれ流量調節弁５５を有する４本のプロセ
スガス供給管５６Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを備えている。４本の
プロセスガス供給管５６Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ、
反応管２２の下部から反応管２２内に貫入し、反応管壁
と石英ボート３２との間の反応管２２内を立ち上がっ
て、反応管２２内の高さ方向に相互に異なる領域にそれ
ぞれ開口端部５８を有し、開口端部５８からプロセスガ
スを流出させる。プロセスガス供給本管５４及びプロセ
スガス供給管５６は、石英またはＳｉＣなどで形成され
ている。Ｈｅ供給管３６及びＮ2 供給管３８は、従来の
バッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置２０と同様に、反応
管２２の下部にそれぞれ１本づつ接続されている。
は、図１に示すように、プロセスガス供給本管５４から
分岐し、それぞれ流量調節弁５５を有する４本のプロセ
スガス供給管５６Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを備えている。４本の
プロセスガス供給管５６Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ、
反応管２２の下部から反応管２２内に貫入し、反応管壁
と石英ボート３２との間の反応管２２内を立ち上がっ
て、反応管２２内の高さ方向に相互に異なる領域にそれ
ぞれ開口端部５８を有し、開口端部５８からプロセスガ
スを流出させる。プロセスガス供給本管５４及びプロセ
スガス供給管５６は、石英またはＳｉＣなどで形成され
ている。Ｈｅ供給管３６及びＮ2 供給管３８は、従来の
バッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置２０と同様に、反応
管２２の下部にそれぞれ１本づつ接続されている。
【００２０】本実施形態例では、各プロセスガス供給管
５６から流出するプロセスガスの流量を各流量調節弁５
５によって調節しつつ、プロセスガス供給管５６Ａ〜Ｄ
から反応管２２内の高さ方向に相互に異なる領域（本例
では４箇所）にプロセスガスを流出させ、反応管２２内
のプロセスガスの分圧を一様に保持することにより、反
応管内高さ方向のSeeding の選択性を均一に維持するこ
とができる。
５６から流出するプロセスガスの流量を各流量調節弁５
５によって調節しつつ、プロセスガス供給管５６Ａ〜Ｄ
から反応管２２内の高さ方向に相互に異なる領域（本例
では４箇所）にプロセスガスを流出させ、反応管２２内
のプロセスガスの分圧を一様に保持することにより、反
応管内高さ方向のSeeding の選択性を均一に維持するこ
とができる。
【００２１】実施形態例１のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ
形成装置５０では、４本のプロセスガス供給管５６が図
示されているが、本数には制約は無く、また、反応管２
２の特定の方位から集中して反応管２２内を立ち上がっ
ているように見えるが、プロセスガスの分圧を反応管２
２内で均一に保持するには、反応管２２の横断面で見て
異なる方位からそれぞれ立ち上がるようにするのが好ま
しい。
形成装置５０では、４本のプロセスガス供給管５６が図
示されているが、本数には制約は無く、また、反応管２
２の特定の方位から集中して反応管２２内を立ち上がっ
ているように見えるが、プロセスガスの分圧を反応管２
２内で均一に保持するには、反応管２２の横断面で見て
異なる方位からそれぞれ立ち上がるようにするのが好ま
しい。
【００２２】ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置の実施形態例２ 本実施形態例は、第２の発明に係るバッチ式縦型ＨＳＧ
−Ｓｉ形成装置の実施形態の一例であって、図２は本実
施形態例のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置の構成を
示す模式的縦断面図である。本実施形態例のバッチ式縦
型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置（以下、簡単に、ＨＳＧ−Ｓｉ
形成装置と言う）６０は、プロセスガス供給系統６２の
構成が異なっていることを除いて、図５に示した従来の
バッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置２０と同じ構成を備
えている。
−Ｓｉ形成装置の実施形態の一例であって、図２は本実
施形態例のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置の構成を
示す模式的縦断面図である。本実施形態例のバッチ式縦
型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置（以下、簡単に、ＨＳＧ−Ｓｉ
形成装置と言う）６０は、プロセスガス供給系統６２の
構成が異なっていることを除いて、図５に示した従来の
バッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置２０と同じ構成を備
えている。
【００２３】本実施形態例のプロセスガス供給系統６２
は、図２に示すように、流量調節弁６４を有する１本の
プロセスガス供給管６６を備えている。プロセスガス供
給管６６は、反応管２２の下部から反応管２２内に貫入
し、反応管壁と石英ボート３２の間の反応管２２内を立
ち上がって、反応管２２内の高さ方向に相互に異なる領
域（図２では５箇所にそれぞれガス流出孔６８を有し、
ガス流出孔６８からプロセスガスを流出させる。プロセ
スガス供給管６６は、石英またはＳｉＣなどで形成され
ている。ガス流出孔６８の向きには、特に制約は無い。
Ｈｅ供給管３６及びＮ2 供給管３８は、従来のバッチ式
縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置２０と同様に、反応管２２の
下部にそれぞれ１本づつ接続されている。
は、図２に示すように、流量調節弁６４を有する１本の
プロセスガス供給管６６を備えている。プロセスガス供
給管６６は、反応管２２の下部から反応管２２内に貫入
し、反応管壁と石英ボート３２の間の反応管２２内を立
ち上がって、反応管２２内の高さ方向に相互に異なる領
域（図２では５箇所にそれぞれガス流出孔６８を有し、
ガス流出孔６８からプロセスガスを流出させる。プロセ
スガス供給管６６は、石英またはＳｉＣなどで形成され
ている。ガス流出孔６８の向きには、特に制約は無い。
Ｈｅ供給管３６及びＮ2 供給管３８は、従来のバッチ式
縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置２０と同様に、反応管２２の
下部にそれぞれ１本づつ接続されている。
【００２４】本実施形態例では、プロセスガス供給管６
６から流出するプロセスガスの流量を流量調節弁６４に
よって調節しつつ、プロセスガス供給管６６の各流出孔
６８から反応管２２内の高さ方向に相互に異なる領域
（本例では５箇所）にプロセスガスを流出させ、反応管
２２内のプロセスガスの分圧を一様に保持することによ
り、反応管内高さ方向のSeeding の選択性を均一に維持
することができる。尚、本実施形態例では、５箇所にガ
ス流出孔６８が設けてあるが、これに限らず、任意の箇
所に設けることができる。また、プロセスガス供給管６
６の本数は、１本に限らず、複数本でも良い。
６から流出するプロセスガスの流量を流量調節弁６４に
よって調節しつつ、プロセスガス供給管６６の各流出孔
６８から反応管２２内の高さ方向に相互に異なる領域
（本例では５箇所）にプロセスガスを流出させ、反応管
２２内のプロセスガスの分圧を一様に保持することによ
り、反応管内高さ方向のSeeding の選択性を均一に維持
することができる。尚、本実施形態例では、５箇所にガ
ス流出孔６８が設けてあるが、これに限らず、任意の箇
所に設けることができる。また、プロセスガス供給管６
６の本数は、１本に限らず、複数本でも良い。
【００２５】選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成方法の実施形態例１ 本実施形態例は、本発明に係る選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成方
法の実施形態の一例である。本実施形態例は、実施形態
例１のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置５０を使っ
て、シリコン膜上に選択ＨＳＧ−Ｓｉを形成する方法で
ある。本実施形態例の選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成工程では、
プロセスガスとしてＳｉＨ4を使用し、各流量調節弁５
５を調節してプロセスガス供給管５６Ａ〜Ｄから流出す
るＳｉＨ4ガスの流量を調節しつつプロセスガス供給管
５６Ａ〜Ｄから反応管２２内の高さ方向に相互に異なる
領域にＳｉＨ4ガスを流出させ、反応管２２内のＳｉＨ4
ガスの分圧を一様に保持する。これにより、反応管内の
高さ方向のSeeding 選択性を均一に維持することができ
る。
法の実施形態の一例である。本実施形態例は、実施形態
例１のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置５０を使っ
て、シリコン膜上に選択ＨＳＧ−Ｓｉを形成する方法で
ある。本実施形態例の選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成工程では、
プロセスガスとしてＳｉＨ4を使用し、各流量調節弁５
５を調節してプロセスガス供給管５６Ａ〜Ｄから流出す
るＳｉＨ4ガスの流量を調節しつつプロセスガス供給管
５６Ａ〜Ｄから反応管２２内の高さ方向に相互に異なる
領域にＳｉＨ4ガスを流出させ、反応管２２内のＳｉＨ4
ガスの分圧を一様に保持する。これにより、反応管内の
高さ方向のSeeding 選択性を均一に維持することができ
る。
【００２６】選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成方法の実施形態例２ 本実施形態例は、本発明に係る選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成方
法の実施形態の別の例である。本実施形態例は、実施形
態例２のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置６０を使っ
て、シリコン膜上に選択ＨＳＧ−Ｓｉを形成する方法で
ある。本実施形態例の選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成工程では、
プロセスガスとしてＳｉＨ4を使用し、流量調節弁６４
を調節してプロセスガス供給管６６から流出するＳｉＨ
4ガスの流量を調節しつつプロセスガス供給管６６の各
流出孔６８から反応管２２内の高さ方向に相互に異なる
領域にＳｉＨ4ガスを流出させ、反応管２２内のＳｉＨ4
ガスの分圧を一様に保持する。これにより、反応管内の
高さ方向のSeeding 選択性を均一に維持することができ
る。
法の実施形態の別の例である。本実施形態例は、実施形
態例２のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置６０を使っ
て、シリコン膜上に選択ＨＳＧ−Ｓｉを形成する方法で
ある。本実施形態例の選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成工程では、
プロセスガスとしてＳｉＨ4を使用し、流量調節弁６４
を調節してプロセスガス供給管６６から流出するＳｉＨ
4ガスの流量を調節しつつプロセスガス供給管６６の各
流出孔６８から反応管２２内の高さ方向に相互に異なる
領域にＳｉＨ4ガスを流出させ、反応管２２内のＳｉＨ4
ガスの分圧を一様に保持する。これにより、反応管内の
高さ方向のSeeding 選択性を均一に維持することができ
る。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、バッチ式縦型ＨＳＧ−
Ｓｉ形成装置のプロセス供給系統として、反応管内の高
さ方向に相互に異なる領域にそれぞれ開口端部を有し、
開口端部からプロセスガスを流出させる複数本のプロセ
スガス供給管、又は反応管内の高さ方向に相互に異なる
領域にガス流出孔を有し、ガス流出孔からプロセスガス
を流出させるプロセスガス供給管を備えることにより、
反応管内の高さ方向に相互に異なる領域にプロセスガス
を流出させて、反応管のプロセスガスの分圧を一様に保
持することにより、反応管内高さ方向のSeeding の選択
性を均一に維持し、均一なＨＳＧ−Ｓｉを形成すること
ができる。
Ｓｉ形成装置のプロセス供給系統として、反応管内の高
さ方向に相互に異なる領域にそれぞれ開口端部を有し、
開口端部からプロセスガスを流出させる複数本のプロセ
スガス供給管、又は反応管内の高さ方向に相互に異なる
領域にガス流出孔を有し、ガス流出孔からプロセスガス
を流出させるプロセスガス供給管を備えることにより、
反応管内の高さ方向に相互に異なる領域にプロセスガス
を流出させて、反応管のプロセスガスの分圧を一様に保
持することにより、反応管内高さ方向のSeeding の選択
性を均一に維持し、均一なＨＳＧ−Ｓｉを形成すること
ができる。
【図１】実施形態例１のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成
装置の構成を示す模式的縦断面図である。
装置の構成を示す模式的縦断面図である。
【図２】実施形態例２のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成
装置の構成を示す模式的縦断面図である。
装置の構成を示す模式的縦断面図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、工程順に
選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成プロセスの原理を説明する模式図
である。
選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成プロセスの原理を説明する模式図
である。
【図４】図４（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ、図３
（ｂ）に続いて、工程順に選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成プロセ
スの原理を説明する模式図である。
（ｂ）に続いて、工程順に選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成プロセ
スの原理を説明する模式図である。
【図５】従来のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置の構
成を示す模式的縦断面図である。
成を示す模式的縦断面図である。
【図６】Seeding の選択性低下が生じる領域を示したバ
ッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置の模式的縦断面図であ
る。
ッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置の模式的縦断面図であ
る。
【図７】Seeding の選択性低下を説明するウエハの模式
的断面図である。
的断面図である。
１０……シリコン基板、１２……酸化膜、１４……Ｓｉ
Ｎ膜、１６……容量コンタクト、１８……下部電極、２
０……従来のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置、２２
……縦型の反応管、２４……ヒータ、２６……ロードロ
ック室、２８……プロセスガス供給系統、３０……真空
吸引系統、３１……搬送装置、３２……石英ボート、３
４……ＳｉＨ4 供給管、３６……Ｈｅ供給管、Ｎ2 供給
管、４０……排気管、４１……バイパス管、４２……タ
ーボポンプ、４４……ドライポンプ、５０……実施形態
例１のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置、５２……プ
ロセスガス供給系統、５４……プロセスガス供給本管、
５６……プロセスガス供給管、５８……開口端部、６０
……実施形態例２のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装
置、６２……プロセスガス供給系統、６４……流量調節
弁、６６……プロセスガス供給管、６８……ガス流出
孔。
Ｎ膜、１６……容量コンタクト、１８……下部電極、２
０……従来のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置、２２
……縦型の反応管、２４……ヒータ、２６……ロードロ
ック室、２８……プロセスガス供給系統、３０……真空
吸引系統、３１……搬送装置、３２……石英ボート、３
４……ＳｉＨ4 供給管、３６……Ｈｅ供給管、Ｎ2 供給
管、４０……排気管、４１……バイパス管、４２……タ
ーボポンプ、４４……ドライポンプ、５０……実施形態
例１のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置、５２……プ
ロセスガス供給系統、５４……プロセスガス供給本管、
５６……プロセスガス供給管、５８……開口端部、６０
……実施形態例２のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装
置、６２……プロセスガス供給系統、６４……流量調節
弁、６６……プロセスガス供給管、６８……ガス流出
孔。
Claims (5)
- 【請求項１】 縦型の反応管と、反応管の上下両端部の
一方に接続され、反応管にプロセスガスを供給するプロ
セスガス供給系統と、反応管の他方の端部に接続され、
反応管を減圧する真空吸引系統とを備え、シリコン膜に
ＨＳＧ化を施すバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ（Hemispheri
cal Grained Ｓｉ）形成装置において、 プロセス供給系統は、反応管内の高さ方向に相互に異な
る領域にそれぞれ開口端部を有し、開口端部からプロセ
スガスを流出させる複数本のプロセスガス供給管を備え
ていることを特徴とするバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成
装置。 - 【請求項２】 プロセスガス供給管から流出させるプロ
セスガスの流量を調節する流量調節弁を各プロセスガス
供給管に設けたことを特徴とする請求項１に記載のバッ
チ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置。 - 【請求項３】 縦型の反応管と、反応管の上下両端部の
一方に接続され、反応管にプロセスガスを供給するプロ
セスガス供給系統と、反応管の他方の端部に接続され、
反応管を減圧する真空吸引系統とを備え、シリコン膜に
ＨＳＧ化を施すバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置にお
いて、 プロセス供給系統は、反応管内の高さ方向に相互に異な
る領域にガス流出孔を有し、ガス流出孔からプロセスガ
スを流出させるプロセスガス供給管を備えていることを
特徴とするバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置。 - 【請求項４】 反応管内の高さ方向に相互に異なる領域
に設けられたガス流出孔は、それぞれ異なる口径を有す
ることを特徴とする請求項３に記載のバッチ式縦型ＨＳ
Ｇ−Ｓｉ形成装置。 - 【請求項５】 請求項１から４のうちのいずれか１項に
記載のバッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置を使って、シ
リコン膜上に選択ＨＳＧ−Ｓｉを形成する方法であっ
て、 選択ＨＳＧ−Ｓｉ形成工程では、プロセス供給系統から
反応管内の高さ方向に相互に異なる領域に流出するＳｉ
Ｈ4ガスの流量を適量に調整して、反応管内の高さ方向
の種付け（Seeding ）選択性を均一に維持することを特
徴とする選択ＨＳＧ−Ｓｉの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10329784A JP2000156350A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | バッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10329784A JP2000156350A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | バッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000156350A true JP2000156350A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=18225235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10329784A Pending JP2000156350A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | バッチ式縦型ＨＳＧ−Ｓｉ形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000156350A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013546158A (ja) * | 2010-09-06 | 2013-12-26 | ユ−ジーン テクノロジー カンパニー．リミテッド | 半導体素子の製造方法 |
-
1998
- 1998-11-19 JP JP10329784A patent/JP2000156350A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013546158A (ja) * | 2010-09-06 | 2013-12-26 | ユ−ジーン テクノロジー カンパニー．リミテッド | 半導体素子の製造方法 |
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