JP2001118836A

JP2001118836A - 半導体製造装置用反応管、半導体製造装置および半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2001118836A
Application number: JP29806599A
Authority: JP
Inventors: Kiyohiko Maeda; 喜世彦前田; Taketoshi Sato; 武敏佐藤; Masaru Kojima; 賢児島
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2001-04-27
Also published as: KR20010039950A; TW493221B

Abstract

(57)【要約】【課題】気相反応を伴うＣＶＤ膜形成において、ガス
濃度を制御することにより、ウェハ外周部での気相反応
を抑制して、膜厚均一性を向上する。【解決手段】反応生成物の堆積する面積を拡大させる
ために、インナチューブ２０に凹凸面２１を形成する。
この凹凸面２１は、ウェハＷ外周部に対向するインナチ
ューブ２０の内壁面に形成する。これによりウェハ外周
部でのガス濃度を低くし、ウェハ外周部での成膜を抑制
して、厚くなりがちなウェハ外周部の膜厚を薄くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置用
反応管、半導体製造装置および半導体装置の製造方法に
係り、特に基板上に成膜する膜厚の均一性を改善したも
のに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体製造過程においてウェハ
上に酸化膜や窒化膜を成長させるのにＣＶＤ装置が使用
されている。このようなＣＶＤ装置としては、図８に示
すように、垂直方向に反応管１０を配置し、この反応管
１０は真空を保つアウタチューブ２と、ガス流路を形成
するインナチューブ３とから構成される。反応管１０の
外側に抵抗加熱ヒータ１を配設し、インナチューブ３内
に多数のウェハＷをボート４に積層支持する。インナチ
ューブ３の下部からインナチューブ３の上部へ矢印で示
すようにガスを流動させてアウタチューブ２の下部に設
けた排出口９からガスを排出させる縦型ＣＶＤ装置が知
られている。ボート４は回転テーブル８上に設けられて
回転可能になっている。成膜時に回転を実施することに
より、薄膜の面内均一性を向上できるからである。

【０００３】ところで、高集積化に伴いデバイスの形状
は縮小され、現在では６４Ｍ、２５６Ｍｂｉｔのメモリ
が製作されてきている。このようにデバイスが縮小され
ると、デバイス表面にパターン形状が描画されたパター
ンウェハと、デバイス表面にパターン形状が描画されて
いないミラー状態のベアウェハとの間で、表面積におい
て大きな違いを生じることとなる。実際のウェハの表面
積は、パターンウェハではベアウェハそのものの表面積
より大きくなる。このような状況下では上記ＣＶＤ装置
を使って回転を実施するにもかかわらず、以下のような
問題が生ずる。

【０００４】（１）ウェハ面内で膜厚が不均一になる。
ウェハ面内で消費されるガスは、パターンウェハでは表
面積が大きいため非常に多くなり、これに対しベアウェ
ハでは表面がフラットなためパターンウェハに比べて少
ない。パターンウェハではウェハ面内でのガスの行き渡
りかた、濃度差がウェハ外周部と中心部とで大きく異な
るため、ウェハ中心部においてガス不足となり膜厚が薄
くなる。このため膜厚の均一性がベアウェハと比べて悪
くなる。これを図７で説明すると、ベアウェハＷの場合
には（図７（ａ））、ウェハＷ上にＳｉＯ₂膜１５を成
膜すると均一に成膜される（図７（ｂ））。しかし、ウ
ェハＷ上にパターン１６が形成されたパターンウェハＷ
の場合（図７（ｃ））、表面積が大きいため、ウェハ面
内で多くのガスが消費され、ウェハ外周部に比べ、中心
部のガス濃度が小さくなり、中心部が薄く、外周部が厚
いＳｉＯ₂膜１７ができる（図７（ｄ））。特にシラン
系ガス（ＳｉＨ₄等）を使用して酸化膜や窒化膜の薄膜
を成長させた場合、ウェハの外周部が厚くなり、膜厚を
均一にすることが困難であった。

【０００５】（２）ウェハ間で膜厚が不均一になる。ベ
アウェハよりパターンウェハをセットした時の方が全体
の表面積が大きくなり、ウェハ間においてのガス濃度分
布に違いが生じてしまう。このため、ベアウェハ使用時
とパターンウェハ使用時においてウェハ間の膜厚分布に
差が生じる。

【０００６】このような問題を解消するため、ボートに
リング状ホルダを設けて、ガス流路を制御し、ウェハ外
周部と中心部における成長の抑制度合い調整することが
考えられている（例えば、実用新案登録第２５３７５６
３号公報）。すなわち、図９および図１０に示すよう
に、ボート４を構成する複数本（図示例では４本）の支
柱７にウェハＷを保持するリング状ホルダ６を多段に設
ける。各リング状ホルダ６に、ウェハＷの外周部を複数
箇所（図示例では３ヵ所）で支持してリング状ホルダ６
から浮かすウェハ支持用突起５を設ける。

【０００７】このように構成してウェハ外周部でのガス
流路（ウェハＷとリング状ホルダ６間の空間Ａ）を絞っ
てガス流を速くし、ウェハ中心部ではガス流路（ウェハ
Ｗ間の空間Ｂ）を広げてガス流速を遅くする。なおガス
流を矢印で示す。これにより、ウェハ外周部では気相反
応を抑制して成膜を薄くし、ウェハ中心部では気相反応
の抑制度合いを少なくして成膜を厚くしている。

【０００８】しかし、パターンウェハに対する上述した
リング状ホルダによる膜厚調整は、ガス流路の設計が難
しく、現状では、あまり良い結果は得られていない。発
明者が行った実験では、周辺の膜厚が厚くなることは改
善されたが逆に中心部で膜厚が厚くなってしまうことも
あった。理論上は膜厚均一性が良くなる方向に調節でき
るのだが、リング状ホルダによる膜厚の調節は難しく、
経済性も悪い。

【０００９】そこで、実用新案登録第２５３７５６３号
公報の従来技術に記載されているカバーボートに着目
し、これを改善したものが提案されている（特開平８−
１９５３５３号公報）。すなわち、図１２、図１３に示
すように、インナチューブ２９の内側にボートを覆う円
筒状のボートカバー３０を設け、このボートカバー３０
に、反応ガスを流通させる多数の通孔３４を形成する。
ボートカバー３０は通常石英で構成する。この円筒状の
ボートカバー３０を、二つ割に形成する。そしてさら
に、ボートカバー３０の内側面を凹凸面３５で形成して
表面積を増大させるようにして、反応生成物（薄膜）を
より多く堆積させて、堆積量が多くなりがちなウェハＷ
の外周部への堆積量を少なくし、ウェハＷの中心部と外
周部との膜厚の差を小さくして膜厚均一性を高めてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平８−１９５３５３号公報に記載のボートカバー
では、次のような問題点があった。

【００１１】（１）インナチューブの他にボートカバー
を必要とするために構造が複雑化する。しかもボートカ
バーには、通孔、ラック、突起要素など種々の加工を施
さなければならない。

【００１２】（２）ボートカバーの内側面を凹凸面で形
成しているが、例示のサンドブラスト加工で形成すると
微細な凹凸面となるため、ボートカバーの場合、基板に
達する反応ガスの量が少ないといっても、成膜によりす
ぐに埋まってしまうおそれがある。

【００１３】（３）ウェハＷを出し入れするのに、ボー
トカバー３０を二つに開き、ウェハＷをラック３２に支
持させているが、この方法だと作業能率が悪く、自動化
も不可能である。しかもボートカバー３０を開く際にゴ
ミが発生して、ウェハＷに付着する等の問題があった。

【００１４】本発明の課題は、上述した従来技術の問題
点を解消して、構造が簡単でありながら成膜時の膜厚均
一性が向上し、作業能率も改善される安価な半導体製造
装置用反応管、半導体製造装置および半導体装置の製造
方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、基板の外
周部に対向する内壁面を、反応生成物の堆積する面積を
拡大させるために凹凸面で形成した半導体製造装置用反
応管である。

【００１６】第２の発明は、基板の外周部に対向する反
応管内壁面を、反応生成物を堆積する面積を拡大させる
ために凹凸面で形成したことを特徴とする半導体製造装
置である。

【００１７】第１及び第２の発明において、凹凸面を形
成する反応管内壁面部は基板外周部に対向する部分とす
るが、対向部分付近も含まれる。また、それ以外の部分
にも凹凸面を形成してもよい。反応生成物は、基板上に
堆積させる膜、例えばＨＴＯ膜（高温酸化膜・ＳｉＯ₂
膜）などである。この膜は基板上に堆積するとともに反
応管内壁にも堆積する。ガスは気相反応が絡むガスであ
り、例えばＳｉＨ₄系ガスである。

【００１８】表面積を拡大させる凹凸面とは、縦溝、横
溝、あるいは穴（ここで言う穴はくぼみであって、貫通
孔ではない）、またはこれらの組合せ等から形成する。
凹凸面は成膜によってすぐに埋まってしまうような、例
えばサンドブラスト加工による微細な凹凸面は含まれな
い。凹凸面の形成は、縦溝や横溝などの溝で形成する場
合には切削加工、またエッチング加工によるとよい。

【００１９】基板の外周部に対向する反応管内壁を表面
積を拡大させる凹凸面で形成すると、反応管内壁面に反
応生成物が堆積して、基板中心部に比べて高くなりがち
な基板外周部でのガス濃度が低くなる。したがって、基
板外周部と基板中心部とのガス濃度が均一化する。

【００２０】第１及び第２の発明によれば、反応管内壁
に直接凹凸面を形成したので、反応管とは別な部材であ
るボートカバーを設ける必要がなく、構造を大幅に簡素
化できる。また、従来のように反応管の内側にボートカ
バーを設けて、その内壁面を凹凸面で形成するという複
雑な構造にしなくても、反応管の内壁面を凹凸面で形成
するという簡単な構造で、総じて基板面内で均一性の高
い薄膜を形成することができる。

【００２１】第３の発明は、縦型ボートを有するととも
に、反応管内壁面を構成する反応管が円筒状をしてお
り、凹凸面が前記円筒状反応管内壁面の周方向に一様な
密度で形成されている半導体製造装置である。これによ
れば、円筒状の反応管の内壁面に、周方向に一様な密度
で凹凸面を形成したので、基板面内で、より均一性の高
い薄膜を形成することができる。

【００２２】第４の発明は、前記反応管内に挿入される
ボートは前記基板を複数枚積層して支持する複数のリン
グ状ホルダを有し、各リング状ホルダには基板外周部を
支持する複数の基板支持用突起を設けたことを特徴とす
る第２及び第３の発明に記載の半導体製造装置である。

【００２３】リング状ホルダは、通常、複数の支柱と、
複数の支柱に囲まれた空間に基板外周部と略同形状で、
支柱の延在方向に沿って適宜間隔で取り付けられた複数
のリング状ホルダと、各リング状ホルダの上面にリング
状ホルダより浮かして基板を支持する複数の基板支持用
突起とを備えて構成される。

【００２４】このように構成すると、基板中心部間のピ
ッチが拡大される一方で、基板外周部のピッチが縮小さ
れる。これにより、ガス濃度、ガス分布が基板中心部に
集中するため、基板中心部での気相反応が抑制されるよ
うな場合でも、その抑制を解除して、膜厚の均一性を得
ることができる。

【００２５】本発明によれば、リング状ホルダにより基
板外周部の気相反応を抑制するようにした場合におい
て、さらに基板外周部に対向する反応管内壁面を凹凸面
で形成したので、均一性のより高い薄膜を基板に形成す
ることができる。

【００２６】第５の発明は、前記凹凸面の凹部又は／及
び凸部の幅と深さとがともに１ｍｍ程度以上あることを
特徴とする第２ないし第４の発明に記載の半導体製造装
置である。

【００２７】凹凸面の凹部又は凸部の幅および深さが１
ｍｍ程度以上であると、表面積に余裕があるので反応生
成物によりすぐには埋まらない。しかし、凹凸の凹部又
は凸部の幅および深さが１ｍｍ程度よりも小さいと、表
面積が少ないので、成膜によりすぐに埋まってしまい、
反応生成物を多く堆積させるという効果があまり期待で
きなくなる。本発明によれば、反応管内壁の表面積を十
分に確保できるので、均一性のより高い薄膜を確実に形
成できる。

【００２８】第６の発明は、前記凹凸面の表面積を部位
により異ならせたことを特徴とする第２ないし第５のい
ずれかに記載の半導体製造装置である。

【００２９】複数の基板に同時に成膜を施す半導体製造
装置では、反応管の部位により基板間に施される成膜の
膜厚が異なる。例えば、縦型半導体製造装置では、一般
に上部では基板外周部が厚く、下部では基板中心部が厚
くなる傾向がある。したがってこの場合、反応管下部よ
りも反応管上部での凹凸面の表面積を大きくするように
凹凸面を形成する。すると膜厚の不均一性が基板間で是
正される。本発明によれば、凹凸面の表面積を部位によ
り異ならせたので、第２ないし第５の発明の効果に加え
て、基板間でより一層均一性の高い薄膜を形成すること
ができる。

【００３０】第７の発明は、第２〜第６の発明におい
て、前記反応管は、前記凹凸面で形成した部材を複数の
部材片に分割し、これらを前記反応管に挿入して反応管
内壁に組み付けて構成されたものであることを特徴とす
る半導体製造装置である。

【００３１】部材片は２つから３つで構成することが好
ましい。凹凸面の形成は研削が好ましいが、エッチング
でもよい。組み付けを容易にするために、複数の部材片
に、これらを互いにかみ合わせるための係合部を設ける
ことが好ましい。

【００３２】反応管内壁を凹凸面で形成するには、反応
管内壁自体を凹凸面で形成してもよいが、凹凸面で形成
した部材を分割して複数の部材片から構成し、これらを
反応管に挿入して反応管内壁に組み付けるようにすれ
ば、反応管の製造は一層容易になり、また凹凸の寸法精
度を上げることができる。

【００３３】第８の発明は、内壁面の周方向に凹凸面を
形成した円筒状の反応管を備えた半導体製造装置を用い
て半導体装置を製造する方法であって、複数の基板を支
持した縦型ボートを前記円筒状反応管内に挿入し、前記
縦型ボートが挿入された前記円筒状反応管内に反応ガス
を導入し、導入された反応ガスにより前記円筒状反応管
内壁面に形成された凹凸面に反応生成物を堆積させ、こ
の堆積により、前記複数の基板の外周部の反応ガス濃度
を低下させて、前記複数の基板の外周部に堆積する反応
生成物の量を少なくするようにした半導体装置の製造方
法である。

【００３４】半導体装置としては、Ｓｉ基板を用いた半
導体装置、ガラス基板上に半導体装置を形成した液晶表
示器などがある。本発明によれば、膜厚均一性に優れた
半導体装置を製造できる半導体製造装置を使用するの
で、歩留まりが良好で特性の優れた半導体装置が得られ
る。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。実施の形態は、パターンウェハ外周部に対向する
反応管内壁面に比較的多くの反応生成物を堆積させて、
ウェハ外周部でのガス濃度を低くするために反応管内壁
を凹凸面で形成して表面積を拡大させたものである。な
お、実施形態で使用するＣＶＤ装置の基本構成は図８の
ものと同じである。

【００３６】図２に反応管内壁を凹凸面で形成した説明
図を示す。石英から構成されるインナチューブ２０の内
壁面は通常鏡面仕上げされている（図２（ａ））が、実
施の形態では表面積を拡大させるために凹凸面２１で形
成してある（図２（ｂ））。サンドブラスト加工により
形成した凹凸は、数回の成膜により埋まってしまい、す
ぐ効果がなくなる。このため研削加工などによって、凹
凸の深さｄ、幅ｔはある程度の大きさを確保する必要が
ある。少なくとも１ｍｍ×１ｍｍ以上必要である（図２
（ｃ））。

【００３７】インナチューブ２０の内壁面には、表面積
を拡大させ得るものであれば、どのような形状の凹凸を
設けてもよい。図３（ａ）に示すようにインナチューブ
２０の軸芯方向に沿った直線状の縦溝２１ａとしてもよ
いし、図３（ｂ）に示すようにリング状、あるいは螺旋
状の横溝２１ｂとしてもよいし、図３（ｃ）に示すよう
に多数の穴２１ｃ（ここで言う穴はくぼみであって、貫
通孔ではない）で形成してもよいし、さらにこれらの組
合せ等から形成してもよい。

【００３８】また、インナチューブ２０における凹凸面
を形成する部位は、ウェハＷの外周部に対向する部分と
する。図１に示すように、成膜時、ボート２５は石英製
の保温筒２４を介して回転テーブル（図示せず）上に載
置されて、インナチューブ２０内に挿入される。この挿
入状態で、多段に積載されたウェハＷの外周部と対向し
ているインナチューブ２０の内壁面に凹凸面２１を形成
する。アウタチューブ２２の外周には分割ヒータ２３
が、下から順に下部ヒータＬ、中央下部ヒータＣＬ、中
央上部ヒータＣＵ、上部ヒータＵが設けられる。凹凸面
２１の形成は、少なくともウェハの存在する領域ｌに施
す。

【００３９】一般にこの種の反応管を持つＣＶＤ装置で
は、図１の右側に示すように上部ではウェハＷの外周部
の成膜が厚くなり、下部ではウェハ中心部の成膜が厚く
なる傾向にある。そこで、凹凸面２１を形成するインナ
チューブ２０の部位により、凹凸面２１の表面積を変え
てやるとよい。

【００４０】例えば、上部凹凸面の表面積＞下部凹凸面の表面積となるように、部位により凹凸面の表面積を変える。こ
れによりウェハ間の膜厚分布差をなくし、ウェハ間での
膜厚を均一にすることができる。

【００４１】また、パターンの形状（デバイスウェハの
集積度）にしたがい、インナチューブ内壁面の凹凸面の
表面積が異なるようにしてもよい。

【００４２】ところで、インナチューブの内壁面を凹凸
面で形成するには、インナチューブ内壁自体を凹凸面で
形成してもよいが、凹凸面で形成した部材を分割して複
数の部材片から構成し、これらをインナチューブに挿入
してインナチューブ内壁に組み付けるようにしてもよ
い。

【００４３】例えば図４に示すように、円筒を周方向に
複数（図示例では３つ）に分割した弧状の部材片２６か
ら構成して、それらの内周面に凹凸面２１を形成する。
凹凸面２１は、例えば切削加工で形成するとよい。円筒
ではなく部材片２６を単位にして加工すると、１ｍｍ程
度以上の凹凸の凹部の幅および深さが容易に得られるか
らである。分割した部材片２６をインナチューブ２０に
挿入してインナチューブ内壁に組み付け、固定する。固
定は、例えば溶接などにより行う。組み付けを容易にす
るために、複数の部材片２６に、これらを互いにかみ合
わせるための係合部（図示せず）を設けることが好まし
い。なお、部材片２６は石英で構成するとよい。石英で
構成しても３つ以上に分割するとコストは１枚構成ない
し２枚構成のものに比して安価になる。

【００４４】このようにインナチューブと凹凸面部材と
を別部材で構成し、これらを後に一体化するようにする
と、凹凸面付きインナチューブの製造は一層容易にな
り、また凹凸の寸法精度も上げることができる。

【００４５】以上述べたように、上記実施の形態によれ
ば、ウェハＷの外周部に対向しているインナチューブ内
壁面が凹凸面２１によって増大されていることから、こ
の内側面に比較的多量の反応生成物（薄膜）が堆積す
る。このため、相対的にウェハＷの外周部付近の反応ガ
ス濃度が低下し、ウェハＷの外周部に堆積する反応生成
物の量が少なくなる。その結果、ウェハＷの中心部に比
べて膜厚が大きくなりがちなウェハ外周部の膜厚増加が
緩和され、ウェハＷの中心部と外周部とで膜厚の差が小
さくなって、パターンウェハであっても膜厚均一性の高
い薄膜が生成される。

【００４６】成膜条件が温度７８０℃、圧力８０Ｐａ、
ガス流量シラン２５ｃｃｍ、Ｎ₂Ｏ１２５０ｃｃｍの場
合において、膜厚均一性のデータは、本実施形態を実施
したときは±２％であり、実施しなかったときの±６％
に比べて大きく向上した。成膜条件を変えてもこの傾向
は変らなかった。

【００４７】上記実施の形態は、インナチューブに凹凸
面を形成して、ウェハ外周部での気相反応を抑制し、膜
厚均一性を高めようとするものである。膜厚の調整は前
述したリング状ホルダを調整することにより行う場合に
比べて容易であり、また安価である。

【００４８】さて、上記実施の形態は、前述のリング状
ホルダが設けられたボートを使用する場合にも有効とな
る。リング状ホルダを使用する場合、リング状ホルダ自
体による膜厚調整も考えられるが、前述の通り、リング
状ホルダ自体の調整は困難であり、また経済性が悪い。
そこで、リング状ホルダを使用する場合に、上記実施の
形態を用いることにより、比較的容易に、しかも安価に
膜厚調整を行うことができる。ここで、リング状ホルダ
について説明する。

【００４９】図１１に示すように、インナチューブ３内
には複数の支柱７を有するボート４が設けられる。複数
の支柱７に囲まれた空間に、ウェハ外周部と略同形状の
複数のリング状ホルダ６を支柱７の延在方向に沿って適
宜間隔を設けて取り付ける。各リング状ホルダ６の上面
にリング状ホルダ６より浮かしてウェハＷを支持する複
数のウェハ支持用突起５を形成する。特性改善のため
に、さらにリング状ホルダ６を径方向に拡大して（ハッ
チングを付した拡大部６ａ）、リング状ホルダ６の開口
径ｂをウェハＷの径ａより小さくしてもよい（ｂ＜
ａ）。すなわち、ウェハ外周部が隣接するリング状ホル
ダ６でさらに覆われるようにし、ウェハ外周部と隣接す
るリング状ホルダ６との間隔ピッチｍよりも、ウェハ中
心部と隣接するウェハＷとの間隔ピッチｎをより大きく
する。

【００５０】このようにリング状ホルダ６の開口径ｂを
ウェハＷの径ａより小さくすると、ガス濃度、ガス分布
をウェハ中心部に集中させることができるので、膜厚均
一性を高めることができる。なお、パターンの形状にし
たがい、リング状ホルダの開口径ｂを異ならせ、ウェハ
ピッチ間隔ｎを変えるようにしてもよい。

【００５１】このように、リング状ボートを用いて基板
外周部の気相反応を抑制するようにした場合において、
さらにインナチューブ内壁面を凹凸状にして表面積を拡
大させて、ウェハＷに成膜するようにすると、均一性の
より高い薄膜をパターンウェハに形成することができ
る。

【００５２】図５は、インナチューブ内壁面を凹凸状に
して表面積を拡大させた場合の、インナチューブ内壁表
面積によるスケーリングルールを示している。横軸は集
積度（Ｍｂｉｔ）、縦軸はインナチューブ内壁鏡面を１
としたときの表面積倍率（加工密度）を示す。これは、
集積度がそれぞれ１６Ｍｂｉｔ、６４Ｍｂｉｔ、２５６
Ｍｂｉｔであるパターンウェハに対して成膜を行う場
合、表面積倍率は、それぞれ、１倍、２倍、３倍程度と
するのが望ましいことを示している。

【００５３】図６は、ホルダ形状を改善した場合の、ホ
ルダ形状スケーリングルールを示している。横軸は集積
度（Ｍｂｉｔ）、縦軸はウェハピッチｎ（図１１を参
照）を示す。これは、集積度がそれぞれ１６Ｍｂｉｔ、
６４Ｍｂｉｔ、２５６Ｍｂｉｔであるパターンウェハに
対して成膜を行う場合、ウェハピッチはそれぞれ、８．
５ｍｍ、１０ｍｍ、１３．５ｍｍ程度にするのが望まし
いことを示している。

【００５４】したがって上記スケーリングルールにした
がい、ウェハデバイスの集積度に合せて、インナチュー
ブの表面積加工密度を決定し、あるいはリング状ホルダ
の開口径を決定して、膜厚均一性を向上するとよい。

【００５５】なお、実施の形態では、インナチューブと
アウタチューブで構成されている二重反応管の例を示
し、そのうちのインナチューブの内壁面に凹凸面を形成
するようにしたが、単一チューブの場合にも本発明は適
用できる。その場合は、当該単一チューブの内壁面に凹
凸面を形成する。

【００５６】また、本発明はＨＴＯ膜だけでなく、ＬＴ
Ｏ膜、ＳｉＮ膜等に対しても有効であると考えられる。
要は、ＳｉＨ₄系、ＴＥＯＳ等の気相反応が絡む成膜全
般に適用できると考えられる。

【００５７】

【発明の効果】本発明の半導体製造装置用反応管を半導
体製造装置に使用すれば、反応管の他にボートカバーな
どを使用しなくても、均一性の高い薄膜を基板に形成す
ることができる。

【００５８】本発明の半導体製造装置によれば、基板の
外周部に対向する反応管内壁面を凹凸面で形成するとい
う簡単な構造で、反応生成物が基板の外周部に対向する
反応管内壁面に堆積し、相対的に基板の外周部に堆積す
る反応生成物の量が少なくなる。このため、反応生成物
の堆積量が多くなりがちな基板外周部の薄膜が薄くなっ
て、基板の中心部と外周部との膜厚の差が小さくなり、
総じて均一性の高い薄膜を基板に形成することができ
る。

【００５９】本発明の半導体装置の製造方法によれば、
パターンの形成された基板であっても均一性の高い清浄
な薄膜を形成できるうえ、作業能率が向上し、自動化も
可能で、かつ安価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態によるＣＶＤ装置の概略構成図であ
る。

【図２】インナチューブの内壁面の構成図であり、
（ａ）は従来の鏡面仕上げ面、（ｂ）は実施の形態の凹
凸形成面、（ｃ）は（ｂ）の丸印部分の拡大図を示す。

【図３】実施の形態によるインナチューブ内壁面に形成
した凹凸面の変形例を示す要部図であり、（ａ）は縦
溝、（ｂ）は横溝、（ｃ）は穴をそれぞれ形成した図で
ある。

【図４】実施の形態によるインナチューブの内壁に凹凸
面付き部材片を組み付ける工程図である。

【図５】実施の形態のインナチューブ内壁表面積倍率に
よる集積度のスケーリングルールの説明図である。

【図６】実施の形態のリング状ホルダの形状による集積
度のスケーリングルールの説明図である。

【図７】ベアウェハとパターンウェハの成膜形態の説明
図である。

【図８】実施の形態によるＣＶＤ装置の概略構成図であ
る。

【図９】従来例のリング状ホルダの平面図である。

【図１０】従来例のリング状ホルダを説明する断面図で
ある。

【図１１】実施の形態によるリング状ホルダを示す説明
図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）はリング状ホルダ
の開口径とウェハ径との大小関係を示した説明図であ
る。。

【図１２】従来例のカバーボートの分解斜視図である。

【図１３】従来例のカバーボートの断面を施した平面図
である。

【符号の説明】

２０インナチューブ（反応管）２１凹凸面２５ボートＷウェハ（基板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者児島賢東京都中野区東中野三丁目14番20号国際電気株式会社内Ｆターム(参考） 4K030 AA06 BA44 FA10 GA02 GA06 HA14 JA01 JA06 KA05 KA09 5F045 AB32 AC01 AD11 AE19 BB02 BB08 BB10 DP19 DQ04 EB02 EC01 EC02 EC05 EM08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の外周部に対向する内壁面を、反応生
成物の堆積する面積を拡大させるために凹凸面で形成し
た半導体製造装置用反応管。
【請求項２】基板の外周部に対向する反応管内壁面を、
反応生成物を堆積する面積を拡大させるために凹凸面で
形成したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】請求項２に記載の半導体製造装置におい
て、縦型ボートを有するとともに、前記反応管内壁面を
構成する反応管が円筒状をしており、前記凹凸面が前記円筒状反応管内壁面の周方向に一様な
密度で形成されている半導体製造装置。
【請求項４】前記反応管内に挿入されるボートは前記基
板を複数枚積層して支持する複数のリング状ホルダを有
し、各リング状ホルダには基板外周部を支持する複数の基板
支持用突起を設けたことを特徴とする請求項２または３
に記載の半導体製造装置。
【請求項５】前記凹凸面の凹部又は／及び凸部の幅と深
さとがともに１ｍｍ程度以上あることを特徴とする請求
項２ないし４のいずれかに記載の半導体製造装置。
【請求項６】前記凹凸面の表面積を部位により異ならせ
たことを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載
の半導体製造装置。
【請求項７】請求項２ないし６のいずれかに記載の半導
体製造装置において、前記反応管は、前記凹凸面で形成
した部材を複数の部材片に分割し、これらを前記反応管
に挿入して反応管内壁面に組み付けて構成したものであ
ることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項８】内壁面の周方向に凹凸面を形成した円筒状
の反応管を備えた半導体製造装置を用いて半導体装置を
製造する方法であって、複数の基板を支持した縦型ボートを前記円筒状反応管内
に挿入し、前記縦型ボートが挿入された前記円筒状反応管内に反応
ガスを導入し、導入された反応ガスにより前記円筒状反応管内壁面に形
成された凹凸面に反応生成物を堆積させ、この堆積により、前記複数の基板の外周部の反応ガス濃
度を低下させて、前記複数の基板の外周部に堆積する反
応生成物の量を少なくするようにした半導体装置の製造
方法。