JP2002359235A - Ｃｖｄ装置用ガス散布機構部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二種類のパターンの構成部材を交互に組み合
わせて散布機構部の製作を容易にすると共に、原材料ガ
スの噴出口ノズル部と余剰ガスのための排気口部分を隣
接することで、パウダーの発生を皆無とし、冷却手段を
不要とする常圧ＣＶＤ装置の散布機構を提供する。 【解決手段】 加熱された半導体基板を移動させながら
酸化膜を成膜する常圧ＣＶＤ装置の反応ガス散布機構で
あって、少なくとも板状体の表面側には反応ガスのたま
り部分を形成する反応ガス室用凹部１３と多数のノズル
構成溝１８及び２個の開口１４，１５が形成された構造
の板状体１０と、少なくとも板状体の表面側には排気ガ
ス室用凹部２３と１つの広い開口溝２８及び２個の開口
２４，２５が形成された構造の板状体２０との２種類の
概略板状体を、交互に多数重ね合わせ、噴出ノズル部と
排気ガス吸引孔部とを交互に形成した反応ガス散布機構
部構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主にＴＥＯＳ（テトラ
エトキシシラン）＋Ｏ_３（オゾン）を原材料ガスとし、
加熱された半導体基板を揺動させながら酸化膜を成膜す
る常圧ＣＶＤ装置の散布機構部の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９に示す従来公知の常圧ＣＶＤ装置に
よると、ウエハー０３をヒーター０１を有するヒーター
ブロック０２の下面に吸着支持すると共に、吸着支持手
段０４と共にヒーターブロック０２を矢印方向に揺動す
る手段と、その下方にあって反応室部に設けた反応ガス
散布機構部は、ガス供給管０７からの原材料ガスを多数
のノズルプレート０５によって構成されるスリット０６
より噴出し、その余剰排気ガスを反応ガス散布機構部の
外周から排気管０８を介して排出する構造である。ま
た、反応ガス散布機構部はノズル冷却用の冷水管０９を
有している。

【０００３】このような従来公知の常圧ＣＶＤ装置にあ
っては、ヒータブロック０２の下面に対応を有するウエ
ハー０３の支持部と反応ガスを多数のノズルプレート０
５により構成されるスリット０６の上端部から噴出供給
する部分との距離が約２０ｍｍに設定され、反応ガス供
給部分の冷却が必要であり、このための構造が極めて複
雑となっていた。また、反応後余剰となった原材料ガス
は多数の噴出用ノズルプレート０５の外周部分から排気
管０８を介して排気しているために、排気経路が長く排
気量の調整が困難であり、この間にパウダーの発生が多
くなる欠点があった。

【０００４】本発明者は、この様な公知の構造の装置に
替る他の手段として、多数の原材料ガスの噴出ノズルと
該夫々のノズルの外周を囲む排気開口とを組み合わせた
形式のものを提案しているが、この様な手段によって
も、微小な噴出口ノズル又は排気開口の周囲に冷却手段
を配置する必要から、構造が極めて複雑となる欠点があ
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの問題
点を解決し、極めて製作の容易な二種類のパターンの構
成部材を交互に組み合わせる方式によって、散布機構部
の製作を容易にすると共に、原材料ガスの噴出口ノズル
部と余剰ガスのための排気口部分を隣接することがで
き、これによってパウダーの発生を皆無とし、更に、こ
のような構成のために原材料ガスの流れのコントロール
を容易にして、ヒーター表面に設けたステージ状の基板
（ウエハー）とガス噴出口及び排気口との間隔を大きく
確保でき、これにより複雑な構成の冷却手段を不要とす
る新規な常圧ＣＶＤ装置の散布機構を提供するものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、加熱された半
導体基板を移動させながら酸化膜を成膜する常圧ＣＶＤ
装置の反応ガス散布機構であって、少なくとも板状体の
表面側には反応ガスのたまり部分を形成する反応ガス室
用凹部と多数のノズル構成溝及び２個の開口が形成され
た構造の板状体と、少なくとも板状体の表面側には排気
ガス室用凹部と１つの広い開口溝及び２個の開口が形成
された構造の板状体との２種類の概略板状体を、交互に
多数重ね合わせることによって、噴出ノズル部と排気ガ
ス吸引孔部とを交互に形成したことを特徴とする反応ガ
ス散布機構部構造である。また、上記ノズル構成溝が形
成された板状体の２個の開口には、その一方の開口は板
状体の裏面側に、もう一方の開口はその表面側に夫々鍔
が形成されていて、これらの鍔付き開口によって反応ガ
ス導入路及び排気ガス導出路が形成されているものであ
り、更に、上記板状体の表面側に形成された多数のノズ
ル構成溝が、夫々同ピッチで刻設されたものであって、
多数重ね合わされたノズル構成溝が形成された板状体の
奇数枚目の板状体に刻設されたノズル構成溝と、同じく
ノズル構成溝が形成された板状体の偶数枚目の板状体に
刻設されたノズル構成溝とが、互いに略半ピッチだけず
らされているものであることを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１〜図８
により説明する。図１は、本発明に係る反応ガスの散布
機構を備えた常圧ＣＶＤ装置の要部を模式的に表わす斜
視図であって、従来公知のＣＶＤ装置と同様に、ウエハ
ーを吸着支持すると共に矢印方向に揺動する手段、例え
ば揺動するヒーターブロック０２を有している。

【０００８】本発明に係る反応ガス散布機構は、外観箱
形をしており、例えばその箱形構造の左側端面に反応ガ
ス導入口３３と、その反対側である右側端面に排気ガス
排出口３４とが設けられており、該排気ガスの排出は当
然に吸引によるものである。そして、これら反応ガス導
入口３３及び排気ガス排出口３４は、夫々上記箱形構造
部の一方の側端板３１及び反対側の側端板３２に設けら
れている。

【０００９】これら両側端板３１，３２の間には、上記
箱形構造部を形成し、多数の、そして板状体１０及び板
状体２０の２種類の部材のみによって構成される、散布
機構部を有している。そして、後述するこれら２種類の
板状体１０，２０によって構成される散布機構部の反応
ガス噴出ノズルの上面には、従来公知のものと同様に、
ヒータブロック０２の下面にウエハーが吸引支持され、
例えば噴出ノズルの端部とウエハー表面との距離が約２
０〜４０ｍｍの位置で矢印方向に揺動されるものであ
る。

【００１０】図２は、上記図１における散布機構部を構
成する多数の各板状体１０、板状体２０を展開した状態
を示しており、図１の左側側端板３１に続いて、板状体
１０、板状体２０、板状体１０、板状体２０・・・と、
交互に配列される状態と、それら各板状体の表面側（同
図における各板状体の右側面を表面側と呼ぶこととす
る）である反応ガス室面１０Ａ及び排ガス室面２０Ａと
を特に明瞭に示している。そして、後に詳述するけれど
も、各板状体１０，２０は夫々反応ガス噴出構造及び排
気ガス吸引構造を形成し、その全てには上記反応ガス導
入口３３に又は排気ガス排出口３４に連なって、反応ガ
スを上記反応ガス室面に導くための反応ガス開口１４，
２４と排気ガスを排気ガス室面から排気ガス排出口へ導
くための排気ガス開口１５，２５が、反応ガス室面又は
排気ガス室面の下部に設けれてている。

【００１１】図３及び図４は、図２に記載した反応ガス
噴出構造側の板状体１０の表面１０Ａ（図３）及び裏面
１０Ｂ（図４）を示している。図３から明らかなよう
に、板状体１０の表面１０Ａ側にはその本来の板厚であ
る周辺部１２に対して、反応ガスを収容するための凹部
１３が設けられ、該凹部１３の部分はその窪み部分だけ
周辺部１２より薄い板厚とされている。従って、この板
状体１０の凹部１３を形成するための周辺部１２が、該
凹部１３を取り囲むように存在することとなる。凹部１
３の下部一側には反応ガス開口１４が設けられ、その反
対側には排気ガス開口１５が設けられているが、該排気
ガス開口１５の板状体１０表面１０Ａ側には鍔１６Ａが
設けられていて、該鍔１６Ａ部分の厚さは上記周辺部１
２の板厚と同一とされている。従って、この板状体１０
の表面１０Ａに後述する板状体２０の裏面２０Ｂの平面
を当接すると、上記周辺部１２と凹部１３と板状体２０
の裏面２０Ｂとによって反応ガス室１９（図７参照）が
形成されることとなる。

【００１２】この様な板状体１０の表面１０Ａにおける
上方の周辺部１２には、多数のノズル構成溝１８が刻設
されている。このノズル構成溝１８は、通常上記反応ガ
ス室１９を形成する凹部１３の深さよりは浅く、その溝
巾も可成り狭いものであって、この様なノズル構成溝を
多数設けることによって、該溝により形成されるノズル
部分から反応ガスが上方に噴出可能となる。そして、こ
れらノズル構成溝１８の数及び大きさ等については、後
述するようにその他の設計条件によって決定されるもの
である。

【００１３】図４は、同様な板状体１０の裏面１０Ｂを
示しており、該裏面１０Ｂは全体的に裏平面１７により
構成されている。そして、上記反応ガス開口１４及び排
気ガス開口１５に対応する部分は当然に開口とされてい
るけれども、上記反応ガス開口１４に対応する部分の開
口部には鍔１６Ｂが設けられており、該鍔１６Ｂの突出
量は、後述する板状体２０に設けられた排気ガスを収容
するための凹部、すなわち排気ガス室２９（図７参照）
の深さに対応した同一量だけ突出されている。

【００１４】図５及び図６は、上記図２に記載した排気
ガス吸引構造側の板状体２０の表面２０Ａ（図５）及び
裏面２０Ｂ（図６）を示している。図５より明らかなよ
うに、排気ガス吸引構造側の板状体２０の表面２０Ａ側
には、その上辺部を除く周辺にその本来の板厚に相当す
る周辺部２２を有し、該表面２０Ａの中央部には周辺部
２２よりも薄い板厚とされた窪み部分である、排気ガス
を収容するための凹部２３が設けられている。そして、
板状体１０の場合と同様に該凹部２３の下部にも夫々反
応ガス開口２４及び排気ガス開口２５が設けられている
けれども、これらの開口は鍔を有していない。

【００１５】該図５より明らかなように、板状体２０の
表面２０Ａにおける排気ガスを収容するための凹部２３
は、その上方がそのまま板状体２０の上端部まで達して
おり、その結果該上端部に幅広の開口溝２８を形成する
ものである。従って、開口溝２８は両側の周辺部２２に
より形成される一個の広い溝状部又は凹所であって、上
記排気ガス収容のための凹部２３と同一の巾及び深さを
有することとなる。そして、上記反応ガス室１９の場合
と同様に、板状体２０の表面２０Ａとその前方の板状体
１０の裏面１０Ｂにおける裏平面１７との当接によっ
て、凹部２３の部分に排気ガス室２９（図７参照）が形
成されることとなる。

【００１６】図６は板状体２０の裏面２０Ｂを示してお
り、図から明らかなように全くの裏平面２７により構成
されていて、反応ガス開口１４及び排気ガス開口１５も
図５に示す表面２０Ａ側と同様に鍔を有していない。

【００１７】図７及び図８は、上記図２に示す各板状体
１０，２０を交互に重ね合わせた状態における、各板状
体１０，２０のＡ−Ａ断面（図７）及びＢ−Ｂ断面（図
８）を示している。図７から明らかなように、図２の状
態に２種類の多数の板状体１０，２０を重ね合わせる
と、各一対の、板状体１０の表面１０Ａと板状体２０の
裏面２０Ｂとの間に反応ガス室１９が形成されているこ
とが分かる。そして更に、各板状体１０，１０の夫々の
裏面１０Ｂ側の鍔１６Ｂがその裏面側に位置する板状体
２０，２０の凹部２３における開口１４部分に当接し、
結果的に該鍔１６Ｂと開口１４とによって反応ガス導入
路３３Ａを形成することとなる。

【００１８】一方、各板状体２０，２０について見る
と、同様に２種類の多数の板状体１０，２０を重ね合わ
せることにより、各一対の、板状体２０の表面２０Ａと
板状体１０の裏面１０Ｂとの間に排気ガス室２９が形成
されることが分かる。そして更に、各板状体１０，１０
の表面１０Ａ側の鍔１６Ａがその表面側に位置する板状
体２０，２０の裏面２０Ｂにおける排気ガス開口１５部
分に当接することによって、該鍔１６Ａと開口１５によ
って排気ガス導出路３４Ａが形成されることとなる。

【００１９】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図８より明
らかなように、図７に示すごとく形成された反応ガス噴
出のためのガスのたまり部を形成する、各反応ガス室１
９の上部及び排気ガス室２９の上部は、夫々多数の反応
ガス噴出ノズル１９Ａ又は一個の排気細孔２９Ａが形成
されるが、これらは板状体１０の表面１０Ａ側上部に設
けた多数のノズル構成溝１８，１８・・・と板状体２０
の裏平面２７及び板状体２０の表面２０Ａ側に設けた幅
広の開口溝２８と板状体１０の裏平面１７とによって形
成されることは明らかである。

【００２０】この様に構成された、多数の同一形状に形
成された板状体１０と、同じく同一形状に形成された板
状体２０を、図２の様に夫々交互に任意数配列し、その
両側端部に図１に示すごとき側端板３１及び側端板３２
を重ねて一体化させることによって、本発明の原材料ガ
スのための散布機構部を構成することができる。

【００２１】そして、上記のごとき反応ガス散布機構部
を構成した場合には、各板状体によって形成される夫々
の反応ガス室１９から送給されるガス噴出量及び排気ガ
ス室２９から排気されるガス量の調整は、図１に示す反
応ガス導入口３３及び排気ガス排出口３４の適所に設け
られた（図示せず）調整バルブ等によって調節するもの
である。また、該調整バルブ等によって加減される反応
ガスの供給量は、半導体基板の成膜スピード、その均一
性、膜質等に対応して上記調整バルブ等によって適宜調
整されると共に、反応ガスの噴出総量と排気ガスの総量
は略同量であり、各々の圧力によりその量を微調整する
ことができる。

【００２２】更に他の実施形態に係る、すなわち上述の
実施の形態において説明したノズル構成溝１８の配置の
みを多少変更した実施形態に係る、他形式の反応ガス散
布機構部構造を説明する。しかし、この実施形態におい
ては、板状体１０におけるノズル構成溝１８の刻設位置
以外の構造については、先の実施形態のものと全く同一
であるので、これら同一構造部分についての説明は省略
する。

【００２３】この実施形態のものは、上記図１における
順次配列された板状体１０における各ノズル構成溝１
８，１８・・・の配置を、多少変更するものであって、
例えば図１又は図８において、図面左側から奇数枚目の
板状体１０と偶数枚目の板状体１０の各ノズル構成溝１
８の配置を、交互に半ピッチ程ずらしたものである。そ
して、この様な構成とするためには、上記板状体１０の
構造において、ノズル構成溝１８の刻設位置が異なる２
種類の板状体１０を作成することが有効である。

【００２４】この様にして２種類の板状体１０の各ノズ
ル構成溝１８の夫々のピッチ等は同一として、その刻設
位置のみ変更しておくことにより、これらの２種類の板
状体１０を交互に採用することによって、例えば図８に
示すごとき各ガス噴出ノズル１９，１９・・・の配置が
千鳥状（図示せず）となり、より均質な反応ガス噴出パ
ターンを得ることができるものである。しかし、この様
な２種類の板状体（反応ガス噴出用ノズルを有する板状
体）１０は、単にノズル構成溝１８の位置を変更するの
みであるから、その製作に格別の困難な点はない。

【００２５】

【実施例】上記のごとき本願発明に係る反応ガス散布機
構部構造の、各構成要素に対応する板状体１０及び板状
体２０について、そのより詳細な構造における一実施例
を示すと次のようである。図３に示す板状体１０は、例
えば側辺（高さ）寸法２００ｍｍ、底辺（横）寸法３０
０ｍｍの矩形状板体であって、その周辺部１２の板厚を
５ｍｍとすることができる。この場合の（反応ガスだま
りを形成する）凹部１３は、底辺寸法２４０ｍｍ、高さ
１２０ｍｍの矩形状であって、その深さを２ｍｍとする
ことができる。そして、上方の周辺部１２に刻設される
ノズル構成溝１８の巾寸法を２ｍｍ、刻設深さを１ｍｍ
とし、各溝１８，１８の間隔を６ｍｍとし、該溝１８の
刻設位置は、全く同一のものと互いに半ピッチずらした
ものとの２種類がある。更に、両側端部の溝間を約２２
０ｍｍとすることができるが、これらの数値はいずれも
単なる実施例であって、この数値自体に限定されるもの
ではない。

【００２６】同様に、図５に示す板状体２０は、その平
面的外形が上記板状体１０と同様に底辺３００ｍｍ、高
さ２００ｍｍの矩形状であって、厚さも同様に５ｍｍと
することができる。また、凹部２３の深さを２ｍｍと
し、該凹部２３の上方開口巾を２４０ｍｍとすると、上
記板状体１０における多数の溝１８の配置との整合性が
良好となる。また、該凹部２３の下方における周辺部２
２の巾寸法は、上記板状体１０における対応する下方に
おける周辺部１２の巾寸法と同一にするのが望ましい。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係る常圧ＣＶＤ装置の散布機構
にあっては、第１に、多数の同一構造を有する反応ガス
噴出ノズル構成用板状体又は反応ガス噴出ノズル構成溝
の位置のみ異なる反応ガス噴出ノズル構成用板状体と、
同じく多数の同一構造を有する排気ガス吸入孔構成用板
状体を交互に組み付けるだけで、極めて簡単な構成部材
により原材料ガスの散布機構部を構成することができ
る。第２に、反応ガス噴出ノズル部と排気ガス吸入用細
孔部を近接して設けることにより、排気ガス経路を短く
でき、パウダーの発生を皆無とすることができた。第３
に、特に反応ガス噴出ノズルと排気ガス吸入細孔の配置
によって、反応ガス及び排気ガスの流れを均一化でき、
反応ガス噴出ノズルとウエハー表面との距離を大きくと
ることが可能となり、複雑な機構の冷却手段を不要とす
ることができる等の顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】反応ガスの散布機構部構造の模式的斜視図であ
る。

【図２】図１の散布機構部を形成する板状体の展開図で
ある。

【図３】板状体１０の表面図である。

【図４】板状体１０の裏面図である。

【図５】板状体２０の表面図である。

【図６】板状体２０の裏面図である。

【図７】図２の構造を結合した状態のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図８】図２の構造を結合した状態のＢ−Ｂ断面図であ
る。

【図９】従来公知の反応ガス散布機構を含むＣＶＤ装置
の模式的断面図である。

【符号の説明】

１０，２０ 異なる構造の板状体 １２，２２ 厚板周辺部 １３，２３ 凹部 １４，１５ 開口 １６Ａ，１６Ｂ 鍔 １８ ノズル構成溝 ２８ 幅広開口溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA14 BA44 CA04 EA04 FA10 KA45 LA15 5F045 AA03 AB32 AC07 AE29 BB14 DP22 EE01 EF01 EF05 EF20 EG01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱された半導体基板を移動させながら
   酸化膜を成膜する常圧ＣＶＤ装置の反応ガス散布機構で
   あって、少なくとも板状体の表面側には反応ガスのたま
   り部分を形成する反応ガス室用凹部と多数のノズル構成
   溝及び２個の開口が形成された構造の板状体と、少なく
   とも板状体の表面側には排気ガス室用凹部と１つの広い
   開口溝及び２個の開口が形成された構造の板状体との２
   種類の概略板状体を、交互に多数重ね合わせることによ
   って、噴出ノズル部と排気ガス吸引孔部とを交互に形成
   したことを特徴とする反応ガス散布機構部構造。
2. 【請求項２】 上記ノズル構成溝が形成された板状体の
   ２個の開口には、その一方の開口は板状体の裏面側に、
   もう一方の開口はその表面側に夫々鍔が形成されてい
   て、これらの鍔付き開口によって反応ガス導入路及び排
   気ガス導出路が形成されていることを特徴とする請求項
   １記載の反応ガス散布機構部構造。
3. 【請求項３】 上記板状体の表面側に形成された多数の
   ノズル構成溝が、夫々同ピッチで刻設されたものであっ
   て、多数重ね合わされたノズル構成溝が形成された板状
   体の奇数枚目の板状体に刻設されたノズル構成溝と、同
   じくノズル構成溝が形成された板状体の偶数枚目の板状
   体に刻設されたノズル構成溝とが、互いに略半ピッチだ
   けずらされていることを特徴とする請求項１又は２記載
   の反応ガス散布機構部構造。