JP2002514005A - 反応炉用のインジェクタ - Google Patents
反応炉用のインジェクタInfo
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
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- C30B25/14—Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases
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Abstract
(57)【要約】
反応炉内に支持されている半導体ウエハに化学蒸着法によりエピタキシャル層を形成する反応炉。この反応炉は、半導体ウエハを収容するに十分な大きさと形状を有する反応室と、反応室と連通して反応ガスを反応室に供給するインレット通路とからなる。この反応炉には、反応室内に位置決めされて、化学蒸着工程時にウエハを支持するサセプタが設けられている。更に、インレット通路を介して流れる反応ガスをほぼブロックする計量プレートがこの反応炉に備わっている。計量プレートには当該計量プレートの周囲内に完全に貫通するスロットがある。このスロットは、反応室への反応ガスの供給を調整するために反応ガスが計量プレートを介して流れるのを選択に制限しうる大きさである。
Description
【０００１】背景技術 本発明は、概略、半導体ウエハ上のエピタキシャル層を積層する反応器に関し
、特に、反応器を通過する反応物気体流を計量する、スロットを有するインジェ
クタを含む反応器に関する。
、特に、反応器を通過する反応物気体流を計量する、スロットを有するインジェ
クタを含む反応器に関する。
【０００２】 従来の水平式反応器は、一方で反応室へ反応物気体を入れ他方で反応室から排
出するための、入口と出口との間に水平に伸展する反応室を有する。化学蒸着工
程の間に、半導体ウエハは、反応室内に配置される回転可能サスセプタ上に配置
され、反応物気体は、反応室の入口に接続されるインレット通路を介して反応室
に供給される。ウエハ全体を通過する反応物気体の流量は、化学蒸着の間にウエ
ハ上に形成されるエピタキシャル層の厚さプロファイル及び電気特性に左右され
る。所望の特性を達成することを確実にするために、該気体は、インレット通路
に沿って配置されるインジェクタにより計量される。
出するための、入口と出口との間に水平に伸展する反応室を有する。化学蒸着工
程の間に、半導体ウエハは、反応室内に配置される回転可能サスセプタ上に配置
され、反応物気体は、反応室の入口に接続されるインレット通路を介して反応室
に供給される。ウエハ全体を通過する反応物気体の流量は、化学蒸着の間にウエ
ハ上に形成されるエピタキシャル層の厚さプロファイル及び電気特性に左右され
る。所望の特性を達成することを確実にするために、該気体は、インレット通路
に沿って配置されるインジェクタにより計量される。
【０００３】 インジェクタは、反応器へ移動する際に気体が通過する１つ又はそれ以上の大
きい開口部を有する計量治具を含む。計量治具の中の開口部を横切って固定され
るブレード即ち計量プレートは、開口部を部分的にふさぎ、反応物気体が通過し
て流れる狭いスロットを形成する。これらのスロットは、反応室に供給される反
応物気体の流量の限界を画する。各々のブレードは、位置が開口部に対して適合
するように、ねじファスナにより適所に保持される。ブレード配置が調整される
と、流域従ってスロットを通過する流量が、変化する。反応室の中央の上流のス
ロットが、反応室の側部の上流のスロットより幅広くなるように、ブレード配置
は調整され得る。このことにより、より多くの気体がウエハの中央を越えて通過
し中央のエピタキシャル層の厚さを増加させる、という結果となる。反応室の側
部及び中央部に対応するスロット幅が等しければ、望ましくない凹状のエピタキ
シャル面が生成されてしまう。
きい開口部を有する計量治具を含む。計量治具の中の開口部を横切って固定され
るブレード即ち計量プレートは、開口部を部分的にふさぎ、反応物気体が通過し
て流れる狭いスロットを形成する。これらのスロットは、反応室に供給される反
応物気体の流量の限界を画する。各々のブレードは、位置が開口部に対して適合
するように、ねじファスナにより適所に保持される。ブレード配置が調整される
と、流域従ってスロットを通過する流量が、変化する。反応室の中央の上流のス
ロットが、反応室の側部の上流のスロットより幅広くなるように、ブレード配置
は調整され得る。このことにより、より多くの気体がウエハの中央を越えて通過
し中央のエピタキシャル層の厚さを増加させる、という結果となる。反応室の側
部及び中央部に対応するスロット幅が等しければ、望ましくない凹状のエピタキ
シャル面が生成されてしまう。
【０００４】 生成物気体流量は、スロットの幅の関数である。より詳細に言うと、各々のス
ロットを通過する流量は、スロット幅の３乗の関数である。この関係の結果とし
て、スロットを通過する気体流量はスロット幅に大きく依存することになる。例
えば、０．００３インチが望ましい際にスロット幅が０．００４インチである場
合、スロットを通過する流量は所望の流量の略２４０パーセントになってしまう
。従って、所望のエピタキシャル層を生成するためにはスロット幅の正確な制御
が要求されることがわかる。現在、そのような制御は、達成が困難である。ブレ
ードを保持するねじファスナが締められるとブレードはシフトしてしまい、スロ
ット幅の望ましい値から偏差が生じ従って流量の望ましい値からも偏差が生じて
しまう。
ロットを通過する流量は、スロット幅の３乗の関数である。この関係の結果とし
て、スロットを通過する気体流量はスロット幅に大きく依存することになる。例
えば、０．００３インチが望ましい際にスロット幅が０．００４インチである場
合、スロットを通過する流量は所望の流量の略２４０パーセントになってしまう
。従って、所望のエピタキシャル層を生成するためにはスロット幅の正確な制御
が要求されることがわかる。現在、そのような制御は、達成が困難である。ブレ
ードを保持するねじファスナが締められるとブレードはシフトしてしまい、スロ
ット幅の望ましい値から偏差が生じ従って流量の望ましい値からも偏差が生じて
しまう。
【０００５】 さらに、スロットが、ブレードの縁と計測治具の中の開口部との間に形成され
るので、スロットを通過する気体は開口部の壁部に沿って移動する。結果として
、インジェクタからの下流の流れは、インレット通路の壁部の中で容易に不連続
に擾乱する。そのような流れの擾乱は、反応器により生成されるエピタキシャル
層の性質に悪影響を与えかねない。
るので、スロットを通過する気体は開口部の壁部に沿って移動する。結果として
、インジェクタからの下流の流れは、インレット通路の壁部の中で容易に不連続
に擾乱する。そのような流れの擾乱は、反応器により生成されるエピタキシャル
層の性質に悪影響を与えかねない。
【０００６】 セットアップの変化による大きな流量変動や、流れの擾乱の可能性を軽減する
ために、インジェクタ開口部を完全に覆う寸法を持つ別のタイプのブレードが、
考えられている。これらのブレードは、それらブレードを貫通する一連の穴を備
え、反応物気体がブレードを通過するようにしている。これらのブレードはセッ
トアップの変化により生じる流量変動を除去するが、それらはブレードの中の穴
の機械公差により生じる流量変動を増加させる。円形穴を介する流れは、その直
径の４乗の関数である。従って、０．００４インチの直径の穴を介する流量は、
０．００３インチの直径の穴を介する流量の約３２０パーセントである。当業者
に認識されているように、インジェクタの穴の直径の小さい不一致から大きい流
量変動が生じる。更に、穴の直径は固定されるから、異なる流量を望むならばブ
レードは調整されるよりも寧ろ取り替えられなくてはならない。
ために、インジェクタ開口部を完全に覆う寸法を持つ別のタイプのブレードが、
考えられている。これらのブレードは、それらブレードを貫通する一連の穴を備
え、反応物気体がブレードを通過するようにしている。これらのブレードはセッ
トアップの変化により生じる流量変動を除去するが、それらはブレードの中の穴
の機械公差により生じる流量変動を増加させる。円形穴を介する流れは、その直
径の４乗の関数である。従って、０．００４インチの直径の穴を介する流量は、
０．００３インチの直径の穴を介する流量の約３２０パーセントである。当業者
に認識されているように、インジェクタの穴の直径の小さい不一致から大きい流
量変動が生じる。更に、穴の直径は固定されるから、異なる流量を望むならばブ
レードは調整されるよりも寧ろ取り替えられなくてはならない。
【０００７】発明の概要 本発明の目的には、予測可能で且つ繰返し可能な反応ガス流量を有する反応炉
の提供、平坦なエピタキシャル層を有するウエハを製造する反応炉の提供、予測
可能で且つ繰返し可能なエピタキシャル層厚さを有するウエハを製造する反応炉
の提供、セットアップの変化による流量の変化を排除した反応炉の提供、及び、
反応炉のインレット通路の中央を流れるようにするインジェクタを備えた反応炉
の提供が含まれる。
の提供、平坦なエピタキシャル層を有するウエハを製造する反応炉の提供、予測
可能で且つ繰返し可能なエピタキシャル層厚さを有するウエハを製造する反応炉
の提供、セットアップの変化による流量の変化を排除した反応炉の提供、及び、
反応炉のインレット通路の中央を流れるようにするインジェクタを備えた反応炉
の提供が含まれる。
【０００８】 端的に言えば、本発明に係る装置は、化学蒸着工程により、反応炉内に収容さ
れた半導体ウエハ上にエピタキシャル層を堆積させるための反応炉である。反応
炉は、概略、半導体ウエハを収容するのに適した大きさ・形状を有する反応室と
、反応室と連通し反応ガスを反応室内に送り込むためのインレット通路とを有す
る。加えて、反応炉は、化学蒸着工程の間半導体ウエハを支持するための、反応
室に配置されたサスセプタを有する。さらに、反応炉は、インレット通路におけ
る反応ガスの流れを実質的に遮断する計量プレートを有する。プレートは、プレ
ートの周囲内にプレートを完全に貫通して伸びるスロットを備える。スロットの
大きさは、プレートを通過する反応ガスの流れを択一的に制限し、これにより反
応室への反応ガス送込み量を計量できるように設定される。
れた半導体ウエハ上にエピタキシャル層を堆積させるための反応炉である。反応
炉は、概略、半導体ウエハを収容するのに適した大きさ・形状を有する反応室と
、反応室と連通し反応ガスを反応室内に送り込むためのインレット通路とを有す
る。加えて、反応炉は、化学蒸着工程の間半導体ウエハを支持するための、反応
室に配置されたサスセプタを有する。さらに、反応炉は、インレット通路におけ
る反応ガスの流れを実質的に遮断する計量プレートを有する。プレートは、プレ
ートの周囲内にプレートを完全に貫通して伸びるスロットを備える。スロットの
大きさは、プレートを通過する反応ガスの流れを択一的に制限し、これにより反
応室への反応ガス送込み量を計量できるように設定される。
【０００９】 別の態様では、本発明に係る装置は、化学蒸着工程の間反応炉内に支持された
半導体ウエハ上にエピタキシャル層を堆積させるための、反応炉に使用されるイ
ンジェクタである。インジェクタは計量プレートを備え、このプレートは、プレ
ートの周囲内にプレートを完全に貫通して伸びるスロットを有する。スロットの
大きさは、プレートを通過する反応ガスの流れを択一的に制限し、これにより反
応炉への反応ガス送込み量を計量できるように設定される。
半導体ウエハ上にエピタキシャル層を堆積させるための、反応炉に使用されるイ
ンジェクタである。インジェクタは計量プレートを備え、このプレートは、プレ
ートの周囲内にプレートを完全に貫通して伸びるスロットを有する。スロットの
大きさは、プレートを通過する反応ガスの流れを択一的に制限し、これにより反
応炉への反応ガス送込み量を計量できるように設定される。
【００１０】 本発明の他の目的及び特徴は、以下の説明において一部は明らかにされ一部は
指摘されるものと考えられる。
指摘されるものと考えられる。
【００１１】 なお、同一の部分には、複数の図面にわたって同一の参照番号が付される。
【００１２】好ましい実施の形態の詳細な説明 図面、特に図１を参照すると、半導体ウエハ上にエピタキシャル層を形成する
ための水平式反応炉は、参照番号１０によって示されている。反応炉１０はエン
クロージャ１２（部分的に示されている）に収納され、通常は、反応室１４、サ
セプタ１６、上部及び下部ヒーティングアレー１８及び２０、インジェクタ２２
及びゲートアッセンブリ２４を含む（参照番号はそれらのものを示している）。
ための水平式反応炉は、参照番号１０によって示されている。反応炉１０はエン
クロージャ１２（部分的に示されている）に収納され、通常は、反応室１４、サ
セプタ１６、上部及び下部ヒーティングアレー１８及び２０、インジェクタ２２
及びゲートアッセンブリ２４を含む（参照番号はそれらのものを示している）。
【００１３】 反応室１４は、半導体ウエハＷを受けるために大きさ及び形が作られており、
反応ガスを反応室に入れるための導入口３０と反応ガスを反応室から排出するた
めの排出口３２の間に水平に延びている。導入口３０と排出口３２の双方はそれ
ぞれ、反応ガスを反応室に向け又は反応室から輸送する配管（部分のみが示され
ている）のための取り外し可能に反応室１４に接続されたフランジ３４，３６を
持っている。以下より詳細に示すように、ウエハＷは、化学蒸着工程の前後に導
入口３０からロボット（図示されていない）によって挿入され、搬出される。本
発明の範囲内においては他の材料を使用することができるが、好ましい実施の形
態の反応室１４は石英で作製される。
反応ガスを反応室に入れるための導入口３０と反応ガスを反応室から排出するた
めの排出口３２の間に水平に延びている。導入口３０と排出口３２の双方はそれ
ぞれ、反応ガスを反応室に向け又は反応室から輸送する配管（部分のみが示され
ている）のための取り外し可能に反応室１４に接続されたフランジ３４，３６を
持っている。以下より詳細に示すように、ウエハＷは、化学蒸着工程の前後に導
入口３０からロボット（図示されていない）によって挿入され、搬出される。本
発明の範囲内においては他の材料を使用することができるが、好ましい実施の形
態の反応室１４は石英で作製される。
【００１４】 サセプタ１６は、ウエハＷを受けるためにその上側に円形のリセス４２を有す
るターンテーブル４０を含む。ターンテーブル４０は、化学蒸着工程の間、ウエ
ハＷの表面上にエピタキシャル材料と熱エネルギーとを均一に分布させるために
ターンテーブルをゆっくり回転させるシャフト４４上にマウントされている。シ
ャフト４２はターンテーブル上に直接接続されるように描かれているけれども、
ターンテーブルを支えるための従来の３アームブラケット（図示されていない）
がシャフトの上端にマウントされていても良い。
るターンテーブル４０を含む。ターンテーブル４０は、化学蒸着工程の間、ウエ
ハＷの表面上にエピタキシャル材料と熱エネルギーとを均一に分布させるために
ターンテーブルをゆっくり回転させるシャフト４４上にマウントされている。シ
ャフト４２はターンテーブル上に直接接続されるように描かれているけれども、
ターンテーブルを支えるための従来の３アームブラケット（図示されていない）
がシャフトの上端にマウントされていても良い。
【００１５】 さらに図１に示されているように、上部及び下部ヒーティングアレー１８，２
０は、気相成長させる間、半導体ウエハＷとサセプタを加熱するためにサセプタ
１６に向けて熱輻射を注ぐ赤外線加熱ランプ５０を含む。インジェクタ２２を除
き、上述した各反応炉部品は従来のものであり、これ以上詳細には記載しない。
本発明の範囲内において他の反応炉もまた想定されるけれども、上述した好まし
い実施の形態の反応炉１０の部品は、アリゾナフェニックスのアドバンストセミ
コンダクターマテリアルアメリカＩｎｃ．によって製造されたイプシロンＩエピ
タキシャルエピリアクタに基づくものである。
０は、気相成長させる間、半導体ウエハＷとサセプタを加熱するためにサセプタ
１６に向けて熱輻射を注ぐ赤外線加熱ランプ５０を含む。インジェクタ２２を除
き、上述した各反応炉部品は従来のものであり、これ以上詳細には記載しない。
本発明の範囲内において他の反応炉もまた想定されるけれども、上述した好まし
い実施の形態の反応炉１０の部品は、アリゾナフェニックスのアドバンストセミ
コンダクターマテリアルアメリカＩｎｃ．によって製造されたイプシロンＩエピ
タキシャルエピリアクタに基づくものである。
【００１６】 図２に示されるように、インジェクタ２２は、インレットボディ６２、計量治
具６４及びプレナム６６を含む。インレットボディ６２はボディ全体に延びてい
る水平通路７０を有する。この通路７０は、反応室内に装填したり取り出したり
する時にウエハＷが通路を通過できるように、インジェクタ２２が反応室に隣接
して取りつけられる時に反応室１４の導入口３０と精密に位置合わせされる。図
３に示すように、３つの垂直通路７２ａ−７２ｃが水平通路７０からインレット
ボティー６２の上端まで上方に延びている。水平、垂直通路７０，７２ａ−７２
ｃを合わせて反応ガスを反応室１４に供給するための、合わせて７４で示すイン
レット通路を形成する。冷却通路７６はボディ６２を貫いて冷却水を循環させる
ために、水平通路７０を取り囲んでいる。ボディ６２から下のほうに延びている
チューブ７８は、インジェクタ２２に対しまたそれから冷却水を輸送するために
冷却通路７６の反対側の端に接続されている。ホール８０は、インジェクタ２２
をハウジング１２に固定し、ボディを保持するために反応室１４の導入口３０に
対向するインレットボディ６２に設けられる。図２に示すように、ガスケット８
２はインレットボディ６２と反応室１４の間の境界をシールする。
具６４及びプレナム６６を含む。インレットボディ６２はボディ全体に延びてい
る水平通路７０を有する。この通路７０は、反応室内に装填したり取り出したり
する時にウエハＷが通路を通過できるように、インジェクタ２２が反応室に隣接
して取りつけられる時に反応室１４の導入口３０と精密に位置合わせされる。図
３に示すように、３つの垂直通路７２ａ−７２ｃが水平通路７０からインレット
ボティー６２の上端まで上方に延びている。水平、垂直通路７０，７２ａ−７２
ｃを合わせて反応ガスを反応室１４に供給するための、合わせて７４で示すイン
レット通路を形成する。冷却通路７６はボディ６２を貫いて冷却水を循環させる
ために、水平通路７０を取り囲んでいる。ボディ６２から下のほうに延びている
チューブ７８は、インジェクタ２２に対しまたそれから冷却水を輸送するために
冷却通路７６の反対側の端に接続されている。ホール８０は、インジェクタ２２
をハウジング１２に固定し、ボディを保持するために反応室１４の導入口３０に
対向するインレットボディ６２に設けられる。図２に示すように、ガスケット８
２はインレットボディ６２と反応室１４の間の境界をシールする。
【００１７】 図３に示されるように、計量装置６４は、インレット通路７４を通る反応ガス
流を略閉塞するために入口側ボディ６２の垂直通路７２ａ−７２ｃを覆う計量プ
レート９２ａ−９２ｃを保持するための３箇所の凹所９０ａ−９０ｃを備えてい
る。図４で説明されるように、各プレート９２ａ−９２ｃは、プレートの周縁内
でプレートを貫通して延びる二つのスロット９４ａ−９４ｆを有している。各ス
ロット９４ａ−９４ｆは、反応室１４への反応ガスの送給を計量するために、各
々のプレート９２ａ−９２ｃを通る反応ガス流を選択的に制限するように寸法設
定されている。例えば、各スロットは約１インチの長さで約０．０２インチより
も小さい幅を有している。より好ましくは、各スロットは０．００２インチから
０．０１５インチの間の幅を有している。
流を略閉塞するために入口側ボディ６２の垂直通路７２ａ−７２ｃを覆う計量プ
レート９２ａ−９２ｃを保持するための３箇所の凹所９０ａ−９０ｃを備えてい
る。図４で説明されるように、各プレート９２ａ−９２ｃは、プレートの周縁内
でプレートを貫通して延びる二つのスロット９４ａ−９４ｆを有している。各ス
ロット９４ａ−９４ｆは、反応室１４への反応ガスの送給を計量するために、各
々のプレート９２ａ−９２ｃを通る反応ガス流を選択的に制限するように寸法設
定されている。例えば、各スロットは約１インチの長さで約０．０２インチより
も小さい幅を有している。より好ましくは、各スロットは０．００２インチから
０．０１５インチの間の幅を有している。
【００１８】 最も好ましい実施態様では、サセプタ１６の中央部分から上流側へのスロット
（すなわち、サセプタによって支持されたウエハWの中央部分を越えて通過する
反応ガスを計量する中央のスロット９４ｃ，９４ｄ）が、中央側のスロットの反
対側に位置するスロット（すなわち、側方のスロット９４ａ，９４ｂ，９４ｅ及
び９４ｆ）よりも幅広になっている。この取り合わせは、より大量の反応ガスが
、ウエハの端縁部分よりもウエハの中央部分を通過するようにさせる。更に、こ
の取り合わせは、より平坦なエピタキシャル表面をもたらし、また、望ましくな
い窪んだエピタキシャル表面になる可能性を低下させる。本発明の範囲内のもの
として他の取り合わせが考えられるのであるが、好ましい実施態様の中央のスロ
ット９４ｃ，９４ｄは、約０．０２インチよりも小さい幅を有し、側方のスロッ
ト９４ａ，９４ｂ，９４ｅ，９４ｆは約０．０１インチよりも小さい幅を有して
いる。より好ましくは、中央のスロット９４ｃ，９４ｄは、約０．００９インチ
から約０．０１５インチの間の幅を有し、側方のスロット９４ａ，９４ｂ，９４
ｅ，９４ｆは約０．００２インチから約０．００５インチの間の幅を有している
。更に、各スロットはそれぞれの長さに沿って略均一な幅を有している。
（すなわち、サセプタによって支持されたウエハWの中央部分を越えて通過する
反応ガスを計量する中央のスロット９４ｃ，９４ｄ）が、中央側のスロットの反
対側に位置するスロット（すなわち、側方のスロット９４ａ，９４ｂ，９４ｅ及
び９４ｆ）よりも幅広になっている。この取り合わせは、より大量の反応ガスが
、ウエハの端縁部分よりもウエハの中央部分を通過するようにさせる。更に、こ
の取り合わせは、より平坦なエピタキシャル表面をもたらし、また、望ましくな
い窪んだエピタキシャル表面になる可能性を低下させる。本発明の範囲内のもの
として他の取り合わせが考えられるのであるが、好ましい実施態様の中央のスロ
ット９４ｃ，９４ｄは、約０．０２インチよりも小さい幅を有し、側方のスロッ
ト９４ａ，９４ｂ，９４ｅ，９４ｆは約０．０１インチよりも小さい幅を有して
いる。より好ましくは、中央のスロット９４ｃ，９４ｄは、約０．００９インチ
から約０．０１５インチの間の幅を有し、側方のスロット９４ａ，９４ｂ，９４
ｅ，９４ｆは約０．００２インチから約０．００５インチの間の幅を有している
。更に、各スロットはそれぞれの長さに沿って略均一な幅を有している。
【００１９】 本発明の計量プレート９２ａ−９２ｃにスロット９４ａ−９４ｆを形成するた
めに、他の方法も考えられるのであるが、好ましい実施態様のスロットはワイヤ
（wire）放電加工によって行われる。スロット９４ａ−９４ｆの加工を開始する
ために、小径（例えば、約３／３２インチ）の加工開始孔９６がプレートに形成
される。これら孔部９６は（例えば、ろう付け又は溶接により）塞がれても良い
が、最も好ましい実施態様では、以下に説明されるように、それらの孔部は装置
６４によって閉塞されるように位置付けられている。
めに、他の方法も考えられるのであるが、好ましい実施態様のスロットはワイヤ
（wire）放電加工によって行われる。スロット９４ａ−９４ｆの加工を開始する
ために、小径（例えば、約３／３２インチ）の加工開始孔９６がプレートに形成
される。これら孔部９６は（例えば、ろう付け又は溶接により）塞がれても良い
が、最も好ましい実施態様では、以下に説明されるように、それらの孔部は装置
６４によって閉塞されるように位置付けられている。
【００２０】 図３に示すように、計量装置６４には６つのスロット９８ａ−９８ｆが設けら
れている。これらスロットの各々は、反応ガスが計量プレートを通って入口側ボ
ディ６２内の各垂直通路７２ａ−７２ｃに自由に流入できるように、計量プレー
ト９２ａ−９２ｃにおけるスロット９４ａ−９４ｆの一つの下方に位置させられ
ている。計量装置６４のスロット９８ａ−９８ｆは、計量プレート９２ａ−９２
ｃのスロット９４ａ−９４ｆよりも短くなっている。例えば、計量プレート９２
ｂの中央のスロット９４ｃ，９４ｄに対応する計量装置６４のスロット９８ｃ，
９８ｄは約０．７５インチの長さを有し、計量プレート９２ａ，９２ｃの側方ス
ロット９４ａ，９４ｂ，９４ｅ，９４ｆに対応する計量装置のスロット９８ａ，
９８ｂ，９８ｅ，９８ｆは約０．５０インチの長さを有している。好ましくは、
プレートのスロットの端部が閉塞されるように、計量装置６４のスロット９８ａ
−９８ｆがプレート９２ａ−９２ｃのスロット９４ａ−９４ｆに重ね合わされる
。前述されたように、この形態は計量プレートの加工開始孔９６を塞ぐ必要を無
くしている。しかしながら、プレート９２ａ−９２ｃのスロット９４ａ−９４ｆ
を通る長手方向の流れを防止するために、孔部９６は、計量装置６４のスロット
９８ａ−９８ｆの端部から十分に遠く離れていなければならない。図４に示すよ
うに、プレートを固定具（不図示）で装置６４に固定するために、計量プレート
９２ａ−９２ｃには穴部１００が設けられている。これら固定具を受け合うため
に装置６４には対応する穴部１０２が形成されている。
れている。これらスロットの各々は、反応ガスが計量プレートを通って入口側ボ
ディ６２内の各垂直通路７２ａ−７２ｃに自由に流入できるように、計量プレー
ト９２ａ−９２ｃにおけるスロット９４ａ−９４ｆの一つの下方に位置させられ
ている。計量装置６４のスロット９８ａ−９８ｆは、計量プレート９２ａ−９２
ｃのスロット９４ａ−９４ｆよりも短くなっている。例えば、計量プレート９２
ｂの中央のスロット９４ｃ，９４ｄに対応する計量装置６４のスロット９８ｃ，
９８ｄは約０．７５インチの長さを有し、計量プレート９２ａ，９２ｃの側方ス
ロット９４ａ，９４ｂ，９４ｅ，９４ｆに対応する計量装置のスロット９８ａ，
９８ｂ，９８ｅ，９８ｆは約０．５０インチの長さを有している。好ましくは、
プレートのスロットの端部が閉塞されるように、計量装置６４のスロット９８ａ
−９８ｆがプレート９２ａ−９２ｃのスロット９４ａ−９４ｆに重ね合わされる
。前述されたように、この形態は計量プレートの加工開始孔９６を塞ぐ必要を無
くしている。しかしながら、プレート９２ａ−９２ｃのスロット９４ａ−９４ｆ
を通る長手方向の流れを防止するために、孔部９６は、計量装置６４のスロット
９８ａ−９８ｆの端部から十分に遠く離れていなければならない。図４に示すよ
うに、プレートを固定具（不図示）で装置６４に固定するために、計量プレート
９２ａ−９２ｃには穴部１００が設けられている。これら固定具を受け合うため
に装置６４には対応する穴部１０２が形成されている。
【００２１】 図３に示すように、キャビティ１１０（空隙部）は、プリナム６６（空間部）
の下端部から上向きに伸び、計量プレート９２ａ〜９２ｃに、実質的に一定の圧
力で反応ガスを供給するようになっている。包括的に１１２で付番されたマニホ
ールドは、１対の２重構造のチューブ１１４ａ、１１４ｂで形成されている。マ
ニホールドは、キャビティ１１０の上端部で、プリナム６６を貫通して長手方向
に伸びている。内側チューブ１１４ａは、インジェクタ１４に反応ガスを供給す
るための反応ガス源（図示せず）に接続されたパイプ１１６（部分的に図示）と
連通している。内側チューブ１１４ａの頂部に沿った中央の穴部１１８は、反応
ガスが、内側チューブ１１４ａと外側チューブ１１４ｂとの間に形成された環状
通路１２０に入るのを可能にする。外側チューブ１１４ｂの底部に沿った一連の
穴部１２２は、該ガスが、マニホールド１１２の下側のキャビティ１１０に入る
のを可能にする。当業者には理解されるであろうが、このマニホールドの配置は
、反応ガスを、キャビティ１１０と交差する方向に実質的に一定圧力で分布させ
る。
の下端部から上向きに伸び、計量プレート９２ａ〜９２ｃに、実質的に一定の圧
力で反応ガスを供給するようになっている。包括的に１１２で付番されたマニホ
ールドは、１対の２重構造のチューブ１１４ａ、１１４ｂで形成されている。マ
ニホールドは、キャビティ１１０の上端部で、プリナム６６を貫通して長手方向
に伸びている。内側チューブ１１４ａは、インジェクタ１４に反応ガスを供給す
るための反応ガス源（図示せず）に接続されたパイプ１１６（部分的に図示）と
連通している。内側チューブ１１４ａの頂部に沿った中央の穴部１１８は、反応
ガスが、内側チューブ１１４ａと外側チューブ１１４ｂとの間に形成された環状
通路１２０に入るのを可能にする。外側チューブ１１４ｂの底部に沿った一連の
穴部１２２は、該ガスが、マニホールド１１２の下側のキャビティ１１０に入る
のを可能にする。当業者には理解されるであろうが、このマニホールドの配置は
、反応ガスを、キャビティ１１０と交差する方向に実質的に一定圧力で分布させ
る。
【００２２】 マニホールドの各端部には、内側チューブ１１４ａを外側チューブ１１４ｂ内
の中心に位置決めするためのＯリング１２４が設けられている。さらに、内側チ
ューブ１１４ａの下流側端部（図３では左側）は、ガスが該端部を通って環状通
路１２０に入るのを防止するために、曲げられている。プリナム６６の各端部に
は、とめネジ１２８を用いてエンドプレート１２６が固定されている。各チュー
ブ１１４ａ、１１４ｂは、これらのエンドプレート１２６の一方に取り付けられ
、チューブはプリナム６６の他端からキャビティ１１０に入っている。ガスがキ
ャビティ１１０から漏れるのを防止するために、エンドプレート１２６とプリナ
ム６６との間に、Ｏリング１３０が設けられている。プリナム６６及び計量器具
６４は、ボルト１３２を用いて、入口部６２に取り付けられている。インジェク
タ２２は、本発明の範囲から逸脱しないその他の材料で形成されてもよいが、こ
の好ましい実施の形態にかかるインジェクタは、実質的にステンレススチール合
金で形成されている。
の中心に位置決めするためのＯリング１２４が設けられている。さらに、内側チ
ューブ１１４ａの下流側端部（図３では左側）は、ガスが該端部を通って環状通
路１２０に入るのを防止するために、曲げられている。プリナム６６の各端部に
は、とめネジ１２８を用いてエンドプレート１２６が固定されている。各チュー
ブ１１４ａ、１１４ｂは、これらのエンドプレート１２６の一方に取り付けられ
、チューブはプリナム６６の他端からキャビティ１１０に入っている。ガスがキ
ャビティ１１０から漏れるのを防止するために、エンドプレート１２６とプリナ
ム６６との間に、Ｏリング１３０が設けられている。プリナム６６及び計量器具
６４は、ボルト１３２を用いて、入口部６２に取り付けられている。インジェク
タ２２は、本発明の範囲から逸脱しないその他の材料で形成されてもよいが、こ
の好ましい実施の形態にかかるインジェクタは、実質的にステンレススチール合
金で形成されている。
【００２３】 図２に示すように、ゲートアセンブリ２４は、インジェクタ２２と隣り合うハ
ウジング１２に取り付けられている。アセンブリ２４は、ハウジング１２から上
向きに伸びるブラケット１４２にピボット回転可能に取り付けられたゲート１４
０を含んでいる。連結部材１４６によってゲート１４０に接続された空気アクチ
ュエータ１４４は、ウエハＷがロードされ及びアンロードされるのを可能にする
ために、ゲートを開閉する。アクチュエータ１４４が図２に示されているように
伸びているときには、ゲート１４０は、入口部６２を貫通する水平方向の通路７
０を閉止する。ゲート１４０に取り付けられたＯリング１４８は、ゲートが閉じ
られているときには、インレット通路７４をシールする。しかしながら、アクチ
ュエータ１４４が図１に示されているように収縮しているときには、ゲート１４
０は、ピボット回転して開放位置となる。ゲート１４０内に設けられた開口部１
５０は、ゲートが開かれているときに、ロボットアーム（図示せず）とウエハＷ
とが、入口部６２内の水平通路を通って反応室１４に入るのを可能にする。
ウジング１２に取り付けられている。アセンブリ２４は、ハウジング１２から上
向きに伸びるブラケット１４２にピボット回転可能に取り付けられたゲート１４
０を含んでいる。連結部材１４６によってゲート１４０に接続された空気アクチ
ュエータ１４４は、ウエハＷがロードされ及びアンロードされるのを可能にする
ために、ゲートを開閉する。アクチュエータ１４４が図２に示されているように
伸びているときには、ゲート１４０は、入口部６２を貫通する水平方向の通路７
０を閉止する。ゲート１４０に取り付けられたＯリング１４８は、ゲートが閉じ
られているときには、インレット通路７４をシールする。しかしながら、アクチ
ュエータ１４４が図１に示されているように収縮しているときには、ゲート１４
０は、ピボット回転して開放位置となる。ゲート１４０内に設けられた開口部１
５０は、ゲートが開かれているときに、ロボットアーム（図示せず）とウエハＷ
とが、入口部６２内の水平通路を通って反応室１４に入るのを可能にする。
【００２４】 上記の説明に鑑みれば、本発明の前記のいくつかの目的は達成され、かつその
他の有利な結果が得られることがわかるであろう。
他の有利な結果が得られることがわかるであろう。
【００２５】 上記構成において、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形例が可能
であるので、上記の説明に含まれている、あるいは添付の図面に記載されている
全ての事項は、単なる例示として解釈されるべきであり、制限的なものとして解
釈されるべきではないというのが、本願の意図するところである。
であるので、上記の説明に含まれている、あるいは添付の図面に記載されている
全ての事項は、単なる例示として解釈されるべきであり、制限的なものとして解
釈されるべきではないというのが、本願の意図するところである。
【図１】 本発明に係る反応炉の、断片的な概略側面図を含む部分断面図。
【図２】 反応炉のインジェクタ及び閉鎖位置におけるゲートの断面図を含
む、反応炉の詳細な拡大部分側面図。
む、反応炉の詳細な拡大部分側面図。
【図３】 内部構造を示す切断部分図を含む反応炉の端面図。
【図４】 内部構造を示す切断部分図を含む反応炉の部分上面図。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年２月２８日（２０００．２．２８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス・エイ・トーラック アメリカ合衆国63376ミズーリ州セント・ ピーターズ、ポスト・オフィス・ボックス ８、パール・ドライブ501番 Ｆターム(参考） 4G077 AA03 BA04 DB01 EG24 HA06 TH10 TH11 4K030 CA04 EA03 FA10 KA02 KA41 LA15 5F045 DP04 EE04
Claims (10)
- 【請求項１】 半導体ウエハに化学蒸着法によりエピタキシャル層を形成す
る水平式反応炉であって、 半導体ウエハを収容するに十分な大きさと形状を有する反応室と、 前記反応室の上流端において当該反応室の横側に位置決めされ、前記反応室と
連通して反応ガスを前記反応室に供給するインレット通路と、 前記反応室内に位置決めされて、化学蒸着工程時に前記半導体ウエハを支持す
るサセプタと、 前記サセプタに対して水平方向にオフセットされ、かつ、前記反応室の上流端
において前記反応室の横側に位置決めされていると共に、インジェクタ本体と、
前記インレット通路を流れる反応ガスの流れをほぼブロックするように前記イン
ジェクタ本体に別途取り付けられている計量プレートを具備するインジェクタと
からなり、前記計量プレートには当該計量プレートの周囲内に計量プレートを完
全に貫通するスロットがあって、このスロットの大きさが、反応室への反応ガス
の供給を調整するために前記反応ガスが前記計量プレートを介して流れるのを選
択に制限しうる大きさであることよりなる水平式反応炉。 - 【請求項２】 請求項１に記載のものであって、前記スロットの幅が約０．
０２インチより小さいことよりなる水平式反応炉。 - 【請求項３】 半導体ウエハに化学蒸着法によりエピタキシャル層を形成す
る水平式反応炉であって、 半導体ウエハを収容するに十分な大きさと形状を有する反応室と、 前記反応室と連通して反応ガスを前記反応室に供給するインレット通路と、 前記反応室内に位置決めされて、化学蒸着工程時に前記半導体ウエハを支持す
るサセプタと、 前記インレット通路を流れる反応ガスの流れをほぼブロックする計量プレート
を具備するインジェクタとからなり、前記計量プレートは、当該計量プレートの
周囲内に計量プレートを完全に貫通し、かつ、前記サセプタに支持されているウ
エハの中心部を流れる反応ガスを調量するべく前記サセプタの中心部から上流側
に位置決めされいる中央スロットと、当該計量プレートの周囲内に計量プレート
を完全に貫通し、かつ、前記中央スロットの両端近傍に位置決めされた少なくと
も二つの側スロットとを有しており、該側スロットのそれぞれが、ウエハの外側
部分を流れる反応ガスを調量すべく前記サセプタの互いに対向する外側部分から
上流側に位置決めされており、而して、前記中央スロット及び側スロットのそれ
ぞれの大きさが、反応室への反応ガスの供給を調整するために前記反応ガスが前
記計量プレートを介して流れるのを選択に制限しうる大きさであることよりなる
水平式反応炉。 - 【請求項４】 請求項３に記載のものであって、前記中央スロット及び側ス
ロットとが、それぞれの長手方向に沿ってほぼ均一な幅を有することよりなる水
平式反応炉。 - 【請求項５】 請求項３に記載のものであって、前記側スロットのそれぞれ
が、前記中央スロットの幅よりも小さい幅を有することよりなる水平式反応炉。 - 【請求項６】 請求項５に記載のものであって、前記中央スロットの幅が約
０．００９インチから約０．０１５インチの間であり、また、前記側スロットの
それぞれの幅が約０．００２インチから約０．００５インチの間であることより
なる水平式反応炉。 - 【請求項７】 半導体ウエハに化学蒸着法によりエピタキシャル層を形成す
る水平式反応炉であって、 半導体ウエハを収容するに十分な大きさと形状を有する反応室と、 前記反応室と連通して反応ガスを前記反応室に供給するインレット通路と、 前記反応室内に位置決めされて、化学蒸着工程時に前記半導体ウエハを支持す
るサセプタと、 インジェクタとからなり、該インジェクタが、 計量プレートの周囲内に計量プレートを完全に貫通し、反応室への反応ガス
の供給を調整するために前記反応ガスが前記計量プレートを介して流れるのを選
択に制限しうる大きさのスロットを有する、前記インレット通路を流れる反応ガ
スの流れをほぼブロックする計量プレートと、 前記計量プレートから下流側において反応室に取り付けるようにしてあって
、反応ガスが、前記サセプタにより支持されたウエハを横切って前記スロットを
流れるように仕向ける入口本体と、 前記計量プレートから上流側に位置決めされて、反応ガスをほぼ一定の圧力
で前記計量プレートに供給するプレナムとからなる水平式反応炉。 - 【請求項８】 反応室内に支持された半導体ウエハに化学蒸着法によりエピ
タキシャル層を形成する水平式反応炉に用いるインジェクタであって、半導体ウ
エハから水平方向にオフセットされており、反応室の上流端において反応室の横
側に位置決めされている本体と、インレット通路を流れる反応ガスの流れをほぼ
ブロックするように前記本体に別途取り付けられている計量プレートとからなり
、該計量プレートには、反応室への反応ガスの供給を調整するために前記反応ガ
スが前記計量プレートを介して流れるのを選択に制限しうる大きさであって、当
該計量プレートの周囲内に計量プレートを完全に貫通するスロットが形成されて
なるインジェクタ。 - 【請求項９】 反応室内に支持された半導体ウエハに化学蒸着法によりエピ
タキシャル層を形成する反応炉に用いるインジェクタであって、計量プレートの
周囲内に計量プレートを完全に貫通し、かつ、反応室内に支持されているウエハ
の中心部を流れる反応ガスを調量するべく反応炉の中心部から上流側に位置決め
されいる中央スロットと、当該計量プレートの周囲内に計量プレートを完全に貫
通し、かつ、前記中央スロットの両端近傍に位置決めされた少なくとも二つの側
スロットとを有する計量プレートからなり、該側スロットのそれぞれが、ウエハ
の外側部分を流れる反応ガスを調量すべく前記反応室の互いに対向する外側部分
から上流側に位置決めされており、而して、前記中央スロット及び側スロットの
それぞれの大きさが、反応室への反応ガスの供給を調整するために前記反応ガス
が前記計量プレートを介して流れるのを選択に制限しうる大きさであることより
なるインジェクタ。 - 【請求項１０】 反応室内に支持された半導体ウエハに化学蒸着法によりエ
ピタキシャル層を形成する反応炉に用いるインジェクタであって、計量プレート
の周囲内に計量プレートを完全に貫通し、反応室への反応ガスの供給を調整する
ために前記反応ガスが前記計量プレートを介して流れるのを選択に制限しうる大
きさのスロットを有する、前記インレット通路を流れる反応ガスの流れをほぼブ
ロックする計量プレートと、 前記計量プレートから下流側において反応室に取り付けるようにしてあって、
反応ガスが、反応室内に支持されたウエハの表面を横切って前記スロットを流れ
るように仕向ける入口本体と、 前記計量プレートから上流側に位置決めされて、反応ガスをほぼ一定の圧力で
前記計量プレートに供給するプレナムとからなるインジェクタ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/072,564 | 1998-05-05 | ||
| US09/072,564 US5891250A (en) | 1998-05-05 | 1998-05-05 | Injector for reactor |
| PCT/US1999/008015 WO1999057343A1 (en) | 1998-05-05 | 1999-04-13 | Injector for reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002514005A true JP2002514005A (ja) | 2002-05-14 |
Family
ID=22108422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000547289A Withdrawn JP2002514005A (ja) | 1998-05-05 | 1999-04-13 | 反応炉用のインジェクタ |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5891250A (ja) |
| EP (1) | EP1076732B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002514005A (ja) |
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| CN (1) | CN1305541A (ja) |
| DE (1) | DE69900910T2 (ja) |
| TW (1) | TW414925B (ja) |
| WO (1) | WO1999057343A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR100352171B1 (ko) * | 2000-04-14 | 2002-09-12 | (주) 제노텍 | 올리고뉴클레오타이드를 지지체에 고정시키는 방법 및 그방법에 의하여 제조되는 올리고뉴클레오타이드 어레이 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0633233B2 (ja) * | 1989-10-13 | 1994-05-02 | 住友金属工業株式会社 | 気相成長装置 |
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| US5269847A (en) * | 1990-08-23 | 1993-12-14 | Applied Materials, Inc. | Variable rate distribution gas flow reaction chamber |
| JP2790009B2 (ja) * | 1992-12-11 | 1998-08-27 | 信越半導体株式会社 | シリコンエピタキシャル層の成長方法および成長装置 |
| TW359943B (en) * | 1994-07-18 | 1999-06-01 | Silicon Valley Group Thermal | Single body injector and method for delivering gases to a surface |
| FR2739871B1 (fr) * | 1995-10-11 | 1997-12-26 | Sgs Thomson Microelectronics | Dispositif d'injection de gaz dans un reacteur de depot chimique en phase vapeur |
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1999
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- 1999-04-13 EP EP99917436A patent/EP1076732B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-13 CN CN99807408A patent/CN1305541A/zh active Pending
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