JP2758872B2 - 縦型ｃｖｄ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造工
程で用いられる縦型ＣＶＤ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の縦型ＣＶＤ装置は、図３に示すよ
うに、ガス導入管１０が設けられたマニホールド７上に
円筒状のインナーチューブ２と上部がふさがれたアウタ
ーチューブ１とをシール固定し、その内部にステージ９
に支持されウェーハ５を搭載したボート４を挿入するよ
うに構成されていた。そして、反応ガスはキャップ８で
気密状態にし、減圧したのちガス導入管１０より内部に
導入される。反応ガスは矢印で示したように、インナー
チューブ２の内側を通り、ウェーハ５上で反応して膜を
形成したのち上部に達し、次でアウターチューブ１とイ
ンナーチューブ２とで構成される流出経路を通って下降
し排気管１１より外部に排出されていた。

【０００３】又第２の従来例として図４に示すように、
インナーチューブ２の内壁に添ってガスの導入吹出しノ
ズルであるインジェクターノズル１３を１〜２本配置
し、モーター１４によりステージ１０を回転させること
により、その上のボート４及びウェーハ５を回転しなが
ら成膜する構造のものも用いられている。

【０００４】更に特開昭６０−２００５３１号公報には
多孔チューブを用いたものが提案されている。このＣＶ
Ｄ装置は図５に示すように、アウターチューブ１の内側
に多孔チューブ３Ｂを設けるものであり、反応ガスはア
ウターチューブ１の内壁に添って導入され、排気（ＯＵ
Ｔ）側へと流れる途中で内側の多孔チューブ３Ｂの小孔
からボート４及びウェーハ５側へと入っていく構造とな
っている。そしてボート４及びウェーハ５は、回転する
ように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３で
説明した第１の従来例では、反応ガスの濃度が上に行く
に従って低くなる為、上下のウェーハ間で濃度差による
膜の成長速度が異なり膜厚にばらつきを生じるという欠
点がある。

【０００６】又図４で説明した第２の従来例では、ボー
トを回転させる為の回転機構が不可欠となり、装置が大
型化しコスト高になると共に、回転構造上からくるシー
ル性の維持や振動によるパーティクルの発生防止策が必
要となる。

【０００７】更に図５で説明した第３の従来例では、第
２の従来例と同様の欠点の他に、多孔チューブの中に入
る反応ガスの出口がない為、アウターチューブ１の内壁
に添って反応ガスが流れることから、成膜速度が遅いと
いう欠点がある。

【０００８】本発明の目的は、回転機構がなくても効率
良くしかも均一な膜形成が可能な縦型ＣＶＤ装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の縦型ＣＶＤ装置
は、反応部のプロセスチューブとして、密閉式のアウタ
ーチューブとその内側に反応ガスの流れ方向を上部まで
仕切る円筒状のインナーチューブと、さらに内側に反応
ガスを全周から吹き出す小孔を有する多孔チューブをそ
れぞれ同心円上に配置する。また、ガスの流入経路にお
いて、反応ガスはインナーチューブと多孔状のチューブ
の間の下方から導入する。上部の両者隙間には円板の仕
切り（フランジ）を設けて直接、反応ガスが上方のアウ
ターチューブ側に出ないようにする。また、反応ガスを
導入または排気するマニホールドを２分割し、特に反応
生成物が出来やすい多孔チューブとインナーチューブ
は、反応ガスの導入，排気部を外すことなく脱着出来る
構造とする。

【００１０】

【作用】反応部のチューブ下部から導入した反応ガス
は、インナーチューブとその内側にある多孔チューブの
間を通って上方に流れ、多孔チューブの全外周面の小孔
から内側に流れ込む。内側に挿入されたウェーハに成膜
し、残ったガスは上方のアウターチューブへと流れてい
き、アウターチューブの内壁に添って下方の排気側へ導
かれる。

【００１１】多孔チューブの内側には、常に一定濃度の
反応ガスが全周均一に流れ込み残ったガスと置換が行わ
れる。従ってウェーハに形成される膜厚は均一なものと
なる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１の実施の形態を説明す
る為の縦型ＣＶＤ装置の断面図である。

【００１３】図１において縦型ＣＶＤ装置は、上部に内
側に向いた幅の広い第１のフランジ１２Ａを有する円筒
状の第１のマニホールド７Ａと、この第１のマニホール
ド７Ａ上に設けられガス導入管１０と排気管１１とを備
えかつガス導入管１０より上部に内側に向いた幅の狭い
第２のフランジ１２Ｂを有する円筒状の第２のマニホー
ルド７Ｂと、第１のフランジ１２Ａにシール固定され複
数の小孔を有し上端部に第３のフランジ１２Ｃを備えた
円筒状の多孔チューブ３と、この多孔チューブ３の周囲
を覆うように前記第２のフランジ１２Ｂにシール固定さ
れ、多孔チューブ３と共に、ガス導入管１０より導入さ
れる反応ガスの流入経路を構成しかつ上端部で多孔チュ
ーブ３に接する円筒状のインナーチューブ２と、このイ
ンナーチューブ２の周囲を覆うように第２のマニホール
ド７Ｂ上にシール固定されインナーチューブ２と共に導
入された反応ガスを排気管１１より排出する為の流出経
路を構成する密閉式のアウターチューブ１と、ウェーハ
５を水平に搭載し多孔チューブ３の反応室内に搬入する
為のボート４と、アウターチューブ１の外側に設けられ
たヒータ６とから主に構成されている。

【００１４】多孔チューブ３は、全周に小孔を分散させ
ており、その小孔の大きさは直径３〜５ｍｍ程度、上下
方向のピッチはボート４に搭載したウェーハ５のピッチ
と同じまたは等倍が好ましい。また、周方向ピッチに関
しては、多孔チューブ３とウェーハ５との距離や小孔の
径、さらには供給ガスの流量によっても変動するが、反
応ガスがウェーハ５に到達するまでに均等な濃度になる
よう短いピッチが良い。また小孔は千鳥配列でもよく形
も丸だけでなく、周方向に横長のスリット状のもの等、
特に限定しない。

【００１５】また、アウターチューブ１とインナーチュ
ーブ２を０リングにより固定する第２のマニホールド
は、ガスの導入管１０及び排気管１１等を備えている
が、多孔チューブ３を固定する第１のマニホールドに
は、これらの管は接続されていない。尚、図１において
８はキャップ、９はステージである。

【００１６】次にこのように構成されたＣＶＤ装置の動
作について図１を参照して説明する。反応ガスは第２の
マニホールド７Ｂに設けられたガス導入管１０からイン
ナーチューブ２と多孔チューブ３の間に導入される。導
入された反応ガスは両者のチューブの間を上昇するが、
多孔チューブ３の上部に設けられた仕切り部の第３のフ
ランジ１２Ｃにより、この間の上昇はここで止まり、反
応ガスのほとんどは、多孔チューブ３に設けられた小孔
を通じてウェーハ５の入っている多孔チューブ３の内側
へと流れる。ここでウェーハ５への成膜が行われるが、
残ったガスは、上部のアウターチューブ１側に上昇し、
さらにアウターチューブ１の内壁に添って下方の排気管
１１側へと流れる。多孔チューブ３の小孔から内側に流
入する反応ガスは、小孔の形状や配列によりウェーハ５
の全周及び上下間ともに均一な濃度で拡散する為、均一
な膜形成を行うことができる。

【００１７】また、特に反応生成物が出来やすい多孔チ
ューブ３は、他のアウターチューブ１やインナーチュー
ブ２や第２のマニホールド７Ｂ等を外すことなく、第１
のマニホールド７Ａを外すだけで脱着が可能であり、イ
ンナーチューブ２も同じ状態で脱着が可能である。

【００１８】図２は本発明の第２の実施の形態を説明す
る為の縦型ＣＶＤ装置の断面図であり、図１に示したも
のと異なる所は、反応ガスの入口部にガスの分散板を、
又多孔チューブの上端部に天板を設けたことである。

【００１９】すなわち、図２におけるＡ部拡大図に示し
たように、多孔チューブ３とインナーチューブ２とで構
成するガス流入経路の入口の位置に、ガスの流入経路全
周にわたり小孔を有するドーナツ状の分散板１５を設
け、またＢ部拡大図に示したように、多孔チューブ３Ａ
の端部にも複数の小孔を有する円板状の天板１６を設け
ている。

【００２０】第２のマニホールド７Ｂに設けられたガス
導入管１０から導入された反応ガスは、インナーチュー
ブ２と多孔チューブ３Ａの間に流入する前に多孔状の分
散板１５により全周に均一な濃度に分散して供給され
る。また、ウェーハ５上で成膜後の残ったガスは、アウ
ターチューブ１の上部に上昇し、その内壁に添って下降
し排気されるが、上部に流れ出るガスの分布を天板１６
の小孔にて調節し、全周均一な状態でアウターチューブ
１側に排出するようにしている。

【００２１】これら、下部の分散板１５部及び上部の天
板１６部は、反応生成物が出来やすい為、多孔チューブ
３Ａと一体化して同時に脱着できるように構成してあ
り、清掃は容易である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、インナー
チューブの内側に多孔チューブを設け、この多孔チュー
ブの上部を開放するか又は複数の小孔を有する天板で覆
い、インナーチューブと多孔チューブとで構成する流入
経路より反応ガスを導入することにより、反応ガスを均
一にウェーハ上に導入できる為、回転機構がなくても効
率良くしかも均一な膜形成が可能な縦型ＣＶＤ装置が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を説明する為の縦型
ＣＶＤ装置の断面図。

【図２】本発明の第２の実施の形態を説明する為の縦型
ＣＶＤ装置の断面図。

【図３】従来例を説明する為の断面図。

【図４】他の従来例を説明する為の断面図。

【図５】他の従来例を説明する為の断面図。

【符号の説明】

１ アウターチューブ ２ インナーチューブ ３，３Ａ，３Ｂ 多孔チューブ ４ ボート ５ ウェーハ ６ ヒーター ７，７Ａ，７Ｂ マニホールド ８ キャップ ９ ステージ １０ ガス導入管 １１ 排気管 １２Ａ〜１２Ｃ フランジ １３ インジェクターノズル １４ モーター １５ 分散板 １６ 天板

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部に内側に向いた幅の広い第１のフラ
   ンジを有する円筒状の第１のマニホールドと、この第１
   のマニホールド上に設けられガス導入管と排気管とを備
   えかつガス導入管より上部に内側に向いた幅の狭い第２
   のフランジを有する円筒状の第２のマニホールドと、前
   記第１のフランジにシール固定され複数の孔を有する円
   筒状の多孔チューブと、この多孔チューブの周囲を覆う
   ように前記第２のフランジにシール固定され前記多孔チ
   ューブと共に前記ガス導入管より導入される反応ガスの
   流入経路を構成しかつ上端部で前記多孔チューブに接す
   る円筒状のインナーチューブと、このインナーチューブ
   の周囲を覆うように前記第２のマニホールド上にシール
   固定され前記インナーチューブと共に導入された反応ガ
   スを前記排気管より排出する為の流出経路を構成する密
   閉式のアウターチューブと、ウェーハを水平に搭載し前
   記多孔チューブの反応室内に搬入する為のボートとを含
   むことを特徴とする縦型ＣＶＤ装置。
2. 【請求項２】 多孔チューブとインナーチューブの上端
   部は、この多孔チューブ又はインナーチューブに接続さ
   れたフランジにより接している請求項１記載の縦型ＣＶ
   Ｄ装置。
3. 【請求項３】 多孔チューブの上端部には複数の孔が設
   けられた円板状の天板が設けられている請求項１又は請
   求項２記載の縦型ＣＶＤ装置。
4. 【請求項４】 多孔チューブとインナーチューブで構成
   するガス流入経路の入口部には複数の孔を有するドーナ
   ツ状の分散板が設けられている請求項１又は請求項２又
   は請求項３記載の縦型ＣＶＤ装置。