JP2763203B2 - 化学気相成長装置 - Google Patents
化学気相成長装置Info
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- JP2763203B2 JP2763203B2 JP2309291A JP2309291A JP2763203B2 JP 2763203 B2 JP2763203 B2 JP 2763203B2 JP 2309291 A JP2309291 A JP 2309291A JP 2309291 A JP2309291 A JP 2309291A JP 2763203 B2 JP2763203 B2 JP 2763203B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、化学気相成長装置に
関し、特に半導体装置の成膜プロセスで使用する化学気
相成長装置に関するものである。
関し、特に半導体装置の成膜プロセスで使用する化学気
相成長装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２はいわゆるポストミックスタイプの
従来の化学気相成長装置の断面側面図である。チャンバ
１内のウェーハステージ２上に設置された半導体ウェー
ハ３は、ウェーハステージ２内のヒーター４により加熱
される。そして、排気口５より排気を行いつつガスヘッ
ド６からは半導体ウェーハ３の表面に第１の反応ガスＢ
およびＯ3 ガスＣが噴射される。半導体ウェーハ３の表
面には熱化学反応により反応生成膜Ａが形成される。
従来の化学気相成長装置の断面側面図である。チャンバ
１内のウェーハステージ２上に設置された半導体ウェー
ハ３は、ウェーハステージ２内のヒーター４により加熱
される。そして、排気口５より排気を行いつつガスヘッ
ド６からは半導体ウェーハ３の表面に第１の反応ガスＢ
およびＯ3 ガスＣが噴射される。半導体ウェーハ３の表
面には熱化学反応により反応生成膜Ａが形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この種の化
学気相成長装置においては、反応ガスＢおよびＯ3 ガス
Ｃによって半導体ウェーハ３の表面に形成される反応生
成膜Ａ以外に、ウェーハステージ２周辺の成膜下限温度
以上の高温部に熱化学反応によって生じた反応生成膜Ｅ
が付着する（図２参照）。また、成膜下限温度以下の低
温部（チャンバ１の天井部やウェーハステージ２より離
れている部分）には、第１の反応ガスＢとＯ3 ガスＣの
気相反応によって生じた反応生成物Ｆが付着する（図２
参照）。これらの反応生成膜Ｅ，反応生成物Ｆは付着量
が多くなると、その付着場所から剥れ、それが半導体ウ
ェーハ３へ付着する。こうなると、製品の歩留り低下を
招くので、定期的に装置を止めて、付着している反応生
成膜Ｅ，反応生成物Ｆの除却を行わなければならず、装
置の稼動率の低下を招くという問題点があった。
学気相成長装置においては、反応ガスＢおよびＯ3 ガス
Ｃによって半導体ウェーハ３の表面に形成される反応生
成膜Ａ以外に、ウェーハステージ２周辺の成膜下限温度
以上の高温部に熱化学反応によって生じた反応生成膜Ｅ
が付着する（図２参照）。また、成膜下限温度以下の低
温部（チャンバ１の天井部やウェーハステージ２より離
れている部分）には、第１の反応ガスＢとＯ3 ガスＣの
気相反応によって生じた反応生成物Ｆが付着する（図２
参照）。これらの反応生成膜Ｅ，反応生成物Ｆは付着量
が多くなると、その付着場所から剥れ、それが半導体ウ
ェーハ３へ付着する。こうなると、製品の歩留り低下を
招くので、定期的に装置を止めて、付着している反応生
成膜Ｅ，反応生成物Ｆの除却を行わなければならず、装
置の稼動率の低下を招くという問題点があった。
【０００４】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、チャンバ内に不要な反応生成
膜、反応生成物が生じない化学気相成長装置を得ること
を目的とする。
ためになされたもので、チャンバ内に不要な反応生成
膜、反応生成物が生じない化学気相成長装置を得ること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、反応室内に
おいて、ウェーハステージ上に設置されたウェーハを加
熱しつつ、ウェーハ表面に第１の反応ガスと酸化ガスと
を供給することにより、ウェーハ表面に所望の膜を形成
する化学気相成長装置に適応される。
おいて、ウェーハステージ上に設置されたウェーハを加
熱しつつ、ウェーハ表面に第１の反応ガスと酸化ガスと
を供給することにより、ウェーハ表面に所望の膜を形成
する化学気相成長装置に適応される。
【０００６】この発明に係る化学気相成長装置は、前記
反応室の壁面を加熱する加熱手段と、前記反応室の内壁
に沿って前記ウェーハステージから遠ざかる方向に前記
所望の膜の形成時に前記酸化ガスから生じるＯラジカル
と反応する第２の反応ガスを噴射する反応ガス噴射手段
とを備えたことを特徴とする。
反応室の壁面を加熱する加熱手段と、前記反応室の内壁
に沿って前記ウェーハステージから遠ざかる方向に前記
所望の膜の形成時に前記酸化ガスから生じるＯラジカル
と反応する第２の反応ガスを噴射する反応ガス噴射手段
とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】この発明においては、反応室の壁面を加熱する
加熱手段により反応室の壁面を成膜下限温度以上に加熱
し、かつ反応室の内壁に沿ってウェーハステージから遠
ざかる方向に前記酸化ガスから生じるＯラジカルと反応
する第２の反応ガスを噴射する反応ガス噴射手段からの
反応ガスの流量を多くすれば、不要な反応生成膜や反応
生成物が生じない。
加熱手段により反応室の壁面を成膜下限温度以上に加熱
し、かつ反応室の内壁に沿ってウェーハステージから遠
ざかる方向に前記酸化ガスから生じるＯラジカルと反応
する第２の反応ガスを噴射する反応ガス噴射手段からの
反応ガスの流量を多くすれば、不要な反応生成膜や反応
生成物が生じない。
【０００８】
【実施例】図１はこの発明に係る化学気相成長装置の一
実施例を示す断面側面図である。この装置はいわゆるポ
ストミックスタイプのものを示している。チャンバ１内
のウェーハステージ２上に設置された半導体ウェーハ３
は、ウェーハステージ２内のヒーター４により成膜下限
温度以上に加熱される。また、ヒーター８によりチャン
バ１の壁面を２００℃以上（成膜下限温度以上）に加熱
する。排気口５より排気を行いつつガスヘッド６から半
導体ウェーハ３の表面に第１の反応ガスＢ（ＴＥＯＳ
（テトラエトキシシラン））およびＯ3 ガスＣを噴射す
る。この時、ウェーハステージ２やガスヘッド６の周辺
部のチャンバ１の壁面は前述のように２００℃以上に加
熱されているので、第１の反応ガスＢとＯ3 ガスＣによ
り生じた反応生成物Ｆは熱泳動の効果によりチャンバ１
の内壁には付着しない。
実施例を示す断面側面図である。この装置はいわゆるポ
ストミックスタイプのものを示している。チャンバ１内
のウェーハステージ２上に設置された半導体ウェーハ３
は、ウェーハステージ２内のヒーター４により成膜下限
温度以上に加熱される。また、ヒーター８によりチャン
バ１の壁面を２００℃以上（成膜下限温度以上）に加熱
する。排気口５より排気を行いつつガスヘッド６から半
導体ウェーハ３の表面に第１の反応ガスＢ（ＴＥＯＳ
（テトラエトキシシラン））およびＯ3 ガスＣを噴射す
る。この時、ウェーハステージ２やガスヘッド６の周辺
部のチャンバ１の壁面は前述のように２００℃以上に加
熱されているので、第１の反応ガスＢとＯ3 ガスＣによ
り生じた反応生成物Ｆは熱泳動の効果によりチャンバ１
の内壁には付着しない。
【０００９】しかし、このままだと熱化学反応により反
応生成膜Ｅが生じ、チャンバ１の内壁に付着する。そこ
で反応ガス吹出口７からチャンバ１の内壁に沿ってウェ
ーハステージ２から遠ざかる方向に第２の反応ガスＤ
（エチレンＣ2Ｈ4 ）を吹き出し、チャンバ１の内壁面
付近での反応生成膜Ｅの生成を抑制する。
応生成膜Ｅが生じ、チャンバ１の内壁に付着する。そこ
で反応ガス吹出口７からチャンバ１の内壁に沿ってウェ
ーハステージ２から遠ざかる方向に第２の反応ガスＤ
（エチレンＣ2Ｈ4 ）を吹き出し、チャンバ１の内壁面
付近での反応生成膜Ｅの生成を抑制する。
【００１０】第２の反応ガスＤ（エチレンＣ2 Ｈ4 ）が
ＴＥＯＳガスＢとＯ3 ガスＣによる成膜反応を抑制する
効果を以下に示す化１，化２，化３を用いて説明する。
ＴＥＯＳガスＢとＯ3 ガスＣによる成膜反応を抑制する
効果を以下に示す化１，化２，化３を用いて説明する。
【００１１】
【化１】
【００１２】
【化２】
【００１３】
【化３】
【００１４】加熱によりＯ3 分子は化１示すようにＯ2
分子と活性なＯラジカルに分解される。そして、化２に
示すようにＯラジカルがＴＥＯＳ（Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
4 ）分子と反応して、ＳｉＯ2 分子（反応生成膜Ｅ）と
なる。成膜反応を抑制するためには、化２に示す反応、
つまり、ＴＥＯＳ分子とＯラジカルとの反応を抑制すれ
ばよい。このため、ＴＥＯＳ分子よりＯラジカルとの反
応性の高いエチレンＣ2 Ｈ4 を第２の反応ガスＤとして
チャンバ１の内壁に沿って吹き出す。すると、化３に示
すようにエチレンＣ2 Ｈ4 とＯラジカルが反応しアセト
アルデヒトＣＨ3 ＣＨＯが形成され、反応生成膜Ｅとな
るＳｉＯ2 は形成されなくなり、反応生成膜Ｅがチャン
バ１の内壁に付着することがなくなる。その結果、従来
のように装置を止めてチャンバ１の内壁面の掃除を行う
必要がなく、装置の稼働率が低下することがなくなる。
分子と活性なＯラジカルに分解される。そして、化２に
示すようにＯラジカルがＴＥＯＳ（Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
4 ）分子と反応して、ＳｉＯ2 分子（反応生成膜Ｅ）と
なる。成膜反応を抑制するためには、化２に示す反応、
つまり、ＴＥＯＳ分子とＯラジカルとの反応を抑制すれ
ばよい。このため、ＴＥＯＳ分子よりＯラジカルとの反
応性の高いエチレンＣ2 Ｈ4 を第２の反応ガスＤとして
チャンバ１の内壁に沿って吹き出す。すると、化３に示
すようにエチレンＣ2 Ｈ4 とＯラジカルが反応しアセト
アルデヒトＣＨ3 ＣＨＯが形成され、反応生成膜Ｅとな
るＳｉＯ2 は形成されなくなり、反応生成膜Ｅがチャン
バ１の内壁に付着することがなくなる。その結果、従来
のように装置を止めてチャンバ１の内壁面の掃除を行う
必要がなく、装置の稼働率が低下することがなくなる。
【００１５】なお、上記実施例においては、ヒーター８
を用いてチャンバ１の壁面を加熱する場合について説明
したが、他の加熱手段であってもよい。また、チャンバ
１の内壁に沿ってウェーハステージ２から遠ざかる方向
に第２の反応ガスＤを吹き出すことができれば反応ガス
吹出口７の位置や形状、個数は限定されない。さらにチ
ャンバ１内壁面に吹き付ける第２の反応ガスＤはＮ2 ガ
ス等の不活性ガスをキャリアとして加えたものであって
もよい。
を用いてチャンバ１の壁面を加熱する場合について説明
したが、他の加熱手段であってもよい。また、チャンバ
１の内壁に沿ってウェーハステージ２から遠ざかる方向
に第２の反応ガスＤを吹き出すことができれば反応ガス
吹出口７の位置や形状、個数は限定されない。さらにチ
ャンバ１内壁面に吹き付ける第２の反応ガスＤはＮ2 ガ
ス等の不活性ガスをキャリアとして加えたものであって
もよい。
【００１６】また、上記実施例では、ポストミックスタ
イプの装置について説明したが、第１の反応ガスＢとＯ
3 ガスＣをあらかじめ混合して半導体ウェーハ３の表面
に噴射するいわゆるプリミックスタイプのものであって
もこの発明は適用できる。
イプの装置について説明したが、第１の反応ガスＢとＯ
3 ガスＣをあらかじめ混合して半導体ウェーハ３の表面
に噴射するいわゆるプリミックスタイプのものであって
もこの発明は適用できる。
【００１７】さらに、上記実施例では第１の反応ガスＢ
が有機シラン系のＴＥＯＳガス、第２の反応ガスＤがエ
チレンＣ2 Ｈ4 の場合について説明したが、第１の反応
ガスＢは他の有機シラン系のガス（例えばＴＭＯＳ（テ
トラメトキシシラン））や有機リン系のガス（例えばＴ
ＭＯＰ（トリメトキシホスファート））や有機ボロン系
のガス（例えばＴＭＢ（トリメトキシボラン））であっ
てもよく、また、これらの混合ガスであってもよい。第
２の反応ガスＤは反応ガスＢよりもＯラジカルとの反応
性が高いガスであれば他のガスでもよい。例えば、プロ
ピレンＣ3 Ｈ6 、アセチレンＣ2 Ｈ2 、メタンＣＨ4 、
プロパンＣ3 Ｈ8 、ブタンＣ4 Ｈ10、亜酸化窒素Ｎ
2 Ｏ、水素Ｈ2 、エタノールＣ2 Ｈ5 ＯＨ、メタノール
ＣＨ3 ＯＨなどがある。
が有機シラン系のＴＥＯＳガス、第２の反応ガスＤがエ
チレンＣ2 Ｈ4 の場合について説明したが、第１の反応
ガスＢは他の有機シラン系のガス（例えばＴＭＯＳ（テ
トラメトキシシラン））や有機リン系のガス（例えばＴ
ＭＯＰ（トリメトキシホスファート））や有機ボロン系
のガス（例えばＴＭＢ（トリメトキシボラン））であっ
てもよく、また、これらの混合ガスであってもよい。第
２の反応ガスＤは反応ガスＢよりもＯラジカルとの反応
性が高いガスであれば他のガスでもよい。例えば、プロ
ピレンＣ3 Ｈ6 、アセチレンＣ2 Ｈ2 、メタンＣＨ4 、
プロパンＣ3 Ｈ8 、ブタンＣ4 Ｈ10、亜酸化窒素Ｎ
2 Ｏ、水素Ｈ2 、エタノールＣ2 Ｈ5 ＯＨ、メタノール
ＣＨ3 ＯＨなどがある。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、反応
室の壁面を加熱する加熱手段と、反応室の内壁に沿って
ウェーハステージから遠ざかる方向に所望の膜の形成時
に酸化ガスから生じるＯラジカルと反応する第２の反応
ガスを噴射する反応ガス噴射手段とを設けたので、反応
室の壁面を成膜下限温度以上に加熱し、第２の反応ガス
の流量を多くすれば、反応室の壁面に不要な反応生成膜
や反応生成物が付着することがない。その結果、定期的
に装置を止めて反応室の内壁面を掃除する必要がなくな
り、装置の稼動率の向上が図れるという効果がある。
室の壁面を加熱する加熱手段と、反応室の内壁に沿って
ウェーハステージから遠ざかる方向に所望の膜の形成時
に酸化ガスから生じるＯラジカルと反応する第２の反応
ガスを噴射する反応ガス噴射手段とを設けたので、反応
室の壁面を成膜下限温度以上に加熱し、第２の反応ガス
の流量を多くすれば、反応室の壁面に不要な反応生成膜
や反応生成物が付着することがない。その結果、定期的
に装置を止めて反応室の内壁面を掃除する必要がなくな
り、装置の稼動率の向上が図れるという効果がある。
【図１】この発明に係る化学気相成長装置の一実施例を
示す断面側面図である。
示す断面側面図である。
【図２】従来の化学気相成長装置を示す断面側面図であ
る。
る。
１ チャンバ ２ ウェーハステージ ４，８ ヒーター ６ ガスヘッド ７ 反応ガス吹出口 Ｂ 第１の反応ガス Ｃ Ｏ3 ガス Ｄ 第２の反応ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/31 H01L 21/205
Claims (1)
- 【請求項１】 反応室内において、ウェーハステージ上
に設置されたウェーハを加熱しつつ、ウェーハ表面に第
１の反応ガスと酸化ガスとを供給することにより、ウェ
ーハ表面に所望の膜を形成する化学気相成長装置におい
て、 前記反応室の壁面を加熱する加熱手段と、 前記反応室の内壁に沿って前記ウェーハステージから遠
ざかる方向に前記所望の膜の形成時に前記酸化ガスから
生じるＯラジカルと反応する第２の反応ガスを噴射する
反応ガス噴射手段とを備えたことを特徴とする化学気相
成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2309291A JP2763203B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 化学気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2309291A JP2763203B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 化学気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04262530A JPH04262530A (ja) | 1992-09-17 |
| JP2763203B2 true JP2763203B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=12100794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2309291A Expired - Fee Related JP2763203B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 化学気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2763203B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2737720B2 (ja) * | 1995-10-12 | 1998-04-08 | 日本電気株式会社 | 薄膜形成方法及び装置 |
| WO2020170482A1 (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-27 | 株式会社明電舎 | 原子層堆積方法および原子層堆積装置 |
| US11414755B2 (en) | 2019-02-19 | 2022-08-16 | Meidensha Corporation | Atomic layer deposition method and atomic layer deposition device |
-
1991
- 1991-02-18 JP JP2309291A patent/JP2763203B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04262530A (ja) | 1992-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |