JP2929971B2 - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JP2929971B2 JP2929971B2 JP7145690A JP14569095A JP2929971B2 JP 2929971 B2 JP2929971 B2 JP 2929971B2 JP 7145690 A JP7145690 A JP 7145690A JP 14569095 A JP14569095 A JP 14569095A JP 2929971 B2 JP2929971 B2 JP 2929971B2
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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
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45565—Shower nozzles
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- Materials Engineering (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置に関し、
特に半導体基板上に膜成長を行なうための気相成長装置
に関する。
特に半導体基板上に膜成長を行なうための気相成長装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の気相成長装置は、図５（Ａ）に示
すように、ガス導入口４よりガスを供給し、シャワーヘ
ッド８を介してガスを供給している（「従来例１」とい
う）。そして、図５（Ａ）において、圧力やガス流量の
一定条件でのガスの供給を均一にするために、シャワー
ヘッド８のガス噴き出し口の場所や穴径を適宜変えた構
成の気相成長装置もある（「従来例２」という）。
すように、ガス導入口４よりガスを供給し、シャワーヘ
ッド８を介してガスを供給している（「従来例１」とい
う）。そして、図５（Ａ）において、圧力やガス流量の
一定条件でのガスの供給を均一にするために、シャワー
ヘッド８のガス噴き出し口の場所や穴径を適宜変えた構
成の気相成長装置もある（「従来例２」という）。
【０００３】また、図５（Ｂ）に示すように、シャワー
ヘッド８より上流側にガスの供給を均一にするための拡
散板９を設けた構成のものもある（「従来例３」とい
う）。
ヘッド８より上流側にガスの供給を均一にするための拡
散板９を設けた構成のものもある（「従来例３」とい
う）。
【０００４】さらに、例えば特開平4-43634号公報に
は、ウェハ表面に組成や膜厚の均一な生成膜を形成する
ことができる装置を提供することを目的として、図６に
示すように、複数のガス導入口４を有するガス供給具を
各回転軸12を中心に回転させ、ガスの供給を行うように
した構成（「従来例４」という）が提案されている。
は、ウェハ表面に組成や膜厚の均一な生成膜を形成する
ことができる装置を提供することを目的として、図６に
示すように、複数のガス導入口４を有するガス供給具を
各回転軸12を中心に回転させ、ガスの供給を行うように
した構成（「従来例４」という）が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の気相成長装置には次のような問題点がある。
来の気相成長装置には次のような問題点がある。
【０００６】気相成長装置のシャワーヘッド８を介して
ガスを供給する前記従来例１（図５（Ａ）参照）におい
ては、ガス導入口４の真下及びその付近のガス噴き出し
口からのガス供給量が多く、成長膜厚が均一にならない
（ガス流量分布図を示す図４における「従来例」の分
布参照）。
ガスを供給する前記従来例１（図５（Ａ）参照）におい
ては、ガス導入口４の真下及びその付近のガス噴き出し
口からのガス供給量が多く、成長膜厚が均一にならない
（ガス流量分布図を示す図４における「従来例」の分
布参照）。
【０００７】また、シャワーヘッド８のガス噴き出し口
の場所や穴径を変えた構成の前記従来例２の気相成長装
置においては、成長条件を変更する場合、シャワーヘッ
ド８を交換する必要がある。そして、前記従来例２にお
いては、前記従来例１の成長膜厚ほどでもないが、成長
膜厚が均一にならない（図４の「従来例」の分布参
照）。
の場所や穴径を変えた構成の前記従来例２の気相成長装
置においては、成長条件を変更する場合、シャワーヘッ
ド８を交換する必要がある。そして、前記従来例２にお
いては、前記従来例１の成長膜厚ほどでもないが、成長
膜厚が均一にならない（図４の「従来例」の分布参
照）。
【０００８】シャワーヘッド８より上流側に拡散板９を
設けた構成の従来例３（図５（Ｂ）参照）においては、
シャワーヘッド８を介してガスを供給する前記従来例１
と同様に、ガス導入口４の真下付近のガス供給量が多
く、成長膜厚は均一にならない（図４の「従来例」の
分布参照）。
設けた構成の従来例３（図５（Ｂ）参照）においては、
シャワーヘッド８を介してガスを供給する前記従来例１
と同様に、ガス導入口４の真下付近のガス供給量が多
く、成長膜厚は均一にならない（図４の「従来例」の
分布参照）。
【０００９】さらに前記従来例４（図６参照）において
は、ガス導入口４の回転円周上は均一なガスの供給が行
われるが、回転軸12及びガス導入口４の回転軌跡以外は
ガス供給量が少なくなり、不均一な供給とされる。ま
た、ガス導入口４の回転によりガスの流れが乱れ、成長
膜厚は均一にならない（図４の「従来例」の分布参
照）。
は、ガス導入口４の回転円周上は均一なガスの供給が行
われるが、回転軸12及びガス導入口４の回転軌跡以外は
ガス供給量が少なくなり、不均一な供給とされる。ま
た、ガス導入口４の回転によりガスの流れが乱れ、成長
膜厚は均一にならない（図４の「従来例」の分布参
照）。
【００１０】従って、本発明は上記問題点を解消し、複
数個穴の開いたガス噴き出し板よりガスを供給し、半導
体基板上に膜成長を行う気相成長装置において、ガス供
給量を均一にし、成長膜の膜厚及び膜質のバラツキを削
減する装置を提供することを目的とする。
数個穴の開いたガス噴き出し板よりガスを供給し、半導
体基板上に膜成長を行う気相成長装置において、ガス供
給量を均一にし、成長膜の膜厚及び膜質のバラツキを削
減する装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、チャンバー内のサセプタ上に載置された
基板と、ガス導入口から前記チャンバー内に導入された
ガスを前記基板に均一に供給するために前記基板に対し
て略平行に設けられたシャワーヘッドと、前記ガス導入
口と前記シャワーヘッドとの間に該シャワーヘッドと略
平行に設けられた多数の噴き出し口を有する回転自在な
拡散板と、を備えた気相成長装置において、前記拡散板
に設けられる多数の前記噴き出し口を、該拡散板の回転
軸から所定量偏った位置を中心とし、同心円状に配設し
たことを特徴とする気相成長装置を提供する。
め、本発明は、チャンバー内のサセプタ上に載置された
基板と、ガス導入口から前記チャンバー内に導入された
ガスを前記基板に均一に供給するために前記基板に対し
て略平行に設けられたシャワーヘッドと、前記ガス導入
口と前記シャワーヘッドとの間に該シャワーヘッドと略
平行に設けられた多数の噴き出し口を有する回転自在な
拡散板と、を備えた気相成長装置において、前記拡散板
に設けられる多数の前記噴き出し口を、該拡散板の回転
軸から所定量偏った位置を中心とし、同心円状に配設し
たことを特徴とする気相成長装置を提供する。
【００１２】また、本発明は、チャンバー内のサセプタ
上に載置された基板と、ガス導入口から前記チャンバー
内に導入されたガスを前記基板に均一に供給するために
前記基板に対して略平行に設けられたシャワーヘッド
と、前記ガス導入口と前記シャワーヘッドとの間に該シ
ャワーヘッドと略平行に設けられた多数の噴き出し口を
有する回転自在な拡散板と、を備えた気相成長装置にお
いて、前記拡散板に設けられた多数の前記噴き出し口に
近接して前記ガス導入口から遠い側の表面に羽根状突起
を設け、前記ガスを前記基板に供給する量を均一化せし
めるように、前記羽根状突起の大きさを前記拡散板上で
変える、ことを特徴とする。
上に載置された基板と、ガス導入口から前記チャンバー
内に導入されたガスを前記基板に均一に供給するために
前記基板に対して略平行に設けられたシャワーヘッド
と、前記ガス導入口と前記シャワーヘッドとの間に該シ
ャワーヘッドと略平行に設けられた多数の噴き出し口を
有する回転自在な拡散板と、を備えた気相成長装置にお
いて、前記拡散板に設けられた多数の前記噴き出し口に
近接して前記ガス導入口から遠い側の表面に羽根状突起
を設け、前記ガスを前記基板に供給する量を均一化せし
めるように、前記羽根状突起の大きさを前記拡散板上で
変える、ことを特徴とする。
【００１３】本発明、好ましくは、前記拡散板に前記羽
根状突起がない場合の前記基板の成長膜厚が前記回転軸
の中心から外周へ進む程薄くなる傾向がある場合、前記
拡散板の前記ガス噴き出し口に近接して設けられる前記
羽根状突起の大きさを、前記拡散板の中心から外周へ進
む程大とする、ことを特徴とする。
根状突起がない場合の前記基板の成長膜厚が前記回転軸
の中心から外周へ進む程薄くなる傾向がある場合、前記
拡散板の前記ガス噴き出し口に近接して設けられる前記
羽根状突起の大きさを、前記拡散板の中心から外周へ進
む程大とする、ことを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明によれば、拡散板のガス噴き出し口を多
数個偏心させる構成としたことにより、ガス分布を広範
囲化し、ガス噴き出し口外周方向への羽根状突起を設け
たことにより、ガス送り込み量の一層の均一化を達成
し、成長膜の膜厚及び膜質のバラツキを大幅に削減する
と共に、更に拡散板の回転数制御による成長条件の変
更、ガス粘性等の変化に対応したガス供給の安定化を可
能とする。
数個偏心させる構成としたことにより、ガス分布を広範
囲化し、ガス噴き出し口外周方向への羽根状突起を設け
たことにより、ガス送り込み量の一層の均一化を達成
し、成長膜の膜厚及び膜質のバラツキを大幅に削減する
と共に、更に拡散板の回転数制御による成長条件の変
更、ガス粘性等の変化に対応したガス供給の安定化を可
能とする。
【００１５】
【実施例】図面を参照して本発明の実施例を以下に説明
する。
する。
【００１６】図１は、本発明の一実施例に係る気相成長
装置の全体の構成を説明する図である。図１には本発明
の特徴部を構成する拡散板を備えた気相成長装置が示さ
れている。
装置の全体の構成を説明する図である。図１には本発明
の特徴部を構成する拡散板を備えた気相成長装置が示さ
れている。
【００１７】図１を参照して、ガスは、導入管より複数
のストップバルブ７を介しマスフローコントローラ６へ
流れる。次に、マスフローコントローラ６により流量制
御されたガスは合流し、ストップバルブ７′を介してガ
ス導入口４へ到達する。
のストップバルブ７を介しマスフローコントローラ６へ
流れる。次に、マスフローコントローラ６により流量制
御されたガスは合流し、ストップバルブ７′を介してガ
ス導入口４へ到達する。
【００１８】拡散板９は、ガス噴き出し口を有し、ガス
噴き出し口の外周方向側に羽根状の突起10を備える共
に、例えば軸受（ベアリング）等所定の回転支持部材に
より回転自在に支持され、回転モータ11によりガス噴き
出し方向を軸に回転される。
噴き出し口の外周方向側に羽根状の突起10を備える共
に、例えば軸受（ベアリング）等所定の回転支持部材に
より回転自在に支持され、回転モータ11によりガス噴き
出し方向を軸に回転される。
【００１９】ガス導入口４より導入されたガスは、回転
している拡散板９により均一に拡散され、拡散板９のガ
ス噴き出し口よりシャワーヘッド８へ送られる。
している拡散板９により均一に拡散され、拡散板９のガ
ス噴き出し口よりシャワーヘッド８へ送られる。
【００２０】シャワーヘッド８より噴き出したガスは、
サセプタ２上の基板３へ均一に供給され、熱又はプラズ
マ等により半導体膜を成長する。
サセプタ２上の基板３へ均一に供給され、熱又はプラズ
マ等により半導体膜を成長する。
【００２１】次に、ガスを均一に拡散する拡散板９につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２２】図２は、図１に示した本発明の一実施例に
係る拡散板９を備えた気相成長装置の構成を説明するた
めの拡大図であり、図３は拡散板９自体の平面図と羽根
状突起10の部分拡大図である。
係る拡散板９を備えた気相成長装置の構成を説明するた
めの拡大図であり、図３は拡散板９自体の平面図と羽根
状突起10の部分拡大図である。
【００２３】図３を参照して、円板状の拡散板９には、
ガス噴き出し口13を多数個偏心させて設けてある。
ガス噴き出し口13を多数個偏心させて設けてある。
【００２４】本実施例においては、多数のガス噴き出し
口13を偏心させる構成としたことにより、ガス噴き出し
口を同心円上に設けた構成よりも、ガス噴き出し口の回
転軌跡面積が大きくなる。すなわち、ガス噴き出し口か
らシャワーヘッド８へ送り込むガスの分布が広くなる。
口13を偏心させる構成としたことにより、ガス噴き出し
口を同心円上に設けた構成よりも、ガス噴き出し口の回
転軌跡面積が大きくなる。すなわち、ガス噴き出し口か
らシャワーヘッド８へ送り込むガスの分布が広くなる。
【００２５】また、拡散板９には、ガス噴き出し口の外
周側に羽根状の突起10を設けてある。羽根状の突起10
は、拡散板９の回転によりいわば換気扇のようにガスを
吸い込む作用をなし、ガス噴き出し口からシヤワーヘッ
ド８へガスを送り込む。
周側に羽根状の突起10を設けてある。羽根状の突起10
は、拡散板９の回転によりいわば換気扇のようにガスを
吸い込む作用をなし、ガス噴き出し口からシヤワーヘッ
ド８へガスを送り込む。
【００２６】図２及び図３を参照して、突起10は、外周
方向に行くに従い大きく設けている。このような構成と
したことにより、拡散板９の中心付近はガスの吸い込み
が弱く、外周に行くにつれて、ガスの吸い込みが強くな
り、その結果、ガス噴き出し口からのガス送り込み量を
均一にする（図４の「本実施例」の分布参照）。
方向に行くに従い大きく設けている。このような構成と
したことにより、拡散板９の中心付近はガスの吸い込み
が弱く、外周に行くにつれて、ガスの吸い込みが強くな
り、その結果、ガス噴き出し口からのガス送り込み量を
均一にする（図４の「本実施例」の分布参照）。
【００２７】図２を参照して、拡散板９は軸受（ベアリ
ング）14等所定の回転支持部材により回転自在に支持さ
れ所定の回転支持部材に保持されると共に、回転モータ
（電動機）11とギヤ（減速機）15等により回転駆動制御
され、その回転数は所望の値に設定できるものとする。
ング）14等所定の回転支持部材により回転自在に支持さ
れ所定の回転支持部材に保持されると共に、回転モータ
（電動機）11とギヤ（減速機）15等により回転駆動制御
され、その回転数は所望の値に設定できるものとする。
【００２８】拡散板９の回転数が低い場合は、羽根状の
突起10のガス吸い込みが弱くなる。これは、粘性が低い
導入ガス、すなわち拡散が容易なガスに適する。
突起10のガス吸い込みが弱くなる。これは、粘性が低い
導入ガス、すなわち拡散が容易なガスに適する。
【００２９】一方、回転数が高い場合は、羽根状の突起
10のガス吸い込みが強くなる。これは導入ガスの粘性が
高いものに適する。
10のガス吸い込みが強くなる。これは導入ガスの粘性が
高いものに適する。
【００３０】このように、本実施例においては、拡散板
９のガス噴き出し口外周方向への羽根状突起を設けたこ
とにより、ガス送り込み量の均一化を達成すると共に、
拡散板９の回転数を可変に制御することにより、ガス粘
性等の変化に対応したガス供給の安定化を達成するとい
う作用効果を有する。
９のガス噴き出し口外周方向への羽根状突起を設けたこ
とにより、ガス送り込み量の均一化を達成すると共に、
拡散板９の回転数を可変に制御することにより、ガス粘
性等の変化に対応したガス供給の安定化を達成するとい
う作用効果を有する。
【００３１】以上、本発明を上記実施例に即して説明し
たが、本発明は上記態様にのみ限定されるものでなく、
本発明の原理に準ずる各種態様を含むことは勿論であ
る。
たが、本発明は上記態様にのみ限定されるものでなく、
本発明の原理に準ずる各種態様を含むことは勿論であ
る。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガス噴き出し口を多数個偏心させる構成としたことによ
り、ガス分布の広範囲化を図ると共に、ガス噴き出し口
外周方向への羽根状突起を設けたことにより、ガス送り
込み量の均一化を達成し、更に拡散板の回転数制御によ
る成長条件の変更、ガス粘性等の変化に対応したガス供
給の安定化を可能とするという効果を有する。すなわ
ち、本発明の気相成長装置によれば、均一なガスの供給
が可能となり、前記従来例よりも均一な半導体膜の成長
を実現することができる。
ガス噴き出し口を多数個偏心させる構成としたことによ
り、ガス分布の広範囲化を図ると共に、ガス噴き出し口
外周方向への羽根状突起を設けたことにより、ガス送り
込み量の均一化を達成し、更に拡散板の回転数制御によ
る成長条件の変更、ガス粘性等の変化に対応したガス供
給の安定化を可能とするという効果を有する。すなわ
ち、本発明の気相成長装置によれば、均一なガスの供給
が可能となり、前記従来例よりも均一な半導体膜の成長
を実現することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る気相成長装置の構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明の一実施例の構成を説明する図である。
【図３】本発明の一実施例の構成を説明する図である。
【図４】本発明の実施例と各従来例のガス流量分布を示
す図である。
す図である。
【図５】従来の気相成長装置の構成を示す図である。
【図６】従来の気相成長装置の構成を示す図である。
１ チャンバ ２ サセプタ ３ 基板 ４ ガス導入口 ５ 排気口 ６ マスフローコントローラ ７ ストップバルブ ８ シャワーヘッド ９ 拡散板 10 突起（羽根状） 11 回転モータ 12 回転軸 13 ガス噴き出し口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/22 H01L 21/31 C23C 16/00 - 16/56
Claims (3)
- 【請求項１】チャンバー内のサセプタ上に載置された基
板と、ガス導入口から前記チャンバー内に導入されたガ
スを前記基板に均一に供給するために前記基板に対して
略平行に設けられたシャワーヘッドと、前記ガス導入口
と前記シャワーヘッドとの間に該シャワーヘッドと略平
行に設けられた多数の噴き出し口を有する回転自在な拡
散板と、を備えた気相成長装置において、 前記拡散板に設けられる多数の前記噴き出し口を、該拡
散板の回転軸から所定量偏った位置を中心として、同心
円状に配設し たことを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項２】チャンバー内のサセプタ上に載置された基
板と、ガス導入口から前記チャンバー内に導入されたガ
スを前記基板に均一に供給するために前記基板に対して
略平行に設けられたシャワーヘッドと、前記ガス導入口
と前記シャワーヘッドとの間に該シャワーヘッドと略平
行に設けられた多数の噴き出し口を有する回転自在な拡
散板と、を備えた気相成長装置において、 前記拡散板に設けられた多数の前記噴き出し口に近接し
て前記ガス導入口から遠い側の表面に羽根状突起を設
け、前記ガスを前記基板に供給する量を均一化せしめる
ように、前記羽根状突起の大きさを前記拡散板上で変え
る、ことを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項３】前記拡散板に前記羽根状突起がない場合の
前記基板の成長膜厚が前記回転軸の中心から外周へ進む
程薄くなる傾向がある場合、前記拡散板の前記ガス噴き
出し口に近接して設けられる前記羽根状突起の大きさを
中心から外周へ進む程大とする、ことを特徴とする請求
項２記載の気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7145690A JP2929971B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7145690A JP2929971B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08316153A JPH08316153A (ja) | 1996-11-29 |
| JP2929971B2 true JP2929971B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=15390850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7145690A Expired - Fee Related JP2929971B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2929971B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7103443B2 (en) * | 2001-06-29 | 2006-09-05 | Tokyo Electron Limited | Directed gas injection apparatus for semiconductor processing |
| KR101110635B1 (ko) * | 2005-03-10 | 2012-02-15 | 삼성전자주식회사 | 반도체 제조장치 |
| KR100923453B1 (ko) * | 2007-09-21 | 2009-10-27 | 주식회사 피에조닉스 | 샤워헤드를 구비한 반도체 소자 제조 장비 |
| JP2018148143A (ja) | 2017-03-08 | 2018-09-20 | 株式会社東芝 | シャワープレート、処理装置、及び吐出方法 |
| CN117512565B (zh) * | 2023-10-27 | 2024-06-07 | 江苏首芯半导体科技有限公司 | 薄膜沉积腔体及其进气机构 |
| CN117467978B (zh) * | 2023-11-09 | 2024-09-20 | 江苏首芯半导体科技有限公司 | 气体喷淋装置、气体喷淋组件和薄膜沉积腔体 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6221081U (ja) * | 1985-07-23 | 1987-02-07 | ||
| JPH0626194B2 (ja) * | 1988-05-31 | 1994-04-06 | 信越石英株式会社 | ウエハ熱処理装置 |
| JP2830585B2 (ja) * | 1992-01-30 | 1998-12-02 | 日本電気株式会社 | 半導体製造装置 |
-
1995
- 1995-05-19 JP JP7145690A patent/JP2929971B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08316153A (ja) | 1996-11-29 |
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