JP3057330B2 - ガス導入装置、エピタキシャル成長装置およびエピタキシャル成長方法 - Google Patents
ガス導入装置、エピタキシャル成長装置およびエピタキシャル成長方法Info
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- 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
- C23C16/45502—Flow conditions in reaction chamber
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ガス導入装置、エピタキシャル成長装置お
よびエピタキシャル成長方法に係り、特に結晶性の良好
な単結晶薄膜の形成に関する。
よびエピタキシャル成長方法に係り、特に結晶性の良好
な単結晶薄膜の形成に関する。
背景技術 従来から用いられているエピタキシャル成長装置に
は、図20に示すように、ウェハ101を載置するサセプタ1
02を高周波コイル106を用いて加熱し、これによりウェ
ハを間接的に加熱しつつ、反応性ガスを導入することに
よりウェハ表面にエピタキシャル成長膜を形成する縦型
炉方式のものと、図21に示すように、ウェハ111を載置
する筒型のサセプタ112にウェハ111を載置し、チャンバ
ー113の外側に配設した赤外線ランプ116を用いて加熱す
るシリンダー炉形式のものと、図22に示すように角型の
石英管からなるチャンバー123内に設置された平板状の
サセプタ122にウェハ121を載置し、チャンバー123の外
側に設けられた赤外線ランプ126を用いて加熱するよう
にし、ウェハを１枚づつ処理する枚葉式炉とがある。
は、図20に示すように、ウェハ101を載置するサセプタ1
02を高周波コイル106を用いて加熱し、これによりウェ
ハを間接的に加熱しつつ、反応性ガスを導入することに
よりウェハ表面にエピタキシャル成長膜を形成する縦型
炉方式のものと、図21に示すように、ウェハ111を載置
する筒型のサセプタ112にウェハ111を載置し、チャンバ
ー113の外側に配設した赤外線ランプ116を用いて加熱す
るシリンダー炉形式のものと、図22に示すように角型の
石英管からなるチャンバー123内に設置された平板状の
サセプタ122にウェハ121を載置し、チャンバー123の外
側に設けられた赤外線ランプ126を用いて加熱するよう
にし、ウェハを１枚づつ処理する枚葉式炉とがある。
これらのうち縦型炉方式のものは、ウェハを間接的に
加熱するため、ウェハの表裏の温度差が大きくなり、ス
リップ（結晶転位）が発生しやすいという問題がある。
また、これらの方式はいずれも、同時に多数のウェハを
処理することができるが、ウェハ温度を均一にすること
ができないため、膜厚が不均一となったり、比抵抗にば
らつきが生じたりするという問題がある。
加熱するため、ウェハの表裏の温度差が大きくなり、ス
リップ（結晶転位）が発生しやすいという問題がある。
また、これらの方式はいずれも、同時に多数のウェハを
処理することができるが、ウェハ温度を均一にすること
ができないため、膜厚が不均一となったり、比抵抗にば
らつきが生じたりするという問題がある。
また、シリンダー炉形式のものは、１度に多数のウェ
ハ処理を行うことができる上、赤外線ランプ116の輻射
熱により直接ウェハを加熱するとともにサセプタ112か
らの熱伝導により加熱することができるために、ウェハ
表裏の温度差が小さくなり、スリップの発生を抑制する
ことができる。
ハ処理を行うことができる上、赤外線ランプ116の輻射
熱により直接ウェハを加熱するとともにサセプタ112か
らの熱伝導により加熱することができるために、ウェハ
表裏の温度差が小さくなり、スリップの発生を抑制する
ことができる。
ところでこのようなシリコンの気相成長においてシラ
ンSiH4を反応性ガスとして用いた場合が最も低温下で形
成可能であるため、オートドーピングやパターンシフト
を抑制することができることがわかっている。
ンSiH4を反応性ガスとして用いた場合が最も低温下で形
成可能であるため、オートドーピングやパターンシフト
を抑制することができることがわかっている。
しかしながら、シランSiH4を用いたエピタキシャル成
長を行うと、このシランガスは300℃くらいから熱分解
するため、気相中で分解したシリコンが石英チャンバー
113の内壁に堆積してアモルファスシリコンとなり、輻
射熱を吸収し、輻射加熱が困難となる。このため熱分解
性の小さいSiH2Cl2,SiHCl3,SiCl4の３種類のソースガス
しか使用することができない。
長を行うと、このシランガスは300℃くらいから熱分解
するため、気相中で分解したシリコンが石英チャンバー
113の内壁に堆積してアモルファスシリコンとなり、輻
射熱を吸収し、輻射加熱が困難となる。このため熱分解
性の小さいSiH2Cl2,SiHCl3,SiCl4の３種類のソースガス
しか使用することができない。
また、近年シリコンウェハの大口径化に伴い、ウェハ
中での膜厚の不均一性が顕在化し、ウェハを１枚づつ処
理する枚葉式炉が再び注目されてきている。
中での膜厚の不均一性が顕在化し、ウェハを１枚づつ処
理する枚葉式炉が再び注目されてきている。
枚葉式炉は、図22に示したように、角型の石英管から
なるチャンバー123内に設置された平板状のサセプタ122
にウェハ121を載置し、チャンバー123の外側に設けられ
た赤外線ランプ126を用いて加熱するようになってお
り、熱源からの距離を一定にし、ウェハ温度を一定にす
ることができるため、スループット（単位時間当たりの
処理枚数）が悪くなるという問題はあるが、均一でかつ
比抵抗のばらつきの小さい膜を形成することができる。
なるチャンバー123内に設置された平板状のサセプタ122
にウェハ121を載置し、チャンバー123の外側に設けられ
た赤外線ランプ126を用いて加熱するようになってお
り、熱源からの距離を一定にし、ウェハ温度を一定にす
ることができるため、スループット（単位時間当たりの
処理枚数）が悪くなるという問題はあるが、均一でかつ
比抵抗のばらつきの小さい膜を形成することができる。
しかしながら、この場合も輻射熱を利用しているた
め、気相中で分解したシリコンがチャンバー123の内壁
に堆積して、輻射熱を吸収し、輻射加熱が困難となる。
したがって熱分解性の小さいSiH2Cl2,SiHCl3,SiCl4の３
種類のソースガスしか使用することができない。
め、気相中で分解したシリコンがチャンバー123の内壁
に堆積して、輻射熱を吸収し、輻射加熱が困難となる。
したがって熱分解性の小さいSiH2Cl2,SiHCl3,SiCl4の３
種類のソースガスしか使用することができない。
このように、従来のシリンダー型炉方式の場合も枚葉
式炉の場合も、ソースガスとしてSiH4を用いた場合が最
も優れているのに対し、SiH4を用いることができないと
いう問題があった。
式炉の場合も、ソースガスとしてSiH4を用いた場合が最
も優れているのに対し、SiH4を用いることができないと
いう問題があった。
このように従来のエピタキシャル成長装置において
は、シリンダー型炉方式の場合も枚葉式炉の場合も、気
相中で分解したシリコンがチャンバーの内壁に堆積し
て、輻射熱を吸収し、輻射加熱が困難となるため、ソー
スガスとして熱分解性の高いSiH4を用いることができな
いため、低温下で結晶性の良好なエピタキシャル成長膜
を形成することができないという問題があった。
は、シリンダー型炉方式の場合も枚葉式炉の場合も、気
相中で分解したシリコンがチャンバーの内壁に堆積し
て、輻射熱を吸収し、輻射加熱が困難となるため、ソー
スガスとして熱分解性の高いSiH4を用いることができな
いため、低温下で結晶性の良好なエピタキシャル成長膜
を形成することができないという問題があった。
さらにまた、エピタキシャル成長装置などの気相成長
装置では、原料の輸送律速サイドで行われるため、基板
上に均一な所定厚さの膜を形成するためには反応容器に
一様で再現性のあるガス流を導入する必要がある。
装置では、原料の輸送律速サイドで行われるため、基板
上に均一な所定厚さの膜を形成するためには反応容器に
一様で再現性のあるガス流を導入する必要がある。
従来から、高アスペクト比の矩形管内を流れる流体の
長手方向流速分布は、流れが十分に発達すると、図23に
示すように、長手方向に一様になることが知られている
（日本機械学会『技術資料 管路・ダクトの流体抵抗』
p39昭和54.20）。しかしながら流れが十分に発達するた
めには長い流路が必要となるため、装置が長大となり現
実的でない。
長手方向流速分布は、流れが十分に発達すると、図23に
示すように、長手方向に一様になることが知られている
（日本機械学会『技術資料 管路・ダクトの流体抵抗』
p39昭和54.20）。しかしながら流れが十分に発達するた
めには長い流路が必要となるため、装置が長大となり現
実的でない。
そこでこの問題を解決するために、図24（ａ）乃至
（ｄ）に示すように、ガス導入口137から、ガス導入ユ
ニット138を介して反応炉131の幅方向に均一な反応ガス
の流れを形成するようにしている（特開平３−131494
号）。図24（ａ）は上面図、図24（ｂ）は、断面図、図
24（ｃ）は図24（ａ）のＡ−Ａ断面図、図24（ｄ）は図
24（ｃ）のＢ−Ｂ断面図である。この装置は、反応炉13
1の内部に複数枚のウェハ132を載置する円形のサセプタ
133が設置されており、サセプタ133は、モータ（図示せ
ず）に接続された回転軸134に軸支されており、サセプ
タ133は回転可能である。反応炉131の外部には、ウェハ
132およびサセプタ133を加熱するための赤外線ランプ13
5が併設されており、赤外線ランプ135の後方には反射板
136が設けられている。反応炉131の一端には５個のガス
導入口137が開孔したガス導入ユニット138が設けられ、
反応炉131の他端には排気口139が設けられている。各ガ
ス導入口137には、ガス源に接続されたガス供給管（図
示せず）が接続されており、ガス導入口137から導入さ
れた反応ガスはこれに連通したガス導入ユニット138を
通って反応炉131に供給される。
（ｄ）に示すように、ガス導入口137から、ガス導入ユ
ニット138を介して反応炉131の幅方向に均一な反応ガス
の流れを形成するようにしている（特開平３−131494
号）。図24（ａ）は上面図、図24（ｂ）は、断面図、図
24（ｃ）は図24（ａ）のＡ−Ａ断面図、図24（ｄ）は図
24（ｃ）のＢ−Ｂ断面図である。この装置は、反応炉13
1の内部に複数枚のウェハ132を載置する円形のサセプタ
133が設置されており、サセプタ133は、モータ（図示せ
ず）に接続された回転軸134に軸支されており、サセプ
タ133は回転可能である。反応炉131の外部には、ウェハ
132およびサセプタ133を加熱するための赤外線ランプ13
5が併設されており、赤外線ランプ135の後方には反射板
136が設けられている。反応炉131の一端には５個のガス
導入口137が開孔したガス導入ユニット138が設けられ、
反応炉131の他端には排気口139が設けられている。各ガ
ス導入口137には、ガス源に接続されたガス供給管（図
示せず）が接続されており、ガス導入口137から導入さ
れた反応ガスはこれに連通したガス導入ユニット138を
通って反応炉131に供給される。
ガス導入ユニット138には各ガス導入口137からガス導
入ユニット出口141に連通する流路144が形成されてい
る。ガス導入ユニット138内の両端には反応路131の幅と
ほぼ等しい長さを有する吊り下げ板145が設けられてお
り、反応炉131の幅方向に長軸をなす丸棒146が、この吊
り下げ板145にてガス導入ユニット138の流路144内に吊
り下げられている。この構成によって、ガス導入口137
から導入された反応ガスを丸棒146に衝突させ、反応炉1
31の幅方向への核酸酸を促し、丸棒146と流路144の隙間
から流出せしめることにより、反応炉131において、幅
方向に一様なガス流を達成しようとしている。
入ユニット出口141に連通する流路144が形成されてい
る。ガス導入ユニット138内の両端には反応路131の幅と
ほぼ等しい長さを有する吊り下げ板145が設けられてお
り、反応炉131の幅方向に長軸をなす丸棒146が、この吊
り下げ板145にてガス導入ユニット138の流路144内に吊
り下げられている。この構成によって、ガス導入口137
から導入された反応ガスを丸棒146に衝突させ、反応炉1
31の幅方向への核酸酸を促し、丸棒146と流路144の隙間
から流出せしめることにより、反応炉131において、幅
方向に一様なガス流を達成しようとしている。
この構造では反応ガスをガス導入口137から導入し丸
棒146に衝突させる構造であるため、丸棒146の下流側で
も反応ガスの幅方向分布は、ガス導入口137の分布に沿
った分布を保ちやすいという欠点があった。
棒146に衝突させる構造であるため、丸棒146の下流側で
も反応ガスの幅方向分布は、ガス導入口137の分布に沿
った分布を保ちやすいという欠点があった。
この問題を解決するため、ガス導入ユニットを長くす
る、ガス導入口137の本数を増やす、丸棒146と流路144
の隙間を小さくするなどの方法が考えられるが、装置が
大きくなる上、構成が複雑になり、隙間のクリアランス
を幅方向に一定に保つことが困難になるなどの問題があ
った。
る、ガス導入口137の本数を増やす、丸棒146と流路144
の隙間を小さくするなどの方法が考えられるが、装置が
大きくなる上、構成が複雑になり、隙間のクリアランス
を幅方向に一定に保つことが困難になるなどの問題があ
った。
ところでまた、これらのうち図20に示した縦型炉形式
のものと図21に示したシリンダー炉形式のものとは、チ
ャンバ内を窒素ガスでパージし、続いて水素ガスでパー
ジした後、水素雰囲気中で1150〜1200℃まで加熱したの
ち塩化水素ガスを添加して、ウェハ表面の自然酸化膜を
除去し、さらに1000〜1150℃まで冷却し、トリクロルシ
ラン（SiHCl3）等を供給してエピタキシャル成長を行っ
た後、窒素パージを行ってウェハを取り出す。エピタキ
シャル成長層の厚さや成長ガスの種類にもよるが、この
場合のサイクルタイムは１〜２時間である。
のものと図21に示したシリンダー炉形式のものとは、チ
ャンバ内を窒素ガスでパージし、続いて水素ガスでパー
ジした後、水素雰囲気中で1150〜1200℃まで加熱したの
ち塩化水素ガスを添加して、ウェハ表面の自然酸化膜を
除去し、さらに1000〜1150℃まで冷却し、トリクロルシ
ラン（SiHCl3）等を供給してエピタキシャル成長を行っ
た後、窒素パージを行ってウェハを取り出す。エピタキ
シャル成長層の厚さや成長ガスの種類にもよるが、この
場合のサイクルタイムは１〜２時間である。
一方、図22に示したような、枚葉式炉では、角型の石
英管からなるチャンバー123内を窒素ガスでパージし、
続いて水素ガスでパージした後、赤外線ランプ126で115
0〜1200℃まで加熱したのち塩化水素ガスを添加して、
ウェハ表面の自然酸化膜を除去し、さらに1000〜1150℃
まで冷却し、トリクロルシラン（SiHCl3）を供給してエ
ピタキシャル成長を行った後、900℃まで冷却して、水
素雰囲気中でウェハを取り出す。
英管からなるチャンバー123内を窒素ガスでパージし、
続いて水素ガスでパージした後、赤外線ランプ126で115
0〜1200℃まで加熱したのち塩化水素ガスを添加して、
ウェハ表面の自然酸化膜を除去し、さらに1000〜1150℃
まで冷却し、トリクロルシラン（SiHCl3）を供給してエ
ピタキシャル成長を行った後、900℃まで冷却して、水
素雰囲気中でウェハを取り出す。
このような枚葉式炉では、プロセス時間を短縮するた
めに成長速度を上げると共に赤外線ランプによるRTP（R
apid Thermal Process）を採用して急速加熱を達成して
いる。
めに成長速度を上げると共に赤外線ランプによるRTP（R
apid Thermal Process）を採用して急速加熱を達成して
いる。
しかしながら、輻射熱を利用しているため、気相中で
分解したシリコンがチャンバー123の内壁に堆積して、
輻射熱を吸収し、輻射加熱が困難となったり、パーティ
クルの原因となったりするという問題があった。
分解したシリコンがチャンバー123の内壁に堆積して、
輻射熱を吸収し、輻射加熱が困難となったり、パーティ
クルの原因となったりするという問題があった。
そこでウェハを取り出した後に再度1200℃程度まで加
熱し、石英チャンバ内壁をHClガス等でエッチングし、
付着したシリコンを毎回除去し、その後900℃程度まで
冷却して次のウェハのプロセスを実施するようにしてい
る。この場合、タイムチャートを図25に示すように、チ
ャンバエッチの時間は約３分程度であり、トリクロルシ
ランでエピタキシャル成長を行ったときのサイクルタイ
ム10分の約30％を占めている。
熱し、石英チャンバ内壁をHClガス等でエッチングし、
付着したシリコンを毎回除去し、その後900℃程度まで
冷却して次のウェハのプロセスを実施するようにしてい
る。この場合、タイムチャートを図25に示すように、チ
ャンバエッチの時間は約３分程度であり、トリクロルシ
ランでエピタキシャル成長を行ったときのサイクルタイ
ム10分の約30％を占めている。
このように枚葉式炉の場合、チャンバに付着したアモ
ルファスシリコンを除去するためにエピタキシャル成長
後にはかならずチャンバのHClエッチングを実施してい
る。しかしながらHClガスによるエッチングでは80〜90
％程度の付着物しか除去できないため、連続的に成長を
行っていくうちに付着物の完全な除去が困難となる。こ
のため付着物の状況に応じて成長装置を分解し、石英チ
ャンバを取り外してフッ硝酸（フッ酸（HF）と硝酸（HN
O3）の混合液）でエッチングすることも行っている。
ルファスシリコンを除去するためにエピタキシャル成長
後にはかならずチャンバのHClエッチングを実施してい
る。しかしながらHClガスによるエッチングでは80〜90
％程度の付着物しか除去できないため、連続的に成長を
行っていくうちに付着物の完全な除去が困難となる。こ
のため付着物の状況に応じて成長装置を分解し、石英チ
ャンバを取り外してフッ硝酸（フッ酸（HF）と硝酸（HN
O3）の混合液）でエッチングすることも行っている。
この問題は枚葉式炉の場合のみならず、縦型炉式のも
のにもシリンダー型炉形式のものにも同様であった。
のにもシリンダー型炉形式のものにも同様であった。
このように従来のエピタキシャル成長装置において
は、シリンダー型炉方式の場合も枚葉式炉の場合も、気
相中で分解したシリコンがチャンバーの内壁に堆積し
て、輻射熱を吸収し、輻射加熱が困難となるため、チャ
ンバー内壁のエッチングあるいは清浄化を必ず必要と
し、これが連続成長を阻む原因となっていた。
は、シリンダー型炉方式の場合も枚葉式炉の場合も、気
相中で分解したシリコンがチャンバーの内壁に堆積し
て、輻射熱を吸収し、輻射加熱が困難となるため、チャ
ンバー内壁のエッチングあるいは清浄化を必ず必要と
し、これが連続成長を阻む原因となっていた。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、低温下
で均一かつ信頼性の高いエピタキシャル成長膜を得るこ
とのできるエピタキシャル成長装置およびエピタキシャ
ル成長方法を提供することを目的とする。
で均一かつ信頼性の高いエピタキシャル成長膜を得るこ
とのできるエピタキシャル成長装置およびエピタキシャ
ル成長方法を提供することを目的とする。
本発明はまた、流速分布の一様化をはかることのでき
るガス導入装置を提供することを目的とする。
るガス導入装置を提供することを目的とする。
また本発明は、信頼性の高いエピタキシャル成長膜を
連続して得ることのできるエピタキシャル成長方法を提
供することを目的とする。
連続して得ることのできるエピタキシャル成長方法を提
供することを目的とする。
発明の開示 そこで本発明の第１では、反応性ガスを、ウェハ表面
に沿った多層構造の層流をなすようにして供給し、ウェ
ハ表面にエピタキシャル成長を行うようにしている。す
なわちガス供給手段を、ガスを導入するガス導入部と、
前記ガスを前記反応室の幅方向に均一化する第１の整流
部と、被処理基板表面に沿って積層され、第１の整流部
に起因するガスの乱れを層流化し複数層の層流をなすよ
うに、被処理基板表面近傍まで高さ方向に同一幅で設け
られたガイド部を供えた助走区間からなる第２の整流部
とで構成し、前記被処理基板表面に、反応性ガスを層流
状態で供給する。
に沿った多層構造の層流をなすようにして供給し、ウェ
ハ表面にエピタキシャル成長を行うようにしている。す
なわちガス供給手段を、ガスを導入するガス導入部と、
前記ガスを前記反応室の幅方向に均一化する第１の整流
部と、被処理基板表面に沿って積層され、第１の整流部
に起因するガスの乱れを層流化し複数層の層流をなすよ
うに、被処理基板表面近傍まで高さ方向に同一幅で設け
られたガイド部を供えた助走区間からなる第２の整流部
とで構成し、前記被処理基板表面に、反応性ガスを層流
状態で供給する。
また本発明の第２では、チャンバーの内壁に沿ってシ
ールガスとして反応性の低いガスを層流を形成しながら
流しつつ、エピタキシャル成長を行うようにしている。
ールガスとして反応性の低いガスを層流を形成しながら
流しつつ、エピタキシャル成長を行うようにしている。
本発明の第３では、エピタキシャル成長装置のガス導
入口に、ウェハ表面に沿った多層構造の層流を形成する
ように導く層流形成手段を配設したことを特徴とする。
入口に、ウェハ表面に沿った多層構造の層流を形成する
ように導く層流形成手段を配設したことを特徴とする。
本発明の第４では、このエピタキシャル成長装置のガ
ス導入部を、幅方向に貫通する中空棒に形成された導入
孔から一旦背面方向にガスを噴出させるようにして構成
し、背面の壁で反射させたのち中空棒とガス導入部の上
下壁との間に形成された隙間を通過させ整流を行うよう
にしている。
ス導入部を、幅方向に貫通する中空棒に形成された導入
孔から一旦背面方向にガスを噴出させるようにして構成
し、背面の壁で反射させたのち中空棒とガス導入部の上
下壁との間に形成された隙間を通過させ整流を行うよう
にしている。
本発明の第５では、ガス導入部を、幅方向に貫通する
中空棒に形成された導入孔から一旦背面方向にガスを噴
出させるようにして構成し、背面の壁で反射させたのち
中空棒とガス導入部の上下壁との間に形成された隙間を
通過させ整流を行うようにしている。本発明の第６で
は、反応性ガスを被処理基板の表面に沿って多層構造の
層流をなすようにして、被処理基板の表面に供給し、チ
ャンバー内壁のエッチングのための昇温工程を経ること
なく、連続してエピタキシャル成長を行うようにしてい
る。
中空棒に形成された導入孔から一旦背面方向にガスを噴
出させるようにして構成し、背面の壁で反射させたのち
中空棒とガス導入部の上下壁との間に形成された隙間を
通過させ整流を行うようにしている。本発明の第６で
は、反応性ガスを被処理基板の表面に沿って多層構造の
層流をなすようにして、被処理基板の表面に供給し、チ
ャンバー内壁のエッチングのための昇温工程を経ること
なく、連続してエピタキシャル成長を行うようにしてい
る。
望ましくは、チャンバーの内壁に沿ってシールガスと
して反応性の低いガスを層流を形成しながら、反応性ガ
スを供給して流し、エピタキシャル成長を行い、チャン
バー内壁のエッチングのための昇温工程を経ることなく
連続してエピタキシャル成長を行うようにしている。
して反応性の低いガスを層流を形成しながら、反応性ガ
スを供給して流し、エピタキシャル成長を行い、チャン
バー内壁のエッチングのための昇温工程を経ることなく
連続してエピタキシャル成長を行うようにしている。
上記第１の構成によれば、反応性ガスを、ウェハ表面
に沿った多層構造の層流をなすようにして供給し、ウェ
ハ表面にエピタキシャル成長を行うようにしているた
め、チャンバーの内壁に反応性ガスが回り込み、分解し
て内壁に付着するのを防止することができ、分解性の高
いSiH4ガスなどを原料ガスとして用いることができ、低
温下で信頼性の高いエピタキシャル成長膜を形成するこ
とが可能となる。
に沿った多層構造の層流をなすようにして供給し、ウェ
ハ表面にエピタキシャル成長を行うようにしているた
め、チャンバーの内壁に反応性ガスが回り込み、分解し
て内壁に付着するのを防止することができ、分解性の高
いSiH4ガスなどを原料ガスとして用いることができ、低
温下で信頼性の高いエピタキシャル成長膜を形成するこ
とが可能となる。
望ましくは、分解性の高いSiH4ガスなどの原料ガスを
ウェハ側にし、キャリアガスなどの反応性の低いガスを
チャンバー側にすることにより、ウェハ表面でのみ反応
が進行し、チャンバーの内壁は付着物もなく良好に維持
される。さらに望ましくは、さらに、わずかに還元性を
有するシール用ガスをチャンバー側に流すことにより、
チャンバーの内壁は付着物を除去しつつ清浄に維持され
るため、さらに長時間にわたって良好な状態を得ること
ができる。
ウェハ側にし、キャリアガスなどの反応性の低いガスを
チャンバー側にすることにより、ウェハ表面でのみ反応
が進行し、チャンバーの内壁は付着物もなく良好に維持
される。さらに望ましくは、さらに、わずかに還元性を
有するシール用ガスをチャンバー側に流すことにより、
チャンバーの内壁は付着物を除去しつつ清浄に維持され
るため、さらに長時間にわたって良好な状態を得ること
ができる。
また、第２の構成によれば、チャンバーの内壁に沿っ
てシールガスとして反応性の低いガスを流しながら、エ
ピタキシャル成長を行うようにしているため、チャンバ
ーの内壁に分解した物質が到達するのが防止され、内壁
は付着物もなく良好に維持される。
てシールガスとして反応性の低いガスを流しながら、エ
ピタキシャル成長を行うようにしているため、チャンバ
ーの内壁に分解した物質が到達するのが防止され、内壁
は付着物もなく良好に維持される。
本発明の第３では、エピタキシャル成長装置のガス導
入部に、ウェハ表面に沿った多層構造の層流を形成する
ように導く層流形成手段を配設しているため、反応性ガ
スは、ウェハ表面に沿った多層構造の層流をなすように
して供給され、チャンバーの内壁に反応性ガスが回り込
み、分解して内壁に付着するのを防止することができ、
分解性の高いSiH4ガスなどを原料ガスとして用いること
ができ、低温下で信頼性の高いエピタキシャル成長膜を
形成することが可能となる。
入部に、ウェハ表面に沿った多層構造の層流を形成する
ように導く層流形成手段を配設しているため、反応性ガ
スは、ウェハ表面に沿った多層構造の層流をなすように
して供給され、チャンバーの内壁に反応性ガスが回り込
み、分解して内壁に付着するのを防止することができ、
分解性の高いSiH4ガスなどを原料ガスとして用いること
ができ、低温下で信頼性の高いエピタキシャル成長膜を
形成することが可能となる。
なお、ウェハを水平に設置してエピタキシャル成長を
行う方式では、シールガスとしては水素ガス等の軽くて
反応性の低いガスを用いるのが望ましく、反応性は低く
ても窒素ガスなど重いガスは好ましくない。これは、こ
れらシールガスが重いとウェハの表面をシールガスが覆
うことになり、表面反応を妨げるからである。
行う方式では、シールガスとしては水素ガス等の軽くて
反応性の低いガスを用いるのが望ましく、反応性は低く
ても窒素ガスなど重いガスは好ましくない。これは、こ
れらシールガスが重いとウェハの表面をシールガスが覆
うことになり、表面反応を妨げるからである。
これらは特に輻射熱を用いてウェハを加熱する方式の
ものに有効であるが、それ以外のものの場合にも、チャ
ンバー内壁に付着物を生じないため長寿命となる上、付
着物の剥がれによる不純物の混入もなく膜質の良好なエ
ピタキシャル成長膜を形成することが可能となる。
ものに有効であるが、それ以外のものの場合にも、チャ
ンバー内壁に付着物を生じないため長寿命となる上、付
着物の剥がれによる不純物の混入もなく膜質の良好なエ
ピタキシャル成長膜を形成することが可能となる。
また本発明の第４ではこのエピタキシャル成長装置に
おいて、ガスの導入部を、幅方向に貫通する中空棒に形
成された導入孔から一旦背面方向にガスを噴出させ、背
面の壁で反射させたのち中空棒とガス導入部の上下壁と
の間に形成された隙間を通過させ整流を行うようにして
いるため、極めて効率よく幅方向に均一な層流を形成す
ることができる。しかも、ガスの噴出部とその後方空間
は、走行路が往復で用いられるため、小型で効率よい整
流部を構成する。さらに後方空間のガスを常に新しいガ
スの噴出によって追い出すことができることができ、ガ
スが滞留することなく供給される。またガスは往復路で
干渉によりさらに整流され良好に層流化される。
おいて、ガスの導入部を、幅方向に貫通する中空棒に形
成された導入孔から一旦背面方向にガスを噴出させ、背
面の壁で反射させたのち中空棒とガス導入部の上下壁と
の間に形成された隙間を通過させ整流を行うようにして
いるため、極めて効率よく幅方向に均一な層流を形成す
ることができる。しかも、ガスの噴出部とその後方空間
は、走行路が往復で用いられるため、小型で効率よい整
流部を構成する。さらに後方空間のガスを常に新しいガ
スの噴出によって追い出すことができることができ、ガ
スが滞留することなく供給される。またガスは往復路で
干渉によりさらに整流され良好に層流化される。
本発明の第５では、ガスの導入部を、幅方向に貫通す
る中空棒に形成された導入孔から一旦背面方向にガスを
噴出させ、背面の壁で反射させたのち中空棒とガス導入
部の上下壁との間に形成された隙間を通過させ整流を行
うようにしているため、効率よく幅方向に均一な層流を
形成することができる。望ましくはさらに下流側に他の
整流手段を設けるとよい。
る中空棒に形成された導入孔から一旦背面方向にガスを
噴出させ、背面の壁で反射させたのち中空棒とガス導入
部の上下壁との間に形成された隙間を通過させ整流を行
うようにしているため、効率よく幅方向に均一な層流を
形成することができる。望ましくはさらに下流側に他の
整流手段を設けるとよい。
本発明の第６では、反応性ガスを、ウェハ表面に沿っ
た多層構造の層流をなすようにして供給し、ウェハ表面
にエピタキシャル成長を行うようにしているため、チャ
ンバーの内壁に反応性ガスが回り込み、分解して内壁に
付着するのを防止することができ、工程間にチャンバー
エッチング工程を行うことなく連続して、信頼性の高い
エピタキシャル成長膜を形成することが可能となり、成
長に必要とするサイクルタイムを大幅に低減することが
できる。
た多層構造の層流をなすようにして供給し、ウェハ表面
にエピタキシャル成長を行うようにしているため、チャ
ンバーの内壁に反応性ガスが回り込み、分解して内壁に
付着するのを防止することができ、工程間にチャンバー
エッチング工程を行うことなく連続して、信頼性の高い
エピタキシャル成長膜を形成することが可能となり、成
長に必要とするサイクルタイムを大幅に低減することが
できる。
望ましくは、より分解性の高いモノシラン（SiC
l4）、ジクロルシラン（SiH2Cl3）、トリクロルシラン
（SiHCl3）、テトラクロルシラン（SiCl4）ガスなどの
原料ガスをウェハ側にし、キャリアガスなどの反応性の
低いガスをチャンバー側にすることにより、ウェハ表面
でのみ反応が進行し、チャンバーの内壁に分解した物質
が到達するのが防止され、チャンバーの内壁は付着物も
なく良好に維持される。さらに望ましくは、さらに、わ
ずかに還元性を有するシール用ガスをチャンバー側に流
すことにより、チャンバーの内壁は付着物を除去しつつ
清浄に維持されるため、さらに長時間にわたって良好な
状態を得ることができる。
l4）、ジクロルシラン（SiH2Cl3）、トリクロルシラン
（SiHCl3）、テトラクロルシラン（SiCl4）ガスなどの
原料ガスをウェハ側にし、キャリアガスなどの反応性の
低いガスをチャンバー側にすることにより、ウェハ表面
でのみ反応が進行し、チャンバーの内壁に分解した物質
が到達するのが防止され、チャンバーの内壁は付着物も
なく良好に維持される。さらに望ましくは、さらに、わ
ずかに還元性を有するシール用ガスをチャンバー側に流
すことにより、チャンバーの内壁は付着物を除去しつつ
清浄に維持されるため、さらに長時間にわたって良好な
状態を得ることができる。
なお、ウェハを水平に設置してエピタキシャル成長を
行う方式では、シールガスとしては水素ガス等の軽くて
反応性の低いガスを用いるのが望ましく、反応性は低く
ても窒素ガスなど重いガスは好ましくない。これは、こ
れらシールガスが重いとウェハの表面をシールガスが覆
うことになり、表面反応を妨げるからである。
行う方式では、シールガスとしては水素ガス等の軽くて
反応性の低いガスを用いるのが望ましく、反応性は低く
ても窒素ガスなど重いガスは好ましくない。これは、こ
れらシールガスが重いとウェハの表面をシールガスが覆
うことになり、表面反応を妨げるからである。
これらは特に輻射熱を用いてウェハを加熱する方式の
ものに有効であるが、それ以外のものの場合にも、チャ
ンバー内壁に付着物を生じないため長寿命となる上、付
着物の剥がれによる不純物の混入もなく膜質の良好なエ
ピタキシャル成長膜を連続形成することが可能となる。
ものに有効であるが、それ以外のものの場合にも、チャ
ンバー内壁に付着物を生じないため長寿命となる上、付
着物の剥がれによる不純物の混入もなく膜質の良好なエ
ピタキシャル成長膜を連続形成することが可能となる。
図面の簡単な説明 図１は本発明実施例のCVD装置を示す図。
図２は本発明の実施例のCVD装置の要部説明図。
図３はCVD装置の流速分布を示す図。
図４は本発明実施例のガス導入ユニットの変形例を示
す図 図５は本発明実施例のガス導入ユニットの変形例を示
す図 図６は本発明実施例のガス導入ユニットの変形例を示
す図 図７はCVD装置の流速分布を示す図。
す図 図５は本発明実施例のガス導入ユニットの変形例を示
す図 図６は本発明実施例のガス導入ユニットの変形例を示
す図 図７はCVD装置の流速分布を示す図。
図８は本発明の第２の実施例のCVD装置を示す図。
図９は同装置の要部拡大図 図10は同装置の幅方向の流速分布を示す図 図11は本発明実施例のガス導入ユニットの変形例を示
す図 図12は本発明実施例のガス導入ユニットの変形例を示
す図 図13は本発明実施例のガス導入ユニットの変形例を示
す図 図14は本発明実施例のガス導入ユニットの変形例を示
す図 図15は本発明実施例のガス導入ユニットの変形例を示
す図 図16は本発明の第３の実施例のCVD装置の要部説明
図。
す図 図12は本発明実施例のガス導入ユニットの変形例を示
す図 図13は本発明実施例のガス導入ユニットの変形例を示
す図 図14は本発明実施例のガス導入ユニットの変形例を示
す図 図15は本発明実施例のガス導入ユニットの変形例を示
す図 図16は本発明の第３の実施例のCVD装置の要部説明
図。
図17は同CVD装置の要部説明図。
図18は同CVD装置の流速分布を示す図。
図19は本発明実施例のエピタキシャル成長方法のタイ
ムチャートを示す図。
ムチャートを示す図。
図20は従来例のエピタキシャル成長装置を示す図。
図21は従来例のエピタキシャル成長装置を示す図。
図22は従来例のエピタキシャル成長装置を示す図。
図23は従来例のエピタキシャル成長装置の流速分布を
示す図。
示す図。
図24は従来例のエピタキシャル成長装置を示す図。
図25は従来例のエピタキシャル成長方法のタイムチャ
ートを示す図。
ートを示す図。
発明を実施すべき最良の形態 以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳
細に説明する。
細に説明する。
図１（ａ）乃至（ｃ）は、本発明実施例のCVD装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
このCVD装置は、チャンバー16内にガスを供給するガ
ス導入口が、チャンバー内壁側からシールガス導入口1
3,キャリアガス導入口14,ソースガス導入口15と３つ形
成され、それぞれ、３室に分割されたバッファタンク12
を介してシュラウド９によって３層の層流をなしてチャ
ンバー内を流れるように構成されていることを特徴とす
るものである。そしてバッファタンク12とシュラウド９
との間にはメッシュ状の金属または石英製のフィルタ11
がプレート10を介して取り付けられており、各層内のガ
ス流速を一様にしている。ここでシールガス導入口13か
らは、水素H2ガスまたは塩化水素HClを添加したH2ガス
が供給され、キャリアガス導入口14からはH2ガスが供給
され、ソースガス導入口15からはH2で希釈されたSiH4が
供給される。またこれらチャンバー16内へ導入されたガ
スはダクト20,ベローフランジ21、ゲートバルブ22など
を介して排気される。
ス導入口が、チャンバー内壁側からシールガス導入口1
3,キャリアガス導入口14,ソースガス導入口15と３つ形
成され、それぞれ、３室に分割されたバッファタンク12
を介してシュラウド９によって３層の層流をなしてチャ
ンバー内を流れるように構成されていることを特徴とす
るものである。そしてバッファタンク12とシュラウド９
との間にはメッシュ状の金属または石英製のフィルタ11
がプレート10を介して取り付けられており、各層内のガ
ス流速を一様にしている。ここでシールガス導入口13か
らは、水素H2ガスまたは塩化水素HClを添加したH2ガス
が供給され、キャリアガス導入口14からはH2ガスが供給
され、ソースガス導入口15からはH2で希釈されたSiH4が
供給される。またこれらチャンバー16内へ導入されたガ
スはダクト20,ベローフランジ21、ゲートバルブ22など
を介して排気される。
また、チャンバー16は、光学研磨され、互いに所定の
間隔を隔てて平行に設置された２枚の楕円形の石英プレ
ート3a,3bと、これらを挟持しこの周りを覆うように設
置されたステンレス製の側壁プレート４とで構成されて
いることを特徴とするものである。なおこの側壁プレー
ト４は、アモルファスタンタルでコーティングされてお
り、外側が水冷構造になっている。
間隔を隔てて平行に設置された２枚の楕円形の石英プレ
ート3a,3bと、これらを挟持しこの周りを覆うように設
置されたステンレス製の側壁プレート４とで構成されて
いることを特徴とするものである。なおこの側壁プレー
ト４は、アモルファスタンタルでコーティングされてお
り、外側が水冷構造になっている。
この２枚の楕円形の石英プレート3a,3bは水冷式ステ
ンレスカバー4CによってＯリング８でシールされ側壁プ
レート４にとりつけられている。
ンレスカバー4CによってＯリング８でシールされ側壁プ
レート４にとりつけられている。
そしてこの楕円形の長軸方向に沿って反応性ガスが導
出されるように、ガス導入口13からダクト20に向かって
ガスが供給されるようになっている。
出されるように、ガス導入口13からダクト20に向かって
ガスが供給されるようになっている。
そしてこのチャンバー16内に配設されたサセプタ２
に、ウェハ１が載置され、エピタキシャル成長がおこな
われるようになっている。
に、ウェハ１が載置され、エピタキシャル成長がおこな
われるようになっている。
ここでＯリング８は高温でもシール性を保つことがで
きるように水冷ジャケット５によって冷却されると共
に、Ｏリング８はＯリング溝8aにN2ガスをパージしてSi
H4ガスのリークを検知している。
きるように水冷ジャケット５によって冷却されると共
に、Ｏリング８はＯリング溝8aにN2ガスをパージしてSi
H4ガスのリークを検知している。
さらにこのサセプタ２は、ウェハ載置部にざくりを形
成してなる、表面をSiCコーティングされた高純度グラ
ファイトからなり、石英プレート3aに設けられた回転筒
を具備した回転手段18の回転軸上に設置されている。ま
たこの回転筒内には、光ファイバー19が設置され、ウェ
ハ裏面の温度をモニターすることができるようになって
いる。
成してなる、表面をSiCコーティングされた高純度グラ
ファイトからなり、石英プレート3aに設けられた回転筒
を具備した回転手段18の回転軸上に設置されている。ま
たこの回転筒内には、光ファイバー19が設置され、ウェ
ハ裏面の温度をモニターすることができるようになって
いる。
さらに石英プレート3a表面には、図２に要部拡大図を
示すように、上面がサセプタ２上のウェハ１表面とほぼ
同じ高さになるように石英からなる第２のサセプタ2sが
設置され、ガスを良好に導くようになっている。
示すように、上面がサセプタ２上のウェハ１表面とほぼ
同じ高さになるように石英からなる第２のサセプタ2sが
設置され、ガスを良好に導くようになっている。
ここでサセプタ２に設けられたざくりは、結晶転位の
発生を抑制すると共に、ウェハ表面の高さをサセプタ2,
2sと同じかそれより低くすることによりウェハエッジ部
でのガス流の乱れを防ぐはたらきを有している。
発生を抑制すると共に、ウェハ表面の高さをサセプタ2,
2sと同じかそれより低くすることによりウェハエッジ部
でのガス流の乱れを防ぐはたらきを有している。
さらにウェハは石英プレート3aおよび3bの外側に上下
に互いに直交する方向に設けられた赤外線ランプ６によ
って加熱されるようになっている。またこれら赤外線ラ
ンプには内壁を金めっきしたリフレクタ７が設けられ
て、熱効率を高めるようになっている。
に互いに直交する方向に設けられた赤外線ランプ６によ
って加熱されるようになっている。またこれら赤外線ラ
ンプには内壁を金めっきしたリフレクタ７が設けられ
て、熱効率を高めるようになっている。
さらに側壁プレートには温度をモニターするための熱
電対を挿入する熱電対挿入口17が設置されている。
電対を挿入する熱電対挿入口17が設置されている。
この装置を用いて、シリコンウェハ１をサセプタ２に
載置し、ガス導入口13から、シリコンウェハ１に向けて
３層構造のガスを導入し、側壁の熱電対挿入口17から挿
通された熱電対でサセプタ裏面の温度を検出するととも
に、光ファイバー19によってウェハ裏面の温度を検出
し、この検出値にもとづいて、赤外線ランプの光量を制
御しウェハ温度を高精度に調整するようになっている。
載置し、ガス導入口13から、シリコンウェハ１に向けて
３層構造のガスを導入し、側壁の熱電対挿入口17から挿
通された熱電対でサセプタ裏面の温度を検出するととも
に、光ファイバー19によってウェハ裏面の温度を検出
し、この検出値にもとづいて、赤外線ランプの光量を制
御しウェハ温度を高精度に調整するようになっている。
ここでウェハ温度は850〜1200℃に設定される。
次に、このエピタキシャル成長装置を用いたエピタキ
シャル成長方法について説明する。
シャル成長方法について説明する。
まず、シリコンウェハ１をサセプタ２に載置し、回転
手段18を介してサセプタ２を回転する。
手段18を介してサセプタ２を回転する。
この後ガス導入口13,14,15から窒素N2ガスを供給して
チャンバー16内をN2でパージする。
チャンバー16内をN2でパージする。
続いてガス導入口13,14,15から水素H2ガスを供給して
チャンバー16内をH2でパージし、H2雰囲気中で赤外線ラ
ンプ６によりウェハをエピタキシャル成長温度（900〜1
050℃）まで加熱する。
チャンバー16内をH2でパージし、H2雰囲気中で赤外線ラ
ンプ６によりウェハをエピタキシャル成長温度（900〜1
050℃）まで加熱する。
そして成長温度に到達すると、それぞれシールガス導
入口13からは、水素H2ガスまたは塩化水素HClを添加し
たH2ガス、キャリアガス導入口14からはH2ガス、ソース
ガス導入口15からはH2で希釈されたSiH4が供給される。
この供給条件等を次表に示す。
入口13からは、水素H2ガスまたは塩化水素HClを添加し
たH2ガス、キャリアガス導入口14からはH2ガス、ソース
ガス導入口15からはH2で希釈されたSiH4が供給される。
この供給条件等を次表に示す。
このような供給条件で供給したところ、それぞれの層
内の流速分布は図３（ｂ）に示すように層流をなしてい
る。
内の流速分布は図３（ｂ）に示すように層流をなしてい
る。
そしてシールガス導入口13から供給された水素H2ガス
は、上部の石英プレート3bに沿って流れ、キャリアガス
導入口14から供給されたH2ガスはチャンバー中央部を流
れ、ソースガス導入口15から導入されたH2で希釈された
SiH4はウェハ表面に沿って流れ、ウェハ表面にシリコン
エピタキシャル成長膜を形成する。
は、上部の石英プレート3bに沿って流れ、キャリアガス
導入口14から供給されたH2ガスはチャンバー中央部を流
れ、ソースガス導入口15から導入されたH2で希釈された
SiH4はウェハ表面に沿って流れ、ウェハ表面にシリコン
エピタキシャル成長膜を形成する。
このようにして得られたエピタキシャル成長膜はスリ
ップフリーで極めて結晶性の良好な膜となっており、か
つ低温下で形成されるため、オートドーピングやパター
ンシフト発生のおそれもない。
ップフリーで極めて結晶性の良好な膜となっており、か
つ低温下で形成されるため、オートドーピングやパター
ンシフト発生のおそれもない。
さらに、このステンレスプレートの内壁を極めて反応
性が低く安定なアモルファスタンタルによって被覆して
いるため、極めて安定で信頼性の高いエピタキシャル薄
膜形成が可能となる。
性が低く安定なアモルファスタンタルによって被覆して
いるため、極めて安定で信頼性の高いエピタキシャル薄
膜形成が可能となる。
なお、前記実施例では、フィルタ11の使用によって各
層内の流速は一定となっているが、フィルタに変えてバ
ッフルプレートｂをバッファタンク内に入れても良いし
（図３（ｃ））、フィルタとバッフルプレートｂを両方
用いても良い（図３（ｄ））。ここでフィルタを使用し
ない場合は図３（ａ）に示すように層内の流速は一定と
ならず、乱流を形成してしまう。
層内の流速は一定となっているが、フィルタに変えてバ
ッフルプレートｂをバッファタンク内に入れても良いし
（図３（ｃ））、フィルタとバッフルプレートｂを両方
用いても良い（図３（ｄ））。ここでフィルタを使用し
ない場合は図３（ａ）に示すように層内の流速は一定と
ならず、乱流を形成してしまう。
そこでこのガス導入ユニットを図４に示すように、構
成しても良い。
成しても良い。
この構造では、チャンバー16内にガスを供給するガス
導入管がチャンバー内壁側からシールガス導入管23,キ
ャリアガス導入管24、ソースガス導入管25の３つが積層
され、それぞれ３室に分割されたバッファタンク22を介
して、シュラウド９（図１参照）によって３層をなして
チャンバー内を流れるように構成されている。
導入管がチャンバー内壁側からシールガス導入管23,キ
ャリアガス導入管24、ソースガス導入管25の３つが積層
され、それぞれ３室に分割されたバッファタンク22を介
して、シュラウド９（図１参照）によって３層をなして
チャンバー内を流れるように構成されている。
この装置ではガス導入管23の両端から供給されたシー
ルガスは、ガス導入管23に開けられた横穴23Pによりチ
ャンバー16とは反対方向すなわちバッファタンクの背面
方向に供給され背面に衝突した後、ガス導入管23とバッ
ファタンク22の上下壁との隙間を通過し、幅方向に一様
な流速が得られるようになっている。しかも、ガスの噴
出部とその後方空間は、走行路が往復で用いられるた
め、小型で効率よい整流部を構成する。さらに後方空間
のガスを常に新しいガスの噴出によって追い出すことが
できることができ、ガスが滞留することなく供給され
る。またガスは往復路で干渉によりさらに整流され良好
に層流化される。そしてガス導入管24、25から導入され
たガスも同様にして幅方向に一様な流速が得られるよう
になっている。
ルガスは、ガス導入管23に開けられた横穴23Pによりチ
ャンバー16とは反対方向すなわちバッファタンクの背面
方向に供給され背面に衝突した後、ガス導入管23とバッ
ファタンク22の上下壁との隙間を通過し、幅方向に一様
な流速が得られるようになっている。しかも、ガスの噴
出部とその後方空間は、走行路が往復で用いられるた
め、小型で効率よい整流部を構成する。さらに後方空間
のガスを常に新しいガスの噴出によって追い出すことが
できることができ、ガスが滞留することなく供給され
る。またガスは往復路で干渉によりさらに整流され良好
に層流化される。そしてガス導入管24、25から導入され
たガスも同様にして幅方向に一様な流速が得られるよう
になっている。
さらにまた変形例を図５および図６に示すようにして
もよい。
もよい。
図５（ａ）および（ｂ）は図４のガス導入ユニットの
バッファタンク22内に丸棒26を導入し、この丸棒26とバ
ッファタンク22の上下壁との隙間でさらにガス流速を一
様化するように構成したものである。
バッファタンク22内に丸棒26を導入し、この丸棒26とバ
ッファタンク22の上下壁との隙間でさらにガス流速を一
様化するように構成したものである。
また図６は、ガス導入ユニットのバッファタンク22の
先端部にフィルタ21を設置し、このフィルタによってさ
らにガス流速を一様化するように構成したものである。
先端部にフィルタ21を設置し、このフィルタによってさ
らにガス流速を一様化するように構成したものである。
これらのガス導入ユニットを用いたときの流速分布を
図７（ａ）乃至（ｃ）にそれぞれ示す。このように極め
て一様な流速分布を得ることができることがわかる。な
お図１に示した装置において、ドーピングを行う場合に
はソースガスに、PH3などのドーピングガスを添加して
用いても良い。
図７（ａ）乃至（ｃ）にそれぞれ示す。このように極め
て一様な流速分布を得ることができることがわかる。な
お図１に示した装置において、ドーピングを行う場合に
はソースガスに、PH3などのドーピングガスを添加して
用いても良い。
またシールガスに塩化水素や塩素ガスなどの還元性ガ
スをわずかに添加しておくようにすれば、チャンバー内
壁に分解物が付着したとしてもこのガスによって除去さ
れ、排気されるため、さらに装置寿命は向上し、結晶性
の良好なエピタキシャル成長膜を形成することができ
る。また還元性ガスをわずかに添加することによってシ
ールガスの全体流量を大幅に低減することができる。例
えばH2のみでは150/min.必要であったものが、HClを
１/min.添加することによりH2は29/min.で同様の効
果を得ることができる。
スをわずかに添加しておくようにすれば、チャンバー内
壁に分解物が付着したとしてもこのガスによって除去さ
れ、排気されるため、さらに装置寿命は向上し、結晶性
の良好なエピタキシャル成長膜を形成することができ
る。また還元性ガスをわずかに添加することによってシ
ールガスの全体流量を大幅に低減することができる。例
えばH2のみでは150/min.必要であったものが、HClを
１/min.添加することによりH2は29/min.で同様の効
果を得ることができる。
さらにまた、前記実施例では３層の層流を用いたが、
２層でもよいし、また４層以上でもよい。
２層でもよいし、また４層以上でもよい。
また、シールガスのみをチャンバー内壁に沿って層流
をなすように供給し、ソースガスは通常の方法で供給す
るようにしてもよい。
をなすように供給し、ソースガスは通常の方法で供給す
るようにしてもよい。
また、前記実施例では常圧CVD装置について説明した
が、減圧CVD装置、さらにはエッチング装置等にも適用
可能であることはいうまでもない。
が、減圧CVD装置、さらにはエッチング装置等にも適用
可能であることはいうまでもない。
さらに選択的エピタキシャル成長において選択性の極
めて高い薄膜形成を行うことができることもいうまでも
ない。
めて高い薄膜形成を行うことができることもいうまでも
ない。
次に、本発明の第２の実施例のCVD装置について説明
する。
する。
この装置は図８（ａ）および（ｂ）に全体図、図９に
ガス導入部の拡大図を示すように、ガス導入部に、前記
実施例において図４乃至図６に示したガス導入ユニット
を１層にしたものを用い、流速分布の一様な状態でガス
供給を行うようにしたことを特徴とする。
ガス導入部の拡大図を示すように、ガス導入部に、前記
実施例において図４乃至図６に示したガス導入ユニット
を１層にしたものを用い、流速分布の一様な状態でガス
供給を行うようにしたことを特徴とする。
すなわちこの装置は、反応炉31内にウェハ32を載置す
るサセプタ33を設置するとともにこれを回転軸34を介し
て回転し、反応炉の外側から赤外線ランプ35によってウ
ェハ32を加熱し、ガスを供給することにより所望の薄膜
を形成するものであるが、ガス導入部は、バッファタン
ク42内を貫通するように形成されたガス導入管43に所定
の間隔で配設された横穴43Pにより反応炉31とは反対方
向すなわちバッファタンク42の背面方向に供給され背面
に衝突した後、ガス導入管43とバッファタンク42の上下
壁との隙間を通過し、幅方向に一様な流速が得られるよ
うになっている。
るサセプタ33を設置するとともにこれを回転軸34を介し
て回転し、反応炉の外側から赤外線ランプ35によってウ
ェハ32を加熱し、ガスを供給することにより所望の薄膜
を形成するものであるが、ガス導入部は、バッファタン
ク42内を貫通するように形成されたガス導入管43に所定
の間隔で配設された横穴43Pにより反応炉31とは反対方
向すなわちバッファタンク42の背面方向に供給され背面
に衝突した後、ガス導入管43とバッファタンク42の上下
壁との隙間を通過し、幅方向に一様な流速が得られるよ
うになっている。
この装置によれば、ガスはバッファタンク42の背面に
衝突した後、ガス導入管43とバッファタンク42の上下壁
との隙間を通過する際に拡散し、この後バッファタンク
42から反応炉31の入り口までの助走区間Ｌを通過するま
での間に幅方向に一様な流速となり、反応炉31に入るよ
うになっている。
衝突した後、ガス導入管43とバッファタンク42の上下壁
との隙間を通過する際に拡散し、この後バッファタンク
42から反応炉31の入り口までの助走区間Ｌを通過するま
での間に幅方向に一様な流速となり、反応炉31に入るよ
うになっている。
この構成では、ガスが拡散されたのち助走区間Ｌを流
れるようにしたため、拡散によるガスの乱れをなくし、
良好な層流を形成することができ、また幅方向にも図10
に示すように、極めて一様な流れを形成することができ
る。
れるようにしたため、拡散によるガスの乱れをなくし、
良好な層流を形成することができ、また幅方向にも図10
に示すように、極めて一様な流れを形成することができ
る。
なお、このガス導入部はこの構造に限定されることな
く、図11乃至図15に変形例を示すような構造でもよい。
く、図11乃至図15に変形例を示すような構造でもよい。
すなわち図11はさらにバッファタンク42内にもう１本
の丸棒46を設置しこの丸棒46とバッファタンク42の上下
壁との隙間でさらにガス流速を一様化するように構成し
たものである。
の丸棒46を設置しこの丸棒46とバッファタンク42の上下
壁との隙間でさらにガス流速を一様化するように構成し
たものである。
また図12は、丸棒46に代えて、メッシュ45を設置し、
このメッシュ45によってさらにガス流速を一様化するよ
うに構成したものである。
このメッシュ45によってさらにガス流速を一様化するよ
うに構成したものである。
また図13は、丸棒46に代えて、スリット47を設置し、
このスリット47によってさらにガス流速を一様化するよ
うに構成したものである。
このスリット47によってさらにガス流速を一様化するよ
うに構成したものである。
また図14は、ガス導入管43の周りに楕円棒48を設置し
この楕円棒とバッファタンク42の上下壁との隙間でガス
流速を一様化するように構成したものである。
この楕円棒とバッファタンク42の上下壁との隙間でガス
流速を一様化するように構成したものである。
さらに図15に示すような、楕円棒49を用いるようにし
てもよい。
てもよい。
次に本発明の第３の実施例について、図面を参照しつ
つ詳細に説明する。
つ詳細に説明する。
図16（ａ）および（ｂ）は、本発明実施例のエピタキ
シャル成長方法で用いられるCVD装置の概略構成図、図1
7は要部拡大図である。
シャル成長方法で用いられるCVD装置の概略構成図、図1
7は要部拡大図である。
このCVD装置は、チャンバー16内にガスを供給するガ
ス導入口が、チャンバー内壁側からシールガス導入口1
3,キャリアガス導入口14,ソースガス導入口15と３つ形
成され、それぞれ、３室に分割されたバッファタンク12
を介してシュラウド９によって３層の層流をなしてチャ
ンバー内を流れるように構成されていることを特徴とす
るものである。そしてバッファタンク12とシュラウド９
との間にはメッシュ状の金属または石英製のフィルタ11
がプレート10を介して取り付けられており、各層内のガ
ス流速を一様にしている。ここでシールガス導入口13か
らは、水素H2ガスまたは塩化水素HClを添加したH2ガス
が供給され、キャリアガス導入口14からはH2ガスが供給
され、ソースガス導入口15からはH2で希釈されたSiHCl3
が供給される。またこれらチャンバー16内へ導入された
ガスはダクト20,ベローフランジ21、ゲートバルブ22な
どを介して排気される。
ス導入口が、チャンバー内壁側からシールガス導入口1
3,キャリアガス導入口14,ソースガス導入口15と３つ形
成され、それぞれ、３室に分割されたバッファタンク12
を介してシュラウド９によって３層の層流をなしてチャ
ンバー内を流れるように構成されていることを特徴とす
るものである。そしてバッファタンク12とシュラウド９
との間にはメッシュ状の金属または石英製のフィルタ11
がプレート10を介して取り付けられており、各層内のガ
ス流速を一様にしている。ここでシールガス導入口13か
らは、水素H2ガスまたは塩化水素HClを添加したH2ガス
が供給され、キャリアガス導入口14からはH2ガスが供給
され、ソースガス導入口15からはH2で希釈されたSiHCl3
が供給される。またこれらチャンバー16内へ導入された
ガスはダクト20,ベローフランジ21、ゲートバルブ22な
どを介して排気される。
また、チャンバー16は、光学研磨され、互いに所定の
間隔を隔てて平行に設置された２枚の楕円形の石英プレ
ート3a,3bと、これらを挟持しこの周りを覆うように設
置されたステンレス製の側壁プレート４とで構成されて
いることを特徴とするものである。なおこの側壁プレー
ト４は、アモルファスタンタルでコーティングされてお
り、外側が水冷構造になっている。
間隔を隔てて平行に設置された２枚の楕円形の石英プレ
ート3a,3bと、これらを挟持しこの周りを覆うように設
置されたステンレス製の側壁プレート４とで構成されて
いることを特徴とするものである。なおこの側壁プレー
ト４は、アモルファスタンタルでコーティングされてお
り、外側が水冷構造になっている。
この２枚の楕円形の石英プレート3a,3bは水冷式ステ
ンレスカバー4CによってＯリング８でシールされ側壁プ
レート４にとりつけられている。
ンレスカバー4CによってＯリング８でシールされ側壁プ
レート４にとりつけられている。
そしてこの楕円形の長軸方向に沿って反応性ガスが導
出されるように、ガス導入口13からダクト20に向かって
ガスが供給されるようになっている。
出されるように、ガス導入口13からダクト20に向かって
ガスが供給されるようになっている。
そして、ロードロック17を介して、チャンバー16内の
サセプタ２に、ウェハ１が載置され、エピタキシャル成
長がおこなわれるようになっている。
サセプタ２に、ウェハ１が載置され、エピタキシャル成
長がおこなわれるようになっている。
ここでＯリング８は高温でもシール性を保つことがで
きるように水冷ジャケット５によって冷却される。３本
のＯリング８で囲まれた空間にN2ガスをパージすること
で、大気からの遮断並びにSiHCl3ガス,H2ガスのリーク
検知を可能にしている。
きるように水冷ジャケット５によって冷却される。３本
のＯリング８で囲まれた空間にN2ガスをパージすること
で、大気からの遮断並びにSiHCl3ガス,H2ガスのリーク
検知を可能にしている。
さらにこのサセプタ２は、ウェハ載置部にざくりを形
成してなる、表面をSiCコーティングされた高純度グラ
ファイトからなり、石英プレート3aに設けられた回転筒
を具備した回転手段18の回転軸上に設置されている。ま
たこの回転筒内には、光ファイバー19が設置され、サセ
プタ裏面の温度をモニターすることができるようになっ
ている。
成してなる、表面をSiCコーティングされた高純度グラ
ファイトからなり、石英プレート3aに設けられた回転筒
を具備した回転手段18の回転軸上に設置されている。ま
たこの回転筒内には、光ファイバー19が設置され、サセ
プタ裏面の温度をモニターすることができるようになっ
ている。
さらに石英プレート3a表面には、図18（ａ）に要部拡
大図を示すように、上面がサセプタ２上のウェハ１表面
とほぼ同じ高さになるように石英からなる第２のサセプ
タ2sが設置され、ガスを良好に導くようになっている。
大図を示すように、上面がサセプタ２上のウェハ１表面
とほぼ同じ高さになるように石英からなる第２のサセプ
タ2sが設置され、ガスを良好に導くようになっている。
ここでサセプタ２に設けられたざくりは、結晶転位の
発生を抑制すると共に、ウェハ表面の高さをサセプタ2,
2sと同じかそれより低くすることによりウェハエッジ部
でのガス流の乱れを防ぐはたらきを有している。
発生を抑制すると共に、ウェハ表面の高さをサセプタ2,
2sと同じかそれより低くすることによりウェハエッジ部
でのガス流の乱れを防ぐはたらきを有している。
さらにウェハは石英プレート3aおよび3bの外側に上下
に互いに直交する方向に設けられた赤外線ランプ６によ
って加熱されるようになっている。またこれら赤外線ラ
ンプには内壁を金めっきしたリフレクタ７が設けられ
て、熱効率を高めるようになっている。
に互いに直交する方向に設けられた赤外線ランプ６によ
って加熱されるようになっている。またこれら赤外線ラ
ンプには内壁を金めっきしたリフレクタ７が設けられ
て、熱効率を高めるようになっている。
この装置を用いて、ロードロック17を介して、シリコ
ンウェハ１をサセプタ２に載置し、ガス導入口13,14,15
から、シリコンウェハ１に向けて３層構造のガスを導入
し、光ファイバー19によってウェハ裏面の温度を検出
し、この検出値にもとづいて、赤外線ランプの光量を制
御しウェハ温度を高精度に調整するようになっている。
ンウェハ１をサセプタ２に載置し、ガス導入口13,14,15
から、シリコンウェハ１に向けて３層構造のガスを導入
し、光ファイバー19によってウェハ裏面の温度を検出
し、この検出値にもとづいて、赤外線ランプの光量を制
御しウェハ温度を高精度に調整するようになっている。
次に、この装置を用いたエピタキシャル成長方法につ
いて説明する。
いて説明する。
まず、N2ガスでパージされたロードロック17にシリコ
ンウェハをセットする。
ンウェハをセットする。
この後ガス導入口13,14,15から窒素N2ガスを供給して
チャンバー16内をN2でパージする。
チャンバー16内をN2でパージする。
続いてガス導入口13,14,15から水素H2ガスを供給して
チャンバー16内をH2でパージし、赤外線ランプ６により
チャンバ内を900℃に加熱し、自動搬送により、ロード
ロック17からシリコンウェハ１をサセプタ２に載置し、
回転手段18を介してサセプタ２を回転する。
チャンバー16内をH2でパージし、赤外線ランプ６により
チャンバ内を900℃に加熱し、自動搬送により、ロード
ロック17からシリコンウェハ１をサセプタ２に載置し、
回転手段18を介してサセプタ２を回転する。
さらにウェハ１を赤外線ランプ６のRTP（Rapid Therm
al Processing）により1150〜1200℃まで加熱する。続
いてガス導入口15より導入されているH2ガスに微量のHC
lガスを添加してウェハ表面をエッチングしウェハ表面
の自然酸化膜を除去する。
al Processing）により1150〜1200℃まで加熱する。続
いてガス導入口15より導入されているH2ガスに微量のHC
lガスを添加してウェハ表面をエッチングしウェハ表面
の自然酸化膜を除去する。
この後H2雰囲気中で1000〜1150℃で冷却する。
そしてエピタキシャル成長温度に到達すると、それぞ
れシールガス導入口13からは、水素H2ガスまたは塩化水
素HClを添加したH2ガス、キャリアガス導入口14からはH
2ガス、ソースガス導入口15からはH2で希釈されたSiHCl
3が供給される。この供給条件等を次表に示す。
れシールガス導入口13からは、水素H2ガスまたは塩化水
素HClを添加したH2ガス、キャリアガス導入口14からはH
2ガス、ソースガス導入口15からはH2で希釈されたSiHCl
3が供給される。この供給条件等を次表に示す。
このような供給条件で供給したところ、それぞれの層
内の流速分布は図３（ｃ）に示すように層流をなしてい
る。
内の流速分布は図３（ｃ）に示すように層流をなしてい
る。
そしてシールガス導入口13から供給された水素H2ガス
は、上部の石英プレート3bに沿って流れ、キャリアガス
導入口14から供給されたH2ガスはチャンバー中央部を流
れ、ソースガス導入口15から導入されたH2で希釈された
SiHCl3はウェハ表面に沿って流れ、ウェハ表面にシリコ
ンエピタキシャル成長膜を形成する。
は、上部の石英プレート3bに沿って流れ、キャリアガス
導入口14から供給されたH2ガスはチャンバー中央部を流
れ、ソースガス導入口15から導入されたH2で希釈された
SiHCl3はウェハ表面に沿って流れ、ウェハ表面にシリコ
ンエピタキシャル成長膜を形成する。
このようにして得られたエピタキシャル成長膜はスリ
ップフリーで極めて結晶性の良好な膜となっており、か
つオートドーピングやパターンシフト発生のおそれもな
い。
ップフリーで極めて結晶性の良好な膜となっており、か
つオートドーピングやパターンシフト発生のおそれもな
い。
さらに、このステンレスプレートの内壁を極めて反応
性が低く安定なアモルファスタンタルによって被覆して
いるため、極めて安定で信頼性の高いエピタキシャル薄
膜形成が可能となる。
性が低く安定なアモルファスタンタルによって被覆して
いるため、極めて安定で信頼性の高いエピタキシャル薄
膜形成が可能となる。
そしてロードロック17を介してウェハを取り出し、再
び最初のN2パージ後のプロセスすなわちH2ガス供給プロ
セスに戻りまったく同様にして同じ工程を繰り返す。こ
のようにしてパーティクルの原因となるアモルスファシ
リコンの付着もなくエピタキシャル成長を行うことが可
能となるため、エピタキシャル成長後には必須であった
チャンバ内壁のHClガスエッチングを省略し、連続的に
エピタキシャル成長を実施することが可能となる。
び最初のN2パージ後のプロセスすなわちH2ガス供給プロ
セスに戻りまったく同様にして同じ工程を繰り返す。こ
のようにしてパーティクルの原因となるアモルスファシ
リコンの付着もなくエピタキシャル成長を行うことが可
能となるため、エピタキシャル成長後には必須であった
チャンバ内壁のHClガスエッチングを省略し、連続的に
エピタキシャル成長を実施することが可能となる。
このプロセスのタイムチャートを図19に示す。この図
と図25に示した従来のタイムチャートとの比較から明ら
かなように、本発明の方法によればチャンバ内壁のHCl
ガスエッチングを省略することができるため、10μｍの
エピタキシャル成長の場合に１サイクルに要する時間が
７分（うち成膜時間は２分）となり、従来の10分に比べ
大幅に低減されていることがわかる。ここで本発明の方
法によればスループット（単位時間当たりの処理枚数）
は8.6枚/hrとなり、従来の６枚/hr時間に比べ40％程度
も向上している。
と図25に示した従来のタイムチャートとの比較から明ら
かなように、本発明の方法によればチャンバ内壁のHCl
ガスエッチングを省略することができるため、10μｍの
エピタキシャル成長の場合に１サイクルに要する時間が
７分（うち成膜時間は２分）となり、従来の10分に比べ
大幅に低減されていることがわかる。ここで本発明の方
法によればスループット（単位時間当たりの処理枚数）
は8.6枚/hrとなり、従来の６枚/hr時間に比べ40％程度
も向上している。
なお、前記実施例では、フィルタ11の使用によって各
層内の流速は一定となっているが、フィルタに変えてバ
ッフルプレートｂをバッファタンク内に入れても良いし
（図18（ｄ））、フィルタとバッフルプレートｂを両方
用いても良い（図18（ｅ））。また、図４乃至図６に示
したような整流手段を用いてもよい。ここでフィルタを
使用しない場合は図18（ｂ）に示すように層内の流速は
一定とならず、乱流を形成してしまう。
層内の流速は一定となっているが、フィルタに変えてバ
ッフルプレートｂをバッファタンク内に入れても良いし
（図18（ｄ））、フィルタとバッフルプレートｂを両方
用いても良い（図18（ｅ））。また、図４乃至図６に示
したような整流手段を用いてもよい。ここでフィルタを
使用しない場合は図18（ｂ）に示すように層内の流速は
一定とならず、乱流を形成してしまう。
なお、前記実施例では原料ガスとしてSiHCl3を用いた
が、これに限定されることなくSiH4、SiH2Cl2、SiCl4等
を用いてもよい。
が、これに限定されることなくSiH4、SiH2Cl2、SiCl4等
を用いてもよい。
また、ドーピングを行う場合にはソースガスに、PH3
などのドーピングガスを添加して用いても良い。
などのドーピングガスを添加して用いても良い。
またシールガスに塩化水素や塩素ガスなどの還元性ガ
スをわずかに添加しておくようにすれば、チャンバー内
壁に分解物が付着したとしてもこのガスによって除去さ
れ、排気されるため、さらに装置寿命は向上し、チャン
バーエッチング工程を経ること無く連続して結晶性の良
好なエピタキシャル成長膜を形成することができる。
スをわずかに添加しておくようにすれば、チャンバー内
壁に分解物が付着したとしてもこのガスによって除去さ
れ、排気されるため、さらに装置寿命は向上し、チャン
バーエッチング工程を経ること無く連続して結晶性の良
好なエピタキシャル成長膜を形成することができる。
さらにまた、前記実施例では３層の層流を用いたが、
２層でもよいし、また４層以上でもよい。
２層でもよいし、また４層以上でもよい。
また、シールガスのみをチャンバー内壁に沿って層流
をなすように供給し、ソースガスは通常の方法で供給す
るようにしてもよい。
をなすように供給し、ソースガスは通常の方法で供給す
るようにしてもよい。
また、前記実施例では常圧CVD装置について説明した
が、減圧CVD装置、さらにはエッチング装置等にも適用
可能であることはいうまでもない。
が、減圧CVD装置、さらにはエッチング装置等にも適用
可能であることはいうまでもない。
さらに選択的エピタキシャル成長において選択性の極
めて高い薄膜形成を行うことができることもいうまでも
ない。
めて高い薄膜形成を行うことができることもいうまでも
ない。
産業上の利用可能性 以上説明してきたように、本発明によれば、ガスを、
ウェハ表面に沿った多層構造の層流をなすようにして供
給し、ウェハ表面にエピタキシャル成長を行うようにし
ているため、チャンバーの内壁に反応性ガスが回り込
み、分解して内壁に付着するのを防止することができ、
分解性の高いSiH4ガスなどを原料ガスとして用いること
ができ、低温下で信頼性の高いエピタキシャル成長膜を
形成することが可能となる。
ウェハ表面に沿った多層構造の層流をなすようにして供
給し、ウェハ表面にエピタキシャル成長を行うようにし
ているため、チャンバーの内壁に反応性ガスが回り込
み、分解して内壁に付着するのを防止することができ、
分解性の高いSiH4ガスなどを原料ガスとして用いること
ができ、低温下で信頼性の高いエピタキシャル成長膜を
形成することが可能となる。
また、本発明によれば、チャンバーの内壁に沿ってシ
ールガスとして反応性の低いガスを流しながら、エピタ
キシャル成長を行うようにしているため、チャンバーの
内壁に分解した物質が到達するのが防止され、内壁は付
着物もなく良好に維持される。
ールガスとして反応性の低いガスを流しながら、エピタ
キシャル成長を行うようにしているため、チャンバーの
内壁に分解した物質が到達するのが防止され、内壁は付
着物もなく良好に維持される。
さらに本発明によれば、エピタキシャル成長装置のガ
ス導入口に、ウェハ表面に沿った多層構造の層流を形成
するように導く層流形成手段を配設しているため、反応
性ガスは、ウェハ表面に沿った多層構造の層流をなすよ
うにして供給され、チャンバーの内壁に反応性ガスが回
り込み、分解して内壁に付着するのを防止することがで
き、分解性の高いSiH4ガスなどを原料ガスとして用いる
ことができ、低温下で信頼性の高いエピタキシャル成長
膜を形成することが可能となる。
ス導入口に、ウェハ表面に沿った多層構造の層流を形成
するように導く層流形成手段を配設しているため、反応
性ガスは、ウェハ表面に沿った多層構造の層流をなすよ
うにして供給され、チャンバーの内壁に反応性ガスが回
り込み、分解して内壁に付着するのを防止することがで
き、分解性の高いSiH4ガスなどを原料ガスとして用いる
ことができ、低温下で信頼性の高いエピタキシャル成長
膜を形成することが可能となる。
本発明の第２によれば、ガス導入部を、バッファタン
ク内を貫通するように形成されたガス導入管に所定の間
隔で配設された横穴によりバッファタンクの背面方向に
供給され背面に衝突した後、ガス導入管とバッファタン
クの上下壁との隙間を通過し、幅方向に一様な流速が得
られるように構成されているため、気相成長装置、エッ
チング装置など種々の装置に適用可能である。
ク内を貫通するように形成されたガス導入管に所定の間
隔で配設された横穴によりバッファタンクの背面方向に
供給され背面に衝突した後、ガス導入管とバッファタン
クの上下壁との隙間を通過し、幅方向に一様な流速が得
られるように構成されているため、気相成長装置、エッ
チング装置など種々の装置に適用可能である。
本発明の第３によれば、ガスを、ウェハ表面に沿った
多層構造の層流をなすようにして供給し、ウェハ表面に
エピタキシャル成長を行うようにしているため、チャン
バーの内壁に反応性ガスが回り込み、分解して内壁に付
着するのを防止することができ、連続して信頼性の高い
エピタキシャル成長膜を形成することが可能となる。
多層構造の層流をなすようにして供給し、ウェハ表面に
エピタキシャル成長を行うようにしているため、チャン
バーの内壁に反応性ガスが回り込み、分解して内壁に付
着するのを防止することができ、連続して信頼性の高い
エピタキシャル成長膜を形成することが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日野 和彦 神奈川県平▲塚▼市万田1200 株式会社 小松製作所研究所内 (72)発明者 小林 正和 神奈川県平▲塚▼市万田1200 株式会社 小松製作所研究所内 (72)発明者 越智 望 神奈川県平▲塚▼市万田1200 株式会社 小松製作所研究所内 (72)発明者 久永 直人 神奈川県平▲塚▼市万田1200 株式会社 小松製作所研究所内 (56)参考文献 特開 平１−248611（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−158947（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205
Claims (6)
- 【請求項１】反応室内に被処理基板を配置し、前記反応
室の壁の外部に輻射加熱源を設け、前記輻射加熱源によ
る輻射加熱によって前記被処理基板を加熱するとともに
前記反応室内へ反応性の高い原料ガスと反応性の低いガ
スを供給して、前記被処理基板の表面でエピタキシャル
成長を行うエピタキシャル成長装置において、 前記原料ガスが前記被処理基板側に供給され前記反応性
の低いガスが前記反応室壁側に供給されるように、前記
原料ガスを供給する第１のガス供給手段と、前記反応性
の低いガスを供給する第２のガス供給手段とを、前記被
処理基板と前記反応室壁との間の高さ方向の異なる位置
にそれぞれ設けたこと を特徴とするエピタキシャル成長装置。 - 【請求項２】反応室内に被処理基板を配置し、前記反応
室の壁の外部に輻射加熱源を設け、前記輻射加熱源によ
る輻射加熱によって前記被処理基板を加熱するとともに
前記反応室内へ反応性の高い原料ガスと反応性の低いガ
スを供給して、前記被処理基板の表面でエピタキシャル
成長を行うエピタキシャル成長装置において、 前記原料ガスが前記被処理基板側に供給され前記反応性
の低いガスが前記反応室壁側に供給されるように、前記
反応性の低いガスを前記反応室壁に沿って供給するガス
供給手段を設けたこと を特徴とするエピタキシャル成長装置。 - 【請求項３】前記第１のガス供給手段および前記第２の
ガス供給手段はガスを層流にして供給するものである請
求項１記載のエピタキシャル成長装置。 - 【請求項４】前記ガス供給手段はガスを層流にして供給
するものである請求項２記載のエピタキシャル成長装
置。 - 【請求項５】反応室内に被処理基板を配置し、前記反応
室の壁の外部に輻射加熱源を設け、前記輻射加熱源によ
る輻射加熱によって前記被処理基板を加熱するとともに
前記反応室内へ反応性の高い原料ガスと反応性の低いガ
スを供給して、前記被処理基板の表面でエピタキシャル
成長を行うエピタキシャル成長方法において、 前記原料ガスが前記被処理基板側に供給され前記反応性
の低いガスが前記反応室壁側に供給されるように、前記
反応性の低いガスを前記反応室壁に沿って供給すること を特徴とするエピタキシャル成長方法。 - 【請求項６】前記反応性の低いガスを層流にして供給す
る請求項５記載のエピタキシャル成長方法。
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