JP3070130B2 - 縦型減圧気相成長装置 - Google Patents
縦型減圧気相成長装置Info
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- JP3070130B2 JP3070130B2 JP3115167A JP11516791A JP3070130B2 JP 3070130 B2 JP3070130 B2 JP 3070130B2 JP 3115167 A JP3115167 A JP 3115167A JP 11516791 A JP11516791 A JP 11516791A JP 3070130 B2 JP3070130 B2 JP 3070130B2
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- Japan
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- pipe
- gas
- film
- outer pipe
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は縦型減圧気層成長装置に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、一度に大量の半導体ウェハ（以下
単にウェハと記す）に成膜を行なうバッチ式の縦型減圧
気相成長装置は、図２に示す様に、反応管となるアウタ
ー管１及びインナー管２と、反応管内を所定の温度に保
つためのヒーター３と、ウェハ４を搭載するボート５
と、反応管内を減圧状態にし、ガスの排気を行なうポン
プ６と、反応管の密閉を行なうためのハッチ７を有して
おり、原料ガスはボンベ８よりインナー管２の下部から
供給される構造となっていた。
単にウェハと記す）に成膜を行なうバッチ式の縦型減圧
気相成長装置は、図２に示す様に、反応管となるアウタ
ー管１及びインナー管２と、反応管内を所定の温度に保
つためのヒーター３と、ウェハ４を搭載するボート５
と、反応管内を減圧状態にし、ガスの排気を行なうポン
プ６と、反応管の密閉を行なうためのハッチ７を有して
おり、原料ガスはボンベ８よりインナー管２の下部から
供給される構造となっていた。
【０００３】ウェハ４上への気相成長法による成膜は、
ヒーター３により所定の温度に保たれた反応管内にボー
ト５を挿入し、ハッチ７により密閉した後、ポンプ６に
より反応管内を０．１〜１０Ｔｏｒｒの減圧状態にし、
ボンベ８より成長ガスを供給し、ウェハ４上に成膜す
る。ガスはポンプ６によりアウター管１の下部より反応
管外へ排気される。
ヒーター３により所定の温度に保たれた反応管内にボー
ト５を挿入し、ハッチ７により密閉した後、ポンプ６に
より反応管内を０．１〜１０Ｔｏｒｒの減圧状態にし、
ボンベ８より成長ガスを供給し、ウェハ４上に成膜す
る。ガスはポンプ６によりアウター管１の下部より反応
管外へ排気される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の縦型減
圧気相成長装置は、成長ガスの導入口が反応管を構成す
るインナー管２の下部のみに設置されているので、反応
管内でのガスの流れは常に一方向になっている。そのた
めに反応管内の温度分布が一様な状態では、供給された
ガスはガス導入口側で大量に反応して消費されるため、
排気側のガス濃度が低下し、同一バッチ内で導入口側に
比べ、排気側のウェハ上の膜の成長速度が低下するとい
う問題点があった。
圧気相成長装置は、成長ガスの導入口が反応管を構成す
るインナー管２の下部のみに設置されているので、反応
管内でのガスの流れは常に一方向になっている。そのた
めに反応管内の温度分布が一様な状態では、供給された
ガスはガス導入口側で大量に反応して消費されるため、
排気側のガス濃度が低下し、同一バッチ内で導入口側に
比べ、排気側のウェハ上の膜の成長速度が低下するとい
う問題点があった。
【０００５】このような弊害を避け、同一バッチ内での
膜成長速度を均一化するために、ヒーターを３ないし５
つのゾーンに分け、反応管内の温度を排気側で高くし、
ガス導入口側で低くするという、温度分布に傾斜をつけ
る方法が試みられている。しかしこの方法では成長温度
の違いにより、成膜した膜の膜質が同一バッチ内でウェ
ハの位置により異なってしまい、そのためにエッチング
レートのばらつきによるエッチング形状不良，さらには
多結晶シリコン膜における抵抗値のばらつきなどを引き
起こし、半導体装置の歩留りの低下をまねくという問題
点があった。
膜成長速度を均一化するために、ヒーターを３ないし５
つのゾーンに分け、反応管内の温度を排気側で高くし、
ガス導入口側で低くするという、温度分布に傾斜をつけ
る方法が試みられている。しかしこの方法では成長温度
の違いにより、成膜した膜の膜質が同一バッチ内でウェ
ハの位置により異なってしまい、そのためにエッチング
レートのばらつきによるエッチング形状不良，さらには
多結晶シリコン膜における抵抗値のばらつきなどを引き
起こし、半導体装置の歩留りの低下をまねくという問題
点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の縦型減圧気相成
長装置は、上部が閉じられたアウター管と、このアウタ
ー管の内部に設けられ上部が開放されたインナー管と、
半導体ウェハが載置されたのちこのインナー管内に挿入
されるボートと、前記アウター管の周囲に設けられたヒ
ーターと、前記アウター管の下方に接続され前記インナ
ー管とアウター管との間にガスを導入する第１のガス導
入管と、前記インナー管の下方に設けられインナー管内
にガスを導入する第２のガス導入管と、前記アウター管
の下方に接続され前記インナー管とアウター管との間か
らガスを排出する第１の排気管と、前記インナー管の下
方に設けられインナー間内のガスを排出する第２の排気
管とを含むものである。
長装置は、上部が閉じられたアウター管と、このアウタ
ー管の内部に設けられ上部が開放されたインナー管と、
半導体ウェハが載置されたのちこのインナー管内に挿入
されるボートと、前記アウター管の周囲に設けられたヒ
ーターと、前記アウター管の下方に接続され前記インナ
ー管とアウター管との間にガスを導入する第１のガス導
入管と、前記インナー管の下方に設けられインナー管内
にガスを導入する第２のガス導入管と、前記アウター管
の下方に接続され前記インナー管とアウター管との間か
らガスを排出する第１の排気管と、前記インナー管の下
方に設けられインナー間内のガスを排出する第２の排気
管とを含むものである。
【０００７】
【実施例】次に本発明について図面を参照して実施例を
説明する。図１は本発明の一実施例の縦型減圧気相成長
装置の断面図である。
説明する。図１は本発明の一実施例の縦型減圧気相成長
装置の断面図である。
【０００８】図１において縦型減圧気相成長装置は、上
部が閉じられたアウター管１と、このアウター管１の内
部に設けられ上部が開放されたインナー管２と、ウェハ
４が載置されたのちこのインナー管２内に挿入されるボ
ート５と、アウター管１の周囲に設けられたヒーター３
と、アウター管１の下方に接続された第１のガス導入管
１２Ａ及び第１の排気管１０Ａと、インナー管の下方に
設けられた第２のガス導入管１２Ｂ及び第２の排気管１
０Ｂとから主に構成されている。
部が閉じられたアウター管１と、このアウター管１の内
部に設けられ上部が開放されたインナー管２と、ウェハ
４が載置されたのちこのインナー管２内に挿入されるボ
ート５と、アウター管１の周囲に設けられたヒーター３
と、アウター管１の下方に接続された第１のガス導入管
１２Ａ及び第１の排気管１０Ａと、インナー管の下方に
設けられた第２のガス導入管１２Ｂ及び第２の排気管１
０Ｂとから主に構成されている。
【０００９】ボート５に搭載されたウェハ４は、ヒータ
ー３で所定の温度に保たれた反応管内（アウター管１及
びインナー管２）で成膜が行なわれる。原料ガスはボン
ベ８より供給され、ポンプ６により排気される。本実施
例では第１及び第２のガス導入管１２Ａ，１２Ｂと第１
及び第２の排気管１０Ａ，１０Ｂを制御することによ
り、反応管内を流れる原料ガスの流れ方向を成膜中に変
化させる。
ー３で所定の温度に保たれた反応管内（アウター管１及
びインナー管２）で成膜が行なわれる。原料ガスはボン
ベ８より供給され、ポンプ６により排気される。本実施
例では第１及び第２のガス導入管１２Ａ，１２Ｂと第１
及び第２の排気管１０Ａ，１０Ｂを制御することによ
り、反応管内を流れる原料ガスの流れ方向を成膜中に変
化させる。
【００１０】まず、成膜開始直後には、バルブ９Ａ及び
１１Ｂを開き、バルブ９Ｂ及び１１Ａを閉じる。これに
より、原料ガスはインナー管下部の第２のガス導入管１
２Ｂにより供給され、ボート５の下方より上方へと流れ
る。次に目標膜厚の１／２の膜厚を堆積した時点で、バ
ルブ９Ａ及び１１Ｂを閉じ、バルブ９Ｂ及び１１Ａを開
ける。これにより原料ガスはアウター管下部の第１のガ
ス導入管１２Ａより供給され、ボート５の上方から下方
へと流路を変える。この結果、成膜時前半にはボート５
の下部に位置するウェハ４上の膜成長速度が大きいが、
成膜時後半においてはボート５の上部に位置するウェハ
４上の膜成長速度が大きくなる。このように、成膜開始
後から、バルブ切換えまでの時間を調節することによ
り、反応管内の温度分布の勾配が従来に比べて小さい状
態でも、バッチ内のウェハ上の膜厚をその位置によらず
均一にできる。
１１Ｂを開き、バルブ９Ｂ及び１１Ａを閉じる。これに
より、原料ガスはインナー管下部の第２のガス導入管１
２Ｂにより供給され、ボート５の下方より上方へと流れ
る。次に目標膜厚の１／２の膜厚を堆積した時点で、バ
ルブ９Ａ及び１１Ｂを閉じ、バルブ９Ｂ及び１１Ａを開
ける。これにより原料ガスはアウター管下部の第１のガ
ス導入管１２Ａより供給され、ボート５の上方から下方
へと流路を変える。この結果、成膜時前半にはボート５
の下部に位置するウェハ４上の膜成長速度が大きいが、
成膜時後半においてはボート５の上部に位置するウェハ
４上の膜成長速度が大きくなる。このように、成膜開始
後から、バルブ切換えまでの時間を調節することによ
り、反応管内の温度分布の勾配が従来に比べて小さい状
態でも、バッチ内のウェハ上の膜厚をその位置によらず
均一にできる。
【００１１】多結晶シリコン膜の減圧気相成長では、ガ
ス導入側よりその反対側まで約３０℃の温度勾配を必要
としたのに対し、本実施例により、バルブ切換え時間を
最適化することによって、約７℃の温度勾配により、バ
ッチ内全体において、均一な膜厚及び膜質を持つ多結晶
シリコン膜を成膜することができた。
ス導入側よりその反対側まで約３０℃の温度勾配を必要
としたのに対し、本実施例により、バルブ切換え時間を
最適化することによって、約７℃の温度勾配により、バ
ッチ内全体において、均一な膜厚及び膜質を持つ多結晶
シリコン膜を成膜することができた。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、原
料ガスの流れ方向を成膜工程途中で変化させることがで
きるため、反応管内の温度勾配を従来に比べて小さくす
ることができる。このため、反応管内の位置によらず、
バッチ内全体にわたって均一な膜厚及び膜質を持つ膜を
半導体ウェハ上に成膜できる。これにより、半導体装置
の品質を安定させ、その歩留りを向上させることができ
るという効果を有する。
料ガスの流れ方向を成膜工程途中で変化させることがで
きるため、反応管内の温度勾配を従来に比べて小さくす
ることができる。このため、反応管内の位置によらず、
バッチ内全体にわたって均一な膜厚及び膜質を持つ膜を
半導体ウェハ上に成膜できる。これにより、半導体装置
の品質を安定させ、その歩留りを向上させることができ
るという効果を有する。
【図１】本発明の一実施例の断面図。
【図２】従来の縦型減圧気相成長装置の断面図。
１ アウター管 ２ インナー管 ３ ヒーター ４ ウェハ ５ ボート ６ ポンプ ７ ハッチ ８ ボンベ ９Ａ，９Ｂ バルブ １０Ａ 第１の排気管 １０Ｂ 第２の排気管 １１Ａ，１１Ｂ バルブ １２Ａ 第１のガス導入管 １２Ｂ 第２のガス導入管
Claims (1)
- 【請求項１】 上部が閉じられたアウター管と、このア
ウター管の内部に設けられ上部が開放されたインナー管
と、半導体ウェハが載置されたのちこのインナー管内に
挿入されるボートと、前記アウター管の周囲に設けられ
たヒーターと、前記アウター管の下方に接続され前記イ
ンナー管とアウター管との間にガスを導入する第１のガ
ス導入管と、前記インナー管の下方に設けられインナー
管内にガスを導入する第２のガス導入管と、前記アウタ
ー管の下方に接続され前記インナー管とアウター管との
間からガスを排出する第１の排気管と、前記インナー管
の下方に設けられインナー間内のガスを排出する第２の
排気管とを含むことを特徴とする縦型減圧気相成長装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115167A JP3070130B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 縦型減圧気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115167A JP3070130B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 縦型減圧気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04343412A JPH04343412A (ja) | 1992-11-30 |
| JP3070130B2 true JP3070130B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=14656003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3115167A Expired - Lifetime JP3070130B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 縦型減圧気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3070130B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10245553A1 (de) | 2002-09-30 | 2004-04-08 | Infineon Technologies Ag | Verfahren und Ofen zur Gasphasenabscheidung von Komponenten auf Halbleitersubstrate mit veränderbarer Hauptstromrichtung des Prozessgases |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP3115167A patent/JP3070130B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04343412A (ja) | 1992-11-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000425 |