JP3182475B2 - 化学気相成長装置 - Google Patents
化学気相成長装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、特に反応室内の圧力
が大気圧に近い常圧の化学気相成長装置に関するもので
ある。
が大気圧に近い常圧の化学気相成長装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】以下の説明は、反応ガスとしてシラン
（以下、ＳｉＨ４ガスと呼ぶ）と、酸素（以下、Ｏ２ガ
スと呼ぶ）とを用いる枚葉、フェースダウン式の化学気
相成長装置の場合を例に行うものとする。図６はこの種
の従来の化学気相成長装置の概略構成を示す断面図であ
る。図において、１は半導体ウエハ２を保持するための
ステージ、３はこのステージ１を加熱して半導体ウエハ
２を昇温させる加熱ヒータ、４はＳｉＨ４ガスとＯ２ガ
スとが反応して半導体ウエハ２上に形成される酸化シリ
コン膜（以下、ＳｉＯ２膜と呼ぶ）である。
（以下、ＳｉＨ４ガスと呼ぶ）と、酸素（以下、Ｏ２ガ
スと呼ぶ）とを用いる枚葉、フェースダウン式の化学気
相成長装置の場合を例に行うものとする。図６はこの種
の従来の化学気相成長装置の概略構成を示す断面図であ
る。図において、１は半導体ウエハ２を保持するための
ステージ、３はこのステージ１を加熱して半導体ウエハ
２を昇温させる加熱ヒータ、４はＳｉＨ４ガスとＯ２ガ
スとが反応して半導体ウエハ２上に形成される酸化シリ
コン膜（以下、ＳｉＯ２膜と呼ぶ）である。
【０００３】５はこれら１〜３を収納する反応室、６は
この反応室５のステージ１の周囲に沿って設けられる排
気口、７はこの排気口６の内面に付着される反応副生成
物、８はガスヘッドで、下部にはＳｉＨ４ガスおよびＯ
２ガスを図中矢印のように内部８ａへ導入する吸気口９
が形成されるとともに、上部には内部８ａに導入された
両ガスを、反応室５内へ噴出するための多数の噴出口１
０ａが図７に示すように穿設されたヘッド部１０が形成
されている。１１は噴出口１０ａに付着する反応副生成
物である。
この反応室５のステージ１の周囲に沿って設けられる排
気口、７はこの排気口６の内面に付着される反応副生成
物、８はガスヘッドで、下部にはＳｉＨ４ガスおよびＯ
２ガスを図中矢印のように内部８ａへ導入する吸気口９
が形成されるとともに、上部には内部８ａに導入された
両ガスを、反応室５内へ噴出するための多数の噴出口１
０ａが図７に示すように穿設されたヘッド部１０が形成
されている。１１は噴出口１０ａに付着する反応副生成
物である。
【０００４】次に、上記のように構成された従来の化学
気相成長装置の動作について説明する。まず、加熱ヒー
タ３によりステージ１を介して半導体ウエハ２を所望の
温度に保持する。一方、ガスヘッド８の内部８ａには吸
気口９からＳｉＨ４ガスおよびＯ２ガスが導入され、こ
れら両ガスは内部８ａで混合された後、ヘッド部１０の
各噴出口１０ａから反応室５内に噴出される。そして、
ステージ１上で所望の温度に保持された半導体ウエハ２
の表面を流れ、この表面上で反応して半導体ウエハ２の
表面にＳｉＯ２膜４を形成した後、排気ガスとして排気
口６から反応室５の外部に排出される。又、これら一連
の動作中に、排気口６の内面および噴出口１０ａにはそ
れぞれ反応副生物７、１１が付着する。
気相成長装置の動作について説明する。まず、加熱ヒー
タ３によりステージ１を介して半導体ウエハ２を所望の
温度に保持する。一方、ガスヘッド８の内部８ａには吸
気口９からＳｉＨ４ガスおよびＯ２ガスが導入され、こ
れら両ガスは内部８ａで混合された後、ヘッド部１０の
各噴出口１０ａから反応室５内に噴出される。そして、
ステージ１上で所望の温度に保持された半導体ウエハ２
の表面を流れ、この表面上で反応して半導体ウエハ２の
表面にＳｉＯ２膜４を形成した後、排気ガスとして排気
口６から反応室５の外部に排出される。又、これら一連
の動作中に、排気口６の内面および噴出口１０ａにはそ
れぞれ反応副生物７、１１が付着する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の化学気相成長装
置は以上のように構成されており、この種の化学気相成
長装置では半導体ウエハ２上に形成されるＳｉＯ２膜４
の膜厚は、反応ガスとしてのＳｉＨ４ガスおよびＯ２ガ
スの濃度に依存しており、この濃度が高いほど膜厚が厚
くなる。又、反応室５内は常圧であるので、半導体ウエ
ハ２上における両ガスの濃度は両ガスの流れに依存し、
両ガスが多く流れる位置ほど膜厚が厚くなる。さらに
又、この両ガスの流れは、反応室５内の各部の圧力差に
よる圧力損失によってその分布が決まる。
置は以上のように構成されており、この種の化学気相成
長装置では半導体ウエハ２上に形成されるＳｉＯ２膜４
の膜厚は、反応ガスとしてのＳｉＨ４ガスおよびＯ２ガ
スの濃度に依存しており、この濃度が高いほど膜厚が厚
くなる。又、反応室５内は常圧であるので、半導体ウエ
ハ２上における両ガスの濃度は両ガスの流れに依存し、
両ガスが多く流れる位置ほど膜厚が厚くなる。さらに
又、この両ガスの流れは、反応室５内の各部の圧力差に
よる圧力損失によってその分布が決まる。
【０００６】したがって、ガスヘッド８の内部８ａと半
導体ウエハ２表面近傍領域との間の圧力損失より、半導
体ウエハ２表面近傍領域と排気口６との間の圧力損失の
方が大きい場合には、ガスヘッド８の内部８ａからヘッ
ド部１０の噴出口１０ａを通って半導体ウエハ２側に向
かって噴出される両ガスの流量は、各噴出口１０ａで均
等にはならず、排気口６に比較的近いヘッド部１０の周
辺部のものにおいて多く、排気口６に比較的遠いヘッド
部１０の中心部近傍のものにおいて少なくなる。この結
果、半導体ウエハ２上の両ガスは周辺部で多くなるた
め、半導体ウエハ２表面に形成されるＳｉＯ２膜４の厚
みは、図８に示すように周辺部で厚く、中心部で薄くな
る。
導体ウエハ２表面近傍領域との間の圧力損失より、半導
体ウエハ２表面近傍領域と排気口６との間の圧力損失の
方が大きい場合には、ガスヘッド８の内部８ａからヘッ
ド部１０の噴出口１０ａを通って半導体ウエハ２側に向
かって噴出される両ガスの流量は、各噴出口１０ａで均
等にはならず、排気口６に比較的近いヘッド部１０の周
辺部のものにおいて多く、排気口６に比較的遠いヘッド
部１０の中心部近傍のものにおいて少なくなる。この結
果、半導体ウエハ２上の両ガスは周辺部で多くなるた
め、半導体ウエハ２表面に形成されるＳｉＯ２膜４の厚
みは、図８に示すように周辺部で厚く、中心部で薄くな
る。
【０００７】又、ガスヘッド８の内部８ａと半導体ウエ
ハ２表面近傍領域との間の圧力損失が大きい場合には、
中心部と周辺部との流量の差は少なくなるが、ヘッド部
１０の噴出口１０ａが設けられている部分と、設けられ
ていない部分とでは流速の差が大きくなり、設けられて
いない部分で流速は低くなる。この結果、半導体ウエハ
２上の両ガスは噴出口１０ａに対向している部分で多く
なるため、半導体ウエハ２表面に形成されるＳｉＯ２膜
の厚みは、図９に示すように噴出口１０ａに対向してい
る部分では厚く、対向していない部分では薄くなる。
ハ２表面近傍領域との間の圧力損失が大きい場合には、
中心部と周辺部との流量の差は少なくなるが、ヘッド部
１０の噴出口１０ａが設けられている部分と、設けられ
ていない部分とでは流速の差が大きくなり、設けられて
いない部分で流速は低くなる。この結果、半導体ウエハ
２上の両ガスは噴出口１０ａに対向している部分で多く
なるため、半導体ウエハ２表面に形成されるＳｉＯ２膜
の厚みは、図９に示すように噴出口１０ａに対向してい
る部分では厚く、対向していない部分では薄くなる。
【０００８】さらに又、排気口６や噴出口１０ａに反応
副生成物７、１１が付着してくると、各部の圧力損失が
大きくなり、これにより各部における両ガスの流れが変
化し、半導体ウエハ２上に形成されるＳｉＯ２膜の膜厚
の分布が変化する。
副生成物７、１１が付着してくると、各部の圧力損失が
大きくなり、これにより各部における両ガスの流れが変
化し、半導体ウエハ２上に形成されるＳｉＯ２膜の膜厚
の分布が変化する。
【０００９】以上のような理由により、従来の化学気相
成長装置においては、半導体ウエハ２上に形成されるＳ
ｉＯ２膜の膜厚の分布を均一に保つことができず、製品
としての歩留まりを低下させるという問題点があった。
成長装置においては、半導体ウエハ２上に形成されるＳ
ｉＯ２膜の膜厚の分布を均一に保つことができず、製品
としての歩留まりを低下させるという問題点があった。
【００１０】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あり、半導体ウエハ上に形成され
る反応生成膜の膜厚の分布を均一にして、製品としての
歩留まりを向上させることができる化学気相成長装置を
提供することを目的とするものである。
ためになされたものであり、半導体ウエハ上に形成され
る反応生成膜の膜厚の分布を均一にして、製品としての
歩留まりを向上させることができる化学気相成長装置を
提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
における化学気相成長装置は、反応室の排気口およびス
テージとガスヘッドとが対向する領域の圧力差を検出す
る圧力差検出手段と、この圧力差検出手段によって検出
される圧力差の増減に反比例させて、噴出口の開口度を
制御する反応ガス噴出量制御手段とを備えたものであ
る。
における化学気相成長装置は、反応室の排気口およびス
テージとガスヘッドとが対向する領域の圧力差を検出す
る圧力差検出手段と、この圧力差検出手段によって検出
される圧力差の増減に反比例させて、噴出口の開口度を
制御する反応ガス噴出量制御手段とを備えたものであ
る。
【００１２】又、この発明に係る請求項２における化学
気相成長装置は、ステージとガスヘッドとが対向する領
域およびガスヘッド内部の圧力差を検出する圧力差検出
手段と、この圧力差検出手段によって検出される圧力差
の増減に比例させて、噴出口の開口度を制御する反応ガ
ス噴出量制御手段とを備えたものである。
気相成長装置は、ステージとガスヘッドとが対向する領
域およびガスヘッド内部の圧力差を検出する圧力差検出
手段と、この圧力差検出手段によって検出される圧力差
の増減に比例させて、噴出口の開口度を制御する反応ガ
ス噴出量制御手段とを備えたものである。
【００１３】
【作用】この発明の請求項１における化学気相成長装置
の反応ガス噴出量制御手段は、反応室の排気口およびス
テージとガスヘッドとが対向する領域の圧力差の増減に
反比例させて、噴出口の開口度を調節してガスヘッドか
ら反応室内に噴出される反応ガスの量を増減する。
の反応ガス噴出量制御手段は、反応室の排気口およびス
テージとガスヘッドとが対向する領域の圧力差の増減に
反比例させて、噴出口の開口度を調節してガスヘッドか
ら反応室内に噴出される反応ガスの量を増減する。
【００１４】又、この発明の請求項２における化学気相
成長装置の反応ガス噴出量制御手段は、ステージとガス
ヘッドとが対向する領域およびガスヘッド内の圧力差の
増減に比例させて、噴出口の開口度を調節してガスヘッ
ドから反応室内に噴出される反応ガスの量を増減する。
成長装置の反応ガス噴出量制御手段は、ステージとガス
ヘッドとが対向する領域およびガスヘッド内の圧力差の
増減に比例させて、噴出口の開口度を調節してガスヘッ
ドから反応室内に噴出される反応ガスの量を増減する。
【００１５】
【実施例】実施例１． 以下、この発明の実施例を図について説明する。図１は
この発明の実施例１における化学気相成長装置の概略構
成を示す断面図である。図において、図６に示す従来装
置と同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。１
２は多数の穴１２ａが穿設された板状のガス抵抗板で、
ヘッド部１０の下面に沿って摺動可能に配置されてい
る。１３はガス抵抗板１２を可動させて、ヘッド部１０
の下面に沿って摺動させることにより、ガス抵抗板１２
の穴１２ａとヘッド部１０の噴出口１０ａとの重なり度
合いを調節する駆動手段であり、これらガス抵抗板１
２、穴１２ａおよび駆動手段１３で第１の反応ガス噴出
量制御手段２０を構成している。
この発明の実施例１における化学気相成長装置の概略構
成を示す断面図である。図において、図６に示す従来装
置と同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。１
２は多数の穴１２ａが穿設された板状のガス抵抗板で、
ヘッド部１０の下面に沿って摺動可能に配置されてい
る。１３はガス抵抗板１２を可動させて、ヘッド部１０
の下面に沿って摺動させることにより、ガス抵抗板１２
の穴１２ａとヘッド部１０の噴出口１０ａとの重なり度
合いを調節する駆動手段であり、これらガス抵抗板１
２、穴１２ａおよび駆動手段１３で第１の反応ガス噴出
量制御手段２０を構成している。
【００１６】次に、上記のように構成された実施例１に
おける化学気相成長装置の動作を、この装置を用いた化
学気相成長方法と併せて説明する。まず、従来装置と同
様に加熱ヒータ３によりステージ１を介して半導体ウエ
ハ２を所望の温度に保持する。一方、ガスヘッド８の内
部８ａには吸気口９から反応ガスとしてのＳｉＨ４ガス
およびＯ２ガスが導入され、これら反応ガスは内部８ａ
で混合された後、ヘッド部１０の噴出口１０ａとガス抵
抗板１２の穴１２ａとの重なり部に形成される開口１４
から反応室５内に噴出される。そして、ステージ１上で
所望の温度に保持された半導体ウエハ２の表面を流れ、
この表面上で反応して半導体ウエハ２の表面にＳｉＯ２
膜４を形成した後、排気ガスとして排気口６から反応室
５の外部に排出される。
おける化学気相成長装置の動作を、この装置を用いた化
学気相成長方法と併せて説明する。まず、従来装置と同
様に加熱ヒータ３によりステージ１を介して半導体ウエ
ハ２を所望の温度に保持する。一方、ガスヘッド８の内
部８ａには吸気口９から反応ガスとしてのＳｉＨ４ガス
およびＯ２ガスが導入され、これら反応ガスは内部８ａ
で混合された後、ヘッド部１０の噴出口１０ａとガス抵
抗板１２の穴１２ａとの重なり部に形成される開口１４
から反応室５内に噴出される。そして、ステージ１上で
所望の温度に保持された半導体ウエハ２の表面を流れ、
この表面上で反応して半導体ウエハ２の表面にＳｉＯ２
膜４を形成した後、排気ガスとして排気口６から反応室
５の外部に排出される。
【００１７】上記実施例１によれば、第１の反応ガス噴
出量制御手段２０により、ヘッド部１０の噴出口１０ａ
とガス抵抗板１２の穴１２ａとの重なり部分に形成され
る開口１４の開口度を図２に示すように調整して、噴出
口１０ａから反応室５内に噴出される反応ガスの量を制
御できるようにしているので、開口１４の開口度を適し
た値に設定することにより、半導体ウエハ２表面に形成
されるＳｉＯ２膜の厚みを、図３に示すように全域にわ
たって均一に形成することができる。
出量制御手段２０により、ヘッド部１０の噴出口１０ａ
とガス抵抗板１２の穴１２ａとの重なり部分に形成され
る開口１４の開口度を図２に示すように調整して、噴出
口１０ａから反応室５内に噴出される反応ガスの量を制
御できるようにしているので、開口１４の開口度を適し
た値に設定することにより、半導体ウエハ２表面に形成
されるＳｉＯ２膜の厚みを、図３に示すように全域にわ
たって均一に形成することができる。
【００１８】実施例２． 図４はこの発明の実施例２における化学気相成長装置の
概略構成を示す断面図である。図において、図１に示す
実施例１と同様な部分は同一符号を付して説明を省略す
る。１５は排気口６およびガスヘッド８のヘッド部１０
とステージ３とが対向する領域１６の圧力差を検出する
第１の圧力差検出手段、１７は多数の穴１７ａが穿設さ
れた板状のガス抵抗板で、ヘッド部１０の下面に沿って
摺動可能に配設されている。１８はガス抵抗板１７を可
動させて、ヘッド部１０の下面に沿って摺動させること
により、ヘッド部１０の噴出口１０ａとガス抵抗板１７
の穴１７ａとの重なり度合いを調節する駆動手段、１９
は噴出口１０ａと穴１７ａとの重なり部に形成される開
口であり、これらガス抵抗板１７、穴１７ａ、駆動手段
１８および開口１９で第２の反応ガス噴出量制御手段３
０を構成している。そして、噴出口１０ａと穴１７ａと
の重なり度合い、すなわち開口１９の大きさは、第１の
圧力差検出手段１５で検出される圧力差の増減に反比例
して制御されている。
概略構成を示す断面図である。図において、図１に示す
実施例１と同様な部分は同一符号を付して説明を省略す
る。１５は排気口６およびガスヘッド８のヘッド部１０
とステージ３とが対向する領域１６の圧力差を検出する
第１の圧力差検出手段、１７は多数の穴１７ａが穿設さ
れた板状のガス抵抗板で、ヘッド部１０の下面に沿って
摺動可能に配設されている。１８はガス抵抗板１７を可
動させて、ヘッド部１０の下面に沿って摺動させること
により、ヘッド部１０の噴出口１０ａとガス抵抗板１７
の穴１７ａとの重なり度合いを調節する駆動手段、１９
は噴出口１０ａと穴１７ａとの重なり部に形成される開
口であり、これらガス抵抗板１７、穴１７ａ、駆動手段
１８および開口１９で第２の反応ガス噴出量制御手段３
０を構成している。そして、噴出口１０ａと穴１７ａと
の重なり度合い、すなわち開口１９の大きさは、第１の
圧力差検出手段１５で検出される圧力差の増減に反比例
して制御されている。
【００１９】次に、上記のように構成された実施例２に
おける化学気相成長装置の動作を、この装置を用いた化
学気相成長方法と併せて説明する。なお、半導体ウエハ
２上にＳｉＯ２膜４を形成する動作については、上記実
施例１の場合と同様なので説明を省略する。そして、上
記実施例１の場合と同様にしてＳｉＯ２膜４が形成され
ている間、第１の圧力差検出手段１５により排気口６お
よび領域１６の圧力差が順次検出されている。一方、第
２の反応ガス噴出量制御手段３０では、駆動手段１８が
ガス抵抗板１７を可動させて、噴出口１０ａと穴１７ａ
との重なり度合い、すなわち開口１９の大きさを、第１
の圧力差検出手段１５で検出される圧力差の増減と反比
例させて調整することにより、噴出口１０ａから反応室
５内に噴出される反応ガスの量を制御している。
おける化学気相成長装置の動作を、この装置を用いた化
学気相成長方法と併せて説明する。なお、半導体ウエハ
２上にＳｉＯ２膜４を形成する動作については、上記実
施例１の場合と同様なので説明を省略する。そして、上
記実施例１の場合と同様にしてＳｉＯ２膜４が形成され
ている間、第１の圧力差検出手段１５により排気口６お
よび領域１６の圧力差が順次検出されている。一方、第
２の反応ガス噴出量制御手段３０では、駆動手段１８が
ガス抵抗板１７を可動させて、噴出口１０ａと穴１７ａ
との重なり度合い、すなわち開口１９の大きさを、第１
の圧力差検出手段１５で検出される圧力差の増減と反比
例させて調整することにより、噴出口１０ａから反応室
５内に噴出される反応ガスの量を制御している。
【００２０】上記実施例２によれば、本来なら、従来例
での反応副生成物７の付着により、排気口６と領域１６
間の圧力差が小さくなる程、ヘッド部１０の周辺部から
噴出される反応ガスの量が減少するのに対して、排気口
６および領域１６の圧力差に反比例して開口１９の大き
さを大きくし、ガスヘッド内部８ａと領域１６間の圧力
を小さくすると、反応ガスはヘッド部１０の周辺部から
噴出される反応ガスの量が増加するので、噴出口１０ａ
から噴出される反応ガスの量は全域にわたって均等とな
り、半導体ウエハ２表面に形成されるＳｉＯ２膜４の厚
みを、図３に示すように半導体ウエハ２表面全域にわた
って均一に形成することができる。
での反応副生成物７の付着により、排気口６と領域１６
間の圧力差が小さくなる程、ヘッド部１０の周辺部から
噴出される反応ガスの量が減少するのに対して、排気口
６および領域１６の圧力差に反比例して開口１９の大き
さを大きくし、ガスヘッド内部８ａと領域１６間の圧力
を小さくすると、反応ガスはヘッド部１０の周辺部から
噴出される反応ガスの量が増加するので、噴出口１０ａ
から噴出される反応ガスの量は全域にわたって均等とな
り、半導体ウエハ２表面に形成されるＳｉＯ２膜４の厚
みを、図３に示すように半導体ウエハ２表面全域にわた
って均一に形成することができる。
【００２１】実施例３． 図５はこの発明の実施例３における化学気相成長装置の
概略構成を示す断面図である。図において、図４に示す
実施例２と同様な部分は同一符号を付して説明を省略す
る。２１はガスヘッド８の内部８ａおよび領域１６の圧
力差を検出する第２の圧力差検出手段、２２は多数の穴
２２ａが穿設された板状のガス抵抗板で、ヘッド部１０
の下面に沿って摺動可能に配設されている。２３はガス
抵抗板２２を可動させて、ヘッド部１０の下面に沿って
摺動させることにより、ヘッド部１０の噴出口１０ａと
ガス抵抗板２２の穴２２ａとの重なり度合いを調節する
駆動手段、２４は噴出口１０ａと穴２２ａとの重なり部
に形成される開口であり、これらガス抵抗板２２、穴２
２ａ、駆動手段２３および開口２４で第３の反応ガス噴
出量制御手段４０を構成している。そして、噴出口１０
ａと穴２２ａとの重なり度合い、すなわち開口２４の大
きさは、第２の圧力差検出手段２１で検出される圧力差
の増減に比例して制御されている。
概略構成を示す断面図である。図において、図４に示す
実施例２と同様な部分は同一符号を付して説明を省略す
る。２１はガスヘッド８の内部８ａおよび領域１６の圧
力差を検出する第２の圧力差検出手段、２２は多数の穴
２２ａが穿設された板状のガス抵抗板で、ヘッド部１０
の下面に沿って摺動可能に配設されている。２３はガス
抵抗板２２を可動させて、ヘッド部１０の下面に沿って
摺動させることにより、ヘッド部１０の噴出口１０ａと
ガス抵抗板２２の穴２２ａとの重なり度合いを調節する
駆動手段、２４は噴出口１０ａと穴２２ａとの重なり部
に形成される開口であり、これらガス抵抗板２２、穴２
２ａ、駆動手段２３および開口２４で第３の反応ガス噴
出量制御手段４０を構成している。そして、噴出口１０
ａと穴２２ａとの重なり度合い、すなわち開口２４の大
きさは、第２の圧力差検出手段２１で検出される圧力差
の増減に比例して制御されている。
【００２２】次に、上記のように構成された実施例３に
おける化学気相成長装置の動作を、この装置を用いた化
学気相成長方法と併せて説明する。なお、半導体ウエハ
２上にＳｉＯ２膜４を形成する動作については、上記各
実施例の場合と同様なので説明を省略する。そして、上
記各実施例の場合と同様にしてＳｉＯ２膜４が形成され
ている間、第２の圧力差検出手段２１によりガスヘッド
８の内部８ａおよび領域１６の圧力差が順次検出されて
いる。一方、第３の反応ガス噴出量制御手段４０では、
駆動手段２３がガス抵抗板２２を可動させて、噴出口１
０ａと穴２２ａとの重なり度合い、すなわち開口２４の
大きさを、第２の圧力差検出手段２１で検出される圧力
差の増減と比例させて調整することにより、噴出口１０
ａから反応室５内に噴出される反応ガスの量を制御して
いる。
おける化学気相成長装置の動作を、この装置を用いた化
学気相成長方法と併せて説明する。なお、半導体ウエハ
２上にＳｉＯ２膜４を形成する動作については、上記各
実施例の場合と同様なので説明を省略する。そして、上
記各実施例の場合と同様にしてＳｉＯ２膜４が形成され
ている間、第２の圧力差検出手段２１によりガスヘッド
８の内部８ａおよび領域１６の圧力差が順次検出されて
いる。一方、第３の反応ガス噴出量制御手段４０では、
駆動手段２３がガス抵抗板２２を可動させて、噴出口１
０ａと穴２２ａとの重なり度合い、すなわち開口２４の
大きさを、第２の圧力差検出手段２１で検出される圧力
差の増減と比例させて調整することにより、噴出口１０
ａから反応室５内に噴出される反応ガスの量を制御して
いる。
【００２３】上記実施例３によれば、本来なら、従来例
での反応副生物１１の付着により、ガスヘッド８の内部
８ａと領域１６間の圧力差が大きくなる程、噴出口１０
ａに対向している部分に多くの反応ガスが流れるのに対
して、ガスヘッド８の内部８ａおよび領域１６の圧力差
に比例して開口２４の大きさを大きくし、噴出口１０ａ
から反応室５内の領域１６側に噴出される反応ガスの流
量を減少させるようにしているので、反応ガスの流れは
緩やかに抑制され全域にわたって均等に流れるようにな
り、半導体ウエハ２表面に形成されるＳｉＯ２膜４の厚
みを、図３に示すように半導体ウエハ２表面全域にわた
って均一に形成することができる。
での反応副生物１１の付着により、ガスヘッド８の内部
８ａと領域１６間の圧力差が大きくなる程、噴出口１０
ａに対向している部分に多くの反応ガスが流れるのに対
して、ガスヘッド８の内部８ａおよび領域１６の圧力差
に比例して開口２４の大きさを大きくし、噴出口１０ａ
から反応室５内の領域１６側に噴出される反応ガスの流
量を減少させるようにしているので、反応ガスの流れは
緩やかに抑制され全域にわたって均等に流れるようにな
り、半導体ウエハ２表面に形成されるＳｉＯ２膜４の厚
みを、図３に示すように半導体ウエハ２表面全域にわた
って均一に形成することができる。
【００２４】実施例４． 尚、上記各実施例では、ガスヘッドのヘッド部に穿設さ
れた噴出口と、ガス抵抗板に形成された穴との重なり度
合いで、各開口の大きさを調節するようにしているが、
ガスヘッドのヘッド部を熱膨張係数の大きい部材で形成
し、このヘッド部を適当に加熱制御して、熱膨張により
直接噴出口の大きさを変化させるようにしても良く、上
記各実施例と同様の効果を発揮することは勿論のこと、
ガス抵抗板等が不要となるので構造的に簡素化されると
いう効果も発揮する。
れた噴出口と、ガス抵抗板に形成された穴との重なり度
合いで、各開口の大きさを調節するようにしているが、
ガスヘッドのヘッド部を熱膨張係数の大きい部材で形成
し、このヘッド部を適当に加熱制御して、熱膨張により
直接噴出口の大きさを変化させるようにしても良く、上
記各実施例と同様の効果を発揮することは勿論のこと、
ガス抵抗板等が不要となるので構造的に簡素化されると
いう効果も発揮する。
【００２５】実施例５． 又、上記各実施例１〜３では、駆動手段について特に具
体的に説明しなかったが、例えばエアーシリンダー、モ
ータとボールネジとの組み合わせ等を適用して、ガス抵
抗板を可動させるようにすれば良いことは言うまでもな
い。
体的に説明しなかったが、例えばエアーシリンダー、モ
ータとボールネジとの組み合わせ等を適用して、ガス抵
抗板を可動させるようにすれば良いことは言うまでもな
い。
【００２６】実施例６． 又、上記各実施例では、反応ガスとしてＳｉＨ４ガスと
Ｏ２ガスとを用いた場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキ
シシラン）液を蒸気化させたガスとＯ３ガスとを用いた
場合に適用しても、上記各実施例と同様の効果を発揮す
ることができる。
Ｏ２ガスとを用いた場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキ
シシラン）液を蒸気化させたガスとＯ３ガスとを用いた
場合に適用しても、上記各実施例と同様の効果を発揮す
ることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、反応室の排気口およびステージとガスヘッドとが
対向する領域の圧力差を検出する圧力差検出手段と、こ
の圧力差検出手段によって検出される圧力差の増減に反
比例させて、噴出口の開口度を制御する反応ガス噴出量
制御手段とを備えたため、ガス噴出口の開口度を調節し
て反応ガスが該ガス噴出口から噴出する量を制御するこ
とにより半導体ウエハ上に形成される反応生成膜の膜厚
の分布を均一にでき、製品としての歩留まりを向上させ
ることができる化学気相成長装置を提供することができ
る。
れば、反応室の排気口およびステージとガスヘッドとが
対向する領域の圧力差を検出する圧力差検出手段と、こ
の圧力差検出手段によって検出される圧力差の増減に反
比例させて、噴出口の開口度を制御する反応ガス噴出量
制御手段とを備えたため、ガス噴出口の開口度を調節し
て反応ガスが該ガス噴出口から噴出する量を制御するこ
とにより半導体ウエハ上に形成される反応生成膜の膜厚
の分布を均一にでき、製品としての歩留まりを向上させ
ることができる化学気相成長装置を提供することができ
る。
【００２８】又、この発明の請求項２によれば、ステー
ジとガスヘッドとが対向する領域およびガスヘッド内部
の圧力差を検出する圧力差検出手段と、この圧力差検出
手段によって検出される圧力差の増減に比例させて、噴
出口の開口度を制御する反応ガス噴出量制御手段とを備
えたため、ガス噴出口の開口度を調節して反応ガスが該
ガス噴出口から噴出する量を制御することにより半導体
ウエハ上に形成される反応生成膜の膜厚の分布を均一に
でき、製品としての歩留まりを向上させることができる
化学気相成長装置を提供することができる。
ジとガスヘッドとが対向する領域およびガスヘッド内部
の圧力差を検出する圧力差検出手段と、この圧力差検出
手段によって検出される圧力差の増減に比例させて、噴
出口の開口度を制御する反応ガス噴出量制御手段とを備
えたため、ガス噴出口の開口度を調節して反応ガスが該
ガス噴出口から噴出する量を制御することにより半導体
ウエハ上に形成される反応生成膜の膜厚の分布を均一に
でき、製品としての歩留まりを向上させることができる
化学気相成長装置を提供することができる。
【図１】 この発明の実施例１における化学気相成長装
置の概略構成を示す断面図である。
置の概略構成を示す断面図である。
【図２】 図１における化学気相成長装置のヘッド部の
噴出口とガス抵抗板の穴との重なり部に形成される開口
を説明するための図である。
噴出口とガス抵抗板の穴との重なり部に形成される開口
を説明するための図である。
【図３】 この発明の各実施例によって形成されるＳｉ
Ｏ２膜の状態を模式的に示す断面図である。
Ｏ２膜の状態を模式的に示す断面図である。
【図４】 この発明の実施例２における化学気相成長装
置の概略構成を示す断面図である。
置の概略構成を示す断面図である。
【図５】 この発明の実施例３における化学気相成長装
置の概略構成を示す断面図である。
置の概略構成を示す断面図である。
【図６】 従来の化学気相成長装置の概略構成を示す断
面図である。
面図である。
【図７】 図６における化学気相成長装置のヘッド部の
詳細を示す平面図である。
詳細を示す平面図である。
【図８】 図６における化学気相成長装置によって形成
されるＳｉＯ２膜の状態を模式的に示す断面図である。
されるＳｉＯ２膜の状態を模式的に示す断面図である。
【図９】 図６における化学気相成長装置によって図８
の場合とは異なる雰囲気で形成されるＳｉＯ２膜の状態
を模式的に示す断面図である。
の場合とは異なる雰囲気で形成されるＳｉＯ２膜の状態
を模式的に示す断面図である。
１ ステージ、２ 半導体ウエハ、３ 加熱ヒータ、４
ＳｉＯ２膜（反応生成膜）、５ 反応室、６ 排気
口、８ ガスヘッド、８ａ 内部、１０ ヘッド部、１
０ａ 噴出口、１２，１７，２２ ガス抵抗板、１２
ａ，１７ａ，２２ａ 穴、１３，１８，２３ 駆動手
段、１４，１９，２４ 開口、１５ 第１の圧力差検出
手段、１６ 領域、２０ 第１の反応ガス噴出量制御手
段、２１ 第２の圧力差検出手段、３０ 第２の反応ガ
ス噴出量制御手段、４０ 第３の反応ガス噴出量制御手
段。
ＳｉＯ２膜（反応生成膜）、５ 反応室、６ 排気
口、８ ガスヘッド、８ａ 内部、１０ ヘッド部、１
０ａ 噴出口、１２，１７，２２ ガス抵抗板、１２
ａ，１７ａ，２２ａ 穴、１３，１８，２３ 駆動手
段、１４，１９，２４ 開口、１５ 第１の圧力差検出
手段、１６ 領域、２０ 第１の反応ガス噴出量制御手
段、２１ 第２の圧力差検出手段、３０ 第２の反応ガ
ス噴出量制御手段、４０ 第３の反応ガス噴出量制御手
段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 徹 伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機株式 会社 北伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 平３−170675（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−82451（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−53147（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−654（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 C30B 25/14 C23C 16/44
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体ウエハを加熱保持するステージ
と、このステージを収納するとともに上記ステージの周
囲に排気口が設けられた反応室と、この反応室と連結し
て設けられ上記ステージと対向する位置に内部に導入さ
れた反応ガスを噴出するための多数の噴出口が設けられ
たガスヘッドと、上記反応室の排気口および上記ステー
ジと上記ガスヘッドとが対向する領域の圧力差を検出す
る圧力差検出手段と、この圧力差検出手段によって検出
される圧力差の増減に反比例させて上記噴出口の開口度
を制御する反応ガス噴出量制御手段とを備えたことを特
徴とする化学気相成長装置。 - 【請求項２】 半導体ウエハを加熱保存するステージ
と、このステージを収納するとともに上記ステージの周
囲に排気口が設けられた反応室と、この反応室と連結し
て設けられ上記ステージと対向する位置に内部に導入さ
れた反応ガスを噴出するための多数の噴出口が設けられ
たガスヘッドと、上記ステージと上記ガスヘッドとが対
向する領域および上記ガスヘッドの内部の圧力差を検出
する圧力差検出手段と、この圧力差検出手段によって検
出される圧力差の増減に比例させて上記噴出口の開口度
を制御する反応ガス噴出量制御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 |
|---|---|---|---|
| JP16093893A JP3182475B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 化学気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16093893A JP3182475B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 化学気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722331A JPH0722331A (ja) | 1995-01-24 |
| JP3182475B2 true JP3182475B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=15725480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16093893A Expired - Fee Related JP3182475B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 化学気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3182475B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101994700B1 (ko) * | 2017-09-28 | 2019-07-01 | 주식회사 유진테크 | 샤워헤드 및 기판처리장치 |
| CN109037120B (zh) * | 2018-09-20 | 2023-11-28 | 长江存储科技有限责任公司 | 膜层沉积装置 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP16093893A patent/JP3182475B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0722331A (ja) | 1995-01-24 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |