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
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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 |