JP3183599B2 - Cvd装置のガス吹き出しノズル - Google Patents

Cvd装置のガス吹き出しノズル

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博幸 川原
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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、CVD装置のガス吹き
出しノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子製造工程において、シリコン
基板上に絶縁膜、電極配線膜、半導体膜などを形成する
手段の一つとしてCVD装置が用いられている。前記C
VD装置は、薄膜材料を構成する元素からなる一種また
は数種の化合物ガス、単体ガスをを基板上に供給し、気
相または基板表面での化学反応により所望の薄膜を形成
させる装置で、ガス分子は一般的には熱エネルギーやプ
ラズマ放電により励起される。
【0003】 図6は縦型の気相成長装置の一例を模式
的に示したものである。同図において透明な石英ガラス
製のベルジャ6は水冷ジャケット7によって被覆され、
前記ベルジャ6の中心にガス吹き出しノズル8が垂直に
設けられている。前記ガス吹き出しノズル8は透明な石
英ガラス管によって構成され、上端近傍に複数個のガス
吹き出し穴が設けられている。ガス吹き出しノズル8の
下端には反応ガスを供給するステンレス鋼管9が接続さ
れている。反応ガスは前記ガス吹き出し穴から放射状に
噴出し、回転するサセプタ10に載置されたシリコン
ェーハ11に均等に当たる。前記サセプタ10の下方に
は高周波コイル12が設置されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】 塩化物の水素還元反
応を利用するシリコンウェーハの気相成長において、前
記水素還元反応によって発生するHClガスにより、ス
テンレス鋼管が腐食される。この腐食は高温の雰囲気で
あるためその進行が速く、気相成長膜が重金属によって
汚染される原因の一つとなっている。本発明は上記従来
の問題点に着目してなされたもので、ガス吹き出しノズ
ルの下部に接続したステンレス鋼管の腐食の進行を遅ら
せることができるようなCVD装置のガス吹き出しノズ
ルを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
め、本発明に係るCVD装置のガス吹き出しノズルは、
ベルジャの中心に垂直に設けたガス吹き出しノズルと、
このガス吹き出しノズルに接続するステンレス鋼からな
るガス供給管と、前記ガス吹き出しノズルの周囲に回転
するサセプタと、前記サセプタの下方に設けた高周波コ
イルとを有する縦型のCVD装置において、前記ガス吹
き出しノズルを透明石英ガラスの表面の一部または全部
を、その外側表面に加工を施して不透明としたものを用
いることを特徴とし、または、ガス吹き出しノズルに透
明石英ガラスを用い、その外側表面にエッチング加工を
施して不透明としたものを用いてもよく、あるいは、ガ
ス吹き出しノズルが、透明石英ガラスからなる部分と、
複数個の不透明石英ガラスからなる部分とを接合して構
成したものでもよい。更には、透明石英ガラスからなる
ガス吹き出しノズルの頂部に不透明石英ガラスからなる
蓋を接合し、または透明石英ガラスからなる蓋の表面に
エッチング加工を施して不透明としたものでもよい。
【0006】
【作用】 不透明石英ガラスは内部に気泡を含んでいる
ため、透明石英ガラスに比べて純度は低いが熱伝導率お
よび光の透過率が小さい。上記構成によれば、ガス吹き
出しノズル全体を透明石英ガラスを用いると共に、当該
透明石英ガラスの表面の一部または全部を、透明石英ガ
ラスの外側表面に加工を施して不透明としたもので構成
し、または透明石英ガラスの外側表面にエッチング加工
を施して不透明としたもの、もしくは透明石英ガラスと
不透明石英ガラスとを接合したもの、あるいは頂部端面
を不透明としたものを用いることとしたので、従来の透
明石英ガラス製のものと比べて熱伝導率や光の透過率が
小さくなる。従って、ガス吹き出しノズルに接続するス
テンレス鋼管が加熱される条件は緩和され、腐食の進行
を遅らせることができる。
【0007】
【実施例】以下に、本発明に係るCVD装置のガス吹き
出しノズルの実施例について、図面を参照して説明す
る。図1は請求項1に基づくガス吹き出しノズルの断面
説明図で、図の左端が頂部となる。このガス吹き出しノ
ズル1は、上部外径が小さく、サセプタ取り付け位置よ
り下の部分の外径が大きい段付きの管で、軸心に反応ガ
スを通す穴1aを備えている。小径部には複数個のガス
吹き出し穴1bが軸心と直角の方向に設けられ、大径部
下端にはガス吹き出しノズルに反応ガスを供給するステ
ンレス鋼管の上端を嵌着する段付き穴1cが設けられて
いる。また、前記小径部の上端は蓋1dによって封止さ
れている。前記ガス吹き出しノズル1はすべて不透明石
英ガラスによって構成されている。
【0008】図2は請求項2に基づくガス吹き出しノズ
ルの断面説明図で、前記ノズルの外面に沿って鎖線を施
した部分はエッチング加工を示す。このガス吹き出しノ
ズル2は透明石英ガラスからなり、外側表面全体にエッ
チング加工を施してその全面を不透明としたものであ
る。なお、ガス吹き出しノズル2の形状は図1と同一で
ある。
【0009】図3は請求項3の第1実施例に基づくガス
吹き出しノズルの断面説明図で、形状は図1と同一であ
る。このガス吹き出しノズル3の小径部全体および大径
部の上端部分には透明石英ガラス3aが用いられ、前記
大径部の上端部分に続くその下方の部分は不透明石英ガ
ラス3bと透明石英ガラス3aとを交互に接合して構成
されている。本第1実施例においては3箇所に等間隔に
不透明石英ガラスが用いられている。
【0010】図4は請求項3の第2実施例に基づくガス
吹き出しノズルの断面説明図で、形状は図1と同一であ
る。このガス吹き出しノズル4も上記第1実施例と同じ
く大径部が不透明石英ガラス4bと透明石英ガラス4a
とを交互に接合して構成されている。第2実施例の場合
は5箇所に等間隔に不透明石英ガラスが用いられてい
る。
【0011】図3および図4において、不透明石英ガラ
スと透明石英ガラスとを交互に接合する代わりに、ガス
吹き出しノズル全体を透明石英ガラスで構成した上、所
定の箇所たとえば図3、図4において不透明石英ガラス
を配設した箇所の外周にエッチング加工を施して不透明
としてもよい。
【0012】図5は請求項4に基づくガス吹き出しノズ
ルの断面説明図で、形状は図1と同一である。このガス
吹き出しノズル5の上端は不透明石英ガラス製の蓋5a
を接合することによって封止され、前記蓋5aを除く他
の部分は透明石英ガラスによって構成されている。ガス
吹き出しノズル全体に透明石英ガラスを用いた上、蓋の
表面をエッチング加工して不透明としてもよい。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
ス吹き出しノズルを構成する石英ガラス管の一部または
全部に不透明石英ガラスあるいは透明石英ガラスの外側
表面をエッチング加工して不透明としたものを用いるこ
とによって、前記石英ガラス管の熱伝導率および光の透
過率を下げ、石英ガラス管の下部に接続したステンレス
鋼管の温度条件を緩和することにしたので、前記ステン
レス鋼管の腐食の進行を従来よりも遅らせることができ
る。これにより、CVD成長膜に対する重金属汚染原因
の一つが解消され、高品質の半導体素子を製造すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】全体を不透明石英ガラスで構成したガス吹き出
しノズルの断面説明図である。
【図2】透明石英ガラスの外側表面全体をエッチング加
工して不透明としたガス吹き出しノズルの断面説明図で
ある。
【図3】透明石英ガラスと不透明石英ガラスとを接合し
て構成したガス吹き出しノズルの第1実施例を示す断面
説明図である。
【図4】透明石英ガラスと不透明石英ガラスとを接合し
て構成したガス吹き出しノズルの第2実施例を示す断面
説明図である。
【図5】頂部端面に不透明石英ガラスを用いたガス吹き
出しノズルの断面説明図である。
【図6】縦型の気相成長装置の模式的断面図である。
【符号の説明】
1,2,3,4,5,8…ガス吹き出しノズル、1d,
5a…蓋、3a,4a…透明石英ガラス、3b,4b…
不透明石英ガラス、6…ベルジャ、9…ステンレス鋼
管、10…サセプタ、12…高周波コイル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 H01L 21/31 C23C 16/00 C30B 25/00

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベルジャの中心に垂直に設けたガス吹き
    出しノズルと、このガス吹き出しノズルに接続するステ
    ンレス鋼からなるガス供給管と、前記ガス吹き出しノズ
    ルの周囲に回転するサセプタと、前記サセプタの下方に
    設けた高周波コイルと、を有する縦型のCVD装置に使
    用されるガス吹き出しノズルであって、 透明石英ガラスを用いると共に、当該透明石英ガラスの
    表面の一部または全部を、その外側表面に加工を施して
    不透明としたものを用いる、ことを特徴とするガス吹き
    出しノズル。
  2. 【請求項2】 透明石英ガラスの外側表面にエッチング
    加工を施して不透明としたことを特徴とする請求項1記
    載のCVD装置のガス吹き出しノズル。
  3. 【請求項3】 前記透明石英ガラスの表面の一部または
    全部を不透明とすることは、少なくとも前記縦型のCV
    D装置のサセプタ取り付け位置より下の部分において行
    われていることを特徴とする請求項1または2記載のC
    VD装置のガス吹き出しノズル。
  4. 【請求項4】 前記透明石英ガラスの表面の一部または
    全部を不透明とすることは、石英ガラスの表面の透明と
    不透明とを交互に構成することにより行われていること
    を特徴とする請求項1から3いずれか記載のCVD装置
    のガス吹き出しノズル。
  5. 【請求項5】 ベルジャの中心に垂直に設けたガス吹き
    出しノズルと、このガス吹き出しノズルに接続するステ
    ンレス鋼からなるガス供給管と、前記ガス吹き出しノズ
    ルの周囲に回転するサセプタと、前記サセプタの下方に
    設けた高周波コイルと、を有する縦型のCVD装置であ
    って、 前記ガス吹き出しノズルは、透明石英ガラスを用いると
    共に、当該透明石英ガラスの表面の一部または全部を
    その外側表面に加工を施して不透明としたものであるこ
    とを特徴とする縦型のCVD装置。
  6. 【請求項6】 ベルジャの中心に垂直に設けたガス吹き
    出しノズルと、このガス吹き出しノズルに接続するステ
    ンレス鋼からなるガス供給管と、前記ガス吹き出しノズ
    ルの周囲に回転するサセプタと、前記サセプタの下方に
    設けた高周波コイルと、を有する縦型のCVD装置に使
    用されるガス吹き出しノズルであって、 少なくとも前記縦型のCVD装置のサセプタ取り付け位
    置より下の部分は不透明石英ガラスでその一部または全
    部を構成したことを特徴とするガス吹き出しノズル。
  7. 【請求項7】 前記ガス吹き出しノズルが、透明石英ガ
    ラスからなる部分と、 複数個の不透明石英ガラスからなる部分と、 で構成されているものであることを特徴とする請求項4
    記載のCVD装置のガス吹き出しノズル。
  8. 【請求項8】 ベルジャの中心に垂直に設けたガス吹き
    出しノズルと、このガス吹き出しノズルに接続するステ
    ンレス鋼からなるガス供給管と、前記ガス吹き出しノズ
    ルの周囲に回転するサセプタと、前記サセプタの下方に
    設けた高周波コイルと、を有する縦型のCVD装置に使
    用されるガス吹き出しノズルであって、当該ガス吹き出
    しノズルを構成する石英ガラス管は、透明石英ガラスを
    用いると共に、当該透明石英ガラスの一部または全部
    、その外側表面に加工を施して不透明としたものであ
    ことを特徴とする、CVD装置のステンレス鋼からな
    るガス供給管の腐食防止用のガス吹き出しノズル。
  9. 【請求項9】 ベルジャの中心に垂直に設けたガス吹き
    出しノズルと、このガス吹き出しノズルに接続するステ
    ンレス鋼からなるガス供給管と、前記ガス吹き出しノズ
    ルの周囲に回転するサセプタと、前記サセプタの下方に
    設けた高周波コイルと、を有する縦型のCVD装置にお
    いて、 前記ガス吹き出しノズルを、前記サセプタの下方を不透
    明石英ガラスで構成したことを特徴とするCVD装置。
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