JPH01251725A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
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- JPH01251725A JPH01251725A JP63076607A JP7660788A JPH01251725A JP H01251725 A JPH01251725 A JP H01251725A JP 63076607 A JP63076607 A JP 63076607A JP 7660788 A JP7660788 A JP 7660788A JP H01251725 A JPH01251725 A JP H01251725A
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- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/06—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising selenium or tellurium in uncombined form other than as impurities in semiconductor bodies of other materials
- H01L21/08—Preparation of the foundation plate
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
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- H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明はLP−CVD (減圧CVD)装置を構成する
半導体製造装置に間する。
半導体製造装置に間する。
(従来の技術)
従来の横型LP−CVD (減圧CVD)装置を第7図
に、縦型LP−CVD装置を第8図に示す。図中1はヒ
ーター、2はジクロルシランガスノズル、3はアンモニ
アガスノズル、4は反応チューブ、5は排気口、6はウ
ェーハ、7はアウターチューブ、8はインナーチューブ
、9は炉口フランジ、10はウェーハ、11は排気口、
12はジクロルシランガスノズル、13はアンモニアガ
スノズル、14はヒーターである。
に、縦型LP−CVD装置を第8図に示す。図中1はヒ
ーター、2はジクロルシランガスノズル、3はアンモニ
アガスノズル、4は反応チューブ、5は排気口、6はウ
ェーハ、7はアウターチューブ、8はインナーチューブ
、9は炉口フランジ、10はウェーハ、11は排気口、
12はジクロルシランガスノズル、13はアンモニアガ
スノズル、14はヒーターである。
これら第7図や第8図の装置を用いて、シリコン窒化膜
を成膜する場合、反応管4,7内を20〜50(Pa)
の減圧状態に保持し、ジクロルシランガスとアンモニア
ガスをガスノズル2.3や12.13から供給し、ヒー
タ1や14の調整で、炉(反応チューブとヒータを含め
たもの)に770℃から790℃の温度勾配を付けて成
膜を行っている。この場合第7図では炉口41側が低温
側、ポンプ側(排気口5側)が高温側で、第8図では炉
ロア1側が低温側、炉m 72側が高温側で、このよう
な温度勾配で一定成膜を行なう。
を成膜する場合、反応管4,7内を20〜50(Pa)
の減圧状態に保持し、ジクロルシランガスとアンモニア
ガスをガスノズル2.3や12.13から供給し、ヒー
タ1や14の調整で、炉(反応チューブとヒータを含め
たもの)に770℃から790℃の温度勾配を付けて成
膜を行っている。この場合第7図では炉口41側が低温
側、ポンプ側(排気口5側)が高温側で、第8図では炉
ロア1側が低温側、炉m 72側が高温側で、このよう
な温度勾配で一定成膜を行なう。
第7図において反応チューブ4は、ヒータ1に囲まれて
位置し、ジクロルシランガスノズル2からジクロルシラ
ンを、アンモニアガスノズル3からアンモニアガスを供
給し、ウェーハ6上に成膜する。反応ガスは排気口5よ
り排気される。また、第8図において、アウターチュー
ブ7は、ヒータ14に囲まれて位置し、ジクロルシラン
ガスをジクロルシランガスノズル12から、アンモニア
ガスをアンモニアガスノズル13から供給し、ウェーハ
10上に成膜する。なお反応ガスは、インナーチューブ
8の外側に位置する排気口11から排気される。また、
ボート15の出し入れは、炉口フランジ9をエレベータ
で上下させることにより行う。
位置し、ジクロルシランガスノズル2からジクロルシラ
ンを、アンモニアガスノズル3からアンモニアガスを供
給し、ウェーハ6上に成膜する。反応ガスは排気口5よ
り排気される。また、第8図において、アウターチュー
ブ7は、ヒータ14に囲まれて位置し、ジクロルシラン
ガスをジクロルシランガスノズル12から、アンモニア
ガスをアンモニアガスノズル13から供給し、ウェーハ
10上に成膜する。なお反応ガスは、インナーチューブ
8の外側に位置する排気口11から排気される。また、
ボート15の出し入れは、炉口フランジ9をエレベータ
で上下させることにより行う。
(発明が解決しようとする課題))
このように従来の横型、縦型LP−CVD装置は、炉に
温度勾配をつけてシリコン窒化膜を成膜している。ここ
で問題点は、 (イ)膜厚の均一性:従来の横型、縦型LP−〇VD装
置を用いて炉に温 度勾配をつけずに炉内を温 度フラットにしてデポジシ ョンを行うと、膜厚は炉口 側が厚く、炉奥側が薄くな るために、ウェーハ間に膜 厚のばらつきを生じ、問題 である。
温度勾配をつけてシリコン窒化膜を成膜している。ここ
で問題点は、 (イ)膜厚の均一性:従来の横型、縦型LP−〇VD装
置を用いて炉に温 度勾配をつけずに炉内を温 度フラットにしてデポジシ ョンを行うと、膜厚は炉口 側が厚く、炉奥側が薄くな るために、ウェーハ間に膜 厚のばらつきを生じ、問題 である。
(ロ)膜 質 :シリコン窒化膜のエツチング(C
DE、WET>速度 は成長温依存性をもってお り、成長温度が高く、成長 速度が速い程、エツチング 速度は遅くなる傾向がある。
DE、WET>速度 は成長温依存性をもってお り、成長温度が高く、成長 速度が速い程、エツチング 速度は遅くなる傾向がある。
さらに膜のストレス(仲又
は縮)についても、成長温
度依存性をもっており、成
昇温度が高い程、ストレス
は小さくなる傾向があり、
炉に温度勾配をつけて成膜
すると、同一チャージ(つ
工−ハ配列のこと)内の膜
質が異なるため問題である6
本発明は、同一チャージロット内において、膜厚及び膜
質のそろったシリコン窒化膜を作成することを目的とす
る。
質のそろったシリコン窒化膜を作成することを目的とす
る。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段と作用)
本発明は、縦型LP−CVD (減圧CVD)装置を構
成する半導体製造装置において、ジクロルシランガスと
アンモニアガスを低温領域で混合し、この混合ガスをボ
ートに沿うガス供給路の比較的ボードの奥に配置のウェ
ーハ側から前記ボートに配置のウェーハに供給する第1
の手段を設け、前記ボートの入口に配置するウェーハ側
からジクロルシランガスとアンモニアガスを供給する第
2の手段を設け、前記ウェーハを収容する炉内の温度が
均一になるように加熱する第3の手段を設け、前記ウェ
ーハ上にシリコン窒化膜を成膜するものであることを第
1の特徴とする。また本発明は、横型LP−CVD (
減圧CVD)装置を構成する半導体製造装置において、
ジクロルシランガスとアンモニアガスを低温領域で混合
し、この混合ガスをボートに沿うガス供給路の比較的ガ
ス排出側に位置する部分から前記ボートに配置のウェー
ハに供給する第1の手段を設け、前記ボートのガス供給
:a側からジクロルシランガスとアンモニアガスを供給
する第2の手段を設け、前記ウェーハを収容する炉内の
温度が均一になるように加熱する第3の手段を設け、前
記ウェーハ上にシリコン窒化膜を成膜するものであるこ
とを第2の特徴とする。
成する半導体製造装置において、ジクロルシランガスと
アンモニアガスを低温領域で混合し、この混合ガスをボ
ートに沿うガス供給路の比較的ボードの奥に配置のウェ
ーハ側から前記ボートに配置のウェーハに供給する第1
の手段を設け、前記ボートの入口に配置するウェーハ側
からジクロルシランガスとアンモニアガスを供給する第
2の手段を設け、前記ウェーハを収容する炉内の温度が
均一になるように加熱する第3の手段を設け、前記ウェ
ーハ上にシリコン窒化膜を成膜するものであることを第
1の特徴とする。また本発明は、横型LP−CVD (
減圧CVD)装置を構成する半導体製造装置において、
ジクロルシランガスとアンモニアガスを低温領域で混合
し、この混合ガスをボートに沿うガス供給路の比較的ガ
ス排出側に位置する部分から前記ボートに配置のウェー
ハに供給する第1の手段を設け、前記ボートのガス供給
:a側からジクロルシランガスとアンモニアガスを供給
する第2の手段を設け、前記ウェーハを収容する炉内の
温度が均一になるように加熱する第3の手段を設け、前
記ウェーハ上にシリコン窒化膜を成膜するものであるこ
とを第2の特徴とする。
即ち、本発明は、縦型及び横型LP−CVD装置を用い
て、炉に温度勾配をつけないでシリコン窒化膜を成膜す
るために、炉内への反応ガス(ジクロルシランガス、ア
ンモニアガス)を供給するやり方を、従来のガスノズル
の他にアンモニアガスとジクロルシランガスを、低温領
域でミキシングして供給するガスノズルを設け、ここか
らも反応ガスを供給することにより゛、温度フラットで
、かつ同一状態のガスが全チャージにわたり供給できて
、膜厚及び膜質のそろったシリコン窒化膜を成膜するも
のである。ここでアンモニアガスとジクロルシランガス
のミキシングは、30〜180℃程度の低温領域で行い
、アンモニアとジクロルシランをミキシングして供給す
るガスノズルは、ボートの全長の1/2程度以上の部分
からガス排出側に開けた孔から供給して良好な成膜を得
るものである。
て、炉に温度勾配をつけないでシリコン窒化膜を成膜す
るために、炉内への反応ガス(ジクロルシランガス、ア
ンモニアガス)を供給するやり方を、従来のガスノズル
の他にアンモニアガスとジクロルシランガスを、低温領
域でミキシングして供給するガスノズルを設け、ここか
らも反応ガスを供給することにより゛、温度フラットで
、かつ同一状態のガスが全チャージにわたり供給できて
、膜厚及び膜質のそろったシリコン窒化膜を成膜するも
のである。ここでアンモニアガスとジクロルシランガス
のミキシングは、30〜180℃程度の低温領域で行い
、アンモニアとジクロルシランをミキシングして供給す
るガスノズルは、ボートの全長の1/2程度以上の部分
からガス排出側に開けた孔から供給して良好な成膜を得
るものである。
(実施例)
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第1
図は同実施例の断面的構成図であるが、これは第8図の
ものと対応させた場合の例であるから、対応個所には同
一符号を付して説明を省略し、特徴とする点の説明を行
なう、第1図において21はジクロルシランガスとアン
モニアガスのミキシングガスノズル、23は窒素ブロー
用ガスノズル、24は炉内の温度をコントロールするた
めの熱電対カバー、25′は熱しゃへい板である。
図は同実施例の断面的構成図であるが、これは第8図の
ものと対応させた場合の例であるから、対応個所には同
一符号を付して説明を省略し、特徴とする点の説明を行
なう、第1図において21はジクロルシランガスとアン
モニアガスのミキシングガスノズル、23は窒素ブロー
用ガスノズル、24は炉内の温度をコントロールするた
めの熱電対カバー、25′は熱しゃへい板である。
第1図で重要なことは、ジクロルシランガスノズル12
、アンモニアガスノズル13に加えて、これら両ガスの
ミキシングガスノズル21を用いたこと、このガスのミ
キシングは低温領域で行なうこと、炉内の温度を一定に
することである。上記熱電対は炉内4ケ所の温度を測定
した。第2図(a)はミキシングガスノズル21の正面
図、同図(b)は同側面図である。この第2図に示すミ
キシングガスノズル21は、ガス導入口211からジク
ロルシランガスを、ガス導入口212からアンモニアガ
スをそれぞれ導入し、途中でミキシングし、孔22から
ミキシングガスを出す構造となっている。孔22の開孔
領域26はボート15の全果の略1/2がら上側になっ
ており、この部分がボードの上側1/2の部分と対向す
る。
、アンモニアガスノズル13に加えて、これら両ガスの
ミキシングガスノズル21を用いたこと、このガスのミ
キシングは低温領域で行なうこと、炉内の温度を一定に
することである。上記熱電対は炉内4ケ所の温度を測定
した。第2図(a)はミキシングガスノズル21の正面
図、同図(b)は同側面図である。この第2図に示すミ
キシングガスノズル21は、ガス導入口211からジク
ロルシランガスを、ガス導入口212からアンモニアガ
スをそれぞれ導入し、途中でミキシングし、孔22から
ミキシングガスを出す構造となっている。孔22の開孔
領域26はボート15の全果の略1/2がら上側になっ
ており、この部分がボードの上側1/2の部分と対向す
る。
なお、ガス導入口211.212は炉口フランジ9付近
に位置し、30〜180’Cの低温部分でガスをミキシ
ングしている。これは、低温部でガスをミキシングする
ことにより、ジクロルシランガスの熱分解をおさえるこ
とによりノズルのっまりを防止するためである。
に位置し、30〜180’Cの低温部分でガスをミキシ
ングしている。これは、低温部でガスをミキシングする
ことにより、ジクロルシランガスの熱分解をおさえるこ
とによりノズルのっまりを防止するためである。
シリコン窒化膜の成膜は第1図に示す構造の縦型CVD
装置を用いて、炉内温度をフラットとし、ジクロルシラ
ンガスノズル12、アンモニアガスガスノズル13、ジ
クロルアンモニアガスノズル21から同時に反応ガスを
供給して行った。
装置を用いて、炉内温度をフラットとし、ジクロルシラ
ンガスノズル12、アンモニアガスガスノズル13、ジ
クロルアンモニアガスノズル21から同時に反応ガスを
供給して行った。
従来の縦型LP−CVDR′Il(M8[]) と本R
明縦型LP−CVD装置(第1図)で作成したシリコン
窒化膜の均一性を第3図、第4図に示す。
明縦型LP−CVD装置(第1図)で作成したシリコン
窒化膜の均一性を第3図、第4図に示す。
これらの図は、従来の縦型LP−CVD装置で炉に温度
勾配をつけずに成膜を行った場合の膜の均一性Aと本発
明縦型LP−CVD装置を用い炉に温度勾配をつけずに
成膜を行った場合の均一性Bである。第3図、第4図よ
り、本発明縦型CVD装置を用いることにより、炉内温
度フラットで均一性のよいシリコン窒化膜を成膜可能で
あることがわかる。
勾配をつけずに成膜を行った場合の膜の均一性Aと本発
明縦型LP−CVD装置を用い炉に温度勾配をつけずに
成膜を行った場合の均一性Bである。第3図、第4図よ
り、本発明縦型CVD装置を用いることにより、炉内温
度フラットで均一性のよいシリコン窒化膜を成膜可能で
あることがわかる。
また、第5図に従来の横型CVD装置(第7図)を用い
て(炉に温度勾配をつけて)作成したシリコン窒化膜の
膜の均一性と、本発明縦型CVD装置を用いて作成した
シリコン窒化膜の膜の均一性を示す。第5図より、本発
明縦型CVD装置の膜の均一性は従来の横型で温度勾配
をつけて成膜したシリコン窒化膜の膜の均一性に比べて
も優れていることがわかる。なおこの第5図は、ライフ
チウェーハ100枚チャージ時における膜ばらつきを示
し、本発明縦型CVDのデポジション条件は、成長温度
780(”C)フラット、成長圧力0.15(TQrr
)ジクロルシランガス流量90 (5CCH−cc/′
firz7)こと)アンモニアガス流量450 (5C
CH)であり、一方従来横型CVDのデポジション条件
は、成長温度770−780−790 (’C) 、成
長圧力0.35 (Torr) +ジクロルシランガス
流量37 (5CCH)アンモニアガス流量160(S
CC旧である。
て(炉に温度勾配をつけて)作成したシリコン窒化膜の
膜の均一性と、本発明縦型CVD装置を用いて作成した
シリコン窒化膜の膜の均一性を示す。第5図より、本発
明縦型CVD装置の膜の均一性は従来の横型で温度勾配
をつけて成膜したシリコン窒化膜の膜の均一性に比べて
も優れていることがわかる。なおこの第5図は、ライフ
チウェーハ100枚チャージ時における膜ばらつきを示
し、本発明縦型CVDのデポジション条件は、成長温度
780(”C)フラット、成長圧力0.15(TQrr
)ジクロルシランガス流量90 (5CCH−cc/′
firz7)こと)アンモニアガス流量450 (5C
CH)であり、一方従来横型CVDのデポジション条件
は、成長温度770−780−790 (’C) 、成
長圧力0.35 (Torr) +ジクロルシランガス
流量37 (5CCH)アンモニアガス流量160(S
CC旧である。
第6図は本発明を横型LP−CVD装置に適用した場合
の実施例である。これは第7図のものに加えて、ミキシ
ングガスノズル21を用いたこと、炉内温度をフラット
にしたこと等は前実施例の場合と同様であり、その他の
各条件も前実施例と同様の関係であり、はとんど同様の
作用効果が得られるものである。
の実施例である。これは第7図のものに加えて、ミキシ
ングガスノズル21を用いたこと、炉内温度をフラット
にしたこと等は前実施例の場合と同様であり、その他の
各条件も前実施例と同様の関係であり、はとんど同様の
作用効果が得られるものである。
なお本発明は上記実施例に限られず種々の応用が可能で
ある。例えばジクロルシランガスとアンモニアガスはノ
ズル12.13等から別々に炉内に入れたが、ミキシン
グして入れてもよい。また本発明においては、ジクロル
シランガスとアンモニアガスの流量比は1:5〜1:1
5の範囲が実用的である。
ある。例えばジクロルシランガスとアンモニアガスはノ
ズル12.13等から別々に炉内に入れたが、ミキシン
グして入れてもよい。また本発明においては、ジクロル
シランガスとアンモニアガスの流量比は1:5〜1:1
5の範囲が実用的である。
[発明の効果]
以上説明した如く本発明によれば、温度フラットでかつ
同一状態のガスを全チャージにわたり供給できるため、
シリコン窒化膜の膜厚、膜質がそろい、かつ低温領域で
ガスのミキシングを行なうから、ガス管がつまらない等
の利点を有した半導体製造装置が提供できるものである
。
同一状態のガスを全チャージにわたり供給できるため、
シリコン窒化膜の膜厚、膜質がそろい、かつ低温領域で
ガスのミキシングを行なうから、ガス管がつまらない等
の利点を有した半導体製造装置が提供できるものである
。
4゜図面の簡単説明
第1図は本発明の一実施例の断面的構成図、第2図(a
)、(b)は同構成の要部の正面図、側面図、第3図、
第4図は同構成の効果を示す特性図、第5図は同構成の
効果を示す図表、第6図は本発明の池の実施例の断面的
構成図、第7図、第8図は従来装置の断面的構成面であ
る。
)、(b)は同構成の要部の正面図、側面図、第3図、
第4図は同構成の効果を示す特性図、第5図は同構成の
効果を示す図表、第6図は本発明の池の実施例の断面的
構成図、第7図、第8図は従来装置の断面的構成面であ
る。
1・・・ヒータ、2・・・ジクロルシランガスノズル、
3・・・アンモニアガス、4・・・反応チューブ、5・
・・排気口、6・・・ウェーハ、7・・・アウタチュー
ブ、8・・・インナチューブ、10・・・ウェーハ、1
1・・・排気口、12・・・ジクロルシランガスノズル
、13・・・アンモニアガスノズル、14・・・ヒータ
、15・・・ボート、21・・・ミキシングガスノズル
、22・・・ガス供給孔、26・・・開孔領域。
3・・・アンモニアガス、4・・・反応チューブ、5・
・・排気口、6・・・ウェーハ、7・・・アウタチュー
ブ、8・・・インナチューブ、10・・・ウェーハ、1
1・・・排気口、12・・・ジクロルシランガスノズル
、13・・・アンモニアガスノズル、14・・・ヒータ
、15・・・ボート、21・・・ミキシングガスノズル
、22・・・ガス供給孔、26・・・開孔領域。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
(a) (b)
第2図
第5図
第6図
ウェーへ面内隔厚(イSクセ(0ム)
爪畏j鬼友(入/min)
Claims (5)
- (1)縦型LP−CVD(減圧CVD)装置を構成する
半導体製造装置において、ジクロルシランガスとアンモ
ニアガスを低温領域で混合し、この混合ガスをボートに
沿うガス供給路の比較的奥に配置のウェーハ側から前記
ボートに配置のウェーハに供給する第1の手段を設け、
前記ボートの入口に配置するウェーハ側からジクロルシ
ランガスとアンモニアガスを供給する第2の手段を設け
、前記ウェーハを収容する炉内の温度が均一になるよう
に加熱する第3の手段を設け、前記ウェーハ上にシリコ
ン窒化膜を成膜するものであることを特徴とする半導体
製造装置。 - (2)前記第1の手段は、前記ジクロルシランガスとア
ンモニアガスを30〜180℃の低温領域で混合するも
のであり、かつボート全長の略1/2の部分よりボート
の奥に配置のウェーハ側に対向する混合ガス供給路の部
分の孔から混合ガスを供給するものであることを特徴と
する請求項1に記載の半導体製造装置。 - (3)横型LP−CVD(減圧CVD)装置を構成する
半導体製造装置において、ジクロルシランガスとアンモ
ニアガスを低温領域で混合し、この混合ガスをボートに
沿うガス供給路の比較的ガス排出側に位置する部分から
前記ボートに配置のウェーハに供給する第1の手段を設
け、前記ボートのガス供給端側からジクロルシランガス
とアンモニアガスを供給する第2の手段を設け、前記ウ
ェーハを収容する炉内の温度が均一になるように加熱す
る第3の手段を設け、前記ウェーハ上にシリコン窒化膜
を成膜するものであることを特徴とする半導体製造装置
。 - (4)前記第1の手段は、前記ジクロルシランガスとア
ンモニアガスを30〜180℃の低温領域で混合するも
のであり、かつボート全長の略1/2の部分よりボート
の前記ガス排出端側で対向する混合ガス供給路の部分の
孔から混合ガスを供給するものであることを特徴とする
請求項3に記載の半導体製造装置。 - (5)前記ジクロルシランガスとアンモニアガスの流量
比は1:5〜1:15であることを特徴とする請求項1
ないし4のいずれか1つの項記載の半導体製造装置。
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