JPH01256117A - 気相反応装置 - Google Patents
気相反応装置Info
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば半導体基板上に反応ガスを通過させて
基板に成膜や、エツチング等の表面処理を施す気相反応
装置に関する。
基板に成膜や、エツチング等の表面処理を施す気相反応
装置に関する。
気相反応装置は、半導体基板上に薄膜を形成したり、該
薄膜をエツチングしたりして、ＬＳＩ等の高集積回路を
基板上に形成する半導体製造の分野等に於いて利用され
ており、例えば、高温に加熱したＳｉ、ＧａＡｓ等の基
板に５ｉＨｚＣｊｌ！ ｚ 、 ５ＩＣＩ！、ａ等の反
応ガスを接触させて基板上に、Ｓｉ等の成膜を行ったり
、基板上の薄膜＋（Ｃｊ！等のガスにより表面処理を行
う工程７において用いられる。
薄膜をエツチングしたりして、ＬＳＩ等の高集積回路を
基板上に形成する半導体製造の分野等に於いて利用され
ており、例えば、高温に加熱したＳｉ、ＧａＡｓ等の基
板に５ｉＨｚＣｊｌ！ ｚ 、 ５ＩＣＩ！、ａ等の反
応ガスを接触させて基板上に、Ｓｉ等の成膜を行ったり
、基板上の薄膜＋（Ｃｊ！等のガスにより表面処理を行
う工程７において用いられる。
斯かる薄膜は、同一仕様の素子を同一の基板上に多数形
成するために用いられる。各素子の動作特性が均一であ
るためには、成膜速度、等の反応速度が、基板の被処理
面全域に亘って均一であることが必要である。ここで、
これら反応速度を決定する主たる因子としては、基板上
の反応系における反応ガスの濃度、流速等が挙げられこ
れらを均一にすることが反応速度の均一化ひいては膜厚
分布の均一化を図る上で必要となる。このため、種々の
気相反応装置が提案されている。
成するために用いられる。各素子の動作特性が均一であ
るためには、成膜速度、等の反応速度が、基板の被処理
面全域に亘って均一であることが必要である。ここで、
これら反応速度を決定する主たる因子としては、基板上
の反応系における反応ガスの濃度、流速等が挙げられこ
れらを均一にすることが反応速度の均一化ひいては膜厚
分布の均一化を図る上で必要となる。このため、種々の
気相反応装置が提案されている。
第４図は、従来の気相反応装置の断面模式図である。
回に示すように、ドーム状のペルジャー４１と共に反応
容器４０の外郭を構成する円板状の基台４２の中心孔に
軸受手段４３を介して、基板Ｓを中心対称に載置した支
持台４４のボス部４４ａを装着し、支持台４４の中心部
に開設した貫通孔に反応ガスを反応容器４０内に導入す
るために供給管４５を遊嵌してモータ４７を駆動させて
支持台４４を回転させると共に、ノズル４６より、反応
ガスを反応室４０の中央部より周縁部に向けて通流して
基板Ｓ上で気相反応を行い基板Ｓに薄膜形成、エツチン
グ等の表面処理を施すように構成されている。なお、４
２ａ、・・・は、基台４２の外縁部に開設された複数の
排気口であり、４７．４８は、基板Ｓを加熱するための
各々赤外線ランプ及び反射鏡であり、実線矢符は反応ガ
スの流れを示す。
容器４０の外郭を構成する円板状の基台４２の中心孔に
軸受手段４３を介して、基板Ｓを中心対称に載置した支
持台４４のボス部４４ａを装着し、支持台４４の中心部
に開設した貫通孔に反応ガスを反応容器４０内に導入す
るために供給管４５を遊嵌してモータ４７を駆動させて
支持台４４を回転させると共に、ノズル４６より、反応
ガスを反応室４０の中央部より周縁部に向けて通流して
基板Ｓ上で気相反応を行い基板Ｓに薄膜形成、エツチン
グ等の表面処理を施すように構成されている。なお、４
２ａ、・・・は、基台４２の外縁部に開設された複数の
排気口であり、４７．４８は、基板Ｓを加熱するための
各々赤外線ランプ及び反射鏡であり、実線矢符は反応ガ
スの流れを示す。
しかし、前記従来装置ではガス流の下流側はど、流路が
広がるのでガスの濃度が低くなると共に、流速が低くな
る。第５図は、このような従来装置の支持台４４の中心
からの距離ｒにおける反応ガスの濃度Ｃ（図中、破線で
示す）及び流速Ｖ（図中、実線で示す）の分布を直交座
標図によって示したものであり、横軸にｒを、また縦軸
に濃度Ｃ及び流速Ｖをとったものである。図に示すよう
に距離ｒが大きくなるほど、濃度Ｃが低くなると共に流
速Ｖが低くなっている。
広がるのでガスの濃度が低くなると共に、流速が低くな
る。第５図は、このような従来装置の支持台４４の中心
からの距離ｒにおける反応ガスの濃度Ｃ（図中、破線で
示す）及び流速Ｖ（図中、実線で示す）の分布を直交座
標図によって示したものであり、横軸にｒを、また縦軸
に濃度Ｃ及び流速Ｖをとったものである。図に示すよう
に距離ｒが大きくなるほど、濃度Ｃが低くなると共に流
速Ｖが低くなっている。
ところで、基板Ａ上における成膜速度は反応系内の濃度
Ｃが高いほど、また、流速Ｖが大きいほど大きくなる。
Ｃが高いほど、また、流速Ｖが大きいほど大きくなる。
第６図は従来装置の支持台４４の中心からの距離ｒにお
ける成膜速度Ｇを直交座標図によって示したものであり
、横軸に支持台４４の中心からの距離ｒを、また縦軸に
成膜速度Ｇをとったものである。図にみるように、距離
ｒが大きくなるほど成膜速度Ｇが小さくなっている。こ
のため、従来装置では、基板の膜厚分布が不均一になる
という問題点があった。
ける成膜速度Ｇを直交座標図によって示したものであり
、横軸に支持台４４の中心からの距離ｒを、また縦軸に
成膜速度Ｇをとったものである。図にみるように、距離
ｒが大きくなるほど成膜速度Ｇが小さくなっている。こ
のため、従来装置では、基板の膜厚分布が不均一になる
という問題点があった。
本発明は以上の事情に鑑みなされたものであって、反応
ガスの流路断面を下流側はど小さ（し反応ガスの濃度Ｃ
が低い分を流速Ｖを大きくすることにより補償すれば良
いとの知見に基づき、支持台をその載置面が反応ガスの
通流方向に対して傾斜するように配して、基板表面での
反応速度の均一化を図ることにより、基板に均一な成膜
を施し得る気相反応装置を提供することを目的とする。
ガスの流路断面を下流側はど小さ（し反応ガスの濃度Ｃ
が低い分を流速Ｖを大きくすることにより補償すれば良
いとの知見に基づき、支持台をその載置面が反応ガスの
通流方向に対して傾斜するように配して、基板表面での
反応速度の均一化を図ることにより、基板に均一な成膜
を施し得る気相反応装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る気相反応装置
は、支持台上に載置した基板の表面に反応ガスを通流さ
せて該基板上で反応させ基板に成膜や表面処理を行うよ
うに構成された気相反応装置において、前記支持台は下
流側の流路断面を小さくすべくその載置面を前記反応ガ
スの通流方向に対して傾斜させて配してあることを特徴
とする。
は、支持台上に載置した基板の表面に反応ガスを通流さ
せて該基板上で反応させ基板に成膜や表面処理を行うよ
うに構成された気相反応装置において、前記支持台は下
流側の流路断面を小さくすべくその載置面を前記反応ガ
スの通流方向に対して傾斜させて配してあることを特徴
とする。
〔作用］
上記のように構成された気相反応装置において、下流側
はど流路断面が小さくなるように傾斜配置された支持台
上に基板を載置し、その表面に反応ガスを供給すると、
該反応ガスは下流側はど流速を増して基板表面を通流す
る。
はど流路断面が小さくなるように傾斜配置された支持台
上に基板を載置し、その表面に反応ガスを供給すると、
該反応ガスは下流側はど流速を増して基板表面を通流す
る。
以下、本発明をその実施例を示す図に基づいて説明する
。
。
第１図は本発明に係る装置（以下「本発明装置」という
）の−例であり、基板表面にＳｉの薄膜を形成するため
の気相反応装置の模式的縦断面図である。図中１０はド
ーム形状の石英製のペルジャー１１とステンレス鋼製の
円板状の基台１２とで外郭が形成された反応容器であり
、該反応容器１０内には、炭化珪素にて外面を被覆した
グラファイト製の円板状の支持台１４がそのボス部１４
ａを基台１２の中心に開設した孔に挿通して配され、ボ
ス部１４ａに外噛合する歯車２１をモータ１９にて駆動
することにより回転し得るようになっている。第２図は
支持台１４の斜視図であり、４つの扇形形状の部材を接
合してなり、基板Ｓの載置面が７度程度の傾斜面になっ
ているすりばち形状をなしており、基板Ｓを中心対称に
配する載置面上の位置には基板Ｓの大きさに合わせた凹
所を形成して基板Ｓの滑降及び横滑りを防止している。
）の−例であり、基板表面にＳｉの薄膜を形成するため
の気相反応装置の模式的縦断面図である。図中１０はド
ーム形状の石英製のペルジャー１１とステンレス鋼製の
円板状の基台１２とで外郭が形成された反応容器であり
、該反応容器１０内には、炭化珪素にて外面を被覆した
グラファイト製の円板状の支持台１４がそのボス部１４
ａを基台１２の中心に開設した孔に挿通して配され、ボ
ス部１４ａに外噛合する歯車２１をモータ１９にて駆動
することにより回転し得るようになっている。第２図は
支持台１４の斜視図であり、４つの扇形形状の部材を接
合してなり、基板Ｓの載置面が７度程度の傾斜面になっ
ているすりばち形状をなしており、基板Ｓを中心対称に
配する載置面上の位置には基板Ｓの大きさに合わせた凹
所を形成して基板Ｓの滑降及び横滑りを防止している。
支持台１４及びそのボス部１４ａの中心には貫通孔２２
が穿設され、貫通孔２２には反応ガスを反応室１３中夫
に導入するためにそのノズル部１６が反応室１３に臨む
反応ガス供給管１５が挿通されている。また、基台１２
の周縁部には、基板Ｓ、・・・の表面を通流した後の反
応ガス等からなる気体を反応容器１０外に排出するため
に複数の排気口１２ａ・・・が中心対称に穿設されてい
る。反応容器１０の上方にはその赤外線投射方向を基板
Ｓに向けて反射鏡１８を付設した赤外線ランプ１７が配
され、支持台１４上に＠置された基板Ｓを加熱し得るよ
うになっている。
が穿設され、貫通孔２２には反応ガスを反応室１３中夫
に導入するためにそのノズル部１６が反応室１３に臨む
反応ガス供給管１５が挿通されている。また、基台１２
の周縁部には、基板Ｓ、・・・の表面を通流した後の反
応ガス等からなる気体を反応容器１０外に排出するため
に複数の排気口１２ａ・・・が中心対称に穿設されてい
る。反応容器１０の上方にはその赤外線投射方向を基板
Ｓに向けて反射鏡１８を付設した赤外線ランプ１７が配
され、支持台１４上に＠置された基板Ｓを加熱し得るよ
うになっている。
以上の如き本発明装置を用いて、例えば基板ＳにＳｉ薄
膜を形成するには、先ず、基板Ｓを支持台１４上に載置
した後、基台１２上にペルジャー１１を載置して、反応
容器１０を構設した後、モータ１９を駆動させて支持台
１４を回転させる。次に、赤外線ランプ１７にて基板Ｓ
を加熱しつつ例えばＨ２ガスにて希釈したＳｔ原料ガス
としての５ｊ８２（、ｅｚ（ジクロロシラン）ガスを反
応ガス供給管１５より反応室１３にノズル部１６を介し
て圧入する。そうすると、ＳｉＨ□Ｃ１２ガスは反応室
１３内を基台１４の半径方向に通流し、基板Ｓの処理面
上で気相反応が起こり基板ＳにＳｉ薄膜が形成される。
膜を形成するには、先ず、基板Ｓを支持台１４上に載置
した後、基台１２上にペルジャー１１を載置して、反応
容器１０を構設した後、モータ１９を駆動させて支持台
１４を回転させる。次に、赤外線ランプ１７にて基板Ｓ
を加熱しつつ例えばＨ２ガスにて希釈したＳｔ原料ガス
としての５ｊ８２（、ｅｚ（ジクロロシラン）ガスを反
応ガス供給管１５より反応室１３にノズル部１６を介し
て圧入する。そうすると、ＳｉＨ□Ｃ１２ガスは反応室
１３内を基台１４の半径方向に通流し、基板Ｓの処理面
上で気相反応が起こり基板ＳにＳｉ薄膜が形成される。
なお、残余の５ｉＨ２Ｃｆｚガス等は排気口１２ａより
反応容器１０から排出する。第３図は、本発明装置の基
板Ｓの反応ガス通流方向における成膜速度分布を直交座
標図によって示したものであり、横軸に基板Ｓ上の反応
ガス通流方向における基板上の位置りを、また縦軸に成
膜速度Ｇをとったものである。
反応容器１０から排出する。第３図は、本発明装置の基
板Ｓの反応ガス通流方向における成膜速度分布を直交座
標図によって示したものであり、横軸に基板Ｓ上の反応
ガス通流方向における基板上の位置りを、また縦軸に成
膜速度Ｇをとったものである。
図に示すように、本発明装置では基板Ｓ上の位置りが太
き（なっても、すなわち下流側においても成膜速度Ｇは
小さくならず反応ガス通流方向全域においてほぼ一定と
なっている。このことから、本発明装置では均一な膜厚
の成膜を基板に施すことができ、従来の問題点を解消し
得たことが分かる。
き（なっても、すなわち下流側においても成膜速度Ｇは
小さくならず反応ガス通流方向全域においてほぼ一定と
なっている。このことから、本発明装置では均一な膜厚
の成膜を基板に施すことができ、従来の問題点を解消し
得たことが分かる。
なお、以上は基板ＳにＳｉ薄膜を形成させる場合につい
て説明したが、本発明はＳｉ薄膜以外の薄膜−を形成す
る場合であっても、またエツチングを施す場合であって
も適用し得ることは勿論である。
て説明したが、本発明はＳｉ薄膜以外の薄膜−を形成す
る場合であっても、またエツチングを施す場合であって
も適用し得ることは勿論である。
また、上記実施例では支持台１４の上板に対向するペル
ジャー１１が、ドーム形状をなす装置について説明した
が、本発明は、頂部が斯かる形状のペルジャー１１を用
いたものに限定されず、ペルジャー１１と基板Ｓとの間
に形成される反応ガスの流路断面が下流側はど小さくな
るものであれば良い。
ジャー１１が、ドーム形状をなす装置について説明した
が、本発明は、頂部が斯かる形状のペルジャー１１を用
いたものに限定されず、ペルジャー１１と基板Ｓとの間
に形成される反応ガスの流路断面が下流側はど小さくな
るものであれば良い。
更に、上記実施例では、反応ガスの通流方向に対して支
持台の載置面を傾斜させた装置について説明したが、反
応ガスの通流速度と支持台の回転速度とのヘクトル和方
向に対して傾斜させる場合は、より均一な薄膜形成、エ
ツチング等を基板Ｓに施すことができる。
持台の載置面を傾斜させた装置について説明したが、反
応ガスの通流速度と支持台の回転速度とのヘクトル和方
向に対して傾斜させる場合は、より均一な薄膜形成、エ
ツチング等を基板Ｓに施すことができる。
以上詳述した如く本発明装置を用いて基板に薄膜形成、
エツチング等を施す場合は、基板上全域で均一な気相反
応が可能となり、本発明は優れた効果を奏する。
エツチング等を施す場合は、基板上全域で均一な気相反
応が可能となり、本発明は優れた効果を奏する。
第１図は本発明装置の模式的断面図、第２図は本発明装
置の支持台の斜視図、第３図は本発明装置における成膜
速度分布を示すグラフ、第４図は従来装置の模式的断面
図、第５図は従来装置における反応ガスの濃度および流
速分布を示すグラフ、第６図は従来装置における成膜速
度分布を示すグラフである。 １０・・・反応容器、１１・・・ペルジャー、１２・・
・基台、１５・・・反応ガス供給管、１３・・・反応室
、１４・・・支持台、１２ａ・・・排気口、１６・・・
ノズル部１７・・・赤外線ランプ、１８・・・反射鏡、
１９・・・モータ、２０・・・軸受、２１・・・歯車、
２２・・・貫通孔Ｓ・・・基板 特 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理士
河 野 登 夫第 １ 図 Ｓ 基板上の位置 第 ３ 図
置の支持台の斜視図、第３図は本発明装置における成膜
速度分布を示すグラフ、第４図は従来装置の模式的断面
図、第５図は従来装置における反応ガスの濃度および流
速分布を示すグラフ、第６図は従来装置における成膜速
度分布を示すグラフである。 １０・・・反応容器、１１・・・ペルジャー、１２・・
・基台、１５・・・反応ガス供給管、１３・・・反応室
、１４・・・支持台、１２ａ・・・排気口、１６・・・
ノズル部１７・・・赤外線ランプ、１８・・・反射鏡、
１９・・・モータ、２０・・・軸受、２１・・・歯車、
２２・・・貫通孔Ｓ・・・基板 特 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理士
河 野 登 夫第 １ 図 Ｓ 基板上の位置 第 ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、支持台上に載置した基板の表面に反応ガスを通流さ
せて該基板上で反応させ基板に成膜又は表面処理するよ
うに構成された気相反応装置において、 前記支持台は下流側の流路断面を小さくす べくその載置面を前記反応ガスの通流方向に対して傾斜
させて配してあることを特徴とする気相反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8477488A JPH01256117A (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 気相反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8477488A JPH01256117A (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 気相反応装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01256117A true JPH01256117A (ja) | 1989-10-12 |
Family
ID=13840024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8477488A Pending JPH01256117A (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 気相反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01256117A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5536918A (en) * | 1991-08-16 | 1996-07-16 | Tokyo Electron Sagami Kabushiki Kaisha | Heat treatment apparatus utilizing flat heating elements for treating semiconductor wafers |
| JP2011049480A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Kokusai Electric Semiconductor Service Inc | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| JP2016201528A (ja) * | 2015-04-07 | 2016-12-01 | 株式会社Sumco | サセプタ、気相成長装置、気相成長方法およびエピタキシャルシリコンウェーハ |
| US10490437B2 (en) | 2015-04-07 | 2019-11-26 | Sumco Corporation | Susceptor, vapor deposition apparatus, vapor deposition method and epitaxial silicon wafer |
-
1988
- 1988-04-05 JP JP8477488A patent/JPH01256117A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5536918A (en) * | 1991-08-16 | 1996-07-16 | Tokyo Electron Sagami Kabushiki Kaisha | Heat treatment apparatus utilizing flat heating elements for treating semiconductor wafers |
| JP2011049480A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Kokusai Electric Semiconductor Service Inc | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| JP2016201528A (ja) * | 2015-04-07 | 2016-12-01 | 株式会社Sumco | サセプタ、気相成長装置、気相成長方法およびエピタキシャルシリコンウェーハ |
| US10490437B2 (en) | 2015-04-07 | 2019-11-26 | Sumco Corporation | Susceptor, vapor deposition apparatus, vapor deposition method and epitaxial silicon wafer |
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