JPH02170534A - 減圧熱気相成長装置 - Google Patents
減圧熱気相成長装置Info
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- JPH02170534A JPH02170534A JP32669188A JP32669188A JPH02170534A JP H02170534 A JPH02170534 A JP H02170534A JP 32669188 A JP32669188 A JP 32669188A JP 32669188 A JP32669188 A JP 32669188A JP H02170534 A JPH02170534 A JP H02170534A
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (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】
〔概 要〕
半導体基板上にシリケートガラス被膜などを形成する減
圧熱気相成長装置に関し、 二種類の反応ガスがガス導入器内部では混合せず、反応
室内で混合するようにすることによって飛散５ｉ（ｈの
生成を抑制して基板表面に付着するゴミ（ＳｉＯ２微粒
子）を低減することを目的とし、反応室内に配置した半
導体基板に対向する面に、〔産業上の利用分野〕 本発明は気相成長装置、特にモノシラン（Ｓｉｌｌａ）
と酸素（０□）を反応ガスとして減圧反応室内で反応さ
せ半導体基板表面にシリケートガラス被膜を形成したり
、さらにドーピングガスを追加して半導体基板表面にド
ープトオキサイド被膜を形成する減圧熱気相成長装置に
関する。
圧熱気相成長装置に関し、 二種類の反応ガスがガス導入器内部では混合せず、反応
室内で混合するようにすることによって飛散５ｉ（ｈの
生成を抑制して基板表面に付着するゴミ（ＳｉＯ２微粒
子）を低減することを目的とし、反応室内に配置した半
導体基板に対向する面に、〔産業上の利用分野〕 本発明は気相成長装置、特にモノシラン（Ｓｉｌｌａ）
と酸素（０□）を反応ガスとして減圧反応室内で反応さ
せ半導体基板表面にシリケートガラス被膜を形成したり
、さらにドーピングガスを追加して半導体基板表面にド
ープトオキサイド被膜を形成する減圧熱気相成長装置に
関する。
半導体装置の高集積度化のためのパターンの微細化や、
量産性向上のため基板の大口径化が急激に進んでおり、
製造過程において半導体基板上へ薄膜を成膜させる気相
成長装置の高性能化に関する要求が強い。
量産性向上のため基板の大口径化が急激に進んでおり、
製造過程において半導体基板上へ薄膜を成膜させる気相
成長装置の高性能化に関する要求が強い。
半導体装置の製造過程では、半導体基板あるいはすでに
トランジスタ等の素子をその表面に形成した半導体基板
上に、例えばＳｉＨ４と０□からなる反応ガスを適当な
温度下で反応させて、シリケートガラス被膜（ＳｉＯｘ
膜）を形成したり、あるいはこの反応ガスにフォスフイ
ン（ｐｌ等のドーピングガスを加えた反応によりフォス
フォ・シリケートガラス（リンガラス）、等のドープト
オキサイド被膜等の絶縁被膜を形成する減圧熱気相成長
法による薄膜形成技術がしばしば用いられる。
トランジスタ等の素子をその表面に形成した半導体基板
上に、例えばＳｉＨ４と０□からなる反応ガスを適当な
温度下で反応させて、シリケートガラス被膜（ＳｉＯｘ
膜）を形成したり、あるいはこの反応ガスにフォスフイ
ン（ｐｌ等のドーピングガスを加えた反応によりフォス
フォ・シリケートガラス（リンガラス）、等のドープト
オキサイド被膜等の絶縁被膜を形成する減圧熱気相成長
法による薄膜形成技術がしばしば用いられる。
近年、大口径の基板に均一に気相成長膜を成膜させるた
めに、減圧した反応室内に載置した半導体基板の表面近
傍に均一に分布した多数の小孔から反応ガスをシャワー
状に噴出させる方法が用いられるようになった。
めに、減圧した反応室内に載置した半導体基板の表面近
傍に均一に分布した多数の小孔から反応ガスをシャワー
状に噴出させる方法が用いられるようになった。
これは例えば第３図に示すような減圧熱気相成長装置を
用いて行う。すなわち半導体基板１は反応室２１内に設
けたヒータ２２を内蔵する試料台２３上に載置されて、
所定の温度に加熱される。そして反応室の下側から真空
ポンプによって排気して減圧すると共に、シャワー室２
４内に別別に導入された２種類の反応ガスＡ、Ｂをシャ
ワー室２４内で混合し、反応室２１の天井部に半導体基
板１に接近してシャワー口状に設けた複数の噴出口２５
から混合ガスを反応室２１内に噴出させ、高温度の半導
体基板１の表面で化学反応を生じさせて、その反応生成
物を半導体基板１の上面に被着させる。この方法によれ
ば半導体基板の表面に混合ガスが均一に拡散するので、
均一な膜が得られる。
用いて行う。すなわち半導体基板１は反応室２１内に設
けたヒータ２２を内蔵する試料台２３上に載置されて、
所定の温度に加熱される。そして反応室の下側から真空
ポンプによって排気して減圧すると共に、シャワー室２
４内に別別に導入された２種類の反応ガスＡ、Ｂをシャ
ワー室２４内で混合し、反応室２１の天井部に半導体基
板１に接近してシャワー口状に設けた複数の噴出口２５
から混合ガスを反応室２１内に噴出させ、高温度の半導
体基板１の表面で化学反応を生じさせて、その反応生成
物を半導体基板１の上面に被着させる。この方法によれ
ば半導体基板の表面に混合ガスが均一に拡散するので、
均一な膜が得られる。
高温度の半導体基板上で反応したガスは良好な膜を形成
するが、上記従来の装置ではシャワー室内で２つの反応
ガスが混合されるため、基板表面に到達するまでの間に
反応して分離Ｓｉｎｇの微粒子が形成され、これが基板
に付着するため良好な膜とならない。特にパターンの微
細化が進むに従い従来問題にならなかった飛散５ｉＯｚ
粒子の付着による膜の劣化が問題となってきた。即ちこ
のように半導体基板から離れた領域で形成された飛散Ｓ
ｉｎ。
するが、上記従来の装置ではシャワー室内で２つの反応
ガスが混合されるため、基板表面に到達するまでの間に
反応して分離Ｓｉｎｇの微粒子が形成され、これが基板
に付着するため良好な膜とならない。特にパターンの微
細化が進むに従い従来問題にならなかった飛散５ｉＯｚ
粒子の付着による膜の劣化が問題となってきた。即ちこ
のように半導体基板から離れた領域で形成された飛散Ｓ
ｉｎ。
粒子はゴミとして作用し、所望の清浄度（例えば６イン
チ基板上で０．３μｍ以上のゴミが５０個以下）を満足
できないという問題点が生じてきた。
チ基板上で０．３μｍ以上のゴミが５０個以下）を満足
できないという問題点が生じてきた。
本発明は上記問題点に鑑み創出されたもので、二種類の
反応ガスがガス導入器内部では混合せず、反応室内で混
合するようにすることによって飛散ＳｉＯ□の生成を抑
制して基板表面に付着するゴミ（ＳｉＯ□微粒子）を低
減することが可能な減圧熱気相成長装置を提供すること
を目的とする。
反応ガスがガス導入器内部では混合せず、反応室内で混
合するようにすることによって飛散ＳｉＯ□の生成を抑
制して基板表面に付着するゴミ（ＳｉＯ□微粒子）を低
減することが可能な減圧熱気相成長装置を提供すること
を目的とする。
上記問題点は、
反応室内に配置した半導体基板に対向する面に、第一の
反応ガスを吹き出す複数の噴出口と第二の反応ガスを吹
き出す複数の噴出口とを一様に分布させて設けたことを
特徴とする本発明の減圧熱気相成長装置により解決され
る。
反応ガスを吹き出す複数の噴出口と第二の反応ガスを吹
き出す複数の噴出口とを一様に分布させて設けたことを
特徴とする本発明の減圧熱気相成長装置により解決され
る。
反応性に富む二種類のガスは反応室内で初めて混合され
るので、混合された状態にある期間が短くなるため、基
板面到達前に二つのガスが反応することによって生じる
ＳｉＯ□分離微粒子の生成が低減する。
るので、混合された状態にある期間が短くなるため、基
板面到達前に二つのガスが反応することによって生じる
ＳｉＯ□分離微粒子の生成が低減する。
そして反応ガスは基板表面に均一に吹き出すので一様な
膜が得られる。
膜が得られる。
以下添付図により本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の減圧熱気相成長装置の模式断面図、第
２図は第１図におけるガス導入器の分解斜視図である。
２図は第１図におけるガス導入器の分解斜視図である。
第１図において本発明の減圧熱気相成長装置は、ヒータ
２２を内蔵する基板載置台２３を内部に有し下面から真
空ポンプで排気減圧されている略短円筒状の反応室２１
の天井部に反応ガスをシャワー状に噴出するガス導入器
３が配設されてなっている。
２２を内蔵する基板載置台２３を内部に有し下面から真
空ポンプで排気減圧されている略短円筒状の反応室２１
の天井部に反応ガスをシャワー状に噴出するガス導入器
３が配設されてなっている。
ガス導入器３は、その下面に一様に分布した複数のガス
噴出口３２ｂ、３２ｃが形成されており、該ガス噴出口
が半導体基板１の被処理面の上面を覆うように設置され
ており、該ガス噴出口３２ｂ、３２ｃは一つおきに異な
った反応ガスを噴出する如くガスが導入される。
噴出口３２ｂ、３２ｃが形成されており、該ガス噴出口
が半導体基板１の被処理面の上面を覆うように設置され
ており、該ガス噴出口３２ｂ、３２ｃは一つおきに異な
った反応ガスを噴出する如くガスが導入される。
即ち、ガス導入器３の内部は上から順に第−層３１、第
二層３２の２層構成を有し、それぞれの層が隔壁で二つ
の密閉室に仕切られている。第−層３１は中心を通る直
線状の隔壁３１ａで半円筒状の二つの密閉室３１ｂ、３
１ｃに分けられており、それぞれには例えば５ｉ）１４
などの第一の反応ガスＡと、０□などの第二の反応ガス
Ｂとが別々に導入口３１ｄ、３１ｅから所定に供給され
る。そして第−層のそれぞれの密閉室の底面には直径１
ｍｍ程度の複数のガス分配口３１ｆが半円周上に分布し
て形成されており、該ガス分配口３１ｆを介して、第−
層である程度拡散されて広がった二種類の反応ガスは、
分離されたまま第二層３２に半円状に吹き出すようにな
っている。
二層３２の２層構成を有し、それぞれの層が隔壁で二つ
の密閉室に仕切られている。第−層３１は中心を通る直
線状の隔壁３１ａで半円筒状の二つの密閉室３１ｂ、３
１ｃに分けられており、それぞれには例えば５ｉ）１４
などの第一の反応ガスＡと、０□などの第二の反応ガス
Ｂとが別々に導入口３１ｄ、３１ｅから所定に供給され
る。そして第−層のそれぞれの密閉室の底面には直径１
ｍｍ程度の複数のガス分配口３１ｆが半円周上に分布し
て形成されており、該ガス分配口３１ｆを介して、第−
層である程度拡散されて広がった二種類の反応ガスは、
分離されたまま第二層３２に半円状に吹き出すようにな
っている。
第二層３２はジグザクの隔壁３２ａ（第３図で詳述）に
より二つ密閉室が入り込んで形成されており、第−層か
ら第二層の半円周に均一に噴出された２つの反応ガスは
混合することなく、−列おきの空間に導かれ底面に設け
られた複数のガス噴出口３２ｂ、３２ｃから反応室２１
内にシャワー状に噴出する。即ち反応室２１に噴出する
二種類の反応ガスは、反応ガスＡがガス噴出口３２ａか
ら、また反応ガスＢが噴出口３２ｃから別々に半導体基
板１の表面に向かって吹き出すようになっている。基板
表面から噴出口までの距離、ガス噴出口の大きさ、配列
のピッチ、噴出するガスの流量等を適切に定めれば、両
ガスは基板表面に到達した時点で混合し加熱された基板
表面で化学反応が生じて良好なＳｉＯ□膜が基板表面に
形成される。
より二つ密閉室が入り込んで形成されており、第−層か
ら第二層の半円周に均一に噴出された２つの反応ガスは
混合することなく、−列おきの空間に導かれ底面に設け
られた複数のガス噴出口３２ｂ、３２ｃから反応室２１
内にシャワー状に噴出する。即ち反応室２１に噴出する
二種類の反応ガスは、反応ガスＡがガス噴出口３２ａか
ら、また反応ガスＢが噴出口３２ｃから別々に半導体基
板１の表面に向かって吹き出すようになっている。基板
表面から噴出口までの距離、ガス噴出口の大きさ、配列
のピッチ、噴出するガスの流量等を適切に定めれば、両
ガスは基板表面に到達した時点で混合し加熱された基板
表面で化学反応が生じて良好なＳｉＯ□膜が基板表面に
形成される。
また基板の全面にわたって均一に両ガスが供給されるの
で、大口径の基板の全表面に対して膜厚分布や特性が均
一な５ｉ０２膜を形成することができる。
で、大口径の基板の全表面に対して膜厚分布や特性が均
一な５ｉ０２膜を形成することができる。
次にこのガス導入器３の構造を第２図により詳細に説明
する。ガス導入器３は、中心線の左右に複数のガス導入
口３１ｄ、 ３１ｅを有するガス導入板３３と、底面に
ガス分配口３１ｆを有し中央の隔壁３１ａにより半円状
に仕切られた二つの密閉室３１ｂ、３１ｃを形成するガ
ス分配板３４と、ジグザクの隔壁３２ａで互いに入り込
んだ二つの密閉室を形成するシャワー板３５とが積層さ
れてなっている。
する。ガス導入器３は、中心線の左右に複数のガス導入
口３１ｄ、 ３１ｅを有するガス導入板３３と、底面に
ガス分配口３１ｆを有し中央の隔壁３１ａにより半円状
に仕切られた二つの密閉室３１ｂ、３１ｃを形成するガ
ス分配板３４と、ジグザクの隔壁３２ａで互いに入り込
んだ二つの密閉室を形成するシャワー板３５とが積層さ
れてなっている。
反応室の天井部を構成するシャワー板３５には、少なく
とも基板の全表面を覆う領域に例えば直径０．５１程度
のガス噴出口３２ｂ 、 ３２ｃが多数均一に分布して
配設されている。このガス噴出口３２ｂ、３２Ｃは一列
おきに同じガスが供給されるように半円周と同一空間を
形成するジグザクの隔壁３２ａによって隔離されている
。ガス分配口からそれぞれの左右の半円周に導入された
二種類の反応ガスは他方と混合することなく対応する噴
出口から基板面に一様に噴出する。
とも基板の全表面を覆う領域に例えば直径０．５１程度
のガス噴出口３２ｂ 、 ３２ｃが多数均一に分布して
配設されている。このガス噴出口３２ｂ、３２Ｃは一列
おきに同じガスが供給されるように半円周と同一空間を
形成するジグザクの隔壁３２ａによって隔離されている
。ガス分配口からそれぞれの左右の半円周に導入された
二種類の反応ガスは他方と混合することなく対応する噴
出口から基板面に一様に噴出する。
これらの部材はアルミニュウム合金等の機械加工で形成
されており、弾性材料よりなる′０リング３４ａ、３５
ａを介して積層し、周縁部をねし３６等で締めつけるこ
とにより比較的簡単に製作することができる。
されており、弾性材料よりなる′０リング３４ａ、３５
ａを介して積層し、周縁部をねし３６等で締めつけるこ
とにより比較的簡単に製作することができる。
以上説明した如く、本発明によれば反応性に冨んだ二種
類の反応ガスがガス導入器内では混合せず、反応室内に
噴出してから初めて混合するので混合後に基板面に到達
するまでの時間が極めて短いため基板到達前には殆ど反
応が起こらない。従って、反応室内への噴出口以前で混
合させている従来の装置では６ ｉｎφの基板上で０．
３μｍ以下のゴミが５０個以下までしか達成できなかっ
た清浄度が、本発明の成長装置を用いることにより、同
一基準でゴミの数を１０個以下に低減させることが可能
となり、微細パターンを有する超ＬＳＩの歩留り向上に
寄与するところが大きい。しかも反応ガスを基板全表面
に均一に分配することが可能であるため膜厚分布も従来
と同様に均一に保つことができる。
類の反応ガスがガス導入器内では混合せず、反応室内に
噴出してから初めて混合するので混合後に基板面に到達
するまでの時間が極めて短いため基板到達前には殆ど反
応が起こらない。従って、反応室内への噴出口以前で混
合させている従来の装置では６ ｉｎφの基板上で０．
３μｍ以下のゴミが５０個以下までしか達成できなかっ
た清浄度が、本発明の成長装置を用いることにより、同
一基準でゴミの数を１０個以下に低減させることが可能
となり、微細パターンを有する超ＬＳＩの歩留り向上に
寄与するところが大きい。しかも反応ガスを基板全表面
に均一に分配することが可能であるため膜厚分布も従来
と同様に均一に保つことができる。
また高温度では反応性に富む二種類の反応ガスを予め加
熱して反応室に導入することも可能となり、この場合は
基板上の成膜速度を従来例より一層向上させることもで
きる。
熱して反応室に導入することも可能となり、この場合は
基板上の成膜速度を従来例より一層向上させることもで
きる。
以上説明した如く本発明の減圧熱気相成長装置によれば
、二種類の反応ガスを反応室内で混合するようにするこ
とによって飛散ＳｉＯ□の生成を抑制して基板表面に付
着するゴミ（ＳｉＯｚ微粒子）を低減することが可能と
なり、微細パターンを有する高集積度半導体装置の製造
歩留りの向上に貢献することが顕著である。
、二種類の反応ガスを反応室内で混合するようにするこ
とによって飛散ＳｉＯ□の生成を抑制して基板表面に付
着するゴミ（ＳｉＯｚ微粒子）を低減することが可能と
なり、微細パターンを有する高集積度半導体装置の製造
歩留りの向上に貢献することが顕著である。
３２ｂ、３２ｃｍガス噴出口、
Ｂ −第二の反応ガス、
である。
第一の反応ガス、
第１図は本発明の減圧熱気相成長装置の模式断面図、
第２図は第１図におけるガス導入器の分解斜視図、
第３図は従来のシャワー式減圧熱気相成長装置を示す模
式断面図、 である。 図において、 １−半導体基板、 ２１＝・・・反応室、３−
・ガス導入器、 ３１・−ガス導入器の第−層
、 ３１ａ−隔壁、３１ｂ、 ３１
ｃ・・・密閉室、 ３１ｆ・・・ガス分配口、３
２−・−ガス導入器の第２層、 ３２ａ・・・隔壁、７
本臂明ｔ３βｔＬがＣ丸相７式畏装置の４漠戎町面反！ 図 第１区しＺる（ブろ刀゛ス導入Ｒ／１今角子・π升争克
図庫 ２ 図
式断面図、 である。 図において、 １−半導体基板、 ２１＝・・・反応室、３−
・ガス導入器、 ３１・−ガス導入器の第−層
、 ３１ａ−隔壁、３１ｂ、 ３１
ｃ・・・密閉室、 ３１ｆ・・・ガス分配口、３
２−・−ガス導入器の第２層、 ３２ａ・・・隔壁、７
本臂明ｔ３βｔＬがＣ丸相７式畏装置の４漠戎町面反！ 図 第１区しＺる（ブろ刀゛ス導入Ｒ／１今角子・π升争克
図庫 ２ 図
Claims (1)
- 反応室（２１）内に配置した半導体基板（１）に対向す
る面に、第一の反応ガス（Ａ）を吹き出す複数の噴出口
（３２ｂ）と第二の反応ガス（Ｂ）を吹き出す複数の噴
出口（３２ｃ）とを一様に分布させて設けたことを特徴
とする減圧熱気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32669188A JPH02170534A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 減圧熱気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32669188A JPH02170534A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 減圧熱気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02170534A true JPH02170534A (ja) | 1990-07-02 |
Family
ID=18190583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32669188A Pending JPH02170534A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 減圧熱気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02170534A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008528799A (ja) * | 2005-01-31 | 2008-07-31 | アイクストロン、アーゲー | 平板内に設けられた予備室を有するガス分配装置 |
| KR20120073245A (ko) * | 2009-08-24 | 2012-07-04 | 아익스트론 에스이 | Ｃｖｄ 반응기 그리고 코팅을 증착시키는 방법 |
| CN103074674A (zh) * | 2013-01-10 | 2013-05-01 | 中国科学院半导体研究所 | 用于金属有机化学气相沉积设备的反应室进气装置 |
| JP2013145873A (ja) * | 2011-12-15 | 2013-07-25 | Nuflare Technology Inc | 成膜装置および成膜方法 |
| US10774420B2 (en) | 2016-09-12 | 2020-09-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Flow passage structure and processing apparatus |
-
1988
- 1988-12-23 JP JP32669188A patent/JPH02170534A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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