JPH02275797A - Gas phase growth device - Google Patents

Gas phase growth device

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JPH02275797A
JPH02275797A JP9673489A JP9673489A JPH02275797A JP H02275797 A JPH02275797 A JP H02275797A JP 9673489 A JP9673489 A JP 9673489A JP 9673489 A JP9673489 A JP 9673489A JP H02275797 A JPH02275797 A JP H02275797A
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JP
Japan
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flow rate
gas
pressure
main body
raw material
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JP9673489A
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Inventor
Kaoru Ikegami
池上 薫
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To uniform the pressure distribution of a gas in a gas phase growth device to uniform the thickness of a formed epitaxial film by disposing a plurality of gas inlets in the wall of the main body of a horizontal style-gas phase growth device and controlling the flow rate of each gas inlet on the basis of the measurement result of a gas pressure near the each gas inlet. CONSTITUTION:A plurality of gas inlets 12a, 12b, 12c, etc., are disposed in a wall between a sucepta 4 loading wafers 3 thereon in a horizontal style gaseous growth device 2 and a raw material gas-feeding opening 6. A plurality of pressure gauges 13a, 13b, 13c, etc., are further disposed in a wall facing the first wall. The wafers 3 and the sucepta 4 are heated with a heater 5 and the raw material gas is fed horizontally in the direction of the arrow D to form epitaxial films on the surfaces of the wafers 3. In the process, gas pressures are measured with a plurality of pressure gauges 13a, etc., and a control mechanism 8 is operated based on prescribed pressure values to control flow rate regulators 17a, etc., disposed in the gas inlets 12a, etc., for the regulation of the flow rate, thereby uniforming the pressure distribution in the device 2 to uniform the flow rate distribution of the raw material gas.

Description

【発明の詳細な説明】 直友上二且里ユ士 本発明はウェハ表面にエピタキシャル膜を形成する気相
成長装置、特に所謂水平式気相成長装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a vapor phase growth apparatus for forming an epitaxial film on a wafer surface, and particularly to a so-called horizontal vapor phase growth apparatus.

従来波′t−とその課題 エピタキシャル膜とは、シリコン等の単結晶を基板(ウ
ェハ)として、その上にさらに単結晶を気相成長させて
形成された薄膜をいい、このエピタキシャル膜の形成は
・、CCD、Bi−CJ40S等のICデバイスの製造
過程において重要な工程の一つとなっている。
Conventional wave 't- and its challenges Epitaxial film refers to a thin film formed by using a single crystal such as silicon as a substrate (wafer) and growing a single crystal on top of it in a vapor phase.The formation of this epitaxial film is・It is one of the important steps in the manufacturing process of IC devices such as CCD, Bi-CJ40S, etc.

この種エピタキシャル膜の形成には従来から水平式気相
成長装置と呼称される形式の気相成長装置が広範に使用
されている。
Conventionally, a type of vapor phase growth apparatus called a horizontal vapor phase growth apparatus has been widely used for forming this type of epitaxial film.

該水平式気相成長装置は、装置本体内に配置されたウェ
ハ表面に対して略水平方向から原料ガスを流し、前記ウ
ェハ表面にエピタキシャル膜を形成するものである。
The horizontal vapor phase growth apparatus forms an epitaxial film on the wafer surface by flowing source gas from a substantially horizontal direction onto the surface of the wafer disposed within the apparatus main body.

このエピタキシャル膜は、製品間で性能のバラツキが生
じないように、その膜厚分布が均一であることが要求さ
れる。
This epitaxial film is required to have a uniform film thickness distribution so that there is no variation in performance between products.

ところで、前記気相成長装置においては、膜の成長速度
は装置本体内を流れる原料ガスの流速の増加とともに増
加することが知られている(J、Electroche
m、Soc、 :5OLID 5TATE SにIEN
CEVo1.117.No、7.1970.p、925
− p、930 F、C,Eversteynet a
l、参照)。
By the way, in the vapor phase growth apparatus, it is known that the growth rate of the film increases as the flow rate of the source gas flowing through the apparatus main body increases (J, Electroche
m, Soc, :5OLID 5TATE S to IEN
CE Vo1.117. No. 7.1970. p.925
- p, 930 F, C, Eversteynet a
l, see).

このことは停滞層の厚さと関係があると考えられ、また
ウェハ表面に対して水平方向から原料ガスを1流した場
合、薄膜の成長速度を律速する層流中の停滞層の厚さが
流れ方向で徐々に大きくなるとともに原料ガスは供給側
から出口側に進むにつれて消費される。このため、原料
ガス濃度が除々に薄くなり、原料ガスの流れ方向に関し
て膜厚分布の不均一化を招く。
This is thought to be related to the thickness of the stagnant layer, and when a source gas is flowed horizontally to the wafer surface, the thickness of the stagnant layer in the laminar flow that determines the growth rate of the thin film increases. The raw material gas is consumed as it progresses from the supply side to the outlet side. For this reason, the raw material gas concentration gradually becomes thinner, leading to non-uniformity in film thickness distribution in the flow direction of the raw material gas.

しかし、前記ウェハが載置されているサセプタを回転さ
せることにより、円周方向における膜厚分布が均一化さ
れ、原料ガスの流れ方向に関しては、ある程度膜厚分布
の均一化を図ることが可能である。したがって、装置本
体内の原料ガスの流れ方向に対して直交する方向(以後
横方向と記す)における膜の成長速度が均一化されれば
、均一な膜厚分布を有するエピタキシャル膜をウェハ表
面に形成することが可能となる。すなわち、装置本体内
の横方向における膜の成長速度が均一化されれば、前記
サセプタの半径方向における膜厚分布も均一化されるこ
ととなり、円周方向及び半径方向の双方向において膜厚
分布が均一化されるからである。
However, by rotating the susceptor on which the wafer is placed, the film thickness distribution in the circumferential direction can be made uniform, and it is possible to make the film thickness distribution uniform to some extent in the flow direction of the raw material gas. be. Therefore, if the growth rate of the film in the direction perpendicular to the flow direction of the source gas in the apparatus main body (hereinafter referred to as the lateral direction) is made uniform, an epitaxial film with a uniform thickness distribution can be formed on the wafer surface. It becomes possible to do so. In other words, if the growth rate of the film in the lateral direction within the device body is made uniform, the film thickness distribution in the radial direction of the susceptor will also be made uniform, and the film thickness distribution will be uniform in both the circumferential direction and the radial direction. This is because the results are made uniform.

したがって、装置本体内の横方向における原料ガスの速
度が均一化されれば前記膜の成長速度を均一化すること
が可能となる。
Therefore, if the velocity of the source gas in the lateral direction within the apparatus main body is made uniform, it becomes possible to make the growth rate of the film uniform.

一方、供給側から水平方向に原料ガスを流した場合、第
3図に示すように、装置本体51内の速度分布は、管摩
擦等の要因により略放物線Pを描(ことが一般に知られ
ている。
On the other hand, when the raw material gas is flowed horizontally from the supply side, as shown in FIG. There is.

このように速度分布が略放物線Pを描くため、特に大型
の気相成長装置において、ウェハ52を載置しているザ
セブタ60表面の半径方向(矢印yで示す方向)の膜厚
分布が不均一となる。
Because the velocity distribution draws a substantially parabolic curve P in this way, the film thickness distribution in the radial direction (direction indicated by arrow y) on the surface of the converter 60 on which the wafer 52 is placed is uneven, especially in large-sized vapor phase growth apparatuses. becomes.

膜厚分布を均一化する方策としては、装置本体の側壁部
に複数個のノズルを設け、これらノズルから吐出される
流量を適宜調整して速度分布の均一化を図る手段が知ら
れている(図示せず)。
A known method for making the film thickness distribution uniform is to provide a plurality of nozzles on the side wall of the device body and appropriately adjust the flow rate discharged from these nozzles to make the velocity distribution uniform ( (not shown).

しかし、ノズルの流量を高精度で調整することは、技術
的に困難であり、かなり良く調整した場合においても偏
流(片流れ)することがあった。
However, it is technically difficult to adjust the flow rate of the nozzle with high precision, and even when the flow rate is adjusted fairly well, there may be uneven flow (one-sided flow).

このように偏流が生じた場合、渦流が発生するなど膜形
成において種々の不都合が生じ、均一な膜厚分布を有す
るエピタキシャル膜が得られないという問題点があった
When such a biased flow occurs, various problems occur in film formation, such as generation of eddies, and there is a problem that an epitaxial film having a uniform film thickness distribution cannot be obtained.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、lR本体内における原料ガスの速度分布を均一化し
、均一な膜厚分布を有するエピタキシャル膜をウェハ表
面に形成することができる気相成長装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of these problems, and it is a gas that can uniformize the velocity distribution of the source gas within the IR body and form an epitaxial film with a uniform thickness distribution on the wafer surface. The purpose of the present invention is to provide a phase growth device.

課題を解決するための一段 上記目的を達成するために本発明に係る気相成長装置は
、装置本体内に配置されたウェハ表面に対して原料ガス
が略水平方向から流され、前記ウェハ表面にエピタキシ
ャル膜が形成される気相成長装置において、前記ウェハ
を載置するサセプタと前記原料ガスの導入孔との間であ
って、前記装置本体の壁部に複数個の吸気口が配設され
ると共に、圧力を計測する複数個の圧力計が前記壁部に
対向する壁部に設けられ、かつ前記複数個の圧力計の計
測値に基づいて前記装置本体内の圧力を制御する制御機
構が、前記吸気口に接続されていることを特徴とし、 また、前記制御機構に吸気量計測用の流量測定器が含ま
れていることを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, a vapor phase growth apparatus according to the present invention has a vapor phase growth apparatus according to the present invention, in which a source gas is flowed from a substantially horizontal direction to a wafer surface disposed in an apparatus main body, and a source gas is flowed onto the wafer surface. In a vapor phase growth apparatus in which an epitaxial film is formed, a plurality of intake ports are provided in a wall of the apparatus main body between a susceptor on which the wafer is placed and an introduction hole for the source gas. In addition, a plurality of pressure gauges for measuring pressure are provided on a wall portion opposite to the wall portion, and a control mechanism controls the pressure within the device main body based on the measured values of the plurality of pressure gauges, It is characterized in that it is connected to the intake port, and that the control mechanism includes a flow meter for measuring the amount of intake air.

伍■ 一般に非粘性流体の場合、以下に示すベルヌーイの式が
成立することが知られている。
5■ It is generally known that the following Bernoulli equation holds true for inviscid fluids.

P+ (pv2/ 2 )+pgZ=一定・・・■ここ
で、P:圧力、ρ;流体密度、■=流速、Z;高さ、g
:重力加速度 水平式気相成長装置内においては高さ方向の偏位がない
からZ=0である。したがって、圧力Pを測定すればエ
ピタキシャル膜の成長速度を律する流速が求まる。すな
わち、圧力を適宜制御することにより、該圧力に応じて
流速が制御されることとなる。
P+ (pv2/2)+pgZ=constant...■Here, P: pressure, ρ: fluid density, ■=flow velocity, Z: height, g
:Z=0 because there is no deviation in the height direction in the gravitational acceleration horizontal vapor growth apparatus. Therefore, by measuring the pressure P, the flow rate that controls the growth rate of the epitaxial film can be determined. That is, by appropriately controlling the pressure, the flow rate can be controlled in accordance with the pressure.

したがって、上記構成によれば、装置本体の壁部に配設
された複数個の吸気口の圧力が、前記壁部に対向する壁
部に設けられた圧力計により計測され、さらにこれら圧
力計測値に基づいて装置本体内の圧力を制御する制御機
構が、前記吸気口に接続されているので、前記装置本体
内における圧力分布の均一化が可能となる。
Therefore, according to the above configuration, the pressure of the plurality of intake ports arranged on the wall of the main body of the device is measured by the pressure gauge provided on the wall opposite to the wall, and furthermore, these pressure measurement values are Since a control mechanism that controls the pressure within the apparatus main body based on the above is connected to the intake port, it is possible to equalize the pressure distribution within the apparatus main body.

そして、前記装置本体内における圧力分布が均一化され
ることにより、原料ガスの流速分布が均一化され、均一
な膜厚分布を有するエピタキシャル膜がウニ八表面に形
成される。
By equalizing the pressure distribution within the apparatus main body, the flow velocity distribution of the raw material gas is equalized, and an epitaxial film having a uniform thickness distribution is formed on the surface of the sea urchin.

また、吸気量計測用の流量測定器が前記制御機構に含ま
れているので、前記吸気量の計測値を前記原料ガスの供
給側に適宜フィードバックさせることが可能となる。し
たがって、装置本体内に導入される原料ガスの流量を常
に一定流量に保つことが可能となり、装置本体内に導入
される原料ガスの流量変動を防止することができる。
Furthermore, since the control mechanism includes a flow meter for measuring the amount of intake air, it is possible to appropriately feed back the measured value of the amount of intake air to the source gas supply side. Therefore, it is possible to always keep the flow rate of the source gas introduced into the apparatus main body at a constant flow rate, and it is possible to prevent fluctuations in the flow rate of the source gas introduced into the apparatus main body.

亙血舅 以下、本発明に係る気相成長装置の実施例を図面に基づ
き詳説する。
Hereinafter, embodiments of the vapor phase growth apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図及び第2図において、1は本発明に係る気相成長
装置の一例としての水平式気相成長装置であって、石英
製の装置本体2と、複数個のウェハ3・・・を表面に載
置するサセプタ4と、装置本体2の上方及び下方に配設
されて該装置本体2内部を加熱するヒータ部5と、先端
にガスノズル部6が設けられて原料ガス(キャリヤガス
を含む)を装置本体2内に供給する注入配管7と、前記
原料ガスの装置本体2内における圧力を適宜制御する制
御機構8とを主要部として構成されている。
1 and 2, reference numeral 1 denotes a horizontal vapor phase growth apparatus as an example of a vapor phase growth apparatus according to the present invention, which comprises an apparatus main body 2 made of quartz and a plurality of wafers 3... A susceptor 4 is placed on the surface, a heater section 5 is disposed above and below the device main body 2 to heat the inside of the device main body 2, and a gas nozzle section 6 is provided at the tip of the susceptor 4, which contains raw material gas (including carrier gas). ) into the apparatus main body 2, and a control mechanism 8 that appropriately controls the pressure of the raw material gas in the apparatus main body 2.

装置本体2は、断面矩形形状の反応管9と、注入配管7
が接続される側壁部10と、未反応の原料ガスを矢印六
方向に排気する排気部11とから構成されている。
The apparatus main body 2 includes a reaction tube 9 having a rectangular cross section and an injection pipe 7.
and an exhaust section 11 that exhausts unreacted raw material gas in the six directions of arrows.

反応管9の底板25には第1〜第5の吸気口12a〜1
2eが配設されている。具体的には、これら吸気口12
a〜12eは、注入配管7に連なる原料ガスの導入孔と
サセプタ4の中間位置であってサセプタ4近傍、かつ装
置本体2の幅方向(矢印Yで示す)に一定間隔を有して
配設されている。さらに前記吸気口12a〜12eの対
向位置には装置本体内の圧力を計測する第1〜第5の圧
力計13a〜13eが設けられている。尚、吸気口及び
圧力計がサセプタ4近傍に設けられているのは、サセプ
タ4上におけ、る圧力とできるだけ近い圧力を計測して
圧力を制御するのが装置本体2内の原料ガスの流速分布
を制御するのに有利なためである。
The bottom plate 25 of the reaction tube 9 has first to fifth intake ports 12a to 1.
2e is arranged. Specifically, these intake ports 12
a to 12e are arranged at intermediate positions between the raw material gas introduction hole connected to the injection pipe 7 and the susceptor 4, near the susceptor 4, and at regular intervals in the width direction of the device main body 2 (indicated by arrow Y). has been done. Further, first to fifth pressure gauges 13a to 13e for measuring the pressure inside the main body of the apparatus are provided at positions facing the intake ports 12a to 12e. The reason why the suction port and the pressure gauge are provided near the susceptor 4 is to measure the pressure as close as possible to the pressure on the susceptor 4 and control the pressure in order to control the flow rate of the raw material gas in the device main body 2. This is because it is advantageous for controlling the distribution.

この実施例では、第2図に示したように、吸気口12a
−12eが平面視直線状に配設されているが、別の実施
例ではサセプタ4の外周に沿って半円形状に配設されて
いてもよい。
In this embodiment, as shown in FIG.
-12e are arranged linearly in plan view, but in another embodiment, they may be arranged semicircularly along the outer periphery of the susceptor 4.

また、吸気口と圧力計との位置関係は必ずしも上下に略
対向する位置でなくてもよい。両者の位置がずれていて
も補正を加えることにより原料ガスの流速分布の均一化
は可能である。
Further, the positional relationship between the intake port and the pressure gauge does not necessarily have to be such that they are substantially vertically opposed to each other. Even if the positions of the two are shifted, it is possible to make the flow velocity distribution of the source gas uniform by making corrections.

サセプタ4は、炭化ケイ素を被覆した炭素からなり、平
面視円形状に形成されて矢印C方向に回転可能とされて
いる。14は該サセプタ4の軸受シール部である。
The susceptor 4 is made of carbon coated with silicon carbide, has a circular shape in plan view, and is rotatable in the direction of arrow C. 14 is a bearing seal portion of the susceptor 4.

ヒータ部5は、複数個、の赤外線ランプ15・・・と、
これら赤外線ランプ15・・・の熱を反射して装置本体
2内部の加熱に寄与する反射板16とを主要部として構
成されている。
The heater section 5 includes a plurality of infrared lamps 15...
It is constructed mainly of a reflecting plate 16 that reflects the heat of these infrared lamps 15 and contributes to heating the inside of the device main body 2.

しかして、制御機構8は、吸気口12a〜12eからの
排気流量を制御する第1〜第5の流量調整弁17a〜1
7eと、前記吸気口12a〜12eからの流量を計測す
る流量測定器18と、装置本体2に供給される原料ガス
の流量を制御する流量制御部19とを主要部として構成
されている。また、前記流量調整弁17a〜17eをそ
の中間位置に備えた第1〜第5の吸気管20a〜20e
は、−本の吸気配管21に合流されて流量測定器18に
接続されている。
Thus, the control mechanism 8 controls the first to fifth flow rate regulating valves 17a to 1 which control the exhaust flow rate from the intake ports 12a to 12e.
7e, a flow rate measuring device 18 that measures the flow rate from the intake ports 12a to 12e, and a flow rate control section 19 that controls the flow rate of the raw material gas supplied to the apparatus main body 2. Further, first to fifth intake pipes 20a to 20e are provided with the flow rate regulating valves 17a to 17e at intermediate positions.
are joined to the - intake pipes 21 and connected to the flow rate measuring device 18.

さらに、前記流量制御部19は、注入配管7中に設けら
れ、装置本体2への供給流ff1V。を制御する第1の
流量制御器23aと、矢印E方向に原料ガスの一部を排
気する排気流量V Eを制御する第2の流量制御器23
bとを備えている。
Further, the flow rate control section 19 is provided in the injection pipe 7 and controls the supply flow ff1V to the apparatus main body 2. A first flow rate controller 23a that controls the exhaust flow rate VE for exhausting part of the source gas in the direction of the arrow E, and a second flow rate controller 23 that controls the exhaust flow rate VE for exhausting part of the source gas in the direction of the arrow E.
b.

このように構成された気相成長装置においては、以下の
ようにしてエピタキシャル膜がウニ八表面に形成される
In the vapor phase growth apparatus configured in this manner, an epitaxial film is formed on the surface of the sea urchin in the following manner.

まず、複数個のウェハ3・・・をサセプタ4に載置した
後、サセプタ4を矢印C方向に回転駆動させると共に、
ヒータ部5の電源を「○NJt、てウェハ3・・・及び
サセプタ4を約1000°Cに加熱する。そしてこの後
、5IH4,5IC14等のシリコン系ガスと1(2、
He等のキャリヤガスとからなる原料ガスを矢印り方向
から搬送する。そして、この原料ガスがウェハ3・・・
の上面に到達すると、ヒータ部5からの熱によって前記
シリコン系ガスが分解反応を起こし、シリコンがウェハ
3・・・の表面に堆積し、エビクキシャルl莫が形成さ
れる。
First, after placing a plurality of wafers 3 on the susceptor 4, the susceptor 4 is rotated in the direction of arrow C, and
Heat the wafer 3... and susceptor 4 to about 1000°C by turning the power supply of the heater section 5 on.
A raw material gas consisting of a carrier gas such as He is conveyed from the direction of the arrow. Then, this raw material gas is used for wafer 3...
When reaching the upper surface of the wafer 3, the silicon-based gas undergoes a decomposition reaction due to the heat from the heater section 5, and silicon is deposited on the surface of the wafer 3, forming an eclipse.

しかして、本発明においては、均一な膜厚分布が得られ
るように、制御機構8を介して装置本体2内における各
点の圧力を均一化し、装置本体2内における原料ガスの
速度分布の均一化がなされるように構成されている。
Therefore, in the present invention, in order to obtain a uniform film thickness distribution, the pressure at each point within the apparatus main body 2 is made uniform via the control mechanism 8, and the velocity distribution of the raw material gas within the apparatus main body 2 is made uniform. It is structured so that the

以下、該制御機構8について説明する。The control mechanism 8 will be explained below.

注入配管7の先端に設けられたガスノズル部6から装置
本体2内に原料ガスが供給されると、般には「従来技術
とその課題」の項で述べたように、速度分布は放物線P
を描く(第3図参照)。
When raw material gas is supplied into the apparatus main body 2 from the gas nozzle section 6 provided at the tip of the injection pipe 7, the velocity distribution generally follows a parabola P, as described in the section of "Prior art and its problems".
(See Figure 3).

すなわち、第3の吸気口L2cに相当する中央部の位置
で流速が最大となり、「作用」の項で述べたベルヌーイ
の式(0式)により、この第3の吸気口12cに相当す
る位置で圧力は最低になる。
In other words, the flow velocity is maximum at the central position corresponding to the third intake port L2c, and according to the Bernoulli equation (equation 0) described in the "effect" section, the flow velocity is maximum at the position corresponding to the third intake port 12c. pressure is at its lowest.

そこで、第3の流量調整弁17cを「開」状態にし、一
部の原料ガスを第3の吸気口17cから排気させると、
前記中央部において、流速は低下する一方、圧力は上昇
する。そして、本発明においては、第1〜第5の圧力計
13a〜13eにより計測された圧力値がすべて同一圧
力となるように第1〜第5の流量調整弁17a〜17e
の開度調整が行なわれ、装置本体2内における圧力分布
の均一化がなされる。例えば、第1の吸気口12a及び
第5の吸気口12eの圧力が所望の設定圧力である場合
、前記第3の吸気口12cの圧力値が第3の圧力計13
cにより計測されると、該圧力値が電気信号に変換され
て第3の流量調整弁17Cに入力される。そして、該第
3の流量調整弁17cの開度が前記電気信号に応じて変
動し、第1の圧力計13a及び第5の圧力計13eと同
一の圧力値となるように開度が調整され、装置本体2内
の圧力分布の均一化がなされるのである。
Therefore, when the third flow rate regulating valve 17c is set to the "open" state and a part of the raw material gas is exhausted from the third intake port 17c,
In the central region, the flow rate decreases while the pressure increases. In the present invention, the first to fifth flow rate regulating valves 17a to 17e are arranged such that the pressure values measured by the first to fifth pressure gauges 13a to 13e are all the same pressure.
The opening degree is adjusted, and the pressure distribution within the device main body 2 is made uniform. For example, when the pressures at the first intake port 12a and the fifth intake port 12e are at desired set pressures, the pressure value at the third intake port 12c is determined by the third pressure gauge 13.
When measured by c, the pressure value is converted into an electrical signal and input to the third flow rate regulating valve 17C. Then, the opening degree of the third flow rate regulating valve 17c varies according to the electric signal, and the opening degree is adjusted so that the pressure value is the same as that of the first pressure gauge 13a and the fifth pressure gauge 13e. , the pressure distribution within the device main body 2 is made uniform.

また、装置本体2内に供給される原料ガスの供給流MV
oは、流量制御部19を介して一定流量となるようにi
ll f卸することができる。すなわち、例えば、上記
第3の流量調整弁17cを「開」状態とした場合、第3
の吸気口L2cから流量VXが排気されるため、前記原
料ガスの供給流量v。
In addition, the supply flow MV of the raw material gas supplied into the apparatus main body 2
o is controlled via the flow rate control unit 19 so that the flow rate is constant.
ll f can be sold. That is, for example, when the third flow rate regulating valve 17c is set to the "open" state, the third
Since the flow rate VX is exhausted from the intake port L2c, the supply flow rate v of the raw material gas.

が変動する虞があるが、本実施例では流量制御部19を
介して前記供給流By。が常に一定流量となるように匍
■卸される。
Although there is a possibility that the supply flow By may vary, in this embodiment, the supply flow By is controlled via the flow rate control section 19. is discharged so that the flow rate is always constant.

すなわち、所望の供給流量がV。である場合、矢印り方
向から搬送される原料ガスの流量を■に設定すると共に
(V>Vo)、流ZVA (=V−V、)をV A> 
V xの条件下、第2の流量制御器23bから排気して
おく。そして前記第3の吸気口12cから排気される流
量Vxが、流量測定器】8により検知されると、該流量
VXが電気信号に変換されて第2の7M量制御器23b
に送信される。そして、該第2の流量制御器23bから
排気される流量がV、=VA−V、に設定され、供給流
iV。は常に所望の一定流量に保持される。つまり、第
2の流量制御器23bから排気される流量を第3の吸気
口17cから排気された流量VXだけ初期の排気流量v
Aから減らずことにより、供給流量V。を常に所望流量
に維持することができるのである。
That is, the desired supply flow rate is V. In this case, the flow rate of the raw material gas conveyed from the direction of the arrow is set to (V>Vo), and the flow rate ZVA (=V-V,) is set to VA>
Under the condition of Vx, the second flow rate controller 23b is evacuated. When the flow rate Vx exhausted from the third intake port 12c is detected by the flow rate measuring device 8, the flow rate VX is converted into an electric signal and sent to the second 7M amount controller 23b.
sent to. Then, the flow rate exhausted from the second flow rate controller 23b is set to V, =VA-V, and the supply flow iV. is always maintained at the desired constant flow rate. In other words, the flow rate exhausted from the second flow rate controller 23b is increased by the flow rate VX exhausted from the third intake port 17c, which is the initial exhaust flow rate v.
By not decreasing from A, the supply flow rate V. can always be maintained at the desired flow rate.

このように上記実施例においては、供給流量voが常に
一定流量に保持されると共に、複数個の圧力計13a〜
13eにより計測された測定値が全て同一値となるよう
に制御する制御機構8が設けられているので、装置本体
2内の圧力分布が均−化され、したがって、装置本体2
内における原料ガスの速度分布も均一化され、供給流量
が変化することもない。すなわち、膜の成長速度が均一
化され、サセプタ4に載置されたウェハ3表面には均一
な膜厚分布を有するエピタキシャル膜が形成され、信頼
性の高い高品質のCCD等のICデバイスを得ることが
できる。
In this way, in the above embodiment, the supply flow rate vo is always maintained at a constant flow rate, and the plurality of pressure gauges 13a to
Since the control mechanism 8 is provided to control the measurement values measured by the device 13e to be all the same value, the pressure distribution inside the device body 2 is equalized, and therefore the pressure distribution inside the device body 2 is equalized.
The velocity distribution of the raw material gas within the chamber is also made uniform, and the supply flow rate does not change. That is, the growth rate of the film is made uniform, and an epitaxial film having a uniform film thickness distribution is formed on the surface of the wafer 3 placed on the susceptor 4, thereby obtaining a highly reliable and high quality IC device such as a CCD. be able to.

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく要旨
を逸脱しない役回において変更可能なことはいうまでも
ない。上記実施例では第1及び第5の吸気口20a、2
0eの圧力を所望圧力としたが、その他の吸気口、例え
ば第2の吸気口20bや第4の吸気口20dを所望圧力
としても、同様に装置本体2内の圧力を容易に均一化す
ることができる。また、吸気口を反応管9の底板25に
形成する代わりに、反応管9の上板26に形成すると共
に、圧力計を反応管9の底板25に取り付けても上記実
施例と同様、本発明の作用効果を奏することができる。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and may be modified without departing from the scope of the invention. In the above embodiment, the first and fifth intake ports 20a, 2
Although the pressure at 0e is set as the desired pressure, the pressure inside the main body 2 of the device can be easily equalized in the same way even if other intake ports, such as the second intake port 20b and the fourth intake port 20d, are set to the desired pressure. I can do it. Furthermore, instead of forming the intake port on the bottom plate 25 of the reaction tube 9, it may be formed on the top plate 26 of the reaction tube 9 and a pressure gauge may be attached to the bottom plate 25 of the reaction tube 9. It is possible to achieve the following effects.

また、本発明は、吸気口を5個以上設けた場合について
も同様に高精度の圧力制御を施すことができるのはいう
までもなく、速度分布の不均一化を招来し易い大型装置
に好都合なものである。
Furthermore, it goes without saying that the present invention can similarly perform highly accurate pressure control even when five or more intake ports are provided, and is advantageous for large-sized devices that tend to cause non-uniform velocity distribution. It is something.

さらに、上記実施例においては、吸気口と圧力計とを上
下対向する位置に設け、各吸気口に相当する位置の圧力
が同一となるように制御し、原料ガスの流速分布の均一
化を図った。しかし、吸気口と圧力計の位置は必ずしも
上下対向する位置でなくてもよく、前述のように、吸気
口をサセプタの外周に沿って設けてもよい。この場合、
各圧力計の計測値が同一値となるように制御すれば、ザ
セブタ上における原料ガスの流速分布はより一層均−化
されたものとなり、ウニへ表面にはより層均−化された
エピタキシャル膜を形成することができる。
Furthermore, in the above embodiment, the suction ports and the pressure gauges are provided at vertically opposing positions, and the pressure at the position corresponding to each suction port is controlled to be the same, thereby making the flow velocity distribution of the raw material gas uniform. Ta. However, the positions of the intake port and the pressure gauge do not necessarily have to be vertically opposed, and the intake port may be provided along the outer periphery of the susceptor, as described above. in this case,
If the measured values of each pressure gauge are controlled to be the same value, the flow velocity distribution of the raw material gas on the surface of the sea urchin will become even more uniform, and the surface of the sea urchin will have a more even layer of epitaxial film. can be formed.

また、本発明では圧力が高い領域のガスを吸弓し、流速
分布の均一化を図っている。しがし、圧力が低い領域に
原料ガスを供給する方法でも流速分布の均一化を図るこ
とができる。この場合には装置本体2内に堆積している
粒子が導入ガスにょって巻き上げられエピタキシャル膜
を汚染しないように配慮する必要がある。
Further, in the present invention, the gas in the high pressure region is sucked to make the flow velocity distribution uniform. However, it is also possible to make the flow velocity distribution uniform by supplying the raw material gas to a region where the pressure is low. In this case, care must be taken to prevent the particles deposited in the apparatus main body 2 from being rolled up by the introduced gas and contaminating the epitaxial film.

l」ユ四】 以上詳述したように本発明に係る気相成長装置は、複数
個の吸気口が前記装置本体の壁部に配設されると共に、
圧力を計測する複数個の圧力計が前記壁部に対向する壁
部に設けられている。さらに、前記複数個の圧力計の計
測値に基づいて装置本体内の圧力を制御する制御機構が
前記吸気口に接続されているので、装置本体内の圧力分
布を均一化することができ、装置本体内における原料ガ
スの速度分布の均一化を容易に図ることができる。
As described in detail above, the vapor phase growth apparatus according to the present invention includes a plurality of air inlets arranged on the wall of the main body of the apparatus, and
A plurality of pressure gauges for measuring pressure are provided on a wall opposite to the wall. Furthermore, since a control mechanism that controls the pressure inside the device main body based on the measured values of the plurality of pressure gauges is connected to the intake port, the pressure distribution inside the device main body can be made uniform, and the device The velocity distribution of the raw material gas within the main body can be easily made uniform.

したがって、膜の成長速度も均一化され、サセプタに載
置されたウニ八表面には均一な膜厚を有するエピタキシ
ャル膜を形成することができる。
Therefore, the growth rate of the film is also made uniform, and an epitaxial film having a uniform thickness can be formed on the surface of the sea urchin placed on the susceptor.

このように本発明に係る気相成長装置によれば、装置本
体内の圧力分布を均一化することにより、装置本体内に
おいて原料ガスの流速は偏流することなく容易に均一化
され、ウニ八表面には均一な膜厚分布を有するエピタキ
シャル膜が形成され、CCD等ICデバイスの性能向上
に寄与するという顕著な効果がある。
As described above, according to the vapor phase growth apparatus according to the present invention, by equalizing the pressure distribution within the apparatus main body, the flow velocity of the raw material gas within the apparatus main body can be easily uniformized without uneven flow, and the This has the remarkable effect that an epitaxial film having a uniform thickness distribution is formed and contributes to improving the performance of IC devices such as CCDs.

また、吸気量計測用の流量測定器が前記制御機構に含ま
れることにより、吸気量の計測値を原料ガスの供給伸1
に適宜フィードバックさせることが可能となる。すなわ
ち、前記流in測定器が制御(幾構に含まれることによ
り、装置本体内に導入される原料ガスの流量を常に一定
流量に保つことが可能となり、装置本体内に導入される
原料ガスの流量変動を防止することができ、装置本体内
におり−3る圧力分布の均一化を容易になすことができ
る。
Furthermore, by including a flow meter for measuring the amount of intake air in the control mechanism, the measured value of the amount of intake air can be adjusted to
It is possible to provide feedback as appropriate. In other words, by including the flow in measuring device in the control system, it is possible to always maintain a constant flow rate of the raw material gas introduced into the apparatus main body, and the flow rate of the raw material gas introduced into the apparatus main body is controlled. Fluctuations in flow rate can be prevented, and the pressure distribution within the device body can be easily made uniform.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る一実施例を示す正面断面図、第2
図は第1図の平面断面図、第3図は装置本体内における
一般的な速度分布を示す速度分布図である。
FIG. 1 is a front sectional view showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a plan sectional view of FIG. 1, and FIG. 3 is a velocity distribution diagram showing a general velocity distribution within the main body of the apparatus.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)装置本体内に配置されたウェハ表面に対して原料
ガスが略水平方向から流され、前記ウェハ表面にエピタ
キシャル膜が形成される気相成長装置において、 前記ウェハを載置するサセプタと前記原料ガスの導入孔
との間であって、前記装置本体の壁部に複数個の吸気口
が配設されると共に、圧力を計測する複数個の圧力計が
前記壁部に対向する壁部に設けられ、 かつ、前記複数個の圧力計の計測値に基づいて前記装置
本体内の圧力を制御する制御機構が、前記吸気口に接続
されていることを特徴とする気相成長装置。
(1) In a vapor phase growth apparatus in which a source gas is flowed in a substantially horizontal direction onto a wafer surface disposed in an apparatus main body to form an epitaxial film on the wafer surface, the susceptor on which the wafer is placed; A plurality of intake ports are provided on the wall of the main body of the apparatus between the source gas introduction hole and a plurality of pressure gauges for measuring pressure are provided on the wall opposite to the wall. A vapor phase growth apparatus, further comprising a control mechanism that controls the pressure within the apparatus main body based on measured values of the plurality of pressure gauges and is connected to the intake port.
(2)制御機構に吸気量計測用の流量測定器が含まれて
いることを特徴とする請求項1記載の気相成長装置。
(2) The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein the control mechanism includes a flow rate measuring device for measuring the amount of intake air.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0709489A1 (en) * 1994-10-25 1996-05-01 Shin-Etsu Handotai Company Limited Method and apparatus for vapor phase growth
JP2003068711A (en) * 2001-08-23 2003-03-07 Tokyo Electron Ltd Vacuum processor and vacuum processing method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0709489A1 (en) * 1994-10-25 1996-05-01 Shin-Etsu Handotai Company Limited Method and apparatus for vapor phase growth
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