JPH03287772A

JPH03287772A - 枚葉式常圧ｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPH03287772A
Application number: JP9059890A
Authority: JP
Inventors: Nobuhisa Komatsu; 小松　伸壽
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1990-04-05
Filing date: 1990-04-05
Publication date: 1991-12-18

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明はＣＶＤ薄膜形成装置に関する。更に詳細には、
本発明は膜厚の均一性を向上させることのできる枚葉式
常圧ＣＶＤ装置に関する。

［従来技術］薄膜の形成方法として半導体工業において一般に広く用
いられているものの一つに化学的気相成長法（ＣＶＤ：
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　ＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓ　ｉ　ｔ
　１ｏｎ）がある。ＣＶＤとは、ガス状物質を化学反応
で固体物質にし、基板上に堆積することをいう。

ＣＶＤの特徴は、成長しようとする薄膜の融点よりかな
り低い堆積温度で種々の薄膜が得られること、および、
成長した薄膜の純度が高＜、ＳｉやＳｔ上の熱酸化膜上
に成長した場合も電気的特性が安定であることで、広く
半導体表面のパッシベーション膜として利用されている
。

ＣＶＤによる薄膜形成は、例えば約４００℃−５００℃
程度に加熱したウェハに反応ガス（例えば、ＳｉＨ４＋
０２．　またはＳｉＨ４＋ＰＨ３＋０２）を供給して行
われる。上記の反応ガスは反応炉（ベルジャ）内のウェ
ハに吹きつけられ、該ウェハの表面に５ｉ０２あるいは
フォスフオシリケードガラス（ＰＳＧ）またはボロシリ
ケートガラス（ＢＳＧ）の薄膜を形成する。また、Ｓｉ
Ｏ２とＰＳＧまたはＢＳＧとの２層成膜が行われるこ、
ともある。更に、モリブデン、タングステンあるいはタ
ングステンシリサイド等の金属薄膜の形成にも使用でき
る。

ＣＶＤの成膜処理操作には、ウニ／’％−枚毎に成膜す
る枚葉式と、十数枚のウェハを一度に成膜するバッチ式
およびウェハを連続的に搬送しながら成膜する連続式と
がある。枚葉式は大口径ウェハに均一なＣＶＤ膜を形成
するのに適している。

従来の枚葉式常圧ＣＶＤ装置は第３図に示されるように
、上側チャンバ１０と下側チャンバ１２とからなる反応
室の内部に、回転および昇降可能なサセプタ１４が配置
されており、上側チャンバの上面に反応ガス供給手段１
Ｂが配設されている。

このガス供給手段はＳｉＨ＋と０２を別々の１＜イブか
ら供給できるように構成されている。上側チャンバ１０
と下側チャンバ１２とはヒンジ部材２０により接続され
、上側チャンバ１０が開閉可能に構成されている。この
ような構成により反応室内を定期的に清掃することがで
きる。

［発明が解決しようとする課題］第３図のような装置では、ウェハ加熱用のサセプタ１４
の上面は均熱性を高めるために一般的に、炭化ケイ素（
ＳｉＣ）が使用されている。炭化ケイ素を使用するとウ
ェハ１８は均一に加熱されるが、その反面、熱輻射率が
高いために、ガス供給ヘッドおよびその周辺まで加熱し
、デポレートを低下、変動させ、異物を多量に発生させ
る原因にもなっていた。

また、第３図に示されるような装置では、反応ガスがウ
ェハ１８の真上から流下してくるので、ウェハ１８の中
央部の膜厚が厚くなり、周辺部が薄くなる傾向があった
。

従って、本発明の目的は異物を低減させ、膜厚均一性を
向上させることのできる枚葉式常圧ＣＶＤ装置を提供す
ることである。

［課題を解決するための手段］前記問題点を解決し、あわせて本発明の目的を達成する
ための手段として、この発明は、上側チャンバと下側チ
ャンバとからなる反応室内に、回転および昇降可能なサ
セプタが配置されている枚葉式常圧ＣＶＤ装置において
、前記上側チャンバの上面には反応ガス供給手段が配設
されており、サセプタの上面はウエノλ載置領域を除い
てアルミナ溶射によりマスキングされており、上側チャ
ンバの垂直側壁の壁内に冷媒または熱媒循環手段が配設
されていることを特徴とする枚葉式常圧ＣＶＤ装置を提
供する。

前記上側チャンバの内側には、供給された反応ガスの流
れを均一化するための多数の貫通スリットを有する整流
板が該上側チャンバに固着されており、前記貫通スリッ
トの下端寄りガス吹き出し口がガスの流れ方向に向かっ
て２０〜４５＠傾斜していることが好ましい。

［作用］前記のように、本発明のｃｖｏａ置は、ＳｉＣ製ウェハ
加熱用サセプタを、ウェハと接触する部分だけ残してア
ルミナ溶射し、外部への輻射と熱伝導を抑制する。

また、上側チャンバの側壁内には媒体循環手段が配設さ
れているので、冷媒または熱媒を循環させることにより
ガス供給ヘッドの温度を調節し、一定温度に保つことが
できる。

このような構成により、ガスがウェハ表面でのみ反応す
る温度環境が作られ、デボレートの低下、変動および異
物発生が最少限に抑制される。

また、反応ガスの流れを規制するための整流板は、貫通
スリットのガス吹出口がガスの流れ方向に向かって所定
の角度で傾斜されているので、ウェハ全面で均一な流れ
ができ、膜厚の均一性が向ヒされる。

［実施例コ以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について更
に詳細に説明する。

第１図は本発明の枚葉式常圧ＣＶＤ装置の一実施例の概
念図である。

第１図に示される装置において第３図の従来の装置と同
一の部材については第３図で使用された符号と同じ符号
を使用する。

第１図における本発明の枚葉式ＣＶＤ装置も従来の装置
と同様に上側チャンバ１０と下側チャンバ１２とからな
る。上側チャンバ１０と下側チャンバ１２とはヒンジ部
材２０により接続され、上側チャンバ１０が開閉可能に
構成されている。図示されていないが、装置稼働中は、
上側チャンバ１０と下側チャンバ１２とは適当なりラン
プ機構などにより圧締めされている。

サセプタ１４の上面は中央寄りのウェハ載置領域を除き
、その外周縁部分がアルミナ溶射１５によりマスキング
されている。アルミナ溶射被膜の厚さ自体は本発明の必
須要件ではない。必要十分な厚さであればよい。

上側チャンバの垂直側壁１１の壁内には媒体循環用の管
７０が穿設されている。媒体は熱媒または冷媒の何れか
であり、目的に応じて使い分ける。

媒体は液体または気体の何方でもよい。

第２図に示されるように、媒体は入ロア２から入り、管
７０を経て上側チャンバの側壁内を一周し、出ロア４か
ら排出される。管７０の両端側は封止部材７６により閉
塞されている。

上側チャンバ１０の内部には整流板３０が配設されてい
る。整流板３０の上面側にガス拡散空間３２が形成され
ている。

整流板３０のウェハ対向部分には、前記ガス拡散空間３
２から反応空間３８に抜ける多数の貫通孔４０が設けら
れている。また、整流板３０の下端の適当な一箇所に排
気口４２を設ける。この排気口４２は装置の排気ダクト
４４に隣接して設けることが好ましい。整流板の排気口
は装置の排気ダクトに連結し、一体化してはならない。

また、前記貫通孔４０を排気口４２の方向に向けて２０
〜４５″の角度で傾斜させる。傾斜角度が２０″未満で
はガスが水平に流れ、ウェハ表面に接触しない恐れがあ
る。また、傾斜角度が４５°超では垂直吹付けのように
なり膜厚均一性の改善効果が期待できない。貫通孔の吹
き出し角度を２０〜４５°の範囲内にすると、ウェハ全
面で均一なガス流れが形成され、異物発生が抑制される
ばかりか、デポレートも増大させることができる。

反応空間３８内をガスが排気口４２に向かってスムーズ
に流れるようにするため、サセプタ１４を囲む包囲板４
６および４８を設けることが好ましい。包囲板４６とサ
セプタ１４との間には極く僅かな隙間があり、サセプタ
１４の昇降には支障がない。

サセプタ１４はエアシリンダ５０などの常用の昇降機構
により昇降可能に構成されている。エアシリンダ５０は
例えば、支柱６０の下面に配設することが好ましい。成
膜反応を実施する場合にはサセプタを上昇させ、成膜反
応終了後は下降させる。サセプタの上面がゲート部（図
示されていない）の所に達したら下降を停止させる。

サセプタ１４は回転可能に構成されている。例えば、サ
セプタ１４を脚６２により回転板６４に固着し、この回
転板６４と支柱６０の間に自転ベアリング６６を挿入す
る。図示されていない適当な駆動源により回転板６４を
回転させるとサセプタ１４が回転される。サセプタ１４
は成膜反応処理中だけ回転される。

本発明の装置によりＣＶＤ膜を成膜する場合、媒体循環
管７０内に熱媒または冷媒を循環させてガスヘッドの温
度を一定に維持しておく。サセプタ上面にウェハをロー
ディングした後、サセプタ１４が上昇され、整流板３０
の包囲板４６の高さ位置で停止される。反応ガス送入手
段１６がら反応ガス拡散空間３２にガスが送られ、貫通
孔４゜からサセプタ上面に載置されたウェハ１８に流下
する。ウェハ１８はサセプタ１４のヒータ６８により所
定温度にまで加熱されており、加熱ウェハ表面で成膜反
応が行われる。成膜処理中、ウェハはサセプタと共に回
転している。

以上、本発明の好ましい実施例について説明してきたが
、本発明について様々な改変が為し得ることは当業者に
自明である。例えば、整流板の貫通孔は垂直に形成する
こともできる。また、上側チャンバの側壁外周面に加熱
または冷却用ジャケットを設けることにより温度調節を
行うこともできる。

［発明の効果コ以上説明したように、本発明のＣＶＤ装置は、サセプタ
上面の外周縁寄り部分がアルミナ溶射によりマスキング
されており、外部への輻射と熱伝導が抑制される。また
、上側チャンバの側壁内に熱媒または冷媒を循環させる
ことによりガス供給ヘッドの温度が一定に保たれる。そ
の結果、反応ガスがウェハ表面でのみ反応するような温
度環境が形成され、デポレートの低下、変動および異物
発生を最少限に抑えることができる。

更に、反応ガス整流板の貫通スリットのガス吹出口がガ
スの流れ方向に向かって所定の角度で傾斜されているの
で、ウェハ全面で均一な流れができ、膜厚の均一性が向
上される。

また、ウェハ全面で均一な層流ができ、乱流や渦流は出
来ないので、異物の発生が抑制されるばかりか、デポレ
ートを増大させることができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の枚葉式常圧ＣＶＤ装置の一実施例の概
念図であり、第２図は第１図における■−ｎ線に沿った
断面図であり、第３図は従来の枚葉式常圧ＣＶＤ装置の
一例の概念図である。１０・・・上側チャンバ、１２・・・下側チャンバ。１４・・・サセプタ、１５・・・アルミナ溶射部分。１６・・・反応ガス送入手段、１８・・・ウェハ。３０・・・整流板、４０・・・貫通孔。４２・・・排気０．４６および４８・・・包囲板。７０・・・媒体循環管、７２・・・媒体入口。７４・・・媒体出口

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上側チャンバと下側チャンバとからなる反応室内
に、回転および昇降可能なサセプタが配置されている枚
葉式常圧ＣＶＤ装置において、前記上側チャンバの上面
には反応ガス供給手段が配設されており、サセプタの上
面はウェハ載置領域を除いてアルミナ溶射によりマスキ
ングされており、上側チャンバの垂直側壁の壁内に冷媒
または熱媒循環手段が配設されていることを特徴とする
枚葉式常圧ＣＶＤ装置。
（２）該上側チャンバの内側には、供給された反応ガス
の流れを均一化するための多数の貫通スリットを有する
整流板が該上側チャンバに固着されており、前記貫通ス
リットの下端寄りガス吹き出し口がガスの流れ方向に向
かって２０〜４５°傾斜していることを更に特徴とする
請求項１の枚葉式常圧ＣＶＤ装置。