JPH0371622A - 気相成長装置 - Google Patents

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】 〔概　要］ 気相成長装置、特に、ウェーハ上に膜を成長する際に用
いるＣＶＤ装置に関し、 成長膜の膜特性分布の均一化のために膜成長時に上記ウ
ェーハを回転させるものであっても、該均一化の一層な
る向上のために、該ウェーハ上の反応ガス流分布を均一
になし得るようにすることを目的とし、 反応室と、サセプタと、ガス供給管と、複数の排気管と
、個々の排気管に接続された流量調整パルプとを有し、
反応室は、密閉容器であって、内部にサセプタとガス供
給管の一部と排気管の一部とが配置されるものであり、
サセプタは、膜成長対象のウェーハを載せるもので、円
板状をなして回転可能なものであり、ガス供給管は、そ
のガス流出口がサセプタの周囲近傍に配置されて、反応
ガスをサセプタの面上に向けて供給するものであり、複
数の排気管は、それぞれのガス流入口がサセプタの周囲
近傍における上記ガス流出口との対向部に横並びに配置
されて、それぞれが主としてサセプタ面上のガスを吸入
して排気するものであり、流Ｍ調整バルブは、それが接
続された個々の排気管の排気量を制御するものであって
、個々の排気管の間で排気量に差を設けることにより、
サセプタと共に回転する上記ウェーハ上の反応ガス流分
布を均一になし得るように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、気相成長装置に係り、特に、ウェーハ上に膜
を成長する際に用いるＣＶＤ　（化学気相成長）装置に
関する。

上記ＣＶＤ装置は、半導体装置製造のウェーハプロセス
などに用いられるものであり、大型ウェーハ処理や大ス
ルーブツトの要望に応えながら、一方では半導体素子の
微細化高集積化のために、成長膜の膜特性（膜質及び膜
厚）分布をより一層均−になし得ることが望まれている
。

〔従来の技術〕

大型ウェーハ処理及び大スループットの要望に応えるＣ
ＶＤ装置の従来例は、第３図の模式断面図及び第４図の
模式平面図に示される。

同図において、ｌは反応室、２はサセプタ、３はガス供
給管、４は排気管、である。

反応室ｌは、密閉容器で、内部にサセプタ２とガス供給
管３の一部と排気管４の一部が配置されている。

サセプタ２は、膜成長対象のウェーハＷを載せるもので
、円板状をなし、複数個が支柱５により適宜間隔で縦方
向に積層固定されて、回転軸６の回転により回転する構
造になっている。モして膜成長の際には、ＲＦコイル７
により誘導加熱されてウェーハＷを成長温度に加熱する
。

ガス供給管３は、反応室１の外から一部が反応室１の内
部に入り込み、そのガス流出口３ａが各サセプタ２の周
囲近傍に縦方向−列に配置されて、反応ガスを各サセプ
タ２の面上即ち各ウェーハＷの面上に向けて供給する。

排気管４は、反応室１の外から一部が反応室ｌの内部に
入り込み、そのガス流入口４ａが各サセプタ２の周囲近
傍の上記ガス流出口３ａに対向する位置に縦方向−列に
配置されて、主として各サセプタ２の面上のガスを吸入
して反応室１の外に排気する。

膜成長は、ウェーハＷをサセプタ２に載せて加熱し且つ
回転させながら、ガス供給管３からの反応ガス供給と排
気管４による排気とを連続的に行うことによってなされ
る。即ち、ガス供給管３から供給された反応ガスが、ウ
ェーハＷの上を流れながらウェーハＷの熱により反応し
て反応生成物をウェーハＷ上に堆積させるのである。そ
の際の成長ガス圧力（反応室ｌ内の圧力）は、ガス供給
管３からのガス供給と排気管４による排気とのバランス
によって調整する。ここで、ウェーハＷを回転させるの
は、大型のウェーハＷに対して成長膜の膜特性分布を均
一にさせるためである。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、成長膜の膜特性分布が均一になるためには、ウェ
ーハＷ上の反応ガス流の分布が均一である必要がある。

しかしながら、上述したＣＶＤ装置従来例では、サセプ
タ２と共にウェーハＷが回転するために、ガス供給管３
からの反応ガス流が上記回転に引きずられて排気管４よ
り回転上手の周辺部で多くなり、成長膜の膜厚が中央部
で薄くなる傾向を示して膜特性分布が十分に均一になり
得ない問題を有する。

そこで本発明は、気相成長装置、特に、ウェーハ上に膜
を成長する際に用いるＣＶＤ装置に関して、膜成長時に
上記ウェーハを回転させるものであっても、該ウェーハ
上の反応ガス流分布を均一になし得るようにすることを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、反応室と、サセプタと、ガス供給管と、複
数の排気管と、個々の排気管に接続された流！調整バル
ブとを有し、 反応室は、密閉容器であって、内部にサセプタとガス供
給管の一部と排気管の一部とが配置されるものであり、 サセプタは、膜成長対象のウェーハを載せるもので、円
板状をなして回転可能なものであり、ガス供給管は、そ
のガス流出口がサセプタの周囲近傍に配置されて、反応
ガスをサセプタの面上に向けて供給するものであり、 複数の排気管は、それぞれのガス流入口がサセプタの周
囲近傍における上記ガス流出口との対向部に横並びに配
置されて、それぞれが主としてサセプタ面上のガスを吸
入して排気するものであり、流量調整バルブは、それが
接続された個々の排気管の排気量を制御するものであっ
て、個々の排気管の間で排気量に差を設けることにより
、サセプタと共に回転する上記ウェーハ上の反応ガス流
分布を均一になし得る本発明の気相成長装置によって達
成される。

〔作　用〕

従来例の先に述べた問題は、ウェーハＷの回転により、
ウェーハＷ上の反応ガス流が排気管４より回転上手の周
辺部で多く中央部で少なくなることに起因している。

本発明は、この点に着目して、従来例の排気管位置より
回転下手でもガスを吸入するように排気管を複数にして
そのガス流入口を横並びに配置したものであり、回転下
手側の排気がガス供給管からウェーハ面上に供給された
ガスの流れをウェーハの中央側に引き寄せることを利用
して、回転下手側の排気量を上手側よりも多くすること
により、ウェーハ上の反応ガス流分布の均一化を図るこ
とができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について第１図の模式平面図及び第
２図の模式断面図を用いて説明する。全図を通し同一符
号は同一対象物を示す。

同図において、この実施例は、先に第３図及び第４図で
説明したＣＶＤ装置従来例の排気管４に隣接させて排気
管４Ａ〜４Ｃを付加したＣＶＤ装置であり、排気管４及
び４Ａ〜４Ｃには、個別に流量調整バルブ８が接続しで
ある。

従って、反応室１、サセプタ２、ガス供給管３、排気管
４、支柱５、回転軸６、ＲＦコイル７は、実施例と同じ
であるので説明を省略する。

排気管４Ａ〜４Ｃは、それぞれが排気管４と同じくガス
吸入口４ａを有して排気管４と同様なものであり、反応
室１内ではサセプタ２の周囲近傍における排気管４より
もサセプタ２の回転下手側に、その回転方向の約３０度
間隔で排気管４と平行させて順次配置されており、排気
管４と同様に主として各サセプタ２の面上のガスを吸入
して反応室ｌの外に排気する。

４個の流量調整バルブ８は、それぞれが接続された個々
の排気管４及び４Ａ〜４Ｃの排気量を個別に制御する。

膜成長は、従来例の場合と同様に、ウェーハＷをサセプ
タ２に載せて加熱し且つ回転させながら、ガス供給管３
からの反応ガス供給と排気管４及び４Ａ〜４Ｃによる排
気とを連続的に行うことによってなされる。成長ガス圧
力は、ガス供給管３からのガス供給と排気管４及び４Ａ
〜４Ｃによる排気とのバランスによって調整する。その
際、排気管４及び４Ａ〜４Ｃの排気量は、成長膜の膜特
性分布を均一にさせるために、排気管４から排気管４Ｃ
にかけて順次に大きくする。

このＣＶＤ装置を用いた成長例は次のようである。

成長条件 ウェーハ（Ｗ）：８インチのＳｔウエーハウェーハの枚
数；ｌＯ枚 成長膜の物質　：Ｓｉエビ層 供給ガスの種類と流量： Ｓｉｚ　　Ｈ＆　　（２００ＣＣＭ　　）　　＋Ｈ２（
２０ＬＭ　　）成長ガス圧力　：５Ｔｏｒｒ 排気管の排気量比： 排気管４　：４Ａ：４Ｂ：４Ｃ＝　ｌ　：　２　：　３
　：　５成長膜度　　　：９００°Ｃ 成長膜の厚さ　＝１．５μｍ 形成されたＳｉエビ層は、結晶欠陥が見いだされず、膜
厚分布が±０．０５μｍ以内に収まっていた。

ちなみに先の従来例を用いて同様な成長を行うと、膜厚
分布が±０．１　μｍとなり、ＣＶＤ装置実施例を用い
ることにより成長膜の膜特性分布をより一層均−にさせ
得ることが判る。

なお、本発明の気相成長装置は、上述の説明から容易に
理解されるように、複数にする排気管の数及びその間隔
が実施例に限定されるものではなく、また、サセプタの
積層段数が任意であって良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の構成によれば、気相成長装
置、特に、ウェーハ上に膜を成長する隙に用いるＣＶＤ
装置に関して、膜成長時に上記ウェーハを回転させるも
のであっても、該ウェーハ上の反応ガス流分布を均一に
なし得るようにすることができて、成長膜の膜特性分布
の一層なる均一化を可能にさせる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の模式平面図、 第２図は実施例の模式断面図、 第３図は従来例の模式断面図、 第４図は従来例の模式平面図、 である。 図において、 １は反応室、 ２はサセプタ、 ３はガス供給管、 ３ａはガス流出口、 ４．４Ａ〜４Ｃは排気管、 ４ａはガス流入口、 ６は回転軸、 ８は流量調整バルブ、 Ｗはウェーハ、 である。 実施例の模式平面図 第　　／　　図 実施例の律４１ｆｒ面図 従来例の楳式断鞘図 第　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 反応室（１）と、サセプタ（２）と、ガス供給管（３）
   と、複数の排気管（４、４Ａ〜４Ｃ）と、個々の排気管
   （４、４Ａ〜４Ｃ）に接続された流量調整バルブ（８）
   とを有し、 反応室（１）は、密閉容器であって、内部にサセプタ（
   ２）とガス供給管（３）の一部と排気管（４、４Ａ〜４
   Ｃ）の一部とが配置されるものであり、サセプタ（２）
   は、膜成長対象のウェーハ（Ｗ）を載せるもので、円板
   状をなして回転可能なものであり、 ガス供給管（３）は、そのガス流出口（３ａ）がサセプ
   タ（２）の周囲近傍に配置されて、反応ガスをサセプタ
   （２）の面上に向けて供給するものであり、複数の排気
   管（４、４Ａ〜４Ｃ）は、それぞれのガス流入口（４ａ
   ）がサセプタ（２）の周囲近傍における上記ガス流出口
   （３ａ）との対向部に横並びに配置されて、それぞれが
   主としてサセプタ（２）面上のガスを吸入して排気する
   ものであり、 流量調整バルブ（８）は、それが接続された個々の排気
   管の排気量を制御するものであって、個々の排気管（４
   、４Ａ〜４Ｃ）の間で排気量に差を設けることにより、
   サセプタ（２）と共に回転する上記ウェーハ（Ｗ）上の
   反応ガス流分布を均一になし得ることを特徴とする気相
   成長装置。