JPH0383897A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、気相成長装置に関し、特にウェーハ上に膜
を形成する場合、膜厚１Ｈ質を均一にすることができる
気相成長装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図は従来の気相成長装置の断面側面図である。ウェ
ーハ加熱ステージ１上に設置されたウェーハ２は加熱さ
れる。ガスヘッド３にはガス注入孔３ａから反応ガス３
Ｉ）が注入される。反応ガス３ｂは通常Ｎ２などの不活
性ガスで希釈されて使用される。反応ガス３ｂはガス噴
出孔４を介してウェーハ２の表面に噴きつけられる。噴
出孔４からの反応ガス３ｂは熱化学反応によりウェーハ
２表面に反応生成膜として付着する。未反応のまま残さ
れた反応ガス３ｂは、ウェーハ２の外周方向に設けられ
た排気孔５から外部へ排出される。

ガス噴出孔４はＡ−Ａ線での断面平面図である第８図に
示すように、ウェーハ２全面を覆うように設けられてお
り、こうすることにより反応ガス３ｂをウェーハ２の表
面全体に噴き付けることができ、膜成長速度が向上する
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の気相成長装置は以上のように構成されており、排
気孔５がウェーハ２の外周方向に設けられているため、
ウェーハ２表面では、第７図に示すように中心部から周
辺部に向って反応ガス３ｂの流れができる。このため、
第９図に示すように、ウェーハ２の周辺部においては、
中心部からつ工−ハ２の表面に平行に流れてきた反応ガ
ス３ｂ１と、ウェーハ２の周辺部のガス噴出孔４からの
反応ガス３ｂ２とが合流し、反応ガス３ｂの流速が速く
なる傾向がある。この傾向が顕著になると、ウェーハ２
の周辺部はど過剰な反応ガス３ｂが供給されることによ
り、ウェーハ２の周辺部は第１０図に示すように膜厚が
厚くなるという問題点がある。

また、反応ガス３ｂがウェーハ２の中心部から周辺部へ
流れる間にウェーハ２表面近くの反応ガス３ｂは熱化学
反応によりウェーハ２の表面に膜として取り込まれるの
で、周辺部はど反応ガス３ｂの濃度が低下する傾向があ
る。この傾向が顕著になると、第１１図に示すように周
辺部の膜厚が薄くなるという問題点がある。

また、上記のようにウェーハ周辺部で反応ガス３ｂの流
速が速くなったり、反応ガス３ｂの濃度が薄くなったり
することで不純物ドーパント濃度の均一化が図れない等
、膜質の均一化が図れないという問題点がある。

このような問題は、反応ガス３ｂの流量、反応ガス３ｂ
を希釈化する不活性ガスの流量、排気差圧などの調整に
よりある程度は是正される。しかし、ウェーハ２の大口
径化に伴いウェーハ２の中心部と周辺部の距離が大きく
なっている今日では、上記のような手段によってもウェ
ーハ２の表面上に形成される膜の膜厚、Ｓ質の均一化は
困難どなってきた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ウェーハ表面上に形成される膜の膜厚、膜質
を均一に形成することができる気相成長装置を得ること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、ウェーハステージ上に載置されたウェーハ
の表面に反応ガスを供給することにより、ウェーハの表
面に所望の膜を形成するための気相成長装置に適用され
る。

この発明に係る気相成長装置は、ウェーハステージ上に
載置されるウェーハを覆うための排気カバーと、ウェー
ハステージ上に載置されるウェーハの表面全面に対向し
かつ少なくともその先端側が排気カバー内に位置するよ
うに設けられ、反応ガスをそ“の先端のガス噴出孔がら
ウェーハの表面全面に噴射する複数のガス噴出パイプと
を備え、排気カバーはガス噴出パイプのガス噴出孔より
も上部の位置において排気孔を有している。

〔作用〕

この発明においては、反応ガスはウェーハの表面全面に
対向するように設けられたガス噴出パイプの先端のガス
噴出孔から排気カバー内のウェーハの表面全面に噴射さ
れ、複数のガス噴出パイプのすき間を通り、ガス噴出パ
イプのガス噴出孔よりも上部の位置において排気カバー
に設けられた排気孔から排気されるので、反応ガスがウ
ェーハ表面に平行に移動することがない。

〔実施例〕

第１図はこの発明に係る気相成長装置の一実施例を示す
断面側面図である。ウェーハ加熱ステージ１上に設置さ
れたウェーハ２は加熱される。ガスヘッド３には、ガス
注入孔３ａから例えば５ＩＨ４＋０２より成る反応ガス
（Ｎ２などの不活性ガスで希釈されたもの）３ｂが注入
される。反応ガス３ｂは抵抗板３ｃにより均一化され、
排気カバー６内に挿入されたガス噴出パイプ７を通り、
ガス噴出孔４から、ウェーハ２の表面に噴射される。ガ
ス噴出パイプ７は、Ｂ−Ｂ線での断面平面図である第２
図に示すように、ウェーハ２の表面全面を覆うように設
けられており、こうすることにより反応ガス３ｂをウェ
ーハ２全面に噴きつけることができ膜成長速度が向上す
る。反応ガス３ｂは加熱されたウェーハ２の表面で熱化
学反応を起こし、その結果、ウェーハ２の表面には反応
生！ｆｉ：、Ｗ１４（ＳＩＯ２）が形成される。このと
き、未反応のまま残された反応ガス３ｂは複数のガス噴
出パイプ７の周辺の隙間を通り、排気カバー６の上部に
設けられた排気孔８から外部に排出される。

このときの様子を模式的に示したものが第３図である。

この図かられかるようにガス噴出パイプ７からウェーハ
２の表面に噴射された反応ガス３ｂはウェーハ２の表面
と平行に流れることなく排気されている。そのため従来
のように未反応の反応ガス３ｂと、ガス噴出孔４からの
反応ガス３ｂが合流して、ウェーハ２の周辺部はど反応
ガス３ｂの流速が速くなるということはない。そのため
、従来のようにウェーハ２の周辺部の膜厚が厚くなるこ
とはない。

また、反応ガス３ｂがウェーハ２の表面と平行に流れる
ということがないので、周辺部はど反応ガス濃度が薄く
なるということがない。そのため、従来のようにウェー
ハ２の周辺部はど膜厚が薄くなるということがない。

さらに、上記のようにウェーハ２の周辺部はど反応ガス
３ｂの流通が速くなることがないとともに、周辺部はど
反応ガス３ｂの濃度が薄くなることもないので、ドーパ
ント濃度等の膜質の均一化も図れる。

なお、上記実施例では、排気カバー６をウェーハ２およ
びガス噴出パイプ７の先端側を覆うように設けたが、第
４図に示すように、ウェーハ２およびガスヘッド３を覆
うようにしてもよい。また、排気口８の位置はガス噴出
孔４より上部であれば第１図、第４図に示した実施例に
限定されない。

また、上記実施例では前もって数種のガスを混合して反
応ガス３ｂとするいわゆるプリミックスタイプの気相成
長装置について説明したが、数種のガスをウェーハ２の
表面に噴射しつつ混合するいわゆるポストミックスタイ
プの気相成長装置にもこの発明は適用できる。例えば２
種類のガスを用いるポストミックスタイプの場合には第
５図に示すように、ガス注入口を２つ設け（３ａ、３ａ
　　）、ガスヘッド３を２つの部屋（３，３Ｙ）ｘ に分割し、ガス噴出パイプ７を二重構造とし、ウェーハ
２の表面に個別にガスを噴射するようにすればよい。

また、上記実施例においては、ウェーハ２を固定した場
合について説明したが、ウェーハ加熱ステージ１を可動
ステージとしてもよい。このようにするとウェーハ２を
回転させたり、往復移動させることができ、こうするこ
とによりウェーハ２表面上の反応ガスが十分に混合、均
一化され、つ工−ハ２上に形成される膜の膜厚、１１！
質の均一化が一層図れる。

また、°上記実施例では、ガス噴出パイプ７のガス噴出
孔４とウェーハ２の距離を一定としたが、ウェーハ加熱
ステージ１を可動とし、あるいはガス噴出パイプ７を伸
縮自在パイプとして前記距離を可変できるようにしても
よく、前記距離を適切に選択することにより、膜厚、膜
質の均一化がより図れる。

また、上記実施例では一枚のウェーハ２を処理する場合
について説明したが、第６図に示すように、複数枚処理
できるようにしてもよい。このようにすると、ウェーハ
加熱ステージ１．ガスヘッド３を大きくする必要がある
が、反応ガス３ｂの供給と排気量を適正にさえすれば上
記実施例と同様の効果が得られるので、−度に多くのウ
ェーハ２を処理することができ処理効率がよくなる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ウェーハステージ上
に載置されるウェーハを覆うための排気カバーと、ウェ
ーハステージ上に載置されるつ工−ハの表面全面に対向
しかつ少なくともその先端側が排気カバー内に位置する
ように設けられ、反応ガスをその先端のガス噴出孔から
ウェーハの表面全面に噴射する複数のガス噴出パイプと
を備え、排気カバーはガス噴出パイプのガス噴出孔より
も上部の位置において排気孔を有するようにし、排気の
際反応ガスが複数のガス噴出パイプのすき間を通り排気
孔より排気されるようにしたので、反応ガスがウェーハ
表面に平行に移動することがない。その結果、ウェーハ
の中心部と周辺部の反応ガスの流速およびウェーハの中
心部と周辺部の反応ガスの濃度が同じになり、ウェーハ
表面に形成される膜の膜厚、膜質の均一化が図れるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る気相成長装置の一実施例を示す
断面側面図、第２図は第１図のＢ−Ｂ線での断面平面図
、第３図は第１図に示した装置の動作を説明するための
模式図、第４図、第５図および第６図はこの発明に係る
気相成長装置の他の実施例を示す断面側面図、第７図は
従来の気相成長装置を示す断面側面図、第８図は第７図
のＡ−Ａ線での断面平面図、第９図、第１０図および第
１１図は第７図に示した装置の問題点を説明するための
図である。 図において、２はウェーハ、３はガスヘッド、４はガス
噴出孔、６は排気カバー　７はガス噴出パイプ、８は排
気孔である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 第 回 第 図 第 図 第 図 第 図 ｂ 第 ８ 図 第 図 中心部 周辺部 第１０ 図 第 １ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェーハステージ上に載置されたウェーハの表面
   に反応ガスを供給することにより、前記ウェーハの表面
   に所望の膜を形成するための気相成長装置であって、 前記ウェーハステージ上に載置されるウェーハを覆うた
   めの排気カバーと、 前記ウェーハステージ上に載置されるウェーハの表面全
   面に対向しかつ少なくともその先端側が前記排気カバー
   内に位置するように設けられ、前記反応ガスをその先端
   のガス噴出孔から前記ウェーハの表面全面に噴射する複
   数のガス噴出パイプとを備え、 前記排気カバーは前記ガス噴出パイプのガス噴出孔より
   も上部の位置において排気孔を有する気相成長装置。