JPH04206715A - 半導体製造装置 - 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〕 この発明は減圧気相成長く以下ＬＰ−ＣＶＤと記す）法
による成膜装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図、第４図は従来のＬＰ−ＣＶＤ装置の概略断面図
で、図において、（１）は石英製の円筒状をした内反応
管、（２）は内反応管（１）の外側に配置された石英製
の下端が開口した円筒状の外反応管、（３）は外反応管
（２）を囲む円筒状のヒータ、（４）は表面に成膜をし
ようとする半導体ウェハ、（５）は半導体ウェハ（４）
を多数搭載するボート、（６）はボート（５）を支える
ボート台、（７）はボート（５）を内反応管（１）に入
れたときに閉じる金属製のドア、（８）は内反応管（１
）と外反応管（２）とを支える金属製のフランジ、（９
）はフランジ（８）の側面に設けられ内反応管（１）の
下方に開口部を持つガス導入管、（１０）はフランジ（
８）の側面に設けられ内反応管（１）と外反応管（２）
との間に開口部を持つ排気管、（ｌｌａ　）　　（Ｈｂ
　）は外反応管（２）とフランジ（８）との間およびフ
ランジ（８）とドア（７）との間の空隙を埋めるＯリン
グである。

次に動作について説明する。

第４図のようにポート（５）を内反路管（１）から出し
た状態で、半導体ウェハ（４）をボート（５）に搭載す
る。そしてドア（７）を上昇させて、半導体ウェハ（４
）を内反路管（１）内に収めて、装置内部を外気と遮断
する。そして、排気管（１０）から真空ポンプ（図示せ
ず）などを用いて、真空引きを行なって装置内を真空に
した後、ガス導入管（９）から不活性ガス例えばＮ２を
流しながら、ヒータ（３）により半導体ウェハ（４）を
成膜を行なう化学反応に適した温度に加熱する。半導体
ウェハ（４）の温度が安定した後、ガス導入管（９）か
ら供給している不活性ガスを、所望する膜を化学気相成
長させる材料ガスに切り替えて、装置内部の圧力をＩ　
Ｔｏｒｒ程度の一定圧力に保って、半導体ウェハ（４）
の上に成膜を行なう。必要とする厚さの膜を堆積させた
ら、材料ガスの供給を止めて、装置内を真空排気した後
、真空排気を停止してガス導入管（９）から不活性ガス
を導入して装置内部を大気圧にして、その後半導体ウェ
ハ（４）を取り出す。

この動作において、膜を堆積しているときの材料ガスの
流れは、まず、ガス導入管（９）から反応室内に入り、
内反路管（１）の内側を流れて半導体ウェハ（５）の表
面に膜を堆積し、内反路管（１）と外反路管（２）との
間を流れて、排気管（１０）から装置外の真空排気手段
に流れる。

反応ガスは、第３図の（２０）の区間、すなわちヒータ
（３）の端から半導体ウェハ（４）の列の端までの区間
で加熱された後、半導体ウェハ（４）に到達する必要が
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のＬＰ−ＣＶＤ装置は以上のように構成されていた
ので、多数の半導体ウェハに均一かつ均質に膜を堆積さ
せるにはヒータ下端から半導体ウェハ下端までの距離を
十分に長くして材料ガスの加熱を充分行なう必要がある
が、第４図の様に装置の下部から半導体ウェハを引き出
す構造であるので、フランジの下方にウェハを取り出す
のに十分な空間が必要であり、本装置を設置する部屋の
高さに制限されるため、反応室の長さをガスか充分に加
熱される長さにすることは困難であるという問題点があ
った。

この発明は上記の様な問題点を解消するためになされた
もので、材料ガスの加熱を充分に行なって、均一・均質
な膜を堆積させることのできる半導体製造装置を得る事
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る半導体製造装置は、円筒状の反応室の断
面積を半導体ウェハの列の手前までのガスを加熱する部
分で広く、また半導体ウェハの列の部分では狭く形成し
たものである。

〔作用〕

この発明における半導体製造装置は、半導体ウェハの列
の手前のガスを加熱する部分の反応室の断面積を広くし
たので、この区間でのガスの流速が遅くなるために、短
い距離であってもガスが十分加熱され、多数の半導体ウ
ェハに均一・均質な成膜を行なうことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例である半導体製造装置の概
略断面図である。図中符号は前記従来のものと同一につ
きその説明は省略する。

次に動作について説明する。

前記従来のものと同様に、内反路管（１）に半導体ウェ
ハ（４）を収めた後、反応室内を真空にし、次いで、Ｎ
２などの不活性ガスを供給して、半導体ウェハ（４）を
加熱する。そしてその後、供給するガスを所望の膜を堆
積させる材料ガスに切り替えて、堆積を行なう。

本実施例における半導体製造装置の内反路管（１）は、
図示の如＜　（２１）の区間で内径を太くしであるので
、この区間（２１）での材料ガスの流速は内反路管（１
）の断面積に反比例して遅くなる。従って、区間（２１
）を材料ガスが通過する時間を長くできるので、この区
間（２１）での材料ガスの加熱が十分に行なわれる。

一般にＬＰ−ＣＶＤ装置においては半導体装置ハ（４）
と反応室の空隙が広くなると、半導体ウェハ（４）の周
辺はど成膜速度が速くなるために、膜厚の面内均一性が
悪くなることが知られており、半導体ウェハを収納して
いる部分（第１図（２２）　）は反応室の断面を狭くす
ることが必要である。

なお、上記実施例では円筒状の反応室を垂直に設けた場
合を示したが、第２図のように反応室が水平であっても
良い。

また、上記実施例では材料ガスの加熱区間の長さをその
ままにして断面を広くすることにより、膜厚の均一性・
膜質の均一性を向上させた場合を示したが、加熱区間の
長さを短くして断面を広くしても良く、この場合は膜厚
の均一性・＠質の均質性を損うことなく装置を小型にで
きるという効果を奏する。

（発明の効果） 以上のようにこの発明によれば、ＬＰ−ＣＶＤ装置にお
いて、半導体ウニ八収納部の断面積よりも広い断面積を
持ち、かつ、ヒータに囲まれた部分を、ガスが半導体ウ
ェハに到達する手前に設けることにより、材料カスが半
導体ウェハに到達する前に十分加熱されるようにしたの
で、多数の半導体ウェハ上に均一・均質な膜が得らゎる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるＬＰ−ＣＶＤ装置の
概略断面図、第２図はこの発明の他の実施例を示すＬＰ
−ＣＶＤ装置の概略断面図、第３図、第４図は従来のＬ
Ｐ−ＣＶＤ装置の概略断面図である。 図において、（１）は内反路管、（２）は外反路管、（
３）はヒータ、（４）は半導体ウェハ、（５）はポート
、（９）はガス導入管、（１ｏ）は排気管を示す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　内部の圧力を大気圧以下に保持できる円筒状の反応質
   と、 この反応室をとりまく円筒状の加熱ヒーターと、 前記反応室の軸方向にガスを流す手段と、 多数の半導体ウェハを前記反応室内に軸と垂直に保持す
   るボートとを備えた半導体製造装置において、 前記反応室の半導体ウェハ収納部の軸に垂直方向の断面
   積よりも断面積を広くしかつ、ヒータに囲まれた部分を
   、ガスが半導体ウェハに到達する手前に設けたことを特
   徴とする半導体装置。