JPH0458530A - 半導体製造装置 - Google Patents

半導体製造装置

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JPH0458530A
JPH0458530A JP17100390A JP17100390A JPH0458530A JP H0458530 A JPH0458530 A JP H0458530A JP 17100390 A JP17100390 A JP 17100390A JP 17100390 A JP17100390 A JP 17100390A JP H0458530 A JPH0458530 A JP H0458530A
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JP
Japan
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gas
shower
reaction chamber
manufacturing apparatus
semiconductor manufacturing
Prior art date
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Pending
Application number
JP17100390A
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English (en)
Inventor
Takayuki Oba
隆之 大場
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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〕 半導体製造装置に関し、 シャワー内のガス冷却を行うことができるとともに、反
応室内に均一なガス供給を行うことができ、ガス噴き出
し口附近でガスの反応を抑えることができ、組成分布、
膜厚分布等を良好にして安定に成膜することができ、し
かも装置をコンパクト化することができる半導体製造装
置を提供することを目的とし、 少なくとも1種類以上のガスまたは液体を用いて気相ま
たは液相成長法により成膜する半導体製造装置において
、ガスまたは液体を反応室内に分離供給する分離供給室
と、該分離供給室と接続され、該ガスまたは液体を多孔
板の噴き出し口まで導入する複数の導入管と、該導入管
と接続され、該導入管からの該ガスまたは液体を噴き出
し口を介して反応室内に導入する多孔板とからなるシャ
ワーを有し、該シャワーを冷却する冷却手段を有するよ
うに構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体に用いる絶縁膜、金属膜等の薄膜を気
相成長法により形成する際の、ガスを供給するシャワー
を有する半導体製造装置に適用することができ、特に均
一なガス供給を行うことができ、反応室内のガス噴き出
し口附近でガス反応を抑えることができる半導体製造装
置に関する。
tJLsIデバイスでは、個々の膜の薄膜化が著しく、
大口径基板上に均一に薄膜を形成しなければならない。
そして、選択成長等、気相成長法を用いる成膜では、基
板の侵食防止または選択性の維持等が要求されている。
このため、均一なガス供給を行うことができ、反応室内
のガス噴き出し口附近でガスの反応を抑えることができ
る半導体製造装置が要求されている。
〔従来の技術〕
従来、半導体に用いる絶縁膜、金属膜等の薄膜を気相成
長法により形成する際のガス供給には、第2図(a)に
示すように、ノズル31a、31b、31cを用いてシ
リコン等からなる基板32が設置された反応室33内に
ガスを供給する方法と、第2図(b)に示すように、シ
ャワー34を用いて反応室33内にガスをシャワー状に
して供給する方法と、第2図(C)に示すように、ノズ
ル31a、31b、31C(シャワーでもよい)と基板
32との距離を適当に離してガスを供給する方法等とが
挙げられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記した第2図(a)に示すノズル31a、31b、3
1cを用いてガスを供給する方法では、ノズル31a、
31b、31cのガス噴き出し口附近でガスの濃度分布
が生じており、特にノズル31aとノズル31b間の領
域(あるいはノズル31bとノズル31c間)で高濃度
になっており、しかも、ノズル31a、31b、31c
と基板31間の距離が近い場合、ガス噴き出し口附近で
は高温になっている。このため、この高濃度になってい
る領域で反応が起って生成物が形成されてしまい、この
生成物がゴミ(パーティクル)になって安定した成膜を
行い難いという問題があった。
また、上記した第2図(b)に示すシャワー34を用い
てガスを供給する方法もノズル31a、31b、31c
のみを用いてガスを供給する方法と同様、シャワー34
内のノズル31a、31b、31cのガス噴き出し口付
近ではガスの濃度分布が生じており、特に各ガス噴き出
し日間の領域で高濃度になっており、しかも、シャワー
34内では高温になっている。
このため、この高濃度になっている領域で反応が起って
生成物が形成されてしまい、この生成物がゴミとなった
り、このゴミによりシャワー34のガス噴き出し口が塞
がってしまって安定した成膜を行い難いという問題があ
った。
上記シャワー34内が高温になるという問題を解決する
手段としてはシャワー34側面またはシャワー34上面
に冷却手段を設ければよいと考えられるが、シャワー3
4内は中空であるため熱伝導が非常に悪く冷却手段を設
けてもシャワー34内を冷却させるにはほとんど効果が
なかった。
上記のように濃度分布が生しると堆積速度に影響し、膜
厚分布を悪(するという問題があった。
また、混合ガスを用いた場合は混合が不均一になるため
組成分布や膜厚分布を悪くし、選択成長の場合は異常成
長が起き易いという問題があった。
上記生成物の発生は反応性の高いガス(例えばS i 
H,ガス+0□ガス、SiH,ガス+0□ガス)を用い
る際特に多量に発生する傾向がある。
上記濃度分布が生じるという問題を解消するために、第
2図(C)に示すように、ノズル31a、31b、31
c(あるいはシャワー)と基板32の距離を離して濃度
分布を小さ(しガス噴き出し口付近を低温にして反応を
抑える方法が挙げられるが、この方法では装置自身のサ
イズが大きくなり、減圧する等のメンテナンスが非常に
面倒になり、あるいはガスが分散するため収率が低下し
、コストが高くなる等の問題があり実用的でなかった。
そこで、本発明は、シャワー内のガス冷却を行うことが
できるとともに、反応室内に均一なガス供給を行うこと
ができ、ガス噴き出し口附近でガス反応を抑えることが
でき、組成分布、膜厚分布等を良好にして安定に成膜す
ることができ、しかも装置をコンパクト化することがで
きる半導体製造装置を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による半導体製造装置は上記目的達成のため、少
なくとも1種類以上のガスまたは液体を用いて気相また
は液相成長法により成膜する半導体製造装置において、
該ガスまたは液体を反応室内に分離供給する分離供給室
と、該分離供給室と接続され、該ガスまたは液体を多孔
板の噴き出し口まで導入する複数の導入管と、該導入管
と接続され、381人管からの該ガスまたは液体を噴き
出し口を介して反応室内に導入する多孔板とからなるシ
ャワーを有し、該シャワーを冷却する冷却手段を有する
ものである。
本発明においては、少なくとも1種類以上のガスまたは
液体を用いて成膜する場合であればよく、例えば1種類
のガスまたは液体を用いて成膜する場合には単結晶シリ
コン膜、ポリシリコン膜、アモルファスシリコン膜、G
e膜等の成膜を形成する場合が挙げられる。また、成長
方法としては気相成長法のみならず液相成長法であって
もよく、この液相成長法としては例えばTE01とH,
0によりS i Oz膜を形成する場合が挙げられる。
本発明においては各分離供給室はシャワー内で垂直方向
に配置されている場合であってもよく、また、シャワー
内で水平方向に配置されている場合であってもよい。
〔作用〕
本発明では、第1図に示すように、分離供給室1a、1
bから各々ガス導入管4を介して多孔板5のガス噴き出
し口6まで均一なガスが導入されているため、反応室2
内に均一なガス供給を行うことができる。なお、ここで
は分離供給室ICからはガス導入管4を介さずに直接多
孔板5のガス噴き出し口まで均一なガスが導入される。
そして、シャワー7側面には冷却手段8が設けられてお
り、各分離供給室1a、Ib、1cがシャワー7のプレ
ートで覆われているため、従来のシャワー7内が中空の
場合よりも熱伝導が非常に良くなるため、分離供給室1
a、1b、IC内の冷却効果を向上させることができる
。このため、従来よりも冷却され、かつ均一なガスを反
応室2内に供給することができるため多孔板5のガス噴
き出しロ6付近でガスの濃度分布を生じ難くすることが
できる。
しかも、従来のノズルでガスを供給する場合(シャワー
内でノズルでガスを供給する場合も同様)よりもガスを
均等に分配して供給しているため、多孔板5のガス噴き
出しロ6付近ではガス濃度を低濃度にすることができる
〔実施例〕
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明に係る半導体製造装置の一実施例を説明
する図である。第1図において、1a、lb、1cはガ
スを反応室2内に分離供給する分離供給室で、分離供給
室1aには反応ガスとしてSiH,ガスがガス人口3a
から導入され、分離供給室1bにはキャリアガスとして
H2ガスがガス人口3bから導入され、分離供給室IC
には反応ガスとしてWF6ガスがガス入口3cから導入
される。4は各々分離供給室1a、Ibと接続され、各
ガスを多孔板5のガス噴き出し口6まで導入するガス導
入管である。なお、ここでは、分離供給室1cからはガ
ス導入管4を介さずに直接多孔板5のガス噴き出し口ま
でガスが導入される。
多孔板5はガス導入管4と接続され、ガス導入管4から
の各ガスをガス噴き出し口6を介して反応室2内に導入
するとともに、分離供給室1cからのガスをガス噴き出
し口6を介して反応室2内に導入するようになっている
。7はシャワーで、このシャワー7は分離供給室1a、
lb、1c、ガス導入管4及びガス噴き出し口6を有す
る多孔板5からなっている。8はシャワー7を冷却する
冷却手段、9はカーボン(石英、金属等でもよい)から
なるサセプタ10上に設けられたウェハ、11はガス排
気口、12はウェハ9を加熱するIRクランプある。
まず、第1図に示す成長装置を用いて以下に示す成長条
件でCVD−Wの選択成長を行った。下地にシリコン面
が露出しているコンタクトホールを有するウェハ9を用
い、タングステンをコンタクトホール内に埋め込む選択
成長の場合である。
(成長条件) WF6ガス/ HZガス/SiH4ガスの流量:5 s
ccm/ 200sccm / 3 sccm、成長温
度300°C1,成長圧カニ 0.2Torr 、堆精
時間=120秒その結果、従来のノズル、シャワーを有
する製造装置を用いる場合よりもパーティクルの発生を
少なくすることができ、組成分布、膜厚分布に優れたW
膜を形成することができた。
すなわち、上記実施例では、各ガスを反応室2内に分離
供給する分離供給室1a、1b、ICと、分離供給室1
a、1bと接続され、多孔板5のガス噴き出し口6まで
導入するガス導入管4と、このガス導入管4と接続され
、ガス導入管4からのガスをガス噴き出し口6を介して
反応室2内に導入する多孔板5とからシャワー7を構成
している。
このように、分離供給室1a、1bからガス導入管4を
介して多孔板5のガス噴き出し口6まで均一なガスが導
入されるため、反応室2内に均一なガス供給を行うこと
ができる。なお、ここでは分離供給室1cからはガス導
入管4を介さずに直接多孔板5のガス噴き出し口6まで
均一なガスが導入される。そして、シャワー7側面には
冷却手段8が設けられており、各分離供給室1a、1b
、1cがシャワー7のプレートで覆われているため従来
のシャワー7内が中空の場合よりも熱伝導が非常に良く
なるため、分離供給室1a、1b、IC内の冷却効果を
向上させることができる。このため、従来よりも冷却さ
れ、かつ均一なガスを反応室2内に供給することができ
るため、多孔板5のガス噴き出しロ6附近でガスの濃度
分布を生じ難くすることができる。しかも、従来のノズ
ルでガスを供給する場合(シャワー内でノズルでガスを
供給する場合も同様)よりもガスを均等に分配して供給
しているため、多孔板5のガス噴き出しロ6附近ではガ
ス濃度を低濃度にすることができる。したがって、ガス
噴き出しロ6附近でガス反応を抑えることができ、組成
分布、膜厚分布等を良好にして安定に成膜することがで
き、しかも装置をコンパクト化することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、シャワー内のガス冷却を行うことがで
きるとともに、反応室内に均一なガス供給を行うことが
でき、ガス噴き出し口附近でガス反応を抑えることがで
き、組成分布、膜厚分布等を良好にして安定に成膜する
ことができ、しかも装置をコンパクト化することができ
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る半導体製造装置の一実施例の製造
装置を示す概略図、 第2図は従来例の製造装置を示す概略図である。 1a、lb、1c・・・・・・分離供給室、2・・・・
・・反応室、 4・・・・・・ガス導入管、 5・・・・・・多孔板、 6・・・・・・ガス噴き出し口、 7・・・・・・シャ、ワー 8・・・・・・冷却手段。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも1種類以上のガスまたは液体を用いて
    気相または液相成長法により成膜する半導体製造装置に
    おいて、 該ガスまたは液体を反応室(2)内に分離供給する分離
    供給室(1a、1b、1c)と、該分離供給室(1a、
    1b)と接続され、該ガスまたは液体を多孔板(5)の
    噴き出し口(6)まで導入する複数の導入管(4)と、
    該導入管(4)と接続され、該導入管(4)からの該ガ
    スまたは液体を噴き出し口(6)を介して反応室(2)
    内に導入する多孔板(5)とからなるシャワー(7)を
    有し、該シャワー(7)を冷却する冷却手段(8)を有
    することを特徴とする半導体製造装置。
  2. (2)前記各分離供給室が前記シャワー内で垂直方向に
    配置されていることを特徴とする請求項1記載の半導体
    製造装置。
  3. (3)前記各分離供給室が前記シャワー内で水平方向に
    配置されていることを特徴とする請求項1記載の半導体
    製造装置。
JP17100390A 1990-06-27 1990-06-27 半導体製造装置 Pending JPH0458530A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100422048B1 (ko) * 2002-02-20 2004-03-11 주성엔지니어링(주) 사이드 플로우 방식의 샤워링 인젝터
JP2013145873A (ja) * 2011-12-15 2013-07-25 Nuflare Technology Inc 成膜装置および成膜方法

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