JPH0469924A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
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- JPH0469924A JPH0469924A JP18146890A JP18146890A JPH0469924A JP H0469924 A JPH0469924 A JP H0469924A JP 18146890 A JP18146890 A JP 18146890A JP 18146890 A JP18146890 A JP 18146890A JP H0469924 A JPH0469924 A JP H0469924A
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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。
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］
本発明は半導体製造装置に関するものであって、特に半
導体試料のみを加熱し反応室の内壁の温度上昇を抑える
ことが出来るコールドウオール型加熱炉の構造に関わる
ものである。
導体試料のみを加熱し反応室の内壁の温度上昇を抑える
ことが出来るコールドウオール型加熱炉の構造に関わる
ものである。
［従来の技術］
従来から半導体装置の製造に必要な酸化膜、窒化膜、多
結晶シリコン膜あるいは金属薄膜等を堆積させるために
減圧ＣＶＤ装置が用いられている。
結晶シリコン膜あるいは金属薄膜等を堆積させるために
減圧ＣＶＤ装置が用いられている。
このようなＣＶＤ装置に於いては酸化、還元あるいは熱
分解反応等を起こさせるために反応室にいれた試料を加
熱する必要がある。この目的に用いられている加熱炉の
一例は第３図に示すように加熱用ヒーター３２によって
反応管３６全体を外側から加熱するホットウォール型で
ある。この場合、反応管３６の中に試料３１が挿入され
、加熱用ヒーター３２によって反応管３６ごと試料３１
が加熱される。そしてガス導入口３４より目的に応じた
ガスが導入され、ガス排気口３５より真空排気しながら
成長が行われる。このような装置においては、試料３１
や反応管３６が均熱性が良く熱容量の大きい加熱用ヒー
ター３２で囲まれているために、安定かつ良好な温度分
布が得られ、均一性の良い薄膜を堆積させることが出来
る。しかしながら、反応管３６全体が加熱されるために
、試料３１のみならず反応管３６内壁の温度も上昇する
。
分解反応等を起こさせるために反応室にいれた試料を加
熱する必要がある。この目的に用いられている加熱炉の
一例は第３図に示すように加熱用ヒーター３２によって
反応管３６全体を外側から加熱するホットウォール型で
ある。この場合、反応管３６の中に試料３１が挿入され
、加熱用ヒーター３２によって反応管３６ごと試料３１
が加熱される。そしてガス導入口３４より目的に応じた
ガスが導入され、ガス排気口３５より真空排気しながら
成長が行われる。このような装置においては、試料３１
や反応管３６が均熱性が良く熱容量の大きい加熱用ヒー
ター３２で囲まれているために、安定かつ良好な温度分
布が得られ、均一性の良い薄膜を堆積させることが出来
る。しかしながら、反応管３６全体が加熱されるために
、試料３１のみならず反応管３６内壁の温度も上昇する
。
そのため反応管３６からの汚染が生じたり、反応管３６
内壁にできた堆積物の剥離や落下が起こったりする。ま
た頻繁に反応管３６の洗浄を必要とするため、装置の稼
動率や再現性等にも影響を与えている。さらには、外側
に置かれた加熱用ヒーター３２は室内へも熱を放出する
ため、室内の空調システムに大きな影響を及はす。これ
を避けるためには加熱用ヒーター３２からでる熱を熱交
換器等を介して冷却水に伝達させ室外に放出する設備等
が必要となる。
内壁にできた堆積物の剥離や落下が起こったりする。ま
た頻繁に反応管３６の洗浄を必要とするため、装置の稼
動率や再現性等にも影響を与えている。さらには、外側
に置かれた加熱用ヒーター３２は室内へも熱を放出する
ため、室内の空調システムに大きな影響を及はす。これ
を避けるためには加熱用ヒーター３２からでる熱を熱交
換器等を介して冷却水に伝達させ室外に放出する設備等
が必要となる。
このため、半導体プロセスにおいては、試料のみを加熱
するコールドウオール型加熱炉が必要とされるようにな
ってきた。そこで、第４図に示すように、加熱用赤外線
ランプ４２によって試料４１を加熱する方法が考えられ
ている。この場合も反応室４６の中に試料４１が挿入さ
れているが、加熱用赤外線ランプ４２によって試料４１
のみが加熱される。そして、ガス導入口４４より目的に
応じたガスが導入され、ガス排気口４５より真空排気を
しながら薄膜成長が行われる。この方法によれば、一応
は試料４１のみに薄膜を成長させ、反応室４６には堆積
させないことが出来る。しかしながら、第４図の方式で
は、大面積の試料に均一に光を当てて温度分布を一様に
する様に赤外線ランプのミラーの焦点等を設計すること
は難しいし、大変高価である。またこの赤外ランプ本体
やミラーも相当に温度上昇するので、冷却を行うための
水冷または空冷の設備を必要とすることになり、装置は
大がかりなものとなる。ステンレス製の反応室４６の内
壁も焦点は結んでいないとはいえ赤外線が照射され加熱
するので冷却が必要である。さらに、赤外ランプと反応
室は通常石英板等で仕切られるが、この石英板も僅かと
はいえ赤外線を吸収するため加熱が避けられず、堆積物
が生成されることがある。
するコールドウオール型加熱炉が必要とされるようにな
ってきた。そこで、第４図に示すように、加熱用赤外線
ランプ４２によって試料４１を加熱する方法が考えられ
ている。この場合も反応室４６の中に試料４１が挿入さ
れているが、加熱用赤外線ランプ４２によって試料４１
のみが加熱される。そして、ガス導入口４４より目的に
応じたガスが導入され、ガス排気口４５より真空排気を
しながら薄膜成長が行われる。この方法によれば、一応
は試料４１のみに薄膜を成長させ、反応室４６には堆積
させないことが出来る。しかしながら、第４図の方式で
は、大面積の試料に均一に光を当てて温度分布を一様に
する様に赤外線ランプのミラーの焦点等を設計すること
は難しいし、大変高価である。またこの赤外ランプ本体
やミラーも相当に温度上昇するので、冷却を行うための
水冷または空冷の設備を必要とすることになり、装置は
大がかりなものとなる。ステンレス製の反応室４６の内
壁も焦点は結んでいないとはいえ赤外線が照射され加熱
するので冷却が必要である。さらに、赤外ランプと反応
室は通常石英板等で仕切られるが、この石英板も僅かと
はいえ赤外線を吸収するため加熱が避けられず、堆積物
が生成されることがある。
このように、従来の技術による半導体製造装置の加熱炉
はそれぞれ一長一短があるだけでなく、運転のために多
くの余分なエネルギーを必要としており効率的にも好ま
しくない。また、研究段階においては装置が大がかりな
ために実用的ではない。
はそれぞれ一長一短があるだけでなく、運転のために多
くの余分なエネルギーを必要としており効率的にも好ま
しくない。また、研究段階においては装置が大がかりな
ために実用的ではない。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の目的は、上記のホットウォール型加熱炉やコー
ルドウオール型加熱炉の問題点を解決し、均一性良く試
料のみを加熱することができるだけでなく、大がかりな
冷却設備を必要としないのでエネルギーの利用効率の高
い加熱炉を有する半導体製造装置を提供することにある
。
ルドウオール型加熱炉の問題点を解決し、均一性良く試
料のみを加熱することができるだけでなく、大がかりな
冷却設備を必要としないのでエネルギーの利用効率の高
い加熱炉を有する半導体製造装置を提供することにある
。
［課題を解決するための手段と作用］
本発明は上記目的を達成するために、反応室内に抵抗加
熱ヒーターを有し、前記抵抗加熱ヒーターの周囲をほぼ
取り囲むように成長用ガスが流れ、減圧状態で薄膜を成
長させることを特徴とするもので、反応室内に抵抗加熱
ヒーターを置き、試料を抵抗加熱ヒーターに直接接触さ
せて或いは石英板等を介して間接的に接触させて配置し
た。抵抗加熱方式であるので容易に均一な温度分布を実
現でき、しかも安価である。反応室内壁とは低真空に制
御された成長ガス流によって熱的に分離されるため、試
料のみを加熱することができる。また室内に熱が放出さ
れることはない。
熱ヒーターを有し、前記抵抗加熱ヒーターの周囲をほぼ
取り囲むように成長用ガスが流れ、減圧状態で薄膜を成
長させることを特徴とするもので、反応室内に抵抗加熱
ヒーターを置き、試料を抵抗加熱ヒーターに直接接触さ
せて或いは石英板等を介して間接的に接触させて配置し
た。抵抗加熱方式であるので容易に均一な温度分布を実
現でき、しかも安価である。反応室内壁とは低真空に制
御された成長ガス流によって熱的に分離されるため、試
料のみを加熱することができる。また室内に熱が放出さ
れることはない。
［実施例コ
以下本発明の実施例を図面を用いて詳述する。
第１図は本発明の一実施例であるコールドウオール型加
熱炉を示す。横型円筒の反応室１６の中に、抵抗加熱ヒ
ーター１２が設置されている。このヒーター１２は平面
長方形板状の抵抗体である。勿論、巻線の抵抗体や蛇行
させた抵抗体でも良い。
熱炉を示す。横型円筒の反応室１６の中に、抵抗加熱ヒ
ーター１２が設置されている。このヒーター１２は平面
長方形板状の抵抗体である。勿論、巻線の抵抗体や蛇行
させた抵抗体でも良い。
このような抵抗体は熱伝導が良く比熱の大きい物質によ
りサポートしておけば均熱と安定性が向上する。抵抗加
熱ヒーター１２は腐食を避けるために石英板サセプタ１
７で覆われている。この石英板サセプタ１７の内部には
汚染を避けるためにＮ２等の不活性ガスを充填しておく
。前記石英板サセプタ１７の上に置かれた試料１１は熱
伝導によって加熱されるから、この部分の接触は均熱の
ため重要である。前記石英板サセプタ１７の上面は十分
に平らにする必要がある。勿論、ヒーター１２の材質が
成長用ガスによって腐食されないようなものであれば、
ヒーター１２上に直接試料を置いても良い。ヒーター１
２の温度は熱電対１３によって測定し、ガス導入口１４
より成長用のガスを導入し、ガス排気口１５より真空排
気を行いながら試料１１上に薄膜の成長を行う。
りサポートしておけば均熱と安定性が向上する。抵抗加
熱ヒーター１２は腐食を避けるために石英板サセプタ１
７で覆われている。この石英板サセプタ１７の内部には
汚染を避けるためにＮ２等の不活性ガスを充填しておく
。前記石英板サセプタ１７の上に置かれた試料１１は熱
伝導によって加熱されるから、この部分の接触は均熱の
ため重要である。前記石英板サセプタ１７の上面は十分
に平らにする必要がある。勿論、ヒーター１２の材質が
成長用ガスによって腐食されないようなものであれば、
ヒーター１２上に直接試料を置いても良い。ヒーター１
２の温度は熱電対１３によって測定し、ガス導入口１４
より成長用のガスを導入し、ガス排気口１５より真空排
気を行いながら試料１１上に薄膜の成長を行う。
次に薄膜成長の手順を説明する。反応室１６を開けて石
英サセプタ１７の上に試料１１をのせ、反応室１６を閉
じた後、ガス排気口１５より真空引きを行い、Ｉ Ｘ
１０−’Ｔｏｒｒ程度の真空度に到達するまで待つ。次
に試料１１を石英サセプタ１７と共にヒーター１２によ
って加熱する。試料１１の温度は熱電対１３によってｉ
’ｌ）Ｉ定しＰＩＤ温調器等で制御する。温度が安定し
たらガス導入口］−４から成長用ガスを反応室１６内に
導入し、１、 Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ程度の真空度に保
ち成長を開始する。このとき、反応室１６の内壁は真空
断熱されているため輻射による加熱のみとなり温度はほ
とんど上がらない。
英サセプタ１７の上に試料１１をのせ、反応室１６を閉
じた後、ガス排気口１５より真空引きを行い、Ｉ Ｘ
１０−’Ｔｏｒｒ程度の真空度に到達するまで待つ。次
に試料１１を石英サセプタ１７と共にヒーター１２によ
って加熱する。試料１１の温度は熱電対１３によってｉ
’ｌ）Ｉ定しＰＩＤ温調器等で制御する。温度が安定し
たらガス導入口］−４から成長用ガスを反応室１６内に
導入し、１、 Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ程度の真空度に保
ち成長を開始する。このとき、反応室１６の内壁は真空
断熱されているため輻射による加熱のみとなり温度はほ
とんど上がらない。
実際に、直径５０ｓｖ管状の反応室１６内に幅２０１ｍ
の板状の抵抗加熱ヒーター１２を入れて、試料１］の温
度６００℃においてタングステンＣＶＤを行ったが、反
応室１６の温度は何も冷却していないにもかかわらず１
５０℃程度にしかならなかった。このため、試料１１に
はタングステン薄膜が成長したが、反応室１６の内壁に
は堆積物はなにも成長せず、再現性のよいタングステン
ＣＶＤを行うことができた。
の板状の抵抗加熱ヒーター１２を入れて、試料１］の温
度６００℃においてタングステンＣＶＤを行ったが、反
応室１６の温度は何も冷却していないにもかかわらず１
５０℃程度にしかならなかった。このため、試料１１に
はタングステン薄膜が成長したが、反応室１６の内壁に
は堆積物はなにも成長せず、再現性のよいタングステン
ＣＶＤを行うことができた。
尚、上記の実施例は横型円筒の反応室１６について示し
たが、これに限らず、例えば第２図に示すように、縦型
のチャンバよりなる縦型円筒の反応室２６でも同様のコ
ールドウオール型加熱炉を構成できる。この場合、反応
室２６には成長用ガスのガス導入口２４及びガス排気口
２５が設けられる。又、抵抗加熱ヒーター２２は平面円
形板状に形成され、ヒーター２２の温度は熱電対２３で
測定される。前記ヒーター２２は石英板よりなるサセプ
タ２７で覆われ、このサセプタ２７上に試料２１が設置
される。
たが、これに限らず、例えば第２図に示すように、縦型
のチャンバよりなる縦型円筒の反応室２６でも同様のコ
ールドウオール型加熱炉を構成できる。この場合、反応
室２６には成長用ガスのガス導入口２４及びガス排気口
２５が設けられる。又、抵抗加熱ヒーター２２は平面円
形板状に形成され、ヒーター２２の温度は熱電対２３で
測定される。前記ヒーター２２は石英板よりなるサセプ
タ２７で覆われ、このサセプタ２７上に試料２１が設置
される。
また、上記各実施例はすべて一枚の試料を処理するよう
に記述したが、これに限らず、多数枚の試料処理を行う
装置も抵抗加熱ヒーターの面積を増やしたり、数を増や
して多段に重ねるなどの方法により簡単に実現でき、従
来の方法による装置に比べれば非常に安価に多数枚処理
を行う装置を製作することが可能である。
に記述したが、これに限らず、多数枚の試料処理を行う
装置も抵抗加熱ヒーターの面積を増やしたり、数を増や
して多段に重ねるなどの方法により簡単に実現でき、従
来の方法による装置に比べれば非常に安価に多数枚処理
を行う装置を製作することが可能である。
更に、上記各実施例では抵抗加熱ヒーターの温度を熱電
対で測定したが、これに限らず、パイロメーターを用い
て測定するようにしてもよい。
対で測定したが、これに限らず、パイロメーターを用い
て測定するようにしてもよい。
［発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、大がかりな冷却装置
を必要とせず、簡単に温度分布の良好なコールドウオー
ル型の加熱炉を実現することができる。また、反応管の
内壁を加熱しないだけでなく、室内に熱を放出すること
も無いため効率が良く、製造コストも安価であり、その
工業的価値は高い。
を必要とせず、簡単に温度分布の良好なコールドウオー
ル型の加熱炉を実現することができる。また、反応管の
内壁を加熱しないだけでなく、室内に熱を放出すること
も無いため効率が良く、製造コストも安価であり、その
工業的価値は高い。
第１図は本発明の一実施例を示す構成説明図、第２図は
本発明の他の実施例を示す構成説明図、第３図及び第４
図は従来の加熱炉を示す構成説明図である。 １〕 ２１・・・試料、１２．２２・・・抵抗加熱ヒー
ター １．３．２３・・・熱電対、１４．２４・・・ガ
ス導入口、１．５．２５・・・ガス排気口、１６．２６
・・・反応室、１７．２７・・・サセプタ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３ 図 第２ 図 第４ 図
本発明の他の実施例を示す構成説明図、第３図及び第４
図は従来の加熱炉を示す構成説明図である。 １〕 ２１・・・試料、１２．２２・・・抵抗加熱ヒー
ター １．３．２３・・・熱電対、１４．２４・・・ガ
ス導入口、１．５．２５・・・ガス排気口、１６．２６
・・・反応室、１７．２７・・・サセプタ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３ 図 第２ 図 第４ 図
Claims (4)
- （１）反応室内に抵抗加熱ヒーターを有し、前記抵抗加
熱ヒーターの周囲をほぼ取り囲むように成長用ガスが流
れ、減圧状態で薄膜を成長させることを特徴とする半導
体製造装置。 - （２）前記抵抗加熱ヒーターが石英板で覆われているこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。 - （３）前記反応室が横型円筒で、前記抵抗加熱ヒーター
が平面長方形であることを特徴とする請求項１または２
記載の半導体製造装置。 - （４）前記反応室が縦型円筒で、前記抵抗加熱ヒーター
が平面円形であることを特徴とする請求項１または２記
載の半導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18146890A JPH0469924A (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18146890A JPH0469924A (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0469924A true JPH0469924A (ja) | 1992-03-05 |
Family
ID=16101284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18146890A Pending JPH0469924A (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0469924A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63196033A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-15 | Fujitsu Ltd | 気相成長装置 |
| JPS63278322A (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-16 | Fujitsu Ltd | 気相成長装置 |
-
1990
- 1990-07-11 JP JP18146890A patent/JPH0469924A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63196033A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-15 | Fujitsu Ltd | 気相成長装置 |
| JPS63278322A (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-16 | Fujitsu Ltd | 気相成長装置 |
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