JPH0532471B2 - - Google Patents
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- JPH0532471B2 JPH0532471B2 JP7907486A JP7907486A JPH0532471B2 JP H0532471 B2 JPH0532471 B2 JP H0532471B2 JP 7907486 A JP7907486 A JP 7907486A JP 7907486 A JP7907486 A JP 7907486A JP H0532471 B2 JPH0532471 B2 JP H0532471B2
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はCVD薄膜形成装置に関する。更に詳
細には、本発明は反応炉の内壁面上にSiOあるい
はSiO2などの異物微粒子のフレークが生成・付
着することを防止したCVD薄膜形成装置に関す
る。
細には、本発明は反応炉の内壁面上にSiOあるい
はSiO2などの異物微粒子のフレークが生成・付
着することを防止したCVD薄膜形成装置に関す
る。
［従来技術］
薄膜の形成方法として、半導体工業において一
般に広く用いられているものの一つに、気相成長
法（CVD：Chemical Vapour Deposition）が
ある。CVDとは、ガス状物質を化学反応で固体
物質にし、基板上に堆積することをいう。
般に広く用いられているものの一つに、気相成長
法（CVD：Chemical Vapour Deposition）が
ある。CVDとは、ガス状物質を化学反応で固体
物質にし、基板上に堆積することをいう。
CVDの特徴は、成長しようとする薄膜の融点
よりかなり低い堆積温度で種々の薄膜が得られる
こと、および、成長した薄膜の純度が高く、Siや
Si上の熱酸化膜上に成長した場合も電気的特性が
安定であることで、広く半導体表面のパツシベー
シヨン膜として利用されている。
よりかなり低い堆積温度で種々の薄膜が得られる
こと、および、成長した薄膜の純度が高く、Siや
Si上の熱酸化膜上に成長した場合も電気的特性が
安定であることで、広く半導体表面のパツシベー
シヨン膜として利用されている。
CVDによる薄膜形成は、例えば約400℃−500
℃程度に加熱したウエハに反応ガス（例えば、
SiH4＋O2、またはSiH4＋PH3＋O2）を供給して
行われる。上記の反応ガスは反応炉（ベルジヤ）
内のウエハに吹きつけられ、該ウエハの表面に
SiO2あるいはフオスフオシリケートガラス
（PSG）の薄膜を形成する。また、SiO2とPSGと
の２相成膜が行われることもある。
℃程度に加熱したウエハに反応ガス（例えば、
SiH4＋O2、またはSiH4＋PH3＋O2）を供給して
行われる。上記の反応ガスは反応炉（ベルジヤ）
内のウエハに吹きつけられ、該ウエハの表面に
SiO2あるいはフオスフオシリケートガラス
（PSG）の薄膜を形成する。また、SiO2とPSGと
の２相成膜が行われることもある。
このようなCVDによる薄膜形成操作を行うた
めに従来から用いられている装置の一例を第２図
に部分断面図として示す。
めに従来から用いられている装置の一例を第２図
に部分断面図として示す。
第２図において、反応炉（ベルジヤ）１は、円
錐状のバツフア２を円錐状のカバー３で覆い、上
記バツフア２の周囲にリング状のウエハ載置台４
を駆動機構５で回転駆動可能、または自公転可能
に設置する。円錐状カバー３はオーリング１１を
介して反応炉中間リング１２と閉止される。
錐状のバツフア２を円錐状のカバー３で覆い、上
記バツフア２の周囲にリング状のウエハ載置台４
を駆動機構５で回転駆動可能、または自公転可能
に設置する。円錐状カバー３はオーリング１１を
介して反応炉中間リング１２と閉止される。
前記円錐状カバー３の頂点付近に反応ガス送入
ノズル８および９が接続されている。使用する反
応ガスのSiH4およびO2はそれぞれ別のガス送入
ノズルにより反応炉に送入しなければならない。
例えば、SiH4を送入ノズル８で送入し、そして、
O2を送入ノズル９で送入する。また、反応ガス
としてPH3を使用する場合、SiH4とともに送入
できる。
ノズル８および９が接続されている。使用する反
応ガスのSiH4およびO2はそれぞれ別のガス送入
ノズルにより反応炉に送入しなければならない。
例えば、SiH4を送入ノズル８で送入し、そして、
O2を送入ノズル９で送入する。また、反応ガス
としてPH3を使用する場合、SiH4とともに送入
できる。
前記のウエハ載置台４の直下には僅かなギヤツ
プを介して加熱手段１０が設けられていてウエハ
６を所定の温度（例えば、約500℃）に加熱する。
反応ガス送入ノズル８および９から送入された反
応ガス（例えばSiH4＋O2又はSiH4＋PH3＋O2）
は点線矢印のごとく炉内を流下し、ウエハ６の表
面に触れて流動し、化学反応によつて生成される
物質（SiO2またはPSG）の薄膜をウエハ６の表
面に生成せしめる。
プを介して加熱手段１０が設けられていてウエハ
６を所定の温度（例えば、約500℃）に加熱する。
反応ガス送入ノズル８および９から送入された反
応ガス（例えばSiH4＋O2又はSiH4＋PH3＋O2）
は点線矢印のごとく炉内を流下し、ウエハ６の表
面に触れて流動し、化学反応によつて生成される
物質（SiO2またはPSG）の薄膜をウエハ６の表
面に生成せしめる。
炉内に送入された反応ガスをウエハ載置台周辺
に高濃度に滞留させて成膜反応を十分に行わせる
ようにするため、円錐状バツフアの下端部に接合
された仕切壁１３が加熱手段１０の下方に配設さ
れている。
に高濃度に滞留させて成膜反応を十分に行わせる
ようにするため、円錐状バツフアの下端部に接合
された仕切壁１３が加熱手段１０の下方に配設さ
れている。
［発明が解決しようとする問題点］
SiH4−O2系のCVD法はSiH4がO2と室温で爆発
的に反応するので、不活性ガスで十分に希釈して
用いる必要がある。反応ガス中でのSiH4濃度は
例えば、SiH4−O2−N2の混合ガス中では少なく
とも0.8％以下であれば室温でも反応せず、140℃
−270℃に加温された場合に反応を開始する。
的に反応するので、不活性ガスで十分に希釈して
用いる必要がある。反応ガス中でのSiH4濃度は
例えば、SiH4−O2−N2の混合ガス中では少なく
とも0.8％以下であれば室温でも反応せず、140℃
−270℃に加温された場合に反応を開始する。
従来のCVD薄膜形成装置ではウエハ載置台に
限らず、反応炉内全体が反応開始温度以上の高温
雰囲気となつていた。そのため、炉内に送入され
た反応ガスは反応炉内の円錐状カバー、バツフ
ア、ノズル出口付近、反応ガス送入ノズルおよび
中間リングなどの壁面に接触しながら反応炉内を
流動するので、ウエハ載置台上のウエハ表面だけ
でなく、反応炉内の前記壁面上でも成膜反応を起
こすことがあつた。その結果、該壁面上にSiOま
たはSiO2等の酸化物微粒子のフレークを生成・
付着させる。
限らず、反応炉内全体が反応開始温度以上の高温
雰囲気となつていた。そのため、炉内に送入され
た反応ガスは反応炉内の円錐状カバー、バツフ
ア、ノズル出口付近、反応ガス送入ノズルおよび
中間リングなどの壁面に接触しながら反応炉内を
流動するので、ウエハ載置台上のウエハ表面だけ
でなく、反応炉内の前記壁面上でも成膜反応を起
こすことがあつた。その結果、該壁面上にSiOま
たはSiO2等の酸化物微粒子のフレークを生成・
付着させる。
このようなフレークは僅かな振動、風圧で剥げ
落ち、ウエハ表面上に落下付着することがある。
また、フレークが反応ガスにより巻き上げられて
炉内を浮遊し、ウエハ表面上に落下・付着する可
能性もある。これらフレーク（異物）がウエハに
付着すると蒸着膜にピンホールを発生させたりし
て半導体素子の製造歩留りを著しく低下させると
いう欠点があつた。
落ち、ウエハ表面上に落下付着することがある。
また、フレークが反応ガスにより巻き上げられて
炉内を浮遊し、ウエハ表面上に落下・付着する可
能性もある。これらフレーク（異物）がウエハに
付着すると蒸着膜にピンホールを発生させたりし
て半導体素子の製造歩留りを著しく低下させると
いう欠点があつた。
更に別の問題点として、反応炉の内壁面上で反
応ガスが反応してしまうため、炉内に給送した反
応ガスが無駄に消費され、ガスの有効利用率が低
下するばかりか、薄膜の成長速度の低下を招いて
いた。
応ガスが反応してしまうため、炉内に給送した反
応ガスが無駄に消費され、ガスの有効利用率が低
下するばかりか、薄膜の成長速度の低下を招いて
いた。
［発明の目的］
従つて、本発明の目的は、反応炉の内壁面上に
SiO又はSiO2などの酸化物微粒子のフレークが生
成・付着することを防止したCVD薄膜形成装置
を提供することである。
SiO又はSiO2などの酸化物微粒子のフレークが生
成・付着することを防止したCVD薄膜形成装置
を提供することである。
［問題点を解決するための手段］
前記の問題点を解決するための手段として、本
発明は、炉内に送入された反応ガスのフローパタ
ーンを規制するための円錐状バツフアを覆う円錐
状カバー、該円錐状バツフアの下端部に接合さ
れ、加熱手段の下方に配設された仕切壁、および
該円錐状カバーの下部に接続閉止される中間リン
グを有するCVD薄膜形成装置において、 前記円錐状カバー、仕切壁、および中間リング
の各外壁面上にこれらを冷却するための第１、第
２、および第３の冷却手段を配設したことを特徴
とするCVD薄膜形成装置を提供する。
発明は、炉内に送入された反応ガスのフローパタ
ーンを規制するための円錐状バツフアを覆う円錐
状カバー、該円錐状バツフアの下端部に接合さ
れ、加熱手段の下方に配設された仕切壁、および
該円錐状カバーの下部に接続閉止される中間リン
グを有するCVD薄膜形成装置において、 前記円錐状カバー、仕切壁、および中間リング
の各外壁面上にこれらを冷却するための第１、第
２、および第３の冷却手段を配設したことを特徴
とするCVD薄膜形成装置を提供する。
［作用］
前記のように、本発明のCVD薄膜形成装置で
は、円錐状カバー、仕切壁、および中間リングの
各外壁面上にこれらを冷却するための各冷却手段
を配設することにより、これらの表面温度を成膜
反応開始温度よりも低い温度に維持する。
は、円錐状カバー、仕切壁、および中間リングの
各外壁面上にこれらを冷却するための各冷却手段
を配設することにより、これらの表面温度を成膜
反応開始温度よりも低い温度に維持する。
原因については現在のところ明らかではない
が、反応炉内のH2Ｏ蒸気が壁面で結露し、壁面
へ付着してきたSiO2浮遊粒子を表面張力で覆う
ことにより、これらがフレークへ成長していくの
を抑制しているのではないかと思われる。
が、反応炉内のH2Ｏ蒸気が壁面で結露し、壁面
へ付着してきたSiO2浮遊粒子を表面張力で覆う
ことにより、これらがフレークへ成長していくの
を抑制しているのではないかと思われる。
更に、壁面温度が反応開始温度よりも低いの
で、反応炉の内壁面上で反応ガスが反応すること
は殆どなくなる。
で、反応炉の内壁面上で反応ガスが反応すること
は殆どなくなる。
その結果、内壁面上にSiOあるいはSiO2などの
酸化物微粒子のフレークが生成・付着することは
効果的に防止される。従つて、これらフレーク
（異物）がウエハ表面に落下付着してウエハの蒸
着膜にピンホールを発生させたりするような不都
合な事態の発生も防止され、半導体素子の製造歩
留りを向上させることができる。
酸化物微粒子のフレークが生成・付着することは
効果的に防止される。従つて、これらフレーク
（異物）がウエハ表面に落下付着してウエハの蒸
着膜にピンホールを発生させたりするような不都
合な事態の発生も防止され、半導体素子の製造歩
留りを向上させることができる。
更に、反応炉内に送入した反応ガスが極めて有
効に利用されることになるばかりか、CVD膜の
成長速度も向上するので、半導体素子の製造コス
トを低下させることができる。
効に利用されることになるばかりか、CVD膜の
成長速度も向上するので、半導体素子の製造コス
トを低下させることができる。
［実施例］
以下、図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて更に詳細に説明する。
いて更に詳細に説明する。
第１図は本発明のCVD薄膜形成装置の一実施
例の部分断面図である。
例の部分断面図である。
第１図に示される本発明のCVD薄膜形成装置
において、第２図に示される従来の装置と同じ部
材については同一の符号を使用する。
において、第２図に示される従来の装置と同じ部
材については同一の符号を使用する。
第１図に示されるように、本発明のCVD薄膜
形成装置では、円錐状カバー、仕切壁、および中
間リングの各外壁面上にこれらを冷却するための
第１、第２および第３の冷却手段１４，１５およ
び１６を配設する。
形成装置では、円錐状カバー、仕切壁、および中
間リングの各外壁面上にこれらを冷却するための
第１、第２および第３の冷却手段１４，１５およ
び１６を配設する。
この冷却手段は、第１図に示されるような、円
錐状カバー、仕切壁および中間リングの各外壁面
を二重構造にし、この空間内に液状冷媒（例え
ば、冷却水）または圧縮ガス状冷媒を循環させる
方式にすることができる。別法として、内部に液
状冷媒または圧縮ガス状冷媒を循環させる、冷却
コイルのジヤケツトあるいは冷却パイプの蛇管な
どにより構成することもできる。
錐状カバー、仕切壁および中間リングの各外壁面
を二重構造にし、この空間内に液状冷媒（例え
ば、冷却水）または圧縮ガス状冷媒を循環させる
方式にすることができる。別法として、内部に液
状冷媒または圧縮ガス状冷媒を循環させる、冷却
コイルのジヤケツトあるいは冷却パイプの蛇管な
どにより構成することもできる。
円錐状カバー、中間リングおよび仕切壁などウ
エハの加熱に直接必要のない部分の表面温度を前
記冷却手段により、成膜反応開始温度よりも低い
温度、例えば90℃以下に冷却する。各部における
表面温度が所定の設定値以下に保たれているか否
か測定するために、各部に一個以上の表面温度計
を設置することもできる。
エハの加熱に直接必要のない部分の表面温度を前
記冷却手段により、成膜反応開始温度よりも低い
温度、例えば90℃以下に冷却する。各部における
表面温度が所定の設定値以下に保たれているか否
か測定するために、各部に一個以上の表面温度計
を設置することもできる。
かくして、円錐状カバー、中間リングおよび仕
切壁などウエハの加熱に直接必要のない部分で反
応ガスが反応して、これらの部分に酸化物微粒子
のフレークを生成・付着させ、かつ、ガスの有効
利用率を低下させるような不都合な事態の発生は
効果的に防止される。
切壁などウエハの加熱に直接必要のない部分で反
応ガスが反応して、これらの部分に酸化物微粒子
のフレークを生成・付着させ、かつ、ガスの有効
利用率を低下させるような不都合な事態の発生は
効果的に防止される。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明のCVD薄膜形成
装置では、円錐状カバー、仕切壁および中間リン
グの各外壁面上にこれらを冷却するための各冷却
手段を配設することにより、これらの部分におけ
る表面温度を成膜反応開始温度よりも低い温度に
維持する。
装置では、円錐状カバー、仕切壁および中間リン
グの各外壁面上にこれらを冷却するための各冷却
手段を配設することにより、これらの部分におけ
る表面温度を成膜反応開始温度よりも低い温度に
維持する。
原因については現在のところ明らかではない
が、反応炉内のH2Ｏ蒸気が壁面で結露し、壁面
へ付着してきたSiO2浮遊粒子を表面張力で覆う
ことにより、これらがフレークへ成長していくの
を抑制しているのではないかと思われる。
が、反応炉内のH2Ｏ蒸気が壁面で結露し、壁面
へ付着してきたSiO2浮遊粒子を表面張力で覆う
ことにより、これらがフレークへ成長していくの
を抑制しているのではないかと思われる。
更に、壁面温度が反応開始温度よりも低いの
で、反応炉の内壁面上で反応ガスが反応すること
は殆どなくなる。
で、反応炉の内壁面上で反応ガスが反応すること
は殆どなくなる。
その結果、内壁面上にSiOあるいはSiO2などの
酸化物微粒子のフレークが生成・付着することは
効果的に防止される。従つて、これらフレーク
（異物）がウエハ表面に落下付着してウエハの蒸
着膜にピンホールを発生させたりするような不都
合な事態の発生も防止され、半導体素子の製造歩
留りを向上させることができる。
酸化物微粒子のフレークが生成・付着することは
効果的に防止される。従つて、これらフレーク
（異物）がウエハ表面に落下付着してウエハの蒸
着膜にピンホールを発生させたりするような不都
合な事態の発生も防止され、半導体素子の製造歩
留りを向上させることができる。
更に、反応炉内に給送した反応ガスが極めて有
効に利用されることになるばかりか、CVD膜の
成長速度も向上するので、半導体素子の製造コス
トを低下させることができる。
効に利用されることになるばかりか、CVD膜の
成長速度も向上するので、半導体素子の製造コス
トを低下させることができる。
第１図は本発明のCVD薄膜形成装置の一実施
例の部分断面図、第２図はCVDによる薄膜形成
操作を行うために従来から用いられている装置の
一例の部分断面図である。 １……反応炉、２……バツフア、３……円錐状
カバー、４……ウエハ載置台、５……駆動機構、
６……ウエハ、８および９……反応ガス送入ノズ
ル、１０……加熱手段、１２……中間リング、１
３……仕切壁、１４……第１冷却手段、１５……
第２冷却手段、１６……第３冷却手段。
例の部分断面図、第２図はCVDによる薄膜形成
操作を行うために従来から用いられている装置の
一例の部分断面図である。 １……反応炉、２……バツフア、３……円錐状
カバー、４……ウエハ載置台、５……駆動機構、
６……ウエハ、８および９……反応ガス送入ノズ
ル、１０……加熱手段、１２……中間リング、１
３……仕切壁、１４……第１冷却手段、１５……
第２冷却手段、１６……第３冷却手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炉内に送入された反応ガスのフローパターン
を規制するための円錐状バツフアを覆う円錐状カ
バー、該円錐状バツフアの下端部に接合され、加
熱手段の下方に配設された仕切壁、および該円錐
状カバーの下部に接続閉止される中間リングを有
するCVD薄膜形成装置において、 前記円錐状カバー、仕切壁、および中間リング
の各外壁面上にこれらを冷却するための第１、第
２、および第３の冷却手段を配設したことを特徴
とするCVD薄膜形成装置。 ２ 前記冷却手段は液状冷媒が循環される方式の
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載のCVD薄膜形成装置。 ３ 液状冷媒は冷却水である特許請求の範囲第２
項に記載にCVD薄膜形成装置。 ４ 前記冷却手段は圧縮ガス状冷媒が循環される
方式のものであることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載のCVD薄膜形成装置。 ５ 前記冷却手段は内部に液状冷媒または圧縮ガ
ス状冷媒が循環される冷却コイルのジヤケツトで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項から
第４項までのいずれかに記載のCVD薄膜形成装
置。 ６ 前記冷却手段は内部に液状冷媒または圧縮ガ
ス状冷媒が循環される冷却パイプの蛇管であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項
までのいずれかに記載のCVD薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7907486A JPS62238367A (ja) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | Ｃｖｄ薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7907486A JPS62238367A (ja) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | Ｃｖｄ薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62238367A JPS62238367A (ja) | 1987-10-19 |
| JPH0532471B2 true JPH0532471B2 (ja) | 1993-05-17 |
Family
ID=13679741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7907486A Granted JPS62238367A (ja) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | Ｃｖｄ薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62238367A (ja) |
-
1986
- 1986-04-08 JP JP7907486A patent/JPS62238367A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62238367A (ja) | 1987-10-19 |
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