JPH05326407A

JPH05326407A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH05326407A
Application number: JP12693892A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Okano; 清岡野
Original assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Priority date: 1992-05-20
Filing date: 1992-05-20
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体ウェーハ（９）の表面に減圧ＣＶＤ法
でシリコンの多結晶膜等を生成させる際に、反応ガスの
不均一流れに起因する生成膜の膜厚不同を防止するこ
と。【構成】ボート（８）の周りに円筒状の内管（７）を
配設すると共に、封止板（６）の上方にボート積載テー
ブル（５）を傾動可能に装着する。また、内管（７）の
上端およびボート積載テーブル（５）の上面周縁部に、
ボート（８）の傾き検出用のセンサ（１２）（１３）を
対設し、ボート積載テーブル（５）と封止板（６）の間
にボート（８）の傾斜角調整機構（１４）を組込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置に関する
ものであり、詳細には、半導体ウェーハの表面に、シリ
コンの多結晶膜などの生成膜を成長させるＣＶＤ法（気
相成長法）による半導体製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記ＣＶＤ法には、反応室の反応ガス圧
を常圧（約760mTorr）に保持して行う常圧ＣＶＤ法と、
反応室を減圧（約0.1〜10mTorr）に保持して行う減圧Ｃ
ＶＤ法がある。

【０００３】常圧ＣＶＤ法は、生成膜の成長速度が大き
いという利点を有する反面、生成膜の膜厚や比抵抗分布
などの品質の点では減圧ＣＶＤ法に劣り、近年では半導
体装置の高品質化の要求に伴い減圧ＣＶＤ法が多用され
ている。

【０００４】減圧ＣＶＤ法による膜生成装置は、反応室
内における半導体ウェーハの収納形態や反応ガスの供給
方式の違いにより縦型と横型に分類されるが、何れの方
式も反応室内にキャリヤガスを含む反応ガスを供給する
と共に、真空排気によって反応室内を所定の真空度の減
圧状態に維持し、反応室外から上記反応ガスを還元また
は熱分解温度（反応温度）に達する迄加熱し、これによ
って反応室内でボート上に載置されている半導体ウェー
ハの表面に生成膜を成長させるものである。

【０００５】図３は、ベルジャと通称されている縦長の
石英製外管（１）内に反応室（１０）を形成した縦長Ｃ
ＶＤ装置の従来例を示す。外管（１）は、側壁面の下端
に反応ガスの排気管（３）を開口させた下端開口型の円
筒管であり、この外管（１）は、下面中央部に反応ガス
の流入隙間兼ボート（８）の挿入口（４Ａ）を開口させ
た円筒状架台（４）の上に積載されている。一方、円筒
状の内管（７）は、位置決め固定手段、例えば、内管
（７）の外周面に沿って直立する支持リング（１１）を
具えた上記円筒状架台（４）の上に位置決め状態で固定
されている。円筒状架台（４）の外周壁には反応ガスの
供給管（２）が接続されており、円筒状架台（４）と外
管（１）の間は、Ｏリング等の図示しない封着手段によ
って気密に封止されている。円筒状架台（４）の下端は
ボート（８）の挿入口（４Ａ）として機能し得るように
開口構造に加工されており、この開口部は、ボート
（８）の積載用テーブル（５）と上記挿入口（４Ａ）の
封止板（６）とを具えた円板状の支持部材（１５）によ
って開閉可能に封止されている。

【０００６】反応ガスの導入に先立って、所定枚数の半
導体ウェーハ（９）を収納した石英製ボート（８）をテ
ーブル（５）の上に積載し、挿入口（４Ａ）から反応室
（１０）内に挿入する。この状態で、外管（１）内に供
給管（２）から反応ガスを導入し、かつ、図示しない負
圧吸引装置を起動して、反応室（１０）内を真空排気す
る。これによって反応室（１０）内は所定の真空度に維
持される。最後に、反応室（１０）外から上記反応ガス
をその還元温度もしくは熱分解（反応温度）に達する迄
加熱し、半導体ウェーハ（９）の表面に所定の厚みを持
った生成膜を成長させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記縦型ＣＶＤ装置に
おいて、ボート（８）上に積載された複数枚の半導体ウ
ェーハの表面に、積載位置とは無関係に均一な厚みの生
成膜を形成するためには、内管（７）とボート（８）と
の間を流れる反応ガスの流量がボート（８）の高さ方向
に沿って一定になるように制御する必要がある。この目
的を達成するためには、内管（７）の内周壁面とボート
（８）との対向間隔、つまり、両者の平行度をボート
（８）の長さ方向の全域に亘って略一定に維持する必要
がある。

【０００８】ところで、ボート（８）は石英製である場
合が一般的であり、加工技術上の制約によって、本来、
寸法精度の維持に問題がある。その上、繰返し使用する
ことによって、ボート（８）の表面にも上記反応ガスに
よる生成膜が形成されてしまう。このボート（８）の表
面に生成された生成膜を除去する目的で、所定の使用期
間が経過した時点でエッチングを施すが、これによって
ボート（８）が損耗し、寸法精度の維持が一層困難にな
る。結果的に、ボート（８）には、エッチングによる損
耗が原因となって傾きが発生し、ボート（８）と内管
（７）との平行度が低下し、反応ガスの流量の均一化が
阻害される。また、ボート（８）と内管（７）の対向間
隔は、一般的に数mm以下に設定されている場合が多いた
め、ボート（８）の傾きが大きくなると、ボート（８）
と内管（７）が接触し、破損やゴミの発生等の問題を引
起すおそれもある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決手段とし
て、本発明は、下端開口型の外管と、その下端開口部の
封止板から形成されてなる反応室内に反応ガスを導入
し、上記反応室内でボート上に積載されている半導体ウ
ェーハの表面に生成膜を形成する装置において、上記ボ
ートの周りに円筒状の内管を配設すると共に、上記封止
板の上方に傾動可能なボート積載テーブルを装着し、上
記内管の上端およびボート積載テーブルの上面周縁部
に、上記ボートの傾き検出用のセンサ手段を対設したこ
とを特徴とする半導体製造装置を提供するものである。

【００１０】また、本発明においては、上記ボート積載
テーブルと、外管の下端開口部の封止板との間に、ボー
トの傾斜角の調整機構を組込んでいる。

【００１１】また、上記ボートの傾斜角の調整機構は正
逆転可能なモータを含み、更に前記ボートの傾き検出用
のセンサ手段からの傾き検出出力によって上記モータの
回転方向と回転角度を計算して上記モータを駆動する調
整機構の制御手段を設けたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】内管の上端およびボート積載テーブルの上面周
縁部に対設された傾き検出用のセンサ手段によって、内
管とボートとが平行に同心配置されているか否かを検出
する。平行度の低下が検出された場合には、ボート積載
テーブル側に組込まれている傾斜角調整機構によってボ
ートを動かし、内管の軸心とボートの軸心を一致させ
る。

【００１３】

【実施例】以下、図１及び図２を参照しながら本発明の
実施例を説明する。尚、以下の記述において、従来技術
を示す図３と同一の構成部材は、同一の参照番号で表示
し、重複する事項に関しては説明を省略する。

【００１４】本発明に係る半導体製造装置（２０）は、
図１に示すように、ボート（８）の周りに円筒状の内管
（７）を配設すると共に、封止板（６）の上方に傾動可
能なボート積載テーブル（５）を装着し、内管（７）の
上端に反射ミラー（１３）を、そして、ボート積載テー
ブル（５）の上面周縁部に上記反射ミラー（１３）と対
向配置状態で傾き検出用の光センサ（１２）を固着して
いる。反射ミラー（１３）と光センサ（１２）の対設組
数は２組以上、より好ましくは３組とし、内管（７）の
軸心を中心として円周方向に沿い等配ピッチで対設す
る。

【００１５】また、ボート（８）の傾斜角を微調整する
ため、ボート積載テーブル（５）と外管（１）の下端開
口部の封止板（６）からなる円板状の支持部材（１５）
に、傾斜角調整機構として、円周方向に沿って等配ピッ
チで３本の調節ねじ（１４）＜２本のみ図示＞を装着
し、三点支持方式のボート積載テーブル（５）傾動装置
を構成している。

【００１６】反応室（１０）内に反応ガスを導入するの
に先立って、積載テーブル（５）上に載置されたボート
（８）を上昇させ、内管（７）の内側に仮位置決めす
る。この状態で光センサ（１２）の投光側から光線を照
射し、反射ミラー（１３）で反射された光線が光センサ
（１２）の受光側に入射するか否かを読取る。ボート
（８）が内管（７）に対して平行になっていれば、反射
光は光センサ（１２）の受光側に入射し、これによって
位置決めが正確に行われていることが確認される。

【００１７】この場合には、反応室（１０）内を真空排
気すると共に、供給管（２）から反応室（１０）内に反
応ガスを導入し、生成膜の生成を開始する。

【００１８】一方、ボート（８）と内管（７）の平行度
が許容範囲から外れている場合には、反射ミラー（１
３）で反射された光線の光センサ（１２）の受光側への
入射光量が減少する。極端な場合には入射光量がゼロと
なる。この場合には、入射光量の変化を読取りながら３
本の調節ねじ（１４）を選択的に操作し、これによっ
て、ボート積載テーブル（５）毎ボート（８）を傾動さ
せ、内管（７）に対するボート（８）の平行度を微調整
する。ボート（８）と内管（７）との平行度が補正され
ることによって、内管（７）の内周壁面とボート（８）
との対向間隔は、軸線方向および円周方向の全域に亘っ
て許容誤差範囲内に維持される。ボート（８）と内管
（７）の平行度の補正が終了した後、上記同様の操作手
順に従って反応ガスを導入し、半導体ウェーハ（９）の
表面に生成膜を生成させる。

【００１９】なお、図２に示すように、傾斜角調整機構
（１４）の下端に、調整ねじの回転駆動のための正逆転
可能なモータ（１６）を配置すると共に、傾き検出用の
センサ（１２）の傾き検出出力に基づいて上記モータ
（１６）の回転方向及び回転角度（または回転数）を算
出して上記モータ（１６）を駆動するマイクロコンピュ
ータを含む駆動手段を設けて、傾き検出と傾斜角調整を
自動化するようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、半導体ウェーハ（９）
の表面に減圧ＣＶＤ装置を利用して生成膜、例えばシリ
コンの多結晶膜等を生成させる際に問題とされていたボ
ート（８）の傾きに起因する反応ガスの不均一流れが解
消され、ボート（８）上への収納位置とは無関係に、複
数枚の半導体ウェーハ（９）の表面に均一な厚みの生成
膜が形成される。この結果、良品率が向上し、コストの
低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体製造装置の一部破断正面図

【図２】本発明に係る半導体製造装置の他の実施例を示
す一部破断正面図

【図３】従来装置の一部破断正面図

【符号の説明】

１外管５ボート積載テーブル６封止板７内管８ボート９半導体ウェーハ１０反応室１２傾き検出用のセンサ（投受光側）１３傾き検出用のセンサ（反射ミラー）１４傾斜角調整機構（三点支持方式の調整ねじ）２０半導体製造装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下端開口型の外管と、その下端開口部の
封止板から形成されてなる反応室内に反応ガスを導入
し、上記反応室内でボート上に積載されている半導体ウ
ェーハの表面に生成膜を形成する装置において、上記ボートの周りに円筒状の内管を配設すると共に、上
記封止板の上方に傾動可能なボート積載テーブルを装着
し、上記内管の上端およびボート積載テーブルの上面周
縁部に、上記ボートの傾き検出用のセンサ手段を対設し
たことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】上記ボート積載テーブルと、外管の下端
開口部の封止板との間に、上記ボートの傾斜角の調整機
構を組込んだことを特徴とする請求項１記載の半導体製
造装置。
【請求項３】上記ボートの傾斜角の調整機構は正逆転
可能なモータを含み、更に前記ボートの傾き検出用のセ
ンサ手段からの傾き検出出力によって上記モータの回転
方向と回転角度を計算して上記モータを駆動する調整機
構の制御手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の
半導体製造装置。