JPH0582453A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
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- JPH0582453A JPH0582453A JP24372191A JP24372191A JPH0582453A JP H0582453 A JPH0582453 A JP H0582453A JP 24372191 A JP24372191 A JP 24372191A JP 24372191 A JP24372191 A JP 24372191A JP H0582453 A JPH0582453 A JP H0582453A
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- gas
- growth
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 反応室に成長ガスを流通させることにより成
膜を行なう半導体製造装置に関し、均一な膜質を簡単な
構成で得られることを目的とする。 【構成】 上下に内部排気口１８により分離された内管
１６，１５ｂを設け、内管１６の下部及び内管１５ｂの
上部に成長ガスを内管１６及び１５ｂ内に放出する成長
ガスノズル２０ａ，２０ｂを設けてなる。
膜を行なう半導体製造装置に関し、均一な膜質を簡単な
構成で得られることを目的とする。 【構成】 上下に内部排気口１８により分離された内管
１６，１５ｂを設け、内管１６の下部及び内管１５ｂの
上部に成長ガスを内管１６及び１５ｂ内に放出する成長
ガスノズル２０ａ，２０ｂを設けてなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置に係り、
特に、反応室に成長ガスを流通させることにより成膜を
行なう半導体製造装置に関する。
特に、反応室に成長ガスを流通させることにより成膜を
行なう半導体製造装置に関する。
【０００２】近年、ＬＳＩは集積化、微細化、ウェハの
大口径化に伴い、歩留りが低下しつつある。ＬＳＩの歩
留りを向上させるためにはバッチ処理装置におけるウェ
ハ間の膜厚分布及び膜質分布を均一にすることが要求さ
れている。
大口径化に伴い、歩留りが低下しつつある。ＬＳＩの歩
留りを向上させるためにはバッチ処理装置におけるウェ
ハ間の膜厚分布及び膜質分布を均一にすることが要求さ
れている。
【０００３】そのためには、反応室内の成長ガスの均一
な供給及び、温度傾斜の平坦化を行う必要がある。
な供給及び、温度傾斜の平坦化を行う必要がある。
【０００４】
【従来の技術】図４は従来の一例の概略構成図を示し、
図４は縦型ＣＶＤ膜成長装置を示している。同図中、１
はウェーハで、ウェーハ１はウェーハ保持ボート２上に
複数枚保持されている。３は内管で、内管３は円筒形状
をなし、内管３内部が反応室４となる。内管３はマニホ
ールド５内部に載置される。
図４は縦型ＣＶＤ膜成長装置を示している。同図中、１
はウェーハで、ウェーハ１はウェーハ保持ボート２上に
複数枚保持されている。３は内管で、内管３は円筒形状
をなし、内管３内部が反応室４となる。内管３はマニホ
ールド５内部に載置される。
【０００５】マニホールド５の上部には外管６が配設さ
れマニホールド５と共に密閉した空間を形成する。マニ
ホールド５には外部排気口７が形成され、外管６内の圧
力を真空ポンプにより減圧する。またマニホールド５に
は成長ガスノズル８が設けられモノシラン（ＳｉＨ4 ）
等の成長ガスを内管３の下方内部に放出する。
れマニホールド５と共に密閉した空間を形成する。マニ
ホールド５には外部排気口７が形成され、外管６内の圧
力を真空ポンプにより減圧する。またマニホールド５に
は成長ガスノズル８が設けられモノシラン（ＳｉＨ4 ）
等の成長ガスを内管３の下方内部に放出する。
【０００６】外部排気口７は内管３の外方に設けられて
いるため、成長ガスは内管３内部を上方に流れた後、内
管３上端の内部排気口９より内管３と外管６との間を通
って外部排気口７に到達し外部に排気されていた。
いるため、成長ガスは内管３内部を上方に流れた後、内
管３上端の内部排気口９より内管３と外管６との間を通
って外部排気口７に到達し外部に排気されていた。
【０００７】成長ガス濃度を反応室１０内で一定とし膜
厚を均一にするために内管３の延長方向にヒータ（図示
せず）を配し、内管３に±１５℃程度温度分布を持たせ
ていた。
厚を均一にするために内管３の延長方向にヒータ（図示
せず）を配し、内管３に±１５℃程度温度分布を持たせ
ていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のＣＶ
Ｄ膜成長装置は管状の反応室の一端に成長ガス導入部を
有し、他端に成長ガス排出部が設けられていたため、成
長ガスノズル８から導入された成長ガスが内管３内を通
り、内部排気口９を経て、外部排気口７に抜けていた。
このため、長いウェーハ保持ボート２を一方通行で成長
ガスが通過して行き、成長ガスの分解、活性化率、組成
比等の形態が上方に行くに従って徐々に変化して行き、
ウェーハ保持ボート２上の膜質分布が大きく異なってし
まう。又、均一の膜質分布を取る為に、温度傾斜を図３
に破線で示す様に約±１５℃の傾斜を必要としていた。
この温度傾斜のため均一な膜質が得られなかった。更
に、内管３は、ウェーハ保持ボート２より長い長さを要
し、マニホールド２に置いているだけのセッティングの
ため、ウェーハ保持ボート２と内管３との取り付け時の
中心出しが難しく、上部付近では、場合によって、ウェ
ーハ保持ボート２に接近する事もあるなど、非常に不安
定である等の問題点があった。
Ｄ膜成長装置は管状の反応室の一端に成長ガス導入部を
有し、他端に成長ガス排出部が設けられていたため、成
長ガスノズル８から導入された成長ガスが内管３内を通
り、内部排気口９を経て、外部排気口７に抜けていた。
このため、長いウェーハ保持ボート２を一方通行で成長
ガスが通過して行き、成長ガスの分解、活性化率、組成
比等の形態が上方に行くに従って徐々に変化して行き、
ウェーハ保持ボート２上の膜質分布が大きく異なってし
まう。又、均一の膜質分布を取る為に、温度傾斜を図３
に破線で示す様に約±１５℃の傾斜を必要としていた。
この温度傾斜のため均一な膜質が得られなかった。更
に、内管３は、ウェーハ保持ボート２より長い長さを要
し、マニホールド２に置いているだけのセッティングの
ため、ウェーハ保持ボート２と内管３との取り付け時の
中心出しが難しく、上部付近では、場合によって、ウェ
ーハ保持ボート２に接近する事もあるなど、非常に不安
定である等の問題点があった。
【０００９】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、均一な膜厚分布及び膜質が、簡単な構成で得られる
半導体製造装置に関する。
で、均一な膜厚分布及び膜質が、簡単な構成で得られる
半導体製造装置に関する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は成長ガスを反応
室内に導入する成長ガス導入部を前記反応室の両端部に
夫々設け、反応室内の成長ガスを排出する成長ガス排出
部を反応室の中央付近に設けてなる。
室内に導入する成長ガス導入部を前記反応室の両端部に
夫々設け、反応室内の成長ガスを排出する成長ガス排出
部を反応室の中央付近に設けてなる。
【００１１】
【作用】管状の反応室の両端部に夫々ガス導入部を設
け、反応室の中央付近にガス排出部を設けることにより
管状の反応室を２つに分割して処理することができる。
このため、擬似的に２バッチ処理の様な処理形態を取る
ことができ、従って、温度傾斜は小さく、ガス濃度を反
応室内で略一定にできるため、膜厚及び膜質の均一化を
計ることができる。
け、反応室の中央付近にガス排出部を設けることにより
管状の反応室を２つに分割して処理することができる。
このため、擬似的に２バッチ処理の様な処理形態を取る
ことができ、従って、温度傾斜は小さく、ガス濃度を反
応室内で略一定にできるため、膜厚及び膜質の均一化を
計ることができる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例の概略構成図を示
す。本実施例では縦型ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposit
ion ）膜成長装置について説明する。
す。本実施例では縦型ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposit
ion ）膜成長装置について説明する。
【００１３】同図中、１１は被成膜部材であるウェーハ
で、Ｓｉ等の半導体よりなる。ウェーハ１１はウェーハ
保持ボート１２上に搭載される。ウェーハ保持ボート１
２はキャップ１３に固定される。
で、Ｓｉ等の半導体よりなる。ウェーハ１１はウェーハ
保持ボート１２上に搭載される。ウェーハ保持ボート１
２はキャップ１３に固定される。
【００１４】キャップ１３はマニホールド１４に固定さ
れ、ウェーハ保持ボート１２を反応室内に保持すると共
にマニホールド１４の一方の開口部１４ａを密閉する。
また、マニホールド１４の他方の開口部１４ｂには外管
１５が装着され、反応室１７ａ，１７ｂが形成される。
れ、ウェーハ保持ボート１２を反応室内に保持すると共
にマニホールド１４の一方の開口部１４ａを密閉する。
また、マニホールド１４の他方の開口部１４ｂには外管
１５が装着され、反応室１７ａ，１７ｂが形成される。
【００１５】マニホールド１４内部にはツバ部１４ｃが
内側面に亘って形成されていて、ツバ部１４ｃ上に第１
の内管１６が載置される。また、マニホールド１４には
外部排気口１４ｄが形成されている。外部排気口１４ｄ
は真空ポンプ１９に接続されていて外管１５内部を真空
に排気する。
内側面に亘って形成されていて、ツバ部１４ｃ上に第１
の内管１６が載置される。また、マニホールド１４には
外部排気口１４ｄが形成されている。外部排気口１４ｄ
は真空ポンプ１９に接続されていて外管１５内部を真空
に排気する。
【００１６】第１の内管１６は円筒形状をなし、ウェー
ハ保持ボート１２がその内部を挿通するように配置さ
れ、ウェーハ保持ボート１２の下部を包囲して、反応室
１７ａを形成している。
ハ保持ボート１２がその内部を挿通するように配置さ
れ、ウェーハ保持ボート１２の下部を包囲して、反応室
１７ａを形成している。
【００１７】外管１５は有底で、外管部１５ａ内部に第
２の内管１５ｂを一体的に形成してなる。第２の内管１
５ｂは外管１５をマニホールド１４に装着した際にウェ
ーハ保持ボート１２の上部を包囲する。第１の内管１６
及び第２の内管１５ｂとにより反応室１７が形成され
る。第１の内管１６と第２の内管１５ｂとの間には若干
の空隙が形成され、この空隙がガス排出部で内部排気口
１８となる。従って、内部排気口１８は内管１６，１５
ｂの中央部に配置され、反応室１７を擬似的に反応室１
７ａ，１７ｂに分割した構成となる。
２の内管１５ｂを一体的に形成してなる。第２の内管１
５ｂは外管１５をマニホールド１４に装着した際にウェ
ーハ保持ボート１２の上部を包囲する。第１の内管１６
及び第２の内管１５ｂとにより反応室１７が形成され
る。第１の内管１６と第２の内管１５ｂとの間には若干
の空隙が形成され、この空隙がガス排出部で内部排気口
１８となる。従って、内部排気口１８は内管１６，１５
ｂの中央部に配置され、反応室１７を擬似的に反応室１
７ａ，１７ｂに分割した構成となる。
【００１８】また、マニホールド１４には２本の成長ガ
スノズル２０ａ，２０ｂが取付けられている。成長ガス
ノズル２０ａの一端は第１の内管１６内のウェーハ保持
ボート１２の下部に配設され、ウェーハ保持ボート１２
の下部からシラン（ＳｉＨ4 ）等の成長ガスが供給され
る。
スノズル２０ａ，２０ｂが取付けられている。成長ガス
ノズル２０ａの一端は第１の内管１６内のウェーハ保持
ボート１２の下部に配設され、ウェーハ保持ボート１２
の下部からシラン（ＳｉＨ4 ）等の成長ガスが供給され
る。
【００１９】一方、成長ガスノズル２０ｂの一端は第２
の内管１５ｂ内のウェーハ保持ボート１２の上部に配設
され、ウェーハ保持ボート１２の上部からシラン（Ｓｉ
Ｈ4 ）等の成長ガスが供給される。
の内管１５ｂ内のウェーハ保持ボート１２の上部に配設
され、ウェーハ保持ボート１２の上部からシラン（Ｓｉ
Ｈ4 ）等の成長ガスが供給される。
【００２０】シラン（ＳｉＨ4 ）等の成長ガスはまず、
マニュアルバルブ２０及びガス量を調整するレギュレー
タ２１を通過した後、分岐され、夫々エアオペレーショ
ンバルブ２２ａ，２２ｂ，流量を制御する（例えば５０
ＳＣＣＭに設定される）マスフローコントローラ２３
ａ，２３ｂ，エアオペレーションバルブ２４ａ，２４ｂ
を介して、成長ガスノズル２０ａ，２０ｂに供給され
る。
マニュアルバルブ２０及びガス量を調整するレギュレー
タ２１を通過した後、分岐され、夫々エアオペレーショ
ンバルブ２２ａ，２２ｂ，流量を制御する（例えば５０
ＳＣＣＭに設定される）マスフローコントローラ２３
ａ，２３ｂ，エアオペレーションバルブ２４ａ，２４ｂ
を介して、成長ガスノズル２０ａ，２０ｂに供給され
る。
【００２１】また、外管１５の周囲にはヒータ（図示せ
ず）が配設され、内管１５ｂ，１６内で温度分布を形成
し、成長ガス濃度を一定としている。
ず）が配設され、内管１５ｂ，１６内で温度分布を形成
し、成長ガス濃度を一定としている。
【００２２】次に図２と共に成長ガスの流れについて説
明する。
明する。
【００２３】まず、成長ガスノズル２０ａから放出され
た成長ガスは図２に実線で示すように反応室１７ａ内を
下方から上方に向って流れ内部排気口１８より内管１６
と外管部１５ａとの間を通って外部排気口１４ｄに導か
れ、外部に排気される。
た成長ガスは図２に実線で示すように反応室１７ａ内を
下方から上方に向って流れ内部排気口１８より内管１６
と外管部１５ａとの間を通って外部排気口１４ｄに導か
れ、外部に排気される。
【００２４】一方、成長ガスノズル２０ｂから放出され
た成長ガスは図２に破線で示すように反応室１７ｂ内を
上方から下方に向って流れ内部排気口１８より内管１６
と外管部１５ａとの間を通って外部排気口１４ｄに導か
れ外部に排気される。
た成長ガスは図２に破線で示すように反応室１７ｂ内を
上方から下方に向って流れ内部排気口１８より内管１６
と外管部１５ａとの間を通って外部排気口１４ｄに導か
れ外部に排気される。
【００２５】このため、１つのウェーハ保持ボート１２
に対して反応室１７ａ，１７ｂは反応室を擬似的に２つ
設けた構成となっているため、成長ガスの流れが制御し
やすくなる。このとき、ＳｉＨ4 （モノシラン）をマス
フローコントローラー（４-d-1，４-d-2）により、例え
ば５０ＳＣＣＭに設定し、反応室に導入すると、反応室
１７ａ，１７ｂ内の温度傾斜は、図３に示す実線の様に
±５℃程度に収まっており、反応室１７ａ，１７ｂ内で
略均一の温度分布が得られている。図３に破線で示す特
性は従来の下部ガスノズルからの片側出しの場合の温度
傾斜で±１５℃程度の傾斜としており、反応室での温度
分布に大きな差が生じている。このように、縦型ＣＶＤ
膜成長装置において、成長ガスが内管１６，１５ｂから
外管に抜ける内部排気口１８を反応室の中央付近に配置
し、成長ガスの導入を内部排気口を境に上部成長ガスノ
ズル２０ｂと下部成長ガスノズル２０ａの２ヶ所から行
う。これにより、反応室内の温度傾斜（温度分布）を±
５℃以内でウェーハ１１のウェーハ保持ボート１２内膜
厚分布±２％以内に収めることが可能となり、上部成長
ガスノズル２０ｂと下部成長ガスノズル２０ａに流す成
長ガスを同流量にすることが出来、流量コントロール面
においても、設備面においても、簡易なものに出来る。
よって、ウェーハ保持ボート１２上での膜質分布を低減
することが出来る。従って、反応室内の各部において、
温度、ガス流量が、ほぼ同レベルとなり、反応室内にお
ける膜質分布が均一化される。実施例に示したPolysiの
場合、グレインサイズが均一になる事から、膜の電気的
特性が均一化されると共に、膜の表面状態の凹凸等のレ
ベルが一定にすることができる。この結果、歩留りが上
がると共に、歩留りが安定して得られる。また、内管１
５ｂと外管部１５ａとにより外管１５が構成されている
ため、外管１５の取り付け時に第２の内管が同時にセッ
トされる。また、マニホールド１４に載置される第１の
内管１６が短くできる為、中心出しが容易となり、作業
が簡易となる。
に対して反応室１７ａ，１７ｂは反応室を擬似的に２つ
設けた構成となっているため、成長ガスの流れが制御し
やすくなる。このとき、ＳｉＨ4 （モノシラン）をマス
フローコントローラー（４-d-1，４-d-2）により、例え
ば５０ＳＣＣＭに設定し、反応室に導入すると、反応室
１７ａ，１７ｂ内の温度傾斜は、図３に示す実線の様に
±５℃程度に収まっており、反応室１７ａ，１７ｂ内で
略均一の温度分布が得られている。図３に破線で示す特
性は従来の下部ガスノズルからの片側出しの場合の温度
傾斜で±１５℃程度の傾斜としており、反応室での温度
分布に大きな差が生じている。このように、縦型ＣＶＤ
膜成長装置において、成長ガスが内管１６，１５ｂから
外管に抜ける内部排気口１８を反応室の中央付近に配置
し、成長ガスの導入を内部排気口を境に上部成長ガスノ
ズル２０ｂと下部成長ガスノズル２０ａの２ヶ所から行
う。これにより、反応室内の温度傾斜（温度分布）を±
５℃以内でウェーハ１１のウェーハ保持ボート１２内膜
厚分布±２％以内に収めることが可能となり、上部成長
ガスノズル２０ｂと下部成長ガスノズル２０ａに流す成
長ガスを同流量にすることが出来、流量コントロール面
においても、設備面においても、簡易なものに出来る。
よって、ウェーハ保持ボート１２上での膜質分布を低減
することが出来る。従って、反応室内の各部において、
温度、ガス流量が、ほぼ同レベルとなり、反応室内にお
ける膜質分布が均一化される。実施例に示したPolysiの
場合、グレインサイズが均一になる事から、膜の電気的
特性が均一化されると共に、膜の表面状態の凹凸等のレ
ベルが一定にすることができる。この結果、歩留りが上
がると共に、歩留りが安定して得られる。また、内管１
５ｂと外管部１５ａとにより外管１５が構成されている
ため、外管１５の取り付け時に第２の内管が同時にセッ
トされる。また、マニホールド１４に載置される第１の
内管１６が短くできる為、中心出しが容易となり、作業
が簡易となる。
【００２６】なお、本実施例では縦型ＣＶＤ膜成長装置
について説明したがこれに限ることはなく、横型のもの
についても適用でき、同様な効果が得られる。
について説明したがこれに限ることはなく、横型のもの
についても適用でき、同様な効果が得られる。
【００２７】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、管状の反
応室内の両端部に夫々ガス導入部を設け、反応室中央部
にガス排出部を設けることにより、反応室内でのガス濃
度、温度分布等を略均一にできる。このため、ウェーハ
に形成される膜厚及び膜質をウェハの反応室内における
載置位置によらず略均一なものとすることができる等の
特長を有する。
応室内の両端部に夫々ガス導入部を設け、反応室中央部
にガス排出部を設けることにより、反応室内でのガス濃
度、温度分布等を略均一にできる。このため、ウェーハ
に形成される膜厚及び膜質をウェハの反応室内における
載置位置によらず略均一なものとすることができる等の
特長を有する。
【図１】本発明の一実施例の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例の動作を説明するための図であ
る。
る。
【図３】本発明の一実施例の温度分布を説明するための
図である。
図である。
【図４】従来の一例の概略構成図である。
１１ ウェーハ １２ ウェーハ保持ボート １４ マニホールド １５ 外管 １６ 内管 １７ａ，１７ｂ 反応室 １８ 内部排気口 ２０ａ，２０ｂ 成長ガスノズル
Claims (1)
- 【請求項１】 内部に被成膜部材（１１）が載置された
管状の反応室（１７）にガスを流通させることにより該
被成膜部材（１１）表面に薄膜を形成する半導体製造装
置において、 前記反応室（１７）の両端部に夫々設けられ、前記ガス
を前記反応室（１７）内に導入するガス導入部（２０
ａ，２０ｂ）と、 前記反応室（１７）の中央部付近に設けられ、前記反応
室（１７）内のガスを排出するガス排出部（１８）とを
有したことを特徴とする半導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24372191A JPH0582453A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24372191A JPH0582453A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582453A true JPH0582453A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17108005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24372191A Withdrawn JPH0582453A (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582453A (ja) |
-
1991
- 1991-09-24 JP JP24372191A patent/JPH0582453A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |