JPH0587942U - 減圧気相反応装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】開閉扉１に取り付けられた反応気体供給管８に
延長管８Ａを設けて、反応気体供給管８の端部を内側管
４内へ深く延長した水平形減圧気相反応装置（ＬＰＣＶ
Ｄ）。 【効果】原料気体の副反応によって生じる堆積物が開閉
扉部に析出することを防止することが可能となり、製品
の汚染を防ぐとともに、得られる薄膜が反応装置内の位
置によらずに均質化される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は半導体装置の製造装置に関し、特に半導体基板上に誘電体層や導体 層を成膜するために用いられる水平型の減圧気相反応（ＬＰＣＶＤ）装置に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

気相反応工程は、半導体装置の製造工程に用いられる薄膜形成方法の一つとし て用いられており、例えば、シラン（ＳｉＨ₄）ガスを原料として多結晶シリコ ン薄膜を形成したり、ジクロルシラン（ＳｉＨ₂Ｃｌ₂）ガス及びアンモニア（Ｎ Ｈ₃）ガスを原料として窒化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ₄）膜を形成すること等に用いら れている。

【０００３】 このような気相反応（ＣＶＤ）法には反応管内の気圧によって大気圧下で薄膜 を形成する常圧ＣＶＤ法と減圧下で薄膜を形成する減圧気相反応（ＬＰＣＶＤ） 法があり、また、反応管の構造によって水平形と縦形に区分されており、薄膜を 形成する基板の枚数によって、多数の基板に同時に薄膜を形成するバッチ式と、 基板を一つずつ反応管内に供給して処理をする枚様式に区分されるが、この考案 はバッチ式の水平型気相反応装置に関するものである。

【０００４】 従来のバッチ式の水平型気相反応装置（ＬＰＣＶＤ装置）の一例を示す断面図 である図３を参照して説明すると、反応容器として用いられる反応管は外側管３ と内側管４から構成されており、処理する基板を出し入れする入り口の開閉扉１ 、開閉扉の開閉により管内へ出し入れされるパドル５、パドル５上に設置され、 薄膜を形成する基板７を支持するボート６、基板上に反応気体を供給するための 反応気体供給管８及び基板７に薄膜の形成が終了した後に管内に残存する反応気 体を排出するための排気口１０から構成されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従来の減圧気相反応装置においては、窒化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ₄）膜を積層する ために、反応気体であるジクロルシラン（ＳｉＨ₂Ｃｌ₂）ガス及びアンモニア（ ＮＨ₃）ガスを反応管３内に供給するとき、ジクロルシランとアンモニアとの反 応の副生物である塩化アンモニウムが反応管の外側管３と内側管４の空間におい て生成し、反応管を掃除するに困難があった。

【０００６】 また、副生する塩化アンモニウムの粉末は開閉蓋のフランジにも堆積し、基板 ７を反応管から搬出あるいは反応管内へ搬入するために開閉扉１を開閉するとき 、堆積した塩化アンモニウム粉末が不純物として基板７に吸着されて、引き続く 工程で基板の汚染を引き起こす問題があった。

【０００７】 さらに、ジクロルシランはその特性上低速の気体であるので、反応気体供給管 ８の端部と基板７との間に相当の距離があることにより、反応気体供給管８の端 部に近い側の基板７と遠い側の基板７との間に形成される薄膜に不均一性が生じ ることになり、これを解消するために加熱器９の加熱温度に差異を設けて工程を 進めなければならない不都合があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案者らは、以上のような従来の減圧気相反応（ＬＰＣＶＤ）装置に見られ る好ましくない現象について鋭意検討をし、この現象が反応気体供給管８が開閉 蓋フランジ２を貫通して反応管３内にその端部が開閉扉１内に内蔵されるように 設置されているために生じることを明らかにし、反応気体供給管に延長管を連結 して、その端部が内側管内に深く内蔵されるようにしたことにより、外側管及び ドアフランジに塩化アンモニウム粉末が堆積することを防止し、基板に積層され る薄膜の均一性を向上させることを見いだしたものである。

【０００９】

【作用】

本考案は、反応容器の開閉蓋に取り付けられていた減圧気相反応（ＬＰＣＶＤ ）装置の反応気体供給管に反応管内へ深く伸びる延長管を取り付けたものであり 、反応気体の副反応によって生成する好ましくない堆積物が反応管の入り口部分 等に生じない。

【００１０】 以下に本考案の実施例を示し、本考案をさらに詳細に説明する。

【００１１】

【実施例】

図１はこの考案によるバッチ式水平型減圧気相反応（ＬＰＣＶＤ）装置の断面 図であって、反応気体供給管の端部が反応容器である内側チューブ内に位置する ように延長管を設けたものを示している。

【００１２】 反応容器として用いられる反応管の外側管３および内側管４、開閉扉１、基板 ７の搬出および搬入手段であるパドル５、基板７の支持手段であるボート６、基 板７の加熱手段である加熱器９、基板７上に反応気体を供給するための反応気体 供給管８及び排気口１０を有する減圧気相反応（ＬＰＣＶＤ）装置において、反 応気体供給管８の端部に内側管３内部へ延長する延長管を連結した構造である。 また、加熱器９は、図１においては５個の加熱帯域を有する加熱器として示さ れているが、５個の加熱帯域に限らず、３個の加熱帯域を有するものなども任意 に使用することが可能であり、また基板７及びその支持手段であるボート６も各 ６個ずつに示されているが、これらの数も任意に増減することができる。

【００１３】 また、減圧気相反応（ＬＰＣＶＤ）装置には、圧力調節器等の必要な装置が取 り付けられることは言うまでもない。

【００１４】 本考案の減圧気相反応（ＬＰＣＶＤ）装置の動作について説明すると、先ず開 閉扉１を開くと、開閉扉１と連結されているパドル５が管３の外へ引き出され、 その後パドル５上に設置されているボート６に誘電体層や導電体層などの薄膜が 形成される基板７を塔載する。

【００１５】 次に、開閉扉１を閉じると、基板７が塔載されているパドル６が反応管３内に 押し入れられて反応器である内側管４内に設置される。

【００１６】 次いで、加熱器９を作動させて基板７を加熱し、引き続き反応気体を反応気体 供給管８を通じて内側管４内に注入する。例えば、窒化膜蒸着の場合には反応気 体としては、ジクロルシランとアンモニアが供給される。反応気体の供給と同時 に、排気口１０と連結された真空ポンプ（図示していない）を作動させて反応装 置内を所定の圧力に保持する。また、真空ポンプは反応が終わった後にも内側管 ４の外側へ気体を排出する作用をする。

【００１７】 ところで、反応気体供給管８が延長管８Ａを通じて内側管４内に深く導入され ているので、開閉扉フランジ２及び内側管４と外側管３の間に反応副産物である 塩化アンモニウムが堆積することを減少させるとともに、反応気体が基板７に到 達する時間が短縮されるので基板７の設置場所によらず、形成される薄膜の均一 性が向上するようになる。

【００１８】 図２は、図１の反応気体供給管８の取付部分の１例を部分拡大して示した斜視 図である。図２において、符号８は従来の反応気体供給管を示しているが、開閉 扉２の両側部をそれぞれ貫通して管内へ向かって曲げられた構造である。符号８ Ａはその端部が内側管４内に深く設けられている延長管を示している。

【００１９】

【考案の効果】

本考案の、減圧気相反応（ＬＰＣＶＤ）装置によれば、反応気体供給管を延長 管を通じて反応容器内へ深く延長したことにより、反応管の清掃回数および清掃 時間を減らすことができるとともに、基板が不純物に汚染されるのを防止して、 製品の信頼性が増加し、装置内の基板の設置位置に関係なく形成される薄膜の均 一性が向上することにより、１バッチの処理においてより多くの基板を処理する ことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の減圧気相反応装置の断面図を示す。

【図２】本考案の反応気体供給管部分の１例を示した斜
視図である。

【図３】従来の減圧気相反応装置の断面図を示す。

【符号の説明】

１・・・開閉扉 ２・・・開閉扉フランジ ３・・・外側管 ４・・・内側管 ５・・・パドル ６・・・ボート ７・・・基板 ８・・・反応気体供給管 ８Ａ・・・延長管 ９・・・加熱器 １０・・・排気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 キム ヒ ソク 大韓民国ソウル特別市カンナムク ノンヒ ョンドン ドンヒョン５−809

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】反応容器となる反応管、反応容器の開閉
   扉、加熱器、反応気体供給管及び排気口を有する減圧気
   相反応装置において、反応気体供給管にその端部が管内
   に内蔵されるように延長管を連結したことを特徴とする
   減圧気相反応装置。
2. 【請求項２】延長管が電気鍍金した鋼管であることを特
   徴とする請求項１記載の減圧気相反応装置。
3. 【請求項３】延長管が石英であることを特徴とする請求
   項１記載の減圧気相反応装置。