JPH06295871A - 化学的気相成長装置 - Google Patents
化学的気相成長装置Info
- Publication number
- JPH06295871A JPH06295871A JP10775693A JP10775693A JPH06295871A JP H06295871 A JPH06295871 A JP H06295871A JP 10775693 A JP10775693 A JP 10775693A JP 10775693 A JP10775693 A JP 10775693A JP H06295871 A JPH06295871 A JP H06295871A
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- Japan
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- reaction
- substrate
- gas
- chamber
- reaction chamber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 化学的気相成長装置で、反応後のガス及び反
応生成物によるパーティクルを反応チャンバー内壁面及
び治具に付着させることなく排気し、チャンバー内のパ
ーティクル汚染を防止する。 【構成】 反応チャンバー１と、反応チャンバー内で処
理する基板２を固定する基板支持具３と、前記基板を前
記反応チャンバー外部より加熱する基板加熱装置４と、
基板表面または反応チャンバー中に反応ガスを供給する
供給系５とを設け、反応ガス及び反応生成物を排気する
排気口６を基板の周囲近傍に設けることにより、反応後
のガス及び反応生成物によるパーティクルを反応チャン
バー内壁面及び治具に付着させることなく排気し、反応
チャンバー内のパーティクル汚染を防止する。 【効果】 チャンバー内洗浄が不要となり、スループッ
トの向上、洗浄用のエッチングガスコストの軽減が図れ
る。
応生成物によるパーティクルを反応チャンバー内壁面及
び治具に付着させることなく排気し、チャンバー内のパ
ーティクル汚染を防止する。 【構成】 反応チャンバー１と、反応チャンバー内で処
理する基板２を固定する基板支持具３と、前記基板を前
記反応チャンバー外部より加熱する基板加熱装置４と、
基板表面または反応チャンバー中に反応ガスを供給する
供給系５とを設け、反応ガス及び反応生成物を排気する
排気口６を基板の周囲近傍に設けることにより、反応後
のガス及び反応生成物によるパーティクルを反応チャン
バー内壁面及び治具に付着させることなく排気し、反応
チャンバー内のパーティクル汚染を防止する。 【効果】 チャンバー内洗浄が不要となり、スループッ
トの向上、洗浄用のエッチングガスコストの軽減が図れ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上に薄膜を形成さ
せる化学的気相成長装置に関するもので、主として半導
体集積回路に用いる薄膜形成に利用される化学的気相成
長装置に関する。
せる化学的気相成長装置に関するもので、主として半導
体集積回路に用いる薄膜形成に利用される化学的気相成
長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の製造工程においては種々の薄
膜を製造する工程が含まれるが、これらの薄膜製造技術
における量産性、歩留まり、信頼性などの向上は重要な
課題である。本発明は、原料となる物質としてガスを使
用し、熱、光、プラズマなどのエネルギによる化学反応
を利用して、基板上に薄膜を堆積させる薄膜製造装置に
於いて、このような課題を達成せんとするものである。
膜を製造する工程が含まれるが、これらの薄膜製造技術
における量産性、歩留まり、信頼性などの向上は重要な
課題である。本発明は、原料となる物質としてガスを使
用し、熱、光、プラズマなどのエネルギによる化学反応
を利用して、基板上に薄膜を堆積させる薄膜製造装置に
於いて、このような課題を達成せんとするものである。
【０００３】以下、このような薄膜製造装置として代表
的な化学気相成長（ＣＶＤ）装置を例にとり説明する。
堆積薄膜としては、シリコンの単結晶・多結晶膜、酸化
膜、窒化膜、金属膜などがある。
的な化学気相成長（ＣＶＤ）装置を例にとり説明する。
堆積薄膜としては、シリコンの単結晶・多結晶膜、酸化
膜、窒化膜、金属膜などがある。
【０００４】ＣＶＤ装置は、基本的には、反応室である
チャンバー、ガスの供給・排気装置及び化学反応させる
ためのエネルギの供給装置を備えたシステムであるが、
ここでは、現状のＣＶＤ装置について、本発明と関連す
るガスの供給装置について説明する。
チャンバー、ガスの供給・排気装置及び化学反応させる
ためのエネルギの供給装置を備えたシステムであるが、
ここでは、現状のＣＶＤ装置について、本発明と関連す
るガスの供給装置について説明する。
【０００５】ガスの供給は、通常チャンバーの一部にガ
ス供給用のノズル口が開いており、常圧または減圧状態
でチャンバー内全体に水素などで希釈した原料ガスを流
す方法をとっている。ガスは基板上に滞留層が形成され
る程度に密度が高く、流速は比較的遅く、基板ウェハ上
への原料ガスの供給はこの滞留層中の濃度拡散によりな
される。
ス供給用のノズル口が開いており、常圧または減圧状態
でチャンバー内全体に水素などで希釈した原料ガスを流
す方法をとっている。ガスは基板上に滞留層が形成され
る程度に密度が高く、流速は比較的遅く、基板ウェハ上
への原料ガスの供給はこの滞留層中の濃度拡散によりな
される。
【０００６】この滞留層の上に形成される熱対流層の中
では原料ガスが気相反応を起こし易い。気相反応生成物
は、マイクロパーティクルとなってウェハ上に降り、膜
質劣化を引き起こしたり、チャンバー内壁などのウェハ
以外のところに堆積しチャンバー内汚染の原因となる。
では原料ガスが気相反応を起こし易い。気相反応生成物
は、マイクロパーティクルとなってウェハ上に降り、膜
質劣化を引き起こしたり、チャンバー内壁などのウェハ
以外のところに堆積しチャンバー内汚染の原因となる。
【０００７】薄膜の堆積速度は、主にガスの粘性係数、
滞留層外側のガス流速・密度、滞留層中の拡散係数及び
その温度での化学反応速度などで決まる。従ってこのよ
うな滞留層を介する反応系においては、滞留層の外側の
ガス分子密度が均一になるような工夫をしないと膜厚・
抵抗率の不均一を生じてしまう。
滞留層外側のガス流速・密度、滞留層中の拡散係数及び
その温度での化学反応速度などで決まる。従ってこのよ
うな滞留層を介する反応系においては、滞留層の外側の
ガス分子密度が均一になるような工夫をしないと膜厚・
抵抗率の不均一を生じてしまう。
【０００８】このために、従来のＣＶＤ装置では、大量
の希釈ガス及び原料ガスを流すことによって均一性を得
ていた。従来のＣＶＤ装置においては、これらのガス
は、基板から遠く離れた（通常１００〜２００ｍｍ）チ
ャンバー壁面の一部に排気口が設けられていた。このた
めに不要ガスはチャンバー内に拡散し、チャンバー内壁
面及び治具等ウォールデポを含む、ウェハ以外の部分で
不要堆積物を生じていた。
の希釈ガス及び原料ガスを流すことによって均一性を得
ていた。従来のＣＶＤ装置においては、これらのガス
は、基板から遠く離れた（通常１００〜２００ｍｍ）チ
ャンバー壁面の一部に排気口が設けられていた。このた
めに不要ガスはチャンバー内に拡散し、チャンバー内壁
面及び治具等ウォールデポを含む、ウェハ以外の部分で
不要堆積物を生じていた。
【０００９】この不要堆積物がパーティクル汚染源とな
り、基板ウェハの膜質劣化等の汚染を引き起こしてい
た。
り、基板ウェハの膜質劣化等の汚染を引き起こしてい
た。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の化学的気相成長
装置において、基板表面近傍だけでなくチャンバー内壁
にもガスが到達し、そのためチャンバー内壁に反応生成
物が付着し、その後剥離し、パーティクルとして基板上
に付着し、形成薄膜の品質特性を劣化させていた。
装置において、基板表面近傍だけでなくチャンバー内壁
にもガスが到達し、そのためチャンバー内壁に反応生成
物が付着し、その後剥離し、パーティクルとして基板上
に付着し、形成薄膜の品質特性を劣化させていた。
【００１１】このため、基板で反応したガスをチャンバ
ー側壁や治具等に接することなく排気することが課題で
あった。
ー側壁や治具等に接することなく排気することが課題で
あった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このような課題は、本発
明によれば、化学的気相成長装置であって、反応チャン
バーと、反応チャンバー内で処理する基板を固定する基
板支持具と、前記基板を前記反応チャンバー外部より加
熱する基板加熱装置と、基板表面または反応チャンバー
中へ反応ガスを供給する供給系とを有し、反応後のガス
及び反応生成物を排気する排気口を基板の周囲近傍に設
けることにより、反応後のガス及び反応生成物によるパ
ーティクルを、反応チャンバー内壁面及び治具に付着す
ることなく排気し、反応チャンバー内のパーティクル汚
染を防止することを特徴とした化学的気相成長装置を提
供することにより達成される。
明によれば、化学的気相成長装置であって、反応チャン
バーと、反応チャンバー内で処理する基板を固定する基
板支持具と、前記基板を前記反応チャンバー外部より加
熱する基板加熱装置と、基板表面または反応チャンバー
中へ反応ガスを供給する供給系とを有し、反応後のガス
及び反応生成物を排気する排気口を基板の周囲近傍に設
けることにより、反応後のガス及び反応生成物によるパ
ーティクルを、反応チャンバー内壁面及び治具に付着す
ることなく排気し、反応チャンバー内のパーティクル汚
染を防止することを特徴とした化学的気相成長装置を提
供することにより達成される。
【００１３】
【作用】本発明の考え方は、化学的気相成長装置等で、
基板の極く近傍の外周部から速やかに余剰未反応ガスや
反応生成物等を排気することにより、チャンバー内壁面
への余剰未反応ガスや反応生成物等等の到達量を低減
し、チャンバー内壁面から基板表面への反応生成物等の
パーティクル剥離付着を防止しようとするものである。
基板の極く近傍の外周部から速やかに余剰未反応ガスや
反応生成物等を排気することにより、チャンバー内壁面
への余剰未反応ガスや反応生成物等等の到達量を低減
し、チャンバー内壁面から基板表面への反応生成物等の
パーティクル剥離付着を防止しようとするものである。
【００１４】
【実施例】図１は、従来の枚葉式ＣＶＤ装置及び図２は
従来の枚葉式ＤＣＶＤ装置のガス流れを示すが、チャン
バー内側壁及び基板回転用治具等へのガスの接触は避け
られず、反応生成物の付着、堆積が発生し、これがパー
ティクル汚染源となり基板の汚染を引き起こしていた。
従来の枚葉式ＤＣＶＤ装置のガス流れを示すが、チャン
バー内側壁及び基板回転用治具等へのガスの接触は避け
られず、反応生成物の付着、堆積が発生し、これがパー
ティクル汚染源となり基板の汚染を引き起こしていた。
【００１５】図３は今回発明の枚葉式ＣＶＤ装置及び図
４は今回発明の枚葉式ＣＶＤ装置のガス流れを示す。反
応ガス供給系５から供給されたガスは基板表面で反応し
薄膜を堆積させ、余剰反応ガス等は、排気口６より排出
され、チャンバー内壁面には到達しない。本実施例によ
れば、ガスは、面状複数ノズルにより供給し、全周方向
から排気を行う。
４は今回発明の枚葉式ＣＶＤ装置のガス流れを示す。反
応ガス供給系５から供給されたガスは基板表面で反応し
薄膜を堆積させ、余剰反応ガス等は、排気口６より排出
され、チャンバー内壁面には到達しない。本実施例によ
れば、ガスは、面状複数ノズルにより供給し、全周方向
から排気を行う。
【００１６】装置としては、反応チャンバー１内の基板
支持具３上の基板２に対して、反応ガスを供給する供給
口５と、基板２に近接して基板２の外周に反応ガス排気
口６が配置されており、排気口６には排気用のポンプと
排気ガスの流量調節弁が取付けられている。
支持具３上の基板２に対して、反応ガスを供給する供給
口５と、基板２に近接して基板２の外周に反応ガス排気
口６が配置されており、排気口６には排気用のポンプと
排気ガスの流量調節弁が取付けられている。
【００１７】図４に示すように反応ガスが供給口５から
供給され、基板２の面上を流れた後、チャンバー内に拡
散されることなく、速やかに基板２の外周に配置された
反応ガス排気口６により排気される。
供給され、基板２の面上を流れた後、チャンバー内に拡
散されることなく、速やかに基板２の外周に配置された
反応ガス排気口６により排気される。
【００１８】
【発明の効果】現状のＣＶＤ装置において本発明による
方法を用いた場合、チャンバー内洗浄が不要となり、ス
ループットの向上、洗浄用のエッチングガスコストの軽
減が図れる。例えば、枚葉式等では１サイクル毎にチャ
ンバーエッチング洗浄を行うことが多いが、この時期が
１サイクル全体の約３０％を占めており、これの減少に
よりスループットは約１０％向上できる見込みである。
方法を用いた場合、チャンバー内洗浄が不要となり、ス
ループットの向上、洗浄用のエッチングガスコストの軽
減が図れる。例えば、枚葉式等では１サイクル毎にチャ
ンバーエッチング洗浄を行うことが多いが、この時期が
１サイクル全体の約３０％を占めており、これの減少に
よりスループットは約１０％向上できる見込みである。
【００１９】この他に、炉内が清浄化することによりエ
ピ品質の向上、歩留り向上等の効果が得られる。
ピ品質の向上、歩留り向上等の効果が得られる。
【図１】従来の枚葉式ＣＶＤ装置を示すダイヤグラム図
である。
である。
【図２】従来の枚葉式ＣＶＤ装置のガス流れを示すダイ
ヤグラム図である。
ヤグラム図である。
【図３】本発明に基づく枚葉式ＣＶＤ装置を示すダイヤ
グラム図である。
グラム図である。
【図４】本発明に基づくＣＶＤ装置のガス流れを示すダ
イヤグラム図である。
イヤグラム図である。
１ 反応チャンバー ２ 基板 ３ 基板支持具 ４ 基板加熱装置 ５ 反応ガス供給口 ６ 反応ガス排気口
フロントページの続き (72)発明者 堀之内 礼仁 相模原市淵野辺５−10−１ 新日本製鐵株 式会社エレクトロニクス研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 化学的気相成長装置であって、反応チ
ャンバー１と、反応チャンバー内で処理する基板２を固
定する基板支持具３と、前記基板を前記反応チャンバー
外部より加熱する基板加熱装置４と、基板表面または反
応チャンバー中へ反応ガスを供給する供給系５とを有
し、反応後のガス及び反応生成物を排気する排気口６を
基板の周囲近傍に設けることにより、反応後のガス及び
反応生成物によるパーティクルを、反応チャンバー内壁
面及び治具に付着することなく排気し、反応チャンバー
内のパーティクル汚染を防止することを特徴とした化学
的気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10775693A JPH06295871A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 化学的気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10775693A JPH06295871A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 化学的気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295871A true JPH06295871A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=14467190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10775693A Withdrawn JPH06295871A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 化学的気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06295871A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997031389A1 (fr) * | 1996-02-23 | 1997-08-28 | Tokyo Electron Limited | Dispositif de traitement thermique |
-
1993
- 1993-04-08 JP JP10775693A patent/JPH06295871A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997031389A1 (fr) * | 1996-02-23 | 1997-08-28 | Tokyo Electron Limited | Dispositif de traitement thermique |
| US6111225A (en) * | 1996-02-23 | 2000-08-29 | Tokyo Electron Limited | Wafer processing apparatus with a processing vessel, upper and lower separately sealed heating vessels, and means for maintaining the vessels at predetermined pressures |
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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: 20000704 |