JPH0713946B2 - Ｃｖｄ装置 - Google Patents
Ｃｖｄ装置Info
- Publication number
- JPH0713946B2 JPH0713946B2 JP60110475A JP11047585A JPH0713946B2 JP H0713946 B2 JPH0713946 B2 JP H0713946B2 JP 60110475 A JP60110475 A JP 60110475A JP 11047585 A JP11047585 A JP 11047585A JP H0713946 B2 JPH0713946 B2 JP H0713946B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- gas
- tube
- reaction gas
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/4557—Heated nozzles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45572—Cooled nozzles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はエピタクシを含むCVD装置の反応ガスを均一に
散布する二重管型ガス冷却式多孔ノズル管を具備し、ノ
ズル管内で反応ガスが温度勾配を有する場合に好適なガ
ス流量分配を行なうエピタクシを含むCVD装置に関す
る。
散布する二重管型ガス冷却式多孔ノズル管を具備し、ノ
ズル管内で反応ガスが温度勾配を有する場合に好適なガ
ス流量分配を行なうエピタクシを含むCVD装置に関す
る。
エピタクシを含むCVD装置は、近年半導体製品の多量生
産を背景に、高スループットかつ高精度膜厚の性能が要
求されている。多数枚の基板を同時に処理する場合、各
基板上の膜厚を制御するためには、基板上に供給する反
応ガスの流量、濃度を一定にする必要がある。多孔ノズ
ル管を用いて反応ガスを散布する場合、ノズル管から噴
出する各孔からの流量を均一にすること、また濃度変化
を避けるためノズル管内での析出を抑制しなければなら
ない。とくに室温で供給される反応ガスが、反応器内で
徐々に高温に加熱される温度助走域にある場合、温度変
化の影響を受けてノズル管各孔からの噴出流量が不均一
になり易い。ここに温度分布を持つ多孔ノズル管からの
各孔噴出流量を均一化する技術的問題が生じている。
産を背景に、高スループットかつ高精度膜厚の性能が要
求されている。多数枚の基板を同時に処理する場合、各
基板上の膜厚を制御するためには、基板上に供給する反
応ガスの流量、濃度を一定にする必要がある。多孔ノズ
ル管を用いて反応ガスを散布する場合、ノズル管から噴
出する各孔からの流量を均一にすること、また濃度変化
を避けるためノズル管内での析出を抑制しなければなら
ない。とくに室温で供給される反応ガスが、反応器内で
徐々に高温に加熱される温度助走域にある場合、温度変
化の影響を受けてノズル管各孔からの噴出流量が不均一
になり易い。ここに温度分布を持つ多孔ノズル管からの
各孔噴出流量を均一化する技術的問題が生じている。
上記問題点を解決する手段はいくつか考えられる。例え
ば各ノズル孔から均一流量を得るようにガス流れ方向に
ノズル各孔径を変化させることも一つの方法であるが、
ノズル材質の石英を精度良く加工することは難しい。以
下、より詳しくこの種の装置について説明する。
ば各ノズル孔から均一流量を得るようにガス流れ方向に
ノズル各孔径を変化させることも一つの方法であるが、
ノズル材質の石英を精度良く加工することは難しい。以
下、より詳しくこの種の装置について説明する。
一般に、エピタクシを含むCVD（化学気相成長）は反応
ガスを高温に加熱することにより行なわれる。原理的に
は反応ガスの化学平衡により説明され、これについては
多くの論文があるが、最も早く出された論文としてアー
ル・エフ・レヴァー（R.F.Lever）によるアイ・ビー・
エムリサーチ・オブ・ディヴェロプメント（IBM Res.De
velop）８巻460頁（1972年）のシリコンエピタクシに関
する論文がある。これを模式的に表現すると第３図のよ
うになり、供給濃度が過飽和曲線と交叉する温度以下で
と固体面上への反応ガスの析出はないが、その温度以上
になるとシリコン基板のみならず反応器などの固体面上
への析出や気相熱分解が起る。基板以外への析出が起る
と反応ガス濃度が変化し、基板上へのCVD膜厚分布が劣
化したり、またガス流路の閉塞が起ったりする。
ガスを高温に加熱することにより行なわれる。原理的に
は反応ガスの化学平衡により説明され、これについては
多くの論文があるが、最も早く出された論文としてアー
ル・エフ・レヴァー（R.F.Lever）によるアイ・ビー・
エムリサーチ・オブ・ディヴェロプメント（IBM Res.De
velop）８巻460頁（1972年）のシリコンエピタクシに関
する論文がある。これを模式的に表現すると第３図のよ
うになり、供給濃度が過飽和曲線と交叉する温度以下で
と固体面上への反応ガスの析出はないが、その温度以上
になるとシリコン基板のみならず反応器などの固体面上
への析出や気相熱分解が起る。基板以外への析出が起る
と反応ガス濃度が変化し、基板上へのCVD膜厚分布が劣
化したり、またガス流路の閉塞が起ったりする。
ビー・イー・ディール（B.E.Deal）は反応ガスの供給を
ノズルを通して行なった際、ノズル管内での反応ガスの
高温析出を避けるためノズル管を二重構造にしてN2ガス
による冷却を行なっている（ジャーナル・オブ・エレク
トロ・ケミカル・ソサエティ（J.Electro chem.Soc.）1
09管６号514頁（1962年））。また、特開昭55−24424号
において、遠藤らは多数枚基板の近傍まで延長した複合
管構造のノズルを用い、ディールと同様にノズル管内に
流れる反応ガスのガス冷却を提案している。しかし、こ
れらの上記ノズルはいずれも単孔ノズルである。
ノズルを通して行なった際、ノズル管内での反応ガスの
高温析出を避けるためノズル管を二重構造にしてN2ガス
による冷却を行なっている（ジャーナル・オブ・エレク
トロ・ケミカル・ソサエティ（J.Electro chem.Soc.）1
09管６号514頁（1962年））。また、特開昭55−24424号
において、遠藤らは多数枚基板の近傍まで延長した複合
管構造のノズルを用い、ディールと同様にノズル管内に
流れる反応ガスのガス冷却を提案している。しかし、こ
れらの上記ノズルはいずれも単孔ノズルである。
近年、多数枚の基板を同時に処理することを目的とした
高スループット・エピタクシ装置が考案されている（ヴ
ィ・エス・バン（V.S.Ban）によるジャーナル・オブ・
クリスタル・グロウス（J.Crystal Growth）45巻97頁
（1978年））。ここでは新鮮な反応ガスを各基板毎に散
布するため、多孔ノズルが用いられている。また、本発
明者らも多数枚基板を同時に処理する電気炉式ホットウ
ォール・エピタクシ装置において、ノズル管内での反応
ガスの析出を掛けるため反応管主流にソースガスを流通
させ、多孔ノズルからはドーピングガスのみを流通させ
ている（特開昭59−19316号）。
高スループット・エピタクシ装置が考案されている（ヴ
ィ・エス・バン（V.S.Ban）によるジャーナル・オブ・
クリスタル・グロウス（J.Crystal Growth）45巻97頁
（1978年））。ここでは新鮮な反応ガスを各基板毎に散
布するため、多孔ノズルが用いられている。また、本発
明者らも多数枚基板を同時に処理する電気炉式ホットウ
ォール・エピタクシ装置において、ノズル管内での反応
ガスの析出を掛けるため反応管主流にソースガスを流通
させ、多孔ノズルからはドーピングガスのみを流通させ
ている（特開昭59−19316号）。
しかし、多孔ノズルでは、ガス流れ方向に向って圧力損
失があり、各孔からのノズル噴出流量が不均一になり易
いので、とくにCVD膜厚の高精度化が叫ばれている現
今、まず反応ガスを多孔ノズルから均一に噴出させるこ
とが一つの基本技術となる。
失があり、各孔からのノズル噴出流量が不均一になり易
いので、とくにCVD膜厚の高精度化が叫ばれている現
今、まず反応ガスを多孔ノズルから均一に噴出させるこ
とが一つの基本技術となる。
多孔ノズルからの流量分配については、既に実験および
理論研究があり、便覧にも記載がある（化学工学便覧
（改訂４版）129頁丸善（昭和53年））。後述のために
引用すると、層流のとき圧力損失は また、ノズル流量 ここでＤ＝ノズル管直径、ｕ＝ノズル管内の流体の流
速、ｌ＝ノズル孔間隔、μ＝粘性係数、gc＝重力換算係
数、ζｂ＝屈折の分岐損失係数、ζｓ＝直進部の分岐損
失係数、ｎ＝ノズル孔の数、Qn＝ノズル孔流体流量、Dn
＝ノズル孔直径、un＝ノズル孔流体流速、Ｐ＝ノズル管
内圧力、Po＝ノズル孔出口の流体圧力、Ｃ＝流量係数で
ある。
理論研究があり、便覧にも記載がある（化学工学便覧
（改訂４版）129頁丸善（昭和53年））。後述のために
引用すると、層流のとき圧力損失は また、ノズル流量 ここでＤ＝ノズル管直径、ｕ＝ノズル管内の流体の流
速、ｌ＝ノズル孔間隔、μ＝粘性係数、gc＝重力換算係
数、ζｂ＝屈折の分岐損失係数、ζｓ＝直進部の分岐損
失係数、ｎ＝ノズル孔の数、Qn＝ノズル孔流体流量、Dn
＝ノズル孔直径、un＝ノズル孔流体流速、Ｐ＝ノズル管
内圧力、Po＝ノズル孔出口の流体圧力、Ｃ＝流量係数で
ある。
一般にノズル管内でガス流れ方向に圧力損失があるた
め、下流に向って噴出量が減少する。しかし、ノズル管
径、ノズル孔径、流体の種類によっては逆の現象すなわ
ち、下流に向って噴出量が増大する現象も起る。しかし
ノズル管径をできるだけ大きく、またノズル孔径をでき
るだけ小さくすると圧力損失は全圧に比べて小となり、
等温系の下では均一分配が期待できる。
め、下流に向って噴出量が減少する。しかし、ノズル管
径、ノズル孔径、流体の種類によっては逆の現象すなわ
ち、下流に向って噴出量が増大する現象も起る。しかし
ノズル管径をできるだけ大きく、またノズル孔径をでき
るだけ小さくすると圧力損失は全圧に比べて小となり、
等温系の下では均一分配が期待できる。
しかしながら、CVD装置などでは室温の反応ガスが反応
器に供給されるので、ノズル管内で反応ガスの温度が変
化し、いわゆる温度助走域が発生する。（２）式に示さ
れるようにノズル孔流量はガスの密度ρの関数であるた
め、ノズル管内の圧力が均一に近い状態下でも温度分布
による不均一な分配状態が起り易い。実際ノズル管径8m
m、ノズル孔2mm、ノズル孔数19のノズル管に５〜20l/mi
nのソースガスを流通させたところ、常温の下では５％
の精度で分配流量が得られたが、ノズル管内で常温から
500℃まで加熱された場合には、分配精度は30％に劣化
した。
器に供給されるので、ノズル管内で反応ガスの温度が変
化し、いわゆる温度助走域が発生する。（２）式に示さ
れるようにノズル孔流量はガスの密度ρの関数であるた
め、ノズル管内の圧力が均一に近い状態下でも温度分布
による不均一な分配状態が起り易い。実際ノズル管径8m
m、ノズル孔2mm、ノズル孔数19のノズル管に５〜20l/mi
nのソースガスを流通させたところ、常温の下では５％
の精度で分配流量が得られたが、ノズル管内で常温から
500℃まで加熱された場合には、分配精度は30％に劣化
した。
一方、ガス冷却式二重管構造の場合、冷却ガス及び反応
ガスの温度分布は、壁温、流量などにより変化する。基
本的には二重管型熱交換器と同様な伝熱形態があるが、
本題のような多孔ノズルでは、流体の質量速度がノズル
管内で異なるところが相違点となる。理論的に表現する
と次式のような熱収支に関する基礎式になる。
ガスの温度分布は、壁温、流量などにより変化する。基
本的には二重管型熱交換器と同様な伝熱形態があるが、
本題のような多孔ノズルでは、流体の質量速度がノズル
管内で異なるところが相違点となる。理論的に表現する
と次式のような熱収支に関する基礎式になる。
冷却ガス 反応ガス ここで、Ｗ′＝冷却ガスの質量速度、Wn＝ノズル管内の
ガス質量速度、Ｔ′＝冷却ガス温度、Ｔ＝反対ガス温
度、Tw＝二重管外管の壁温、ｒ′＝外管の内径、ｒ＝内
管の内径、ｈ′＝外管環状路内の伝熱係数、Ｕ＝内管の
内側と外側の総括伝熱係数である。
ガス質量速度、Ｔ′＝冷却ガス温度、Ｔ＝反対ガス温
度、Tw＝二重管外管の壁温、ｒ′＝外管の内径、ｒ＝内
管の内径、ｈ′＝外管環状路内の伝熱係数、Ｕ＝内管の
内側と外側の総括伝熱係数である。
また出入する全体の熱収支は 壁からの伝熱量＝冷却ガスが持去る熱量＋ ノズル各孔から噴出したガスの持去る顕熱 すなわち で示される。
上記の関係を満足しながら温度分布が形成されるが、冷
却ガスによってできるだけ均一な温度分布が形成される
ことが問題解決のポイントになる。またノズル管内のガ
ス温度の上限が析出温度を越えないこと、余りノズル管
内のガス温度を低くすると、基板面の反応速度が不均一
になるなどの恐れがあるので、下限があり、ノズル噴射
ガスの温度を適度に調整するような冷却ガスの流量条件
が問題になる。
却ガスによってできるだけ均一な温度分布が形成される
ことが問題解決のポイントになる。またノズル管内のガ
ス温度の上限が析出温度を越えないこと、余りノズル管
内のガス温度を低くすると、基板面の反応速度が不均一
になるなどの恐れがあるので、下限があり、ノズル噴射
ガスの温度を適度に調整するような冷却ガスの流量条件
が問題になる。
本発明の目的は、多数枚の基板を同時に処理し、室温の
反応ガスが多孔ノズルによって反応器内に分配されるエ
ピタクシを含むCVD装置において、各ノズル孔から反応
ガスを均一な量噴出させ、したがって多数枚基板上の各
膜厚を均一にすることができる装置を提供することにあ
る。
反応ガスが多孔ノズルによって反応器内に分配されるエ
ピタクシを含むCVD装置において、各ノズル孔から反応
ガスを均一な量噴出させ、したがって多数枚基板上の各
膜厚を均一にすることができる装置を提供することにあ
る。
ノズル管内で反応ガスが徐々に加熱され、温度勾配を持
つと、ノズル管径あるいはノズル孔径をガス流れ方向に
順次変え、かつ管内圧力を一定にしても各ノズル孔から
の噴出量は均一に分配されない。また二重管型ガス冷却
方式の多孔ノズルにおいてガス冷却流量を変えても均一
なノズル管内反応ガスの温度分布は形成されずノズル流
量の分配率は第４図に示すように悪い。図をよく見ると
室温のガスが加熱される部分において分配率が低下する
ので、本発明者らは反応ガスがノズル管に入る前にガス
を予熱して温度を上げることが一つの方法であることを
予測した。そこで、第５図に示すようにノズル管入口の
温度をいろいろ変化させると、ノズル各孔の分配流量が
良好となることが判明した。予熱温度は高い方が良いが
析出温度が上限である。また第６図に示すように冷却ガ
ス流量を多くすると、良好条件はノズル孔径の大きい方
に向くことが判った。ノズル孔は加工精度を考えると大
きい方が望ましい。またノズル孔が細径であるとノズル
管内の圧力が上昇し、液体の状態で充填してある例えば
SiH2Cl2のような低蒸気圧の反応ガスを使用する場合に
はノズル管圧力に制限があるので、この場合もノズル孔
径の大きな方が望ましい。
つと、ノズル管径あるいはノズル孔径をガス流れ方向に
順次変え、かつ管内圧力を一定にしても各ノズル孔から
の噴出量は均一に分配されない。また二重管型ガス冷却
方式の多孔ノズルにおいてガス冷却流量を変えても均一
なノズル管内反応ガスの温度分布は形成されずノズル流
量の分配率は第４図に示すように悪い。図をよく見ると
室温のガスが加熱される部分において分配率が低下する
ので、本発明者らは反応ガスがノズル管に入る前にガス
を予熱して温度を上げることが一つの方法であることを
予測した。そこで、第５図に示すようにノズル管入口の
温度をいろいろ変化させると、ノズル各孔の分配流量が
良好となることが判明した。予熱温度は高い方が良いが
析出温度が上限である。また第６図に示すように冷却ガ
ス流量を多くすると、良好条件はノズル孔径の大きい方
に向くことが判った。ノズル孔は加工精度を考えると大
きい方が望ましい。またノズル孔が細径であるとノズル
管内の圧力が上昇し、液体の状態で充填してある例えば
SiH2Cl2のような低蒸気圧の反応ガスを使用する場合に
はノズル管圧力に制限があるので、この場合もノズル孔
径の大きな方が望ましい。
冷却ガスとしては例えばH2、N2などが用いられる。第７
図に示すように冷却能率の良いN2の使用は好適である
が、この場合石英製ノズル管から反応系へのリークを極
力押えるため充分なリークテストが必要である。
図に示すように冷却能率の良いN2の使用は好適である
が、この場合石英製ノズル管から反応系へのリークを極
力押えるため充分なリークテストが必要である。
以下、本発明の実施例を第１図および第２図により説明
する。第１図は本発明の一実施例を多段ウェハ回転式の
常圧ホットウォール型シリコン・エピタキシャル装置の
反応器構造を示す図、第２図は第１図に示した装置の系
統図である。
する。第１図は本発明の一実施例を多段ウェハ回転式の
常圧ホットウォール型シリコン・エピタキシャル装置の
反応器構造を示す図、第２図は第１図に示した装置の系
統図である。
１は石英製ベルジャで、その中に加熱用サセプタ２が置
かれ、多数枚基板４の反応温度1100℃を均一な温度雰囲
気に作り上げている。また基板４上に均一な膜厚の膜を
形成するため、多数枚基板は一つにまとめた治具５に収
められ、反応器内で回転する構造になっている。シリコ
ン・ソースガスであるSiCl4あるいはSiH2Cl2、キャリヤ
ーガスH2及びドーピングガスPH3などの反応ガスは、配
管を通り、多孔ノズル管８により各段の基板反応室へ噴
出する。反応ガスは吸引管９を経て排出される。多孔ノ
ズル管８は二重管式ガス冷却ノズル構造になっており、
冷却用N2が配管６により供給される。反応ガスがノズル
管に到達する前に予熱ヒータ10があり、予熱温度600℃
は精密温度計で計測され一定の高温にコントロールされ
る。また反応ガスの流量によっては、冷却ガスもまた予
熱ヒーター11によって加熱することもある。12は反応ガ
ス導入管、13は高周波発振機、14は排ガス洗浄器、15は
調節器付き温度計である。反応時間は20分で膜厚10μｍ
のシリコン膜を多数枚基板上に同時に形成した。
かれ、多数枚基板４の反応温度1100℃を均一な温度雰囲
気に作り上げている。また基板４上に均一な膜厚の膜を
形成するため、多数枚基板は一つにまとめた治具５に収
められ、反応器内で回転する構造になっている。シリコ
ン・ソースガスであるSiCl4あるいはSiH2Cl2、キャリヤ
ーガスH2及びドーピングガスPH3などの反応ガスは、配
管を通り、多孔ノズル管８により各段の基板反応室へ噴
出する。反応ガスは吸引管９を経て排出される。多孔ノ
ズル管８は二重管式ガス冷却ノズル構造になっており、
冷却用N2が配管６により供給される。反応ガスがノズル
管に到達する前に予熱ヒータ10があり、予熱温度600℃
は精密温度計で計測され一定の高温にコントロールされ
る。また反応ガスの流量によっては、冷却ガスもまた予
熱ヒーター11によって加熱することもある。12は反応ガ
ス導入管、13は高周波発振機、14は排ガス洗浄器、15は
調節器付き温度計である。反応時間は20分で膜厚10μｍ
のシリコン膜を多数枚基板上に同時に形成した。
本実施例によれば、SiH2Cl2＝0.2l/min、H2＝20l/min、
PH3＝0.001/minの反応ガスを、20個のノズル孔を有す
る二重管式ガス冷却ノズルを通して、多数枚基板がセッ
トされた各段へ分配したところ、予熱せずに室温の反応
ガスを供給したとき、全膜厚精度は±15％であったが、
600℃まで予熱したときには±３％の膜厚精度が得られ
た。また予熱の場合にもノズル管内に析出が見られず、
ノズル管内の閉塞がないので取り出してクリーニングを
行う必要がなく連続運転が可能であった。
PH3＝0.001/minの反応ガスを、20個のノズル孔を有す
る二重管式ガス冷却ノズルを通して、多数枚基板がセッ
トされた各段へ分配したところ、予熱せずに室温の反応
ガスを供給したとき、全膜厚精度は±15％であったが、
600℃まで予熱したときには±３％の膜厚精度が得られ
た。また予熱の場合にもノズル管内に析出が見られず、
ノズル管内の閉塞がないので取り出してクリーニングを
行う必要がなく連続運転が可能であった。
なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許
請求の範囲内において、いろいろな変形があり得ること
はいうまでもない。
請求の範囲内において、いろいろな変形があり得ること
はいうまでもない。
以上説明したように、本発明はノズル管に入る反応ガス
を予熱する手段を設けたことにより、ノズル各孔の分配
流量を良好にし、多数枚基板上の膜厚を高精度に制御す
ることができる効果がある。
を予熱する手段を設けたことにより、ノズル各孔の分配
流量を良好にし、多数枚基板上の膜厚を高精度に制御す
ることができる効果がある。
すなわち、反応器内で複数の基板を支持して、反応器内
で複数の基板を回転して薄膜を形成するいわゆる縦型CV
D装置においては、基板を回転せずに支持する従来の横
型CVD装置と比較すると、反応器内での反応ガスの予熱
が不十分となり薄膜分布が劣化すると言う問題があった
が、本発明の予熱手段はこの問題を簡単に解決すること
ができるものである。
で複数の基板を回転して薄膜を形成するいわゆる縦型CV
D装置においては、基板を回転せずに支持する従来の横
型CVD装置と比較すると、反応器内での反応ガスの予熱
が不十分となり薄膜分布が劣化すると言う問題があった
が、本発明の予熱手段はこの問題を簡単に解決すること
ができるものである。
第１図は本発明の一実施例の多段ウェハ回転式のシリコ
ン・エピタキシャル装置の構造を示す図、第２図は第１
図の装置の系統図、第３図は温度−濃度曲線で化学平衡
濃度とSiO2上への析出を示す過飽和濃度を示す模式図、
第４図は二重管ノズル内のガス温度分布を示し、第３図
により定められる析出温度からノズル管内の析出状況を
示す図、第５図は予熱温度をパラメータに、第６図はノ
ズル孔径をパラメータとしたノズル孔の分配流量比と反
応ガスの温度分布を示す図、第７図は予熱によりノズル
分配流量比が向上した例を示す図である。 １…反応器の石英製ベルジャ ２…高周波加熱用サセプタ ３…高周波コイル、４…ウェハ ５…回転するウェハ支持台 ６…冷却ガス導入管、７…二重管ノズルの外管 ８…二重管ノズルの内管で反応ガスのノズル管 ９…反応ガス排出管、10…反応ガス予熱ヒータ 11…冷却ガス予熱ヒータ 12…反応ガス導入管、13…高周波発振機 14…排ガス洗浄器 15…温度計（調節器付き）
ン・エピタキシャル装置の構造を示す図、第２図は第１
図の装置の系統図、第３図は温度−濃度曲線で化学平衡
濃度とSiO2上への析出を示す過飽和濃度を示す模式図、
第４図は二重管ノズル内のガス温度分布を示し、第３図
により定められる析出温度からノズル管内の析出状況を
示す図、第５図は予熱温度をパラメータに、第６図はノ
ズル孔径をパラメータとしたノズル孔の分配流量比と反
応ガスの温度分布を示す図、第７図は予熱によりノズル
分配流量比が向上した例を示す図である。 １…反応器の石英製ベルジャ ２…高周波加熱用サセプタ ３…高周波コイル、４…ウェハ ５…回転するウェハ支持台 ６…冷却ガス導入管、７…二重管ノズルの外管 ８…二重管ノズルの内管で反応ガスのノズル管 ９…反応ガス排出管、10…反応ガス予熱ヒータ 11…冷却ガス予熱ヒータ 12…反応ガス導入管、13…高周波発振機 14…排ガス洗浄器 15…温度計（調節器付き）
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 誉也 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−484（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−24424（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−28544（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (2)
- 【請求項１】反応器内で複数の基板を支持するととも
に、該反応器内で該複数の基板を回転する支持部材と、 上記反応器内の反応雰囲気を加熱する加熱手段と、 上記複数の基板上に薄膜を形成するため、上記反応器内
に反応ガスを噴出するノズル管と、 上記反応器の外から供給され、上記反応器内の上記ノズ
ル管に入る上記反応ガスを予熱する予熱手段とを具備
し、 上記ノズル管は上記反応器に上記反応ガスを噴出するた
めの多孔を有し、 かつ、上記ノズル管は上記反応ガスと冷却ガスとを逆方
向から導入し、上記反応器内で流通させる二重管構造と
なっていることを特徴とするCVD装置。 - 【請求項２】上記支持部材には上記複数の基板が積層さ
れて支持されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のCVD装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60110475A JPH0713946B2 (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | Ｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60110475A JPH0713946B2 (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | Ｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61269307A JPS61269307A (ja) | 1986-11-28 |
| JPH0713946B2 true JPH0713946B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=14536650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60110475A Expired - Lifetime JPH0713946B2 (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | Ｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713946B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0512280Y2 (ja) * | 1987-07-27 | 1993-03-29 | ||
| JP3024449B2 (ja) * | 1993-07-24 | 2000-03-21 | ヤマハ株式会社 | 縦型熱処理炉及び熱処理方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55110475A (en) * | 1979-02-20 | 1980-08-25 | Nec Corp | Image sensor |
| JPS57484A (en) * | 1980-02-07 | 1982-01-05 | Origin Electric | Atmospheric gas introducing apparatus |
-
1985
- 1985-05-24 JP JP60110475A patent/JPH0713946B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61269307A (ja) | 1986-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4468283A (en) | Method for etching and controlled chemical vapor deposition | |
| KR940009945B1 (ko) | 화학기상 성장장치 | |
| US4834020A (en) | Atmospheric pressure chemical vapor deposition apparatus | |
| US5702531A (en) | Apparatus for forming a thin film | |
| US4033286A (en) | Chemical vapor deposition reactor | |
| KR20020089341A (ko) | 기재상에 하나 이상의 층을 증착하기 위한 장치와 방법 | |
| US6818249B2 (en) | Reactors, systems with reaction chambers, and methods for depositing materials onto micro-device workpieces | |
| EP0164928A2 (en) | Vertical hot wall CVD reactor | |
| US7584942B2 (en) | Ampoules for producing a reaction gas and systems for depositing materials onto microfeature workpieces in reaction chambers | |
| JPH0713946B2 (ja) | Ｃｖｄ装置 | |
| JP3938610B2 (ja) | 基体の浮上装置並びに基体浮上型の加熱装置及び製膜装置 | |
| JP2602298B2 (ja) | 気相成長装置 | |
| CN201071403Y (zh) | 一种上进上出的垂直喷淋式mocvd反应器 | |
| JPS62263629A (ja) | 気相成長装置 | |
| JP2943407B2 (ja) | 化学気相成長装置 | |
| JPH01109714A (ja) | 気相成長装置 | |
| JP2020161544A (ja) | 成膜装置および成膜方法 | |
| JPS6010108B2 (ja) | 窒化珪素を基体上に熱分解堆積する方法 | |
| JPS59159980A (ja) | 気相成長装置 | |
| JPS626682Y2 (ja) | ||
| CN102766852B (zh) | 一种mocvd反应器 | |
| JPS63199412A (ja) | 気相成長装置 | |
| JPS63202016A (ja) | 気相成長装置 | |
| JPS59207899A (ja) | 気相反応容器 | |
| JPH0530350Y2 (ja) |