JPH073635Y2

JPH073635Y2 - 気相成長装置

Info

Publication number: JPH073635Y2
Application number: JP320989U
Authority: JP
Inventors: 均米村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-01-13
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2004-01-13
Also published as: JPH0295235U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、気相成長装置に関し、更に詳しくは、CVDエ
ピタキシャル成長装置に係るものである。

［考案の概要］請求項第１項記載の考案は、反応容器内に複数のウエハ
を鉛直方向に沿って載置して処理する気相成長装置にお
いて、該反応容器下端に形成された反応ガス導入口が容器内壁
に沿って複数設けられると共に、該反応ガス導入口が鉛
直方向上向き以外を向くようにしたことにより、反応ガスを混合して各反応ガス導入口からのガス流量の
バラツキを緩和し、ウエハ上に形成される堆積膜の膜厚
を均一にするようにしたものである。

また、請求項第２項記載の考案は、反応容器と該反応容
器内でウエハを処理する内筒を有する気相成長装置にお
いて、前記内筒を内管と外管とで成る二重構造とすると共に、
該内管を連続多孔質材料で形成し、前記内管と外管との
間隙に不活性ガスを供給して該内管内側表面に不活性ガ
スを吐出可能とすると共に、該内管内に反応ガスを供給
するようにしたことにより、内管内側面に付着して消耗される反応ガスを無くし、ウ
エハへの堆積率を向上するようにしたものである。

［従来の技術］従来、この種の気相成長装置としては、第６図に示すよ
うな縦型LPCVD装置がある。この装置は、反応容器１内
に内筒２を設け、この内筒２内にウエハ３〜３を載置す
る石英ボード４を配置し、内筒２内に反応ガスを導入し
て内筒２の外側の反応容器１下部から排気を行うように
なっている。なお、図中５はガス導入口、６はガス排気
口、７はヒータを示している。

また、第７図に示す縦型LPCVD装置は、ガス導入口５よ
りガス導入管８を反応容器１内に突設し、その先端ノズ
ル8aを上方に向くように設定したものである。

［考案が解決しようとする課題］しかしながら、第６図に示す縦型LPCVD装置にあって
は、ガス導入時のガス流の片寄りのため、ガス上流側に
位置するウエハ３のウエハ内膜厚均一性が、ガス下流側
に位置するウエハ３よりも悪化する問題があった。

また、先端ノズル8aを上方に向け、ガスの噴き出し点を
より下流側に設定した第７図に示す装置にあっても、ガ
ス流の片寄りがさらに大きくなりウエハ３内の膜厚のバ
ラツキが大きくなる問題があった。

なお、第８図は、テトラエトキシシラン（TEOS）を用い
てSiO₂の堆積を行った場合のウエハ３の反応容器１内の
位置と、SiO₂堆積膜の成長速度との関係を示すグラフで
あって、破線は第６図に示す装置で処理、一点鎖線は第
７図に示す装置での処理を示したものである。

さらに、内筒２内壁には、LPCVDを行うことにより、堆
積物が付着するため、堆積物の除去作業が必要である。
この除去作業（エッチング）に伴い内筒２内壁は、荒れ
るため、その表面状態が変化する。このため、内筒２内
壁への堆積率は変化し、これに伴いウエハ３の堆積率も
変化する問題点があった。第９図は、これら従来の位置
を用いた場合の気相成長回数とウエハ上の堆積膜の成長
速度との関係を示したものであって、途中で内筒内壁の
堆積物除去を行った場合を示している。このように内筒
内壁の堆積物除去を行うことにより、ウエハ上の堆積物
の成長速度は変化し、それに伴い堆積率も変化する。

本考案は、このような従来の問題点に着目して創案され
たものであって、ウエハ上に形成される堆積膜の膜厚を
均一にする（第１項記載の考案）と共にウエハへの堆積
率を向上する（第２項記載の考案）気相成長装置を得ん
とするものである。

［課題を解決するための手段］そこで、第１項記載の考案は、反応容器内に複数のウエ
ハを鉛直方向に沿って載置して処理する気相成長装置に
おいて、前記反応容器下端に形成された反応ガス導入口
が容易内壁に沿って複数設けられると共に、該反応ガス
導入口が鉛直方向上向き以外を向いていることをその解
決手段としている。

また、第２項記載の考案は、反応容器と該反応容器内で
ウエハを処理する内筒を有する気相成長装置において、
前記内筒を内管と外管とで成る二重構造とすると共に、
少なくとも内管を連続多孔質材料で形成し、前記内管と
外管との間隙に不活性ガスを供給して該内管内側表面に
不活性ガスを吐出可能とすると共に、該内管内に反応ガ
スを供給することをその解決手段としている。

［作用］第１項記載の考案においては、反応ガス導入口が反応容
器内内壁に沿って複数設けられているため、反応ガスが
分散する。また、反応ガス導入口が鉛直方向上向き以外
を向いているため、直接上方のウエハに反応ガスが向か
わず反応容器内面に当たるため反応ガスが混合され均一
な濃度となる。このため、ウエハ上に形成される堆積膜
の膜厚を均一にする。

また、第１項記載の考案においては、連続多孔質材料で
成る内管内側表面より不活性ガスが略均一に吐出するた
め、内筒内壁（内管内壁）に堆積物が付着することがな
く、このため、反応ガスの消耗を抑制し、ウエハへの堆
積率の低下を防止する。

［実施例］以下、本考案に係る気相成長装置の詳細を図面に示す実
施例に基づいて説明する。

（第１実施例）第１図及び第２図は、第１実施例を示す縦断面図及び横
断面図である。

本実施例に係る気相成長装置の本体は、吊鐘形状の反応
容器11と、反応容器11が載置される略円筒形状の容器台
12と、容器台12の下端に当接して容器を閉塞する蓋体13
等から大略構成されている。

容器台12は、ステンレス等で形成され、周壁に反応ガス
導入管14が貫通されている。この反応ガス導入管14の先
端部は、容器台の内壁に沿って周回するように第２図に
示す如く環状に形成されている。この反応ガス導入管14
の環状の部分には、下面に複数の吐出孔14aが所定間隔
毎に開設されている。

また、容器台12の反応ガス導入管14の上方に位置する内
壁には、内側に向けて吐出する突堤12aが周回して形成
されている。この突堤12aの上面には、内筒15が配置さ
れている。さらに、容器台12における突堤12aの上方の
位置には、ガス排気口12bが開設されている。

蓋体13は、昇降可能な昇降台16上に設けられており、こ
の蓋体13の上面には、円柱状の台座17が設けられてい
る。また、台座17の上にはウエハ18を上下方向に沿って
複数載置できる石英ホルダ19が装着されている。

なお、図中20はヒータを示している。

このような構成において気相成長を行わせた場合、反応
ガス導入管14の吐出孔14a〜14aから反応ガスが均一に吐
出するため、ウエハ18に対する反応ガス濃度の偏りがな
い。また、吐出孔14aが下方を向いているため、吐出し
た反応ガスは、直接ウエハ18の方に向かわず蓋体13等に
当たって拡散する。このため、ウエハ18に到達する反応
ガスの濃度は均一化しており、ウエハ18上に形成される
堆積膜の膜厚は均一となり、第８図のグラフにおいて実
線で示すように、上方に位置するウエハ18と底部寄りに
位置するウエハ18の堆積膜の成長速度に差が生じるのを
抑制出来る。

以上、第１実施例にについて説明したが、この他各種の
設計変更が可能である。

例えば、上記実施例においては、反応ガス導入管14の下
面に吐出孔14aを開設したが、反応ガスが直接ウエハ18
の方に向かわないように鉛直方向上向き以外の方を向く
吐出孔14aであれば、これに限るものではない。

また、反応ガス導入管14に開設する吐出孔14aの径寸法
を下流にいくに従って大きくして、更に吐出量の均一化
を図る構成としてもよい。

なお、２種類以上の反応ガスを個々に導入する場合、２
つの反応ガス導入管を備えた構成としてもよい。例えば
NH₃ガスとSiH₂Cl₂ガスを導入する場合には、NH₃ガスの
反応ガス導入管の開孔を蓋13の方向に向け、SiH₂Cl₂ガ
スの反応ガス導入管の開孔は台座17の方向に向くように
設定し、でるだけ低温の容器台12にSiH₂Cl₂ガスが触れ
るのを防いでNH₄Clの発生を抑制するようにする。

さらに、上記実施例においては、反応ガス導入管14を環
状に形成したが、容器内壁に沿って設けられるものであ
れば、他の形状でも勿論よい。

また、第３図は変形例を示したものであり、筒状の台座
17の周壁に開孔17aを複数開設し、反応ガス導入管14に
は夫々の開孔17aに対向する14aを開設したものであり、
台材17内で反応ガスを混合し、台座17上部に開設した孔
17bから均一化した反応ガスを供給できるようにしたも
のである。

（第２実施例）第４図は、第２実施例を示す縦断面図である。

本実施例においては、内筒15が、内筒21と外管22とから
構成されている。内管21は連続多孔質の例えばゼオライ
トなどの材料で形成されており、外管22は石英で形成さ
れている。

この外管22の上端は内側に向けて吐出し、外管22と内管
21とで幅狭な空間23を画成している。この空間23には、
容器台12の周壁及び突堤12aを介して不活性ガス導入管2
4が導入され、空間23内に不活性ガスが常時供給される
ようになっている。図中14Aは、反応ガスを導入する反
応ガス導入ノズルである。なお、他の構成は、上記第１
実施例と同様である。

本実施例においては、内筒15内の空間に導入された不活
性ガスが内管21の無数の微小なる孔より、内側に向けて
吐出するため、反応ガスによる堆積物が内管21内面に付
着することがない。このため、内筒15内壁の堆積物除去
作業を無用となし、第５図のグラフが示すようにウエハ
18での成長速度に変動を与えることがない。

以上、第２実施例について説明したが、この他各種の設
計変更が可能であり、例えば上記実施例においては、内
管21のみを多孔質な材料で形成したが、外管22も多孔質
な材料で形成してもよい。

［考案の効果］以上の説明から明らかなように、第１の考案に係る気相
成長装置にあっては、反応ガスが混合されるため、上
方，下方に位置するに拘わらずウエハ上に形成される堆
積膜の膜厚を均一にする効果がある。

また、第２の考案においては、内筒内側面に付着して消
耗される反応ガスを無くし、ウエハへの堆積率を向上さ
せると共に、堆積膜の成長速度を一定に保てる効果があ
る。さらに、内筒への付着物がないため、処理効率を高
める効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る気相成長装置の第１実施例の縦断
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第１実
施例の変形例を示す縦断面図、第４図は第２実施例の縦
断面図、第５図は同実施例における気相成長回数とウエ
ハ上の堆積膜の成長速度との関係を示すグラフ、第６図
及び第７図は従来例を示す縦断面図、第８図は反応容器
内のウエハの位置とウエハ上の堆積膜の成長速度との関
係を示すグラフ、第９図は従来例において内筒内壁の堆
積物除去を行った場合の成長速度を示すグラフである。 11……反応容器、14……反応ガス導入管、15……内筒、
18……ウエハ、21……内管、22……外管。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】反応容器内に複数のウエハを鉛直方向に沿
って載置して処理する気相成長装置において、前記反応容器下端に形成された反応ガス導入口が容器内
壁に沿って複数設けられると共に、該反応ガス導入口が
鉛直方向上向き以外を向いていることを特徴とする気相
成長装置。
【請求項２】反応容器と該反応容器内でウエハを処理す
る内筒を有する気相成長装置において、前記内筒を内管と外管とで成る二重構造とすると共に、
少なくとも内管を連続多孔質材料で形成し、前記内管と
外管との間隙に不活性ガスを供給して該内管内側表面に
不活性ガスを吐出可能とすると共に、該内管内に反応ガ
スを供給することを特徴とする気相成長装置。