JPH0786174A - 成膜装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被処理体にド−プされる不純物濃度の面間均
一性を高めることのできる成膜装置を提供すること。 【構成】 ２重管構造の反応管２に第１のド−プ用ガス
導入管７１及び第２のド−プ用ガス導入管７２を、第１
のド−プ用ガス導入管７１はそのガス流出口７１ａがウ
エハ群よりも下端位置に位置するように、第２のド−プ
用ガス導入管７２はそのガス流出口７２ａがウエハ群の
上部に開口するように設ける。ここで第１のド−プ用ガ
ス導入管７１からは薄膜中のリン濃度を決定するよう
に、また第２のド−プ用ガス導入管７２からは反応管２
の上方で不足したフォスフィンガスを補償するように、
それぞれのガス導入管から供給されるフォスフィンガス
の流量は制御されているので、薄膜中のリン濃度につい
てウエハの面間の均一性が高くなる。
一性を高めることのできる成膜装置を提供すること。 【構成】 ２重管構造の反応管２に第１のド−プ用ガス
導入管７１及び第２のド−プ用ガス導入管７２を、第１
のド−プ用ガス導入管７１はそのガス流出口７１ａがウ
エハ群よりも下端位置に位置するように、第２のド−プ
用ガス導入管７２はそのガス流出口７２ａがウエハ群の
上部に開口するように設ける。ここで第１のド−プ用ガ
ス導入管７１からは薄膜中のリン濃度を決定するよう
に、また第２のド−プ用ガス導入管７２からは反応管２
の上方で不足したフォスフィンガスを補償するように、
それぞれのガス導入管から供給されるフォスフィンガス
の流量は制御されているので、薄膜中のリン濃度につい
てウエハの面間の均一性が高くなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体デバイス
の製造工程における成膜方法に関する。
の製造工程における成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスにおいて、ポリシリコン
膜はトランジスタのゲート電極などをはじめ広範囲に用
いられており、特にデバイスの微細化が進んでディープ
サブミクロン領域になると、コンタクトホールの埋め込
み電極などを形成する場合に信頼性の高い材料として不
可欠のものになっている。このようなことからポリシリ
コン膜に不純物をドーピングする方法についても今後一
層検討を重ねなければならない状況にある。
膜はトランジスタのゲート電極などをはじめ広範囲に用
いられており、特にデバイスの微細化が進んでディープ
サブミクロン領域になると、コンタクトホールの埋め込
み電極などを形成する場合に信頼性の高い材料として不
可欠のものになっている。このようなことからポリシリ
コン膜に不純物をドーピングする方法についても今後一
層検討を重ねなければならない状況にある。
【０００３】ところで、不純物例えばリン（Ｐ）をドー
プしたポリシリコン膜を形成する方法として、従来イオ
ン注入によりリンをポリシリコン膜内に打ち込み、その
後アニール処理する方法や、あるいはＰＯＣｌ3 ガスを
用いてＰ2 Ｏ5 膜をポリシリコン膜の表面に形成し、そ
の後拡散処理する方法などが知られている。またＨＯＴ
−ＷＡＬＬ型減圧ＣＶＤを利用した方法として、ｉｎ−
ｓｉｔｕ法も知られている。
プしたポリシリコン膜を形成する方法として、従来イオ
ン注入によりリンをポリシリコン膜内に打ち込み、その
後アニール処理する方法や、あるいはＰＯＣｌ3 ガスを
用いてＰ2 Ｏ5 膜をポリシリコン膜の表面に形成し、そ
の後拡散処理する方法などが知られている。またＨＯＴ
−ＷＡＬＬ型減圧ＣＶＤを利用した方法として、ｉｎ−
ｓｉｔｕ法も知られている。
【０００４】しかしながらイオン注入によりリンをドー
プする方法は、イオン注入の衝撃によりポリシリコン膜
中の結晶が破壊する欠点があるし、またＰＯＣｌ3 ガス
を用いた方法は、深さ方向の濃度均一性が悪く、更にＰ
2 Ｏ5 膜を削る工程を必要とするので工程が繁雑である
という欠点がある。
プする方法は、イオン注入の衝撃によりポリシリコン膜
中の結晶が破壊する欠点があるし、またＰＯＣｌ3 ガス
を用いた方法は、深さ方向の濃度均一性が悪く、更にＰ
2 Ｏ5 膜を削る工程を必要とするので工程が繁雑である
という欠点がある。
【０００５】これに対し、ｉｎ−ｓｉｔｕ法は、上述の
ような欠点がないし、またドープ用ガスの流量を調整す
ることにより薄膜中のリン濃度をコントロールできるな
どの利点があり、ポリシリコン膜を成膜する有効な方法
として広く実施されている。
ような欠点がないし、またドープ用ガスの流量を調整す
ることにより薄膜中のリン濃度をコントロールできるな
どの利点があり、ポリシリコン膜を成膜する有効な方法
として広く実施されている。
【０００６】この方法について図４に示す断面図を参照
しながら説明すると、９は二重管構造の反応管であり、
この反応管９の下端には、成膜ガス導入管９１、ド−プ
用ガス導入管９２、及び排気管９３を備えたマニホール
ド９４が配置されている。先ずウエハＷが多数枚例えば
１００枚搭載されたウエハボート９５を、ボートエレベ
ータ９６により反応管９内に、その下端開口部から搬入
してウエハＷをロードする。ウエハＷのロード時におい
て反応管９内はヒータ９７により所定温度に加熱されて
いる。次いで反応管９内が所定の真空度となるように排
気しながらモノシラン（ＳｉＨ4 ）ガスまたはジシラン
（Ｓｉ2 Ｈ6 ）ガスを例えばヘリウムガスで希釈した成
膜用ガスを成膜ガス導入管９１より反応管１内に供給す
ると共に、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスでフォスフィン
（ＰＨ3 ）ガスを希釈したドープ用ガスをド−プ用ガス
導入管９２により反応管９内に供給し、処理ガスの気相
反応によりウエハＷ表面に薄膜を形成（成膜）する。
しながら説明すると、９は二重管構造の反応管であり、
この反応管９の下端には、成膜ガス導入管９１、ド−プ
用ガス導入管９２、及び排気管９３を備えたマニホール
ド９４が配置されている。先ずウエハＷが多数枚例えば
１００枚搭載されたウエハボート９５を、ボートエレベ
ータ９６により反応管９内に、その下端開口部から搬入
してウエハＷをロードする。ウエハＷのロード時におい
て反応管９内はヒータ９７により所定温度に加熱されて
いる。次いで反応管９内が所定の真空度となるように排
気しながらモノシラン（ＳｉＨ4 ）ガスまたはジシラン
（Ｓｉ2 Ｈ6 ）ガスを例えばヘリウムガスで希釈した成
膜用ガスを成膜ガス導入管９１より反応管１内に供給す
ると共に、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスでフォスフィン
（ＰＨ3 ）ガスを希釈したドープ用ガスをド−プ用ガス
導入管９２により反応管９内に供給し、処理ガスの気相
反応によりウエハＷ表面に薄膜を形成（成膜）する。
【０００７】ここで最近において、デバイスの微細化、
高信頼性の要求に伴い、膜質や膜厚の許容範囲が狭くな
って来ており、ｉｎ−ｓｉｔｕ法においてもウエハ面内
やウエハ面間（反応管の長さ方向に配列されたウエハ
間）の膜質や膜厚についてより一層高い均一性が要求さ
れている。このため反応管９の周囲にヒータ９７を分割
して設けたり、反応管９の長さ方向の温度を変えて、反
応温度を制御し、ウエハ面内の膜質や膜厚の均一性を高
めることも行われている。
高信頼性の要求に伴い、膜質や膜厚の許容範囲が狭くな
って来ており、ｉｎ−ｓｉｔｕ法においてもウエハ面内
やウエハ面間（反応管の長さ方向に配列されたウエハ
間）の膜質や膜厚についてより一層高い均一性が要求さ
れている。このため反応管９の周囲にヒータ９７を分割
して設けたり、反応管９の長さ方向の温度を変えて、反
応温度を制御し、ウエハ面内の膜質や膜厚の均一性を高
めることも行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の方
法では、リンは反応管９の下端に設けられたド−プ用ガ
ス導入管９２により反応管９内へ供給されるため、ド−
プ用ガスが上方に流れるにつれてウエハ上で消費される
ので反応管９の上方ほどリンの濃度が低くなる。これに
よりウエハ面間におけるリンの濃度の均一性が悪くな
り、この結果製品の歩留まりが低くなるという問題があ
った。
法では、リンは反応管９の下端に設けられたド−プ用ガ
ス導入管９２により反応管９内へ供給されるため、ド−
プ用ガスが上方に流れるにつれてウエハ上で消費される
ので反応管９の上方ほどリンの濃度が低くなる。これに
よりウエハ面間におけるリンの濃度の均一性が悪くな
り、この結果製品の歩留まりが低くなるという問題があ
った。
【０００９】また本発明者らは、この問題を解決するた
めに、上端部がウエハボート９５の上部に位置するよう
に上方に向けてＬ字状に曲折されると共に、複数のガス
吹き出し口が形成されたド−プ用ガス導入管について検
討したが、ガス導入管の下方側に形成されたガス吹き出
し口から排出されるガスと、ガス導入管の上方側に形成
されたガス吹き出し口から排出されるガスとは圧力に差
があって流速が異なるため、反応管９内に均一にガスを
供給するためには、ガス吹き出し口の径や間隔を変化さ
せる必要があり、この設定が極めて困難であるという問
題があった。さらにガス導入管は成膜処理後フッ酸で洗
浄しているが、フッ酸は金属を溶解する性質があるた
め、吹き出し口の径が変化し、初期の設定が崩れるおそ
れがあるいう問題があった。
めに、上端部がウエハボート９５の上部に位置するよう
に上方に向けてＬ字状に曲折されると共に、複数のガス
吹き出し口が形成されたド−プ用ガス導入管について検
討したが、ガス導入管の下方側に形成されたガス吹き出
し口から排出されるガスと、ガス導入管の上方側に形成
されたガス吹き出し口から排出されるガスとは圧力に差
があって流速が異なるため、反応管９内に均一にガスを
供給するためには、ガス吹き出し口の径や間隔を変化さ
せる必要があり、この設定が極めて困難であるという問
題があった。さらにガス導入管は成膜処理後フッ酸で洗
浄しているが、フッ酸は金属を溶解する性質があるた
め、吹き出し口の径が変化し、初期の設定が崩れるおそ
れがあるいう問題があった。
【００１０】本発明は、このような事情の下になされた
ものであり、その目的は、被処理体にドープされる不純
物濃度の面間均一性を高めることのできる成膜装置を提
供することにある。
ものであり、その目的は、被処理体にドープされる不純
物濃度の面間均一性を高めることのできる成膜装置を提
供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】成膜ガス導入管及びドー
プ用ガス導入管を備え、一端側から他端側に処理ガスが
通流する反応管内に、多数の被処理体を保持した保持具
を搬入して被処理体に対して成膜処理を行う成膜装置に
おいて、流出口が被処理体の群よりも反応管の一端側に
位置する第１のドープ用ガス導入管と、流出口が第１の
ドープ用ガス導入管の流出口よりも反応管の他端側に位
置し、第１のドープ用ガス導入管よりのドープ用ガスの
不足分を補償するためにドープ用ガスを供給する第２の
ドープ用ガス導入管とを設けたことを特徴とする。
プ用ガス導入管を備え、一端側から他端側に処理ガスが
通流する反応管内に、多数の被処理体を保持した保持具
を搬入して被処理体に対して成膜処理を行う成膜装置に
おいて、流出口が被処理体の群よりも反応管の一端側に
位置する第１のドープ用ガス導入管と、流出口が第１の
ドープ用ガス導入管の流出口よりも反応管の他端側に位
置し、第１のドープ用ガス導入管よりのドープ用ガスの
不足分を補償するためにドープ用ガスを供給する第２の
ドープ用ガス導入管とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】例えば成膜ガスとドープ用ガスとを同時に反応
管に供給して、不純物がドープされた薄膜を形成する処
理が行われるが、第１のドープ用ガス導入管より不純物
濃度を決定する流量でドープ用ガスを供給すると、被処
理体中に取り込まれることにより他端側におけるドープ
用ガスが不足する。ここで第２のドープ用ガス導入管に
より不足分のドープ用ガスを供給して補償することによ
り被処理体群の一端から他端に亘っての薄膜中の不純物
濃度の均一性が高まる。
管に供給して、不純物がドープされた薄膜を形成する処
理が行われるが、第１のドープ用ガス導入管より不純物
濃度を決定する流量でドープ用ガスを供給すると、被処
理体中に取り込まれることにより他端側におけるドープ
用ガスが不足する。ここで第２のドープ用ガス導入管に
より不足分のドープ用ガスを供給して補償することによ
り被処理体群の一端から他端に亘っての薄膜中の不純物
濃度の均一性が高まる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の成膜装置の一例を示す縦断側
面図である。加熱炉１はベースプレート１０上に設置さ
れており、断熱層１１の内周面に、後述の反応管を囲統
するようにヒ−タ１２を設けて構成される。
面図である。加熱炉１はベースプレート１０上に設置さ
れており、断熱層１１の内周面に、後述の反応管を囲統
するようにヒ−タ１２を設けて構成される。
【００１４】前記加熱炉１内には、例えば石英からな
る、上端が閉じている外筒２１と、この外筒２１内に同
心状に配置された例えば石英からなる内筒２２とを備え
た、被処理雰囲気を形成する２重管構造の反応管２が設
けられている。
る、上端が閉じている外筒２１と、この外筒２１内に同
心状に配置された例えば石英からなる内筒２２とを備え
た、被処理雰囲気を形成する２重管構造の反応管２が設
けられている。
【００１５】前記外筒２１及び内筒２２は、各々その下
端にてステンレス等からなる筒状のマニホールド３に保
持されており、このマニホールド３の下端開口部には、
当該開口部を気密に封止するためのキャップ部３１が開
閉自在に設けられている。
端にてステンレス等からなる筒状のマニホールド３に保
持されており、このマニホールド３の下端開口部には、
当該開口部を気密に封止するためのキャップ部３１が開
閉自在に設けられている。
【００１６】前記キャップ部３１の中心部には、例えば
磁気シールにより気密な状態で回転可能な回転軸３２が
挿通されており、回転軸３２の下端は昇降台４の図示し
ない回転機構に接続されると共に、上端はターンテーブ
ル３３に固定されている。前記ターンテーブル３３の上
方側には、保温筒３４を介して例えば高さが８００ｍｍ
の被処理体保持具であるウエハボート５が搭載されてお
り、このウエハボート５は、例えば１５０枚の半導体ウ
エハＷを所定の間隔で積み重ねて収容できるようになっ
てる。
磁気シールにより気密な状態で回転可能な回転軸３２が
挿通されており、回転軸３２の下端は昇降台４の図示し
ない回転機構に接続されると共に、上端はターンテーブ
ル３３に固定されている。前記ターンテーブル３３の上
方側には、保温筒３４を介して例えば高さが８００ｍｍ
の被処理体保持具であるウエハボート５が搭載されてお
り、このウエハボート５は、例えば１５０枚の半導体ウ
エハＷを所定の間隔で積み重ねて収容できるようになっ
てる。
【００１７】前記マニホールド３の下部側面には、成膜
用ガス例えばモノシラン（ＳｉＨ4）ガスやジシランガ
ス（Ｓｉ2 Ｈ6 ）ガスを例えばヘリウムガスなどのキャ
リアガスと混合して反応管２内に導入するための成膜ガ
ス導入管６１が水平に挿設されておりこのガス導入管６
１は図示しないガス供給源に接続されている。
用ガス例えばモノシラン（ＳｉＨ4）ガスやジシランガ
ス（Ｓｉ2 Ｈ6 ）ガスを例えばヘリウムガスなどのキャ
リアガスと混合して反応管２内に導入するための成膜ガ
ス導入管６１が水平に挿設されておりこのガス導入管６
１は図示しないガス供給源に接続されている。
【００１８】また前記マニホールド３の下部側面には、
ドープ用ガス例えばフォスフィンガス（ＰＨ3 ）をヘリ
ウムガスなどのキャリアガスと混合して反応管２内に導
入するための第１のド−プ用ガス導入管７１及び第２の
ド−プ用ガス導入管７２が挿設されており、これら第１
のド−プ用ガス導入管７１及び第２のド−プ用ガス導入
管７２は、それぞれ第１のマスフローコントローラ７
３、第２のマスフローコントローラ７４を介して別系統
の図示しない共通のガス供給源に接続されている。
ドープ用ガス例えばフォスフィンガス（ＰＨ3 ）をヘリ
ウムガスなどのキャリアガスと混合して反応管２内に導
入するための第１のド−プ用ガス導入管７１及び第２の
ド−プ用ガス導入管７２が挿設されており、これら第１
のド−プ用ガス導入管７１及び第２のド−プ用ガス導入
管７２は、それぞれ第１のマスフローコントローラ７
３、第２のマスフローコントローラ７４を介して別系統
の図示しない共通のガス供給源に接続されている。
【００１９】ここで第１のド−プ用ガス導入管７１は、
先端のガス流出口７１ａがウエハボート５に配列された
ウエハＷ群よりも下端位置例えば保温筒３４の下端付近
に位置するように上方に向けてＬ字状に曲折されると共
に、第２のド−プ用ガス導入管７２は、先端のガス流出
口７２ａがウエハＷ群の上部に開口するように同様にＬ
字状に曲折されている。
先端のガス流出口７１ａがウエハボート５に配列された
ウエハＷ群よりも下端位置例えば保温筒３４の下端付近
に位置するように上方に向けてＬ字状に曲折されると共
に、第２のド−プ用ガス導入管７２は、先端のガス流出
口７２ａがウエハＷ群の上部に開口するように同様にＬ
字状に曲折されている。
【００２０】これらのガス導入管の長さは、反応管２の
大きさ、ウエハの処理枚数や薄膜中の予定のリンの濃度
などに応じて設定されるものであり、この例において
は、第１のド−プ用ガス導入管７１の垂直部分の長さは
例えば５０ｍｍ、第２のド−プ用ガス導入管７２の垂直
部分の長さは例えば７００ｍｍにそれぞれ設定されてい
る。この場合ガス流出口７２ａは上から１０番目のウエ
ハ付近に位置する。
大きさ、ウエハの処理枚数や薄膜中の予定のリンの濃度
などに応じて設定されるものであり、この例において
は、第１のド−プ用ガス導入管７１の垂直部分の長さは
例えば５０ｍｍ、第２のド−プ用ガス導入管７２の垂直
部分の長さは例えば７００ｍｍにそれぞれ設定されてい
る。この場合ガス流出口７２ａは上から１０番目のウエ
ハ付近に位置する。
【００２１】一方前記マニホールド３の上部側面には、
外筒２１と内筒２２との間隙から処理ガスを排出して反
応管２内を所定の減圧雰囲気に設定するために、真空ポ
ンプ８１に連結された排気管８が接続されている。
外筒２１と内筒２２との間隙から処理ガスを排出して反
応管２内を所定の減圧雰囲気に設定するために、真空ポ
ンプ８１に連結された排気管８が接続されている。
【００２２】このように構成された成膜装置では、先ず
ヒ−タ１２により、ウエハボート５のセンター部（上下
方向の中央部）の温度が例えば６００℃となるように反
応管２内の被処理雰囲気を加熱しておいて、反応管２内
に下方開口部から昇降台４により、例えば４．７６ｍｍ
のピッチで１５０枚のウエハＷを収容したウエハボート
５をロードする。
ヒ−タ１２により、ウエハボート５のセンター部（上下
方向の中央部）の温度が例えば６００℃となるように反
応管２内の被処理雰囲気を加熱しておいて、反応管２内
に下方開口部から昇降台４により、例えば４．７６ｍｍ
のピッチで１５０枚のウエハＷを収容したウエハボート
５をロードする。
【００２３】次に反応管２内を所定の真空度例えば１×
１０-3Ｔｏｒｒまで真空引きした後に成膜ガス導入管６
１から薄膜の主成分を含む成膜用ガスである１００％の
モノシランガスを１０００ＳＣＣＭの流量で内筒２２内
に導入すると共に、第１のド−プ用ガス導入管７１及び
第２のド−プ用ガス導入管７２からドープ用ガスである
例えばフォスフィンガスをヘリウムガスで１％に希釈し
た混合ガスを内筒２２内に導入し、反応管２内を０．５
Ｔｏｒｒの圧力となるように排気を行い、ウエハボート
５を例えば１〜３ｒｐｍの回転数で回転させながら３０
分間成膜を行う。
１０-3Ｔｏｒｒまで真空引きした後に成膜ガス導入管６
１から薄膜の主成分を含む成膜用ガスである１００％の
モノシランガスを１０００ＳＣＣＭの流量で内筒２２内
に導入すると共に、第１のド−プ用ガス導入管７１及び
第２のド−プ用ガス導入管７２からドープ用ガスである
例えばフォスフィンガスをヘリウムガスで１％に希釈し
た混合ガスを内筒２２内に導入し、反応管２内を０．５
Ｔｏｒｒの圧力となるように排気を行い、ウエハボート
５を例えば１〜３ｒｐｍの回転数で回転させながら３０
分間成膜を行う。
【００２４】ここで第１のド−プ用ガス導入管７１及び
第２のド−プ用ガス導入管７２から供給されるドープ用
ガスの流量は、それぞれ第１のマスフローコントローラ
７３及び第２のマスフローコントローラ７４により制御
されており、第１のド−プ用ガス導入管７１の流量は薄
膜中のリン濃度を決定し、また第２のド−プ用ガス導入
管７２の流量は、内筒２２の上方で不足したフォスフィ
ンガスを補償する量のドープ用ガスが供給されるように
夫々設定される。具体的には、反応管２の大きさや、第
１のド−プ用ガス導入管７１、第２のド−プ用ガス導入
管７２の長さ、薄膜中のリン濃度との関係に応じて決定
され、この例では例えば第１のド−プ用ガス導入管７１
からは２００ｃｃ／ｍｉｎ、第３のガス導入管からは３
０ｃｃ／ｍｉｎの流量でドープ用ガスが供給されてい
る。
第２のド−プ用ガス導入管７２から供給されるドープ用
ガスの流量は、それぞれ第１のマスフローコントローラ
７３及び第２のマスフローコントローラ７４により制御
されており、第１のド−プ用ガス導入管７１の流量は薄
膜中のリン濃度を決定し、また第２のド−プ用ガス導入
管７２の流量は、内筒２２の上方で不足したフォスフィ
ンガスを補償する量のドープ用ガスが供給されるように
夫々設定される。具体的には、反応管２の大きさや、第
１のド−プ用ガス導入管７１、第２のド−プ用ガス導入
管７２の長さ、薄膜中のリン濃度との関係に応じて決定
され、この例では例えば第１のド−プ用ガス導入管７１
からは２００ｃｃ／ｍｉｎ、第３のガス導入管からは３
０ｃｃ／ｍｉｎの流量でドープ用ガスが供給されてい
る。
【００２５】そしてこのようにして成膜処理を行った後
に、例えば別途の熱処理装置により窒素（Ｎ2 ）ガス雰
囲気下で９００℃に加熱して、成膜処理後のウエハに対
してアニール処理を３０分間行うことにより、リンが拡
散したポリシリコン薄膜が形成される。
に、例えば別途の熱処理装置により窒素（Ｎ2 ）ガス雰
囲気下で９００℃に加熱して、成膜処理後のウエハに対
してアニール処理を３０分間行うことにより、リンが拡
散したポリシリコン薄膜が形成される。
【００２６】上述の実施例では、長短の２本のドープ用
ガス導入管７１、７２を設け、短いドープ用ガス導入管
７１の流量の不足分を長いドープ用ガス導入管７２によ
り補償している。即ちウエハボートの下端側に位置する
第１のドープ用ガス導入管７１の流出口から流出したド
ープ用ガスは反応管２内を上昇していくが、途中でウエ
ハ内に取り込まれて消費されるので上方側の流量が下方
側の流量よりも不足する。
ガス導入管７１、７２を設け、短いドープ用ガス導入管
７１の流量の不足分を長いドープ用ガス導入管７２によ
り補償している。即ちウエハボートの下端側に位置する
第１のドープ用ガス導入管７１の流出口から流出したド
ープ用ガスは反応管２内を上昇していくが、途中でウエ
ハ内に取り込まれて消費されるので上方側の流量が下方
側の流量よりも不足する。
【００２７】そこで上方位置にて第２のドープ用ガス導
入管７２の流出口から少量のドープ用ガスを供給して上
部領域におけるドープ用ガスの不足分を補償すれば、第
１のドープ用ガス導入管７１に頼った場合に上部領域の
流量が不足したことによる長さ方向の流量の不均一性が
緩和され、この結果薄膜中の不純物濃度についてのウエ
ハの面間の均一性が高くなり、従って所定の不純物濃度
が得られる領域が広がるので歩留まりが向上する。そし
てこのようなリンをドープした薄膜を例えば抵抗素子と
して用いる場合、デバイスの微細化に伴い非常に薄くな
っており、濃度の許容範囲が一層厳しくなっていること
から、上述の装置は非常に有効である。
入管７２の流出口から少量のドープ用ガスを供給して上
部領域におけるドープ用ガスの不足分を補償すれば、第
１のドープ用ガス導入管７１に頼った場合に上部領域の
流量が不足したことによる長さ方向の流量の不均一性が
緩和され、この結果薄膜中の不純物濃度についてのウエ
ハの面間の均一性が高くなり、従って所定の不純物濃度
が得られる領域が広がるので歩留まりが向上する。そし
てこのようなリンをドープした薄膜を例えば抵抗素子と
して用いる場合、デバイスの微細化に伴い非常に薄くな
っており、濃度の許容範囲が一層厳しくなっていること
から、上述の装置は非常に有効である。
【００２８】次に実際に本実施例の成膜装置を用いてウ
エハの成膜処理を行い、その効果について確認を行っ
た。実験で用いた装置では、第１のド−プ用ガス導入管
の垂直部分の長さを５０ｍｍ、第２のド−プ用ガス導入
管の長さを７００ｍｍ（ガス流出口が上から１０枚目の
ウエハ付近に位置している）に設定し、成膜ガス導入管
からモノシランガスを１３００ＳＣＣＭの流量で反応管
内に供給すると共に、第２のガス導入管及び第３のガス
導入管からフォスフィンガスをそれぞれ２００ＳＣＣ
Ｍ、３０ＳＣＣＭの流量で供給し、装置内を約５８０℃
となるように加熱して、装置内圧力０．５Ｔｏｒｒの下
で、ウエハボートを１ｒｐｍ回転数で回転させながら４
５分間成膜処理を行った。
エハの成膜処理を行い、その効果について確認を行っ
た。実験で用いた装置では、第１のド−プ用ガス導入管
の垂直部分の長さを５０ｍｍ、第２のド−プ用ガス導入
管の長さを７００ｍｍ（ガス流出口が上から１０枚目の
ウエハ付近に位置している）に設定し、成膜ガス導入管
からモノシランガスを１３００ＳＣＣＭの流量で反応管
内に供給すると共に、第２のガス導入管及び第３のガス
導入管からフォスフィンガスをそれぞれ２００ＳＣＣ
Ｍ、３０ＳＣＣＭの流量で供給し、装置内を約５８０℃
となるように加熱して、装置内圧力０．５Ｔｏｒｒの下
で、ウエハボートを１ｒｐｍ回転数で回転させながら４
５分間成膜処理を行った。
【００２９】そしてこの後反応管内に窒素ガスを２０Ｓ
ＬＭ、酸素ガスを１ＳＬＭの流量で供給し、８５０℃の
下で６０分間アニール処理を行った。このときウエハボ
ートには１５０枚のウエハを収容し、上から１２枚目、
３８枚目、６４枚目、９０枚目、１１６枚目のウエハを
選択して、アニール前の反応管内のウエハについてそれ
ぞれの位置のリン濃度を測定すると共に、アニール後の
ウエハの膜厚とシート抵抗をそれぞれのウエハについて
測定した。ここでリン濃度の測定は５回、ウエハの膜厚
とシート抵抗の測定は９回ずつ行った。
ＬＭ、酸素ガスを１ＳＬＭの流量で供給し、８５０℃の
下で６０分間アニール処理を行った。このときウエハボ
ートには１５０枚のウエハを収容し、上から１２枚目、
３８枚目、６４枚目、９０枚目、１１６枚目のウエハを
選択して、アニール前の反応管内のウエハについてそれ
ぞれの位置のリン濃度を測定すると共に、アニール後の
ウエハの膜厚とシート抵抗をそれぞれのウエハについて
測定した。ここでリン濃度の測定は５回、ウエハの膜厚
とシート抵抗の測定は９回ずつ行った。
【００３０】リン濃度の測定結果を図２に示す。この図
はウエハの位置とリン濃度との関係とを表しており、図
中○はリン濃度、△はリン濃度の面内均一性を示してい
る。尚、図３は比較例として従来の成膜装置を用いて同
様の実験を行ったものの測定結果である。ここで図２と
図３の測定結果を比較すると、図３ではウエハの反応管
内における位置が高くなるにつれてリン濃度が低くなる
のに対して、図２ではウエハの位置に対してリン濃度は
ほぼ一定であり、このことは従来の装置では反応管内に
おいて上方ほどリン濃度が低くなるのに対し、本実施例
の装置では、反応管内におけるリン濃度はほぼ一定であ
ることを示している。
はウエハの位置とリン濃度との関係とを表しており、図
中○はリン濃度、△はリン濃度の面内均一性を示してい
る。尚、図３は比較例として従来の成膜装置を用いて同
様の実験を行ったものの測定結果である。ここで図２と
図３の測定結果を比較すると、図３ではウエハの反応管
内における位置が高くなるにつれてリン濃度が低くなる
のに対して、図２ではウエハの位置に対してリン濃度は
ほぼ一定であり、このことは従来の装置では反応管内に
おいて上方ほどリン濃度が低くなるのに対し、本実施例
の装置では、反応管内におけるリン濃度はほぼ一定であ
ることを示している。
【００３１】即ちこの結果により、長短２本のドープ用
ガスの導入管を設け、短い導入管からはウエハのリン濃
度を決定する量のドープ用ガスを供給し、長い導入管か
らは反応管の上方で低くなったリン濃度を補償する量の
ドープ用ガスを供給するように、それぞれの導入管に供
給されるガスの流量を調整することによって、反応管内
にドープ用ガスを均一に供給でき、反応管内のリン濃度
を均一にできることが確認された。
ガスの導入管を設け、短い導入管からはウエハのリン濃
度を決定する量のドープ用ガスを供給し、長い導入管か
らは反応管の上方で低くなったリン濃度を補償する量の
ドープ用ガスを供給するように、それぞれの導入管に供
給されるガスの流量を調整することによって、反応管内
にドープ用ガスを均一に供給でき、反応管内のリン濃度
を均一にできることが確認された。
【００３２】またウエハの膜厚に関しては、それぞれの
位置の測定値を平均して、上から１２枚目、３８枚目、
６４枚目、９０枚目，１１６枚目について各位置毎のウ
エハの膜厚の平均値を求め、さらにこの平均値を平均し
てウエハの膜厚の平均値とそのばらつきを求めたとこ
ろ、ウエハの膜厚の平均値は１６６３オングストロ−
ム、ばらつきは±２．１３％であり、従来の装置で処理
した場合と同等の結果であることが認められた。またウ
エハのシート抵抗についても同様の方法で平均値とばら
つきを求めたところ、平均値は７０．７６Ω／シ−ト、
ばらつきは±８．８３％であり、従来の装置で処理した
場合と同等の結果であることが認められた。即ち２本の
ガス導入管を用いて、ドープ用ガスを反応管内に均一に
供給しても、ウエハの成膜処理には悪影響を及ぼすもの
ではないことが確認された。
位置の測定値を平均して、上から１２枚目、３８枚目、
６４枚目、９０枚目，１１６枚目について各位置毎のウ
エハの膜厚の平均値を求め、さらにこの平均値を平均し
てウエハの膜厚の平均値とそのばらつきを求めたとこ
ろ、ウエハの膜厚の平均値は１６６３オングストロ−
ム、ばらつきは±２．１３％であり、従来の装置で処理
した場合と同等の結果であることが認められた。またウ
エハのシート抵抗についても同様の方法で平均値とばら
つきを求めたところ、平均値は７０．７６Ω／シ−ト、
ばらつきは±８．８３％であり、従来の装置で処理した
場合と同等の結果であることが認められた。即ち２本の
ガス導入管を用いて、ドープ用ガスを反応管内に均一に
供給しても、ウエハの成膜処理には悪影響を及ぼすもの
ではないことが確認された。
【００３３】以上において薄膜中にド−プする不純物と
してはリンに限られるものではなく、例えばＢ2 Ｈ6 ガ
スを供給してボロンをド−プする場合にも適用できる。
また被処理体としては、液晶パネルの製造工程時におけ
るガラス基板であってもよい。
してはリンに限られるものではなく、例えばＢ2 Ｈ6 ガ
スを供給してボロンをド−プする場合にも適用できる。
また被処理体としては、液晶パネルの製造工程時におけ
るガラス基板であってもよい。
【００３４】
【発明の効果】本発明では第１のドープ用ガス導入管よ
り供給されたドープ用ガスの不足分を被処理体の群の途
中で第２のドープ用ガス導入管からのドープ用ガスによ
り補償するようにしているため、薄膜中の不純物濃度に
ついて被処理体の面間の均一性（反応管の長さにおける
被処理体間の均一性）が高くなり、歩留まりが向上す
る。
り供給されたドープ用ガスの不足分を被処理体の群の途
中で第２のドープ用ガス導入管からのドープ用ガスによ
り補償するようにしているため、薄膜中の不純物濃度に
ついて被処理体の面間の均一性（反応管の長さにおける
被処理体間の均一性）が高くなり、歩留まりが向上す
る。
【図１】本発明の成膜装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の成膜装置の効果を確認するために行っ
た実験の結果を示すグラフである。
た実験の結果を示すグラフである。
【図３】比較例として従来の成膜装置に対して行った実
験の結果を示すグラフである。
験の結果を示すグラフである。
【図４】従来の成膜装置を示す断面図である。
１ 加熱炉 ２ 反応管 ２１ 外筒 ２２ 内筒 ３ マニホ−ルド ５ ウエハボ−ト ６１ 成膜ガス導入管 ７１ 第１のド−プ用ガス導入管 ７２ 第２のド−プ用ガス導入管 ７３ 第１のマスフロ−コントロ−ラ ７４ 第２のマスフロ−コントロ−ラ
Claims (1)
- 【請求項１】 成膜ガス導入管及びドープ用ガス導入管
を備え、一端側から他端側に処理ガスが通流する反応管
内に、多数の被処理体を保持した保持具を搬入して被処
理体に対して成膜処理を行う成膜装置において、 流出口が被処理体の群よりも反応管の一端側に位置する
第１のドープ用ガス導入管と、 流出口が第１のドープ用ガス導入管の流出口よりも反応
管の他端側に位置し、第１のドープ用ガス導入管よりの
ドープ用ガスの不足分を補償するためにドープ用ガスを
供給する第２のドープ用ガス導入管と、 を設けたことを特徴とする成膜装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5255051A JPH0786174A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 成膜装置 |
| PCT/JP1994/001526 WO1995008185A1 (fr) | 1993-09-16 | 1994-09-16 | Dispositif pour la formation de films |
| US08/424,473 US5622566A (en) | 1993-09-16 | 1994-09-16 | Film-forming apparatus |
| KR1019950701981A KR0182089B1 (ko) | 1993-09-16 | 1994-09-16 | 성막장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5255051A JPH0786174A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 成膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786174A true JPH0786174A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=17273479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5255051A Pending JPH0786174A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 成膜装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5622566A (ja) |
| JP (1) | JPH0786174A (ja) |
| KR (1) | KR0182089B1 (ja) |
| WO (1) | WO1995008185A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11218739A (ja) * | 1997-04-22 | 1999-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動回路 |
| JP2000182967A (ja) * | 1998-12-15 | 2000-06-30 | Sony Corp | 気相成長方法および気相成長装置 |
| JP2010045251A (ja) * | 2008-08-14 | 2010-02-25 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 縦型熱処理装置及び熱処理方法 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3373990B2 (ja) * | 1995-10-30 | 2003-02-04 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置及びその方法 |
| JPH09205069A (ja) * | 1996-01-24 | 1997-08-05 | Nec Corp | 不純物ドープポリシリコン成長装置 |
| KR970072061A (ko) * | 1996-04-16 | 1997-11-07 | 김광호 | 반도체 제조 공정에 사용되는 확산로 |
| KR100518509B1 (ko) * | 1997-11-12 | 2006-03-09 | 삼성전자주식회사 | 실리콘층의증착을위한화학기상증착장치 |
| US6204194B1 (en) * | 1998-01-16 | 2001-03-20 | F.T.L. Co., Ltd. | Method and apparatus for producing a semiconductor device |
| JPH11288893A (ja) | 1998-04-03 | 1999-10-19 | Nec Corp | 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 |
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