JPH08236459A - Ｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反応ガスの予熱手段を備えたＣＶＤ装置にお
いて、反応ガスの中間生成体からなる不純物を除去し膜
質の向上を図ったＣＶＤ装置を提供する。 【構成】 反応室１０内に複数枚のウェハ４を収容し、
この反応室に連結された反応ガス配管１２上に反応ガス
を予熱するための予熱手段７、８を設けたＣＶＤ装置に
おいて、上記予熱手段７、８と反応室１０の間の反応ガ
ス配管１２上にフィルター９を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上に薄膜を
形成するためのＣＶＤ装置に関する。詳しくは、反応ガ
ス配管上にフィルターを設けることによって、不純物を
除去しようとしたＣＶＤ装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程における薄膜形成
のために、減圧ＣＶＤ装置が用いられている。この減圧
ＣＶＤ装置は、減圧した反応室内に成膜すべき半導体ウ
ェハをセットし、反応室を加熱した状態で反応ガスを導
入してウェハ上に薄膜を化学的に気相成長させるもので
ある。従来の減圧ＣＶＤ装置においては、反応ガスを常
温のまま反応室内に導入していたため、特に反応ガスの
上流域において反応ガスの昇温および活性化が充分でな
く、反応室内での分解、成膜プロセスにおける活性化エ
ネルギーの不足による膜質の劣化等の問題を生じてい
た。

【０００３】このような問題に対処するため、反応室内
に反応ガスを導入する前にこの反応ガスを予め加熱し、
加熱された反応ガスを反応室内に導入することによって
膜質の均一化を図ったＣＶＤ装置が提案されている（特
開平５−３３５２５０号公報、特開平５−２３４９０３
号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報記載のＣＶＤ装置においては、反応ガスを反応室内に
導入する前の予熱工程において、反応ガスの重合生成物
等の中間体が生成され、これが反応室内に流入して不純
物となってウェハ上に付着したり、あるいはウェハ上で
の気相成長の化学反応に影響して半導体特性や膜質を不
安定にし品質の低下を来すおそれがあった。

【０００５】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みな
されたものであって、反応ガスの予熱手段を備えたＣＶ
Ｄ装置において、反応ガスの中間生成体からなる不純物
を除去し膜質の向上を図ったＣＶＤ装置の提供を目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、反応室内に複数枚のウェハを収容し、
この反応室に連結された反応ガス配管上に反応ガスを予
熱するための予熱ヒータ等の予熱手段を設けたＣＶＤ装
置において、上記予熱手段と反応室の間の反応ガス配管
上にフィルターを設けたことを特徴とするＣＶＤ装置を
提供する。

【０００７】好ましい実施例においては、前記フィルタ
ーは、予熱による反応ガスの中間生成物を除去するため
のセラミックス系フィルターまたはメタルフィルターか
らなることを特徴としている。

【０００８】

【作用】反応ガスが予熱手段を通過する間に生成された
反応ガスの中間体は、反応室の前に設けられたフィルタ
ーにより除去される。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の実施例に係る減圧ＣＶＤ装
置の要部構成図である。石英管からなるインナーチュー
ブ１の外周を覆って同じく石英からなるアウターチュー
ブ２が設けられる。インナーチューブ１内に、例えば４
本の支柱形状の石英ボートが設けられ、各支柱に形成さ
れた溝にウェハ４を装着して複数枚の水平なウェハ４を
縦方向に所定間隔で重ねて支持する。このように内部に
ウェハ搭載用石英ボート３を備えたアウターチューブ２
の内部が反応室１０を構成する。アウターチューブ２の
下部には真空ポンプ１１が排気管１４を介して接続され
る。アウターチューブ２の外周には電気抵抗体からなる
ヒータ５が設けられ成膜プロセス時にウェハ４を加熱す
る。

【００１０】石英ボート３の下側には石英からなる保温
筒６が設けられる。この保温筒６は、成膜プロセス時に
反応室下部からウェハが冷却されないように保温するた
めのものである。石英ボート３および保温筒６は昇降動
作可能なステージ１３上に支持され、ウェハの出し入れ
時に石英ボート３にセットしたウェハ４とともにインナ
ーチューブ１内を上下動作する。

【００１１】インナーチューブ１の下部に反応ガス配管
１２が接続される。この反応ガス配管１２上に予熱ヒー
タ８を周囲に有する予熱室７が設けられる。この予熱室
７とインナーチューブ１との間の反応ガス配管１２上に
フィルター９が設けられる。このフィルター９として
は、ポーラス状のセラミックス系フィルターやメタルフ
ィルターあるいはガラスフィルターを用いることができ
るが、高温に対処するためにセラミックス系フィルター
あるいはメタルフィルターが望ましい。なお、予熱室７
は熱交換器形状やコイル形状等であってもよいが、単に
反応ガス配管１２上に予熱ヒータ８を装着した構成であ
ってもよい。

【００１２】上記構成の減圧ＣＶＤ装置において、成膜
時にウェハ上に例えばポリシリコンやアモルファスシリ
コンあるいはナイトライド等を減圧ＣＶＤプロセスによ
り形成する場合、反応ガスとしてシランガスが、矢印Ａ
のように反応ガス配管１２を通してインナーチューブ１
の内側下部より反応室１０内に供給される。反応条件
は、例えば温度６１０℃、圧力２５Ｐａ、シランガス流
量１４０ｓｃｃｍである。このシランガスは反応室に導
入される前に予熱室７で約３００℃程度まで加熱され
る。なお、この予熱温度は成膜の種類や成膜条件および
ガスの種類等に応じて適当な任意の温度に設定すること
ができる。このようにシランガスを予熱することによ
り、シランの重合生成物等の中間体が形成される。この
ような反応ガスの予熱により生じた中間体は、他の不純
物とともに反応室直前に設けたフィルター９により除去
される。このようにして不純成分が除去された反応ガス
は、インナーチューブ１の下部より反応室１０内に流入
し、石英ボートにセットされたウェハに接しながら上昇
し各ウェハ４上に所定の成膜条件の薄膜を形成する。こ
のとき、ヒータ５により、石英ボート３上のウェハ４
は、反応室１０の中央部で約６１０℃、上部で約６１５
℃、下部で約６０５℃程度に加熱される。

【００１３】反応ガスは、インナーチューブ１内を上昇
してその上部からアウターチューブ２とインナーチュー
ブ１との間の隙間を通して下方に流れ、アウターチュー
ブ２に接続された排気管１４を通して反応室の外部に排
出される。

【００１４】なお、上記実施例はホットウォール型減圧
ＣＶＤ装置について説明したが、本発明はコールドウォ
ール型減圧ＣＶＤ装置やプラズマＣＶＤ装置および常圧
ＣＶＤ装置に対しても適用可能である。

【００１５】また、反応ガス系統が複数ある場合、ある
いは複数種類のガスを別々に反応室内に導入する場合に
は、反応室に接続される各々のガス配管上にフィルター
を設けることが望ましい。

【００１６】また、ガス配管上のフィルターの位置は、
上記実施例の図では反応室の外側に設けているが反応室
（インナーチューブ）の内側であってもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、反応ガスを予熱した後、フィルターを通して反応室
内に導入しているため、予熱により生じた反応ガスの中
間体が、反応ガス中に混入している他の不純物とともに
反応室の直前で除去される。これにより、予備加熱によ
り反応ガスを充分活性化して反応時の分解から成膜に至
るプロセスを良好な状態で行うことができるとともに、
予備加熱により生じた中間体等の不純物成分を除去して
品質の高い薄膜形成が可能になり、半導体装置の特性の
向上や安定化に寄与しまた歩留りの向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係る減圧ＣＶＤ装置の構成
図である。

【符号の説明】

１：インナーチューブ、２：アウターチューブ、３：石
英ボート、４：ウェハ、５：ヒータ、６：保温筒、７：
予熱室、８：予熱ヒータ、９：フィルター、１０：反応
室、１１：真空ポンプ、１２：反応ガス配管、１３：ス
テージ、１４：排気管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応室内に複数枚のウェハを収容し、 この反応室に連結された反応ガス配管上に反応ガスを予
   熱するための予熱手段を設けたＣＶＤ装置において、 上記予熱手段と反応室の間の反応ガス配管上にフィルタ
   ーを設けたことを特徴とするＣＶＤ装置。
2. 【請求項２】 前記フィルターは、予熱による反応ガス
   の中間生成物を除去するためのセラミックス系フィルタ
   ーまたはメタルフィルターからなることを特徴とする請
   求項１に記載のＣＶＤ装置。