JPH09102463A - Film formation apparatus - Google Patents
Film formation apparatusInfo
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- JPH09102463A JPH09102463A JP25793695A JP25793695A JPH09102463A JP H09102463 A JPH09102463 A JP H09102463A JP 25793695 A JP25793695 A JP 25793695A JP 25793695 A JP25793695 A JP 25793695A JP H09102463 A JPH09102463 A JP H09102463A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、縦型の反応管内に
予め定める間隔で積層して配置された複数の基板に均一
に膜を形成することができる成膜装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film forming apparatus capable of uniformly forming a film on a plurality of substrates arranged in a vertical reaction tube at predetermined intervals.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図９は、従来技術である成膜装置１の構
成を示す断面図である。図１０は、図９のＩ−Ｉ断面図
である。成膜装置１は、膜形成のための予め定める空間
３を形成する反応管２、膜を形成すべき基板７を保持す
る保持手段４、保持手段４に向けて噴出孔８ａから所定
の反応ガスを噴出するガス導入管８およびヒータ１１を
含んで構成される。保持手段４とガス導入管８の噴出孔
８ａ近傍とが、反応管２の内部である予め定める空間３
に配置される。ヒータ１１は、反応管２の外部に配置さ
れて、予め定める空間３を所定の温度に加熱する。2. Description of the Related Art FIG. 9 is a sectional view showing a structure of a film forming apparatus 1 which is a conventional technology. FIG. 10 is a sectional view taken along line I-I of FIG. 9. The film forming apparatus 1 includes a reaction tube 2 that forms a predetermined space 3 for forming a film, a holding unit 4 that holds a substrate 7 on which a film is to be formed, and a predetermined reaction gas from the ejection holes 8a toward the holding unit 4. It is configured to include a gas introduction pipe 8 and a heater 11 for ejecting. The holding means 4 and the vicinity of the ejection hole 8a of the gas introduction pipe 8 are inside the reaction pipe 2 and are a predetermined space 3
Placed in The heater 11 is arranged outside the reaction tube 2 and heats the predetermined space 3 to a predetermined temperature.
【０００３】保持手段４は、基台５と、当該基台５上に
固定されるホルダ６とを含んで構成される。保持手段４
のホルダ６には、複数枚の基板７が等間隔、たとえば
４．７６ｍｍの間隔で縦長状に積層して保持される。ま
た保持手段４は、保持台の中心を軸として回転可能に構
成される。The holding means 4 comprises a base 5 and a holder 6 fixed on the base 5. Holding means 4
In the holder 6, a plurality of substrates 7 are vertically stacked and held at equal intervals, for example, an interval of 4.76 mm. Further, the holding means 4 is configured to be rotatable around the center of the holding table as an axis.
【０００４】ガス導入管８は、反応管２の下方から当該
反応管２内に導入され、保持手段４に沿って縦長状に配
置される。反応管２内のガス導入管８部分には、当該ガ
ス導入管８内を流れる所定の反応ガスが噴出する噴出孔
８ａが、前記保持手段４側に設けられる。前記噴出孔８
ａは、前記保持手段４に保持された基板７の間隔と同じ
間隔で複数個設けられ、隣接する基板７同士のほぼ真ん
中に配置される。反応管２外のガス導入管８部分は、一
方枝管９と他方枝管１０とに分かれており、枝管９，１
０には互いに異なるガスが供給される。枝管９，１０の
交点部分で２種類のガスが混合されて反応し、反応ガス
が生成する。当該反応ガスは、噴出孔８ａから矢符１２
で示される保持手段４の方向に噴出する。The gas introduction pipe 8 is introduced into the reaction pipe 2 from below the reaction pipe 2, and is arranged in a vertically long shape along the holding means 4. An ejection hole 8a for ejecting a predetermined reaction gas flowing in the gas introduction pipe 8 is provided in the gas introduction pipe 8 portion in the reaction pipe 2 on the holding means 4 side. The ejection hole 8
A plurality of a are provided at the same intervals as the distance between the substrates 7 held by the holding means 4, and are arranged substantially in the middle of the adjacent substrates 7. The gas introduction pipe 8 outside the reaction pipe 2 is divided into a first branch pipe 9 and a second branch pipe 10.
Different gases are supplied to 0. At the intersection of the branch pipes 9 and 10, two kinds of gas are mixed and react with each other to generate a reaction gas. The reaction gas is supplied with the arrow 12 from the ejection hole 8a.
It is ejected in the direction of the holding means 4 indicated by.
【０００５】たとえば、基板７としてＳｉ（シリコン）
基板を用い、一方の枝管９にＯ2（酸素）などの酸化性
ガスを供給し、他方の枝管１０にＰＯＣｌ3（オキシ塩
化リン）とＮ2（窒素）とを混合したソースガスを供給
すると、 ＰＯＣｌ3 ＋（３／４）Ｏ2 ＝（１／２）Ｐ2０5 ＋（３／２）Ｃｌ2 …（１） の反応が生じ、 Ｐ2０5 ＋（５／２）Ｓｉ→２Ｐ＋（５／２）ＳｉＯ2 …（２） のようにして、Ｓｉ基板中にＰ（リン）が拡散してゆ
く。このようにしてＰを不純物として添加した半導体基
板が作成される。For example, Si (silicon) is used as the substrate 7.
Using a substrate, an oxidizing gas such as O 2 (oxygen) is supplied to one branch pipe 9, and a source gas obtained by mixing POCl 3 (phosphorus oxychloride) and N 2 (nitrogen) is supplied to the other branch pipe 10. When supplied, a reaction of POCl 3 + (3/4) O 2 = (1/2) P 2 0 5 + (3/2) Cl 2 (1) occurs, resulting in P 2 0 5 + (5/2) Si → 2P + (5/2) SiO 2 (2) As a result, P (phosphorus) diffuses into the Si substrate. In this way, a semiconductor substrate doped with P as an impurity is produced.
【０００６】なおこのように、ガス導入管８内でＰ2０5
の生成反応を行っているのは、Ｐ2０5の融点が５８０℃
であり、比較的固化し易いためである。すなわち、予め
ＰＯＣｌ3とＯ2とを反応させて、得られたＰ2０5を導入
する場合、Ｐ2０5を気体状態で導入するためには装置を
高温に保つ必要があり、このためには装置の構造が複雑
になるからである。As described above, P 2 0 5
The are doing the production reaction of the melting point of P 2 0 5 is 580 ° C.
This is because it is relatively easy to solidify. That advance POCl 3 and with O 2 are reacted to the case of introducing a P 2 0 5 obtained, to introduce the P 2 0 5 in a gaseous state must remain device to a high temperature, the order This is because the structure of the device becomes complicated.
【０００７】上述したような成膜装置１は、たとえば特
公平６−１６４９１号公報に開示されている。The film forming apparatus 1 as described above is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 6-16491.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】前記成膜装置１では、
噴出孔８ａの比較的手前で酸化性ガスとソースガスと
が、室温に近い温度で混合される。混合されたガスは、
ガス導入管８の噴出孔８ａの方向に流れるとともに反応
が進行し、充分に平衡に達する前に噴出孔８ａから噴出
する。したがって、複数の噴出孔８ａから噴出する反応
ガスの組成が、ガスの流れ方向上流側の噴出孔８ａと流
れ方向下流側の噴出孔８ａとで異なることとなる。すな
わち、上流側（図９紙面中の下方）では未反応のガスが
多く、前記式（１）の左辺の状態が多くなり、下流側
（図９紙面中の上方）では反応が進み、右辺の状態が多
くなる。またＳｉ基板へのＰの拡散量は、Ｐ2０5が多い
ほど多い。このようなことに起因して、作成される半導
体基板は、Ｐの濃度分布が基板毎に不均一なものとな
る。また基板面内での濃度分布が不均一なものとなる。In the film forming apparatus 1,
The oxidizing gas and the source gas are mixed at a temperature close to room temperature relatively before the ejection holes 8a. The mixed gas is
The gas flows in the direction of the ejection hole 8a of the gas introduction pipe 8, the reaction proceeds, and the gas is ejected from the ejection hole 8a before the equilibrium is sufficiently reached. Therefore, the composition of the reaction gas ejected from the plurality of ejection holes 8a is different between the ejection holes 8a on the upstream side in the gas flow direction and the ejection holes 8a on the downstream side in the flow direction. That is, there is a large amount of unreacted gas on the upstream side (downward in the plane of FIG. 9), the number of states on the left side of the equation (1) increases, and the reaction proceeds on the downstream side (upper side in the plane of FIG. 9), and There are many states. The diffusion of P into the Si substrate, P 2 0 about five often large. Due to such a situation, the semiconductor substrate to be produced has a non-uniform P concentration distribution for each substrate. Further, the concentration distribution on the surface of the substrate becomes non-uniform.
【０００９】保持された基板７が回転していないと考え
ると、ＰＯＣｌ3が多い反応管２内の下方（上流側）で
は、噴出孔８ａから離れたところでＰ2Ｏ5が生成され
て、当該Ｐ2Ｏ5が基板７に付着するので、図３（１）の
曲線Ｌ２に示されるように、基板７の中心付近において
Ｐの拡散量が多くなり、中心付近のシート抵抗値が低く
なる。一方、噴出孔８ａに近接するところでＰ2Ｏ5が生
成される反応管２内の上方（下流側）では、噴出孔８ａ
に近い基板７部分にＰ2Ｏ5が付着し、図３（３）の曲線
Ｌ６に示されるように、基板７の端部においてＰの拡散
量が多くなり、端部のシート抵抗値が低くなる。このよ
うなＰの濃度分布によるシート抵抗値のばらつき分布
は、基板７を回転させても同じである。なお反応管２内
のほぼ真ん中付近では、図３（２）の曲線Ｌ４に示され
るように、Ｐの拡散が比較的均一で、シート抵抗値のば
らつきも比較的均一となる。Assuming that the held substrate 7 is not rotating, P 2 O 5 is generated at a position (upstream side) in the reaction tube 2 containing a large amount of POCl 3 at a position apart from the ejection hole 8a. Since P 2 O 5 adheres to the substrate 7, the diffusion amount of P increases near the center of the substrate 7 and the sheet resistance value near the center decreases, as shown by the curve L2 in FIG. 3 (1). On the other hand, in the upper part (downstream side) of the reaction tube 2 where P 2 O 5 is generated in the vicinity of the ejection hole 8a, the ejection hole 8a is formed.
P 2 O 5 adheres to the portion of the substrate 7 close to, and as shown by the curve L6 in FIG. 3C, the diffusion amount of P increases at the edge of the substrate 7 and the sheet resistance value at the edge is low. Become. The variation distribution of the sheet resistance value due to the P concentration distribution is the same even when the substrate 7 is rotated. In the vicinity of the center of the reaction tube 2, the diffusion of P is relatively uniform and the variation in the sheet resistance value is also relatively uniform, as shown by the curve L4 in FIG.
【００１０】Ｓｉ基板の固溶限以上の濃度でＰを拡散さ
せると、Ｐの拡散分布は比較的均一になるけれども、Ｓ
ｉ基板に結晶欠陥が発生するなどの不都合が生じる。When P is diffused at a concentration higher than the solid solubility limit of the Si substrate, the P diffusion distribution becomes relatively uniform, but S
This causes inconvenience such as occurrence of crystal defects on the i substrate.
【００１１】本発明の目的は、均一性の高い膜を形成す
ることができる成膜装置を提供することである。An object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of forming a highly uniform film.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、膜を形成すべ
き複数の基板を予め定める空間内に等間隔で積層して保
持する保持手段と、保持手段に向けて所定の反応ガスを
噴出するガス導入管とを含んで構成される成膜装置にお
いて、前記ガス導入管は、２種類以上の予め定めるガス
が個別的に供給され、供給されたガスを等間隔の複数の
第１噴出孔からそれぞれ噴出する複数の第１導入管と、
前記第１導入管の第１噴出孔近傍を覆い、各第１導入管
の第１噴出孔から噴出したガスが互いに反応して生成し
た反応ガスを等間隔の複数の第２噴出孔から噴出する第
２導入管とを含んで構成されることを特徴とする成膜装
置である。 本発明に従えば、予め定める空間内には、保持手段によ
って膜を形成すべき基板が等間隔で積層して保持され、
基板を保持した保持手段に向けてガス導入管から所定の
反応ガスが噴出される。前記ガス導入管は、複数の第１
導入管と第２導入管とを含んで構成され、第１導入管の
等間隔の複数の第１噴出孔から、第１導入管毎に異なる
予め定めるガスが噴出し、これらのガスは、第１導入管
の第１噴出孔近傍を覆う第２導入管内で反応して、反応
ガスを生成する。生成した反応ガスは、第２導入管の等
間隔の複数の第２噴出孔から、保持手段に向けて噴出す
る。したがって、積層して保持される複数の基板に向け
て、反応時間の等しい反応ガスが噴出されるので、均一
性の高い膜を形成することができる。According to the present invention, a holding means for holding a plurality of substrates on which a film is to be formed by stacking them in a predetermined space at equal intervals, and a predetermined reaction gas is ejected toward the holding means. In the film forming apparatus including a gas introducing pipe, the gas introducing pipe is supplied with two or more kinds of predetermined gases individually, and the supplied gas is provided with a plurality of first ejection holes at equal intervals. A plurality of first introduction pipes respectively spouting from
The reaction gas generated by reacting the gases ejected from the first ejection holes of the first introduction pipes with each other to cover the vicinity of the first ejection holes of the first introduction pipe is ejected from the plurality of second ejection holes at equal intervals. A film forming apparatus including a second introducing pipe. According to the present invention, the substrate on which the film is to be formed is laminated and held by the holding means at equal intervals in the predetermined space,
A predetermined reaction gas is ejected from the gas introduction pipe toward the holding means that holds the substrate. The gas introduction pipe has a plurality of first
A predetermined gas, which is configured to include an introduction pipe and a second introduction pipe and is different for each first introduction pipe, is ejected from a plurality of first ejection holes at equal intervals of the first introduction pipe. The reaction gas is generated by reacting in the second introduction pipe that covers the vicinity of the first ejection hole of the first introduction pipe. The generated reaction gas is ejected toward the holding means from the plurality of second ejection holes at equal intervals of the second introduction pipe. Therefore, the reaction gas having the same reaction time is ejected toward the plurality of substrates that are stacked and held, so that a film with high uniformity can be formed.
【００１３】また本発明は、膜を形成すべき複数の基板
を予め定める空間内に等間隔で積層して保持する保持手
段と、保持手段に向けて所定の反応ガスを噴出するガス
導入管とを含んで構成される成膜装置において、前記ガ
ス導入管は、予め定めるガスが供給され、供給されたガ
スを等間隔の複数の第１噴出孔から噴出する少なくとも
１つの第１導入管と、前記第１導入管の第１噴出孔近傍
を覆うとともに、前記第１導入管に供給されるガスとは
異なるガスが供給され、当該ガスと前記第１導入管に供
給されて第１噴出孔から噴出したガスとが互いに反応し
て生成した反応ガスを等間隔の複数の第２噴出孔から噴
出する第２導入管とを含んで構成されることを特徴とす
る成膜装置である。 本発明に従えば、予め定める空間内には、保持手段によ
って膜を形成すべき基板が等間隔で積層して保持され、
基板を保持した保持手段に向けてガス導入管から所定の
反応ガスが噴出される。前記ガス導入管は、少なくとも
１つの第１導入管と第２導入管とを含んで構成され、第
１導入管の等間隔の複数の第１噴出孔から、予め定める
ガスが噴出する。噴出したガスは、第１導入管の第１噴
出孔近傍を覆う第２導入管内で、第２導入管に供給され
る前記第１導入管に供給されるガスとは異なるガスと反
応して、反応ガスを生成する。生成した反応ガスは、第
２導入管の等間隔の複数の第２噴出孔から、保持手段に
向けて噴出する。したがって、積層して保持される複数
の基板に向けて、反応時間の等しい反応ガスが噴出され
るので、均一性の高い膜を形成することができる。Further, according to the present invention, a holding means for holding a plurality of substrates on which a film is to be formed by stacking them in a predetermined space at equal intervals, and a gas introducing pipe for ejecting a predetermined reaction gas toward the holding means. In the film forming apparatus including the above, the gas introduction pipe is supplied with a predetermined gas, and at least one first introduction pipe for ejecting the supplied gas from a plurality of first ejection holes at equal intervals, While covering the vicinity of the first ejection hole of the first introduction pipe, a gas different from the gas supplied to the first introduction pipe is supplied, and the gas and the first introduction pipe are supplied from the first ejection hole. A film forming apparatus comprising: a second introduction pipe for ejecting a reaction gas generated by a reaction between the ejected gas and each other through a plurality of second ejection holes at equal intervals. According to the present invention, the substrate on which the film is to be formed is laminated and held by the holding means at equal intervals in the predetermined space,
A predetermined reaction gas is ejected from the gas introduction pipe toward the holding means that holds the substrate. The gas introduction pipe is configured to include at least one first introduction pipe and a second introduction pipe, and a predetermined gas is ejected from the plurality of first ejection holes at equal intervals of the first introduction pipe. The ejected gas reacts with a gas different from the gas supplied to the first introduction pipe supplied to the second introduction pipe in the second introduction pipe covering the vicinity of the first ejection hole of the first introduction pipe, Generate a reaction gas. The generated reaction gas is ejected toward the holding means from the plurality of second ejection holes at equal intervals of the second introduction pipe. Therefore, the reaction gas having the same reaction time is ejected toward the plurality of substrates that are stacked and held, so that a film with high uniformity can be formed.
【００１４】また本発明は、第１導入管の複数の第１噴
出孔と、第２導入管の複数の第２噴出孔とがそれぞれ対
応して同じ高さの位置に配置されていることを特徴とす
る。 本発明に従えば、第１導入管の複数の第１噴出孔と、第
２導入管の複数の第２噴出孔とをそれぞれ対応して同じ
高さの位置に配置することによって、反応があまり進ん
でいない反応ガスを噴出することができる。Further, according to the present invention, the plurality of first ejection holes of the first introduction pipe and the plurality of second ejection holes of the second introduction pipe are arranged at positions corresponding to each other at the same height. Characterize. According to the present invention, by arranging the plurality of first ejection holes of the first introduction pipe and the plurality of second ejection holes of the second introduction pipe at positions corresponding to each other at the same height, the reaction is less likely to occur. The reaction gas that has not progressed can be jetted.
【００１５】また本発明は、第１導入管の複数の第１噴
出孔と、第２導入管の複数の第２噴出孔とがそれぞれ対
応して互いに２分の１ピッチ分ずれた高さの位置に配置
されていることを特徴とする。 本発明に従えば、第１導入管の複数の第１噴出孔と、第
２導入管の複数の第２噴出孔とをそれぞれ対応して互い
に２分の１ピッチ分ずれた高さの位置に配置されるよう
にすることによって、反応が進んだ反応ガスを噴出する
ことができる。Further, according to the present invention, the plurality of first ejection holes of the first introduction pipe and the plurality of second ejection holes of the second introduction pipe correspond to each other and have a height offset from each other by a half pitch. It is characterized by being placed in a position. According to the present invention, the plurality of first ejection holes of the first introduction pipe and the plurality of second ejection holes of the second introduction pipe are respectively located at positions corresponding to heights offset from each other by a half pitch. By being arranged, the reaction gas in which the reaction has proceeded can be ejected.
【００１６】また本発明は、第１導入管の第１噴出孔
が、第２導入管の第２噴出孔側に向けて配置されること
を特徴とする。 本発明に従えば、第１導入管の第１噴出孔を、第２導入
管の第２噴出孔側に向けて配置することによって、反応
があまり進んでいない反応ガスを噴出することができ
る。Further, the present invention is characterized in that the first ejection hole of the first introduction pipe is arranged toward the second ejection hole side of the second introduction pipe. According to the invention, by arranging the first ejection hole of the first introduction pipe toward the second ejection hole side of the second introduction pipe, it is possible to eject the reaction gas in which the reaction has not progressed so much.
【００１７】また本発明は、第１導入管の外径の合計
は、第２導入管の内径よりも小さく、第１導入管の第１
噴出孔が、第２導入管の第２噴出孔とは反対側に向けて
配置されることを特徴とする。 本発明に従えば、第１導入管の外径の合計を、第２導入
管の内径よりも小さくし、第１導入管の第１噴出孔を、
第２導入管の第２噴出孔とは反対側に向けて配置するこ
とによって、反応が進んだ反応ガスを噴出することがで
きる。Further, in the present invention, the total of the outer diameters of the first introducing pipe is smaller than the inner diameter of the second introducing pipe, and
The ejection hole is arranged so as to face the side of the second introduction pipe opposite to the second ejection hole. According to the invention, the total of the outer diameters of the first introduction pipes is made smaller than the inner diameter of the second introduction pipes, and the first ejection holes of the first introduction pipes are
By arranging the second introduction pipe so as to face the side opposite to the second ejection hole, the reaction gas in which the reaction has proceeded can be ejected.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある成膜装置２１ａの構成を示す断面図である。図２
は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。成膜装置２１ａ
は、膜形成のための予め定める空間２３を形成する反応
管２２、膜を形成すべき基板２７を保持する保持手段２
４、保持手段２４に向けて噴出孔３１ａから所定の反応
ガスを噴出するガス導入管２８ａおよびヒータ３２を含
んで構成される。保持手段２４とガス導入管２８ａの噴
出孔３１ａ近傍とが、反応管２２の内部である予め定め
る空間２３に配置される。ヒータ３２は、反応管２２の
外部に配置されて、予め定める空間２３を所定の温度に
加熱する。1 is a sectional view showing the structure of a film forming apparatus 21a according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a II-II sectional view of FIG. 1. Film forming apparatus 21a
Is a reaction tube 22 that forms a predetermined space 23 for forming a film, and a holding means 2 that holds a substrate 27 on which a film is to be formed.
4, a gas introducing pipe 28a for ejecting a predetermined reaction gas from the ejection hole 31a toward the holding means 24, and a heater 32. The holding means 24 and the vicinity of the ejection hole 31a of the gas introduction pipe 28a are arranged in a predetermined space 23 inside the reaction pipe 22. The heater 32 is arranged outside the reaction tube 22 and heats the predetermined space 23 to a predetermined temperature.
【００１９】保持手段２４は、基台２５と、当該基台２
５上に固定されるホルダ２６とを含んで構成される。保
持手段２４のホルダ２６には、複数枚の基板２７が等間
隔、たとえば４．７６ｍｍの間隔で縦長状に積層して保
持される。また保持手段２４は、保持台の中心を軸とし
て回転可能に構成される。たとえば３ｒｐｍ〜１０ｒｐ
ｍの回転数で回転可能に構成される。The holding means 24 includes a base 25 and the base 2
5 and a holder 26 fixed on the upper part. A plurality of substrates 27 are stacked and held in the holder 26 of the holding means 24 in a vertically long shape at equal intervals, for example, an interval of 4.76 mm. The holding means 24 is configured to be rotatable around the center of the holding table as an axis. For example, 3 rpm to 10 rp
It is configured to be rotatable at a rotation speed of m.
【００２０】ガス導入管２８ａは、反応管２２の下方か
ら当該反応管２２内に導入され、保持手段２４に沿って
縦長状に配置される。当該ガス導入管２８ａは、複数本
（本形態では２本）の第１導入管２９，３０と、第２導
入管３１とを含んで構成される。第１導入管２９，３０
は共に、反応管２２内に導入された部分に複数の第１噴
出孔２９ａ，３０ａをそれぞれ有する。第２導入管３１
は、第１導入管２９，３０の第１噴出孔２９ａ，３０ａ
近傍を覆うとともに、前記保持手段２４に向けて設けら
れる複数の第２噴出孔３１ａを有する。噴出孔２９ａ〜
３１ａは、たとえば共に同じ大きさに形成され、また前
記保持手段２４に保持された基板２７のピッチと同じピ
ッチで複数個設けられ、少なくとも第２噴出孔３１ａ
は、隣接する基板２７同士の間のほぼ真ん中に配置され
る。The gas introduction pipe 28a is introduced into the reaction pipe 22 from below the reaction pipe 22 and is arranged in a vertically long shape along the holding means 24. The gas introduction pipe 28 a is configured to include a plurality (two in the present embodiment) of first introduction pipes 29 and 30 and a second introduction pipe 31. First introduction pipe 29, 30
Both have a plurality of first ejection holes 29a and 30a in the portion introduced into the reaction tube 22, respectively. Second introduction pipe 31
Is the first ejection holes 29a, 30a of the first introduction pipes 29, 30.
It has a plurality of second ejection holes 31a provided so as to cover the vicinity and toward the holding means 24. Jet holes 29a-
For example, the plurality of 31a are formed to have the same size, and a plurality of them are provided at the same pitch as the pitch of the substrate 27 held by the holding means 24. At least the second ejection holes 31a are provided.
Are arranged substantially in the middle between the adjacent substrates 27.
【００２１】前記第１導入管２９，３０には、互いに異
なるガスが供給されて、各第１噴出孔２９ａ，３０ａか
ら噴出される。たとえば、ガス濃度が５ｍｇ／リットル
〜２５ｍｇ／リットルのガスが、１０リットル／ｍｉｎ
〜２０リットル／ｍｉｎのガス流量で供給される。噴出
した２種類のガスは、第２導入管３１によって覆われる
空間で混合されて反応し、反応ガスが生成する。当該反
応ガスは、第２噴出孔３１ａから矢符３５で示される保
持手段２４の方向に噴出する。Gases different from each other are supplied to the first introduction pipes 29 and 30, and are ejected from the respective first ejection holes 29a and 30a. For example, a gas having a gas concentration of 5 mg / liter to 25 mg / liter is 10 liter / min.
It is supplied at a gas flow rate of ~ 20 l / min. The two kinds of ejected gases are mixed and reacted in the space covered by the second introduction pipe 31, and a reaction gas is generated. The reaction gas is ejected from the second ejection hole 31a in the direction of the holding means 24 indicated by the arrow 35.
【００２２】たとえば、基板２７としてＳｉ基板を用
い、一方の第１導入管２９にＯ2などの酸化性ガスを供
給し、他方の第１導入管３０にＰＯＣｌ3とＮ2とを混合
したソースガスを供給すると、 ＰＯＣｌ3 ＋（３／４）Ｏ2 ＝（１／２）Ｐ2０5 ＋（３／２）Ｃｌ2 …（１） の反応が生じ、 Ｐ2０5 ＋（５／２）Ｓｉ→２Ｐ＋（５／２）ＳｉＯ2 …（２） のようにして、Ｓｉ基板中にＰが拡散してゆく。ここで
たとえば、ガスの導入時間は２０分〜６０分の範囲に、
反応管２２内の圧力は（大気圧−１）ｍｍＨ2Ｏ〜（大
気圧−３０）ｍｍＨ2Ｏの範囲に、反応管２２内の温度
は９００℃〜１１５０℃の範囲に、反応時間は２時間〜
７時間の範囲にそれぞれ選ばれる。このようにしてＰを
不純物として添加した、たとえばシート抵抗値が１Ω／
□〜５Ω／□の半導体基板が作成される。For example, a Si substrate is used as the substrate 27, an oxidizing gas such as O 2 is supplied to one of the first introducing pipes 29, and a source in which POCl 3 and N 2 are mixed to the other first introducing pipe 30. When a gas is supplied, a reaction of POCl 3 + (3/4) O 2 = (1/2) P 2 0 5 + (3/2) Cl 2 (1) occurs, resulting in P 2 0 5 + (5 / 2) Si → 2P + (5/2) SiO 2 (2) As shown in (2), P diffuses into the Si substrate. Here, for example, the gas introduction time is in the range of 20 minutes to 60 minutes,
The pressure in the reaction tube 22 is in the range of (atmospheric pressure-1) mmH 2 O to (atmospheric pressure -30) mmH 2 O, the temperature in the reaction tube 22 is in the range of 900 ° C to 1150 ° C, and the reaction time is 2 time~
Each is selected in the range of 7 hours. In this way, when P is added as an impurity, for example, the sheet resistance value is 1Ω /
A semiconductor substrate of □ to 5Ω / □ is created.
【００２３】図３は、成膜装置２１ａおよび従来技術の
成膜装置１で形成された半導体基板面内のシート抵抗分
布を示すグラフである。図３（１）は、反応管２２内の
上方（ガス導入管２８ａ下流側）を、図３（２）は、反
応管２２のほぼ真ん中付近（ガス導入管２８ａの下流側
と上流側との真ん中付近）を、図３（３）は、反応管２
２内の下方（ガス導入管２８ａ上流側）をそれぞれ示
す。曲線Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５は、成膜装置２１ａで作成し
たときの結果を示し、曲線Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６は、図９お
よび図１０に示される成膜装置１で作成したときの結果
を示している。FIG. 3 is a graph showing the sheet resistance distribution in the plane of the semiconductor substrate formed by the film forming apparatus 21a and the prior art film forming apparatus 1. 3 (1) shows the upper part inside the reaction pipe 22 (downstream side of the gas introduction pipe 28a), and FIG. 3 (2) shows substantially the middle of the reaction pipe 22 (downstream side and upstream side of the gas introduction pipe 28a). 3), the reaction tube 2
The inside of 2 is shown (upstream side of the gas introduction pipe 28a). Curves L1, L3, L5 show the results when the film was formed by the film forming apparatus 21a, and curves L2, L4, L6 show the results when the film was formed by the film forming apparatus 1 shown in FIGS. 9 and 10. There is.
【００２４】反応時間の異なる反応ガスが複数の噴出孔
から保持手段に向けてそれぞれ噴出される従来技術の成
膜装置１の、ＰＯＣｌ3 が多い反応管２内の下方（上流
側）では、噴出孔８ａから離れたところでＰ2Ｏ5が生成
されて、当該Ｐ2Ｏ5が基板７に付着するので、図３
（１）の曲線Ｌ２に示されるように、基板７の中心付近
においてＰの拡散量が多くなり、中心付近のシート抵抗
値が低くなる。一方、噴出孔８ａに近接するところでＰ
2Ｏ5が生成される反応管２内の上方（下流側）では、噴
出孔８ａに近い基板７部分にＰ2Ｏ5が付着し、図３
（３）の曲線Ｌ６に示されるように、基板７の端部にお
いてＰの拡散量が多くなり、端部のシート抵抗値が低く
なる。反応管２内のほぼ真ん中付近では、図３（２）の
曲線Ｌ４に示されるように、面内でのＰの分布が比較的
均一で、シート抵抗値のばらつきも比較的均一となる。In the lower part (upstream side) of the POCl 3 -rich reaction tube 2 of the prior art film forming apparatus 1 in which reaction gases having different reaction times are respectively ejected from a plurality of ejection holes toward the holding means, ejection is performed. P 2 O 5 at a distance from the hole 8a is generated, since the P 2 O 5 is attached to the substrate 7, FIG. 3
As indicated by the curve L2 in (1), the amount of diffusion of P increases near the center of the substrate 7, and the sheet resistance value near the center decreases. On the other hand, in the vicinity of the ejection hole 8a, P
In the upper part (downstream side) of the reaction tube 2 where 2 O 5 is generated, P 2 O 5 adheres to the portion of the substrate 7 near the ejection holes 8a, and
As indicated by the curve L6 in (3), the amount of diffusion of P increases at the end portion of the substrate 7, and the sheet resistance value at the end portion decreases. Near the middle of the reaction tube 2, as shown by the curve L4 in FIG. 3B, the distribution of P in the plane is relatively uniform, and the variation in the sheet resistance value is also relatively uniform.
【００２５】これに対し、反応時間が等しい反応ガスが
複数の噴出孔３１ａから保持手段２４に向けてそれぞれ
噴出される本形態の成膜装置２１ａでは、反応管２２内
の下方（上流側）、反応管２２内の上方（下流側）およ
び反応管２２内のほぼ真ん中付近のいずれにおいても、
図３（１）の曲線Ｌ１、図３（３）の曲線Ｌ５および図
３（２）の曲線Ｌ３に示されるように、面内および基板
間でのＰの分布が均一で、シート抵抗値のばらつきも均
一となる。On the other hand, in the film forming apparatus 21a of the present embodiment in which the reaction gas having the same reaction time is ejected from the plurality of ejection holes 31a toward the holding means 24, the inside of the reaction tube 22 (upstream side), Both in the upper part (downstream side) of the reaction tube 22 and in the vicinity of the middle of the reaction tube 22,
As shown by the curve L1 in FIG. 3 (1), the curve L5 in FIG. 3 (3), and the curve L3 in FIG. 3 (2), the distribution of P in the plane and between the substrates is uniform, and the sheet resistance value The variations are also uniform.
【００２６】図４は、第１導入管２９，３０の第１噴出
孔２９ａ，３０ａと、第２導入管３１の第２噴出孔３１
ａとの上下の位置関係を説明するための図である。第１
噴出孔２９ａ，３０ａのピッチＰ１、すなわち第１噴出
孔２９ａの中心と当該第１噴出孔２９ａに隣接する第１
噴出孔２９ａの中心との間隔Ｐ１（第１噴出孔３０ａに
ついても同様）、第２噴出孔３１ａのピッチＰ２、すな
わち第２噴出孔３１ａの中心と当該第２噴出孔３１ａに
隣接する第２噴出孔３１ａの中心との間隔Ｐ２、および
保持された基板２７のピッチＰ３、すなわち基板２７の
一方表面から当該基板２７に隣接する基板２７の一方表
面との間隔Ｐ３は、互いに等しい値に選ばれる。FIG. 4 shows the first injection holes 29a and 30a of the first introduction pipes 29 and 30, and the second injection holes 31 of the second introduction pipe 31.
It is a figure for demonstrating the up-and-down positional relationship with a. First
The pitch P1 of the ejection holes 29a and 30a, that is, the center of the first ejection hole 29a and the first ejection hole 29a adjacent to the first ejection hole 29a.
The distance P1 from the center of the ejection hole 29a (the same applies to the first ejection hole 30a), the pitch P2 of the second ejection hole 31a, that is, the second ejection hole adjacent to the center of the second ejection hole 31a and the second ejection hole 31a. The distance P2 from the center of the hole 31a and the pitch P3 of the held substrate 27, that is, the distance P3 from one surface of the substrate 27 to one surface of the substrate 27 adjacent to the substrate 27 are selected to be equal to each other.
【００２７】また図４（１）に示されるように、複数の
第１および第２噴出孔２９ａ〜３１ａは、それぞれ対応
して同じ高さの位置に配置される。すなわち、各第１噴
出孔２９ａ，３０ａの装置２１ａの底面からの高さと、
各第２噴出孔３１ａの装置２１ａの底面からの高さとが
一致するようにして配置される。このように配置するこ
とによって、２種類のガスを混合した後、比較的早く噴
出孔３１ａから噴出することになるので、反応があまり
進んでいない反応ガスを噴出することができる。Further, as shown in FIG. 4 (1), the plurality of first and second ejection holes 29a to 31a are arranged correspondingly at the same height position. That is, the height of each of the first ejection holes 29a and 30a from the bottom surface of the device 21a,
The second ejection holes 31a are arranged so that their heights from the bottom surface of the device 21a are the same. By arranging in this manner, the two kinds of gases are mixed and then ejected from the ejection holes 31a relatively early, so that the reaction gas in which the reaction has not progressed can be ejected.
【００２８】また図４（２）に示されるように、第１お
よび第２噴出孔２９ａ〜３１ａは、それぞれ対応して、
互いに２分の１ピッチ分ずれた高さの位置に配置され
る。このように配置することによって、２種類のガスを
混合した後、比較的遅く噴出孔３１ａから噴出すること
になるので、反応が進んだ反応ガスを噴出することがで
きる。このようにして反応の進み具合を調整することに
よって、たとえばＳｉ基板へ拡散されるＰの反応状態を
調整することができ、半導体基板のシート抵抗分布を調
整することができる。Further, as shown in FIG. 4B, the first and second ejection holes 29a to 31a respectively correspond to each other.
They are arranged at positions having heights that are offset by ½ pitch from each other. By arranging in this way, the two kinds of gas are mixed and then ejected from the ejection holes 31a relatively late, so that the reaction gas in which the reaction has proceeded can be ejected. By adjusting the progress of the reaction in this way, the reaction state of P diffused in the Si substrate can be adjusted, and the sheet resistance distribution of the semiconductor substrate can be adjusted.
【００２９】図５は、第１導入管２９，３０の第１噴出
孔２９ａ，３０ａと、第２導入管３１の第２噴出孔３１
ａとの向きを説明するための図である。第１導入管２
９，３０の第１噴出孔２９ａ，３０ａは、図５（１）に
示されるように、第２導入管３１の第２噴出孔３１ａ側
に向けて配置される。すなわち、第２噴出孔３１ａから
の反応ガスの噴出方向に直交する方向に平行な２点破線
３６で第２導入管３１を２分割したときの、第２噴出孔
３１ａが配置される側に向けて配置される。FIG. 5 shows first ejection holes 29a and 30a of the first introduction pipes 29 and 30, and second ejection holes 31 of the second introduction pipe 31.
It is a figure for demonstrating the direction with a. First introduction pipe 2
The first ejection holes 29a and 30a of 9 and 30 are arranged toward the second ejection hole 31a side of the second introduction pipe 31, as shown in FIG. 5 (1). That is, when the second introduction pipe 31 is divided into two parts by the two-dot broken line 36 parallel to the direction orthogonal to the ejection direction of the reaction gas from the second ejection hole 31a, the second ejection pipe 31 is directed toward the side where the second ejection hole 31a is arranged. Are arranged.
【００３０】また第１導入管２９，３０の第１噴出孔２
９ａ，３０ａは、図５（２）および図５（３）に示され
るように、第２導入管３１の第２噴出孔３１ａとは反対
側に向けて配置される。すなわち、上述したのと同様に
して２点破線３６で第２導入管３１を２分割したとき
の、第２噴出孔３１ａが配置される側とは反対側に向け
て配置される。このとき、第１導入管２９，３０の外壁
が、図５（２）に示されるように第２導入管３１の内壁
に当接するようにして配置してもよい。たとえば前記２
点破線３６で第１導入管２９，３０が２分割されるよう
にして配置しても構わない。また図５（３）に示される
ように第２導入管３１の内壁には当接せずに、互いの第
１導入管２９，３０の外壁同士が当接するようにして配
置してもよい。たとえば前記２点破線３６で第１導入管
２９，３０が２分割されるようにして、かつ第２導入管
３１のほぼ中央部に配置しても構わない。Further, the first ejection holes 2 of the first introduction pipes 29, 30
As shown in FIGS. 5 (2) and 5 (3), 9a and 30a are arranged toward the side opposite to the second ejection hole 31a of the second introduction pipe 31. That is, when the second introduction pipe 31 is divided into two parts by the two-dot broken line 36 in the same manner as described above, the second injection hole 31a is arranged toward the side opposite to the side on which the second ejection hole 31a is arranged. At this time, the outer walls of the first introduction pipes 29 and 30 may be arranged so as to abut the inner wall of the second introduction pipe 31 as shown in FIG. 5 (2). For example, the above 2
The first introduction pipes 29 and 30 may be arranged so as to be divided into two by the dotted broken line 36. Further, as shown in FIG. 5 (3), the inner walls of the second introduction pipe 31 may not be brought into contact with each other, but the outer walls of the first introduction pipes 29 and 30 may be brought into contact with each other. For example, the first introduction pipes 29 and 30 may be divided into two parts by the two-dot broken line 36, and may be arranged substantially at the center of the second introduction pipe 31.
【００３１】なお図５（１）のような第１噴出孔２９
ａ，３０ａの第２噴出孔３１ａ側へ向けての配置は、２
本の第１導入管２９，３０の外径の合計が、第２導入管
３１の内径とほぼ等しいとき、または内径よりも小さい
ときのいずれのときに行っても構わない。図５（２）お
よび図５（３）のような第１噴出孔２９ａ，３０ａの第
２噴出孔３１ａとは反対側へ向けての配置は、２本の第
１導入管２９，３０の外径の合計が、第２導入管３１の
内径よりも小さいときに行われる。The first ejection hole 29 as shown in FIG.
The arrangement of a and 30a toward the second ejection hole 31a side is 2
It may be performed either when the total of the outer diameters of the first introduction pipes 29, 30 of the book is substantially equal to the inner diameter of the second introduction pipe 31 or when it is smaller than the inner diameter. The arrangement of the first ejection holes 29a, 30a as shown in FIGS. 5 (2) and 5 (3) facing the side opposite to the second ejection holes 31a is outside the two first introduction pipes 29, 30. It is performed when the total diameter is smaller than the inner diameter of the second introduction pipe 31.
【００３２】図５（１）のように配置することによっ
て、２種類のガスを混合後、比較的早く第２噴出孔３１
ａから噴出するので、反応があまり進んでいない反応ガ
スを噴出することができる。また図５（２）および図５
（３）ように配置することによって、２種類のガスを混
合後、比較的遅く第２噴出孔３１ａから噴出するので、
反応が進んだ反応ガスを噴出することができる。By arranging as shown in FIG. 5 (1), the second ejection holes 31 can be relatively early after mixing two kinds of gas.
Since the gas is ejected from a, it is possible to eject the reaction gas in which the reaction has not progressed so much. 5 (2) and FIG.
By arranging as shown in (3), the two kinds of gas are mixed and then ejected relatively late from the second ejection hole 31a.
The reaction gas in which the reaction has proceeded can be jetted.
【００３３】なお、本形態において第１導入管２９，３
０の内径および外径をａ，ｂとし、第２導入管３１の内
径および外径をｃ，ｄとすると、内径ａは、１ｍｍ＜ａ
＜１００ｍｍの範囲に選ばれ、外径ｂは、ｂ＝ａ＋２ｔ
で表される。ここでｔは、第１導入管２９，３０の肉厚
であり、たとえば０．１ｍｍよりも大きい値に選ばれ
る。また、内径ｃは２ｂ＜ｃ≦（２００＋２ｔ）の範囲
に選ばれ、外径ｄはｄ＝ｃ＋２Ｔで表される。ここでＴ
は、第２導入管３１の肉厚であり、たとえば０．１ｍｍ
よりも大きい値に選ばれる。In the present embodiment, the first introducing pipes 29, 3
When the inner diameter and outer diameter of 0 are a and b, and the inner diameter and outer diameter of the second introduction pipe 31 are c and d, the inner diameter a is 1 mm <a.
<100 mm, the outer diameter b is b = a + 2t
It is represented by Here, t is the wall thickness of the first introduction pipes 29 and 30, and is selected to a value larger than 0.1 mm, for example. The inner diameter c is selected in the range of 2b <c ≦ (200 + 2t), and the outer diameter d is represented by d = c + 2T. Where T
Is the wall thickness of the second introduction pipe 31, for example, 0.1 mm
Is chosen to be larger than.
【００３４】また、Ｓｉ基板にＰを拡散させる場合に
は、ソースガスとしてＰＯＣｌ3 に代わって、ＰＣ
ｌ3、またはＰＢｒ3などを用いても構わない。またＳｉ
基板にＢを拡散させる場合には、ソースガスとしてＢＢ
ｒ3 用い、酸化性のガスとしてＯ2を用いても構わな
い。さらに、所定の基板にＳｉＯ2 を形成する場合に
は、ソースガスとしてＳｉＨ4を、酸化性のガスとして
Ｏ2を用いても構わない。When P is diffused into the Si substrate, PCCl is used as the source gas instead of POCl 3.
L 3 or PBr 3 may be used. Also Si
When B is diffused into the substrate, BB is used as a source gas.
R 3 may be used and O 2 may be used as the oxidizing gas. Further, when forming SiO 2 on a predetermined substrate, SiH 4 may be used as a source gas and O 2 may be used as an oxidizing gas.
【００３５】図６は、本発明の実施の他の形態である成
膜装置２１ｂの構成を示す断面図である。図７は、図６
のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。成膜装置２１ｂは、ガ
ス導入管の構成が異なる以外は、成膜装置２１ａと同様
にして構成され、同じ部材には同じ参照符号を付して示
し、説明を省略する。FIG. 6 is a sectional view showing the structure of a film forming apparatus 21b according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 shows FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. The film forming apparatus 21b is configured in the same manner as the film forming apparatus 21a except that the structure of the gas introduction pipe is different, and the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
【００３６】ガス導入管２８ａに代わって設けられるガ
ス導入管２８ｂは、反応管２２の下方から当該反応管２
２内に導入され、保持手段２４に沿って縦長状に配置さ
れる。当該ガス導入管２８ｂは、少なくとも１本（本形
態では１本）の第１導入管３３と、第２導入管３４とを
含んで構成される。第１導入管３３は、反応管２２内に
導入された部分に複数の第１噴出孔３３ａを有する。第
２導入管３４は、第１導入管３３の第１噴出孔３３ａ近
傍を覆うとともに、前記保持手段２４に向けて設けられ
る複数の第２噴出孔３４ａを有する。噴出孔３３ａ，３
４ａは、たとえば共に同じ大きさに形成され、また前記
保持手段２４に保持された基板２７のピッチと同じピッ
チで複数個設けられ、少なくとも第２噴出孔３４ａは、
隣接する基板２７同士の間のほぼ真ん中に配置される。The gas introducing pipe 28b provided in place of the gas introducing pipe 28a is provided below the reaction pipe 22 from the reaction pipe 2 concerned.
It is introduced into the container 2 and is arranged in a vertically long shape along the holding means 24. The gas introduction pipe 28b is configured to include at least one (in the present embodiment, one) first introduction pipe 33 and a second introduction pipe 34. The first introduction pipe 33 has a plurality of first ejection holes 33 a in the portion introduced into the reaction pipe 22. The second introduction pipe 34 covers the vicinity of the first ejection hole 33a of the first introduction pipe 33 and has a plurality of second ejection holes 34a provided toward the holding means 24. Spout holes 33a, 3
4a are formed to have the same size, and a plurality of them are provided at the same pitch as the pitch of the substrates 27 held by the holding means 24, and at least the second ejection holes 34a are
It is arranged almost in the middle between the adjacent substrates 27.
【００３７】前記第１導入管３３には予め定めるガスが
供給されて、当該ガスは第１噴出孔３３ａから噴出す
る。噴出したガスは、第２導入管３４に供給され、第１
導入管３３に供給されるガスとは異なるガスと、第２導
入管３４によって覆われる空間で混合されて反応し、反
応ガスが生成する。当該反応ガスは、第２噴出孔３４ａ
から矢符３５で示される保持手段２４の方向に噴出す
る。たとえば、第１導入管３３にソースガスが供給さ
れ、第２導入管３４に酸化性ガスが供給される。A predetermined gas is supplied to the first introduction pipe 33, and the gas is ejected from the first ejection hole 33a. The ejected gas is supplied to the second introduction pipe 34 and
A gas different from the gas supplied to the introduction pipe 33 is mixed and reacted in the space covered by the second introduction pipe 34 to generate a reaction gas. The reaction gas is the second ejection holes 34a.
Is ejected in the direction of the holding means 24 indicated by the arrow 35. For example, the source gas is supplied to the first introduction pipe 33, and the oxidizing gas is supplied to the second introduction pipe 34.
【００３８】このような構成であっても、反応時間が等
しい反応ガスが複数の噴出孔３４ａから保持手段２４に
向けてそれぞれ噴出されるので、反応管２２内の下方
（上流側）、反応管２２内の上方（下流側）および反応
管２２内のほぼ真ん中付近のいずれにおいても、図３
（１）の曲線Ｌ１、図３（３）の曲線Ｌ５および図３
（２）の曲線Ｌ３に示されるように、面内および基板間
でのＰの分布が均一で、シート抵抗値のばらつきも均一
となる。Even with such a structure, since the reaction gases having the same reaction time are ejected from the plurality of ejection holes 34a toward the holding means 24, respectively, the reaction tube 22 is located below (upstream) the reaction tube. 3 both in the upper part (downstream side) of 22 and in the vicinity of the middle of the reaction tube 22.
The curve L1 of (1), the curve L5 of FIG.
As shown by the curve L3 in (2), the distribution of P in the plane and between the substrates is uniform, and the variation in the sheet resistance value is also uniform.
【００３９】なお、第１噴出孔３３ａのピッチＰ１、第
２噴出孔３４ａのピッチＰ２、および保持された基板２
７のピッチＰ３は、互いに等しい値に選ばれる。また、
図４（１）に示されるように、複数の第１および第２噴
出孔３３ａ，３４ａは、それぞれ対応して同じ高さの位
置に配置される。すなわち、各第１噴出孔３３ａの装置
２１ｂの底面からの高さと、各第２噴出孔３４ａの装置
２１ｂの底面からの高さとが一致するようにして配置さ
れる。このように配置することによって、２種類のガス
が混合された後、比較的早く噴出孔３４ａから噴出する
ことになるので、反応があまり進んでいない反応ガスを
噴出することができる。さらに、図４（２）に示される
ように、第１および第２噴出孔３３ａ，３４ａは、それ
ぞれ対応して互いに２分の１ピッチ分ずれた高さの位置
に配置される。このように配置することによって、２種
類のガスが混合された後、比較的遅く噴出孔３４ａから
噴出することになるので、反応が進んだ反応ガスを噴出
することができる。このようにして反応の進み具合を調
整することによって、たとえばＳｉ基板へ拡散されるＰ
の反応状態を調整することができ、半導体基板のシート
抵抗分布を調整することができる。The pitch P1 of the first ejection holes 33a, the pitch P2 of the second ejection holes 34a, and the held substrate 2
The pitch P3 of 7 is selected to be equal to each other. Also,
As shown in FIG. 4 (1), the plurality of first and second ejection holes 33a, 34a are respectively arranged at the same height position. That is, the heights of the first ejection holes 33a from the bottom surface of the device 21b and the heights of the second ejection holes 34a from the bottom surface of the device 21b are aligned. With this arrangement, the two kinds of gases are mixed and then ejected from the ejection holes 34a relatively quickly, so that the reaction gas in which the reaction has not progressed can be ejected. Further, as shown in FIG. 4 (2), the first and second ejection holes 33a, 34a are arranged at positions corresponding to heights that are offset from each other by ½ pitch. By arranging in this manner, after the two kinds of gases are mixed, they are ejected from the ejection holes 34a relatively late, so that the reaction gas in which the reaction has proceeded can be ejected. By adjusting the progress of the reaction in this way, for example, P diffused into the Si substrate
Can be adjusted, and the sheet resistance distribution of the semiconductor substrate can be adjusted.
【００４０】図８は、第１導入管３３の第１噴出孔３３
ａと、第２導入管３４の第２噴出孔３４ａとの向きを説
明するための図である。第１導入管３３の第１噴出孔３
３ａは、図８（１）に示されるように、第２導入管３４
の第２噴出孔３４ａ側に向けて配置される。すなわち、
第２噴出孔３４ａからの反応ガスの噴出方向に直交する
方向に平行な２点破線３７で第２導入管３４を２分割し
たときの、第２噴出孔３４ａが配置される側に向けて配
置される。たとえば前記２点破線３７によって第１導入
管３３が２分割されるようにして、第２導入管３４のほ
ぼ真ん中に配置してもよい。FIG. 8 shows the first injection hole 33 of the first introduction pipe 33.
It is a figure for demonstrating the direction of a and the 2nd ejection hole 34a of the 2nd introduction pipe 34. First ejection hole 3 of the first introduction pipe 33
3a, as shown in FIG. 8 (1), the second introduction pipe 34
Is arranged toward the second ejection hole 34a side. That is,
Arranged toward the side where the second ejection hole 34a is arranged when the second introduction pipe 34 is divided into two by a two-dot broken line 37 that is parallel to the direction orthogonal to the ejection direction of the reaction gas from the second ejection hole 34a. To be done. For example, the first introduction pipe 33 may be divided into two parts by the two-dot broken line 37, and the first introduction pipe 33 may be arranged almost in the middle of the second introduction pipe 34.
【００４１】また第１導入管３３の第１噴出孔３３ａ
は、図８（２）および図８（３）に示されるように、第
２導入管３４の第２噴出孔３４ａとは反対側に向けて配
置される。すなわち、上述したのと同様にして２点破線
３７で第２導入管３４を２分割したときの、第２噴出孔
３４ａが配置される側とは反対側に向けて配置される。
このとき、第１導入管３３の外壁が、図５（２）に示さ
れるように第２導入管３４の内壁には当接しないように
して配置してもよい。たとえば前記２点破線３７で分割
された第２導入管３４の第２噴出孔３４ａ側に第１導入
管３３を配置しても構わない。また、図８（３）に示さ
れるように第２導入管３４の内壁に当接するようにして
配置してもよい。たとえば前記２点破線３７で分割され
た第２導入管３４の第２噴出孔３４ａ側に第１導入管３
３を配置しても構わない。The first ejection hole 33a of the first introduction pipe 33
As shown in FIGS. 8 (2) and 8 (3), is disposed toward the side of the second introduction pipe 34 opposite to the second ejection hole 34a. That is, when the second introducing pipe 34 is divided into two by the two-dot broken line 37 in the same manner as described above, the second introducing pipe 34 is arranged toward the side opposite to the side on which the second ejection hole 34a is arranged.
At this time, the outer wall of the first introduction pipe 33 may be arranged so as not to contact the inner wall of the second introduction pipe 34 as shown in FIG. 5 (2). For example, the first introduction pipe 33 may be arranged on the second ejection hole 34a side of the second introduction pipe 34 divided by the two-dot broken line 37. Further, as shown in FIG. 8 (3), it may be arranged so as to contact the inner wall of the second introduction pipe 34. For example, the first introduction pipe 3 is provided on the second ejection hole 34a side of the second introduction pipe 34 divided by the two-dot broken line 37.
3 may be arranged.
【００４２】なお図８（１）のような、第１噴出孔３３
ａの第２噴出孔３４ａ側へ向けての配置は、第１導入管
３３が複数本あるときには、複数本の第１導入管３３の
外径の合計が、第２導入管３４の内径とほぼ等しいと
き、または内径よりも小さいときのいずれのときに行っ
ても構わない。図８（２）および図８（３）のような、
第１噴出孔３３ａの第２噴出孔３４ａとは反対側へ向け
ての配置は、複数本の第１導入管３３の外径の合計が、
第２導入管３４の内径よりも小さいときに行われる。The first ejection port 33 as shown in FIG.
The arrangement of a toward the second ejection hole 34a side is such that, when there are a plurality of first introduction pipes 33, the total outer diameter of the plurality of first introduction pipes 33 is substantially equal to the inner diameter of the second introduction pipe 34. It does not matter if they are equal or smaller than the inner diameter. 8 (2) and 8 (3),
The arrangement of the first ejection holes 33a toward the side opposite to the second ejection holes 34a is such that the total outer diameter of the plurality of first introduction pipes 33 is
It is performed when it is smaller than the inner diameter of the second introduction pipe 34.
【００４３】図８（１）のように配置することによっ
て、２種類のガスが混合された後、比較的早く噴出孔３
４ａから噴出することになるので、反応があまり進んで
いない反応ガスを噴出することができる。また図８
（２）および図８（３）ように配置することによって、
２種類のガスが混合された後、比較的遅く噴出孔３４ａ
から噴出することになるので、反応が進んだ反応ガスを
噴出することができる。By arranging as shown in FIG. 8A, the ejection holes 3 are relatively early after the two kinds of gases are mixed.
Since the gas is ejected from 4a, it is possible to eject the reaction gas in which the reaction has not progressed so much. FIG.
By arranging as shown in (2) and FIG. 8 (3),
After the two kinds of gas are mixed, the ejection holes 34a are relatively late.
Since it is spouted from, the reaction gas in which the reaction has proceeded can be spouted.
【００４４】なお、酸化性のガスを多く必要とするとき
には、第１導入管３３に酸化性ガスを供給し、第２導入
管３４にソースガスを供給することが好ましく、これに
よってガス導入管２８ｂの上流側と下流側とでの反応ガ
スの状態を比較的近い同じ状態にすることができる。ま
た、反応管２２によって形成される空間２３の大きさに
制約があるときには、反対に、第１導入管３３にソース
ガスを供給し、第２導入管３４に酸化性ガスを供給する
ことが好ましい。When a large amount of oxidizing gas is required, it is preferable to supply the oxidizing gas to the first introducing pipe 33 and the source gas to the second introducing pipe 34, whereby the gas introducing pipe 28b is provided. The state of the reaction gas on the upstream side and the state of the reaction gas on the downstream side can be made relatively close to each other. When the size of the space 23 formed by the reaction tube 22 is limited, it is preferable to supply the source gas to the first introduction tube 33 and the oxidizing gas to the second introduction tube 34, on the contrary. .
【００４５】また、本形態において第１導入管３３の内
径および外径をｐ，ｑとし、第２導入管３４の内径およ
び外径をｒ，ｓとすると、内径ｐは、１ｍｍ＜ｐ＜１０
０ｍｍの範囲に選ばれ、外径ｑは、ｑ＝ｐ＋２ｔで表さ
れる。ここでｔは、第１導入管３３の肉厚であり、たと
えば０．１ｍｍよりも大きい値に選ばれる。また内径ｒ
は、ｐ＜ｒ≦２００ｍｍの範囲に選ばれ、外径ｓは、ｓ
＝ｒ＋２Ｔで表される。ここでＴは第２導入管３４の肉
厚であり、たとえば０．１ｍｍよりも大きい値に選ばれ
る。Further, in the present embodiment, if the inner diameter and outer diameter of the first introducing pipe 33 are p and q, and the inner diameter and outer diameter of the second introducing pipe 34 are r and s, the inner diameter p is 1 mm <p <10.
The outer diameter q is selected in the range of 0 mm and is represented by q = p + 2t. Here, t is the wall thickness of the first introduction pipe 33, and is selected to a value larger than 0.1 mm, for example. Also the inner diameter r
Is selected in the range of p <r ≦ 200 mm, and the outer diameter s is s
= R + 2T. Here, T is the wall thickness of the second introduction pipe 34, and is selected to a value larger than 0.1 mm, for example.
【００４６】また本形態において、前記形態で説明した
のと同様なソースガスを用い、同様な条件で成膜を行っ
ても構わない。In this embodiment, the same source gas as described in the above embodiment may be used and the film formation may be performed under the same conditions.
【００４７】さらに上述した実施の形態において、第１
噴出孔２９ａ，３０ａ，３３ａと第２噴出孔３１ａ，３
４ａとの大きさは、同じにする必要はなく、異なる大き
さにしても構わない。また、上流側の噴出孔と下流側の
噴出孔とで異なる大きさにしても構わない。Further, in the above-described embodiment, the first
Jet holes 29a, 30a, 33a and second jet holes 31a, 3
The size of 4a does not have to be the same, and may be different. Further, the upstream ejection holes and the downstream ejection holes may have different sizes.
【００４８】また、第２噴出孔３１ａ，３４ａから噴出
するガスの上流側と下流側とでの流量の差を小さくする
ために、第２噴出孔３１ａ，３４ａの大きさと、第２導
入管３１，３４の内径との関係が選ばれる。たとえば第
２導入管３１，３４の内径が各第２噴出孔３１ａ，３４
ａの大きさの５０倍以上となるように選ばれる。また、
第２噴出孔３１ａ，３４ａから所望の流量が得られるよ
うに、第１導入管２９，３０，３３に供給されるガスの
流量が選ばれる。Further, in order to reduce the difference in the flow rate of the gas ejected from the second ejection holes 31a, 34a between the upstream side and the downstream side, the size of the second ejection holes 31a, 34a and the second introduction pipe 31. , 34 with the inner diameter is chosen. For example, the inner diameters of the second introduction pipes 31 and 34 are different from those of the second ejection holes 31a and 34
It is selected to be 50 times or more the size of a. Also,
The flow rate of the gas supplied to the first introduction pipes 29, 30, 33 is selected so that the desired flow rate can be obtained from the second ejection holes 31a, 34a.
【００４９】本形態の成膜装置２１ａ，２１ｂは、Ｓｉ
基板などに不純物を拡散して所望の半導体基板を作成す
る場合や、所望の膜を作成する場合などに適応すること
ができる。The film forming apparatuses 21a and 21b of this embodiment are made of Si.
This can be applied to the case where impurities are diffused into a substrate or the like to form a desired semiconductor substrate or the case where a desired film is formed.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の第
１導入管から噴出されて第２導入管で混合されて得ら
れ、基板を保持した保持手段に向けて全第２噴出孔から
噴出される反応ガスは、反応時間が等しいので、基板間
および面内における均一性の高い膜を作成することがで
きる。As described above, according to the present invention, all the second ejection holes are ejected from the plurality of first introduction pipes and are mixed and obtained by the second introduction pipes toward the holding means holding the substrate. Since the reaction gases ejected from the substrates have the same reaction time, it is possible to form a highly uniform film between the substrates and in the plane.
【００５１】また本発明によれば、少なくとも１つの第
１導入管から噴出されて第２導入管で当該第２導入管に
供給されるガスと混合されて得られ、基板を保持した保
持手段に向けて全第２噴出孔から噴出される反応ガス
は、反応時間が等しいので、基板間および面内における
均一性の高い膜を作成することができる。Further, according to the present invention, the holding means for holding the substrate is obtained by being mixed with the gas ejected from at least one of the first introducing pipes and being supplied to the second introducing pipe by the second introducing pipe. The reaction gas ejected toward all the second ejection holes has the same reaction time, so that a film having high uniformity between the substrates and in the plane can be formed.
【００５２】また、第１導入管の複数の第１噴出孔と、
第２導入管の複数の第２噴出孔とがそれぞれ対応して同
じ高さの位置に配置されるので、反応があまり進んでい
ない反応ガスを噴出することができる。これによって、
形成される膜の特性を調整することができる。Further, a plurality of first ejection holes of the first introduction pipe,
Since the plurality of second ejection holes of the second introduction pipe are arranged at positions corresponding to each other at the same height, it is possible to eject the reaction gas in which the reaction has not progressed so much. by this,
The characteristics of the formed film can be adjusted.
【００５３】また、第１導入管の複数の第１噴出孔と、
第２導入管の複数の第２噴出孔とがそれぞれ対応して互
いに２分の１ピッチ分ずれた高さの位置に配置されるの
で、反応が進んだ反応ガスを噴出することができる。こ
れによって、形成される膜の特性を調整することができ
る。Further, a plurality of first ejection holes of the first introduction pipe,
Since the plurality of second ejection holes of the second introduction pipe correspond to each other and are arranged at the heights offset by a half pitch from each other, it is possible to eject the reaction gas having advanced the reaction. This makes it possible to adjust the characteristics of the formed film.
【００５４】また、第１導入管の第１噴出孔が、第２導
入管の第２噴出孔側に向けて配置されるので、反応があ
まり進んでいない反応ガスを噴出することができる。こ
れによって、形成される膜の特性を調整することができ
る。Further, since the first ejection hole of the first introduction pipe is arranged toward the second ejection hole side of the second introduction pipe, it is possible to eject the reaction gas in which the reaction has not progressed so much. This makes it possible to adjust the characteristics of the formed film.
【００５５】また、第１導入管の外径の合計は、第２導
入管の内径よりも小さく、第１導入管の第１噴出孔が、
第２導入管の第２噴出孔とは反対側に向けて配置される
ので、反応が進んだ反応ガスを噴出することができる。
これによって、形成される膜の特性を調整することがで
きる。The total outer diameter of the first introduction pipe is smaller than the inner diameter of the second introduction pipe, and the first ejection hole of the first introduction pipe is
Since the second introduction pipe is arranged so as to face the side opposite to the second ejection hole, the reaction gas in which the reaction has proceeded can be ejected.
This makes it possible to adjust the characteristics of the formed film.
【図１】本発明の実施の一形態である成膜装置２１ａの
構成を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a film forming apparatus 21a according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
【図３】成膜装置２１ａおよび従来技術の成膜装置１で
形成された半導体基板面内のシート抵抗分布を示すグラ
フである。FIG. 3 is a graph showing a sheet resistance distribution in a surface of a semiconductor substrate formed by the film forming apparatus 21a and the conventional film forming apparatus 1.
【図４】第１導入管２９，３０の第１噴出孔２９ａ，３
０ａと、第２導入管３１の第２噴出孔３１ａとの上下の
位置関係を説明するための図である。FIG. 4 shows first ejection holes 29a, 3 of first introduction pipes 29, 30.
0a and the second ejection hole 31a of the second introduction pipe 31 is a diagram for explaining the vertical positional relationship.
【図５】第１導入管２９，３０の第１噴出孔２９ａ，３
０ａと、第２導入管３１の第２噴出孔３１ａとの向きを
説明するための図である。FIG. 5: First ejection holes 29a, 3 of first introduction pipes 29, 30
It is a figure for demonstrating the direction of 0a and the 2nd ejection hole 31a of the 2nd introduction pipe 31.
【図６】本発明の実施の他の形態である成膜装置２１ｂ
の構成を示す断面図である。FIG. 6 is a film forming apparatus 21b according to another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing the configuration of FIG.
【図７】図６のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. 6;
【図８】第１導入管３３の第１噴出孔３３ａと、第２導
入管３４の第２噴出孔３４ａとの向きを説明するための
図である。FIG. 8 is a view for explaining the orientations of a first ejection hole 33a of a first introduction pipe 33 and a second ejection hole 34a of a second introduction pipe 34.
【図９】従来技術である成膜装置１の構成を示す断面図
である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a film forming apparatus 1 which is a conventional technique.
【図１０】図９のＩ−Ｉ断面図である。10 is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 9.
２１ａ，２１ｂ 成膜装置 ２２ 反応管 ２３ 空間 ２４ 保持手段 ２７ 基板 ２８ａ，２８ｂ ガス導入管 ２９，３０，３３ 第１導入管 ２９ａ，３０ａ，３３ａ 第１噴出孔 ３１，３４ 第２導入管 ３１ａ，３４ａ 第２噴出孔 21a, 21b Film forming apparatus 22 Reaction tube 23 Space 24 Holding means 27 Substrate 28a, 28b Gas introduction pipe 29, 30, 33 First introduction pipe 29a, 30a, 33a First ejection hole 31, 34 Second introduction pipe 31a, 34a Second ejection hole
Claims (6)
空間内に等間隔で積層して保持する保持手段と、 保持手段に向けて所定の反応ガスを噴出するガス導入管
とを含んで構成される成膜装置において、 前記ガス導入管は、 ２種類以上の予め定めるガスが個別的に供給され、供給
されたガスを等間隔の複数の第１噴出孔からそれぞれ噴
出する複数の第１導入管と、 前記第１導入管の第１噴出孔近傍を覆い、各第１導入管
の第１噴出孔から噴出したガスが互いに反応して生成し
た反応ガスを等間隔の複数の第２噴出孔から噴出する第
２導入管とを含んで構成されることを特徴とする成膜装
置。1. A holding means for holding a plurality of substrates on which a film is to be formed by stacking them in a predetermined space at equal intervals, and a gas introducing pipe for ejecting a predetermined reaction gas toward the holding means. In the film forming apparatus configured, two or more kinds of predetermined gases are individually supplied to the gas introduction pipe, and the plurality of first gas jetting holes are respectively supplied from the plurality of first jet holes at equal intervals. A plurality of second ejections covering the introduction pipe and the vicinity of the first ejection hole of the first introduction pipe, and producing reaction gas generated by reaction of gases ejected from the first ejection hole of each first introduction pipe with each other at equal intervals. A film forming apparatus comprising a second introducing pipe ejected from the hole.
空間内に等間隔で積層して保持する保持手段と、 保持手段に向けて所定の反応ガスを噴出するガス導入管
とを含んで構成される成膜装置において、 前記ガス導入管は、 予め定めるガスが供給され、供給されたガスを等間隔の
複数の第１噴出孔から噴出する少なくとも１つの第１導
入管と、 前記第１導入管の第１噴出孔近傍を覆うとともに、前記
第１導入管に供給されるガスとは異なるガスが供給さ
れ、当該ガスと前記第１導入管に供給されて第１噴出孔
から噴出したガスとが互いに反応して生成した反応ガス
を等間隔の複数の第２噴出孔から噴出する第２導入管と
を含んで構成されることを特徴とする成膜装置。2. A holding means for holding a plurality of substrates on which a film is to be formed by stacking them in a predetermined space at equal intervals, and a gas introducing pipe for ejecting a predetermined reaction gas toward the holding means. In the film forming apparatus configured, the gas introduction pipe is supplied with a predetermined gas, and at least one first introduction pipe for ejecting the supplied gas from a plurality of first ejection holes at equal intervals; A gas different from the gas supplied to the first introduction pipe is supplied while covering the vicinity of the first ejection hole of the introduction pipe, and the gas and the gas supplied to the first introduction pipe and ejected from the first ejection hole And a second introduction pipe for ejecting reaction gases generated by reacting with each other from a plurality of second ejection holes at equal intervals.
導入管の複数の第２噴出孔とがそれぞれ対応して同じ高
さの位置に配置されていることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の成膜装置。3. A plurality of first ejection holes of the first introduction pipe, and a second
3. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the plurality of second ejection holes of the introduction pipe are arranged at positions corresponding to each other at the same height.
導入管の複数の第２噴出孔とがそれぞれ対応して互いに
２分の１ピッチ分ずれた高さの位置に配置されているこ
とを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。4. A plurality of first ejection holes of the first introduction pipe, and a second
3. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the plurality of second ejection holes of the introduction pipe are arranged at positions corresponding to each other and shifted by a half pitch from each other.
の第２噴出孔側に向けて配置されることを特徴とする請
求項１または２記載の成膜装置。5. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the first ejection hole of the first introduction pipe is arranged toward the second ejection hole side of the second introduction pipe.
の内径よりも小さく、第１導入管の第１噴出孔が、第２
導入管の第２噴出孔とは反対側に向けて配置されること
を特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。6. The total outer diameter of the first introduction pipe is smaller than the inner diameter of the second introduction pipe, and the first ejection hole of the first introduction pipe is the second ejection pipe.
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the film forming apparatus is arranged so as to face an opposite side of the introduction pipe from the second ejection hole.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25793695A JPH09102463A (en) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | Film formation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25793695A JPH09102463A (en) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | Film formation apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09102463A true JPH09102463A (en) | 1997-04-15 |
Family
ID=17313265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25793695A Pending JPH09102463A (en) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | Film formation apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09102463A (en) |
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1995
- 1995-10-04 JP JP25793695A patent/JPH09102463A/en active Pending
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