JPH09115896A - Cvd装置 - Google Patents

Cvd装置

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JPH09115896A
JPH09115896A JP26571295A JP26571295A JPH09115896A JP H09115896 A JPH09115896 A JP H09115896A JP 26571295 A JP26571295 A JP 26571295A JP 26571295 A JP26571295 A JP 26571295A JP H09115896 A JPH09115896 A JP H09115896A
Authority
JP
Japan
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support shaft
rotary support
chamber
wafer
gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP26571295A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Hamaguchi
祐二 濱口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09115896A publication Critical patent/JPH09115896A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】CVD装置において、簡単な構成により、供給
ガスがより均等にチャンバ内に拡散して、ウエハ上によ
り均一な成長膜を形成することができるようにする。 【解決手段】チャンバ11と、このチャンバ11の底壁にこ
れを垂直方向に貫通するようにして支持されるガス導管
を兼ねた回転支軸13と、この回転支軸13の上端部に取付
けられるウエハ支持部材19と、上記回転支軸13の上端に
同軸状に連結され、回転支軸を通ってチャンバ内に導入
される供給ガスの流れを放射状流れに変更する整流部材
30と、を備えるCVD装置において、上記整流部材30
は、所定の大きさの貫通孔32をもつ下部板33と、この下
部板33の上面に下端が接続されて垂直方向上方に延び、
中心から複数枚の整流板34a,34b,34c,34d が放射状に延
びる形態をもつ支柱34と、この支柱34の上端に接続され
た天板35とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本願発明は、化学的気相成長法
(Chemical Vapour Deposition) によって半導体ウエハ
表面に絶縁膜、あるいは窒化膜等を形成するための装置
(以下、CVD装置という。)に関し、供給ガスをチャ
ンバ内に導入するにあたり、この供給ガスがチャンバ内
により均等に行き渡るように改良したものに関する。
【0002】
【発明の背景】本願発明は、水平回転式のCVD装置を
前提とし、その概要は本願の図1に示されている。チャ
ンバ11は、上に開放する有底円筒状の下容器11a
と、下に開放する有底円筒状上容器11bとを上下対向
状に組み合わせて構成されている。下容器11aの底壁
12には、ガス導管を兼ねた回転支軸13が垂直方向に
貫通支持され、その上端がチャンバ11内に至ってい
る。回転支軸13の上端部には、一方の高周波電極14
を兼ねたドーナツ円板状のウエハ支持板19が、その中
心部において支持されている。このウエハ支持板19
は、上記下容器11aの底壁12に配置したヒータ15
によって加熱され、これにより、ウエハ支持板19上に
載置されるウエハ16が所定の温度に加熱される。上記
ガス導管を兼ねた回転支軸13の上端部にはまた、回転
支持軸13内を上昇してチャンバ内に導入されるガスの
流れを水平方向の放射状流れに変更するためのインジェ
クト・シールドと呼ばれるガス整流部材20が取付けら
れている。また、チャンバ11内上方には、もう一方の
高周波電極板17が固定状に配置されている。図1にお
いて符号18は、排気ポートを示しており、これは、図
外の真空ポンプに接続されている。また、パージガスと
しての窒素ガスの導入ポート(図示略)が、チャンバ1
1の適部に設けられる。
【0003】常圧状態において上容器11bを開け、ウ
エハ支持板19上に処理するべきウエハ16をセットす
る。上容器11bを下容器11aに対して閉じ、真空ポ
ンプを作動させてチャンバ11内を所定の真空状態とす
る。ウエハ16の表面にたとえば窒化膜を成長させる場
合、SiH4 とNH3 との混合ガスを上記ガス導管を兼
ねた回転支軸13を介してチャンバ11内に導入し、両
高周波電極14内に高周波電圧を印加する。上記混合ガ
スはプラズマ化され、ウエハ表面には窒化膜が化学的気
相成長によって形成される。この窒化膜成長過程の間、
回転支軸13ないしウエハ支持板19は、回転させられ
る。所定の窒化膜の成長が達成されると、上記混合ガス
の導入を停止するとともに、このガスをパージし、チャ
ンバ内を常圧に戻して上容器11bを開け、処理後のウ
エハを取り出す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記整流部
材20は、たとえば、次のように構成されている。すな
わち、この整流部材20は、図2および図3に示すよう
に、パイプ状をした上記回転支軸13の上端部内に挿入
嵌合される円筒状ボス部21と、このボス部21の上端
に接続されるフランジ部22と、このフランジ部22の
上に垂直方向に立設される複数本の支柱23と、各支柱
23の上端に接続される天板24とを備えている。供給
ガスに対する耐腐食性を担保するため、少なくとも上記
ボス部21、フランジ部22、支柱23は、石英ガラス
によって作成される。天板24は、石英ガラスまたはア
ルミニウムで作られる。
【0005】上記の構成の整流部材20を用いる場合、
次のような問題が発生する。第1に、ボス部21から上
向きに出たガスは、天板24に当たって流れの方向が変
えられ、拡散させられるだけであるため、この整流部材
20を中心として、かならずしも放射方向に均等に拡散
させられるとは限らない。第2に、天板24にあたって
水平方向に方向を変えられたガス流れの途中に上記支柱
23が存在するため、この支柱23により、ガス流に乱
れ(うず)が生じる。その結果、この整流部材20を通
過してチャンバ11内に導入されるガスが上記ウエハ支
持板19上に載置される複数枚のウエハ16に対して均
等に作用せず、ウエハに成長させられる膜厚にバラツキ
が生じる。この膜厚のバラツキは、ウエハごとにも生じ
るし、単一のウエハ上の領域においても生じる。
【0006】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、CVD装置において、簡単な構
成により、供給ガスがより均等にチャンバ内に拡散し
て、ウエハ上により均一な成長膜を形成することができ
るようにすることをその課題とする。
【0007】
【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の各技術的手段を採用した。
【0008】すなわち、本願発明のCVD装置は、チャ
ンバと、このチャンバの底壁にこれを垂直方向に貫通す
るようにして支持されるガス導管を兼ねた回転支軸と、
この回転支軸の上端部に取付けられるウエハ支持部材
と、上記回転支軸の上端に同軸状に連結され、回転支軸
を通ってチャンバ内に導入される供給ガスの流れを放射
状流れに変更する整流部材と、を備えるCVD装置にお
いて、上記整流部材は、所定の大きさの貫通孔をもつ下
部板と、この下部板の上面に下端が接続されて垂直方向
上方に延び、中心から複数枚の整流板が放射状に延びる
形態をもつ支柱と、この支柱の上端に接続された天板と
を有して構成されている。
【0009】たとえば、上記支柱を構成する整流板を4
枚とする場合、この支柱の横断面は十字形となる。回転
支軸から上記下部板の貫通孔を通過したガス流れは、こ
の十字形で区切られる4つの横断面扇形空間に分流され
る。こうして分流されたガス流れは、天板によって方向
を変えられ、放射方向に拡散してゆく。一つの扇形空間
に入りこんだガス流れは、他の扇形空間に流れることは
ないので、この整流部材により、まず、ガス流れが放射
方向に均等に拡散する傾向が与えられる。そして、上記
扇形空間内には、放射状に拡散するガス流れを遮るもの
が存在しないので、ガス流れに乱れ(うず)が生じるこ
ともない。その結果、上記ガス導管を兼ねた垂直状回転
支軸を介してチャンバ内に導入されるガスが、水平方向
に均等に放射拡散し、ウエハ支持部材上に載置されるウ
エハには、均等な厚みの成長膜が形成されることにな
る。
【0010】本願発明のCVD装置の好ましい実施形態
においては、上記整流部材の上記下部板の下端にはボス
部が連設されており、このボス部を上記回転支軸の上端
に挿入して上記回転支軸に連結するようになっている。
【0011】このように構成すれば、整流部材を回転支
軸に対して、たとえば溶接や接着といった手段を採用す
ることなく簡易に取付けることができる。また、溶接部
材や接着部材による不純物の拡散をなくし、純度の高い
成長膜をウエハ上に形成することができる。このこと
は、このようなCVD装置による膜形成工程を経て製造
される製品の品質性能を高めることに大きく寄与する。
【0012】本願発明のCVD装置の好ましい実施形態
においてはまた、上記整流部材は、石英ガラスのみによ
って形成されている。
【0013】このように構成すれば、供給ガスに対する
整流部材の耐腐食性能が高まり、装置の長期間にわたる
連続運転が可能となる。
【0014】本願発明のCVD装置の好ましい実施形態
においてはさらに、上記整流部材の表面の一部または全
部には、微小な凹凸が形成されている。
【0015】上記の凹凸は、たとえば、ブラスト処理に
よって形成することができる。CVD装置の作動を繰り
返すにしたがい、整流部材の表面にもウエハに形成する
べき膜が堆積することがあるが、上記のように表面に微
小な凹凸を形成することにより、この膜を整流部材に対
して高い付着力をもって付着させておくことができる。
その結果、運転を長期間継続しても、不用意にこの整流
部材に堆積した物質が剥離して、これがウエハを汚染し
たり、ウエハに形成される膜の表面を荒らしたりすると
いった不具合を回避することができる。このことも、こ
のようなCVD装置による膜形成工程を経て製造される
製品の品質性能を高めることに大きく寄与する。
【0016】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明より、さらに明
らかとなろう。
【0017】
【発明の実施の形態】本願発明は、図1に概要を示され
る水平回転式CVD装置10において、チャンバ11の
底壁12を垂直方向に貫通するように取付けられる回転
支軸13の上端に取付けられる整流部材30の形態に特
徴づけられるものである。CVD装置10の全体構成お
よびその作動についてはすでに説明を行ったので、ここ
での説明は省略する。
【0018】本願発明に係る整流部材30の一形態を図
4ないし図6に示す。この整流部材30は、上記したガ
ス導管を兼ねた垂直回転支軸13の上端に挿入嵌合され
る円筒状ボス部31と、この円筒状ボス部31の上端に
連結され、中心に円形貫通孔32を有するドーナツ円板
状の下部板33と、この下部板33の上面に下端が接続
されて垂直方向上方に延び、中心から4枚の整流板34
a,34b,34c,34dが等間隔放射状に延びる形
態をもつ支柱34と、この支柱34の上端に接続された
円板状の天板35とを備える。上記円筒状ボス部31、
下部板33、支柱34ないし天板35は、すべて垂直方
向の同一軸線L1 上に配列され、この軸線L1 は、回転
支軸13の軸線L2 と一致させられる。本実施形態にお
いては、上記支柱34は4枚の整流板34a,34b,
34c,34dが等間隔放射状に延びるように形成され
ているため、横断面は十字状となっている。
【0019】上記整流部材30は、上記円筒状ボス部3
1、下部板33、支柱34および天板35をそれぞれ透
明石英によって作成し、これらを互いに溶接することに
よって作製することができる。ここでの溶接とは、各部
材を形成する石英の一部を溶かして溶接する意であり、
したがって、本実施形態の整流部材34は、石英のみで
作製されることになる。
【0020】さらに、上記実施形態に係る整流部材30
においては、少なくとも円筒状ボス部31を除く部位の
表面に、図6に示すような微小な凹凸36を形成してあ
る。このような凹凸36は、たとえばサンドブラスト法
によって簡易に形成することができる。
【0021】次に、上記実施形態に係る整流部材30を
上記回転支軸13の上端に装着した場合の作用について
説明する。
【0022】供給ガス導管を兼ねた回転支軸13中から
整流部材30の円筒状ボス部31内を上昇する供給ガス
は、下部板33の貫通孔32を通った後、上記十字状支
柱34における各整流板34a,34b,34c,34
dによって仕切られる4つの断面扇形空間に分流され
る。こうして分流されたガス流れは、天板35によって
方向を変えられ、放射方向に拡散してゆく。一つの扇形
空間に入りこんだガス流れは、他の扇形空間に流れるこ
とはないので、この整流部材30により、ガス流れが放
射方向に均等に拡散する傾向が与えられる。そして、上
記扇形空間内には、放射状に拡散するガス流れを遮るも
のが存在しないので、ガス流れに乱れ(うず)が生じる
こともない。その結果、上記ガス導管を兼ねた垂直状回
転支軸13を介してチャンバ11内に導入されるガス
が、水平方向に均等に放射拡散し、ウエハ支持部材19
上に載置されるウエハ16には、均等な厚みの成長膜が
形成されることになる。
【0023】また、上記整流部材30は石英のみで形成
されており、かつ、円筒状ボス部31を挿着することに
よって回転支軸13に取付けることができるように構成
されているので、組み付けが簡単になり、また、溶接部
材や接着部材による不純物の拡散をなくし、純度の高い
成長膜をウエハ上に形成することができる。このこと
は、このようなCVD装置による膜形成工程を経て製造
される製品の品質性能を高めることに大きく寄与する。
【0024】さらに、上記整流部材30の表面には微小
な凹凸36が形成されているので、CVD装置の作動を
繰り返すにしたがい、整流部材30の表面にもウエハに
形成するべき膜が堆積することがあるが、この膜を整流
部材30の表面に対して高い付着力をもって付着させて
おくことができる。その結果、運転を長期間継続して
も、不用意にこの整流部材30に堆積した物質が剥離し
て、これがウエハ16を汚染したり、ウエハ16に形成
される膜の表面を荒らしたりするといった不具合を回避
することができる。このことも、このようなCVD装置
による膜形成工程を経て製造される製品の品質性能を高
めることに大きく寄与する。
【0025】もちろん、この発明の範囲は上述した実施
形態に限定されるものではない。たとえば、上述した実
施形態における整流部材30は、その支柱34が横断面
十字状になっているが、この支柱34を構成する整流板
34a,34b,34c,34dの枚数は、4枚以外
の、たとえば3枚、あるいは5枚以上としても、もちろ
んよい。
【0026】また、本願発明のCVD装置10は、Si
4 とNH3 との混合ガスを供給してウエハ表面に窒化
膜を形成する場合に限らず、供給ガスが垂直導管を介し
てチャンバに導入されるものであれば、どのようなCV
D装置にも適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明が前提とするCVD装置の全体構成の
説明図である。
【図2】従来の整流部材を示す側面図である。
【図3】図2のIII −III 線に沿う断面図である。
【図4】本願発明に係るCVD装置の整流部材の一実施
形態を示す側面図である。
【図5】図4のV−V線に沿う断面図である。
【図6】整流部材の表面状態を説明するための断面図で
ある。
【符号の説明】
10 CVD装置 11 チャンバ 12 (チャンバ)の底壁 13 回転支軸 19 ウエハ支持板 30 整流部材 31 円筒状ボス部 32 貫通孔 33 下部板 34 支柱 34a〜34d 整流板 35 天板 36 凹凸

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チャンバと、このチャンバの底壁にこれ
    を垂直方向に貫通するようにして支持されるガス導管を
    兼ねた回転支軸と、この回転支軸の上端部に取付けられ
    るウエハ支持部材と、上記回転支軸の上端に同軸状に連
    結され、回転支軸を通ってチャンバ内に導入される供給
    ガスの流れを放射状流れに変更する整流部材と、を備え
    るCVD装置において、 上記整流部材は、所定の大きさの貫通孔をもつ下部板
    と、この下部板の上面に下端が接続されて垂直方向上方
    に延び、中心から複数枚の整流板が放射状に延びる形態
    をもつ支柱と、この支柱の上端に接続された天板とを有
    して構成されていることを特徴とする、CVD装置。
  2. 【請求項2】 上記整流部材の上記下部板の下端にはボ
    ス部が連設されており、このボス部を上記回転支軸の上
    端に挿入して上記回転支軸に連結するようになってい
    る、請求項1に記載のCVD装置。
  3. 【請求項3】 上記整流部材は、石英ガラスのみによっ
    て形成されている、請求項1または2に記載のCVD装
    置。
  4. 【請求項4】 上記整流部材の表面の一部または全部に
    は、微小な凹凸が形成されている、請求項3に記載のC
    VD装置。
JP26571295A 1995-10-13 1995-10-13 Cvd装置 Pending JPH09115896A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980064221A (ko) * 1996-12-18 1998-10-07 로더리히네테부쉬 디바이스층에서의 반응물의 균일한 분포
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CN112513325A (zh) * 2018-08-31 2021-03-16 应用材料公司 减少粒子产生的气体扩散器支撑结构

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