JPH11186171A - Semiconductor manufacturing device - Google Patents

Semiconductor manufacturing device

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JPH11186171A
JPH11186171A JP35424697A JP35424697A JPH11186171A JP H11186171 A JPH11186171 A JP H11186171A JP 35424697 A JP35424697 A JP 35424697A JP 35424697 A JP35424697 A JP 35424697A JP H11186171 A JPH11186171 A JP H11186171A
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JP
Japan
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gas
reaction chamber
ballast
pressure
chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP35424697A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Horiuchi
悟志 堀内
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor manufacturing device which does not worsen the particle level in a reaction chamber due to the reverse flow of a ballast gas into the reaction chamber through the part of an exhaust pipe coated with resulted products of reaction adhering to the part while the device adopts a gas ballast method for controlling the pressure in the reaction chamber. SOLUTION: A semiconductor manufacturing device is provided with a reaction chamber 1 in which films are respectively formed on substrates 15, an evacuating means which evacuates the gas in the reaction chamber 1, an evacuating piping 3 which connects the chamber 1 to the evacuating means, and a gas injector 11 which supplies a gaseous starting material to the chamber 1. The device adopts a gas ballast method for controlling the pressure in the chamber 1 and an introducing section, through which a ballast gas is introduced to the chamber 1 for controlling the pressure, is provided in the chamber 1 which is positioned on the upstream side of the piping 3 in flowing direction of the gaseous starting material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、成膜反応室の圧力
制御を行う半導体製造装置に関し、更に詳しくは、真空
排気装置に流入される全ガス流量を調整することによっ
て成膜反応室の圧力制御を行う半導体製造装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus for controlling the pressure of a film forming reaction chamber, and more particularly, to controlling the pressure of the film forming reaction chamber by adjusting the flow rate of all gases flowing into a vacuum exhaust device. The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus that performs control.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術の一例として、半導体製造装置
としての減圧CVD(Chemical VaporDeposition :化
学気相成長)装置に関して述べる。減圧CVD装置は、
近年のウェーハの大口径化に伴い、そのスループット性
および均一性の確保が可能なために広く用いられるよう
になってきている。特に最近では多結晶シリコンやSi
3N4膜はほとんどこの方式で製造されている。減圧C
VDでは常圧の場合に比べて堆積速度はやや遅いが、ウ
ェーハ面内、ウェーハ間の均一性に優れており、表面の
凹凸の段差に対してもすぐれた被覆性を示すことが知ら
れている。
2. Description of the Related Art As an example of the prior art, a low pressure CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus as a semiconductor manufacturing apparatus will be described. Low pressure CVD equipment
With the recent increase in diameter of wafers, they have been widely used because their throughput and uniformity can be ensured. Particularly recently, polycrystalline silicon and Si
Most 3N4 films are manufactured in this manner. Decompression C
It is known that VD has a slightly lower deposition rate than normal pressure, but has excellent uniformity within the wafer surface and between wafers, and exhibits excellent coverage even with uneven steps on the surface. I have.

【0003】一般に、減圧CVD装置は、基板上に成膜
を行う反応室と、この反応室内に原料ガス等を供給する
ガス供給システムと、この反応室内のガスを排気するた
めの真空排気装置と、反応室と真空排気装置を接続する
排気配管等を有して構成されている。
In general, a low pressure CVD apparatus includes a reaction chamber for forming a film on a substrate, a gas supply system for supplying a raw material gas and the like into the reaction chamber, and a vacuum exhaust device for exhausting the gas in the reaction chamber. And an exhaust pipe connecting the reaction chamber and the vacuum exhaust device.

【0004】図5は、一般的なバッチ式縦型減圧CVD
装置の概略の構成を示したものである。図5において、
1は基板に成膜生成反応を起こさせる反応室、2は成膜
用の原料ガスを供給するガス供給システム、3は排気配
管、4はバラストガス導入用の圧力制御装置、5は反応
室内のガスを排気する真空排気装置、6は反応室1内の
圧力を測定する圧力計、7はバルブである。
FIG. 5 shows a general batch type vertical reduced pressure CVD.
1 shows a schematic configuration of an apparatus. In FIG.
1 is a reaction chamber for causing a film formation reaction on a substrate, 2 is a gas supply system for supplying a source gas for film formation, 3 is an exhaust pipe, 4 is a pressure control device for introducing ballast gas, and 5 is a reaction chamber in the reaction chamber. A vacuum exhaust device for exhausting gas, a pressure gauge 6 for measuring the pressure in the reaction chamber 1, and a valve 7 are provided.

【0005】ところで、原理的には真空排気装置に流入
される全ガス流量が多い程、反応室内の圧力は上昇し、
よって真空度は悪化する。この特性を利用して、反応室
内の圧力を制御する方法がある。それは、反応室内の圧
力が所望の真空度を維持することを目的に、N2等の不
活性ガスを、その流量を調整して排気配管内に導入する
方法である。
By the way, in principle, the larger the total gas flow rate flowing into the vacuum exhaust device, the higher the pressure in the reaction chamber,
Therefore, the degree of vacuum deteriorates. There is a method of controlling the pressure in the reaction chamber by utilizing this characteristic. It is a method of introducing an inert gas such as N2 into the exhaust pipe by adjusting the flow rate thereof in order to maintain a desired degree of vacuum in the reaction chamber.

【0006】一般に、このような圧力の制御方法をガス
バラスト方式と言い、ここで用いられる不活性ガスをバ
ラストガスと呼ぶ。以下にガスバラスト方式による圧力
制御方法の概略を説明する。ガスバラスト方式における
バラストガス配管には流量制御装置(圧力制御装置4)
が備えられ、これは反応室1内の圧力を測定する圧力計
6に連動して動作する。
In general, such a pressure control method is called a gas ballast method, and the inert gas used here is called a ballast gas. The outline of the pressure control method using the gas ballast method will be described below. Flow control device (pressure control device 4) for ballast gas piping in gas ballast system
Which operates in conjunction with a pressure gauge 6 for measuring the pressure in the reaction chamber 1.

【0007】このような構成で、反応室1内の圧力が所
望の設定値よりも低い場合には、バラストガスの流量を
増やすことで、真空排気装置5に流入する全ガス流量を
増やし、反応室1内の圧力を上昇させることができる。
反対に反応室1内の圧力が設定値よりも高い場合は、上
述の制御と逆の動きが行われる。このように、バラスト
ガスの流量を調整することで、反応室1内の圧力制御が
行われるのがガスバラスト方式である。
In such a configuration, when the pressure in the reaction chamber 1 is lower than a desired set value, the flow rate of the ballast gas is increased to increase the total flow rate of the gas flowing into the vacuum evacuation device 5 to increase the reaction rate. The pressure in the chamber 1 can be increased.
On the other hand, when the pressure in the reaction chamber 1 is higher than the set value, the operation opposite to the above control is performed. As described above, the gas ballast system controls the pressure in the reaction chamber 1 by adjusting the flow rate of the ballast gas.

【0008】しかし、減圧CVD装置における排気配管
3内の壁面には、成膜に寄与しなかった原料ガスによる
反応生成物が付着している。特にSi3 4 CVDやT
EOS SiO2 CVDでは、このような排気配管3内
の反応生成物の付着量が多い傾向にある。
[0008] However, a reaction product due to a source gas that has not contributed to film formation adheres to a wall surface inside the exhaust pipe 3 in the low-pressure CVD apparatus. Especially Si 3 N 4 CVD or T
In EOS SiO 2 CVD, the amount of reaction products deposited in the exhaust pipe 3 tends to be large.

【0009】図6に、反応室1の内部の構成と反応生成
物の発生位置の概略を示す。図6において1は反応室、
3は排気配管、11は反応室1内に原料ガスを導入する
ガスインジェクタ、12はアウターチューブ、13はイ
ンナーチューブ、14は基板15を輸送する搬送ボー
ト、15は基板、16は排気配管3内に付着した反応生
成物である。
FIG. 6 schematically shows the internal structure of the reaction chamber 1 and the positions where reaction products are generated. In FIG. 6, 1 is a reaction chamber,
3 is an exhaust pipe, 11 is a gas injector for introducing a source gas into the reaction chamber 1, 12 is an outer tube, 13 is an inner tube, 14 is a transport boat for transporting the substrate 15, 15 is a substrate, and 16 is an exhaust pipe 3. It is a reaction product attached to.

【0010】インナーチューブ13の内側の下部に備え
られたガスインジェクタ11により、原料ガスが反応室
1内に導入される。その後、原料ガスは熱分解され、上
昇・拡散しながら、搬送ボート14内の基板15表面で
反応して基板15上に成膜がなされる。その後、未反応
な原料ガスを残存したまま、ガス供給システム2より供
給されたガスは、インナーチューブ13とその外側に配
置されるアウターチューブ12の間を通って、排気配管
3より排気される。この時、排気配管3内に反応生成物
16が付着する。
A source gas is introduced into the reaction chamber 1 by a gas injector 11 provided at a lower portion inside the inner tube 13. Thereafter, the raw material gas is thermally decomposed, reacts on the surface of the substrate 15 in the transport boat 14 while rising and diffusing, and a film is formed on the substrate 15. Thereafter, the gas supplied from the gas supply system 2 while remaining the unreacted raw material gas passes through the space between the inner tube 13 and the outer tube 12 disposed outside the inner tube 13 and is exhausted from the exhaust pipe 3. At this time, the reaction product 16 adheres to the exhaust pipe 3.

【0011】このようなガスバラスト方式の圧力制御方
法では、バラストガスが排気配管3を通って反応室1に
逆流し、排気配管3内に付着していた反応物16を、反
応室1内に押し戻す現象が発生することがありうる。例
えば、ガス供給システム2から反応室1内へ原料ガスを
供給すると同時に反応室1内の圧力制御を開始したよう
な場合、或いは反応室1内の設定圧力が供給される全ガ
ス流量に対して高すぎる場合、さらには供給ガス流量と
反応室1圧力が平衡状態になるまでの初期段階等におい
ては、排気配管3内に導入されたバラストガスが反応室
1側に逆流することで、反応室1内の圧力が制御される
ことになる。
In such a gas ballast type pressure control method, the ballast gas flows back to the reaction chamber 1 through the exhaust pipe 3, and the reactant 16 attached to the exhaust pipe 3 is moved into the reaction chamber 1. The phenomenon of pushing back may occur. For example, when the source gas is supplied from the gas supply system 2 into the reaction chamber 1 and the pressure control in the reaction chamber 1 is started at the same time, or when the set pressure in the reaction chamber 1 is supplied to the total gas flow rate. If the flow rate is too high, and furthermore, at an initial stage until the supply gas flow rate and the pressure in the reaction chamber 1 are in an equilibrium state, the ballast gas introduced into the exhaust pipe 3 flows back to the reaction chamber 1 side, and 1 will be controlled.

【0012】したがってこのような場合に、バラストガ
スが反応室1内へ逆流する現象が生じた場合には、排気
配管3内の内壁に付着していた反応生成物16が、反応
室1内に押し流され、その結果、反応室1内のパーティ
クルレベルを悪化させることが起こる。
Therefore, in such a case, when a phenomenon occurs in which the ballast gas flows back into the reaction chamber 1, the reaction products 16 attached to the inner wall of the exhaust pipe 3 are transferred into the reaction chamber 1. It is swept away, and as a result, the particle level in the reaction chamber 1 is deteriorated.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
半導体製造装置においては、反応室内の圧力を制御する
目的で導入されたバラストガスが、排気配管の反応生成
物が付着している部位を通って反応室内に逆流する現象
により、反応室内のパーティクルレベルを悪化させ、半
導体素子の信頼性や歩留まりを悪化させる問題が生じ
る。
As described above, in the conventional semiconductor manufacturing apparatus, the ballast gas introduced for the purpose of controlling the pressure in the reaction chamber removes the portion of the exhaust pipe to which the reaction product adheres. The phenomenon of flowing back into the reaction chamber through the reaction chamber causes a problem that the particle level in the reaction chamber is deteriorated and the reliability and yield of the semiconductor element are deteriorated.

【0014】本発明は、このような上述の問題に鑑みて
なされたもので、圧力制御方法としてガスバラスト方式
を採用しながら、バラストガスが、排気配管の反応生成
物が付着している部位を通って反応室内に逆流し、反応
室のパーティクルレベルを悪化させることがない半導体
製造装置の実現を課題とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a ballast gas is applied to a portion of an exhaust pipe to which a reaction product adheres while employing a gas ballast method as a pressure control method. It is an object of the present invention to realize a semiconductor manufacturing apparatus which does not flow backward through the reaction chamber and deteriorate the particle level in the reaction chamber.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、基板上に成膜処理を行う反応室と、前記
反応室内のガスを排気する真空排気手段と、前記反応室
と前記真空排気手段とを接続する排気配管と、前記反応
室に原料ガスを供給するガス供給手段とを具備する半導
体製造装置において、前記反応室内の圧力制御の方法に
ガスバラスト方式を採用し、圧力制御を目的として導入
されるバラストガスの導入部を、前記排気配管よりも前
記原料ガス流の上流に設置することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a reaction chamber for forming a film on a substrate, vacuum evacuation means for evacuating gas in the reaction chamber, In a semiconductor manufacturing apparatus having an exhaust pipe connecting an evacuation unit and a gas supply unit supplying a source gas to the reaction chamber, a gas ballast method is adopted as a pressure control method in the reaction chamber, and the pressure control is performed. A ballast gas introduction unit introduced for the purpose of (1) is installed upstream of the source gas flow from the exhaust pipe.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる圧力制御機
構を添付図面を参照にして詳細に説明する。図1は本発
明の第1の実施の形態を示しており、バッチ式縦型CV
D装置における反応室内部の機構を示す。図1におい
て、1は反応室、3は排気管、4は圧力制御装置、11
はガスインジェクタ、12はアウターチューブ、13は
インナーチューブ、15は基板であり、各部の名称およ
び番号は便利のため図6と同じものを用いた。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a pressure control mechanism according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which a batch type vertical CV is used.
3 shows a mechanism inside a reaction chamber in the D apparatus. In FIG. 1, 1 is a reaction chamber, 3 is an exhaust pipe, 4 is a pressure controller, 11
Is a gas injector, 12 is an outer tube, 13 is an inner tube, and 15 is a substrate. The names and numbers of respective parts are the same as those in FIG. 6 for convenience.

【0017】この実施の形態が、従来の技術と異なる点
は、バラストガスを排気配管3に導入するのではなく、
直接反応室1内に導入していることである。このような
構成にすることで、バラストガスが排気配管3を通って
反応室1に逆流することはあり得ず、従って、排気配管
3の内壁に付着した反応生成物が、バラストガスによっ
て反応室1に押し流されてくることもない。すなわち、
本実施の形態の構造はでは排気配管3の内壁に付着した
反応生成物による、反応室1内のパーティクルレベルの
悪化を防止することが可能な構造になっている。
This embodiment is different from the prior art in that ballast gas is not introduced into the exhaust pipe 3,
That is, it is introduced directly into the reaction chamber 1. With such a configuration, the ballast gas cannot flow back to the reaction chamber 1 through the exhaust pipe 3, and therefore, the reaction products attached to the inner wall of the exhaust pipe 3 are not removed by the ballast gas. There is no one to be swept away. That is,
The structure of the present embodiment has a structure capable of preventing deterioration of the particle level in the reaction chamber 1 due to a reaction product attached to the inner wall of the exhaust pipe 3.

【0018】図2に、本発明の第2の実施の形態の構成
を示す。図2において、1は反応室、3は排気管、4は
圧力制御装置、11はガスインジェクタ、12はアウタ
ーチューブ、13はインナーチューブ、15は基板であ
り、各部の名称および番号は図1および図6と同じもの
を用いた。この実施の形態の特徴は、バラストガス導入
部をインナーチューブ13とアウターチューブ12の間
で、且つ反応室1の排気口の近傍に設置した点である。
FIG. 2 shows the configuration of the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, 1 is a reaction chamber, 3 is an exhaust pipe, 4 is a pressure control device, 11 is a gas injector, 12 is an outer tube, 13 is an inner tube, and 15 is a substrate. The same thing as FIG. 6 was used. The feature of this embodiment is that the ballast gas introduction portion is provided between the inner tube 13 and the outer tube 12 and near the exhaust port of the reaction chamber 1.

【0019】このようにバラストガスの導入を基板15
よりも原料ガス流の下流(真空排気装置側)に配置する
ことで、バラストガスによる原料ガスの希釈を防止して
いる。バラストガスによる原料ガスの希釈があれば、成
膜速度が低下して生産性が悪化させるばかりでなく、反
応形態にも影響を及ぼすため、これによって基板15上
に成膜される膜質が従来の装置構造より変化することも
考えられる。このようにすることによって、第1の実施
の形態のバラストガスの導入構造に比べて、成膜に対し
て影響を及ぼす要因が少しでも少なくでき、作業毎の成
膜再現性が改善できる。従って、本実施の形態を実施す
ることで、反応室1内のパーティクルレベルの悪化を防
止できると共に、生産性の悪化も伴わず、従来に劣らぬ
膜質を維持することが可能になる。
As described above, the introduction of the ballast gas is
By arranging the material gas downstream of the material gas flow (on the side of the vacuum exhaust device), dilution of the material gas by the ballast gas is prevented. If the raw material gas is diluted by the ballast gas, the film formation rate is reduced and the productivity is deteriorated, and also the reaction mode is affected, so that the film quality formed on the substrate 15 is reduced. It is also conceivable that it changes depending on the device structure. By doing so, compared to the ballast gas introduction structure of the first embodiment, the factors affecting the film formation can be reduced as much as possible, and the reproducibility of the film formation for each operation can be improved. Therefore, by implementing the present embodiment, it is possible to prevent the particle level in the reaction chamber 1 from deteriorating, and to maintain the same film quality as before without deteriorating the productivity.

【0020】図3は、本発明の第3の実施の形態の構成
を示している。図3において、1は反応室、3は排気
管、4は圧力制御装置、11はガスインジェクタ、12
はアウターチューブ、13はインナーチューブ、15は
基板であり、各部の名称および番号は図1、図2および
図6と同じものを用いた。本実施の形態の特徴は、バラ
ストガスの流速方向と原料ガスの流速方向が一致してい
る点である。
FIG. 3 shows the configuration of the third embodiment of the present invention. In FIG. 3, 1 is a reaction chamber, 3 is an exhaust pipe, 4 is a pressure control device, 11 is a gas injector, 12
Is an outer tube, 13 is an inner tube, and 15 is a substrate, and the names and numbers of respective parts are the same as those in FIGS. 1, 2 and 6. The feature of the present embodiment is that the flow direction of the ballast gas and the flow direction of the raw material gas match.

【0021】一般に減圧CVDにおいては常圧CVDに
比べ原料ガスの分子の拡散が大きいため、成膜均一性に
優れている。しかし、バラストガスと原料ガスの流速方
向が対時した場合、互いの流線が干渉し合い、原料ガス
の流れに乱れが生じる可能性がある。本実施の形態を実
施することで、このような原料ガス流の乱れが発生し難
くなり、膜厚の均一性を維持することができると共に、
作業毎の繰り返し再現性も向上することができる。
In general, low pressure CVD is superior in uniformity of film formation because the diffusion of the molecules of the source gas is larger than in normal pressure CVD. However, when the flow directions of the ballast gas and the raw material gas are synchronized, the flow lines of the ballast gas and the raw material gas may interfere with each other, and the flow of the raw material gas may be disturbed. By carrying out the present embodiment, such disturbance of the source gas flow is less likely to occur, and uniformity of the film thickness can be maintained.
The reproducibility of each operation can also be improved.

【0022】なお、以上に述べた本発明の実施の形態で
は、反応室内へのバラストガスの導入機構として、ガス
インジェクタを採用しているが、必ずしもこの方法に限
定したものではない。その一例として、図4に本発明の
第4の実施の形態を示す。これは、フランジ部分にバラ
ストガスの供給口を設けたものものである。
In the embodiment of the present invention described above, a gas injector is employed as a mechanism for introducing a ballast gas into the reaction chamber, but the present invention is not necessarily limited to this method. As an example, FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. This is one in which a ballast gas supply port is provided in a flange portion.

【0023】図4において、1は反応室、3は排気管、
4は圧力制御装置、12はアウターチューブ、13はイ
ンナーチューブ、15は基板、16はフランジ部分に設
けられたバラストガスの供給口である。各部の名称およ
び番号として図1、図2、図3および図6と同一の部分
には同じものを用いた。この実施の形態ではアウターチ
ューブ12のフランジ部分にバラストガスの供給口を直
接設けるようにしたので、バラストガスインジェクタの
配管構成を特に設ける必要がなく、それだけシンプルに
構成することができる。
In FIG. 4, 1 is a reaction chamber, 3 is an exhaust pipe,
4 is a pressure control device, 12 is an outer tube, 13 is an inner tube, 15 is a board | substrate, and 16 is a ballast gas supply port provided in the flange part. The same parts as those in FIGS. 1, 2, 3 and 6 are used as the names and numbers of the respective parts. In this embodiment, since the ballast gas supply port is directly provided in the flange portion of the outer tube 12, it is not necessary to particularly provide a piping configuration of the ballast gas injector, and the configuration can be simplified accordingly.

【0024】本発明においては、バラストガスの導入部
の構造や数量に関しては、以上の実施の形態に限定され
るものではない。また、本発明は、バッチ式縦型装置に
限定したものでもなく、横型装置或いは枚葉式装置にも
有効である。また更に、減圧CVD装置に限定したもの
でもない。例えば、プラズマCVD装置或いはドライエ
ッチング装置のように、反応室内の圧力制御をともな
い、且つ排気配管内にパーティクル源となり得るものが
存在し、これがプロセスを実行する反応室のパーティク
ルレベルを悪化させる、いかなる半導体製造装置に対し
ても、バラスト方式を採用する限りにおいて有効であ
る。
In the present invention, the structure and quantity of the ballast gas introduction section are not limited to the above embodiment. Further, the present invention is not limited to a batch type vertical apparatus, but is also effective for a horizontal apparatus or a single wafer type apparatus. Further, the present invention is not limited to a low pressure CVD apparatus. For example, there is a plasma CVD apparatus or a dry etching apparatus that controls the pressure in the reaction chamber and that can be a source of particles in the exhaust pipe, which deteriorates the particle level of the reaction chamber in which the process is performed. It is also effective for semiconductor manufacturing equipment as long as the ballast method is adopted.

【0025】以上述べたように、半導体製造装置で反応
室内の圧力制御にガスバラスト方式を採用する装置にお
いて、本発明のバラストガス導入機構である、バラスト
ガスの導入部を反応室内に設置することによって、排気
配管の内壁に付着している反応生成物の反応室への逆流
を防止することが可能となる。したがって反応室内のパ
ーティクルレベルを悪化させることがなくなり、半導体
素子の信頼性が向上し、更に歩留まりの向上により生産
性を向上させることが可能となる。
As described above, in an apparatus employing a gas ballast method for controlling the pressure in a reaction chamber in a semiconductor manufacturing apparatus, the ballast gas introduction section, which is the ballast gas introduction mechanism of the present invention, is installed in the reaction chamber. This makes it possible to prevent the reaction product adhering to the inner wall of the exhaust pipe from flowing back into the reaction chamber. Therefore, the particle level in the reaction chamber is not deteriorated, the reliability of the semiconductor element is improved, and the productivity can be improved by improving the yield.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1の
発明は、基板上に成膜処理を行う反応室と、反応室内の
ガスを排気する真空排気手段と、反応室と真空排気手段
とを接続する排気配管と、反応室に原料ガスを供給する
ガス供給手段とを具備する半導体製造装置において、反
応室内の圧力制御の方法にガスバラスト方式を採用し、
圧力制御を目的として導入されるバラストガスの導入部
を、排気配管よりも原料ガス流の上流に設置するように
した。このように、反応室内の圧力を制御する目的で導
入されるバラストガスの導入位置を、排気配管の内壁に
反応生成物が付着している部分よりも原料ガス流の上流
に設置することで、排気配管の内壁に付着している反応
生成物が反応室内へ逆流することを防止することができ
る。したがって、このような構造にすることによって、
反応室内のパーティクルレベルを良好に維持し、半導体
素子の信頼性と歩留まりを向上させることが可能にな
る。
As described above, according to the first aspect of the present invention, there is provided a reaction chamber for forming a film on a substrate, a vacuum exhaust means for exhausting gas in the reaction chamber, a reaction chamber and a vacuum exhaust means. And a gas ballast method for controlling the pressure in the reaction chamber in a semiconductor manufacturing apparatus including an exhaust pipe connecting the gas supply means and gas supply means for supplying a source gas to the reaction chamber,
The introduction part of the ballast gas introduced for the purpose of pressure control is arranged upstream of the exhaust gas pipe in the source gas flow. As described above, by introducing the introduction position of the ballast gas introduced for the purpose of controlling the pressure in the reaction chamber upstream of the source gas flow from the portion where the reaction product is attached to the inner wall of the exhaust pipe, Reaction products adhering to the inner wall of the exhaust pipe can be prevented from flowing back into the reaction chamber. Therefore, by adopting such a structure,
It is possible to maintain a good particle level in the reaction chamber and improve the reliability and yield of the semiconductor device.

【0027】また、本発明の請求項2の発明は、バラス
トガス導入部を、反応室内に設置するようにした。これ
により、バラストガスの導入位置を、排気配管の内壁に
反応生成物が付着している部分よりも原料ガス流の上流
に設置し、且つ成膜時の原料ガスの流れ方に影響を及ぼ
さない部位に設置することができる。したがって、反応
室内のパーティクルレベルを良好に維持し、半導体素子
の信頼性と歩留まりを向上させることが可能になる。
According to the invention of claim 2 of the present invention, the ballast gas introducing section is provided in the reaction chamber. Thus, the introduction position of the ballast gas is located upstream of the source gas flow from the portion where the reaction product is attached to the inner wall of the exhaust pipe, and does not affect the flow of the source gas during film formation. Can be installed at the site. Therefore, it is possible to maintain a good particle level in the reaction chamber and improve the reliability and yield of the semiconductor element.

【0028】また、本発明の請求項3の発明は、バラス
トガスの導入部を、基板よりも原料ガス流の下流の位置
で、排気配管よりも原料ガス流の上流に設置するように
した。これにより、バラストガスの導入位置を、排気配
管の内壁に反応生成物が付着している部分よりも原料ガ
ス流の上流で、且つ成膜時の原料ガスの流れ方に一層影
響を及ぼさない部位に設置することができる。さらに、
原料ガスの希釈を防止することができる。したがって、
成膜速度が低下して生産性が悪化するのを防止すること
ができ、成膜される膜質の変化も防止でき、反応室内の
パーティクルレベルを良好に維持し、半導体素子の信頼
性と歩留まりを向上させることが可能になる。
Further, in the invention according to claim 3 of the present invention, the ballast gas introduction portion is provided at a position downstream of the substrate gas flow from the substrate and upstream of the exhaust gas flow through the exhaust pipe. Thereby, the introduction position of the ballast gas is set at a position upstream of the source gas flow from the portion where the reaction product is attached to the inner wall of the exhaust pipe, and which does not further affect the flow of the source gas during film formation. Can be installed in further,
Dilution of the source gas can be prevented. Therefore,
It is possible to prevent the productivity from deteriorating due to a decrease in the deposition rate, prevent the quality of the deposited film from changing, maintain a good particle level in the reaction chamber, and improve the reliability and yield of the semiconductor element. Can be improved.

【0029】また、本発明の請求項4の発明は、バラス
トガスの導入部を、反応室内での基板処理時における原
料ガス流の流れに沿った方向にバラストガスを導入して
原料ガス流の流れを乱さないように設置する。これによ
り、バラストガスの導入によって成膜時の原料ガスの流
れ方に影響を及ぼすことがなくなり、原料ガス流の乱れ
が発生し難くなり、膜厚の均一性を維持することができ
ると共に、作業毎の繰り返し再現性も向上し、反応室内
のパーティクルレベルを良好に維持し、半導体素子の信
頼性と歩留まりを向上させることが可能になる。
Further, according to the invention of claim 4 of the present invention, the ballast gas introducing portion is formed by introducing the ballast gas in a direction along the flow of the raw material gas flow during the substrate processing in the reaction chamber. Install so as not to disturb the flow. As a result, the introduction of the ballast gas does not affect the flow of the source gas at the time of film formation, the turbulence of the source gas flow does not easily occur, and the uniformity of the film thickness can be maintained. The reproducibility of each repetition is also improved, and the particle level in the reaction chamber is maintained at a good level, so that the reliability and yield of the semiconductor element can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体製造装置の一実施の形態である
バッチ式縦型減圧CVD装置における反応室内部を示す
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an inside of a reaction chamber in a batch type vertical reduced-pressure CVD apparatus which is an embodiment of a semiconductor manufacturing apparatus of the present invention.

【図2】本発明の他の実施の形態の半導体製造装置にお
ける反応室内部を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an inside of a reaction chamber in a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明のさらに他の実施の形態の半導体製造装
置における反応室内部を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an inside of a reaction chamber in a semiconductor manufacturing apparatus according to still another embodiment of the present invention.

【図4】本発明のさらに他の実施の形態の半導体製造装
置における反応室内部を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing an inside of a reaction chamber in a semiconductor manufacturing apparatus according to still another embodiment of the present invention.

【図5】半導体製造装置の一例であるバッチ式縦型減圧
CVD装置の概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a batch type vertical low pressure CVD apparatus which is an example of a semiconductor manufacturing apparatus.

【図6】従来のバッチ式縦型減圧CVD装置の反応室と
排気配管の概略図である。
FIG. 6 is a schematic view of a reaction chamber and an exhaust pipe of a conventional batch type vertical reduced pressure CVD apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…反応室、2…ガス供給システム、3…排気配管、4
…圧力制御装置、5…真空排気装置、6…圧力計、7…
バルブ、11…ガスインジェクタ、12…アウターチュ
ーブ、13…インナーチューブ、14…搬送ボート、1
5…基板、16…反応生成物。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reaction chamber, 2 ... Gas supply system, 3 ... Exhaust piping, 4
... pressure control device, 5 ... vacuum evacuation device, 6 ... pressure gauge, 7 ...
Valve, 11 gas injector, 12 outer tube, 13 inner tube, 14 transport boat, 1
5: substrate, 16: reaction product.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に成膜処理を行う反応室と、前記
反応室内のガスを排気する真空排気手段と、前記反応室
と前記真空排気手段とを接続する排気配管と、前記反応
室に原料ガスを供給するガス供給手段とを具備する半導
体製造装置において、 前記反応室内の圧力制御の方法にガスバラスト方式を採
用し、圧力制御を目的として導入されるバラストガスの
導入部を、前記排気配管よりも前記原料ガス流の上流に
設置することを特徴とする半導体製造装置。
A reaction chamber for forming a film on a substrate; a vacuum exhaust means for exhausting gas in the reaction chamber; an exhaust pipe connecting the reaction chamber and the vacuum exhaust means; A gas supply means for supplying a raw material gas, wherein a gas ballast method is adopted as a method of controlling the pressure in the reaction chamber, and an introduction part of a ballast gas introduced for the purpose of pressure control is exhausted. A semiconductor manufacturing apparatus, which is installed upstream of a source gas flow from a pipe.
【請求項2】 前記バラストガス導入部を、前記反応室
内に設置することを特徴とする請求項1に記載の半導体
装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the ballast gas introduction unit is provided in the reaction chamber.
【請求項3】 前記バラストガスの導入部を、前記基板
よりも原料ガス流の下流の位置に設置することを特徴と
する請求項1に記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the ballast gas introduction portion is provided at a position downstream of the substrate gas flow from the substrate.
【請求項4】 前記バラストガスの導入部を、前記反応
室内での基板処理時における前記原料ガス流の流れに沿
った方向にバラストガスを導入して前記原料ガス流の流
れを乱さないように設置することを特徴とする請求項1
または請求項3に記載の半導体装置。
4. The method according to claim 1, wherein the ballast gas introduction section is configured to introduce a ballast gas in a direction along a flow of the source gas flow during substrate processing in the reaction chamber so as not to disturb the flow of the source gas flow. 2. The device according to claim 1, wherein the device is installed.
Alternatively, the semiconductor device according to claim 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014227580A (en) * 2013-05-23 2014-12-08 株式会社アルバック Film deposition device
CN114733270A (en) * 2022-05-23 2022-07-12 北京北方华创微电子装备有限公司 Backward flow condensation water separator and semiconductor process equipment

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