JPH11195611A - Manufacture of reactor and semiconductor member - Google Patents

Manufacture of reactor and semiconductor member

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JPH11195611A
JPH11195611A JP9361098A JP36109897A JPH11195611A JP H11195611 A JPH11195611 A JP H11195611A JP 9361098 A JP9361098 A JP 9361098A JP 36109897 A JP36109897 A JP 36109897A JP H11195611 A JPH11195611 A JP H11195611A
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JP
Japan
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gas
injector
substrate
reaction
reaction chamber
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Application number
JP9361098A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsu Shioda
活 塩田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To equalize not only the in-batch distribution from jetting ports of an injector but also the film thickness distribution on the surfaces of substrates furthermore facilitating the processing of the jetting ports. SOLUTION: In a reaction chamber for processing the surfaces of wafers by jetting, feeding a gas from a pipelike injector 4 to the wafers 7 arranged vertically at specific intervals in a reaction chamber, multiple gas jetting parts 6 are opened in the long direction of the injector 4 in the different direction to the centers of the wafers loaded on a wafer holder.

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、反応装置、及び、
該反応装置を用いて基板表面の処理を行う半導体部材の
製造方法に関する。
[0001] The present invention relates to a reactor, and
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor member for performing a treatment on a substrate surface using the reaction apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】反応装置として、例えば、従来の縦型拡
散炉は、図4および図5に示すように、インジェクタ1
1の噴出口12からの反応ガスの噴射方向は、反応室内
に配置され、かつ、支持体上に設けられたウエハ13の
中心方向に向けられており、その噴出口12の縦方向の
間隔は、ウエハ13の配置間隔の2倍程度であった。し
かし、ここでは、ウエハ13表面への成膜膜厚の、ウエ
ハ面内の分布が、非常に不均一であるという問題があっ
た。
2. Description of the Related Art As a reaction apparatus, for example, a conventional vertical diffusion furnace has an injector 1 as shown in FIGS.
The direction of injection of the reaction gas from one of the ejection ports 12 is arranged in the reaction chamber and is directed toward the center of the wafer 13 provided on the support. , About twice the spacing between the wafers 13. However, here, there is a problem that the distribution of the film thickness on the surface of the wafer 13 within the wafer surface is very uneven.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで、ガス流入口側
からの距離が増すに連れて、各噴出口12の口径が徐々
に大きくなる構成になったものが提唱されている(例え
ば、特開平6−53154号公報を参照)。このよう
に、バッチ内分布について、噴出口12の口径を徐々に
大きく構成するのは、筒状のインジェクタ11からの噴
射量が、各噴出口について、均等になるようにするため
であり、これにより分布の不均等は、可成り改善された
が、口径を徐々に1個ずつ大きく形成する加工には、非
常に手間がかかるという問題があった。
Therefore, there has been proposed a configuration in which the diameter of each of the jet ports 12 gradually increases as the distance from the gas inlet side increases (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 9-208572). 6-53154). The reason why the diameter of the ejection port 12 is gradually increased in the distribution within the batch is to make the ejection amount from the cylindrical injector 11 uniform for each ejection port. , The distribution unevenness was considerably improved, but there was a problem that the process of forming the diameter gradually larger one by one was extremely troublesome.

【0004】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、インジェクタの噴出口からのバッチ内分布は勿論
のこと、基板(例えば、ウエハ)の面内の膜厚分布の均
等化を目的としてなされ、更には、噴出口の加工を容易
にするための工夫がなされたものである。
The present invention has been made based on the above circumstances, and aims at equalizing the film thickness distribution in the plane of a substrate (for example, a wafer) as well as the distribution within a batch from an injector outlet. In addition, a device for facilitating the processing of the jet port has been devised.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
反応室、該反応室内に設けられ、複数の基板を所定の間
隔で配置するための支持体、及び、前記反応室内に反応
ガスを供給するための管状のインジェクタを有する反応
装置において、前記インジェクタには、その長手方向に
沿って、多数のガス噴出口が、前記支持体に載置される
べき前記基板の中心とは異なる方向に向けて、開口され
ていることを特徴とする。
Therefore, in the present invention,
A reaction chamber, a support provided in the reaction chamber, for arranging a plurality of substrates at predetermined intervals, and a reaction apparatus having a tubular injector for supplying a reaction gas into the reaction chamber; Is characterized in that a number of gas ejection ports are opened along a longitudinal direction thereof in a direction different from the center of the substrate to be mounted on the support.

【0006】この場合、前記ガス噴出口の間隔が、前記
支持体上に載置されるべき前記基板の間隔より小さいこ
と、また、前記ガス噴出口の口径は、ガス流入口を離れ
るに従い、順次10個ないし40個ごとに大きくなるこ
とが好ましい。なお、前記反応装置は、その1つの実施
の形態として、拡散炉である。
In this case, the distance between the gas outlets is smaller than the distance between the substrates to be mounted on the support, and the diameter of the gas outlets increases as the distance from the gas inlet increases. It is preferred that the size increase every 10 to 40 pieces. The reactor is, as one embodiment, a diffusion furnace.

【0007】また、本発明では、反応室内に設けられた
基板を所定間隔で載置するための支持体に、基板を載置
し、前記反応室内に管状のインジェクタより、反応ガス
を供給して、前記基板表面に処理を行う工程を有する半
導体部材の製造方法において、前記インジェクタとし
て、その長手方向に沿って、多数のガス噴出口が、前記
支持体に載置されるべき前記基板の中心とは異なる方向
に向けて、開口されているものを使用して、前記反応ガ
スを供給することを特徴とする。
Further, in the present invention, the substrate is placed on a support for placing the substrate at a predetermined interval provided in the reaction chamber, and a reaction gas is supplied into the reaction chamber from a tubular injector. In the method for manufacturing a semiconductor member having a step of performing a process on the substrate surface, as the injector, along the longitudinal direction thereof, a number of gas ejection ports are provided at the center of the substrate to be mounted on the support. Is characterized in that the reaction gas is supplied by using an opening which faces in a different direction.

【0008】この場合、前記ガス噴出口の口径を、ガス
流入口から離れるに従い、順次10個ないし40個毎に
大きくさせて前記反応ガスを供給すること、また、前記
処理として、拡散処理を行うことが好ましい。
[0008] In this case, the diameter of the gas ejection port is increased in increments of 10 to 40 as the distance from the gas inflow port increases, and the reaction gas is supplied. In addition, a diffusion process is performed as the process. Is preferred.

【0009】従って、インジェクタの噴出口からのバッ
チ内分布は勿論のこと、基板(例えば、ウエハ)の面内
の膜厚分布の均等化を達成することができた。更に、全
ての口径を順次、変えながらドリル加工などの加工手段
で形成する従来の場合に比べて、段階的に幾つかの口径
が選択されるので、その噴出口の形成が容易になるとい
う効果が得られる。
Accordingly, not only the distribution within the batch from the ejection port of the injector but also the film thickness distribution in the plane of the substrate (eg, wafer) can be equalized. Furthermore, compared to the conventional case in which all the diameters are sequentially changed and formed by machining means such as drilling, since several diameters are selected in a stepwise manner, the formation of the injection port is facilitated. Is obtained.

【0010】なお、本発明において、反応装置とは、拡
散炉、熱処理炉の他、反応室内を減圧して成膜を行うC
VD装置などを包含する。従って、本発明の半導体部材
の製造方法は、これらの炉や装置を用いて、基板表面の
処理を行い、半導体部材の製造をする方法を云う。
[0010] In the present invention, a reaction apparatus includes a diffusion furnace, a heat treatment furnace, and a C that forms a film by reducing the pressure in the reaction chamber.
VD devices and the like. Therefore, the method of manufacturing a semiconductor member according to the present invention refers to a method of manufacturing a semiconductor member by treating the surface of a substrate using these furnaces and apparatuses.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
1ないし図3を参照して、具体的に説明する。ここで
は、シングルエッチストップを利用する貼り合わせ法
で、SOIの形成過程において陽極化成を施すためのウ
エハとして、高抵抗基板表面にホウ素元素を拡散するホ
ウ素ガラス付着工程に適用する縦型拡散炉を例示した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to FIGS. Here, as a wafer for performing anodization in the process of forming an SOI by a bonding method using a single etch stop, a vertical diffusion furnace applied to a boron glass attaching step of diffusing boron element on the surface of a high resistance substrate is used. Illustrated.

【0012】図1に示すように、半導体基板ウエハの製
造装置の基本として、縦型拡散炉が採用されるが、ホウ
素元素のソースは、常温・常圧で、液体の三臭化ホウ素
であり、そのキャリアガスとして、窒素ガスを用いる。
ここでは、バブラと呼ばれる気化装置1により三臭化ホ
ウ素を気化させ、その他の窒素ガス(N2)、酸素ガス
(O2)と混合させて、ガス流入口2より、反応筒3内
に縦に配置した管状のインジェクタ4に導入する。反応
筒3の内部(反応室)は、反応筒3の外側を囲尭するヒ
ータ5により、1100℃の温度に加熱されている。
As shown in FIG. 1, a vertical diffusion furnace is employed as the basis of a semiconductor substrate wafer manufacturing apparatus. The source of boron element is boron tribromide which is liquid at normal temperature and normal pressure. A nitrogen gas is used as the carrier gas.
Here, boron tribromide is vaporized by a vaporizer 1 called a bubbler and mixed with other nitrogen gas (N 2 ) and oxygen gas (O 2 ). Is introduced into the tubular injector 4 arranged in the above. The inside of the reaction tube 3 (reaction chamber) is heated to a temperature of 1100 ° C. by a heater 5 surrounding the outside of the reaction tube 3.

【0013】しかして、ガス流入口2からインジェクタ
4に混合ガスを入れ、インジェクタ4の長手方向に配列
された複数の噴出口6より前記反応室内に導入ガスを噴
出するのであるが、本発明では、特に、インジェクタ4
の噴出口6について、図2および図3に示すように、そ
の噴出方向を、反応筒3の内部の支持体上に配置したウ
エハ7の中心の方向に対して、それ以外に方向、例え
ば、90度の方向に設定している。
Thus, the mixed gas is introduced into the injector 4 from the gas inlet 2 and the introduced gas is ejected into the reaction chamber from the plurality of ejection ports 6 arranged in the longitudinal direction of the injector 4. Especially the injector 4
As shown in FIGS. 2 and 3, the ejection direction of the ejection port 6 is different from the direction of the center of the wafer 7 placed on the support inside the reaction tube 3, for example, The direction is set to 90 degrees.

【0014】しかも、図3に示すように、噴出口6は、
その間隔を、ウエハ7の配置間隔(ボードに対して縦に
所定間隔で配置)の半分とし、また、その口径も、ガス
流入口2側より、順次、33個ごとに、段階的に大きく
設定している。なお、図中に符号8で示すのは、反応筒
3に設けたガス排出口である。
In addition, as shown in FIG.
The interval is set to a half of the arrangement interval of the wafers 7 (arranged vertically at a predetermined interval with respect to the board), and the diameter thereof is set to gradually increase stepwise from the gas inlet 2 side for every 33 pieces. doing. Reference numeral 8 in the drawing denotes a gas outlet provided in the reaction tube 3.

【0015】このように構成すると、ガスのバッチ内分
布は、均等化され、また、ウエハ7上の膜厚分布の均等
化が達成される。これは、以下の実験で確認された。即
ち、同一の反応筒3を用い、インジェクタ4の噴出口6
を、ウエハ7の中心方向に向けた場合(従来例)と、本
発明の実施の形態(前述)の噴出口6の向きの場合とを
比較すると、図6に示すように、そのウエハ7の面内の
成膜膜厚分布の測定結果、および、バッチ内の成膜膜厚
分布の測定結果に明らかな差異が生じた。
With this configuration, the distribution of the gas within the batch is equalized, and the uniformity of the film thickness distribution on the wafer 7 is achieved. This was confirmed in the following experiment. That is, the same reaction tube 3 is used, and the injection port 6 of the injector 4 is used.
Is compared with the case of turning the wafer 7 toward the center of the wafer 7 (conventional example) and the case of the direction of the ejection port 6 according to the embodiment of the present invention (described above), as shown in FIG. A clear difference occurred between the measurement result of the in-plane film thickness distribution and the measurement result of the in-plane film thickness distribution.

【0016】なお、図中、面内分布は、面内5点の膜厚
測定値により、 膜厚分布=(最高値−最低値)/(2×平均値) と定義して計算した。
In the drawing, the in-plane distribution was calculated by defining the film thickness distribution = (highest value−lowest value) / (2 × average value) based on the film thickness measurement values at five points in the surface.

【0017】また、バッチ内分布は、反応管内の上・中
・下の位置より抜き出した3枚のウエハについて、各面
内5点の膜厚平均値より、 膜厚分布=(最高値−最低値)/(2×平均値) と定義して計算した。
The distribution in the batch is obtained by calculating the film thickness distribution = (maximum value−minimum value) from the average value of the film thickness at five points in each plane for three wafers extracted from the upper, middle and lower positions in the reaction tube. Value) / (2 × average value).

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明は、以上詳述したようになり、反
応室内で、縦方向に所定間隔で配置された基板に対し
て、管状のインジェクタからガスを噴射、供給して、基
板表面の処理を行う反応装置において、前記インジェク
タには、その長手方向に向けて、多数のガス噴出口がウ
エハ中心以外の方向に向けて開口してあるので、インジ
ェクタの噴出口からのバッチ内分布は勿論のこと、基板
の面内の膜厚分布の均等化を達成することができた。
As described in detail above, the present invention injects and supplies gas from a tubular injector to a substrate disposed at a predetermined interval in a vertical direction in a reaction chamber, and In the reactor for performing the processing, since the injector has a large number of gas ejection ports opened in a direction other than the center of the wafer in the longitudinal direction, the distribution in the batch from the injector ejection ports is of course. That is, the film thickness distribution in the plane of the substrate could be equalized.

【0019】更に、全ての口径を順次、変えながらドリ
ル加工などの加工手段で形成する従来の場合に比べて、
段階的に幾つかの口径が選択されるので、その噴出口の
形成が容易になるという効果が得られる。
Further, compared to the conventional case in which all apertures are sequentially changed and formed by machining means such as drilling,
Since several apertures are selected step by step, an effect is obtained that the formation of the ejection port is facilitated.

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

【図1】本発明の実施の形態を示す全体の概略構成図で
ある。
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】同じく、要部の平面図である。FIG. 2 is also a plan view of a main part.

【図3】同じく、要部の側面図である。FIG. 3 is a side view of a main part, similarly.

【図4】従来例の要部の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a main part of a conventional example.

【図5】同じく、要部の側面図である。FIG. 5 is also a side view of a main part.

【図6】本発明と従来例との比較を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a comparison between the present invention and a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 気化装置 2 ガス流入口 3 反応筒 4 インジェクタ 5 ヒータ 6 噴出口 7 ウエハ 8 ガス排出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vaporizer 2 Gas inlet 3 Reaction tube 4 Injector 5 Heater 6 Spout 7 Wafer 8 Gas outlet

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反応室、該反応室内に設けられ、複数の
基板を所定の間隔で配置するための支持体、及び、前記
反応室内に反応ガスを供給するための管状のインジェク
タを有する反応装置において、 前記インジェクタには、その長手方向に沿って、多数の
ガス噴出口が、前記支持体に載置されるべき前記基板の
中心とは異なる方向に向けて、開口されていることを特
徴とする反応装置。
A reaction apparatus comprising: a reaction chamber; a support provided in the reaction chamber for arranging a plurality of substrates at predetermined intervals; and a tubular injector for supplying a reaction gas into the reaction chamber. In the injector, a number of gas ejection ports are opened along a longitudinal direction thereof in a direction different from a center of the substrate to be mounted on the support, Reactor.
【請求項2】 前記ガス噴出口の間隔が、前記支持体上
に載置されるべき前記基板の間隔より小さいことを特徴
とする請求項1に記載の縦型拡散炉。
2. The vertical diffusion furnace according to claim 1, wherein an interval between the gas ejection ports is smaller than an interval between the substrates to be mounted on the support.
【請求項3】 前記ガス噴出口の口径は、ガス流入口を
離れるに従い、順次10個ないし40個ごとに大きくな
ることを特徴とする請求項1あるいは2に記載の反応装
置。
3. The reactor according to claim 1, wherein the diameter of the gas outlet increases in order from 10 to 40 as the gas outlet moves away from the gas inlet.
【請求項4】 前記反応装置は、拡散炉であることを特
徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の反応装置。
4. The reactor according to claim 1, wherein the reactor is a diffusion furnace.
【請求項5】 反応室内に設けられた基板を所定間隔で
載置するための支持体に、基板を載置し、前記反応室内
に管状のインジェクタより、反応ガスを供給して、前記
基板表面に処理を行う工程を有する半導体部材の製造方
法において、 前記インジェクタとして、その長手方向に沿って、多数
のガス噴出口が、前記支持体に載置されるべき前記基板
の中心とは異なる方向に向けて、開口されているものを
使用して、前記反応ガスを供給することを特徴とする半
導体部材の製造方法。
5. A substrate placed on a substrate provided in a reaction chamber for placing the substrate at a predetermined interval, and a reaction gas is supplied from a tubular injector into the reaction chamber to form a substrate surface. In the method of manufacturing a semiconductor member having a step of performing a process, as the injector, along the longitudinal direction, a large number of gas ejection ports, in a direction different from the center of the substrate to be mounted on the support A method for manufacturing a semiconductor member, characterized in that the reaction gas is supplied by using an opening directed toward the semiconductor member.
【請求項6】 前記ガス噴出口の口径を、ガス流入口か
ら離れるに従い、順次10個ないし40個毎に大きくさ
せて前記反応ガスを供給することを特徴とする請求項5
に記載の半導体部材の製造方法。
6. The reaction gas is supplied by increasing the diameter of the gas outlet from 10 to 40 as the distance from the gas inlet increases.
3. The method for manufacturing a semiconductor member according to item 1.
【請求項7】 前記処理として、拡散処理を行うことを
特徴とする請求項5あるいは6に記載の半導体部材の製
造方法。
7. The method according to claim 5, wherein a diffusion process is performed as the process.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4881873B2 (en) * 2004-11-29 2012-02-22 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Gas distribution system for improved transient vapor deposition.
KR20190117374A (en) 2018-04-06 2019-10-16 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing apparatus and substrate processing method
WO2021248303A1 (en) * 2020-06-09 2021-12-16 江苏菲沃泰纳米科技股份有限公司 Coating equipment and application

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