JPH11233497A - 低圧化学気相成長装置 - Google Patents

低圧化学気相成長装置

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JPH11233497A
JPH11233497A JP3080598A JP3080598A JPH11233497A JP H11233497 A JPH11233497 A JP H11233497A JP 3080598 A JP3080598 A JP 3080598A JP 3080598 A JP3080598 A JP 3080598A JP H11233497 A JPH11233497 A JP H11233497A
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JP
Japan
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raw material
supply pipe
material supply
chemical vapor
pressure chemical
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Withdrawn
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JP3080598A
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English (en)
Inventor
Michio Nemoto
道夫 根本
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる原料ガスの供給時に迅速に密度を均一
にでき、膜厚分布のバラツキが少ないガス供給構造を有
する低圧化学気相成長装置を提供すること。 【解決手段】 この低圧化学気相成長装置において、第
1の原料供給パイプ1は解放端部が石英反応管4内の奥
方略中央部に位置されるように中途部分を奥方で2箇所
折り曲げて成り、第2の原料供給パイプ2は解放端部が
石英反応管4内の略中央部に位置されるように背高にな
っている。又、第2の原料供給パイプ2の解放端部には
第2の原料ガスを分岐して流し込むための3本のパイプ
を結合可能な分岐型パイプ結合具8が結合され、この分
岐型パイプ結合具8にはそれぞれの解放端部が石英反応
管4内の略壁面近傍に延在する3本の分岐パイプ9a,
9b,9cが結合されて成っている。ここでは第1の原
料ガス及び第2の原料ガスを石英反応管4内に迅速に密
度を均一に供給できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として半導体製
造分野で使用されると共に、複数の原料ガスが供給され
るLP−CVD装置等の低圧化学気相成長装置に関し、
詳しくはガス供給構造が改良された低圧化学気相成長装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の低圧化学気相成長装置と
しては、例えば図3に示されるような構成のものが挙げ
られる。この低圧化学気相成長装置は、SiO2 膜の成
膜を行う場合のもので、一端部にガラス窓71が装着さ
れたステンレスフランジ31を密着した石英反応管41
内にステンレスフランジ31の別々な箇所のパイプ結合
部11a,21aを介して延在して第1の原料ガスを流
し込むための第1の原料供給パイプ11と第2の原料ガ
スを流し込むための第2の原料供給パイプ21とが配備
されると共に、石英反応管41内にはシリコンウエハ6
1が石英治具51により支持されて配備されて成ってい
る。
【0003】この低圧化学気相成長装置では、石英反応
管41の温度が所定温度に保持され、原料ガスが第1の
原料ガス供給パイプ11及び第2の原料ガス供給パイプ
21により供給されることでシリコンウエハ61上のS
iO2 膜が所定の膜厚で成膜されるようになっている。
【0004】例えばSiO2 膜を成膜する条件として
は、石英反応管41の保持温度を350℃±5℃とし、
原料ガスとしてモノシラン(SiH4 /He)ガスの2
0%希釈したものを流量600CC/分で第1の原料ガ
ス供給パイプ11へ供給すると共に、酸素(O2 )ガス
を流量120CC/分で第2の原料ガス供給パイプ21
へ供給し、且つキャリヤ用のヘリウム(He)ガスを流
量2000CC/分で第1の原料ガス供給パイプ11へ
供給するものとし、更に、圧力を160パスカルとした
条件下でSiO2 が約70〜100オングストローム/
分の成長速度でシリコンウエハ61上に成膜される場合
を例示できる。
【0005】図4は、この低圧化学気相成長装置内の原
料ガスの流れの状態を例示したもので、同図(a)は第
1の原料ガス供給パイプ11へ供給されるモノシラン
(SiH4 /He)ガス+キャリヤヘリウム(He)ガ
スに関するもの,同図(b)は第2の原料ガス供給パイ
プ21へ供給される酸素(O2 )ガスに関するものであ
る。尚、図中には配置比較として石英治具51の存在領
域Eを示している。
【0006】図4(a)からは、第1の原料ガスがモノ
シラン(SiH4 /He)ガス+キャリヤヘリウム(H
e)ガスである場合、第1の原料ガス供給パイプ11の
解放端部が石英治具51の存在領域Eに接近して石英反
応管41の内壁寄りに位置されており、ガスの流れが石
英反応管41内の奥方でやや偏る様子が判る。
【0007】又、図4(b)からは、第2の原料ガスが
酸素(O2 )ガスである場合、第2の原料ガス供給パイ
プ21の解放端部が石英治具51の存在領域Eから離間
して石英反応管41の内壁寄りに位置されており、ガス
の流れが石英反応管41内の手前側でやや偏る様子が判
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した低圧化学気相
成長装置の場合、第1の原料ガス供給パイプや第2の原
料ガス供給パイプの解放端部が石英反応管の内壁寄りに
位置されてガスの流れが石英反応管内でやや偏る構造で
あるため、供給したガスが石英反応管内で均等な密度で
なるまでに多大な距離時間を必要としてしまい、こうし
た相乗効果によって特にシリコンウエハ列のうちのガス
の流れ側に向いた手前側のシリコンウエハに対しては第
1の原料ガス及び第2の原料ガスの密度が不均一になっ
て成膜時の膜厚分布が極端に劣化されてしまい易いとい
う大きな問題がある。
【0009】即ち、こうした膜厚分布の許容規格範囲は
通常10%以下のバラツキを目標値としているが、ガス
の流れ側に向いた手前側のシリコンウエハの場合には膜
厚分布が20〜30%程度もバラツキが出てしまう。
【0010】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、異なる原料ガスの
供給に際して迅速に密度を均一にでき、膜厚分布のバラ
ツキが少ないガス供給構造を有する低圧化学気相成長装
置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一端部
にステンレスフランジを密着した石英反応管内に該ステ
ンレスフランジを介して延在して配備されると共に、第
1の原料ガスを流し込むための第1の原料供給パイプと
第2の原料ガスを流し込むための第2の原料供給パイプ
とを有する低圧化学気相成長装置において、第1の原料
供給パイプは、解放端部が石英反応管内の奥方略中央部
に位置されるように中途部分を奥方で複数箇所折り曲げ
て成り、第2の原料供給パイプは、解放端部が石英反応
管内の略中央部に位置されるように背高になっており、
更に、第2の原料供給パイプの解放端部には第2の原料
ガスを分岐して流し込むための所定数のパイプを結合可
能な分岐型パイプ結合具が結合され、分岐型パイプ結合
具にはそれぞれの解放端部が石英反応管内の略壁面近傍
に延在する所定数の分岐パイプが結合されて成る低圧化
学気相成長装置が得られる。
【0012】又、本発明によれば、上記低圧化学気相成
長装置において、第1の原料供給パイプ,第2の原料供
給パイプ,分岐型パイプ結合具,及び所定数の分岐パイ
プは、それぞれ耐熱及び耐腐食性を有するステンレス系
金属材から成る低圧化学気相成長装置や、或いは第1の
原料供給パイプ,第2の原料供給パイプ,分岐型パイプ
結合具,及び所定数の分岐パイプは、それぞれ石英材か
ら成る低圧化学気相成長装置が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の低
圧化学気相成長装置について、図面を参照して詳細に説
明する。
【0014】図1は、本発明の一実施例に係る低圧化学
気相成長装置の基本構成を一部破断して示した斜視図で
ある。この低圧化学気相成長装置の場合も、基本構成上
は図3に示した従来装置と同様であり、一端部にガラス
窓7が装着されたステンレスフランジ3を密着した石英
反応管4内にステンレスフランジ3の別々な箇所のパイ
プ結合部1a,2aを介して延在して第1の原料ガスを
流し込むための第1の原料供給パイプ1と第2の原料ガ
スを流し込むための第2の原料供給パイプ2とが配備さ
れると共に、石英反応管4内にはシリコンウエハ6が石
英治具5により支持されて配備されて成っている。
【0015】但し、ここでの第1の原料供給パイプ1
は、解放端部が石英反応管4内の奥方略中央部に位置さ
れるように中途部分を奥方で2箇所折り曲げて成ってい
る。又、第2の原料供給パイプ2は、解放端部が石英反
応管4内の略中央部に位置されるように背高になってい
る。更に、第2の原料供給パイプ2の解放端部には第2
の原料ガスを分岐して流し込むための所定数(ここでは
3本)のパイプを結合可能な分岐型パイプ結合具8が結
合され、この分岐型パイプ結合具8にはそれぞれの解放
端部が石英反応管4内の略壁面近傍に延在する3本の分
岐パイプ9a,9b,9cが結合されて成っている。
【0016】このうち、第1の原料供給パイプ1,第2
の原料供給パイプ2,分岐型パイプ結合具8,及び各分
岐パイプ9a,9b,9cの材質に関しては、それぞれ
耐熱及び耐腐食性を有するステンレス系金属材とする
か、或いは石英材とすることが望ましい。尚、第1の原
料供給パイプ1及び第2の原料供給パイプ2のそれぞれ
のステンレスフランジ3との結合は、第1の原料供給パ
イプ1及び第2の原料供給パイプ2をステンレスフラン
ジ3のパッキングを介して嵌め込む構造となっている。
【0017】図2は、この低圧化学気相成長装置内の原
料ガスの流れの状態を例示したもので、同図(a)は第
1の原料ガス供給パイプ1へ供給されるモノシラン(S
iH4 /He)ガス+キャリヤヘリウム(He)ガスに
関するもの,同図(b)は第2の原料ガス供給パイプ2
から分岐型パイプ結合具8を介して各分岐パイプ9a,
9b,9cへ供給される酸素(O2 )ガスに関するもの
である。尚、ここでも図中には配置比較として石英治具
5の存在領域Eを示している。
【0018】図2(a)からは、第1の原料ガスがモノ
シラン(SiH4 /He)ガス+キャリヤヘリウム(H
e)ガスである場合、第1の原料ガス供給パイプ1の解
放端部が石英治具5の存在領域Eに接近して石英反応管
4中央部に位置されており、ガスの流れが石英反応管4
内で偏り無く分布している様子が判る。
【0019】又、図2(b)からは、第2の原料ガスが
酸素(O2 )ガスである場合、第2の原料ガス供給パイ
プ2から分岐型パイプ結合具8を介して結合された各分
岐パイプ9a,9b,9cの解放端部が石英治具5の存
在領域Eから離間して石英反応管4の内壁寄り分散して
位置されており、ガスの流れが石英反応管4内で偏り無
く分布している様子が判る。
【0020】このような第1の原料供給パイプ1や分岐
型パイプ結合具8及び各分岐パイプ9a,9b,9cの
結合を含む第2の原料供給パイプ2の解放端部からのガ
スの流れを示すガス供給構造により、石英反応管4内で
は第1の原料ガス及び第2の原料ガスが短距離時間で迅
速に均一な密度となって濃度が定常化するため、シリコ
ンウエハ6列のうちのガスの流れ側に向いた手前側のも
のであるか否かに拘らず、石英治具5上の全シリコンウ
エハ6を成膜時に膜厚分布のバラツキを安定して10%
以下にして成膜することが可能となる。
【0021】
【発明の効果】以上に述べた通り、本発明の低圧化学気
相成長装置によれば、従来装置の異なる原料ガスの供給
するための原料供給パイプの構造を改良して各原料ガス
を石英反応管内で迅速に均一な密度として供給できるよ
うにしているので、結果として石英治具上の全シリコン
ウエハを成膜時に膜厚分布のバラツキを安定して抑制
(膜厚分布を著しく改善)した上で成膜できるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る低圧化学気相成長装置
の基本構成を一部破断して示した斜視図である。
【図2】図1に示す低圧化学気相成長装置内の原料ガス
の流れの状態を例示したもので、(a)は特定の原料ガ
スに関するもの,(b)は他の原料ガスに関するもので
ある。
【図3】従来の低圧化学気相成長装置の基本構成を一部
破断して示した斜視図である。
【図4】図3に示す低圧化学気相成長装置内の原料ガス
の流れの状態を例示したもので、(a)は特定の原料ガ
スに関するもの,(b)は他の原料ガスに関するもので
ある。
【符号の説明】
1,11 第1の原料ガス供給パイプ 1a,2a,11a,21a パイプ結合部 2,21 第2の原料ガス供給パイプ 3,31 ステンレスフランジ 4,41 石英反応管 5,51 石英治具 6,61 シリコンウエハ 7,71 ガラス窓 8 分岐型パイプ結合具 9a,9b,9c 分岐パイプ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端部にステンレスフランジを密着した
    石英反応管内に該ステンレスフランジを介して延在して
    配備されると共に、第1の原料ガスを流し込むための第
    1の原料供給パイプと第2の原料ガスを流し込むための
    第2の原料供給パイプとを有する低圧化学気相成長装置
    において、前記第1の原料供給パイプは、解放端部が前
    記石英反応管内の奥方略中央部に位置されるように中途
    部分を奥方で複数箇所折り曲げて成り、前記第2の原料
    供給パイプは、解放端部が前記石英反応管内の略中央部
    に位置されるように背高になっており、更に、前記第2
    の原料供給パイプの解放端部には前記第2の原料ガスを
    分岐して流し込むための所定数のパイプを結合可能な分
    岐型パイプ結合具が結合され、前記分岐型パイプ結合具
    にはそれぞれの解放端部が前記石英反応管内の略壁面近
    傍に延在する所定数の分岐パイプが結合されて成ること
    を特徴とする低圧化学気相成長装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の低圧化学気相成長装置に
    おいて、前記第1の原料供給パイプ,前記第2の原料供
    給パイプ,前記分岐型パイプ結合具,及び前記所定数の
    分岐パイプは、それぞれ耐熱及び耐腐食性を有するステ
    ンレス系金属材から成ることを特徴とする低圧化学気相
    成長装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の低圧化学気相成長装置に
    おいて、前記第1の原料供給パイプ,前記第2の原料供
    給パイプ,前記分岐型パイプ結合具,及び前記所定数の
    分岐パイプは、それぞれ石英材から成ることを特徴とす
    る低圧化学気相成長装置。
JP3080598A 1998-02-13 1998-02-13 低圧化学気相成長装置 Withdrawn JPH11233497A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110592726A (zh) * 2019-10-08 2019-12-20 常州大学 一种cvd法制备连续碳纳米管纤维的方法及其装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110592726A (zh) * 2019-10-08 2019-12-20 常州大学 一种cvd法制备连续碳纳米管纤维的方法及其装置
CN110592726B (zh) * 2019-10-08 2022-02-15 常州大学 一种cvd法制备连续碳纳米管纤维的方法及其装置

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Effective date: 20050510