JPH116068A - 減圧気相成長装置 - Google Patents
減圧気相成長装置Info
- Publication number
- JPH116068A JPH116068A JP16009197A JP16009197A JPH116068A JP H116068 A JPH116068 A JP H116068A JP 16009197 A JP16009197 A JP 16009197A JP 16009197 A JP16009197 A JP 16009197A JP H116068 A JPH116068 A JP H116068A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- gas
- pressure vapor
- inner tube
- boat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】減圧気相成長装置において、反応炉内の各位置
におけるウエハの膜厚や膜質のばらつきを低減し、品質
の向上を図る。 【解決手段】二重の反応炉内管を有し、この二重の反応
炉内管の外側内管の内径を絞り、ガス導入部から排気部
までの内管内径を一定に保つことにより、反応圧力を一
定に保つ。その内管の間に原料ガスを補充して導入する
ことにより、原料ガス導入側の濃度を上げずに、排気側
の反応ガス濃度の低下を抑えることができる。これによ
り、反応炉内の各位置における成膜速度を一定に保つこ
とが可能となり、膜厚や膜質の均一性が向上する。
におけるウエハの膜厚や膜質のばらつきを低減し、品質
の向上を図る。 【解決手段】二重の反応炉内管を有し、この二重の反応
炉内管の外側内管の内径を絞り、ガス導入部から排気部
までの内管内径を一定に保つことにより、反応圧力を一
定に保つ。その内管の間に原料ガスを補充して導入する
ことにより、原料ガス導入側の濃度を上げずに、排気側
の反応ガス濃度の低下を抑えることができる。これによ
り、反応炉内の各位置における成膜速度を一定に保つこ
とが可能となり、膜厚や膜質の均一性が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造措置に
関わり、特に、半導体基板（ウエハ）に原料ガスに応じ
た膜を気相成長させる減圧気相成長装置に関する。
関わり、特に、半導体基板（ウエハ）に原料ガスに応じ
た膜を気相成長させる減圧気相成長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体の製造においては、電
極形成やマスクを用いた膜形成等、多くの成膜工程があ
り、減圧気相成長装置が用いられている。図２は、従来
の縦型減圧気相成長装置の断面図である。
極形成やマスクを用いた膜形成等、多くの成膜工程があ
り、減圧気相成長装置が用いられている。図２は、従来
の縦型減圧気相成長装置の断面図である。
【０００３】図２の縦型減圧気相成長装置は、例えば、
特開平５−１３６０５９号公報に示されるように、炉芯
管１と、炉芯管１内を所望の温度に保つためのヒータ２
と、ウエハ３を搭載するボート４と、炉芯管１内を減圧
状態にし、反応ガスの排気を行うポンプ５と、炉芯管１
の密閉を行うハッチ６と、炉芯管１の内部に原料ガスを
導入するガス導入管７と、導入した原料ガスを二分して
一部を排気側に近い反応部へ流すようにした二重管構造
の外側内管９及び内側内管１０を有している。外側内管
９は、内側内管１０よりも長く形成されている。
特開平５−１３６０５９号公報に示されるように、炉芯
管１と、炉芯管１内を所望の温度に保つためのヒータ２
と、ウエハ３を搭載するボート４と、炉芯管１内を減圧
状態にし、反応ガスの排気を行うポンプ５と、炉芯管１
の密閉を行うハッチ６と、炉芯管１の内部に原料ガスを
導入するガス導入管７と、導入した原料ガスを二分して
一部を排気側に近い反応部へ流すようにした二重管構造
の外側内管９及び内側内管１０を有している。外側内管
９は、内側内管１０よりも長く形成されている。
【０００４】従来の、縦型減圧気相成長装置におけるウ
エハ上への所望の成膜は、以下のように行う。まず、ヒ
ータ２により所望の温度に保たれた炉芯管１内に、ウエ
ハ３を搭載したボート４を挿入し、ハッチ６により炉芯
管１を密閉し、ポンプ５により炉芯管１内を所望の圧力
に減圧し、その後、原料ガスを導入管７より供給し、ガ
ス濃度が低下する排気側に位置するウエハ３上には、外
側内管９と内側内管１０との間隙を通った比較的高濃度
の原料ガスを導入して成膜を行う。未反応の原料ガス
は、ポンプ５により排気され、炉芯管１外へ排出される
ようになっている。
エハ上への所望の成膜は、以下のように行う。まず、ヒ
ータ２により所望の温度に保たれた炉芯管１内に、ウエ
ハ３を搭載したボート４を挿入し、ハッチ６により炉芯
管１を密閉し、ポンプ５により炉芯管１内を所望の圧力
に減圧し、その後、原料ガスを導入管７より供給し、ガ
ス濃度が低下する排気側に位置するウエハ３上には、外
側内管９と内側内管１０との間隙を通った比較的高濃度
の原料ガスを導入して成膜を行う。未反応の原料ガス
は、ポンプ５により排気され、炉芯管１外へ排出される
ようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の縦型減圧気相成
長装置では、原料ガスを炉芯管１の下端のみから導入す
るため、炉芯管１内のガスの流れは、ガス導入部から排
気側に向けて常に一方向となっている。導入された原料
ガスは、ウエハ３及び内側内管１０の内壁に成膜し、排
気側へガスが移動するに従い、そのガス濃度が低下す
る。そのために、ガス導入部に比べガス排気側に近い部
分でのウエハ上の成膜速度が低下し、同一バッチ内で、
膜厚差や不純物の濃度差が生じるという問題点があっ
た。
長装置では、原料ガスを炉芯管１の下端のみから導入す
るため、炉芯管１内のガスの流れは、ガス導入部から排
気側に向けて常に一方向となっている。導入された原料
ガスは、ウエハ３及び内側内管１０の内壁に成膜し、排
気側へガスが移動するに従い、そのガス濃度が低下す
る。そのために、ガス導入部に比べガス排気側に近い部
分でのウエハ上の成膜速度が低下し、同一バッチ内で、
膜厚差や不純物の濃度差が生じるという問題点があっ
た。
【０００６】そのような弊害を回避するために、ヒータ
２を複数のゾーンに分割し、ガス濃度が低い排気側の温
度を上げることによって反応を促進させ、あるいは、ガ
ス濃度が高いガス導入側の温度を下げることによって反
応を押さえ、同一バッチ内の膜厚均一性、及び不純物濃
度均一性を一定に保つ方法がある。
２を複数のゾーンに分割し、ガス濃度が低い排気側の温
度を上げることによって反応を促進させ、あるいは、ガ
ス濃度が高いガス導入側の温度を下げることによって反
応を押さえ、同一バッチ内の膜厚均一性、及び不純物濃
度均一性を一定に保つ方法がある。
【０００７】また、図２に示したように、ガス導入部近
傍に置かれたウエハ３にのみ成膜しないように、二重管
で区切られた外側内管９と内側内管１０との間に原料ガ
スを流すことにより、排気側の原料ガス濃度を高めて反
応を促進させ、同一バッチ内の膜厚均一性を向上させる
方法がある。
傍に置かれたウエハ３にのみ成膜しないように、二重管
で区切られた外側内管９と内側内管１０との間に原料ガ
スを流すことにより、排気側の原料ガス濃度を高めて反
応を促進させ、同一バッチ内の膜厚均一性を向上させる
方法がある。
【０００８】しかし、この図２の装置では、内側内管１
０がとぎれる部分から、内管は二重管ではなくなり外側
内管９のみとなるため、内管径が急激に拡大し、炉芯管
１の内圧が下がるという傾向がある。このため、内側内
管１０がとぎれる部分での原料ガスの分圧が下がり、膜
厚あるいは不純物濃度が低下するという問題があった。
０がとぎれる部分から、内管は二重管ではなくなり外側
内管９のみとなるため、内管径が急激に拡大し、炉芯管
１の内圧が下がるという傾向がある。このため、内側内
管１０がとぎれる部分での原料ガスの分圧が下がり、膜
厚あるいは不純物濃度が低下するという問題があった。
【０００９】本発明は、同一バッチ内のウエハ上に成膜
される膜厚や不純物濃度、または膜質構造を均一にし、
製品での製造ばらつきを低減することを目的とする。
される膜厚や不純物濃度、または膜質構造を均一にし、
製品での製造ばらつきを低減することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、ウエハを搭載
したボートを炉芯管内に装填し、ボートと炉芯管との間
にボートを囲む二重管構造の内管を設置し、炉芯管内を
減圧するとともに、反応ガスを二重管内に導入してウエ
ハに膜成長を行う減圧気相成長装置において、前記二重
管の外側内管を延長し、延長部をテーパ状に絞り込んで
その先を細くし、内管は一端側が二重管構造であり、他
端側が単管構造であることを特徴とする減圧気相成長装
置である。
したボートを炉芯管内に装填し、ボートと炉芯管との間
にボートを囲む二重管構造の内管を設置し、炉芯管内を
減圧するとともに、反応ガスを二重管内に導入してウエ
ハに膜成長を行う減圧気相成長装置において、前記二重
管の外側内管を延長し、延長部をテーパ状に絞り込んで
その先を細くし、内管は一端側が二重管構造であり、他
端側が単管構造であることを特徴とする減圧気相成長装
置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態を示す縦
型減圧気相成長装置の断面図であり、成長する膜をｉｎ
−ｓｉｔｕＰドープＳｉを例にとって説明する。
を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態を示す縦
型減圧気相成長装置の断面図であり、成長する膜をｉｎ
−ｓｉｔｕＰドープＳｉを例にとって説明する。
【００１２】反応管となる炉芯管１と、炉芯管１内を所
望の温度（例えば５００〜５５０℃）に保つためのヒー
タ２と、ウエハ３を搭載するボート４と、炉芯管１内を
減圧状態、例えば０．５〜５Ｔｏｒｒまでにガスの排気
を行うポンプ５と、炉芯管１の密閉を行うハッチ６と、
炉芯管１の内部に原料ガス、例えばＳｉＨ４とＰＨ３を
導入するガス導入管７と、排気側で反応により低下した
原料ガス、例えばＰＨ３を補うための補充ガス導入管８
と、これら原料ガスを、反応を押さえながら排気側反応
部へ導入する外側内管９ａ及び内側内管１０からなる二
重管構造を有している。
望の温度（例えば５００〜５５０℃）に保つためのヒー
タ２と、ウエハ３を搭載するボート４と、炉芯管１内を
減圧状態、例えば０．５〜５Ｔｏｒｒまでにガスの排気
を行うポンプ５と、炉芯管１の密閉を行うハッチ６と、
炉芯管１の内部に原料ガス、例えばＳｉＨ４とＰＨ３を
導入するガス導入管７と、排気側で反応により低下した
原料ガス、例えばＰＨ３を補うための補充ガス導入管８
と、これら原料ガスを、反応を押さえながら排気側反応
部へ導入する外側内管９ａ及び内側内管１０からなる二
重管構造を有している。
【００１３】この外側内管９ａは、上部を内側内管１０
よりも延長し、延長部は内側内管１０と同一の内径とな
るように、上部の管径をテーパ状に絞って細くし、単管
構造としてある。細くした部分の内径は、内側内管１０
の内径と等しくする。また、外側内管９ａと内側内管１
０との隙間は、外側内管９ａと内側内管１０との間に逆
拡散が起きない程度であればよく、例えば、３００ｍｍ
の内側内管内径に対し、５０ｍｍ程度でよい。また、内
側内管１０の長さは、ボート４の中程までとし、外側内
管９ａの長さは、ボート４の頂部よりやや長くする。
よりも延長し、延長部は内側内管１０と同一の内径とな
るように、上部の管径をテーパ状に絞って細くし、単管
構造としてある。細くした部分の内径は、内側内管１０
の内径と等しくする。また、外側内管９ａと内側内管１
０との隙間は、外側内管９ａと内側内管１０との間に逆
拡散が起きない程度であればよく、例えば、３００ｍｍ
の内側内管内径に対し、５０ｍｍ程度でよい。また、内
側内管１０の長さは、ボート４の中程までとし、外側内
管９ａの長さは、ボート４の頂部よりやや長くする。
【００１４】次に、本発明の動作について、図１を用い
て説明する。本発明の縦型減圧気相成長装置では、原料
ガス、例えばＳｉＨ４とＰＨ３を炉芯管１の下端から導
入し、排気側へと流す構造であり、炉芯管１内のガスの
流れは、ガス導入側から排気側へ向けて常に一方向とな
っている。導入された原料ガスであるＳｉＨ４およびＰ
Ｈ３は、ウエハ３及び内側内管１０の内壁に成膜し、排
気側へガスが移動するに従いガス濃度が低下する。ｉｎ
−ｓｉｔｕＰドープＳｉの場合、Ｐ濃度の炉内均一性が
１０〜２０％まで低下する。
て説明する。本発明の縦型減圧気相成長装置では、原料
ガス、例えばＳｉＨ４とＰＨ３を炉芯管１の下端から導
入し、排気側へと流す構造であり、炉芯管１内のガスの
流れは、ガス導入側から排気側へ向けて常に一方向とな
っている。導入された原料ガスであるＳｉＨ４およびＰ
Ｈ３は、ウエハ３及び内側内管１０の内壁に成膜し、排
気側へガスが移動するに従いガス濃度が低下する。ｉｎ
−ｓｉｔｕＰドープＳｉの場合、Ｐ濃度の炉内均一性が
１０〜２０％まで低下する。
【００１５】そこで、本発明は、原料ガスの導入部近傍
にあるウエハ３の成膜を押さえるために、内管を二重管
にし、区切られた外側内管９ａと内側内管１０との間に
原料ガス、例えばＰＨ３を流すことにより、原料ガス濃
度の低下を補う。そのために、本発明では、内側内管１
０がとぎれる部分から、外側内管９ａの管径をテーパ状
に絞ることにより、この絞り部から原料ガスを合流さ
せ、炉芯管１内の排気コンダクタンスを一定に保ち、反
応炉内の反応ガスの流量及び圧力を一定に保つことが可
能となる。
にあるウエハ３の成膜を押さえるために、内管を二重管
にし、区切られた外側内管９ａと内側内管１０との間に
原料ガス、例えばＰＨ３を流すことにより、原料ガス濃
度の低下を補う。そのために、本発明では、内側内管１
０がとぎれる部分から、外側内管９ａの管径をテーパ状
に絞ることにより、この絞り部から原料ガスを合流さ
せ、炉芯管１内の排気コンダクタンスを一定に保ち、反
応炉内の反応ガスの流量及び圧力を一定に保つことが可
能となる。
【００１６】この結果、本発明の実施の形態において
は、炉芯管内各位置におけるウエハの膜厚及び不純物濃
度を含めた膜質の均一性が５％まで向上した。以上、本
発明を縦型減圧気相成長装置について述べてきたが、横
型減圧気相成長装置にも適用できることはもちろんであ
る。
は、炉芯管内各位置におけるウエハの膜厚及び不純物濃
度を含めた膜質の均一性が５％まで向上した。以上、本
発明を縦型減圧気相成長装置について述べてきたが、横
型減圧気相成長装置にも適用できることはもちろんであ
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明の第１の効果は、原料ガス導入側
と排気側との、ウエハの成長膜厚及び不純物濃度などの
膜質を均一にし、製造ばらつきを低減することができる
ことである。その理由は、原料ガス導入側と排気側と
の、反応ガス濃度と反応圧力のばらつきを低減し、反応
速度を均一にすることを可能にしたからである。
と排気側との、ウエハの成長膜厚及び不純物濃度などの
膜質を均一にし、製造ばらつきを低減することができる
ことである。その理由は、原料ガス導入側と排気側と
の、反応ガス濃度と反応圧力のばらつきを低減し、反応
速度を均一にすることを可能にしたからである。
【００１８】第２の効果は、製品の信頼性のばらつきを
低減することができることである。その理由は、第１の
効果で説明したように、膜厚、膜質を均一にすることを
可能にしたからである。
低減することができることである。その理由は、第１の
効果で説明したように、膜厚、膜質を均一にすることを
可能にしたからである。
【図１】本発明の実施の形態を示す縦型減圧気相成長装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図２】従来の縦型減圧気相成長装置の断面図である。
１ 炉芯管 ２ ヒータ ３ ウエハ ４ ボート ５ ポンプ ６ ハッチ ７ ガス導入管 ８ 補充ガス導入管 ９、９ａ 外側内管 １０ 内側内管
Claims (5)
- 【請求項１】 ウエハを搭載したボートを炉芯管内に装
填し、ボートと炉芯管との間にボートを囲む二重管構造
の内管を設置し、炉芯管内を減圧するとともに、反応ガ
スを二重管内に導入してウエハに膜成長を行う減圧気相
成長装置において、前記二重管の外側内管を延長し、延
長部をテーパ状に絞り込んでその先を細くし、内管は一
端側が二重管構造であり、他端側が単管構造であること
を特徴とする減圧気相成長装置。 - 【請求項２】 前記二重管の外側内管を細くした部分の
内径を、内側内管の内径と等しくし、前記ウエハと内管
内径との間隔を一定としたことを特徴とする請求項１記
載の減圧気相成長装置。 - 【請求項３】 前記二重管の内側内管内には主たる反応
ガスを導入し、内側内管と外側内管との間隙には、反応
で消費されたガスを補うための補充反応ガスを導入する
ことを特徴とする請求項１記載の減圧気相成長装置。 - 【請求項４】 前記主たる反応ガスと補充反応ガスと
を、前記テーパ部で合流させることを特徴とする請求項
１記載の減圧気相成長装置。 - 【請求項５】 前記テーパ部は前記ボート長のほぼ中央
部に対向する位置に形成したことを特徴とする請求項１
記載の減圧気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09160091A JP3076268B2 (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | 減圧気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09160091A JP3076268B2 (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | 減圧気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH116068A true JPH116068A (ja) | 1999-01-12 |
| JP3076268B2 JP3076268B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=15707672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09160091A Expired - Lifetime JP3076268B2 (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | 減圧気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3076268B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6881295B2 (en) * | 2000-03-28 | 2005-04-19 | Nec Electronics Corporation | Air-tight vessel equipped with gas feeder uniformly supplying gaseous component around plural wafers |
| US10593572B2 (en) | 2018-03-15 | 2020-03-17 | Kokusai Electric Corporation | Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
| US10714362B2 (en) | 2018-03-15 | 2020-07-14 | Kokusai Electric Corporation | Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
-
1997
- 1997-06-17 JP JP09160091A patent/JP3076268B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6881295B2 (en) * | 2000-03-28 | 2005-04-19 | Nec Electronics Corporation | Air-tight vessel equipped with gas feeder uniformly supplying gaseous component around plural wafers |
| US10593572B2 (en) | 2018-03-15 | 2020-03-17 | Kokusai Electric Corporation | Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
| US10714362B2 (en) | 2018-03-15 | 2020-07-14 | Kokusai Electric Corporation | Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3076268B2 (ja) | 2000-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2839720B2 (ja) | 熱処理装置 | |
| US7906411B2 (en) | Deposition technique for producing high quality compound semiconductor materials | |
| KR100870807B1 (ko) | 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 | |
| JP2005136408A (ja) | 化学気相蒸着反応器 | |
| JP3076268B2 (ja) | 減圧気相成長装置 | |
| JPH0758030A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JPH0316208A (ja) | シリコンエピタキシャル成長装置 | |
| US3816166A (en) | Vapor depositing method | |
| JPH0487323A (ja) | Ｃｖｄ装置 | |
| US20040007185A1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device and a semiconductor manufacture system | |
| JP3434972B2 (ja) | 半導体素子の製造方法及びその装置 | |
| JP3057744B2 (ja) | 減圧ｃｖｄ装置 | |
| JPS6228569B2 (ja) | ||
| JPH1050615A (ja) | 枚葉式気相成長装置 | |
| JP2000349030A (ja) | 気相反応装置 | |
| JP3070130B2 (ja) | 縦型減圧気相成長装置 | |
| JPH11186171A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JPH0410617A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JPH05136059A (ja) | 減圧気相成長装置 | |
| KR200224426Y1 (ko) | 반도체제조를 위한 저압화학기상 증착 공정용 퍼니스의인너튜브 구조 | |
| JPH04304624A (ja) | ウエハプロセス用縦形加熱炉 | |
| JPH1079386A (ja) | 二酸化珪素膜の形成方法 | |
| JPS61224315A (ja) | 半導体のエピタキシヤル成長方法 | |
| JPH09213644A (ja) | 化学気相蒸着装置 | |
| JPH06163418A (ja) | 減圧ｃｖｄ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000530 |