JPS59117108A - 気相成長装置 - Google Patents

気相成長装置

Info

Publication number
JPS59117108A
JPS59117108A JP22588982A JP22588982A JPS59117108A JP S59117108 A JPS59117108 A JP S59117108A JP 22588982 A JP22588982 A JP 22588982A JP 22588982 A JP22588982 A JP 22588982A JP S59117108 A JPS59117108 A JP S59117108A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vapor phase
substrate wafer
phase growth
reaction vessel
reaction
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.)
Pending
Application number
JP22588982A
Other languages
English (en)
Inventor
Hironori Inoue
洋典 井上
Yutaka Kobayashi
裕 小林
Takaya Suzuki
誉也 鈴木
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP22588982A priority Critical patent/JPS59117108A/ja
Publication of JPS59117108A publication Critical patent/JPS59117108A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02524Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532Silicon, silicon germanium, germanium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54Apparatus specially adapted for continuous coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/0262Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は常圧で気相反応を行なわせ羞板つエノ・上に気
相成長層を形成する気相成長装置の改良に関する。
〔従来技術〕
反応容器内に基体ウェハを収納し、鍋温に加熱しながら
原料ガスを導入することによって基体ウェハ上に気相成
長層を形成する気相成長方法は、特にLSI製造プロセ
ス等半導体工業の分野において広く適用されている。気
相成長方法で形成される成長層としては例え(・ゴ、シ
リコン酸化膜(Si02)、窒化シリコン膜(Si3N
4)、多結晶シリコン膜(SL)、燐ガラス(PSG)
、酸素ドーゾ多結晶ノリコン膜、単結晶シリコン(Si
)などがるる、このような気相成長層は、一般に、可燃
性、腐蝕性及び有毒性ガスを原料とすること、400C
〜1200 Cの高温度に加熱する必要があること、形
成する薄膜に均一性が要求されることなどの理由から通
常、基体ウェハ企一定数反応谷器内に収納して処理する
バッチ方式によって形成されている。しかしながら、バ
ッチ方式には1バツチの処理1jヒカに限度がめり、ま
lこスルーグツトにも難点かめることからコスト低減の
防げとなつ−Cいる。この様な問題を解消する方策の一
つとして、基体ウェハτ減圧状態に保つことによって均
一性を向上し、且つ処理枚数を増やす減圧気相成長方法
などの新たなバッチ方式が提案され、8102、多結晶
/リコ/、単結晶シリコンの形成に利用されつつある。
しかしながら、近年、LSI生産が増大し、更に、コス
ト低減と歩留シ向上全目的とする基体ウェハ直径の大口
径化(φ125〜150職)の傾向に6るが、前述の減
圧方式の気相成長によっても均一性向上の点で対応が困
難と゛な9つつある。
以上説明したバッチシステスの欠点全解消する方法とし
て、加熱台上に載置した基体ウエノ・k一方から連続的
に反応容器1内に供給しつつ気相成長を行なわしめ、他
方から連続的に取り出す、いわゆる連続搬送方式が兄ら
扛ている。この方法は生産が連続的に行なわれる点から
生産性に優れ、また、基体ウェハを一枚ずつ処理するこ
とから基体ウェハ全面の均一性を深つことはバッチ方式
に比べて容易である。しかしながら、一般に気相成長層
に、■不純物の混入、■結晶欠陥、■異物やフレークな
どによる異常成長等が存在すると製品歩留I)を悪くす
るなどの理由ρ・ら、連続方式において最も重要な基体
ウェハの搬送手段の適切な方法が開発されていない。即
ち、搬送台に金属材料を用いることは、反応が高温で且
つ比較的腐蝕性ガスを原料とするため不純物の混入や結
晶欠陥発生の要因となる。また、車輪等音用い反応容器
内に接触しながら搬送する方法は、反応析出物が容器内
壁へも付着することがらり゛ストを舞い上らせ結晶欠陥
の発生や突起等の異常成長の原因となる。
以上のような点から、連続搬送方式の気相成長装置の人
用比は遅れている。
特に、反応温度が100OC以上、原料ガスとして腐蝕
性ガス全使用し、高純度で且つ結晶欠陥のない気相成長
層の形成が要求ちれるノリコンのエピタキシービル成長
への連続搬送方式の採用は非常に回線りとなっている。
〔発明の目的〕
本発明の1的は、従来装置の問題点を解消し、大口径の
基板ウェハに対しても高品質の優れた気相成長層全均一
でかつ一操作当りのスループットの高い気相成長装置t
e提供することに・しろ。
〔発明の概要〕
か\る目的金臭する本発明気相成長装置の特徴とすると
ころは、複数個の基板ウェハ栄収納する基板ウェハ収納
容器を反応容器に、基板ウェハを移送するに十分な断面
績の通路と通路の途中に通路を遮断する2昭のシャッタ
を有する連結部材を介して連結すると共に、連結部材の
通路を介して反応容器と基板ウェハ収納容器との間全基
板ウェハを保持して移送する手段を付加した点にある。
この構成によって一操作自9のスルーグツトを高くする
ことができる。
更に本発明気相成長装置の他の特徴は、連結部材の通路
の2個のシャッタで仕切らnた部分の圧力を、反応容器
及び基板ウェハ収納容器の圧力より低くした点にある。
この構成によって、気相成長層への異物の侵入及び基板
ウェハの汚染全防止して高品質の気相成長装置得ること
ができる。。
〔発明の実施例〕
以F本発明をノリコン単結晶の気相成長装置を例として
図面によって詳細に説明すな。第1図は本発明を適用し
た気相成長装置の断面図である。
石英製反応容器1内に大口径(φ150mm1のシリコ
ン単結晶ウェハ2を水平に1枚載置し7と加熱台3を設
置し、高周波誘導加熱コイル4により高温(約1200
C)に保持しながらガス供給D5がら原料ガス(例えば
キャリヤガスとして水素、ンリコンソースとして四塩化
シリコンンを導入することによってウェハ2上に気相成
長層を形成する。
廃ガスは排気口6から系外に排出する。以上の構成は従
来の縦型気相成長装置とほぼ同一である。
不発り]の気a成長装置に」?いては、反応容器1rこ
ステンレス製町動ツヤツタ100,101VCよって三
分割され疋中空の連結部材(ステンレス製)7が水冷フ
ランジ14とOリング15によ逆接続され、更に連結部
材7の他端にはウェハカートリッジ9の収納ボックス(
ステンレス製)8が接続されているっ連結部材7にはガ
ス導入口10とガス排出口11が設けてあり常+4少量
の水素ガスが流入さ几ている。また、ウェハ収納ボック
ス8にもガス導入口12とガス排出口13が設けてあり
、常時水素ガスが流入されている。各室の圧力は、(ウ
ェハ収納ボックス)〉(連結部材7のシャッタ間の空間
)、(反応容器)〉(連結部材7の7ヤツタ間の空間)
の関係に調節されているっ気相成長中は反応容器1内に
は高温の反応ガスで満さfしているが、空気の流入は結
晶性を阻害し、また大量の流入は水素爆発の危険を招く
。連結部材7と反応容器1間は/ヤツタ100て分離さ
nでいるため前述の問題は解決できる。′また、/ヤソ
タ100による密閉が不完全な場合に2いても、連結部
材7側は圧力が低く保たれていること、反応のキャリヤ
ガスと同一の水素が流入されていることから前述の問題
は生じない。
四塩化シリコンの混入全土め気相成長が終」′すると、
ウェハ2は水素雰囲気のまま降温され約200Cまで冷
却される。次いでツヤツタ100゜101が開かれ先端
が例えば真生チャックになっているローノ゛16によっ
てウェハ2は加熱台3上から収納ボックス8のウェハカ
セット9に移される。この時収納ボックス8中には反応
のキャリヤガスと同一の水素が流入さfしていることか
らツヤツタ101を開放しても連結部材7、反応容器1
への空気の流入は生じない。また、反応容器1には反応
副生成物ガス等も微量に残在するが、それらは連結部材
7までは流出しても収納ボックス9まで流入しウェハを
汚染することはない。気相成長を終えたウニ・・2を取
り出した後、クエ・・カセット9は上′F′、駆動ガイ
ド17によ、!lll移動し、次のウエノ・が口〜ター
16によって加熱台3上にチャージされるど/ヤツタ1
00,101i閉じた後安全のため水素を流したまま1
分間保持し、引き続いて加熱コイル4による昇温全開始
し次の気相成長を始める。
以上説明した本発明の実施例装置によればウェハ2の取
他出し及びチャージ工程における反応容器1自体の稼動
は不要となる。この結果反応容器1中への空気の流入は
なく、■従来法における反応開始前の不活性ガス・く−
ジ工程金省略でき処理時が短縮する、(2)反応室内に
残存する未反応原料ガスや副生成ガスと窒気中水分との
反応による腐蝕性ガスの発生が無くなり常に反応室内金
清浄に1呆つこ【がでさ、結晶欠陥の要因を低減できる
ウエノ・カセット9中の全てのウエノ飄の気相成長が完
了すると収納ボックス8内を不活性ガスで直侠し、カー
トリッジ9ケ収納ボツクス8外に取り出し新たなカート
リッジと交換する。
第2図は高温の反ふガスの金属接触金できるだけ避は高
品質の成長層得るだめの改善された装置を示す。
反応容器1の反応領域18を連結部材7の接続口19や
反応容器1のベース20から遠ざけ、金属製のシャッタ
100.ベース20に接触したガスが再び反応領域18
に廻シ込むのを防ぐ配慮がなされている。また、連結部
材7の接続口19は、高温領域から離すため反応容器1
の一部金引き出す構造となっているが、この部分への廃
ガスの留υを防ぐため水素ガスの導入口21が新たに設
けてろる。加熱台3の位置と連結部材の接続口18の位
置が異なるため、ウニ/・2の取り出し及びチャージ時
には加熱台3を図中破勝位置まで可動する構造としであ
る。このため誘導加熱を止めで、構造の簡単な赤外加熱
ランプ22による加熱方式を採用している。
第3図及び第4図に本発明の応用例を示す。
第3図はウエノ・収納ボックス8の排気口及び連結部材
7のガス導入口を省き、且つシャッタ101に小孔10
3を設は実質的に同等の効果を得ながら装置上簡略化し
たものである。
第4図は気相成長前、後で別々のウェハカセットに収納
し工程の流れをスムースにするため、収納ボックス8を
2箇所に設けた装置を示す。これはまた、ウェハカセッ
ト部を直接ウェハ搬送ベルト等に変更し、工程接続のよ
シ連続化への拡張も可能となる。
第5図は本発明の他の実施例で、反応容器1を石英で形
成した部分IAと、その下部にあって金属で形成した部
分IBとから構成し、ベース20に部分IAを気密に固
着すると共に、連結部材7を部分IBに接続した点が、
これ゛までの装置と異なっている。この構成によれば、
気相反応は部分IA内で行なイ方りるため結晶の汚染が
防止でき、連結部材接続のための複雑な構造は加工の容
易な部分IBでできる。
〔発明の効果〕
以−ヒ説明した本発明の気4目成長装置によれば、従来
法の窒素ガスによる空気置換工程が省略できた事、開放
による爆発事故の心配がないことから冷却時間短縮を図
った、ウエノ・のセット及び取出しが自動化されたなど
の理由から気相成長工程時間を30%短縮(スループッ
トの向上)できた。
また、反応炉内の空気接触がなくな9結晶欠陥が低減さ
れた。更にまた、炉内汚染が減り反応炉の洗浄頻度が大
幅に削減されたことからメインテナンスが容易となった
以上の説明に2いては大口径ウェハ1枚処理の場合につ
いて述べたが、本発明を従来の多数枚基板チャージの縦
型気相成長装置に適用することは容易に可能である。
更にまた、本説明ではシリコン単結晶の気相成長装置を
例としで説明したがS 1C)z 、 S i3N4゜
PSG、多結晶ノリコン等の形成装置への通用も勿論可
能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明気相成長装置の一実施例を示す概略断面
図、第2図から第5図は本発明の異なる実施例を説明す
る図である。 1・・反応容器、2・・・基体ウェハ、3・・−7JI
I熱台、4・・・加熱装置、5・・・反応ガス供給口、
6・・・排気口、7・・・連結部材、8・・・基体収納
ボックス、9・・・基体ウェハカセット、100,10
1・・・可動シャッタ。 (b) 第 2刀 、2 名3因 / 躬4に 第 S目

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、外部から供給された反応ガスを略常圧で気相反応さ
    せ、基板ウェハ上に気相成長層を形成するだめの反応容
    器と、 多数個の基板ウェハを収納する少なくとも1個の基板ウ
    ェハ収納容器と、 反応容器と基板ウェハ収納容器とを連結し、内部に基板
    ウェハを移送するに十分な断面積を持つ通路を有し、通
    路の途中に通路を遮断する2個のシャッタを備える連結
    部材と、 反応容器と基板ウェハ収納容器との間を連結部材の通路
    を介して基板ウェハを保持して移送する手段と、を具備
    し、 連結部材の通路のシャッタで挾まれた部分の圧力を反応
    容器及び基板ウェハ収納容器の圧力よシ低くしたことを
    特徴とする気相成長装置。 2、特許請求の範囲第1項において、基板ウェハ収納容
    器を2個備え、一方が気相成長前の基板ウェハを収納し
    、他方が気相成長後の基板ウェハを収納することを特徴
    とする気相成長装置。 3、特許請求の範囲第1項或いは第2項において、反応
    容器内が気相反応が生じるυj温領領域気相反応が生じ
    ない低温領域からなり、基板ウェハ収納容器は反応容器
    の低温領域に連結していることを特徴とする気相成長装
    置。
JP22588982A 1982-12-24 1982-12-24 気相成長装置 Pending JPS59117108A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22588982A JPS59117108A (ja) 1982-12-24 1982-12-24 気相成長装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22588982A JPS59117108A (ja) 1982-12-24 1982-12-24 気相成長装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59117108A true JPS59117108A (ja) 1984-07-06

Family

ID=16836454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22588982A Pending JPS59117108A (ja) 1982-12-24 1982-12-24 気相成長装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59117108A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63147811U (ja) * 1987-03-18 1988-09-29

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63147811U (ja) * 1987-03-18 1988-09-29
JPH0534108Y2 (ja) * 1987-03-18 1993-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2654996B2 (ja) 縦型熱処理装置
JPS61191015A (ja) 半導体の気相成長方法及びその装置
JP5919388B2 (ja) 位相差を有する反応ガスを供給する基板処理装置
KR100975717B1 (ko) 기상성장장치와 기상성장방법
US5254176A (en) Method of cleaning a process tube
JPH05275519A (ja) 多室型基板処理装置
JP2003119015A (ja) 棒状高純度多結晶シリコンの製造方法
CN113604873A (zh) 一种气相外延系统及其维护操作方法
KR20010062581A (ko) 기상 박막 성장 장치에 있어서의 웨이퍼 반송 방법 및 이방법에 사용되는 웨이퍼 지지 부재
JPH07142391A (ja) 処理方法
WO2020213237A1 (ja) 気相成長方法及び気相成長装置
JP4716664B2 (ja) 半導体装置の製造方法、クリーニング方法及び基板処理装置
JPS59117108A (ja) 気相成長装置
KR100975716B1 (ko) 기상성장장치와 기상성장방법
JP2575838B2 (ja) シリコン・デンドライトウェブ結晶成長方法
JPS63266072A (ja) 気相反応装置
JPH1192280A (ja) シリコンエピタキシャル気相成長装置
JPH0521867Y2 (ja)
JPS6384016A (ja) 気相成長装置
JPS60107822A (ja) 気相成長装置
JPS6272130A (ja) 気相反応方法及びその方法の実施に直接使用する気相反応装置
TW202323585A (zh) 基板處理裝置,半導體裝置的製造方法及程式
JPS62296426A (ja) Cvd薄膜形成装置
JPH0614476Y2 (ja) 気相成長装置
JPS62177912A (ja) 気相成長装置