JPS6053031A - 処理装置 - Google Patents

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】 ［技術分野］ 本発明は、処理技術、特に、プし１セスデユープ内にカ
スを２４人して対象物を処理する技術に関し、たとえυ
Ｊ、減圧ＣＶＤ処理に利用してｌ−ｆ効な技術に関する
。

［背景技術］ 半導体装置の製造において、ウェハに窒化膜（ナイトラ
イド）を生成する場合、減圧ＣＶＤ装置を使用すること
が考えられる。

かかる減圧ＣＶＤ装置として、ウェハを収容したプロセ
スチューブ内にジクロールシラン（ＳｉＨ２Ｃ１２）ガ
スとアンモニア（ＮＨ３）ガスを導入し、ウェハに窒化
膜（Ｓ　ｉ３Ｎ４　）を生成するように構成したものが
考えられ、かかる減圧ＣＶＤ装置においてはプロセスチ
ューブの胴部にＮＨ３ガスの導入口を開設することが考
えられる。

しかし、かかる減圧ＣＶＤ装置にあっては、ＮＨ３ガス
導入口付近に塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃ１）やシリカ
（Ｓｉ０２）が生成され、この生成物が導入口からのＮ
　Ｈ３ガスにより吹き流されることがあるため、生成物
が異物としてウェハに何着するという問題点があること
が、本発明者によって明らかにされた。

なお、Ｎ１−１４Ｃ１が生成されるのは、Ｎ　）（３ガ
ス導入口付近に拡散した少量の５ｉＨ２Ｃ１２が低ｉ、
！！　（常温）においてＮＨ３ガスと反応するからであ
ることが、本発明者によって見い出された。

また、ＳｉＯ２が生成されるのは、残留した５ｉＨ２ｃ
１２がプロセスチューブの開放時に侵入する酸素（０２
）と反応するからであることが、本発明者によって見い
出された。

［発明の目的］ 本発明の目的は、処理対象物に異物が付着することを防
止できる処理技術を提供するごとにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明Ｒ■書の記述および添付し１面から明らかになるであ
ろう。

［発明の概要］ 本願において開示される発明のうぢ代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、プロセスデユープ内にインジェクタの吹出口
がプロセスチューブの挿入部分から離間した状態でガス
を長手方向に吹き出させるごとにより、挿入部分周囲の
生成物の巻き込みを防止するようにしたものである。

［実施例コ 図は本発明の一実施例である減圧ＣＶＤ装置を示す縦断
面図である。

本実施例において、この減圧ＣＶＤ装置はプロセスチュ
ーブ１を備え、このプロセスチューブ１はいずれも石英
からほぼ円筒形状に形成されたアウタチューブ２とイン
ナチューブ３とを備えている。インナチューブ３ばアウ
タチューブ２に着脱可能状態に挿入され、両者の胴部に
おいては隙間４が形成されている。アウタチューブ２は
その両端部をサポート５．６によりシールリング１０を
介して支持されている。プロセスチューブ１は中間部外
方に配されたヒータ（図示せず）により加熱されるよう
になっており、サポート５．６の外周上には冷却水等を
流される冷却路７が敷設されている。

一方のサポート５の端面には、アウタチューブ２よりも
大口径で短尺の入口チューブ８が適当な手段により連結
され、大ロチ、−−ブ８ばアウタチューブ２およびイン
ナチューブ３の一端近傍空間を囲むようになっている。

入口チューブ８の室内はアウタおよびインナチューブ２
．３内に連通され、入口チューブ８の反対側端面にはド
ア９がシールリング１０を挟設されて開閉するように取
り付けられている。

人口チューブ８の胴部には、５ｉＨ２Ｃ１２ガスを導入
するための第１インジエクタ１１と、Ｎ１１３ガスを導
入するための第２インジエクタ１２とがそれぞれ挿入さ
れ、両インジェクタ１１．１２はほはＬ字形状に形成さ
れてインナチューブ３内にガスをチューブの長手方向（
チｊ４−ブの中心と平行な方向）に吹き出すようにそれ
ぞれなっている。第１インジエクク１１の吹出口１１ａ
は第２インジエクク１２の吹出口１２ａよりも下流で、
かつ処理りＩ象物であるウエノ＼１６よりも−に１手に
位１斤されており、第２インジエクタ１２の吹出口１２
．１はインナチューブ３の）負当な深さに位置されてい
る。

他方のサポート６の端面には、アウタチューブ２よりも
大ｌ］径で短尺の出口チューブ１３が適当な手段により
連結され、出口チューブ゛１３しまアウタチューブ２お
よびインナチューブ３内心こ連通され、かつその一端近
傍空間を囲むよう心こなってし）る。出口チューブ１３
の胴部には、負圧」ミンフ“等（図示せず）に連通され
た排気路１４が接続され、これにより、チューブ２．３
．８．１３内力く減圧されるようになっている。

次に作用を説明する。

ホルダ（ポート）１５に立脚状態で整列保持された対象
物としてのウエノ＼１６がプロセスチューブ１のインナ
チューブ３内におレフる所定位Ｗｃこｌ■容され、プロ
セスチューブ１内の排気、ノマージ、減圧が実施される
と、第２インジエクタ１２力１らＮ　Ｈ３ガスが導入さ
れ、第１インジエクタ１１力・ら５ｉＨ２Ｃ１２ガスが
導入される。プロセスチューブ１内の所定温度において
、両刃゛スカく反応し、これによりウェハ１６上にナイ
トライド力（成ｌ免される。

反応ガスのパージ後、ドア９が開放され、成ＩＪ処理さ
れたウェハ１６は、Ａ−、ホルダ１５にｆ呆持されたま
まプロセスチューブ１内から引き出される。

かかる成膜処理において、導入さｈりＳ　ｉ　Ｈ２Ｃ１
２ガスおよびＮ　Ｈ３ガスは入口チューブ８まで拡ＩＩ
−る。この入口チューブ８の領域は、ウェハが収容され
た成膜処理領域に比べ低温であるため、ＮＨ４Ｃｌが生
成される。かつまた、入口チューブ８の内部空間は流れ
を阻害する構造になっているため、入口チューブ８の胴
部にはＮＨ４Ｃｌ生成物が堆積することになる。

また、ウェハの出入時のドア開放により、人ロユーブ８
内には空気が侵入し、この空気中の酸素がチューブ８内
に残留した５ｉ８２Ｃ１２ガスと反応しＳ　ｉ　Ｑ　２
が生成される。このＳ　ｉ　Ｑ　２生成物も同様に入口
チューブ８の胴部に堆積すること６、二なろ。

Ｕ７かし、第１および第２インジエクタ１１．１２はイ
ンナチューブ３内にガスを長手方向に吹き出すように挿
入されているため、入「１チユーブＥ（内に堆積した前
記生成物１７が、ガス流により吹き流されことはない。

したがって、生成物１７がガス流に乗ってウェハ１６上
に付着するという弊害、は回避されることになる。

第１インジエクタ１１により吹き出された５ＩＨ２Ｃ１
２ガスは第２インジエクタ１２の吹出口１２ａ付近にも
拡散して来る。しかし、この吹出口１２ａはインナチュ
ーブ３の末端よりも内側に位置して温度がウェハ成膜処
理領域の温度とほぼ同一になっているため、ＮＨ４Ｃｌ
は殆ど生成されない。かつまた、この位置には流れの障
害物がなく常にＮＨ３ガスが流れるため、５ｉＨ２ＣＩ
２ガスは停滞できずに押し流され、これにより、ＮＨＡ
ＣＩの生成はさらに抑止される。

仮に、第１インジエクタ１１の吹出口１１ａと第２イン
ジエクタ１２の吹出口１２ａとが同一位置に揃えられて
いると、ｓｚ■２ｃ＋２ガスとＮＨ３ガスとが吹き出し
直後、所定温度に達しないうちに接触し合って反応し、
ＮＨ４Ｃｌが生成されてしまう危険がある。

しかし、第１吹出口１１ａと第２吹出口１２ａとは互い
に離間されているので、吹き出し直後に接触し合うこと
はなく、所定温度に達した後に接剤！する。これにより
、ＮＨ４Ｃｌが生成される危険は回避さ力１、常に５ｉ
３Ｎ４が生成されることになる。

また、５ｉＩ（２Ｃ１２の吹出口１１ａはインナチ７−
−ブ３の深９１（に位置されているので、ドア９の開放
時に侵入する空気が到達することは全くない。したがっ
て、この位置において、ＳｉＣ２がη〕成されろことは
ない。

７’　ロセスチューブ１を二重管構造にするごとに、１
゛す、チーＬ−ブ内面に成膜されたナイトライドの除去
作業はインナチューブの交換によって容易化され、作業
時間が短縮化される。反面、成膜処理にｊＱ％関係なア
ウタチューブ２とインナチューブ３との隙間４にもガス
が回り込むため、ガスの８費が光イ１する。

しかし、第１および第２インジエクタ１１．１２４；ｔ
ガスをインナチューブ３の長手方向に吹き出すため、ガ
スが隙間４に回り込むことは抑制され、ガスの浪費量が
抑制される。特に、３ｉ１１２Ｃ，１２ガスは少量しか
導入されないため、各ハツチごとの隙間４への回り込み
量の変動により、成膜処理状態にばらつきが生じ不安定
になる。しかし、５ｉＨ２Ｃ１２を吹き出す第１インジ
エクタ１１の吹出口１１ａは第２インジエクタ１２の吹
出′口１２ａの下流に配置されているため、５ｉＨ２Ｃ
１２ガスはＮ　Ｈ３ガスによりウェハ１６の方へ常に押
し流され、隙間４に回り込むことを抑制される。すなわ
ち、５ｉＨ２Ｃ１２はその全吹出量がＮ　Ｈ３ガスおよ
びウェハ１６に接触することになるため、成膜処理状態
は安定になる。

［すＪ果］ （Ｉ）、プロセスチューブ内にインジェクタを挿入し、
吹出口がプロセスチューブの挿入部分から離間してガス
を長手方向に吹き出すようにすることにより、プロセス
チューブのインジェクタの挿入部分周囲の生成物をガス
によって巻き込むことが防止できるため、処理対象物に
異物が付着することを防止することができる。

（２）、処理対象物への異物付着を防止することによリ
、高い処理歩留りを得ることができ、製造原価が低減で
きる。

（：３＋　、減圧ＣＶＤ装置乙こおけるプロセスチュー
ブ内に挿入したインジェクタからガスを長手方向に吹き
出すことにより、ガス流の停留が防止でき、かつ高／Ｉ
！！域においてガスを吹き出させることができるので、
ガス吹出口付近における異物の生成が防止できる。

（４）、二重管構造のプロセスチューブにおいて、イン
ナチューブに挿入したインジェクタからガスを１＝手方
向に吹き出すことにより、ガスが隙間に迂回する現象が
防止できるため、迂回量の変動に、Ｌる処理状態のばら
つきが防止できる。

（５）、複数本のインジェクタにおける吹出１コ相互の
位置を長手方向にずらずことにより、異社ガス相ｔＨ４
が吹き出しと同時に接触し合うことが抑制でき、また、
上流側吹出口からのガス流により下流測成１１Ｎ：＋か
らのガスを押し流すようにしてＩＲＩＩ送さ廿るごとが
できる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、第１、第２インジエクタにより導入するガス
はＳ　ｉＨ２Ｃ１２、ＮＨ３に限らな（、Ｓ。

ナイトライドをウェハに成膜処理するに限らず、ポリシ
リコン膜やリンガラスパッシベーション膜等の生成処理
も可能である。

インジェクタは２以上に限らず、たとえば１ミリシリコ
ン成膜処理にあってはモノシラン（ＳｉＨ４）ガスを１
本のインジェクタから吹き出すようにしてもよい。この
場合、ＳｉＨ４の反応は早いので、アウタチューブとイ
ンナチューブとの隙間への迂回量変動による成膜処理状
態のばらつき発生は大きい。したがって、インナチュー
ブ内への吹き出しによって迂回量の変動を抑制すること
による成膜処理状態安定化の効果はきわめて大きい。

プロセスチューブは二重管構造にするに限らず、−重管
構造等でもよいし、入口および出口チューブは省略して
もよい。

［利用分野〕 炭、上の説明では主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野である減圧ＣＶＤ装置に
適用した場合につい゛ζ説明したが、それに限定される
ものではなく、たとえば、他のＣＶＤ装置や拡散装置等
に適用できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す縦断面図である。 １・・・プロセスチューブ、２・・・アウタチューブ、
３・・・インナチューブ、４・・・隙間、５．６・・・
サポート、７・・・冷却路、８・・・人口チューブ、９
・・・ドア、１０・・・シールリング、１１・・・第１
インジエクタ、１２・・・第２インジエクク、１３・・
・出口チューブ、１４　・・排気路、１５・・・ホルダ
、１６・・・ウェハ（処理対象物）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、プロセスチューブ内にガスを導入して、対象物を処
   理する処理装置において、前記プロセスチューブ内に、
   インジェクタが前記ガスをプロセスチューブの長手方向
   に吹き出すように挿入され、かつインジェクタの吹出口
   がプロセスチューブの挿入部分から離間して挿入部分周
   囲の異物を巻き込まないようにしたことを特徴とする処
   理装置。 ２、インジェクタが、プロセスチューブ内に複数本挿入
   され、これらのガス吹出口が互いに１１コセスチユーブ
   の長手方向にずらされたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の処理装置。