JPS61117827A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPS61117827A JPS61117827A JP23986284A JP23986284A JPS61117827A JP S61117827 A JPS61117827 A JP S61117827A JP 23986284 A JP23986284 A JP 23986284A JP 23986284 A JP23986284 A JP 23986284A JP S61117827 A JPS61117827 A JP S61117827A
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- JP
- Japan
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- gas
- inert gas
- wafer
- reaction chamber
- 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
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、半導体工業に利用されるシリコン薄膜を気相
成長させるだめの気相成長装置に関するものである。
成長させるだめの気相成長装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
半導体工業においては、ウェハ上に反応ガスを供給して
、そのウニ八表面にシリコン薄膜を気相成長する工程が
ある。従来の気相成長に用いられる装置の一例を第１図
に示す。この装置は透明石英チャンバ１と、ウェハ２を
載置するウニ／１支持台３と、透明石英チャンバ１の外
にあってウニノー支持台３に対面して設置されている赤
外線ランデ４と、ガス供給ノズ／１１５と、排気口６と
から構成されている。赤外線ランプ４から出た赤外光は
、透明石英チャンバ１を透過してウニ／１支持台３に載
置されたウェハ２を照射し、必要な成長温度まで昇温す
る。さらに、ガス供給ノズ／Ｌ／６よりキャリヤガスで
所定の濃度に希釈した反応ガスを供給することによシ、
これが排気口６に向って流れる間に反応または分解して
ウェハ２上にシリコン薄膜が形成される。
、そのウニ八表面にシリコン薄膜を気相成長する工程が
ある。従来の気相成長に用いられる装置の一例を第１図
に示す。この装置は透明石英チャンバ１と、ウェハ２を
載置するウニ／１支持台３と、透明石英チャンバ１の外
にあってウニノー支持台３に対面して設置されている赤
外線ランデ４と、ガス供給ノズ／１１５と、排気口６と
から構成されている。赤外線ランプ４から出た赤外光は
、透明石英チャンバ１を透過してウニ／１支持台３に載
置されたウェハ２を照射し、必要な成長温度まで昇温す
る。さらに、ガス供給ノズ／Ｌ／６よりキャリヤガスで
所定の濃度に希釈した反応ガスを供給することによシ、
これが排気口６に向って流れる間に反応または分解して
ウェハ２上にシリコン薄膜が形成される。
しかしながら透明石英チャンバ１自体も赤外光をある程
度吸収するため徐々に昇温し、一方、チャンバ内を流れ
る反応ガスは、成長温度に加熱されているウェハ及びウ
ェハ支持台により、これに近いガス層は熱を受けて高温
となり、ガス上層部は室温に等しい流入温度のままであ
るので、これらの温度差によって自然対流を生ずる状態
となり。
度吸収するため徐々に昇温し、一方、チャンバ内を流れ
る反応ガスは、成長温度に加熱されているウェハ及びウ
ェハ支持台により、これに近いガス層は熱を受けて高温
となり、ガス上層部は室温に等しい流入温度のままであ
るので、これらの温度差によって自然対流を生ずる状態
となり。
この結果ある程度高温になったチャンバ内壁に粉粒が発
生し不要堆積物となって付着する。このため繰り返し成
長を行なうとチャンバ内壁に生じた不要堆積物が剥離し
てウェハ２上に落下しシリコン薄膜の異常成長や汚れの
原因となる。また、チャンバ内壁に発生した不要堆積物
によシ赤外光が吸収され、ウェハの温度が所望の値にな
らなかったり、不要堆積物の層が厚くなると石英チャン
バと膨張係数が異なるため、クラックが生じる危険性が
あった。従って、実作業においては透明石英チャンバ１
を取り外してこれを洗浄し、再組立リークチェックをす
るという保手作業を頻繁に行なうことが必要となってい
る。
生し不要堆積物となって付着する。このため繰り返し成
長を行なうとチャンバ内壁に生じた不要堆積物が剥離し
てウェハ２上に落下しシリコン薄膜の異常成長や汚れの
原因となる。また、チャンバ内壁に発生した不要堆積物
によシ赤外光が吸収され、ウェハの温度が所望の値にな
らなかったり、不要堆積物の層が厚くなると石英チャン
バと膨張係数が異なるため、クラックが生じる危険性が
あった。従って、実作業においては透明石英チャンバ１
を取り外してこれを洗浄し、再組立リークチェックをす
るという保手作業を頻繁に行なうことが必要となってい
る。
発明の目的
本発明は、上記従来の欠点を解消し、反応室内への不要
堆積物の付着をなくし、保手作業を低減させ、更に良質
なシリコン薄膜を成長させる気相成長装置を提供するも
のである。
堆積物の付着をなくし、保手作業を低減させ、更に良質
なシリコン薄膜を成長させる気相成長装置を提供するも
のである。
発明の構成
本発明の気相成長装置は、反応ガスを供給する第１のガ
ス供給口と、ガス排出口を備え、内部にウェハを載置す
るウェハ支持台が設置された反応室と１反応室の外部に
あってウェハ及びウェハ支持台を加熱する光輻射加熱源
から構成され、この反応室を形成する壁面部材において
少なくとも上記光輻射加熱源とウェハ支持台とにはさま
れた部分が輻射光を透過する透明プレートより構成され
ており、更Ｋ、上記透明プレートの内面に沿って予熱し
た不活性ガスを吹き付ける第２のガス供給口を設けるこ
とにより、反応ガスの透明プレートへの接触を妨ぐとと
もに、反応ガスとの自然対流を抑え、不要堆積物の付着
を低減させるものである。
ス供給口と、ガス排出口を備え、内部にウェハを載置す
るウェハ支持台が設置された反応室と１反応室の外部に
あってウェハ及びウェハ支持台を加熱する光輻射加熱源
から構成され、この反応室を形成する壁面部材において
少なくとも上記光輻射加熱源とウェハ支持台とにはさま
れた部分が輻射光を透過する透明プレートより構成され
ており、更Ｋ、上記透明プレートの内面に沿って予熱し
た不活性ガスを吹き付ける第２のガス供給口を設けるこ
とにより、反応ガスの透明プレートへの接触を妨ぐとと
もに、反応ガスとの自然対流を抑え、不要堆積物の付着
を低減させるものである。
本発明において、不活性ガスの予熱の一手段としては、
不活性ガスを供給する配管を反応室内に通過させること
によシ達成することができる。
不活性ガスを供給する配管を反応室内に通過させること
によシ達成することができる。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について、図面を膠照しながら説
明する。
明する。
第２図は、本発明の一実施例の気相成長装置の断面図で
ある。図において、反応室７は、内部に水冷溝８が施さ
れたステンレスより成る壁面部材９と、上部に設けた透
明石英プレート１ｏから構成されている。この透明石英
プレートはｏリング等の既知のガスシール手段を介して
上記壁面部材９に固定されている。反応室の外部上方に
は赤外線ランプ１１を備えており、反応室内部には、ウ
ェハ１３を載置するＳ工Ｃでコーティングされたグラフ
ァイトより成るウェハ支持台１２が透明石英プレート１
ｏをはさんで赤外線ランプ１１に対面した位置に設置さ
れている。反応室７の側壁の一端に、ガス供給装置（図
示せず）から伸びたガス供給管１４が結合したガス供給
口１８と、ウェハ支持台１２をはさんで他端に排気管１
６が結合されているガス排気口１９が設けである。更に
、ガス排気口１９に近接した反応室底部の位置より不活
性ガス供給管１６を反応室内に通し、ガス排気口１９と
ウェハ支持台１２との間で第３図に示すように反応室７
の底部に沿って左右に折りながら通過させ、更にウェハ
支持台１２の前方で分岐させた後、ウェハ支持台をはさ
んで反応室７の両端を通し、ガス供給口１８の上部近傍
で、透明石英プレート１ｏの下面に近接した位置に設け
た吹き出しノズ／ｌ／１７に接続している。
ある。図において、反応室７は、内部に水冷溝８が施さ
れたステンレスより成る壁面部材９と、上部に設けた透
明石英プレート１ｏから構成されている。この透明石英
プレートはｏリング等の既知のガスシール手段を介して
上記壁面部材９に固定されている。反応室の外部上方に
は赤外線ランプ１１を備えており、反応室内部には、ウ
ェハ１３を載置するＳ工Ｃでコーティングされたグラフ
ァイトより成るウェハ支持台１２が透明石英プレート１
ｏをはさんで赤外線ランプ１１に対面した位置に設置さ
れている。反応室７の側壁の一端に、ガス供給装置（図
示せず）から伸びたガス供給管１４が結合したガス供給
口１８と、ウェハ支持台１２をはさんで他端に排気管１
６が結合されているガス排気口１９が設けである。更に
、ガス排気口１９に近接した反応室底部の位置より不活
性ガス供給管１６を反応室内に通し、ガス排気口１９と
ウェハ支持台１２との間で第３図に示すように反応室７
の底部に沿って左右に折りながら通過させ、更にウェハ
支持台１２の前方で分岐させた後、ウェハ支持台をはさ
んで反応室７の両端を通し、ガス供給口１８の上部近傍
で、透明石英プレート１ｏの下面に近接した位置に設け
た吹き出しノズ／ｌ／１７に接続している。
上記構成による気相成長装置において、その動作を多結
晶シリコンの成長を例にとり説明すると。
晶シリコンの成長を例にとり説明すると。
まずウェハ１３をウェハ支持台１２の上面に載置し、赤
外線ランデ１１でウェハ温度を６００℃以上の所定温度
に加熱する。この時ガス供給口１８を通してモノシラン
等の反応ガスを適当な濃度で含有したヘリウムベースの
混合ガスを供給することによって、この混合ガスは排気
口１９に向って流れ、この間に所定温度に加熱されてい
るウェハに接したガス相から反応ガスが分解析出し、ウ
ェハ上に多結晶シリコン膜が形成される。
外線ランデ１１でウェハ温度を６００℃以上の所定温度
に加熱する。この時ガス供給口１８を通してモノシラン
等の反応ガスを適当な濃度で含有したヘリウムベースの
混合ガスを供給することによって、この混合ガスは排気
口１９に向って流れ、この間に所定温度に加熱されてい
るウェハに接したガス相から反応ガスが分解析出し、ウ
ェハ上に多結晶シリコン膜が形成される。
この時同時に不活性ガス供給管１６を通して、不活性ガ
スとしてヘリウムガスのみを供給する。
スとしてヘリウムガスのみを供給する。
反応室内を通した不活性ガス供給管１６は輻射光及び反
応室内を流れるガスによ）加熱され、その結果不活性ガ
ス供給管１θ内を流れるヘリウムガスは予熱され、こう
して予熱されたヘリウムガスは、吹き出しノズル１Ｔよ
り噴射され、透明石英プレート１ｏの下面に沿って混合
ガスと同方向に流れる。
応室内を流れるガスによ）加熱され、その結果不活性ガ
ス供給管１θ内を流れるヘリウムガスは予熱され、こう
して予熱されたヘリウムガスは、吹き出しノズル１Ｔよ
り噴射され、透明石英プレート１ｏの下面に沿って混合
ガスと同方向に流れる。
このように透明石英プレート１ｏに沿ってヘリウムガス
を供給することにより、非反応ガス層が上層に形成され
て、反応ガスを含む混合ガスが上部壁面に接触すること
が断れることになる。更に従来は、ウェハ支持台１２の
上面近傍と、その上方部とではガス温度に大きな差を生
じ、従って自然対流現象が現われ、混合ガスが反応室の
上部壁面に容易に接触することは、避られなかったが透
明石英プレート１ｏの下面に沿って流す不活性ガスを予
熱しであるので、自然対流は大幅に緩和されることにな
る。また不活性ガス供給管をウェハ支持台とガス排気口
の間で反応室内に導入し反応室内を通過させることによ
シ、効率的に不活性ガスの予熱が達成できる。
を供給することにより、非反応ガス層が上層に形成され
て、反応ガスを含む混合ガスが上部壁面に接触すること
が断れることになる。更に従来は、ウェハ支持台１２の
上面近傍と、その上方部とではガス温度に大きな差を生
じ、従って自然対流現象が現われ、混合ガスが反応室の
上部壁面に容易に接触することは、避られなかったが透
明石英プレート１ｏの下面に沿って流す不活性ガスを予
熱しであるので、自然対流は大幅に緩和されることにな
る。また不活性ガス供給管をウェハ支持台とガス排気口
の間で反応室内に導入し反応室内を通過させることによ
シ、効率的に不活性ガスの予熱が達成できる。
以上のよう（予熱した不活性ガスを透明石英プレートに
沿って流すことにより、透明石英プレートへの不要堆積
物の付着がなく、輻射光の透過性もよくな）、良質のシ
リコン薄膜を形成できる。
沿って流すことにより、透明石英プレートへの不要堆積
物の付着がなく、輻射光の透過性もよくな）、良質のシ
リコン薄膜を形成できる。
なお本実施例では、多結晶シリコンの気相成長を例にと
り説明したが、本発明は膜形成を必要とする各種装置に
適用が可能である。
り説明したが、本発明は膜形成を必要とする各種装置に
適用が可能である。
発明の効果
以上のように、本発明は反応室の一部を構成する透明石
英プレートに予熱した不活性ガスを流すことによシ１反
応ガスの自然対流を抑える効果と。
英プレートに予熱した不活性ガスを流すことによシ１反
応ガスの自然対流を抑える効果と。
透明石英プレート下面に沿って非反応ガス層を形成させ
ることにより１反応ガスが上記透明石英プレートへの接
触を阻止でき、不要堆積物が生じず輻射光の透過度が不
変となシ、従って、良質のシリコン膜を気相成長させる
ことができ、更に保守作業も大幅に低減でき、その効果
は大なるものである。
ることにより１反応ガスが上記透明石英プレートへの接
触を阻止でき、不要堆積物が生じず輻射光の透過度が不
変となシ、従って、良質のシリコン膜を気相成長させる
ことができ、更に保守作業も大幅に低減でき、その効果
は大なるものである。
第１図は従来の気相成長装置の一例の断面図、第２図は
本発明の一実施例における気相成長装置の断面図、第３
図は同装置の反応室内部の構成を示した斜視図である。 ７・・・・・・反応室、１ｏ・・・・・・透明石英プレ
ート、１１・・・・・・赤外線ランプ、１２・・・・・
・ウェハ支持台、１６・・・・・・不活性ガス供給管、
１７・・・・・・吹き出しノズル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
本発明の一実施例における気相成長装置の断面図、第３
図は同装置の反応室内部の構成を示した斜視図である。 ７・・・・・・反応室、１ｏ・・・・・・透明石英プレ
ート、１１・・・・・・赤外線ランプ、１２・・・・・
・ウェハ支持台、１６・・・・・・不活性ガス供給管、
１７・・・・・・吹き出しノズル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
Claims (2)
- （１）反応ガスが供給される第１のガス供給口と、ガス
排出口を有し、外気を遮断して前記第１のガス供給口よ
り供給されるガス雰囲気を形成するための壁面部材から
構成された反応室と、前記反応室の内部に設置され気相
成長膜を形成するウェハを載置するウェハ支持台と、こ
れらウェハおよびウェハ支持台を加熱するために、反応
室外に設けた光輻射加熱源と、この光輻射加熱源とウェ
ハ支持台との間の壁面部材の一部を形成し、輻射光を透
過する材質より成る透明プレートと、この透明プレート
の内面に予熱した不活性ガスを吹き付ける第２のガス供
給口を設けた気相成長装置。 - （２）第２のガス供給口に接続し、不活性ガスを供給す
る配管を反応室内を通過させることにより不活性ガスの
予熱を行なう特許請求の範囲第１項記載の気相成長装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23986284A JPS61117827A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23986284A JPS61117827A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61117827A true JPS61117827A (ja) | 1986-06-05 |
Family
ID=17050985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23986284A Pending JPS61117827A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61117827A (ja) |
-
1984
- 1984-11-14 JP JP23986284A patent/JPS61117827A/ja active Pending
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