JPS62158877A

JPS62158877A - Ｃｖｄ薄膜形成装置

Info

Publication number: JPS62158877A
Application number: JP110186A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Ooyama; 勝美大山
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1986-01-07
Filing date: 1986-01-07
Publication date: 1987-07-14
Also published as: JPH0532469B2

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】［産業上の利用分野コ本発明はＣＶＤ薄膜形成装置に関する。更に詳細には、
本発明は反応炉の内壁面上にＳｉＯあるいは５ｉ０２な
どの異物微粒子のフレークが生成・付着することを防雨
したＣＶＤ薄膜形成装置に関する。

［従来技術］薄膜の形成方法として、半導体工業において一般に広く
用いられているものの一つに、気相成長法（ＣＶＤ：Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ　　ＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓ　ｉ　ｔ　
１ｏｎ）がある。ＣＶＤとは、ガス状物質を化学反応で
固体物質にし、基板上に堆積することをいう。

ＣＶＤの特徴は、成長しようとする薄膜の融点よりかな
り低い堆積温度で種々の薄膜が得られること、および、
成長した薄膜の純度が高（、ＳｉやＳｉ上の熱酸化膜上
に成長した場合も電気的特性が安定であることで、広く
半導体表面のパッシベーション膜として利用されている
。

ＣＶＤによる薄膜形成は、例えば５００℃程度に加熱し
たウェハに反応ガス（例えば、５ｉＨｑ＋０２．または
Ｓ　ｉ　Ｈ／１１　＋ＰＨＪ　＋０２　）を供給して行
われる。上記の反応ガスは反応炉（ベルジャ）内のウェ
ハに吹きつけられ、該ウェハの表面に５ｉ０２あるいは
フォスフオシリケードガラス（ＰＳＧ）の薄膜を形成す
る。また、５ｉ０２とＰＳＧとの２相成膜が行われるこ
ともある。

このようなＣＶＤによる薄膜形成操作を行うために従来
から用いられている装置の−・例を第２図に部分断面図
として示す。

第２図において、反応炉（ベルジャ）１は、円錐状のバ
ッファ２を円錐状のカバー３で覆い、上記バッファ２の
周囲にリング状のウェハ載置台４を駆動機構５で回転駆
動可能、または自公転可能に設置する。円錐状カバー３
はオーリング１１を介して反応炉中間リング１２と閉止
される。

前記円錐状カバー３の頂点付近に反応ガス送入ノズル８
および９が接続されている。使用する反応ガスのＳｉＨ
４および０２はそれぞれ別のガス送入ノズルにより反応
炉に送入しなければならない。例えば、ＳｉＨ４を送入
ノズル８で送入し、そして、０２を送入ノズル９で送入
する。また、反応ガスとしてＰＨａを使用する場合、５
ｉＨｑとともに送入できる。

前記のウェハ載置台４の直下には僅かなギャップを介し
て加熱手段１０が設けられていてウェハ６を所定の温度
（例えば、約５００℃）に加熱する。反応ガス送入ノズ
ル８および９から送入された反応ガス（例えばＳｉＨ４
＋０２又は５ｉＨｑ＋ＰＨ，？　＋０２　）は点線矢印
のごとく炉内を流下し、ウェハ６の表面に触れて流動し
、化学反応によって生成される物質（Ｓｉ０２またはＰ
ＳＧ）の薄膜をウェハ６の表面に生成せしめる。

［発明が解決しようとする問題点］Ｓ　ｉ　Ｈｑ−０２系のＣＶＤ法はＳｉＨ４が０２と室
温で爆発的に反応するので、不活性ガスで十分に希釈し
て用いる必要がある。反応ガス中でのＳｉＨ４濃度は例
えば、Ｓ　ｉ　Ｈ４−０２−Ｎ２の混合ガス中では少な
（とも０．８％以下であれば室温でも反応せず、１４０
°Ｃ−２７０℃に加温された場合に反応を開始する。

従来のＣＶＤ薄膜形成装置ではウェハ載置台に限らず、
反応炉内全体が反応開始温度以上の高温雰囲気となって
いた。そのため、炉内に送入された反応ガスは反応炉内
の円錐状カバー、バッフ１゜ノズル出ロ付近１反応ガス
送入ノズルおよび中間リングなどの壁面に接触しながら
反応炉内を流動するので、ウェハ載置台上のウェハ表面
だけでなく、反応炉内の前記壁面−ヒでも成膜反応を起
こすことがあった。その結果、該壁面−ヒにＳｉＯまた
は５ｉ０２等の酸化物微粒子のフレークを生成・付着さ
せる。

このようなフレークは僅かな振動、風圧で剥げ落ち、ウ
ェハ表面上に落下付着することがある。

また、フレークが反応ガスにより巻き上げられて炉内を
浮遊し、ウェハ表面上に落下・付着する可能性もある。

これらフレーク（異物）がウェハに付着すると蒸着膜に
ピンホールを発生させたりして半導体素子の製造歩留り
を著しく低下させるという欠点があった。

更に別の問題点として、反応炉の内壁面上で反応ガスが
反応してしまうため、炉内に給送した反応ガスが無駄に
消費され、ガスの有効利用率が低下するばかりか、薄膜
の成長速度の低下を招いていた。

［発明の目的コ従って、本発明の目的は反応炉の円錐状カバー。

バッファ、反応ガス送入ノズル出口付近および中間リン
グなどの内壁面上にＳｉＯ又は５ｉ０２などの酸化物微
粒子のフレークが生成・付着することを防止したＣＶＤ
薄膜形成装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段］前記の問題点を解決するための手段として、本発明は、
炉内に送入された反応ガスのフローｔＸ１１ターンを規
制するための円錐状バッファを覆う円錐状カバー、該円
錐状カバーの頂部付近に配設された反応ガス送入ノズル
、および該円錐状カバーの下部に接続閉止される中間リ
ングを有するＣＶＤ薄膜形成装置において、前記円錐状カバー、反応ガス送入ノズル、および中間リ
ングの各外壁面上にこれらを冷却するための第１．第２
．および第３の冷却手段を配設し、かつ、前記円錐状バ
ッファの円錐内壁面上に該／（ソファの円錐外壁面を冷
却するための第４の冷却手段を配設したことを特徴とす
るＣＶＤ薄膜形成装置を提供する。

［作用コ前記のように、本発明のＣＶＤ薄膜形成装置では、円錐
状カバー、反応ガス送入ノズル、および中間リングの各
外壁面上にこれらを冷却するための各冷却手段を配設し
、かつ、円錐状バ・ソファの円錐内壁面上に該バッファ
の円錐外壁面を冷却するための冷却手段を配設すること
により、これらの表面温度を成膜反応開始温度よりも低
い温度に維持する。

その結果、反応炉の内壁面上で反応ガスが反応すること
は殆どなくなるので、内壁面上にＳｉＯあるいは５ｉＣ
）＋などの酸化物微粒子のフレークが生成・付着するこ
とは効果的に防止される。従って、これらフレーク（異
物）が９１７１表面に落下付着してウェハの蒸着膜にピ
ンホールを発生させたりするような不都合な事態の発生
も防止され、半導体素子の製造歩留りを向上させること
ができる。

更に、反応炉内に送入した反応ガスが極めてを効に利用
されることになるばかりか、ＣＶＤ膜の成長速度も向上
するので、半導体素子の製造コストを低下させることが
できる。

［実施例］以下、図面を参照しながら本発明の実施例について更に
詳細に説明する。

第１図は本発明のＣＶＤ薄膜形成装置の一実施例の部分
断面図である。

第１図に示される本発明のＣＶＤ薄膜形成装置において
、第２図に示される従来の装置と同じ部材については同
一の符号を使用する。

第１図に示されるように、本発明のＣＶＤ薄膜形成装置
では、円錐状カバー、反応ガス送入ノズル、および中間
リングの各外壁面上にこれらを冷却するための第１．第
２および第３の冷却手段１３．１４および１５を配設し
、かつ、円錐状バッファの円錐内壁面上に該バッファの
円錐外壁面を冷却するための第４の冷却手段１６を配設
する。

この冷却手段は例えば、液状冷媒（例えば、冷却水）が
循環される方式、圧縮ガス状冷媒が循環される方式また
は冷却コイルのジャケットなどにより構成できる。

円錐状カバー、反応ガス送入ノズル、中間リングおよび
円錐状バッファなどウエノ１の加熱に直接必要のない部
分の表面温度を前記冷却手段により、成膜反応開始温度
よりも低い温度、例えば９０℃以下に冷却する。各部に
おける表面温度が所定の設定値以下に保たれているか否
か測定するために、各部に一個以上の表面温度計を設置
することが好ましい。

かくして、円錐状カバー、反応ガス送入ノズル。

中間リングおよび円錐状バッファなどウェハの加熱に直
接必要のない部分で反応ガスが反応して、これらの部分
に酸化物微粒子のフレークを生成・付着させ、かつ、ガ
スの有効利用率を低下させるような不都合な事態の発生
は効果的に防１Ｌされる。

［発明の効果コ以上説明したように、本発明のＣＶＤ薄膜形成装置では
、円錐状カバー、反応ガス送入ノズル。

および中間リングの各外壁面上にこれらを冷却するため
の各冷却手段を配設し、かつ、円錐状バッファの円錐内
壁面上に該バッファの円錐外壁面を冷却するための冷却
手段を配設することにより、これらの部分における表面
温度を成膜反応開始温度よりも低い温度に維持する。

その結果、反応炉の円錐状カバー、反応ガス送入ノズル
、中間リングおよび円錐状バッファなどの内壁面上で反
応ガスが反応することは殆どなくなるので、内壁面上に
ＳｉＯあるいは５ｉ０２などの酸化物微粒子のフレーク
が生成・付着することは効果的に防止される。従って、
これらフレーク（異物）がウェハ表面に落下付着してウ
ェハの蒸着膜にピンホールを発生させたりするような不
都合な事態の発生も防止され、半導体素子の製造歩留り
を向上させることができる。

更に、反応炉内に給送した反応ガスが極めて有効に利用
されることになるばかりか、ＣＶＤＭの成長速度も向上
するので、半導体素子の製造コストを低下させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＣＶＤ薄膜形成装置の一実施例の部分
断面図、第２図はＣＶＤによる薄膜形成操作を行うため
に従来から用いられている装置の−・例の部分断面図で
ある。１・・・反応炉　２・・・バッファ　３・・・円錐状カ
バー４・・・ウェハ載置台　５・・・駆動機構　６・・
・ウェハ８および９・・・反応ガス送入ノズル　１０・
・・加熱手段　１２・・・中間リング　１３・・・第１
冷却手段１４・・・第２冷却手段　１５・・・第３冷却
手段および１６・・・第４冷却手段

Claims

【特許請求の範囲】

（１）炉内に送入された反応ガスのフローパターンを規
制するための円錐状バッファを覆う円錐状カバー、該円
錐状カバーの頂部付近に配設された反応ガス送入ノズル
、および該円錐状カバーの下端部に接続閉止される中間
リングを有するＣＶＤ薄膜形成装置において、前記円錐
状カバー、反応ガス送入ノズル、および中間リングの各
外壁面上にこれらを冷却するための第１、第２および第
３の冷却手段を配設し、かつ、前記円錐状バッファの円
錐内壁面上に該バッファの円錐外壁面を冷却するための
第４の冷却手段を配設したことを特徴とするＣＶＤ薄膜
形成装置。
（２）前記冷却手段は液状冷媒が循環される方式のもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
ＣＶＤ薄膜形成装置。
（３）前記冷却手段は圧縮ガス状冷媒が循環される方式
のものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のＣＶＤ薄膜形成装置。
（４）前記冷却手段は冷却コイルのジャケットであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のＣＶＤ薄
膜形成装置。
（５）液状冷媒は冷却水である特許請求の範囲第２項に
記載のＣＶＤ薄膜形成装置。