JPS62263971A - 気相成長装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、気相成長装置に係り、特に原料ガスノズルと
排気ノズルの交換が容易でかつ均一な膜特性を得るのに
好適な気相成長装置に関する。

〔発明の背景〕

第８図および第９図に示す従来装置は、基板１、この基
板ｌを支持する基板支持台２および加熱ヒータ３を収納
する減圧容器４と、この減圧容器４を覆う容器ｌ［５と
、減圧容器４内に導入されかつ端部にフランジ１５を有
する原料ガス導入配管６と、減圧容器４の下方に設けた
排気ロアと、減圧容器４内に導入されかつ端部にフラン
ジ１８を有する排気ガス排出配管８と、減圧容器４内で
原料ガス導入配管フランジ１５と接続される原料ガスノ
ズル９と、同様に減圧容器４内で排気ガスｆＪＦ出配管
フランジ１８と接続される排気ノズルＩＯとによって構
成され、原料ガスノズル９および排気ノズル１０はそれ
ぞれ第９図に示すごとくガス噴出孔またはガス吸引孔１
９を備えている。

上記構成の従来装置においては、原料ガスノズル９およ
び排気ノズル１０は両方共減圧容器４の内部でのみ交換
可能となっている。原料ガスノズル９は、例えば、第９
図に示すように、定ピツチで明けられた孔１９を複数個
有する原料ガス供給管、または反応ガスチャンバ（孔付
き）に一旦供給し、該チャンバに明けられた孔から原料
ガスを噴出するという方式（この方式は図示しない）が
採用されており、排気ノズル１０は排気の孔１９を複数
個設けた管状の排気管から吸引されるようになっている
（特開昭５１−１０４１）７号）。

上記従来装置においては原料ガス供給部の原料ガスノズ
ル９と排気部の排気ノズル１０は減圧容器４の内部で交
換可能としであるため、成膜条件を変えたい場合、すな
わちノズル孔の径、ピッチ等の変更、ノズルの位置の変
更等を行おうとする場合やノズル内部を洗浄する場合に
は、減圧容器４の内部を洗浄し、内部全体を大気に曝し
た状態でノズルを交換し、さらに元の状態に戻す必要が
あり、多大な労力と時間を必要とするという欠点がある
。

また、従来の原料ガスノズル９と排気ノズル１０に明け
られた孔は、第９図に示すごとく、一端を開口し、他端
を閉塞した管状の長手方向に、はぼ同じ大きさの開口径
を有するガス噴出孔またはガス吸引孔１９を複数個設け
ている。これらのガス噴出孔またはガス吸引孔１９は一
定の大きさの開口径および定ピツチ間隔で設けであるの
で、原料ガスノズル９の場合は原料ガス導入配管６から
ノズルの閉塞端に向かって明けられている孔から噴出す
るガス量は一定でない。従って、基板１上へのガス供給
量（供給速度）は変化しそして基板１の表面に均一な噴
出量で反応ガスを噴出することができない。また、排気
ノズル１０の場合は排気ガス排出配管８からノズルの閉
塞端に向かって明けられている孔から吸引するガス量は
一定でなく、従って基板１上のガス吸引Ｎ（排出速度）
は変化しそして基板１の表面から均一な吸引量で反応ガ
スを吸引することができないという欠点を有している。

さらに、これらのことから基板１の表面に所望の薄膜を
均一膜厚および膜質で形成することができず、製造歩留
が著しく低下するという欠点を生じる。このため、現状
ではさらに、ノズル交換の容易性、反応ガスの均一供給
および排気ガスの均一排気の改善が望まれている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き、原料ガス
ノズルと排気ノズルの交換が容易にできかつ基板の表面
に均一な膜厚および膜質の薄膜を容５に形成することが
できる気相成長装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、原料ガス供給部
の原料ガスノズルと排気部の排気／゛ズルを減圧容器の
外部から取り外し７可能としたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面について説明する。

第１図および第２図は本発明による気相成長装置の一実
施例を示す正面図および部分平面図であって、１は基板
であり、第８図および第９図に対応する部分には同一符
号を付けている。

第１図および第２図において、原料ガス供給部は原料ガ
ス導入配管６、原料ガス導入配管フランジ１５（他の方
式、例えばネジ方式、カブラ方式等でも良い−）、原料
ガスノズル盲板１４、原料ガス導入口１３および原料ガ
スノズル９から構成される。また、排気部は排気ガス排
出配管８、排気ガス排出配管フランジ１８（他の方式、
例えばネジ方式、カプラ方式等でも良い）、排出ガスノ
ズル盲板１７、排出ガスノズル導入口１６および排気ノ
ズル１０から構成される。

減圧容器４には薄膜の堆積前に短時間で真空に引いたり
、不純物混入防止のために減圧容器４内を高真空、超真
空にするのに役立つ排気ロア、および基板支持台２上に
載置された基板２を加熱するための加熱ヒータ３が設け
である。

第３図（ａ）は本実施例において使用する２重管式の原
料ガスノズルの１実施例を示す長手方向断面図で、第３
図（ｂｌは第３図（ａｔのｂ−ｂｇに沿う断面図である
。図において、２重管式の原料ガスノズル９の内管２３
には原料ガス２２のガス噴出口１９が設けられる。また
、外管２４には内管２３と反対側にガス噴出口１９が設
けられる。図において、内管２３のガス噴出口１９はそ
の上方にかつ外管２４のガス噴出口１９はその下方に設
けである。この実施例において原料ガス２２は減圧容器
４外で予め混合して供給するものである。

第４図（ａｌ、　（ｂｌは２重管式の原料ガスノズルの
他の実施例を示し、第４図（ａｌは長手方向断面図、第
４図（ｂ）はそのｂ　−ｂ　ＶＡに沿う断面図である。

この実施例において内管２３は外管２４内に２本あり、
これらの内管２３には原料ガス２２−１．２２−２が供
給されている。内管２３には各々ガス噴出口１９が設け
られ、かつ外管２４にも同様にガス噴出口１９か設けで
ある。これらの管２３．２４に設けられるガス噴出口１
９は、第４図（ｂｌに示すごとく、反対方向、すなわち
、内管２３のガス噴出口１９は図において左方にかつ外
管２４のガス噴出口１９は右方に設けられている。原料
ガス２２−１．２２−２は両内管２３と外管２４との間
の空間で混合されかつ外管２４のガス噴出口１９から基
板１上へ供給される。

第５図ｉａｌ、　（ｂｌは２重管式の排気ノズルの１実
施例を示し、第５図１ａ）は長手方向断面図、第５図山
）は第５図（ａｌＯ線ｂ−ｂに沿う断面図である。図に
おいて外管２４には排気ガスのガス吸引口１９がかつま
た内管２３にもガス吸引口１９が設けられる。これら両
管２３および２４のガス吸引口１９は第５図（ｂ）から
明らかなように、一方が他方の反対側に、すなわち図に
おいて外管２４のガス吸引口１９が上方にかつ内管２３
のガス吸引口１９が下方に設けられる。

なお、第３図ないし第５図に示した２重管はいずれも外
管２４と内管２３が切り離しできるようにフランジ２６
およびボルトまたはビス２５により組み立てられている
。

上述した実施例によれば、以下の効果を得ることができ
る。

＋１）配管フランジ１５．１８を減圧容器４の外に設け
て原料ガスノズル９および排気ノズル１０を外部から容
易に交換可能としたため、減圧容器４の容器ＩＩ５を開
ける必要がなくかつしたがって減圧容器４全体を大気に
さらす必要がなくなるので、原料ガスノズル９および排
気ノズル１０の取り扱い（交換、洗浄、復旧等）作業時
間を大幅に減することができ、またノズルに関する運転
条件を容易に変更可能にすることができるという効果を
有する。

（２）原料ガスノズル９を２重管式とすることにより、
１重管の場合に管の長手方向に生ずる圧力分布く噴出量
に差を生ずる）を２重管の内管２３と外管２４の間の空
間で均一化して外管２４のガス噴出口１９からガスを供
給することができるため、基板ｌ上に均一に原料ガスを
供給することができる。

（３）内管２３を原料ガスの種類に応じて複数本（第４
図の実施例では２本）にすることにより、減圧容器４外
のガス供給配管内での原料ガスの反応を防止することが
でき、配管内での燃焼、爆発（気相成長に使用されるガ
スには５＝Ｈａ等の可燃性ガスが使用されるケースが多
い）を防止でき、しかも配管内に堆積する反応物質の洗
浄を行う必要がなくなる。

（４）排気ノズル１０を２重管式とすることにより、１
重管の場合に管の長手方向に生ずる圧力分布（吸引流量
に差を生ずる）を２重管の外管２４と内管２３の空間で
均一化して外管２４のガス吸引口１９からガスを吸引す
ることができるため、基板ｌ上のガスを均一に排気する
ことができる。

Ｃ３）２重管の内管２３と外管２４を切り離せるような
構造にしであるため、原料ガスノズル９および排気ノズ
ル１０を外部に取り出した後容易に洗浄することが可能
である。

第６図（ａｌおよび第７図（ａｌは本発明による気相成
長装置に用いる原料ガスノズルおよび排気ノズルの他の
実施例をそれぞれ示し、第６図（ｂ）および第７図（ｂ
ｌはそれぞれ第６図（ａｌおよび第７図（ｂｌの線ｂ−
すに沿う断面図である。これらの実施例において前述し
た実施例と対応する部分には同一符号を付けている。第
６図ｔａ＋において原料ガスノズル９は前述した実施例
と同様に内管２３および外管２４からなる２重管式であ
り、ガス噴出口１９はスリットとして設けられており、
これらのスリット１９は、第６図山）に示すように、互
いに反対の側、すなわち図において内管２３のスリット
１９は左方にかつ外管２４のスリット１９は右方に設け
られている。

第７図（ｂｌにおいて排気ノズル１０は同様に内管２３
および外管２４からなる２重管式であり、ガス吸引口１
９はスリットとして設けられており、これらのスリット
１９は、第７図（ｂ）に示すように、互いに反対の側、
すなわち図において内管２３のスリット１９は左方にか
つ外管２４のスリット１９は右方に設けられている。

この実施例によれば、第３図ないし第５図に示した実施
例におけるような小径孔を多数製作する場合に比べて、
スリット１９は容易に製作される１ま ため、より実用的である。ガスの混合性、原料ガスの均
一供給性および排気ガスの均一吸引性については小径孔
の場合と同一の効果を維持する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、原料ガスノズル
と排気ノズルを減圧容器の外部から取り外し可能とした
ため、成膜条件の変更、ノズル内部の洗浄等の要求の発
生に際してノズル交換が容易にでき、また２重管式とす
ることにより基板の表面に均一な膜厚、膜質の薄膜を容
易に形成することができ、上記従来技術の欠点を除いて
優れた機能を気相成長装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による気相成長装置の一実施例を示す正
面図、第２図は第１図の部分平面図、第３図ｉａｌは本
発明による気相成長装置に使用する２重管式原料ガスノ
ズルを示す長手方向断面図、第３図（ｂｌは第３図ｔａ
＋の線ｂ−ｂに沿う断面図、第４図（Ｍｌは２重管式原
料ガスノズルが２本の内管を有する実施例を示す長手方
向断面図、第４図（ｂｌは第４図（ａ）の線ｂ−ｂに沿
う断面図、第５図＋１）１は本発明による気相成長装置
に使用する２重管式排気ノズルを示す長手方向断面図、
第５図（ｂ）は第５図＋８）の線ｂ−ｂに沿う断面図、
第６図ｔａｌは本発明による気相成長装置に使用する２
重管式原料ガスノズルの他の実施例を示す長手方向部分
正面断面図、第６図（ｂｌは第６図（ａｌの線ｂ−ｂに
沿う断面図、第７図（ｊｌ）は本発明による気相成長装
置に使用する２重管式排気ノズルの他の実施例を示す長
手方向部分正面断面図、第７図〜）は第７図＋５１）の
線ｂ−ｂに沿う断面図、第８図は従来技術による気相成
長装置を示す正面図、第９図は第８図の従来装置に使用
する原料ガスノズルおよび排気ノズルを説明する部分正
面図である。 ４・・・減圧容器、９・・・原料ガスノズル、１０・・
・排気ノズル、１９・・・ガス噴出口（ガス吸引口）、
２３・・・内管、２４・・・外管。 第１図 第２図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも減圧容器と、該減圧容器に設けられた
   原料ガス供給部と、排気部とからなる固体膜を成長せし
   める気相成長装置において、前記原料ガス供給部の原料
   ガスノズルと前記排気部の排気ノズルとを前記減圧容器
   の外部から取り外し可能としたことを特徴とする気相成
   長装置。
2. （２）前記原料ガスノズルがガス噴出口を有する２重管
   式のノズルにより構成されることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項に記載の気相成長装置。
3. （３）前記排気ノズルがガス吸引口を有する２重管式の
   ノズルにより構成されることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項に記載の気相成長装置。
4. （４）前記ガス噴出口および前記ガス吸引口が多数の小
   孔からなることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項
   および第（３）項に記載の気相成長装置。
5. （５）前記ガス噴出口および前記ガス吸引口がスリット
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項お
   よび第（３）項に記載の気相成長装置。