JPS62296426A

JPS62296426A - Ｃｖｄ薄膜形成装置

Info

Publication number: JPS62296426A
Application number: JP14061586A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Ooyama; 勝美大山; Hitoshi Hikima; 引間　仁; Katsumi Takami; 高見　勝己; Satoru Kishimoto; 哲岸本
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1986-06-17
Filing date: 1986-06-17
Publication date: 1987-12-23

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】３、発明の詳細な説明「産業上の利用分野］本発明はＣＶＤ薄膜形成装置に関する。更に詳細には、
本発明は反応炉をクリーンベンチユニットまたはクリー
ンルーム内に配置したことからなるＣ　Ｖ　Ｉ）薄膜形
成装置に関する。

［従来技術］薄膜の形成方法として、゛１１導体を業において−・般
に広（用いられているものの一つに、気相成長法（ＣＶ
Ｉ）：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　ＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）がある。ＣＶ　Ｉ）とは、ガス杖物質を化学
反応で固体物質にし、基板−Ｉ−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＜、Ｓｔ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
半導体表面のパツシベーシヨ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°Ｃ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　Ｈｑ　＋ＰＨａ　＋０２　）を供給して行わ
れる。１−記の反応ガスはＮ２ガスをキャリヤとして反
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Ａ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一例を第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とともに、上記ウ
ェハａ置台の上に被加工物であるウェハ６を順次に供給
し、該ウェハを順次に搬出するウェハ搬送手段７を設け
て構成されている。ウェハ搬送手段を炉内に導入するた
めの開閉可能なゲート部１１が反応炉に設けられている
。

前記円錐状カバー３の頂点付近に反応ガス送入管８およ
び９が接続されている。使用する反応ガスのＳｉＨ４お
よび０２はそれぞれ別のガス送入管により反応炉に送入
しなければならない。例えば、ＳｉＨ４を送入管８で送
入し、そして、Ｏ２を送入管９で送入する。また、ＰＨ
ａを使用する場合、５ｉＨｑとともに送入できる。取り
扱いを容易にするために、反応ガスのＳｉＨ４及びＯ２
はＮ２キャリアガスで希釈して使用することが好ましい
。

前記のウェハ載置台４の直ド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″Ｃ）に加熱する。

反応ガス送入管８および９から送入された反応ガス（例
えばＳｉＨ４＋０２またはＳｉＨ４＋ＰＨ３＋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（Ｓｉ０
２またはＰＳＧ）の薄膜をウェハ６の表面に生成せしめ
る。

炉内に送入された反応ガスの７０−パターンを均一にす
るため及び成膜反応終了後炉内に残留している未反応の
ＳｉＨ４やＰＨ３等の有ｌｔガスを炉外に排出するため
、反応炉のド部にυ［気ダクト１２が配設されている。

この排気ダクト１２は排気ポンプ１３に接続されている
。排出された有ｉ号反応ガスは無１！ｊ化装置（図示さ
れていない）により無＋ｆ＃化されてから人気中に放散
される。

［発明が解決しようきする問題点］従来のＣＶ　ｌ）薄膜形成装置は成膜反応処理を続けて
いくと、反応炉の内壁部にＳｉＯおよび／または５ｉ０
２等の酸化物のフレークが生成・付着してくる。このフ
レークをそのまま放置すると徐々に大きく成長していき
、僅かな振動や気流により壁面から剥がれ落ち、反応炉
内の浮遊異物量を増加させることとなる。

これら炉内の浮遊異物はウェハの表面上に沈降・落下し
ＣＶＤ膜にピンホールを発生させる。これら異物がウェ
ハの表面に付着してＣＶ　Ｉ）膜にピンホールを発生さ
せると１へ導体素ｒの製造歩留りが著しく低下される。

このため従来は成膜反応が終了した時点で反応ガスの供
給を市め、反応ガス送入パイプからＮ２ガスまたは０２
との混合ガスを炉内に供給しながら排気ポンプを駆動さ
せることにより、炉内に残留しているＳｉＯ２粒子を炉
外に排出していた。

しかし、υＦ気水ポンプ１３けで炉内の残留５ｉ０２粒
丁を炉外に排出するには時間が懸かり過ぎる。残留粒子
の排出が終わらなければ、次の成膜処理に入ることがで
きない。そのため、゛１′導体製造１−程全体のスルー
プットが低ドされるばかりか、粒子の成長を招く結果に
もなりかねない。

［発明の目的］従って本発明の目的は反応炉内の残留５ｉ０２を極めて
迅速に炉外にυＦ出させるとのできる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コ前記問題点を解決し、あわせて本発明のＵ的を達成する
ための手段として、この発明は、少なくとも反応ガス供
給手段、＃Ｊト気手段およびウェハ載置台を打する反応
炉を、清浄化空気供給機構とり）：気機構とを有する密
閉ｉ＋Ｊ能な室内に配置したことを特徴とするＣ　Ｖ　
１）薄膜形成装置を提供する。

［作用］前記のように、本発明のＣＶＤ薄膜形成装置は反応炉を
クリーンルームまたはクリーンベンチュニットのような
清浄化空気が供給される密閉室内に配置している。

このため、密閉室内に清浄化空気を供給し、同時にυト
気を行いながら反応炉のカバーを開放することができる
。反応炉のカバーを閉じた状態で残留粒子をυＦ出する
のに比べて、カバーを開放した状態で残留粒子をυト出
させると、ンしく短い時間内で粒子を炉外に排出させる
ことができる。

その結果、反応炉の内壁面上に、大きく成長したフレー
クが付着することを防１ヒでき、また、炉内のウェハ載
置台」二のウェハの表面に酸化物フレークが落下・付着
してＣＶＤ膜にピンホールを発生させるような不都合な
事態が起こることを減少させることができる。

更に、炉内の残留粒−ｒを早期に炉外に排出させること
ができるので、次の成膜処理にも素♀くはいることがで
き、ｊｊｌ駄な待ち時間が短縮される。

かくして、Ｙ、導体素ｒ・の製造歩留りを向ヒさせるこ
とができるばかりか、゛ト導体製造し程全体のスループ
ットを向」−させることができる。

［実施例コ以ド、図面を参照しながら木゛発明の一実施例について
史に詳細に説明する。

第１図は本発明のＣＶ　Ｉ）薄膜形成装置の一実施例の
Ｗ合図である。

第１図に示される装置において第２図の従来の装置と同
一の部材については第２図で使用された符号と同じ符号
を使用する。

第１図において、密閉可能な室２０の反応炉配置部分２
２内に反応炉１を配置する。密閉可能な室２０は例えば
、クリーンベンチユニットまたはクリーンルームなどで
ある。室２０は反応炉１を出し入れしたり、ウェハを搬
入／搬出するための開閉Ｉｊ工能な気密扉（図示されて
いない）を有することができる。室２０の−１一部には
空気供給ダクト２４が配設されている。また、ダクト２
４と反応炉配置部分２２との間に除塵フィルタ２６を配
設する。フィルタは例えば、ＨＥＰＡフィルタ等を使用
できる。これ以外の除ＩＱ丁段も使用できる。

このような除塵手段は当又者に周知である。

室２０のド部または反応炉配置部分２２の下部に排気ダ
クト２８を配設する。排気ダクト２８は適当な排気ファ
ンまたはポンプ（図示されていない）なとに接続されて
いる。

室２０内に配置される反応炉（ベルジャ）■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の周囲にウェハ載置台４を設置する。このウェハ載置
台は駆動機構５で同転駆動＋＋Ｊ能、または自公転可能
に設置することもできる。

更に、Ｆ記つェハ載置台の上に被加工物であるウェハ６
を順次に供給し、該ウェハを順次に搬出するウェハ搬送
手段（図示されていない）を設けることもできる。ウェ
ハ搬送手段は反応炉配置部分２２の内部に配置すること
もできるし、あるいは反応炉配置部分の外に配置するこ
ともできる。反応炉配置部分の外に配置する場合はゲー
ト部に対応する位置にじ（１閉可能な扉を設ける。

ウェハを反応炉内に搬入・搬出するための開閉ｉ＋Ｊ能
なゲート部１１が反応炉に、没けられている。

ゲート部は例えば、ヒンジ機構（図示されていない）に
より開閉可能に構成できる。

前記円錐状カバー３の頂点付近に反応ガス送入管８およ
び９が接続されている。使用する反応ガスのＳｉＨ４お
よび０２はそれぞれ別のガス送入管により反応炉に送入
巳なければならない。例えば、ＳｉＨ４を送入管８で送
入し、そして、０２を送入管９で送入する。また、ＰＨ
３を使用する場合、Ｓ　ｉＨｔｔとともに送入できる。

取り扱いを容易にするために、反応ガスのＳｉＨ４及び
０２は−Ｎ２キャリアガスで希釈して使用することが好
ましい。

反応炉の下部に、成膜反応中の反応ガスのフローパター
ンを均一化するため及び炉内残留未反応ガスをυ［出す
るための排気ダクト１２が配設されている。このυＦ気
ダクト１２ば室１０外へ導かれる。このダクトの途中で
室１０の外部の適当な位置にｔＪｌ気ポンプ１３を配設
する。

炉内のｉ”１Ｍ酸酸化機微子を早期に炉外にυ１出させ
るために、反応炉のカバー３は開閉可能に構成されてい
る。開閉機構は例えば、ヒンジ部材等により構成できる
。カバー３の開閉は室１０外から遠隔操作により自動的
に行うことが好ましい。

反応炉の構造自体は本発明の必須°畏件ではない。

従って、前記の構造以外の構造を何する反応炉も使用で
きる。

次に本発明のＣＶ　ｌ）薄膜形成装置の具体的な動作な
らびに制御について説明する。

成膜反応処理が完了した時点で反応ガスの供給を止める
。排気ポンプ１３は駆動させたままの状態に維持する。

ポンプ１３で炉内の残留未反応ガスを排出しながらカバ
ー３を開放する。

カバー３の開放に先立ち、または同時に、除塵フィルタ
２６を通してダクト２４からクリーンエアーを反応炉配
置部分２２内に供給し、同時に排気ダクト２８から反応
炉配置部分２２内の雰囲気を排出する。カバー３の開放
により反応炉配置部分２２内に漏れた５ｉ０２粒丁はダ
クト２８により、第１図の矢線で示されるようにυ１出
される。

実際、第１図の矢線で示されるように、ダクト１２およ
びダクト２８の両方によりυ１出が行われるので、反応
炉内の酸化物微粒子を極めて迅速に炉外にυ１出させる
ことができ、次の成膜処理に移るまでに“災する待ち時
間を大幅に短縮することができる。

ダクト２４から供給されるクリーンエアーには酸素を２
０−６０％程度混合させて反応炉配置部分２２内へ送入
することもできる。高酸素濃度のクリーンエアーは反応
炉内に残留する５ｉ０２粒子の消滅を〒める。このこと
によって、反応炉内の残留５ｉ０２粒子の成長によって
引き起こされる異物の増加を抑制する。

本発明のＣＶＤ薄膜形成装置は常圧、減圧、プラズマ等
何れのタイプのＣＶ　ｌ）についても適用できる。

［発明の効果］以１−説明したように、本発明のＣＶＤ薄膜形成装置は
反応炉をクリーンルームまたはクリーンベンチユニット
のような清浄化空気が供給される密閉室内に配置してい
る。

このため、密閉室内に清ゆ化空気を供給し、同時にυＦ
気を行いながら反応炉のカバーを開放することができる
。反応炉のカバーを閉じた状態で残留粒子を排出するの
に比べて、カバーを開放した状態で残留拉ｒ−を排出さ
せると、著しく短い時間内で粒子を炉外にυト出させる
ことができる。

その結果、反応炉の内壁面１−に、大きく成長したフレ
ークが付着することを防１１・、でき、また、炉内のウ
ェハ載置台上のウェハの表面に酸化物フレークが落下拳
付粁してＣＶＩ）膜にピンホールを発生させるような不
都合な′ト態が起こることを減少させることができる。

更に、炉内の残留粒子を早期に炉外に排出させることが
できるので、次の成膜処理にも素早くはいることができ
、力１（駄な待ち時間が短縮される。

かくして、半導体素子の製造歩留りを向上させることが
できるばかりか、半導体製造工程全体のスルーブツトを
向ｌ−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−・実施例の概
念図、第２図は従来のＣＶ　Ｉ）薄膜形成装置の概念図
である。 ■・・・反応炉、２・・・バソフフ・、３・・・カバー
。４・・・ウェハ載置台、５・・・ウェハ載置台回転駆動
機構、６・・・ウェハ、７・・・ウニ／Ｘ搬送り段。８および９・・・反応ガス送入管、ｌＯ・・・加熱手段
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも反応ガス供給手段、排気手段およびウ
ェハ載置台を有する反応炉を、清浄化空気供給機構と排
気機構とを有する密閉可能な室内に配置したことを特徴
とするＣＶＤ薄膜形成装置。
（２）前記密閉可能な室は、いわゆるクリーンルームで
ある特許請求の範囲第１項に記載のＣＶＤ薄膜形成装置
。
（３）前記密閉可能な室は、いわゆるクリーンベンチユ
ニットである特許請求の範囲第１項に記載のＣＶＤ薄膜
形成装置。