JPS63177426A - 気相成長方法及び装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、ウェハ上に薄膜を堆積させるための気相成
長方法及びその装置に関する。

（従来の技術） 半導体装置の製造に当り、基板或は所要な層が形成済み
の基板（以下、これら基板を単にウェハと称する。）に
例えばＳ　ｉ　０２又はその他の所要な薄膜を気相成長
させる技術が開発されている。

これまでは、このような薄膜の膜質に対してはそれほど
高品質が要求されていなかったため、従来の気相成長技
術では、反応室だけを気密隔離可能な気相成長装置を用
いてこれら所要な薄膜の気相成長を行っていた。従って
、例えばウェハ上に５ｔｙ２薄膜を気相成長させる場合
には、先ずウェハを常気圧の大気中にあるウェハ移動機
構のホルダにローディングし、次に予め５ｉ０２の反応
温度に設定された反応室の閉じ弁を開いてウェハを反応
室中ヘローディングした後、反応室の真空引きを行って
いた。この状態でウェハを反応温度に上昇するまで所定
の時間待機させた後、所要の反応ガスを反応室に流入さ
せ５ｉ０２薄膜の気相成長を行っていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の気相成長技術では、次
のような問題点があった。

■ウェハを反応室内にローディングする際、反応室内に
一旦常気圧の空気が充満されてしまい。

従ってウェハが空気中で高温に加熱されるためウェハ表
面の酸化或いは汚染に起因してウェハが損傷するおそれ
があった。

■また、反応室がウェハのローディング毎に大気にさら
され、反応室内が汚染されてしまっていた。

■さらに、ウェハ上に薄膜を気相成長させる際に真空に
引くが、それほど高真空にしていないので、ウェハと薄
膜との界面が汚染され高品質の気相成長薄膜を得ること
が出来なかった。

この発明の目的は、このような従来の問題点に鑑み、ウ
ェハの損傷及び反応室の汚染を回避出来ると共に、高品
質の気相成長薄膜を得ることが出来る気相成長方法及び
その装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成は図るため、この発明の気相成長方法に
よれば、 反応室と隔離して設けた予備室にウェハを搬入した後、
これら予備室内の残留ガス例えば空気を室温で大気圧ま
で不活性ガスと真空置換する。また、反応室内の残留ガ
スを室温、反応温度又はその他の任意好適な温度で大気
圧まで不活性ガスと真空置換する。

次に、反応室と予備室との間の閉じ弁を開いて隔離を解
除した後ウェハを予備室から反応室へと挿入する。

次に、閉じ弁を閉じて反応室を再度気密隔離した後の、
ウェハの予備加熱時間経過後に反応室内に反応性ガスを
流入し、薄膜を堆積させることを特徴とする。

また、この発明の気相成長装置によれば、反応性ガス及
び不活性ガスの選択流入可鮨な反応室と。

反応室と気密隔離自在に設けられ不活性ガスの流入可能
な予備室と、 これら反応室及び予備室内の空気等の残留ガスを排気す
る排気系と。

予備室内に搬入されたウェハを反応室に挿入しかつ薄膜
の気相成長済みのウェハを反応室から予備室へと取り出
すためのウェハ移動機構とを含むことを特徴とする。

（作用） このように、この発明の気相成長装置及びこの装置を用
いた気相成長方法によれば、反応室の前段に予備室を設
けて、この予備室にウェハを一旦ローディングしだ後反
応室及び予備室内の空気及び又はその他の残留ガスを室
温で不活性ガスと真空ご換することが出来る。従って、
ウェハの損傷及び反応室の汚染を回避出来ると共に、高
品質の気相成長薄膜を得ることが出来る。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の気相成長方法及びそ
の装置の実施例につき説明する。

第１図（Ａ）〜（Ｃ）はこの発明の気相成長方法及びそ
の装置の基本的構造を説明するための概略的説明図で、
各構成成分の形状、構造、寸法及び配置関係は何等図示
例に限定されるものではない。

先ず、この発明の気相成長装置の構成につき説明する。

これら図において、１０は電気炉、１２は反応室である
。１４は反応室１２と閉じ弁１６を介して気密隔離自在
に設けられた予備室である。１８は予備室１４内に搬入
されたウェハを反応室１２に挿入しかつ薄膜の気相成長
済みのウェハを反応室１２から予備室１４へと取り出す
ためのウェハ移動機構であってその構造はこの発明の本
質的事項ではないので特に問わないが、この実施例では
、ウニ／＼がローディングされる石英ポート２０と、ロ
ッド２２と、このロッド２２を介して石英ポート２０を
移動させるように駆動する駆動部（図示せず）とを以っ
て従来と同様に構成し、また、このウェハ移動機構１８
の石英ポート２０を予備室１４と反応室１２との間で移
動可能にすると共に、駆動部を予備室１４に隣接させて
設けた駆動室２４に設けた構成としている。

さらに、２６は予備室１４に対するウェハ搬入及び搬出
口用の閉じ弁であり、第１図（Ａ）では閉じた状態を実
線で示し、開いた状態を破線で示しである。さらに、２
８は排気系を構成する真空ポンプであり、この排気系は
反応室１２及び予備室１４を同時に又は個別に排気出来
る構成となっている。

さらに、３０は反応室１２に反応性ガス及び不活性ガス
を選択流入出来ると共に、予備室１４に不活性ガスを流
入出来るように配置構成したガス流入系である。

さらに、３２は石英ポート２０を反応室１２に挿入した
時、反応室１２と予備室１４とを気密に隔離するための
閉じ弁である。尚、石英ポート２０を反応室１２内に送
り込んだ後ロッド或はその他の任意好適な送り込み手段
を予備室１４側へ引戻す構造となっている場合には閉じ
弁３２は必要ではなく前述した閉じ弁１Ｂを用いて両室
１２及び１４間を再閉鎖する構造としても良い。

次に気相成長方法につき説明する。

先ず、予備室１４のウェハ搬入及び搬出口用の閉じ弁２
６を開き（第１図（Ａ）に破線で示す）、ウェハを石英
ポート２０に装填する。次に、この閉じ弁２６を実線で
示すように閉じた後、反応室１２及び予備室１４の間の
閉じ弁１６を閉じた状態で、予備室１４内の例えば空気
等の残留ガスを室温で大気圧まで不活性ガスと真空置換
する。さらに、反応室１２内の例えば空気等の残留ガス
を任意好適な温度で不活性ガスと真空置換する。この場
合、反応室１２の温度は常温であっても良いし或いは反
応性ガスの反応温度としても良い。また、反応室１２及
び予備室１４の真空置換はそれぞれ任意好適な時間に行
えば良い。従って、同時に行っても良いし、別の時間に
行っても良いし、或は部分的に平行して行っても良い。

次に、閉じ弁１６を開いて両室１２及び１４間の隔離を
解除する（第１図（Ｂ））。この時、反応室１２及び予
備室１４内は清浄な不活性ガス雰囲気で充満されていて
ウェハを損傷したり反応室１２を汚染したり、或はウェ
ハと気相成長薄膜との界面を汚染するような空気その他
の不所望な残留ガスが排除されている。

その後ウェハが装填されている石英ポート２０を予備室
１４から反応室１２へと挿入し、閉じ弁３２で両室１２
及び１４間を再度気密封鎖しく第１図（Ｃ））、反応室
１２が室温である場合には反応温度に上昇させた後、又
は既に反応温度にしである場合にはそのままウェハが反
応温度に上昇するまで所要の時間待機する。尚、予め反
応室を反応温度にまで昇温させである場合には、大気圧
にてウェハが高温の反応室１２内に挿入されるため、反
応室１２が真空状態の時或は常温の時と比べて、ウエノ
＼の昇温速度が速く、これがためウェハの予備加熱時間
を短縮することが出来、従って特に絶縁膜形成の熱損傷
を軽減出来る。

次に、このウェハの予備加熱時間経過後に反応室１２内
の不活性ガスを排気して所定の圧力にまで真空引きを行
い、然る後、反応室１２内にガス流入系３０を経て所要
の反応性ガスを流入し、例えばＳｉＯ２或はその他の任
意好適な気相成長薄膜をウェハ上に堆積させる。

薄膜成長終了後、石英ポート２０を予備室１４へ戻し、
閉じ弁１６で予備室１４と反応室１２との気密隔離を行
った後、予備室１４の搬入及び搬出口用の閉じ弁２８を
開いてウェハを取り出す。

このように、この発明の気相成長装置は、反応室の前段
に予備室を設け、反応室及び予備室内の残留している空
気等の不所望な雰囲気を不活性ガスに真空置換出来る構
造とした点に特色があり、また、この発明による気相成
長方法は、ウェハを予備室に装填した後予備室及び反応
室内の不所望な残留ガスを不活性ガスに真空置換してか
らウエハを反応室へ挿入する構成となっている点に特色
がある。従って、この発明の上述した実施例は単なる好
適実施例に過ず、この発明はこの発明の範囲を逸脱する
ことなく多くの変形又は変更を成し得ること明らかであ
る。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明の気相成
長方法及び装置によれば、 ■気相成長薄膜の形成時にウェハ表面の酸化或いは汚染
に起因したウェハの損傷を従来技術の場合よりも著しく
低減出来る。

■また、反応室の大気その他の不所望な雰囲気による汚
染が従来よりも著しく軽減出来る。

■さらに、これら二つの利点により、気相成長薄膜とウ
ェハ表面との界面の汚染が著しく低減されるため、高品
質の気相成長薄膜を再現性良く形成出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｃ）はこの発明の気相成長方法及びそ
の装置の概略的説明図である。 １０・・・電気炉、　　　　　　１２・・・反応室１４
・・・予備室、　　　　　１６．２６．３２・・・閉じ
弁１８・・・ウェハ移動機構、　２０・・・石英ポート
２２・・・ロッド、２４・・・駆動室 ２８・・・真空ポンプ、　　　３０・・・ガス流入系。 特許出願人　　　　沖電気工業株式会社（Ａ） 第１図 （Ｂ） 第１　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応室中でウェハ上に薄膜を気相成長させるに当
   り、 反応室と隔離して設けた予備室にウェハを搬入した後、
   該予備室内の残留ガスを室温で大気圧まで不活性ガスと
   真空置換し、 前記反応室内の残留ガスを任意の温度で大気圧まで不活
   性ガスと真空置換し、 隔離を解除した後ウェハを前記予備室から反応室へと挿
   入し、 次に、前記反応室を再度気密隔離した後の、前記ウェハ
   の予備加熱時間経過後に前記反応室内に反応性ガスを流
   入し、薄膜を堆積させる ことを特徴とする気相成長方法。
2. （２）反応性ガス及び不活性ガスの選択流入可能な反応
   室と、 該反応室と気密隔離自在に設けられ不活性ガスの流入可
   能な予備室と、 前記反応室及び予備室内を排気する排気系と、該予備室
   内に搬入されたウェハを反応室に挿入しかつ薄膜の気相
   成長済みのウェハを該反応室から予備室へと取り出すた
   めのウェハ移動機構とを含むことを特徴とする気相成長
   装置。