JPS632435Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、SiO₂、Si₃N₄、Si多結晶、Si単結晶
等を析出させるための化学的気相付着装置に関す
る。

従来技術 ホツトウオール型CVD（化学的気相付着）装置
においては、反応生成物が反応管の内壁に付着
し、その繰り返しによつて付着物が厚くなる。も
し、付着物を除去しないと、付着物がはく離して
半導体ウエハ面に付着するので、反応管の付着物
をエツチングによつて時々除去する必要がある。
ところが、半導体ウエハの大型化に伴つて反応管
も大きく且つ重くなり、取り扱いが困難になつ
た。この種の問題を解決するために、第１図に示
す如く、反応管１の中に内壁保護管２を設けた減
圧CVD装置が考え出された。このCVD装置で
は、半導体ウエハ３をボート４に載せて内壁保護
管２の中に収容し、ガス導入管５から供給するガ
スを保護管２の中に流すので、反応管１の内壁に
対する反応生成物の付着が阻止される。この場
合、保護管２の内壁に反応生成物が付着するが、
保護管２は反応管１に比べて軽いので、付着物の
除去作業が容易になる。

一方、大きな径の半導体ウエハに適合する大き
さに形成された反応管１及び保護管２を使用して
小径の半導体ウエハにSiO₂等を付着させなけれ
ばならないことがある。ところが、小径の半導体
ウエハの場合には、ガスの流速が低くなる等のた
めに適当なガス供給状態を得ることが困難にな
り、ウエハ上に均一な付着膜を形成することが困
難になる。ウエハの径に合せて保護管２の径を変
えることが考えられるが、大径ウエハと小径ウエ
ハとのためにそれぞれの保護管２を用意すること
は不経済である。

考案の目的 そこで、本考案の目的は、同一の反応管及び内
壁保護管を用いて大きさの異なるウエハに均一な
析出層を得ることが出来る化学的気相付着装置を
提供することにある。

考案の構成 上記目的を達成するための本考案は、ウエハに
ガスを供給して前記ウエハ上に物質を析出させる
装置であり、熱処理空間を得るための反応管と、
前記ウエハを加熱するために前記反応管の外側に
配置されたヒータと、前記反応管の少なくとも主
要部の内壁をガス流から隔てるように前記反応管
の中に配置され、且つ前記反応管に対して着脱自
在に装着され、且つ前記反応管の均熱部に配置さ
れた大径部とこの大径部と前記ガスの出口との間
に配置された小径部とを有し、且つ前記大径部と
前記小径部との間に傾斜段部〔実施例の傾斜面２
Ｃの部分〕が設けられている内壁保護管と、前記
内壁保護管の前記大径部の中に着脱自在に配置さ
れ、且つ前記ウエハを収容するように形成され、
且つ前記ウエハに適合するガス流路を与える大き
さに形成され、且つこの一端部が前記傾斜段部に
係合するように形成されているウエハ挿入用イン
ナーチユーブとから成る化学的気相付着装置に係
わるものである。

考案の作用効果 上記考案によれば、反応管と内壁保護管の他
に、インナーチユーブを使用するので、ウエハの
大きさが変化した場合に、反応管と内壁保護管は
そのままとし、インナーチユーブのみを変えて所
望のガス流状態を得ることが出来る。従つて、少
ない設備で種々のウエハの処理を行うことが出来
る。また、内壁保護管の傾斜段部にインナーチユ
ーブの一端が係合するように構成されているの
で、インナーチユーブの位置決めを容易且つ正確
に行うことができるのみでなく、内壁保護管とイ
ンナーチユーブとの間を通るガスの流れを阻止又
は制限することができ、ガスの流れの乱れや流速
の低下が少なくなる。また、内壁保護管に小径部
を設けることによつて内壁保護管の軽量化を図る
ことができる。

実施例 次に、第２図を参照して本考案の実施例に係わ
る減圧CVD装置について述べる。第２図の石英
製反応管１は内径15cmに形成され、ヒータ６の中
に挿入されている。この反応管１の端部に減圧状
態を得るために蓋部分７が設けられている。石英
製内壁保護管２は、反応管１の内壁を覆うように
約14cmの内径とされた大径部２ａと、内径約４cm
の小径部２ｂとから成り、肉厚約2.5mmに形成さ
れている。大径部２ａは原料ガスの入口から炉の
均熱部の終りまでの長さとされ、小径部２ｂは均
熱部の終りから原料ガスの出口までの長さとされ
ている。８はアダプターであつて、内壁保護管２
の大径部２ａの開放端部と反応管１との間にすき
間を埋めるためのものである。９は肉厚２mmの
SiC製インナーチユーブであり、この例では直径
６cmのSiウエハ３に適合するように内径８cmに形
成され、SiC製ボート４及びウエハ３を収容して
いる。このインナーチユーブ９の石端開口はガス
導入管５に対向し、左端部９ａは、内壁保護管２
の傾斜面２ｃに係合するようにすぼめられてい
る。インナーチユーブ９の内径の最適値はウエハ
３の径を考慮して決定される。SiO₂膜を形成す
る際には、ウエハ３の径が40〜120mm程度の場合
に、ウエハ３とインナーチユーブ９の管壁との間
隔を８〜12mmにすることが望ましい。１０は車輪
付マザーボートであり、内壁保護管２の大径部２
ａの中でインナーチユーブ９を支持し且つ運搬す
るように形成されている。

第２図に示す減圧CVD装置でSiO₂膜を形成す
る場合には、温度を350℃、圧力を0.8mb、ガス
条件をSiH₄110c.c.／分、O₂を110c.c.／分、H₂2000
c.c.／分として約60分加熱処理することにより、膜
形成速度150Å／分で目的とするSiO₂膜を得る。

この実施例のCVD装置は次の利点を有する。

(A) ウエハ３の径が変化した場合に、反応管１及
び内壁保護管２を変えずに、インナーチユーブ
９のみを変えることによつて対処することが出
来る。即ち、同一の反応管１及び内壁保護管２
で径の異なる種々のウエハ３を処理することが
可能になり、設備費の削減が可能になる。

(B) ウエハ３の大きさに合せてインナーチユーブ
９を変えることにより、良好なガス流路を得る
ことが可能になり、均一な析出層が得られる。

(C) 反応管１内の均熱部に対応させて内壁保護管
２の大径部２ａを設け、その他を小径部２ｂと
したので、内壁保護管２の重量が軽減し、付着
物をエツチングで除去する際の取扱い等が容易
になる。

(D) 内壁保護管２に傾斜面２ｃを設け、ここにイ
ンナーチユーブ９の先細端部９ａを係合させた
ので、両者の密着性が向上し、密着が不完全の
ために生じるガス流の乱れや流速の低下等の問
題が少なくなり、酸化膜の均一性を高めること
が出来る。

(E) ウエハ３の径に対応してインナーチユーブ９
を交換するのみでなく、SiO₂、Si₃N₄、Si多結
晶、Si単結晶等の析出物の種類に応じてインナ
ーチユーブ９を交換し、最適な析出条件を設定
することが出来る。従つて、同一の反応管１及
び内壁保護管２の利用効率が極めて高くなる。
ウエハ３の径、析出物の種類の変化により、処
理条件が変化するが、コンピユータ制御を採用
すれば、処理の工数の増加は実質的に生じな
い。

(F) 車輪付ボート１０でインナーチユーブ９を運
搬するので、作業性が良い。

変形例 以上、本考案の実施例について述べたが、本考
案は上述の実施例に限定されるものではなく、更
に変形可能なものである。例えば、インナーチユ
ーブ９を単純な円筒状にせず、ガスの流れ方を考
慮した穴あき管や、凹凸を有する管又は２分割可
能な管等としてもよい。また、反応管１及び内壁
保護管２は円筒以外の形状であつてもよい。ま
た、ウエハ３が半導体以外の物質の場合にも適用
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のCVD装置を示す断面図、第２
図は本考案の実施例に係わるCVD装置を示す断
面図である。 １……反応管、２……内壁保護管、３……ウエ
ハ、４……ボート、５……ガス導入管、６……ヒ
ータ、９……インナーチユーブ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ウエハにガスを供給して前記ウエハ上に物質を
   析出させる装置であり、 熱処理空間を得るための反応管と、 前記ウエハを加熱するために前記反応管の外側
   に配置されたヒータと、 前記反応管の少なくとも主要部の内壁をガス流
   から隔てるように前記反応管の中に配置され、且
   つ前記反応管に対して着脱自在に装着され、且つ
   前記反応管の均熱部に配置された大径部とこの大
   径部と前記ガスの出口との間に配置された小径部
   とを有し、且つ前記大径部と前記小径部との間に
   傾斜段部が設けられている内壁保護管と、 前記内壁保護管の前記大径部の中に着脱自在に
   配置され、且つ前記ウエハを収容するように形成
   され、且つ前記ウエハに適合するガス流路を与え
   る大きさに形成され、且つこの一端部が前記傾斜
   段部に係合するように形成されているウエハ挿入
   用インナーチユーブと から成る化学的気相付着装置。