JPS6343315A

JPS6343315A - 減圧ｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPS6343315A
Application number: JP18801386A
Authority: JP
Inventors: Eiji Shibata; 柴田　英治
Original assignee: Kokusai Electric Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp
Priority date: 1986-08-11
Filing date: 1986-08-11
Publication date: 1988-02-24

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）本発明は半導体デバイス製造プロセスにおいて使用され
るポリシリコン、　５ｉＪｉ、　５ｉＯｚ、　ｐｓｃ（
Ｐｈｏｓｐｈｏ　５ｉｌｉｃａｔｅ　Ｇｌａｓｓ）等の
薄膜をウェハ（基板）上に成長させるための減圧ＣＶＤ
　（化学的気相成長）装置の改良に関するものである。

（従来の技術）半導体素子製造プロセスにおいてポリシリコン。

Ｓｉ、　ＳｉＪ＊＋　ＳｉＯ□、　ＰＳＧ等の膜をウェ
ハ上に生成するために減圧ＣＶＤ装置が使用されている
ことはよく知られている。ところで従来減圧ＣＶＤ装置
としては第４図にその構成概要図を示すような横形ホッ
トウォール減圧ＣＶＤ装置が最も一般的に用いられてい
る。この図において、１はウェハで、石英ボート２の上
に複数枚垂直に並べられたものが石英製反応管３の内部
に配置される。４は抵抗加熱炉でウェハ１を３００℃〜
９００℃程度の所定の温度に加熱する。石英反応管３の
内部を排気ポンプによって減圧状態にした後反応ガスを
管３内に導入すれば、化学反応によってウェハの表面に
ＣＶＤ膜が生成されることもよく知られている。

この方法では１００〜２００枚程度の多数枚のウェハを
一度に処理することができるため現在広く用いられてい
るが、次のような問題がある。すなわちこのような方法
では反応ガスは反応管のガス入口側から排気側に進むに
従って消費されて濃度が低下する。このためウェハ間の
膜厚分布を均一にするには、炉４による管３内の温度分
布をガス入口側から排気側に向かって次第に高くしてガ
ス濃度の低下を補うことが必要である。しかもこのよう
にして生成した膜はウェハにより生成温度が異なるため
膜質が異なるという問題があった。

上記のような問題を解決するものとして第５図にその構
成概要図を示すような等塩型減圧ＣＶＤ装置がある。こ
の装置ではウェハ１は第４図と同様に石英ボート２の上
に垂直に並べられるが、抵抗加熱炉４による温度はどこ
も一定の温度に保たれ、従ってウェハｌの温度もすべて
一定温度になる。反応ガスはノズル５を通って導入され
、ノズル５に設けである多数の孔６からウェハ１に吹付
けられる。反応後のガスは炉の中央下部の排気孔７を通
って排気ポンプによって排気される。このような構造の
装置においては反応ガスが炉内を通過する距離が短いこ
とから、ウェハが均一加熱の状態でも良好な膜厚分布を
得ることができ、膜質も均一となるという利点があるが
、この装置では生産量を上げるためにウェハの充填枚数
を増やそうとすると、炉が大形化するため炉内に均一な
温度分布を得ることが難しくなり、均一な膜厚分布を得
ることが困難になるという問題があった。

（発明の具体的な目的）本発明は従来の減圧ＣＶＤ装置の欠点であった均熱状態
で多数枚のウェハを処理した場合に、均一な膜厚分布を
得ることが難しいという問題を解決することを目的とし
ている。

（発明の構成）第１図は本発明を実施した減圧ＣＶＤ装置の構成例を示
す断面図である。この図においてウェハ１は円筒状のウ
ェハケース８の内部に水平に並べて収納されている。ウ
ェハケース８の構造の２つの例を第２図（Ａ）および第
３図に示したが、いずれも円筒の上、下に蓋をした形で
あり、縦に２分割できるような構造になっている。また
第２図のウェハケースは図示のように円筒の側面に多数
の孔１２を有し、第３図のウェハケースは円筒の側面に
軸と平行な多数のスリソ目３が設けである。さらにウェ
ハケースの円筒内壁には第２図（Ｂ）に−例を示すよう
にウェハを等間隔かつ水平に配置するために半円周に沿
った３個所につめ１９ａ〜１９ｃが設けである。

第１図に戻ってウェハケース８は下段のｘ−ｘ’断面図
（Ｂ）に示すようにこの例では８個の場合であるが、円
板状のサセプタ９の上の同一円周上に対称的に配置する
。サセプタ９はサセプタホルダ１０に載せられていて、
サセプタホルダ１０をその回転軸によって回転すること
により、ウェハ１を回転させることができる。回転軸の
中心には多数のガス吹出し孔を有するノズル１１がある
。そしてこれらの上部には反応室カバー１４が置かれ、
さらにその外側には上部ヒータエ５が置かれる。サセプ
タ９の下には下部ヒータ１６がある。上部ヒータ１５と
反応室カバー１４はヒータを上下する機構１７と連結さ
れていて、上、下に動かすことができる。反応室カバー
１４の内周下部の４個所に排気孔１Ｂが設けてあり、排
気ポンプに接続されている。

（発明の作用）本発明による減圧ＣＶＤ装置を使用する場合の手順を次
に説明する。まずウェハケース８を分割した状態でウェ
ハをウェハケース内に装填した後ウェハケース８を閉じ
る。ウェハケース８はウェハを支持すると共に、もしこ
のウェハケース８がないとウェハ周辺部の成長膜厚が中
心部に比べて厚くなる欠点があるが、これを防ぐ効果が
ある。

さてウェハを入れたウェハケース８はヒータ上下機構１
７を上方に動かして反応室を開いた後サセプタ９の上に
載置される。次にヒータ上下機構１７によって反応室を
閉じ外気から遮断し、加熱、排気を開始する。

上部ヒータ１５および下部ヒータ１６に囲まれた反応室
内壁はほぼ均一な温度に加熱されるので、ウェハ１もほ
ぼ均一な温度となる。さらにウェハ１はサセプタホルダ
１０の回転により反応室内で回転されるのでその温度は
平均化され、極めて均一なウェハの温度分布が得られる
。

次に排気ポンプによって排気孔１８から排気し、反応室
内を減圧状態にした後、ノズル１１を通じて反応室の中
心から外周方向に向かって反応ガス（例えば５ｌ）１４
１５ｔＨ２Ｃｊ！ｚ＋　ＮＩＩｚ＋　Ｏｚ＋　１ＪｚＯ
，ＰＩＩ３゜［１ｚ　ｔｌ　ｂなどのガスまたはそれら
の組合わせガス）を流出させると、ウニハエの表面にポ
リシリコン。

５ｉＪｎ、５ｉＯｚ、ＰＳＧなどのＣＶＤ膜が生成され
る。

ノズル１１からのガスの流れは局部的な不均一を生ずる
場合があるが、そのような場合にもウェハの回転によっ
て平均化され、極めて均一なウェハの膜厚分布が得られ
る。

（発明の効果）本発明の実施によってヒータの温度の不均一によって生
じるウェハ温度の不均一、および反応室内のガスの流れ
の不均一をウェハケースに従ってウェハの回転によって
平均化し、結果として多数枚のウェハについて均一な膜
質および均一な膜厚のＣＶＤ膜を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した減圧ＣＶＤ装置例の構造断面
図（Ａ）とそのＸ−Ｘ″断面図（Ｂ）、第２図（Ａ）お
よび第３図はそれぞれ本発明によるウェハケース例の外
観斜視図、第２図（Ｂ）はウェハケース内部のウェハ保
持の要領を示す縦断および横断面図、第４図は従来の横
形ホントウオール減圧ＣＶＤ装置の構成概要図、第５図
は従来の等塩形減圧ＣＶＤ装置の一例の構造を示す断面
図である。１・・・ウェハ、　２・・・石英ボード、　３・・・石
英反応管、　４・・・抵抗加熱炉、　５・・・ノズル、
６・・・孔、　７・・・排気孔、　８・・・ウェハケー
ス、９・・・サセプタ、　１０・・・サセプタホルダ（
回転軸付き）、　１１・・・ノズル、　１２・・・孔、
　１３・・・スリット、　１４・・・反応室カバー、　
１５・・・上部ヒータ、１６・・・下部ヒータ、　１７
・・・ヒータ昇降機構、１８・・・排気孔、　１９ａ〜
１９ｃ・・・ウェハ保持用つめ。

Claims

【特許請求の範囲】

反応室内壁の温度がほぼ均一な等温形減圧ＣＶＤ装置の
反応室の中央に設けられた反応ガス噴出用ノズルを中心
として水平面内で回転する円板状サセプタの面上に複数
個対称的に配置されそれぞれの側面には多数の孔または
溝などによる通気口を有しかつ内壁には多数のウェハを
等間隔にて一枚ずつ水平に保持収納するためのつめを設
けた円筒形で縦に２分割可能のウェハケースを備えたこ
とを特徴とする減圧ＣＶＤ装置。