JPS6353272A

JPS6353272A - Ｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPS6353272A
Application number: JP19773786A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kusumoto; 淑郎楠本; Kazuo Takakuwa; 高桑　一雄; Tetsuya Ikuta; 哲也生田; Akitoshi Suzuki; 鈴木　章敏; Izumi Nakayama; 泉中山
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 1986-08-22
Filing date: 1986-08-22
Publication date: 1988-03-07
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPH0610352B2

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ＣＶ　Ｄ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のＣＶＤ゛装置では１例えば第１５図四〜（Ｇ）に
示されるように単管（１）、多孔管（３）又は多孔板（
４）を通して単一方向から１反応ガス又はキャリヤガス
で希釈した反応ガスが真空槽、もしくは反応炉内に導入
されている。なお、第１５図において、（ｈ）はヒータ
ー、（２）は排気口、（５）はウエノ・−支持台及び（
６）はウェハー（基板）を表わしている。

第１５図において、（Ａ）では加熱基板（６）の鉛直上
方から単管（１）を通してガスを吹きつけている。（ロ
）では単管（１）から反応ガスを送９込んで流出側での
低い堆積速度を補償する為、傾斜した支持台（５）が用
いられている。（ｑでは浮力の影響が無視できる程度の
減圧状態（（１０Ｔｏｒｒ）では（ロ）と本質的に同じ
ガスフロ一方式である。（至）では直接６反応ガスに基
板（６）を曝さず、熱対流による再循環流を利用してい
る。（ロ）では縦型拡散炉方式で各基板（６）の隙間に
反応ガスを吹き込んでいる。（ト）では最も一般的な拡
散炉方式で、（至）の場合と同じく基板表面は直接１反
応ガス流と接触しない。そして（ｑではプラズマＣＶＤ
で良く用いられる方法で多孔板（４）を通して反応ガス
を基板（６）に吹きつけている。

〔発明が解決しようとする問題点３以上の従来のいづれの方法でも、流れの制御パラメータ
としては圧力と反応ガス流量と云う二つの内部パラメー
タのみであり、乱流発生の抑止。

自然対流の抑止等のために外部的にコン）ａ−ルする事
は不可能である。従って広い圧力、流量領域で再現性、
制御性、均一性に優れた成膜を行えない問題点がある。

また従来のいずれの方法でも反応成分は炉内全域に拡散
するので、炉壁、覗き窓等への反応成分の付着は不可避
である。これによシダストの発生、薄膜内への不純物の
混入などの問題点がある。

さらに、上記の従来のいづれの方式でも、以下のような
欠点がある。

すなわち、第１４図において、（７）はＳｉ基板で、そ
の上に絶縁薄膜として８ｉ０．膜（８）が形成され、こ
れを形成していない部位、すなわちコンタクトホール（
８ａ）には金属薄膜（９）（例えばＷ）が形成されてい
る。然しながら、金属薄膜（９）を構成する金属Ｗを含
むＷＦ６ガスと還元性ガス鴇を導入しながら薄膜成長さ
せる過程において、　８１基板（７）と絶縁薄膜（８）
との間隙に侵入して成長するエンクａ−チメン）　（ｅ
ｎｃｒｏａｃｈｍｅｌ）現象が不可避であった。第１４
図においてＱＯは金属元素侵入部位（エンクローチメン
ト）を表わす。また甚しくはＳｉ基板（７）に空洞叩を
生じる事があった。

以上の従来方式では乱流又は自然対流が基板（６）の近
傍で生じているが、これが上述のエンクローチメントＱ
Ｏや空洞ＱＩＪの成長を促進させているものと思われる
。然しなから従来方式では制御パラメータとしては圧力
と反応ガス流量と云う二つの内部パラメータのみであり
、乱流発生の抑止、自然対流の、抑止等のために外部的
にコン）ｏ−ルする事は不可能である。従ってエンクａ
−チメントや空洞の成長を抑えて広い圧力、流量領域で
再現性。

制御性、均一性に優れた金属成膜を行えない問題点があ
る。本発明は上記各従来方式の欠点を除去し０反応ガス
流の安定性を外部的に制御することができ１反応成分を
基板近傍のみに集中させることにより、すぐれた再現性
、均一性、制御性を得て良質の薄膜を基板上に成長させ
得る。また成長温度１反応ガス濃度などの内部パラメー
タとは独立したパラメータにより上述のエンクａ−チメ
ントや空洞の成長を抑止し得るＣＶＤ装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、密閉槽；該密閉槽内に配設された基板；
該基板を支持し、加熱手段を備えた基板ホルダー；前記
基板の表面にほゞ平行に第１のガス流をシート状に導入
する第１導入乎段；前記基板の表面に対向するように第
２のガス流を導入する第２導入手段から成り、前記基板
ホルダー上の基板を前記刃口熱手段により加熱しながら
、該基板の表面の近傍に前記第２のガス流によシ前記第
１のガス流の層流状態を保持するようにしたことを特徴
とするＣＶＤ装置によって達成される。

〔作　用〕

第１のガス流を基板近傍全塚に於いて制御性の良い層流
状態に保つ事ができる。即ち第２のガス流は基板近傍で
第１のガス流の舞い上がシカ学的に押え込むと共に第１
のガスの成分の乱流拡散を防止する。その結果。

工）第２のガス流の流量制御により基板上の膜厚分布を
制御する事が可能になる。

２）これらガスの流れが層流状態となυ、エンクローチ
メントや空洞の成長を抑えて制御性、再現性の良い成膜
が実現できる。

３）第１のガスの成分が基板近傍のみに押さえ込まれる
為、炉壁、覗き窓等の汚染を防止できる。

４）基板表面上に良質の膜を形成することができる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例によるＣＶＤ装置について、第１
図〜第１０図を参照して説明する。

第１図〜第８図は第１実施例を示すものであるが、Ｘ空
槽（１０において一方の側壁部には反応ガス噴出ノズル
０υが気密に取り付けられ、その先端部（ｌｌａ）は薄
くなっていてスリット状の開口を有する。外部導管ｃ！
４から導入される反応ガスがこのスリット状の開口から
真空槽ＱＱの内空間ＱａＫ噴出されるようになっている
。塘た。真空槽（１０の底壁部の端部に排気口（６）が
形成されている。

真空槽ａＱ内でノズル先端部（ｌｌａ）よシ下方に位置
して円形の基板支持台α力が配設されており、これはシ
ール部材（ト）により気密にシールされ、真空槽ＱＯの
外部から突出する回転軸（ハ）と一体的であり。

これにより矢印で示すように所定速度で回転させられる
ようになっている。基板支持台αηはヒータα柳を内蔵
し、これによりこの上に載置せる基板（財）を加熱する
ようになっている。

真空槽Ｑｑ内におい１．基板支持台へηの上方にはこれ
と対向して不活性ガス噴出板間が配設され。

これは中空部Ｑ１１を有し、こ＼にシール部材のによリ
シールされて真空槽叫の土壁部に取り付けられている導
管■から不活性ガスが導入される。不活性ガス噴出板間
の底壁部には小さな多数の孔翰が形成されており、こ＼
から不活性ガスが下方へと噴出されるようになっている
。

ノズル先端部（ｌｌａ）　（反応ガスの噴出方向）は基
板支持台αηの基板（至）を載置させている上面にほゞ
平行に延びており、またそのスリット状開口も同上面に
平行に延びている。ノズル先端部（ｌｌａ）すなわちス
リット状開口の長さｔに比べて、この開口の巾ｄは充分
に小さく、レイノルズ数が１０以上の流速にてこ＼から
反応ガスが噴出されるものとする。また基板支持台α力
の上面からノズル先端部（ｌｌａ）のレベル棟での距離
は基板支持台Ｏηの上面から不活性ガス噴出板ＣＩＱま
での距離の約４０％のところにあるものとする。

本発明の実施例は以上のように構成されるが。

次にこの作用につき説明する。

ノズル先端部（ｌｌａ）から２次元ジェット状に反応ガ
スＲが真空槽αＱ内の空間（２）に噴出される。なお、
空間（至）は予め真空状態にされているものとする。他
方、上方の不活性ガス噴出板間からは不活性ガスＱが下
方へと噴出される。反応ガス几及び不活性ガスＱの噴出
流量は外部から制御可能であるが１例えば後者は前者の
３倍の流量とされる。

基板支持台ａηは所定速度で回転し、がっヒータα養で
加熱されている。

第３Ａ図に示されるように反応ガス几の流れは基板（至
）の近傍に限られ、しかも層流状態が保たれる。これは
不活性ガスＱの流れが反応ガス凡の流れを上方から抑圧
するためであると思われるが。

このような安定化作用はコンビ瓢−メによる数値シュミ
レーシ璽ン並びに四塩化チタン法可視化実験によって確
認されている。なお、流れを全体として見れば、第３Ｃ
図に示すように反応ガスＲの流れ（ハツチングしである
）は局限化された層流となっており、不活性ガスＱの流
れがこの範囲を定めている。換言すれば、不活性ガスＱ
の流量を制御することにより、ハツチングの部分の形状
。

大きさ、もしくは領域を制御することができる。

第３Ｂ図は上方からの不活性ガスＱの流れがない場合を
示すが、この場合には反応ガス凡の流れは図示するよう
に拡散し、空間ｒの領域では乱流状態となる。このよう
な流れによって従来方式のように炉壁、のぞき窓などが
汚染されることになる。

然しなから１本実施例によれば１反応ガス凡の流れは第
３Ａ図又は第３Ｃ図に示すように安定化されるので１反
応酸分は基板（至）の近傍のみに限定され、炉壁、のぞ
き窓などの汚染が防止される。

従って、基板（ト）に形成される膜質の向上とダストパ
ーティクルの低減が可能となる。

また反応ガス凡の流れが層流とされるため制御性、再現
性にすぐれ、不活性ガスＱの流量制御により基板（至）
に形成される膜厚分布制御が可能となってくる。

次に具体的な基板（至）に本実施例が適用される場合に
つき説明する。第４図は第１の具体例を示すが、この例
では表面の一部にＳｉｎ、の絶縁薄膜（３９ｔ−形成し
ているＳｉの基板（ト）の絶縁薄膜３Ｉの形成されてい
ない部分（３３ａ　）にＷの金属薄膜を形成するのであ
るが基板ホルダα力を回転させ基板（至）を加熱しなが
ら還元性ガスである鳩と金属元素を含んだガスであるＷ
Ｆ、と全滅圧下の槽Ｃ１０内にシート状に導入する。

従来のＣＶＤ法と同様に基板（ト）の表面の絶縁薄膜Ｃ
３１の形成されていない部分（３３ａ）においては。

初期において次の（１）式で示されるＷＦａ　　＋　３／２８１　　→　３／２ＳｉＦ、　−
）−Ｗ　　・・・・・・・・・（１）のような化学反応
が生じると考えられ、第１の金属薄膜に相当するＷの金
属薄膜ｎＧが第５図に示すように形成される。しかし、
上記（１）式で示される化学反応は基板（至）の表面の
絶縁薄膜ｃ３１の形成されていない部分（３３ａ）にＷ
の金属薄膜ｔ４Ｇが形成されると自動的に停止し、Ｗの
金属薄膜ｔ４０はｔｏｏｏ！以下の膜厚にとどまること
が知られている。

次いでＷの金属薄膜（４０の表面においては次の（２）
及び（３）式で示される３Ｈ２叫　　６Ｈ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　（２
）ＷＦ　　−１−５Ｈ→　６）ｔＦ　　−）−Ｗ・・・
・・・・・・・・・・・・（３）のような化学反応が生
じると考えられＷが時間の経過とともに成長し、第２の
金属薄膜に相当するＷの金属薄膜圓が第１の金属薄膜に
相当するＷの金属薄膜（４Ｇの表面に第６図に示すよう
に形成される。

本具体例において成長温度、全圧１反応ガス分圧を同一
条件とし不活性ガス流Ｑによるガス流量。

Ｒ′の整流を行った場合と行なわなかった場合につない
（Ｓｉの蕗出している）部分、即ちコンタクトホール部
に反応性ガスとしては六弗化タングステン（ＷＦｓ）不
活性ガスとしてはアルゴンｋを用い。

成長温度４００℃、全圧約０．７Ｔｏｒｒの条件下にて
第１のタングステン（Ｗ）膜に凡そ数百＾堆積し２枚の
うち１枚を一度真空槽外に取り出し、その時のエンクａ
−チメントの発生状況ｔ−電子顕微鏡断面観察により調
べた。その後真空槽内に残るもう一枚のＳ＋ウェハーの
表面にＳｉｎ、を形成していない部分、即ちＳｔ表面上
に成長した第１のＷ膜の上に。

反応ガスとして六弗化タングステン（ＷＦａ）と水素第
１のＷ膜形成後に発生していたエンクローチメントの第
２のＷ膜形成後に拡張された様子を電子顕微鏡によシ断
面観察した結果、第２のＷ膜形成時、不活性ガス流Ｑを
用いた場合は、用いながりた場合に比べてエンクローチ
メント発生領域の拡張が極めて少ないことが確認された
。又、広範囲に互る種々の条件下で同様の成膜実験によ
り上記反応ガスの層流化作用によるエンクａ−チメント
抑止効果は、成長温度、圧力とは独立なパラメータとし
て作用する事も確認された。

反応ガスの流れの状態がエンクローチメント現象に及ぼ
す作用機序については末だ不明な点はあるが、以下のよ
うな作業仮設を立てる事が可能であろう。著しいエンク
ローチメントは本来、金属薄膜によるシリコン（８０面
の被覆を以て自発的に停止する筈のシリコン還元反応、
すなわち。

ＷＦａ　　十１Ｓｌ−Ｗ＋７８１　Ｆ４↑　なる反応が
金属薄膜形成後も持続する現象である。この時反応ガス
は金属薄膜と絶縁膜側壁間の間隙、金属薄膜結晶粒界間
の微細な間隙を通過して供給されるものと考えられる。

金属薄膜−シリコン界面に於てシリコン還元が進行し続
ける為には反応生成物（上記反応式ではＳｉＦ、）が有
効に空間に排出されなければならない。基板表面近傍に
乱流域が存在すると、乱流拡散によるボンピング作用に
より。

反応生成物は上記間隙を通して速やかに拡散、排出され
る。しかし表面が全面層流で被覆されている場合１反応
生成物の排出は分子拡散に因る他なく、これは上記間隙
が充分狭隘であれば乱流拡散に対して無視できる程に遅
い過程である。以上の仮説によυ基板表面近傍のガス流
制御がエンクローチメント現象に大きく関与する事実が
理解されよう。

なお上記第１の具体例では、還元性ガスに鵬。

金属元素を含んだガスにＷＦ、をそれぞれ用いているが
、これらに限定されず還元性ガス及び金属元素を含んだ
ガスはいかなるものであってもよく。

例えば、金属元素を含んだガスはＭｏＦ、　、　ＴａＦ
、　。

ＣｒＦ４．ＴｉＦ、　、　ＴｉＣＬ、　１ＭｏＣＬ、　
、　ＷＣＬ、　、　ＡＬＣＬ８等であってもよい。又、
絶縁薄膜（９）にＳｉｎ、を用いているがこれに限定さ
れることなく１例えばＡｔ、０３ＢＳＧ（Ｂｏｒｏｓｉ
ｌ　ｉｃａｔｅｇｌａｓｓ）　、　ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐ
ｈｏｓｉｌｉｃａｔｅｇｌａｓｓ）、ＢＰＳＧ（Ｂｏｒ
ｏ”ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ　ｇｌａｓｓ）等
の酸化物、著しくはＢＮ、　ＳｉＮｘ等の窒化物、又は
５ｉＮｘＯｙ等の化合物であってもよい（但しｘ、ｙは
数値）。

更に、第１の金属Ｎ膜及・び第２の金属薄膜に相当する
ものとしてＷの金属薄膜を用いているが、これに限定さ
れることなく、第１の金属薄膜及び第２の金属薄膜は１
例えば、　Ｍｏ、　Ｔａ、　Ｃｒ、　ＴＩ、ＡＩ等の金
属、若しくはこれらの合金又はＷの合金であってもよい
。基板（至）に８１ヲ用いているが、第７図に示すよう
に、Ｓｉの基板（ト）の表面の一部に元素周期律表の第
■属又は第Ｖ属に属する元素（４７Ｊをイオン注入で打
込み、　ＳＬの基板（ト）の表面の絶縁薄膜田を形成し
ていない部分（３３ａ）には少なくともＳｉ元素が露出
しているだけの基板でもよい。又、基板（至）は最上層
に８１の薄膜が形成されていれば、いかなる構造・材質
のものでもよく１例えば、第８図に示すようにサファイ
ヤ４３の表面にＳｉの薄膜ｔ４４）を形成したものであ
ってもよい。更に、第１の金属薄膜に相当するＷの金属
薄膜が成長する場合、あらかじめ基板（至）の表面に露
出していたＳｉ元素がＷの金属薄膜中に拡散したもので
あってもよく、第１の金属薄膜に相当するＭｏ、Ｔａ、
　Ｃｒ、　Ｔｉ、ＡＩ等の金属、若しくはこれらの合金
又はＷの合金の金属薄ものであってもよい。

なお、上記第２の具体例では、金属元素を含んだ反応性
を有するガスにＷＦ、を用いているが、これに限定され
ず、金属元素を含んだ反応性を有するガスはいかなるも
のであってもよく、例えば、ＭｏＦ６　、ＴａＦ５、Ｃ
ｒＦ、、Ｔｉｅ、、　ＴｉＣＬ、、　ＭｏＣＬ５、ＷＣ
Ｌ６、ＡＬＣＬ、等の金属ハロゲン化物のガスのいづれ
か１つ又はそれら２つ以上の組合せでちってもよい。

金属元素を含んでいない反応性を有するガスにＳｉＨ。

を用いているが、これに限定されず、金属元素を含んで
いない反応性を有するガスはいかなるものであってもよ
く、例えば、鴇、ＳｉＨ，ＣＩ、等であってもよい。金
属元素を含んだ反応性を有するガスであるＷＦ、と、金
属元素を含んでいない反応性を有するガスであるＳｉＨ
，とは共にＡｒガスを混入して反応槽内に導入されてい
るが、これに限定されず、ＷＦ、と８ｉＨ，とは共にＡ
ｒガスを混入しないで反応槽内に導入してもよい。

また基板の材質については特に特定することな（、Ｓｉ
ウェハーやウェハーブロセヌにおいて、すでにその表面
に一定の薄膜形成、不純物拡散、微とする基板にも本発
明は適用可能である。

なお、以上の第４図〜第６図では基板は表面の一部に絶
縁薄膜を形成させ、その他はこれを形成させていない場
合の金属薄膜の成長について説明したが、本発明はこの
ような基板に限ることなく表面の一部に絶縁薄膜を形成
し表面の他の部分に、すでに第１の金属薄膜を形成させ
ているような基板にも適用可能である。

この場合、第５図に示すような基板ａ８を他装置で製造
して、これを本具体例による第１図の装置内に配置する
ことになる。

なおこの場合においても、還元性ガスに鳥、金属元素を
含んだガスにＷＦ、をそれぞれ用いてよいが、これらに
限定されず還元性ガス及び金属元素を含んだガスはいか
なるものであってもよく、例えば、金属元素ヲ含んだガ
スはＭｏ　Ｆｌｌ　、Ｔ　ａ　Ｆ５　ＸＣｒ　Ｆ、、Ｔ
　ｉ　Ｆ、、ＴｉＣＬ、、Ｍ　ｏ　ＣＬ５　、Ｗ　ＣＬ
６、人ＬＣＬ、等であってもよい。又絶縁薄膜にＳ　＋
　０２を用いているが、これに限定されることなく、例
えば、ＡＩ、０．、ＢＳＧ（Ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ
　ｇｌａｓｓ入ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌ　ｉｃａ
ｔｅｇｌａｓｓ入ＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｐｈｏｓ　ｐｈｏ
ｓｉｌｉｃａｔｅ　ｇｌａｓｓ）　　等の酸化物、若し
くはＢＮ、ＳｉＮｘ　等の窒化物、又は８ｉＮｘＯｙ等
の化合物であってもよい（但しｘ、　ｙは数値）。更に
、第１の金属薄膜に相当するものとしてＷの金属薄膜に
なっているが、これに限定されることなく、例えば、Ｍ
ｏ、　Ｔａ、　Ｃｒ、　Ｔ　ｉ、　ＡＩＸＰ　ｔ。

Ｐｄ、　Ａｕ、　Ｎ　１等の金属、若しくはこれらの合
金又はＷの合金の薄膜でありてもよい。更にそのうえ、
第１の金属薄膜に相当するＷの金属薄膜の代りにＷＳｉ
ｘ、　ＴｉＳｉｘ、　ＴａＳｉｘ、　ＭＳｉｘ、　Ｐｔ
Ｓｉｘ等の金属シリサイド、又はＴＩＮ等の金属窒化物
の薄膜であってもよい。（但し、Ｘは数値）。第２の金
属薄膜に相当するものとしてＷの金属薄膜になっている
が、これに限定されることなく、例えばＭｏ、Ｔａ。

Ｃｒ、　Ｔｉ１Ａ１等の金属、若しくはこれらの合金又
はＷの合金の薄膜でありてもよい。第１の金属薄膜と第
２の金属薄膜との金属元素は同−又は異なるものであっ
てもよい。基板（３）はＳｉを用いているが、これに限
定されることなく、例えば、Ｓ　ｒ　０２　、Ａ　Ｉ２
０３ガラス又はサファイヤ等のいかなる構造・材質のも
のであってもよい。

なお、第５図の基板では第２の金属薄膜を形成させる前
に、第１の金属薄膜（４１の表面を何らかの手段で、例
えばプラズマによりクリーニングしておくことが望まし
い場合もある。

以上は、絶縁薄膜を形成させていない部分に金属薄膜を
形成させる（選釈成長）場合であったが、基板の表面全
体に−様な薄膜を形成させた場合の実験データを得てい
る。

すなわち、本ガスフロ一方法に従い第１のガス流として
ノズル先端部（Ｈａ）のスリット状の開口を仕切ジを入
れて上、下２段に分け、一方のスリットからは金属元素
を含んでいない反応性ガスであるＳｉＨ，と不活性ガス
であるＡ「ガスとの混合ガスを、またもう一方のスリッ
トからは金属元素を含んだ反応性を有するガスであるＷ
Ｆ、とＡｒガスとを、それぞれシート状に導入し、また
第２のガス流として不活性ガスであるにガスを導入して
、−枚の基板（５インチシリコンウェハー）を基板支持
台と同心的に配置しこの支持台を回転させながら成長温
度３５０℃でタングステン・シリサイド膜の成長を実施
した（タングステン・シリサイド膜の成長は供給律速で
あるため、流れの様子を忠実に反映しているものと考え
られる）が理論と実験との一致は極めて良好であり、５
インチウェハー内で±３．８チの高い均一性をもった抵
抗値分布を得た。理論的には８インチ内で±８．６チの
均一性が予測される。

なお、以上はいわゆる全面成長の場合であり、金属元素
を含んだ反応性を有するガスにＷＦ、を用いているが、
これに限定されず、金属元素を含んだ反応性を有するガ
スはいかなるものであってもよく、例えば、ＭｏＦ６．
　ＴａＦ、　、ＣｒＦイＴｉＦイ”Ｔ：ＩＣＬ、。

ＭｏＣＬ、　、ＷＣＬ、　、ＡＬＣＬ３等の金属ハロゲ
ン化物のガスのいづれか１つ又はそれら２つ以上の組合
せであってもよい。金属元素を含んでいない反応性を有
するガスにＳｉＨ，を用いているが、これに限定されず
、金属元素を含んでいない反応性を有するガスはいかな
るものであってもよく、例えば、鳥、ＳｉＨ，ＣＩ、等
であってもよい。金属元素を含んだ反応性を有するガス
であるＷＦ、と金属元素を含んでいない反応性を有する
ガスである８ｉＨ，とは共にＡｒガスを混入して反応槽
内に導入されているが、これに限定されず、ＷＦ、とＳ
ｉＨ，とは共にＡｒガスを混入しないで反応槽内に導入
してもよい。基板は平板なＳｉを用いているが、これに
限定されることなく、例えば、Ｓｉの代９に５１０ｔＸ
Ａ１ｔＯｓガラス又はサファイヤ等の材質を用いてもよ
い。

第９図は本発明の第２実施例を示すが、本実施例では反
応ガスの噴出用ノズル■の形状が第１実施例と異なり、
他は全く同一である。対応する部分については同一の符
号を付すものとする。

すなわち、本実施例ではノズル■のスリット状開口端（
３０ａ　）は円弧状となっており、基板支持台α蜀と同
心的であって、その径は少し太きい。

第１０図は本発明の第３実施例を示すが、本実施例では
装置全体が第１実施例とは９００偏位した形態とされる
。なお、第１実施例と対応する部分には同一の符号を付
すものとする。

すなわち第１実施例では基板支持台αηは水平状態にお
かれているが、本実施例では鉛直状態におかれる。これ
に対応してノズル先端部（ｌｌａ）　、不活性ガス噴出
板α９なども図示の如く鉛直状態に配設される。このよ
うな構成でも第１実施例と同様な作用を行ない、同様な
効果を奏することは明らかである。なお、基板Ｑｌ１９
が基板支持台ａ力から滑落しないための手段は公知の手
段を用いるものとする。

以上、本発明の各実施例について説明したが、勿論、本
発明はこれらに限定されることなく本発明の技術的思想
に基づいて種々の変形が可能である。

例えば、以上の実施例では真空槽内での処理が説明され
たが、真空を必要としない常圧でも基板への表面加工が
可能なＣＶＤ装置にも本発明は適用可能である。

また以上の実施例では反応ガスＲを噴出するノズル（ｌ
ｌａ）■はスリット状開口を有するものであったが、第
１１図に示すように上述の実施例のような偏平な中空管
体団の端壁に多数の小孔５１１を形成させたものであっ
てもよい。あるいは、第１２図及び第１３図に示すよう
に偏平な中空管体旬σＣの端壁に横方向に並ぶスリッ）
ｆ５１）εつ又は上下方向に並ぶスリットσＤσ３を形
成させるようにしてもよい。また、これらの場合には各
スリット６１１ｆ６３又はσυσ２からは異なる反応ガ
スが噴出されるようにしてもよい。この場合には管体の
σα内に仕切壁が設けられているが、一つのスリットを
有する２つの別の管体を左右又は上下に並設するように
してもよい。

また以上の実施例では不活性ガス噴出板α９にいわゆる
多孔板が用いられたが、これに代えて適当なアスペクト
比をもつストレイナー、又はハネカム（ｈｏｎｅｙｃｏ
ｍｂ）を用いてもよい。あるいはこれと多孔板とを併用
するようにしてもよい。

また、以上の実施例では第２のガスとして不活性ガスを
用いたが、これに代えて一部反応性ガスを含んでいるガ
スであってもよい。その場合、この反応性ガスはダスト
パーティクルを発生させないガス種であることが必要で
ある。例えば、鳩。

Ｎ２．０２などが含まれていてもよい。

なお、また本発明で加熱手段を備えた基板ホルダーとは
、第１図に示すようにヒータα少を内部に設けたホルダ
ー（Ｉ７）のみならず、外部に何らかの加熱手段を設け
たものも含むものとする。

〔発明υ効果〕本発明のＣＶＤ装置によれば、第１のガスの流れが層流
である為、その制御性、再現性に優れている。第１のガ
スの反応成分が基板近傍空間にのみ限定される為、炉壁
、窓等の汚染が防止できる。

従って膜質の向上とダストパーティクルの低減が可能で
ある。また第４図〜第６図の成膜においては基板（至）
内への金属元素の侵入、いわゆるエンクローチメント現
象を抑制することができる。第２のガスの流量制御によ
フ基板上の膜厚分布制御が可能になる。基板回転機構を
組み合わせて、大面積で、高均一性のある成膜が可能と
なるなど種々の効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＣＶＤ装置の第１実施例の断面図、第
２図は第１図に於ける■−■線方向断面図、第３Ａ図、
第３Ｂ図、第３Ｃ図は本実施例の作用を説明するための
第１図と同様の断面図、第４図〜第８図は本実施例に適
用される基板の具体例を示す断面図、第９図は本発明の
第２実施例のＣＶＤ装置の第２図と同様な断面図、第１
０図（ス本発明の第３実施例のＣＶＤ装置の第１図と同
様の断面図、第１１図、第１２図、第１３図は各変形例
を示す要部の正面図、第１４図は従来方法によシ薄膜形
成処理した例を示す基板の断面図、及び第１５図は従来
の各種のＣＶＤ装置のガスフａ一方法を示す概略図であ
る。なお図において、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）密閉槽；該密閉槽内に配設された基板；該基板を
支持し、加熱手段を備えた基板ホルダー；前記基板の表
面にほゞ平行に第１のガス流をシート状に導入する第１
導入手段；前記基板の表面に対向するように第２のガス
流を導入する第２導入手段から成り、前記基板ホルダー
上の基板を前記加熱手段により加熱しながら該基板の表
面の近傍に前記第２のガス流により前記第１のガス流の
層流状態を保持するようにしたことを特徴とするＣＶＤ
装置。
（２）前記基板ホルダーを前記基板の表面に対しほゞ垂
直な軸のまわりに回転させるようにしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のＣＶＤ装置。
（３）前記密閉槽は真空槽であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項又は第２項に記載のＣＶＤ装置。
（４）前記第１導入手段はスリット状開口を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項のいづれ
かに記載のＣＶＤ装置。
（５）前記第２導入手段は多数の小孔を有する板状部を
有することを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４
項のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
（６）前記第２のガス流は不活性ガス又は不活性ガスを
主体とするガスから成ることを特徴とする特許請求の範
囲第１項から第６項のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
（７）前記第１のガス流は反応性ガス又は反応性ガスを
主体とするガスから成ることを特徴とする特許請求の範
囲第１項から第５項のいづれかに記載のＣＶＤ装置。
（８）前記基板は表面の一部に絶縁薄膜を形成させ、そ
の他はこれを形成させておらず、前記反応性ガスは金属
元素を含んだガス及び還元性ガスであって、少なくとも
前記金属元素を含んだガスを減圧下の反応槽内に導入し
て、絶縁薄膜を形成していない部分に、前記金属元素を
もった第１の金属薄膜を形成したのち、前記金属元素を
含んだガスと還元性ガスとを前記反応槽内に導入しなが
ら前記第１の金属薄膜の表面に前記金属元素をもつた第
２の金属薄膜を形成することを特徴とする特許請求の範
囲第７項に記載のＣＶＤ装置。
（９）還元性ガスをＨ＿２金属元素を含んだガスをＷＦ
＿６、ＭｏＦ＿６、ＴａＦ＿５、ＣｒＦ＿４、ＴｉＦ＿
４、ＴｉＣＬ＿４、ＭｏＣＬ＿５、ＷＣＬ＿６、ＡＬＣ
Ｌ＿３等の金属ハロゲン化物のいづれか１つ又はそれら
の２つ以上の組み合わせのガスにすることを特徴とする
特許請求の範囲第８項記載のＣＶＤ装置。
（１０）絶縁薄膜をＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＢＳ
Ｇ、ＰＳＧ、ＢＰＳＧ等の酸化物、若しくはＢＮ、Ｓｉ
Ｎ＿ｘ等の窒化物、又はＳｉＮ＿ｘＯ＿ｙ等の化合物の
いづれか１つ又はそれらの２つ以上の組み合わせにする
ことを特徴とする特許請求の範囲第８項又は第９項記載
のＣＶＤ装置。
（１１）第２の金属薄膜をＷ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｉ
、Ａｌ等の金属のいづれか１つ又はこれらの合金にする
ことを特徴とする特許請求の範囲第８項から第１０項ま
でのいづれかの項に記載のＣＶＤ装置。
（１２）基板をＳｉにし、その基板の表面の絶縁薄膜を
形成していない部分には少なくともＳｉ元素が露出して
いることを特徴とする特許請求の範囲第８項から第１１
項までのいづれかの項に記載のＣＶＤ装置。
（１３）基板は最上層にＳｉの薄膜が形成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第８項から第１２項迄の
いづれかの項に記載のＣＶＤ装置。
（１４）前記基板は表面の一部に絶縁薄膜を形成し、表
面の他の部分に第１の金属薄膜を形成させており、前記
反応性ガスは金属元素を含んだガスと還元性ガスとであ
って、前記第１の金属薄膜の表面に前記金属元素をもっ
た第２の金属薄膜を形成することを特徴とする特許請求
の範囲第７項に記載のＣＶＤ装置。
（１５）第１の金属薄膜と第２の金属薄膜との金属元素
が同一であることを特徴とする特許請求の範囲第１４項
記載のＣＶＤ装置。
（１６）第１の金属薄膜と第２の金属薄膜との金属元素
が異なることを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載
のＣＶＤ装置。
（１７）還元性ガスをＨ＿２、金属元素を含んだガスを
ＷＦ＿６、ＭｏＦ＿６、ＴａＦ＿５、ＣｒＦ＿４、Ｔｉ
Ｆ＿４、ＴｉＣＬ＿４、ＭｏＣＬ＿５、ＷＣＬ＿６、Ａ
ＬＣＬ＿３等の金属ハロゲン化物のガスのいづれか１つ
又はそれらの２つ以上の組み合わせにすることを特徴と
する特許請求の範囲第１４項から第１６項までのいづれ
かの項に記載のＣＶＤ装置。
（１８）絶縁薄膜をＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＢＳ
Ｇ、ＰＳＧ、ＢＰＳＧ等の酸化物、若しくはＢＮ、Ｓｉ
Ｎ＿ｘ等の窒化物、又はＳｉＮ＿ｘＯ＿ｙ等の化合物の
いづれか１つ又はそれらの２つ以上の組み合わせにする
ことを特徴とする特許請求の範囲第１４項から第１７項
までのいづれかの項に記載のＣＶＤ装置。
（１９）第１の金属薄膜をＷ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｉ
、Ａｌ等の金属のいづれか１つ又はこれらの合金にする
ことを特徴とする特許請求の範囲第１４項から第１８項
までのいづれかの項に記載のＣＶＤ装置。
（２０）基板をＳｉあるいはＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿
３ガラス又はサファイヤ等の最上表面にＳｉ薄膜を成長
させたものにすることを特徴とする特許請求の範囲第１
４項から第１９項までのいずれかの項に記載のＣＶＤ装
置。
（２１）前記基板はＳｉやＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３
ガラスまたはサファイヤ等の材質の平板、あるいは、そ
の表面にすでに一定の薄膜形成、不純物拡散、微細加工
等の処理を施したものであり、前記反応性ガスは少なく
とも金属元素を含んだ反応性を有するガスと金属元素を
含んでいない反応性を有するガスとであつて、前記基板
の表面に、前記金属元素を含んだ薄膜を形成することを
特徴とする特許請求の範囲１項から第７項のいずれかの
項に記載のＣＶＤ装置。
（２２）上記金属元素を含んでいない反応性を有するガ
スをＳｉＨ＿４、Ｈ＿２、ＳｉＨ＿２Ｃｌ＿２、のいづ
れか１つ又はそれらの２つ以上、上記金属元素を含んだ
反応性を有するガスをＷＦ＿６、ＭｏＦ＿６、ＴａＦ＿
５、ＣｒＦ＿４、ＴｉＦ＿４、ＴｉＣＬ＿４、ＭｏＣＬ
＿５、ＷＣＬ＿６、ＡＬＣＬ＿６等の金属ハロゲン化物
のガスのいづれか１つ又はそれらの２つ以上にすること
を特徴とする特許請求の範囲第２１項記載のＣＶＤ装置
。