JPS644590B2 - - Google Patents

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JPS644590B2
JPS644590B2 JP21548785A JP21548785A JPS644590B2 JP S644590 B2 JPS644590 B2 JP S644590B2 JP 21548785 A JP21548785 A JP 21548785A JP 21548785 A JP21548785 A JP 21548785A JP S644590 B2 JPS644590 B2 JP S644590B2
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JP
Japan
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gas
reaction
supply nozzle
gas supply
flow
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JP21548785A
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JPS6274078A (ja
Inventor
Kazuo Maeda
Toku Tokumasu
Toshihiko Fukuyama
Fumya Matsui
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Applied Materials Japan Inc
Original Assignee
Applied Materials Japan Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は気相成長装置に関し、一層詳細には、
クローズドチヤンバーを用いずに、不活性ガスの
高速カーテン流により外界と内部反応領域を区切
る開放チヤンバーにすることによつて、パーテイ
クルの発生をほぼ完全になくすことができる気相
成長装置に関するものである。
(従来の技術) 従来の気相成長装置は、例えば特開昭57−
187033号公報に開示されているように、被処理物
の支持壁と外部から照射される紫外線を透過する
石英窓との間の空間に、反応ガス供給ノズルによ
り被処理物表面に反応ガスを層流にて供給し、キ
ヤリアガス供給ノズルにより石英窓に沿つてキヤ
リアガスを層流にて供給する気相成長装置が知ら
れている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら上記従来の気相成長装置には次の
ような問題点がある。
すなわち上記従来の装置においては、反応ガス
中で生成した気相反応生成物は反応ガス流に乗つ
て比較的排出され易いものではあるが、石英窓等
の器壁に付着した反応生成物が落下して被処理物
上の皮膜に再付着するおそれがある。特に被処理
物を加熱する場合には、被処理物付近で急に反応
ガスやキヤリアガスが加熱されて両ガス間に乱流
状態が生じ易いという問題点がある。
そこで本発明は上記種々の問題点を解決すべく
なされたものであり、その目的とするところは、
パーテイクルの発生がほぼ完全なまでに抑制され
るのみならず、装置の簡略化をも図ることができ
る気相成長装置を提供するにある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的による本発明では、被処理物表面に反
応ガスを流通させて被処理物表面に皮膜を成長さ
せる気相成長装置において、被処理物を載置し、
該被処理物を反応温度にまで加熱するホツトプレ
ートを備え、該ホツトプレート周辺が開放されて
いる開放チヤンバーと、反応ガスを被処理物表面
に沿つて被処理物表面と平行な方向に流す反応ガ
ス供給ノズルと、この反応ガス流の少なくとも反
被処理物側を覆つて不活性ガスを供給する不活性
ガス供給ノズルと、前記反応ガス供給ノズルおよ
び不活性ガス供給ノズルの前側方に、ガス流と周
辺の停滞空気とを遮断すべく配置した遮蔽板と、
反応ガス流と不活性ガス流とが層流をなすよう
に、前記各ガス供給ノズルから流される反応ガス
と不活性ガスとをあらかじめほぼ等しい温度にま
で加熱する加熱手段とを具備することを特徴とし
ている。
(作用) 上記の構成によつて、反応ガス流中で生成した
反応生成物は反応ガス流とともに排出される。ま
た反応ガス流は不活性ガスカーテンで外界と区切
られる。したがつて従来のように反応チヤンバは
必要でなく、気相中での反応生成物がチヤンバ内
壁に付着し、これが落下してパーテイクルの発生
をみるという従来における問題点が解消れる。
また加熱手段によつて反応ガスと不活性ガスと
があらかじめほぼ均しい温度にまで加熱されて供
給されるから、どちらか一方が上昇気流となつて
乱流となる不具合がなく、両者が層流をなして供
給される。特に両ガス流とその周辺の停滞空気と
の間には遮蔽板が介在されているから、停滞空気
がガス流中に巻き込まれることがなく、両ガス流
が乱されることがない。
したがつて気相中で生じた反応生成物が排出ガ
スとともに排出され、パーテイクルの発生が防止
される。
(実施例) 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。
第1図は本発明装置の概要を示す説明図であ
る。
20はホツトプレートであり、その上面にウエ
ハー22を載置する。ホツトプレート20はウエ
ハー22を反応温度付近にまで加熱する。
ホツトプレート20は適宜な支持体(図示せ
ず)により支持されることはもちろんであるが、
ホツトプレート20の周辺は開放されており、本
発明においては、このホツトプレート20を含む
反応部を開放チヤンバーとよぶ。
24は反応ガス供給ノズルであり、ホツトプレ
ート20側方に配置され、反応ガスをウエハー2
2表面に沿つてウエハー22表面と平行に流す。
反応ガス供給ノズル24は、中空状のガス留め2
6を有し、このガス留め26に連通する多数のス
リツト状あるいは小孔状をなすガス噴出口28を
有するノズル本体30にガス供給管32が連結さ
れてなる(第1図、第2図)。ノズル本体30か
らはノズル本体30前方に厚さ数mmの帯状の反応
ガス流がウエハー22表面に沿つて流せるように
なつている。
34は反応ガス加熱用コイルであり、ガス供給
管32の適所に巻回され、反応ガスをあらかじめ
ウエハー22表面温度付近にまで加熱してウエハ
ー22表面上を通過させるものである。
36はウエハー22を挾んで反応ガス供給ノズ
ル24と対向して配設された排出管であり、未反
応ガス、気相中の反応生成物を排出する。
38は不活性ガス供給ノズルたるN2ガス供給
ノズルであり、反応ガス供給ノズル24とほぼ同
様に構成され、反応ガス供給ノズル24の上方に
配置されて、反応ガス供給ノズル24から流出す
る反応ガス流の上方を覆つてN2ガスを帯状に流
すものである。このN2ガスも、N2ガス供給管4
0に巻回された加熱用コイル42によつて、反応
ガスとほぼ同温度にまで加熱されて供給される。
43は遮蔽板であり、反応ガス供給ノズル24
およびN2ガス供給ノズル38の前方両側方に起
立して、ガス流の流れ方向に延在して配置されて
いる。すなわち、反応ガスおよびN2ガスはこの
遮蔽板43によつて周辺の停滞空気を遮断されて
いる。
44は上記N2ガスを排出するN2ガス排出管で
ある。
本実施例は上記のように構成される。
しかして反応ガスをあらかじめ加熱して、反応
ガス供給ノズル24から、ウエハー22表面に沿
つて帯状に流し、N2ガスをあらかじめ加熱して
N2ガス供給ノズル24から反応ガス上方を覆つ
て帯状に流して、ウエハー22表面上に所望の皮
膜を形成させることができる。この場合に両ガス
があらかじめ同温度付近まで加熱されているか
ら、両ガス間で上昇気流等による乱流が生じるこ
とがなく、したがつて層流状態で供給されるか
ら、反応ガス気相中で生成した反応生成物がウエ
ハー22表面上に落下して、パーテイクルが発生
する等の事態が生じない。また特に両ガス流は遮
蔽板43によつて周辺の停滞空気と遮断されてい
るから、反応ガス流中に停滞空気が巻き込まれる
こともなく、両ガスは乱流を起こすことなく、帯
状に供給されるのである。
なお好適には、遮蔽板43を例えばホツトプレ
ートで構成して、反応ガス、N2ガスとほぼ同温
度に加熱されるように設定しておけば両ガスの温
度低下が生じやすい周辺部の加熱源となり、両ガ
ス温を均一化するとともに、熱的不均衡によるガ
ス流の流れの乱れを一層抑止することができる。
反応ガス系はSiH4−O2系、SiH4−PH3−O2
のような無機シラン系による、SiO2膜、PSG膜
の形成が可能である。
なお上記の場合、例えばSiH4−O2系において、
加熱用コイル34によつて反応ガスをあらかじめ
約400℃の反応温度にまで加熱してしまうと、例
えば反応ガス供給ノズル24内で反応してしまう
ことが考えられるから、加熱用コイル34によつ
ては、反応が起こらない温度、例えば約200℃程
度に加熱(N2ガスも200℃程度に加熱する)して
供給し、ウエハー22近傍で他の適宜な加熱源に
よつて反応温度にまで加熱するのが望ましい。
実施例 1 SiH4を200℃、400c.c./分、O2を200℃、600
c.c./分、N2ガスを200℃、2500c.c./分で供給し、
反応温度400℃で反応させたところ、SiO2皮膜が
1200Å/分で得られた。
パーテイクルの発生は見られなかつた。
なお装置は第1図乃至第3図に概略的に示した
装置を用いた。ウエハーは50mm径のものを12枚第
3図に示すように並べた。各ガス供給ノズル2
4,38と各ガス排出管36,44との間隔は約
150mmにセツトした。また各ガス供給ノズル24,
38の噴出口は、大きさ0.3mmの小孔を0.5mm間隔
に一列に約400mmの長さに亘つて配列した小孔群
とした。遮蔽板43は第2図および第3図に示す
ように、各ガス供給ノズル24,38の前方で、
かつ、ノズル24,38からウエハーの載置され
ている範囲のホツトプレート20の側縁間に亘つ
て、またノズル24とノズル38の厚み分に相当
する高さとなるよう立設した。
これにより各ガスは厚さ数mmの状態で層流とな
つて供給された。
第4図はさらに他の実施例を示す。本実施例は
紫外線照射ランプを設けた他は前記実施例と同じ
である。
紫外線照射ランプ50(Hgランプ)はN2ガス
流のさらに上方に位置するように設けられ、ホツ
トプレート20上に載置されるウエハー22上面
に紫外線を照射するものである。52は反射板で
ある。
54は上記紫外線照射ランプ50を収納するボ
ツクスであり、ボツクス54に内にはN2ガスが
流通される。ボツクス54内にN2ガスを流通さ
せるのは、O2が存在するとO2ガスによつて紫外
線が吸収されるからである。
56は石英ガラス製のカバーであり、該カバー
56の周縁部には紫外線を透過しない例えばクロ
ム蒸着皮膜が形成され、中央透過部から紫外線を
ウエハー22表面上に照射するようになつてい
る。
本実施例においては、紫外線照射によつて励起
される反応ガス系が好適に用いられる。
例えば、有機シラン(テトラエトキシシラン)
+O2系、有機シラン+PH3(あるいは有機リン)
+O2系等の反応ガス系が有用である。
このような有機シラン系は一般に700℃以上の
高温条件であれば反応しない。しかしながら発明
者は、このような有機シラン系においても、紫外
線を照射することによつて400℃程度の低温条件
でも充分に反応が進行することを見出した。
本実施例においては上記事実は極めて有用であ
る。すなわち反応ガス、N2ガスを上記の400℃程
度にまで予熱して供給できる。この温度では反応
ガス系は反応せず、紫外線ランプ50の紫外線照
射領域において初めて、必要な反応を起こし、ウ
エハー22上に皮膜を生成するからである。この
ような反応ガスおよびN2ガスを、反応ガスの後
に起こる反応の反応温度にまであらかじめ予熱し
て供給しうるから、他の加熱源は全く不要である
とともに、反応ガス流とN2ガスとは層流状態で
流れ、前記実施例と同様に、パーテイクルの発生
を抑止することができる。
また上記有機シラン系に紫外線を照射して起こ
る反応は、被処理物の表面で起こる表面反応であ
る。このためこの反応においては、凹部にも凸部
と変わりなく皮膜が生成し、いわゆるステツプカ
バリツジ(均一被着性)にすぐれる。
さらにこの実施例においては、ウエハー22の
若干上方に、適宜なマスク(図示せず)をおくこ
とによつて、マスクのパターン通りに皮膜をウエ
ハー22上に成長させることも可能である。マス
クは石英ガラス等の紫外線を透過する素材のもの
を用い、前記カバー56と同様にクロム蒸着等に
よつて紫外線非透過部を形成して用いる。
実施例 2 テトラエトキシシランを200℃、600c.c./分、
O2ガスを200℃、600c.c./分、N2ガスを200℃、
0.8/分で供給し、Hgランプ(波長184.9nm、
254.0nm)でウエハー上を照射し、反応温度400
℃で反応させたところ、SiO2皮膜が1000Å/分
で得られた。
パーテイクルの発生はみられず、ステツプカバ
リツジも良好であつた。
またウエハー表面から若干離してマスクをお
き、マスクを通して紫外線を照射したところ、マ
スクのパターン通りに皮膜をウエハー上に選択成
長させることができた。
装置は前記実施例1で用いた装置に、第4図に
示す紫外線照射ランプを取り付けて用いた。この
紫外線照射ランプとホツトプレートとの間隔は30
mmに設定した。
本実施例における反応系は上記の他に、SiH4
−O2系(紫外線照射によつて常温で反応する)、
SiH4−N2O、CO2、NO2、NO、NH3系(紫外線
照射によつて約400℃で反応する)、有機シラン−
NO2、CO2、N2O、NO、NH3系(同約400℃で
反応)等が有用である。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば次のような顕著な
作用効果を奏する。
チヤンバーが開放チヤンバーであつても、反応
ガスと不活性ガスとをあらかじめほぼ等しい温度
に加熱する加熱手段を設けているので、被処理物
表面で急に加熱されるのと異なり、両ガスに上昇
気流等の乱流を生じさせず、確実に反応ガスと不
活性ガスとの層流を得ることができる。
さらに、ガス流と周辺停滞空気とを遮断する遮
蔽板を設けたから、周辺停滞空気がガス流中に巻
き込まれてガス流が乱れるおそれがなく、反応ガ
ス流、不活性ガス流の層流状態を安定的に維持で
き、気相成長反応を確実に起こさせることができ
る。
チヤンバーが開放チヤンバーであるから、装置
全体の小型化とそのコストの低減化が図れるばか
りか、チヤンバー内壁に付着した反応生成物が落
下して皮膜上に再付着するというパーテイクルの
発生を完全に防止できる。
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多く
の改変を施し得るのはもちろんのことである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の概要を示す説明図、第3
図はその平面図、第2図は反応ガス供給ノズルの
説明図、第4図は本発明装置の他の実施例を示す
説明図である。 20…ホツトプレート、22…ウエハー、24
…反応ガス供給ノズル、26…ガス留め、28…
ガス噴出口、30…ノズル本体、32…ガス供給
管、36…排出管、38…N2ガス供給ノズル、
40…N2ガス供給管、42…加熱用コイル、4
3…遮蔽板、44…N2ガス排出管、50…紫外
線照射ランプ、52…反射板、54…ボツクス、
56…カバー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被処理物表面に反応ガスを流通させて被処理
    物表面に皮膜を成長させる気相成長装置におい
    て、 被処理物を載置し、該被処理物を反応温度にま
    で加熱するホツトプレートを備え、該ホツトプレ
    ート周辺が開放されている開放チヤンバーと、 反応ガスを被処理物表面に沿つて被処理物表面
    と平行な方向に流す反応ガス供給ノズルと、 この反応ガス流の少なくとも反被処理物側を覆
    つて不活性ガスを供給する不活性ガス供給ノズル
    と、 前記反応ガス供給ノズルおよび不活性ガス供給
    ノズルの前側方に、ガス流と周辺の停滞空気とを
    遮断すべく配置した遮蔽板と、 反応ガス流と不活性ガス流とが層流をなすよう
    に、前記各ガス供給ノズルから流される反応ガス
    と不活性ガスとをあらかじめほぼ等しい温度にま
    で加熱する加熱手段とを具備することを特徴とす
    る気相成長装置。
JP21548785A 1985-09-27 1985-09-27 気相成長装置 Granted JPS6274078A (ja)

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JPS58119336A (ja) * 1982-01-08 1983-07-15 Ushio Inc 光反応蒸着装置

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