JPH04279022A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
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- JPH04279022A JPH04279022A JP60091A JP60091A JPH04279022A JP H04279022 A JPH04279022 A JP H04279022A JP 60091 A JP60091 A JP 60091A JP 60091 A JP60091 A JP 60091A JP H04279022 A JPH04279022 A JP H04279022A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置に関し、
詳しくは原料ガス、ドーピングガスならびにキャリアガ
スをミキシングして複数のノズルから吹き出させ、それ
ぞれのノズルに対応した複数のシリコン基板上に半導体
結晶を同時に堆積させる半導体製造装置に関する。
詳しくは原料ガス、ドーピングガスならびにキャリアガ
スをミキシングして複数のノズルから吹き出させ、それ
ぞれのノズルに対応した複数のシリコン基板上に半導体
結晶を同時に堆積させる半導体製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体成膜プロセスのスループットを向
上させることは、工業的に重要な課題である。このよう
な要求に対して、複数の基板上に半導体結晶を一つの装
置内で同時に堆積させることが行なわれている。通常の
成長炉は縦型炉と呼ばれ、複数の基板をある間隔を空け
て層状に並べている。それぞれの基板に対してノズルが
設置してあり、各ノズルから各基板に向けて、ミキシン
グした原料ガス、ドーピングガス、キャリアガスを基板
に対して平行に吹き出し、基板に上記ガスを輸送するこ
とにより膜の堆積を行なっている。例えば、シリコンエ
ピタキシャル成長においては、原料ガスとしてジクロル
シラン、キャリアガスとして水素を使用し、30枚程度
のシリコン基板に、それぞれの基板に対応したノズルか
ら上記のガスを吹きつける。反応管の外部に加熱装置を
設置し、基板を所定の温度に設定し、上記ガス系の化学
反応を利用して、基板上にシリコン結晶を堆積させてい
る。反応管の内部は、常圧あるいはロータリーポンプな
どを用いて減圧にすることにより、所定の圧力下で膜の
堆積が行なわれる。
上させることは、工業的に重要な課題である。このよう
な要求に対して、複数の基板上に半導体結晶を一つの装
置内で同時に堆積させることが行なわれている。通常の
成長炉は縦型炉と呼ばれ、複数の基板をある間隔を空け
て層状に並べている。それぞれの基板に対してノズルが
設置してあり、各ノズルから各基板に向けて、ミキシン
グした原料ガス、ドーピングガス、キャリアガスを基板
に対して平行に吹き出し、基板に上記ガスを輸送するこ
とにより膜の堆積を行なっている。例えば、シリコンエ
ピタキシャル成長においては、原料ガスとしてジクロル
シラン、キャリアガスとして水素を使用し、30枚程度
のシリコン基板に、それぞれの基板に対応したノズルか
ら上記のガスを吹きつける。反応管の外部に加熱装置を
設置し、基板を所定の温度に設定し、上記ガス系の化学
反応を利用して、基板上にシリコン結晶を堆積させてい
る。反応管の内部は、常圧あるいはロータリーポンプな
どを用いて減圧にすることにより、所定の圧力下で膜の
堆積が行なわれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】原料ガスならびにキャ
リアガスを、基板に向けてノズルから吹き出して成長を
行なう場合、基板の上を流れるガスが不均一になる。す
なわち、ノズルから吹き出したガスの流れがビーム状に
なるために、基板上で原料ガス濃度が濃い部分と薄い部
分が現れる。このような濃度むらに起因して、堆積した
膜の厚さが面内において不均一になる。本発明の目的は
、このような従来の欠点を除去し、複数の基板上に、均
一な膜厚の膜を堆積させることが可能となる半導体製造
装置を提供することである。
リアガスを、基板に向けてノズルから吹き出して成長を
行なう場合、基板の上を流れるガスが不均一になる。す
なわち、ノズルから吹き出したガスの流れがビーム状に
なるために、基板上で原料ガス濃度が濃い部分と薄い部
分が現れる。このような濃度むらに起因して、堆積した
膜の厚さが面内において不均一になる。本発明の目的は
、このような従来の欠点を除去し、複数の基板上に、均
一な膜厚の膜を堆積させることが可能となる半導体製造
装置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、各ノズルと各
基板との間に、ガスの流れを均一にするじゃま板を有し
、各基板上を流れるガスの流れを均一にし、その結果と
して複数の基板上に、基板面内において均一な厚さを有
する半導体膜を堆積させる半導体製造装置である。
基板との間に、ガスの流れを均一にするじゃま板を有し
、各基板上を流れるガスの流れを均一にし、その結果と
して複数の基板上に、基板面内において均一な厚さを有
する半導体膜を堆積させる半導体製造装置である。
【0005】
【作用】基板面内で膜厚が異なる原因としては、ノズル
から吹き出される原料ガスやキャリアガスの流れが面内
で不均一であることが挙げられる。例えば、100分の
1気圧の条件下で、直径1mmのノズルから数リットル
/min程度のガスを放出した場合には、ノズルから吹
き出されるガスの流速は、容易に数百m/sec程度の
速さとなる。このため、ガスの流れはある特定の方向に
強い指向性を持つようになる。すなわち、ガスの流れは
ビーム状になり、ガスの流れの中心部分は原料ガス濃度
が濃いが、そこから離れるようになるに従って、急速に
ガス濃度が薄くなる。
から吹き出される原料ガスやキャリアガスの流れが面内
で不均一であることが挙げられる。例えば、100分の
1気圧の条件下で、直径1mmのノズルから数リットル
/min程度のガスを放出した場合には、ノズルから吹
き出されるガスの流速は、容易に数百m/sec程度の
速さとなる。このため、ガスの流れはある特定の方向に
強い指向性を持つようになる。すなわち、ガスの流れは
ビーム状になり、ガスの流れの中心部分は原料ガス濃度
が濃いが、そこから離れるようになるに従って、急速に
ガス濃度が薄くなる。
【0006】このような原料ガスの空間分布を有した流
れが基板上を流れる場合、原料ガス濃度の不均一に対応
して堆積した膜の厚さに不均一が生じる。このような不
均等は、ノズルから放出されるガスの流速が速い場合に
特に顕著となる。これに対して、ノズルと基板との間に
ガスの流れを攪乱させる構造を有することにより、基板
上を流れるガスの均一性を実現することが可能となる。 例えば、ノズルから出たガスを一度、石英製の壁に吹き
付けるなどしてビーム状のガスの流れを乱すことにより
均一化が図られる。
れが基板上を流れる場合、原料ガス濃度の不均一に対応
して堆積した膜の厚さに不均一が生じる。このような不
均等は、ノズルから放出されるガスの流速が速い場合に
特に顕著となる。これに対して、ノズルと基板との間に
ガスの流れを攪乱させる構造を有することにより、基板
上を流れるガスの均一性を実現することが可能となる。 例えば、ノズルから出たガスを一度、石英製の壁に吹き
付けるなどしてビーム状のガスの流れを乱すことにより
均一化が図られる。
【0007】
【実施例】次に本発明の実施例について、図面を参照し
て詳細に説明する。図1は、本発明の半導体製造装置の
実施例1を示す概略構成図である。図2は、本発明の実
施例1に用いられるガス均一化構造の一例を示す概略図
で、図(A)は上面図、図(B)は側面図である。実施
例1の装置は、成長を行なう反応管11、シリコン基板
12、シリコン基板12を保持するためのサセプタ13
、シリコン基板12ならびにサセプタ13を加熱するた
めの加熱装置14、ボンベ15a,15b、ガスミキサ
ー16、流量制御部17、水素ガスの精製装置18、ガ
ス導入管19、ガスの流れを均一にする部分110、反
応管内を減圧にするためのロータリーポンプ111から
構成されている。
て詳細に説明する。図1は、本発明の半導体製造装置の
実施例1を示す概略構成図である。図2は、本発明の実
施例1に用いられるガス均一化構造の一例を示す概略図
で、図(A)は上面図、図(B)は側面図である。実施
例1の装置は、成長を行なう反応管11、シリコン基板
12、シリコン基板12を保持するためのサセプタ13
、シリコン基板12ならびにサセプタ13を加熱するた
めの加熱装置14、ボンベ15a,15b、ガスミキサ
ー16、流量制御部17、水素ガスの精製装置18、ガ
ス導入管19、ガスの流れを均一にする部分110、反
応管内を減圧にするためのロータリーポンプ111から
構成されている。
【0008】原料ガスとしてはジクロルシランガス、キ
ャリアガスとしては水素ガスを使用した。水素ガスは高
純度精製装置18により純化して用いた。ジクロルシラ
ンガスの流量は200cc/min、水素ガスの流量は
30リットル/minとした。基板の枚数は30枚とし
た。ガスの流れを均一にするための構造を図2に示した
。ノズル21から放出されたガスは、一つの高純度合成
石英製のじゃま板22に吹き付けられ、二つの流れに分
割される。このように分割された流れは、再び二つの高
純度合成石英製のじゃま板23により分割される。さら
に三つの石英製のじゃま板24により分割された後、基
板25上に流れて行く構造になっている。基板の前処理
としては、最初にRCA洗浄を行なって反応管内にセッ
トした。その後、水素雰囲気中1000℃、5分間のベ
ーキングを行なうことにより、基板表面の自然酸化膜を
除去した。その後、ガス流量条件として、成長温度95
0℃、成長圧力50Torr、成長時間30分の条件で
成長を行なった。基板としては、6インチのシリコン〈
100〉を用いた。
ャリアガスとしては水素ガスを使用した。水素ガスは高
純度精製装置18により純化して用いた。ジクロルシラ
ンガスの流量は200cc/min、水素ガスの流量は
30リットル/minとした。基板の枚数は30枚とし
た。ガスの流れを均一にするための構造を図2に示した
。ノズル21から放出されたガスは、一つの高純度合成
石英製のじゃま板22に吹き付けられ、二つの流れに分
割される。このように分割された流れは、再び二つの高
純度合成石英製のじゃま板23により分割される。さら
に三つの石英製のじゃま板24により分割された後、基
板25上に流れて行く構造になっている。基板の前処理
としては、最初にRCA洗浄を行なって反応管内にセッ
トした。その後、水素雰囲気中1000℃、5分間のベ
ーキングを行なうことにより、基板表面の自然酸化膜を
除去した。その後、ガス流量条件として、成長温度95
0℃、成長圧力50Torr、成長時間30分の条件で
成長を行なった。基板としては、6インチのシリコン〈
100〉を用いた。
【0009】その結果、従来のガス均一化の構造を有し
ない場合の面内ばらつき10%に対して、基板上を流れ
るガスの流れを均一にすることにより、面内の膜厚のば
らつきを5%以内に抑えることができた。今回は、本実
施例の装置を用いてシリコンのエピタキシャル成長を行
なったが、シリコンの多結晶成長においても同様な効果
が得られる。また、シリコン以外の材料の成長において
も、同様な効果が得られる。また、今回は、石英製のガ
スを分割するじゃま板を3段階にしたが、成長条件や要
求される均一性の程度に応じて段数を変化させることが
できる。
ない場合の面内ばらつき10%に対して、基板上を流れ
るガスの流れを均一にすることにより、面内の膜厚のば
らつきを5%以内に抑えることができた。今回は、本実
施例の装置を用いてシリコンのエピタキシャル成長を行
なったが、シリコンの多結晶成長においても同様な効果
が得られる。また、シリコン以外の材料の成長において
も、同様な効果が得られる。また、今回は、石英製のガ
スを分割するじゃま板を3段階にしたが、成長条件や要
求される均一性の程度に応じて段数を変化させることが
できる。
【0010】次に本発明の実施例2について、図面を参
照して詳細に説明する。図3は、本発明の実施例2に用
いられるガス均一化のためのじゃま板の一例を示す斜視
図である。図4は、本発明の実施例2に用いられるガス
均一化のための構造を示す概略図で、図(A)は上面図
、図(B)は側面図である。本実施例で使用した装置の
基本構成は実施例1と同様とした。ガスの流れを均一に
するために用いたじゃま板は、図3に示すように、合成
石英に複数の穴を有した板を用いた。ノズル41から放
出されたガスは、直径8mmの穴を2固有した高純度合
成石英製のじゃま板42に吹き付けられ、二つの流れに
分割される。このように分割された流れは、再び5個の
穴を有する高純度合成石英製のじゃま板43により分割
される。さらに7個の穴を有する石英製じゃま板44に
より分割された後、基板45上に流れて行く構造となっ
ている。
照して詳細に説明する。図3は、本発明の実施例2に用
いられるガス均一化のためのじゃま板の一例を示す斜視
図である。図4は、本発明の実施例2に用いられるガス
均一化のための構造を示す概略図で、図(A)は上面図
、図(B)は側面図である。本実施例で使用した装置の
基本構成は実施例1と同様とした。ガスの流れを均一に
するために用いたじゃま板は、図3に示すように、合成
石英に複数の穴を有した板を用いた。ノズル41から放
出されたガスは、直径8mmの穴を2固有した高純度合
成石英製のじゃま板42に吹き付けられ、二つの流れに
分割される。このように分割された流れは、再び5個の
穴を有する高純度合成石英製のじゃま板43により分割
される。さらに7個の穴を有する石英製じゃま板44に
より分割された後、基板45上に流れて行く構造となっ
ている。
【0011】基板の前処理としては、最初にRCA洗浄
を行なって、反応管内にセットした。その後、実施例1
と同様の条件で成長を行なった。その結果、従来のガス
均一化の構造を有しない場合の面内ばらつき10%に対
して、基板上を流れるガスの流れを均一にすることによ
り、面内の膜厚のばらつきを5%以内に抑えることがで
きた。また、今回は、石英製のガスを分割するじゃま板
を3枚としたが、成長条件や要求される均一性の程度に
応じて、枚数を変化させることができる。また、各板に
開けられる穴の数ならびに穴の大きさ、形状も適宜選択
される。
を行なって、反応管内にセットした。その後、実施例1
と同様の条件で成長を行なった。その結果、従来のガス
均一化の構造を有しない場合の面内ばらつき10%に対
して、基板上を流れるガスの流れを均一にすることによ
り、面内の膜厚のばらつきを5%以内に抑えることがで
きた。また、今回は、石英製のガスを分割するじゃま板
を3枚としたが、成長条件や要求される均一性の程度に
応じて、枚数を変化させることができる。また、各板に
開けられる穴の数ならびに穴の大きさ、形状も適宜選択
される。
【0012】
【発明の効果】以上、詳細に述べた通り、本発明による
装置を用いることにより、各基板上を流れるガスの流れ
を均一化し、その結果、複数の基板上に均一な面内膜厚
を有する膜を堆積させることが可能となる。
装置を用いることにより、各基板上を流れるガスの流れ
を均一化し、その結果、複数の基板上に均一な面内膜厚
を有する膜を堆積させることが可能となる。
【図1】本発明の半導体装置の実施例1を示す概略構成
図である。
図である。
【図2】本発明の実施例1に用いられるガス均一化構造
の一例を示す概略図で、図(A)は上面図、図(B)は
側面図である。
の一例を示す概略図で、図(A)は上面図、図(B)は
側面図である。
【図3】本発明の実施例2に用いられるガス均一化のた
めのじゃま板の一例を示す斜視図である。
めのじゃま板の一例を示す斜視図である。
【図4】本発明の実施例2に用いられるガス均一化構造
の一例を示す概略図で、図(A)は上面図、図(B)は
側面図である。
の一例を示す概略図で、図(A)は上面図、図(B)は
側面図である。
11 反応管
12 シリコン基板
13 サセプタ
14 加熱装置
15a,15b ボンベ
16 ガスミキサー
17 流量制御部
18 精製装置
19 ガス導入管
110 ガスの流れを均一にする部分111
ロータリーポンプ 21 ノズル 22,23,24 じゃま板 25 基板 41 ノズル 42,43,44 じゃま板 45 基板
ロータリーポンプ 21 ノズル 22,23,24 じゃま板 25 基板 41 ノズル 42,43,44 じゃま板 45 基板
Claims (1)
- 【請求項1】 原料ガス、ドーピングガスならびにキ
ャリアガスをミキシングし複数のノズルから吹きださせ
ることにより、それぞれのノズルに対応した複数の基板
上に半導体結晶を同時に堆積させる半導体製造装置にお
いて、前記各ノズルと基板との間に、基板上を流れるガ
スを基板面内で均一にするためのじゃま板を有すること
を特徴とする半導体製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60091A JPH04279022A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60091A JPH04279022A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 半導体製造装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04279022A true JPH04279022A (ja) | 1992-10-05 |
Family
ID=11478228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60091A Pending JPH04279022A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04279022A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6410454B1 (en) | 1997-06-10 | 2002-06-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki | Method and apparatus for removing contaminants from the surface of a semiconductor wafer |
JP2003109993A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-11 | Applied Materials Inc | 基板処理装置 |
JP2007306028A (ja) * | 2007-07-23 | 2007-11-22 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JP2014127667A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Showa Denko Kk | 成膜装置 |
US20150345046A1 (en) * | 2012-12-27 | 2015-12-03 | Showa Denko K.K. | Film-forming device |
US20160194753A1 (en) * | 2012-12-27 | 2016-07-07 | Showa Denko K.K. | SiC-FILM FORMATION DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING SiC FILM |
-
1991
- 1991-01-08 JP JP60091A patent/JPH04279022A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6410454B1 (en) | 1997-06-10 | 2002-06-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki | Method and apparatus for removing contaminants from the surface of a semiconductor wafer |
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JP4550870B2 (ja) * | 2007-07-23 | 2010-09-22 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
JP2014127667A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Showa Denko Kk | 成膜装置 |
US20150345046A1 (en) * | 2012-12-27 | 2015-12-03 | Showa Denko K.K. | Film-forming device |
US20160194753A1 (en) * | 2012-12-27 | 2016-07-07 | Showa Denko K.K. | SiC-FILM FORMATION DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING SiC FILM |
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