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JP2003045864A - 基板処理装置 - Google Patents

基板処理装置

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Publication number
JP2003045864A
JP2003045864A JP2001234841A JP2001234841A JP2003045864A JP 2003045864 A JP2003045864 A JP 2003045864A JP 2001234841 A JP2001234841 A JP 2001234841A JP 2001234841 A JP2001234841 A JP 2001234841A JP 2003045864 A JP2003045864 A JP 2003045864A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
nozzle
reaction tube
tube
substrates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001234841A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyuki Okuda
和幸 奥田
Shinya Morita
慎也 森田
Toru Kagaya
徹 加賀谷
Masanori Sakai
正憲 境
Akira Morohashi
明 諸橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
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Priority to US10/207,098 priority patent/US20030024477A1/en
Priority to KR10-2002-0045557A priority patent/KR100539890B1/ko
Publication of JP2003045864A publication Critical patent/JP2003045864A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C23C16/345—Silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスノズルの形状を改善して、反応管内に供
給したガスを効率良く使用できるようにする。 【解決手段】 円筒反応管１２を垂設して炉口フランジ
１３の開口をシールキャップ１４で密封し、反応管１２
内に基板としてのウェーハＷを多段に載置したボート１
５を挿入する。円筒反応管１２内の複数のウェーハＷに
ノズル２１からガスを供給してウェーハＷに薄膜を堆積
する。ノズル２１は、円筒反応管１２の管軸方向に管内
壁２２に沿って這うように設けられる。また、ノズル２
１は、管内周方向に４５°以上１８０°以下の広がりを
持つノズル空間２３を内部に持つ。ノズル２１のガス噴
出口２４は各ウェーハＷに対応するよう複数設けられ、
各ウェーハＷの上にガスを流す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造工程の一工程で用いられる反応管内で複数の基板を
処理する基板処理装置に係り、特に複数の基板にガスを
供給するノズル構造を改善したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の縦型減圧ＣＶＤ装置を図７に示
す。ヒータ１の内側に外部反応管２が設けられ、外部反
応管２の内部には内部反応管３が同心状に配設される。
外部反応管２、内部反応管３は炉口フランジ４上に立設
される。炉口フランジ４の下端はシールキャップ５によ
り気密に閉塞され、シールキャップ５にボート６が立設
されて内部反応管３内に挿入される。ボート６にはバッ
チ処理されるウェーハＷが水平姿勢で管軸方向に多段に
多数枚積載される。
【０００３】炉口フランジ４の内部反応管３下方の位置
にガス導入ノズル７が連通され、また外部反応管２と内
部反応管３との間に形成される円筒状の空間８の下端に
連通するよう、排気管９が炉口フランジ４に接続されて
いる。
【０００４】ボートエレベータ１０でシールキャップ５
を介してボート６を下降させ、ボート６にウェーハＷを
積載し、ボートエレベータ１０よりボート６を内部反応
管３内に挿入する。シールキャップ５が炉口フランジ４
下端を完全に密閉した後、外部反応管２内を排気する。
【０００５】ガス導入ノズル７から反応性ガスを反応室
内に供給しつつ、ガス排気管９より排出する。内部反応
管３内を所定温度に加熱し、ウェーハＷ表面に成膜す
る。成膜完了後前記ガス導入ノズル７から不活性ガスを
導入し、反応管２、３内を不活性ガスに置換して常圧に
復帰させ、ボート６を下降させ、ボート６から成膜完了
後のウェーハＷを払い出す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術では、反応管の下部にノズルを設けているの
で、反応管の下部から反応管の上部に向かうに従って、
基板上を流れるガスの量が少なくなり、ガスを効率良く
使用できないという問題があった。
【０００７】このことは、気相反応と表面反応とを利用
するＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition)装置と異な
り、表面反応のみを利用するＡＬＤ(Atomic Layer Depo
sition)装置では、特に問題となっていた。
【０００８】また、ＡＬＤ装置では、プラズマによって
励起される活性種を使用することもあるが、プラズマに
よって励起される活性種にはライフタイム（寿命）があ
り、ある程度の時間が経過したり、障害物と衝突するこ
とで、励起状態でなくなってしまうことがある。この点
で、反応管の下部にノズルを設けた構成では、励起が必
要なガス種が、励起されたまま基板領域に輸送されず、
吸着や反応ができないという問題もあった。
【０００９】本発明の課題は、上述した従来技術の問題
点を解消して、反応管内に供給したガスを効率良く使用
することが可能な基板処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、円筒状の反応
管内の複数の基板にノズルからガスを供給して前記複数
の基板を処理する基板処理装置において、前記ノズル
は、前記円筒状反応管の管軸方向に管壁に沿って設けら
れ、かつ管周方向に４５°以上１８０°以下の広がりを
持つノズル空間を内部に持っていることを特徴とする基
板処理装置である。円筒状の反応管は円筒反応管が好ま
しいが、略円筒形をしていればよい。また、ノズルは管
内壁に沿って設けられているのが好ましいが、管外壁に
沿って設けられていてもよい。
【００１１】本発明によれば、ノズルが、円筒状反応管
の管軸方向に設けられているので、反応管の管軸方向の
いずれの位置にもガスを均等に供給できる。また、ノズ
ルは管壁に沿って設けられているので、管壁から離れて
設ける場合に比して、反応管を大型化することなく設け
ることができる。なお、ノズルは装置小型化の観点か
ら、管内壁に沿って設ける方が好ましい。また、ノズル
を管内壁に設置することにより、ノズルのない部分を排
気領域として機能させることができるというメリットも
ある。さらに管周方向に４５°以上１８０°以下の広が
りを持つノズル空間を内部に持っているので、狭い筒状
のノズルに比べて、ガスが壁にぶつかる確率を低く抑
え、またノズル内の圧力を比較的低く保つことができ
る。その結果、各基板に対するガスの吸着、反応量を増
大でき、ガスを効率良く使用できる。
【００１２】上記発明において、前記複数枚の基板はそ
れぞれ支持板に支持され、前記ノズルのガス噴出口は各
支持板に支持された基板に対応するよう複数設けられて
いることが好ましい。複数枚の基板がそれぞれ支持板に
支持されているので、支持板の存在しない場合と比べ
て、支持板間で区切られる領域へノズルのガス噴出口か
ら出たガスを行き渡りやすくできる。したがって基板上
を流れるガスの量を多くすることができ、ガスを一層効
率良く使用できる。また、ノズルのガス噴出口が各支持
板に支持された基板に対応するように複数設けられてい
ると、基板表面と平行な流れを作ることができ、基板上
に積極的に原料を供給し、表面吸着を促進できる。
【００１３】上記発明において、前記ノズルを介して前
記円筒状反応管内の複数の基板に供給するガスは、プラ
ズマにより活性化したガスを含むことが好ましい。プラ
ズマにより活性化したガス（活性種）は、壁にぶつかっ
たり、圧力が高いとライフタイムが短くなる。この点
で、本発明はノズル内部に比較的広いノズル空間を持っ
ているので、活性種のライフタイムを確保できる。
【００１４】上記発明において、前記処理は、前記複数
の基板上に複数種類のガスを１種類ずつ順番に繰り返し
流し、表面反応により前記複数の基板上に薄膜を形成す
る処理であることが好ましい。複数種類のガスを１種類
ずつ順番に繰り返し流し、表面反応により薄膜を形成す
る処理に適用すると、基板上に流れるガスの量が大きい
ので表面反応を促進できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、半導体デバイスの製造工
程のうちの一工程で使用する本発明の基板処理装置の実
施の形態を図面を用いて説明する。ここでは、基板処理
装置を縦型減圧ＡＬＤ装置に適用した場合について説明
する。
【００１６】まず、ＡＬＤとＣＶＤの違いについて説明
する。ＡＬＤは、ある成膜条件（温度、時間等）の下
で、成膜に用いる２種類（またはそれ以上）の原料ガス
を１種類ずつ交互に基板上に供給し、１原子層単位で吸
着させ、表面反応のみ（気相反応は用いない）を利用し
て成膜を行う手法である。
【００１７】すなわち、利用する化学反応は、ＡＬＤは
表面反応であり、成膜温度が300〜600℃(DCS＋NH3→SiN
の場合)と比較的低温であるのに対し、ＣＶＤは表面反
応＋気相反応であり、成膜温度は600〜800℃と比較的高
温である。また、ガス供給は、ＡＬＤでは複数種類のカ゛
スを1種類ずつ交互に供給する(同時に供給しない）のに
対し、ＣＶＤでは複数種類のガスを同時に供給する。そ
して、膜厚制御は、ＡＬＤではサイクル数で制御(例え
ば、１オンク゛ストローム/サイクルとすると、20オンク゛ストロームの膜を形
成する場合、処理を20サイクル行う）のに対して、ＣＶ
Ｄでは時間で制御する点で異なる。
【００１８】すなわち、ＡＬＤ成膜は、比較的低温で、
基板上に処理ガスを１種類ずつ供給することにより、気
相反応は用いず、表面反応のみを用いて１原子層ずつ膜
を形成するというものである。
【００１９】次に、図１〜図３を用いて実施の形態の縦
型減圧ＡＬＤ装置を説明する。図１は概略断面図、図２
は図１の反応管のＡ−Ａ線矢視図、図３は図２のガスノ
ズルのＢ矢視図である。
【００２０】図１に示すＡＬＤ装置は、ヒータ１１の内
側に石英製の円筒反応管１２を備える。円筒反応管１２
の下端はシールキャップ１４により気密に閉塞され、シ
ールキャップ１４にボート１５が立設されて円筒反応管
１２内に挿入される。ボート１５には処理されるウェー
ハＷが水平姿勢で多段に多数枚積載される。ボート１５
はボートエレベータ１６によって昇降自在に支持され、
円筒反応管１２に対して出し入れできるようになってい
る。
【００２１】円筒反応管１２の下部の一側に、リモート
プラズマユニット１７に接続されたガス導入口１８が設
けられ、他側に排気ポンプ（図示せず）に通じる排気管
１９に接続された排気口２０が設けられる。ガス導入口
１８を通して円筒反応管１２内の複数のウェーハＷに供
給されるガスには、プラズマにより活性化して供給する
ガスと、プラズマにより活性化しないで供給するガスと
の２種類がある。
【００２２】ガス導入口１８は、円筒反応管１２内で例
えば石英製のガスノズル２１に連通している。ガスノズ
ル２１は円筒反応管１２の管軸方向に管内壁２２に沿っ
て設けられ、反応管１２の下部から頂部付近まで管内壁
２２に這うように延在している。ガスノズル２１は、管
径の細い通常のノズル配管と比べて、比較的広いノズル
空間２３を有し、ガス導入口１８から導入されるガス
を、直接反応管１２内に噴出せずに、いったんノズル空
間２３にためこむ。ためこんだガスは多数枚のウェーハ
Ｗに対応するように、ノズル２１に多数設けたガス噴出
口２４から矢印で示すように噴出するようになってい
る。
【００２３】図２に示すように、ガスノズル２１は円筒
反応管１２の内壁２２に沿って断面弧状の偏平な形をし
ている。ガスノズル２１は、円筒反応管１２の内壁２２
の一部を囲むことによって、前述したように反応管内壁
２２に這うように設けられ、内壁２２との間に断面弧状
のノズル空間２３を有する。ノズル空間２３は、管内周
方向にθ＝４５°以上１８０°以下程度、好ましくは９
０°以上１８０°以下程度の広がりを持ち、径方向内方
の幅ａは円筒反応管１２の内径を３００ｍｍ程度とした
場合、１０〜４０ｍｍ程度、好ましくは１５〜３０ｍｍ
とした比較的広い空間となっている。
【００２４】このようにノズル２１内部に比較的広いノ
ズル空間２３を持たせたのは、リモートプラズマユニッ
ト１７によりガスを励起した際に発生する活性種がなる
べく壁にぶつからず、またプラズマ発生領域付近の圧力
が低くなるようにするためであり、これにより発生した
活性種のライフタイムを確保して、活性種が励起された
まま基板領域に輸送するためである。
【００２５】ノズル２１は、装置小型化の観点から、管
内壁２２に沿って設ける方が好ましい。またノズル２１
を管内壁２２に設置することにより、ノズル２１のない
部分を排気領域として機能させることができるというメ
リットもある。
【００２６】なお、ノズル空間２３の広がりは、４５°
以下だと、活性種のライフタイムを確保するのが難し
く、ガスの吸着、反応量を有効に増大できないので好ま
しくない。また１８０°以上だと排気領域が圧迫される
こととなり好ましくない。これに対して４５°以上１８
０°以下だと、活性種のライフタイムを確保することが
でき、ガスの吸着、反応量を有効に増大でき、排気領域
も圧迫しないので好ましい。また、さらに９０°以上１
８０°以下とすると、活性種のライフタイムをより一層
確保することができ、ガスの吸着、反応量をより有効に
増大できるので、より好ましい。
【００２７】また、ノズル径方向内方の幅ａは、１０ｍ
ｍ以下だと、活性種のライフタイムを確保するのが難し
く、ガスの吸着、反応量を有効に増大できないので好ま
しくない。また４０ｍｍ以上だと基板領域が圧迫される
こととなり好ましくない。これに対して１０ｍｍ〜４０
ｍｍの範囲にあると、活性種のライフタイムを確保する
ことができ、ガスの吸着、反応量を有効に増大でき、基
板領域も圧迫しないので好ましい。また、さらに１５ｍ
ｍ〜３０ｍｍとすると、活性種のライフタイムをより一
層確保することができ、ガスの吸着、反応量をより有効
に増大できるので、より好ましい。
【００２８】上記ガスノズル２１を作るには、円筒反応
管１２の内壁２２の一部を囲むノズル部材を、管軸方向
に沿う弧状セグメント２５で構成する。セグメント２５
は例えば石英製円筒の一部を軸方向に平行な面で切り取
った弧状板から得る。その弧状板の上下左右端には、そ
れぞれ円筒反応管１２の内壁２２とセグメント端部間の
隙間を覆う上端塞板２６、下端塞板２７（図１参照）、
左端塞板２８、右端塞板２９が溶着等によって内壁２２
に取り付けられる。ノズル空間２３はウェーハＷが載置
される基板領域３０から仕切られる。
【００２９】図３に示すように、ガス噴出口２４は、弧
状セグメント２５に、孔もしくはスリット３１として管
軸方向に沿って多数設けられる。孔もしくはスリット３
１は、多段に水平姿勢で積載されたウェーハ１枚毎に対
応して水平に設けられる。この場合、水平に設けられる
孔とは、長孔または一列に並んだ複数の孔で構成され
る。ウェーハ１枚毎に１個または２個以上の孔もしくは
スリット３１を持つことが好ましい。これは、ウェーハ
表面にそれと平行なガス流れを作ることによって、ウェ
ーハＷ上に積極的に原料を供給し、表面吸着を促進させ
るためである。
【００３０】また、ノズル２１の下から上へいくにした
がって、孔もしくはスリット３１のサイズを大きくする
とよい。これはノズル空間２３のガス上流側よりもガス
下流側の方が、途中の孔もしくはスリット３１からのガ
ス噴出により、ノズル空間２３の内部圧力が低くなって
いくため、孔もしくはスリット３１のサイズを下流側で
絞って大きくして、上流側から流れやすくし、上下間で
の流量を整えるためである。
【００３１】図４に示すように、ウェーハＷを積載する
ボートにはリングボート３６を用いる。縦型装置で用い
られる通常のラダーボート（ボート支柱に係止溝を設け
たもの）を用いても良いが、リングボート３６の方が好
ましい。リングボート３６は、周方向に適宜間隔を開け
て立設した３〜４本のボート支柱３２と、ボート支柱３
２に水平に多段に取り付けられウェーハＷの外周を裏面
から支持する支持板としてのリング状ホルダ３５とから
構成される。リング状ホルダ３５は、外径がウェーハＷ
の径よりも大きく、内径がウェーハＷの径よりも小さ
い、前記ボート支柱３２に取り付けられるリング状プレ
ート３４と、リング状プレート３４上に周方向に適宜間
隔を置いて複数本設けられ、ウェーハＷの外周裏面を点
状に保持するウェーハ保持用爪３３とから構成される。
【００３２】リング状プレート３４が存在しない場合に
比べて、リング状プレート３４がある分、ノズル２１の
孔もしくはスリット３１からの、ウェーハ毎に分離され
た領域（この場合、リング状プレート３４間で区切られ
た領域）への距離Ｄが短くなるので、ノズル２１から噴
出したガス（矢印で示す）が基板領域３０に行き渡りや
すいという利点がある。これによりウェーハＷ上にガス
供給量を十分に保つことにつながり、成膜速度の低下
や、均一性の悪化を防ぐことができる。
【００３３】ガス導入口１８の外側に接続される誘電体
製の放電管３７の外周には、リモートプラズマユニット
１７を構成する誘導コイル３８が装着され、その誘導コ
イル３８は高周波電力を発生する発振器３９につながれ
る。発振器３９から誘導コイル３８に高周波電力を印加
して、放電管３７内部にプラズマを発生させ、プラズマ
が発生した放電管内にガスを供給すると、ガスはプラズ
マ４０により活性化されて活性種が発生する。この活性
種が前述したノズル２１に入る。
【００３４】ガスはウェーハ１枚毎に設けられた孔もし
くはスリット３１を通って供給される。ガスは孔もしく
はスリット３１を通ってウェーハＷ間に供給され、ウェ
ーハ表面を通過した後にノズル２１とは反対側の空間に
出て下に降り、反応管下部の排気口２０から排出され
る。
【００３５】図５に示すように、ガスＫはガスノズル２
１の弧状周方向からウェーハ中心に向かって噴射され、
リング状プレート３４間に案内されて、各ウェーハＷ上
に供給される。なお、リング状プレート３４は閉じた円
板状としているが、図６に示すように、円板の一部を切
り欠いたＣ字状としても良い。円板の一部を切り欠くこ
とにより、その切欠き部をウェーハ搬送に用いることが
できる。その場合、ウェーハ保持用爪３３が不要とな
り、円板上に基板を直接置くことができ、供給されたガ
スや活性種をより有効に活用できることとなる。また、
成膜中、ボートを回転させない場合、切欠き部を排気領
域に向けることにより、排気領域を広げることができ
る。
【００３６】次に、上記のように構成される実施の形態
の処理装置における作用を説明する。ボートエレベータ
１６でシールキャップ１４を介してボート１５を下降さ
せ、ボート１５に多数枚のウェーハＷを積載し、ボート
エレベータ１６によりボート１５を反応管１２内に挿入
する。シールキャップ１４が円筒反応管１２下端を完全
に密閉した後、反応管１２内を真空引きして排気する。
ガス導入ノズル２１から反応性ガスを反応室内に供給し
つつ、ガス排気口２０より排出する。反応管１２内を所
定温度に加熱し温度安定化をはかったうえで、ウェーハ
Ｗ表面に成膜処理する。
【００３７】この成膜処理を、２種の原料ガスを用いて
行う場合を例にとると、２種の原料ガスの内、１つはガ
ス供給中に気相分解が生じてしまうので、所定温度以下
にする必要があるが、他方の原料は、その温度では分解
しないか、または、反応に寄与する形にならないという
場合がある。その際、後者をリモートプラズマユニット
１７で励起してから供給するという方式をとると、成膜
できる場合がある。具体的なガス名を挙げると、ＤＣＳ
（ジクロロシラン、ＳｉＨ2Ｃｌ2）とＮＨ3の組合せ
で、窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4膜）を成膜するケースでは、ＤＣ
Ｓが前者、ＮＨ3が後者（リモートプラズマユニットに
よる励起が必要）に該当する。
【００３８】しかし、プラズマによって励起される活性
種にはライフタイム（寿命）があり、ある程度の時間が
経過したり、障害物と衝突することで、励起状態でなく
なってしまうことがある。励起が必要なガス種は、励起
されたまま基板領域に輸送しないと、吸着や反応ができ
ない。この点で、本実施の形態では、ＡＬＤバッチ処理
用のノズルのノズル形状に特徴を持たせ、ノズル２１に
弧状に広がるノズル空間２３を形成している。これによ
りガスを励起されたまま基板領域に供給でき、供給した
ガスを効率良く、ウェーハ表面上に大量に流すことがで
きる。また、併せてウェーハＷをリング状ホルダ３５で
支持するようにしたので、ウェーハと反応管との間の空
間Ｄを狭くして、ウェーハ表面上にガスが多く流れるよ
うになり、供給したガスを効率良く使用でき、その結
果、薄膜の成膜速度を上げることができる。なお、気相
反応を用いたＣＶＤでは、ホルダで積極的にガスを消費
させようとしているのに対し、専ら表面反応を用いたＡ
ＬＤでは、ガスを多く流そうとしている点で大きく異な
る。
【００３９】上記ＡＬＤ成膜処理は、複数のウェーハＷ
上に複数種類のガスを１種類ずつ順番に繰り返し流し、
表面反応により複数のウェーハ上に薄膜を形成する処理
となる。以下、ＤＣＳ（ジクロロシラン：ＳｉＨ2Ｃ
ｌ2）とＮＨ3を使った例で成膜ステップを説明する。
【００４０】ＤＣＳをガスノズル２１を通して所定時
間、基板領域に供給する。この時リモートプラズマユニ
ット１７はオフにしておく。
【００４１】ＤＣＳを止めてＮ2パージ又は、真空引
きでＤＣＳ雰囲気を除去する。
【００４２】ＮＨ3をガスノズル２１を通して所定時
間、基板領域に供給する。このときリモートプラズマユ
ニット１７はオンとし、放電管３７内を通過するガスを
プラズマにより励起する。
【００４３】ＮＨ3を止めてＮ2パージ又は、真空引き
でＮＨ3雰囲気を除去する。
【００４４】再びへ戻って、〜のステップを所望
の回数だけ繰り返す。ステップ〜を１サイクルとし
て、１サイクルで一定の膜厚が成膜されていくので、膜
厚はサイクル数で制御する。
【００４５】このようにして成膜を完了した後、ガス導
入ノズル２１から不活性ガスを導入し、円筒反応管１２
内を不活性ガスに置換して常圧に復帰させ、ボート１５
を下降させ、ボート１５から成膜完了後のウェーハＷを
払い出す。
【００４６】なお、上述した実施の形態では反応管が１
重管構造のものについて説明したが、本発明はこれに限
定されず、２重管構造のものにも適用できる。またＡＬ
Ｄ装置に限定されずＣＶＤ装置にも適用できる。また、
ガスノズルを構成する弧状板は上下が同じ幅の矩形状と
したが、これに限定されない。例えば上が広く下が狭い
逆三角形状にしてもよい。
【００４７】また、ノズルは管内壁に沿って設ける構成
としているが、管外壁に沿って設ける構成としても良
い。
【００４８】また、以上の各実施例から把握される請求
項以外の技術的思想について、その効果とともに以下に
記載する。
【００４９】（１）複数枚の基板を処理する円筒反応管
の長手方向に這うように、かつ円周方向の４５°以上１
８０°以下好ましくは９０°以上１８０°以下の部分に
這うように形成され、ガス噴出口が各基板に対応するよ
う複数設けられているガスノズルにより、基板上に複数
種類のガスを１種類ずつ順番に繰り返し流し、表面反応
により、基板上に薄膜を形成することを特徴とする基板
処理方法。
【００５０】この構成によれば、各基板表面にガスが均
等にかつ多く流れ、また活性種のライフタイムを確保で
きるので、供給したガスを効率良く各基板で使用でき、
各基板の表面反応を促進できる。
【００５１】（２）複数枚の基板を処理する円筒反応管
の長手方向に這うように、かつ円周方向の４５°以上１
８０°以下好ましくは９０°以上１８０°以下の部分に
這うように形成され、ガス噴出口が各基板に対応するよ
う複数設けられているガスノズルにより、基板上に複数
種類のガスを１種類ずつ順番に繰り返し流し、表面反応
により、基板上に薄膜を形成することを特徴とする半導
体デバイスの製造方法。
【００５２】この構成によれば、各基板表面にガスが均
等にかつ多く流れ、また活性種のライフタイムを確保で
きるので、供給したガスを効率良く各基板で使用でき、
各基板の表面反応を促進できる。従って、高品質な半導
体デバイスを製造できる。
【００５３】（３）上記（２）において、前記複数種類
のガスのうち、少なくとも１種類のガスはプラズマによ
り活性化して流すことを特徴とする半導体デバイスの製
造方法。
【００５４】この構成によれば、ノズルを介して前記円
筒反応管内の複数の基板に供給するガスは、プラズマに
より活性化したガスを含むことが好ましい。プラズマに
より活性化したガス（活性種）は、壁にぶつかったり、
圧力が高いとライフタイムが短くなる。この点で、本発
明はノズル内部に比較的広いノズル空間を持っているの
で、活性種のライフタイムを確保できる。従って、高品
質な半導体デバイスを製造できる。
【００５５】（４）上記（３）において、複数種類のガ
スはＤＣＳとＮＨ3とを含み、プラズマにより活性化し
て流すガスはＮＨ3であり、形成する薄膜はＳｉ3Ｎ4膜
であることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【００５６】プラズマによって励起される活性種にはラ
イフタイム（寿命）があり、ある程度の時間が経過した
り、障害物と衝突することで、励起状態でなくなってし
まうことがあるが、この構成によれば、励起が必要なガ
ス種は、励起されたまま基板領域に輸送されるので、吸
着や反応が促進できる。従って、高品質な半導体デバイ
スを製造できる。
【００５７】
【発明の効果】本発明によれば、ウェーハ表面上にガス
が多く流れるようになり、また活性種のライフタイムを
確保することができ、供給したガスを効率良く使用でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の縦型減圧ＡＬＤ装置の概略断面図
である。
【図２】図１の反応管のＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】図２のガスノズルのＢ矢視図である。
【図４】実施の形態のボート構造を具体的に説明した縦
型減圧ＡＬＤ装置の概略断面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】実施の形態の変形例を示すリング状プレートの
平面図である。
【図７】従来例の縦型減圧ＣＶＤ装置の概略断面図であ
る。
【符号の説明】
１２ 円筒反応管 ２１ ノズル ２２ 管内壁 ２３ ノズル空間 ２４ ガス噴出口 Ｗ ウェーハ（基板）
フロントページの続き (72)発明者 加賀谷 徹 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 (72)発明者 境 正憲 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 (72)発明者 諸橋 明 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 Ｆターム(参考） 4K030 AA03 AA06 AA13 BA40 CA04 EA05 EA06 FA01 GA01 KA04 KA30 LA15 5F045 AA00 AB33 AC05 AC12 BB09 BB16 DP19 EF08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】円筒状の反応管内の複数の基板にノズルか
    らガスを供給して前記複数の基板を処理する基板処理装
    置において、前記ノズルは、 前記円筒状反応管の管軸方向に管壁に沿って設けられ、 かつ管周方向に４５°以上１８０°以下の広がりを持つ
    ノズル空間を内部に持っていることを特徴とする基板処
    理装置。
  2. 【請求項２】前記複数枚の基板はそれぞれ支持板に支持
    され、 前記ノズルのガス噴出口は各支持板に支持された基板に
    対応するよう複数設けられている請求項１に記載の基板
    処理装置。
  3. 【請求項３】前記ノズルを介して前記円筒状反応管内の
    複数の基板に供給するガスは、プラズマにより活性化し
    たガスを含む請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 【請求項４】前記処理は、前記複数の基板上に複数種類
    のガスを１種類ずつ順番に繰り返し流し、表面反応によ
    り前記複数の基板上に薄膜を形成する処理である請求項
    １ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
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