JPS62131523A - Ｃｖｄ薄膜形成装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はＣＶ　ｌ）薄膜形成装置に関する。史に詳細に
は、本発明はウェハ表面上に均一な厚みのＣＶＤ膜を成
膜することのできるＣＶＤ薄膜形成装置に関する。

［従来技術］ 薄膜の形成方法として、゛ｆ、導体工業において一般に
広く用いられているものの一つに、気相成長法（ＣＶＤ
：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ｖａｌ）ｏｕｒｌ）ｅｐｏｓ　
ｉ　ｔ　ｉ　ｏｎ）がある。ＣＶＤとは、ガス状物質を
化学反応で固体物質にし、基板−１−に堆積することを
いう。

ＣＶ　ｌ）の特徴は、成長しようとする薄膜の融点より
かなり低い堆積温度で種々の薄膜が得られること、およ
び、成長した薄膜の純度が高（、Ｓｉや５ｉｔ−の熱酸
化膜１〕に成長した場合も電気的特性が安定であること
で、広＜　１’＝導体表面のパッシベーション膜として
利用されている。

ＣＶ　Ｉ）による薄膜形成は、例えば、５００°Ｃ程度
に加熱したウェハに反応ガス（例えばＳｉＨ４＋０２．
またはＳ　ｉ　Ｈ４＋ＰＨＪ　＋０２　）を供給して行
われる。ｌ−記の反応ガスはＮ２ガスをキャリヤとして
反応炉（ベルジャ）内のウェハに吹きつけられ、該ウェ
ハの表面に例えば、５ｉ０２あるいはフォスフオンリケ
ートガラス（ＰＳＧ）の薄膜を形成する。また、ＳｉＯ
２とＰＳＧとの２相成膜が行われることもある。

このようなＣＶＤによる薄膜形成操作を行うために従来
から用いられている装置の一例を第２図に部分断面図と
して示す。

第２図において、反応炉（ベルジャ）■は、円Ｘ［のハ
ソフＴ２を円錐状のカバー３で覆い、１−記バノフｒ２
の周囲にリング状のウェハ載置台４を回転駆動１−１工
能または自公転１−ＩＪ能に設置する。

前記円錐状カバー３のｍ点付近に反応ガス送入管８及び
９が接続されている。８　ａ　＋　９　ａはそれぞれ反
応ガス送入ノズルである。使用される反応ガスのＳ　ｉ
　Ｈｑ及び０２はそれぞれ別のガス送入管により反応炉
に送入しなければならない。例えば、５ｉＨｑを送入管
８で送入し、そして、０２を送入管９で送入する。ＰＨ
３を使用する場合、５ｉＨｑとともに送入できる。

１１；１記のウェハ載置台４の直下には僅かなギャップ
を介してヒータ１０が設けられていてウェハ５を所定の
温度（例えば、５００°Ｃ）に加熱する。

反応ガス送入管８および９から送入された反応ガス（例
えばＳｉＨ４＋０２又はＳ　ｉ　Ｈ４＋ＰＨａ＋０２）
は点線矢印のごとく乱流の状態でウニＩ＼５の表面に触
れて流動し、化学反応によって生成される物質（例えば
５ｉ０２またはＰＳＧ）の薄膜をウェハ５の表面に生成
せしめる。

１）１１記の装置による薄膜形成操作において、反応炉
内に搬入した゛ｌ’−導体ウ導体全エバし、上記の反応
炉内に（＋）Ｎ２ガスを送入して炉内空気をパーツし、
（１１）反応ガスを送入して成膜反応を行わしめ、（＋
１１）Ｎ２ガスを送入して反応ガスをパージし、そして
（Ｉｖ）炉からウェハを搬出するといったＬ程順に行う
こともできる。このような場合、パージガスのＮ２はガ
ス送入管８および／または９から反応炉内に給送できる
。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、この装置では、反応炉の円錐状カバーとウェハ
との間が三角形状となる。すなわち、第２図に示される
ように、ウェハにの各点から円錐状カバーまでの垂線距
離が各々異なる。

その結果、ヒータで加熱されたウェハから出る赤外線の
反射が乱れ、ウェハと円錐状カバーとの間の？証度分布
が非〜１を衡状態となる。このため、ウェハの温度が不
均一・になり易い。このようなウェハ温度の不均一性は
ウェハ載置台を自公転する方式に構成したとしても完全
には解消できない。ウェハの温度が不均一になるとウェ
ハ］二に生成されるＣＶＤ膜の膜厚も不均一・となり、
製品の歩留り低下を招くこととなる。

［発明の目的コ 従って、本発明の１・１的はウェハ表面−Ｌに均一な膜
厚のＣＶ　Ｉ）膜を成膜することのできるＣＶＤ薄膜形
成装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ この問題点を解決するための手段として、この発明は、
反応炉の中央頂部に反応ガス送入手段が配設されており
、そして反応炉内にウェハ載置台が配設され、前記ウェ
ハ載置台に搬入されたウェハを加熱するＬ段が設けられ
ているＣ　Ｖ　Ｉ）薄膜形成装置において、前記ウェハ
との間に黒体空洞を形成するための熱反射プレートを前
記ウェハ載置台の上方に該ウェハ載置台とほぼ平行にな
るように配設したことを特徴とするＣＶＤ薄膜形成装置
を提供する。

［作用］ 前記のように、本発明のＣＶＤ薄膜形成装置にあっては
、ウェハとの間に黒体空洞を形成するための甲板状熱反
射プレートがウェハ載置台の１・、方に、該載置台に載
置されるウェハ５とほぼ平行に配設されている。・］ぺ
板状熱反射プレートはウェハとほぼ平行なので、この部
分に十行平板状の黒体空洞が形成されウェハからの赤外
放射は平衡に達する。

シリコンウェハは赤外線をほぼ透過し、一部だけしか吸
収しないので、赤外線はヒータと甲板状熱反射プレート
との間を無限回反射を繰り返しウェハを均一に加熱する
。その結果、ウェハの温度分布が均一となりウェハ上に
均一な膜厚のＣＶＤ膜を成膜させることができる。

［実施例コ 以ド、図面を参照しながら本発明の実施例について史に
詳細に説明する。

第１図は本発明のＣＶＤ薄膜形成装置の−・実施例の概
念図である。

第１図に／Ｊ＜される本発明のＣＶ　Ｉ）薄膜形成装置
において、第２図の従来の装置と同じ部材については同
一の符号を使用する。

第１図において、反応炉（ベルジャ）１は、円貨［状の
バッファ２を円錐状のカバー３で覆い、上記バッフＴ２
の周囲にリング状のウェハ載置台４を回転駆動可能に、
または自公転可能に設置している。前記円錐状カバー３
の珀点付近に反応ガス送入管８及び９が接続されている
。８ａ、９ａはそれぞれ反応ガス送入ノズルである。

前記のウェハ載置台４の直−ドにはイ・ηかなギャップ
を介してヒータ１０が設けられていてウェハ５を所定の
温度（例えば５００°Ｃ）に加熱する。

本発明のＣＶ　ｌ）薄膜形成装置は第１図に示されるよ
うに、ウェハとの間に黒体空洞を形成するための重板状
熱反射プレート１２がウェハ載置台４の［一方に、該載
置台に載置されたウェハ５とほぼ平行に配設されている
。平板状熱反射プレート１２はウェハ５と車行なので、
この部分にｔｉＦ行平行状板状体空洞１４が形成されウ
ェハからの赤外放射は平衡に達する。

シリコンウェハは赤外線をほぼ透過し、一部だけしか吸
収しないので、赤外線（図中の実線矢印）はヒータ１０
と平板状熱反射プレー）１２との間を！１に限回反射を
繰り返しウェハ５を均一・に加熱する。

その結果、ウェハ５の温度分布が均一となるのでウェハ
５」二に均一な膜厚のＣＶＤ膜を成膜させることができ
る。

この熱反射プレートはウェハに対応する箇所だけでな（
反応ガス送入ノズル９ａの部分にまで延ばすことができ
る。この延長部分１６はバ、、ファ２の曲率と略同一の
曲率を有する曲線状に構成することが好ましい。このよ
うな構成により、反応ガス送入ノズルから反応炉内に送
入された反応ガスは、バッファ２と曲線状熱反射プレー
ト１６により画成される反応ガス導路１８を層流状態で
流）゛（図中の点線矢印）し黒体布ｄ４１４に流れ込む
。

その結果、空洞内の熱平衡状態は撹乱されることなくそ
のまま維持され、均一な膜厚のＣＶＤ膜の成膜に寄Ｌｊ
、する。

熱反射プレートはステンレスのような金属で構成できる
。これ以外の材料も熱反射プレートを構成するために使
用できる。

［発明の効果コ 以」−説明したように、本発明のＣＶ　Ｉ）薄膜形成装
置においては、ウェハとの間に黒体空ル１を形成するた
めの平板状熱反射プレートがウェハ載置台の１一方に、
該載置台に載置されたウェハとほぼ平行に配設されてい
る。甲板状熱反射プレートはウェハとほぼＮ１′行なの
で、この部分に甲行くＩｌ、板状の黒体空洞が形成され
ウェハからの赤外放射は・［衡に達する。

シリコンウェハは赤外線をほぼ透過し、−・部だけしか
吸収しないので、赤外線はヒータと甲板状熱反射プレー
トとの間を無限回反射を操り返しウェハを均一に加熱す
る。その結果、ウェハの温度分布が均一となりウェハＬ
に均一な膜厚のＣＶ　Ｉ）膜を成膜させることができる
。

この熱反射プレートはウェハに対応する箇所だけでなく
反応ガス送入ノズルの部分にまで延ばすことができる。

この延長部分はバッファの曲率と略同一・の曲率をイｆ
する曲線状に構成することか好ましい。このような構成
により、反応ガス送入ノズルから反応炉内に送入された
反応ガスは、バッファと曲線状熱反射プレートにより画
成される導路を層流状態で流ドし黒体空洞に流れ込む。

その結果、空４ＪＩ内の熱・ド衡状態はそのまま維持さ
れ、均一な膜厚のＣＶ　Ｄ膜の成膜に寄与する。

実際、本発明のＣＶＤ薄膜形成装置では黒体空洞によっ
てウェハを均一に加熱するのでウェハの温度分布は均一
となり、ウェハ」二に成膜したＣｖ１〕膜の膜厚の分布
も１％以下に抑えることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＣＶ　Ｉ）薄膜形成装置の概略的な部
分断面図であり、第２図は従来のＣＶＤ薄膜形成′Ａ置
装概略的な部分断面図である。 １・・・反応炉　２・・・バッファ　３・・・カバー　
４・・・ウェハ載置台　５・・・ウェハ　８および９・
・・反応ガス送入’７８ａおよび９ａ・・・反応ガス送
入ノズルＩＯ・・・ヒータ　１２・・・甲板吠熱反射プ
レート１４・・・黒体空７Ｉ；ｌ　１６・・・曲線状熱
反射プレート１８・・・反応ガス導路 第１図 第　２　図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応炉の中央頂部に反応ガス送入手段が配設され
   ており、そして反応炉内にウェハ載置台が配設され、前
   記ウェハ載置台に搬入されたウェハを加熱する手段が設
   けられているＣＶＤ薄膜形成装置において、前記ウェハ
   との間に黒体空洞を形成するための熱反射プレートを前
   記ウェハ載置台の上方に該ウェハ載置台とほぼ平行にな
   るように配設したことを特徴とするＣＶＤ薄膜形成装置
   。
2. （２）前記熱反射プレートは反応ガス送入手段にまで延
   長されている特許請求の範囲第１項に記載のＣＶＤ薄膜
   形成装置。
3. （３）前記熱反射プレートの延長部分は反応炉内のバッ
   ファの曲率と略同一の曲率を有する曲線状である特許請
   求の範囲第２項に記載のＣＶＤ薄膜形成装置。
4. （４）前記熱反射プレートは金属製である特許請求の範
   囲第１項から３項までのいずれかに記載のＣＶＤ薄膜形
   成装置。
5. （５）金属はステンレスである特許請求の範囲第４項に
   記載のＣＶＤ薄膜形成装置。