JPH03281780A - Ｃｖｄ装置 - Google Patents
Ｃｖｄ装置Info
- Publication number
- JPH03281780A JPH03281780A JP8073990A JP8073990A JPH03281780A JP H03281780 A JPH03281780 A JP H03281780A JP 8073990 A JP8073990 A JP 8073990A JP 8073990 A JP8073990 A JP 8073990A JP H03281780 A JPH03281780 A JP H03281780A
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- Japan
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- gas
- flow rate
- susceptor
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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。
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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ＣＶＤ装置に係り、特に広い圧力範囲にわたっ
て膜厚の面内均一性が良好な膜を成膜できる減圧ＣＶＤ
装置に関する。
て膜厚の面内均一性が良好な膜を成膜できる減圧ＣＶＤ
装置に関する。
供給律速系のＣＶＤ法においては、面内の膜厚均一性は
試料表面における各反応ガス分圧の分布の影響を受ける
ことが知られている。その対策として、例えばＪｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ ７７（
１９８６）１５１−１５６に記載されているように、試
料表面すなわちサセプタに対して均一なガスフローが得
られるように反応管形状の最適化を図り、試料面内にお
ける反応ガス分圧の均一化を達成している。
試料表面における各反応ガス分圧の分布の影響を受ける
ことが知られている。その対策として、例えばＪｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ ７７（
１９８６）１５１−１５６に記載されているように、試
料表面すなわちサセプタに対して均一なガスフローが得
られるように反応管形状の最適化を図り、試料面内にお
ける反応ガス分圧の均一化を達成している。
上述した反応管形状、サセプタ形状及び両者間の距離に
よる幾何学的なガスフローの均一化は、特定の条件下に
おいてのみ有効で、全ガス圧やサセプタ温度の影響を受
けるので汎用的とは言い離い。本発明の目的は広範囲な
ガス圧領域、サセプタ温度領域に対応して均一なガスフ
ローを得ることが可能なＣＶＤ装置を提供することにあ
る。
よる幾何学的なガスフローの均一化は、特定の条件下に
おいてのみ有効で、全ガス圧やサセプタ温度の影響を受
けるので汎用的とは言い離い。本発明の目的は広範囲な
ガス圧領域、サセプタ温度領域に対応して均一なガスフ
ローを得ることが可能なＣＶＤ装置を提供することにあ
る。
ＣＶＤ装置において１反応管内にサセプタと対向し且つ
同心円状に分布したガスノズルを設け、該半径方向に分
割した複数のノズル群毎にガス流量及びコンダクタンス
を調整できる機能を有するＣＶＤ装置を採用することに
より上記課題を解決した。
同心円状に分布したガスノズルを設け、該半径方向に分
割した複数のノズル群毎にガス流量及びコンダクタンス
を調整できる機能を有するＣＶＤ装置を採用することに
より上記課題を解決した。
円筒型反応管においてガスの流れに垂直に置かれたサセ
プタ上におけるガス分圧の分布は同心円状の分布になっ
ている。そこでサセプタと対向し同心円状に分布したガ
スノズルを用い、ガス流量及びコンダクタンスを複数の
同心円状ノズル群毎に調整して、前記ガス分圧の分布を
補正し、均一化を図ることが可能なＣＶＤ装置を用いる
ことにより、広範囲のガス圧力下及び広範囲の温度領域
において試料表面におけるガス圧を均一にすることがで
きる。その結果、ＣＶＤ膜厚の面内分布が良好になる。
プタ上におけるガス分圧の分布は同心円状の分布になっ
ている。そこでサセプタと対向し同心円状に分布したガ
スノズルを用い、ガス流量及びコンダクタンスを複数の
同心円状ノズル群毎に調整して、前記ガス分圧の分布を
補正し、均一化を図ることが可能なＣＶＤ装置を用いる
ことにより、広範囲のガス圧力下及び広範囲の温度領域
において試料表面におけるガス圧を均一にすることがで
きる。その結果、ＣＶＤ膜厚の面内分布が良好になる。
実施例１
本発明の実施例１を第１図に示したＣＶＤ装置の概略図
及び第２図に示したガスノズルの供給面側の形状図より
説明する。ＣＶＤ装置の基本構成はガス供給系、リアク
タ、ガス排気系よりなっている。ガス供給系はガスボン
ベ１１と複数の（ここでは３系統）ガス配管群１２と該
各配管に対応する流量制御装置群１３及びコンダクタン
スバルブ群１４より構成されている。
及び第２図に示したガスノズルの供給面側の形状図より
説明する。ＣＶＤ装置の基本構成はガス供給系、リアク
タ、ガス排気系よりなっている。ガス供給系はガスボン
ベ１１と複数の（ここでは３系統）ガス配管群１２と該
各配管に対応する流量制御装置群１３及びコンダクタン
スバルブ群１４より構成されている。
リアクタ１５内には加熱が可能なサセプタ１６と対向し
たガスノズル１７が具備されている。ガスノズルのガス
供給面は第２図に示したように円状であり同心円状に分
布した複数の細孔よりなるガス供給用開孔部を有してい
る。同心円状に分布したガス供給用開孔群は３種類のガ
ス系統（ａ）。
たガスノズル１７が具備されている。ガスノズルのガス
供給面は第２図に示したように円状であり同心円状に分
布した複数の細孔よりなるガス供給用開孔部を有してい
る。同心円状に分布したガス供給用開孔群は３種類のガ
ス系統（ａ）。
（ｂ）、（ｃ）に割り当ててガス系統（ａ）に対応する
供給孔群２〕、ガス系統（ｂ）に対応する供給孔群２２
．ガス系ＩＡ （ｃ）に対応する供給孔群２３に分類で
きる。該供給孔群を流れるガスは各々独立に流量制御、
コンダクタンス制御を行っている。排気系はターボ分子
ポンプ１８とロータリポンプ１９より構成され、コンダ
クタンスバルブ１１０を用いてリアクタ１５内の圧力を
調整している。
供給孔群２〕、ガス系統（ｂ）に対応する供給孔群２２
．ガス系ＩＡ （ｃ）に対応する供給孔群２３に分類で
きる。該供給孔群を流れるガスは各々独立に流量制御、
コンダクタンス制御を行っている。排気系はターボ分子
ポンプ１８とロータリポンプ１９より構成され、コンダ
クタンスバルブ１１０を用いてリアクタ１５内の圧力を
調整している。
ガス系統（ａ）にはＷＦ、を２ＳＣＣＭ、ガス系統（ｂ
）にはＳ ｉ Ｈ４をＩＳＣＣＭ及びガス系統（ｃ）に
はＹＩ２ をＩＯ８ｃｃＭ各々のガス流量制御１１１１
１（マスフローコントローラ：日本タイランＦＣ２６０
）及びコンダクタンスバルブ１４を通して上記ガスノズ
ル１７からコールドウオール型リアクタに流した。サセ
プタ１６は抵抗加熱により２８０〜３２０℃の間で制御
した。またサセプタ１６とガスノズル１７間の距離１１
１は５〜１５ｍｍとした。ガス排気系はターボ分子ポン
プ（アルカチル５１５０、排気速度１４０Ｑ／５）１８
と補助ポンプとしてロータリポンプ１９を用いた。この
ときの全ガス圧力範囲は０．０５〜Ｑ 、 １ ｔｏｒ
ｒである。
）にはＳ ｉ Ｈ４をＩＳＣＣＭ及びガス系統（ｃ）に
はＹＩ２ をＩＯ８ｃｃＭ各々のガス流量制御１１１１
１（マスフローコントローラ：日本タイランＦＣ２６０
）及びコンダクタンスバルブ１４を通して上記ガスノズ
ル１７からコールドウオール型リアクタに流した。サセ
プタ１６は抵抗加熱により２８０〜３２０℃の間で制御
した。またサセプタ１６とガスノズル１７間の距離１１
１は５〜１５ｍｍとした。ガス排気系はターボ分子ポン
プ（アルカチル５１５０、排気速度１４０Ｑ／５）１８
と補助ポンプとしてロータリポンプ１９を用いた。この
ときの全ガス圧力範囲は０．０５〜Ｑ 、 １ ｔｏｒ
ｒである。
上記ＣＶＤ装置に試料としてＳｉ基板（５インチφ）を
投入した場合、５ｉＩ−■４によるＷＦ、の還元反応が
起こりＷ膜が堆積する。この時のＷ膜厚は、試料表面に
おけるＳｉＨ，ガス圧にほぼ比例することが知られてい
る。ＳｉＨ４ガスを１分間流した場合、５インチφＳｉ
ウェファ上で平均膜厚３３２０人、面内分布±３％以下
であった。
投入した場合、５ｉＩ−■４によるＷＦ、の還元反応が
起こりＷ膜が堆積する。この時のＷ膜厚は、試料表面に
おけるＳｉＨ，ガス圧にほぼ比例することが知られてい
る。ＳｉＨ４ガスを１分間流した場合、５インチφＳｉ
ウェファ上で平均膜厚３３２０人、面内分布±３％以下
であった。
また該ノズルは冷却水１１２を循環させることにより強
制的な冷却を行っている。これによりサセプタ上の試料
のみが加熱されるので、Ｗ堆積反応は試料表面に限定さ
れる。その結果第３図（ａ）に示したような５ｊＯ２膜
３２から部分的に露出した５ｉ３１に対して選択的にＷ
の堆積反応が起こる。この技術を用いると第３図（ｂ）
に示したようなＷ膜３３による選択的な孔埋め込みが可
能になる。
制的な冷却を行っている。これによりサセプタ上の試料
のみが加熱されるので、Ｗ堆積反応は試料表面に限定さ
れる。その結果第３図（ａ）に示したような５ｊＯ２膜
３２から部分的に露出した５ｉ３１に対して選択的にＷ
の堆積反応が起こる。この技術を用いると第３図（ｂ）
に示したようなＷ膜３３による選択的な孔埋め込みが可
能になる。
実施例２
実施例１では反応ガスの混合をガスノズルから流出させ
た後リアクタ内で行っている。本実施例では第４図に示
すように各々のガス流量制御装置群４２を通した後、ガ
ス混合用配管４３を通して反応ガスの混合を行った。そ
の際、ガスの逆流防止弁を適所に設置したことは言うま
でもない。然る後、コンダクタンスバルブ群４４及び第
２図と同様のガスノズル４５を通して反応ガスをリアク
タ４７に導入した。その他のＣＶＤ条件は実施例１と同
じで同様な結果を得た０本実施例を用いると各反応ガス
流量に対応させて各反応ガス用コンダクタンスバルブを
調整する煩雑さが無くなる。
た後リアクタ内で行っている。本実施例では第４図に示
すように各々のガス流量制御装置群４２を通した後、ガ
ス混合用配管４３を通して反応ガスの混合を行った。そ
の際、ガスの逆流防止弁を適所に設置したことは言うま
でもない。然る後、コンダクタンスバルブ群４４及び第
２図と同様のガスノズル４５を通して反応ガスをリアク
タ４７に導入した。その他のＣＶＤ条件は実施例１と同
じで同様な結果を得た０本実施例を用いると各反応ガス
流量に対応させて各反応ガス用コンダクタンスバルブを
調整する煩雑さが無くなる。
この場合、全反応ガス流量のみに注目して各ガスノズル
開孔部分に対応してコンダクタンスバルブを調整すれば
良い、またサセプタ４６とガスノズル４５間の距離４１
１が成膜特性に与える影響が小さい。
開孔部分に対応してコンダクタンスバルブを調整すれば
良い、またサセプタ４６とガスノズル４５間の距離４１
１が成膜特性に与える影響が小さい。
本実施例では全反応ガス流量と全反応ガスの圧力に応じ
てガス供給系のコンダクタンスバルブ並びにサセプタと
ノズル間の距離を調整する必要がある。これらの調整を
コンピュータ制御により自動化を図ることが可能である
ことは言うまでもない。
てガス供給系のコンダクタンスバルブ並びにサセプタと
ノズル間の距離を調整する必要がある。これらの調整を
コンピュータ制御により自動化を図ることが可能である
ことは言うまでもない。
実施例３
上述した実施例では全反応ガス流量と全反応ガスの圧力
に応じてガス供給系のコンダクタンスバルブ並びにサセ
プタとノズル間の距離等のパラメータを設定し開ループ
制御で膜形成を行っている。
に応じてガス供給系のコンダクタンスバルブ並びにサセ
プタとノズル間の距離等のパラメータを設定し開ループ
制御で膜形成を行っている。
本実施例では第５図に示すようにガスノズル５５のガス
供給面半径方向に複数の圧力センサ５６及び複数の膜厚
センサ５７を具備させて非破壊で試料表面近傍のガス圧
並びＣＶＤ膜厚をモニタしてガス流量調整装置５２並び
にコンダクタンスバルブ５４にフィードバックをかけて
Ｗ膜を形成した。
供給面半径方向に複数の圧力センサ５６及び複数の膜厚
センサ５７を具備させて非破壊で試料表面近傍のガス圧
並びＣＶＤ膜厚をモニタしてガス流量調整装置５２並び
にコンダクタンスバルブ５４にフィードバックをかけて
Ｗ膜を形成した。
本実施例を用いて５インチ−ウェファ上でのＷ膜厚分布
を±０．５〜１．０％以下に低減できた。
を±０．５〜１．０％以下に低減できた。
本発明を用いると、広範囲なガス圧力に対して試料表面
における反応ガスの分圧を均一にすることができるので
膜厚の均一なＣＶＤ膜の形成が可能になる。本発明は選
択ＣＶＤ等、特に高真空下においてＣＶＤを行う場合極
めて有効である。
における反応ガスの分圧を均一にすることができるので
膜厚の均一なＣＶＤ膜の形成が可能になる。本発明は選
択ＣＶＤ等、特に高真空下においてＣＶＤを行う場合極
めて有効である。
第１図は本発明の実施例１のＣＶＤ装置構成図、第２図
は本発明のガスノズルのガス供給面側の一形状図、第３
図（ａ）及び第３図（ｂ）は実施例１の選択ＣＶＤ説明
図、第４図は実施例２におけるＣＶＤ装置構成図、第５
図は実施例３のＣＶＤ装置構成図である。 １１．４２．５１・・・ガス配管群、１３，４２゜５２
・・・ガス流量調整装置群、１４．４４．５４・・・コ
ンダクタンスバルブ群、１６．４６・・・サセプタ、１
５．４７・・・リアクタ、４３・・・ガス混合用配管。 １７．４５．５５・・・ガスノズル、２１・・・ガス系
統（ａ）に対応する供給孔群、２２・・・ガス系統（ｂ
）に対応する供給孔群、２３・・・ガス系統（Ｑ）に対
応する供給孔群、１１１，４１１・・・サセプタとノズ
ル間の距離、５６・・・圧力センサ、５７・・・膜厚セ
頁 圓 不 図 第 国 夷 図 Ｉｔｌｏ ロー７り一不じ７′
は本発明のガスノズルのガス供給面側の一形状図、第３
図（ａ）及び第３図（ｂ）は実施例１の選択ＣＶＤ説明
図、第４図は実施例２におけるＣＶＤ装置構成図、第５
図は実施例３のＣＶＤ装置構成図である。 １１．４２．５１・・・ガス配管群、１３，４２゜５２
・・・ガス流量調整装置群、１４．４４．５４・・・コ
ンダクタンスバルブ群、１６．４６・・・サセプタ、１
５．４７・・・リアクタ、４３・・・ガス混合用配管。 １７．４５．５５・・・ガスノズル、２１・・・ガス系
統（ａ）に対応する供給孔群、２２・・・ガス系統（ｂ
）に対応する供給孔群、２３・・・ガス系統（Ｑ）に対
応する供給孔群、１１１，４１１・・・サセプタとノズ
ル間の距離、５６・・・圧力センサ、５７・・・膜厚セ
頁 圓 不 図 第 国 夷 図 Ｉｔｌｏ ロー７り一不じ７′
Claims (4)
- １．ＣＶＤ装置において、反応管内でサセプタと対向し
ているガス供給ノズル部を有し、該ノズルは同心円状に
分布しており、且つ該半径方向に複数に分割したノズル
群毎にガス流量及びコンダクタンスを制御できることを
特徴とするＣＶＤ装置。 - ２．複数の反応ガスを混合した後、上記同心円状に分布
したノズルによりガスをサセプタ側に供給することを特
徴とする請求項１記載のＣＶＤ装置。 - ３．上記半径方向に複数に分割したノズル群毎に膜厚セ
ンサを具備しており、上記各ノズル群毎にガス流量及び
コンダクタンスについてフィードバックをかけることが
可能であることを特徴とする請求項１記載のＣＶＤ装置
。 - ４．上記半径方向に複数に分割したノズル群毎にガス圧
センサを具備しており、上記各ノズル群毎にガス流量及
びコンダクタンスについてフィードバックをかけること
が可能であることを特徴とする請求項１記載のＣＶＤ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8073990A JPH03281780A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Ｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8073990A JPH03281780A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Ｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03281780A true JPH03281780A (ja) | 1991-12-12 |
Family
ID=13726766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8073990A Pending JPH03281780A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Ｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03281780A (ja) |
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-
1990
- 1990-03-30 JP JP8073990A patent/JPH03281780A/ja active Pending
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