JPH03295224A - 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 本発明は、半導体装置の製造（とおける薄膜形成装置に
関する。

従来の技術 従来より、円筒型の反応管とステンレス製フランジをＯ
リングでシールし、減圧高温状態で化学反応により薄膜
を形成する装置（減圧ＣＶ　Ｄ装置）が半導体装置の製
造に広く用いられている。

以下、従来の横型減圧ＣＶＤ装置について説明する。

第４図は従来の横型減圧ＣＶＤ装置のシリコンウェハ投
入口付近のフロントフランジ部を示す図である。

図において、１０は外側フロントフランジ、１１は内側
フロントフランジ、１２は反応管、１３゜１４はＯリン
グ、１５はフロントドア、１６は外側フロントフランジ
のウォータージャケットの冷却水出入口、１７はフロー
メーター、１８．１９はウォターシャゲット、２０は内
側フロントフランジのウォータージャケットの冷却水出
入口、２１は反応ガス導入口、２２はヒーター、２３は
反応副生成物である。反応管１２は全長が約２３００−
の円筒型である。また、リアフランジと反応管の構成は
フロントフランジ部と同様である。ただし、リアフラン
ジ部には反応ガス導入口２１の代わりにガス排出口が設
けられている。

以上のように構成された横型減圧ＣＶＤ装置での薄膜形
成過程を以下に説明する。

まず、反応管１２内を大気圧にし、フロントドア１５を
開け、処理するシリコンウェハを投入しドア１５を閉め
る。次に、真空ポンプでリアフランジ部のガス排出口か
ら反応管１２内を減圧し、所定の真空度に達した後、リ
ークチエツクを実施する。真空シールはフロントフラン
ジ部において、フロントドア１５と外側フロントフラン
ジ１０との間のＯリング１３および外側フロントフラン
ジ１０、内側フロントフランジ１１と反応管１２との間
のＯリング１４がその役割をしている。○リング１３．
１４がヒーター２２によって熱せられるおそれがあるが
、このような劣化から守るために、外側フロントフラン
ジ１０、内債フロントフランジ１１内のウォータージャ
ケット１８．１９内には冷却水が流されている。リアフ
ランジにおいても全く同様である。リークチエツクに問
題がなければ、次に、反応ガスを反応ガス導入口２１よ
り流すことができる。反応ガスはヒーター２２に−より
反応管１２内で加熱されて熱化学反応を起こし、シリコ
ンウェハ上に薄膜が形成される。排気ガスは真空ポンプ
でリア７ランシのガス排出口から排出される。成膜終了
後、再度、反応管１２内の真空引きを行って所定の真空
度に達した後、真空引きを中止し、窒素（Ｎ２）ガスを
導入して反応管１２内を大気圧に戻す。そしてドア１５
を開けてシリコンウェハを取り出し、−回のシーケンス
が終了する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の構成では、排気ガスが冷却さ
れる際に生成する反応副生成物２３が、Ｊアフランシの
みならず外側フロントフランジ１０の内側にも付着する
という問題があった。このような反応副生成物２３はス
テンレスフランジに対する密着性が悪く、また外側フロ
ントフランジ１０の内側に付着した場合、シリコンウェ
ハ１の取り出しの際の熱履歴によって一層はがれやす（
なり、シリコンウェハ上にダストが発生する原因となる
のである。

この課題を解決するために、第４図に示すようなフロー
メーター１７で極力水量を絞り、外側フロントフランジ
１０の内壁温度を上昇させて反応副生成物２３の付着量
を減らすという方法が考えられる。ところが、この方法
では、０リングの耐熱温度（今回の装置のフランジにお
いては側面の表面温度で約１４０℃）を越えない程度に
外側フロントフランジ１０の表面温度を維持するために
、冷却水（温度２０℃）の流量を約１００■／分という
微量で、しかも高い精度で制御しなければならないとい
う課題があった。第５図に冷却水流量と外債フロントフ
ランジ１０の表面温度の関係図を示しておく。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、外側フロン
トフランジ表面温度の制御性を高めることにより、フロ
ント７ランシに付着する反応副生成物の量を減らし、シ
リコンウェハ上のダスト発生を極力抑えることができる
薄膜形成装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明の薄膜形成装置は、
外側フロントフランジのウォータージャケットに流量制
御された温水を流す構成とした。

またこの目的を達成するために、本発明の薄膜形成装置
は、ヒーターにスパイラル状の配水管を設け、その配水
管の一方の端を給水栓に、他方の端は流量計を経てフロ
ントフランジのウォータージャケットにそれぞれ接続し
、流量制御された温水を流す構成とする。

またこの目的を達成するために、本発明の薄膜形成装置
は、外側リア７ランジのウォータージャケットの一方の
端を給水栓に、他方の端を流量計を経て外側フロントフ
ランジのウォーターシャケットにそれぞれ接続し、流量
制御された温水を流す構成とする。

作用 本発明は上記した構成によって、０）ヒーターの熱を利
用する、ｃ２）リアフランジ冷却後の温水を利用するこ
とにより比較的容易に生成した温水によりフロントフラ
ンジ表面温度を制御することになる。

実施例 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の第１の実施例における横型減圧ＣＶＤ
装置の構成を示す図である。なお、図における構成要素
１０〜２２は上述した従来例の同符号を付したものと同
様である。

図において、１はヒーター２２に設けたスパイラル状の
配水管であり、その一方の端を給水栓に、また他方の端
を流量計１７を経て外側フロントフランジ１０のウォー
タージャケット１８にそれぞれ接続しである。

以上のように構成された横型減圧ＣＶＤ装置において、
フロントフランジ１０に流量制御された温水を流す方法
について以下に説明する。従来の横型減圧ＣＶＤ装置で
は、外側フロントフランジ１０の水温は約４０℃程度で
あるため、フロントフランジ１０の冷却用としてはダス
トの原因となるたい種物の付着を減少することはできな
い。

このことをより詳しく説明するために、第２図に横型減
圧ＣＶＤ装置の外側フロントフランジ側面の表面温度と
冷却水流量の関係を冷却水温度をパラメータにして示す
。ただし、ヒーター湿度は約７００℃とした。この図か
ら、冷却水温度が上昇するほど、外側フロントフランジ
側面の表面温度をＯリングの耐熱温度１４０℃に保つた
めに必要な冷却水流量が増加し、また外側フロントフラ
ンジ側面の表面温度は冷却水流量の変動に影響されにく
いことがわかる。したがって、外側フロントフランジ冷
却用に約７０℃前後の温水を用いることにより、外側フ
ロントフランジ側面の表面温度を比較的容易に１４０℃
を保持することができ、外側フロントフランジ内壁面の
反応副生成物の付着量を減らすことができる。

そこで本実施例の横型減圧ＣＶＤ装置では、スパイラル
状の配水管１をヒーター２２の周りに設け、ヒーター温
度を７００℃とし、フローメーター１７により流量を５
００〜７００ｃＣＺ分に調整したとき、配水管１の巻数
を約４０にすることで、配水管出口で約７０℃の温水を
確保することができた。

以上のように本実施例によれば、ヒーターの周りのスパ
イラル状の配水管内で生成された温水を外側フロントフ
ランジ冷却用に用いることにより、比較的容易に所望す
る外側フロントフランジ１０の側面表面温度を定常的に
実現することができ、したがって外側フロントフランジ
内壁面の反応副生成物の付着量を減らすことができた。

ここではヒーター温度７００℃、流量５００〜７００　
ｃｃ　／分、スパイラルコイルの巻数を４０としたが、
ヒーター温度がさらに高くなると、冷却水温度をさらに
高くしないと安定に動作させることが困難となる。この
時には流量を少なくするが、スパイラルコイルの巻数を
多くすることによってさらに高い温度の冷却水を供給で
きる。

第３図は本発明の第２の実施例における横型減圧ＣＶＤ
装置の構成を示す図である。

この実施例が第４図の従来例と興なる点は、外側リアフ
ランジのウォータージャケットの一方の端を給水栓に、
他方の端を流量計１７を経て外側フロントフランジ１０
のウォータージャケットに接続し、流量制御された温水
を流す構成とした点である。

以上のように構成された横型減圧ＣＶＤ装置での外側フ
ロントフランジ１０冷却用の温水生成方法を以下に説明
する。本発明の第１の実施例における横型減圧ＣＶＤ装
置では、外側フロントフランジ１０から導入された反応
ガスがヒーター２２で高温に加熱されたのちリアドア２
４から排気されるため、外側リア７ランジ１０は相当の
高温になり、外側リアフランジ１０内を通過する冷却水
の温度が急激に上昇する。ヒーター温度を７００℃とし
、フローメーター１７により流量を５００〜７００ｃｃ
／分に調整したとき、外側リア７ランジ１０の冷却水出
口温度は約６０℃となる。

以上のように本実施例によれば、外側リアフランジ冷却
後に生成された温水を外側フロントフランジ冷却用に用
いることにより、比較的容易に所望する外側フロントフ
ランジ１０の側面表面温度を定常的に実現することがで
き、したがって外側フロントフランジ１０の内壁面の反
応副生成物の付着量を減らすことができる。

発明の効果 以上のように本発明の薄膜形成装置によれば、次の効果
が得られる。

■　外側フロントフランジを温水で冷却するので、外側
フロントフランジ内壁面の反応副生成物の付着量を減ら
すことができる。

（２）　　温水で冷却するので、流量を高い精度で制御
しな（でもよい。

（３）　　ヒーターの熱を利用し七温水を生成するか、
外側リアフランジ冷却後の排水を利用して温水を生成す
るので、比較的容易に温水を生成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における薄膜形成装置の
一部断面正面図、第２図は本発明の一実施例における横
型減圧ＣＶＤ装置の外側フロントフランジ側面の表面温
度と冷却水流量との関係を冷却水温度をパラメータとし
て示す図、第３図は本発明の第２の実施例における薄膜
形成装置の断面正面図、第４図は従来の薄膜形成装置の
要部断面正面図、第５図は同装置における冷却水（温度
２０℃）の流量とフロントフランジ側面の表面温度との
関係を示す図である。 １・・・・・・配水管、１０・・・・・・外側フロント
フランジ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒型の反応管と、その反応管を加熱するヒータ
   ーと、前記反応管の両端にＯリングを介してそれぞれ取
   りつけられた外側フロントフランジと外側リアフランジ
   とを備え、前記外側フロントフランジのウォータージャ
   ケットに流量制御された温水を流すことを特徴とする薄
   膜形成装置。
2. （２）ヒーターにスパイラル状の配水管を設け、その配
   水管の一方の端を給水栓に、他方の端を流量計を経て外
   側フロントフランジのウォータージャケットに接続した
   ことを特徴とする請求項１記載の薄膜形成装置。
3. （３）外側リアフランジのウォータージャケットの一方
   の端を給水栓に、他方の端を流量計を経て外側フロント
   フランジのウォータージャケットに接続したことを特徴
   とする請求項１記載の薄膜形成装置。