JPH0359988B2 - - Google Patents

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JPH0359988B2
JPH0359988B2 JP20497584A JP20497584A JPH0359988B2 JP H0359988 B2 JPH0359988 B2 JP H0359988B2 JP 20497584 A JP20497584 A JP 20497584A JP 20497584 A JP20497584 A JP 20497584A JP H0359988 B2 JPH0359988 B2 JP H0359988B2
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wafer
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体工業分野での気相成長装置に関
する。
（従来の技術） 従来の気相成長装置は、第４図に示すように、
反応チヤンバー（図示せず）内において、サセプ
タ１０と平行に配置した分散板１２によつて反応
ガスを分散して、反応ガスをウエハー１４表面に
向けて垂直に供給する装置や、第５図に示すよう
に、反応チヤンバー（図示せず）内において、ノ
ズル１６から反応ガスをウエハー１４に放射状に
供給する装置、あるいは第６図に示すように反応
管１８中において、ウエハー１４表面と平行な方
向に反応ガスを流す装置等がある。
（発明が解決すべき問題点） しかしながら上記の気相成長装置には以下のご
とき問題点がある。
すなわち、第４図や第５図に示す装置において
は、反応ガス中で生成した気相反応生成物（粒
子）や、チヤンバーの壁面へ付着した反応生成物
が、反応ガスの流れに乗つて、あるいは反応ガス
の吹き上げによつて、被処理物表面に成長した皮
膜上に落下して付着する、いわゆるパーテイクル
の発生をみる問題点がある。また第５図に示す装
置においては、反応生成物がノズル１６に付着し
て、ノズル１６の目詰まりが生ずる問題もある。
第６図に示す装置においては、反応ガス中で生
成した気相反応生成物は反応ガス流に乗つて比較
的排出され易いものではあるが、一般的に反応ガ
ス流は乱流状態で供給されるから（反応ガスがウ
エハー１４近辺で加熱されることにより、一層乱
流状態となる）、気相中で生成した粒子がやはり
ウエハー１４上の成長皮膜上に落化付着して、パ
ーテイクルの発生をみることがある。また反応管
１８内壁に付着した反応生成物が、反応ガスの乱
流によつて剥がれ、落下して皮膜上に付着するパ
ーテイクルの発生を免れない。
そこで発明者は上記問題点を解決すべく、反応
ガス流を被処理物表面に沿つて帯状に供給すると
ともに、反応ガス流の外側を覆つてN2ガスカー
テン流を帯状に流して、反応系を外界と遮断する
ことによつて、チヤンバー内壁への反応生成物付
着を防止し、さらには上記の反応ガス流とN2ガ
スカーテン流とを層流状態に流すことによつて、
気相中で成長した反応生成物を系外へ運び去つ
て、パーテイクルの発生をほぼ完全なまでに抑止
できる気相成長方法を発案し、既に特許出願して
いる。
本願は上記出願に係る発明をさらに改良するも
のであり、その目的とするところは、有機シラン
系の反応ガス流とN2ガスとをほぼ完全な層流状
態とすることができ、パーテイクルの発生防止を
一層確実にすることができるのみならず、被処理
物表面上に皮膜を所望のパターンに迸択成長させ
ることのできる気相成長装置を提供するものであ
る。
（問題点を解決するための手段〕 本発明は次のような構成を備える。
被処理物表面に有機シラン系の反応ガスを流通
させて被処理物表面に皮膜を成長させる気相成長
装置において、被処理物を載置し、該被処理物を
反応温度にまで加熱するホツトプレートを備え、
該ホツトプレート周辺が開放されている開放チヤ
ンバーと、前記有機シラン系の反応ガスを被処理
物表面に沿つて被処理物表面と平行な方向に流す
反応ガス供給ノズルと、この有機シラン系の反応
ガス流の少なくとも反被処理物側を覆つて不活性
ガスカーテンを形成するように不活性ガスを供給
する不活性ガス供給ノズルと、前記被処理物表面
に紫外線を照射する紫外線照射ランプと、該紫外
線照射ランプよりも前記両ガスの供給手前側に配
置されて、有機シラン系の反応ガスと不活性ガス
とをあらかじめ被処理物表面における反応温度と
ほぼ等しい温度にまで加熱する加熱手段とを具備
することを特徴としている。
（作用） 上記のように反応ガスを覆つて不活性ガス流が
供給されるが、加熱手段によつて反応ガス流と不
活性ガスとがあらかじめほぼ等しい温度にまで加
熱されて供給されるから、反応ガス流と不活性ガ
ス流との間で乱流をなしたり、どちらか一方が上
昇気流を生じてしまうことがなく、両者が層流を
なして供給される。したがつて気相中で生じた反
応生成物が排出ガスとともに排出され、パーテイ
クルの発生を防止できる。
このように反応ガス流と不活性ガス流とが、あ
らかじめ被処理物の表面温度付近、すなわち反応
温度付近にまで加熱されるが、この反応温度は、
反応ガスが有機シラン系の場合、紫外線照射とい
う条件が加わつて初めて反応する反応温度である
から、紫外線照射のない、被処理物に達するまで
の間は反応することなく、しかも反応温度に保つ
て供給され、完全な層流が形成され、パーテイク
ルの発生が確実に防止される。
また有機シラン−O2系は紫外線照射によつて
上記のように低温度で反応するとともに、この反
応は主として表面反応であり、適宜なマスクを用
いることによつて、所望のパターンの皮膜を被処
理物表面上に迸択成長させることができる。
（実施例） 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。
第１図は本発明装置の概要を示す説明図であ
る。
２０はホツトプレートであり、その上面にウエ
ハー２２を載置する。ホツトプレート２０はウエ
ハー２２を反応温度付近にまで加熱する。
ホツトプレート２０は適宜な支持体（図示せ
ず）により支持されることはもちろんであるが、
ホツトプレート２０の周辺は開放されており、本
発明においては、このホツトプレート２０を含む
反応部を開放チヤンバーとよぶ。
２４は反応ガス供給ノズルであり、ホツトプレ
ート２０側方に配置され、反応ガスをウエハー２
２表面に沿つてウエハー２２表面と平行に流す。
反応ガス供給ノズル２４は、中空状のガス留め２
６を有し、このガス留め２６に連通する多数のス
リツト状あるいは小孔状をなすガス噴出口２８を
有するノズル本体３０にガス供給管３２が連結さ
れてなる（第１図，第２図）。ノズル本体３０か
らはノズル本体３０前方に厚さ数mmの帯状の反応
ガス流がウエハー２２表面に沿つて流せるように
なつている。
３４は反応ガス加熱用コイルであり、ガス供給
管３２の適所に巻回され、反応ガスをあらかじめ
ウエハー２２表面温度付近にまで加熱してウエハ
ー２２表面上を通過させるものである。
３６はウエハー２２を挟んで反応ガス供給ノズ
ル２４と対向して配置された排出管であり、未反
応ガス、気相中の反応生成物を排出する。
３８は不活性ガス供給ノズルたるN2ガス供給
ノズルであり、反応ガス供給ノズル２４とほぼ同
様に構成され、反応ガス供給ノズル２４の上方に
配置されて、反応ガス供給ノズル２４から流出す
る反応ガス流の上方を覆つてN2ガスを帯状に流
すものである。このN2ガスも、N2ガス供給管４
０に巻回された加熱用コイル４２によつて、反応
ガスとほん同温度にまで加熱されて供給される。
４４は上記のN2ガスを排出するN2ガス排出管
である。
５０は紫外線照射ランプ（Hgランプ）であり、
N2ガス流のさらに上方に位置するように設けら
れ、ホツトプレート２０上に載置されるウエハー
２２上面に紫外線を照射するものである。５２は
反射板である。
５４は上記紫外線照射ランプ５０を収納するボ
ツクスであり、ボツクス５４内にはN2ガスが流
通される。ボツクス５４内にN2ガスを流通させ
るのは、O2が存在するとO2ガスによつて紫外線
が吸収されるからである。、 ５６は石英ガラス製のカバーであり、該カバー
５６の周縁部には紫外線を透過しない例えばクロ
ム蒸着皮膜が形成され、中央透過部から紫外線を
ウエハー２２表面上に照射するようになつてい
る。
本実施例は上記のように構成される。
しかして反応ガスをあらかじめ加熱して、反応
ガス供給ノズル２４から、ウエハー２２表面に沿
つて帯状に流し、N2ガスをあらかじめ加熱して
N2ガス供給ノズル２４から反応ガス上方を覆つ
て帯状に流して、ウエハー２２表面上に所望の皮
膜を形成させることができる。この場合に両ガス
があらかじめウエハー２２表面温度付近にまで加
熱されているから、両ガス間で上昇気流等による
乱流が生じることがなく、したがつて層流状態で
供給されるから、反応ガス気相中で生成した反応
生成物がウエハー２２表面上に落下して、パーテ
イクルが発生する等の事態が生じない。
反応ガス系は、有機シラン（テトラエトキシシ
ラン）＋O2系、有機シラン＋PH3（あるいは有機シ
ラン）＋O2系等の反応ガス系が有用である。
このような有機シラン系は一般的に700℃以上
の高温条件でなければ反応しない。しかしながら
発明者は、このような有機シラン系においても、
紫外線を照射することによつて400℃程度の低温
条件でも充分に反応が進行することを見出した。
本実施例においては上記事実は極めて有用であ
る。すなわち反応ガス、N2ガスを上記の400℃程
度にまで予熱して供給できる。この温度では反応
ガス系は反応せず、紫外線ランプ５０の紫外線照
射領域において初めて、必要な反応を起こし、ウ
エハー２２上に皮膜を生成するからである。この
ように反応ガスおよびN2ガスを、反応ガスの後
に起こる反応の反応温度にまであらかじめ予熱し
て供給しうるから、他の加熱源は全く不要である
とともに、反応ガス流とN2ガスとは層流状態で
流れ、前記のパーテイクルの発生抑止を確実にす
ることができる。
また上記有機シラン系に紫外線を照射して起こ
る反応は、被処理物の表面で起こる表面反応であ
る。このためこの反応においては、凹部にも凸部
と変わりなく皮膜が成長し、いわゆるステツプカ
バリツジ（均一被着性）にすぐれる。
さらにこの実施例においては、ウエハー２２の
若干上方に、適宜なマスク（図示せず）をおくこ
とによつて、マスクのパターン通りに皮膜をウエ
ハー２２上に成長させることも可能である。マス
クは石英ガラス等の紫外線を透過する素材のもの
を用い、前記のカバー５６と同様にクロム蒸着等
によつて紫外線非透過部を形成して用いる。
なお以上の各実施例において、N2ガスカーテ
ンを形成する例を示したが、これに限られず、ア
ルゴンその他の不活性ガスを用いることができる
のはもちろんである。
（発明の効果） 以上のように本発明によれば次の特有な作用効
果を奏する。
すなわち、 反応ガスと不活性ガスとをあらかじめほぼ等
しい温度に加熱する加熱手段を設けているの
で、被処理物表面で急に加熱されるのと異な
り、両ガスに上昇気流等の乱流を生じさせず、
したがつてチヤンバーを、クローズドでなく開
放チヤンバーに設けても確実に反応ガスと不活
性ガスとの層流を得ることができる。
チヤンバーが開放チヤンバーであるから、装
置全体の小型化とそのコストの低減化が図れる
ばかりか、チヤンバー内壁に付着した反応生成
物が落下して皮膜上に再付着するというパーテ
イクルの発生を完全に防止できる。
被処理物表面に流れる反応ガスと不活性ガス
とが、両者が層流状態をなすように流れるか
ら、気相中での反応生成物は反応ガス流と共に
排出される。したがつてこの点でもパーテイク
ルの発生が抑止される。
有機シラン系の反応ガスと不活性ガスとは、
あらかじめ被処理物の表面温度付近、すなわち
反応温度付近にまで加熱されるが、この反応温
度は、紫外線照射という条件が加わつて初めて
反応する反応温度であるから、有機シラン系の
反応ガスは、紫外線照射のない、被処理物に達
するまでの間は反応することがなく、完全な層
流状態で供給される。そして被処理物表面に達
すると、あらかじめ加熱されていることと相挨
つて、紫外線が照射されることによつて直ちに
効率よく反応が起るのである。
また有機シラン系の反応ガスに紫外線を照射
して起る反応はほぼ完全な表面反応となり、パ
ーテイクルの発生が抑止され、ステツプカバリ
ツジに優れ、また適当なマスクを用いればマス
クのパターン通りに皮膜を選択成長させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明装置の概要を示す説明図、第３
図はその平面図、第２図は反応ガス供給ノズルの
説明図、第４図乃至第６図はそれぞれ従来の気相
成長装置を示す説明である。 １０…サセプタ、１２…分散板、１４…ウエハ
ー、１６…ノズル、１８…反応管、２０…ホツト
プレート、２２…ウエハー、２４…反応ガス供給
ノズル、２６…ガス留め、２８…ガス噴出口、３
０…ノズル本体、３２…ガス供給管、３４…反応
ガス加熱用コイル、３６…排出管、３８…N2ガ
ス供給ノズル、４０…N2ガス供給管、４２…加
熱用コイル、４４…N2ガス排出管、５０…紫外
線照射ランプ、５２…反射板、５４…ボツクス、
５６…カバー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 被処理物表面に有機シラン系の反応ガスを流
    通させて被処理物表面に皮膜を成長させる気相成
    長装置において、 被処理物を載置し、該被処理物を反応温度にま
    で加熱するホツトプレートを備え、該ホツトプレ
    ート周辺が開放されている開放チヤンバーと、 前記有機シラン系の反応ガスを被処理物表面に
    沿つて被処理物表面と平行な方向に流す反応ガス
    供給ノズルと、 この有機シラン系の反応ガス流の少なくとも反
    被処理物側を覆つて不活性ガスカーテンを形成す
    るように不活性ガスを供給する不活性ガス供給ノ
    ズルと、 前記被処理物表面に紫外線を照射する紫外線照
    射ランプと、 該紫外線照射ランプよりも前記両ガスの供給手
    前側に配置されて、有機シラン系の反応ガスと不
    活性ガスとをあらかじめ被処理物表面における反
    応温度とほぼ等しい温度にまで加熱する加熱手段
    とを具備することを特徴とする気相成長装置。
JP20497584A 1984-09-26 1984-09-28 気相成長装置 Granted JPS6184376A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20497584A JPS6184376A (ja) 1984-09-28 1984-09-28 気相成長装置
US06/780,205 US4731255A (en) 1984-09-26 1985-09-26 Gas-phase growth process and an apparatus for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20497584A JPS6184376A (ja) 1984-09-28 1984-09-28 気相成長装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6184376A JPS6184376A (ja) 1986-04-28
JPH0359988B2 true JPH0359988B2 (ja) 1991-09-12

Family

ID=16499392

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