JPH04305920A - 縦型減圧ｃｖｄ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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は縦型減圧ＣＶＤ装置に関
し、特に二重炉芯管構造を有する縦型減圧ＣＶＤ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、縦型減圧ＣＶＤ装置は、半導体基
板（以下ウェハという）表面に多結晶シリコン膜，二酸
化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜などの絶縁膜形成
を行うＣＶＤ（化学気相成長）工程等に用いられている
。図５は従来一般に用いられている縦型減圧ＣＶＤ装置
の構成を示すものであり、図中１は第１の炉芯管、２Ａ
は第２の炉芯管、１３はウェハ支持ボート、３はウェハ
、５は反応ガス供給管、６は反応ガス排出管である。

【０００３】この種の装置を用いてウェハ上に、例えば
多結晶シリコン膜を形成するには、ウェハ３をウェハ支
持ボート１３に搭載して第２の炉芯管２Ａ内に導入し、
反応ガス供給管５からシランを第２の炉芯管２Ａ内に供
給することで、加熱源４により加熱されたウェハ表面上
でのシランの熱分解反応により前述の薄膜が生成出来る
。反応によって生じた生成ガス及び未反応シランガスは
、第２の炉芯管２Ａと第１の炉芯管１との間を通り反応
ガス排出管６から真空ポンプ７によって外部へ排気され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の縦型減圧ＣＶＤ装置において、例えばシランと
亜酸化窒素を用い、二酸化シリコン膜を形成した場合、
ウェハ面内における膜厚分布は図６の破線Ｂに示す様に
、ウェハの周辺部において極端に厚くなるという問題が
ある。この問題点はシランと亜酸化窒素による二酸化シ
リコン膜形成の反応系が、ウェハに供給される反応ガス
量に大きく依存する供給律速となっている為である。

【０００５】ここで図７及び図８を用いこの問題点を説
明する。図７は図５における第２の炉芯管２Ａ及び内部
の横断面図、図８は同じく縦断面の要部拡大図である。 一般にウェハ支持ボート１３の骨格となる石英棒１１Ａ
は、強度上φ１２ｍｍ以下にすることは困難であり、ウ
ェハ支持ボート１３の外接円１４の径はウェハ径よりも
１０ｍｍ程度大きくなる。又、ウェハ支持ボート１３の
移送の信頼性を高める為に、第２の炉芯管２Ａの内径は
外接円１４に対しやはり１０ｍｍ程度大きくすることが
必要となる。

【０００６】前述の理由により、ウェハ外周と第２の炉
芯管２Ａとの間隔Ａは、ウェハ３間の間隔Ｂよりも大き
く、ウェハ外周の空間１５におけるガス密度は、ウェハ
３間の空間１６におけるガス密度より大きいものとなっ
ている。よって反応系が供給律速の場合、ガス密度の大
きいウェハ周辺部において気相成長が活発となりウェハ
３の中心部よりも膜厚が厚くなっていた。この様なウェ
ハ面内における不均一な膜厚分布は、半導体装置の製造
歩留り及び信頼性を著しく低下させるという欠点を有し
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の縦型減圧ＣＶＤ
装置は、先端片封じの第１の炉芯管と、前記第１の炉芯
管内に設けられ、両端開放の第２の炉芯管より形成され
た二重炉芯管構造を有する縦型減圧ＣＶＤ装置において
、前記第２の炉芯管は炉芯管の中心軸を含む一平面にて
二分割された二つの半円筒からなり、かつ前記半円筒の
少なくとも一方を前記第１の炉芯管内から入出炉させる
ための上下移動機構部に載置すると共に、前記上下移動
機構部に載置した半円筒の内側面に半導体基板を支持す
る支持部を設置したものである。

【０００８】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する
。図１は本発明の一実施例の断面図である。

【０００９】本実施例の縦型減圧ＣＶＤ装置は、先端片
封じの第１の炉芯管１と、第１の炉芯管内に設けられた
２つの半円筒からなる第２の炉芯管２とから成る二重炉
芯管構造をしており、ウェハ３を加熱する加熱源４，第
２の炉芯管内に反応ガスを供給する反応ガス供給管５，
反応ガス排出管６，真空ポンプ７，上下移動機構部８を
主たる構成用件としている。

【００１０】図２（ａ），（ｂ）は第２の炉芯管及び内
部の横断面図及び縦断面図である。図２（ａ），（ｂ）
において、第２の炉芯管２は炉芯管の中心軸を含む一平
面にて二分割に切断した第１の半円筒９と第２の半円筒
１０を合致した構造をしており、且つ第１の半円筒９の
内側面には、ウェハの支持部１２を構成する３本のφ１
２ｍｍ程度の溝付き石英棒１１が炉芯管の中心軸に平行
に取り付けられている。

【００１１】次に図３を用い動作を説明する。支持部１
２を具備した第１の半円筒９は、モータやボールネジ等
からなる上下移動機構部８に載置されており、第１の炉
芯管より完全に出炉した状態で、前記支持部１２にウェ
ハ３を保持させる。ウェハ３の立替えがすべて完了後、
上下移動機構部８により、第１の炉芯管１内に第１の半
円筒９を入炉する。第１の炉芯管１内には、第２の半円
筒１０が常備されており、第１の半円筒９を第２の半円
筒１０と同じ高さまで上方移動させることで、図１に示
した第２の炉芯管形状となる。

【００１２】上述した実施例を用いることで、ウェハ周
辺端部と第２の炉芯管内側面との間隔を短縮することが
可能となり、ウェハ３の周辺部とウェハ３の中心部にお
ける反応ガスの供給量の差の緩和が達成できる。このよ
うに構成された実施例を用いて、シラン及び亜酸化窒素
による二酸化シリコン膜を形成した。図６に示した実線
Ａが本実施例による生成膜の膜厚分布を示すものであり
、従来例のものに比し良好な結果が得られたことが分る
。

【００１３】本発明は上述の一実施例に限られるもので
はなく、例えば図４に示すように、半円筒９，１０の内
側面に設置する支持部として、円板の一部を切りかいた
形状の石英板１１Ａを第１の半円筒の内側面に溶接等に
より垂直に取付けたものであっても良い。この場合は、
ウェハ３の支持面積を拡大できるので、図１に示した実
施例に比し、ウェハ立替えの信頼性向上が期待出来る。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、第１の炉
芯管内に設けられる両端開放の第２の炉芯管を、炉芯管
の中心軸を含む一平面にて二分割した二つの半円筒を合
致した構造とし、且つ半円筒の少なくとも一方を第１の
炉芯管内から入出炉させるための上下移動機構部に載置
すると共に上下移動機構部に載置した半円筒の内側面に
半導体基板を支持するための支持部を設置したことで、
ウェハ外周と第２の炉芯管内側面との距離を短縮するこ
とができる。このため、ウェハの中心部と周辺部におけ
る反応ガスの供給量の差を緩和することが可能である。 よって生成膜のウェハ面内膜厚の均一性は、従来技術に
比し格段に向上するため、半導体装置の製造歩留り及び
信頼性を著しく向上させることができるという効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の断面図である。

【図２】実施例における第２の炉芯管近傍の横断面図及
びＡ−Ａ線断面図である。

【図３】実施例の動作を説明するための断面図である。

【図４】ウェハの支持部の他の例の横断面図である。

【図５】従来の縦型減圧ＣＶＤ装置の一例の断面図であ
る。

【図６】ウェハ上の膜厚の分布を示す図である。

【図７】従来例における炉芯管の横断面図である。

【図８】従来例における第２の炉芯管とボートとの断面
図である。

【符号の説明】 １　　　　第１の炉芯管 ２　　　　第２の炉芯管 ３　　　　ウェハ ４　　　　加熱源 ５　　　　反応ガス供給管 ６　　　　反応ガス排出管 ７　　　　真空ポンプ ８　　　　上下移動機構部 ９　　　　第１の半円筒 １０　　　　第２の半円筒 １１　　　　石英棒 １１Ａ　　　　石英板 １２　　　　支持部 １３　　　　ウェハ支持ボート １４　　　　外接円 １５，１６　　　　空間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　先端片封じの第１の炉芯管と、前記第
   １の炉芯管内に設けられ、両端開放の第２の炉芯管より
   形成された二重炉芯管構造を有する縦型減圧ＣＶＤ装置
   において、前記第２の炉芯管は炉芯管の中心軸を含む一
   平面にて二分割された二つの半円筒からなり、かつ前記
   半円筒の少なくとも一方を前記第１の炉芯管内から入出
   炉させるための上下移動機構部に載置すると共に、前記
   上下移動機構部に載置した半円筒の内側面に半導体基板
   を支持する支持部を設置したことを特徴とする縦型減圧
   ＣＶＤ装置。
2. 【請求項２】　　支持部は半円筒の内側面に垂直に固定
   された石英製円板から構成される請求項１記載の縦型減
   圧ＣＶＤ装置。