JPH05343331A - Cvd装置 - Google Patents

Cvd装置

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JPH05343331A
JPH05343331A JP14533592A JP14533592A JPH05343331A JP H05343331 A JPH05343331 A JP H05343331A JP 14533592 A JP14533592 A JP 14533592A JP 14533592 A JP14533592 A JP 14533592A JP H05343331 A JPH05343331 A JP H05343331A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
supply head
gas supply
cooling jacket
wafer
Prior art date
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Pending
Application number
JP14533592A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakazu Hoshino
正和 星野
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05343331A publication Critical patent/JPH05343331A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】CVD装置において、反応性ガス供給ヘッドを
効率的に冷却する事により、反応生成物の塵埃によるウ
エハ汚染を低減し、半導体素子製造過程における歩留ま
りの向上と高スループット化を実現する。 【構成】ガス供給ヘッド2は、ガスバッファ室18を囲
む様に冷却ジャケット21が、ガスバッファ室18から
冷却ジャケット21を貫通する様に、微小孔を有する複
数本の連結棒19が設けられる。この微小孔がガス噴出
口17となり、反応性ガスをCVD反応炉1内に供給す
る。この時、この冷却ジャケットに冷却流体を流動させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CVD装置、特に、真
空容器内に設けられたヒータと均熱板から成るサセプタ
上に半導体ウエハを載置し、ウエハを加熱することによ
り、ウエハ面上に薄膜を成膜するCVD装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の薄膜製造装置(以下、CVD装
置)では、ガス供給ヘッドとウエハを載置するためのサ
セプタが対向する様な構造になっている。そのため、サ
セプタによる輻射熱や、ガスによる伝導によりガス供給
ヘッドが加熱されるため、反応性ガスがガス供給ヘッド
内で熱反応する事を防止したり、塵埃によるウエハ汚染
低減の観点からガス供給ヘッドに反応成生物が付着する
事を防ぐ必要がある。この様な事を解決するために、実
開平3−109329 号公報では、ガス供給ヘッドに水冷ジャ
ケットを設け、水を循環させることにより、ガス供給ヘ
ッド部を冷却している。しかし、この様な構造では、最
も冷却する必要のあるガス噴出口部分の冷却が不十分で
ある。これは、ガス噴出口部分を構成する部材とジャケ
ットを構成する部材が別部材であり、完全に接続(熱的
に)されていないため、特に、チャンバ圧力が低い装置
では、ガス噴出口部を構成する部材からジャケットを構
成する部材への熱伝達効率が低下するためである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】反応性ガスがガス供給
ヘッド内で熱反応する事や、ガス供給ヘッドに反応成生
物が付着する事を防止し、反応成生物の塵埃によるウエ
ハ汚染を低減するため、ガス供給ヘッドのガス噴出口部
分を効率的に冷却する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガス供給ヘッ
ド部のガス噴出口部を効率的に冷却するために、 (1)ガス供給ヘッドを囲む様に冷却ジャケットを設け、
ガス供給ヘッドのガスバッファ室から冷却ジャケットを
貫通する複数本の微小孔を有する棒を冷却ジャケットを
構成する板に固定し、この微小孔をガス噴出口として、
反応性ガスをチャンバ内に供給する様にする。
【0005】(2)また、この棒の断面形状や配置を変化
させる。
【0006】
【作用】ガス供給ヘッドを囲む様に冷却ジャケットを設
け、ガス供給ヘッドのガスバッファ室から冷却ジャケッ
トを貫通する複数本の微小孔を有する棒を冷却ジャケッ
トを構成する板に固定し、この微小孔をガス噴出口とし
て、反応性ガスをチャンバ内に供給する様な構造にし、
このジャケット部に冷却流体を流すことにより、ガス噴
出口部分の部材を直接冷却できる。これにより、ガス供
給ヘッドのガス噴出口部を効率的に冷却できるので、反
応性ガスがガス供給ヘッド内で熱反応する事や、ガス供
給ヘッドに反応成生物が付着する事を防止し、反応生成
物の塵埃によるウエハ汚染を低減できる。このようにし
て、半導体素子製造過程の歩留まりの向上と高スループ
ット化が実現できる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1から図7を用い
て説明する。図1は、本発明の第1実施例のCVD装置
の断面図を、図2(a)(b)及び図3は、第1実施例の
ガス供給ヘッドの断面を、図4は、第2実施例のガス供
給ヘッドの断面を、図5は、第3実施例のガス供給ヘッ
ドの断面を、図6は、第4実施例のガス供給ヘッドの断
面を、図7は、その他実施例での貫通棒の断面形状を示
したものである。
【0008】図1を用いて、第1実施例のCVD装置を
説明する。図1に示す様に、CVD装置は、CVD反応
炉1,反応性ガスを供給するためのガス供給ヘッド2,
ウエハ4を加熱するためのサセプタ3,CVD反応炉1
内に成膜前のウエハ4を持ち込んだり、成膜後のウエハ
4を持ち出すためのウエハ搬送系を装備したロードロッ
ク室を接続するためのポート5,CVD反応炉1内を必
要な圧力に設定するための真空排気系を接続するための
ポート6により構成される。
【0009】サセプタ3は、ヒータ7と押上棒9,ベロ
ーズ10,シリンダ11,サポート12より成るウエハ
押上機構8及びヒータ7に電力を供給するための電力線
13により構成される。
【0010】図2(a)(b)及び図3を用いて、ガス供
給ヘッド2を説明する。図2(a)に示す様に、ガス供
給ヘッド2は、ガスバッファ室18を囲む様に冷却ジャ
ケット21が、ガスバッファ室18から冷却ジャケット
21を貫通する様に、微小孔を有する複数の連結棒19
が設けられる。また、ガス供給ヘッド2には、反応性ガ
スを導入するための反応性ガス導入口14,冷却流体を
導入,導出するための冷却流体流入口15及び冷却流体
流出口16,ガス噴出口17,流路20が付属する。図
2(b)は、図2(a)をガス噴出口17側から見た図
である。この図に示す様に、ガス噴出口17(連結棒1
9)は、格子状に配置されている。
【0011】通常のCVD装置では、CVD反応炉1内
圧力が0.1 から数Torr程度であり、ガスバッファ室1
8の圧力が数十Torr程度であるので、ガスバッファ室1
8に導かれた反応性ガスは、ガス噴出口17の孔径が同
一であれば、それぞれの孔から、同一量のガスが噴流と
なって、サセプタ3上のウエハ4に供給される。図3
は、図2(a)のI−I断面を示したものである。冷却
流体は、パイプ22から冷却ジャケット21に流入し、
せき止め板24や連結棒19に衝突しながら、パイプ2
方向に向かって図中矢印の様に流れる。
【0012】この様な装置構成で、ロードロック室(図
示せず)からCVD反応炉1内のサセプタ3の真上にウ
エハ4を持込み、ウエハ押上機構8を用いて、予め決め
られた温度に設定されたサセプタ3上にウエハ4を設置
する。そして、ガス供給ヘッド2の反応性ガス導入口1
4からガスバッファ室18に導かれた反応性ガスは、複
数の連結棒19の微小孔がガス噴出口17となり、この
ガス噴出口17からCVD反応炉1内に噴出する。
【0013】ガス供給ヘッド2は、高温のサセプタ3か
らの輻射熱とCVD反応炉1内のガスの伝導熱により温
度上昇する。この温度上昇を、冷却流体流入口15から
導入した冷却流体を、流路20を経て冷却流体流出口1
6から導出することにより冷却する。この際、冷却流体
が、直接、冷却ジャケット21を構成する部材を冷却す
る事ができるので、効果的な冷却が実現できる。
【0014】この様に、ガス供給ヘッド2を効率的に冷
却することにより、反応性ガスがガス供給ヘッド2内で
熱反応する事や、ガス供給ヘッド2に反応成生物が付着
する事を防止し、反応生成物の塵埃によるウエハ汚染を
低減できる。こうして、半導体素子製造過程の歩留まり
の向上と高スループット化が実現できる。
【0015】図4は、第2実施例について、図2に示し
た様にガス供給ヘッド2のI−I断面を示した図であ
る。図4に示す様に、この実施例では、直径の異なる2
種類の連結棒19を用いて、適当に配置し、冷却流体
を、パイプ22から冷却ジャケット21に流入させ、せ
き止め板24や連結棒19に衝突させながら、パイプ2
方向に向かって、水冷ジャケット21内を均等に図中矢
印の様に流すことにより、ガス供給ヘッド2を均一に、
効率的に冷却することが出来る。
【0016】この様に、ガス供給ヘッド2を効率的に冷
却することにより、反応性ガスがガス供給ヘッド2内で
熱反応する事や、ガス供給ヘッド2に反応成生物が付着
する事を防止し、反応生成物の塵埃によるウエハ汚染を
低減できる。こうして、半導体素子製造過程の歩留まり
の向上と高スループット化が実現できる。
【0017】図5は、第3実施例について、図2に示し
た様にガス供給ヘッド2のI−I断面を示した図であ
る。図5に示す様に、この実施例では、円形断面と長円
形断面の異なる2種類の連結棒19を用いて、適当に配
置し、冷却流体を、パイプ22から冷却ジャケット21
に流入させ、せき止め板24や連結棒19に衝突させな
がら、パイプ2方向に向かって、水冷ジャケット21内
を均等に図中矢印の様に流すことにより、ガス供給ヘッ
ド2を均一に、効率的に冷却することが出来る。
【0018】この様に、ガス供給ヘッド2を効率的に冷
却することにより、反応性ガスがガス供給ヘッド2内で
熱反応する事や、ガス供給ヘッド2に反応成生物が付着
する事を防止し、反応生成物の塵埃によるウエハ汚染を
低減できる。こうして、半導体素子製造過程の歩留まり
の向上と高スループット化が実現できる。
【0019】図6は、第4実施例について、図2に示し
た様にガス供給ヘッド2のI−I断面を示した図であ
る。図6に示す様に、この実施例では、矩形断面の連結
棒19を用いて、適当に配置し、冷却流体を、パイプ2
2から冷却ジャケット21に流入させ、せき止め板24
や連結棒19に衝突させながら、パイプ2方向に向かっ
て、水冷ジャケット21内を均等に図中矢印の様に流す
ことにより、ガス供給ヘッド2を均一に、効率的に冷却
することが出来る。
【0020】この様に、ガス供給ヘッド2を効率的に冷
却することにより、反応性ガスがガス供給ヘッド2内で
熱反応する事や、ガス供給ヘッド2に反応成生物が付着
する事を防止し、反応生成物の塵埃によるウエハ汚染を
低減できる。このようにして、半導体素子製造過程の歩
留まりの向上と高スループット化が実現できる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、ガス供給ヘッドのガス
噴出口部を効率的に冷却できるので、反応性ガスがガス
供給ヘッド内で熱反応する事や、ガス供給ヘッドに反応
成生物が付着する事を防止し、反応生成物の塵埃による
ウエハ汚染を低減できるので、半導体素子製造過程の歩
留まりの向上と高スループット化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例のCVD装置の構造を示す
断面図。
【図2】本発明の第1実施例のガス供給ヘッドの構造を
示す断面図。
【図3】図2のガス供給ヘッドのI−I矢視断面図。
【図4】本発明の第2実施例のガス供給ヘッドの構造を
示す断面図。
【図5】本発明の第3実施例のガス供給ヘッドの構造を
示す断面図。
【図6】本発明の第4実施例のガス供給ヘッドの構造を
示す断面図。
【符号の説明】
1…CVD反応炉、2…ガス供給ヘッド、3…サセプ
タ、4…ウエハ、5,6…ポート、7…ヒータ、8…ウ
エハ押上機構、9…押上棒、10…ベローズ、11…シ
リンダ、12…サポート、13…電力線、14…反応性
ガス導入口、15…冷却流体流入口、16…冷却流体流
出口、17…ガス噴出口、18…ガスバッファ室、19
…連結棒、20…流路、21…冷却ジャケット。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】CVD反応炉内に設けられたサセプタ上に
    ウエハを設置し、前記ウエハを加熱すると同時に、反応
    性ガスを水等の冷却流体により冷却されるガス供給ヘッ
    ドのガス噴出口より前記CVD反応炉内に供給し、排気
    口より真空ポンプでガス排気して、前記ウエハ上に薄膜
    を生成するCVD装置において、ガスバッファ室を囲む
    様に冷却ジャケットが、前記ガスバッファ室から前記冷
    却ジャケットを貫通する様に微小孔を有する複数本の棒
    が設けられた構造のガス供給ヘッドを用いて、前記微小
    孔を前記ガス噴出口として、前記反応性ガスを前記CV
    D反応炉内に供給することを特徴とするCVD装置。
JP14533592A 1992-06-05 1992-06-05 Cvd装置 Pending JPH05343331A (ja)

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