JPH06275533A - 縦型cvd装置 - Google Patents

縦型cvd装置

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JPH06275533A
JPH06275533A JP5762093A JP5762093A JPH06275533A JP H06275533 A JPH06275533 A JP H06275533A JP 5762093 A JP5762093 A JP 5762093A JP 5762093 A JP5762093 A JP 5762093A JP H06275533 A JPH06275533 A JP H06275533A
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JP
Japan
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tube
outer tube
inner tube
exhaust
cvd apparatus
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5762093A
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English (en)
Inventor
Kenji Itasaka
健治 板坂
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Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 縦型CVD装置に関し、成長に際し被処理物
のパーティクル汚染を防止する構造を提供し、半導体装
置の製造品質を向上させることを目的とする。 【構成】 立てた状態に配置されたアウターチューブ1
と、該アウターチューブ1内に該アウターチューブ1の
内壁から離隔し且つ該内壁に沿って挿入され、内部に被
処理物8が配置されるインナーチューブ2と、該アウタ
ーチューブ1の側面の外周に配置され装置内を所定の温
度に昇温せしめるヒータ3とを有してなり、該アウター
チューブ2は閉塞された上部端面を持ち、下端部側から
真空排気9がなされる構造を有し、該インナーチューブ
1は、閉塞された上部端面を持ち、下端部側に反応ガス
の導入口6を有し、且つ上端部近傍の側壁にアウターチ
ューブ1の内部に通ずる排気口2aを設けた構造を有する
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は縦型CVD装置、特に縦
型CVD装置における被成長面のパーティクル汚染を防
止する構造に関する。
【0002】近年、半導体装置の製造工程において絶縁
膜の形成等に用いられる減圧CVD装置には、大型化さ
れた半導体ウエーハ上への成長膜の膜厚や膜質の均一化
を図るために、縦型CVD装置が多く用いられるように
なった。
【0003】一方、製造される半導体装置の高集積化に
よる形成パターンの微細化に伴って製造装置内でのパー
ティクル汚染は、半導体装置の品質の劣化を招く大きな
要因となっており、上記縦型CVD装置においても、成
長面のパーティクル汚染を防止する対策が強く望まれて
いる。
【0004】
【従来の技術】図4は従来の縦型CVD装置の概略構造
を示す模式側断面図である。この図に示すように従来の
縦型CVD装置は、次のような構造を有していた。即
ち、上端面が閉じられたアウターチューブ11の内部にア
ウターチューブ11の管壁から離して上端面が開放された
インナーチューブ12が挿入配設され、アウターチューブ
11の側面の外周にはヒータ13が設けられている。そし
て、アウターチューブ11の下端部は排気管17を備えたマ
ニホールド15に気密に接続されており、インナーチュー
ブ12の下端部はマニホールド15を貫通し端面に、半導体
基板18を搭載したボート14の出し入れを行うシャッタ15
a が設けられている。また、インナーチューブ12内部の
下方にはマニホールド15及びインナーチューブ12の管壁
を貫通して挿入されたガス供給管16が上方に向かって開
口している。また、アウターチューブ11とマニホールド
15との接続部にはそれらを連通する複数の排気孔19がイ
ンナーチューブ12を囲むように設けられてなる構造であ
る。
【0005】そして、この縦型CVD装置による半導体
基板18上への気相成長処理は、先ずシャッタ15a を開い
てボート14をインナーチューブ12内に上方に向かって挿
入し、ボート14の下端部がインナーチューブ12の下端面
を通過した時点でシャッタ15a を密封する。この際、半
導体基板18の搭載部はインナーチューブ12のほぼ中央に
位置する。その後、図示しない排気装置を用い排気管17
を介して装置内(マニホールド15、アウターチューブ11
及びインナーチューブ12内)のガスを排気し、次いでガ
ス供給管16から所定の流量で反応ガスを導入し、排気管
17から所定の排気を行って装置内の反応ガス圧を所定の
値に保った状態でヒータ13により半導体基板18を所定の
温度に加熱することによってなされ、成膜が終わった
後、ヒータ13の電源を切断し、反応ガスの導入を停止
し、次いで装置内のガスを完全に排気し、次いで装置内
を大気に戻し、シャッタ15a を開いて下方にボート14と
共に半導体基板18を取り出し処理が完了する。この装置
においてガス供給管16から導入された反応ガスの流れ
は、矢印Gに示すように、インナーチューブ12内を上昇
し、アウターチューブ11の閉塞された上端部の内面に衝
突し、アウターチューブ11とインナーチューブ12との間
隙部を下降し排気孔19からマニホールド15内に流入し、
排気管17から排出される経路をたどる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構造を有
する従来の縦型CVD装置では、成膜に際して次のよう
な問題が発生していた。
【0007】それは、従来の縦型CVD装置において
は、上記のようにインナーチューブ12の上端面が開放さ
れており、高温に加熱され反応の進んだ反応ガスが前記
のようにアウターチューブ11の閉塞された上端部の内面
に衝突した後、アウターチューブ11とインナーチューブ
12との間隙部を通って排気されるので、ヒータ13部から
外に突出し他の部分に比べて温度の低いアウターチュー
ブ11の閉塞された上端部の内面に反応生成物が付着堆積
して皮膜になる。そしてこの反応生成物の堆積膜が剥が
れてパーティクルが形成され、このパーティクルが上端
面の開放されているインナーチューブ12内に落下し半導
体基板に付着して半導体基板のパーティクル汚染を発生
させ、その結果半導体装置の製造品質を劣化させるとい
う問題である。
【0008】そこで本発明は、縦型CVD装置における
上記パーティクル汚染を防止する構造を提供し、半導体
装置の製造品質を向上させることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題点の解決は、立
てた状態に配置されたアウターチューブと、該アウター
チューブ内に該アウターチューブの内壁から離隔し且つ
該内壁に沿って挿入され、内部に被処理物が配置される
インナーチューブと、該アウターチューブの側面の外周
に配置され装置内を所定の温度に昇温せしめるヒータと
を有してなり、該アウターチューブは閉塞された上部端
面を持ち、下端部側から真空排気がなされる構造を有
し、該インナーチューブは、閉塞された上部端面を持
ち、下端部側に反応ガスの導入口を有し、且つ上端部近
傍の側壁にアウターチューブの内部に通ずる排気口を設
けた構造を有する本発明による縦型CVD装置によって
達成される。
【0010】
【作用】即ち本発明の縦型CVD装置においては、イン
ナーチューブの上端部を閉塞し、インナーチューブ内と
アウターチューブ内を連通する排気口をインナーチュー
ブの上端部近傍の側壁に設けた。従って、インナーチュ
ーブの下部から導入された反応ガスは、高温に昇温され
ているインナーチューブの内部を通り上記排気口からア
ウターチューブのヒータに接し高温に加熱されている側
壁部に衝突し、アウターチューブとインナーチューブと
の間の間隙部を通ってアウターチューブの下部から排気
される流れとなる。そのため、インナーチューブ内で高
温に加熱された反応ガスが、ヒータに包囲されないので
他部より低温状態にあるアウターチューブの閉塞された
上端部の内面に直接衝突することがなくなり、この面に
剥がれ易い反応生成物の皮膜が成長堆積されるのが抑制
され、装置内のパーティクル量が大幅に減少する。ま
た、万一、上記の面に堆積した反応生成物皮膜に剥がれ
を生じた際にも、本発明の装置においてはインナーチュ
ーブの上端部が閉塞されているので剥がれた反応生成物
皮膜の砕片がインナーチューブ内に直接落下することは
なく被処理物(例えば半導体基板)上へのパーティクル
付着は防止することができる。
【0011】以上のように本発明の縦型CVD装置にお
いては、パーティクルの抑制、及びパーティクルの被処
理物上への落下の防止がなされるので、被処理物のパー
ティクル汚染が防止できる。
【0012】
【実施例】以下本発明を、図示実施例により具体的に説
明する。図1は本発明の第1の実施例の模式側断面図、
図2は本発明の第2の実施例の要部模式斜視図、図3は
本発明の第3の実施例の要部側面図である。全図を通じ
同一対象物は同一符合で示す。
【0013】本発明に係る縦型CVD装置は、例えば図
1に示すように、立った状態で配置され、上端面が閉塞
された石英等のアウターチューブ1の内部に、アウター
チューブ1の管壁から離して、上端面が閉塞され上端部
近傍の側壁に例えば複数個の例えば角形の排気口2aが形
成された石英等からなるインナーチューブ2が挿入配設
され、アウターチューブ1の側面の外周には装置全体即
ちアウターチューブ1とその内部及びインナーチューブ
2とその内部を加熱するヒータ3が配設されている。そ
して、アウターチューブ1の下端部は、例えば従来同様
に、排気管7を備えたマニホールド5に気密に接続さ
れ、且つ、インナーチューブ2の下端部はマニホールド
5を貫通し端面に、半導体基板8を搭載したボート4の
出し入れを行うシャッタ5aが設けられている。また、イ
ンナーチューブ2の内部の下方には、従来同様に、マニ
ホールド5及びインナーチューブ2の管壁を貫通して挿
入されたガス供給管6が上方に向かって開口しており、
また、アウターチューブ1とマニホールド5との接続部
には従来同様それらを連通する例えば複数の排気孔9が
インナーチューブ2を囲むように設けられてなってい
る。
【0014】半導体基板8上へのCVD処理に際して
は、従来同様に、シャッタ5aを開いて半導体基板8の搭
載されたボート4をインナーチューブ2内に挿入しボー
ト4の下端部がインナーチューブ2の下端面を通過した
時点でシャッタ5aを密封する。この状態で、ボート4の
半導体基板8搭載部はインナーチューブ2中央の均熱部
内に位置する。次いで、図示しない排気装置を用い排気
管7、排気孔9、排気口2aを介して装置内(マニホール
ド5、アウターチューブ1及びインナーチューブ2内)
を真空に排気し、次いで、ガス供給管6から所定の流量
で反応ガスを導入し、排気管7から所定速度の排気を行
って装置内の反応ガス圧を所定の値に保ち、この状態で
ヒータ3により半導体基板8を所定の温度に加熱して半
導体基板上への成膜がなされる。
【0015】そして、成膜が完了した後は、従来同様
に、ヒータ3の電源を切断し、導入ガスを停止し、装置
内のガスを完全に排気し、次いで装置内を大気に戻した
後、シャッタ5aを開いてボート4と共に半導体基板8を
取り出し、処理が完了する。
【0016】この実施例に示す装置においては、上記C
VD成膜に際し、インナーチューブ2の下端部側に挿入
されたガス供給管6からインナーチューブ2内に導入さ
れた反応ガスの流れは、矢印Gに示すように、所定の高
温に加熱されているインナーチューブ2内を上昇し、同
じく高温に加熱されているインナーチューブ2上端部の
閉塞面に当たり、横方向に拡がって排気口2aを通ってア
ウターチューブ1内に流入し、アウターチューブ1のヒ
ータ4に囲まれ高温に加熱されているその側壁1sに直に
衝突し、アウターチューブ1とインナーチューブ2との
間隙部を通って下方に引かれ、アウターチューブ1の下
端部側からマニホールド5を経て排気管7により外部に
排出される経路をたどる。そのため、高温に加熱された
反応ガスが、ヒータ4から露出していて他部に比べて低
温なアウターチューブ1の閉塞された上端の内面に直に
衝突することはなくなり、この部分に反応生成物の皮膜
が厚く堆積するのが回避される。
【0017】また、仮に、上記アウターチューブ1の閉
塞上端部の内面に堆積物が付着しそれが剥離落下した際
にも、インナーチューブ2の上端部が閉塞されているの
で上記落下物がインナーチューブ2内に直接落下するこ
とはない。
【0018】図2は、インナーチューブ2の排気口2aの
数や大きさを変えて排気能力や排気量を変えることを可
能にした第2の実施例の要部を示す模式斜視図である。
この実施例においてCVD装置全体の構造は第1の実施
例(図1参照)と同様である。ただ排気速度の加減を行
うため特に図2に示すように、例えばインナーチューブ
2の閉塞端部上に排気口2aを十分に覆う深さを有し、複
数の排気口10aを有する例えば石英製のキャップ10を被
せる。このキャップ10のインナーチューブ2に対する嵌
合の度合いは、キャップ10の摺動回転が可能な範囲でで
きるだけ密な方がよい。そして、このキャップ10を摺動
回転させキャップ10の排気口10aを所望の位置に移動さ
せ、図中にAで示すようにインナーチューブ2の一部の
排気口2a上をキャップ10で覆って排気口の数を減少させ
たり、また図中のBに示すように、インナーチューブ2
の排気口2aとキャップ10の排気口10a の位置をずらせて
排気口の大きさを加減したりすることが可能に構成され
る。この構造においては、排気口の数、大きさ等を調節
して排気口をインナーチューブ2の内部からアウターチ
ューブ1側へ通過するガスの流速を速めることにより、
アウターチューブ1内で発生した反応生成物の砕片が、
排気口2aを介してインナーチューブ2内へ進入すること
がなくなる。
【0019】また図3に示した第3の実施例において
は、インナーチューブ2の排気口2aの上部に庇状突出部
2bが設けられる。この構造では、仮に、アウターチュー
ブ1の閉塞上端部内面から反応生成物皮膜の砕片Pが落
下してきたとしても、この皮膜の砕片Pが上記庇状突出
部2bによって排気口2aから遠ざけられ、排気口2aからイ
ンナーチューブ2内へ進入するのが防止される。
【0020】なお、この第3の実施例の構成を第2の実
施例に適用する際には、庇状突出部2bはキャップ10の排
気口10a の上部に設ける。
【0021】
【発明の効果】以上説明のように本発明に係る縦型CV
D装置においては、他部より低温のアウターチューブの
閉塞上端部内面へ反応生成物皮膜が厚く成長するのが防
止されて上記反応生成物皮膜の剥離落下に起因するアウ
ターチューブ内のパーティクル量は減少すると同時に、
上記パーティクルがインナーチューブの上端部から直に
インナーチューブ内に落下するのも防止され、更にアウ
ターチューブ内を落下するパーティクルがインナーチュ
ーブの排気口を介してインナーチューブ内に進入するの
も抑止される。
【0022】従って本発明によれば、インナーチューブ
内で処理がなされる半導体基板のパーティクル汚染は防
止され、半導体装置の製造品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例の模式側断面図
【図2】 本発明の第2の実施例の要部模式斜視図
【図3】 本発明の第3の実施例の要部側面図
【図4】 従来構造の模式側断面図
【符号の説明】
1 アウターチューブ 2 インナーチューブ 2a 排気口 2b 庇状突出部 3 ヒータ 4 ボート 5 マニホールド 5a シャッタ 6 ガス供給管 7 排気管 8 半導体基板 9 排気孔 10 キャップ 10a 排気口 G 反応ガスの流れを示す矢印 P 反応生成物皮膜の砕片

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 立てた状態に配置されたアウターチュー
    ブと、該アウターチューブ内に該アウターチューブの内
    壁から離隔し且つ該内壁に沿って挿入され、内部に被処
    理物が配置されるインナーチューブと、該アウターチュ
    ーブの側面の外周に配置され装置内を所定の温度に昇温
    せしめるヒータとを有してなり、 該アウターチューブは閉塞された上部端面を持ち、下端
    部側から真空排気がなされる構造を有し、 該インナーチューブは、閉塞された上部端面を持ち、下
    端部側に反応ガスの導入口を有し、且つ上端部近傍の側
    壁にアウターチューブの内部に通ずる排気口を設けた構
    造を有することを特徴とする縦型CVD装置。
  2. 【請求項2】 前記排気口の数若しくは大きさの何れか
    一方若しくは両方をかえて排気能力及び排気量を変化さ
    せることを可能にしてなることを特徴とする請求項1記
    載の縦型CVD装置。
  3. 【請求項3】 前記排気口の上部に庇状突出部を設けた
    ことを特徴とする請求項1または2記載の縦型CVD装
    置。
JP5762093A 1993-03-18 1993-03-18 縦型cvd装置 Withdrawn JPH06275533A (ja)

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