JPH06460Y2 - シリンダ型気相成長装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、シリンダ型気相成長装置に係り、特に反応ガ
スを２つのガス供給ノズルから噴出させて反応室の上部
内面近傍で衝突させた後、シリンダ型のサセプタに沿っ
て流下させる方式のシリンダ型気相成長装置における膜
厚均一化の向上に関するものである。

（従来の技術） この種のシリンダ型気相成長装置は、第３図および第４
図に示すように、石英ガラス製の反応筒１の上端開口部
にガス供給用リング２を気密に取付け、このガス供給用
リング２の上端をフタ３によって気密に閉じることによ
って反応室４を形成し、このフタ３の中心に回転可能に
ハンガ５を取付け、反応室４内に伸びているハンガ５の
下端にシリンダ型のサセプタ６を取付け、サセプタ６お
よびこのサセプタ６の外表面にセットしたウェハ７を反
応筒１の外部または内部に設けた図示しない加熱手段に
よって加熱すると共に、ガス供給用リング２に設けた２
つのガス供給ノズル８から反応ガスを噴出させ、両ガス
供給ノズル８から噴出したガスを第４図に矢印Ａで示す
ように、反応室４の上部内面近傍で衝突させ、その後、
反応ガスをサセプタ６の外表面に沿って流下させ、反応
筒１の下部に設けた排気口９から排気させることによ
り、前記ウェハ７の表面に薄膜を形成するようになって
いる。ところで、前記ガス供給用リング２およびフタ３
は金属製であるため、フタ３に石英ガラス製のバッフル
１０を取付けると共にフタ３とバッフル１０との間にパ
ージガス供給ノズル１１によってパージガスを供給する
ことにより、ガス供給用リング２およびフタ３の内面を
気相成長工程において使用するガスから保護するように
なっており、前記ガス供給ノズル８はガス供給用リング
２内に止まり、バッフル１０に設けた穴１２を通して反
応ガスを噴出するようになっていた。

（考案が解決しようとする課題） 装置が比較的小形の場合には、上記のような構造でも均
一な膜厚を得ることができたが、バッチ処理枚数の増加
やウェハの大径化により反応室４の内径が大きくなる
と、均一な膜厚を得ることが困難になった。本願考案者
等は膜厚の均一化につき種々研究した結果、膜厚の均一
化にはガス供給ノズル８から噴出した反応ガスが衝突す
る部分の反応ガス濃度およびその集中度が大きく影響す
ることを知見した。そして、装置が大形化してもサセプ
タ６の円周上の特定部分に集中させて反応ガスを流せ
ば、反応ガスの流量を大巾に増加させることなく、比較
的容易に膜厚の均一化を図ることが可能であることを見
出した。

本考案は、上記の点に鑑みなされたもので、大形であっ
ても膜厚が均一で良質の薄膜を得ることのできるシリン
ダ型気相成長装置を提供することを目的としている。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本考案は、前述したようなシ
リンダ型気相成長装置において、ガス供給ノズルを石英
ガラスによって形成すると共に、それらの先端をバッフ
ルの内方まで突出させ、ガス供給ノズルの先端からガス
の衝突位置までの距離を300〜500mmとしたものである。

（作用） 上記のように構成することにより、大形の装置であって
もサセプタの円周上の特定部分に反応ガスを集中させる
ことができ、このため装置の大きさに比較して少量の反
応ガスを供給するのみで、均一な膜厚が得られる。ま
た、反応ガスの流量を比較的少なく押えられるため、ス
リップの発生や微粉の発生も押えられ、良質の薄膜が得
られる。

（実施例） 以下本考案の実施例を第１図ないし第２図により説明す
る。２１は反応筒、２２はガス供給用リング、２３はフ
タ、２４は反応室、２５はハンガ、２６はサセプタであ
り、これらは第３図および第４図に示した従来装置より
大形化されておりほかはほとんど同じであるため、説明
を省略する。

ガス供給用リング２２には、ボールジョイント４０を介
してガス供給ノズル２８が取付けられている。ボールジ
ョイント４０はガス供給用リング２２に対し回転自在に
取付けられ、ガス供給ノズル２８はボールジョイント４
０に対し出入可能に係合され、それぞれの間は図示しな
いシールによって気密を保つようになっている。ガス供
給用ノズル２８は石英ガラスによって作られ、その先端
はバッフル３０の切欠き３２を通してバッフル３０内に
伸びている。切欠き３２は下方が開放している。なお、
バッフル３０は上部にあって外方で突出した複数の突起
30aにより、フタ２３に着脱可能に取付けられている。
３１はバージガス供給ノズル、２９は排気口である。

ガス供給ノズル28,28は、第２図に示すように、それら
から噴出した反応ガスがバッフル３０のガス供給用リン
グ２２の内面に沿う外側のスカート部内面の近傍Ａ点で
衝突するように向けられる。ガス供給ノズル28,28の先
端からＡ点までの距離は、膜厚分布を見ながら適宜に定
められ、また反応室２４の半径方向におけるＡ点の位置
も膜厚分布を見ながら調節して定められる。

次いで本装置における反応ガスと膜厚分布との関係を説
明する。なお、本装置においてガス供給ノズル28,28を
ガス供給用リング２２の内面から突出させない場合、す
なわち第３図および第４図に示した従来装置と同様にし
た場合について説明すると、前述したように装置の大形
化によって膜厚分布の均一性が得られなくなる。反応ガ
スの供給量を増加させれば、膜厚分布は改善される方向
に向かうが、反応ガスの流量増加によりウェハ７の表裏
の温度差が大きくなり、スリップの発生が増加すると共
に、反応室２４内における微粉の発生が増加し、これが
ウェハ７の表面に付着して不良品の発生率が高くなる。

他方、第１図および第２図に示すように、ガス供給ノズ
ル２８の先端を反応室２４内に突出させ、該先端から反
応ガスが衝突するＡ点までの距離を短かくすると、装置
が大形化しても小形の場合とほぼ同様に良好な膜厚分布
が得られる。これは、装置が大形化してもサセプタ２６
の外表面と反応筒２１の内面によって形成される反応ガ
スの流路の厚さはあまり変化しないため、この流路を流
れる反応ガスの状態を同様にすれば、装置の大きさには
あまり影響されずに気相成長が行なわれるためと考えら
れる。

前記ガス供給ノズル２８の突出量があまりに大きく、Ａ
点までの距離が短か過ぎると、衝突による飛散によって
反応ガスの集中度が悪くなるため、適宜な距離は確保す
る必要があり、この意味からガス供給ノズル２８の先端
からＡ点までの距離は300〜500mmとすることが好まし
い。

また、ガス供給ノズル２８は石英ガラス製であるため、
図示しない加熱手段やサセプタ２６からの輻射熱による
加熱は比較的小さく押えられ、さらに噴出するガスによ
って冷却されるため、反応室２４内に突出させても十分
使用に耐え、反応生成物の付着もほとんどない。

〔考案の効果〕

以上述べたように本考案によれば、シリンダ型気相成長
装置を大形化した場合でも、比較的少量の反応ガスを供
給することにより膜厚の均一化が可能となり、ランニン
グコストを上げたり、スリップの発生や微粉の付着を増
加させたりすることなしに、良好な薄膜を形成すること
ができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す縦断面図、第２図は第１
図のII−II線による断面図、第３図は従来装置の縦断面
図、第４図は第３図のIV−IV線による断面図である。 1,21…反応筒、 2,22…ガス供給用リング、 3,23…フタ、 4,24…反応室、 5,25…ハンガ、 6,26…サセプタ、 ７…ウェハ、 8,28…ガス供給ノズル、 9,29…排気口、 10,30…バッフル、 11,31…パージガス供給ノズル、 １２…穴、 ３２…切欠き、 ４０…ボールジョイント。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 鈴木 幸一 静岡県沼津市大岡2068―３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内 審査官 井出 隆一 (56)参考文献 特開 昭60−215594（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−194041（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−10080（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭56−36564（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】石英ガラス製の反応筒と、同反応筒の上部
   に開閉可能に設けられる金属製のフタと、同フタの中心
   に回転可能に取付けられ前記反応筒の内部に向って伸び
   るハンガと、同ハンガの下端に支持され前記反応筒内に
   位置するシリンダ型のサセプタと、前記反応筒とフタと
   の間に設けられた２つのガス供給ノズルと、前記フタの
   天井面および同天井面から前記反応筒の上端内面に至る
   範囲にわたる内面に対し間隔を置いて設けられると共に
   前記ガス供給ノズルに対応する部分に穴または切欠きを
   有する石英ガラス製のバッフルと、同バッフルと前記天
   井面との間の間隙にパージガスを供給するパージガス供
   給ノズルとを具備し、前記２つのガス供給ノズルの向き
   をそれらから噴出されたガスが前記バッフルの内面近傍
   で衝突する方向に定めてなるシリンダ型気相成長装置に
   おいて、前記ガス供給ノズルを石英ガラスによって形成
   すると共に、該ガス供給ノズルの先端を前記バッフルの
   内方まで突出させ、該先端からガスの衝突位置までの距
   離を300〜500mmとしたことを特徴とするシリンダ型気相
   成長装置。