JPH0737814A - 薄膜形成装置 - Google Patents

薄膜形成装置

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JPH0737814A
JPH0737814A JP20299193A JP20299193A JPH0737814A JP H0737814 A JPH0737814 A JP H0737814A JP 20299193 A JP20299193 A JP 20299193A JP 20299193 A JP20299193 A JP 20299193A JP H0737814 A JPH0737814 A JP H0737814A
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JP
Japan
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thin film
semiconductor wafer
gap
film forming
forming apparatus
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JP20299193A
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English (en)
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Yuji Ota
裕治 太田
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、薄膜形成装置において、反応管内に
複数収納された半導体ウエハの外周を流れる原料ガスの
流速を全周に亘つてほぼ均一にする。 【構成】半導体ウエハを搬送保持手段に複数枚搭載して
反応管内に収納したとき、搬送用保持手段に設けた隙間
調整部材によつて半導体ウエハの切欠き部の付近の隙間
をこの付近以外の隙間とほぼ同一にして、半導体ウエハ
の全周の隙間がほぼ均一になるようにしたことにより、
半導体ウエハの外周を流れる原料ガスの流速が全周に亘
つてほぼ均一になる薄膜形成装置を実現できる。これに
より半導体ウエハの表面の成膜速度がほぼ均一になり、
半導体ウエハの表面に従来に比して一段と均一な厚さの
薄膜を形成し得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術(図11〜図15) 発明が解決しようとする課題(図16) 課題を解決するための手段(図1〜図3) 作用(図1〜図3) 実施例(図1〜図10) 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜形成装置に関し、特
にシリコンウエハの表面に原料ガスを流して均一な薄膜
を形成するCVD(Chemical Vapor Deposition )装置
に適用して好適なものである。
【0003】
【従来の技術】従来、この種のCVD装置においては、
シリコンウエハ(以下、ウエハと呼ぶ)を一旦石英ボー
トに複数枚搭載し、この石英ボートに搭載した状態で反
応炉の中に収納して反応ガスを流すものがある。図11
に示す減圧CVD装置1は、ヒータ部2を上半部にもつ
と共に、このヒータ部2の下部に搬送用のエレベータ機
構(図示せず)を有する。CVD装置1はこのエレベー
タ機構によつてウエハ3を複数枚搭載した石英ボート4
を搬送し、ヒータ部2に内蔵されて加熱される反応炉5
の中に収容するようになされている。
【0004】反応炉5は、図12に示すように円筒形状
の石英外管6及び石英外管6の内側に円筒形状の石英内
管7をもつと共に、石英外管6の底部には回転機構部8
をもつ。また反応炉5の内部は30〔Torr〕以下の真空状
態に保たれるようになされている。ウエハ3を複数枚搭
載した石英ボート4は反応炉5の下部よりエレベータで
回転機構部8の装着穴を通つて石英内管7の中に装着さ
れる。石英ボート4が回転機構部8によつて支えられる
と加熱された反応ガスが石英内管7の下から上に流され
る。これにより反応ガスは拡散してそれぞれのウエハ3
の表面に超薄膜を成膜する。
【0005】石英ボート4は、図13及び図14に示す
ように上下の1対デイスク9及び10の間に互いに平行
な4本の支柱11〜14及び支柱11〜14の補強リブ
15が設けられている。それぞれの支柱11〜14に
は、石英ボート4の断面を上方に見た図15に示すよう
に幅がウエハ3の厚さとほぼ等しく、深さがそれぞれの
支柱11〜14の約半分まで堀り込まれたスロツト16
が同一間隔で50〜200 個設けられており、これによりこ
のスロツト16に50〜200 枚のウエハ3をそれぞれ差し
込むことができるようになされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで各ウエハ3
は、一旦、円盤形状に形成された後、外周の一部が直線
で切断されて三日月形状部分が切除され、これによりウ
エハ3上に形成される集積回路の位置の基準となる切り
欠き部(以下、これをオリエンテーシヨンフラツトと呼
ぶ)3Aを与えられる。各ウエハ3は、オリエンテーシ
ヨンフラツト3Aの向きをウエハ3を挿入する側又はそ
の反対側に全て揃えて石英ボート4に並べられる。
【0007】ところが図16に示すように、石英ボート
4が石英内管7の中に収納されたとき石英内管7の内壁
7Aとウエハ3の外周との間に形成される隙間は、石英
内管7の断面が円形であることによりオリエンテーシヨ
ンフラツト3Aの部分では広く、これ以外の部分では均
一になる。これによりオリエンテーシヨンフラツト3A
の部分の隙間を流れる反応ガスの流速が遅くなつてこの
部分に反応ガスが滞留し、オリエンテーシヨンフラツト
3Aの付近の成膜速度が速くなる。この結果ウエハ3全
体に亘つて均一な膜厚を得ることが難しいという問題が
ある。
【0008】また薄膜の厚さを均一にするため、反応ガ
スを流しているとき回転機構部8により石英ボート4を
回転させているが、この方法では回転機構部8の回転不
良や回転軸より外気が反応炉5の内部に漏れて真空度の
不良が生じる等の問題が有り、解決策としては未だ不十
分である。
【0009】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、反応管内に複数枚収納された半導体ウエハの外周を
流れる原料ガスの流速を全周に亘つてほぼ均一にし得る
薄膜形成装置を提案しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、一部に切欠き部3Aを有する半導
体ウエハ3を複数枚搭載した搬送用保持部材を反応管内
の所定位置に位置決めし、反応管の内壁と半導体ウエハ
3との間に生じた隙間を通じて半導体ウエハ3の表面に
原料ガスを流し込むことにより半導体ウエハ3の表面に
薄膜を形成する薄膜形成装置において、半導体ウエハ3
の切欠き部3Aと反応管の内壁との間に生じた隙間に隙
間調整部材を配置し、半導体ウエハ3の外周と反応管の
内壁との隙間を全周に亘つてほぼ均一にするようにし
た。
【0011】また本発明においては、隙間調整部材21
は、搬送用保持部材20に搭載された複数枚の半導体ウ
エハ3の切欠き部3Aに共通して対向する対向面21A
を有する棒状の部材21でなり、対向面21Aが複数枚
の半導体ウエハ3の切欠き部3Aとの間に所定間隔の隙
間を形成するように搬送用保持部材20に配置されてい
るようにした。
【0012】さらに本発明においては、隙間調整部材4
2は、搬送用保持部材40に搭載された複数枚の半導体
ウエハ3のそれぞれの切欠き部3Aにほぼ隙間なく当接
して、複数枚の半導体ウエハ3をそれぞれ切欠き部3A
が無い元の形状に近づけるように搬送用保持部材40に
配置されているようにした。
【0013】さらに本発明においては、隙間調整部材3
0Aは、搬送用保持部材4に搭載された複数枚の半導体
ウエハ3の切欠き部3Aに共通して対向する対向面30
Aを有し、対向面30Aが複数枚の半導体ウエハ3の切
欠き部3Aとの間に所定間隔の隙間を形成するように反
応管30の内壁に配置されているようにした。
【0014】さらに本発明においては、一部に切欠き部
3Aを有する半導体ウエハ3を複数枚搭載した搬送用保
持部材4を反応管7内の所定位置に位置決めし、反応管
7の内壁と半導体ウエハ3との間に生じた隙間を通じて
半導体ウエハ3の表面に原料ガスを流し込むことにより
半導体ウエハ3の表面に薄膜を形成する薄膜形成装置に
おいて、半導体ウエハ3の切欠き部3Aの向きが揃わな
いように所定の枚数毎位置を変えて搬送保持手段4に複
数枚搭載し、反応管7の内壁と半導体ウエハ3との間に
生じた隙間を通る原料ガスの流れを半導体ウエハ3の全
周に亘つてほぼ均一にするようにした。
【0015】
【作用】半導体ウエハ3を搬送用保持手段20に複数枚
搭載して反応管7内に収納したとき、搬送用保持手段2
0に設けた隙間調整部材21によつて半導体ウエハ3の
切欠き部3Aの付近の隙間をこの付近以外の隙間とほぼ
同一にして半導体ウエハ3の全周の隙間がほぼ均一にな
るようにしたことにより、半導体ウエハ3の外周を流れ
る原料ガスの流速が全周に亘つてほぼ均一になる薄膜形
成装置を実現できる。これにより半導体ウエハ3の表面
の成膜速度がほぼ均一になり、半導体ウエハ3の表面に
従来に比して一段と均一な厚さの薄膜を形成し得る。
【0016】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0017】図12との対応部分に同一符号を付して示
す図1において、20は全体として減圧CVD装置の反
応炉5に収納される石英ボートを示し、石英でなる流量
調整支柱21が上下1対のデイスク9及び10の間に支
柱11〜14と平行に架け渡されている。
【0018】流量調整支柱21は、図2に示すようにデ
イスク9及び10の周辺部のうちウエハ3を挿入する側
9A及び10Aとは反対の側9B及び10Bの奥に取り
付けられている。また流量調整支柱21は、図3に示す
ように断面が三日月形状でなり、この三日月形状の平面
部21Aがウエハ3の挿入される側に向けられている。
これにより流量調整支柱21は、オリエンテーシヨンフ
ラツト3Aと対向したとき平面部21Aがオリエンテー
シヨンフラツト3Aと一定の間隔を保つようになされて
いる。
【0019】以上の構成において、複数枚のウエハ3に
薄膜を形成する場合、全てのウエハ3はオリエンテーシ
ヨンフラツト3Aを流量調整支柱21に向けて石英ボー
ト20に搭載され(図3)、この状態で図4に示すよう
に反応炉5の中に収納される。
【0020】石英内管7の中においては石英ボート20
の流量調整支柱21がオリエンテーシヨンフラツト3A
の付近の反応ガスが通る隙間を従来の石英ボート4より
も一段と狭くしてこの付近以外の外周部分の隙間とほぼ
同一にする。これによりウエハ3の外周を流れる反応ガ
スの流速は全周に亘つてほぼ同一になり、ウエハ3の表
面には従来に比して一段と均一な厚さの薄膜が形成され
る。また反応ガスが流されているとき石英内管7の中で
石英ボート20は回転しない。
【0021】ここで薄膜の厚さの均一性Fは、最大膜厚
をMax、最小膜厚をMinとすると次式
【数1】 で表すことができる。従来の石英ボート4を用いたとき
の薄膜の均一性は±5%〜±10%程度であつた。これに
対して石英ボート20を用いるときの薄膜の均一性は±
5%以下となる。
【0022】以上の構成によれば、ウエハ3を石英ボー
ト20に複数枚搭載して石英内管7の中に収納したと
き、石英ボート20に設けた流量調整支柱21によつて
オリエンテーシヨンフラツト3Aの付近の隙間をこの付
近以外の隙間とほぼ同一にしてウエハ3の全周の隙間が
ほぼ均一になるようにしたことにより、ウエハ3の外周
を流れる反応ガスの流速が全周に亘つてほぼ均一にな
る。これによりウエハ3の表面の成膜速度がほぼ均一に
なり、ウエハ3の表面に従来に比して一段と均一な厚さ
の薄膜を形成することができる。
【0023】また反応ガスが流されているとき石英ボー
ト20を回転させる必要がなく、これにより反応炉5を
石英ボート4の回転機構部8の無い簡易な構成にするこ
とができる。さらに回転機構部8をなくすことにより反
応炉の中の気密の保持が従来に比して一段と容易にな
る。
【0024】なお上述の実施例においては、オリエンテ
ーシヨンフラツト3Aの付近の反応ガスの流速を調整す
るために、石英ボート20に流量調整支柱21を設けた
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図5に
示すように石英内管30の内面のうちオリエンテーシヨ
ンフラツト3Aに対向する対向部30Aだけを平面形状
とし、これによりオリエンテーシヨンフラツト3Aの向
きを揃えた複数枚のウエハ3が石英内管30に収納され
たときのウエハ3の外周の隙間が均一になるようにして
も良い。この場合にもウエハ3の外周の反応ガスの流速
は全体的にほぼ均一になり上述と同様の効果を得ること
ができる。
【0025】また上述の実施例においては、オリエンテ
ーシヨンフラツト3Aの付近の反応ガスが通る隙間をこ
の付近以外の隙間とほぼ同一にするために、石英ボート
20に流量調整支柱21だけを設けた場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、図1〜図3との対応部分
に同一符号を付した図6〜図8に示すように、石英ボー
ト40の支柱41にスロツト16と同一間隔でオリエン
テーシヨンフラツト3Aを形成するために切除された三
日月形状の部分と同様の形状でなる補助板42を複数枚
取り付け、この補助板42の直線部42Aにオリエンテ
ーシヨンフラツト3Aを当接させてそれぞれのウエハ3
を石英ボート40に複数枚搭載することによつて、石英
内管7に収納された複数枚のウエハ3の外周の隙間が全
周に亘つてほぼ均一になるようにしても良い。この場合
にもウエハ3の周辺の反応ガスの流速は全周に亘つてほ
ぼ均一になり上述と同様の効果を得ることができる。
【0026】さらに上述の実施例においては、流量調整
支柱21が断面三日月形状でなる場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、図3との対応部分に同一符
号を付した図9に示すように石英ボート50の流量調整
支柱51のうちオリエンテーシヨンフラツト3Aに対向
する対向部51Aが曲面形状でなる場合にも適用でき
る。
【0027】さらに上述の実施例においては、石英ボー
ト20に流量調整支柱21を設ける場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、図10に示すように、ウエ
ハ3を石英ボート4に複数枚搭載するときオリエンテー
シヨンフラツト3Aの向きを1枚毎に 180°反転させて
搭載し、この状態で石英ボート4を反応炉5の中に収納
するようにしても良い。この場合にもウエハ3の外周の
反応ガスの流速は全周に亘つてほぼ均一になり上述と同
様の効果を得ることができる。
【0028】さらに上述の実施例においては、本発明を
減圧CVD装置に適用した場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、ウエハを搬送用保持手段に複数枚搭
載した状態で反応炉の中に収納し、この反応炉の中に原
料ガスを流すことによつてそれぞれのウエハに薄膜を形
成するCVD装置に広く適用できる。
【0029】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、半導体ウ
エハを搬送保持手段に複数枚搭載して反応管内に収納し
たとき、搬送用保持手段に設けた隙間調整部材によつて
半導体ウエハの切欠き部の付近の隙間をこの付近以外の
隙間とほぼ同一にして、半導体ウエハの全周の隙間がほ
ぼ均一になるようにしたことにより、半導体ウエハの外
周を流れる原料ガスの流速が全周に亘つてほぼ均一にな
る薄膜形成装置を実現できる。これにより半導体ウエハ
の表面の成膜速度がほぼ均一になり、半導体ウエハの表
面に従来に比して一段と均一な厚さの薄膜を形成し得
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による薄膜形成装置の一実施例による石
英ボートを示す正面図である。
【図2】その側面図である。
【図3】石英ボートの説明に供する断面図である。
【図4】石英内管の中に収納されたウエハと周辺との隙
間の状態の説明に供する断面図である。
【図5】他の実施例による石英内管の中に収納されたウ
エハと周辺との隙間の状態を示す断面図である。
【図6】他の実施例による石英ボートを示す正面図であ
る。
【図7】その側面図である。
【図8】石英ボートをVIVI断面より見た断面図である。
【図9】他の実施例による石英ボートを示す断面図であ
る。
【図10】他の実施例によるウエハの搭載状態を示す略
線図である。
【図11】CVD装置を示す略線図である。
【図12】CVD装置の中の反応炉の説明に供する斜視
図である。
【図13】従来の石英ボートの説明に供する正面図であ
る。
【図14】その側面図である。
【図15】石英ボートをXIII XIII 断面よりみた断面
図である。
【図16】石英内管の中に収納されたウエハと周辺との
従来の隙間の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1……減圧CVD装置、2……ヒータ部、3……ウエ
ハ、3A……オリエンテーシヨンフラツト、4、20、
40、50……石英ボート、5……反応炉、6……石英
外管、7、30……石英内管、8……回転機構部、9、
10……デイスク、11〜14……支柱、15……補強
リブ、16……スロツト、21、51……流量調整支
柱、21A……平面部、30A、51A……対向部、4
1……支柱、42……補助板、42A……直線部。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一部に切欠き部を有する半導体ウエハを複
    数枚搭載した搬送用保持部材を反応管内の所定位置に位
    置決めし、上記反応管の内壁と上記半導体ウエハとの間
    に生じた隙間を通じて上記半導体ウエハの表面に原料ガ
    スを流し込むことにより上記半導体ウエハの表面に薄膜
    を形成する薄膜形成装置において、 上記半導体ウエハの切欠き部と上記反応管の内壁との間
    に生じた隙間に隙間調整部材を配置し、上記半導体ウエ
    ハの外周と上記反応管の内壁との隙間を全周に亘つてほ
    ぼ均一にすることを特徴とする薄膜形成装置。
  2. 【請求項2】上記隙間調整部材は、 上記搬送用保持部材に搭載された複数枚の上記半導体ウ
    エハの切欠き部に共通して対向する対向面を有する棒状
    の部材でなり、当該対向面が複数枚の上記半導体ウエハ
    の切欠き部との間に所定間隔の隙間を形成するように上
    記搬送用保持部材に配置されていることを特徴とする請
    求項1に記載の薄膜形成装置。
  3. 【請求項3】上記隙間調整部材は、 上記搬送用保持部材に搭載された複数枚の上記半導体ウ
    エハのそれぞれの切欠き部にほぼ隙間なく当接して、複
    数枚の上記半導体ウエハをそれぞれ上記切欠き部が無い
    元の形状に近づけるように上記搬送用保持部材に配置さ
    れていることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成装
    置。
  4. 【請求項4】上記隙間調整部材は、 上記搬送用保持部材に搭載された複数枚の上記半導体ウ
    エハの切欠き部に共通して対向する対向面を有し、当該
    対向面が複数枚の上記半導体ウエハの切欠き部との間に
    所定間隔の隙間を形成するように上記反応管の内壁に配
    置されていることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形
    成装置。
  5. 【請求項5】一部に切欠き部を有する半導体ウエハを複
    数枚搭載した搬送用保持部材を反応管内の所定位置に位
    置決めし、上記反応管の内壁と上記半導体ウエハとの間
    に生じた隙間を通じて上記半導体ウエハの表面に原料ガ
    スを流し込むことにより上記半導体ウエハの表面に薄膜
    を形成する薄膜形成装置において、 上記半導体ウエハの切欠き部の向きが揃わないように所
    定の枚数毎位置を変えて上記搬送保持手段に複数枚搭載
    し、上記反応管の内壁と上記半導体ウエハとの間に生じ
    た隙間を通る上記原料ガスの流れを上記半導体ウエハの
    全周に亘つてほぼ均一にすることを特徴とする薄膜形成
    装置。
JP20299193A 1993-07-23 1993-07-23 薄膜形成装置 Pending JPH0737814A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0794416A (ja) * 1993-09-21 1995-04-07 Nec Corp 化学気相成長装置
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