JPS60211914A - Ｃｖｄ装置 - Google Patents
Ｃｖｄ装置Info
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- JPS60211914A JPS60211914A JP59067707A JP6770784A JPS60211914A JP S60211914 A JPS60211914 A JP S60211914A JP 59067707 A JP59067707 A JP 59067707A JP 6770784 A JP6770784 A JP 6770784A JP S60211914 A JPS60211914 A JP S60211914A
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- JP
- Japan
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- gases
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3404—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
- H10P14/3411—Silicon, silicon germanium or germanium
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/24—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3438—Doping during depositing
- H10P14/3441—Conductivity type
- H10P14/3442—N-type
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明はＣＶ Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｖｒ
Ｄｅｐｏｓ ｉ ｔ ｉｏｎ ）技術に関し、特に成膜
膜質の均一化およびステップカバレジの向上を図り得る
ＣｖＤ技術に関するものである。
Ｄｅｐｏｓ ｉ ｔ ｉｏｎ ）技術に関し、特に成膜
膜質の均一化およびステップカバレジの向上を図り得る
ＣｖＤ技術に関するものである。
半導体装置の製造に利用されるＣＶＤ成膜技術は、生成
させるべき物質の元素を含むガスを坦体のガスとともに
供給し、基板上で熱的に分解、酸化、還元などの化学反
応を行なわせることにより、所望の物質を析出させるこ
とである（電子材料１９７０年臨時増刊、工業調査会発
行、昭和４５年１１月５日発行Ｐ６１〜６７）。
させるべき物質の元素を含むガスを坦体のガスとともに
供給し、基板上で熱的に分解、酸化、還元などの化学反
応を行なわせることにより、所望の物質を析出させるこ
とである（電子材料１９７０年臨時増刊、工業調査会発
行、昭和４５年１１月５日発行Ｐ６１〜６７）。
例えば第１図に大略を示す装置が考えられる。
即ち、半導体基板（ウェーッ・）１を収納する石英管２
とこれを加熱するヒータ３とで構成される反応部４、異
なる反応ガスＡ、Ｈのガス流量を設定し、ガスシーケン
サ５からの信号によって前記反応部４内にこれらを供給
するガス量制御部６、前記反応部４で消費されたガスを
真空ポンプ等で排気する排気部７および前記ガスＡ、
Ｂ量が変化した場合でも反応部４内の圧力を一定にする
ため自動開閉する自動圧力調整弁（Ａｒｃ）８から構成
されている。
とこれを加熱するヒータ３とで構成される反応部４、異
なる反応ガスＡ、Ｈのガス流量を設定し、ガスシーケン
サ５からの信号によって前記反応部４内にこれらを供給
するガス量制御部６、前記反応部４で消費されたガスを
真空ポンプ等で排気する排気部７および前記ガスＡ、
Ｂ量が変化した場合でも反応部４内の圧力を一定にする
ため自動開閉する自動圧力調整弁（Ａｒｃ）８から構成
されている。
そして、前記ガスシーケンサ５の信号によりＡ。
Ｂの各ガスを反応部４内に供給し、ここで所定の加熱条
件下におかれて両ガスＡ、Ｂが化学反応されることによ
り、反応生成物を前記ウェーッ・１表面に付着堆積せし
め成膜を行なうことになる。
件下におかれて両ガスＡ、Ｂが化学反応されることによ
り、反応生成物を前記ウェーッ・１表面に付着堆積せし
め成膜を行なうことになる。
しかしながら、この構成ではガスＡ、 Ｂを夫々同時に
かつ連続して反応部４内に供給する方式であることから
、供給されたガスＡ、 Ｂは反応部４内に拡散されるよ
りも早く反応部４０入口側からガスＡ、 Ｂの反応が進
行され易い。このため、反応部４の出口側（排気側）に
ガスＡ、 Ｂが拡散され難くなり、結局第２図（３）に
ガス濃度分布を示すように反応部４内におけるガス濃度
が入口側から出口側に向かって勾配を有する分布とされ
てしまう。したがって、反応部４内における成膜速度（
ガス濃度に相関する）にバラツキが生じ、各ウェーハ１
に均一な膜厚の成膜を施すことが難力化いということが
本発明者によって明らかにされた。
かつ連続して反応部４内に供給する方式であることから
、供給されたガスＡ、 Ｂは反応部４内に拡散されるよ
りも早く反応部４０入口側からガスＡ、 Ｂの反応が進
行され易い。このため、反応部４の出口側（排気側）に
ガスＡ、 Ｂが拡散され難くなり、結局第２図（３）に
ガス濃度分布を示すように反応部４内におけるガス濃度
が入口側から出口側に向かって勾配を有する分布とされ
てしまう。したがって、反応部４内における成膜速度（
ガス濃度に相関する）にバラツキが生じ、各ウェーハ１
に均一な膜厚の成膜を施すことが難力化いということが
本発明者によって明らかにされた。
このようなことから、第２図の）のように反応部４内に
おける温度分布を入口側から出口側に向かって漸増する
ようにヒータ３による加熱制御を行ない、ガス濃度差に
よる成膜速度のバラツキを反応温度条件によって補正す
ることが考えられる。
おける温度分布を入口側から出口側に向かって漸増する
ようにヒータ３による加熱制御を行ない、ガス濃度差に
よる成膜速度のバラツキを反応温度条件によって補正す
ることが考えられる。
しかし、反応温度が異なることにより不純物濃度や結晶
の大きさ等にバラツキが生じるようになり、均一特性（
膜質）の成膜が困難になる。特に反応温度を上げると結
晶の微粒化や膜のステップカバレジが低下され、微細バ
ターニングが困難になるということが不発明者によって
明らかにされた。
の大きさ等にバラツキが生じるようになり、均一特性（
膜質）の成膜が困難になる。特に反応温度を上げると結
晶の微粒化や膜のステップカバレジが低下され、微細バ
ターニングが困難になるということが不発明者によって
明らかにされた。
本発明の目的は反応部内におけるガス濃度の均一化を図
り、これにより反応部内の成膜の膜厚の均一化、微粒性
等の特性の均一化を実現して膜質のバラツキを防止する
ことのできるＣＶＤ装置を提供することにある。
り、これにより反応部内の成膜の膜厚の均一化、微粒性
等の特性の均一化を実現して膜質のバラツキを防止する
ことのできるＣＶＤ装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、反応部内に供給するガスを夫々独立してシー
−ケンス制御できるようにし、かつ各ガスは他のガスが
反応部内において均一に拡散され得る時間差をもって間
欠的に供給し得るよう構成することにより、反応部内に
おける反応の均一化を図り、成膜の膜厚の均一化と特性
の均一化を実現して品質のバラツキを防止するものであ
る。
−ケンス制御できるようにし、かつ各ガスは他のガスが
反応部内において均一に拡散され得る時間差をもって間
欠的に供給し得るよう構成することにより、反応部内に
おける反応の均一化を図り、成膜の膜厚の均一化と特性
の均一化を実現して品質のバラツキを防止するものであ
る。
第３図は本発明のＣＶＤ装置を半導体製造装置、特にＰ
ＳＧ（ＩＪンシリケートガラス）膜の製造用装置に適用
した実施例である。図において、１０は円筒状に形成し
た石英管であり、その周囲に配設したヒータ１１と共に
反応部１２を構成している。この石英管１０は一端を開
口して被処理物である半導体ウェーハ１３を出入れ可能
とし、かつ処理時には蓋１０ａを取着できるようにして
いる。
ＳＧ（ＩＪンシリケートガラス）膜の製造用装置に適用
した実施例である。図において、１０は円筒状に形成し
た石英管であり、その周囲に配設したヒータ１１と共に
反応部１２を構成している。この石英管１０は一端を開
口して被処理物である半導体ウェーハ１３を出入れ可能
とし、かつ処理時には蓋１０ａを取着できるようにして
いる。
また、この一端部位にはガス供給口１４を配設している
。一方、石英管１０の他端には図外の真空ポンプによっ
て石英管１０内を排気する排気部１５を接続すると共に
、その間には石英管１０内のガス圧力を一定にするため
に自動開閉する自動圧力調整弁（ＡＰＣ）１６を配設し
ている。
。一方、石英管１０の他端には図外の真空ポンプによっ
て石英管１０内を排気する排気部１５を接続すると共に
、その間には石英管１０内のガス圧力を一定にするため
に自動開閉する自動圧力調整弁（ＡＰＣ）１６を配設し
ている。
前記ガス供給口１４には管路１７および分岐管路１７ａ
、１７ｂ、１７ｃを通してＳｉＨ４ガス源１８．０．ガ
ス源１９およびＰＨ，ガス源２０を接続している。そし
て、各分岐管路１７ａ、１７ｂ、１７ｃには夫々バルブ
２１ ａ、２ ｌ ｂ、２１Ｃおよび流量計２２ ａ、
２２ ｂ、２２ ｃを介装しかつこれらバルブと流量計
にガスシーケンサ２３を接続してシーケンス制御部２４
を構成し、このシーケンス制御部２４により各パルプ２
１ａ。
、１７ｂ、１７ｃを通してＳｉＨ４ガス源１８．０．ガ
ス源１９およびＰＨ，ガス源２０を接続している。そし
て、各分岐管路１７ａ、１７ｂ、１７ｃには夫々バルブ
２１ ａ、２ ｌ ｂ、２１Ｃおよび流量計２２ ａ、
２２ ｂ、２２ ｃを介装しかつこれらバルブと流量計
にガスシーケンサ２３を接続してシーケンス制御部２４
を構成し、このシーケンス制御部２４により各パルプ２
１ａ。
２１ｂ、２１ｃを夫々独立して開閉ないし絞り作動でき
るようにしている。
るようにしている。
次に以上の構成のＣＶＤ装置の作用を説明する。
反応部１２内にウェーッ・１３等をセントして全体を加
熱状態とした上で、シーケンス制御部２４はパルプ２１
ａと２１ｃを開いてＳｉＨ４ガスとＰＨ，ガスをガス供
給口１４から反応部１２内に供給する。なお、後述する
化学反応に直接関係するのはＳｉＨ，ガスと０２ガスで
あり、以下この両ガスについて説明する。第４図（５）
のように、一定時間のＳｉＨ，ガス供給を行なった後に
パルプ２１ａを閉じると、それまで開いていたＡＰＣ１
’６も閉じ、ＳｉＨ，ガスは反応部１２内に拡散され短
かい時間で均一な濃度とされる。これを待って、今度は
シーケンス制御部２４がパルプ２１ｂを開き同図田）の
ように反応部１２内に０２ガスを供給する。これにより
、ＳｉＨ４ガスと０２ガスとの化学反応が生起され、Ｐ
ＳＧが生成されてウェーハ１３表面に堆積付着し成膜が
完成される。０２ガスを一定時間供給した後はこの供給
を停止して反応部１２内に拡散させかつ均一化させる。
熱状態とした上で、シーケンス制御部２４はパルプ２１
ａと２１ｃを開いてＳｉＨ４ガスとＰＨ，ガスをガス供
給口１４から反応部１２内に供給する。なお、後述する
化学反応に直接関係するのはＳｉＨ，ガスと０２ガスで
あり、以下この両ガスについて説明する。第４図（５）
のように、一定時間のＳｉＨ，ガス供給を行なった後に
パルプ２１ａを閉じると、それまで開いていたＡＰＣ１
’６も閉じ、ＳｉＨ，ガスは反応部１２内に拡散され短
かい時間で均一な濃度とされる。これを待って、今度は
シーケンス制御部２４がパルプ２１ｂを開き同図田）の
ように反応部１２内に０２ガスを供給する。これにより
、ＳｉＨ４ガスと０２ガスとの化学反応が生起され、Ｐ
ＳＧが生成されてウェーハ１３表面に堆積付着し成膜が
完成される。０２ガスを一定時間供給した後はこの供給
を停止して反応部１２内に拡散させかつ均一化させる。
そして、再びＳｉＨ４ガスを前述と同様に（ガス量は前
回の略２倍）供給し、０．ガスと反応させてＰＳＧを再
び生成させる。以下、これを同図（Ａ）、 （Ｂ）のよ
う忙繰返すことにより、反応部１２内ではＳｉＨ４ガス
又は０２ガスのいずれかが常に均一な濃度になっており
、これにより均一な膜の生成が可能とされる。
回の略２倍）供給し、０．ガスと反応させてＰＳＧを再
び生成させる。以下、これを同図（Ａ）、 （Ｂ）のよ
う忙繰返すことにより、反応部１２内ではＳｉＨ４ガス
又は０２ガスのいずれかが常に均一な濃度になっており
、これにより均一な膜の生成が可能とされる。
即ち、反応はＳｉＨ，ガス又は０２ガスの両者が存在し
て初めて可能とされるものであり、したがっていずれか
一方の少ない量のガスに応じた反応が進行される。そし
て、この場合光に供給されているガスの濃度が均一化さ
れていることから反応はこの均一ガス量に応じて進めら
れることになり、均一な反応つまり均一な成膜が可能と
されるのである。なお、反応部１２内を見たときには、
第５図のように先に供給された８ｉＨ，ガスは０２ガス
の供給に伴なって排気側に移動するが、両ガスの混合領
域（反応ゾーン）はその中間にあり反応部内を反応しな
がら移動するために均一な化学反応が得られることが判
る。これは、０□ガスの後に再び８ｉＨ４ガスを供給し
たときも同じである。
て初めて可能とされるものであり、したがっていずれか
一方の少ない量のガスに応じた反応が進行される。そし
て、この場合光に供給されているガスの濃度が均一化さ
れていることから反応はこの均一ガス量に応じて進めら
れることになり、均一な反応つまり均一な成膜が可能と
されるのである。なお、反応部１２内を見たときには、
第５図のように先に供給された８ｉＨ，ガスは０２ガス
の供給に伴なって排気側に移動するが、両ガスの混合領
域（反応ゾーン）はその中間にあり反応部内を反応しな
がら移動するために均一な化学反応が得られることが判
る。これは、０□ガスの後に再び８ｉＨ４ガスを供給し
たときも同じである。
以上により、反応部１２内の長さ方向のいずれの部位に
おいても均一な′反応を得ることができ、成膜の膜厚の
均一化、特性（膜質）の均一化な図って膜品質のバラツ
キの防止を達成できる。
おいても均一な′反応を得ることができ、成膜の膜厚の
均一化、特性（膜質）の均一化な図って膜品質のバラツ
キの防止を達成できる。
（１）反応部へのガス供給系内にシーケンス制御部を設
け、２以上の異なるガスを夫々独立に供給できるように
し、かつ−のガスの供給後にこのガスが反応部内で均一
化される時間差をもって他のガスを供給し得るように構
成しているので、反応部内のいずれにおいても均一な反
応を可能とし、膜厚の均一化を図ることができる。
け、２以上の異なるガスを夫々独立に供給できるように
し、かつ−のガスの供給後にこのガスが反応部内で均一
化される時間差をもって他のガスを供給し得るように構
成しているので、反応部内のいずれにおいても均一な反
応を可能とし、膜厚の均一化を図ることができる。
（２） 反応部内においてガス濃度の均一化を図って反
応の均一化を達成するので二反応部内において温度に勾
配をもたせる必要もなく均一な温度での成膜ができ、こ
れにより膜品質の均一化を達成できる。
応の均一化を達成するので二反応部内において温度に勾
配をもたせる必要もなく均一な温度での成膜ができ、こ
れにより膜品質の均一化を達成できる。
（３）−のガスと他のガスを交互的に供給して均一反応
を繰返し状態で行なうので、必要な厚さの成膜を容易に
コントロールすることができる。
を繰返し状態で行なうので、必要な厚さの成膜を容易に
コントロールすることができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、反応ガスと
してＳｉＨ４ガスとＮＨ。
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、反応ガスと
してＳｉＨ４ガスとＮＨ。
ガスを使用したシリコンナイトライド膜の生成、又はＳ
ｉＨ４ガスとＰＨ３ガスを使用したドープドポリシリコ
ン膜の生成でも同じである。また、前例の場合も、好ま
しく ハ’ Ｓ ｉ Ｈ４カス、ｏ２１ｘ、ＰＨ３ガス
の各ガスを順序的に供給することが好ましい。
ｉＨ４ガスとＰＨ３ガスを使用したドープドポリシリコ
ン膜の生成でも同じである。また、前例の場合も、好ま
しく ハ’ Ｓ ｉ Ｈ４カス、ｏ２１ｘ、ＰＨ３ガス
の各ガスを順序的に供給することが好ましい。
以上の説明では主として本発明者によってかされた発明
をその背景となった利用分野である牛導体装置の成膜用
のＣＶＤ装置に適用した場合につイテ説明したが、それ
に限定されるものではなく他の分野における成膜用ＣＶ
Ｄ装置としても適用できる。また、プラズマエネルギと
加熱を反応エネルギとして利用するプラズマＣＶＤ装置
や、排気ポンプを有せずに反応部内を低圧にしない常圧
ＣＶＤ装置にも適用でき、更にウェーハを平面デスク上
に並べて処理する縦型炉にも適用できる。
をその背景となった利用分野である牛導体装置の成膜用
のＣＶＤ装置に適用した場合につイテ説明したが、それ
に限定されるものではなく他の分野における成膜用ＣＶ
Ｄ装置としても適用できる。また、プラズマエネルギと
加熱を反応エネルギとして利用するプラズマＣＶＤ装置
や、排気ポンプを有せずに反応部内を低圧にしない常圧
ＣＶＤ装置にも適用でき、更にウェーハを平面デスク上
に並べて処理する縦型炉にも適用できる。
第１図はＣＶＤ装置の概略構成図、
第２図囚、■）はガス濃度、温度の分布を示すグラフ、
第３図は本発明の一実施例であるＣＶＤ装置の構成図、
第４図珈ヨ餅は本発明の一実施例を説明するためのガス
供給シーケンスを示すグラフ、第５図は反応部内の反応
ゾーンの移動状態を示すための概念図である。 １０・・・石英管、１１・・・ヒータ、１２・・・反応
部、１３・・・ウェーハ、１４・・・ガス供給口、１５
・・・排気部、１６・・・ＡＰＣ１１７・・・管路、１
８・・・ＳｉＨ４ガス源、１９・・・０２ガス源、２０
・・・ＰＨ３ガス源、２１ａ〜２１ｃ・・・パルプ、２
３・・・ガスシーケンサ、２４・・・シーケンス制御部
。 第 １ 図 第２図 パ イロ
供給シーケンスを示すグラフ、第５図は反応部内の反応
ゾーンの移動状態を示すための概念図である。 １０・・・石英管、１１・・・ヒータ、１２・・・反応
部、１３・・・ウェーハ、１４・・・ガス供給口、１５
・・・排気部、１６・・・ＡＰＣ１１７・・・管路、１
８・・・ＳｉＨ４ガス源、１９・・・０２ガス源、２０
・・・ＰＨ３ガス源、２１ａ〜２１ｃ・・・パルプ、２
３・・・ガスシーケンサ、２４・・・シーケンス制御部
。 第 １ 図 第２図 パ イロ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、反応部内に２以上の異なるガスを供給しかつこれら
のガスを反応させて成膜を行なうＣＶＤ装置であって、
前記ガスを夫々個別に反応部内に供給し得るシーケンス
制御部を備え、このシーケンス制御部は他のガスが反応
部内において均一に拡散され得る時間差または手段をも
って−のガスを反応部内に供給し得るよう構成ｔ７たこ
とを特徴とするＣＶＤ装置。 ２、シーケンス制御部は各ガスを交互にかつ間欠的に供
給し得るよう構成してなる特許請求の範囲第１項記載の
ＣＶＤ装置。 ３．２種類のガスを交互にかつ所定の時間差をもって供
給し得る特許請求の範囲第２項記載のＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59067707A JPS60211914A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | Ｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59067707A JPS60211914A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | Ｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60211914A true JPS60211914A (ja) | 1985-10-24 |
Family
ID=13352696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59067707A Pending JPS60211914A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | Ｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60211914A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0339832U (ja) * | 1989-08-28 | 1991-04-17 |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP59067707A patent/JPS60211914A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0339832U (ja) * | 1989-08-28 | 1991-04-17 |
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