JPS61224410A - 減圧cvd薄膜形成装置 - Google Patents

減圧cvd薄膜形成装置

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JPS61224410A
JPS61224410A JP60065406A JP6540685A JPS61224410A JP S61224410 A JPS61224410 A JP S61224410A JP 60065406 A JP60065406 A JP 60065406A JP 6540685 A JP6540685 A JP 6540685A JP S61224410 A JPS61224410 A JP S61224410A
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JP
Japan
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reaction tube
thin film
film forming
pressure cvd
inner reaction
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JP60065406A
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Shinji Miyazaki
伸治 宮崎
Tsunehisa Ueno
上野 恒久
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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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
    • H10P14/24—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
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    • 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

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は多重椙造に形成された反応管内に半導体ウェー
ハを載置し、反応管内を減圧状態に維持しながら反応ガ
スを注入して半導体ウェーへの表 面に薄膜を形成させ
る減圧c V D 薄膜形成装置にWJするものである
。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
第4図は従来から使用されている多重構造反応管を備え
た減圧CVD薄膜形成装置の断面図である。この装置は
外側反応管1内に内側反応管2が軸方向に挿入された2
重反応管と、この2重反応管を内部に着脱可能に支持す
るフロントフランジ7およびバックフランジ8と、フロ
ントフランジ7に開閉可能に取り付けられたフロントド
ア9と、バックフランジ8にボルトによって取り付けら
れたバックドア10と、フロントドア9とフロントフラ
ンジ7との間に介在され外部との遮断を行なうフロント
ドアOリングと、同様にバックドア10とバックフラン
ジ8との間に介在されたバックドアOリングと、前記外
側反応管1の両端部と各フランジ7および8との間に取
り付けられたフロントフランジ0リング5とバックフラ
ンジ0リング6とから構成されている。そして、外側反
応管1および内側反応管2を600〜800℃程度に加
熱するためエレメント11が外側反応管1の外側に設け
られており、反応ガスはフロントドア9側のノズル12
a、12bから注入され、バックドア10の排気口13
から排出されるようになっている。さらにエレメント1
1の加熱による各0リング3,4.5.6の劣化を防止
するため各7ランジ7.8に冷却機構(図示せず)が設
けられている。
このような装置は内側反応管2内に多数枚の半導体ウェ
ーハ(図示せず)が載置されて、半導体ウェーハに多結
品シリコン膜や窒化シリコン膜< s + 3N 4 
)等の反応ガスの薄膜を堆積成長させるものであり、以
下、薄膜として窒化シリコン膜を形成させる場合を説明
する。内側反応管2内に半導体ウェーハを載置し、エレ
メント11で反応管内を所定温度に加熱する。そして、
排気口13から吸引しながら外側反応管2内を減圧状態
に保ち、一方のノズル12bからジクロルシラン(Si
H2C12)を、又、他方のノズル12aからアンモニ
ア(NH3)を注入し、内側反応管2内で反応させて窒
化シリコン(Si3N4)を半導体ウェーハ上に堆積成
長させる。
しかしながら、このような薄膜の形成に際しては、排出
側のバック7ランジ8、バンクドア10へ窒化シリコン
の粉や反応副生成物の粉が付着し、これが処理の累積時
間に比例して増加し、内側反応管2内のパーティクルの
発生源となり、半導体ウェーハの表面に付着して歩留り
や信頼性が低下する。特にジクロルシランとアンモニア
とにより窒化シリコン膜を形成する場合においては、反
応管内を減圧に保ちシール用のO−リング3,4゜5.
6は加熱により劣化を防ぐため、これらに接するフラン
ジ7.8を冷却して、その冷却を行なっているが、フラ
ンジ付近の冷却能力が高いとジクロルシランとアンモニ
アが窒化シリコン膜として完全に反応する温度に達しな
いため低温で分解反応して、N84Clパウダーが生成
されこれがバックフランジ8の内壁に付着する。一方、
フランジ7.8へNH2Olパウダーが付着しない状゛
  態に冷却されていても、内側反応管2の胴部2aが
バックドア10に接するため、バックドア10に同様の
原因によりN84CIパウダーが発生する。そして、こ
のようなバックドア10とバック7ランジ8への窒化シ
リコンの粉及びNH4Clパウダーの付着は、内側反応
管2内の塵増加の原因となり、内側反応管の洗浄頻度を
高め生産性の低下をきたしている。又、外側反応管1に
も窒化シリコン、塩化アンモニウムの粉が付着するため
、外側反応管1も内側反応管2と共に必ず洗浄しなけれ
ばならず、その取外しおよび組立てが面倒である。さら
にはこのようなバークダーの発生を抑制するため冷却効
果を下げると高温によって0リングが劣化し、この劣化
でシール不良となり、その結果、加熱運転を中断して反
応管の洗浄を行なったり、Oリングを交換する必要が生
じ同様に生産性を低下させてしまうという問題があった
。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、反応管内
パーティクルが発生しないようにして反応管内を清浄に
維持すると共に、0リング劣化によるシール不良も抑制
することができる減圧CvDwJ膜形成装置を提供する
ことを目的としている。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため、本発明による減圧CVD辞膜
形成装置は、ガス排出口側の内側反応管の開口端を、胴
部よりも小径として、冷却されたバックドアやバック7
ランジ等と接することなく反応ガスの排出を行なうよう
にしたことを特徴としている。
〔発明の実施例〕
以下、本発明による減圧CVO*膜形成装置の一実施例
を第1図の全体断面図により具体的に説明する。
外側反応管1内に内側反応管2の胴部2aが挿入されて
2重管構造の反応管が形成され、この反応管がフロント
フランジ7とバックフランジ8とによって形成された中
空部内に設けられている。
フロントフランジ7には開閉可能なフロントドア9が、
又、バックフランジ8には排気口13が形成されたバッ
クドア10が取り付けられており、フロントドアつとフ
ロントフランジ7との間、バックドア4とバックフラン
ジ8との間、外側反応管1と各フランジ7.8との間に
は、それぞれの箇所のシールを行なうOリング3.4,
5.6が設けられており、これらのOリングはフランジ
7および8に設けられた冷W機1(図示虻ず)によって
冷却されるようになっている。又、外側反応管1の外側
には反応のための加熱を行なうエレメント11が設けら
れている。反応ガスはフロントドア9側に設けられたノ
ズル12.12aから内側反応管2内に注入されて内側
反応管2内で反応し、半導体ウェー八に反応ガスの薄膜
が形成され、その後、バックドア10の排気口13から
排出されるものである。
このような装置において、前記内側反応管2のバックド
ア10側の端部が内側に屈折されて、内側反応管2の胴
部2aよりも小径のガス排出口14が形成されている。
このガス排出口14はバックドア10の排気口13と連
通ずる位置に形成されており、内側反応管2内部の反応
ガスはガス排出口14からバックドアの排気口13へ速
やかに流れ出るようになっている。そして、ガス排出口
14部分からはさらに内側反応管2の軸方向の外側に延
びるスリーブ15が連設され、このスリーブ15がバッ
クドア13の排気口13内に挿入されている。このスリ
ーブ15の形成により、内側反応管2の外側にある冷却
されたバックドア10、バックフランジ8および外側反
応管1に反応ガスが接触することなく排出される。した
がってこれらの部材にパウダーが付着することが防止さ
れ、内側反応管2のみを取り外して洗浄することで薄膜
形成の効率的使用が可能となっている。
又、このように反応ガスがバックドア1、バックフラン
ジ8、外側反応管1に接触しないことからフランジ8を
強力に冷却することができ0リング3.4,5.6の劣
化を防止することができると共に、内側反応管2を高温
に維持できるため内側反応管2後部における薄膜の付着
強度が大きく、窒化シリコンの粉や塩化アンモニウムの
発生が抑制される。
第2図は本発明の他の実施例による減圧CVD薄膜形成
装置の要部断面図であり、内側反応管2のバックドア1
0側に形成されるガス排出口14が、胴部2aよりも小
径に開口され、スリーブが31!設されていない実施例
である。この場合もガス排出口14はバックドア10の
排気口13と連通ずる位置に設けられており、胴部2a
よりも小径となっているため、反応ガスがガス排出口1
4を通過する際に流速が増して速やかに排出され、バッ
クドア10、バックフランジ863よび外側反応管2側
に流出することがない。
次に、第3図(a)ないしくC)は本発明のさらに他の
実施例をそれぞれ示している。これらの実施例はいずれ
も石英からなるキャップ16を内側反応管2のバンクド
ア側に取り付けてガス排出口を形成したものである。同
図(a)は内側反応管2の胴部2aと同経のキャップ1
6を内側反応管2の開放端部に接合したものであり、そ
の端部には内側反応管2の胴部2aよりも小径のスリー
ブ17が内側反応管2の外方向に延設されてバックドア
の排気口(図示Vず)内に挿入されている。
又、同図(b)は内側反応管2の胴部2aに嵌合される
ような径キャップ16を使用したものであり、同図(C
)はこのキャップ16のスリーブを省いて内側反応管の
胴部2aよりも小径の開口18を形成した。実施例であ
り、いずれの実施例も前記実施例と同様な作用効果を秦
している。
〔発明の効果〕
以上のとおり、本発明によれば、ガス排気口側の内部反
応管に開口端が胴部よりも小径に形成したから、バック
ドアやバックフランジへの反応ガスの流出が防止されて
反応ガスの粉や未反応ガスの反応副生成物の粉等がこれ
らの部材に付着することがなく、内側反応管内の清浄度
を低下させることがない。従って、信頼性の高いしかも
歩留の良好な半導体ウェー八を得ることができる。又、
このように反応ガスがバックドアやバック7ランジ側へ
流出しないから、Oリングを強力に冷却でき、0リング
の劣化も防止できる。さらには、外側反応管にも反応ガ
スの粉が付着しないから内側反応管の洗浄のみで繰り返
し使用ができ、メンテナンス時間の短縮化および生産性
の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例による減圧CVD1ll!形成
装置の断面図、第2図は他の実施例による減圧CVD薄
膜形成装置の要部断面図、第3図(a)ないしくC)は
いずれもさらに他の実施例による減圧CVD1tl膜形
成装置の内側反応管の断面図、第4図は従来の減圧CV
D薄膜形成装置の断面図である。 1−・外側反応管、2・・・内側反応管、2a・・・胴
部、3.4,5.6・・・Oリング、7・・・フロント
フランジ、8・・・バック7ランジ、9・・・フロント
ドア、10・・・バックドア、11・・・ヒータニレメ
ンI・、12a、12b・・・ノズル、13・・・排気
口、14・・・ガス排出口、15・・・スリーブ、16
・・・キャップ。 出願人代理人  猪  股    清 第1図 第3図 (a)        (b) 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、外側真空シール管を有し、内部を減圧状態に保つ真
    空シール部と、この外側真空シール管内に挿入され内部
    に半導体ウェーハが載置される内側反応管とを備え、前
    記内側反応管内に反応ガスを注入して前記半導体ウェー
    ハに薄膜を形成させる減圧CVD薄膜形成装置において
    、 前記真空シール部のガス排気口側の前記内側反応管の開
    口端が胴部よりも小径に形成されていることを特徴とす
    る減圧CVD薄膜形成装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記内
    側反応管の小径に形成された開口端がガスの排出方向に
    延びていることを特徴とする減圧CVD薄膜形成装置。 3、特許請求の範囲第1項または第2項記載の装置にお
    いて、前記内側反応管が胴部管と、この胴部管に取りつ
    けてられこの胴部管の内径よりも小径の開口部が形成さ
    れたキャップとからなることを特徴とする減圧CVD薄
    膜形成装置。
JP60065406A 1985-03-29 1985-03-29 減圧cvd薄膜形成装置 Expired - Lifetime JPH0799735B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4989543A (en) * 1987-10-15 1991-02-05 Solems (S.A.) Process and means for producing films for use in electronics and/or optoelectronics using plasma
US5456969A (en) * 1988-10-28 1995-10-10 Dai Nippon Insatsu Kabushiki Kaisha Thermo-transfer sheet and label and manufacturing method of the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55110033A (en) * 1979-02-19 1980-08-25 Fujitsu Ltd Epitaxial layer-growing device

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