JPS6256232B2 - - Google Patents
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- JPS6256232B2 JPS6256232B2 JP58155171A JP15517183A JPS6256232B2 JP S6256232 B2 JPS6256232 B2 JP S6256232B2 JP 58155171 A JP58155171 A JP 58155171A JP 15517183 A JP15517183 A JP 15517183A JP S6256232 B2 JPS6256232 B2 JP S6256232B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
- C23C16/481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation by radiant heating of the substrate
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Description
本発明は、化学的蒸着装置および方法に関す
る。特に、本発明は選択された元素および化合物
の基板上への非常に均等な汚染されないコーテイ
ングの化学的蒸着のための装置および方法に関す
る。 化学的蒸着（CVD）法は、化学反応により気
相から基板上に固体材料を蒸着するプロセスであ
る。関与する蒸着反応は一般に、熱分解、化学的
酸化、または化学的還元である。熱分解の一例に
おいては、有機金属化合物が蒸気として基板表面
に対して移動され、基板表面上で元素金属状態に
還元される。 化学的還元の場合は、金属蒸気もまた使用する
ことができるが、最も一般的に使用される還元剤
は水素である。基板はまた、シリコンによるタン
グステンヘキサフルオリドの場合における如く還
元剤として作用する。基板はまた、１つの化合物
即ち合金蒸着物の１つの元素を供給することがで
きる。このCVD法は、多くの元素および合金、
ならびに酸化物、窒化物および炭化物を含む化合
物の蒸着のために使用することができる。 本発明においては、CVD法は多くの目的のた
め基板上の蒸着物形成に使用することができる。
炭化タングステンおよび酸化アルミニウムの切削
工具へのコーテイング、タンタル、窒化ホウ素、
シリコン・カーバイド等の耐食コーテイングおよ
び腐食を減少する鋼鉄上のタングステン・コーテ
イングを本発明により付着することができる。固
体の電子素子およびエネルギ変換素子の製造にお
いて本装置および方法は特に有利である。 電子材料の化学的な蒸着法についてはT.L.Chu
等の「J.Bac.Sci.Technol.」第10巻、第１号
（1973年）およびB.E.Wattsの「Thin Solid
Films」第18巻第１号（1973年）において記載さ
れている。これら文献は、例えばシリコン、ゲル
マニウムおよびGaAsの如きエピタキシヤル・フ
イルムの形成およびドーピングについて記載して
いる。エネルギ変換の分野においては、CVD法
は核分裂生成反応、太陽エネルギの収集、および
超伝導のための材料を提供する。化学的蒸着の分
野の要約は、本文に参考のため引用される「材料
科学ジヤーナル」第12号（1977年）1285頁のW.
A.Bryant著「化学的蒸着の基本則」に見出され
る。 温度、圧力、反応ガスの比率およびガス流の量
および分布の蒸着パラメータは、蒸着速度および
蒸着の所要の均一性および品質を提供する特定の
システムの能力を厳密に決定する。従来技術のシ
ステムの制約は、このような要因の１つ以上を充
分に制御する上での能力不足または蒸着の汚染か
ら生じる。 化学的蒸着のため使用される反応室は一般に常
温壁面または高温壁面システムに分類される。常
温壁面システムにおいては、基板は内部の支持要
素の電磁結合、または輻射加熱、または直接電気
抵抗加熱によつて加熱される。高温壁面システム
は、加熱による反応及び蒸着区域を形成するよう
に配置された輻射加熱要素に依存する。伝導また
は対流による加熱の試みもまた高温壁面システム
において用いられてきた。 化学的蒸着のための常温壁面システムについて
は、米国特許第3594227号、同第3699298号、同第
3704987号および同第4263872号において記載され
ている。これらのシステムにおいては、半導体ウ
エーハが真空室内に置かれ、誘導コイルが真空室
の外側に配置されている。このウエーハは、高周
波エネルギによつて加熱するための感受性の高い
材料上に載置される。中間の半導体ウエーハ領域
に対して熱を局在化することにより、化学的蒸着
は加熱された領域のみに限定される。加熱されな
い壁面はCVD温度より低いため、壁面上の蒸着
は減少する。反応域における温度は、通常高温壁
面システムにおいて得られるもの程均等でない。 米国特許第3705567号は、半導体ウエーハにド
ーピング物質をドープするためのシステムに関す
る。ウエーハを保有する室は片持ちで支持された
システム内のオーブン内まで延在している。加熱
素子が側面に沿つて設けられ、中心部に配置され
たウエーハの温度は端部における温度とは実質的
に異つている。蒸気の拡散状態はウエーハの姿勢
に対して直角方向であり、ウエーハは均等な濃度
のドーピング物質に露呈されることがない。
VLSI（超大規模集積回路）の如き進歩した半導
体素子の場合に要求される縁部から中心部、ウエ
ーハからウエーハ、およびバツチからバツチにお
ける均一性はこのようなシステムによつては達成
不可能である。このシステムは閉鎖型の蒸着シス
テムであつて、キヤリア・ガスを使用する確実な
ガス流を提供するものではない。 現在半導体材料の製造に使用されている高温壁
面CVDシステムは、そのほとんどが変換ドーピ
ング炉である。これらは長い管状の石英または類
似の不活性材料の反応炉を有し、熱は円筒状部分
の外周部にコイル状をなす加熱素子によつて与え
られる。反応炉の端部は加熱されず、温度の変化
は非常に大きいため蒸着室の中心部分（典型的に
は、加熱部分全体の三分の一）のみしか使用でき
ない。この制限された反応区域の各部間の平衡温
度の変化は一般に４℃を超える。管状壁面はコー
テイングがなされ、取外しおよび清掃が困難であ
り、塵埃の根源となる。ウエーハは管状の反応炉
の端部を越えて片持ち状に支持されるボート内に
配置され、ウエーハは前記室から片持ち支持され
た支持部を完全に引込めることにより再び装填さ
れる。単一の変換ドーピング炉および関連装置の
有効反応域（約76.2cm（30インチ）の場合）によ
り占められる床面積は約6.5乃至7.4m2（70乃至
80ft2）である。このような変換炉は進歩した一体
型回路要素の製造においては使用が厳しく制限さ
れ、しばしば半導体ウエーハを汚染し、高い不良
発生率の原因となる。維持電力要件は高価につ
き、単位容量は熱的片衡状態に達するに要する長
い期間により制約される。本発明の前には、半導
体産業において、VLSI素子の如き最も進歩した
集積回路要素に対して必要な精度の高い高品質の
コーテイングの製造のための装置は入手できなか
つた。これは、絶縁耐力、固有抵抗等の如き均一
で均質な物理的および電気的特性に対する要件が
増加した結果である。 本発明は、内部の蒸着反応室を実質的に囲繞す
る輻射熱源を有し、正確に制御された条件を内部
に提供する化学的蒸着装置に関するものである。 内部蒸着反応室は等温室でよく、あるいはオペ
レータにより予め定められる如く正確に制御され
た温度勾配を有するものでよい。この内部蒸着反
応室はガスを内部室に導入しこれからガスを除去
するためのガス分散システムを有する。真空室は
内部蒸着反応室を密閉し、真空室の壁面は内部室
の壁面から離間されている。真空室はドーム状の
ハウジングを有することが望ましく、またその壁
面は輻射線に対し実質的に透明である材料から作
られることが望ましい。輻射熱源はドーム状のハ
ウジングの外表面上で隔てられ、制御され加熱を
行なうように配置される。基部の輻射熱源もまた
設けることができるが、これらは真空室内部また
はその外部のいずれかに設けることができる。一
実施例においては、真空室の基部はドーム状の形
態を有する。内部室を囲繞する空間におけるガス
圧力を内部室内の圧力よりも高い正圧に維持する
ことにより、内部室からのガス成分の漏洩を阻止
し、真空室に対する汚染物の析出が減少させられ
る。 基板上への材料の化学的蒸着のための本発明の
方法は、基板表面と略々平行に基板表面を横切る
反応ガスを唯一の基板の表要と接触するように指
向せしめることを含む。前記基板は、250乃至
1300℃の蒸着反応温度および750トール以下の圧
力を有する制御された温度の反応区域内に配置さ
れ、反応区域内のどの地点における温度差も所要
の均等な温度又は温度勾配より２℃以内である。
蒸着ガスは、１枚の基板の表面上を通過した後除
去されることが望ましい。望ましい実施態様にお
いては、半導体ウエーハの如き基板はその表面が
垂直面内にあるように指向され、反応ガスは分散
装置から垂直方向にウエーハを通つてガス収集装
置に向けて送られる。反応室内の制御された温度
条件は、この反応室を実質的に囲繞する輻射熱源
により加熱することによつて得られる。反応室の
壁面は、輻射線に対して略々透明な材料から作ら
れている。反応室はその壁面から離間された真空
室によつて囲繞され、真空室の壁面を実質的に囲
繞する輻射熱源により熱が供給され、真空室の壁
面は輻射線に対して実質的に透明な材料から作ら
れることが望ましい。 本発明の目的は、基板の表面に更に均等な汚染
物質を含まない蒸着物を提供する正確に制御され
た温度の化学的蒸着システム（即ち、正確に制御
された温度勾配を有する等温システム即ちCVD
システム）の提供にある。別の目的は、単位基板
コーテイング容量当り遥かに小さな床面積しか占
めず、基板を反応室内に装填するための比較的効
率のよい装填システムを提供し、最初の基板の装
填から撤去までの作用サイクルを短縮し、内部反
応室の構成要素を迅速に撤去し、従来技術の装置
よりも実質的に少ないコーテイングを施した基板
当りの動力要件を有する装置の提供にある。 本文に用いられる用語「化学的蒸着」および
「CVD」とは、化学的蒸着法の基本特性を維持し
ながら、反応ガスの反応性、化学的特性または化
学組成を増加しあるいは変化させるプロセスの変
更を含むべく定義される。このため、プラズマの
助けを借りた化学的蒸着法、紫外線により励起さ
れる（紫外線励起）化学的蒸着法、マイクロ波で
励起される化学的蒸着法の如き反応ガスの分子が
更に反応性の高い要素に変換されるプロセスが、
本文において用いられる如き用語の意味の範囲内
に含まれる。 本文に用いられる如き用語「輻射熱源」は、こ
れにより熱の少なくとも一部が輻射によつて伝達
される加熱のためのシステム即ち手段を含む。伝
導および対流による熱伝達もまた生じることも認
識され意図されている。この「輻射熱源」は、温
度の上昇が影響を受ける状態についての制限を設
けず上昇した温度を有するどんな材料でもよい。
抵抗熱要素およびコーテイング、熱ランプ、加熱
液体および溶液、およびマイクロ波即ち誘導加熱
材料は、例えば「輻射熱源」として機能し得る。 第１図においては、本発明の化学的蒸着法の一
実施例の断面図が示されている。真空室２はドー
ム状のハウジング４とドーム状の基部６により画
成される。抵抗加熱素子８はハウジング４の円筒
状側壁面とドーム状頂部の周囲にコイル状に巻付
けられ、抵抗熱素子１０はドーム状基部６の外表
面に巻付けられている。加熱素子８と１０の間隙
は、反応室１８内の制御された温度条件（等温条
件又は制御された温度勾配条件）を提供するよう
に選定される。絶縁材料１２はドーム状のハウジ
ング４と上部ケーシング１４の間およびドーム状
基部６と基部ケーシング１６の間に配置されてい
る。 CVD反応室１８は、反応室の基部即ちガス・
コレクタ２２によつて支持されたドーム状の反応
室壁面２０によつて画成される。基板支持ロツド
２４が、ガス・コレクタ２２に対して融着される
かその上に支持されている。垂直方向を向いた基
板（半導体ウエーハの如き）２６はロツド２４上
に静置するボート２５上に支持されている。導管
路３０により支持された反応ガス分散装置２８
は、流入する反応ガスを内部の蒸着反応室１８内
全体に分散する。導管路３０およびガス・コレク
タ２２は、ドーム状の基部６の一部であるガス系
統のケーシング３２内を通る。 パージング・ガス入口３４が環状のフランジ・
リング組立体３６内に設けられ、この組立体はド
ーム状ハウジング４とドーム状基部６を一緒に保
持している。室壁面の上昇した温度によるシール
の破壊を阻止するために、結合フランジ・リング
組立体３６には、冷却流体入口部３８と冷却流体
出口部（図示せず）を有する循環冷却流体系統が
設けられている。この冷却流体は例えば水または
空気でよい。 必要に応じて、ドーム状基部６における張力を
逃すためドーム状基部６と基部板１６間の間隙に
おけるガス圧力を低下するため真空導管路３５を
使用することができる。真空室の壁面４の内部壁
面は、反応室壁面２０上の対応する突起部３９と
相互に作用（係合）し、反応室の壁面２０を持上
げて上部組立体が基板の撤去および再装填のため
取外される時基板装填区域を露呈する突起部３７
を有する。 第２図においては、第１図における装置のフラ
ンジ領域の部分的に拡大された断面図が示されて
いる。結合フランジ・リング組立体３６はドーム
状ハウジング４の縁部と封止作用的に係合状態に
ある上部フランジ・リング４２を有し、シール５
０がその間に封止部を提供する。中間のフラン
ジ・リング４４は同様にドーム状の基部フランジ
４８と封止作用的に係合関係にあり、シール５２
がその間に封止された位置関係を提供する。シー
ル５４は上部フランジ・リング４２と中間のフラ
ンジ・リング４４間にシールを提供する。下部の
フランジ・リング５８はドーム状の基部フランジ
４８を支持し、ガスケツト６０がその間に真空封
止状態を提供する。冷却流体入口部６２が上部フ
ランジ・リング４２に設けられ、劣媒チヤネル６
４に冷却流体を供給する。冷却流体入口部６６が
下部フランジ・リング５８に設けられ、冷媒を冷
媒チヤネル６８に対して供給する。中間フラン
ジ・リング４４はまた、パージング・ガス入口通
路７０を有する。シール５０，５２，５４は、そ
の物理的特性を上昇温度において維持する重合材
料から選択されたＯリングでよい。ガスケツト６
０は類似の重合材料から作ることができる。シー
ルもまた金属シールでよい。 第３図においては、第１図および第２図の線Ａ
―Ａに関する中間フランジ・リングの断面図が示
されている。この図は冷媒循環系統を示してい
る。冷却流体の入口管路７２はチヤネル７４の一
端部と連通し、冷却流体の出口管路７６はチヤネ
ル７４の他端部と連通する。パージング・ガス入
口通路７０は冷媒チヤネル端部間にあり、パージ
ング・ガス入口管路３４により供給される。真空
管路７３は真空解除通路７５と連通している。 汚染物質および塵埃を全く含まない蒸着物の純
度および均一性は現代の半導体産業の重要な要件
である。一般に、汚染源となる可能性を有する
CVD装置の全ての構成要素は汚染することのな
い材料から選択されなければならない。更に、本
発明のCVD装置におけるいくつかの構成要素
は、制御された温度条件および有効な動力使用量
を迅速に得るため実質的に輻射線に対して透明で
ある材料から作られることが望ましい。従つて、
第１図および第２図においては、ドーム状ハウジ
ング４、ドーム状基部６、ドーム状反応室２０、
基板支持部２４、ボート２５、反応ガス導管路３
０およびガス系統ケーシング３２は高純度のガラ
スもしくはシリコンから構成されることが望まし
い。シリコンは多結晶質および単結晶質の両方で
使用可能である。真空室に露呈される金属部分、
例えばフランジ４２は、316ステンレス鋼の如き
不活性のステンレス鋼でなければならない。 典型的な作動サイクルにおいては、本システム
は所要の作動温度、通常は250乃至1300℃に予熱
されている。加熱素子８および１０は、付勢され
る時、ドーム状ハウジング４、ケーシング３２を
含むドーム状基部６、ガス・コレクタ２２および
反応室壁面２０の石英壁面を通過する輻射線を生
じる。このため、所要の作動レベルまで温度を迅
速に上昇させる。本装置の上部構成要素、即ちド
ーム状ハウジング４および関連する加熱素子８、
絶縁材料１２および外側ケーシング１４は単一の
装置を形成し、これは持上げられる時、突起部３
９と係合して内部の蒸着反応室の壁面２０を持上
げて基板装填区域を露出する。内側の蒸着反応室
１８はこの時、ボート２５に取付けられた垂直方
向を向いた基板２６が装填される。次に本装置の
上部構成要素は作動位置に下される。真空状態に
置かれ、重量と空気の圧力の組合せが前記構成要
素を一体に強制し、シールおよびガスケツトを圧
縮して真空シールを形成する。真空室２内の圧力
は、ガス・コレクタ２２を介してガスを排出する
ことにより0.00005トールより低く低下させられ
る。温度が再び所要の値の平衡状態に達する時、
反応ガスがガス導管路３０および分配装置２８を
介して導入される。ガスは正圧下で平行な基板面
間からコレクタ２２に対して送られ、これにより
前記基板と平行な経路内で唯一つの基板の表面と
接触する。このため、蒸着されるコーテイングの
良好な均一性および制御を提供する。廃棄ガス・
コレクタ３２は、従来周知の真空ポンプおよび洗
浄システム（図示せず）と接続されている。反応
ガス成分およびキヤリア・ガスからの反応生成物
を除去することが可能な適当な洗浄システムを使
用することができ、適当などんな真空ポンプおよ
び関連する装置でも使用することができる。特定
のコーテイングに対して必要とされるガス組成、
温度および他の条件の事例については、参考のた
め本文に引用したW.Brown等の「Solid State
Technology」第84号51〜55頁（1979年７月）お
よびW.Kern等の「J.Vac.Sci.Technol.」第14巻
第５号（1977年）において記載されている。 中間温度処理条件の事例は下表において示され
る。
る。特に、本発明は選択された元素および化合物
の基板上への非常に均等な汚染されないコーテイ
ングの化学的蒸着のための装置および方法に関す
る。 化学的蒸着（CVD）法は、化学反応により気
相から基板上に固体材料を蒸着するプロセスであ
る。関与する蒸着反応は一般に、熱分解、化学的
酸化、または化学的還元である。熱分解の一例に
おいては、有機金属化合物が蒸気として基板表面
に対して移動され、基板表面上で元素金属状態に
還元される。 化学的還元の場合は、金属蒸気もまた使用する
ことができるが、最も一般的に使用される還元剤
は水素である。基板はまた、シリコンによるタン
グステンヘキサフルオリドの場合における如く還
元剤として作用する。基板はまた、１つの化合物
即ち合金蒸着物の１つの元素を供給することがで
きる。このCVD法は、多くの元素および合金、
ならびに酸化物、窒化物および炭化物を含む化合
物の蒸着のために使用することができる。 本発明においては、CVD法は多くの目的のた
め基板上の蒸着物形成に使用することができる。
炭化タングステンおよび酸化アルミニウムの切削
工具へのコーテイング、タンタル、窒化ホウ素、
シリコン・カーバイド等の耐食コーテイングおよ
び腐食を減少する鋼鉄上のタングステン・コーテ
イングを本発明により付着することができる。固
体の電子素子およびエネルギ変換素子の製造にお
いて本装置および方法は特に有利である。 電子材料の化学的な蒸着法についてはT.L.Chu
等の「J.Bac.Sci.Technol.」第10巻、第１号
（1973年）およびB.E.Wattsの「Thin Solid
Films」第18巻第１号（1973年）において記載さ
れている。これら文献は、例えばシリコン、ゲル
マニウムおよびGaAsの如きエピタキシヤル・フ
イルムの形成およびドーピングについて記載して
いる。エネルギ変換の分野においては、CVD法
は核分裂生成反応、太陽エネルギの収集、および
超伝導のための材料を提供する。化学的蒸着の分
野の要約は、本文に参考のため引用される「材料
科学ジヤーナル」第12号（1977年）1285頁のW.
A.Bryant著「化学的蒸着の基本則」に見出され
る。 温度、圧力、反応ガスの比率およびガス流の量
および分布の蒸着パラメータは、蒸着速度および
蒸着の所要の均一性および品質を提供する特定の
システムの能力を厳密に決定する。従来技術のシ
ステムの制約は、このような要因の１つ以上を充
分に制御する上での能力不足または蒸着の汚染か
ら生じる。 化学的蒸着のため使用される反応室は一般に常
温壁面または高温壁面システムに分類される。常
温壁面システムにおいては、基板は内部の支持要
素の電磁結合、または輻射加熱、または直接電気
抵抗加熱によつて加熱される。高温壁面システム
は、加熱による反応及び蒸着区域を形成するよう
に配置された輻射加熱要素に依存する。伝導また
は対流による加熱の試みもまた高温壁面システム
において用いられてきた。 化学的蒸着のための常温壁面システムについて
は、米国特許第3594227号、同第3699298号、同第
3704987号および同第4263872号において記載され
ている。これらのシステムにおいては、半導体ウ
エーハが真空室内に置かれ、誘導コイルが真空室
の外側に配置されている。このウエーハは、高周
波エネルギによつて加熱するための感受性の高い
材料上に載置される。中間の半導体ウエーハ領域
に対して熱を局在化することにより、化学的蒸着
は加熱された領域のみに限定される。加熱されな
い壁面はCVD温度より低いため、壁面上の蒸着
は減少する。反応域における温度は、通常高温壁
面システムにおいて得られるもの程均等でない。 米国特許第3705567号は、半導体ウエーハにド
ーピング物質をドープするためのシステムに関す
る。ウエーハを保有する室は片持ちで支持された
システム内のオーブン内まで延在している。加熱
素子が側面に沿つて設けられ、中心部に配置され
たウエーハの温度は端部における温度とは実質的
に異つている。蒸気の拡散状態はウエーハの姿勢
に対して直角方向であり、ウエーハは均等な濃度
のドーピング物質に露呈されることがない。
VLSI（超大規模集積回路）の如き進歩した半導
体素子の場合に要求される縁部から中心部、ウエ
ーハからウエーハ、およびバツチからバツチにお
ける均一性はこのようなシステムによつては達成
不可能である。このシステムは閉鎖型の蒸着シス
テムであつて、キヤリア・ガスを使用する確実な
ガス流を提供するものではない。 現在半導体材料の製造に使用されている高温壁
面CVDシステムは、そのほとんどが変換ドーピ
ング炉である。これらは長い管状の石英または類
似の不活性材料の反応炉を有し、熱は円筒状部分
の外周部にコイル状をなす加熱素子によつて与え
られる。反応炉の端部は加熱されず、温度の変化
は非常に大きいため蒸着室の中心部分（典型的に
は、加熱部分全体の三分の一）のみしか使用でき
ない。この制限された反応区域の各部間の平衡温
度の変化は一般に４℃を超える。管状壁面はコー
テイングがなされ、取外しおよび清掃が困難であ
り、塵埃の根源となる。ウエーハは管状の反応炉
の端部を越えて片持ち状に支持されるボート内に
配置され、ウエーハは前記室から片持ち支持され
た支持部を完全に引込めることにより再び装填さ
れる。単一の変換ドーピング炉および関連装置の
有効反応域（約76.2cm（30インチ）の場合）によ
り占められる床面積は約6.5乃至7.4m2（70乃至
80ft2）である。このような変換炉は進歩した一体
型回路要素の製造においては使用が厳しく制限さ
れ、しばしば半導体ウエーハを汚染し、高い不良
発生率の原因となる。維持電力要件は高価につ
き、単位容量は熱的片衡状態に達するに要する長
い期間により制約される。本発明の前には、半導
体産業において、VLSI素子の如き最も進歩した
集積回路要素に対して必要な精度の高い高品質の
コーテイングの製造のための装置は入手できなか
つた。これは、絶縁耐力、固有抵抗等の如き均一
で均質な物理的および電気的特性に対する要件が
増加した結果である。 本発明は、内部の蒸着反応室を実質的に囲繞す
る輻射熱源を有し、正確に制御された条件を内部
に提供する化学的蒸着装置に関するものである。 内部蒸着反応室は等温室でよく、あるいはオペ
レータにより予め定められる如く正確に制御され
た温度勾配を有するものでよい。この内部蒸着反
応室はガスを内部室に導入しこれからガスを除去
するためのガス分散システムを有する。真空室は
内部蒸着反応室を密閉し、真空室の壁面は内部室
の壁面から離間されている。真空室はドーム状の
ハウジングを有することが望ましく、またその壁
面は輻射線に対し実質的に透明である材料から作
られることが望ましい。輻射熱源はドーム状のハ
ウジングの外表面上で隔てられ、制御され加熱を
行なうように配置される。基部の輻射熱源もまた
設けることができるが、これらは真空室内部また
はその外部のいずれかに設けることができる。一
実施例においては、真空室の基部はドーム状の形
態を有する。内部室を囲繞する空間におけるガス
圧力を内部室内の圧力よりも高い正圧に維持する
ことにより、内部室からのガス成分の漏洩を阻止
し、真空室に対する汚染物の析出が減少させられ
る。 基板上への材料の化学的蒸着のための本発明の
方法は、基板表面と略々平行に基板表面を横切る
反応ガスを唯一の基板の表要と接触するように指
向せしめることを含む。前記基板は、250乃至
1300℃の蒸着反応温度および750トール以下の圧
力を有する制御された温度の反応区域内に配置さ
れ、反応区域内のどの地点における温度差も所要
の均等な温度又は温度勾配より２℃以内である。
蒸着ガスは、１枚の基板の表面上を通過した後除
去されることが望ましい。望ましい実施態様にお
いては、半導体ウエーハの如き基板はその表面が
垂直面内にあるように指向され、反応ガスは分散
装置から垂直方向にウエーハを通つてガス収集装
置に向けて送られる。反応室内の制御された温度
条件は、この反応室を実質的に囲繞する輻射熱源
により加熱することによつて得られる。反応室の
壁面は、輻射線に対して略々透明な材料から作ら
れている。反応室はその壁面から離間された真空
室によつて囲繞され、真空室の壁面を実質的に囲
繞する輻射熱源により熱が供給され、真空室の壁
面は輻射線に対して実質的に透明な材料から作ら
れることが望ましい。 本発明の目的は、基板の表面に更に均等な汚染
物質を含まない蒸着物を提供する正確に制御され
た温度の化学的蒸着システム（即ち、正確に制御
された温度勾配を有する等温システム即ちCVD
システム）の提供にある。別の目的は、単位基板
コーテイング容量当り遥かに小さな床面積しか占
めず、基板を反応室内に装填するための比較的効
率のよい装填システムを提供し、最初の基板の装
填から撤去までの作用サイクルを短縮し、内部反
応室の構成要素を迅速に撤去し、従来技術の装置
よりも実質的に少ないコーテイングを施した基板
当りの動力要件を有する装置の提供にある。 本文に用いられる用語「化学的蒸着」および
「CVD」とは、化学的蒸着法の基本特性を維持し
ながら、反応ガスの反応性、化学的特性または化
学組成を増加しあるいは変化させるプロセスの変
更を含むべく定義される。このため、プラズマの
助けを借りた化学的蒸着法、紫外線により励起さ
れる（紫外線励起）化学的蒸着法、マイクロ波で
励起される化学的蒸着法の如き反応ガスの分子が
更に反応性の高い要素に変換されるプロセスが、
本文において用いられる如き用語の意味の範囲内
に含まれる。 本文に用いられる如き用語「輻射熱源」は、こ
れにより熱の少なくとも一部が輻射によつて伝達
される加熱のためのシステム即ち手段を含む。伝
導および対流による熱伝達もまた生じることも認
識され意図されている。この「輻射熱源」は、温
度の上昇が影響を受ける状態についての制限を設
けず上昇した温度を有するどんな材料でもよい。
抵抗熱要素およびコーテイング、熱ランプ、加熱
液体および溶液、およびマイクロ波即ち誘導加熱
材料は、例えば「輻射熱源」として機能し得る。 第１図においては、本発明の化学的蒸着法の一
実施例の断面図が示されている。真空室２はドー
ム状のハウジング４とドーム状の基部６により画
成される。抵抗加熱素子８はハウジング４の円筒
状側壁面とドーム状頂部の周囲にコイル状に巻付
けられ、抵抗熱素子１０はドーム状基部６の外表
面に巻付けられている。加熱素子８と１０の間隙
は、反応室１８内の制御された温度条件（等温条
件又は制御された温度勾配条件）を提供するよう
に選定される。絶縁材料１２はドーム状のハウジ
ング４と上部ケーシング１４の間およびドーム状
基部６と基部ケーシング１６の間に配置されてい
る。 CVD反応室１８は、反応室の基部即ちガス・
コレクタ２２によつて支持されたドーム状の反応
室壁面２０によつて画成される。基板支持ロツド
２４が、ガス・コレクタ２２に対して融着される
かその上に支持されている。垂直方向を向いた基
板（半導体ウエーハの如き）２６はロツド２４上
に静置するボート２５上に支持されている。導管
路３０により支持された反応ガス分散装置２８
は、流入する反応ガスを内部の蒸着反応室１８内
全体に分散する。導管路３０およびガス・コレク
タ２２は、ドーム状の基部６の一部であるガス系
統のケーシング３２内を通る。 パージング・ガス入口３４が環状のフランジ・
リング組立体３６内に設けられ、この組立体はド
ーム状ハウジング４とドーム状基部６を一緒に保
持している。室壁面の上昇した温度によるシール
の破壊を阻止するために、結合フランジ・リング
組立体３６には、冷却流体入口部３８と冷却流体
出口部（図示せず）を有する循環冷却流体系統が
設けられている。この冷却流体は例えば水または
空気でよい。 必要に応じて、ドーム状基部６における張力を
逃すためドーム状基部６と基部板１６間の間隙に
おけるガス圧力を低下するため真空導管路３５を
使用することができる。真空室の壁面４の内部壁
面は、反応室壁面２０上の対応する突起部３９と
相互に作用（係合）し、反応室の壁面２０を持上
げて上部組立体が基板の撤去および再装填のため
取外される時基板装填区域を露呈する突起部３７
を有する。 第２図においては、第１図における装置のフラ
ンジ領域の部分的に拡大された断面図が示されて
いる。結合フランジ・リング組立体３６はドーム
状ハウジング４の縁部と封止作用的に係合状態に
ある上部フランジ・リング４２を有し、シール５
０がその間に封止部を提供する。中間のフラン
ジ・リング４４は同様にドーム状の基部フランジ
４８と封止作用的に係合関係にあり、シール５２
がその間に封止された位置関係を提供する。シー
ル５４は上部フランジ・リング４２と中間のフラ
ンジ・リング４４間にシールを提供する。下部の
フランジ・リング５８はドーム状の基部フランジ
４８を支持し、ガスケツト６０がその間に真空封
止状態を提供する。冷却流体入口部６２が上部フ
ランジ・リング４２に設けられ、劣媒チヤネル６
４に冷却流体を供給する。冷却流体入口部６６が
下部フランジ・リング５８に設けられ、冷媒を冷
媒チヤネル６８に対して供給する。中間フラン
ジ・リング４４はまた、パージング・ガス入口通
路７０を有する。シール５０，５２，５４は、そ
の物理的特性を上昇温度において維持する重合材
料から選択されたＯリングでよい。ガスケツト６
０は類似の重合材料から作ることができる。シー
ルもまた金属シールでよい。 第３図においては、第１図および第２図の線Ａ
―Ａに関する中間フランジ・リングの断面図が示
されている。この図は冷媒循環系統を示してい
る。冷却流体の入口管路７２はチヤネル７４の一
端部と連通し、冷却流体の出口管路７６はチヤネ
ル７４の他端部と連通する。パージング・ガス入
口通路７０は冷媒チヤネル端部間にあり、パージ
ング・ガス入口管路３４により供給される。真空
管路７３は真空解除通路７５と連通している。 汚染物質および塵埃を全く含まない蒸着物の純
度および均一性は現代の半導体産業の重要な要件
である。一般に、汚染源となる可能性を有する
CVD装置の全ての構成要素は汚染することのな
い材料から選択されなければならない。更に、本
発明のCVD装置におけるいくつかの構成要素
は、制御された温度条件および有効な動力使用量
を迅速に得るため実質的に輻射線に対して透明で
ある材料から作られることが望ましい。従つて、
第１図および第２図においては、ドーム状ハウジ
ング４、ドーム状基部６、ドーム状反応室２０、
基板支持部２４、ボート２５、反応ガス導管路３
０およびガス系統ケーシング３２は高純度のガラ
スもしくはシリコンから構成されることが望まし
い。シリコンは多結晶質および単結晶質の両方で
使用可能である。真空室に露呈される金属部分、
例えばフランジ４２は、316ステンレス鋼の如き
不活性のステンレス鋼でなければならない。 典型的な作動サイクルにおいては、本システム
は所要の作動温度、通常は250乃至1300℃に予熱
されている。加熱素子８および１０は、付勢され
る時、ドーム状ハウジング４、ケーシング３２を
含むドーム状基部６、ガス・コレクタ２２および
反応室壁面２０の石英壁面を通過する輻射線を生
じる。このため、所要の作動レベルまで温度を迅
速に上昇させる。本装置の上部構成要素、即ちド
ーム状ハウジング４および関連する加熱素子８、
絶縁材料１２および外側ケーシング１４は単一の
装置を形成し、これは持上げられる時、突起部３
９と係合して内部の蒸着反応室の壁面２０を持上
げて基板装填区域を露出する。内側の蒸着反応室
１８はこの時、ボート２５に取付けられた垂直方
向を向いた基板２６が装填される。次に本装置の
上部構成要素は作動位置に下される。真空状態に
置かれ、重量と空気の圧力の組合せが前記構成要
素を一体に強制し、シールおよびガスケツトを圧
縮して真空シールを形成する。真空室２内の圧力
は、ガス・コレクタ２２を介してガスを排出する
ことにより0.00005トールより低く低下させられ
る。温度が再び所要の値の平衡状態に達する時、
反応ガスがガス導管路３０および分配装置２８を
介して導入される。ガスは正圧下で平行な基板面
間からコレクタ２２に対して送られ、これにより
前記基板と平行な経路内で唯一つの基板の表面と
接触する。このため、蒸着されるコーテイングの
良好な均一性および制御を提供する。廃棄ガス・
コレクタ３２は、従来周知の真空ポンプおよび洗
浄システム（図示せず）と接続されている。反応
ガス成分およびキヤリア・ガスからの反応生成物
を除去することが可能な適当な洗浄システムを使
用することができ、適当などんな真空ポンプおよ
び関連する装置でも使用することができる。特定
のコーテイングに対して必要とされるガス組成、
温度および他の条件の事例については、参考のた
め本文に引用したW.Brown等の「Solid State
Technology」第84号51〜55頁（1979年７月）お
よびW.Kern等の「J.Vac.Sci.Technol.」第14巻
第５号（1977年）において記載されている。 中間温度処理条件の事例は下表において示され
る。
【表】
上記の条件は事例により示されるものであつ
て、限定としてではない。 入口部３４を介して導入されるパージング・ガ
スは反応ガスと共存可能なガスであり、例えば、
キヤリア・ガスでよい。反応室１８に対して外側
の真空室２内のガス圧力は、室１８内の圧力より
も僅かに高い。このため、反応室１８からその外
側の真空室の各部内への反応ガスの漏洩を阻止す
る。このことは、本システムにおいては、ドーム
状ハウジング４およびドーム状基部６の内表面が
ウエーハと同じ温度であり得かつ蒸着反応を維持
する故に特に重要である。その結果生じる蒸着物
は塵埃を生じ、再装填中水蒸気を吸収し、輻射線
に対する壁面の透過性を低下させることにより
（蒸着した材料が輻射線に対し不透明である時）、
加熱効率を低下するおそれがある。従つて本発明
のシステムにおいては、蒸着は基板および、反応
室の壁面２０の如き反応室に露出される諸要素、
基板支持部２４を有するガス・コレクタ２２およ
びボート２５に限定される。汚染された構成要素
は新鮮な要素と迅速に交換することができ、汚染
要素はシステムの作動を妨げることなく再使用の
ため洗浄することができる。従つて、内側の反応
室の構成要素の清掃のための分解および取外しを
容易にするように構成されることが本発明の非常
に重要な特質である。 第４図においては、本発明のCVD装置の別の
実施例が示されている。真空室８０は、石英、シ
リコンまたは輻射線に対して透明な類似の不活性
材料から作られることが望ましいドーム状ハウジ
ング８２と平坦な基部８４により画成される。加
熱要素８６がドーム状ハウジング８２の外表面の
周囲に巻付けられている。例えば、放物反射面を
有するタングステン・フイラメント・ランプまた
はハロゲン・ランプでよい輻射熱ランプ８８は、
基部８４の下方に配置され、輻射線を反応室９６
に対して指向させるように位置される。加熱要素
８６と加熱ランプ８８は反応室９６に制御された
温度条件を提供するように離間され、この反応室
は輻射熱源により実質的に包囲されている。絶縁
材料９０は、ドーム状ハウジング８２と上部ケー
シング９２間の空隙を充填する。 内側の蒸着反応室９６は、ガス・コレクタ１０
２の頂部に配置された反応室の壁面９８により画
成される。ガス・コレクタ１０２に対して溶着さ
れた基板支持ロツド１０４は、基板１０８が垂直
位置に支持されるボート１０６を支持する。ガス
分散装置１１０は、反応ガス導管路１１２からの
ガスが供給される。このガス分散装置は、基部８
４の一部でありあるいはこれに対して溶着された
ガス装置ケーシング１１４を介して真空室内に進
入する。 パージング・ガス入口部１１６は環状のフラン
ジ組立体１１８に配置される。ドーム状ハウジン
グ８２と基部８４は結合フランジ・リング組立体
１１８により封止係合状態になるよう一体に保持
されている。冷却流体は、第２図および第３図に
示されるように適当な入口部および出口部（図示
せず）により環状フランジ要素を介して循環させ
られる。この冷却系統はシールを熱的損傷から保
護している。 第５図においては、本発明の更に別の実施例が
示されている。真空室１３０はドーム状ハウジン
グ１３２と基部１３４により画成される。このド
ーム状ハウジング１３２と基部１３４は、石英、
シリコンまたは他の不活性即ち共用可能な材料か
ら作られることが望ましい。加熱要素１３６はド
ーム状ハウジング１３２の外側に巻付けられてい
る。加熱要素１３８は各要素を絶縁するため石英
で封止され、コイル状の石英で封止し、あるいは
２枚の溶着された石英板間で封止することができ
る。これらの加熱要素は電源に対し保護された配
線（図示せず）によつて適当に接続されている。
熱源１３６と１３８は反応室１４６内に制御され
た温度条件を提供するように離間されている。絶
縁材料１４０は、ドーム状ハウジング１３２と外
側のケーシング１４２間および基部１３４と外側
の基部ケーシング１４４間の空隙を充填する。 内側蒸着反応室１４８は、ドーム状反応室の壁
面１４８とガス・コレクタ１５０により画成され
る。基板支持ロツド１５２は、基板１５６を垂直
位置に保持するボート１５４を支持する。これら
の構成要素が石英から作られることが望ましい。
反応ガスの分散装置１５８は、導管路１６０を介
して反応ガスが供給され、ガス供給分はケーシン
グ１６２内に保持される。 パージング・ガス入口部１６４は前述の如く、
パージング・ガスを供給する。環状の結合フラン
ジ・リング組立体１６６は、真空室の上下の要素
間に封止係合状態を提供する。結合フランジ・リ
ング組立体１６６は、第２図および第３図に関し
て記述した方法でシールを保護する冷媒の入口部
と出口部（図示せず）が設けられている。 第６図においては、輻射熱ランプを含む本発明
の更に別の実施例の断面図が示されている。真空
室１８０は、上部のドーム状ハウジング１８２と
基部１８４により画成される。輻射加熱装置１８
６はハウジング１８２の周囲および基部１８４の
下方で均等な空隙で隔てられている。４つの四半
部の内の２つが示されている。輻射加熱装置１８
６は、反応室１９０内に正確に制御された温度を
生じるように離間され位置されている。フランジ
を設けたリング組立体１８８は、ドーム状ハウジ
ング１８２と基部１８４間に封止係合状態を提供
する。パージング・ガス入口部１９２と冷却流体
入口部および出口部（図示せず）が第２図および
第３図に関し記述した如く設けられている。 第６図に示された内側蒸着反応室１８６および
関連する各要素は、例えば第１図の実施例に関し
て記述した構造を有する。同様なガス分散ケーシ
ング１９４が反応ガス入口管１９０を収容し、前
述の如くガス出口部を形成している。 第７図は、本発明のCVD装置の更に別の実施
例の断面図である。真空室２２０はドーム状ハウ
ジング２２２とドーム状基部２２４により画成さ
れる。加熱要素２２６と２２８は、ドーム状ハウ
ジング２２とドーム状基部２２４の各々の外表面
において反応室２３６に正確な温度制御を与える
形状でコイル状に巻付けられている。絶縁材料２
３０は、ドーム状ハウジング２２２と対応する外
側のドーム状ケーシング２３２間およびドーム状
基部２２４と各々の外側基部ケーシング２３４間
の所定位置に保持されている。 内側の蒸着反応室２３６は前述の如き形態およ
び機能を有する。ガス分散ケーシング２３８はド
ーム状基部を介して延在してこれと封止係合関係
にある。反応ガスの管路２４０はこのケーシング
２３８を貫通している。パージング・ガス入口管
路２４２は前述の如くパージング・ガスを提供す
る。環状の結合フランジ・リング組立体２４４お
よび前記パージング・ガス入口部、冷却流体入口
部およびこれらと関連するシールは第８図に示さ
れている。 第８図においては、第７図の結合フランジ・リ
ング組立体２４４の部分断面図が示されている。
上部のフランジ・リングの頂部片２６０は、これ
とハウジング・フランジ６８８間にＯリングの如
きガスケツト２７１を有する。上部フランジ・リ
ングの一部片２６２は、これとハウジングのフラ
ンジ２６８間にシール２７２を有する。前記頂部
片２６０および底部片２６２がボルト２７８によ
り一体に押圧される時、シール２７２は圧縮され
てこれら要素間に真空シールを提供する。同様
に、下部フランジ・リングの頂部片２６４はこれ
とドーム状基部フランジ２７０間にシール２７３
を有する。下部フランジ・リングの基部片２６６
はこれとドーム状の基部フランジ２７０間にガス
ケツト２７４を有する。ボルト２８０の圧縮作用
下にある時、前記下部フランジ・リングの頂部お
よび底部片は一体に押圧される。このため、シー
ル２７３を圧縮作用下に置き、シール２７３が対
向面側に真空シールを提供する。別のシール２７
６が上部フランジ・リングの底部片２６２と下部
フランジ・リングの頂部片２６４間に配置され
る。これらシールは、例えば、Ｘ，Ｅ，Ｄおよび
丸い形状を含む色々な形状の１つを有する弾性に
富むＯリングまたは金属シールでよい。上部ハウ
ジング２７９の荷重および空気圧力（室２２０を
抜気する時）による圧縮作用下に置かれる時、シ
ール２７６は真空シールを提供する。フランジ・
リングには冷媒入口部２８２，２８４，２８６，
２８８が設けられている。冷却流体はフランジ要
素全体を循環し、これらフランジを種々のシール
およびガスケツトを過熱状態から保護するため必
要な温度に保持する。 本発明のCVD装置はこれまで公知のシステム
に勝る多くの利点を提供するものである。床面積
の要件は、典型的な装置は約1.4m2（15ft2）以上の
面積を占めることがないが、85％だけ減少され
る。変換ドーピング炉の長い円筒状の室が省かれ
るため、これもまた基板の撤去充填作業が簡単に
なる。便利な分解操作は最小限度の熱損失で迅速
な再装填を可能にし、作業サイクルを実質的に短
縮する。標準的な再装填サイクルにおいて汚染さ
れた反応要素を洗浄のため交換することができ、
また非常に清潔な塵埃のない蒸着環境の維持が可
能である。 本発明の装置により得られる反応装置環境は従
来技術のシステムにおけるものと比較にならな
い。例えば、300℃における温度平衡状態は、標
準的な高温壁面装置の場合の容器の閉鎖後70分と
比較して20分以内で達成される。30分後には、反
応室内の温度の変化は２℃以下である（等温条件
の場合。温度勾配が必要とされる時は、所要の温
度勾配から２℃以下となる。）。これは、90分後に
は４℃の変化より大きな変化を有する従来技術の
高温壁面の炉よりも遥かに優れている。本発明の
システムの動力効率は略々10倍まで向上される。
300℃においては、従来技術のシステムは、典型
的には、単位当り2000ワツトを越え継続運転時の
動力要件を呈する。本発明のCVD装置の継続運
転時の動力要件は僅かに200ワツトに過ぎないの
である。 実施例 第１図に示す構造を有する化学蒸着装置を、次
のような寸法を有するように製作した。真空室４
は内側直径が51cmであり、高さは57.5cmである。
底部真空室壁６の高さは25.4cmである。内側蒸着
室１８は幅30.5cm、深さ28cm、プラツトホームか
らの上の高さ25.4cmである。 第４図に示すように密閉さされた装置を、蒸着
室に水素ガスを通しながら0.1トール以下の圧力
（ベース圧力）にまで真空にしそして400℃の温度
に加熱した。外側ハウジング１４及び反応室の上
側壁２０を持上げることによつて装置を開き、支
持部２４を露出せしめた。各々25個のシリコンウ
エーハを載置した、長さ25.2cmの２個のウエーハ
ボートをプラツトホーム２４上に置き、そして装
置を閉じた。装置をベース圧力まで真空にし、水
素ガスを流速1000sccm（標準状態cm3／分）で導
入し、そして400℃で平衡状態にした。小流量の
水素ガスを入口３４（第２図）を通して導入を開
始した。フツ化タングステン（WF6）ガスを流速
200sccmで導入し、真空系の圧力を0.5トールに
維持した。タングステンの蒸着が200オングスト
ローム／分の速度で進行した。厚さ10000オング
ストロームの被覆が蒸着されるまで反応を続け
た。フツ化タングステンの流れを止め、装置を
350℃まで冷却した。次に真空を開放し、装置を
開き、高度に均一なタングステンの被覆を有する
シリコンウエーハを含むウエーハボートを取出し
た。 以上述べたように、本発明の装置は特異な構造
を有し、CVD法で蒸着されるフイルムの均一性
を大幅に改善するものである。 本発明の第１の特徴は、真空室壁の内側に反応
室（蒸着室）を設け、そして反応ガスが内側反応
室内に限定されるようにしたことである。内側反
応室の複数の構成要素はシールされておらず、内
側の真空を維持する作用をしない。かくしてこれ
らの構成要素は軽くかつ分離可能な構造になつて
いる。従つてそれらはコーテイングすべきウエー
ハの装填又は撤去の際、又は内側反応室内部に付
着した汚染物を清掃するために容易に分解可能で
ある。また外側真空室と内側反応室の間にパージ
ングガスを導入することができ、これによつて内
側反応室を構成する各要素間の隙間を通る不活性
ガスの内向流れが生じ、従つて反応ガスが内側反
応室から外側真空室に流れ出て、重くて分解して
清掃することが困難な真空室の壁にコーテイング
を形成するのを防止することができる。 本発明の第２の特徴は、「高温壁面」システム
であり、内側反応室のすべての側を実質的に囲む
輻射加熱手段を有することである。 蒸着反応速度は温度の函数であり、従つて１つ
のウエーハの表面の温度の変化又は複数のウエー
ハ間の温度の変化は異なつたコーテイング厚さを
生ずる。更に、ガス源からウエーハに至る間に反
応体の大きな温度勾配が生ずると容器の低温の部
分にゆるいコーテイングが形成される。このよう
なゆるいコーテイングははがれて粒子を形成し、
これらがガスによつて運ばれてウエーハ表面を汚
染する。 本発明の構造では、実質的に反応室のすべての
側を囲む輻射加熱手段によつて、反応室全体にわ
たつて温度が均一に維持される。反応ガスは入口
から出口に達する迄に低温に遭遇することはな
く、従つて上述のようなゆるいコーテイングの形
成が防止される。 本発明の第３の特徴は、ウエーハは垂直に配置
され、そして反応ガスは入口から出口に至るまで
に唯一つのウエーハの表面と接触するようになつ
ていることである（これを単一パスシステムと称
する）。従来の市販の装置では、反応ガスは複数
のウエーハの表面上を通過するようになつてお
り、このために反応成分は涸渇し、その濃度は次
第にうすくなりがちであつた。従来の管状炉型の
装置でこのような反応成分の涸渇が生ずると蒸着
速度が減退し、コーテイング厚さは薄くならざる
を得なかつた。
て、限定としてではない。 入口部３４を介して導入されるパージング・ガ
スは反応ガスと共存可能なガスであり、例えば、
キヤリア・ガスでよい。反応室１８に対して外側
の真空室２内のガス圧力は、室１８内の圧力より
も僅かに高い。このため、反応室１８からその外
側の真空室の各部内への反応ガスの漏洩を阻止す
る。このことは、本システムにおいては、ドーム
状ハウジング４およびドーム状基部６の内表面が
ウエーハと同じ温度であり得かつ蒸着反応を維持
する故に特に重要である。その結果生じる蒸着物
は塵埃を生じ、再装填中水蒸気を吸収し、輻射線
に対する壁面の透過性を低下させることにより
（蒸着した材料が輻射線に対し不透明である時）、
加熱効率を低下するおそれがある。従つて本発明
のシステムにおいては、蒸着は基板および、反応
室の壁面２０の如き反応室に露出される諸要素、
基板支持部２４を有するガス・コレクタ２２およ
びボート２５に限定される。汚染された構成要素
は新鮮な要素と迅速に交換することができ、汚染
要素はシステムの作動を妨げることなく再使用の
ため洗浄することができる。従つて、内側の反応
室の構成要素の清掃のための分解および取外しを
容易にするように構成されることが本発明の非常
に重要な特質である。 第４図においては、本発明のCVD装置の別の
実施例が示されている。真空室８０は、石英、シ
リコンまたは輻射線に対して透明な類似の不活性
材料から作られることが望ましいドーム状ハウジ
ング８２と平坦な基部８４により画成される。加
熱要素８６がドーム状ハウジング８２の外表面の
周囲に巻付けられている。例えば、放物反射面を
有するタングステン・フイラメント・ランプまた
はハロゲン・ランプでよい輻射熱ランプ８８は、
基部８４の下方に配置され、輻射線を反応室９６
に対して指向させるように位置される。加熱要素
８６と加熱ランプ８８は反応室９６に制御された
温度条件を提供するように離間され、この反応室
は輻射熱源により実質的に包囲されている。絶縁
材料９０は、ドーム状ハウジング８２と上部ケー
シング９２間の空隙を充填する。 内側の蒸着反応室９６は、ガス・コレクタ１０
２の頂部に配置された反応室の壁面９８により画
成される。ガス・コレクタ１０２に対して溶着さ
れた基板支持ロツド１０４は、基板１０８が垂直
位置に支持されるボート１０６を支持する。ガス
分散装置１１０は、反応ガス導管路１１２からの
ガスが供給される。このガス分散装置は、基部８
４の一部でありあるいはこれに対して溶着された
ガス装置ケーシング１１４を介して真空室内に進
入する。 パージング・ガス入口部１１６は環状のフラン
ジ組立体１１８に配置される。ドーム状ハウジン
グ８２と基部８４は結合フランジ・リング組立体
１１８により封止係合状態になるよう一体に保持
されている。冷却流体は、第２図および第３図に
示されるように適当な入口部および出口部（図示
せず）により環状フランジ要素を介して循環させ
られる。この冷却系統はシールを熱的損傷から保
護している。 第５図においては、本発明の更に別の実施例が
示されている。真空室１３０はドーム状ハウジン
グ１３２と基部１３４により画成される。このド
ーム状ハウジング１３２と基部１３４は、石英、
シリコンまたは他の不活性即ち共用可能な材料か
ら作られることが望ましい。加熱要素１３６はド
ーム状ハウジング１３２の外側に巻付けられてい
る。加熱要素１３８は各要素を絶縁するため石英
で封止され、コイル状の石英で封止し、あるいは
２枚の溶着された石英板間で封止することができ
る。これらの加熱要素は電源に対し保護された配
線（図示せず）によつて適当に接続されている。
熱源１３６と１３８は反応室１４６内に制御され
た温度条件を提供するように離間されている。絶
縁材料１４０は、ドーム状ハウジング１３２と外
側のケーシング１４２間および基部１３４と外側
の基部ケーシング１４４間の空隙を充填する。 内側蒸着反応室１４８は、ドーム状反応室の壁
面１４８とガス・コレクタ１５０により画成され
る。基板支持ロツド１５２は、基板１５６を垂直
位置に保持するボート１５４を支持する。これら
の構成要素が石英から作られることが望ましい。
反応ガスの分散装置１５８は、導管路１６０を介
して反応ガスが供給され、ガス供給分はケーシン
グ１６２内に保持される。 パージング・ガス入口部１６４は前述の如く、
パージング・ガスを供給する。環状の結合フラン
ジ・リング組立体１６６は、真空室の上下の要素
間に封止係合状態を提供する。結合フランジ・リ
ング組立体１６６は、第２図および第３図に関し
て記述した方法でシールを保護する冷媒の入口部
と出口部（図示せず）が設けられている。 第６図においては、輻射熱ランプを含む本発明
の更に別の実施例の断面図が示されている。真空
室１８０は、上部のドーム状ハウジング１８２と
基部１８４により画成される。輻射加熱装置１８
６はハウジング１８２の周囲および基部１８４の
下方で均等な空隙で隔てられている。４つの四半
部の内の２つが示されている。輻射加熱装置１８
６は、反応室１９０内に正確に制御された温度を
生じるように離間され位置されている。フランジ
を設けたリング組立体１８８は、ドーム状ハウジ
ング１８２と基部１８４間に封止係合状態を提供
する。パージング・ガス入口部１９２と冷却流体
入口部および出口部（図示せず）が第２図および
第３図に関し記述した如く設けられている。 第６図に示された内側蒸着反応室１８６および
関連する各要素は、例えば第１図の実施例に関し
て記述した構造を有する。同様なガス分散ケーシ
ング１９４が反応ガス入口管１９０を収容し、前
述の如くガス出口部を形成している。 第７図は、本発明のCVD装置の更に別の実施
例の断面図である。真空室２２０はドーム状ハウ
ジング２２２とドーム状基部２２４により画成さ
れる。加熱要素２２６と２２８は、ドーム状ハウ
ジング２２とドーム状基部２２４の各々の外表面
において反応室２３６に正確な温度制御を与える
形状でコイル状に巻付けられている。絶縁材料２
３０は、ドーム状ハウジング２２２と対応する外
側のドーム状ケーシング２３２間およびドーム状
基部２２４と各々の外側基部ケーシング２３４間
の所定位置に保持されている。 内側の蒸着反応室２３６は前述の如き形態およ
び機能を有する。ガス分散ケーシング２３８はド
ーム状基部を介して延在してこれと封止係合関係
にある。反応ガスの管路２４０はこのケーシング
２３８を貫通している。パージング・ガス入口管
路２４２は前述の如くパージング・ガスを提供す
る。環状の結合フランジ・リング組立体２４４お
よび前記パージング・ガス入口部、冷却流体入口
部およびこれらと関連するシールは第８図に示さ
れている。 第８図においては、第７図の結合フランジ・リ
ング組立体２４４の部分断面図が示されている。
上部のフランジ・リングの頂部片２６０は、これ
とハウジング・フランジ６８８間にＯリングの如
きガスケツト２７１を有する。上部フランジ・リ
ングの一部片２６２は、これとハウジングのフラ
ンジ２６８間にシール２７２を有する。前記頂部
片２６０および底部片２６２がボルト２７８によ
り一体に押圧される時、シール２７２は圧縮され
てこれら要素間に真空シールを提供する。同様
に、下部フランジ・リングの頂部片２６４はこれ
とドーム状基部フランジ２７０間にシール２７３
を有する。下部フランジ・リングの基部片２６６
はこれとドーム状の基部フランジ２７０間にガス
ケツト２７４を有する。ボルト２８０の圧縮作用
下にある時、前記下部フランジ・リングの頂部お
よび底部片は一体に押圧される。このため、シー
ル２７３を圧縮作用下に置き、シール２７３が対
向面側に真空シールを提供する。別のシール２７
６が上部フランジ・リングの底部片２６２と下部
フランジ・リングの頂部片２６４間に配置され
る。これらシールは、例えば、Ｘ，Ｅ，Ｄおよび
丸い形状を含む色々な形状の１つを有する弾性に
富むＯリングまたは金属シールでよい。上部ハウ
ジング２７９の荷重および空気圧力（室２２０を
抜気する時）による圧縮作用下に置かれる時、シ
ール２７６は真空シールを提供する。フランジ・
リングには冷媒入口部２８２，２８４，２８６，
２８８が設けられている。冷却流体はフランジ要
素全体を循環し、これらフランジを種々のシール
およびガスケツトを過熱状態から保護するため必
要な温度に保持する。 本発明のCVD装置はこれまで公知のシステム
に勝る多くの利点を提供するものである。床面積
の要件は、典型的な装置は約1.4m2（15ft2）以上の
面積を占めることがないが、85％だけ減少され
る。変換ドーピング炉の長い円筒状の室が省かれ
るため、これもまた基板の撤去充填作業が簡単に
なる。便利な分解操作は最小限度の熱損失で迅速
な再装填を可能にし、作業サイクルを実質的に短
縮する。標準的な再装填サイクルにおいて汚染さ
れた反応要素を洗浄のため交換することができ、
また非常に清潔な塵埃のない蒸着環境の維持が可
能である。 本発明の装置により得られる反応装置環境は従
来技術のシステムにおけるものと比較にならな
い。例えば、300℃における温度平衡状態は、標
準的な高温壁面装置の場合の容器の閉鎖後70分と
比較して20分以内で達成される。30分後には、反
応室内の温度の変化は２℃以下である（等温条件
の場合。温度勾配が必要とされる時は、所要の温
度勾配から２℃以下となる。）。これは、90分後に
は４℃の変化より大きな変化を有する従来技術の
高温壁面の炉よりも遥かに優れている。本発明の
システムの動力効率は略々10倍まで向上される。
300℃においては、従来技術のシステムは、典型
的には、単位当り2000ワツトを越え継続運転時の
動力要件を呈する。本発明のCVD装置の継続運
転時の動力要件は僅かに200ワツトに過ぎないの
である。 実施例 第１図に示す構造を有する化学蒸着装置を、次
のような寸法を有するように製作した。真空室４
は内側直径が51cmであり、高さは57.5cmである。
底部真空室壁６の高さは25.4cmである。内側蒸着
室１８は幅30.5cm、深さ28cm、プラツトホームか
らの上の高さ25.4cmである。 第４図に示すように密閉さされた装置を、蒸着
室に水素ガスを通しながら0.1トール以下の圧力
（ベース圧力）にまで真空にしそして400℃の温度
に加熱した。外側ハウジング１４及び反応室の上
側壁２０を持上げることによつて装置を開き、支
持部２４を露出せしめた。各々25個のシリコンウ
エーハを載置した、長さ25.2cmの２個のウエーハ
ボートをプラツトホーム２４上に置き、そして装
置を閉じた。装置をベース圧力まで真空にし、水
素ガスを流速1000sccm（標準状態cm3／分）で導
入し、そして400℃で平衡状態にした。小流量の
水素ガスを入口３４（第２図）を通して導入を開
始した。フツ化タングステン（WF6）ガスを流速
200sccmで導入し、真空系の圧力を0.5トールに
維持した。タングステンの蒸着が200オングスト
ローム／分の速度で進行した。厚さ10000オング
ストロームの被覆が蒸着されるまで反応を続け
た。フツ化タングステンの流れを止め、装置を
350℃まで冷却した。次に真空を開放し、装置を
開き、高度に均一なタングステンの被覆を有する
シリコンウエーハを含むウエーハボートを取出し
た。 以上述べたように、本発明の装置は特異な構造
を有し、CVD法で蒸着されるフイルムの均一性
を大幅に改善するものである。 本発明の第１の特徴は、真空室壁の内側に反応
室（蒸着室）を設け、そして反応ガスが内側反応
室内に限定されるようにしたことである。内側反
応室の複数の構成要素はシールされておらず、内
側の真空を維持する作用をしない。かくしてこれ
らの構成要素は軽くかつ分離可能な構造になつて
いる。従つてそれらはコーテイングすべきウエー
ハの装填又は撤去の際、又は内側反応室内部に付
着した汚染物を清掃するために容易に分解可能で
ある。また外側真空室と内側反応室の間にパージ
ングガスを導入することができ、これによつて内
側反応室を構成する各要素間の隙間を通る不活性
ガスの内向流れが生じ、従つて反応ガスが内側反
応室から外側真空室に流れ出て、重くて分解して
清掃することが困難な真空室の壁にコーテイング
を形成するのを防止することができる。 本発明の第２の特徴は、「高温壁面」システム
であり、内側反応室のすべての側を実質的に囲む
輻射加熱手段を有することである。 蒸着反応速度は温度の函数であり、従つて１つ
のウエーハの表面の温度の変化又は複数のウエー
ハ間の温度の変化は異なつたコーテイング厚さを
生ずる。更に、ガス源からウエーハに至る間に反
応体の大きな温度勾配が生ずると容器の低温の部
分にゆるいコーテイングが形成される。このよう
なゆるいコーテイングははがれて粒子を形成し、
これらがガスによつて運ばれてウエーハ表面を汚
染する。 本発明の構造では、実質的に反応室のすべての
側を囲む輻射加熱手段によつて、反応室全体にわ
たつて温度が均一に維持される。反応ガスは入口
から出口に達する迄に低温に遭遇することはな
く、従つて上述のようなゆるいコーテイングの形
成が防止される。 本発明の第３の特徴は、ウエーハは垂直に配置
され、そして反応ガスは入口から出口に至るまで
に唯一つのウエーハの表面と接触するようになつ
ていることである（これを単一パスシステムと称
する）。従来の市販の装置では、反応ガスは複数
のウエーハの表面上を通過するようになつてお
り、このために反応成分は涸渇し、その濃度は次
第にうすくなりがちであつた。従来の管状炉型の
装置でこのような反応成分の涸渇が生ずると蒸着
速度が減退し、コーテイング厚さは薄くならざる
を得なかつた。
第１図は上部ハウジングと基部の双方にドーム
状構造を有する本発明のCVD装置を示す断面
図、第２図は第１図に示したCVD装置の詳細な
フランジ構造を示す部分断面図、第３図は第１図
および第２図の線Ａ―Ａに関する断面図、第４図
はドーム状の上部ハウジングと平坦な基部構造を
有する本発明のCVD装置の別の実施例を示す断
面図、第５図は基部と反応室間の真空室内に配置
された輻射熱源を有する本発明のCVD装置の更
に別の実施例を示す図、第６図は輻射ランプ熱源
を含む本発明の別の実施態様を示す断面図、第７
図はドーム状の上部ハウジングと基部構造を有す
る本発明のCVD装置の更に別の実施例を示す
図、および第８図は第７図に示された装置の詳細
なフランジ構造を示す部分断面図である。 ２…真空室、４…ドーム状ハウジング、６…ド
ーム状基部、８…抵抗加熱素子、１０…抵抗熱素
子、１２…絶縁材料、１４…上部ケーシング、１
６…基部板、１８…反応室、２０…反応室壁面、
２２…ガス・コレクタ、２４…基板支持ロツド、
２５…ボート、２６…基板、２８…反応ガス分散
装置、３０…導管路、３２…ケーシング、３４…
パージング・ガス入口、３５…真空導管路、３６
…結合フランジ・リング組立体、３７…突起部、
３８…冷却流体入口部、３９…突起部、４２…上
部フランジ・リング、４４…中間のフランジ・リ
ング、４８…基部フランジ、５０…シール、５２
…シール、５４…シール、５８…下部のフラン
ジ・リング、６０…ガスケツト、６２…冷却流体
入口部、６４…冷媒チヤネル、６８…冷却流体入
口部、６８…冷媒チヤネル、７０…パージング・
ガス入口通路、７２…入口管路、７３…真空管
路、７４…チヤネル、７５…真空解除通路、７６
…出口管路。
状構造を有する本発明のCVD装置を示す断面
図、第２図は第１図に示したCVD装置の詳細な
フランジ構造を示す部分断面図、第３図は第１図
および第２図の線Ａ―Ａに関する断面図、第４図
はドーム状の上部ハウジングと平坦な基部構造を
有する本発明のCVD装置の別の実施例を示す断
面図、第５図は基部と反応室間の真空室内に配置
された輻射熱源を有する本発明のCVD装置の更
に別の実施例を示す図、第６図は輻射ランプ熱源
を含む本発明の別の実施態様を示す断面図、第７
図はドーム状の上部ハウジングと基部構造を有す
る本発明のCVD装置の更に別の実施例を示す
図、および第８図は第７図に示された装置の詳細
なフランジ構造を示す部分断面図である。 ２…真空室、４…ドーム状ハウジング、６…ド
ーム状基部、８…抵抗加熱素子、１０…抵抗熱素
子、１２…絶縁材料、１４…上部ケーシング、１
６…基部板、１８…反応室、２０…反応室壁面、
２２…ガス・コレクタ、２４…基板支持ロツド、
２５…ボート、２６…基板、２８…反応ガス分散
装置、３０…導管路、３２…ケーシング、３４…
パージング・ガス入口、３５…真空導管路、３６
…結合フランジ・リング組立体、３７…突起部、
３８…冷却流体入口部、３９…突起部、４２…上
部フランジ・リング、４４…中間のフランジ・リ
ング、４８…基部フランジ、５０…シール、５２
…シール、５４…シール、５８…下部のフラン
ジ・リング、６０…ガスケツト、６２…冷却流体
入口部、６４…冷媒チヤネル、６８…冷却流体入
口部、６８…冷媒チヤネル、７０…パージング・
ガス入口通路、７２…入口管路、７３…真空管
路、７４…チヤネル、７５…真空解除通路、７６
…出口管路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数個の被覆すべき物品を位置づけかつ該物
品を挿入しかつ取出すように操作可能な蒸着区域
を有する垂直に配向した内側蒸着室と、垂直な対
称中心軸を有する真空室と、但し該内側蒸着室は
該真空室の内側にありかつ該真空室の壁面から間
隔をへだてた壁面を有し、該内側蒸着室の壁面に
は、被覆すべき物品の装填及び撤去のために開放
して内側真空室の内部に接近し得るように分離可
能な構成要素から構成されており、ガスを内側蒸
着室に導入するための分散開口を含むガス導入手
段と、ガスを装置から排出するためのガス・コレ
クタを含むガス排出手段と、蒸着室に熱を供給す
るための加熱手段とを具備する蒸着装置におい
て；該加熱手段は該蒸着室のすべての側を実質的
に囲繞する輻射加熱手段を具備し、該ガス・コレ
クタはガスを該真空室に接触することなく内側蒸
着室から排出するように配置されており、そして
該ガス分散開口及びガス・コレクタは蒸着区域の
両側に配置されており、これによつて反応ガス
は、ガス分散開口からガス・コレクタまでを通過
する時、唯一の被覆すべき物品の表面と接触する
ように指向せしめられることを特徴とする蒸着装
置。 ２ 操業中真空室内の圧力を反応室内の圧力より
いくらか高く維持するためにパージング・ガスを
真空室内に導入し得るように真空室に別個のガス
導入口を設ける特許請求の範囲第１項記載の化学
的蒸着装置。 ３ 真空室は基部と該基部上に静置する別個のカ
バーとその接合部の周りの真空シールによつて画
成され、蒸着室は真空室の基部に支持される基部
と該蒸着室の基部上に静置する別個のカバーによ
つて画成されている特許請求の範囲第１項又は第
２項記載の化学的蒸着装置。 ４ 蒸着室カバーは、真空室カバーをその基部か
ら上昇せしめる時それとともに離脱するように真
空室カバーに放射可能に支持されている特許請求
の範囲第３項記載の化学的蒸着装置。 ５ 蒸着室基部は、真空室カバーを離脱せしめる
時真空室基部から離脱可能である特許請求の範囲
第４項記載の化学的蒸着装置。 ６ 蒸着室へのガス導入口は反応ガスを蒸着室の
上方領域に供給するためにその基部から立上つて
いる導入管を具備し、蒸着室からのガス排出口は
その基部にある特許請求の範囲第３項乃至第５項
のいずれかに記載の化学的蒸着装置。 ７ 蒸着室からのガス排出口は導入管よりも大き
い孔の管を具備し、その中に導入管が使用済み反
応ガスの排出を可能にするに充分な間隙を有して
位置づけられている特許請求の範囲第６項記載の
化学的蒸着装置。 ８ 真空室内の圧力を反応室内の圧力よりいくら
か高く維持するために操業中に真空室にパージン
グ・ガスを導入し得るように真空室に別個のガス
導入口を設け、真空室からのガス排出口をその基
部に設け、そして蒸着室からのガス排出管を、パ
ージング・ガスを真空室から排出するに充分な間
隙を有してその中に位置づける特許請求の範囲第
７項記載の化学的蒸着装置。 ９ 蒸着室からのガス排出管の下端が真空室から
のガス排出管の中で終り、これによつて両排出管
に対して共通の真空装置が使用可能である特許請
求の範囲第８項記載の化学的蒸発装置。 １０ 真空室内の圧力を反応室内の圧力よりいく
らか高く維持するために操業中に真空室にパージ
ング・ガスを導入し得るように真空室に別個のガ
ス導入口を設け、そして真空室へのガス導入口を
その基部及びカバー間の接合部に隣接して位置づ
ける特許請求の範囲第３項乃至第９項のいずれか
に記載の化学的蒸着装置。 １１ 真空室の基部及びカバーのシール部及びそ
の隣接区域を冷却するための手段を具備する特許
請求の範囲第３項乃至第１０項のいずれかに記載
の化学的蒸着装置。 １２ 輻射加熱手段を真空室のカバー及び基部に
設け、該基部は上向きにドーム形状であり、そし
て真空室のカバー及び基部間の接合部は該輻射加
熱手段の下のドームの下部周辺の周りに位置づけ
られている特許請求の範囲第３項乃至第１１項の
いずれかに記載の化学的蒸着装置。 １３ 真空室壁は輻射熱に対して透明な材料から
なり、そして加熱手段が該壁の蒸着室から遠い側
に配置されている特許請求の範囲第１項乃至第１
２項記載のいずれかに記載の化学的蒸着装置。 １４ 内側蒸着室はカバー及び基部を有し、該カ
バーは頂部及び該基部に接する下縁を備えた側壁
を有して蒸着室を画成し、該基部の下のガス・コ
レクタ手段は基部内のガス流れ開口に連通して蒸
着室から使用済みガスの排出を可能にし、ガス導
入手段がガス・コレクタ手段内で立上りかつ基部
を上方に通過している特許請求の範囲第１項又は
第２項記載の化学的蒸着装置。 １５ 反応室カバーは、これを基部から持ち上げ
て反応室を暴露するための係合手段として外側に
延びる突起部を有する特許請求の範囲第１４項記
載の化学的蒸着装置。 １６ 真空室は基部及び蒸着室に立入るために取
外し可能なカバーを具備し、蒸着室は基部及び蒸
着室の内部に立入るために取外し可能なカバーを
具備し、ガス排出手段は使用済みガスを基部の開
口を通して排出するために蒸着室基部の下部に位
置し、ガス導入手段はガスを蒸着室の上部領域に
導入するために基部を通つて立上る管を具備し、
そして反応室基部は真空室から取外し可能である
特許請求の範囲第１項記載の化学的蒸着装置。 １７ 蒸着室基部はガス導入管から独立に真空室
から取外し可能である特許請求の範囲第１６項記
載の化学的蒸着装置。 １８ ガス・コレクタ手段は蒸着室基部の下方に
位置し、該ガス・コレクタ手段はガス排出口内に
排出するが、蒸着室基部を取外した際ガス排出口
から分離可能である特許請求の範囲第１６項又は
第１７項記載の化学的蒸着装置。 １９ 蒸着室壁が輻射熱に対して透明な材料から
なる特許請求の範囲第１項乃至第１８項のいずれ
かに記載の化学的蒸着装置。 ２０ 大気圧以下の加熱された蒸着室内で複数の
半導体ウエーハの上に反応ガスを通すことによつ
て複数の半導体ウエーハの表面に化学的蒸着を行
なう方法において；蒸着室を実質的に囲繞する輻
射加熱手段によつて蒸着室を250乃至1300℃の温
度に加熱し、1.03Kg／cm2またはそれ以下の圧力に
おいて、反応区域全体にわたる温度差を所定の温
度から２℃以下とし、ウエーハを垂直に配向せし
めて水平方向に間隔を隔て、反応ガスを蒸着室内
に導入し、唯一のウエーハの表面と接触するよう
にウエーハの表面に平行に指向せしめ、そして蒸
着室から取り出すことを特徴とする方法。 ２１ 蒸着室はウエーハを支持する基部と取外し
可能なカバーを具備し、かつ真空室によつて囲繞
されており、パージング・ガスを真空室に導入
し、真空室内の圧力を蒸着室内の圧力より高くし
て反応ガスが蒸着室から真空室内へ逃げるのを防
止する特許請求の範囲第２０項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/412,237 US4545327A (en) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | Chemical vapor deposition apparatus |
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