JPS6274078A - 気相成長装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は気相成長装置に関し、−屓ａＴ細ζ、こは、反
応チャンバーを用いる替わりに、不活性ガスの高速カー
テン流により外界と内部反圧、領域とを区切ることによ
って、パーティクルの発生をほぼ完全になくすことがで
きる気相成長装置に関する。

（従来の技術） 従来の気相成し装置は、第５図に小すように、反応チャ
ンバー（図示せず）内において、サセプタ１０と平行に
配置した分散板１２によ−って反応ガスを分散して、反
応ガスをウェハー１４表面に向ＬＪで垂直に供給する装
置や、第６図にｊ＜すように、反応チャンバー（図示せ
ず）内において、ノズル１６から反応ガスをウェハー１
４に７ｉ々射伏Ｇ、二供給する装置、あるいは第７図に
示ずよう乙こ反応管１８内において、ウェハー１４表面
と平行なめ向に反応ガスを流す装置等がある。

（発明が解決すべき問題点） しかしながら上記気相成長装置には以下のごとき問題点
がある。

ずなわ元、第５図や第６図に示す装置においては、反応
ガス中で生成した気相反応生成物（粒子）や、チャンバ
ーの壁面へ付着した反応生成物が、反応ガスの流れに乗
って、あるいは反応ガスの吹き上げによって、被処理物
表面に成長した皮膜上に落下して付着する、いわゆるパ
ーティクルの発生をみる問題点がある。また第６図に示
す装置においては、反応生成物がノズル１６に付着して
、ノズル１６０目詰りが生ずる問題もある。

第７図に示す装置においては、反応ガス中で生成した気
相反応生成物は反応ガス流に乗って比較的排出され易い
ものではあるが、一般的に反応ガス流は乱流状態で供給
されるから（反応ガスがウェハ−１４近辺で加熱される
ことにより、一層乱流伏態となる）、気相中で生成しま
た粒子がやはりウェハー１４上の成長皮膜上に落下付着
して、パーティクルの発生をみることがある。また反応
管１８内壁ろこ付着した反応１−成物が、反応ガスの乱
流によって′１１１がれ、落下して皮膜−ににイ」着す
るパーティクルの発生を免れない。

そこで本発明は上記種々の問題点を解決すべくなされた
ものであり、その目１白とするところは、パーティクル
の発生がほぼ完全なまでに抑止されるのみならず、装置
の簡略化をも図ることができる、気相成長装置を提供す
るものである。

（問題点を解決するための手段） 以−１の問題点を解決するため、本発明は次の構成を備
える。すなわち、被処理物表面に反応ガスを流通させて
被処理物表面に皮膜を成長させる気相成長装置において
、反応ガスを被処理物表面に沿って被処理物表面と平行
な方向に流す反応ガス供給ノズルと、この反応ガス流の
少なくとも反被処理物側を覆って不活性ガスカーテンを
形成するように不活性ガスを供給する不活性ガス供給ノ
ズルと、前記反応ガス供給ノズルおよび不活性ガス供給
ノズルの前側方に、ガス流と周辺の停滞空気とを遮断す
べく配置した遮蔽板と、反応ガス流と、不活性ガス流と
が層流をなすように、反応ガスと不活性ガスとをあらか
じめ加熱する加熱手段とを具０１１ｖすることを特徴と
する。

（作用） 上記の構成によって、反応ガス流中で生成した反応生成
物は反応ガス流とともに排出される。また反応ガス流は
不活性ガスカーテンで外界と区切られる。したがって従
来のように反応チャンバは必要でなく、気相中での反応
生成物がチャンバ内壁に付着し、これが落下してパーテ
ィクルの発生をみるという従来における問題点が解消れ
る。

また加熱手段によって反応ガスと不活性ガスとがあらか
じめほぼ均しい温度にまで力ｕ　ＦＪＬされて供給され
るから、どちらか一方が上昇気流となって乱流どなる不
具合がなく、両者が層流をなして供給される。特に両ガ
ス流とその周辺の停滞空気との間には遮蔽機が介在され
ているから、停滞空気がガス流中に巻き込まれることが
なく、両ガス流が乱されることがない。

したがって気相中で生じた反応生成物が排出ガスととも
に排出され、パーティクルの発生が防止される。

（実施例） 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本発明装置の概要を示す説明図である。

２０はホットブレートであり、そのＪ二面にウェハー２
２を載置する。ホッＩ−プレート２０はウェハー２２を
反応温度付近にまで加熱する。

応ガス供給ノズル２４は、中空状のガス留め２６を有し
、このガス留め２６に連通ずる多数のスリット状あるい
は小孔状をなすガス噴出［コ２８を有するノズル本体３
０にガス供給管３２が連結されてなる（第１図、第２図
）。ノズル本体３０からはノズル本体３０前方に厚さ数
ｍｍの帯状の反応ガス流がウェハー２２表面に沿って流
せるようになっている。

３４は反応ガス加熱用コイルであり、ガス供給管３２の
適所に巻回され、反応ガスをあらかじめウェハー２２表
面温度付近にまで加熱してウェハー２２表面−Ｆを通過
させるものである。

３６はウェハー２２を挾んで反応ガス供給ノズル２４と
対向して配設された排出管であり、未反応ガス、気相中
の反応生成物を排出する。

３８は不活性ガス供給ノズルたる隔ガス供給ノズルであ
り、反応ガス供給ノズル２４とほぼ同様間された加熱用
コイル４２によって、反応ガスとほぼ同温度にまで加熱
されて供給される。

４３は遮蔽板であり、反応ガス供給ノズル２４およびＩ
Ｖｂガス供給ノズル３８の前方両側方に起立して、ガス
流の流れ方向に延在し、て配置されている。すなわち、
反応ガスおよび出ガスはこの遮蔽板４３によって周辺の
停滞空気を遮断されている。

４１４は上記１＝Ｊ２ガスを排出するＮ２ガス排出管で
ある。

本実施例は上記のように構成される。

しかして反応ガスをあらかじめ力【珪ハして、反応ガス
供給ノズル２４から、ウェハー２２表面に沿って帯状に
流し、Ｆおガスをあらかじめ加熱してｌ・おガス供給ノ
ズル２４から反応ガス子方を覆って帯状に流して、ウェ
ハー２２表面上に所望の皮膜を形成させることができる
。この場合に両ガスがあらかしめ同温度付近まで加熱さ
れているから、両ガス間で上昇気流等による乱流が生じ
ることがなく、したがって層流状態で供給されるから、
反応ガス気相中で生成した反応生成物がウェハー２２表
面」−に落下して、パーティクルが発生する等の事態が
生じない。また特に両ガス流は遮蔽板４３によっ゛ζ周
辺の停滞空気と遮断されているから、反応ガス流中に停
滞空気が巻き込まれることもなく、両ガスは乱流を起こ
すことなく、帯状に供給されるのである。

なお好適には、遮悲板４３を例λばホノトブ【／−トで
構成して、反応ガス、隔ガスとほぼ同温度に加熱される
ように設定しておけば両ガスの温度低下が生じやすい周
辺部の加熱源となり、両ガス温を均一化するとともに、
熱的不均衡によるガス流の流れの乱れを一層抑止するこ
とができる。

反応ガス系は５ｉｌ−Ｌ４０２系、５ｉｎ４−ＰＨ１−
０２系のような無機シラン系による、５ｉ０２膜、ＰＳ
Ｇ膜の形成が可能である。

なお上記の場合、例えば５ｉＨａ　　Ｃｈ系において、
加熱用コイル３４によって反応ガスをあらかじめ約４０
０℃の反応温度にまで加熱してしまうと、例えば反応ガ
ス供給ノズル２４内で反応してしまうことが考えられる
から、加熱用コイル３４によっては、反応が起こらない
温度、例えば約２００°Ｃ程度に加熱（＋４ガスも２０
０℃程度に加熱する）して供給し、ウェハー２２近傍で
他の適宜な加熱源によって反応温度にまで加熱するのが
望ましい。

第４図はさらに他の実施例を示す。本実施例は紫外線照
射ランプを設けた他は前記実施例と同じである。

紫外線照射ランプ５０（ｌ（ｇランプ）は［・！２ガス
流のさらに−Ｌ方に位置するように設けられ、ホットプ
レート２０−、）Ｊこ載置されるウェハー２２４−面に
紫外線を照射するものである。５２は反射板である。

５４は上記紫外線照射ランプ５０を収納するボックスで
あり、ボックス５４に内にはＮ２ガスが流通される。ボ
ックス５４内に［わガスを流通さ−けるのは、０２が存
在すると０２ガスによ、って紫外線が吸ウェハー２２表
面上に照射するようになっている。

本実施例においては、紫外線照射乙こよって励起される
反応ガス系が好適に用いられる。

例えば、有機シラン（テトラエＩ・キンンラン）＋０２
糸、有機シラン＋−ＰＨ３（あるいは有機リン）＋０２
系等の反応ガス系が有用である。

このような有機シラン系は＝一般に７００°Ｃ以−１−
の高温条件であれば反応しない。しかしながら発明者は
、このような有機シラン系においても、紫外線を照射す
ることによって４００℃程度の低温条件でも充分に反応
が進行することを見出した。

本実施例においては−Ｆ記事実は極めて有用である。ず
なわら反応ガス、庫ガスを上記の４００℃程度にまで予
熱して供給できる。この温度では反応ガス系は反応せず
、紫外線ランプ５０の紫外線照射領域において初めて、
必要な反応を起こし、つ供給しろるから、他の加熱源は
全く不要であるとともに、反応ガス流とＮ２ガスとは層
流状態で流れ、前記実施例と同様に、パーティクルの発
生を抑止することができる。

また上記有機シラン系に紫外線を照射して起こる反応は
、被処理物の表面で起こる表面反応である。このためこ
の反応においては、凹部にも凸部と変わりなく皮膜が生
成し、いわゆるステソブカハリンジ（均一被着性）にず
くれる。

さらにこの実施例においては、つ、−バー２２の若干上
方に、適宜なマスク（図示せず）をおくことによって、
マスクのバクーン通りに皮ｌＩテをウェハー２２」二に
成長させることも可能である。マスクは石英ガラス等の
紫外線を透過する素材のものを用い、前記カバー５６と
同様にクロム蒸着等によって紫外線非透過部を形成して
用いる。

本実施例における反応系は上記の他に、５ｉＨ４ＣｈＮ
ｏ、ＮＨ３系（間約４００℃で反応）等が有用である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、従来のように反応チャン
バを設けるを要せず、装置の簡易化が図れる。

しかも従来のように反応チャンバ内壁に反応生成物が付
着してこれが落下することがなく、加えて、気相中での
反応ガス流とともに排出されるがら、パーティクルの発
生をほぼ完全なまでに抑止できる。

また装置的には、ガス流と周辺停止ｍ空気とを遮断する
遮蔽板を設けたから、周辺停滞空気がガス流中に巻き込
まれて、ガス流が乱れるおそれがなく、反応ガス流、不
活性ガス流の層流状態を好適に維持することができるも
のである。

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが
、本発明はこの実施例に固定されるもの第１図は本発明
装置の概要を示す説明図、第３図はその平面図、第２図
は反応ガス供給ノズルの説明図、第４図は本発明装置の
他の実施例を示す説明図である。第５図乃至第７図はそ
れぞれ従来の気相成長装置を示す説明図である。

１０・・・サセプタ、１２・・・分散板、１４・・・ウ
ェハー１６・・・ノズル、１８・・・反応管、　２０・
・・ホットプレート、２２・・・ウェハー、　２４・・
・反応ガス供給ノズル、　２６・・・ガス留め、　２８
・・・ガス噴出口、　　３０・・・ノズル本体、３２・
・・ガス供給管、　３６・・・排出管、３８・・・Ｎ２
ガス供給ノズル、　４０・・・ト４．ガス供給管、　　
４２・・・加熱用コイル、４３・・・遮蔽板、　４４・
・・出ガス排出管、５０・・・紫外線照射ランプ、　５
２・・・反射板、　　５４・・・ボックス、　　５６・
・・カバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被処理物表面に反応ガスを流通させて被処理物表面
   に皮膜を成長させる気相成長装置において、 反応ガスを被処理物表面に沿って被処理物表面と平行な
   方向に流す反応ガス供給ノズルと、 この反応ガス流の少なくとも反被処理物側を覆って不活
   性ガスカーテンを形成するように不活性ガスを供給する
   不活性ガス供給ノズルと、 前記反応ガス供給ノズルおよび不活性ガス供給ノズルの
   前側方に、ガス流と周辺の停滞空気とを遮断すべく配置
   した遮蔽板と、 反応ガス流と、不活性ガス流とが層流をなすように、反
   応ガスと不活性ガスとをあらかじめ加熱する加熱手段と
   を具備することを特徴とする気相成長装置。