JP3279466B2 - Semiconductor wafer processing apparatus and semiconductor device - Google Patents
Semiconductor wafer processing apparatus and semiconductor deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体製
造プロセスにおいて、ウエハに回路作成を行うために用
いられる半導体ウエハの処理装置に係わり、特に、処理
装置の反応管壁面に反応副生成物の付着堆積が生じ得る
半導体ウエハの処理装置及び半導体素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor wafer processing apparatus used for forming a circuit on a wafer, for example, in a semiconductor manufacturing process, and more particularly to a reaction tube wall of a processing apparatus. It relates processor及beauty semi conductor elements of a semiconductor wafer adhered deposition can occur.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体素子の製造において、ウエハに回
路作成を行うために、CVD装置やエッチング装置等の
種々の真空処理装置が用いられている。2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, various vacuum processing apparatuses such as a CVD apparatus and an etching apparatus are used to form a circuit on a wafer.
【0003】ここで、一般に、この種の真空処理装置で
は、ウエハの処理過程において反応容器内に反応副生成
物等による微小塵埃が発生する場合があるが、この微小
塵埃がウエハ表面に付着すると、半導体素子の製造過程
の歩留まりや装置稼働率低下の主原因となることから、
これを防止するための方策を講じる必要がある。Here, in general, in this type of vacuum processing apparatus, fine dust due to reaction by-products or the like may be generated in a reaction vessel during a wafer processing process, and when the fine dust adheres to the wafer surface. , Because it is the main cause of the reduction in the yield and equipment operation rate of the semiconductor device manufacturing process,
It is necessary to take measures to prevent this.
【0004】このような微小塵埃を低減する方法とし
て、従来、(1)反応管の壁面に堆積する反応副生成物の
量を低減する方法や、(2)剥がれにくい膜として堆積さ
せておいて適宜クリーニングする方法、等が提唱されて
いる。前者に関する公知技術としては、例えば以下のも
のがある。Conventionally, there are two methods for reducing such fine dust: (1) a method of reducing the amount of reaction by-products deposited on the wall surface of a reaction tube, and (2) a method of depositing a film that is difficult to peel off. An appropriate cleaning method has been proposed. Known techniques relating to the former include, for example, the following.
【0005】特開平2−224222号公報 この公知技術は、いわゆる縦型減圧気相成長装置におい
て、反応副生成物等が付着しやすい領域に非反応ガスを
導入することにより、この非反応ガスのカーテン・希釈
・冷却効果を利用して、壁面への反応副生成物等の付着
を低減するものである。[0005] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-224222 discloses a known technique in which a non-reactive gas is introduced into a region where reaction by-products and the like are liable to adhere in a so-called vertical reduced-pressure vapor deposition apparatus. The effect of curtain, dilution, and cooling is to reduce adhesion of reaction by-products and the like to the wall surface.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】一方、近年、いわゆる
枚葉CVD装置といわれるCVD装置が提唱されてい
る。これに関する公知技術としては、例えば以下のもの
がある。On the other hand, recently, a so-called single-wafer CVD apparatus has been proposed. Known techniques relating to this include, for example, the following.
【0007】特開平7−94419号公報 この公知技術は、2枚の平行平板ヒータにより形成され
る加熱空間内に偏平な石英製などの反応管を設け、反応
管の長手方向の両端を開口し、その開口部に金属製のゲ
ートバルブや、フランジを取り付けた構造の枚葉CVD
装置を提供するものである。[0007] In this known technique, a flat quartz reaction tube or the like is provided in a heating space formed by two parallel plate heaters, and both ends in the longitudinal direction of the reaction tube are opened. , Single-wafer CVD with metal gate valve and flange attached to its opening
An apparatus is provided.
【0008】ここで、上記公知技術のような枚葉CV
D装置においても、微小塵埃の発生を防止する必要があ
るが、上記公知技術による方法を適用しようとする場
合には、以下のような課題を生じる。これを図10及び
図11を用いて詳細に説明する。Here, a single-wafer CV as described in the above-mentioned known technique is used.
Although it is necessary to prevent the generation of minute dust in the D device, the following problem arises when the method according to the above-described known technique is applied. This will be described in detail with reference to FIGS.
【0009】上記公知技術による枚葉CVDにおいて
は、反応管と、金属製のゲートバルブ・フランジとの接
触部の気密性の保持に、Oリングシールが用いられてい
る。Oリングの耐熱温度は、現状技術では、200乃至
300℃程度であることから、通常は、この部分を冷却
(例えば冷媒による液冷)し、シール部が高温にならな
いようにしている。したがって、反応管の開口部近傍領
域は、反応管中央部に比べ低温になる。反応管壁面の温
度分布の測定結果を図10に示す。In the single-wafer CVD according to the above-mentioned known technique, an O-ring seal is used to maintain the hermeticity of a contact portion between a reaction tube and a metal gate valve flange. The heat-resistant temperature of the O-ring is about 200 to 300 ° C. in the state of the art. Therefore, usually, this portion is cooled (for example, liquid-cooled by a refrigerant) so that the temperature of the seal portion does not become high. Therefore, the temperature of the region near the opening of the reaction tube becomes lower than that of the central portion of the reaction tube. FIG. 10 shows the measurement results of the temperature distribution on the wall surface of the reaction tube.
【0010】図10は、上記公知技術に類似した構造
の枚葉CVD装置に、長さが200mmであるウエハを
ガス流入側からの距離200mm〜400mmの領域に
配置し、ウエハ領域設定温度が600℃、750℃、8
00℃の3つの場合について壁面温度分布を測定した結
果である。なお横軸に反応管のガス流入側からの距離、
縦軸に反応管壁面温度をとって表している。図示のよう
に、反応管中央部に比べ、反応管開口部近傍の壁面温度
が低くなっていることがわかる。FIG. 10 shows a single-wafer CVD apparatus having a structure similar to the above-mentioned known technique, in which a wafer having a length of 200 mm is arranged in an area at a distance of 200 mm to 400 mm from a gas inflow side, and a wafer area set temperature is 600 mm. ° C, 750 ° C, 8
It is the result of having measured wall surface temperature distribution about three cases of 00 degreeC. The horizontal axis represents the distance from the gas inlet side of the reaction tube,
The vertical axis represents the reaction tube wall surface temperature. As shown in the figure, the wall surface temperature near the opening of the reaction tube is lower than that at the center of the reaction tube.
【0011】上記のような温度分布のもとで成膜ガスを
反応管の一方向から流しウエハに薄膜を成膜した場合
の、反応管壁面への反応副生成物の堆積速度分布の測定
結果を図11に示す。図11は、反応管圧力200Pa
と100Paの2つの場合についての結果を示してお
り、縦軸には堆積速度を無次元化したものをとって表し
ている。Measurement results of the deposition rate distribution of reaction by-products on the wall of a reaction tube when a film forming gas is flowed from one direction of the reaction tube under the above temperature distribution to form a thin film on a wafer. Is shown in FIG. FIG. 11 shows a reaction tube pressure of 200 Pa.
And the results for the two cases of 100 Pa, and the vertical axis represents the dimensionless deposition rate.
【0012】図11において、ガスの流入側の開口部で
は、温度が低いことから堆積速度が遅いが、徐々に、成
膜ガスの熱分解が進展すると共に、堆積速度が増加し、
ウエハ領域でほぼ一定値になり、排気側の開口部に向か
って、堆積速度は、徐々に低下する。しかし、高温部で
生成された反応副生成物がガス流れにより下流側に移送
されることによって、低温部で再度堆積速度が高くなる
領域(ガス流入側からの距離530mm〜600mm付
近)が存在する。そして、この低温部の堆積領域におい
ては、低い温度と高い堆積速度とにより、反応副生成物
が、ウエハ領域と同様の膜状の付着ではなく、剥がれて
飛散しやすい硝子破片状になって付着していることがわ
かった。In FIG. 11, at the opening on the gas inflow side, the deposition rate is low due to the low temperature, but the thermal decomposition of the film forming gas progresses gradually and the deposition rate increases.
The value becomes substantially constant in the wafer area, and the deposition rate gradually decreases toward the opening on the exhaust side. However, there is a region where the deposition rate is increased again in the low-temperature part (around 530 mm to 600 mm from the gas inflow side) due to the reaction by-product generated in the high-temperature part being transported downstream by the gas flow. . In the low-temperature deposition area, the low temperature and high deposition rate cause the reaction by-products to adhere not in the same film-like state as in the wafer area but in the form of glass fragments that are easily peeled and scattered. I knew I was doing it.
【0013】図11に示されるように、反応副生成物の
堆積速度自体はウエハ領域が最も大きく、ガラス破片状
の付着がある低温部は比較的小さい。ところが、ウエハ
領域は高温であることから、高い堆積速度であっても剥
がれにくい膜状の堆積状態であり、したがって、ある程
度堆積させておいて、例えば、数百回の成膜処理に1回
の割合で行う通常のクリーニング操作によって除去すれ
ば足りる。これに対して、低温部にガラス破片状に付着
した反応副生成物は、きわめて剥がれやすいことから、
上記した程度の頻度のクリーニング操作では対応できな
い。したがって、枚葉CVD装置の場合には、この低温
部に対するガラス状反応副生成物の付着に対し、別途何
らかの手段を講じる必要がある。As shown in FIG. 11, the deposition rate of the reaction by-product itself is the largest in the wafer region, and the temperature in the low-temperature portion where glass shards adhere is relatively small. However, since the wafer region is at a high temperature, the film is in a film-like deposition state that is difficult to be peeled off even at a high deposition rate. It suffices if it is removed by a normal cleaning operation performed at a certain rate. In contrast, the reaction by-products attached to the low-temperature part in the form of glass shards are extremely easy to peel off,
The above-mentioned frequency of cleaning operation cannot be met. Therefore, in the case of a single-wafer CVD apparatus, it is necessary to take some other measures against the adhesion of the glassy reaction by-product to the low-temperature portion.
【0014】しかしながら、公知技術による反応副生
成物の付着防止方法を公知技術のような枚葉CVD装
置に適用する場合、公知技術はウエハ領域よりも流れ
方向上流側に非反応ガスを導入する構成であることか
ら、上述したように枚葉CVD装置で最も肝要である低
温部への付着を十分に防止することができない。したが
ってこの場合には、低温部に硝子破片状に付着した反応
副生成物が、ウエハの出し入れや、成膜ガスの切り替え
による圧力変動・ガス流れ方向変動等により、舞い上が
ったり落下したりして、ウエハに塵埃が付着し、装置稼
働率や歩留りが低下する可能性がある。However, when the method for preventing the adhesion of reaction by-products according to the known technique is applied to a single-wafer CVD apparatus such as the known technique, the known technique introduces a non-reactive gas into the flow direction upstream of the wafer region. Therefore, as described above, it is not possible to sufficiently prevent adhesion to a low-temperature portion, which is the most important in a single-wafer CVD apparatus. Therefore, in this case, the reaction by-products attached to the low-temperature portion in the form of glass shards flutter or fall due to pressure fluctuations and gas flow direction fluctuations caused by switching in and out of the wafer and film formation gas, There is a possibility that dust adheres to the wafer and the operation rate and the yield are reduced.
【0015】あるいは逆に、公知技術による方法で十
分な付着防止効果を得ようとすると、大量の非反応ガス
を導入する必要があり、効率が悪くなるとともにコスト
高となる。また、ウエハ領域を非反応ガスが通過するこ
とから、ウエハ成膜の均一性に悪影響を与える可能性が
ある。On the other hand, in order to obtain a sufficient adhesion-preventing effect by a known technique, a large amount of non-reactive gas needs to be introduced, resulting in inefficiency and high cost. Further, since the non-reactive gas passes through the wafer region, the uniformity of the film formation on the wafer may be adversely affected.
【0016】本発明の目的は、低温部における反応副生
成物の堆積量を、ウエハ成膜に影響を与えることなく、
少ないガスで効率良く低減できる半導体ウエハの処理装
置及び半導体素子を提供することである。An object of the present invention is to reduce the amount of reaction by-products deposited in a low-temperature portion without affecting the film formation of a wafer.
To provide a processing apparatus及beauty semi conductor elements of the semiconductor wafer can be efficiently reduced with less gas.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の概念によれば、長手方向両端に開口
部を設けた略偏平な反応管と、この反応管両端の開口部
に設けられたフランジとを備えた反応容器の内部に略水
平に半導体ウエハを収納して加熱し、前記反応容器内に
反応ガスを供給しながら排気することにより、前記反応
管内において前記長手方向一端側から他端側への略水平
方向の反応ガス流れを生成し、これによってウエハ表面
への薄膜形成及びエピタキシャル成長のいずれか一方の
処理を行う半導体ウエハの処理装置であって、前記反応
ガスを希釈するための希釈ガスを、前記反応管内の前記
一端側から他端側への略水平方向の反応ガス流れにおけ
る前記ウエハ配置位置よりも前記一端側へは供給せず前
記他端側にのみ供給する希釈ガス供給機構を設けたこと
を特徴とする半導体ウエハの処理装置が提供される。According to a first concept of the present invention, a substantially flat reaction tube having openings at both ends in the longitudinal direction, and an opening at both ends of the reaction tube are provided. Water inside the reaction vessel equipped with a flange provided in the section
Earnestly heated housing the semiconductor wafer, by evacuating while supplying a reaction gas into said reaction vessel, said reaction
The pipe is substantially horizontal from one end in the longitudinal direction to the other end in the pipe.
An apparatus for processing a semiconductor wafer that generates a reaction gas flow in one direction, thereby performing either one of thin film formation and epitaxial growth on a wafer surface, wherein the dilution gas for diluting the reaction gas is subjected to the reaction gas. Said in the tube
The wafer is not supplied to the one end side before the wafer arrangement position in the reaction gas flow in a substantially horizontal direction from one end side to the other end side.
There is provided a semiconductor wafer processing apparatus provided with a diluent gas supply mechanism for supplying only to the other end side .
【0018】すなわち、本発明においては、反応ガス
が、反応管内においてその長手方向一端側から他端側へ
の略水平方向の流れを生成し、これによってウエハに対
し薄膜形成又はエピタキシャル成長を行う。このとき、
このような反応を行った反応ガスに対し、例えば、反応
管両端開口部近傍に位置するガス供給孔を備えた希釈ガ
ス供給機構によって、反応ガス流れにおけるウエハ配置
位置よりも上記他端側(下流側)にのみ希釈ガス、例え
ば窒素等の不活性ガスが供給される。この希釈ガスの供
給によって反応ガスは希釈され、反応副生成物の堆積に
寄与する反応ガスの分圧が低下するとともに、希釈ガス
が反応ガスから反応管壁面を保護するように流れて堆積
を抑制する。これにより、反応管低温部の表面に付着堆
積する反応副生成物の堆積速度を低下させることがで
き、結果として、低速で膜状に反応副生成物を堆積させ
ることができる。That is, in the present invention, the reaction gas
Is moved from one end in the longitudinal direction to the other end in the reaction tube.
Is generated in a substantially horizontal direction, whereby thin film formation or epitaxial growth is performed on the wafer. At this time,
For the reaction gas that has undergone such a reaction , for example, a wafer arrangement in the flow of the reaction gas is performed by a dilution gas supply mechanism having gas supply holes located near both ends of the reaction tube.
A diluent gas, for example, an inert gas such as nitrogen, is supplied only to the other end side (downstream side) of the position . Supply of this dilution gas
The supply gas dilutes the reaction gas, reduces the partial pressure of the reaction gas contributing to the deposition of the reaction by-products, and suppresses the deposition by flowing the diluent gas to protect the reaction tube wall from the reaction gas. This makes it possible to reduce the deposition rate of the reaction by-product adhering and depositing on the surface of the low temperature part of the reaction tube. As a result, the reaction by-product can be deposited in a film at a low speed.
【0019】好ましくは、前記半導体ウエハの処理装置
において、前記希釈ガス供給機構は、前記反応管両端に
設けられた2つの開口部近傍に、複数箇所ずつ設けられ
たガス供給孔を備えていることを特徴とする半導体ウエ
ハの処理装置が提供される。Preferably, in the apparatus for processing a semiconductor wafer, the dilution gas supply mechanism includes gas supply holes provided at a plurality of locations near two openings provided at both ends of the reaction tube. A semiconductor wafer processing apparatus is provided.
【0020】また好ましくは、前記半導体ウエハの処理
装置において、前記希釈ガス供給機構は、希釈ガスとし
て不活性ガスを用いることを特徴とする半導体ウエハの
処理装置が提供される。Preferably, in the apparatus for processing a semiconductor wafer, the dilution gas supply mechanism uses an inert gas as a dilution gas.
【0021】さらに好ましくは、前記半導体ウエハの処
理装置において、前記希釈ガス供給機構は、不活性ガス
として窒素を用いることを特徴とする半導体ウエハの処
理装置が提供される。More preferably, in the semiconductor wafer processing apparatus, the dilution gas supply mechanism uses nitrogen as an inert gas.
【0022】また上記目的を達成するために、本発明の
第2の概念によれば、長手方向両端に開口部を設けた略
偏平な反応管と、この反応管両端の開口部に設けられた
フランジとを備えた反応容器の内部に半導体ウエハを収
納・加熱し、前記反応容器内に反応ガスを供給しながら
排気することにより、ウエハ表面への薄膜形成及びエピ
タキシャル成長のいずれか一方の処理を行う半導体ウエ
ハの処理装置において、前記反応管内における前記ウエ
ハ配置位置よりもガス流れ方向下流側に、該ガス流れ方
向を略面方向とする複数のフィンを設けたことを特徴と
する半導体ウエハの処理装置が提供される。In order to achieve the above object, according to a second concept of the present invention, a substantially flat reaction tube having openings at both ends in the longitudinal direction, and a reaction tube provided at the openings at both ends of the reaction tube. A semiconductor wafer is housed and heated in a reaction vessel provided with a flange, and is evacuated while supplying a reaction gas into the reaction vessel, thereby performing either a thin film formation on a wafer surface or epitaxial growth. In a semiconductor wafer processing apparatus, a plurality of fins having a gas flow direction substantially in a plane direction are provided downstream of the wafer arrangement position in the reaction tube in a gas flow direction. Is provided.
【0023】これにより、反応管低温部において反応副
生成物が付着堆積する際の表面積が増加するので、結果
的に反応管低温部の表面に付着堆積する反応副生成物の
堆積速度を低下させることができ、低速で膜状に反応副
生成物を堆積させることができる。As a result, the surface area of the reaction by-products deposited and deposited in the low temperature portion of the reaction tube increases, and as a result, the deposition rate of the reaction by-products deposited on the surface of the low temperature portion of the reaction tube is reduced. The reaction by-product can be deposited in a film at a low speed.
【0024】[0024]
【0025】[0025]
【0026】また上記目的を達成するために、本発明の
第4の概念によれば、ゲート電極配線のポリシリコン
膜、リンドープポリシリコン膜、層間絶縁のための酸化
膜・リンガラス膜、及びキャパシタ絶縁のためのSi3
N4膜のうち少なくとも1つの膜を備えた半導体素子に
おいて、前記少なくとも1つの膜を、上記半導体ウエハ
の処理装置を用いて成膜したことを特徴とする半導体素
子が提供される。According to a fourth aspect of the present invention, a polysilicon film for a gate electrode wiring, a phosphorus-doped polysilicon film, an oxide film / phosphorus glass film for interlayer insulation, and Si 3 for capacitor insulation
A semiconductor device provided with at least one of the N 4 films, wherein the at least one film is formed using the semiconductor wafer processing apparatus.
【0027】[0027]
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。本発明の第1の実施形態を図1〜
図4を用いて説明する。本実施形態は、いわゆるホット
ウォール式枚葉CVD装置の実施形態である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. This embodiment is an embodiment of a so-called hot wall type single wafer CVD apparatus.
【0029】本実施形態によるCVD装置の構成を図1
〜図3に示す。図1は、本実施形態によるCVD装置の
全体構成を表す水平断面図であり、図2はその側断面図
であり、図3は希釈ガス供給孔部の詳細構造を表す図2
中III−III横断面図である。FIG. 1 shows the structure of the CVD apparatus according to the present embodiment.
3 to FIG. FIG. 1 is a horizontal sectional view showing the entire configuration of the CVD apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a side sectional view thereof, and FIG. 3 is a diagram showing a detailed structure of a dilution gas supply hole.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III.
【0030】図1及び図2において、ホットウォール式
CVD装置100は、軸線をほぼ水平にして配置され、
両端が開放された偏平な形状を持ち、例えば石英で形成
された反応管2と、その反応管2の内部にほぼ水平に上
下2層に配置され、例えば長さが200mmのウエハ3
を略水平に載置する矩形の支持板8a,8bと、その反
応管2の上下に反応管2を挟んで対向して配置された加
熱炉を形成する平板状のヒータ1と、その反応管2の長
手方向(図1及び図2中左右方向)両端に結合された金
属製のフランジ9a,9bと、反応管2とフランジ9
a,9bとの接触部のシールをそれぞれ行うOリング1
8a,18bと、フランジ9a,9bの肉厚内に反応管
2の軸線と垂直方向に配置され、中心から上方に向かっ
てそれぞれ形成されたガス供給口4a,4b及び中心か
ら下方に向かってそれぞれ形成された排気口5a,5b
と、ヒータ1の径方向外側にヒータ1を覆うように設け
られた断熱材7と、フランジ9a,9bの軸方向外側に
結合されそのフランジ9a,9bの中心開口にそれぞれ
当接するゲートバルブ10a,10bと、反応管2内に
希釈ガス、例えばN2ガスを供給するために反応管2の
壁面に周方向に複数個設けられた希釈ガス供給孔13
a,13bと、これら希釈ガス供給孔13a,13bに
N2ガスをそれぞれ導くための希釈ガス供給管11a,
11bと、これら希釈ガス供給管11a,11bから導
かれたN2ガスを各希釈ガス供給孔13a,bに分配す
るためのガス溜12a,12bとから主として構成され
ている。1 and 2, the hot-wall type CVD apparatus 100 is arranged with its axis substantially horizontal.
A reaction tube 2 having a flat shape with both ends open and formed of, for example, quartz, and a wafer 3 having a length of, for example, 200 mm, which is disposed substantially horizontally inside the reaction tube 2 in two upper and lower layers.
Support plates 8a, 8b on which the heaters are placed substantially horizontally, a flat heater 1 forming a heating furnace disposed above and below the reaction tube 2 with the reaction tube 2 interposed therebetween, and the reaction tube 2 heads
Metal flanges 9a and 9b coupled to both ends in the hand direction (left and right directions in FIGS. 1 and 2) , reaction tube 2 and flange 9
O-ring 1 for sealing the contact portions with a and 9b
8a, 18b, and gas supply ports 4a, 4b which are arranged in the thickness direction of the reaction tube 2 in the thickness of the flanges 9a, 9b in the direction perpendicular to the axis of the reaction tube 2 and formed from the center upward, and from the center downward, respectively. Exhaust ports 5a, 5b formed
A heat insulating material 7 provided radially outside the heater 1 so as to cover the heater 1; and gate valves 10a, 10a, 9b, 9a, 9b, which are connected to the axially outside of the flanges 9a, 9b and abut against the central openings of the flanges 9a, 9b, respectively. 10b, a plurality of dilution gas supply holes 13 provided in the wall direction of the reaction tube 2 in the circumferential direction for supplying a dilution gas, for example, N2 gas into the reaction tube 2.
a, 13b and dilution gas supply pipes 11a, 11b for introducing N2 gas into these dilution gas supply holes 13a, 13b, respectively.
11b and gas reservoirs 12a and 12b for distributing the N2 gas introduced from the dilution gas supply pipes 11a and 11b to the respective dilution gas supply holes 13a and 13b.
【0031】ヒータ1は、複数に分割可能な構造となっ
ており、ウエハ3(後述)の温度分布が均一になるよう
に、各々の発熱量が調整されて使用される。またこのヒ
ータ1の外側に設けられた断熱材7により、周囲への放
熱を減らし、消費電力を低減できるように配慮されてい
る。The heater 1 has a structure that can be divided into a plurality of parts, and each heater is used with its heat generation adjusted so that the temperature distribution of the wafer 3 (described later) becomes uniform. Further, heat insulation to the surroundings is reduced by the heat insulating material 7 provided outside the heater 1 so that power consumption can be reduced.
【0032】支持板8a,8bはフォーク19が動く領
域が切り欠かれており、上下2段に設けられてそれぞれ
1枚のウエハが載置されるようになっている。すなわ
ち、ウエハ3は、1枚あるいは2枚が同時に処理され
る。The support plates 8a and 8b are notched in the area where the fork 19 moves, and are provided in two upper and lower stages so that one wafer is placed on each. That is, one or two wafers 3 are processed simultaneously.
【0033】次に、上記のような構成のCVD装置によ
る成膜方法の手順を説明する。まず、一方のゲートバル
ブ10aが開放された状態で、2枚のウエハ3,3(又
は1枚のウエハ3)が、その開放されたゲートバルブ1
0aを通し、フォーク19に載せられて反応管2の内部
に水平状態で挿入される。Next, the procedure of a film forming method using the CVD apparatus having the above configuration will be described. First, in a state where one gate valve 10a is opened, two wafers 3 and 3 (or one wafer 3) are placed on the opened gate valve 1a.
Oa is placed on the fork 19 and inserted horizontally into the reaction tube 2.
【0034】次に、挿入されたウエハ3が、フォーク1
9から支持板8a,8bに移し替えられ、例えばガス流
入側からの距離200mm〜400mmの領域に配置さ
れる。その後、フォーク19が引き抜かれて、ゲートバ
ルブ10aが閉められる。Next, the inserted wafer 3 is
9 and are transferred to support plates 8a and 8b, for example, arranged in a region at a distance of 200 mm to 400 mm from the gas inflow side. Thereafter, the fork 19 is pulled out, and the gate valve 10a is closed.
【0035】そして、載置されたウエハ3はヒータ1に
より加熱され、このとき同時に、ガス供給口4a(又は
4b、以下かっこ内対応関係同じ)から成膜ガスを供給
するとともに成膜ガスが供給される側とウエハ3を挟ん
で反対側に配置された希釈ガス供給孔13b(又は13
a)からN2ガスが供給され、さらに成膜ガスが供給さ
れる側とウエハ3を挟んで反対側の排気口5b(又は5
a)から排気する。すなわち、反応管2内において前述
の長手方向一端側から他端側(図1及び図2中左側から
右側、又は右側から左側)への略水平方向の成膜ガス流
れを生成するとともに、ガス流れにおけるウエハ3配置
位置よりも下流側(上記他端側、又は一端側)にのみN2
ガスを供給する。そして反応管2内を所望の温度(例え
ばウエハ領域設定温度が600℃〜800℃になるよう
な温度)と圧力に調整することで成膜ガスがウエハ3の
表面にほぼ平行に白矢印(又は黒矢印)のように流さ
れ、熱反応によってウエハ3の表面に薄膜が形成され
る。Then, the placed wafer 3 is heated by the heater 1, and at the same time, a film forming gas is supplied from the gas supply port 4a (or 4b , the same relationship between parentheses ). Dilution gas supply hole 13b (or 13) disposed on the side opposite to the
a) is supplied with N2 gas, and the exhaust port 5b (or 5) on the opposite side of the wafer 3 from the side to which the film forming gas is supplied.
Exhaust from a). That is, in the reaction tube 2,
From one end side in the longitudinal direction to the other end side (from the left side in FIGS. 1 and 2)
Deposition gas flow in a substantially horizontal direction (from right side or right side to left side)
And placement of the wafer 3 in the gas flow
N2 only on the downstream side from the position (the other end or one end)
Supply gas. Then, the inside of the reaction tube 2 is adjusted to a desired temperature (for example, a temperature at which the wafer region set temperature becomes 600 ° C. to 800 ° C.) and pressure, so that the film forming gas is almost parallel to the surface of the wafer 3 by a white arrow (or (A black arrow), and a thin film is formed on the surface of the wafer 3 by a thermal reaction.
【0036】成膜処理が終了したら、ゲートバルブ10
aを開放し、そのゲートバルブ10aを通してフォーク
19が反応管2の内部に再び挿入され、ウエハ3が支持
板8からフォーク19に移し替えられた後にフォーク1
9が引き抜かれ、ウエハ3が反応管2から取り出され
る。When the film forming process is completed, the gate valve 10
a, the fork 19 is reinserted into the reaction tube 2 through the gate valve 10a, and the fork 1 is transferred after the wafer 3 is transferred from the support plate 8 to the fork 19.
9 is pulled out, and the wafer 3 is taken out of the reaction tube 2.
【0037】以上のような本実施形態の成膜における作
用を以下に説明する。上記構成のCVD装置100にお
ける反応管2の壁面温度分布(すなわちガスの温度分
布)は、前述したように図10で示したような分布とな
る。すなわち、Oリングの耐熱温度以下にシール部の温
度を下げるべくフランジ9a,9bが冷却されているこ
とから、反応管2の軸方向中央部分に比べ、反応管2の
開口部近傍の温度が低くなっている。The operation in the film formation of the present embodiment as described above will be described below. The wall surface temperature distribution (that is, the gas temperature distribution) of the reaction tube 2 in the CVD apparatus 100 having the above configuration has the distribution shown in FIG. 10 as described above. That is, since the flanges 9a and 9b are cooled so as to lower the temperature of the seal portion below the heat-resistant temperature of the O-ring, the temperature near the opening of the reaction tube 2 is lower than that in the central portion in the axial direction of the reaction tube 2. Has become.
【0038】ここで本実施形態のCVD装置100にお
いては、このような温度分布のもとでウエハ3に成膜を
行う際に、成膜ガスが反応管2両端開口部近傍に位置す
る希釈ガス供給孔13a,13bから供給されるN2ガ
スによって希釈されることにより、反応副生成物の堆積
に寄与する成膜ガスの分圧が低下するとともに、N2ガ
スが成膜ガスから反応管2壁面を保護するように流れて
堆積を抑制する。これによって、反応管2低温部(両端
開口部近傍)の表面に付着堆積する反応副生成物の堆積
速度を低下させることができ、結果として、低速で膜状
に反応副生成物を堆積させることができる。このことを
図4に示す。Here, in the CVD apparatus 100 of the present embodiment, when a film is formed on the wafer 3 under such a temperature distribution, the film forming gas is diluted with a diluent gas located near the both ends of the reaction tube 2. By being diluted with the N 2 gas supplied from the supply holes 13a and 13b, the partial pressure of the film forming gas contributing to the deposition of the reaction by-products is reduced, and the N 2 gas is removed from the film forming gas into the reaction tube 2. It flows to protect the walls and suppresses deposition. As a result, the deposition rate of the reaction by-product adhering and depositing on the surface of the low temperature portion of the reaction tube 2 (near the openings at both ends) can be reduced, and as a result, the reaction by-product can be deposited in a film at a low speed. Can be. This is shown in FIG.
【0039】図4は、前述した図11と同様、CVD装
置100において成膜ガスを反応管2の一方向から流し
ウエハ3に薄膜を成膜した場合の、反応管2壁面への反
応副生成物の堆積速度分布の測定結果を示したものであ
り、反応管2内圧力200Paと100Paの2つの場
合についての結果を、縦軸に無次元化堆積速度をとって
表している。FIG. 4 shows the reaction by-products on the wall surface of the reaction tube 2 when a film forming gas is flowed from one direction of the reaction tube 2 in the CVD apparatus 100 to form a thin film on the wafer 3 in the same manner as in FIG. It shows the measurement results of the deposition rate distribution of the objects, and shows the results for two cases of 200 Pa and 100 Pa in the reaction tube 2, with the non-dimensional deposition rate taken on the vertical axis.
【0040】図4において、従来技術における図11と
同様、温度の低いガスの流入側の開口部近傍(ガス流入
側からの距離0mm〜100mm付近)では堆積速度が
遅いが、成膜ガスの熱分解が進展すると共に堆積速度が
増加し、ウエハ領域(ガス流入側からの距離200mm
〜400mm)でほぼ一定値となる。そして、排気側の
開口部に向かって堆積速度は徐々に低下する。このと
き、図11に示した従来構造では、高温部で生成された
反応副生成物がガス流れにより下流側に移送されること
で、ガス流入側からの距離530mm〜600mm付近
の低温部領域で再度堆積速度が高くなり、反応副生成物
が剥がれて飛散しやすい硝子破片状になって付着してい
た。しかしながら、本実施形態のCVD装置100にお
いては、上述のように希釈ガス供給孔13a,13bか
ら供給されるN2ガスの作用により、低温部領域の堆積
速度増加が抑制される結果、排気側開口部に向かって堆
積速度はほぼ単調減少していることがわかる。In FIG. 4, as in FIG. 11 of the prior art, the deposition rate is low near the opening on the inflow side of the low-temperature gas (around 0 mm to 100 mm from the gas inflow side). As the decomposition progresses, the deposition rate increases, and the wafer area (a distance of 200 mm from the gas inflow side)
(Approximately 400 mm). Then, the deposition rate gradually decreases toward the opening on the exhaust side. At this time, in the conventional structure shown in FIG. 11, the reaction by-product generated in the high-temperature portion is transferred to the downstream side by the gas flow, so that the reaction by-product is generated in the low-temperature portion region near the distance of 530 mm to 600 mm from the gas inflow side. The deposition rate was increased again, and the reaction by-products were peeled off to form glass fragments that were easily scattered and adhered. However, in the CVD apparatus 100 of the present embodiment, as described above, the N 2 gas supplied from the dilution gas supply holes 13 a and 13 b suppresses an increase in the deposition rate in the low temperature region, and as a result, the exhaust side opening is reduced. It can be seen that the deposition rate decreases almost monotonically toward the part.
【0041】したがって、ウエハ3の出し入れや、成膜
ガスの切り替えによる圧力変動・ガス流れ方向の変動
で、堆積物が舞い上がったり、落下したりすることがな
くなり、ウエハ3への塵埃の付着を防止でき、歩留まり
や装置稼動率の低下を防止することができる。Therefore, deposits do not soar or fall due to pressure fluctuations and gas flow direction fluctuations caused by taking in and out of the wafer 3 and switching of the film forming gas, thereby preventing dust from adhering to the wafer 3. As a result, it is possible to prevent a decrease in the yield and the operation rate of the apparatus.
【0042】なお、上記第1の実施形態では、希釈ガス
供給孔13a(又は13b)を反応管2の壁面に複数箇
所に設けたが、これに限られない。すなわち、反応管2
壁面の1箇所のみに設ける構造でもよい。この場合も同
様の効果を得る。In the first embodiment, the dilution gas supply holes 13a (or 13b) are provided at a plurality of locations on the wall surface of the reaction tube 2, but the present invention is not limited to this. That is, the reaction tube 2
The structure provided only in one place of a wall surface may be sufficient. In this case, a similar effect is obtained.
【0043】また、上記第1の実施形態では、不活性ガ
スの例としてN2ガスを用いたが、これに限られるもの
ではなく、他のガスを用いてもよい。この場合も同様の
効果を得る。In the first embodiment, the N 2 gas is used as an example of the inert gas. However, the present invention is not limited to this, and another gas may be used. In this case, a similar effect is obtained.
【0044】本発明の第2の実施形態を図5〜図8を用
いて説明する。本実施形態は、低温部の堆積速度低減手
段として、多数のフィンを備えた堆積物吸着機構を設け
た実施形態である。第1の実施形態と同等の部材には同
一の符号を付す。本実施形態によるホットウォール式C
VD装置200の構成を図5〜図7に示す。図5はCV
D装置200の構成を表す側断面図であり、図6はフィ
ン設置部分の詳細構造を表す図5中VI−VI横断面図であ
り、図7は図6から副生成物吸着機構(後述)のみを取
り出して示した斜視図である。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is an embodiment in which a deposit adsorbing mechanism having a large number of fins is provided as a means for reducing the deposition rate in the low temperature section. Members equivalent to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Hot wall type C according to the present embodiment
The configuration of the VD device 200 is shown in FIGS. FIG. 5 shows CV
FIG. 6 is a side cross-sectional view illustrating the configuration of the D apparatus 200, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5, illustrating a detailed structure of a fin installation portion, and FIG. It is the perspective view which took out and showed only.
【0045】図5〜図7において、ホットウォール式C
VD装置200が、第1の実施形態のCVD装置100
と異なる点は、低温部の堆積速度低減手段として、希釈
ガス供給孔13a,13b、希釈ガス供給管11a,1
1b、及びガス溜12a,12bに代わり、反応管2両
端開口部近傍に、副生成物吸着機構214a,214b
が設けられていることである。これら副生成物吸着機構
214a,214bは、図7に副生成物吸着機構214
aを例に取って示すように、反応副生成物が付着堆積す
る表面積を増加するための、流れ方向を略面方向とする
複数枚のフィン215を備えている。なお特に図示しな
いが、副生成物吸着機構214bも、副生成物吸着機構
214aと同様の構造となっている。In FIG. 5 to FIG.
The VD apparatus 200 is different from the CVD apparatus 100 according to the first embodiment.
What is different from this is that as a means for reducing the deposition rate in the low temperature part, the dilution gas supply holes 13a and 13b and the dilution gas supply pipes 11a and
1b and gas reservoirs 12a and 12b, by-product adsorbing mechanisms 214a and 214b
Is provided. These by-product adsorption mechanisms 214a and 214b are shown in FIG.
As shown in the example a, a plurality of fins 215 having a flow direction substantially in a plane direction are provided to increase a surface area on which reaction by-products adhere and deposit. Although not shown, the by-product adsorption mechanism 214b has the same structure as the by-product adsorption mechanism 214a.
【0046】その他の構成は第1の実施形態のCVD装
置100とほぼ同様である。Other configurations are almost the same as those of the CVD apparatus 100 of the first embodiment.
【0047】また、上記構成のCVD装置200による
成膜方法の手順は、N2ガスが供給されない以外は、第
1の実施形態のCVD装置による成膜手順とほぼ同様で
ある。The procedure of the film forming method using the CVD apparatus 200 having the above configuration is almost the same as the film forming procedure using the CVD apparatus of the first embodiment except that no N 2 gas is supplied.
【0048】本実施形態によれば、従来構造で図11に
示したように堆積速度が再度増加する低温部領域に副生
成物吸着機構214a(又は214b)が配置され、反
応副生成物が付着堆積する表面積が増加する。すなわち
例えば、ガス供給口4aから成膜ガスを供給するととも
に排気口5bから排気して成膜ガスを白矢印のように流
すときには副生成物吸着機構214bのはたらきによ
り、ガス供給口4bから成膜ガスを供給するとともに排
気口5aから排気して成膜ガスを黒矢印のように流すと
きには副生成物吸着機構214aのはたらきにより、反
応管2の低温部の表面に付着堆積する反応副生成物の堆
積速度を低下させることができるので、結果として、低
速で膜状に反応副生成物を堆積させることができる。According to this embodiment, the by-product adsorbing mechanism 214a (or 214b) is arranged in the low temperature region where the deposition rate increases again as shown in FIG. The surface area to be deposited increases. That is, for example, when the film formation gas is supplied from the gas supply port 4a and exhausted from the exhaust port 5b to flow the film formation gas as shown by the white arrow, the film formation gas is supplied from the gas supply port 4b by the operation of the by-product adsorption mechanism 214b. When the gas is supplied and exhausted from the exhaust port 5a to flow the film forming gas as indicated by the black arrow, the by-product adsorption mechanism 214a functions to remove the reaction by-product adhering and depositing on the surface of the low-temperature portion of the reaction tube 2. Since the deposition rate can be reduced, as a result, the reaction by-product can be deposited in a film at a low speed.
【0049】したがって、ウエハ3の出し入れや、成膜
ガスの切り替えによる圧力変動・ガス流れ方向の変動
で、堆積物が舞い上がったり、落下したりすることがな
くなり、ウエハ3への塵埃の付着を防止でき、歩留まり
や装置稼動率の低下を防止することができる。Therefore, deposits do not soar or fall due to pressure fluctuations and gas flow direction fluctuations caused by taking in and out of the wafer 3 and switching of film forming gas, thereby preventing dust from adhering to the wafer 3. As a result, it is possible to prevent a decrease in the yield and the operation rate of the apparatus.
【0050】なお、上記の第2実施形態では、図7に示
した複数枚のフィン215を備えて成る副生成物吸着機
構214a(又は214b)を用いたが、これに限られ
ない。すなわち、例えば図8に示すように、板面方向が
略水平方向となっている複数枚のフィン215に加え、
板面方向が略鉛直方向となっている複数枚のフィン21
7を備えた副生成物吸着機構216を用いてもよい。こ
の場合も同様の効果が得られる。In the second embodiment, the by-product adsorbing mechanism 214a (or 214b) including the plurality of fins 215 shown in FIG. 7 is used. However, the present invention is not limited to this. That is, as shown in FIG. 8, for example, in addition to a plurality of fins 215 whose plate surface directions are substantially horizontal,
Plural fins 21 whose plate surface direction is substantially vertical
7 may be used. In this case, the same effect can be obtained.
【0051】本発明の第3の実施形態を図9及び図11
により説明する。本実施形態は、低温部の堆積速度低減
のための部材を特に設けず、反応管内における圧力を制
御することにより低温部堆積速度を低下させる実施形態
である。第1及び第2の実施形態と同等の部材には同一
の符号を付す。FIGS. 9 and 11 show a third embodiment of the present invention.
This will be described below. This embodiment is an embodiment in which a member for reducing the deposition rate in the low-temperature section is not particularly provided, and the deposition rate in the low-temperature section is reduced by controlling the pressure in the reaction tube. Members equivalent to those of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals.
【0052】本実施形態によるホットウォール式CVD
装置300の構成を表す側断面図を図9に示す。図9に
おいて、ホットウォール式CVD装置300が、第2の
実施形態のCVD装置200と異なる点は、反応管2両
端開口部近傍の副生成物吸着機構214a,214bが
除かれていることである。その他の構成は第2の実施形
態のCVD装置200とほぼ同様である。すなわち、C
VD装置300には、反応管2両端開口部近傍の低温部
堆積速度低減のための部材は特に設けられない。The hot wall type CVD according to the present embodiment
FIG. 9 is a side sectional view showing the configuration of the device 300. In FIG. 9, the hot-wall type CVD apparatus 300 differs from the CVD apparatus 200 of the second embodiment in that the by-product adsorption mechanisms 214a and 214b near the openings at both ends of the reaction tube 2 are removed. . Other configurations are almost the same as those of the CVD apparatus 200 of the second embodiment. That is, C
The VD apparatus 300 is not particularly provided with a member for reducing the low-temperature portion deposition rate near the opening at both ends of the reaction tube 2.
【0053】本実施形態の要部は、成膜方法の手順にお
いて、反応管2内の圧力を制御する点にある。すなわ
ち、ウエハ3表面への薄膜成膜時の成膜ガス分圧を、概
ね100Pa以下になるように反応管2内の圧力を制御
しつつ成膜を行う。その他の成膜手順は、第2の実施形
態の成膜手順とほぼ同様である。[0053] main part of this embodiment is the same as the procedure of the film formation method, lies in that control the pressure of the anti応管2. That is, the film is formed while controlling the pressure in the reaction tube 2 so that the partial pressure of the film forming gas at the time of forming the thin film on the surface of the wafer 3 becomes approximately 100 Pa or less. Other film forming procedures are almost the same as the film forming procedure of the second embodiment.
【0054】前述した図11でも示したように、反応管
2内を低圧にするほど反応管2内の反応副生成物の発生
量を低減させることができ、また、反応管2内のガス流
量、すなわち流速を増加できることから、反応管2両端
開口部近傍の低温部にできていた高堆積領域をガス方向
下流側に移行させ、反応管2内のより外側領域(例えば
この例ではガス流入側からの距離570mm〜600m
m付近)若しくは反応管外(例えばこの例ではガス流入
側からの距離600mm以遠)に高堆積領域を形成させ
ることができる。これらによって、結果的に、反応管2
低温部の表面に付着堆積する反応副生成物の堆積速度を
低下させることができ、低速で膜状に反応副生成物を堆
積させることができる。そしてこのとき、本願発明者等
は、図11に示された結果から、反応管2内圧力がこの
例では100Pa以下であれば、十分な堆積速度低下作
用効果が得られると判断した。As shown in FIG. 11, the lower the pressure in the reaction tube 2 is, the more the amount of reaction by-products in the reaction tube 2 can be reduced. That is, since the flow rate can be increased, the high deposition region formed in the low temperature portion near the opening at both ends of the reaction tube 2 is shifted to the downstream side in the gas direction, and the outer region in the reaction tube 2 (for example,
In this example, the distance from the gas inflow side is 570 mm to 600 m
m) or outside the reaction tube (for example, in this example, a distance of 600 mm or more from the gas inflow side) can be formed. These results in the reaction tube 2
The deposition rate of the reaction by-product adhering and depositing on the surface of the low-temperature portion can be reduced, and the reaction by-product can be deposited in a film at a low speed. And this time, the present inventors have from the results shown in FIG. 11, the reaction tube 2 in the pressure this
In the example, it was determined that if the pressure was 100 Pa or less, a sufficient effect of lowering the deposition rate could be obtained.
【0055】よって、ウエハ3の出し入れや、成膜ガス
の切り替えによる圧力変動・ガス流れ方向の変動で、堆
積物が舞い上がったり、落下したりすることがなくな
り、ウエハ3への塵埃の付着を防止でき、歩留まりや装
置稼働率の低下を防止することができる。Therefore, deposits do not soar or fall due to pressure fluctuations and gas flow direction fluctuations caused by taking in and out of the wafer 3 and switching of the film forming gas, thereby preventing dust from adhering to the wafer 3. It is possible to prevent a decrease in the yield and the operation rate of the apparatus.
【0056】なお、上記第1〜第3の実施形態は、CV
D装置の実施形態であったが、これに限られず、例えば
ウエハ3の表面にエピタキシャル成長を行わせるエピタ
キシャル成長装置等に適用してもよく、これらの場合も
同様の効果を得る。In the first to third embodiments, the CV
Although the embodiment is the D apparatus, the invention is not limited to this, and may be applied to, for example, an epitaxial growth apparatus for performing epitaxial growth on the surface of the wafer 3. In these cases, the same effect is obtained.
【0057】また、当然のことながら、上記した第1の
実施形態、第2の実施形態、及び第3実施形態のうち、
少なくとも2つの装置構成の装置構成・成膜方法を併用
してもよく、これらの場合、これら組み合わせた各実施
形態による作用効果を合わせた効果が得られる。Of course, of the first, second, and third embodiments described above,
At least two apparatus configurations and film forming methods may be used in combination. In these cases, the combined effects of the respective embodiments can be obtained.
【0058】さらに、その他の実施形態として、上記第
1〜第3の実施形態のCVD装置100,200,30
0を用いて製作した半導体素子のゲート電極配線のポリ
シリコン膜、リンドープポリシリコン膜、層間絶縁膜の
ための酸化膜・リンガラス膜、及びキャパシタ絶縁膜の
ためのSi3N4膜等を備えた半導体素子を用いれば、ウ
エハ3への塵埃の付着がきわめて少ない、良好な品質を
確保することができる。Further, as another embodiment, the CVD apparatuses 100, 200, 30 of the first to third embodiments are described.
Polysilicon film, phosphorus-doped polysilicon film, oxide film / phosphorus glass film for interlayer insulating film, Si 3 N 4 film for capacitor insulating film, etc. By using the semiconductor device provided, it is possible to ensure good quality, that is, very little dust adheres to the wafer 3.
【0059】[0059]
【発明の効果】本発明によれば、反応管低温部の表面に
付着堆積する反応副生成物の堆積速度を低下させること
ができ、結果として、低速で膜状に反応副生成物を堆積
させることができる。したがって、ウエハの出し入れ
や、反応ガスの切り替えによる圧力の変動又はガス流れ
方向の変動で、堆積物が舞い上がったり、落下したりす
ることがなくなり、ウエハへの塵埃の付着を防止でき、
歩留まりや装置稼動率の低下を防止できる。According to the present invention, it is possible to reduce the deposition rate of reaction by-products adhering and depositing on the surface of the reaction tube at a low temperature, and as a result, to deposit the reaction by-products in a film at a low speed. be able to. Therefore, the deposits do not soar or fall due to pressure fluctuations or gas flow direction fluctuations caused by switching in and out of the wafers and reaction gas switching, thereby preventing dust from adhering to the wafers,
It is possible to prevent a decrease in the yield and the operation rate of the apparatus.
【図1】本発明の第1の実施形態によるCVD装置の全
体構成を表す水平断面図である。FIG. 1 is a horizontal sectional view illustrating an overall configuration of a CVD apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1に示されたCVD装置の側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of the CVD apparatus shown in FIG.
【図3】図2中III−III横断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 2;
【図4】図1に示されたCVD装置において薄膜を成膜
した場合の、反応管壁面への反応副生成物の堆積速度分
布の測定結果を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a measurement result of a deposition rate distribution of a reaction by-product on a reaction tube wall when a thin film is formed in the CVD apparatus shown in FIG. 1;
【図5】本発明の第2の実施形態によるCVD装置の全
体構成を表す側断面図である。FIG. 5 is a side sectional view illustrating an entire configuration of a CVD apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図6】図5中VI−VI横断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG.
【図7】図6から副生成物吸着機構のみを取り出して示
した斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing only a by-product adsorption mechanism shown in FIG. 6;
【図8】副生成物吸着機構の変形例を表す斜視図であ
る。FIG. 8 is a perspective view illustrating a modification of the by-product adsorption mechanism.
【図9】本発明の第3の実施形態によるCVD装置の構
成を表す側断面図である。FIG. 9 is a side sectional view illustrating a configuration of a CVD apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図10】従来構造のCVD装置における、反応管壁面
の温度分布の測定結果を示した図である。FIG. 10 is a view showing a measurement result of a temperature distribution on a wall surface of a reaction tube in a CVD apparatus having a conventional structure.
【図11】従来構造のCVD装置において薄膜を成膜し
た場合の、反応管壁面への反応副生成物の堆積速度分布
の測定結果を示した図である。FIG. 11 is a view showing a measurement result of a deposition rate distribution of a reaction by-product on a wall surface of a reaction tube when a thin film is formed in a CVD apparatus having a conventional structure.
1 ヒータ 2 反応管 3 ウエハ 4a,b ガス供給口 5a,b 排気口 7 断熱材 8a,b 支持板 9a,b フランジ 10a,b ゲートバルブ 11a,b 希釈ガス供給管 12a,b ガス溜 13a,b 希釈ガス供給孔 18a,b Oリング 100 CVD装置 200 CVD装置 214a,b 副生成物吸着機構 215 フィン 216 副生成物吸着機構 217 フィン 300 CVD装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heater 2 Reaction tube 3 Wafer 4a, b Gas supply port 5a, b Exhaust port 7 Insulating material 8a, b Support plate 9a, b Flange 10a, b Gate valve 11a, b Diluent gas supply tube 12a, b Gas reservoir 13a, b Diluent gas supply hole 18a, b O-ring 100 CVD device 200 CVD device 214a, b By-product adsorption mechanism 215 Fin 216 By-product adsorption mechanism 217 Fin 300 CVD device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西内 浩世 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株式会社 日立製作所 半導体事業部内 (56)参考文献 特開 平5−166742(JP,A) 特開 平4−100216(JP,A) 特開 平4−136175(JP,A) 特開 平1−286306(JP,A) 特開 昭62−244123(JP,A) 特開 平7−94419(JP,A) 特開 平2−224222(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 C23C 16/44 C30B 25/14 H01L 21/31 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Hiroyo Nishiuchi 5-2-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Semiconductor Company, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-5-166742 (JP, A) JP-A-4-100216 (JP, A) JP-A-4-136175 (JP, A) JP-A-1-286306 (JP, A) JP-A-62-244123 (JP, A) JP-A-7 -94419 (JP, A) JP-A-2-224222 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 C23C 16/44 C30B 25/14 H01L 21/31
Claims (6)
応管と、この反応管両端の開口部に設けられたフランジ
とを備えた反応容器の内部に略水平に半導体ウエハを収
納して加熱し、前記反応容器内に反応ガスを供給しなが
ら排気することにより、前記反応管内において前記長手
方向一端側から他端側への略水平方向の反応ガス流れを
生成し、これによってウエハ表面への薄膜形成及びエピ
タキシャル成長のいずれか一方の処理を行う半導体ウエ
ハの処理装置であって、 前記反応ガスを希釈するための希釈ガスを、前記反応管
内の前記一端側から他端側への略水平方向の反応ガス流
れにおける前記ウエハ配置位置よりも前記一端側へは供
給せず前記他端側にのみ供給する希釈ガス供給機構を設
けたことを特徴とする半導体ウエハの処理装置。A semiconductor wafer is stored substantially horizontally in a reaction vessel having a substantially flat reaction tube having openings at both ends in a longitudinal direction and flanges provided at openings at both ends of the reaction tube. By heating and exhausting while supplying the reaction gas into the reaction vessel, a substantially horizontal reaction gas flow is generated from the one end in the longitudinal direction to the other end in the reaction tube, thereby forming a wafer surface. A semiconductor wafer processing apparatus for performing one of a thin film formation process and an epitaxial growth process, wherein a diluting gas for diluting the reaction gas is substantially horizontal from the one end side to the other end side in the reaction tube. And a diluting gas supply mechanism for supplying only to the other end side of the reaction gas flow in the direction, not to the one end side than the wafer arrangement position.
おいて、前記希釈ガス供給機構は、前記反応管両端に設
けられた2つの開口部近傍に、複数箇所ずつ設けられた
ガス供給孔を備えていることを特徴とする半導体ウエハ
の処理装置。2. The apparatus for processing a semiconductor wafer according to claim 1, wherein the dilution gas supply mechanism includes gas supply holes provided at a plurality of locations near two openings provided at both ends of the reaction tube. An apparatus for processing a semiconductor wafer.
おいて、前記希釈ガス供給機構は、希釈ガスとして不活
性ガスを用いることを特徴とする半導体ウエハの処理装
置。3. The semiconductor wafer processing apparatus according to claim 1, wherein said dilution gas supply mechanism uses an inert gas as a dilution gas.
おいて、前記希釈ガス供給機構は、不活性ガスとして窒
素を用いることを特徴とする半導体ウエハの処理装置。4. A semiconductor wafer processing apparatus according to claim 3, wherein said dilution gas supply mechanism uses nitrogen as an inert gas.
応管と、この反応管両端の開口部に設けられたフランジ
とを備えた反応容器の内部に半導体ウエハを収納・加熱
し、前記反応容器内に反応ガスを供給しながら排気する
ことにより、ウエハ表面への薄膜形成及びエピタキシャ
ル成長のいずれか一方の処理を行う半導体ウエハの処理
装置において、 前記反応管内における前記ウエハ配置位置よりもガス流
れ方向下流側に、該ガス流れ方向を略面方向とする複数
のフィンを設けたことを特徴とする半導体ウエハの処理
装置。5. A semiconductor wafer is housed and heated in a reaction vessel having a substantially flat reaction tube provided with openings at both ends in the longitudinal direction and flanges provided at openings at both ends of the reaction tube. In a semiconductor wafer processing apparatus for performing either one of thin film formation and epitaxial growth on a wafer surface by exhausting while supplying a reaction gas into the reaction vessel, An apparatus for processing a semiconductor wafer, comprising a plurality of fins provided on the downstream side in the flow direction with the gas flow direction substantially in the plane direction.
ープポリシリコン膜、層間絶縁のための酸化膜・リンガ
ラス膜、及びキャパシタ絶縁のためのSi3N4膜のうち
少なくとも1つの膜を備えた半導体素子において、 前記少なくとも1つの膜を、請求項1又は5記載の半導
体ウエハの処理装置を用いて成膜したことを特徴とする
半導体素子。 6. A semiconductor device having at least one of a polysilicon film of a gate electrode wiring, a phosphorus-doped polysilicon film, an oxide film / phosphorus glass film for interlayer insulation, and a Si3N4 film for capacitor insulation. The semiconductor device according to claim 1, wherein the at least one film is formed using the semiconductor wafer processing apparatus according to claim 1 or 5 .
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|---|---|---|---|
| JP31797795A JP3279466B2 (en) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | Semiconductor wafer processing apparatus and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP31797795A JP3279466B2 (en) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | Semiconductor wafer processing apparatus and semiconductor device |
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|---|---|
| JPH09162129A JPH09162129A (en) | 1997-06-20 |
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