JPH0544825B2 - - Google Patents
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- JPH0544825B2 JPH0544825B2 JP60132216A JP13221685A JPH0544825B2 JP H0544825 B2 JPH0544825 B2 JP H0544825B2 JP 60132216 A JP60132216 A JP 60132216A JP 13221685 A JP13221685 A JP 13221685A JP H0544825 B2 JPH0544825 B2 JP H0544825B2
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- semiconductor substrate
- reaction chamber
- gas
- support plate
- plate
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、半導体工業で利用されるSi(シリコ
ン)ウエハの気相反応装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a gas phase reaction apparatus for Si (silicon) wafers used in the semiconductor industry.
従来の技術
近年、半導体工業において、サイクルタイム、
工程の短縮が要求されている。Conventional technology In recent years, in the semiconductor industry, cycle time,
There is a need to shorten the process.
以下図面を参照しながら、従来の気相反応装置
の一例について説明する。 An example of a conventional gas phase reactor will be described below with reference to the drawings.
第2図は、従来の気相成長装置を示すものであ
る。石英ベルジヤ−1とベース板2によつて、完
全に外気と遮断することができるようになつてお
り、ベース板2には反応ガスを供給する反応ガス
供給口3と、反応ガスを排出するための反応ガス
排出口4が取り付けられている。またベース板2
には、半導体基板5を載せる基台6(以下サセプ
ターと呼ぶ)が設置されている。また石英ベルジ
ヤー1の外側には、半導体基板5を加熱するため
の赤外線ランプ7と、赤外線ランプ7の反射光線
が効率よく半導体基板5に照射するように反射鏡
8が取り付けられている。 FIG. 2 shows a conventional vapor phase growth apparatus. The quartz bell gear 1 and the base plate 2 can completely isolate it from the outside air, and the base plate 2 has a reaction gas supply port 3 for supplying the reaction gas and a reaction gas supply port 3 for discharging the reaction gas. A reaction gas outlet 4 is attached. Also base plate 2
A base 6 (hereinafter referred to as a susceptor) on which a semiconductor substrate 5 is placed is installed. Further, on the outside of the quartz bell gear 1, an infrared lamp 7 for heating the semiconductor substrate 5 and a reflecting mirror 8 are attached so that the reflected light of the infrared lamp 7 can efficiently irradiate the semiconductor substrate 5.
以上のように構成された気相反応装置につい
て、以下その動作について説明する。 The operation of the gas phase reactor configured as described above will be explained below.
まず、サセプタ−6上に載置された半導体基板
5は、赤外線ランプ7の光照射によつて600℃〜
700℃に加熱される。ガス供給口3から反応ガス
としてのモノシランとキヤリヤガースとしての水
素の混合ガスを供給し、ガス排出口4から排出す
る。ガス排出口4は、図示されていない真空ポン
プに直結されていて、反応室は、数Torrの減圧
状態に保たれている。ガス供給口3から供給され
た混合ガスは、600℃〜700℃に加熱されたサセプ
タ−6上に達したとき、熱を吸収し熱分解を起こ
し、半導体基板5上には熱分野の結果として、多
結晶シリコンが推積する。(例えば、最新LSIプ
ロセス技術.第6章CLD技術)工業調査会
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記のような構成では、半導体基
板5はサセプタ−6上に載置されているものの、
半導体基板5とサセプタ−6の間隙にも反応ガス
が入り込み、半導体基板5の裏面にも多結晶シリ
コンが推積するという現象が起こる。そのため、
その後の工程である暗室工程での露光において、
うまくマスク合わせがされなくて歩留りを低下す
る可能性がでてくる。 First, the semiconductor substrate 5 placed on the susceptor 6 is heated to a temperature of 600°C to
Heated to 700℃. A mixed gas of monosilane as a reaction gas and hydrogen as a carrier gas is supplied from the gas supply port 3 and discharged from the gas discharge port 4. The gas outlet 4 is directly connected to a vacuum pump (not shown), and the reaction chamber is maintained at a reduced pressure of several Torr. When the mixed gas supplied from the gas supply port 3 reaches the susceptor 6 heated to 600°C to 700°C, it absorbs heat and causes thermal decomposition, and as a result of the thermal field, the mixed gas is deposited on the semiconductor substrate 5. , polycrystalline silicon is estimated. (For example, the latest LSI process technology. Chapter 6 CLD technology) Problems to be solved by the Industrial Research Council invention However, in the above configuration, although the semiconductor substrate 5 is placed on the susceptor 6,
A phenomenon occurs in which the reaction gas also enters the gap between the semiconductor substrate 5 and the susceptor 6, and polycrystalline silicon is deposited on the back surface of the semiconductor substrate 5 as well. Therefore,
In the subsequent process of exposure in the darkroom process,
There is a possibility that the mask alignment will not be done properly and the yield will decrease.
さらに別の問題として、石英ベルジヤー1も光
の吸収率は低いものの、加熱されるため石英ベル
ジヤー内面にもシリコンが推積し、赤外線が透過
しにくくなる。そのため、再現性のよい膜が得ら
れず、また何サイクルが膜を推積するごとに、石
英ベルジヤーを洗浄しなければならないという問
題を有していた。 Another problem is that although the quartz bell gear 1 also has a low light absorption rate, since it is heated, silicon accumulates on the inner surface of the quartz bell gear, making it difficult for infrared rays to pass through. Therefore, there was a problem in that a membrane with good reproducibility could not be obtained, and the quartz bell jar had to be cleaned every time a membrane was deposited.
本発明は上記問題点に鑑み、透明石英プレート
上に多結晶が推積せず、かつ、半導体基板の裏面
にも多結晶が推積しないような再現性の良い薄膜
を得る気相反応装置を提供するものである。 In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a gas phase reaction apparatus for producing a thin film with good reproducibility in which no polycrystals are deposited on a transparent quartz plate and no polycrystals are deposited on the back surface of a semiconductor substrate. This is what we provide.
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明の気相反応
装置は、半導体基板の直径より小さい抜き穴を有
し、前記半導体基板を支持する支持板と、前記支
持板を境にし、前記半導体基板側に設けられた反
応ガス供給口および排出口を具備した上部反応室
と、前記支持板を境にし、前記上部反応室と相対
する側に設けられた非反応ガス供給口、排出口お
よび前記支持板に対向して設けられた光透過性プ
レートからなる下部室と、前記プレートを通して
前記半導体基板を輻射加熱するための赤外線ラン
プとを備えたものであり、さらには上部反応室の
圧力が下部反応室の圧力より高真空としたもので
ある。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the gas phase reaction apparatus of the present invention includes a support plate that has a hole smaller than the diameter of the semiconductor substrate and supports the semiconductor substrate, and a support plate that supports the semiconductor substrate. an upper reaction chamber equipped with a reactive gas supply port and a discharge port provided on the semiconductor substrate side, and a non-reactive gas supply provided on the side opposite to the upper reaction chamber, with the support plate as the boundary. A lower chamber comprising an opening, an outlet, and a light-transmitting plate provided opposite to the support plate, and an infrared lamp for radiant heating the semiconductor substrate through the plate, and an upper chamber. The pressure in the reaction chamber is a higher vacuum than the pressure in the lower reaction chamber.
作 用
本発明は上記した構成によつて、下部室には、
非反応性ガスを流しているため、上部反応室の反
応ガスが流れ込んでも、希釈されてしまい、半導
体基板裏面や透明石英プレートに膜が推積される
までには致らない。さらには、上部反応室の圧力
が下部室の圧力より、高真空であるため、下部室
内の非反応性ガスが、支持板と半導体基板の間隙
を通して、上部反応室へ流れる。結果として、上
部反応室内の反応ガスは、下部室へ流れ込むこと
はなく、半導体基板や裏面や透明石英プレートに
多結晶シリコンが推積することがなくなることと
なる。Effect The present invention has the above-described configuration, and the lower chamber includes:
Since a non-reactive gas is flowing, even if the reactive gas from the upper reaction chamber flows in, it will be diluted, and a film will not be deposited on the back surface of the semiconductor substrate or the transparent quartz plate. Furthermore, since the pressure in the upper reaction chamber is higher than the pressure in the lower chamber, the non-reactive gas in the lower chamber flows into the upper reaction chamber through the gap between the support plate and the semiconductor substrate. As a result, the reaction gas in the upper reaction chamber will not flow into the lower chamber, and polycrystalline silicon will not accumulate on the semiconductor substrate, the back surface, or the transparent quartz plate.
実施例
以下本発明の実施例の気相反応装置について、
図面を参考しながら説明する。Examples The following is a gas phase reactor according to an example of the present invention.
This will be explained with reference to the drawings.
第1図において、半導体基板9は、SiCをコー
テイングしカーボンからなるサセプター10上に
載置される。サセプターは、半導体基板より少し
小さな径の坂き穴を有しいる。さらにサセプター
10は、半導体基板9より大きく、サセプター1
0より小さい径を有するサセプター支持板11に
載置される。サセプター支持板はステンレスから
なる。サセプター支持板11を境として反応室は
2つに分かれており、上部反応室12には、反応
ガスの供給口13と反応ガスの排出口14を有す
る。下部反応室15は、非反応ガスの供給口16
と非反応ガスの排出口17とを有し、さらに透明
石英プレート18で密閉される構造となつてい
る。シールドはOリングで行なわれ、蓋19によ
つて、完全に密閉シールドできるようになつてい
る。半導体基板9は、赤外線ランプと反射鏡より
なる赤外線ランプヒーターユニツト20からの光
照射によつて加熱される。反応容器21の外壁
は、ステンレスからなり、水冷溝22を有する。 In FIG. 1, a semiconductor substrate 9 is placed on a susceptor 10 coated with SiC and made of carbon. The susceptor has a sloped hole with a diameter slightly smaller than that of the semiconductor substrate. Further, the susceptor 10 is larger than the semiconductor substrate 9, and the susceptor 10 is larger than the semiconductor substrate 9.
The susceptor is placed on a susceptor support plate 11 having a diameter smaller than 0. The susceptor support plate is made of stainless steel. The reaction chamber is divided into two parts with the susceptor support plate 11 as a boundary, and the upper reaction chamber 12 has a reaction gas supply port 13 and a reaction gas discharge port 14 . The lower reaction chamber 15 has a non-reactive gas supply port 16
and a non-reactive gas outlet 17, and is further sealed with a transparent quartz plate 18. Shielding is done with an O-ring, and a lid 19 allows for complete hermetic shielding. The semiconductor substrate 9 is heated by light irradiation from an infrared lamp heater unit 20 consisting of an infrared lamp and a reflecting mirror. The outer wall of the reaction vessel 21 is made of stainless steel and has water cooling grooves 22 .
以上のように構成された気相反応装置について
動作を説明する。 The operation of the gas phase reactor configured as above will be explained.
半導体基板9は、赤外線ランプヒーターユニツ
ト19からの光照射によつて、600℃〜700℃に加
熱される。上部反応室12には、反応ガス供給口
13からモノシランガスが供給され、反応ガス排
出口14から排出され、下部室には、水素ガスが
非反応ガス供給口16から供給され、非反応ガス
排出口17から排出される。各反応室は、図示し
ていない真空ポンプで真空に引かれ、上部反応室
12の真空度が、下部反応室15の真空度と同じ
であるいはより高真空になるように設定されてい
る。本実施例では、上部反応室12の真空度を2
トール、下部室の真空度を2トールあるいは5ト
ールに設定した。このように、下部室に水素、不
活性ガス等の非反応ガスを流すことにより、たと
え上部反応室12から反応ガスが流れ込んでも希
釈され、膜が推積するまでには致らない。さら
に、上部反応室12を高真空にすることにより、
下部反応室14からの水素ガスの流れ込みはある
が、上部反応室12からのモノシランガスの下部
反応室への流れ込みは、ほとんど無視できる。 The semiconductor substrate 9 is heated to 600° C. to 700° C. by light irradiation from the infrared lamp heater unit 19. Monosilane gas is supplied to the upper reaction chamber 12 from a reactive gas supply port 13 and is discharged from a reactive gas discharge port 14, and hydrogen gas is supplied to the lower chamber from a non-reactive gas supply port 16 and is discharged from a non-reactive gas discharge port. It is discharged from 17. Each reaction chamber is evacuated by a vacuum pump (not shown), and the degree of vacuum in the upper reaction chamber 12 is set to be the same as or higher than the degree of vacuum in the lower reaction chamber 15. In this example, the degree of vacuum in the upper reaction chamber 12 is set to 2.
The degree of vacuum in the lower chamber was set at 2 Torr or 5 Torr. In this way, by flowing a non-reactive gas such as hydrogen or an inert gas into the lower chamber, even if the reactive gas flows from the upper reaction chamber 12, it is diluted and does not reach the point where a film is formed. Furthermore, by making the upper reaction chamber 12 a high vacuum,
Although there is a flow of hydrogen gas from the lower reaction chamber 14, the flow of monosilane gas from the upper reaction chamber 12 into the lower reaction chamber is almost negligible.
以上のように本実施例によれば、上部反応室1
2の真空度を下部反応室15の真空度より高真空
にすることにより、サセプター10上で熱を吸収
し分解した反応ガスは、半導体基板9上に到達し
て多結晶シリコンを推積するが、半導体基板9の
裏面には流れ込まず、裏面には多結晶シリコンが
推積しない。さらに下部反応室15には反応ガス
が流れ込まないため、透過石英プレート18上に
は膜が推積することがない。その結果赤外線が透
過しにくくなることなくなり、再現性の良い膜が
得られる。また透過石英プレート18の洗浄する
という余分の作業がなくなり、作業性が良くな
る。 As described above, according to this embodiment, the upper reaction chamber 1
By making the degree of vacuum in the lower reaction chamber 15 higher than that in the lower reaction chamber 15, the reaction gas that absorbs heat and decomposes on the susceptor 10 reaches the semiconductor substrate 9 and deposits polycrystalline silicon. , does not flow into the back surface of the semiconductor substrate 9, and no polycrystalline silicon is deposited on the back surface. Furthermore, since no reaction gas flows into the lower reaction chamber 15, no film is deposited on the permeable quartz plate 18. As a result, infrared rays do not become easily transmitted, and a film with good reproducibility can be obtained. Further, the extra work of cleaning the transparent quartz plate 18 is eliminated, improving work efficiency.
なお、本実施例において、多結晶シリコン膜と
したが、酸化シリコン、窒化シリコン、その他ど
のような膜でも気相反応を利用するものであれば
適用できることはいうまでもない。 In this embodiment, a polycrystalline silicon film is used, but it goes without saying that silicon oxide, silicon nitride, or any other film that utilizes a gas phase reaction can be used.
また、サセプター10は、SiCをコーテイング
したカーボンとしたが、サセプター10は、反応
ガスと非反応であり、耐熱性の材料であれば良
い。 Further, although the susceptor 10 is made of carbon coated with SiC, the susceptor 10 may be made of any heat-resistant material that does not react with the reactive gas.
また、サセプター支持板11および反応容器2
0の外壁は、ステンレスとしたが、サセプター支
持板11および反応容器20の外壁は、反応ガス
と非反応であり、耐熱性の材料であれば良い。 In addition, the susceptor support plate 11 and the reaction vessel 2
Although the outer wall of No. 0 was made of stainless steel, the outer walls of the susceptor support plate 11 and the reaction vessel 20 may be made of heat-resistant materials as long as they do not react with the reaction gas.
また透明石英プレート18は、材質を透明石英
としたが、光透過性で耐熱材料であれば良い。 Further, although the transparent quartz plate 18 is made of transparent quartz, any material may be used as long as it is light-transmissive and heat-resistant.
発明の効果
以上のように、半導体基板の直径より小さい抜
き穴を有する前記半導体基板を支持する支持板
と、前記支持板を境にし、前記半導体基板側に設
けられた反応ガス供給口および排出口を具備した
上部反応室と、前記支持板を境にし、前記上部反
応室と相対する側に設けられた非反応ガス供給
口、排出口および前記支持板に対向して設けられ
た光透過性プレートからなる下部室と、前記プレ
ートを通して前記半導体基板を輻射加熱するため
の赤外線ランプとを設けることにより、さらに上
部反応室の圧力が下部反応室の圧力より高真空に
することにより、半導体基板の裏面への膜の形成
がなくなり、さらに、プレートへの膜の推積がな
くなつたため、半導体の裏面をエツチングすると
いう工程がなくなり、さらにプレートの洗浄とい
う作業もなくなり、再現性の良い薄膜を形成する
ことができる。Effects of the Invention As described above, there is a support plate for supporting the semiconductor substrate having a hole smaller than the diameter of the semiconductor substrate, and a reaction gas supply port and a discharge port provided on the semiconductor substrate side, bordering the support plate. an upper reaction chamber comprising: a non-reactive gas supply port and a discharge port provided on a side opposite to the upper reaction chamber with the support plate as a border; and a light-transmitting plate provided opposite to the support plate. and an infrared lamp for radiant heating the semiconductor substrate through the plate, and by making the pressure in the upper reaction chamber higher than the pressure in the lower reaction chamber, the back side of the semiconductor substrate can be heated. Furthermore, since there is no longer a film to be formed on the plate, and there is no longer a film to be deposited on the plate, there is no need to etch the back side of the semiconductor, and there is no need to clean the plate, making it possible to form thin films with good reproducibility. be able to.
第1図は本発明の一実施例における気相反応装
置の断面図、第2図は従来の気相反応装置の断面
図である。
9……半導体基板、10……サセプター、11
……サセプター支持板、12……上部反応室、1
3……反応ガスの供給口、14……反応ガスの排
出口、15……下部室、16……非反応ガス供給
口、17……非反応ガス排出口、18……透明石
英プレート、19……蓋、20……赤外線ランプ
ヒーターユニツト、21……反応容器、22……
水冷溝。
FIG. 1 is a sectional view of a gas phase reactor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a conventional gas phase reactor. 9... Semiconductor substrate, 10... Susceptor, 11
... Susceptor support plate, 12 ... Upper reaction chamber, 1
3... Reactive gas supply port, 14... Reactive gas outlet, 15... Lower chamber, 16... Non-reactive gas supply port, 17... Non-reactive gas outlet, 18... Transparent quartz plate, 19 ... Lid, 20 ... Infrared lamp heater unit, 21 ... Reaction vessel, 22 ...
water cooling groove.
Claims (1)
前記半導体基板を支持する支持板と、前記支持板
を境にし、前記半導基板側に設けられた反応ガス
供給口および排出口を具備した上部反応室と、前
記支持板を境にし、前記上部反応室と相対する側
に設けられた非反応ガス供給口、排出口および前
記支持板に対向して設けられた光透過性プレート
からなる下部室と、前記プレートを通して前記半
導体基板を輻射加熱するための赤外線ランプとか
らなり、前記上部反応室の圧力が前記下部反応室
の圧力より高真空である気相反応装置。1 Having a hole smaller than the diameter of the semiconductor substrate,
a support plate for supporting the semiconductor substrate; an upper reaction chamber bordering the support plate and having a reaction gas supply port and a discharge port provided on the semiconductor substrate side; a lower chamber consisting of a non-reactive gas supply port and a discharge port provided on a side facing the reaction chamber, and a light-transmissive plate provided opposite the support plate; and for radiant heating the semiconductor substrate through the plate. an infrared lamp, wherein the pressure in the upper reaction chamber is higher than the pressure in the lower reaction chamber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60132216A JPS61289623A (en) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | Vapor-phase reaction device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60132216A JPS61289623A (en) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | Vapor-phase reaction device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61289623A JPS61289623A (en) | 1986-12-19 |
| JPH0544825B2 true JPH0544825B2 (en) | 1993-07-07 |
Family
ID=15076101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60132216A Granted JPS61289623A (en) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | Vapor-phase reaction device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS61289623A (en) |
Families Citing this family (5)
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| FI97730C (en) * | 1994-11-28 | 1997-02-10 | Mikrokemia Oy | Apparatus for making thin films |
| FI97731C (en) * | 1994-11-28 | 1997-02-10 | Mikrokemia Oy | Method and apparatus for making thin films |
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| JP3477953B2 (en) * | 1995-10-18 | 2003-12-10 | 東京エレクトロン株式会社 | Heat treatment equipment |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60113420A (en) * | 1983-11-22 | 1985-06-19 | Mitsubishi Electric Corp | Device for manufacturing semiconductor crystal |
| JPS60178621A (en) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Toshiba Corp | Thin-film forming device |
-
1985
- 1985-06-18 JP JP60132216A patent/JPS61289623A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS61289623A (en) | 1986-12-19 |
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