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JPH06208958A - Thin film forming equipment - Google Patents

Thin film forming equipment

Info

Publication number
JPH06208958A
JPH06208958A JP220693A JP220693A JPH06208958A JP H06208958 A JPH06208958 A JP H06208958A JP 220693 A JP220693 A JP 220693A JP 220693 A JP220693 A JP 220693A JP H06208958 A JPH06208958 A JP H06208958A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
reaction tube
thin film
substrate
sealed container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP220693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hikari Matsuzaki
光 松崎
Kiyoteru Kobayashi
清輝 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Semiconductor Engineering Corp
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Renesas Semiconductor Engineering Corp
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Semiconductor Engineering Corp, Mitsubishi Electric Corp filed Critical Renesas Semiconductor Engineering Corp
Priority to JP220693A priority Critical patent/JPH06208958A/en
Publication of JPH06208958A publication Critical patent/JPH06208958A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板、たとえば半導体基板等に、異物による
汚染の少ない良質の膜質の薄膜を形成でき、また、薄膜
の膜厚を均一に形成することのできる薄膜形成装置を提
供する。 【構成】 反応ガスを含むガスを基板上に導入して加熱
雰囲気下において、基板40に薄膜を形成する薄膜形成
装置100であって、密封容器110と、密封容器11
0の下部に設けられ、基板40上に導入された上記ガス
を密封容器110外へ排出するガス排出手段110h、
111と、密封容器110内に収容され、基板40を収
容する反応管120と、反応管120内へ直接上記ガス
を導入するガス導入手段120i、121と、反応管1
20内へ導入された上記ガスを密封容器110と反応管
120とにより形成される隙間部130内の上方へ導く
ガス誘導手段120aと、反応管120内に設けられ、
ガス導入手段120iに接続して設けられ、基板40上
に上記ガスを均一に供給するためのガス供給ヘッド手段
180とを備える。
(57) [Abstract] [PROBLEMS] To provide a thin film forming apparatus capable of forming a thin film of good quality with little contamination by foreign matter on a substrate, such as a semiconductor substrate, and forming a uniform thin film thickness. To do. A thin film forming apparatus 100 for forming a thin film on a substrate 40 in a heating atmosphere by introducing a gas containing a reaction gas onto a substrate, wherein a sealed container 110 and a sealed container 11 are provided.
Gas discharge means 110h which is provided in the lower part of 0 and discharges the above gas introduced onto the substrate 40 to the outside of the sealed container 110,
111, a reaction tube 120 that is housed in the sealed container 110 and that houses the substrate 40, gas introduction units 120i and 121 that directly introduce the gas into the reaction tube 120, and the reaction tube 1
Gas guide means 120a for guiding the above-mentioned gas introduced into the upper part 20 into the space 130 formed by the sealed container 110 and the reaction tube 120, and provided in the reaction tube 120,
A gas supply head unit 180 is provided that is connected to the gas introduction unit 120i and that uniformly supplies the gas onto the substrate 40.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜形成装置に関し、
特に、基板、たとえば、半導体基板等に、異物による汚
染の少ない良質の膜質の薄膜を形成することができ、基
板に形成する薄膜の膜厚を均一に形成することのできる
薄膜形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film forming apparatus,
In particular, the present invention relates to a thin film forming apparatus capable of forming a good quality thin film on a substrate, such as a semiconductor substrate, which is less contaminated by foreign matter, and capable of forming a uniform thin film on the substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイス等を作成する際等に用い
る薄膜形成装置には、種々のものがある。そのような薄
膜形成装置としては、熱拡散装置や、減圧CVD装置等
がある。
2. Description of the Related Art There are various types of thin film forming apparatuses used for producing semiconductor devices and the like. As such a thin film forming apparatus, there are a thermal diffusion apparatus, a low pressure CVD apparatus and the like.

【0003】熱拡散装置は、通常は、常圧下で、ウェ
ハ、たとえば、シリコン基板等の半導体基板上に、水蒸
気または酸素等の酸化種を導入して、ウェハ自体を加熱
雰囲気下で酸化し、ウェハ自体の深さ方向に、たとえ
ば、SiO2 等の酸化膜(以下、酸化膜という)を形成
するために用いる酸化拡散装置や、また、ウェハ、たと
えば、シリコン基板等の半導体基板にイオン等を注入し
て、ウェハ自体に加熱雰囲気下でイオン拡散層を形成す
るイオン注入後の熱拡散装置等がある。
A thermal diffusion device usually introduces oxidizing species such as water vapor or oxygen onto a wafer, for example, a semiconductor substrate such as a silicon substrate, under normal pressure to oxidize the wafer itself in a heating atmosphere, For example, an oxide diffusion device used to form an oxide film such as SiO 2 (hereinafter referred to as an oxide film) in the depth direction of the wafer itself, or ions or the like on a wafer, for example, a semiconductor substrate such as a silicon substrate. There is a thermal diffusion device after ion implantation for implanting and forming an ion diffusion layer on the wafer itself in a heating atmosphere.

【0004】また、減圧CVD装置は、通常は、減圧下
で、ウェハ、たとえば、シリコン基板等の半導体基板上
に原料ガスを導入して、加熱雰囲気下で原料ガスの化学
反応種であるガスを熱化学反応させて、ウェハ上に、た
とえば、SiO2 、ポリシリコン膜や、Si3 4 等の
窒化膜等を被着形成させる装置である。
Further, the low pressure CVD apparatus usually introduces a raw material gas onto a wafer, for example, a semiconductor substrate such as a silicon substrate, under a reduced pressure and emits a gas which is a chemical reaction species of the raw material gas in a heating atmosphere. This is an apparatus for performing a thermochemical reaction to deposit and form, for example, SiO 2 , a polysilicon film, a nitride film such as Si 3 N 4 or the like on a wafer.

【0005】なお本明細書で、単に「基板に薄膜を形成
する」というときは、上記したウェハ自体にウェハの深
さ方向に酸化膜やイオン注入後の熱拡散層等の薄膜を形
成する場合と、ウェハの表面上に薄膜を被着形成する場
合の双方を含む。
In the present specification, simply, "forming a thin film on a substrate" means a case where a thin film such as an oxide film or a thermal diffusion layer after ion implantation is formed on the wafer itself in the depth direction of the wafer. And the case of depositing a thin film on the surface of the wafer.

【0006】また、「熱拡散膜」というときは、上記し
たウェハ自体にウェハの深さ方向に形成された酸化膜や
イオン注入後の熱拡散層等の薄膜を意味する。
The term "thermal diffusion film" means a thin film such as an oxide film formed on the wafer itself in the depth direction of the wafer or a thermal diffusion layer after ion implantation.

【0007】図12は、従来の薄膜形成装置を模式的に
示す部分断面図である。図12を参照して、この薄膜形
成装置400は、従来の熱拡散装置を示しており、円筒
形のヒータ401と、ヒータ401の内側に設けられた
円筒形の均熱管402と、均熱管402の内側に設けら
れた、円筒形の密封容器(外管)410と、密封容器4
10内に収容され、熱拡散膜を形成する基板を収容する
反応管420を含む。ヒータ401のヒータ線は、たと
えばタンタルを用いているが、このヒータ線は、非常に
不純物が多い。また、均熱性を確保するための均熱管4
02は、たとえば、炭化珪素製や、ウムライト製である
が、均熱管402の材料は非常に不純物が多い。たとえ
ば、均熱管402は、ppmオーダで鉄(Fe)等の不
純物を含む炭化珪素である。密封容器410の材質とし
ては、たとえば、石英等が用いられ,また、反応管42
0の材質としては、たとえば、石英等が用いられる。
FIG. 12 is a partial sectional view schematically showing a conventional thin film forming apparatus. With reference to FIG. 12, this thin film forming apparatus 400 shows a conventional heat diffusion apparatus, and includes a cylindrical heater 401, a cylindrical heat equalizing tube 402 provided inside the heater 401, and a heat equalizing tube 402. A cylindrical hermetically sealed container (outer tube) 410 provided inside the
10 includes a reaction tube 420 that accommodates a substrate that forms a heat diffusion film. For the heater wire of the heater 401, for example, tantalum is used, but this heater wire contains a large amount of impurities. Further, a soaking tube 4 for ensuring soaking properties
02 is made of, for example, silicon carbide or umlite, but the material of the soaking tube 402 has a large amount of impurities. For example, the soaking tube 402 is silicon carbide containing impurities such as iron (Fe) in the ppm order. As the material of the sealed container 410, for example, quartz or the like is used, and the reaction tube 42
As a material of 0, for example, quartz or the like is used.

【0008】なお、図12に示す薄膜形成装置400
は、縦型熱拡散装置と呼ばれる。反応管420には、そ
の上部において、密封容器410内と反応管420内と
の間でガスの流通を行なうための開口部420aが設け
られる。なお、開口部420aには、通常は、複数の穴
425aを有する円形のキャップ425が設けられる。
反応管420内には、反応管420内の温度を測定する
温度測定手段として、熱電対(図示せず)が熱電対保護
管450内に収容された状態で設置される。なお、熱電
対(図示せず)は、反応管420内に直接むき出した状
態で設けられることもある。また、密封容器410と反
応管420は、たとえば、一体成形される。密封容器4
10の下部には、基板と直接反応する反応種を含むガス
およびまたは雰囲気ガスを導入するためのガス導入口4
10iが設けられる。
A thin film forming apparatus 400 shown in FIG.
Is called a vertical heat spreader. The reaction tube 420 is provided at its upper portion with an opening 420a for allowing gas to flow between the inside of the sealed container 410 and the inside of the reaction tube 420. The opening 420a is usually provided with a circular cap 425 having a plurality of holes 425a.
Inside the reaction tube 420, a thermocouple (not shown) is installed in the thermocouple protection tube 450 as a temperature measuring means for measuring the temperature inside the reaction tube 420. The thermocouple (not shown) may be provided directly in the reaction tube 420 in a state of being exposed. The sealed container 410 and the reaction tube 420 are integrally molded, for example. Sealed container 4
A gas introduction port 4 for introducing a gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate and / or an atmospheric gas is provided in a lower portion of the substrate 10.
10i is provided.

【0009】また、反応管420の下部には、反応管4
20内に導入された、基板と直接反応する反応種を含む
ガスおよび/または雰囲気ガスを薄膜形成装置400の
外部へ排出するためのガス排出口420hが設けられ
る。ガス導入口410iには、基板と直接反応する反応
種を含むガスおよび/または雰囲気ガスを導入するため
のガス導入管411が接続され、また、ガス排出口42
0hには、密封容器410を挿通してガス排出管421
が接続される。密封容器410と反応管420とにより
形成される隙間部430内には、反応管420内へ導入
する、基板と直接反応する反応種を含むガスおよび/ま
たは雰囲気ガスを整流するためのガス整流器470が設
けられる。
The reaction tube 4 is provided below the reaction tube 420.
A gas discharge port 420h for discharging the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate and / or the ambient gas introduced into the inside of the film 20 to the outside of the thin film forming apparatus 400 is provided. A gas introduction pipe 411 for introducing a gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate and / or an atmospheric gas is connected to the gas introduction port 410i, and the gas discharge port 42i.
At 0 h, the gas exhaust pipe 421 is inserted through the sealed container 410.
Are connected. A gas rectifier 470 for rectifying a gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate and / or an atmospheric gas, which is introduced into the reaction tube 420, is provided in the gap 430 formed by the sealed container 410 and the reaction tube 420. Is provided.

【0010】図13は、ガス整流器470を部分的に拡
大して、概略的に示す斜視図である。また、図14は、
図13に示すガス整流器470のXIV−XIV線に従
う横断面図である。図13および図14を参照して、こ
のガス整流器470は、反応管420の外壁に、たとえ
ば、石英等で作られた複数の板状のガス整流板470a
が反応管420の外周の周方向に密封容器410の方向
へ突出して設けられてなる。このようなガス整流板47
0aは、図14に示すように、ガス導入口410iが設
けられた側で密に、その反対側において疎に設けられ、
密封容器410と反応管420とにより形成される隙間
部430内に導入された、基板と直接反応する反応種を
含むガスおよび/または雰囲気ガスが均一に反応管42
0内へ導入できるようになっている。
FIG. 13 is a partially enlarged perspective view of the gas rectifier 470. In addition, FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view of the gas rectifier 470 shown in FIG. 13 taken along the line XIV-XIV. 13 and 14, the gas rectifier 470 includes a plurality of plate-shaped gas rectification plates 470a formed on the outer wall of the reaction tube 420, for example, made of quartz or the like.
Are provided so as to project in the circumferential direction of the outer circumference of the reaction tube 420 toward the sealed container 410. Such a gas straightening plate 47
As shown in FIG. 14, 0a is densely provided on the side where the gas introduction port 410i is provided and sparsely provided on the opposite side.
The gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate and / or the ambient gas introduced into the gap 430 formed by the sealed container 410 and the reaction tube 420 are uniformly mixed in the reaction tube 42.
It can be introduced into 0.

【0011】図12を参照して、このような薄膜形成装
置400を用いて、基板に熱拡散膜を形成する際には、
複数のウェハ40をボート41に載置し、ボート41を
反応管420内へ収容する。ボート41のエンドキャッ
プ42は、一体成型された密封容器410と反応管42
0との底部420bの外壁を下方向から圧接する。ウェ
ハ40を載置したボート41を反応管420内に収容す
る際には、雰囲気ガスをガス導入管411およびガス導
入口410iより密封容器410内および反応管420
内へ導入する。次に、ヒータ401により、ウェハ40
を処理温度で予備加熱する。次に、ウェハ40と直接反
応する反応種を含むガスをガス導入管411およびガス
導入口410iより、密封容器410内および反応管4
20内へ導入する。ガス導入管411およびガス導入口
410iより密封容器410内へ導入された、ウェハ4
0と直接反応する反応種を含むガスおよび/または雰囲
気ガスは、密封容器410と反応管420とにより形成
される隙間部430内を上昇し、反応管420の上部に
設けられた開口部420aに達する。この際、隙間部4
30内を上昇する、ウェハ40と直接反応する反応種を
含むガスおよび/または雰囲気ガスは、隙間部430内
に設けられたガス整流器470により、均一かつ均等に
整流され、開口部420aに達する。次に、ガス整流器
470により整流された、ウェハ40と直接反応する反
応種を含むガスおよび/または雰囲気ガスは、開口部4
20aから反応管420内へ導入され、ウェハ40自体
に、ウェハ40の深さ方向に熱酸化膜等の熱拡散膜を形
成した後、ガス排出口420hおよびガス排出管421
より、薄膜形成装置400外へ排出される。熱拡散膜を
形成するための薄膜形成装置400で、ウェハ40と直
接反応する反応種を含むガスおよび/または雰囲気ガス
を、隙間部430内へまず導入し、次に反応管420内
へと導入するのは、ウェハ40と直接反応する反応種を
含むガスおよび/または雰囲気ガスをウェハ40に到達
する前に均一に加熱し、ウェハ自体に、ウェハ40の深
さ方向に形成する熱拡散膜の膜厚の均一性を向上させる
ためである。また、ヒータ401からの熱伝導は、均熱
管402や、隙間部430を介することによって、輻射
熱を均一にウェハ40に与える。
Referring to FIG. 12, when a thermal diffusion film is formed on a substrate using such a thin film forming apparatus 400,
A plurality of wafers 40 are placed on the boat 41, and the boat 41 is housed in the reaction tube 420. The end cap 42 of the boat 41 includes a sealed container 410 and a reaction tube 42 that are integrally molded.
The outer wall of the bottom portion 420b with 0 is pressed from below. When the boat 41 on which the wafer 40 is placed is accommodated in the reaction tube 420, the atmospheric gas is introduced from the gas introduction tube 411 and the gas introduction port 410i into the sealed container 410 and the reaction tube 420.
Install inside. Then, the wafer 40 is heated by the heater 401.
Are preheated at the processing temperature. Next, a gas containing a reactive species that directly reacts with the wafer 40 is introduced into the sealed container 410 and the reaction tube 4 through the gas introduction pipe 411 and the gas introduction port 410i.
Introduce into 20. The wafer 4 introduced into the sealed container 410 through the gas introduction pipe 411 and the gas introduction port 410i.
The gas containing the reactive species that directly reacts with 0 and / or the atmospheric gas rises in the gap 430 formed by the sealed container 410 and the reaction tube 420, and enters the opening 420a provided in the upper portion of the reaction tube 420. Reach At this time, the gap 4
The gas and / or the atmospheric gas, which rises in the chamber 30 and contains the reactive species that directly reacts with the wafer 40, is rectified uniformly and evenly by the gas rectifier 470 provided in the gap 430, and reaches the opening 420a. Next, the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or the ambient gas, which is rectified by the gas rectifier 470, is supplied to the opening portion 4.
After being introduced into the reaction tube 420 from 20a and forming a thermal diffusion film such as a thermal oxide film in the depth direction of the wafer 40 on the wafer 40 itself, the gas exhaust port 420h and the gas exhaust pipe 421 are formed.
As a result, the film is discharged to the outside of the thin film forming apparatus 400. In the thin film forming apparatus 400 for forming a thermal diffusion film, a gas containing a reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or an atmospheric gas is first introduced into the gap 430 and then into the reaction tube 420. That is, the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or the atmospheric gas is uniformly heated before reaching the wafer 40, and the heat diffusion film formed in the depth direction of the wafer 40 is formed on the wafer itself. This is to improve the uniformity of the film thickness. Further, the heat conduction from the heater 401 uniformly gives radiant heat to the wafer 40 through the soaking tube 402 and the gap portion 430.

【0012】次に、ウェハ40と直接反応する反応種を
含むガスをパージし、雰囲気ガスをガス導入口410i
より導入した状態で、ボート41を反応管420から取
出し、熱拡散膜の形成されたウェハ40を取出す。
Next, the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 is purged, and the atmospheric gas is introduced into the gas inlet 410i.
In the further introduced state, the boat 41 is taken out from the reaction tube 420, and the wafer 40 on which the heat diffusion film is formed is taken out.

【0013】このように、基板に熱拡散膜を形成する際
は、通常は、常圧で行なわれる。なお図12中に、実線
で示す矢印は、基板と直接反応する反応種を含むガスの
流れの方向を示し、破線で示す矢印は、雰囲気ガスの流
れの方向を示す。
As described above, the heat diffusion film is usually formed on the substrate at normal pressure. Note that, in FIG. 12, the arrow indicated by the solid line indicates the flow direction of the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate, and the arrow indicated by the broken line indicates the flow direction of the atmospheric gas.

【0014】図15は、従来の薄膜形成装置を模式的に
示す部分断面図である。図15を参照して、この薄膜形
成装置500は、従来の熱拡散装置を示しており、円筒
形のヒータ501と、ヒータ501の内側に設けられた
円筒形の均熱管502と、均熱管502の内側に設けら
れる円筒形の外管510と、外管510の内側に設けら
れ、熱拡散膜を形成する基板を収容する反応管(内管)
520を含む。なお、ヒータ510のヒータ線の材質、
均熱管502の材質、外管510の材質、および、反応
管520の材質は、それぞれ、図12に示す薄膜形成装
置400のヒータ401のヒータ線の材質、均熱管40
2の材質、密封容器(外管)410の材質、反応管40
2の材質と同様であるので、その説明を省略する。
FIG. 15 is a partial sectional view schematically showing a conventional thin film forming apparatus. Referring to FIG. 15, this thin film forming apparatus 500 shows a conventional heat diffusion apparatus, and includes a cylindrical heater 501, a cylindrical heat equalizing tube 502 provided inside the heater 501, and a heat equalizing tube 502. Reaction tube (inner tube) for accommodating a cylindrical outer tube 510 provided inside the tube and a substrate provided inside the outer tube 510 and forming a heat diffusion film.
Including 520. The material of the heater wire of the heater 510,
The material of the soaking tube 502, the material of the outer tube 510, and the material of the reaction tube 520 are the material of the heater wire of the heater 401 and the soaking tube 40 of the thin film forming apparatus 400 shown in FIG. 12, respectively.
2 material, sealed container (outer tube) 410 material, reaction tube 40
Since it is the same as the material of No. 2, its explanation is omitted.

【0015】反応管520内には、反応管520内の温
度を測定する温度計測手段として、熱電対(図示せず)
が熱電対保護管550内に収容された状態で設置され
る。なお、熱電対(図示せず)は、反応管520内に直
接むき出した状態で設けられることもある。また、外管
501の反応管520は、それぞれ、独立した部材で形
成されており、外管510の下端部510eと、反応管
520の下端部520eは、フランジ506により固定
される。反応管520の上部には、基板と直接反応する
反応種を含むガスおよび/または雰囲気ガスを反応管5
20内に直接導入するためのガス導入口520iが設け
られ、反応管520の下部には、反応管520内に導入
された、基板と直接反応する反応種を含むガスおよび/
または雰囲気ガスを薄膜形成装置500の外部へ排出す
るためのガス排出口520hが設けられる。ガス導入口
520iには、基板と直接反応する反応種を含むガスお
よび/または雰囲気ガスを導入するためのガス導入管5
60が接続され、また、ガス排出口520hには、外管
510を挿通して、ガス排出管521が接続される。外
管510と反応管520とにより形成される隙間部53
0内は、密封されている。そして、外管510の上方部
には、ヒータ501や、均熱管502から発生したFe
等の異物を除去するための、たとえば、HClガス等の
活性ガスを隙間部530内へ導入するための活性ガス導
入口510iが設けられ、また、隙間部530内へ導入
された活性ガスを排出するための活性ガス排出口510
hが設けられる。なお、反応管520内に収容されるボ
ート等は、図12に示す薄膜形成装置400に用いるボ
ート等と同様であるので、相当する部材について同一の
参照符号を付して、その説明を省略する。
A thermocouple (not shown) is provided in the reaction tube 520 as a temperature measuring means for measuring the temperature in the reaction tube 520.
Is installed in the thermocouple protection tube 550. The thermocouple (not shown) may be provided in the reaction tube 520 in a state of being directly exposed. The reaction tubes 520 of the outer tube 501 are each formed of independent members, and the lower end portion 510e of the outer tube 510 and the lower end portion 520e of the reaction tube 520 are fixed by a flange 506. A gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate and / or an atmosphere gas is provided on the upper part of the reaction tube 520.
20 is provided with a gas introduction port 520i for directly introducing the gas into the reaction tube 520, and a gas containing reactive species directly reacting with the substrate, which is introduced into the reaction tube 520, and /
Alternatively, a gas discharge port 520h for discharging the atmospheric gas to the outside of the thin film forming apparatus 500 is provided. A gas introduction pipe 5 for introducing a gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate and / or an atmosphere gas into the gas introduction port 520i.
60 is connected, and a gas exhaust pipe 521 is connected to the gas exhaust port 520h by inserting an outer pipe 510. Gap portion 53 formed by outer tube 510 and reaction tube 520
The inside of 0 is sealed. Then, in the upper part of the outer tube 510, Fe generated from the heater 501 and the soaking tube 502
Is provided with an active gas inlet port 510i for introducing an active gas such as HCl gas into the gap portion 530, and the active gas introduced into the gap portion 530 is discharged. Active gas discharge port 510 for
h is provided. Since the boat and the like housed in the reaction tube 520 are the same as the boat and the like used in the thin film forming apparatus 400 shown in FIG. 12, the same reference numerals are given to the corresponding members and the description thereof will be omitted. .

【0016】このような薄膜形成装置500を用いて、
基板に熱拡散膜を形成する際には、複数のウェハ40を
ボート41に載置し、ボート41を反応管520内へ収
容する。ボート41のエンドキャップ42は、フランジ
506の外壁側を下方向から圧接する。ウェハ40を載
置したボート41を反応管520内に収容する際には、
雰囲気ガスをガス導入管560より、反応管520内へ
導入する。また、活性ガス導入口510iより隙間部5
30内へ活性ガスを導入する。次に、ヒータ501によ
り、ウェハ40を処理温度で予備加熱する。次に、ウェ
ハ40と直接反応する反応種を含むガスをガス導入管5
60より、反応管520内へ導入する。ガス導入管50
6より反応管520内へ直接導入された、ウェハ40と
直接反応する反応種を含むガスおよび/または雰囲気ガ
スは、ウェハ40自体に、ウェハ40の深さ方向に熱酸
化膜等の熱拡散膜を形成した後、ガス排出口520hお
よびガス排出口521より、薄膜形成装置500外へ排
出される。
Using such a thin film forming apparatus 500,
When forming the thermal diffusion film on the substrate, the plurality of wafers 40 are placed on the boat 41, and the boat 41 is housed in the reaction tube 520. The end cap 42 of the boat 41 presses the outer wall side of the flange 506 from below. When the boat 41 on which the wafer 40 is placed is housed in the reaction tube 520,
Atmosphere gas is introduced into the reaction tube 520 through the gas introduction tube 560. Further, from the active gas inlet 510i, the gap 5
An active gas is introduced into 30. Next, the heater 501 preheats the wafer 40 at the processing temperature. Next, the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 is introduced into the gas introduction pipe 5
From 60, it is introduced into the reaction tube 520. Gas introduction pipe 50
The gas and / or the atmosphere gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40, which is directly introduced into the reaction tube 520 from the No. 6, is applied to the wafer 40 itself in the depth direction of the wafer 40 such as a thermal diffusion film such as a thermal oxide film. After forming, the gas is discharged from the thin film forming apparatus 500 through the gas discharge port 520h and the gas discharge port 521.

【0017】次に、ウェハ40と直接反応する反応種を
含むガスをパージし、雰囲気ガスをガス導入管560よ
り導入した状態でボート41を反応管520から取出
し、熱拡散膜の形成されたウェハ40を取出す。
Next, the boat 41 is taken out from the reaction tube 520 in a state where the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 is purged and the atmospheric gas is introduced from the gas introduction tube 560, and the wafer on which the thermal diffusion film is formed. Take out 40.

【0018】このように、基板に熱拡散膜を形成する際
は、通常は常圧で行なわれる。なお図15中、実線で示
す矢印は、基板と直接反応する反応種を含むガスの流れ
の方向を示し、破線で示す矢印は、雰囲気ガスの流れの
方向を示し、一点鎖線で示す矢印は、活性ガスの流れの
方向を示す。
As described above, the heat diffusion film is usually formed on the substrate at normal pressure. Note that in FIG. 15, arrows indicated by solid lines indicate the flow direction of gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate, arrows indicated by broken lines indicate the direction of flow of atmospheric gas, and arrows indicated by alternate long and short dash lines indicate The direction of the flow of active gas is shown.

【0019】薄膜形成装置500は、隙間部530内
に、ヒータ501や、均熱管502から発生する異物を
取除くための活性ガスを流している結果、薄膜形成装置
500を用いて基板に形成される熱拡散膜は、薄膜形成
装置400を用いて基板に形成される熱拡散膜に比べ、
異物により汚染される度合いが少ない。
In the thin film forming apparatus 500, an active gas for removing foreign matters generated from the heater 501 and the heat equalizing tube 502 is caused to flow in the gap 530, and as a result, the thin film forming apparatus 500 is formed on the substrate. The heat diffusion film formed by using the thin film forming apparatus 400 is
Less likely to be contaminated by foreign matter.

【0020】図16は、従来の薄膜形成装置を模式的に
示す部分断面図である。図16を参照して、この薄膜形
成装置600は、従来の減圧CVD装置を示しており、
円筒形のヒータ601と、ヒータ501の内側に設けら
れた円筒形の均熱管602と、均熱管602の内側に設
けられる円筒形の圧力容器(外管)610と、圧力容器
610内に収容され、薄膜を被着形成させる基板を収容
する反応管(内管)620を含む。ヒータ610のヒー
タ線の材質、均熱管602の材質、圧力容器610の材
質、反応管620の材質は、それぞれ、図12に示す薄
膜形成装置400のヒータ401のヒータ線の材質、均
熱管402の材質、密封容器(外管)410の材質、反
応管420の材質と同様であるので、その説明を省略す
る。
FIG. 16 is a partial sectional view schematically showing a conventional thin film forming apparatus. With reference to FIG. 16, this thin film forming apparatus 600 shows a conventional low pressure CVD apparatus,
A cylindrical heater 601, a cylindrical heat equalizing tube 602 provided inside the heater 501, a cylindrical pressure vessel (outer tube) 610 provided inside the heat equalizing tube 602, and a housing inside the pressure vessel 610. , A reaction tube (inner tube) 620 containing a substrate on which a thin film is deposited. The material of the heater wire of the heater 610, the material of the soaking tube 602, the material of the pressure vessel 610, and the material of the reaction tube 620 are the material of the heater wire of the heater 401 and the material of the soaking tube 402 of the thin film forming apparatus 400 shown in FIG. 12, respectively. Since the material is the same as the material of the sealed container (outer tube) 410 and the material of the reaction tube 420, description thereof will be omitted.

【0021】反応管620には、その上部において、圧
力容器610内と反応管620内との間でガスの流通を
行なうための開口部620aが設けられる。反応管62
0内には、反応管620内の温度を測定する温度計測手
段として、熱電対(図示せず)が熱電対保護管650内
に収容された状態で設置される。なお、熱電対(図示せ
ず)は、反応管620内に直接むき出した状態で設置さ
れることもある。また、圧力容器610と反応管620
は、それぞれ、独立した部材で形成されており、圧力容
器610の下端部610eと、反応管620の下端部6
20eは、フランジ606により固定される。フランジ
606は、Oリング607を介して、フランジ608に
接続される。フランジ606の外壁を挿通して、反応ガ
スおよび/またはキャリアガスを反応管内へ直接導入す
るためのガスインジェクタ622が設けられる。このよ
うなガスインジェクタ622は、基板上に被着形成する
薄膜の原料である反応ガスの化学反応種ごとに1本ずつ
設けられる。ガスインジェクタ622の反応ガスおよび
/またはキャリアガスの取出し口622iは、均熱管6
02により形成される均熱域Aの下方に設けられる。ガ
スインジェクタ622の反応ガスおよび/またはキャリ
アガスの取出し口622iを均熱域Aの下方に設けるの
は、それぞれのガスインジェクタ622から取出される
化学反応種である反応ガスを、均熱域Aの下方で反応を
生じることなく混合させ、基板上へ導入するためであ
る。ガスインジェクタ622の反応ガスおよび/または
キャリアガスの取出し口622iを反応管620内に設
けるのは、反応ガスが、基板上に導入される前に熱化学
反応し、粉末となるのを防ぎ、基板上で効率よく熱化学
反応させ、基板に薄膜を効率よく堆積、すなわち、被着
形成させるためである。また、フランジ606の外壁に
は、圧力容器610および反応管620に導入された、
反応ガスおよび/または雰囲気ガス等を、圧力容器61
0外へ排出するためのガス排出口610hが設けられ
る。ガス排出口610hには、ガス排出管611が接続
される。また、フランジ606の外壁を挿通して、圧力
容器610と反応管620とにより形成される隙間部6
30内の下方には、雰囲気ガス導入管660が設けられ
る。雰囲気ガス導入管660の雰囲気ガスの取出し口6
60iは、通常、圧力容器610と反応管620とによ
り形成される隙間部630内の下方に設けられる。ま
た、フランジ608の外壁下側面には、Oリング609
が取付けられる。
The reaction tube 620 is provided at its upper portion with an opening 620a for allowing gas to flow between the pressure vessel 610 and the reaction tube 620. Reaction tube 62
A thermocouple (not shown) as a temperature measuring means for measuring the temperature in the reaction tube 620 is installed in the inside of 0 in a state of being housed in the thermocouple protection tube 650. The thermocouple (not shown) may be installed in the reaction tube 620 in a state of being directly exposed. In addition, the pressure vessel 610 and the reaction tube 620
Are formed of independent members, and the lower end portion 610e of the pressure vessel 610 and the lower end portion 6 of the reaction tube 620 are
20e is fixed by the flange 606. The flange 606 is connected to the flange 608 via an O-ring 607. A gas injector 622 is provided for inserting the reaction gas and / or the carrier gas directly into the reaction tube through the outer wall of the flange 606. One such gas injector 622 is provided for each chemical reaction species of the reaction gas that is the raw material of the thin film deposited and formed on the substrate. The outlet 622i of the reaction gas and / or the carrier gas of the gas injector 622 is provided with a soaking tube 6
It is provided below the soaking zone A formed by 02. The reaction gas and / or carrier gas outlet 622i of the gas injector 622 is provided below the soaking zone A so that the reaction gas, which is a chemically reactive species taken out from each gas injector 622, is kept in the soaking zone A. This is because they are mixed below without causing a reaction and are introduced onto the substrate. The reaction gas and / or carrier gas outlet 622i of the gas injector 622 is provided in the reaction tube 620 to prevent the reaction gas from undergoing a thermochemical reaction before being introduced onto the substrate and becoming a powder. This is because the above-mentioned thermochemical reaction is efficiently carried out and the thin film is efficiently deposited, that is, deposited on the substrate. Further, on the outer wall of the flange 606, the pressure vessel 610 and the reaction tube 620 were introduced.
The reaction vessel and / or the atmosphere gas are supplied to the pressure vessel 61.
A gas discharge port 610h for discharging to the outside is provided. A gas exhaust pipe 611 is connected to the gas exhaust port 610h. Further, the clearance 6 formed by the pressure vessel 610 and the reaction tube 620 is inserted through the outer wall of the flange 606.
An atmosphere gas introduction pipe 660 is provided below the inside of 30. Atmosphere gas outlet 6 of atmosphere gas introduction pipe 660
60i is usually provided below the gap 630 formed by the pressure vessel 610 and the reaction tube 620. Further, an O-ring 609 is provided on the lower surface of the outer wall of the flange 608.
Is installed.

【0022】なお、反応管601内に収容するボート等
は、図12に示す薄膜形成装置400に用いるボート等
と同様であるので、相当する部材については同一の参照
符号を付して、その説明を省略する。
Since the boat and the like housed in the reaction tube 601 are the same as the boat and the like used in the thin film forming apparatus 400 shown in FIG. 12, the same reference numerals are used for the corresponding members, and the description thereof is omitted. Is omitted.

【0023】このような薄膜形成装置600を用いて、
基板上に薄膜を被着形成する際には、複数のウェハ40
をボート41に載置し、ボート41を反応管620内へ
収容する。ボート41のエンドキャップ42は、フラン
ジ608のにOリング609を介して接続される。接続
部において、リークを防ぐためである。ウェハ40を載
置したボート41を反応管620内に収容する際には、
雰囲気ガスを雰囲気ガス導入管660より、圧力容器6
10内および反応管620内へ導入する。次に、真空ポ
ンプ(図示せず)等により、ガス排出口610hおよび
ガス排出管611を介して、圧力容器610内および反
応管620内を真空引きする。次に、雰囲気ガスを雰囲
気ガス導入管660より圧力容器610内および反応管
620内へ導入し、減圧状態に保ちながら、ヒータ60
1によりウェハ40を処理温度で予備加熱する。次に、
ウェハ40上に被着形成する薄膜の原料である反応ガス
を化学反応種ごとに、それぞれのガスインジェクタ62
2より、反応管620内へ直接導入する。ガスインジェ
クタ622により反応管620内へ直接導入された反応
ガスは、均熱域Aの下方で混合され,反応管620内を
上昇し、ウェハ40上に導入され、熱化学反応により、
ウェハ40上に薄膜を被着形成した後、開口部620a
に達する。次に、真空ポンプ(図示せず)等により、反
応ガスおよび/または雰囲気ガス等は隙間部630内を
下降し、ガス排出口610hおよびガス排出管611を
介して、圧力容器610外へ排出される。
Using such a thin film forming apparatus 600,
When depositing a thin film on a substrate, a plurality of wafers 40
Is placed on the boat 41, and the boat 41 is housed in the reaction tube 620. The end cap 42 of the boat 41 is connected to the flange 608 via an O-ring 609. This is to prevent a leak at the connecting portion. When the boat 41 on which the wafer 40 is placed is housed in the reaction tube 620,
Atmosphere gas is supplied from the atmosphere gas introduction pipe 660 to the pressure vessel 6
10 and into reaction tube 620. Next, the inside of the pressure vessel 610 and the inside of the reaction tube 620 are evacuated through the gas discharge port 610h and the gas discharge pipe 611 by a vacuum pump (not shown) or the like. Next, the atmosphere gas is introduced into the pressure vessel 610 and the reaction tube 620 from the atmosphere gas introduction pipe 660, and the heater 60 is maintained while maintaining a reduced pressure state.
1, the wafer 40 is preheated at the processing temperature. next,
The reaction gas, which is the raw material of the thin film deposited on the wafer 40, is supplied to each gas injector 62 for each chemical reaction species.
2 is introduced directly into the reaction tube 620. The reaction gas directly introduced into the reaction tube 620 by the gas injector 622 is mixed below the soaking zone A, rises in the reaction tube 620, is introduced onto the wafer 40, and is thermochemically reacted.
After depositing a thin film on the wafer 40, the opening 620a is formed.
Reach Next, the reaction gas and / or the atmospheric gas is lowered in the gap 630 by a vacuum pump (not shown) or the like, and is discharged to the outside of the pressure vessel 610 through the gas discharge port 610h and the gas discharge pipe 611. It

【0024】次に、反応ガスをパージし、圧力容器61
0内および反応管620内を常圧に戻した後、雰囲気ガ
スを雰囲気ガス導入管660より導入した状態で、ボー
ト41を反応管620から取出し、薄膜が被着形成した
ウェハ40を取出す。
Next, the reaction gas is purged and the pressure vessel 61 is
After returning the inside of 0 and the inside of the reaction tube 620 to normal pressure, the boat 41 is taken out from the reaction tube 620 and the wafer 40 on which the thin film is adhered is taken out while the atmospheric gas is introduced from the atmosphere gas introduction tube 660.

【0025】なお、図16中、実線で示す矢印は、反応
ガスの流れの方向を示しており、破線で示す矢印は、雰
囲気ガスの流れの方向を示す。
In FIG. 16, the arrow shown by the solid line shows the direction of the flow of the reaction gas, and the arrow shown by the broken line shows the direction of the flow of the atmospheric gas.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
薄膜形成装置400を用いて基板に熱拡散膜を形成する
と、ヒータ401や、均熱管402から発生したFe等
の異物が石英からなる密封容器410を通過して、基板
と直接反応する反応種を含むガスおよび/または雰囲気
ガス中に混入する。
However, when a thermal diffusion film is formed on a substrate by using the conventional thin film forming apparatus 400, foreign matter such as Fe generated from the heater 401 and the heat equalizing tube 402 is made of quartz and is a sealed container 410. Gas and / or ambient gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate.

【0027】すなわち、高純度の石英からなる密封容器
410を用いても、ヒータ401や、均熱管402が高
温加熱されると、ヒータ401や、均熱管402内に不
純物として含まれる原子またはイオン等の状態のFe等
の金属不純物が、密封容器410の外壁側を汚染する。
そして、Fe等の金属不純物は、密封容器410の外壁
側より内壁側へと熱拡散する。そして、密封容器410
の内壁に到達したFe等の金属不純物は、密封容器41
0の内壁表面より、隙間部430内を上昇する、基板と
直接反応する反応種を含むガス、および/または、雰囲
気ガス中に混入する(長沢他,第38回応用物理学会
(1991,春期)予稿集,第2分冊,p.702,3
0p−X−14参照)。
That is, even if the sealed container 410 made of high-purity quartz is used, when the heater 401 or the soaking tube 402 is heated to a high temperature, atoms or ions contained as impurities in the heater 401 or the soaking tube 402. In this state, metallic impurities such as Fe contaminate the outer wall side of the sealed container 410.
Then, metallic impurities such as Fe thermally diffuse from the outer wall side of the sealed container 410 to the inner wall side. Then, the sealed container 410
The metal impurities such as Fe that have reached the inner wall of the sealed container 41
Gas that contains reactive species that reacts directly with the substrate and / or atmosphere gas that rises in the gap 430 from the inner wall surface of 0 (Nagasawa et al., 38th Society of Applied Physics (1991, Spring)) Proceedings, Volume 2, p.702,3
0p-X-14).

【0028】そして、隙間部430内を上昇する際に、
異物により汚染された、基板と直接反応する反応種を含
むガスおよび/または雰囲気ガスが、反応管420内へ
導入されるため、基板に形成される熱拡散膜が、Fe等
の異物により汚染されるという問題があった。
Then, when ascending in the clearance 430,
Since the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate and / or the atmosphere gas contaminated by the foreign matter is introduced into the reaction tube 420, the heat diffusion film formed on the substrate is contaminated by the foreign matter such as Fe. There was a problem that

【0029】また、最近では、均熱管からのFe等の金
属不純物の発生を防ぐため、均熱管をコーティングする
技術が知られているが、薄膜形成装置1台当りのコーテ
ィング代が高額であるため普及するに至っていない。
Recently, there has been known a technique for coating a soaking tube in order to prevent generation of metallic impurities such as Fe from the soaking tube, but the coating cost per thin film forming apparatus is expensive. It has not become popular.

【0030】また、従来の薄膜形成装置500では、隙
間部530内に、HCl等の活性ガスを流し、ヒータ5
01や、均熱管502から発生し、外管510を通過し
た異物を隙間部530内で活性ガスと反応させて、再び
外管510外へ排出している結果、薄膜形成装置500
を用いて基板に形成される熱拡散膜は、薄膜形成装置4
00を用いて基板に形成された熱拡散膜に比べ、ヒータ
や、均熱管から発生した異物により汚染される度合いが
少ない。
Further, in the conventional thin film forming apparatus 500, an active gas such as HCl is caused to flow into the gap 530 so that the heater 5
01 or foreign matter generated from the heat equalizing tube 502 and having passed through the outer tube 510 is reacted with the active gas in the gap portion 530 and is discharged to the outside of the outer tube 510 again.
The thermal diffusion film formed on the substrate by using the thin film forming apparatus 4
As compared with a heat diffusion film formed on a substrate by using No. 00, the degree of contamination by foreign substances generated from a heater or a heat equalizing tube is less.

【0031】しかしながら、異物を除去するために用い
た活性ガスは、回収して再利用するのが困難である。し
たがって、薄膜形成装置500では、活性ガスを用いて
いる結果、薄膜形成装置500を用いて、基板に熱拡散
膜を形成する際の製造コストは、薄膜形成装置400を
用いて基板に熱拡散膜を形成する場合の製造コストに比
べ活性ガスの費用分だけランニングコストが高くなると
いう経済上の問題があった。
However, it is difficult to collect and reuse the active gas used to remove the foreign matter. Therefore, as a result of using the active gas in the thin film forming apparatus 500, the manufacturing cost of forming the thermal diffusion film on the substrate using the thin film forming apparatus 500 is the same as the manufacturing cost of forming the thermal diffusion film on the substrate using the thin film forming apparatus 400. There was an economic problem that the running cost was increased by the cost of the active gas as compared with the manufacturing cost in the case of forming.

【0032】また、従来の薄膜形成装置600を用い
て、基板に薄膜を被着形成した場合、基板上に被着形成
される薄膜の膜厚が均一にならないという問題があっ
た。
Further, when a thin film is formed on the substrate by using the conventional thin film forming apparatus 600, there is a problem that the thickness of the thin film formed on the substrate is not uniform.

【0033】本発明は、以上のような問題を解決するた
めになされたものであって、活性ガス等を用いることな
く、基板、たとえば、半導体基板等に、異物による汚染
の少ない良質の膜質の薄膜を形成することができ、基板
に形成される薄膜の膜厚を均一に形成することのできる
薄膜形成装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems and provides a substrate, for example, a semiconductor substrate or the like with a good film quality with less contamination by foreign substances without using an active gas or the like. It is an object of the present invention to provide a thin film forming apparatus capable of forming a thin film and forming a uniform thin film on a substrate.

【0034】[0034]

【課題を解決するための手段】第1の発明に従う薄膜形
成装置は、反応ガスを含むガスを基板上に導入して加熱
雰囲気下において、基板に薄膜を形成する薄膜形成装置
であって、密封容器と、密封容器の下部に設けられ、基
板上に導入されたガスを密封容器外へ排出するガス排出
手段と、密封容器内に収容され、基板を収容する反応管
と、反応管内へ直接ガスを導入するガス導入手段と、反
応管内へ導入されたガスを密封容器と反応管とにより形
成される隙間部内の上方へ導くガス誘導手段と、反応管
内に設けられ、かつ、ガス導入手段に接続して設けら
れ、基板上にガスを均一に供給するためのガス供給ヘッ
ド手段とを備える。
A thin film forming apparatus according to a first aspect of the present invention is a thin film forming apparatus for introducing a gas containing a reaction gas onto a substrate to form a thin film on the substrate under a heating atmosphere, and is a hermetically sealed device. A container and a gas discharge means provided under the sealed container for discharging the gas introduced onto the substrate to the outside of the sealed container, a reaction tube housed in the sealed container for housing the substrate, and a gas directly into the reaction tube. Gas introducing means for introducing the gas, gas guiding means for guiding the gas introduced into the reaction tube upward in the gap formed by the sealed container and the reaction tube, and provided in the reaction tube and connected to the gas introducing means. And a gas supply head means for uniformly supplying the gas onto the substrate.

【0035】第2の発明に従う薄膜形成装置は、基板と
直接反応する反応種を含むガスを基板上に導入して加熱
雰囲気下において、基板に熱拡散膜を形成する薄膜形成
装置であって、密封容器と、密封容器の下部に設けら
れ、基板上に導入されたガスを密封容器外へ排出するガ
ス排出手段と、密封容器内に収容され、基板を収容する
反応管と、反応管内へ直接ガスを導入するガス導入手段
と、反応管内へ導入されたガスを密封容器と反応管とに
より形成される隙間部内の上方へ導くガス誘導手段とを
備える。
A thin film forming apparatus according to a second aspect of the present invention is a thin film forming apparatus for introducing a gas containing a reactive species that directly reacts with a substrate onto the substrate to form a thermal diffusion film on the substrate in a heating atmosphere. A hermetically sealed container, a gas discharge means provided below the hermetically sealed container, for discharging the gas introduced onto the substrate to the outside of the hermetically sealed container, a reaction tube housed in the hermetically sealed container and housing the substrate, and directly into the reaction tube. A gas introducing unit for introducing gas and a gas guiding unit for guiding the gas introduced into the reaction tube upward in a gap formed by the sealed container and the reaction tube are provided.

【0036】[0036]

【作用】第1の発明においては、反応ガスを含むガス
は、ガス導入手段により直接反応管内へ導入され、基板
に薄膜を形成する。したがって、基板上に導入される反
応ガスを含むガスは、異物により汚染されておらず、異
物による汚染の少ない良質の膜質の薄膜が基板に形成さ
れる。基板に薄膜を形成した後、反応ガスを含むガス
は、密封容器と反応管とにより形成される隙間部内の上
方にガス誘導手段により導かれ、密封容器と反応管とに
より形成される隙間部内の上方から、密封容器の下部に
設けられたガス排出手段から密封容器外へ排出される。
したがって、ヒータや、均熱管から発生し、密封容器を
通過した異物は、隙間部内において、反応ガスを含むガ
スとともに再び密封容器外へと排出される。したがっ
て、ヒータや、均熱管から発生した異物により、反応管
内が汚染されにくい。
In the first aspect of the invention, the gas containing the reaction gas is directly introduced into the reaction tube by the gas introducing means to form a thin film on the substrate. Therefore, the gas containing the reaction gas introduced onto the substrate is not contaminated by the foreign matter, and a thin film of good quality with little contamination by the foreign matter is formed on the substrate. After forming the thin film on the substrate, the gas containing the reaction gas is guided by the gas guiding means upward in the gap formed by the sealed container and the reaction tube, and the gas in the gap formed by the sealed container and the reaction tube is introduced. From above, the gas is discharged from the gas discharge means provided at the bottom of the sealed container to the outside of the sealed container.
Therefore, the foreign matter generated from the heater or the heat equalizing tube and passing through the hermetically sealed container is again discharged outside the hermetically sealed container together with the gas containing the reaction gas in the gap. Therefore, the inside of the reaction tube is unlikely to be contaminated by the foreign matter generated from the heater or the soaking tube.

【0037】また、隙間部内において、反応ガスを含む
ガスは、隙間部内の上方から下方へ流れるため、隙間部
の底部の内壁上に堆積している石英微粒子や、反応ガス
により生じた粉末等の異物が巻き上げられにくいため、
反応管内は、そのような異物により汚染されにくい。
In addition, since the gas containing the reaction gas flows from the upper part to the lower part in the gap, the quartz fine particles deposited on the inner wall of the bottom of the gap, the powder generated by the reaction gas, etc. Since it is difficult for foreign matter to be rolled up,
The inside of the reaction tube is unlikely to be contaminated with such foreign matter.

【0038】したがって、第1の発明に従う薄膜形成装
置を用いて基板に薄膜を形成すると、該薄膜は異物によ
る汚染の少ない良質の膜質となる。
Therefore, when a thin film is formed on a substrate using the thin film forming apparatus according to the first aspect of the invention, the thin film has a good quality with less contamination by foreign matter.

【0039】さらに、第1の発明に従う薄膜形成装置に
は、基板上に反応ガスを含むガスを均一に供給するため
のガス供給ヘッド手段が設けられているので、第1の発
明に従う薄膜形成装置を用いて基板に薄膜を形成する
と、該薄膜の膜厚は均一な厚さとなる。
Further, since the thin film forming apparatus according to the first invention is provided with the gas supply head means for uniformly supplying the gas containing the reaction gas onto the substrate, the thin film forming apparatus according to the first invention. When a thin film is formed on the substrate by using, the film thickness of the thin film becomes uniform.

【0040】第2の発明においては、基板と直接反応す
る反応種を含むガスは、ガス導入手段により、直接反応
管内に導入され、基板に熱拡散膜を形成する。したがっ
て、基板上に導入される、基板と直接反応する反応種を
含むガスは、異物により汚染されておらず、異物による
汚染の少ない良質の膜質の熱拡散膜が基板に形成され
る。基板に熱拡散膜を形成した後、基板と直接反応する
反応種を含むガスは、密封容器と反応管とにより形成さ
れる隙間部内の上方にガス誘導手段により導かれ、密封
容器と反応管とにより形成される隙間部内の上方から、
密封容器の下部に設けられたガス排出手段から密封容器
外へ排出される。したがって、ヒータや、均熱管から発
生し、密封容器を通過した異物は、隙間部内において、
基板と直接反応する反応種を含むガスとともに再び密封
容器外へと排出される。したがって、ヒータや均熱管か
ら発生した異物により、反応管内が汚染されにくい。
In the second aspect of the invention, the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate is directly introduced into the reaction tube by the gas introducing means to form the heat diffusion film on the substrate. Therefore, the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate, which is introduced onto the substrate, is not contaminated by the foreign matter, and a good quality thermal diffusion film with less contamination by the foreign matter is formed on the substrate. After forming the thermal diffusion film on the substrate, the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate is guided by the gas guiding means above the gap formed by the sealed container and the reaction tube, and the gas is introduced between the sealed container and the reaction tube. From above in the gap formed by
The gas is discharged to the outside of the sealed container from a gas discharge means provided in the lower part of the sealed container. Therefore, the foreign matter generated from the heater or the heat equalizing tube and passing through the sealed container is
The gas containing the reactive species that reacts directly with the substrate is discharged again to the outside of the sealed container. Therefore, the inside of the reaction tube is unlikely to be contaminated by the foreign matter generated from the heater or the soaking tube.

【0041】また、隙間部内において、基板と直接反応
する反応種を含むガスは、隙間部内の上方から下方へ流
れるため、隙間部の底部の内壁上に堆積している石英微
粒子等の異物が巻き上げられにくいため、反応管内は、
そのような異物により汚染されにくい。
Further, in the gap, the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate flows from the upper side to the lower side in the gap, so that foreign matter such as quartz fine particles accumulated on the inner wall of the bottom of the gap is rolled up. Because it is hard to be caught, inside the reaction tube,
Less likely to be contaminated by such foreign matter.

【0042】したがって、第2の発明に従う薄膜形成装
置を用いて、基板に熱拡散膜を形成すると、該熱拡散膜
は、異物による汚染の少ない良質の膜質を有する薄膜と
なる。
Therefore, when the heat diffusion film is formed on the substrate using the thin film forming apparatus according to the second aspect of the invention, the heat diffusion film becomes a thin film having a good quality with less contamination by foreign matters.

【0043】[0043]

【実施例】以下に好適な実施例を示すが、以下の実施例
は、単に本願出願に係る発明を説明するためのものであ
り、本願出願に係る発明が、以下の実施例により何ら限
定されることはない。
EXAMPLES Preferred examples will be shown below, but the following examples are merely for explaining the invention according to the present application, and the invention according to the present application is not limited by the following examples. There is no such thing.

【0044】実施例1 図1は、本発明に従う薄膜形成装置を模式的に示す部分
断面図である。図1を参照して、この薄膜形成装置10
0は、基板に熱拡散膜を形成するための薄膜形成装置を
示しており、円筒形のヒータ101と、ヒータ101の
内側に設けられた円筒形の均熱管102と、均熱管10
2の内側に設けられた円筒形の密封容器(外管)110
と、密封容器110内に収容され、熱拡散膜を形成する
基板を収容する反応管(内管)120を含む。なお、ヒ
ータ101のヒータ線の材質、均熱管102の材質、密
封容器110の材質、および、反応管120の材質は、
それぞれ、従来の熱拡散装置に用いる材質であれば、用
いることができ、特に限定されることはない。
Example 1 FIG. 1 is a partial sectional view schematically showing a thin film forming apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 1, this thin film forming apparatus 10
Reference numeral 0 denotes a thin film forming apparatus for forming a heat diffusion film on a substrate, which has a cylindrical heater 101, a cylindrical heat equalizing tube 102 provided inside the heater 101, and a heat equalizing tube 10.
A cylindrical hermetically sealed container (outer tube) 110 provided inside 2
And a reaction tube (inner tube) 120 that is housed in the sealed container 110 and that houses the substrate that forms the heat diffusion film. The material of the heater wire of the heater 101, the material of the soaking tube 102, the material of the sealed container 110, and the material of the reaction tube 120 are
Any material can be used as long as it is a material used for a conventional heat diffusion device, and is not particularly limited.

【0045】密封容器110と、反応管120は、たと
えば、石英等により形成される。薄膜形成装置100
は、密封容器110と反応管120とが、一体成形され
ている。
The sealed container 110 and the reaction tube 120 are formed of, for example, quartz. Thin film forming apparatus 100
The sealed container 110 and the reaction tube 120 are integrally molded.

【0046】反応管120には、その上部において、密
封容器110内と、反応管120内との間で、基板と直
接反応する反応種を含むガスおよび/または雰囲気ガス
の流通を行なうための開口部120aが設けられる。密
封容器110と反応管120とにより形成される隙間部
130内には、密封容器110内および反応管120内
とからなる炉心部140内の温度を測定する温度測定手
段として熱電対(図示せず)が熱電対保護管150内に
収容された状態で設置される。なお、熱電対(図示せ
ず)は、隙間部130内に直接むき出した状態で設けら
れることもある。
At the upper part of the reaction tube 120, an opening is provided between the inside of the sealed container 110 and the inside of the reaction tube 120 for passing a gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate and / or an atmosphere gas. A section 120a is provided. A thermocouple (not shown) as a temperature measuring means for measuring the temperature in the core portion 140 formed of the sealed container 110 and the reaction tube 120 is provided in the gap 130 formed by the sealed container 110 and the reaction tube 120. ) Is installed inside the thermocouple protection tube 150. The thermocouple (not shown) may be directly exposed in the gap 130.

【0047】密封容器110の下部には、密封容器11
0内および反応管120内に導入された、基板と直接反
応する反応種を含むガスおよび/または雰囲気ガスを、
密封容器110外へ排出するためのガス排出口110h
が設けられる。ガス排出口110hには、ガス排出管1
11が接続される。また、反応管120の下部には、基
板と直接反応する反応種を含むガスを反応管120内へ
直接導入するためのガス導入口120iが設けられる。
ガス導入口120iには、密封容器110を挿通して、
基板と直接反応する反応種を含むガスを導入するための
ガス導入管121が接続される。
At the bottom of the sealed container 110, the sealed container 11
The gas and / or the atmosphere gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate, which are introduced into the chamber 0 and the reaction tube 120,
Gas discharge port 110h for discharging outside the sealed container 110
Is provided. The gas outlet 110h has a gas outlet pipe 1
11 is connected. In addition, a gas inlet 120 i for directly introducing a gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate into the reaction tube 120 is provided in the lower portion of the reaction tube 120.
Insert the sealed container 110 into the gas inlet 120i,
A gas introduction pipe 121 for introducing a gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate is connected.

【0048】隙間部130内には、雰囲気ガスを反応管
120内へ導入するための雰囲気ガス導入管160が設
けられる。雰囲気ガス導入管160の一方端160a
は、密封容器110を挿通して密封容器110外へ設け
られており、雰囲気ガス導入管160の他方端160b
は、反応管120の上部に設けられた開口部120aの
近傍に設けられる。
An atmosphere gas introduction pipe 160 for introducing the atmosphere gas into the reaction tube 120 is provided in the gap 130. One end 160a of the atmosphere gas introduction pipe 160
Is provided outside the sealed container 110 by inserting the sealed container 110, and the other end 160b of the atmospheric gas introduction pipe 160 is provided.
Is provided in the vicinity of the opening 120a provided in the upper portion of the reaction tube 120.

【0049】また、密封容器110と反応管120とに
より形成される隙間部130内には、反応管120内へ
直接導入され、隙間部130内の上方から密封容器11
0の下部設けられたガス排出口110hへ排出される、
基板と直接反応する反応種を含むガスおよび/または雰
囲気ガスを整流するためのガス整流器170が設けられ
る。
In the gap 130 formed by the hermetically sealed container 110 and the reaction tube 120, the gas is introduced directly into the reaction tube 120, and the hermetically sealed container 11 is introduced from above in the gap 130.
The gas is discharged to the gas discharge port 110h provided at the bottom of 0.
A gas rectifier 170 is provided for rectifying a gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate and / or an atmospheric gas.

【0050】図2は、ガス整流器170を部分的に拡大
して、概略的に示す斜視図である。また、図3は、図2
に示すガス整流器170のIII−III線に従う横断
面図である。図2および図3を参照して、このガス整流
器170は、反応管120の外壁に、たとえば、石英等
で作られた複数の板状のガス整流板170aが、反応管
120の外周の周方向に、密封容器110の方向へ突出
して設けられてなる。このようなガス整流板170a
は、図3に示すように、ガス排出口110hが設けられ
た側に密に設けられ、その反対側において疎に設けられ
ており、密封容器110と反応管120とにより形成さ
れる隙間部130内の上方から密封容器110の下部に
設けられたガス排出口110hへ排出される、基板と直
接反応する反応種を含むガスおよび/または雰囲気ガス
を均一に、また、隙間部130内において、そのような
ガスが淀み部分を生じることのないように整流して排気
する。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the gas rectifier 170 in a partially enlarged manner. In addition, FIG.
3 is a cross-sectional view of the gas rectifier 170 shown in FIG. 2 and 3, in the gas rectifier 170, a plurality of plate-shaped gas rectification plates 170a made of, for example, quartz are provided on the outer wall of the reaction tube 120 in the circumferential direction of the outer circumference of the reaction tube 120. Further, it is provided so as to project toward the sealed container 110. Such a gas straightening plate 170a
3, as shown in FIG. 3, they are densely provided on the side where the gas outlet 110h is provided and sparsely provided on the opposite side, and the gap 130 formed by the sealed container 110 and the reaction tube 120 is formed. The gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate and / or the atmosphere gas, which is discharged from the upper part inside to the gas discharge port 110h provided in the lower part of the sealed container 110, is uniformly formed in the gap 130. The gas is rectified and exhausted so that such gas does not form a stagnation part.

【0051】図4は、ガス整流器の、別の一実施例を概
略的に示す斜視図である。図4を参照して、このガス整
流器171は、図1に示すガス整流器170の代わりに
設けられるものである。また、図5は、図4に示すガス
整流器171のV−V線に従う横断面図である。
FIG. 4 is a perspective view schematically showing another embodiment of the gas rectifier. 4, the gas rectifier 171 is provided instead of the gas rectifier 170 shown in FIG. Further, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of the gas rectifier 171 shown in FIG.

【0052】図4および図5を参照して、このガス整流
器171は、密封容器110と反応管120とにより形
成される隙間部130内を上方と下方に遮断するための
ドーナツ形状の、たとえば、石英等からなる平板172
と、平板172に設けられた複数の中空を有するパイプ
173を含む。パイプ173は、平板172に形成され
た複数の穴174に嵌め合わせる形で固定的に設けられ
る。複数の穴174は、図5に示すように密封容器11
0の下部に設けられたガス排出口110hが設けられた
側で疎に、その反対側において密に設けられており、密
封容器110と反応管120とにより形成される隙間部
130内の上方から密封容器110の下部に設けられた
ガス排出口110hへ排出される、基板と直接反応する
反応種を含むガスおよび/または雰囲気ガスを均一に、
また、隙間部130内において、そのようなガスが淀み
部分を生じることのないように整流して排気する。
Referring to FIGS. 4 and 5, this gas rectifier 171 has a donut shape for shutting upward and downward inside the gap 130 formed by the sealed container 110 and the reaction tube 120. Flat plate 172 made of quartz or the like
And a pipe 173 having a plurality of hollows provided on the flat plate 172. The pipe 173 is fixedly provided by being fitted into a plurality of holes 174 formed in the flat plate 172. The plurality of holes 174 are formed in the sealed container 11 as shown in FIG.
0 is provided sparsely on the side where the gas outlet 110h is provided at the lower part and densely on the opposite side, and from above in the gap 130 formed by the sealed container 110 and the reaction tube 120. A gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate and / or an atmospheric gas, which is discharged to a gas discharge port 110h provided in the lower portion of the sealed container 110, is uniformly distributed
Further, in the gap 130, such gas is rectified and exhausted so that such a gas does not form a stagnation portion.

【0053】図1を参照して、反応管120内には、ガ
ス導入口120iに接続される形で、ガス供給ヘッド1
80が設けられる。
Referring to FIG. 1, in the reaction tube 120, the gas supply head 1 is connected to the gas inlet 120i.
80 is provided.

【0054】図6は、ガス供給ヘッド180を部分的に
拡大して概略的に示す斜視図である。また、図7は、図
6に示すガス供給ヘッド180のVII−VII線に従
う横断面図である。
FIG. 6 is a partially enlarged perspective view schematically showing the gas supply head 180. FIG. 7 is a cross-sectional view of the gas supply head 180 shown in FIG. 6 taken along the line VII-VII.

【0055】図6および図7を参照して、このガス供給
ヘッド180は、反応管120の内周革の壁面に沿って
設けられたドーナツ形状の中空部181を有するチュー
ブ182を備える。チューブ182の内周側には、基板
と直接反応する反応種を含むガスを反応管120内へ噴
出するためのガス噴出手段として、周方向に分布する複
数個のガス噴出孔182hを有する。ガス噴出孔182
hは、ガス導入口120i側で疎に設けられ、反対側で
密に設けられる。チューブ182の内壁と、反応管12
0の内壁面とにより形成される中空部181は、中空部
181内を上方部181aと下方部181bに仕切るガ
ス整流板183が、チューブ182の内壁より反応管1
20の内壁面方向に突出して設けられる。このガス整流
板183は、図5のように、ガス導入口120i側で密
に設けられ、反対側で疎に設けられる。図6を参照し
て、ガス導入口120iは中空部181の下方部181
b側に接続される。ガス導入口120iよりガス供給ヘ
ッド180の中空部181の下方部181b側に導入さ
れた、基板と直接反応する反応種を含むガスは、中空部
181の下方部181b内を周方向に移動する。次に、
中空部181の下方部181b内の周方向に移動した該
ガスは、ガス整流板183と反応管120の内壁とのス
リット状の隙間部184やガス整流板183同志の隙間
部185より、中空部181の上方部181a内へ移動
し、ガス噴出孔182hより反応管120へ均一に導入
される。
With reference to FIGS. 6 and 7, this gas supply head 180 is provided with a tube 182 having a donut-shaped hollow portion 181 provided along the wall surface of the inner peripheral leather of the reaction tube 120. On the inner peripheral side of the tube 182, a plurality of gas ejection holes 182h distributed in the circumferential direction are provided as gas ejection means for ejecting a gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate into the reaction tube 120. Gas ejection hole 182
h is sparsely provided on the gas introduction port 120i side and densely provided on the opposite side. The inner wall of the tube 182 and the reaction tube 12
In the hollow portion 181 formed by the inner wall surface of the reaction tube 1, the gas straightening plate 183 that divides the inside of the hollow portion 181 into the upper portion 181a and the lower portion 181b is formed from the inner wall of the tube 182.
It is provided so as to project in the direction of the inner wall surface of 20. As shown in FIG. 5, the gas straightening plates 183 are densely provided on the gas introduction port 120i side and sparsely provided on the opposite side. With reference to FIG. 6, the gas inlet 120 i is located at the lower part 181 of the hollow part 181.
It is connected to the b side. The gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate, introduced into the lower portion 181b side of the hollow portion 181 of the gas supply head 180 through the gas introduction port 120i, moves in the lower portion 181b of the hollow portion 181 in the circumferential direction. next,
The gas that has moved in the circumferential direction inside the lower portion 181b of the hollow portion 181 is removed from the hollow portion 184 between the gas straightening plate 183 and the inner wall of the reaction tube 120 and the gap portion 185 between the gas straightening plates 183. It moves into the upper part 181a of 181 and is uniformly introduced into the reaction tube 120 through the gas ejection hole 182h.

【0056】また、図1を参照して、ガス噴出孔182
hは、ヒータ101および均熱管102とにより形成さ
れる均熱域A内に設けられる。
Further, referring to FIG. 1, the gas ejection holes 182
h is provided in a soaking zone A formed by the heater 101 and the soaking tube 102.

【0057】なお、ガス供給ヘッド180の材質は、密
封容器110や、反応管120として通常用いられる材
料、たとえば、石英や、SiC等で形成される。
The material of the gas supply head 180 is formed of a material usually used for the sealed container 110 and the reaction tube 120, such as quartz or SiC.

【0058】また、反応管120内に収容するボート等
は、図12に示す薄膜形成装置400に用いるボート等
と同様であるので、相当する部材については、同一の参
照符号を付して、その説明を省略する。
Further, since the boat and the like housed in the reaction tube 120 are the same as the boat and the like used in the thin film forming apparatus 400 shown in FIG. 12, the same reference numerals are used for the corresponding members, and The description is omitted.

【0059】図1を参照して、このような薄膜形成装置
100を用いて、基板に熱拡散膜を形成する際には、複
数のウェハ40をボート41に載置し、ボート41を反
応管110内へ収容する。ボート41のエンドキャップ
42は、一体成形された密封容器110と反応管120
との底部120bの外壁を下方向から圧接する。ウェハ
40を載置したボート41を反応管110内に収容する
際には、雰囲気ガスを雰囲気ガス導入管160より、反
応管120の上部に設けられた開口部120aから、反
応管120内へ導入する。次に、ヒータ101により、
ウェハ40を処理温度で予備加熱する。次に、ウェハ4
0と直接反応する反応種を含むガスをガス導入管121
およびガス導入口120iより反応管120内へ直接導
入する。反応管120内へ導入されたウェハ40と直接
反応する反応種を含むガスは、ガス供給ヘッド180の
上記したように、チューブ182の内壁と、反応管12
0の内壁およびガス整流板183とにより形成される中
空部181の他方部181b内に一時蓄えられ、ガス供
給ヘッド180内の中空部181の下方部181b内に
おいて、周方向に拡散される。
Referring to FIG. 1, when a thermal diffusion film is formed on a substrate using such a thin film forming apparatus 100, a plurality of wafers 40 are placed on a boat 41 and the boat 41 is used as a reaction tube. It is accommodated in 110. The end cap 42 of the boat 41 includes a sealed container 110 and a reaction tube 120 that are integrally formed.
And the outer wall of the bottom portion 120b is pressed from below. When the boat 41 on which the wafer 40 is mounted is housed in the reaction tube 110, an atmospheric gas is introduced into the reaction tube 120 from the atmospheric gas introduction tube 160 through the opening 120a provided in the upper portion of the reaction tube 120. To do. Next, with the heater 101,
The wafer 40 is preheated at the processing temperature. Next, wafer 4
The gas containing the reactive species that directly reacts with 0 is introduced into the gas introduction pipe 121.
Further, it is directly introduced into the reaction tube 120 through the gas introduction port 120i. The gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 introduced into the reaction tube 120 is, as described above of the gas supply head 180, the inner wall of the tube 182 and the reaction tube 12.
It is temporarily stored in the other part 181b of the hollow part 181 formed by the inner wall of 0 and the gas rectifying plate 183, and is diffused in the circumferential direction in the lower part 181b of the hollow part 181 in the gas supply head 180.

【0060】ガス供給ヘッド180の中空部181の下
方部181b内に導入された、ウェハ40と直接反応す
る反応種を含むガスは、反応管120内の熱により加熱
され、反応管120の内壁とガス整流板183とのスリ
ット状の隙間部184および、ガス整流板183同志の
隙間部(図7に示す隙間部185)より、中空部181
の上方部181aへと導入される。次に、ウェハ40と
直接反応する反応種を含むガスは、ガス供給ヘッド18
0に設けられた複数のガス噴出孔182hより、均一
に、かつ均等な圧力で、反応管120内へ導入され、ウ
ェハ40に熱拡散膜を形成した後、開口部120aより
隙間部130内の上方へ排出される。
The gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40, which is introduced into the lower portion 181b of the hollow portion 181 of the gas supply head 180, is heated by the heat in the reaction tube 120, and the inner wall of the reaction tube 120 is removed. A hollow portion 181 is formed by a slit-shaped gap portion 184 with the gas straightening plate 183 and a gap portion between the gas straightening plates 183 (the gap portion 185 shown in FIG. 7).
Is introduced into the upper part 181a. Next, the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 is supplied to the gas supply head 18.
0 through a plurality of gas ejection holes 182h introduced into the reaction tube 120 at a uniform and uniform pressure to form a thermal diffusion film on the wafer 40, and then from the opening 120a to inside the gap 130. It is discharged upward.

【0061】隙間部130の上方に排出された、ウェハ
40と直接反応する反応種を含むガスおよび/または雰
囲気ガスは、密封容器110の下部に設けられたガス排
出口110hおよびガス排出管111から密封容器11
0外へと排出される。この際、隙間部130内に排出さ
れた、ウェハ40と直接反応する反応種を含むガスおよ
び/または雰囲気ガスは、ガス整流器170により整流
される。
The gas containing reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or the atmosphere gas discharged above the gap 130 is discharged from the gas discharge port 110h and the gas discharge pipe 111 provided in the lower portion of the sealed container 110. Sealed container 11
It is discharged to the outside. At this time, the gas containing reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or the atmospheric gas discharged into the gap 130 is rectified by the gas rectifier 170.

【0062】次に、ウェハ40と直接反応する反応種を
含むガスをパージし、雰囲気ガスを雰囲気ガス導入管1
60より、反応管120の上部に設けられた開口部12
0aから導入した状態で、ボート41を反応管120か
ら取出し、熱拡散膜の形成されたウェハ40を取出す。
Next, the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 is purged, and the atmospheric gas is replaced with the atmospheric gas introducing pipe 1.
From 60, the opening 12 provided in the upper part of the reaction tube 120
In the state of being introduced from 0a, the boat 41 is taken out from the reaction tube 120, and the wafer 40 on which the heat diffusion film is formed is taken out.

【0063】なお、図1中、実線で示す矢印は、基板と
直接反応する反応種を含むガスの流れの方向を示し、破
線で示す矢印は、雰囲気ガスの流れの方向を示す。
In FIG. 1, solid arrows indicate the flow direction of the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate, and broken arrows indicate the flow direction of the atmospheric gas.

【0064】薄膜形成装置100は、ウェハ40と直接
反応する反応種を含むガスを反応管120内へ直接導入
する。この結果、ウェハ40と直接反応する反応種を含
むガスは、ヒータ101や、均熱管102から発生する
Fe等の異物により汚染されることが少ないので、ウェ
ハ40に形成される熱拡散膜は、異物により汚染される
度合いが少ない。
The thin film forming apparatus 100 directly introduces a gas containing a reactive species that directly reacts with the wafer 40 into the reaction tube 120. As a result, the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 is less likely to be contaminated by foreign matter such as Fe generated from the heater 101 or the heat equalizing tube 102, so that the thermal diffusion film formed on the wafer 40 is Less likely to be contaminated by foreign matter.

【0065】ウェハ40に熱拡散膜を形成した後、ウェ
ハ40と直接反応する反応種を含むガスおよび/または
雰囲気ガスは、隙間部130内の上方から密封容器11
0の下部に設けられたガス排出口110hより密封容器
110外へと排出される。
After the thermal diffusion film is formed on the wafer 40, the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or the atmospheric gas is introduced into the sealed container 11 from above in the gap 130.
The gas is discharged to the outside of the hermetically sealed container 110 through a gas discharge port 110h provided at the lower part of 0.

【0066】したがって、ヒータ101や、均熱管10
2から発生し、密封容器110を通過したFe等の異物
は、ウェハ40と直接反応する反応種を含むガスおよび
/または雰囲気ガスとともに再び密封容器110外へと
排出される。したがって、ヒータ101や、均熱管10
2から発生したFe等の異物により、反応管120内が
汚染にくい。また、隙間部130内において、ウェハ4
0と直接反応する反応種を含むガスおよび/または雰囲
気ガスは、隙間部130内の上方から下方へ流れるた
め、隙間部130の底部120bの内壁上に堆積してい
る石英微粒子等の異物が巻き上げられにくいため、反応
管120内は、そのような異物により汚染されにくい。
Therefore, the heater 101 and the soaking tube 10
The foreign matter such as Fe generated from No. 2 and passed through the sealed container 110 is discharged again to the outside of the sealed container 110 together with the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or the atmospheric gas. Therefore, the heater 101 and the soaking tube 10
The inside of the reaction tube 120 is unlikely to be contaminated by foreign matter such as Fe generated from No. 2. In the gap 130, the wafer 4
Since the gas containing the reactive species that directly reacts with 0 and / or the atmospheric gas flows from the upper side to the lower side in the gap 130, foreign matters such as quartz particles accumulated on the inner wall of the bottom 120b of the gap 130 are rolled up. Since it is difficult to be prevented, the inside of the reaction tube 120 is unlikely to be contaminated with such foreign matter.

【0067】したがって、薄膜形成装置100を用い
て、ウェハ40に熱拡散膜を形成すると、該熱拡散膜
は、異物による汚染の少ない良質の膜質となる。
Therefore, when a thermal diffusion film is formed on the wafer 40 using the thin film forming apparatus 100, the thermal diffusion film has a good quality with less contamination by foreign matter.

【0068】また、薄膜形成装置100では、反応管1
20内へ直接導入される、ウェハ40と直接反応する反
応種を含むガスは、ガス供給ヘッド180により反応管
120内に均一に供給される。ウェハ40と直接反応す
る反応種を含むガスは、反応管120内へ均一に供給さ
れるため、ウェハ40に形成される熱拡散膜の膜厚の均
一性が向上する。
In the thin film forming apparatus 100, the reaction tube 1
The gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 and is directly introduced into the reaction chamber 20 is uniformly supplied into the reaction tube 120 by the gas supply head 180. Since the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 is uniformly supplied into the reaction tube 120, the uniformity of the film thickness of the thermal diffusion film formed on the wafer 40 is improved.

【0069】また、薄膜形成装置100では、ウェハ4
0と直接反応する反応種を含むガスを取出すガス噴出孔
182hが、ヒータ101と均熱管102とにより形成
される均熱域A内に設置される。このため、反応管12
0内へ導入される、ウェハ40と直接反応する反応種を
含むガスは、反応管120内へ導入される前に、ガス供
給ヘッド180内で予め昇温される。したがって、ウェ
ハ40と直接反応する反応種を含むガスが反応管120
内に導入される際の温度と、反応管120内の温度差が
少ないため、反応管120内での温度分布の均一性が向
上する。反応管120内の温度制御性が向上するため、
ウェハ40に形成される熱拡散膜の膜厚の均一性が向上
する。
In the thin film forming apparatus 100, the wafer 4
A gas ejection hole 182h for taking out a gas containing a reactive species that directly reacts with 0 is installed in a soaking zone A formed by the heater 101 and the soaking tube 102. Therefore, the reaction tube 12
The gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40, which is introduced into 0, is preheated in the gas supply head 180 before being introduced into the reaction tube 120. Therefore, the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 is generated in the reaction tube 120.
Since the temperature difference between the temperature inside the reaction tube 120 and the temperature inside the reaction tube 120 is small, the uniformity of the temperature distribution in the reaction tube 120 is improved. Since the temperature controllability inside the reaction tube 120 is improved,
The uniformity of the film thickness of the heat diffusion film formed on the wafer 40 is improved.

【0070】また、薄膜形成装置100では、密封容器
110と反応管120とが一体成形されている。図14
に示すような従来の薄膜形成装置500のように、密封
容器510とフランジ506の接続部や、反応管520
とフランジ506の接続部において問題となるリークが
発生しない。したがって薄膜形成装置100では、上記
したリークが生じないため、ウェハ40に形成される熱
拡散膜は、リークにより生じる異物の汚染が少なく、ま
た、リークによる反応管120内の温度のむらが生じな
いため、膜厚の均一性が向上する。
In the thin film forming apparatus 100, the sealed container 110 and the reaction tube 120 are integrally formed. 14
As in the conventional thin film forming apparatus 500 as shown in FIG. 5, the connection between the sealed container 510 and the flange 506 and the reaction tube 520
The problematic leak does not occur at the connection portion between the flange 506 and the flange 506. Therefore, in the thin film forming apparatus 100, since the above-mentioned leak does not occur, the thermal diffusion film formed on the wafer 40 is less contaminated by foreign substances caused by the leak, and the temperature unevenness in the reaction tube 120 due to the leak does not occur. The uniformity of the film thickness is improved.

【0071】また、密封容器110と反応管120が一
体成形された単体であるため、密封容器110と反応管
120を一体として洗浄すればよく、密封容器110と
反応管120の洗浄の際の作業が容易となる。また、洗
浄後、従来の薄膜形成装置500のように、密封容器5
10とフランジ506の接続部や、反応管520とフラ
ンジ506との接続部のリークの有無を検査する必要が
ないので、洗浄等の際の薄膜形成装置のメインテナンス
性が向上する。
Further, since the hermetically sealed container 110 and the reaction tube 120 are integrally formed as a single body, the hermetically sealed container 110 and the reaction tube 120 may be cleaned as one body, and the work at the time of cleaning the hermetically sealed container 110 and the reaction tube 120. Will be easier. Further, after cleaning, as in the conventional thin film forming apparatus 500, the sealed container 5
Since it is not necessary to inspect whether or not there is a leak in the connection between the flange 10 and the flange 506 or the connection between the reaction tube 520 and the flange 506, maintenance of the thin film forming apparatus during cleaning and the like is improved.

【0072】また、薄膜形成装置100では、ヒータ1
01や均熱管102から発生し、密封容器110を通過
した異物を除去するのに、ウェハ40と直接反応する反
応種を含むガスおよび/または雰囲気ガスを用いている
ため、活性ガスをあえて用いる必要がない。したがっ
て、薄膜形成装置100をもちいれば、ウェハ40に熱
拡散膜を形成する際のランニングコストの低減が図れ
る。
In the thin film forming apparatus 100, the heater 1
01 or the heat equalizing tube 102 and the foreign matter that has passed through the sealed container 110 and has been removed, a gas containing a reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or an atmospheric gas is used. Therefore, it is necessary to use an active gas. There is no. Therefore, if the thin film forming apparatus 100 is used, the running cost for forming the thermal diffusion film on the wafer 40 can be reduced.

【0073】また、薄膜形成装置100では、熱電対保
護管150および/または熱電対(図示せず)を反応管
120内に直接設置するのではなく、隙間部130内に
設置している。したがって、熱電対自体、熱電対に用い
られる絶縁管、またはセラミックス製等の熱電対保護管
150より発生する異物により反応管120内の汚染が
抑制され、ウェハ40に形成する熱拡散膜の膜質は、そ
のような異物による汚染の度合いの少ない良質な膜質と
なる。
Further, in the thin film forming apparatus 100, the thermocouple protection tube 150 and / or the thermocouple (not shown) is not directly installed in the reaction tube 120 but is installed in the gap 130. Therefore, contamination in the reaction tube 120 is suppressed by the foreign substances generated from the thermocouple itself, the insulating tube used for the thermocouple, or the thermocouple protection tube 150 made of ceramics or the like, and the film quality of the heat diffusion film formed on the wafer 40 is reduced. The quality of the film is high with less contamination by such foreign matter.

【0074】また、雰囲気ガスを、反応管120の上部
に設けられた開口部120aより導入することにより、
密封容器110と反応管120とにより形成される隙間
部130の底部120aの内壁上に堆積した石英微粉末
等のパーティクルの巻き上げ防止が可能となる。
Further, by introducing the atmospheric gas through the opening 120a provided in the upper portion of the reaction tube 120,
It is possible to prevent particles such as fine quartz powder accumulated on the inner wall of the bottom portion 120a of the gap 130 formed by the sealed container 110 and the reaction tube 120 from being rolled up.

【0075】また、ウェハ40を反応管120内へ収容
(ロード)する際や、反応管120外へウェハ40を取
出す(アンロード)する際、N2 ガス、Arガス等の雰
囲気ガスを、隙間部130内に設けられた雰囲気ガス導
入管160を用い、反応管120内に上方から下方へ導
入する結果、巻き込み酸化等を制御することができ、ウ
ェハ40に形成される熱拡散膜の膜厚の均一性が向上す
る。また、ウェハ40に形成した熱酸化膜等の膜質も向
上する。
At the time of loading (loading) the wafer 40 into the reaction tube 120 or unloading (unloading) the wafer 40 from the reaction tube 120, an atmosphere gas such as N 2 gas or Ar gas is used as a gap. As a result of introducing from the upper side to the lower side into the reaction tube 120 using the atmospheric gas introducing tube 160 provided in the portion 130, entrainment oxidation and the like can be controlled, and the film thickness of the thermal diffusion film formed on the wafer 40. Uniformity is improved. Further, the quality of the thermal oxide film formed on the wafer 40 is also improved.

【0076】また、薄膜形成装置100では、密封容器
110と反応管120とにより形成される隙間部130
内に、ガス整流器170を設けることにより、隙間部1
30内へ排出される、ウェハ40と直接反応する反応種
を含むガスおよび/または雰囲気ガスの整流を行なう。
このように、薄膜形成装置100では、隙間部130内
にガス整流器170を設けることにより、隙間部130
内へ排出される上記したガスを整流することができる結
果、反応管120内のウェハ40付近の、ウェハ40と
直接反応する反応種を含むガスおよび/または雰囲気ガ
スの流れも整流化され、その結果、ウェハ40に形成す
る熱拡散膜の膜厚の均一性が向上する。
Further, in the thin film forming apparatus 100, the gap 130 formed by the sealed container 110 and the reaction tube 120.
By providing the gas rectifier 170 inside, the gap 1
Rectification of the gas and / or the atmosphere gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40, which is discharged into the wafer 30, is performed.
As described above, in the thin film forming apparatus 100, by providing the gas rectifier 170 in the gap 130, the gap 130 is formed.
As a result of being able to rectify the above-mentioned gas discharged into the interior of the reaction tube 120, the flow of the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or the atmosphere gas near the wafer 40 in the reaction tube 120 is also rectified. As a result, the uniformity of the film thickness of the thermal diffusion film formed on the wafer 40 is improved.

【0077】また、薄膜形成装置100では、雰囲気ガ
ス導入管160が密封容器110と反応管120とによ
り形成される隙間部130内に設けられている。このた
め、雰囲気ガス導入管160内の雰囲気ガスは、密封容
器110と雰囲気ガス導入管160の二重の壁により保
護される結果、ヒータ101や、均熱管102から発生
する異物が雰囲気ガス中に混入するのを防ぐことができ
る。また、隙間部130内を流れる、ウェハ40と直接
反応する反応種を含むガスおよび/または雰囲気ガスに
より、密封容器110を通過したそのような異物は、雰
囲気ガス導入管160に到達する前に除去される。した
がって、雰囲気ガス導入管160内より反応管120内
へ導入される雰囲気ガスは、異物による汚染の度合いが
少ないため、反応管120内は、そのような異物により
汚染されにくい。
Further, in the thin film forming apparatus 100, the atmospheric gas introducing pipe 160 is provided in the gap 130 formed by the sealed container 110 and the reaction pipe 120. Therefore, as a result of the atmospheric gas in the atmospheric gas introducing pipe 160 being protected by the double wall of the hermetically sealed container 110 and the atmospheric gas introducing pipe 160, foreign substances generated from the heater 101 and the heat equalizing pipe 102 are contained in the atmospheric gas. It can be prevented from being mixed. Further, such foreign matter that has passed through the sealed container 110 due to the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or the atmospheric gas flowing through the gap 130 is removed before reaching the atmospheric gas introduction pipe 160. To be done. Therefore, since the atmospheric gas introduced into the reaction tube 120 from the atmospheric gas introduction tube 160 is less contaminated by foreign matter, the reaction tube 120 is less likely to be contaminated by such foreign matter.

【0078】薄膜形成装置100を用いて、Si基板に
100Å〜200Åの範囲のSiO2 からなる熱酸化膜
を形成した。
Using the thin film forming apparatus 100, a thermal oxide film made of SiO 2 in the range of 100Å to 200Å was formed on a Si substrate.

【0079】得られた熱酸化膜をキャパシタ誘電体膜と
して用いた場合、絶縁耐圧が、従来のキャパシタ誘電体
膜に比べ向上した。すなわち、従来の薄膜形成装置を用
いて形成されるSiO2 からなる熱酸化膜を用いたキャ
パシタ誘電体膜の絶縁耐圧は8MeV/cm〜10Me
V/cmであるのに対し、本発明に従う薄膜形成装置1
00を用いて形成されるSiO2 からなる熱酸化膜を用
いたキャパシタ誘電体膜の絶縁耐圧は、約11MeV/
cm以上であり、従来のキャパシタ誘電体膜に比べ、絶
縁対圧が、約15〜20%向上した。
When the obtained thermal oxide film was used as the capacitor dielectric film, the withstand voltage was improved as compared with the conventional capacitor dielectric film. That is, the withstand voltage of the capacitor dielectric film using the thermal oxide film made of SiO 2 formed using the conventional thin film forming apparatus is 8 MeV / cm to 10 Me.
V / cm, whereas thin film forming apparatus 1 according to the present invention
The dielectric breakdown voltage of the capacitor dielectric film using the thermal oxide film made of SiO 2 formed of 100 is about 11 MeV /
cm or more, and the insulation pressure was improved by about 15 to 20% as compared with the conventional capacitor dielectric film.

【0080】薄膜形成装置100を用いて、Si基板に
100Å〜200Åの範囲のSiO2 からなる熱酸化膜
を形成した。
Using the thin film forming apparatus 100, a thermal oxide film made of SiO 2 in the range of 100Å to 200Å was formed on a Si substrate.

【0081】Si基板に形成されたSiO2 からなる熱
酸化膜の膜厚の均一性を測定した。Si基板に形成され
たSiO2 からなる熱酸化膜の膜厚は、エリプソメータ
で測定した。Si基板に形成されたSiO2 の膜厚を複
数の場所で測定し、最大膜厚Dm a x と最小膜厚D
m i n と、SiO2 の膜厚の平均膜厚Da v e を求め、
数1に従って、膜厚の均一性を測定した。
The uniformity of the film thickness of the thermal oxide film made of SiO 2 formed on the Si substrate was measured. The film thickness of the thermal oxide film made of SiO 2 formed on the Si substrate was measured by an ellipsometer. The film thickness of SiO 2 formed on the Si substrate is measured at a plurality of places, and the maximum film thickness D max and the minimum film thickness D are obtained.
min and the average film thickness D ave of the SiO 2 film thickness,
The uniformity of the film thickness was measured according to Formula 1.

【0082】[0082]

【数1】 薄膜形成装置100を用いて、Si基板に形成されるS
iO2 からなる熱酸化膜の膜厚の均一性は、従来の薄膜
形成装置を用いてSi基板に形成される熱酸化膜の膜厚
の均一性に比べ、約5%〜20%向上した。
[Equation 1] S formed on a Si substrate using the thin film forming apparatus 100
The uniformity of the thickness of the thermal oxide film made of iO 2 was improved by about 5% to 20% as compared with the uniformity of the thickness of the thermal oxide film formed on the Si substrate by using the conventional thin film forming apparatus.

【0083】また、単位面積当りに上記したSiO2
らなる熱酸化膜中に取込まれている、石英微粒子等の異
物のパーティクル数を測定したところ、従来のSiO2
からなる熱酸化膜に取込まれていたパーティクル数に比
べ、パーティクル数が約8〜10%減少した。
Further, when the number of particles of foreign matter such as quartz fine particles taken into the thermal oxide film made of SiO 2 per unit area was measured, the conventional SiO 2
The number of particles was reduced by about 8 to 10% as compared with the number of particles incorporated in the thermal oxide film made of.

【0084】また、密封容器と反応管の洗浄時の作業効
率は、密封容器と反応管を一体成形としたことにより、
従来の薄膜形成装置に比べ、作業効率が約20%向上し
た。なお、作業効率は、密封容器と反応管を洗浄する際
の取外し工程から取付け工程、および、リーク検査工程
を含む作業に要する平均時間により測定した。従来の薄
膜形成装置に要する上記作業に要する時間は平均約6時
間であり、本発明に従う薄膜形成装置に要する上記作業
に要する時間は約4時間であった。
Further, the work efficiency at the time of cleaning the hermetically sealed container and the reaction tube is
The work efficiency is improved by about 20% compared with the conventional thin film forming apparatus. The working efficiency was measured by the average time required for the work including the removal process, the mounting process, and the leak inspection process when cleaning the sealed container and the reaction tube. The work required for the conventional thin film forming apparatus was about 6 hours on average, and the work required for the thin film forming apparatus according to the present invention was about 4 hours.

【0085】実施例2 図8は、本発明に従う薄膜形成装置を模式的に示す部分
断面図である。
Example 2 FIG. 8 is a partial sectional view schematically showing a thin film forming apparatus according to the present invention.

【0086】図8を参照して、この薄膜形成装置200
は、基板に熱拡散膜を形成するための薄膜形成装置を示
しており、円筒形のヒータ201と、ヒータ201の内
側に設けられた円筒形の均熱管202と、均熱管202
の内側に設けられた円筒形の密封容器(外管)210
と、密封容器210内に収容され、熱拡散膜を形成する
基板を収容する反応管(内管)220を含む。なお、ヒ
ータ201のヒータ線の材質、均熱管202の材質、密
封容器210の材質、および、反応管220の材質は、
それぞれ、従来の熱拡散装置に用いる材質であれば、用
いることができ、特に限定されることはない。
Referring to FIG. 8, this thin film forming apparatus 200
Shows a thin-film forming apparatus for forming a heat diffusion film on a substrate, and includes a cylindrical heater 201, a cylindrical heat equalizing tube 202 provided inside the heater 201, and a heat equalizing tube 202.
Cylindrical sealed container (outer tube) 210 provided inside the container
And a reaction tube (inner tube) 220 that is housed in the sealed container 210 and that houses a substrate that forms a heat diffusion film. The material of the heater wire of the heater 201, the material of the soaking tube 202, the material of the sealed container 210, and the material of the reaction tube 220 are
Any material can be used as long as it is a material used for a conventional heat diffusion device, and is not particularly limited.

【0087】密封容器210と、反応管220は、たと
えば、石英等により形成される。密封容器210と反応
管220は一体成形されている。
The sealed container 210 and the reaction tube 220 are made of, for example, quartz. The sealed container 210 and the reaction tube 220 are integrally molded.

【0088】密封容器210と反応管220とにより形
成される隙間部230内には、密封容器210内および
反応管220内とからなる炉心部240の温度を測定す
る温度測定手段として、熱電対(図示せず)が熱電対保
護管250内に収容された状態で設置される。なお、熱
電対(図示せず)は、隙間部230内に直接むき出した
状態で設けられることもある。反応管220の上部に
は、基板と直接反応する反応種を含むガスおよび/また
は雰囲気ガスを反応管220内に直接導入するためのガ
ス導入口220iが設けられ、反応管220の下部に
は、反応管220内に導入された、基板と直接反応する
反応種を含むガスおよび/または雰囲気ガスを、密封容
器210と反応管220とにより形成される隙間部23
0内へ排出するためのガス排気口220hが設けられ
る。
In the gap 230 formed by the sealed vessel 210 and the reaction tube 220, a thermocouple (as a temperature measuring means for measuring the temperature of the core portion 240 formed by the sealed vessel 210 and the reaction tube 220) is used. (Not shown) is installed inside the thermocouple protection tube 250. The thermocouple (not shown) may be provided directly in the gap 230 in a state of being exposed. A gas inlet 220i for directly introducing a gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate and / or an atmospheric gas into the reaction tube 220 is provided in the upper portion of the reaction tube 220, and a lower portion of the reaction tube 220 is provided with The gas containing the reaction species that directly reacts with the substrate and / or the atmospheric gas introduced into the reaction tube 220 is filled with the gap 23 formed by the sealed container 210 and the reaction tube 220.
A gas exhaust port 220h is provided for exhausting into 0.

【0089】また、圧力容器210の下部には、反応管
220内および密封容器210内へ導入された、基板と
直接反応する反応種を含むガスおよび/または雰囲気ガ
スを、密封容器210外へ排出するためのガス排出口2
10hが設けられる。
In the lower part of the pressure vessel 210, the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate and / or the atmospheric gas introduced into the reaction tube 220 and the sealed vessel 210 is discharged to the outside of the sealed vessel 210. Gas outlet 2 for
10h is provided.

【0090】密封容器210と反応管220とにより形
成される隙間部230内には、基板と直接反応する反応
種を含むガスおよび/または雰囲気ガスを反応管220
内へ導入するためのガス導入管260が設けられる。ガ
ス導入管260の一方端260aは、密封容器210を
挿通して設けられており、ガス導入管260の他方端2
60bは、反応管220の上部に設けられたガス導入口
220iに接続される。
In the gap 230 formed by the sealed container 210 and the reaction tube 220, the reaction tube 220 is filled with a gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate and / or an atmospheric gas.
A gas introducing pipe 260 for introducing the gas into the inside is provided. One end 260 a of the gas introduction pipe 260 is provided by inserting the sealed container 210, and the other end 2 a of the gas introduction pipe 260 is provided.
60b is connected to a gas inlet 220i provided in the upper part of the reaction tube 220.

【0091】また、密封容器210と反応管220とに
より形成される隙間部230内には、反応管220内へ
導入された、基板と直接反応する反応種を含むガスおよ
び/または雰囲気ガスを、密封容器210と反応管22
0とにより形成される隙間部230内の上方へ導くガス
誘導手段として、ガス誘導管290が設けられる。ガス
導入管290の一方端290aは、反応管220の下部
に設けられたガス排気口220hに接続され、ガス誘導
管290の他方端290bは、隙間部230内の上方に
設けられ、該他方端290bから、基板と直接反応する
反応種を含むガスおよび/または雰囲気ガスを隙間部2
30内の上方へ排出することができる。
In the gap 230 formed by the sealed container 210 and the reaction tube 220, the gas containing the reactive species and / or the atmospheric gas introduced into the reaction tube 220, which directly reacts with the substrate, is introduced. Sealed container 210 and reaction tube 22
A gas guide tube 290 is provided as a gas guide unit that guides the inside of the gap 230 formed by 0 and 0. One end 290a of the gas introduction pipe 290 is connected to the gas exhaust port 220h provided in the lower portion of the reaction pipe 220, and the other end 290b of the gas guide pipe 290 is provided above the gap 230 and the other end thereof is provided. A gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate and / or an atmospheric gas is supplied from 290b to the gap 2
It can be discharged upward in 30.

【0092】また、密封容器210と反応管220とに
より形成される隙間部230内には、ガス誘導管290
の他方端290bから隙間部230内の上方に排出さ
れ、密封容器210の下部に設けられたガス排出口21
0hへ排気される、基板と直接反応する反応種を含むガ
スおよび/または雰囲気ガスを整流するためのガス整流
器270が設けられる。
Further, in the gap 230 formed by the sealed container 210 and the reaction tube 220, the gas guide tube 290 is provided.
From the other end 290b of the gas discharge port 21 provided in the lower portion of the hermetically sealed container 210.
A gas rectifier 270 is provided for rectifying the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate and / or the atmospheric gas exhausted to 0 h.

【0093】なお、ガス整流器270の構成は、図3お
よび図4に示すガス整流器170や、図5および図6に
示すガス整流器171と同様であるのでその説明を省略
する。
Since the structure of the gas rectifier 270 is the same as that of the gas rectifier 170 shown in FIGS. 3 and 4 and the gas rectifier 171 shown in FIGS. 5 and 6, the description thereof will be omitted.

【0094】また、反応管220内に収容するボート等
は、図12に示す薄膜形成装置400に用いるボート等
と同様であるので、相当する部材については、同一の参
照符号を付して、その説明を省略する。
Since the boat and the like housed in the reaction tube 220 are the same as the boat and the like used in the thin film forming apparatus 400 shown in FIG. 12, the same reference numerals are given to the corresponding members, and The description is omitted.

【0095】このような薄膜形成装置200を用いて、
基板に熱拡散膜を形成する際には、複数のウェハ40を
ボート41に載置し、ボート41を反応管220内へ収
容する。ボート41のエンドキャップは、一体成形され
た密封容器210と反応管220との底部220bの外
壁を下方向から圧接する。ウェハ40を載置したボート
41を反応管220内に収容する際には、雰囲気ガスを
ガス導入管260より、反応管220の上部に設けられ
たガス導入口220iから反応管220内へ導入する。
Using such a thin film forming apparatus 200,
When forming the thermal diffusion film on the substrate, the plurality of wafers 40 are placed on the boat 41, and the boat 41 is housed in the reaction tube 220. The end cap of the boat 41 presses the outer walls of the bottom 220b of the integrally molded hermetic container 210 and the reaction tube 220 from below. When the boat 41 on which the wafer 40 is mounted is housed in the reaction tube 220, the atmospheric gas is introduced into the reaction tube 220 from the gas introduction tube 260 through the gas introduction port 220i provided in the upper portion of the reaction tube 220. .

【0096】次に、ヒータ201により、ウェハ40を
処理温度で予備加熱する。次に、基板と直接反応する反
応種を含むガスをガス導入管260およびガス導入口2
20iより反応管220内へ直接導入する。反応管22
0内へ導入された、基板と直接反応する反応種を含むガ
スおよび/または雰囲気ガスは、ウェハ40に熱拡散膜
を形成した後、反応管220の下部に設けられたガス排
気口220hおよびガス誘導管290を介して、隙間部
230内の上方へ排出される。隙間部230内の上方に
排出された、基板と直接反応する反応種を含むガスおよ
び/または雰囲気ガスは、密封容器210の下部に設け
られたガス排出口210hより密封容器210外へと排
出される。この際、隙間部230内に排出された、基板
と直接反応する反応種を含むガスおよび/または雰囲気
ガスは、ガス整流器270により整流される。
Then, the heater 40 preheats the wafer 40 at the processing temperature. Next, a gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate is introduced into the gas introduction pipe 260 and the gas introduction port 2.
It is directly introduced into the reaction tube 220 from 20i. Reaction tube 22
The gas and / or the atmosphere gas, which is introduced into 0 and contains the reactive species that directly reacts with the substrate, forms a thermal diffusion film on the wafer 40, and then the gas exhaust port 220h and the gas exhaust port 220h provided in the lower portion of the reaction tube 220. It is discharged upward in the gap 230 through the guide tube 290. The gas and / or the atmospheric gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate, which is discharged upward in the gap 230, is discharged to the outside of the sealed container 210 through the gas discharge port 210h provided in the lower portion of the sealed container 210. It At this time, the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate and / or the atmospheric gas discharged into the gap 230 is rectified by the gas rectifier 270.

【0097】次に、基板と直接反応する反応種を含むガ
スをパージし、雰囲気ガスをガス導入管260より、反
応管220の上部に設けられたガス導入口220iから
導入した状態で、ボート41を反応管220から取出
し、熱拡散膜の形成されたウェハ40を取出す。
Next, the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate is purged, and the atmospheric gas is introduced from the gas introduction pipe 260 through the gas introduction port 220i provided in the upper portion of the reaction pipe 220, and the boat 41 Is taken out from the reaction tube 220, and the wafer 40 on which the heat diffusion film is formed is taken out.

【0098】なお、図8中、実線で示す矢印は、基板と
直接反応する反応種を含むガスの流れの方向を示し、破
線で示す矢印は、雰囲気ガスの流れの方向を示す。
In FIG. 8, the arrow shown by the solid line shows the direction of the flow of the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate, and the arrow shown by the broken line shows the direction of the flow of the atmospheric gas.

【0099】薄膜形成装置200は、ウェハ40と直接
反応する反応種を含むガスを反応管220内へ直接導入
する。この結果、ウェハ40と直接反応する反応種を含
むガスは、ヒータ201や、均熱管202から発生する
Fe等の異物により汚染されることが少ないので、ウェ
ハ40に形成される熱拡散膜は、異物により汚染される
度合いが少ない。
The thin film forming apparatus 200 directly introduces the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 into the reaction tube 220. As a result, the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 is less likely to be contaminated by foreign substances such as Fe generated from the heater 201 and the heat equalizing tube 202, and thus the thermal diffusion film formed on the wafer 40 is Less likely to be contaminated by foreign matter.

【0100】ウェハ40に熱拡散膜を形成した後、ウェ
ハ40と直接反応する反応種を含むガスおよび/または
雰囲気ガスは、隙間部230内の上方から密封容器21
0の下部に設けられたガス排出口210hより密封容器
210外へと排出される。
After the thermal diffusion film is formed on the wafer 40, the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or the atmospheric gas is introduced into the sealed container 21 from above in the gap 230.
The gas is discharged to the outside of the hermetically sealed container 210 through the gas discharge port 210h provided in the lower part of 0.

【0101】したがって、ヒータ201や、均熱管20
2から発生し、密封容器210を通過したFe等の異物
は、ウェハ40と直接反応する反応種を含むガスおよび
/または雰囲気ガスとともに再び密封容器210外へと
排出される。したがって、ヒータ201や、均熱管10
2から発生したFe等の異物により、反応管220内が
汚染されにくい。また、隙間部230内において、ウェ
ハ40と直接反応する反応種を含むガスおよび/または
雰囲気ガスは、隙間部230内の上方から下方へ流れる
ため、隙間部230の底部220bの内壁上に堆積して
いる石英微粒子等の異物が巻き上げられにくいため、反
応管220内は、そのような異物により汚染されにく
い。
Therefore, the heater 201 and the soaking tube 20
The foreign matter such as Fe generated from No. 2 and passed through the sealed container 210 is again discharged to the outside of the sealed container 210 together with the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or the atmospheric gas. Therefore, the heater 201 and the soaking tube 10
The inside of the reaction tube 220 is unlikely to be contaminated by foreign matter such as Fe generated from 2. Further, in the gap 230, the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or the atmospheric gas flows from the upper side to the lower side in the gap 230, and therefore is deposited on the inner wall of the bottom 220 b of the gap 230. Since foreign matter such as quartz fine particles that are present is less likely to be rolled up, the inside of the reaction tube 220 is less likely to be contaminated by such foreign matter.

【0102】したがって、薄膜形成装置200を用い
て、ウェハ40に熱拡散膜を形成すると、該熱拡散膜
は、異物による汚染の少ない良質の膜質となる。
Therefore, when a thermal diffusion film is formed on the wafer 40 using the thin film forming apparatus 200, the thermal diffusion film has a good quality with less contamination by foreign matter.

【0103】また、薄膜形成装置200では、密封容器
210と反応管220とが一体成形されている。したが
って、薄膜形成装置200では、上記したリークが生じ
ないため、ウェハ40に形成される熱拡散膜は、リーク
により生じる異物の汚染が少なく、また、リークによる
反応管220内の温度のむらが生じないため、膜厚の均
一性が向上する。
Further, in the thin film forming apparatus 200, the sealed container 210 and the reaction tube 220 are integrally formed. Therefore, in the thin film forming apparatus 200, since the above-mentioned leak does not occur, the thermal diffusion film formed on the wafer 40 is less contaminated by foreign substances caused by the leak, and the temperature unevenness in the reaction tube 220 due to the leak does not occur. Therefore, the uniformity of the film thickness is improved.

【0104】また、密封容器210と反応管220が一
体成形された単体であるため、密封容器210と反応管
220を一体として洗浄すればよく、密封容器210と
反応管220の洗浄の際の作業が容易となる。また、洗
浄後、従来の薄膜形成装置500のように、密封容器5
10とフランジ506の接続部や、反応管520とフラ
ンジ506との接続部のリークの有無を検査する必要が
ないので、洗浄等の際の薄膜形成装置のメインテナンス
性が向上する。
Further, since the sealed container 210 and the reaction tube 220 are integrally molded, it is sufficient to clean the sealed container 210 and the reaction tube 220 as one body, and the work at the time of cleaning the sealed container 210 and the reaction tube 220. Will be easier. Further, after cleaning, as in the conventional thin film forming apparatus 500, the sealed container 5
Since it is not necessary to inspect whether or not there is a leak in the connection between the flange 10 and the flange 506 or the connection between the reaction tube 520 and the flange 506, maintenance of the thin film forming apparatus during cleaning and the like is improved.

【0105】また、薄膜形成装置200では、ヒータ2
01や均熱管202から発生し、密封容器210を通過
した異物を除去するのに、ウェハ40と直接反応する反
応種を含むガスおよび/または雰囲気ガスを用いている
ため、活性ガスをあえて用いる必要がない。したがっ
て、薄膜形成装置200を用いて、ウェハ40に熱拡散
膜を形成する際のランニングコストの低減が図れる。
In the thin film forming apparatus 200, the heater 2
01 or the soaking tube 202 and the foreign matter that has passed through the hermetically sealed container 210 is removed, a gas containing a reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or an atmospheric gas is used. Therefore, it is necessary to intentionally use an active gas. There is no. Therefore, the running cost for forming the thermal diffusion film on the wafer 40 using the thin film forming apparatus 200 can be reduced.

【0106】また、薄膜形成装置200では、熱電対保
護管250および/または熱電対(図示せず)を反応管
220内に直接設置するのではなく、隙間部230内に
設置している。
Further, in the thin film forming apparatus 200, the thermocouple protection tube 250 and / or the thermocouple (not shown) is not directly installed in the reaction tube 220, but is installed in the gap 230.

【0107】したがって、熱電対自体、熱電対に用いら
れる絶縁管、セラミックス等の熱電対保護管250より
発生する異物により反応管220内の汚染が抑制され、
ウェハ40に形成する熱拡散膜の膜質は、異物による汚
染の度合いの少ない良質な膜質となる。
Therefore, contamination in the reaction tube 220 is suppressed by foreign matter generated from the thermocouple itself, the insulating tube used for the thermocouple, the thermocouple protection tube 250 such as ceramics,
The film quality of the heat diffusion film formed on the wafer 40 is a good film quality with less contamination by foreign matter.

【0108】また、薄膜形成装置200では、密封容器
210と反応管220とにより形成される隙間部230
内に、ガス整流器270を設けることにより、隙間部2
30内へ排出される、ウェハ40と直接反応する反応種
を含むガスおよび/または雰囲気ガスの整流を行なう。
このように、薄膜形成装置200では、隙間部230内
にガス整流器270を設けることにより、隙間部230
内へ排出される上記したガスを整流することができる結
果、反応管220内のウェハ40付近の、ウェハ40と
直接反応する反応種を含むガスおよび/または雰囲気ガ
スの流れも整流化され、その結果、ウェハ40に形成す
る熱拡散膜の膜厚の均一性が向上する。
In the thin film forming apparatus 200, the gap 230 formed by the sealed container 210 and the reaction tube 220.
By providing the gas rectifier 270 inside, the gap 2
Rectification of the gas and / or the atmosphere gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40, which is discharged into the wafer 30, is performed.
As described above, in the thin film forming apparatus 200, by providing the gas rectifier 270 in the gap 230, the gap 230
As a result of being able to rectify the above-mentioned gas discharged into the interior of the reaction tube 220, the flow of the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or the atmosphere gas near the wafer 40 in the reaction tube 220 is also rectified. As a result, the uniformity of the film thickness of the thermal diffusion film formed on the wafer 40 is improved.

【0109】また、薄膜形成装置200では、ガス導入
管260が、密封容器210と反応管220とにより形
成される隙間部230内に設けられている。このため、
ガス導入管260内の、基板と直接反応する反応種を含
むガスおよび/または雰囲気ガスは、密封容器210と
ガス導入管260の二重の壁により保護される結果、ヒ
ータ201や、均熱管202から発生する異物が、基板
と直接反応する反応種を含むガスおよび/または雰囲気
ガス中に混入するのを防ぐことができる。また、隙間部
230内を流れる、ウェハ40と直接反応する反応種を
含むガスおよび/または雰囲気ガスにより、密封容器2
10を通過したそのような異物は、ガス導入管260に
到達する前に除去される。したがって、ガス導入管26
0内より反応管220内へ導入される、ウェハ40と直
接反応する反応種を含むガスおよび/または雰囲気ガス
は、異物による汚染の度合いが少ないため、反応管22
0内は、そのような異物により汚染されにくい。
Further, in the thin film forming apparatus 200, the gas introduction pipe 260 is provided in the gap 230 formed by the sealed container 210 and the reaction pipe 220. For this reason,
The gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate and / or the atmospheric gas in the gas introduction pipe 260 is protected by the double wall of the sealed container 210 and the gas introduction pipe 260, and as a result, the heater 201 and the heat equalizing pipe 202. It is possible to prevent foreign matter generated from the above from being mixed into the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate and / or the atmospheric gas. In addition, the hermetically sealed container 2 is provided by the gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40 and / or the atmospheric gas flowing in the gap 230.
Such foreign matter that has passed through 10 is removed before reaching the gas introduction pipe 260. Therefore, the gas introduction pipe 26
The gas and / or the atmosphere gas containing the reactive species that directly reacts with the wafer 40, which is introduced into the reaction tube 220 from inside 0, has a small degree of contamination by foreign matter, and therefore the reaction tube 22
The inside of 0 is unlikely to be contaminated by such foreign matter.

【0110】実施例3 図9は、本発明に従う薄膜形成装置を模式的に示す部分
断面図である。
Embodiment 3 FIG. 9 is a partial sectional view schematically showing a thin film forming apparatus according to the present invention.

【0111】図9を参照して、この薄膜形成装置300
は、減圧CVD装置を示しており、反応ガスを含むガス
を基板上に導入して、減圧下、加熱雰囲気下において、
基板に薄膜を被着形成する薄膜形成装置である。
Referring to FIG. 9, this thin film forming apparatus 300
Shows a low pressure CVD apparatus, in which a gas containing a reaction gas is introduced onto a substrate, and under reduced pressure and under a heating atmosphere,
It is a thin film forming apparatus for depositing and forming a thin film on a substrate.

【0112】この薄膜形成装置300は、以下の点を除
いて、図1に示す薄膜形成装置100と同様の構成であ
る。すなわち、薄膜形成装置300において、薄膜形成
装置100の、ヒータ101がヒータ301に、均熱管
102が均熱管302に、反応管(内管)120が反応
管(内管)320に、隙間部130が隙間部330に、
炉心部140が炉心部340に、熱電対保護管150が
熱電対保護管350に、雰囲気ガス導入管160が雰囲
気ガス導入管360に、ガス整流器170がガス整流器
370に、ガス排出口110hがガス排出口310h
に、開口部120aが開口部320aに、底部120b
が底部320bに、ガス排出管111がガス排出管31
1にそれぞれ相当する。なお、熱電対(図示せず)は、
隙間部330内に直接むき出した状態で設けられること
もある。
This thin film forming apparatus 300 has the same structure as the thin film forming apparatus 100 shown in FIG. 1 except for the following points. That is, in the thin film forming apparatus 300, in the thin film forming apparatus 100, the heater 101 is the heater 301, the soaking tube 102 is the soaking tube 302, the reaction tube (inner tube) 120 is the reaction tube (inner tube) 320, and the gap 130. In the gap 330,
The core part 140 is the core part 340, the thermocouple protection pipe 150 is the thermocouple protection pipe 350, the atmosphere gas introduction pipe 160 is the atmosphere gas introduction pipe 360, the gas rectifier 170 is the gas rectifier 370, and the gas outlet 110h is gas. Outlet 310h
The opening 120a to the opening 320a and the bottom 120b.
Is at the bottom 320b, and the gas exhaust pipe 111 is at the gas exhaust pipe 31.
Each corresponds to 1. In addition, the thermocouple (not shown),
It may be provided in a state of being directly exposed in the gap 330.

【0113】この薄膜形成装置300は、薄膜形成装置
100と、以下の点で異なっている。
The thin film forming apparatus 300 is different from the thin film forming apparatus 100 in the following points.

【0114】薄膜形成装置300では、炉心部340
を、通常は、減圧状態にして用いるため、薄膜形成装置
100の密封容器110の代わりに、密封容器であっ
て、さらに耐圧特性を有する圧力容器310が用いられ
る。そのような圧力容器310としては、通常の減圧C
VD装置に用いる材質、たとえば、石英等を用いる。
In the thin film forming apparatus 300, the core portion 340
Since, in general, is used in a reduced pressure state, a pressure vessel 310 that is a hermetically sealed vessel and has pressure resistance characteristics is used instead of the hermetically sealed vessel 110 of the thin film forming apparatus 100. As such a pressure vessel 310, a normal decompression C
A material used for the VD device, such as quartz, is used.

【0115】また、薄膜形成装置300では、反応ガス
を含むガスを反応管320内へ直接導入するガス導入手
段として、ガスインジェクタ322が設けられる。ガス
インジェクタ322は、基板に被着形成する薄膜の原料
となるガスの化学反応種毎に1本ずつ設けられる。
Further, in the thin film forming apparatus 300, the gas injector 322 is provided as a gas introducing means for directly introducing the gas containing the reaction gas into the reaction tube 320. One gas injector 322 is provided for each chemical reaction species of the gas that is the raw material of the thin film deposited on the substrate.

【0116】図10は、ガスインジェクタ322が複数
設けられた、ガス供給ヘッド380を部分的に拡大し
て、概略的に示す斜視図である。また、図11は、ガス
供給ヘッド380のXI−XI線に沿う横断面図であ
る。
FIG. 10 is a perspective view schematically showing a partially enlarged gas supply head 380 provided with a plurality of gas injectors 322. Further, FIG. 11 is a cross-sectional view of the gas supply head 380 taken along the line XI-XI.

【0117】図10および図11を参照して、このガス
供給ヘッド380は、ガスインジェクタ322ごとに、
別個独立して設けられる。ガス供給ヘッド380内で、
化学反応種を互いに混合しないようにするためである。
それぞれのガス供給ヘッド380は、ガスインジェクタ
322ごとに独立して設けられている点を除けば、図6
および図7に示すガス供給ヘッドと同様の構成であるの
で、相当する部材につては、同一の参照符号を付して、
その説明を省略する。
With reference to FIGS. 10 and 11, this gas supply head 380 is provided for each gas injector 322.
It is provided separately and independently. In the gas supply head 380,
This is to prevent the chemically reactive species from mixing with each other.
Each gas supply head 380 is provided separately for each gas injector 322, except for FIG.
Since it has the same configuration as the gas supply head shown in FIG. 7, the corresponding members are designated by the same reference numerals,
The description is omitted.

【0118】また、図9を参照して、一体成形されてな
る圧力容器310と反応管320の底部320bの外壁
側の下面には、Oリング319が設けられる。
Further, referring to FIG. 9, an O-ring 319 is provided on the lower surface of the pressure vessel 310 and the bottom portion 320b of the reaction tube 320, which are integrally molded, on the outer wall side.

【0119】なお、反応管320内に収容するボート等
は、図12に示す薄膜形成装置400に用いるボート等
と同様であるので、相当する部材については同一の参照
符号を付して、その説明を省略する。
Since the boat and the like housed in the reaction tube 320 are the same as the boat and the like used in the thin film forming apparatus 400 shown in FIG. 12, the same reference numerals are given to the corresponding members and the description thereof is omitted. Is omitted.

【0120】このような薄膜形成装置300を用いて、
反応ガスを含むガスを基板上に導入して、基板上に薄膜
を被着形成する際には、複数のウェハ40をボート41
に載置し、ボート41を反応管320内へ収容する。ボ
ート41のエンドキャップ42は、Oリング319を介
して、一体成形された圧力容器310と反応管320と
の底部320bの外壁の下面を下方向から圧接する。ウ
ェハ40を載置したボート41を反応管320内に収容
する際には、雰囲気ガスを雰囲気ガス導入管360よ
り、反応管320の上部に設けられた開口部320aか
ら反応管320内へ導入する。
Using such a thin film forming apparatus 300,
When a gas containing a reaction gas is introduced onto the substrate to deposit a thin film on the substrate, a plurality of wafers 40 are attached to the boat 41.
The boat 41 is housed in the reaction tube 320. The end cap 42 of the boat 41 presses the lower surface of the outer wall of the bottom 320b of the integrally molded pressure vessel 310 and the reaction tube 320 from below through the O-ring 319. When the boat 41 on which the wafer 40 is placed is housed in the reaction tube 320, the atmospheric gas is introduced into the reaction tube 320 from the atmosphere gas introduction tube 360 through the opening 320 a provided in the upper portion of the reaction tube 320. .

【0121】次に、真空ポンプ(図示せず)等により、
ガス排出口310hおよびガス排出管311を介して、
圧力容器310内および反応管320内を真空引きす
る。次に、雰囲気ガスを雰囲気ガス導入管360より、
反応管320の上部に設けられた開口部320aから、
反応管320内へ導入する。次に、ヒータ301により
ウェハ40を処理温度で予備加熱する。次に、ウェハ4
0に被着形成する薄膜の原料である反応ガスを化学反応
種ごとに、それぞれのガスインジェクタ322より、反
応管320内へ直接導入する。ガスインジェクタ322
により反応管320内へ直接導入された化学反応種ごと
の反応ガスは、それぞれのガスインジェクタ322のそ
れぞれに接続して設けられたガス供給ヘッド380のチ
ューブ182の内壁と反応管320の内壁およびガス整
流板183とにより形成される中空部181の下方部1
81b内において一時蓄えられ、ガス供給ヘッド380
内の中空部181の下方部181b内において、周方向
に拡散される。
Next, using a vacuum pump (not shown) or the like,
Via the gas outlet 310h and the gas outlet pipe 311
The inside of the pressure vessel 310 and the inside of the reaction tube 320 are evacuated. Next, the atmosphere gas is introduced from the atmosphere gas introduction pipe 360,
From the opening 320a provided in the upper part of the reaction tube 320,
It is introduced into the reaction tube 320. Next, the heater 301 preheats the wafer 40 at the processing temperature. Next, wafer 4
The reaction gas, which is the raw material of the thin film to be deposited and formed on No. 0, is directly introduced into the reaction tube 320 from each gas injector 322 for each chemical reaction species. Gas injector 322
The reaction gas for each chemical reaction species introduced directly into the reaction tube 320 by means of the inner wall of the tube 182 of the gas supply head 380 and the inner wall of the reaction tube 320, which are connected to the respective gas injectors 322, and the gas. Lower part 1 of hollow part 181 formed by flow straightening plate 183
The gas supply head 380 is temporarily stored in 81b.
Inside the lower part 181b of the hollow part 181 inside, it is diffused in the circumferential direction.

【0122】ガス供給ヘッド380の中空部181の下
方部181b内に導入された、反応ガスは、反応管32
0内の熱により加熱され、反応管320の内壁とガス整
流板183とのスリット上の隙間部184および、ガス
整流板183同志の隙間部(図11に示す隙間部18
5)より、中空部181の上方部181aへと導入され
る。
The reaction gas introduced into the lower portion 181b of the hollow portion 181 of the gas supply head 380 is the reaction tube 32.
The space 184 on the slit between the inner wall of the reaction tube 320 and the gas straightening plate 183 and the space between the gas straightening plates 183 (the space 18 shown in FIG.
From 5), it is introduced into the upper part 181a of the hollow part 181.

【0123】次に、反応ガスは、ガス供給ヘッド380
に設けられたガス噴出孔182hより、均一に、また均
等な圧力で、反応管320内へ導入され、ウェハ40上
に導入され、熱化学反応により、ウェハ40上に薄膜を
被着形成した後、開口部320aに達する。次に、真空
ポンプ(図示せず)等により、反応ガス/または雰囲気
ガスは、隙間部330内を下降し、ガス排出口310h
およびガス排出管311を介して、圧力容器610外へ
排出される。この際、隙間部330内に排出された反応
ガスおよび/または雰囲気ガスは、ガス整流器370に
より整流される。
Next, the reaction gas is supplied to the gas supply head 380.
After being introduced into the reaction tube 320 through the gas ejection holes 182h provided in the inside of the reaction tube 320 and onto the wafer 40, a thin film is formed on the wafer 40 by a thermochemical reaction. , Reaches the opening 320a. Next, by a vacuum pump (not shown) or the like, the reaction gas / or the atmosphere gas descends in the gap 330 and the gas exhaust port 310h.
Then, the gas is discharged to the outside of the pressure vessel 610 through the gas discharge pipe 311. At this time, the reaction gas and / or the atmospheric gas discharged into the gap 330 is rectified by the gas rectifier 370.

【0124】次に、反応ガスをパージし、圧力容器31
0内および反応管320内を常圧に戻した後、雰囲気ガ
スを、雰囲気ガス導入管360より、反応管320の上
部に設けられた開口部320aから導入した状態で、ボ
ート41を反応管320から取出し、薄膜が被着形成さ
れたウェハ40を取出す。
Next, the reaction gas is purged and the pressure vessel 31
0 and the inside of the reaction tube 320 are returned to normal pressure, and then the atmospheric gas is introduced from the atmosphere gas introduction tube 360 through the opening 320a provided in the upper part of the reaction tube 320, and the boat 41 is set in the reaction tube 320. Then, the wafer 40 having the thin film deposited thereon is taken out.

【0125】なお、図9中、実線で示す矢印は、反応ガ
スを含むガスの流れの方向を示し、破線で示す矢印は、
雰囲気ガスの流れの方向を示す。
In FIG. 9, the arrow indicated by the solid line indicates the flow direction of the gas containing the reaction gas, and the arrow indicated by the broken line indicates
The direction of the flow of atmospheric gas is shown.

【0126】薄膜形成装置300は、ウェハ上に被着形
成する薄膜の原料となる反応ガスを含むガスを反応管3
20内へ直接導入する。この結果、ウェハ40上に被着
形成する薄膜の原料となる反応ガスを含むガスは、ヒー
タ301や、均熱管302から発生するFe等の異物に
より汚染されることが少ないので、ウェハ40上に被着
形成される薄膜は、異物により汚染される度合いが少な
い。
The thin film forming apparatus 300 supplies the reaction tube 3 with a gas containing a reaction gas as a raw material of a thin film to be deposited on a wafer.
Directly introduced into 20. As a result, the gas containing the reaction gas, which is the raw material of the thin film deposited on the wafer 40, is less likely to be contaminated by foreign substances such as Fe generated from the heater 301 and the heat equalizing tube 302, and therefore the gas on the wafer 40 is reduced. The deposited thin film is less likely to be contaminated by foreign matter.

【0127】ウェハ40上に薄膜を被着形成した後、ウ
ェハ40上に被着形成する薄膜の原料となる反応ガスを
含むガスおよび/または雰囲気ガスは、隙間部330内
の上方から密封容器310の下部に設けられたガス排気
口310hより密封容器310外へと排出される。した
がって、ヒータ301や、均熱管302から発生し、密
封容器310を通過したFe等の異物は、ウェハ40上
に被着形成する薄膜の原料となる反応ガスを含むガスお
よび/または雰囲気ガスとともに再び密封容器310外
へと排出される。したがって、ヒータ301や、均熱管
302から発生したFe等の異物により、反応管320
内が汚染されにくい。また、隙間部330内において、
ウェハ40上に被着形成する薄膜の原料となる反応ガス
を含むガスおよび/または雰囲気ガスは、隙間部330
内の上方から下方へ流れるため、隙間部330の底部3
20bの内壁上に堆積している石英微粒子や、反応ガス
により形成された微粒子等の異物が巻き上げられにくい
ため、反応管320内は、そのような異物により汚染さ
れにくい。
After depositing the thin film on the wafer 40, the gas containing the reaction gas and / or the atmospheric gas, which is the raw material of the thin film deposited on the wafer 40, is introduced into the sealed container 310 from above in the gap 330. The gas is exhausted to the outside of the hermetically sealed container 310 through a gas exhaust port 310h provided in the lower part of the. Therefore, foreign matter such as Fe generated from the heater 301 or the heat equalizing tube 302 and passing through the sealed container 310 is re-established together with the gas containing the reaction gas and / or the atmospheric gas which is the raw material of the thin film deposited on the wafer 40. It is discharged to the outside of the sealed container 310. Therefore, the reaction tube 320 is caused by foreign matter such as Fe generated from the heater 301 and the soaking tube 302.
The inside is not easily contaminated. In the gap 330,
The gas containing the reaction gas and / or the atmospheric gas, which is a raw material of the thin film to be deposited on the wafer 40, is formed in the gap 330.
Since it flows from the upper side to the lower side inside, the bottom portion 3 of the gap 330 is
Since foreign matter such as quartz fine particles deposited on the inner wall of 20b and fine particles formed by the reaction gas are not easily rolled up, the inside of the reaction tube 320 is less likely to be contaminated by such foreign matter.

【0128】したがって、薄膜形成装置300を用い
て、ウェハ40上に薄膜を被着形成すると、該薄膜は、
異物による汚染の少ない良質の膜質となる。
Therefore, when a thin film is deposited on the wafer 40 by using the thin film forming apparatus 300, the thin film is
A good quality film with less contamination by foreign matter.

【0129】また、薄膜形成装置300では、反応管3
20内へ直接導入される、ウェハ40上に被着形成する
薄膜の原料となる反応ガスを含むガスは、ガス供給ヘッ
ド380により反応管320内に均一に供給される。ウ
ェハ40上に被着形成する薄膜の原料となる反応ガスを
含むガスは、反応管320内へ均一に供給されるため、
ウェハ40上に被着形成される薄膜の膜厚の均一性が向
上する。
In addition, in the thin film forming apparatus 300, the reaction tube 3
The gas containing the reaction gas, which is directly introduced into the wafer 20 and serves as a raw material of the thin film deposited on the wafer 40, is uniformly supplied into the reaction tube 320 by the gas supply head 380. Since the gas containing the reaction gas, which is the raw material of the thin film deposited on the wafer 40, is uniformly supplied into the reaction tube 320,
The uniformity of the thickness of the thin film deposited on the wafer 40 is improved.

【0130】また、薄膜形成装置300では、ウェハ4
0上に被着形成する薄膜の原料となる反応ガスを含むガ
スを取出すガス噴出孔182hが、ヒータ301と均熱
管302とにより形成される均熱域A内に設置される。
このため、反応管320内へされるウェハ40上に被着
形成する薄膜の原料となる反応ガスを含むガスは、反応
管320内へ導入される前に、ガス供給ヘッド380内
で予め昇温される。したがって、ウェハ40上に被着形
成する薄膜の原料となる反応ガスを含むガスが反応管3
20内に導入される際の温度と、反応管320内の温度
差が少ないため、反応管320内での温度分布の均一化
が向上する。反応管320内の温度制御性が向上するた
め、ウェハ40上に被着形成される薄膜の膜厚の均一性
が向上する。
Further, in the thin film forming apparatus 300, the wafer 4
A gas ejection hole 182h for taking out a gas containing a reaction gas, which is a raw material of a thin film to be deposited on the surface of 0, is installed in a soaking zone A formed by the heater 301 and the soaking tube 302.
Therefore, the gas containing the reaction gas, which is the raw material of the thin film deposited on the wafer 40 and is placed in the reaction tube 320, is heated in advance in the gas supply head 380 before being introduced into the reaction tube 320. To be done. Therefore, the gas containing the reaction gas, which is the raw material of the thin film deposited on the wafer 40, becomes
Since there is little difference between the temperature at the time of being introduced into the reaction tube 20 and the temperature in the reaction tube 320, the uniformity of the temperature distribution in the reaction tube 320 is improved. Since the temperature controllability in the reaction tube 320 is improved, the film thickness uniformity of the thin film deposited on the wafer 40 is improved.

【0131】また、薄膜形成装置300では、圧力容器
310と反応管320とが一体成形されている。したが
って、従来の薄膜形成装置600のように、圧力容器6
10とフランジ606の接続部や、反応管620とフラ
ンジ606の接続部等において問題となるリークが発生
しない。
In the thin film forming apparatus 300, the pressure vessel 310 and the reaction tube 320 are integrally formed. Therefore, like the conventional thin film forming apparatus 600, the pressure vessel 6
No problematic leak occurs at the connection between the No. 10 and the flange 606 or at the connection between the reaction tube 620 and the flange 606.

【0132】したがって薄膜形成装置300では、上記
したリークが生じないため、ウェハ40上に被着形成さ
れる薄膜は、リークにより生じる異物の汚染が少なく、
また、リークによる反応管320内の温度のむらが生じ
ないため、膜厚の均一性が向上する。
Therefore, in the thin film forming apparatus 300, since the above-mentioned leak does not occur, the thin film deposited on the wafer 40 is less contaminated by foreign matter caused by the leak,
Further, since the temperature in the reaction tube 320 does not become uneven due to the leak, the uniformity of the film thickness is improved.

【0133】また、圧力容器310と反応管320が一
体成形された単体であるため、圧力容器310と反応管
320を一体として洗浄すればよく、圧力容器310と
反応管320の洗浄の際の作業が容易となる。また、洗
浄後、従来の薄膜形成装置600のように、密封容器6
10とフランジ606の接続部や、反応管620とフラ
ンジ606との接続部のリーク等の有無を検査する必要
がないので、洗浄等の際の薄膜形成装置のメインテナン
ス性が向上する。
Further, since the pressure vessel 310 and the reaction tube 320 are integrally formed as a single body, it is sufficient to wash the pressure vessel 310 and the reaction tube 320 as one body, and the work at the time of washing the pressure vessel 310 and the reaction tube 320. Will be easier. Further, after cleaning, as in the conventional thin film forming apparatus 600, the sealed container 6
Since it is not necessary to inspect for a leak or the like at the connection between the No. 10 and the flange 606 and at the connection between the reaction tube 620 and the flange 606, the maintainability of the thin film forming apparatus at the time of cleaning or the like is improved.

【0134】また、薄膜形成装置300では、ヒータ3
01や均熱管302から発生し、圧力容器310を通過
した異物を除去するのに、ウェハ40上に被着形成する
薄膜の原料となる反応ガスを含むガスおよび/または雰
囲気ガスを用いているため、活性ガスをあえて用いる必
要がない。したがって、薄膜形成装置300を用いて、
ウェハ40上に薄膜を形成する際のランニングコストの
低減が図れる。
In the thin film forming apparatus 300, the heater 3
01 and the soaking tube 302, and to remove foreign matter that has passed through the pressure vessel 310, a gas containing a reaction gas and / or an atmospheric gas as a raw material of a thin film deposited on the wafer 40 is used. There is no need to use active gas. Therefore, using the thin film forming apparatus 300,
It is possible to reduce the running cost when forming a thin film on the wafer 40.

【0135】また、薄膜形成装置300では、熱電対保
護管350および/または熱電対(図示せず)を反応管
320内に直接設置するのではなく、隙間部330内に
設置している。
Further, in the thin film forming apparatus 300, the thermocouple protection tube 350 and / or the thermocouple (not shown) is not directly installed in the reaction tube 320 but is installed in the gap 330.

【0136】したがって、熱電対自体、熱電対に用いら
れる絶縁管、セラミックス製等の熱電対保護管350よ
り発生する異物により反応管320内の汚染が抑制さ
れ、ウェハ40上に被着形成される薄膜の膜質は、異物
による汚染の度合いの少ない良質の膜質となる。
Therefore, contamination in the reaction tube 320 is suppressed by foreign substances generated from the thermocouple itself, an insulating tube used for the thermocouple, and a thermocouple protection tube 350 made of ceramics or the like, and the reaction tube 320 is adhered and formed on the wafer 40. The film quality of the thin film is a good quality film with less contamination by foreign matter.

【0137】また、雰囲気ガスを、雰囲気ガス導入管3
60の他方端360bより、反応管320の上方に設け
られた開口部320aより導入することにより、圧力容
器310と反応管320とにより形成される隙間部33
0の底部320bの内壁上に堆積した石英微粉末や反応
ガスにより形成された粉末等のパーティクルの巻き上げ
防止が可能となる。
The atmosphere gas is introduced into the atmosphere gas introduction pipe 3
A space 33 formed by the pressure vessel 310 and the reaction tube 320 by being introduced from the other end 360b of 60 through an opening 320a provided above the reaction tube 320.
It is possible to prevent the particles such as the fine quartz powder deposited on the inner wall of the bottom portion 320b of No. 0 and the powder formed by the reaction gas from being rolled up.

【0138】また、ウェハ40を反応管320内へ収容
(ロード)する際や、反応管320外へ、ウェハ40を
取出す(アンロード)する際、N2 ガス、Arガス等の
雰囲気ガスを、反応管320内に上方から下方へ導入す
る結果、巻き込み酸化等を制御することができ、ウェハ
40上に形成される薄膜の膜厚の均一性が向上する。ま
た、ウェハ40上に形成される熱酸化膜等の膜質も向上
する。
At the time of loading (loading) the wafer 40 into the reaction tube 320 or when unloading (unloading) the wafer 40 from the reaction tube 320, an atmospheric gas such as N 2 gas or Ar gas is used. As a result of being introduced into the reaction tube 320 from the upper side to the lower side, entrainment oxidation and the like can be controlled, and the film thickness uniformity of the thin film formed on the wafer 40 is improved. In addition, the quality of the thermal oxide film formed on the wafer 40 is also improved.

【0139】また、薄膜形成装置300では、圧力容器
310と反応管320とにより形成される隙間部330
内に、ガス整流器370を設けることにより、隙間部3
30内へ排出される、ウェハ40上に被着形成する薄膜
の原料となる反応ガスを含むガスおよび/または雰囲気
ガスの整流化を行なう。図17は、従来の薄膜形成装置
600の隙間部630に生じる、ウェハ40上に被着形
成する薄膜の原料となる反応ガスを含むガスおよび/ま
たは雰囲気ガスの淀み630aが生じる部分を模式的に
示す図である。従来の薄膜形成装置600では、隙間部
630内にガス整流手段が設けられていなかったため、
隙間部630内に、図17に示すような、基板に被着形
成する薄膜の原料となる反応ガスを含むガスおよび/ま
たは雰囲気ガスの淀み630aが生じる。この淀み63
0aが生じた部分では、基板に被着形成する薄膜の原料
となる反応ガスを含むガスおよび/または雰囲気ガスが
流通しないため、ヒータ601や、均熱管602から発
生した異物が圧力容器610および反応管620を通過
し、反応管620内を汚染することがある。他方、薄膜
形成装置300では、隙間部330内に、ガス整流器3
70を設けた結果、このような淀みが生ぜず、反応管3
20内が、ヒータ301や、均熱管302から発生した
異物により汚染される度合いが少ない。したがって、薄
膜形成装置300を用いて、ウェハ40上に薄膜を被着
形成すると、該薄膜の膜質は異物による汚染の少ない良
質な膜質となる。
Further, in the thin film forming apparatus 300, the gap 330 formed by the pressure vessel 310 and the reaction tube 320.
By providing the gas rectifier 370 inside, the gap 3
The gas containing the reaction gas and / or the atmospheric gas, which is the raw material of the thin film to be deposited on the wafer 40, discharged into 30 is rectified. FIG. 17 schematically shows a portion of the conventional thin film forming apparatus 600 where a stagnation 630a of a gas containing a reaction gas and / or an atmospheric gas, which is a raw material of a thin film to be deposited and formed on a wafer 40, is generated in a gap 630. FIG. In the conventional thin film forming apparatus 600, since the gas rectifying means is not provided in the gap portion 630,
A stagnation 630a of a gas containing a reaction gas and / or an atmospheric gas, which is a raw material of a thin film to be deposited and formed on a substrate, is generated in the gap 630 as shown in FIG. This stagnation 63
In the portion where 0a is generated, the gas containing the reaction gas and / or the atmospheric gas, which is the raw material of the thin film to be deposited on the substrate, does not flow, so that the foreign matter generated from the heater 601 or the heat equalizing pipe 602 and the pressure vessel 610 react It may pass through the tube 620 and contaminate the inside of the reaction tube 620. On the other hand, in the thin film forming apparatus 300, the gas rectifier 3 is provided in the gap 330.
As a result of providing 70, the stagnation does not occur and the reaction tube 3
The inside of 20 is less likely to be contaminated by foreign matter generated from the heater 301 or the heat equalizing tube 302. Therefore, when a thin film is formed on the wafer 40 by using the thin film forming apparatus 300, the quality of the thin film becomes a good quality with less contamination by foreign matter.

【0140】また、薄膜形成装置300では、隙間部3
30内にガス整流器370を設けることにより、隙間部
330内へ排出される上記したガスを整流できる結果、
反応管320内のウェハ40付近の、ウェハ40上に被
着形成する薄膜の原料となる反応ガスを含むガスおよび
/または雰囲気ガスの流れも整流化され、その結果、ウ
ェハ上に被着形成される薄膜の膜厚の均一性が向上す
る。
In the thin film forming apparatus 300, the gap 3
By disposing the gas rectifier 370 inside 30, the above-mentioned gas discharged into the gap 330 can be rectified,
The flow of the gas containing the reaction gas and / or the atmospheric gas, which is the raw material of the thin film deposited on the wafer 40, in the vicinity of the wafer 40 in the reaction tube 320 is also rectified, and as a result, deposited on the wafer. The uniformity of the film thickness of the thin film is improved.

【0141】また、薄膜形成装置300では、雰囲気ガ
ス導入管360が、圧力容器310と反応管320とに
より形成される隙間部330内に設けられている。この
ため、雰囲気ガス導入管360内の雰囲気ガスは、圧力
容器310と雰囲気ガス導入管360の二重の壁により
保護される結果、ヒータ301や、均熱管302から発
生する異物が雰囲気ガス中に混入するのを防ぐことがで
きる。
Further, in the thin film forming apparatus 300, the atmospheric gas introducing pipe 360 is provided in the gap 330 formed by the pressure vessel 310 and the reaction pipe 320. Therefore, as a result of the atmospheric gas in the atmospheric gas introducing pipe 360 being protected by the double wall of the pressure vessel 310 and the atmospheric gas introducing pipe 360, foreign substances generated from the heater 301 and the heat equalizing pipe 302 are contained in the atmospheric gas. It can be prevented from being mixed.

【0142】また、隙間部330内を流れる、ウェハ4
0上に被着形成する薄膜の原料となる反応ガスを含むガ
スおよび/または雰囲気ガスにより、圧力容器310を
通過したそのような異物は、雰囲気ガス導入管360に
到達する前に除去される。したがって、雰囲気ガス導入
管360内より反応管320内へ導入される雰囲気ガス
は、異物による汚染の度合いが少ないため、反応管32
0内は、そのような異物により汚染されにくい。
Further, the wafer 4 flowing in the gap 330
Such a foreign matter that has passed through the pressure vessel 310 is removed by the gas containing the reaction gas and / or the atmospheric gas that is the raw material of the thin film to be deposited and formed on the surface 0 before reaching the atmospheric gas introduction pipe 360. Therefore, since the atmosphere gas introduced into the reaction tube 320 from the atmosphere gas introduction tube 360 is less contaminated by foreign matter, the reaction tube 32
The inside of 0 is unlikely to be contaminated by such foreign matter.

【0143】なお、上記実施例1では、Si基板に熱酸
化膜を形成した場合を例示したが、これは、単に説明す
るために用いたものであって、本発明をSi基板に熱酸
化膜を形成する装置に限定するものでないことを付記し
ておく。
In the first embodiment, the case where the thermal oxide film is formed on the Si substrate is illustrated, but this is merely for the purpose of explanation, and the present invention is applied to the Si substrate. It should be additionally noted that the present invention is not limited to the apparatus for forming the.

【0144】[0144]

【発明の効果】以上説明したとおり、第1の発明に従う
薄膜形成装置によれば、反応管内に反応ガスを含むガス
を直接導入し、密封容器と反応管とにより形成される隙
間部内の上方から下方へ、反応ガスを含むガスを流すよ
うにしているので、基板に形成する薄膜は異物による汚
染の少ない良質の薄膜となる。
As described above, according to the thin film forming apparatus according to the first aspect of the invention, the gas containing the reaction gas is directly introduced into the reaction tube, and the gas is introduced from above in the gap formed by the sealed container and the reaction tube. Since the gas containing the reaction gas is made to flow downward, the thin film formed on the substrate is a good quality thin film with less contamination by foreign matter.

【0145】また、第1の発明に従う薄膜形成装置で
は、反応ガスを含むガスを均一に供給するためのガス供
給ヘッド手段を設けた結果、基板に形成される薄膜の膜
厚の均一性が向上する。
Further, in the thin film forming apparatus according to the first aspect of the present invention, since the gas supply head means for uniformly supplying the gas containing the reaction gas is provided, the film thickness uniformity of the thin film formed on the substrate is improved. To do.

【0146】また、第2の発明に従う薄膜形成装置によ
れば、基板と直接反応する反応種を含むガスを反応管内
に直接導入し、密封容器と反応管とにより形成される隙
間部内の上方から下方へ、基板と直接反応する反応種を
含むガスおよび/または雰囲気ガスを流すようにしてい
るので、基板に形成する熱拡散膜は、異物による汚染の
少ない良質の薄膜となる。
Further, according to the thin film forming apparatus of the second invention, the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate is directly introduced into the reaction tube, and the gas is introduced from above in the gap formed by the sealed container and the reaction tube. Since the gas containing the reactive species that directly reacts with the substrate and / or the atmospheric gas is made to flow downward, the thermal diffusion film formed on the substrate is a good quality thin film with less contamination by foreign matter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に従う薄膜形成装置を模式的に示す部分
断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view schematically showing a thin film forming apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示すガス整流器170を部分的に拡大し
て、概略的に示す斜視図である。
FIG. 2 is a partially enlarged schematic perspective view of the gas rectifier 170 shown in FIG.

【図3】図2に示すガス整流器170のIII−III
線に沿う横断面図である。
3 is a III-III of the gas rectifier 170 shown in FIG.
It is a cross-sectional view taken along the line.

【図4】ガス整流器の一実施例を概略的に示す斜視図で
ある。
FIG. 4 is a perspective view schematically showing an embodiment of a gas rectifier.

【図5】図4に示すガス整流器171のV−V線に沿う
横断面図である。
5 is a cross-sectional view taken along the line VV of the gas rectifier 171 shown in FIG.

【図6】図1に示すガス供給ヘッド180を部分的に拡
大して、概略的に示す斜視図である。
6 is a perspective view schematically showing a partially enlarged gas supply head 180 shown in FIG. 1. FIG.

【図7】図6に示すガス供給ヘッド180のVII−V
II線に沿う横断面図である。
7 is a VII-V of the gas supply head 180 shown in FIG.
It is a cross-sectional view taken along the line II.

【図8】本発明に従う薄膜形成装置を模式的に示す部分
断面図である。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view schematically showing a thin film forming apparatus according to the present invention.

【図9】本発明に従う薄膜形成装置を模式的に示す部分
断面図である。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view schematically showing a thin film forming apparatus according to the present invention.

【図10】図9に示すガス供給ヘッド380を部分的に
拡大して、概略的に示す斜視図である。
FIG. 10 is a partially enlarged perspective view schematically showing the gas supply head 380 shown in FIG.

【図11】図10に示すガス供給ヘッド380のXI−
XI線に沿う横断面図である。
11 is a XI- of the gas supply head 380 shown in FIG.
It is a cross-sectional view taken along the line XI.

【図12】従来の薄膜形成装置を模式的に示す部分断面
図である。
FIG. 12 is a partial cross-sectional view schematically showing a conventional thin film forming apparatus.

【図13】図12に示すガス整流器470を部分的に拡
大して、概略的に示す斜視図である。
13 is a partially enlarged perspective view schematically showing the gas rectifier 470 shown in FIG.

【図14】図13に示すガス整流器470のXIV−X
IV線に沿う横断面図である。
14 is an XIV-X of the gas rectifier 470 shown in FIG.
It is a cross-sectional view taken along the line IV.

【図15】従来の薄膜形成装置を模式的に示す断面図で
ある。
FIG. 15 is a sectional view schematically showing a conventional thin film forming apparatus.

【図16】従来の薄膜形成装置を模式的に示す断面図で
ある。
FIG. 16 is a sectional view schematically showing a conventional thin film forming apparatus.

【図17】図16に示す薄膜形成装置の圧力容器と反応
管とにより形成される隙間部内に生じるガスの淀みの状
態を説明するための図である。
17 is a diagram for explaining a state of stagnation of gas generated in a gap formed by the pressure vessel and the reaction tube of the thin film forming apparatus shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 薄膜形成装置 110 密封容器(外管) 110h ガス排出口 111 ガス排出管 120 反応管(内管) 120i ガス導入口 120a 開口部 121 ガス導入管 130 隙間部 180 ガス供給ヘッド 100 thin film forming apparatus 110 hermetically sealed container (outer tube) 110h gas outlet 111 gas outlet 120 reaction tube (inner) 120i gas inlet 120a opening 121 gas inlet 130 130 gap 180 gas supply head

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 清輝 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kiyoki Kobayashi 4-1-1 Mizuhara, Itami City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Corp.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反応ガスを含むガスを基板上に導入して
加熱雰囲気下において、前記基板に薄膜を形成する薄膜
形成装置であって、 密封容器と、 前記密封容器の下部に設けられ、前記基板上に導入され
た前記ガスを前記密封容器外へ排出するガス排出手段
と、 前記密封容器内に収容され、前記基板を収容する反応管
と、 前記反応管内へ直接前記ガスを導入するガス導入手段
と、 前記反応管内へ導入された前記ガスを前記密封容器と前
記反応管とにより形成される隙間部内の上方へ導くガス
誘導手段と、 前記反応管内に設けられ、かつ、前記ガス導入手段に接
続して設けられ、前記基板上に前記ガスを均一に供給す
るためのガス供給ヘッド手段とを備える、薄膜形成装
置。
1. A thin film forming apparatus for introducing a gas containing a reaction gas onto a substrate to form a thin film on the substrate under a heating atmosphere, the device comprising: a hermetically sealed container; and a lower part of the hermetically sealed container. Gas discharging means for discharging the gas introduced onto the substrate to the outside of the sealed container, a reaction tube housed in the sealed container for housing the substrate, and a gas introduction for directly introducing the gas into the reaction tube. Means, a gas guiding means for guiding the gas introduced into the reaction tube upward in a gap formed by the sealed container and the reaction tube, and provided in the reaction tube, and in the gas introducing means A thin film forming apparatus comprising: a gas supply head unit which is connected to the substrate and uniformly supplies the gas onto the substrate.
【請求項2】 基板と直接反応する反応種を含むガスを
前記基板上に導入して加熱雰囲気下において、前記基板
に熱拡散膜を形成する、薄膜形成装置であって、 密封容器と、 前記密封容器の下部に設けられ、前記基板上に導入され
た前記ガスを前記密封容器外へ排出するガス排出手段
と、 前記密封容器内に収容され、前記基板を収容する反応管
と、 前記反応管内へ直接前記ガスを導入するガス導入手段
と、 前記反応管内へ導入された前記ガスを密封容器と前記反
応管とにより形成される隙間部内の上方へ導くガス誘導
手段とを備える、薄膜形成装置。
2. A thin film forming apparatus for forming a thermal diffusion film on a substrate in a heating atmosphere by introducing a gas containing a reactive species that directly reacts with the substrate into a sealed container, A gas discharge means provided below the sealed container for discharging the gas introduced onto the substrate to the outside of the sealed container; a reaction tube housed in the sealed container for housing the substrate; A thin film forming apparatus comprising: a gas introducing unit that directly introduces the gas into the reaction tube; and a gas guiding unit that guides the gas introduced into the reaction tube upward in a gap formed by the sealed container and the reaction tube.
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