JP2003133245A - Vertical vapor deposition device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、縦型気相成長装置
に係り、特に、縦型気相成長装置においてサセプタの温
度分布の均一性を改善するための構成に係る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical vapor phase growth apparatus, and more particularly to a structure for improving the temperature distribution uniformity of a susceptor in the vertical vapor phase growth apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の縦型気相成長装置では、サセプタ
の表面温度及びサセプタ上に置かれたウエーハの表面温
度を測定する際、オペレータは、反応室の天井部分に設
けられた測定窓から中を覗きながら、放射温度計による
測定点を目標の位置に合わせていた。このように、測定
点を目視で確認するため、オペレータが高温の状態にあ
る反応室の中を覗かなければならず、従来の縦型気相成
長装置には操作上の問題があった。また、測定点を正確
に目標の位置に合わせることが必ずしも容易ではないの
で、測定点の位置がオペレータにより微妙に異なるとい
う問題もあった。2. Description of the Related Art In a conventional vertical vapor phase growth apparatus, when measuring the surface temperature of a susceptor and the surface temperature of a wafer placed on the susceptor, an operator uses a measurement window provided on the ceiling of a reaction chamber. While looking into the inside, the measurement point by the radiation thermometer was adjusted to the target position. As described above, in order to visually confirm the measurement point, the operator has to look into the reaction chamber in a high temperature state, and the conventional vertical vapor phase growth apparatus has an operational problem. Further, since it is not always easy to accurately align the measurement point with the target position, there is a problem in that the position of the measurement point differs slightly depending on the operator.
【０００３】また、縦型気相成長装置では、通常、サセ
プタの下方に配置された誘導加熱用コイルでサセプタを
加熱している。そのような装置では、装置の組立時に、
誘導加熱用コイルの高さを人手により調整して、サセプ
タ上での温度分布の均一化を図っていた。しかし、人手
による調整は、時間が掛かるとともに、温度分布を正確
に調整することが困難であった。Further, in the vertical vapor phase growth apparatus, usually, the susceptor is heated by an induction heating coil arranged below the susceptor. In such a device, when the device is assembled,
The height of the induction heating coil was manually adjusted to make the temperature distribution on the susceptor uniform. However, manual adjustment takes time and it is difficult to accurately adjust the temperature distribution.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の縦型
気相成長装置において、反応室内のサセプタ及びウエー
ハの表面温度を測定する際、及びサセプタの温度分布の
均一化を図る際の以上の様な問題点に鑑み成されたもの
である。本発明の目的は、縦型気相成長装置において、
反応室内のサセプタ及びウエーハの表面温度を迅速に測
定することを可能にするとともに、サセプタの温度分布
の均一性を改善することにある。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a conventional vertical vapor phase growth apparatus for measuring the surface temperature of a susceptor and a wafer in a reaction chamber and for making the temperature distribution of the susceptor uniform. It was made in view of such problems as described above. An object of the present invention is to provide a vertical vapor phase growth apparatus,
It is possible to quickly measure the surface temperature of the susceptor and the wafer in the reaction chamber and to improve the uniformity of the temperature distribution of the susceptor.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の縦型気相成長装
置は、ベース及びベルジャから構成される反応室と、反
応室内に配置されたサセプタと、サセプタの下方に配置
され、サセプタ上に置かれたウエーハを加熱するための
誘導加熱用コイルと、この誘導加熱用コイルを支持し、
その少なくとも一部の位置において、サセプタと誘導加
熱用コイルの間の距離を調整するための高さ調整装置
と、ベルジャに設けられた測定窓と、この測定窓の外側
に配置され、サセプタ及びサセプタ上に置かれたウエー
ハの表面温度を測定する放射温度計と、この放射温度計
を支持し、放射温度計による測定点をサセプタの半径方
向に移動させる駆動機構と、この駆動機構を制御し、放
射温度計による測定点を予め設定された位置に順次合わ
せ、各測定点での放射温度計の出力を取り込むととも
に、各測定点での出力が所定の値になるように前記高さ
調整装置を制御する制御装置と、を備えたことを特徴と
する。A vertical vapor phase growth apparatus of the present invention comprises a reaction chamber composed of a base and a bell jar, a susceptor arranged in the reaction chamber, and a susceptor arranged below the susceptor. An induction heating coil for heating the placed wafer and supporting this induction heating coil,
A height adjusting device for adjusting the distance between the susceptor and the induction heating coil, a measurement window provided on the bell jar, and a susceptor and a susceptor arranged outside the measurement window at at least a part of the position. A radiation thermometer that measures the surface temperature of the wafer placed on it, and a drive mechanism that supports this radiation thermometer and moves the measurement point by the radiation thermometer in the radial direction of the susceptor, and controls this drive mechanism, Sequentially align the measurement points by the radiation thermometer to the preset positions, capture the output of the radiation thermometer at each measurement point, and adjust the height adjustment device so that the output at each measurement point becomes a predetermined value. And a control device for controlling.
【０００６】本発明の縦型気相成長装置によれば、前記
駆動機構の動き及びその動きに連動した放射温度計から
の出力の取り込みのタイミングを予め前記制御装置に設
定しておけば、放射温度計による測定点の位置合わせ及
び放射温度計からの出力の取り込みを、人手を介すこと
なく自動的に行うことができる。また、このようにして
測定された温度に基づいて誘導加熱用コイルの各部の高
さを調整することによって、サセプタの表面温度を、人
手を介することなく、自動的に且つ正確に均一化するこ
とができる。According to the vertical vapor phase growth apparatus of the present invention, if the timing of the movement of the drive mechanism and the timing of capturing the output from the radiation thermometer linked to the movement is set in advance in the control apparatus, Positioning of the measurement points by the thermometer and acquisition of the output from the radiation thermometer can be performed automatically without human intervention. In addition, by adjusting the height of each part of the induction heating coil based on the temperature measured in this way, the surface temperature of the susceptor can be automatically and accurately equalized without human intervention. You can
【０００７】例えば、前記誘導加熱用コイルが渦巻き状
に形成されている場合には、好ましくは、前記放射温度
計による測定点を、サセプタ上で前記誘導加熱用コイル
の各ターンの平均半径に対応する位置に設定する。For example, when the induction heating coil is formed in a spiral shape, the measurement point by the radiation thermometer preferably corresponds to the average radius of each turn of the induction heating coil on the susceptor. Set the position to
【０００８】また、前記誘導加熱用コイルが渦巻き状に
形成されている場合には、好ましくは、前記高さ調整装
置は、前記誘導加熱用コイルをその長手方向に配置され
た複数の支持点において支持するとともに、それらの支
持点の少なくとも一部においてサセプタと誘導加熱用コ
イルの間の距離をそれぞれ個別に調整できるように構成
される。In the case where the induction heating coil is formed in a spiral shape, preferably, the height adjusting device has the induction heating coil at a plurality of support points arranged in the longitudinal direction. It is configured so that it can be supported and the distance between the susceptor and the induction heating coil can be individually adjusted at least at a part of the support points.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】図１に、本発明の縦型気相成長装
置の概要を示す。図中、１はベース、２はベルジャ、３
は反応室、４はサセプタ、１３は温度測定窓（測定
窓）、２０は赤外線放射温度計（放射温度計）を表わ
す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the outline of a vertical vapor phase growth apparatus of the present invention. In the figure, 1 is a base, 2 is a bell jar, and 3
Is a reaction chamber, 4 is a susceptor, 13 is a temperature measurement window (measurement window), and 20 is an infrared radiation thermometer (radiation thermometer).
【００１０】反応室３は、ベース１の上にベルジャ２を
被せることによって構成されている。反応室３内には円
盤状のサセプタ４が配置されている。サセプタ４の下側
には誘導加熱用コイル５が配置されている。気相成長反
応の対象となるウエーハ１０はサセプタ４の上に置かれ
る。The reaction chamber 3 is constructed by covering the base 1 with the bell jar 2. A disc-shaped susceptor 4 is arranged in the reaction chamber 3. An induction heating coil 5 is arranged below the susceptor 4. The wafer 10 which is the target of the vapor phase growth reaction is placed on the susceptor 4.
【００１１】サセプタ４は、その中心部で中空回転軸６
の上端に固定されている。中空回転軸６は、ベース１の
中心を貫通し、ベース１の下側でモータ７に接続されて
いる。中空回転軸６の内側には反応ガス供給用のノズル
８が貫通している。ベース１には排気管９が取り付けら
れている。The susceptor 4 has a hollow rotary shaft 6 at its center.
It is fixed at the top of. The hollow rotary shaft 6 penetrates the center of the base 1 and is connected to the motor 7 below the base 1. A nozzle 8 for supplying a reaction gas penetrates inside the hollow rotary shaft 6. An exhaust pipe 9 is attached to the base 1.
【００１２】誘導加熱用コイル５は石英ガラス製のコイ
ルカバー３０で覆われている。このコイルカバー３０
は、ドーナツ型で、下部が開放され、反応室３のベース
１の上に置かれている。コイルカバー３０の内側の空間
は、不活性ガスの供給及び排気手段（図示せず）によっ
て、不活性ガス雰囲気に保たれる。The induction heating coil 5 is covered with a coil cover 30 made of quartz glass. This coil cover 30
Is a toroidal type, the lower part of which is open and is placed on the base 1 of the reaction chamber 3. The space inside the coil cover 30 is maintained in an inert gas atmosphere by supplying and exhausting an inert gas (not shown).
【００１３】べルジャ２の天井部には、耐熱ガラス製の
覗き窓１１及び赤外線を透過する耐熱ガラス製の温度測
定窓１３が設けられている。覗き窓１１の外側には開閉
可能な遮光用のカバー１２が取り付けられている。温度
測定窓１３の外側にはハウジング１４が設けられ、この
ハウジング１４の中に赤外線放射温度計２０が収容され
ている。赤外線放射温度計２０は、回転軸２１に支持さ
れ、後述するように、回転軸２１を中心にして旋回角度
を切り換えることができる。On the ceiling of the bell jar 2, there are provided a sight glass 11 made of heat-resistant glass and a temperature measurement window 13 made of heat-resistant glass for transmitting infrared rays. A light-blocking cover 12 that can be opened and closed is attached to the outside of the viewing window 11. A housing 14 is provided outside the temperature measurement window 13, and an infrared radiation thermometer 20 is housed in the housing 14. The infrared radiation thermometer 20 is supported by the rotary shaft 21, and as described later, the turning angle can be switched around the rotary shaft 21.
【００１４】図２に、赤外線放射温度計２０及びその駆
動機構の構成を示す。FIG. 2 shows the configuration of the infrared radiation thermometer 20 and its driving mechanism.
【００１５】赤外線放射温度計２０は回転軸２１に支持
されている。回転軸２１はハウジング１４の側壁に軸受
を介して支持されている。回転軸２１の一方の端部はス
テッピングモータ２５に接続されている。ステッピング
モータ２５は、制御部２４によって制御され、赤外線放
射温度計２０の旋回角度を操作する。The infrared radiation thermometer 20 is supported by a rotary shaft 21. The rotating shaft 21 is supported on the side wall of the housing 14 via a bearing. One end of the rotary shaft 21 is connected to the stepping motor 25. The stepping motor 25 is controlled by the control unit 24 and operates the turning angle of the infrared radiation thermometer 20.
【００１６】回転軸２１のもう一方の端部には遮光プレ
ート２６が取り付けられている。遮光プレート２６は外
周上の一部を切り欠いた円盤である。ハウジング１４の
側壁には、遮光プレート２６に対応して二つのフォトセ
ンサ２７、２８が取り付けられている。これらの遮光プ
レート２６及び二つのフォトセンサ２７、２８によっ
て、赤外線放射温度計２０の旋回角度が限界位置に到達
したことが検出される。二つのフォトセンサ２７、２８
からの信号は、制御部２４に送られ、赤外線放射温度計
２０の旋回角度を制御するために使用される。A light shielding plate 26 is attached to the other end of the rotary shaft 21. The light shielding plate 26 is a disc with a part cut out on the outer circumference. Two photosensors 27 and 28 are attached to the side wall of the housing 14 so as to correspond to the light shielding plate 26. The light shield plate 26 and the two photo sensors 27 and 28 detect that the turning angle of the infrared radiation thermometer 20 has reached the limit position. Two photo sensors 27, 28
Is sent to the control unit 24 and used to control the turning angle of the infrared radiation thermometer 20.
【００１７】図３に、誘導加熱用コイル５を下側から見
た図を示す。誘導加熱用コイル５は渦巻き状に形成され
ている。誘導加熱用コイル５の下側には３枚の保持プレ
ート３１が円周方向に等間隔に並べられている。各保持
プレート３１にはそれぞれ複数の貫通孔が形成され、各
シャフト３２は各貫通孔を貫通して上方に伸びている。
誘導加熱用コイル５は、その長手方向に沿った複数の位
置において、シャフト３２によって支持されている。FIG. 3 shows a view of the induction heating coil 5 as seen from below. The induction heating coil 5 is formed in a spiral shape. Below the induction heating coil 5, three holding plates 31 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Each holding plate 31 is formed with a plurality of through holes, and each shaft 32 extends upward through each through hole.
The induction heating coil 5 is supported by the shaft 32 at a plurality of positions along the longitudinal direction.
【００１８】即ち、図１に示すように、各シャフト３２
の先端には雄ネジが形成され、誘導加熱用コイル５の下
面の前記各位置にはナット３３が溶接で取り付けられて
いる。上記の各雄ネジは各ナット３３にねじ込まれてい
る。各シャフト３２は、ベース１の下側に設けられたサ
ーボモータ３４によって正方向または逆方向に回転され
る。サーボモータ３４の回転方向及び回転量は、コイル
位置制御装置３５によって制御される。That is, as shown in FIG.
A male screw is formed at the tip of the, and a nut 33 is attached to each position of the lower surface of the induction heating coil 5 by welding. The male screws described above are screwed into the nuts 33. Each shaft 32 is rotated in a forward direction or a reverse direction by a servo motor 34 provided below the base 1. The rotation direction and the rotation amount of the servo motor 34 are controlled by the coil position control device 35.
【００１９】次に、コイル位置制御装置３５の動作につ
いて説明する。コイル位置制御装置３５は、赤外線放射
温度計２０の出力を取り込むと同時に、赤外線放射温度
計２０の旋回制御用の制御部２４（図２）の出力を取り
込む。このようにして、サセプタ４の半径方向に沿っ
て、サセプタ４またはその上に置かれたウエーハ１０の
温度を検出し、サセプタ４上での半径方向の温度分布を
求める。この温度分布が均一になるように各サーボモー
タ３４を駆動して、誘導加熱用コイル５の各位置での高
さ、即ち各支持点におけるサセプタ４と誘導加熱用コイ
ル５の間の距離をそれぞれ個別に調整する。Next, the operation of the coil position controller 35 will be described. The coil position control device 35 takes in the output of the infrared radiation thermometer 20 and at the same time, takes in the output of the control unit 24 (FIG. 2) for controlling the turning of the infrared radiation thermometer 20. In this way, the temperature of the susceptor 4 or the wafer 10 placed on the susceptor 4 is detected along the radial direction of the susceptor 4, and the radial temperature distribution on the susceptor 4 is obtained. The servo motors 34 are driven so that the temperature distribution becomes uniform, and the height of the induction heating coil 5 at each position, that is, the distance between the susceptor 4 and the induction heating coil 5 at each support point, respectively. Adjust individually.
【００２０】図４に、ウエーハの表面に複数の温度測定
点を設定する例を示す。この例では、サセプタ４の上に
複数のウエーハが同心円状に並べられている。即ち、内
側の同心円の上にはウエーハ１０ａが並べられ、外側の
同心円の上にはウエーハ１０ｂが並べられている。赤外
線放射温度計２０は、サセプタ４の中心を通って半径方
向へ伸びる直線に沿って、図の左右方向に旋回角度を切
り換えることができる。FIG. 4 shows an example in which a plurality of temperature measurement points are set on the surface of the wafer. In this example, a plurality of wafers are arranged concentrically on the susceptor 4. That is, the wafers 10a are arranged on the inner concentric circles, and the wafers 10b are arranged on the outer concentric circles. The infrared radiation thermometer 20 can switch the turning angle in the left-right direction in the drawing along a straight line extending in the radial direction through the center of the susceptor 4.
【００２１】図中、ＬＳ１及びＬＳ２は、赤外線放射温
度計２０の旋回角度の左右の限界位置を示している。Ｓ
１〜Ｓ７は、サセプタ４上の温度測定点であり、サセプ
タ４の下方に配置されている誘導加熱用コイル５の各タ
ーンの平均半径に対応する位置に設定されている。中心
近傍の測定点Ｓ１（原点）は、誘導加熱用コイル５の最
も内側のターンの平均半径に対応する位置に設定され、
周縁部の測定点Ｓ７（折返し点）は、誘導加熱用コイル
５の最も外側のターンの平均半径に対応する位置に設定
されている。In the figure, LS1 and LS2 indicate the left and right limit positions of the turning angle of the infrared radiation thermometer 20. S
1 to S7 are temperature measurement points on the susceptor 4, and are set at positions corresponding to the average radius of each turn of the induction heating coil 5 arranged below the susceptor 4. The measurement point S1 (origin) near the center is set at a position corresponding to the average radius of the innermost turn of the induction heating coil 5,
The measurement point S7 (folding point) on the peripheral portion is set at a position corresponding to the average radius of the outermost turns of the induction heating coil 5.
【００２２】次に、赤外線放射温度計２０の旋回角度の
基準となる方向を原点Ｓ１に合わせる方法、及びフォト
センサ２７及び２８の取り付け位置を調整する方法の例
について説明する。Next, an example of a method of aligning the reference direction of the turning angle of the infrared radiation thermometer 20 with the origin S1 and a method of adjusting the mounting positions of the photosensors 27 and 28 will be described.
【００２３】赤外線放射温度計２０に光源（図示せず）
を取り付ける。光線の到達点を覗き窓１１から目視で観
察しながら、その到達点が原点Ｓ１（予め設定されてい
る）の上に来るように赤外線放射温度計２０の旋回角度
を調整する。その時の旋回角度を基準方向（０度）とす
る。更に、その状態で、フォトセンサ２７が遮光プレー
ト２６に対して所定の位置関係となるようにフォトセン
サ２７の取り付け位置を調整する。A light source (not shown) for the infrared radiation thermometer 20.
Attach. While visually observing the arrival point of the light ray through the viewing window 11, the turning angle of the infrared radiation thermometer 20 is adjusted so that the arrival point is above the origin S1 (preset). The turning angle at that time is the reference direction (0 degree). Further, in this state, the mounting position of the photo sensor 27 is adjusted so that the photo sensor 27 has a predetermined positional relationship with the light shielding plate 26.
【００２４】同様に、光線の到達点を覗き窓１１から目
視で観察しながら、その到達点が折返し点Ｓ７（予め設
定されている）の上に来るように赤外線放射温度計２０
の旋回角度を調整する。その時の旋回角度を制御部２４
に登録するとともに、その状態で、フォトセンサ２８が
遮光プレート２６に対して所定の位置関係となるように
フォトセンサ２８の取り付け位置を調整する。Similarly, while visually observing the arrival point of the light ray through the observation window 11, the infrared radiation thermometer 20 is set so that the arrival point is located above the turning point S7 (preset).
Adjust the turning angle of. The turning angle at that time is controlled by the control unit 24.
And the mounting position of the photo sensor 28 is adjusted so that the photo sensor 28 has a predetermined positional relationship with the light shielding plate 26 in that state.
【００２５】なお、赤外線放射温度計２０の旋回角度の
限界の設定については、上記の例の様に、遮光プレート
２６及びフォトセンサ２７、２８を使用する方法の代わ
りに、ドグとリミットスイッチの組み合わせなど、他の
検知手段を用いることもできる。また、折返し点Ｓ７の
設定は、原点Ｓ１からの旋回角度を制御部２４にマニュ
アル入力することによって行っても良い。Regarding the setting of the limit of the turning angle of the infrared radiation thermometer 20, instead of the method of using the light shielding plate 26 and the photosensors 27 and 28 as in the above example, a combination of a dog and a limit switch is used. Other detection means, such as, can also be used. The turning point S7 may be set by manually inputting the turning angle from the origin S1 to the control unit 24.
【００２６】次に、上記の縦型気相成長装置を用いて、
サセプタ４及びサセプタ上に置かれたウエーハ１０ａ、
１０ｂの表面温度分布を測定する際の動作の例について
説明する。Next, using the above vertical vapor phase growth apparatus,
The susceptor 4 and the wafer 10a placed on the susceptor,
An example of the operation when measuring the surface temperature distribution of 10b will be described.
【００２７】赤外線放射温度計２０（図２）は、予め基
準方向その他の調整が行われ、制御部２４からの指令に
基づき旋回角度を原点Ｓ１（図４）に向けた状態で待機
している。測定指令を受けると、制御部２４は、赤外線
放射温度計２０を予め定められた測定点Ｓ１〜Ｓ７に順
次向けるように、ステッピングモータ２５を制御する。The infrared radiation thermometer 20 (FIG. 2) has been adjusted in advance in the reference direction and the like, and is waiting in a state in which the turning angle is directed to the origin S1 (FIG. 4) based on a command from the control section 24. . Upon receiving the measurement command, the control unit 24 controls the stepping motor 25 so that the infrared radiation thermometer 20 is sequentially directed to the predetermined measurement points S1 to S7.
【００２８】即ち、先ず、赤外線放射温度計２０を原点
Ｓ１に向けるように、予め与えられている量だけステッ
ピングモータ２５を回転させる。この位置で赤外線放射
温度計２０を一時停止させ、この原点Ｓ１の温度を制御
部２４に取り込む。次に、赤外線放射温度計２０を次の
測定点Ｓ２に向けるように、誘導加熱用コイル５の各タ
ーンの平均半径等に基づいて、予め与えられている量だ
けモータ１５を回転させる。この位置で赤外線放射温度
計２０を一時停止させ、この測定点Ｓ２の温度を制御部
２４に取り込む。以下、同様な手順で、各測定点Ｓ３〜
Ｓ７の温度を順に制御部２４に取り込む。折返し点Ｓ７
での温度測定が終了すると、制御部２４はステッピング
モータ２５を制御して赤外線放射温度計２０を原点Ｓ１
の方向に戻し、１回の測定を終了する。That is, first, the stepping motor 25 is rotated by a predetermined amount so that the infrared radiation thermometer 20 is directed to the origin S1. The infrared radiation thermometer 20 is temporarily stopped at this position, and the temperature of the origin S1 is taken into the control unit 24. Next, the motor 15 is rotated by a predetermined amount based on the average radius of each turn of the induction heating coil 5 so that the infrared radiation thermometer 20 is directed to the next measurement point S2. The infrared radiation thermometer 20 is temporarily stopped at this position, and the temperature of this measurement point S2 is taken into the control unit 24. Hereinafter, in the same procedure, each measurement point S3 ~
The temperature of S7 is sequentially taken into the control unit 24. Turning point S7
When the temperature measurement in S1 is completed, the control unit 24 controls the stepping motor 25 to set the infrared radiation thermometer 20 to the origin S1.
Return to the direction of and complete one measurement.
【００２９】なお、遮光プレート２６及びフォトセンサ
２７、２８は、何らかの異常によって赤外線放射温度計
２０の旋回角度が制限範囲から外れることを防止するた
めに設けられている。赤外線放射温度計２０の向きが限
界位置ＬＳ１、ＬＳ２に到達したことがフォトセンサ２
７、２８により検知された場合、制御部２４は直ちにス
テッピングモータ２５を停止させる。The light shield plate 26 and the photosensors 27 and 28 are provided to prevent the turning angle of the infrared radiation thermometer 20 from deviating from the limit range due to some abnormality. The photo sensor 2 indicates that the direction of the infrared radiation thermometer 20 has reached the limit positions LS1 and LS2.
When detected by 7, 28, the control unit 24 immediately stops the stepping motor 25.
【００３０】以上の様に、サセプタ４及びその上に置か
れたウエーハ１０ａ、１０ｂの各位置の温度は、制御部
２４（図２）で赤外線放射温度計２０を旋回させること
によって検出される。Ｓ１〜Ｓ７（図４）の各位置で検
出された温度は、コイル位置制御装置３５（図１）に取
り込まれる。As described above, the temperature at each position of the susceptor 4 and the wafers 10a and 10b placed on the susceptor 4 is detected by rotating the infrared radiation thermometer 20 by the control unit 24 (FIG. 2). The temperatures detected at the respective positions S1 to S7 (FIG. 4) are taken into the coil position control device 35 (FIG. 1).
【００３１】なお、この温度検出は、サセプタ４の円周
方向については一箇所のみで行なわれる。サセプタ４は
毎分数〜数十回転で回転されるので、サセプタ４の温度
は円周方向については均一になる。従って、温度検出位
置はサセプタ４の円周方向に関しては一個所で問題はな
い。It should be noted that this temperature detection is performed only at one location in the circumferential direction of the susceptor 4. Since the susceptor 4 is rotated at several to several tens of revolutions per minute, the temperature of the susceptor 4 becomes uniform in the circumferential direction. Therefore, there is no problem with the temperature detection position being one in the circumferential direction of the susceptor 4.
【００３２】コイル位置制御装置３５は、上記の温度検
出結果に基づき、Ｓ１〜Ｓ７の各位置での温度が同一に
なるように、誘導加熱用コイル５の各ターンに対応する
シャフト３２に接続されているサーボモータ３４の回転
量を算出し、誘導加熱用コイル５の各位置での高さを調
整する。即ち、温度を上昇させるときは、誘導加熱用コ
イル５を上に移動させて誘導加熱用コイル５をサセプタ
４に近付ける。温度を下降させるときは、誘導加熱用コ
イル５を下に移動させて誘導加熱用コイル５をサセプタ
４から引き離す。これよって、サセプタ４の温度を人手
を介さず迅速に均一化することができる。The coil position control device 35 is connected to the shaft 32 corresponding to each turn of the induction heating coil 5 so that the temperatures at the positions S1 to S7 are the same, based on the above temperature detection result. The amount of rotation of the servo motor 34 being operated is calculated, and the height of the induction heating coil 5 at each position is adjusted. That is, when raising the temperature, the induction heating coil 5 is moved upward to bring the induction heating coil 5 closer to the susceptor 4. When lowering the temperature, the induction heating coil 5 is moved downward to separate the induction heating coil 5 from the susceptor 4. As a result, the temperature of the susceptor 4 can be made uniform quickly without human intervention.
【００３３】上記の例では、サセプタ４の円周方向に並
べられた３枚の保持プレート３１に取り付けられた全て
のシャフト３２にサーボモータ３４を接続し、誘導加熱
用コイル５の高さ調整を行っているが、本発明は、これ
に限定されるものではない。前述のように、サセプタ４
の円周方向の温度分布はサセプタ４の回転によって均一
化される。従って、組立時に円周方向の３個所の支持部
において誘導加熱用コイル５の大まかな高さ調整を行っ
ておき、サーボモータ３４による高さの微調整は、円周
方向の３個所の支持部の内の１個所のみで行っても良
い。In the above example, the servomotors 34 are connected to all the shafts 32 attached to the three holding plates 31 arranged in the circumferential direction of the susceptor 4 to adjust the height of the induction heating coil 5. However, the present invention is not limited to this. As mentioned above, susceptor 4
The temperature distribution in the circumferential direction is uniformed by the rotation of the susceptor 4. Therefore, the height of the induction heating coil 5 is roughly adjusted at three support portions in the circumferential direction at the time of assembly, and the fine adjustment of the height by the servomotor 34 is performed at the three support portions in the circumferential direction. You may go to only one of these.
【００３４】また、誘導加熱用コイル５の高さを全ての
支持点において調整する代わりに、温度調整が難しいサ
セプタ４の中心側及び外周側の一部の誘導加熱用コイル
５についてのみ、高さ調整ができるようにしても良い。Further, instead of adjusting the height of the induction heating coil 5 at all supporting points, the height of only a part of the induction heating coil 5 on the central side and the outer peripheral side of the susceptor 4 whose temperature is difficult to adjust is adjusted. Adjustment may be possible.
【００３５】なお、この場合には、赤外線放射温度計２
０による測定点Ｓ１〜Ｓ７を、誘導加熱用コイル５の高
さ調整が行われる支持点に対応するサセプタの半径方向
位置を含むように設定することが好ましい。In this case, the infrared radiation thermometer 2
It is preferable to set the measurement points S1 to S7 by 0 so as to include the radial position of the susceptor corresponding to the support point where the height of the induction heating coil 5 is adjusted.
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明の縦型気相成長装置によれば、反
応室内に配置されたサセプタ及びサセプタ上に置かれた
ウエーハの表面温度を人手を介さず迅速に測定するとと
もに、サセプタ上での温度分布を均一化することができ
る。According to the vertical vapor phase growth apparatus of the present invention, the surface temperature of the susceptor placed in the reaction chamber and the wafer placed on the susceptor can be quickly measured without manpower, and at the same time, The temperature distribution can be made uniform.
【図１】本発明の縦型気相成長装置の概要を示す断面
図。FIG. 1 is a sectional view showing an outline of a vertical vapor phase growth apparatus of the present invention.
【図２】本発明の縦型気相成長装置で使用される赤外線
放射温度計及びその駆動機構の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an infrared radiation thermometer and its driving mechanism used in the vertical vapor phase growth apparatus of the present invention.
【図３】本発明の縦型気相成長装置で使用される誘導加
熱用コイルを下側から見た図。FIG. 3 is a view of an induction heating coil used in the vertical vapor phase growth apparatus of the present invention as seen from below.
【図４】ウエーハの表面に複数の温度測定点を設定する
例について説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of setting a plurality of temperature measurement points on the surface of a wafer.
１・・・ベース、 ２・・・ベルジャ、 ３・・・反応室、 ４・・・サセプタ、 ５・・・誘導加熱用コイル、 ６・・・中空回転軸、 ７・・・モータ、 ８・・・ノズル、 ９・・・排気管、 １０・・・ウエーハ、 １１・・・覗き窓、 １２・・・カバー １３・・・温度測定窓（測定窓）、 １４・・・ハウジング、 ２０・・・赤外線放射温度計（放射温度計）、 ２１・・・回転軸、 ２５・・・ステッピングモータ、 ２４・・・制御部、 ２６・・・遮光プレート、 ２７、２８・・・フォトセンサ、 ３０・・・コイルカバー、 ３１・・・保持プレート、 ３２・・・シャフト、 ３３・・・ナット、 ３４・・・サーボモータ、 ３５・・・コイル位置制御装置。 1 ... base, 2 ... Berja, 3 ... Reaction chamber, 4 ... susceptor, 5 ... Induction heating coil, 6 ... Hollow rotating shaft, 7 ... motor, 8 ... Nozzle, 9 ... Exhaust pipe, 10 ... wafer, 11 ... peep window, 12 ... Cover 13 ... Temperature measurement window (measurement window), 14 ... Housing, 20 ... Infrared radiation thermometer (radiation thermometer), 21 ... Rotary axis, 25 ... Stepping motor, 24 ... control unit, 26 ... Shading plate, 27, 28 ... Photo sensor, 30 ... coil cover, 31 ... Holding plate, 32 ... Shaft, 33 ... nuts 34 ... Servo motor, 35 ... Coil position control device.
Claims (7)
室と、 反応室内に配置されたサセプタと、 サセプタの下方に配置され、サセプタ上に置かれたウエ
ーハを加熱するための誘導加熱用コイルと、 この誘導加熱用コイルを支持し、その少なくとも一部の
位置において、サセプタと誘導加熱用コイルの間の距離
を調整するための高さ調整装置と、 ベルジャに設けられた測定窓と、 この測定窓の外側に配置され、サセプタ及びサセプタ上
に置かれたウエーハの表面温度を測定する放射温度計
と、 この放射温度計を支持し、放射温度計による測定点をサ
セプタの半径方向に移動させる駆動機構と、 この駆動機構を制御し、放射温度計による測定点を予め
設定された位置に順次合わせ、各測定点での放射温度計
の出力を取り込むとともに、各測定点での出力が所定の
値になるように前記高さ調整装置を制御する制御装置
と、 を備えたことを特徴とする縦型気相成長装置。1. A reaction chamber composed of a base and a bell jar, a susceptor arranged in the reaction chamber, an induction heating coil arranged below the susceptor for heating a wafer placed on the susceptor, A height adjusting device that supports the induction heating coil and adjusts the distance between the susceptor and the induction heating coil in at least a part of the position, a measurement window provided in the bell jar, and the measurement window. A radiation thermometer that is arranged outside of the susceptor and that measures the surface temperature of the susceptor and the wafer placed on the susceptor, and a drive mechanism that supports the radiation thermometer and moves the measurement point of the radiation thermometer in the radial direction of the susceptor. By controlling this drive mechanism, the radiation thermometer measurement points are sequentially aligned with preset positions, and the output of the radiation thermometer at each measurement point is captured and Vertical vapor phase growth apparatus characterized by output at the points and a control unit for controlling the height adjusting device to a predetermined value.
成され、 前記放射温度計による測定点は、サセプタ上で前記誘導
加熱用コイルの各ターンの平均半径に対応する位置に設
定されていること、を特徴とする請求項１に記載の縦型
気相成長装置。2. The induction heating coil is formed in a spiral shape, and a measurement point by the radiation thermometer is set on a susceptor at a position corresponding to an average radius of each turn of the induction heating coil. The vertical vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein
成され、 前記高さ調整装置は、前記誘導加熱用コイルをその長手
方向に配置された複数の支持点において支持するととも
に、それらの支持点の少なくとも一部においてサセプタ
と誘導加熱用コイルの間の距離をそれぞれ個別に調整で
きるように構成されていること、 を特徴とする請求項１に記載の縦型気相成長装置。3. The induction heating coil is formed in a spiral shape, and the height adjusting device supports the induction heating coil at a plurality of support points arranged in a longitudinal direction thereof, and supports them. The vertical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the distance between the susceptor and the induction heating coil can be individually adjusted at at least a part of the points.
伸びる複数の保持プレートと、 これらの保持プレートを貫通して上方に伸び、前記誘導
加熱用コイルを支持する複数のシャフトと、 前記シャフトの内の少なくとも一部のシャフトにそれぞ
れ接続され、前記少なくとも一部のシャフトを回転させ
るサーボモータと、 前記少なくとも一部のシャフトと前記誘導加熱用コイル
との接続部に設けられた送りネジ機構と、 を有することを特徴とする請求項３に記載の縦型気相成
長装置。4. The height adjusting device comprises a plurality of holding plates arranged in the circumferential direction of the susceptor and extending in the radial direction of the susceptor, and a plurality of holding plates extending upward through the holding plates to extend the induction heating coil. A plurality of shafts supporting the shaft, a servomotor connected to at least a part of the shafts, and rotating the at least a part of the shaft; and a shaft for the at least a part of the induction heating coil. The vertical vapor phase growth apparatus according to claim 3, further comprising: a feed screw mechanism provided at the connection portion.
内、前記保持プレートの内の一つの保持プレートを貫通
するシャフトのみに接続されていることを特徴とする請
求項４に記載の縦型気相成長装置。5. The vertical gas phase according to claim 4, wherein the servomotor is connected only to a shaft that penetrates one of the holding plates of the holding plates. Growth equipment.
内、サセプタの中心側の一または二以上のターン及び外
周側の一または二以上のターンを支持する各シャフトに
それぞれ接続されていることを特徴とする請求項４に記
載の縦型気相成長装置。6. The servomotor is connected to each shaft supporting one or more turns of the shaft on the center side of the susceptor and one or more turns of the shaft on the outer circumference side. The vertical vapor phase growth apparatus according to claim 4.
ーボモータが接続されたシャフトに対応するサセプタの
半径方向位置を含むように設定されていることを特徴と
する請求項７に記載の縦型気相成長装置。7. The vertical direction according to claim 7, wherein the measurement point by the radiation thermometer is set so as to include the radial position of the susceptor corresponding to the shaft to which the servo motor is connected. Type vapor phase growth equipment.
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