JP2001035800A - 半導体のエピタキシャル成長装置および成長方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウエハの自動搬送と高周波誘導加熱方式のエピ
成長装置の提供。 【解決手段】基板ウエハ２を載置可能な複数箇の副サセ
プタ３２をエピ反応容器内に設けた盤状主サセプタ３１
に載置し、誘導加熱方式でウエハを加熱し、表面にエピ
層を形成するもので、前記副サセプタのウエハ載置領域
と、前記主サセプタの副サセプタ載置領域に、前記主サ
セプタの厚みの略２／３以下の孔径を有する貫通孔を３
個以上／ウエハ設け、該貫通孔内に副サセプタ上の載置
ウエハを上方に押し上げ可能に構成した突き上げピンが
両サセプタを貫通して遊嵌配置され、前記突き上げピン
は主サセプタ裏面側に配置された押し上げ手段で押し上
げてウエハを副サセプタ表面から隔離でき、前記突き上
げピンがウエハを押し上げない場合、その頂部が副サセ
プタ表面と実質的に同一面となるよう構成した半導体の
エピ成長装置にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウエハのエピ
タキシャル成長装置に係り、特に、シリコンの気相成長
装置等におけるウエハ搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩなどの半導体素子を形成する半導
体プロセスにおいては、半導体ウエハを数十枚まとめて
収納するウエハカセットから、それぞれの処理装置にウ
エハを移送、または、逆に処理装置からカセットに移送
するいわゆるウエハ搬送は、生産性を左右するために重
要である。

【０００３】例えば、アーム搬送方式は、多関節のアー
ム先端部に備えた耐熱性で汚染の少ない石英製治具にウ
エハを載せ、一枚あるいは多数枚同時に移送する方法で
ある。この場合、搬送の操作はウエハを水平状態で、か
つ、半導体素子を形成する主面とは反対のウエハ裏面側
を支えて行われる。

【０００４】シリコンの多結晶膜やナイトライド膜、酸
化膜など非晶質膜を気相化学反応（ＣＶＤ）法で形成す
る工程では、近年大径化（８インチ以上）のウエハの均
一性確保のために、図７に示すようなウエハを一枚ずつ
処理するいわゆる枚葉処理装置が用いられている。

【０００５】上記のＣＶＤ装置では、前記アーム搬送を
高速で行い単位時間の当りのウエハの処理数（スループ
ット）を高めている。

【０００６】この場合、薄膜形成中の均一加熱を実現す
るために、ウエハ２を反応室１内のサセプタ（加熱台）
３に載置しているが、アーム搬送装置１１に取り付けら
れた石英製のウエハ搬送治具９により反応室１に搬送さ
れたウエハ２は、サセプタ３の貫通孔６に挿入される３
本以上のピン７で受け取られ、次いで、前述ピン７をサ
セプタ３の表面以下に下げることによりウエハ２はサセ
プタ３上に装填される。

【０００７】一方、逆にウエハ２を搬出する場合は、搬
出直前にピン７を上方に突き上げることで持ち上げられ
たウエハ２を、サセプタ３とウエハ２の隙間に石英製の
前記搬送治具９を挿入して受取り、反応室１外に搬出さ
れる。なお、図中の４は原料ガス供給管、５１は赤外ラ
ンプまたはヒータなどの加熱装置、１０は移送アーム、
１２はゲートバルブ、１３はウエハカセット、１４はウ
エハ冷却室、１５は搬送室、１６はカセット室である。

【０００８】シリコン（Ｓｉ）の単結晶基板（ウエハ）
の上に基板と同じ方位を持つシリコンの単結晶薄膜をＣ
ＶＤ法で形成する方法は、多結晶膜や非晶質膜を形成す
る一般的なＣＶＤ法と区別され、特に、エピタキシャル
（ｅｐｉｔａ−ｘｉａｌ：以下、エピと略称）成長と呼
ばれている。

【０００９】このエピ成長は、一般的なＣＶＤ法（４０
０〜８００℃）に比べ反応温度が高く（約１０００℃以
上）、エピ成長は図８の断面概略図に示すようないわゆ
る縦（ディスク）型と呼ばれる成長炉を用い行われる場
合が多い。

【００１０】このエピ炉は石英製ベルジャ２０の反応室
１内に円板状でＳｉＣをコートしたカーボン製の回転可
能なサセプタ３を配置し、このサセプタ３上に裏面全体
がほぼ密着する状態で基板ウエハ２を平面的に並べる。
サセプタ３を回転しながら下部に設けたコイル５による
高周波誘導加熱により昇温し、ウエハ２は約１０００℃
の高温度に加熱される。

【００１１】次いで、エピ層の原料となるＳｉ化合物ガ
スとエピ層の抵抗率を決めるドーピングガスを一定濃度
含む原料ガス２１を、サセプタ３の中心の開口部に設け
られたガス供給管４から放射状に供給してエピ層を成
長、形成するものである。

【００１２】この場合、ウエハ２は裏面側からのみ加熱
されることから表面側を凹とする方向に反り（わん
曲）、サセプタ３表面から離れる外周側ほど温度が低く
なる。この結果ウエハ２の面内に温度分布が生じ易い。

【００１３】この問題を解消するために、サセプタ３の
ウエハ載置領域には、わん曲量を見込んだ略円錐状のざ
ぐりが設けられている。

【００１４】上記のウエハの反りを低減する方法として
は、サセプタ（主）の上にさらに略円錐状のざぐりを設
けたウエハ径に比べ僅かに大きな副サセプタを載置し、
この副サセプタにウエハを載置する方法が提案されてい
る（実願昭６３−１６７３９４号公報）。

【００１５】上記の方法によれば、ウエハ面内の温度の
ばらつきが±５℃以下で均一に加熱することができる。
従って、温度分布に起因する熱応力の発生も無く、ウエ
ハ内部に転位などの結晶欠陥も導入されない良好な結晶
性を有するエピウエハが得られる。さらに、温度ばらつ
きの影響を最小にしてエピ成長を実施できることから、
ウエハ面内でエピ層の膜厚や抵抗率の均一性が非常に高
いエピウエハを得ることができる。

【００１６】しかし、上記のエピ成長においては、誘導
加熱されるサセプタのコイル上の領域に貫通孔等を設け
ると、その貫通孔近傍の誘導電流の密度が不均一となり
易く、ウエハを均一加熱することができない。そのため
に、突き上げピンを用いてウエハを上下することで、搬
送アームを出し入れする前記突き上げピン・アーム方式
の搬送方法は適用できない。

【００１７】そこで、サセプタ表面側にウエハ下部まで
達する溝を形成し、この溝に搬送アームの石英製治具を
差し込み、これでウエハを搬送する方法（特開平２−１
９１３５６号公報）が検討されているが、前記と同様に
上記溝がウエハの均一加熱の弊害となり実用化されるに
到っていない。

【００１８】さらに、サセプタ表面に埋設するよう形成
された支持片を引き上げることでサセプタからウエハを
浮上させる手法が提案されている。しかしこの方法は、
サセプタから引き上げた支持片を、再び、サセプタの元
の位置に正確に戻す操作が煩雑である。

【００１９】また、副サセプタを用いるウエハ加熱方法
に対して前記二つの方法を適用することは、その構成が
さらに複雑になる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】前記の問題から、縦
（ディスク）型エピ成長炉のウエハの装填，取り出し
は、手動で行われているのが現状である。しかし、手動
方式は手作業可能温度まで熱容量の大きなサセプタを冷
却する必要があり、そのための降温、昇温に要する時間
がエピ成長反応時間の数倍も必要である。さらに、エピ
成長室を開放するための窒素ガス置換の工程が必要であ
るなど、これらの工程が生産性向上を著しく低下させる
要因となっている。

【００２１】本発明の目的は、上記に鑑み、ウエハの自
動搬送が可能で生産性の高い高周波誘導加熱方式の副サ
セプタを用いてウエハの加熱を行うエピ成長装置、並び
に、そのエピ成長方法を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の要旨は以下のとおりである。

【００２３】〔１〕 基板ウエハを載置可能な複数箇の
副サセプタをエピタキシャル反応容器内に設置した盤状
主サセプタに載置し、該主サセプタの誘導加熱により基
板ウエハを加熱し、原料ガスを供給して基板ウエハ表面
にエピタキシャル層を形成する半導体のエピタキシャル
成長装置であって、前記副サセプタの基板ウエハ載置領
域と、前記主サセプタの副サセプタ載置領域に、前記主
サセプタの厚みの略２／３以下の孔径を有する貫通孔を
ウエハ１枚当り３ケ以上設け、該貫通孔内に副サセプタ
上の載置ウエハを上方に押し上げ可能に構成した突き上
げピンが前記副サセプタと主サセプタとを貫通してそれ
ぞれ遊嵌配置され、前記突き上げピンは主サセプタ裏面
側に配置された押し上げ手段で押し上げられることでウ
エハを副サセプタ表面から隔離できるよう構成されてお
り、前記突き上げピンはウエハを押し上げない場合、そ
の頂部が前記副サセプタ表面と実質的に同一面となるよ
う構成されていることを特徴とする半導体のエピタキシ
ャル成長装置。

【００２４】〔２〕 前記主サセプタと副サセプタにそ
れぞれ設けた貫通孔の孔径が副サセプタ側の方が主サセ
プタ側に比べて実質的に大きい前記の半導体のエピタキ
シャル成長装置。

【００２５】〔３〕 前記主サセプタと副サセプタのそ
れぞれに設けた貫通孔が、両サセプタ間でその位置を互
いに一致させる位置合せ手段を両サセプタに設けた前記
の半導体のエピタキシャル成長装置。

【００２６】〔４〕 前記突き上げピンにより副サセプ
タ表面より押し上げられたウエハと副サセプタとの隙間
に、先端にウエハ搬送治具を設けた水平移動可能なアー
ムを挿入してウエハを受取り、前記エピタキシャル炉外
に移送するウエハ搬送装置をゲート・バルブを介して配
置した前記の半導体のエピタキシャル成長装置。

【００２７】〔５〕 前記副サセプタの基板ウエハ載置
面が、該基板ウエハの高温加熱による上下面の熱膨張差
に基づく変形に合わせた形状の凹面となっている前記の
半導体のエピタキシャル成長装置。

【００２８】〔６〕 基板ウエハを載置可能な複数箇の
副サセプタをエピタキシャル反応容器内に設置した盤状
主サセプタに載置し、該サセプタを誘導加熱することで
基板ウエハを所定の温度に加熱すると共に、エピタキシ
ャル層の原料となるＳｉ化合物ガスとエピ層の抵抗率を
決めるドーピングガスを一定濃度含む原料ガスを供給し
て基板ウエハ表面にエピタキシャル層を形成する半導体
のエピタキシャル成長方法であって、前記副サセプタの
基板ウエハ載置領域と、前記主サセプタの副サセプタ載
置領域に、前記主サセプタの厚みの略２／３以下の孔径
を有する貫通孔をウエハ１枚当り３ケ以上設け、該貫通
孔内に副サセプタ上の載置ウエハを上方に押し上げ可能
に構成した突き上げピンが前記副サセプタと主サセプタ
とを貫通してそれぞれ遊嵌配置され、前記突き上げピン
は主サセプタ裏面側に配置された押し上げ手段で押し上
げられることでウエハを副サセプタ表面から隔離できる
よう構成されており、前記突き上げピンはウエハを押し
上げない場合、その頂部が前記副サセプタ表面と実質的
に同一面となるよう構成されていることを特徴とする半
導体のエピタキシャル成長方法。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
詳細に説明する。

【００３０】〔実施例 １〕図１は、本発明の一実施例
であるディスク型エピ装置の概略説明図で、図１（ａ）
は断面図、図１（ｂ）は平面図である。また、図２は、
図１（ａ）のウエハ突き上げ部の断面拡大略図、図２
（ｂ）は同平面拡大略図である。図中、１は反応室、２
は基板ウエハ、３１は主サセプタ、３２は副サセプタ、
４は原料ガス供給管である。

【００３１】図２（ａ）に示すように、本発明のディス
ク型エピ炉においては、主サセプタ３１と副サセプタ３
２のウエハ２載置領域には、略円形の貫通孔６１，６２
がそれぞれ３個設けてある。該貫通孔６１，６２は、主
サセプタ３１側の貫通孔６１の孔径が主サセプタ３１の
厚みの約２／３で、その貫通孔の横断面が実質的に円形
のものが望ましい。

【００３２】また、副サセプタ３２側も貫通孔６２の径
が主サセプタ３１側孔６１の孔径に比べ大きく構成され
ており、この貫通孔６１，６２を組合せた形状に略近い
突き上げピン７が、その頂部が副サセプタ３２の表面に
実質的に平面となるよう構成され遊嵌されている。そし
て、図２（ｂ）の平面拡大図に示すように、ウエハ１枚
に対し少なくとも３個の突き上げピン７でウエハを支持
するように構成されている。

【００３３】さらにまた、貫通孔６１に遊嵌されている
突き上げピン７の脚部７’は、主サセプタ３１裏面に、
やゝ飛び出す長さに構成され、挿入，遊嵌されている。
該突き上げピン７の脚部７’は、主サセプタ３１裏面に
配置されたピン押し上げ治具８で押し上げることによ
り、ウエハ２を副サセプタ３２の載置面から押し上げ可
能に構成されている。

【００３４】また、図１（ｂ）から分かるように、複数
個のウエハ２を主サセプタ３１を平面上で回転すること
により、順次載置あるいは順次離脱可能に構成されてい
る。

【００３５】図３は、主サセプタ３１側の貫通孔６１と
副サセプタ３２側の貫通孔６２の位置関係が常に一定と
なるよう突起部３３を副サセプタ３２に設け、主サセプ
タの対応する凹部に嵌め込まれるように構成した場合を
示す。

【００３６】この場合には、副サセプタ３２の突起部３
３が図３（ａ）の断面図に示すように、主サセプタ３１
表面に埋設され、さらに、図３（ｂ）平面図に示すよう
に副サセプタ３２の円周の一部に突起部３３が非対称位
置に３箇所設けられている。これにより、主サセプタ３
１側の貫通孔６１と副サセプタ３２側の貫通孔６２の位
置関係は常に一定に維持される。

【００３７】図４は、主サセプタ３１の貫通孔６１近傍
の表面温度Ｔ１と、該貫通孔６１とから離れた部分の表
面温度Ｔ２と差（ΔＴ）を、貫通孔６１の孔径ｄのサセ
プタ３１の厚みｔに対する比（ｄ／ｔ）との関係を調べ
た結果を示すグラフである。なお、その際、ウエハ突き
上げピン７は挿入しない場合について調べた。

【００３８】貫通孔６１の孔径を大きくすると、孔周辺
の高周波電流の密度が高まるためか貫通孔６１の近傍の
温度が上昇し、その温度は極端な不均一分布となる。こ
のような主サセプタ３１の温度不均一は、その上の副サ
セプタ３２の温度不均一を招き、結局ウエハ２の面内温
度の不均一を招くことになる。

【００３９】本実験結果から、貫通孔６１の孔径ｄは、
主サセプタ３１の厚みの約２／３以下とすることで、サ
セプタ表面の温度不均一（ΔＴ）を１０℃以下（面内温
度分布±５℃以下）にすることができることが分かっ
た。さらに、温度の不均一分は貫通孔６１の形状が円形
に近いほど小さいことも分かった。

【００４０】本実施例の高周波加熱方式では、ウエハ２
は裏面側からのみ加熱され、表面側からは輻射により放
熱される。ウエハ２が熱源の副サセプタ３２に接してい
る場合は、熱伝導でウエハ２は加熱されるが、ウエハ２
裏面と副サセプタ３２表面との間にギャップがある場合
には、伝導に比べ伝熱効率の小さい輻射が主となり、ウ
エハ２の温度が低下することになる。従って、ピン７頂
部とサセプタ３表面との差（ギャップ）も実質的に０と
なるように構成することが望ましい。

【００４１】また、突き上げピン７の径と貫通孔６１，
６２の孔径との差が大きい場合はサセプタ３１，３２か
らの熱伝導が小さくなり、突き上げピン７の温度が低く
なってウエハ２の温度も低下する。従って、突き上げピ
ン７の径と貫通孔６１，６２の孔径との差（ギャップ）
も極力小さくすることが望ましい。

【００４２】図１（ｂ）にも示すように、主サセプタ３
１の裏面側に複数の突き上げピン７を同時に押し上げる
ピン押し上げ治具８が配置されているが、このピン押し
上げ治具８は炉外のピン上下機構（図示せず）で独立に
上下稼働される。これにより副サセプタ３２の位置を固
定してウエハ２を副サセプタ３２表面から上方に隔離、
あるいは、逆に突き上げピン７上のウエハ２を副サセプ
タ３２面へ載置することができる。

【００４３】本実施例によれば、主サセプタ３１と加熱
源である高周波コイル５との間隔を常に一定に保持でき
ることから、高周波加熱特有のサセプタとコイルの間隙
に起因する主サセプタ３１の表面温度の不均性を防ぐこ
とができる。

【００４４】次に、図５に基づき、ウエハ搬送の手順に
ついて説明する。先ず、ウエハ２を副サセプタ３２上か
ら取り出す（ディスチャージ）場合について説明する。

【００４５】エピ成長完了後、冷却しベルジャ２０を開
放する。次いで、上下機構を作動しピン押し上げ治具８
を上昇してウエハ２をその下部に設けた３個の貫通孔６
内の突き上げピン７を押し上げ、副サセプタ３２の表面
から持ち上げる。

【００４６】持ち上げたウエハ２の下部隙間に移送アー
ム１０を水平駆動してウエハ搬送治具９（拡大図−１参
照）を差し込み、ピン押し上げ治具８を下降稼働させウ
エハ２を移送アーム１０先端のウエハ搬送治具９側に移
す（拡大図−２参照）。

【００４７】次いで、移送アーム１０を水平駆動させる
ことによりウエハ２をベルジャ２０外に搬出し、ウエハ
カセット（図示せず）に収納する。

【００４８】次に、エピ炉の副サセプタ３２上にウエハ
２を載置（チャージ）する場合について説明する。

【００４９】移送アーム１０の水平駆動によりカセット
（図示せず）から取り出されたウエハ２は、副サセプタ
３２上の所定位置まで搬送される。次いで、ピン押し上
げ治具８の上昇により、上記のディスチャージの場合の
逆動作で、ウエハ２をウエハ搬送治具９からウエハ突き
上げピン７上部に移す。移送アーム１０を水平駆動しウ
エハ搬送治具９をウエハ２の下部から引き抜いた後、ピ
ン押し上げ治具８の上下機構を下降しウエハ２を副サセ
プタ３２の所定位置に載置する。

【００５０】以上の様に簡単な操作により、ウエハ２を
エピ成長装置内にチャージおよびディスチャージするこ
とができる。

【００５１】さらに、高周波誘導加熱方式によりウエハ
２全体の温度均一性を±５℃以下にできるので、良好な
結晶性と、膜厚や抵抗率の均一性に優れたエピ・ウエハ
を得ることができる。

【００５２】〔実施例 ２〕次に本搬送装置をエピ炉に
直結した場合の実施例を説明する。図６はエピ炉にゲー
トバルブ１２を介してアーム搬送装置１１を直結したエ
ピ成長装置の一例の模式断面図である。

【００５３】エピ成長の終了後にゲートバルブ１２を開
け、ウエハ２のチャージ、ディスチャージを実施する。
アーム搬送装置１１を収納する搬送室内を窒素置換すれ
ば、エピ炉の反応室１内は大気に曝されることがない。
それ故に、結晶性に悪影響を及ぼさない範囲の高温度
（約８００℃）でウエハ２のチャージ、ディスチャージ
が可能となり、昇降温の時間を大幅に短縮でき、エピウ
エハの生産性を向上することができる。

【００５４】次に、上記アーム搬送装置１１を適用した
場合のエピ成長工程について、図１を例に説明する。

【００５５】反応室１内の約直径９８０ｍｍの主サセプ
タ３１に載置された６個の副サセプタ３２の上に、直径
３００ｍｍのＳｉウエハ２をそれぞれ１枚ずつセットす
る。

【００５６】主サセプタ３１を回転しながら主サセプタ
３１の中央部に設けたガス供給管４から、水素ガスを１
００リットル／分で供給し、１０００℃まで昇温され
る。

【００５７】次いで、Ｓｉ原料のジクロルシラン（Ｓｉ
Ｈ₂Ｃｌ₂）を０.５％、エピ層を一定の抵抗率にするた
めのドーピングガスを水素ガス中に一定濃度含んだ原料
ガス２１を供給しエピ成長を開始する。

【００５８】所望のエピ層厚みが得られる時間、原料ガ
ス２１を供給してエピ成長後、原料ガスの供給を止め、
水素ガスのみを供給しながら主サセプタ３１を降温す
る。主サセプタ３１の温度を水素の着火点以下（約４０
０℃）まで冷却した後、水素ガスを窒素ガスに換えてベ
ルジャ２０内を窒素ガスに置換する。

【００５９】所定時間の窒素ガス置換後、ベルジャ２０
を開け、前記の搬送方法でウエハ２をベルジャ２０外の
石英製のウエハカセット（図示せず）に移送する（ディ
スチャージ）。この場合、ウエハ２は手動方法に比べる
とその冷却温度はかなり高温でよいので、工程時間を短
縮することができる。

【００６０】ウエハ２が取り出された副サセプタ３２上
には、エピ膜を形成する新しい基板ウエハ２が、前記チ
ャージ動作により移送され、反応室１内に順次チャージ
される。

【００６１】全ての基板ウエハ２のチャージが終了後、
ベルジャ２０を閉じ、窒素ガスを供給して内部の空気を
置換する。所定の窒素ガス置換後に１００リットル／分
の水素ガスを供給しながら、主サセプタ３１の高周波誘
導加熱を開始し、１０００℃まで昇温して次のエピ成長
を実施する。

【００６２】以下、上記手順を繰返すことで高品質のエ
ピウエハを量産することができる。

【００６３】上記ではウエハのディスチャージ、チャー
ジを別々に実施する場合の手順について説明したが、デ
ィスチャージとチャージとを組み合わせて行うことも可
能である。

【００６４】副サセプタ３２上にウエハ２をチャージす
ることで、空いたウエハ搬送治具９により、上記のチャ
ージウエハに隣接したエピ成長完了ウエハ位置まで主サ
セプタ３１を回転し、ディスチャージ手順を実施する。
この場合、チャージされた全てのウエハ２のディスチャ
ージおよび新ウエハのチャージ時間は、ディスチャージ
とチャージを別個に実施する前記の場合に比べると、か
なり短縮することができる。

【００６５】〔実施例 ３〕前記実施例１，２の副サセ
プタとしては、基板ウエハ載置面が平面状のものを用い
ているが、エピ生長時には約１０００℃以上に加熱され
るため、基板ウエハの上下面の温度差に基づく熱膨張差
により、該ウエハの端部が上面側に反る（基板がわん曲
する）と云う問題がある。

【００６６】こうした基板の反りは、基板ウエハと副サ
セプタとが離間してサセプタからの伝熱に差が生じて、
ウエハ面内に温度分布が発生し、基板ウエハ面に形成さ
れるエピ層の膜厚や低効率が、同じウエハ面上でばらつ
き、さらに、温度差が大きい場合にはウエハに結晶欠陥
が導入されてしまうと云う問題がある。こうしたばらつ
きを防ぐために、本実施例では副サセプタの基板ウエハ
載置面を、該基板ウエハの高温加熱時の変形量に合わせ
た形状の凹面を形成した。

【００６７】この凹面は、加熱温度が所定の温度になっ
たときに基板ウエハが副サセプタのウエハ載置面に密着
するよう形成することが望ましい。これによって、ウエ
ハ面内の温度のばらつきを±５℃以下とすることがで
き、温度分布に起因するウエハ内部に転位などの結晶欠
陥のない良好な結晶性を有するエピウエハが得られる。
さらに、温度ばらつきの影響を最小にしてエピ成長を実
施できることから、ウエハ面内でエピ層の膜厚や抵抗率
の均一性が非常に高いエピウエハを得ることができる。

【００６８】以上の各実施例ではシリコンのエピ成長を
例に説明したが、本発明は高周波加熱方式を採用した多
結晶シリコン膜やナイトライド膜などのＣＶＤ装置に対
しても適用可能である。

【００６９】

【発明の効果】本発明の高周波加熱方式による半導体の
エピ成長装置は、優れた品質のエピウエハを高歩留ま
り、高効率で作製することができる。

【００７０】特に、直径９８０ｍｍのサセプタを使用し
たディスク型エピ炉におけるエピウエハの生産効率は、
従来の方式に比べ、おおよそ３０％向上することができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるディスク型エピ装置の
概略説明図である。

【図２】図１のディスク型エピ装置の部分拡大図であ
る。

【図３】主サセプタと副サセプタの貫通孔の位置を合わ
せる突起部の構成の一例を示す部分拡大図である。

【図４】主サセプタの貫通孔近傍の表面温度と、該貫通
孔から離れた部分の表面温度と差（ΔＴ）と、主サセプ
タの厚み（ｄ／ｔ）との関係を示すグラフである。

【図５】本発明のウエハ搬送の手順を説明する概略説明
図である。

【図６】本発明のエピ成長炉の一実施例を示す概略説明
図である。

【図７】従来のエピ枚葉処理装置の概略説明図である。

【図８】従来の縦型エピ成長炉の概略説明図である。

【符号の説明】

１…反応室、２…ウエハ、３…サセプタ、４…ガス供給
管、５…高周波コイル、６…サセプタ貫通孔、７…ウエ
ハ突き上げピン、８…ピン押し上げ治具、９…ウエハ搬
送治具、１０…移送アーム、１１…アーム搬送装置、１
２…ゲートバルブ、１３…ウエハカセット、１４…ウエ
ハ冷却室、１５…搬送室、１６…カセット室、２０…ベ
ルジャ、２１…原料ガス、３１…主サセプタ、３２…副
サセプタ、６１，６２…貫通孔、７’…突き上げピン７
の脚部、３３…突起部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮内 昭浩 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 鈴木 誉也 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 渡辺 智司 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 池田 文秀 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 DA13 GA44 GA47 HA10 HA33 HA37 KA03 MA04 MA28 NA09 5F045 AB02 AC05 AD14 BB01 BB08 BB11 DP15 EB08 EF03 EK03 EM02 EM10 EN04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板ウエハを載置可能な複数箇の副サセ
   プタをエピタキシャル反応容器内に設置した盤状主サセ
   プタに載置し、該主サセプタの誘導加熱により基板ウエ
   ハを加熱し、原料ガスを供給して基板ウエハ表面にエピ
   タキシャル層を形成する半導体のエピタキシャル成長装
   置であって、 前記副サセプタの基板ウエハ載置領域と、前記主サセプ
   タの副サセプタ載置領域に、前記主サセプタの厚みの略
   ２／３以下の孔径を有する貫通孔をウエハ１枚当り３ケ
   以上設け、該貫通孔内に副サセプタ上の載置ウエハを上
   方に押し上げ可能に構成した突き上げピンが前記副サセ
   プタと主サセプタとを貫通してそれぞれ遊嵌配置され、 前記突き上げピンは主サセプタ裏面側に配置された押し
   上げ手段で押し上げられることでウエハを副サセプタ表
   面から隔離できるよう構成されており、前記突き上げピ
   ンはウエハを押し上げない場合、その頂部が前記副サセ
   プタ表面と実質的に同一面となるよう構成されているこ
   とを特徴とする半導体のエピタキシャル成長装置。
2. 【請求項２】 前記主サセプタと副サセプタにそれぞれ
   設けた貫通孔の孔径が副サセプタ側の方が主サセプタ側
   に比べて実質的に大きい請求項１に記載の半導体のエピ
   タキシャル成長装置。
3. 【請求項３】 前記主サセプタと副サセプタのそれぞれ
   に設けた貫通孔が、両サセプタ間でその位置を互いに一
   致させる位置合せ手段を両サセプタに設けた請求項１に
   記載の半導体のエピタキシャル成長装置。
4. 【請求項４】 前記突き上げピンにより副サセプタ表面
   より押し上げられたウエハと副サセプタとの隙間に、先
   端にウエハ搬送治具を設けた水平移動可能なアームを挿
   入してウエハを受取り、前記エピタキシャル炉外に移送
   するウエハ搬送装置をゲート・バルブを介して配置した
   請求項１に記載の半導体のエピタキシャル成長装置。
5. 【請求項５】 前記副サセプタの基板ウエハ載置面が、
   該基板ウエハの高温加熱による上下面の熱膨張差に基づ
   く変形に合わせた形状の凹面となっている請求項１に記
   載の半導体のエピタキシャル成長装置。
6. 【請求項６】 基板ウエハを載置可能な複数箇の副サセ
   プタをエピタキシャル反応容器内に設置した盤状主サセ
   プタに載置し、該サセプタを誘導加熱することで基板ウ
   エハを所定の温度に加熱すると共に、エピタキシャル層
   の原料となるＳｉ化合物ガスとエピタキシャル層の抵抗
   率を決めるドーピングガスを一定濃度含む原料ガスを供
   給して基板ウエハ表面にエピタキシャル層を形成する半
   導体のエピタキシャル成長方法であって、 前記副サセプタの基板ウエハ載置領域と、前記主サセプ
   タの副サセプタ載置領域に、前記主サセプタの厚みの略
   ２／３以下の孔径を有する貫通孔をウエハ１枚当り３ケ
   以上設け、該貫通孔内に副サセプタ上の載置ウエハを上
   方に押し上げ可能に構成した突き上げピンが前記副サセ
   プタと主サセプタとを貫通してそれぞれ遊嵌配置され、 前記突き上げピンは主サセプタ裏面側に配置された押し
   上げ手段で押し上げられることでウエハを副サセプタ表
   面から隔離できるよう構成されており、前記突き上げピ
   ンはウエハを押し上げない場合、その頂部が前記副サセ
   プタ表面と実質的に同一面となるよう構成されているこ
   とを特徴とする半導体のエピタキシャル成長方法。