JP2001284259A - 半導体ウエハ製造装置におけるウエハ用のホルダ - Google Patents
半導体ウエハ製造装置におけるウエハ用のホルダInfo
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- JP2001284259A JP2001284259A JP2000093191A JP2000093191A JP2001284259A JP 2001284259 A JP2001284259 A JP 2001284259A JP 2000093191 A JP2000093191 A JP 2000093191A JP 2000093191 A JP2000093191 A JP 2000093191A JP 2001284259 A JP2001284259 A JP 2001284259A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウエハ面内で特性の均一な半導体膜を形成で
きる半導体ウエハ製造装置におけるウエハ用のホルダを
提供すること。 【解決手段】 有機金属気相成長法によって半導体ウエ
ハを製造する装置に使用するウエハ用の円盤状のホルダ
１において、ホルダ１の上面にはウエハを支持する複数
の凹部２を設け、下面には中心から凹部２の形成領域を
避けて迂回し且つ平面形状がほぼ円弧状のガス通過用の
溝４を形成し、製造時でのウエハの温度分布を一様化す
る。
きる半導体ウエハ製造装置におけるウエハ用のホルダを
提供すること。 【解決手段】 有機金属気相成長法によって半導体ウエ
ハを製造する装置に使用するウエハ用の円盤状のホルダ
１において、ホルダ１の上面にはウエハを支持する複数
の凹部２を設け、下面には中心から凹部２の形成領域を
避けて迂回し且つ平面形状がほぼ円弧状のガス通過用の
溝４を形成し、製造時でのウエハの温度分布を一様化す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機金属気相成長
法による半導体ウエハの製造装置に係り、特にウエハ面
内で特性が均一な半導体膜が得られるようウエハを搭載
するウエハ用のホルダに関する。
法による半導体ウエハの製造装置に係り、特にウエハ面
内で特性が均一な半導体膜が得られるようウエハを搭載
するウエハ用のホルダに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＡｓなどの３−５族の化合物半導体
の製造では、基板の上に有機金属を気相で成膜する有機
金属気相成長法が従来から広く利用されている。この有
機金属気相成長法のための製造装置として各種のものが
あるが、チャンバの中に回転するプラットホームを配置
するとともにその上に円盤状のホルダを回転自在に配置
し、これらのプラットホームとホルダをそれぞれ回転さ
せる構成としたものが一般的である。そして、チャンバ
の中に有機金属ガスに水素化合物（ＰＨ3，ＡｓＨ3，Ｎ
Ｈ3等）を加えた原料ガスを注入することで、ホルダに
搭載した基板の表面に化合物半導体を得ることができ
る。
の製造では、基板の上に有機金属を気相で成膜する有機
金属気相成長法が従来から広く利用されている。この有
機金属気相成長法のための製造装置として各種のものが
あるが、チャンバの中に回転するプラットホームを配置
するとともにその上に円盤状のホルダを回転自在に配置
し、これらのプラットホームとホルダをそれぞれ回転さ
せる構成としたものが一般的である。そして、チャンバ
の中に有機金属ガスに水素化合物（ＰＨ3，ＡｓＨ3，Ｎ
Ｈ3等）を加えた原料ガスを注入することで、ホルダに
搭載した基板の表面に化合物半導体を得ることができ
る。
【０００３】プラットホームとホルダの回転駆動は、そ
の底面に向けて供給される水素などのガスの粘性流を利
用して行われる。このようなガスの粘性流による回転駆
動のため、プラットホームとホルダのそれぞれの底面に
溝が刻み込まれている。そして、ガスを底面側から吹き
込むと、プラットホームとホルダを浮上させるととも
に、ガス流が溝を通過するときに発生する剪断応力（剪
断流れによる作用力）によってこれらのプラットホーム
とホルダが回転し、ホルダはプラットホームの回転中心
に対して惑星運動をする。
の底面に向けて供給される水素などのガスの粘性流を利
用して行われる。このようなガスの粘性流による回転駆
動のため、プラットホームとホルダのそれぞれの底面に
溝が刻み込まれている。そして、ガスを底面側から吹き
込むと、プラットホームとホルダを浮上させるととも
に、ガス流が溝を通過するときに発生する剪断応力（剪
断流れによる作用力）によってこれらのプラットホーム
とホルダが回転し、ホルダはプラットホームの回転中心
に対して惑星運動をする。
【０００４】一方、ホルダの回転を有機金属気相成長法
により一層マッチングさせるための改良が進められ、た
とえばその一つとして米国特許第５，２２６，３８３号
明細書に記載のものがある。これは、ホルダの上面側に
はウエハ基板を搭載するための凹部を形成し、下面側に
は複数の螺旋状の溝を形成したものである。このような
螺旋状の溝を備えていれば、下側から吹き込む水素など
のガスによる剪断流が有効に作用する。その結果、ホル
ダの回転と浮上の動作が改善されるとともに、供給する
ガスの流量も低減されることになる。
により一層マッチングさせるための改良が進められ、た
とえばその一つとして米国特許第５，２２６，３８３号
明細書に記載のものがある。これは、ホルダの上面側に
はウエハ基板を搭載するための凹部を形成し、下面側に
は複数の螺旋状の溝を形成したものである。このような
螺旋状の溝を備えていれば、下側から吹き込む水素など
のガスによる剪断流が有効に作用する。その結果、ホル
ダの回転と浮上の動作が改善されるとともに、供給する
ガスの流量も低減されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】有機金属気相成長法に
より、たとえばＩｎＧａＡｌＰなどの３−５族化合物半
導体を積層成長させるとき、ホルダはランプ加熱または
高周波誘導加熱などにより６５０℃〜８００℃程度の高
温に加熱される。そして、ホルダに搭載された基板及び
積層化合物半導体からなるウエハも、ホルダからの伝熱
と輻射熱によりほぼ同じ温度まで加熱される。一方、ホ
ルダはたとえばグラファイトなどの熱伝導率の高い材料
を用いるので、ホルダとこれに搭載したウエハはほぼ同
じ温度分布になる傾向にある。
より、たとえばＩｎＧａＡｌＰなどの３−５族化合物半
導体を積層成長させるとき、ホルダはランプ加熱または
高周波誘導加熱などにより６５０℃〜８００℃程度の高
温に加熱される。そして、ホルダに搭載された基板及び
積層化合物半導体からなるウエハも、ホルダからの伝熱
と輻射熱によりほぼ同じ温度まで加熱される。一方、ホ
ルダはたとえばグラファイトなどの熱伝導率の高い材料
を用いるので、ホルダとこれに搭載したウエハはほぼ同
じ温度分布になる傾向にある。
【０００６】ところが、先の米国特許明細書に記載のも
のも含めて、従来のホルダではその底面に刻む溝の一部
がウエハを搭載する領域を横切るように形成されてい
る。このため、ウエハの搭載領域には溝によって薄肉と
なる部分ができ、しかもこの薄肉部分すなわち溝を水素
などの常温のガスが通過する。したがって、溝が通って
いる部分に対応するウエハはガスの通過による抜熱によ
り冷却されてしまい、他の部分に比べて温度が低下す
る。ウエハに温度分布が生じると、その上で成長する半
導体薄膜の特性がウエハの面内で一様でなくなる。特
に、ＩｎＧａＡｌＰなどの多元化合物半導体の場合で
は、結晶性の不均一や格子不整合を生じやすい。このた
め、発光ダイオードやレーザダイオードなどの発光デバ
イスの材料として使用するとき、得られた最終製品には
光学特性や電気的特性の不均一を伴い、歩留りが大幅に
低下する。
のも含めて、従来のホルダではその底面に刻む溝の一部
がウエハを搭載する領域を横切るように形成されてい
る。このため、ウエハの搭載領域には溝によって薄肉と
なる部分ができ、しかもこの薄肉部分すなわち溝を水素
などの常温のガスが通過する。したがって、溝が通って
いる部分に対応するウエハはガスの通過による抜熱によ
り冷却されてしまい、他の部分に比べて温度が低下す
る。ウエハに温度分布が生じると、その上で成長する半
導体薄膜の特性がウエハの面内で一様でなくなる。特
に、ＩｎＧａＡｌＰなどの多元化合物半導体の場合で
は、結晶性の不均一や格子不整合を生じやすい。このた
め、発光ダイオードやレーザダイオードなどの発光デバ
イスの材料として使用するとき、得られた最終製品には
光学特性や電気的特性の不均一を伴い、歩留りが大幅に
低下する。
【０００７】このように従来の有機金属気相成長法に使
用されるホルダでは、搭載するウエハに温度分布を招き
やすく半導体製品材料としての適正を損ねるという問題
がある。
用されるホルダでは、搭載するウエハに温度分布を招き
やすく半導体製品材料としての適正を損ねるという問題
がある。
【０００８】本発明は、ウエハ面内で特性の均一な半導
体膜を形成できる半導体ウエハ製造装置におけるウエハ
用のホルダを提供することを目的とする。
体膜を形成できる半導体ウエハ製造装置におけるウエハ
用のホルダを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、有機金属気相
成長法によって半導体ウエハを製造する装置に使用する
ウエハ用の円盤状のホルダであって、上面にはウエハを
支持する複数の凹部を設け、下面には中心から前記凹部
の形成領域を避けて迂回し且つ平面形状がほぼ円弧状の
ガス通過用の溝を形成していることを特徴とする。
成長法によって半導体ウエハを製造する装置に使用する
ウエハ用の円盤状のホルダであって、上面にはウエハを
支持する複数の凹部を設け、下面には中心から前記凹部
の形成領域を避けて迂回し且つ平面形状がほぼ円弧状の
ガス通過用の溝を形成していることを特徴とする。
【００１０】本発明によれば、ウエハ面内で特性の均一
な半導体膜を形成できる半導体ウエハ製造装置における
ウエハ用のホルダを得ることができる。
な半導体膜を形成できる半導体ウエハ製造装置における
ウエハ用のホルダを得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、有機金
属気相成長法によって半導体ウエハを製造する装置に使
用するウエハ用の円盤状のホルダであって、上面にはウ
エハを支持する複数の凹部を設け、下面には中心から前
記凹部の形成領域を避けて迂回し且つ平面形状がほぼ円
弧状のガス通過用の溝を形成していることを特徴とする
半導体ウエハ製造装置におけるウエハ用のホルダであ
り、ウエハを支持する凹部の底にはガス通過用の溝が含
まれないので製造時でのウエハの温度分布を一様にでき
るという作用を有する。
属気相成長法によって半導体ウエハを製造する装置に使
用するウエハ用の円盤状のホルダであって、上面にはウ
エハを支持する複数の凹部を設け、下面には中心から前
記凹部の形成領域を避けて迂回し且つ平面形状がほぼ円
弧状のガス通過用の溝を形成していることを特徴とする
半導体ウエハ製造装置におけるウエハ用のホルダであ
り、ウエハを支持する凹部の底にはガス通過用の溝が含
まれないので製造時でのウエハの温度分布を一様にでき
るという作用を有する。
【００１２】以下、本発明の実施の形態について図面に
基づき説明する。
基づき説明する。
【００１３】図１は本実施の形態におけるウエハ用のホ
ルダの底面図、図２はホルダを有機金属気相成長法が適
用可能なチャンバに設置したときの概略縦断面図であ
る。なお、図２におけるホルダの断面は図１のＸ−Ｘ線
矢視位置に対応する。
ルダの底面図、図２はホルダを有機金属気相成長法が適
用可能なチャンバに設置したときの概略縦断面図であ
る。なお、図２におけるホルダの断面は図１のＸ−Ｘ線
矢視位置に対応する。
【００１４】図２において、有機金属ガスに水素化物
（ＰＨ3，ＡｓＨ3，ＮＨ3等）を加えた原料ガスの注入
口Ａ−１を設けたチャンバＡの中にホルダ１が組み込ま
れ、チャンバＡの中央には水素を吹き込むためのガス吹
き込みヘッドＢが配置されている。なお、実際にはチャ
ンバＡの中に回転するプラットホームを設けてその上に
ホルダ１を回転自在に搭載するが、図示の実施の形態で
はプラットホーム及びこれとの連接構造は省略してい
る。
（ＰＨ3，ＡｓＨ3，ＮＨ3等）を加えた原料ガスの注入
口Ａ−１を設けたチャンバＡの中にホルダ１が組み込ま
れ、チャンバＡの中央には水素を吹き込むためのガス吹
き込みヘッドＢが配置されている。なお、実際にはチャ
ンバＡの中に回転するプラットホームを設けてその上に
ホルダ１を回転自在に搭載するが、図示の実施の形態で
はプラットホーム及びこれとの連接構造は省略してい
る。
【００１５】ホルダ１は従来例と同様に高熱伝導率のグ
ラファイトなどを素材として円盤状に形成されたもの
で、その上面側にはウエハＷを形成するための基板を最
初に搭載する凹部２を３箇所に形成している。これらの
凹部２はいずれも同じ深さで円形の平面形状を持ち、ホ
ルダ１の中心周りに１２０°の角ピッチで配列されたも
のである。
ラファイトなどを素材として円盤状に形成されたもの
で、その上面側にはウエハＷを形成するための基板を最
初に搭載する凹部２を３箇所に形成している。これらの
凹部２はいずれも同じ深さで円形の平面形状を持ち、ホ
ルダ１の中心周りに１２０°の角ピッチで配列されたも
のである。
【００１６】ホルダ１の裏面であってその中心にはプラ
ットホーム（図示せず）に対してピンポイント支持する
ための支持開口３を開けている。そして、この支持開口
３からホルダ１の外周縁に向けて円弧状に伸びるガス通
路用の３本の溝４を形成している。溝４は図１から明ら
かなように、ホルダ１の時計方向に向けて凸となるよう
な円弧状であり、ホルダ１の上面側の凹部２の間を巡る
配列となっている。すなわち、ホルダ１を平面視したと
き全ての溝４はいずれも凹部２と重なり合わない位置関
係にあり、凹部２の底面には溝４は刻み込まれていな
い。
ットホーム（図示せず）に対してピンポイント支持する
ための支持開口３を開けている。そして、この支持開口
３からホルダ１の外周縁に向けて円弧状に伸びるガス通
路用の３本の溝４を形成している。溝４は図１から明ら
かなように、ホルダ１の時計方向に向けて凸となるよう
な円弧状であり、ホルダ１の上面側の凹部２の間を巡る
配列となっている。すなわち、ホルダ１を平面視したと
き全ての溝４はいずれも凹部２と重なり合わない位置関
係にあり、凹部２の底面には溝４は刻み込まれていな
い。
【００１７】このようなホルダ１を備える半導体ウエハ
製造装置では、ホルダ１の凹部２に基板をセットした後
にガス吹き込みヘッドＢから水素などのガスが吹き込ま
れ、注入口Ａ−１からチャンバＡ内に原料ガスが図２に
おいて矢印方向に注入される。また、従来例で述べたよ
うに、ホルダ１は高周波誘導加熱などによって６５０℃
〜８００℃程度まで加熱される。
製造装置では、ホルダ１の凹部２に基板をセットした後
にガス吹き込みヘッドＢから水素などのガスが吹き込ま
れ、注入口Ａ−１からチャンバＡ内に原料ガスが図２に
おいて矢印方向に注入される。また、従来例で述べたよ
うに、ホルダ１は高周波誘導加熱などによって６５０℃
〜８００℃程度まで加熱される。
【００１８】ガス吹き込みヘッドＢからのガスは、ホル
ダ１の底面の中心部に向けて噴射されてホルダ１を浮上
させるとともに、その一部は溝４へ流れ込む。溝４はホ
ルダ１の底面において時計方向に凸となる円弧状なの
で、これらの溝４内を図１において一点鎖線で示す方向
に流れるガスの粘性によってホルダ１は時計方向に回転
する。このようなガスの流れの場合、溝４は凹部２を避
けた位置に形成されているので、凹部２の一部が薄肉と
なったりガス流による抜熱を局部的に受けることはな
い。したがって、凹部２に保持されたウエハの温度分布
を一様に保つことができ、ウエハの上に特性の均一な半
導体膜を形成することができる。
ダ１の底面の中心部に向けて噴射されてホルダ１を浮上
させるとともに、その一部は溝４へ流れ込む。溝４はホ
ルダ１の底面において時計方向に凸となる円弧状なの
で、これらの溝４内を図１において一点鎖線で示す方向
に流れるガスの粘性によってホルダ１は時計方向に回転
する。このようなガスの流れの場合、溝４は凹部２を避
けた位置に形成されているので、凹部２の一部が薄肉と
なったりガス流による抜熱を局部的に受けることはな
い。したがって、凹部２に保持されたウエハの温度分布
を一様に保つことができ、ウエハの上に特性の均一な半
導体膜を形成することができる。
【００１９】なお、図示の実施の形態では、ホルダ１の
上の３箇所に凹部２を形成しているが、２箇所または４
箇所以上としてもよい。この場合でも、溝４の形状は凹
部２に重なり合わないような位置関係とすることで、ウ
エハの温度分布を一様に保つことができる。また、半導
体製造装置だけでなく、酸化物膜や窒化物膜の製造装置
にも適用できる。
上の３箇所に凹部２を形成しているが、２箇所または４
箇所以上としてもよい。この場合でも、溝４の形状は凹
部２に重なり合わないような位置関係とすることで、ウ
エハの温度分布を一様に保つことができる。また、半導
体製造装置だけでなく、酸化物膜や窒化物膜の製造装置
にも適用できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明では、ウエハを支持するホルダ上
面の凹部を避けた位置にガス通過用の溝を底面に設けて
いるので、ウエハの面内での特性が均一な半導体膜が得
られ、これを用いた発光デバイスの製造歩留りを向上さ
せることができる。
面の凹部を避けた位置にガス通過用の溝を底面に設けて
いるので、ウエハの面内での特性が均一な半導体膜が得
られ、これを用いた発光デバイスの製造歩留りを向上さ
せることができる。
【図１】本発明の一実施の形態によるホルダの底面図
【図２】ホルダを有機金属気相成長法が適用可能なチャ
ンバに設置したときの概略縦断面図
ンバに設置したときの概略縦断面図
１ ホルダ ２ 凹部 ３ 支持開口 ４ 溝 Ａ チャンバ Ａ−１ 注入口 Ｂ ガス吹き込みヘッド Ｗ ウエハ
Claims (1)
- 【請求項１】 有機金属気相成長法によって半導体ウエ
ハを製造する装置に使用するウエハ用の円盤状のホルダ
であって、上面にはウエハを支持する複数の凹部を設
け、下面には中心から前記凹部の形成領域を避けて迂回
し且つ平面形状がほぼ円弧状のガス通過用の溝を形成し
ていることを特徴とする半導体ウエハ製造装置における
ウエハ用のホルダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000093191A JP2001284259A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 半導体ウエハ製造装置におけるウエハ用のホルダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000093191A JP2001284259A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 半導体ウエハ製造装置におけるウエハ用のホルダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001284259A true JP2001284259A (ja) | 2001-10-12 |
Family
ID=18608410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000093191A Pending JP2001284259A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 半導体ウエハ製造装置におけるウエハ用のホルダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001284259A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008502122A (ja) * | 2004-06-09 | 2008-01-24 | イー・テイ・シー・エピタキシヤル・テクノロジー・センター・エス・アール・エル | 処理装置用支持システム |
| JP2012178557A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-09-13 | Xycarb Ceramics B V | 基板ホルダー材料の加工方法とその方法で加工された基板ホルダー |
-
2000
- 2000-03-30 JP JP2000093191A patent/JP2001284259A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008502122A (ja) * | 2004-06-09 | 2008-01-24 | イー・テイ・シー・エピタキシヤル・テクノロジー・センター・エス・アール・エル | 処理装置用支持システム |
| JP4923189B2 (ja) * | 2004-06-09 | 2012-04-25 | イー・テイ・シー・エピタキシヤル・テクノロジー・センター・エス・アール・エル | 支持システム |
| JP2012178557A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-09-13 | Xycarb Ceramics B V | 基板ホルダー材料の加工方法とその方法で加工された基板ホルダー |
| KR101936957B1 (ko) | 2011-02-04 | 2019-01-09 | 싸이카브 세라믹스 비.브이. | 기판 홀더 재료의 처리방법 및 이러한 방법에 의해 처리된 기판 홀더 |
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