JP2002009002A - 薄膜形成装置 - Google Patents

薄膜形成装置

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JP2002009002A
JP2002009002A JP2000190453A JP2000190453A JP2002009002A JP 2002009002 A JP2002009002 A JP 2002009002A JP 2000190453 A JP2000190453 A JP 2000190453A JP 2000190453 A JP2000190453 A JP 2000190453A JP 2002009002 A JP2002009002 A JP 2002009002A
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Japan
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semiconductor substrate
groove
thin film
counterbore
peripheral edge
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JP2000190453A
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English (en)
Inventor
Junya Okuda
純也 奥田
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Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の薄膜形成装置に配置されたサセプタ表
面に形成された座ぐり部は円形であり半導体基板のオリ
エンテーションフラット部において露出するため、薄膜
形成時に堆積物が溜まり座ぐり部主面と半導体基板との
間に隙間が生じたり半導体基板が傾くため水平度が悪く
なった。 【解決手段】 サセプタ15には、半導体基板1の所定
の半径よりやや大きい半径の円形をした座ぐり部14が
設けられており、さらに座ぐり部14内に座ぐり部14
外周縁に沿った溝21を有しており、溝21の外側周縁
22は座ぐり部14外周縁に一致した形状であり、溝2
1の内側周縁23は半導体基板1の中心からオリエンテ
ーションフラット部8に下ろした垂線の長さから座ぐり
部14と半導体基板1との余裕寸法を差し引いた長さを
半径とする円形よりもやや小さい半径の円形であり、溝
の断面が矩形であることを特徴とする薄膜形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サセプタ表面に設
けられた座ぐり部に載置して薄膜形成を行う半導体基板
の薄膜形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の薄膜形成装置の一例としての縦形
CVD炉について、要部断面図を示す図4と、サセプタ
に半導体基板が載置された状態の拡大平面図を示す図5
(a)と、図5(a)におけるA−A´線の拡大断面図
を示す図5(b)と、座ぐり部に堆積した堆積物の上に
半導体基板のオリエンテーションフラット部以外の部分
が載置された状態の拡大平面図を示す図6(a)と、図
6(a)におけるB−B´線の拡大断面図を示す図6
(b)とを参照して説明する。図4において半導体基板
1の上に例えばシリコン層を成長させるCVD炉2は、
薄膜形成処理室としてのチャンバー3と、チャンバー3
内に半導体基板1の半径よりやや大きい半径の円形をし
た座ぐり部4が設けられたサセプタ5と、サセプタ5下
方に配置され座ぐり部4に載置された半導体基板1をサ
セプタ5を通して加熱し所望のプロセス温度に保つRF
コイル6と、化学反応により半導体基板1の表面にシリ
コン層を堆積させるために水素などのキャリアガスに混
合されたシリコン材料ガスを半導体基板1上に流すガス
供給口7a及び混合ガスを排気するガス排気口7bとで
構成されている。上記のCVD炉2を用いてシリコン層
を形成させるとき膜厚ならびに膜質の均一性を確保する
ためには半導体基板1表面の温度分布を均一にすること
と半導体基板1の水平度が重要であり、このため半導体
基板1と座ぐり部主面9との密着性の確保が必要とな
る。
【0003】図5(a),図5(b)において座ぐり部
4の形状は半導体基板1外周の位置を規定するように半
導体基板1外周より少しだけ大きい円形となっている。
半導体基板1のオリエンテーションフラット部8につい
てもオリエンテーションフラット部8に沿った弦形状で
はなく円形であるのは半導体基板1を載置する際、オリ
エンテーションフラット部8に対する回転方向の位置出
しをする必要がなく載置作業を容易にするためである。
このため半導体基板1がサセプタ5に載置された状態で
はオリエンテーションフラット部8については座ぐり部
主面9の一部が露出することになる。この露出部分は特
定の部分のみがいつも露出するのではなく、次々と交換
され載置される半導体基板1ごとに不定であり必ずしも
同じ部分とはならない。また、この不定な露出部分には
薄膜形成を繰り返す内に不所望にシリコン層が逐次堆積
していき厚い堆積物10が形成されてしまうことにな
る。堆積物10が厚く堆積した部分に半導体基板1のオ
リエンテーションフラット部8以外の部分が載置される
と図6(a),図6(b)に示すように座ぐり部主面9
と半導体基板1との間に隙間が生じることになる。な
お、この場合、薄膜形成装置としてCVD炉2の例で説
明したが、蒸着装置、MBE(分子線エピタキシャル)
装置、LPE(液相成長)装置などの薄膜形成装置につ
いても、サセプタに設けられた座ぐり部の形状が半導体
基板外形と不一致で大きい場合、半導体基板が載置され
た状態で座ぐり部主面の一部が露出する点で同様の問題
を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の薄膜形成装置に
配置されたサセプタ表面に設けられた座ぐり部主面は半
導体基板が載置された状態において半導体基板のオリエ
ンテーションフラット部で一部が露出するため薄膜形成
の際に露出部分に不所望な堆積物が逐次堆積していくこ
とが避けられない。この堆積物が厚くなり、その上に半
導体基板のオリエンテーションフラット部以外の部分が
載置されたとき、座ぐり部主面と半導体基板との間に隙
間が生じ密着性が悪くなり均一な温度分布が得られなく
なる。また、堆積物により半導体基板が傾き水平度が悪
化することになる。これにより半導体基板に形成される
薄膜の膜厚や膜質に偏りが生じ再現性のよい量産ができ
なくなる。本発明の課題は、座ぐり部内に外周縁に沿う
溝を設けることで溝に堆積物を溜め、堆積物により半導
体基板と座ぐり部主面との間に隙間が生じ半導体基板が
傾き水平度が悪化することを防止するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために提案されたもので、サセプタ表面に設けられ
た座ぐり部に載置して薄膜形成を行う半導体基板の薄膜
形成装置において、サセプタが座ぐり部内に外周縁に沿
う溝を有し、座ぐり部に所定半径の半導体基板を載置し
たとき、半導体基板の全周縁が常に溝上になるようにし
たことを特徴とする薄膜形成装置である。
【0006】
【発明の実施の形態】サセプタ表面に設けられた座ぐり
部に載置して薄膜形成を行う半導体基板の薄膜形成装置
としては、一般的なCVD炉、蒸着装置、MBE(分子
線エピタキシャル)装置、LPE(液相成長)装置など
がある。半導体基板としては、例えばシリコン基板やガ
リ砒素基板などである。また、形成される薄膜はシリコ
ン層やガリ砒素層などの半導体層の他に金属層でもよ
い。サセプタが座ぐり部内に外周縁に沿う溝を有し、座
ぐり部に所定半径の半導体基板を載置したとき、半導体
基板の全周縁が常に溝上になるような溝としては、溝の
外側周縁は座ぐり部の外周縁に一致した形状とし、溝の
内側周縁は半導体基板が載置された状態で半導体が座ぐ
り部内の余裕範囲内のどこに片寄って位置したときにお
いても座ぐり部主面が露出しない大きさであればよい。
溝の内側周縁の形状は特に円形に限るものではないが小
さすぎると座ぐり部主面と半導体基板の接触面積が減少
するので熱伝導に悪影響を及ぼすのでできるだけ大きい
ほうがよい。溝の深さは薄膜形成時に座ぐり部主面が露
出する部分に不所望に堆積する堆積物を充分溜める深さ
があればよく溝の断面形状についても矩形に限らないが
溜まった堆積物を除去しやすい形状にしておくことが望
ましい。また、さらに溝内に溝底部と溝および座ぐり部
外周縁とを被覆するリング状で断面がL型の着脱自在な
被覆体を有する構造にしておくと溝に堆積物が堆積した
とき被覆体を交換するだけで済むので交換作業が簡便で
ある。被覆体の取り付け方法は交換作業が容易な一般的
なねじ止めや圧入でよい。サセプタ下方に配置され座ぐ
り部に載置された半導体基板をサセプタを通して加熱し
所望のプロセス温度に保つ熱源としては、一般的なRF
コイルまたは、赤外線ランプなどでよい。化学反応によ
り半導体基板の表面に例えばシリコン層を堆積させるた
めに水素などのキャリアガスに混合されたシリコン材料
ガスを半導体基板上に流すガス供給口及びその混合ガス
を排気するガス排気口としては、混合ガスの供給と排気
がそれぞれ充分できる開口面積を有していればよい。上
記の構成要素で構成された薄膜形成装置である。
【0007】
【実施例1】本発明に基づく薄膜形成装置の実施例1
を、要部断面図として示す図1と、サセプタに半導体基
板が載置された状態の拡大平面図を示す図2(a)と、
図2(a)におけるC−C´線の拡大断面図を示す図2
(b)とを参照して説明する。図4,図5(a),図5
(b)と同一部分については同一符号を付して説明を省
略する。図1において縦形CVD炉2は、薄膜形成処理
室としてのチャンバー3と、チャンバー3内に配置され
たサセプタ15と、サセプタ15下方近傍に配置され座
ぐり部14に載置された半導体基板1をサセプタ15を
通して加熱し所望のプロセス温度に保つRFコイル6
と、化学反応により半導体基板1の表面にシリコン層を
堆積させるために水素などのキャリアガスに混合された
シリコン材料ガスを半導体基板1上に流すガス供給口7
a及び混合ガスを排気するガス排気口7bとで構成され
ている。サセプタ15には、その表面にオリエンテーシ
ョンフラット部8を有する半導体基板1の所定の半径よ
りやや大きい半径の円形をした座ぐり部14が設けられ
ており、さらに座ぐり部14内に座ぐり部14外周縁に
沿った溝21を有している。図2(a),図2(b)に
示すように溝21の外側周縁22は座ぐり部14外周縁
に一致した形状であり、溝21の内側周縁23は、半導
体基板1の中心からオリエンテーションフラット部8に
下ろした垂線の長さから座ぐり部14と半導体基板1と
の余裕寸法を差し引いた長さを半径とする円形よりもや
や小さい半径の円形であり、溝21の断面が矩形であ
る。この溝21を設けることで座ぐり部主面19があま
り小さくならず半導体基板1への熱伝導をほとんど悪化
させることなく不所望な堆積物10は溝21の中に溜め
られるので半導体基板1を傾けることはない。
【0008】
【実施例2】本発明に基づく薄膜形成装置の実施例2を
説明する。実施例1とはサセプタのみ異なるので、サセ
プタに半導体基板が載置された状態の拡大平面図示す図
3(a)と、図3(a)におけるD−D´線の拡大断面
図を示す図3(b)とを参照して説明する。図1,2
(a),図2(b)と同一部分については同一符号を付
して説明を省略する。サセプタ35は、その表面にオリ
エンテーションフラット部8を有する半導体基板1の所
定の半径よりやや大きい半径の円形をした座ぐり部34
が設けられており、さらに座ぐり部34内に座ぐり部3
4外周縁に沿った溝41を有している。また、溝41内
には溝41底部と溝41および座ぐり部34外周縁とを
被覆するリング状で断面がL型の着脱自在な被覆体44
が圧入されている。溝41の外側周縁42は座ぐり部3
4外周縁に一致した形状であり、溝41の内側周縁43
は半導体基板1の中心からオリエンテーションフラット
部8に下ろした垂線の長さから被覆体44と半導体基板
1との余裕寸法を差し引いた長さを半径とする円形より
もやや小さい半径の円形であり、溝41の断面が矩形で
ある。この溝41を設けることで座ぐり部主面39があ
まり小さくならず半導体基板1への熱伝導をほとんど悪
化させることなく不所望な堆積物10は溝41の中に溜
められるので半導体基板1を傾けることはない。また、
堆積物10が溜まった場合、被覆体44のみ交換すれば
よい。
【0009】また、上記の実施例1,実施例2において
は、薄膜形成装置として縦形CVD炉のサセプタを用い
て説明したが、本発明は、これに限るものではなく、一
度に多数枚の半導体基板を載置できるバレル形薄膜形成
装置のサセプタにおいても同様の作用を奏するものであ
ることは言うまでもない。
【0010】
【発明の効果】本発明の薄膜形成装置によれば、半導体
基板が載置されるサセプタ表面に設けられた座ぐり部の
外周縁に堆積物を溜める溝が設けられているため、座ぐ
り部の露出部分に溜まる堆積物上に半導体基板が乗り上
げて傾くことなく、座ぐり部主面と半導体基板との密着
性が確保されると同時に半導体基板の水平度が維持さ
れ、均一な膜質と膜厚の薄膜形成がなされることにな
る。また、溝の内側周縁が、半導体基板の中心からオリ
エンテーションフラット部に下ろした垂線の長さから座
ぐり部と半導体基板との余裕寸法を差し引いた長さを半
径とする円形である場合、溝による半導体基板と座ぐり
部主面の接触面積の減少をより少なくできるため半導体
基板内の温度分布への悪影響を最も少なく出来る。さら
に、溝内に溝の底部と座ぐり部外周縁とを被覆する断面
がL型のリング状の着脱自在な被覆体を有する構造にす
ると、堆積物が溜まったとき交換が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に基づく薄膜形成装置の実施例1の要
部断面図
【図2】 (a) 本発明に基づく薄膜形成装置の実施
例1のサセプタに半導体基板が載置された状態の拡大平
面図 (b) 図2(a)におけるC−C´線の拡大断面図
【図3】 (a) 本発明に基づく薄膜形成装置の実施
例2のサセプタに半導体基板が載置された状態の拡大平
面図 (b) 図3(a)におけるD−D´線の拡大断面図
【図4】 従来技術の薄膜形成装置の要部断面図
【図5】 (a) 従来技術の薄
【図6】 (a) 従来技術の薄膜形成装置のサセプタ
に堆積した堆積物の上に半導体基板が載置された状態の
拡大平面図 (b) 図6(a)におけるB−B´線の拡大断面図
【符号の説明】
14,34 座ぐり部 15,35 サセプタ 19,39 座ぐり部主面 21,41 溝 22,42 溝の外側周縁 23,43 溝の内側周縁 44 被覆体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】サセプタ表面に設けられた座ぐり部に載置
    して薄膜形成を行う半導体基板の薄膜形成装置におい
    て、 前記サセプタが座ぐり部内にその外周縁に沿う溝を有
    し、前記座ぐり部に所定半径の半導体基板を載置したと
    き、半導体基板の全周縁が常に前記溝上になるようにし
    たことを特徴とする薄膜形成装置。
  2. 【請求項2】前記溝の内側周縁の形状が、前記半導体基
    板の中心からオリエンテーションフラット部に下ろした
    垂線の長さから前記座ぐり部と前記半導体基板との余裕
    寸法を差し引いた長さよりやや小さい半径の円形である
    ことを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成装置。
  3. 【請求項3】前記溝内に、前記溝底部と前記溝および座
    ぐり部の外周縁とを被覆するリング状で断面がL型の着
    脱自在な被覆体を有することを特徴とする請求項1に記
    載の薄膜形成装置。
  4. 【請求項4】前記溝の内側周縁の形状が、前記半導体基
    板の中心からオリエンテーションフラット部に下ろした
    垂線の長さから前記被覆体と前記半導体基板との余裕寸
    法を差し引いた長さよりやや小さい半径の円形であるこ
    とを特徴とする請求項3に記載の薄膜形成装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009111296A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Sumco Corp エピタキシャル膜形成装置用のサセプタ、エピタキシャル膜形成装置、エピタキシャルウェーハ及びエピタキシャルウェーハの製造方法
CN102268654A (zh) * 2011-06-30 2011-12-07 上海蓝光科技有限公司 一种解决mocvd机台灯丝翘起变形的方法
US10508363B2 (en) 2016-08-31 2019-12-17 Nuflare Technology, Inc. Vapor phase growth apparatus having substrate holder with ring-shaped protrusion
JP7537008B2 (ja) 2020-08-17 2024-08-20 ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフト 基板ウェハ上にエピタキシャル層を堆積させるための方法

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