JP2008235830A - Vapor-phase growing apparatus - Google Patents

Vapor-phase growing apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2008235830A
JP2008235830A JP2007077429A JP2007077429A JP2008235830A JP 2008235830 A JP2008235830 A JP 2008235830A JP 2007077429 A JP2007077429 A JP 2007077429A JP 2007077429 A JP2007077429 A JP 2007077429A JP 2008235830 A JP2008235830 A JP 2008235830A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reactor
phase growth
wafer
base ring
vapor phase
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
JP2007077429A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomokazu Nishimura
智和 西村
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.)
Sumco Techxiv Corp
Original Assignee
Sumco Techxiv 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 Sumco Techxiv Corp filed Critical Sumco Techxiv Corp
Priority to JP2007077429A priority Critical patent/JP2008235830A/en
Publication of JP2008235830A publication Critical patent/JP2008235830A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vapor-growing apparatus in which the corrosion of metal parts, such as a stainless, can be reduced and which is easily maintained. <P>SOLUTION: A vapor growth device 1 is provided with an annular metal base ring 10; and an upper dome 8 and a lower doom 9 made of quartz which constitute a chamber 2 by sandwiching the base ring 10 from the upper and lower sides. In the interior of the chamber 2, the vapor growth device 1 is provided with an upper liner 16 and a lower liner 17; and a susceptor 4, in which a wafer W for performing the vapor phase growth of an epitaxial layer is laid in a top surface thereof. In order to correct the difference of the volumetric change in the reactor generated between an upper reactor 3 and an lower reactor 5, by covering an inner wall surface of the base ring 10 which constitutes a part of the inner wall surface of the reactor with a chamber shield 15, which consists of a quartz glass plate, a concave part 17b for adjusting the volume in the reactor is provided in the lower liner 17. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ウェーハにエピタキシャル層を生成させるための気相成長装置に関し、特に、メンテナンスの容易な気相成長装置の構造に関する。   The present invention relates to a vapor phase growth apparatus for generating an epitaxial layer on a wafer, and more particularly to the structure of a vapor phase growth apparatus that is easy to maintain.

半導体デバイスを作製するための原料ウェーハとして用いられるウェーハは、チョクラルスキー法(CZ法)や浮遊帯域溶融法(FZ法)等により単結晶の半導体インゴットを成長させ、成長した半導体インゴットの外周を円筒研削盤等により研削して整形し、これをスライス工程でワイヤソーによりスライスして形成される。
その後、面取り工程でウェーハ周縁部の面取り加工を行い、ラッピング工程による平坦化加工及びエッチング処理工程を経て、一次研磨・二次研磨した後、ウェーハ洗浄を施して鏡面ウェーハとしている。
A wafer used as a raw material wafer for manufacturing a semiconductor device is a single crystal semiconductor ingot grown by the Czochralski method (CZ method) or the floating zone melting method (FZ method), and the outer periphery of the grown semiconductor ingot is It is formed by grinding with a cylindrical grinder or the like and slicing with a wire saw in a slicing step.
Thereafter, the wafer peripheral portion is chamfered in a chamfering process, and after a flattening process and an etching treatment process in a lapping process, primary polishing and secondary polishing are performed, and then wafer cleaning is performed to obtain a mirror surface wafer.

更に鏡面ウェーハ基板上に同じ結晶方位をもったシリコンの単結晶層を成長させることにより、結晶欠陥がなく、所望の抵抗率を有するシリコンウェーハを製造する技術が知られている。
このシリコンの単結晶層は、例えば直径が200mmで厚さが0.75mmのウェーハの場合に数μm程度の厚さを有する極薄い層であり、一般的にエピタキシャル層と呼ばれる。このエピタキシャル層の生成に用いられる気相成長装置として、シリコンウェーハを1枚ずつ処理する枚葉式と称される枚葉式気相成長装置がある(例えば、特許文献1〜6参照)。
Further, a technique for manufacturing a silicon wafer having a desired resistivity without crystal defects by growing a single crystal layer of silicon having the same crystal orientation on a mirror wafer substrate is known.
This single crystal layer of silicon is an extremely thin layer having a thickness of about several μm in the case of a wafer having a diameter of 200 mm and a thickness of 0.75 mm, for example, and is generally called an epitaxial layer. As a vapor phase growth apparatus used for the production of this epitaxial layer, there is a single wafer type vapor phase growth apparatus called a single wafer type that processes silicon wafers one by one (see, for example, Patent Documents 1 to 6).

図8は枚葉式気相成長装置を模式的に示した縦断面図である。
この気相成長装置31においては、通常、ウェーハWを1枚だけ水平に支持するサセプタ4がチャンバー2内に設けられている。チャンバー2は、円環状のベースリング10を透明石英よりなるアッパードーム8とロアドーム9によって上下から挟んでなり、内部の閉空間は反応炉となっている。気密性を保つために、アッパードーム8とベースリング10の間にはOリング11を、ロアドーム9とベースリング10の間にはOリング12をそれぞれ挟んでいる。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view schematically showing a single wafer vapor phase growth apparatus.
In this vapor phase growth apparatus 31, a susceptor 4 that normally supports only one wafer W horizontally is provided in the chamber 2. In the chamber 2, an annular base ring 10 is sandwiched from above and below by an upper dome 8 and a lower dome 9 made of transparent quartz, and a closed space inside is a reaction furnace. In order to maintain airtightness, an O-ring 11 is sandwiched between the upper dome 8 and the base ring 10, and an O-ring 12 is sandwiched between the lower dome 9 and the base ring 10.

ウェーハWにエピタキシャル層を成長させるためには、反応ガス(原料ガス及びキャリアガス)をウェーハWの上面に沿って流し、サセプタ4の上に支持されたウェーハWを1000〜1200℃程度の高温に加熱する必要がある。このため、反応炉を加熱する熱源6,7をチャンバー2の上下に備えている。上下の熱源6,7としては赤外線ランプや遠赤外線ランプを使用することができ、チャンバー2の上下から輻射熱によりサセプタ4及びウェーハWを加熱する。   In order to grow an epitaxial layer on the wafer W, a reactive gas (raw material gas and carrier gas) is flowed along the upper surface of the wafer W, and the wafer W supported on the susceptor 4 is heated to a high temperature of about 1000 to 1200 ° C. It needs to be heated. Therefore, heat sources 6 and 7 for heating the reaction furnace are provided above and below the chamber 2. An infrared lamp or a far-infrared lamp can be used as the upper and lower heat sources 6 and 7, and the susceptor 4 and the wafer W are heated by radiant heat from the upper and lower sides of the chamber 2.

チャンバー2の左右には開口10a,10bが形成されており、一方のガス流入口10aから上部反応炉3内に原料ガスおよびキャリアガスが流入し、他方のガス排出口10bから反応後のガスおよびキャリアガスが排出される。また、チャンバー2の下方からはパージガスとして水素Hが供給され、下部反応炉5に充満したパージガスはロアライナー17に設けられたパージガス排出穴17aを通してガス排出口10bから排出される。
原料ガスは、一般にトリクロロシランSiHClやジクロロシランSiHCl等のクロロシラン系ガスが用いられる。これらのガスはキャリアガスである水素Hとともに上部反応炉3内に導入され、ウェーハ表面において熱CVD反応によりエピタキシャル層を生成する。
Openings 10a and 10b are formed on the left and right sides of the chamber 2. The source gas and the carrier gas flow into the upper reaction furnace 3 from one gas inlet 10a, and the reacted gas and the gas from the other gas outlet 10b. Carrier gas is discharged. Further, hydrogen H 2 is supplied as a purge gas from below the chamber 2, and the purge gas filled in the lower reaction furnace 5 is discharged from the gas discharge port 10 b through the purge gas discharge hole 17 a provided in the lower liner 17.
As the source gas, chlorosilane-based gas such as trichlorosilane SiHCl 3 or dichlorosilane SiH 2 Cl 2 is generally used. These gases are introduced into the upper reaction furnace 3 together with hydrogen H 2 as a carrier gas, and an epitaxial layer is generated on the wafer surface by a thermal CVD reaction.

サセプタ4は円板形状をしており、その直径はウェーハWよりも大きい。サセプタ4は板面が水平になるように配置されており、サセプタ4の上面にはウェーハWが収納される円形状のウェーハ収納用凹部を設けている。サセプタ4は、ウェーハWを加熱する際にウェーハ全体の温度を均一に保つ均熱盤としての役割を果たす。
サセプタ4はエピタキシャル層の成長処理操作の間、ウェーハWの板面と平行な面内において、鉛直軸を回転中心として回転動を行う。
The susceptor 4 has a disk shape, and its diameter is larger than that of the wafer W. The susceptor 4 is disposed so that the plate surface is horizontal, and a circular recess for storing a wafer in which the wafer W is stored is provided on the upper surface of the susceptor 4. The susceptor 4 serves as a soaking plate that keeps the temperature of the entire wafer uniform when the wafer W is heated.
The susceptor 4 rotates in the plane parallel to the plate surface of the wafer W about the vertical axis during the epitaxial layer growth processing operation.

サセプタ4の下面にはサセプタサポート25aが当接し、サセプタ4を下方から支持している。サセプタ支持軸21の頂上部に3本のサポートアーム25(図8においては、2本しか図示されていない)が設けられており、それぞれの先端部にサセプタサポート25aを有する。各サポートアーム25は上方から見たときにそれぞれが120°の角度を成すように、サセプタ支持軸21の中心から放射状に配置されている。
サセプタ4は、サセプタ4の中心とサセプタ支持軸21の軸心とが一致するようにサセプタサポート25aに載置され、サセプタ支持軸21の回転によりサセプタ4が左右に揺れることなく安定して回転する。サセプタ支持軸21への回転は、不図示の回転駆動用モータによって与えられる。
サセプタ支持軸21及びサポートアーム25は、下部熱源7からの光を遮ることのないよう、高純度の透明な石英によって形成される。
特開2003−133397号公報 特開2003−142412号公報 特開2003−197532号公報 特開2003−229370号公報 特開2004−63779号公報 特開2003−124287号公報
A susceptor support 25a is in contact with the lower surface of the susceptor 4 to support the susceptor 4 from below. Three support arms 25 (only two are shown in FIG. 8) are provided on the top of the susceptor support shaft 21, and each has a susceptor support 25a at the tip. Each support arm 25 is arranged radially from the center of the susceptor support shaft 21 so that each support arm 25 forms an angle of 120 ° when viewed from above.
The susceptor 4 is placed on the susceptor support 25a so that the center of the susceptor 4 and the axis of the susceptor support shaft 21 coincide with each other, and the susceptor 4 rotates stably without being shaken by the rotation of the susceptor support shaft 21. . The rotation to the susceptor support shaft 21 is given by a rotation driving motor (not shown).
The susceptor support shaft 21 and the support arm 25 are made of high-purity transparent quartz so as not to block light from the lower heat source 7.
JP 2003-13397 A JP 2003-1442412 A JP 2003-197532 A JP 2003-229370 A JP 2004-637779 A JP 2003-124287 A

一般に上記のような気相成長装置においては、ベースリング10がステンレスなどの金属により構成される。
このベースリング10は、原料ガスとして用いられているトリクロロシランSiHClやジクロロシランSiHCl等のクロロシラン系ガスと接触することにより腐食する。ステンレス部品は一度腐食されるとウェーハ処理中には腐食を防ぐ手段がなく、腐食した酸化鉄などの金属粉がウェーハ中に熱拡散してシリコンウェーハの抵抗値やSRプロファイル(内部抵抗急峻性)が損なわれる。
In general, in the vapor phase growth apparatus as described above, the base ring 10 is made of a metal such as stainless steel.
The base ring 10 is corroded by contact with a chlorosilane-based gas such as trichlorosilane SiHCl 3 or dichlorosilane SiH 2 Cl 2 used as a raw material gas. Once a stainless steel part is corroded, there is no means to prevent corrosion during wafer processing, and the corroded iron oxide or other metal powder is thermally diffused into the wafer, resulting in a resistance value or SR profile (internal resistance steepness) of the silicon wafer. Is damaged.

さらに、原料ガスとして用いられているトリクロロシランSiHClやジクロロシランSiHCl等のクロロシラン系ガスが化学反応を起こし、副反応生成物としてSi−H−Cl化合物が生成される。副反応生成物であるSi−H−Cl化合物は、アッパーライナー16とロアライナー17によって形成されるガス流入用通路18やガス排出用通路19の付近に特に堆積する傾向にある。そのため、他の部分に比べてガス流入口10a付近およびガス排出口10b付近には副反応生成物が多く堆積する。
図6は、図8のガス排出口10b近辺を示す拡大図である。図6に示すようにSi−H−Cl化合物は副反応生成物32(鎖線で示す)として、ガス流路であるアッパーライナー16やロアライナー17に付着して堆積する。堆積した副反応生成物32がウェーハWの処理中に剥離するとウェーハ汚染の原因となるため、定期的にアッパーライナー16とロアライナー17をフッ酸で洗浄し、堆積物を除去する必要がある。
Furthermore, a chlorosilane-based gas such as trichlorosilane SiHCl 3 or dichlorosilane SiH 2 Cl 2 used as a raw material gas undergoes a chemical reaction, and a Si x —H y —Cl z compound is generated as a side reaction product. The Si x -H y -Cl z compound, which is a side reaction product, tends to deposit particularly in the vicinity of the gas inflow passage 18 and the gas exhaust passage 19 formed by the upper liner 16 and the lower liner 17. Therefore, more side reaction products are deposited near the gas inlet 10a and the gas outlet 10b than the other parts.
FIG. 6 is an enlarged view showing the vicinity of the gas outlet 10b of FIG. As shown in FIG. 6, the Si x —H y —Cl z compound is deposited as a side reaction product 32 (indicated by a chain line) by adhering to the upper liner 16 and the lower liner 17 which are gas flow paths. If the deposited side reaction product 32 is peeled off during the processing of the wafer W, it causes wafer contamination. Therefore, it is necessary to periodically clean the upper liner 16 and the lower liner 17 with hydrofluoric acid to remove the deposit.

図7はフッ酸洗浄後のガス排出口10b近辺を示す拡大図である。アッパーライナー16とロアライナー17は不透明石英よりなるため、フッ酸洗浄により浸食される。そのため、フッ酸洗浄を繰り返すにつれて徐々にやせ細り、図7に示すようにベースリング10との間に隙間33が形成される。そして、この隙間33に原料ガスが入り込み、ベースリング10の腐食をさらに促進させる。   FIG. 7 is an enlarged view showing the vicinity of the gas discharge port 10b after cleaning with hydrofluoric acid. Since the upper liner 16 and the lower liner 17 are made of opaque quartz, they are eroded by cleaning with hydrofluoric acid. Therefore, as the hydrofluoric acid cleaning is repeated, the thickness gradually decreases and a gap 33 is formed between the base ring 10 and the base ring 10 as shown in FIG. Then, the raw material gas enters the gap 33 and further accelerates the corrosion of the base ring 10.

また、副反応生成物として生成されたSi−H−Cl化合物は、隙間33やベースリング10のガス流入口10aやガス排出口10bの近辺にも堆積する。このように上部反応炉3の内部には副反応生成物が堆積するため、それらを除去するためにも定期的に清掃しなければならない。
その際、チャンバー2の内部を大気に開放する必要があり、大気の流入によりステンレス部品表面に固着している副反応生成物が大気中の水分に晒される。
その結果、副反応生成物であるSi−H−Cl化合物が加水分解され、塩酸HClが生成される。そして、この塩酸HClがステンレス部品をさらに腐食させる。
In addition, the Si x —H y —Cl z compound produced as a side reaction product also accumulates in the vicinity of the gap 33 and the gas inlet 10 a and the gas outlet 10 b of the base ring 10. As described above, by-products are accumulated inside the upper reaction furnace 3, so that they must be periodically cleaned to remove them.
At that time, it is necessary to open the inside of the chamber 2 to the atmosphere, and the side reaction product fixed to the surface of the stainless steel part due to the inflow of the atmosphere is exposed to moisture in the atmosphere.
As a result, the Si x -H y -Cl z compound, which is a side reaction product, is hydrolyzed to produce HCl HCl. This hydrochloric acid HCl further corrodes the stainless steel part.

特に、副反応生成物であるSi−H−Cl化合物はガス流入用通路18やガス排出用通路19の付近に多く堆積される傾向にあるため、チャンバー2を大気開放する際にガス流入口10aやガス排出口10bにおけるベースリング10の腐食が著しい。
腐食したステンレスはゲル状になってベースリング10のガス流入口10aやガス排出口10bの近辺に付着し、さらなる汚染の原因にもなる。また、このゲル状の付着物(デポジション)はスクレーパーなどのヘラを使って除去する必要があり、メンテナンス作業に時間がかかる原因となっていた。
In particular, since a large amount of Si x -H y -Cl z compound as a side reaction product tends to be deposited in the vicinity of the gas inflow passage 18 and the gas exhaust passage 19, the gas is released when the chamber 2 is opened to the atmosphere. Corrosion of the base ring 10 at the inlet 10a and the gas outlet 10b is significant.
The corroded stainless steel becomes a gel and adheres to the vicinity of the gas inlet 10a and the gas outlet 10b of the base ring 10 and causes further contamination. Further, this gel-like deposit (deposition) needs to be removed using a spatula such as a scraper, which causes a long time for maintenance work.

本出願に係る発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ステンレス等の金属部品の腐食を軽減することができる気相成長装置の構造を提供することにある。
また、本出願のその他の目的とするところは、デポジションの発生を抑制することができ、メンテナンスの容易な気相成長装置を提供することにある。
The invention according to the present application has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the invention is a structure of a vapor phase growth apparatus that can reduce corrosion of metal parts such as stainless steel. Is to provide.
Another object of the present application is to provide a vapor phase growth apparatus that can suppress the occurrence of deposition and can be easily maintained.

上記の目的を達成するため、本出願に係る第1の発明は、
表面の少なくとも一部に気相成長層を形成するための被加工物を支持する支持具と、
前記気相成長層もしくは前記被加工物に対し汚染物質となり得る金属よりなる金属製部品を含む複数の構成部材により、前記支持具の周囲を包囲することで形成された反応炉と、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記金属製部品の前記内壁面の少なくとも一部を、前記気相成長層もしくは前記被加工物に対し汚染物質とならない物質で覆ったことを特徴とする気相成長装置である。
In order to achieve the above object, the first invention according to the present application is:
A support for supporting a workpiece for forming a vapor phase growth layer on at least a part of the surface;
A reactor formed by surrounding the periphery of the support by a plurality of components including metal parts made of metal that can be a contaminant to the vapor phase growth layer or the workpiece;
In a vapor phase growth apparatus comprising:
At least a part of the inner wall surface of the metal part constituting a part of the inner wall surface of the reaction furnace is covered with a substance that does not become a contaminant for the vapor phase growth layer or the workpiece. It is a vapor phase growth apparatus.

また、本出願に係る第2の発明は、
上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハを支持するウェーハ支持台と、
金属製部品を含む複数の構成部材により前記ウェーハ支持台の周囲を包囲することで形成された反応炉と、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記金属製部品の前記内壁面の少なくとも一部を、石英ガラス板で覆ったことを特徴とする気相成長装置である。
The second invention according to the present application is
A wafer support for supporting a wafer for vapor-phase growth of an epitaxial layer on the upper surface;
A reaction furnace formed by surrounding the periphery of the wafer support with a plurality of components including metal parts;
In a vapor phase growth apparatus comprising:
A vapor phase growth apparatus characterized in that at least a part of the inner wall surface of the metal part constituting a part of the inner wall surface of the reactor is covered with a quartz glass plate.

さらに、本出願に係る第3の発明は、
反応炉内に配置され、上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハが載置されるサセプタと、
円環状の金属製のベースリングと、
前記ベースリングを上下から挟んで前記反応炉を構成するための石英製のアッパードームおよびロアドームと、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記ベースリングの内周壁面の少なくとも一部を、前記エピタキシャル層もしくは前記ウェーハに対し汚染物質とならない物質で覆ったことを特徴とする気相成長装置である。
Furthermore, the third invention according to the present application is:
A susceptor which is placed in a reaction furnace and on which a wafer for vapor-phase growth of an epitaxial layer is placed on the upper surface;
An annular metal base ring;
An upper dome and a lower dome made of quartz for constituting the reactor by sandwiching the base ring from above and below,
In a vapor phase growth apparatus comprising:
A vapor phase growth apparatus characterized in that at least a part of an inner peripheral wall surface of the base ring constituting a part of an inner wall surface of the reaction furnace is covered with a substance that does not become a contaminant to the epitaxial layer or the wafer. It is.

また、本出願に係る第4の発明は、
前記汚染物質とならない物質が、石英であることを特徴とする上記第1または第3の発明に記載の気相成長装置である。
The fourth invention according to the present application is
4. The vapor phase growth apparatus according to the first or third aspect, wherein the substance that does not become a contaminant is quartz.

さらに、本出願に係る第5の発明は、
前記金属製部品は前記反応炉内にガスを供給するガス流入口または前記反応炉内のガスを排出するガス排出口の少なくとも一方を有し、
前記金属製部品の前記内壁面の少なくとも一部とは、前記ガス流入口もしくは前記ガス排出口の少なくとも何れか一方に隣接する内壁面であることを特徴とする上記第1または第2の発明に記載の気相成長装置である。
Furthermore, the fifth invention according to the present application is:
The metal part has at least one of a gas inlet for supplying gas into the reactor or a gas outlet for discharging gas in the reactor,
In the first or second invention, the at least part of the inner wall surface of the metal part is an inner wall surface adjacent to at least one of the gas inlet or the gas outlet. The vapor phase growth apparatus described.

また、本出願に係る第6の発明は、
前記金属製部品は前記反応炉内にガスを供給するガス流入口または前記反応炉内のガスを排出するガス排出口の少なくとも一方を有し、
前記ガス流入口または前記ガス排出口の少なくとも一方の内壁面を石英で覆っていることを特徴とする上記第1または第2の発明に記載の気相成長装置である。
The sixth invention according to the present application is
The metal part has at least one of a gas inlet for supplying gas into the reactor or a gas outlet for discharging gas in the reactor,
The vapor phase growth apparatus according to the first or second invention, wherein the inner wall surface of at least one of the gas inlet or the gas outlet is covered with quartz.

さらに、本出願に係る第7の発明は、
反応炉内に配置され、上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハが載置されるサセプタと、
円環状の金属製のベースリングと、
前記ベースリングを上下から挟んで前記反応炉を構成するための石英製のアッパードームおよびロアドームと、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記ベースリングの内周壁面を、着脱可能な石英ガラス板よりなるチャンバーシールドで覆ったことを特徴とする気相成長装置である。
Furthermore, the seventh invention according to the present application is
A susceptor which is placed in a reaction furnace and on which a wafer for vapor-phase growth of an epitaxial layer is placed on the upper surface;
An annular metal base ring;
An upper dome and a lower dome made of quartz for constituting the reactor by sandwiching the base ring from above and below,
In a vapor phase growth apparatus comprising:
In the vapor phase growth apparatus, an inner peripheral wall surface of the base ring constituting a part of an inner wall surface of the reaction furnace is covered with a chamber shield made of a detachable quartz glass plate.

また、本出願に係る第8の発明は、
前記反応炉の温度と前記ベースリングを構成する素材の熱膨張係数より、高温域での前記ベースリングの膨張寸法を求め、
前記反応炉の温度と前記チャンバーシールドを構成する素材の熱膨張係数より、高温域での前記チャンバーシールドの膨張寸法を求め、
これら両者の膨張寸法を考慮して、前記ウェーハの反応処理中の熱膨張によって、前記チャンバーシールドの外周面が前記ベースリングの内周壁面に接触して割れないように前記チャンバーシールドを形成したことを特徴とする上記第7の発明に記載の気相成長装置である。
The eighth invention according to the present application is
From the temperature of the reactor and the thermal expansion coefficient of the material constituting the base ring, obtain the expansion dimension of the base ring in a high temperature range,
From the temperature of the reactor and the coefficient of thermal expansion of the material constituting the chamber shield, obtain the expansion dimension of the chamber shield in a high temperature range,
In consideration of the expansion dimensions of both, the chamber shield is formed so that the outer peripheral surface of the chamber shield does not come into contact with the inner peripheral wall surface of the base ring due to thermal expansion during the reaction process of the wafer. A vapor phase growth apparatus according to the seventh invention, characterized in that:

さらに、本出願に係る第9の発明は、
反応炉内に配置され、上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハが載置されるサセプタと、
円環状の金属製のベースリングと、
前記ベースリングを上下から挟んで前記反応炉を構成するための石英製のアッパードームおよびロアドームと、
前記反応炉内に配置されたアッパーライナーおよびロアライナーと、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記ベースリングの内周壁面を石英ガラス板よりなるチャンバーシールドで覆ったことにより、前記反応炉の前記サセプタより上側の上部反応炉と前記反応炉の前記サセプタより下側の下部反応炉との間に生ずる炉内容積変化の差を修正するために、前記アッパーライナーもしくは前記ロアライナーの少なくとも何れか一方に炉内容積調整用の調整部を設けたことを特徴とする気相成長装置である。
Furthermore, the ninth invention according to the present application is
A susceptor which is placed in a reaction furnace and on which a wafer for vapor-phase growth of an epitaxial layer is placed on the upper surface;
An annular metal base ring;
An upper dome and a lower dome made of quartz for constituting the reactor by sandwiching the base ring from above and below,
An upper liner and a lower liner disposed in the reactor;
In a vapor phase growth apparatus comprising:
By covering the inner peripheral wall surface of the base ring constituting a part of the inner wall surface of the reactor with a chamber shield made of a quartz glass plate, the upper reactor and the reactor of the reactor above the susceptor of the reactor In order to correct the difference in the furnace volume change that occurs between the lower reactor and the lower reactor below the susceptor, an adjustment unit for adjusting the furnace volume is provided in at least one of the upper liner and the lower liner. This is a vapor phase growth apparatus characterized by the above.

本発明によれば、気相成長装置の反応炉内で使用されるステンレス等の金属部品の腐食を軽減することができる。
また、本発明の気相成長装置によれば、副反応生成物の堆積を抑制することができるため、メンテナンス作業が容易になり、製品の歩留まりを向上させることができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, corrosion of metal parts, such as stainless steel used in the reaction furnace of a vapor phase growth apparatus, can be reduced.
In addition, according to the vapor phase growth apparatus of the present invention, it is possible to suppress the accumulation of the side reaction product, so that the maintenance work becomes easy and the yield of the product can be improved.

次に、本発明の一実施の形態に係る気相成長装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る気相成長装置を模式的に示す縦断面図である。気相成長装置1は、ウェーハ上にエピタキシャル層を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造する装置である。図1は気相成長処理をウェーハ1枚毎に行う枚葉式の気相成長装置を例に示しているが、本発明は複数枚のウェーハを同時に処理するバッチ式の気相成長装置にも適用することができる。
Next, a vapor phase growth apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a vapor phase growth apparatus according to the present invention. The vapor phase growth apparatus 1 is an apparatus for producing an epitaxial wafer by vapor-phase growing an epitaxial layer on a wafer. FIG. 1 shows an example of a single-wafer type vapor phase growth apparatus that performs vapor phase growth processing for each wafer, but the present invention also applies to a batch type vapor phase growth apparatus that simultaneously processes a plurality of wafers. Can be applied.

図1において、気相成長装置1は反応炉を構成するチャンバー2と、チャンバー2内に配置されたサセプタ4と、チャンバー2の外部に配置されて上下よりサセプタ4およびウェーハWを加熱する熱源6,7とを備えている。
チャンバー2は円環状のベースリング10をアッパードーム8とロアドーム9によって上下から挟んでなり、内部は閉空間となっている。本願においてはチャンバー2により構成される反応炉のサセプタ4より上部の空間を上部反応炉3と称し、サセプタ4より下部の空間を下部反応炉5と称する。
In FIG. 1, a vapor phase growth apparatus 1 includes a chamber 2 constituting a reaction furnace, a susceptor 4 disposed in the chamber 2, and a heat source 6 disposed outside the chamber 2 to heat the susceptor 4 and the wafer W from above and below. , 7.
The chamber 2 has an annular base ring 10 sandwiched between the upper dome 8 and the lower dome 9 from above and below, and the inside is a closed space. In the present application, a space above the susceptor 4 of the reaction furnace constituted by the chamber 2 is referred to as an upper reaction furnace 3, and a space below the susceptor 4 is referred to as a lower reaction furnace 5.

チャンバー2内の気密性を保つために、アッパードーム8とベースリング10の間にはOリング11を、ロアドーム9とベースリング10の間にはOリング12をそれぞれ挟んでいる。Oリング11,12としては耐熱性に優れた樹脂製のOリングなどを使用する。
図1では3本のOリング11および3本のOリング12を設けた例を示しているが、Oリング11およびOリング12は3本である必要はなく、3本以上でも3本以下でも良い。また、Oリングの替わりに他のシール部材を用いても良い。
In order to maintain airtightness in the chamber 2, an O-ring 11 is sandwiched between the upper dome 8 and the base ring 10, and an O-ring 12 is sandwiched between the lower dome 9 and the base ring 10. As the O-rings 11 and 12, resin-made O-rings having excellent heat resistance are used.
Although FIG. 1 shows an example in which three O-rings 11 and three O-rings 12 are provided, the number of O-rings 11 and O-rings 12 is not necessarily three, and may be three or more or three or less. good. Further, instead of the O-ring, another seal member may be used.

アッパードーム8は概ね円板状をしており、円形平板の天板部8aと、その外周を取り囲むように一体に形成された環状平板のベース部8bとからなる。天板を構成する天板部8aは熱源6からの光を遮らないように透明な石英板からなり、外周部を構成するベース部8bは天板よりも厚手の不透明石英板からなる。
本実施の形態においては天板部8aが平板の例を示しているが、上部反応炉3の外側に向けて凸状に湾曲していても、内側に向けて凹状に湾曲していても良い。
アッパードーム8はベースリング10に対して着脱が可能であり、反応炉のメンテナンス時にはアッパードーム8をベースリング10から取り外してチャンバー2内のメンテナンス作業を行う。
The upper dome 8 has a generally disc shape, and includes a circular flat plate top plate portion 8a and an annular flat plate base portion 8b integrally formed so as to surround the outer periphery thereof. The top plate portion 8a constituting the top plate is made of a transparent quartz plate so as not to block light from the heat source 6, and the base portion 8b constituting the outer peripheral portion is made of an opaque quartz plate thicker than the top plate.
In the present embodiment, the top plate portion 8a is an example of a flat plate, but may be convexly curved toward the outside of the upper reactor 3 or may be curved concavely toward the inside. .
The upper dome 8 can be attached to and detached from the base ring 10, and the maintenance work in the chamber 2 is performed by removing the upper dome 8 from the base ring 10 during maintenance of the reactor.

ロアドーム9は、ロート状の底板部9aと、底板部9aの上部に連続して形成された円筒状の側壁部9b及び、その側壁部9bの上端部に外周を取り囲むように外側に突出して一体に形成されたフランジ状のベース部9cとからなる。底板部9a及び側壁部9bを構成する部分は熱源7からの光を遮らないように透明な石英からなり、外周部を構成するベース部9cは底板部9aよりも厚手の不透明石英板からなる。
ロアドーム9の下半分は、従来から知られている一般的な気相成長装置と同様な構造であり、本発明においては重要ではないため図示を省略している(省略部については特開2003−133397号公報,特開2004−63779号公報,特開2003−124287号公報等を参照)。
ロアドーム9はベースリング10に対して着脱が可能であり、下部反応炉5のメンテナンス時にはロアドーム9をベースリング10から取り外して炉内のメンテナンス作業を行うことができる。
The lower dome 9 protrudes outward so as to surround the outer periphery of the funnel-shaped bottom plate portion 9a, the cylindrical side wall portion 9b continuously formed on the upper portion of the bottom plate portion 9a, and the upper end portion of the side wall portion 9b. And a flange-shaped base portion 9c formed on the surface. The portions constituting the bottom plate portion 9a and the side wall portion 9b are made of transparent quartz so as not to block the light from the heat source 7, and the base portion 9c constituting the outer peripheral portion is made of an opaque quartz plate thicker than the bottom plate portion 9a.
The lower half of the lower dome 9 has the same structure as a conventionally known general vapor phase growth apparatus and is not important in the present invention, and therefore is not illustrated (the omitted parts are not disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-2003). 133397, JP-A 2004-63779, JP-A 2003-124287, etc.).
The lower dome 9 can be attached to and detached from the base ring 10, and the maintenance work in the furnace can be performed by removing the lower dome 9 from the base ring 10 during maintenance of the lower reactor 5.

ベースリング10はステンレス製の円環状部材からなり、内周面はベースリング10を上方から見たときに円形をなす直穴を構成する。ベースリング10の上面にはアッパードーム8のベース部8bが嵌まり込むように凹状に加工した円形の座面が形成され、下面にはロアドーム9のベース部9cが嵌まり込むように凹状に加工した円形の座面が形成されている。上面の座面にはOリング11を入れるための環状の溝を、下面の座面にはOリング12を入れるための環状の溝をそれぞれ設けている。
アッパードーム8はベースリング上面の座面の上にOリング11を挟んだ状態で載置される。一方、ロアドーム9はベースリング下面の座面にOリング12を挟んだ状態で嵌合する。図示を省略しているが、円環状のベースリング10の外周はさらに不図示のブラケットに嵌合している。
The base ring 10 is made of an annular member made of stainless steel, and the inner peripheral surface forms a straight hole having a circular shape when the base ring 10 is viewed from above. A circular seat surface is formed in a concave shape so that the base portion 8b of the upper dome 8 is fitted on the upper surface of the base ring 10, and a concave shape is formed on the lower surface so that the base portion 9c of the lower dome 9 is fitted. A circular seating surface is formed. An annular groove for inserting the O-ring 11 is provided in the upper seat surface, and an annular groove for inserting the O-ring 12 is provided in the lower seat surface.
The upper dome 8 is placed in a state where the O-ring 11 is sandwiched on the seating surface on the upper surface of the base ring. On the other hand, the lower dome 9 is fitted with the O-ring 12 sandwiched between the seating surface on the lower surface of the base ring. Although not shown, the outer periphery of the annular base ring 10 is further fitted to a bracket (not shown).

図2はベースリング10を概略的に示す斜視図である。図2に示すようにベースリング10の図示左方(図1の図示左方に一致)の壁面には、ベースリング10の外壁面からベースリング10の内周壁まで水平方向に貫通するガス流入口10aが形成されている。ガス流入口10aは開口断面が横方向に長い長穴形状であり、2本形成されている。2本のガス流入口10aは互いに左右に隣接して数mm〜数cmの間隔をあけて並走している。
一方、ベースリング10の図示右方(図1の図示右方に一致)の壁面には、ベースリング10の内周壁面からベースリング10の外壁まで水平方向に貫通するガス排出口10bが形成されている。ガス排出口10bは開口断面が横方向に長い長穴形状であり、ガス流入口10aと同様に2本形成されている。2本のガス排出口10bは互いに左右に隣接して数mm〜数cmの間隔をあけて並走している。ガス排出口10bはガス流入口10aに対し、ベースリング10の真反対側に対向する内周壁面に形成されている。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the base ring 10. As shown in FIG. 2, a gas inlet that penetrates in a horizontal direction from the outer wall surface of the base ring 10 to the inner peripheral wall of the base ring 10 is provided on the wall surface on the left side of the base ring 10 (matching the left side in FIG. 10a is formed. The gas inflow port 10a has a long hole shape whose opening cross section is long in the lateral direction, and two gas inlets 10a are formed. The two gas inlets 10a are adjacent to each other on the left and right and run in parallel with an interval of several mm to several cm.
On the other hand, a gas discharge port 10b penetrating in the horizontal direction from the inner peripheral wall surface of the base ring 10 to the outer wall of the base ring 10 is formed on the wall surface on the right side of the base ring 10 (corresponding to the right side of FIG. 1). ing. The gas discharge port 10b has a long hole shape whose opening cross section is long in the horizontal direction, and two gas discharge ports 10b are formed in the same manner as the gas inlet port 10a. The two gas discharge ports 10b are adjacent to each other on the left and right sides and are running in parallel with an interval of several mm to several cm. The gas discharge port 10b is formed on the inner peripheral wall surface facing the gas inlet 10a on the opposite side of the base ring 10.

図1に示すように、ガス流入口10aの内壁には石英製のガラスパイプ13が差し込まれ、ガス排出口10bの内壁には石英製のガラスパイプ14が差し込まれている。ガラスパイプ13及びガラスパイプ14はそれぞれガス流入口10a及びガス排出口10bの内壁面にほぼ隙間なく嵌合する。
ガス流入口10aから供給された反応ガス(原料ガス及びキャリアガス)はガラスパイプ13内を通り、上部反応炉3内を流れ、ガラスパイプ14内を通ってガス排出口10bよりチャンバー2の外に排出される。ガラスパイプ13及びガラスパイプ14を設けることにより、反応ガスがガス流入口10aおよびガス排出口10bの内壁面に接触することを抑制することができる。
As shown in FIG. 1, a quartz glass pipe 13 is inserted into the inner wall of the gas inlet 10a, and a quartz glass pipe 14 is inserted into the inner wall of the gas outlet 10b. The glass pipe 13 and the glass pipe 14 are fitted to the inner wall surfaces of the gas inlet 10a and the gas outlet 10b, respectively, with almost no gap.
The reaction gas (raw material gas and carrier gas) supplied from the gas inlet 10a flows through the glass pipe 13, flows through the upper reactor 3, passes through the glass pipe 14, and out of the chamber 2 through the gas outlet 10b. Discharged. By providing the glass pipe 13 and the glass pipe 14, it is possible to suppress the reaction gas from contacting the inner wall surfaces of the gas inlet 10a and the gas outlet 10b.

図2に示すベースリング10の手前側の壁面にはウェーハ搬出入口10cが形成されている。ウェーハ搬出入口10cは開口断面が横方向に長い長穴形状であり、開口の横幅はウェーハWの直径よりも大きい。ウェーハ搬出入口10cを通して上部反応炉3内にウェーハWが搬入され、また、エピタキシャル層の成長処理が終わったウェーハWはウェーハ搬出入口10cより上部反応炉3の外に搬出される。ウェーハWの搬入および搬出は周知の搬送用ハンドによって行われる。
尚、上述したガス流入口10a及びガス排出口10b並びにウェーハ搬出入口10cの開口形状、大きさ、配置位置は、ウェーハWの大きさ等を考慮して適切な寸法を採用すれば良い。
A wafer carry-in / out entrance 10c is formed on the front wall surface of the base ring 10 shown in FIG. The wafer loading / unloading port 10 c has a long hole shape with a long opening cross section in the horizontal direction, and the horizontal width of the opening is larger than the diameter of the wafer W. The wafer W is carried into the upper reaction furnace 3 through the wafer carry-in / out entrance 10c, and the wafer W after the epitaxial layer growth process is carried out of the upper reaction furnace 3 through the wafer carry-in / out entrance 10c. Loading and unloading of the wafer W is performed by a known transfer hand.
In addition, what is necessary is just to employ | adopt an appropriate dimension for the opening shape of the gas inflow port 10a, the gas exhaust port 10b, and the wafer carry-in / out port 10c mentioned above, a magnitude | size, and an arrangement position in consideration of the magnitude | size of the wafer W etc.

図1に示すようにベースリング10の内側にはチャンバーシールド15を備えている。チャンバーシールド15は概ね円筒形状をした石英部材であり、大径の円筒と小径の円筒を縦断面形状がクランク状になるように接続してなる。
図4は図1のガス排出口10b近辺を示す拡大図である。チャンバーシールド15は外周面がベースリング10の内壁とロアドーム9のベース部9cの内壁面に沿って配置される形状に形成する。
As shown in FIG. 1, a chamber shield 15 is provided inside the base ring 10. The chamber shield 15 is a quartz member having a generally cylindrical shape, and is formed by connecting a large-diameter cylinder and a small-diameter cylinder so that the longitudinal cross-sectional shape is a crank shape.
FIG. 4 is an enlarged view showing the vicinity of the gas outlet 10b of FIG. The chamber shield 15 is formed in a shape in which the outer peripheral surface is disposed along the inner wall of the base ring 10 and the inner wall surface of the base portion 9 c of the lower dome 9.

より具体的には、反応炉内に露出したベースリング10のウェーハ反応処理中の温度とステンレスの熱膨張係数より、高温域でのベースリング10の膨張寸法を算出する。また、ウェーハの反応処理中の温度と石英の熱膨張係数より、高温域でのチャンバーシールド15の膨張寸法を算出する。そして、チャンバーシールド15の外周の寸法を、ウェーハの反応処理中に熱膨張によってチャンバーシールド15の外周面がベースリング10の内壁に接触して割れない寸法に形成する。
例えば両者の膨張寸法を考慮して、チャンバーシールド15の外寸法を、ステンレスで構成されたベースリング10の内寸法よりも、例えば0.3mmだけ縮小した寸法で加工する。これにより、ウェーハWの反応処理中の高温域でもチャンバーシールド15をベースリング10に実質的に密着させたままにすることができ、且つチャンバーシールド15が割れることなく装置を運転することができる。
More specifically, the expansion dimension of the base ring 10 in the high temperature region is calculated from the temperature during the wafer reaction process of the base ring 10 exposed in the reaction furnace and the thermal expansion coefficient of stainless steel. Further, the expansion dimension of the chamber shield 15 in the high temperature region is calculated from the temperature during the reaction process of the wafer and the thermal expansion coefficient of quartz. Then, the dimension of the outer periphery of the chamber shield 15 is formed such that the outer peripheral surface of the chamber shield 15 contacts the inner wall of the base ring 10 due to thermal expansion during the wafer reaction process.
For example, considering the expansion dimensions of both, the outer dimension of the chamber shield 15 is processed with a dimension reduced by, for example, 0.3 mm from the inner dimension of the base ring 10 made of stainless steel. As a result, the chamber shield 15 can be substantially kept in close contact with the base ring 10 even in a high temperature region during the reaction processing of the wafer W, and the apparatus can be operated without the chamber shield 15 being broken.

図4においては、チャンバーシールド15は外周面がベースリング10の内壁とロアドーム9のベース部9cの内壁面に沿って配置されているが、チャンバーシールド15の下端はロアドーム9の側壁部9bにまで延在しても良い。
チャンバーシールド15はクランク部がロアドーム9のベース部9cの内壁面に載置されているだけであり、メンテナンスの際には取り外しが可能である。チャンバーシールド15を構成する石英は透明石英でも不透明石英でも何れでも良く、または、SiやSiCでチャンバーシールド15を形成しても良い。
In FIG. 4, the outer surface of the chamber shield 15 is disposed along the inner wall of the base ring 10 and the inner wall surface of the base portion 9 c of the lower dome 9, but the lower end of the chamber shield 15 extends to the side wall portion 9 b of the lower dome 9. It may extend.
The chamber shield 15 is merely mounted on the inner wall surface of the base portion 9c of the lower dome 9, and can be removed during maintenance. The quartz constituting the chamber shield 15 may be either transparent quartz or opaque quartz, or the chamber shield 15 may be formed of Si or SiC.

図3(A)はチャンバーシールド15を上方から見た平面図、図3(B)はチャンバーシールド15を図1の右方向から見た側面図である。図3に示すように、ベースリング10のガス流入口10a及びガス排出口10bに対応する位置に、ガス流入用開口15a及びガス排出用開口15bが形成されている。ガス流入用開口15a及びガス排出用開口15bの開口形状は、ガス流入口10a及びガス排出口10bの開口形状と同一形状である。
さらに、ベースリング10のウェーハ搬出入口10cに対応する位置に、ウェーハ搬出入用開口15cが形成されている。ウェーハ搬出入用開口15cの開口形状は、ウェーハ搬出入口10cの開口形状と同一形状である。
3A is a plan view of the chamber shield 15 as viewed from above, and FIG. 3B is a side view of the chamber shield 15 as viewed from the right direction in FIG. As shown in FIG. 3, a gas inflow opening 15 a and a gas exhaust opening 15 b are formed at positions corresponding to the gas inlet 10 a and the gas outlet 10 b of the base ring 10. The opening shapes of the gas inflow opening 15a and the gas discharge opening 15b are the same as the opening shapes of the gas inlet 10a and the gas outlet 10b.
Further, a wafer carry-in / out opening 15 c is formed at a position corresponding to the wafer carry-in / out port 10 c of the base ring 10. The opening shape of the wafer carry-in / out opening 15c is the same as the opening shape of the wafer carry-in / out opening 10c.

本実施の形態によれば、ベースリング10の内壁面からロアドーム9のベース部9cの内壁面に沿ってチャンバーシールド15を設けることにより、原料ガスがベースリング10の内壁面に接触することを抑制することができる。また、チャンバーシールド15を設けることにより、ベースリング10の内壁面への副反応生成物の堆積を抑制することができる。   According to the present embodiment, the chamber shield 15 is provided along the inner wall surface of the base portion 9 c of the lower dome 9 from the inner wall surface of the base ring 10, thereby suppressing the source gas from contacting the inner wall surface of the base ring 10. can do. Further, by providing the chamber shield 15, it is possible to suppress the accumulation of side reaction products on the inner wall surface of the base ring 10.

図1に示すようにベースリング10のアッパードーム8寄り内側にはアッパーライナー16を備え、ベースリング10のロアドーム9寄り内側にはロアライナー17を備えている。
ロアライナー17は円環状の不透明石英からなり、ベースリング10の内周に嵌合した状態でロアドーム9のベース部9cに載置されている。
アッパーライナー16は円環状の不透明石英からなり、ベースリング10の内周に嵌合した状態でロアライナー17の上に載置されている。アッパーライナー16およびロアライナー17の外径はチャンバーシールド15の内周にちょうど嵌合する寸法である。
As shown in FIG. 1, an upper liner 16 is provided inside the base ring 10 near the upper dome 8, and a lower liner 17 is provided inside the base ring 10 near the lower dome 9.
The lower liner 17 is made of an annular opaque quartz, and is placed on the base portion 9 c of the lower dome 9 while being fitted to the inner periphery of the base ring 10.
The upper liner 16 is made of an annular opaque quartz and is placed on the lower liner 17 in a state of being fitted to the inner periphery of the base ring 10. The outer diameters of the upper liner 16 and the lower liner 17 are dimensions that just fit the inner periphery of the chamber shield 15.

図1に示すように、アッパーライナー16とロアライナー17を上下に組み合わせた状態において、ベースリング10のガス流入口10a及びガス排出口10bに対応する位置に、ガス流入用通路18及びガス排出用通路19が形成される。
ガス流入用通路18のベースリング10に接する側の開口の形状はガス流入口10aの開口形状と同一形状である。一方、ガス排出用通路19のベースリング10に接する側の開口の形状はガス排出口10bの開口形状と同一形状である。
さらに、ガス流入用通路18及びガス排出用通路19が形成するガス流路の縦断面形状はクランク状に屈曲しており、上部反応炉3内とチャンバー2の外部とを断面屈曲状態の流路により連通させる。
As shown in FIG. 1, in the state where the upper liner 16 and the lower liner 17 are combined vertically, the gas inflow passage 18 and the gas exhaust passage are located at positions corresponding to the gas inflow port 10a and the gas exhaust port 10b of the base ring 10. A passage 19 is formed.
The shape of the opening on the side in contact with the base ring 10 of the gas inflow passage 18 is the same as the shape of the opening of the gas inlet 10a. On the other hand, the shape of the opening on the side in contact with the base ring 10 of the gas discharge passage 19 is the same as the shape of the opening of the gas discharge port 10b.
Furthermore, the longitudinal cross-sectional shape of the gas flow path formed by the gas inflow passage 18 and the gas exhaust passage 19 is bent in a crank shape, and the flow path in a cross-sectionally bent state is formed between the inside of the upper reactor 3 and the outside of the chamber 2. To communicate with each other.

ガス流入用通路18はガス流入口10aから供給される反応ガス(原料ガス及びキャリアガス)を上部反応炉3内に案内する流路であり、ガス流入口10aから供給された反応ガスがサセプタ4の上面を流れるように案内する。
一方、ガス排出用通路19は上部反応炉3内の処理後のガスをガス排出口10bまで案内する流路であり、サセプタ4の上面を流れた反応ガスがガス排出口10bからチャンバー2の外へ排出されるように案内する。
さらに、ベースリング10のウェーハ搬出入口10cに対応する位置には、ウェーハ搬出入用の開口が形成されている。
The gas inflow passage 18 is a flow path for guiding the reaction gas (raw material gas and carrier gas) supplied from the gas inlet 10 a into the upper reaction furnace 3, and the reaction gas supplied from the gas inlet 10 a is the susceptor 4. Guide it so that it flows on the top surface.
On the other hand, the gas discharge passage 19 is a flow path for guiding the processed gas in the upper reaction furnace 3 to the gas discharge port 10b, and the reaction gas flowing on the upper surface of the susceptor 4 passes through the gas discharge port 10b to the outside of the chamber 2. To be discharged.
Further, an opening for wafer carry-in / out is formed at a position corresponding to the wafer carry-in / out port 10 c of the base ring 10.

また、ロアライナー17にはパージガス排出穴17aが形成されており、下部反応炉5に充満したパージガスはパージガス排出穴17aを通してガス排出口10bから排出される。   Further, a purge gas discharge hole 17a is formed in the lower liner 17, and the purge gas filled in the lower reactor 5 is discharged from the gas discharge port 10b through the purge gas discharge hole 17a.

チャンバーシールド15を配置したことにより、従来よりも下部反応炉5の空間容積が狭くなる。下部反応炉5と上部反応炉3は供給されるガス量に対してバランスをとった構造に設計しているため、下部反応炉5の空間容積のみが狭くなることによってウェーハ品質に問題が生じる場合がある。
そのため、ロアライナー17に容積調整用の凹陥部17bを形成して、下部反応炉5の狭くなった分の空間容積を追加する。凹陥部17bはロアライナー17の内周壁面に形成された凹状の陥没部であり、ロアライナー17の内周壁面全周に溝状に設けても良く、また、スポット的に内周壁面の部分部分に設けても良い。
凹陥部17bを設けることにより下部反応炉5は、チャンバーシールド15を備えていない従来の装置と同等な空間容積を維持することができる。
By arranging the chamber shield 15, the space volume of the lower reaction furnace 5 becomes narrower than before. Since the lower reaction furnace 5 and the upper reaction furnace 3 are designed to have a balanced structure with respect to the amount of gas supplied, only the space volume of the lower reaction furnace 5 becomes narrow, resulting in a problem in wafer quality. There is.
Therefore, a concave portion 17b for volume adjustment is formed in the lower liner 17, and the space volume corresponding to the narrowed portion of the lower reactor 5 is added. The recessed portion 17b is a recessed depressed portion formed on the inner peripheral wall surface of the lower liner 17, and may be provided in a groove shape on the entire inner peripheral wall surface of the lower liner 17, or a spot portion of the inner peripheral wall surface. You may provide in a part.
By providing the recessed portion 17b, the lower reaction furnace 5 can maintain a space volume equivalent to that of a conventional apparatus that does not include the chamber shield 15.

また、チャンバーシールド15を配置したことにより、従来よりも上部反応炉3の空間容積が狭くなった場合には、ロアライナー17に容積調整用の凸状部を形成することにより、上部反応炉3の狭くなった空間容積分だけ下部反応炉5も狭くする。
すなわち、チャンバーシールド15を備えることにより上部反応炉3と下部反応炉5との間に生ずる空間容積変化の差を修正するための調整部をロアライナー17に設ければ良く、ロアライナー17に設ける調整部は凹状の場合も凸状の場合もあり得る。調整部はアッパーライナー16に設けることも可能であり、アッパーライナー16もしくはロアライナー17の少なくとも何れか一方に設ければ良い。ただし、アッパーライナー16に設けた場合にはウェーハW上を流れるガス流に変化が生じる可能性があるため、調整部はロアライナー17に設けるのが望ましい。
Further, when the space volume of the upper reactor 3 becomes narrower than before due to the arrangement of the chamber shield 15, the upper reactor 3 is formed by forming a convex portion for volume adjustment in the lower liner 17. The lower reactor 5 is also narrowed by the narrowed space volume.
That is, it is only necessary to provide the lower liner 17 with an adjustment unit for correcting the difference in the change in the space volume generated between the upper reaction furnace 3 and the lower reaction furnace 5 by providing the chamber shield 15. The adjustment part may be concave or convex. The adjustment unit can be provided on the upper liner 16 and may be provided on at least one of the upper liner 16 and the lower liner 17. However, since the gas flow flowing on the wafer W may change when it is provided on the upper liner 16, it is desirable to provide the adjusting portion on the lower liner 17.

本発明においてはアッパーライナー16とロアライナー17の二分割構造にしているが、アッパーライナー16とロアライナー17は一つの部材により一体に構成しても良い。   In the present invention, the upper liner 16 and the lower liner 17 are divided into two parts, but the upper liner 16 and the lower liner 17 may be integrally formed by one member.

チャンバー2内には、ウェーハWを1枚だけ水平に支持するサセプタ4が配置されている。サセプタ4は上方から見ると円板形状をしており、その直径はウェーハWよりも大きい。サセプタ4は板面が水平になるように配置されており、サセプタ4の上面にはウェーハWが収納される円形状のウェーハ収納用凹部を設けている。   A susceptor 4 that horizontally supports only one wafer W is disposed in the chamber 2. The susceptor 4 has a disk shape when viewed from above, and its diameter is larger than that of the wafer W. The susceptor 4 is disposed so that the plate surface is horizontal, and a circular recess for storing a wafer in which the wafer W is stored is provided on the upper surface of the susceptor 4.

サセプタ4の周りには円環板状のサセプタリング20が設けられている。サセプタリング20はロアライナー17に設けられたフランジ部に載置される。サセプタ4はサセプタリング20の内周に収容されており、サセプタ4の上面とサセプタリング20の上面とはほぼ同一平面状に配置される。
サセプタ4とサセプタリング20により、チャンバー2の内部空間を上部反応炉3と下部反応炉5に2分割する。
An annular plate-shaped susceptor ring 20 is provided around the susceptor 4. The susceptor ring 20 is placed on a flange portion provided on the lower liner 17. The susceptor 4 is accommodated in the inner periphery of the susceptor ring 20, and the upper surface of the susceptor 4 and the upper surface of the susceptor ring 20 are arranged in substantially the same plane.
The internal space of the chamber 2 is divided into an upper reaction furnace 3 and a lower reaction furnace 5 by the susceptor 4 and the susceptor ring 20.

サセプタ4はエピタキシャル層の成長処理操作の間、ウェーハWの板面と平行な面内において、サセプタ支持軸21を回転中心として回転動を行う。サセプタ4に設けたサセプタ収納用凹部の中心は、サセプタ4の回転中心と一致する。
これにより、供給された反応ガス(原料ガス及びキャリアガス)がウェーハWの上面に均一に接触し、ウェーハW上に均一な厚さを有するエピタキシャル層が形成される。
サセプタ支持軸21への回転は、不図示の回転駆動機構によって与えられる。
The susceptor 4 rotates around the susceptor support shaft 21 in the plane parallel to the plate surface of the wafer W during the epitaxial layer growth processing operation. The center of the susceptor housing recess provided in the susceptor 4 coincides with the center of rotation of the susceptor 4.
As a result, the supplied reaction gas (raw material gas and carrier gas) uniformly contacts the upper surface of the wafer W, and an epitaxial layer having a uniform thickness is formed on the wafer W.
The rotation to the susceptor support shaft 21 is given by a rotation drive mechanism (not shown).

サセプタ4は、本実施の形態においては炭素Cの基材に炭化シリコンSiCの被膜を施したものであり、ウェーハWを加熱する際にウェーハW全体の温度を均一に保つ均熱盤としての役割を果たす。そのため、サセプタ4はウェーハWよりも数倍の厚さ、すなわち数倍の熱容量を有している。
一方、サセプタリング20も本実施の形態においては炭素Cの基材に炭化シリコンSiCの被膜を施したものであり、サセプタ4の外周部における温度を均一に保つための均熱盤としての役割を果たす。
In this embodiment, the susceptor 4 is a carbon C base material coated with a silicon carbide SiC film, and serves as a soaking plate for keeping the temperature of the entire wafer W uniform when the wafer W is heated. Fulfill. Therefore, the susceptor 4 has a thickness several times that of the wafer W, that is, a heat capacity several times that of the wafer W.
On the other hand, the susceptor ring 20 is also a carbon C base material coated with silicon carbide SiC in the present embodiment, and serves as a soaking plate for keeping the temperature at the outer periphery of the susceptor 4 uniform. Fulfill.

サセプタ4上にウェーハWを搬送するために、ウェーハWをサセプタ4に対して上下動させるためのリフト機構が設けられている。リフト機構は、サセプタ4を貫通して延びる複数本のリフトピン22を有しており、これらのリフトピン22の上端にウェーハWを載せ、リフトピン22を上下動させることで、ウェーハWを昇降させることができる。図1においては2本のリフトピン22しか図示していないが、図示を省略しているだけであり、本実施の形態では3本のリフトピン22を備えている。なお、リフトピン22は3本に限るものではなく、3本以上であっても良い。   In order to transport the wafer W onto the susceptor 4, a lift mechanism for moving the wafer W up and down relative to the susceptor 4 is provided. The lift mechanism has a plurality of lift pins 22 extending through the susceptor 4, and the wafer W is moved up and down by placing the wafer W on the upper ends of the lift pins 22 and moving the lift pins 22 up and down. it can. Although only two lift pins 22 are shown in FIG. 1, only the illustration is omitted, and in the present embodiment, three lift pins 22 are provided. The lift pins 22 are not limited to three, and may be three or more.

サセプタ4には3個の貫通穴4a(図1においては、2個しか図示していない)がサセプタ4の中心に対し等角度(120°)に分散して設けられている。各々の貫通穴4aの上部はウェーハ収納用凹部に上方に向かって拡大開口する。3個の貫通穴4aにはそれぞれウェーハ支持用のリフトピン22が挿通している。
リフトピン22はサセプタ4の貫通穴4a内を上下方向に自在に移動することができる。この貫通穴4aの穴径はリフトピン22の直径よりもわずかに大きくし、サセプタ4に対してリフトピン22が上下動する際にリフトピン22がガタつかない寸法に形成する。リフトピン22は、石英,シリコンSi,炭化シリコンSiC,石英にシリコンSi又は炭化シリコンSiCの被膜を施したもの等よりなる。
The susceptor 4 is provided with three through holes 4a (only two are shown in FIG. 1) distributed at an equal angle (120 °) with respect to the center of the susceptor 4. The upper part of each through hole 4a opens upward in the recess for storing wafers. Wafer support lift pins 22 are inserted into the three through holes 4a.
The lift pin 22 can freely move in the vertical direction in the through hole 4a of the susceptor 4. The diameter of the through hole 4 a is slightly larger than the diameter of the lift pin 22, and is formed in such a size that the lift pin 22 does not rattle when the lift pin 22 moves up and down with respect to the susceptor 4. The lift pins 22 are made of quartz, silicon Si, silicon carbide SiC, quartz coated with silicon Si or silicon carbide SiC, and the like.

リフトピン22の上端部は、サセプタ4の貫通穴よりも大きな径の頭部を有する。この頭部が貫通穴4aの拡大開口部に係止することにより、リフトピン22は貫通穴4aを通してサセプタ4に吊り下げられる。この頭部の下面形状は貫通穴4aの拡大開口部の内壁面形状に適合しており、拡大開口部の内壁面に面接触する。この結果、頭部が貫通穴4aに対し優れたシールとなり、これにより反応ガスがリフトピン22と貫通穴4aとの隙間を通ってサセプタ4の下側に漏れること、およびウェーハWの下側が焼けることが防止される。
また、下部反応炉5にパージガスとして水素Hを充填させておくことにより、上部反応炉3から下部反応炉5へ原料ガスが漏れることを防止している。
The upper end portion of the lift pin 22 has a head having a diameter larger than that of the through hole of the susceptor 4. The lift pin 22 is suspended from the susceptor 4 through the through hole 4a when the head is locked to the enlarged opening of the through hole 4a. The shape of the lower surface of the head conforms to the shape of the inner wall surface of the enlarged opening of the through hole 4a, and comes into surface contact with the inner wall surface of the enlarged opening. As a result, the head becomes an excellent seal with respect to the through hole 4a, whereby the reaction gas leaks through the gap between the lift pin 22 and the through hole 4a to the lower side of the susceptor 4 and the lower side of the wafer W is burnt. Is prevented.
Further, by filling the lower reaction furnace 5 with hydrogen H 2 as a purge gas, the raw material gas is prevented from leaking from the upper reaction furnace 3 to the lower reaction furnace 5.

リフトピン22の頭部はその頂点部が鈍角をなす凸形状であり、ウェーハWの裏面と点接触する。これによりウェーハWの裏面における傷の発生を最小限に抑制している。また、頂点部(当接部)を滑らかな放物線または円弧状に形成することにより、ウェーハ裏面における傷の発生を一層抑制することができる。   The head of the lift pin 22 has a convex shape whose apex portion forms an obtuse angle, and makes point contact with the back surface of the wafer W. Thereby, the generation | occurrence | production of the damage | wound in the back surface of the wafer W is suppressed to the minimum. Further, by forming the apex portion (contact portion) in a smooth parabola or arc shape, it is possible to further suppress the occurrence of scratches on the back surface of the wafer.

サセプタ支持軸21と同心に配置された円筒状の昇降軸23の上端部には、3本の昇降アーム24(図1においては、2本しか図示していない)をサセプタ支持軸21に対し等角度(120°)に分散して固定している。昇降アーム24の上端はリフトピン22を支えるためのピン支持面24aを有している。ピン支持面24aはリフトピン22とは分離した構造である。
昇降軸23は油圧シリンダなどの不図示の昇降機構によりサセプタ支持軸21に対して独立して昇降動する。
Three elevating arms 24 (only two are shown in FIG. 1) are attached to the upper end of a cylindrical elevating shaft 23 arranged concentrically with the susceptor supporting shaft 21 with respect to the susceptor supporting shaft 21. It is dispersed and fixed at an angle (120 °). The upper end of the elevating arm 24 has a pin support surface 24 a for supporting the lift pin 22. The pin support surface 24 a has a structure separated from the lift pin 22.
The elevating shaft 23 moves up and down independently of the susceptor support shaft 21 by an elevating mechanism (not shown) such as a hydraulic cylinder.

昇降アーム24が上昇しあるいはサセプタ4が下降すると、昇降アーム24のピン支持面24aはリフトピン22の下端を支え、リフトピン22をサセプタ4に対して相対的に持ち上げる。そのときリフトピン22の頭部はウェーハWの裏面を支持し、ウェーハWを持ち上げる。これによりウェーハWをウェーハ収納用凹部から浮かせ、ウェーハWの下に搬送用ハンドが配置可能となる。
ウェーハ搬出入口10cよりチャンバー内に搬送用ハンドを挿入し、ウェーハWの下に搬送用ハンドを配置した状態で昇降アーム24を下降或いはハンドを上昇させることにより、ウェーハWをサセプタ4から搬送用ハンドに受け渡すことができる。また、上記とは逆の動作を行うことにより、搬送用ハンドに載せられてチャンバー2内に運ばれてきたウェーハWを、サセプタ4上に移載することが可能となる。
When the lifting arm 24 is raised or the susceptor 4 is lowered, the pin support surface 24 a of the lifting arm 24 supports the lower end of the lift pin 22 and lifts the lift pin 22 relative to the susceptor 4. At that time, the heads of the lift pins 22 support the back surface of the wafer W and lift the wafer W. As a result, the wafer W is lifted from the recess for storing the wafer, and a transfer hand can be arranged under the wafer W.
A transfer hand is inserted into the chamber through the wafer carry-in / out port 10c, and the lift arm 24 is lowered or the hand is lifted while the transfer hand is placed under the wafer W, whereby the transfer hand is moved from the susceptor 4 to the transfer hand. Can be handed over to. Further, by performing an operation reverse to the above, the wafer W placed on the transfer hand and carried into the chamber 2 can be transferred onto the susceptor 4.

このようなリフト機構により、搬送用ハンドに載せられてチャンバー2内に運ばれてきたウェーハWをサセプタ4上に移載したり、或いはその逆に、ウェーハWをサセプタ4から搬送用ハンドに受け渡したりすることが可能となる。   By such a lift mechanism, the wafer W placed on the transfer hand and carried into the chamber 2 is transferred onto the susceptor 4, or vice versa, the wafer W is transferred from the susceptor 4 to the transfer hand. It becomes possible to do.

サセプタ4の下面にはサセプタ4を水平に支持するサセプタサポート25aが当接し、サセプタ4を下方から支持する。サセプタ支持軸21の頂上部に3本のサポートアーム25(図1においては、2本しか図示していない)が設けられており、それぞれの先端部にサセプタサポート25aを有する。各サポートアーム25は上方から見たときにそれぞれが120°の角度を成すように、サセプタ支持軸21の中心から放射状に配置されている。
リフトピン22のガタツキを防止しリフトピン22を垂直に持ち上げられるように、サポートアーム25には垂直方向に貫通する直穴状のガイド穴25bを設けており、そのガイド穴25bをリフトピン22の中腹が挿通している。リフトピン22は、サセプタ4の貫通穴4a及びガイド穴25bを挿通することにより、ほぼ垂直方向に安定して移動することができる。
A susceptor support 25a that horizontally supports the susceptor 4 is in contact with the lower surface of the susceptor 4 to support the susceptor 4 from below. Three support arms 25 (only two are shown in FIG. 1) are provided on the top of the susceptor support shaft 21, and each has a susceptor support 25a at the tip. Each support arm 25 is arranged radially from the center of the susceptor support shaft 21 so that each support arm 25 forms an angle of 120 ° when viewed from above.
In order to prevent the lift pin 22 from rattling and to lift the lift pin 22 vertically, the support arm 25 is provided with a straight hole-shaped guide hole 25b penetrating in the vertical direction, and the middle of the lift pin 22 is inserted through the guide hole 25b. is doing. The lift pin 22 can be stably moved in a substantially vertical direction by inserting the through hole 4a and the guide hole 25b of the susceptor 4.

ウェーハWをチャンバー2内で熱処理する際には、昇降アーム24を下降させた位置に配置する。リフトピン22は自重によりサセプタ4の貫通穴に吊り下げられた状態となる。サセプタ支持軸21からの回転駆動がサポートアーム25に伝えられ、サセプタ4が回転する。
このときリフトピン22は、サセプタ4に吊り下げられた状態で、昇降アーム24から独立して回転する。リフトピン22は中腹をガイド穴25bによって支持されているため、回転時の遠心力による傾きが防止される。
When the wafer W is heat-treated in the chamber 2, the elevating arm 24 is disposed at a lowered position. The lift pins 22 are suspended from the through holes of the susceptor 4 by their own weight. The rotational drive from the susceptor support shaft 21 is transmitted to the support arm 25, and the susceptor 4 rotates.
At this time, the lift pin 22 rotates independently of the lifting arm 24 while being suspended from the susceptor 4. Since the lift pin 22 is supported by the guide hole 25b at the middle, the tilt due to the centrifugal force during rotation is prevented.

サセプタ4は、サセプタ4の中心とサセプタ支持軸21の軸心とが一致するようにサセプタサポート25aに載置され、サセプタ支持軸21の回転によりサセプタ4が左右に揺れることなく安定して回転する。サセプタ支持軸21への回転は、不図示の回転駆動用モータによって与えられる。
サセプタ支持軸21,サポートアーム25及びサセプタサポート25aは、下部熱源7からの光を遮ることのないよう、透光性の高い高純度の透明な石英で形成する。また好ましくは、昇降アーム24も同様に透光性の高い高純度の透明な石英で形成する。
The susceptor 4 is placed on the susceptor support 25a so that the center of the susceptor 4 and the axis of the susceptor support shaft 21 coincide with each other, and the susceptor 4 rotates stably without being shaken by the rotation of the susceptor support shaft 21. . The rotation to the susceptor support shaft 21 is given by a rotation driving motor (not shown).
The susceptor support shaft 21, the support arm 25, and the susceptor support 25a are made of high-transparency, high-purity transparent quartz so as not to block light from the lower heat source 7. Preferably, the lifting arm 24 is also made of transparent quartz with high translucency and high purity.

エピタキシャル層の成長を行うためには、反応ガス(原料ガス及びキャリアガス)をウェーハW上に流し、サセプタ4上で支持されたウェーハWを1000〜1200℃程度の高温に加熱する必要がある。このため、上部反応炉3を加熱する熱源6,7をチャンバー2の上下に備えている。上下の熱源6,7としては赤外線ランプや遠赤外線ランプを使用することができ、チャンバー2の上下からサセプタ4及びウェーハWを加熱する。本実施の形態では、上下の熱源6,7としてハロゲンランプを使用している。
上下の熱源6,7はアッパードーム8及びロアドーム9を介して、ウェーハW及びサセプタ4を輻射熱により加熱し、ウェーハWを反応処理に適した所定温度に設定する。
In order to grow an epitaxial layer, it is necessary to flow a reaction gas (a raw material gas and a carrier gas) over the wafer W and to heat the wafer W supported on the susceptor 4 to a high temperature of about 1000 to 1200 ° C. Therefore, heat sources 6 and 7 for heating the upper reaction furnace 3 are provided above and below the chamber 2. An infrared lamp or a far-infrared lamp can be used as the upper and lower heat sources 6 and 7, and the susceptor 4 and the wafer W are heated from the upper and lower sides of the chamber 2. In the present embodiment, halogen lamps are used as the upper and lower heat sources 6 and 7.
The upper and lower heat sources 6 and 7 heat the wafer W and the susceptor 4 through the upper dome 8 and the lower dome 9 by radiant heat, and set the wafer W to a predetermined temperature suitable for the reaction process.

図1に示したガス流入口10aから上部反応炉3内に原料ガスおよびキャリアガスが流入し、他方のガス排出口10bから反応後のガスおよびキャリアガスが排出される。また、チャンバー2の下方からはパージガスとして水素Hが供給され、下部反応炉5に充満したパージガスはパージガス排出穴17aを通してガス排出口10bから排出される。
なお、下部反応炉5へのパージガスの供給構造については従来から知られている一般的な気相成長装置と同様な構造であり、本発明においては重要ではないため図示を省略している(省略部については特開2004−63779号公報等を参照)。
The source gas and carrier gas flow into the upper reaction furnace 3 from the gas inlet 10a shown in FIG. 1, and the reacted gas and carrier gas are discharged from the other gas outlet 10b. Further, hydrogen H 2 is supplied as a purge gas from below the chamber 2, and the purge gas filled in the lower reaction furnace 5 is discharged from the gas discharge port 10b through the purge gas discharge hole 17a.
Note that the structure for supplying the purge gas to the lower reactor 5 is the same as that of a conventionally known general vapor phase growth apparatus, and is not shown in the figure because it is not important in the present invention (omitted). (See JP 2004-637779 A).

原料ガスは、一般にトリクロロシランSiHClやジクロロシランSiHCl等のクロロシラン系ガスが用いられる。これらのガスはキャリアガスである水素Hとともにチャンバー2内に導入され、ウェーハ表面において熱CVD反応によりエピタキシャル層を生成する。 As the source gas, chlorosilane-based gas such as trichlorosilane SiHCl 3 or dichlorosilane SiH 2 Cl 2 is generally used. These gases are introduced into the chamber 2 together with hydrogen H 2 as a carrier gas, and an epitaxial layer is generated on the wafer surface by a thermal CVD reaction.

次に、上述した気相成長装置1によるエピタキシャルウェーハWの製造方法を説明する。
まず、上下部の熱源6,7を作動させ、チャンバー2内をエピタキシャル層の成長に適した温度まで上昇させる。エピタキシャル層の成長温度としては1000〜1200℃程度が好ましく、サーモセンサ等によって上部反応炉3内のサセプタ4の温度を検知しながら上記の温度範囲を保つように制御する。
その後、ガス流入口10aからキャリアガスとして水素Hを流し込み、上部反応炉3内をキャリアガスによって充填する。
Next, the manufacturing method of the epitaxial wafer W by the vapor phase growth apparatus 1 mentioned above is demonstrated.
First, the upper and lower heat sources 6 and 7 are operated to raise the temperature in the chamber 2 to a temperature suitable for the growth of the epitaxial layer. The growth temperature of the epitaxial layer is preferably about 1000 to 1200 ° C., and is controlled so as to maintain the above temperature range while detecting the temperature of the susceptor 4 in the upper reaction furnace 3 with a thermosensor or the like.
Thereafter, hydrogen H 2 is supplied as a carrier gas from the gas inlet 10a, and the upper reaction furnace 3 is filled with the carrier gas.

さらに、チャンバー2の下方からパージガスとして水素Hを供給し、下部反応炉5内をパージガスによって充填する。下部反応炉5内に充満したパージガスは、ロアライナー17に設けられたパージガス排出穴17aを通してガス排出口10bより排出される。
上部反応炉3はガス流入口10aの反対側にガス排出口10bを有しているため、ガス流入口10aからガス排出口10bに向かってキャリアガスが常時流れる。キャリアガスとしては一般に水素Hを用いることが多く、本実施の形態においては、この水素Hに不純物としてジボランBを微量だけ加えたものを用いている。キャリアガスは、水素Hの流量が60l/min程度であるのに対し、ジボランBの流量は数cc/min程度である。このキャリアガスは、通常、常温(室温)の状態で上部反応炉3内へ供給される。
Further, hydrogen H 2 is supplied as a purge gas from below the chamber 2, and the inside of the lower reaction furnace 5 is filled with the purge gas. The purge gas filled in the lower reaction furnace 5 is discharged from the gas discharge port 10b through the purge gas discharge hole 17a provided in the lower liner 17.
Since the upper reactor 3 has the gas discharge port 10b on the opposite side of the gas inlet 10a, the carrier gas always flows from the gas inlet 10a toward the gas discharge port 10b. In general, hydrogen H 2 is often used as the carrier gas. In the present embodiment, a slight amount of diborane B 2 H 6 added as an impurity to the hydrogen H 2 is used. The carrier gas has a flow rate of hydrogen H 2 of about 60 l / min, while a flow rate of diborane B 2 H 6 is about several cc / min. This carrier gas is usually supplied into the upper reaction furnace 3 at room temperature (room temperature).

次に、上部反応炉3内が十分に加熱されキャリアガスが充満したら、今度は上部反応炉3内にウェーハWを搬入する。本実施の形態においては、ウェーハWの直径は約200mm,厚さは約0.75mmである。このウェーハWを石英製の搬送用ハンドの上に載せ、ハンドをチャンバー2内に挿入し、サセプタ4のウェーハ収納用凹部にウェーハWを収納する。サセプタ4を回転させ、回転が安定したら今度は原料ガスをガス流入口10aからチャンバー2内に供給する。
原料ガスは、一般にトリクロロシランSiHClやジクロロシランSiHCl等が用いられる。例えばトリクロロシランSiHClを用いた例では、15〜25パーセントのトリクロロシランSiHClと残りが水素Hよりなる原料ガスを用い、10〜15l/min程度の流量をキャリアガスに混入して供給するのが好ましい。
Next, when the inside of the upper reaction furnace 3 is sufficiently heated and the carrier gas is filled, the wafer W is loaded into the upper reaction furnace 3 this time. In the present embodiment, the wafer W has a diameter of about 200 mm and a thickness of about 0.75 mm. The wafer W is placed on a quartz transport hand, the hand is inserted into the chamber 2, and the wafer W is stored in the wafer storage recess of the susceptor 4. When the susceptor 4 is rotated and the rotation is stabilized, the source gas is supplied into the chamber 2 from the gas inlet 10a.
As the source gas, trichlorosilane SiHCl 3 or dichlorosilane SiH 2 Cl 2 is generally used. For example, in an example using trichlorosilane SiHCl 3 , a raw material gas consisting of 15 to 25 percent of trichlorosilane SiHCl 3 and the balance of hydrogen H 2 is used, and a flow rate of about 10 to 15 l / min is mixed into the carrier gas and supplied. Is preferred.

ウェーハWの表面を反応ガスが流れ、ウェーハ表面にエピタキシャル層が成長し始める。ウェーハWはサセプタ4に収容された状態で水平面内で回転しているため、ウェーハWの表面にはほぼ均一な厚さを有するエピタキシャル層が成長する。
所望の厚さのエピタキシャル層が成長したら、反応ガスの供給を停止する。そして今度は、処理済みのウェーハWを搬送用ハンドを用いてチャンバー2内から搬出する。
A reactive gas flows on the surface of the wafer W, and an epitaxial layer begins to grow on the wafer surface. Since the wafer W is rotated in a horizontal plane while being accommodated in the susceptor 4, an epitaxial layer having a substantially uniform thickness grows on the surface of the wafer W.
When the epitaxial layer having a desired thickness is grown, the supply of the reaction gas is stopped. Then, the processed wafer W is unloaded from the chamber 2 by using a transfer hand.

原料ガスとして用いられているトリクロロシランSiHClやジクロロシランSiHCl等のクロロシラン系ガスは上部反応炉3内において化学反応を起こし、副反応生成物としてSi−H−Cl化合物が生成される。特にSi−H−Cl化合物は、アッパーライナー16とロアライナー17によって形成されるガス流入用通路18やガス排出用通路19の付近に多く堆積する傾向にある。
この堆積した副反応生成物がウェーハWの処理中に剥離するとウェーハ汚染の原因となるため、特定枚数のウェーハWを処理した後または特定の時間が経過した後には、アッパードーム8を取り外して上部反応炉3内の堆積物を除去する。アッパーライナー16やロアライナー17に堆積した副反応生成物はフッ酸洗浄により除去する。
A chlorosilane-based gas such as trichlorosilane SiHCl 3 or dichlorosilane SiH 2 Cl 2 used as a raw material gas causes a chemical reaction in the upper reaction furnace 3, and a Si x -H y -Cl z compound is produced as a side reaction product. Generated. In particular, the Si x —H y —Cl z compound tends to accumulate in the vicinity of the gas inflow passage 18 and the gas exhaust passage 19 formed by the upper liner 16 and the lower liner 17.
If the accumulated side reaction product is peeled off during the processing of the wafer W, it causes wafer contamination. Therefore, after processing a specific number of wafers W or after a specific time has elapsed, the upper dome 8 is removed and the upper side is removed. Deposits in the reaction furnace 3 are removed. Side reaction products deposited on the upper liner 16 and the lower liner 17 are removed by hydrofluoric acid cleaning.

図4は、図6と同様にガス排出口10b近辺を示す拡大図である。図4に示すように本実施の形態では、少なくともベースリング10の内壁面に沿ってチャンバーシールド15を設けている。アッパーライナー16およびロアライナー17のフッ酸洗浄によりアッパーライナー16およびロアライナー17が痩せ細り、図4に示すようにアッパーライナー16とベースリング10の間、および、ロアライナー17とベースリング10との間に隙間33が形成される場合がある。
本発明によればベースリング10の内壁面に沿ってチャンバーシールド15を設けているため、隙間33が形成されたとしても、原料ガスがベースリング10の内壁面に接触することが抑制される。その結果、エピタキシャル層の生成処理中におけるベースリング10の腐食を軽減することができる。
FIG. 4 is an enlarged view showing the vicinity of the gas outlet 10b as in FIG. As shown in FIG. 4, in the present embodiment, a chamber shield 15 is provided along at least the inner wall surface of the base ring 10. By cleaning the upper liner 16 and the lower liner 17 with hydrofluoric acid, the upper liner 16 and the lower liner 17 are thinned, and as shown in FIG. 4, between the upper liner 16 and the base ring 10 and between the lower liner 17 and the base ring 10. A gap 33 may be formed between them.
According to the present invention, since the chamber shield 15 is provided along the inner wall surface of the base ring 10, even if the gap 33 is formed, the source gas is suppressed from contacting the inner wall surface of the base ring 10. As a result, it is possible to reduce corrosion of the base ring 10 during the epitaxial layer generation process.

図5は、図8に示した従来の気相成長装置と図1に示した本発明の気相成長装置におけるウェーハ処理後のエピタキシャルウェーハ品質を測定した比較グラフである。縦軸はエピタキシャル層生成後のウェーハの品質を示し、横軸はウェーハの処理枚数を示す。一般に、エピタキシャル層中の鉄ボロン原子数が多いほどウェーハの品質が低下し、規定値を超える鉄ボロン原子が検出された場合には、そのウェーハは不良品として出荷が不可能になる。
ベースリングの腐食が激しい場合には反応炉内に鉄ボロン原子が拡散し、エピタキシャル層中の鉄ボロン原子数が多くなる。そのため、ウェーハ品質が低いほど、ベースリングの腐食が激しいことがわかる。
FIG. 5 is a comparative graph obtained by measuring the epitaxial wafer quality after wafer processing in the conventional vapor phase growth apparatus shown in FIG. 8 and the vapor phase growth apparatus of the present invention shown in FIG. The vertical axis indicates the quality of the wafer after the epitaxial layer is generated, and the horizontal axis indicates the number of processed wafers. In general, the higher the number of iron boron atoms in the epitaxial layer, the lower the quality of the wafer. If iron boron atoms exceeding a specified value are detected, the wafer cannot be shipped as a defective product.
When the base ring is severely corroded, iron boron atoms diffuse into the reactor and the number of iron boron atoms in the epitaxial layer increases. Therefore, it can be seen that the lower the wafer quality, the more severe the base ring is corroded.

グラフ中、一点鎖線で示す時期にメンテナンスのために反応炉を大気に開放したところ、従来装置ではウェーハ品質が一時的に急激に悪い値を示したのに対し、本発明の装置ではウェーハの品質に急激な悪化は見られなかった。このことから、本発明によれば反応炉の大気開放時において、従来装置に比べてベースリングの腐食が軽減されていることがわかる。
また、反応炉を大気に開放した際に、従来の気相成長装置ではベースリング10のガス排出口10b付近に腐食したゲル状のステンレス付着物(デポジション)が多く発生したのに対し、本発明の気相成長装置ではデポジションの発生は少なく抑えられていた。
In the graph, when the reactor was opened to the atmosphere for maintenance at the time indicated by the alternate long and short dash line, the wafer quality was temporarily abruptly bad in the conventional device, whereas in the device of the present invention, the wafer quality was There was no sudden deterioration. From this, it can be seen that according to the present invention, the corrosion of the base ring is reduced as compared with the conventional apparatus when the reactor is opened to the atmosphere.
In addition, when the reactor was opened to the atmosphere, many of the corroded gel-like stainless deposits (deposition) were generated near the gas outlet 10b of the base ring 10 in the conventional vapor phase growth apparatus. In the vapor phase growth apparatus of the invention, the occurrence of deposition was suppressed to a small extent.

本発明によれば、少なくともベースリング10の内壁面に沿ってチャンバーシールド15を設けることにより、原料ガスがベースリング10の内壁面に接触することを抑制することができる。
その結果、エピタキシャル層の成長処理中におけるベースリング10の腐食を軽減することができる。
According to the present invention, by providing the chamber shield 15 along at least the inner wall surface of the base ring 10, it is possible to suppress the source gas from contacting the inner wall surface of the base ring 10.
As a result, the corrosion of the base ring 10 during the epitaxial layer growth process can be reduced.

また、アッパーライナー16およびロアライナー17のフッ酸洗浄によりアッパーライナー16およびロアライナー17が痩せ細り、図4に示すようにアッパーライナー16とベースリング10の間、および、ロアライナー17とベースリング10との間に隙間33が形成されたとしても、ベースリング10の内壁面に沿ってチャンバーシールド15を設けているため、原料ガスがベースリング10の内壁面に接触することが抑制される。   Further, the upper liner 16 and the lower liner 17 are thinned by cleaning the hydrofluoric acid of the upper liner 16 and the lower liner 17, and as shown in FIG. Even if a gap 33 is formed between the two, the chamber shield 15 is provided along the inner wall surface of the base ring 10, so that the source gas is prevented from contacting the inner wall surface of the base ring 10.

さらに、チャンバーシールド15を設けることにより副反応生成物はチャンバーシールド15上に堆積することになるため、ベースリング10の内壁面上に副反応生成物が直接堆積することを抑制することができる。副反応生成物として生成されたSi−H−Cl化合物がベースリング10の内壁面上に堆積していなければ、メンテナンスの際に上部反応炉3を大気開放しても、Si−H−Cl化合物の加水分解によるベースリング10の腐食を防止することができる。
その結果、腐食したゲル状のステンレス付着物(デポジション)をスクレーパーなどのヘラを使って除去するメンテナンス作業頻度も低減するため、従来よりも製品の歩留まりを向上させることができる。
Furthermore, by providing the chamber shield 15, the side reaction product is deposited on the chamber shield 15, so that the side reaction product can be prevented from being directly deposited on the inner wall surface of the base ring 10. If the Si x —H y —Cl z compound produced as a side reaction product is not deposited on the inner wall surface of the base ring 10, even if the upper reactor 3 is opened to the atmosphere during maintenance, the Si x − Corrosion of the base ring 10 due to hydrolysis of the H y —Cl z compound can be prevented.
As a result, since the frequency of maintenance work for removing the corroded gel-like stainless steel deposit (deposition) using a spatula such as a scraper is reduced, the yield of the product can be improved as compared with the prior art.

また、チャンバーシールド15のみを着脱・交換することで、反応炉そのものを分解・洗浄・交換する手間が省ける。そのため、部品コスト並びにメンテナンスコストを削減することができ、安価で高品質なシリコンウェーハを提供することができる。   In addition, by removing and replacing only the chamber shield 15, it is possible to save time and labor for disassembling, cleaning and replacing the reactor itself. Therefore, parts cost and maintenance cost can be reduced, and an inexpensive and high-quality silicon wafer can be provided.

図9および図10は本発明の他の実施形態を示す縦断面図であり、図4と同様にガス排出口10b近辺を示す拡大図である。図9に示す例においてチャンバーシールド35は、円筒形状の下端部に内側に向けて突出したフランジ部を有する石英部材よりなる。チャンバーシールド35の縦断面形状はL字状をなし、外周面がベースリング10の内壁とロアドーム9のベース部9cの上面に沿って配置される。   9 and 10 are longitudinal sectional views showing other embodiments of the present invention, and are enlarged views showing the vicinity of the gas discharge port 10b as in FIG. In the example shown in FIG. 9, the chamber shield 35 is made of a quartz member having a flange portion projecting inwardly at a cylindrical lower end portion. The longitudinal section of the chamber shield 35 is L-shaped, and the outer peripheral surface is disposed along the inner wall of the base ring 10 and the upper surface of the base portion 9 c of the lower dome 9.

一方、図10に示す例においては、チャンバーシールド45は円筒形状の石英部材よりなる。チャンバーシールド45は、その外周面がベースリング10の内壁に沿うように設けられる。
図9及び図10に示したチャンバーシールド35,45によっても、チャンバーシールド15と同様な効果を得ることができる。このように本発明では、少なくともベースリング10の内壁に沿うようにチャンバーシールドを設ければ良い。
On the other hand, in the example shown in FIG. 10, the chamber shield 45 is made of a cylindrical quartz member. The chamber shield 45 is provided such that its outer peripheral surface is along the inner wall of the base ring 10.
The same effects as those of the chamber shield 15 can be obtained by the chamber shields 35 and 45 shown in FIGS. Thus, in the present invention, the chamber shield may be provided so as to extend along at least the inner wall of the base ring 10.

また、図8を用いて示した従来の気相成長装置31においては、特にガス流入口10aおよびガス排出口の近傍におけるベースリング10の腐食が激しい。そのため、ベースリング10の内周壁面のガス流入口10a近傍またはガス排出口近傍のみに部分的にチャンバーシールドを設けても良い。
この場合、ガス流入口10a近傍もしくはガス排出口近傍の腐食が激しい方の何れか一方にのみチャンバーシールドを設けても良い。
Moreover, in the conventional vapor phase growth apparatus 31 shown using FIG. 8, the corrosion of the base ring 10 is particularly severe in the vicinity of the gas inlet 10a and the gas outlet. Therefore, a chamber shield may be partially provided only in the vicinity of the gas inlet 10a or in the vicinity of the gas outlet on the inner peripheral wall surface of the base ring 10.
In this case, the chamber shield may be provided only in one of the more corrosive portions near the gas inlet 10a or the gas outlet.

すなわち、本発明ではベースリング10の内周面全体にチャンバーシールドを設ける必要はなく、一部分にのみ設ける構成であっても良い。この場合においても、チャンバーシールドに覆われた部分の金属腐食を著しく軽減することができる。   That is, in the present invention, it is not necessary to provide a chamber shield on the entire inner peripheral surface of the base ring 10, and a configuration in which only a part is provided may be used. Even in this case, the metal corrosion of the portion covered with the chamber shield can be remarkably reduced.

本発明によれば、反応炉内に露出した金属部品に対し、露出した金属部品表面形状と同じ形状に作製した高純度石英ガラス板で覆うことにより、従来までの反応性ガスとの接触あるいは副反応生成物との接触を遮断することができる。   According to the present invention, the metal parts exposed in the reaction furnace are covered with a high-purity quartz glass plate produced in the same shape as the exposed metal parts surface shape, so that the conventional reactive gas can be contacted or sub-charged. Contact with the reaction product can be blocked.

上記の実施の形態においては、枚葉式の気相成長装置について説明しているが、本発明は複数枚のウェーハを一括して処理するバッチ式の気相成長装置などにおいても当然に適用することができる。   In the above embodiment, the single-wafer type vapor phase growth apparatus has been described. However, the present invention is naturally applicable to a batch type vapor phase growth apparatus that collectively processes a plurality of wafers. be able to.

また、気相成長させる層はエピタキシャル層の必要はなく、他の気相成長層であっても本発明を適用することができる。   Further, the layer for vapor phase growth does not need to be an epitaxial layer, and the present invention can be applied to other vapor phase growth layers.

上記の実施の形態においては、被加工物として半導体ウェーハを例に説明しているが、被加工物は半導体ウェーハに限らず、他の材料からなるウェーハ(薄板状物)についても適用することができる。   In the above embodiment, a semiconductor wafer is described as an example of a workpiece. However, the workpiece is not limited to a semiconductor wafer but can be applied to a wafer (thin plate-like material) made of other materials. it can.

被加工物の形状は、円板状のウェーハに限られることなく、四角や多角形状のウェーハについても適用することができる。また、薄板状のウェーハに限られるものではなく、如何なる形状の被加工物についても適用することができる。   The shape of the workpiece is not limited to a disk-shaped wafer, but can be applied to a square or polygonal wafer. Further, the present invention is not limited to a thin plate-like wafer, and can be applied to a workpiece having any shape.

上記の実施の形態においてはステンレス製のベースリングについて説明しているが、ベースリングはステンレス製の必要はなく、他の金属より成るものであっても良い。他の金属においても反応炉内で汚染物質となる可能性がある場合には本発明を適用し、その金属部品を石英ガラスで覆うことにより、金属汚染を軽減することができる。   In the above embodiment, the base ring made of stainless steel has been described. However, the base ring need not be made of stainless steel, and may be made of other metals. In the case where other metals may become contaminants in the reaction furnace, the present invention is applied, and metal contamination can be reduced by covering the metal parts with quartz glass.

また、チャンバーシールドの原料は石英ガラスのみならず、被加工物であるウェーハやエピタキシャル層の汚染源とならない素材であれば、他の素材も使用することができる。   In addition, the material for the chamber shield is not limited to quartz glass, and other materials can be used as long as they are materials that do not cause contamination of wafers or epitaxial layers as workpieces.

本発明の一実施の形態に係る気相成長装置を模式的に示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view schematically showing a vapor phase growth apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態に係る気相成長装置に使用されるベースリングの斜視図である。It is a perspective view of the base ring used for the vapor phase growth apparatus concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態に係る気相成長装置に使用されるチャンバーシールドを示し、図3(A)はチャンバーシールドの平面図、図3(B)はチャンバーシールドの側面図である。FIG. 3A shows a chamber shield used in a vapor phase growth apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 3A is a plan view of the chamber shield, and FIG. 3B is a side view of the chamber shield. 本発明の一実施の形態に係るチャンバーシールドを備えた気相成長装置におけるガス排出口付近の縦断面を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the longitudinal cross-section of the gas exhaust port vicinity in the vapor phase growth apparatus provided with the chamber shield which concerns on one embodiment of this invention. 従来の気相成長装置と本発明の気相成長装置とのエピタキシャルウェーハの品質の比較グラフである。It is a comparison graph of the quality of the epitaxial wafer of the conventional vapor phase growth apparatus and the vapor phase growth apparatus of this invention. 従来の気相成長装置におけるガス排出口付近の縦断面を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the longitudinal cross-section of the gas exhaust port vicinity in the conventional vapor phase growth apparatus. アッパーライナーおよびロアライナーをフッ酸で洗浄した後の、従来の気相成長装置におけるガス排出口付近の縦断面を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the longitudinal cross-section of the gas discharge port vicinity in the conventional vapor phase growth apparatus after wash | cleaning an upper liner and a lower liner with a hydrofluoric acid. 従来の気相成長装置を模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the conventional vapor phase growth apparatus typically. 本発明の他の形態に係るチャンバーシールドを備えた気相成長装置におけるガス排出口付近の縦断面を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the longitudinal cross-section of the gas exhaust port vicinity in the vapor phase growth apparatus provided with the chamber shield which concerns on the other form of this invention. 本発明のその他の実施の形態に係るチャンバーシールドを備えた気相成長装置におけるガス排出口付近の縦断面を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the longitudinal cross-section of the gas exhaust port vicinity in the vapor phase growth apparatus provided with the chamber shield which concerns on other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…気相成長装置
2…チャンバー
3…上部反応炉
4…サセプタ 4a…貫通穴
5…下部チャンバー
6…上部熱源
7…下部熱源
8…アッパードーム 8a…天板部 8b…ベース部
9…ロアドーム 9a…底板部 9b…側壁部 9c…ベース部
10…ベースリング 10a…ガス流入口 10b…ガス排出口 10c…ウェーハ搬出入口
11…Oリング
12…Oリング
13…ガラスパイプ
14…ガラスパイプ
15…チャンバーシールド 15a…ガス流入用開口 15b…ガス排出用開口 15c…ウェーハ搬出入用開口
16…アッパーライナー
17…ロアライナー 17a…パージガス排出穴 17b…凹陥部
18…ガス流入用通路
19…ガス排出用通路
20…サセプタリング
21…サセプタ支持軸
22…リフトピン
23…昇降軸
24…昇降アーム 24a…ピン支持面
25…サポートアーム 25a…サセプタサポート 25b…ガイド穴
31…気相成長装置
32…副反応生成物
33…隙間
35…チャンバーシールド
45…チャンバーシールド
W…ウェーハ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vapor growth apparatus 2 ... Chamber 3 ... Upper reactor 4 ... Susceptor 4a ... Through-hole 5 ... Lower chamber 6 ... Upper heat source 7 ... Lower heat source 8 ... Upper dome 8a ... Top plate part 8b ... Base part 9 ... Lower dome 9a ... Bottom plate part 9b ... Side wall part 9c ... Base part 10 ... Base ring 10a ... Gas inlet 10b ... Gas outlet 10c ... Wafer outlet / inlet 11 ... O ring 12 ... O ring 13 ... Glass pipe 14 ... Glass pipe 15 ... Chamber shield DESCRIPTION OF SYMBOLS 15a ... Gas inflow opening 15b ... Gas discharge opening 15c ... Wafer carry-in / out opening 16 ... Upper liner 17 ... Lower liner 17a ... Purge gas discharge hole 17b ... Recessed portion 18 ... Gas inflow passage 19 ... Gas discharge passage 20 ... Susceptor ring 21 ... Susceptor support shaft 22 ... Lift pin 23 ... Lifting shaft 24 ... Lifting shaft 24a ... pin support surface 25 ... support arm 25a ... susceptor support 25b ... guide hole 31 ... vapor phase growth apparatus 32 ... side reaction product 33 ... gap 35 ... chamber shield 45 ... chamber shield W ... wafer.

Claims (9)

表面の少なくとも一部に気相成長層を形成するための被加工物を支持する支持具と、
前記気相成長層もしくは前記被加工物に対し汚染物質となり得る金属よりなる金属製部品を含む複数の構成部材により、前記支持具の周囲を包囲することで形成された反応炉と、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記金属製部品の前記内壁面の少なくとも一部を、前記気相成長層もしくは前記被加工物に対し汚染物質とならない物質で覆ったことを特徴とする気相成長装置。
A support for supporting a workpiece for forming a vapor phase growth layer on at least a part of the surface;
A reactor formed by surrounding the periphery of the support by a plurality of components including metal parts made of metal that can be a contaminant to the vapor phase growth layer or the workpiece;
In a vapor phase growth apparatus comprising:
At least a part of the inner wall surface of the metal part constituting a part of the inner wall surface of the reaction furnace is covered with a substance that does not become a contaminant for the vapor phase growth layer or the workpiece. Vapor growth equipment.
上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハを支持するウェーハ支持台と、
金属製部品を含む複数の構成部材により前記ウェーハ支持台の周囲を包囲することで形成された反応炉と、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記金属製部品の前記内壁面の少なくとも一部を、石英ガラス板で覆ったことを特徴とする気相成長装置。
A wafer support for supporting a wafer for vapor-phase growth of an epitaxial layer on the upper surface;
A reaction furnace formed by surrounding the periphery of the wafer support with a plurality of components including metal parts;
In a vapor phase growth apparatus comprising:
A vapor phase growth apparatus characterized in that at least a part of the inner wall surface of the metal part constituting a part of the inner wall surface of the reactor is covered with a quartz glass plate.
反応炉内に配置され、上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハが載置されるサセプタと、
円環状の金属製のベースリングと、
前記ベースリングを上下から挟んで前記反応炉を構成するための石英製のアッパードームおよびロアドームと、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記ベースリングの内周壁面の少なくとも一部を、前記エピタキシャル層もしくは前記ウェーハに対し汚染物質とならない物質で覆ったことを特徴とする気相成長装置。
A susceptor which is placed in a reaction furnace and on which a wafer for vapor-phase growth of an epitaxial layer is placed on the upper surface;
An annular metal base ring;
An upper dome and a lower dome made of quartz for constituting the reactor by sandwiching the base ring from above and below,
In a vapor phase growth apparatus comprising:
A vapor phase growth apparatus characterized in that at least a part of an inner peripheral wall surface of the base ring constituting a part of an inner wall surface of the reaction furnace is covered with a substance that does not become a contaminant to the epitaxial layer or the wafer. .
前記汚染物質とならない物質が、石英であることを特徴とする請求項1または3に記載の気相成長装置。   4. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein the substance that does not become a contaminant is quartz. 前記金属製部品は前記反応炉内にガスを供給するガス流入口または前記反応炉内のガスを排出するガス排出口の少なくとも一方を有し、
前記金属製部品の前記内壁面の少なくとも一部とは、前記ガス流入口もしくは前記ガス排出口の少なくとも何れか一方に隣接する内壁面であることを特徴とする請求項1または2に記載の気相成長装置。
The metal part has at least one of a gas inlet for supplying gas into the reactor or a gas outlet for discharging gas in the reactor,
3. The air according to claim 1, wherein at least a part of the inner wall surface of the metal part is an inner wall surface adjacent to at least one of the gas inlet or the gas outlet. Phase growth equipment.
前記金属製部品は前記反応炉内にガスを供給するガス流入口または前記反応炉内のガスを排出するガス排出口の少なくとも一方を有し、
前記ガス流入口または前記ガス排出口の少なくとも一方の内壁面を石英で覆っていることを特徴とする請求項1または2に記載の気相成長装置。
The metal part has at least one of a gas inlet for supplying gas into the reactor or a gas outlet for discharging gas in the reactor,
The vapor phase growth apparatus according to claim 1 or 2, wherein an inner wall surface of at least one of the gas inlet or the gas outlet is covered with quartz.
反応炉内に配置され、上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハが載置されるサセプタと、
円環状の金属製のベースリングと、
前記ベースリングを上下から挟んで前記反応炉を構成するための石英製のアッパードームおよびロアドームと、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記ベースリングの内周壁面を、着脱可能な石英ガラス板よりなるチャンバーシールドで覆ったことを特徴とする気相成長装置。
A susceptor which is placed in a reaction furnace and on which a wafer for vapor-phase growth of an epitaxial layer is placed on the upper surface;
An annular metal base ring;
An upper dome and a lower dome made of quartz for constituting the reactor by sandwiching the base ring from above and below,
In a vapor phase growth apparatus comprising:
A vapor phase growth apparatus characterized in that an inner peripheral wall surface of the base ring constituting a part of an inner wall surface of the reactor is covered with a chamber shield made of a detachable quartz glass plate.
前記反応炉の温度と前記ベースリングを構成する素材の熱膨張係数より、高温域での前記ベースリングの膨張寸法を求め、
前記反応炉の温度と前記チャンバーシールドを構成する素材の熱膨張係数より、高温域での前記チャンバーシールドの膨張寸法を求め、
これら両者の膨張寸法を考慮して、前記ウェーハの反応処理中の熱膨張によって、前記チャンバーシールドの外周面が前記ベースリングの内周壁面に接触して割れないように前記チャンバーシールドを形成したことを特徴とする請求項7に記載の気相成長装置。
From the temperature of the reactor and the thermal expansion coefficient of the material constituting the base ring, obtain the expansion dimension of the base ring in a high temperature range,
From the temperature of the reactor and the coefficient of thermal expansion of the material constituting the chamber shield, obtain the expansion dimension of the chamber shield in a high temperature range,
In consideration of the expansion dimensions of both, the chamber shield is formed so that the outer peripheral surface of the chamber shield does not come into contact with the inner peripheral wall surface of the base ring due to thermal expansion during the reaction process of the wafer. The vapor phase growth apparatus according to claim 7.
反応炉内に配置され、上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハが載置されるサセプタと、
円環状の金属製のベースリングと、
前記ベースリングを上下から挟んで前記反応炉を構成するための石英製のアッパードームおよびロアドームと、
前記反応炉内に配置されたアッパーライナーおよびロアライナーと、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記ベースリングの内周壁面を石英ガラス板よりなるチャンバーシールドで覆ったことにより、前記反応炉の前記サセプタより上側の上部反応炉と前記反応炉の前記サセプタより下側の下部反応炉との間に生ずる炉内容積変化の差を修正するために、前記アッパーライナーもしくは前記ロアライナーの少なくとも何れか一方に炉内容積調整用の調整部を設けたことを特徴とする気相成長装置。
A susceptor which is placed in a reaction furnace and on which a wafer for vapor-phase growth of an epitaxial layer is placed on the upper surface;
An annular metal base ring;
An upper dome and a lower dome made of quartz for constituting the reactor by sandwiching the base ring from above and below,
An upper liner and a lower liner disposed in the reactor;
In a vapor phase growth apparatus comprising:
By covering the inner peripheral wall surface of the base ring constituting a part of the inner wall surface of the reactor with a chamber shield made of a quartz glass plate, the upper reactor and the reactor of the reactor above the susceptor of the reactor In order to correct the difference in the furnace volume change that occurs between the lower reactor and the lower reactor below the susceptor, an adjustment unit for adjusting the furnace volume is provided in at least one of the upper liner and the lower liner. A vapor phase growth apparatus characterized by that.
JP2007077429A 2007-03-23 2007-03-23 Vapor-phase growing apparatus Pending JP2008235830A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007077429A JP2008235830A (en) 2007-03-23 2007-03-23 Vapor-phase growing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007077429A JP2008235830A (en) 2007-03-23 2007-03-23 Vapor-phase growing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008235830A true JP2008235830A (en) 2008-10-02

Family

ID=39908229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007077429A Pending JP2008235830A (en) 2007-03-23 2007-03-23 Vapor-phase growing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008235830A (en)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011233583A (en) * 2010-04-23 2011-11-17 Shin Etsu Handotai Co Ltd Vapor-phase growth device and method of manufacturing silicon epitaxial wafer
JP2012227527A (en) * 2011-04-18 2012-11-15 Siltronic Ag Device and method of depositing material layer
JP2014138056A (en) * 2013-01-16 2014-07-28 Shin Etsu Handotai Co Ltd Sheet type epitaxial wafer-manufacturing device, and epitaxial wafer-manufacturing method using the same
JP2014179581A (en) * 2013-11-21 2014-09-25 Applied Materials Inc Deposition method by epitaxial growth, and epitaxial growth device
JP2014179582A (en) * 2013-11-21 2014-09-25 Applied Materials Inc Deposition method by epitaxial growth, and epitaxial growth device
US20140345526A1 (en) * 2013-05-23 2014-11-27 Applied Materials, Inc. Coated liner assembly for a semiconductor processing chamber
JP2016517167A (en) * 2013-03-13 2016-06-09 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated EPI base ring
JP2016526279A (en) * 2013-04-30 2016-09-01 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Flow control liner with spatially dispersed gas flow paths
WO2017081953A1 (en) * 2015-11-12 2017-05-18 東京エレクトロン株式会社 Processing method in processing device that uses halogen-based gas
JP2018022724A (en) * 2016-08-01 2018-02-08 株式会社Sumco Susceptor support shaft and epitaxial growth equipment
US10072354B2 (en) 2013-03-14 2018-09-11 Applied Materials, Inc. Lower side wall for epitaxial growth apparatus
KR20190016433A (en) * 2017-08-08 2019-02-18 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. Substrate lift mechanism and reactor including same
US10446420B2 (en) 2016-08-19 2019-10-15 Applied Materials, Inc. Upper cone for epitaxy chamber
CN111364021A (en) * 2020-01-22 2020-07-03 北京北方华创微电子装备有限公司 Process chamber
CN111542911A (en) * 2017-12-22 2020-08-14 胜高股份有限公司 Contamination management method for vapor phase growth apparatus and method for manufacturing epitaxial wafer
JP2021013037A (en) * 2020-10-19 2021-02-04 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Film formation method by epitaxial growth and epitaxial growth device
CN112831771A (en) * 2020-12-30 2021-05-25 上海埃原半导体设备有限公司 Non-metal reaction chamber for chemical vapor deposition
JP2021082831A (en) * 2015-03-25 2021-05-27 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Chamber components for epitaxial growth apparatus
CN117385445A (en) * 2023-12-11 2024-01-12 国镓芯科(成都)半导体科技有限公司 A reation kettle for preparing semiconductor material

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02174225A (en) * 1988-12-27 1990-07-05 Tel Sagami Ltd Treatment device
JP2001517736A (en) * 1997-09-22 2001-10-09 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド CVD chamber inner lining

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02174225A (en) * 1988-12-27 1990-07-05 Tel Sagami Ltd Treatment device
JP2001517736A (en) * 1997-09-22 2001-10-09 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド CVD chamber inner lining

Cited By (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011233583A (en) * 2010-04-23 2011-11-17 Shin Etsu Handotai Co Ltd Vapor-phase growth device and method of manufacturing silicon epitaxial wafer
JP2012227527A (en) * 2011-04-18 2012-11-15 Siltronic Ag Device and method of depositing material layer
JP2014138056A (en) * 2013-01-16 2014-07-28 Shin Etsu Handotai Co Ltd Sheet type epitaxial wafer-manufacturing device, and epitaxial wafer-manufacturing method using the same
JP2016517167A (en) * 2013-03-13 2016-06-09 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated EPI base ring
US10119192B2 (en) 2013-03-13 2018-11-06 Applied Materials, Inc. EPI base ring
JP2018170514A (en) * 2013-03-13 2018-11-01 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated EPI base ring
CN112981525A (en) * 2013-03-14 2021-06-18 应用材料公司 Film formation method using epitaxial growth and epitaxial growth apparatus
US11427928B2 (en) 2013-03-14 2022-08-30 Applied Materials, Inc. Lower side wall for epitaxtail growth apparatus
US10072354B2 (en) 2013-03-14 2018-09-11 Applied Materials, Inc. Lower side wall for epitaxial growth apparatus
JP2016526279A (en) * 2013-04-30 2016-09-01 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Flow control liner with spatially dispersed gas flow paths
CN111211074B (en) * 2013-04-30 2023-09-22 应用材料公司 Gas flow control liner with spatially distributed gas passages
CN111211074A (en) * 2013-04-30 2020-05-29 应用材料公司 Gas flow control gasket with spatially distributed gas channels
US10170342B2 (en) 2013-04-30 2019-01-01 Applied Materials, Inc. Flow controlled liner having spatially distributed gas passages
CN105210173A (en) * 2013-05-23 2015-12-30 应用材料公司 A coated liner assembly for a semiconductor processing chamber
WO2014189622A1 (en) * 2013-05-23 2014-11-27 Applied Materials, Inc. A coated liner assembly for a semiconductor processing chamber
US20140345526A1 (en) * 2013-05-23 2014-11-27 Applied Materials, Inc. Coated liner assembly for a semiconductor processing chamber
JP2014179582A (en) * 2013-11-21 2014-09-25 Applied Materials Inc Deposition method by epitaxial growth, and epitaxial growth device
JP2014179581A (en) * 2013-11-21 2014-09-25 Applied Materials Inc Deposition method by epitaxial growth, and epitaxial growth device
JP2021082831A (en) * 2015-03-25 2021-05-27 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Chamber components for epitaxial growth apparatus
JP7136945B2 (en) 2015-03-25 2022-09-13 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Chamber components for epitaxial growth equipment
WO2017081953A1 (en) * 2015-11-12 2017-05-18 東京エレクトロン株式会社 Processing method in processing device that uses halogen-based gas
TWI727989B (en) * 2015-11-12 2021-05-21 日商東京威力科創股份有限公司 Processing method in processing device using halogen-based gas
US11158490B2 (en) 2015-11-12 2021-10-26 Tokyo Electron Limited Processing method in processing apparatus using halogen-based gas
JP2017092310A (en) * 2015-11-12 2017-05-25 東京エレクトロン株式会社 Processing method in processing device using halogen-based gas
JP2018022724A (en) * 2016-08-01 2018-02-08 株式会社Sumco Susceptor support shaft and epitaxial growth equipment
US10978324B2 (en) 2016-08-19 2021-04-13 Applied Materials, Inc. Upper cone for epitaxy chamber
US10446420B2 (en) 2016-08-19 2019-10-15 Applied Materials, Inc. Upper cone for epitaxy chamber
CN109390199B (en) * 2017-08-08 2023-10-03 Asm Ip控股有限公司 Substrate lifting mechanism and reactor comprising same
KR20190016433A (en) * 2017-08-08 2019-02-18 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. Substrate lift mechanism and reactor including same
KR102583935B1 (en) * 2017-08-08 2023-09-27 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. Substrate lift mechanism and reactor including same
CN109390199A (en) * 2017-08-08 2019-02-26 Asm Ip控股有限公司 Lifting device for substrates and reactor comprising lifting device for substrates
CN111542911A (en) * 2017-12-22 2020-08-14 胜高股份有限公司 Contamination management method for vapor phase growth apparatus and method for manufacturing epitaxial wafer
CN111364021B (en) * 2020-01-22 2022-07-22 北京北方华创微电子装备有限公司 Process chamber
CN111364021A (en) * 2020-01-22 2020-07-03 北京北方华创微电子装备有限公司 Process chamber
JP7209675B2 (en) 2020-10-19 2023-01-20 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Film formation method by epitaxial growth and epitaxial growth apparatus
JP2021013037A (en) * 2020-10-19 2021-02-04 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Film formation method by epitaxial growth and epitaxial growth device
CN112831771A (en) * 2020-12-30 2021-05-25 上海埃原半导体设备有限公司 Non-metal reaction chamber for chemical vapor deposition
CN117385445B (en) * 2023-12-11 2024-04-05 国镓芯科(成都)半导体科技有限公司 A reation kettle for preparing semiconductor material
CN117385445A (en) * 2023-12-11 2024-01-12 国镓芯科(成都)半导体科技有限公司 A reation kettle for preparing semiconductor material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008235830A (en) Vapor-phase growing apparatus
US11049719B2 (en) Epitaxy system integrated with high selectivity oxide removal and high temperature contaminant removal
TWI687966B (en) Method of processing substrate and vacuum processing system and apparatus
US8851886B2 (en) Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
JP5283370B2 (en) Vapor growth apparatus and vapor growth method
JP4948628B2 (en) Method for producing epitaxially coated silicon wafer
KR102226246B1 (en) Multizone control of lamps in a conical lamphead using pyrometers
CN1701417A (en) Substrate-processing apparatus and method of producing semiconductor device
JP2010016183A (en) Vapor-deposition growth device, and method of manufacturing epitaxial wafer
KR20040068113A (en) Boat for heat treatment and vertical heat treatment equipment
JP4652408B2 (en) Substrate processing apparatus, reaction tube, substrate processing method, and semiconductor device manufacturing method
JP2011165964A (en) Method of manufacturing semiconductor device
US20010052324A1 (en) Device for producing and processing semiconductor substrates
TWI626730B (en) Method of manufacturing epitaxial wafer
JP2000012470A (en) Vapor-phase growth system
JP2009071210A (en) Susceptor and epitaxial growth system
JP5440589B2 (en) Vapor growth apparatus and epitaxial wafer manufacturing method
US10351949B2 (en) Vapor phase growth method
US20100237470A1 (en) Epitaxial wafer
JP2012094615A (en) Deposition method for silicon oxide film and manufacturing method for silicon epitaxial wafer
KR101206924B1 (en) Susceptor for chemical vapor deposition apparatus and chemical vapor deposition apparatus having the same
JP5206613B2 (en) Epitaxial wafer susceptor, manufacturing method thereof, and epitaxial growth apparatus using the same
JP5321980B2 (en) Vapor growth susceptor
WO2024091307A1 (en) Single piece or two piece susceptor
JPH11288887A (en) Semiconductor vapor growth device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100210

A977 Report on retrieval

Effective date: 20110818

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20110830

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Effective date: 20120110

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02