JP2009071210A - Susceptor and epitaxial growth system - Google Patents

Susceptor and epitaxial growth system

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JP2009071210A JP2007240492A JP2007240492A JP2009071210A JP 2009071210 A JP2009071210 A JP 2009071210A JP 2007240492 A JP2007240492 A JP 2007240492A JP 2007240492 A JP2007240492 A JP 2007240492A JP 2009071210 A JP2009071210 A JP 2009071210A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a susceptor to be used for an epitaxial growth system which has a mechanism that heats up the wafer from the top face by the reflection of heat and from the bottom face by high-frequency induction, while reducing the occurrence of defects caused by anchoring of a wafer with the side face of a spot facing of the susceptor, and to provide the epitaxial growth system. <P>SOLUTION: In the top face of the susceptor 14, a spot facing wherein a wafer 16 is to be disposed is formed, a portion 32 of the side face of the spot facing which is located above the horizontal center plane 30 of the wafer 16 to be disposed in the spot facing is set as an inclined surface which gradually becomes wider, as going upward. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、気相成長装置に用いられるサセプタおよび気相成長装置に関し、特にエピタキシャル成長装置に用いられるサセプタおよびエピタキシャル成長装置に関する。   The present invention relates to a susceptor and a vapor phase growth apparatus used in a vapor phase growth apparatus, and more particularly to a susceptor and an epitaxial growth apparatus used in an epitaxial growth apparatus.

バイポーラ、CMOSあるいはディスクリート等、さまざまな半導体デバイスの製造工程において、被処理半導体基板上に単結晶の半導体層を成長させるエピタキシャル成長装置が用いられるようになっている。   In manufacturing processes of various semiconductor devices such as bipolar, CMOS, and discrete, an epitaxial growth apparatus that grows a single crystal semiconductor layer on a semiconductor substrate to be processed is used.

エピタキシャル成長装置には、シリンダー装置(いわゆるバレル型装置)、縦型装置(いわゆるパンケーキ型装置)、枚様装置等の装置がある。   The epitaxial growth apparatus includes apparatuses such as a cylinder apparatus (so-called barrel type apparatus), a vertical apparatus (so-called pancake type apparatus), and a sheet-like apparatus.

シリンダー装置は、円筒状の石英ベルジャーの中に、角錐台形のサセプタを有している。そして、このサセプタ上に複数のウェーハが垂直に近い状態で配置される。反応ガスは石英ベルジャー上部から供給されて、石英ベルジャー内を循環し、石英ベルジャー下部から排出される。また、石英ベルジャーの外部から、ランプ加熱あるいは高周波誘導加熱によりウェーハが加熱される。角錐台形のサセプタは、それ自体の軸の周りを回転することによって、ウェーハの加熱およびウェーハへの反応ガスの供給を均一化している。   The cylinder device has a truncated pyramidal susceptor in a cylindrical quartz bell jar. A plurality of wafers are arranged on the susceptor in a state close to vertical. The reaction gas is supplied from the upper part of the quartz bell jar, circulates in the quartz bell jar, and is discharged from the lower part of the quartz bell jar. Further, the wafer is heated from the outside of the quartz bell jar by lamp heating or high frequency induction heating. The truncated pyramidal susceptor rotates around its own axis to equalize the heating of the wafer and the supply of reactant gas to the wafer.

シリンダー装置は、多くの枚数のウェーハを一括して処理することが可能であるため、量産性に優れているという利点がある。しかしながら、複数のウェーハをサセプタに配置し、サセプタの上方から下方に向かって反応ガスを流す構成上、特にウェーハが大口径化してくると、ウェーハ面内あるいはウェーハ間の半導体単結晶層の均一性が損なわれてくるという問題点がある。   Since the cylinder device can process a large number of wafers at a time, it has an advantage of excellent mass productivity. However, due to the configuration in which multiple wafers are placed on the susceptor and the reaction gas flows from the upper side to the lower side of the susceptor, the uniformity of the semiconductor single crystal layer within the wafer surface or between the wafers, especially when the wafer diameter increases There is a problem that it is damaged.

縦型装置は、容積の大きな半球状の石英ベルジャーの中に、回転式のディスク状のサセプタを有している。そして、このサセプタ上に複数のウェーハが水平に配置される。反応ガスはウェーハに対して垂直に上方から供給され、石英ベルジャー内を循環する。また、石英ベルジャーの内部に設けられたコイルによる高周波誘導加熱でウェーハが加熱される。ディスク状のサセプタが回転することにより、ウェーハの加熱およびウェーハへの反応ガスの供給を均一化している。   The vertical apparatus has a rotating disk-shaped susceptor in a hemispherical quartz bell jar having a large volume. A plurality of wafers are horizontally arranged on the susceptor. The reaction gas is supplied perpendicularly to the wafer from above and circulates in the quartz bell jar. Further, the wafer is heated by high-frequency induction heating using a coil provided inside the quartz bell jar. By rotating the disk-shaped susceptor, the heating of the wafer and the supply of the reaction gas to the wafer are made uniform.

縦型装置は、シリンダー装置同様、多くの枚数のウェーハを一括して処理することが可能であるため、量産性に優れているという利点がある。また、反応ガスがウェーハに対して垂直に上方から供給される構成上、シリンダー装置と比較すると、半導体単結晶層のウェーハ面内の均一性が向上する。しかしながら、装置構成上、誘導加熱用のコイルを石英ベルジャー内に設ける必要があり、コイル起因のウェーハ汚染が発生する恐れがある。また、ウェーハの下方のみから加熱しているため、ウェーハ下面と上面の間の温度勾配が大きくなり、熱応力によりウェーハにスリップや割れ等の損傷を与える恐れがあると言う問題点がある。   The vertical apparatus, like the cylinder apparatus, can process a large number of wafers at a time, and thus has an advantage of excellent mass productivity. In addition, the uniformity of the semiconductor single crystal layer within the wafer surface is improved as compared with the cylinder device because of the configuration in which the reaction gas is supplied vertically from above with respect to the wafer. However, because of the device configuration, it is necessary to provide a coil for induction heating in the quartz bell jar, which may cause wafer contamination due to the coil. In addition, since heating is performed only from the lower side of the wafer, the temperature gradient between the lower surface and the upper surface of the wafer becomes large, and there is a problem that the wafer may be damaged such as slip or crack due to thermal stress.

枚葉式装置は、上記シリンダー装置や縦型装置と異なり、ウェーハを1枚ずつ処理することに特徴がある。この装置においては、比較的小さな石英チャンバの中のサセプタにウェーハが1枚だけ配置される。そして、反応ガスは、石英チャンバの一方向から供給され、ウェーハ上を層流として流れ、他方向へと排気される。また石英チャンバの上下にもうけられたハロゲンランプにより、ウェーハは上下両面から加熱される。   The single wafer type apparatus is characterized by processing wafers one by one unlike the cylinder apparatus and the vertical apparatus. In this apparatus, only one wafer is placed on a susceptor in a relatively small quartz chamber. The reaction gas is supplied from one direction of the quartz chamber, flows as a laminar flow on the wafer, and is exhausted in the other direction. The wafer is heated from both the upper and lower surfaces by halogen lamps provided above and below the quartz chamber.

枚葉式装置は、小さなチャンバでウェーハを1枚ずつ処理するため、シリンダー装置や縦型装置に比べて、ウェーハが大口径化した場合であっても、成膜される半導体単結晶層の均一性が向上する。また、ウェーハの両面から加熱されるため、ウェーハ上面と下面の温度勾配を小さくすることが可能であり、熱応力によるウェーハの損傷も低減できる。もっとも、ウェーハを1枚ずつしか処理できないことから、スループットが落ちる。このため、特に膜厚の厚い半導体単結晶層を堆積する際の、生産性が低下するという問題があった。   The single wafer processing system processes wafers one by one in a small chamber, so that even when the wafer diameter is increased compared to a cylinder device or a vertical device, a uniform semiconductor single crystal layer is formed. Improves. In addition, since the wafer is heated from both sides, the temperature gradient between the upper and lower surfaces of the wafer can be reduced, and damage to the wafer due to thermal stress can be reduced. However, throughput can be reduced because only one wafer can be processed at a time. For this reason, there has been a problem that productivity is lowered particularly when a thick semiconductor single crystal layer is deposited.

そこで、半導体単結晶層の均一性がよいという利点を保存しつつ、生産性を向上させるエピタキシャル成長装置が提案されている(特許文献1、特許文献2)。   Thus, an epitaxial growth apparatus that improves the productivity while preserving the advantage that the uniformity of the semiconductor single crystal layer is good has been proposed (Patent Documents 1 and 2).

この装置は、上面と下面がほぼ平行の石英チャンバ内に、ディスク状のサセプタが設けられている。サセプタには、複数枚のウェーハを同時に処理するためにウェーハを配置する円形の座ぐりが複数設けられている。反応ガスは、枚葉装置の場合と同様、石英チャンバの一方向から供給され、ウェーハ上を層流として流れ、他方向へと排気される。また、被処理ウェーハは、石英チャンバ外に設けられたコイルによるサセプタの誘導加熱により、ウェーハ下面から加熱されると同時に、石英チャンバ上部での熱の反射によってウェーハ上面からも加熱される。   In this apparatus, a disk-shaped susceptor is provided in a quartz chamber whose upper and lower surfaces are substantially parallel. The susceptor is provided with a plurality of circular counterbore for arranging the wafers in order to process a plurality of wafers simultaneously. The reaction gas is supplied from one direction of the quartz chamber as in the case of the single wafer apparatus, flows as a laminar flow on the wafer, and is exhausted in the other direction. Further, the wafer to be processed is heated from the lower surface of the wafer by induction heating of the susceptor by a coil provided outside the quartz chamber, and at the same time, is heated from the upper surface of the wafer by reflection of heat from the upper portion of the quartz chamber.

この特許文献1、2の装置によれば、反応ガスの流れを、枚葉装置のように、層流として制御して半導体単結晶層の均一性をよくすることができる。また、複数のウェーハを同時に処理できるため、スループットがあがり生産性も向上する。また、ウェーハの両面を同時に加熱することにより、ウェーハ内の温度勾配を小さく保つことができるため、熱応力によるウェーハ損傷も生じにくい。さらに、誘導加熱のためのコイルをチャンバ外に設置するため、コイル起因のウェーハ汚染も回避できるとされている。
特表平9−505798号公報 特表2005−505134号公報
According to the devices of Patent Documents 1 and 2, the flow of the reaction gas can be controlled as a laminar flow like a single wafer device, so that the uniformity of the semiconductor single crystal layer can be improved. In addition, since a plurality of wafers can be processed simultaneously, throughput is increased and productivity is improved. Moreover, since the temperature gradient in the wafer can be kept small by heating both surfaces of the wafer at the same time, the wafer is hardly damaged by thermal stress. Further, since the coil for induction heating is installed outside the chamber, wafer contamination caused by the coil can be avoided.
Japanese National Patent Publication No. 9-505798 JP-T-2005-505134

もっとも、上記特許文献1、2の装置においては、ウェーハのベベル付近で成長した半導体膜がサセプタの座ぐりの側面と固着し、ウェーハに亀裂等の損傷が生じる場合がある。図5は、従来技術の装置のサセプタの座ぐり端部の拡大断面図である。図5を参照して、この従来技術の装置において、ベベル面とサセプタの座ぐりの側面が固着する現象を説明する。図5(a)は半導体単結晶層を成膜する前、図5(b)は半導体単結晶層の成膜後の断面図である。   However, in the devices of Patent Documents 1 and 2, the semiconductor film grown near the bevel of the wafer may adhere to the side face of the counterbore of the susceptor, and damage such as cracks may occur in the wafer. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a counterbore end of a susceptor of a prior art device. With reference to FIG. 5, the phenomenon that the bevel surface and the side face of the counterbore of the susceptor stick together in this prior art apparatus will be described. FIG. 5A is a cross-sectional view before the semiconductor single crystal layer is formed, and FIG. 5B is a cross-sectional view after the semiconductor single crystal layer is formed.

図5に示すように、被処理ウェーハ16がサセプタ14の座ぐりに配置され、特に、図5(a)のように、ウェーとサセプタの座ぐりの側面が接触しているか、あるいは近接している場合を考える。図5(b)に示すように、ウェーハ16へ半導体単結晶層36を堆積する際、ベベル面38にも半導体膜が堆積され、横方向にも膜が成長する。このため、ウェーハとサセプタの座ぐりの側面が成長した膜で固着し、この部分に応力がかかることにより、スリップや割れ等の損傷が生ずる。   As shown in FIG. 5, the wafer 16 to be processed is disposed on the counterbore of the susceptor 14. In particular, as shown in FIG. 5A, the side surfaces of the counterbore of the wafer and the susceptor are in contact with each other or close to each other. Think about the case. As shown in FIG. 5B, when the semiconductor single crystal layer 36 is deposited on the wafer 16, the semiconductor film is also deposited on the bevel surface 38, and the film grows in the lateral direction. For this reason, the side face of the counterbore of the wafer and the susceptor is fixed by the grown film, and stress is applied to this part, thereby causing damage such as slip and crack.

図6は、縦型装置におけるサセプタの座ぐり端部の拡大断面図である。図6(a)は半導体単結晶層を成膜する前、図6(b)は半導体単結晶層の成膜後の断面図である。サセプタの座ぐり形状が図5の場合と同様であっても、縦型装置の場合には、ウェーハ内に下面が高温となる温度勾配が生じている。したがって、図6(b)に示すように、熱膨張により、ウェーハが上に凹となるように反りが生ずる。このため、ベベルの上面と座ぐりの側面は、相対的に距離が広がるため、上述したような固着が生じにくい。   FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a counterbore end portion of the susceptor in the vertical apparatus. 6A is a cross-sectional view before the semiconductor single crystal layer is formed, and FIG. 6B is a cross-sectional view after the semiconductor single crystal layer is formed. Even if the counterbore shape of the susceptor is the same as that of FIG. 5, in the case of the vertical apparatus, a temperature gradient is generated in the wafer so that the lower surface becomes high temperature. Therefore, as shown in FIG. 6B, the thermal expansion causes warping so that the wafer becomes concave upward. For this reason, since the distance between the upper surface of the bevel and the side surface of the counterbore is relatively increased, the above-described sticking hardly occurs.

このように、上記特許文献1、2の装置においては、縦型装置等の場合と比較して、ウェーハ内の温度勾配を小さくしたがゆえに、ウェーハとサセプタの座ぐりの側面との固着による不良が、発生しやすいという問題が生じている。   As described above, in the apparatus of Patent Documents 1 and 2, since the temperature gradient in the wafer is reduced as compared with the case of the vertical apparatus or the like, there is a defect due to adhesion between the wafer and the side face of the counterbore of the susceptor. The problem of being easy to occur has arisen.

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、ウェーハとサセプタの座ぐりの側面との固着による不良発生を低減する、エピタキシャル成長装置に用いられるサセプタおよびエピタキシャル成長装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a susceptor and an epitaxial growth apparatus used in an epitaxial growth apparatus that reduce the occurrence of defects due to adhesion between the wafer and the side face of the counterbore of the susceptor. There is to do.

本発明の一態様のサセプタは、被処理半導体基板を上面から熱の反射、下面から高周波誘導によって加熱するエピタキシャル成長装置に用いられるサセプタであって、サセプタの上面に、内部に被処理半導体基板が配置される座ぐりが形成され、前記座ぐりの側面の、配置される前記被処理基板の水平中心面より上部に相当する部分が、上方に向かって広がる傾斜面であることを特徴とする。   A susceptor of one embodiment of the present invention is a susceptor used in an epitaxial growth apparatus that heats a semiconductor substrate to be processed from the upper surface by reflection of heat and high-frequency induction from the lower surface, and the semiconductor substrate to be processed is disposed on the upper surface of the susceptor. A counterbore is formed, and a portion of the side face of the counterbore corresponding to the upper part of the horizontal center plane of the substrate to be processed is an inclined surface that extends upward.

ここで、前記傾斜面の水平面に対する角度が45度以上80度以下であることが望ましい。   Here, it is desirable that an angle of the inclined surface with respect to a horizontal plane is 45 degrees or more and 80 degrees or less.

ここで、前記被処理半導体基板を上面から、前記エピタキシャル成長装置の処理チャンバ上部に設けられた金属被膜による熱の反射によって加熱することが望ましい。   Here, it is desirable that the semiconductor substrate to be processed is heated from the upper surface by reflection of heat by a metal film provided on the upper part of the processing chamber of the epitaxial growth apparatus.

本発明の一態様のエピタキシャル成長装置は、上述の本発明の一態様のサセプタを有し、被処理半導体基板を上面から熱の反射、下面から高周波誘導によって加熱する機構を有することを特徴とする。   An epitaxial growth apparatus of one embodiment of the present invention includes the susceptor of one embodiment of the present invention described above, and has a mechanism for heating a semiconductor substrate to be processed by heat reflection from the upper surface and high-frequency induction from the lower surface.

本発明によれば、ウェーハとサセプタの座ぐりの側面との固着による不良発生を低減する、エピタキシャル成長装置に用いられるサセプタおよびエピタキシャル成長装置を提供することが可能になる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the susceptor and epitaxial growth apparatus which are used for an epitaxial growth apparatus which reduce the generation | occurrence | production of the defect by adhesion with a wafer and the side face of the counterbore of a susceptor.

以下、本発明に関するサセプタおよびエピタキシャル成長装置についての実施の形態につき、添付図面に基づき説明する。   Embodiments of a susceptor and an epitaxial growth apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

本発明の実施の形態のサセプタは、被処理半導体基板を上面から熱の反射、下面から高周波誘導によって加熱する機構を有するエピタキシャル成長装置に用いられるサセプタである。そして、サセプタの上面に、内部に被処理半導体基板が配置される座ぐりが形成されている。そして、座ぐりの側面の、配置される被処理基板の水平中心面より上部に相当する部分が、上方に向かって広がる傾斜面であることを特徴とする。   The susceptor according to the embodiment of the present invention is a susceptor used in an epitaxial growth apparatus having a mechanism for heating a semiconductor substrate to be processed from the upper surface by heat reflection and high-frequency induction from the lower surface. A counterbore in which the semiconductor substrate to be processed is disposed is formed on the upper surface of the susceptor. And the part corresponding to the upper part from the horizontal center plane of the to-be-processed substrate arrange | positioned is the inclined surface which spreads upwards.

そして、本実施の形態のエピタキシャル成長装置は、上述のサセプタを有し、被処理半導体基板を上面から熱の反射、下面から高周波誘導によって加熱する機構を有するエピタキシャル成長装置である。   The epitaxial growth apparatus of the present embodiment is an epitaxial growth apparatus having the above-described susceptor, and having a mechanism for heating the semiconductor substrate to be processed by heat reflection from the upper surface and high-frequency induction from the lower surface.

図2は、本発明の実施の形態のエピタキシャル成長装置の要部を示す図である。図2(a)はエピタキシャル装置の断面図、図2(b)は、サセプタの上面図である。   FIG. 2 is a diagram showing a main part of the epitaxial growth apparatus according to the embodiment of the present invention. 2A is a cross-sectional view of the epitaxial apparatus, and FIG. 2B is a top view of the susceptor.

図2(a)に示すように、本実施の形態のエピタキシャル成長装置10は、反応ガスや反応生成物に対して不活性で透明な絶縁材料、例えば石英の反応チャンバ12を有する。この反応チャンバ12は、ほぼ矩形の断面形状を有し、内部にディスク状のサセプタ14を包含している。   As shown in FIG. 2A, the epitaxial growth apparatus 10 according to the present embodiment includes a reaction chamber 12 made of an insulating material that is inert and transparent to a reaction gas and a reaction product, for example, quartz. The reaction chamber 12 has a substantially rectangular cross-sectional shape and includes a disk-shaped susceptor 14 inside.

図2(b)に示すように、サセプタ14は、被処理半導体基板である複数のウェーハ16a、16b(図2(a))等を固定して配置するために、ウェーハ直径よりやや直径の大きな円形の座ぐり18a、18b、18c、18d、すなわち、凹部が設けられている。なお、ここではサセプタ14に配置するウェーハを4枚としているが、必ずしもウェーハの枚数は4枚に限られるわけではない。   As shown in FIG. 2B, the susceptor 14 has a slightly larger diameter than the wafer diameter in order to fix and arrange a plurality of wafers 16a and 16b (FIG. 2A) which are semiconductor substrates to be processed. Circular counterbore 18a, 18b, 18c, 18d, that is, a recess is provided. Here, although four wafers are arranged on the susceptor 14, the number of wafers is not necessarily limited to four.

また、サセプタ14は、回転軸26に接続され、図示しないモータによって回転するよう構成されている。この回転により、それぞれのウェーハ間での反応が均一化され、ウェーハ間の半導体単結晶層の均一性が向上する。   The susceptor 14 is connected to a rotating shaft 26 and is configured to rotate by a motor (not shown). This rotation makes the reaction between the respective wafers uniform and improves the uniformity of the semiconductor single crystal layer between the wafers.

反応チャンバ12は、反応ガスを導入するためのガス供給口20と、ガス供給口20のサセプタ14を挟んで反対側に、反応ガスの残余ガスや反応生成ガスを排出するためのガス排出口22を備えている。このように、ガス供給口20から導入された反応ガスは、ウェーハ16a、16b上を矢印で示すように層流として流れてウェーハ上で反応して半導体単結晶層、例えばシリコン層を堆積し、ガス排出口22から排気される。   The reaction chamber 12 includes a gas supply port 20 for introducing a reaction gas, and a gas discharge port 22 for discharging a residual gas of the reaction gas and a reaction product gas on the opposite side of the susceptor 14 of the gas supply port 20. It has. As described above, the reaction gas introduced from the gas supply port 20 flows as a laminar flow on the wafers 16a and 16b as indicated by arrows, reacts on the wafer, and deposits a semiconductor single crystal layer, for example, a silicon layer, The gas is exhausted from the gas outlet 22.

また、図2(a)に示すように、反応チャンバ下部の外部には高周波誘導加熱を行うために、コイル24が備えられている。図示しない外部発電器より、コイル24へ高周波電流が供給される。そして、例えば、窒化珪素(SiC)でコーティングされた炭素材からなるサセプタ14が、コイル24を流れる高周波電流によってサセプタ14内に発生する誘導電流で加熱される。そして、誘導電流で加熱されたサセプタ14からの熱伝導によりウェーハ18a〜18dがウェーハ下面より加熱される。   As shown in FIG. 2A, a coil 24 is provided outside the reaction chamber to perform high-frequency induction heating. A high frequency current is supplied to the coil 24 from an external generator (not shown). For example, the susceptor 14 made of a carbon material coated with silicon nitride (SiC) is heated by an induced current generated in the susceptor 14 by a high-frequency current flowing through the coil 24. Then, the wafers 18a to 18d are heated from the lower surface of the wafer by heat conduction from the susceptor 14 heated by the induced current.

反応チャンバ12の上面の外壁側には金属被膜28が形成されている。例えば、この金属被膜28は金メッキである。このように金属被膜28を反応チャンバ12上面に設けることにより、サセプタ14やウェーハ16a、16bからの放射熱を反射する。この反射熱によりウェーハ16a、16bをウェーハ上面からも加熱する。   A metal coating 28 is formed on the outer wall side of the upper surface of the reaction chamber 12. For example, the metal coating 28 is gold plating. By providing the metal coating 28 on the upper surface of the reaction chamber 12 in this manner, the radiant heat from the susceptor 14 and the wafers 16a and 16b is reflected. The wafers 16a and 16b are also heated from the upper surface of the wafer by this reflected heat.

このように、ウェーハを上面から熱の反射、下面から高周波誘導によって加熱することによって、ウェーハ上面と下面の間の温度勾配をなくし、熱応力によるスリップ等の発生を防止している。   As described above, the wafer is heated by reflection of heat from the upper surface and high-frequency induction from the lower surface, thereby eliminating the temperature gradient between the upper surface and the lower surface of the wafer and preventing the occurrence of slip or the like due to thermal stress.

なお、ウェーハ上面から熱の反射によってウェーハを加熱する方法は、金属被膜によることが、反射効率が高いため望ましい。しかし、必ずしも金属被膜によるものではなくとも、例えば、反応チャンバ上面に不透明なセラミック板等を設けて、このセラミック板で熱を反射させるものであってもかまわない。なお、本明細書中では、例えば、セラミック板が熱を一旦吸収し、その後、放射熱を発生する場合も、広義の意味で反射として捉えるものとする。   Note that the method of heating the wafer by reflection of heat from the upper surface of the wafer is preferably based on a metal coating because the reflection efficiency is high. However, it is not always necessary to use a metal coating, but for example, an opaque ceramic plate or the like may be provided on the upper surface of the reaction chamber, and heat may be reflected by this ceramic plate. In the present specification, for example, when a ceramic plate once absorbs heat and then generates radiant heat, it is regarded as reflection in a broad sense.

図1は、上述のエピタキシャル装置に用いられる、本実施の形態のサセプタの座ぐり端部の拡大断面図である。図1(a)は半導体単結晶層を成膜する前、図1(b)は半導体単結晶層の成膜後の断面図である。   FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a counterbore end portion of the susceptor of the present embodiment used in the above-described epitaxial apparatus. FIG. 1A is a cross-sectional view before the semiconductor single crystal layer is formed, and FIG. 1B is a cross-sectional view after the semiconductor single crystal layer is formed.

図1(a)に示すように、サセプタ14の座ぐりの側面の、配置される被処理基板であるウェーハ16の水平中心面30より上部に相当する部分32が、上方に向かって広がる傾斜面である。この傾斜面は、水平面に対して角度θを有している。なお、ここで、サセプタ14の表面から傾斜面の間に、1段の段差が設けられているのは、搬送ロボットによるウェーハの保持を容易にするためであり、必ずしも本発明に必須の構造ではない。   As shown in FIG. 1A, a portion 32 of the side face of the counterbore of the susceptor 14 corresponding to the upper part of the horizontal center plane 30 of the wafer 16 to be processed is an inclined surface that extends upward. is there. This inclined surface has an angle θ with respect to the horizontal plane. Here, the reason why one step is provided between the surface of the susceptor 14 and the inclined surface is to facilitate the holding of the wafer by the transfer robot, and the structure essential to the present invention is not necessarily required. Absent.

このように、座ぐりの側面に、傾斜を持たせることにより、図5に示した従来技術の場合と異なり、図1(a)に示すように、ウェーハ16のベベル面38と、座ぐりの側面との距離を実質的に離すことができる。したがって、図1(b)に示すように、ウェーハ16へ半導体単結晶層36を堆積する際、ベベル面38にも半導体膜が堆積され、横方向にも半導体膜が成長したとしても、ウェーハとサセプタの座ぐりの側面の固着が生じにくくなる。よって、ウェーハとサセプタの座ぐりの側面との固着による不良発生を低減することが可能となる。   In this way, by providing the side face of the counterbore with an inclination, unlike the prior art shown in FIG. 5, as shown in FIG. 1A, the bevel surface 38 of the wafer 16, the side face of the counterbore, Can be substantially separated. Therefore, as shown in FIG. 1B, when the semiconductor single crystal layer 36 is deposited on the wafer 16, even if the semiconductor film is deposited on the bevel surface 38 and the semiconductor film grows in the lateral direction, The side surface of the counterbore of the susceptor is less likely to stick. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of defects due to adhesion between the wafer and the side face of the counterbore of the susceptor.

本実施の形態において、ウェーハ16の水平中心面30より上部に相当する部分32を特に傾斜面としたのは、ウェーハの上面のベベル面と、座ぐりの側面との固着が特に問題となるからである。これは、ウェーハの下面のベベル面には酸化膜等を設けることにより、半導体単結晶層の成長をそもそも抑制したり、ウェーハの端部が座ぐりの側面に接触または近接していることにより、ウェーハの下面のベベル面での膜成長が抑制されるからである。   In the present embodiment, the portion 32 corresponding to the upper part of the horizontal center surface 30 of the wafer 16 is particularly inclined because the bevel surface on the upper surface of the wafer and the side surface of the counterbore are particularly problematic. is there. This is because, by providing an oxide film or the like on the bevel surface on the lower surface of the wafer, the growth of the semiconductor single crystal layer is suppressed in the first place, or the end of the wafer is in contact with or close to the side surface of the counterbore. This is because film growth on the bevel surface on the lower surface of the substrate is suppressed.

なお、座ぐりの側面の高さ自体をウェーハの中心面よりも低くすることによって、固着を防止することも考えられる。しかしながら、側面の高さをウェーハよりも低くすると、反応ガスの流れが乱れることによる、膜のウェーハ面内不均一性の問題が生じる恐れがある。また、側面が浅すぎると、ウェーハを搬送ロボットによりサセプタに配置する場合や、成膜処理中などに、ウェーハが座ぐりからズレる恐れが大きくなることからも望ましくない。   It is also conceivable to prevent sticking by making the height of the side face of the counterbore itself lower than the center plane of the wafer. However, if the height of the side surface is made lower than that of the wafer, there may be a problem of non-uniformity of the film within the wafer surface due to disturbance of the flow of the reaction gas. Further, if the side surface is too shallow, it is not desirable because the wafer is likely to be displaced from the spot facing when the wafer is placed on the susceptor by the transfer robot or during the film forming process.

ここで、傾斜面の水平面に対する角度θが45度以上80度以下であることが望ましい。この範囲を下回ると、ウェーハが座ぐりからズレる恐れが大きくなるである。また、この範囲を上回ると、ベベル面と座ぐりの側面との距離が十分に確保できず、ウェーハの固着の恐れが大きくなるからである。   Here, it is desirable that the angle θ of the inclined surface with respect to the horizontal plane is 45 degrees or more and 80 degrees or less. Below this range, there is a greater risk that the wafer will slip off the spot. Further, if it exceeds this range, a sufficient distance between the bevel surface and the side face of the spot facing cannot be secured, and the risk of wafer sticking increases.

そして、生産性を向上させるために、半導体単結晶膜の成長速度を上げると、ウェーハの面方位によっては、ベベル面の成長速度がウェーハ表面に比べて、速くなる場合がある。本実施の形態は、このような条件下で半導体単結晶層の成長を行う場合には、特に有効である。   If the growth rate of the semiconductor single crystal film is increased in order to improve productivity, the bevel surface growth rate may be higher than the wafer surface depending on the plane orientation of the wafer. This embodiment is particularly effective when the semiconductor single crystal layer is grown under such conditions.

また、座ぐりの側面の形状は、必ずしも、図1に示すような形状に限られるわけではなく、例えば、図3に変形例として示すように、サセプタ表面から1段の段差を設けることなしに、傾斜面を設けてもかまわない。   Further, the shape of the side face of the counterbore is not necessarily limited to the shape as shown in FIG. 1, for example, without providing one step from the surface of the susceptor as shown as a modification in FIG. 3. An inclined surface may be provided.

また、例えば、図4に変形例として示すように、ウェーハ16の水平中心面30より下部に相当する部分まで傾斜面を設けてもかまわない。   Further, for example, as shown as a modification in FIG. 4, an inclined surface may be provided up to a portion corresponding to the lower part of the horizontal center surface 30 of the wafer 16.

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。実施の形態の説明においては、エピタキシャル成長装置に用いられるサセプタおよびエピタキシャル成長装置等で、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされるエピタキシャル成長装置に用いられるサセプタおよびエピタキシャル成長装置等に関わる要素を適宜選択して用いることができる。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. In the description of the embodiment, the description of the susceptor and the epitaxial growth apparatus used in the epitaxial growth apparatus, which are not directly required for the description of the present invention, is omitted, but the susceptor used in the required epitaxial growth apparatus and Elements related to the epitaxial growth apparatus and the like can be appropriately selected and used.

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのエピタキシャル成長装置に用いられるサセプタおよびエピタキシャル成長装置は、本発明の範囲に包含される。   In addition, a susceptor and an epitaxial growth apparatus used for all epitaxial growth apparatuses that include the elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.

実施の形態のサセプタの座ぐり端部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the counterbore edge part of the susceptor of an embodiment. 実施の形態のエピタキシャル成長装置の要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of the epitaxial growth apparatus of embodiment. 実施の形態の変形例のサセプタの座ぐり端部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the counterbore edge part of the susceptor of the modification of embodiment. 実施の形態の変形例のサセプタの座ぐり端部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the counterbore edge part of the susceptor of the modification of embodiment. 従来技術のサセプタの座ぐり端部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the counterbore edge part of a susceptor of a prior art. 従来技術のサセプタの座ぐり端部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the counterbore edge part of a susceptor of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

10 エピタキシャル成長装置
12 反応チャンバ
14 サセプタ
16 ウェーハ
18a、b、c、d 座ぐり
24 コイル
28 金属被膜
30 水平中心面
38 ベベル面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Epitaxial growth apparatus 12 Reaction chamber 14 Susceptor 16 Wafer 18a, b, c, d Counterbore 24 Coil 28 Metal coating 30 Horizontal center plane 38 Bevel surface

Claims (4)

被処理半導体基板を上面から熱の反射、下面から高周波誘導によって加熱する機構を有するエピタキシャル成長装置に用いられるサセプタであって、
サセプタの上面に、内部に被処理半導体基板が配置される座ぐりが形成され、
前記座ぐりの側面の、配置される前記被処理基板の水平中心面より上部に相当する部分が、上方に向かって広がる傾斜面であることを特徴とするサセプタ。
A susceptor used in an epitaxial growth apparatus having a mechanism for heating a semiconductor substrate to be processed from the upper surface by reflection of heat and high-frequency induction from the lower surface,
On the upper surface of the susceptor, a counterbore in which the semiconductor substrate to be processed is arranged is formed,
The susceptor characterized in that a portion of the side face of the counterbore corresponding to an upper part of a horizontal center plane of the substrate to be processed is an inclined surface that extends upward.
前記傾斜面の水平面に対する角度が45度以上80度以下であることを特徴とする請求項1記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 1, wherein an angle of the inclined surface with respect to a horizontal plane is not less than 45 degrees and not more than 80 degrees. 前記被処理半導体基板を上面から、前記エピタキシャル成長装置の処理チャンバ上部に設けられた金属被膜による熱の反射によって加熱することを特徴とする請求項1記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 1, wherein the semiconductor substrate to be processed is heated from above by reflection of heat by a metal film provided on an upper portion of a processing chamber of the epitaxial growth apparatus. 請求項1ないし請求項3記載のサセプタを有し、被処理半導体基板を上面から熱の反射、下面から高周波誘導によって加熱する機構を有するエピタキシャル成長装置。


An epitaxial growth apparatus comprising the susceptor according to claim 1 and having a mechanism for heating the semiconductor substrate to be processed by heat reflection from the upper surface and high-frequency induction from the lower surface.


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