JP2009275254A - Vapor phase growth device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気相成長装置に関し、詳しくは、サセプタに保持された載置プレートに載置した基板を、サセプタの裏面側に設けた加熱手段から載置プレートを介して加熱する気相成長装置に関する。 The present invention relates to a vapor phase growth apparatus, and more specifically, a vapor phase growth apparatus that heats a substrate placed on a placement plate held by a susceptor from a heating means provided on the back side of the susceptor via the placement plate. About.
成膜室(チャンバー)内のサセプタに直接又は載置プレートを介して保持した基板を加熱手段で所定温度に加熱した状態で成膜室内に原料ガスを供給し、前記基板面に薄膜を堆積させる気相成長装置として、基板とサセプタとの間に調整板を介在させ、調整板の厚さを調節することによって複数の基板の温度を均一化することが行われている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1に記載された調整板を採用することで、複数の基板の温度差を解消することはできるが、サファイアなどで形成される調整板を最適な厚さの円盤状に形成するのに手間を要するという問題があった。また、成膜室内に導入された原料ガスの流れによって基板のガス流れ上流側と下流側とで基板の表面温度が不均一になることがあった。
By adopting the adjustment plate described in
そこで本発明は、薄膜を形成する基板表面の温度差を解消して均一な薄膜を形成することができる気相成長装置を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a vapor phase growth apparatus that can eliminate a temperature difference on the surface of a substrate on which a thin film is formed and can form a uniform thin film.
上記目的を達成するため、本発明の気相成長装置は、気相成長装置の成膜室内に設けられたサセプタと、該サセプタに保持された載置プレートと、前記サセプタの裏面側に設けられた加熱手段とを備え、前記載置プレート上に載置した基板を前記加熱手段により載置プレートを介して加熱しながら前記成膜室内に原料ガスを導入して基板表面に薄膜を形成する気相成長装置において、前記載置プレートのガス流れ下流側の底面を研削し、該載置プレートにおけるガス流れ上流側の厚さに対してガス流れ下流側の厚さを薄くしたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a vapor phase growth apparatus of the present invention is provided with a susceptor provided in a film forming chamber of the vapor phase growth apparatus, a mounting plate held by the susceptor, and a back surface side of the susceptor. A heating means for introducing a source gas into the film formation chamber while heating the substrate placed on the placement plate through the placement plate by the heating means to form a thin film on the substrate surface. In the phase growth apparatus, the bottom surface of the mounting plate on the downstream side of the gas flow is ground, and the thickness on the downstream side of the gas flow is made thinner than the thickness of the mounting plate on the upstream side of the gas flow. .
本発明の気相成長装置によれば、原料ガスとの接触によって温度が低くなる傾向にある載置プレートのガス流れ上流側に対して、温度が高くなる傾向にあるガス流れ下流側の底面部分を研削し、載置プレートの厚さをガス流れ上流側よりガス流れ下流側を薄くすることにより、加熱手段と底面との距離を調節して加熱手段から載置プレートに伝達される熱量を適正化することができる。これにより、載置プレートの上面温度を均一化することができ、載置プレートに保持した基板全体を均一に加熱することによって均質な薄膜を形成することができる。 According to the vapor phase growth apparatus of the present invention, the bottom portion of the gas flow downstream side where the temperature tends to be higher than the gas flow upstream side of the mounting plate where the temperature tends to be low due to contact with the source gas The amount of heat transferred from the heating means to the mounting plate is adjusted by adjusting the distance between the heating means and the bottom surface by reducing the thickness of the mounting plate from the upstream side of the gas flow to the downstream side of the gas flow. Can be Thereby, the upper surface temperature of the mounting plate can be made uniform, and a uniform thin film can be formed by uniformly heating the entire substrate held on the mounting plate.
図1は本発明の気相成長装置の一形態例を示す断面正面図、図2は同じく要部の断面正面図、図3乃至図5は載置プレート底面の他の研削加工例を示す断面正面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional front view showing an embodiment of the vapor phase growth apparatus of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional front view of the main part, and FIGS. 3 to 5 are cross-sectional views showing other grinding examples of the mounting plate bottom surface. It is a front view.
この気相成長装置は、石英ガラスで覆われた成膜室11内に円盤状のサセプタ12を回転可能に設けるとともに、該サセプタ12の外周部にプレート受け台13を介して複数の載置プレート14を設けた公転型気相成長装置であって、8枚の基板(図示せず)に同時に薄膜を形成することができるように形成されている。サセプタ12は、成膜室11の底面中央部を貫通した回転軸15により支持されており、サセプタ12の下方には、載置プレート14を加熱する加熱手段であるヒーター16が設けられている。また、成膜室11のサセプタ12の表面側中央部には、原料ガスを導入する導入部17が設けられ、成膜室11の外周部には排出部18が設けられている。
In this vapor phase growth apparatus, a disk-
前記プレート受け台13は、内周に載置プレート14を載置するための上向き段部13aを設けたリング状に形成されており、前記載置プレート14は、上部の大径部14aと下部の小径部14bとを有する段付円盤状に形成され、大径部14aと小径部14bとの間に形成される下向き段部14cが前記プレート受け台13の上向き段部13aの上に載置された状態で保持される。
The
この気相成長装置を使用して基板上に薄膜を形成する際には、ヒーター16により載置プレート14を介して基板を所定温度に加熱しながら、導入部17から成膜室11内に原料ガスを導入し、排気ガスを排出部18を通して成膜室11内から排出する。このとき、回転軸15によってサセプタ12が回転駆動されることにより、載置プレート14及び基板は公転機構により公転する。
When a thin film is formed on the substrate using this vapor phase growth apparatus, the raw material is introduced into the
このようにして基板に薄膜を形成する際に、載置プレート14の底面とヒーター16の発熱面との距離を変化させることにより、ヒーター16から載置プレート14に伝わる熱量を制御することができる。したがって、複数の載置プレート14の厚さを各載置プレート14毎にそれぞれ適切に設定することにより、複数の載置プレート14の各上面の温度差を解消することができる。
When the thin film is formed on the substrate in this way, the amount of heat transferred from the
そして、それぞれの載置プレート14においても、原料ガスとの接触によって温度が低くなる傾向にある載置プレート14のガス流れ上流側14dに対して、温度が高くなる傾向にあるガス流れ下流側14eの底面部分を研削し、載置プレート14の厚さをガス流れ上流側14dに対してガス流れ下流側14eを薄く形成し、載置プレート14の各位置における底面とヒーター16の発熱面との距離を調節することにより、ヒーター16から載置プレート14に伝達される熱量を適正化することができる。
In each
すなわち、ガス流れ上流側14dの底面はヒーター16に近く、ガス流れ下流側14eの底面はヒーター16から遠くなるように形成することにより、ガス流れ上流側14dへのヒーター16からの伝熱量を多く、ガス流れ下流側14eへのヒーター16からの伝熱量を少なくすることができるので、載置プレート14の上面温度を全体的に均一化することができ、載置プレート14上に載置する基板を均一に加熱することができる。
That is, by forming the bottom surface of the gas flow
載置プレート14の底面の研削加工形状は任意であり、例えば、載置プレート14の底面を、図2に示すように、左側のガス流れ上流側14dから右側のガス流れ下流側14eに向かって段階的に研削して研削加工部20を除去することにより、載置プレート14の厚さは、ガス流れ上流側14dが厚く、ガス流れ下流側14eに向かって段階的に薄くなった形状になり、ガス流れ上流側14dの底面はヒーター16に近く、ガス流れ下流側14eの底面はヒーター16から離れた状態になる。
The grinding shape of the bottom surface of the
これにより、ヒーター16からの載置プレート14の加熱量を、原料ガスとの接触により温度が低下する傾向にあるガス流れ上流側14dでは多く、ガス流れ下流側14eでは少なくできるので、原料ガスの流れによって生じていた載置プレート14の上面温度差、すなわち、載置プレート14に載置されて載置プレート14を介して加熱される基板の表面温度を均一化することができる。
As a result, the heating amount of the
載置プレート14の底面から除去する研削加工部の形状は、製造後に測定した上面の温度差の状態や、研削用工具の条件等に応じて適宜選択することができ、例えば、図3に示すように、底面部分を段階的に研削した研削加工部21の段差間にスリット21aを設けたり、図4に示すように、ガス流れ上流側14dからガス流れ下流側14eに向けて平面状に研削した研削加工部22や、図5に示すように、ガス流れ上流側14dからガス流れ下流側14eに向けて曲面状又は球面状に研削した研削加工部23とすることができる。
The shape of the grinding part to be removed from the bottom surface of the
なお、プレート受け台13及び載置プレート14の材質は任意であるが、例えば、SiCコートカーボンにて製作することができる。また、本発明は、基板を公転させない横型や縦型の気相成長装置にも適用可能である。
In addition, although the material of the
まず、上面と底面とが平行な状態に形成された載置プレートの下方にヒーターを配置し、ヒータの設定温度を850℃にして載置プレートを下方から加熱し、そのときの上面温度を、載置プレートの中心と、中心に対してガス流れ上流側に向かって15mmの位置及び30mmの位置、中心に対してガス流れ下流側に向かって15mm(−15mm)の位置及び30mm(−30mm)の位置の5箇所でそれぞれ測定した。その結果、図6に加工前で示すように、ガス流れ上流側部分の上面温度は約775℃、中心は約783℃、ガス流れ下流側部分は約785℃となり、載置プレート上面の最高温度と最低温度との差が約10℃発生していた。 First, a heater is disposed below the mounting plate formed in a state where the upper surface and the bottom surface are parallel, the setting temperature of the heater is set to 850 ° C., and the mounting plate is heated from below, and the upper surface temperature at that time is The center of the mounting plate, the position of 15 mm and 30 mm toward the gas flow upstream side with respect to the center, the position of 15 mm (−15 mm) and 30 mm (−30 mm) toward the gas flow downstream side with respect to the center Measurements were made at five locations. As a result, as shown in FIG. 6 before processing, the upper surface temperature of the upstream portion of the gas flow is about 775 ° C., the center is about 783 ° C., and the downstream portion of the gas flow is about 785 ° C. The difference between the temperature and the minimum temperature was about 10 ° C.
そこで、図2に示すように、載置プレートの底面を温度差を考慮して段階的に研削し、同じ条件で加熱したところ、図6に加工後で示すように、上面温度は約771〜約772℃の範囲内に収まり、載置プレート上面の最高温度と最低温度との差を2℃以下に抑えることができた。 Therefore, as shown in FIG. 2, when the bottom surface of the mounting plate is ground stepwise in consideration of the temperature difference and heated under the same conditions, the top surface temperature is about 771 to 1, as shown in FIG. It was within the range of about 772 ° C., and the difference between the maximum temperature and the minimum temperature on the top surface of the mounting plate could be suppressed to 2 ° C. or less.
11…成膜室、12…サセプタ、13…プレート受け台、13a…上向き段部、14…載置プレート、14a…大径部、14b…小径部、14c…下向き段部、14d…ガス流れ上流側、14e…ガス流れ下流側、15…回転軸、16…ヒーター、17…導入部、18…排出部、20〜23…研削加工部
DESCRIPTION OF
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JP2008127101A JP2009275254A (en) | 2008-05-14 | 2008-05-14 | Vapor phase growth device |
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JP2008127101A JP2009275254A (en) | 2008-05-14 | 2008-05-14 | Vapor phase growth device |
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JP (1) | JP2009275254A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015070198A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | Growth device |
-
2008
- 2008-05-14 JP JP2008127101A patent/JP2009275254A/en active Pending
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JP2015070198A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | Growth device |
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