JP2010283336A - 熱処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱処理装置10は、ウエハ14にSiC膜を成長させることを可能とする処理室44と、ウエハ14を縦方向に複数略水平に支持し、処理室44内でウエハ14を支持するボート30と、処理室44内に設けられた発熱体と、反応ガスを供給するガス供給ノズル60と、を有し、発熱体は、処理室44内でボート30の少なくとも一部を覆うサセプタ48と、このサセプタ48とボート30との間に設けられたサセプタウォール160とを有する。
【選択図】図2
Description
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかる熱処理装置10の斜視図を示す。この熱処理装置10は、バッチ式縦型熱処理装置であり、主要部が配置される筺体12を有する。熱処理装置10には、例えば、SiCからなる基板としてのウエハ14を収納する基板収容器としてのフープ(以下、ポッドという)16が、ウエハキャリアとして使用される。この筺体12の正面側には、ポッドステージ18が配置されており、このポッドステージ18にポッド16が搬送される。ポッド16には、例えば25枚のウエハ14が収納され、蓋が閉じられた状態でポッドステージ18にセットされる。
図2は、処理炉40の側面断面図を示す。なお、図2においては、ガス供給ノズル60、ガス供給口70、ガス排気ノズル80及びガス排気口90を代表例として、それぞれが1つずつ図示されている。
図3は、処理炉40の上面断面図を示す。図3においては、5つのガス供給ノズル60a−e、1つのガス供給口70、1つのガス排気ノズル80及び、2つのガス排気口90a、90bが設けられた実施形態について図示されている。
さらに、外側断熱壁56の外側には、磁気コイル50により発生された磁場が外側に漏れるのを防止する磁場シール58が設けられている。
ガス供給ノズル60には、ボート30に支持されたウエハ毎にガスを供給するための供給孔68が設けられている。なお、供給孔68は、ウエハ数枚ごとに設けるようにすることもできる。
ガス排気ノズル80には、ボート30に支持されたウエハ毎にガスを排気するための排気孔88が設けられている。なお、排気孔88は、ウエハ数枚ごとに設けるようにすることもできる。
石英の熱伝導率(1〜2W/(m・℃))は、例えばカーボンの熱伝導率(100〜200W/(m・℃))等より低く、石英は、断熱性に優れる。
また、石英は、例えばカーボン等と比較して、加工性(溶接、接着等)やシール性等が良好である。このため、ガス供給ノズル60及びガス排気ノズル80の下方部を石英で構成した場合、本構成を有さない場合と比較して、例えば「L字型」の加工が容易となり、例えばマニホールド46等の他の構成要素とのシール性が向上する。
このように、成膜処理に伴う熱に対する断熱効果、及び加工性・シール性を向上する効果、これらを発揮する範囲でガス供給ノズル60及びガス排気ノズル80の下方部が石英で構成されていることが望ましい。
図3に示すように、サセプタ48の内側に、4つのガス供給ノズル60a、60b、60c、60dが配置され、アウターチューブ42と内側断熱壁54の間に1つのガス供給ノズル60eが配置されている。
ガス供給ノズル60a、60bは、シリコン源として、例えばトリクロールシラン等のシリコン水素塩化物と水素の混合ガスを導入する。ガス供給ノズル60cは、炭素源として、例えばプロパン等の水素炭化物と水素の混合ガスを導入する。ガス供給ノズル60dは、n型ドープ層を形成するドーパントガスとして、例えば窒素を導入する。ドーパントガスとしては、p型ドープ層を形成するホウ素又はアルミニウム化合物等を用いるようにすることもできる。
具体的には、シリコン源としてのガス及び炭素源としてのガスを、別々のガス供給ノズル60から供給する構成とすることで、このガス供給ノズル60内で、これらのガスが反応することを回避することができる。これに対し、シリコン源としてのガス及び炭素源としてのガスを、同一のガス供給ノズル60から供給すると、このガス供給ノズル60内でこれらのガスが反応し、供給孔68を閉塞したり、ガス供給ノズル60内でSiCが堆積したりする場合がある。
また、処理室44内に導入されたガスは、ガス排気ノズル80及びガス排気口90a、90bに対応するガス排気管82、92a、92bに接続された真空排気装置86により、処理室44から排気される。
図4は、処理炉40及びその周辺構造の概略図を示す。処理炉40の下方には、この処理炉40の下端開口を気密に閉塞するための炉口蓋体としてのシールキャップ102が設けられている。シールキャップ102は、例えばステンレス等の金属よりなり、円盤状に形成されている。シールキャップ102の上面には、処理炉40の下端と当接するシール部材としてのOリングが設けられている。シールキャップ102には、回転機構104が設けられている。回転機構104の回転軸106はシールキャップ102を貫通してボート30に接続されており、このボート30を回転させることでウエハ14を回転させるように構成されている。シールキャップ102は、処理炉40の外側に設けられた昇降機構としての後述する昇降モータ122によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート30を処理炉40に対し搬入搬出することが可能となっている。回転機構104及び昇降モータ122には、駆動制御部108が電気的に接続されており、所望の動作をするよう所望のタイミングにて制御するよう構成されている(図5参照)。
温度制御部52、ガス流量制御部78、圧力制御部98、駆動制御部108は、操作部及び入出力部を構成し、熱処理装置10全体を制御する主制御部150に電気的に接続されている。これら、温度制御部52、ガス流量制御部78、圧力制御部98、駆動制御部108は、コントローラ152として構成されている。
次に、第2実施形態について説明する。図6は、第2実施形態に用いられる処理炉40の概略図を示す。この実施形態では、ガス供給側はガス供給口70が配設され、ガス排気側は排気孔88を有するガス排気ノズル80が配設されている。
次に、第3実施形態について説明する。図7は、第3実施形態に用いられる処理炉40の概略図を示す。この実施形態では、ガス供給側は供給孔68を有するガス供給ノズル60が配設され、ガス排気側はガス排気口90が配設されている。
次に、第4実施形態について説明する。図8は、第4実施形態に用いられる処理炉40の断面図を示す。この実施形態では、ボート30が搬入される空間の周囲であって、ガス供給ノズル60a、60b及びガス排気ノズル80が配設された箇所を除いた空間に(図8において、サセプタ48内側の上下)、サセプタウォール160が設けられている。このため、ガス供給ノズル60a、60bから噴出された反応ガスが、ボート30に支持されたウエハ14に対し、効率よく供給される。
サセプタウォール160は、ボート30の搬入搬出、及びボート30に支持されたウエハ14への反応ガスの供給を阻害しない範囲で、ボート30とサセプタ48との間に形成される空間を狭めるように設けられている。
12 筺体
14 ウエハ
16 ポッド
30 ボート
40 処理炉
42 アウターチューブ
44 処理室
48 サセプタ
50 磁気コイル
60 ガス供給ノズル
68 供給孔
70 ガス供給口
80 ガス排気ノズル
88 排気孔
90 ガス排気口
150 主制御部
152 コントローラ
Claims (5)
- SiC基板にSiCエピタキシャル膜を成長させることを可能とする処理室と、
基板を縦方向に複数略水平に支持し、前記処理室内で基板を支持する基板支持具と、
前記処理室内に設けられた発熱体と、
前記発熱体の内側に設けられ、反応ガスを供給する反応ガス供給系と、
を有し、
前記発熱体は、
前記処理室内で、前記基板支持具の少なくとも一部を覆う発熱部と、
前記発熱部と前記基板支持具との間に設けられた反応ガス整流部とを有する熱処理装置。 - 前記処理室の外側に設けられ、電磁誘導加熱する磁場発生部を有する
請求項1記載の熱処理装置。 - 前記反応ガス供給系は、シリコン源としてのシリコン含有ガスを供給する第1の供給部と、炭素源としての炭素含有ガスを供給する第2の供給部とを、それぞれ少なくとも1つ有してなる
請求項1又は2いずれか記載の熱処理装置。 - 前記発熱体と、前記処理室を構成するアウターチューブとの間に断熱材が設置されている
請求項1乃至3いずれか記載の熱処理装置。 - 前記処理室内に、ドープ源としてのドーパントガスを供給するドーパントガス供給系をさらに有する
請求項1乃至4いずれか記載の熱処理装置。
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