JP2012099756A - Heating apparatus and vapor deposition apparatus - Google Patents
Heating apparatus and vapor deposition apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012099756A JP2012099756A JP2010248384A JP2010248384A JP2012099756A JP 2012099756 A JP2012099756 A JP 2012099756A JP 2010248384 A JP2010248384 A JP 2010248384A JP 2010248384 A JP2010248384 A JP 2010248384A JP 2012099756 A JP2012099756 A JP 2012099756A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- susceptor
- chamber
- ring
- gap
- guide
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
Description
本発明は、加熱装置および気相成長装置に関し、より特定的には、処理対象物を保持するサセプタを含む加熱装置および気相成長装置に関する。 The present invention relates to a heating apparatus and a vapor phase growth apparatus, and more particularly to a heating apparatus and a vapor phase growth apparatus including a susceptor that holds a processing object.
基板を保持するためのサセプタを有する加熱装置を含む半導体製造装置が広く用いられている。このような半導体製造装置として、たとえば、成長室と予備室とを有する気相成長装置がある。成長室は、基板上への気相成長が行われるチャンバであり、そのためのガスが流される。予備室は一般に、基板が載置されるサセプタ、サセプタの回転機構、およびヒータが設けられており、パージガスが流される。たとえば特開2010−199382号公報によれば、半導体製造装置は、開口部を有する反応管と、この開口部の内部に設置されたサセプタと、サセプタを加熱するヒータと、サセプタの外周部に設置されサセプタとともに回転可能なフレームと、フレームを支持するサセプタ支持部とを有する。 Semiconductor manufacturing apparatuses including a heating apparatus having a susceptor for holding a substrate are widely used. An example of such a semiconductor manufacturing apparatus is a vapor phase growth apparatus having a growth chamber and a reserve chamber. The growth chamber is a chamber in which vapor phase growth is performed on the substrate, and a gas for that purpose is flowed. The spare chamber is generally provided with a susceptor on which a substrate is placed, a susceptor rotation mechanism, and a heater, and a purge gas is allowed to flow therethrough. For example, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-199382, a semiconductor manufacturing apparatus is installed on a reaction tube having an opening, a susceptor installed inside the opening, a heater for heating the susceptor, and an outer periphery of the susceptor. And a frame rotatable with the susceptor, and a susceptor support for supporting the frame.
上記半導体製造装置においては、サセプタの加熱に伴って高温となるサセプタ支持部(サセプタガイド)と、より低温である反応管(成長室としてのチャンバ)との間で、熱膨張の程度に差異が生じる。よって、サセプタガイドとチャンバとが互いに拘束されていると、熱応力が発生することによって装置に歪が生じ得る。両者が互いに拘束されないようにするためには、サセプタガイドとチャンバとの間に隙間を設ければよい。 In the semiconductor manufacturing apparatus described above, there is a difference in the degree of thermal expansion between the susceptor support (susceptor guide) that becomes high as the susceptor is heated and the reaction tube (chamber as a growth chamber) that is at a lower temperature. Arise. Therefore, if the susceptor guide and the chamber are constrained to each other, the apparatus may be distorted due to the generation of thermal stress. In order to prevent both from being restrained, a gap may be provided between the susceptor guide and the chamber.
しかしながらこの隙間は、成長室の外部から内部へのガスの流入、および成長室の内部から外部へのガスの流出の少なくともいずれかを発生させ得る。その場合、成長室内の雰囲気が乱されることがある。具体的には、成長室内の圧力が乱されたり、あるいは成長室内の雰囲気に不純物ガスが混入したりすることがある。この不純物ガスは、たとえば、予備室に流されるパージガス、あるいは予備室中に残留している水分などに起因するガスである。 However, the gap may generate at least one of inflow of gas from the outside to the inside of the growth chamber and outflow of gas from the inside of the growth chamber to the outside. In that case, the atmosphere in the growth chamber may be disturbed. Specifically, the pressure in the growth chamber may be disturbed, or the impurity gas may be mixed into the atmosphere in the growth chamber. This impurity gas is, for example, a gas caused by a purge gas that flows into the spare chamber or moisture remaining in the spare chamber.
上述した雰囲気の乱れは、上記半導体製造装置が気相成長によるエピタキシャル成膜に用いられる場合に特に問題となり得る。具体的には、得られる薄膜の面内分布が悪化したり、あるいは不純物の濃度が増大したりし得る。特に水分に起因した不純物ガスが成長室に流入した場合、酸素原子が取り込まれることで薄膜の物性に悪影響を与え得る。また薄膜の原料となる原料ガスがアンモニアなどのように腐食性の場合、原料ガスの予備室への流出によって、予備室内に設けられた機構が腐食してしまうことがある。 The above-mentioned disturbance of the atmosphere can be a problem particularly when the semiconductor manufacturing apparatus is used for epitaxial film formation by vapor phase growth. Specifically, the in-plane distribution of the obtained thin film may deteriorate, or the concentration of impurities may increase. In particular, when an impurity gas caused by moisture flows into the growth chamber, oxygen atoms are taken in, which can adversely affect the physical properties of the thin film. Further, when the raw material gas used as the raw material of the thin film is corrosive like ammonia, the mechanism provided in the preliminary chamber may be corroded by the outflow of the raw material gas into the preliminary chamber.
このように従来の技術では、サセプタガイドとチャンバとの間の隙間を介して、チャンバの外部から内部へのガスの流入、およびチャンバの内部から外部へのガスの流出の少なくともいずれかが生じやすかった。その結果、チャンバ内の雰囲気が乱されることがあった。本発明はこの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、チャンバ内の雰囲気を安定化することができる加熱装置および気相成長装置を提供することである。 As described above, in the conventional technique, at least one of inflow of gas from the outside to the inside of the chamber and outflow of gas from the inside to the outside of the chamber is likely to occur through the gap between the susceptor guide and the chamber. It was. As a result, the atmosphere in the chamber may be disturbed. The present invention has been made in view of this problem, and an object of the present invention is to provide a heating apparatus and a vapor phase growth apparatus that can stabilize the atmosphere in the chamber.
本発明の加熱装置は、サセプタと、チャンバと、ヒータと、サセプタガイドと、第1および第2のリング部とを有する。サセプタは、処理対象物を保持する保持面を有する。チャンバには、間隔を空けてサセプタを取り囲む穴部が設けられている。ヒータはサセプタを加熱するものである。サセプタガイドは、チャンバの外部に配置されており、サセプタを回転可能に保持している。第1のリング部は、穴部を取り囲むようにチャンバに取り付けられており、内周面を有する。第2のリング部は、サセプタガイドに取り付けられており、外周面を有する。第1のリング部の内周面と第2のリング部の外周面とが互いに対向することによって、幅を有する隙間が形成されている。隙間は、幅よりも大きい長さに渡って、サセプタの保持面と交差する方向に延びている。 The heating device of the present invention includes a susceptor, a chamber, a heater, a susceptor guide, and first and second ring portions. The susceptor has a holding surface that holds an object to be processed. The chamber is provided with a hole that surrounds the susceptor at an interval. The heater heats the susceptor. The susceptor guide is disposed outside the chamber and holds the susceptor rotatably. The first ring portion is attached to the chamber so as to surround the hole portion, and has an inner peripheral surface. The second ring portion is attached to the susceptor guide and has an outer peripheral surface. A gap having a width is formed by the inner peripheral surface of the first ring portion and the outer peripheral surface of the second ring portion facing each other. The gap extends in a direction intersecting the holding surface of the susceptor over a length larger than the width.
本発明によれば、サセプタガイドとチャンバとの間が拘束されないようにするための隙間が第1および第2のリング部の間に設けられる。これによりサセプタガイドとチャンバとの熱膨張の差異に起因して装置が歪むことを防止することができる。またこの隙間は、その幅よりも大きい長さに渡って延びていることにより、その流路が長くなることで、低いコンダクタンスを有する。これにより隙間を介した、チャンバの外部から内部へのガスの流入、およびチャンバの内部から外部へのガスの流出を抑制することができる。よってチャンバ内の雰囲気を安定化することができる。 According to the present invention, a gap for preventing the susceptor guide and the chamber from being restrained is provided between the first and second ring portions. This can prevent the apparatus from being distorted due to the difference in thermal expansion between the susceptor guide and the chamber. In addition, the gap extends over a length larger than the width thereof, so that the flow path becomes long, thereby having a low conductance. This can suppress the inflow of gas from the outside to the inside of the chamber and the outflow of gas from the inside of the chamber to the outside through the gap. Therefore, the atmosphere in the chamber can be stabilized.
またこの隙間は、サセプタの保持面と交差する方向に延びている。これにより、隙間が保持面に平行な方向に延びる場合に比して、平面視においてより小さい領域内に、十分な長さを有する隙間を配置することができる。よって加熱装置の設置面積を小さくすることができる。 The gap extends in a direction intersecting the holding surface of the susceptor. Thereby, compared with the case where a clearance gap extends in the direction parallel to a holding surface, the clearance gap which has sufficient length can be arrange | positioned in a smaller area | region in planar view. Therefore, the installation area of the heating device can be reduced.
好ましくは、サセプタの保持面と交差する上記方向は保持面に対して垂直である。これにより、上記方向が保持面に対して斜めである場合に比して、十分な長さを有する隙間を平面視においてさらに小さい領域内に配置することができる。よって加熱装置の設置面積をさらに小さくすることができる。 Preferably, the direction intersecting the holding surface of the susceptor is perpendicular to the holding surface. Thereby, compared with the case where the said direction is diagonal with respect to a holding surface, the clearance gap which has sufficient length can be arrange | positioned in a still smaller area | region in planar view. Therefore, the installation area of the heating device can be further reduced.
好ましくは、第1のリング部の熱伝導率は第2のリング部の熱伝導率よりも大きく、第2のリング部の熱膨張係数は第1のリング部の熱膨張係数よりも小さい。 Preferably, the thermal conductivity of the first ring part is larger than the thermal conductivity of the second ring part, and the thermal expansion coefficient of the second ring part is smaller than the thermal expansion coefficient of the first ring part.
第1のリング部の熱伝導率が大きいことによって第1のリング部から外部への熱の流出が促進される。よって第1のリング部の温度が抑えられるので、第1のリング部の熱膨張を抑えることができる。 Outflow of heat from the first ring part to the outside is promoted by the large thermal conductivity of the first ring part. Therefore, since the temperature of the first ring portion can be suppressed, the thermal expansion of the first ring portion can be suppressed.
またこのように温度が抑えられた第1のリング部は、その近傍に隙間を介して配置された、より高い温度を有する第2のリング部から放射される熱を効率的に吸収することができる。これにより第2のリング部の温度上昇を抑えることができる。さらに第2のリング部の熱膨張係数が小さいことから、第2のリング部の温度の上昇分と熱膨張係数との積に対応して生じる第2のリング部の熱膨張を抑制することができる。 In addition, the first ring portion whose temperature is suppressed in this way can efficiently absorb the heat radiated from the second ring portion having a higher temperature disposed in the vicinity thereof through a gap. it can. Thereby, the temperature rise of a 2nd ring part can be suppressed. Furthermore, since the thermal expansion coefficient of the second ring part is small, it is possible to suppress the thermal expansion of the second ring part corresponding to the product of the temperature increase of the second ring part and the thermal expansion coefficient. it can.
このように第1および第2のリング部の両方の熱膨張を抑えることができるので、第1および第2のリング部によって規定される隙間の幅の変動を抑えることができる。これにより、隙間の幅が過度に大きくなることで隙間を介したガスの大きな流出入が生じることを防止することができる。また第1および第2のリング部の間の幅がゼロとなること、すなわち隙間が塞がることを防止することができるので、隙間による熱応力の緩和効果を維持することができる。 As described above, since the thermal expansion of both the first and second ring portions can be suppressed, variation in the width of the gap defined by the first and second ring portions can be suppressed. Thereby, it is possible to prevent a large inflow / outflow of gas through the gap due to an excessively large gap. Further, since the width between the first and second ring portions can be prevented from being zero, that is, the gap can be prevented from being blocked, the effect of mitigating thermal stress due to the gap can be maintained.
好ましくは加熱装置はさらに、サセプタガイドを変位させる駆動部を有する。これによりサセプタガイドに支持されたサセプタを変位させることができるので、サセプタに保持された処理対象物を加熱装置内において搬送することができる。 Preferably, the heating device further includes a drive unit that displaces the susceptor guide. Thereby, since the susceptor supported by the susceptor guide can be displaced, the processing object held by the susceptor can be conveyed in the heating device.
より好ましくは第2のリング部は、サセプタガイドに着脱自在に取り付けられており、かつサセプタガイドが変位された際にサセプタガイドから外れて第1のリング部に支持されるように構成されている。このように第2のリング部とサセプタガイドとが別個に形成されていることで、互いの相対位置が変化し得ることから、両者の熱膨張の差異に起因した応力の発生を避けることができる。これにより第2のリング部およびサセプタガイドの歪を抑えることができる。 More preferably, the second ring portion is detachably attached to the susceptor guide, and is configured to be detached from the susceptor guide and supported by the first ring portion when the susceptor guide is displaced. . Since the second ring portion and the susceptor guide are separately formed in this manner, the relative positions of the second ring portion and the susceptor guide can be changed, so that the generation of stress due to the difference in thermal expansion between the two can be avoided. . Thereby, distortion of the second ring portion and the susceptor guide can be suppressed.
さらに好ましくは、第2のリング部は、第1のリング部に支持されることによって第1のリング部に対して位置合わせされるように構成されている。これにより、サセプタガイドの変位に伴って第1および第2のリング部が相対運動する場合においても、第1および第2のリング部の間に形成される隙間の幅の変動を抑えることができる。 More preferably, the second ring portion is configured to be aligned with the first ring portion by being supported by the first ring portion. Thereby, even when the first and second ring portions move relative to each other along with the displacement of the susceptor guide, the variation in the width of the gap formed between the first and second ring portions can be suppressed. .
好ましくは隙間の幅は0.1mm以上0.5mm以下である。隙間の幅が0.1mm以上あることによって、熱膨張の影響によって隙間が塞がってしまうことをより確実に防止することができる。また幅が0.5mm以下であることによって、チャンバ内外でのガスの流出入をより確実に抑制することができる。 Preferably, the width of the gap is 0.1 mm or more and 0.5 mm or less. When the width of the gap is 0.1 mm or more, it is possible to more reliably prevent the gap from being closed due to the influence of thermal expansion. Moreover, when the width is 0.5 mm or less, the inflow and outflow of gas inside and outside the chamber can be more reliably suppressed.
好ましくは隙間の長さは20mm以上である。隙間の長さが20mm以上であることによって、チャンバ内外でのガスの流出入をより確実に抑制することができる。 Preferably, the length of the gap is 20 mm or more. When the length of the gap is 20 mm or more, the inflow and outflow of gas inside and outside the chamber can be more reliably suppressed.
本発明の気相成長装置は、上述した加熱装置と、ガス導入部とを有する。ガス導入部は、原料ガスをチャンバ内に導入するものである。これにより、安定した雰囲気下で成膜を行うことができる気相成長装置が得られる。 The vapor phase growth apparatus of the present invention includes the heating device described above and a gas introduction unit. The gas introduction unit introduces a source gas into the chamber. Thereby, a vapor phase growth apparatus capable of performing film formation under a stable atmosphere is obtained.
本発明によれば、上述したように、チャンバ内の雰囲気を安定化することができる。 According to the present invention, as described above, the atmosphere in the chamber can be stabilized.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
(実施の形態1)
図1および図2を参照して、本実施の形態の気相成長装置100(加熱装置)は、サセプタ3と、成長室5(チャンバ)と、ヒータ7と、ガス導入部9と、ガス排出部11と、回転軸17と、ジョイント19と、モータ20と、サセプタガイド21と、架台22と、リング部31(第1のリング部)と、リング部32(第2のリング部)と、予備室35と、駆動部40とを有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
Referring to FIGS. 1 and 2, a vapor phase growth apparatus 100 (heating apparatus) according to the present embodiment includes a
成長室5には、間隔を空けてサセプタ3を取り囲む穴部HLが設けられている。また成長室5にはガス導入部9およびガス排出部11が接続されている。ガス導入部9は、所望の流量の原料ガスを成長室5に導入する部分である。ガス排出部11は、成長室5から使用済みのガスを排出する部分である。予備室35は、成長室5に隣接して(図1においては成長室5の下側に隣接して)設けられている。
The
サセプタ3は、基板などの処理対象物を保持する保持面RPを有する。この保持は、たとえば、処理対象物が保持面RP上に載置されることによって行われる。本実施の形態においては、平面視において円形形状を有するサセプタ3の外周部に、平面視において環状形状を有するサセプタホルダ23が固定されている。また処理対称物の温度を制御する目的でサセプタ3を加熱するために、ヒータ7が設けられている。またサセプタ3は回転力(矢印AR)を受けるように配置されている。この目的でサセプタ3はたとえば、回転軸17およびジョイント19を介してモータ20につながれている。
The
サセプタガイド21は、予備室35内、すなわち成長室5の外部に配置されている。本実施の形態においては、サセプタホルダ23が固定されたサセプタ3の外周部を、平面視において環状形状を有するサセプタガイド21が回転可能に保持している。すなわちサセプタガイド21はサセプタ3を回転可能に保持している。具体的には、サセプタガイド21およびサセプタホルダ23がベアリングを構成している。サセプタガイド21に対してサセプタホルダ23がより抵抗なく回転できるようにするために、両者の間に転動体29が設けられてもよい。
The
サセプタガイド21は、高温に加熱されるサセプタ3に取り付けられていることから、高温下での使用に適した材料から作られている。このような材料としては、たとえばBN(窒化ホウ素)がある。
Since the
リング部31は、穴部HLを取り囲むように成長室5に取り付けられており、内周面S1(図2)を成す環状形状を有する。リング部32は、サセプタガイド21に取り付けられており、外周面S2(図2)を成す環状形状を有する。リング部31の内周面と第2のリング部の外周面とが互いに対向することによって、幅DW(図2)を有する隙間GPが形成されている。隙間GPは、幅DWよりも大きい長さDL(図2)に渡って、サセプタ3の保持面RPと交差する方向(図中、縦方向)に延びている。
The
なお図1および図2においては隙間GP全体が均一の幅を有するが、隙間の幅は必ずしも均一である必要はない。隙間の幅が均一でない場合、隙間の幅は平均値として算出されればよい。好ましくは隙間GPの幅DWは0.1mm以上0.5mm以下である。また好ましくは隙間GPの長さDLは20mm以上である。より好ましくは、この幅DWの好適な条件と、長さDLの好適な条件とが同時に満たされる。 1 and 2, the entire gap GP has a uniform width, but the width of the gap does not necessarily have to be uniform. When the width of the gap is not uniform, the width of the gap may be calculated as an average value. Preferably, the width DW of the gap GP is not less than 0.1 mm and not more than 0.5 mm. Preferably, the length DL of the gap GP is 20 mm or more. More preferably, a suitable condition for the width DW and a suitable condition for the length DL are simultaneously satisfied.
好ましくは、リング部31の熱伝導率はリング部32の熱伝導率よりも大きく、リング部32の熱膨張係数はリング部31の熱膨張係数よりも小さい。たとえば、リング部31はNi(ニッケル)から作られており、リング部32は石英から作られている。なおリング部31は、Mo(モリブデン)、SiC(炭化珪素)、またはC(カーボン)から作られていてもよい。またリング部31は、インコネル(商標)から作られていてもよい。
Preferably, the thermal conductivity of the
好ましくはリング部31は、内側(図2における左側)に突出した突出部PLを有する。突出部PLは、リング部32から離れて配置されており、また長さDLの方向に沿って成長室5との間にリング部32を挟むように配置されている。
Preferably,
好ましくは、リング部32はフック状の形状を有しており、サセプタガイド21の肩部(図2における右上角部)に引っ掛けられることによってリング部31に取り付けられている。これによりリング部32は熱膨張収縮時にサセプタガイド21上を摺動することができる。また好ましくはリング部32とサセプタガイド21との間には保持面RPに平行な方向に幅DX(図2)のクリアランスが設けられている。
Preferably, the
好ましくはリング部32は、冷却されやすいように構成されており、たとえば水冷されていてもよい。
Preferably,
ガス導入部9は、原料ガスを成長室5内に導入するものである。ガス導入部9は、導入されるガスの流量を制御するためのマスフローを有してもよい。
The gas introduction unit 9 introduces a source gas into the
ガス排出部11は、使用済みのガスを成長室5から排出するものである。ガス排出部11は、排出されるガスの流量を調整するためのバルブを有してもよい。
The gas discharge unit 11 discharges used gas from the
駆動部40は、保持面RPに交差する方向(矢印AL)に駆動される部分を有し、この部分が駆動されることによってサセプタガイド21が変位されるように構成されている。たとえば、駆動部40は可動シリンダ41を有する。可動シリンダ41は、架台22を介してサセプタガイド21を変位させるものである。
The
次に気相成長装置100の使用方法について説明する。
図1および図2を参照して、矢印ALに示すように駆動部40が駆動される。
Next, a method for using the vapor
Referring to FIGS. 1 and 2, drive
図3を参照して、上記駆動によってサセプタ3が、成長室5の穴部HLに囲まれた位置(図2)から、処理対象物の搬入に適した位置へと変位する。この変位の途中でリング部32はリング部31の突出部PL上に載置され、その結果、リング部32はサセプタガイド21から取り外される。
Referring to FIG. 3, the
さらに図4を参照して、サセプタ3上に処理対象物としての基板SBが載置された後に、駆動部40が逆方向に駆動される。これにより、基板SBが載置されたサセプタ3が、成長室5の穴部HLに囲まれた位置へ変位する。またこの変位の途中でリング部32が再びサセプタガイド21に取り付けられる。
Further, referring to FIG. 4, after substrate SB as a processing object is placed on
次にモータ20によってサセプタ3が回転される。またヒータ7を用いて基板SBの温度が制御される。
Next, the
次にガス導入部9から原料ガスが成長室5に導入され、また成長室5中の不要なガスはガス排出部11から排出される。これにより原料ガスを原料として基板SB上に薄膜FMが成膜される。成膜中、予備室35内にはパージガスが流されてもよい。隙間GPを介したガスの流出入を抑制するためには、成長室5と予備室35との差圧を小さくすることが好ましい。この差圧は好ましくは2Pa以下とされる。薄膜FMとしてGaN薄膜が形成される場合、原料ガスは、たとえば、アンモニア、窒素、水素、および有機金属を含む混合ガスである。またパージガスとしては、たとえば、窒素、または水素が混合された窒素を用いることができる。
Next, the source gas is introduced from the gas introduction unit 9 into the
薄膜FMの形成後、ガス導入部9は原料ガスの導入を停止する。次に駆動部40によってサセプタ3が再び変位される。次に気相成長装置100から基板SBが搬出される。これにより、薄膜FMが形成された基板SBが得られる。
After the formation of the thin film FM, the gas introduction unit 9 stops the introduction of the source gas. Next, the
本実施の形態によれば、サセプタガイド21と成長室5との間が拘束されないようにするための隙間GPがリング部31および32の間に設けられる。これによりサセプタガイド21と成長室5との熱膨張の差異に起因して装置100が歪むことを防止することができる。またこの隙間GPは、その幅DWよりも大きい長さDLに渡って延びていることにより長い流路を有するので、低いコンダクタンスを有する。これにより隙間GPを介した、成長室5の外部から内部へのガスの流入、および成長室5の内部から外部へのガスの流出を抑制することができる。よって成長室5内の雰囲気を安定化することができる。これにより、より精度よく制御された雰囲気下で成膜を行うことができる。
According to the present embodiment, the gap GP is provided between the
また隙間GPは、保持面RPと交差する方向に延びている。これにより、隙間GPが保持面RPに平行な方向に延びる場合に比して、平面視においてより小さい領域内に、十分な長さDLを有する隙間GPを配置することができる。よって装置100の設置面積を小さくすることができる。
The gap GP extends in a direction intersecting with the holding surface RP. Accordingly, the gap GP having a sufficient length DL can be arranged in a smaller region in plan view than when the gap GP extends in a direction parallel to the holding surface RP. Therefore, the installation area of the
好ましくは、サセプタ3の保持面RPと交差する上記方向は保持面RPに対して垂直である。これにより、上記方向が保持面RPに対して斜めである場合に比して、十分な長さDLを有する隙間GPを平面視においてさらに小さい領域内に配置することができる。よって装置100の設置面積をさらに小さくすることができる。
Preferably, the direction intersecting the holding surface RP of the
また上記のように隙間GPを平面視において小さい領域に設けることができるので、既存の装置を改造することで隙間GPを設けることが容易である。仮に隙間GPを設けるのに必要な領域が大きいとすると、装置の基本的な寸法を大きくする必要が生じるので、大幅な改造を必要とし得る。 Further, as described above, the gap GP can be provided in a small region in plan view, and therefore it is easy to provide the gap GP by modifying an existing device. If the area required to provide the gap GP is large, it is necessary to increase the basic dimensions of the device, and thus a large modification may be required.
好ましくは、リング部31の熱伝導率はリング部32の熱伝導率よりも大きく、リング部32の熱膨張係数はリング部31の熱膨張係数よりも小さい。
Preferably, the thermal conductivity of the
リング部31の熱伝導率が大きいことによってリング部31から外部への熱の流出が促進される。よってリング部31の温度が抑えられるので、リング部31の熱膨張を抑えることができる。
Outflow of heat from the
またこのように温度が抑えられたリング部31は、その近傍に隙間GPを介して配置された、より高い温度を有するリング部32から放射される熱を効率的に吸収することができる。これによりリング部32の温度上昇を抑えることができる。さらにリング部32の熱膨張係数が小さいことから、リング部32の温度の上昇分と熱膨張係数との積に対応して生じるリング部32の熱膨張を抑制することができる。
In addition, the
このようにリング部31および32の両方の熱膨張を抑えることができるので、リング部31および32によって規定される隙間GPの幅DWの変動を抑えることができる。これにより、隙間GPの幅DWが過度に大きくなることで隙間GPを介したガスの大きな流出入が生じることを防止することができる。またリング部31および32の間の幅DWがゼロとなること、すなわち隙間GPが塞がることを防止することができるので、隙間GPによる熱応力の緩和効果を維持することができる。
Thus, since the thermal expansion of both the
好ましくは装置100はさらに、サセプタガイド21を変位させる駆動部40を有する。これによりサセプタガイド21に支持されたサセプタ3を変位させることができるので、サセプタ3に保持された基板SBを装置100内において搬送することができる。
Preferably, the
より好ましくはリング部32は、サセプタガイド21に着脱自在に取り付けられており、かつサセプタガイド21が変位された際にサセプタガイド21から外れてリング部31に支持されるように構成されている。このようにリング部32とサセプタガイド21とが別個に形成されていることで、互いの相対位置が変化し得ることから、両者の熱膨張の差異に起因した応力の発生を避けることができる。これによりリング部32およびサセプタガイド21の歪を抑えることができる。
More preferably, the
好ましくは隙間GPの幅DWは0.1mm以上0.5mm以下である。隙間GPの幅DWが0.1mm以上あることによって、熱膨張の影響によって隙間GPが塞がってしまうことをより確実に防止することができる。また幅DWが0.5mm以下であることによって、成長室5内外でのガスの流出入をより確実に抑制することができる。好ましくは隙間GPの長さDLは20mm以上である。隙間GPの長さDLが20mm以上であることによって、成長室5内外でのガスの流出入をより確実に抑制することができる。より好ましくは、幅DWが0.1mm以上0.5mm以下とされ、かつ長さDLが20mm以上とされる。これにより成長室5内外でのガスの流出入をより確実に抑制することができる。
Preferably, the width DW of the gap GP is not less than 0.1 mm and not more than 0.5 mm. When the width DW of the gap GP is 0.1 mm or more, it is possible to more reliably prevent the gap GP from being blocked by the influence of thermal expansion. In addition, when the width DW is 0.5 mm or less, gas inflow and outflow inside and outside the
好ましくは、リング部32とサセプタガイド21との間には保持面RPに平行な方向に幅DX(図2)のクリアランスが設けられている。これにより、サセプタガイド21が外周方向(図2の右方向)に熱膨張してリング部32に押し付けられることによる歪の発生を防止することができる。
Preferably, a clearance having a width DX (FIG. 2) is provided between the
(実施の形態2)
主に図5を参照して、本実施の形態の気相成長装置は、リング部31および32(図2)のそれぞれの代わりに、突出部PTを有するリング部31V(第1のリング部)と、リング部32V(第2のリング部)とを有する。突出部PTの、リング部32Vが載置される面は、内側(図5の左側)ほど高さが低くなるように傾斜するテーパを有する。またこのテーパに組み合わさるようなテーパが、リング部32Vの、リング部31Vに載置される面に設けられている。
(Embodiment 2)
Referring mainly to FIG. 5, in the vapor phase growth apparatus of the present embodiment,
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。 Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the first embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is not repeated.
本実施の形態によれば、リング部32Vは、リング部31Vに支持されると自重により、図中矢印AAに示すように、リング部31Vに対して位置合わせされる。具体的にはリング部31Vおよび32Vの各々の中心軸が合わされる。すなわちリング部31Vおよび32Vが互いにセンタリングされる。これにより、サセプタガイド21の変位に伴ってリング部31Vおよび32Vが相対運動する場合においても、リング部31Vおよび32Vの間に形成される隙間GPの幅DWの変動を抑えることができる。
According to the present embodiment, when the
図6を参照して、幅DW=0.5mmの隙間GP(図2)の長さDLを、20mmとした場合(プロットG1)と、40mmとした場合(プロットG2)とについて、成長室5と予備室35との間の差圧と、隙間GPからのガス流出量との関係を検討した。グラフの縦軸においてプラスのガス流出量は成長室5から予備室35へのガスの流出に対応し、マイナスのガス流出量は予備室35から成長室5へのガスの流入に対応している。本検討の結果、幅DW=0.5mmの場合、流出量の絶対値は長さDLに反比例することがわかった。すなわち長さDLを長くすることで流出量の絶対値を小さくすることができることがわかった。なお幅DWが過度に大きい場合は、長さDLを増加させても流出量の絶対値はあまり低下しないと考えられる。
Referring to FIG. 6, the
次に本発明の実施例として、幅DW=0.5mmおよび長さDL=20mmを有する隙間GPを用いて、GaNの薄膜FMをエピタキシャル成長させた。エピタキシャル成長の際(図4)、成長室5の圧力と予備室35の圧力との差圧が2Pa以下となるように圧力制御がなされた。得られた薄膜FMは、3%の面内均一性と、1.5×1017cm-3の酸素濃度とを有していた。次に比較例として、リング部32なしでの薄膜の形成を行った。得られた薄膜は、14%の面内均一性と、2.0×1018cm-3の酸素濃度とを有していた。この結果から、実施例によれば、面内均一性が高く、かつ酸素濃度(不純物濃度)の低い薄膜が得られることがわかった。
Next, as an example of the present invention, a GaN thin film FM was epitaxially grown using a gap GP having a width DW = 0.5 mm and a length DL = 20 mm. During epitaxial growth (FIG. 4), the pressure was controlled so that the differential pressure between the pressure in the
なお今回開示された実施の形態においては成長室を有する気相成長装置が使用されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、チャンバを有する加熱装置を含む装置であれば用いることができる。また第2のリングは必ずしもサセプタガイドから取り外し可能である必要はない。またサセプタガイドは必ずしも変位可能に構成されている必要はない。 In the embodiment disclosed this time, a vapor phase growth apparatus having a growth chamber is used. However, the present invention is not limited to this, and any apparatus including a heating apparatus having a chamber may be used. Can do. Also, the second ring need not necessarily be removable from the susceptor guide. Further, the susceptor guide is not necessarily configured to be displaceable.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
3 サセプタ、5 成長室(チャンバ)、7 ヒータ、9 ガス導入部、11 ガス排出部、17 回転軸、19 ジョイント、20 モータ、21 サセプタガイド、22 架台、23 サセプタホルダ、29 転動体、31,31V リング部(第1のリング部)、32,32V リング部、35 予備室、40 駆動部、41 可動シリンダ、100 気相成長装置(加熱装置)、FM 薄膜、GP 隙間、HL 穴部、PL,PT 突出部、RP 保持面、S1 内周面、S2 外周面、SB 基板。 3 susceptor, 5 growth chamber (chamber), 7 heater, 9 gas introduction part, 11 gas discharge part, 17 rotating shaft, 19 joint, 20 motor, 21 susceptor guide, 22 mount, 23 susceptor holder, 29 rolling element, 31 31V ring part (first ring part), 32, 32V ring part, 35 spare chamber, 40 drive part, 41 movable cylinder, 100 vapor phase growth apparatus (heating apparatus), FM thin film, GP gap, HL hole part, PL PT projecting portion, RP holding surface, S1 inner peripheral surface, S2 outer peripheral surface, SB substrate.
Claims (9)
間隔を空けて前記サセプタを取り囲む穴部が設けられたチャンバと、
前記サセプタを加熱するヒータと、
前記チャンバの外部に配置され、前記サセプタを回転可能に保持するサセプタガイドと、
前記穴部を取り囲むように前記チャンバに取り付けられ、内周面を有する第1のリング部と、
前記サセプタガイドに取り付けられ、外周面を有する第2のリング部とを備え、
前記第1のリング部の前記内周面と前記第2のリング部の前記外周面とが互いに対向することによって、幅を有する隙間が形成されており、前記隙間は、前記幅よりも大きい長さに渡って、前記サセプタの前記保持面と交差する方向に延びている、加熱装置。 A susceptor having a holding surface for holding a processing object;
A chamber provided with a hole surrounding the susceptor at an interval;
A heater for heating the susceptor;
A susceptor guide disposed outside the chamber and rotatably holding the susceptor;
A first ring portion attached to the chamber so as to surround the hole portion and having an inner peripheral surface;
A second ring portion attached to the susceptor guide and having an outer peripheral surface;
The inner peripheral surface of the first ring portion and the outer peripheral surface of the second ring portion are opposed to each other to form a gap having a width, and the gap is longer than the width. A heating device extending in a direction intersecting the holding surface of the susceptor.
原料ガスを前記チャンバ内に導入するガス導入部とを備える、気相成長装置。 The heating device according to claim 1,
A vapor phase growth apparatus comprising: a gas introduction unit that introduces a source gas into the chamber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010248384A JP5527166B2 (en) | 2010-11-05 | 2010-11-05 | Heating apparatus and vapor phase growth apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010248384A JP5527166B2 (en) | 2010-11-05 | 2010-11-05 | Heating apparatus and vapor phase growth apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012099756A true JP2012099756A (en) | 2012-05-24 |
JP5527166B2 JP5527166B2 (en) | 2014-06-18 |
Family
ID=46391303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010248384A Expired - Fee Related JP5527166B2 (en) | 2010-11-05 | 2010-11-05 | Heating apparatus and vapor phase growth apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5527166B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015031023A1 (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-05 | Applied Materials, Inc. | Substrate support system |
CN109314055A (en) * | 2016-08-31 | 2019-02-05 | 株式会社日本制钢所 | Atomic layer growth device and atomic layer growth method |
-
2010
- 2010-11-05 JP JP2010248384A patent/JP5527166B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015031023A1 (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-05 | Applied Materials, Inc. | Substrate support system |
CN105493262A (en) * | 2013-08-30 | 2016-04-13 | 应用材料公司 | Substrate support system |
CN105493262B (en) * | 2013-08-30 | 2019-02-15 | 应用材料公司 | Substrate support system |
CN109314055A (en) * | 2016-08-31 | 2019-02-05 | 株式会社日本制钢所 | Atomic layer growth device and atomic layer growth method |
CN109314055B (en) * | 2016-08-31 | 2023-05-12 | 株式会社日本制钢所 | Atomic layer growth device and atomic layer growth method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5527166B2 (en) | 2014-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2741317B1 (en) | Epitaxial wafer manufacturing device and manufacturing method | |
US10975495B2 (en) | Epitaxial growth apparatus, preheat ring, and method of manufacturing epitaxial wafer using these | |
US9607832B2 (en) | Epitaxial wafer manufacturing device and manufacturing method | |
JP6101591B2 (en) | Epitaxial wafer manufacturing apparatus and manufacturing method | |
JP2006303152A (en) | Apparatus and method for epitaxial deposition | |
WO2019044440A1 (en) | Vapor-phase growth device and vapor-phase growth method | |
WO2020039809A1 (en) | Vapor-phase growth device | |
JP7440660B2 (en) | Vapor phase growth equipment | |
US20200181798A1 (en) | Susceptor and chemical vapor deposition apparatus | |
JP5029340B2 (en) | Epitaxial growth method | |
JP2015146416A (en) | Silicon carbide substrate support member, member for silicon carbide growth device and silicon carbide epitaxial substrate manufacturing method | |
WO2019044392A1 (en) | Vapor-phase deposition method | |
JP5527166B2 (en) | Heating apparatus and vapor phase growth apparatus | |
JP2011021253A (en) | Film deposition system | |
JP5712782B2 (en) | Susceptor support shaft for epitaxial wafer growth apparatus and epitaxial growth apparatus | |
JP2020092113A (en) | SiC CHEMICAL VAPOR DEPOSITION APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF SiC EPITAXIAL WAFER | |
JP6878212B2 (en) | Manufacturing method for susceptors, CVD equipment and epitaxial wafers | |
WO2020158657A1 (en) | Film forming apparatus and film forming method | |
JP5832173B2 (en) | Vapor growth apparatus and vapor growth method | |
JP5240302B2 (en) | Vapor processing equipment | |
JP4758385B2 (en) | Vapor growth apparatus and vapor growth method | |
JP2021031336A (en) | SiC CHEMICAL VAPOR DEPOSITION APPARATUS | |
CN209144317U (en) | A kind of rotatable silicon carbide monocrystal growth device of external thermal insulation | |
JP4916736B2 (en) | Semiconductor crystal growth equipment | |
JPH03228319A (en) | Thin film forming device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130827 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140318 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140320 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140331 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5527166 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |