JP2015191960A - Deposition apparatus, deposition method and reflector unit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a reflector from being damaged by thermal stress.SOLUTION: A deposition apparatus includes a deposition chamber where a film is formed on a substrate, a heater for heating the substrate from below, a first reflector unit provided above the deposition chamber, and a gas supply section for supplying process gas to the deposition chamber. The first reflector unit has an annular first reflector, a first slit is provided in the first reflector from the inner peripheral part to the outer peripheral part, and the first reflector is continuous from one end face to the other end face through the first slit with being separated.

Description

本発明は、成膜装置、成膜方法及びリフレクタユニットに関する。   The present invention relates to a film forming apparatus, a film forming method, and a reflector unit.

従来から、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等のパワーデバイスのように、比較的膜厚の大きい結晶膜を必要とする半導体素子の製造工程では、ウェーハ等の基板に単結晶薄膜を気相成長させて成膜するエピタキシャル成長技術が利用される。   Conventionally, in a manufacturing process of a semiconductor element that requires a relatively large crystal film, such as a power device such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a single crystal thin film is formed on a substrate such as a wafer. An epitaxial growth technique for forming a film by vapor phase growth is used.

エピタキシャル成長技術に使用される成膜装置では、常圧または減圧に保持された成膜室の内部に、例えば、ウェーハを載置する。そして、このウェーハを加熱しながら成膜室内に、成膜のための原料となるガス(以下、単に原料ガスとも言う。)を供給する。すると、ウェーハの表面で原料ガスの熱分解反応および水素還元反応が起こり、ウェーハ上にエピタキシャル膜が成膜される。   In a film forming apparatus used for the epitaxial growth technique, for example, a wafer is placed in a film forming chamber maintained at normal pressure or reduced pressure. And while heating this wafer, the gas used as the raw material for film-forming (henceforth only raw material gas) is supplied in the film-forming chamber. Then, a thermal decomposition reaction and a hydrogen reduction reaction of the source gas occur on the surface of the wafer, and an epitaxial film is formed on the wafer.

膜厚の大きなエピタキシャルウェーハを高い歩留まりで製造するには、均一に加熱されたウェーハの表面に新たな原料ガスを次々に接触させて、気相成長の速度を向上させる必要がある。そこで、ウェーハを高速で回転させながらエピタキシャル成長させることが行われている(例えば、特許文献1参照)。   In order to manufacture an epitaxial wafer having a large film thickness with a high yield, it is necessary to improve the vapor deposition rate by bringing new raw material gases into contact with the surface of the uniformly heated wafer one after another. Therefore, epitaxial growth is performed while rotating the wafer at a high speed (for example, see Patent Document 1).

従来の成膜装置では、熱効率を上げるために、成膜室の上部にドーナツ形状(円環状)のリフレクタを設け、熱源からの輻射を反射するように構成されている。このリフレクタの材料には例えばSiCが被覆されたカーボンが用いられている。しかし、成膜室の昇温に伴い、リフレクタの径方向に温度分布が発生し、熱応力によりリフレクタが破損するという問題があった。   In the conventional film forming apparatus, in order to increase the thermal efficiency, a donut-shaped (annular) reflector is provided in the upper part of the film forming chamber so as to reflect the radiation from the heat source. For example, carbon coated with SiC is used as the material of the reflector. However, as the temperature of the film forming chamber increases, a temperature distribution occurs in the radial direction of the reflector, and the reflector is damaged due to thermal stress.

特開平5−152207号公報JP-A-5-152207

本発明は、熱応力による破損を防止したリフレクタを備える成膜装置、リフレクタユニット、及びこのような成膜装置を用いた成膜方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the film-forming apparatus provided with the reflector which prevented the damage by the thermal stress, the reflector unit, and the film-forming method using such a film-forming apparatus.

本発明の一態様による成膜装置は、基板上に成膜を行う成膜室と、前記基板を下方から加熱するヒータと、前記成膜室の上部に設けられる第1リフレクタユニットと、前記成膜室にプロセスガスを供給するガス供給部と、を備え、前記第1リフレクタユニットは、円環状の第1リフレクタを有し、前記第1リフレクタには内周部から外周部にわたって第1スリットが設けられ、前記第1リフレクタは前記第1スリットを介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続していることを特徴とする。   A film formation apparatus according to an aspect of the present invention includes a film formation chamber that forms a film on a substrate, a heater that heats the substrate from below, a first reflector unit that is provided above the film formation chamber, and the formation device. A gas supply unit configured to supply a process gas to the film chamber, wherein the first reflector unit has an annular first reflector, and the first reflector has a first slit extending from an inner periphery to an outer periphery. The first reflector is continuous without being separated from one end face to the other end face through the first slit.

本発明の一態様による成膜方法は、上部にリフレクタユニットが設けられた成膜室内にSiC基板を搬入し、前記リフレクタユニットより上方の位置からシランガスを含むプロセスガスを取り込み、前記リフレクタユニットを貫通するガス流路を介して、前記リフレクタの下方領域に前記プロセスガスを供給して、前記SiC基板上への成膜を行う成膜方法であって、前記リフレクタユニットは、円環状のリフレクタを有し、前記リフレクタには内周部から外周部にわたってスリットが設けられ、前記リフレクタは前記スリットを介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続しており、前記SiC基板への成膜時は、前記成膜室のうち、前記リフレクタユニットの下方領域を第1所定温度にし、前記リフレクタユニットの上方領域を前記第1所定温度より低い第2所定温度にすることを特徴とする。   In the film forming method according to one aspect of the present invention, a SiC substrate is carried into a film forming chamber provided with a reflector unit at an upper portion, a process gas containing silane gas is taken in from a position above the reflector unit, and penetrates the reflector unit. A film forming method for forming a film on the SiC substrate by supplying the process gas to a lower region of the reflector through a gas flow path, wherein the reflector unit has an annular reflector. The reflector is provided with slits from the inner periphery to the outer periphery, and the reflector is continuous from one end surface to the other end surface via the slit, and is formed on the SiC substrate. In the film forming chamber, the lower area of the reflector unit is set to a first predetermined temperature, and the upper area of the reflector unit is Characterized by the band to the first lower than the predetermined temperature the second predetermined temperature.

本発明の一態様によるリフレクタユニットは、基板上に成膜を行う成膜室の上部に設けられ、前記成膜室内のヒータからの熱を反射するリフレクタユニットであって、円環状をなし、内周部から外周部にわたって第1スリットが設けられ、前記第1スリットを介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続している第1リフレクタと、円環状をなし、内周部から外周部にわたって第2スリットが設けられ、前記第2スリットを介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続している第2リフレクタと、を備え、前記第2リフレクタは、前記第2スリットの位置を前記第1スリットの位置からずらして、前記第1リフレクタ上に積層されていることを特徴とする。   A reflector unit according to an aspect of the present invention is a reflector unit that is provided in an upper part of a film formation chamber for forming a film on a substrate and reflects heat from a heater in the film formation chamber. A first slit is provided from the peripheral part to the outer peripheral part, and the first reflector is continuous from the one end surface through the first slit without being separated from the other end face, and has an annular shape, from the inner peripheral part A second slit is provided over the outer periphery, and the second reflector is continuous without being separated from one end face to the other end face via the second slit, and the second reflector includes the second slit The slit is shifted from the position of the first slit and stacked on the first reflector.

本発明の一態様によれば、リフレクタが熱応力により破損することを防止できる。   According to one embodiment of the present invention, the reflector can be prevented from being damaged by thermal stress.

本発明の実施形態による成膜装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態によるリフレクタの概略構成図。The schematic block diagram of the reflector by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるリフレクタユニットの概略構成図。The schematic block diagram of the reflector unit by embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態による成膜装置の概略構成図である。成膜処理の対象である試料として、SiCからなる基板101が用いられる。図1では、サセプタ102に基板101を載置した状態を示している。そして、サセプタ102上に載置された基板101上に、SiCエピタキシャル膜を形成するための原料となる複数種類のガス(プロセスガス)を供給し、基板101上で気相成長反応させて成膜を行う。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention. A substrate 101 made of SiC is used as a sample to be subjected to film formation. FIG. 1 shows a state where the substrate 101 is placed on the susceptor 102. Then, a plurality of types of gases (process gases), which are raw materials for forming the SiC epitaxial film, are supplied onto the substrate 101 placed on the susceptor 102 and subjected to vapor phase growth reaction on the substrate 101 to form a film. I do.

成膜装置100は、基板101上で気相成長をさせてSiCエピタキシャル膜の成膜を行う成膜室として、チャンバ103を有する。   The film forming apparatus 100 includes a chamber 103 as a film forming chamber in which a SiC epitaxial film is formed by vapor phase growth on a substrate 101.

チャンバ103の内部において、サセプタ102が、回転部104の上方に設けられている。サセプタ102は、開口部を有して構成されたリング状の形状を有する。そして、サセプタ102は、サセプタ102の内周側に座ぐりが設けられ、この座ぐり内に基板101の外周部を受け入れて支持する構造を有する。また、サセプタ102は、高温下にさらされることから、例えば、等方性黒鉛の表面にCVD法によって高耐熱な高純度のSiCを被覆して構成される。   A susceptor 102 is provided above the rotating unit 104 inside the chamber 103. The susceptor 102 has a ring shape configured with an opening. The susceptor 102 has a structure in which a counterbore is provided on the inner peripheral side of the susceptor 102 and the outer peripheral portion of the substrate 101 is received and supported in the counterbore. Further, since the susceptor 102 is exposed to a high temperature, for example, the surface of isotropic graphite is configured by coating SiC with high heat resistance and high purity by a CVD method.

なお、サセプタ102の構造は、図1に示すものに限定されない。例えば、その開口部を塞ぐ部材を設けてサセプタを構成することが可能である。   The structure of the susceptor 102 is not limited to that shown in FIG. For example, a susceptor can be configured by providing a member that closes the opening.

回転部104は、円筒部104aと回転軸104bを有している。回転部104では、円筒部104aの上部でサセプタ102を支持している。そして、回転軸104bが図示しないモータによって回転することにより、円筒部104aを介してサセプタ102が回転する。こうして、サセプタ102の上に基板101が載置された場合、その基板101を回転させることができる。   The rotating part 104 has a cylindrical part 104a and a rotating shaft 104b. In the rotating part 104, the susceptor 102 is supported by the upper part of the cylindrical part 104a. Then, when the rotating shaft 104b is rotated by a motor (not shown), the susceptor 102 is rotated through the cylindrical portion 104a. Thus, when the substrate 101 is placed on the susceptor 102, the substrate 101 can be rotated.

図1において、円筒部104aは、上部が開口する構造を有し、上部が解放された構造である。円筒部104a内には、ヒータ(主ヒータ)120が設けられている。ヒータ120には抵抗加熱ヒータを用いることが可能であり、例えば不純物がドープされたカーボン(C)材で構成される。ヒータ120は、回転軸104b内に設けられた略円筒状の石英製のシャフト108の内部を通る配線(図示せず)によって給電され、基板101をその裏面から加熱する。   In FIG. 1, a cylindrical portion 104a has a structure in which an upper portion is opened and a structure in which the upper portion is released. A heater (main heater) 120 is provided in the cylindrical portion 104a. As the heater 120, a resistance heater can be used, which is made of, for example, a carbon (C) material doped with impurities. The heater 120 is fed by a wiring (not shown) passing through the inside of a substantially cylindrical quartz shaft 108 provided in the rotating shaft 104b, and heats the substrate 101 from its back surface.

また、円筒部104a内には、ヒータ120による加熱を効率的に行うために、ヒータ120の下方にリフレクタ110が設けられている。リフレクタ110は、カーボン、SiC、又はSiCを被覆したカーボンなどの耐熱性の高い材料を用いて構成される。また、リフレクタ110の下方には断熱材111が設けられており、ヒータ120からの熱がシャフト108等に伝わることを防止することができ、加熱時のヒータ電力を抑制することもできる。   In addition, in the cylindrical portion 104 a, a reflector 110 is provided below the heater 120 in order to efficiently perform heating by the heater 120. The reflector 110 is made of a material having high heat resistance such as carbon, SiC, or carbon coated with SiC. Further, a heat insulating material 111 is provided below the reflector 110, so that heat from the heater 120 can be prevented from being transmitted to the shaft 108 and the like, and heater power during heating can be suppressed.

シャフト108の内部には、基板昇降手段として昇降ピン112が配置されている。昇降ピン112の下端は、シャフト108の下部に設けられた図示されない昇降装置まで伸びている。そして、その昇降装置を動作させて昇降ピン112を上昇または下降させることができる。この昇降ピン112は、基板101のチャンバ103内への搬入とチャンバ103外への搬出の時に使用される。昇降ピン112は基板101を下方から支持し、持ち上げてサセプタ102から引き離す。そして、基板101の搬送用ロボット(図示されない)との間で基板101の受け渡しができるように、基板101を回転部104上のサセプタ102から離れた上方の所定の位置に配置するように動作する。   Inside the shaft 108, raising / lowering pins 112 are arranged as substrate raising / lowering means. The lower end of the lifting pin 112 extends to a lifting device (not shown) provided at the lower portion of the shaft 108. And the raising / lowering pin 112 can be raised or lowered by operating the raising / lowering device. The lift pins 112 are used when the substrate 101 is carried into the chamber 103 and carried out of the chamber 103. Lift pins 112 support the substrate 101 from below, lift it up and pull it away from the susceptor 102. Then, the substrate 101 operates so as to be disposed at a predetermined upper position away from the susceptor 102 on the rotating unit 104 so that the substrate 101 can be transferred to and from the robot for transporting the substrate 101 (not shown). .

チャンバ103の下部には、ガスを排気するためのガス排気部125が設けられている。ガス排気部125は、調整バルブ126および真空ポンプ127からなる排気機構128に接続している。排気機構128は、図示しない制御機構により制御されてチャンバ103内を所定の圧力に調整する。 A gas exhaust part 125 for exhausting gas is provided in the lower part of the chamber 103. The gas exhaust unit 125 is connected to an exhaust mechanism 128 including an adjustment valve 126 and a vacuum pump 127. The exhaust mechanism 128 is controlled by a control mechanism (not shown) to adjust the inside of the chamber 103 to a predetermined pressure.

また、チャンバ103内には、成膜処理が行われる成膜領域103bと、チャンバ103の側壁(内壁)103aとを仕切る円筒型のライナ130が設けられている。ライナ130は、カーボン又はSiCを被覆したカーボンなどの耐熱性の高い材料を用いて構成される。   In the chamber 103, a cylindrical liner 130 is provided to partition a film formation region 103b where film formation is performed and a side wall (inner wall) 103a of the chamber 103. The liner 130 is configured using a material having high heat resistance such as carbon or carbon coated with SiC.

ライナ130と側壁103aとの間には、基板101を上方から加熱する補助ヒータ131が設けられている。補助ヒータ131は例えば抵抗加熱型のヒータである。また、補助ヒータ131と側壁103aとの間には断熱材132が設けられており、補助ヒータ131からの熱がチャンバ103に伝わることを防止する。このことにより、加熱時のヒータ電力を抑制することができる。   An auxiliary heater 131 for heating the substrate 101 from above is provided between the liner 130 and the side wall 103a. The auxiliary heater 131 is, for example, a resistance heating type heater. In addition, a heat insulating material 132 is provided between the auxiliary heater 131 and the side wall 103 a to prevent heat from the auxiliary heater 131 from being transmitted to the chamber 103. Thereby, the heater electric power at the time of a heating can be suppressed.

成膜装置100のチャンバ103の上部には、熱効率を上げるために、ヒータ120や補助ヒータ131からの輻射を反射するリフレクタユニットRU1、RU2が設けられている。リフレクタユニットRU2はリフレクタユニットRU1の下方に設けられている。   Reflector units RU <b> 1 and RU <b> 2 that reflect radiation from the heater 120 and the auxiliary heater 131 are provided on the upper portion of the chamber 103 of the film forming apparatus 100 in order to increase thermal efficiency. The reflector unit RU2 is provided below the reflector unit RU1.

リフレクタユニットRU1は、互いに離間して積層された複数枚の薄板140を備えており、各薄板140は、円形状のリフレクタ141と、円形状リフレクタ141の外周部に設けられた円環状のリフレクタ142とを有する。リフレクタ141、142は、カーボン、SiC、又はSiCを被覆したカーボンを用いて構成される。   The reflector unit RU1 includes a plurality of thin plates 140 that are stacked apart from each other, and each thin plate 140 includes a circular reflector 141 and an annular reflector 142 provided on the outer periphery of the circular reflector 141. And have. The reflectors 141 and 142 are configured using carbon, SiC, or carbon coated with SiC.

図2は、リフレクタ142の上面図である。図2に示すように、リフレクタ142には、内周部から外周部にわたって、スリットSLが設けられている。チャンバ103内において熱を反射するリフレクタ142には、径方向に温度分布が発生し、熱応力がかかる。しかし、図2に示すようなスリットSLを設けることで、応力が緩和され、リフレクタ142の破損を防止することができる。   FIG. 2 is a top view of the reflector 142. As shown in FIG. 2, the reflector 142 is provided with slits SL from the inner periphery to the outer periphery. The reflector 142 that reflects heat in the chamber 103 generates a temperature distribution in the radial direction and is subjected to thermal stress. However, by providing the slit SL as shown in FIG. 2, the stress is relieved and the reflector 142 can be prevented from being damaged.

また、形成するスリットSLを1箇所(1本)にすることで、リフレクタ142はスリットSLを介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続し、1つの円環状のリフレクタ142が複数の部品に分割されない。そのため、部品点数の増加や、リフレクタ支持箇所の増加を防止することができる。   Further, by forming one slit SL to be formed, the reflector 142 is continuous without being separated from one end surface to the other end surface via the slit SL, and a plurality of one annular reflector 142 is provided. Not divided into parts. Therefore, it is possible to prevent an increase in the number of parts and an increase in reflector support locations.

リフレクタ142の温度上昇時、スリットSLの形成箇所は、他の箇所と比較して変形量が大きくなる。そのため、スリットSLの位置と、リフレクタ142の支持位置とをずらして、リフレクタ142の設置姿勢(傾き等)への影響を抑制することが好ましい。例えば、リフレクタ142を支持する支持部材が120°間隔で3ヶ所設けられている場合、2つの支持部材の中間にスリットSLを位置させる。   When the temperature of the reflector 142 rises, the amount of deformation at the location where the slit SL is formed is greater than at other locations. Therefore, it is preferable that the position of the slit SL and the support position of the reflector 142 are shifted to suppress the influence on the installation posture (tilt or the like) of the reflector 142. For example, when three support members that support the reflector 142 are provided at intervals of 120 °, the slit SL is positioned between the two support members.

成膜装置100に成膜領域103bの温度を測定する熱電対が設けられ、リフレクタ142に、この熱電対を通すための孔が設けられる場合、このような孔には熱応力がかかりやすいため、この孔に合わせてスリットSLを形成することが好ましい。   When the film forming apparatus 100 is provided with a thermocouple for measuring the temperature of the film forming region 103b, and the reflector 142 is provided with a hole for passing this thermocouple, such a hole is likely to be subjected to thermal stress. It is preferable to form the slit SL in accordance with this hole.

スリットSLを介した熱源からの輻射の漏れを少なくするために、スリットSLの幅は0.5〜1.0mmとすることが好ましい。   In order to reduce the leakage of radiation from the heat source through the slit SL, the width of the slit SL is preferably 0.5 to 1.0 mm.

また、図1に示すリフレクタユニットRU1のように、リフレクタ142が複数積層されている場合、上層のリフレクタ142のスリットSLの位置と、下層のリフレクタ142のスリットSLの位置とをずらすことが好ましい。これにより、スリットSLを介した熱源からの輻射の漏れを抑制し、熱効率を上げることができる。   Further, when a plurality of reflectors 142 are stacked as in the reflector unit RU1 shown in FIG. 1, it is preferable to shift the position of the slit SL of the upper reflector 142 from the position of the slit SL of the lower reflector 142. Thereby, the leakage of the radiation from the heat source through the slit SL can be suppressed, and the thermal efficiency can be increased.

リフレクタユニットRU1は、1枚のリフレクタ142で構成されていてもよいし、リフレクタ142を複数積層してもよい。   The reflector unit RU1 may be composed of a single reflector 142, or a plurality of reflectors 142 may be stacked.

図3は、リフレクタユニットRU2の上面図である。図3に示すように、リフレクタユニットRU2は、円環状のリフレクタ151〜153を有する。リフレクタ152はリフレクタ151の外周部に設けられ、リフレクタ153はリフレクタ152の外周部に設けられている。   FIG. 3 is a top view of the reflector unit RU2. As shown in FIG. 3, the reflector unit RU <b> 2 includes annular reflectors 151 to 153. The reflector 152 is provided on the outer periphery of the reflector 151, and the reflector 153 is provided on the outer periphery of the reflector 152.

例えば、リフレクタ151の外周部と、リフレクタ152の内周部とを重ねて、リフレクタ151の外周部にリフレクタ152を設置する。同様に、リフレクタ152の外周部と、リフレクタ153の内周部とを重ねて、リフレクタ152の外周部にリフレクタ153を設置する。図3では、説明の便宜上、各リフレクタ151〜153を離間して図示している。   For example, the reflector 152 is installed on the outer periphery of the reflector 151 by overlapping the outer periphery of the reflector 151 and the inner periphery of the reflector 152. Similarly, the reflector 153 is installed on the outer periphery of the reflector 152 by overlapping the outer periphery of the reflector 152 and the inner periphery of the reflector 153. In FIG. 3, the reflectors 151 to 153 are illustrated separately for the convenience of explanation.

リフレクタ151には、内周部から外周部にわたって、スリットSL1が設けられており、リフレクタ151はスリットSL1を介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続している。   The reflector 151 is provided with a slit SL1 from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion, and the reflector 151 is continuous without being separated from one end face to the other end face via the slit SL1.

リフレクタ152には、内周部から外周部にわたって、スリットSL2が設けられており、リフレクタ152はスリットSL2を介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続している。   The reflector 152 is provided with a slit SL2 from the inner periphery to the outer periphery, and the reflector 152 is continuous from one end surface to the other end surface through the slit SL2.

リフレクタ153には、内周部から外周部にわたって、スリットSL3が設けられており、リフレクタ153はスリットSL3を介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続している。   The reflector 153 is provided with a slit SL3 from the inner periphery to the outer periphery, and the reflector 153 is continuous without being separated from one end surface to the other end surface via the slit SL3.

リフレクタユニットRU2では、内周部の温度が高く、外周部の温度が低くなりやすい。そのため、リフレクタユニットRU2を1枚のリフレクタで構成した場合、内周部と外周部とで温度差が大きくなり、熱応力によりリフレクタが破損し易くなる。本実施形態では、リフレクタユニットRU2を径方向に複数のリフレクタ151〜153に分割し、かつ各リフレクタ151〜153にスリットSL1〜SL3を設けているため、熱応力が緩和され、リフレクタ151〜153の破損を防止することができる。   In the reflector unit RU2, the temperature of the inner periphery is high and the temperature of the outer periphery tends to be low. Therefore, when the reflector unit RU2 is composed of a single reflector, the temperature difference between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion increases, and the reflector is easily damaged by thermal stress. In the present embodiment, the reflector unit RU2 is divided into a plurality of reflectors 151 to 153 in the radial direction and the slits SL1 to SL3 are provided in the reflectors 151 to 153, so that the thermal stress is alleviated and the reflectors 151 to 153 Breakage can be prevented.

リフレクタ151〜153の温度上昇時、スリットSL1〜SL3の形成箇所は、他の箇所と比較して変形量が大きくなる。そのため、スリットSL1〜SL3の位置をずらしてリフレクタ151〜153を設置することが好ましい。例えば、図3に示すように、スリットSL1〜SL3の位置が互いに120°ずれるように、リフレクタ151〜153を設置することが好ましい。   When the temperature of the reflectors 151 to 153 rises, the amount of deformation at the locations where the slits SL1 to SL3 are formed is greater than at other locations. Therefore, it is preferable to install the reflectors 151 to 153 by shifting the positions of the slits SL1 to SL3. For example, as shown in FIG. 3, it is preferable to install the reflectors 151 to 153 so that the positions of the slits SL1 to SL3 are shifted from each other by 120 °.

図3は、リフレクタユニットRU2が、3つのリフレクタ151〜153を有する例を示しているが、リフレクタの数は2つでもよいし、4つ以上でもよい。また、リフレクタユニットRU2は、複数のリフレクタ151〜153の組を、上下に複数積層させたものとしてもよい。   FIG. 3 shows an example in which the reflector unit RU2 includes three reflectors 151 to 153, but the number of reflectors may be two or four or more. Further, the reflector unit RU2 may be configured by stacking a plurality of sets of reflectors 151 to 153 vertically.

図1に示すように、成膜装置100のチャンバ103の上部には、ガス供給部160が設けられている。ガス供給部160は、ガス流路(ガスパイプ)161〜163を介して、成膜領域103bにパージガスやプロセスガスを供給する。例えば、ガス流路161を介して成膜領域103bにパージガスとしてのアルゴンガス又は水素ガスが供給される。また、ガス流路162、163を介して、成膜領域103bにプロセスガスとしてシランガスやプロパンガスが供給される。図1では、各ガスに対して1本のガス流路が設けられているが、複数のガス流路を設けてもよい。   As shown in FIG. 1, a gas supply unit 160 is provided on the upper portion of the chamber 103 of the film forming apparatus 100. The gas supply unit 160 supplies purge gas and process gas to the film formation region 103b via gas flow paths (gas pipes) 161-163. For example, argon gas or hydrogen gas as a purge gas is supplied to the film formation region 103b through the gas flow path 161. Further, silane gas or propane gas is supplied as a process gas to the film formation region 103b via the gas flow paths 162 and 163. In FIG. 1, one gas flow path is provided for each gas, but a plurality of gas flow paths may be provided.

各ガスはリフレクタユニットRU1より高い位置からチャンバ103に供給され、ガス流路161〜163は、リフレクタユニットRU1のリフレクタ141を貫通して設けられている。すなわち、チャンバ103内へのガス取込口はリフレクタユニットRU1より高い位置にあり、ガス流路161〜163を介して、リフレクタユニットRU1下方の成膜領域にガスが供給される。   Each gas is supplied to the chamber 103 from a position higher than the reflector unit RU1, and the gas flow paths 161 to 163 are provided so as to penetrate the reflector 141 of the reflector unit RU1. That is, the gas inlet into the chamber 103 is at a higher position than the reflector unit RU1, and gas is supplied to the film formation region below the reflector unit RU1 via the gas flow paths 161-163.

リフレクタユニットRU1、RU2により熱源からの輻射が反射されるため、基板101への成膜時に成膜領域103bを効率良く昇温することができる。また、リフレクタユニットRU1、RU2を構成するリフレクタ142、151〜153にはスリットSL、SL1〜SL3が設けられているため、成膜領域103bが高温になっても、リフレクタ142、151〜153が熱応力により破損することを防止できる。   Since the radiation from the heat source is reflected by the reflector units RU 1 and RU 2, the temperature of the film formation region 103 b can be efficiently raised during film formation on the substrate 101. In addition, since the reflectors 142 and 151 to 153 constituting the reflector units RU1 and RU2 are provided with slits SL and SL1 to SL3, the reflectors 142 and 151 to 153 are heated even when the film formation region 103b becomes high temperature. Breakage due to stress can be prevented.

また、チャンバ103へのガス供給口は、リフレクタユニットRU1により成膜領域103bと隔てられている。そのため、成膜領域103bを1500〜1700℃程度に昇温した場合でも、チャンバ103内のうち、リフレクタユニットRU1より上方の領域の温度をシランの反応温度(約600℃)以下、かつシランが液化しない温度に維持することができる。このことにより、シランを未反応のままで成膜領域に供給することができ、基板101上に所望の膜を成膜することができる。   The gas supply port to the chamber 103 is separated from the film formation region 103b by the reflector unit RU1. Therefore, even when the film formation region 103b is heated to about 1500 to 1700 ° C., the temperature of the region above the reflector unit RU1 in the chamber 103 is equal to or lower than the reaction temperature of silane (about 600 ° C.) and the silane is liquefied. Can be maintained at a temperature that does not. Accordingly, silane can be supplied to the film formation region without being reacted, and a desired film can be formed on the substrate 101.

上記実施形態において、チャンバ103の上部に放射温度計を設け、基板101の温度を測定できるようにしてもよい。この場合、チャンバ103の一部に石英ガラス窓を設け、石英ガラス窓を介して放射温度計で基板101の温度を測定する。   In the above embodiment, a radiation thermometer may be provided on the upper portion of the chamber 103 so that the temperature of the substrate 101 can be measured. In this case, a quartz glass window is provided in a part of the chamber 103, and the temperature of the substrate 101 is measured with a radiation thermometer through the quartz glass window.

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

100 成膜装置
101 基板
103 チャンバ
103a 側壁(内壁)
RU1、RU2 リフレクタユニット
160 ガス供給部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Film-forming apparatus 101 Substrate 103 Chamber 103a Side wall (inner wall)
RU1, RU2 Reflector unit 160 Gas supply part

Claims (5)

基板上に成膜を行う成膜室と、
前記基板を下方から加熱するヒータと、
前記成膜室の上部に設けられる第1リフレクタユニットと、
前記成膜室にプロセスガスを供給するガス供給部と、
を備え、
前記第1リフレクタユニットは、円環状の第1リフレクタを有し、前記第1リフレクタには内周部から外周部にわたって第1スリットが設けられ、前記第1リフレクタは前記第1スリットを介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続していることを特徴とする成膜装置。
A film forming chamber for forming a film on a substrate;
A heater for heating the substrate from below;
A first reflector unit provided in an upper part of the film forming chamber;
A gas supply unit for supplying a process gas to the film formation chamber;
With
The first reflector unit includes an annular first reflector, and the first reflector is provided with a first slit from an inner peripheral portion to an outer peripheral portion, and the first reflector is provided via the first slit. A film forming apparatus characterized in that the film is continuous without being separated from one end face to the other end face.
前記第1リフレクタユニットは、円環状の第2リフレクタをさらに有し、
第2リフレクタには内周部から外周部にわたって第2スリットが設けられ、前記第2リフレクタは前記第2スリットを介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続しており、
前記第2リフレクタは、前記第2スリットの位置を前記第1スリットの位置からずらして、前記第1リフレクタ上に積層されていることを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。
The first reflector unit further includes an annular second reflector,
The second reflector is provided with a second slit from the inner periphery to the outer periphery, and the second reflector is continuous without being separated from one end surface to the other end surface via the second slit,
2. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the second reflector is stacked on the first reflector by shifting the position of the second slit from the position of the first slit.
前記第1リフレクタユニットの下部に設けられた第2リフレクタユニットをさらに備え、
前記第2リフレクタユニットは、円環状の第3リフレクタ及び第4リフレクタを有し、
前記第3リフレクタには内周部から外周部にわたって第3スリットが設けられ、前記第3リフレクタは前記第3スリットを介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続しており、
前記第4リフレクタには内周部から外周部にわたって第4スリットが設けられ、前記第4リフレクタは前記第4スリットを介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続しており、
前記第3リフレクタは、前記第3スリットの位置を前記第4スリットの位置からずらして、前記第4リフレクタの内周側に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の成膜装置。
A second reflector unit provided at a lower portion of the first reflector unit;
The second reflector unit has an annular third reflector and fourth reflector,
The third reflector is provided with a third slit from the inner periphery to the outer periphery, and the third reflector is continuous without being separated from one end surface to the other end surface via the third slit,
The fourth reflector is provided with a fourth slit from the inner periphery to the outer periphery, and the fourth reflector is continuous without being separated from one end surface to the other end surface via the fourth slit,
3. The component according to claim 1, wherein the third reflector is provided on an inner peripheral side of the fourth reflector by shifting the position of the third slit from the position of the fourth slit. Membrane device.
上部にリフレクタユニットが設けられた成膜室内にSiC基板を搬入し、
前記リフレクタユニットより上方の位置からシランガスを含むプロセスガスを取り込み、前記リフレクタユニットを貫通するガス流路を介して、前記リフレクタの下方領域に前記プロセスガスを供給して、前記SiC基板上への成膜を行う成膜方法であって、
前記リフレクタユニットは、円環状のリフレクタを有し、前記リフレクタには内周部から外周部にわたってスリットが設けられ、前記リフレクタは前記スリットを介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続しており、
前記SiC基板への成膜時は、前記成膜室のうち、前記リフレクタユニットの下方領域を第1所定温度にし、前記リフレクタユニットの上方領域を前記第1所定温度より低い第2所定温度にすることを特徴とする成膜方法。
A SiC substrate is carried into a film forming chamber provided with a reflector unit at the top,
A process gas containing silane gas is taken in from a position above the reflector unit, and the process gas is supplied to a lower region of the reflector via a gas flow path penetrating the reflector unit to form a composition on the SiC substrate. A film forming method for forming a film,
The reflector unit includes an annular reflector, and the reflector is provided with a slit from an inner periphery to an outer periphery, and the reflector is continuous without being separated from one end surface to the other end surface via the slit. And
During film formation on the SiC substrate, a lower region of the reflector unit in the film formation chamber is set to a first predetermined temperature, and an upper region of the reflector unit is set to a second predetermined temperature lower than the first predetermined temperature. A film forming method characterized by the above.
基板上に成膜を行う成膜室の上部に設けられ、前記成膜室内のヒータからの熱を反射するリフレクタユニットであって、
円環状をなし、内周部から外周部にわたって第1スリットが設けられ、前記第1スリットを介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続している第1リフレクタと、
円環状をなし、内周部から外周部にわたって第2スリットが設けられ、前記第2スリットを介した一方の端面から他方の端面まで分離することなく連続している第2リフレクタと、
を備え、
前記第2リフレクタは、前記第2スリットの位置を前記第1スリットの位置からずらして、前記第1リフレクタ上に積層されていることを特徴とするリフレクタユニット。
A reflector unit that is provided in an upper part of a film forming chamber for forming a film on a substrate and reflects heat from a heater in the film forming chamber;
A first reflector having an annular shape, provided with a first slit from an inner periphery to an outer periphery, and continuous from one end surface to the other end surface via the first slit;
A second reflector having an annular shape, provided with a second slit from the inner periphery to the outer periphery, and continuous from one end surface to the other end surface via the second slit;
With
The reflector unit is characterized in that the second reflector is stacked on the first reflector by shifting the position of the second slit from the position of the first slit.
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