JP4346563B2 - Chemical vapor deposition equipment - Google Patents
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Description
本発明は、反応室内に配置された半導体ウェーハの表面に反応ガスの反応によって薄膜を形成する化学気相成長装置に関するものである。 The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus for forming a thin film on the surface of a semiconductor wafer disposed in a reaction chamber by reaction of a reaction gas.
従来、大面積半導体ウェーハに均一に薄膜を化学気相成長(CVD成長)させるための化学気相成長装置として、反応室に該反応室内を上下に隔てるガイド板を設けて、該ガイド板に水平に回転可能にサセプタを支持させ、前記反応室の一方から他方に向けて前記ガイド板の上面に沿って反応ガスを流動させると共に、前記ガイド板の下方の室内に流動されたキャリアガスにより、前記サセプタをその下面に設けた回転羽根を介して回転させながら、前記サセプタの上面に支持された半導体ウェーハの上を向く表面を、該表面に平行に流動する前記反応ガスに接触させて、該半導体ウェーハの表面に薄膜を形成するようにした横型の化学気相成長装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。上記と同様な構成要素を有し、サセプタが垂直面内で回転する縦型の化学気相成長装置も知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかし、前記従来の化学気相成長装置においては、ガス供給機構から送り出された反応ガスが水平または垂直な半導体ウェーハの表面に平行に流動させるものであるため、昇温した反応ガスは、自体に上昇流動する傾向があって速やかに排出口へ抜けるため、半導体ウェーハの上を向く表面または垂直な表面には十分な付勢圧をもって接触することができず、大面積半導体ウェーハに均一な所要厚さの薄膜を成長させる場合には、莫大な反応ガス(原料ガスや水素、希ガス等のキャリアガス)を流さないと所望の目的を達成させることができず、このため。反応ガスの消費量が増大する問題がある。
また、半導体ウェーハを装着したサセプタを回転させる回転羽根を駆動させるガスを、半導体ウェーハの表面に接触させる反応ガスとは別にして、別途の供給経路を経て供給するようになっているので、反応室の構造が複雑になると共に、回転羽根を駆動するガスが反応ガスの成長の雰囲気に混ざるおそれがあり、成長条件を制約する問題がある。
However, in the conventional chemical vapor deposition apparatus, since the reaction gas sent out from the gas supply mechanism flows parallel to the surface of the horizontal or vertical semiconductor wafer, the heated reaction gas is contained in itself. Since it tends to flow upward and quickly exits to the discharge port, it cannot contact the surface facing upward or perpendicular to the surface of the semiconductor wafer with sufficient urging pressure, resulting in a uniform required thickness for large-area semiconductor wafers. In the case of growing a thin film, the desired purpose cannot be achieved unless a huge amount of reaction gas (carrier gas such as source gas, hydrogen, or rare gas) is allowed to flow. There is a problem that the consumption of the reaction gas increases.
In addition, the gas that drives the rotating blades that rotate the susceptor on which the semiconductor wafer is mounted is supplied through a separate supply path, separately from the reaction gas that contacts the surface of the semiconductor wafer. There is a problem that the structure of the chamber becomes complicated, and the gas for driving the rotary blades may be mixed with the atmosphere for growing the reaction gas, which restricts the growth conditions.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、反応ガスの使用量を低減して、半導体ウェーハの表面に成長条件の制約を受けることなく均一に薄膜を形成させることができると共に、反応室の構造を簡単にすることができる化学気相成長装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can reduce the amount of reaction gas used to uniformly form a thin film on the surface of a semiconductor wafer without being restricted by growth conditions. An object of the present invention is to provide a chemical vapor deposition apparatus capable of simplifying the structure of a reaction chamber.
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項1に係る化学気相成長装置は、外部から内部に導入した反応ガスを下方から上方に向かって流動可能な反応室と、該反応室内に回転可能に設けられかつ半導体ウェーハを下面側に装着可能なサセプタとを備え、該サセプタには、半導体ウェーハを装着する領域の外周辺部に、前記サセプタの下方から上方に向かう前記反応ガスの流動を受けて前記サセプタを回転させる回転発生手段が設けられていることを特徴としている。
The present invention is characterized by the following points in order to solve the above problems.
That is, the chemical vapor deposition apparatus according to claim 1 is a reaction chamber in which a reaction gas introduced from the outside to the inside can flow from the bottom to the top, the reaction chamber is rotatably provided, and the semiconductor wafer is placed on the bottom surface. A susceptor that can be mounted on a side of the susceptor, wherein the susceptor is rotated at the outer periphery of the region where the semiconductor wafer is mounted by rotating the susceptor in response to the flow of the reaction gas from below to above the susceptor. Means is provided.
請求項2に係る化学気相成長装置は、請求項1に記載の化学気相成長装置において、前記サセプタに装着された前記半導体ウェーハの下側を向く表面の中心部に前記反応ガスを吹き付けて流動させるノズルを備えたことを特徴としている。 A chemical vapor deposition apparatus according to a second aspect is the chemical vapor deposition apparatus according to the first aspect, wherein the reactive gas is sprayed on a central portion of a surface facing the lower side of the semiconductor wafer mounted on the susceptor. It is characterized by having a nozzle to flow.
請求項3に係る化学気相成長装置は、請求項1または2に記載の化学気相成長装置において、前記サセプタが、その上面と反応室の支持部の下面との間に介在されたベアリングに支持されて軸回りに回転可能に設けられていることを特徴としている。 The chemical vapor deposition apparatus according to claim 3 is the chemical vapor deposition apparatus according to claim 1 or 2, wherein the susceptor is provided in a bearing interposed between an upper surface of the chemical vapor deposition apparatus and a lower surface of the support portion of the reaction chamber. It is supported and provided so as to be rotatable around an axis.
請求項4に係る化学気相成長装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の化学気相成長装置において、前記反応室には、前記サセプタの前記回転発生手段に対向する位置に、反応室内を流動して前記回転発生手段を通過した反応ガスを排出する排気口が設けられていることを特徴としている。
The chemical vapor deposition apparatus according to
本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
すなわち、請求項1に係る化学気相成長装置によれば、反応ガスが上昇流動によって半導体ウェーハの下方を向く表面に対して効果的に付勢されて接触されるので、少量の反応ガスでも効率よく所定厚さの薄膜を形成することができ、これにより、反応ガスの使用量を低減することができる。また、サセプタは半導体ウェーハに成膜する反応ガスが回転発生手段に流動されて回転されるので、前記サセプタを回転させるためのガスを反応ガスと別途の経路で回転発生手段に流動させる必要がなく、反応室の構成を簡単にすることができると共に、前記回転発生手段を駆動するガスが反応ガスの成長の雰囲気に混ざるおそれがなく、成長条件の制約を受けることがない。
The present invention has the following excellent effects.
That is, according to the chemical vapor deposition apparatus of the first aspect, the reaction gas is effectively urged and brought into contact with the surface facing the lower side of the semiconductor wafer by the upward flow, so that even a small amount of the reaction gas is efficient. A thin film having a predetermined thickness can be formed well, thereby reducing the amount of reaction gas used. In addition, since the reaction gas for forming the film on the semiconductor wafer is rotated by the rotation generating means, the susceptor does not need to flow the gas for rotating the susceptor to the rotation generating means through a route separate from the reaction gas. The structure of the reaction chamber can be simplified, and the gas for driving the rotation generating means is not likely to be mixed in the atmosphere for growing the reaction gas, and the growth conditions are not restricted.
また、請求項2に係る化学気相成長装置によれば、反応ガスが半導体ウェーハの中心部から外周縁方向に向けて均等に流れるので、サセプタの全周の羽根に均等に回転力を発生させて、前記サセプタを円滑に回転させることができる。 According to the chemical vapor deposition apparatus of the second aspect, since the reaction gas flows uniformly from the central portion of the semiconductor wafer toward the outer peripheral edge, the rotational force is generated evenly on the blades on the entire circumference of the susceptor. Thus, the susceptor can be smoothly rotated.
また、請求項3に係る化学気相成長装置によれば、上昇流動する反応ガスによって浮上するサセプタが、ベアリングによって反応室の支持部にしっかりと支持されて円滑に回転することができる。 According to the chemical vapor deposition apparatus of the third aspect, the susceptor that is levitated by the rising and flowing reaction gas is firmly supported by the support portion of the reaction chamber by the bearing and can rotate smoothly.
また、請求項4に係る化学気相成長装置によれば、サセプタの回転発生手段を通過した反応ガスに抵抗を付加させることがなく、該反応ガスを円滑に反応室外へ排出することができ、前記サセプタが安定して効率よく回転することができる。
Further, according to the chemical vapor deposition apparatus according to
以下、本発明の一実施の形態に係る化学気相成長装置について図面を参照して説明する。図1において、1は本発明の一実施の形態に係る化学気相成長装置である。この化学気相成長装置1は、内部2aに反応ガスを流動可能な反応室2と、該反応室2の内部2aに回転可能に設けられかつ半導体ウェーハ3を下面側に装着可能なサセプタ4と、前記反応室2の内部2aの流動ガスで前記サセプタ4を回転させる羽根(回転発生手段)5と、前記サセプタ4に装着された半導体ウェーハ3を加熱するヒータ6と、前記半導体ウェーハ3の表面3aに反応ガスを吹き付けて流動させるノズル7とを備えている。
前記反応室2は、石英で構成された円筒形(筒状)の胴部8と、該胴部8の上部の環状フランジ8aにOリング9を介在させて気密に着脱可能に固定された円板状のフランジ10とを備え、ロードロックチャンバの壁部11の上面に、下部の環状フランジ8bをOリング9を介在させて気密に着脱可能に固定されて、中心軸S1の方向を上下方向に向けて設置されている。前記フランジ10の中心(前記中心軸S1の位置)には、上下に貫通する排気口10aが設けられている。
A chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention. The chemical vapor deposition apparatus 1 includes a reaction chamber 2 capable of flowing a reaction gas in an
The reaction chamber 2 has a cylindrical (cylindrical) body portion 8 made of quartz, and a circularly fixed removably with an O-ring 9 interposed between an
前記反応室2の下方には、平板状の隔壁(仕切弁)12が、前記ロードロックチャンバの壁部11の下面にOリング9を介して接合されて、前記壁部11の開口部11aを気密に閉鎖するように設けられている。そして、前記反応室2の内部2aには、カーボン製の円筒形(筒状)の支持脚13が、その下端を前記隔壁12の上面に固定され、かつ軸線を前記反応室2の中心軸S1に一致させて配置されている。前記支持脚13の上端には、図2に示すように、下端に突出形成した小径の支持部14aを設けたカーボン製で円盤状のキャップ14が、中間の前記支持部14aより大径の嵌着部14bを支持脚13の上端部に設けた大径穴部13aに嵌合され、上端のフランジ14cを介して固定されている。
Below the reaction chamber 2, a flat partition wall (gate valve) 12 is joined to the lower surface of the
前記サセプタ4は、カーボン製であり、図2、図3に示すように、円盤状のウェーハホルダ4aの外周に上方に突出する環状のリム部4bを有し、該リム部4bの外周に前記羽根5が一体に形成されて構成されている。前記ウェーハホルダ4aの下面に、前記半導体ウェーハ3が、表面3aを下方に向けかつ中心Cを前記反応室2の中心軸S1に一致させた状態で、ウェーハホルダ4aの外周側に周方向に間隔をあけた配置した複数のフック状の支持具15によって、装着し得るようになっている。前記羽根5は、前記ウェーハホルダ4aの軸線に対して傾斜させた羽根部材5aを、前記リム部4bの外周に、すなわち半導体ウェーハ3を装着する領域の外周辺部に、周方向に所定間隔をあけて複数枚配列して、タービン翼と同様に形成されている。
The
そして、前記サセプタ4は、前記キャップ14の支持部14aの下面と前記ウェーハホルダ4aの上面との間に設けたベアリングに16によって支持されて、軸線を反応室2の中心軸S1に一致させて該中心軸S1の回りに回転するようになっている。前記ベアリング16は、前記キャップ14の支持部14aの下面に前記中心軸S1と同心の円周に沿って形成された断面V字状の環状溝14dと、前記サセプタ4のウェーハホルダ4aの上面4dに、前記中心軸S1と同心であり前記環状溝14dの円周と同径の円周に沿って形成された断面V字状の環状溝4eと、各環状溝14d,4eとに跨って嵌入されて、それらの周方向に間隔をあけて配列された複数のボール16aとで構成されている。前記ボール16aはカーボン製であり、表面をTaCで被覆されて、摩耗し難いように形成されており、図示しない保持器によって前記各環状溝14d,4eの周方向における相互間隔を一定に維持されて、各環状溝14d,4e内を転動するようになっている。
The
前記羽根5は、その羽根部材5aの外周部が間隙gをあけて前記支持脚13の大径穴13a内に位置され、常時は、羽根部材5aの外周下端が、前記ウェーハホルダ4aの自重による下降で前記支持脚13の大径穴13aの段部13bに当接されており、また、前記ウェーハホルダ4aが上昇されて前記ボールベアリング16を介して前記キャップ14に当接されるときは、前記羽根部材5aの外周下端が前記段部13bから離れると共に、羽根部材5aの外周上端と前記キャップ14の嵌着部14bの下面との間に隙間があけられ、かつ前記支持部14aの外周部と前記サセプタ4のリム部4bの内周面4fとの間に隙間があけられるようになっている。また、前記サセプタ4の羽根5に対向する位置には、前記キャップ14の中心軸S1と同心の円周上に沿って所定間隔をあけて配置された複数の排気口14eが、前記中心軸S1と平行に向けて上下に貫通して設けられている。前記排気口14eは円形の孔であってもよく、前記円周方向に沿う円弧状の長孔であってもよい。
The outer periphery of the
また、前記ヒータ6は、例えば、前記中心軸S1方向に所定の長さ(高さ)を有する高周波誘導コイルからなり、前記サセプタ4の前記中心軸S1方向における高さ位置に長さ方向の中央が位置されるようにして、前記反応室2の外周部を囲むように設置されており、前記サセプタ4に装着された半導体ウェーハ3を、例えば、1500〜1800℃程度に高周波誘導加熱によって加熱するようになっている。
前記ノズル7は、円筒状のノズル管7aと、その外側に環状空間7bをあけて同心に設けたジャケット管7cとからなり、前記中心軸S1に沿う方向に軸線S2を向けて前記隔壁12を貫通して上端(先端)部側を前記支持脚13の内部2aに突き出し、前記隔壁12に固定して設けられており、前記ノズル管7aの下端に反応ガス供給源(図示せず)から反応ガスが供給されるようになっている。そして、前記ジャケット管7cの環状空間7bには図示しない冷却水用配管を通して冷却水が供給されて、前記ノズル管7a内を流れる反応ガスが冷却されるようになっている。
The
The
また、前記ノズル管7aは、その上端が前記ヒータ6の中心軸S1方向における下端(ヒータ6の加熱領域の下端)付近まで延長されて、先端開口部7dが前記サセプタ4に装着された半導体ウェーハ3の下方を向く表面3aに対向されており、前記反応ガス供給源からノズル管7aの下端に供給された反応ガスが、前記先端開口部7dから前記半導体ウェーハ3の表面3aに吹き付けられて流動されるようになっている。そして、前記ノズル管7aの先端開口部7dの位置(半導体ウェーハ3の表面3aに対する反応ガスの吹きつけ位置)Eが、前記半導体ウェーハ3の中心Cに一致して設定されている。
Further, the upper end of the
また、前記反応室2の内部2aには、前記支持脚13の外周部と前記キャップ14の外側を囲むようにして、低密度のカーボンからなる断熱体17が配設されている。該断熱体17は前記反応室2の内周部と前記支持脚13の外周部との間にそれぞれ間隔をあけて設けられ、下端を前記壁部11の開口部11aの外側において該壁部11の上面に固定された円筒形(筒状)の断熱体胴部17aと、前記キャップ14の上方に間隔をあけて配置されて断熱体胴部17aの上端を閉鎖する天板17bとからなり、半導体ウェーハ3を加熱する熱が外部へ放散するのを防止している。前記天板17bには中心を前記中心軸S1に一致して排気口17cが設けられている。
なお、前記反応室2の胴部8、前記支持脚13、前記断熱体17の断熱体胴部17aは円筒形に限らず、角筒形その他の筒状に形成してもよい。
In addition, a
The body 8 of the reaction chamber 2, the
次に、前記のように構成された化学気相成長装置1の作用について説明する。
ロードロックチャンバにてサセプタ4に半導体ウェーハ3を装着した後、前記支持脚13を反応室2内(断熱体17内)に挿入して前記隔壁12をロードロックチャンバの壁部11に接合させて、前記サセプタ4を反応室2の内部2aの所定位置に設置させる。そして、ヒータ6を作動させると共に、前記ノズル7のノズル管7aに、反応ガス供給源から反応ガス(例えば、キャリアガスH2 と原料ガスSiH4 、C3H8)を供給する。ノズル管7aに供給された反応ガスは、ノズル管7aの先端開口部7dから噴出され、前記半導体ウェーハ3の表面3aに対し、その中心Cにおいて下方から上方に向けて垂直に吹き付けられる。半導体ウェーハ3の表面3aに吹き付けられた反応ガスは、その圧力でサセプタ4を浮上させると共に、半導体ウェーハ3を表面3aを通ってサセプタ4の外周側へ流動し、この反応ガスの流動を前記羽根5が受けて回転力を発生して前記サセプタ4を中心Cの回りに回転させる。前記サセプタ4は、反応ガスの圧力で浮上すると、羽根5の下端が前記支持脚13の段部13bから離れ、前記ベアリング16を介して前記キャップ14の支持部14aに確実に支持されて中心軸S1の回りに円滑に回転する。そして、前記羽根5を通過した反応ガスは、前記キャップ14の外周部の排気口14eを通り抜け、断熱体17の排気口17cと反応室2の上部のフランジ10の排気口10aを経て反応室2外へ排出される。
Next, the operation of the chemical vapor deposition apparatus 1 configured as described above will be described.
After the semiconductor wafer 3 is mounted on the
前記サセプタ4の回転中における前記ノズル管7aからの反応ガスの吹き付けにより、反応ガスは半導体ウェーハ3の表面3aに効果的に付勢されて接触され、該表面3aに沿って外周方向に流れながら効率よくCVD反応して所定厚さの薄膜を形成する。その際、半導体ウェーハ3の外周部から前記羽根5側へ流動して該羽根5に回転力を発生させる反応ガスは、前記半導体ウェーハ3の表面3aに吹き付けられた反応ガスのうちの未反応ガスと反応生成ガスということとなる。前記反応ガス(未反応ガスとキャリアガス)を反応室2外へ排出するための各排気口17c,10aが前記反応室2の中心軸S1上の位置に設けられているので、反応ガスの流れが反応室2の一方に片寄ることなく円滑に排出できて好ましい。しかし、前記排気口17c,10aは、前記位置に限らず、他の位置に設けてもよく、また、1つに限らず複数設けてもよい。
By blowing the reaction gas from the
なお、前記CVD反応中は、前記サセプタ4が、半導体ウェーハ3をその中心Cを前記反応室2の中心軸S1に一致させた状態で回転させるので、半導体ウェーハ3の表面3aが前記ヒータ6によって全体を均一に加熱されて温度むらを生じることがなく、半導体ウェーハ3の表面3aへの薄膜の形成が良好に行われる。
前記半導体ウェーハ3の表面3aに形成される薄膜の膜厚は、前記ノズル管7aの先端開口部7dが半導体ウェーハ3の回転の中心Cに位置されているために、反応ガスが吹き付けられている中心領域が断面視で若干山形状に厚くなって、その両側が徐々に薄くなる傾向にあるが、実用上、半導体ウェーハ3の表面3a全体にわたって膜厚が均一に形成されていると見なして差し支えないものである。
During the CVD reaction, the
The film thickness of the thin film formed on the
前記のように、実施の形態に係る化学気相成長装置1は、外部から内部2a(支持脚13内)に導入した反応ガスを下方から上方に向かって流動可能とした反応室2と、該反応室2の内部2aに、支持脚13に固定されたキャップ14を介して回転可能に設けられ、かつ半導体ウェーハ3を下面側に装着可能なサセプタ4とを備え、該サセプタ4に、半導体ウェーハ3を装着する領域の外周辺部に、前記反応ガスの流動を受けて前記サセプタ4を回転させる回転発生手段としての羽根5が設けられた構成とされている。
したがって、前記実施の形態に係る化学気相成長装置1によれば、反応ガスが上昇流動によって半導体ウェーハ3の下方を向く表面3aに対して効果的に付勢されて接触されるので、少量の反応ガスでも効率よく所定厚さの薄膜を形成することができ、これにより、反応ガスの使用量を低減することができる。加えて、反応後のガスを除外するシステムもコンパクトにすることができる。
さらに、前記サセプタ4は半導体ウェーハ3に薄膜を形成した後の反応ガスが羽根5に流動されることによって回転されるので、サセプタ4を回転させるためのガスを反応ガスと別途の経路で羽根5に流動させる必要がなく、反応室2の構成を簡単にすることができると共に、前記羽根5を駆動するガスが反応ガスの成長の雰囲気に混ざるおそれがなく、成長条件の制約を受けることがない。
As described above, the chemical vapor deposition apparatus 1 according to the embodiment includes the reaction chamber 2 that allows the reaction gas introduced from the outside to the inside 2a (inside the support leg 13) to flow upward from below, The reaction chamber 2 includes a
Therefore, according to the chemical vapor deposition apparatus 1 according to the above-described embodiment, the reaction gas is effectively urged and brought into contact with the
Further, since the reaction gas after the thin film is formed on the semiconductor wafer 3 is rotated by the flow of the
また、前記羽根5がサセプタ4の外周辺部であるリム部4aに設けられているので、前記サセプタ4の下面に半導体ウェーハ3を装着する領域を広く確保することができて、大面積の半導体ウェーハ3の成膜にも好適に対応させることができる。
また、前記サセプタ4の下面に半導体ウェーハ3の表面3aを下向きにして支持具15で装着するようにしたので、反応ガスが昇温により生起された上昇流によって半導体ウェーハ3の表面3aに良好に接触され、この点からも前記表面3aへの薄膜の形成を効率よく行うことができると共に、反応室2内に生じる微粉が前記表面3aに付着するのを防止され、薄膜の質を向上させることができる。
また、前記サセプタ4が前記ヒータ6によって加熱される前記反応室2(支持脚13)の上部に配設されて回転するようになっているが、前記サセプタ4を回転させるために、摺動部を有する回転機構を備えていないので、該回転機構の摺動部が高熱に曝されて損耗するといった心配がなく、装置のメンテナンスが極めて容易である。
Further, since the
Further, the
In addition, the
また、前記実施の形態に係る化学気相成長装置1によれば、前記サセプタ4に装着された前記半導体ウェーハ3の下側を向く表面3aの中心Cに反応ガスを吹き付けて流動させるノズル7を備えた構成とされているので、反応ガスが半導体ウェーハ3の中心部から外周縁方向に向けて均等に流れるため、サセプタ4の全周の羽根5に均等に回転力を発生させて、サセプタ4を円滑に回転させることができる。
また、前記実施の形態に係る化学気相成長装置1によれば、前記サセプタ4が、その上面と、反応室2におけるサセプタ4の支持部として前記キャップ14に設けた支持部14aの下面との間に介在されたベアリング16に支持され、軸回りに回転可能に設けられた構成とされているので、上昇流動する反応ガスによって浮上するサセプタ4が、前記ベアリング16によってキャップ14の支持部14aにしっかりと支持されて円滑に回転することができる。
In addition, according to the chemical vapor deposition apparatus 1 according to the above embodiment, the
Moreover, according to the chemical vapor deposition apparatus 1 according to the embodiment, the
また、前記実施の形態に係る化学気相成長装置1によれば、前記支持脚13に固定されたキャップ14には、前記サセプタ4の前記羽根5に対向する位置に、支持脚13の内部2aを流動して前記羽根5を通過した反応ガスを、CVD反応の反応室として実質的に機能する前記支持脚13内から排出する排気口14eが設けられた構成とされているので、前記サセプタ4の羽根5を通過する反応ガスに抵抗を付加させることがなく、該反応ガスを円滑に支持脚13外へ排出することができ、サセプタ4が安定して効率よく回転することができる。
In addition, according to the chemical vapor deposition apparatus 1 according to the embodiment, the
なお、前記実施の形態に係る化学気相成長装置1においては、前記サセプタ4を反応ガスの流動で回転させるための回転力を得る回転発生手段を、タービン翼と同様形状の羽根5として構成したが、回転発生手段は、前記羽根5に限らず、図4に示すように、前記サセプタ4のウェーハホルダ4aの外周部に半径方向に幅広のリム部4b1を形成して、該リム部4b1に、サセプタ4の軸線に対して傾斜した排気口18を、リム部4b1の周方向に所定間隔をあけて複数個設けた構成としてもよい。この場合も、反応ガスが流動して前記排気口18を通過する際に、排気口18の内壁面が前記羽根5の羽根部材5aの表面と同様に機能して、反応ガスの流動によって前記サセプタ4に回転力を発生させることができる。
In the chemical vapor deposition apparatus 1 according to the above embodiment, the rotation generating means for obtaining the rotational force for rotating the
また、前記実施の形態に係る化学気相成長装置1においては、前記ノズル管7aの先端開口部7dの位置Eを半導体ウェーハ3の中心Cに一致させて設定して、該中心Cに反応ガスを吹き付けるようにしたので、反応ガスが半導体ウェーハ3の外周縁方向に向けて均等に流れるため、前記サセプタ4Aの全周の羽根5に均等な回転力が発生されて、前記サセプタ4Aが円滑に回転されて好ましい。しかし、前記ノズル管7の先端開口部7dの位置Eは、前記中心Cに正確に一致させる必要はなく、中心Cの周辺付近を含む中心部に設定してもよい。前記中心部とは、前記半導体ウェーハ3の直径の大きさにもよるが、前記中心Cから半導体ウェーハ3の半径方向に該半径の1/2だけ変位した位置までの範囲を含むものとする。前記先端開口部7dの位置Eが半導体ウェーハ3の外周縁方向に前記範囲より大きく変位すると、前記各羽根5に作用する回転力が不均等になって前記サセプタ4の回転が円滑に行えなくなるおそれがある。
In the chemical vapor deposition apparatus 1 according to the embodiment, the position E of the
また、前記ノズル管7aの中心軸S1方向における先端の位置を、前記のように、ヒータ6による加熱領域の下限位置に設定したが、その位置に限定する必要はなく、加熱領域の内側または外側に設定してもよく、半導体ウェーハ3の直径の大きさにもよるが、半導体ウェーハ3の表面3aからの距離Lが前記直径の1/2倍〜5倍の範囲に設定するのが好ましい。前記距離Lが前記下限より小さいと、膜厚分布が悪くなり、前記上限より大きいと、半導体ウェーハ3の表面3aに接触する反応ガスの付勢圧が低くなり、所定厚さの薄膜を得るのに反応ガス量を多く必要とする。
Further, as described above, the position of the tip of the
1 化学気相成長装置
2 反応室
3 半導体ウェーハ
3a 表面
4 サセプタ
4a ウェーハホルダ
4b,4b1 リム部
4e,14d 環状溝
5 羽根
5a 羽根部材
6 ヒータ
7 ノズル
7a ノズル管
8 胴部
10 フランジ
10a,14e,17c,18 排気口
11 ロードロックチャンバの壁部
12 ロードロックチャンバの隔壁
13 支持脚(反応室)
14 キャップ
14a 支持部
15 支持具
16 ベアリング
16a ボール
C 中心
E ノズルの先端開口部の位置
S1 中心軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chemical vapor deposition apparatus 2 Reaction chamber 3
14
Claims (4)
A reaction chamber in which a reaction gas introduced from the outside to the inside can flow from the bottom to the top, and a susceptor rotatably provided in the reaction chamber and capable of mounting a semiconductor wafer on the lower surface side. A chemical vapor phase characterized in that a rotation generating means for rotating the susceptor in response to the flow of the reaction gas from the lower side to the upper side of the susceptor is provided at an outer peripheral portion of the region where the semiconductor wafer is mounted. Growth equipment.
The reaction chamber is provided with an exhaust port for discharging the reaction gas flowing in the reaction chamber and passing through the rotation generating means at a position facing the rotation generating means of the susceptor. Item 4. The chemical vapor deposition apparatus according to any one of Items 1 to 3.
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