JP4402763B2

JP4402763B2 - Epitaxial wafer manufacturing equipment

Info

Publication number: JP4402763B2
Application number: JP13248099A
Authority: JP
Inventors: 健雄田村; 邦明新井
Original assignee: Sumco Techxiv Corp
Current assignee: Sumco Techxiv Corp
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2019-05-13
Also published as: JP2000323556A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェーハにエピタキシャル層を形成するためのエピタキシャルウェーハ製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７にはエピタキシャルウェーハ製造装置の主要構成の一例が模式的な断面図により示されている。この図７に示すエピタキシャルウェーハ製造装置１はシリコン等の半導体のウェーハＷにエピタキシャル層を形成するための装置であり、エピタキシャル層形成室２を有している。このエピタキシャル層形成室２は上側ドーム３と下側ドーム４とドーム取付体５を有して形成されている。上記上側ドーム３および下側ドーム４は石英等の透明な材料から成り、これら上側ドーム３と下側ドーム４はドーム取付体５に取り付けられており、それら上側ドーム３と下側ドーム４とドーム取付体５によってエピタキシャル層形成室２の壁面が形成されている。
【０００３】
上記エピタキシャル層形成室２の内部空間には図８の斜視図に示すような平板状のサセプタ６が図７に示すようにサセプタ支持体７によって支持されて配設されており、このサセプタ６によって、エピタキシャル層形成室２の内部空間は、サセプタ６よりも上側の空間部２ａとサセプタ６よりも下側の空間部２ｂとに区画されている。上記サセプタ６は、例えば、カーボンにＳｉＣが被膜形成された材料によって形成されており、熱伝導率が約１２８（Ｗ／ｍ・Ｋ）というように熱伝導が良いものである。このサセプタ６の上側にウェーハＷが載置される。
【０００４】
前記ドーム取付体５の内部には図７に示すように通路５ｃ，５ｄがそれぞれ形成されている。上記通路５ｃは、上記エピタキシャル層形成室２の内部空間と外部のエピタキシャル層形成用メインガスの供給源（図示せず）とを連通接続するための通路であり、エピタキシャル層形成室２の内壁面に形成されたメインガス供給口５ａが上記通路５ｃの端部開口となっている。また、前記通路５ｄは、エピタキシャル層形成室２の内部空間と外部のメインガス受け部（図示せず）とを連通接続するための通路であり、エピタキシャル層形成室２の内壁面に形成されたメインガス排出口５ｂが上記通路５ｄの端部開口となっている。
【０００５】
上記メインガス供給口５ａと、メインガス排出口５ｂとはほぼ対角となる位置に形成され、それぞれ上記エピタキシャル層形成室２の上側空間部２ａに向けて開口しており、前記通路５ｃを流れてきたメインガスは上記メインガス供給口５ａからエピタキシャル層形成室２の上側空間部２ａに吐出され、この吐出されたメインガスはサセプタ６の上面に沿って前記メインガス排出口５ｂに向かって流れメインガス排出口５ｂから通路５ｄを介してエピタキシャル層形成室２の外部に排出される。
【０００６】
また、エピタキシャル層形成室２の壁面にはパージガス供給口（図示せず）およびパージガス排出口（図示せず）が形成されている。これらパージガス供給口とパージガス排出口はほぼ対角となる位置に形成され、それぞれエピタキシャル層形成室２の下側空間部２ｂに向けて開口している。上記パージガス供給口からエピタキシャル層形成室２の下側空間部２ｂへ水素ガス等のパージガスが吐出され、この吐出されたパージガスはサセプタ６の下面に沿って前記パージガス排出口に向けて流れ、パージガス排出口からエピタキシャル層形成室２の外部に排出される。
【０００７】
上記サセプタ６には図８に示すように貫通孔８が１個以上（図示の例では３個）形成され、その貫通孔８にはリフトピン１０が上下移動自在に挿通されている。このリフトピン１０は、例えば、前記サセプタ６と同一材料（例えば、カーボンにＳｉＣを被膜形成した材料）によって形成されており、脚部１０ａと、この脚部１０ａよりも広径のヘッド部１０ｂとを有して構成されている。上記ヘッド部１０ｂは、図９に示すように、前記貫通孔８内に収容される形態であり、脚部１０ａはサセプタ６よりも下側に突き出る形態となっている。
【０００８】
図７に示すように、上記エピタキシャル層形成室２の下側空間部２ｂにはリフトピン移動手段１１が配設されている。このリフトピン移動手段１１は上記貫通孔８に挿通されたリフトピン１０を上下移動させるものであり、シャフト１１ａとアーム１１ｂと駆動部（図示せず）とを有して構成されている。上記アーム１１ｂは前記シャフト１１ａからリフトピン１０の下方側に向けて伸張形成されたものであり、シャフト１１ａと一体化している。
【０００９】
また、上記駆動部はシャフト１１ａを上下移動させるものである。この駆動部によってシャフト１１ａが上側へ移動すると、このシャフト１１ａの移動に伴ってアーム１１ｂが上側に移動し、この移動によってアーム１１ｂがリフトピン１０を押し上げて上側へ移動させる。このように、リフトピン移動手段１１によりリフトピン１０が上側に押し上げられることによって、リフトピン１０のヘッド部１０ｂがサセプタ６よりも上側に突き出て、サセプタ６上に載置されているウェーハＷを押し上げることができる。また、前記駆動部によってシャフト１１ａが下側へ移動すると、このシャフト１１ａの下側への移動に伴ってアーム１１ｂが下側へ移動してリフトピン１０を下側へ移動させる。
【００１０】
このように、リフトピン移動手段１１はリフトピン１０を上下移動させる。
【００１１】
さらに、図７に示すように、エピタキシャル層形成室２よりも上側と下側には加熱手段（例えば、赤外線ランプ）１２が複数個配設されており、これら加熱手段１２によってサセプタ６上に載置されたウェーハＷが上下両側から加熱される。また、それら加熱手段１２によるウェーハＷの加熱状態を監視する加熱状態監視手段（パイロメーター）１３がエピタキシャル層形成室２の上側と下側にそれぞれ設けられている。さらに、加熱手段制御部（図示せず）が設けられている。この加熱手段制御部は、上記パイロメーター１３の出力信号に基づいて、サセプタ６に載置されているウェーハＷの上面と下面がほぼ同様に加熱されるように上記複数の加熱手段１２の加熱制御を行う構成を備えている。
【００１２】
図７に示すエピタキシャルウェーハ製造装置１は上記のように構成されている。この図７に示すエピタキシャルウェーハ製造装置１では、サセプタ６上にウェーハＷを載置し該ウェーハＷの上面にエピタキシャル層を形成しているときには、ウェーハＷは加熱手段１２によって上下両側から加熱されると共に、そのウェーハＷの上面に沿ってメインガスが流れ、また、サセプタ６の下面に沿ってパージガスが流れており、リフトピン１０は図９に示すようにヘッド部１０ｂがサセプタ６の貫通孔８に収容され、脚部１０ａはサセプタ６よりも下側に突き出た状態となっている。
【００１３】
エピタキシャル層の形成が終了した然る後には、リフトピン移動手段１１によってリフトピン１０が押し上げられ、このリフトピン１０の上昇によってウェーハＷが押し上げられてサセプタ６から浮き上がり、サセプタ６とウェーハＷとの間に隙間が生じる。この隙間に、図示されていないウェーハの搬送手段のブレードが入り込み、その後、上記リフトピン移動手段１１によりリフトピン１０が下げられると共にウェーハＷも下がり、ウェーハＷが上記ブレード上に乗せられ、該ブレードによってウェーハＷはエピタキシャル層形成室２から外部に搬送される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来では、上記図７に示すようなエピタキシャルウェーハ製造装置１を用いてウェーハＷの上面にエピタキシャル層を形成すると、ウェーハＷの前記リフトピン１０に対向する領域、例えば、図９に示す領域Ｐに形成されたエピタキシャル層の厚みが他の領域に比べて薄くなってしまうというエピタキシャル層落ち込み現象が生じていた。
【００１５】
本発明者がそのエピタキシャル層落ち込み現象の発生原因を調べたところ、エピタキシャル層形成中に、ウェーハＷの前記領域Ｐの温度が他の領域に比べて低く、この温度低下によって前記エピタキシャル層落ち込み現象が発生していることが分かった。
【００１６】
エピタキシャル層形成中に、上記ウェーハＷの領域Ｐの温度が他の領域よりも低下してしまうのは次のような理由に因ることが分かった。エピタキシャル形成中には、前述したようにリフトピン１０の脚部１０ａはサセプタ６よりも下側に突き出ており、サセプタ６の下面に沿ってパージガスが流れていることから、このパージガスによって上記脚部１０ａの熱が奪われてしまう。リフトピン１０は熱伝導率の良い材料によって形成されていることから、上記のようにパージガスによって脚部１０ａの熱が放熱されてしまうと、図９の矢印に示すように、ウェーハＷの上面側からリフトピン１０のヘッド部１０ｂを介して脚部１０ａに向かう方向の熱の流れ（熱移動）が生じてしまい、このことによって、ウェーハＷの、リフトピン１０に対向する領域Ｐの温度が他の領域に比べて低下してしまうこととなる。このように、エピタキシャル層形成中に、上記ウェーハＷの領域Ｐの温度が他の領域よりも低下してしまうので、そのウェーハＷの領域Ｐにおけるエピタキシャル層の厚みが他の領域よりも薄くなってしまい、前記エピタキシャル層落ち込み現象が発生していた。
【００１７】
この発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、エピタキシャル層形成中に、サセプタ上に載置されたウェーハの上面側からリフトピンを介してサセプタの下側に向かう熱の移動を抑制し、ウェーハのリフトピンに対向する領域の温度低下を防止して、その温度低下に起因したエピタキシャル層の落ち込みを抑制することができるエピタキシャルウェーハ製造装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明は次に示すような構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、ウェーハを載置して成るサセプタと、少なくとも一部が上記サセプタの下部側に配置され前記サセプタに設けた貫通孔を挿通してエピタキシャル層形成後のウェーハを押し上げるリフトピンとを有し、前記リフトピンの配置領域にはリフトピンを介して伝熱するウェーハ上面側とサセプタ下面側間のエピタキシャル層形成時における熱移動を抑制する伝熱抑制手段が設けられており、前記リフトピンはサセプタの貫通孔内部に収容されるヘッド部と、サセプタよりも下側に突き出る脚部とを有して構成されており、前記伝熱抑制手段は、上記リフトピンをサセプタの熱伝導率よりも低い１２８（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満の熱伝導率の材料によって形成し、かつ、前記サセプタの下面に沿って流れるパージガスを加熱対象として加熱して前記リフトピンの脚部からパージガスへの放熱を防止するパージガスの加熱手段を設けることによって構成されている構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１９】
第２の発明は、ウェーハを載置して成るサセプタと、少なくとも一部が上記サセプタの下部側に配置され前記サセプタに設けた貫通孔を挿通してエピタキシャル層形成後のウェーハを押し上げるリフトピンとを有し、前記リフトピンの配置領域にはリフトピンを介して伝熱するウェーハ上面側とサセプタ下面側間のエピタキシャル層形成時における熱移動を抑制する伝熱抑制手段が設けられており、前記リフトピンはサセプタの貫通孔内部に収容されるヘッド部と、サセプタよりも下側に突き出る脚部とを有して構成されており、前記サセプタの下側にはサセプタ支持体が設けられ、当該サセプタ支持体は前記サセプタの中心部位の上下方向に立設されたシャフトと、そのシャフトから外側に向けて伸長されたアームとを有し、当該アームの伸長先端部位には前記サセプタを支持する支持部位が設けられており、前記サセプタから下方に突き出るリフトピンの脚部の部位には前記アームは配されていてそのリフトピンの脚部の部位に対応するアームの位置には、前記サセプタの下面に沿って流れるパージガスが前記リフトピンの脚部に吹き付けてリフトピンからの熱を奪うのを抑制する防風部材が固定されており、前記伝熱抑制手段は、前記防風部材によって構成されていることを特徴として構成されている。
【００２０】
第３の発明は、上記第２の発明の構成を備え、伝熱抑制手段は、防風部材を設けたことに加えて、上記リフトピンをサセプタの熱伝導率よりも低い１２８（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満の熱伝導率の材料によって構成したものであることを特徴として構成されている。
【００２１】
第４の発明は、上記第１又は第２又は第３の発明の構成を備え、サセプタに形成されたリフトピン挿通用の貫通孔には上面側から下面側に向けて孔断面積が狭くなるように少なくとも上面側にテーパが付けられており、リフトピンのヘッド部は上面をほぼサセプタの上面に一致させて上記貫通孔にピッタリと隙間無く嵌まる皿形状であることを特徴として構成されている。
【００２２】
第５の発明は、ウェーハを載置して成るサセプタと、少なくとも一部が上記サセプタの下部側に配置され前記サセプタに設けた貫通孔を挿通してエピタキシャル層形成後のウェーハを押し上げるリフトピンとを有し、前記リフトピンの配置領域にはリフトピンを介して伝熱するウェーハ上面側とサセプタ下面側間のエピタキシャル層形成時における熱移動を抑制する伝熱抑制手段が設けられており、リフトピンはサセプタの貫通孔内部に収容されるヘッド部と、サセプタよりも下側に突き出る脚部とを有して構成されており、前記伝熱抑制手段は、リフトピンの脚部を加熱するピン加熱手段と、該ピン加熱手段の加熱制御を行ってエピタキシャル層形成時におけるリフトピンの脚部からの放熱分を補償する加熱制御部とを有して構成されていることを特徴として構成されている。
【００２３】
第６の発明は、上記第５の発明の構成を備え、ピン加熱手段は赤外線ランプにより構成され、リフトピンの脚部の周りには防風部材が設けられており、この防風部材は透明な材料により形成されていることを特徴として構成されている。
【００２５】
上記構成の発明において、伝熱抑制手段は、エピタキシャル層形成中に、ウェーハ上面側からリフトピンを介してサセプタの下面側に向かう熱移動を抑制する。この伝熱抑制手段によって、ウェーハの、リフトピンに対向する領域の温度が他の領域よりも低下してしまうのを防止することができ、このことによって、温度低下に起因した前記エピタキシャル層落ち込み現象を抑制することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００２７】
第１の実施形態例のエピタキシャルウェーハ製造装置において特徴的なことは後述する伝熱抑制手段が設けられていることであり、それ以外の構成は前記図７に示したエピタキシャルウェーハ製造装置の構成と同様であり、この第１の実施形態例では、前記図７に示すエピタキシャルウェーハ製造装置と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００２８】
上記伝熱抑制手段は、ウェーハＷにエピタキシャル層を形成しているときに、ウェーハＷの上面側からリフトピン１０を介してサセプタ６の下面側に向かう熱の流れ（移動）を抑制するものであり、この第１の実施形態例では、次に示すような構成を備えている。
【００２９】
つまり、この第１の実施形態例では、上記伝熱抑制手段として、リフトピン１０をサセプタ６の熱伝導率よりも低い１２８（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満の熱伝導率の材料によって形成している。そのリフトピン１０を構成する材料の例を挙げると、例えば、カーボンにPorous ＳｉＣとＳｉＣを順に積層被覆した材料（熱伝導率は約５５（Ｗ／ｍ・Ｋ））、不透明石英（熱伝導率は約１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ））、透明石英（熱伝導率は約２．６（Ｗ／ｍ・Ｋ））等がある。なお、上記リフトピン１０は粉塵が発生し難い材料によって形成することが望ましい。
【００３０】
このように、リフトピン１０をサセプタ６の熱伝導率よりも低い１２８（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満の熱伝導率の材料によって形成することによって、熱はリフトピン１０の内部を移動し難くなり、このことによって、エピタキシャル層の形成中に、ウェーハＷの上面側からリフトピン１０を介してサセプタ６の下面側に向かう熱の流れを抑制することができる。
【００３１】
ところで、エピタキシャル層形成中に、貫通孔８の内部にリフトピン１０のヘッド部１０ｂによって埋まらない図９に示すような大きな隙間１５があると、この大きな隙間１５によって、ウェーハＷの前記領域Ｐの温度低下が促進されてしまうことに本発明者は気付いた。
【００３２】
そこで、この第１の実施形態例では、リフトピン１０のヘッド部１０ｂの形状を次に示すような特有な形状とした。すなわち、図１の（ａ）や（ｂ）に示すように、リフトピン１０のヘッド部１０ｂは上面をサセプタ６の上面にほぼ一致させ、貫通孔８にピッタリと隙間無く嵌まる形状と成していることである。
【００３３】
つまり、図１の（ａ）に示す例では、貫通孔８はサセプタ６の上面側から下面側に向けて孔断面積が狭くなる方向にテーパが付けられていることから、リフトピン１０のヘッド部１０ｂは上面をサセプタ６の上面にほぼ一致させ、貫通孔８にピッタリと隙間無く嵌まる皿形状と成している。
【００３４】
また、図１の（ｂ）に示す例では、貫通孔８は下方部分の孔断面積が上方部分よりも狭くなっている円筒状と成していることから、リフトピン１０のヘッド部１０ｂは上面をサセプタ６の上面にほぼ一致させ、貫通孔８にピッタリと隙間無く嵌まる略円柱状と成している。
【００３５】
このように、リフトピン１０のヘッド部１０ｂは上面をサセプタ６の上面にほぼ一致させ、貫通孔８にピッタリと隙間無く嵌まる形状と成していることによって、前記したようなウェーハＷの前記領域Ｐにおける温度低下の促進作用を抑制することができる。なお、もちろん、上記ヘッド部１０ｂが貫通孔８内に収容されている状態では、ヘッド部１０ｂは上面がサセプタ６の上面よりも上側に食み出さないように形成されている。
【００３６】
この第１の実施形態例によれば、リフトピン１０をサセプタ６の熱伝導率よりも低い１２８（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満の熱伝導率を持つ材料によって構成したので、リフトピン１０の内部で熱が移動し難くなり、このことによって、エピタキシャル層形成中に、ウェーハＷの上面側からリフトピン１０を介してサセプタ６の下面側に向かう熱の流れを抑制することができ、ウェーハＷの上面の前記領域Ｐの温度が他の領域よりも低下してしまうのを抑制することができ、その領域Ｐの温度低下に起因した前記領域Ｐのエピタキシャル層の落ち込みを緩和することができる。
【００３７】
上記リフトピン１０をサセプタ６の熱伝導率よりも低い１２８（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満の熱伝導率を持つ材料によって構成することによる効果は本発明者の実験によって確認されている。その実験とは、互いに構成材料が異なる３種のリフトピン１０を用意し、これら３種の各リフトピン１０について、それぞれ、リフトピン１０の構成材料以外の条件は全て等しい状態でウェーハＷ上にエピタキシャル層を形成し、このようにして形成された３種のエピタキシャル層についてそれぞれ厚み（膜厚）を測定した。
【００３８】
その実験結果が図２のグラフに示されている。図２のグラフにおいて、横軸はウェーハＷの中心からの距離を示し、ここでは、前記領域Ｐおよびその近傍領域が抜き出されて示されている。また、縦軸はエピタキシャル層の相対厚み（膜厚）を示している。
【００３９】
図２に示す実線Ａは、従来と同様にサセプタ６と同一材料のリフトピン１０を用いてエピタキシャル層を形成した場合のエピタキシャル層の膜厚測定結果であり、鎖線Ｂは、前記カーボンにPorous ＳｉＣとＳｉＣを順に積層被覆した材料（熱伝導率は約５５（Ｗ／ｍ・Ｋ））のリフトピン１０を用いてエピタキシャル層を形成した場合のエピタキシャル層の膜厚測定結果であり、点線Ｃは、不透明石英（熱伝導率は約１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ））のリフトピン１０を用いてエピタキシャル層を形成した場合のエピタキシャル層の膜厚測定結果である。
【００４０】
図２のグラフに示す上記実線Ａと、鎖線Ｂおよび点線Ｃとの比較から明らかなように、従来のリフトピン１０を用いてエピタキシャル層をウェーハＷ上に形成した場合（実線Ａ）に比べて、この第１の実施形態例に示すように、熱伝導率が１２８（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満の材料によって構成されたリフトピン１０を用いてエピタキシャル層をウェーハＷに形成した場合（鎖線Ｂ、点線Ｃ）には、エピタキシャル層の落ち込みがかなり緩和されている。
【００４１】
また、熱伝導率が約５５（Ｗ／ｍ・Ｋ）である材料のリフトピン１０を用いた場合（鎖線Ｂ）に比べて、熱伝導率が約１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）である材料のリフトピン１０を用いた場合（点線Ｃ）の方が、前記領域Ｐにおけるエピタキシャル層の落ち込みがより緩和されていることから、エピタキシャル層の落ち込み抑制効果は、熱伝導率が低くなるに従って大きくなることが分かる。なお、上記３種のリフトピン１０を用いた場合におけるエピタキシャル層の形成前後のＳＥＭＩ規格によるＳＦＱＤ（Site Flatness front least-squares Deviation）に基づく測定・評価を行った。この結果からも、上記した効果を確認できた。
【００４２】
上記実験結果にも示されるように、リフトピン１０を熱伝導率が１２８（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満の材料で形成することによって、ウェーハＷの前記領域Ｐにおけるエピタキシャル層の落ち込みを緩和することが可能である。
【００４３】
また、この第１の実施形態例では、リフトピン１０のヘッド部１０ｂは上面がサセプタ６の上面にほぼ一致し、貫通孔８にピッタリと隙間無く嵌まる形状と成しているので、前述したような貫通孔８の内部の大きな隙間１５に起因してウェーハＷの領域Ｐの温度低下が促進されてしまうという事態発生を抑制することができ、前記領域Ｐにおけるエピタキシャル層の落ち込みを緩和することができる。この効果も、本発明者の実験によって確認されている。
【００４４】
その実験とは、図９に示す形状のリフトピン１０と、図１の（ａ）に示す皿形状のリフトピン１０とを用意し、各リフトピン１０について、それぞれ、リフトピン１０の形状以外の条件が全て等しい状態でウェーハＷ上にエピタキシャル層を形成し、そのエピタキシャル層の膜厚を測定した。図２に示す実線Ａが、従来と同様の図９に示す形状のリフトピン１０を用いてウェーハＷ上にエピタキシャル層を形成した場合のエピタキシャル層の膜厚の測定結果であり、鎖線ａが、この第１の実施形態例に示した図１の（ａ）に示す皿形状のリフトピン１０を用いてウェーハＷ上にエピタキシャル層を形成した場合のエピタキシャル層の膜厚の測定結果である。
【００４５】
図２の実線Ａと鎖線ａに示されるように、上記従来例のように貫通孔８内に大きな隙間１５がある場合（実線Ａ）に比べて、この第１の実施形態例に示すように貫通孔８内に隙間を殆ど無くした場合（鎖線ａ）では、前記領域Ｐにおけるエピタキシャル層の落ち込みを緩和することができる。
【００４６】
この第１の実施形態例では、前述したように、リフトピン１０を熱伝導率が１２８（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満の材料で形成し、ウェーハＷの上面側からリフトピン１０を介してサセプタ６の下面側に向かう熱移動を抑制することができる上に、リフトピン１０のヘッド部１０ｂはその上面をサセプタ６の上面にほぼ一致させ、貫通孔８に隙間無くピッタリと嵌まる形状と成しており、貫通孔８内の隙間に起因したウェーハＷの領域Ｐの温度低下促進作用も抑制することができるので、上記熱移動抑制作用と相俟って、ウェーハＷにおける領域Ｐの温度低下をほぼ抑制することができ、温度低下に起因した領域Ｐのエピタキシャル層落ち込み現象発生をほぼ回避することができる。
【００４７】
以下に、第２の実施形態例を説明する。この第２の実施形態例では、前記第１の実施形態例とは異なる形態の伝熱抑制手段の一例を示す。図３の（ａ）にはこの第２の実施形態例において特徴的な伝熱抑制手段が実線により示され、図３の（ｂ）には図３の（ａ）に示すα部分の断面図が示されている。なお、この第２の実施形態例の説明において、前記従来例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００４８】
この第２の実施形態例では、伝熱抑制手段は防風部材１６によって構成されている。この防風部材１６は、エピタキシャル層形成中にサセプタ６よりも下側に突き出るリフトピン１０の脚部１０ａの上部部分を覆い、サセプタ６の下面に沿って流れるパージガス等によって脚部１０ａの熱が放熱されてしまうのを抑制することができるものである。
【００４９】
この第２の実施形態例では、図３の（ａ）、（ｂ）に示されるように、上記防風部材１６はサセプタ支持体７のアーム７ａに取り付けられており、防風部材１６の頂部から上記アーム７ａの底部に掛けて貫通する貫通孔１４が形成されており、上記脚部１０ａはその貫通孔１４に上下移動自在に挿通される。
【００５０】
この第２の実施形態例によれば、伝熱抑制手段である防風部材１６が設けられているので、この防風部材１６によって、エピタキシャル層形成中にリフトピン１０の脚部１０ａにパージガスが吹き付けるのを防止することができ、パージガスの吹き付けに起因した脚部１０ａからの放熱を回避することができる。この結果、ウェーハＷの上面からリフトピン１０を介してサセプタ６の下面側に向かう熱の流れを抑制することができ、エピタキシャル層形成中に、ウェーハＷの前記領域Ｐの温度が他の領域に比べて低下してしまうのを防止することができ、このことによって、前記領域Ｐのエピタキシャル層の落ち込みを抑制することができる。
【００５１】
以下に、第３の実施形態例を説明する。この第３の実施形態例では、前記第１と第２の各実施形態例とは異なる形態の伝熱抑制手段の一例を示す。この第３の実施形態例では、伝熱抑制手段は、図４の実線に示すように、ピン加熱手段１７と、加熱制御部１８とを有して構成されている。
【００５２】
上記ピン加熱手段１７はリフトピン１０の脚部１０ａを加熱するリフトピン専用の加熱手段であり、前記加熱手段１２とは別個独立したものであり、例えば、赤外線ランプや、ヒーター等がある。
【００５３】
上記加熱制御部１８は上記ピン加熱手段１７の加熱制御を行う制御部であり、パージガスによる脚部１０ａからの放熱分を補償するようにピン加熱手段１７の加熱制御を行う。そのピン加熱手段１７の加熱制御の手法には様々な手法があり、ここでは、その複数の手法のうちの何れの手法を採用してもよいが、例えば、その一例として、次に示すようにピン加熱手段１７の加熱制御を行う。
【００５４】
例えば、パージガスによる脚部１０ａからの放熱量がほぼ一定であり、その放熱量を予め求めることが可能である場合には、その放熱量を補償するためのピン加熱手段１７へ供給する制御量（例えば、通電電流量や電圧量）を求め、その求めた制御量のデータを図４の点線に示すデータ格納部に格納しておき、加熱制御部１８はそのデータ格納部に格納されている制御量がピン加熱手段１７に供給されるようにピン加熱手段１７への供給制御量を制御してピン加熱手段１７の加熱制御を行う。
【００５５】
また、より精度良く脚部１０ａからの放熱量の補償を行う場合には、例えば、図４の鎖線に示すようなピン加熱監視部１９を設け、このピン加熱監視部１９によってピン加熱手段１７による脚部１０ａの加熱状態を監視し、ピン加熱監視部１９からの監視情報に基づいて、加熱制御部１８は、脚部１０ａからの放熱量を補償する方向にピン加熱手段１７への供給制御量を制御する。換言すれば、脚部１０ａの温度がサセプタ６の温度にほぼ一致するようにピン加熱手段１７への供給制御量を制御してピン加熱手段１７の加熱制御を行う。
【００５６】
この第３の実施形態例では、上記のように、ピン加熱手段１７と加熱制御部１８を設け、これらピン加熱手段１７と加熱制御部１８によって、パージガス等による脚部１０ａからの放熱分を補償する構成としたので、見かけ上、リフトピン１０の脚部１０ａからの放熱は無くなり、このことによって、ウェーハＷの上面からリフトピン１０を介してサセプタ６の下面に向かう熱の流れを抑制することができ、前記各実施形態例と同様に、エピタキシャル層形成中に、ウェーハＷの領域Ｐの温度が他の領域の温度よりも低下するのを防止することができ、このことによって、前記領域Ｐにおけるエピタキシャル層の落ち込みをほぼ回避することができる。
【００５７】
以下に、参考例を説明する。この参考例では、上記各実施形態例とは異なる形態の伝熱抑制手段の一例を示す。なお、この参考例の説明において、前記従来例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５８】
この参考例では、図５の（ａ）に示すように、リフトピンは、ウェーハリフト補助栓部２０とピン軸部２１により構成されている。上記ウェーハリフト補助栓部２０は貫通孔８の内部に上側への移動が自在に嵌合収容されている。つまり、このウェーハリフト補助栓部２０の形状は上面をサセプタ６の上面にほぼ一致させ、かつ、サセプタ６の底面側よりも下側に突き出さず、貫通孔８に隙間無くピッタリと嵌まる形状と成している。このウェーハリフト補助栓部２０はサセプタ６と同様の材料によって形成される。
【００５９】
ピン軸部２１は、エピタキシャル層形成中には、図５の（ａ）に示すように、上記ウェーハリフト補助栓部２０の下方側に間隙２２を介して配置され、ウェーハＷを上方へ移動させる際には、前記リフトピン移動手段１１によって上側へ押し上げられ、図５の（ｂ）に示すように、上記ウェーハリフト補助栓部２０を押し上げ該ウェーハリフト補助栓部２０を介してウェーハＷを押し上げる構成と成している。
【００６０】
この参考例では、エピタキシャル層形成中におけるウェーハリフト補助栓部２０とピン軸部２１の間の隙間空間２２が伝熱抑制手段と成している。つまり、エピタキシャル層形成中に、ウェーハリフト補助栓部２０とピン軸部２１の間に隙間空間２２が形成されているので、この隙間空間２２によって、ウェーハＷの上面からウェーハリフト補助栓部２０を介してピン軸部２１に向かう方向の熱の流れは無く、このことによって、エピタキシャル層形成中に、ウェーハＷのリフトピンに対向する領域Ｐの温度が他の領域よりも低下してしまうのを確実に防止することができる。このことにより、前記温度低下に起因した領域Ｐのエピタキシャル層の落ち込みを確実に抑制することができる。
【００６１】
ところで、この参考例では、ピン軸部２１がウェーハリフト補助栓部２０を押し上げて該ウェーハリフト補助栓部２０がサセプタ６の上面よりも上側となったときに、ウェーハリフト補助栓部２０がピン軸部２１から落下しないように、次に示すような構成を備えている。例えば、図６の（ａ）、（ｂ）に示すように、ピン軸部２１の頂部に凸部２４を形成し、ウェーハリフト補助栓部２０の底部には上記ピン軸部２１の凸部２４が隙間無く挿入嵌合することができる凹部２５を形成する。
【００６２】
このように、ピン軸部２１の頂部に凸部２４を、また、ウェーハリフト補助栓部２０の底部に凹部２５をそれぞれ形成することによって、ピン軸部２１がリフトピン移動手段１１により押し上げられた際には、ピン軸部２１の凸部２４がウェーハリフト補助栓部２０の凹部２５に挿入嵌合して、ピン軸部２１はウェーハリフト補助栓部２０をがたつき無く押し上げることができ、かつ、ピン軸部２１の頂部からウェーハリフト補助栓部２０が落下するのを防止することができる。
【００６３】
なお、もちろん、上記ウェーハリフト補助栓部２０の底部に形成される凹部２５の形態およびピン軸部２１の頂部に形成される凸部２４の形態は図６の（ａ）、（ｂ）の形態に限定されるものではなく、様々な形態を採り得る。また、ウェーハリフト補助栓部２０の底部に凹部を、ピン軸部２１の頂部に凸部をそれぞれ設けるのではなく、図示はされていないが、ピン軸部２１の頂部には凹部を設け、ウェーハリフト補助栓部２０の底部には上記ピン軸部２１の凹部に隙間無く挿入嵌合できる凸部を設けてもよい。
【００６４】
さらに、ピン軸部２１の頂部をウェーハリフト補助栓部２０の底部に真空吸着させる構成を備え、ピン軸部２１がウェーハリフト補助栓部２０を介してウェーハＷを押し上げる際には、ピン軸部２１がウェーハリフト補助栓部２０に真空吸着し、ピン軸部２１はウェーハリフト補助栓部２０をがたつき無く押し上げ、かつ、ウェーハリフト補助栓部２０の落下を防止することができる構成としてもよい。
【００６５】
この参考例によれば、リフトピンはウェーハリフト補助栓部２０とピン軸部２１により構成されており、エピタキシャル層形成中には、貫通孔８内に収容されているウェーハリフト補助栓部２０と、ピン軸部２１との間には隙間空間２２があることから、この隙間空間２２によって、ウェーハＷの上面からウェーハリフト補助栓部２０を介してサセプタ６の下面側に向かう熱の流れを確実に抑制することができ、その熱の流れに起因したウェーハＷの上面の領域Ｐの温度が他の領域よりも低下するのを防止することができる。このことによって、ウェーハＷの領域Ｐにおけるエピタキシャル層の落ち込みを確実に防止することができる。
【００６６】
以下に、第４の実施形態例を説明する。この第４の実施形態例において特徴的なことは、前記第２の実施形態例に示した伝熱抑制手段と、前記第３の実施形態例に示した伝熱抑制手段とが組み合わせられていることである。それ以外の構成は、従来例の構成と同様であり、ここでは、従来例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００６７】
この第４の実施形態例では、前記第２の実施形態例に示した防風部材１６と同様の防風部材が設けられている。つまり、上記防風部材１６は、エピタキシャル層形成中にサセプタ６よりも下側に突き出るリフトピン１０の脚部１０ａの上部の周りを覆い、パージガス等による脚部１０ａの放熱を防止するものである。
【００６８】
上記防風部材１６を設けても、エピタキシャル層形成中に、パージガスによって脚部１０ａから僅かに熱が放熱されてしまうことがある。そこで、この第４の実施形態例では、前記第３の実施形態例に示したようなピン加熱手段１７および加熱制御部１８が設けられている。つまり、前記した如く、ピン加熱手段１７はリフトピン１０の脚部１０ａを加熱する専用の加熱手段であり、加熱制御部１８はパージガスによる脚部１０ａの放熱分を補償するようにピン加熱手段１７の加熱制御を行う。
【００６９】
なお、前記ピン加熱手段１７として採用することが可能な加熱手段には様々な種類があり、それら複数種のうちの何れの加熱手段をピン加熱手段１７として採用してもよいが、ピン加熱手段１７として赤外線ランプを採用する際には、防風部材１６を透明な材料（例えば、石英）によって形成し、ピン加熱手段１７による脚部１０ａの加熱が防風部材１６によって邪魔されてしまうのを防止する。
【００７０】
この第４の実施形態例によれば、防風部材１６を設け、この防風部材１６によって、エピタキシャル層形成中に、パージガスによる脚部１０ａの放熱がほぼ防止される上に、さらに、ピン加熱手段１７と加熱制御部１８が設けられ、これらピン加熱手段１７と加熱制御部１８によって、脚部１０ａの放熱分が補償される構成であることから、エピタキシャル層形成中に、ウェーハＷの上面からリフトピン１０を介してサセプタ６の下面に向かう熱の流れを確実に回避することができ、ウェーハＷの上面の領域Ｐの温度が他の領域よりも低下してしまうという問題発生をより一層確実に防止することができるので、上記温度低下に起因した領域Ｐのエピタキシャル層の落ち込みをより確実に回避することができる。
【００７１】
なお、この発明は上記各実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記第２、第４の各実施形態例では、防風部材１６は筒状の形状であり、脚部１０ａの上部の全周を囲むように設けられていたが、この防風部材１６はパージガスによる脚部１０ａの放熱を防止することができるものであればよく、例えば、脚部１０ａよりもパージガスの風上に板状や半筒状の防風部材１６を設けて脚部１０ａにパージガスが吹き付けるのを防止するようにしてもよい。
【００７２】
また、上記第２、第４の各実施形態例では、防風部材１６はサセプタ支持体７のアーム７ａよりも上側に配設され、脚部１０ａの上部を覆う構成であったが、図３の（ａ）の点線に示すように、上記アーム７ａよりも下側にも防風部材１６を配設し、脚部１０ａのほぼ全長に亙り防風部材１６によって覆われる構成としてもよい。このように防風部材１６を形成することによって、より確実にパージガスが脚部１０ａに吹き付けるのを抑制することができ、前記第２、第４の各実施形態例に示したような効果を奏することができる。もちろん、パージガスはサセプタ６の下面に沿って流れることから、上記第２、第４の各実施形態例に示したように脚部１０ａの上部のみを防風部材１６によって覆うだけでも、パージガスが脚部１０ａに吹き付けるのをほぼ回避することができ、十分に、前記領域Ｐのエピタキシャル層の落ち込みを回避することができるという効果を得ることができる。
【００７３】
また、上記第１の実施形態例では、リフトピン１０はサセプタ６よりも熱伝導率が低い１２８（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満の材料によって形成され、かつ、リフトピン１０のヘッド部１０ｂはその上面をサセプタ６の上面にほぼ一致させ貫通孔８に隙間無くピッタリと嵌まる形状と成していたが、リフトピン１０を構成している材料の熱伝導率がかなり低く、エピタキシャル層形成中に、リフトピン１０のヘッド部１０ｂから脚部１０ａに向かう熱の流れがほぼ抑制できる場合には、脚部１０ａの形状を貫通孔８にピッタリと嵌まる形状としなくとも、前記エピタキシャル層形成中に、ウェーハＷの領域Ｐの温度低下を防止することができるので、脚部１０ａの形状を貫通孔８にピッタリと嵌まる形状としなくともよい。
【００７４】
さらに、上記第１の実施形態例に示したような伝熱抑制手段（つまり、リフトピン１０をサセプタ６の熱伝導率よりも低い１２８（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満の材料による形成し、かつ、リフトピン１０のヘッド部１０ｂは上面をサセプタ６の上面にほぼ一致させ貫通孔８に隙間無くピッタリと嵌まる形状と成している構成）と、第２の実施形態例に示した伝熱抑制手段（つまり、リフトピン１０の脚部１０ａの周りに設けた防風部材１６）と、第３の実施形態例に示した伝熱抑制手段（つまり、パージガスによる脚部１０ａの放熱分を補償するためのピン加熱手段１７と加熱制御部１８を設ける構成）と、参考例に示した伝熱抑制手段（つまり、サセプタ６の貫通孔８に収容嵌合されるウェーハリフト補助栓部２０と、その下方側に隙間空間２２を介して配設されるピン軸部２１とを設ける構成）とのうちの２つ以上の構成を組み合わせた伝熱抑制手段を設けてもよい。
【００７５】
さらに、脚部１０ａに吹き付けるパージガスを加熱するパージガス加熱手段を設けてパージガスによる脚部１０ａの放熱を防止する構成を備えてもよい。
【００７６】
【発明の効果】
この発明によれば、伝熱抑制手段が設けられ、この伝熱抑制手段によって、リフトピンを介してのウェーハ上面側からサセプタ下面側間のエピタキシャル層形成時における熱移動が抑制されるので、エピタキシャル層の形成中に、ウェーハの上面の、リフトピンに対向する領域の温度が他の領域よりも低下するのを防止することができ、このことによって、上記温度低下に起因したエピタキシャル層の、リフトピンに対向する領域の落ち込みをほぼ回避することができる。
【００７７】
リフトピンはサセプタの貫通孔内部に収容されるヘッド部と、サセプタよりも下側に突き出る脚部とを有して構成され、このリフトピンをサセプタの熱伝導率よりも低い１２８（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満の材料によって形成したものにあっては、リフトピンの熱伝導率がサセプタよりも悪く、リフトピンの上部側から下部側に向って熱が伝熱し難くなり、このことによって、エピタキシャル層形成中に、ウェーハの上面からリフトピンを介してサセプタの下面側に向かう熱の流れを抑制することができ、上記の如く、リフトピンに対向する領域のエピタキシャル層の落ち込みを回避することができる。
【００７８】
また、上記のように、リフトピンをサセプタの熱伝導率よりも低い１２８（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満の材料によって形成し、かつ、リフトピンはその上面をサセプタの上面に一致させてサセプタの貫通孔にピッタリと隙間無く嵌まる形状と成しているものにあっては、上記のように、エピタキシャル層形成中に、ウェーハの上面からリフトピンを介してサセプタの下面側に向かう熱の流れを抑制することができる上に、貫通孔の内部の隙間によってウェーハの貫通孔に対向する領域の温度低下が促進されてしまうという問題をも回避することができるので、より確実に、エピタキシャル層形成中に、ウェーハの上面におけるリフトピンに対向する領域の温度が他の領域よりも低下してしまうのを回避することができ、上記温度低下に起因したリフトピンに対向する領域のエピタキシャル層の落ち込みを防止することができる。
【００７９】
伝熱抑制手段はリフトピンの脚部の周りに設けた防風部材によって構成されているものにあっては、サセプタの下面に沿って流れるパージガスの風がリフトピンの脚部に吹き付けるのを防止することができ、このことによって、上記風によってリフトピンの脚部の熱が放熱されてしまうのを回避することができる。このことから、上記脚部の放熱に起因したウェーハの上面からリフトピンを介してサセプタの下面側に向かう熱の移動を抑制することができ、ウェーハの上面におけるリフトピンに対向する領域の温度が他の領域よりも低下してしまうのを防止することができ、この温度低下に起因したリフトピンに対向する領域のエピタキシャル層の落ち込みを回避することができる。
【００８０】
伝熱抑制手段はピン加熱手段と加熱制御部を有して構成されており、これらピン加熱手段と加熱制御部によって、リフトピンの脚部の放熱分を補償する構成を備えているものにあっては、エピタキシャル層形成中にはリフトピンの脚部から熱が放熱されてしまうけれども、その放熱分がピン加熱手段による脚部の加熱によって補償されるので、見かけ上、脚部と外部との熱の移動は無くなり、このことにより、ウェーハ上面側からリフトピンを介してサセプタの下面側に向かう熱の移動を抑制することができ、その熱移動に起因した前記エピタキシャル層の落ち込みを回避することができる。
【００８１】
ピン加熱手段は赤外線ランプにより形成され、リフトピンの脚部の周りには防風部材が設けられており、その防風部材は透明な材料によって形成されているものにあっては、防風部材によってサセプタの下部側を流れるパージガスの風がリフトピンの脚部に吹き付けるのをほぼ防止することができる。その上、防風部材は透明な材料によって形成されているので、赤外線ランプによるリフトピンの脚部の加熱を妨害することはなく、リフトピンの脚部から僅かに放熱する放熱分がピン加熱手段の加熱によって確実に補償されることとなり、エピタキシャル層形成中に、ウェーハ上面からリフトピンを介してサセプタの下面側に向かう熱の移動を確実に抑制することができ、その熱移動に起因したエピタキシャル層の落ち込みをほぼ確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態例において特徴的なリフトピンの構成を示す説明図である。
【図２】第１の実施形態例において特徴的なリフトピンの構成から得られる効果を示す実験結果を表すグラフである。
【図３】第２の実施形態例において特徴的な伝熱抑制手段である防風部材を示す説明図である。
【図４】第３の実施形態例において特徴的な伝熱抑制手段であるピン加熱手段および加熱制御部を示す説明図である。
【図５】参考例において特徴的な伝熱抑制手段を示す説明図である。
【図６】参考例に示したピン軸部がウェーハリフト補助栓部を押し上げた際に、ピン軸部の頂部からウェーハリフト補助栓部が落下してしまうのを防止するための手段の構成例を示す説明図である。
【図７】エピタキシャルウェーハ製造装置の主要な構成部を模式的な断面により示す説明図である。
【図８】サセプタの一例を示す斜視図である。
【図９】従来の課題を示す説明図である。
【符号の説明】
１エピタキシャルウェーハ製造装置
６サセプタ
８貫通孔
１０リフトピン
１０ａ脚部
１０ｂヘッド部
１６防風部材
１７ピン加熱手段
１８加熱制御部
２０ウェーハリフト補助栓部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an epitaxial wafer manufacturing apparatus for forming an epitaxial layer on a wafer.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of the main configuration of the epitaxial wafer manufacturing apparatus. The epitaxial wafer manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 7 is an apparatus for forming an epitaxial layer on a semiconductor wafer W such as silicon, and has an epitaxial layer forming chamber 2. The epitaxial layer forming chamber 2 has an upper dome 3, a lower dome 4, and a dome mounting body 5. The upper dome 3 and the lower dome 4 are made of a transparent material such as quartz, and the upper dome 3 and the lower dome 4 are attached to a dome mounting body 5. A wall surface of the epitaxial layer forming chamber 2 is formed by the attachment body 5.
[0003]
A flat susceptor 6 as shown in the perspective view of FIG. 8 is supported and disposed in the internal space of the epitaxial layer forming chamber 2 by a susceptor support 7 as shown in FIG. The internal space of the epitaxial layer forming chamber 2 is partitioned into a space portion 2 a above the susceptor 6 and a space portion 2 b below the susceptor 6. The susceptor 6 is made of, for example, a material in which SiC is formed on carbon, and has a good thermal conductivity such that the thermal conductivity is about 128 (W / m · K). A wafer W is placed on the susceptor 6.
[0004]
As shown in FIG. 7, passages 5c and 5d are formed inside the dome mounting body 5, respectively. The passage 5c is a passage for connecting the internal space of the epitaxial layer forming chamber 2 and a supply source (not shown) of an external epitaxial layer forming main gas, and the inner wall surface of the epitaxial layer forming chamber 2 The main gas supply port 5a formed at the end is an end opening of the passage 5c. The passage 5d is a passage for connecting the internal space of the epitaxial layer forming chamber 2 to an external main gas receiving portion (not shown), and is formed on the inner wall surface of the epitaxial layer forming chamber 2. The main gas discharge port 5b is an end opening of the passage 5d.
[0005]
The main gas supply port 5a and the main gas discharge port 5b are formed at substantially diagonal positions, each opening toward the upper space 2a of the epitaxial layer forming chamber 2, and flowing through the passage 5c. The main gas thus discharged is discharged from the main gas supply port 5a to the upper space 2a of the epitaxial layer forming chamber 2, and the discharged main gas flows along the upper surface of the susceptor 6 toward the main gas discharge port 5b. The gas is discharged from the main gas discharge port 5b to the outside of the epitaxial layer forming chamber 2 through the passage 5d.
[0006]
A purge gas supply port (not shown) and a purge gas discharge port (not shown) are formed on the wall surface of the epitaxial layer forming chamber 2. The purge gas supply port and the purge gas discharge port are formed at substantially diagonal positions and open toward the lower space 2b of the epitaxial layer forming chamber 2, respectively. A purge gas such as hydrogen gas is discharged from the purge gas supply port to the lower space portion 2b of the epitaxial layer forming chamber 2, and the discharged purge gas flows along the lower surface of the susceptor 6 toward the purge gas discharge port. It is discharged from the outlet to the outside of the epitaxial layer forming chamber 2.
[0007]
As shown in FIG. 8, the susceptor 6 has one or more through holes 8 (three in the illustrated example), and lift pins 10 are inserted through the through holes 8 so as to be movable up and down. The lift pin 10 is formed of, for example, the same material as the susceptor 6 (for example, a material in which SiC is coated on carbon), and includes a leg portion 10a and a head portion 10b having a wider diameter than the leg portion 10a. It is configured. As shown in FIG. 9, the head portion 10 b is accommodated in the through hole 8, and the leg portion 10 a protrudes below the susceptor 6.
[0008]
As shown in FIG. 7, lift pin moving means 11 is disposed in the lower space 2 b of the epitaxial layer forming chamber 2. The lift pin moving means 11 moves the lift pin 10 inserted through the through hole 8 up and down, and has a shaft 11a, an arm 11b, and a drive unit (not shown). The arm 11b extends from the shaft 11a toward the lower side of the lift pin 10 and is integrated with the shaft 11a.
[0009]
The driving unit moves the shaft 11a up and down. When the shaft 11a is moved upward by the drive unit, the arm 11b is moved upward as the shaft 11a is moved, and the arm 11b pushes the lift pin 10 up and moves upward by this movement. In this way, when the lift pins 10 are pushed upward by the lift pin moving means 11, the head portion 10 b of the lift pins 10 protrudes above the susceptor 6 and pushes up the wafer W placed on the susceptor 6. it can. When the shaft 11a is moved downward by the drive unit, the arm 11b is moved downward as the shaft 11a is moved downward, and the lift pin 10 is moved downward.
[0010]
Thus, the lift pin moving means 11 moves the lift pin 10 up and down.
[0011]
Further, as shown in FIG. 7, a plurality of heating means (for example, infrared lamps) 12 are disposed above and below the epitaxial layer forming chamber 2, and are mounted on the susceptor 6 by these heating means 12. The placed wafer W is heated from above and below. Further, heating state monitoring means (pyrometers) 13 for monitoring the heating state of the wafer W by the heating means 12 are provided on the upper side and the lower side of the epitaxial layer forming chamber 2, respectively. Furthermore, a heating means controller (not shown) is provided. The heating means control unit controls the heating of the plurality of heating means 12 so that the upper surface and the lower surface of the wafer W placed on the susceptor 6 are heated in substantially the same manner based on the output signal of the pyrometer 13. The structure which performs is provided.
[0012]
The epitaxial wafer manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 7 is configured as described above. In the epitaxial wafer manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 7, when the wafer W is placed on the susceptor 6 and an epitaxial layer is formed on the upper surface of the wafer W, the wafer W is heated from above and below by the heating means 12. At the same time, the main gas flows along the upper surface of the wafer W, and the purge gas flows along the lower surface of the susceptor 6, and the lift pin 10 has the head portion 10 b in the through hole 8 of the susceptor 6 as shown in FIG. 9. The leg 10a is accommodated and protrudes below the susceptor 6.
[0013]
After the formation of the epitaxial layer is completed, the lift pin 10 is pushed up by the lift pin moving means 11, the wafer W is pushed up by the lift pin 10 and lifted from the susceptor 6, and a gap is formed between the susceptor 6 and the wafer W. Occurs. The blade of the wafer transfer means (not shown) enters the gap, and then the lift pins 10 are lowered by the lift pin moving means 11 and the wafer W is also lowered, and the wafer W is placed on the blade, and the wafer is moved by the blade. W is transferred from the epitaxial layer forming chamber 2 to the outside.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, conventionally, when an epitaxial layer is formed on the upper surface of the wafer W using the epitaxial wafer manufacturing apparatus 1 as shown in FIG. 7, the region facing the lift pins 10 of the wafer W, for example, the region P shown in FIG. An epitaxial layer dropping phenomenon has occurred in which the thickness of the epitaxial layer formed in (1) is reduced compared to other regions.
[0015]
When the present inventor investigated the cause of the occurrence of the epitaxial layer drop phenomenon, the temperature of the region P of the wafer W was lower than that of other regions during the formation of the epitaxial layer, and the epitaxial layer drop phenomenon was caused by this temperature drop. It turns out that it has occurred.
[0016]
It has been found that the reason why the temperature of the region P of the wafer W is lower than the other regions during the formation of the epitaxial layer is as follows. During the epitaxial formation, as described above, the leg portion 10a of the lift pin 10 protrudes below the susceptor 6, and the purge gas flows along the lower surface of the susceptor 6, so that the purge gas causes the leg portion 10a. The heat will be taken away. Since the lift pins 10 are made of a material having good thermal conductivity, when the heat of the leg 10a is radiated by the purge gas as described above, as shown by the arrows in FIG. A heat flow (heat transfer) in the direction toward the leg portion 10a is generated via the head portion 10b of the lift pin 10, and this causes the temperature of the region P of the wafer W facing the lift pin 10 to be changed to another region. It will fall compared. As described above, during the formation of the epitaxial layer, the temperature of the region P of the wafer W is lower than that of the other regions, so that the thickness of the epitaxial layer in the region P of the wafer W becomes thinner than the other regions. As a result, the phenomenon of the epitaxial layer dropping occurred.
[0017]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to provide heat that travels from the upper surface side of the wafer placed on the susceptor to the lower side of the susceptor via lift pins during the formation of the epitaxial layer. It is an object of the present invention to provide an epitaxial wafer manufacturing apparatus that can suppress the movement of the wafer, prevent the temperature of the region facing the lift pins of the wafer from decreasing, and suppress the drop of the epitaxial layer due to the temperature decrease.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the above problems. That is, the first invention is a susceptor formed by placing a wafer, and a lift pin that pushes up the wafer after forming an epitaxial layer by inserting at least a part of the susceptor through a through hole provided in the susceptor. In the region where the lift pins are arranged, there is provided heat transfer suppression means for suppressing heat transfer during the formation of an epitaxial layer between the wafer upper surface side and the susceptor lower surface side that transfers heat via the lift pins. The lift pin has a head portion accommodated in the through-hole of the susceptor and a leg portion protruding downward from the susceptor, and the heat transfer suppressing means connects the lift pin to the heat of the susceptor. A purge gas made of a material having a thermal conductivity lower than 128 (W / m · K) lower than the conductivity and flowing along the lower surface of the susceptor is heated as an object to be heated, and the legs of the lift pins are transferred to the purge gas. It is configured by providing purge gas heating means to prevent heat dissipation The above-described configuration is a means for solving the problems.
[0019]
The second invention is A susceptor on which a wafer is placed; and lift pins that are arranged at least partially on the lower side of the susceptor and pass through a through-hole provided in the susceptor to push up the wafer after forming an epitaxial layer. The arrangement region is provided with heat transfer suppression means for suppressing heat transfer during the formation of an epitaxial layer between the wafer upper surface side and the susceptor lower surface side, which conducts heat via lift pins, and the lift pins are accommodated inside the through holes of the susceptor. The susceptor support is provided on the lower side of the susceptor, and the susceptor support is provided at a central portion of the susceptor. It has a shaft erected in the vertical direction and an arm extended outward from the shaft. A support portion for supporting the susceptor is provided, and the arm is arranged at a portion of the leg portion of the lift pin protruding downward from the susceptor, and the position of the arm corresponding to the portion of the leg portion of the lift pin is A windproof member that suppresses purge gas flowing along the lower surface of the susceptor from blowing onto the legs of the lift pin and taking heat away from the lift pin is fixed, and the heat transfer suppressing means is configured by the windproof member. Have It is configured as a feature.
[0020]
3rd invention is equipped with the structure of the said 2nd invention, In addition to the provision of a windproof member, the heat transfer suppression means is configured by a material having a thermal conductivity of less than 128 (W / m · K), which is lower than the thermal conductivity of the susceptor. It is configured as a feature.
[0021]
A fourth invention is the above first Or second or third Comprising the configuration of the invention of The through hole for inserting the lift pin formed in the susceptor is tapered at least on the upper surface side so that the hole cross-sectional area becomes narrower from the upper surface side to the lower surface side, and the head portion of the lift pin is almost at the upper surface of the susceptor. A dish shape that fits the top surface and fits in the through hole without any gaps It is configured as a feature.
[0022]
The fifth invention is: A susceptor on which a wafer is placed; and lift pins that are arranged at least partially on the lower side of the susceptor and pass through a through-hole provided in the susceptor to push up the wafer after forming an epitaxial layer. The arrangement region is provided with a heat transfer suppression means for suppressing heat transfer during the formation of an epitaxial layer between the wafer upper surface side and the susceptor lower surface side that transfers heat via lift pins, The lift pin is configured to have a head portion accommodated inside the through hole of the susceptor and a leg portion protruding downward from the susceptor, Said The heat transfer suppression means has a pin heating means for heating the leg portion of the lift pin, and a heating control portion for performing heat control of the pin heating means to compensate for heat radiation from the lift pin leg portion at the time of epitaxial layer formation. It is configured as a feature.
[0023]
A sixth invention comprises the configuration of the fifth invention, the pin heating means is constituted by an infrared lamp, and a windproof member is provided around the leg portion of the lift pin, and the windproof member is made of a transparent material. It is formed as a feature.
[0025]
In the invention having the above-described configuration, the heat transfer suppressing means suppresses heat transfer from the upper surface side of the wafer toward the lower surface side of the susceptor via the lift pins during the formation of the epitaxial layer. By this heat transfer suppressing means, it is possible to prevent the temperature of the region of the wafer facing the lift pins from being lowered than the other regions, thereby preventing the phenomenon of the epitaxial layer falling due to the temperature drop. Can be suppressed.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0027]
What is characteristic in the epitaxial wafer manufacturing apparatus of the first embodiment is that a heat transfer suppression means described later is provided, and the other configuration is the same as that of the epitaxial wafer manufacturing apparatus shown in FIG. Similarly, in the first embodiment, the same components as those in the epitaxial wafer manufacturing apparatus shown in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and redundant description of the common portions is omitted.
[0028]
The heat transfer suppression means suppresses the flow (movement) of heat from the upper surface side of the wafer W toward the lower surface side of the susceptor 6 via the lift pins 10 when an epitaxial layer is formed on the wafer W. In the first embodiment, the following configuration is provided.
[0029]
In other words, in the first embodiment, as the heat transfer suppression means, the lift pin 10 is formed of a material having a thermal conductivity of less than 128 (W / m · K), which is lower than the thermal conductivity of the susceptor 6. . Examples of the material constituting the lift pin 10 include, for example, a material in which Porous SiC and SiC are sequentially laminated on carbon (thermal conductivity is approximately 55 (W / m · K)), opaque quartz (thermal conductivity is 1.3 (W / m · K)), transparent quartz (thermal conductivity is about 2.6 (W / m · K)), and the like. The lift pins 10 are preferably formed of a material that is difficult to generate dust.
[0030]
Thus, by forming the lift pin 10 with a material having a thermal conductivity of less than 128 (W / m · K), which is lower than the thermal conductivity of the susceptor 6, it becomes difficult for heat to move inside the lift pin 10. This makes it possible to suppress the flow of heat from the upper surface side of the wafer W toward the lower surface side of the susceptor 6 through the lift pins 10 during the formation of the epitaxial layer.
[0031]
By the way, if there is a large gap 15 as shown in FIG. 9 that is not filled with the head portion 10 b of the lift pin 10 during the formation of the epitaxial layer, the temperature of the region P of the wafer W is caused by the large gap 15. The present inventor has realized that the reduction is promoted.
[0032]
Therefore, in the first embodiment, the shape of the head portion 10b of the lift pin 10 is a unique shape as shown below. That is, as shown in FIGS. 1A and 1B, the head portion 10b of the lift pin 10 has a shape in which the upper surface substantially coincides with the upper surface of the susceptor 6 and fits in the through hole 8 without any gap. It is that you are.
[0033]
In other words, in the example shown in FIG. 1A, the through hole 8 is tapered in a direction in which the hole cross-sectional area becomes narrower from the upper surface side to the lower surface side of the susceptor 6. 10b has a dish shape in which the upper surface substantially coincides with the upper surface of the susceptor 6 and fits in the through hole 8 without any gaps.
[0034]
In the example shown in FIG. 1B, the through hole 8 has a cylindrical shape in which the hole cross-sectional area of the lower part is narrower than that of the upper part. Is substantially coincident with the upper surface of the susceptor 6 and has a substantially cylindrical shape that fits in the through hole 8 without any gaps.
[0035]
As described above, the head portion 10b of the lift pin 10 has a shape in which the upper surface thereof is substantially coincident with the upper surface of the susceptor 6 and is fitted into the through hole 8 without any gaps. The effect of promoting the temperature decrease in P can be suppressed. Of course, in the state where the head portion 10 b is accommodated in the through hole 8, the head portion 10 b is formed so that the upper surface does not protrude above the upper surface of the susceptor 6.
[0036]
According to the first embodiment, the lift pin 10 is made of a material having a thermal conductivity lower than 128 (W / m · K), which is lower than the thermal conductivity of the susceptor 6. This makes it possible to suppress the flow of heat from the upper surface side of the wafer W toward the lower surface side of the susceptor 6 via the lift pins 10 during the formation of the epitaxial layer. It can suppress that the temperature of the area | region P falls rather than another area | region, and can reduce the fall of the epitaxial layer of the said area | region P resulting from the temperature fall of the area | region P. FIG.
[0037]
The effect of configuring the lift pin 10 with a material having a thermal conductivity lower than 128 (W / m · K), which is lower than the thermal conductivity of the susceptor 6, has been confirmed by experiments of the present inventors. In the experiment, three types of lift pins 10 having different constituent materials are prepared, and for each of the three types of lift pins 10, an epitaxial layer is formed on the wafer W under the same conditions except for the constituent materials of the lift pins 10. The three epitaxial layers thus formed were measured for thickness (film thickness).
[0038]
The experimental results are shown in the graph of FIG. In the graph of FIG. 2, the horizontal axis indicates the distance from the center of the wafer W, and here, the region P and its neighboring region are extracted and shown. The vertical axis indicates the relative thickness (film thickness) of the epitaxial layer.
[0039]
The solid line A shown in FIG. 2 is a film thickness measurement result of the epitaxial layer when the lift layer 10 made of the same material as the susceptor 6 is used as in the conventional case, and the chain line B shows the porous carbon and the porous SiC. It is the film thickness measurement result of the epitaxial layer when the epitaxial layer is formed using the lift pin 10 of the material (thermal conductivity is about 55 (W / m · K)) in which SiC is sequentially laminated and coated, and the dotted line C is opaque It is the film thickness measurement result of the epitaxial layer at the time of forming an epitaxial layer using the lift pin 10 of quartz (thermal conductivity is about 1.3 (W / m * K)).
[0040]
As is clear from the comparison between the solid line A shown in the graph of FIG. 2 and the chain line B and the dotted line C, compared to the case where the epitaxial layer is formed on the wafer W using the conventional lift pins 10 (solid line A), As shown in the first embodiment, when the epitaxial layer is formed on the wafer W using the lift pins 10 made of a material having a thermal conductivity of less than 128 (W / m · K) (chain line B, dotted line) In C), the drop of the epitaxial layer is considerably eased.
[0041]
Further, the thermal conductivity is about 1.3 (W / m · K) as compared with the case where the lift pin 10 made of a material having a thermal conductivity of about 55 (W / m · K) is used (chain line B). When the material lift pin 10 is used (dotted line C), since the drop of the epitaxial layer in the region P is more relaxed, the effect of suppressing the drop of the epitaxial layer becomes larger as the thermal conductivity becomes lower. I understand that. In addition, measurement / evaluation based on SFQD (Site Flatness front least-squares Deviation) according to SEMI standards before and after the formation of the epitaxial layer in the case of using the three types of lift pins 10 was performed. Also from this result, the above-mentioned effect was confirmed.
[0042]
As shown in the above experimental results, by forming the lift pins 10 with a material having a thermal conductivity of less than 128 (W / m · K), the drop of the epitaxial layer in the region P of the wafer W can be alleviated. Is possible.
[0043]
Further, in the first embodiment, the head portion 10b of the lift pin 10 has a shape in which the upper surface substantially coincides with the upper surface of the susceptor 6 and fits in the through hole 8 without gaps. It is possible to suppress the occurrence of a situation in which the temperature drop in the region P of the wafer W is promoted due to the large gap 15 inside the through-hole 8, and to reduce the drop of the epitaxial layer in the region P. it can. This effect has also been confirmed by the inventors' experiments.
[0044]
In the experiment, the lift pin 10 having the shape shown in FIG. 9 and the dish-shaped lift pin 10 shown in FIG. 1A are prepared, and the conditions other than the shape of the lift pin 10 are all equal for each lift pin 10. In this state, an epitaxial layer was formed on the wafer W, and the thickness of the epitaxial layer was measured. The solid line A shown in FIG. 2 is the measurement result of the film thickness of the epitaxial layer when the epitaxial layer is formed on the wafer W using the lift pin 10 having the shape shown in FIG. It is the measurement result of the film thickness of an epitaxial layer at the time of forming an epitaxial layer on the wafer W using the dish-shaped lift pin 10 shown to (a) of FIG. 1 shown in the 1st Example.
[0045]
As shown in the first embodiment, as shown by the solid line A and the chain line a in FIG. 2, compared to the case where there is a large gap 15 in the through-hole 8 as in the conventional example (solid line A). When almost no gap is left in the through hole 8 (chain line a), the drop of the epitaxial layer in the region P can be alleviated.
[0046]
In the first embodiment, as described above, the lift pins 10 are made of a material having a thermal conductivity of less than 128 (W / m · K), and the susceptor 6 is formed from the upper surface side of the wafer W via the lift pins 10. The head portion 10b of the lift pin 10 can be restrained from the heat transfer toward the lower surface side, and the upper surface of the head portion 10b substantially coincides with the upper surface of the susceptor 6 so that it fits in the through hole 8 without any gap. In addition, since the temperature decrease promoting action of the region P of the wafer W due to the gap in the through hole 8 can also be suppressed, the temperature decrease of the region P in the wafer W is substantially suppressed in combination with the heat transfer suppressing action. Thus, the occurrence of the epitaxial layer falling phenomenon in the region P due to the temperature drop can be substantially avoided.
[0047]
The second embodiment will be described below. In the second embodiment, an example of heat transfer suppression means having a different form from the first embodiment is shown. FIG. 3A shows the heat transfer suppression means characteristic in the second embodiment by a solid line, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the α portion shown in FIG. It is shown. In the description of the second embodiment, the same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and overlapping description of common portions is omitted.
[0048]
In this second embodiment, the heat transfer suppression means is constituted by a windproof member 16. This windbreak member 16 covers the upper portion of the leg portion 10a of the lift pin 10 protruding below the susceptor 6 during the formation of the epitaxial layer, and the heat of the leg portion 10a is radiated by the purge gas or the like flowing along the lower surface of the susceptor 6. Can be suppressed.
[0049]
In the second embodiment, as shown in FIGS. 3A and 3B, the windproof member 16 is attached to the arm 7 a of the susceptor support 7, and the windproof member 16 is connected to the top of the windproof member 16. A through hole 14 is formed so as to pass through the bottom of the arm 7a, and the leg 10a is inserted into the through hole 14 so as to be movable up and down.
[0050]
According to the second embodiment, the windproof member 16 serving as the heat transfer suppressing means is provided, so that the purge gas is blown onto the leg portion 10a of the lift pin 10 by the windproof member 16 during the formation of the epitaxial layer. It is possible to prevent the heat radiation from the leg 10a due to the blowing of the purge gas. As a result, the flow of heat from the upper surface of the wafer W toward the lower surface side of the susceptor 6 via the lift pins 10 can be suppressed, and the temperature of the region P of the wafer W is higher than that of other regions during the formation of the epitaxial layer. Can be prevented, and this can suppress the drop of the epitaxial layer in the region P.
[0051]
The third embodiment will be described below. In the third embodiment, an example of heat transfer suppression means having a different form from the first and second embodiments is shown. In the third embodiment, the heat transfer suppression means includes a pin heating means 17 and a heating control unit 18 as shown by the solid line in FIG.
[0052]
The pin heating means 17 is a heating means dedicated to lift pins for heating the leg portions 10a of the lift pins 10, and is independent of the heating means 12, and includes, for example, an infrared lamp and a heater.
[0053]
The heating control unit 18 is a control unit that controls the heating of the pin heating unit 17 and controls the heating of the pin heating unit 17 so as to compensate for the heat radiation from the leg 10a due to the purge gas. There are various methods for controlling the heating of the pin heating means 17, and any one of the plurality of methods may be adopted here. For example, as shown below, The heating control of the pin heating means 17 is performed.
[0054]
For example, when the amount of heat released from the leg 10a by the purge gas is substantially constant and the amount of heat released can be obtained in advance, the control amount (supplied to the pin heating means 17 for compensating the amount of heat released ( For example, the energization current amount or the voltage amount) is obtained, and the obtained control amount data is stored in the data storage unit indicated by the dotted line in FIG. The heating control of the pin heating unit 17 is performed by controlling the supply control amount to the pin heating unit 17 so that the amount is supplied to the pin heating unit 17.
[0055]
In order to compensate the heat radiation amount from the leg 10a with higher accuracy, for example, a pin heating monitoring unit 19 as shown by a chain line in FIG. The heating state of the leg 10a is monitored, and based on the monitoring information from the pin heating monitoring unit 19, the heating control unit 18 controls the supply control amount to the pin heating means 17 in the direction of compensating the heat radiation from the leg 10a. To control. In other words, the heating control of the pin heating unit 17 is performed by controlling the supply control amount to the pin heating unit 17 so that the temperature of the leg 10 a substantially matches the temperature of the susceptor 6.
[0056]
In the third embodiment, as described above, the pin heating unit 17 and the heating control unit 18 are provided, and the pin heating unit 17 and the heating control unit 18 compensate for the heat radiation from the leg 10a due to the purge gas or the like. As a result, the heat radiation from the leg portion 10a of the lift pin 10 is apparently eliminated, and thereby, the flow of heat from the upper surface of the wafer W toward the lower surface of the susceptor 6 via the lift pin 10 can be suppressed. As in the above embodiments, the temperature of the region P of the wafer W can be prevented from lowering than the temperature of other regions during the formation of the epitaxial layer. The fall of the layer can be almost avoided.
[0057]
less than, Reference example Will be explained. this Reference example Then ,Up An example of the heat transfer suppression means having a different form from each of the embodiments is shown. In addition, this Reference example In the above description, the same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions of common portions are omitted.
[0058]
this Reference example Then, as shown in FIG. 5A, the lift pin is composed of a wafer lift auxiliary plug portion 20 and a pin shaft portion 21. The wafer lift auxiliary stopper 20 is fitted and accommodated in the through hole 8 so as to be movable upward. In other words, the shape of the auxiliary wafer lift plug portion 20 is such that the upper surface is substantially coincident with the upper surface of the susceptor 6 and does not protrude below the bottom surface side of the susceptor 6 and fits perfectly in the through hole 8 without a gap. It is made. The wafer lift auxiliary stopper 20 is made of the same material as the susceptor 6.
[0059]
As shown in FIG. 5A, the pin shaft portion 21 is disposed on the lower side of the wafer lift auxiliary stopper portion 20 with a gap 22 during the formation of the epitaxial layer, and moves the wafer W upward. In this case, the lift pin is moved upward by the lift pin moving means 11, and as shown in FIG. 5B, the wafer lift auxiliary plug portion 20 is pushed up and the wafer W is pushed up through the wafer lift auxiliary plug portion 20. It is made.
[0060]
this Reference example Then, the gap space 22 between the wafer lift auxiliary plug portion 20 and the pin shaft portion 21 during the formation of the epitaxial layer serves as a heat transfer suppressing means. In other words, since the gap space 22 is formed between the wafer lift auxiliary plug portion 20 and the pin shaft portion 21 during the formation of the epitaxial layer, the wafer lift auxiliary plug portion 20 is moved from the upper surface of the wafer W by the gap space 22. There is no heat flow in the direction toward the pin shaft portion 21 via this, and this ensures that the temperature of the region P facing the lift pins of the wafer W is lower than the other regions during the formation of the epitaxial layer. Can be prevented. Thereby, it is possible to reliably suppress the drop of the epitaxial layer in the region P caused by the temperature decrease.
[0061]
By the way, this Reference example Then, when the pin shaft portion 21 pushes up the wafer lift auxiliary stopper portion 20 and the wafer lift auxiliary stopper portion 20 is above the upper surface of the susceptor 6, the wafer lift auxiliary stopper portion 20 falls from the pin shaft portion 21. In order to avoid this, the following configuration is provided. For example, as shown in FIGS. 6A and 6B, a convex portion 24 is formed at the top of the pin shaft portion 21, and the convex portion 24 of the pin shaft portion 21 is formed at the bottom of the wafer lift auxiliary stopper portion 20. Forms a recess 25 that can be inserted and fitted without a gap.
[0062]
Thus, when the convex part 24 is formed on the top part of the pin shaft part 21 and the concave part 25 is formed on the bottom part of the wafer lift auxiliary plug part 20, the pin shaft part 21 is pushed up by the lift pin moving means 11. The convex portion 24 of the pin shaft portion 21 is inserted and fitted into the concave portion 25 of the wafer lift auxiliary stopper portion 20, so that the pin shaft portion 21 can push up the wafer lift auxiliary stopper portion 20 without rattling, and The wafer lift auxiliary stopper 20 can be prevented from falling from the top of the pin shaft 21.
[0063]
Of course, the form of the recess 25 formed at the bottom of the wafer lift auxiliary stopper part 20 and the form of the protrusion 24 formed at the top of the pin shaft part 21 are the forms shown in FIGS. However, the present invention is not limited to the above and can take various forms. Further, a concave portion is not provided at the bottom of the wafer lift auxiliary stopper portion 20, and a convex portion is not provided at the top portion of the pin shaft portion 21, but a concave portion is provided at the top portion of the pin shaft portion 21, although not shown. A convex portion that can be inserted and fitted into the concave portion of the pin shaft portion 21 without a gap may be provided on the bottom portion of the lift auxiliary stopper portion 20.
[0064]
Further, a configuration is provided in which the top of the pin shaft portion 21 is vacuum-sucked to the bottom portion of the wafer lift auxiliary stopper portion 20, and when the pin shaft portion 21 pushes up the wafer W via the wafer lift auxiliary stopper portion 20, the pin shaft portion 21 can be vacuum-adsorbed to the wafer lift auxiliary stopper part 20, and the pin shaft part 21 can push up the wafer lift auxiliary stopper part 20 without rattling and prevent the wafer lift auxiliary stopper part 20 from falling. Good.
[0065]
this Reference example According to the present invention, the lift pin is composed of the wafer lift auxiliary plug portion 20 and the pin shaft portion 21, and the wafer lift auxiliary plug portion 20 accommodated in the through hole 8 and the pin shaft portion are formed during the formation of the epitaxial layer. Since there is a gap space 22 with respect to 21, the gap space 22 surely suppresses the flow of heat from the upper surface of the wafer W to the lower surface side of the susceptor 6 through the wafer lift auxiliary plug portion 20. It is possible to prevent the temperature of the region P on the upper surface of the wafer W from lowering than the other regions due to the heat flow. This can reliably prevent the epitaxial layer from dropping in the region P of the wafer W.
[0066]
less than, 4th An embodiment example will be described. this 4th What is characteristic in the embodiment is that the heat transfer suppression means shown in the second embodiment and the heat transfer suppression means shown in the third embodiment are combined. . The rest of the configuration is the same as the configuration of the conventional example, and here, the same reference numerals are given to the same components as those of the conventional example, and overlapping description of the common portions is omitted.
[0067]
this 4th In this embodiment example, a windproof member similar to the windproof member 16 shown in the second embodiment is provided. That is, the windbreak member 16 covers the upper portion of the leg portion 10a of the lift pin 10 protruding below the susceptor 6 during the formation of the epitaxial layer, and prevents heat radiation of the leg portion 10a due to purge gas or the like.
[0068]
Even if the windproof member 16 is provided, heat may be slightly dissipated from the leg 10a by the purge gas during the formation of the epitaxial layer. So this 4th In this embodiment example, the pin heating means 17 and the heating control unit 18 as shown in the third embodiment example are provided. That is, as described above, the pin heating means 17 is a dedicated heating means for heating the leg portion 10a of the lift pin 10, and the heating control portion 18 is used to compensate for the heat radiation of the leg portion 10a by the purge gas. Control heating.
[0069]
There are various types of heating means that can be adopted as the pin heating means 17, and any of these plural heating means may be adopted as the pin heating means 17. When an infrared lamp is used as the windshield member 17, the windproof member 16 is formed of a transparent material (for example, quartz) to prevent the windshield member 16 from obstructing the heating of the leg 10 a by the pin heating means 17. .
[0070]
this 4th According to this embodiment example, the windbreak member 16 is provided, and this windbreak member 16 substantially prevents heat radiation of the leg portion 10a by the purge gas during the formation of the epitaxial layer, and further, the pin heating means 17 and the heating control. Since the portion 18 is provided and the heat radiation of the leg 10a is compensated by the pin heating means 17 and the heating control unit 18, the epitaxial layer is formed from the upper surface of the wafer W via the lift pins 10 during the formation of the epitaxial layer. The flow of heat toward the lower surface of the susceptor 6 can be reliably avoided, and the occurrence of the problem that the temperature of the region P on the upper surface of the wafer W is lower than other regions can be prevented more reliably. Therefore, it is possible to more reliably avoid the drop of the epitaxial layer in the region P due to the temperature drop.
[0071]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various embodiments can be adopted. For example, the second, 4th In each of the embodiments, the wind-proof member 16 has a cylindrical shape and is provided so as to surround the entire periphery of the upper portion of the leg portion 10a. However, the wind-proof member 16 prevents heat radiation of the leg portion 10a by the purge gas. For example, a plate-shaped or semi-cylindrical windproof member 16 is provided on the purge gas upstream of the leg 10a to prevent the purge gas from being blown onto the leg 10a. Good.
[0072]
The second, 4th In each of the embodiments, the wind-proof member 16 is arranged above the arm 7a of the susceptor support 7 and covers the upper portion of the leg 10a. However, as shown by the dotted line in FIG. In addition, the wind-proof member 16 may be disposed below the arm 7a, and the leg portion 10a may be covered with the wind-proof member 16 over almost the entire length thereof. By forming the windproof member 16 in this way, it is possible to more reliably suppress the purge gas from blowing to the leg portion 10a. 4th The effects as shown in each of the embodiments can be obtained. Of course, since the purge gas flows along the lower surface of the susceptor 6, the second, 4th As shown in each of the embodiments, even if only the upper portion of the leg portion 10a is covered with the windproof member 16, it is possible to substantially prevent the purge gas from being blown onto the leg portion 10a, and the epitaxial layer in the region P can be sufficiently obtained. It is possible to obtain an effect of avoiding a drop in the height.
[0073]
In the first embodiment, the lift pin 10 is formed of a material having a thermal conductivity lower than that of the susceptor 6 and less than 128 (W / m · K), and the head portion 10b of the lift pin 10 has an upper surface thereof. The shape of the material is substantially the same as the top surface of the susceptor 6 and fits perfectly in the through hole 8 without any gap. However, the thermal conductivity of the material constituting the lift pin 10 is considerably low, and the lift pin 10 is formed during the formation of the epitaxial layer. When the flow of heat from the head portion 10b to the leg portion 10a can be substantially suppressed, the shape of the leg portion 10a does not have to be a shape that fits perfectly into the through hole 8, and the wafer W is formed during the formation of the epitaxial layer. Since the temperature drop in the region P can be prevented, the shape of the leg portion 10a does not have to be a shape that fits the through hole 8 perfectly.
[0074]
Furthermore, the heat transfer suppression means as shown in the first embodiment (that is, the lift pin 10 is formed of a material less than 128 (W / m · K) lower than the thermal conductivity of the susceptor 6, and The head portion 10b of the lift pin 10 has a configuration in which the upper surface substantially coincides with the upper surface of the susceptor 6 and fits in the through hole 8 without any gaps), and the heat transfer suppressing means shown in the second embodiment (That is, the windproof member 16 provided around the leg portion 10a of the lift pin 10) and the heat transfer suppressing means shown in the third embodiment (that is, a pin for compensating the heat radiation of the leg portion 10a by the purge gas) A configuration in which a heating unit 17 and a heating control unit 18 are provided); Reference example The heat transfer suppression means shown in FIG. (That is, the wafer lift auxiliary plug portion 20 accommodated and fitted in the through hole 8 of the susceptor 6 and the pin shaft portion 21 disposed below the gap via the gap space 22 are provided. The heat transfer suppressing means may be provided by combining two or more of the configurations provided.
[0075]
Further, a configuration may be provided in which purge gas heating means for heating the purge gas sprayed onto the leg portion 10a is provided to prevent heat radiation of the leg portion 10a due to the purge gas.
[0076]
【The invention's effect】
According to the present invention, the heat transfer suppressing means is provided, and the heat transfer suppressing means suppresses heat transfer during the formation of the epitaxial layer from the wafer upper surface side to the susceptor lower surface side via the lift pins. The temperature of the region facing the lift pins on the upper surface of the wafer can be prevented from lowering than the other regions during the formation of the wafer, and thus, the epitaxial layer caused by the temperature drop is opposed to the lift pins. It is possible to substantially avoid a drop in the area to be performed.
[0077]
The lift pin is configured to have a head portion accommodated in the through hole of the susceptor and a leg portion protruding downward from the susceptor, and the lift pin is 128 (W / m · K) lower than the thermal conductivity of the susceptor. ) If the material is less than the susceptor, the heat conductivity of the lift pin is worse than that of the susceptor, making it difficult for heat to be transferred from the upper side to the lower side of the lift pin. The flow of heat from the upper surface of the wafer to the lower surface side of the susceptor via the lift pins can be suppressed, and the drop of the epitaxial layer in the region facing the lift pins can be avoided as described above.
[0078]
Further, as described above, the lift pin is made of a material lower than 128 (W / m · K) lower than the thermal conductivity of the susceptor, and the lift pin has its upper surface aligned with the upper surface of the susceptor, and the through hole of the susceptor As described above, during the formation of the epitaxial layer, the flow of heat from the upper surface of the wafer to the lower surface side of the susceptor via the lift pins is suppressed as described above. In addition, since it is possible to avoid the problem that the temperature decrease in the region facing the through hole of the wafer is promoted by the gap inside the through hole, more reliably during the formation of the epitaxial layer, The temperature of the area facing the lift pins on the upper surface of the wafer can be prevented from lowering than the other areas, and the lift caused by the above temperature decrease It is possible to prevent a drop in the epitaxial layer in the region facing the emissions.
[0079]
In the case where the heat transfer suppression means is constituted by a windproof member provided around the leg portion of the lift pin, it is possible to prevent the purge gas flow flowing along the lower surface of the susceptor from blowing on the leg portion of the lift pin. This can prevent the heat of the legs of the lift pins from being dissipated by the wind. From this, it is possible to suppress the movement of heat from the upper surface of the wafer to the lower surface side of the susceptor via the lift pins due to the heat radiation of the legs, and the temperature of the region facing the lift pins on the upper surface of the wafer is different from the other It is possible to prevent lowering than the region, and it is possible to avoid the drop of the epitaxial layer in the region facing the lift pin due to this temperature decrease.
[0080]
The heat transfer suppression means is configured to include a pin heating means and a heating control unit, and the pin heating means and the heating control unit are configured to compensate for the heat radiation of the leg portion of the lift pin. Although heat is dissipated from the legs of the lift pins during the formation of the epitaxial layer, the heat dissipation is compensated by the heating of the legs by the pin heating means. The movement is eliminated, and this makes it possible to suppress the movement of heat from the upper surface side of the wafer to the lower surface side of the susceptor via the lift pins, and to prevent the epitaxial layer from dropping due to the heat movement.
[0081]
The pin heating means is formed by an infrared lamp, and a windproof member is provided around the leg portion of the lift pin. If the windproof member is formed of a transparent material, the windbreak member is used to lower the susceptor. It is possible to substantially prevent the air of the purge gas flowing on the side from blowing on the legs of the lift pins. In addition, since the windproof member is made of a transparent material, it does not interfere with the heating of the lift pin legs by the infrared lamp, and the heat radiated slightly from the lift pin legs is generated by the heating of the pin heating means. During the formation of the epitaxial layer, the heat transfer from the upper surface of the wafer to the lower surface side of the susceptor can be reliably suppressed during the formation of the epitaxial layer, and the drop of the epitaxial layer due to the heat transfer can be suppressed. It can be avoided almost certainly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a lift pin that is characteristic in the first embodiment.
FIG. 2 is a graph showing experimental results showing effects obtained from the characteristic lift pin configuration in the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory view showing a windproof member which is a characteristic heat transfer suppressing means in the second embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a pin heating unit and a heating control unit which are characteristic heat transfer suppression units in the third embodiment.
[Figure 5] Reference example It is explanatory drawing which shows a heat transfer suppression means characteristic in FIG.
[Fig. 6] Reference example It is explanatory drawing which shows the structural example of the means for preventing that a wafer lift auxiliary | assistant plug part falls from the top part of a pin shaft part, when the pin shaft part shown in FIG. .
FIG. 7 is an explanatory view showing the main components of the epitaxial wafer manufacturing apparatus in a schematic cross section.
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a susceptor.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a conventional problem.
[Explanation of symbols]
1 Epitaxial wafer manufacturing equipment
6 Susceptor
8 Through hole
10 Lift pin
10a Leg
10b Head part
16 Windproof material
17 pin heating means
18 Heating control unit
20 Wafer lift auxiliary stopper

Claims

A susceptor on which a wafer is placed; and lift pins that are arranged at least partially on the lower side of the susceptor and pass through a through-hole provided in the susceptor to push up the wafer after forming an epitaxial layer. The arrangement region is provided with heat transfer suppression means for suppressing heat transfer during the formation of an epitaxial layer between the wafer upper surface side and the susceptor lower surface side, which conducts heat via lift pins, and the lift pins are accommodated inside the through holes of the susceptor. The heat transfer suppressing means has a lift pin that is 128 (W / m · K) lower than the thermal conductivity of the susceptor. ) And a purge gas flowing along the lower surface of the susceptor is heated as a heating target to heat the lift pipe. Epitaxial wafer manufacturing apparatus characterized by being constituted by providing the heating means of the purge gas for preventing heat radiation to the purge gas from the leg portion of the.

A susceptor on which a wafer is placed; and lift pins that are arranged at least partially on the lower side of the susceptor and pass through a through-hole provided in the susceptor to push up the wafer after forming an epitaxial layer. The arrangement region is provided with heat transfer suppression means for suppressing heat transfer during the formation of an epitaxial layer between the wafer upper surface side and the susceptor lower surface side, which conducts heat via lift pins, and the lift pins are accommodated inside the through holes of the susceptor. The susceptor support is provided on the lower side of the susceptor, and the susceptor support is provided at a central portion of the susceptor. It has a shaft erected in the vertical direction and an arm extended outward from the shaft. A support portion for supporting the susceptor is provided, and the arm is arranged at a portion of the leg portion of the lift pin protruding downward from the susceptor, and the position of the arm corresponding to the portion of the leg portion of the lift pin is A windproof member that suppresses purge gas flowing along the lower surface of the susceptor from blowing onto the legs of the lift pin and taking heat away from the lift pin is fixed, and the heat transfer suppressing means is configured by the windproof member. An epitaxial wafer manufacturing apparatus characterized by comprising:

In addition to providing a wind-proof member, the heat transfer suppression means includes the lift pin made of a material having a thermal conductivity of less than 128 (W / m · K), which is lower than the thermal conductivity of the susceptor. The epitaxial wafer manufacturing apparatus according to claim 2, wherein:

The through hole for inserting the lift pin formed in the susceptor is tapered at least on the upper surface side so that the hole cross-sectional area becomes narrower from the upper surface side to the lower surface side, and the head portion of the lift pin has a substantially upper surface of the susceptor. The epitaxial wafer manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the epitaxial wafer manufacturing apparatus has a dish shape that fits into the through hole without any gap so as to coincide with the upper surface.

A susceptor on which a wafer is placed; and lift pins that are arranged at least partially on the lower side of the susceptor and pass through a through-hole provided in the susceptor to push up the wafer after forming an epitaxial layer. The arrangement area is provided with a heat transfer suppressing means for suppressing heat transfer during the formation of an epitaxial layer between the wafer upper surface side and the susceptor lower surface side that transfers heat via lift pins, and the lift pins are accommodated inside the through holes of the susceptor. The heat transfer suppression means includes a pin heating means for heating the leg portion of the lift pin, and heating control of the pin heating means. And a heating control unit that compensates for the heat radiation from the legs of the lift pins when forming the epitaxial layer. That epitaxial wafer manufacturing equipment.

6. The epitaxial wafer according to claim 5, wherein the pin heating means comprises an infrared lamp, and a windproof member is provided around the leg portion of the lift pin, and the windproof member is formed of a transparent material. Manufacturing equipment.