JP4647595B2 - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4647595B2 JP4647595B2 JP2006510194A JP2006510194A JP4647595B2 JP 4647595 B2 JP4647595 B2 JP 4647595B2 JP 2006510194 A JP2006510194 A JP 2006510194A JP 2006510194 A JP2006510194 A JP 2006510194A JP 4647595 B2 JP4647595 B2 JP 4647595B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- wafer holder
- vapor phase
- height
- phase growth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 131
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 claims description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 31
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 7
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N arsane Chemical compound [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/12—Substrate holders or susceptors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
本発明は、ウェハを加熱しながら高温状態で原料ガスを供給することによりウェハ表面に化合物半導体等の薄膜を気相成長させるための気相成長装置に係り、特に、ウェハの面内温度分布の均一化を図る技術に関する。
現在、気相成長法は産業界の様々な分野で利用されている。この気相成長法においては、ウェハ上に成長させた薄膜の面内全域にわたって膜厚、組成及びドーピング濃度が均一であることはいうまでもなく必須項目である。そして、面内全域にわたる膜厚等の均一化の実現手段には種々の方法が考えられるが、ウェハを加熱する際の均熱化が最も重要な要素技術とされている。
図５は、従来の一般的な気相成長装置の構成例を示す断面図である。図５に示すように、気相成長装置１００は、反応炉１と、ウェハ２を配置するウェハホルダ３と、ウェハホルダ３を載置するサセプタ４と、サセプタ４の下側に設けられた加熱ヒータ５と、ウェハホルダ３及びサセプタ４を回転自在に支持する回転機構６と、原料ガスやキャリアガスを供給するガス導入管７と、未反応ガスを排気するガス排気管８等で構成される。
図６はウェハホルダ３の詳細な構成を示す拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。ウェハホルダ３は、その片面にウェハ２を配置するための円形のポケット孔３ａを同一円周上に複数個（図６では６個）形成され、反対側の面でサセプタ４と接触するように構成されている。
なお、サセプタ４は加熱ヒータ５からの熱を均一に伝達するために熱伝導率の高い材質（例えばモリブデン等）で構成される。また、ウェハホルダ３にも熱伝導率の高いグラファイトやモリブデン等が用いられるのが一般的である。
上述の構成をした気相成長装置においては、加熱ヒータ５でサセプタ４の下側から加熱することによりサセプタ４、ウェハホルダ３を介してウェハ２に熱を伝え、ウェハ２を所定の温度まで上昇させる。また、サセプタ４を回転機構６により所定の回転数で回転させることにより、ガス導入管７より導入した原料ガスやキャリアガスをウェハ２表面に均等に供給しながら薄膜の気相成長を行う。
また、図５，６では、ウェハ２を載置するウェハホルダ３を１つの部材で構成しているが、複数のウェハを載置する場合、それぞれのウェハに対応して複数のウェハホルダを設け、サセプタの所定の位置に前記複数のウェハホルダを載置するようにした気相成長装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−８１１９号公報
しかしながら、上述したような気相成長装置１００においては、ウェハ２を含むウェハホルダ３全体において、ウェハ２と平行な面における面内温度分布に大きなむらが生じることが判明した。また、ウェハホルダ自体の温度分布を調査したところ、ウェハホルダ表面の中心部の温度は周縁部の温度よりも高くなっている（例えば１５℃以上）ことも判明した。
これは、主に加熱ヒータ５の加熱方式や設置位置、又はサセプタ４、ウェハホルダ３，及びウェハ２の熱伝達率（熱拡散率）の違いや接触熱抵抗によるものと考えられる。つまり、サセプタ４とウェハホルダ３、ウェハホルダ３とウェハ２のような固体同士の接触は完全な面接触とはならず、不連続な面接触となる（点接触の集合となる）ため、それぞれの境界面における熱抵抗が不均一となりウェハホルダ３（ウェハ２を含む）の温度分布の悪化を引き起こしていると考えられる。その結果、従来の気相成長装置ではウェハ２の面内温度分布が不均一となってしまい、ウェハ２の面内全域において均一性に優れた薄膜を気相成長させるのは困難であった。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、ウェハの面内温度分布を改善することで、ウェハの面内全域において良好な均一性を有する薄膜を気相成長させることができる気相成長装置を提供することを目的とする。
本発明は、密閉可能な反応炉と、該反応炉内に設置され表側に複数枚のウェハを保持するためのウェハ載置部（ポケット孔）を同一円周上に複数個有するウェハ収容手段（ウェハホルダ）と、ウェハに向けて原料ガスを供給するためのガス供給手段（ガス導入管）と、前記ウェハを加熱するための加熱手段（加熱ヒータ）と、前記ウェハ収容手段を保持するとともに前記加熱手段からの熱を均一化する均熱手段（サセプタ）と、を少なくとも備え、前記反応炉内において前記加熱手段により前記均熱手段及び前記ウェハ収容手段を介してウェハを加熱しつつ、高温状態で原料ガスを供給することにより、前記ウェハ表面に成長膜を形成する気相成長装置において、前記ウェハ収容手段の裏側にドーム状に窪んだ凹部を形成するようにしたものである。
これにより、ウェハ収容手段と均熱手段との間に熱伝導率の低い気体で満たされた空間が形成され、該空間が大きいほど、すなわちドーム状凹部の中心部（ウェハ収容手段の中心部）ほど熱の伝達効率が悪くなることとなる。したがって、従来のウェハ収容手段では中心部ほど温度が高くなっていたのを、本発明のウェハ収容手段によれば中心部と周縁部の温度差を小さくすることができる。
また、前記ウェハ収容手段に設けられたドーム状凹部の高さをＨ、直径をＤとしたときに、高さと直径の比Ｈ／Ｄが０．０１〜２．００％となるようにした。より好ましくは、前記ドーム状凹部の高さと直径の比Ｈ／Ｄを０．５０〜１．５０％となるようにする。これにより、ウェハ収容手段の表面における中心部と周縁部との温度差を１０℃以下とすることができる。
また、前記ウェハ収容手段に設けられたドーム状凹部の高さＨは０．０１〜３．００ｍｍとするのが望ましい。これにより、ドーム状凹部により形成される空間が制限されるので、空間により熱伝達効率が低下するのを最小限に抑えることができる。
本発明によれば、ウェハ収容手段の裏側にドーム状に窪んだ凹部を形成するようにしたので、ウェハ収容手段の中心部と周縁部の温度差は小さくなり、ウェハ収容手段に載置されたウェハに対して熱が均一に伝達されることとなる。この結果、ウェハの面内全域における温度は均一となるので、良好な均一性を有する薄膜を気相成長させることができるという効果を奏する。
１ 反応炉
２ ウェハ
３ ウェハホルダ（ウェハ収容手段）
３ａ ポケット孔
３ｂ ドーム状凹部
３ｃ 接触部
４ サセプタ（均熱手段）
５ 加熱ヒータ（加熱手段）
６ 回転機構
７ ガス導入管（ガス供給手段）
８ ガス排気管
１００ 気相成長装置
２ ウェハ
３ ウェハホルダ（ウェハ収容手段）
３ａ ポケット孔
３ｂ ドーム状凹部
３ｃ 接触部
４ サセプタ（均熱手段）
５ 加熱ヒータ（加熱手段）
６ 回転機構
７ ガス導入管（ガス供給手段）
８ ガス排気管
１００ 気相成長装置
以下に本発明に係る気相成長装置（ＭＯＣＶＤ装置）の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施例により何ら限定されるものでないのはいうまでもない。
図１は、本実施形態に係る気相成長装置の構成例を示す断面図である。また、図２はウェハホルダ３の詳細な構成を示す拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図１、２に示すように、気相成長装置１００は、反応炉１と、ウェハ２を配置するウェハ収容手段としてのウェハホルダ３と、ウェハホルダ３を保持するとともに加熱手段からの熱を均一化する均熱手段としてのサセプタ４と、サセプタ４の下側に設けられた加熱ヒータ５と、ウェハホルダ３及びサセプタ４を回転自在に支持する回転機構６と、原料ガスやキャリアガスを供給するガス導入管７と、未反応ガスを排気するガス排気管８等で構成される。
この気相成長装置１００の各壁体は例えばステンレスで構成される。また、ガス導入管７は上側壁体中央部に設置され、例えば、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）等の第１３（３Ｂ）族原料ガスと、アルシン（ＡｓＨ3）、ホスフィン（ＰＨ3）等の第１５（５Ｂ）族原料ガスと、キャリアガスとしての水素（Ｈ2）等の不活性ガスと、を反応炉内に導入する。
ウェハホルダ３は、円盤状に成型された部材でなり、その片面にウェハ２を配置するための円形のポケット孔３ａを同一円周上に複数個（図２では６個）形成され、反対面でサセプタ４と接触するように構成される。また、本実施形態のウェハホルダ３は、サセプタ４と接する側の面に周縁から所定の間隔をおいてドーム状に窪んだ凹部３ｂを形成されており、ウェハホルダ３とサセプタ４は周縁部の接触面３ｃで接触するようになっている。
サセプタ４は、加熱ヒータ５からの熱を均等に伝達するために熱伝導率の高い材質（例えばモリブデン等）で構成され、回転機構６により回転可能に支持されている。また、サセプタ４の下側にはウェハ２を加熱するための加熱ヒータ５が同心円状に配設されている。
ガス導入管７は反応炉１の上壁に、また、ガス排気管８は反応炉１の底壁に設置される。ガス導入管７を介して導入口より反応炉１内に導入された原料ガスは、反応炉の上流側で分解され下流側に流れてウェハ２上に薄膜を形成し、未反応の原料ガスはキャリアガスと共に排気口を介してガス排気管８から外部へ排出される。
また、図には示さないが、例えば回転機構６の外周及び反応炉の下側壁面外壁には水冷ジャケットが設けられ、これらの水冷ジャケット及び加熱ヒータ５で反応炉１内の温度を制御するようになっている。
上述した構成をした気相成長装置１００においては、加熱ヒータ５でサセプタ４の下側から加熱することにより、サセプタ４、ドーム状の凹部３ｂにより形成された空間、ウェハホルダ３を介してウェハ２に熱が伝わり、ウェハ２を所定の温度まで上昇させる。また、サセプタ４を回転機構６により所定の回転数で回転させることにより、ガス導入管７より導入した原料ガスやキャリアガスをウェハ２表面に均等に供給して薄膜を気相成長させる。
本実施形態のウェハホルダ３は、例えば、直径１８０ｍｍ，厚さ１０ｍｍで、表面に設けられたポケット孔３ａは直径５０ｍｍ，高さ０．５ｍｍで、裏面に設けられたドーム状凹部３ｂは直径（Ｄ）１７０ｍｍ，高さ（Ｈ）１．７ｍｍである。つまり、ウェハホルダ３の裏面側に設けられた凹部３ｂは、その高さ（Ｈ）と直径（Ｄ）の比Ｈ／Ｄが１．０％となるようにしている。
ウェハホルダ３をこのような形状とすることにより、ウェハホルダ３とサセプタ４との間に空間が形成され、ドーム状凹部３ｂの中心部ほど熱の伝達が悪くなる。したがって、従来はウェハホルダ３の中心部ほど温度が高くなっていたが、本実施形態ではウェハホルダ３の中心部と周縁部の温度差が格段に小さくなる。その結果、ウェハホルダ３に載置されるウェハ２へ熱が均一に伝達されることとなり、ウェハ２の面内温度分布の均一化を図ることができる。
実際に、本実施例のウェハホルダ３を適用した気相成長装置を用いてＩｎＰウェハ２上に薄膜を成長させたところ、ウェハ２表面の面内温度分布のバラツキは１℃以下でほぼ均一にすることができた。また、ウェハ２の面内全域において良好な均一性を有する薄膜を気相成長させることができた。
以下に、ウェハホルダ３の裏面に形成するドーム状凹部の形状（高さ）について検討した結果について説明する。
図３は、ウェハホルダ３に形成されたドーム状凹部３ｂの高さＨ（ｍｍ）とウェハホルダ表面における温度差ΔＴ（℃）との関係を示すグラフで、図４は、ドーム状凹部３ｂの高さと直径の比Ｈ／Ｄとウェハホルダ表面における温度差ΔＴ（℃）との関係を示すグラフである。ここで、ドーム状凹部３ｂの頂点の直上に位置する部分の温度を中心部温度Ｔinとし、ウェハホルダ３のサセプタ４との接触部３ｃの直上に位置する部分の温度を周縁部温度Ｔoutとしたときに、Ｔin−Ｔoutで求められる温度差をウェハホルダ表面における温度差ΔＴとした。また、ドーム状凹部３ｂの直径Ｄは１７０ｍｍで、加熱ヒータ５の設定温度は６４０℃とした。
図３は、ウェハホルダ３に形成されたドーム状凹部３ｂの高さＨ（ｍｍ）とウェハホルダ表面における温度差ΔＴ（℃）との関係を示すグラフで、図４は、ドーム状凹部３ｂの高さと直径の比Ｈ／Ｄとウェハホルダ表面における温度差ΔＴ（℃）との関係を示すグラフである。ここで、ドーム状凹部３ｂの頂点の直上に位置する部分の温度を中心部温度Ｔinとし、ウェハホルダ３のサセプタ４との接触部３ｃの直上に位置する部分の温度を周縁部温度Ｔoutとしたときに、Ｔin−Ｔoutで求められる温度差をウェハホルダ表面における温度差ΔＴとした。また、ドーム状凹部３ｂの直径Ｄは１７０ｍｍで、加熱ヒータ５の設定温度は６４０℃とした。
図３，４より、ドーム状凹部３ｂの高さＨが高くなるに伴いウェハホルダ表面における温度差ΔＴは小さくなることから、高さＨと温度差ΔＴとの間には相関関係が成り立つといえる。また、高さＨが０．０２〜３．５ｍｍの範囲（高さと直径の比Ｈ／Ｄが０．０１〜２．１％の範囲）では温度差ΔＴは１５℃以下となり、特に、高さＨが０．９〜２．５ｍｍの範囲（高さと直径の比Ｈ／Ｄが０．５０〜１．５０％の範囲）では温度差ΔＴは５℃以下となっている。
一方、ドーム状凹部３ｂの高さＨを０ｍｍ、すなわち従来と同様にウェハホルダ３とサセプタ４とが全面で接触する構成としてウェハホルダ表面の温度測定を行ったところ、中心部と周縁部の温度差は１５℃であった。このことから、本実施形態のようにウェハホルダ３の裏面にドーム状凹部３ｂを設けることにより、ウェハホルダ３の表面における温度分布は均一化されることがわかった。
さらに、ドーム状凹部３ｂにより形成される空間が大きくなると熱伝達効率が悪くなると考えられるため、凹部３ｂの高さＨに対する熱の損失について検討した。その結果、ドーム状凹部３ｂの高さＨを３．０〜３．５ｍｍとした場合は、加熱ヒータ５の設定温度６４０℃に対してウェハホルダ３の到達温度は６０７℃となり、熱伝達効率が低下することが判明した。したがって、ドーム状凹部３ｂの高さＨは０．０２〜３．０ｍｍとすることが望ましく、これにより空間を介して熱伝達されることによる熱の損失を最小限に抑えることができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、ドーム状凹部３ｂにはウェハホルダ３の温度分布を改善するための突起を設けるようにしてもよいし、その突起により局部的にウェハホルダ３とサセプタ４を接触させるようにしてもよい。また、この突起を連続して形成することによってドーム状凹部３ｂにより形成された空間部が分割されるようになっても構わない。
また、ウェハホルダ３の材質は、特に限定しないが、育成結晶や反応炉１内の雰囲気を汚染しないような特性を有する材料であれば、いかなる材料を用いて製作してもよい。ただし、加熱ヒータ５からの熱伝導効率を上げるために、グラファイトやモリブデン等のように熱導電率が５０Ｗ／ｍ2Ｋ以上５００Ｗ／ｍ2Ｋ以下の材質とするのが望ましい。
上記実施例では、ウェハホルダ３にポケット孔３ａに対応して凹部３ｂを設けて空間部を形成するようにしたが、適当な治具を用いてサセプタ４とウェハホルダ３とを所定の距離だけ離間するようにしてもよい。
Claims (4)
- 密閉可能な反応炉と、該反応炉内に設置され表側に複数枚のウェハを保持するためのウェハ載置部を同一円周上に複数個有するウェハ収容手段と、ウェハに向けて原料ガスを供給するためのガス供給手段と、前記ウェハを加熱するための加熱手段と、前記ウェハ収容手段と略同一の大きさで前記ウェハ収容手段を保持するとともに前記加熱手段からの熱を均一化する均熱手段と、を少なくとも備え、
前記反応炉内において前記加熱手段により前記均熱手段及び前記ウェハ収容手段を介してウェハを加熱しつつ、高温状態で原料ガスを供給することにより、前記ウェハ表面に成長膜を形成する気相成長装置であって、
前記ウェハ収容手段は、裏側に該ウェハ収容手段の中心を頂点とするドーム状に窪んだ凹部が形成されていることを特徴とする気相成長装置。 - 前記ウェハ収容手段に設けられた前記凹部の高さをＨ、直径をＤとすると、高さと直径の比Ｈ／Ｄは、０．０１〜２．１０％であることを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置。
- 前記高さと直径の比Ｈ／Ｄは、０．５０〜１．５０％であることを特徴とする請求項２に記載の気相成長装置。
- 前記ウェハ収容手段に設けられた前記凹部の高さＨは、０．０２〜３．００ｍｍであることを特徴とする請求項２または３の何れかに記載の気相成長装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004049125 | 2004-02-25 | ||
| JP2004049125 | 2004-02-25 | ||
| PCT/JP2005/002225 WO2005081298A1 (ja) | 2004-02-25 | 2005-02-15 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2005081298A1 JPWO2005081298A1 (ja) | 2008-01-17 |
| JP4647595B2 true JP4647595B2 (ja) | 2011-03-09 |
Family
ID=34879535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006510194A Active JP4647595B2 (ja) | 2004-02-25 | 2005-02-15 | 気相成長装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7670434B2 (ja) |
| EP (1) | EP1720200B1 (ja) |
| JP (1) | JP4647595B2 (ja) |
| KR (1) | KR101322217B1 (ja) |
| CN (1) | CN100539027C (ja) |
| CA (1) | CA2556066C (ja) |
| TW (1) | TW200539322A (ja) |
| WO (1) | WO2005081298A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009502039A (ja) * | 2005-07-21 | 2009-01-22 | エルピーイー ソシエタ ペル アチオニ | ウェーハ処理装置の処理室の中でサセプタを支持し回転させるためのシステム |
| KR100925060B1 (ko) * | 2007-11-08 | 2009-11-03 | 삼성전기주식회사 | 화학 기상 증착 장치용 서셉터 |
| CN105810630A (zh) * | 2008-08-29 | 2016-07-27 | 威科仪器有限公司 | 具有变化热阻的晶片载体 |
| US8486726B2 (en) * | 2009-12-02 | 2013-07-16 | Veeco Instruments Inc. | Method for improving performance of a substrate carrier |
| JP5031910B2 (ja) * | 2010-06-23 | 2012-09-26 | シャープ株式会社 | 気相成長装置 |
| TW201239124A (en) * | 2011-03-22 | 2012-10-01 | Chi Mei Lighting Tech Corp | Wafer susceptor and chemical vapor deposition apparatus |
| US10316412B2 (en) | 2012-04-18 | 2019-06-11 | Veeco Instruments Inc. | Wafter carrier for chemical vapor deposition systems |
| CN103668123A (zh) * | 2012-09-19 | 2014-03-26 | 甘志银 | 金属有机物化学气相沉积设备的载片盘 |
| US10167571B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-01-01 | Veeco Instruments Inc. | Wafer carrier having provisions for improving heating uniformity in chemical vapor deposition systems |
| US9716010B2 (en) | 2013-11-12 | 2017-07-25 | Globalfoundries Inc. | Handle wafer |
| CN104818527A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-08-05 | 上海晶盟硅材料有限公司 | 外延片生产设备 |
| TWI656235B (zh) * | 2017-07-28 | 2019-04-11 | 漢民科技股份有限公司 | 化學氣相沉積系統 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61112325A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-05-30 | Hitachi Hokkai Semiconductor Kk | 板状物回転処理装置 |
| JPH02151024A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-11 | Kyushu Electron Metal Co Ltd | 気相成長装置 |
| JP2000355766A (ja) * | 1999-06-15 | 2000-12-26 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| JP2003037071A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-07 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | サセプタ、気相成長装置および気相成長方法 |
| JP2003318116A (ja) * | 2002-04-25 | 2003-11-07 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | サセプタおよび半導体ウェーハの製造方法 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5944818A (ja) | 1982-09-07 | 1984-03-13 | Toshiba Corp | 加熱基台 |
| JPS61242014A (ja) | 1985-04-19 | 1986-10-28 | Toshiba Corp | 気相成長装置用サセプタ |
| JP2511336B2 (ja) * | 1991-05-15 | 1996-06-26 | 株式会社荏原総合研究所 | 有機性汚水や汚泥からの水素生産法及び装置 |
| JPH07176482A (ja) * | 1991-05-31 | 1995-07-14 | At & T Corp | エピタキシャル成長方法および装置 |
| JPH06124901A (ja) | 1992-10-09 | 1994-05-06 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 化合物半導体薄膜の製造方法 |
| JPH07136694A (ja) * | 1993-11-16 | 1995-05-30 | Ebara Res Co Ltd | 有機性廃棄物の加圧水素発酵法 |
| JPH0936049A (ja) * | 1995-07-21 | 1997-02-07 | Mitsubishi Electric Corp | 気相成長装置およびこれによって製造された化合物半導体装置 |
| US6001183A (en) * | 1996-06-10 | 1999-12-14 | Emcore Corporation | Wafer carriers for epitaxial growth processes |
| JPH118119A (ja) | 1997-06-19 | 1999-01-12 | Nissan Motor Co Ltd | 電子コントロールユニット |
| US6494955B1 (en) * | 2000-02-15 | 2002-12-17 | Applied Materials, Inc. | Ceramic substrate support |
| JP2002134484A (ja) * | 2000-10-19 | 2002-05-10 | Asm Japan Kk | 半導体基板保持装置 |
| JP3771475B2 (ja) * | 2001-10-05 | 2006-04-26 | 忠行 今中 | 水素の製造法および製造装置 |
| JP3857106B2 (ja) * | 2001-11-06 | 2006-12-13 | 株式会社タクマ | 微生物を用いた水素及びメタンの製造方法ならびに装置 |
| JP4216541B2 (ja) * | 2002-06-13 | 2009-01-28 | 日鉱金属株式会社 | 気相成長装置 |
| JP3882141B2 (ja) | 2002-06-13 | 2007-02-14 | 日鉱金属株式会社 | 気相成長装置および気相成長方法 |
| JP2004194625A (ja) * | 2002-12-20 | 2004-07-15 | Densei:Kk | 水素生成装置および水素生成方法 |
| DE10261362B8 (de) * | 2002-12-30 | 2008-08-28 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Substrat-Halter |
| JP2005013045A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Takuma Co Ltd | 有機性廃棄物からの連続的水素生成方法 |
| JP2005066420A (ja) * | 2003-08-20 | 2005-03-17 | Japan Science & Technology Agency | 廃棄パンの水素・メタン二段発酵処理方法 |
-
2005
- 2005-02-15 EP EP05719127.2A patent/EP1720200B1/en active Active
- 2005-02-15 JP JP2006510194A patent/JP4647595B2/ja active Active
- 2005-02-15 US US10/589,348 patent/US7670434B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-02-15 CN CNB2005800059771A patent/CN100539027C/zh active Active
- 2005-02-15 WO PCT/JP2005/002225 patent/WO2005081298A1/ja active Application Filing
- 2005-02-15 KR KR1020067016830A patent/KR101322217B1/ko active IP Right Grant
- 2005-02-15 CA CA2556066A patent/CA2556066C/en active Active
- 2005-02-22 TW TW094105299A patent/TW200539322A/zh unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61112325A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-05-30 | Hitachi Hokkai Semiconductor Kk | 板状物回転処理装置 |
| JPH02151024A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-11 | Kyushu Electron Metal Co Ltd | 気相成長装置 |
| JP2000355766A (ja) * | 1999-06-15 | 2000-12-26 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| JP2003037071A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-07 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | サセプタ、気相成長装置および気相成長方法 |
| JP2003318116A (ja) * | 2002-04-25 | 2003-11-07 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | サセプタおよび半導体ウェーハの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2556066A1 (en) | 2005-09-01 |
| KR101322217B1 (ko) | 2013-10-25 |
| EP1720200A4 (en) | 2007-01-31 |
| EP1720200B1 (en) | 2014-12-03 |
| TWI345264B (ja) | 2011-07-11 |
| US20070163504A1 (en) | 2007-07-19 |
| EP1720200A1 (en) | 2006-11-08 |
| JPWO2005081298A1 (ja) | 2008-01-17 |
| WO2005081298A1 (ja) | 2005-09-01 |
| CA2556066C (en) | 2013-07-16 |
| CN1965390A (zh) | 2007-05-16 |
| CN100539027C (zh) | 2009-09-09 |
| KR20070019689A (ko) | 2007-02-15 |
| TW200539322A (en) | 2005-12-01 |
| US7670434B2 (en) | 2010-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4647595B2 (ja) | 気相成長装置 | |
| US6129047A (en) | Susceptor for vapor-phase growth apparatus | |
| US7699604B2 (en) | Manufacturing apparatus for semiconductor device and manufacturing method for semiconductor device | |
| US20080110401A1 (en) | Susceptor For Vapor-Phase Growth Reactor | |
| JP2010519753A (ja) | Ｍｏｃｖｄ法またはｈｖｐｅ法を選択的に用いて結晶層を堆積させるための装置および方法 | |
| JP2002158175A (ja) | 化学気相成長装置および半導体膜の成長方法 | |
| JP3882141B2 (ja) | 気相成長装置および気相成長方法 | |
| JP7190894B2 (ja) | ＳｉＣ化学気相成長装置 | |
| JP5032828B2 (ja) | 気相成長装置 | |
| JP4216541B2 (ja) | 気相成長装置 | |
| JP2008294217A (ja) | 気相成長装置及び気相成長方法 | |
| JP3772621B2 (ja) | 気相成長方法および気相成長装置 | |
| JP2006278660A (ja) | 基板処理装置 | |
| TWI682059B (zh) | 氣相成膜裝置 | |
| JP4874842B2 (ja) | 気相成長装置 | |
| KR100925060B1 (ko) | 화학 기상 증착 장치용 서셉터 | |
| WO2006006584A1 (ja) | 気相成長装置 | |
| JP2002261023A (ja) | エピタキシャルウェーハの製造方法 | |
| WO2019188248A1 (ja) | 成膜装置及び成膜方法 | |
| JP3071591U (ja) | 気相エピタキシャル成長装置 | |
| JP2001002494A (ja) | エピタキシャル成長方法 | |
| JP2008198857A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JPH107490A (ja) | 気相エピタキシャル装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071130 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100810 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20100902 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100929 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101130 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101208 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131217 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4647595 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |