JPH01502512A - エピタキシー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 エピタキシー装置 本発明はエピタキシ一方法により半導体層を半導体ウェーハ上に形成するエピタ キシーＩＩに関する。

同種装置の場合、周知の如く、例えば完全な結晶配列の純粋シリコン無欠陥層を 適当なベース上に、この場合にはシリコン上に気相成長式に形成しくもしくは） Ｐ形もしくはＮ形の導電シリコン層を適当なベース、この場合にはシリコン上に 形成することができる。これらのふはある程度高集積スイッチ回路用の骨組を形 成する。これらの結晶的に完全な層の原材料としての役割を果すのはいわゆる高 純度の、この場合にはシリコン含有のプロセスガスである。同ガスには場合に応 じて微量のＰ形もしはＮ型のドーピング材料、例えば砒素もしくはリンの化合物 が混合される。シリコンとドーピング元素群は反応！内でＣＶＤ法に従りてウェ ーハの表面上に堆積させられる。ウェーハはシリコンとカーバイドをシーチング したグシファイトより成る支持体の凹部内に嵌め込まれる。上記支持体はほぼ１ ０５０’Ｃの温度に加熱される。上記支持体はサセプタとも称される。

上記ウェハの場合にはシリコン単結晶の格子面に対して平行に切断された薄いプ レートが重要となり、それらは正確な格子定数によりじゃへいされた完全な表面 構造を有している。この表面ｆｉ造は気相からウェーハ上へ分離されたシリコン 原子群を半導体層の形成に必要な完全な結晶配列へと強制する。

丁度今スケッヂした気相エピタキシーにより半導体原材料を作るためのプロセス はウェーハ支持体を加熱するだけでなくプロセスガスと掃引ガスの流れを案内す るために高度の技術を必要とする。その場合、反応室外で行われるウェーハ支持 体に繊細な簿いウェーハを積載したり積卸したりする作業は最も清潔な空気の条 件の下でそのために特別に準備したエピタキシー装置空間内で実行する必要があ ることは自ら明らかである。この分野１の最新の発展はウェーハの取扱いだけで なく、反応室にウェーハ支持体を装填する作業を操作員が直接つかんだすせずに 遠ｍ　ｉｌＪ　ｆｉｌにより行うことを目的としている。

初めに述べた型の気相エピタキシーを実行するのための公知装置は半導体ｉ材料 を作るためにすでに効果的に導入されているが更に多くの点で改善することがで きる。それ故、従来使用されてた誘導加熱装置の作業効率を操作員に対する互換 性と同様に改良する価値がある。

最初に述べたエピタキシー装置の遠隔制御分野には更にユーザの使’に〜やすさ 、ウェーハ支持体の完全自動積載卸、および制御ルーヂンの改善の余地がある。

上記制御ルーチンによってプロセス進行中に出現するエラー機能を克服すること が可能になるからである。この場合、エラー機能が出現した際、操作員の安全性 と共に既に一部コーチングされたウェーハの固定位置の問題がでてくる。

しかしながら、産業上の大量生産条件下でのエピタキシー気相成長法の場合に更 に解決すべき最も緊急の問題はコーチングの質の増々大きくなる要求に関し、そ れらの要求は最初に述べたタイプの公知の装置の場合、装置内に存在する。もし くはコーチングプロセスに際してつくりだされる望ましくない粒子のために改善 の余地がある。その際、問題となるのは何よりもこれらの不都合な粒子異物がウ ェーハ表面上に達しそれと共にエピタキシ一層を構成する際に望ましい結晶配列 を撹乱する虞れがあることである。

それ故、本発明は上述の種類のエピタキシー装置を改良することを試みている。

その際、特にその従来の利点を徹底的に維持しながらエピタキシ一層の均一度と ｉ度を高めることを試みている。

以上の目的は、上記種類のエピタキシー装置の場合、ウェーハを不都合な異物と の接触から保護するための手段を設けることによって解決される。殊に本発明に よれば装置内のガス流全体は、支持体表面と共にコーティングされるウェーハ表 面の不都合な微粒子を遠ざけられるように、しかもウェーハ支持体がどの位置に 存在するか、即ち、作業位置にか、反応室内かその外部の積載ゾーンにかそれと も同積載ゾーンと上記反応室内の構成との間の位置にかにかかわらず遠ざけられ るように制御される。

以下ではまずウェーハ支持体を反応室内のその位置と積載ゾーン間に移送する点 に関する本発明により得られる利点を説明すべきであろう。その際、専られかり やすくするだけのためにではあるが、ピラミッドの切株形をしたウェーハ支持体 を有する全体として鐘状の反応室について述べることにする。上記支持体は特別 な装置により反応室床と共に積載ゾーン内に移送される。端側を扁平にした多面 体の形をした同種のウェーハ支持体はそれ自体既に公知であり、その斜めに走行 する面にウェーハを受取るための面湾曲部を有している。鐘状の反応室にプロセ スガスと掃引ガスを装填する場合反応室上部から行われる。

その際、これらのガスは反応室ベース附近で抜き取られる。

さて１ウ工−ハ支持体を積んだリウエーハ支持体を積載ゾーンから反応室内へ移 送したり逆に微粒子形の不都合な異物をコーティングプベきウェーハ表面から除 去するために本発明によればウェーハ支持体をその作業位置と積載ゾーン内の積 載位ＮＨに搬送する際だけでなくそれが搭載ゾーン内に過渡的に残留する場合に も層状の保護ガス流により包囲するようにしである。

上記の保護ガス流はウェーハ支持体がピラミッド形の切株形である場合、それら を先細りになった上端から拡がった下端へ垂直方向へ側流すると共に包囲する清 潔な空気雰囲気内に存在する残存粒子を効果的にそれから除去し、支持体裏面と 共にウェーハ上に達するようになっている。それ故、上記保護ガス流は全体とし て層状に調節することによってウェーハ支持体近傍に渦流の形成が防止されその ことにより粒子が周囲から支持体表面上へ搬送できるようになっている。

少なくとも積載ゾーン領域の清潔な空気雰囲気の流れは方向上保護ガス流に一致 することが有利である。即ち、層状の保護ガス流が上部から下部方向へ垂直に導 入される場合にはこの層状の流れジャケットを包囲する清潔な空気は同様にして 上部から下部方向に垂直に、従って保護ガス楓に対して全体として平行に走行す るようになっていることが有利である。

本発明の有利な実施例によればガスミキサを介して反応室へ供給される掃引ガス により層状の保護ガス流を作りだすように青虫されている。それと共にウェーハ 支持体のための保護ガスの覆いが反応室からの支持体の退去から始まって保証さ れるようになっている。その際、ウェーハ支持体を反応室内の作業位置から積載 位置内へ移送するための装置は垂直方向にのみ駆動されるリフトとすることによ って反応室のガス流入によりつくりだされた層状の空気流は絶えずウェーハ支持 体にとって十分な保護囲いを包囲すると共に同囲いがその積載位置を反応室下部 に正確に収納するようになっていることが望ましい。

またピラミッド状の切株形をしたウェーハ支持体の上部領域に保護ガス流のため の層流条件を確実につくりだすためには、このウェーハ支持体の上部プラトーと に流体工学的に有利な形のマウントを設けることが有利である。もう一つの有利 な実施分を有する。そのジャケット面はウェーハ支持体のジャケット面へシーム レスに移行し、一方、上記マウントの上部切片は反応室のガス入口に相対して球 形セグメントの形をしている。

同様に流体工学的に有利に構成された支持体マウントは更にその内側壁とウェー ハ支持体間の上部領域のエピタキシーコーティングの際のその作業位置に望まし い反応室の流れガイドを支持している。この位置では流体工学的に有利に敷設さ れた支持体マウントは本発明によりガスディヒユーザとして構成されたガス入口 と共に有利な働きをする。

流れガイドの有利さの外に上記ガスディヒユーザの利点は更に、掃引ガスと反応 ガスがウェーハ支持体表面上で均一に分割されて導かれることによって支持体上 に塗布されたウェーハ全体が同じプロセスガス雰囲気と共に均一に対峙しあい、 そのことによってウェーハ表面のコーティングの均一性に寄与することになる点 にある。

鋳状の反応室と共にピラミッド切株形の支持体をａＩ！すると支持体に対向した ガスディヒユーザ部分は円形ディスク状に構成される。上記円形ディスクはピラ ミッド切株形の支持体の上部プラトーに対して全体として平行に延び、このディ スクの円周で分割される径方向に走行するガス出口開口を有している。

ガスディヒユーザのディスク形部分はその周辺領域を流れが有利になるように構 成され、円錐状に拡大する下部辺縁領域を有することによってディヒユーザ周辺 に出現するガスの流れが乱流なしに支持体マウントに連結するようになっている ことが有利である。この目的のため、支持体と反応室の共通の長手方向軸に対し て同軸状に走行するガスディ上１−ザをこの軸に対して平行に調節することがで きる。軸方向に調節できるためディヒユーザは支持体と反応室内壁に対する流体 工学的に最適の位置へ問題なく位置決めすることができる。

本発明の目的とする反応室上部における有利な、殊に乱流のない流れ形にはまた 円形シールドも寄与し、同シールドは全体として反応室のガス入口ネックの直径 を有すると共にネック開口の流れを十分閉鎖する。更にガス入口ネックは周知の 如く、更にその端部領域でフランジにより閉鎖される。

本発明の流れ案内用手段は更にウェーハ支持体の辺縁の構成だけでなく支持体ベ ースの構成に関する。この目的のため多垂に構成された一エピタキシー駆動に回 転駆動される一ウェーハキャリヤの長手方向辺縁を流れに有利に構成する。即ち 平坦にするか丸くするように考慮される。またもう一つの流体工学的手段として 支持体は両側に反応室床内のガス出口方向に細くなったソケットを備えている。

同ソケットは有利な構成として同様にピラミッド切株形をしており、その際この ピラミッド切株の大きな面のプラトーは支持体下側に共面関係に接続される。

支持体キャリヤ本体の場合と同様に支持体ソケットの辺縁全体は平坦にするか、 丸く構成することが望ましい。グラファイトで構成したソケットの下部プラトー はウェーハ支持体の回転駆動装置に接続されている。

反応室内のガス流により連行され本発明により選択した流れ案内によりウェーハ 表面から除去される粒子はソケット壁自体と反応室床の支持体ソケット領域内で 濃縮する。後者は開口を有し同開口を経てガスは反応室から排出される。ソケッ ト領域内で濃縮されたこれらの粒子が障害が発生した後エピタキシ一作業が中断 されるとき、場合に応じて既に一部コーティングされたウェーハ表面に達するの を防ぐために、本発明によれば支持体ソケット領域に蓄積した粒子はそこで閉じ 込められる。しかもそこに蓄積された粒子が積載ゾーン内へ規定通すウエーハ支 持体が搬送される場合にもまた新たに反応室内へ逆に積込まれた後にも清潔な空 気の空間内にも作業位置内に存在する支持体と反応室壁間のリング空間へも達し ないように閉じ込められる１粒子を支持体ソケット領域内へ抑留させる装置とし てはリングインサートが設けられる。同インサートは水晶により構成され、全体 としてソケットの高さ全体を経て延び反応室の内壁領域により限定された形で反 応室床上に緊密に配座することが望ましい。その際、反応室床に設けられたリン グ空間内のガス出口開口はリングインサートの内壁とソケット外壁間に配列され る。粒子を抑留するための追加的な手段として本発明によれば反応室床の下部と それに続いて環状に十分量められたリング空間の形をした粒子トラップを構成す るようにしである。同トラップはリング空間を反応室に対して遮断する。

ソケット領域内で濃縮された粒子は反応￥内の出口開口を貫く吸入作用によりこ の粒子トラップとしての働きを行うリング通路内へ違する。何故ならば反応室内 へ導入されたガスはリング通路の床を経て退去するからである。

リング通路にはウェーハ支持体用の垂直リフトの上昇プラットフォームが接続す る。上昇プラットフォーム内にはキャリヤのための回転駆動装置が格納されるこ とが望ましい。

回転駆動装置は粒子トラップとしての働きを行うリング通路を貫いて延び、支持 体のソケット下側に係止する。

望ましい実施例によれば上記上昇プラットフォームの退路側を反応！床の構造を 反応室ベースと接続されたガスケットにカントなしに緊密に嵌合するための￥＆ 胃が包囲する。このため、連結装置は円形の反応！床構造とガスケットの周囲に 配列されたトグルレバー形のデンジ３ン部材を３つ包囲することが望ましい。こ れらは直立リフトがこの装置を反応室ガスケットの直近へ移送し終るや否や反応 室の床構造をつかみ、勾配面上を嵌め合いを正確に案内しながら反応室の床ｍ迄 の残りの直立行程をひきおこす。勾配面はガスケットにも反応室の床構造にも形 成されて互いに接続される両部材をその端位置に張設する。

従来の構成より明らかなように、本発明の流れ案内はウェハ表面を異物粒子から 自由に保持しウェーハ支持体の形状の影響を受けるようにする目的を有している 。さてエピタキシーＩＩの毎日の運転においてそれぞれの反応室に対して規定通 り設けられた適当なウェーハ支持体が常に確実に使用されるようにするために本 発明の場合、ウェーハ支持体はそれに応じてマーキングされる。マーキングはこ のマーキングがプロセッサの周辺装面により読取り可能なように行われる。この プロセッサはエピタキシャル装置の機能全体を制御し監視する。支持体の識別は 品質保証手段としての働きを行う。

後者を実際の作業において、十分排除不可能にするために本発明の場合、支持体 コードがエピタキシ一作業中解読ＭＡ胃により、ないしエピタキシー反応ガスの 導入により、従ってウェーハ支持体が既に加熱されている際解読できるようにコ ーティングされる。それ故、エピタキシー反応ガスの導入を規定ウェーハ支持体 の識別とは無関係にすることが有利である′。

有利な支持体識別の実施例によれば、これは支持体壁の識別可能に濃く形成され た領域より成り、その異なる熱吸収率は高温計により走査され解読装置へ更に導 かれる。

何でもエピタキシー装置のプロセッサにより制御される作業の遠隔制御運転のた めに本発明によればウェーハを有するつ工−ハ支持体積載用のマンプレータが設 けられる。同インサ−トは積載ゾーン内のウェーハ支持体の積載位置の近くにウ ェーハマガジンもその作用範囲に位置するように配列される。つ工−ハマガジン は新鮮な未積載のウェーハを貯蔵し反応空白に積載されたウェーハを集めるため の貯蔵タンクとしての働きをする。

本発明により導かれる流れ案内がその積載ゾーン内にマンプレータが配置され遠 隔ＩＩＩＩ！Ｉにより駆動される清浄気空間で不利な影響を受番才ないように、 従って切言すればマンプレータの運転により何よりもウェーハマガジンとウェー ハ支持体の直近でガス流内に連行された粒子がコーティングされるウェハ表面上 に移送されないように、本発明によればマンブレータの運動が包囲ガスの流れに 合致するように考慮されている。その際、マンプレータの運動の自由度を清浄気 と保護ガスの層流の垂直方向の流れが擾乱されないように、しかもマンブレータ の全体として垂直方向の運動について考慮して制限しである。

マンブレータの運動の自由度のこの制限は操作速度を制御することにより支援す ることができる。マンプレータ自体の摩耗によりつくりだされた粒子をガス流か ら除去するためには側面援護手段を設けてマンブレータをフレキシブルな型保護 ジャケット内に収納することが望ましい。

清浄気空間内のマンプレータとしてはそれぞれ従来のタイプのものが適当である 。プロセッサにより制御されるロボットアームを嵌着することが特に有利である 。同種のマンプレータもしくはロボットアームは２本の指をもったグリップ器官 を有することが望ましい。上記術は一つの共通軸に全体としとて沿ってウェハ辺 縁のまわりに共通に回転自在に構成される。このマンブレータの有利な構成によ れば、ウェーハ辺縁のマーキング、殊にウェハの真直ぐな辺縁切片をつかむため にグリップ器官は光学検出器を備えている。これは遠隔制御によりウェーハが常 に円弧形のウェーハ辺縁でつかまれるように共働作用する。光学検出器の利点は ウェーハが例えば真直ぐな辺縁切片と上部方向に向いて常に均一に整合しウェー ハ支持体のウェーハ湾曲内へ嵌装される点にある。そのため、ウェーハをその事 後処理に際して積載した後反応至内のウェーハ表面がプロセスガスと共に何れの 方向に流れたかを何時でも検証することができる。

２本指のグリップ器官により支持体湾曲にウェーハを摩擦なく積載積卸しするこ とができるように支持体湾曲は辺縁ｆｎ域にそれぞれ２つの互いに対角線状に対 向する凹所を備えている。

これらはそれらがウェーハをつかんだ時にマンブレータグリップ器官の指を受取 るような寸法をしている。指は把持領域にｖ形のくぼみを有し、その開口角度が ウェーハをウェーハ辺縁で確実につかむことができるようになっていることが望 ましい。

もう一つの有利なマンプレータの揖成例ではもう一つのグリップ器官を有してい て、それが吸収カップを具備するようになっている。同カップによりマガジン内 に引取られたウェーハは後側の面上に確実に把持される。

従来のピラミッド切株形のウェーハ支持体の場合、湾曲部はウェーハを受取るた めに装填面から出るシリンダ形の凹所を有している。同凹所には内側方向に球形 のシャーレセグメントの形をした湾曲部材が接続する。円筒形湾曲切片はウェハ を湾曲内部に十゛分に保持する働きを行い、ウェーハの厚さにほぼ相当する深さ を有している。球形シャーレ形の湾曲切片はキャリヤを加熱する際の支持体壁領 域の温度勾配を考慮したものである。

ウェーハ支持体内にこのように湾曲を敷設するさいの欠点は特に辺縁領域におけ る湾曲の材料厚が著しく異なる点である。この欠点は本発明によれば湾曲の球形 シャーレセグメント形がつ工−ハ支持体外側面で全体として連続する点、従って ウェーハの保持辺縁が形成されずに移行する点である。

この湾曲内に嵌装されるウェーハの支持体としての働きを行うのは互いに隔たっ た、水平線上に位置する２つの支持点であり、同支持点はそれぞれのウェーハ湾 曲の下部領域に設けられる。２つの支持点の代わりに水平に走行するステムを設 けることもできる。驚くべきことにこの手段によりその他の場合にはウェーハ辺 縁に出現するコーティングの非対称性が少なくなる。

できるだけ粒子のない流れ案内に対して本発明により構成されたガスミキサは著 しく寄与し、向ミキサは全体としてガス主管と共に同主管と同一水準に接続され た多数の枝管から構成される。同枝管を介してベクトルガス、反応ガス、保護お よび掃引ガスが主管へ移送される。その一端は反応ガス室のガス入口に接続され る。ガスをこのガスミキサの枝管内へ導入するには使用ガスの工業純度と侵食性 に従って純化されておらず侵食性のガスが優先的に反応ガスのガス入口に最も近 い位置に配列される枝管内へ供給されるように順序だって行われる。

そのことによってガスミキサ内の出来るだけ短い配管距離内を比較的不純なガス が貫流し、その際、配管系統の比較的わづかな切片もまた侵食ガスにより侵され る。

総じてこのためにガスミキサ内の侵食ガス特質により粒子の排除は最少銀に制御 される。

そのため最も清潔で最も侵食性の少ないガスとしてエビタキシ一工程に必要なベ クトルガスが反応室側に向いたガス主管端でガスミキサ内へ給気される。エピタ キシー装置内で通常線引ガスとして使用される窒素は従って侵食性が少なく比較 的清潔であるかどうかにかかわらず、ガス主管の反応！側の端でガスミキサ内へ 給気される。何故ならば、日々の実験運転では経験上窒素媒質は比較的無難に処 理できるからである。

それ故、例えば高純度の窒素の代わりに通常の窒素がガスミキサに接続される危 険が絶対に存在する。窒素をガスミキサ出口から隔った枝管へ接続する際、この ためにガス混合管が深刻に汚染される危険が生ずるであろう。

反応空白のウェーハとウェーハ支持体の温度をコンピュータ制御と把握により測 定するための働きはガラスファイバ管に接続された計測ヘッドを有する高温計が 行う。これは誘導加熱の外側のウェーハ支持体表面から比較的短い距離、例えば 約２゜αのところにあり、ウェーハ支持体の長手方向軸に対して平行に移動でき るように位置決めされる。光導電体を使用することによっ′で高温計の感温部分 は誘導加熱に対して十分な距離のところに配置することができる。

ウェーハ支持体の熱輻射の２つの波長にあわせた高温計を使用し、その際その一 つの波長を有する輻射が少なくとも反応！の絶縁壁か内側を規定層厚までエピタ キシープロセスの反応生酸物によりコーティングされる場合にも全体としてその 絶縁壁を強度を失うことなく侵入するようになっていることが望ましい。そのた めそれぞれの作業状態でエピタキシー反応炉の熱制御が保証される。

エピタキシー装置内では大きな経済的利点でもって少なくとも一つのもう一つの 反応室が駆動される。同反応室は既に述べた反応室とウェーハ支持体と同様に流 体工学的、操作工学的に敷設される。そのため遠隔制御もしくはプロセス制御式 マニプレータによりエピタキシー装置はウェハキャリヤを独立に積載したり積卸 したりすることができる。同種の多重室系統の場合、ガスミキサはその内部にそ の配列と接続の点でその内部に反応室に対して対称に敷設されることによって反 応室全体のために常にプロセスガスの両側から同じブＯセス条件をつくりだすこ とができる。

元来、１ビタキシー装置内の誘導加熱は高周波発生器により供給された。同発生 器は１０００００Ｈ２の周波数レンジと数１ｏｏｏｖの電圧で駆動された。同種 のＨＦ発生器の電力利得は比較的小さいため、誘導加熱を供給するために１００ ００Ｈ２より小さし）範囲の周波数レンジを有する発生器を使用する試みがなさ れた。電力利得が良好にもかかわらずこの低周波発生器はその性能がよくなかっ た。その理由はその周波数が人間の耳に聴こえこの周波数から発するノイズ負荷 が操作員にとって少なくとも長期１の作業にとって耐えられないためである。

このため本発明のエピタキシーＷＡ′１１は誘導加熱を一定の周波数レンジで供 給するための発生器を備えている。同発生器は操作員に対してノイズの負担をも たらさず、効率の向上の点で従来の公知発生器と比較して際だっている。この発 生器の動作範囲は１５〜１００ｋｔ（ｚの範囲：殊に１６〜２５ｋｌ（Ｚの範囲 にあることが望ましい。

本発明によるエピタキシー装置のコンピュータ制御により操作員との対話中、エ ビタキシ一工程と、先に述べたようにウェハキャリヤの積載の自動化が保証され る。コンピュータとユーザ間の対話はそのさいカラー画像スクリーンを介して行 われることが望ましい。同スクリーン上には一貫性をよくするために実際のプロ セスと装置状態だけが各反応室のために分離されて表示される。

コンピュータ制御の殊に有利な構成はエピタキシープロセス進行中に場合によっ て生ずる機能のエラーを顧慮しである。・その際、エラー機能はそれに応じてエ ピタキシープロセスと操作員の保護に対するその重要性に応じて等級付けする。

その際、その実行された等級付けに従って段階付けられた装置がそれ以降のプロ セス道行中にコンピュータ制御により駆動される。考慮された装置のスペクトル は例えばガス漏れが検出された場合非常手段として進行中のプロセスからの非常 口を含有する。この場合、特に装置からの水素の流出や装置の供給流の損失は操 作員にとって若干の危険を現わす。これらの場合、折り返し掃引ガス、何でも質 素がガスミキサを介して反応室内へ導入される。既に規定通りのコーチングの少 なくとも一部がウェハ上に塗布され終った後にコンピュータ支援された監視装置 に対して装置のエラー機能が表示されると、適当なガスを反応室内へ導入するこ とによりコーチングを救出するための装置が講じられる。

検出されたエラー機能が進行中のエビタキシ一工程内で修復可能であることが判 った場合には、当該エビタキシ一工程を進行中の段階にとどめるか一ステップだ け復帰制御するように考慮されている。その際、エラー機能が終ｒ直後、従って 修復実行後エビタキシ一工程は中断位置に進められる。

さて本発明を添附図面に基づいて詳しく説明する。

第１図は本発明のエピタキシー１ｆｆｉの概略図、第２図は第１図の装置内に使 用されるガスミキサの概略図、第３図は第１図の反応室のガス入口ネック内に配 置されたガスディヒユーザの部分破断図、第４図は第１図のウェーハ支持体のソ ケット領域の断面図、第５図は第２図のエピタキシー装置の積載ゾーンとマニプ レータの斜視図、第６図はウェーハ支持体上にウェハを受取るための湾曲の概略 図、第７図はウェーハを被覆した第６図の湾曲の辺縁領域の断面図、第８図はウ ェーハ支持体の上部領域の水平断面図、第９図は第１図の反応室の床構造の遠結 装璽図。

第１図は少なくとも一つの反応ｖ１０を有する本発明のエピタキシー装置の構成 部分の基本的な配ＩＩ図を示す。この反応室１０にはウェーハ７０をエピタキシ ーコーチングするために必要とされる反応ガス群がガスミキサ１００を介して供 給される。同ミキサ１００は反応室１０と配管１０Ｂを介して接続される。

もう一つの接続配管１０９を介して図示例のガスミキサ１００はエピタキシー装 置のもう一つの反応室１０′（図示せず）に接続される。後者は全体として第１ 図に示した反応室１０の如く構成されｓｕｎされる。

ガスミキサ１００を介して反応室１０．１０’　には反応ガスの外にベクトルガ スや保護ガスの如きその他のガスがそれぞれ配管１０８と１０９を介して供給さ れる。接続配管１０８はガスディフューザ１２０内に注ぎ込み、同ディヒユーザ １２０は反応室１０のガス入口ネック２１の端部フランジ２２内へ嵌め込まれる 。ガスミキサ１００から供給されたガスはガスディヒユーザ１２０からサセプタ もしくはウェーハ支持体５０と反応室１０の内壁間のリング空間内へ流入する。

上記実施例のウェーハ支持体５０はピラミッド切株形を有し、その側面はウェー ハ７０を受取るためのほぼ円形の多数の凹所により構成されている。上記ピラミ ッド切株形のウェーハ受取材５０は反応室の長手方向軸に対して同軸状に構成さ れ、駆動装置１６５により軸のまわりに回転駆動できるようになλ、でいる。反 応ガス室１０内にガス流れ上有利に、とりわけ乱流がないように導入するため、 ピラミッド切株形のウェーハ支持体５０の上部の細まった端部はマウント５５を 、また幅広く外側へ延びるベースにはソケット５６を備えている。

ソケット５６は同様にしてピラミッド形をしていてウェーハ支持体５０とほぼ等 しい断面形をしている。その細まった端部はしかしながら、反応室ベース方向を 向いている。そのもう一つの端部の母面はピラミッド切株形のウェーハ支持体５ ０のベース領域の母面内へなめらかに移行している。

キャリヤマウント５５のベース面とウェーハ支持体５０のほそまった端部の断面 とはほぼ等しく形成された大きさも等しい。キャリャマウト５５のベース領域の 母面はウェーハ支持体５０の母面内へシームレスに移行している。マウント５５ のベース面は全体として球形の、従って特に流れやすく上部方向にふくらんだ面 内へと移行している。

ウェーハ支持体５０の本体は特に、熱吸収を有利にするためにグラファイトによ り構成される一方、ソケット５６は節豐材料、例えば水晶により作ることが望ま しい。このため反応室１０のベース領域に配列された感熱性部品、例えば駆動装 ｗ１６５は、ウェハキャリヤ５０の高い作業温度から保護される。

後に更に詳しく述べるように、支持体ソケット５６の領域には、装置群、即ちリ ングインサート２００と粒子トラップ２１０がエビタキシ一工程時に発生すると 共にガスから連行される粒子を集めるために設けられる。

必要な反応温度をつくりだすためにウェーハ支持体５０上に配列されるウェーハ ７０を加熱する働きを行うのは誘導加熱装置である。これは全体として高周波発 生器５１０とＨＦ発生器から供給された加熱用螺旋コイル５１２とから成る。加 熱用螺旋コイル５１２はできれば水晶より成る反応室１０の壁を一つのリング空 間を形成して全体として円筒形に包囲する。反応空壁１０と加熱用螺旋コイル５ １の間のリング空間内には反応壁を冷却するために流体、とりわけ空気が導入さ れる。

加熱用螺旋コイル５１２の領域には同様にして全体として円筒形の反射板が、殊 にＤ　Ｅ　３５２５８７０Ａ　１より基本的に明らかな如き金属片の形をしたも のが構成される。

高周波発生器５１０は人間の聴覚１１値を超える。従って、はぼ１６ｋＨ２を超 える作業周波数、なかんづ＜２０ｋＨ２の時に動作する。

ウェハ温度またはウェハ支持係５０の温度はピロメータ４００を用いて監視され る。その温度感知部分（複数）はケース４０５内に誘導熱源５１２から離れて格 納される。ピロメーターはテスト・ヘッド４０２を提示し、当該テスト・ヘッド は熱」イル５１２の周囲に配置され、電灯線の上に、取り分は光ファイバーの上 に、ケース４０５内の評価光学装置に接続される。テスト・ヘッド４０２は台４ ０３の上に垂直運動可能に配置される。それは回転駆動され熱輻射性のウェー凸 体５０及びその上に配置されたウェハを任意の位置に温度的に把握できるように するためである。テスト・ヘッド４０２の護り線と平行に誘＊＠ｍコイル５１２ の反射鏡内に複数の開口が備えられている。それらを通して、反応室の内部から の輻射熱が実質的に弱められることなくピロメーターのテスト・ヘッド４０２に 到達する。

更に、エピタキシャル装置は、−個のブＵセスカウンターでもって、電子コント ロールユニット５００を提示する。この電子コントロールユニット５００はエピ タキシャルＷＡ＠全体の運転に役立つ。かくして、例えば、ピロメーター４００ を用いて捉えられた電灯＠　５０３上の熱価は電子コントロールユニット５００ に伝導する。もう一つの電灯線５０２上では、ＨＦジュネレーター５１０が電子 コントロールユニット５００を介して運転可能である。

エピタキシープロセスの他のパラメータ、例えば反応室１０内部のガス圧は、電 灯線５０１でコントロールユニット５００に接続されたセンサーで捉えられる。

もう−９の電灯１１５０４上では、コントロールユニット５００により、ガスミ キサー１００もまた、運転される。

垂直リフト１６０によりウェーハ支持体５０は、反応ｖ１０の床構造物、小部分 集合数構２００及び２１０、支持体駆動機槙１６５、ガス放出管１３、そして更 に、第１図には表示されていない、充填区域１５０における作動位置からの冷却 流体用引き込み引き出し管とともに、転置可能である。充填区域は、エピタキシ ャル装置の浮気空間内で、自らの位置に留まる反応室１０の直下部に形成されて いる。

第１図のエピタキシー装置で使用されているガスミキサーは第２図に図解されて いる。ガスミキサー１００乃至そこに引き込まれたガスは、特に、エピタキシー プロセスに不都合な異物の源を小さく細分化してゆく。例えエピタキシープロセ スに使用されるのが、純粋なガスのみであるとしても、特に塩化物を含むガスは 明白に浸食性を有するガスである。これは、ガスミキサーの特殊鋼配管を腐食さ せかねない。その際、管壁から発生する汚染はその位置全体、エピタキシープロ セス、とりわけウェー八表面上の原子の配向成長を阻害することになる。それゆ え、ガスミキサー１００の配管内部に浸食性のあるガスによって生じた小部分の 集合をできるだけ少なく保つようにしなければならない。この理由から、第２図 に図解されているガスミキサー１００は実質的に直線のメインパイプ１０１から 構成されている。

そのメインバイブ１０１の中には、１０２から１０７までの多数の分岐管が合流 している。これらの分岐管を経て、種々のガスが、互いに混じり合い、反応７１ ０と１０°に連結管１０８及び１０９を経て継送されて引き入れられる。連結管 １０ｇ及び１０９が接続されているミキサー出口のそばに最も浸食性の強いガス が生じるように、単一種のガスが、それぞれの浸食性の等級に従って引き・　込 まれる。その結果として、より浸食性の強いガスは、ガスミキサー１００の内部 の実質的により短いパイプ区間を、より浸食性の少ない、不活性のガスとして、 貫流する。

この意味において、メインバイブ１０１の取り入れ口で、エピタキシープロセス に必要なベクトルガス、取り分け、水素が引き込まれる。順次、メインバイブ１ ０１を通じて、侵食性の増大する反応ガスが、その流通経路上で、これにまじり あう。例えば、取り入れ口９９の後に続く分岐管１０２を経て、例えば、ガス状 の８２Ｈ６のように、Ｐタイプのドーピング手段に伴われて、ガス状のＳｉＨ４ が引き込まれる。下流の方に分岐管１０２が続くが、そこを経てＮタイプのドー ピング手段がメインバイブ１０１の中のベクトルガスに更にまぜあわされる。そ こで、主な問題となるのは、それぞれガス状のＰＨ３、ＡＳＨ３並びに液体状の ５ｂＣ１５である。それに続いて、増大する浸食性の等級に従って、分岐管１０ ５を通じ、もうひとつのガス状珪素源即ちＳ　ｉ　Ｈ２Ｃｌ□の導入が起こるが 、その際、交互に分岐管１０６を経て引き込まれる液体状Ｓ　ｉ　ＨＣｌ　３或 いは５ｉＣ１４も伴われる。

出口側の端部でメインバイブ１０１はＴ字状に分岐し、両方の反応室１０及び１ ０′に向かう連結管１０８乃至１０９の中に最終的に流れ込む。メインバイブの この領域では、それゆえ、ガスミキサー１００の出口部に出来るだけ近く、極め て浸食性の強いＨＣ１ガスが、メインバイブ１０１の両方のＴ字状腕部分で同じ 距離伸びている両腕付の分岐管１１０を通じて、メインバイブ１０１に導入され る。同様にして、メインイブ１０１のＴ字状部分に三部分からなる分岐管１０７ を通じて、メインパイプ１０１内の窒素ガスの形で洗浄ガスが導入される。窒素 は実際上の理由により、先ず、メインバイブ１０１の出口部分で、ガスミキサー １００内に供給される。窒素は実際、管材料に対して、実質的に不活性で、実験 室では、様々な純度で使用される。上記の手段を通じて、誤って少しの純粋な形 でガスミキサー１００内に導入された窒素ガスが、広い節回で汚染されることが 防止される。

第３図は、第１図における鐘状の反応容器１０のガス取入口２１を、部分的に断 面図の形でより拡大して示したものである。その外側端部においてガス取入口２ １はフランジ２２を有し、プレート２３を介して閉鎖されている。ネック部のフ ランジ２２の上部への閉鎖プレート２３の緊密なそして恒久的保持が緊め具２７ を介して実行される。これは２つの環状体２７ａと２７ｂとを含み、ここから２ ７ａその閉鎖プレート２３の錐形に傾斜した表面縁部と他の環状体２７ｂがネッ クフランジ２２の下側縁部を締み付ける。相互の結合と相互の締付けは、環状体 ２７ａと２７ｂにおいてねじ締めの公知の方法で行なわれ、第３図において例示 的にボルトねじ２８が図示されている。

閉鎖プレート２３には、ガスディフューザ１２０の軸方向調節用の定置ｌ！ｌ１ １３０が設けられる。この機構には反応容器１ｏの外側に配置された回転定置部 材１３１があり、これは主動または例えば電気モータにより駆動可能である。反 応容器１ｏのガス取入れ口の内部では、機＠１３０が閉鎖プレート２３と定位冒 に結合する案内部材１３２と、これと軸方向で（矢印Ａの方向）ピストン状で把 持する定置部材１３３を有する。反応容器１０の中でのｆｆ１ｌ油または部材１ ３３の位置移動に伴なう摩耗を避けるために、二つの部材１３２と１３３との間 には°ベロー１３４、例えばトムバック板製がしっかりと取付けられる。

定１８１１１１３０の位置軸が鐘状の反応容器１０の長手軸とで金鉱を保証する ために、閉鎖プレート２３とネックフランジ２２との間に調心リング２６を備え る。Ｗ４心リングはさらに０−リング２４の案内の役目をなし、該リングは閉鎖 プレート２３とネックフランジ２２との緊密な結合を行ない、また別の内側に置 いたＯ−リング２５は、定直機ｌ１ｇ１３０の閉鎖プレートへの封止を行なう。

定ｍ１ｌｌ構１３０の容器内部側で部材１３３に結合されてデヒューザ１２０が あり、該デヒューザは２つの板状に構成された部材１２２と１２４を含む。部材 １３３へは直接的に円盤形の部材１２２が連結されている。これと反応容器１０ の本来的な反応空間とがガス取入口２１からガスの流れに従って連通ずる。その 方で対向して配置された支持体頂部５５に対し、円盤形部材１２４である本来の デヒューザが連通する。部材１２４は円盤形の部材１２２とそれと対向して配置 されたＭ部材１２５と、それと間隔をとった底部材１２６を含む。底部０１２６ と蓋部０１２５は相互に中心棒１２７と両方の部材の周縁で複数を持つ棒１２８ とにより相互に結合される。

反応ガス、パージガス、及び保譚ガスは、中央にある密閉機構の上部領域にある 不図示の入口開口で延伸する通路を通って供給され、反応容器１０の内部空間で デフユーザ１２０の蓋部材１２５と底部材１２６との間を通り、次に上述の流れ 輪郭を持つガスデフユーザ１２０の領域に達する。この輪郭はガスデフユーザの 領域でまたこれと支持体キャップ５５との間で鐘状の形を有し、そのｗＡｉＩ状 のガスの径路はガスデフユーザ１２０の底部材１２６の円錐状に下降する壁によ り促進される。

デフユーザ１２０の高い気密性は、規定された流れ空間においてガスにとって流 れの輪郭に有利な適合性を可能にする。

第４図は反応容器１０の底部構造の断面図である。該構造は下方端部にフランジ １５を備える。反応容器１０の底部構造の輪郭部は第４図に示すようにフランジ の下部に密封部を有し、２つの０−リング１６．１７によって緊密な結合が確保 されている。第４図の底部構造の配置は、反応容器１０の内部でのウェーハ支持 体５０の操作配置に相当する。積載ゾーンでのウェーハ支持体５０の運搬のため には、反応容器１０で述べられた部分の内部で第４図の全体にわたり、第１図の 積載ゾーン内のリフト１６０を介して運搬できる。

支持体基台５６と反応容器１０の内壁との間には、石英製の環状挿入物２００が 容器の壁とほぼぴったり合った形で配置されている。この環状挿入物２００は環 状小室２０１の緑の領域の上にしっかりと載置され、それは容器ガス排出部１２ に連結されている。

環状小ｖ２０１では、環状挿入物２００と台座５６との間で異物小片が集められ 且つ停留されなければならない。この目的で環状蓋板２０２と小室２０１の底部 材２０３とは、ガス及び小片流れの入口開口と排出開口との役目を行なう。第４ 図で矢印で明示したように、台座本体の下に目的を持って入口開口が設けられる 。

環状小室２１０内部での小片の効果的停留のためには、底部材とＩＩＩ材との門 に好ましくは孔あきの中門蓋を置き、この中間蓋の孔は蓋部材２０２の入口開口 に関して半径方向で配置される。

加熱された排出ガスの冷却は、環状排出通路１２の下側で別の環状通路１４によ り実行され、この通路１４は冷却媒体、好ましくは水で冷却される。

環状小室２０１と第４図では不図示の担持体の駆動体との間の冷却質量手段とし て、支持体基台５６に結合している底部板５７に配置された環状の遮熱体２０８ がある。

第５図には積載ゾーン１５０内で運搬されるウェーハ支持体５０を示す。該支持 体は、ウェーハ７０付きのロボットアームの形態であるコンピュタ−制御マニピ ュレータ３０Ｇの助力で積載されたりまたはこれから降ろされたりする。

ロボットアーム３００は純粋空気室中において、複数の、例えば２つのウェーハ 支持体５０の間に配置される。２つの１ａ載されるウェーハ支持体の場合は、第 ５図でマニピュレータ３００の左側近くに明瞭には示されてない第２のウェーハ 支持体が設けられる。

第５図においては、純粋空気の流れを幅広い矢印で、また本発明の保護ガス流れ を細い矢印で示す。保護ガスの流れはウェーハ支持体５０の周りを取り囲み、積 載ゾーン１５０中を運搬され、反応室１０の内部の操作配置の背後に向かう。従 って両者の流れは相互に平行で、上方から下方へ鉛直に導かれることは明らかで ある。

第５図に従がうロボットアーム３００は、回動可能の把持装置を備え、アクセス 部材をも有して第５図の前頽内にあるウェーハマガジン３１０にもまた円凹部７ １の鉛直列へも配列することができる。支持体５０を前に述べた駆動装置を介し て回転させ、内凹部７１の鉛直方向列を順々に植字１式にロボットアーム３００ にとって適切な載隨位胃と脱去位置に運ぶことができる１把持装置は本質的には ２つの独立的な把み器具からなり、すなわち１つは指の対でありもう１つは＠着 盤である。第５図には２つの指３０１のうち１つだけが示されている。

ロボットアーム３００の固定台座と積載ゾーン１５０との間の中間には、傾斜面 ３０６が設けられ、ウェーハが支持体５０の内凹部７１へ厘かれる前とか前述の ウェーハマガジン３１０の取出し装置の中へ置かれる前に、そのつどウェーハ７ ０を誼くようにする。

傾斜面３０Ｂはロボットアームのための中継ステーションの役をし、その中でウ ェーハを中間位置に置き、ウェーハ支持体５０またはウェーハマガジン３１０に おいてそのっど適切な把み器具を用いて、ウェーハを最終位置へと運搬する。

ウェーハマガジン３１０から傾斜面３０６上への運搬またはその逆は、吸着盤３ ０５の形の把み器具が行なう。これを用いてつニーハフ０は背面から離れた処理 面上で把まれ、マガジンにもどされ、またはこれから取出され、処理された面を 傾斜面３０６の上に上に向けて置かれる。

傾斜面３０６に位置された未処理のウェーハ７０は第２の、両方の指３０１が所 有する把み器具から緑のｔｓ部で把まれ、次にウェーハ担持体５０の決められた 内凹部の中へ運搬される。反対に処理されたウェーハ７０は対応する内凹部７１ から２つの指器具３０１へ正面から取出され、未処理の背面を傾斜面３０６上に 載置する。

第６図と第７図の詳細図から分かるように、ウェーハ支持体５０の外壁上にある 内凹部７１は実質的には球面状に弯曲して作られ、その周辺部で相互に対角線的 ２つの取り出し部７２．７３を備える。第７図の取り出し部７２の領域に内凹部 ７１を通して部分切込みが示される。それによると取り出し部７２と７３の内縁 の間隔がウェーハの直径より僅か小さいので、ウェーハは取り出し部７２、７３ の領域でそれだけ張出している。指の先端領域には各々くさび形の切込みが形成 され、両方の指３０１と３０２が取り出し部７２と７３の領域でウェーハの縁を 下から把むのに適合しており、その際に取り出し部７２．７３の内側隅に函突す ることはない。従って２つの相互に対角線状に配置された把み用指は、ウェーハ を縁で把持し、内凹部７１に据えつけ且つそれからの取り出しを可能にすること が達成される。

ウェーハは実質的に円形に形成され、目印用として直線状の縁部切り取りが設け られている。ウェーハ７０を予定の内凹部７１の予定の取り出し部７２．７３の 緑の側に据えつけるのを達成するには、ウェーハ７０を２つの点で把かみ、その つどウェーハの円形縁を配置すべきである。ウェーハの縁の確認のためには、把 み機具を備えた両方の指には光学的検知器３２０が設けられている。ウェーハ７ ０の光学的検知器３２０による調節された縁での把持が２つの指によって特に実 施されるが、検知器３２０はウェーハの直線状Ｉｔ部切り取りを方向づけ、次に ２つの指３０１　、３０２が常にある予定の安定して存在する位置に直線状縁部 切り取りを持ち来たす。このようにして反応ガスがウェーハの処理の問は、常に ウェーハの表面に関して予定された方向へ流れることが保証される。

第６図の左側部の内凹部７１の断面のように二円凹部の球形輪郭はウェーハ支持 体の外壁表面で展がり、凹部はほぼ連続的に移行している。これにより加熱され たウェーハ支持体５０とつニーハフ０による内凹部７１内の均等な熱分配が得ら れる。そのようにして構成された内凹８１１７１からウェーハ７０が外に滑落す るのを防止するため、相互に距離をとって２つの支持点７４．７５が設置すられ る。

ウェーハ縁の点状の把持に際して、マニピュレータ３００の指３０１　、３０２ による２つの位置は、そのウェーハ縁部位置が１つの結晶学的軸に落ち合っては ならぬ点に注意すべきである。ある特定の結晶軸に沿っての積載が行なわれると 、割れ目が容易に発生し、そのためウェーハ７０の分解が起こる。このような根 撞から、２つの取り出し部７２．７３の接合角度は整理されるべきで、それは各 々のウェーハの形とその印ましい内凹部７１への位置付けに従って、ある１つの 結晶学的優先方位に落ち合うものでないことである。通常はウェーハ７０の内凹 部７１への位置決めは、その直線状縁部切取りが一番上の場所に位置するように する。

第８図は本発明で用いられた原理に従がうウェーハ支持体５゜の認識のためのエ ビタクシャル法の始めからその進行中の様子を直接示したものである。この原理 には熱を放射する物体の壁厚の関数として種々の強度の熱線の放射が起こること に基づく。

従ってつＩ−ハ支持体５０の所定の場所での、特にコード番号６゜の支持体上縁 部領域で予想される。これらの担持体コード番号６０は種々の厚味の距りた壁断 面を含み、ウェーハ担持体のそれ自身の高さの線で優先的に位置づけられており 、細いならびに太いコード番号づけがなされている。支持体コード番号６０の実 施例において、これらは支持体５０の内側壁領域に直線状に設けられた弱い位置 で成り立つ。ここで論理値１はパイロメータ４００（第１図）を通して測った後 で次に切換えた計算機に従がう評価による。前述の実施例においては、コード付 けはまた交互に配置した壁の厚薄からも成り立ち、各々薄くしない壁部分も挿入 されており、論理値１と論理値Ｏとがその相互位置に該当する。

弱化位置のかわりに支持体壁土も支持体標識にはあらかじめ備えである補強材が 適している。それに加えて支持体ｌｌＡｍを図化（判読）するための検知器を初 期化する情報の標識の近傍には支持体１１３１６０を含む支持体性質についての 情報が必要である。

標識は第８図の標識の構造見本の場合、ここでは時計回りに相当する支持体５０ の回転方向で固有の支持体標Ｒ６０に直列接続されているウェーハ支持体５０の （隔）壁片（あるいは；隔壁の一部）に取りつけられている全体にわたる（隔） 壁標識６１の追加の（弱化）位置中に存在する（あるいは：構成されている）。

第９図には反動チャンバの基盤フランジ１５により前記チャンバのフロア構造１ １に傾斜のない連結をすることにより、（あるい特表千１−５０２５１２　（１ ４） は；ために）形成されているドーム装＠　１８０を示している。すでに説明した ようにフロア構造１１は、フロア構造１１が最後に反動チャンバ１０のＩＩフラ ンジ１５の連結面により締め固められ接続される持ち上げられた位置で、積載ゾ ーン１５０からのリフト１６１を備えた垂直エレベータ−１６０を用いて前記構 造上に位置決めをしたウェファ支持体５０と共に運ばれる。フロア構造１１にフ ランジ１５を締め固めて接続するのには、円形の溝でフロア構造１１に固着して いる０型リング１６と１７が使用される。該フランジ１４は支板（プレート）３ ０の環状取外しにはめ込まれている。

それによりフランジ１５の接触面と環状取外しの内壁の間にエラストマーリング ８と９がはめ込まれている。前記エラストマーリング８と９はフランジ１５を反 動チャンバの残りの壁と同様に構成する圧力感度の高い（あるいは：感度のある ）水晶材が損傷しないように保護している。フランジ１５の連結面下部によるフ ロア構造１１を締め固め連結するために（あるいは：することにより）前記フロ ア構造は垂直エレベータ−１６０を用いてフランジ１５の領域まで持ち上げられ る。それにより、エレベータ−のリフト１６１の楊げ運動は、リフトがフランジ 下部と向かい合うや否や止められそれと共に支板３０におけるフランジ１５の受 容の溝の下方に形成されている斜面１９の下縁の高さにフロア構造１１の接続面 を備えた０型リング１６と１７が持ちあげられる。該斜面１９°はフランジ１５ の延びる方向に先が細くなる円すい部分となるように環状に形成される。支板３ ０の斜面１１を通るフロア構３１１１の通過して受取るために同様に環状斜面と してフロア構造１１の縁領域が接続している０型リング１６と１７を備えに接続 面上に形成されている。

ドーム装＠ｉａｏがフロア構造１１を下方でつかみ持ち上げるとすぐに前記斜面 １９で支板３０の斜面１９に沿って滑るフロア構造１１は案内される。ドームＷ ＡＩｉは板（プレート）下部に固着している支側面により互いに隔たっているほ どよい容積の円形チャンバフランジ１５の領域において導かれるいくつかのてこ 機構により構成される。添付の構造見本ではドーム装置１８０は役１２０゜の適 度の角度で互いに隔たっている３個のてこ機構を含んでいる。各々のてこ機構は ２個のてこ１８３と１８６を含んでいる。

第一のでこ１８３はピボット１８４により回転自在の一端で取付けられている。

第一のてこ１８３の他端はピボット１８５の上を支板１７０中に固定したピボッ ト１８７により他端が取り付Ｇすられて（Ｘる第二のでこ１８６に結合している 。支側面１７０に取付１すられている操作機構１８１のピストン１８２により両 方のてこは動かされる。ピボットビン１８５と１８７の間でほぼ同心にピストン を回転自在に支える別のピボットが第二のでこ１８６により取付けられている。

第９図に、２本のレバー１８３及び１８６の、結合を実現する最終位置を実線で 示し、またレバー１８３及び１８６の結合解消位置を一点鎖線で示す。上記結合 解消位置においてピストン１８２は操作機構１８１内に引き戻された位置を取り 、その際機構１８１は同時に、両レバー１８３及び１８６が回転台１６１の行程 領域を空けるように回動する。迫り上げ台１６１が迫り上がり、その上方位置を 取るやいなや、レバー１８３及び１８６は操作機構１８１によってその結合実現 位置へと移動される。結合実現位置では、連結タップ１８５の領域で第一のレバ ー１８３に形成されたカム面１８９が底部構造体１１下側に該カム面１８９に対 して相補的に形成された面領域と係合し、その際第二のレバー１８６は実質的に 支持荷重を負担する。カム面１８９並びに該カム面１８９と共働する、底部構造 体１１に形成された面は２本のレバー１８３及び１８６から成る構成と、操作ピ ストン１８２の行程が壜大するにつれて底部構造体１１が傾斜面１９及び１９° により厳密に鉛直方向上方へ案内されて、フランジ１５と密着する位置にもたら されるように共働する。

旦凪ミ２ 手続補正口 １．事件の表示　ＰＣＴ／ＥＰ　８８１００１８８゜２、発明の名称　エピタキ シー装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　ジテサ・ニス・アー ４、代　理　人　東京都新宿区新宿１丁目１番１４号　山田ビル５、補正命令の 日付　自　発 ６、補正の対象　特許法第１８４条の５第１項の規定による書面中、出願人の代 表者の欄、明細書の翻訳文、請求の範囲の翻訳文及び委任状 ７、補正の内容 （１）特許法第１８４条の５第１項の規定による書面中、出願人の代表者を別紙 の通り補充する。

（２）鮮明な明ａＳの翻訳文を別紙の通り補充する。

（内容に変更なし。） （３）鮮明な請求の範囲の翻訳文を別紙の通り補充する。

（内容に変更なし。） 国際調査報告 ＋＋＋＋＋＋＋ｊ＋＋Ｌ＋＋１＋＋ｊ＋　ＰＣＴ／ＥＰ８８１０Ｏ４８８ｍｅ” ’　ＰＣＴ／ＥＰ８Ｂ１０Ｏ１ＢＢ−−ユｍＮ、−昨−１本　ＰごＴ７ＥＰ８ε １００１εε国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．半導体ウェーハ（７０）上に半導体層をエピタキシー法で形成するエピタキ シー装置であって、ウェーハ（７０）を望ましくない不純物との接触から保護す る手段を特徴とするエピタキシー装置。 ２．ベクトルガス、反応ガス、パージガス、清浄空気ガス及び／または保護ガス をエピタキシー装置内に導入し、またエピタキシー装置から導出するための少な くとも１個の給気口及び排気口が設置されており、前記保護手段は補助手段を有 し、この補助手段は、ガス中に存在してガスと共に送られる、及び／またはエピ タキシー工程において生じる望ましくない不純物がウェーハ（７０）から遠ざけ ておかれるようにガ久を案内するべく構成及び配置されていることを特徴とする 請求の範囲１に記載のエピタキシー装置。 ３．ウェーハ（７０）を受容及び保持する支持体（５０）が設置されており、前 記補助手段は、ガス中に存在してガスと共に送られ、またエピタキシー工程にお いて生じる望ましくない不純物粒子が支持体（５０）の表面から遠ざけておかれ るようにガスを案内するべく構成及び配置されていることを特徴とする請求の範 囲２に記載のエピタキシー装置。 ４．支持体（５０）を受容する少なくとも１個の反応チャンバ（１０）が設置さ れており、この反応チャンバ（１０）はガス導入及び導出用の給気口及び排気口 を有し、支持体（５０）は反応チャンバ（１０）内で給気口と排気口との間に配 置され得、給気口の前段にはガス同士を混合するガス混合機（１００）が接続さ れていることを特徴とする請求の範囲１から３のいずれか１項に記載のエピタキ シー装置。 ５．反応チャンバ（１０）がウェーハ支持体（５０）を間接的に、特に誘導加熱 する加熱器を具備していることを特徴とする請求の範囲１から４のいずれか１項 に記載のエピタキシー装置。 ６．ウェーハ支持体（５０）の基本材料がグラファイトであることを特徴とする 請求の範囲３から５のいずれか１項に記載めエピタキシー装置。 ７．ウェーハ支持体（５０）を反応チャンバ（１０）外部に存在する装着ゾーン （１５０）と反応チャンバ（１０）内の作業位置との間で移動するデバイス（１ ６０）と、ウェーハ（７０）をウェーハ支持体（５０）に装着し、また該支持体 から取り外すデバイス（３００）と、これらのデバイス（１６０、３００）を収 容する清浄空気室（１）とが設置されており、前記補助手段は清浄空気ガス及び 保護ガスを清浄空気室（１）を通適させて案内するようにも設計されていること を特徴とする請求の範囲１から６のいずれか１項に記載のエピタキシー装置。 ８．前記移動デバイスが、反応チャンバ（１０）内の作業位置と反応チャンバ（ １０）下方の装着ゾーン（１５０）との間でウェーハ支持体（５０）を反応チャ ンバ（１ｂ）の底部構造体（１１）と共に鉛直に移動するリフト（１６０）であ ることを特徴とする請求の範囲４から７のいずれか１項に記載のエピタキシー装 置。 ９．前記補助手段が、ウェーハ支持体（５０）が装着ゾーン（１５０）と反応チ ャンバ（１０）内の作業位置との間で移動される際、及び／または装着ゾーン（ １５０）内に留められている際に該支持体を包囲する、実質的に層状である保護 ガス流を保証するように構成及び配置されていることを特徴とする請求の範囲２ から８のいずれか１項に記載のエピタキシー装置。 １０．層状の保護ガス流がガス混合機（１００）から反応チャンバ（１０）内へ 送られるパージガスによって構成されており、このパージガスは反応チャンバ（ １０）の項部（２０）に設置された給気口から開放されたチヤンバ基部まで貫流 して、ウェーハ支持体（５０）を実質的に層状に流動しつつ包囲することを特徴 とする請求の範囲９に記載のエピタキシー装置。 １１．清浄空気室（１）内の清浄空気流が少なくとも装着ゾーン（１５０）の領 域において、やはりウェーハ支持体（５０）に向かって実費的に層状に流動して 該支持体を包囲する保護ガス流として案内されることを特徴とする請求の範囲７ から１０のいずれか１項に記載のエピタキシー装置。 １２．角錐台形のウェーハ支持体（５０）が設置されており、このウェーハ支持 体（５０）はその上方端部及び／または基部側端部に、層状流動を促進する突出 部（５５）乃至層状流動を促進する基台（５６）を有することを特徴とする請求 の範囲３から１１のいずれか１項に記載のエピタキシー装置。 １３．多角形横断面を有するウェーハ支持体（５０）が設置されており、このウ ェーハ支持体（５０）の稜は漬され、あるいは丸み付けられていることを特徴と する請求の範囲３から１２のいずれか１項に記載のエピタキシー装置。 １４．ウェーハ支持体の長手軸線並びに反応チャンバ（１０）の頂部（２０）に 設けられた給気口が反応チャンバの長手軸線に一致することを特徴とする請求の 範囲３から１３のいずれか１項に記載のエピタキシー装置。 １５．反応チャンバ（１０）の底部構造体（１１）上に環形インサート（２００ ）が反応チャンバ内壁に密接して位置し、このインサートはウェーハ支持体（５ ０）をその基台領域において、チャンバ底部（１１）に設けられた排気孔（１２ ）が環形インサート（２００）の内壁と支持体基台の外壁との間の環形スペース 内に位置するように囲繞することを特徴とする請求の範囲３から１４のいずれか １項に記載のエピタキシー装置。 １６．チャンバ底部（１１）に設けられた排気孔（１２）が粒子トラップとして 構成されたスペース（２１０）へと開口していることを特徴とする請求の範囲１ ５に記載のエピタキシー装置。 １７．粒子トラップスペースがウェーハ支持体回転駆動装置を囲繞する環形チャ ネル（２１０）から成り、このチャネルは排気孔を具えたチャンバ底部（１１） の上側と、やはり孔（２１６）を具えた底部（２１５）の下側とによって規定さ れており、その際底部の孔（２１６）は排気管に接続されていることを特徴とす る請求の範囲１６に記載のエピタキシー装置。 １８．給気口が、ウェーハ支持体（５０）の長手軸線と同軸に位置し、かつ該長 手軸線沿いに調節され得るガスディフユーザ（１２０）から成り、その際ガスデ ィフユーザ（１２０）から反応チャンバ（１０）内へ流入するガスの流動プロフ ィールはチャンバ内壁とウェーハ支持体の輪郭との間に出現する流動プロフィー ルへ実質的に渦を生じずに移行することを特徴とする請求の範囲３から１７のい ずれか１項に記載のエピタキシー装置。 １９．実質的にベル形である反応チャンバ（１０）が設置されており、ガスディ フユーザ（１２０）は実質的に丸形スタンプの形状に構成されて、そのスタンプ 軸部によって反応チャンバ（１０）の給気首部（２１）内へと伸長し、かつその 円盤形の基部によってウェーハ支持体上端に対向しており、その際円盤形基部に は排気孔が半径方向に分配して設けられていることを特徴とする請求の範囲１８ に記載のエピタキシー装置。 ２０．ガスディフユーザ（１２０）がそのスタンプ軸部の領域にガス流案内プレ ート（１２４）そ有し、このプレートによって給気首部は実質的に反応チャンバ （１０）内のガス流に対して閉鎖され得ることを特徴とする請求の範囲１９に記 載のエピタキシー装置。 ２１．装置の全機能のプロセスコンピュータ制御を特徴とする請求の範囲１から ２０のいずれか１項に記載のエピタキシー装置。 ２２．ウェーハ支持体（５０）に支持体標識（６０）が形成されていることを特 徴とする請求の範囲１から２１のいずれか１項に記載のエピタキシー装置。 ２３．支持体標識（６０）が、エピタキシー運転の際、乃至エピタキシー反応ガ ス導入直前に関連する復号デバイスによって解読され得るように符号化して形成 されており、それによって、反応チャンバ（１０）内でガス流を粒子の不在下に 好ましく案内することを考慮した場合でも用途に応じたウェーハ支持体（５０） の使用が保証されることを特徴とする請求の範囲２２に記載のエピタキシー装置 。 ２４．用途に応じたウェーハ支持体（５０）が復号デバイスによって検出される とエピタキシー反応ガスの導入が開始されることを特徴とする請求の範囲２２ま たは２３に記載のエピタキシー装置。 ２５．復号デバイスによって確認された支持体標識（６０）がプロセスコンピュ ータのメモリに記憶されることを特徴とする請求の範囲２１から２４のいずれか １項に記載のエピタキシー装置。 ２６．復号デバイスが支持体標識（６０）に合わせて調節され得る光学系を具備 した高温計（４００）を含み、支持体標識（６０）は異なる厚みに形成された支 持体壁領域から成り、この壁領域の異なる熱吸収が高温計（４００）によって検 知されることを特徴とする請求の範囲２２から２５のいずれか１項に記載のエピ タキシー装置。 ２７．厚みの異なる壁領域がピラミッド形のウェーハ支持体の上縁領域に、支持 体突出部（５５）に隣接して設けられていることを特徴とする請求の範囲２６に 記載のエピタキシー装置。 ２８．周囲を清浄空気が上から下へ鉛直に流れる遠隔制御可能なマニピュレータ （３００）が装着ゾーン（１５０）の領域に配置されており、このマニピュレー タは清浄空気室（１）内に配置されたウェーハマガジン（３１０）からウェーハ （７０）を取ってウェーハ支持体（５０）に装着し、また処理済みのウェーハ（ ７０）をウェーハ支持体（５０）から外してウェーハマガジン（３１０）に戻し 、その際マニピュレータ（３００）の運動の自由は、清浄空気が鉛直方向に支障 なく流動し、かつ保護ガスが少なくとも装着ゾーン（１５０）に位置するウェー ハ支持体（５０）の領域で層状に流動するように、実質的に鉛直な連動に制限さ れていることを特徴とする請求の範囲１から２７のいずれか１項に記載のエピタ キシー装置。 ２９．マニピュレータ（３００）が可撓性の防塵外被によって覆われていること を特徴とする請求の範囲２８に記載のエピタキシー装置。 ３０．マニピュレータがプロセスコンピュータによって制御され得るロボットア ーム（３００）であることを特徴とする請求の範囲２８または２９に記載のエピ タキシー装置。 ３１．マニピュレータ（３００）がウェーハ周縁を把握するために２本のフィン ガー（３０１、３０２）を具えた把持機構を含み、２本のフィンガーは実質的に 共通軸線に沿って調節され得、かつ共にウェーハ周縁を巡って回転され得、把持 機構（３０１、３０２）はウェーハ周縁に付けられたマーク、特にウェーハ（７ ０）の直線状の縁部分を検出するために光学デテクク（３２０）を具備し、その 際ウェーハ（７０）はデテクタ（３２０）によって光学的に検出される周縁マー クとの一致において２本のフィンガー（３０１、３０２）により、円弧状のウェ ーハ周縁部分において把握されることを特徴とする請求の範囲２８から３０のい ずれか１項に記載のエピタキシー装置。 ３２．マニピュレータ（３００）が吸着カップを具えた更に別の把持機構（３０ ５）を含み、この機構によって、マガジンに格納されたウェーハ（７０）はその 裏面において捕捉され得ることを特徴とする請求の範囲２８から３１のいずれか １項に記載のエピタキシー装置。 ３３．ウェーハ支持体にウェーハを受容する実質的に円形の凹部が形成されてお り、この凹部（７１）はその周縁領域（２）に互いに対向して配置された２個の 切除部（７２、７３）を有し、これらの切除部はマニピュレータの把持機構のフ ィンガー（３０１、３０２）が凹部（７１）に装着された、乃至装着されるべき ウェーハ（７０）をその周縁において両側から把持し得るような外形寸法を付与 されていることを特徴とする請求の範囲２８から３２のいずれか１項に記載のエ ピタキシー装置。 ３４．ウェーハ支持体（５０）がウェーハ（７０）を受容する凹部（７１）を有 し、この凹部は実質的に、ウェーハ支持体内側へ湾曲した球冠の形状を有し、こ の形状は支持体が加熱される際の支持体壁領域での温度勾配に勘案され、凹部（ ７１）の球冠面はウェーハ支持体の外側表面へと実質的に連続的に移行すること を特徴とする請求の範囲３から３３のいずれか１項に記載のエビタキシー装置。 ３５．凹部（７１）の下方の周縁領域に設置された、ウェーハ支持体の外側表面 から僅かに突出するウェーハ支えを特徴とする請求の範囲３４に記載のエピタキ シー装置。 ３６．ウェーハ支えが互いに離隔し、かつ一水平線上に位置する２個の支持点（ ７４、７５）から成ることを特徴とする請求の範囲３５に記載のエピタキシー装 置。 ３７．ガス混合機（１００）が反応チャンバ（１０）の給気口に接続されたガス 主管（１０１）、並びに相前後する位置で主管（１０１）へと開口している複数 本の反応ガス及びパージガス供給用分岐管（１０２〜１０７）と結合されており 、その際反応ガス及びパージガスは相前後して並び合った分岐管内へその工業的 純度及び侵食性に対応して、比較的不純で、かつ比較的高侵食性であるガスがガ ス混合機（１００）の排気口に最も近く配置された分岐管に優先的に供給される ように送られることを特徴とする請求の範囲４から３６のいずれか１項に記載の エピタキシー装置。 ３８．ベクトルガスが主管（１０１）の、ガス混合機（１００）の排気口に対向 して配置された端部に供給されることを特徴とする請求の範囲３７に記載のエピ タキシー装置。 ３９．パージガスがガス混合機（１００）の排気口の領域において直接主管（１ ０１）内へ供給されることを特徴とする請求の範囲３７または３８に記載のエピ タキシー装置。 ４０．接続方法、ガス流生成方法及び操作方法に関して第一の反応チャンバ（１ ０）と同様に設計された第二の反応チャンバ（１０′）が設置されており、その 際ガス混合機（１００）はそれ自体においても両反応チャンバ（１０、１０′） との接続に関しても厳密に対称に設計されており、装置の運転はウェーハ支持体 （５０）へのウェーハ装着が独立に行なわれ、かつ両反応チャンバ（１０、１０ ′）のエピタキシー運転が独立に実施されるように実現されることを特徴とする 請求の範囲１から３９のいずれか１項に記載のエピタキシー装置。 ４１．エピクキシー工程がコンピュータ制御されつつ進行する間に場合によって 生起する誤作動が顧慮され、その際誤作動はエピタキシー工程並びに操作者の安 全にとっての重大さに対応して数値に評価され、得られた値が所定評価値に一致 すると更に進行する工程において段階的な措置がコンピュータ制御下に取られ始 めることを特徴とする請求の範囲１から４０のいずれか１項に記載のエピタキシ ー装置。 ４２．ガス漏れが探知された場合、あるいは装置への給電が途絶えた場合に進行 中の工程を中断する非常手段が設置されており、非常時反応チャンバ（１０）に はパージガス、特に窒素が送られることを特徴とする請求の範囲４１に記載のエ ピタキシー装置。 ４３．エピタキシャル層の品質に悪影響を及ぼすような誤作動が起こると進行中 のエピタキシー工程が、供給ガスを適当なガス、特にパージガスあるいはベクト ルガスに切り替えて停止されることを特徴とする請求の範囲４１に記載のエピタ キシー装置。 ４４．制御用コンピュータが誤作動を知らせると進行中のエピタキシー工程がそ の瞬間の段階に維持され、あるいは１段階戻され、それによって工程を中断する ことも既に得られたエピタキシャル層に悪影響を及ぼすこともなく直ちに補修を 行なうことが可能となり、誤作動が終了すればエピタキシー工程は続行されるこ とを特徴とする請求の範囲４１に記載のエピタキシー装置。 ４５．反応チャンバを誘導加熱器が囲繞しており、この加熱器はＨＦ発電機によ って給電され、ＨＦ発電機は周波数１５〜１００ｋＨｚで作動することを特徴と する請求の範囲５から４４のいずれか１項に記載のエピタキシー装置。 ４６．ＨＦ発電機が１６〜２５ｋＨｚで作動することを特徴とする請求の範囲４ ５に記載のエピタキシー装置。 ４７．ウェーハ及びウェーハ支持体の温度を検知する高温計（４００）が設置さ れており、高温計（４００）は前段に接続された２個のフィルタによってウェー ハ及びウェーハ支持体からの熱放射の、波長の異なる二つの熱放射部分を検出し 、熱放射部分の波長は、二つの熱放射部分の少なくとも一方が反応チャンバ（１ ０）の誘電性の壁を該壁の内側表面上でエピタキシー工程の反応生成物が成長し ていても実質的に強度損失を伴わずに透過するように選択されていることを特徴 とする請求の範囲１から４６のいずれか１項に記載のエピタキシー装置。 ４８．反応チャンバ（１０）の底部領域に、チャンバ底部構造体（１１）をチャ ンバ基部に形成された密閉フランジ（１５）と正確に適合させて結合するデバイ スが設置されており、このデバイスはチャンバ基部周囲に実質的に等間隔に分配 された少なくとも３個のベルクランク後機構（１８０）を含み、ベルクランク機 構はリフト（１６０）によってチャンバ基部の密閉フランジ（１５）に近付けら れたチャンバ底部構造体をその周縁において下方から捕捉し、密閉フランジ（１ ５）並びにチャンバ底部構造体（１１）によって構成される傾斜案内面（１９） によって密閉を実現する適合位置まで移動し、かつこの位置に固定されることを 特徴とする請求の範囲８から４７のいずれか１項に記載のエピタキシー装置。