JPH02137797A - Ｓｉエピタキシャル成長装置 - Google Patents
Ｓｉエピタキシャル成長装置Info
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- JPH02137797A JPH02137797A JP28966088A JP28966088A JPH02137797A JP H02137797 A JPH02137797 A JP H02137797A JP 28966088 A JP28966088 A JP 28966088A JP 28966088 A JP28966088 A JP 28966088A JP H02137797 A JPH02137797 A JP H02137797A
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、炉内温度が正確に制御されるＳｉエピタキシ
ャル成長装置に関し、半導体プロセスにおいて、特に正
確な温度制御を必要とするＳ選択エピタキシャル成長層
の形成等に使用される。
ャル成長装置に関し、半導体プロセスにおいて、特に正
確な温度制御を必要とするＳ選択エピタキシャル成長層
の形成等に使用される。
（従来技術）
従来、炉の外側からウェーハをヒーター加熱するホット
ウォール型のＳｉエピタキシャル成長装置においては、
温度制御の方法として、主にヒーターの部分に熱電対を
取り付けてヒーターの温度を測定し、その信号をヒータ
ーコントローラに送ってヒーター出力を調節することが
行われてきた。
ウォール型のＳｉエピタキシャル成長装置においては、
温度制御の方法として、主にヒーターの部分に熱電対を
取り付けてヒーターの温度を測定し、その信号をヒータ
ーコントローラに送ってヒーター出力を調節することが
行われてきた。
ところが、このようなヒーターコントロールであると、
ウェーハはヒーターからの輻射による主加熱ばかりでな
く、チューブ内の対流によっても加熱されているので、
ヒーターとウェーハの間に温度差を生じることがある。
ウェーハはヒーターからの輻射による主加熱ばかりでな
く、チューブ内の対流によっても加熱されているので、
ヒーターとウェーハの間に温度差を生じることがある。
特にホットウォール型のＳｉエピタキシャル成長装置
においては、ヒーターにより熱せられた石英チューブの
内側にＳｉが付着して（ウオールデポジション）、ヒー
ターからの輻射をさえぎることになり、これがヒーター
とウェーハの間の温度差を広げる原因となる。 このた
め、ホットウォール型のエビタキシャル成長装置におい
ては、特に正確な温度制御が必要なＳｉ選択エピタキシ
ャル成長等で問題が起こりやすかった。
においては、ヒーターにより熱せられた石英チューブの
内側にＳｉが付着して（ウオールデポジション）、ヒー
ターからの輻射をさえぎることになり、これがヒーター
とウェーハの間の温度差を広げる原因となる。 このた
め、ホットウォール型のエビタキシャル成長装置におい
ては、特に正確な温度制御が必要なＳｉ選択エピタキシ
ャル成長等で問題が起こりやすかった。
（発明が解決しようとする課題）
本発明の目的は、ウェーハの正確な温度を維持する新規
な温度制御手段をもっＳｉエピタキシャル成長装置を提
供することにある。 また本発明の別の目的は、５ｉ３
１択エピタキシヤル成長に好適な装置を提供することに
ある。
な温度制御手段をもっＳｉエピタキシャル成長装置を提
供することにある。 また本発明の別の目的は、５ｉ３
１択エピタキシヤル成長に好適な装置を提供することに
ある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段と作用）
本発明は、ウェーハを並べて載置するＳｉ製、石英製な
どのボートと、それをすっぽり覆うとともに反応炉を区
画する石英製のチューブと、該チューブの外側からウェ
ーハを加熱するヒーターと、反応ガスを炉内に送り込む
送入口と、反応後のガスを炉外に排出する排気口とから
成るホットウォール型のＳｉエピタキシャル成長装置に
おいて、エピタキシャル成長を受けるＳｉウェーハある
いはそれとほぼ同じ温度のボートが発する３〜４μｍ波
長範囲の赤外光強度を検出することにより、Ｓｉウェー
への温度を検知し、その信号を温度コントロールユニッ
トに送ってヒーターの出力をコントロールし、温度制御
を行うことを特徴とする。
どのボートと、それをすっぽり覆うとともに反応炉を区
画する石英製のチューブと、該チューブの外側からウェ
ーハを加熱するヒーターと、反応ガスを炉内に送り込む
送入口と、反応後のガスを炉外に排出する排気口とから
成るホットウォール型のＳｉエピタキシャル成長装置に
おいて、エピタキシャル成長を受けるＳｉウェーハある
いはそれとほぼ同じ温度のボートが発する３〜４μｍ波
長範囲の赤外光強度を検出することにより、Ｓｉウェー
への温度を検知し、その信号を温度コントロールユニッ
トに送ってヒーターの出力をコントロールし、温度制御
を行うことを特徴とする。
ウェーハ若しくはボートからの赤外光を導入するには、
光ファイバーの一端を炉内又はチューブ外側の炉外にウ
ェーハ若しくはボートに対向するようにすえ、その他端
を装置本体と離して配置するとともに３〜４μｍ波長範
囲を検出する赤外線検出器に連結して測定することがよ
い。
光ファイバーの一端を炉内又はチューブ外側の炉外にウ
ェーハ若しくはボートに対向するようにすえ、その他端
を装置本体と離して配置するとともに３〜４μｍ波長範
囲を検出する赤外線検出器に連結して測定することがよ
い。
そのようなウェーハ若しくはボートの温度の光ファイバ
ーによる検出は、１箇所であってもよいが、上、中、下
など２箇所以上に対応して２本以上の光ファイバーの配
置を行い、各光ファイバーを２以上の赤外線検出器に連
結し、ヒーターの分割制御又は複合制御をすることがで
きる４３〜４μ■波長範囲を導出する光ファイバーは石
英系のもの、またそれを検出する赤外線検出器には、そ
の波長範囲のバンドパスフィルターを有するとともに、
その波長範囲における光電変換効果を有する、例えばＩ
ｎＳｂまたはＨ（Ｉ Ｃｄ Ｔｅなどによる検出が利用
できる。
ーによる検出は、１箇所であってもよいが、上、中、下
など２箇所以上に対応して２本以上の光ファイバーの配
置を行い、各光ファイバーを２以上の赤外線検出器に連
結し、ヒーターの分割制御又は複合制御をすることがで
きる４３〜４μ■波長範囲を導出する光ファイバーは石
英系のもの、またそれを検出する赤外線検出器には、そ
の波長範囲のバンドパスフィルターを有するとともに、
その波長範囲における光電変換効果を有する、例えばＩ
ｎＳｂまたはＨ（Ｉ Ｃｄ Ｔｅなどによる検出が利用
できる。
チューブの外側において赤外光を取り込んだとしても、
石英製のチューブは３〜４μｍの赤外線を透過し、また
チューブの内面にＳｉがデポジションをしてもＳｌは３
〜７μｍの波長範囲において吸収がないから、ウェーハ
からの赤外発光は吸収されず、問題はない、 なお、５
ｉｎ２もまた、９μｍ、１３μｍ、２１μＩで吸収ピー
クがあるが３〜８μｍの範囲では吸収がない。
石英製のチューブは３〜４μｍの赤外線を透過し、また
チューブの内面にＳｉがデポジションをしてもＳｌは３
〜７μｍの波長範囲において吸収がないから、ウェーハ
からの赤外発光は吸収されず、問題はない、 なお、５
ｉｎ２もまた、９μｍ、１３μｍ、２１μＩで吸収ピー
クがあるが３〜８μｍの範囲では吸収がない。
（実施例）
本発明装置の第一実施例を第１図に示す。
第１図は代表的なホットウォール型のエピタキシャル成
長装置であり、同図において、１は複数のウェーハ２を
載せる石英製のボート、３ ａ、 ３ ｂは反応ガスを
送入する２本のノズル、４は反応ガスを排出するための
排出口、５はボート１、ノズル３ａ、３ｂ及び排出口４
の全体を支持する台、６はボートをすっぽり覆う石英製
のチューブ、７はチューブ６の外側からウェーハ２を加
熱するヒーターである。 １本の光ファイバー８の一端
８ａを石英ボート１の下端にすえてウェーハ２ａに対向
させ、該ファイバー８を台５の中央部を通して外に導き
、その他９８１）をエピタキシャル成長装置本体と離れ
たＨｇ Ｃｄ Ｔｅ検出器９に連結する。 該検出器９
の内部には、３〜４μｍの波長のバンドパスフィルター
が組み込まれ、該フィルターを通してＨｇ Ｃｄ Ｔｅ
検出部がＳｉエピタキシャル成長を受けるウェーハ２ａ
の発する赤外線強度を検出する。 次に、その赤外線強
度を温度コントロールユニット１０により温度に変換す
るとともに、ウェーハ温度が設定値になるようにヒータ
ー７の出力をコントロールさせる。
長装置であり、同図において、１は複数のウェーハ２を
載せる石英製のボート、３ ａ、 ３ ｂは反応ガスを
送入する２本のノズル、４は反応ガスを排出するための
排出口、５はボート１、ノズル３ａ、３ｂ及び排出口４
の全体を支持する台、６はボートをすっぽり覆う石英製
のチューブ、７はチューブ６の外側からウェーハ２を加
熱するヒーターである。 １本の光ファイバー８の一端
８ａを石英ボート１の下端にすえてウェーハ２ａに対向
させ、該ファイバー８を台５の中央部を通して外に導き
、その他９８１）をエピタキシャル成長装置本体と離れ
たＨｇ Ｃｄ Ｔｅ検出器９に連結する。 該検出器９
の内部には、３〜４μｍの波長のバンドパスフィルター
が組み込まれ、該フィルターを通してＨｇ Ｃｄ Ｔｅ
検出部がＳｉエピタキシャル成長を受けるウェーハ２ａ
の発する赤外線強度を検出する。 次に、その赤外線強
度を温度コントロールユニット１０により温度に変換す
るとともに、ウェーハ温度が設定値になるようにヒータ
ー７の出力をコントロールさせる。
第２図には、Ｈｇ Ｃｄ Ｔｅ検出器９の赤外光波長く
横軸）に対する相対感度曲線を示したが、Ｈｇ Ｃｄ
Ｔｅ検出器は３〜１５μｍの赤外線波長範囲に対して良
好な感度を持つから、第一実施例装置ではウェーハ２ａ
の温度を直接検知して温度制御をすることができる。
横軸）に対する相対感度曲線を示したが、Ｈｇ Ｃｄ
Ｔｅ検出器は３〜１５μｍの赤外線波長範囲に対して良
好な感度を持つから、第一実施例装置ではウェーハ２ａ
の温度を直接検知して温度制御をすることができる。
なお、光ファイバーの一端８ａの配置を上記のようにウ
ェーハ２ａに対向させるのでなく、石英ボート１に対向
させてその温度を検出し温度制御をすることも有効であ
る。
ェーハ２ａに対向させるのでなく、石英ボート１に対向
させてその温度を検出し温度制御をすることも有効であ
る。
第５図は、炉内の３箇所の温度を検出して温度制卸をし
た第二実施例の構成を示す、 同図においては、３本の
光ファイバー１８Ａ、１８Ｂ。
た第二実施例の構成を示す、 同図においては、３本の
光ファイバー１８Ａ、１８Ｂ。
１８Ｃの一１１８ａ、１８ｂ 、１８ｃは炉内における
上、中、下のウェーハに対向して配置され、他端はそれ
ぞれ検出器１９ａ 、１９ｂ 、１９ｃに連結されてお
り、それぞれの信号は温度コントロールユニット２０を
経由してヒーター１７の上、中。
上、中、下のウェーハに対向して配置され、他端はそれ
ぞれ検出器１９ａ 、１９ｂ 、１９ｃに連結されてお
り、それぞれの信号は温度コントロールユニット２０を
経由してヒーター１７の上、中。
下の出力を独立に制御するようになっている。
この第二実施例の場合には、直接ウェーハの温度を検出
できるとともに、ヒーター出力を分割して制御すること
ができる。
できるとともに、ヒーター出力を分割して制御すること
ができる。
第６図はチューブの外側からウェーハ及びボートの温度
を３箇所で測定する第三実施例の構成を示す、 同図に
おいては、３本の光ファイバー２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ
の一端２８ａ 、２８ｂ 。
を３箇所で測定する第三実施例の構成を示す、 同図に
おいては、３本の光ファイバー２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ
の一端２８ａ 、２８ｂ 。
２８Ｃが、チューブ６の外側において炉内のつ工−ハ２
及びボート１の上、中、下に対向し、それぞれの他端が
検出器２９ａ 、２９ｂ 、２９ｃに連結されており、
それぞれの信号は温度コントロールユニット３０に送ら
れて予め定められた対流による補正をしてヒーター２７
の出力をより精密に複合制御する。
及びボート１の上、中、下に対向し、それぞれの他端が
検出器２９ａ 、２９ｂ 、２９ｃに連結されており、
それぞれの信号は温度コントロールユニット３０に送ら
れて予め定められた対流による補正をしてヒーター２７
の出力をより精密に複合制御する。
第３図はチューブの材料である石英ガラスの波長（横軸
）に対する赤外線透過率（縦軸）を示すが、石英ガラス
は波長３〜４μｍにおいて良好な透過率をもっているか
ら、チューブ６を透過しても炉内のウェーハ２及びボー
ト１の温度をほぼ正確に測定することができる。 また
Ｓｌの赤外線透過率は、第４図にみるように３〜７μｍ
の波長範囲においては吸収がないから、チューブ６の内
面にＳｉのウオールデポジションがあったとしても透明
であって、３〜４μｍ波長範囲の赤外光の強度を検出す
ることについて問題は生じない。
）に対する赤外線透過率（縦軸）を示すが、石英ガラス
は波長３〜４μｍにおいて良好な透過率をもっているか
ら、チューブ６を透過しても炉内のウェーハ２及びボー
ト１の温度をほぼ正確に測定することができる。 また
Ｓｌの赤外線透過率は、第４図にみるように３〜７μｍ
の波長範囲においては吸収がないから、チューブ６の内
面にＳｉのウオールデポジションがあったとしても透明
であって、３〜４μｍ波長範囲の赤外光の強度を検出す
ることについて問題は生じない。
なお、図示はしないが、５ｉｎ２は９μｍ、１３μｍ、
２１μ積に吸収をもつが、３〜８μｍの波長範囲に対し
ては吸収がないから、かりに８１０゜があったとしても
Ｓｉと同様に３〜４μｍの波長範囲では透明である。
２１μ積に吸収をもつが、３〜８μｍの波長範囲に対し
ては吸収がないから、かりに８１０゜があったとしても
Ｓｉと同様に３〜４μｍの波長範囲では透明である。
［発明の効果］
第１図に示した本発明エピタキシャル成長装置と、従来
型の熱電対コントロール式ホットウォール型Ｓｉエピタ
キシャル成長装置を用いて、温度を９００℃に保ち、Ｓ
ｉ選択エピタキシャル成長を各２５枚ずつ行った。 条
件は、気体流量がＨ２：Ｓｒ Ｈ２Ｃ１： ＨＣＩ ＝
１０１／分：０゜２１／分：０．４Ｊ／分、圧力は２０
Ｔ ｏｒｒである。 その結果、Ｓｌのウオールデポジ
ションのない場合は、本発明装置ではすべてのウェーハ
にＳｉ単結晶の選択エピタキシャル成長が確認されたが
、従来装置では一部のウェーハにポリシリコンが成長し
ていた。
型の熱電対コントロール式ホットウォール型Ｓｉエピタ
キシャル成長装置を用いて、温度を９００℃に保ち、Ｓ
ｉ選択エピタキシャル成長を各２５枚ずつ行った。 条
件は、気体流量がＨ２：Ｓｒ Ｈ２Ｃ１： ＨＣＩ ＝
１０１／分：０゜２１／分：０．４Ｊ／分、圧力は２０
Ｔ ｏｒｒである。 その結果、Ｓｌのウオールデポジ
ションのない場合は、本発明装置ではすべてのウェーハ
にＳｉ単結晶の選択エピタキシャル成長が確認されたが
、従来装置では一部のウェーハにポリシリコンが成長し
ていた。
そしてＳｉのウオールデポジション有りの場合には、本
発明装置ではウェーハの温度が一定にコントロールされ
てＳ１単結晶が成長していたが、従来装置では熱輻射が
遮られてウェーハの温度が変動し、一部ポリシリコンの
成長がみられたほか、大部分でエピタキシャル成長は何
もみられなかった。
発明装置ではウェーハの温度が一定にコントロールされ
てＳ１単結晶が成長していたが、従来装置では熱輻射が
遮られてウェーハの温度が変動し、一部ポリシリコンの
成長がみられたほか、大部分でエピタキシャル成長は何
もみられなかった。
第１図は本発明エピタキシャル成長装置の第一実施例の
構成を示す断面図、第２図はＨｇ Ｃｄ Ｔｅの赤外線
感度曲線を示すグラフ、第３図は石英カラスの赤外線透
過率を示すグラフ、第４図はＳの赤外線透過率を示すグ
ラフ、第５図は本発明エピタキシャル成長装置の第二実
施例の構成を示す断面図、第６図は本発明エピタキシャ
ル成長装置の第三実施例の構成を示す断面図である。 １・・・ボート、 ２・・・ウェーハ、 ３ａ 、３ｂ
・・・ガス送入口、 ４・・・排出口、 ６・・・チュ
ーブ、７・・・ヒーター ８，１８Ａ、１８８ １８
Ｃ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ・・・光ファイバー ９゜
１９ａ 、１９ｂ 、１９ｃ 、２９ａ 、２９ｂ 。 ２９ｃ・・・赤外線検出器、 １０，２０．３０・・・
温度コントローラ。 第 ｐ道 波長（μ−）
構成を示す断面図、第２図はＨｇ Ｃｄ Ｔｅの赤外線
感度曲線を示すグラフ、第３図は石英カラスの赤外線透
過率を示すグラフ、第４図はＳの赤外線透過率を示すグ
ラフ、第５図は本発明エピタキシャル成長装置の第二実
施例の構成を示す断面図、第６図は本発明エピタキシャ
ル成長装置の第三実施例の構成を示す断面図である。 １・・・ボート、 ２・・・ウェーハ、 ３ａ 、３ｂ
・・・ガス送入口、 ４・・・排出口、 ６・・・チュ
ーブ、７・・・ヒーター ８，１８Ａ、１８８ １８
Ｃ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ・・・光ファイバー ９゜
１９ａ 、１９ｂ 、１９ｃ 、２９ａ 、２９ｂ 。 ２９ｃ・・・赤外線検出器、 １０，２０．３０・・・
温度コントローラ。 第 ｐ道 波長（μ−）
Claims (1)
- １ウェーハを載置するボートと、該ボートを収容すると
ともに炉を区画する石英製のチューブと、反応ガスをチ
ューブ内に送入するための送入口と、反応後のガスをチ
ューブ外に排出する排気口と、該チューブの外側からウ
ェーハを加熱するためのヒーターとから成るホットウォ
ール型のＳｉエピタキシャル成長装置において、３〜４
μｍの波長範囲におけるウェーハ若しくはボートからの
赤外光強度を検出することにより炉内温度を制御するこ
とを特徴とするＳｉエピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28966088A JPH02137797A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | Ｓｉエピタキシャル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28966088A JPH02137797A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | Ｓｉエピタキシャル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02137797A true JPH02137797A (ja) | 1990-05-28 |
Family
ID=17746106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28966088A Pending JPH02137797A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | Ｓｉエピタキシャル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02137797A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995034916A1 (fr) * | 1994-06-15 | 1995-12-21 | Seiko Epson Corporation | Fabrication d'un equipement a semi-conducteurs a couches minces, equipement a semi-conducteurs a couches minces, afficheur a cristaux liquides et equipement electronique |
| US5834827A (en) * | 1994-06-15 | 1998-11-10 | Seiko Epson Corporation | Thin film semiconductor device, fabrication method thereof, electronic device and its fabrication method |
| CN106987899A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-07-28 | 姜全忠 | 使用气相传输的材料生长装置、生长方法以及检测装置 |
-
1988
- 1988-11-16 JP JP28966088A patent/JPH02137797A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995034916A1 (fr) * | 1994-06-15 | 1995-12-21 | Seiko Epson Corporation | Fabrication d'un equipement a semi-conducteurs a couches minces, equipement a semi-conducteurs a couches minces, afficheur a cristaux liquides et equipement electronique |
| US5834827A (en) * | 1994-06-15 | 1998-11-10 | Seiko Epson Corporation | Thin film semiconductor device, fabrication method thereof, electronic device and its fabrication method |
| US5858819A (en) * | 1994-06-15 | 1999-01-12 | Seiko Epson Corporation | Fabrication method for a thin film semiconductor device, the thin film semiconductor device itself, liquid crystal display, and electronic device |
| US6017779A (en) * | 1994-06-15 | 2000-01-25 | Seiko Epson Corporation | Fabrication method for a thin film semiconductor device, the thin film semiconductor device itself, liquid crystal display, and electronic device |
| US6335542B2 (en) | 1994-06-15 | 2002-01-01 | Seiko Epson Corporation | Fabrication method for a thin film semiconductor device, the thin film semiconductor device itself, liquid crystal display, and electronic device |
| US6972433B2 (en) | 1994-06-15 | 2005-12-06 | Seiko Epson Corporation | Fabrication method for a thin film semiconductor device, the thin film semiconductor device itself, liquid crystal display, and electronic device |
| CN106987899A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-07-28 | 姜全忠 | 使用气相传输的材料生长装置、生长方法以及检测装置 |
| CN106987899B (zh) * | 2016-10-31 | 2021-08-31 | 姜全忠 | 使用气相传输的材料生长装置、生长方法以及检测装置 |
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