JPH0377314A - Ｍｏ―ｃｖｄ法による半導体製造装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＭＯ−ＣＶＤ法による半導体製造装置に関する
。

［従来の技術］ ガリウム砒素ウェーハ上にトリメチルガリウム、アルシ
ンガス等々を用いてエピクキシモル戒長を促進し、シリ
コンウェーハ上に有機金属を用いて■−ｖ族、ＩＩ−Ｉ
Ｖ族の化合物半導体の膜を形成し、シリコンウェーハ上
に有機タンタルを用い酸素と混合させつつ高誘電の酸化
膜を形成し、あるいはシリコンウェーハ上に超重導膜を
形成する等々して半導体を製造するための手法としてい
わゆるＭＯ−ＣＶＤ（Ｍｅ、ｔａｌ　　Ｏｒｇａｎｆｉ
ｃ　−Ｃｈｅｙｒｈｉｃａｌ　　Ｖａｐｅｒ　　Ｄｅｐ
ｏｓｔ　−ｔｉｏｎ）法か広く利用されている。

例えば、ガリウム砒素ウェーハ上にトリメチルガリウム
、アルシンガス等々を用いて化合物半導体を製造するＭ
Ｏ−ＣＶＤ法の半導体製造装置（以下、単に装置と省略
する。）の代表的Ｎ４或を第３図と第４図に示す。

第３図は、反応ガスをウェーハ３１に平行流として接触
させるいわゆる横型装置で、反応室１０゜ウェーハ３１
を保持するサセプター３３１反応室１０内を例えは７０
０℃の如く適温に加熱する加熱手段５０等から構成され
ている。

また、ウェーハ３１は酸素と接触すると急速に反応して
劣化するので、ウェーハ３１のローディング・アンロー
ディングに際して気密とするたぬに、反応室１０に連設
されたロードロックチャンバー３や、さらに２点鎖線で
示した第２の１１−ドロックチャンバー４を設けたいわ
ゆる２〜３室１１−ドロック方式とされている。したか
って、つ工−ハ３１のローディング・アンローティング
は、サセプター３３の移動機４１！８を動作させ反応作
業中に閉鎖させる扉５に代えて２点鎖線の扉６で第１室
（反応室１０）と第２室のロードロックチャンバー３を
隔離し、同様にロードロックチャンバ・−３と第３室を
形成する第２のロードロツタチャンバー４を隔離して慎
重に行われる。

なお、１２は反応ガス供給口、１３は反応カス排気口、
１６はＮ２ガス等によるパージや真空引きするためのガ
スバーシロである。また、１１１゜１５はウェーハ３１
の出入穴である。

ここに、反応ガスは前記適温に加熱されたつ１−ハ３１
と接触することによりエピタキシャル成長を促進させる
ものであるから、反応カスの労費や室内汚染による品質
酸ｒ等を防止するために反応室１０の内壁面１０ａは、
適温以下に保持させなければならない、いわゆるコール
ドウオールとずべきである。したかって、加熱手段５０
は、反応室１０外に設けられ高周波電源に接続されたコ
イル等からなる誘導加熱方式とされるのか一般的である
。よって、反応室１０は石英カラスら形成されている。

したかって、反応室１０に例えばトリメチルガリウムＣ
（ＣＨ，）、Ｇａ］　、水素カス［）！□］アルシンカ
ス［ＡｓＨｓ］、ボスフィンガス［ＰＨ１１等の反応ガ
スを供給するとともに加熱手段５０によって例えばカリ
ウム砒素［ＧａＡｓ１からなるウェーハ３１および反応
カスを、例えば７００℃に加熱することによりウェーハ
３１上にエピタキシャル成長を促進して化合物半導体を
製造することができる。

一方、第４図〈第３図４共通する構成要素には同一の符
号を付している。）に示す装置は、反応カスをウェーハ
３１に直角方向から接触させるいわゆる縦型構造である
。

この構造においても、上記環Ｆ１１から加熱手段５０を
誘導加熱方式とするために、反応室１０は石英カラスか
ら形成されている。したかって、ウェーハ３１の反応室
１０への出し入れは、上下方向に移動させて行なう、し
たがって、水平方向の設置スペースか小さく、反応室１
０内を覗窓から目視容易等の作業便宜な高さに配設奸能
という等の特長を有するが、ロードロックチャンバー３
に移動機構８全体を収納させなければならないので大型
となり超高真空引き作業等が困難である、とと、もに第
２のロードロックチャンバー４が下方配設されているた
めにローディング・アンロープインク作業が不便である
という欠点かある。さらに反応ガスをウェーハ３１に垂
直方向から供給するので、その有効接触か阻害され高効
率のエピタキシャル成長を促進できないという問題かあ
る。

これに対して、縦型の上記特長を享受しながらその欠点
を解消するものとして、次のような改良縦型が米国企業
（ＥＭＣＯＲＥ　　Ｃｏｒｐｏｒ−ａｔｆｏｎ）より提
案されている。

すなわち、第５図に示す如く、高効率運用のためにウェ
ーハ３１をサセプター３３とともにモータ４４で、例え
ば１２０Ｏｒｐｍに、高速回転するよう形成されている
。その技術的理由は、従来縦型では、第５図に点線Ｂで
示すように、反応カスが乱流となり固気接触効率が悪い
が、高速回転することにより、実線Ａで示す如く、反応
ガス流かウェーハ３１と平行流となりかつ層流となると
されている。出願人は事実と確認した。

また、コールドウオールを確立しつつウェーハ３１のロ
ーディング・アンロウディング作業を反応室ｌＯの高さ
で行なわせるために、反応室１０の材質を部分的あるい
は全面的に非石英ガラスとすることを試みて、加熱手段
５０を誘導加熱方式から直接加熱方式と変更されている
。この加熱は、サセプター３３の下問に設けたモリブデ
ン製抵抗５８すなわち金属抵抗加熱方式である。

［発明が解決しようとする課ｕ１ しかしながら、上記いずれの従来構造においてら、人身
保護上の安全性、高品質保障、大量迅速製造、設備経済
等々の要請を全て満足させることができず、その解決が
強く望まれている。

すなわち、次のような問題点を有するからである。

■　反応ガスとして用いられるホスフィンガス［ＰＨ，
］、アルシンガス［ＡＳＨ３］は猛毒性である。

したがって、横型・縦型を問わず誘導加熱方式では、反
応室１０を石英カラスから形威せさる−を、得ない事情
であるところ、石英ガラスは運転中の圧力変動や経時的
変化から容易に破損し易い。ときには加工歪、形状歪に
より休止中にも破損する場合がある。この欠点は、猛毒
ガスをリークさせることになるので公私に亘る人身保護
上到底許されない。

■　ウェーハ３１のローディング・アンローディングは
、そのサセプター３３ごとロードロックチャンバー３等
内に移動させて行なう方式であるから、設備過大、生産
能率低下を招くばかりか、特にロードロックチャンバー
３が大容積となることは、高真空引きが至難となり品質
劣悪化を招来し、また真空ポンプ等も大型・高価となる
。さらに、真空引き作業に長時間を有するので迅速作業
が達成されず生産性が悪い、メンテナンスも大変である
。

■　いかにコールドウオールとしても、反応ガス中の成
分は、反応室１０の内面に付着する。つ工−ハ３１の下
流曲に付着することはたいした問題とならないか、上流
間に付着することは大問題である。すなわち、経時的に
剥離され不純物となって反応ガス中に混入したり、場合
によってはウェーハ自体３１に付着する。これらは、品
質劣悪化に直結する。しかも、その付着量が膨大である
ことからすれば、反応ガスの労費ばかりかその清浄作業
が極めて煩わしく不能率である。

■　上記改良縦型によれば、上記■、■は、大部分解消
することができる。しかしながら、上記■は依然として
解消されない。

しかも、加熱手段５０を形成するモリブデン製抵抗５８
が高温反応ガス中に露出されているので、経時的に劣化
、消耗するばかりか、上記■の問題を一段と助長する欠
点がある。

特に、日本国内の試用実績によると、ガリウム砒素［Ｇ
ａＡｓ］等は脆いことから、１２０Ｏｒｐｍの如く高速
回転すると原型が破壊され生産不能となったり、機器破
損を招くという問題か指摘されている。これに対して、
低速回転させると５反応ガスの層流化が阻害され本末転
倒となり品質劣悪となる。さらに、低速回転となるとウ
ェーハ３１の出入れを反応室ＩＯの位置において行なう
ために必須なウェーハ出入穴１４．１５や覗窓が反応ガ
スを大きく乱し、ウェーハ回転方式の利点を抹殺してし
まう程の複雑な乱流が形成され、極めて生産性、品質の
悪いものとなり実用に耐えないという指摘がある。

以上の問題は、上記他方法によるＭＯ−ＣＶＤ法につい
ても共通である。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、装置構築上部分的、全面的に相艮すると
されていた人身保護−土、の安全性、高品質化、取扱容
易、生産性向上、小型・低コストｆヒ等々の全てを達成
できるＭ　Ｏ−ＣＶ　Ｄ法による半導体製造装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段コ 請求項第１項記載の発明は、内部空間に連通ずる反応カ
ス洪排ロ、ウヱーハ出入穴等を有する金属製の反応室と
、 外部より回転可能として該内部空間内に配設されたウェ
ーハを支持するためのサセプターと、該内部空間内に反
応ガスと接触不能に形成された密閉空間内に配設されか
つ該ウェーハを輻射加熱する熱源と、 反応作業中に該ウェーハ出入穴を閉成して反応カス供給
田からウェーハに向う反応カスの整流を行いかつローデ
ィング・アンローディング作業中にウェーハ出入穴を開
成するように反応室内壁面に治って外部から変位可能に
形成された整流部材とを備えてなること、を特徴とする
。

また、請求項第２項記載の発明は、内部空間に連通ずる
反応カス供排（］１ウェーハ出入穴等をイ１゛する金属
製の反応室と、 外部より回転可能として該内部空間内に配設されたウェ
ーハを支持するためのサセプターと、該内部空間と隔離
された密閉空間内に配設されかつ該ウェーハを輻射加熱
する熱源と、反応作業中に反応ガスをウェーハに平行流
となるよう整流する位置とされかつローディング・アン
ローディング作業中に該サセプターよりも平方の位置と
なるように外部から変位可能に形成された整流部材とを
備えてなること、を特徴とする６「作　用］ 請求項第１項記載の発明では、供給口からの反応ガスは
整流部材で整流され高速回転するナプター上のウェーハ
ーに供給される。したかって、層流による高能率固気接
触がなされ、かつ熱源で輻射加熱され高品質の半導体を
製造できる。反応室が金属製のため反応ガスのリークは
完全防止されｎ−ティング・アンローディング作業か容
易である。

また、請求項第２項記載の発明は、供給口か九の反応カ
スは整流部材によって整流され高速回転するサセプター
上のウェーハに平行流とされ、畠能率固気接触かなされ
る。したかって、熱源で適温に輻射加熱されたウェーハ
上に半導体を高速・高品質で製造できる。反応室が金属
製のため反応ガスのリークは完全防止されローディング
・アンローディング作業か容易に行える。

「実施例ｌ 以下、本発明の実施例を図面を参照しなから説明する。

（第１実施例） この実施例は、ガリウム砒素ウェーハ上にエピタキシャ
ルを成長させるＭＯ−ＣＶＤ法の半導体製造装置であっ
て、第１図に示す如く縦型装置であり、大別して反応室
１０とつ工−ハ回転ａｍ３０と加熱手段５０とＮａ機横
７０を含み構成されている。

加熱手段５０は、サセプター３３の下方に設けられた密
閉空間５３内に収容された熱源６１を含み形成され反応
室１０の内部空間１８内に配設してウェーハ３１を輻射
加熱することにより、反応室１０全体を石英カラスから
金属製へ実現している。

また、加熱手段５０は密閉空間５３を形成する石英カラ
ス製の２重円筒体５１を含み、その空間部５２を利用し
てウェーハ回転機ｗ４３０の回転シャフト３４を貫通可
能とするとともに、さらにこの回転シャフト３４の中空
部３７を利用して温度検出手段３つを設けることにより
ウェーハ３１、サセプター３３の正確で迅速な温度検出
ができるよう構成されている。

よだ、ウェーハ３１のローディング・アンローディング
作業便宜のためウェーハ出入穴１４，１５はサセプター
３３とほぼ同じ高さの位置として反応室１０に設けられ
ている。反応室１０はロードロックの第１室を形成する
ものである。

ここに、ウェーハ３１を高速回転させてもつ工−ハ出入
穴１４，１５や図示しない覗窓が供給反応ガスに乱れを
生じさせないために整流機構７０が設けられ、高速回転
による高能率で均一なエピタキシャル成長を一殴と向上
させるものと形成されている。そして、この整流機構７
０の整流作用を発揮するＭ温部材７１は、ローディング
・アンローディング作業に際してウェーハ出入穴１４゜
１５を開放するように、サセプター３３の下方に外部か
ら移動変位できるものとされている。

以下、各構成要素を詳細に分説する。

反応室１０は、第１図に示す如く、天蓋付円筒形の本体
１１とその底蓋を形成する基体２１とからなり、オーリ
ング４８を介してシールされ、内部空間１８を形成して
いる。すなわち、金属製（この実施例ではステンレス鋼
）の密閉容器として形成し、従来の石英ガラス容器の破
損による猛毒な反応ガスのリーク問題を一掃している。

本体１１の上方には反応ガス供給口１２、両測部にはウ
ェーハ入口穴１４．出口穴１５が設けられている。また
、下方側には反応ガスの排出口１３とカスパージや真空
引きに使用するガスパーシロ１６が設けられている。

ここに、ウェーハ入口穴１４はロープインクチャンバー
３から新たなウェーハ３１をサセプター３３（トレイ３
２）に供給し、ウェーハ出口穴１５はサセプター３３（
トレイ３２）上の製品（３１）を第１図で図示省略した
右側のチャンバーに取出すためのものである。すなわち
、反応室１０を金属製と実現したのでウェーハ入口穴１
４．出口穴１５を容易に設けることができる。したがっ
て、ローディング・アンロープインク作業が反応室１０
の高さにおいて実施できるので作業の迅速性、確実性お
よび容易性を確約できる。

なお、７はハンドリング手段で先端部がＸ方向、Ｚ方向
に自在に移動できるものとされている。３−１は真空引
き等に使用するガスパーシロ、３−２は反応時にローデ
ィングチャンバー３を反応室１０とを隔離するゲートバ
ルブである。

また、ゲートバルブ３−２の反応室１０側には図示しな
いシリンタ装置等に連結されたシャフト７８で上下動＝
ｒ能に形成されたフィルタ７９が設けられている。ロー
ディング作業中に反応室１０側からの埃等がローディン
グチャンバー３内に侵入することを完全防止するためで
ある。

一方、基体２１は、必要時に本体１１から取外し可能と
されている。その中央部から外側に向って、大径の貫通
穴２２．電極穴２７．バージ穴５３−１小径の貫通穴２
３が設けられ、第１図で上面側には、フック２４が一体
に設けられている。

また、基体２１の下部には底蓋体２８との協働により小
空間１９を形成する脚部２１ａが設けられ、ここにもガ
スパーシロ１９−１が設けられている。

次に、ウェーハ回転ｍ構３０は、反応室１０の内部空間
■８内においてウェーハ３１を高速回転させる手段であ
って、トレイ３２を介してウェーハ３１を保持するカー
ボン製のサセプター３３と、このサセプター３３と回転
止め３６を介して一体的に連結される回転シャフト３４
と、この回転シャフト３４に回転を加える駆動手段（プ
ーリー４１．４２−ベルト４３、モータ４４）とから形
成されている。

この真円回転を保障するためにサセプター３３の軸部３
３−１は軸受３５を介して詳細後記の２重円筒体５１に
案内され、回転シャフト３４の下端部は底蓋体２８に装
着された磁気シール２９で回転支持されている。

そして、回転シャフト３４は中空部３７を有する中空軸
部材から形成されており、この中空部３７にサーモカッ
プ等から形成された温度検出手段３９が装着される。し
たがって、ウェーハ３１（サセプター３３）の直近にお
いて正確な温度検出ができ高品質製造に寄与するところ
大である。

もとより、回転シャフト３４は真円回転しているので温
度検出手段３９には捩れ等のａ械的外力も加わらず、ま
た反応ガスに触れることもない。

ここにおいて、回転可能に保持されたウェーハ、３１の
高さに合せてその出入穴１４．１５が設けられている。

さて、加熱手段５０は、大別して２重円筒体５１と熱ａ
（６１）とから形成されている。

２重円筒体５１は、反応室１０の内部空間１８内に反応
ガスと接触不能つまり隔離さｔまた熱源（６１）を収容
するだめの密閉空間５′うを形成するとともに」二記の
如く回転シャフト３４を嵌押案内するためのものであり
、石英カラスから一体に形成されている。

この２重円筒体５１は、金属製反応室１０内に収容され
るものであるから、石英ガラスから形成しても反応カス
の外部へのリーク問題は生じない。

２重円節体５１は、内聞の長寸部５５を基体２１の貫通
穴２２にシール部材２５を介して嵌挿し４ナンド部材２
６により固定されるとともに、外周部に設（づられた鍔
部５４はフック２４に係止され固定さり、る、しかして
、２重円筒体５１の中間部分が密閉空間５３を形成する
ものと理解される。

そして、基体２１に設けられた電極穴２７とガスバージ
１１５３−１とは、この密閉空間５３に連通ずる位置と
して設けられている。

ここに、熱源は、密閉空間５３の上部すまり→）゛セプ
ター３３の下方に接近配設されたカーボン系の分割ヒー
タ６１．６１．・・・と、リード部材６２と、金、鴇筒
６４と一体に形成されたセラミック製の電極いわゆるハ
ーメチック電極６３と、外部の電源装置とを連結する給
雷部材６５と、反射錘６′７とから形成されている。

すなわち、本実施例における熱源は、単イ）ア面積当り
の発熱量の大きな複数のカーホンファイバー電極とされ
、径方向に分割配設することによって１′″７エーハ３
１の径方向温度分布を適宜にコントＩ］−ル可能に形成
して輻ａ・を加熱方式を構成し、ている。

密閉空間５３内を使用時に真空としておくことによりそ
の劣化等を阻止できる。

このように、熱源をカーボン系Ｅ　ＦＦとすることによ
り、従来の金属抵抗、ハロゲンランプ等による加熱力式
に対して装置小型化達成され、かつへＤゲンランプの如
く冷却手段を講じなくてもすむので設面簡素化と反応ガ
ス漏れ部位の排除がｉｉｒ　ｆ化どなる。

続いて、整流機構７０は、反応作業中にウェーハ出入穴
１．４．１５を閉成して反応ガス供給［］１２からウェ
ーハ３１に向う反応カスの整流を行いかつローディング
・アンローディング作業中にその出入穴１４．１５を開
成するように反応室１０の内壁面１　］、　ａに沿って
外部から変位可能に形成されたものである。

すなわち、反応室１０を金属製とし、これによりｔ］−
ティング・アンローディング作業を反応室１０（サセプ
ター３３）の高さで行えるよう形成しても、その出入穴
１４．１５はウェーハ３１の出し入れのために大径とな
る。しかも、反応ガスのリークを完全に阻止するために
比較的堅牟で内壁面１１．　ａに大きな四部を形成する
ような複雑形状となる。

すると、いかに巾エーハ３１を高速回転しても、ウェー
ハ３１而上に反応カスか層流となり一ζ良好な接触を保
つというウェーハ回転型の特徴か抹殺されてしまう、多
数のウェーハ３１を同時にサセプター３３にセットする
ことにより生産性を同じ（しながらサセプター３３の回
転数を下げた運転をするときには一層深刻である。さら
に、内壁面１１ａはもとより出入口１４．１５に反応カ
ス中の成分が付着固化するとウェーハ３１の上流ｆｌｌ
ｌＪに位置するところから、時間とともに付着物質が不
純物となって飛散し高品質を達成できない。

この解決策として設けられた整流Ｒ横７０は　、この実
施例では、円筒形のステンレス鋼からなる整流部材７１
とこの整流部材７］を反）１６室１０内で上下に移動さ
せる可動体７３とから形成されている可動体７３は基体
２１の貫通穴２３にシール部材４８を介して嵌挿通され
、外部に設けられた図示しないシリンダ装置等により駆
動される。

さらに、この実施例では、整流作用と、出入穴１．４．
１５の確実閉成および迅速開閉作用とを一層と能率よく
行わせるたぬに、短寸円筒体からなるカイト部材７５が
設けられている。

なお、第１図は反応中に状態を示し、整流部（オフ１の
Ｅ端は反応室１０の天井に設けられたシール部材（オー
リング）４８に圧接接触され、Ｈ，１人口１４．　１５
ｆｌｌｆｆｌと内部空間１８とを隔離している。

次に作用を説明する。

反応室１０の内部空間１８とローディングチャンバー３
とのそれぞれをガスパージ乃至真空引きし、その最終工
程としてフィルタ７つを下降させた後にゲートバルブ３
−２を開放して行う。

完了後、フィルタ７つを上昇させ、ハンドリング手段７
を操作してウェーハ３１をトレイ３２上にセットする。

この際、整流部材７１、ガイド部材７２は引下げられて
いる。

ウェーハ３１のセット後に、ゲートバルブ３−２を閉成
するとともに可動体７３により整流部材７１を上昇させ
る。この整流部材７１の上端部は反応室１０の天蓋に設
けられたオーリング４８に当接され、反応カスの出入穴
１４．１５側への流れが阻止される。

次に、加熱手段５０を駆動して、輻射加熱しつつウェー
ハ３１を例えば７００℃の適温に温度上昇させる。

この段階以降において、ウェーハ回転Ｉ！構３０全駆動
してウェーハ３１を回転駆動しつつ供給口１２から反応
ガスを供給する０反応ガスは整流部材７１で整流案内さ
れ乱気流発生が防止される。

ウェーハ３１上には高速回転に基づき第５図の実線Ａで
示すように層流が形成され、高能率にエピタキシャル成
長が促進される。この促進過程においても、温度検出手
段３９、カーボンフィーバ−電極６１．６１．・・・の
協働により最適温度コントロールがなされる。

化合物半導体の完成後は、ウェーハ回転機構３０、加熱
手段５０を停止し、反応室１０内のカスバージ等々光の
手順と逆動作してウェーハ（製品）３１をウェーハ出口
穴１５から引出し、ローディングチャンバー３から新た
なウェーハ３１を供給し、次の製造が行うことかできる
。

しかして、この実總例によれば、金属製反応室１０と回
転可能なサセプター３３とサセプター３３の下方からウ
ェーハ３１を輻射加熱する熱源すなわち加熱手段５０と
整流部材７１を含む整流機構７０とを設けた構成とされ
ているので、人身保護上の安全性、高品質化、取扱容易
、生産性向上、小型・コスト低減等々を一気に達成でき
る優れた化合物半導体の製造装置を提供できる。。

また、反応室１０は輻射加熱方式の採用により金属製と
されているので、変形・破壊等がなく反応カスのリーク
を完全に防止できるとともに反応ガス供排口１２．１３
、ウェーハ出入口１４，１５等々を適宜な位置に容易に
加工できるからローティング・アンローディング作業か
理想的となりコストも引下げられる。

また、反応室１０は、本体１１とこの本体１１と着脱可
能な基体２■とから形成されているので、ローディング
・アンローディング作業中にはウェーハ３１を定位置に
保持できる、とともに分解・調整時には加熱手段５０．
整流機構７０等をそっくりそのまま外部に引出せるので
それら作業を迅速・容易かつ安全に行える。また、整流
機構７０や反応室ｌＯの内壁面ＩＬａの清浄化が容易で
ある。

また、２重円筒体５１は、基体２１の貫通穴２２、フッ
ク２４に係止させナツト部材２６により着脱可能とされ
、かつ底蓋体２８か脚部２１ａから取外せるので、その
交換・清掃等が容易である。

また、中空部５２と密閉空間５３とを形成する２重円筒
体５１は、形状簡素のため加工歪や形状歪みが残存せず
長期に亘り安全が保たれる。とともに、万一破損するこ
とがあったとしても金属製反応室１０の内部空間１８内
に収容されているので反応ガスのリーク問題を生じさせ
ない。

また、ウェーハ回転ｍ横３０は、モータ４４で回転駆動
される回転シャフト３４にトレイ３２件のサセプター３
３を差込装着するものとされているので組立容易である
。しかも、回転シャフト３４は、２重円筒体５１の中空
部５２を軸受３５を介して貫通し、かつ下端部は磁気シ
ール２つを介して両端支持されているので捩れのない真
円で高速回転を保障できる。よって、反応ガスのウェー
ハ３１上での層流確立による高品質エピタキシャル成長
とウェーハ３１の安全姿勢保持かなされる。

また、回転シャフト３４は、中空軸部材から形成されて
いるので、その中空部３７を利用して温度検出１段３９
を配設でき、ウェーハ３１の均一あるいは所定温度分布
の加熱に有効である。

また、加熱１；段５０は、輻射加熱方式とされているの
で、反応室１０を金属製とできることはもとよりいわゆ
るコールドウオールを確立し能率良くウェーハ３１を加
温できる。

また、加熱手１４５０は、従来の金属抵抗、ハロゲンラ
ンプ等々に比べ単位面積当りの発熟量か大きいカーボン
系Ｓ　ｆｆｉ　６１から形成されているので本装置を一
段と小型化できる。しかも、カーボン系電極６１，６１
．・・・は径方向に離隔配設された複数のものとされて
いるので、つ王−ハ３１の均一温度化はもとよりその内
部と外周部に亘る温度分布を反応に好都合な適宜なもの
とコントロールできる。　また、カーボン系電極６１す
なわち熱源は２重円筒体５１か形成する密閉空間５３内
に収容されているので、反応ガスと接触することかなく
、長期の安定使用できる。また、劣化や反応カス中への
飛散混入も生じないので、この点からも高品質製造でき
る。

また、熱源はカーボン系電極６１から形成されているの
で、ハロゲンランプの如き冷却手段を講じる必要かなく
、装置小型化に貢献すること犬である、とともに金属筒
６４を介し反応室１０（基体２１）に貫通装着できる。

つまり、金属−金属間連結のため組立加工容易にして、
この部分かｔ。

の反応カスリークを完全防ＩＬできる。

さらに、整流機構７０を形成する整流部材７１はステン
レス鋼の円筒形状とされているので、サセプター３３の
上流間における反応カス中の成分付着が抑制されかつ高
能率整流作用を発揮でき、極めて高品質の化合物半導体
を製造できる。

さらに、整流部材７１はウェーハ出入穴１１１１５を反
応作業中に完全に覆うことができるので、ウェーハ出入
穴１４．１．５等による反応ガスの乱流化が阻止される
。したかって、高速回転中はもとよりウェーハ３１の脆
弱性と多量生産性に鑑む中、低速回転での運転をも効率
よく行える。

さらに、整流部材７１には、田入目１．４．１５の完全
閉鎖と迅速開閉を企画した短寸のガイド部材７２か設け
られているので、反応ガス流のバイパスをも１１止でき
る。

さらにまた、整流部材７１は吋動体７３を介して外部か
、′−、Ｊ二下動叶能に構成されているので、ｎ−ディ
ング・アンローティング作業を迅速かつ高ｆｆｆｌ率に
行う、二とかできる。

さらにまた、整流部材７１は、基体２１とともに外部に
取外しできるので漬汁が容易であり、常にナセブタ−３
３の上流間に位置する表面をＶ滑に保持できる。

さらにまた、反応室１０とローディングチャンバー３と
の間には、上Ｆ動可能なフィルタ７９が設ζづられてい
るので、ローディング作業中に反応室１０（■から埃等
が侵入されず、供給ウェーハ３１の涜神化を保つことが
できる。

（第２実施例） この実施到は第２図に示される。

本装置は、加熱手段５０を輻射加熱方式とすることによ
り反応室１０を金属製とし、また、サセプター３３等全
体をＥ下動させることなくローディング・アンローディ
ング作業可能でかつ整流部材７１（整流ｎ綱′７０）を
設ける等の基本構成を第１実施例の場合と同じとした横
をに関するものである。

これがなめ、整流Ｒ横７０の一部を形成する整流部材７
１は、サセプター３３の上流間１と下流１１１Ｆ＋とに
一対として設け、供給１コ１２から反応ガスをウェーハ
３】と平行な流れを形成するものと構成されている６も
とより、整流部材７１．．７１はす動体７３，７３を介
して０−ディング・アンローディング作業円滑化のため
に第２図で２点ｇ線で示す位置に下降させることかでき
る。

なお、ローディングチャンバー３は、反応カス流方向の
ｔｋ　ＭＭに設けられているが、サセプター３３の近傍
位置において反応カス流方向と交叉する方向（紙面直交
方向等）に配設する等レイアウトは自由に選択できる。

しかして、この実施例でも、金属製反応室１０に上る安
全性の確保、ローディング作業等の取扱性向上、輻射加
熱、整流作用による高品質製造、装置の小型・コスト低
減等々第１実施例の場合と同様な作用効果を奏すること
かでき、また、研究室、工場用レイアウトスペースや製
造態様等に適合させて縦型・横型という選択自由性を拡
大できる。

なお、以上の実ａ例ではウェーハをガリウム砒素とし、
反応ガスをトリメチルガリウム等としたか、これら材質
、種別並びに反応形式はこれに限定されず任意に選択し
て実施でき、これらも本発明の範囲に属すること明白で
ある。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかの通り請求項第１項記載の発明は
、金属製反応室、回転型サセプター、輻射加熱方式の熱
源、変位可能な整流部材等を含み構成されているので、
従来装置横築上相反すると指摘されていた問題を一婦し
、人身保護上の安全性、高品質化、取扱容易化、生産性
向上、小型、低コスト等の全てを達成できる優れた効果
を奏する。これによりＭＯ−ＣＶＤ法による半導体の製
造を飛躍的に向上させることができる。

また、請求項第２項記載の発明は、金属製反応室、回転
型サセプター、輻射加熱方式の熱源、つ工−ハに平行流
を猛威する整流部材等を含み構成されているので、上記
第１項記載の発明と同様な効果を奏する横型のＭＯ−Ｃ
ＶＤ法による半導体製造装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す側断面図、第２図は
第２実施例を示ず側断面図、第３図〜第５図は従来のＭ
Ｏ−ＣＶＤ法による半導体製造装置の概略図であって第
３図は横型、第４図は縦型および第５図は改良縦型を示
すものである。 １０・・・反応室、 １１・・・本体、 １、１　ａ・・・内壁面、 １２・・・反応ガス供給口、 １３・・・反応ガス排気口、 ４・・・ウェーハ入口穴、 ５・・・ウェーハ出口穴、 ８・・・内部空間、 ■・・・基体、 ０・・・ウェーハ回転機構、 １・・・ウェーハ ３・・・サセプター ９・・・温度検出手段、 ４・・・モータ、 ０・・・加熱手段、 １・・・２重円筒体、 ３・・・密閉空間、 ｌ・・・熱源、 Ｏ・・・整流機構、 ｌ・・・整流部材。 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部空間に連通する反応ガス供排口、ウェーハ出
   入穴等を有する金属製の反応室と、 外部より回転可能として該内部空間内に配設されたウェ
   ーハを支持するためのサセプターと、該内部空間内に反
   応ガスと接触不能に形成された密閉空間内に配設されか
   つ該ウェーハを輻射加熱する熱源と、 反応作業中に該ウェーハ出入穴を閉成して反応ガス供給
   口からウェーハに向う反応ガスの整流を行いかつローデ
   ィング・アンローディング作業中にウェーハ出入穴を開
   成するように反応室内壁面に沿って外部から変位可能に
   形成された整流部材とを備えてなるＭＯ−ＣＶＤ法によ
   る半導体製造装置。
2. （２）内部空間に連通する反応ガス供排口、ウェーハ出
   入穴等を有する金属製の反応室と、 外部より回転可能として該内部空間内に配設されたウェ
   ーハを支持するためのサセプターと、該内部空間と隔離
   された密閉空間内に配設されかつ該ウェーハを輻射加熱
   する熱源と、 反応作業中に反応ガスをウェーハに平行流となるよう整
   流する位置とされかつローディング・アンローディング
   作業中に該サセプターよりも下方の位置となるように外
   部から変位可能に形成された整流部材とを備えてなるＭ
   Ｏ−ＣＶＤ法による半導体製造装置。