JPH0414216A - 気相成長装置 - 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】 〔概　要〕 ＣＶＤ膜の製造装置に関し、 均一な膜厚のＣＶＤ膜を得ることを目的とし、サセプタ
とウェハとの接触伝熱面積がサセプタの中心で大きく周
囲に向かって小さくなるように、あるいは、サセプタは
その中心部から周辺部に向かって誘電率が大きくなるよ
うに構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はＣＶＤ　（気相成長）膜の製造装置に関する。

ＶＬＳＩの高集積化が進むにつれ、超微細加工の要求が
益々厳しくなってきている。

例えばＣＶＤ膜をＸ線露光用マスクのメンブレンとして
用いる場合には、線幅０．５廁のパターンを形成するに
はマスクパターンの歪みを少なくとも０．０５−以下に
抑える必要がある。

〔従来の技術〕

従来の誘導加熱方式のＣＶＤ膜の製造装置において、Ｓ
ｉ　ウェハを保持する誘電加熱体としてのサセプタとし
て円板状のサセプタを用いた場合には、反応ガスの流速
、方向、あるいはサセプタの大きさにもよるが、いずれ
にしてもサセプタの中心部よりも周辺部の方が温度が高
くなるという固有の性質があり、その結果中心部よりも
周辺部のＣＶＤ堆積速度が増すためにウェハ内で膜厚分
布が発生してしまう。例えばＣＶＤ膜としてこの方法で
作製したＳｉＣをＸ線露光用マスクのメンブレンとして
使う場合に、ＳｉＣ膜に面内分布がある場合には、バッ
クエッチ時、あるいは吸収体のエツチング時に吸収体に
応力歪みが発生してしまう。従って、目標とするマスク
自体の歪みを０．０５ｐ以下に抑えることは不可能とな
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

この歪み（温度勾配）を低減するたとには、膜の面内分
布（膜厚不均一）が±３％以下であることが必要条件と
なる。

このような膜厚分布が発生する原因は、上述の如くサセ
プタの中心部と周辺部とで温度分布が生じるからである
。よって、この温度分布を改善することによって膜厚の
面内分布を改善することができる。

本発明の目的はサセプタの温度分布に膜厚分布を相殺す
る方向の勾配をもたせることにより、結果として膜厚を
均一にせんとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明によれば、サセプタ
に支持されたウェハ上に誘導加熱によってＣＶＤ膜を成
長する装置において、上記サセプタとウェハとの接触伝
熱面積が、サセプタの中心で大きく、周囲に向かって小
さくなるサセプタを有することを構成上の特徴とする（
請求項１）。

ウェハは一般に円板状であるので、その場合、サセプタ
も円板状に形成される。接触伝熱面積に上記の如き所定
の特性をもたせる手段として、サセプタ（円板）上に同
心円状の複数個の溝を形成する。そしてこれら溝の溝幅
が中心部から周辺部に向かって大きくなっている（請求
項２）。

また、これとは別に、円板上に螺旋状の溝を形成し、こ
の溝のピッチを中心部から周辺部に向かって密にしても
よい（請求項３）。

また、円板上に多孔を形成し、該多孔の配置密度を円板
の中心部から周辺部に向かって密にすることも可能であ
る（請求項４）。

サセプタに所定の温度勾配をもたせる手段として、サセ
プタの誘電率分布を不均一にすることも可能である。即
ち、その中心部から周辺部に向かって大きくなる誘電率
を有するサセプタを用いることによっても目的を達成で
きる（請求項５）。

好ましくは、サセプタは誘電加熱体としてのカーボンの
外側に石英等の耐火絶縁材を設けた板材から構成され、
該カーボンはサセプタの中心部から周辺部に向かって肉
厚が小さくなる凸レンズ形状を呈する（請求項６，７）
。

〔作　用〕

サセプタは前述の如く、中心部よりも周辺部の方が温度
が高くなるので、サセプタとウェハとの接触伝熱面積を
サセプタの中心で大きく周囲に向かって小さくなるよう
にすれば周辺部はど伝熱効率が小さくなるので、サセプ
タの温度分布を実質上均一にできる。

サセプタの円板上に形成される同心円状の複数個の溝は
その溝幅が中心部から周辺部に向かって大きくなってい
るので周辺部はどウェハとの接触面積、従って、伝熱効
率が小さくなる。

螺旋状の溝の場合にも溝ピッチが中心部から周辺部に向
かって密にすれば全く同様である。

円板上に多孔を形成する場合には該多孔の配置密度（数
）が円板の中心部から周辺部に向かって密になっている
ので周辺部程接触面積が小さくなる。

サセプタはその中心部から周辺部に向かって大きくなる
誘電率を有する場合には周辺部程加熱効率が低下し、目
的を達成することができる。

サセプタの誘電率は誘電加熱体としてのカーボンの肉厚
（形状）を工夫することにより達成される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第５図に気相成長（エピタキシャル）装置の基本構造を
示す。ＣＶＤ膜を製造すべきウェハ（Ｓｉウェハ）１１
はサセプタ１３上に保持される。図示実施例は、炉芯管
１０内に多数のサセプタ１３を並べて同時に多数処理す
る反応炉の場合を示すが、本発明を実施する上では、基
本的には単一のサセプタ１３の一面に一枚のウェハ１１
を取り付ければよい。

両面にウェハ１１を支持したサセプタ１３は共通のサセ
プタ支持台１７に固定保持される。尚、１５及び１９は
夫々、炉芯管１０の周囲に配置した加熱ヒータ及び排気
口を示す。ヒータ１５による熱は誘導伝熱手段としての
サセプタ１３を介してウェハ１１に伝えられる。

ウェハ１１は一般に略円形であり、従って、サセプタ１
３も一般に円形（円板）を呈するが、本発明においては
その形状は特に限定されない。

さて、この様な気相成長装置において、前述の如く、サ
セプタ１３はその温度勾配が均一にならず、中心部より
周辺部の方が高温になるという固有の特性を有する。そ
の結果、ウェハ上に気相成長されるＣＶＤ膜の膜厚が不
均一になるという問題があった。

そこで、第１の本発明によれば、サセプタ１３とウェハ
１１との接触伝熱面積がその中心部で大きく周辺部に向
かって小さくなる構成となっている。

即ち、サセプタ１３とウェハ１１との接触伝熱面積に、
サセプタ１３の固有の温度勾配を相殺する方向の逆勾配
を意図的に付与するという考え方に立脚するものである
。

その目的のために、第１．２図に示す実施例によれば、
サセプタ１３には複数個の同心円状の溝（非接触部）３
１が形成され、その溝幅が中心の溝はど小さく、周辺の
溝はど大きい。即ち、サセプタ１３とウェハ１１との接
触面積は周辺部はど小さい。

第１．２図では図示簡略化のため３個の溝しか示してい
ないが、実際上は多数の溝を少しずつ溝幅を異ならせて
配列することにより制御精度を高めることが出来る。

第１・２図に示す実施例は、複数個の同一の環状突起を
そのピッチを少しずつ大きくなるようにしてサセプタ上
に配列したものとして認識することも出来る。あるいは
、配列ピッチは同一にして、突起の幅を周辺部にいくほ
ど小さくするようにしてもよい。

尚、ウェハ１１は一般に第１図に示す如くサセプタ１３
に設けた爪２１により単に保持され、特にウェハ１１を
サセプタ１３に密着させるような手段は不要である。

第３図は第２図の変形実施例を示すもので、同図におい
てはサセプタ１３には環状溝（あるいは環状突起）の代
わりに螺旋溝（あるいは螺旋突起）３３が形成される。

螺旋溝３３のピッチは周辺部にいくほど密になる。ある
いは、螺旋溝３３の溝幅を周辺部にいくほど大きくして
も同一の目的を達成出来る。

第４図は更に別の実施例を示すもので、同図において、
サセプタ１３には多数の開口３５が形成され、その配列
ピッチが中心部で疎、円周部程密になっている。このよ
うにすることにより、中心部での接触電熱面積が相対的
に大きくなり同様の目的を達成することが出来る。

第６〜８図は第２発明を示すもので、同図においては、
サセプタ１４は第７図に示す如き誘電率特性を有する材
料により形成される。即ち、サセプタ１４の誘電率（絶
縁性）は中心部で最も小さく、周辺部はど大きい特性曲
線となっている。

こうすることにより、サセプタの電熱効率は周辺部はど
小さくなるので同様に目的を達成することが出来る。

第８図は第７図に示す如き誘電率を実現するための具体
的方法を示すものである。一般に誘電加熱体としてのサ
セプタはカーボンにより形成されるが、第８図において
は、カーボン４１の両側面を石英、或いはセラミック等
の耐火絶縁材４３で被覆している。そして、内部に位置
するカーボンは、その中心部が厚肉となっており周辺部
に向かって薄肉となる凸レンズの如き形状を呈する。換
言すれば、カーボンの両側に位置する石英等の絶縁材４
３はその中央部で薄肉となっており周辺部に向かって厚
さが増大する。これにより第７図に示す如き誘電率特性
が得られる。

〔発明の効果〕

以上に記載した如く、サセプタは中心部よりも周辺部の
方が温度が高くなるので、本発明に従いサセプタとウェ
ハとの接触伝熱面積をサセプタの中心で大きく、周囲に
向かって小さくなるようにすることにより周辺部はど伝
熱効率が小さくなり、サセプタの温度分布を実質上均一
にできる。

また、サセプタにその中心部から周辺部に向かって大き
くなる誘電率特性を付与することによってもサセプタの
温度分布を実質上均一にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すウェハを取付けたサセ
プタの断面側面図、第２図は第１図に示すサセプタの正
面図、第３図及び第４図はサセプタの２つの変形実施例
を示す正面図、第５図は気相成長装置の基本構造を示す
図、第６図は本発明の別の実施例を示す図、第７図は第
６図に示すサセプタの誘電率特性を示す図、第８図は第
６図に示すサセプタの内部構造を示す図。 １１・・・ウェハ　　　　　　１３．１４・・・サセプ
タ、３１．３３・・・溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）サセプタ（１３、１４）に支持されたウェハ（１１
   ）上に誘導加熱によってＣＶＤ膜を成長する装置におい
   て、上記サセプタとウェハとの接触伝熱面積が、サセプ
   タの中心で大きく、周囲に向かって小さくなるサセプタ
   を有することを特徴とする気相成長装置。 ２）上記サセプタ（１３）は円板状を呈し、該円板上に
   同心円状の複数個の溝（３１）が形成され、これら溝の
   溝幅が中心部から周辺部に向かって大きくなっているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置。 ３）上記サセプタは円板状を呈し、該円板上に螺旋状の
   溝（３３）が形成され、該溝のピッチが中心部から周辺
   部に向かって密になっていることを特徴とする請求項１
   に記載の気相成長装置。 ４）上記サセプタは円板状を呈し、該円板上に多孔（３
   ５）が形成され、該多孔の配置密度が円板の中心部から
   周辺部に向かって密になっていることを特徴とする請求
   項１に記載の気相成長装置。 ５）サセプタ（１３、１４）に支持されたウェハ（１１
   ）上に誘導加熱によってＣＶＤ膜を成長する装置におい
   て、上記サセプタはその中心部から周辺部に向かって大
   きくなる誘電率を有することを特徴とする気相成長装置
   。 ６）上記サセプタは誘電加熱体としてのカーボン（４１
   ）の外側に耐火絶縁材（４３）を設けた板材から構成さ
   れ、該カーボンはサセプタの中心部から周辺部に向かっ
   て肉厚が小さくなる凸レンズ形状を呈することを特徴と
   する請求項５に記載の気相成長装置。 ７）上記耐火絶縁材は石英であることを特徴とする請求
   項６に記載の気相成長装置。