JPH04302138A - 半導体ウエハの気相成長装置 - Google Patents
半導体ウエハの気相成長装置Info
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- JPH04302138A JPH04302138A JP6655891A JP6655891A JPH04302138A JP H04302138 A JPH04302138 A JP H04302138A JP 6655891 A JP6655891 A JP 6655891A JP 6655891 A JP6655891 A JP 6655891A JP H04302138 A JPH04302138 A JP H04302138A
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- gas
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- semiconductor wafer
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Links
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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
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体ウエハに所定
の化合物半導体からなる薄膜を生成するための半導体ウ
エハの気相成長装置に関する。
の化合物半導体からなる薄膜を生成するための半導体ウ
エハの気相成長装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の気相成長装置は、真空容器内の
複数のサセプタ上に半導体ウエハを載置し、この状態で
、真空容器内、つまり、その反応室に原料ガスを導入す
ることにより、各半導体ウエハに化合物半導体からなる
薄膜を気相成長させるものである。
複数のサセプタ上に半導体ウエハを載置し、この状態で
、真空容器内、つまり、その反応室に原料ガスを導入す
ることにより、各半導体ウエハに化合物半導体からなる
薄膜を気相成長させるものである。
【0003】半導体ウエハ上で成長する薄膜の厚みを均
一にするには、各半導体ウエハ上での原料ガスつまり反
応ガスの流れを均一にする必要がある。このため、真空
容器内には、反応ガスを案内する気流ガイドが配置され
ており、そして、各サセプタは、気流ガイド内に没入す
るようにして取り付けられている。つまり、気流ガイド
に於ける反応ガスの案内面と各サセプタ上の半導体ウエ
ハは同一面内に位置するものとなっている。
一にするには、各半導体ウエハ上での原料ガスつまり反
応ガスの流れを均一にする必要がある。このため、真空
容器内には、反応ガスを案内する気流ガイドが配置され
ており、そして、各サセプタは、気流ガイド内に没入す
るようにして取り付けられている。つまり、気流ガイド
に於ける反応ガスの案内面と各サセプタ上の半導体ウエ
ハは同一面内に位置するものとなっている。
【0004】また、各サセプタは、気流ガイドとの非接
触の状態にして、公転軸線を中心に公転しながら、その
軸線回りに回転するものとなっている。つまり、気流ガ
イドは、各サセプタの公転と同期して、公転軸線を中心
に回転するものとなっており、そして、各サセプタは、
気流ガイドに対して回転可能となっている。一方、半導
体ウエハ上の薄膜の組成を均一にするためには、真空容
器内に発生する反応ガスの堆積物が粒子となって、反応
室側に回り込むのを可能な限り阻止する必要がある。し
かしながら、前述したように各サセプタは、気流ガイド
に対して回転可能となっているから、これらサセプタと
気流ガイドとの間には、環状ギャップが存するものとな
っている。従って、これら環状ギャップから反応ガスが
侵入するのを避けることができず、このため、環状ギャ
ップ内に反応ガスの堆積物が生成されてしまう。このよ
うな堆積物は、気流ガイドにサセプタの固着させて、そ
の回転を阻止するばかりでなく、その一部が粒子となっ
て反応室側に飛び散ることから、半導体ウエハに於ける
薄膜の組成を均一にできない原因となる。
触の状態にして、公転軸線を中心に公転しながら、その
軸線回りに回転するものとなっている。つまり、気流ガ
イドは、各サセプタの公転と同期して、公転軸線を中心
に回転するものとなっており、そして、各サセプタは、
気流ガイドに対して回転可能となっている。一方、半導
体ウエハ上の薄膜の組成を均一にするためには、真空容
器内に発生する反応ガスの堆積物が粒子となって、反応
室側に回り込むのを可能な限り阻止する必要がある。し
かしながら、前述したように各サセプタは、気流ガイド
に対して回転可能となっているから、これらサセプタと
気流ガイドとの間には、環状ギャップが存するものとな
っている。従って、これら環状ギャップから反応ガスが
侵入するのを避けることができず、このため、環状ギャ
ップ内に反応ガスの堆積物が生成されてしまう。このよ
うな堆積物は、気流ガイドにサセプタの固着させて、そ
の回転を阻止するばかりでなく、その一部が粒子となっ
て反応室側に飛び散ることから、半導体ウエハに於ける
薄膜の組成を均一にできない原因となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した理由から、各
サセプタと気流ガイドとの間の各環状ギャップに不活性
ガスからなるパージガスを供給し、このパージガスによ
り、各環状ギャップ内への反応ガスの侵入を阻止して、
堆積物の生成を阻止することが考えられるが、しかしな
がら、パージガスを使用しても、環状ギャップ内での反
応ガスの堆積物を完全に防止することは非常に困難であ
る。このため、パージガスの供給量が過度になると、各
環状ギャップからのパージガスの流出量が大となって、
半導体ウエハの周縁部上での反応ガスの流れが乱されて
、薄膜の厚みを均一にできないばかりでなく、流出する
パージガスによって環状ギャップから堆積物の粒子が飛
び散ることにもなる。しかも、反応室内が排気される際
にあっては、この反応室内の急激な圧力低下に伴い、各
環状ギャップからパージガスが噴出することになるので
、粒子の飛散量をも増加させてしまうことになる。
サセプタと気流ガイドとの間の各環状ギャップに不活性
ガスからなるパージガスを供給し、このパージガスによ
り、各環状ギャップ内への反応ガスの侵入を阻止して、
堆積物の生成を阻止することが考えられるが、しかしな
がら、パージガスを使用しても、環状ギャップ内での反
応ガスの堆積物を完全に防止することは非常に困難であ
る。このため、パージガスの供給量が過度になると、各
環状ギャップからのパージガスの流出量が大となって、
半導体ウエハの周縁部上での反応ガスの流れが乱されて
、薄膜の厚みを均一にできないばかりでなく、流出する
パージガスによって環状ギャップから堆積物の粒子が飛
び散ることにもなる。しかも、反応室内が排気される際
にあっては、この反応室内の急激な圧力低下に伴い、各
環状ギャップからパージガスが噴出することになるので
、粒子の飛散量をも増加させてしまうことになる。
【0006】この発明は、上述した事情に基づいてなさ
れたもので、その目的とするところは、半導体ウエハ上
での反応ガスの流れを均一にし、且つ、反応ガスの堆積
物からなる粒子が反応室内に飛び散るのを防止して、半
導体ウエハ上で気相成長する化合物半導体からなる薄膜
の厚み及び組成を均一にすることができる半導体ウエハ
の気相成長装置を提供することにある。
れたもので、その目的とするところは、半導体ウエハ上
での反応ガスの流れを均一にし、且つ、反応ガスの堆積
物からなる粒子が反応室内に飛び散るのを防止して、半
導体ウエハ上で気相成長する化合物半導体からなる薄膜
の厚み及び組成を均一にすることができる半導体ウエハ
の気相成長装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、真空容器と
、この真空容器内に設けられ、半導体ウエハの受け面を
有し、公転及び自転可能な複数のサセプタと、真空容器
内にサセプタの受け面側に位置して設けられた反応室と
、真空容器に設けられ、原料ガスを反応室に向けて導入
する導入ポート及び反応室を排気する排気ポートとを備
え、反応室内に導入された原料ガスにより、各サセプタ
の受け面上の半導体ウエハに化合物半導体からなる薄膜
を気相成長させる半導体ウエハの気相成長装置に於いて
、この発明の気相成長装置は、各サセプタの受け面を反
応室に露出させた状態で、これらサセプタを非接触にし
て囲み、導入ポートから真空容器内に導入された原料ガ
スが各サセプタの半導体ウエハ上を均一に流れるように
導く気流ガイドと、この気流ガイドと各サセプタの外周
面との間に形成された複数の環状ギャップと、環状ギャ
ップに不活性ガスからなるバランスガスを供給可能なバ
ランスガス供給手段と、環状ギャップ内のバランスガス
の圧力と反応室側の圧力と間の差圧を検出するための差
圧検出手段と、この差圧検出手段で得た差圧を一定に維
持すべく、各環状ギャップ内の圧力と反応室内の圧力の
少なくとも一方を制御する制御手段とを備えて構成され
ている。
、この真空容器内に設けられ、半導体ウエハの受け面を
有し、公転及び自転可能な複数のサセプタと、真空容器
内にサセプタの受け面側に位置して設けられた反応室と
、真空容器に設けられ、原料ガスを反応室に向けて導入
する導入ポート及び反応室を排気する排気ポートとを備
え、反応室内に導入された原料ガスにより、各サセプタ
の受け面上の半導体ウエハに化合物半導体からなる薄膜
を気相成長させる半導体ウエハの気相成長装置に於いて
、この発明の気相成長装置は、各サセプタの受け面を反
応室に露出させた状態で、これらサセプタを非接触にし
て囲み、導入ポートから真空容器内に導入された原料ガ
スが各サセプタの半導体ウエハ上を均一に流れるように
導く気流ガイドと、この気流ガイドと各サセプタの外周
面との間に形成された複数の環状ギャップと、環状ギャ
ップに不活性ガスからなるバランスガスを供給可能なバ
ランスガス供給手段と、環状ギャップ内のバランスガス
の圧力と反応室側の圧力と間の差圧を検出するための差
圧検出手段と、この差圧検出手段で得た差圧を一定に維
持すべく、各環状ギャップ内の圧力と反応室内の圧力の
少なくとも一方を制御する制御手段とを備えて構成され
ている。
【0008】
【作用】上述した気相成長装置によれば、バランスガス
供給手段により、各環状ギャップにバランスガスが供給
する一方、制御手段により、これら環状ギャップ内の圧
力と反応室側の圧力との間の差圧を一定に維持するよう
にしてあるから、各環状ギャップから反応室側へバラン
スガスの流出量を一定値以下に抑えることができる。従
って、バランスガスの流出によって、反応ガスの流れが
乱されることもないし、また、環状ギャップ内から反応
ガスの堆積物が粒子となって、反応室側に飛び散るよう
なこともなく、半導体ウエハ上で気相成長する薄膜の厚
み及びその組成はともに均一となる。
供給手段により、各環状ギャップにバランスガスが供給
する一方、制御手段により、これら環状ギャップ内の圧
力と反応室側の圧力との間の差圧を一定に維持するよう
にしてあるから、各環状ギャップから反応室側へバラン
スガスの流出量を一定値以下に抑えることができる。従
って、バランスガスの流出によって、反応ガスの流れが
乱されることもないし、また、環状ギャップ内から反応
ガスの堆積物が粒子となって、反応室側に飛び散るよう
なこともなく、半導体ウエハ上で気相成長する薄膜の厚
み及びその組成はともに均一となる。
【0009】
【実施例】図1を参照すると、半導体ウエハの気相成長
装置は、石英からなる真空容器10を備えている。この
真空容器10は、円筒形状をなし、上側シェル12と、
下側シェル14とからなっている。上側シェル12の上
面中央には、上方に向けて開口した導入ポート16が設
けられており、この導入ポート16は、図示しない原料
ガス供給源に接続されている。この原料ガス供給源から
は、キャリアガスとともに複数の原料ガスからなる混合
ガスが供給され、そして、この混合ガスが導入ポート1
6を通じて真空容器10内に導入される。
装置は、石英からなる真空容器10を備えている。この
真空容器10は、円筒形状をなし、上側シェル12と、
下側シェル14とからなっている。上側シェル12の上
面中央には、上方に向けて開口した導入ポート16が設
けられており、この導入ポート16は、図示しない原料
ガス供給源に接続されている。この原料ガス供給源から
は、キャリアガスとともに複数の原料ガスからなる混合
ガスが供給され、そして、この混合ガスが導入ポート1
6を通じて真空容器10内に導入される。
【0010】一方、下側シェル14の周面には、排出ポ
ート18が設けられており、この排出ポート18は、反
応室排気ライン20を介して、低圧源である真空ポンプ
22に接続されている。従って、真空容器10内は、真
空ポンプ22により排気することができる。真空容器1
0内には、下側シェル14内に位置して、回転円盤24
が配置されている。この回転円盤24の下面からは、公
転軸26が同軸にして下方に延びており、この公転軸2
6は、下側シェル14の底壁を気密を存し回転自在にし
て貫通されている。つまり、下側シェル14の底面から
は、軸受部28が突設されており、公転軸26は、軸受
部28をOリングや磁気シール等の複数のシール30を
介して貫通し、そして、軸受部28に対して回転自在に
支持されている。
ート18が設けられており、この排出ポート18は、反
応室排気ライン20を介して、低圧源である真空ポンプ
22に接続されている。従って、真空容器10内は、真
空ポンプ22により排気することができる。真空容器1
0内には、下側シェル14内に位置して、回転円盤24
が配置されている。この回転円盤24の下面からは、公
転軸26が同軸にして下方に延びており、この公転軸2
6は、下側シェル14の底壁を気密を存し回転自在にし
て貫通されている。つまり、下側シェル14の底面から
は、軸受部28が突設されており、公転軸26は、軸受
部28をOリングや磁気シール等の複数のシール30を
介して貫通し、そして、軸受部28に対して回転自在に
支持されている。
【0011】真空容器10から突出した公転軸26の下
端には、プーリ32が取り付けられており、このプーリ
32と第1電動モータ34側の出力プーリ36との間に
は、駆動ベルト38が掛け回されている。出力プーリ3
6は、第1電動モータ34の出力軸に取り付けられてお
り、これにより、回転軸26、即ち、回転円盤24は、
第1電動モータ34により回転駆動可能となっている。
端には、プーリ32が取り付けられており、このプーリ
32と第1電動モータ34側の出力プーリ36との間に
は、駆動ベルト38が掛け回されている。出力プーリ3
6は、第1電動モータ34の出力軸に取り付けられてお
り、これにより、回転軸26、即ち、回転円盤24は、
第1電動モータ34により回転駆動可能となっている。
【0012】回転円盤24の上面からは、複数の自転軸
40が延びている。これら自転軸40は、回転円盤24
の周方向に等間隔を存して位置付けられ、各自転軸40
の下端は、回転円盤24に没入され、そして、一対の軸
受42を介して回転自在に立設されている。公転軸26
は、貫通孔44が形成されており、この貫通孔44は、
一方に於いて回転円盤24の上面中央に開口し、他方に
於いては、公転軸26の下端に開口している。
40が延びている。これら自転軸40は、回転円盤24
の周方向に等間隔を存して位置付けられ、各自転軸40
の下端は、回転円盤24に没入され、そして、一対の軸
受42を介して回転自在に立設されている。公転軸26
は、貫通孔44が形成されており、この貫通孔44は、
一方に於いて回転円盤24の上面中央に開口し、他方に
於いては、公転軸26の下端に開口している。
【0013】貫通孔44内には、公転軸26に対し同心
的にして、駆動軸46が配置されている。この駆動軸4
6は、貫通孔44内の上下に配置した軸受48,50を
介して、回転円盤24側に回転自在に支持されており、
また、公転軸26と駆動軸46との間には、Oリングや
磁気シール等の複数のシール52が配置されている。駆
動軸46の上端は、回転円盤24の上面から上方に向け
て突出されており、一方、駆動軸46の下端は、公転軸
26の下端から下方に向けて突出されている。
的にして、駆動軸46が配置されている。この駆動軸4
6は、貫通孔44内の上下に配置した軸受48,50を
介して、回転円盤24側に回転自在に支持されており、
また、公転軸26と駆動軸46との間には、Oリングや
磁気シール等の複数のシール52が配置されている。駆
動軸46の上端は、回転円盤24の上面から上方に向け
て突出されており、一方、駆動軸46の下端は、公転軸
26の下端から下方に向けて突出されている。
【0014】駆動軸46の上端には、サンギア54が設
けられており、このサンギア54は、複数のプラネタリ
ギア56が夫々噛合されている。これらプラネタリギア
56は、対応する自転軸40の夫々に取り付けられてい
る。一方、駆動軸46の下端部には、プーリ58が取り
付けられており、このプーリ58と第2電動モータ60
側の出力プーリ62との間には、駆動ベルト64が掛け
回されている。出力プーリ62は、第2電動モータ60
の出力軸に取り付けられており、これにより、駆動軸4
6は、第2電動モータ60により回転駆動可能である。 従って、駆動軸46が回転されると、サンギア54及び
各プラネタリギア56を介して、自転軸40もまた回転
駆動されることになる。
けられており、このサンギア54は、複数のプラネタリ
ギア56が夫々噛合されている。これらプラネタリギア
56は、対応する自転軸40の夫々に取り付けられてい
る。一方、駆動軸46の下端部には、プーリ58が取り
付けられており、このプーリ58と第2電動モータ60
側の出力プーリ62との間には、駆動ベルト64が掛け
回されている。出力プーリ62は、第2電動モータ60
の出力軸に取り付けられており、これにより、駆動軸4
6は、第2電動モータ60により回転駆動可能である。 従って、駆動軸46が回転されると、サンギア54及び
各プラネタリギア56を介して、自転軸40もまた回転
駆動されることになる。
【0015】各自転軸40の上端は、真空容器10の上
側シェル12内に位置しており、そして、これら上端に
は、サセプタ66が夫々設けられている。これらサセプ
タ66は、カーボン製の円形プレートからなり、その上
面には、半導体ウエハWを載置可能な受け面68が形成
されている。真空容器10内には、気流ガイド70が配
置されている。この気流ガイド70は、下面が開口した
中空円筒状をなし、回転円盤24の上方を覆うようにし
て、回転円盤24に固定されている。従って、気流ガイ
ド70は、回転円盤24と一体にして回転でき、また、
気流ガイド70と回転円盤24との間で、内部空間72
が規定されている。
側シェル12内に位置しており、そして、これら上端に
は、サセプタ66が夫々設けられている。これらサセプ
タ66は、カーボン製の円形プレートからなり、その上
面には、半導体ウエハWを載置可能な受け面68が形成
されている。真空容器10内には、気流ガイド70が配
置されている。この気流ガイド70は、下面が開口した
中空円筒状をなし、回転円盤24の上方を覆うようにし
て、回転円盤24に固定されている。従って、気流ガイ
ド70は、回転円盤24と一体にして回転でき、また、
気流ガイド70と回転円盤24との間で、内部空間72
が規定されている。
【0016】気流ガイド70の上面には、前述した各サ
セプタ66が遊嵌される円形の凹所が形成されており、
また、各凹所の底面には、内部空間72に連通し、且つ
、自転軸40を遊挿させる挿通孔が形成されている。 各サセプタ66は、その半導体ウエハWが気流ガイド7
0の上面と面一となるように位置付けられており、これ
によりと、気流ガイド70は、その上面によって、真空
容器10内の上部に、各サセプタ66上の半導体ウエハ
Wが露出する反応室74を区画して形成するものとなっ
ている。
セプタ66が遊嵌される円形の凹所が形成されており、
また、各凹所の底面には、内部空間72に連通し、且つ
、自転軸40を遊挿させる挿通孔が形成されている。 各サセプタ66は、その半導体ウエハWが気流ガイド7
0の上面と面一となるように位置付けられており、これ
によりと、気流ガイド70は、その上面によって、真空
容器10内の上部に、各サセプタ66上の半導体ウエハ
Wが露出する反応室74を区画して形成するものとなっ
ている。
【0017】ここで、各サセプタ66の底面と凹所の底
面との間には、所定の間隙が確保されており、これによ
り、各凹所は、一方に於いて内部空間72に連通し、且
つ、他方に於いては、凹所とサセプタ66との間に規定
された環状ギャップ76を介して反応室74に開口する
連通路78が形成されている。更に、気流ガイド70の
上面中央には、前述した導入ポート16に向かって突出
するような円錐形状の突起80が形成されている。従っ
て、前述したように、混合ガスが導入ポート16を通じ
て真空容器10内、即ち、反応室74に導入されると、
この混合ガスは、気流ガイド70の突起80により、気
流ガイド70の周縁に向かって均一に振り分けられて、
その上面に沿って流れることになる。
面との間には、所定の間隙が確保されており、これによ
り、各凹所は、一方に於いて内部空間72に連通し、且
つ、他方に於いては、凹所とサセプタ66との間に規定
された環状ギャップ76を介して反応室74に開口する
連通路78が形成されている。更に、気流ガイド70の
上面中央には、前述した導入ポート16に向かって突出
するような円錐形状の突起80が形成されている。従っ
て、前述したように、混合ガスが導入ポート16を通じ
て真空容器10内、即ち、反応室74に導入されると、
この混合ガスは、気流ガイド70の突起80により、気
流ガイド70の周縁に向かって均一に振り分けられて、
その上面に沿って流れることになる。
【0018】なお、内部空間72には、サセプタ66に
近接してヒータコイル82が配置されており、このヒー
タコイル82は、真空容器10の外部の交流電源84に
接続されている。なお、ヒータコイル82の代わりに、
高周波加熱コイルを使用してもよいし、更には、真空容
器10の外側に多数の赤外線ランプを配置するようにし
てもよい。
近接してヒータコイル82が配置されており、このヒー
タコイル82は、真空容器10の外部の交流電源84に
接続されている。なお、ヒータコイル82の代わりに、
高周波加熱コイルを使用してもよいし、更には、真空容
器10の外側に多数の赤外線ランプを配置するようにし
てもよい。
【0019】前述した気流ガイド70の各環状ギャップ
76には、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスや水
素ガス又は炭酸ガス等のバランスガスが供給可能となっ
ている。即ち、前述した駆動軸46内には、その軸線方
向に延びる供給孔86が形成されており、この供給孔8
6の上端は、サンギア54の上端面に開口されていると
ともに、その下端は、前述したプーリ58よりも下側に
位置して、駆動軸46の周面に開口されている。
76には、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスや水
素ガス又は炭酸ガス等のバランスガスが供給可能となっ
ている。即ち、前述した駆動軸46内には、その軸線方
向に延びる供給孔86が形成されており、この供給孔8
6の上端は、サンギア54の上端面に開口されていると
ともに、その下端は、前述したプーリ58よりも下側に
位置して、駆動軸46の周面に開口されている。
【0020】そして、駆動軸46の下端部には、コネク
タリング88が取り付けられておいる。このコネクタリ
ング88は、駆動軸46の回転に対して固定されており
、その内周面には、供給孔86の下端開口に連通する環
状溝90が形成されている。この環状溝90は、コネク
タリング88の内周面に上下に位置して配置された一対
のOリング92により、外部に対してシールされている
。
タリング88が取り付けられておいる。このコネクタリ
ング88は、駆動軸46の回転に対して固定されており
、その内周面には、供給孔86の下端開口に連通する環
状溝90が形成されている。この環状溝90は、コネク
タリング88の内周面に上下に位置して配置された一対
のOリング92により、外部に対してシールされている
。
【0021】更に、コネクタリング88には、環状溝9
0に連通する径方向孔94が形成されており、この径方
向孔94は、バランスガス供給ライン96を介して、バ
ランスガス供給源98に接続されている。従って、バラ
ンスガス供給源98から吐出されたバランスガスは、バ
ランスガス供給ライン96、駆動軸46の供給孔86、
気流ガイド70の内部空間72及び連通孔78を通じて
、各環状ギャップ76にバランスガスを供給することが
できる。
0に連通する径方向孔94が形成されており、この径方
向孔94は、バランスガス供給ライン96を介して、バ
ランスガス供給源98に接続されている。従って、バラ
ンスガス供給源98から吐出されたバランスガスは、バ
ランスガス供給ライン96、駆動軸46の供給孔86、
気流ガイド70の内部空間72及び連通孔78を通じて
、各環状ギャップ76にバランスガスを供給することが
できる。
【0022】バランスガスライン96には、コネクタリ
ング88側から第1圧力計100及び第1ガス流量調整
器としての第1マスフローコントローラ(以下、FMF
Cと称する)102が順次介挿されている。第1圧力計
100は、バランスガス供給ライン96内の圧力、即ち
、各環状ギャップ76内のギャップ圧力PGを検出し、
そして、その検出信号を差圧検出器104に供給する。 一方、FMFC102は、流量センサ、制御弁及び制御
回路を内蔵して構成されたもので、差圧検出器104か
らの制御信号を受けて作動されることにより、その内部
を流れるバランスガスの質量流量を調整するように構成
されている。なお、第1圧力計100は、気流ガイド7
0の内部空間72に配置してもよく、この内部空間72
内の圧力を各ギャップ圧力PGとして検出するようにし
てもよい。この場合、第1圧力計100の検出信号は、
公転軸26に取り付けられたスリップリングを介して、
差圧検出器104に供給されることになる。
ング88側から第1圧力計100及び第1ガス流量調整
器としての第1マスフローコントローラ(以下、FMF
Cと称する)102が順次介挿されている。第1圧力計
100は、バランスガス供給ライン96内の圧力、即ち
、各環状ギャップ76内のギャップ圧力PGを検出し、
そして、その検出信号を差圧検出器104に供給する。 一方、FMFC102は、流量センサ、制御弁及び制御
回路を内蔵して構成されたもので、差圧検出器104か
らの制御信号を受けて作動されることにより、その内部
を流れるバランスガスの質量流量を調整するように構成
されている。なお、第1圧力計100は、気流ガイド7
0の内部空間72に配置してもよく、この内部空間72
内の圧力を各ギャップ圧力PGとして検出するようにし
てもよい。この場合、第1圧力計100の検出信号は、
公転軸26に取り付けられたスリップリングを介して、
差圧検出器104に供給されることになる。
【0023】一方、差圧検出器104には、第1圧力計
100の他に第2圧力計106からの検出信号をも供給
されるようになっており、ここで、第2圧力計106は
、真空容器10内の圧力、つまり、反応室圧力PRを検
出するものとなっている。従って、差圧検出器104で
は、第1及び第2圧力計100,106からの検出信号
に基づき、ギャップ圧力PGと反応室圧力PRとの間の
差圧PDを算出することができる。
100の他に第2圧力計106からの検出信号をも供給
されるようになっており、ここで、第2圧力計106は
、真空容器10内の圧力、つまり、反応室圧力PRを検
出するものとなっている。従って、差圧検出器104で
は、第1及び第2圧力計100,106からの検出信号
に基づき、ギャップ圧力PGと反応室圧力PRとの間の
差圧PDを算出することができる。
【0024】そして、前述した反応室排気ライン20の
途中からは、バラストガス供給ライン108が分岐され
ており、このバラストガス供給ライン108は、バラス
トガス供給源110に接続されている。このバラストガ
ス供給源110もまた、前述したバランスガス供給源9
8と同様に、バラストガスとしての不活性ガスを供給ラ
イン108を介して反応室排気ライン20に供給する。
途中からは、バラストガス供給ライン108が分岐され
ており、このバラストガス供給ライン108は、バラス
トガス供給源110に接続されている。このバラストガ
ス供給源110もまた、前述したバランスガス供給源9
8と同様に、バラストガスとしての不活性ガスを供給ラ
イン108を介して反応室排気ライン20に供給する。
【0025】バラストガス供給ライン108には、反応
室排気ライン20側から、第1弁112及びガス流量調
整器としての第2マスフローコントローラ(以下、SM
FCと称する)114が順次介挿されている。第1弁1
12は、常閉の開閉弁からなり、SMFC114は、F
MFC102と同様な構造のもので、差圧検出器104
からの制御信号を受けて作動される。
室排気ライン20側から、第1弁112及びガス流量調
整器としての第2マスフローコントローラ(以下、SM
FCと称する)114が順次介挿されている。第1弁1
12は、常閉の開閉弁からなり、SMFC114は、F
MFC102と同様な構造のもので、差圧検出器104
からの制御信号を受けて作動される。
【0026】また、反応室排気ライン20には、バラス
トガス供給ライン108の分岐点よりも、真空ポンプ2
2側の部位に、第1絞り弁116及び排気弁118が順
次介挿されている。この排気弁118は、反応室圧力P
Rに応じて、開閉される電磁弁からなっており、この排
気弁118の開閉は、反応室圧力PRによって開閉され
る。
トガス供給ライン108の分岐点よりも、真空ポンプ2
2側の部位に、第1絞り弁116及び排気弁118が順
次介挿されている。この排気弁118は、反応室圧力P
Rに応じて、開閉される電磁弁からなっており、この排
気弁118の開閉は、反応室圧力PRによって開閉され
る。
【0027】一方、前述したバランスガス供給ライン9
6の第1圧力計100と第1マスフローコントローラ1
02との間の部位から、ギャップ排気ライン120が分
岐して延びており、このギャップ排気ライン120は、
反応室排気ライン20の第1絞り弁116と排気弁11
8との間の部位に接続されている。ギャップ排気ライン
120には、バランスガス供給ライン96側から、第2
弁122及び第2絞り弁124が順次介挿されている。 第2弁122もまた、第1弁112と同様に常閉の開閉
弁である。
6の第1圧力計100と第1マスフローコントローラ1
02との間の部位から、ギャップ排気ライン120が分
岐して延びており、このギャップ排気ライン120は、
反応室排気ライン20の第1絞り弁116と排気弁11
8との間の部位に接続されている。ギャップ排気ライン
120には、バランスガス供給ライン96側から、第2
弁122及び第2絞り弁124が順次介挿されている。 第2弁122もまた、第1弁112と同様に常閉の開閉
弁である。
【0028】次に、上述した気相成長装置の作動につい
て説明する。先ず、真空容器10内の各サセプタ66上
には、半導体ウエハWが保持された状態で、真空容器1
0内つまり反応室74内は、真空ポンプ22により反応
室排気ライン20を通じ、所定の圧力、例えば、100
トール(Torr)前後まで排気される。一方、このと
き、ヒータコイル82に通電され、各サセプタ66上の
半導体ウエハWは、約800℃に加熱されている。なお
、反応室74内の圧力、つまり、反応室圧力PRが所定
の排気圧範囲に達すると、真空ポンプ22の駆動が停止
されるか、又は、排気弁118が閉位置に切換えられる
。
て説明する。先ず、真空容器10内の各サセプタ66上
には、半導体ウエハWが保持された状態で、真空容器1
0内つまり反応室74内は、真空ポンプ22により反応
室排気ライン20を通じ、所定の圧力、例えば、100
トール(Torr)前後まで排気される。一方、このと
き、ヒータコイル82に通電され、各サセプタ66上の
半導体ウエハWは、約800℃に加熱されている。なお
、反応室74内の圧力、つまり、反応室圧力PRが所定
の排気圧範囲に達すると、真空ポンプ22の駆動が停止
されるか、又は、排気弁118が閉位置に切換えられる
。
【0029】ここで、公転軸26、つまり、気流ガイド
70とともに回転円盤24を回転させると、各サセプタ
66上の半導体ウエハWは、公転軸26の回りを所定の
速度で公転する。このとき、各サセプタ66の自転軸4
0のプラネタリギア56は、駆動軸46のサンギア56
に噛合しながら、このサンギア56の回りを回転するこ
とになる。そして、公転軸26の回転と同時に、駆動軸
46をも回転させると、サイギア54及びプラネタリギ
ア56を介して、各サセプタ66の自転軸40が回転さ
れることにより、各サセプタ66上の半導体ウエハWは
、公転しながら、所定の速度で自転することになる。
70とともに回転円盤24を回転させると、各サセプタ
66上の半導体ウエハWは、公転軸26の回りを所定の
速度で公転する。このとき、各サセプタ66の自転軸4
0のプラネタリギア56は、駆動軸46のサンギア56
に噛合しながら、このサンギア56の回りを回転するこ
とになる。そして、公転軸26の回転と同時に、駆動軸
46をも回転させると、サイギア54及びプラネタリギ
ア56を介して、各サセプタ66の自転軸40が回転さ
れることにより、各サセプタ66上の半導体ウエハWは
、公転しながら、所定の速度で自転することになる。
【0030】このような状態で、反応室74に導入ポー
ト16を通じて、複数の原料ガスからなる混合ガスをそ
のキャリアガスとともに導入すると、この原料ガスは、
気流ガイド70の突起80により、この気流ガイド70
の周縁に向かい一様にして振り分けられ、これより、気
流ガイド70の上面に案内されて流れる。従って、混合
ガスは、各サセプタ66の半導体ウエハW上を均一に流
れることになる。
ト16を通じて、複数の原料ガスからなる混合ガスをそ
のキャリアガスとともに導入すると、この原料ガスは、
気流ガイド70の突起80により、この気流ガイド70
の周縁に向かい一様にして振り分けられ、これより、気
流ガイド70の上面に案内されて流れる。従って、混合
ガスは、各サセプタ66の半導体ウエハW上を均一に流
れることになる。
【0031】一方、反応室74に導入された混合ガスは
、半導体ウエハW上で分解されて反応ガスとなり、この
結果、各半導体ウエハW上には、化合物半導体からなる
薄膜が気相成長される。ここで、薄膜は、GaAs,A
lGaAs,InP,GaInAsP等のIII族及び
IV族の元素からなっている。上述したようにして、各
半導体ウエハW上に薄膜が気相成長される際、気流ガイ
ド70の各環状ギャップ76には、バランスガス供給源
98から、バランスガス供給ライン96、供給孔86、
内部空間72及び連通孔78を介して、バランスガスが
供給される。
、半導体ウエハW上で分解されて反応ガスとなり、この
結果、各半導体ウエハW上には、化合物半導体からなる
薄膜が気相成長される。ここで、薄膜は、GaAs,A
lGaAs,InP,GaInAsP等のIII族及び
IV族の元素からなっている。上述したようにして、各
半導体ウエハW上に薄膜が気相成長される際、気流ガイ
ド70の各環状ギャップ76には、バランスガス供給源
98から、バランスガス供給ライン96、供給孔86、
内部空間72及び連通孔78を介して、バランスガスが
供給される。
【0032】ここで、前述したギャップ圧力PGは、前
述したように第1圧力計100にて検出され、これに対
し、反応室圧力PRは、第2圧力計106によって検出
されているから、差圧検出器104では、第1及び第2
圧力計100,106からの検出信号に基づき、ギャッ
プ圧力PGと反応室圧力PRとの間の差圧PD(=PG
−PR)が求められる。そして、差圧検出器104から
は、差圧PDに基づいた制御信号がFMFC102に供
給され、このFMFC102は、上記差圧PDが2トー
ル以下となるように、各環状ギャップ76に供給される
バランスガスの流量を調整する。
述したように第1圧力計100にて検出され、これに対
し、反応室圧力PRは、第2圧力計106によって検出
されているから、差圧検出器104では、第1及び第2
圧力計100,106からの検出信号に基づき、ギャッ
プ圧力PGと反応室圧力PRとの間の差圧PD(=PG
−PR)が求められる。そして、差圧検出器104から
は、差圧PDに基づいた制御信号がFMFC102に供
給され、このFMFC102は、上記差圧PDが2トー
ル以下となるように、各環状ギャップ76に供給される
バランスガスの流量を調整する。
【0033】上述したようにして、ギャップ圧力PGが
制御されると、これら環状ギャップ76から反応室74
に流出するバランスガスの流量は、殆ど無視できる程に
僅かであるから、図2に示されているように、半導体ウ
エハW上での混合ガス、即ち、反応ガスの流れがバラン
スガスによって乱されることはない。なお、図2中、矢
印Aは反応ガスの流れを示し、矢印Bはバランスガスの
流れを示している。
制御されると、これら環状ギャップ76から反応室74
に流出するバランスガスの流量は、殆ど無視できる程に
僅かであるから、図2に示されているように、半導体ウ
エハW上での混合ガス、即ち、反応ガスの流れがバラン
スガスによって乱されることはない。なお、図2中、矢
印Aは反応ガスの流れを示し、矢印Bはバランスガスの
流れを示している。
【0034】従って、気流ガイド70により、各半導体
ウエハW上を反応ガスが一様に流れているとともに、各
半導体ウエハWが公転及び自転しており、その上、反応
ガスの流れがバランスガスによって乱されることがない
ので、図3に示されているように、各半導体ウエハW上
の薄膜の厚みは、その中央部から周縁部に亘って均一な
ものとなり、薄膜の膜厚分布は、±1%以下に抑えられ
ている。
ウエハW上を反応ガスが一様に流れているとともに、各
半導体ウエハWが公転及び自転しており、その上、反応
ガスの流れがバランスガスによって乱されることがない
ので、図3に示されているように、各半導体ウエハW上
の薄膜の厚みは、その中央部から周縁部に亘って均一な
ものとなり、薄膜の膜厚分布は、±1%以下に抑えられ
ている。
【0035】また、差圧PDを前述したように制御する
ことにより、環状ギャップ76内や連通路78内に反応
ガスの堆積物が発生するのを防止できるのは勿論のこと
、例え、環状ギャップ76及び連通路78内に堆積物が
発生したとしても、各環状ギャップ76から反応室74
側へのバランスガスの流出を抑えることができるから、
このバランスガスの流出に伴い、上記堆積物が粒子とな
って、反応室74側に飛び散るようなこともない。 この結果、半導体ウエハW上の薄膜に粒子が付着するこ
ともないから、この粒子による薄膜の表面欠陥を低減す
ることができる。
ことにより、環状ギャップ76内や連通路78内に反応
ガスの堆積物が発生するのを防止できるのは勿論のこと
、例え、環状ギャップ76及び連通路78内に堆積物が
発生したとしても、各環状ギャップ76から反応室74
側へのバランスガスの流出を抑えることができるから、
このバランスガスの流出に伴い、上記堆積物が粒子とな
って、反応室74側に飛び散るようなこともない。 この結果、半導体ウエハW上の薄膜に粒子が付着するこ
ともないから、この粒子による薄膜の表面欠陥を低減す
ることができる。
【0036】一方、前述したギャップ圧力PGと反応室
圧力PRとの間の差圧PDが例えば、10トール程に大
きくなると、図4に示されているように、矢印Aの反応
ガスの流れは,環状ギャップ76から噴出する矢印Bの
バランスガスの流れによって乱されてしまうことになる
。 従って、各半導体ウエハWの周縁部上の反応ガスの濃度
は、その中央部側の反応ガスの濃度に比べて薄くなり、
この結果、図4に示されているように、半導体ウエハW
上で気相成長された薄膜の膜厚は、その中央部で厚く、
その周縁部で薄いものとなり、その膜厚分布は、±5%
程度にも達してしまう。
圧力PRとの間の差圧PDが例えば、10トール程に大
きくなると、図4に示されているように、矢印Aの反応
ガスの流れは,環状ギャップ76から噴出する矢印Bの
バランスガスの流れによって乱されてしまうことになる
。 従って、各半導体ウエハWの周縁部上の反応ガスの濃度
は、その中央部側の反応ガスの濃度に比べて薄くなり、
この結果、図4に示されているように、半導体ウエハW
上で気相成長された薄膜の膜厚は、その中央部で厚く、
その周縁部で薄いものとなり、その膜厚分布は、±5%
程度にも達してしまう。
【0037】また、各環状ギャップ76からのバランス
ガスの噴出により、反応ガスの堆積物が粒子となって、
反応室74内に飛び散ることから、半導体ウエハW上の
薄膜に粒子が付着して、その表面欠陥の数が増加するこ
とになる。このような表面欠陥は、図4中、Xで示して
あるように、半導体ウエハWの周縁部に集中して発生す
る。
ガスの噴出により、反応ガスの堆積物が粒子となって、
反応室74内に飛び散ることから、半導体ウエハW上の
薄膜に粒子が付着して、その表面欠陥の数が増加するこ
とになる。このような表面欠陥は、図4中、Xで示して
あるように、半導体ウエハWの周縁部に集中して発生す
る。
【0038】しかしながら、差圧PDが2トール以下に
制御されると、上述の不具合が解消されて、半導体ウエ
ハWの薄膜の膜厚のみならず、その組成をも均一にする
ことができる。前述した気相成長装置の作動は、各サセ
プタの半導体ウエハW上での薄膜の気相成長が定常状態
で実施されている場合であるが、しかしながら、反応室
圧力PRが所定排気圧範囲から外れて上昇すると、真空
ポンプ22の駆動が再開されるか、又は、真空ポンプ2
2が既に駆動している場合には排気弁118が開位置に
切換えられることにより、反応室74が反応室排気ライ
ン20を介して真空ポンプ22に接続される。従って、
反応室74の排気が実施されて、反応室圧力PRが低下
することになるが、このとき、反応室74の排気が真空
ポンプ22により直接に実施されるものであれば、反応
室圧力PRは急激に低下し、ギャップ圧力PGと低下し
た反応室圧力PRとの間の差圧PDが大となって、各環
状ギャップ76からバランスガスが多量に噴出してしま
うことになる。このような多量のバランスガスの噴出は
、前述の説明から明かなように、各半導体ウエハW上の
薄膜の厚み及びその組成を均一にする上で好ましいもの
ではない。
制御されると、上述の不具合が解消されて、半導体ウエ
ハWの薄膜の膜厚のみならず、その組成をも均一にする
ことができる。前述した気相成長装置の作動は、各サセ
プタの半導体ウエハW上での薄膜の気相成長が定常状態
で実施されている場合であるが、しかしながら、反応室
圧力PRが所定排気圧範囲から外れて上昇すると、真空
ポンプ22の駆動が再開されるか、又は、真空ポンプ2
2が既に駆動している場合には排気弁118が開位置に
切換えられることにより、反応室74が反応室排気ライ
ン20を介して真空ポンプ22に接続される。従って、
反応室74の排気が実施されて、反応室圧力PRが低下
することになるが、このとき、反応室74の排気が真空
ポンプ22により直接に実施されるものであれば、反応
室圧力PRは急激に低下し、ギャップ圧力PGと低下し
た反応室圧力PRとの間の差圧PDが大となって、各環
状ギャップ76からバランスガスが多量に噴出してしま
うことになる。このような多量のバランスガスの噴出は
、前述の説明から明かなように、各半導体ウエハW上の
薄膜の厚み及びその組成を均一にする上で好ましいもの
ではない。
【0039】それ故、この発明の気相成長装置では、反
応室74の排気が再開される直後に、第1及び第2弁1
12,122が開かれ、同時に、第1及び第2絞り弁1
16,124は、その開度が徐々に増加するように作動
される。ここで、第1及び第2絞り弁116,124の
開度は、図6に示されているように反応室74の排気開
始時点から時間経過ととともに、同じ割合では開かれて
いき、そして、t1時間経過後に全開(100%)とな
る。
応室74の排気が再開される直後に、第1及び第2弁1
12,122が開かれ、同時に、第1及び第2絞り弁1
16,124は、その開度が徐々に増加するように作動
される。ここで、第1及び第2絞り弁116,124の
開度は、図6に示されているように反応室74の排気開
始時点から時間経過ととともに、同じ割合では開かれて
いき、そして、t1時間経過後に全開(100%)とな
る。
【0040】従って、反応室74の排気を実施する際、
第1弁112を開くことで、バラストガス供給源110
からバラストガス供給ライン108を通じ、反応室排気
ライン20にバラストガスが供給され、しかも、第1絞
り弁116が徐々に開かれることにより、反応室74の
排気が急速に実施されることはなく、よって、反応室圧
力PRは急激に低下することはない。
第1弁112を開くことで、バラストガス供給源110
からバラストガス供給ライン108を通じ、反応室排気
ライン20にバラストガスが供給され、しかも、第1絞
り弁116が徐々に開かれることにより、反応室74の
排気が急速に実施されることはなく、よって、反応室圧
力PRは急激に低下することはない。
【0041】一方、各環状ギャップ76側でみた場合に
は、第2弁122を開き、しかも、第2絞り弁124が
徐々に開かれことにより、バランスガス供給ライン96
内、即ち、各環状ギャップ76内もまた真空ポンプ22
により排気されることから、反応室圧力PRとともに、
ギャップ圧力PGもまた徐々に低下させることができる
。
は、第2弁122を開き、しかも、第2絞り弁124が
徐々に開かれことにより、バランスガス供給ライン96
内、即ち、各環状ギャップ76内もまた真空ポンプ22
により排気されることから、反応室圧力PRとともに、
ギャップ圧力PGもまた徐々に低下させることができる
。
【0042】しかも、この際には、ギャップ圧力PGと
反応室圧力PRとの間の差圧PDに基づき、差圧検出器
104からFMFC102のみならず、SMFC114
にも制御信号が出力されて、これらFMFC102及び
SMFC114を通じて流れるバランスガス及びバラス
トガスの流量が同時に制御され、これにより、反応室圧
力PR及びギャップ圧力PGは、その差圧PDが2トー
ル以内に収まるように、同期して低下されることになる
。なお、反応室74の排気が完了すると、第1及び第2
弁112,122、第1及び第2絞り弁116,124
は、初期状態の作動切換え位置に復帰される。
反応室圧力PRとの間の差圧PDに基づき、差圧検出器
104からFMFC102のみならず、SMFC114
にも制御信号が出力されて、これらFMFC102及び
SMFC114を通じて流れるバランスガス及びバラス
トガスの流量が同時に制御され、これにより、反応室圧
力PR及びギャップ圧力PGは、その差圧PDが2トー
ル以内に収まるように、同期して低下されることになる
。なお、反応室74の排気が完了すると、第1及び第2
弁112,122、第1及び第2絞り弁116,124
は、初期状態の作動切換え位置に復帰される。
【0043】図6を参照すれば、反応室74の排気開始
時点からのFMFC102及びSMFC114からの吐
出流量、反応室圧力PR、ギャップ圧力PG及び差圧P
Dの時間経過に伴う変化が夫々示されている。図6から
明かなように、反応室74の排気直後での差圧PDは、
±3トール程変動しているものの、その差圧PDは、直
ちに目標値である2トール以内に収束しているのが分か
る。この結果、各半導体ウエハW上での薄膜の気相成長
中、反応室74の排気が再開されるような非定常状態で
あっても、前述した差圧PDを一定値以下に確実に制御
することができるから、各環状ギャップ76からバラン
スガスが過剰に噴出するようなこともないので、半導体
ウエハW上での反応ガスの流れがバランスガスによって
乱されることもない、バランスガスの流出に伴う汚染粒
子の飛散をも防止することができる。この結果、各半導
体ウエハW上での薄膜の厚み及びその組成を均一にする
ことができるから、その生産性を高めると同時に、品質
の著しい向上をも同時に達成することができる。
時点からのFMFC102及びSMFC114からの吐
出流量、反応室圧力PR、ギャップ圧力PG及び差圧P
Dの時間経過に伴う変化が夫々示されている。図6から
明かなように、反応室74の排気直後での差圧PDは、
±3トール程変動しているものの、その差圧PDは、直
ちに目標値である2トール以内に収束しているのが分か
る。この結果、各半導体ウエハW上での薄膜の気相成長
中、反応室74の排気が再開されるような非定常状態で
あっても、前述した差圧PDを一定値以下に確実に制御
することができるから、各環状ギャップ76からバラン
スガスが過剰に噴出するようなこともないので、半導体
ウエハW上での反応ガスの流れがバランスガスによって
乱されることもない、バランスガスの流出に伴う汚染粒
子の飛散をも防止することができる。この結果、各半導
体ウエハW上での薄膜の厚み及びその組成を均一にする
ことができるから、その生産性を高めると同時に、品質
の著しい向上をも同時に達成することができる。
【0044】この発明は、上述した一実施例に制約され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、一
実施例では、反応室74の排気が再開される際、第1及
び第2弁112,122、また、第1及び第2絞り弁1
16,124を手動で操作するものとして説明したが、
これらの弁の作動は、真空ポンプ22又は排気弁118
の作動に連動して自動制御することもできる。
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、一
実施例では、反応室74の排気が再開される際、第1及
び第2弁112,122、また、第1及び第2絞り弁1
16,124を手動で操作するものとして説明したが、
これらの弁の作動は、真空ポンプ22又は排気弁118
の作動に連動して自動制御することもできる。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の半導体
ウエハの気相成長装置によれば、各環状ギャップにバラ
ンスガスを供給するようにし、そして、環状ギャップ内
の圧力と反応室の圧力との間の差圧が所定値以下に収ま
るように、これら環状ギャップ内及び反応室の圧力の少
なくとも一方を制御するようにしたから、環状ギャップ
から反応室に向けて流出するバランスガスの流量を低減
することができる。従って、環状ギャップ内に反応ガス
の堆積物が生成されるのを防止できるばかりでなく、例
え、環状ギャップ内に堆積物が生成されたとしても、こ
の堆積物が粒子となって、バランスガスとともに反応室
側に飛散するようなことはない。よって、反応室内の半
導体ウエハ上で気相成長される薄膜の厚み及びその組成
を均一にできるから、生産性を高めると同時に品質向上
をせ同時に図れる等の優れた効果を奏する。
ウエハの気相成長装置によれば、各環状ギャップにバラ
ンスガスを供給するようにし、そして、環状ギャップ内
の圧力と反応室の圧力との間の差圧が所定値以下に収ま
るように、これら環状ギャップ内及び反応室の圧力の少
なくとも一方を制御するようにしたから、環状ギャップ
から反応室に向けて流出するバランスガスの流量を低減
することができる。従って、環状ギャップ内に反応ガス
の堆積物が生成されるのを防止できるばかりでなく、例
え、環状ギャップ内に堆積物が生成されたとしても、こ
の堆積物が粒子となって、バランスガスとともに反応室
側に飛散するようなことはない。よって、反応室内の半
導体ウエハ上で気相成長される薄膜の厚み及びその組成
を均一にできるから、生産性を高めると同時に品質向上
をせ同時に図れる等の優れた効果を奏する。
【図1】一実施例の気相成長装置を示した概略図である
。
。
【図2】図1の半導体ウエハ上での反応ガスの正常な流
れを示したサセプタ周囲の拡大断面図である。
れを示したサセプタ周囲の拡大断面図である。
【図3】図2の状態で、半導体ウエハ上に気相成長され
る薄膜の膜厚分布を示すグラフである。
る薄膜の膜厚分布を示すグラフである。
【図4】半導体ウエハ上での反応ガスの流れが乱れた状
態を示すサセプタ周囲の拡大断面図である。
態を示すサセプタ周囲の拡大断面図である。
【図5】図4の状態で、半導体ウエハ上に気相成長され
る薄膜の膜厚分布を示すグラフである。
る薄膜の膜厚分布を示すグラフである。
【図6】反応室の排気が実施される際、第1及び第2絞
り弁、第1及び第1マスフローコントローラ、反応室圧
力、ギャップ圧力及び差圧の時間変化を示したグラフで
ある。
り弁、第1及び第1マスフローコントローラ、反応室圧
力、ギャップ圧力及び差圧の時間変化を示したグラフで
ある。
10 真空容器
16 導入ポート
18 排出ポート
20 反応室排気ライン
22 真空ポンプ
66 サセプタ
70 気流ガイド
74 反応室
98 バランスガス供給源
100 第1圧力計
102 第1マスフローコントローラ104 差圧
検出器 106 第2圧力計 108 バラストガス供給ライン 110 バラストガス供給源 112 第1弁 114 第2マスフローコントローラ116 第1
絞り弁 118 排気弁 120 ギャップ排気ライン 122 第2弁 124 第2絞り弁 W 半導体ウエハ
検出器 106 第2圧力計 108 バラストガス供給ライン 110 バラストガス供給源 112 第1弁 114 第2マスフローコントローラ116 第1
絞り弁 118 排気弁 120 ギャップ排気ライン 122 第2弁 124 第2絞り弁 W 半導体ウエハ
Claims (2)
- 【請求項1】 真空容器と、この真空容器内に設けら
れ、半導体ウエハの受け面を有し、公転及び自転可能な
複数のサセプタと、真空容器内にサセプタの受け面側に
位置して設けられた反応室と、真空容器に設けられ、原
料ガスを反応室に向けて導入する導入ポート及び反応室
を排気する排気ポートとを備え、反応室内に導入された
原料ガスにより、各サセプタの受け面上の半導体ウエハ
に薄膜を気相成長させる気相成長装置に於いて、各サセ
プタの受け面を反応室に露出させた状態で、これらサセ
プタを非接触にして囲み、導入ポートから真空容器内に
導入された原料ガスが各サセプタの半導体ウエハ上を均
一に流れるように導く気流ガイドと、この気流ガイドと
各サセプタの外周面との間に形成された複数の環状ギャ
ップと、環状ギャップに不活性ガスからなるバランスガ
スを供給可能なバランスガス供給手段と、環状ギャップ
内のバランスガスの圧力と反応室側の圧力と間の差圧を
検出するための差圧検出手段と、この差圧検出手段で得
た差圧を一定に維持すべく、各環状ギャップ内の圧力と
反応室内の圧力の少なくとも一方を制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする半導体ウエハの気相成長装
置。 - 【請求項2】 制御手段は、バランスガス供給手段か
ら各環状ギャップへのバランスガスの供給量を調整する
第1ガス流量調整器と、排気ポートに連なる反応室排気
ラインとは別に設けられ、反応室排気ラインが排気源に
接続されたとき、各環状ギャップ内を排気可能とするギ
ャップ排気ラインと、反応室排気ラインにバラストガス
を供給可能なバラストガス供給手段と、バラストガス供
給手段から反応室排気ラインへのバラストガスの供給量
を調整する第2ガス流量調整器を備えてなり、反応室内
で各半導体ウエハに薄膜が気相成長されている定常状態
に於いては、第1ガス流量調整器により、前記差圧に基
づいてバランスガスの供給量を制御する一方、反応容器
内及び各環状ギャップ内が排気中にあるときには、第1
及び第2ガス流量調整器により、前記差圧に基づいて、
バラストガス及びバランスガスの供給量を夫々制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体ウエハの気相
成長装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6655891A JPH04302138A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 半導体ウエハの気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6655891A JPH04302138A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 半導体ウエハの気相成長装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04302138A true JPH04302138A (ja) | 1992-10-26 |
Family
ID=13319378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6655891A Pending JPH04302138A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 半導体ウエハの気相成長装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04302138A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006203208A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Samsung Electronics Co Ltd | 4方弁を有する半導体素子の製造装置、半導体素子の製造装置の弁制御方法及びそれを用いた半導体素子の製造方法 |
JP2014027191A (ja) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Hitachi High-Technologies Corp | 光cvd膜の製造方法、及び光cvd膜の製造装置 |
JP2015032630A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 昭和電工株式会社 | エピタキシャルウェハの製造装置および製造方法 |
JP2016092156A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体 |
JP2016096220A (ja) * | 2014-11-13 | 2016-05-26 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置 |
CN106505014A (zh) * | 2015-09-08 | 2017-03-15 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理装置和基板处理方法 |
TWI694170B (zh) * | 2018-02-09 | 2020-05-21 | 漢民科技股份有限公司 | 成膜裝置 |
JP2021111758A (ja) * | 2020-01-15 | 2021-08-02 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置及び回転駆動方法 |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP6655891A patent/JPH04302138A/ja active Pending
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US9406502B2 (en) | 2005-01-19 | 2016-08-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus including 4-way valve for fabricating semiconductor device, method of controlling valve, and method of fabricating semiconductor device using the apparatus |
JP2006203208A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Samsung Electronics Co Ltd | 4方弁を有する半導体素子の製造装置、半導体素子の製造装置の弁制御方法及びそれを用いた半導体素子の製造方法 |
US9702041B2 (en) | 2005-01-19 | 2017-07-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus including 4-way valve for fabricating semiconductor device, method of controlling valve, and method of fabricating semiconductor device using the apparatus |
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JP2015032630A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 昭和電工株式会社 | エピタキシャルウェハの製造装置および製造方法 |
US10072336B2 (en) | 2014-10-31 | 2018-09-11 | Tokyo Electron Limited | Film forming apparatus, film forming method, and recording medium |
JP2016092156A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体 |
US11085113B2 (en) | 2014-10-31 | 2021-08-10 | Tokyo Electron Limited | Film forming method and recording medium |
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TWI648424B (zh) * | 2015-09-08 | 2019-01-21 | 日商東京威力科創股份有限公司 | 基板處理裝置及基板處理方法 |
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KR20170030043A (ko) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
CN106505014A (zh) * | 2015-09-08 | 2017-03-15 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理装置和基板处理方法 |
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JP2021111758A (ja) * | 2020-01-15 | 2021-08-02 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置及び回転駆動方法 |
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