JPH05166736A - 薄膜気相成長装置 - Google Patents
薄膜気相成長装置Info
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- JPH05166736A JPH05166736A JP35377691A JP35377691A JPH05166736A JP H05166736 A JPH05166736 A JP H05166736A JP 35377691 A JP35377691 A JP 35377691A JP 35377691 A JP35377691 A JP 35377691A JP H05166736 A JPH05166736 A JP H05166736A
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- susceptor
- gas
- heater
- fixed shaft
- cooling
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 内部に抵抗加熱ヒ−タを有するサセプタの上
にウエハ、トレイを置き上方から原料ガスを吹き込んで
薄膜気相成長させる装置に於いて、成膜後のサセプタ、
トレイ、ウエハの冷却を短時間で行うこと。 【構成】 サセプタを支持する回転シャフトの内部に固
定シャフトを設け、固定シャフトを通して冷却用のガス
を導入し、ヒ−タ、サセプタなどに吹き付けてこれらを
急速冷却するようにした。
にウエハ、トレイを置き上方から原料ガスを吹き込んで
薄膜気相成長させる装置に於いて、成膜後のサセプタ、
トレイ、ウエハの冷却を短時間で行うこと。 【構成】 サセプタを支持する回転シャフトの内部に固
定シャフトを設け、固定シャフトを通して冷却用のガス
を導入し、ヒ−タ、サセプタなどに吹き付けてこれらを
急速冷却するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はＭＯＣＶＤ法などによ
って半導体ウエハの上に薄膜を成長させる薄膜気相成長
装置の改良に関する。特に、薄膜成長後ウエハを急速に
冷却できるようにして処理能率を高揚させる改良を与え
る。
って半導体ウエハの上に薄膜を成長させる薄膜気相成長
装置の改良に関する。特に、薄膜成長後ウエハを急速に
冷却できるようにして処理能率を高揚させる改良を与え
る。
【０００２】
【従来の技術】薄膜気相成長装置は、リアクタの中に原
料ガスを導入し加熱された基板の上方で原料ガスの気相
反応を起こさせ、反応生成物をウエハの上に堆積させる
ことによって薄膜を成長させるものである。ウエハはサ
セプタという円筒形の支持台の上に置かれる。サセプタ
はカ−ボンでできていて、回転シャフトによって鉛直軸
のまわりに回転できる。サセプタの回転は、ウエハの円
周方向の位置の差をなくして円周方向に均一な薄膜形成
を行うためになされる。原料ガスはリアクタ上頂部から
導入される。III −Ｖ族半導体の成長の場合は、III 族
元素の有機金属化合物や、Ｖ族の水素化物、Ｖ族の塩化
物、水素ガスなどが上頂部のガス導入口からリアクタの
内部へ導かれる。なんらかの手段で原料ガスを励起しな
ければならない。また、ウエハは適当な温度に加熱しな
ければならない。励起の手段は放電、熱、光などが用い
られる。ここでは熱を励起の手段とするものを考える。
加熱手段として高周波誘導コイルをリアクタの外に有す
るものもある。しかし本発明においては、サセプタの内
部に抵抗加熱ヒ−タを設けたものを対象とする。ウエハ
を一枚ずつ処理するものを枚葉式という。この場合、ウ
エハを直接にサセプタの上に置くと、搬送装置によって
自動的にウエハを搬送するという事が難しい。ウエハは
薄くて脆く機械的手段によって把持するのが容易でない
からである。そこでウエハは皿型のトレイの上に置かれ
る。トレイごと搬送装置によって搬送される。真空を破
る事なく、トレイに乗せられたウエハが運ばれる。すな
わち、ウエハを凹部に嵌込んだトレイが搬送装置によっ
てサセプタの上へ運ばれ、気相成長が終わると、搬送装
置によって運び去られる。このようにして真空の空間の
中でトレイごとウエハ交換がなされて、真空を破ること
なく、何枚ものウエハについて、薄膜成長が行われる。
料ガスを導入し加熱された基板の上方で原料ガスの気相
反応を起こさせ、反応生成物をウエハの上に堆積させる
ことによって薄膜を成長させるものである。ウエハはサ
セプタという円筒形の支持台の上に置かれる。サセプタ
はカ−ボンでできていて、回転シャフトによって鉛直軸
のまわりに回転できる。サセプタの回転は、ウエハの円
周方向の位置の差をなくして円周方向に均一な薄膜形成
を行うためになされる。原料ガスはリアクタ上頂部から
導入される。III −Ｖ族半導体の成長の場合は、III 族
元素の有機金属化合物や、Ｖ族の水素化物、Ｖ族の塩化
物、水素ガスなどが上頂部のガス導入口からリアクタの
内部へ導かれる。なんらかの手段で原料ガスを励起しな
ければならない。また、ウエハは適当な温度に加熱しな
ければならない。励起の手段は放電、熱、光などが用い
られる。ここでは熱を励起の手段とするものを考える。
加熱手段として高周波誘導コイルをリアクタの外に有す
るものもある。しかし本発明においては、サセプタの内
部に抵抗加熱ヒ−タを設けたものを対象とする。ウエハ
を一枚ずつ処理するものを枚葉式という。この場合、ウ
エハを直接にサセプタの上に置くと、搬送装置によって
自動的にウエハを搬送するという事が難しい。ウエハは
薄くて脆く機械的手段によって把持するのが容易でない
からである。そこでウエハは皿型のトレイの上に置かれ
る。トレイごと搬送装置によって搬送される。真空を破
る事なく、トレイに乗せられたウエハが運ばれる。すな
わち、ウエハを凹部に嵌込んだトレイが搬送装置によっ
てサセプタの上へ運ばれ、気相成長が終わると、搬送装
置によって運び去られる。このようにして真空の空間の
中でトレイごとウエハ交換がなされて、真空を破ること
なく、何枚ものウエハについて、薄膜成長が行われる。
【０００３】薄膜成長の能率を上げるためには、ウエハ
の交換が迅速になされなければならない。そのために、
成長後に於いて、トレイ、基板を急速に冷却できること
が望まれる。しかし、従来のものでは急速冷却ができな
い。図３は従来例に係る気相成長装置の概略縦断面図で
ある。薄膜形成すべきウエハ１を上面の凹部に取り付け
た円板上のトレイ２が、中空円筒状のサセプタ３の上に
戴置されている。サセプタ３はカ−ボン製であり耐熱性
に富む。表面にはＳｉＣなどのコ−テイングがなされ
る。サセプタ３の内部には渦巻状の電流路を有するヒ−
タ４が設けられる。これはサセプタ３の上板のすぐ下に
あって発熱するようになっている。中空の回転シャフト
５によってサセプタ３が支持される。回転シャフト５、
サセプタ３、トレイ２、ウエハ１は一体となって鉛直軸
の周りに回転する。ヒ−タ４に電力を供給するため、２
本の電極６が回転シャフト５の内部に立てられている。
電極６、ヒ−タ４は静止している。ヒ−タ４の下方には
リフレクタ−７がある。これはＴａ、Ｗなど耐熱性金属
の薄板を重ねたものである。ヒ−タの輻射熱を反射して
トレイの方へ向かうようにしている。リアクタ８は石英
製で内外２重壁になっている。２重壁の内部には冷却水
が通るようになっており、外壁は冷却水ジャケット１８
となっている。原料ガスは上方からリアクタの内部へ下
降流として導入される。排ガスはリアクタ下方の排ガス
出口から真空排気装置（図示せず）によって排気され
る。薄膜形成時はサセプタ３、トレイ２、ウエハ１は、
ヒ−タ４によって６００℃〜８００℃に加熱される。リ
アクタの上方から原料ガスが流される。サセプタ３、ト
レイ２、ウエハ１は回転している。薄膜成長が終了する
と、ヒ−タ４への電力の供給を停止する。そして原料ガ
スのうちいずれかの成分の供給を中止する。たとえばＧ
ａＡｓ薄膜を成長させる場合、原料ガスはＡｓＨ3 とＴ
ＭＧ（トリメチルガリウム）であるが、成長終了後ＴＭ
Ｇの供給のみ中止する。ＡｓＨ3 ガスの供給はしばらく
持続しなければならない。成長終了直後は未だウエハ、
トレイ、サセプタは高温状態である。４００℃以上であ
ると、昇華性の強い物質であるＡｓが薄膜表面から抜け
出す。このため、４００℃以下になるまでは、ＡｓＨ3
をなお供給し続けてＡｓの圧力を高く保ちＡｓの抜ける
のを防ぐ必要がある。
の交換が迅速になされなければならない。そのために、
成長後に於いて、トレイ、基板を急速に冷却できること
が望まれる。しかし、従来のものでは急速冷却ができな
い。図３は従来例に係る気相成長装置の概略縦断面図で
ある。薄膜形成すべきウエハ１を上面の凹部に取り付け
た円板上のトレイ２が、中空円筒状のサセプタ３の上に
戴置されている。サセプタ３はカ−ボン製であり耐熱性
に富む。表面にはＳｉＣなどのコ−テイングがなされ
る。サセプタ３の内部には渦巻状の電流路を有するヒ−
タ４が設けられる。これはサセプタ３の上板のすぐ下に
あって発熱するようになっている。中空の回転シャフト
５によってサセプタ３が支持される。回転シャフト５、
サセプタ３、トレイ２、ウエハ１は一体となって鉛直軸
の周りに回転する。ヒ−タ４に電力を供給するため、２
本の電極６が回転シャフト５の内部に立てられている。
電極６、ヒ−タ４は静止している。ヒ−タ４の下方には
リフレクタ−７がある。これはＴａ、Ｗなど耐熱性金属
の薄板を重ねたものである。ヒ−タの輻射熱を反射して
トレイの方へ向かうようにしている。リアクタ８は石英
製で内外２重壁になっている。２重壁の内部には冷却水
が通るようになっており、外壁は冷却水ジャケット１８
となっている。原料ガスは上方からリアクタの内部へ下
降流として導入される。排ガスはリアクタ下方の排ガス
出口から真空排気装置（図示せず）によって排気され
る。薄膜形成時はサセプタ３、トレイ２、ウエハ１は、
ヒ−タ４によって６００℃〜８００℃に加熱される。リ
アクタの上方から原料ガスが流される。サセプタ３、ト
レイ２、ウエハ１は回転している。薄膜成長が終了する
と、ヒ−タ４への電力の供給を停止する。そして原料ガ
スのうちいずれかの成分の供給を中止する。たとえばＧ
ａＡｓ薄膜を成長させる場合、原料ガスはＡｓＨ3 とＴ
ＭＧ（トリメチルガリウム）であるが、成長終了後ＴＭ
Ｇの供給のみ中止する。ＡｓＨ3 ガスの供給はしばらく
持続しなければならない。成長終了直後は未だウエハ、
トレイ、サセプタは高温状態である。４００℃以上であ
ると、昇華性の強い物質であるＡｓが薄膜表面から抜け
出す。このため、４００℃以下になるまでは、ＡｓＨ3
をなお供給し続けてＡｓの圧力を高く保ちＡｓの抜ける
のを防ぐ必要がある。
【０００４】ＡｓＨ3 を流しつづけながら、ウエハ、ト
レイ、サセプタの冷却を待たなければならないが、これ
がかなりの時間になる。少なくとも４００℃以下になる
までＡｓＨ3 を流す必要があるが、この間に多量のＡｓ
Ｈ3 が消費されてしまう。猛毒のガスであるから、コス
ト面だけからでなく、環境衛生の面からも問題である。
４００℃以下になるとＡｓＨ3 の送給を停止し、かわり
に水素ガスを上頂部のガス導入口からリアクタ内に導入
する。水素ガスはいまだ高温状態にあるサセプタ、トレ
イ、ヒ−タ、ウエハを化学反応を抑制した状態で、冷却
する作用がある。上頂部のガス導入口から、サセプタ、
ヒ−タまでの距離が離れているので、冷却という観点か
らみれば、上頂部からガスを吹き込むということは効果
的でない。非効率的な冷却方法であるので、サセプタ、
トレイ、ウエハ、ヒ−タなどを４００℃から３０〜４０
℃まで冷却するのに約１時間以上かかってしまう。十分
に冷却した後、搬送装置によってトレイごとウエハをサ
セプタから取り外して、トレイの収納部へ搬送する。こ
こではトレイを縦又は横にならべて収容する機構がある
ので、ここにトレイを置く。さらに新しく未処理のトレ
イを取り出して搬送装置によってサセプタの上に取り付
ける。この後同じように気相成長を行う。真空を破るこ
となく気相成長できるのであるが、成長のひとつのサイ
クルには、成長時間、搬送時間の他に、冷却時間、昇温
時間が含まれる。
レイ、サセプタの冷却を待たなければならないが、これ
がかなりの時間になる。少なくとも４００℃以下になる
までＡｓＨ3 を流す必要があるが、この間に多量のＡｓ
Ｈ3 が消費されてしまう。猛毒のガスであるから、コス
ト面だけからでなく、環境衛生の面からも問題である。
４００℃以下になるとＡｓＨ3 の送給を停止し、かわり
に水素ガスを上頂部のガス導入口からリアクタ内に導入
する。水素ガスはいまだ高温状態にあるサセプタ、トレ
イ、ヒ−タ、ウエハを化学反応を抑制した状態で、冷却
する作用がある。上頂部のガス導入口から、サセプタ、
ヒ−タまでの距離が離れているので、冷却という観点か
らみれば、上頂部からガスを吹き込むということは効果
的でない。非効率的な冷却方法であるので、サセプタ、
トレイ、ウエハ、ヒ−タなどを４００℃から３０〜４０
℃まで冷却するのに約１時間以上かかってしまう。十分
に冷却した後、搬送装置によってトレイごとウエハをサ
セプタから取り外して、トレイの収納部へ搬送する。こ
こではトレイを縦又は横にならべて収容する機構がある
ので、ここにトレイを置く。さらに新しく未処理のトレ
イを取り出して搬送装置によってサセプタの上に取り付
ける。この後同じように気相成長を行う。真空を破るこ
となく気相成長できるのであるが、成長のひとつのサイ
クルには、成長時間、搬送時間の他に、冷却時間、昇温
時間が含まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】多数枚のウエハについ
て連続して気相成長を行う場合、各工程の時間を短縮す
ることはコストを下げるために強く要望される。実際に
成長時間や搬送時間は短いものであって、冷却時間が最
も長い。長い冷却時間は装置の生産性を低く抑えてい
る。それだけでなく冷却時に消費される原料ガスも多大
である。このような損失はできるだけ少なくしなければ
ならない。本発明は気相成長装置に於いて、成長後の冷
却時間を短縮し生産性を向上することを目的とする。
て連続して気相成長を行う場合、各工程の時間を短縮す
ることはコストを下げるために強く要望される。実際に
成長時間や搬送時間は短いものであって、冷却時間が最
も長い。長い冷却時間は装置の生産性を低く抑えてい
る。それだけでなく冷却時に消費される原料ガスも多大
である。このような損失はできるだけ少なくしなければ
ならない。本発明は気相成長装置に於いて、成長後の冷
却時間を短縮し生産性を向上することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜気相成長装
置は、サセプタを回転支持する回転シャフトの内部に中
空の固定シャフトを設け、固定シャフトから気体を通し
サセプタ、ヒ−タなどに下面から気体を吹き付け、これ
らを急速に冷却するようにしたものである。固定シャフ
トは気体を通すのが目的で設置される。これは回転シャ
フトと同心状であってもよいし、同心状でなくてもよ
い。固定シャフトは、Ｍｏ、ステンレスの金属円筒とし
てもよい。また、特にヒ−タに近いところではカ−ボン
の管材を用いることとしてもよい。固定シャフトがヒ−
タの裏面まで伸びるということが構造的に難しい場合
は、より細い延長パイプを設けて、サセプタ、ヒ−タの
近傍に開口させ、ヒ−タ、サセプタの極く近傍で気体を
吹き出すことにすれば良い。気体は反応を起こさせない
ものであればよいので、水素Ｈ2 を用いることができ
る。
置は、サセプタを回転支持する回転シャフトの内部に中
空の固定シャフトを設け、固定シャフトから気体を通し
サセプタ、ヒ−タなどに下面から気体を吹き付け、これ
らを急速に冷却するようにしたものである。固定シャフ
トは気体を通すのが目的で設置される。これは回転シャ
フトと同心状であってもよいし、同心状でなくてもよ
い。固定シャフトは、Ｍｏ、ステンレスの金属円筒とし
てもよい。また、特にヒ−タに近いところではカ−ボン
の管材を用いることとしてもよい。固定シャフトがヒ−
タの裏面まで伸びるということが構造的に難しい場合
は、より細い延長パイプを設けて、サセプタ、ヒ−タの
近傍に開口させ、ヒ−タ、サセプタの極く近傍で気体を
吹き出すことにすれば良い。気体は反応を起こさせない
ものであればよいので、水素Ｈ2 を用いることができ
る。
【０００７】
【作用】中空の固定シャフトから流入する気体がヒ−
タ、サセプタなどに直接に吹き付けるのでこれを冷却す
ることができる。気体をごく近傍でヒ−タやサセプタの
裏面に当てるのでこれらを急速に冷却できるのである。
もちろん、上頂部のガス導入口からの気体の送給も続け
るのであるが、サセプタ、ヒ−タは下からと上からとの
二方向から冷やされるので従来の場合よりも著しく速く
常温まで冷却される。冷却時間が著しく短縮される。こ
れは装置の生産性を高揚する。また、冷却時に必要なガ
スの量も節減することができる。冷却能力はガスの量に
比例するのであるから、本発明に於いても必要なガスの
量は変わらないかのように見えるがそうではない。本発
明ではサセプタ、ヒ−タの裏面近くまでガスを導いてこ
れらを冷却しているから、冷却の効率が良い。また、ウ
エハの表面近傍の分圧には関係しないのであるから、冷
却用ガスとしてＡｓＨ3 やＰＨ3 などの猛毒で高価なガ
スを用いる必要はない。Ｈ2 ガスでよいから、冷却ガス
のコスト自体が低くなる。
タ、サセプタなどに直接に吹き付けるのでこれを冷却す
ることができる。気体をごく近傍でヒ−タやサセプタの
裏面に当てるのでこれらを急速に冷却できるのである。
もちろん、上頂部のガス導入口からの気体の送給も続け
るのであるが、サセプタ、ヒ−タは下からと上からとの
二方向から冷やされるので従来の場合よりも著しく速く
常温まで冷却される。冷却時間が著しく短縮される。こ
れは装置の生産性を高揚する。また、冷却時に必要なガ
スの量も節減することができる。冷却能力はガスの量に
比例するのであるから、本発明に於いても必要なガスの
量は変わらないかのように見えるがそうではない。本発
明ではサセプタ、ヒ−タの裏面近くまでガスを導いてこ
れらを冷却しているから、冷却の効率が良い。また、ウ
エハの表面近傍の分圧には関係しないのであるから、冷
却用ガスとしてＡｓＨ3 やＰＨ3 などの猛毒で高価なガ
スを用いる必要はない。Ｈ2 ガスでよいから、冷却ガス
のコスト自体が低くなる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の実施例に係る気相成長装置の
サセプタの部分近傍の縦断面図である。図２はさらに一
部分の斜視図である。ウエハ１は、トレイ２の凹部の中
に嵌み込まれる。トレイ２は円板状の治具である。サセ
プタ３は中空円筒状の台であって、トレイ２を上面に置
くことができるようになっている。トレイ２のフランジ
部がサセプタ３の側周に嵌りこむので、トレイ２は横ず
れせず安定に戴っている。サセプタ３はカ−ボンなど耐
熱性の部材で作られる。この内部に渦巻き状のヒ−タ４
が設けられる。回転シャフト５は円筒状の回転部材であ
って、これはサセプタ３を上頂に支持するものである。
回転シャフト５の内部には電極６が立設される。これが
抵抗加熱ヒ−タ４の両端に接続されている。リフレクタ
−７は、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏなど高融点金属板を多数重ね
て、ヒ−タ４の直下に、水平に設置したものである。ま
たリアクタ８は、石英製の容器であって、内外二重容器
になっている。内外二重壁の内部には冷却水が通るよう
になっている。このような構成は図３のものと異ならな
い。本発明ではさらに、第１ガイド９、パイプ１０、第
２ガイド１１、固定シャフト１２よりなる冷却機構が追
加されている。固定シャフト１２は中空の円筒状部材で
ある。回転シャフト５の内部に立設される。回転シャフ
トと同心状であってもよいが、非同心状でもよい。この
例では同心状であって、前述の電極６は、固定シャフト
１２の中に設置されている。固定シャフト１２の内部は
冷却用の気体が下から上へ通るようになっている。固定
シャフト１２の上端には円盤状の第２ガイド１１が取り
付けられている。第２ガイド１１は電極６の上方を支持
するという機能の他に、ここから通気用のパイプ１０を
２本縦に支持するという機能がある。２本のパイプ１
０、１０は図２に示すように、上端の第１ガイド９の穴
に差し込まれている。冷却用の気体は固定シャフト１
２、パイプ１０を通って、ヒ−タ４の裏面に吹き付けら
れる。第１ガイド９はヒ−タ４の直下にある。前述のリ
フレクタ−７は、円板状の支持板１５の上に乗せられて
いる。支持板１５は鉛直の支柱１６によって支持され
る。支柱１６は固定シャフト１２の上端のフランジ１７
に立設される。支持板１５の中央の穴部に前述の第１ガ
イド９が嵌込まれている。第１ガイド９は支持板１５、
支柱１６を介してフランジ１７の上に支持されることに
なる。パイプ１０、１０は金属管でもよいが、ここでは
石英管を使っているから、これによって第１ガイド９を
支持できない。
サセプタの部分近傍の縦断面図である。図２はさらに一
部分の斜視図である。ウエハ１は、トレイ２の凹部の中
に嵌み込まれる。トレイ２は円板状の治具である。サセ
プタ３は中空円筒状の台であって、トレイ２を上面に置
くことができるようになっている。トレイ２のフランジ
部がサセプタ３の側周に嵌りこむので、トレイ２は横ず
れせず安定に戴っている。サセプタ３はカ−ボンなど耐
熱性の部材で作られる。この内部に渦巻き状のヒ−タ４
が設けられる。回転シャフト５は円筒状の回転部材であ
って、これはサセプタ３を上頂に支持するものである。
回転シャフト５の内部には電極６が立設される。これが
抵抗加熱ヒ−タ４の両端に接続されている。リフレクタ
−７は、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏなど高融点金属板を多数重ね
て、ヒ−タ４の直下に、水平に設置したものである。ま
たリアクタ８は、石英製の容器であって、内外二重容器
になっている。内外二重壁の内部には冷却水が通るよう
になっている。このような構成は図３のものと異ならな
い。本発明ではさらに、第１ガイド９、パイプ１０、第
２ガイド１１、固定シャフト１２よりなる冷却機構が追
加されている。固定シャフト１２は中空の円筒状部材で
ある。回転シャフト５の内部に立設される。回転シャフ
トと同心状であってもよいが、非同心状でもよい。この
例では同心状であって、前述の電極６は、固定シャフト
１２の中に設置されている。固定シャフト１２の内部は
冷却用の気体が下から上へ通るようになっている。固定
シャフト１２の上端には円盤状の第２ガイド１１が取り
付けられている。第２ガイド１１は電極６の上方を支持
するという機能の他に、ここから通気用のパイプ１０を
２本縦に支持するという機能がある。２本のパイプ１
０、１０は図２に示すように、上端の第１ガイド９の穴
に差し込まれている。冷却用の気体は固定シャフト１
２、パイプ１０を通って、ヒ−タ４の裏面に吹き付けら
れる。第１ガイド９はヒ−タ４の直下にある。前述のリ
フレクタ−７は、円板状の支持板１５の上に乗せられて
いる。支持板１５は鉛直の支柱１６によって支持され
る。支柱１６は固定シャフト１２の上端のフランジ１７
に立設される。支持板１５の中央の穴部に前述の第１ガ
イド９が嵌込まれている。第１ガイド９は支持板１５、
支柱１６を介してフランジ１７の上に支持されることに
なる。パイプ１０、１０は金属管でもよいが、ここでは
石英管を使っているから、これによって第１ガイド９を
支持できない。
【０００９】固定シャフト１２の内部は冷却用ガス１４
の通路となる。これは往路の通路である。サセプタ３の
内部が閉じられていると冷却後のガスが逃げないので、
サセプタ３を支持する回転シャフト５上端のフランジ１
８には６〜８個のガス出口１３が均等に穿孔されてい
る。以上の構成に於いてその作用を説明する。薄膜形成
の工程では、サセプタ３、トレイ２、ウエハ１が、ヒ−
タ４によって６００℃〜８００℃に加熱される。石英リ
アクタ１の上方から、原料ガスが流される。また固定シ
ャフト１２内には下方から冷却ガス１４が導入される。
冷却ガス１４は、第２ガイド１１、パイプ１０、第１ガ
イド９を通過してヒ−タ４の下面に吹き出る。ヒ−タの
下面に当たった冷却ガス１４はサセプタの内部を通っ
て、ガス出口１３から排出される。ただし、成膜中は、
冷却の必要がないのであるから、冷却用ガスはサセプタ
内をパ−ジする程度のごく微量しか必要がない。例え
ば、５００ｃｃ／ｍｉｎ以下の流量でよい。ウエハ内の
温度均一性、膜厚均一性を高めるため、成膜中、サセプ
タ３、トレイ２、ウエハ１、回転シャフト５は回転して
いる。成膜が終わるとヒ−タ４の加熱を停止する。一部
の原料ガスの導入を停止する。ＧａＡｓなどIII −Ｖ族
薄膜の成長の場合は、Ａｓの抜けを防止するため、４０
０℃以下になるまでＡｓＨ3 の送給を続ける。ＴＭＧな
どIII 族有機金属ガスの送給のみを停止するのである。
成膜終了後は、サセプタ３、トレイ２、ウエハ１などを
急速に冷却しなければならない。このため固定シャフト
１２を通る冷却用ガスの流量を増やす。装置の大きさに
もよるが、ここでは５（l/min)程度の冷却用ガスを流し
サセプタ３、ヒ−タ４を急冷する。冷却ガスは水素Ｈ2
を例えば用いることができる。これはヒ−タ４に当たっ
てこれを冷却する。ヒ−タ４には多くの隙間があるので
ここを通ってサセプタ３の上面部の裏面に到達し、これ
を冷却することができる。ガスは反対に加熱されるわけ
であるが、加熱されたガスはサセプタ３内を巡って、サ
セプタフランジ１８のガス出口１３からサセプタの外部
へ排出される。これは上方の導入口から導入されたガス
とともに排気口（図示せず）から出て、真空排気装置に
よって排除される。冷却ガスは高温状態にあるヒ−タ
４、サセプタ３の直近位置まで、固定シャフト１２、パ
イプ１０などによって導かれるので、これらを効率的に
冷却できる。また、殆ど閉じられたサセプタの内部空間
を気体が巡回するから、冷却ガスの熱容量を有効に利用
できる。この例ではサセプタは上方の閉じられた部材で
あるが、サセプタは上面の一部に開口を有するものとし
てもよい。こうするとトレイに直接冷却ガスを当てるこ
とができ、一層冷却速度が速くなる。
の通路となる。これは往路の通路である。サセプタ３の
内部が閉じられていると冷却後のガスが逃げないので、
サセプタ３を支持する回転シャフト５上端のフランジ１
８には６〜８個のガス出口１３が均等に穿孔されてい
る。以上の構成に於いてその作用を説明する。薄膜形成
の工程では、サセプタ３、トレイ２、ウエハ１が、ヒ−
タ４によって６００℃〜８００℃に加熱される。石英リ
アクタ１の上方から、原料ガスが流される。また固定シ
ャフト１２内には下方から冷却ガス１４が導入される。
冷却ガス１４は、第２ガイド１１、パイプ１０、第１ガ
イド９を通過してヒ−タ４の下面に吹き出る。ヒ−タの
下面に当たった冷却ガス１４はサセプタの内部を通っ
て、ガス出口１３から排出される。ただし、成膜中は、
冷却の必要がないのであるから、冷却用ガスはサセプタ
内をパ−ジする程度のごく微量しか必要がない。例え
ば、５００ｃｃ／ｍｉｎ以下の流量でよい。ウエハ内の
温度均一性、膜厚均一性を高めるため、成膜中、サセプ
タ３、トレイ２、ウエハ１、回転シャフト５は回転して
いる。成膜が終わるとヒ−タ４の加熱を停止する。一部
の原料ガスの導入を停止する。ＧａＡｓなどIII −Ｖ族
薄膜の成長の場合は、Ａｓの抜けを防止するため、４０
０℃以下になるまでＡｓＨ3 の送給を続ける。ＴＭＧな
どIII 族有機金属ガスの送給のみを停止するのである。
成膜終了後は、サセプタ３、トレイ２、ウエハ１などを
急速に冷却しなければならない。このため固定シャフト
１２を通る冷却用ガスの流量を増やす。装置の大きさに
もよるが、ここでは５（l/min)程度の冷却用ガスを流し
サセプタ３、ヒ−タ４を急冷する。冷却ガスは水素Ｈ2
を例えば用いることができる。これはヒ−タ４に当たっ
てこれを冷却する。ヒ−タ４には多くの隙間があるので
ここを通ってサセプタ３の上面部の裏面に到達し、これ
を冷却することができる。ガスは反対に加熱されるわけ
であるが、加熱されたガスはサセプタ３内を巡って、サ
セプタフランジ１８のガス出口１３からサセプタの外部
へ排出される。これは上方の導入口から導入されたガス
とともに排気口（図示せず）から出て、真空排気装置に
よって排除される。冷却ガスは高温状態にあるヒ−タ
４、サセプタ３の直近位置まで、固定シャフト１２、パ
イプ１０などによって導かれるので、これらを効率的に
冷却できる。また、殆ど閉じられたサセプタの内部空間
を気体が巡回するから、冷却ガスの熱容量を有効に利用
できる。この例ではサセプタは上方の閉じられた部材で
あるが、サセプタは上面の一部に開口を有するものとし
てもよい。こうするとトレイに直接冷却ガスを当てるこ
とができ、一層冷却速度が速くなる。
【００１０】
【発明の効果】抵抗加熱方式を採用する内部加熱方式の
サセプタ部構造を有する薄膜気相成長装置に於いて、サ
セプタ内部のヒ−タ、サセプタ上面板裏面の直近までガ
スを導入してこれを冷却するようにしているので，急速
にこれらを冷却する事ができる。従って、多数枚のウエ
ハに繰り返し薄膜気相成長させる場合、冷却時間を短縮
することによって生産性を向上させることができる。ま
た、冷却時に流す原料ガスの量が少なくなるので、ガス
消費量が減少して製造コストを下げることができる。有
害なガスの浪費を防ぎうるので、公害防止、環境衛生の
向上という点でも望ましいものである。
サセプタ部構造を有する薄膜気相成長装置に於いて、サ
セプタ内部のヒ−タ、サセプタ上面板裏面の直近までガ
スを導入してこれを冷却するようにしているので，急速
にこれらを冷却する事ができる。従って、多数枚のウエ
ハに繰り返し薄膜気相成長させる場合、冷却時間を短縮
することによって生産性を向上させることができる。ま
た、冷却時に流す原料ガスの量が少なくなるので、ガス
消費量が減少して製造コストを下げることができる。有
害なガスの浪費を防ぎうるので、公害防止、環境衛生の
向上という点でも望ましいものである。
【図１】本発明の実施例にかかる薄膜気相成長装置の概
略縦断面図。
略縦断面図。
【図２】図１のガイドパイプ固定シャフト部のみの斜視
図。
図。
【図３】従来例にかかる薄膜気相成長装置の概略縦断面
図。
図。
１ ウエハ ２ トレイ ３ サセプタ ４ ヒ−タ ５ 回転シャフト ６ 電極 ７ リフレクタ− ８ リアクタ ９ 第１ガイド １０ パイプ １１ 第２ガイド １２ 固定シャフト １３ ガス出口 １４ 冷却ガス １５ 支持板 １６ 支柱 １７ フランジ １８ フランジ
Claims (1)
- 【請求項１】 真空に引くことのできるリアクタと、リ
アクタの内部に設けられウエハを保持するための中空の
サセプタと、サセプタを水平方向に回転可能に支持する
中空の回転シャフトと、回転シャフトの内部に設けられ
る中空の固定シャフトと、サセプタの内部に設けられる
抵抗加熱ヒ−タと、抵抗加熱ヒ−タに電力を供給するた
め固定シャフトの内部に設けられる電極とを含み、中空
の固定シャフトから気体をサセプタの内部へ導入しヒ−
タに吹き付けてこれを冷却できるようにした事を特徴と
する薄膜気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35377691A JPH05166736A (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 薄膜気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35377691A JPH05166736A (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 薄膜気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05166736A true JPH05166736A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=18433144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35377691A Pending JPH05166736A (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 薄膜気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05166736A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999046804A1 (en) * | 1998-03-11 | 1999-09-16 | Applied Materials, Inc. | Thermal cycling module |
| JP2007019350A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Nuflare Technology Inc | エピタキシャル成長装置 |
| JP2007042844A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Furukawa Co Ltd | 気相成長装置及びサセプタ |
| JP2013021112A (ja) * | 2011-07-11 | 2013-01-31 | Nuflare Technology Inc | 気相成長装置および気相成長方法 |
| JP2015517204A (ja) * | 2012-04-04 | 2015-06-18 | ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフトＳｉｌｔｒｏｎｉｃ ＡＧ | 蒸着法によって半導体ウエハ上に層を堆積させる装置 |
| US20210151285A1 (en) * | 2019-11-15 | 2021-05-20 | Tokyo Electron Limited | Temperature measurement system, temperature measurement method, and substrate processing apparatus |
-
1991
- 1991-12-18 JP JP35377691A patent/JPH05166736A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999046804A1 (en) * | 1998-03-11 | 1999-09-16 | Applied Materials, Inc. | Thermal cycling module |
| JP2007019350A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Nuflare Technology Inc | エピタキシャル成長装置 |
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| JP2015517204A (ja) * | 2012-04-04 | 2015-06-18 | ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフトＳｉｌｔｒｏｎｉｃ ＡＧ | 蒸着法によって半導体ウエハ上に層を堆積させる装置 |
| US20210151285A1 (en) * | 2019-11-15 | 2021-05-20 | Tokyo Electron Limited | Temperature measurement system, temperature measurement method, and substrate processing apparatus |
| US11972921B2 (en) * | 2019-11-15 | 2024-04-30 | Tokyo Electron Limited | Temperature measurement system, temperature measurement method, and substrate processing apparatus |
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