JPH0545052B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体工業で利用されるSi（シリコ
ン）ウエハの気相成長装置に関するものである。

従来の技術 近年、気相成長装置において、急速加熱、急速
冷却が可能であるということから、加熱源として
赤外線ランプが使用されている。

以下図面を参照しながら上述した従来の気相成
長装置の一例について説明する。

第５図は従来の気相成長装置を示すものであ
る。

１は赤外線透過容器としての石英ベルジヤーで
あり、前記石英ベルジヤー１とベース板２とによ
つて完全に外気を遮断することができるようにな
つている。ベース板２にはガスを供給するための
ガス供給口３と、ガスを排出するためのガス排出
口４が取り付けられている。またベース板２に
は、半導体基板５を載せる基台６が設置されてい
る。基台６は不純物の汚染あるいは、加熱による
分解を避けるため透明石英でできている。また石
英ベルジヤー１の上部外側には、半導体基板５を
加熱するための赤外線ランプ７と、赤外線ランプ
７の光線を効率よく石英ベルジヤー１内の半導体
基板５に照射するための反射鏡８が取り付けられ
ている。

以上のように構成された気相成長装置につい
て、以下多結晶シンコン膜を堆積する場合につい
て説明する。

基台６上に載置された半導体基板５は、赤外線
ランプ７からの光照射を受け約600〜700℃程度の
温度に加熱される。一方図示されていないガス供
給装置で、反応ガスとしてのモノランと、キヤリ
ーガスとしての窒素の混合ガスが供給される。こ
の混合ガスは、ガス排出口４に向かつて流れ、こ
の時基台６および半導体基板５に接触して熱を奪
い所定温度以上に達した反応ガス分子が分解析出
して半導体基板上に多結晶シリコン膜が堆積され
る（例えば「最新LSIプロセス技術」工業調査会
P211〜229）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、基台６は
透明石英であるため、赤外線ランプ７の光をほと
んど透過するために、あまり温度が上がらない。
そのため半導体基板５は、上面からたえず加熱光
線を受けるが、下方からどんどん熱が奪われるこ
とになる。また基台６に注目してみれば、上部か
ら熱を吸収するが、その吸収した熱も、下方及び
側方に熱を放出することになる。そのため、熱の
流れとしては、下方と側方に流れ、上面に置いた
半導体基板５の内部にもその影響が及び、半導体
基板５の下方及び側方に向けて熱が放出される。
その結果半導体基板５上の温度は、中央に比べて
端の方が温度が低く、温度の均一性が悪くなり堆
積膜の膜厚の不均一が生じるという問題を有して
いた。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の気相成長
装置は、半導体基板を載置する基台が、光透過性
の部材と、前記半導体基板の裏面の外周部と対向
する部分を有する位置に設けられた赤外線の反射
率の大きな反射部材とで構成したものである。

作 用 本発明は上記した構成によつて、赤外線ランプ
からの加熱光線を受けた半導体基板は、下方の基
台に熱が吸収される。しかし従来例に比べて、外
周近傍が赤外線の反射率の大きな材質よりなるた
め、この部分に入射した赤外線を効率良く反射さ
せて半導体基板の外周近傍に入射させることがで
きる。その結果、従来例に比べて、半導体基板の
外周部分の温度が高くなり、半導体基板上の温度
の均一性が向上する。

実施例 以下本発明の一実施例の気相成長装置について
図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における気相成
長装置断面図を示すものである。

第１図において、９は加熱室であり、内部に水
冷溝１０が設けられたステンレス等の耐熱耐食性
金属より成る壁面部材１１と上部開閉ブロツク１
２とから構成されている。このブロツク１２に
は、内部に赤外線発生源としての赤外線ランプヒ
ーターユニツト１３が設置されており、更にこの
赤外線ランプヒーターユニツト１３に近接した位
置に透明石英プレート１４がＱリング等のガスシ
ール手段を介して固定具１５により固定されてい
る。この上部開閉ブロツク１２は上下昇降動作が
可能であり、上方へ持ち上げることによつて、加
熱室上部が開口し、半導体基板１６の投入、取出
しが行える。またこの上部開閉ブロツク１２を降
下させＯリングを介して壁面部材１１に接触する
位置に固定することで、外気から完全に遮断され
た気密室が構成される。またこの加熱室９の一端
には、ガス供給装置（図示せず）から伸びたガス
供給管１７が結合されたガス供給口１８と、更に
他端にはガス排気管１９が結合されているガス排
気口２０とが備えられている。加熱室９の内部に
は半導体基板１６を石英プレート１４を介して赤
外線ランプヒーターユニツト１３に対向した位置
に載置するための基台２１が設置されている。第
２図は基台２１の断面図で、透明石英２２とリン
グ状のステンレスに金を蒸着した反射板２３とか
らなる。

２４は赤外線ランプヒーターユニツト１３から
の光線である。

第３図は基台の分解斜視図であり、反射板２３
を透明石英２２ではさんだような構造になつてい
る。

以上のように構成された赤外線加熱装置につい
て、第１図を用いて、多結晶シリコン膜を堆積す
る場合について説明する。

半導体基板１６および基台２１は約600〜700℃
に加熱される。一方図示されていないガス供給装
置で、反応ガスとしてのモノシランとキヤリヤー
ガスとしての室素の混合ガスがガス供給口１８か
ら供給され、ガス排出口２０から排出される。こ
の混合ガスは、基台２１および半導体基板１６上
で熱を吸収し所定温度以上に達したとき、反応ガ
ス分子が分解し、半導体基板１６上に多結晶シリ
コン膜が堆積される。この場合、半導体基板１６
の周辺部分は、赤外線ランプヒーターユニツト１
３からの光線だけでなく、基台２１からの反射光
も受け、半導体基板１６の温度分布の均一性が向
上し、その結果、堆積された膜の膜厚も均一にな
る。

以上のように本実施例によれば、半導体基板を
載置するための基台として、基台の外周近傍に入
射した光が、半導体基板の外周部分に当たるよう
に、反射材を設けることにより、半導体基板上の
温度分布の均一化を図ることができる。また、そ
の結果、堆積される膜の均一性も向上する。

第４図は、本発明の他の実施例を示す気相成長
装置基台２１ａの断面図であり、気相成長装置は
いずれも、第１図の構成と同じである。２３ａ
は、リング状のステンレスに金を蒸着した反射板
で、２２ａは透明石英である。この基台２１ａ
は、下部の透明石英２２ａに反射材２３ａをはめ
込み、上部の透明石英２２ａを置くという構成か
らなつている。２４ａは赤外線ランプヒーターユ
ニツト１３からの反射光線であ。

以上のように構成された基台２１ａは、原理的
には第２図の場合と全く同じで、半導体基板１６
ａの周辺部分は、赤外線ランプヒーターユニツト
１３からの光線だけでなく、基台２１ａからの反
射光も受け、半導体基板１６ａの温度分布の均一
性が向上する。その結果、堆積された膜の膜厚も
均一になる。

なお、本実施例において、基台２１，２１ａの
外周近傍は、金を蒸着したステンレスとしたが、
光の反射率の大きな材質であればよい。

また透明石英プレート１４は、透明石英とした
が、赤外光透過性を有するものであれば、他の材
質を用いてもよい。

また反射材２３は基台２１内に組み込んだが、
基台２１はすべて透明石英とし、基台２１の下に
反射材２３を置いてもよい。

発明の効果 以上のように本発明によれば半導体基板の裏面
の外周部と対向する部分を有する位置に設けられ
た赤外線の反射率の大きな反射部材を設け、前記
反射部材で反射した赤外線を半導体基板の外周近
傍に入射させることより、半導体基板の外周部分
の温度上昇を促進することができ、半導体基板の
温度の均一性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における気相成長装
置の断面図、第２図は基台の断面図、第３図は基
台の分解斜視図、第４図は本発明の他の実施例に
おける基台の断面図、第５図は従来の気相成長装
置の断面図である。 ９……反応室、１３……赤外線ランプヒーター
ユニツト、１４……透明石英プレート、１６……
半導体基板、１８……ガス供給口、２０……ガス
排気口、２１……基台、２２……透明石英、２３
……反射部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガス供給口とガス排出口を備えるとともに少
   なくとも一部分が光透過性を有する容器と、前記
   容器の外部にあつて、前記容器の内部を輻射加熱
   する赤外線発生源と、前記容器の内部にあつて半
   導体基板を載置する基台とを備えた気相成長装置
   において、前記基台は、光透過性の部材と、前記
   半導体基板の裏面の外周部と対向する部分を有す
   る位置に設けられた赤外線の反射率の大きな反射
   部材とで構成されたことを特徴とする気相成長装
   置。