JPH0547973B2

JPH0547973B2 -

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Publication number: JPH0547973B2
Application number: JP21433989A
Authority: JP
Inventors: Ryozo Sato
Original assignee: Daiwa Handotai Sochi Kk
Current assignee: Daiwa Handotai Sochi Kk
Priority date: 1989-08-21
Filing date: 1989-08-21
Publication date: 1993-07-20
Also published as: JPH0377314A

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］ガリウム砒素ウエ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タキシヤル成
長を促進し、シリコンウエーハ上に有機金属を用
いて−Ｖ族、−族の化合物半導体の膜を形
成し、シリコンウエ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
るいはシリコンウエーハ上に超電導膜を形成する
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（Metal Organic−Chemical
Vaper Deposi−tion）法が広く利用されている。

例えば、ガリウム砒素ウエ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MO−CVD法の半導体製造装置
（以下、単に装置と省略する。）の代表的構成を第
３図と第４図に示す。

第３図は、反応ガスをウエーハ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１
０、ウエーハ３１を保持するサセプター３３、反
応室１０内を例えば700℃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、ウエーハ３１は酸素と接触すると急速に
反応して劣化するので、ウエーハ３１のローデイ
ング・アンローデイングに際して気密とするため
に、反応室１０に連設されたロードロツクチヤン
バー３や、さらに２点鎖線で示した第２のロード
ロツクチヤンバー４を設けたいわゆる２〜３室ロ
ードロツク方式とされている。したがつて、ウエ
ーハ３１のローデイング・アンローデイングは、
サセプター３３の移動機構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室のロードロツクチヤ
ンバー３を隔離し、同様にロードロツクチヤンバ
ー３と第３室を形成する第２のロードロツクチヤ
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は反応ガス
排気口、１６はN₂ガス等によるパージや真空引
きするためのガスパージ口である。また、１４，
１５はウエーハ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ウエ
ーハ３１と接触することによりエピタキシヤル成
長を促進させるものであるから、反応ガスの労費
や室内汚染による品質低下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
すべきである。したがつて、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
イル等からなる誘電加熱方式とされるのが一般的
である。よつて、反応室１０は石英ガラスら形成
されている。

したがつて、反応室１０に例えばトリメチルガ
リウム［CH₃Ga］、水素ガス［H₂］、アルシンガ
ス［AsH₃］、ホスフインガス［PH₃］等の反応ガ
スを供給するとともに加熱手段５０によつて例え
ばガリウム砒素［GaAs］からなるウエーハ３１
および反応ガスを、例えば700℃に加熱すること
によりウエーハ３１上にエピタキシヤル成長を促
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図と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
ガスをウエーハ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、上記理由から加熱手段５
０を誘導加熱方式とするために、反応室１０は石
英ガラスから形成されている。したがつて、ウエ
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。したがつて、水平方向の設
置スペースが小さく、反応室１０内を覗窓から目
視容易等の作業便宜な高さに配設可能という等の
特長を有するが、ロードロツクチヤンバー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のロードロツクチヤンバー４が下方配設
されているためにローデイング・アンローデイン
グ作業が不便であるという欠点がある。さらに、
反応ガスをウエーハ３１に垂直方向から供給する
ので、その有効接触が阻害され高効率のエピタキ
シヤル成長を促進できないという問題がある。

これに対して、縦型の上記特長を亨受しながら
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−ation）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
めにウエーハ３１をサセプター３３とともにモー
タ４４で、例えば1200rpm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、反応ガス乱流
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、反応ガス流がウエー
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エーハ
３１のローデイング・アンロウデイング作業を反
応室１０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の下側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題］しかしながら、上記いずれの従来構造において
も、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インガス
［PH₃］，アルシンガス［AsH₃］は猛毒性であ
る。

したがつて、横型・縦型を問わず誘導加熱方
式では、反応室１０を石英ガラスから形成せざ
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。

ウエーハ３１のローデイング・アンローデイ
ングは、そのサセプター３３ごとロードロツク
チヤンバー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、特にロードロツクチヤンバー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。ウ
エーハ３１の下流側に付着することはたいした
問題とならないが、上流側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
物となつて反応ガス中に混入したり、場合によ
つてはウエーハ自体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［GaAs］等は脆いことから、1200rpmの如
く高速回転すると原型が破壊され生産不能となつ
たり、機器破損を招くという問題が指摘されてい
る。これに対して、低速回転させると、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エーハ３１の出
入れを反応室１０の位置において行なうために必
須なウエーハ出入穴１４，１５や覗窓が反応ガス
を大きく乱し、ウエ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
的に相反するとされていた人身保護上の安全性、
高品質化、取扱容易、生産性向上、小型・低コス
ト化等々の全てを達成できるMO−CVD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］請求項第１項記載の発明は、内部空間上部に連
通する反応ガス供排口および内部空間に連通する
ウエ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
れたウエ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エーハを該サセ
プターを介して輻射加熱する熱源と、反応作業中に該ウエーハ出入穴を閉成するとと
もに反応室内壁面の内側を囲んで反応ガス供給口
からウエーハに向う反応ガスの整流を行いかつロ
ーデイング・アンローデイング作業中にウエーハ
出入穴を開成するように反応室内壁面に沿つて外
部から変位可能に形成された円筒形の整流部材と
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
連通する反応ガス供排口、ウエーハ出入穴等を有
する金属製の横型反応室と、外部より回転可能として該内部空間内に配設さ
れたウエ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
かつ該ウエーハを該サセプターを介して輻射加熱
する熱源と、反応作業中に反応ガスをウエーハに平行流とな
るよう整流する位置とされかつローデイング・ア
ンローデイ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
るとともに、該サセプターの上流側と下流側とに
一対として設けられた整流部材とを備えてなるこ
と、を特徴とする。

［作用］請求項第１項記載の発明では、上部の反応ガス
供給口からの反応ガスは円筒形整流部材で整流さ
れ高速回転するサプター上のウエーハーに供給さ
れる。したがつて、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ローデイング・アンローデ
イング作業が容易である。

また、請求項第２項記載の発明は、供給口から
の反応ガスは整流部材によつて整流され高速回転
するサセプター上のウエーハに平行流とされ、高
能率固気接触がなされる。したがつて、熱源で適
温に輻射加熱されたウエ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イング・アン
ローデイング作業が容易に行える。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。

（第１実施例）この実施例は、ガリウム砒素ウエーハ上にエピ
タキシヤルを成長させるMO−CVD法の半導体
製造装置であつて、第１図に示す如く縦型装置で
あり、大別して反応室１０とウエーハ回転機構３
０と加熱手段５０と整流機構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６
１を含み形成され反応室１０の内部空間１８内に
配設してウエーハ３１を輻射加熱することによ
り、反応室１０全体を石英ガ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３０を形成する
石英ガラス製の２重円筒体５１を含み、その空間
部５２を利用してウエーハ回転機構３０の回転シ
ヤフト３４を貫通可能とするとともに、さらにこ
の回転シヤフト３４の中空部３７を利用して温度
検出手段３９を設けることによりウエーハ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。

また、ウエーハ３１のローデイング・アンロー
デイング作業便宜のためウエーハ出入穴１４，１
５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
ドロツクの第１室を形成するものである。

ここに、ウエーハ３１を高速回転させてもウエ
ーハ出入穴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
タキシヤル成長を一段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７０の整流作用
を発揮する円筒形の整流部材７１は、ローデイン
グ・アンローデイング作業に際してウエーハ出入
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、両側
部にはウエーハ入口穴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１
３とガスパージや真空引きに使用するガスパージ
口１６が設けられている。

ここに、ウエーハ入口穴１４はローデイングチ
ヤンバー３から新たなウエーハ３１をサセプター
３３（トレイ３２）に供給し、ウエーハ出口穴１
５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ヤンバーに取出
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エーハ入口穴１４、出口穴
１５を容易に設けることができる。したがつて、
ローデイング・アンローデイング作業が反応室１
０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ジ
口、３−２は反応時にローデイングチヤンバー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
図示しないシリンダ装置等に連結されたシヤフト
７８で上下動可能に形成されたフイルタ７９が設
けられている。ローデイング作業中に反応室１０
側からの埃等がローデイングチヤンバー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つ
て、大径の貫通穴２２、電極穴２７、パージ穴５
３−１、小径の貫通穴２３が設けられ、第１図で
上面側には、フツク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、ここにもガスパージ口１９−１が設けられて
いる。

次に、ウエーハ回転機構３０は、反応室１０の
内部空間１８内においてウエーハ３１を高速回転
させる手段であつて、トレイ３２を介してウエー
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ヤフト３４と、この回
転シヤフト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。

この真空回転を保障するためにサセプター３３
の軸部３３−１は軸受３５を介して詳細後記の２
重円筒体５１に案内され、回転シヤフト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、回転シヤフト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３
７にサーモカツプ等から形成された温度検出手段
３９が装着される。したがつて、ウエーハ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、回転シヤフト３４は真円回転している
ので温度検出手段３９には捩れ等の機械的外力も
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エーハ
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５
１と熱源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れた熱源６
１を収容するための密閉空間５３を形成するとと
もに上記の如く回転シヤフト３４を嵌挿案内する
ためのものであり、石英ガ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
しても反応ガスの外部へのリーク問題は生じな
い。

２重円筒体５１は、内側の長寸部５５を基体２
１の貫通穴２２にシール部材２５を介して嵌挿
し、ナツト部材２６により固定されるとともに、
外周部に設けられた鍔部５４はフツク２４に係止
され固定される。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
スパージ口５３−１とは、この密閉空間５３に連
通する位置として設けられている。

ここに、熱源は、密閉空間５３の上部つまりサ
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６
２と、金属筒６４と一体に形成されたセラミツク
製の電極いわゆるハーメチツク電極６３と、外部
の電源装置とを連結する給電部材６５と、反射鏡
６７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、単位面積
当りの発熱量の大きな複数のカーボンフアイバー
電極とされ、径方向に分割配設することによつて
ウエーハ３１の径方向温度分布を適宜にコントロ
ール可能に形成して輻射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、熱源をカーボン系電極とすること
により、従来の金属抵抗、ハロゲンランプ等によ
る加熱方式に対して装置小型化達成され、かつハ
ロゲンランプの如く冷却手段を講じなくてもすむ
ので設備簡素化と反応ガス漏れ部位の排除が可能
となる。

続いて、整流機構７０は、反応作業中にウエー
ハ出入穴１４，１５を閉成して上方の反応ガス供
給口１２からウエーハ３１に向う反応ガスの整流
を行いかつローデイング・アンローデイング作業
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１１ａに沿つ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
りローデイング・アンローデイング作業を反応室
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はウエーハ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牢で内
壁面１１ａに大きな凹部を形成するような複雑形
状となる。

すると、いかにウエーハ３１を高速回転して
も、ウエーハ３１面上に反応ガスが層流となつて
良好な接触を保つというウエーハ回転型の特徴が
抹殺されてしまう。多数のウエーハ３１を同時に
サセプター３３にセツトすることにより生産性を
同じく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に反応ガ
ス中の成分が付着固化するとウエーハ３１の上流
側に位置するところから、時間とともに付着物質
が不純物となつ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機構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７１を反応室１０内
で上下に移動させる可動体７３とから形成さてい
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
１４，１５の確実閉成および迅速開閉作用とを一
段と能率よく行わせるために、短寸円筒体からな
るガイド部材７５が設けられている。

なお、第１図は反応中に状態を示し、整流部材
７１の上端は反応室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、出入
口１４，１５側と内部空間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とローデイングチヤ
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イルタ７９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、フイルタ７９を上昇させ、ハンドリン
グ手段７を操作してウエーハ３１をトレイ３２上
にセツトする。この際、整流部材７１、ガイド部
材７２は引下げられている。

ウエーハ３１のセツト後に、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、反応ガスの出入穴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
つウエーハ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、ウエーハ回転機構３０
を駆動してウエーハ３１を回転駆動しつつ供給口
１２から反応ガスを供給する。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。
ウエーハ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
タキシヤ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，カーボンフイーバー
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、ウエーハ回転機構３
０、加熱手段５０を停止し、反応室１０内のガス
パージ等々先の手順と逆動作してウエーハ（製
品）３１をウエーハ出口穴１５から引出し、ロー
デイングチヤンバー３から新たなウエーハ３１を
供給し、次の製造が行うことができる。

しかして、この実施例によれば、金属製縦型反
応室１０と回転可能なサセプター３３とサセプタ
ー３３の下方からウエーハ３１を輻射加熱する熱
源すなわち加熱手段５０と円筒形整流部材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
応ガ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、ウエーハ出入口１４，１
５等々を適宜な位置に容易に加工できるからロー
デイング・アンローデイング作業が理想的となり
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
の着脱可能な基体２１とから形成されているの
で、ローデイング・アンローデイング作業中には
ウエーハ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
そつ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１０の内壁面１１ａ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２
２、フツク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が脚部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つたとしても金属製
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、ウエーハ回転機構３０は、モータ４４で
回転駆動される回転シヤフト３４にトレイ３２付
のサセプター３３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、回転シヤフト３
４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２９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。よつて、反応ガスのウエー
ハ３１上での層流確立による高品質エピタキシヤ
ル成長とウエーハ３１の安全姿勢保持がなされ
る。

また、回転シヤフト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
度検出手段３９を配設でき、ウエーハ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、加熱手段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
くウエーハ３１を加温できる。

また、加熱手段５０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熱量が大
きいカーボン系電極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、ウエーハ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が形成する密閉空間５３内に
収容されているので、反応ガスと接触することが
なく、長期の安定使用できる。また、劣化や反応
ガ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
じる必要がなく、装置小型化に貢献すること大で
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、この部分から
の反応ガスリークを完全防止できる。

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の上流側における反応ガス中の成分
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はウエーハ出入穴１４，
１５を反応作業中に完全に覆うことができるの
で、ウエーハ出入穴１４，１５等による反応ガス
の乱流化が阻止される。したがつて、高速回転中
はもとよりウエーハ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、出入口１４，１５
の完全閉鎖と迅速開閉を企画した短寸のガイド部
材７２が設けられているので、反応ガス流のバイ
パスをも阻止できる。

さらにまた、整流部材７１は可動体７３を介し
て外部から上下動可能に構成されているので、ロ
ーデイング・アンローデイング作業を迅速かつ高
能率に行うことができる。

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清浄が容易であり、常
にサセプター３３の上流側に位置する表面を平滑
に保持できる。

さらにまた、反応室１０とローデイングチヤン
バー３との間には、上下動可能なフイルタ７９が
設けられているので、ローデイング作業中に反応
室１０側から埃等が侵入されず、供給ウエーハ３
１の清浄化を保つことができる。

（第２実施例）この実施例は第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等全体を上下動させることなくローデ
イング・アンローデイング作業可能でかつ整流部
材７１（整流機構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型に関するもの
である。

これがため、整流機構７０の一部を形成する整
流部材７１は、サセプター３３の上流側と下流側
とに一対として設け、供給口１２から反応ガスを
ウエーハ３１と平行な流れを形成するものと構成
されている。もとより、整流部材７１，７１は可
動体７３，７３を介してローデイング・アンロー
デイング作業円滑化のために第２図で２点鎖線で
示す位置に下降させることができる。

なお、ローデイングチヤンバー３は、反応ガス
流方向の後端に設けられているが、サセプター３
３の近傍位置において反応ガ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
による安全性の確保、ローデイング作業等の取扱
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ができ、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、以上の実施例ではウエーハをガリウム砒
素とし、反応ガスをトリメチルガリウム等とした
が、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、金属製縦型反応室、回転型サセプタ
ー、輻射加熱方式の熱源、変位可能な円筒形整流
部材等を含み構成されているので、従来装置構築
上相反すると指摘されていた問題を一掃し、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、金属製横型
反応室、回転型サセプター、輻射加熱方式の熱
源、ウエーハに平行流を形成する上流側および下
流側の一対の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−CVD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実施例を示す側断面図、第３図〜第
５図は従来のMO−CVD法による半導体製造装
置の概略図であつて第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、１１ａ……内
壁面、１２……反応ガス供給口、１３……反応ガ
ス排気口、１４……ウエーハ入口穴、１５……ウ
エーハ出口穴、１８……内部空間、２１……基
体、３０……ウエーハ回転機構、３１……ウエー
ハ、３３……サセプター、３９……温度検出手
段、４４……モータ、５０……加熱手段、５１…
…２重円筒体、５３……密閉空間、６１……熱
源、７０……整流機構、７１……整流部材。

Claims

【特許請求の範囲】１内部空間上部に連通する反応ガス供排口およ
び内部空間に連通するウエーハ出入穴等を有する
金属製の縦型反応室と、外部より回転可能として該内部空間内に配設さ
れたウエ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エーハを該サセ
プターを介して輻射加熱する熱源と、反応作業中に該ウエーハ出入穴を閉成するとと
もに反応室内壁面の内側を囲んで反応ガス供給口
からウエーハに向う反応ガスの整流を行いかつロ
ーデイング・アンローデイング作業中にウエーハ
出入穴を開成するように反応室内壁面に沿つて外
部から変位可能に形成された円筒形の整流部材と
を備えてなるMO−CVD法による半導体製造装
置。２内部空間に連通する反応ガス供排口、ウエー
ハ出入穴等を有する金属製の横型反応室と、外部より回転可能として該内部空間内に配設さ
れたウエ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
かつ該ウエーハを該サセプターを介して輻射加熱
する熱源と、反応作業中に反応ガスをウエーハに平行流とな
るよう整流する位置とされかつローデイング・ア
ンローデイ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
るとともに、該サセプターの上流側と下流側とに
一対として設けら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。