JPH0555145A - 基板加熱装置 - Google Patents
基板加熱装置Info
- Publication number
- JPH0555145A JPH0555145A JP21550191A JP21550191A JPH0555145A JP H0555145 A JPH0555145 A JP H0555145A JP 21550191 A JP21550191 A JP 21550191A JP 21550191 A JP21550191 A JP 21550191A JP H0555145 A JPH0555145 A JP H0555145A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- heater
- diameter
- shielding member
- radiation shielding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板を均一温度に加熱でき、また加熱用のヒ
ータの温度上昇が抑えられる、即ち消費電力が小さい分
子線エピタキシ装置の基板加熱装置を提供する。 【構成】 基板とヒータの間に、基板の径よりも小径、
あるいは、サセプタに設けた円開口の径よりも小径の穴
をもつふく射遮蔽用部材を設置し、基板中央部（大部
分）はふく射遮蔽用部材の穴を通してヒータにより直接
加熱することにより効率的に加熱し、かつサセプタによ
り支持される基板周辺部はふく射遮蔽用部材によりヒー
タからの熱量を抑えて過度の温度上昇を防ぐ。 【効果】 基板の温度分布を均一とし、かつヒータ温度
を低くすることができ、これによりエピタキシャル成長
時に発生する基板表面の欠陥が減少でき、基板回転機構
を含む基板加熱機構部の信頼性を向上できる。
ータの温度上昇が抑えられる、即ち消費電力が小さい分
子線エピタキシ装置の基板加熱装置を提供する。 【構成】 基板とヒータの間に、基板の径よりも小径、
あるいは、サセプタに設けた円開口の径よりも小径の穴
をもつふく射遮蔽用部材を設置し、基板中央部（大部
分）はふく射遮蔽用部材の穴を通してヒータにより直接
加熱することにより効率的に加熱し、かつサセプタによ
り支持される基板周辺部はふく射遮蔽用部材によりヒー
タからの熱量を抑えて過度の温度上昇を防ぐ。 【効果】 基板の温度分布を均一とし、かつヒータ温度
を低くすることができ、これによりエピタキシャル成長
時に発生する基板表面の欠陥が減少でき、基板回転機構
を含む基板加熱機構部の信頼性を向上できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分子線エピタキシ装置
の基板加熱装置に係り、特に基板の温度分布を均一に、
かつ、効率良く加熱するのに好適な分子線エピタキシ装
置の基板加熱装置に関する。
の基板加熱装置に係り、特に基板の温度分布を均一に、
かつ、効率良く加熱するのに好適な分子線エピタキシ装
置の基板加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭62−87484号公報に記載の従来の
分子線エピタキシ装置の基板加熱装置の基本構造を図７
に示す。基板１はサセプタ２に形成された円開口２ａ上
に載せることによって周辺部が支持され、サセプタ２
は、さらにサセプタ保持具３によって保持される。基板
１は、エピタキシャル成長面の反対面からヒータ４によ
って加熱される。
分子線エピタキシ装置の基板加熱装置の基本構造を図７
に示す。基板１はサセプタ２に形成された円開口２ａ上
に載せることによって周辺部が支持され、サセプタ２
は、さらにサセプタ保持具３によって保持される。基板
１は、エピタキシャル成長面の反対面からヒータ４によ
って加熱される。
【０００３】このような基本構造の基板加熱装置におい
て、基板を均一に加熱するために、成長面を重力方向と
したものではないが、従来は、特開昭57−30320号公報
に記載のように、基板とヒータの間に熱伝導の良い材料
を用いた加熱均一化部材を設置していた。しかし、この
方式によると、加熱均一化部材は、ふく射を遮蔽するた
めに、加熱均一化部材を入れないときと同じ基板温度を
得るためには、ヒータの温度を高くする必要があった。
て、基板を均一に加熱するために、成長面を重力方向と
したものではないが、従来は、特開昭57−30320号公報
に記載のように、基板とヒータの間に熱伝導の良い材料
を用いた加熱均一化部材を設置していた。しかし、この
方式によると、加熱均一化部材は、ふく射を遮蔽するた
めに、加熱均一化部材を入れないときと同じ基板温度を
得るためには、ヒータの温度を高くする必要があった。
【０００４】また、特開昭63−116419号公報に記載のよ
うに、基板を直接加熱し、さらに基板温度分布を均一化
するために、基板の外周部を電子ビームによって加熱し
た例がある。この方法は、加熱装置の構造が複雑になる
ばかりでなく、絶縁性および半絶縁性基板の場合に電子
ビームによる基板の帯電に対して別途対処する必要があ
った。
うに、基板を直接加熱し、さらに基板温度分布を均一化
するために、基板の外周部を電子ビームによって加熱し
た例がある。この方法は、加熱装置の構造が複雑になる
ばかりでなく、絶縁性および半絶縁性基板の場合に電子
ビームによる基板の帯電に対して別途対処する必要があ
った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、サセ
プタに載せることによって保持された基板を、加熱均一
化部材を用いることなく直接加熱し、基板の温度が均一
で、しかも基板加熱用のヒータの温度が低い、すなわち
消費電力が小さい分子線エピタキシ装置の基板加熱装置
を提供することにある。
プタに載せることによって保持された基板を、加熱均一
化部材を用いることなく直接加熱し、基板の温度が均一
で、しかも基板加熱用のヒータの温度が低い、すなわち
消費電力が小さい分子線エピタキシ装置の基板加熱装置
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の基板加熱装置は、結晶のエピタキシャル成
長面を重力方向にした基板を、該基板の縁部に接して支
持する円開口を設けたサセプタと、該サセプタ上方に設
置され基板を加熱するヒータとを備えた分子線エピタキ
シ装置の基板加熱装置において、基板とヒータの間に基
板の外径より小さい径の穴を持つ輻射遮蔽用部材を設置
したことを特徴としている。
に、本発明の基板加熱装置は、結晶のエピタキシャル成
長面を重力方向にした基板を、該基板の縁部に接して支
持する円開口を設けたサセプタと、該サセプタ上方に設
置され基板を加熱するヒータとを備えた分子線エピタキ
シ装置の基板加熱装置において、基板とヒータの間に基
板の外径より小さい径の穴を持つ輻射遮蔽用部材を設置
したことを特徴としている。
【０００７】そしてふく射遮蔽用部材を、サセプタの上
に基板と段差を設けて載せるのが好ましく、さらにふく
射遮蔽用部材の穴径を可変とするのがよい。
に基板と段差を設けて載せるのが好ましく、さらにふく
射遮蔽用部材の穴径を可変とするのがよい。
【０００８】
【作用】従来の基板加熱装置の場合は、前記ふく射遮蔽
用部材であるリングが設置されていないため、ヒータか
ら基板へのふく射は、基板の裏面（エピタキシャル成長
面と反対面）全面に入射する。また、エピタキシャル成
長面では、基板の周辺部がサセプタによる支持面となっ
ているため、サセプタによつて、成長面から逃げるふく
射が遮蔽され、基板周辺部の温度が高くなってしまう。
用部材であるリングが設置されていないため、ヒータか
ら基板へのふく射は、基板の裏面（エピタキシャル成長
面と反対面）全面に入射する。また、エピタキシャル成
長面では、基板の周辺部がサセプタによる支持面となっ
ているため、サセプタによつて、成長面から逃げるふく
射が遮蔽され、基板周辺部の温度が高くなってしまう。
【０００９】本発明の基板加熱装置では、ヒータと基板
の間に基板の外径より小さい径の穴を持つふく射遮蔽用
部材を挿入したので、基板外周部に入射するふく射が減
少し、基板の外周部の温度を下げ、基板の温度分布を均
一化することができる。
の間に基板の外径より小さい径の穴を持つふく射遮蔽用
部材を挿入したので、基板外周部に入射するふく射が減
少し、基板の外周部の温度を下げ、基板の温度分布を均
一化することができる。
【００１０】また、基板中央部を含む基板の大部分は、
ヒータのふく射で直接加熱されるため、加熱効率がよ
く、ヒータの温度を低く抑えることができる。
ヒータのふく射で直接加熱されるため、加熱効率がよ
く、ヒータの温度を低く抑えることができる。
【００１１】図６は、本発明の基板加熱装置を用いて基
板を加熱したときの基板温度分布線図であり、ふく射遮
蔽用部材の内径を適切に設定することによって、基板の
温度分布が均一になることがわかる。
板を加熱したときの基板温度分布線図であり、ふく射遮
蔽用部材の内径を適切に設定することによって、基板の
温度分布が均一になることがわかる。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００１３】図１は、本発明の第１の実施例を示す図で
あり、基板１とヒータ４の間にＷ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｓｉ、
Ｎｂ、ＰＢＮなどの高融点材料でできたふく射遮蔽用部
材なるリング５を設置した基板加熱装置である。
あり、基板１とヒータ４の間にＷ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｓｉ、
Ｎｂ、ＰＢＮなどの高融点材料でできたふく射遮蔽用部
材なるリング５を設置した基板加熱装置である。
【００１４】図２は、本発明の第２の実施例を示す図で
あり、基板１をサセプタ２に設けた凹みの中に落し込
み、リング５をサセプタ２上面に載せて設置したもので
ある。
あり、基板１をサセプタ２に設けた凹みの中に落し込
み、リング５をサセプタ２上面に載せて設置したもので
ある。
【００１５】図３は、本発明の第３の実施例を示すもの
であり、複数枚の基板１を同時加熱するバッチ式の基板
加熱装置に本発明を適用した実施例であり、各基板１を
サセプタ２に設けた複数の凹みの中にそれぞれ落し込
み、基板１それぞれに対応してリングをサセプタ２の上
に載せることによって均一に基板１を加熱することがで
きる。
であり、複数枚の基板１を同時加熱するバッチ式の基板
加熱装置に本発明を適用した実施例であり、各基板１を
サセプタ２に設けた複数の凹みの中にそれぞれ落し込
み、基板１それぞれに対応してリングをサセプタ２の上
に載せることによって均一に基板１を加熱することがで
きる。
【００１６】図４は、本発明の第４の実施例を示すもの
であり、図３に示すと同様にバッチ式の基板加熱装置で
あって、各基板１をサセプタ２に設けた複数の凹みの中
にそれぞれ落し込み、各基板１に対応するそれぞれの穴
を１つのリング５に設けてふく射遮蔽部材としたもので
ある。
であり、図３に示すと同様にバッチ式の基板加熱装置で
あって、各基板１をサセプタ２に設けた複数の凹みの中
にそれぞれ落し込み、各基板１に対応するそれぞれの穴
を１つのリング５に設けてふく射遮蔽部材としたもので
ある。
【００１７】図５は、本発明の第５の実施例を示すもの
であり、リングの内径が可変できる内径可変リング６と
したものである。これは、異なる熱物性値の基板材料を
用いて成長を行う場合、その材料に適したリング内径を
あらかじめ求めておき、成長に際し、リング内径を設定
することにより、多種類の基板材料に対して、基板温度
分布を常に均一化できるようにしたものである。
であり、リングの内径が可変できる内径可変リング６と
したものである。これは、異なる熱物性値の基板材料を
用いて成長を行う場合、その材料に適したリング内径を
あらかじめ求めておき、成長に際し、リング内径を設定
することにより、多種類の基板材料に対して、基板温度
分布を常に均一化できるようにしたものである。
【００１８】図６は、図２に示す本発明の第２の実施例
の基板加熱装置において、内径の異なる２種類のリング
５（Ａ、Ｂ）を用いて基板を加熱し、その際の基板の温
度分布を測定した加熱試験の結果を示す。基板の外径は
７６ｍｍ、サセプタの円開口の径を７３ｍｍとして、リ
ングＡには６９ｍｍ径の穴が、リングＢには６３ｍｍ径
の穴が形成されていた。この場合、リングＡにより基板
の温度分布が均一となり、リングＡより小さな穴をもつ
リングＢでは基板の周辺部の温度が中央部より低下し
た。またリングなしの場合（図中従来と記す）、基板の
周辺部が中央部よりも上昇した。
の基板加熱装置において、内径の異なる２種類のリング
５（Ａ、Ｂ）を用いて基板を加熱し、その際の基板の温
度分布を測定した加熱試験の結果を示す。基板の外径は
７６ｍｍ、サセプタの円開口の径を７３ｍｍとして、リ
ングＡには６９ｍｍ径の穴が、リングＢには６３ｍｍ径
の穴が形成されていた。この場合、リングＡにより基板
の温度分布が均一となり、リングＡより小さな穴をもつ
リングＢでは基板の周辺部の温度が中央部より低下し
た。またリングなしの場合（図中従来と記す）、基板の
周辺部が中央部よりも上昇した。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、基板加熱装置において
基板とヒータの間にその基板の外径より小さい径の穴を
持つ輻射遮蔽用部材を設置したので、ヒータからサセプ
タにより支持された基板の周辺部に与える熱量を制限す
ることにより周辺部の温度上昇を抑えて基板全体を均一
に加熱できると共に、ヒータからのふく射で基板を直接
加熱することにより、加熱効率が良く、従来の加熱均一
化部材を用いる方法に比べて、ヒータ温度を低くするこ
とが可能になり、ヒータからの放出ガスを低減すること
ができ、これによりエピタキシャル成長時に発生する基
板表面の欠陥を減らすことできる。
基板とヒータの間にその基板の外径より小さい径の穴を
持つ輻射遮蔽用部材を設置したので、ヒータからサセプ
タにより支持された基板の周辺部に与える熱量を制限す
ることにより周辺部の温度上昇を抑えて基板全体を均一
に加熱できると共に、ヒータからのふく射で基板を直接
加熱することにより、加熱効率が良く、従来の加熱均一
化部材を用いる方法に比べて、ヒータ温度を低くするこ
とが可能になり、ヒータからの放出ガスを低減すること
ができ、これによりエピタキシャル成長時に発生する基
板表面の欠陥を減らすことできる。
【００２０】また、ヒータの温度を低くできることによ
り、本発明の実施例では説明しなかったが、分子線エピ
タキシ装置の基板加熱装置として必要な、基板受け渡し
機構部や基板自転機構部などの機構系や可動部の温度を
低く抑えることができ、基板加熱機構部の信頼性が向上
するという効果がある。
り、本発明の実施例では説明しなかったが、分子線エピ
タキシ装置の基板加熱装置として必要な、基板受け渡し
機構部や基板自転機構部などの機構系や可動部の温度を
低く抑えることができ、基板加熱機構部の信頼性が向上
するという効果がある。
【図１】本発明の一実施例の基板加熱装置を示す断面図
である。
である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す斜視図である。
【図４】本発明の第４の実施例を示す斜視図である。
【図５】本発明の第５の実施例を示す断面図である。
【図６】リング内径を変化させた場合の基板の面内温度
分布を示す図である。
分布を示す図である。
【図７】従来の基板加熱装置の基本構造を示す断面図で
ある。
ある。
１ 基板 ２ サセプタ ３ サセプタ保持具 ４ ヒータ ５ リング ６ 内径可変リング
Claims (4)
- 【請求項１】 結晶のエピタキシャル成長面を重力方向
にした基板を、該基板の縁部に接して支持する円開口を
設けたサセプタと、該サセプタ上方に設置され前記基板
を加熱するヒータとを備えた分子線エピタキシ装置の基
板加熱装置において、前記基板と前記ヒータの間に該基
板の外径より小さい径の穴を持つ輻射遮蔽用部材を設置
したことを特徴とする基板加熱装置。 - 【請求項２】 前記ふく射遮蔽用部材を、前記サセプタ
の上に前記基板と段差を設けて載せたことを特徴とする
請求１記載の基板加熱装置。 - 【請求項３】 前記ふく射遮蔽用部材の穴径をサセプタ
の円開口の径よりも小さくしたことを特徴とする請求項
１または２に記載の基板加熱装置。 - 【請求項４】 前記ふく射遮蔽用部材の穴径を可変とし
たことを特徴とする請求項１、２または３に記載の基板
加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21550191A JPH0555145A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 基板加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21550191A JPH0555145A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 基板加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0555145A true JPH0555145A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=16673444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21550191A Pending JPH0555145A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 基板加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0555145A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004038766A3 (en) * | 2002-10-23 | 2004-07-22 | Axcelis Tech Inc | Electrostatic chuck wafer port and top plate with edge shielding and gas scavenging |
| JP2007329206A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Sharp Corp | 拡散板およびその利用 |
| JP2010109297A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Sharp Corp | トレイ、気相成長装置及び気相成長方法 |
| JP2014099441A (ja) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Mes Afty Corp | 薄膜形成装置 |
| KR101535547B1 (ko) * | 2008-09-05 | 2015-07-10 | 주성엔지니어링(주) | 기판 처리 장치 |
| CN110783233A (zh) * | 2013-11-12 | 2020-02-11 | 应用材料公司 | 高温计的背景消除 |
-
1991
- 1991-08-27 JP JP21550191A patent/JPH0555145A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004038766A3 (en) * | 2002-10-23 | 2004-07-22 | Axcelis Tech Inc | Electrostatic chuck wafer port and top plate with edge shielding and gas scavenging |
| JP2007329206A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Sharp Corp | 拡散板およびその利用 |
| KR101535547B1 (ko) * | 2008-09-05 | 2015-07-10 | 주성엔지니어링(주) | 기판 처리 장치 |
| JP2010109297A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Sharp Corp | トレイ、気相成長装置及び気相成長方法 |
| JP2014099441A (ja) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Mes Afty Corp | 薄膜形成装置 |
| CN110783233A (zh) * | 2013-11-12 | 2020-02-11 | 应用材料公司 | 高温计的背景消除 |
| CN110783233B (zh) * | 2013-11-12 | 2023-10-27 | 应用材料公司 | 高温计的背景消除 |
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