JPH0586644B2 - - Google Patents

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JPH0586644B2
JPH0586644B2 JP58095748A JP9574883A JPH0586644B2 JP H0586644 B2 JPH0586644 B2 JP H0586644B2 JP 58095748 A JP58095748 A JP 58095748A JP 9574883 A JP9574883 A JP 9574883A JP H0586644 B2 JPH0586644 B2 JP H0586644B2
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Hideaki Takeuchi
Junichi Murota
Tatsuhiko Kokado
Shigeru Takeda
Masuo Suzuki
Harushige Kurokawa
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Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は、半導体素子用の各種膜の形成に使用
する気相成長装置（以下「CVD装置」という）
に関するものであり、特に減圧下で試料一枚毎に
各種膜を形成する減圧枚葉処理型気相装置に関す
るものである。
（従来技術） 従来、半導体素子用の各種膜を気相成長法で形
成するための装置としては、基板加熱型の常圧
CVD装置と、Hot wall型の減圧CVD装置とがあ
つた。両タイプの装置とも量産可能なように、一
度の複数の試料に同一の膜を形成できるバツチ処
理方式を採用していた。しかし近年のウエハの大
口径化に伴い、前者では、反応室容積が増大する
ため装置が大型化してしまう欠点や、膜形成面積
が増大するため試料表面の温度や反応ガス濃度の
均一性等を確保する等の制御が難しくなるという
欠点があり、形成される膜の均一性向上に限界が
あつた。また後者の減圧CVD装置においても、
ウエハ大口径化に伴い、装置が大型化してしまう
欠点があつた。更に、当初減圧CVD装置は温度
制御が容易なことから均一性のよい膜を形成でき
ると期待されていたが、ノンドープ多結晶シリコ
ンを除き均一な膜を形成することが困難であるこ
とが判明し、各種膜の均一性を向上するために
は、試料を装填するボートの形状やガス導入手段
等を膜毎に異なる構造としなければならず、各種
膜を同一構造の装置で形成可能とするいわゆる装
置の標準化が困難であつた。
そこでこのようにウエハが大口径化した場合で
も、装置がさほど大型化せず、均一な膜が効率的
に形成でき、各種膜も同一構造の装置で形成でき
る、新しいタイプのCVD装置が必要となつてき
た。
（発明の目的） 本発明は均一な膜を効率よく形成でき、各種膜
の形成可能な、小型のCVD装置を提供すること
にある。
（発明の概要） 上記目的を達成するために、本発明は、反応空
間と断熱空間とを有する反応室とこの反応室に扉
を介して設けられた予備室とを備え、前記反応室
と前記予備室には両室を減圧状態にするための排
気ユニツトが接続されており、前記反応室内には
前記両空間を作り出すために用いられるサセプタ
が設置されておりこのサセプタには試料着脱時に
使用される凹部が複数設けられており、前記サセ
プタを加熱するために反応室の断熱空間側の壁面
は透光性壁面で構成されており、前記透光性壁面
の外側にはランプユニツトが配置されており、前
記予備室内には試料を反応室内に出し入れするた
めの試料移送手段が内蔵されていることを特徴と
する。そして本発明はかかる構成によつて、均一
な膜を再現よく一枚ずつ形成でき、かつその処理
速度が速い、小型CVD装置を実現している。
（発明の実施例） 以下本発明を図面を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例の概略構成図であ
る。装置の大略の構成は、反応室１、この反応室
１に扉２を介して連なる予備室３、反応室１及び
予備室２は配管４（すべては図示せず）によつて
各室を減圧するための排気ユニツト５に接続され
ており、反応室１の真下にはランプユニツト支持
台６上に載置されているランプユニツト７を備
え、反応ガスやパージ用ガス等のガス供給源８か
ら成る。
第２図は、反応室１の拡大断面図である。反応
室１は、一枚毎に膜形成を行うために、例えば、
縦約320mm、横約260mm、高さ約80mmの寸法とし、
ガス置換時間等を考慮すると容積的には約10lを
越ないことが望ましい。反応室１は、上部にチエ
ンバカバー１１が被せられ、チエンバカバー１１
の一部には必要に応じ透光性の窓１２が設けら
れ、一方底部にはシール用パツキン１３を介し、
透光性壁面である石英ガラス底板１４が設けられ
ており、密閉空間を形成している。この密閉空
間、すなわち反応室内に試料であるウエハ１５を
支持し、主として輻射熱により前記ウエハ１５を
加熱するサセプタ１６が配置されており、一方、
このサセプタ１６は支持台１７に支持された隔壁
１８上に載置されている。このサセプタ台１８に
は、ランプ光がサセプタ１６の裏面に支障なく照
射されるように窓１８ａが設けられている。そし
て隔壁１８及びサセプタ１６によつて反応室内を
反応空間Ａと断熱空間Ｂとに分離しており反応空
間Ａの一端には排気口１９他端には試料出し入れ
口２０が設けられており、反応空間Ａの試料出し
入れ口付近には反応ガス導入手段であるノズル２
１が設けられ、断熱空間Ｂには反応ガスの流入を
防止し透光性壁面１４への反応生成物の付着を防
ぐためにパージ用ガスノズル２２が設けられてい
る。そして透光性壁面１４はフランジ２３で反応
室本体２４に固定されている。透光性壁面１４の
下部にはランプ２５の収納されたランプユニツト
２６が配置されている。このランプユニツト２６
内には必要に応じてランプ２５の光を効率的に利
用するための反射部２７を備えたり、ランプユニ
ツト内空冷のためのガス導入出口２８，２９を設
けてもよい。そして排気口１９は配管４を通じ排
気ユニツト５内の反応室排気ユニツト（図示せ
ず）に接続されており、試料出し入れ口は扉２を
介して予備室に接続されている。
反応室１内に設置されるサセプタ１６は、後の
移送手段の所で説明するように、設置すべき試料
の外縁付近に複数の凹部が設けられた構造になつ
ている。
なお、上述した反応空間Ａ内には反応室１壁面
からの汚染を防止する上でインナーベルジヤ３０
を設けてもよく、このインナーベルジヤを設ける
場合には、このインナーベルジヤ３０は反応空間
Ａの壁面に沿いかつ壁面から数mm程度離間させ配
置し、試料出し入れ口２０側には開口３０ａを設
け、排気口１９側の一部にも開口３０ｂを設けた
構造とし反応室壁面とインナーベルジヤ３０との
間の空間にパージ用ガスを導入するためのパージ
用ノズル３１を設けるとよい。また断熱空間Ｂ内
のサセプタ１６と透光性壁面１４との間に加熱サ
セプタの熱が透光性壁面１４に直接影響するのを
防止するために熱緩衝用透光板３２を設けてもよ
い。この緩衝用透光板３２は壁面２４に固定され
た支持部３３によつて端点自由に支持されてお
り、パージ用ガスが透光性壁面１４と透光板３２
とが画成する空間にも流入するよう孔３２ａを有
している。また、反応ガスの流れを整えるための
整流板３４をサセプタ表面から傾斜をもつて設置
してもよい。
上述のような構造の反応室１において、ウエハ
１５上に各種薄膜を形成させるには、前記断熱用
空間Ｂにパージ用ノズル２２により、反応ガス侵
入阻止用ガスを充填し、一方反応空間Ａには反応
ガスノズル２１より反応ガスを導入すると共に、
ランプユニツト２６内のランプ２５によるランプ
光を透光性壁面１４、断熱用空間Ｂ、透光板３２
及び隔壁１８の光通過窓１８ａを通過させてサセ
プタ裏面１６ａに照射し、サセプタ１６表面上の
ウエハ１５を加熱し、前記ウエハ１５上に各種薄
膜を形成させる。
前記空間Ｂに導入される反応ガス阻止用ガスと
しては、前記反応ガスと反応しないガスを用い
る。
たとえば、ノズル２１より反応ガスを導入する
ときのキヤリアガスと同種のガス、不活性ガス、
前記反応ガスの反応を抑制するガス等が用いられ
る。これらのガスを用いる理由は、空間Ｂのガス
圧を反応空間Ａのそれより高くして、反応ガスの
断熱用空間Ｂへの侵入を阻止するものであるた
め、反応ガス阻止用ガスが反対に反応空間Ａに洩
出する虞れがある。この洩出による不利を避け、
さらには、前記反応ガス阻止用ガスの圧力に抗し
て空間Ｂへ侵入して来た反応ガスと反応して種々
の生成物を生成するのを防止するためである。
以上説明した構造の反応室の利点は、第１に試
料１枚毎の膜形成を前提とするので、反応室が小
型にできるという点である。
第２に減圧下において基板加熱方式で膜形成を
行うので、気相反応を抑制でき膜形成速度を速く
できることである。これに加えて反応室の容積は
10l程度と小容量なので、膜形成時間に対するガ
ス置換時間をほぼ無視でき、反応ガス導入時の膜
形成のバラツキを最小限に抑えることができる。
更に膜形成後の反応室内の残留反応ガスの排気も
短時間に行える。またランプ加熱方式を採用して
いるので、サセプタを短時間で一体の温度にする
ことができる。それ故試料を反応室内に出し入れ
した際にも直ちにサセプタ温度を一定温度に復帰
させることができ、膜形成を短時間で行える。従
つて、これらの総合効果として、枚葉処理であり
ながら処理速度を速くできる利点がある。
第３にサセプタ裏面とそれに対向している反応
室の内壁（透光性壁面）との間に断熱空間を形成
すると共に、前記空間に不活性ガスまたは反応を
抑制するガス等を流すことにより、サセプタ裏面
とそれに対向している反応室の透光性内壁（透光
性壁面）に反応生成物が付着するのを防止できる
点にある。従つて、反応室の壁を透過するランプ
光量は一定に保たれサセプタの温度の再現性が悪
化しないという利点がある。
第４にインナーベルジヤ３０を更に設けた場合
には、反応室壁面からの汚染を防止できる。
第５に透光板３２を断熱空間Ｂ内に設けた場合
には、加熱されたサセプタ１６からの輻射熱をこ
の透光板３２が緩和し、端が固定された透光性壁
面が熱膨張によつて破損しやすくなることを防止
できる利点がある。
第６に整流板３４を設けた場合には、反応ガス
の流れを整えることができるので、試料上に形成
される膜の均一性をより向上できる利点がある。
第７に、反応壁面の一部に透光性窓を設けた場
合には、この窓を通して膜形成中のモンタリング
が容易に行える。
なお、サセプタには試料着脱時のために凹部を
設けているが、この凹部が膜均一性には悪影響を
与えないことについては後述する。
第３図は予備室３を模式的に示した図である。
予備室３はその一端が扉２を介して前述の反応室
１に連接しており、この扉２は駆動機構（図示せ
ず）により開閉可能となつている。更に予備室３
の他端には試料を外に出し入れする際使用する他
の扉４０が設けられており、予備室内は排気口４
１，４２を通じて排気ユニツト５内の予備室排気
ユニツト（図示せず）に接続されている。ところ
で、この排気口４１，４２は一つでもよいが、主
排気口４１と主排気口４１より径の小さな少なく
とも一つの副排気口４２とを組合せたものでもよ
い。この場合には副排気口４２をなるべくウエハ
設置場所より離れた位置、例えば扉４０に近い所
に設けるのが望ましく、主排気と副排気の切り換
えはバルブ４３，４４によつて行う。この副排気
口４２とバルブ４４は複数設けてもよい。また予
備室３にはリーク用配管４５が接続されており、
この配管には流量制御部４６及びバルブ４７が設
けられている。予備室３内にはウエハを反応室に
出し入れするための試料移送手段４８が設置され
ている。また予備室内にはウエハを外部に出し入
れするための搬送機構４９を設置してもよい。
反応室に連接する予備室を設ける最大の利点
は、反応室内で膜形成している間に同時に予備室
への試料の出し入れを行える結果、反応室内への
試料の出し入れを低圧状態で行えるので、処理速
度の高速加を実現できるという点である。
更に主排気口と副排気口とを設けた場合には、
予備室内排気時の微塵の舞い上がりをより少なく
でき、形成される膜の品質より一層の向上を図れ
る。
またリーク配管の途中に流量制御部を設けた場
合には、リーク時の微塵の舞い上がりを同様に少
なくできる利点もある。
第４図試料移送手段４８の一例を示す図で、第
５図は第４図の−断面図である。５１ａ，５
１ｂは平行に設けられた２つの移動台で、５２は
これらの移動台５１ａ，５１ｂをガイドするガイ
ド部である。５３ａ，５３ｂは各移動台５１ａ，
５１ｂにそれぞれ軸受５４ａ，５４ｂによつて支
承され、互に反対方向に回動せしめられるステン
レス製の軸、５５ａ，５５ｂはこれらの軸５３
ａ，５３ｂに嵌挿され、該軸５３ａ，５３ｂと移
動台５１ａ，５１ｂにその両端を固定した回動用
のねじりバネである。
５６ａ，５６ｂは軸５３ａ，５３ｂの先端部に
それぞれテフロン製のカツプリング５７ａ，５７
ｂを介して固定した耐熱製、耐腐蝕製の例えば石
英製のアームで、これらのアーム５６ａ，５６ｂ
にはそれぞれ２個づつ石英製のウエハ保持用爪５
８ａ，５８ｂが固定されている。
５９はこれらのウエハ保持用爪５８ａ，５８ｂ
にウエハ６０をすくい上げて保持したり、ウエハ
保持用爪５８ａ，５８ｂに保持したウエハ６０を
ウエハ保持用爪５８ａ，５８ｂより離すべく軸５
３ａ，５３ｂを互に反対方向に回動するための軸
回動機構である。この軸回動機構５９は例えば軸
５３ａ，５３ｂの回動用ねじりバネ５５ａ，５５
ｂと、軸５３ａ，５３ｂの後端部に回動レバー５
９ａ，５９ｂを介して連結したリンク５９ｃと、
このリンク５９ｃに連結したコロ５９ｄと、この
コロ５９ｄに対置する作動板５９ｅを有する操作
軸５９ｆ等とよりなる。
６１はウエハ保持用爪５８ａ，５８ｂによつて
保持したウエハ６０を、反応室内サセプタ６２と
予備室の所定位置との間を移送するべく移動台５
１ａ，５１ｂを移動するための移動機構である。
この移動機構６１は例えば、移動台５１ａ，５１
ｂを連結一体にしたものを駆動するチエーン６１
ａと、このチエン６１ａをかけた２つのスプロケ
ツト６１b.６１ｃと、一方のスプロケツト６１ｂ
に連結した回転軸６１ｄ等とよりなる。
６３はウエハ保持用爪５８ａの５８ｂに対向す
る反応室内サセプタ６２の載置面部分に設けられ
た凹部で、ウエハ保持用爪５８ａ，５８ｂがアー
ム５６ａ，５６ｂを中心に互に反応方向に回動し
た際、反応室内サセプタ６２の表面に当るのを回
避するための逃げである。
この凹部は、設置すべきウエハの外周付近に複
数例えば４ケ所設けられており、寸法的には例え
ば幅７mm、長さ30mm、深さ８mmのものが設けられ
ている。また形成される膜の均一性向上のため
に、設置されるべきウエハ径よりも内側のサセプ
タ上に石英製のウエハ支持突起部分を複数設置し
てもよい。このウエハ支持突起部分は例えば長さ
２mm、直径４mmの寸法とする。
次に上記の構成において本試料移送手段の動作
を説明する。
操作軸５９ｆを第４のＡ矢印で示す左方向に操
作すると、軸５３ａ，５３ｂがそれぞれねじりバ
ネ５５ａ，５５ｂに抗してＣ，Ｄ矢印方向に回動
し、アーム５６ａ，５６ｂ及びこれに固定したウ
エハ保持用爪５８ａ，５８ｂもそれぞれ同じＣ，
Ｄ矢印で方向に回動し、この状態に保持する。
いま、ウエハが後述するエアトラツクの未処理
試料載置領域（図示せず）上に載置されているも
のとする。そこで回転軸６１ｄをＧ矢印で示す時
計方向に回転し、移動台５１ａ，５１ｂをＩ矢印
で示す後方へ移動させアーム５６ａ，５６ｂ及び
ウエハ保持用爪５８ａ，５８ｂを同じくＩ矢印で
示す後方へ移動させて、ウエハ保持用爪５８ａ，
５８ｂの位置が前述したウエハ位置に対向したと
ころで停止させる。
次いで操作軸５９ｆをＢ矢印で示す方向に操作
すると、ねじりバネ５５ａ，５５ｂのバネ力によ
りアーム５６ａ，５６ｂ及びウエハ保持用爪５８
ａ，５８ｂは矢印Ｅ，Ｆで示す反時計方向及び時
計方向に回動する。ウエハ保持用爪５８ａ，５８
ｂの反時計方向及び時計方向の回動によつてウエ
ハをすくい上げウエハ保持用爪５８ａ，５８ｂに
保持する。
この状態のまま、回転軸６１ｄをＨ矢印で示す
反時計方向に回転し、移動台５１ａ，５１ｂをＪ
矢印で示す前方へ移動させ、軸５３ａ，５３ｂ、
アーム５６ａ，５６ｂ及びウエハ保持用爪５８
ａ，５８ｂを同じくＪ矢印で示す前方へ移動させ
て、ウエハ保持用爪５８ａ，５８ｂの位置が反応
室内サセプタ６２上の所定位置に対向したところ
で停止させる。
次に操作軸５９ｆをＡ矢印で示す左方向に操作
すると、上記と同様にアーム５６ａ，５６ｂ及び
ウエハ保持用爪５８ａ，５８ｂをそれぞれＣ，Ｄ
矢印で示す時計方向及び反時計方向に回動し、こ
れによつてウエハ６０は第５図で示すように反応
室内サセプタ６２上に載置される。このようにし
てウエハ６０を反応室内サセプタ６２と予備室内
の所定位置との間を移送することができる。
第６−Ａ図〜第６−Ｅ図は予備室３の内外でウ
エハを搬送するためのウエハ搬送機構を説明する
ための図である。
第６−Ａ図はウエハ搬送機構４９としてのエア
トラツク７０の反応室１側の平面図を示したもの
である。エアトラツク７０は両側にガイド部７
１，７２を備え、凹状の断面形状であり、底面７
３には２本の溝７４，７５を有し、この溝７４，
７５内には、第６−Ｂ図に示すような鋸状の流れ
方向指示部材７５を埋設してある。そしてこの流
れ方向指示部材の鋸歯部７７の方向が、溝７４で
は反応室１方向を向くように、溝７４ではその逆
方向となるように指示部材７６は埋設されてい
る。ウエハはガイド部７１，７２と底面７３で作
られる凹部をエアで移動するのでガイド部７１，
７２間の幅はウエハ径よりやや大きな幅に設定さ
れている。エアトラツク７０の反応室１側には未
処理試料載置領域７８を備え、この領域７８では
ガイド部７１，７２間の幅が反応室側に近づくに
従い狭くなるようになつており、エアトラツクに
より搬送されたウエハをこの領域上に停止させる
ようになつている。この領域の７８両ガイド部７
１，７２にはそれぞれ切り欠き８０が設けられて
おり、この切り欠き８０に対応する底面７３の一
部には溝８１も設けられている。またこの未処理
試料載置領域７８の隣には処理済試料載置領域８
２が設けられており、この領域８２の両ガイド部
７１，７２及び底面７３の一部にはそれぞれ切り
欠き８０及び溝８１が設けられている。第６−Ｃ
図は第６−Ａ図のＩ−Ｉ断面図を示したもので、
未処理試料載置領域の両ガイド部７１及び７２間
の幅が狭くなることがテーパ部８３で示されてい
る。また第６−Ｄ図は第６−Ａ図の−断面図
を示したもので、切り欠き８０及び溝８１の断面
が示されている。第６−Ｅ図はエラトラツクの溝
７４へのエアーの供給口８４を示したもので、こ
のエアー供給口８４は底面７３の裏面の任意箇所
に設けられている。供給口８４より溝７４に導入
されたエアーは指示部７６の鋸歯部７７の方向に
向つて底面上部に噴出され、その方向性によつて
ウエハの搬送を行う。
次に、上述した装置を用いて膜を形成する方法
について説明する。膜の形成は次のような手順で
行う。予備室３を大気圧状態にし扉４０を開け
エアトラツク４８でウエハをエアトラツクの未処
理試料載置領域７８まで搬送する。次いで扉４
０を閉め、先ず副排気口４２から予備室３内を一
定圧力までゆつくり排気した後、バルブ４３，４
４を切り換えることにより主排気口４１から排気
を行い、あらかじめ減圧状態にされている反応室
１内と同等の圧力にする。その後、扉２を開け
てから、前述したように試料移送手段を作動さ
せ、予備室３内のウエハをサセプタ１６上にまで
移送する。試料移送手段のアームを予備室３に
戻した状態で扉２を閉じ反応室１内に反応ガスを
導入し膜の形成を行う。この時、同時にリーク流
量制御部４６でリークガス流量を零から連続かつ
自動的に一定流量まで変化させ、予備室内の圧力
を大気圧に戻す。予備室の圧力が大気圧になつ
たら扉４０を開け、新たな試料を予備室３に搬送
する。次に前記と同様の工程を行う。膜形
成が終了し、反応室と予備室との圧力がほぼ同等
の圧力になつたら、扉２を開け試料移送手段を作
動させ、まず膜形成を行つたウエハを処理済試料
載置領域まで移送し、次いで未処理試料を反応室
内のサセプタ上に移送する。次にと同様の工
程を行う。予備室が大気圧になつたら、扉４０
を開け、先ず膜形成済のウエハをエアトラツクで
外へ搬出し、次いで新たな試料を予備室に搬送す
る。以下〜の工程を繰り返す。
このような工程で例えば多結晶シリコンを形成
する場合の一例について説明する。
ランプユニツト２６のランプ２５を用いサセプ
タ１６を900℃に加熱し、パージ用ノズル２２よ
り断熱用空間ＤにHe3l／minを導入した状態で、
反応ガス用ノズル２１より、SiH4と、Heを反応
空間ＡにSiH4分圧６×10-4atmとなるように導入
し、サセプタ１６上のウエハ１５に多結晶シリコ
ン薄膜を形成させた。このときの形成速度は約
1μm／minであつた。
ところで、先述したように、本構成の装置は、
反応室と予備室との間でのウエハ移送を前述の爪
を備えたアームを有する試料移送手段を用いてい
るため、サセプタには必然的に複数の凹部が必要
となる。
そこでこの凹部が膜の均一性に及ぼす影響を調
べた結果の一例を、第７−Ａ図に示す。第７−Ａ
図は第７−Ｂ図に示す約２mmの段差構造のサセプ
タを用い、反応室内の圧力をかえてウエハ９１の
端からの距離ｘにおける膜厚を示したものであ
る。特性ａは反応室内圧力が約6.3×10-8mbarの
場合のものであるが、凹部に対応する段差部分で
ウエハの温度分布が変化してしまい、その影響が
膜厚の差になつて表われている。これに対して、
特性ｂは反応室内の圧力が約３×10-8mbarの場
合のものであるが、所定以下の圧力にした場合に
は段差部分の影響が殆どなく、均一な厚さの膜が
形成できることを示している。このようにこの第
７−Ａ図の特性図から、反応室内の圧力を所定値
以下にして膜形成を行うことにより、凹部が膜の
均一性に与える影響を除去することができる。
第８−Ａ図は、サセプタとウエハの相対距離が
形成される膜の均一性に及ぼす影響について調べ
た結果である。特性ｃは、第８−Ｂ図に示すよう
に内径約80mm、深さ1.5mmの円形の凹部１００ａ
が設けてあるサセプタ１００上に、ウエハ１０１
がその周辺部において直接サセプタに接触するよ
うに配置した場合のものであり、特性ｄは、第８
−Ｂ図と同様寸法のサセプタに更に長さ約２mmの
石英製支持突起部分１０２をウエハの外周より内
側に複数設置したサセプタ１０３にウエハ１０１
を第８−Ｃ図のように配置した場合のものであ
る。両特性図とも、反応室内圧力が15mbarのと
きの結果である。
第８−Ａ図から明らかなように、ウエハをサセ
プタ表面より離間させるためのサセプタ構造１０
３を採用した方が、サセプタからウエハへの熱の
伝達が輻射現象を利用したものになるため、凹凸
を有するサセプタ１０３の形状にかかわらず、ウ
エハ１０１の基板面内での温度分布は均一にな
り、均一な膜厚分布が得られる。このようにウエ
ハをサセプタ表面より離間させることにより、高
い圧力でも均一な膜を形成することが可能とな
る。高い圧力では形成速度が速くなるので１枚あ
たりの処理速度を向上させることが可能となる。
なお、形成圧力が高くなると、気相中の熱伝導の
影響が現われて膜厚が不均一となるため、形成圧
力は50mbar以下程度とすることが望ましい。
（発明の効果） 本発明の効果を簡単にまとめると次のようにな
る。
枚葉処理を前提とし、試料が１枚程度配置さ
れる程度の寸法に反応室をしたので、本発明は
装置を小型化できる。
反応室と連接する予備室を設け、予備室内に
試料移送手段を設置することにより、膜形成と
試料の出し入れが同時に行うことができ、かつ
減圧下において基板加熱方式で膜形成を行い気
相反応を抑えることにより膜形成速度を上げる
ことができ、反応室の容積が小さくガスの置換
時間を短くできるので、本発明は従来のバツチ
処理型のCVD装置の処理速度と同等以上の性
能を実現できる。
反応室の構造が単純なので、膜によつて反応
室を大幅に変更する必要がなく、また試料移送
に大きな役割を果たす予備室は同一構造でよい
ので、本発明は装置の標準化が極めて容易であ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例の概略構成図、第
２図は反応室の拡大断面部、第３図は予備室を模
式的に示した図、第４図及び第５図は試料移送手
段の一例を示す図、第６−Ａ図〜第６−Ｅ図はウ
エハ搬送機構の一例を示す図、第７−Ａ図及び第
７−Ｂ図はサセプタに設けた凹部が膜の均一性に
影響を与えることがないことを説明するための
図、第８−Ａ図〜第８−Ｃ図はウエハをサセプタ
から離間させて設置することにより膜の均一がよ
り向上することを説明するための図である。 １……反応室、２……扉、３……予備室、４…
…配管、５……排気ユニツト、７……ランプユニ
ツト、１４……透光性壁面、１５……ウエハ、１
６……サセプタ、１８……隔壁、１９……排気
口、２０……試料出し入れ口、２１……反応ガス
導入ノズル、２２……反応ガス流入阻止用ガス導
入ノズル、２５……ランプ、３０……シンナーベ
ルジヤ、３２……透光板、４０……扉、４１……
主排気口、４２……副排気口、４８……試料移速
手段、４９……ウエハ搬送機構、５６ａ，５６ｂ
……アーム、５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄ…
…爪、６０……ウエハ、６２……サセプタ、６３
……サセプタ上の凹部、７０……ウエハ搬送機
構、ガイド部……７１，７２、溝……７４，７
５、７６……流れ方向指示部材、７８……未処理
試料載置領域、８０……切り欠き、８１……溝、
８２……処理済試料載置領域。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 試料出し入れ口と排気口とを備え壁面の一
    部が透光性壁面である反応室を有し、 この反応室内に隔壁とサセプタとを備え、前
    記隔壁と前記サセプタにより前記反応室内を反
    応空間と断熱空間とに分け、 前記サセプタの一面は前記断熱空間を隔て前
    記透光性壁面に対向して設置されており、 前記反応空間内には反応ガス導入手段が設け
    られており、 前記断熱空間内には反応ガス流入阻止用ガス
    導入手段が設けられており、 前記サセプタは設置すべき試料の外縁位置付
    近に複数の凹部を備えており、 前記透光性壁面の外側には、ランプユニツト
    が配置されており、 前記排気口は反応室内を減圧にするための第
    １排気ユニツトに接続されており、 前記試料出し入れ口は第１の扉を介して予備
    室に接続されており、この予備室は予備室内を
    減圧にするための第２排気ユニツトに接続され
    ており、 前記予備室には試料を外部に出し入れするた
    めの第２の扉が設けられており、 前記予備室内には複数の試料載置領域と、試
    料を前記反応室内の前記サセプタと前記試料載
    置領域との間を移送するための手段とを備えて
    いることを特徴とする気相成長装置。 (2) 前記反応空間内には、壁面に沿つたインナベ
    ルジヤを更に備えており、前記インナベルジヤ
    と壁面との間には汚染防止用ガス導入手段を備
    えていることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の気相成長装置。 (3) 前記サセプタと前記透光性壁面との間の断熱
    空間にはサセプタからの輻射熱緩和用の透光性
    板を更に設けていることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項記載の気相成長装置。 (4) 前記サセプタは、前記凹部の他に設置すべき
    試料の外縁より内側に複数の突起部分を有して
    いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の気相成長装置。 (5) 試料を設置すべきサセプタ表面に対向する反
    応室壁面の一部に透光性の窓を備えたことを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の気相成長
    装置。 (6) 前記予備室の第２排気ユニツトへの接続は主
    排気口と前記主排気口より小さな径の少なくと
    も１つの副排気口とで行われていることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載の気相成長装
    置。 (7) 前記予備室は、リーク配管を備え、前記リー
    ク配管の途中にリーク用ガスの流量を零から
    徐々に一定流量まで変化させる流量制御部を備
    えていることを特徴とする特許請求の範囲第６
    項記載の気相成長装置。 (8) 前記移送手段は、前記反応室と前記予備室と
    を結ぶ方向の円周方向に回転可能な並列する２
    本のアームとこの２本のアームの先にそれぞれ
    ２個の爪を有し、前記反応室と前記予備室とを
    結ぶ方向に前記アームを移動する機構と、前記
    アームを回転する機構とを備えていることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の気相成長
    装置。 (9) 前記予備室内には、前記第１扉と前記第２扉
    を結ぶ方向にエアトラツクが配置されており、
    前記エアトラツクは、第１扉側の端部付近に未
    処理試料載置領域とこの未処理試料載置領域よ
    り前記第２扉側に処理済試料載置領域とを備
    え、前記未処理試料載置領域はエアトラツクの
    両側の試料ガイド部間の幅が前記第１扉側に近
    づくに従つて試料径よりも狭くなつておりかつ
    両側の試料ガイド部に複数の切り欠きを有して
    おり、前記処理済試料載置領域のエアトラツク
    の両側の試料ガイド部にも複数の切り欠きを有
    していることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の気相成長装置。
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