JPH0719137Y2 - エピタキシヤル成長用サセプタ - Google Patents
エピタキシヤル成長用サセプタInfo
- Publication number
- JPH0719137Y2 JPH0719137Y2 JP4160585U JP4160585U JPH0719137Y2 JP H0719137 Y2 JPH0719137 Y2 JP H0719137Y2 JP 4160585 U JP4160585 U JP 4160585U JP 4160585 U JP4160585 U JP 4160585U JP H0719137 Y2 JPH0719137 Y2 JP H0719137Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- susceptor
- wafer
- counterbore
- epitaxial growth
- wafers
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Description
【考案の詳細な説明】 （考案の属する技術分野） 本考案は半導体素子などに使用されるシリコンなどを気
相成長法によりエピタキシヤル成長させる装置内に使用
するサセプタ（susceptor）の改良に関するものであ
る。
相成長法によりエピタキシヤル成長させる装置内に使用
するサセプタ（susceptor）の改良に関するものであ
る。
（従来の技術） シリコンなどの半導体を気相成長法によりエピタキシヤ
ル成長させるには、第２図に一例の断面図を示した縦形
エピタキシヤル成長装置が従来から使用されている。こ
の図において10はベルジヤー、11はウエハ（半導体基
板）でエピタキシヤル成長を行なう基板である。ウエハ
11はサセプタ12上に置かれる。サセプタはグラフアイト
を用いて成形し、その表面にSiCを被覆したものであ
る。またサセプタ12は石英製ワークコイルカバー13を間
に挾んで配置されたワークコイル14に流した高周波電流
によって誘導加熱される。従ってウエハ11はサセプタ12
からの熱によって加熱される。サセプタ12の中心部に設
置したガス吹出口（ノズル）15からは、原料ガス（Si
H4、SiH2Cl2、SiCl4など）とキヤリアガス（水素など）
の混合ガスが吹出しており、ウエハ11の表面に供給され
るから化学反応によってエピタキシヤル成長が行われ
る。このような縦形エピタキシヤル成長装置におけるウ
エハ11に対する熱の供給と放出は、ウエハのサセプタ12
に接触する下面からの供給と、ウエハの上面からの放射
とガス流による放出にて行われる。従ってウエハ11の温
度は下面で高く上面は低いことからウエハは上面がへこ
むように反りが生じる。ウエハに反りが生じると、ウエ
ハの周辺部はサセプタの面から遠のき、ウエハの中心部
と周辺部の間に温度差があるのでウエハ内に大きな応力
が発生は、ウエハにスリップが生じる。スリップとは結
晶欠陥の１種であるが、スリップの存在はデバイスの歩
留りを著しく低下させる。
ル成長させるには、第２図に一例の断面図を示した縦形
エピタキシヤル成長装置が従来から使用されている。こ
の図において10はベルジヤー、11はウエハ（半導体基
板）でエピタキシヤル成長を行なう基板である。ウエハ
11はサセプタ12上に置かれる。サセプタはグラフアイト
を用いて成形し、その表面にSiCを被覆したものであ
る。またサセプタ12は石英製ワークコイルカバー13を間
に挾んで配置されたワークコイル14に流した高周波電流
によって誘導加熱される。従ってウエハ11はサセプタ12
からの熱によって加熱される。サセプタ12の中心部に設
置したガス吹出口（ノズル）15からは、原料ガス（Si
H4、SiH2Cl2、SiCl4など）とキヤリアガス（水素など）
の混合ガスが吹出しており、ウエハ11の表面に供給され
るから化学反応によってエピタキシヤル成長が行われ
る。このような縦形エピタキシヤル成長装置におけるウ
エハ11に対する熱の供給と放出は、ウエハのサセプタ12
に接触する下面からの供給と、ウエハの上面からの放射
とガス流による放出にて行われる。従ってウエハ11の温
度は下面で高く上面は低いことからウエハは上面がへこ
むように反りが生じる。ウエハに反りが生じると、ウエ
ハの周辺部はサセプタの面から遠のき、ウエハの中心部
と周辺部の間に温度差があるのでウエハ内に大きな応力
が発生は、ウエハにスリップが生じる。スリップとは結
晶欠陥の１種であるが、スリップの存在はデバイスの歩
留りを著しく低下させる。
第３−１図はスリップの発生を抑圧する方法の１つを示
す図で、サセプタ12の表面に薄いウエハを保持できる程
の比較的浅い凹部16（これを以下座ぐりと呼ぶ）を設
け、その中にウエハ11を配置するように構成している。
いまウエハ11が曲率半径Ｒの底面を有する座ぐり16の上
に置かれたとき、ウエハ11はサセプタ12とウエハの周辺
部で接触するので、平面サセプタ上に載置したようにウ
エハの周辺部で温度が低くなるという現象は緩和され
る。座ぐり16の曲率半径Ｒを適切に選ぶことにより、ス
リップの発生を抑えることができることは経験的に確め
られている。
す図で、サセプタ12の表面に薄いウエハを保持できる程
の比較的浅い凹部16（これを以下座ぐりと呼ぶ）を設
け、その中にウエハ11を配置するように構成している。
いまウエハ11が曲率半径Ｒの底面を有する座ぐり16の上
に置かれたとき、ウエハ11はサセプタ12とウエハの周辺
部で接触するので、平面サセプタ上に載置したようにウ
エハの周辺部で温度が低くなるという現象は緩和され
る。座ぐり16の曲率半径Ｒを適切に選ぶことにより、ス
リップの発生を抑えることができることは経験的に確め
られている。
しかしながら量産用の装置においては多数枚のウエハを
一度に処理するため、第４図に示したエピタキシヤル成
長装置内のサセプタ、ウエハおよびガス吹出用ノスルの
上面図のように、サセプタ12の表面に同心円状に２列以
上のウエハ11載置用の座ぐり群17と18を設け、その各々
にウエハをのせる方法が用いられている。ところが従来
この各座ぐりを同一形状にして、使用してきたが次のよ
うな不都合があることがわかった。即ちある曲率半径の
座ぐりを用いた場合には、サセプタ12の外周側座ぐり17
に載置したウエハ群には、スリップの発生が見られない
のに、内周側座ぐり18に載置したウエハ群には多数のス
リップが発生した。またある曲率半径の座ぐりを用いた
場合には、逆に外周側座ぐり17に載置したウエハ群にの
みスリップが発生した。そしていずれの場合においても
チヤージしたすべてのウエハについてスリップの発生を
なくすことは困難であった。
一度に処理するため、第４図に示したエピタキシヤル成
長装置内のサセプタ、ウエハおよびガス吹出用ノスルの
上面図のように、サセプタ12の表面に同心円状に２列以
上のウエハ11載置用の座ぐり群17と18を設け、その各々
にウエハをのせる方法が用いられている。ところが従来
この各座ぐりを同一形状にして、使用してきたが次のよ
うな不都合があることがわかった。即ちある曲率半径の
座ぐりを用いた場合には、サセプタ12の外周側座ぐり17
に載置したウエハ群には、スリップの発生が見られない
のに、内周側座ぐり18に載置したウエハ群には多数のス
リップが発生した。またある曲率半径の座ぐりを用いた
場合には、逆に外周側座ぐり17に載置したウエハ群にの
みスリップが発生した。そしていずれの場合においても
チヤージしたすべてのウエハについてスリップの発生を
なくすことは困難であった。
（考案の具体的な目的） 本考案は多数枚のウエハをチヤージした場合、サセプタ
の内周側ウエハと外周側ウエハのいずれかにスリップが
発生するという従来の装置の欠点を解決し、サセプタ上
のすべてのウエハについてスリップをなくすことを目的
とする。
の内周側ウエハと外周側ウエハのいずれかにスリップが
発生するという従来の装置の欠点を解決し、サセプタ上
のすべてのウエハについてスリップをなくすことを目的
とする。
（考案の構成と作用） 第１図は本考案を実施したサセプタの構成例を示す断面
図であるが、ガス吹出ノズル５を中心としてサセプタ２
の半分のみ示してある。この図に示すように、サセプタ
２には第４図と同様の配置状態にて外周側座ぐり７、内
周側座ぐり８が設けてあり、そのそれぞれの座ぐりの底
面は曲率半径がRoとRiでへこんでいる。ただしRo＞Riの
関係を持たせてある。ウエハ１はそれぞれの座ぐりの上
にのせられる。５はノズルで原料ガスとキヤリアガスの
混合ガスが矢印の方向に吹出されるが、サセプタ２以外
の部分の配置は従来の装置と同一である。
図であるが、ガス吹出ノズル５を中心としてサセプタ２
の半分のみ示してある。この図に示すように、サセプタ
２には第４図と同様の配置状態にて外周側座ぐり７、内
周側座ぐり８が設けてあり、そのそれぞれの座ぐりの底
面は曲率半径がRoとRiでへこんでいる。ただしRo＞Riの
関係を持たせてある。ウエハ１はそれぞれの座ぐりの上
にのせられる。５はノズルで原料ガスとキヤリアガスの
混合ガスが矢印の方向に吹出されるが、サセプタ２以外
の部分の配置は従来の装置と同一である。
さてサセプタ上のウエハ上表面からの熱エネルギの放出
量Qtは、ウエハ上面からの放射によるものをQe、ノズル
５から吹き出すガスによる冷却によるものをQgとする
と、Qt＝Qe＋Qgの関係がある。Qeはウエハ上面の温度Ｔ
の４乗に比例することは、ステフアン−ボルッマンの放
射の法則として知られ、温度のみによって決まる量であ
る。他方Qgはガス流速、ノズル吹出口からの距離などに
よって左右されるが、一般にガス流速が大きい程、また
ノズル吹出口からの距離が近い程Qgは大きい。従って第
４図のようにウエハをサセプタ上に同心円状に２列以上
に配置した場合には、ノズルに近い内周側ほどガス流速
は大きく、しかもノズル吹出口からの距離も小さいから
Qgは大きくなり、従ってQtは大きくなる。スリップが極
小となる座ぐりの底面の曲率半径ＲはQtに依存し、Qtが
大きくなる程Ｒは小さくなることが実験によって確めら
れている。
量Qtは、ウエハ上面からの放射によるものをQe、ノズル
５から吹き出すガスによる冷却によるものをQgとする
と、Qt＝Qe＋Qgの関係がある。Qeはウエハ上面の温度Ｔ
の４乗に比例することは、ステフアン−ボルッマンの放
射の法則として知られ、温度のみによって決まる量であ
る。他方Qgはガス流速、ノズル吹出口からの距離などに
よって左右されるが、一般にガス流速が大きい程、また
ノズル吹出口からの距離が近い程Qgは大きい。従って第
４図のようにウエハをサセプタ上に同心円状に２列以上
に配置した場合には、ノズルに近い内周側ほどガス流速
は大きく、しかもノズル吹出口からの距離も小さいから
Qgは大きくなり、従ってQtは大きくなる。スリップが極
小となる座ぐりの底面の曲率半径ＲはQtに依存し、Qtが
大きくなる程Ｒは小さくなることが実験によって確めら
れている。
本考案によるサセプタにおいては、内周側の座ぐり８の
曲率半径Riを相対的に小さくし、外周側の座ぐり７の曲
率半径Roをより大きくしてある。このようにすることに
よって、サセプタ上のすべてのウエハに対して座ぐりの
底面の最適な曲率半径を適用できるから、スリップを完
全に抑圧できることが実験によって確かめられた。なお
第１図はウエハをサセプタ上に同心２列（または２重）
に配置した例であるが、同心３列以上の場合であっても
同様であって、内周から外周に向けて座ぐりの曲率半径
を漸次大きくすればよい。
曲率半径Riを相対的に小さくし、外周側の座ぐり７の曲
率半径Roをより大きくしてある。このようにすることに
よって、サセプタ上のすべてのウエハに対して座ぐりの
底面の最適な曲率半径を適用できるから、スリップを完
全に抑圧できることが実験によって確かめられた。なお
第１図はウエハをサセプタ上に同心２列（または２重）
に配置した例であるが、同心３列以上の場合であっても
同様であって、内周から外周に向けて座ぐりの曲率半径
を漸次大きくすればよい。
また座ぐりの底面の形状として第３−２図のように、浅
い円錐形のものを使用することもできるが、この場合に
も円錐の頂点の深さは内周側座ぐりでは深く、外周側座
ぐりでは浅くすれば同様の効果が得られる。
い円錐形のものを使用することもできるが、この場合に
も円錐の頂点の深さは内周側座ぐりでは深く、外周側座
ぐりでは浅くすれば同様の効果が得られる。
（考案の効果） 本考案をシリコン等のエピタキシヤル成長装置に実施す
れば、多数枚のウエハをチヤージした場合でも、すべて
のウエハについてスリップの発生を抑止することが可能
で、製品の歩留りを著しく高めることが最大の効果であ
る。
れば、多数枚のウエハをチヤージした場合でも、すべて
のウエハについてスリップの発生を抑止することが可能
で、製品の歩留りを著しく高めることが最大の効果であ
る。
第１図は本考案を実施したサセプタの部分断面図、第２
図は縦形エピタキシヤル装置の構成例断面図、第３−１
図はサセプタに設けた座ぐりの一例の断面図、第３−２
図はサセプタに設けた別の形状の座ぐりの断面図、第４
図は多数枚のウエハをサセプタ上にチヤージする場合の
座ぐりの配置例を示す平面図である。 1,11……ウエハ、2,12……サセプタ、5,15……ノズル、
7,17……外周側座ぐり（凹部）、8,18……内周側座ぐ
り、10……ベルジヤー、13……ワークコイルカバー、14
……ワークコイル、16……座ぐり。
図は縦形エピタキシヤル装置の構成例断面図、第３−１
図はサセプタに設けた座ぐりの一例の断面図、第３−２
図はサセプタに設けた別の形状の座ぐりの断面図、第４
図は多数枚のウエハをサセプタ上にチヤージする場合の
座ぐりの配置例を示す平面図である。 1,11……ウエハ、2,12……サセプタ、5,15……ノズル、
7,17……外周側座ぐり（凹部）、8,18……内周側座ぐ
り、10……ベルジヤー、13……ワークコイルカバー、14
……ワークコイル、16……座ぐり。
Claims (1)
- 【請求項１】反応ガスを吹出すノズルを中心にしてその
周囲に設けたサセプタの表面に多数枚のウエハを同心円
状に２列以上に分けて載置する場合に、各列のウエハの
各位置にウエハを保持するようにその中央に向けてへこ
んだ座ぐりをサセプタ表面に設けると共に、各座ぐりの
へこみの深さは同一同心円の列に属するものは同一と
し、かつ内周列より外周列になるに従って浅く選ぶこと
を特徴とするエピタキシヤル成長用サセプタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4160585U JPH0719137Y2 (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | エピタキシヤル成長用サセプタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4160585U JPH0719137Y2 (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | エピタキシヤル成長用サセプタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61158945U JPS61158945U (ja) | 1986-10-02 |
| JPH0719137Y2 true JPH0719137Y2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=30551590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4160585U Expired - Lifetime JPH0719137Y2 (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | エピタキシヤル成長用サセプタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0719137Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002134484A (ja) * | 2000-10-19 | 2002-05-10 | Asm Japan Kk | 半導体基板保持装置 |
-
1985
- 1985-03-25 JP JP4160585U patent/JPH0719137Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61158945U (ja) | 1986-10-02 |
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