JPH07238380A - ウエハチャック装置、半導体製造装置および半導体製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 均一な膜厚を有する薄膜をウエハに形成す
る。 【構成】 サセプタ１のウエハ受容面３にはウエハ２の
外径よりも少し小さな外径を有する凹部４がウエハ受容
面３と同軸またはほぼ同軸に設けられ、サセプタでウエ
ハを保持した場合、ウエハの外周部全域がウエハ受容面
に同一幅をもって接触し、熱がサセプタからウエハ２の
外周部に均一に伝達する。よって、このサセプタを反応
ガスとの熱化学反応にてウエハの表面に薄膜を形成する
半導体製造装置に使用した場合、ウエハが均一に加熱さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体装置の基体を構
成するウエハを保持するウエハチャック装置および反応
ガスとの熱化学反応にてウエハの表面に薄膜を形成する
半導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２３のａ図は例えば特開平２−６７７
４５号公報に示された従来の真空チャックタイプのウエ
ハチャック装置を示す上面図、同ｂ図はａ図のＡ−Ａ線
断面図である。この図２３において、５１はカーボンあ
るいはＳｉＣなどで構成され真空チャック機能を有する
サセプタ、５２はサセプタ５１の平坦なウエハ受容面、
５３はウエハ受容面５２に形成された真空吸引溝、５４
はウエハ受容面５２の中心において真空吸引溝５３に連
通するようにサセプタ５１に形成された真空吸引孔であ
る。したがって、このウエハチャック装置においてｂ図
に仮想線に示すようにウエハ５５を保持するには、サセ
プタ５１のウエハ受容面５２にウエハ５５を載せ、真空
吸引孔５４に接続された図外の真空ポンプを含む真空排
気系統を起動して真空吸引溝５３の吸引を開始すると、
真空吸引溝５３内の圧力と外部圧力との間に生じる圧力
差によってウエハ５５がサセプタ５１のウエハ受容面５
２に吸着固定される。

【０００３】図２４は例えば特開平３−２８７７０号公
報に示された従来の枚葉式の半導体製造装置を示す縦断
面図である。この図２４では上記図１９と同一部分に同
一符号を付してある。この図２４において、６１はチャ
ンバ、６２はチャンバ６１の下部に区画される反応室、
６３はチャンバ６１の上部に区画されるヒータ室、６４
は反応室６２とヒータ室６３との境に設置されたサセプ
タ５１上に配置されたヒータ、６５は反応ガス導入孔、
６６は希釈ガス導入孔、６７はガスノズル、６８はガス
ノズル６７とサセプタ５１に保持されたウエハ５５との
間の反応空間、６９はガス排気孔である。したがって、
この半導体製造装置において、仮想線で示したウエハ５
５にＳｉＮの薄膜を形成するには、図外の反応ガス供給
系統および希釈ガス供給系統のバルブを通してダミーの
不活性ガスを流し、図外の真空排気バルブを調整して、
所定の圧力に維持した状態で、図外のウエハ待機室も同
様の圧力に調整する。次に反応室６２を密封構成するチ
ャンバ６１の側面を開き、図外の搬送装置によってウエ
ハ５１を反応室６２内のサセプタ５１の真下に搬送して
きて上昇させてサセプタ５１の下面に接触または接触す
る程度の近傍に配置し、サセプタ５１に開口している図
外の真空吸引孔から真空排気することによってウエハ５
５をサセプタ５１に吸着固定し、上記チャンバ６１の側
面を閉じて収納室を密封構成する。そして、ヒータ６４
でウエハ５５を６００℃から８００℃の高温に加熱し、
ガスノズル６７から反応空間６８に反応ガスと希釈ガス
とを供給すると、この反応ガスがウエハ５５上で熱化学
反応を起こしウエハ５５上に薄膜が形成される。この薄
膜形成に作用した反応ガスと希釈ガスとはガス排気孔６
９から反応室６２外に排出される。その後、上記サセプ
タ５１の真空吸引孔に不活性ガスを導入し、図外のリー
クバルブを閉じ、チャンバ６１の側面を開き、上記不活
性ガスの噴射でウエハ５５をサセプタ５１から図外の搬
送装置に落下させ、ウエハ５５を搬送装置に載せて収納
室から搬出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記図２３に示した従
来の真空チャックタイプのウエハチャック装置はサセプ
タ５１の平坦なウエハ受容面５２に複数の真空吸引溝５
３を同心円状に形成した構成であるので、ウエハへの薄
膜形成に際しては、ヒータ６４（図２４参照）の熱がサ
セプタ５１からウエハ５５に均一に伝達されずらく、ウ
エハ５５に形成された薄膜の厚さが均一になりにくいと
いう問題があった。具体的には、図２５示すように、ウ
エハ５５の厚み方向（側面）およびウエハ５５の外周面
からウエハ５５のまわりに離間配置された周辺低温部７
０に向けての輻射による放熱によって、ウエハ５５の外
周部の膜厚が低下する。また、サセプタ５１のウエハ５
５と接触していない真空吸引溝５３からは熱がウエハ５
５に輻射およびガス伝熱でしか供給されないことから、
ウエハ５５の真空吸引溝５３に対応した部分の温度が低
くなり膜厚が低下する。また、サセプタ５１内の真空吸
引孔５４においても熱の伝達が悪く、ウエハ５５の温度
分布が均一にならず、均一な膜厚分布が得られない。

【０００５】加えて、上記真空チャックタイプのウエハ
チャック装置においてはサセプタ５１にウエハ５５を次
々と装着して成膜（ウエハ５５への薄膜の形成）を繰り
返し行った場合、初めのうちはサセプタ５１の表面全面
はカーボンあるいはＳｉＣであるが、成膜を重ねて行く
うちサセプタ５１のウエハ受容面５２以外の表面にウエ
ハ５５に形成する薄膜と同種の膜がコ−ティングされて
くる。このように成膜が繰り返されると、サセプタ５１
のウエハ受容面５２の周辺部の表面の材質および性状が
時間とともに変化することから輻射による熱の流れが変
わり、結果としてウエハ５５上の温度分布も変化して膜
厚分布の再現性が低下するという問題もあった。

【０００６】上記図２４に示した従来の半導体製造装置
においては、ウエハ５５に対向するガスノズル６７の上
面（ガスノズルヘッド）の温度はサセプタ５１からの放
熱を受けて中央部が高くなり、外周部にいくほど低くな
り、ウエハ５５からの輻射による放熱によってウエハ５
５上の温度分布も同様にウエハ５５の外周部において低
くなり、均一な膜厚分布が得られないという問題があっ
た。反応ガスとしてＳｉＨ₂Ｃｌ₂とＮＨ₃とを用いてシ
リコン窒化膜を形成する場合、全圧を１０〜１００Ｔｏ
ｒｒとし、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂の分圧を０．２〜１Ｔｏｒｒ、
ＮＨ₃の分圧をその４〜６倍程度とし、残りの分圧をＨ₂
あるいはＮ₂の希釈ガスとするのが一般的である。しか
し、サセプタ５１の真空吸引溝５３（図２３参照）や真
空吸引孔５４（図２３参照）などの熱伝達が不十分な箇
所あるいはサセプタ５１のウエハ５５の外周部との接触
面間などにＨ₂のような熱伝導率の高いガスが流入する
場合はこれに対応してウエハ５５の表面温度が低下する
影響もでにくいが、Ｈ₂ガスは爆縮の心配があることか
ら希釈ガスとして適当とは言えない。また、Ｎ₂のよう
熱伝導率の低いガスが流入する場合はこれに対応してウ
エハ５５の表面温度が低くなり、均一な膜厚分布が得ら
れないという問題もあった。

【０００７】加えて、上記半導体製造装置には、サセプ
タ５１のウエハ受容面５２（図２３参照）以外の表面お
よびガスノズル６７の表面の高温部は反応ガスにさらさ
れて膜が成長し、この成長した膜はウエハ５５がサセプ
タ５１から外れた後に真空吸引溝５３（図２３参照）か
ら吹き出る不活性ガスによって吹き上げられ、この吹き
上げられた膜がウエハ５５にダストとして付着するとい
う問題もあった。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、その第１の目的はウエハを均一に
加熱し、均一な膜厚を有する薄膜をウエハに形成するこ
とであり、第２の目的は均一な薄膜の再現性を良くする
ことであり、第３の目的は成膜後のウエハをダウトから
保護することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した第１
の発明に係るウエハチャック装置は、サセプタの半導体
装置の基体を構成するウエハを平坦なウエハ受容面に、
ウエハの外径よりも少し小さな外径を有する凹部が形成
される構成としたものである。

【００１０】請求項２に記載した第２の発明に係るウエ
ハチャック装置は、半導体装置の基体を構成するウエハ
をウエハ受容面に保持するサセプタの内部に、空洞部が
ウエハ受容面と同軸またはほぼ同軸に形成される構成と
したものである。

【００１１】請求項３に記載した第３の発明に係るウエ
ハチャック装置は、半導体装置の基体を構成するウエハ
の表面に形成される薄膜と同種の熱輻射安定膜がコーテ
ィングされたサセプタを備える構成としたものである。

【００１２】請求項４に記載した第４の発明に係るウエ
ハチャック装置は、半導体装置の基体を構成するウエハ
を平坦なウエハ受容面に真空吸着にて保持するサセプタ
の内部に、熱伝導率の高いガスまたは熱伝導率の高いガ
スに熱分解するガスを導入するための高熱伝導ガス導入
路が形成され、この高熱伝導ガス導入路がウエハの真空
吸着用のガス真空吸引通路に連通される構成としたもの
である。

【００１３】請求項５に記載した第５の発明に係る半導
体製造方法は、サセプタに半導体装置の基体を構成する
ウエハを保持しない状態で反応ガスとの熱化学反応にて
ウエハの表面に形成される薄膜と同種の熱輻射安定膜を
形成し、このサセプタにウエハを保持し、このウエハに
薄膜を反応ガスとの熱化学反応にて形成する構成とした
ものである。

【００１４】請求項６に記載した第６の発明に係る半導
体製造装置は、反応ガスを半導体装置の基体を構成する
ウエハの表面に供給するガスノズルの外周部に、反応室
を構成するチャンバおよびウエハと離間断熱されたガス
ノズルハットが設けられる構成としたものである。

【００１５】請求項７に記載した第７の発明に係る半導
体製造装置は、反応ガスを半導体装置の基体を構成する
ウエハの表面に供給するガスノズルとして、ウエハ表面
に形成される薄膜と同種の熱輻射安定膜がコーティンさ
れたガスノズルを備えた構成としたものである。

【００１６】請求項８に記載した第８の発明に係る半導
体製造装置は、反応ガスを半導体装置の基体を構成する
ウエハの表面に供給するガスノズルに、ウエハ表面に形
成される薄膜と同種の熱輻射安定膜をコーティンする際
に、同ガスノズルをウエハの表面に薄膜を形成するとき
よりも上記ウエハ加熱源に近づける上下駆動機構を備え
た構成としたものである。

【００１７】請求項９に記載した第９の発明に係る半導
体製造装置は、半導体装置の基体を構成するウエハをウ
エハ受容面から取り外すためのガスの真空吸引通路内へ
の導入を停止するガス導入停止制御手段を備えた構成と
したものである。

【００１８】請求項１０に記載した半導体製造方法は、
熱化学反応にて半導体装置の基体を構成するウエハの表
面に薄膜を形成する反応ガスが熱化学反応時の熱で熱伝
導率の高いガスに分解するガスで希釈される構成とした
ものである。

【００１９】

【作用】第１の発明のウエハチャック装置は、サセプタ
でウエハを保持した場合、ウエハの外周部全域がウエハ
受容面に同一幅をもって接触し、熱がサセプタからウエ
ハ２の外周部に均一に伝達する。よって、このサセプタ
を反応ガスとの熱化学反応にてウエハの表面に薄膜を形
成する半導体製造装置に使用した場合、ウエハが均一に
加熱され、ウエハに形成される薄膜が均一な膜厚分布と
なる。

【００２０】第２の発明のウエハチャック装置は、サセ
プタでウエハを保持し、反応ガスとの熱化学反応にてウ
エハの表面に薄膜を形成する場合、空洞部がサセプタ中
央部の温度分布のばらつきを緩和するとともにサセプタ
外周部に熱を積極的に供給し、ウエハが均一に加熱さ
れ、ウエハに形成される薄膜が均一な膜厚分布となる。

【００２１】第３の発明のウエハチャック装置は、サセ
プタでウエハを保持し、反応ガスとの熱化学反応にてウ
エハの表面に薄膜を形成する場合、熱輻射安定膜が熱を
サセプタからウエハに均一に伝達し、ウエハに形成され
る薄膜が均一な膜厚分布となる。

【００２２】第４の発明のウエハチャック装置は、サセ
プタでウエハを保持し、反応ガスとの熱化学反応にてウ
エハの表面に薄膜を形成する場合、高熱伝導ガス導入路
が熱伝導率の高いガス、あるいは熱分解により熱伝導率
の高いガスに分解するガスを真空吸引通路に供給して真
空吸引通路の熱伝達率を改善し、ウエハの表面温度が時
間的に揺らぐことを阻止し、ウエハに形成される薄膜が
均一な膜厚分布再現性がよくなる。

【００２３】第５の発明の半導体製造方法は、サセプタ
への熱輻射安定膜形成とウエハへの薄膜形成とが同じ装
置で行え、作業性がよくなる。

【００２４】第６の発明の半導体製造装置は、ガスノズ
ルハットがウエハからガスノズル方向への輻射による熱
放散をウエハの内外周で均一にするため、ウエハが均一
な温度分布となり、ウエハに形成される薄膜が均一な膜
厚分布となる。

【００２５】第７の発明の半導体製造装置は、サセプタ
でウエハを保持し、反応ガスとの熱化学反応にてウエハ
の表面に薄膜を形成する場合、ガスノズル上の熱輻射安
定膜がウエハからガスノズル側へ放流する量を常に一定
に保つため、ウエハに形成される薄膜が再現よく得られ
ることになる。

【００２６】第８の発明の半導体製造装置は、ガスノズ
ルをウエハ加熱源に近づけて熱輻射安定膜を形成するの
で、熱輻射安定膜のコーティングが迅速に行える。

【００２７】第９の発明の半導体製造装置は、薄膜が形
成されたウエハがサセプタから外れるとき、サセプタの
真空吸引通路から不活性ガスが反応室内に吹き出すが、
この不活性ガスの圧力は反応室内の圧力との差がウエハ
の自重未満に近似しているので、反応室内の露出する部
分の付着物を吹き上げることがなく、ウエハが汚染され
ることはない。

【００２８】第１０の発明の半導体製造方法は、希釈ガ
スが熱分解により生成された熱伝導率が高いガスで反応
ガスを希釈することによって、サセプタ内に形成された
真空チャックのための真空室内に吸い込まれるガスの伝
熱割合を増加して、ウエハの外周部での温度低下を防止
し、ウエハに形成される薄膜が均一な膜厚分布となる。

【００２９】

【実施例】以下、この発明の各実施例を図１乃至図２２
を用いて説明する。 実施例１（請求項１に対応）．図１はこの発明の実施例
１としての爪チャックタイプのウエハチャック装置のサ
セプタを示す図であって、ａ図はｂ図のＡ−Ａ線断面
図、ｂ図は下面図である。この図１において、サセプタ
１はＳｉＣ、Ｃ、ＡｌＮ、ＳＵＳ、インコネル、Ａｌ₂
Ｏ₃などの素材によって仮想線で示すウエハ２よりも大
きな外径を有する短円柱体に形成され、このサセプタ１
の下面は平坦なウエハ受容面３になっており、このウエ
ハ受容面３にはウエハ２の外径よりも少し小さな外径を
有する凹部４がウエハ受容面３と同軸またはほぼ同軸に
設けられ、この凹部４は例えば１００μｍ〜５００μｍ
程度の座ぐりに形成される。このサセプタ１はｂ図に仮
想線で示したウエハクランプ爪５とでウエハ２を挟持す
る爪チャックタイプのウエハチャック装置を構成する。
このウエハクランプ爪５はウエハ２受容面３の外周に対
し等分配置されている。

【００３０】したがって、この実施例１のサセプタ１は
ウエハクランプ爪５とでウエハ２をａ図に仮想線で示す
ように挟持した場合、ウエハ２の外周部全域がウエハ受
容面３に同一幅をもって接触し、熱がサセプタ１からウ
エハ２の外周部に均一に伝達する。結果として、このサ
セプタ１を反応ガスとの熱化学反応にてウエハ２の表面
に薄膜を形成する半導体製造装置に使用した場合、ウエ
ハ２が均一に加熱されて均一な膜厚分布の薄膜を形成す
ることができる。

【００３１】実施例２（請求項１に対応）．図２はこの
発明の実施例２としての真空チャックタイプのウエハチ
ャック装置のサセプタを示す図であって、ａ図のｂ図の
Ａ−Ａ線断面図、ｂ図は下面図である。この図２におい
て、サセプタ１ＡはカーボンやＳｉＣなどの素材によっ
て仮想線で示すウエハ２よりも大きな外径を有する短円
柱体に形成され、このサセプタ１Ａの下面は平坦なウエ
ハ受容面３になっており、このウエハ受容面３にはウエ
ハ２の外径よりも少し小さな外径を有する凹部４がウエ
ハ受容面３と同軸またはほぼ同軸に設けられ、この凹部
４は例えば１００μｍ〜５００μｍ程度の座ぐりに形成
される。この凹部４の底面中央部には突起６が設けら
れ、この突起６の突出面がサセプタ１Ａの下面に残存す
るウエハ受容面３と同一またはほぼ同一となるように、
凹部４の底面からの突起６の突出寸法Ｌが設定されてい
る。また、凹部４の底面には複数の真空吸引孔７が突起
６を中心と同心円上に等分配置して形成され、これら複
数の真空吸引孔７はａ図に示すようにサセプタ１Ａの内
部に円形に形成された空洞部８に貫通している。この空
洞部８の周面にはサセプタ１Ａの外周面に貫通する真空
吸引路９が形成されている。このサセプタ１Ａはａ図に
示すＢ−Ｂ線部分で上下に二分割された分割体から単体
に構成される。具体的には上下の分割体それぞれに凹部
４、真空吸引孔７、空洞部８および真空吸引路９などを
形成し、その上下の分割体の分割面を摺り合わせ加工し
て重合して単体のサセプタ１Ａとし、このサセプタ１Ａ
の外周部を図外の反応ガスとの熱化学反応にてウエハ２
の表面に薄膜を形成する半導体装置のサセプタ支持部材
で上下より挟持する。この図外のサセプタ支持部材は反
応ガスとの熱化学反応にてウエハ２の表面に薄膜を形成
する半導体装置のチャンバに固定されている。この挟持
状態において、上記真空吸引路９のサセプタ１Ａの外周
面側開口が図外の真空ポンプの吸引口部に真空バルブや
排気管路などの排気系統を介して接続される。

【００３２】したがって、この実施例２のサセプタ１Ａ
はｂ図に仮想線に示すようにウエハ２を保持するには、
サセプタ１Ａのウエハ受容面３にウエハ２を接触または
接触する程度の近傍に配置し、図外の真空ポンプを起動
して真空吸引路９、空洞部８および凹部４の排気を開始
すると、凹部４内の圧力と外部圧力との間に生じる圧力
差によってウエハ２がサセプタ１Ａのウエハ受容面３に
吸着固定される。よって、このサセプタ１Ａは真空吸引
でウエハ２をｂ図に仮想線に示すように保持した場合、
ウエハ２の外周部全域がウエハ受容面３に同一幅をもっ
て接触し、熱がサセプタ１Ａからウエハ２に均一に伝達
する。結果として、このサセプタ１Ａを図外の反応ガス
との熱化学反応にてウエハ２の表面に薄膜を形成する半
導体装置に使用した場合、ウエハ２の表面温度が均一と
なり、ウエハ２の表面には均一な膜厚分布の薄膜が形成
できる。また、このサセプタ１Ａは凹部４の底部に突起
６を有しているので、ウエハ２の吸引固定時におけるウ
エハ２の反りを阻止できる。この突起６は凹部４の底面
の中央部に設けた例を図示して説明したが、この突起６
はウエハ２の反りを阻止できる範囲で複数個点在配置
し、サセプタ１Ａからウエハ２への熱伝達性能とウエハ
２の反り防止とが、より一層両立できるようにすること
も可能である。

【００３３】実施例３（請求項２に対応）．図３はこの
発明の実施例３としての真空チャックタイプのウエハチ
ャック装置のサセプタを示す図であって、ａ図はｂ図の
Ａ−Ａ線に相当する全体の断面図、ｂ図はａ図のＢ−Ｂ
線に相当する全体の断面図である。図４はこの実施例３
のウエハへの薄膜の形成に際し反応室にガスを供給する
タイミングを示すガスシーケンスである。図３におい
て、サセプタ１Ａのウエハ２よりも大きな外径を有する
平坦なウエハ受容面３には複数の真空吸引孔７がウエハ
受容面３の中心を中心とする複数の同心円上に等分配置
して形成され、これら複数の真空吸引孔７のうちで最外
周円上以外の同心円上に位置する真空吸引孔７はａ図に
示すようにサセプタ１Ａの内部に形成された空洞部８に
貫通している。この空洞部８はウエハ受容面３と同軸ま
たはほぼ同軸の円形になっており、この空洞部８の内周
面にはサセプタ１Ａの外周面に貫通する真空吸引路９が
形成され、この空洞部８の内上面には希釈ガス導入路１
０が形成され、この希釈ガス導入路１０はサセプタ１Ａ
の外周面に貫通している。また、上記最外周円上に位置
する真空吸引孔７はａ図に示すようにサセプタ１Ａの内
部においてサセプタ１Ａの外周面に貫通する真空吸引路
１１が接続されている。このサセプタ１Ａはａ図に示す
Ｂ−Ｂ線部分で上下に二分割された分割体から単体に構
成されている。具体的には上下の分割体それぞれに真空
吸引孔７、空洞部８および真空吸引路９，１１などを形
成し、その上下の分割体の分割面を摺り合わせ加工して
重合して単体のサセプタ１Ａとし、このサセプタ１Ａの
外周部を図外の反応ガスとの熱化学反応にてウエハ２の
表面に薄膜を形成する半導体製造装置のサセプタ支持部
材で上下より挟持する。この挟持状態において、上記真
空吸引路９，１１のサセプタ１Ａの外周面側開口が図外
の真空ポンプの吸引口部に真空バルブや排気管路などの
真空排気系統を介して接続され、上記希釈ガス導入路１
０のサセプタ１Ａ外周面側が図外の希釈供給ボンベの出
口部にガスバルブや供給管路などの供給系統を介して接
続される。よって、サセプタ１Ａのウエハ受容面３にウ
エハ２を接触または接触する程度の近傍に配置し、図外
の真空ポンプを起動して真空吸引路９，１１、空洞部８
および真空吸引孔７の排気を開始すると、複数の真空吸
引孔７内の圧力と外部圧力との間に生じる圧力差によっ
てウエハ２がサセプタ１Ａのウエハ受容面３に吸着固定
される。

【００３４】したがって、この実施例３によれば、サセ
プタ１Ａはウエハ受容面３と同軸またはほぼ同軸に形成
された空洞部８を有しているので、上記真空吸引でウエ
ハ２をａ図に仮想線で示すように保持し、図外の半導体
製造装置で反応ガスとの熱化学反応にてウエハ２の表面
に薄膜を形成する場合、サセプタ１Ａの中央部の温度分
布のばらつきが緩和されるとともにサセプタ１Ａの外周
部に熱が積極的に供給され、熱がサセプタ１Ａのウエハ
受容面３の全体に均一に伝達する。結果として、ウエハ
２が均一に加熱されて、均一な膜厚分布の薄膜がウエハ
２の表面に形成できる。この成膜に際し、ガスは図４の
ガスシーケンスに示すタイミング下で、Ｎ₂→ＮＨ₃／Ｎ
₂→ＮＨ₃／ＳｉＨ₂Ｃｌ₂／Ｎ₂（成膜）→ＮＨ₃／Ｎ₂→
Ｎ₂と変化するが、このサセプタ１Ａは空洞部８に連通
する希釈ガス導入路１０を有しているので、この希釈ガ
ス導入路１０から空洞部８内に希釈ガスが供給される。
この希釈ガスは空洞部８内に吸い込まれる反応室内のガ
スの混合比が時間とともにほとんど変化しないように一
定に保つ。結果として、ウエハ２の表面温度は時間的に
揺らぐことはなくなり、ウエハ２の表面には均一な膜厚
分布の薄膜が再現性よく形成できる。また、上記ウエハ
受容面３の全体に熱を均一に伝達するための空洞部８に
はウエハ受容面３にウエハ２を吸着固定するための複数
の真空吸引孔７と真空排気系統に接続するための真空吸
引路９とが連通するので、真空チャックタイプとしての
サセプタ１Ａがその内部に上記空洞部８を有しても、サ
セプタ１Ａの厚さが薄く、サセプタ１Ａが簡素な構造で
小形に形成できる。

【００３５】実施例４（請求項２に対応）．上記実施例
３では空洞部８をサセプタ１Ａの中央部一箇所だけに設
けたが、この実施例４は図５に示すように空洞部８を複
数のブロックに分けてある。つまり、図５はこの発明の
実施例４としての真空チャックタイプのウエハチャック
装置のサセプタを示す図であって、ａ図はｂ図のＡ−Ａ
線に相当する全体の断面図、ｂ図はａ図のＢ−Ｂ線に相
当する全体の断面図である。この図５において、サセプ
タ１Ａは内側空洞部１２と外側空洞部１３とから構成さ
れる空洞部８を有する。内側空洞部１２はサセプタ１Ａ
の内部にウエハ受容面３と同軸またはほぼ同軸の円形に
形成され、この内側空洞部１２は最外周円上以外の同心
円上に位置する真空吸引孔７に連通する。外側空洞部１
３は内側空洞部１２の外側に離間して配置され、外側空
洞部１３は内側空洞部１２と同軸またはほぼ同軸の環状
に形成されている。これら内側空洞部１２と外側空洞部
１３それぞれには真空吸引路９，１４と希釈ガス導入路
１０、１５とが連通される。この内側空洞部１２に連な
る真空吸引路９と外側空洞部１３に連なる真空吸引路１
４とはｂ図に示すように互いに上下で重ならないように
周方向に位置をずらして等分配置され、内側空洞部１２
に連なる希釈ガス導入路１０と外側空洞部１３に連なる
希釈ガス導入路１５とはｂ図に示すように互いに上下で
重ならないように周方向に位置をずらして直径線上で対
向するように配置されている。

【００３６】したがって、この実施例４によれば、サセ
プタ１Ａは内側空洞部１２と外側環状空洞部１３と言う
複数のブロックに区分された空洞部８を有しているの
で、上記真空吸引でウエハ２をａ図に仮想線で示すよう
に保持し、図外の半導体製造装置で反応ガスとの熱化学
反応にてウエハ２の表面に薄膜を形成する場合、半導体
製造装置のヒータによるサセプタ１Ａの加熱の仕方に応
じ、内側空洞部１２内の圧力と外側空洞部１３内の圧力
とを独立に変えることによって、ウエハ２の表面の温度
分布が均一となるように調整でき、稀釈ガス導入路１
０，１５より稀釈ガスを多量に流すことによって、結果
として、ウエハ２の表面温度は時間的に揺らぐことはな
くなり、ウエハ２の表面には均一な膜厚分布の薄膜が再
現性よく形成できる。内側空洞部１２と外側空洞部１３
の圧力を独立に変えるのは、内側空洞部１２と外側空洞
部１３とを例えば別々の真空ポンプで引くか、１台の真
空ポンプでコンダクタンスを別々に変えられるように真
空バルブを設けることによって実現できる。

【００３７】実施例５（請求項４に対応）．図６はこの
発明の実施例５としての真空チャックタイプのウエハチ
ャック装置のサセプタを示す図であって、ａ図はｂ図の
Ａ−Ａ線に相当する全体の断面図、ｂ図はａ図のＢ−Ｂ
線に相当する全体の断面図である。この図６において、
サセプタ１Ａのウエハ２よりも大きな外径を有する平坦
なウエハ受容面３には複数の真空吸引孔７が形成され、
これら複数の真空吸引孔７はサセプタ１Ａの内部にに形
成された空洞部８に貫通し、この空洞部８の内周面には
サセプタ１Ａの外周面に貫通する真空吸引路９が形成さ
れ、この真空吸引路９の空洞部８側には細い高熱伝導ガ
ス導入路１６が形成され、この高熱伝導ガス導入路１６
はサセプタ１Ａの外周面に貫通している。この高熱伝導
ガス導入路１６と真空吸引路９とはｂ図に示すように互
いに上下に重なるように位置しサセプタ１Ａの周方向に
等分配置されている。このサセプタ１Ａはａ図に示すＢ
−Ｂ線部分で上下に２分割された分割体から単体に構成
されている。具体的には上下の分割体それぞれに真空吸
引孔７、空洞部８、真空吸引路９および高熱伝導ガス導
入路１６などを形成し、その上下の分割体の分割面を摺
り合わせ加工して重合して単体のサセプタ１Ａとし、こ
のサセプタ１Ａの外周部を図外の反応ガスとの熱化学反
応にてウエハ２の表面に薄膜を形成する半導製造体装置
のサセプタ支持部材で上下より挟持する。この挟持状態
において、上記真空吸引路９のサセプタ１Ａの外周面側
開口が図外の真空ポンプの吸引口部に真空バルブや排気
管路などの排気系統を介して接続され、上記高熱伝導ガ
ス導入路１６のサセプタ１Ａ外周面側が図外の高熱伝導
供給ボンベの出口部にガスバルブや供給管路などの供給
系統を介して接続される。よって、サセプタ１Ａのウエ
ハ受容面３にウエハ２を接触または接触する程度の近傍
に配置し、図外の真空ポンプを起動して真空吸引路９，
１１、空洞部８および真空吸引孔７の排気を開始する
と、複数の真空吸引孔７内の圧力と外部圧力との間に生
じる圧力差によってウエハ２がサセプタ１Ａのウエハ受
容面３に吸着固定される。

【００３８】したがって、この実施例５によれば、サセ
プタ１Ａは複数の真空吸引孔７を真空排気系統に接続す
るための真空吸引路９に形成された高熱伝導ガス導入路
１６を有しているので、上記真空吸引でウエハ２をａ図
に仮想線で示すように保持し、図外の半導体製造装置で
反応ガスとの熱化学反応にてウエハ２の表面に薄膜を形
成する場合、ウエハ２の真空吸着のために吸い込むガス
を空洞部８からサセプタ１Ａ外へ排気するために設けら
れた真空吸引路９に、細い高熱伝導ガス導入路１６から
Ｈ₂やＨｅのような熱伝導率の高いガス、あるいはＮＨ₃
のような熱分解により熱伝導率の高いガスに分解するガ
スを供給することによって、真空吸引路９による熱伝達
率を改善し、ウエハ２の表面温度分布が均一となり、均
一な膜厚分布の薄膜を形成することができる。また、高
熱伝導ガス導入路１６と真空吸引路９とがサセプタ１Ａ
の周方向に等分配置されるので、高熱伝導ガス導入路１
６からサセプタ１Ａへの熱が等分に分配でき、熱伝達率
の改善が良好となる。加えて、高熱伝導ガス導入路１６
が真空吸引路９と互いに上下に重なるように位置するの
で、サセプタ１Ａに高熱伝導ガス導入路１６を形成する
場合、サセプタ１Ａの一方の分割体に形成された真空吸
引路９の分割面側のから縦孔を穴あけ加工し、同分割体
の外周面から真空吸引路９に沿う横孔を穴あけ加工し、
この横孔を上記縦孔に貫通することによって上記高熱伝
導ガス導入路１６が構成できるので、サセプタ１Ａの外
周面と真空吸引路９とに連通する高熱伝導ガス伝導路１
６をサセプタ１Ａに容易に形成できる。

【００３９】実施例６（請求項４に対応）．上記実施例
５では空洞部８を設けたが、この実施例６は図７に示す
ように空洞部８を設けずに真空吸引孔７と真空吸引路９
と高熱伝導ガス導入路１６とを複数のブロックに分けて
ある。つまり、図７はこの発明の実施例６としての真空
チャックタイプのウエハチャック装置のサセプタを示す
図であって、ａ図はｂ図のＡ−Ａ線に相当する全体の断
面図、ｂ図はａ図のＢ−Ｂ線に相当する全体の断面図で
ある。この図７において、サセプタ１Ａは複数の真空吸
引孔７と複数の真空吸引路９と複数の高熱伝導ガス導入
路１６とを有する。複数の真空吸引孔７はウエハ受容面
３の中心を中心とする複数の同心円上に等分配置して形
成されている。複数の真空吸引路９はｂ図に示すように
サセプタ１Ａの周方向に等分配置され、これら複数の真
空吸引路９それぞれは最内周円上に位置する真空吸引孔
７側で閉鎖されているとともにサセプタ１Ａの外周面に
開口され、真空吸引路９それぞれには上記複数の同心円
上に等分配置された複数の真空吸引孔７が連通されてい
る。つまり、上記複数の真空吸引孔７は、複数の同心円
上において複数の真空吸引路９の真下に位置するように
等分配置されている。複数の真空吸引路９それぞれの閉
鎖端部には複数の細い高熱伝導ガス導入路１６が個別に
連通される。これら複数の高熱伝導ガス導入路１６はｂ
図に示すように複数の真空吸引路９と互いに上下に位置
するように複数の真空吸引路９に沿いサセプタ１Ａの外
周側に向けて延びてサセプタ１Ａの外周側に開口してい
る。

【００４０】したがって、この実施例６によれば、サセ
プタ１Ａは複数のブロックに分けた真空吸引孔７と真空
吸引路９と高熱伝導ガス導入路１６とを有しているの
で、その複数のブロックに分けた真空吸引路９に、図外
の反応ガスとの熱化学反応にてウエハ２の表面に薄膜を
形成する半導体製造装置のヒータによるサセプタ１Ａの
加熱の仕方に応じて独立に細い高熱伝導ガス導入路１６
から熱伝導率の高いガス、あるいは熱分解により熱伝導
率の高いガスに分解するガスを供給することによって、
真空吸引路９による熱伝達率を改善し、ウエハ２の表面
温度分布を均一にでき、結果として、ウエハ２の表面温
度は時間的に揺らぐことはなくなり、ウエハ２の表面に
は均一な膜厚分布の薄膜が再現性よく形成できる。ま
た、高熱伝導ガス導入路１６と真空吸引路９とがサセプ
タ１Ａの周方向に等分配置されるので、高熱伝導ガス導
入路１６からサセプタ１Ａへの熱が等分に分配でき、熱
伝達率の改善が良好となる。加えて、高熱伝導ガス導入
路１６が真空吸引路９と互いに上下に重なるように位置
し、この高熱ガス導入路１６が最内周円上の真空吸引孔
７と対向する位置で真空吸引路９に連通しているので、
サセプタ１Ａに高熱伝導ガス導入路１６を形成する場
合、サセプタ１Ａに形成された最内周円上の真空吸引孔
７のウエハ受容面３側から縦孔を穴あけ加工し、同サセ
プタ１Ａの外周面から真空吸引路９に沿う横孔を穴あけ
加工し、この横孔を上記縦孔に貫通することによって上
記高熱伝導ガス導入路１６が構成できるので、サセプタ
１Ａを分割することなく単体のまま、サセプタ１Ａの外
周面と真空吸引路９とに連通する高熱伝導ガス伝導路１
６をサセプタ１Ａに容易に形成できる。

【００４１】実施例７（請求項３に対応）．図８はこの
発明の実施例７としての真空チャックタイプのウエハチ
ャック装置のサセプタを示す図であって、ａ図はｂ図の
Ａ−Ａ線に相当する全体の断面図、ｂ図はａ図のＢ−Ｂ
線に相当する全体の断面図である。この図８において、
サセプタ１Ａのウエハ２よりも大きな外径を有する平坦
なウエハ受容面３には複数の真空吸引孔７が形成され、
これら複数の真空吸引孔７はサセプタ１Ａの内部にに形
成された空洞部８に貫通し、この空洞部８の内周面には
サセプタ１Ａの外周面に貫通する真空吸引路９が形成さ
れ、このサセプタ１Ａには熱輻射安定膜１７があらかじ
めコ−ティングされている。このサセプタ１Ａを図外の
反応ガスとの熱化学反応にてウエハ２の表面にＳｉＮの
薄膜を形成する半導体装置に使用する場合、熱輻射安定
膜１７はＳｉＮを素材とするのが最適である。要する
に、熱輻射安定膜１７はウエハ２に成膜する薄膜の素材
と同じ素材とするのが最適である。このサセプタ１Ａは
ａ図に示すＢ−Ｂ線部分で上下に二分割された分割体か
ら単体に構成されている。具体的には上下の分割体それ
ぞれに真空吸引孔７、空洞部８および真空吸引路９など
を形成し、その上下の分割体それぞれを個別に図外の反
応ガスとの熱化学反応にてウエハ２の表面に薄膜を形成
する半導製造体装置に入れて、上下の分割体それぞれの
全表面に熱輻射安定膜１７をコ−ティングする。これに
よって、熱輻射安定膜１７は上下の分割体、真空吸引孔
７、空洞部８および真空吸引路９それぞれの表面にコ−
ティングされる。そして、熱輻射安定膜１７のコ−ティ
ングされた上下分割体の分割面を摺り合わせ加工して重
合して単体のサセプタ１Ａとし、このサセプタ１Ａの外
周部が図外の反応ガスとの熱化学反応にてウエハ２の表
面にＳｉＮの薄膜を形成する半導体製造装置のサセプタ
支持部材で上下より支持される。この挟持状態におい
て、上記真空吸引路９のサセプタ１Ａの外周面側開口が
図外の真空ポンプの吸引口部に真空バルブや排気管路な
どの排気系統を介して接続される。よって、サセプタ１
Ａのウエハ受容面３にウエハ２を接触または接触する程
度の近傍に配置し、図外の真空ポンプを起動して真空吸
引路９、空洞部８および真空吸引孔７の排気を開始する
と、複数の真空吸引孔７内の圧力と外部圧力との間に生
じる圧力差によってウエハ２がサセプタ１Ａのウエハ受
容面３に吸着固定される。

【００４２】したがって、この実施例７によれば、サセ
プタ１Ａは熱輻射安定膜１７が真空吸引孔７、空洞部
８、真空吸引路９および分割面を含むサセプタ１Ａの全
表面にコ−ティングされているので、上記真空吸引でウ
エハ２をａ図に仮想線で示すように保持し、図外の半導
体製造装置で反応ガスとの熱化学反応にてウエハ２の表
面に薄膜を形成する場合、ウエハ２への成膜を繰り返し
ても、サセプタ１Ａ表面の熱輻射率は変化せず、熱がサ
セプタ１Ａからウエハ２の全体に均一に伝達し、均一な
膜厚分布の薄膜を形成することができる。つまり、サセ
プタ１Ａのウエハ２から露出している部分からの放熱に
関し実験したところ、周辺低温部への輻射による熱損失
が熱輻射安定膜１７の厚み方向への伝熱による熱損失よ
りも桁違いに大きいことがわかり、熱輻射安定膜１７の
材質による熱輻射が重要であって、熱輻射安定膜１７の
厚さはほとんど関係ないことが確認できた。この実験結
果によって、上記ウエハ２への成膜を繰り返しても、サ
セプタ１Ａ表面の熱輻射率は変化せず、ウエハ２に均一
な膜厚分布の薄膜が形成されるというわけである。ただ
し、ウエハ２への成膜を繰り返すことによって、成膜成
分が熱輻射安定膜１７の表面に付着し、その付着した成
膜成分膜の厚さが数１０μｍ以上になると、その付着し
た成膜成分膜が剥離してウエハ２を汚染する危険がある
ので、新しいサセプタ１Ａと交換した方が好ましい。

【００４３】実施例８（請求項３に対応）．上記実施例
７では熱輻射安定膜１７をサセプタ１Ａの全表面にコー
ティングしたが、この実施例８は図９に示すように熱輻
射安定膜１７をサセプタ１Ａの反応ガスに触れる表面に
のみコーティングしてある。つまり、図９はこの発明の
実施例８としての真空チャックタイプのウエハチャック
装置のサセプタを示す断面図である。この図９におい
て、サセプタ１Ａを構成する上下の分割体それぞれに真
空吸引孔７、空洞部８および真空吸引路９などを形成
し、上下分割体の分割面を摺り合わせ加工して重合して
単体のサセプタ１Ａとし、この単体となったサセプタ１
Ａを図外の反応ガスとの熱化学反応にてウエハ２の表面
にＳｉＮの薄膜を形成する半導体製造装置に入れ、この
サセプタ１Ａのウエハ受容面３を半導体製造装置の反応
室側に向け、サセプタ１Ａをサセプタ支持部材で上下よ
り挟持し、サセプタ１Ａの全表面に熱輻射安定膜１７を
コ−ティングする。このコ−ティング時において、反応
ガスがサセプタ支持部材によってサセプタ１Ａの上面に
行くことができず、サセプタ１Ａの上面が反応ガスに触
れることがないので、熱安定膜１７はサセプタ１Ａの上
面の除き、サセプタ１Ａのウエハ受容面３、サセプタ１
Ａの外周面、真空吸引孔７、空洞部８および真空吸引路
９それぞれの表面にコ−ティングされる。

【００４４】したがって、この実施例８によれば、サセ
プタ１Ａは熱輻射安定膜１７がサセプタ１Ａの反応ガス
に触れる表面にのみコーティングされているので、真空
吸引でウエハ２をａ図に仮想線で示すように保持し、図
外の半導体製造装置で反応ガスとの熱化学反応にてウエ
ハ２の表面に薄膜を形成する場合、熱輻射安定膜１７が
サセプタ１Ａとしての複数の分割体を一体不可分に被覆
して包持し、熱輻射安定膜１７が複数の分割体の重合面
間に形成される微細な隙間をサセプタ１Ａの外周面側で
密封する。結果として、サセプタ１Ａを構成する複数の
分割体の重合面間から空洞部８や真空吸引路９へのガス
の流入が阻止でき、ウエハ２への成膜を繰り返しても、
サセプタ１Ａ表面の熱輻射率は変化せず、ウエハ２に均
一な膜厚分布の薄膜が再現性よく形成できる。

【００４５】実施例９（請求項５に対応）．図１０はこ
の発明の実施例９の半導体製造方法に使用する反応ガス
との熱化学反応にてウエハの表面にＳｉＮの薄膜を形成
する半導体製造装置を示す縦断面図、図１１は図１０の
Ａ−Ａ線に相当する全体の断面図である。この実施例９
は図１０と図１１とに示す半導体製造装置にてウエハ２
の成膜前にサセプタ１Ａに熱輻射安定膜１７をコーティ
ングすることに特徴があり、この熱輻射安定膜１７をコ
ーティングするサセプタ１Ａとしては上記実施例８と同
様のものを図示して説明する。図１０と図１１とにおい
て、チャンバ２０内にはヒータ室２１と反応室２２とが
上下に区分され、このヒータ室２１と反応室２２との境
には真空チャック機能を有するサセプタ１Ａが配置さ
れ、このサセプタ１Ａはその外周部が上下より石英製の
断熱リング２２，２３で挟持され、この上下の断熱リン
グ２２，２３それぞれはチャンバ２０にサセプタ支持部
材２５，２６にて取り付けられている。この断熱リング
２３，２４で挟持された直後におけるサセプタ１Ａは上
下の分割体それぞれに真空吸引孔７、空洞部８および真
空吸引路９などを形成し、上下分割体の分割面を摺り合
わせ加工して重合して単体構成されてた状態であって、
熱輻射安定膜１７がコーティングされていない状態であ
り、ウエハ受容面３が反応室２２に向けられ、これらサ
セプタ１と上下の断熱リング２３，２４と上下の支持部
材２５，２６およびチャンバ２０を構成する側面とによ
ってサセプタ１の外周部に開口する真空吸引路９に連通
する閉環状の真空チャック内圧室２７が区画形成され
る。この真空チャック内圧室２７を構成するチャンバ２
０の側面の外側には真空排気系統との開閉を行う真空バ
ルブ２８が設けられている。上記反応室２２にはその底
面より突出するガスノズル２９が配置され、このガスノ
ズル２９の内側に位置する反応室２２の底面には反応ガ
ス供給系統に接続される反応ガス導入孔３０が形成さ
れ、ガスノズル２９の外側に位置する反応室２２の底面
には反応ガス排出孔３１が形成されている。ガスノズル
２９の上面は複数の反応ガス噴射孔３２が形成されたガ
スノズルヘッド３３になっている。このガスノズルヘッ
ド３３とサセプタ１Ａのウエハ２受容面３との間には反
応空間３４が形成され、反応室２２の側面には図外のロ
ードロック室との開閉を行うためのロードロックバルブ
３５が設けられている。上記ヒータ室２１にはウエハ加
熱源としてのヒータ３６が配置され、このヒータ３６は
サセプタ１Ａにスペーサ３７を介在させて載せてある
が、このヒータ３６はヒータ室２１を構成する壁面より
吊り下げてもよい。ヒータ室２１には真空排気ポート３
８とＮ₂のような不活性ガス流入孔３９とが設けられて
いる。また、例えばヒータ室２１は９０Ｔｏｒｒ、反応
室２２は３０Ｔｏｒｒ、真空チャック内圧室２７は２６
Ｔｏｒｒというように、ヒータ室２１と反応室２２と真
空チャック内圧室２７それぞれは異なる圧力に調整され
る。

【００４６】したがって、この実施例９によれば、真空
吸引孔７、空洞部８および真空吸引路９などを有して重
合単体に構成されたサセプタ１Ａがヒータ室２１と反応
室２２との境で上下の断熱リング２３，２４にて支持さ
れた状態において、ロードロックバルブ３５と真空バル
ブ２８とを閉じ、ウエハチャックのための真空吸引を止
め、サセプタ１Ａがウエハ２を保持しない状態とし、ヒ
ータ３６でサセプタ１Ａを加熱し、ガスノズル２９から
反応空間３４に向けて反応ガスを流すことによって、こ
の反応ガスがヒータ３６によって加熱されたサセプタ１
Ａに供給され、サセプタ１Ａの反応ガスに触れる表面に
ＳｉＮなる熱輻射安定膜１７が形成される。つまり、こ
の実施例９よれば、ウエハ２への成膜前に、サセプタ１
Ａの反応ガスに触れる表面に図１０に示すように例えば
０．１〜３０μｍの厚さのＳｉＮなる熱輻射安定膜１７
を形成しておく。なお、サセプタ１Ａは爪チャックタイ
プのウエハチャック装置のサセプタ１でもよいことは言
うまでもない。このようにサセプタ１Ａに熱輻射安定膜
１７を形成した後、ロードロックバルブ３５を開き、図
外のウエハ２をロードロック室から反応室２２へと搬入
し、ロードロックバルブ３５を閉じ、ウエハ２をサセプ
タ１Ａのウエハ受容面３に接触または接触する程度の近
傍に配置し、真空バルブ２８を開いてサセプタ１Ａの真
空吸引路９、空洞部８および真空吸引孔７の排気を開始
し、ウエハ２をサセプタ１Ａのウエハ受容面３に吸着固
定し、このウエハ２への本来のＳｉＮなる薄膜の形成を
開始する。結果として、この実施例９によれば、サセプ
タ１Ａへの熱輻射安定膜１７形成とウエハ２への薄膜形
成とを同じ装置で行うので作業性がよくなる。

【００４７】実施例１０（請求項５に対応）．上記実施
例９ではウエハチャックのための真空吸引を止めてサセ
プタ１Ａへの熱輻射安定膜１７を形成したが、この実施
例１０はウエハチャックのための真空吸引を行いながら
サセプタ１Ａへの熱輻射安定膜１７を形成することに特
徴がある。つまり、図１０と図１１とにおいて、サセプ
タ１Ａをヒータ３６室２１と反応室２２との境に設置
し、サセプタ１Ａにウエハ２を取り付けない状態で、真
空バルブ２８を開き、ウエハチャックのための真空吸引
を行いながらサセプタ１Ａの全表面にＳｉＮを輻射安定
膜１７をサセプタ１Ａの反応ガスに触れる表面にのみコ
ーティングすることによって、上記実施例９と同様に適
用できる。

【００４８】実施例１１（請求項６に対応）．図１２は
この発明の実施例１１としての半導体製造装置を示す縦
断面図、図１３は図１２のＡ−Ａ線に相当する全体の断
面図である。この実施例１１は図１２と図１３とに示す
ように半導体製造装置のガスノズル２９にガスノズルハ
ット４０を設けてウエハ２の表面の温度分布を均一にす
ることに特徴があり、爪チャックタイプのウエハチャッ
ク装置を例として図示して説明する。図１２と図１３と
において、チャンバ２０内に上下に区分されるヒータ室
２１と反応室２２との境には爪チャック機能を有するサ
セプタ１がウエハ支持部材２５，２６を介してチャンバ
２０に取り付けられた石英製の断熱リング２３，２４で
挟持されて配置され、このサセプタ１との間に反応空間
３４を形成するガスノズル２９はガスノズルハット４０
を有し、このガスノズルハット４０はガスノズルヘッド
３３の外周部より側方に突出し、このガスノズルハット
４０はガスノズルヘッド３３の周方向全域に連続した閉
環状に形成されている。このガスノズルハット４０およ
びガスノズル２９は熱伝導率のよい素材にて構成され
る。ガスノズルハット４０はその内周部に段差部を有
し、この段差部をガスノズル２９の外周部に形成された
段差部に上方より嵌合し、ガスノズルハット４０をガス
ノズル２９に装着した例を図示してあるが、上記段差部
を設けずに、内周部をガスノズル２９に溶接してもよ
い。このガスノズルハット４０はガスノズル２９への取
り付け側でないガスノズルハット４０の先端部（外周
部）において反応室２２を構成するチャンバ２０から離
れて断熱され、このガスノズルハット４０はウエハ２の
外径よりも大きい外径を有する。このガスノズルハット
４０の上面とウエハ受容面３との間には、上記ガスノズ
ルヘッド３３とサセプタ１との間に形成された反応空間
３４に連なる反応空間が形成されている。上記反応室２
２の側面にはロードロックバルブ３５を介してロードロ
ック室４１が設けられ、真空チャック内圧室２７は真空
バルブ２８を有し、上記ヒータ室２１はヒータ３６と真
空排気ポート３８と不活性ガス流入孔３９とを有する。
また、上記ウエハ２の反応室２２に向けられたウエハ受
容面３にはウエハ２がウエハクランプ爪５と挟持され
る。このウエハクランプ爪５は上下駆動機構４２の出力
軸に弾性緩衝部材４３を介在して取り付けられて昇降駆
動される。このウエハクランプ爪５は図１３に示すよう
にウエハ受容面３の外周部に三等分配置され、ウエハク
ランプ爪５のウエハ２を挟持する先端部はウエハ２の外
周部側から内周部側に向けて細長に形成されている。

【００４９】したがって、この実施例１１によれば、ウ
エハクランプ爪５が下降限度位置に停止している状態に
おいて、ロードロックバルブ３５が開き、ウエハ２がロ
ードロック室から反応室２２のウエハクランプ爪５の真
上にまで搬入されると、上下駆動機構４２が上昇駆動
し、ウエハクランプ爪５がウエハ２を持ち上げ、このウ
エハクランプ爪５が上昇限度位置に到達する直前におい
てウエハ２がサセプタ１Ａのウエハ受容面３に接触し、
その反作用で弾性緩衝部材４３が収縮してウエハクラン
プ爪５やウエハ受容面３からウエハ２に入力されるであ
ろう衝撃を吸収し、ウエハクランプ爪５が上昇限度位置
に停止しウエハ受容面３とでウエハ２を三点で支持す
る。このウエハクランプ爪５の３点支持はウエハ２との
接触面積が最も少ない状態でウエハ２を最も安定に支持
できる。この支持状態において上記弾性部材４３の収縮
を復元しよとする弾性力によってウエハクランプ爪５が
ウエハ受容面３とでウエハ２を損傷しないような適度な
力で挟持する。この後、真空吸引や反応ガス、不活性ガ
スなどの導入にてヒータ室２１と反応室２２と真空チャ
ック室２７とを所定の圧力に調整し、ヒータ３６を加熱
動作させると、ウエハ２の表面がサセプタ１を通して７
００℃程度に加熱され、ガスノズルヘッド３３やガスノ
ズルハット４０の表面は上記サセプタ１Ａやウエハ２か
らの輻射熱を受けて４００℃程度となる。ガスノズルヘ
ッド３３やガスノズルハット４０は熱伝導が良く、しか
もガスノズルハット４０は反応室２２を構成するチャン
バ２０と断熱されているため、ガスノズルヘッド３３や
ガスノズルハット４０の上面内の温度分布はかなり良好
となる。また、ガスノズルハット４０はウエハ２の外径
よりも大きく、ウエハ２からガスノズル２９方向への輻
射による熱放散はウエハ２の全面にわたってほぼ等し
く、ウエハ２の表面の均一な温度分布が達成される。よ
って、反応空間３４において反応ガスがウエハ２上で熱
化学反応を起こし、ウエハ２上に薄膜が均一な膜厚をも
って形成される。また、上下駆動機構４２として、エア
シリンダ、パルスモータおよびＤＣモータなどを使用す
れば、半導体製造の空気清浄環境を汚損することを極め
て少なくできる。なお、この実施例１１ではサセプタ１
を真空チャックタイプのサセプタ１Ａに代替しても同様
に適用できる。

【００５０】実施例１２（請求項６に対応）．上記実施
例１１ではガスノズルハット４０を横方向に水平に形成
したが、この実施例１２は上傾斜状のガスノズルハット
４０Ａを有することに特徴があり、真空チャックタイプ
のウエハチャック装置を例として図示して説明する。つ
まり、図１４はこの発明の実施例１２としての半導体製
造装置を示す縦断面図、図１５は図１４のＡ−Ａ線に相
当する全体の断面図である。図１４と図１５とにおい
て、閉環状のガスノズルハット４０Ａはガスノズル２９
側からサセプタ１の外周部側へと傾斜する上傾斜に形成
されている。このガスノズルハット４０Ａの上傾斜面と
上水平面との角部４４はサセプタ１に支持されたウエハ
２の外周部とほぼ離間して対峙するようになっいる。こ
の実施例１２ではサセプタ１を真空チャックタイプのも
のを例として図示したので、ウエハ２がロードロック室
４１から反応室２２に搬入されてサセプタ１Ａのウエハ
受容面３の真下に搬入されたら、図外のリフトピンが下
降限度位置から上昇してウエハ２をウエハ受容面３に接
近または接近する程度に近接するように持ち上げ、この
リフトピンが上昇限度位置に停止した状態において、ウ
エハ２がサセプタ１からの真空吸引にてウエハ受容面３
に吸着固定され、そして、リフトピンが上昇限度位置か
ら下降限度位置へと下降して次のウエハ２の持ち上げに
待機する。

【００５１】したがって、この実施例１２によれば、ガ
スノズルハット４０Ａが上傾斜に形成されているので、
ウエハ２から温度の低い反応室２２を見込む割合が少な
くなり、ウエハ２外周部の温度低下が改善できる。な
お、この実施例１２ではサセプタ１Ａを爪チャックタイ
プのサセプタ１に代替しても同様に適用できる。

【００５２】実施例１３（請求項９に対応）．図１６は
この発明の実施例１３としての半導体製造装置を示す縦
断面図である。この実施例１３は図１６に示すように半
導体製造装置の真空チャックタイプのサセプタ１からウ
エハ２を取り外すときの不活性ガス圧を制御することに
特徴がある。つまり、図１６において、チャンバ２０内
に上下に区分されるヒータ室２１と反応室２２との境に
は爪チャック機能を有するサセプタ１Ａがウエハ支持部
材２５，２６を介してチャンバ２０に取り付けられた石
英製の断熱リング２３，２４で挟持されて配置され、サ
セプタ１の外周部に開口する真空吸引路９に連通する真
空チャック内圧室２７を構成するチャンバ２０の側面の
外側には真空バルブ２８と圧力計４５と不活性ガスバル
ブ４６が接続され、真空チャック内圧室２７と反応室２
２とにはチャンバ２０の外側に配管された管路４７が接
続され、この管路４７には差圧計４８が設けられ、この
差圧計４８は真空チャンバ内圧室２７の圧力と反応室２
２の圧力との差圧が所定の設定値以下になったとき上記
不活性ガスバルブ４６を閉弁動作する。上記反応室２２
はロードロックバルブ３５とガスノズル２９と反応空間
３４と反応ガス導入孔３０と反応ガス排出孔３１と圧力
計４９とを有し、真空チャック内圧室２７は真空バルブ
２８を有し、上記ヒータ室２１はヒータ３６と真空排気
ポート３８と不活性ガス流入孔３９とを有する。上記圧
力計４５，４９と管路４７および差圧計４８とによって
ガス導入停止制御手段が構成される。

【００５３】したがって、この実施例１３によれば、真
空チャック内圧室２７には圧力計４５が接続され、反応
室２２には圧力計４９が接続され、真空チャック内圧室
２７と反応室２２とを接続する管路４７には差圧計４８
が設けられているので、反応ガスの熱化学反応でウエハ
２上に所定の膜厚の薄膜が形成された後、ウエハ２をサ
セプタ１から外す場合、真空バルブ２８を閉め、不活性
ガスバルブ４６を開けてウエハ落下用ガスとしての不活
性ガスを真空チャック内圧室２７からサセプタ１の真空
吸引路９を経て真空吸引孔７へと供給し、この真空吸引
孔７の内の圧力がウエハ２の自重以上の圧力で反応室２
２内の圧力未満となったときにガスバルブを閉めて、不
活性ガスの導入を停止するように制御する。例えば、差
圧計４８の検知動作が不作動になっており、上記不活性
ガスの導入停止制御を操作者が手動操作する場合は、上
記真空バルブ２８が閉じられ、不活性ガスバルブ４６が
開けられてから以後、操作者が圧力計４５，４９の指針
を監視し、真空チャック内圧室２７の圧力がウエハ２の
自重で落下する圧力以上で反応室２２内の圧力未満とな
るように、操作者が不活性ガスバルブ４６を閉める。ま
た、差圧計の検知動作が作動になっており、上記不活性
ガスの導入停止制御が自動制御される場合は、上記真空
バルブ２８が閉じられ、不活性ガスバルブ４６が開けら
れてから以後、差圧計４８が真空チャック内圧室２７内
の圧力と反応室２２内の圧力との差圧を検知し、この差
圧があらかじめ定められた所定値以下になったとき、差
圧計４８が不活性ガスバルブ４６を閉じる。結果とし
て、サセプタ１Ａの真空吸引孔７内の圧力と反応室２２
内の圧力との差圧がウエハ２の自重未満で近似すると、
ウエハ２が自重でサセプタ１Ａのウエハ受容面３から外
れて落下して図外の搬送装置に受け止められる。このウ
エハ２がサセプタ１Ａか外れるとき、サセプタ１Ａの真
空吸引孔７から不活性ガスが反応室２２内に吹き出す
が、この不活性ガスの圧力は反応室２２内の圧力との差
がウエハ２の自重未満で近似しているので、反応室２２
内の露出する部分の付着物を吹き上げることが阻止で
き、ウエハ２が付着物で汚染される不都合はない。

【００５４】実施例１４（請求項１０に対応）．図１７
はこの発明の実施例１４を説明するためにＪ．Ａ．Ｐ、
ＶＯＬ．６９、Ｎｏ．１２、１５Ｊｕｎｅ１９９１から
出典したＮＨ₃ガスの分解の温度依存性を示す図、図１
８はこの実施例１４を説明するために本発明者らが行っ
た実験結果としてのＳｉＮ屈折率のＮＨ₃／ＳｉＨ₂Ｃｌ
₂流量比依存性を示す図である。この実施例１４は前記
実施例における半導体製造装置に真空チャックタイプの
ウエハチャック装置を用いた場合に、ウエハ受容面とウ
エハの外周部との接触面間からガスが入り込むことによ
るウエハの外周部での温度低下を防止するための適性な
希釈ガスに関するものである。具体的には、希釈ガスは
熱分解により熱伝導率が高いガスに分解するガスで反応
ガスを希釈することによって、サセプタ内に形成された
真空チャックのための真空室内に吸い込まれるガスの伝
熱割合を増加して、ウエハの外周部での温度低下を防止
する。

【００５５】例えば、反応ガスとの熱化学反応にてウエ
ハの表面に薄膜を形成する半導体製造装置の反応ガスと
してＮＨ₃／ＳｉＨ₂Ｃｌ₂を用い、そのＮＨ₃／ＳｉＨ₂
Ｃｌ₂の流量比は４〜６倍程度とされ、希釈ガスとして
Ｈ₂またはＮ₂を用いるのが一般的である。そして、前述
した理由によって、平坦なウエハ受容面を有するサセプ
タを用い、希釈ガスとしてＮ₂を用いた場合はウエハの
外周部で膜厚がやや低下し、希釈ガスとして熱伝導率の
高いＨ₂を用いた場合は膜厚低下は改善されるもの爆縮
の心配があることから希釈ガスとして適当とは言えなか
った。

【００５６】そこで、反応ガスをＮＨ₃で希釈すること
を考えた。ウエハにＳｉＮの薄膜を形成する場合、ウエ
ハの表面温度は７００℃程度で、ヒータ温度は９００〜
１０００℃近くになる。また、ＮＨ₃ガスは図１７に示
すように８００℃で激しく分解してＨ₂を形成する。よ
って、この図１７から、サセプタの高温部に触れた上記
希釈ガスとしてのＮＨ₃ガスはサセプタ近傍において分
解して高熱伝導率のＨ₂を生成し、この熱分解によって
生成されたＨ₂は量的には爆縮の心配がないとともにサ
セプタ内に形成された真空チャックのための真空室内に
吸い込まれるガスの伝熱割合を増加し、ウエハの外周部
での温度低下を防止する高熱伝導率を発揮することが理
解できるであろう。

【００５７】また、図１８に示す実験結果からも、ＮＨ
₃／ＳｉＨ₂Ｃｌ₂の流量比が６以上になると、ウエハ表
面に成膜されたＳｉＮの屈折率も飽和し、化学量組成に
近いＳｉＮ膜がウエハ表面に形成されたものと考えられ
るため、希釈ガスとしてＮＨ₃を用いても問題はないこ
とがわかるであろう。

【００５８】実施例１５（請求項７に対応）．図１９は
この発明の実施例１５としての半導体製造装置を示す縦
断面図である。この図１９において、２はウエハ、１７
はガスノズルヘッド３３の上面にあらかじめコーティン
グされた熱輻射安定膜、２２は反応室、３６はヒータ、
２９はガスノズル、３１は反応ガス排出孔、３２は反応
ガス噴射孔、３３はガスノズルヘッドである。次に、こ
の実施例１５の動作を説明する。ヒータ３６に固定され
たウエハ２が所定温度に加熱され、ガス噴射孔３２から
反応ガスがウエハ２の全面に吹き付けられると、この反
応ガスはウエハ２の外周部側に流れ、反応ガス排気孔３
１から排気される。その結果、ウエハ２上では熱化学反
応を起こし薄膜が形成されるが、同時に加熱されたガス
ノズルヘッド３３にも幾分同種の膜が形成される。しか
し、ガスノズルヘッド３３には上記ウエハ２に形成され
る薄膜と同種の熱輻射安定膜１７がコーティングされて
いるので、薄膜形成時の付着物は剥離しにくく、従来の
ようなガスノズルヘッド３３のクリーニングを必要とせ
ずに、輻射率は初期の状態から変化しない。したがっ
て、初期に設定した条件で長期にわたって成膜速度、均
一な分布の高い再現性が得られる。

【００５９】実施例１６（請求項７に対応）．図２０は
この発明の実施例１６としての半導体製造装置を示す縦
断面図である。この図２０において、ガスノズルヘッド
３３上にウエハ２に形成される薄膜と同種の熱輻射安定
膜１７が形成されていないこと以外は図１９と全く同じ
であり、ウエハ２に薄膜を形成する条件を設定する前
に、ヒータ３６の輻射熱でガスノズルヘッド３３を加熱
し、反応ガスを流すことによって、ガスノズルヘッド３
３の全面にウエハ２に形成する薄膜と同種の熱輻射安定
膜１７を形成する。しかる後、条件を設定し、ウエハ２
上への薄膜形成を始める。よって、この実施例１６によ
れば、熱輻射安定膜１７をウエハ２の成膜と同じ装置で
形成するので、熱輻射安定膜１７のコーティングための
特別な費用を必要としない。

【００６０】実施例１７（請求項７に対応）．図２１は
この発明の実施例１７としての半導体製造装置を示す縦
断面図である。この図２１において、ガスノズルヘッド
３３上にウエハ２に形成される薄膜と同種の熱輻射安定
膜１７が形成されていないこと以外は図１９と全く同じ
であり、ウエハ２に薄膜を形成する条件を設定する前
に、輻射熱を透過する部材、例えば、石英、サファイヤ
ガラスなどで製作したダミーウエハ２Ａを固定し、ダミ
ーウエハ２Ａから透過されるヒータ３６の輻射熱でガス
ノズルヘッド３３を加熱し、反応ガスを流すことによっ
て、ガスノズルヘッド３３の全面にウエハ２上に形成す
る薄膜と同種の熱輻射安定膜１７を形成する。しかる
後、条件を設定し、ウエハ上への薄膜形成を始める。よ
って、この実施例１７によれば、ダミーウエハ２Ａへの
熱輻射安定膜１７の形成に引き続き、ウエハ２に薄膜を
形成するので、ウエハ２への成膜が安定する。

【００６１】実施例１８（請求項８に対応）．図２２は
この発明の実施例１８としての半導体製造装置を示す縦
断面図である。この図２２において、５６はガスノズル
２６を上下動するエアシリンダ、パルスモータおよびＤ
Ｃモータなどの上下駆動機構、５７はベローズであり、
上下駆動機構５６によってガスノズル２９を駆動し、ガ
スノズルヘッド３３をウエハ２に薄膜を形成する場合よ
りもヒータ３６に接近させて十分に加熱し、しかる後、
反応ガスを反応ガス噴射孔３０から吹き出すことによっ
て、通常の薄膜形成処理の場合に、ガスノズル２９に形
成される速度よりも速い速度でガスノズルヘッド３３の
全域にウエハ２に形成する薄膜と同種の熱輻射安定膜１
７をコーティングすることができる。

【００６２】

【発明の効果】第１の発明のウエハチャック装置は、サ
セプタでウエハを保持した場合、ウエハの外周部全域が
ウエハ受容面に同一幅をもって接触し、熱がサセプタか
らウエハ２の外周部に均一に伝達する。よって、このサ
セプタを反応ガスとの熱化学反応にてウエハの表面に薄
膜を形成する半導体製造装置に使用した場合、ウエハが
均一に加熱され、ウエハに形成される薄膜が均一な膜厚
分布となる。

【００６３】第２の発明のウエハチャック装置は、サセ
プタでウエハを保持し、反応ガスとの熱化学反応にてウ
エハの表面に薄膜を形成する場合、空洞部がサセプタ中
央部の温度分布のばらつきを緩和するとともにサセプタ
外周部に熱を積極的に供給し、ウエハが均一に加熱さ
れ、ウエハに形成される薄膜が均一な膜厚分布となる。

【００６４】第３の発明のウエハチャック装置は、サセ
プタでウエハを保持し、反応ガスとの熱化学反応にてウ
エハの表面に薄膜を形成する場合、熱輻射安定膜が熱を
サセプタからウエハに均一に伝達し、ウエハに形成され
る薄膜が均一な膜厚分布となる。

【００６５】第４の発明のウエハチャック装置は、サセ
プタでウエハを保持し、反応ガスとの熱化学反応にてウ
エハの表面に薄膜を形成する場合、高熱伝導ガス導入路
が熱伝導率の高いガス、あるいは熱分解により熱伝導率
の高いガスに分解するガスを真空吸引通路に供給して真
空吸引通路の熱伝達率を改善し、ウエハの表面温度が時
間的に揺らぐことを阻止し、ウエハに形成される薄膜が
均一な膜厚分布再現性がよくなる。

【００６６】第５の発明の半導体製造方法は、サセプタ
への熱輻射安定膜形成とウエハへの薄膜形成とが同じ装
置で行え、作業性がよくなる。

【００６７】第６の発明の半導体製造装置は、ガスノズ
ルハットがはウエハからガスノズル方向への輻射による
熱放散をウエハに反射し、ウエハが均一な温度分布をな
り、ウエハに形成される薄膜が均一な膜厚分布となる。

【００６８】第７の発明の半導体製造装置は、サセプタ
でウエハを保持し、反応ガスとの熱化学反応にてウエハ
の表面に薄膜を形成する場合、熱輻射安定膜がウエハか
らガスノズル側への熱をガスノズル側からウエハに放熱
し、ウエハに形成される薄膜が均一な膜厚分布となる。

【００６９】第８の発明の半導体製造装置は、ガスノズ
ルをガスノズルをウエハ加熱源に近づけて熱輻射安定膜
を形成するので、熱輻射安定膜のコーティングが迅速に
行える。

【００７０】第９の発明の半導体製造装置は、薄膜が形
成されたウエハがサセプタから外れるとき、サセプタの
真空吸引通路から不活性ガスが反応室内に吹き出すが、
この不活性ガスの圧力は反応室内の圧力との差がウエハ
の自重未満に近似しているので、反応室内の露出する部
分の付着物を吹き上げることがなく、ウエハが汚染され
ることはない。

【００７１】第１０の発明の半導体製造方法は、希釈ガ
スが熱分解により生成された熱伝導率が高いガスで反応
ガスを希釈することによって、サセプタ内に形成された
真空チャックのための真空室内に吸い込まれるガスの伝
熱割合を増加して、ウエハの外周部での温度低下を防止
し、ウエハに形成される薄膜が均一な膜厚分布となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のウエハチャック装置のサセプタを示
す図であって、ａ図はｂ図のＡ−Ａ線断面図、ｂ図は下
面図である。

【図２】実施例２のウエハチャック装置のサセプタを示
す図であって、ａ図のｂ図のＡ−Ａ線断面図、ｂ図は下
面図である。

【図３】実施例３のウエハチャック装置のサセプタを示
す図であって、ａ図はｂ図のＡ−Ａ線に相当する全体の
断面図、ｂ図はａ図のＢ−Ｂ線に相当する全体の断面図
である。

【図４】実施例３のウエハへの薄膜の形成に際し反応室
にガスを供給するタイミングを示すガスシーケンスであ
る。

【図５】実施例４のウエハチャック装置のサセプタを示
す図であって、ａ図はｂ図のＡ−Ａ線に相当する全体の
断面図、ｂ図はａ図のＢ−Ｂ線に相当する全体の断面図
である。

【図６】実施例５のウエハチャック装置のサセプタを示
す図であって、ａ図はｂ図のＡ−Ａ線に相当する全体の
断面図、ｂ図はａ図のＢ−Ｂ線に相当する全体の断面図
である。

【図７】実施例６のウエハチャック装置のサセプタを示
す図であって、ａ図はｂ図のＡ−Ａ線に相当する全体の
断面図、ｂ図はａ図のＢ−Ｂ線に相当する全体の断面図
である。

【図８】実施例７のウエハチャック装置のサセプタを示
す図であって、ａ図はｂ図のＡ−Ａ線に相当する全体の
断面図、ｂ図はａ図のＢ−Ｂ線に相当する全体の断面図
である。

【図９】実施例８のウエハチャック装置のサセプタを示
す断面図である。

【図１０】実施例９の半導体製造方法に使用する半導体
製造装置を示す縦断面図である。

【図１１】図１０のＡ−Ａ線に相当する全体の断面図で
ある。

【図１２】実施例１１の半導体製造装置を示す縦断面図
である。

【図１３】図１２のＡ−Ａ線に相当する全体の断面図で
ある。

【図１４】実施例１２の半導体製造装置を示す縦断面図
である。

【図１５】図１４のＡ−Ａ線に相当する全体の断面図で
ある。

【図１６】実施例１３の半導体製造装置を示す縦断面図
である。

【図１７】実施例１４を説明するためのＮＨ₃ガスの分
解の温度依存性を示す図である。

【図１８】実施例１４の実験結果としてのＳｉＮ屈折率
のＮＨ₃／ＳｉＨ₂Ｃｌ₂流量比依存性を示す図である。

【図１９】実施例１５の半導体製造装置を示す縦断面図
である。

【図２０】実施例１６の半導体製造装置を示す縦断面図
である。

【図２１】実施例１７の半導体製造装置を示す縦断面図
である。

【図２２】実施例１８の半導体製造装置を示す縦断面図
である。

【図２３】従来のウエハチャック装置を示す図であっ
て、ａ図は上面図、同ｂ図はａ図のＡ−Ａ線断面図であ
る。

【図２４】従来の半導体製造装置を示す縦断面図であ
る。

【図２５】従来の作用を説明するための図である。

【符号の簡単な説明】

１，１Ａ サセプタ ２ ウエハ ２Ａ ダミーウエハ ３ ウエハ受容面 ４ 凹部 ７ 真空吸引孔（真空吸引通路） ８ 空洞部 ９ 真空吸引路（真空吸引通路） １６ 高熱伝導ガス導入路 １７ 熱輻射安定膜 ２０ チャンバ ２９ ガスノズル ４０，４０Ａ ガスノズルハット ５６ 上下駆動機構 ４５ 圧力計 ４７ 管路 ４８ 差圧計 ４９ 圧力計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 草壁 嘉彦 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 木之下 儀美 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 北野 勝久 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 吉田 和夫 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 蔦原 晃一郎 伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機株式会 社北伊丹製作所内 (72)発明者 平松 健司 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 山西 健一郎 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 野口 利彦 福岡市西区今宿東一丁目１番１号 三菱電 機株式会社福岡製作所内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体装置の基体を構成するウエハをウ
   エハ受容面に保持するサセプタを備えたウエハチャック
   装置において、上記サセプタのウエハ受容面にはウエハ
   の外径よりも少し小さな外径を有する凹部が形成された
   ことを特徴とするウエハチャック装置。
2. 【請求項２】 半導体装置の基体を構成するウエハをウ
   エハ受容面に保持するサセプタを備えたウエハチャック
   装置において、上記サセプタの内部には空洞部がウエハ
   受容面と同軸またはほぼ同軸に形成されたことを特徴と
   するウエハチャック装置。
3. 【請求項３】 半導体装置の基体を構成するウエハの表
   面に形成される薄膜と同種の熱輻射安定膜がコーティン
   グされたサセプタを備えたウエハチャック装置。
4. 【請求項４】 半導体装置の基体を構成するウエハを真
   空吸着にて保持するサセプタを備えたウエハチャック装
   置において、上記サセプタの内部には熱伝導率の高いガ
   スまたは熱伝導率の高いガスに熱分解するガスを導入す
   るための高熱伝導ガス導入路が形成され、この高熱伝導
   ガス導入路がウエハの真空吸着用のガス真空吸引通路に
   連通されたことを特徴とするウエハチャック装置。
5. 【請求項５】 サセプタに半導体装置の基体を構成する
   ウエハを保持しない状態で反応ガスとの熱化学反応にて
   ウエハの表面に形成される薄膜と同種の熱輻射安定膜を
   形成し、このサセプタにウエハを保持し、このウエハに
   薄膜を反応ガスとの熱化学反応にて形成することを特徴
   とする半導体製造方法。
6. 【請求項６】 反応室内にガスノズルを有し、このガス
   ノズルから反応ガスを半導体装置の基体を構成するウエ
   ハの表面に供給し、この反応ガスの熱化学反応にてウエ
   ハの表面に薄膜を形成する半導体製造装置において、上
   記ガスノズルの外周部には反応室を構成するチャンバお
   よびウエハと離間断熱されたガスノズルハットが設けら
   れたことを特徴とする半導体製造装置。
7. 【請求項７】 反応室内にガスノズルを有し、このガス
   ノズルから反応ガスを半導体装置の基体を構成するウエ
   ハの表面に供給し、この反応ガスの熱化学反応にてウエ
   ハの表面に薄膜を形成する半導体製造装置において、上
   記ガスノズルとして、ウエハの表面に形成される薄膜と
   同種の熱輻射安定膜がコーティングされたガスノズルを
   備えたことを特徴とする半導体製造装置。
8. 【請求項８】 反応室内にガスノズルを有し、このガス
   ノズルから反応ガスを半導体装置の基体を構成するウエ
   ハの表面に供給するとともに、このウエハをウエハ加熱
   源にて加熱することいよって反応ガスの熱化学反応にて
   ウエハの表面に薄膜を形成する半導体製造装置におい
   て、上記ガスノズルにはウエハ表面に形成される薄膜と
   同種の熱輻射安定膜をコーティングする際に同ガスノズ
   ルをウエハの表面に薄膜を形成するときよりも上記ウエ
   ハ加熱源に近づける上下駆動機構を備えたことを特徴と
   する半導体製造装置。
9. 【請求項９】 半導体装置の基体を構成するウエハを真
   空吸着にて反応室内のサセプタのウエハ受容面に保持
   し、このウエハの表面に薄膜を反応ガスとの熱化学反応
   にて形成し、ウエハの真空吸着用のガスを真空吸引通路
   に導入してウエハをウエハ受容面から取り外す半導体製
   造装置において、上記ウエハをウエハ受容面から取り外
   すためのガスの真空吸引通路内の圧力がウエハの自重で
   落ちる圧力以上で反応室内の圧力未満となったときに上
   記ウエハをウエハ受容面から取り外すためのガスの真空
   吸引通路内への導入を停止するガス導入停止制御手段を
   備えたことを特徴とする半導体製造装置。
10. 【請求項１０】 反応ガスの熱化学反応にて半導体装置
    の基体を構成するウエハの表面に薄膜を形成する半導体
    製造方法において、上記反応ガスを熱化学反応時の熱で
    熱伝導率の高いガスに分解するガスで希釈することを特
    徴とする半導体製造方法。