JPH0848595A - 枚葉式気相成長装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＣＶＤ膜形成プロセス処理後のウエハの搬送可
能な温度まで冷却されるまでの冷却待時間を少なくし、
結果として一定時間に処理できるウェハ枚数を多くする
ことができる処理能率の高い枚葉式気相成長装置を提供
する。 【構成】ウェハ支持板であるサセプタ７の材質を、光エ
ネルギを通過させるために光エネルギをそれほど吸収し
ない石英とした。この石英製のサセプタ７とすることに
より、この石英製サセプタ７が加熱ランプ１３…からの
光エネルギを従来のグラファイト製サセプタと比較して
吸収されず、相対的に低い温度に保たれ、ウェハＷのみ
が光エネルギを吸収し急加熱される。また、ウェハＷが
より早く冷却するので搬送用ロボットが使用できる温度
になるまでの待ち時間が少なくなり、結果としてスルー
プットが向上し、一定時間に処理できるウェハ枚数を多
くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被処理物であるウエハ
を載置するためのウエハ支持板を改良した枚葉式気相成
長装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、枚葉式気相成長装置として図７に
示すものが知られている。図中ａは、石英からなる壁
（以後、石英窓という）ｂ，ｃを上面及び下面に有する
反応炉であり、この反応炉ａ内には反応室ｄが形成され
ている。

【０００３】この反応室ｄ内には、図８に示すように、
被処理物であるウエハＷを載置するためのグラファイト
製のウエハ支持板（サセプタ）ｅが設けられていると共
に、前記石英窓ｂ，ｃと対応する部分の外側にそれぞれ
複数個の加熱ランプｆ…が配設されたものとなってい
る。

【０００４】そして、複数個の加熱ランプｆ…から出た
赤外線が、この石英窓ｂ，ｃを通過し、反応室ｄ内のグ
ラファイト製のウエハ支持板ｅがこの赤外線を吸収し加
熱されると共に、この加熱され高温になったウェハ支持
板ｅがウェハＷと接触している面を通して直接的にウェ
ハＷが加熱される。

【０００５】ウェハＷが所定の温度に加熱された後、ガ
ス導入口ｇから反応室ｄ内に反応ガスＧが導入され、こ
れにより、ウェハＷの表面で熱反応が起き、ウェハＷの
上にＣＶＤ膜が形成されることになる。

【０００６】この後、ＣＶＤ膜が形成されたウェハＷ
は、ウエハ搬送手段である搬送用ロボット（図示しな
い）による搬送可能な温度までウエハＷが冷却するのを
待って、反応室ｄから取出されることになる。

【０００７】上記のように、この種の装置にあっては、
ＣＶＤ膜形成プロセス処理後、ウエハ搬送手段である搬
送用ロボットによりウェハＷを反応室ｄから取出すため
の冷却時間が処理能力に大きく関係してくる。

【０００８】従来は、グラファイト製ウェハ支持板ｅを
使用しており、このグラファイト製ウェハ支持板ｅは熱
調整器（サーマル・フライ・ホイール）の機能を有する
よう熱容量が大きいものとなっており、冷却され難い。

【０００９】したがって、このグラファイト製ウェハ支
持板ｅに載置されているウエハＷが搬送用ロボットのハ
ンド（ウェハを取り出すための接触部分）が使用できる
搬送可能な温度まで冷却するまで長い時間がかかってい
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の枚葉式気相成長装置においては、被処理物であるウエ
ハを載置するためのウエハ支持板が、熱容量の大きいグ
ラファイト製であるため、ＣＶＤ膜形成プロセス処理
後、ランプ加熱をやめてからウエハが搬送可能な温度ま
で冷却するまでに長い時間がかかり、スループットを大
きくできず、処理能率を向上させる上での障害となって
いるといった問題があった。

【００１１】本発明は、上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、ＣＶＤ膜形成プロセス処
理後のウエハの搬送可能な温度まで冷却されるまでの冷
却待時間を少なくし、結果として一定時間に処理できる
ウェハ枚数を多くすることができるようにした処理能率
の高い枚葉式気相成長装置を提供しようとするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決すべく、少なくとも一部が石英等の熱的に透明な部材
で構成され内部に反応室を形成する反応炉と、この反応
炉の前記反応室内に設けられ被処理物であるウエハを載
置するためのウエハ支持板と、前記反応室の外側から前
記反応室内に熱を放射し、前記ウエハ支持板に支持され
たウェハを加熱する加熱ランプとを具備してなる枚葉式
気相成長装置において、前記ウェハ支持板の材質を石英
とし、かつ、この石英製のウェハ支持板の厚みを、ウェ
ハと同程度の厚さ約０．５〜２ｍｍとしたものである。

【００１３】

【作用】本発明の枚葉式気相成長装置によれば、ウェハ
支持板の材質を、光エネルギを通過させるために光エネ
ルギをそれほど吸収しない石英とし、かつ、この石英製
のウェハ支持板の厚みを、ウェハと同程度の厚さ約０．
５〜２ｍｍとする事により、このウェハ支持板を比較的
低い温度に保ちながらウエハのみを目的の温度に効率的
に上げる事ができ、ＣＶＤ膜形プロセス処理後、ランプ
加熱をやめれば、ウェハ支持板が比較的低い温度に保た
れ、かつ薄いため、ウェハはウェハ支持板が従来のよう
にグラファイトで作製されている場合と比較して、より
早く冷却するので搬送用ロボットが使用できる温度にな
るまでの待ち時間が少なくなり、結果としてスループッ
トが向上し、一定時間に処理できるウェハ枚数を多くす
ることができる。

【００１４】

【実施例】以下、図１〜図３を参照して本発明の一実施
例を説明する。まず、図１を参照して枚葉式気相成長装
置１の全体構成について説明する。図中２は、石英から
なる壁（以後、石英窓という）３，４を上面及び下面に
有する反応炉であり、この反応炉２内には反応室５が形
成されている。

【００１５】この反応室５内には、石英製のウエハ支持
板（以後、サセプタという）７が設けられ被処理物であ
るウエハＷが載置されるようになっている。このサセプ
タ７は、サセプタ保持機構としてのサセプタ支え８によ
って支持されており、サセプタ支え８はサセプタ回転駆
動部９によって回転駆動され、前記サセプタ７が一体に
回転するようになっている。

【００１６】反応室５内には、前記サセプタ７と同一高
さ状態でサセプタ７を囲繞する仕切板１０が設けられて
おり、反応ガスＧはこの仕切板１０の上面側を一端側か
ら他端側に流れるようになっている。

【００１７】１１は前記反応ガスＧを反応室５内に導入
するガス導入管であり、１２はガスを排気するガス排気
管である。また、前記石英窓３，４と対応する部分の外
側には、反応室５内の前記ウエハＷを加熱するための赤
外線ランプからなる加熱ランプ１３…がそれぞれ複数個
配設されており、石英窓３，４を通して反応室５内に赤
外線を照射して前記ウェハの温度を４００〜１０００℃
に加熱するようになっている。

【００１８】また、サセプタ７の下面側には、サセプタ
７に載置されたウエハＷを必要に応じて持上げるウエハ
持上機構１４が設けられている。このウエハ持上機構１
４は、サセプタ７に形成された複数の持上ピン挿通孔７
ａ…に挿通する複数の持上ピン１４ａ…を有し、前記サ
セプタ支え８の回転軸８ａを貫通する軸１４ｂが図示し
ない上下機構により上方に変位させることで、前記複数
の持上ピン１４ａ…の上端部がサセプタ７の上面側に突
出して、ウエハＷを図２の二点鎖線で示すように図示し
ない搬送ロボットにより取出せる位置まで持上げるよう
になっている。

【００１９】前記サセプタ７は、材質が石英であり、そ
の厚みｔはウェハＷと同程度の厚さの約０．５〜２ｍｍ
であり、その表面が平坦なものとなっている。しかし
て、複数個の加熱ランプ１３…から出た赤外線が、石英
窓３，４を通過し、反応室５内の石英製サセプタ７上に
載置されたウェハＷが直接的に加熱される。

【００２０】ウェハＷが所定の温度に加熱された後、ガ
ス導入口１１から反応室５内に反応ガスＧが導入され、
これにより、ウェハＷの表面で熱反応が起き、ウェハＷ
の上にＣＶＤ膜が形成されることになる。

【００２１】この後、ＣＶＤ膜が形成されたウェハＷ
は、ウェハＷの冷却を待って、複数の持上ピン１４ａ…
により持上げられウエハ搬送手段である搬送用ロボット
（図示しない）により反応室５から取出されることにな
る。

【００２２】本発明においては、サセプタ７が石英製で
あり、かつ上記のように薄く成形されているために、こ
の石英製サセプタ７が加熱ランプ１３…からの光エネル
ギをほとんど吸収されないため、相対的に低い温度に保
たれ、ウェハＷのみが光エネルギを吸収し高温になる。

【００２３】そのため、石英製サセプタ７を使用した時
のウエハの温度曲線は、図３中、実線で示すようにな
り、従来のグラファイト製サセプタを使用した時の破線
で示す温度曲線に比べ、ウェハＷの急加熱、急冷却が可
能となる。

【００２４】したがって、ＣＶＤ膜形成プロセス処理後
のウエハＷの搬送可能な温度まで冷却されるまでの冷却
待時間を少なくでき、結果として一定時間に処理できる
ウェハ枚数を多くすることができるものとなる。

【００２５】なお、上記一実施例において、石英製サセ
プタ７の表面が平坦なものについて説明したが、これに
限られるものでない。すなわち、図４に示すように、石
英製サセプタ７の表面にウェハＷの厚みより浅いウェハ
横ズレ防止用のクボミ７ｂを形成したり、図５に示すよ
うに、石英製サセプタ７の表面にウェハＷの厚みとほぼ
同一深さのウェハ横ズレ防止用のクボミ７ｃを形成した
ものであっても良い。

【００２６】また、図６に示すように、ウエハＷの外周
のみが接触するように、石英製のサセプタ７の表面にウ
ェハＷの厚みとほぼ同一深さのウェハ横ズレ防止用のク
ボミ７ｃと、さらにその中央部に別のクボミ７ｄを形成
したものであっても良い。

【００２７】なお、図４ないし図６の変形例の説明にお
いて、上述の一実施例と同一部分は同一の符号を付して
詳細な説明を省略する。その他、本発明は、本発明の要
旨を変えない範囲で種々変形実施可能なことは勿論であ
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、ウェハ
支持板の材質を、光エネルギを通過させるために光エネ
ルギをそれほど吸収しない石英とし、かつ、この石英製
のウェハ支持板の厚みを、ウェハと同程度の厚さ約０．
５〜２ｍｍとする事により、このウェハ支持板を比較的
低い温度に保ちながらウエハのみを目的の温度に急加熱
することができ、ＣＶＤ膜形プロセス処理後、ランプ加
熱をやめれば、ウェハ支持板が比較的低い温度に保たれ
ているため、ウェハはウェハ支持板が従来のようにグラ
ファイトで作製されている場合と比較して、より早く冷
却するので搬送用ロボットが使用できる温度になるまで
の待ち時間が少なくなり、結果としてスループットが向
上し、一定時間に処理できるウェハ枚数を多くすること
ができるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の枚葉式気相成長装置の一実施例を示す
概略的構成図。

【図２】同実施例の要部である石英製ウエハ支持板の断
面図。

【図３】石英製ウエハ支持板を用いた本発明装置とグラ
ファイト製ウエハ支持板を用いた従来装置におけるウェ
ハ温度の状態を示す説明図。

【図４】本発明の要部である石英製ウエハ支持板の第１
の変形例を示す断面図。

【図５】本発明の要部である石英製ウエハ支持板の第２
の変形例を示す断面図。

【図６】本発明の要部である石英製ウエハ支持板の第３
の変形例を示す断面図。

【図７】従来の枚葉式気相成長装置の概略的構成図。

【図８】従来例の要部であるグラファイト製ウエハ支持
板の断面図。

【符号の説明】

１…枚葉式気相成長装置、２…反応炉、３，４…石英
窓、５…反応室、７…石英製サセプタ（石英製ウエハ支
持板）、７ａ…持上ピン挿通孔、８…サセプタ支え（サ
セプタ保持機構）、９…サセプタ回転駆動部、１０…仕
切板、１１…ガス導入管、１２…ガス排気管、１３…加
熱ランプ、１４…ウエハ持上機構、１４ａ…持上ピン、
Ｇ…反応ガス、Ｗ…ウエハ（被処理物）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一部が石英等の熱的に透明な部
   材で構成され内部に反応室を形成する反応炉と、 この反応炉の前記反応室内に設けられ被処理物であるウ
   エハを載置するためのウエハ支持板と、 前記反応室の外側から前記反応室内に熱を放射し、前記
   ウエハ支持板に支持されたウェハを加熱する加熱ランプ
   と、を具備してなる枚葉式気相成長装置において、 前記ウェハ支持板の材質を石英とし、かつ、この石英製
   のウェハ支持板の厚みを、ウェハと同程度の厚さ約０．
   ５〜２ｍｍとしたことを特徴とする枚葉式気相成長装
   置。
2. 【請求項２】前記加熱ランプが、前記ウェハの温度を４
   ００〜１０００℃に加熱する赤外線ランプからなること
   を特徴とする請求項１記載の枚葉式気相成長装置。