JPH09266240A - Cvd装置のサセプタ用治具 - Google Patents

Cvd装置のサセプタ用治具

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JPH09266240A
JPH09266240A JP7281396A JP7281396A JPH09266240A JP H09266240 A JPH09266240 A JP H09266240A JP 7281396 A JP7281396 A JP 7281396A JP 7281396 A JP7281396 A JP 7281396A JP H09266240 A JPH09266240 A JP H09266240A
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JP
Japan
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susceptor
ring
jig
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Withdrawn
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JP7281396A
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English (en)
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Aiji Yabe
愛次 矢部
Akiyoshi Tachikawa
昭義 立川
Toshirou Futaki
登史郎 二木
Takashi Aigou
崇 藍郷
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体基板の製造プロセスであるCVD装置
中におけるサセプタに堆積した堆積物の影響を低減し、
基板全体において均一な材料特性を持つ半導体基板を生
産性よく製造する。 【解決手段】 被堆積用基板を中に納める孔を有し、汚
染が少なく洗浄性が優れた材料、たとえば石英からなる
治具をサセプタ上に載せ、該治具を1回の処理毎に洗浄
することによりサセプタ上に堆積する物質から被堆積用
基板への汚染を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造用CV
D装置のサセプタ用治具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体材料または絶縁材料を基板とし
て、基板上に基板構成元素と異なる元素からなる半導体
材料をCVD装置内で堆積する場合、堆積プロセスにお
ける熱処理が基板の面内で均一にすることが要求され、
基板を載せるサセプタとして熱伝導性の良いもの、また
はサセプタ自体が高周波加熱方式で温度の上がるグラフ
ァイトなどの加熱材から成る物を使用する。
【0003】従来技術として、金属材料の高純度のモリ
ブデンが堆積プロセス中での高温の熱処理などによって
構成元素の気化が無く、熱伝導性も良好な材料として使
用されるが、サセプタ上に堆積した物質から被堆積用基
板への汚染を取り除くための洗浄処理の後、乾燥作業や
吸着元素の除去などの処理が繁雑となり、堆積プロセス
毎に洗浄することは能率が悪い。
【0004】また、耐酸性が有り乾燥作業の簡単な材料
として高純度の石英ガラスによってサセプタを作製する
こともある。石英ガラスをサセプタとする場合には、堆
積プロセス毎に洗浄工程を行なうことで、サセプタ上に
堆積した物質から被堆積用基板への汚染を防止すること
ができ、作製基板周辺部における特性の不均一という問
題は低減できるが、石英ガラスは熱伝導性が悪く、基板
温度の均一性を得るのが難しい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】半導体素子の作製にお
いては、半導体基板の全面に同一の工程を施し多数の素
子を1枚の基板から得られる様に素子作製を行なってい
る。従って、基板全体のおいて均一な材料特性を持たせ
て、均一な素子作製工程を行なうことによって、同等な
特性を持った多数の素子を一度に得ることができ、生産
コストの低減がなされる。
【0006】このため、堆積プロセスにおける熱処理が
基板の面内で均一になるように、基板を載せるサセプタ
として熱伝導性の良い金属材料が使用されたり、サセプ
タ自体が高周波加熱方式で温度の上がるグラファイトの
ような加熱材から成る物が使用される。しかしながら、
一般的に熱伝導性の良好な材料または、加熱材は洗浄処
理後の乾燥作業などが簡易でない材料であることが多
く、サセプタは複数回の堆積プロセスの間、洗浄せずに
使用される場合が多い。
【0007】この場合、基板の配置された周辺部は、前
回までのプロセスによって堆積された古い半導体材料が
堆積されたサセプタの一部が隣接した配置となり、堆積
プロセス中において不純物の発生源や、堆積条件への影
響源となる。このため、作製した半導体基板の周辺部に
おける特性が設計値から大きくずれたものとなり、素子
作製の歩留りを下げてしまうといった問題がある。
【0008】そこで、本発明の目的はCVD装置におけ
るサセプタ上に堆積した堆積物から被堆積用基板への汚
染を防止することである。
【0009】
【問題を解決するための手段】請求項1記載のCVD装
置のサセプタ用治具は、被堆積用基板を中に納める孔を
有し、汚染が少なく洗浄性が優れた材料からなるサセプ
タ上に載せ、サセプタ上に堆積する物質から被堆積用基
板への汚染を防止することを特徴とするものである。
【0010】請求項2記載のCVD装置のサセプタ用治
具は、前記汚染が少なく洗浄性が優れた材料が石英であ
ることを特徴とするものである。
【0011】この時、汚染が少なく洗浄性が優れた材料
として石英からなるCVD装置のサセプタ用治具を使用
することができる。
【0012】
【発明の実施形態】上述のように構成された本発明は以
下のように作用する。
【0013】基板を載せるサセプタの大部分を熱伝導性
の良い金属材料を使用して、堆積プロセスにおける熱処
理が基板の面内で均一にすることが可能である。かつ被
堆積用基板を中に納める孔を有し、汚染が少なく洗浄性
が優れた材料からなるサセプタ用治具を使用し、堆積プ
ロセス毎に洗浄することで、サセプタ上に堆積する物質
から被堆積用基板への汚染を防止し、基板上に形成され
た堆積物の特性において、面内の均一性、特に基板周辺
部における均一性が確保できるようになる。
【0014】本発明のサセプタ上に載せる治具の形状に
ついてであるが、まず平板状で中の被堆積用ウェハを納
める孔を有する。ウェハを納める孔は中に被堆積用ウェ
ハをセットする時容易に納める必要があるため、ウェハ
径より大きい必要があるが、あまりその差が大きいと、
その隙間に堆積物質がはいり込むため、効果を減殺する
ので僅かに大きい程度、たとえばウェハ径より、0.5
〜2mm大きい必要がある。また、厚さについては、ウ
ェハ厚みと差が大きいと、ガス流れに乱れを生じるので
好ましくなく、ウェハ厚さと同程度が好ましい。また、
サセプタに治具を納める座ぐりを設ける場合も、設置し
た時に、ウェハ表面との段差が大きくつくことは好まし
くないので、座ぐり深さ分厚くするのが望ましい。
【0015】また、外形であるが、サセプタに1枚のウ
ェハだけを載せる場合は、リング状の形状を用いる。リ
ングの幅は通常サセプタのこの治具で覆われていない部
分に堆積した堆積物からの汚染を少なくするためにウェ
ハの縁から一定の距離以上の幅を有する必要がある。こ
の条件さえ満足すれば、サセプタより若干大きかった
り、小さかったりしてもかまわない。さらにウェハの縁
から一定の距離が得られるなら円形である必要はなく、
四角形でもよい。また、この治具は一体ものでも、複数
個の組み合わせでも構わない。また、一回の処理に1枚
のウェハの場合は孔は1個で良いが、複数枚同時に処理
する場合はウェハの個数に対応した孔を有する必要があ
るのは、言うまでもない。
【0016】また、本発明の治具の材質であるが、汚染
を嫌うプロセスであるため汚染を生じない必要があり、
また、堆積した堆積物を容易に洗浄で落とす必要がある
ため、洗浄性が優れた材質である必要がある。このよう
な要求を充たす材質として、石英、サファイア、水晶、
SiCをコートしたグラファイト等があるが、石英が価
格等の点からも最も望ましい。
【0017】
【実施例】
(実施例1)以下、添付した図面を参照して、本発明の
詳細を説明する。
【0018】図1、または2において、熱伝導性の良好
なサセプタ11の上に石英で作製したドーナツ状で内部
の空いたリング状の治具12をサセプタ11上に配置
し、さらにこのリングの内側に堆積基板ウエハ13を配
置する。
【0019】本実施例ではサセプタ11として金属のモ
リブデンを使用し、リング12を石英ガラス製としてリ
ング12のみについて堆積プロセス毎に洗浄と乾燥の工
程を行なった。半導体材料の被堆積用基板13としては
GaAsウエハを使用した。リング12の形状は被堆積
基板13の形状に合わせた孔を有するもので、孔の中に
被堆積基板13を納めたときの隙間は1mm以下となる
ようにした。また、堆積時の原料ガスの流れが乱されな
いように、リング12の厚みと被堆積基板13の厚みは
同じとした。また、リング12の直径は内部の孔より1
0mm大きいもので、リング状の幅は5mmとなる。
【0020】図3は、有機金属気相成長法による半導体
基板作製装置38内にモリブデン製サセプタ31とGa
As基板33および石英製リング状治具32を置いて基
板上に半導体材料34を堆積する時の様子を示した摸式
図である。ヒータを含む台37上にサセプタ31を置
き、サセプタ上で基板33が置かれていない部分には、
以前の堆積プロセスによって付着した古い半導体材料3
6がある。基板33がヒータ37によって加熱され、水
素をキャリアガスとした気相の流れ39によって運ばれ
てきたアルシンとトリメチルガリュウムを原料として、
GaAs34が基板33上に堆積した。この半導体基板
34の電気的特性を測定したところ、周辺部2mm以内
に於て、不純物濃度の均一性が±1%以内にあることが
判った。
【0021】次に、従来の製造方法であるリング32の
無い配置で同様の製造実験を行ない、特性の評価を行な
ったところ、不純物の均一性が±1%以内となる領域は
基板周辺部5mm以内であり、周辺部に於て、不純物濃
度の急激な上昇が見られた。これは、ヒータ37の加熱
によって古い半導体材料36から気体状または粒子状の
不純物35が出てきて、半導体材料34の周辺部に取り
込まれるためであり、石英リング32のある場合は、石
英リング上に取り込まれて半導体基板内に取り込まれ無
くなるためである。
【0022】また、石英リング32の幅を変えた場合の
影響について調べたところ、幅3mmの場合には、基板
周辺部における不純物の濃度は低下したが、均一性が±
1%以下となるのは周辺部3mm以内となった。石英リ
ング32の幅が10mmの場合には、前記の5mmの石
英リングを使用した場合と同じ結果となった。このこと
から、本発明の効果を得るには、3mm以上の幅を持っ
た治具で基板周辺を囲めばよいが、効果を十分に得るた
めには5mm程度の幅が必要である。
【0023】(実施例2)図4は、本発明の実施を半導
体基板製造装置として行なった時の様子を示した摸式図
である。半導体基板製造装置48内に於て高周波加熱装
置43によって直接加熱されるグラファイト製のサセプ
タ41を置く。石英製のリング42が丁度入るように溝
を作製し、その内側にGaAs基板43を乗せて半導体
材料44の堆積を行なう。半導体基板43および石英リ
ング42のみが製造プロセス毎に搬入、搬出され、サセ
プタ41は半導体基板製造装置内に置かれたままとなる
構造とした。サセプタ41上には、以前の堆積プロセス
によって付着した古い半導体材料46がある。実験例1
と同じプロセスでGaAs44を基板43上に堆積し、
電気的特性を測定したところ、やはり周辺部2mm以内
に於て、不純物濃度の均一性が±1%以内にあることが
判った。従来の製造方法で、サセプタ41に溝が無く、
リング42の無い構造での同様の製造実験を行なったと
ころ、不純物の均一性が±1%以内となる領域は基板周
辺部10mm以内でなければならず、基板周辺部に於て
高い不純物濃度が見られた。
【0024】
【発明の効果】請求項1および2記載のCVD装置のサ
セプタ用治具を使用することにより、半導体基板の製造
プロセスであるCVD中における不純物の影響を低減す
ることができた。これにより、基板全体のおいて均一な
材料特性を持つ半導体基板の製造が可能となった。
【0025】また、半導体基板の製造の生産性を良好に
することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の治具、サセプタ、ウェハの関係を摸
式的に示す図である。
【図2】 図1の破線AB間の断面の配置を示す図であ
る。
【図3】 CVD装置の反応室内での作用を模式的に示
した図である。
【図4】 別の形式のCVD装置の反応室内での作用を
模式的に示した図である。
【符号の説明】
11,31,41…サセプタ、 12,32,42…本発明の治具、 13,33,43…基板ウエハ、 34,44…半導体基板、 35…不純物の流れ、 36,46…古い半導体材料、 37…ヒータを含む台、 38,48…半導体基板製造装置、 39,49…原料ガスの流れ、 40…高周波加熱装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藍郷 崇 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新日 本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被堆積用基板を中に納める孔を有し、汚
    染が少なく洗浄性が優れた材料からなるサセプタ上に載
    せ、サセプタ上に堆積する物質から被堆積用基板への汚
    染を防止するCVD装置のサセプタ用治具。
  2. 【請求項2】 前記汚染が少なく洗浄性が優れた材料が
    石英であることを特徴とする請求項1記載のCVD装置
    のサセプタ用治具。
JP7281396A 1996-03-27 1996-03-27 Cvd装置のサセプタ用治具 Withdrawn JPH09266240A (ja)

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Effective date: 20030603