JPH10312966A - 縦型気相成長装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 縦型気相成長装置において、反応室の構造を
改善して、アウターリングの内周面へのシリコンあるい
は塩素化合物などの堆積を防止する。 【解決手段】 反応室２０は、ベースプレート１１の上
にベルジャ２を被せることによって構成される。ベルジ
ャ２は、石英ガラス製であり、下端にフランジ部２１が
形成されている。ベルジャ２を衝撃から保護するため、
ベルジャ２の外側はアウターベルジャ１で覆われてい
る。ベルジャ２側のフランジ部２１を、アウターベルジ
ャ１側のフランジ部２２と金属製のアウターリング１０
との間に、パッド８及びＯリング３５を介して挟み込む
ことによって、ベルジャ２がアウターベルジャ１に固定
される。アウターリング１０の内周面に沿って、当該内
周面の全面を覆う様に、不透明な石英ガラス製のカバー
プレート１４が取付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、縦型気相成長装置
に係り、特に、反応室の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に、従来の縦型気相成長装置の構造
の一例を示す。反応室２０は、ベースプレート１１の上
に石英ガラス製のベルジャ２を被せることによって構成
される。反応室２０の中にはサセプタ３が配置され、サ
セプタ３の上にウェーハＷがセットされる。サセプタ３
は、ＲＦコイルカバー４の上方に配置され、ＲＦコイル
カバー４の内部には、ウェーハを加熱するための高周波
誘導コイル（図示せず）が収容されている。モータ９に
より回転されるシャフト１２はベースプレート１１の中
心及びＲＦコイルカバー４の中心を貫通し、シャフト１
２の上端にサセプタ３が固定される。ウェーハＷの加熱
の際、サセプタ３は、毎分５〜６回転される。反応ガス
供給ノズル６は、シャフト１２の中心部を貫通して反応
室２０内に入り、サセプタ３の上方からキャリアガスで
希釈された反応ガスを反応室２０内へ供給する。ベース
プレート１１の外周部の近傍には、複数のガス排出孔５
が設けられており、反応室２０内に供給されたガスをガ
ス排出配管（図示せず）を介して、系外に排出する。

【０００３】石英ガラス製のベルジャ２は脆いので、ベ
ルジャ２を衝撃から保護するために、ベルジャ２の外側
は金属製のアウターベルジャ１によって覆われている。
ベルジャ２は、アウターベルジャ１に以下の様な方法で
固定されている。即ち、ベルジャ２の下端部にはフラン
ジ状の張出し部（フランジ部）２１が形成され、これに
対応してアウターベルジャ１の下端部にもフランジ状の
張出し部（フランジ部）２２が形成されている。このフ
ランジ部２２の下面側には、アウターリング１０がボル
ト７によって取付けられる。

【０００４】図５の部分拡大断面図に示す様に、ベルジ
ャ２側のフランジ部２１の上面と、アウターベルジャ１
側のフランジ部２２の下面との間には緩衝材としてパッ
ド８が配置され、ベルジャ２側のフランジ部２１の下面
とアウターリング１０の上面との間には、反応室２０内
の気密性を確保すべく、Ｏリング３５が配置されてい
る。ボルト７を締め付けることによって、ベルジャ２側
のフランジ部２１が、アウターベルジャ１側のフランジ
部２２とアウターリング１０との間に、パッド８及びＯ
リング３５を介して挟み込まれ、これによってベルジャ
２がアウターベルジャ１に固定される。

【０００５】同様に、アウターリング１０の下面とベー
スプレート１１の上面との間にも、反応室２０内の気密
性を確保すべくＯリング３６が配置されている。 （従来の装置の問題点）従来の縦型気相成長装置におい
て、アウターリング１０は、機械的な強度が要求される
ので、ステンレス鋼などの金属で作られている。なお、
その内周面には特に表面処理等は施されていない。

【０００６】ベルジャ２とアウターリング１０の間をシ
ールするＯリング３５を冷却するために、アウターリン
グ１０は、その内部に冷却水の循環経路１３が形成され
ている。この様に、アウターリング１０が冷却されてい
る結果、気相成長処理の際、反応ガスの熱分解あるいは
化学反応によって生成されたシリコンがアウターリング
１０の内周面に堆積する。更に、反応ガスが塩素を含ん
でいる場合、反応ガスから生成された塩素化合物が堆積
する。

【０００７】この様にして堆積したシリコンあるいは塩
素化合物が、剥離してウェーハ上に飛来すると、気相成
長層に付着して、ウェーハ表面を汚染するパーティクル
となる。

【０００８】また、アウターリング１０の内周面に塩素
化合物が付着した場合、ベルジャ２を開いて反応室２０
内を大気に開放したとき、この塩素化合物が大気中の水
分と反応して塩酸が生成される。この塩酸は、アウター
リング１０の内周面を腐食して金属塩化物を生成する。
また、この金属塩化物が、アウターリング１０から剥離
してウェーハ上に堆積途中の気相成長層に混入すると、
積層欠陥を加速度的に誘発する。また、金属塩化物及び
塩素化合物は大気中の水分を吸着し易く、これらの化合
物に吸着された水分が、気相成長処理の際に高温下で蒸
発してウェーハの表面を荒らし、いわゆるヘイズを発生
させる。

【０００９】更に、Ｏリング３５、３６が塩素系の反応
ガス種（あるいは塩素系の反応ガス種から発生した塩化
水素）と高温下で接触すると劣化が進み、亀裂が発生し
て交換を余儀なくされ、交換頻度が増加すると稼働率の
低下、ランニングコストの増大などを招く。以上の様
に、アウターリング１０の内周面に堆積するシリコンあ
るいは塩素化合物は、種々の問題の原因となっていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、縦型気
相成長装置の反応室の構造を改良することによって、ア
ウターリング１０の内周面へのシリコンあるいは塩素化
合物などの堆積を防止し、これにより、当該縦型気相成
長装置を使用して製造されるウェーハの表面欠陥の発生
を抑制し、併せて、Ｏリングの寿命の増大を図ることに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の縦型気相成長装
置は、ベースプレートと、下端にフランジ部が形成され
た石英ガラス製のベルジャと、ベルジャの外側を覆って
ベルジャを保護する金属製のアウターベルジャと、前記
フランジ部の下側に配置され、前記フランジ部をアウタ
ーベルジャの下端部に固定する金属製のアウターリング
とを備え、ベースプレートの上にベルジャを被せること
によって反応室を構成する縦型気相成長装置において、
前記アウターリングの内周面に沿って、当該内周面の全
面を覆う様に石英ガラス製のカバープレートを取付けた
ことを特徴とする。

【００１２】発明者らが種々のテストを行った結果、石
英ガラスの温度が約４００℃以上になると、反応ガスか
ら生成されたシリコンあるいは塩素化合物などが石英ガ
ラスの表面に堆積しにくいことが判明した。そこで、ア
ウターリングの内周面に石英ガラスのカバープレートを
取付け、上記の生成物が、アウターリングの内周面及び
当該カバープレートの表面に堆積しにくいようにした。

【００１３】なお、このカバープレートを不透明な石英
ガラスで製作すれば、反応室内からの輻射熱を吸収し易
くなるので、カバープレートの温度が高まり、カバープ
レートの表面への上記の生成物の堆積を防止する効果が
増大する。また、このカバープレートを円周方向に複数
に分割して構成すれば、製作費用の上で有利であり、メ
ンテナンスも比較的、容易になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１に、本発明に基づく縦型気相
成長装置のアウターリングの周囲の構造を示す。図２
に、図１のＡ−Ａ線断面図を示す。なお、アウターリン
グの周囲の部分を除く縦型気相成長装置の全体の構成
は、図４に示した従来の装置と共通なので、その説明は
省略する。

【００１５】図１及び図２に示す様に、アウターリング
１０の内周面は、石英ガラス製のカバープレート１４に
よって全周に渡って覆われている。このカバープレート
１４は、アウターリング１０の内周に沿って細かく分割
されて構成されている。なお、この例では、１６個のカ
バープレート１４によって全内周面を覆っている。

【００１６】気相成長処理の際、反応室２０内に供給さ
れた反応ガスが、アウターリング１０の内周面、Ｏリン
グ３５及びＯリング３６に到達しにくい様に、カバープ
レート１４とアウターリング１０との間の隙間は極力、
狭く設定されている。また、カバープレート１４の上端
は、ベルジャ２の下端を覆う高さに位置し、カバープレ
ート１４の下端は、アウターリング１０の下面よりも下
側に位置している。

【００１７】図３に、上記の石英ガラス製のカバープレ
ート１４の斜視図を示す。カバープレート１４は、その
裏面側にブラケット１５を備え、ブラケット１５の先端
部の下側には突起１６が形成されている。一方、図１に
示す様に、アウターリング１０の上面には、内周面に沿
って溝１８が形成されている。ブラケット１５を、ベル
ジャ２の下端面とアウターリング１０の上面との間に挿
入し、突起１６を溝１８に引掛けることによって、アウ
ターリング１０の内周面にカバープレート１４が取付け
られる。

【００１８】なお、上記のカバープレート１４は、不透
明な石英ガラスで製作した方が効果が大きい。その理由
は、カバープレート１４を不透明にすることによって、
サセプタ３からの輻射熱が吸収され易くなるとともに、
サセプタ３からの輻射熱がＯリング３５及びＯリング３
６の近傍へ到達するのが妨げられることによる。

【００１９】以上の様に構成した結果、カバープレート
１４は、冷却水で冷却されているアウターリング１０に
近接して配置されているにも拘らず、サセプタ３からの
ガスの対流及び輻射熱によって約４００〜５００℃に加
熱されるので、付着物の堆積はほとんど起こらない。

【００２０】なお、カバープレートとしては、上記の例
に示した形状の他に、アウターリング１０の内周に沿う
リング状のカバープレートでも、当然、同様な効果を得
ることができる。但し、上記の例に示した様に、細かく
分割して構成した方が、製作費用の上で有利である。ま
た、石英ガラスは脆く破損し易いが、破損した時に一部
のみを交換すれば良いので経済的である。

【００２１】

【発明の効果】本発明の縦型気相成長装置によれば、金
属製のアウターリングの内周に沿って石英ガラス製のカ
バープレートを取付けることによって、アウターリング
表面におけるシリコンあるいは塩素化合物などの反応生
成物の堆積が有効に防止される。この結果、アウターリ
ング表面のこれら堆積物に起因するウェーハの表面欠
陥、例えば、パーティクル、金属汚染に基づく積層欠
陥、あるいはヘイズなどの発生を防止することができ
る。その結果、当該装置を使用して製造される気相成長
層の品質を高めることができる。

【００２２】同時に、ベルジャの下端部をシールするＯ
リングにも、反応ガスあるいは反応生成物が接触しにく
くなるので、Ｏリングの劣化が抑えられ、その寿命が増
大する。更に、アウターリングの清掃などのメンテナス
の周期を延ばすことができるので、装置の稼働率が増大
し、生産性を引き上げる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく縦型気相成長装置のアウターリ
ングの周囲の構造を示す部分拡大断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面を上方から見た概略図。

【図３】本発明に基づく縦型気相成長装置で使用される
石英ガラス製のカバープレートの一例を示す図。

【図４】従来の縦型気相成長装置の構造を示す図。

【図５】従来の縦型気相成長装置のアウターリングの周
囲の構造を示す部分拡大断面図。

【符号の説明】

１・・・アウターベルジャ、２・・・ベルジャ、３・・
・サセプタ、４・・・ＲＦコイルカバー、５・・・ガス
排出孔、６・・・反応ガス供給ノズル、７・・・ボル
ト、８・・・パッド、９・・・モータ、１０・・・アウ
ターリング、１１・・・ベースプレート、１２・・・シ
ャフト、１３・・・冷却水の循環経路、１４・・・カバ
ープレート、１５・・・ブラケット、１６・・・突起、
１８・・・溝、２０・・・反応室、２１・・・フランジ
部、２２・・・フランジ部、３５・・・Ｏリング、３６
・・・Ｏリング。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースプレートと、 下端にフランジ部が形成された石英ガラス製のベルジャ
   と、 ベルジャの外側を覆ってベルジャを保護する金属製のア
   ウターベルジャと、 前記フランジ部の下側に配置され、前記フランジ部をア
   ウターベルジャの下端部に固定する金属製のアウターリ
   ングとを備え、 ベースプレートの上にベルジャを被せることによって反
   応室を構成する縦型気相成長装置において、 前記アウターリングの内周面に沿って、当該内周面の全
   面を覆う様に石英ガラス製のカバープレートを取付けた
   ことを特徴とする縦型気相成長装置。
2. 【請求項２】 前記カバープレートは、不透明な石英ガ
   ラスで製作されていることを特徴とする請求項１に記載
   の縦型気相成長装置。
3. 【請求項３】 前記カバープレートは、円周方向に複数
   に分割して構成されていることを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２に記載の縦型気相成長装置。
4. 【請求項４】 前記カバープレートは、裏面側にブラケ
   ットを備え、このブラケットを前記フランジ部の下面と
   前記アウターリングの上面との間に挿入することによっ
   て、前記アウターリングに取付けられることを特徴とす
   る請求項３に記載の縦型気相成長装置。