JPH10316490A - 高周波誘導加熱コイル及び半導体製造装置 - Google Patents
高周波誘導加熱コイル及び半導体製造装置Info
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- JPH10316490A JPH10316490A JP9128199A JP12819997A JPH10316490A JP H10316490 A JPH10316490 A JP H10316490A JP 9128199 A JP9128199 A JP 9128199A JP 12819997 A JP12819997 A JP 12819997A JP H10316490 A JPH10316490 A JP H10316490A
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Abstract
るエピタキシャル成長装置において、誘導加熱コイルの
表面に耐食性のために施したニッケルめっきから不純物
りん(P)が蒸発しないようにして、これが成長中のエ
ピタキシャル層に取り込まれないようにする。 【解決手段】 高周波誘導加熱コイル11の表面に、無
電解ニッケルめっきに代えて高純度の電解ニッケルめっ
きを施す。この高周波誘導加熱コイル11を、エピタキ
シャル成長装置のサセプタ3の加熱用ヒータとして使用
する。
Description
る高周波誘導加熱コイル及びそれを用いた半導体製造装
置に関する。
よるエピタキシャル成長装置がある。これは高周波誘導
加熱方式を用いて反応室内のサセプタを加熱して、サセ
プタ上の基板にCVD法によりエピタキシャル層を形成
するものである。通常、このエピタキシャル装置は、複
数の基板を同時に処理するバッチ方式が採用されてい
る。
流を高周波誘導加熱コイルに導き、このコイルで作られ
る高周波の磁束により誘導される渦電流によってサセプ
タを加熱し、加熱されたサセプタを介してその上に保持
されている基板を加熱する方式である。
キシャル層の抵抗率使用範囲は、0.1〜100Ωcm
程度であるため、ノンドープエピタキシャル成長層の抵
抗率は100Ωcm以上ないと上記範囲の抵抗率制御が
できない。そこで、ノンドープエピタキシャル成長で
は、100Ωcm以上の高抵抗率を得る必要がある。
サセプタを加熱するエピタキシャル成長装置では、装置
立上げ時や加熱コイル交換時においてエピタキシャル成
長層の抵抗値が上がらないという問題があった。
誘導加熱コイルに交換した場合、数十バッチ程度エピタ
キシャル成長を繰り返したり、長時間空焼きを行ったり
して、これにより初めて所望の高抵抗を得るというのが
実情であった。
ープットの大幅な低下をもたらす原因となっていた。
点を解消して、所望の特性をもつ基板処理が可能な高周
波誘導加熱コイル及び半導体製造装置を提供することに
ある。
誘導加熱コイルを用いてサセプタを加熱するエピタキシ
ャル成長装置では、初期バッチ時に所望の抵抗値が得ら
れないという問題があった。
コイルのめっき中に含まれるりん(P)が原因であり、
初期バッチ時に、加熱コイルからPが蒸発して、エピタ
キシャル層がそれを取り込むために、所望のドーピング
レベルのエピタキシャル層が得られないということを突
き止めた。
プを加工して形成されるが、エピタキシャル成長時、C
l系のガス等を使用するため腐食する。そこで腐食防止
のため、ニッケルめっきを表面に施している。このめっ
きには、めっき浴中に素材を浸漬するだけで密着力に優
れた均一厚さの均質な皮膜が得られることから無電解め
っきが採用されている。そして、反応触媒、耐食性のた
めに10%程度のPを含有している。実際、加熱コイル
に施される無電解ニッケルめっきの成分は約90%N
i、約10%Pである。
周波誘導加熱コイルを使用したエピタキシャル成長装置
は、図4に示すように、ベルジャ1で上方を覆われて気
密状態に保たれた反応室2内に、複数枚の基板としての
半導体ウェーハWを載置したサセプタ3を配設し、この
サセプタ3を渦巻き状加熱コイル4によって加熱すると
ともに、反応室2内のガス噴射ノズル6から反応ガスL
(例えばH2 +SiCl4 +PH3 )を導入して、半導
体ウェーハWの上面に気相成長膜を形成するようになっ
ている。エピタキシャル成長時、反応室2内は高温にな
るので、上記誘導加熱コイル4のめっき中に含まれてい
るPが蒸発して気密に設けられている反応室2内に拡散
し、これがウェーハW上のエピタキシャル層に取り込ま
れるのである。
拡散してウェーハW上のエピタキシャル層に取り込まれ
るため、ノンドープエピタキシャル層の成長時は、反応
ガス中にドーパントを混合しなくても、誘導加熱コイル
から蒸発したPがドーパントとして作用することにな
り、ノンドープエピタキシャル成長時でも高抵抗が得ら
れない。また、n型エピタキシャル層の成長時は、不純
物(ドーピング)としてホスフィン(PH3 )を使用
し、流量などの調整により所定のエピタキシャル成長を
しているが、加熱コイルからPが出てくると、不純物濃
度が再現性良く制御できない。また、p型エピタキシャ
ル層の成長時は、不純物としてジボラン(B2 H6 )を
使用するが、このp型の場合も、誘導加熱コイルから蒸
発したPの影響を受けて、n型同様制御できなくなる。
ャル成長を繰り返したり、長時間空焼きを行なうと、エ
ピタキシャル成長層の抵抗値が上がるようになるのは、
これらの作業により誘導加熱コイルのめっき中のPが蒸
発してなくなるためである。
もので、上記目的を達成するために次のように構成し
た。
電解ニッケルめっきを施した高周波誘導加熱コイルであ
る。製品コイルとして、めっき中に不純物が存在しない
ので、高周波誘導加熱コイルの初期使用時でも、めっき
から不純物が脱離して雰囲気を汚染するようなことがな
い。なお、代表的な不純物としてはPがあげられる。
の高周波誘導加熱コイルを渦巻き状にしてユニット化し
た高周波誘導加熱コイルである。ユニット化されている
ので取り扱いが容易になる。
2に記載の高周波誘導加熱コイルをサセプタを加熱する
ために備えた半導体製造装置である。高周波誘導加熱コ
イルの初期使用時でも、めっきから不純物が蒸発して雰
囲気を汚染するようなことがない。
2に記載の高周波誘導加熱コイルをサセプタを加熱する
ために反応室内に備えた半導体製造装置である。高純度
の電解ニッケルめっきを施した高周波誘導加熱コイルを
反応室内に備えて使用すると、予行処理を多数回繰り返
したり、長時間空焼きをしなくても、加熱コイルに起因
する反応室内の不純物の汚染を抑制できるので、初期稼
働時においても所望の処理が行なえ、所望の特性を有す
る基板が得られる。
の半導体製造装置をエピタキシャル成長装置としたもの
である。コイルめっき中の不純物を結晶化ないし脱離し
た高周波誘導加熱コイルを使用すると、コイルめっきに
よる不純物汚染が抑制されるので、初期のエピタキシャ
ル成長から高抵抗のエピタキシャル層または所望の抵抗
率をもつエピタキシャル層を容易に得ることができる。
れた反応室と、反応室内に入れられる基板を保持するサ
セプタと、表面に高純度の電解ニッケルめっきを施し
た、サセプタを高周波誘導加熱する高周波誘導加熱コイ
ルと、高周波誘導加熱コイルを覆うコイル用カバーと、
上記反応室内に反応ガスを導入して未反応ガスを排気す
るガス導入・排気口とを備えた半導体製造装置である。
高周波誘導加熱コイルの不純物汚染の影響を受けずに基
板に高抵抗のエピタキシャル層を成長できる。
て説明する。図1はエピタキシャル成長装置の概略的な
縦断面図を示す。
ンレスベルジャ1が設けられ、ベルジャ1と基台7との
間に介設されたOリング8により気密状態に保たれる。
基台7の中心部においてガス導入口としての反応ガス噴
射ノズル6が反応室2内に突出している。この噴射ノズ
ル6は下方部分は二重軸構造となっており、外側の回転
軸9にサセプタ3が取り付けられている。サセプタ3は
SiCコートされたグラファイトカーボン製である。サ
セプタ3にはシリコンウェーハWが載置される。回転軸
9は、基台7の下面に取り付けられた回転駆動機構10
によって垂直軸線のまわりで回動し、これによりサセプ
タ3が回転するように構成されている。サセプタ3を高
周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイル11は、
サセプタ3の裏面側に渦巻き状に配設される。高周波誘
導加熱コイル11はヒータユニットとしてベルジャ1内
に組み込まれ、誘導加熱コイル用石英カバー5で覆われ
る。なお、12は基台7に設けられた未反応ガスのガス
排気口である。
ータユニット13は、渦巻き状に巻回した加熱コイル1
1を支持円板14上に浮かして支持したもので、支持円
板14の中央に噴射ノズル及び回転軸挿通用の孔15を
開けてある。加熱コイル11の組込み及び交換は、ヒー
タユニット13の単位で行う。
で構成し、その表面に無電解ニッケルめっきではなく、
電解ニッケルめっきを施す。電解ニッケルめっきは電
源、電極を要することになるが、還元剤の代りに電流を
使用するので、コストは安価になる。電解ニッケルめっ
きの成分はNi100%の純ニッケルであり、無光沢ニ
ッケルめっきとなる。0.0n%のいおう(S)を含有
した光沢ニッケルめっきは、純ニッケルに比べて耐食性
がよくないので好ましくない。
ケルめっきを施した誘導加熱コイルをエピタキシャル成
長装置のコイル用石英カバー5内に組み込む。
機構10により回転させながら、高周波誘導加熱コイル
11によりサセプタ3を加熱して、ノズル6より反応ガ
スを反応室2内に導入して、ウェーハW上にエピタキシ
ャル層を気相成長させる。
(P)が出ないので、従来のように数十バッチエピタキ
シャル成長したり、あるいは長時間にわたって空焼きし
なくても、反応室2内におけるエピタキシャル成長中の
P汚染を有効に抑制できる。その結果、図3に示すよう
に、無電解ニッケルめっきを施した従来例では、30バ
ッチでようやく100Ωcmの抵抗率が得られるのに対
して、電解ニッケルめっきを施した実施形態では、わず
かに数バッチで、ノンドープ時に100Ωcm以上の高
抵抗率をもつエピタキシャル層を容易に得ることができ
る。従って、製品レベルでのエピタキシャル層の抵抗率
使用範囲(0.1〜100Ωcm程度)の抵抗値制御が
容易にできる。特に不純物濃度の低いエピタキシャル層
(1013〜1017atms/cm3 )成長に有効であ
る。
ィン(PH3 )を使用するn型エピタキシャル層の成長
時、および不純物としてジボラン(B2 H6 )を使用す
るp型エピタキシャル層の成長時でも、誘導加熱コイル
からPが出てこないので、n型またはp型の不純物濃度
を再現性良く制御でき、所望の抵抗率をもつエピタキシ
ャル層を得ることができる。
きを必要としないので、スループットが向上する。
うに、反応室内に誘導加熱コイルが設けられている場合
は、反応室が気密に設けられているので、加熱コイルか
らの影響が大きく、本発明は特に有効となる。これに対
して、加熱コイルが反応室外に設けられている場合は、
反応室内は影響を受けにくいが、反応室外の雰囲気に対
する影響を低減できるというメリットがある。
限定されず、高周波誘導加熱コイルを使用するプラズマ
CVDなど他の半導体製造装置にも適用できる。また、
バッチ処理に限定されず、枚葉処理にも適用できる。さ
らに基板としては、半導体ウェーハの他に液晶表示用の
ガラス基板にも適用できる。
に高純度の電解ニッケルめっきを施したので、使用初期
でも、加熱コイルからの不純物の脱離を抑制することが
できる。その結果、誘導加熱コイルを使用しても雰囲気
が汚染されないので、所望の特性をもつ基板処理が可能
となる。
上げ時や、加熱コイルの交換時に、多数回の予行処理や
長時間の空焼きをしなくても、不純物の脱離を抑制でき
るので、所望の処理ができ、所望の特性をもつ処理基板
が得られる。
略的な縦断面図である。
る。
成長回数に対するエピタキシャル層抵抗率の特性図であ
る。
てウェーハ上のエピタキシャル層に取り込まれる状況を
説明したエピタキシャル成長装置の概略的な縦断面図で
ある。
Claims (6)
- 【請求項1】表面に高純度の電解ニッケルめっきを施し
た高周波誘導加熱コイル。 - 【請求項2】請求項1に記載の高周波誘導加熱コイルを
渦巻き状にしてユニット化した高周波誘導加熱コイル。 - 【請求項3】請求項1または2に記載の高周波誘導加熱
コイルをサセプタを加熱するために備えた半導体製造装
置。 - 【請求項4】請求項1または2に記載の高周波誘導加熱
コイルをサセプタを加熱するために反応室内に備えた半
導体製造装置。 - 【請求項5】上記半導体製造装置がエピタキシャル成長
装置である請求項4に記載の半導体製造装置。 - 【請求項6】気密状態に保たれた反応室と、 反応室内に入れられる基板を保持するサセプタと、 表面に高純度の電解ニッケルめっきを施した、サセプタ
を高周波誘導加熱する高周波誘導加熱コイルと、 高周波誘導加熱コイルを覆うコイル用カバーと、 上記反応室内に反応ガスを導入して未反応ガスを排気す
るガス導入・排気口とを備えた半導体製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9128199A JPH10316490A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 高周波誘導加熱コイル及び半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9128199A JPH10316490A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 高周波誘導加熱コイル及び半導体製造装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10316490A true JPH10316490A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=14978923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9128199A Pending JPH10316490A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 高周波誘導加熱コイル及び半導体製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10316490A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SG86376A1 (en) * | 1999-03-02 | 2002-02-19 | Praxair Technology Inc | Refractory coated induction coil for use in thin film deposition and method for making |
-
1997
- 1997-05-19 JP JP9128199A patent/JPH10316490A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SG86376A1 (en) * | 1999-03-02 | 2002-02-19 | Praxair Technology Inc | Refractory coated induction coil for use in thin film deposition and method for making |
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A621 | Written request for application examination |
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A977 | Report on retrieval |
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