JPH1050615A - 枚葉式気相成長装置 - Google Patents
枚葉式気相成長装置Info
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- JPH1050615A JPH1050615A JP20036396A JP20036396A JPH1050615A JP H1050615 A JPH1050615 A JP H1050615A JP 20036396 A JP20036396 A JP 20036396A JP 20036396 A JP20036396 A JP 20036396A JP H1050615 A JPH1050615 A JP H1050615A
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- reaction vessel
- reaction
- gas
- auxiliary gas
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応容器側面への反応副生成物の付着を大幅
に低減する。 【解決手段】 水素ガスまたは不活性ガスからなる補助
ガスＢは傾斜貫通管１´から反応容器１内部に流出し、
反応容器１の側面に沿って下降する。ウエハ７はウエハ
載置部８によって高速回転される。反応ガスＡは、高速
回転のウエハ７の外周部から流出した後に、反応容器１
の側面に向う。しかしながら、反応容器１の側面に向っ
た反応ガスＡは、その側面を流れる補助ガスＢによって
遮られて、ほとんど反応容器１の側面に接触しない。従
って、反応容器１の側面に付着する反応副生成物の量を
大幅に低減することができる。
に低減する。 【解決手段】 水素ガスまたは不活性ガスからなる補助
ガスＢは傾斜貫通管１´から反応容器１内部に流出し、
反応容器１の側面に沿って下降する。ウエハ７はウエハ
載置部８によって高速回転される。反応ガスＡは、高速
回転のウエハ７の外周部から流出した後に、反応容器１
の側面に向う。しかしながら、反応容器１の側面に向っ
た反応ガスＡは、その側面を流れる補助ガスＢによって
遮られて、ほとんど反応容器１の側面に接触しない。従
って、反応容器１の側面に付着する反応副生成物の量を
大幅に低減することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、枚葉式気相成長装
置に係り、特に半導体ウエハを高速回転させ、その半導
体ウエハの表面に反応ガスを供給してエピタキシャル成
長層を形成する枚葉式気相成長装置に関する。
置に係り、特に半導体ウエハを高速回転させ、その半導
体ウエハの表面に反応ガスを供給してエピタキシャル成
長層を形成する枚葉式気相成長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハの表面にエピタキシャル成
長層を形成するエピタキシャル成長装置は、多数のウエ
ハを一括処理するバッチ処理タイプと、ウエハを一枚ず
つ処理する枚葉処理タイプとに大別することができる。
バッチ式のエピタキシャル成長装置は生産性が高い、即
ちスループットが高いといった利点を有し、他方、枚葉
式のエピタキシャル成長装置はウエハ全面にわたってエ
ピタキシャル成長層の膜厚を均一かつ高精度に制御する
ことができる利点を有する。
長層を形成するエピタキシャル成長装置は、多数のウエ
ハを一括処理するバッチ処理タイプと、ウエハを一枚ず
つ処理する枚葉処理タイプとに大別することができる。
バッチ式のエピタキシャル成長装置は生産性が高い、即
ちスループットが高いといった利点を有し、他方、枚葉
式のエピタキシャル成長装置はウエハ全面にわたってエ
ピタキシャル成長層の膜厚を均一かつ高精度に制御する
ことができる利点を有する。
【０００３】半導体素子の高集積化及び半導体ウエハの
大口径化が近年益々進む傾向にあり、これに伴ってエピ
タキシャル成長層の膜厚の均一化及び膜厚の高精度制御
が必要になってきている。枚葉式のエピタキシャル成長
装置は、このような要求を充足することができるため、
近年はバッチ式のエピタキシャル成長装置よりも枚葉式
のエピタキシャル成長装置の方がより一層使用される傾
向にある。なお、枚葉式の装置の方がバッチ式の装置よ
りも広く使用されるといった傾向は、半導体製造分野に
あってはエピタキシャル成長処理を行う気相成長装置に
限らず、気相成長装置一般に当て嵌まることである。
大口径化が近年益々進む傾向にあり、これに伴ってエピ
タキシャル成長層の膜厚の均一化及び膜厚の高精度制御
が必要になってきている。枚葉式のエピタキシャル成長
装置は、このような要求を充足することができるため、
近年はバッチ式のエピタキシャル成長装置よりも枚葉式
のエピタキシャル成長装置の方がより一層使用される傾
向にある。なお、枚葉式の装置の方がバッチ式の装置よ
りも広く使用されるといった傾向は、半導体製造分野に
あってはエピタキシャル成長処理を行う気相成長装置に
限らず、気相成長装置一般に当て嵌まることである。
【０００４】枚葉式のエピタキシャル成長装置は、スル
ープットの向上のために加熱時間の短縮化やウエハ搬送
時間の短縮化が図られると共に、エピタキシャル成長の
高速化も図られている。特に後者のエピタキシャル成長
の高速化は、スループットの向上のために非常に有効で
ある。このエピタキシャル成長の高速化は、具体的には
ウエハを数百回転以上の高速で回転させ、これにより生
ずるポンプ効果によって反応ガスをウエハ表面に引寄せ
て、エピタキシャル成長反応が進むウエハ表面真上の境
界層を薄化し、これによって反応ガスの供給効率を高め
て成長速度を高速化している。
ープットの向上のために加熱時間の短縮化やウエハ搬送
時間の短縮化が図られると共に、エピタキシャル成長の
高速化も図られている。特に後者のエピタキシャル成長
の高速化は、スループットの向上のために非常に有効で
ある。このエピタキシャル成長の高速化は、具体的には
ウエハを数百回転以上の高速で回転させ、これにより生
ずるポンプ効果によって反応ガスをウエハ表面に引寄せ
て、エピタキシャル成長反応が進むウエハ表面真上の境
界層を薄化し、これによって反応ガスの供給効率を高め
て成長速度を高速化している。
【０００５】図３及び図４は従来の枚葉式の気相成長装
置を示したもので、気相成長室を形成する反応容器１
は、内部に石英製の外側反応管２と石英製の内側リング
３とを有する。反応容器１の上部に反応ガス供給口４が
設けられ、この反応ガス供給口４から供給された反応ガ
スは、矢印Ａで示したように反応ガス整流板５を通って
一様な流れとなる。なお、この反応ガスとしては、一般
にＳｉＨ４やＳｉＨ２Ｃｌ２などが使用される。反応容
器１の側面にはウエハ導入口６が設けられ、このウエハ
導入口６から導入されたウエハ７はサセプター、即ちウ
エハ載置部８に載置される。このウエハ載置部８は回転
軸９を中心にして高速回転される。
置を示したもので、気相成長室を形成する反応容器１
は、内部に石英製の外側反応管２と石英製の内側リング
３とを有する。反応容器１の上部に反応ガス供給口４が
設けられ、この反応ガス供給口４から供給された反応ガ
スは、矢印Ａで示したように反応ガス整流板５を通って
一様な流れとなる。なお、この反応ガスとしては、一般
にＳｉＨ４やＳｉＨ２Ｃｌ２などが使用される。反応容
器１の側面にはウエハ導入口６が設けられ、このウエハ
導入口６から導入されたウエハ７はサセプター、即ちウ
エハ載置部８に載置される。このウエハ載置部８は回転
軸９を中心にして高速回転される。
【０００６】加熱用のヒータ１０はウエハ載置部８に載
置されたウエハ７をその裏面から加熱し、放射温度計１
１はウエハ７の表面温度を測定してそのウエハ７の表面
温度が所定の値になるように加熱用のヒータ１０を制御
する。また、反応容器１の下部には複数個のガス排気管
１２が設けられ、エピタキシャル成長に寄与しなかった
反応ガスはガス排気管１２を通って図示を省略されたド
ライポンプによって吸気される。
置されたウエハ７をその裏面から加熱し、放射温度計１
１はウエハ７の表面温度を測定してそのウエハ７の表面
温度が所定の値になるように加熱用のヒータ１０を制御
する。また、反応容器１の下部には複数個のガス排気管
１２が設けられ、エピタキシャル成長に寄与しなかった
反応ガスはガス排気管１２を通って図示を省略されたド
ライポンプによって吸気される。
【０００７】反応ガス整流板５を通った反応ガスＡは、
図４に示したようにウエハ載置部８に載置されたウエハ
７に向って流れ、高速回転のウエハ７に引寄せられ、ウ
エハ７の表面に沿ってその外周方向に流れる。こうし
て、ウエハ７の表面にエピタキシャル成長層が連続的に
生成される。ウエハ７の外周から流出した反応ガスは、
石英の外側反応管２の側壁に衝突してその側壁に沿って
下降して、ガス排気管１２から排出される。なお、反応
ガスは、反応容器１の上部の反応ガス供給口４から供給
され、下部の排気管１２から強制的に吸引されるため、
反応容器１内での滞留が防止されると共に、不純物濃度
が安定し、パーティクルが低減される。
図４に示したようにウエハ載置部８に載置されたウエハ
７に向って流れ、高速回転のウエハ７に引寄せられ、ウ
エハ７の表面に沿ってその外周方向に流れる。こうし
て、ウエハ７の表面にエピタキシャル成長層が連続的に
生成される。ウエハ７の外周から流出した反応ガスは、
石英の外側反応管２の側壁に衝突してその側壁に沿って
下降して、ガス排気管１２から排出される。なお、反応
ガスは、反応容器１の上部の反応ガス供給口４から供給
され、下部の排気管１２から強制的に吸引されるため、
反応容器１内での滞留が防止されると共に、不純物濃度
が安定し、パーティクルが低減される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の枚葉式気相成長装置にあっては、加熱されたウエハ
表面に沿って流れた反応ガスは石英反応管の側壁に衝突
してそこで急激に冷却されるため、連続的にエピタキシ
ャル成長を行った場合に、図４に示したように反応副生
成物１３が石英外側反応管２の側壁に付着し堆積し、こ
の堆積した反応副生成物１３がパーティクルの発生源に
なるといった問題が存在する。
来の枚葉式気相成長装置にあっては、加熱されたウエハ
表面に沿って流れた反応ガスは石英反応管の側壁に衝突
してそこで急激に冷却されるため、連続的にエピタキシ
ャル成長を行った場合に、図４に示したように反応副生
成物１３が石英外側反応管２の側壁に付着し堆積し、こ
の堆積した反応副生成物１３がパーティクルの発生源に
なるといった問題が存在する。
【０００９】このような反応副生成物に起因するパーテ
ィクルの発生を防止するために、枚葉式気相成長装置の
定期的なメンテナンス時に、反応副生成物を洗浄して除
去する作業が行われている。しかしながら、この反応副
生成物の洗浄除去作業は、ＨＦやＨＦＨＮＯ３やＮＨ４
Ｆなどのエッチング液を用いて行われるため、洗浄時に
激しい反応が生じ発火し非常に危険な作業であった。な
お、反応副生成物はオイリーシラン（ＳｉＣｌ２）と称
される生成物や水素（Ｈ２）を含有する非晶質のシリコ
ン（Ｓｉ）であると考えられる。そこで、本発明の目的
は、反応容器側面への反応副生成物の付着を大幅に低減
することができる枚葉式気相成長装置を提供することで
ある。
ィクルの発生を防止するために、枚葉式気相成長装置の
定期的なメンテナンス時に、反応副生成物を洗浄して除
去する作業が行われている。しかしながら、この反応副
生成物の洗浄除去作業は、ＨＦやＨＦＨＮＯ３やＮＨ４
Ｆなどのエッチング液を用いて行われるため、洗浄時に
激しい反応が生じ発火し非常に危険な作業であった。な
お、反応副生成物はオイリーシラン（ＳｉＣｌ２）と称
される生成物や水素（Ｈ２）を含有する非晶質のシリコ
ン（Ｓｉ）であると考えられる。そこで、本発明の目的
は、反応容器側面への反応副生成物の付着を大幅に低減
することができる枚葉式気相成長装置を提供することで
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に請求項１に記載された発明は、反応容器と、上記反応
容器に設けられ、ウエハを水平に載置して高速回転する
ウエハ載置部と、上記反応容器の上部に設けられ、上記
ウエハ載置部に載置された上記ウエハの表面に向けて反
応ガスを供給する反応ガス供給口と、上記ウエハ載置部
に載置された上記ウエハを加熱する加熱手段と、上記反
応容器の下部に設けられたガス排気管とを具備する枚葉
式気相成長装置において、補助ガスを上記反応容器の側
面に沿って流れるように上記反応容器内に導入して、上
記ウエハ表面から流出した上記反応ガスが上記反応容器
の側面に接触することを防止する補助ガス導入手段を具
備することを特徴とするものである。
に請求項１に記載された発明は、反応容器と、上記反応
容器に設けられ、ウエハを水平に載置して高速回転する
ウエハ載置部と、上記反応容器の上部に設けられ、上記
ウエハ載置部に載置された上記ウエハの表面に向けて反
応ガスを供給する反応ガス供給口と、上記ウエハ載置部
に載置された上記ウエハを加熱する加熱手段と、上記反
応容器の下部に設けられたガス排気管とを具備する枚葉
式気相成長装置において、補助ガスを上記反応容器の側
面に沿って流れるように上記反応容器内に導入して、上
記ウエハ表面から流出した上記反応ガスが上記反応容器
の側面に接触することを防止する補助ガス導入手段を具
備することを特徴とするものである。
【００１１】反応ガスはウエハ表面に沿って流れウエハ
外周部から反応容器の側面に向って流出する。この時、
補助ガスはこの反応容器の側面に沿って流れているた
め、反応ガスは、ウエハ外周部から流出して反応容器の
側面に達する途中で補助ガスによって遮断される。従っ
て、反応容器の側面に接触する反応ガスの量が大幅に低
減されるため、反応容器の側面に付着する反応副生成物
の量も大幅に低減することができる。
外周部から反応容器の側面に向って流出する。この時、
補助ガスはこの反応容器の側面に沿って流れているた
め、反応ガスは、ウエハ外周部から流出して反応容器の
側面に達する途中で補助ガスによって遮断される。従っ
て、反応容器の側面に接触する反応ガスの量が大幅に低
減されるため、反応容器の側面に付着する反応副生成物
の量も大幅に低減することができる。
【００１２】請求項２に記載された発明は、請求項１に
記載の枚葉式気相成長装置において、上記補助ガスは水
素ガスと不活性ガスとの少なくとも一方であることを特
徴とするものである。
記載の枚葉式気相成長装置において、上記補助ガスは水
素ガスと不活性ガスとの少なくとも一方であることを特
徴とするものである。
【００１３】請求項３に記載された発明は、請求項１に
記載の枚葉式気相成長装置において、上記補助ガス導入
手段は上記ウエハ載置部の高さよりも僅かに低い位置か
ら上記補助ガスを上記反応容器の側面に導入することを
特徴とするものである。反応ガスはウエハ外周部から流
出した後に斜め下方に流れて反応容器の側面に向うた
め、補助ガスは、ウエハ載置部の高さよりも僅かに低い
位置から反応容器の側面に沿って流れることによって、
反応容器側面への反応ガスの接触を確実に抑制すること
ができる。
記載の枚葉式気相成長装置において、上記補助ガス導入
手段は上記ウエハ載置部の高さよりも僅かに低い位置か
ら上記補助ガスを上記反応容器の側面に導入することを
特徴とするものである。反応ガスはウエハ外周部から流
出した後に斜め下方に流れて反応容器の側面に向うた
め、補助ガスは、ウエハ載置部の高さよりも僅かに低い
位置から反応容器の側面に沿って流れることによって、
反応容器側面への反応ガスの接触を確実に抑制すること
ができる。
【００１４】請求項４に記載された発明は、請求項１に
記載の枚葉式気相成長装置において、上記反応容器は内
部に石英製の反応管を有し、上記補助ガス導入手段は上
記補助ガスを上記石英製の反応管の側壁に沿って流すこ
とを特徴とするものである。
記載の枚葉式気相成長装置において、上記反応容器は内
部に石英製の反応管を有し、上記補助ガス導入手段は上
記補助ガスを上記石英製の反応管の側壁に沿って流すこ
とを特徴とするものである。
【００１５】請求項５に記載された発明は、請求項１に
記載の枚葉式気相成長装置において、上記補助ガス導入
手段は上記反応容器の側壁を斜めに貫通する複数の傾斜
貫通路を含み、上記複数の傾斜貫通路は、上記補助ガス
が流入する入口端と上記補助ガスが流出する出口端とを
有し、上記入口端が上記出口端よりも上方に位置するよ
うに傾斜し、上記補助ガスを上記出口端から上記反応容
器の内部に放出することを特徴とするものである。傾斜
貫通路は入口端が出口端よりも上方に位置するように傾
斜されているので、その出口端から放出された補助ガス
は直ちにかつ滑らかに反応容器の内側面に沿って下降す
る。
記載の枚葉式気相成長装置において、上記補助ガス導入
手段は上記反応容器の側壁を斜めに貫通する複数の傾斜
貫通路を含み、上記複数の傾斜貫通路は、上記補助ガス
が流入する入口端と上記補助ガスが流出する出口端とを
有し、上記入口端が上記出口端よりも上方に位置するよ
うに傾斜し、上記補助ガスを上記出口端から上記反応容
器の内部に放出することを特徴とするものである。傾斜
貫通路は入口端が出口端よりも上方に位置するように傾
斜されているので、その出口端から放出された補助ガス
は直ちにかつ滑らかに反応容器の内側面に沿って下降す
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明による枚葉式気相成
長装置の実施例を図３及び図４と同部分には同一符号を
付して示した図１及び図２を参照して説明する。図１及
び図２において、補助ガス導入部１４は反応容器１の外
側面の二箇所に、具体的には互いに１８０°離れた位置
に取付けられ、各補助ガス導入部１４は、一端が補助ガ
ス供給ライン１５によって図示を省略した外部の補助ガ
ス供給源に接続され、他端が反応容器１の外側面に沿っ
て取付けられたリング状の補助ガス配給ライン１６に接
続されている。このリング状の補助ガス配給ライン１６
は、その内側面、即ち反応容器１の外側面に接する側面
に複数の開口１６ａが所定の角度間隔で穿設されてい
る。これらの開口１６ａには傾斜貫通管１７が連通し、
この傾斜貫通管１７は反応容器１の側壁と石英製の外側
反応管２の側壁とを夫々貫通している。
長装置の実施例を図３及び図４と同部分には同一符号を
付して示した図１及び図２を参照して説明する。図１及
び図２において、補助ガス導入部１４は反応容器１の外
側面の二箇所に、具体的には互いに１８０°離れた位置
に取付けられ、各補助ガス導入部１４は、一端が補助ガ
ス供給ライン１５によって図示を省略した外部の補助ガ
ス供給源に接続され、他端が反応容器１の外側面に沿っ
て取付けられたリング状の補助ガス配給ライン１６に接
続されている。このリング状の補助ガス配給ライン１６
は、その内側面、即ち反応容器１の外側面に接する側面
に複数の開口１６ａが所定の角度間隔で穿設されてい
る。これらの開口１６ａには傾斜貫通管１７が連通し、
この傾斜貫通管１７は反応容器１の側壁と石英製の外側
反応管２の側壁とを夫々貫通している。
【００１７】これらの傾斜貫通管１７は、その入口端が
開口１６ａに接続され、出口端が外側反応管２の内側壁
に開口されており、この出口端が入口端よりも下方に位
置するように傾斜されている。また、傾斜貫通管１７の
出口端は、図１に示したようにウエハ載置部８の上面よ
りも僅かに下方に位置するように定められている。こう
して、補助ガス供給ライン１５から補助ガス導入部１４
に流入した補助ガスＢは、補助ガス配給ライン１６及び
傾斜貫通管１７を通って、石英反応管２の内側面に流出
し、その内側面に沿って下降する。仮に、傾斜貫通管１
７の出口端がウエハ載置部８の真横に位置すると、ウエ
ハ上を横方向に流れてきた反応ガスと補助ガスが正面か
らぶつかり巻き上げの危険性を生じる。
開口１６ａに接続され、出口端が外側反応管２の内側壁
に開口されており、この出口端が入口端よりも下方に位
置するように傾斜されている。また、傾斜貫通管１７の
出口端は、図１に示したようにウエハ載置部８の上面よ
りも僅かに下方に位置するように定められている。こう
して、補助ガス供給ライン１５から補助ガス導入部１４
に流入した補助ガスＢは、補助ガス配給ライン１６及び
傾斜貫通管１７を通って、石英反応管２の内側面に流出
し、その内側面に沿って下降する。仮に、傾斜貫通管１
７の出口端がウエハ載置部８の真横に位置すると、ウエ
ハ上を横方向に流れてきた反応ガスと補助ガスが正面か
らぶつかり巻き上げの危険性を生じる。
【００１８】傾斜貫通管１７の個数及びその間隔は、傾
斜貫通管１７を流出した補助ガスＢが石英反応管２の内
側面のほぼ全周囲に沿って流下するように、選定されて
いる。これらの補助ガス導入部１４と補助ガス配給ライ
ン１６と傾斜貫通管１７とは、補助ガスＢを反応容器１
の内部に導入する補助ガス導入手段を構成する。なお、
補助ガスＢとしては、水素（Ｈ２）ガスまたは不活性ガ
スが使用される。
斜貫通管１７を流出した補助ガスＢが石英反応管２の内
側面のほぼ全周囲に沿って流下するように、選定されて
いる。これらの補助ガス導入部１４と補助ガス配給ライ
ン１６と傾斜貫通管１７とは、補助ガスＢを反応容器１
の内部に導入する補助ガス導入手段を構成する。なお、
補助ガスＢとしては、水素（Ｈ２）ガスまたは不活性ガ
スが使用される。
【００１９】反応容器１の下部に接続されたガス排気管
１２は不図示のバンドヒーターによって例えば１２０°
Ｃに加熱される。また、ガス排気管１２には反応副生成
物を捕捉するフィルターが排気管の途中に設定されてい
る。ガス排気管１２では温度が下がるため、反応副生成
物が形成されやすいので、これを防ぐためにバンドヒー
ターが管の回りに掛け回されている。
１２は不図示のバンドヒーターによって例えば１２０°
Ｃに加熱される。また、ガス排気管１２には反応副生成
物を捕捉するフィルターが排気管の途中に設定されてい
る。ガス排気管１２では温度が下がるため、反応副生成
物が形成されやすいので、これを防ぐためにバンドヒー
ターが管の回りに掛け回されている。
【００２０】次に、この実施例の作用を説明する。反応
ガス整流板を通った反応ガスＡは、ウエハ載置部８に載
置されたウエハ７に向って降下し、高速回転されている
ウエハ７に引寄せられ、ウエハ７の表面に沿ってその外
周方向に流れる。こうして、ウエハ７の表面にエピタキ
シャル成長層が生成される。補助ガス供給ライン１５か
ら供給された補助ガスＢは、補助ガス導入部１４と配給
ライン１６とを通って傾斜貫通管１７の出口から石英反
応管２内に流出し、石英反応管２の内側面に沿って下降
する。この時、補助ガスＢは、傾斜貫通管１７が下降傾
斜しているので、スムーズに石英反応管２の内側面に沿
って流れる。
ガス整流板を通った反応ガスＡは、ウエハ載置部８に載
置されたウエハ７に向って降下し、高速回転されている
ウエハ７に引寄せられ、ウエハ７の表面に沿ってその外
周方向に流れる。こうして、ウエハ７の表面にエピタキ
シャル成長層が生成される。補助ガス供給ライン１５か
ら供給された補助ガスＢは、補助ガス導入部１４と配給
ライン１６とを通って傾斜貫通管１７の出口から石英反
応管２内に流出し、石英反応管２の内側面に沿って下降
する。この時、補助ガスＢは、傾斜貫通管１７が下降傾
斜しているので、スムーズに石英反応管２の内側面に沿
って流れる。
【００２１】反応ガスＡは、高速回転のウエハの外周部
から流出して、石英反応管２の内側面に向って流れる。
しかしながら、この反応容器１の側面に向った反応ガス
Ａは、その側面を流れる補助ガスＢによって遮られるた
め、大部分の反応ガスは石英反応管２の内側面に直接接
触することなく、補助ガスＢと共に流下してガス排気管
１２に流入する。ガス排気管１２は約１２０°Ｃに加熱
されているため、反応ガスはそこでほとんど反応副生成
物を生ずることなく排気管１２から外部に流出する。ま
た、反応ガス中の反応副生成物は、排気管１２に設置さ
れた不図示のフィルターによって捕捉され、除去され
る。
から流出して、石英反応管２の内側面に向って流れる。
しかしながら、この反応容器１の側面に向った反応ガス
Ａは、その側面を流れる補助ガスＢによって遮られるた
め、大部分の反応ガスは石英反応管２の内側面に直接接
触することなく、補助ガスＢと共に流下してガス排気管
１２に流入する。ガス排気管１２は約１２０°Ｃに加熱
されているため、反応ガスはそこでほとんど反応副生成
物を生ずることなく排気管１２から外部に流出する。ま
た、反応ガス中の反応副生成物は、排気管１２に設置さ
れた不図示のフィルターによって捕捉され、除去され
る。
【００２２】このように、ウエハ７の外周部から流出し
た反応ガスは、ほとんど石英反応管２の内側面に直接接
触しないため、石英反応管２の内側面によって冷却され
ることがなく、石英反応管２の内側面に付着する反応副
生成物の量は従来に比べて大幅に低減される。従って、
定期的なメンテナンス時の石英反応管２の洗浄は、発火
等を生ずることなく、短時間で終了することができる。
た反応ガスは、ほとんど石英反応管２の内側面に直接接
触しないため、石英反応管２の内側面によって冷却され
ることがなく、石英反応管２の内側面に付着する反応副
生成物の量は従来に比べて大幅に低減される。従って、
定期的なメンテナンス時の石英反応管２の洗浄は、発火
等を生ずることなく、短時間で終了することができる。
【００２３】次に、本発明の枚葉式気相成長装置の効果
を例示するための実験結果を説明する。比較実験例とし
て、図３及び図４に示した従来の枚葉式気相成長装置を
使用して直径１５０ｍｍのウエハ２５０枚について２μ
ｍのエピタキシャル層を形成した。この時のエピタキシ
ャル層の成長条件は、流量が３０ｌ／分のＨ２と流量が
１００ｃｃ／分のＳｉＨ２Ｃｌ２と流量が３０ｃｃ／分
のＢ２Ｈ６とからなる反応ガスを使用し、ウエハ載置部
の回転速度を１５００ｒｐｍとし、温度を１１５０°Ｃ
とし、反応容器１の圧力を５０Ｔｏｒｒとし、成長時間
を４分間とした。また、ウエハ５０枚に１度の割合でＨ
Ｃｌガスによるエッチングを行って、ウエハ載置部等に
堆積したＳｉを１００μｍ程度除去した。
を例示するための実験結果を説明する。比較実験例とし
て、図３及び図４に示した従来の枚葉式気相成長装置を
使用して直径１５０ｍｍのウエハ２５０枚について２μ
ｍのエピタキシャル層を形成した。この時のエピタキシ
ャル層の成長条件は、流量が３０ｌ／分のＨ２と流量が
１００ｃｃ／分のＳｉＨ２Ｃｌ２と流量が３０ｃｃ／分
のＢ２Ｈ６とからなる反応ガスを使用し、ウエハ載置部
の回転速度を１５００ｒｐｍとし、温度を１１５０°Ｃ
とし、反応容器１の圧力を５０Ｔｏｒｒとし、成長時間
を４分間とした。また、ウエハ５０枚に１度の割合でＨ
Ｃｌガスによるエッチングを行って、ウエハ載置部等に
堆積したＳｉを１００μｍ程度除去した。
【００２４】２５０枚のウエハ処理後に、反応容器１を
十分にＮ２でパージしてから、石英反応管２を反応容器
１から取出すと、この石英反応管２の内側面にはやや粘
性のある乳白色の反応副生成物が付着していた。この反
応副生成物の付着領域は、ウエハ載置部７の高さにほぼ
等しい高さ部分からその底部までの幅約２０ｃｍに及ぶ
石英反応管２の全周であった。
十分にＮ２でパージしてから、石英反応管２を反応容器
１から取出すと、この石英反応管２の内側面にはやや粘
性のある乳白色の反応副生成物が付着していた。この反
応副生成物の付着領域は、ウエハ載置部７の高さにほぼ
等しい高さ部分からその底部までの幅約２０ｃｍに及ぶ
石英反応管２の全周であった。
【００２５】次に、この反応副生成物が付着した石英反
応管２をエッチング液で洗浄したところ、反応副生成物
が激しく反応して連続的に発火を繰返し非常に危険な状
態となった。更に、反応副生成物を完全にエッチング除
去するためには、３０分以上の時間を要した。なお、こ
のエッチング液はＨＦとＨＮＯ３との比が１：１である
混合液を純水で５倍に希釈したものを使用した。他方、
同様の実験を図１及び図２に示した本発明に係る実施例
の枚葉式気相成長装置について行った。
応管２をエッチング液で洗浄したところ、反応副生成物
が激しく反応して連続的に発火を繰返し非常に危険な状
態となった。更に、反応副生成物を完全にエッチング除
去するためには、３０分以上の時間を要した。なお、こ
のエッチング液はＨＦとＨＮＯ３との比が１：１である
混合液を純水で５倍に希釈したものを使用した。他方、
同様の実験を図１及び図２に示した本発明に係る実施例
の枚葉式気相成長装置について行った。
【００２６】この実験時の補助ガスはＨ２ガスを使用
し、その流量は０．５ｌ／分であった。石英反応管２に
は底部付近の幅約３ｃｍにわたって部分的に反応副生成
物が薄く付着した。この場合の反応副生成物の付着面積
及び付着厚さは、従来の枚葉式気相成長装置を使用した
場合に比べて遥かに小さい。
し、その流量は０．５ｌ／分であった。石英反応管２に
は底部付近の幅約３ｃｍにわたって部分的に反応副生成
物が薄く付着した。この場合の反応副生成物の付着面積
及び付着厚さは、従来の枚葉式気相成長装置を使用した
場合に比べて遥かに小さい。
【００２７】この反応副生成物が付着した石英反応管２
を上述のエッチング液で洗浄したところ、発火を生ずる
ことなく、５分程度で洗浄が終了した。なお、補助ガス
としては、Ｈ２ガスの代りにＡｒガスなどの不活性ガス
を使用してもよく、更にＨ２ガスと不活性ガスとの混合
ガスを使用しても同様の効果を得ることができる。な
お、補助ガス導入部１４は反応容器の外側面の２か所以
外に設けられていてもよい。また、傾斜貫通路は同じく
補助ガスが均一に管壁全周に流れるような数であればよ
い。
を上述のエッチング液で洗浄したところ、発火を生ずる
ことなく、５分程度で洗浄が終了した。なお、補助ガス
としては、Ｈ２ガスの代りにＡｒガスなどの不活性ガス
を使用してもよく、更にＨ２ガスと不活性ガスとの混合
ガスを使用しても同様の効果を得ることができる。な
お、補助ガス導入部１４は反応容器の外側面の２か所以
外に設けられていてもよい。また、傾斜貫通路は同じく
補助ガスが均一に管壁全周に流れるような数であればよ
い。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、反応容器に導入された補助ガスがこの反応容器
の側面に沿って流れ、この補助ガスはウエハ外周部から
流出した反応ガスが反応容器の側面に直接接触すること
を抑制するため、反応容器の側面に付着する反応副生成
物の量を大幅に低減することができる。従って、メンテ
ナンス時の反応容器の洗浄は非常に簡単になり、かつ短
時間で行うことができる。こうして、本発明によると、
枚葉式気相成長装置はメンテナンス時間の短縮化によっ
てスループットの向上を図ることができる。
よれば、反応容器に導入された補助ガスがこの反応容器
の側面に沿って流れ、この補助ガスはウエハ外周部から
流出した反応ガスが反応容器の側面に直接接触すること
を抑制するため、反応容器の側面に付着する反応副生成
物の量を大幅に低減することができる。従って、メンテ
ナンス時の反応容器の洗浄は非常に簡単になり、かつ短
時間で行うことができる。こうして、本発明によると、
枚葉式気相成長装置はメンテナンス時間の短縮化によっ
てスループットの向上を図ることができる。
【図１】本発明による枚葉式気相成長装置の実施例の要
部を示した断面図。
部を示した断面図。
【図２】図１のII−II線に沿った横断面図。
【図３】従来の枚葉式気相成長装置を概略的に示した断
面図。
面図。
【図４】図４の一部を拡大して示した断面図。
１ 反応容器 ４ 反応ガス供給口 ７ ウエハ ８ ウエハ載置部 １０ 加熱手段 １２ ガス排気管 １４ 補助ガス導入部 １６ 補助ガス配給ライン １７ 傾斜貫通孔 １４、１６、１７ 補助ガス導入手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荻 野 正 信 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内
Claims (5)
- 【請求項１】反応容器と、上記反応容器内に設けられ、
ウエハを水平に載置して高速回転するウエハ載置部と、
上記反応容器の上部に設けられ、上記ウエハ載置部に載
置された上記ウエハの表面に向けて反応ガスを供給する
反応ガス供給口と、上記ウエハ載置部に載置された上記
ウエハを加熱する加熱手段と、上記反応容器の下部に設
けられたガス排気管とを具備する枚葉式気相成長装置に
おいて、補助ガスを上記反応容器内の側面に沿って流れ
るように上記反応容器内に導入して、上記ウエハ表面か
ら流出した上記反応ガスが上記反応容器内の側面に接触
することを防止する補助ガス導入手段を具備することを
特徴とする枚葉式気相成長装置。 - 【請求項２】上記補助ガスは水素ガスと不活性ガスとの
少なくとも一方であることを特徴とする請求項１に記載
の枚葉式気相成長装置。 - 【請求項３】上記補助ガス導入手段は上記ウエハ載置部
の高さよりも上記反応容器の底に向かう低い位置から上
記補助ガスを上記反応容器の側面に導入することを特徴
とする請求項１に記載の枚葉式気相成長装置。 - 【請求項４】上記反応容器は内部に石英製の反応管を有
し、上記補助ガス導入手段は上記補助ガスを上記石英製
の反応管の側壁に沿って流すことを特徴とする請求項１
に記載の枚葉式気相成長装置。 - 【請求項５】上記補助ガス導入手段は上記反応容器の側
壁を斜めに貫通する複数の傾斜貫通路を含み、上記複数
の傾斜貫通路は、上記補助ガスが流入する入口端と上記
補助ガスが流出する出口端とを有し、上記入口端が上記
出口端よりも上方に位置するように傾斜し、上記補助ガ
スを上記出口端から上記反応容器の内部に放出すること
を特徴とする請求項１に記載の枚葉式気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20036396A JPH1050615A (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | 枚葉式気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20036396A JPH1050615A (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | 枚葉式気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1050615A true JPH1050615A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16423064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20036396A Withdrawn JPH1050615A (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | 枚葉式気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1050615A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004063779A (ja) * | 2002-07-29 | 2004-02-26 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | エピタキシャルウェーハ製造装置及びサセプタ構造 |
| JP2010263082A (ja) * | 2009-05-07 | 2010-11-18 | Koyo Thermo System Kk | 熱処理装置 |
| JP2012169543A (ja) * | 2011-02-16 | 2012-09-06 | Nuflare Technology Inc | 半導体製造装置および半導体製造方法 |
| US8597429B2 (en) | 2011-01-18 | 2013-12-03 | Nuflare Technology, Inc. | Manufacturing apparatus and method for semiconductor device |
| US10665483B2 (en) | 2015-10-05 | 2020-05-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for treating a substrate |
-
1996
- 1996-07-30 JP JP20036396A patent/JPH1050615A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004063779A (ja) * | 2002-07-29 | 2004-02-26 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | エピタキシャルウェーハ製造装置及びサセプタ構造 |
| JP2010263082A (ja) * | 2009-05-07 | 2010-11-18 | Koyo Thermo System Kk | 熱処理装置 |
| US8597429B2 (en) | 2011-01-18 | 2013-12-03 | Nuflare Technology, Inc. | Manufacturing apparatus and method for semiconductor device |
| KR101495004B1 (ko) * | 2011-01-18 | 2015-02-24 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | 반도체 제조 장치 및 반도체 제조 방법 |
| JP2012169543A (ja) * | 2011-02-16 | 2012-09-06 | Nuflare Technology Inc | 半導体製造装置および半導体製造方法 |
| US10665483B2 (en) | 2015-10-05 | 2020-05-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for treating a substrate |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031007 |