JPH11354455A

JPH11354455A - 半導体基板製造装置

Info

Publication number: JPH11354455A
Application number: JP15709998A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tsukano; 健一都鹿野; Tadahide Hoshi; 忠秀星
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 1999-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】気相成長等を行うため半導体基板の高温への
昇温を行う半導体基板製造装置で、半導体基板の周辺で
のスリップの発生を削減する。【解決手段】半導体基板加熱用のヒーターと、サセプ
タ加熱用のヒーターを分離し、また、更にサセプタのザ
グリ部領域加熱用ヒーターを分離し、独立に温度制御す
ることによってサセプタ領域の温度を半導体基板の温度
よりも高くし、半導体基板周辺での温度低下を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体基板製造装置
に関するものであり、特に半導体基板上に気相成長を行
う際に、気相成長中の半導体基板内の温度分布を均一に
できる、枚葉式の気相成長装置に関するものである

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造にあたっては、良質の
単結晶半導体薄膜、多結晶薄膜等の形成が求められるこ
とが多く、気相成長装置が用いられることが多い。一
方、半導体基板の大口径化に伴い、半導体基板を一枚ず
つ処理する枚葉式の気相成長装置が多く用いられるよう
になってきている。また、半導体素子寸法の微細化に伴
い、半導体基板の熱処理工程においても短時間に昇温、
降温を行うことが求められるようになり、枚葉式の基板
熱処理装置が用いられるようになってきている。

【０００３】以下に従来の枚葉式気相成長装置の概要を
説明する。図７（ａ）は従来の枚葉式の気相成長装置に
半導体基板を載置したときの要部の概略断面図である。
また、図７（ｂ）は、半導体基板１を載置した状態で
の、上記の気相成長装置の半導体基板１、ヒーター２、
サセプタ３の一部分のみを拡大した断面図である。

【０００４】図中、４はプロセスチャンバであり、支持
台４Ａと、この支持台４Ａに、気密封止材２０を介して
分離可能で、且つ気密封止された断面逆Ｕ字構造の反応
管４Ｂとからなる。

【０００５】この反応管４Ｂ内のほぼ中央部に、円形平
板状のサセプタ３が設けられている。このサセプタ３
は、その周辺部の平坦なサセプタ領域３Ｂと、上面に半
導体基板１を載置支持するため、半導体基板寸法に応じ
て設けられたザグリ部領域３Ｃと、そのザグリ部領域３
Ｃ内側の半導体基板載置領域３Ａとからなり、半導体基
板載置領域３Ａ部は空孔となっており、その上にはザグ
リ部領域３Ｃに支持されて半導体基板１が載置されてい
る。

【０００６】また、上記のサセプタ領域３Ｂのほぼ下部
に離間して、サセプタ領域３Ｂを加熱するためのサセプ
タ加熱用ヒーター２Ｂが、また、サセプタ上の半導体基
板載置領域３Ａに載置された半導体基板１のほぼ下部に
離間して、半導体基板１を加熱するための半導体基板加
熱用ヒーター２Ａが、それぞれ相互に離間して、かつ、
ほぼ同一面上に配置されている。

【０００７】上記のサセプタ加熱用ヒーター２Ｂ、半導
体基板加熱用ヒーター２Ａは、支持台４Ａを貫通してプ
ロセスチャンバ４の外部に通ずるサセプタ加熱用ヒータ
ー支持機構２Ｂ１、半導体基板加熱用ヒーター支持機構
２Ａ１によって支持固定されている。また、これらの支
持機構を経由して外部から、ヒータ加熱に必要な電源が
供給されている。

【０００８】また、上記のサセプタ領域３Ｂは、支持台
４Ａを貫通してプロセスチャンバ外部に通ずるサセプタ
支持機構３１によって支持固定されされている。ここ
で、サセプタ支持機構３１は、支持台４Ａの貫通部分付
近で、外周を支持台４Ａと気密に、かつ、回転摺動可能
に形成されており、またその下部では、その内周を、そ
の部分で同軸円筒状に固定形成された半導体基板ヒータ
ー支持機構２Ａ１、サセプタ加熱用ヒーター支持機構２
Ｂ１と気密に、かつ、回転摺動可能に形成されている。
これにより、サセプタ支持機構３１は、プロセスチャン
バ外部の図示しない駆動機構によって、回転可能となっ
ている。

【０００９】また、支持台４Ａには、反応ガス排出口７
が開口され、プロセスチャンバ中の反応ガスが排気可能
となっている。一方、反応管４Ｂの上部には反応ガス供
給口６が開口しており、外部から反応ガス供給管６Ａを
経由して反応ガスが供給可能となっている。

【００１０】また、反応管４Ｂの内壁からわずかに離間
して、断面がほぼ逆Ｕ字形状の高純度石英管５が載置さ
れている。この高純度石英管５の上面には、多数の微小
孔５Ａが形成されており、反応ガスが外部から反応ガス
供給管６Ａを経由して供給されたとき、この高純度石英
管５の上面と、反応管４Ｂとの間から微小孔５Ａを介し
て高純度石英管５内部に噴出するようになっている。

【００１１】このような反応装置を用いることにより、
ヒーター２（半導体基板加熱用ヒーター２Ａおよびサセ
プタ加熱用ヒーター２Ｂ）は固定したまま、半導体基板
１を１０００ｒｐｍ程度の高速で回転することが可能で
あり、また、高速回転下で、半導体基板１をそれに近接
して配置された半導体基板加熱用ヒーター２Ａで加熱す
ることができ、上記の装置では１２００℃以上の高温に
急速に昇温する事が可能である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以下に、従来の半導体
基板製造装置を用いて半導体基板を製造した場合の問題
点に付いて説明する。図７（ｃ）に、半導体基板１、サ
セプタ３の温度を共に１１５０℃に設定した場合の図７
（ｂ）に対応する部分の温度分布を示す。ここに示した
ようにサセプタ３内周のザグリ部領域３Ｃ附近で、周辺
と比較して５０℃程度の温度の落ち込みが生ずる。

【００１３】このような温度の落ち込みが生じた場合に
は、半導体基板１の高温の中心部と低温の周辺部との間
で熱膨張量のずれが生じ、半導体基板内部に応力が生ず
る。このような応力の発生によって半導体基板１の一部
にスリップが発生する。

【００１４】図８に、上記の気相成長条件時の半導体基
板１上のスリップ３０、３１の発生状態を示す。ここ
で、半導体基板１は、直径約１５ｃｍである。ここに示
したように、半導体基板１の特定の領域に高密度のスリ
ップ３１が生じ、また、この他に局部的に、２０ｍｍ程
度の大きなスリップ３０が生ずることが多い。このよう
なスリップは半導体基板結晶の熱処理時の基板内の温度
ムラに基づいて起こる結晶転移に起因して発生したもの
である。半導体素子の動作領域にこれらのスリップが含
まれる場合、半導体素子が動作不良になることが多い。
またこのようなスリップは方向性を持っており、工程中
の熱処理で更に成長することがあり、半導体素子の特性
を更に低下させることが多い。

【００１５】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
であり、気相成長、熱処理などの工程で、常温から高温
への昇温中、高温での温度保持中、高温から常温への温
度降下中に半導体基板内にスリップが生じない半導体基
板製造装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る半導体製造装置では、中心部に半導体
基板を載置するための空孔部を有する円形平板状のサセ
プタと、前記サセプタの下面に近接して接触せずに載置
された、前記サセプタを加熱するためのヒーターと、前
記サセプタを支持固定するサセプタ支持機構と、前記サ
セプタ、前記ヒーター、前記サセプタ支持機構を内包
し、気密封止可能な半導体基板搬入口を有するプロセス
チャンバとを具備し、前記ヒーターが、前記サセプタ中
心部の前記空孔部のほぼ下部に位置する半導体基板加熱
用ヒーターと、前記空孔部以外の部分のほぼ下部に位置
するサセプタ加熱用ヒーターとに互いに独立して形成さ
れ、独立に温度制御可能であり、前記半導体基板加熱用
ヒーターと前記サセプタとの間隔が、前記サセプタ加熱
用ヒーターと前記サセプタとの間隔よりも大きいことを
特徴とする。

【００１７】また、本発明に係る半導体製造装置では、
中心部に半導体基板を載置するための空孔部を有し、そ
の空孔部の外周に半導体基板を嵌合保持する為に形成さ
れた半導体基板固定機構を有した円形平板状のサセプタ
と、前記サセプタの下面に近接して接触せずに載置され
た、前記サセプタを加熱するためのヒーターと、前記サ
セプタを支持固定するサセプタ支持機構と、前記サセプ
タ、前記ヒーター、前記サセプタ支持機構を内包し、気
密封止可能な半導体基板搬入口を有するプロセスチャン
バとを具備し、前記ヒーターが、前記サセプタ中心部の
前記空孔部のほぼ下部に位置する半導体基板加熱用ヒー
ターと、前記半導体基板固定機構のほぼ下部に位置する
半導体基板固定機構加熱用ヒーターと、前記空孔部、前
記半導体基板固定機構部以外の部分のほぼ下部に位置す
るサセプタ加熱用ヒーターとに互いに独立して形成さ
れ、独立に温度制御可能であることを特徴とする。

【００１８】また、前記半導体基板加熱用ヒーターと前
記サセプタとの間隔が、前記半導体基板固定機構加熱用
ヒーターと前記サセプタとの間隔、前記サセプタ加熱用
ヒーターと前記サセプタとの間隔よりも大きいことを特
徴とする。

【００１９】また、本発明にかかる半導体装置では、中
心部に半導体基板を載置するための空孔部を有し、その
空孔部の外周に半導体基板を嵌合保持する為に形成され
た半導体基板固定機構を有した円形平板状のサセプタ
と、前記サセプタの下面に近接して接触せずに載置され
た、前記サセプタを加熱するためのヒーターと、前記サ
セプタを支持固定するサセプタ支持機構と、前記サセプ
タ、前記ヒーター、前記サセプタ支持機構を内包し、気
密封止可能な半導体基板搬入口を有するプロセスチャン
バと、前記サセプタの前記空孔部上部に離間して載置さ
れ、前記空孔部に半導体基板が載置されたときにその表
面温度を測定する第一の温度測定機構と、前記サセプタ
の前記空孔部以外の部分上部に前記サセプタから離間し
て載置され、サセプタの表面温度を測定する第二の温度
測定機構と、前記第一の温度測定機構、前記第二の温度
測定機構のそれぞれの測定温度に基づき前記ヒーターの
出力を制御する温度制御機構とを具備し、前記ヒーター
が、前記サセプタ中心部の前記空孔部のほぼ下部に位置
する半導体基板加熱用ヒーターと、前記半導体基板固定
機構のほぼ下部に位置する半導体基板固定機構加熱用ヒ
ーターと、前記空孔部、および前記半導体基板固定機構
以外の部分のほぼ下部に位置するサセプタ加熱用ヒータ
ーとに互いに独立して形成され、独立して温度制御可能
であり、前記半導体基板加熱用ヒーターと前記サセプタ
との間隔が前記サセプタ加熱用ヒーターと前記サセプタ
との間隔よりも大きく、半導体基板が前記半導体基板固
定機構に支持されて前記空孔部に載置されたときに、前
記第一の温度測定機構によって測定された、前記半導体
基板の表面温度と、前記第二の温度測定機構によって測
定されたサセプタの表面温度が前記温度制御機構に入力
され、それに基づいて前記半導体基板加熱用ヒーター、
前記半導体基板固定機構加熱用ヒーターの出力がそれぞ
れ独立に制御されることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態に付き
図面に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）、図１
（ｂ）に、本発明の第一の実施の形態で用いる枚葉式の
気相成長装置の概略を示す。

【００２１】ここで、図１（ａ）は、枚葉式の気相成長
装置に半導体基板１を載置したときの要部の概略断面図
であり、図１（ｂ）は、その半導体基板１、ヒーター
２、サセプタ３の一部分のみの拡大断面図である。

【００２２】図１（ａ）中、４はプロセスチャンバであ
り、支持台４Ａと、この支持台４Ａに気密封止材２０を
介して、分離可能で且つ気密封止された断面逆Ｕ字形状
の反応管４Ｂとからなる。

【００２３】この反応管４Ｂ内のほぼ中央部に、円形平
板状のサセプタ３が設けられている。このサセプタ３
は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように周辺部のサセ
プタ領域３Ｂの内側に、上面に半導体基板１を載置支持
するためのザグリ部領域３Ｃが半導体基板寸法に応じて
設けられている。また、そのザグリ部領域３Ｃ内側の半
導体基板領域３Ａは、この部分での熱容量を削減するた
め空孔となっており、その上にはザグリ部領域３Ｃに支
持されて、半導体基板１が載置されている。

【００２４】ここで、本実施の形態では、半導体基板１
は直径約１５ｃｍ、厚さ約１ｍｍであり、サセプタ３は
外形約２５ｃｍ、厚さ約５ｍｍである。また、上記サセ
プタ３の半導体基板載置領域３Ａ、ザグリ部領域３Ｃ、
サセプタ領域３Ｂのほぼ下部に、一定距離離間して、半
導体基板１を加熱するための半導体基板加熱用ヒーター
２Ａ、ザグリ部領域３Ｃを加熱するためのザグリ部加熱
用ヒーター２Ｃ、サセプタ領域３Ｂを加熱するためのサ
セプタ加熱用ヒーター２Ｂが、それぞれ相互に離間して
配置されている。

【００２５】ここで、サセプタ加熱用ヒーター２Ｂとサ
セプタ領域３Ｂとの間隔、ザグリ部加熱用ヒーター２Ｃ
とザグリ部３Ｃとの間隔はそれぞれ約２ｍｍで、半導体
基板加熱用ヒーター２Ａと半導体基板１との間隔（約８
ｍｍ）よりも狭くなるように配置されている。

【００２６】上記のサセプタ加熱用ヒーター２Ｂ、半導
体基板加熱用ヒーター２Ａ、ザグリ部加熱用ヒーター２
Ｃは、図１（ａ）に示すように支持台４Ａを貫通してプ
ロセスチャンバ４の外部に通ずるサセプタ加熱用ヒータ
ー支持機構２Ｂ１、半導体基板加熱用ヒーター支持機構
２Ａ１、ザグリ部加熱用ヒーター支持機構２Ｃ１によっ
てそれぞれ支持固定されている。また、これらの支持機
構を経由して外部からヒーター加熱に必要な電源が供給
されている。

【００２７】また、上記のサセプタ３は、支持台４Ａを
貫通してプロセスチャンバ外部に通ずる、サセプタ支持
機構３１によって支持固定されされている。ここで、サ
セプタ支持機構３１は、支持台４Ａの貫通部分付近で、
外周を支持台４Ａと気密に、かつ、回転摺動可能に形成
されており、またその下部では、その内周を、その部分
で同軸円筒状に固定形成された半導体基板ヒーター支持
機構２Ａ１、サセプタ加熱用ヒーター支持機構２Ｂ１、
ザグリ部加熱用ヒーター支持機構２Ｃ１と気密に、か
つ、回転摺動可能に形成されている。

【００２８】これにより、サセプタ支持機構３１は、プ
ロセスチャンバ外部の図示しない駆動機構によって、回
転可能となっている。また、支持台４Ａには、反応ガス
排出口７が開口され、プロセスチャンバ中の反応ガスが
排気可能となっている。

【００２９】一方、反応管４Ｂの上部には反応ガス供給
口６が開口しており、外部から反応ガス供給管６Ａを経
由して反応ガスが供給可能となっている。また、反応管
４Ｂの内壁に内接して、反応管４Ｂとほぼ同様に断面逆
Ｕ字形状の高純度石英管５が載置されている。この高純
度石英管５の上面には、多数の微小孔５Ａが形成されて
おり、外部から反応ガス供給管６Ａを経由して供給され
る反応ガスは、この高純度石英管５の上面と、反応管４
Ｂとの間から微小孔５Ａを介して高純度石英管５内側に
噴出するようになっている。

【００３０】このような反応装置を用いることにより、
半導体基板加熱用ヒーター２Ａ等のヒーター２は固定し
たまま、半導体基板１を１０００ｒｐｍ程度の高速で回
転することが可能であり、また、高速回転下で半導体基
板１を、それに近接して形成された半導体基板加熱用ヒ
ーター２Ａで加熱することができ、上記の装置では１２
００℃以上の高温に急速に昇温する事が可能である。

【００３１】上記の本発明の第一の実施の形態では、上
記のようにサセプタ領域３Ｂとサセプタ加熱用ヒーター
２Ｂ、ザグリ部領域３Ｃとザグリ部加熱用ヒーター２Ｃ
との間隔は何れも約２ｍｍであり、上記の半導体基板１
と半導体基板用ヒーター２Ａの間隔約８ｍｍと比較して
非常に狭い。このため、サセプタ領域３Ｂとサセプタ加
熱用ヒーター２Ｂの間、ザグリ部領域３Ｃとザグリ部加
熱用ヒーター２Ｃの間の熱伝達効率は良くなり、サセプ
タ領域３Ｂ、ザグリ部領域３Ｃの温度は、容易に、半導
体基板１よりも高く設定できる。

【００３２】さらに、ザグリ部領域３Ｃの温度は、ザグ
リ部加熱用ヒーター２Ｃを用いることによって半導体基
板１、サセプタ領域３Ｂと独立して制御可能である。こ
れにより、図１（ｃ）に図１（ｂ）に対応する部分の温
度分布を示したように、半導体基板１の温度１１５０℃
と、サセプタ３の温度１２２０℃の中間に制御し、半導
体基板１、サセプタ領域３Ｂ間の温度勾配を緩やかにす
ることが可能である。このような温度制御を行うことに
より半導体基板１上のスリップの発生を少なくすること
ができる。本実施の形態の半導体製造装置で作成した半
導体基板のスリップ発生の様子を図５に示す。ここに示
したように従来と比較してスリップ長、スリップ密度共
に大幅に減少し、発生したスリップも３ｍｍ以下の場合
がほとんどであった。尚、半導体基板１を用いて製造す
る半導体装置はほとんどが３ｍｍ以上の寸法であるた
め、半導体基板の周辺部で発生したスリップが３ｍｍ以
下の時は殆ど製品の歩留を下げることがない。

【００３３】また、上記の本発明の第一の実施の形態に
係る半導体基板製造装置を用いたときの、サセプタ領域
３Ｂの温度と半導体基板１の温度との温度差と、そのと
き発生したスリップの長さの合計（但し長さ３ｍｍ以上
のスリップのみの合計）との関係を図３に示す。

【００３４】ここに示したように、温度差０℃ないし１
００℃の広い範囲にわたって、安定してスリップが殆ど
発生しない条件を得ることができることがわかった。（第二の実施の形態）次に、本発明の第二の実施の形態
に付き、図２を用いて詳細に説明する。

【００３５】ここで、図２（ａ）は、枚葉式の気相成長
装置に半導体基板１を載置したときの要部の概略断面図
であり、図２（ｂ）はその半導体基板１、ヒーター２、
サセプタ３の一部のみの拡大断面図である。また、図２
（ｃ）は、図２（ｂ）で半導体基板１の温度を１１５０
°Ｃ、サセプタ３の温度を１２５０°Ｃに設定したとき
の対応する領域の温度分布である。

【００３６】尚、図２で、図１と同一部分に付いては同
一の記号を付し説明を省略する。図２に示した本発明の
第二の実施の形態では上記の本発明の第一の実施の形態
と同様に、半導体基板１と半導体基板用ヒーター２Ａの
間隔よりもサセプタ領域３Ｂとサセプタ加熱用ヒーター
２Ｂの間隔を近づけ、サセプタ領域３Ｂ部の昇温を容易
にしている。

【００３７】上述の本発明の第二の実施の形態におけ
る、図２（ａ）、図２（ｂ）での、サセプタ領域３Ｂの
温度と半導体基板１の温度の温度差（Δｔ）と、そのと
き発生したスリップの長さの合計（但し長さ３ｍｍ以上
のスリップのみの合計）との関係を図４に示す。

【００３８】本実施の形態では、ザグリ部加熱用ヒータ
ーを特に用いず、サセプタ加熱用ヒータ２Ｂでザグリ部
領域３Ｃまで加熱している。このため、図２（ｃ）に図
２（ｂ）に対応する部分の温度分布を示したように、半
導体基板１の周辺部でも温度上昇がみられるが、図４に
示すように、サセプタ領域３Ｂの温度と半導体基板１の
温度との温度差を７０°Ｃ程度に設定することにより合
計スリップ長を５０ｍｍ程度以下に削減することができ
る。

【００３９】上述した本発明の第二の実施の形態では、
従来の半導体基板製造装置の構成部品は変えることな
く、サセプタ加熱用ヒーター２Ｂの位置を変更するのみ
で、本発明の効果を享受することができる。

【００４０】（第三の実施の形態）次に本発明の第三の
実施の形態に付き図６を用いて詳細に説明する。図６
は、本発明の第三の実施の形態に係る半導体基板製造装
置の温度測定機構、温度制御機構を含む概念図である。
本実施の形態では、半導体基板製造装置４の半導体基板
付近の構造は図１に示した本発明の第一の実施の形態と
同様である。

【００４１】図１に示したように、本実施の形態では、
ヒーターは半導体基板用ヒーター２Ａ、サセプタ加熱用
ヒーター２Ｂ、ザグリ部加熱用ヒーター２Ｃが、それぞ
れ独立に形成されている。

【００４２】また、本実施の形態では、図６に示したよ
うに、半導体基板１、および、サセプタ３の温度は、プ
ロセスチャンバ４の外部に設置され、温度測定機構９に
付属した温度センサー８Ａ、８Ｂによって温度測定され
る。ここで、温度センサー８Ａは、半導体基板１の中心
部付近の温度を測定し、温度センサー８Ｂは、サセプタ
加熱用ヒーター２Ｂの温度を測定する。

【００４３】尚、この温度センサー８Ａ，８Ｂは、プロ
セスチャンバ４の内部に設置し、その電気信号のみを温
度制御機構９に入力してもよい。温度センサー８Ａ、８
Ｂからの温度データは温度測定機構９を経て温度制御機
構１０に送られ、予め設定された温度と比較され、設定
された温度との差を補正するように半導体基板用ヒータ
ー２Ａ、サセプタ加熱用ヒーター２Ｂへの出力電圧をそ
れぞれ制御する。

【００４４】ところで、上記の温度センサーを用いた場
合、ザグリ部領域上の半導体基板１周辺部の温度測定は
たいへん困難である。これは、半導体基板１周辺にいわ
ゆるオリフラがあることが多く、また、半導体基板周辺
部では、いわゆるベベリングにより曲率が付いているた
めなどによる。

【００４５】このため、本実施の形態では、ザグリ部領
域２Ｃの温度制御をザグリ部領域２Ｃ上の半導体基板１
周辺部での測定温度を用いずに、温度センサー８Ａによ
って測定された半導体基板１上の測定温度を用い、半導
体基板用ヒーター２Ａの制御条件とは異なる制御パラメ
ータによって制御する。この際、半導体基板１の温度に
従ってザグリ部領域２Ｃ用の制御パラメータを設定して
おくことにより、上述した本発明の第三の実施の形態で
は、半導体基板周辺での温度の落ち込みの無い良好な温
度分布を得ることができる。

【００４６】

【発明の効果】上記のように、本発明を用いることによ
り、半導体基板１の周辺部で温度の落ち込みの無い半導
体基板製造装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態に係る半導体基板製
造装置の要部の概略断面図と半導体基板１、サセプタ３
内の温度分布の一例を示したものである。（ａ）は、装
置要部の概略断面図、（ｂ）は半導体基板１、ヒーター
２、サセプタ３の一部分のみの拡大断面図、（ｃ）は、
（ｂ）に対応する部分の半導体基板１、サセプタ３内の
温度分布をそれぞれ示している。

【図２】本発明の第二の実施の形態に係る半導体基板製
造装置の要部の概略断面図と半導体基板１、サセプタ３
内の温度分布の一例を示したものである。（ａ）は、装
置要部の概略断面図、（ｂ）は半導体基板１、ヒーター
２、サセプタ３の一部分のみの拡大断面図、（ｃ）は、
（ｂ）に対応する部分の半導体基板１、サセプタ３内の
温度分布をそれぞれ示している。

【図３】本発明の第一の実施の形態に係る半導体基板製
造装置を使用した場合の、サセプタ温度と基板温度の温
度差と合計スリップ長の関係の一例を示したものであ
る。

【図４】本発明の第二の実施の形態に係る半導体基板製
造装置を使用した場合の、サセプタ温度と基板温度の温
度差と合計スリップ長の関係の一例を示したものであ
る。

【図５】本発明の第一の実施の形態に係る半導体基板製
造装置で作成した半導体基板のスリップ発生の様子を半
導体基板上面図として示したものである。

【図６】本発明の第三の実施の形態に係る半導体基板製
造装置の温度測定機構、温度制御機構を含む概念図であ
る。

【図７】従来の半導体基板製造装置の要部の概略断面図
と半導体基板１、サセプタ３内の温度分布の一例を示し
たものである。（ａ）は、装置要部の概略断面図、
（ｂ）は半導体基板１、ヒーター２、サセプタ３の一部
分のみの拡大断面図、（ｃ）は、（ｂ）に対応する部分
の半導体基板１、サセプタ３内の温度分布をそれぞれ示
している。

【図８】従来の半導体基板製造装置で作成した半導体基
板のスリップ発生の様子を示したものである。

【符号の説明】

１・・・半導体基板２・・・ヒーター２Ａ・・・半導体基板加熱用ヒーター２Ａ１・・・半導体基板加熱用ヒーター支持機構２Ｂ・・・サセプタ加熱用ヒーター２Ｂ１・・・サセプタ加熱用ヒーター支持機構２Ｃ・・・ザグリ部加熱用ヒーター２Ｃ１・・・ザグリ部加熱用ヒーター支持機構３・・・サセプタ３１・・・サセプタ支持機構３Ａ・・・半導体基板載置領域（サセプタの中空部）３Ｂ・・・サセプタ領域（サセプタの周辺部）３Ｃ・・・ザグリ部領域（サセプタ３の内周部）４・・・プロセスチャンバ４Ａ・・・支持台４Ｂ・・・反応管５・・・高純度石英管５Ａ・・・高純度石英管５上面の微小孔６・・・反応ガス供給口６Ａ・・・反応ガス供給管７・・・反応ガス排出口８・・・温度センサー（温度測定機構の一部）９・・・温度測定機構１０・・・温度制御機構２０・・・気密封止材３０、３１・・・スリップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心部に半導体基板を載置するための空孔
部を有する円形平板状のサセプタと、前記サセプタの下
面に近接して接触せずに載置された、前記サセプタを加
熱するためのヒーターと、前記サセプタを支持固定する
サセプタ支持機構と、前記サセプタ、前記ヒーター、前
記サセプタ支持機構を内包し、気密封止可能な半導体基
板搬入口を有するプロセスチャンバとを具備し、前記ヒ
ーターが、前記サセプタ中心部の前記空孔部のほぼ下部
に位置する半導体基板加熱用ヒーターと、前記空孔部以
外の部分のほぼ下部に位置するサセプタ加熱用ヒーター
とに互いに独立して形成され、独立に温度制御可能であ
り、前記半導体基板加熱用ヒーターと前記サセプタとの
間隔が、前記サセプタ加熱用ヒーターと前記サセプタと
の間隔よりも大きいことを特徴とする半導体基板製造装
置。
【請求項２】中心部に半導体基板を載置するための空孔
部を有し、その空孔部の外周に半導体基板を嵌合保持す
る為に形成された半導体基板固定機構を有した円形平板
状のサセプタと、前記サセプタの下面に近接して接触せ
ずに載置された、前記サセプタを加熱するためのヒータ
ーと、前記サセプタを支持固定するサセプタ支持機構
と、前記サセプタ、前記ヒーター、前記サセプタ支持機
構を内包し、気密封止可能な半導体基板搬入口を有する
プロセスチャンバとを具備し、前記ヒーターが、前記サ
セプタ中心部の前記空孔部のほぼ下部に位置する半導体
基板加熱用ヒーターと、前記半導体基板固定機構のほぼ
下部に位置する半導体基板固定機構加熱用ヒーターと、
前記空孔部、前記半導体基板固定機構部以外の部分のほ
ぼ下部に位置するサセプタ加熱用ヒーターとに互いに独
立して形成され、独立に温度制御可能であることを特徴
とする半導体基板製造装置。
【請求項３】前記半導体基板加熱用ヒーターと前記サセ
プタとの間隔が、前記半導体基板固定機構加熱用ヒータ
ーと前記サセプタとの間隔、前記サセプタ加熱用ヒータ
ーと前記サセプタとの間隔よりも大きいことを特徴とす
る請求項２に記載の半導体基板製造装置。
【請求項４】中心部に半導体基板を載置するための空孔
部を有し、その空孔部の外周に半導体基板を嵌合保持す
る為に形成された半導体基板固定機構を有した円形平板
状のサセプタと、前記サセプタの下面に近接して接触せ
ずに載置された、前記サセプタを加熱するためのヒータ
ーと、前記サセプタを支持固定するサセプタ支持機構
と、前記サセプタ、前記ヒーター、前記サセプタ支持機
構を内包し、気密封止可能な半導体基板搬入口を有する
プロセスチャンバと、前記サセプタの前記空孔部上部に
離間して載置され、前記空孔部に半導体基板が載置され
たときにその表面温度を測定する第一の温度測定機構
と、前記サセプタの前記空孔部以外の部分の上部に前記
サセプタから離間して載置され、サセプタの表面温度を
測定する第二の温度測定機構と、前記第一の温度測定機
構、前記第二の温度測定機構のそれぞれの測定温度に基
づき前記ヒーターの出力を制御する温度制御機構とを具
備し、前記ヒーターが、前記サセプタ中心部の前記空孔
部のほぼ下部に位置する半導体基板加熱用ヒーターと、
前記半導体基板固定機構のほぼ下部に位置する半導体基
板固定機構加熱用ヒーターと、前記空孔部、および前記
半導体基板固定機構以外の部分のほぼ下部に位置するサ
セプタ加熱用ヒーターとに互いに独立して形成され、独
立して温度制御可能であり、前記半導体基板加熱用ヒー
ターと前記サセプタとの間隔が前記サセプタ加熱用ヒー
ターと前記サセプタとの間隔よりも大きく、半導体基板
が前記半導体基板固定機構に支持されて前記空孔部に載
置されたときに、前記第一の温度測定機構によって測定
された、前記半導体基板の表面温度と、前記第二の温度
測定機構によって測定されたサセプタの表面温度が前記
温度制御機構に入力され、それに基づいて前記半導体基
板加熱用ヒーター、前記半導体基板固定機構加熱用ヒー
ターの出力がそれぞれ独立に制御されることを特徴とす
る半導体基板製造装置。