JPH118199A - Thin film growing equipment - Google Patents
Thin film growing equipmentInfo
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- JPH118199A JPH118199A JP15961297A JP15961297A JPH118199A JP H118199 A JPH118199 A JP H118199A JP 15961297 A JP15961297 A JP 15961297A JP 15961297 A JP15961297 A JP 15961297A JP H118199 A JPH118199 A JP H118199A
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- wafer
- susceptor
- tray
- wafer tray
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜成長装置さら
にはウェハ面内を均熱化するウェハホルダを備えた気相
成長装置に関し、例えばウェハが自転または自公転する
機構を有する化合物半導体結晶成長用のＭＯＣＶＤ（有
機金属気相成長）法に使用される装置に適用して有用な
技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film growth apparatus, and more particularly to a vapor phase growth apparatus provided with a wafer holder for equalizing the temperature within a wafer surface. The present invention relates to a technique which is useful when applied to an apparatus used for MOCVD (metal organic chemical vapor deposition).
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５には、従来の熱幅射型基板加熱方式
の化合物半導体結晶成長用ＭＯＣＶＤ装置が示されてい
る。このＭＯＣＶＤ装置は、ウェハが載置されるグラフ
ァイト製等のウェハトレイ１、複数のウェハトレイ１を
支持するグラファイト製等のサセプタ２、サセプタ２を
裏側から加熱する複数の同心円状のヒータ３、及びサセ
プタ２を回転可能に支持する支持軸４を有している。ウ
ェハトレイ１、サセプタ２及びヒータ３はリアクタ６に
収納されており、そのリアクタ６の周囲は水冷されてい
る。この装置では、ウェハは、支持軸４の回りを公転、
あるいは公転とともに自転しながら、ヒータ３からの幅
射熱により加熱される。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional MOCVD apparatus for growing a compound semiconductor crystal of a thermal radiation type substrate heating system. The MOCVD apparatus includes a wafer tray 1 made of graphite or the like on which a wafer is placed, a susceptor 2 made of graphite or the like supporting the plurality of wafer trays 1, a plurality of concentric heaters 3 for heating the susceptor 2 from the back side, and a susceptor 2. Has a support shaft 4 that rotatably supports the. The wafer tray 1, the susceptor 2, and the heater 3 are housed in a reactor 6, and the periphery of the reactor 6 is water-cooled. In this device, the wafer revolves around the support shaft 4,
Alternatively, it is heated by the width radiation heat from the heater 3 while rotating with the revolution.
【０００３】ウェハトレイ１は、図６に示すように、ウ
ェハを載置する平面形状円形で凹状のウェハ載置部５を
有しているとともに、その裏側にはサセプタ２と嵌合す
る突起部７を有している。一方、サセプタ２には、トレ
イ１の突起部７が嵌入される凹部が形成されている。[0006] As shown in FIG. 6, the wafer tray 1 has a circular and concave wafer mounting portion 5 on which a wafer is mounted, and a protruding portion 7 fitted to the susceptor 2 on the back side. have. On the other hand, the susceptor 2 has a concave portion into which the protrusion 7 of the tray 1 is fitted.
【０００４】原料ガスは、リアクタ６の中心部上部のガ
ス導入口より導入され、ウェハ上で化学反応して結晶を
析出する。そしてその反応により生成したガスや未反応
ガスは、リアクタ６の側部に設けられたガス排出口を介
して外部に排出される。[0004] A source gas is introduced from a gas inlet above the center of the reactor 6 and undergoes a chemical reaction on the wafer to precipitate crystals. The gas generated by the reaction and the unreacted gas are discharged outside through a gas discharge port provided on the side of the reactor 6.
【０００５】ＭＯＣＶＤ法では、成膜された膜の組成や
特性は、ウェハの温度に敏感であるため、ウェハ全面に
均一な膜を成長させるには、成膜中のウェハ表面の温度
分布を均一に保つ必要がある。In the MOCVD method, the composition and characteristics of the formed film are sensitive to the temperature of the wafer. Therefore, in order to grow a uniform film over the entire surface of the wafer, the temperature distribution on the surface of the wafer during the film formation must be uniform. Need to be kept.
【０００６】しかし、上述した構成の装置の場合、同心
円状のヒータ３の出力比を調整しても、ウェハ中心部の
温度が最も高く、周辺部の温度が最も低くなるような温
度分布となってしまい、成長した膜の組成や特性は不均
一になってしまう。However, in the case of the apparatus having the above-described configuration, even if the output ratio of the concentric heater 3 is adjusted, the temperature distribution is such that the temperature at the center of the wafer is the highest and the temperature at the periphery is the lowest. As a result, the composition and characteristics of the grown film become non-uniform.
【０００７】そこで、気相成長法において、成膜時のウ
ェハ表面の温度分布を均一に保つようにした提案が種々
なされている。特公昭５５−２８５４６号公報には、サ
セプタを支持する支持板付近のサセプタの厚さを薄くす
るか、もしくはサセプタに溝を設けることにより、サセ
プタから支持板への熱伝導を抑制するようにしたＣＶＤ
装置について開示されている。特開平１−２０３２９１
号公報には、基板ホルダの、基板受け部の周囲の表面上
に、フローガスを受け入れる凹凸の溝を形成し、そのガ
スフローにより半導体基板の温度分布を均一化するよう
にした基板ホルダについて開示されている。特開平１−
２９１４２１号公報には、サセプタの、基板を保持する
座ぐり部の周辺に溝を形成し、その溝に反応生成物が落
下補集されることにより、基板とサセプタとを密着させ
て基板の温度分布を均一化するようにした気相成長装置
について開示されている。特公平４−５０００号公報に
は、サセプタの基板設置部分に、基板中心部との間隔が
基板外周部との間隔よりも大きくなるような凹部を形成
し、基板外周部の温度が基板中心部の温度よりも低くな
るのを防ぐようにした気相成長装置について開示されて
いる。特開平９−３６０４９号公報には、サセプタに該
当するウェハホルダの、ウェハを受けるウェハポケット
の裏面全域に凸部を形成し、ウェハポケットの肉厚を厚
くすることにより、ウェハ周辺部での高温化を防ぐよう
にした気相成長装置について開示されている。特開平７
−２７７８８５号公報には、サセプタ内部に、基板中央
部から外周に向かってテーパ状に広がる空洞を形成し、
サセプタの径方向に生じる温度差を補償することによ
り、基板表面の温度を均一化するようにした気相エピタ
キシャル装置について開示されている。Therefore, various proposals have been made in the vapor phase growth method to keep the temperature distribution on the wafer surface uniform during film formation. In Japanese Patent Publication No. 55-28546, heat conduction from the susceptor to the support plate is suppressed by reducing the thickness of the susceptor near the support plate supporting the susceptor or by providing a groove in the susceptor. CVD
An apparatus is disclosed. JP-A-1-203291
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. H11-214873 discloses a substrate holder in which a concave and convex groove for receiving a flow gas is formed on a surface of a substrate holder around a substrate receiving portion, and the temperature distribution of the semiconductor substrate is made uniform by the gas flow. Have been. JP 1
Japanese Patent No. 291421 discloses a susceptor in which a groove is formed around a counterbore for holding a substrate, and a reaction product is dropped and collected in the groove, whereby the substrate and the susceptor are brought into close contact with each other, and the temperature of the substrate is reduced. A vapor phase growth apparatus having a uniform distribution is disclosed. In Japanese Patent Publication No. 4-5000, a recess is formed in the portion of the susceptor on which the substrate is installed so that the distance from the center of the substrate is larger than the distance from the outer periphery of the substrate. Discloses a vapor phase growth apparatus that prevents the temperature from being lower than the temperature. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-36049 discloses a method in which a wafer holder corresponding to a susceptor has a convex portion formed on the entire back surface of a wafer pocket for receiving a wafer, and the thickness of the wafer pocket is increased to increase the temperature around the wafer. A vapor phase growth apparatus designed to prevent the above is disclosed. JP 7
In the -277885 publication, a cavity is formed inside the susceptor that expands in a tapered shape from the center of the substrate toward the outer periphery,
A vapor phase epitaxial apparatus is disclosed in which a temperature difference generated in a radial direction of a susceptor is compensated to make a temperature of a substrate surface uniform.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記何
れの公報に記載された技術においても、サセプタを加工
するか、またはサセプタを専用に設計して作製しなけれ
ばならないという欠点がある。また、ウェハ表面の温度
分布を均一化する効果も、十分に得られない。However, any of the techniques described in the above publications has a drawback that the susceptor must be processed or the susceptor must be designed and manufactured exclusively. Further, the effect of making the temperature distribution on the wafer surface uniform cannot be sufficiently obtained.
【０００９】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、簡便な手段により、ウェハ
面内を均熱化することができる薄膜成長装置を提供する
ことにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a thin film growth apparatus capable of equalizing the temperature in a wafer surface by simple means.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するにあ
たり、本発明者らは、サセプタ上のウェハ表面の温度分
布が不均一になる原因は、リアクタ中心部から外側に向
かって放射状に放散される熱の量が多いからである、と
考えた。そこで、リアクタの中心よりも外側に位置する
ウェハトレイのウェハ載置部の周辺部から、熱の良伝導
体であるサセプタヘ熱が逃げるのを制限すれば良いと考
え、鋭意検討を重ねた結果、本発明に至った。In order to achieve the above object, the present inventors have found that the cause of the non-uniform temperature distribution on the wafer surface on the susceptor is to radiate radially outward from the center of the reactor. It was thought that this was because the amount of heat generated was large. Therefore, we thought that it was only necessary to limit the escape of heat to the susceptor, which is a good conductor of heat, from the periphery of the wafer mounting portion of the wafer tray located outside the center of the reactor. Invented the invention.
【００１１】すなわち、本発明は、薄板状のウェハが載
置されるウェハトレイと、該ウェハトレイを所定位置に
保持するサセプタとを備えた薄膜成長装置において、前
記ウェハトレイの表側にウェハ載置部が設けられ、かつ
同ウェハトレイの裏側に、ウェハトレイからの熱の放散
を遮断する断熱部が設けられており、前記断熱部は、前
記サセプタと接触する周辺部よりも内側で、かつ前記ウ
ェハ載置部よりも外側に設けられていることを特徴とす
るものである。That is, according to the present invention, in a thin film growth apparatus provided with a wafer tray on which a thin wafer is placed and a susceptor for holding the wafer tray at a predetermined position, a wafer placing portion is provided on the front side of the wafer tray. In addition, a heat insulating portion that blocks heat dissipation from the wafer tray is provided on the back side of the wafer tray, and the heat insulating portion is located inside a peripheral portion that comes into contact with the susceptor and from the wafer mounting portion. Are also provided on the outside.
【００１２】この発明によれば、ウェハトレイからの殆
どの熱はサセプタと接触する周辺部を介してサセプタヘ
放散すると考えられるため、その内側に断熱部が設けら
れていることにより、ウェハトレイのウェハ載置部の周
辺部からサセプタヘ逃げる熱の量が減少するので、ウェ
ハ周辺部の温度が上昇し、ウェハ表面の温度を均一にす
ることができる。According to the present invention, since most of the heat from the wafer tray is considered to be radiated to the susceptor through the peripheral portion which comes into contact with the susceptor, the heat insulating portion is provided inside the susceptor, so that the wafer mounting of the wafer tray can be performed. Since the amount of heat escaping from the peripheral portion of the wafer to the susceptor decreases, the temperature of the peripheral portion of the wafer increases, and the temperature of the wafer surface can be made uniform.
【００１３】また、この発明によれば、サセプタを改造
する必要がないため、既存の薄膜成長装置をそのまま使
用することができる。そして、ウェハの種類や成膜条件
等に応じて適切に設計されたウェハトレイを用意するこ
とにより、ウェハ温度の均一化を図ることができるの
で、その有用性は非常に高い。Further, according to the present invention, there is no need to modify the susceptor, so that the existing thin film growth apparatus can be used as it is. Since the wafer temperature can be made uniform by preparing a wafer tray appropriately designed according to the type of the wafer, film forming conditions, and the like, the usefulness thereof is extremely high.
【００１４】なお、ウェハトレイのウェハ載置部より内
側に断熱部が設けられている場合には、その断熱部より
も外側のウェハ周縁の温度が低下してしまい、ウェハ表
面の温度プロファイルがＭ型になってしまうので、好ま
しくない。また、ウェハトレイの突起部より外側に断熱
部がある場合には、当然のことながら、ウェハトレイの
ウェハ載置部の周辺部からサセプタヘ逃げる熱の量を減
少させることはできないので、ウェハ表面の温度を均一
化する効果が得られない。When the heat insulating portion is provided inside the wafer mounting portion of the wafer tray, the temperature of the wafer periphery outside the heat insulating portion decreases, and the temperature profile on the wafer surface becomes M-shaped. This is not preferable. In addition, when the heat insulating portion is provided outside the projection of the wafer tray, the amount of heat escaping from the periphery of the wafer mounting portion of the wafer tray to the susceptor cannot be reduced. The effect of uniformity cannot be obtained.
【００１５】上記発明において、前記断熱部が溝で形成
されていてもよい。そうすれば、最も簡便にウェハ表面
の温度を均一化する効果が得られる。ここで、溝の深さ
及び位置等については、それぞれの薄膜成長装置の構造
等に応じて、予備実験等により決定する。In the above invention, the heat insulating portion may be formed by a groove. In this case, the effect of uniformizing the temperature on the wafer surface can be obtained most simply. Here, the depth, position, and the like of the groove are determined by preliminary experiments and the like according to the structure and the like of each thin film growth apparatus.
【００１６】なお、溝を形成する以外にも、ウェハトレ
イの一部を熱の不導体で形成することにより、断熱部を
形成するようにしてもよい。In addition to the formation of the grooves, the heat insulating portion may be formed by forming a part of the wafer tray with a heat non-conductor.
【００１７】また、ウェハトレイの表面に溝を設けるの
は、原料ガスの流れを乱すことになるため、好ましくな
い。Further, it is not preferable to form a groove on the surface of the wafer tray because the flow of the source gas is disturbed.
【００１８】さらに、本発明は、有機金属気相成長法に
おいて使用される装置に適用するものであってもよい。
そうすれば、ウェハ表面の温度を均一な状態に保ちなが
ら薄膜を成長させることができるＭＯＣＶＤ装置が得ら
れる。Further, the present invention may be applied to an apparatus used in metal organic chemical vapor deposition.
Then, an MOCVD apparatus capable of growing a thin film while keeping the temperature on the wafer surface uniform can be obtained.
【００１９】ところで、特開平４−１８２３８６号公報
には、サセプタの、基板の周縁部に対応する位置に溝を
形成し、基板周縁部がサセプタに接触しないようにする
ことにより、クラックの発生を防ぐようにした発明につ
いて開示されている。しかし、この発明は、基板周縁部
の温度を中心部よりも不安定にすることにより、基板周
縁部の結晶性を悪くするものであり、本発明とは技術的
思想が全く異なる。Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-182386 discloses that a groove is formed in a position of a susceptor corresponding to a peripheral portion of a substrate so that the peripheral portion of the substrate does not come into contact with the susceptor. It discloses an invention that prevents it. However, the present invention degrades the crystallinity of the substrate peripheral portion by making the temperature of the substrate peripheral portion more unstable than that of the central portion, and the technical idea is completely different from the present invention.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】本発明の実施形態の一例を説明す
る。An embodiment of the present invention will be described.
【００２１】図１には、本発明を適用した熱幅射型基板
加熱方式の化合物半導体結晶成長用ＭＯＣＶＤ装置の一
例が示されている。このＭＯＣＶＤ装置は、従来同様、
ウェハが載置されるグラファイト製等のウェハトレイ１
０、複数のウェハトレイ１０を支持するグラファイト製
等のサセプタ２、サセプタ２を裏側から加熱する複数の
同心円状のヒータ３、及びサセプタ２を回転可能に支持
する支持軸４を有している。ウェハトレイ１０、サセプ
タ２及びヒータ３は、従来同様、リアクタ６に収納され
ており、そのリアクタ６の周囲は水冷されている。この
装置では、ウェハは、支持軸４の回りを公転、あるいは
公転とともに自転しながら、ヒータ３からの幅射熱によ
り加熱される。FIG. 1 shows an example of a MOCVD apparatus for growing a compound semiconductor crystal of the thermal radiation type substrate heating system to which the present invention is applied. This MOCVD apparatus is similar to the conventional one.
A wafer tray 1 made of graphite or the like on which a wafer is placed
A susceptor 2 made of graphite or the like for supporting a plurality of wafer trays 10, a plurality of concentric heaters 3 for heating the susceptor 2 from the back side, and a support shaft 4 for rotatably supporting the susceptor 2 are provided. The wafer tray 10, the susceptor 2, and the heater 3 are housed in a reactor 6 as in the related art, and the periphery of the reactor 6 is water-cooled. In this apparatus, the wafer is heated by the width radiation heat from the heater 3 while revolving around the support shaft 4 or rotating along with the revolution.
【００２２】ウェハトレイ１０は、図２に示すように、
ウェハを載置する平面形状円形で凹状のウェハ載置部５
を有しているとともに、その裏側にはサセプタ２と嵌合
する突起部７、及びその突起部７、すなわちサセプタと
接触する周辺部よりも内側でかつウェハ載置部５の周よ
りも外側に断熱部８を有している。The wafer tray 10, as shown in FIG.
Wafer mounting portion 5 having a circular and concave shape in plan view on which a wafer is mounted.
And a projection 7 on the back side, which is fitted to the susceptor 2, and which is inside the projection 7, that is, inside the peripheral portion in contact with the susceptor and outside the periphery of the wafer mounting portion 5. It has a heat insulating part 8.
【００２３】断熱部８は、例えば溝により構成されてい
る。この溝は、例えばウェハ載置部５の周と同心円をな
すように形成されている。The heat insulating portion 8 is constituted by, for example, a groove. The groove is formed, for example, so as to be concentric with the periphery of the wafer mounting portion 5.
【００２４】サセプタ２には、ウェハトレイ１０を収容
する平面形状円形で凹状のトレイ受部９が複数箇所、例
えば図３に示すように３枚のウェハトレイを収容可能な
ように、３箇所に形成されている。なお、サセプタ２に
は、トレイ受部が２箇所に設けられていてもよいし、４
箇所以上に設けられていてもよい。The susceptor 2 is provided with a plurality of circular tray receiving portions 9 having a circular shape in plan view for accommodating the wafer trays 10, for example, as shown in FIG. 3, so as to accommodate three wafer trays. ing. Note that the susceptor 2 may be provided with two tray receiving portions,
It may be provided at more than one place.
【００２５】サセプタ２の、トレイ受部９には、従来同
様、トレイ１０の突起部７が嵌入される凹部が形成され
ている。その凹部にウェハトレイ１０の突起部７が嵌入
されることにより、ウェハトレイ１０は、サセプタ上の
所定位置に位置決めされる。そして、サセプタ２とウェ
ハトレイ１０との間には、ウェハトレイ１０の断熱部８
により生じた間隙が存在することとなる。この間隙があ
ることにより、ウェハトレイ１０のウェハ載置部５の周
辺部からサセプタ２ヘ熱が逃げるのが抑制される。The tray receiving portion 9 of the susceptor 2 is formed with a concave portion into which the projection 7 of the tray 10 is fitted as in the conventional case. The wafer tray 10 is positioned at a predetermined position on the susceptor by fitting the projection 7 of the wafer tray 10 into the recess. Further, between the susceptor 2 and the wafer tray 10, a heat insulating portion 8 of the wafer tray 10 is provided.
Will be present. With this gap, heat is prevented from escaping from the peripheral portion of the wafer mounting portion 5 of the wafer tray 10 to the susceptor 2.
【００２６】リアクタ６に対するガスの導入及び排出に
ついては従来同様である。すなわち、原料ガスは、リア
クタ６の中心部上部のガス導入口より導入され、ウェハ
上で化学反応して結晶を析出する。そしてその反応によ
り生成したガスや未反応ガスは、リアクタ６の側部に設
けられたガス排出口を介して外部に排出される。The introduction and discharge of gas into and from the reactor 6 are the same as in the prior art. That is, the source gas is introduced from the gas inlet above the center of the reactor 6, and undergoes a chemical reaction on the wafer to precipitate crystals. The gas generated by the reaction and the unreacted gas are discharged outside through a gas discharge port provided on the side of the reactor 6.
【００２７】上記実施形態によれば、ウェハトレイ１０
の裏側で、かつサセプタ２と接触する周辺部とウェハ載
置部５の周との間に溝状の断熱部８が設けられているた
め、このウェハトレイ１０がサセプタ２に収容された状
態では、サセプタ２とウェハトレイ１０との間に断熱部
８により生じた間隙が存在することとなり、ウェハ載置
部５の周辺部からサセプタ２ヘ逃げる熱の量が減少し、
ウェハ周辺部の温度が上昇するので、ウェハ表面の温度
を均一にすることができる。従って、ウェハ面内におけ
る化合物半導体等の結晶の組成や特性の均一性を向上さ
せることができる。According to the above embodiment, the wafer tray 10
Since the groove-shaped heat insulating portion 8 is provided between the peripheral portion of the wafer mounting portion 5 and the peripheral portion in contact with the susceptor 2 on the back side of the wafer tray 10, when the wafer tray 10 is accommodated in the susceptor 2, There is a gap between the susceptor 2 and the wafer tray 10 caused by the heat insulating portion 8, and the amount of heat escaping from the peripheral portion of the wafer mounting portion 5 to the susceptor 2 is reduced.
Since the temperature around the wafer rises, the temperature on the wafer surface can be made uniform. Therefore, it is possible to improve the uniformity of the composition and characteristics of the crystal such as the compound semiconductor in the wafer plane.
【００２８】なお、断熱部８は、上述したような溝に限
らず、ウェハ載置部５の周辺部からサセプタ２ヘ熱が逃
げるのを抑制することができれば、ウェハトレイ１０の
一部を熱の不導体で形成することにより構成されていて
もよい。The heat insulating portion 8 is not limited to the groove as described above. If heat can be prevented from escaping from the peripheral portion of the wafer mounting portion 5 to the susceptor 2, a part of the wafer tray 10 can be heated. It may be constituted by forming with a nonconductor.
【００２９】[0029]
【実施例】以下に、ＭＯＣＶＤ装置を用いて本発明者ら
が行った、ウェハ表面の温度プロファイルの測定結果に
ついて説明する。ＭＯＣＶＤ装置として、図１に示す構
成の縦型ＭＯＣＶＤ装置を用いた。サセプタ２はグラフ
ァイト製のものであり、ウェハトレイ１０は図２に示す
構成でカーボン製のものを用いた。ウェハトレイ１０の
ウェハ載置部５は、直径１０１mmの円形状の凹部をなす
よう形成されていた。ウェハトレイ１０の断熱部８は、
ウェハトレイ１０の突起部７の内側近傍に形成された同
心円上の溝で構成されており、その溝の幅は２mmであ
り、かつその深さは４mmであった。ウェハとして、熱電
対を埋め込んだシリコンウェハを用い、これをウェハト
レイ１０のウェハ載置部５に載置した。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The measurement results of the temperature profile on the wafer surface performed by the present inventors using an MOCVD apparatus will be described below. As the MOCVD apparatus, a vertical MOCVD apparatus having the configuration shown in FIG. 1 was used. The susceptor 2 was made of graphite, and the wafer tray 10 was made of carbon and had the configuration shown in FIG. The wafer mounting part 5 of the wafer tray 10 was formed so as to form a circular concave part having a diameter of 101 mm. The heat insulating part 8 of the wafer tray 10
It was formed of concentric grooves formed near the inside of the projection 7 of the wafer tray 10, the width of the grooves was 2 mm, and the depth was 4 mm. As the wafer, a silicon wafer in which a thermocouple was embedded was used, and was mounted on the wafer mounting portion 5 of the wafer tray 10.
【００３０】温度プロファイルの測定を、３０TorrのＨ
2 減圧雰囲気下において、ウェハトレイ中央部の温度を
約７００℃と約６５０℃の２通りに設定して行った。比
較のため、断熱部８の溝がないウェハトレイ（図６参
照）を用いて、同じ装置及び同じ条件で温度プロファイ
ルの測定を行った。The measurement of the temperature profile was carried out at 30 Torr H
(2) Under a reduced pressure atmosphere, the temperature at the center of the wafer tray was set at about 700 ° C. and about 650 ° C. For comparison, a temperature profile was measured under the same apparatus and under the same conditions using a wafer tray having no groove of the heat insulating portion 8 (see FIG. 6).
【００３１】プロファイルの測定結果を図４に示す。図
４において、横軸の位置が０（ゼロ）の点はウェハの中
心点に対応しており、−４０mmと＋４０mmの点はそれぞ
れウェハの中心点を挟んで相対するウェハ周縁部に対応
している。また、図４において、上側のプロットは設定
温度を約７００℃としたものであり、下側のプロットは
設定温度を約６５０℃としたものである。さらに、図４
において、黒丸（●）のプロットは、断熱部８の溝を有
する、本発明に係るウェハトレイ１０を用いたものであ
り、白丸（○）のプロットは、断熱部のないウェハトレ
イ（図６参照）を用いたものである（比較例）。FIG. 4 shows the measurement results of the profile. In FIG. 4, the point at which the position of the horizontal axis is 0 (zero) corresponds to the center point of the wafer, and the points of −40 mm and +40 mm correspond to the wafer peripheral portions opposed to each other across the center point of the wafer. I have. Also, in FIG. 4, the upper plot shows the set temperature of about 700 ° C., and the lower plot shows the set temperature of about 650 ° C. Further, FIG.
In the plot, the black circle (●) plots use the wafer tray 10 according to the present invention having the grooves of the heat insulating part 8, and the white circle (丸) plots the wafer tray without the heat insulating part (see FIG. 6). It was used (Comparative Example).
【００３２】図４から明らかなように、ウェハトレイ１
０の中心部（０の点）と周縁部（−４０mmと＋４０mmの
点）との温度差は、トレー中心部の設定温度が７００℃
の場合には、２０℃から１２℃であり、またトレー中心
部の設定温度が６５０℃の場合には、１４℃から３℃で
あり、何れの場合にも、断熱部を設けていない比較例に
比べて大幅に改善されていることがわかった。As is clear from FIG. 4, the wafer tray 1
The temperature difference between the center of 0 (point 0) and the periphery (points of −40 mm and +40 mm) is as follows.
In the case of (1), the temperature is from 20 ° C. to 12 ° C., and in the case where the set temperature at the center of the tray is 650 ° C., the temperature is from 14 ° C. to 3 ° C. It turned out that it was greatly improved compared with.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明によれば、薄板状のウェハが載置
されるウェハトレイと、該ウェハトレイを所定位置に保
持するサセプタとを備えた薄膜成長装置において、前記
ウェハトレイの表側にウェハ載置部が設けられ、かつ同
ウェハトレイの裏側に、ウェハトレイからの熱の放散を
遮断する断熱部が設けられており、前記断熱部は、前記
サセプタと接触する周辺部よりも内側で、かつ前記ウェ
ハ載置部よりも外側に設けられているため、ウェハトレ
イのウェハ載置部の周辺部からサセプタヘ逃げる熱の量
が減少し、ウェハ周辺部の温度が上昇するので、ウェハ
表面の温度を均一にすることができ、従ってウェハ面内
における化合物半導体等の結晶の組成や特性の均一性を
向上させることができる。According to the present invention, in a thin film growth apparatus provided with a wafer tray on which a thin wafer is placed, and a susceptor for holding the wafer tray at a predetermined position, a wafer mounting portion is provided on the front side of the wafer tray. Is provided on the back side of the wafer tray, and a heat insulating portion for blocking heat dissipation from the wafer tray is provided. The heat insulating portion is located inside a peripheral portion in contact with the susceptor and the wafer mounting portion. Since it is provided outside the portion, the amount of heat escaping from the peripheral portion of the wafer mounting portion of the wafer tray to the susceptor decreases, and the temperature of the peripheral portion of the wafer rises, so that the temperature of the wafer surface can be made uniform. Therefore, it is possible to improve the uniformity of the composition and characteristics of the crystal such as a compound semiconductor in the wafer surface.
【図１】本発明に係る薄膜成長装置の一例の概略を示す
断面図である。FIG. 1 is a sectional view schematically showing an example of a thin film growth apparatus according to the present invention.
【図２】本発明に係る薄膜成長装置において使用される
ウェハトレイの一例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an example of a wafer tray used in the thin film growth apparatus according to the present invention.
【図３】サセプタとウェハトレイとヒータとの位置関係
を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a positional relationship among a susceptor, a wafer tray, and a heater.
【図４】本発明に係る薄膜成長装置と従来の薄膜成長装
置の温度プロファイルを示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing temperature profiles of the thin film growth apparatus according to the present invention and a conventional thin film growth apparatus.
【図５】従来の薄膜成長装置の概略を示す断面図であ
る。FIG. 5 is a sectional view schematically showing a conventional thin film growth apparatus.
【図６】従来のウェハトレイを示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a conventional wafer tray.
２ サセプタ ３ ヒータ ４ 支持軸 ５ ウェハ載置部 ６ リアクタ ７ 突起部 ８ 断熱部 ９ トレイ受部 １０ ウェハトレイ 2 Susceptor 3 Heater 4 Support shaft 5 Wafer mounting part 6 Reactor 7 Projection part 8 Heat insulation part 9 Tray receiving part 10 Wafer tray
Claims (3)
イと、該ウェハトレイを所定位置に保持するサセプタと
を備えた薄膜成長装置において、前記ウェハトレイの表
側にウェハ載置部が設けられ、かつ同ウェハトレイの裏
側に、ウェハトレイからの熱の放散を遮断する断熱部が
設けられており、前記断熱部は、前記サセプタと接触す
る周辺部よりも内側で、かつ前記ウェハ載置部よりも外
側に設けられていることを特徴とする薄膜成長装置。1. A thin-film growth apparatus comprising: a wafer tray on which a thin wafer is placed; and a susceptor for holding the wafer tray at a predetermined position, wherein a wafer placement section is provided on a front side of the wafer tray. On the back side of the wafer tray, a heat insulating portion that blocks heat dissipation from the wafer tray is provided, and the heat insulating portion is provided inside the peripheral portion that contacts the susceptor and outside the wafer mounting portion. An apparatus for growing a thin film, comprising:
を特徴とする請求項１記載の薄膜成長装置。2. The thin film growth apparatus according to claim 1, wherein said heat insulating portion is formed by a groove.
装置であることを特徴とする請求項１または２記載の薄
膜成長装置。3. The thin film growth apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is used in a metal organic chemical vapor deposition method.
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| JP15961297A JP3603216B2 (en) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Thin film growth equipment |
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|---|---|
| JPH118199A true JPH118199A (en) | 1999-01-12 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3603216B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086522A (en) * | 2001-09-13 | 2003-03-20 | Sumitomo Chem Co Ltd | Semiconductor-manufacturing device |
| JP2008249304A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Koyo Thermo System Kk | Continuous heat treatment device |
| CN101906622A (en) * | 2010-08-20 | 2010-12-08 | 华晟光电设备(香港)有限公司 | Device and method for controlling temperature and uniformity of epitaxial wafers in MOCVD system |
| JP2014144880A (en) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Mitsubishi Electric Corp | Production apparatus of single crystal, and production method of silicon carbide single crystal using the same |
| JP2021125517A (en) * | 2020-02-04 | 2021-08-30 | 日本碍子株式会社 | Ceramic heater |
-
1997
- 1997-06-17 JP JP15961297A patent/JP3603216B2/en not_active Expired - Fee Related
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