JPS60152675A - 縦型拡散炉型気相成長装置 - Google Patents
縦型拡散炉型気相成長装置Info
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- JPS60152675A JPS60152675A JP919584A JP919584A JPS60152675A JP S60152675 A JPS60152675 A JP S60152675A JP 919584 A JP919584 A JP 919584A JP 919584 A JP919584 A JP 919584A JP S60152675 A JPS60152675 A JP S60152675A
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- wafers
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は気相成長装置に係り、特にシリコン等の半導体
装置製造用の縦型拡散炉型気相成長装置に関する。
装置製造用の縦型拡散炉型気相成長装置に関する。
従来より用いられている例えばシリコン等の半導体物質
の薄膜気相成長装置としては、その形状に基づき、縦型
、横型およびシリンダ型に大別することができる。これ
らいずれの型の装置においても、シリコン等のエピタキ
シャル成長においては、例えば石英製の反応容器内にあ
って加熱装置により約１２００℃に加熱されるカーボン
製のサセプタ板上に裏面全体を密着するようにウェハを
載せ、反応ガスをその表面に流すことによりウェハ上に
シリコン膜を成長させるようにしたものである。また、
加熱装置としては通常高周波を利用した誘導加熱又は赤
外線ランプ等によるランプ加熱のいずれかの装置が用い
られている。いずれの加熱装置を用いた場合にも、反応
容器外周に例えばパイプ等を配して冷却ガスを吹きつけ
るという強制冷却方法により反応容器壁の加熱を抑制し
ていい例えばホトリソグラフィ等の他の工程との連続化
が重要祈され、特にウェハの反応容器内のサセプタ上へ
の出し入れの自動ハンドリングに関しての問題が生じて
きている。上述した３種の型の気相成長装置ではウェハ
がその加熱体であるサセプタ上に密着しているためにウ
ェハの装脱着の際にはウェハ表面に何等かの物質を接触
させねばならず、汚染、歩留りの低下をもたらすことに
なる。
の薄膜気相成長装置としては、その形状に基づき、縦型
、横型およびシリンダ型に大別することができる。これ
らいずれの型の装置においても、シリコン等のエピタキ
シャル成長においては、例えば石英製の反応容器内にあ
って加熱装置により約１２００℃に加熱されるカーボン
製のサセプタ板上に裏面全体を密着するようにウェハを
載せ、反応ガスをその表面に流すことによりウェハ上に
シリコン膜を成長させるようにしたものである。また、
加熱装置としては通常高周波を利用した誘導加熱又は赤
外線ランプ等によるランプ加熱のいずれかの装置が用い
られている。いずれの加熱装置を用いた場合にも、反応
容器外周に例えばパイプ等を配して冷却ガスを吹きつけ
るという強制冷却方法により反応容器壁の加熱を抑制し
ていい例えばホトリソグラフィ等の他の工程との連続化
が重要祈され、特にウェハの反応容器内のサセプタ上へ
の出し入れの自動ハンドリングに関しての問題が生じて
きている。上述した３種の型の気相成長装置ではウェハ
がその加熱体であるサセプタ上に密着しているためにウ
ェハの装脱着の際にはウェハ表面に何等かの物質を接触
させねばならず、汚染、歩留りの低下をもたらすことに
なる。
これらの１例と（７て第１図に従来のシリンダ型気相成
長装置を示しその概略を説明する。反応容器としての反
応管１０内部には通常多面体形状のサセプタ２が設けら
れ、サセプタ２上にはウェハ３が密着して載置されてい
る。このサセプタ２は例えばハンガー５等により垂下し
て取りつけられ、反応管ｉ内で左右方向に周期的に回転
し得るようにされている。反応管１の外部には加熱源と
しての赤外線ランプユニット４がその全周を囲むように
設けられ、サセプタ２及びウェハ３ｆｆ：加熱し、例え
ばノズル６より供給される反応ガスによりシリコン等の
半導体のエビキシャル膜を成長するようにしている。尚
、赤外線ランプ４の背後には反射板７を設けることによ
りランプの反射エネルギも有効に利用するようにしてい
る。このようなシリンダ型のものにおいては、先に述べ
た不利益点の上に、ウェハ３のサセプタ２上の配置位置
が複雑となり、自動着脱が困難であり、加えて、大口径
のウェハの処理に際しては処理枚数が著しく減少してし
まう等の欠点を有している。
長装置を示しその概略を説明する。反応容器としての反
応管１０内部には通常多面体形状のサセプタ２が設けら
れ、サセプタ２上にはウェハ３が密着して載置されてい
る。このサセプタ２は例えばハンガー５等により垂下し
て取りつけられ、反応管ｉ内で左右方向に周期的に回転
し得るようにされている。反応管１の外部には加熱源と
しての赤外線ランプユニット４がその全周を囲むように
設けられ、サセプタ２及びウェハ３ｆｆ：加熱し、例え
ばノズル６より供給される反応ガスによりシリコン等の
半導体のエビキシャル膜を成長するようにしている。尚
、赤外線ランプ４の背後には反射板７を設けることによ
りランプの反射エネルギも有効に利用するようにしてい
る。このようなシリンダ型のものにおいては、先に述べ
た不利益点の上に、ウェハ３のサセプタ２上の配置位置
が複雑となり、自動着脱が困難であり、加えて、大口径
のウェハの処理に際しては処理枚数が著しく減少してし
まう等の欠点を有している。
上述の従来の縦型、横型、シリンダ型の気相成長装置に
おいては、全て反応容器内にサセプタを配置し、誘導コ
イル又はランプ等によりサセプタを加熱し、反応ガスを
供給してウェハ上にエピタキシアル気相成長を行うもの
であるが、反応管外部に抵抗ヒータを設け、サセプタを
設けずに直接ウェハを加熱し、気相成長を行う方法およ
び装置もある。第２図は従来の横型気相装置に形状的に
類似した従来公知の減圧ＣＶＤ装置を示すもので、石英
製の反応管８内部の反応室９内にはウェハ支持板１０が
長手方向に設けられ、このウェハ支持板１０上には垂直
方向に多数のウェハＩＩが立て一５＝ て配設されている。この種のＣＶＩ）装＃においては、
反応管８外周部に抵抗ヒータ１２を設けてウェハ１１を
加熱することによりエピタキシャル気相成長を行うため
加熱体としてのサセプタを必要としない。ウェハ１１は
垂直方向に立てられているために、バッチ描りのウェハ
処理枚数は増加するが、ウェハ支持板１０に反応室９内
より水平方要とし、装置の占有面積が増大し、気相成長
処理前後の他の工程においてはウェハ１１はほぼ水平方
向にして処理することが多いため、垂直方向から水平方
向への自動ハンドリング等が複雑になる等の欠点を有す
るものである。
おいては、全て反応容器内にサセプタを配置し、誘導コ
イル又はランプ等によりサセプタを加熱し、反応ガスを
供給してウェハ上にエピタキシアル気相成長を行うもの
であるが、反応管外部に抵抗ヒータを設け、サセプタを
設けずに直接ウェハを加熱し、気相成長を行う方法およ
び装置もある。第２図は従来の横型気相装置に形状的に
類似した従来公知の減圧ＣＶＤ装置を示すもので、石英
製の反応管８内部の反応室９内にはウェハ支持板１０が
長手方向に設けられ、このウェハ支持板１０上には垂直
方向に多数のウェハＩＩが立て一５＝ て配設されている。この種のＣＶＩ）装＃においては、
反応管８外周部に抵抗ヒータ１２を設けてウェハ１１を
加熱することによりエピタキシャル気相成長を行うため
加熱体としてのサセプタを必要としない。ウェハ１１は
垂直方向に立てられているために、バッチ描りのウェハ
処理枚数は増加するが、ウェハ支持板１０に反応室９内
より水平方要とし、装置の占有面積が増大し、気相成長
処理前後の他の工程においてはウェハ１１はほぼ水平方
向にして処理することが多いため、垂直方向から水平方
向への自動ハンドリング等が複雑になる等の欠点を有す
るものである。
以上述べたように、従来の型の気相成長装置およびＣＶ
Ｄ装置においては、汚染、歩留りの問題に加えて、自動
ハンドリング等の点に問題を残すもので、あり、さらに
改善が望まれる。
Ｄ装置においては、汚染、歩留りの問題に加えて、自動
ハンドリング等の点に問題を残すもので、あり、さらに
改善が望まれる。
本発明の目的は上述の従来装置の欠点を排し、ウェハの
大口径化に際しても処理枚数を増大し、６一 月つウェハの自動ハンドリングを容易にするとともに、
反応容器内の均熱化を図り、さらには反応ガスの濃度分
布をも改善するようにした縦型拡散炉型気相成長装置を
提供することである。
大口径化に際しても処理枚数を増大し、６一 月つウェハの自動ハンドリングを容易にするとともに、
反応容器内の均熱化を図り、さらには反応ガスの濃度分
布をも改善するようにした縦型拡散炉型気相成長装置を
提供することである。
、 上述の目的を達成するために提供される本発明によ
る縦型拡散炉型気相成長装置は、上端部に反応ガス供給
用ノズルを有し、下端部にガス排気口を有するシリンダ
状反応容器内にウェハを設置し、反応容器の外周部に加
熱用熱源を配置しウェハ上に反応ガスのエピタキシャル
薄膜を気相成長する反応管全加熱する熱源を設け、さら
に反応慴焙ｉ線とほぼ一致する軸線を有するウェハ支持
部材を設け、ウェハを支持部材侵に複数段平行に配置し
たことを特徴とするものである。
る縦型拡散炉型気相成長装置は、上端部に反応ガス供給
用ノズルを有し、下端部にガス排気口を有するシリンダ
状反応容器内にウェハを設置し、反応容器の外周部に加
熱用熱源を配置しウェハ上に反応ガスのエピタキシャル
薄膜を気相成長する反応管全加熱する熱源を設け、さら
に反応慴焙ｉ線とほぼ一致する軸線を有するウェハ支持
部材を設け、ウェハを支持部材侵に複数段平行に配置し
たことを特徴とするものである。
以下添付図面の実施例に基づき本発明をさらに詳しく説
明する。
明する。
第３図は本発明による縦型拡散炉型気相成長装置を示す
もので、特にその基本構成においては第１図に示すシリ
ンダ型気相成長装置および第２図に示すＣＶＤ装置を利
用したものである。シリンダ状反応容器（９下反応管と
いう）１３は炭化ケイ素等の高融点材料で作られ、その
中の反応室１とには水平方向段状に複数個のウェハ１４
を等間隔で載置するための段部ａｌ多数有するウェハ支
持部材１６がその軸線を反応管１３の中心線とほぼ一致
させ、その１わりで回転可能であるように垂下して設け
られている。反応管１３の外部には熱源としての抵抗ヒ
ータ１７を設けて反応管１３自身を加熱するようになっ
ている。反応管１３の上部には反応ガスを供給するノズ
ル１５が設けられ、反応管１３の下端部には排気Ｄ Ｉ
’／が設けられている。
もので、特にその基本構成においては第１図に示すシリ
ンダ型気相成長装置および第２図に示すＣＶＤ装置を利
用したものである。シリンダ状反応容器（９下反応管と
いう）１３は炭化ケイ素等の高融点材料で作られ、その
中の反応室１とには水平方向段状に複数個のウェハ１４
を等間隔で載置するための段部ａｌ多数有するウェハ支
持部材１６がその軸線を反応管１３の中心線とほぼ一致
させ、その１わりで回転可能であるように垂下して設け
られている。反応管１３の外部には熱源としての抵抗ヒ
ータ１７を設けて反応管１３自身を加熱するようになっ
ている。反応管１３の上部には反応ガスを供給するノズ
ル１５が設けられ、反応管１３の下端部には排気Ｄ Ｉ
’／が設けられている。
次いで本装置の作用について説明する。ウェハ支持部材
１６の段部ａにウェハ１４ケ載置し、ノズル１５から反
応ガス金供給すると共に、抵抗ヒータＩ７により炭化ケ
イ素等の高融点材料で作られた反応管１３′ｆｆ：加熱
して反応室］８内およびウェハ１４を所定の反応温度に
加熱してエピタキシャル成長を行なわせる。このウェハ
１４の加熱は、まず反応管１３が加熱され、それによっ
て反応室１８内がほぼ全域にわたり略均−に加熱される
ため、外周側から中心までの全面にわたってより均一に
行なわれる。このため、ウェハ１４の温度分布のむらに
よるエピタキシャル膜の厚さむらの発生はほとんどない
。なお、第３図のものにおいては、ウェハ１４はノズル
１５からの反応ガスの流れに対しほぼ垂直方向に配置さ
れているため、ガス流は乱流又は分子流の状態でないと
均一濃度となり難く、この点、本発明実施例においては
、第２図に示されるＣＶＤ装置の特徴をとり入れ、エピ
タキシャル膜の成長速度の減少を考慮しつつ圧力の低減
度を考えることにより、濃度の均一化を図っている。ま
た圧力を大きく下げることにより、成長膜厚の精密制御
も容易になる。
１６の段部ａにウェハ１４ケ載置し、ノズル１５から反
応ガス金供給すると共に、抵抗ヒータＩ７により炭化ケ
イ素等の高融点材料で作られた反応管１３′ｆｆ：加熱
して反応室］８内およびウェハ１４を所定の反応温度に
加熱してエピタキシャル成長を行なわせる。このウェハ
１４の加熱は、まず反応管１３が加熱され、それによっ
て反応室１８内がほぼ全域にわたり略均−に加熱される
ため、外周側から中心までの全面にわたってより均一に
行なわれる。このため、ウェハ１４の温度分布のむらに
よるエピタキシャル膜の厚さむらの発生はほとんどない
。なお、第３図のものにおいては、ウェハ１４はノズル
１５からの反応ガスの流れに対しほぼ垂直方向に配置さ
れているため、ガス流は乱流又は分子流の状態でないと
均一濃度となり難く、この点、本発明実施例においては
、第２図に示されるＣＶＤ装置の特徴をとり入れ、エピ
タキシャル膜の成長速度の減少を考慮しつつ圧力の低減
度を考えることにより、濃度の均一化を図っている。ま
た圧力を大きく下げることにより、成長膜厚の精密制御
も容易になる。
第４図は本発明におけるウェハ支持の変形実施例を示す
もので、抵抗ヒータ１７のＯＮ、ＯＦＦに９− 伴なうウェハ１４の急熱、＠、冷を防ぐため、炭化ケイ
素またはカーボン製板等の載置治具２０Ｔｈ介してウェ
ハ１４′ｆｆ：ウェハ支持部材２１にセットするように
したものである。この場合、ウェハ１４の搬入、搬出は
載置治具２ｏと共に行なわれる。
もので、抵抗ヒータ１７のＯＮ、ＯＦＦに９− 伴なうウェハ１４の急熱、＠、冷を防ぐため、炭化ケイ
素またはカーボン製板等の載置治具２０Ｔｈ介してウェ
ハ１４′ｆｆ：ウェハ支持部材２１にセットするように
したものである。この場合、ウェハ１４の搬入、搬出は
載置治具２ｏと共に行なわれる。
また、第５図のように、ウェハ支持部材２２の中心軸線
に対してウェハ１４を傾斜させて置くことにより反応管
内部での反応ガスの流れ全改善することもできる。
に対してウェハ１４を傾斜させて置くことにより反応管
内部での反応ガスの流れ全改善することもできる。
前述した実施例は、抵抗ヒータ１７を熱源として反応管
１３を加熱するようにした例を示したが、熱源はこれに
限らず、反応管Ｉ３の材料と合せて高周波を利用した誘
導加熱でもよい。
１３を加熱するようにした例を示したが、熱源はこれに
限らず、反応管Ｉ３の材料と合せて高周波を利用した誘
導加熱でもよい。
以上述べたように本発明によれば、ウェハ全面をより均
一に加熱して良好なエピタキシャル成長ができると共に
、一度に処理できるウェハ枚数を飛躍的に増加させるこ
とができ、ウェハは略水平に置かれ、かつ裏面側を支持
して搬出入することが可能であるため、自動ハンドリン
グが容易とな１０− リ、エピタキシャル膜の損傷による歩留りの低下も少な
くできるなどの効果が得られる。
一に加熱して良好なエピタキシャル成長ができると共に
、一度に処理できるウェハ枚数を飛躍的に増加させるこ
とができ、ウェハは略水平に置かれ、かつ裏面側を支持
して搬出入することが可能であるため、自動ハンドリン
グが容易とな１０− リ、エピタキシャル膜の損傷による歩留りの低下も少な
くできるなどの効果が得られる。
第１図（１従来のシリンダ型気相成長装置の縦方向概略
断面図、第２図は従来の減ＩＥＣＶＤ装置の長手方向概
略断面図、第３図は本発明による縦型拡散炉型気相成長
装置の縦方向断面図、第４図および第５図は第３図にお
けるウェノ・支持部のそれぞれ異なる変形実施例を示す
図面である。 １３・・・反応容器、１４・・・ウェノ・、１５・・・
ノズル、１６．２１．２２・・・ウェノ・支持部材、１
７・・・熱源（抵抗ヒータ）、１８・・・反応室、１９
・・・排気口、 ２０・・・載置治具。 出願人 東芝機械株式会社 一１１＝ 才」図 才２図 囚 寸 綬 ４７６−
断面図、第２図は従来の減ＩＥＣＶＤ装置の長手方向概
略断面図、第３図は本発明による縦型拡散炉型気相成長
装置の縦方向断面図、第４図および第５図は第３図にお
けるウェノ・支持部のそれぞれ異なる変形実施例を示す
図面である。 １３・・・反応容器、１４・・・ウェノ・、１５・・・
ノズル、１６．２１．２２・・・ウェノ・支持部材、１
７・・・熱源（抵抗ヒータ）、１８・・・反応室、１９
・・・排気口、 ２０・・・載置治具。 出願人 東芝機械株式会社 一１１＝ 才」図 才２図 囚 寸 綬 ４７６−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 上端部°に反応ガス供給用ノズルを有し下端部に
ガス排気口を有するシリンダ状反応容器内にウェハを設
置し、前記反応容器の外周部に加熱用熱源を配置して前
記ウェハ上に反応ガスのエピタキシャル薄膜を気相成長
するようにした気相成長製軸線を有するウェハ支持部材
を設け、前記ウェハを前記支持部材−に複数段平行に載
置するようにしたことを特徴とする縦型拡散炉型気相成
長装置。 ２、前記ウェハを各々平行状態を保ったまま水平に載置
するようにした特許請求の範囲第１項に記載の気相成長
装置。 ３、前記各ウェハを各々平行状態を保ったまま前記ウェ
ハ支持部材の軸線に対して傾斜して載置するようにした
特許請求の範囲第１項に記載の気相成長装置。 気相成長装置。 平に載置するようにした特許請求の範囲第５項に記ウェ
ハ支持部材の軸線に対して傾斜して載置するようにした
特許請求の範囲第６項に記載の気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP919584A JPS60152675A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 縦型拡散炉型気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP919584A JPS60152675A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 縦型拡散炉型気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60152675A true JPS60152675A (ja) | 1985-08-10 |
Family
ID=11713724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP919584A Pending JPS60152675A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 縦型拡散炉型気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60152675A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0385382A2 (de) * | 1989-02-27 | 1990-09-05 | Heinrich Dr. Söhlbrand | Verfahren zur thermischen Behandlung von Halbleitermaterialien und Vorrichtung zur Durchführung desselben |
| JPH0546040U (ja) * | 1991-11-22 | 1993-06-18 | 三菱マテリアル株式会社 | ウエハ焼成台 |
| EP0600516A1 (en) * | 1992-12-03 | 1994-06-08 | Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation | Diffusion furnace boat assembly and wafer support |
| US8211235B2 (en) * | 2005-03-04 | 2012-07-03 | Picosun Oy | Apparatuses and methods for deposition of material on surfaces |
| JP2015145317A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-13 | ヤマハ株式会社 | カーボンナノチューブの製造装置 |
-
1984
- 1984-01-20 JP JP919584A patent/JPS60152675A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0385382A2 (de) * | 1989-02-27 | 1990-09-05 | Heinrich Dr. Söhlbrand | Verfahren zur thermischen Behandlung von Halbleitermaterialien und Vorrichtung zur Durchführung desselben |
| EP0385382A3 (de) * | 1989-02-27 | 1991-08-28 | Heinrich Dr. Söhlbrand | Verfahren zur thermischen Behandlung von Halbleitermaterialien und Vorrichtung zur Durchführung desselben |
| JPH0546040U (ja) * | 1991-11-22 | 1993-06-18 | 三菱マテリアル株式会社 | ウエハ焼成台 |
| EP0600516A1 (en) * | 1992-12-03 | 1994-06-08 | Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation | Diffusion furnace boat assembly and wafer support |
| US8211235B2 (en) * | 2005-03-04 | 2012-07-03 | Picosun Oy | Apparatuses and methods for deposition of material on surfaces |
| JP2015145317A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-13 | ヤマハ株式会社 | カーボンナノチューブの製造装置 |
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