JPS60215594A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPS60215594A JPS60215594A JP6861384A JP6861384A JPS60215594A JP S60215594 A JPS60215594 A JP S60215594A JP 6861384 A JP6861384 A JP 6861384A JP 6861384 A JP6861384 A JP 6861384A JP S60215594 A JPS60215594 A JP S60215594A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzles
- gas
- reaction tube
- susceptor
- tube wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/14—Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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】
技術分野
本発明は気相成長装置、特にシリンダ型の気相成長装置
のようにガスノズルな管壁に向けて配向する型の気相成
長装置に係る。
のようにガスノズルな管壁に向けて配向する型の気相成
長装置に係る。
従来技術
従来のシリンダ型の気相成長装置の一例を第１図に示す
。図はＡＭＣ７８００ＲＰＸ （商品名）の概要図であ
り、１はカーボンのサセプタ、２は石英ハンガー、３は
反応管（ベルジャ）、４はサセプタ１を回転するモータ
、６は赤外線ランプ、７はリフレクタ、１０は赤外線の
遮光体である。そして、反応管６の上方にはガスな噴射
するノズル５．５′が、下方には排気口８が設けられ、
サセプタ１は周囲に多数のウェハ９を支持しており、反
応管３内に縦に軸支されて回転する。そして、第２図に
示すようにノズル５，５′からガスを噴射し常に反応管
壁面にあてている。ガスは、第１図に点線で示すととく
管壁にあたった後サセプタ１の周囲を螺旋状にまわって
下方の排気口８に向って流れる。
。図はＡＭＣ７８００ＲＰＸ （商品名）の概要図であ
り、１はカーボンのサセプタ、２は石英ハンガー、３は
反応管（ベルジャ）、４はサセプタ１を回転するモータ
、６は赤外線ランプ、７はリフレクタ、１０は赤外線の
遮光体である。そして、反応管６の上方にはガスな噴射
するノズル５．５′が、下方には排気口８が設けられ、
サセプタ１は周囲に多数のウェハ９を支持しており、反
応管３内に縦に軸支されて回転する。そして、第２図に
示すようにノズル５，５′からガスを噴射し常に反応管
壁面にあてている。ガスは、第１図に点線で示すととく
管壁にあたった後サセプタ１の周囲を螺旋状にまわって
下方の排気口８に向って流れる。
このようにガスをノズル５，５′から噴出し管壁にあて
て流してやることは均一な気相成長層を得るために必要
なことであるが、次のような問題が生ずる。すなわち、
この装置を繰返して使用するうちに反応管３の内面、カ
ーボンのサセプタ１９石英ハンガー２等にも被膜が付着
する。例えば、シリコンのエピタキシャル成長の場合、
ポリシリコンが付着する。通常反応管に４００μｍ以上
の膜ができると、ノズル５，５′からのガス噴出によっ
て管壁にこびりついた膜よりパーティクルが発生し、こ
れが管内を舞うようになる。このパーティクルはウェハ
９に付着し、エピタキシャル成長層の結晶に欠陥を誘起
する。この対策として、従来は管壁に付着する膜が４０
０μｍを越えたら装置を分解してサセプタ１をエツチン
グや洗滌によりクリーニングしていたが、これには手間
と時間を要し、そのため装置の稼動率が低下してしまう
という問題が生ずる。
て流してやることは均一な気相成長層を得るために必要
なことであるが、次のような問題が生ずる。すなわち、
この装置を繰返して使用するうちに反応管３の内面、カ
ーボンのサセプタ１９石英ハンガー２等にも被膜が付着
する。例えば、シリコンのエピタキシャル成長の場合、
ポリシリコンが付着する。通常反応管に４００μｍ以上
の膜ができると、ノズル５，５′からのガス噴出によっ
て管壁にこびりついた膜よりパーティクルが発生し、こ
れが管内を舞うようになる。このパーティクルはウェハ
９に付着し、エピタキシャル成長層の結晶に欠陥を誘起
する。この対策として、従来は管壁に付着する膜が４０
０μｍを越えたら装置を分解してサセプタ１をエツチン
グや洗滌によりクリーニングしていたが、これには手間
と時間を要し、そのため装置の稼動率が低下してしまう
という問題が生ずる。
発明の目的
本発明は、上述した従来の問題を解決すべくなされたも
ので、管壁等より発生するパーティクルを極力抑制し、
装置をより長時間に亘って継続して使用可能とすること
を目的とする。
ので、管壁等より発生するパーティクルを極力抑制し、
装置をより長時間に亘って継続して使用可能とすること
を目的とする。
問題解決の手段
本発明では、気相成長温度以外のときに、パージガス等
が直接管壁にあたらないようにして前記のパーティクル
の発生を防止する。そのため、シリンダ型の気相成長装
置のノズルを成長温度のときだげ管壁に向く所定の座標
に向け、それ以外のときノズルが下方の排気口側に向く
ようにする配向切換手段をノズルに具備せしめ、ガスが
管壁にあたる時間を極力少なくする。ノズルの配向切換
手段としては、機械的な切換手段の他、後述の全方位形
状記憶合金を用いる手段がある。
が直接管壁にあたらないようにして前記のパーティクル
の発生を防止する。そのため、シリンダ型の気相成長装
置のノズルを成長温度のときだげ管壁に向く所定の座標
に向け、それ以外のときノズルが下方の排気口側に向く
ようにする配向切換手段をノズルに具備せしめ、ガスが
管壁にあたる時間を極力少なくする。ノズルの配向切換
手段としては、機械的な切換手段の他、後述の全方位形
状記憶合金を用いる手段がある。
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。
発明の実施例
実施例１
気相成長装置の全体構成は、先に示した第１図の装置と
同じであるので特に説明しない。この実施例では、前記
ノズルの配向切換を機械的になす。
同じであるので特に説明しない。この実施例では、前記
ノズルの配向切換を機械的になす。
第５図に示すように、ノズル１１ 、１１’は先端１２
゜１２′が折れ曲りだものを使用し、図示のように反応
管にノズルを傾けて装着し、かつノズルは回動可能とな
っている。成長温度においては、先端１２ 、１２’は
管壁方向の所定の座標に向いており（第３図の状態）、
成長温度より低い温度においては、ノズルｉｉ 、 １
ｉ’を回転してその先端１２ 、１２’を下方の排気口
８方向（第１図参照）に向ける。
゜１２′が折れ曲りだものを使用し、図示のように反応
管にノズルを傾けて装着し、かつノズルは回動可能とな
っている。成長温度においては、先端１２ 、１２’は
管壁方向の所定の座標に向いており（第３図の状態）、
成長温度より低い温度においては、ノズルｉｉ 、 １
ｉ’を回転してその先端１２ 、１２’を下方の排気口
８方向（第１図参照）に向ける。
この切換は、手動又はシーケンス制御によって行なうこ
とができるし、又は所定の温度の検知に連動して行なっ
ても良い。
とができるし、又は所定の温度の検知に連動して行なっ
ても良い。
実施例２
第４図にこの実施例のノズル１５ Ｙ示しており、ノズ
ル１３の少なくとも１部ぞ全方位記憶合金により構成し
ている。そして、成長温度に昇温（例えば１１００℃）
したときのノズル領域の温度（但し、第１図のように赤
外線ヲ遮断した上方にノズルが配されているので成長温
度よりずっと低い）において、第４図Ｂの形状の記憶に
より真直になり、成長温度より低い温度において第４図
Ａの形状の記憶を現わして図のように折れ曲がる。この
ようなノズル１３ 、１３’を第４図Ｃのように反応管
３に取り付けると、ウニノ・が成長温度の時には自動的
にノズル１３ 、１５’は図Ｂの形状となって管壁に向
いた所定の座標をとり（図Ｃの状態）、成長温度より低
い温度で図Ａの形状となって下方の排気口側を向く。
ル１３の少なくとも１部ぞ全方位記憶合金により構成し
ている。そして、成長温度に昇温（例えば１１００℃）
したときのノズル領域の温度（但し、第１図のように赤
外線ヲ遮断した上方にノズルが配されているので成長温
度よりずっと低い）において、第４図Ｂの形状の記憶に
より真直になり、成長温度より低い温度において第４図
Ａの形状の記憶を現わして図のように折れ曲がる。この
ようなノズル１３ 、１３’を第４図Ｃのように反応管
３に取り付けると、ウニノ・が成長温度の時には自動的
にノズル１３ 、１５’は図Ｂの形状となって管壁に向
いた所定の座標をとり（図Ｃの状態）、成長温度より低
い温度で図Ａの形状となって下方の排気口側を向く。
以上本発明の実施例を示したが、次に本発明の気相成長
装置の稼動シーケンスの一例を第５図に示す。図は、シ
リコンのエピタキシャル成長の過程であり、図上方の（
ａ） （ｂ）はノズルの配向を示し、（＆）は下方の排
気口側、（ｂ）は所定の座標に向けることを示す。そし
て下方横軸に気相成長の各段階が示しである（簡単のた
め同一時間幅とした）。
装置の稼動シーケンスの一例を第５図に示す。図は、シ
リコンのエピタキシャル成長の過程であり、図上方の（
ａ） （ｂ）はノズルの配向を示し、（＆）は下方の排
気口側、（ｂ）は所定の座標に向けることを示す。そし
て下方横軸に気相成長の各段階が示しである（簡単のた
め同一時間幅とした）。
前段の１Ｎ！パージ”、′Ｈ！パージ”はそれぞれ空気
雰囲気の置換、ウニ八表面の静注化（自然酸化膜の除去
）のため２００ｃｃ／ｒｒ１１ｎの大きなガス流量であ
るが、これらのパージの際は管壁に直接ガスはあたらず
に下方に排気される。また後段の“クールダウン”、＠
Ｈ２パージ”、 ＠Ｎ、パージ”でも２００ Ｃｅ／ｍ
ｉｎの大きな流量とするが、この気流も同様に排気側を
向いたノズルによって直接管壁にあたることなく排気さ
れる。そしてウニノーが成長温度になる期間、すなわち
、成長ガス（原料ガス） ゛の安定した雰囲気を形成す
るための準備期間である１ガスバージ”、パデポジショ
ン”、成長ガスの除去期間である後の１ガスバージ”の
各期間の間、ノズルは管壁方向の所定の座標をとり、こ
の間１２０ ｔ／ｍｉｎの比較的小さな流量でガスを管
壁にあてる。
雰囲気の置換、ウニ八表面の静注化（自然酸化膜の除去
）のため２００ｃｃ／ｒｒ１１ｎの大きなガス流量であ
るが、これらのパージの際は管壁に直接ガスはあたらず
に下方に排気される。また後段の“クールダウン”、＠
Ｈ２パージ”、 ＠Ｎ、パージ”でも２００ Ｃｅ／ｍ
ｉｎの大きな流量とするが、この気流も同様に排気側を
向いたノズルによって直接管壁にあたることなく排気さ
れる。そしてウニノーが成長温度になる期間、すなわち
、成長ガス（原料ガス） ゛の安定した雰囲気を形成す
るための準備期間である１ガスバージ”、パデポジショ
ン”、成長ガスの除去期間である後の１ガスバージ”の
各期間の間、ノズルは管壁方向の所定の座標をとり、こ
の間１２０ ｔ／ｍｉｎの比較的小さな流量でガスを管
壁にあてる。
このように管壁にガスがあたるのを必要最少限度にとど
めることによって、パーティクルの発生を防止できる。
めることによって、パーティクルの発生を防止できる。
すなわち、前段、後段の成長温度以下のときの大きな流
量のガスは管壁に向けて噴出されず、パーティクルが発
生する状況が生じないようにする。管壁についた膜は、
継続的に加わるヒートサイクルによって剥がれ易くなっ
ているが、そこへノズルからの大きなガス流があたると
力が加わってさらにパーティクルが発生し易くなるが、
本発明によりこれが有効に抑制できる。
量のガスは管壁に向けて噴出されず、パーティクルが発
生する状況が生じないようにする。管壁についた膜は、
継続的に加わるヒートサイクルによって剥がれ易くなっ
ているが、そこへノズルからの大きなガス流があたると
力が加わってさらにパーティクルが発生し易くなるが、
本発明によりこれが有効に抑制できる。
以上、本発明について詳しく説明したが、本発明は、上
記したシリコンのエピタキシャル成長に限らず、パーテ
ィクルの発生が問題となる多くの気相成長膜の形成に適
用できるものである。
記したシリコンのエピタキシャル成長に限らず、パーテ
ィクルの発生が問題となる多くの気相成長膜の形成に適
用できるものである。
発明の効果
本発明によれば、ノズル方向の切換によって、ガス流が
管壁にあたるのを必要最少限にとどめることができ、パ
ーティクルの発生を抑制できるので、欠陥の少ない気相
成長膜が得られ、また装置の分解クリーニングの頻度が
少なくでき、装置の稼動率が向上する利点がある。
管壁にあたるのを必要最少限にとどめることができ、パ
ーティクルの発生を抑制できるので、欠陥の少ない気相
成長膜が得られ、また装置の分解クリーニングの頻度が
少なくでき、装置の稼動率が向上する利点がある。
第１図はシリンダ型成長装置の構成図、第２図は従来の
シリンダ型成長装置のガスノズルの配置を示す図、 第３図は本発明の一実施例のガスノズルの配置を示す図
、 第４図Ａ、Ｂは本発明の他の実施例のガスノズルの２つ
の状態な示す図、第４図Ｃはガスノズルの配置を示す図
、 第５図は本発明による成長シーケンスを示す図１・・・
サセプタ、２・・・石英ハンガー、３・・・反応管（ペ
ルジャー）、４・・・モータ、５・・・（ガス）ノズル
、６・・・赤外線ランプ、７・・・リフレクタ、８・・
・排気口、９・・・ウェハ、１ｏ・・・ノズル本体、１
１・・・ノズル先端部、１２・・・（全方位合金）ノズ
ル特許出願人 富士通株式会社 代理人 弁理士玉蟲久五部 （外１名） ＯＸ 第１図 第２図
シリンダ型成長装置のガスノズルの配置を示す図、 第３図は本発明の一実施例のガスノズルの配置を示す図
、 第４図Ａ、Ｂは本発明の他の実施例のガスノズルの２つ
の状態な示す図、第４図Ｃはガスノズルの配置を示す図
、 第５図は本発明による成長シーケンスを示す図１・・・
サセプタ、２・・・石英ハンガー、３・・・反応管（ペ
ルジャー）、４・・・モータ、５・・・（ガス）ノズル
、６・・・赤外線ランプ、７・・・リフレクタ、８・・
・排気口、９・・・ウェハ、１ｏ・・・ノズル本体、１
１・・・ノズル先端部、１２・・・（全方位合金）ノズ
ル特許出願人 富士通株式会社 代理人 弁理士玉蟲久五部 （外１名） ＯＸ 第１図 第２図
Claims (2)
- （１）成長温度において反応管の管壁側に向いた所定方
向にガスノズル又はその噴射口を配向し、成長温度以下
の温度で排気側方向に前記ガスノズル又はその噴射口を
配向するノズル配向切換子一段を具備することを特徴と
する気相成長装置。 - （２）前記反応管はベルジャ型であり、その上方に前記
ガスノズルを、下方に排気口を、さらに周囲に加熱手段
を備え、該反応管内には複数のウェハを周囲に支持する
サセプタを縦に軸支し、該サセプタを回動する駆動手段
を備えることな特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6861384A JPS60215594A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6861384A JPS60215594A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60215594A true JPS60215594A (ja) | 1985-10-28 |
Family
ID=13378784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6861384A Pending JPS60215594A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60215594A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4928626A (en) * | 1989-05-19 | 1990-05-29 | Applied Materials, Inc. | Reactant gas injection for IC processing |
| US5334250A (en) * | 1989-11-02 | 1994-08-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Vapor deposition apparatus for using solid starting materials |
| US5441571A (en) * | 1992-09-28 | 1995-08-15 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Cylindrical apparatus for growth of epitaxial layers |
| EP0806496A1 (en) * | 1996-05-10 | 1997-11-12 | MEMC Electronic Materials, Inc. | Method and apparatus for aiming a barrel reactor nozzle |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP6861384A patent/JPS60215594A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4928626A (en) * | 1989-05-19 | 1990-05-29 | Applied Materials, Inc. | Reactant gas injection for IC processing |
| US5334250A (en) * | 1989-11-02 | 1994-08-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Vapor deposition apparatus for using solid starting materials |
| US5441571A (en) * | 1992-09-28 | 1995-08-15 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Cylindrical apparatus for growth of epitaxial layers |
| EP0806496A1 (en) * | 1996-05-10 | 1997-11-12 | MEMC Electronic Materials, Inc. | Method and apparatus for aiming a barrel reactor nozzle |
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