JPS62154616A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
- Publication number
- JPS62154616A JPS62154616A JP29379385A JP29379385A JPS62154616A JP S62154616 A JPS62154616 A JP S62154616A JP 29379385 A JP29379385 A JP 29379385A JP 29379385 A JP29379385 A JP 29379385A JP S62154616 A JPS62154616 A JP S62154616A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- susceptor
- semiconductor wafer
- infrared
- infrared rays
- wafer
- 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
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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
本発明は半導体製造工程において利用される気相成長装
置、特に赤外線ランプを加熱源とした気相成長装置に関
するものである。
置、特に赤外線ランプを加熱源とした気相成長装置に関
するものである。
従来の技術
通常、半導体製造工程では、シリコン酸化膜。
によシ行なっている。
元来、この装置は大量処理、膜厚の均一化をねらって、
チューブ型反応室内に半導体ウェハーを直立させて多数
並べ、ガス流れが拡散流となる圧力領域で薄膜形成を行
なっていた。したがってガスが希薄になり、薄膜の成長
速度が遅くなっていた。近年これに対し、反応圧力を粘
性流の領域にまで増大させて、薄膜を高速成長させる装
置が開発されてきた。このような装置は、成長速度が大
きいために、薄膜成長のサイクルタイムが短くなり、枚
葉処理装置として期待されている。
チューブ型反応室内に半導体ウェハーを直立させて多数
並べ、ガス流れが拡散流となる圧力領域で薄膜形成を行
なっていた。したがってガスが希薄になり、薄膜の成長
速度が遅くなっていた。近年これに対し、反応圧力を粘
性流の領域にまで増大させて、薄膜を高速成長させる装
置が開発されてきた。このような装置は、成長速度が大
きいために、薄膜成長のサイクルタイムが短くなり、枚
葉処理装置として期待されている。
以下第４図を参照しながら上述した従来の減圧式気相成
長装置の一例について説明する。
長装置の一例について説明する。
図において２１は反応室であって一方側にＩＪＦ気口２
２が他方の側に給気口２３が形成され、内部に半導体ウ
ェハ２４を支持するサセフリ２６が設けられている。反
応室２１の天板部に透明石英板２８が０リング２９によ
りシールして設けられ、その上方にサセプタ２６上の半
導体ウェハ２４を照射し加熱する赤外線ランプ２６と反
射鏡２７とによる加熱ブロックが設けられている。反応
室２１は排気口２２よシ排気されて低圧に保たれており
、給気口２３より反応ガスが導入される。一方、赤外線
ランプ２６から放射された赤外線は透明石英板２８を透
過してサセプタ２６及び半導体ウェハ２４に到達する。
２が他方の側に給気口２３が形成され、内部に半導体ウ
ェハ２４を支持するサセフリ２６が設けられている。反
応室２１の天板部に透明石英板２８が０リング２９によ
りシールして設けられ、その上方にサセプタ２６上の半
導体ウェハ２４を照射し加熱する赤外線ランプ２６と反
射鏡２７とによる加熱ブロックが設けられている。反応
室２１は排気口２２よシ排気されて低圧に保たれており
、給気口２３より反応ガスが導入される。一方、赤外線
ランプ２６から放射された赤外線は透明石英板２８を透
過してサセプタ２６及び半導体ウェハ２４に到達する。
半導体ウェハ２４は赤外線により直接加熱されたり、あ
るいは赤外線により加熱されたサセプタ２６からの伝熱
により加熱される。
るいは赤外線により加熱されたサセプタ２６からの伝熱
により加熱される。
加熱された半導体ウェハ２４上をＳ ｓ Ｈ４（モノシ
ラン）あるいはＳｉＨ４＋Ｑ２等の反応ガスが通過する
時、反応ガスが分解し半導体ウェハ２４上にポリシリコ
ンあるいは、酸化シリコン等が堆積し、薄膜を形成する
。
ラン）あるいはＳｉＨ４＋Ｑ２等の反応ガスが通過する
時、反応ガスが分解し半導体ウェハ２４上にポリシリコ
ンあるいは、酸化シリコン等が堆積し、薄膜を形成する
。
一般に赤外線ランプ加熱方式の気相成長装置では、反応
室２１の壁面を水冷することができるので、半導体ウェ
ハ２４だけの温度を高くすることが可能となる。したが
って反応ガスの分解は半導体ウェハ２４上でのみ起き、
反応室２１壁面への不要堆積が起こらないという利点２
持っている。
室２１の壁面を水冷することができるので、半導体ウェ
ハ２４だけの温度を高くすることが可能となる。したが
って反応ガスの分解は半導体ウェハ２４上でのみ起き、
反応室２１壁面への不要堆積が起こらないという利点２
持っている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記のような構成では下記のごとき２つの
欠点を有していた。
欠点を有していた。
第１に半導体ウェハ２４の大口径化に伴い、装置の大型
化が必要となるが、透明石英ガラス２８は大型化により
大気圧力のため破壊する可能性が高くなる。すなわち、
透明石英板２８はその全面に反応室２１内外の圧力差を
受けるが、圧力差により平板が受ける応力は寸法の２乗
に比例し、厚さの２乗に反比例する。従って、例えば、
４インチ半導体ウェハ用の装置に比べて８インチ半導体
ウェハ用の装置では透明石英板は４倍の応力を受けるこ
とになる。これに耐えうるためには、透明石英板２８の
厚さを２倍にすればよいのであるが、大きな透明石英板
は非常に高価であり、また厚さが大きくなることにより
放熱が悪くなって熱応力により破壊する危険性がある。
化が必要となるが、透明石英ガラス２８は大型化により
大気圧力のため破壊する可能性が高くなる。すなわち、
透明石英板２８はその全面に反応室２１内外の圧力差を
受けるが、圧力差により平板が受ける応力は寸法の２乗
に比例し、厚さの２乗に反比例する。従って、例えば、
４インチ半導体ウェハ用の装置に比べて８インチ半導体
ウェハ用の装置では透明石英板は４倍の応力を受けるこ
とになる。これに耐えうるためには、透明石英板２８の
厚さを２倍にすればよいのであるが、大きな透明石英板
は非常に高価であり、また厚さが大きくなることにより
放熱が悪くなって熱応力により破壊する危険性がある。
第２に半導体ウェハ２４の温度の均一性が悪いことであ
る。半導体ウェハ２４は赤外線ランプ２６からの赤外線
により直接加熱されたり、サセプタ２５からの伝熱で加
熱されたりするが、赤外線ランプ２６からのエネルギー
を全面均一に受けたとしても、サセプタ２６の周囲への
放熱のため、半導体ウェハ２４周囲に向って温度が低く
なる。半導体ウェハ２４表面上への気相成長膜の堆積速
度の温度への依存性が大きいので、半導体ウエノ・２４
の温度の不均一は膜厚均一性劣化の原因となる。
る。半導体ウェハ２４は赤外線ランプ２６からの赤外線
により直接加熱されたり、サセプタ２５からの伝熱で加
熱されたりするが、赤外線ランプ２６からのエネルギー
を全面均一に受けたとしても、サセプタ２６の周囲への
放熱のため、半導体ウェハ２４周囲に向って温度が低く
なる。半導体ウェハ２４表面上への気相成長膜の堆積速
度の温度への依存性が大きいので、半導体ウエノ・２４
の温度の不均一は膜厚均一性劣化の原因となる。
本発明は上記欠点に鑑み、半導体ウエノ・２４の大口径
化に伴い装置を大型化しても、安価で膜厚均一性良好な
気相成長膜を形成できる気相成長装置を提供するもので
ある。
化に伴い装置を大型化しても、安価で膜厚均一性良好な
気相成長膜を形成できる気相成長装置を提供するもので
ある。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するために、反応ガスの供給
と真空排気可能な反応室と、該反応室内にあって半導体
ウェハを保持するサセプタと、前記反応室の外部にあっ
て反応室の赤外線透過部を通じサセプタ上に保持される
半導体ウエノ・を照射し加熱する赤外線ランプとを備え
た気相成長装置において、前記赤外線透過部を複数に分
割した赤外線透過部材により形成したことを特徴とする
赤外線透過部材は透明石英板が適当である。
と真空排気可能な反応室と、該反応室内にあって半導体
ウェハを保持するサセプタと、前記反応室の外部にあっ
て反応室の赤外線透過部を通じサセプタ上に保持される
半導体ウエノ・を照射し加熱する赤外線ランプとを備え
た気相成長装置において、前記赤外線透過部を複数に分
割した赤外線透過部材により形成したことを特徴とする
赤外線透過部材は透明石英板が適当である。
作 用
本発明は上記した構成であって、赤外線透過部が複数枚
に分割した赤外線透過部材により形成され、赤外線透過
部材１つ当シの面積を小さくすることができ、従って圧
力差による応力が小さくなり、赤外線透過部材の厚みを
小さくできる。
に分割した赤外線透過部材により形成され、赤外線透過
部材１つ当シの面積を小さくすることができ、従って圧
力差による応力が小さくなり、赤外線透過部材の厚みを
小さくできる。
また、複数の赤外線透過部材をサセプタ及び半導体ウェ
ハの中心軸上を避けて配置することも可能となり、この
場合には半導体ウェハ中心付近の過加熱が防止できて、
良好な温度均一性が得られる。
ハの中心軸上を避けて配置することも可能となり、この
場合には半導体ウェハ中心付近の過加熱が防止できて、
良好な温度均一性が得られる。
実施例
以下本発明の一実施例の気相成長装置について図面を参
照しながら説明する。第１図ａは本発明の実施例におけ
る気相成長装置の断面図であり、第１図すは第１図ａの
Ａ−Ａ矢視図である。第１図において、１は反応室で一
方側に排気口２、他刃側に反応ガスの給気口３が形成さ
れている。反応室１内には半導体ウェハ４を保持する回
転可能なサセプタ５が設けられている。反応室１の天板
１明石英板７の上方にはサセプタ６上の半導体ウェハ４
を透明石英板７を透して照射し加熱する赤外線ランプ６
が設けられ、赤外線ランプらの背後に反射鏡６ａが配さ
れている。反応室１は排気口２により真空排気されてお
り、反応ガスの給気口３からは、ＳｉＨ４＋０２の反応
ガスが供給される。一方、赤外線ランプ６から出た赤外
線は透明石英板７を透過してサセプタ６及び半導体ウェ
ハ４ｆｔ、照射する。半導体ウェハ４は赤外線により直
接加熱されたり、あるいは赤外線により加熱されたサセ
プタ５からの伝熱により加熱される。加熱された半導体
ウェハ４の表面上をＳｉＨ４＋０２の反応ガスが通過す
る時、反応ガスが熱分解し、半導体ウェハ４上に８１０
２ （酸化シリコン）が堆積し薄膜を形成する。反応室
１の壁面は水冷されており壁面への不要堆積は起こらな
い。本実施例では２枚の透明石英板７は半導体ウェー・
４の中心を避けて配置してあり、それらの間は開口１ａ
間の仕切桟１ｂや押え枠９の仕切桟９ａが半導体ウエノ
・４の中心部への赤外線照射制限部となるため、排気口
２と給気口３に近い両端部に赤外線が多く照射されるこ
とになるが、サセプタ５は反応中回転しているので円周
方向には均一化されて結局中心部に近いほど赤外線を受
けにくいこととなる。一方、サセプタ６の周辺は赤外線
照射を受は難く放熱Ｉ−易いことに↓り中心に比べて温
度が低くなる傾向があるので、両方の効果が相殺されて
半導体ウニ・・４の温度均一性は良好なものとなる。
照しながら説明する。第１図ａは本発明の実施例におけ
る気相成長装置の断面図であり、第１図すは第１図ａの
Ａ−Ａ矢視図である。第１図において、１は反応室で一
方側に排気口２、他刃側に反応ガスの給気口３が形成さ
れている。反応室１内には半導体ウェハ４を保持する回
転可能なサセプタ５が設けられている。反応室１の天板
１明石英板７の上方にはサセプタ６上の半導体ウェハ４
を透明石英板７を透して照射し加熱する赤外線ランプ６
が設けられ、赤外線ランプらの背後に反射鏡６ａが配さ
れている。反応室１は排気口２により真空排気されてお
り、反応ガスの給気口３からは、ＳｉＨ４＋０２の反応
ガスが供給される。一方、赤外線ランプ６から出た赤外
線は透明石英板７を透過してサセプタ６及び半導体ウェ
ハ４ｆｔ、照射する。半導体ウェハ４は赤外線により直
接加熱されたり、あるいは赤外線により加熱されたサセ
プタ５からの伝熱により加熱される。加熱された半導体
ウェハ４の表面上をＳｉＨ４＋０２の反応ガスが通過す
る時、反応ガスが熱分解し、半導体ウェハ４上に８１０
２ （酸化シリコン）が堆積し薄膜を形成する。反応室
１の壁面は水冷されており壁面への不要堆積は起こらな
い。本実施例では２枚の透明石英板７は半導体ウェー・
４の中心を避けて配置してあり、それらの間は開口１ａ
間の仕切桟１ｂや押え枠９の仕切桟９ａが半導体ウエノ
・４の中心部への赤外線照射制限部となるため、排気口
２と給気口３に近い両端部に赤外線が多く照射されるこ
とになるが、サセプタ５は反応中回転しているので円周
方向には均一化されて結局中心部に近いほど赤外線を受
けにくいこととなる。一方、サセプタ６の周辺は赤外線
照射を受は難く放熱Ｉ−易いことに↓り中心に比べて温
度が低くなる傾向があるので、両方の効果が相殺されて
半導体ウニ・・４の温度均一性は良好なものとなる。
また、透明石英板７の形状は正方形を２等分してできる
長方形であるが、この強度は長辺を一辺とする正方形に
比べて約４倍である。つ１り本実施例を用いれば透明石
英板７は、従来例に比べて約２分の１の厚さでよいこと
がわかる。
長方形であるが、この強度は長辺を一辺とする正方形に
比べて約４倍である。つ１り本実施例を用いれば透明石
英板７は、従来例に比べて約２分の１の厚さでよいこと
がわかる。
なお、本実施例ではサセプタ５の複数の透明石英板７と
の位置関係はサセプタ５の中心を対称に２枚の長方形板
を配置したが、他の位置関係も可能である。
の位置関係はサセプタ５の中心を対称に２枚の長方形板
を配置したが、他の位置関係も可能である。
第２図は本発明の第２の実施例を示すものであり、透明
石英板１３を４分割してサセプタ１１の回転軸線まわり
に配設し、半導体ウェハ１２の照射光を透過させるよう
にしである。この４分割された透明石英板１３ｉｊ：そ
の厚みを従来例に比べて４分の１以下にできる。
石英板１３を４分割してサセプタ１１の回転軸線まわり
に配設し、半導体ウェハ１２の照射光を透過させるよう
にしである。この４分割された透明石英板１３ｉｊ：そ
の厚みを従来例に比べて４分の１以下にできる。
第３図は本発明の第３の実施例を示すものであり、回転
されるサセプタ１４上の回転軸線まわりに複数の半導体
ウェハ１６を保持し、透明石英板１５と半導体ウェハ１
６の旋回経路上２箇所に分割配置しである。本実施例は
サセプタ１４の周辺部を加熱することになるからサセプ
タ１４の周辺の温度の低下をより防止するから温度差を
生じ難い部分での複数の半導体ウェハ１６の処理を一層
温度差なく適正に行うことができる。
されるサセプタ１４上の回転軸線まわりに複数の半導体
ウェハ１６を保持し、透明石英板１５と半導体ウェハ１
６の旋回経路上２箇所に分割配置しである。本実施例は
サセプタ１４の周辺部を加熱することになるからサセプ
タ１４の周辺の温度の低下をより防止するから温度差を
生じ難い部分での複数の半導体ウェハ１６の処理を一層
温度差なく適正に行うことができる。
以上３つの実施例においては赤外線透過部材として透明
石英板を用いたが、赤外線の透過率の良好な材質であれ
ばよく、例えばサファイヤ、シリコン等を用いてもよい
。
石英板を用いたが、赤外線の透過率の良好な材質であれ
ばよく、例えばサファイヤ、シリコン等を用いてもよい
。
発明の効果
本発明によれば、赤外線ランプからの照射光を透過させ
る赤外線退部の赤外線透過部材を複数に分割して配置し
たから、半導体ウエノ・の大口径化に伴い装置が大型化
されても、使用する個々の赤外線透過部材は小さくてよ
く、従来のような大きな赤外線透過部材を用いる場合の
ような問題点が解消され、薄い安価なもので耐久性に優
れたものとなる。また、分割された赤外線透過部材の配
置上サセプタ中央部への赤外線照射を制限１−て、放熱
し易い周辺部との温度差をなくして、膜厚均一性良好な
気相成長膜が形成されるようにすることもできる。
る赤外線退部の赤外線透過部材を複数に分割して配置し
たから、半導体ウエノ・の大口径化に伴い装置が大型化
されても、使用する個々の赤外線透過部材は小さくてよ
く、従来のような大きな赤外線透過部材を用いる場合の
ような問題点が解消され、薄い安価なもので耐久性に優
れたものとなる。また、分割された赤外線透過部材の配
置上サセプタ中央部への赤外線照射を制限１−て、放熱
し易い周辺部との温度差をなくして、膜厚均一性良好な
気相成長膜が形成されるようにすることもできる。
第１図ａは本発明の第１の実施例の気相成長装置を示す
断面図、第１図すは第１図ａのＡ−Ａ矢視図、第２図、
第３図は本発明の第２．第３の実施例を示す平面模式図
、第４図は従来の気相成長装置を示す断面図である。 １・・・・・・反応室、４，１２．１６・・・・・・半
導体ウェハ、６，１１．１４・・・・・・サセプタ、６
・・・・・・赤外線ランプ、７，１３．１５・・・・・
・透明石英板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｆ４
−−−寸でプダ
断面図、第１図すは第１図ａのＡ−Ａ矢視図、第２図、
第３図は本発明の第２．第３の実施例を示す平面模式図
、第４図は従来の気相成長装置を示す断面図である。 １・・・・・・反応室、４，１２．１６・・・・・・半
導体ウェハ、６，１１．１４・・・・・・サセプタ、６
・・・・・・赤外線ランプ、７，１３．１５・・・・・
・透明石英板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｆ４
−−−寸でプダ
Claims (2)
- （１）反応ガスの供給と真空排気可能な反応室と、該反
応室内にあって半導体ウェハを保持するサセプタと、前
記反応室の外部にあって反応室の赤外線透過部を通じサ
セプタ上に保持される半導体ウェハを照射し加熱する赤
外線ランプとを備えた気相成長装置において、前記赤外
線透過部を複数に分割した赤外線透過部材により形成し
たことを特徴とする気相成長装置。 - （２）赤外線透過部材は透明な石英板である特許請求の
範囲第１項記載の気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29379385A JPS62154616A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29379385A JPS62154616A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62154616A true JPS62154616A (ja) | 1987-07-09 |
Family
ID=17799232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29379385A Pending JPS62154616A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62154616A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006310690A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 熱処理装置 |
| JP2010219542A (ja) * | 2010-04-21 | 2010-09-30 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造装置 |
-
1985
- 1985-12-26 JP JP29379385A patent/JPS62154616A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006310690A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 熱処理装置 |
| JP2010219542A (ja) * | 2010-04-21 | 2010-09-30 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造装置 |
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