JPH02222528A - エピタキシャル成長装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は例えばシリコン基板の試料上に薄膜を形成する
場合に用いられるエピタキシャル成長装置に関する。

〔従来の技術〕

シリコン基板等の試料上にシリコン単結晶の薄膜を形成
させるエピタキシャル成長装置は、ＬＳＩ等の高集積回
路を基板上に形成する半導体製造の分野等に於いて利用
されており、試料上に形成させる薄膜素子の動作特性の
均一化を図り、パターン精度及び抵抗安定性のよい成品
を得るため種々のエピタキシャル成長装置が提案されて
いる。

第３図はドーム形状のベルジャを有する縦型エピタキシ
ャル成長装置の模式的縦断面図である。

反応容器１は、基台８上にベルジャ４を載置した構成を
有しており、基台８とベルジャ４との接触部はＯリング
７にてシールされている。基台８にはその中心部に中心
孔８ａが設けられており、またそれに続いて該中心孔８
ａよりも大型の空間部８ｂが設けられている。中心孔８
ａ内から空間部８ｂにわたって軸受手段１６．１６を介
して縦向きの回転軸５ａが回転自在に装着されており、
回転軸５ａの頂部には円板状のサセプタ５が設けられて
いる。また空間部８ｂ内の回転軸５ａ端部には軸受手段
１６．１６間に歯車１７が取付けられており、歯車１７
と連結した磁性流体シールモータ１８を回転駆動させる
ことにより、歯車１７等を介してサセプタ５が回転する
ようになっている。

上述した軸受手段１６．１６．歯車１７．磁性流体シー
ルモータ１８等からなるサセプタ駆動部１９が設けられ
ている空間部８ｂ内には、サセプタ駆動部１９の近辺を
パージするためのパージガスが、パージガス供給部２１
からパージガス導入口１０を通じて導入される。このパ
ージガスは破線矢符１５にて示す如くサセプタ駆動部１
９近辺に供給された後、反応室６方向へ通流し、サセプ
タ５下側の空域を経て反応室６と連通させて開設された
基台８外縁部の排気口１２から排気される。更に、回転
軸５ａの中心部には貫通孔が設けられており、該貫通孔
には反応性ガス導入管９がその端面をサセプタ５上に臨
ませて遊挿されており、この導入管９に反応性ガス供給
部２０から反応性ガスが供給される。この反応性ガスは
実線矢符１４にて示す如く反応室６内のサセプタ５上面
の中心部から外縁部に向けて通流し、排気口１２から排
気される。上述の如く反応性ガスを通流すると共に、サ
セプタ５の下面と対面するように基台８上に配された高
周波コイル２．２・・・にてサセプタ５上の試料Ｓを加
熱し、試料Ｓ上に薄膜を形成させる。

第４図は矩形のベルジャを有する横型エピタキシャル成
長装置の模式的縦断面図であり、第３図のエピタキシャ
ル成長装置と同様にしてパージガスがサセプタ駆動部１
９近辺に供給されるようになっており、サセプタ駆動部
１９近辺通過後の第１パージガスは図中破線矢符で示す
如く反応室６方向へ通流し、サセプタ５下側の空域を経
て、−排気口１２ｂが設けられている側と対向する側の
基台８外縁部に反応室６と連通させて開設された排気口
１２ｂから排気される。

第４図のエピタキシャル成長装置にはベルジャ４の一側
壁に反応性ガス導入管９が管口を反応室６のサセプタ５
方向に向けて設けられており、反応性ガス供給部２０よ
り前記ガス導入管９へ反応性ガスを図中の実線矢符１４
にて示す如くサセプタ５上の一側から他側方向へ通流す
ると共に、反応容器１上壁に対面して配された赤外線ラ
ンプ３゜３・・・にてサセプタ５上の試料Ｓを加熱し、
試料Ｓ上に薄膜をエピタキシャル成長させるように構成
されている。また前記反応性ガスはベルジャ４の前記反
応性ガス導入管９が設けられている側と対向する側に開
設された排気口１２ａから排気される。

なお、第４図の装置の構成は第３図の装置と実質的に同
じであり、対応する部材には同じ符号を付して説明を省
略する。

ところで上述の如き構成を有するエピタキシャル成長装
置の支持台駆動部１９にパージガスを導入する理由は、
サセプタ駆動部１９が構造的に入り組んでおり、エピタ
キシャル膜の比抵抗値を不安定にする不純物ガスが澱み
易く、また、結晶膜中に各種欠陥を発生させるパーティ
クルが発生し易いので、前記不純物ガス及びパーティク
ルをパージして試料Ｓ方向への流入を防ぐ必要があるか
らである。また、パージガスを導入することにより反応
性ガスから発生する塩素原子による支持台駆動部１９の
構成材料の腐食を防止することもできる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第３図及び第４図においてパージガスとして用いられる
高純度水素は両図中破線矢符１５にて示す如くパージガ
ス供給部２１から支持台駆動部１９に供給され、反応室
６方向へ通流し、第３図においては排気口１２から、第
４図においては排気口１２ａ、１２ｂから排気されるよ
うになっている。

ところが実際には支持台駆動部１９を通過し２．不純物
ガス、パーティクルなどに汚染されて純度が低下したパ
ージガスが、サセプタ５上例の空域から、例えば両図中
Ａで示される反応容器１内の試料Ｓ近辺に拡散して反応
性ガス１４を汚染する。このためエピタキシャル膜の比
抵抗分布及び比抵抗値が不安定になり、また支持台駆動
部１９の構成材料がエピタキシャル膜中に検出される等
の問題が生じ、高品質なエピタキシャル基板を得ること
ができなかった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
であり、その目的とするところはサセフ。

夕駆動部近辺をパージした後、反応容器方向へ拡散する
パージガスをパージする別のパージガス供給手段を設け
ることにより、汚染されたパージガスが反応容器に流入
することを防止し、高品質なエピタキシャル基板を得る
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るエピタキシャル成長装置は、反応容器と、
該反応容器に収納される試料を載置するサセプタと、該
サセプタを駆動させるサセプタ駆動部と、該サセプタ駆
動部の近辺をパージする第１パージガス供給手段とを備
えるエピタキシャル成長装置において、前記反応容器方
向へ流入する前記第１パージガスをパージする第２パー
ジガス供給手段を設けたことを特徴とする。

〔作用〕

上記のように構成されたエピタキシャル成長装置におい
て、第１パージガス供給手段にて第１パージガスが供給
され、サセプタ駆動部近辺がパージされる。サセプタ駆
動部近辺をパージして汚染された第１パージガスのうち
一部は反応容器方向へ拡散する。この汚染された第１パ
ージガスを第２パージガス供給手段にてパージすること
により、汚染された第１パージガスが反応容器内へ流入
することが防止される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図及び第２図は本発明に係るエピタキシャル成長
装置の模式的縦断面図であり、第１図に示す装置はドー
ム形状のベルジャを有する縮型エピタキシャル成長装置
、第２図に示す装置は矩形のベルジャを有する横型エピ
タキシャル成長装置である。ここで、第３図及び第４図
と同一の符号が付された部材は同図の部材と同一の部材
にて構成されている。

第１図はドーム形状のベルジャを有する縦型エピタキシ
ャル成長装置の模式的縦断面図である。

反応容器ｌは、基台８上にベルジャ４を載置した構成を
有しており、基台８とベルジャ４との接触部は０リング
７にてシールされている。基台８にはその中心部に中心
孔８ａが設けられており、またそれに続いて該中心孔８
ａよりも大型の空間部８ｂが設けられている。中心孔８
ａ内から空間部８ｂにわたって軸受手段１６．１６を介
して縦向きの回転軸５ａが回転自在に装着されており、
回転軸５ａの頂部には円板状のサセプタ５が設けられて
いる。また空間部８ｂ内の回転軸５ａ端部には軸受手段
１６．１６間に歯車１７が取付けられており、歯車１７
と連結した磁性流体シールモータ１８を回転駆動させる
ことにより、歯車１７等を介してサセプタ５が回転する
ようになっている。

上述した軸受手段１６．１６．歯車１７．磁性流体シー
ルモータ１８等からなるサセプタ駆動部１９が設けられ
ている空間部８ｂ内には、サセプタ駆動部１９の近辺を
パージするための第１パージガスが、第１パージガス供
給部２１から第１パージガス導入口１０を通じて導入さ
れる。この第１パージガスは破線矢符１５にて示す如く
サセプタ駆動部１９近辺に供給された後、反応室６方向
へ通流し、サセプタ５上面の空領域を経て反応室６と連
通させて開設された基台８外縁部の排気口１２から排気
される。

また基台８の排気口１２が設けられていない側の底部に
はサセプタ駆動部１９通過後の第１パージガスをパージ
するための第２パージガス供給部２２が設けられており
、第２パージガス導入口１１を通じて第２パージガスが
サセプタ駆動部１９通過後の第１パージガスの通流路に
供給される。第２パージガスは破線矢符１５にて示す如
く第１パージガスをパージした後、再びサセプタ駆動部
１９方向へ流れ、空間部８ｂと連通させて開設された基
台８底部の排気口１３から排気されるか、あるいは排気
口１２から排気される。

更に、回転軸５ａの中心部には貫通孔が設けられており
、該貫通孔には反応性ガス導入管９がその端面をサセプ
タ５上に臨ませて遊挿されており、この導入管９に反応
性ガス供給部２０から反応性ガスが供給される。この反
応性ガスは実線矢符１４にて示す如く反応室６内のサセ
プタ５上面の中心部から外縁部に向けて通流し、排気口
１２から排気される。上述の如く反応性ガスを通流する
と共に、サセプタ５の下面と対面するように基台８上に
配された高周波コイル２，２・・・にてサセプタ５上の
試料Ｓを加熱し、試料Ｓ上に薄膜を形成させる。

第２図は矩形のベルジャを有する横型エビタキシャル成
長装置の模式的縦断面図であり、第１図のエピタキシャ
ル成長装置と同様にして第１パージガスがサセプタ駆動
部１９近辺に供給されるようになっており、サセプタ駆
動部１９近辺通過後の第１パージガスは図中破線矢符で
示す如く反応室６方向へ通流し、サセプタ５上例の空域
を経て、排気口１２ｂが設けられている側と対向する側
の基台８外縁部に反応室６と連通させて開設された排気
口１２ｂから排気される。

また基台８の排気口１２ｂが設けられている側と対向す
る側にはサセプタ駆動部１９通過後の第１パージガスを
パージするための第２パージガス供給部２２が設けられ
ており、第２パージガス導入口１１を通じて第２パージ
ガスがサセプタ駆動部１９通過後の第１パージガスの通
流炉に供給される。第２パージガスは破線矢符１５にて
示す如く第１パージガスをパージした後、再びサセプタ
駆動部１９方向へ流れ、空間部８ｂと連通させて開設さ
れた基台８底部の排気口１３から排気されるか、あるい
は排気口１２ａ、　１２ｂから排気される。

第２図のエピタキシャル成長装置にはベルジャ４の一側
壁に反応性ガス導入管９が管口を反応室６のサセプタ５
方向に向けて設けられており、反応性ガス供給部２０よ
り前記ガス導入管９へ反応性ガスを図中の実線矢符１４
にて示す如くサセプタ５上の一側から他側方向へ通流す
ると共に、反応容器１上壁に対面して配された赤外線ラ
ンプ３゜３・・・にてサセプタ５上の試料Ｓを加熱し、
試料Ｓ上に薄膜をエピタキシャル成長させるように構成
されている。また前記反応性ガスはベルジャ４の前記反
応性ガス導入管９が設けられている側と対向する側に開
設された排気口１２ａから排気される。

なお、第４図の装置の構成は第３図の装置と実質的に同
じであり、対応する部材には同じ符号を付して説明を省
略する。

上述の如き構成を有する本発明のエピタキシャル成長装
置において、高周波コイル２，２・・・または赤外線ラ
ンプ３，３・・・にてサセプタ５上に載置されたシリコ
ンウェハの試料Ｓを１０００°Ｃ以上に加熱すると共に
水素にて希釈したジクロロシラン（ＳｉＨ１ＩＣｊ！　
４−ｎ　：　ｎ　＝　Ｏ，ｌ、　２．３．４）を反応性
ガスとして反応室６に導入し、試料Ｓに成膜を施す。

この際、サセプタ５はサセプタ駆動部１９により回転し
、試料Ｓの熱応力によるスリップを防止し、エピタキシ
ャル膜の膜厚及び比抵抗を均一にする。

また、第１図及び第２図においてパージガスとして用い
られる高純度水素は、両図中、破線矢符１５にて示す如
く通流する。即ち、第１パージガス供給部２１から供給
された第１パージガ、スはサセプタ駆動部１９近辺をパ
ージして第１図においては排気口１２から、第２図にお
いては排気口’１２ａ、１２ｂから排気される。一方、
第２パージガス供給部２２から供給された第２パージガ
スは、サセプタ駆動部１９近辺をパージした後、排気さ
れずにサセプタ５下側の空域から反応容器１方向へ拡散
する汚染された第１パージガスをパージして高純度のパ
ージガスに再生させる。この再生されたパージガスは再
びサセプタ駆動部１９方向へ流れ、その近辺をパージし
て排気口１３から排気されるか、あるいは従来の排気口
１２または１２ａ、　１２ｂから排気される。これによ
り汚染されたパージガスが反応室６内へ流入することが
防がれ、高品質のエピタキシャル基板を得ることができ
る。

なお、本発明の第２パージガスを供給する構成のエピタ
キシャル成長装置は本実施例に示した型の装置に限らず
サセプタ駆動部を有するものであればどのようなエピタ
キシャル成長装置においてこれを通用しても本実施例と
同様の効果が得られることは言うまでもない。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明に係るエピタキシャル成長装置
にあっては、サセプタ駆動部近辺をパージした後、反応
容器方向へ拡散する第１パージガスをパージする第２パ
ージガス供給手段を設けたので、汚染された第１パージ
ガスの反応容器内への流入が防止されると共にサセプタ
駆動部近辺のパージを十分に行うことができる。これに
より膜厚及び比抵抗分布、比抵抗値が安定した高品質な
エピタキシャル基板が得られるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る縦型エピタキシャル成長装置の模
式的縦断面図、第２図は本発明に係る横型エピタキシャ
ル成長装置の模式的縦断面図、第３図は従来の縦型エピ
タキシャル成長装置の模式的縦断面図、第４図は従来の
横型エピタキシャル成長装置の模式的縦断面図である。 ｌ・・・反応容器　５・・・サセプタ　１０・・・第１
パージガス導入口　１１・・・第２パージガス導入口１
２、１２ａ、　１２ｂ・・・排気口　１３・・・排気口
１９・・・サセプタ駆動部　２１・・・第１パージガス
供給部２２・・・第２パージガス供給部 特　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　夫弔 図 ｌ９ 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、反応容器と、該反応容器に収納される試料を載置す
   るサセプタと、該サセプタを駆動させるサセプタ駆動部
   と、該サセプタ駆動部の近辺をパージする第１パージガ
   ス供給手段とを備えるエピタキシャル成長装置において
   、前記反応容器方向へ流入する前記第１パー ジガスをパージする第２パージガス供給手段を設けたこ
   とを特徴とするエピタキシャル成長装置。