JPH0249279B2 - Kisoseichosochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明はシリコン等の半導体物質基板（以下ウ
エハという）にシリコン結晶等を気相成長させる
ランプ加熱によるバレル型の気相成長装置に関す
る。

〔従来技術〕

従来実用化されているランプ加熱によるバレル
型の気相成長装置はサセプタを回転させる回転軸
の駆動源が上方であり、この駆動源と共にサセプ
タを反応管およびその周囲に配列されているラン
プハウスに対して上昇させてウエハの出入を行な
うようになつているが回転部からのゴミがウエハ
に落下する欠点があつた。他方、回転軸の駆動部
を下方に設けたものも提案されているが、この方
式はウエハ出入のためベル形の反応管すなわちベ
ルジヤを上下動させる必要があるため、ベルジヤ
上部の構造的な面からベルジヤ頂部の冷却が行な
い難く、このため、ベルジヤ頂部にウオールデボ
が発生しこのウオールデポがウエハに落下して良
好な気相成長が不可能であるなどの欠点により実
用化されていなかつた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような欠点を除去したものでその
目的は、サセプタ回転軸の駆動源を下方に設置す
る方式において、ベルシヤの開閉性を阻害するこ
となく、ベルジヤの頂部に冷風を吹きつけてウオ
ールデボを押えられるようにした気相成長装置を
提供することにある。

〔発明の要点〕

本発明の気相成長装置は、ベースプレートと、
同ベースプレートを貫通して上方に伸びる回転軸
と、同回転軸に取付けられたバレル型のサセプタ
組立体と、下端が前記ベースプレートに密封可能
になされ前記サセプタ組立体の周囲に反応室を形
成するベルジヤと、同ベルシヤの側部外方を取巻
いて位置しサセプタ組立体のサセプタに対向すべ
く設けられた複数のランプハウスと、同ランプハ
ウスの上部に位置し前記ベルジヤの上部外方をお
おう冷却流体供給部と、同冷却流体供給部および
前記ベルジヤをそれぞれ連結した昇降機構とから
なることを特徴にしている。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を示した図について説明
する。第１図においてサセプタ組立体１１は複数
枚の短冊状をしたサセプタが多角形状に配置され
ると共に、軸心に対し勾配を有しかつ上面および
下面はフタ状体によりおおわれておりその外周に
は多数のウエハ１２が取付けてある。サセプタ組
立体１１は上下のフタ状体に固着したセラミツク
ス等の非金属製かつ中空の回転軸１３により両方
向へ回転されるようになされており、その外周お
よび上方は石英製のベルジヤ１４によりおおわれ
ている。

ベルジヤ１４の下方にはこれと同心かつサセプ
タ組立体１１の回転を妨げない近接したわずかな
隙間を有する位置に石英製の円筒体１５があり、
ベルジヤ１４および円筒体１５は共にステンレス
鋼製のベースプレート１６上に密接した状態で載
置されている。なお円筒体１５はサセプタ組立体
１１の下端に固着しベースプレート１６に対しわ
ずかな隙間をもつて対向するようにしてもよい。
そしてベルジヤ１４とサセプタ組立体１１および
円筒体１５により形成される空間を反応室とい
い、回転軸１３はベースプレート１６を気密に貫
通している。ベルジヤ１４の下側内周と円筒体１
５の下側外周との間にはベースプレート１６の表
面から金属イオンの放出を阻止するため石英リン
グ１９Ａが敷かれており、この石英リング１９Ａ
とベースプレート１６には反応室のガスを外部に
排出するための孔１９Ｂがあけてある。

回転軸１３の中心にはそれぞれ固定の内管１７
および外管１８の２重管が設けられ、内管１７か
らはN2或いはN2のガスが上方に向つて流れ外管
１８は上端で複数（図では２本にも示してある）
に分岐してノズル１８Ａになつて下方にあるウエ
ハ１２に向つて反応ガスが流れるようになつてい
る。なお反応ガスの流れの細部は後述する。

ベルジヤ１４の下部外周には、これを取り囲
み、ベースプレート１６の外周に配置されたベー
ス２０とによりベルジヤ１４側のみを開放した排
気ダクト２１設けられ、この排気ダクト２１は第
２図に示す排気管２２に接続されている。排気ダ
クト２１上には、多数のランプ２３を有するラン
プハウス２４が、第２図に示すように、ベルジヤ
１４を取り囲んで配置されている。ランプハウス
２４の背面側にはＡ冷却流体供給部２５が形成さ
れ、Ａ冷却流体供給部２５には不図示の送風機お
よび冷却機からの冷却空気が吹き込まれ、冷却空
気はランプ２３側に多数設けられた孔２６からラ
ンプ２３およびベルジヤ１４に吹きつけられてこ
れらを冷却するようになつている。ベース２０に
は排気ダクト２１に隣接して昇降および回転機構
２８が設けてあり、同機構２８は上端に腕２９が
固着され、腕２９の先端は把持具３０によりベル
ジヤ１４の頂部に固着した把持部３１を離脱可能
に把持している。また腕２９の先端は把持具３２
によりＢ冷却流体供給部３３を取付けている。Ｂ
冷却流体供給部３３の下端はランプハウス２４の
上面に載置されると共に、その内壁３４には多数
の孔３５があけられているためＡ冷却流体供給部
２５と同様に冷却空気がベルジヤ１４の上部に吹
きつけられる。ここでベルジヤ１４とＢ冷却流体
供給部３３とは腕２９に取付けられているため、
同時に昇降可能であり、ベルジヤ１４の下面がノ
ズル１８Ａの上方まで上昇した後は腕２９を旋回
させることによりベルジヤ１４およびＢ冷却流体
供給部３３を側方へ旋回することが可能になつて
いる。

第２図おいて、下側左右それぞれ２個のランプ
ハウス２４は端部ＡおよびＢが互いに回転自在に
連結され、下側中央は切離されるようになつてお
り、同図に点線で示した位置に移動可能になつて
いる。

ＡおよびＢ冷却流体供給部２５および３３から
吹き出された冷却空気はベルジヤ１４の外周およ
びランプ２３を冷却しながら下降し、排気ダクト
２１内に入つた後、図の上方に示した排気管２２
から外部に強制的に排出される。反応ガスの流れ
るノズル１８Ａは図に示すようにこの例では放射
状に８本設けてあり、先端近くには下向きの孔３
６（第１図参照）が１個あけてあり、かつこの孔
３６は８本のノズル１８Ａの２本或いは４本を組
にして回転軸１３の軸心からの距離を変えること
により、軸心に対し勾配を有するサセプタ組立体
１１上の軸心からの距離を異なるウエハ１２の
各々に対応して反応ガスが噴出するようにしてあ
る。或いはこの構成のほかノズル１８Ａの２本を
組にしてそれぞれの先端近くに孔３６を互いに向
き合う形で傾斜して設けることにより、噴出した
２つの反応ガスの流れが衝突して下向きの広いガ
ス流を形成するようにしてもよい。

次に前述した実施例の動作を説明する。昇降等
の機構２８によりベルジヤ１４とＢ冷却流体供給
部３３を上昇させ、次いでランプハウス２４を第
２図の点線で示す位置まで開いた後ウエハ１２を
サセプタ組立体１１に取付ける。この後昇降等の
機構２８によりベルジヤ１４とＢ冷却流体供給部
３３を下降させて第１図の状態にする。この状態
で内管１７と外管１８からN2ガスを噴出して空
気をパージし、空気のパージが終了した後、H2
ガスにより前記N2ガスをパージし、次いでラン
プ２３により加熱する。加熱によりウエハ１２が
所定温度に達すると外管１８従つてノズル１８Ａ
からH2ガスと共にシラン等の反応ガスを噴出さ
せることにより気相成長を行なう。

このとき内管１７からはそのままH2ガスを噴
出させることによりベルジヤ１４の上部空間を
H2ガスが充満せしめ、もつてベルジヤ１４の上
部壁面の冷却と上部壁面への反応ガスの接触を阻
止する。そしてこれらのガスはベースプレート１
６の穴１９Ｂから排出される。このときサセプタ
組立体１１とベースプレート１６の間に円筒体１
５があるためガスがサセプタ組立体１１の下部に
回り込んでゴミを舞い上げたり、ベルジヤ１４内
のガス流を乱したりすることなく円滑に排出され
る。ランプ２３による加熱と同時に送風機および
冷却機からの冷却室気は、ＡおよびＢ冷却流体供
給部２５および３３の孔２６および３５を通つて
ベルジヤ１４およびランプ２３に吹きつけられ、
ランプ２３とベルジヤ１４を冷却した後ベルジヤ
１４に沿つて下降し、排気ダクト２１から排気管
２２により強制的に排気される。この風量は石英
ベルジヤ１４の大きさによるが数10m²／分から数
100m³／分と極めて大量であるが、排気ダクト２
１はベルジヤ１４の下方を囲んで円周上に大きい
ため排気抵抗は小さく排気管２２から吸引するこ
とにより円滑な排気が可能である。

一定時間気相成長が行われた後ランプ２３を消
して加熱を停止すると共に、両管１７および１８
からH2ガスのみを噴出させて反応ガスのパージ
が行いながらベルジヤ１４を介してウエハ１２を
冷却し、次いでH2ガスを停止してN2ガスを噴出
することによりベルジヤ１４内をN2ガスにする。
最後にベルジヤ１４等を昇降等の機構２８により
上昇させると共に、ランプハウス２４を開いてウ
エハ１２を取り出せば一連の気相成長作業は終了
する。なおベルジヤ１４の洗浄が必要な場合はベ
ルジヤ１４を上昇後昇降および回転機構２８によ
り側方へ旋回させた後、下降させて台（図示せ
ず）上に着床させ、ベルジヤ１４を把持具３０か
ら離脱して洗浄する。

〔発明の効果〕

本発明の気相成長装置は以上説明したように、
ベースプレートを貫通して上方に伸びる回転軸に
取付けたバレル型のサセプタ組立体と、このサセ
プタ組立体の周囲に反応室を形成するベルジヤ
と、ベルジヤ側部外方に取巻くランプハウスと、
ランプハウスの上部に位置してベルジヤの上部外
方を冷却するＢ冷却流体供給部と、このＢ冷却流
体供給部とベルジヤをそれぞれ連結した昇降機構
等を主な構成要件にしている。

この構成によりサセプタ組立体を回哲させる回
転軸の駆動源は下方にあるため回転部からのゴミ
の落下はなくなると共に、ベルジヤの側面はもち
ろん上部がＢ冷却流体供給部からの冷風によつて
冷却されウオールデボの発生がなくなつて良好な
気相成長が行われるようになつた。なお、Ｂ冷却
流体供給部はベルジヤと共に昇降させるため、操
作は特に複雑にならず、またＢ冷却流体供給部に
よりベルジヤ上方のしや光が行なわれるため、人
や装置に対する環境を改善することもできる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示し第１図は断面図、
第２図は第１図の２−２線断面図である。 １１……サセプタ組立体、１２……ウエハ、１
３……回転軸、１４……ベルジヤ、１５……円筒
体、１６……ベースプレート、１７……内管、１
８……外管、２３……ランプ、２４……ランプハ
ウス、２５，３３……冷却流体供給部、２８……
昇降および回転機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベースプレートと、同ベースプレートを貫通
   して上方に伸びる回転軸と、同回転軸に取付けら
   れたパレル型のサセプタ組立体と、下端が前記ベ
   ースプレートに密封可能になされ前記サセプタ組
   立体の周囲に反応室を形成するベルジヤと、同ベ
   ルジヤの側部外方を取巻いて位置しサセプタ組立
   体のサセプタに対向すべく設けられた複数のラン
   プハウスと、同ランプハウスの上部に位置し前記
   ベルジヤの上部外方をおおう冷却流体供給部と、
   同冷却流体供給部および前記ベルジヤをそれぞれ
   連結した昇降機構とからなる気相成長装置。 ２ 一部のランプハウスが外方へ開き得るように
   取付けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の気相成長装置。 ３ ベースプレートとランプハウスの間がベルジ
   ヤ周囲に対する排気ダクトを形成するように構成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   または２項記載の気相成長装置。