JPH03109721A - Ｍｏ―ｃｖｄ法による半導体製造装置 - 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ＭＯ−ＣＶＤ法によ に関する。

る半導体製造装置 ［従来の技術１ 例えばガリウム砒素ウェーハ上にトリメチルガリウム、
アルシンガス等々を用いてエピタキシャル成長を促進し
、シリコンウェーハ上に有機金属を用いて■−ｖ族、　
Ｉｔ−ＩＶ族の化合物半導体の膜を形成し、シリコンウ
ェーハ上に有機タンタルを用い酸素と混合させつつ高誘
電の酸化膜を形成し、あるいはシリコンウェーハ上に超
電導膜を形成する等々して半導体を製造するための手法
としていわゆるＭＯ−ＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ　　Ｏｒｇａ
ｎ−ｉｃ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ｖａｐｅｒ　　Ｄｅｐ
。

ｓｉ／１ｉｏｎ）法が広く利用されている。

例えば、ガリウム砒素ウェーハ上にトリメチルガリウム
、アルシンガス等々を用いて化合物半導体を製造するＭ
Ｏ−ＣＶＤ法の半導体製造装置（以下、単に装置と省略
する。）の代表的構成を第４図と第５図に示す。

第４図は、反応ガスをウェーハ３１に平行流として接触
させるいわゆる横型装置で、反応室１０゜ウェーハ３１
を保持するサセプター３３１反応室１０内を例えば７０
０℃の如く適温に加熱する加熱手段５０等から構成され
ている。

また、ウェーハ３１は酸素と接触すると急速に反応して
劣化するので、ウェーハ３１のローディング・アンロー
ディングに際して気密とするために、反応室１０に連設
されたロードロックチャンバー３や、さらに２点鎖線で
示した第２のロードロツタチャンバー４を設けたいわゆ
る２〜３室ロ一ドロツク方式とされている。したがって
、ウェーハ３１のローディング・アンローディングは、
サセプター３３の稈動機横８を動作させ反応作業中に閉
鎖させる扉５に代えて２点鎖線の扉６で第１室（反応室
１０）と第２室のロードロックチャンバー３を隔離し、
同様にロードロックチャンバー３と第３室を形成する第
２のロードロックチャンバー４を隔辞して慎重に行われ
る。

なお、１２は反応ガス供給口、１３は反応ガス排気口、
１６はＮ２ガス等によるパージや真空引きするためのガ
スバーシロである。また、１４゜１５はウェーハ３１の
出入穴である。

ここに、反応ガスは前記適温に加熱されたウェーハ３１
と接触することによりエピタキシャル成長を促進させる
ものであるから、反応ガスの労費や室内汚染による品質
低下等を防止するなめに反応室１０の内壁面１０ａは、
適温以下に保持させなければならない、いわゆるコール
ドウオールとすべきである。したがって、加熱手段５０
は、反応室１０外に設けられ高周波電源に接続されたコ
イル等からなる誘導加熱方式とされるのが一般的である
。よって、反応室１０は石英カラスら形成されている。

したがって、反応室１０に例えばトリメチルカリウム［
（ＣＨ３）　ｓ　Ｇａ　］　、水素ガス［Ｈ２］アルシ
ンガス［ＡＳＨ３］＋ホスフィンガス［ＰＨ３］等の反
応ガスを供給するとともに加熱手段５０によって例えば
ガリウム砒素［ＧａＡｓ］からなるウェーハ３１および
反応ガスを、例えば７００℃に加熱することによりウェ
ーハ３１上にエピタキシャル成長を促進して化合物半導
体を製造することができる。

一方、第５図（第４図と共通する構成要素には同一の符
号を付している。）に示す装置は、反応ガスをウェーハ
３１に直角方向から接触させるいわゆる縦型構造である
。

この構造においても、上記理由から加熱手段５０を誘導
加熱方式とするために、反応室１０は石英ガラスから形
成されている。したがって、ウェーハ３１の反応室１０
への出し入れは、上下方向に移動させて行なう、したが
って、水平方向の設置スペースが小さく、反応室１０内
を覗窓から目視容易等の作業便宜な高さに配設可能とい
う等の特長を有する。

ここに、生産性を高めるためには、ローディング等位置
の適所配設はもとより、ローディング・アンローディン
グ作業自体の容易化・迅速化を図る必要があり、また、
高品質保証上の観点からウェーハ３１を清浄に維持しな
ければならない。

さらに、高能率で高速生産するには、特に縦型構造の場
合には反応ガスをウェーハ３１に垂直方向から供給する
ので、その有効接触を促進することが必要となる。

これに関して、縦型の場合を例として次のような改良装
置が米国企業（ＥＭＣＯＲＥ　　Ｃｏｒｐｏｒａｔ　ｉ
　ｏｎ＞より提案されている。

すなわち、第６図に示す如く、高効率運用のためにウェ
ーハ３１をサセプター３３とともにモータ４４で、例え
ば１２０Ｏｒｐｍに、高速回転するよう形成されている
。その技術的理由は、賽来縦型では、第６図に点ａＢで
示すように、反応ガスが乱流となり固気接触効率が悪い
が、高速回転することにより、実線Ａで示す如く、反応
ガス流がウェーハ３１と平行流となりかつ層流となると
されている。出願人は事実と確認した。

［発明が解決しようとする課題１ しかしながら、上記いずれの従来′！ｆ／Ｊ遣において
も、高品質保障、大量迅速製造、設備経済等々の要請を
全て満足させることができず、その解決が強く望まれて
いる。

すなわち、次のような問題点を有するからである。

■　ウェーハ３１は、サセプター３３に直接的に取付・
取外しするために、サセプター３３の構造が大型かつ複
雑となるばかりか取付・取外しが煩雑となる。

■　特に、サセプター３３の回転方式では、上記■を相
当の犠牲をもって実現しても、高速回転するほどにウェ
ーハ３１がサセプター３３上で移動してしまうので、均
一処理できない、また、つ工−ハ３１を形成するガリウ
ム砒素等は機械的性状が脆弱であるから、サセプター３
３との相対変位が急激に生じると破壊する虞れが強く、
さらに、−層の高速回転を阻害する要因となっている。

以上の問題は、上記他方法によるＭＯ−ＣＶＤ法につい
ても共通である。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、ウェーハのサセプターへの取付・取外し
が容易かつ迅速にでき、サセプターの回転動作中はウェ
ーハとサセプターとを一体的に保持でき、もって、ロー
ディング・アンローディング作業が簡単で一層の高速回
転のもとに高品質半導体を高能率に製造できるＭＯ−Ｃ
ＶＤ法による半導体製造装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、トレイを導入するとともにサセプターの回転
動作を巧みに利用して、サセプター停止中にはウェーハ
の取付・取外しが容易で、その回転動作中は両者の相対
位置を強固に固定化させる構成とし、前記目的を達成す
るものである。

すなわち、ウェーハを保持するサセプターを反応室内に
回転可能に設けたＭＯ−ＣＶＤ法による半導体製造装置
において、 前記ウェーハを前記サセプターに着脱可能に形成された
トレイを介してサセプターに保持させ、かつ前記サセプ
ターの回転動作中にその回転力を利用してサセプターと
トレイとを一体的に連結してサセプターとウェーハとの
相対位置を固定化するロック機構を設けたことを特徴と
する。

［作用］ 上記構成による本発明では、ウェーハはトレイに取付け
られ、停止中のサセプターに間接的に装着される。よっ
て、ローディング・アンローディングを極めて容易かつ
迅速に行うことができ、ウェーハの清浄化も保証できる
。

一方、サセプターを回動し始めると、ロック機構が作動
し、ウェーハとサセプターとの相対位置を固定化する。

サセプターの回転が高速となるほどに強固となる。

よって、ウェーハの位置づれ、飛散損壊等が防止され均
一で高品質な半導体を効率よく製造できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

この実施例は、ガリウム砒素ウェーハ上にエピタキシャ
ルを成長させるＭＯ−ＣＶＤ法の半導体ＴｘＩ造装置で
あって、第１図、第３図に示す如く縦型装置であり、大
別して反応室１０とウェーハ回転機構３０と加熱手段５
０と整流機構７０を含み形成され、特にウェーハ回転機
構３０と協鋤して作用するロック機構１０を設けた構成
とされている。

すなわち、ウェーハ３１を保持するサセプター３３は回
転型とされ、ロック機１１００によって、回動動作中の
サセプター３３とウェーハ３１とをトレイ３２を介して
相対位置を固定化し、サセプター３３が停止したときに
はウェーハ３１をサセプター３３から容易に取外等でき
るよう形成されている。

そして、装置全体としての高品質保証、大量迅速製造、
設備経済および人身保護上の安全性等を一段と高めるた
めに、加熱手段５０１反応室１０等を格別の構成とし、
また整流機構７０を付設している。

加熱手段５０は、サセプター３３の下方に設けられた密
閉空間５３内に収容された熱源６１を含み形成され、反
応室１０の内部空間１８内に配設してウェーハ３１を輻
射加熱することにより、反応室１０全体を石英ガラスか
ら金属製へ実現している。したかも、加熱手段５０は密
閉空間５３を形成する石英ガラス製の２重円筒体５１を
含み、その空間部５２を利用してウェーハ回転ｍ横３０
の回転シャフト３４を貫通可能とするとともに、さらに
この回転シャフト３４の中空部３７を利用して温度検出
手段３９を設けることによりウェーハ３１、サセプター
３３の正確で迅速な温度検出ができるよう構成されてい
る。

また、ウェーハ３１のローディング・アンローディング
作業便宜のためウェーハ出入穴１４．１５は、サセプタ
ー３３とほぼ同じ高さの位置として反応室１０に設けら
れている４反応室１０はロードロックの第１室を形成す
るものである。

さらに、ウェーハ３１を高速回転させてもウェーハ出入
穴１４．１５や図示しない覗窓が供給反応ガスに乱れを
生じさせないために整流機構７０が設けられ、高速回転
による高能率で均一なエピタキシャル成長を一段と向上
させるものと形成されでいる。そ、して、この整流機構
７０の整流作用を発揮する整流部材７１は、ローディン
グ・アンローディング作業に際してウェーハ出入穴１４
゜１５を開放するように、サセプター３３の下方に外部
から移動変位できるものとされている。

以下、各構成要素を詳細に分脱する。

反応室１０は、第３図に示す如く、天蓋付円筒形の本体
１１とその底蓋を形成する基体２１とからなり、オーリ
ング４８を介してシールされ、内部空間１８を形成して
いる。すなわち、金属製（この実施例ではステンレス＠
）の密閉容器として形成し、従来の石英ガラス容器の破
損による猛毒な反応ガスのリーク問題を一掃している。

本体１１の上方には反応ガス供給口１２、両側部にはウ
ェーハ入口穴１４．出口穴１５が設けられている。また
、下方側には反応ガスの排出口１３とガスバージや真空
引きに使用するガスバーシロ１６が設けられている。

ここに、ウェーハ入口穴１４は、ローディングチャンバ
ー３から新たなウェーハ３１をサセプター３３（トレイ
３２）に供給し、ウェーハ出口穴１５はサセプター３３
（トレイ３２）上の製品（３１）を第３図で図示省略し
た右側のチャンバーに取出すためのものである。すなわ
ち、反応室１０を金属製と実現したのでウェーハ入口穴
１４゜出口穴１５を容易に設けることができる。したが
って、ローディング・アンローディング作業が反応室１
０の高さにおいて実施できるので作業の迅速性、確実性
および容易性を確約できる。

なお、７は、ハンドリング手段で先端部がＸ方向、Ｚ方
向に自在に移動できるものとされている。

３−１は真空引き等に使用するガスバーシロ、３−２は
反応時にローディングチャンバー３を反応室１０とを隔
離するゲートバルブである。

また、ゲートバルブ３−２の反応室１０＠には、図示し
ないシリンダ装置等に連結されたシャフト７８で上下動
可能に形成されたフィルタ７９が設けられている。ロー
ディング作業中に反応室１０側からの埃等がローディン
グチャンバー３内に侵入することを完全防止するためで
ある。

一方、基体２１は、必要時に本体１１がら取外し可能と
されている。その中央部から外側に向って、大径の貫通
穴２２．電極穴２７．パージ穴５３−１．小径の貫通穴
２３が設けられ、第３図で上面側には、フック２４が一
体に設けられている。

また、基体２１の下部には、底若体２８との協働により
小空間１９を形成する脚部２１．　ａが設けられ、ここ
にもガスバーシロ１９−１が設けられている。

ここに、ウェーハ回転機構３０は、反応室１０の内部空
間１８内においてウェーハ３１を高速回転させる手段で
あって、トレイ３２を介してウェーハ３１を保持するカ
ーボン類のサセプター３３と、このサセプター３３と回
転止め３６を介して一体的に連結される回転シャフト３
４と、この回転シャフト３４に回転を加える駆動手段（
プーリー４１．４２、ベルト４３、モータ４４）とから
形成されている。

この真円回転を保障するなめにサセプター３３の軸部３
３−１は、軸受３５を介して詳細後記の２重円筒体５１
に案内され、回転シャフト３４の下端部は底蓋体２８に
装着された磁気シール２つで回転支持されている。

そして、回転シャフト３４は中空部３７を有する中空軸
部材から形成されており、この中空部３７にサーモカッ
プ等から形成された温度検出手段３つが装着される。し
たがって、ウェーハ３１（サセプター３３）の直近にお
いて正確な温度検出ができ高品質製造に寄与するところ
大である。

もとより、回転シャフト３４は、真円回転しているので
温度検出手段３９には捩れ等の機械的外力も加わらず、
また反応ガスに触れることもない。

また、回転可能に保持されたウェーハ３１の高さに合せ
てその出入穴１４．１５が設けられている。

さて、本発明の技術的特長の一つであるロック機構１０
０は、第１図、第２図に示す如く、複数〈この実施例で
は一対〉の遠心力作動片１０２゜１０２を含み構成され
、サセプター３３の回転動作中にその回転力を利用して
サセプター３３とトレイ３２とを７体的に連結して、両
者３１．３３との相対位置を固定化するものである。

すなわち、ウェーハ３１は、ローディング・アンローデ
ィング作業の容易・迅速化のためにサセプター３３に着
脱可能に形成されたトレイ３２を介してサセプター３３
に間接的に保持させるようしておき、このような構成と
したときにも、サセプター３３の高速回転という本来機
能を十二分に発揮させるために本機構１００が設けられ
ているのである。

詳しくは、第１図、第２図に示すように、サセプター３
３に嵌込方式により着脱容易とされトレイ３２の内周面
３２ａに、当接離脱する一対の遠心力作動片１０２，１
０２が設けられている。各遠心力作動片１０２は、サセ
プター３３の切欠部３３ａ内に配設され、ビス１０１で
回転自在に装着されている。したがって、サセプター３
３が停止中は、第２図の軸線Ｙを中心として右側に表示
したように、遠心力作動片１０２は切欠部３３ａ内に収
容され、回転中はその遠心力によって軸線Ｙを中心とし
て左側に示したように付勢突出され内周面３２ａに圧接
される。

遠心力作動片１０２．１０２の突出作用は、サセプター
３３の回転速度が上昇するほどに強力となり、突出時点
はワッシャー１０３．１０３のネジ１０１，１０１によ
る締付力で調整される。この意味において、ネジ１０１
と遠心力作動片１０２との間に例えば第２図に点線で示
すようなうず巻バネＳを介装し、調整することもできる
。このようにすると、サセプター３３が停止したときに
作動片１０２を切欠部３３ａ内に迅速収容可能となる。

なお、ウェーハ３１とトレイ３２との連結はスプリング
付勢片による固定や、バキューム吸着等々適宜な手段で
行われるが、この実施例ではトレイ３２に設けた皿部３
２ｂにウェーハ３１を嵌込む方式とされている。

また、加熱手段５０は、大別して２重円筒体５１と熱源
（６１）とから形成されている。

２重円筒体５１は、反応室１０の内部空間１８内に反応
ガスと接触不能つまり隔離された熱源（６１）を収容す
るための密閉空間５３を形成するとともに上記の如く回
転シャフト３４を嵌挿案内するためのものであり、石英
ガラスから一体に形成されている。

この２重円筒体５１は、金属製反応室１０内に収容され
るものであるから、石英ガラスから形成しても反応ガス
の外部へのリーク問題は生じない。

２重円筒体５１は、内側の長寸部５５を基体２１の貫通
穴２２にシール部材２５を介して嵌挿し、ナツト部材２
６により固定されるとともに、外周部に設けられた鍔部
５４はフック２４に係止され固定される。しかして、２
重円筒体５１の中間部分が密閉空間′５３を形成するも
のと理解される。

そして、基体２１に設けられた電極穴２７とガスパーシ
ロ５３−１とは、この密閉空間５３に連通する位置とし
て設けられている。

ここに、熱源は、密閉空間５３の上部つまりサセプター
３３の下方に接近配設されたカーボン系の分割ヒータ６
１．６１．・・・と、リード部材６２と、金属筒６４と
一体に形成されたセラミック製の電極いわゆるハーメチ
ック電極６３と、外部の電源装置とを連結する給電部材
６５と、反射鏡６７とから形成されている。

すなわち、本実施例における熱源は、単位面積当りの発
熱量の大きな複数のカーボンファイバー電極とされ、径
方向に分割配設することによってウェーハ３１の径方向
温度分布を適宜にコントロール可能に形成して輻射加熱
方式を構成している。

また、かかる熱源とロックａｉｔｏｏの協働により、ウ
ェーハ３１を高速回転中でも所定温度分布をもって正確
に加熱することができる。密閉空間５３内を使用時に真
空としておくことによりその劣化等を阻止できる。

このように、熱源をカーボン系電極とすることにより、
従来の金属抵抗、ハロゲンランプ等による加熱方式に対
して装置小型化達成され、かつハロゲンランプの如く冷
却手段を講じなくてもすむので設備簡素化と反応ガス漏
れ部位の排除が可能となる。

続いて、整流ｔＩｌｔｆｓ７０は、反応作業中にウェー
ハ出入穴１４．１５を閉成して反応ガス供給口１２から
ウェーハ３１に向う反応ガスの整流を行いかつローディ
ング・アンローディング作業中にその出入穴１４．１５
を開成するように反応室１０の内壁面１１ａに沿って外
部から変位可能に形成されたものである。

すなわち、反応室１０を金属製とし、これによりローデ
ィング・アンローディング作業を反応室１０（サセプタ
ー３３）の高さで行えるよう形成しても、その出入穴１
４．１５はウェーハ３１の出し入れのために大径となる
。しかも、反応ガスのリークを完全に阻止するために比
較的堅牢で内壁面１１ａに大きな凹部を形成するような
複雑形状となる。

すると、いかにウェーハ３１を高速回転しても、ウェー
ハ３１面上に反応ガスが層流となって良好な接触を保つ
というウェーハ回転型の特徴が抹殺されてしまう、多数
のウェーハ３１を同時にサセプター３３にセットするこ
とにより生産性を同じくしながらサセプター３３の回転
数を下げた運転をするときには一層深刻である。さらに
、内壁面１１ａはもとより出入口１４．１５に反応ガス
中の成分が付着固化するとウェーハ３１の上流側に位置
するところから、時間とともに付着物質が不純物となっ
て飛散し高品質を達成できない。

この解決策として設けられた整流機構７０は５、この実
施例では、円筒形のステンレス鋼からなる整流部材７１
とこの整流部材７１を反応室１０内で上下に移動させる
可動体７３とから形成されている。可動体７３は基体２
１の貫通穴２３にシール部材４８を介して嵌挿通され、
外部に設けられた図示しないシリンダ装置等により駆動
される。

さらに、この実施例では、整流作用と、出入穴１４．１
５の確実閉成および迅速開閉作用とを一段と能率よく行
わせるために、短寸円筒体からなるガイド部材７５が設
けられている。

なお、第３図は反応中に状態を示し、整流部材７１の上
端は反応室１０の天井に設けられたシール部材（オーリ
ング）４８に圧接接触され、出入口１４，１５側と内部
空間１８とを隔離している。

次に作用を説明する。

反応室１０の内部空間１８とローディングチャンバー３
とのそれぞれをガスバージ乃至真空引きし、その最終工
程としてフィルタ７９を下降させた後にゲートバルブ３
−２を開放して行う。

完了後、フィルタ７９を上昇させ、ハンドリング手段７
を操作して予めトレイ３２上にセット（皿部３２ｂに嵌
込む）されたウェーハ３１をトレイ３２を被嵌させるこ
とによりサセプター３３に装着する。以下、ウェーハ３
１に手をかける必要がなく、清浄が保たれる。この際、
整流部材７１、ガイド部材７２は引下げられている。

ウェーハ３１のセット後に、ゲートバルブ３２を閉成す
るとともに可動体７３により整流部材７１を上昇させる
。この整流部材７１の上端部は反応室１０の天蓋に設け
られたオーリング４８に当接され、反応ガスの出入穴１
４．１５側への流れが阻止される。

次に、加熱手段５０を駆動して、輻射加熱しつつウェー
ハ３１を例えば７００″Ｃの適温に温度上昇させる。

この段階以降において、ウェーハ回転機構３０を駆動し
てウェーハ３１を回転駆動しつつ供給口１２から反応ガ
スを供給する６反応ガスは整流部材７１で整流案内され
乱気流発生が防止される。

ウェーハ３１上には、高速回転に基づき第６図の実線Ａ
で示すように層流が形成され、高能率にエピタキシャル
成長が促進される。この促進過程においても、温度検出
手段３９、カーボンフィーバ−電極６１，６１．・・・
の協働によりｌ＆適温度コントロールがなされる。

ここに、サセプター３３が回転すると、遠心力作動片１
０２，１０２（ロック機構１００）が作用し、トレイ３
２の内周面１０２ａ、１０２ａを圧接するから、サセプ
ター３３とトレイ３２っまりウェーハ３１とは相対位置
が不変となり、ウェーハ３１の所定温度分布が確約され
、また、移動飛散して破損等することがない。

化合物半導体の完成後は、ウェーハ回転機構３０、加熱
手段５０を停止し、反応室１０内のガスパージ等々光の
手順と逆動作してウェーハ（製品）３１をウェーハ出口
穴１５から引出し、ローディングチャンバー３から新た
なウェーハ３１を供給し、次の製造が行うことができる
。

しかして、この実施例によれば、サセプター３３を回転
可能としかつその回転動作中にウェーハ３１とサセプタ
ー３３の相対位置を固定化するロック機構１００を設け
た構成とされているので、サセプター３３を本来的目的
のために高速回転させても、ウェーハ３１が位置づれを
起し均一温度分布が阻害され、移動による破損等を生じ
るという従来欠点が一掃され、高品質半導体を安全かつ
能率よく製造できる。

また、ロック機構１００は、遠心力作動片１０２．１０
２を含み形成され、サセプター３３の回転力を利用する
ものとされているので、高速回転するほどに強固に確実
動作する、とともにサセプター３３の停止時にはトレイ
３３を容易に取付・取外しでき、ローディング・アンロ
ーディング作業を容易かつ迅速に行える。

また、ウェーハ３１は、トレイ３２を介してサセプター
３３に間接的に装着するよう形成されているので、予め
トレイ３２にセットして置くことにより、ローディング
作業を一層容易・迅速にでき、ハンドリング手段７等の
設（ｉ！簡素化が図れる。

また、トレイ３２は、サセプター３３に被嵌装着するも
のとされかつサセプター３３の外径よりも大径とされて
いるので、高度の加工精度を要求されず低コストである
。

また、金属製反応室１０と回転可能なサセプター３３と
サセプター３３の下方からウェーハ３１を輻射加熱する
熱源すなわち加熱手段５０と整流部材７１を含む整流＃
ｔ１構７０とを設けた構成とされているので、人身保護
上の安全性、高品質化、取扱容易、生産性向上、小型・
コスト低減等々を一気に達成できる全体として実用価値
の高い優れた化合物半導体の製造装置を提供できる。

また、反応室１０は輻射加熱方式の採用により金属製と
されているので、変形・破壊等がなく反応ガスのリーク
を完全に防止できるとともに反応ガス洪排口１２．１３
、ウェーハ出入口１４．１５等々を適宜な位置に容易に
加工できるがらローディング・アンローディング作業が
理想的となりコストも引下げられる。

また、反応室１０は、本体１１とこの本体１１と着脱可
能な基体２１とから形成されているので、ローディング
・アンローディング作業中にはウェーハ３１を定位置に
保持できる、とともに分解・調整時には加熱手段５０．
整流６１構７ｏ等をそっくりそのまま外部に引出せるの
でそれら作業を迅速・容易かつ安全に行える。また、整
流機１７０や反応室１０の内壁面１１ａの清浄化が容易
である。

また、２重円筒体５１は、基体２１の貫通穴２２、フッ
ク２４に係止させナツト部材２６により着脱可能とされ
、かっ底蓋＃２８が脚部２１ａから取外せるので、その
交換・清掃等が容易である。

また、中空部５２と密閉空間５３とを形成する２重円筒
体５１は、形状簡素のため加工歪や形状歪みが残存せず
長期に亘り安全が保たれる。とともに、万一破損するこ
とがあったとしても金属製反応室１０の内部空間１８内
に収容されているので反応ガスのリーク問題を生じさせ
ない。

また、ウェーハ回転機構３０は、モータ４４で回転駆動
される回転シャフト３４にトレイ３２付のサセプター３
３を差込装着するものとされているので組立容易である
。しかも、回転シャフト３４は、２重円筒体５１の中空
部５２を軸受３５を介して貫通し、かつ下端部は磁気シ
ール２９を介して両端支持されているので捩れのない真
円で高速回転を保障できる。よって、反応ガスのウェー
ハ３１上での層流確立による高品質エピタキシャル成長
とウェーハ３１の安全姿勢保持がなされる。

また、回転シャフト３４は、中空軸部材から形成されて
いるので、その中空部３７を利用して温度検出手段３９
を配設でき、ウェーハ３１の均一あるいは所定温度分布
の加熱に有効である。

また、加熱手段５０は、輻射加熱方式とされているので
、反応室１０を金属製とできることはもとよりいわゆる
コールドウオールを確立し能率良くウェーハ３１を加温
できる。

また、加熱手段５０は、従来の金属抵抗、ハロゲンラン
プ等々に比べ単位面積当りの発熱量が大きいカーボン系
電極６１から形成されているので本装置を一段と小型化
できる。しかも、カーボン系電＠６１．６１．・・・は
径方向に離隔配設された複数のものとされているので、
ウェーハ３１の均一温度化はもとよりその内部と外周部
に亘る温度分布を反応に好都合な適宜なものとコントロ
ールできる。

また、カーボン系電極６１すなわち熱源は２重円筒体５
１が形成する密閉空間５３内に収容されているので、反
応ガスと接触することがなく、長期の安定使用できる。

また、劣化や反応ガス中への飛散混入も生じないので、
この点からも高品質製造できる。

また、熱源はカーボン系電極６１から形成されているの
で、ハロゲンランプの如き冷却手段を請じる必要がなく
、装置小型化に貢献すること大である、とともに金属筒
６４を介し反応室１０（基体２１）に貫通装着できる。

つまり、金属−金属間連結のため組立加工容易にして、
この部分からの反応ガスリークを完全防止できる。

さらに、整流機構７０を形成する整流部材７１はステン
レス鋼の円筒形状とされているので、サセプター３３の
上流側における反応ガス中の成分付着が抑制されかつ高
能率整流作用を発揮でき、極めて高品質の化合物半導体
を製造できる。

さらに、整流部材７１はウェーハ出入穴１４゜１５を反
応作業中に完全に覆うことができるので、ウェーハ出大
穴１４．１５等による反応ガスの乱流化が阻止される。

したがって、高速回転中はもとよりウェーハ３１の脆弱
性と多量生産性に鑑む中、低速回転での運転をも効率よ
く行える。

さらに、整流部材７１には、出入口１４．１５の完全閉
鎖と迅速開閉を企画した短寸のガイド部材７２が設けら
れているので、反応ガス流のバイパスをも阻止できる。

さらにまた、整流部材７１は可動体７３を介して外部か
ら上下動可能に構成されているので、ローディング・ア
ンローディング作業を迅速かつ高能率に行うことができ
る。

さらにまた、整流部材７１は、基体２１とともに外部に
取外しできるので清浄が容易であり、常にサセプター３
３の上流側に位置する表面を平滑に保持できる。

さらにまた、反応室１０とローディングチャンバー３と
の間には、上下動可能なフィルタ７９が設けられている
ので、ローディング作業中に反応室１００１から埃等が
侵入されず、供給ウェーハ３１の清浄化を保つことがで
きる。

なお、以上の実施例では、縦型装置とされたが横型装置
も同様に構成でき、また、ウェーハ３１をガリウム砒素
とし、反応ガスをトリメチルガリウム等としたが、これ
ら材質、種別並びに反応形式はこれに限定されず任意に
選択して実施でき、これらの場合にも本発明の範囲に属
すること明白である。

［発明の効果］ 本発明は、以上の説明から明らかの通り、つ工−ハをサ
セプターに着脱可能とされたトレイを介して保持し、か
つサセプターの回転力を利用してサセプターとトレイつ
まりウェーハとを一体的に連結して相対位置を固定化す
るロックｉｓを設けた構成とされているので、ウェーハ
の変形・破損を招くという従来欠点を一掃でき、サセプ
ター高速回転による高品質・高能率製造とローディング
・アンローディング作業の容易・迅速化を飛躍的に向上
できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す側断面図、第２図は
第１図の矢視線１１−Ｈに基づく平面図、第３図は縦型
装置全体ｗｉ造を示す側面図、第４図〜第６図は従来の
ＭＯ−ＣＶＤ法による半導体製造装置の概略図であって
第４図は横型、第５図は縦型および第６図は改良縦型を
示すものである。 １０・・・反応室、 １１・・・本体、 １８・・・内部空間、 ３０・・・ウェーハ回転ｉ梢、 ３１・・・ウェーハ、 ３２・・・トレイ、 ３２ａ・・・内周面、 ３２ｂ・・・皿部、 ３３・・・サセプター ３３ａ・・・切欠部、 １００・・・ロック機構、 １０１・・・ビス、 １０２・・・遠心力作動片。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェーハを保持するサセプターを反応室内に回転
   可能に設けたＭＯ−ＣＶＤ法による半導体製造装置にお
   いて、 前記ウェーハを前記サセプターに着脱可能に形成された
   トレイを介してサセプターに保持させ、かつ前記サセプ
   ターの回転動作中にその回転力を利用してサセプターと
   トレイとを一体的に連結してサセプターとウェーハとの
   相対位置を固定化するロック機構を設けたことを特徴と
   するＭＯ−ＣＶＤ法による半導体製造装置。