JPH0377315A - 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法による半導体製造装置に関す
る。

［従来の技術］ 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Ｉ［−Ｖ族、　Ｉ［
−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　　Ｏｒｇａｎ
ｉｃ　−ＣｈｅｍＬｃａｌ　　Ｖａｐｅｒ　　Ｄｅｐｏ
ｓｉ　−ｔｉｏｎ）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３図と第４図に示す。

第３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ウエーハ３１を
保持するサセプター３３９反応室１０内を例えば７００
″Ｃの如く適温に加熱する加悲手段５０算から構成され
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１コーデイング・アンロ
ー−／インクに際し、て気密どす−るためＧこ、反ｈ６
室１０に連設された■７−ドロックチャンバー３や、さ
らに２点鎖線で示した第２のロードロックチャンバー４
を設けたいわゆる２〜３室ロ一１ζロツク方式とされて
いる。したかって、つ工−ハ３１のローデイ〉グ・アン
ローディングは、サセプター３３の移動機Ｉｉ！！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ｉ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Ｙ７−ドロヅクチヤンパ
ー３と第３室を形成イる第２の１７−ド１コツクチヤン
バー・１を隔離して慎重に行われる。

なに、１２は反応カス供給ＦＬ１．．３は反応ガスや［
気り、１６はＮ２〃ス等によるパージや真空引き゛する
ためのカスパーシロである。また、１４゜１．５はつ天
−ハ３ｔの出入穴である。

こ、：に、反応カスは前記適温に加熱されたウェーハ３
１と接触するこＬによりエピタキシャル成１そを促進さ
せるものであるから、反Ｌ６刀スの労費や室内汚染によ
る品質低十郷を防ｔＬするために反応室１０の内壁面１
．０　ａは、適ｉ晶以トに保持させなければならない２
いわゆる二？−／し１くウオールとすべきである。した
がって、加＝ｆａｘ５ｏ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算からなる誘導加熱方式と
されるのか一般的である。よって、反応室１０は（１英
ガ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ガリウム［
（Ｃ１４ｉ　）−Ｇａｌ　１水素ガス［Ｈ，２］アルシ
ンカス［ＡＳＨ３］、ホスフィンガス１ｌ−）１”（３
］　＃の反応ガスを供給するとともに加熱■・段５０に
よ−）て例えばガリウム砒素７　Ｇａ　Ａ　Ｓ　］から
なるウェーハ３１および反粘カスを２例えば７００　’
Ｃに加熱づることによりウェーハ３１．−、ｆに夫ピタ
キシャル成長を促進して化合物゛＋！導体を製造するこ
とかできる。

一方゛、第４１メ１（第３図と共通する構成要素には同
一の符う３をを１１．ている。）に示す装置は、Ｆｉｊ
ｌＳガスをウェーハ３】に直角方向から接触させるいわ
ゆる縦型横ｊもであるに の構造においても、Ｌ記埋Ｅｌｊから加熱手段５０を誘
導加熱方式とするために、反Ｊ５室１０は石英ガラスか
ら形１戊され°（いる、したかつて、ウェーハ３１の反
め室１０）＼の出し入れは、七ｒ方向に移動させて行な
う、１．たがって、水平方向の設置スペースカミ小さく
、反応室１０内を覗窓からシｊ視容易笥の作業便宜な高
さに配設可能という等の特長を存する６ ［発明が解決しようとする課題］ ところで、横型、縦型に拘へず従来装Ｒは、クールウオ
ールを形成するために誘導加熱方式とされ、これかため
反応室ＩＯを石英ガラスから形成せざるを得ない。した
かつて、人身保護上の安全性、高品質保障、大址迅速製
造、設備経済等々の要請を全て満足させることかできず
、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。

■　反応カスとして用いられるボスフィンカス［、Ｐ　
Ｈ、］　、アルシンカス［ＡｓＨ３１は５１．毒・注で
Ｉ）る。とこｂが石英ガラスは運転中のＹ上刃変動や経
時的変化から容易に破損し易い。ときには加工歪　形状
歪により体ＩＬ中にも破損する場合かある。この欠点は
、猛毒カスをリークさせることになるので公私に亘る人
身保護上到底許されない。

■　ウェーハ３１のローディング・アンローディングは
、そのサセプター３３ごと＋１−ドロックチャンバー３
等内に移動させて行な）方式であるから、設備過大、生
産能重数−Ｆを招くばかりか、特にロードロツタチャン
バー３か大容積となることは、高真空引きが至難となり
品質劣悪化を招来し、また真空ポンプ等も大型・高価と
なる。さらに、真空引き作業に長時間を有するので迅速
作業か達成されず生産性か悪い、メンテナンスも大変で
ある。

■　また、誘導加熱方式の加熱１段５０か大型となるの
で、サセプター３３と同じ位置にウェーハ３１の出入穴
１．４．１５を設けられず上記■の問題を引起こす他、
反応室１０か石英ガラス製のための供排口１２，１３や
カスパーシロ１６等の加工か非常に困難でありコスト高
を招くばかりか、これら部分から反応カスの漏れる虞れ
が多い。

■　とりわけ、縦型とする場合には、ロードロックチャ
ンバー３に移動８１横８全体を収納させなければならな
いので大型となり超高真空引き作業等が困難である、と
ともに第２のロードロックチャンバー４が下方配設され
ているためにロープインク・アンローディング作業が不
便であるという欠点がある。さらに１反応ガスをウェー
ハ３１に垂直方向から供給するので、その有効接触が阻
害され高効率のエピタキシャル成長を促進できないとい
う問題がある。

■　これに対して、縦型の上記特長を享受しながらその
欠点を解消するものとして、次のような改良縦型が米国
企業（ＥＭＣＯＲＥ　　Ｃｏｒｐｏ−ｒａｔｉｏｎ）よ
り提案されている。

すなわち、第５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１２００ｒｐｍに、高速回転するよう形成されている
。その技術的理由は、従来縦型では、第５図に点線Ｂで
示すように、反応カスか乱流となり固気接触効率が悪い
か、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。

また、コールドウオールを確立しつつウェーハ３１のロ
ーディング・アンロウディング作業を反応室１０の高さ
で行なわせるために、反応室１０の材質を部分的あるい
は全面的に非石英ガラスとすることを試みて、加熱手段
５０を誘導加熱方式から直接加熱方式と変更されている
。この加熱は、サセプター３３の不測に設けたモリブデ
ン製抵抗５８すなわち金属抵抗加熱方式である。

しかしながら、加熱手段５０を形成するモリブデン製抵
抗５８が高温反応ガス中に露出されているので、経時的
に劣化、消耗するばかりか、それら粉末等が反応室１０
内に飛散するので品質を劣悪化させる６ 特に、日本国内の試用実績によると、ガリウム砒素［Ｇ
ａＡｓ］等は脆いことから、１２００ｒｐｍの如く高速
回転すると原型が破壊され生産不能となったり・、機器
破損を招くという問題が指摘されている。これに対して
、低速回転させると、反応ガスの層流化が阻害され本末
転倒となり品質劣悪となる。さらに、低速回転となると
ウェーハ３１の出入れを反応室１０の位置において行な
うために必須なウェーハ出入穴１４．１５や覗窓が反応
ガスを大きく乱し、ウェーハ回転方式の利点を抹殺して
しまう程の複雑な乱流が形成され、極めて生産性、品質
の悪いものとなり実用に耐えないという指摘がある。

さらに、モリブデン製抵抗５８は単位面積当りの発熱量
が小さいので、装置大型となり温度コントロールが難し
い、また、外部電源から抵抗５８へ接続される電路等が
反応ガスに接触し汚れや破損等を招く虞れが多い、しか
も、サセプター３３は片持梁的−線案内で高速回転させ
るから横揺れ等ゲ生じる問題がある。

以上の問題は、上記他方法によるＭＯ−ＣＶＤ法につい
て共通である。

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、装置横築上部分的、全面的に相反すると
されていた人身保護上の安全性、高品質化、取扱容易、
生産性向上、小型・低コスト化等々の全てを達成できる
ＭＯ−ＣＶＤ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、金属製反応室の内部空間内でサセプターの下
方に密閉空間と中空部とを形成する石英ガラス製の２重
構造筒体を配設し、 該２重構造筒体の密閉空間内にサセプター上のウェーハ
を輻射加熱する熱源を設ける、とともに中空部にサセプ
ターを回転させるための回転ジャ７１〜を貫通させかつ
回転シャフトを温度検出手段を収納案内する中空軸部材
から形成したこと、を特徴とする。

「作　用］ 上記桶成の本発明では、加熱手段を輻射加熱方式として
いるので反応室が金属製とでき反応ガスのリーク問題か
一掃されるとともににウェーハの出入し１か任意の位置
に加工できるからローディング・アンローデイジグか容
易である。

ここに、加熱手段は２重４１ｉ！１造筒体の密閉空間内
に収納されたカーボンファイバー等の熱源から形成さ７
するので反応カスに接触させ長期安定運転かできる。

しかも、２重構造筒体の中空部はサセプター回転用の回
転シャフトを回転支持可能とさ九かつ回転シャフトには
温度挽出手段を装着されるので、ウェーハを真円回転さ
せつつ適温コントロールか容易に行われることから、高
品質で迅速に半導体を製造できる。

「実施例Ｊ 以下１本発明の実施例を１ＡｉＮｊを弁明しながｔ、説
明する６ （第１実施間） この実施例は　ガリウム砒素つ王−八−１，ｌ：エピタ
キシへ・ルｒ友長させるＭ　Ｏ−ＣＶ　Ｄ法の１′、導
体製造装置であって、第１図に示ず々■く紹ηＪ装置で
あり、大別して反応室１０とウェーハ回転Ｒ横３０と加
熱手段５０と整流機構７０を含み構成されている。特に
、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的に配設してウェーハ３】を輻
ＩＪ＝ｔ　７１１１然することにより、反応室１０全体
を石英ガラスから金属製へ実現している。

また、加熱手段５０は密閉空間３０を形成する石英ガラ
ス製の二重円筒体５１を含み、その空間部５２を利用し
てウェーハ回転機構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子Ｎｕ　３９を設けることによ
りウェーハ３１、サセプタ−３３の正確で迅速な温度検
出かできるようｙ４威されている。

また、ウェーハ３１のローディング・アンＤ　−ヲ゛イ
ング作業１史宜のためウェーハ出入穴ＩＪ、１５乙土サ
セプター３３とほぼ同じ高さの位置として反応室１０に
設０られている。反応室１．０はロードｌコックの第１
室を形成するもので夕）る。

ここに、ウェーハ３１を嵩速１．１転させてらウェーハ
出入穴１４．１５や図示しない覗窓か供給反めカスに乱
れを生じさぜないために整流機構７０か設４１ら九、高
速回転による高能率で均一なエビタ吉シャル成長を〜段
と向上させるものと形成されている。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、ｔ７−
ディング・アン１″？−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
Ｆ方に外部から移動変位できるものとされている。

以下、８構成要素を詳細に外税する。

反応室１０は、第１図に示ず々口＜、天Ｗｆ玉１円筒形
の本体１１とその武器を形成する基体２１とからなり、
オーリング４８を介してリールされ、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
レス鋼）の密閉容器と１７で形成し、従来の６英ガラス
容器の破損による猛閣な反応カスのリーク問題を一掃し
ている。

本体１１の、Ｌ方には反応カス供給口１２、両凹部には
クエーハ入ｎ穴１４．出目穴１５か設けられている。ま
た、ト方側には反応ガスの排Ｆｉｉ　１１１３とカスバ
ージや真空引きに使用するカスバージＬ］１６か設？ｉ
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１１′Ａで図示省略した右曲の
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１−たのでウェーハ人口穴１４．
出ロ穴１５を容易に設けることができる。したがって、
ロープインク・アン１コーデイング作業が反応室１０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かＸ方向、Ｚ方向
に自在に移動できるものとされている。３１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１０１１１にはシャ
フト７８で上下動可能に形成されたフィルタ７７が設け
られている。ローディング作業中に反応室１０■からの
埃等がロープインクチャンバー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から取外し可能と
されている。その中央部から外聞に向って、大径の貫通
穴２２．ｔ＆穴穴子７パージ穴５３−１．小径の貫通穴
２３が設けられ、第１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の下部には底蓋体２８との協働により小
空間を形成する脚部２１ａが形成され。

ここにもガスバーシロ１つ−１が設けられている。

次に、ウェーハ回転機１３０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
ボン製のサセプター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３４
と、この回転シャフト３４に回転を加える駆動手段（グ
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ためにサセプター３３の軸部３
３−１は軸受３５を介して詳細綱紀の２重円管体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２９で回転支持されている。

そして、回転シャフト３５は中空部３７を有する中空部
材から形成されており、この中空部３７にサーモカッ１
等から形成された温度検出手段３つか装着される。した
がって、ウェーハ３１（サセプター３３）の直近におい
て正確な温度検出か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３５は真円回転してい
るので温度検出手段３９に捩れ等の機械的外力ら加わら
ず、また反応ガスに触れることもない。

ここにおいて、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、本発明の主たる技術的特長である加熱手段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、反め室ｌＯの内部空間ｔ８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の中間部分か密閉空間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とカスバーシ
ロ５３−１とは、この密閉空間５３に連通ずる位置とし
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
ヅク電極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。

密閉空間５３内を使用時に真空とすることによりその劣
化等を阻止できる。

このように、熱源をカーホン径電極とすることにより、
従来の令屈批抗、ハＷＴ？ゲンランプ等による加熱１７
式に対して装置中１１（化達成されかつへ１７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
反応カス漏れ部位の排除が奸能となる。

続いて、整流機構７０は、反応作業中にウェーハ：１．
Ｈ大穴１４．１５を閉成して反応カス供給１」１２から
ウェーハ３１（５こ向う反応カスの整流を行いかつ＋７
−フイング・アン１７−ゾイング作業中にその出入穴ｌ
・１．＋５を開成するように反応室１゜の内壁部１１ａ
に沿って外部から変位可能に形成されたものである。

１なわち、反応室１０を金属製と１７、これによりロー
ティング・アンローディング作業を反応室１０〈サセプ
ター３３）の晶さで行えるよう形成しても、その出入穴
１１ｚｌ、１５はウェーハ３１の出し入れのために大径
となる。しかも、反応カスのリークを完今に阻止するた
めに比較的堅牢で内ｕｉｎｉｌｌａに大きな四部を形成
するような複雑形状どなる。

ヴると、いかにウェーハ３Ｉを高速回転（２ても一７エ
ーハ３１　ｉｆｕ　ｌ−に反めカスが層流となって良好
な１ｇ触を保−）というウェーハ回転型の特徴がＩ′１
（殺されてしよっ。多数のウェーハ３１を同時にサセプ
ター゛３３にセットづることにより生産・目を同ヒく［
７ながらサセプター３３の回転数を十げ゛た運転をする
ときには一層深刻て゛ある。さらに、内壁部１　］　ａ
はもとより出入［１，］１４，１５に反応カス中の酸分
が付着固化するとウェーハ３１のＬ　、’ｎ　ｆｔ’、
Ｉに位置するとこノ）から、時間とともに付着物質か不
純物となって飛散し高品質を遠戚できない。

この解決策として設けられた整流機構７０はこの実施例
では、同筒形のステンレス鋼か八なる整流部材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１＆、さｔｉ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１・１．
１５の確実閉成および迅速開閉作用とを一段ど能率よく
行わせるために、知−・１因筒体からなるカイト部材７
２か設けられている。

次に作用を説明する。

反ム５室１０の内部空間１８とローデインクチャシバ−
３１とそれぞれをカスバージ乃至真空引きし、その最終
−１−程としてフィルタ７９をト降させた後にゲーｉ・
バルブ３−２を開放して行う。

完了後、フィルタ７つを［昇させ、ハンドリング１１１
４．７を！巣作してウェーハ３１とトレイ３２１−にセ
ットする。この際、整流部材７１．カイト部材７２は引
Ｉ・−けられる。

ｒ’７エーハ３１のセント後に、ゲートバルブ３２を閉
成するとともにｉ１駆動７３により整流部材７１を」、
昇さぜる。この整流部Ｎ７１の上端部は反応室１０の大
益に設けられたオーリンク４８に５接され、反応力Ｚの
出入穴１４．１５測への流れが阻ＩＬされる。

次に、加熱十Ｆ捷５０を駆動し、て、輻！ｉｔ　７１ｕ
熟しつつｒ″７７エーハ３１えば７００　’Ｃの適温に
温度１゜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３Ｉを回転駆動しつつ供給［１１２かへ反厄
カスを供給する０反応カスは整流部Ｈ′７１で′整流案
内され乱気流発生が肋ｌＬされる。

ウェーハ引１．けには高速回転に基つき層流が＋ｒａ成
され、高能率にヱピタキシャル成長が促進される、この
促進過程においてら、温度検出ｆ−Ｆ’Ｊ　３　ｃ）、
カーホンフィーバ−電極６１．．６１．・・・の協働に
より最適濁度コントロールがなさｌしる。

化合物半導体の完吠後は、ウヱーハ回転機横３０、加熱
ｆ段５０を停止■シ、反応室ｌｏ内の力λパージ￥ｆｉ
η先の手順と逆動作してウェーハ（Ｖ品）３１をウェー
ハで出Ｌ１穴】５がら引出し、Ｄ　−９イングチヤンパ
ー３がら新たなウェーハ３１を１１（給し、次の製造を
行うことができる。

しかして、この実線例に上れば、加熱手段５０か反応室
ＩＯの内部空間内でサセプター３３の平方に配設された
２重Ｍ造の円筒体５１とこの円筒体５１が形成する密閉
空間５３内に収容されたＩ幅耐加熱方式の熱源（６１，
６１，・・・）とからなり、円筒体５１の中空部３７に
サセプター３３の回転用および温度検出手段３つの案内
用の回転シャフト３４を設けた構成であるから、反応室
１ｏを金属製とでき反応ガス漏洩の完全防止とサセプタ
−３３の高速かつ真円回転並びに理想的温度維持により
高品質製造でき、ローディング・アンローディング作業
を容易とすることができる。

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、反応ガスのリークを完全に防止できる
とともに反応カス供排日１２．１３、ウェーハ出入口１
４．１５等々を適宜な位置に容易に加工できるからロー
プインク・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つ工−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・容易がっ安全に行える。また、整流ａ横７０や反応
室１０の内壁面１１ａの清浄化か容易である。

また、２重円筒体５１は、基体２１の貫通穴２２、フヅ
ク２４に係止させナツト部材２６により着脱′ｎｎ能能
され、かつ底蓋体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
長期に亘り安全か保たれる。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１〜３４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２つ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３Ｉ上でのＮＪ流確立による高品質エピタキシャル
成長とウェーハ３１の安全姿勢保持かなされる。

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３つ
をｔｊｌ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、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ｔ　ｆ
ｆ１６１から形成されているので装置を一段と小型化で
きる。しかも、カーボン系電極６ｉ、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−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
応カ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、
この点がらち高品質製造できる。

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講じる必要がなく
、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、本装置は金属製反応室ＩＯと回転可能なサセプ
ター３３とサセプター３３の下方がらつ工−ハ３１を輻
射加熱する加熱手段５ｏすなわち熱源と整流部材７１を
含む整流ｉ横７０とを設けた構成とされているので、全
体として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優
れた化合物半桿体の製造装置を提供できる。

さらに、整流機構７０を形成する整流部材７１（１ス）
；ンレス鋼の円節形状とさり、ているので、サセプター
１３３のＬ流醐における反応カス中の成分１・１着か抑
制さり、かつ高能率整流作用を発側でき、＋Ｉｌｌめ°
ζ高品質の化合物半導体を製造できる。

さらに、整（温部材７１はウェーハ出入穴１４１５を反
応作業中に完全に覆うことかできるので、ウェーハ出入
室１．４．１５等に上る反応カスの乱流１ヒか閉止され
る。したが−）で、高速回献中はもとよりウェーハ３１
の脆弱性とＳ延生産性に鑑む中、低速１．ＤＪ転での運
転をも効・←に行える。

さｔ、に、整流部材７１には、出入［」１・１．１５の
完全閉鎖と迅速開閉を企画した短・１−のガイド部Ｆ４
７２ん１、没（・〕−られているので、反応カス流のバ
イバ乙をもｉｌｌ止できる。

さらにまた、整流部材７１は可動体７３を介し外部から
上−ド動ａｒ能に４１１或されているので、ロー−“ｉ
インク・アンｉ’ｌ−ディング作業を迅速かつ高能率に
行うことかできる。

さらにまた、整流部４４７１は、基体２１とともにクト
部に取外しできるので清浄か容易であり、常にその表向
をＰｉ付に保持てきる。

さらにまた、反応室１０とローデイン７チヤンパー３と
の間には、１＝Ｔ動ｌｌＩ能なフィルタ７９か設けられ
ているので、ローディング作業中に反応室１０　ｉｌｌ
から埃算が１重人されず、供給ウェーハ′３１の清浄化
を保つことができる。

（第２実施例） この実施例は第２図に示される。

本装置は、加熱手段５０を輻射加熱方式とすることに上
り反応室１０を金属製とし、ユな、サセプター３３等全
体を上ＦＪさせることなく冒−ディング・アンｌ？　−
ｆインク（？業可能でかつ整流部材７１　（整流ｆｉ横
７０）を設（→る等の基本構成を第１実施例の場合と同
じとしｆＳ横望に関するＩ、のである。

これがため、整流機構７０の一部を形成する整流部材７
１は、サセプター３３の上流１ｌｌＩとド流１則とに一
対として設け、供給【コ１２から反応カスをウェーハ３
１と平行な流れを形成するものと構成されている。もと
より、整流部材７１．７１は可動体７３．７３を介して
＋１−ディング・アンＤ　−ディング作業円イ↑化のた
めに第２図で２点鎖線で４、ずように−Ｆ降させること
ができる。

なお、Ｄ　−ｆ　インクチャンパー３は、反応カスＩＬ
方向の後端に設けられているが、サセプター３３の近侍
位置におい′ζ反応カス流方向と交叉するＢ向（紙血直
交方１ｉｉ１１等）に配設することが自由である。

Ｌ、かして、この実施例でも、金属製反応室１．０によ
る安全性のＲ保、ＩＶ−ゲインク作業等のｊｆ５！汲竹
向４、輻ｑ・■加熱、整流作用に上る高品質製造、装置
の小型・コスト低減等々第１実施例の場合と同様な作用
効果を奏することかでき、また、研究室、上場用レイア
ウトスペースや製造態様等に適合させて縮型・横をとい
う選択〔ｌ畑作を拡大できろ。

なお、以上の実施例ではカリウム砒素ウェーハＬにエピ
タキシャル成長を促進させる装置としたか、Ｍ　Ｏ−Ｃ
Ｖ　Ｄ法である限りにおいてウェーハ材質、反応カスの
種別等々を作意に選択して実施でき、これらも本発明の
適用範囲肉である。

［発明の効果］ 本発明は、以Ｅの説明から明らかの通り、金１１・４製
反応室の内部空間内でサセプターのｒ′：方に密閉空間
と中空部とを形成する石英ガラス製の２重構造筒体を配
設し、該２重構造筒体の密閉空間内にサセプター−Ｌの
ウェーハを軸ｑ・ｌ加熱する熱源を１没０る、とともに
中空部にサセプターを同転させるための回転シャフトを
貫通さぜかつ回転シャフトを温度検出ｆ段を収納案内す
る中空軸部材から構成されているので、コールドウオー
ルを形成しながら反応室を金属製とすることかでき反応
力λの漏洩完全防止と反応室、ｌ：、流側内壁面のミス
Ｉ−等付着防止により安全性と高品質とを確約でき、ま
た、ウェーハの高速かつ真因回転と埋恕的温度管理によ
り一段と高品質製品を能力よく半導体を製、造てきると
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実徒例を示す開断面図、第２図は
第２実施例を示す側断面図、第３図〜第５図は従来のＭ
Ｏ−ＣＶＤ法による半導体製造装ｊｄの概略図であって
第３図は横型、第４図は縦型お上び第５図は改良縦型を
示すものである。 １０・・・反応室、 １１・・・本体、 １１、　ａ・・・内壁面、 １２・・・反応ガス供給Ｕ、 １３・・・反応ガス排気口、 １４・・・ウェーハ入口穴、 １５・・・ウェーハ出口穴、 １８・・・内部空間、 ２１・・・基体、 ３０・・・ウェーハ回転機構、 ３１・・・ウェーハ、 ３３・・・サセプター ３４・・・回転シャフト、 ３９・・・温度検出手段、 ４４・・・モータ、 ０・・・加熱手段、 ■・・・二重円筒体、 ２・・・中空部、 ３・・・密閉空間、 １・・・熱源、 ０・・・整流Ｗ１横、 １・・・整流部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属製反応室の内部空間内でサセプターの下方に
   密閉空間と中空部とを形成する石英ガラス製の２重構造
   筒体を配設し、 該２重構造筒体の密閉空間内にサセプター上のウェーハ
   を輻射加熱する熱源を設ける、とともに中空部にサセプ
   ターを回転させるための回転シャフトを貫通させかつ回
   転シャフトを温度検出手段を収納案内する中空軸部材か
   ら形成したことを特徴とするＭＯ−ＣＶＤ法による半導
   体製造装置。