JPH04372117A - 気相成長装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多量生産に対応できる
気相成長装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＧａＡｓ又はＩｎＰウエハ上に薄膜を作
成してエピタキシャルウエハを得るＭＯＣＶＤ法は、研
究段階から量産段階に移行し、生産性，歩留りが問題と
なってきている。これを向上させるためには、より大き
な設備で一度に多量のエピタキシャルウエハを生産する
必要がある。

【０００３】ＭＯＣＶＤ法は、主にガラス製リアクタ内
にカーボン製サセプタを設け、このサセプタ上に多数枚
の基板を載せる。リアクタ内には、水素をキャリアガス
としてＡｓＨ３　（アルシン），ＰＨ３　（ホスフィン
）又はＧａ（ＣＨ３　）３　（トリメチルガリウム，Ｔ
ＭＧ），Ｉｎ（ＣＨ３　）３　（トリメチルインジウム
）を流してウエハの上にエピタキシャル成長を行わせる
。成長後のガスは、排気リングから配管を通して排気さ
せる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の気相
成長装置では、一回の成長時間は、膜厚によって異なる
が、２〜４時間である。この場合、実際には、パージ，
ベーキング，昇温，降温，パージ等の工程が成長工程の
前後に入るので、全体の作業時間は３〜５時間となる。 また、ウエハのセッティング，サセプタの昇降，安全性
の確認等の作業が入ると、作業員の１交代時間内で１回
の成長しかできない。このため、従来の気相成長装置で
は、生産性が上がらない問題点があった。

【０００５】また、従来の気相成長装置では、２インチ
×９枚，３インチ×１２枚成長用等のバレル型サセプタ
があり、ウエハのローディング，アンローディング作業
をリアクタの下のリアクタ前室で行おうとすると、該リ
アクタ前室の高さを高くする必要があり、ますます装置
が巨大化している。この場合、クリーンルームは、床か
ら天井までが３ｍで、床下に１ｍのスペースがある。こ
れ以上の高さには、普通はできない。このように、従来
の装置では、高さが高くなり、ウエハ交換の作業性が悪
い問題点があった。

【０００６】本発明の目的は、エピタキシャルウエハの
生産性を向上でき、且つ装置の高さが高くなるのを抑制
できる気相成長装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の構成を説明すると、本発明に係る気相成長装置は
、チャンバーと、前記チャンバーの開口部を閉塞するタ
ーンテーブルと、前記チャンバー内をリアクタ前室とウ
エハロード室とに仕切るチャンバー内仕切り用ゲートバ
ルブと、前記リアクタ前室と前記ウエハロード室に対応
する前記ターンテーブルの各領域をそれぞれ気密に貫通
する第１操作軸及び第２操作軸と、前記第１操作軸及び
第２操作軸の各先端に設けられた第１サセプタ及び第２
サセプタと、前記リアクタ前室に対応した前記チャンバ
ーの部分に気密に連結されて設置されていて前記リアク
タ前室に連通するリアクタと、前記リアクタと前記リア
クタ前室との間を仕切るリアクタ出入り口仕切り用ゲー
トバルブとを備えていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】このような装置では、リアクタ内で気相成長作
業を行っている間に、ウエハロード室側で別のサセプタ
に対してウエハの着脱を行う。従って、リアクタ内での
気相成長作業と、サセプタに対するウエハのローディン
グ，アンローディング作業を並行して行うことができ、
全体の作業時間を短縮することができる。

【０００９】ウエハロード室は、リアクタ前室の脇に並
設するので、装置全体の高さを高くせずに、ウエハロー
ド室だけの高さをローディング，アンローディング作業
に都合のよい高さにすることができる。

【００１０】

【実施例】図１及び図２は、本発明に係る気相成長装置
の一実施例を示したものである。図示のように、本実施
例の気相成長装置は、周壁が円筒状をなすチャンバー１
を有する。該チャンバー１の下面開口部は、ターンテー
ブル２で気密に閉塞されている。該ターンテーブル２は
、回転軸３で回転駆動されるようになっている。チャン
バー１内は、その中心を通って直径方向に横切るチャン
バー内仕切り用ゲートバルブ４によってリアクタ前室５
とウエハロード室６とに気密に仕切られている。チャン
バー１の外部には、該ゲートバルブ４を操作するエアシ
リンダの如きバルブ操作機７が設けられている。

【００１１】リアクタ前室５とウエハロード室６に対応
するターンテーブル２の２つの領域には、該ターンテー
ブル２をそれぞれ気密に昇降自在に且つ回転自在に貫通
して第１操作軸８と第２操作軸９とが設けられている。 これら第１操作軸８と第２操作軸９とは、図示しない手
段によって昇降と回転が行われるようになっている。ま
た、これら第１操作軸８と第２操作軸９とのターンテー
ブル２の貫通部分の気密シールを行うために、これら第
１操作軸８と第２操作軸９のターンテーブル２から下方
に突出した部分には蛇腹管１０，１１が嵌合されている
。これら蛇腹管１０，１１の上端は、ターンテーブル２
に気密に固定されている。また、これら蛇腹管１０，１
１の下端には、回転シール１２，１３が接続されている
。

【００１２】第１操作軸８の先端には、カーボン製の第
１サセプタ１４が取り付けられている。第２操作軸９の
先端には、カーボン製の第２サセプタ１５が取り付けら
れている。これらサセプタ１４，１５の外周には、所定
数のウエハ１６がそれぞれ支持されるようになっている
。各サセプタ１４，１５の下側の第１操作軸８と第２操
作軸９には、排気ガスを後述する排気リング側に流すた
めのフローガイド１７，１８がそれぞれ取付けられてい
る。

【００１３】リアクタ前室５とウエハロード室６とに対
応してチャンバー１には、開口部１９，２０を開閉する
扉２１，２２が設けられている。ウエハロード室６の上
のチャンバー１には、開口部２３を開閉する蓋２４が設
けられている。

【００１４】リアクタ前室５の上部に対応したチャンバ
ー１の上に気密に連結されて石英ガラス製のリアクタ２
５が設置されている。該リアクタ２５の上部にはガス導
入口２６が設けられ、下部には排気リング２７が設けら
れ、該排気リング２７には排気管２８が接続されている
。サセプタ１４又は１５がリアクタ前室５に存在すると
きリアクタ２５の下部を閉じるため、リアクタ出入り口
仕切り用ゲートバルブ２９が設けられている。リアクタ
２５の外周には、該リアクタ２５内に上昇したサセプタ
１４又は１５を誘導加熱することによりウエハ１６を加
熱する高周波誘導加熱コイル３０が設けられている。

【００１５】次に、このような気相成長装置の動作につ
いて説明する。リアクタ前室５とウエハロード室６との
間をチャンバー内仕切り用ゲートバルブ４によって気密
に仕切った状態で、リアクタ２５内にその上部から原料
ガスを流し、該リアクタ２５内で回転しつつある第１サ
セプタ１４に支持されて高周波誘導加熱コイル３０で加
熱されているウエハ１６に薄膜を気相成長させる。反応
後のガス等は、フローガイド１７でガイドした後、排気
管２８から排出させる。ウエハ１６の気相成長が終了し
たら、リアクタ２５及びリアクタ前室５のパージを行い
、その後で第１サセプタ１４をリアクタ前室５まで下げ
、リアクタ出入り口仕切り用ゲートバルブ２９を閉じる
。

【００１６】一方、ウエハロード室６側では、扉２２を
開いて第２サセプタ１５に対して図示しない自動機でウ
エハ１６の着脱を並行して行う。

【００１７】扉２１，２２を閉じた状態で、チャンバー
内仕切り用ゲートバルブ４を開き、チャンバ１内から該
チャンバー内仕切り用ゲートバルブ４を後退させた状態
でターンテーブル２を回転し、第１サセプタ１４をウエ
ハロード室６に移動し、第２サセプタ１５をリアクタ前
室５に移動することにより、各サセプタを入れ替える。 この状態で、チャンバー内仕切り用ゲートバルブ４を閉
じ、次いでリアクタ出入り口仕切り用ゲートバルブ２９
を開く。かかる状態で、第２サセプタ１５をリアクタ２
５内に上昇させ、前述したと同様に該サセプタ１５上の
ウエハ１６に対して気相成長を行う。

【００１８】この作業に並行して、ウエハロード室６側
では第１サセプタ１４上の各ウエハ１６のチェックを１
枚ずつ自動機によって行い、ケースに収める。次に、新
しいウエハ１６を第１サセプタ１４にセットする。

【００１９】このように、ウエハロード室６で気相成長
後のウエハ１６の取り出し、新しいウエハ１６のセット
を行うと、作業時間の短縮を行える。

【００２０】気相成長を２週間程度続けると、サセプタ
１４，１５も反応生成物によって汚染される。その場合
、ウエハロード室６の蓋２４を開け、開口部２３からサ
セプタ１４又は１５を取り出して、新しいサセプタに交
換する。なお、このサセプタの交換は開口部２０を利用
して行うこともできる。

【００２１】この気相成長装置は、チャンバ１にローデ
ィングとアンローディング用の自動機を設ければ、人間
はほとんど関与することなく、エピタキシャルウエハを
量産することができる。

【００２２】また、従来、上下方向のみにサイズアップ
してきた設備を、ウエハロード室をリアクタ前室の横に
並設することによって、高さの限界をクリアすることが
できる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る気相成
長装置は、リアクタの出入り口にリアクタ前室を設け、
該リアクタ前室の脇にウエハロード室を並設し、サセプ
タをターンテーブルによりリアクタ前室とウエハロード
室との間を往復できるようにしたので、リアクタ内で気
相成長作業を行っている間に、ウエハロード室側で別の
サセプタに対してウエハの着脱を行うことができる。従
って、リアクタ内での気相成長作業と、サセプタに対す
るウエハのローディング，アンローディング作業を並行
して行うことができ、全体の作業時間を短縮することが
でき、気相成長作業を能率よく行うことができる。

【００２４】また、本発明では、ウエハロード室をリア
クタ前室の脇に並設するので、装置全体の高さを高くせ
ずに、ウエハロード室だけの高さをローディング，アン
ローディング作業に都合のよい高さにすることができる
。

【００２５】更に、ターンテーブルの使用により、装置
の可及的に小さな占有設置面積で、リアクタ前室とウエ
ハロード室との間のサセプタの巡回移動を行なわせるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る気相成長装置の一実施例の縦断面
図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【符号の説明】

１…チャンバー、２…ターンテーブル、３…回転軸、４
…チャンバー内仕切り用ゲートバルブ、５…リアクタ前
室、６…ウエハロード室、７…バルブ操作機、８…第１
操作軸、９…第２操作軸、１０，１１…蛇腹管、１２，
１３…回転シール、１４…第１サセプタ、１５…第２サ
セプタ、１６…ウエハ、１７，１８…フローガイド、１
９，２０…開口部、２１，２２…扉、２３…開口部、２
４…蓋、２５…リアクタ、２６…ガス導入口、２７…排
気リング、２８…排気管、２９…リアクタ出入り口仕切
り用ゲートバルブ、３０…高周波誘導加熱コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　チャンバーと、前記チャンバーの開口
   部を閉塞するターンテーブルと、前記チャンバー内をリ
   アクタ前室とウエハロード室とに仕切るチャンバー内仕
   切り用ゲートバルブと、前記リアクタ前室と前記ウエハ
   ロード室に対応する前記ターンテーブルの各領域をそれ
   ぞれ気密に貫通する第１操作軸及び第２操作軸と、前記
   第１操作軸及び第２操作軸の各先端に設けられた第１サ
   セプタ及び第２サセプタと、前記リアクタ前室に対応し
   た前記チャンバーの部分に気密に連結されて設置されて
   いて前記リアクタ前室に連通するリアクタと、前記リア
   クタと前記リアクタ前室との間を仕切るリアクタ出入り
   口仕切り用ゲートバルブとを備えていることを特徴とす
   る気相成長装置。