JPH0528755Y2

JPH0528755Y2 -

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Publication number: JPH0528755Y2
Application number: JP1986097448U
Authority: JP
Priority date: 1986-06-24
Filing date: 1986-06-24
Publication date: 1993-07-23
Anticipated expiration: 2001-06-24
Also published as: JPS633136U

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野この考案は、半導体ウエハのエピタキシヤル成
長に使用されるエピタキシヤル装置の改良に関す
る。

(ロ) 従来の技術従来、半導体ウエハのエピタキシヤル成長に使
用されるエピタキシヤル装置としては、第２図に
示すものが知られている。このエピタキシヤル装
置２１は、バレル形縦形炉と呼ばれる形式のもの
である。

２２は、ウエハＷ，……，Ｗを支持する多角錐
台状のサセプタである。サセプタ２２は、上下動
可能な回転軸２３下端に固着されている。

一方、２４は石英ガラスよりなるベルジヤであ
る。ベルジヤ２４底部２４ａよりは、小径の下端
開口部２４ｅが垂設される。下端開口部２４ｅ
は、蓋体３１で気密に被蓋される。この蓋体３１
には、ベルジヤ２４内部と連通する排気管３３が
接続されている。

ベルジヤ２４上端部２４ｄは、ステンレス製の
リングよりなるガスリング２６により支持部材２
５上に固定される。また、ベルジヤ２４の上端開
口部２４ｄよりは、前記サセプタ２２が出し入れ
可能にベルジヤ２４内に収納される。上端開口部
２４ｄは、回転軸２３が挿通される蓋体３０によ
り、気密に被蓋される。

ガスリング２６には、ベルジヤ２４に反応ガス
を供給する反応ガス供給管（図示せず）が接続さ
れている。ベルジヤ２４内に供給された反応ガス
は下方に流れ、排気管３３より外部に排気され
る。一方、サセプタ２２上のウエハＷ，……，Ｗ
は、ベルジヤ２４外部に設けられたハロゲンラン
プ３６，……，３６により加熱されている。これ
ら加熱されたウエハＷ，……，Ｗに反応ガスが触
れると、ウエハＷ，……，Ｗ表面における気相化
学反応により、エピタキシヤル成長が行われる。

(ハ) 考案が解決しようとする問題点上記従来のエピタキシヤル装置においては、ベ
ルジヤ２４の下端開口部２４ｅの径が絞られてい
るため、ベルジヤ２４内のガスの流れが悪い。こ
のため、サセプタ２２上に装着されているウエハ
Ｗ，……，Ｗ間にエピタキシヤル層の層厚の不均
一が生じる不都合があつた。

また、サセプタ２２の出し入れの際に、サセプ
タ２２を誤つて落下させ、ベルジヤ２４を破損す
る不都合があつた。また、ベルジヤ２４の交換時
に、工具等を誤つてベルジヤ２４内に落とし、ベ
ルジヤ２４が破損する不都合もあつた。

この考案は、上記不都合に鑑みなされたもの
で、ウエハ間に生じるエピタキシヤル層厚の不均
一を防止すると共に、ベルジヤの破損を防止し得
るエピタキシヤル装置の提供を目的としている。

(ニ) 問題点を解決するための手段上記不都合を解決するための手段として、この
考案のエピタキシヤル装置は、以下の(a)乃至(e)項
の構成より成るものである。

(a) ウエハを支持するウエハ支持手段、 (b) このウエハ支持手段を出し入れ可能に収納す
ると共に、内部に反応ガスが供給される、上下
に延伸する石英ガラス製の管体、 (c) この管体の上端開口部及び下端開口部とをそ
れぞれ気密に被蓋する蓋体、 (d) ウエハ支持手段に支持されたウエハを加熱す
るウエハ加熱手段、 (e) 管体の下端開口部を被蓋する蓋体を下端開口
部に圧接・支持するバネ。

(ホ) 作用この考案のエピタキシヤル装置は、ウエハ支持
手段を管体内部に収納しているため、反応ガスが
上方又は下方に良好に流れ、ウエハのエピタキシ
ヤル層厚が均一化される。また、管体内にウエハ
支持手段又は工具等を落としても、これらは下端
開口部を被蓋する蓋体に当たり、管体の破損が防
止される。

(ヘ) 実施例この考案の一実施例を、第１図に基づいて以下
に説明する。

第１図は、この考案の実施例に係るエピタキシ
ヤル装置１の縦断面図である。

２は、多角錐台状の周知のサセプタ（ウエハ支
持手段）である。このサセプタ２は、グラフアイ
ト等よりなり、ウエハＷが炭素で汚染されるのを
防止するため、その表面をSiC等でコーテイング
している。各錐面２ａ，……，２ａには、凹部２
ｂ，……，２ｂが上下に列設され、ウエハＷ，…
…，Ｗが支持される。また、サセプタ２上面２ｃ
には、上下動可能な回転軸３の下端が固着されて
いる。

４は、石英ガラス管（管体）である。この石英
ガラス管４は、上部の不透明部４ａを除き、透明
である。不透明部４ａは、後述のハロゲンランプ
１６，……，１６よりの赤外線をサセプタ２表面
以外に照射しないためのものである。石英ガラス
管４の上端及び下端には、フランジ４ｂ，４ｃが
設けられている。

フランジ４ｂは、適切な支持部材５に支持さ
れ、ガスリング６で支持部材５に固定されてい
る。このガスリング６は、ステンレス鋼のリング
である。ガスリング６の内周下部には、フランジ
４ｂが嵌入される段部６ａが段設されている。段
部６ａのフランジ４ｂ上端面と当接する面には、
Ｏリング収納溝６ｂが設けられ、Ｏリング７が収
納される。このＯリング７により、フランジ４ｂ
とガスリング６との気密が保たれる。

ガスリング６の外周下部には、フランジ部６ｃ
が周設されている。このフランジ部６ｃを挿通
し、支持部材５に螺入されるネジ８，……，８
（但し第１図では１つだけ示す）により、ガスリ
ング６が支持部材５に固定され、同時にフランジ
４ｂが支持部材５に支持される。また、ガスリン
グ６は反応ガス供給管９が接続される。なお、反
応ガス供給管９は、第１図においては１つしか示
していないが、石英ガラス管４内の反応ガスの流
れを均一化するために、通常はガスリング６に複
数接続されている。

石英ガラス管４の上端開口部４ｄは、蓋体１０
により被蓋される。蓋体１０は、ガスリング６上
面に載置され、図示しないパツキンにより、両者
の気密が保たれる。ま、蓋体１０中央には、回転
軸３を挿通するための挿通孔１０ａが設けられて
いる。

一方、石英ガラス管４の下端開口部４ｅは、蓋
体１１により被蓋される。蓋体１１は、金属製の
皿状の部材であり、下面１１ａを支持部材１４上
に立設されたバネ１５に支持され、また、上方に
付勢される。

蓋体１１の上端面１１ｂには、Ｏリング収納溝
１１ｃが設けられ、Ｏリング１２が収納される。
上端面１１ｂは、バネ１５の付勢力により、フラ
ンジ４ｃ下面に圧接する。この時、Ｏリング１２
により、蓋体１１と石英ガラス管４との気密が保
たれる。なお、蓋体１１をバネ１５で支持し、こ
のバネ１５の付勢力でフランジ４ｃ下面に圧接さ
せるのは、石英ガラス管４を自由に熱膨脹させ、
熱応力による破損を防止するためである。

蓋体１１の側面１１ｄには、排気管１３が接続
される。この排気管１３により、石英ガラス管４
内の反応ガスが外部に排出される。

石英ガラス管４側方には、ハロゲンランプ１
６，……，１６が配設される。これらハロゲンラ
ンプ１６は、支持部材５下面に支持固定される。
ハロゲンランプ１６，……，１６は、石英ガラス
管４に向けて赤外線を照射する。この赤外線が石
英ガラス管４を透過し、石英ガラス管４内に収納
されたサセプタ２上のウエハＷ，……，Ｗに照射
され、ウエハＷ，……，Ｗが加熱される。

次に、このエピタキシヤル装置の動作を、シリ
コンウエハ表面にドーパントとしてリンＰを使用
する、エピタキシヤル成長を例に挙げて説明す
る。

先ず、サセプタ２を外部に取出し、凹部２ｂ，
……，２ｂにウエハＷ，……，Ｗを装着する。次
に、サセプタ２を下動し、上端開口部４ｄより石
英ガラス管４内に収納する。そして、蓋体１０が
ガスリング６上に載置され、上端開口部４ｄが気
密に被蓋される。

石英ガラス管４内には、反応ガス供給管９より
反応ガスが供給される。この反応ガスは、SiH₂
Cl₂，PH₃，H₂及びN₂よりなるものである。反応
ガスは、石英ガラス管４内を下方に流れ、蓋体１
１の排気管１３より排気される。この時、サセプ
タ２下方における反応ガス流路断面積が従来のよ
うに絞られないため、良好な反応ガスの流れが得
られる。

石英ガラス管４内のウエハＷ，……，Ｗは、ハ
ロゲンランプ１６，……，１６により加熱されて
いる。この加熱されているウエハＷ，……，Ｗに
反応ガスが触れると、ドーパントとしてリンを含
んだシリコンエピタキシヤル層が、ウエハＷ，…
…，Ｗ表面に成長する。この時、各ウエハＷにま
んべんなく赤外線が照射されるように、サセプタ
２は回転軸３により所定の回転数で回転される。

このようにして、一定時間エピタキシヤル成長
を行つた後、回転軸３が上動し、サセプタ２が石
英ガラス管４より上方に取出される。そして、エ
ピタキシヤル層が成長したウエハは、サセプタ２
より取外れ、次の工程に進められる。

サセプタ２を石英ガラス管４に出し入れする際
に、誤つてサセプタ２を必要以上下方に急激に下
動させた場合であつても、サセプタ２下面は蓋体
１１に当たるだけである。このため、石英ガラス
管４の破損が防止される。

また、石英ガラス管４の交換は、ガスリング６
を支持部材５より取外した後、古い石英ガラス管
を新しい石英ガラス管に交換し、再びガスリング
６を支持部材５上に固定する手順を踏む。この
時、ガスリング６を固定するネジ８や、工具その
他のものを石英ガラス管４内に誤つて落として
も、やはりこられの落下物は蓋体１１に当たり、
石英ガラス管４の破損が防止される。

なお、上記実施例において、シリコンウエハ表
面に、ドーパントとしてリンを含んだエピタキシ
ヤル層を成長させる場合を示しているが、これに
限定されるものではなく、この考案のエピタキシ
ヤル装置は、広く各種半導体ウエハのエピタキシ
ヤル成長に適用可能なものである。

また、蓋体の形状、管体の支持手段等は、上記
実施例のものに限定されず、適宜設計変更可能で
ある。

(ト) 考案の効果この考案のエピタキシヤル装置は、ウエハを支
持するウエハ支持手段と、このウエハ支持手段を
出し入れ可能に収納すると共に、内部に反応ガス
が供給される、上下に延伸する管体と、この管体
の上端開口部及び下端開口部とをそれぞれ気密に
被蓋する蓋体と、前記ウエハ支持手段に支持され
たウエハを加熱するウエハ加熱手段と、管体の下
端開口部を被蓋する蓋体を下端開口部に圧接・支
持するバネとよりなるものであるから、反応ガス
の流れを良好にし、各ウエハのエピタキシヤル層
の層厚を均一にすることができる利点を有する。
また、ウエハ支持手段の管体への出し入れの際あ
るいは管体の交換の際の、管体の破損を防止でき
る利点を有する。さらに、管体は従来のベルジヤ
に比べて加工が容易なため、低価格であるという
利点をも有している。

そして、管体の下端開口部を被蓋する蓋体がバ
ネで支持されると共に、バネの付勢力によつて下
端開口部に圧接されるため、石英ガラス製の管体
が自由に熱膨張し、熱応力による管体の破損を防
止できる利点も有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例に係るエピタキ
シヤル装置の縦断面図、第２図は、従来のエピタ
キシヤル装置の縦断面図である。２……サセプタ、４……石英ガラス管、４ｄ…
…上端開口部、４ｅ……下端開口部、１０，１１
……蓋体、１６，１６……ハロゲンランプ、Ｗ，
Ｗ……ウエハ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ウエハを支持するウエハ支持手段と、このウエ
ハ支持手段を出し入れ可能に収納すると共に、内
部に反応ガスが供給される、上下に延伸する石英
ガラス製の管体と、この管体の上端開口部及び下
端開口部とをそれぞれ気密に被蓋する蓋体と、前
記ウエハ支持手段に支持されたウエハを加熱する
ウエハ加熱手段と、前記管体の下端開口部を被蓋
する蓋体を下端開口部に圧接・支持するバネとよ
りなるエピタキシヤル装置。