JPH07153706A

JPH07153706A - サセプタ装置

Info

Publication number: JPH07153706A
Application number: JP6115528A
Authority: JP
Inventors: Michio Aruga; 美知雄有賀; Atsunobu Ohkura; 淳伸大倉; Akihiko Saito; 昭彦斉藤; Kenji Suzuki; 賢二鈴木; Kenichi Taguchi; 賢一田口; Dale Robert Dubois; ロバートデュボイスデイル; Alan Ferris Morrison; フェリスモリソンアラン
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1994-05-27
Publication date: 1995-06-16

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、フッ素系プラズマに対する耐久性
に優れた気相成長装置用サセプタ及び配線の保護構造を
提供することを目的とする。【構成】本発明は、気相成長反応室内に設けられるサ
セプタ装置において、ウエハを載置するサセプタブロッ
ク１１は、窒化アルミニウムからなり、その内部には高
周波電極１２及び金属ヒータ１３が埋設され、少なくと
も側壁がセラミックから構成され、サセプタブロック１
１を開口端で裏面から支持する支持台２と、支持台２の
周囲のガスの気圧よりも高い圧力で不活性ガスを支持台
２内に流し込むことができるガス供給チューブ３１、マ
スフローコントローラー３２およびガスボンべ３３とを
有し、サセプタブロック１１の裏面から引き出された高
周波電極用配線１２ａ及び金属ヒータ用配線１３ａ、１
３ｂは、支持台２内を通り抜けて外部に導き出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＶＤ（化学気相成
長）装置に用いるサセプタ装置に関するものであり、特
に、反応室（チャンバ）内でプラズマ反応を行うものに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】気相成長装置に用いる抵抗加熱サセプタ
ブロックには、次のような条件が要求される。

【０００３】それは、まず、抵抗加熱サセプタブロック
に用いる材料は、熱伝導性が高いことと、高温時の材質
の劣化及び形状の変形がないことである。そして、プラ
ズマによるインサイチューチャンバークリーニング(in-
situ chamber cleaning)が必要な場合には、プラズマ耐
性に優れた材質でなければならない。また、この場合、
抵抗加熱用サセプタブロックにはプラズマ反応を行うた
めの電極としての機能が要求される。さらに、不純物汚
染を防ぐために純度が高いことも重要である。

【０００４】従って、従来から抵抗加熱サセプタブロッ
クの材料には熱伝導性が高く、電気伝導性がある金属材
料が用いられている。特に、フッ素系プラズマ耐性等を
考慮し、従来は、他の金属材料に比べて比較的フッ素系
プラズマ耐性に優れたモネル(Monel) やハステロイ(Has
telloy) 等のニッケル系の金属(nickel alloys) 等が用
いられてきた。また、これと同様の理由により、金属材
料以外でもＳｉＣやグラファイト等のセラミック材料も
広く利用されている。

【０００５】しかし、これらのモネルやハステロイ等の
金属材料あるいはＳｉＣやグラファイト等のセラミック
材料を用いたサセプタブロックであっても、フッ素系プ
ラズマに対する腐食耐性は必ずしも十分とはいえず、腐
食耐性を高める必要からその表面に保護膜などを被覆し
て保護しなければならなかった。

【０００６】また、抵抗加熱サセプタブロックの内部に
は加熱用抵抗やサセプタプレートを初めとして種々の装
置が設けられることもあるが、これらの装置と外部に設
けられた電源とを接続するための配線についても、フッ
素系プラズマの腐食効果を考慮しなければならない。従
って、これらの配線を保護するカバーや容器等にフッ素
系プラズマ耐性に優れた材料が用いられることが要求さ
れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、金属材料が用
いられるとき、これらの金属材料は急激な温度変化に対
して塑性変形を起こしてしまうことがあるため、保護膜
と金属材料との熱膨張係数の差から保護膜が剥離してし
まうという問題がある。

【０００８】また、ＳｉＣやグラファイト等のセラミッ
ク材料を用いた場合には塑性変形は起こりにくいが、頻
繁なプラズマクリーニングを行った場合には、やはり、
保護膜が剥離してしまうという問題がある。

【０００９】従って、金属材料やセラミック材料を用い
たサセプタブロックは耐久性に問題があり、長期信頼性
に欠ける。

【００１０】また、フッ素系プラズマ耐性に優れたセラ
ミック部材であっても、従来、装置内部の配線をフッ素
ガスから保護するためのカバーや容器等としては、セラ
ミック部材を用いることはできなかった。これはセラミ
ックの部材同志は密着させることが困難なため、部材の
繋ぎ目からフッ素ガスが内部に流入してしまうからであ
る。

【００１１】さらに、サセプタウェハ表面プレートの温
度は、できる限り工程限度内で制御され維持されること
が要求される。サセプタウェハ支持プレートに用いる部
材は、たいてい、工程限度を超えてしまう種々の温度に
おいて差を生じるウェハ支持表面から離れて熱エネルギ
ーを伝導する。

【００１２】そこで、本発明は上記問題点を解決する気
相成長装置用サセプタ装置を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、気相成長用反応室内に設けられるサセ
プタ装置において、ウェハを載置するサセプタブロック
を構成する材料として窒化アルミニウムを用いており、
サセプタブロックの内部には高周波電極及び金属ヒータ
が埋設されている。

【００１４】サセプタウェハ支持プレートの材料として
フッ素系プラズマ耐性に優れることが見出された窒化ア
ルミニウムを用いているので、サセプタプレートの腐食
や発塵はほとんどなく、高温での使用が可能であり、ま
た高温においても変形等がほとんど生じない。また、窒
化アルミニウムは、熱伝導性に優れるので、サセプタウ
ェハ支持表面の温度の均一性を良好にすることができ
る。

【００１５】また、上記問題点を解決するために、本発
明は、上記のサセプタ装置において、さらに、少なくと
も側壁がセラミックから構成され、サセプタブロックを
開口端で裏面から支持する有底筒体と、有底筒体の周囲
のガスの気圧よりも高い圧力で不活性ガスを有底筒体内
に流し込むことができる不活性ガス供給手段とを有し、
サセプタブロックの裏面から引き出された高周波電極用
配線及び金属ヒータ用配線は、有底筒内を通り抜けて外
部に導き出される。

【００１６】高周波電極用配線及び抵抗金属ヒータ用配
線は、共にサセプタウェハ支持プレートに埋設されてお
り、その裏面からプレートを出ている。サセプタプレー
トの裏面の熱電対に接続されている熱電対もプレートの
裏面から伸びている。この配線は、筒体を通り抜けて外
部に導き出される。このため、不活性ガスが充満した筒
体を通り抜けるこの配線は、筒体の周囲のガスに晒され
ることがない。

【００１７】別の実施例においては、接地導体（電極）
及び周囲にガードループを巻いたサーペンタインヒータ
（ヒータ）が加圧磁器化（ＰＡＤ）法を用いて窒化アル
ミニウムの数層を積層することにより形成されているサ
セプタウェハ支持プレートに埋設される。この実施態様
には、サセプタウェハ支持プレートの表面に２本の別個
のガス通路が設けられている。一方のガス通路は、ガス
がサセプタウェハ支持プレートの表面の真空のチャック
開口から真空源に導かれる。もう一方のガス通路は、パ
ージガスがガス源からサセプタウェハ支持プレートの周
囲に導かれる。プレートの周囲で支持されている（結合
はされていない）パージリングにより、パージガスはプ
レートの周囲から上の方にウェハの中心に向けて流れ
る。

【００１８】中空の溝の付いた窒化アルミニウムサセプ
タステムもまた、ＰＡＤ法を用いてプレートの裏面に結
合されている。ステムの穴の中心と外部との真空下での
漏れ基準を満たすように、ステムとプレートの裏面とは
密封されている。ステムは反応室の外部に伸び、反応室
の壁の密封を通り抜ける。ステムにはその壁に埋設され
ている通路が設けられ、反応室外部のステムの末端から
サセプタプレートの裏面の対応する装置の受け取る位置
までサセプタ装置、即ち接地導体、ヒータ接続導体、真
空供給、パージガス供給及び熱電対出入通路に入りかつ
通過するように密封される。アルミナヒータ支持スリー
ブは、反応室内部の溝の付いたステム近くに設置され、
ステムが反応室内のプロセス環境に完全に晒される影響
を幾分防ぎかつ放射熱移動によるステムの上部からの熱
損失を最少にする。

【００１９】

【作用】サセプタブロックの材料としてフッ素系プラズ
マ耐性に優れることが見出だされた窒化アルミニウムを
用いているので、サセプタブロックの腐食や発塵等はほ
とんどなく、高温での使用が可能であり、また高温にお
いてもサセプタブロックの変形等が殆ど生じない。

【００２０】また、窒化アルミニウムは、熱伝導性に優
れるので、サセプタ表面の温度の均一性を良好にするこ
とができる。

【００２１】さらに、サセプタブロックを支持する有底
筒体の内部には、不活性ガス供給手段により有底筒体の
周囲の気圧よりも高い圧力で不活性ガスを流し込むこと
ができるので、有底筒体の周囲の気圧と内部の気圧との
差圧から有底筒体内には周囲のガスが流れ込むことがな
い。このため、有底筒体内を通り抜ける高周波電極用配
線及び金属ヒータ用配線は、有底筒体の周囲のガスに晒
されることがない。

【００２２】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。

【００２３】第１実施例図１〜図４に基づいて本発明の第１実施例に係るサセプ
タ装置について説明する。

【００２４】図１に示すように、本実施例に係るサセプ
タ装置は、サセプタブロック１１と、サセプタブロック
の支持台２とからなる。支持台２の底面にはガス供給チ
ューブ３２が接続されている。また、ヒータ用リード線
１３、熱電対用リード線１４ａ及び高周波金属電極用リ
ード線１２ａも後述するように支持台２の底面を通り図
示しない外部の電源へ接続される。ガス供給チューブ３
２は、さらにマスフローコントローラー３４に接続され
ている。マスフローコントローラー３４はガスパイプ３
８を介してガスボンベ３６と接続されている。

【００２５】図２に示すように、窒化アルミニウムから
なるサセプタブロック１１の内部には、高周波金属電極
板（ＲＦ金属電極板）１２、加熱用ヒータ１３及び熱電
対１４が設けられている。サセプタブロック１１として
用いられている窒化アルミニウムは近年注目されるに至
った素材であり、従来から熱伝導性を有するセラミック
として知られていたが、今回、とくにフッ素プラズマ耐
性にも優れることが見出だされたものである。なお、窒
化アルミニウムの製造にあたり除剤としてイットリウム
又はエルビウムなどを混入しなければならない。しか
し、イットリウムなどがウェハに何らかの影響を与える
ことも考えられるため、窒化アルミニウムとしては、イ
ットリウムなどの不純物の混入が少ない高純度のものが
よい。

【００２６】このサセプタブロック１１は外周が表面か
ら裏面に向かって緩やかな広がりを持ち、中央部に円柱
状の凸部１１ａを有する円板状の板である。

【００２７】サセプタブロック１１には貫通孔１５が穿
設されている。この貫通孔１５にはウェハを持ち上げる
ための棒（図示せず）が縦貫する。従って、サセプタブ
ロック１１上に載せられたウェハは、棒によって持ち上
げられるので、ウェハは取りやすくなる。

【００２８】ＲＦ金属電極板１２は、サセプタブロック
１１の表面付近に埋め込まれている。このＲＦ金属電極
板１２は、メッシュ状に穿設された細孔を有する円盤上
の金属板である。ＲＦ金属電極板１２は、ＲＦ電極用リ
ード線１２ａと接続されており、このＲＦ電極用リード
線１２ａを介して外部の電源から高周波電流が供給され
る。

【００２９】加熱用ヒータ１３は、サセプタブロック１
１の裏面付近に埋め込まれている。即ち、ＲＦ金属電極
板１２の下側に加熱用ヒータ１３が設けられている。本
実施例では加熱用ヒータ１３として、図３に示すような
細長棒を蛇行させた形状のものを用いているが、これ以
外の形状のヒータ、例えば、細長棒を渦巻状としたもの
であってもよい。加熱用ヒータ１３を構成する細長棒の
両端面には、ヒータ用リード線１３ａ、１３ｂが接続さ
れており加熱用ヒータ１３に電流が供給される（図４参
照）。

【００３０】熱電対１４は、サセプタブロック１１の凸
部１１ａに設けられている。この熱電対１４は、次のよ
うにして金属部材１７を介しサセプタブロック１１の凸
部１１ａに固定されている。即ち、サセプタブロック１
１の凸部１１ａの所望の部分が穿設されて設けられた穴
の内周面に第１のネジ溝を設ける。そして、この第１の
ネジ溝とかみ合うように外周面にネジ山が設けられた中
空円筒状の金属部材１７を、この穴に螺合させる。この
金属部材１７の中空部にはさらに第２のネジ溝が設けら
れている。この第２のネジ溝には、本体にネジ山が設け
られている熱電対１４が嵌め込まれる。なお、金属部材
１７には、熱伝導性に優れかつフッ素耐性のあるニッケ
ルが用いられている。このように熱電対１４をサセプタ
ブロック１１に直接嵌め込まずに、金属部材１７を介し
ているのは、サセプタブロック１１がセラミック部材か
らなり脆いので、熱電対１４を直接嵌め込むと、熱電対
１４の交換を何度も行った場合に、サセプタブロック１
１が壊れるおそれがあるためである。熱電対１４には熱
電対用リード線１４ａが設けられている（図４参照）。
この熱電対用リード線１４ａは外部のコンピュータ等の
情報処理装置（コントローラ）に接続されている。

【００３１】図４に示すように、支持台２は中空円筒状
になっており、この内部にはサセプタブロック１１から
引き出されているヒータ用リード線１３ａ、１３ｂ、熱
電対用リード１４ａ線及びＲＦ電極用リード線１２ａが
通っている。この支持台２の材料にはセラミック材料の
一種であるアルミナが用いられているが、このほかのセ
ラミック材料を用いてもよいことは言うまでもない。

【００３２】支持台２の上面にはサセプタブロック１１
が取り付けられている。サセプタブロック１１は支持台
２と図示しないネジによって固定されている。このと
き、サセプタブロック１１の凸部１１ａは支持台２の内
部にあるように取り付けられている。

【００３３】また、支持台２の底面には平板４が取り付
けられている。平板４は図示しないネジによって支持台
２に固着されている。この平板４の所定の位置には、熱
電対用リード線１４ａ、ヒータ用リード線１３ａ、１３
ｂ及びＲＦ電極用リード線１２ａのそれぞれが通り抜け
るための孔がそれぞれ穿設されている。さらに、平板４
の所定の位置には、支持台２の内部に不活性ガスを導入
するためのガス供給チューブ３２が洞貫している。この
ガス供給チューブ３２は途中でフレキシブルチューブ３
２ａとなっている。なお、ガス供給チューブ３２は上述
したようにマスフローコントローラー３４と接続されて
おり、マスフローコントローラー３４から送られてくる
不活性ガスを支持台２の内部に流し込んでいる。なお、
このとき供給される不活性ガスとしては、例えばアルゴ
ンガス等がある。

【００３４】従って、支持台２の内部には常に不活性ガ
スを流し込むことができる。このように支持台２の内部
に不活性ガスを流し込んで、外部のガス雰囲気との間に
差圧をつけることによって、外部のガスが支持台２の内
部に流入することを防ぐことができる。即ち、支持台２
を取り巻く周囲のガス雰囲気がフッ素ガス等の場合は、
内部のリード線を腐食することになるが、本実施例にか
かる支持台２によれば内部にこれらのガスが流入するこ
とがないのでリード線の腐食を防ぐことができる。この
ように、支持台２の内部に不活性ガスを流し込み、外部
との差圧を設けることによって外部からのガスの流入を
防ぐのは、支持台２とサセプタブロック１１との間を完
全に密着させて内部を完全な気密状態に保つのは困難だ
からである。支持台２を構成する材料も、サセプタブロ
ック１１を構成する材料もいずれもセラミックでできて
いるため、これらを密着させるのは非常に困難だからで
ある。

【００３５】次に、図５を参照して本実施例に係るサセ
プタ装置を用いたＣＶＤ装置について説明する。

【００３６】図５に示すように、このＣＶＤ装置の反応
室を形成する筐体５の側面には排気口５３が設けられて
おり、また、筐体５の底面には、支持台２１の直径より
も広い径の穴５１が設けられている。筐体５の底面の穴
５１には、上述した本実施例に係るサセプタ装置が設け
られている。

【００３７】なお、上述したサセプタ装置の支持台２１
の外周面には、その中央部より上側に断面Ｌ字型の第１
のベーロズ保持部２１ａが周設されている。穴５１の周
囲には、筐体５内部に第２のベローズ保持部５６が設け
られている。これら第１及び第２のベローズ保持部にべ
ローズ８が保持されている。

【００３８】また、平板４２には昇降装置４４が設けら
れており、平板４２を上下に動かすことでサセプタブロ
ック１１と後述する原料ガス噴射ノズル６との距離を調
整することができる。

【００３９】筐体５の天井面５２には原料ガス噴射ノズ
ル６が設けられている。この原料ガス噴射ノズル６は、
噴射口６２と、サセプタ装置のサセプタブロック１１の
表面とが相互に対向するようにして設けられている。ま
た、原料ガス噴射ノズル６はＲＦ電極を兼ねており、サ
セプタ装置に設けられているＲＦ金属電極板１２と対の
関係にある。原料ガス噴射ノズル６及びＲＦ金属電極板
１２は、ＲＦ電極用リード線１２ａ及びスイッチ７０を
介して高周波電源７２に接続されている。サセプタ装置
に設けられている熱電対１４は、熱電対用リード電極１
４ａを介してコントローラ７４に接続されており、熱電
対１４からの出力信号はコントローラ７４に入力され
る。加熱用ヒータ１３は、ヒータ用リード線１３ａ、１
３ｂ及びスイッチ７８を介して高周波電源７６に接続さ
れている。

【００４０】なお、コントローラ７４は、熱電対１４か
らの情報をもとにスイッチ７８のＯＮ・ＯＦＦを行い加
熱用ヒータ１３を制御すると共に、スイッチ７０のＯＮ
・ＯＦＦを行いＲＦ電極の制御をも行う。

【００４１】この装置を用いて半導体基板上にＳｉＯ₂
膜を形成する方法について説明する。

【００４２】まず、加熱用ヒータ１３のスイッチ７８を
ＯＮにし、電源７６から加熱用ヒータ１３へ電流を供給
する。加熱ヒータ１３によりサセプタブロック１１の温
度を７００℃以上にまで加熱する。次にサセプタブロッ
ク１１上に半導体基板７を配置する。ＳｉＯ₂の原料ガ
スであるＴＥＯＳを原料ガス噴射ノズル６から導入し、
半導体基板７上にＴＥＯＳ及び酸化剤を噴射する。原料
ガスを供給しながら所定時間の間、半導体基板７を加熱
する。そして、半導体基板７上にＳｉＯ₂膜を形成す
る。

【００４３】このとき、サセプタブロック１１としては
上記と同様に窒化アルミニウムを用いており、窒化アル
ミニウムはアルミニウムと同程度の熱伝導性を有するた
め、サセプタ板表面の温度の均一性はアルミニウムと同
程度の温度均一性を得ることができる。

【００４４】次に、半導体基板７上にＳｉＯ₂膜形成後
の反応室３１内の洗浄方法について説明する。この洗浄
を行うのは筐体５内にもＳｉＯ₂が堆積してしまうこと
があるためである。

【００４５】まず、原料ガス噴射ノズル６からフッ素系
ガスを導入する。これとともに、スイッチ７０をＯＮに
してサセプタ装置に設けられたＲＦ金属電極板１２と原
料ガス噴射ノズル６とに電圧を加える。これにより、筐
体５内はフッ素系ガスのプラズマ状態となり、筐体５内
のＳｉＯ₂がエッチングされて洗浄化される。

【００４６】サセプタブロック１１の材料としてフッ素
系プラズマ耐性に優れた窒化アルミニウムを用いている
ので、サセプタブロック１１の腐食や発塵等はほとんど
なく、長期間の使用によってもサセプタブロック１１の
消耗がないため、保護膜による被覆の必要もない。従っ
て、従来のサセプタのような保護膜が剥がれることによ
る信頼性の低下等を招くこともない。

【００４７】さらに、ＲＦ金属電極板１２はサセプタブ
ロック１１の内部に設けられているので、フッ素系プラ
ズマの影響を受けることがない。このため、フッ素系プ
ラズマによる金属腐食などの問題もない。

【００４８】また、上述したように支持台２１の内部に
は常に不活性ガスが流し込まれ、外部のガス雰囲気との
間に差圧がつけられているので、外部のガスが支持台２
１の内部に流入することもない。従って、支持台２１内
のリード線がフッ素ガス等によって腐食することを防止
できる。なお、本実施例に係るＣＶＤ装置は、ＳｉＯ₂
膜に限らずタングステン等の金属系膜の形成も同様にで
きる。

【００４９】また、上記実施例に係るＣＶＤ装置は、プ
ラズマＣＶＤにも用いることができる。このときは、Ｒ
Ｆ金属電極板１２と、一方のプラズマ電極である原料ガ
ス噴射ノズル４とをプラズマＣＶＤ用のプラズマ電極と
して用いることによって行なう。

【００５０】第２実施例次に、本発明の第２実施例に係るサセプタ装置を図６〜
図１１を参照して説明する。

【００５１】図６及び７に示すように、本実施例のサセ
プタ装置は、サセプタ装置（ウェハ支持プレート）３９
と底プレート２９を有する支持台（筒体）２５とからな
る。筒体２５の底プレート２９にはガス供給チューブ５
３が接続されている。ヒーター４３用リード線８９、９
１、熱電対用リード線９３及び高周波金属電極４１用リ
ード線８７は、筒体２５の底プレート２９を通り抜けて
配線される。ガス供給チューブ５３は、フレキシブルチ
ューブ９７を介してマスフローコントローラー５５に接
続されている。マスフローコントローラー５５は、ガス
パイプ５９を介してガスシリンダ５７に接続されてい
る。

【００５２】サセプタ支持プレート３９に用いられてい
る窒化アルミニウムは、従来から熱伝導性を有するセラ
ミックとして知られている素材である。窒化アルミニウ
ムは、フッ素プラズマ耐性にも優れることが見出された
ものである。窒化アルミニウムの製造にあたり除剤（磁
器化を高める）としてイットリウム又はエルビウムを混
入しなければならない。しかし、イットリウムなどがウ
ェハに何らかの影響を与えることも考えられるため、窒
化アルミニウムとしては、イットリウムなどの不純物の
混入が少ない高純度のものがよい。

【００５３】アルミニウムと同程度の熱伝導性を有する
窒化アルミニウムがサセプタウェハ支持プレート３９に
用いられることから、サセプタウェハ支持プレートはア
ルミニウムでできたものと同じ温度均一性を得ることが
できる。

【００５４】図７に示されるように、筒体２５（アルミ
ナ又は他のセラミック材料が用いられることが好まし
い）は中空円筒状になっており、サセプタウェハ支持プ
レート３９から引き出されているヒータ用リード線８
９、９１、熱電対用リード線９３及びＲＦ電極用リード
線８７がシリンダ内部と底プレート２９を通り抜けてい
る。

【００５５】筒体２５の上面にはサセプタウェハ支持プ
レート３９が取り付けられ、ネジ（図示されていない）
によって固定されている。サセプタプレート３９のサセ
プタ凸部８３は筒体２５の内部にあるように取り付けら
れている。本発明によるサセプタウェハ支持プレート３
９は窒化アルミニウム固体部材が用いられている。

【００５６】筒体２５の底面には平板２９がネジ（図示
されていない）によって取り付けられている。この平板
２９の所定の位置には、熱電対用リード線９３、ヒータ
用リード線８９、９１、ＲＦ電極用リード線８７及びガ
ス供給チューブ５３が底面プレート２９と筒体２５に通
り抜けるための孔が穿設されている。ガス供給チューブ
５３は途中でフレキシブルチューブ９７となっており、
上述したようにマスフローコントローラー５５と接続さ
れ、マスフローコントローラー５５から送られてくる不
活性ガス（例えばアルゴン等）を筒体２５の内部に流し
込んでいる。

【００５７】筒体２５の内部に常に不活性ガスを流し込
んで、外部のガス雰囲気との間に差圧をつけることによ
って、外部のガスが筒体２５の内部に流入することを防
ぐことができる。即ち、筒体２５を取り巻く周囲のガス
雰囲気がフッ素ガス等のように腐食し、通常サセプタウ
ェハ支持プレート３９の裏面のリード線が激しく腐食さ
れる。しかし、本発明による配置を用いた場合には、筒
体２５内部の不活性ガスが筒体２５内部の腐食ガスを置
換し、腐食ガスがリード線に達することを防ぎ、これに
よりリード線の腐食を防ぐことができる。このように不
活性ガスを流し込むのは、アルミナ筒体２５を窒化アル
ミニウムサセプタウェハ支持プレート３９に完全に密着
させて完全な気密状態に保つのは困難だからである。

【００５８】図８に示されるように、窒化アルミニウム
の固体本体からなるサセプタウェハ支持プレート３９に
は、高周波金属電極板（ＲＦ金属電極板又は電極）４
１、ヒータ４３及び熱電対４５が埋設されている。

【００５９】このサセプタウェハ支持プレート３９は外
周が表面から底面に向かって円錐面のように穏やかに広
がっている。その底面には、サセプタウェハ支持プレー
ト３９の底面の中心から伸びている円筒状の凸部８３が
設けられている。

【００６０】サセプタウェハ支持プレート３９には４つ
の貫通孔（リフトピンホール）４７が穿設されている。
このリフトピンホール４７にはウェハを持ち上げるため
の棒（図示せず）が縦貫する。従って、サセプタウェハ
支持プレート上に載せられたウェハは、棒によって持ち
上げられるので、ウェハは取りやすくなる。

【００６１】ＲＦ金属電極板４１はサセプタウェハ支持
プレート３９の表面付近に埋め込まれている。このＲＦ
金属電極板４１は、メッシュ状に穿設された細孔を有す
る円盤状の金属板である。ＲＦ金属電極板４１は、ＲＦ
電極用リード線８７と接続されており、このＲＦ電極用
リード線８７を介して外部の電源から高周波電流が供給
される。

【００６２】ヒータ４３は、サセプタウェハ支持プレー
ト３９の裏（底）面付近に埋め込まれている。即ち、Ｒ
Ｆ金属電極板４１の下側にヒータ４３が設けられてい
る。図９及び１０に示すような細長棒（加熱用ヒータ）
を蛇行させた形状のものを用いているが、ヒーター棒４
３をこれ以外の形状、例えば、渦巻状としたものであっ
もよい。ヒータ４３を構成する細長棒の両端面には、ヒ
ーター用リード線８９、９１が接続されており電流が供
給される。

【００６３】熱電対４５は、サセプタウェハ支持プレー
ト３９の凸部８３に設けられている。この熱電対４５
は、金属部材（ネジ山が設けられた中空円筒状部材−ネ
ジ山が設けられた熱電対ブッシング）４９を介し凸部８
３に固定されている。熱電対ブッシング４９を得るよう
に、セラミック凸部８５の裏面の所定の位置に穴をかみ
合わせる。そして、ブッシング４９をこのかみ合わせた
穴に螺合させる。このブッシング４９の中空部にはネジ
山が設けられてネジ山が設けられている熱電対４５が嵌
め込まれる。ブッシング４９には、熱伝導性に優れかつ
フッ素耐性のあるニッケルが用いられている。このよう
に熱電対４５をサセプタウェハ支持プレート３９に直接
嵌め込まずに、金属部材４９を介しているのは、サセプ
タウェハ支持プレート３９のセラミック材料が脆いの
で、熱電対の交換を何度も行った場合に、壊れるおそれ
があるためである。この熱電対用リード線９３は外部の
コンピュータ等の情報処理装置（コントローラ）に接続
されている（示されていない）。

【００６４】上記サセプタ装置を用いたＣＶＤ装置を図
１１に示す。ＣＶＤ装置の反応室３１の側面には排気口
６７が設けられており、また、反応室３１の底面には筒
体２５の直径よりも広い径の穴９９が設けられている。
反応室３１の穴９９には、上述したサセプタ装置が設け
られている。

【００６５】上述した筒体２５の外周面には、その中央
部より上側に断面Ｌ字型の第１のベローズ保持部（フラ
ンジ）９５が周設されている。穴９９の周囲には、反応
室３１の内部に第２のベローズ保持部（フランジ）６９
が設けられている。これら第１及び第２のベローズ保持
フランジ９５、６９にベローズ３７が保持されている。

【００６６】また、平板２９には昇降装置６１が設けら
れており、平板２９を上下に動かすことでサセプタウェ
ハ支持プレート３９と原料ガス噴射ノズル装置（プロセ
スガス供給装置）３３との距離を調整することができ
る。

【００６７】反応室３１の天井（上）面６５には原料ガ
ス噴射ノズル装置３３が設けられている。この原料ガス
噴射ノズル装置３３は、噴射口（ガス分配プレート）７
１とサセプタウェハ支持プレート３９の表面とが相互に
対向するように設けられている。また、原料ガス噴射ノ
ズル装置３３はＲＦ電極、第２電極を兼ねており、サセ
プタ装置に設けられているＲＦ金属電極板４１、第１電
極と対の関係にある。原料ガス噴射ノズル装置３３及び
ＲＦ金属電極板４１は、ＲＦ電極用リード線８７及びス
イッチ７３を介して高周波電源７５に接続されている。
サセプタ装置に設けられている熱電対４５は、熱電対用
リード電極９３を介してコントローラ７７に接続されて
おり、熱電対４５からの出力信号はコントローラ７７に
入力される。ヒータ４３は、ヒータ用リード線８９、９
１及びスイッチ８１を介して電源７９に接続されてい
る。

【００６８】コントローラ７７は、熱電対４５からの情
報をもとにスイッチ８１のＯＮ・ＯＦＦを行いヒータ４
３を制御すると共に、スイッチ７３のＯＮ・ＯＦＦを行
いＲＦ電極の制御をも行う。

【００６９】この装置を用いて半導体基板上にＳｉＯ₂
膜を形成する方法について説明する。

【００７０】まず、スイッチ８１をＯＮにし、電源７９
からヒータ４３へ電流を供給する。ヒータ４３によりサ
セプタウェハ支持プレート３９の温度を７００℃以上に
まで加熱する。次にサセプタウェハ支持プレート３９上
に半導体基板３５を配置する。ＳｉＯ₂の原料ガスであ
るＴＥＯＳを原料ガス噴射ノズル装置３３から導入し、
半導体基板３５上にＴＥＯＳ及び酸化剤を噴射する。原
料ガスを供給しながら所定の時間の間、半導体基板３５
を加熱する。そして、半導体基板３５上にＳｉＯ₂膜を
形成する。

【００７１】ＳｉＯ₂膜を基板３５上に堆積させる工程
では、反応室３１の壁にもＳｉＯ₂膜が堆積される。こ
の過剰のＳｉＯ₂を除去するために反応室３１を洗浄す
ることが必要である。次に洗浄方法について説明する。

【００７２】まず、原料ガス噴射ノズル装置３３からフ
ッ素系ガスを導入し、これとともに、スイッチ７３をＯ
Ｎにしてサセプタ装置に設けられたＲＦ金属電極板４１
と原料ガス噴射ノズル装置３３とに電圧を加える。これ
により、反応室３１内部はフッ素ガスのプラズマ状態と
なり、反応室３１内部のＳｉＯ₂がエッチングされて洗
浄化される。

【００７３】このとき、サセプタウェハ支持プレート３
９の材料として、フッ素系プラズマ耐性に優れた窒化ア
ルミニウムを用いている。このため、サセプタウェハ支
持プレート３９の腐食や発塵等はほとんどなく、長期の
使用によっても表面の消耗がないため、保護膜による被
覆の必要もない。従って、従来のサセプタのような保護
膜が剥がれることによる問題もない。

【００７４】さらに、ＲＦ金属電極板４１はサセプタウ
ェハ支持プレート３９の内部に設けられているので、フ
ッ素系プラズマの影響を受けることがない。このため、
フッ素系プラズマによる金属電極の腐食の問題もない。
また、上述したように、筒体２５には常に不活性ガスが
流し込まれ、筒体２５内のリード線がフッ素ガス等によ
って腐食することを防止できる。

【００７５】なお、本実施例に係るＣＶＤ装置は、Ｓｉ
Ｏ₂膜に限らずタングステン等の金属系膜の形成も同様
にできる。また、上記実施例に係るＣＶＤ装置は、プラ
ズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）にも用いることができる。こ
のときは、ＲＦ金属電極板４１と、一方のプラズマ電極
である原料ガス噴射ノズル３１とをプラズマＣＶＤ用の
プラズマ電極として用いることによって行う。

【００７６】０−１００℃の低温で使用すると、窒化ア
ルミニウムコーティングはアルミナ及びシリコンカーバ
イドと膨張係数が一致するが、６５０−７５０℃の高温
で用いると、アルミナによる窒化アルミニウムコーティ
ングは使用できず、シリコンカーバイドは限界でしか使
用できない。

【００７７】第３実施例次に、本発明の第３実施例に係るサセプタ装置を図１２
〜図２８を参照して説明する。

【００７８】本発明に係るもう１つの実施例を図１２〜
２８に示す。本実施例のサセプタ装置は、窒化アルミニ
ウム材料の大体平坦な多層部材から構成され、セラミッ
ク加圧磁器化（ＰＡＤ）法を用いて窒化アルミニウムス
テムに結合されている。窒化アルミニウムの平坦な積層
部材の間に接地電極とヒータがはさまれている。窒化ア
ルミニウム層にはサセプタの表面上の真空チャックへの
真空通路、サセプタの周囲へのパージガス通路及び熱電
対出入孔が設けられている。サセプタ装置（接地接続
体、ヒータ用第１リード線、ヒータ用第２リード線、真
空接続体、パージガス接続体及び熱電対出入）が全て溝
の付いた中空サセプタステムの壁内部に別の有底通路を
通ってサセプタウェハ支持プレートまで供給される。腐
食性のサセプタ装置のいずれもがプロセスガスに晒され
ないように反応室の壁を通って伸びている。

【００７９】図１２は本実施例の拡大図を示すものであ
る。ウェハ支持プレート装置１００は上面１０２を有
し、真空チャック溝パターン１０４と４つのウェハリフ
トピンホール１０６、１０７、１０８、１０９が設けら
れている。

【００８０】上面１０２は、ウェハ支持プレート装置１
００に支持されているが結合されていないパージリング
１１２に取り囲まれている。パージリング１１２には、
６つのウェハガイドピン１１６を付けるための６つのサ
イト１１４を有する（１つだけが拡大して示されてい
る）。

【００８１】そのプレート装置１００は溝の付いた中空
サセプタステム１２０に支持され結合されている。ステ
ム１２０にはその外側に６個の溝があり、溝の間に一連
のリッジ、例えば、１２４、１２９ができる。反応室の
壁を密封するためのＯ−リングをステム１２０の底付近
のＯ−リンググローブ１３２に嵌める。かみ合わせたス
テム部分１３３は、補足した形の外部支持体に対してサ
セプタを支持する形をしている。ステム１２０の底のネ
ジ山１３４がステムとかみ合わせた部分１３３の外部支
持体になり、また、サセプタが反応室に設置されると装
置のコネクタ本体１３６をステムの底に固定する。装置
のコネクタ本体１３６には装置の配線及びチューブ１３
８が接続される。ステム１２０の底端の外側にアルミナ
支持チューブ１４０が嵌められる。そのチューブ１４０
は、ステムが反応室でプロセス環境に完全に晒される影
響を幾分防ぎかつ放射熱移動によるステムの上部からの
熱損失を最少にする。

【００８２】接地端子及びヒータの一端に接続するため
にサセプタステム１２０に固定されたピン１４２、１４
７が、各々ステム１２０の末端から出ている。

【００８３】図１８は、最後には結合されて１ピースの
窒化アルミニウムウェハ支持プレート装置１００を形成
する装置を示すものである。

【００８４】ウェハ支持プレート装置１００は、通常固
体の窒化アルミニウムの大体平坦な数個の円盤とステム
１２０からなり、加圧磁器化（ＰＡＤ）法を用いて結合
される。結合パラメターの詳細は知られておらず、製造
業者 Cercom,Inc.,1960 Watson Way,Vista,CA 92083 U.
S.A.の経験と技術による。Cercomでは、ヘリウムによる
真空漏れ試験の発明者等の作業基準目標が１×１０^-7ト
ルリットル／秒に等しいかこれより良好に結合するよう
な方法で相互に密着させている。

【００８５】ウェハに面する円盤（あるいは第１又は上
層）１６０には真空チャック溝パターン１０４とリフト
ピンホール１０６、１０７、１０８、１０９が設けられ
ている。上層１６０の厚さは、約0.２５″（6.３mm）で
ある。

【００８６】上層１６０の下側の接地ループ（電極）１
７０（環状ループになった連続面を含む）は厚さ約0.０
００５″（0.０１３mm）のタングステン層からなり、上
層１６０の下側あるいは第２層１８０の上層に密着され
る（例えば、蒸着による）。電極１７０は、接地されて
いるステム１２２の底から伸びている接地ピン１４２と
接続される（電子ビーム溶着が好ましい）。

【００８７】第２（又はパージガス溝）層１８０には直
径のパージガス溝１８２が低い面で設けられ（図１８に
点線で示されている）、パージガスをステム１２０内の
パージガス通路１４４（後述される）からパージ分配チ
ャネル１５０（図２１及び２５）の周囲まで通過させ
る。この第２層１８０に設けられている穴を通って装置
が上層１６０、即ち、接地ピン通路、熱電対通路、真空
チャック供給通路１５６及びリフトピンホール１０６に
供給される。第２層１８０は厚さ約0.２９６″（7.５２
mm）である。

【００８８】第３（又はヒータコイルパターン）層１９
０は、第２層の底のパージガス溝１８２を閉じるために
第２層に下に設けられる。ヒータコイル配列２００がそ
の底面に密着される。この第３層の穴を通って装置が上
層１６０及び第２層１８０、即ち、接地ピン通路、熱電
対通路、パージガス通路、真空チャック供給通路及びリ
フトピンホール１０６に供給される。第３層１９０は厚
さ約0.１４５″（3.６８mm）である。

【００８９】ヒータコイル配列２００は厚さ約0.０００
５″（0.０１３mm）のタングステン層からなり、第３層
１９０の下側に密着される（例えば蒸着による）。ヒー
タコイルは、３列に接続された同心円に沿って正弦型蛇
行パターン２０２に配置されている。真空通路１５５ａ
とリフトピンホール１０６を避けるためにだけ正常な波
パターンがはずれてそのパターンを通り抜ける。保護周
囲ヒータリングループ２０４は、蛇行パターン２０２の
一端に連続して接続し、その周囲を取り囲んでいる。抵
抗保護周囲ループ２０４はその周囲のサセプタに対して
入力を増大させてその周囲の普通より多い熱損失が補わ
れる。蛇行パターン２０２及びリングループ２０４の幾
何学的配置はその周囲の熱損失が大きいことから低温を
補うので、単一ゾーンのヒータ制御を使用することがで
きる。全ヒータの蛇行部分２０２と保護ヒータリング２
０４には２０℃において約7.１４オームの抵抗が取り付
けられる。ヒータはヒータ用電極ピン１４５、１４７と
接続され（電子ビーム溶着が好ましい）、ステム１２０
の底から上に伸びている。

【００９０】ヒータ２００の底面は、窒化アルミニウム
の0.０３″（0.７９mm）の紙薄層２０７で被覆される。
この層２０７は結合で充填材料として作用し、ヒータ２
００を被覆しかつ下の次の層とを分けるものである。装
置は穴を通って上層までこの層を通り抜けることができ
る。

【００９１】真空分配（又は第４）層２０９は２つの別
個の部分、円盤状第４内部層２１０と環状第４外部層２
２０からなり、第３層と紙薄層２０７の下側に設けられ
る。第４内部層２１０には半径の溝１４９が設けられ、
ステム１２０から第４内部層２１０の円周囲まで伸びて
いる。第４外部層２２０は内部層２１０の外径より大き
な内径を有し、２層が一般に同心円に位置する場合それ
らの間に環状通路１５１が形成されてサセプタ表面真空
チャック溝パターン１０４と接続している穴、例えば、
１５５にサセプタ周囲の真空が分配される。第４外部層
２２０には、図１６及び２０に示されるように周囲フラ
ンジ２２２が設けられ、第２（１８０）及び第３（１９
０）層の回りに周囲チャネル１５０の外壁を形成してパ
ージガスを分散させる。これらの第４層２１０、２２０
の穴を通って装置が上の層、即ち、接地ピン通路、熱電
対通路、パージガス通路、ヒータピン通路及びリフトピ
ンホール１０６に供給される。外部フランジ２２２内の
第４層２０９は厚さ約0.１２５″（3.１８mm）である。
外部フランジ２２はその層の低い面より上に約0.５９
７″（１5.１６mm）上がっており（第２層１８０の上部
とほぼ同じ）、厚さ0.１９５″（4.９５mm）を有する。

【００９２】底部第５層２３０は第４層２０９の内部２
１０と外部２２０との間の環状真空通路を閉じるために
第４層２０９の底面に結合する。この第５層の底面はサ
セプタステム１２０の上部に結合される。すべての装置
が穴を通って上層に各々通り抜ける。第５層２３０は厚
さ約0.１２３″（3.１２mm）である。

【００９３】上記第１〜第５層（１６０、１７０、１８
０、１９０、２００、２０９、２３０）が一緒に結合さ
れた場合、ウェハ支持プレート装置１００が構成され
る。ウェハ支持プレート装置１００と共にサセプタステ
ム１２０及びパージリング１１２が本発明に係るサセプ
タ装置の本実施例である。種々の部分の詳細と適応は次
の詳細な説明で理解される。

【００９４】図１３は図１２のサセプタの側面を示すも
のであり、パージリング１１２が除かれヒータ支持チュ
ーブ１４０が断面で示されている。この図には、通常パ
ージリング１１２で占められるたなが装置１００の上部
周囲に見られる。

【００９５】図１４は、図１３を９−９から見た上面図
である。周囲パージガス分配チャネル１５０は外部フラ
ンジ２２２のちょうど内側に位置する。そのリング１１
２のパージ配列キー１１５（図１７）と一致するよう
に、パージリング１１２に向けられる配列くぼみ２２６
が設けられる。真空チャック溝パターン１０４が上層１
６０に通り抜ける真空通路装置と接続されて上面の中心
に設置される。真空チャック溝パターンの詳細は図１９
に見られる。図２０は上層１６０の断面を縦に拡大した
ものである。真空チャックパターン１０４には一連の同
心チャネル１７１が設けられ、周囲１７６と中心１７３
付近に幾分浅い交差チャネル溝で相互に接続されてい
る。一周の溝１７４が中心放射状溝１７３と外部放射状
溝１７６とを接続している。交差チャネル溝１７６は一
連の８本の真空供給通路と接続しており、中心のまわり
に等しい間隔で配置されている。各真空供給通路１６４
は２本の狭いプラズマ閉塞真空出口孔１６２と接続して
いる。これらの孔１６２は洗浄ガス、例えば、フッ素等
のプラズマが真空通路に達しないように防止するサイズ
である。

【００９６】図１５はサセプタステム１２０の底部の末
端図を示すものである。接地コネクタピン１４２、配列
基準孔１４３、パージガス通路１４４、（第１）ヒータ
コネクタピン１４５、真空通路１４６、（第２）ヒータ
コネクタピン１４７及び熱電対通路孔１４８が中空円筒
状サセプタステム１２０の壁に逆時計回りに設けられ
る。

【００９７】図１６は、図１３を１１−１１で切り取っ
たステム１２０の断面である。接続装置、１４２、１４
４、１４５、１４６、１４７、１４８は前述の通りであ
り、ステムの壁に埋め込まれ、相互に密封されている。
サセプタプレート装置１００の下層２３０までステム１
２０の上方に様々に伸びる溝１２２は、比較的高い構造
剛性を維持しつつステムの断面積を減少させる。面積の
減少により断面が減少し、ウェハ支持プレート装置１０
０から離れて熱が伝導され、そのことによりステム１２
０の下で伝導により失われる熱を減少させることができ
る。ステムの中空の中心１３０もまた、熱の伝導の悪い
空気で満たされているように熱損失を減少させる。

【００９８】図１７は、図１４を１２−１２で切り取っ
た断面である。接地接続ピン１４２は、直径約0.０９
３″（2.３６mm）のタングステン棒である。このピン１
４２は、直径約0.１５６″（3.９６mm）のピンヘッドが
あり、ピン１４２の上端を第２層１８０の上で反対が浅
くあいている接地ループ１７０まで保持し固定する。ピ
ン１４２のヘッドは接地ループ１７０と電子ビーム溶着
（上述されているように）で接続される。ステム１２０
とウェハ板装置１００の種々の層を通り抜ける接地ピン
用接地装置孔は直径約0.１２５″（3.１７５mm）であ
り、接地ピンは温度変化にも自由に膨張収縮するが、な
おピンヘッドが接地ループ１７０から離れないように防
止する。ステム及びウェハ支持装置１００の表面を通る
真空通路の経路が示される。ステム１２０の外部のステ
ムＯ−リングの溝１３２はＯ−リングの溝１３２上のサ
セプタ装置構成部分の分割線で区切られており、真空に
晒されるので前述のヘリウム漏れ試験に抵抗するように
しっかりと密封しなければならないが、雰囲気に晒され
るその構成部分、即ち、Ｏ−リングの溝１３２の下のも
の及びステム１２０の中空心１３０の内部のものは漏れ
試験をする必要がない。

【００９９】図１７は、パージリング１１２の断面も示
している。示されているように、パージリング１１２は
作動位置から上がった位置にある。それが作動位置にあ
る場合には、パージリング配列キー１１５はウェハ支持
装置１００配列の溝２２６に嵌まっている。

【０１００】図２１は、図１４を１６−１６で切り取っ
た断面を示すものである。第２ヒータピン１４７はヒー
タ層２００と接続して示されている。その取り付け及び
設置は、上記接地ピン１４２と同様である。環状真空通
路１４６の開口は下層２３０の上に見られる。パージガ
ス通路１４４は、第２層１８０内のパージガス溝１８２
と接続して示されている。パージガスの溝１８２はオリ
フィス１８５を介して排出通路１８４（図２６、２７）
と接続され、円周フランジ２２２内部の周囲チャネル１
５０に至る。

【０１０１】図２２は、図１４を１７−１７で切り取っ
た断面を示すものである。第１ヒータピン１４５はヒー
タ層２００と接続して示されている。その取り付け及び
設置は上記設置ピン１４２と同様である。熱電対用孔１
４８は、ステム１２０から上層１６０以外の層すべてを
通り抜けて示されている。上層１６０の裏面に隣接する
チューブの末端内部に２つの熱電対（示されていない）
が取り付けられる。一方の熱電対を測定して温度コント
ローラ（示されていない）に信号が送られる。もう一方
の熱電対は超過温度連動センサ（示されていない）と接
続されている。熱電対チューブは熱電対孔１４８より小
さく、装置のコネクタ本体１３６にバネで取り付けら
れ、上層１６０の裏面に対して熱電対を連続して促すの
で作動中チューブが熱膨張する。

【０１０２】図２３は図１４を１８−１８で切り取った
断面を示すものである。真空通路４６をウェハ支持プレ
ート装置１００の表面と接続している８本の縦の通路の
２本が示されている。リフトピンホール１０６及び１０
８が見られる。

【０１０３】図２４は、図２２の熱電対孔１４８の拡大
図である。上記のようにウェハ支持プレート装置１００
の層が見られる。

【０１０４】図２５及び図２７は、プレート装置１００
の周囲の断面の拡大図を示すものである。パージリング
１１２は適切に示されている（図２７では、ガイドピン
１１６（図１２に示されている）がリング１１２の周囲
の回りの６ヵ所でのみ配置されており、これらの位置は
周囲の片側の回りのパージリング配列キーから引き続い
て５、５５及び５５°の弧でリングに突き出ている半径
にあり、従ってピン１１６は実際にはパージガス通路１
８４の上方に位置しない）。パージリング１１２の底面
はパージ分配周囲チャネル１５０の上面を被覆する。こ
のリング１１２はその底面に溝１１９を有し、オリフィ
ス孔１１７が等しい間隔で設置された（一端付近ではオ
リフィスが狭くなっている）２４０個がリング１１２の
回りに設けられ、サセプタ上で処理される（示されてい
ない）ウェハの端に向かってパージガスが流れる。オ
リフィス孔１１７は狭い角ばった円周溝１１８に入り、
さらに２４０個のオリフィス孔１１７からパージガスを
分配させる。パージガスは溝１１８から連続したガスシ
ートを形成し、そのことによりウェハの端や裏面にプロ
セスガスが付着することを防止する。

【０１０５】図２８は、本実施例のサセプタ装置を反応
室２４４内の配置で示すものである。反応室２４４に
は、ガス分配プレート２４６が設けられ、サセプタウェ
ハ支持面２５０に面している。サセプタ装置２６０は、
上下に移動されかつ止めナット１３５でサセプタ持上げ
機構２５６が得られるそのかみ合わせたステム部分１３
３で支持されている。反応室２４４はステムシール２４
８でサセプタ装置２６０の回りが密封されている。サセ
プタ装置１３８はステムの末端と接続されている。４個
のウェハリフトピン２５２がサセプタ内のリフトピンホ
ールに取り付けられている。サセプタが降下すると、リ
フトピンの末端がリフトフィンガー支持リング２５４に
接触してリフトピン２５２が移動用ウェハを上昇させ
る。リフトフィンガー支持リングも上下に移動して反応
室２４４内外にウェハを移動させるロボット式自動ブレ
ード（示されていない）でウェハを移動させる。

【０１０６】本実施例は、コンパクトな反応室内で比較
的小さなステム（約２″（５0.８mm）Ｏ．Ｄ.)を用いた
内部加熱サセプタを示すものである。

【０１０７】本発明を特定の実施例について記載してき
たが、本発明の真意及び範囲から逸脱することなく形状
及び詳細の変更がなされることを当業者は認めるであろ
う。

【０１０８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、サセプタブロックの材料として窒化アルミニウ
ムを用いているので、フッ素系プラズマに晒してもサセ
プタブロックの腐食や発塵等はほとんどなく、高温での
使用が可能であり、高温においてもサセプタブロックの
変形等が殆ど生じない。また、長期間の使用によっても
サセプタブロックの消耗がないため、保護膜による被覆
の必要もない。従って、従来のサセプタブロックのよう
な保護膜が剥がれることによる信頼性の低下等を招くこ
ともない。

【０１０９】また、窒化アルミニウムはアルミニウムと
同程度の熱伝導性を有するため、サセプタ表面の温度の
均一性はアルミニウムと同程度の温度均一性を得ること
ができる。

【０１１０】さらに、本発明によれば、有底筒体内を通
り抜ける高周波電極用配線及び金属ヒータ用配線は、有
底筒体の周囲のガスに晒されることがないので、内部の
配線がフッ素ガスなどによって腐食することがないため
装置の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るサセプタ装置の斜視図で
ある。

【図２】本発明の実施例に係るサセプタ本体の一部断面
斜視図である。

【図３】本発明の実施例に係るサセプタ本体に用いる加
熱用ヒータの説明図である。

【図４】本発明の実施例に係るサセプタ装置の断面側面
図である。

【図５】発明の実施例に係るサセプタ装置を用いたＣＶ
Ｄ装置の説明図である。

【図６】本発明に係るサセプタ装置の斜視図である。

【図７】図６のサセプタ装置の側面図である。

【図８】本発明に係るサセプタウェハ支持プレートの部
分断面斜視図である。

【図９】図８に部分的に示されている抵抗ヒータの平面
図である。

【図１０】図９のヒータの側面図である。

【図１１】ＣＶＤ反応室内における図６のサセプタ装置
を示す図である。

【図１２】本発明に係るサセプタ装置の実施例の装置の
斜視図である。

【図１３】図１２のサセプタ装置の側面図である。

【図１４】図１２を９−９から見たサセプタ装置の上面
図である。

【図１５】図１３を１０−１０から見たサセプタ装置の
底面図である。

【図１６】図１３を１１−１１で切り取った断面図であ
る。

【図１７】図１４を１２−１２で切り取った断面図であ
る。

【図１８】図１２のサセプタ装置のパージリング及びス
テムスリーブなしの分解部品配列図である。

【図１９】図１８のサセプタ装置の上層の斜視図であ
る。

【図２０】図１９を１５−１５で切り取った断面拡大図
である。

【図２１】図１４を１６−１６で切り取った断面図であ
る。

【図２２】図１４を１７−１７で切り取った断面図であ
る。

【図２３】図１４を１８−１８で切り取った断面図であ
る。

【図２４】図２２を１９−１９で切り取った断面拡大図
である。

【図２５】図２２を２０−２０で切り取った断面拡大図
である。

【図２６】図２７を２１−２１で切り取った断面拡大図
である。

【図２７】図２１を２２−２２で切り取った断面拡大図
である。

【図２８】ＣＶＤ反応室内における図１２のサセプタ装
置を示す図である。

【符号の説明】

２、２１、２５…支持台、４、２９…平板、５、３１…
筐体、６、３３…原料ガス噴射ノズル、７…ウェハ（半
導体基板）、１１、３９…サセプタブロック、１２、４
１…ＲＦ金属電極板、１３、４３…加熱用ヒータ、１
４、４５…熱電対、１５、４７…貫通孔、１７、４９…
金属部材、３２、５３…ガス供給チューブ、３４、５５
…マスコントローラー、３６、５７…ガスボンべ、３
８、５９…ガスパイプ、４２…平板、４４…昇降装置、
５１…穴、５２、６５…天板、５４、６７…排気口、５
６、６９…べローズ保持部、６２、７１…噴射口、７
０、７３、７８、８１…スイッチ、７２、７５、７６、
７９…高周波電源、７４、７７…コントローラー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大倉淳伸千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内アプライドマテリアルズジャパン株式会社内 (72)発明者斉藤昭彦千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内アプライドマテリアルズジャパン株式会社内 (72)発明者鈴木賢二千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内アプライドマテリアルズジャパン株式会社内 (72)発明者田口賢一千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内アプライドマテリアルズジャパン株式会社内 (72)発明者デイルロバートデュボイスアメリカ合衆国カリフォルニア州 95030，ロスガトス，マルベリードライブ 14285 (72)発明者アランフェリスモリソンアメリカ合衆国カリフォルニア州 95124，クパティーノ，ディケンズアベニュー 15221

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気相成長用反応室内に設けられるサセプ
タ装置において、ウェハを載置するサセプタブロックは、窒化アルミニウ
ムからなり、その内部には高周波電極及び金属ヒータが
埋設されているサセプタ装置。
【請求項２】少なくとも側壁がセラミックから構成さ
れ、前記サセプタブロックを開口端で裏面から支持する
有底筒体と、前記有底筒体の周囲のガスの気圧よりも高い圧力で不活
性ガスを前記有底筒体内に流し込むことができる不活性
ガス供給手段とを有し、前記サセプタブロックの裏面から引き出された高周波電
極用配線及び金属ヒータ用配線は、前記有底筒内を通り
抜けて外部に導き出されている請求項１記載のサセプタ
装置。
【請求項３】サセプタウェハ支持プレートが窒化アル
ミニウムからなり、その内部にはヒータ及び電極が埋設
されているサセプタ。
【請求項４】前記プレートが少なくとも１種の窒化ア
ルミニウム部材を含む請求項３記載のサセプタ。
【請求項５】前記サセプタに有底支持部材が設けら
れ、少なくとも側壁がセラミックから構成され、前記支
持部材が前記サセプタウェハ支持プレートを裏面から支
持する請求項３記載のサセプタ。
【請求項６】前記支持部材の周囲のガスの気圧よりも
高い圧力で不活性ガスを前記支持部材に流し込む不活性
ガス供給手段を更に有し、電極用配線及びヒータ用配線が前記サセプタウェハ支持
プレートの裏面から引き出されかつ前記支持部材を通り
抜けて外部に導き出されている請求項５記載のサセプ
タ。
【請求項７】前記サセプタウェハ支持プレートが前記
プレートの裏側に固定されたサセプタステムに固定さ
れ、前記ステムが反応室の壁を前記反応室の外部まで気密に
通り抜け、前記ヒータ用リード線及び前記電極用リード線が前記ス
テムを反応室の前記外部まで前記反応室のガスに晒され
ずに通り抜けている請求項３記載のサセプタ。
【請求項８】前記サセプタウェハ支持プレートに更に
サセプタウェハ支持プレートの表面上の真空チャックパ
ターンの溝を真空にする通路が設けられ、前記通路が前
記反応室の前記外部まで伸びている前記サセプタステム
内の真空通路に接続している請求項７記載のサセプタ。
【請求項９】前記サセプタウェハ支持プレートに更に
前記ウェハ支持プレートの表面上の周囲にガスをパージ
する通路が設けられ、前記通路が前記反応室の前記外部まで伸びている前記サ
セプタステム内のパージガス供給通路に接続している請
求項７記載のサセプタ。
【請求項１０】前記サセプタに前記ステムを介して前
記反応室の前記外部まで伸びている前記サセプタウェハ
支持プレートの裏側に熱電対を受ける孔が設けられ、熱
電対挿入装置の末端に取り付けられた熱電対が前記サセ
プタウェハ支持プレートの裏側に位置することができる
ように配置されている請求項７記載のサセプタ。
【請求項１１】前記支持プレートが複数の窒化アルミ
ニウム積層部材を含み、共に結合されている請求項４記
載のサセプタ。
【請求項１２】前記積層部材が前記積層部材の間に配
列された孔を通って複数の軸が設けられている請求項１
１記載のサセプタ。
【請求項１３】前記ヒータがその周囲にヒータリング
ループを含んでいる請求項３記載のサセプタ。