JPH0853766A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPH0853766A JPH0853766A JP6187552A JP18755294A JPH0853766A JP H0853766 A JPH0853766 A JP H0853766A JP 6187552 A JP6187552 A JP 6187552A JP 18755294 A JP18755294 A JP 18755294A JP H0853766 A JPH0853766 A JP H0853766A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ウエハの温度をより正確に測定してウエハの温
度をより正確に制御可能な気相成長装置を提供する。 【構成】この装置では、ウエハ９は赤外放射線源１０か
らの放射線とウエハホルダ２１からの熱の供給により加
熱される。反射板２０は、ウエハ９の表面から放散され
る放射線をウエハ９に戻す。放射温度計１７ａ、１７
ｂ、１７ｃはウエハホルダ２１の裏面に向けられてお
り、赤外放射線源１０からの放射線の影響を受けず、ウ
エハ９の温度をより正確に測定してウエハ９の温度を的
確に制御することができる。
度をより正確に制御可能な気相成長装置を提供する。 【構成】この装置では、ウエハ９は赤外放射線源１０か
らの放射線とウエハホルダ２１からの熱の供給により加
熱される。反射板２０は、ウエハ９の表面から放散され
る放射線をウエハ９に戻す。放射温度計１７ａ、１７
ｂ、１７ｃはウエハホルダ２１の裏面に向けられてお
り、赤外放射線源１０からの放射線の影響を受けず、ウ
エハ９の温度をより正確に測定してウエハ９の温度を的
確に制御することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造プロ
セス等に用いられる気相成長装置に係わり、特にＣＶＤ
による膜付け対象である半導体ウエハ（以下ウエハとい
う）の加熱温度制御の適切化に関する。
セス等に用いられる気相成長装置に係わり、特にＣＶＤ
による膜付け対象である半導体ウエハ（以下ウエハとい
う）の加熱温度制御の適切化に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、気相成長装置（ＣＶＤ装置）とし
て、図３に示すような装置がある。この装置は、外筒２
と、上部石英ガラス窓３を有しヒンジ４により外筒２の
上面に開閉可能に設けた上蓋５と、外筒２の下面にクラ
ンプ６により取付けられた下部石英ガラス窓７とにより
反応炉１を形成し、一般的には反応炉１内を図示しない
真空ポンプにより所定の圧力に減圧するようになってい
る。
て、図３に示すような装置がある。この装置は、外筒２
と、上部石英ガラス窓３を有しヒンジ４により外筒２の
上面に開閉可能に設けた上蓋５と、外筒２の下面にクラ
ンプ６により取付けられた下部石英ガラス窓７とにより
反応炉１を形成し、一般的には反応炉１内を図示しない
真空ポンプにより所定の圧力に減圧するようになってい
る。
【０００３】そして、反応炉１内に設けたカーボン製の
ウエハホルダ８にウエハ９を載置し、上下の石英ガラス
窓３、７の外に設けた多数のハロゲンランプ１０ａ、１
１ａからなる赤外放射線源１０、１１によりウエハ９及
びウエハホルダ８を加熱し、ノズル孔１２から膜付けに
必要な材料ガスを供給しつつ図示しない排気孔から排気
してウエハ９の表面に薄膜を形成する。
ウエハホルダ８にウエハ９を載置し、上下の石英ガラス
窓３、７の外に設けた多数のハロゲンランプ１０ａ、１
１ａからなる赤外放射線源１０、１１によりウエハ９及
びウエハホルダ８を加熱し、ノズル孔１２から膜付けに
必要な材料ガスを供給しつつ図示しない排気孔から排気
してウエハ９の表面に薄膜を形成する。
【０００４】なお、図３において、ウエハホルダ８は、
カーボン製の円筒体１３によって外周部を係合保持され
ており、円筒体１３は石英ガラス製の板１４上に載置さ
れ、板１４は同じく石英ガラス製の複数本の支柱１５に
より支持されている。
カーボン製の円筒体１３によって外周部を係合保持され
ており、円筒体１３は石英ガラス製の板１４上に載置さ
れ、板１４は同じく石英ガラス製の複数本の支柱１５に
より支持されている。
【０００５】この従来装置においては、赤外放射線源１
０、１１のランプの間にそれぞれ設けた複数の放射温度
計１６、…、１７、…により、ウエハ９とウエハホルダ
８の半径方向にそれぞれ異なる位置の温度を検出し、そ
れらの出力を赤外放射線源１０、１１の対応するハロゲ
ンランプ１０ａ、１１ａにそれぞれフィードバックして
最終的にはウエハ９を所定の温度に制御して均一な膜厚
分布の薄膜を得るようにしていた。
０、１１のランプの間にそれぞれ設けた複数の放射温度
計１６、…、１７、…により、ウエハ９とウエハホルダ
８の半径方向にそれぞれ異なる位置の温度を検出し、そ
れらの出力を赤外放射線源１０、１１の対応するハロゲ
ンランプ１０ａ、１１ａにそれぞれフィードバックして
最終的にはウエハ９を所定の温度に制御して均一な膜厚
分布の薄膜を得るようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ウエハ９上に形成され
る薄膜の膜厚分布は、ウエハ９表面上の温度分布に左右
される。特に、ポリシリコンの膜付けは、温度に対する
成膜率が敏感であり、ウエハ９表面上の温度差が６℃以
上になると膜厚のバラツキが実用上問題となる。ウエハ
９の温度を正確に制御するためには、放射温度計１６、
１７によりウエハ９の温度を正確に測定する必要があ
る。
る薄膜の膜厚分布は、ウエハ９表面上の温度分布に左右
される。特に、ポリシリコンの膜付けは、温度に対する
成膜率が敏感であり、ウエハ９表面上の温度差が６℃以
上になると膜厚のバラツキが実用上問題となる。ウエハ
９の温度を正確に制御するためには、放射温度計１６、
１７によりウエハ９の温度を正確に測定する必要があ
る。
【０００７】ところで、測温範囲が１００〜６００℃と
比較的低い場合には、放射温度計の検知素子には、現
在、Ｐｂｓが用いられており、その検出波長は２１００
〜２６００ｎｍ（２．１〜２．６μｍ）であるが、本発
明の対象であるＣＶＤにおいては、成膜温度との関係か
ら放射温度計１６、１７の測温範囲は６００〜１３００
℃であり、この場合の放射温度計１６、１７の検知素子
にはＳｉが用いられており、その検出波長は５００〜１
１００ｎｍ（０．５〜１．１μｍ）である。
比較的低い場合には、放射温度計の検知素子には、現
在、Ｐｂｓが用いられており、その検出波長は２１００
〜２６００ｎｍ（２．１〜２．６μｍ）であるが、本発
明の対象であるＣＶＤにおいては、成膜温度との関係か
ら放射温度計１６、１７の測温範囲は６００〜１３００
℃であり、この場合の放射温度計１６、１７の検知素子
にはＳｉが用いられており、その検出波長は５００〜１
１００ｎｍ（０．５〜１．１μｍ）である。
【０００８】赤外放射線源１０、１１にハロゲンランプ
１０ａ、１１ａを用いた場合の放射波長のピーク値は、
図４の分光分布図に示すように、８５０〜１０００ｎｍ
（０．８５〜１．０μｍ）であり、検知素子Ｓｉの検出
波長がこれを含むため、赤外放射線源１０、１１からの
放射線が放射温度計１６、１７に取り込まれて測温精度
を阻害し、正確な温度測定ができない。
１０ａ、１１ａを用いた場合の放射波長のピーク値は、
図４の分光分布図に示すように、８５０〜１０００ｎｍ
（０．８５〜１．０μｍ）であり、検知素子Ｓｉの検出
波長がこれを含むため、赤外放射線源１０、１１からの
放射線が放射温度計１６、１７に取り込まれて測温精度
を阻害し、正確な温度測定ができない。
【０００９】そこで、測温精度を高めるため、Ｓｉとは
異なる検知素子を用いることも試みられているが、測温
範囲との関係があり、また、図４に示すようにハロゲン
ランプは広範囲の波長光を放射するため、正確な温度測
定は困難であった。さらに、図４に示すハロゲンランプ
の波長分布は、経時変化を生じるため、再現性に欠ける
欠点もある。
異なる検知素子を用いることも試みられているが、測温
範囲との関係があり、また、図４に示すようにハロゲン
ランプは広範囲の波長光を放射するため、正確な温度測
定は困難であった。さらに、図４に示すハロゲンランプ
の波長分布は、経時変化を生じるため、再現性に欠ける
欠点もある。
【００１０】本発明は、前述したような課題を解決し、
ウエハの温度をより正確に測定してウエハの温度をより
正確に制御可能な気相成長装置を提供することを目的と
している。また、本発明は、ウエハの温度をより効率的
かつ迅速に所望の温度に制御可能な気相成長装置を提供
することを目的としている。
ウエハの温度をより正確に測定してウエハの温度をより
正確に制御可能な気相成長装置を提供することを目的と
している。また、本発明は、ウエハの温度をより効率的
かつ迅速に所望の温度に制御可能な気相成長装置を提供
することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、赤外放射線源を熱源としてウエハを加熱
し、このウエハに膜付けを行なう気相成長装置におい
て、反応炉内に配置されウエハの裏面側を被うように支
持するカーボン製のウエハホルダと、前記反応炉を構成
する石英ガラス窓を介してウエハホルダのウエハ載置側
またはそれと反対の裏側のいずれか一方のみに向けて反
応炉外に配置された赤外放射線源と、同じく前記反応炉
を構成する石英ガラス窓を介すると共にウエハホルダを
間に置いて前記赤外放射線源と対向するようにウエハホ
ルダの裏側またはウエハ載置側のいずれか一方に向けて
反応炉外に配置された反射板と、この反射板が対向する
ウエハホルダの裏側またはウエハ表面に向けて設けられ
た放射温度計と、この放射温度計の出力により前記赤外
放射線源の出力により前記赤外放射線源の出力を制御す
る温度制御部とを備えたものである。
に、本発明は、赤外放射線源を熱源としてウエハを加熱
し、このウエハに膜付けを行なう気相成長装置におい
て、反応炉内に配置されウエハの裏面側を被うように支
持するカーボン製のウエハホルダと、前記反応炉を構成
する石英ガラス窓を介してウエハホルダのウエハ載置側
またはそれと反対の裏側のいずれか一方のみに向けて反
応炉外に配置された赤外放射線源と、同じく前記反応炉
を構成する石英ガラス窓を介すると共にウエハホルダを
間に置いて前記赤外放射線源と対向するようにウエハホ
ルダの裏側またはウエハ載置側のいずれか一方に向けて
反応炉外に配置された反射板と、この反射板が対向する
ウエハホルダの裏側またはウエハ表面に向けて設けられ
た放射温度計と、この放射温度計の出力により前記赤外
放射線源の出力により前記赤外放射線源の出力を制御す
る温度制御部とを備えたものである。
【００１２】なお、赤外放射線源はハロゲンランプであ
ることが好ましく、反射板の表面は金被膜であることが
好ましく、ウエハホルダはウエハとほぼ等しい厚さに形
成され、かつウエハ裏面の外周部のみを接触保持するよ
うに形成することが好ましく、さらに、ウエハホルダ
は、異方性カーボン製とし、その積層結晶体の面方向が
ウエハホルダの上面に沿うように形成することが好まし
い。
ることが好ましく、反射板の表面は金被膜であることが
好ましく、ウエハホルダはウエハとほぼ等しい厚さに形
成され、かつウエハ裏面の外周部のみを接触保持するよ
うに形成することが好ましく、さらに、ウエハホルダ
は、異方性カーボン製とし、その積層結晶体の面方向が
ウエハホルダの上面に沿うように形成することが好まし
い。
【００１３】
【作用】赤外放射線源をウエハホルダのウエハ載置側に
配置した場合は、赤外放射線源からの放射線は、ウエハ
を直接加熱すると共に、一部の放射線はウエハを透過し
てウエハホルダに達し、ウエハホルダを加熱する。ま
た、ウエハとウエハホルダはこれらが発生する放射線に
よって互いに加熱され、ほぼ等しい温度に保たれる。ウ
エハホルダの裏側から放散される放射線は反射板によっ
てウエハホルダに戻され、加熱効率の向上に寄与する。
配置した場合は、赤外放射線源からの放射線は、ウエハ
を直接加熱すると共に、一部の放射線はウエハを透過し
てウエハホルダに達し、ウエハホルダを加熱する。ま
た、ウエハとウエハホルダはこれらが発生する放射線に
よって互いに加熱され、ほぼ等しい温度に保たれる。ウ
エハホルダの裏側から放散される放射線は反射板によっ
てウエハホルダに戻され、加熱効率の向上に寄与する。
【００１４】他方、赤外放射線源をウエハホルダの裏側
に配置した場合は、赤外放射線源からの放射線は、ウエ
ハホルダを加熱し、このウエハホルダによりウエハを間
接的に加熱する。ウエハの表面側から放散される放射線
は反射板によってウエハに戻され、加熱効率の向上に寄
与する。
に配置した場合は、赤外放射線源からの放射線は、ウエ
ハホルダを加熱し、このウエハホルダによりウエハを間
接的に加熱する。ウエハの表面側から放散される放射線
は反射板によってウエハに戻され、加熱効率の向上に寄
与する。
【００１５】上記２つの装置の相違はウエハ表面を赤外
放射線源からの放射線によって直接加熱するか否かであ
る。放射温度計は、赤外放射線源からの放射線を直接受
けず、反射板が対向する側である前者の装置においては
ウエハホルダの裏側、後者の装置においてはウエハ表面
の温度を測定するため、検知素子にＳｉのような検出波
長が赤外放射線源からの放射線のピーク波長を含むもの
であっても、これに阻害されることなくウエハホルダを
介して、または直接ウエハの温度を正確に測定する。
放射線源からの放射線によって直接加熱するか否かであ
る。放射温度計は、赤外放射線源からの放射線を直接受
けず、反射板が対向する側である前者の装置においては
ウエハホルダの裏側、後者の装置においてはウエハ表面
の温度を測定するため、検知素子にＳｉのような検出波
長が赤外放射線源からの放射線のピーク波長を含むもの
であっても、これに阻害されることなくウエハホルダを
介して、または直接ウエハの温度を正確に測定する。
【００１６】そこで、この温度測定に基づいて赤外放射
線源の出力を制御することによりウエハの温度を正確に
制御して均一な膜厚分布の膜付けを行なうことができ
る。なお、ハロゲンランプはこの種の石英ガラス窓を通
して複写加熱する装置の赤外放射線源として適してお
り、また、金被膜の反射率が高く、さらに、ウエハホル
ダの厚さをウエハとほぼ等しく、かつウエハ裏面の外周
部のみを接触保持するようにすれば、ウエハを迅速かつ
全面にわたり均一に所望の温度に制御することができ、
さらに、ウエハホルダに異方性カーボンを用いてその積
層結晶体の層の面方向がウエハホルダの上面に沿うよう
に形成すれば、該方向の熱伝導率が高いため、ウエハ表
面上の温度分布の均一性を高めることができると共に、
これと垂直な厚さ方向には大きな断熱性を有しているた
め、熱効率を高めることができ、強度的にも優れている
ため、ウエハホルダをより薄くすることができ、急速な
昇降温が可能となる。
線源の出力を制御することによりウエハの温度を正確に
制御して均一な膜厚分布の膜付けを行なうことができ
る。なお、ハロゲンランプはこの種の石英ガラス窓を通
して複写加熱する装置の赤外放射線源として適してお
り、また、金被膜の反射率が高く、さらに、ウエハホル
ダの厚さをウエハとほぼ等しく、かつウエハ裏面の外周
部のみを接触保持するようにすれば、ウエハを迅速かつ
全面にわたり均一に所望の温度に制御することができ、
さらに、ウエハホルダに異方性カーボンを用いてその積
層結晶体の層の面方向がウエハホルダの上面に沿うよう
に形成すれば、該方向の熱伝導率が高いため、ウエハ表
面上の温度分布の均一性を高めることができると共に、
これと垂直な厚さ方向には大きな断熱性を有しているた
め、熱効率を高めることができ、強度的にも優れている
ため、ウエハホルダをより薄くすることができ、急速な
昇降温が可能となる。
【００１７】
【実施例】以下本発明の実施例について図１を参照して
説明する。この装置は、外筒２と、上部石英ガラス窓３
を有しヒンジ４により外筒２の上面に開閉可能に設けた
上蓋５と、外筒２の下面にクランプ６により取付けられ
た下部石英ガラス窓７とにより反応炉１を形成し、一般
的には反応炉１内を図示しない真空ポンプにより所定の
圧力に減圧するようになっている。
説明する。この装置は、外筒２と、上部石英ガラス窓３
を有しヒンジ４により外筒２の上面に開閉可能に設けた
上蓋５と、外筒２の下面にクランプ６により取付けられ
た下部石英ガラス窓７とにより反応炉１を形成し、一般
的には反応炉１内を図示しない真空ポンプにより所定の
圧力に減圧するようになっている。
【００１８】そして、反応炉１内に設けたカーボン製の
ウエハホルダ８にウエハ９を載置し、上部の石英ガラス
窓３の外に設けた多数のハロゲンランプ１０ａからなる
赤外放射線源１０によりウエハ９及びウエハホルダ８を
加熱し、ノズル孔１２から膜付けに必要な材料ガスを供
給しつつ図示しない排気孔から排気してウエハ９の表面
に薄膜を形成する。
ウエハホルダ８にウエハ９を載置し、上部の石英ガラス
窓３の外に設けた多数のハロゲンランプ１０ａからなる
赤外放射線源１０によりウエハ９及びウエハホルダ８を
加熱し、ノズル孔１２から膜付けに必要な材料ガスを供
給しつつ図示しない排気孔から排気してウエハ９の表面
に薄膜を形成する。
【００１９】なお、ウエハホルダ８は、カーボン製の円
筒体１３によって外周部を係合保持されており、円筒体
１３は石英ガラス製の板１４上に載置され、板１４は同
じく石英ガラス製の複数本の支柱１５により支持されて
いる。
筒体１３によって外周部を係合保持されており、円筒体
１３は石英ガラス製の板１４上に載置され、板１４は同
じく石英ガラス製の複数本の支柱１５により支持されて
いる。
【００２０】図１においては、下部石英ガラス窓７の外
には反射板２０が設けられており、従来例（図３）の赤
外放射線源１１に相当するものは設けられていない。反
射板２０は、後述するウエハホルダ２１の裏面（図１に
おいて下面）に向けられ、該裏面から放散される放射線
を該裏面に向けて反射するように、金属の鏡面仕上げ、
さらには金、銀などの反射効率の高い被膜仕上げが施さ
れている。
には反射板２０が設けられており、従来例（図３）の赤
外放射線源１１に相当するものは設けられていない。反
射板２０は、後述するウエハホルダ２１の裏面（図１に
おいて下面）に向けられ、該裏面から放散される放射線
を該裏面に向けて反射するように、金属の鏡面仕上げ、
さらには金、銀などの反射効率の高い被膜仕上げが施さ
れている。
【００２１】反射板２０を貫通して３つの放射温度計１
７が取り付けられている。これらの放射温度計１７ａ、
１７ｂ、１７ｃは従来例（図３）の放射温度計１７と同
じであるが、これらは上部石英ガラス窓３の外に設けら
れている赤外放射線源１０のハロゲンランプ１０ａの配
列に対応して設けられている。
７が取り付けられている。これらの放射温度計１７ａ、
１７ｂ、１７ｃは従来例（図３）の放射温度計１７と同
じであるが、これらは上部石英ガラス窓３の外に設けら
れている赤外放射線源１０のハロゲンランプ１０ａの配
列に対応して設けられている。
【００２２】すなわち、ハロゲンランプ１０ａは、中央
のハロゲンランプ１０ａを中心として３つのリング状に
配列されており、放射温度計１７ａは中央のハロゲンラ
ンプ１０ａと最内周リングのハロゲンランプ１０ａに対
応し、放射温度計１７ｂは中間のハロゲンランプ１０ａ
に対応し、放射温度計１７ｃは最外周リングのハロゲン
ランプ１０ａに対応しており、それぞれの検出温度を制
御部２２に取り込んで各ハロゲンランプ１０ａの出力を
制御するようになっている。
のハロゲンランプ１０ａを中心として３つのリング状に
配列されており、放射温度計１７ａは中央のハロゲンラ
ンプ１０ａと最内周リングのハロゲンランプ１０ａに対
応し、放射温度計１７ｂは中間のハロゲンランプ１０ａ
に対応し、放射温度計１７ｃは最外周リングのハロゲン
ランプ１０ａに対応しており、それぞれの検出温度を制
御部２２に取り込んで各ハロゲンランプ１０ａの出力を
制御するようになっている。
【００２３】ウエハホルダ２１は、カーボン、好ましく
は異方性カーボン、例えば東洋カーボン社製のＧＲＡＦ
ＯＩＬ（商品名）より形成される。異方性カーボンは、
炭素原子の六角網状構造の積層結晶体であり、層の面方
向にはアルミニウムとほぼ同じ熱伝導率を示し、優れた
寸法安定性と機械的強度を持ち、他方、厚さ方向には断
熱性を示す。しかして、ウエハホルダ２１は、この層の
面方向がウエハホルダ２１の上面に沿うようにして形成
される。
は異方性カーボン、例えば東洋カーボン社製のＧＲＡＦ
ＯＩＬ（商品名）より形成される。異方性カーボンは、
炭素原子の六角網状構造の積層結晶体であり、層の面方
向にはアルミニウムとほぼ同じ熱伝導率を示し、優れた
寸法安定性と機械的強度を持ち、他方、厚さ方向には断
熱性を示す。しかして、ウエハホルダ２１は、この層の
面方向がウエハホルダ２１の上面に沿うようにして形成
される。
【００２４】また、ウエハホルダ２１は、図１に示すよ
うに、ウエハ９とほぼ同じ厚さすなわち直径が６インチ
（約１５０ｍｍ）のＳｉウエハ用の場合、０．６〜１．
０ｍｍの厚さに形成され、さらに、上面のウエハ収納凹
部２１ａの底面にはザグリ２１ｂが設けられ、ウエハ９
の裏面外周部のみを接触支持するようになっている。ザ
グリ２１ｂの深さすなわちウエハ９の裏面とウエハホル
ダ２１のザグリ部表面との間隔Ｈは、ウエハ９の表面上
の温度分布と加熱効率を考慮すると、０．８〜１．０ｍ
ｍが好ましい。
うに、ウエハ９とほぼ同じ厚さすなわち直径が６インチ
（約１５０ｍｍ）のＳｉウエハ用の場合、０．６〜１．
０ｍｍの厚さに形成され、さらに、上面のウエハ収納凹
部２１ａの底面にはザグリ２１ｂが設けられ、ウエハ９
の裏面外周部のみを接触支持するようになっている。ザ
グリ２１ｂの深さすなわちウエハ９の裏面とウエハホル
ダ２１のザグリ部表面との間隔Ｈは、ウエハ９の表面上
の温度分布と加熱効率を考慮すると、０．８〜１．０ｍ
ｍが好ましい。
【００２５】ついで本装置の作用について説明する。赤
外放射線源１０からの放射線により上部石英ガラス窓３
を通してウエハ９の表面を加熱する。ウエハ９がＳｉの
場合、ウエハ９に照射された放射線のうち波長が約１０
００ｎｍ以上の放射線は、ウエハ９を透過してウエハホ
ルダ２１に吸収され、ウエハホルダ２１を加熱する。
外放射線源１０からの放射線により上部石英ガラス窓３
を通してウエハ９の表面を加熱する。ウエハ９がＳｉの
場合、ウエハ９に照射された放射線のうち波長が約１０
００ｎｍ以上の放射線は、ウエハ９を透過してウエハホ
ルダ２１に吸収され、ウエハホルダ２１を加熱する。
【００２６】ウエハ９を通過した放射線によって加熱さ
れるウエハホルダ２１はウエハ９を裏面から加熱する。
このとき、ウエハホルダ２１に照射される放射線の強度
分布が一様でなくても、ウエハホルダ２１を上記のよう
にカーボンで形成すれば、カーボンは熱伝導率が高いた
め、ウエハホルダ２１の全体をより均一な温度にでき
る。
れるウエハホルダ２１はウエハ９を裏面から加熱する。
このとき、ウエハホルダ２１に照射される放射線の強度
分布が一様でなくても、ウエハホルダ２１を上記のよう
にカーボンで形成すれば、カーボンは熱伝導率が高いた
め、ウエハホルダ２１の全体をより均一な温度にでき
る。
【００２７】また、上記のように異方性カーボンで形成
すれば、ウエハホルダ２１の上面に沿う方向の熱伝導率
が高いため、ウエハホルダ２１の上面の温度をより一層
均一化することができると共に、異方性カーボンの層の
厚さ方向には断熱性を有するため、ウエハホルダ２１の
裏面（図１において下側）からの放熱が減少し、熱効率
が高められる。
すれば、ウエハホルダ２１の上面に沿う方向の熱伝導率
が高いため、ウエハホルダ２１の上面の温度をより一層
均一化することができると共に、異方性カーボンの層の
厚さ方向には断熱性を有するため、ウエハホルダ２１の
裏面（図１において下側）からの放熱が減少し、熱効率
が高められる。
【００２８】上記のようにウエハホルダ２１は、少なく
とも上面に沿う方向に温度が均一化されるが、全体が一
定温度になるとは限らず、ある温度勾配を有するのが通
常である。この温度勾配は、ウエハホルダ２１の裏側に
向けて設けられた放射温度計１７ａ、１７ｂ、１７ｃに
よって測定される。
とも上面に沿う方向に温度が均一化されるが、全体が一
定温度になるとは限らず、ある温度勾配を有するのが通
常である。この温度勾配は、ウエハホルダ２１の裏側に
向けて設けられた放射温度計１７ａ、１７ｂ、１７ｃに
よって測定される。
【００２９】このとき、ウエハホルダ２１は、赤外放射
線源１０からの放射線を全て吸収するため、放射温度計
１７ａ、１７ｂ、１７ｃは赤外放射線源１０からの放射
線に影響されることなく、ウエハホルダ２１の温度をよ
り正確に測定する。
線源１０からの放射線を全て吸収するため、放射温度計
１７ａ、１７ｂ、１７ｃは赤外放射線源１０からの放射
線に影響されることなく、ウエハホルダ２１の温度をよ
り正確に測定する。
【００３０】放射温度計１７ａ、１７ｂ、１７ｃの出力
は制御部２２に取り込まれ、それぞれに対応しているハ
ロゲンランプ１０ａの出力を制御してウエハホルダ２１
の半径方向の温度分布を均一にする。
は制御部２２に取り込まれ、それぞれに対応しているハ
ロゲンランプ１０ａの出力を制御してウエハホルダ２１
の半径方向の温度分布を均一にする。
【００３１】なお、ウエハホルダ２１の裏側から放散さ
れた放射線は、反射板２０によってウエハホルダ２１に
戻され、効果的な加熱を行なう。ウエハホルダ２１によ
るウエハ９の加熱は、ウエハ９の裏面の外周部のみがウ
エハホルダ２１に接触しており、ウエハ９とウエハホル
ダ２１の間には間隔Ｈが設けられているため、主として
接触による伝導加熱ではなくウエハホルダ２１が発する
放射線による輻射加熱となり、ウエハ９をより均一な温
度分布となるように加熱する また、ウエハホルダ２１の厚さをウエハ９の厚さとほぼ
等しく形成すれば、ウエハホルダ２１の熱容量を小さく
することができるため、効率的な加熱が行なわれると共
に、赤外放射線源１０のＯＮ、ＯＦＦにより、ウエハ９
を迅速に昇・降温させることが可能となり、特に枚葉式
の気相成長装置にとって重要な処理時間の短縮化が図ら
れる。
れた放射線は、反射板２０によってウエハホルダ２１に
戻され、効果的な加熱を行なう。ウエハホルダ２１によ
るウエハ９の加熱は、ウエハ９の裏面の外周部のみがウ
エハホルダ２１に接触しており、ウエハ９とウエハホル
ダ２１の間には間隔Ｈが設けられているため、主として
接触による伝導加熱ではなくウエハホルダ２１が発する
放射線による輻射加熱となり、ウエハ９をより均一な温
度分布となるように加熱する また、ウエハホルダ２１の厚さをウエハ９の厚さとほぼ
等しく形成すれば、ウエハホルダ２１の熱容量を小さく
することができるため、効率的な加熱が行なわれると共
に、赤外放射線源１０のＯＮ、ＯＦＦにより、ウエハ９
を迅速に昇・降温させることが可能となり、特に枚葉式
の気相成長装置にとって重要な処理時間の短縮化が図ら
れる。
【００３２】図２は、本発明の他の実施例を示すもの
で、赤外放射線源１０をウエハホルダ２１の裏面に向
け、反射板２０と放射温度計１７ａ、１７ｂ、１７ｃを
ウエハ９の表面に向けて設置したものである。これは、
ウエハ９の表面に、例えばポリシリコン膜、ガラス膜、
窒化膜等の赤外放射線源１０からの放射線吸収率が異な
る膜が混在して一様に加熱されないために、赤外放射線
源１０によりウエハ９の表面を直接加熱することができ
ない場合に用いられる。
で、赤外放射線源１０をウエハホルダ２１の裏面に向
け、反射板２０と放射温度計１７ａ、１７ｂ、１７ｃを
ウエハ９の表面に向けて設置したものである。これは、
ウエハ９の表面に、例えばポリシリコン膜、ガラス膜、
窒化膜等の赤外放射線源１０からの放射線吸収率が異な
る膜が混在して一様に加熱されないために、赤外放射線
源１０によりウエハ９の表面を直接加熱することができ
ない場合に用いられる。
【００３３】この装置では、ウエハ９はもっぱらウエハ
ホルダ２１からの熱の供給により加熱される。反射板２
０は、ウエハ９の表面から放散される放射線をウエハ９
に戻す。
ホルダ２１からの熱の供給により加熱される。反射板２
０は、ウエハ９の表面から放散される放射線をウエハ９
に戻す。
【００３４】この装置においても放射温度計１７ａ、１
７ｂ、１７ｃは赤外放射線源１０からの放射線の影響を
受けず、ウエハ９の温度をより正確に測定してウエハ９
の温度を的確に制御することができる。
７ｂ、１７ｃは赤外放射線源１０からの放射線の影響を
受けず、ウエハ９の温度をより正確に測定してウエハ９
の温度を的確に制御することができる。
【００３５】なお、この他の実施例（図２）の説明にお
いて、前述の一実施例（図１）と同一部分は同一の符号
を付して重複説明を省略する。なお、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない
範囲で種々変形実施可能なことは勿論である。
いて、前述の一実施例（図１）と同一部分は同一の符号
を付して重複説明を省略する。なお、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない
範囲で種々変形実施可能なことは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、赤外
放射線源からの放射線に影響されることなくウエハの温
度をより正確に測定してウエハの温度をより正確に制御
することができ、より均一な膜厚分布の薄膜を得ること
ができ、さらにウエハホルダの厚さをウエハの厚さとほ
ぼ等しくすれば、ウエハの温度をより効率的かつ迅速に
所望の温度に制御することができる効果が得られる。
放射線源からの放射線に影響されることなくウエハの温
度をより正確に測定してウエハの温度をより正確に制御
することができ、より均一な膜厚分布の薄膜を得ること
ができ、さらにウエハホルダの厚さをウエハの厚さとほ
ぼ等しくすれば、ウエハの温度をより効率的かつ迅速に
所望の温度に制御することができる効果が得られる。
【図１】本発明の気相成長装置の一実施例を示す断面
図。
図。
【図２】本発明の他の実施例を示す断面図。
【図３】従来装置の断面図。
【図４】ハロゲンランプの分光分布図。
１…反応炉、３…上部石英ガラス窓、７…下部石英ガラ
ス窓、９…ウエハ、１０…赤外放射線源、１０ａ…ハロ
ゲンランプ、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…放射温度計、２
０…反射板、２１…ウエハホルダ、２２…制御部。
ス窓、９…ウエハ、１０…赤外放射線源、１０ａ…ハロ
ゲンランプ、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…放射温度計、２
０…反射板、２１…ウエハホルダ、２２…制御部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/26 21/31 Ｅ
Claims (5)
- 【請求項１】赤外放射線源を熱源としてウエハを加熱
し、このウエハに膜付けを行なう気相成長装置におい
て、 反応炉内に配置されウエハの裏面側を被うように支持す
るカーボン製のウエハホルダと、 前記反応炉を構成する石英ガラス窓を介してウエハホル
ダのウエハ載置側またはそれと反対の裏側のいずれか一
方のみに向けて反応炉外に配置された赤外放射線源と、 同じく前記反応炉を構成する石英ガラス窓を介すると共
にウエハホルダを間に置いて前記赤外放射線源と対向す
るようにウエハホルダの裏側またはウエハ載置側のいず
れか一方に向けて反応炉外に配置された反射板と、 この反射板が対向するウエハホルダの裏側またはウエハ
表面に向けて設けられた放射温度計と、 この放射温度計の出力により前記赤外放射線源の出力に
より前記赤外放射線源の出力を制御する温度制御部と、
を備えたことを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項２】赤外放射線源がハロゲンランプであること
を特徴とする請求項１記載の気相成長装置。 - 【請求項３】反射板の表面が金被膜であることを特徴と
する請求項１または２記載の気相成長装置。 - 【請求項４】ウエハホルダが、ウエハとほぼ等しい厚さ
に形成され、かつウエハ裏面の外周部のみを接触保持す
るように形成されていることを特徴とする請求項１、ま
たは２、または３に記載の気相成長装置。 - 【請求項５】ウエハホルダを異方性カーボン製とし、そ
の積層結晶体の面方向がウエハホルダの上面に沿うよう
に形成することを特徴とする請求項１、または２、また
は３、または４記載の気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18755294A JP3604425B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18755294A JP3604425B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0853766A true JPH0853766A (ja) | 1996-02-27 |
| JP3604425B2 JP3604425B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=16208083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18755294A Expired - Lifetime JP3604425B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3604425B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006190731A (ja) * | 2005-01-04 | 2006-07-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 基板加熱装置、真空装置及び基板加熱方法 |
| JP2010141060A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
| JP2012230049A (ja) * | 2011-04-27 | 2012-11-22 | Shimadzu Corp | 真空処理装置 |
| US9758871B2 (en) | 2008-12-10 | 2017-09-12 | Sumco Techxiv Corporation | Method and apparatus for manufacturing epitaxial silicon wafer |
| JP2019511841A (ja) * | 2016-03-28 | 2019-04-25 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | サセプタ支持体 |
-
1994
- 1994-08-09 JP JP18755294A patent/JP3604425B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006190731A (ja) * | 2005-01-04 | 2006-07-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 基板加熱装置、真空装置及び基板加熱方法 |
| JP2010141060A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
| US9758871B2 (en) | 2008-12-10 | 2017-09-12 | Sumco Techxiv Corporation | Method and apparatus for manufacturing epitaxial silicon wafer |
| JP2012230049A (ja) * | 2011-04-27 | 2012-11-22 | Shimadzu Corp | 真空処理装置 |
| JP2019511841A (ja) * | 2016-03-28 | 2019-04-25 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | サセプタ支持体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3604425B2 (ja) | 2004-12-22 |
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