JPH11147787A

JPH11147787A - エピタキシャル成長炉

Info

Publication number: JPH11147787A
Application number: JP32968997A
Authority: JP
Inventors: Masato Imai; 正人今井; Masanori Mayuzumi; 雅典黛; Shinji Nakahara; 信司中原; Kazutoshi Inoue; 和俊井上
Original assignee: Super Silicon Crystal Research Institute Corp
Current assignee: Super Silicon Crystal Research Institute Corp
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 1999-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】エピタキシャル成長時のウエハ加熱におい
て、簡便な構成でありながらウエハ表裏で生じる温度差
を従来に比べて大幅に低減し得るようなエピタキシャル
成長炉を提供すること。【解決手段】エピタキシャル成長炉において、保持機
構によって、反応チャンバの内部に一対の半導体ウエハ
をその表面が間隔を開けて対面するように、且つ各半導
体ウエハの裏面が反応チャンバの内壁に露呈して対面す
るように配置し、両半導体ウエハの各裏面に輻射熱を照
射する一対のヒータと、を備えた半導体ウエハの各裏面
に輻射熱を照射する一対のヒータを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ基板
の表面にエピタキシャル成長させるためのエピタキシャ
ル成長炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、シリコンエピタキシャル成長方法
として最も広く研究、応用されているのは、Ｈ−Ｓｉ−
Ｃｌ系ＣＶＤ（Chemical vapor deposition)法である。
これは、高温に加熱されたシリコン基板上に水素キャリ
アによりシリコンソースガスを供給し、基板上でＨ−Ｓ
ｉ−Ｃｌ系の反応を通じてシリコン単結晶を堆積、成長
させるものである。シリコンソースガスとしては、SiCl
₄ ，SiHCl₃，SiH₂Cl₂ ，SiH₄、が一般的である。

【０００３】このようなエピタキシャル成長を行なう成
長炉装置として、従来から各種のものが用いられてい
る。例えば、大口径化にメリットのあるものとして枚葉
型装置が挙げられる。ハロゲンランプによる輻射加熱方
式で加熱されるチャンバ内のサセプタ上に基板を載置
し、反応ガスをチャンバ内に送り込むものである。これ
は、枚葉処理であるので反応室自体はコンパクトにで
き、また、加熱条件、ガス流分布等の設計が容易でエピ
タキシャル膜特性の均一性を高くできる。

【０００４】上記のような従来のエピタキシャル成長方
法や装置では、ウエハ基板はチャンバ内のサセプタ上に
載置されたまま、水素等の基準ガス雰囲気中で加熱され
た後、基準ガス中に新たに材料ガスを放出してウエハ表
面上に供給することによって、基準ガスに材料ガスが混
ざった反応ガスを生じせしめ、成長が開始されるもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなサセプタからの熱伝導による裏面からの加熱な
ど、片面からの加熱方法では、半導体ウエハの表面側と
裏面側とで温度差が生じてしまう。ウエハ表裏で温度差
が生じると一方の側が他方より大きく熱膨張して、反り
が生じ、ウエハの半径方向にも温度差が生じる。このよ
うな熱応力は、結晶がすべり変形してウエハ表面に段差
が生じるという結果、いわゆるスリップ欠陥の誘発に至
る場合がある。

【０００６】そこで、ウエハの反りやスリップ欠陥の原
因となるウエハ表裏の温度差を回避するために、ウエハ
の両面側からランプによる輻射加熱を行う方法もある
が、このような方法では装置が大型化し、実際的ではな
い。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑み、半導体ウエ
ハ表面のエピタキシャル成長が欠陥を生じることなく良
好に行える優れたエピタキシャル成長炉を得ることを主
目的とする。また本発明は、エピタキシャル成長時のウ
エハ加熱において、簡便な構成でありながらウエハ表裏
で生じる温度差を従来に比べて大幅に低減し得るような
エピタキシャル成長炉の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明に係るエピタキシャル成長炉
では、反応チャンバ内で高温下の半導体ウエハの表面に
反応ガスの還元または熱分解によってＳｉエピタキシャ
ル層を析出成長させるエピタキシャル成長炉において、
反応チャンバの内部に一対の半導体ウエハをその前記表
面が間隔を開けて対面するように、且つ各半導体ウエハ
の裏面が反応チャンバの内壁に露呈して対面するように
配置する保持機構と、対面配置された両半導体ウエハの
各裏面に輻射熱を照射する一対のヒータと、を備えたも
のである。

【０００９】また、請求項２に記載の発明に係るエピタ
キシャル成長炉では、請求項１に記載のエピタキシャル
成長炉において、前記保持機構は、一対の半導体ウエハ
を縦向きに保持するものである。

【００１０】さらに、請求項３に記載の発明に係るエピ
タキシャル成長炉では、請求項２に記載のエピタキシャ
ル成長炉において、前記保持機構は、一対の半導体ウエ
ハを互いに平行に保持するものである。

【００１１】また、請求項４に記載の発明に係るエピタ
キシャル成長炉では、請求項２に記載のエピタキシャル
成長炉において、前記保持機構は、一対の半導体ウエハ
を鉛直方向に対して対称的な傾斜角で互いに傾斜状態に
保持するものである。

【００１２】本発明においては、反応チャンバ内に間隔
を開けて互いの表面が対面するように配置された一対の
半導体ウエハに対して、一対のヒータがウエハそれぞれ
の裏面に輻射熱を照射して加熱するものであるので、一
方の半導体ウエハは裏面が一方のヒータからの輻射熱に
よって加熱されると共に、表面が他方のヒータからの輻
射熱によって他方の半導体ウエハを介して加熱される。

【００１３】このように、一対の半導体ウエハは、それ
ぞれ裏面が各ヒータによって加熱されると同時にそれぞ
れの表面が他方のヒータによって他方の半導体ウエハを
介して加熱されることにより、従来のような片面側から
のみの加熱の場合のように表面側と裏面側との間に大き
な温度差は生じない。このため、本発明のエピタキシャ
ル成長炉によれば、半導体ウエハの反りやスリップ欠陥
の誘発が防止され、良好なエピタキシャル成長が行え
る。

【００１４】なお、エピタキシャル成長は、一対の半導
体ウエハ双方に対して同時に行うものとなるため、両表
面へ均等に反応ガスを供給する構成とする。そこで、請
求項２に記載したように、保持機構によって一対の半導
体ウエハを縦向きに保持する構成とすれば、上方より下
方（縦方向）に反応ガスを層流として対向するウエハ間
へ供給することにより、両半導体ウエハ表面へのガス供
給を均一にすることができる。さらに、このような縦置
きで上下方向の層流という構成は、大口径半導体ウエハ
においては、省スペース化が図れる。

【００１５】特に、請求項３に記載した如く、保持機構
によって一対の半導体ウエハを互いに平行に保持する構
成とした場合、一対の半導体ウエハを最も近距離で配置
でき、また、反応チャンバの壁面および各ヒータに対し
ても互いに平行に配置できるので、装置設計が簡便であ
ると共に均一な加熱状態を得やすい。

【００１６】保持機構は、一対の半導体ウエハを縦方向
に互いに平行に配置する手段を備えていれば良い。例え
ば、反応チャンバ内にウエハが保持されたサセプタを縦
向きに着脱可能に取り付けられる取り付け壁を設ける構
成が挙げられる。この時、半導体ウエハのサセプタから
の脱落を防ぐ保持手段を設けておく。

【００１７】一方、請求項４に記載したように、一対の
半導体ウエハの縦向き配置において、保持機構によって
一対の半導体ウエハを鉛直方向に対して対称的な角度で
互いに傾斜状態で保持する構成とすれば、傾斜角が大き
いほど上方から供給される反応ガス流に対するウエハ表
面の接触率が高く、エピタキシャル成長の効率が向上す
ると共に安定な成長が得られる。この傾斜状態とは、両
ウエハの上端側の間隔を下端側の間隔より広くした状態
である。

【００１８】また、傾斜状態とする場合には、反応チャ
ンバ内にサセプタを傾斜可能に取り付ける手段を設けれ
ば良く、傾斜状態のサセプタであれば、その上に半導体
ウエハを載置するだけでもサセプタから脱落しにくいの
で、格別な脱落防止手段は必要ない。

【００１９】ただし、傾斜角度が大きすぎると、ヒータ
からの輻射熱が裏面全体に均一に放射され難くなるの
で、傾斜角度は適当な範囲内とすることが望ましい。例
えば、ヒータの輻射熱放射面が鉛直方向に沿っている場
合、この鉛直方向に対する各半導体ウエハ表面の成す傾
斜角度を２０度以下程度と設定する。

【００２０】なお、本発明における一対の半導体ウエハ
とは、一組に限らず、反応チャンバの大きさや反応ガス
の均一な層流等の設計や対応するヒータの配置等が可能
であれば、複数組で何対であっても良い。例えば、４枚
２組（２対）で複数対配置では、同一円周上に４枚ある
いは上下方向に一対ずつなどの構成が考えられる。ま
た、一対２枚という偶数枚に限定されるものではなく、
例えば、３枚一組で各半導体ウエハで同一円周上に等角
度間隔で配置する構成も考えられる。この場合ヒータも
反応チャンバを挟んで外側の同一円周上に各ウエハ裏面
側に、等角度間隔で配置すればよい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態と
して、反応チャンバ内に一対（２枚一組）の同サイズの
半導体ウエハを互いに表面が対面した状態で縦方向に平
行配置してエピタキシャル成長を行うための成長炉を、
図１の概略構成図に示す。（ａ）はＹ−Ｙ部分側断面
図、（ｂ）はＸ−Ｘ部分横断面図である。

【００２２】本実施形態によるエピタキシャル成長炉
は、断面楕円で逆釣鐘形状の縦型反応チャンバ内に、保
持機構として、互いに縦向きで平行に対面する第１の側
壁と第２の側壁をそれぞれ長辺とする断面略長方形の筒
状中チャンバを備えた縦型である。図２は、図１のＹ−
Ｙ断面に直行するＺ−Ｚ部分縦断面図であり、中チャン
バから見た正面図である。

【００２３】即ち、本エピタキシャル成長炉は、反応チ
ャンバ１と中チャンバ２との二重構造であり、中チャン
バ２内のＡ室が反応チャンバ１の内壁面から隔離された
第２の独立空間を構成し、反応チャンバ１の内壁面と中
チャンバ２の外壁面とで形成されるＢ室が第１の独立空
間を構成する。

【００２４】半導体ウエハの保持機構である中チャンバ
２の第１の側壁２ａと、第２の側壁２ｂには、Ａ室側か
ら見た平面図（図３）に示すように、それぞれ、第１の
半導体ウエハ１０ａ及び第２の半導体ウエハ１０ｂを各
第１及び第２のサセプタ（６ａ，６ｂ）を介して取り付
けるための開口部（３ａ，３ｂ）が形成されている。

【００２５】この開口部（３ａ，３ｂ）に第１及び第２
の半導体ウエハ（１０ａ，１０ｂ）をそれぞれ保持した
第１及び第２のサセプタ（６ａ，６ｂ）が係止されるこ
とによって、第１及び第２の半導体ウエハ（１０ａ，１
０ｂ）が互いに縦向きで平行に表面を対面させると共に
独立空間であるＡ室内に露呈されて保持される。この
時、両半導体ウエハの裏面は、それぞれＢ室内に露呈さ
れると共に反応チャンバ１の内壁面に露呈して対面す
る。

【００２６】本実施形態では、両サセプタ（６ａ，６
ｂ）をそれぞれの開口部（３ａ，３ｂ）へ係止する手段
として、いわゆるバヨネット方式を利用した。即ち、図
４の平面図にも示すように、サセプタ（６ａ，６ｂ）側
には、それぞれウエハ保持領域の外周上に等角度間隔で
爪部（７ａ，７ｂ）が複数形成されており、開口部（３
ａ，３ｂ）側には、それぞれ内周に沿ってサセプタ側の
爪部（７ａ，７ｂ）の配置に対応した等角度間隔位置に
爪部と同数の条片部（４ａ，４ｂ）が突設されている。
爪部（７ａ，７ｂ）と条片部（４ａ，４ｂ）とは、図１
にも示すようにサセプタの係止状態において互いに嵌合
すると共に摺動可能な断面形状を持っている。

【００２７】サセプタ係止の際には、平面上で爪部（７
ａ，７ｂ）と条片部（４ａ，４ｂ）とが互い違いの位置
にある状態で第１及び第２のサセプタ（６ａ，６ｂ）を
それぞれＢ室側からＡ室側へ向かって開口部（３ａ，３
ｂ）にはめ込み、所定方向へ回転させる。この回転に伴
って各爪部（７ａ，７ｂ）を対応する条片部（４ａ，４
ｂ）に沿って摺動させる。

【００２８】また、各条片部（４ａ，４ｂ）の表面（Ａ
室側）の一端側には、それぞれバネ式ロックピン（５
ａ，５ｂ）が備えられていると共に、各爪部（７ａ，７
ｂ）の裏面（Ｂ室側）の一端側にはロックピン（５ａ，
５ｂ）に嵌合可能な凹部（９ａ，９ｂ）が形成されてお
り、上記爪部（７ａ，７ｂ）の条片部（４ａ，４ｂ）に
沿った摺動が進めば爪部の各凹部（８ａ，８ｂ）がそれ
ぞれ対応するロックピン（５ａ，５ｂ）上に位置した時
点で互いに嵌合し、これにより第１及び第２のサセプタ
（６ａ，６ｂ）の各開口部（３ａ，３ｂ）への係止状態
が得られる。

【００２９】なお、第１のサセプタ６ａ及び第２のサセ
プタ６ｂには、それぞれ第１および第２の半導体ウエハ
（１０ａ，１０ｂ）が載置される底面に数個の吸引口
（９ａ，９ｂ）が形成されており、サセプタ（６ａ，６
ｂ）の開口部（３ａ，３ｂ）への係止操作においては、
それぞれサセプタ（６ａ，６ｂ）の裏面側からウエハ共
々サセプタを吸着するロボットアーム（不図示）によっ
て扱われる。

【００３０】このように、ロボットアームによって反応
チャンバの扉（不図示）を介して第１及び第２の半導体
ウエハ（１０ａ，１０ｂ）を伴って第１及び第２のサセ
プタ（６ａ，６ｂ）が各開口部（３ａ，３ｂ）に係止状
態となる、即ち第１及び第２のウエハ取付壁（２ａ，２
ｂ）の両開口部（３ａ，３ｂ）が塞がれた状態となる
と、チャンバ１は完全にＡ室とＢ室とに隔離されて個別
に密閉可能となると共に、それぞれの室の雰囲気が別個
に制御可能となる。

【００３１】そこで、両Ｂ室をＡ室に対して陰圧とすれ
ば、ロバットアームの吸着から解放した後も、サセプタ
（６ａ，６ｂ）底面の吸引口（９ａ，９ｂ）を介して第
１及び第２の半導体ウエハ（１０ａ，１０ｂ）はそれぞ
れＢ室側に吸着され、各サセプタに固定保持される。

【００３２】このＢ室の陰圧状態が維持されている間
は、第１及び第２の半導体ウエハ（１０ａ，１０ｂ）は
互いの表面が対面した状態で縦平行にサセプタ（６ａ，
６ｂ）を介してチャンバ１内に保持される。

【００３３】一方、チャンバ１の外側には、各半導体ウ
エハ（１０ａ，１０ｂ）に裏面側から輻射熱を照射する
第１のヒータ１１ａと第２のヒータ１１ｂとの一対が配
置されている。これらのヒータ（１１ａ，１１ｂ）はそ
れぞれ一方の半導体ウエハの裏面に対面すると共に他方
の半導体ウエハの表面に対面する配置である。

【００３４】従って、第１のヒータ１１ａは第１の半導
体ウエハ１０ａを裏面から加熱すると共に第２の半導体
ウエハ１０ｂを表面側から加熱し、第２のヒータ１１ｂ
は第２の半導体ウエハ１０ｂを裏面から加熱すると共に
第１の半導体ウエハ１０ａを表面から加熱するものであ
る。即ち両半導体ウエハ（１０ａ，１０ｂ）は表裏両面
から加熱されるため、従来のように片面側からのみの加
熱で生じるような表裏の大きな温度差は生じない。さら
に、各ヒータの輻射熱照射面と、それぞれ対応するサセ
プタおよび半導体ウエハの裏面とは平行であり、半導体
ウエハ全面に亘って均一な加熱が行われる。

【００３５】また、反応チャンバ１の上部には、Ａ室内
へのみ材料ガスを含む層流の反応ガスを上方から下方へ
向けて供給する第２のガス流通手段（不図示）を設け、
反応チャンバ１の下部には、底部からＢ室内へ水素ガス
のみを下方から上方へ向けて供給する第１のガス流通手
段（不図示）とが備えられている。なお、本実施例にお
いては、図２に示すように、中チャンバ２には、Ａ室上
方から供給された反応ガスを底部から側壁に沿って上方
へ送り、反応チャンバ１外へ排出するための流路１２を
設けた。また水素ガスの供給は、下方から上方、上方か
ら下方のいずれの向きでも良く、装置設計により適宜選
択する。

【００３６】以上の如き構成を持つエピタキシャル成長
炉においては、まず、前述のロボットアームによってそ
れぞれ第１及び第２の半導体ウエハ（１０ａ，１０ｂ）
と共に吸着された第１及び第２のサセプタ（６ａ，６
ｂ）を、それぞれ第１の開口部３ａ及び第２の開口部３
ｂへＢ室側からはめて係止状態とし、両Ｂ室内圧をＡ室
に対して陰圧としする事によってそれぞれのロボットア
ームの吸着を解除した後も、両半導体ウエハ（１０ａ，
１０ｂ）が各サセプタに吸着されて固定保持状態とす
る。

【００３７】第１及び第２の半導体ウエハ（１０ａ，１
０ｂ）の固定保持状態を維持しつつ、第１及び第２のヒ
ータ（１１ａ，１１ｂ）による加熱を行い、エピタキシ
ャル成長条件に必要な温度まで両ウエハを加熱する。所
定の温度に達したら、第１のガス流通手段と第２のガス
流通手段を駆動させ、Ｂ室へ水素ガスを下方から上方へ
向けて供給すると共に、Ａ室に層流の反応ガスを上方か
ら下方へ供給し、エピタキシャル成長を開始する。

【００３８】このエピタキシャル成長工程の間中、第１
及び第２の半導体ウエハ（１０ａ，１０ｂ）は、それぞ
れ表裏両側から第１及び第２のヒータ（１１ａ，１１
ｂ）によって加熱され、各ウエハの表裏面では温度差が
きわめて小さく、ウエハの反りを生じることなく、スリ
ップ発生も回避され、良好なエピタキシャル成長が進め
られる。さらに、本実施形態によるエピタキシャル成長
炉によれば、エピタキシャル成長が進むに従って反応チ
ャンバ１の内壁面には第１のガス流通手段による水素ガ
スのみが接触し、材料ガスを含む反応ガスが流れること
はないため、チャンバ１内壁面にシリコン生成物が付着
堆積することはない。

【００３９】本実施形態におけるエピタキシャル成長炉
の構成は、そのまま横型にしても利用可能である。即
ち、一対の半導体ウエハを水平方向に沿って上下平行に
配置する構成とした場合、上方に配置される半導体ウエ
ハは、Ｂ室のＡ室に対する陰圧によってサセプタ（バヨ
ネット方式によって開口部に係止固定されている）に保
持されるため、問題ない。

【００４０】なお、上記実施の形態においては、各半導
体ウエハ（１０ａ，１０ｂ）をそれぞれのサセプタ（６
ａ，６ｂ）に保持するために、サセプタ（６ａ，６ｂ）
の底面に数個の吸引口（９ａ，９ｂ）を形成し、これを
介して半導体ウエハ（１０ａ，１０ｂ）を吸着する構成
としたが、この構成に限らず、半導体ウエハを開口部に
着脱可能に保持できる構成であれば広く利用可能であ
る。例えば、サセプタ（６ａ，６ｂ）自身に各半導体ウ
エハ（１０ａ，１０ｂ）を保持するための、バネ式押さ
え等の保持手段を設けてもよい。

【００４１】また、上記実施の形態においては、互いに
表面が対向する一対のウエハを鉛直方向に沿って平行に
配置したが、以下に、本発明の実施の形態の他の例とし
て、一対の半導体ウエハを鉛直方向に対して対称的な傾
斜角度をもった傾斜状態でエピタキシャル成長を行う構
成の成長炉を図５に示す。

【００４２】図５の断面図に示すように、本実施形態に
よるエピタキシャル成長炉は、第１の実施形態と同様
に、断面楕円で逆釣鐘形状の縦型反応チャンバ２１内の
筒状中チャンバ２２の側壁を半導体ウエハの保持機構と
する場合には、中チャンバ２２の少なくともサセプタ設
置部（２３ａ，２３ｂ）を含む領域が縮径する形状と
し、第１の側壁２２ａ及び第２の側壁２２ｂを上方の間
隔が下方より広くなるように傾斜状態に構成したもので
ある。本実施形態においては、中チャンバ２２内のＣ室
が第２の独立空間を構成し、円筒状チャンバ２１の内壁
面と中チャンバ２２の外壁面とで形成されたＤ室が第１
の独立空間を構成する。

【００４３】第１及び第２の側壁（２２ａ，２２ｂ）に
は、夫々第１のサセプタ設置部２３ａおよび第２のサセ
プタ設置部２３ｂとして、サセプタ底部にほぼ一致する
形状を持ち、サセプタ（２６ａ，２６ｂ）を裏側から受
け入れる凹部が形成されており、一方、第１及び第２の
サセプタ（２６ａ，２６ｂ）には、それぞれ外周上にサ
セプタ設置部（２３ａ，２３ｂ）の凹部外周縁に掛止す
る突起（２７ａ，２７ｂ）が形成されており、傾斜した
第１及び第２の側壁（２２ａ，２２ｂ）のサセプタ設置
部（２３ａ，２３ｂ）に嵌合し、特別の係止手段なしに
安定して載置される構成となっている。

【００４４】このように、それぞれサセプタ設置部（２
３ａ，２３ｂ）に嵌合されて傾斜状態にあるサセプタ
（２６ａ，２６ｂ）上に載置される半導体ウエハ（３０
ａ，３０ｂ）は、この傾斜によって下方へ脱落すること
なく、中チャンバ２２内のＣ室内にその表面を露呈し、
且つ反応チャンバ２１の内壁面から隔離されて保持され
る。従って、第１の実施形態の場合のように、半導体ウ
エハを保持するための押さえ部や吸着手段等を特別設け
る必要はない。特に、半導体ウエハを吸引するために、
反応チャンバー内をそれぞれ密閉可能に分離して減圧調
整する必要はない。

【００４５】チャンバ２１の外側には、第１の実施形態
と同様に、第１の半導体ウエハ３０ａを裏面側から加熱
すると共に第２の半導体ウエハ３０ｂを表面側から加熱
する第１のヒータ３１ａと、第２の半導体ウエハ３０ｂ
を裏面側から加熱すると共に第１の半導体ウエハ３０ａ
を表面側から加熱する第２のヒータ３１ｂとが配置され
ている。

【００４６】なお、前記傾斜角度は、ここでは、それぞ
れ鉛直方向に対して２０度以下とした。これを越えて大
きい傾斜角度を取ると、占有空間が水平方向へ広がり、
チャンバ２１が幅方向へ大型化してしまうと同時に、ウ
エハの傾斜に伴ってヒータとの距離が上下方向で異な
り、均一な加熱が困難となり、同一ウエハで温度差が生
じる恐れがあるためである。特に、３００ｍｍや４００
ｍｍなどいわゆる大口径ウエハの場合は、傾斜角度の増
大に伴って上部の両ウエハ間隔が大幅に大きくなり、均
一な反応ガスを層流として供給するための装置構成が容
易ではない。

【００４７】また反応チャンバ２１には、上部にＣ室内
へのみ層流の反応ガスを上方から下方へ向けて供給する
第２のガス流通手段（不図示）を、下部に底部からＤ室
内へ水素ガスのみを下方から上方へ向けて供給する第１
のガス流通手段（不図示）とを備え、中チャンバ２２に
は、Ｃ室上方から供給された反応ガスを底部から側壁に
沿って上方へ送り、反応チャンバ２１外へ排出するため
の流路３２を設けた。

【００４８】上記の如き構成のエピタキシャル成長炉に
おいては、例えば、半導体ウエハ（３０ａ，３０ｂ）を
それぞれ載置した第１及び第２のサセプタ（２６ａ，２
６ｂ）を、それぞれロボットアーム等によって中チャン
バ２２内の各サセプタ設置部（２３ａ，２３ｂ）に傾斜
状態で置き、固定設置された中チャンバ２２に対して反
応チャンバ２１を上昇させることによって相対的に中チ
ャンバ２２を反応チャンバ２１内へ挿入した後、第１及
び第２のヒータ（３１ａ，３１ｂ）によってエピタキシ
ャル成長条件に必要な温度まで半導体ウエハを加熱し、
反応ガスの供給を始めれば、ウエハ表面におけるエピタ
キシャル成長を開始することができる。

【００４９】本実施形態においては、両半導体ウエハ
（３０ａ，３０ｂ）は、鉛直方向に対して傾斜状態であ
るが、ヒータからの加熱に上下方向で大きな差が生じる
ほどのものではなく、それぞれほぼ均一に両面側から対
向する２つのヒータによって加熱されるため、表裏面で
の温度差は小さく、ウエハの反りやスリップ発生のおそ
れなく良好なエピタキシャル成長が進められる。

【００５０】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、半導体ウ
エハの表裏面で温度差が小さく、ほぼ均一に加熱するこ
とができるため、大きな温度差に起因するウエハの反り
やスリップの発生が回避でき、常に良好なエピタキシャ
ル成長を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるエピタキシャル成
長炉の概略構成図であり、（ａ）はＹ−Ｙ部分側断面
図、（ｂ）はＸ−Ｘ部分横断面図である。

【図２】図１Ｚ−Ｚ部分（Ｙ−Ｙ断面に直行する）縦断
面図である。

【図３】図１の第１及び第２の側壁（２ａ，２ｂ）の平
面図である。

【図４】図１のサセプタ（６ａ，６ｂ）の平面図であ
る。

【図５】本発明の他の実施の形態によるエピタキシャル
成長炉の概略構成図である。

【符号の説明】

１，２１：チャンバ２ａ，２２ａ：第１の側壁２ｂ，２２ｂ：第２の側壁３ａ，３ｂ：開口部４ａ，４ｂ：条片部５ａ，５ｂ：ロックピン６ａ，６ｂ：サセプタ７ａ，７ｂ：爪部８ａ，８ｂ：凹部９ａ，９ｂ：吸引口１０ａ，１０ｂ，３０ａ，３０ｂ：半導体ウエハ１１ａ，１１ｂ，３１ａ，３１ｂ：ヒータ２３ａ，２３ｂ：サセプタ設置部２６ａ，２６ｂ：サセプタ２７ａ，２７ｂ：突起

フロントページの続き (72)発明者井上和俊群馬県安中市中野谷555番地の１株式会社スーパーシリコン研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反応チャンバ内で高温下の半導体ウエハ
の表面に反応ガスの還元または熱分解によってＳｉエピ
タキシャル層を析出成長させるエピタキシャル成長炉に
おいて、反応チャンバの内部に一対の半導体ウエハをその前記表
面が間隔を開けて対面するように、且つ各半導体ウエハ
の裏面が反応チャンバの内壁に露呈して対面するように
配置する保持機構と、対面配置された両半導体ウエハの各裏面に輻射熱を照射
する一対のヒータと、を備えたことを特徴とするエピタ
キシャル成長炉。
【請求項２】前記保持機構は、一対の半導体ウエハを
縦向きに保持するものであることを特徴とする請求項１
に記載のエピタキシャル成長炉。
【請求項３】前記保持機構は、一対の半導体ウエハを
互いに平行に保持するものであることを特徴とする請求
項２に記載のエピタキシャル成長炉。
【請求項４】前記保持機構は、一対の半導体ウエハを
鉛直方向に対して対称的な傾斜角で互いに傾斜状態に保
持するものであることを特徴とする請求項２に記載のエ
ピタキシャル成長炉。