JPS6186499A - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明はシリコン等の半導体物質基板（以下ウェハとい
う）にシリコン結晶等を気相成長させるバレル型の気相
５Ｘ、長装置に関する。

〔従来技術〕

従来実用化されているランプ加熱によるバレル型の気相
成長装置は、サセプタを回転させる回転軸の駆動源を上
方に設け、反応管の上方に反応ガスなどのガスを供給し
、反応管の下部中央に設けた排気口から排気するように
なっていた。この方式はカスの流れは問題ないが１、駆
動源が上方にあるため、回転部からのゴミがウェハに落
下して汚染を生ずる欠点がある。そこで、駆動源を下方
に位置させる方式のものも提案されているが、この方式
ではベル形の反応管すなわちベルジャの下部中央に排気
口を位置させることはできず、外周側に設けた複数個の
排気口から排気しなけ汎ばならない１．ところが、この
場合サセプタの下側に反応ガスが流れ込んでサセプタ回
転軸ならびにベースプレートにウオールデボを生じさせ
ると共に、このウオールデボを剥離浮遊させて舞い上げ
させ、ウェハに付着させ、良好な気相成長を阻害し、捷
たベルジャ内の反応ガスの流Ａ’ｉ乱す等の欠点がある
、。

〔発明の目的〕

本発明はこのＬうな欠点を除外したものでその目的は、
サセプタ下ｇＩＩ＋に反応ガスを流入させないことに７
ｆｌｊウオールデポの発生を阻止すると共にガスの流７
”Ｌを円滑にし、もって良好な気相成長を可能にした気
相成長装置を提供することにある。

〔発明の要点〕

本発明の気相５′に、長装置は、ベースプレートと、ベ
ースプレートを貫通して上方に伸びる回転棚と、回転＠
に取付けられたバレル型のサセプタ組立体と、下端がベ
ースグレートに密封可能になされサセプタ組立体の周囲
に反応室を形成するベルジャと全具備した気相成長装［
Ｖｃおいて、サセプタ組立体の下端とベースプレート上
面との間に、両者のうちの一方に支持されると共に他方
に対してわずか全すき間を有する石英製の円筒体を介在
させたことを特徴にしている。

〔発明の実施例〕 以下本発明の一実施例を示した図について説明する。、
第１図においてサセプタ組立体１１は複数枚の短冊状を
したサセプタが多角形状に配置されると共に、軸心に対
し勾配を有しかつ上面および下面はフタ状体によりおお
われておりその外周には多数のウェハ１２が取付けであ
る。サセプタ組立体１１は上下のフタ状体に固着したセ
ラミックス等の非金属製かつ中空の回転軸１３１Ｃより
両方向へ回転されるようになされており、その外周およ
び上方は石英製のベルジャ１４にエリおおわれて込る。

ベルジャ１４の下方にはこれと同心かつサセプタ組立体
１１０回転を妨げない近接したわずか々隙間を有する位
置に石英製の円筒体１５があり、ベルジャ１４お工び円
筒体１５は共にステンレス鋼製のベースプレー）１６上
に密接した状態で載置されている。なお円筒体１５はサ
セプタ組立体してベルジャ１４とサセプタ組立体１１お
：び円筒体１５に工り形成される空間を反応室といい、
回転ａ］１３はベースプレート１６を気密に貫通してい
る。ベルジャ１４の下側内周と円筒体１５の下す外周と
の間［はベースプレート１６表面からΔ 金属イオンの放出を阻止するため石英リング１９４へが
敷かれており、この石英リング１９Ａとベースプレート
１６には反応室のガスを外部に排出するための孔１９Ｂ
があけである。

回転軸１３の中心にはそｎぞれ固定の内管１７お工び外
管１８の２重管が設けられ、内管１７がらばＮ２或いば
Ｈ２のガスが上方に向って流れ外管１８（は上端で複数
Ｃ図では２本のみ示しである）に分岐してノズルＩＲＡ
になって下方にあるウェハ１２に向って反応カスが流庇
るようになっている。なお反応ガスの流１．の細部は後
述する。

ベルジャ１４の下部外周には、これを取り囲みベースプ
レート】６の外周に配置されたベース２０とによりベル
ジャ１４側のみを開放した排気Ａ’１２１が設けられ、
この排気ダク）　２１　Ｕ第２図に示す排気管２２に接
続されて（八る。排気ダクト２１上には、多数のランプ
２３を有するランプハウス２４が、第２図に示すように
、ベルジャ１４を取り囲んで配置されている。ランプハ
ウス２４の背面側にはＡ冷却流体供給部２５が形成され
、！（冷却流体供給部２５［Ｃ！ｒｉ不図示の送風機訃
工び冷却機からの冷却空気が吹き込まれ、冷却空を冷却
するようになっている。

ベース２０（Ｃは排気ｌ°タクト１に隣擬して昇降お工
び回転機構２８が設けてあり、同機鷹２８は上端に腕２
９が固着され、腕２９の先端は把持具３０にエリベルジ
ャ１４の頂部に固着した把持部３１を離脱可能に把持し
ている。また腕２９の先端は把持具３２にエリＢ冷却流
体供給部３３を取付けている。Ｂ冷却流体供給部３３の
下端はランプハウス２４の上面に載置されると共に、そ
の内壁３４にに多数の孔３５があけらｎているためＡ冷
却流体供給部２５と同様に冷却空気がベルジャ１４の上
部に吹きつけられる。ここでベルジャ］４とＢ冷却流体
供給部３３とは腕２９に取付けられている１こめ、同時
に昇降可能であり、ベルジャ１４の下面がノズル１８Ａ
の上方まで上昇した後は腕２９を旋回させることにエリ
ベルジャ１４お工びＢ冷却流体供給部３３を側方へ旋回
するこ２４は端部Ａお工びＢが互いに回動自在に連結さ
れ、下側中央は切離されるようになっており、同図に点
線で示した位置に移動可能になっている。

Ａお工ひＢ冷却流体供給部２５お工び３３から吹き出さ
れた冷却空気はベルジャの外周およびランプ２３を冷却
しながら下降し、排気ｉ°タクト１内に入った後１図の
上方に示した排気管２２から外部に強制的に排出される
。反応ガスの流れるノズル１８Ａは図に示すようにこの
例では放射状に８本設けてあり、先端近＜Ｋは下向きの
孔３６（第１図参照）が１個あけてあり、かつこの孔３
６は８本のノズル１８Ａの２本或いは４本を組にして回
転軸１３の軸心からの距離を変えることにエリ、軸心に
対し勾配を有するサセプタ組立体１１上の軸心からの距
離の異なるウェハ１２の各々に対応して反応カスが噴出
するようにしである。或いはこの構成のほかノズル１８
Ａの２本を組にしてそれぞれの先端近くに孔３６を互い
に向き合う形で傾斜して設けることにエリ、噴出した２
つの反応ガスの流ｒＬが倫突して下向きの広いガス流を
形成するようにしても工い。

次に「１１Ｊ述した実施例の動作を説明する。昇降等の
機構２８に工りベルジャ１４とＢ冷却流体供給品３３′
ｆｒ：上昇させ、次いでランプハウス２４を第２８によ
りベルジャ１４とＢ冷却流体供給部３３全下降させて第
１図の状態にする。この状態で内管１７と外管１８から
Ｎ２ガスを噴出して空気をパージし、空気のパージが終
了した後、Ｎ２ガスにより前記Ｎ２ガスをバージレ、次
いでランプ２３に工り加熱する。加熱にエリウェハ１２
が所泥温度に達すると外管１８従ってノズル１８Ａから
Ｎ２ガスと共にシラ／等の反応カスを噴出させることＶ
こエリ気相１ｊＸ、長を行なう。

このとき内管１７からはそのままＮ２ガスヲ噴出させる
ことにエリベルジャ１４の上部空間をＮ２ガスで充満せ
しめ、もってベルジャ１４の上部壁面の冷却と上部壁面
への反応ガスの接触を阻止する。そしてこｎらのガスは
ペースプレート１６の穴１９Ｂから排出される。このと
きサセプタ組立体着寺とペースプレート１６の間に円筒
体１５があるため、ガスがサセプタ組立体誌輸の下部に
回り込んでゴミを舞い上げたり、ベルジャ１４内のガス
流を乱したりすることなく円滑に排出される。ランプ２
３による加熱と同時に送風機および冷却機からの冷却空
気は、Ａお工びＢ冷却流体供給部２５お工び３３の孔２
６および３５を通ッテペルジャ１４お工びランプ２３に
吹きつけられ、ラング２３とベルジャ】４ｔ−冷却した
後ベルジャ１４に沿って下降し、排気ｉ゛クト１から排
気管２２にエリ強制的に排気される。この風量は石英ベ
ルジャ】４の大きさによるが数１０ｒｒ？／分から数１
０（１ｙ７／／分と極めて大量であるが、排気ダクト２
１はベルジャ１４の下方を囲んで円周上に大きい几め排
気抵抗は小さく排気管２２から吸引することにより円滑
な排気が可能である。

一定時間気相成長が行われた後ランプ２３を消して加熱
を停止すると共に、両管］７お工び１８からＮ２ガスの
みを噴出させて反応ガスのパージを行いながらベルジャ
１４を介してウェハ１２を冷却し、次いでＮ２ガスを停
止してＮ２ガスを噴出することに、！：クベルジャ１４
内をＮ２ガスにする。最後にベルジャ】４等を昇降等の
機構２８により上昇させると共に、ランプハウス２４を
開いてウェハ１２を取り出せば一連の気相成長作業は終
了する。なおベルジャ】４の洗浄が必要な場合はベルジ
ャ１４を上昇後昇降および回転機構２８により側方へ旋
回させた後、下降させて台（図示せず）上ｖｃＨ床させ
、ベルジャ１４を把持具３０から離脱してか今洗浄する
。

〔発明の効果〕

本発明の気相成長装置Ｐｉは以上説明した工うに、ペー
スプレートを貝通して上方に伸びる回転ＩＮに取付けら
れたバレル型のサセプタ組立体と、下端をペースプレー
トに密封可能になされかつサセプタ組立体の周囲に反応
室を形放するベルジャと、サセプタ組立体の下端とベー
スプレート上面との間に、両者のうちの一万に支持され
ると共に他方に対してわずかな隙間を有する石英鋤の円
筒体とを主な構成要件にしている。

そしてこの構成にエリサセプタ組立体の下側への反応ガ
ス流入は円筒体に遮えぎられでなく、従ってサセプタ組
立体の下方でのウオールデボの発生および七ｎに基〈ゴ
ミの発生が阻止され、さらにベルジャ内のガスの流九が
円滑になるため良好な気相成長が可能になる利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示し第１図は断面図、４２図は
第１図の２−２線断面図である。 １１・・・サセプタ組立体、１２・・・ウェハ、１３・
・・回・駈軸、１４・・・ベルジャ、１５・・・円筒体
、１６・・・ペースプレート、１７・・・内管、１８・
・・外管、２３・・・ランプ、２４・・・ランプハウス
、２５．３３・・・冷却流体供給部、２８・・・昇降お
よび回転機構。 東芝機械株式会社 片１図 片２図 手続補正書（方式） ％式％ ］、　事件の表示 昭和５９年特許願第２０９４１８号 ２、　発明の名称 気相成長装置な ３　補正をする者

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベースプレートと、同ベースプレートを貫通して上方に
   伸びる回転軸と、同回転軸に取付けられたバレル型のサ
   セプタ組立体と、下端が前記ベースプレートに密封可能
   になされ前記サセプタ組立体の周囲に反応室を形成する
   ベルジャとを具備した気相成長装置において、サセプタ
   組立体の下端とベースプレート上面との間に、両者のう
   ちの一方に支持されると共に他方に対してわずかなすき
   間を有する石英製の円筒体を介在させたことを特徴とす
   る気相成長装置。