JP2010267765A

JP2010267765A - Film forming device

Info

Publication number: JP2010267765A
Application number: JP2009117363A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Suzuki; 邦彦鈴木; Hideo Saito; 日出夫齊藤
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2029-05-14
Also published as: JP5399771B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film forming device having a mechanism which reduces stress generated at a heater and a heater support portion when a wafer is heated. <P>SOLUTION: The film forming device 100 includes a chamber 102, the heater 121 configured to heat the silicon wafer 101 mounted in the chamber 102, and a conductive booth bar 123b supporting the heater 121, wherein the booth bar 123b has an elastic portion as a part of its structure. The elastic portion is a leaf spring portion 125 having a cut 125a made in a direction perpendicular to a direction wherein stress due to heating of the heater 121 acts on the booth bar 123b. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、成膜措置に関し、より詳しくは、基板を加熱しながら基板上に成膜を行う成膜装置に関する。 The present invention relates to a film forming measure, and more particularly to a film forming apparatus that forms a film on a substrate while heating the substrate.

基板であるウェハ上にシリコンなどの単結晶膜を成長させたエピタキシャルウェハの製造には、枚葉式の成膜装置が使用されることが多い。 In manufacturing an epitaxial wafer in which a single crystal film such as silicon is grown on a wafer as a substrate, a single wafer type film forming apparatus is often used.

従来の枚葉式の成膜装置は、成膜室、成膜室を積載するベース、反応ガスを成膜室に供給するガス供給手段およびウェハの加熱手段等を備えている。そして、ベースの下面には上方に向かって成膜室内にまで伸びる中空円筒形状の支柱が取り付けられている。 A conventional single wafer type film forming apparatus includes a film forming chamber, a base on which the film forming chamber is loaded, a gas supply means for supplying a reaction gas to the film forming chamber, a wafer heating means, and the like. A hollow cylindrical column extending upward into the film forming chamber is attached to the lower surface of the base.

支柱の上面には、ウェハ加熱手段が取り付けられている。一方、支柱の下面は、下蓋によって閉じられている。支柱の内部には、下蓋を貫通して支柱に固定される二本の配線部材が設けられている。この二本の配線部材は、支柱の上端部を抜けて成膜室内のウェハ加熱手段まで伸びている。 Wafer heating means is attached to the upper surface of the support column. On the other hand, the lower surface of the column is closed by the lower lid. Two wiring members that pass through the lower lid and are fixed to the column are provided inside the column. The two wiring members extend through the upper end portion of the support to the wafer heating means in the film forming chamber.

ウェハ加熱手段は、ヒータと導電性のヒータ支持部とからなる。ヒータはヒータ支持部に固定され、ヒータ支持部は支柱の上面に固定されている。これにより、ヒータは、支柱に固定される構造となっている。また、二本の配線部材は、それぞれヒータ支持部に接続しており、ヒータ支持部を介してヒータへの給電が可能となっている。 The wafer heating means includes a heater and a conductive heater support. The heater is fixed to the heater support, and the heater support is fixed to the upper surface of the column. Thereby, the heater is structured to be fixed to the column. Further, the two wiring members are respectively connected to the heater support portion, and power can be supplied to the heater via the heater support portion.

成膜室内には、ウェハを保持するサセプタが設けられているが、このサセプタは回転可能となっている。すなわち、円筒形状の支柱には、その周囲を囲むように中空の回転軸が設けられている。この回転軸は、ベアリングによって支柱と無関係に回転自在にベースに取り付けられ、別設のモータにより回転が与えられるようになっている。回転軸には回転筒が接続しており、回転筒の上面にサセプタを取り付けることによって、サセプタは、ウェハ加熱手段の上方で回転する。 A susceptor for holding a wafer is provided in the film forming chamber, and this susceptor is rotatable. In other words, the cylindrical support column is provided with a hollow rotating shaft so as to surround the periphery thereof. The rotating shaft is attached to the base so as to be rotatable independently of the support by a bearing, and is rotated by a separate motor. A rotating cylinder is connected to the rotating shaft, and the susceptor rotates above the wafer heating means by attaching the susceptor to the upper surface of the rotating cylinder.

したがって、このような成膜装置では、ウェハは、サセプタ上に載置された状態で回転しながら、サセプタの下方に設けられたヒータによって加熱される。そして、ガス供給手段を通じて反応ガスが供給されることで、ウェハ上にエピタキシャル膜が形成される。 Therefore, in such a film forming apparatus, the wafer is heated by a heater provided below the susceptor while rotating while being placed on the susceptor. Then, the reactive gas is supplied through the gas supply means, whereby an epitaxial film is formed on the wafer.

特許文献１には、中空円筒形状の支柱の下蓋を１本の配線部品が貫通して支柱の下部と上部で固定されているタイプの成膜装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a film forming apparatus of a type in which a single wiring component passes through a lower lid of a hollow cylindrical column and is fixed at a lower portion and an upper portion of the column.

特開平５−１５２２０７号公報JP-A-5-152207

上記のような成膜装置においては、気相成長時に、ウェハ加熱手段での加熱によって、ウェハの温度が１０００℃を超えるような高温となる場合がある。このとき、ウェハ加熱手段も高温となって熱膨張を起こす。これを考慮して、ウェハ加熱手段を柔軟性に富む金属で構成すれば、熱によってウェハ加熱手段にクラックが発生するのを防ぐことができる。しかし、金属は、ウェハを汚染するおそれがあり好ましくない。 In the film forming apparatus as described above, the temperature of the wafer may become a high temperature exceeding 1000 ° C. by the heating by the wafer heating means during the vapor phase growth. At this time, the wafer heating means also becomes hot and causes thermal expansion. Considering this, if the wafer heating means is made of a flexible metal, it is possible to prevent the wafer heating means from being cracked by heat. However, metal is not preferred because it may contaminate the wafer.

したがって、ウェハ加熱手段には、金属以外の材料が用いられる。具体的には、最も高温となるヒータには高純度のＳｉＣなどが用いられ、ヒータを支持する導電性のヒータ支持部には、ＳｉＣをコートしたカーボンなどが用いられる。また、ヒータに比べると若干到達温度の低い支柱の内部に配設された配線部品には、モリブデンなどが用いられる。 Therefore, materials other than metal are used for the wafer heating means. Specifically, high-purity SiC or the like is used for the heater having the highest temperature, and SiC-coated carbon or the like is used for the conductive heater support that supports the heater. Moreover, molybdenum etc. are used for the wiring components arrange | positioned in the inside of the support | pillar whose temperature reached is a little low compared with a heater.

ＳｉＣやＳｉＣをコートしたカーボンは、ウェハを金属汚染するおそれはないものの、金属材料に比べて柔軟性に劣る。一方、上述したように、ヒータは、剛直なヒータ支持部を介して支柱に固定されている。このため、高温下での熱膨張によってヒータに生じた応力を解消する術がなく、ヒータやヒータ支持部にクラックが発生することがあった。 SiC or carbon coated with SiC is inferior in flexibility as compared with metal materials, although there is no risk of metal contamination of the wafer. On the other hand, as described above, the heater is fixed to the support via the rigid heater support. For this reason, there is no way to eliminate the stress generated in the heater due to thermal expansion at a high temperature, and a crack may occur in the heater or the heater support.

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、ウェハの加熱時において、ウェハ加熱手段を構成するヒータやヒータ支持部に発生する応力を低減する機構を備えた成膜装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of these problems. That is, an object of the present invention is to provide a film forming apparatus provided with a mechanism for reducing stress generated in a heater and a heater support portion constituting a wafer heating unit during heating of a wafer.

本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。 Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

本発明は、成膜室と、
成膜室内に載置される基板を加熱するヒータと、
ヒータを支持する導電性のヒータ支持部とを有する成膜装置において、
ヒータ支持部がその構造の一部に弾性部を有することを特徴とするものである。 The present invention includes a film formation chamber,
A heater for heating a substrate placed in the deposition chamber;
In a film forming apparatus having a conductive heater support portion for supporting a heater,
The heater support part has an elastic part in a part of its structure.

ヒータ支持部が、鉛直方向に延びて上端がヒータに接する第１の支持部分と、第１の支持部分の下端から水平方向に延びる第２の支持部分とを有する場合、弾性部は、第２の支持部分に設けられていることが好ましい。 When the heater support portion includes a first support portion extending in the vertical direction and having an upper end in contact with the heater and a second support portion extending in the horizontal direction from the lower end of the first support portion, the elastic portion includes the second support portion. It is preferable that it is provided in the support part.

弾性部は、ヒータ支持部に対してヒータの加熱による応力が作用する方向と直角の方向に切り込みが設けられた板ばね部とすることができる。 The elastic portion may be a leaf spring portion provided with a cut in a direction perpendicular to the direction in which the stress due to heating of the heater acts on the heater support portion.

本発明の成膜装置は、ヒータおよびヒータ支持部を内部に配置する回転筒と、成膜室の下部に設けられ、回転筒を回転させる回転軸を備えた回転機構部とをさらに有することができる。この場合、回転軸の内部には、ヒータ支持部を介してヒータに給電する電極を設けることができる。 The film forming apparatus of the present invention may further include a rotating cylinder in which the heater and the heater support portion are disposed, and a rotating mechanism unit that is provided at a lower portion of the film forming chamber and includes a rotating shaft that rotates the rotating cylinder. it can. In this case, an electrode for supplying power to the heater via the heater support portion can be provided inside the rotating shaft.

本発明の成膜装置は、基板が載置されるサセプタをさらに有することができる。この場合、サセプタは回転筒の上部に配置されることができ、ヒータはサセプタを介して基板を加熱することができる。 The film forming apparatus of the present invention can further include a susceptor on which the substrate is placed. In this case, the susceptor can be disposed on the top of the rotating cylinder, and the heater can heat the substrate through the susceptor.

本発明によれば、ヒータ支持部がその構造の一部に弾性部を有するので、ヒータやヒータ支持部に発生する応力を低減することができる。 According to the present invention, since the heater support part has the elastic part in a part of its structure, the stress generated in the heater and the heater support part can be reduced.

本実施の形態の成膜装置の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the film-forming apparatus of this Embodiment. 本実施の形態における板ばね部の一例であり、（ａ）は板ばね部の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。It is an example of the leaf | plate spring part in this Embodiment, (a) is a perspective view of a leaf | plate spring part, (b) is sectional drawing which follows the AA line of (a).

図１は、本実施の形態における枚葉式の成膜装置１００の模式的な断面図である。本実施の形態においては、基板としてシリコンウェハ１０１を用いる。但し、これに限られるものではなく、場合に応じて、他の材料からなるウェハなどを用いてもよい。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a single wafer deposition apparatus 100 according to the present embodiment. In this embodiment, a silicon wafer 101 is used as a substrate. However, the present invention is not limited to this, and a wafer made of another material may be used depending on the case.

成膜装置１００は、成膜室としてのチャンバ１０２と、チャンバ１０２を積載するベース１０４とを備えている。ベース１０４の下面側には、上方に向かってチャンバ１０２内にまで伸びる、非導電性で中空円筒形状を有する支柱１０５が取り付けられている。 The film forming apparatus 100 includes a chamber 102 as a film forming chamber and a base 104 on which the chamber 102 is loaded. On the lower surface side of the base 104, a column 105 having a non-conductive and hollow cylindrical shape that extends upward into the chamber 102 is attached.

チャンバ１０２の上部には、加熱されたシリコンウェハ１０１の表面に結晶膜を成膜するための反応ガスを供給する反応ガス供給路１０３が接続している。本実施の形態においては、反応ガスとしてトリクロロシランを用いることができ、キャリアガスとしての水素ガスと混合した状態で、反応ガス供給路１０３からチャンバ１０２の内部に導入する。 Connected to the upper portion of the chamber 102 is a reaction gas supply path 103 for supplying a reaction gas for forming a crystal film on the surface of the heated silicon wafer 101. In this embodiment mode, trichlorosilane can be used as a reaction gas, and is introduced into the chamber 102 from the reaction gas supply path 103 in a state of being mixed with hydrogen gas as a carrier gas.

反応ガス供給路１０３より供給された反応ガスは、シリコンウェハ１０１の方に流下する。尚、チャンバ１０２には、シリコンウェハ１０１に対して反応ガスが流れる方向（矢印方向）の上流側に、反応ガスが通過する貫通孔を適当数備えた整流板が設けられていてもよい。 The reaction gas supplied from the reaction gas supply path 103 flows down toward the silicon wafer 101. The chamber 102 may be provided with a current plate having an appropriate number of through holes through which the reaction gas passes on the upstream side in the direction in which the reaction gas flows with respect to the silicon wafer 101 (arrow direction).

チャンバ１０２の内部には、シリコンウェハ１０１が載置されるサセプタ１１０が、中空の回転筒１１１の上に設けられている。回転筒１１１は、回転軸１１２に支持されており、ベース１０４の下面からチャンバ１０２内に伸びる中空円筒形状の支柱１０５の周囲を囲むように設けられている。 Inside the chamber 102, a susceptor 110 on which the silicon wafer 101 is placed is provided on a hollow rotating cylinder 111. The rotating cylinder 111 is supported by the rotating shaft 112 and is provided so as to surround the periphery of the hollow cylindrical column 105 extending into the chamber 102 from the lower surface of the base 104.

回転軸１１２は、ベアリング（図示せず）によって支柱１０５と無関係に回転自在となるようにベース１０４に取り付けられおり、別設のモータ１１３により回転が与えられるようになっている。すなわち、回転軸１１２がモータ１１３を通じて回転すると、回転軸１１２に取り付けられた回転筒１１１が回転し、回転筒１１１の上に設けられたサセプタ１１０も回転する。 The rotating shaft 112 is attached to the base 104 so as to be rotatable independently of the support column 105 by a bearing (not shown), and is rotated by a separate motor 113. That is, when the rotating shaft 112 rotates through the motor 113, the rotating cylinder 111 attached to the rotating shaft 112 rotates, and the susceptor 110 provided on the rotating cylinder 111 also rotates.

チャンバ１０２内に伸びる中空円筒形状の支柱１０５の上部には、ウェハ加熱手段１２０が取り付けられている。そして、支柱１０５とウェハ加熱手段１２０の間は、チャンバ１０２に汚染物質が流入するのを防ぐために、上蓋１０６で閉じられている。 Wafer heating means 120 is attached to an upper portion of a hollow cylindrical column 105 extending into the chamber 102. The column 105 and the wafer heating means 120 are closed with an upper lid 106 in order to prevent contaminants from flowing into the chamber 102.

加熱によって変化するシリコンウェハ１０１の表面温度は、チャンバ１０２の上部に設けられた放射温度計（図示せず）によって測定される。このため、チャンバ１０２を石英で構成して、放射温度計による温度測定がチャンバ１０２によって妨げられないようにすることが好ましい。尚、整流板を設ける場合も同様である。 The surface temperature of the silicon wafer 101 that changes due to heating is measured by a radiation thermometer (not shown) provided at the top of the chamber 102. For this reason, it is preferable that the chamber 102 is made of quartz so that the temperature measurement by the radiation thermometer is not hindered by the chamber 102. The same applies when a current plate is provided.

次に、本実施の形態の成膜装置の主要部の構造について、具体的に説明する。 Next, the structure of the main part of the film forming apparatus of this embodiment will be specifically described.

支柱１０５の上面の形状は、図１に示すように、フランジ形状、すなわち、円筒形部材からはみ出すように張り出た部分を持つ形状とすることができる。この場合、張り出た部分の周囲には、上方に向かって立ち上がる縁が設けられていることが好ましい。支柱１０５の上端部分がこうした形状を備えることで、以下で説明するウェハ加熱手段の取り付けをより確かなものとすることができる。尚、本実施の形態はこれに限られるものではなく、支柱１０５の上面の形状をドーナツ形状としてもよい。 As shown in FIG. 1, the shape of the upper surface of the support column 105 may be a flange shape, that is, a shape having a portion protruding so as to protrude from the cylindrical member. In this case, it is preferable that an edge rising upward is provided around the protruding portion. Since the upper end portion of the support column 105 has such a shape, the attachment of the wafer heating means described below can be made more reliable. Note that this embodiment is not limited to this, and the shape of the upper surface of the support column 105 may be a donut shape.

中空円筒形状の支柱１０５の内部には、二本の電極１０７ａ、１０７ｂが設けられている。これらの電極は何れも、電極棒１０８ａ、１０８ｂと、電極棒１０８ａ、１０８ｂの上端部分に固定されるとともに、後に説明するブースバー１２３ａ、１２３ｂを支持するブースバー支持部１２４ａ、１２４ｂとを有する。 Two electrodes 107 a and 107 b are provided inside the hollow cylindrical column 105. All of these electrodes have electrode bars 108a and 108b and booth bar support portions 124a and 124b that support booth bars 123a and 123b, which will be described later, while being fixed to the upper end portions of the electrode bars 108a and 108b.

ブースバー支持部１２４ａ、１２４ｂは、電極棒１０８ａ、１０８ｂの上端部分から支柱１０５の周囲方向に伸びる形状を有する。このため、電極１０７ａ、１０７ｂの上部は、電極棒１０８ａ、１０８ｂと、ブースバー支持部１２４ａ、１２４ｂとで、Ｌ字状の形状となっている。電極棒１０８ａ、１０８ｂとブースバー支持部１２４ａ、１２４ｂは何れもモリブデン（Ｍｏ）製である。 The booth bar support portions 124 a and 124 b have shapes extending from the upper end portions of the electrode bars 108 a and 108 b in the circumferential direction of the support column 105. Therefore, the upper portions of the electrodes 107a and 107b are L-shaped with the electrode rods 108a and 108b and the booth bar support portions 124a and 124b. The electrode rods 108a and 108b and the booth bar support portions 124a and 124b are both made of molybdenum (Mo).

回転軸１１２の下方には、電極固定部１０９が配設されている。二本の電極棒１０８ａ、１０８ｂは、電極固定部１０９に固定されて、支柱１０５の上端側に伸びている。尚、電極固定部１０９は、中空円筒形状の回転軸１１２の下蓋としての機能も果たしている。 An electrode fixing portion 109 is disposed below the rotating shaft 112. The two electrode rods 108 a and 108 b are fixed to the electrode fixing portion 109 and extend to the upper end side of the support column 105. The electrode fixing portion 109 also functions as a lower cover of the hollow cylindrical rotating shaft 112.

ウェハ加熱手段１２０は、基板を加熱するヒータ１２１と、ヒータ支持部としてヒータ１２１を固定して支持する二本のアーム状のブースバー１２３ａ、１２３ｂとを有する。ブースバー１２３ａ、１２３ｂは、ヒータ１２１を支持する側とは反対の側の端部で、上記したブースバー支持部１２４ａ、１２４ｂに支持されている。そして、ボルト止め等により、ブースバー１２３ａは、ブースバー支持部１２４ａと固定されて一体となっており、同様に、ブースバー１２３ｂは、ブースバー支持部１２４ｂと固定されて一体となっている。 The wafer heating means 120 includes a heater 121 that heats the substrate, and two arm-shaped booth bars 123a and 123b that fix and support the heater 121 as a heater support portion. The booth bars 123a and 123b are supported by the above-described booth bar support portions 124a and 124b at the end opposite to the side supporting the heater 121. The booth bar 123a is fixed and integrated with the booth bar support portion 124a by bolting or the like, and similarly, the booth bar 123b is fixed and integrated with the booth bar support portion 124b.

具体的には、電極１０７ａ、１０７ｂは、いずれも上部がＬ字状であり、ブースバー１２３ａ、１２３ｂと、支柱１０５の上部とは、それぞれこのＬ字状の部分に係合する形状を有している。そして、ブースバー１２３ａ、１２３ｂの前記形状の部分に設けられた孔に挿通されたボルト１３１によって、電極１０７ａ、１０７ｂのＬ字状の部分がブースバー１２３ａ、１２３ｂに固定されている。 Specifically, the electrodes 107a and 107b are both L-shaped at the top, and the booth bars 123a and 123b and the top of the support column 105 have shapes that engage with the L-shaped portions, respectively. Yes. And the L-shaped part of electrode 107a, 107b is being fixed to booth bar 123a, 123b with the volt | bolt 131 inserted in the hole provided in the said shape part of the booth bar 123a, 123b.

ヒータ１２１は、ＳｉＣを用いて構成される。また、ヒータ１２１を支持する二本のアーム状のブースバー１２３ａ、１２３ｂは、導電性の高耐熱性部材、例えば、ＳｉＣをコートしたカーボン材からなる。さらに、ブースバー支持部１２４ａ、１２４ｂは、電極棒１０８ａ、１０８ｂと同様に、モリブデンを用いて構成されている。これにより、ヒータ支持部であるブースバー１２３ａ、１２３ｂを介して、電極１０７ａ、１０７ｂからヒータ１２１への給電が可能となっている。 The heater 121 is configured using SiC. The two arm-shaped booth bars 123a and 123b that support the heater 121 are made of a conductive high heat resistant member, for example, a carbon material coated with SiC. Furthermore, the booth bar support portions 124a and 124b are made of molybdenum in the same manner as the electrode rods 108a and 108b. Thus, power can be supplied from the electrodes 107a and 107b to the heater 121 via the booth bars 123a and 123b which are heater support portions.

図１に示すように、固定されて一体となったブースバー１２３ａとブースバー支持部１２４ａにおいて、ブースバー支持部１２４ａの下面は、支柱１０５の上端、すなわち、支柱１０５の円筒形部材からはみ出すように張り出た部分の上面の少なくとも一部に当接している。また、ブースバー１２３ａとブースバー支持部１２４ａの少なくとも一方が、支柱１０５の上面の縁とも接している。このような少なくとも二点の支持によって、ブースバー１２３ａとブースバー支持部１２４ａが支柱１０５に固定される構造となっている。 As shown in FIG. 1, in the booth bar 123a and the booth bar support portion 124a that are fixed and integrated, the lower surface of the booth bar support portion 124a protrudes so as to protrude from the upper end of the support column 105, that is, the cylindrical member of the support column 105. It is in contact with at least a part of the upper surface of the part. In addition, at least one of the booth bar 123 a and the booth bar support portion 124 a is in contact with the edge of the upper surface of the support column 105. The booth bar 123a and the booth bar support portion 124a are fixed to the support column 105 by such support of at least two points.

また、固定されて一体となったもう一方のブースバー１２３ｂとブースバー支持部１２４ｂにおいても、上記と同様の方法によって支柱１０５に固定される構造となっている。かかる構造とすることで、ヒータ支持部によるヒータの支持が可能となる。 Further, the other booth bar 123b and the booth bar support portion 124b which are fixed and integrated are also fixed to the support column 105 by the same method as described above. With this structure, the heater can be supported by the heater support portion.

上記したように、気相成長時においては、チャンバ１０２の内部は１０００℃を超える温度となる。このため、最も高温となるヒータ１２１には、高純度のＳｉＣが用いられ、ヒータを支持する導電性のブースバー１２３ａ、１２３ｂには、ＳｉＣをコートしたカーボンが用いられる。しかし、ＳｉＣやＳｉＣをコートしたカーボンは、金属材料などが有するような柔軟性を備えていない。したがって、シリコンウェハ１０１を加熱する際の高温下において、ヒータ１２１は、自身の昇温によって熱膨張し、その結果、内部に応力を発生する。ここで、ヒータ１２１を、同様に剛性の大きいブースバー１２３ａ、１２３ｂとブースバー支持部１２４ａ、１２４ｂを介して、支柱１０５の上面で支持される構成とすると、昇温されたヒータ１２１内に発生する応力を解消する術はない。その結果、ヒータ１２１やブースバー１２３ａ、１２３ｂにクラックを生じてしまう。 As described above, the interior of the chamber 102 has a temperature exceeding 1000 ° C. during the vapor phase growth. For this reason, high-purity SiC is used for the heater 121 having the highest temperature, and SiC-coated carbon is used for the conductive booth bars 123a and 123b that support the heater. However, SiC or SiC-coated carbon does not have the flexibility that metal materials have. Therefore, under the high temperature when heating the silicon wafer 101, the heater 121 is thermally expanded by its own temperature rise, and as a result, stress is generated inside. Here, if the heater 121 is configured to be supported on the upper surface of the support column 105 via the booth bars 123a and 123b and the booth bar support portions 124a and 124b having high rigidity, the stress generated in the heated heater 121 There is no way to solve the problem. As a result, the heater 121 and the booth bars 123a and 123b are cracked.

そこで、本実施の形態においては、図１に示すように、ブースバー１２３ｂに板ばね部１２５を設ける。ヒータ１２１の加熱による応力は、ヒータ１２１からブースバー１２３ａおよびブースバー１２３ｂに沿って発生する。したがって、板ばね部１２５を、この応力が作用する方向と直角の方向に切り込み１２５ａが設けられた構造とすることにより、応力を板ばね部１２５で吸収して、ヒータ１２１やブースバー１２３ａ、１２３ｂにクラックが発生するのを防ぐことができる。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, a leaf spring portion 125 is provided on the booth bar 123b. Stress due to heating of the heater 121 is generated from the heater 121 along the booth bar 123a and the booth bar 123b. Therefore, by making the leaf spring portion 125 a structure in which a cut 125a is provided in a direction perpendicular to the direction in which the stress acts, the leaf spring portion 125 absorbs the stress and causes the heater 121 and the booth bars 123a and 123b to absorb the stress. Generation of cracks can be prevented.

すなわち、ブースバー１２３ｂに板ばね部１２５が設けてあれば、昇温したヒータ１２１に応力が発生しても、ヒータ１２１やブースバー１２３ｂは伸びて自身の寸法を変化させることができ、その結果、応力を解消することができる。換言すると、ヒータ１２１が昇温によって内部に応力を発生させても、板ばね部１２５の変形を利用して、ヒータ１２１やブースバー１２３ｂは自身の位置を変化させることができるので、ヒータ１２１内の応力を緩和させる変形をヒータ１２１やブースバー１２３ｂにもたらすことができる。 That is, if the booth bar 123b is provided with the leaf spring portion 125, even if stress is generated in the heated heater 121, the heater 121 and the booth bar 123b can extend and change their own dimensions. Can be eliminated. In other words, even if the heater 121 generates an internal stress due to an increase in temperature, the heater 121 and the booth bar 123b can change their positions using the deformation of the leaf spring portion 125. Deformation that relieves stress can be brought to the heater 121 and the booth bar 123b.

図１に示すように、ヒータ１２１の一方の端を支持するブースバー１２３ｂは、ブースバー支持部１２４ｂに固定され、ブースバー支持部１２４ｂには電極棒１０８ｂが固定されている。そして、電極棒１０８ｂはその下端部で電極固定部１０９に固定されている。本実施の形態の構成によれば、ヒータ１２１で発生する応力の影響は、ブースバー１２３ｂに及ぶが、板ばね部１２５によって応力が吸収されてしまうので、ブースバー支持部１２４ｂや電極棒１０８ｂ、電極固定部１０９にはほとんど及ばない。また、板ばね部１２５で応力が吸収されてしまうことにより、ブースバー１２３ａに及ぶ応力の影響も小さいものとなる。 As shown in FIG. 1, the booth bar 123b that supports one end of the heater 121 is fixed to the booth bar support part 124b, and the electrode bar 108b is fixed to the booth bar support part 124b. The electrode rod 108b is fixed to the electrode fixing portion 109 at the lower end thereof. According to the configuration of the present embodiment, the influence of the stress generated in the heater 121 reaches the booth bar 123b, but the stress is absorbed by the leaf spring portion 125, so the booth bar support portion 124b, the electrode rod 108b, and the electrode fixing It hardly reaches the part 109. In addition, since the stress is absorbed by the leaf spring portion 125, the influence of the stress on the booth bar 123a becomes small.

電極固定部１０９は、回転軸１１２の下方に配置されているが、チャンバ１０２の外側であることにより、それほどの高温には晒されないことになる。よって、耐熱性の観点では比較的広い温度範囲から材料の選択をすることが可能である。具体的には、適度な耐熱性を備え、ヒータ１２１に由来する応力が及んだとしてもそれを吸収できる、比較的柔軟な部材を使用することが好ましい。そのような特性の部材としては樹脂材が好適である。本実施の形態では、上記条件の温度環境下においても劣化することなく使用が可能なフッ素樹脂を用いて、電極固定部１０９を構成することが好ましい。 The electrode fixing portion 109 is disposed below the rotating shaft 112, but is not exposed to such a high temperature because it is outside the chamber 102. Therefore, it is possible to select materials from a relatively wide temperature range from the viewpoint of heat resistance. Specifically, it is preferable to use a relatively flexible member that has appropriate heat resistance and can absorb even stress applied from the heater 121. A resin material is suitable as the member having such characteristics. In the present embodiment, it is preferable to configure the electrode fixing portion 109 using a fluororesin that can be used without deterioration even under the temperature environment of the above conditions.

このように、本実施の形態の成膜装置１００では、ブースバー１２３ｂに板ばね部１２５が設けられている。これにより、成膜装置１００は、ウェハ加熱手段１２０を構成するヒータ１２１に発生する応力を解消する機構を備えることになる。その結果、シリコンウェハ１０１の加熱時において、ヒータ１２１やブースバー１２３ａ、１２３ｂにクラックや破損が生じるのを十分に抑制することができる。 Thus, in the film-forming apparatus 100 of this Embodiment, the leaf | plate spring part 125 is provided in the booth bar 123b. Thus, the film forming apparatus 100 includes a mechanism for eliminating stress generated in the heater 121 that constitutes the wafer heating unit 120. As a result, when the silicon wafer 101 is heated, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of cracks and breakage in the heater 121 and the booth bars 123a and 123b.

板ばね部は、ブースバー１２３ａおよびブースバー１２３ｂのいずれか一方に設ければよく、ブースバー１２３ａに設けてもよい。ブースバーの一方に板ばね部を設けても、他方のブースバーによってヒータ１２１の固定は十分強固に実現可能である。 A leaf | plate spring part should just be provided in any one of the booth bar 123a and the booth bar 123b, and may be provided in the booth bar 123a. Even if the leaf spring portion is provided on one of the booth bars, the fixing of the heater 121 can be realized sufficiently firmly by the other booth bar.

また、板ばね部は、ブースバーの一部に設ければよいが、ブースバーの鉛直方向に延びる部分よりも、水平方向に延びる部分に設ける方が好ましい。例えば、図１に示すように、ブースバー１２３ｂは、鉛直方向に延びて上端がヒータ１２１に接する第１の支持部分１２３ｂ_１と、第１の支持部分１２３ｂ_１の下端から水平方向に延びる第２の支持部分１２３ｂ_２とを有する。この例のように、板ばね部１２５は、第２の支持部分１２３ｂ_２に設けられていることが好ましい。第１の支持部分１２３ｂ_１には、ヒータ１２１による荷重が加わるため、第２の支持部分１２３ｂ_２に板ばね部１２５を設ける方が、効果的に応力を吸収できるからである。ブースバー１２３ａについても同様である。 Further, the leaf spring portion may be provided in a part of the booth bar, but it is preferable to provide the leaf spring portion in a portion extending in the horizontal direction rather than a portion extending in the vertical direction of the booth bar. For example, as shown in FIG. 1, the booth bar 123 b includes a first support portion 123 b ₁ that extends in the vertical direction and has an upper end that contacts the heater 121, and a second support portion that extends in the horizontal direction from the lower end of the first support portion 123 b ₁ . and a support portion 123b _2. Like this example, it is preferable that the leaf | plate spring part 125 is provided in the _2nd support part 123b2. This is because the load by the heater 121 is applied to the first support portion 123b _1, and therefore, it is possible to effectively absorb the stress by providing the leaf spring portion 125 on the second support portion 123b ₂ . The same applies to the booth bar 123a.

また、板ばね部に代えて、ブースバーの一部を弾性率の異なる材料で構成することによっても、本発明の効果を得ることができる。すなわち、ブースバーの大部分をＳｉＣをコートしたカーボン材で構成し、弾性部となるブースバーの一部をこれより弾性率の大きい材料で構成する。これにより、ヒータ１２１の昇温時における熱膨張により発生する応力を弾性部で吸収することができる。 Moreover, it can replace with a leaf | plate spring part and the effect of this invention can be acquired also by comprising a part of booth bar with the material from which an elasticity modulus differs. That is, most of the booth bar is made of a carbon material coated with SiC, and a part of the booth bar serving as an elastic portion is made of a material having a larger elastic modulus. Thereby, the stress which generate | occur | produces by the thermal expansion at the time of the temperature rising of the heater 121 can be absorbed by an elastic part.

本実施の形態においては、板ばね部を図２のような構造とすることも可能である。図２（ａ）は板ばね部の斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 In the present embodiment, the leaf spring portion may be structured as shown in FIG. FIG. 2A is a perspective view of the leaf spring portion, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

図２（ａ）および（ｂ）に示すように、板ばね部２００は、板ばね部本体２０１と棒状部材２０２とを有する。板ばね部本体２０１には、その長手方向に沿って凹部２０３が設けられており、棒状部材２０２は、凹部２０３に嵌合して、ねじ２０４で凹部２０３の所定の位置に固定される。また、板ばね部本体２０１には切り込み２０５が設けられている。板ばね部２００は、その長手方向がブースバーの水平方向に延びる部分と平行になるように配置される。この場合、ヒータの加熱で発生した応力は長手方向に沿って作用するので、切り込み２０５は、図２（ａ）に示すように、長手方向と直角の方向に設けられる。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the leaf spring portion 200 includes a leaf spring portion main body 201 and a rod-like member 202. A concave portion 203 is provided in the leaf spring portion main body 201 along the longitudinal direction thereof, and the rod-like member 202 is fitted into the concave portion 203 and fixed to a predetermined position of the concave portion 203 with a screw 204. The leaf spring portion main body 201 is provided with a cut 205. The leaf spring portion 200 is arranged so that its longitudinal direction is parallel to the portion of the booth bar extending in the horizontal direction. In this case, since the stress generated by heating the heater acts along the longitudinal direction, the notch 205 is provided in a direction perpendicular to the longitudinal direction, as shown in FIG.

図２（ａ）および（ｂ）の例では、板ばね部本体２０１の一方の側面に凹部２０３が設けられているが、両方の側面に凹部を設け、２つの棒状部材のそれぞれがこれらの凹部に嵌合するようにしてもよい。 In the example of FIGS. 2A and 2B, the concave portion 203 is provided on one side surface of the leaf spring portion main body 201, but the concave portion is provided on both side surfaces, and each of the two rod-like members has these concave portions. You may make it fit in.

板ばね部本体２０１には、モリブデン（Ｍｏ）やタングステン（Ｗ）などの耐熱性および導電性を有する材料が用いられる。一方、棒状部材２０２には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）やアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの耐熱性および絶縁性を有する材料が用いられる。特に、７００℃以上の高温下で使用する場合には、窒化アルミニウムが好ましく用いられる。 A material having heat resistance and conductivity such as molybdenum (Mo) or tungsten (W) is used for the leaf spring body 201. On the other hand, the rod-like member 202, a silicon (SiO ₂₎ or alumina _(Al _{2 O} 3) dioxide, the material is used having a heat resistance and insulation properties, such as aluminum nitride (AlN). In particular, when used at a high temperature of 700 ° C. or higher, aluminum nitride is preferably used.

板ばね部を図２（ａ）および（ｂ）の構成とすることで、次のような効果が得られる。第１に、板ばね部本体２０１に切り込み２０５を設けているので、ヒータの加熱で発生した応力を板ばね部２００で吸収して、ヒータやブースバーにクラックが発生するのを防ぐことができる。第２に、板ばね部本体２０１に凹部２０３を設け、棒状部材２０２を凹部２０３に嵌合させて固定するようにしたので、ブースバーの動きを規制して、ブースバーが所定の位置から大きくずれてしまうのを防ぐことができる。尚、棒状部材２０２を板ばね部本体２０１に強固に固定してしまうと、ヒータの加熱で発生した応力が解消されにくくなるおそれがある。そこで、ねじ２０４に嵌合するねじ孔２０６を長孔にするなどして、ねじ２０４にある程度のあそびを持たせておくことが好ましい。 By setting the leaf spring portion to the configuration shown in FIGS. 2A and 2B, the following effects can be obtained. First, since the notch 205 is provided in the leaf spring portion main body 201, the stress generated by the heating of the heater can be absorbed by the leaf spring portion 200, thereby preventing the heater and the booth bar from cracking. Secondly, since the recessed portion 203 is provided in the leaf spring main body 201 and the rod-like member 202 is fitted and fixed to the recessed portion 203, the movement of the booth bar is restricted, and the booth bar is greatly displaced from a predetermined position. Can be prevented. Note that if the rod-like member 202 is firmly fixed to the leaf spring main body 201, the stress generated by the heating of the heater may be difficult to be eliminated. Therefore, it is preferable that the screw 204 has a certain amount of play by making the screw hole 206 fitted to the screw 204 into a long hole.

次に、本発明の成膜方法について述べる。 Next, the film forming method of the present invention will be described.

本実施の形態では、成膜装置１００を用いてシリコンエピタキシャル膜を形成する。 In this embodiment, a silicon epitaxial film is formed using the film formation apparatus 100.

まず、シリコンウェハ１０１をチャンバ１０２の内部に搬入する。次いで、サセプタ１１０の上にシリコンウェハ１０１を載置し、回転筒１１１に付随させて、シリコンウェハ１０１を５０ｒｐｍ程度で回転させる。 First, the silicon wafer 101 is carried into the chamber 102. Next, the silicon wafer 101 is placed on the susceptor 110 and attached to the rotating cylinder 111, and the silicon wafer 101 is rotated at about 50 rpm.

次に、ヒータ１２１を作動させて、シリコンウェハ１０１を加熱する。例えば、成膜温度である１１５０℃まで徐々に加熱する。放射温度計（図示せず）による測定でシリコンウェハ１０１の温度が１１５０℃に達したことを確認した後は、徐々にシリコンウェハ１０１の回転数を上げていく。そして、反応ガス供給路１０３から反応ガスをシリコンウェハ１０１の上に流下させる。 Next, the heater 121 is operated to heat the silicon wafer 101. For example, the film is gradually heated to a film forming temperature of 1150 ° C. After confirming that the temperature of the silicon wafer 101 has reached 1150 ° C. by measurement with a radiation thermometer (not shown), the rotational speed of the silicon wafer 101 is gradually increased. Then, the reaction gas is caused to flow onto the silicon wafer 101 from the reaction gas supply path 103.

成膜装置１００では、回転筒１１１の内部にヒータ１２１が配置されている。ヒータ１２１を支持するブースバー１２３ａ、１２３ｂは、２本の電極１０７ａ、１０７ｂを介して回転機構部１３０に固定されている。ブースバー１２３ｂには板ばね部１２５が設けられているので、シリコンウェハ１０１の加熱時において、ヒータ１２１やブースバー１２３ａ、１２３ｂにクラックや破損が生じるのを十分に抑制することができる。 In the film forming apparatus 100, a heater 121 is disposed inside the rotating cylinder 111. Booth bars 123a and 123b that support the heater 121 are fixed to the rotating mechanism unit 130 via two electrodes 107a and 107b. Since the leaf spring portion 125 is provided in the booth bar 123b, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of cracks and breakage in the heater 121 and the booth bars 123a and 123b when the silicon wafer 101 is heated.

シリコンウェハ１０１の上に所定の膜厚のエピタキシャル膜を形成した後は、反応ガスの供給を終了する。その後は、シリコンウェハ１０１が所定の温度まで冷却されたのを確認してから、チャンバ１０２の外部にシリコンウェハ１０１を搬出する。 After the epitaxial film having a predetermined thickness is formed on the silicon wafer 101, the supply of the reaction gas is terminated. Thereafter, after confirming that the silicon wafer 101 has been cooled to a predetermined temperature, the silicon wafer 101 is carried out of the chamber 102.

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施の形態では、シリコンウェハを回転させながら成膜する構成としたが、シリコンウェハを回転させずに成膜してもよい。また、上記実施の形態では、サセプタ上にシリコンウェハを載置し、サセプタを介してシリコンウェハを加熱する構成としたが、サセプタを介さずにシリコンウェハを直接加熱するようにしてもよい。但し、サセプタを介して加熱する構成とすれば、サセプタによって回転筒が蓋をされる状態となるので、回転筒からの汚染物質の流入を防ぐことができる。さらに、上記実施の形態では、成膜装置の一例としてエピタキシャル成長装置を挙げたが、本発明はこれに限られるものではない。成膜室内に反応ガスを供給し、成膜室内に載置される基板を加熱して基板の表面に膜を形成する成膜装置であれば、他の成膜装置であってもよい。 For example, in the above embodiment, the film is formed while rotating the silicon wafer, but the film may be formed without rotating the silicon wafer. In the above embodiment, the silicon wafer is placed on the susceptor and the silicon wafer is heated through the susceptor. However, the silicon wafer may be directly heated without passing through the susceptor. However, if it is configured to heat through the susceptor, the rotating cylinder is covered with the susceptor, so that inflow of contaminants from the rotating cylinder can be prevented. Furthermore, in the above-described embodiment, an epitaxial growth apparatus is described as an example of a film forming apparatus, but the present invention is not limited to this. Any other film forming apparatus may be used as long as it supplies a reactive gas into the film forming chamber and heats the substrate placed in the film forming chamber to form a film on the surface of the substrate.

１００成膜装置
１０１シリコンウェハ
１０２チャンバ
１０３反応ガス供給路
１０４ベース
１０５支柱
１０６上蓋
１０７ａ、１０７ｂ電極
１０８ａ、１０８ｂ電極棒
１０９電極固定部
１１０サセプタ
１１１回転筒
１１２回転軸
１１３モータ
１２０ウェハ加熱手段
１２１ヒータ
１２３ａ、１２３ｂブースバー
１２４ａ、１２４ｂブースバー支持部
１２５、２００板ばね部
１２５ａ切り込み
１３０回転機構部
１３１ボルト
２０１板ばね部本体
２０２棒状部材
２０３凹部
２０４ねじ
２０５切り込み
２０６ねじ孔

DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Film-forming apparatus 101 Silicon wafer 102 Chamber 103 Reaction gas supply path 104 Base 105 Support column 106 Upper lid 107a, 107b Electrode 108a, 108b Electrode rod 109 Electrode fixing part 110 Susceptor 111 Rotating cylinder 112 Rotating shaft 113 Motor 120 Wafer heating means 121 Heater 123a , 123b Booth bar 124a, 124b Booth bar support part 125, 200 Leaf spring part 125a Notch 130 Rotating mechanism 131 Bolt 201 Leaf spring part body 202 Bar-shaped member 203 Recessed part 204 Screw 205 Notch 206 Screw hole

Claims

成膜室と、
前記成膜室内に載置される基板を加熱するヒータと、
前記ヒータを支持する導電性のヒータ支持部とを有する成膜装置において、
前記ヒータ支持部はその構造の一部に弾性部を有することを特徴とする成膜装置。 A deposition chamber;
A heater for heating a substrate placed in the film forming chamber;
In a film forming apparatus having a conductive heater support portion for supporting the heater,
The heater supporting part has an elastic part in a part of its structure.

前記ヒータ支持部は、鉛直方向に延びて上端が前記ヒータに接する第１の支持部分と、前記第１の支持部分の下端から水平方向に延びる第２の支持部分とを有し、
前記弾性部は、前記第２の支持部分に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。 The heater support portion includes a first support portion that extends in a vertical direction and has an upper end in contact with the heater, and a second support portion that extends in a horizontal direction from a lower end of the first support portion,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the elastic portion is provided in the second support portion.

前記弾性部は、前記ヒータ支持部に対して前記ヒータの加熱による応力が作用する方向と直角の方向に切り込みが設けられた板ばね部であることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。 The said elastic part is a leaf | plate spring part by which the notch was provided in the direction orthogonal to the direction where the stress by the heating of the said heater acts with respect to the said heater support part, The Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. Deposition device.

前記ヒータおよび前記ヒータ支持部を内部に配置する回転筒と、
前記成膜室の下部に設けられ、前記回転筒を回転させる回転軸を備えた回転機構部とをさらに有し、
前記回転軸の内部には、前記ヒータ支持部を介して前記ヒータに給電する電極が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜装置。 A rotating cylinder in which the heater and the heater support are disposed;
A rotation mechanism provided at a lower portion of the film formation chamber and provided with a rotation shaft for rotating the rotating cylinder;
The film forming apparatus according to claim 1, wherein an electrode that supplies power to the heater via the heater support portion is provided inside the rotation shaft.

前記基板が載置されるサセプタをさらに有し、
前記サセプタは前記回転筒の上部に配置され、前記ヒータは前記サセプタを介して前記基板を加熱することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜装置。

A susceptor on which the substrate is placed;
5. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the susceptor is disposed on an upper portion of the rotating cylinder, and the heater heats the substrate via the susceptor.