JP2583648Y2 - 気相成長装置のトレイ - Google Patents

気相成長装置のトレイ

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JP2583648Y2
JP2583648Y2 JP9141192U JP9141192U JP2583648Y2 JP 2583648 Y2 JP2583648 Y2 JP 2583648Y2 JP 9141192 U JP9141192 U JP 9141192U JP 9141192 U JP9141192 U JP 9141192U JP 2583648 Y2 JP2583648 Y2 JP 2583648Y2
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公人 西川
清 久保田
佳孝 瀬戸口
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案は気相成長装置において
基板を載せて搬送するためのトレイの改良に関する。薄
膜気相成長装置は、反応室の内部で、加熱した基板の上
に原料ガスを導入し、気相反応を起こさせ生成物の薄膜
を基板の上に堆積させるものである。基板はサセプタの
上に直接に置かれることもあるが、多くの場合はトレイ
を介してサセプタの上に置かれる。
【0002】トレイは基板を搬送する便利のために考案
されたものである。ウエハの上に電子デバイスを形成す
るための装置は、エッチングや膜形成、検査などを真空
中で連続して行うようになっているので、ウエハはカセ
ットやサセプタの上を真空中で自動的に搬送される。真
空チャックでウエハを台に吸引しあるいは単に自重で台
に固定し、ウエハのままで搬送することもある。Siウ
エハの場合はそれ自身で堅牢であるから、搬送装置との
接触により傷つくということも少なくウエハのまま搬送
することも多い。
【0003】しかし化合物半導体ウエハのように柔らか
く脆いものはそのまま搬送するのは危険であり、トレイ
に入れた状態で自動搬送することが多い。もちろんSi
ウエハでもトレイに入れて運ぶことがある。
【0004】
【従来の技術】トレイはウエハが傷つくのを防ぐために
あるので機械的強度がある程度必要である。気相反応の
際はサセプタの上に置かれるので耐熱性も要求される。
またこれがウエハを汚染してはならない。さらにこれが
ガスを放出して真空度を損なうようではいけない。また
ウエハ自体は薄いものであるから、ウエハ自体の熱伝導
により温度の均一性を維持することはできない。トレイ
の熱伝導と熱容量、サセプタの熱伝導や熱容量を有効に
利用してウエハの温度の均一性を保持する。
【0005】このような訳で、トレイは従来カ−ボンが
用いられている。カ−ボンは耐熱性があり、熱伝導度も
良く、熱容量も大きいからである。カ−ボンそのままで
は機械的強度が少し足らず傷つき易い。カ−ボンの屑が
ウエハに付着すると薄膜に欠陥ができる。これを防ぐた
めにトレイの表面にSiCなどの高純度セラミックをコ
−テイングしてある。セラミックのコ−テイングは多孔
質のカ−ボンの表面からのガスの放出がなくなるという
点でも有効である。
【0006】トレイの形状寸法はさまざまであるが、多
くの場合、円形で、中央にウエハを戴置する浅い窪みを
持つ。サセプタにすっぽりとはまり込むために、トレイ
の下外周部は段部になっている。全体が一つの皿状のも
ので分割されていない。
【0007】
【考案が解決しようとする課題】従来のトレイは、高純
度のカ−ボンを主体とし表面に高純度のセラミックを被
覆してある。ウエハを保持して搬送するのであるから、
トレイは寸法精度が厳しく要求される。しかしカ−ボン
はプラスチックのように溶かして成形することができな
いので、塊から切削によって加工しなければならない。
精度の高いものを製作するのは難しく手数が掛かるので
高価なものである。高価であっても永久に使用できるも
のであれば差し支えないであろう。しかしそうではな
い。
【0008】トレイはもちろん繰り返し使用する。薄膜
の形成やエッチングの工程を繰り返すので、トレイも次
第に汚れてゆく。汚れがひどいとその汚れがウエハに付
いて薄膜形成の妨害になる。洗浄できれば良いのである
が多孔質のカ−ボンはそれができない。基板上に形成す
る薄膜材料にもよるが、大体50時間〜100時間位で
トレイは交換しなければならない。洗浄できないから古
いトレイは廃棄するしか他に途がない。高価なトレイを
捨てるのは勿体無いことである。処理が難しいというこ
ともありトレイの廃棄物を大量に出すのは良くないこと
である。
【0009】さらに従来のカ−ボン製のトレイは熱伝導
度が良すぎるので、周縁部での熱の逃げが著しく、中央
部が高温、周縁部が低温というような不均一な温度分布
となる傾向があった。これがウエハの温度不均一を引き
起こし、形成された薄膜の特性が位置によってばらつく
という欠点もあった。
【0010】トレイは使い捨てというのではなく洗浄し
て繰り返し利用できるようにするのが望ましい。またト
レイ内での温度分布も均一であることが望まれる。本考
案は少なくとも一部が洗浄可能であり繰り返し使用でき
るようにしてありしかも温度一様性の優れた薄膜気相成
長装置のトレイを提供することが目的である。
【0011】
【課題を解決するための手段】本考案のトレイは、互い
に重ね合わせられる内外2重構造にし、ウエハを戴置す
べき内部トレイはカ−ボンとして、内部トレイを保持す
る外部トレイは石英とする。内部トレイは従来と同じく
カ−ボンの表面を高純度セラミックでコ−テイングした
ものである。外部トレイを構成する石英は透明でも不透
明でも良い。
【0012】
【作用】本考案のトレイは内外二重になっていて、外部
トレイは石英である。石英であるから繰り返し使用のの
ちは洗浄できる。石英は表面が多孔質でなく、平滑な表
面をしているので、自在に洗浄できるし汚れの落ちも良
好である。その後再び新品と同様に使用できる。廃棄量
を減らし、トレイのコストを下げることができる。これ
が重要である。
【0013】石英はカ−ボンよりも成形性が良い。溶融
しておき形に注ぎ固化することにより任意の形状に成形
できる。石英は多孔質でないので、大気中にさらしてお
いてもガスや水分を吸着するということがない。このた
め反応室の内部を汚染する可能性も小さい。
【0014】もうひとつ外部トレイを石英にすることの
利点がある。それはウエハ面内の温度均一性の高揚とい
うことである。従来のカ−ボン製のトレイは熱伝導度が
良すぎる為に、トレイ面内での温度不均一があり、これ
がしばしば著しく現れた。つまりトレイの周辺部への熱
の逃げが大きいために、中央で高温に周縁部でより低温
になっていたのである。このためにウエハ上の薄膜形成
が一様でないということがあった。
【0015】本考案では外部トレイを石英にしている
が、石英は熱伝導度が低いので、カ−ボンほどには熱が
逃げない。また外部トレイと内部トレイの境界が空隙に
なり熱伝導が著しく抑制される。両方の効果のために熱
が内部トレイに溜り、外部に逃げなくなる。このために
ウエハ面内における温度の均一性が向上する。温度均一
性の向上によりウエハ上にできる薄膜の膜質も向上す
る。
【0016】内部トレイはカ−ボンを主体としてセラミ
ックでコ−テイングしたものになるが、従来のトレイに
おけるよりもずっと体積が減っている。廃棄するにして
も体積が小さいので処分も容易である。また高価であっ
て廃棄する部分の比重が減少するから、薄膜形成のコス
トを下げることもできる。
【0017】石英は十分の耐熱性があり、カ−ボンに比
較しても遜色がない。トレイとして薄膜形成に十分に耐
える。また石英は衝撃に対して弱く割れ易いように思え
るが、対衝撃性はカ−ボンの石英も同等である。
【0018】
【実施例】図1は本考案のトレイを用いた気相成長装置
のサセプタの部分の縦断面図、図2は上方から見たトレ
イの分解斜視図、図3は下方から見たトレイの分解斜視
図である。従来、トレイは全て一体構造であって二重構
造のものはなかった。本考案は初めて二重構造トレイを
提案する。図1において、基板1を戴置するトレイは、
内部トレイ2と、外部トレイ3よりなる2分割のもので
ある。サセプタ4は円筒形状のものでトレイを保持する
ものである。サセプタもカ−ボンであることが多い。サ
セプタの内部には抵抗加熱ヒ−タ5が設けられる。これ
は電極6に取り付けられる。抵抗加熱ヒ−タは渦巻き状
の抵抗体でカ−ボンより作られる。この熱がサセプタか
らトレイに伝わりウエハにまで到達する。
【0019】図2、図3に示すようにトレイは分離でき
る。内部トレイ2はカ−ボン製であり表面にSiCなど
のセラミックがコ−テイングしてある。これの中央に浅
い凹部7がありここに基板1(ウエハ)が載せられる。
基板の接触する部分はカ−ボンでセラミックコ−テイン
グしてある。これをカ−ボンにするのは、熱伝導度が高
く、基板の温度を均一にするのに有効だからである。外
部トレイ3は石英である。これは内部トレイ2をはめ込
み支持するための段部8を持ち、さらに中央には開口部
9を有する。外部トレイ3の周縁部は肉の厚い外周縁部
10となっている。
【0020】開口部9はサセプタ、ヒ−タからの熱を直
接に内部トレイ2に導きこれを有効に加熱することを目
的としている。また内部トレイ2の離脱着装を容易にし
ている。しかし開口部9はなくても良い。この場合は段
部8が中心まで伸びることになる。外部トレイ3の外周
下側は差込段部11となっている。これはサセプタ4の
外周縁にきっちりとはまり込みトレイを正しい位置に定
める。
【0021】
【考案の効果】本考案のトレイはこのような二重構造を
持つので、繰り返し使用によりトレイが汚れると、内外
トレイを分離し、石英である外部トレイは洗浄する。汚
れを取り再び使用する。外部トレイは半永久的に使用で
きる。トレイに要するコストを削減できる。
【0022】内部トレイはカ−ボンであるから洗浄でき
ず廃棄せざるを得ない。しかしトレイの全体に占める内
部トレイの体積比は小さくできるので廃棄物の量を著し
く減らすことができる。
【0023】さらに本考案は熱伝導度の異なる2種類の
材料を組み合わせてウエハの温度均一性を高揚するとい
う利点がある。内部トレイは熱伝導度の高い(約100
W/mK)カ−ボンであるから、温度分布ができる可能
性が少ない。
【0024】また熱伝導度の低い石英(約2W/mK)
で内部トレイの周囲が囲まれておりまた内外トレイの間
には空隙があるので、内部トレイからの熱の逃げが極め
て少なくなる。ために熱が内部トレイに滞留し内部トレ
イの温度分布がより少なくなる。トレイ周縁部からの熱
の逃げが減り、内部トレイの温度分布が小さくなるの
で、ウエハの温度均一性がより高くなる。ためにウエハ
面上の薄膜形成条件が一様になるのでより高品質の薄膜
が得られる。
【0025】大気に触れると水分を吸着しやすいカ−ボ
ン部分が減るのでトレイによる反応室の汚染の可能性も
減少する。ためにより高純度の薄膜形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の実施例に係るトレイを用いた気相成長
装置のサセプタの部分の断面図。
【図2】本考案の実施例に係るトレイの上から見た分解
斜視図。
【図3】本考案の実施例に係るトレイの下から見た分解
斜視図。
【符号の説明】
1 基板 2 内部トレイ 3 外部トレイ 4 サセプタ 5 ヒ−タ 6 電極 7 凹部 8 段部 9 開口部 10 外周縁部 11 差込段部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C30B 1/00 - 35/00 H01L 21/205 H01L 21/68

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空にした反応室の内部に原料ガスを導
    入し、加熱された基板上に薄膜を形成する気相成長装置
    において基板の搬送のために用いるトレイであって、ト
    レイが内外二重構造であり、基板を戴置すべき内部トレ
    イはセラミック被覆したカ−ボンであって、内部トレイ
    を支持する外部トレイは石英であることを特徴とする気
    相成長装置のトレイ。
  2. 【請求項2】 真空にした反応室の内部に原料ガスを導
    入し、加熱された基板上に薄膜を形成する気相成長装置
    において基板の搬送のために用いるトレイであって、ト
    レイが内外二重構造であり、基板を戴置すべき内部トレ
    イはセラミック被覆したカ−ボンであって、内部トレイ
    を支持する外部トレイは石英であり中央に開口部を有す
    ることを特徴とする気相成長装置のトレイ。
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JP4453984B2 (ja) 2004-10-19 2010-04-21 キヤノンアネルバ株式会社 基板支持・搬送用トレイ
JP4599363B2 (ja) * 2004-10-19 2010-12-15 キヤノンアネルバ株式会社 基板加熱処理装置及び基板加熱処理に用いられる基板搬送用トレイ
ITCO20130041A1 (it) * 2013-09-27 2015-03-28 Lpe Spa Suscettore con elemento di supporto

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