JP5541068B2 - Heating unit for CVD apparatus, CVD apparatus provided with heating unit, and method for manufacturing semiconductor element - Google Patents

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Description

本発明は、ＣＶＤ装置において半導体ウェーハを加熱するのに用いる加熱ユニット、加熱ユニットを備えたＣＶＤ装置及び半導体素子の製造方法に関する。特に、加熱ユニットが抵抗加熱方式により、その加熱効率を向上させた加熱ユニット、加熱ユニットを備えたＣＶＤ装置及び半導体素子の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a heating unit used for heating a semiconductor wafer in a CVD apparatus, a CVD apparatus including the heating unit, and a method for manufacturing a semiconductor element. In particular, the present invention relates to a heating unit whose heating efficiency is improved by a resistance heating method, a CVD apparatus including the heating unit, and a method for manufacturing a semiconductor element.

半導体デバイスの製造工程において、半導体ウェーハに層間絶縁膜や保護膜を形成する際、化学気相蒸着（ＣＶＤ）法が用いられる。ＣＶＤ法では反応温度に加熱された半導体ウェーハと反応ガスが接触することにより、半導体ウェーハ上で化学反応が生じて膜が形成される。   In the manufacturing process of a semiconductor device, a chemical vapor deposition (CVD) method is used when an interlayer insulating film or a protective film is formed on a semiconductor wafer. In the CVD method, when a reaction gas contacts a semiconductor wafer heated to a reaction temperature, a chemical reaction occurs on the semiconductor wafer to form a film.

かかる加熱工程では、複数の半導体ウェーハを載置して回転するウェーハキャリアを載せたサセプタを下方からヒーターで加熱することによって半導体ウェーハを加熱する。ヒーターを含む加熱装置は、ヒーターの下方にヒーターからの熱輻射を遮断するヒートシールドを備え、さらに、ヒートシールドに設けられた穴を貫通してヒーターをその下方から支持するヒーター支持部材と、そのヒーター支持部材が載置されるベースとを備えている。
さらに、ヒーターの周囲でヒーターに近接して、ヒートシールドの周囲に、絶縁性材質の六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）で製造された横方向ヒートシールドリングを設けた半導体用エピタキシャル成長装置および該装置を用いて半導体結晶膜を成長させる方法が知られている（特許文献１）。 In such a heating step, the semiconductor wafer is heated by heating a susceptor on which a plurality of semiconductor wafers are mounted and a rotating wafer carrier is mounted from below. The heating device including the heater includes a heat shield that blocks heat radiation from the heater below the heater, and further includes a heater support member that passes through a hole provided in the heat shield and supports the heater from below. And a base on which the heater support member is placed.
Further, an epitaxial growth apparatus for semiconductor, in which a lateral heat shield ring made of an insulating material hexagonal boron nitride (HBN) is provided around the heater and in the vicinity of the heater, and the apparatus is used. A method of growing a semiconductor crystal film is known (Patent Document 1).

特開２００５−５５０３号公報JP 2005-5503 A

しかしながら、従来の加熱装置又は加熱装置を含む加熱ユニットでは、ヒーターからの輻射熱が加熱装置又は加熱ユニットの下方やその外周方向に放散し、加熱効率が低いという問題があった。   However, the conventional heating device or the heating unit including the heating device has a problem that the radiant heat from the heater is dissipated below or in the outer peripheral direction of the heating device or the heating unit, and the heating efficiency is low.

具体的には、ヒーターの下方に配置するヒートシールドは通常、タングステンからなるが、このタングステン製ヒートシールドはヒーターからの輻射熱を吸収し、その遮断作用が十分ではなく、下方に熱を放散してしまうという問題があった。また、ヒーターとヒートシールドとの間に熱の放散を防止する構成を備えていなかったので、ヒーターからの輻射熱が加熱装置又は加熱ユニットの外周方向へも放散するという問題があった。   Specifically, the heat shield placed below the heater is usually made of tungsten, but this tungsten heat shield absorbs the radiant heat from the heater and its shielding action is not sufficient, dissipating heat downward. There was a problem that. In addition, since there is no configuration for preventing heat dissipation between the heater and the heat shield, there has been a problem that radiant heat from the heater is dissipated in the outer peripheral direction of the heating device or the heating unit.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ヒーターを含むＣＶＤ装置用加熱ユニットにおいて、ヒーターからの輻射熱が放散する経路に、輻射熱の放散を防止する構成を備えて半導体ウェーハの加熱効率を向上させたＣＶＤ装置用加熱ユニットを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a heating unit for a CVD apparatus including a heater, a path for radiating radiant heat from the heater is provided with a configuration for preventing radiant heat from being radiated. An object of the present invention is to provide a heating unit for a CVD apparatus with improved efficiency.

本発明は、以下の手段を提供する。
（１）ウェーハを載置するサセプタをその下方から加熱するヒーターと、前記ヒーターの下方に配置し、該ヒーターからの熱輻射を遮断するヒートシールドとを備えたＣＶＤ装置用加熱ユニットにおいて、前記ヒーターと前記ヒートシールドとの間に、前記ヒーターと離間して配置する六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板を備えたことを特徴とするＣＶＤ装置用加熱ユニット。
（２）前記ＣＶＤ装置用加熱ユニットの外周を囲むように配置するヒートシールドリングと、前記ヒートシールドリングの上端部にそれを挟んで載置する、複数のＨＢＮブロックと、をさらに備えたことを特徴とする前項（１）に記載のＣＶＤ装置用加熱ユニット。
（３）前項（１）又は（２）に記載のＣＶＤ装置用加熱ユニットを備えたＣＶＤ装置。
（４）前項（３）に記載のＣＶＤ装置を用いた半導体素子の製造方法。 The present invention provides the following means.
(1) In the heating unit for a CVD apparatus, comprising: a heater that heats a susceptor on which a wafer is mounted from below; and a heat shield that is disposed below the heater and blocks heat radiation from the heater. A heating unit for a CVD apparatus, comprising: a hexagonal boron nitride (HBN) plate disposed apart from the heater between the heat shield and the heat shield.
(2) It further includes a heat shield ring disposed so as to surround the outer periphery of the CVD unit heating unit, and a plurality of HBN blocks placed on the upper end portion of the heat shield ring with the heat shield ring interposed therebetween. The heating unit for a CVD apparatus as described in (1) above, which is characterized.
(3) A CVD apparatus comprising the heating unit for a CVD apparatus according to (1) or (2).
(4) A method for manufacturing a semiconductor element using the CVD apparatus according to (3) above.

六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）は白色で電磁波の反射性が高く、輻射熱（電磁波）のシールド特性に優れている。また、絶縁性であり、高温でも優れた絶縁性を有しているため、ヒーターとのショートの問題もない。さらに、加工性に優れているため、高い精度の加工が可能である。   Hexagonal boron nitride (HBN) is white and highly reflective of electromagnetic waves, and has excellent shielding properties against radiant heat (electromagnetic waves). Moreover, since it is insulating and has excellent insulating properties even at high temperatures, there is no problem of short circuit with the heater. Furthermore, since it is excellent in workability, highly accurate processing is possible.

請求項１に係る発明によれば、ヒーターとヒートシールドとの間に、そのヒーターと離間して配置する六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板を備えているので、ヒーターから下方に放出された輻射熱が六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板で反射されて上方に戻されるので、ウェーハの加熱に用いられないヒーターの放散輻射熱が低減し、その結果、ウェーハの加熱効（昇温特性や冷却特性）率が向上する。従って、従来の加熱ユニットに比べて電力コストの低減を図ることができる。また、従来の加熱ユニットに比べて低い電力でヒーターが使用されるので耐久性が向上する。   According to the first aspect of the present invention, since the hexagonal boron nitride (HBN) plate is disposed between the heater and the heat shield so as to be separated from the heater, the radiant heat released downward from the heater is reduced. Since it is reflected by the hexagonal boron nitride (HBN) plate and returned upward, the radiated radiant heat of the heater that is not used for heating the wafer is reduced. As a result, the heating effect (temperature rise characteristic and cooling characteristic) rate of the wafer is reduced. improves. Therefore, the power cost can be reduced as compared with the conventional heating unit. Further, since the heater is used with lower power than the conventional heating unit, durability is improved.

請求項２に係る発明によれば、ＣＶＤ装置用加熱ユニットの周囲に配置するヒートシールドリングの上端部にそれを挟んで載置する、複数のＨＢＮブロックを備えているので、ヒーターから加熱ユニットの周囲に放散された輻射熱がＨＢＮブロックで反射されて上方又は加熱ユニット内部に戻されるので、ウェーハの加熱に用いられないヒーターの放散輻射熱が低減し、その結果、ウェーハの加熱効率が向上する。ここで、ヒートシールドリングは通常、モリブデン製材料からなるが、モリブデン製のヒートシールドリングは耐熱性の問題からヒーターの近傍にまでヒートシールドリングを配置することができなかった。しかし、ＨＢＮブロックはモリブデン製のヒートシールドリングよりも耐熱性が高いため、ヒーターの近傍に配置することができるので、ヒーターの放散輻射熱の低減に適している。また、従来の加熱ユニットに比べて電力コストの低減を図ることができ、低い電力でヒーターが使用されるので耐久性が向上する。   According to the second aspect of the present invention, since the apparatus includes the plurality of HBN blocks placed on the upper end portion of the heat shield ring arranged around the heating unit for the CVD apparatus, Since the radiant heat dissipated to the surroundings is reflected by the HBN block and returned to the upper side or inside the heating unit, the radiant radiant heat of the heater not used for heating the wafer is reduced, and as a result, the heating efficiency of the wafer is improved. Here, the heat shield ring is usually made of a molybdenum material. However, the heat shield ring made of molybdenum cannot arrange the heat shield ring in the vicinity of the heater due to the problem of heat resistance. However, since the HBN block has higher heat resistance than the heat shield ring made of molybdenum, the HBN block can be disposed in the vicinity of the heater, and thus is suitable for reducing the radiant radiant heat of the heater. Further, the power cost can be reduced as compared with the conventional heating unit, and the durability is improved because the heater is used with low power.

請求項３に係る発明によれば、上述の加熱ユニットを備えたＣＶＤ装置（例えば、ＭＯＣＶＤ装置）は、ウェーハの加熱効率が向上し、従来の加熱ユニットに比べて電力コストの低減を図ることができる。また、従来の加熱ユニットに比べて低い電力でヒーターが使用されるので耐久性が向上する。   According to the invention of claim 3, the CVD apparatus (for example, MOCVD apparatus) provided with the above-mentioned heating unit can improve the heating efficiency of the wafer and can reduce the power cost as compared with the conventional heating unit. it can. Further, since the heater is used with lower power than the conventional heating unit, durability is improved.

請求項４に係る発明によれば、上述のＣＶＤ装置（例えば、ＭＯＣＶＤ装置）を用いることで、従来の加熱ユニットを備えたＣＶＤ装置（例えば、ＭＯＣＶＤ装置）に比べて、半導体素子の製造における半導体ウェーハの加熱効率が向上し、その結果製造ロット当たりの半導体ウェーハの合格品取得収量が向上する。例えば、半導体素子が窒化物系化合物半導体の発光素子である場合の当該素子の製造では、製造ロット当たりの半導体発光素子ウェーハ当たりの発光波長偏差（σ）を従来品のＣＶＤ装置による発光波長偏差（σ）５ｎｍ以内に対して、２ｎｍ以内に低減することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the use of the above-described CVD apparatus (for example, an MOCVD apparatus) allows a semiconductor in the manufacture of semiconductor elements to be compared with a CVD apparatus (for example, an MOCVD apparatus) having a conventional heating unit. The heating efficiency of the wafer is improved, and as a result, the yield of accepted products of the semiconductor wafer per production lot is improved. For example, in the manufacture of a light emitting element of a nitride compound semiconductor when the semiconductor element is a light emitting wavelength deviation (σ) per semiconductor light emitting element wafer per manufacturing lot, (sigma) It can reduce within 2 nm with respect to within 5 nm.

本発明によれば、ヒーターから下方及び外周方向に放出された輻射熱がヒーター及びサセプタ方向に戻され、サセプタから離間する方向に放散されるのが防止されてサセプタに集まる構成なので、従来よりも一様にサセプタを加熱することができるので、ウェーハの均一な温度分布が実現し、その結果、均一性が向上した薄膜作製が可能となる。   According to the present invention, the radiant heat emitted downward and outer circumferentially from the heater is returned to the heater and susceptor direction, and is prevented from being dissipated in the direction away from the susceptor and gathers at the susceptor. Since the susceptor can be heated in this manner, a uniform temperature distribution of the wafer is realized, and as a result, a thin film with improved uniformity can be produced.

本発明の実施形態に係るＣＶＤ装置用加熱ユニットを示す概略断面図の一例である。It is an example of the schematic sectional drawing which shows the heating unit for CVD apparatuses which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るヒーターの一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the heater which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板の一例を示す概略平面図及びその近傍に配置する部材の一例を示す概略断面図である。1 is a schematic plan view illustrating an example of a hexagonal boron nitride (HBN) plate according to an embodiment of the present invention, and a schematic cross-sectional view illustrating an example of a member disposed in the vicinity thereof. 本発明の実施形態に係るヒートシールドの一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the heat shield which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るＨＢＮブロックの一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of the HBN block which concerns on embodiment of this invention. 従来のＣＶＤ装置用加熱ユニットを示す概略断面図の一例である。It is an example of the schematic sectional drawing which shows the conventional heating unit for CVD apparatuses.

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。尚、以下の図は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の半導体装置の寸法関係とは異なる場合がある。   Embodiments to which the present invention is applied will be described below in detail with reference to the drawings. The following drawings are for explaining the configuration of the embodiment of the present invention, and the size, thickness, dimensions, and the like of each part shown in the drawings may be different from the dimensional relationship of an actual semiconductor device.

図１に、本発明の実施形態に係るＣＶＤ装置用加熱ユニットを示す概略断面図を示す。
尚、図１においては、本発明の構成要素ではないが、本発明の理解を助けるように、ウェーハを載置するサセプタ１０を点線で示している。 In FIG. 1, the schematic sectional drawing which shows the heating unit for CVD apparatuses which concerns on embodiment of this invention is shown.
In FIG. 1, although not a component of the present invention, a susceptor 10 on which a wafer is placed is indicated by a dotted line so as to facilitate understanding of the present invention.

図１において、ＣＶＤ装置用加熱ユニット１は、ウェーハを載置するサセプタをその下方から加熱するヒーター２と、ヒーター２の下方に配置し、ヒーターからの熱輻射を遮断するヒートシールド４及び５と、ヒートシールド５を例えば、スペーサ（図示省略）を介して支持するベース７と、ヒーター２とヒートシールド４との間にそのヒーター２と離間して配置する六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板３とを備えている。
本実施形態では、六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板３はヒートシールド４上に載置されているが、離間して配置しても構わない。
ヒートシールド４と５の間、及び、ヒートシールド５とベース７との間には例えば、それぞれスペーサ（図示省略）を備えることによって離間して配置することができる。このスペーサはセラミックからなるのが好ましく、ＨＢＮからなるのがさらに好ましい。
ヒートシールドはタングステンからなるのが好ましい。
ベースは例えば、支持部材（図示省略）により下方から支持され、モリブデン又はタングステンからなるのが好ましい。 In FIG. 1, a CVD apparatus heating unit 1 includes a heater 2 that heats a susceptor on which a wafer is placed from below, and heat shields 4 and 5 that are disposed below the heater 2 to block heat radiation from the heater. For example, a base 7 that supports the heat shield 5 via a spacer (not shown), and a hexagonal boron nitride (HBN) plate 3 that is disposed between the heater 2 and the heat shield 4 so as to be separated from the heater 2. It has.
In the present embodiment, the hexagonal boron nitride (HBN) plate 3 is placed on the heat shield 4, but may be arranged separately.
For example, a spacer (not shown) may be provided between the heat shields 4 and 5 and between the heat shield 5 and the base 7 so as to be spaced apart from each other. This spacer is preferably made of ceramic, and more preferably HBN.
The heat shield is preferably made of tungsten.
The base is preferably supported from below by a support member (not shown) and is preferably made of molybdenum or tungsten.

ＣＶＤ装置用加熱ユニット１はさらに、ＣＶＤ装置用加熱ユニット１の外周を囲むように配置するヒートシールドリング８と、ヒートシールドリング８の上端部にそれを挟んで載置する、複数のＨＢＮブロック９とを備えている。符号１１はサセプタを回転させるための回転軸体である。   The CVD apparatus heating unit 1 further includes a heat shield ring 8 disposed so as to surround the outer periphery of the CVD apparatus heating unit 1, and a plurality of HBN blocks 9 mounted on the upper end portion of the heat shield ring 8 with the heat shield ring 8 interposed therebetween. And. Reference numeral 11 denotes a rotating shaft for rotating the susceptor.

このように、本実施形態では、ヒーター２の直下に六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板３を備えているので、ヒーターから下方に放散された輻射熱は六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板３で反射されて上方に戻され、ウェーハの加熱に用いられる。従って、ウェーハの加熱に用いられないヒーターの放散輻射熱が低減し、ウェーハの加熱効率が向上する。   Thus, in this embodiment, since the hexagonal boron nitride (HBN) plate 3 is provided immediately below the heater 2, the radiant heat dissipated downward from the heater is reflected by the hexagonal boron nitride (HBN) plate 3. And then used to heat the wafer. Therefore, the radiant radiant heat of the heater that is not used for heating the wafer is reduced, and the heating efficiency of the wafer is improved.

図２に、本発明の実施形態に係るヒーター２の一例を示す概略平面図を示す。本発明でヒーターの形状、構造等には制限を受けない。
本実施形態では、ヒーター２はサセプタ１０の周縁部の直下に配置する周縁部ヒーター２ａと、その内側を埋めるように配置する内側ヒーター２ｂとからなる。ヒーターを加熱する電流はそれぞれ、ヒーター用電極棒２２ａ、２２ｂから供給される。 FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of the heater 2 according to the embodiment of the present invention. In the present invention, the shape and structure of the heater are not limited.
In the present embodiment, the heater 2 includes a peripheral heater 2 a disposed immediately below the peripheral portion of the susceptor 10 and an inner heater 2 b disposed so as to fill the inside thereof. Currents for heating the heater are supplied from heater electrode rods 22a and 22b, respectively.

図３に、本発明の実施形態に係る六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板３の一例の概略平面図及びその近傍に配置する部材の概略断面図の一例を示す。
図３において、符号２２ａ、２２ｂはそれぞれ、周縁部ヒーター２ａ用、内側ヒーター２ｂ用のヒーター用電極棒であり、六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板３に形成された穴部２４から、該穴部２４に接触しないように隙間を有して上方に貫通して周縁部ヒーター２ａ、内側ヒーター２ｂに接続されている。また、符号２１はわり板であり、その隙間を塞ぐと共にヒーター用電極棒２２が貫通する穴を備え、六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板３上に配置する。わり板はセラミックからなるのが好ましく、ＨＢＮからなるのがさらに好ましい。 FIG. 3 shows an example of a schematic plan view of an example of a hexagonal boron nitride (HBN) plate 3 according to an embodiment of the present invention and an example of a schematic cross-sectional view of members disposed in the vicinity thereof.
In FIG. 3, reference numerals 22 a and 22 b denote heater electrode bars for the peripheral heater 2 a and the inner heater 2 b, respectively, from the hole 24 formed in the hexagonal boron nitride (HBN) plate 3. In order not to contact 24, it penetrates upwards with a gap and is connected to the peripheral heater 2a and the inner heater 2b. Reference numeral 21 denotes a split plate, which is provided on a hexagonal boron nitride (HBN) plate 3 having a hole which closes the gap and through which the heater electrode rod 22 passes. The split plate is preferably made of ceramic, and more preferably HBN.

また、六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板３の外周全体に離間して複数のＨＢＮブロック９が配置し、ＨＢＮブロック９はヒートシールドリング８の上端部に載置している。ＨＢＮはリング状に加工することは困難であるために、複数のブロックによってＣＶＤ装置用加熱ユニット１の外周全体を囲む構成としている。
複数のＨＢＮブロックは、ヒーターと六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板との間の外周を埋めるように密接して配置するのが好ましい。ヒートシールドリングはモリブデン製からなるのが好ましい。 A plurality of HBN blocks 9 are arranged apart from the entire outer periphery of the hexagonal boron nitride (HBN) plate 3, and the HBN blocks 9 are placed on the upper end of the heat shield ring 8. Since it is difficult to process HBN into a ring shape, the entire outer periphery of the CVD apparatus heating unit 1 is surrounded by a plurality of blocks.
The plurality of HBN blocks are preferably arranged in close contact so as to fill the outer periphery between the heater and the hexagonal boron nitride (HBN) plate. The heat shield ring is preferably made of molybdenum.

図４に、本発明の実施形態に係るヒートシールド４又は５の一例を示す概略平面図を示す。
図４において、符号２２ａ、２２ｂはそれぞれ、周縁部ヒーター２ａ用、内側ヒーター２ｂ用のヒーター用電極棒である。 FIG. 4 is a schematic plan view showing an example of the heat shield 4 or 5 according to the embodiment of the present invention.
4, reference numerals 22a and 22b denote heater electrode bars for the peripheral heater 2a and the inner heater 2b, respectively.

図５に、本発明の実施形態に係るＨＢＮブロック９の一例を示す概略斜視図を示す。
図５において、ＨＢＮブロック９は凹部９ａを備え、その凹部９ａにヒートシールドリングの上端部を挟むように載置される。複数のＨＢＮブロック９は、ヒーター２と六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板３の間の輻射熱がＣＶＤ装置用加熱ユニットの外周方向に放散しないように、ヒーター２と六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板３との間の外周全体を埋めるように密に隙間なく、配置されるのが好ましい。 FIG. 5 is a schematic perspective view showing an example of the HBN block 9 according to the embodiment of the present invention.
In FIG. 5, the HBN block 9 has a recess 9a, and is placed so that the upper end of the heat shield ring is sandwiched between the recess 9a. The plurality of HBN blocks 9 include the heater 2 and the hexagonal boron nitride (HBN) plate 3 so that the radiant heat between the heater 2 and the hexagonal boron nitride (HBN) plate 3 is not dissipated in the outer peripheral direction of the heating unit for the CVD apparatus. It is preferable that they are arranged densely and without a gap so as to fill the entire outer periphery.

本実施形態では、ＣＶＤ装置用加熱ユニットの周囲に配置するヒートシールドリング８の上端部にそれを挟んで複数のＨＢＮブロック９を備えているので、ヒーターから加熱ユニットの周囲に放散された輻射熱がＨＢＮブロックで反射されて上方又は加熱ユニット内部に戻されてウェーハの加熱に用いられる。従って、ウェーハの加熱に用いられないヒーターの放散輻射熱が低減し、ウェーハの加熱効率が向上する。   In this embodiment, since the plurality of HBN blocks 9 are provided at the upper end portion of the heat shield ring 8 disposed around the heating unit for the CVD apparatus, the radiant heat dissipated from the heater around the heating unit is generated. It is reflected by the HBN block and returned to the upper part or inside the heating unit to be used for heating the wafer. Therefore, the radiant radiant heat of the heater that is not used for heating the wafer is reduced, and the heating efficiency of the wafer is improved.

本実施形態によれば、ヒーター２の輻射熱がその隙間から下方へ放散されるのが防止されるので、ウェーハの加熱に用いられないヒーターの放散輻射熱が低減し、ウェーハの加熱効率が向上する。   According to the present embodiment, since the radiant heat of the heater 2 is prevented from being radiated downward from the gap, the radiant radiant heat of the heater that is not used for heating the wafer is reduced, and the heating efficiency of the wafer is improved.

以下、本発明の効果を、実施例を用いて具体的に説明する。また、本実施例で作製したＣＶＤ装置用加熱ユニットと従来のＣＶＤ装置用加熱ユニットの加熱効率を比較する。尚、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the effect of the present invention will be specifically described with reference to examples. Moreover, the heating efficiency of the heating unit for CVD apparatus produced in the present Example and the conventional heating unit for CVD apparatus will be compared. The present invention is not limited to these examples.

（実施例）
本実施例は図１で示した構成を備えたものである。ヒーターは図２に示した形状のものを使用し、従来の構成で用いた場合には２５ｋＷ程度で使用される。サセプタはヒーターから６ｍｍ離間して配置した。六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板は直径３１０ｍｍ、厚さ２〜３ｍｍであり、ヒーターの下面から５〜７ｍｍ離間して上のヒートシールド上に載置した。２枚のヒートシールドはタングステン製であり、上のヒートシールドはヒーターから７ｍｍ離間して配置した。２枚のヒートシールドは互いに３ｍｍ離間して配置した。ベースはモリブデン製であり、下のヒートシールドから３ｍｍ離間して配置した。ＨＢＮブロックは長さ２０ｍｍ、高さ１７ｍｍ、厚み６ｍｍであり、図１に示したように、六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板の側面に接触して配置した。ＨＢＮブロックが載置するヒートシールドリングはモリブデン製であった。 (Example)
This embodiment has the configuration shown in FIG. The heater having the shape shown in FIG. 2 is used, and when used in the conventional configuration, the heater is used at about 25 kW. The susceptor was placed 6 mm away from the heater. The hexagonal boron nitride (HBN) plate had a diameter of 310 mm and a thickness of 2 to 3 mm, and was placed on the upper heat shield at a distance of 5 to 7 mm from the lower surface of the heater. The two heat shields were made of tungsten, and the upper heat shield was placed 7 mm away from the heater. The two heat shields were placed 3 mm apart from each other. The base was made of molybdenum and was placed 3 mm away from the lower heat shield. The HBN block had a length of 20 mm, a height of 17 mm, and a thickness of 6 mm, and was placed in contact with the side surface of a hexagonal boron nitride (HBN) plate as shown in FIG. The heat shield ring on which the HBN block was placed was made of molybdenum.

（比較例）
この実施例と比較した従来例として、図６に示すように、この実施例の構成から、六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板、ヒートシールドリング、及びＨＢＮブロックを除いた構成のものを用いた。かかる構成の従来のＣＶＤ装置用加熱ユニットを用いた場合、ウェーハを１１００℃に加熱するのにヒーターに印加した電力は２５ｋＷであった。 (Comparative example)
As a conventional example compared with this example, as shown in FIG. 6, a configuration obtained by removing the hexagonal boron nitride (HBN) plate, the heat shield ring, and the HBN block from the configuration of this example was used. When the conventional heating unit for a CVD apparatus having such a configuration was used, the power applied to the heater to heat the wafer to 1100 ° C. was 25 kW.

これに対して、上述の実施例の構成を用いた場合にはウェーハを同じ温度まで加熱するのにヒーターに印加した電力は１６ｋＷで済んだ。このように必要な電力を３割以上低減することができた。   On the other hand, when the configuration of the above-described embodiment was used, the power applied to the heater was only 16 kW to heat the wafer to the same temperature. Thus, the necessary power could be reduced by 30% or more.

１ ＣＶＤ装置用加熱ユニット
２ ヒーター
３ 六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板
４、５ ヒートシールド
７ ベース
８ ヒートシールドリング
９ ＨＢＮブロック
１０ サセプタ
１１ 回転軸体
２２ａ、２２ｂ ヒーター用電極棒 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating unit for CVD apparatuses 2 Heater 3 Hexagonal boron nitride (HBN) plate 4, 5 Heat shield 7 Base 8 Heat shield ring 9 HBN block 10 Susceptor 11 Rotating shaft 22a, 22b Heater electrode rod

Claims (3)

ウェーハを載置するサセプタをその下方から加熱するヒーターと、前記ヒーターの下方に配置し、該ヒーターからの熱輻射を遮断するヒートシールドとを備えたＣＶＤ装置用加熱ユニットにおいて、
前記ヒーターと前記ヒートシールドとの間に、前記ヒーターと離間して配置する六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）板を備え、
さらに前記ＣＶＤ装置用加熱ユニットの外周を囲むように配置するヒートシールドリングと、
前記ヒートシールドリングの上端部にそれを挟んで載置する、複数のＨＢＮブロックと、を備えたことを特徴とするＣＶＤ装置用加熱ユニット。 In a heating unit for a CVD apparatus provided with a heater that heats a susceptor on which a wafer is placed from below, a heat shield that is disposed below the heater and blocks heat radiation from the heater,
A hexagonal boron nitride (HBN) plate disposed apart from the heater is provided between the heater and the heat shield,
Furthermore, a heat shield ring arranged so as to surround the outer periphery of the heating unit for CVD apparatus,
A heating unit for a CVD apparatus , comprising: a plurality of HBN blocks placed on the upper end portion of the heat shield ring with the plurality of HBN blocks interposed therebetween . 請求項１に記載の前記ＣＶＤ装置用加熱ユニットを備えたＣＶＤ装置。 A CVD apparatus comprising the heating unit for a CVD apparatus according to claim 1 . 請求項２に記載の前記ＣＶＤ装置を用いた半導体素子の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor element using the CVD apparatus according to claim 2 .
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