JPH02241029A - エピタキシャル蒸着に用いる装置及び方法 - Google Patents
エピタキシャル蒸着に用いる装置及び方法Info
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- JPH02241029A JPH02241029A JP2024316A JP2431690A JPH02241029A JP H02241029 A JPH02241029 A JP H02241029A JP 2024316 A JP2024316 A JP 2024316A JP 2431690 A JP2431690 A JP 2431690A JP H02241029 A JPH02241029 A JP H02241029A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
- C30B25/105—Heating of the reaction chamber or the substrate by irradiation or electric discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、概ね半導体デバイスの製造に用いるシリコン
ウェハー組立装置の分野に関し、詳しくは、化学蒸着法
(CVD)によってエピタキシャル層を蒸着させる装置
に関するものであり、特に、前記装置の冷却における改
良及び保守容易性に関する。
ウェハー組立装置の分野に関し、詳しくは、化学蒸着法
(CVD)によってエピタキシャル層を蒸着させる装置
に関するものであり、特に、前記装置の冷却における改
良及び保守容易性に関する。
前述の形式の装置は、10cm以上のシリコンウェハー
上に半導体デバイスを製造するのに用いられる。エピタ
キシャル層は、原材料のシリコンガスや不純物ガスのよ
うな複数の活性ガスが混じった担体のガスからなる気体
を含んだガラス謹白を1100乃至1200℃の範囲の
温度で加熱することによって、ウェハー表面上に形成さ
れる。
上に半導体デバイスを製造するのに用いられる。エピタ
キシャル層は、原材料のシリコンガスや不純物ガスのよ
うな複数の活性ガスが混じった担体のガスからなる気体
を含んだガラス謹白を1100乃至1200℃の範囲の
温度で加熱することによって、ウェハー表面上に形成さ
れる。
このCVD法は温度に敏感であって、ガラス鐘の壁に蒸
着させないようにウェハー表面に所望の高品質エピタキ
シャル層を形成するには、ウェハーを正確な温度で均一
に加熱する一方、装置の他の部分なCVD反応が生じる
温度以下に維持することか必要となる。
着させないようにウェハー表面に所望の高品質エピタキ
シャル層を形成するには、ウェハーを正確な温度で均一
に加熱する一方、装置の他の部分なCVD反応が生じる
温度以下に維持することか必要となる。
ウェハーの所望の加熱は、ウェハーが保持されている黒
鉛サスセプタを誘導加熱し、すなわち、ガラス鐘を取り
囲んでいる多数の加熱ランプ列で放射加熱し、一方空気
冷却装置がガラス鐘の壁を冷却することによって達成さ
れる。
鉛サスセプタを誘導加熱し、すなわち、ガラス鐘を取り
囲んでいる多数の加熱ランプ列で放射加熱し、一方空気
冷却装置がガラス鐘の壁を冷却することによって達成さ
れる。
(従来技術)
アプライド・マテリアル(Applied Mater
ial。
ial。
5anta C1ara、Ca1ifornialで製
造されているモデル7800工ピタキシヤル反応装置に
使用されている周知のエピタキシャル蒸着装置では、シ
リコンウェハーが、多角形断面の垂直に細長い黒鉛サス
セプタの表面全体に間隔をおいて並べられ保持されてい
る6円筒形石英ガラス鐘はサスセプタを同軸に取り囲ん
でおり、必要な気体を含んでいる。多くの加熱ランプ列
がほぼ垂直にガラス鐘を同軸に取り囲んで、サスセプタ
及びウェハーを放射加熱する。サスセプタ及びウェハー
は、気体が連続的に混合して加熱が均一になるように、
処理中は回転している。
造されているモデル7800工ピタキシヤル反応装置に
使用されている周知のエピタキシャル蒸着装置では、シ
リコンウェハーが、多角形断面の垂直に細長い黒鉛サス
セプタの表面全体に間隔をおいて並べられ保持されてい
る6円筒形石英ガラス鐘はサスセプタを同軸に取り囲ん
でおり、必要な気体を含んでいる。多くの加熱ランプ列
がほぼ垂直にガラス鐘を同軸に取り囲んで、サスセプタ
及びウェハーを放射加熱する。サスセプタ及びウェハー
は、気体が連続的に混合して加熱が均一になるように、
処理中は回転している。
石英ガラス鑵の温度が上昇してガラス鐘の壁に望ましく
ない蒸着が生じてしまうのを避けるために、空気冷却装
置が設けられている。遠心ブロアが、ブロア出口から蒸
着装置へ延びて、空気−水熱交換器を経由してブロア入
口に戻ってくる閉ループ流路に沿って空気を流す、蒸着
装置のところでは、流路は、ガラス鐘を同軸に取り囲ん
でその表面に沿って軸線方向に流れる第1の支流と、溝
を通って加熱ランプ列に流れ込みランプ反射器表面を冷
却する第2の支流に分れる。
ない蒸着が生じてしまうのを避けるために、空気冷却装
置が設けられている。遠心ブロアが、ブロア出口から蒸
着装置へ延びて、空気−水熱交換器を経由してブロア入
口に戻ってくる閉ループ流路に沿って空気を流す、蒸着
装置のところでは、流路は、ガラス鐘を同軸に取り囲ん
でその表面に沿って軸線方向に流れる第1の支流と、溝
を通って加熱ランプ列に流れ込みランプ反射器表面を冷
却する第2の支流に分れる。
この従来技術の蒸着装置は非常に良くできているが、(
11加熱ランプを交換するための該ランプへのアクセス
を容易にする、(2)空気の流れ抵抗を減らし流れの均
一性を改善することによって冷却装置の効率を増大する
、この二点で改善の余地がある。
11加熱ランプを交換するための該ランプへのアクセス
を容易にする、(2)空気の流れ抵抗を減らし流れの均
一性を改善することによって冷却装置の効率を増大する
、この二点で改善の余地がある。
この第1の点については、作業員はおそらくしゃがみこ
む必要があり、5つのランプ列の一つへの接続をはずし
て、次いで、前方に進み、注意深(そのランプ列を装置
のその位置から移動させる。各ランプ列は重くて、装置
の周囲は狭いため、ランプの取りはずしはかなり困難で
疲れ従来技術の蒸着装置における空気冷却装置の設計は
、流れる方向や空気流路断面が急に変化したりする複雑
な流路部分をなくすことで改善できるであろう。特に、
従来装置の5つのランプ列の各々は、マニホールドから
の別々の空気流路を備えている。加熱ランプを冷却する
ためにもつと均一で拘束されない空気の流れを提供する
ことは、保守を最小にして寿命を最大にするであろう。
む必要があり、5つのランプ列の一つへの接続をはずし
て、次いで、前方に進み、注意深(そのランプ列を装置
のその位置から移動させる。各ランプ列は重くて、装置
の周囲は狭いため、ランプの取りはずしはかなり困難で
疲れ従来技術の蒸着装置における空気冷却装置の設計は
、流れる方向や空気流路断面が急に変化したりする複雑
な流路部分をなくすことで改善できるであろう。特に、
従来装置の5つのランプ列の各々は、マニホールドから
の別々の空気流路を備えている。加熱ランプを冷却する
ためにもつと均一で拘束されない空気の流れを提供する
ことは、保守を最小にして寿命を最大にするであろう。
(発明の目的)
本発明の目的は、改良された空気冷却装置を有するエピ
タキシャル蒸着装置を提供することである。
タキシャル蒸着装置を提供することである。
さらに、本発明の目的は、保守のための加熱ランプへの
アクセスが改善された放射加熱ランプを用いる形式のエ
ピタキシャル蒸着装置を〜提供することである。
アクセスが改善された放射加熱ランプを用いる形式のエ
ピタキシャル蒸着装置を〜提供することである。
さらに、本発明の目的は、ランプ列が空気ブレナムチャ
ンバによって同軸に取り囲まれている、エビクキシャル
反応チャンバを取り囲むように並べて配置した放射加熱
ランプを用いる形式のエビタキシャル蒸着装置を提供す
ることである。
ンバによって同軸に取り囲まれている、エビクキシャル
反応チャンバを取り囲むように並べて配置した放射加熱
ランプを用いる形式のエビタキシャル蒸着装置を提供す
ることである。
さらに、本発明の目的は、各ランプ列が一つの縁部に沿
って延びる旋回軸線に旋回自在に支持されていて、かつ
、前記旋回軸線を中心として、その取り付は位置から開
放位置まで回転自在である複数のランプ列に配置された
放射加熱ランプを用いる形式のエピタキシャル蒸着装置
を提供することである。
って延びる旋回軸線に旋回自在に支持されていて、かつ
、前記旋回軸線を中心として、その取り付は位置から開
放位置まで回転自在である複数のランプ列に配置された
放射加熱ランプを用いる形式のエピタキシャル蒸着装置
を提供することである。
さらに、本発明の目的は、各ランプ列が、いったん開放
位置へ旋回した後は、取りはずすために摺動面に平行な
方向で横方向に摺動可能である、前述の目的に従ったエ
ピタキシャル蒸着装置を提供することである。
位置へ旋回した後は、取りはずすために摺動面に平行な
方向で横方向に摺動可能である、前述の目的に従ったエ
ピタキシャル蒸着装置を提供することである。
さらに、本発明の目的は、空気流路が概ね一方向である
エピタキシャル蒸着装置を提供することである。
エピタキシャル蒸着装置を提供することである。
前述の目的に対し、本発明によるエピタキシャル蒸着装
置は、冷却空気が遠心ブロアから滑らかにテーパがつい
た転移部を通り、装置の頂部に拡がってそれを同軸に取
り囲んでいるブレナムチャンバへ流れる簡単な流路を有
している。冷却空気は、このブレナムチャンバの頂部近
くの入口から、ガラス鐘と周囲のランプ列の同軸空間内
を軸線方向下方に流れる。
置は、冷却空気が遠心ブロアから滑らかにテーパがつい
た転移部を通り、装置の頂部に拡がってそれを同軸に取
り囲んでいるブレナムチャンバへ流れる簡単な流路を有
している。冷却空気は、このブレナムチャンバの頂部近
くの入口から、ガラス鐘と周囲のランプ列の同軸空間内
を軸線方向下方に流れる。
ランプ列を冷却する空気はまた、ランプ列を同軸に取り
囲んでいるブレナムチャンバ領域を下方に流れて、ラン
プ列の間の溝を通って半径方向内方に流れこみ、ガラス
鐘の表面全体を軸線方向下方に流れる。空気は、蒸着装
置の底部から、滑らかにテーパがついた転移部を通って
、空気−水熱交換器へ流れ、該熱交換器内でブロア入口
に戻る前に空気が冷却される。
囲んでいるブレナムチャンバ領域を下方に流れて、ラン
プ列の間の溝を通って半径方向内方に流れこみ、ガラス
鐘の表面全体を軸線方向下方に流れる。空気は、蒸着装
置の底部から、滑らかにテーパがついた転移部を通って
、空気−水熱交換器へ流れ、該熱交換器内でブロア入口
に戻る前に空気が冷却される。
ランプ列の外側を完全に取り囲んで拡がる大きなブレナ
ムチャンバを設けることによって、ランプ列を冷却する
空気の圧力と流速の変動が防止される。同様に、ブレナ
ムチャンバの頂部近くに単一空気入口を設け、かつ、ガ
ラス鐘の下方端部と同軸の単一空気出口を設けることに
よって、蒸着装置内の空気の流れは、可能な限り一方向
で下方の流れとなる。
ムチャンバを設けることによって、ランプ列を冷却する
空気の圧力と流速の変動が防止される。同様に、ブレナ
ムチャンバの頂部近くに単一空気入口を設け、かつ、ガ
ラス鐘の下方端部と同軸の単一空気出口を設けることに
よって、蒸着装置内の空気の流れは、可能な限り一方向
で下方の流れとなる。
ガラス鐘を同軸に取り囲むランプ列は、垂直に向いたパ
ネル形式の複数のランプ列で形成されており、各ランプ
列は、15乃至20程度の直線管ハロゲンクォーツラン
プを有しており、各ランプの軸線を平行にして、レーダ
状に隔てられている。各ランプ列は4つのトラニオンに
よって支持されており、1つのトラニオンがランプ列の
4つの隅部の各々に位置している。上方及び下方支持板
は、各支持板の溝内にこれらのトラニオンを受入れて、
装置の取り付は位置で各ランプ列を支持するように位置
している。
ネル形式の複数のランプ列で形成されており、各ランプ
列は、15乃至20程度の直線管ハロゲンクォーツラン
プを有しており、各ランプの軸線を平行にして、レーダ
状に隔てられている。各ランプ列は4つのトラニオンに
よって支持されており、1つのトラニオンがランプ列の
4つの隅部の各々に位置している。上方及び下方支持板
は、各支持板の溝内にこれらのトラニオンを受入れて、
装置の取り付は位置で各ランプ列を支持するように位置
している。
ランプの保守あるいは交換のため、各ランプ列は、一対
のトラニオンを結ぶ一つの垂直縁部に沿って延びる旋回
軸線を中心として旋回することにより、その取り付は位
置から離れて開放位置まで約15°だけ振れることがで
きる。ランプ列全体を、この開放位置から取り付は板の
溝に沿って横方向に摺動させ、装置から取りはずすこと
ができる。
のトラニオンを結ぶ一つの垂直縁部に沿って延びる旋回
軸線を中心として旋回することにより、その取り付は位
置から離れて開放位置まで約15°だけ振れることがで
きる。ランプ列全体を、この開放位置から取り付は板の
溝に沿って横方向に摺動させ、装置から取りはずすこと
ができる。
本発明の前述及び他の特徴、目的及び利点は、本発明を
実施するための最良の形態とともに、関連図面をみなが
ら次の詳細な説明を読むことによって明らかとなるであ
ろう。
実施するための最良の形態とともに、関連図面をみなが
ら次の詳細な説明を読むことによって明らかとなるであ
ろう。
(実施例)
第1図は1石英ガラス謹白で黒鉛サスセプタ5に取り付
けられた半導体基板3上にエピタキシャル層を形成する
ために使用するエピタキシャル蒸着装置を示している。
けられた半導体基板3上にエピタキシャル層を形成する
ために使用するエピタキシャル蒸着装置を示している。
装置1は、前述のアプライドマテリアルモデル7800
工ピタキシヤル反応装置で用いるような、本出願の最初
で説明した従来形式のものである。
工ピタキシヤル反応装置で用いるような、本出願の最初
で説明した従来形式のものである。
ガラスf!7が上方支持9と下方支持11とによって装
置1内に支持されており、作動中はガラス鐘内部へ熱的
に活性化した反応性の気体混合物を導入するためのダク
ト(図示せず)を備えている。第1図に示すように、ガ
ラス鐘7は、その中実軸線を中心として軸対称になるよ
うに、円筒形状をしていることが望ましい。
置1内に支持されており、作動中はガラス鐘内部へ熱的
に活性化した反応性の気体混合物を導入するためのダク
ト(図示せず)を備えている。第1図に示すように、ガ
ラス鐘7は、その中実軸線を中心として軸対称になるよ
うに、円筒形状をしていることが望ましい。
放射状に配置されたヒータ13がガラス鐘7を同軸に取
り囲んでおり、横方向に空気通過自在な支持体17に取
り付けられている、断面で示した複数の加熱ランプ15
を使用している。ランプ15は、3000°にの範囲の
温度で長時間作動できる直線の管状ハロゲンクォーツラ
ンプを用いることができる。
り囲んでおり、横方向に空気通過自在な支持体17に取
り付けられている、断面で示した複数の加熱ランプ15
を使用している。ランプ15は、3000°にの範囲の
温度で長時間作動できる直線の管状ハロゲンクォーツラ
ンプを用いることができる。
基板3とサスセプタ5とはヒータ13によって1100
乃至1200℃の範囲の温度に加熱され、ガラス鐘7内
の熱的に活性化された反応性気体混合物が基板上に所望
の層だけ蒸着する0例えば、このような反応性気体混合
物は、基板3上にシリコンエピタキシャル層を蒸着する
ために、水素キャリヤーガスに含まれたトリクロロシラ
ンガスから成る。
乃至1200℃の範囲の温度に加熱され、ガラス鐘7内
の熱的に活性化された反応性気体混合物が基板上に所望
の層だけ蒸着する0例えば、このような反応性気体混合
物は、基板3上にシリコンエピタキシャル層を蒸着する
ために、水素キャリヤーガスに含まれたトリクロロシラ
ンガスから成る。
装置1で製造するエピタキシャル層は高品質及び高均一
性を有することが望ましいため、基板3の温度は、化学
蒸着(CVD)反応を起こさせるのに必要な正確な温度
に一様に上昇させなければならない、このような−様性
は分布ヒータを用いることによって提供され、前記ヒー
タは、軸対称の同軸形状を用いることにより、かつ、処
理中に基板3とサスセプタ5を連続して回転させること
により、大面積に渡って完全な均一加熱を行う。
性を有することが望ましいため、基板3の温度は、化学
蒸着(CVD)反応を起こさせるのに必要な正確な温度
に一様に上昇させなければならない、このような−様性
は分布ヒータを用いることによって提供され、前記ヒー
タは、軸対称の同軸形状を用いることにより、かつ、処
理中に基板3とサスセプタ5を連続して回転させること
により、大面積に渡って完全な均一加熱を行う。
サスセプタの回転は、ガラスjl!?内の反応性気体混
合物を撹拌して、気体を混合状態に維持する役目も果た
す。
合物を撹拌して、気体を混合状態に維持する役目も果た
す。
ガラス鐘7の壁に不要な蒸着がおこるのを避けるため、
これらの壁の温度は、1100乃至1200℃の範囲以
下に維持しなければならない。この点で、ガラス鐘7は
、高い温度に比較的耐えることができて、ヒータ13か
らの放射熱を比較的通すことができる石英でつくること
が望ましい、しかし、ガラス鐘7が熱を通すにもかかわ
らず、その温度はついには、冷却装置がなければ不要な
蒸着がおこってしまう温度に上昇するであろう。
これらの壁の温度は、1100乃至1200℃の範囲以
下に維持しなければならない。この点で、ガラス鐘7は
、高い温度に比較的耐えることができて、ヒータ13か
らの放射熱を比較的通すことができる石英でつくること
が望ましい、しかし、ガラス鐘7が熱を通すにもかかわ
らず、その温度はついには、冷却装置がなければ不要な
蒸着がおこってしまう温度に上昇するであろう。
従って、ブロア19が、大容量の冷却空気流を出口ダク
ト2]を通って冷却装置lへ送り込む。
ト2]を通って冷却装置lへ送り込む。
冷却空気は、下方入口ブレナムチャンバ23に入り、バ
イパスダクト25を経由して、上方入口高圧チャンバ2
7に入る。チャンバ23及び27はドーナツ形をしてお
り、装置の回りを同軸上に延びている。
イパスダクト25を経由して、上方入口高圧チャンバ2
7に入る。チャンバ23及び27はドーナツ形をしてお
り、装置の回りを同軸上に延びている。
冷却空気は上方ブレナムチャンバ27からガラス′p1
7の軸線に沿って内方かつ下方に流れ、ガラス鐘を冷却
する。冷却空気は、矢印31に示すように、下方ブレナ
ムチャンバ23かも上方へ流れて、ヒータ支持枠17と
近くの装置の壁との間の狭い空間に入る。第1図に示し
たように、矢印31はブレナムチャンバ23の上方壁の
開口部を通って上方に延びる。下方ブレナムチャンバ2
3の上方壁は、チャンバ23の回りに方位角的に隔てら
れた複数の開口部を備えており、冷却空気を上方に流れ
るようにする。
7の軸線に沿って内方かつ下方に流れ、ガラス鐘を冷却
する。冷却空気は、矢印31に示すように、下方ブレナ
ムチャンバ23かも上方へ流れて、ヒータ支持枠17と
近くの装置の壁との間の狭い空間に入る。第1図に示し
たように、矢印31はブレナムチャンバ23の上方壁の
開口部を通って上方に延びる。下方ブレナムチャンバ2
3の上方壁は、チャンバ23の回りに方位角的に隔てら
れた複数の開口部を備えており、冷却空気を上方に流れ
るようにする。
ヒータ13を取り囲む空間に入った空気は、矢印33に
よって示すように、ヒータ支持体17のスロットを通過
してヒータランプ15、それに関連する反射器及びヒー
タ支持体17を冷却する。
よって示すように、ヒータ支持体17のスロットを通過
してヒータランプ15、それに関連する反射器及びヒー
タ支持体17を冷却する。
次いで、この冷却空気は上方入口ブレナムチャンバ27
から下方に流れる空気と一体になって、同軸出口ブレナ
ムチャンバ35に入る。
から下方に流れる空気と一体になって、同軸出口ブレナ
ムチャンバ35に入る。
装置1からの加熱空気は、出口ブレナムチャンバ35か
ら空気−水熱交換器37へ流れて入口ダクト39を経由
してブロア19に戻ってくる。熱交換器37を通る水の
循環は、第1図の矢印41で概略的に示した。
ら空気−水熱交換器37へ流れて入口ダクト39を経由
してブロア19に戻ってくる。熱交換器37を通る水の
循環は、第1図の矢印41で概略的に示した。
第1図の従来技術の装置1の冷却特性は、空気の流路の
うち、かなり曲がりくねって複雑な部分、特に、下方入
口ブレナムチャンバ23から出口ブレナムチャンバ35
に延びる部分をなくすことによって改善することができ
るであろう。この部分内では、チャンバ23から開口部
を通って上方に流れ、ヒータ13を形成する別々のヒー
タ列(図示せず)の各々の後方にある孤立した狭い空気
の空間へ流すために、空気の流れ方向が90゜だけ変化
する。
うち、かなり曲がりくねって複雑な部分、特に、下方入
口ブレナムチャンバ23から出口ブレナムチャンバ35
に延びる部分をなくすことによって改善することができ
るであろう。この部分内では、チャンバ23から開口部
を通って上方に流れ、ヒータ13を形成する別々のヒー
タ列(図示せず)の各々の後方にある孤立した狭い空気
の空間へ流すために、空気の流れ方向が90゜だけ変化
する。
この空気の空間は、電気配線(図示せず)や、ヒータラ
ンプ15への冷却管(図示せず)によって、さらに制限
され、この制限の結果、かなりの圧力降下を生じ、ヒー
タ支持体17を通る空気の流れは不均一となる。このた
め、あるヒータランプとその反射器の温度が上昇しすぎ
て、ガラス鐘自身が、600℃を越える軸線領域をもつ
ことになる。
ンプ15への冷却管(図示せず)によって、さらに制限
され、この制限の結果、かなりの圧力降下を生じ、ヒー
タ支持体17を通る空気の流れは不均一となる。このた
め、あるヒータランプとその反射器の温度が上昇しすぎ
て、ガラス鐘自身が、600℃を越える軸線領域をもつ
ことになる。
第2図には、本発明によるエピタキシャル蒸着装置が示
されており、プライムをつけた参照番号を使用して、第
1図についてすでに説明した部分と同一の部分であるこ
とを示した。従って、装置1′は、ガラス鐘7′を包含
しており、該ガラス鐘は、ヒータ支持体17′に取り付
けた加熱ランプで形成される分布放射ヒータ13′によ
って同軸に取り囲まれている。同様に、ブロア19′
と空気−水熱交換器37′を包含する空気冷却装置が設
けられている。
されており、プライムをつけた参照番号を使用して、第
1図についてすでに説明した部分と同一の部分であるこ
とを示した。従って、装置1′は、ガラス鐘7′を包含
しており、該ガラス鐘は、ヒータ支持体17′に取り付
けた加熱ランプで形成される分布放射ヒータ13′によ
って同軸に取り囲まれている。同様に、ブロア19′
と空気−水熱交換器37′を包含する空気冷却装置が設
けられている。
しかしながら、本発明によって、ブロア19′の出口か
ら装置1′と熱交換器37′を通る空気流路は、空気流
量と流れの均一性が最大になって空気流れ抵抗が最小に
なるように設計された。
ら装置1′と熱交換器37′を通る空気流路は、空気流
量と流れの均一性が最大になって空気流れ抵抗が最小に
なるように設計された。
従って、本装置は、ブロア19′の出口を装置1′の他
の部分に接続するテーパがついた入口ダクト43を備え
ている。ダクト43の各壁はダクトの軸線に対して7度
の均一なテーパがつけられている。このようなテーパは
、ブロアの出口から空気流れ装置の他の部分へのスムー
ズな転移部を最適に提供し、ダクト43内の空気の圧力
降下を最小にする。
の部分に接続するテーパがついた入口ダクト43を備え
ている。ダクト43の各壁はダクトの軸線に対して7度
の均一なテーパがつけられている。このようなテーパは
、ブロアの出口から空気流れ装置の他の部分へのスムー
ズな転移部を最適に提供し、ダクト43内の空気の圧力
降下を最小にする。
大きなブレナムチャンバ45がヒータ13′を同軸に取
り囲み、かつヒータ13′から隔てられて延びており、
比較的均一な空気圧力を有するために十分な容積の外方
同軸冷却空気空間47を形成する。ブレナムチャンバ4
5はまた装置1′の頂部を横切って、邪魔されることな
(延びており、外方同軸冷却空気空間47を、ガラス鐘
7′とヒータ13′の間にある内方同軸冷却空気空間5
1へ余裕をもって相互に連結する端部同軸冷却空気空間
49を形成する。
り囲み、かつヒータ13′から隔てられて延びており、
比較的均一な空気圧力を有するために十分な容積の外方
同軸冷却空気空間47を形成する。ブレナムチャンバ4
5はまた装置1′の頂部を横切って、邪魔されることな
(延びており、外方同軸冷却空気空間47を、ガラス鐘
7′とヒータ13′の間にある内方同軸冷却空気空間5
1へ余裕をもって相互に連結する端部同軸冷却空気空間
49を形成する。
ダクト43からの冷却空気は頂部近くにあるブレナムチ
ャンバ45に入り、同軸冷却空気空間47及び51の両
方を通ってほぼ下方に流れる。
ャンバ45に入り、同軸冷却空気空間47及び51の両
方を通ってほぼ下方に流れる。
冷却空気はまた、端部冷却空気空間49及び横方向に空
気を流すことができる支持体17′を通って半径方向内
方に流れる。
気を流すことができる支持体17′を通って半径方向内
方に流れる。
加熱された空気は内方同軸空気空間51の下方端部から
出口ブレナムチャンバ35′へ流れ込み、テーパがつい
た出口ダクト53を経由して拡大された空気−水熱交換
器37′へ流れる。ダクト53は、空気の流れ抵抗を最
小にするため、人口ダクト43の場合と同様に、7度の
角度をもつテーパ壁で形成されている。
出口ブレナムチャンバ35′へ流れ込み、テーパがつい
た出口ダクト53を経由して拡大された空気−水熱交換
器37′へ流れる。ダクト53は、空気の流れ抵抗を最
小にするため、人口ダクト43の場合と同様に、7度の
角度をもつテーパ壁で形成されている。
第1図の空気の流路と第2図の空気の流路を比較すると
、ダクト43が装置1′へ冷却空気を運ぶ位置から加熱
された空気が出口ブレナムチャンバ35′に入る位置ま
で、流れのパターンがより一方向を向いていることがわ
かる。特に、大容量の外方同軸冷却空気空間47によっ
てヒータ13’ を取り囲む領域における圧力のほぼ完
全な均一性が達成される。さらに、端部同軸冷却空間4
9を外方同軸冷却空間47と共通にすることによって、
第1図の小さな独立した上方ブレナムチャンバ27と比
較したときに、空気空間49の圧力の均一性が改善され
る。
、ダクト43が装置1′へ冷却空気を運ぶ位置から加熱
された空気が出口ブレナムチャンバ35′に入る位置ま
で、流れのパターンがより一方向を向いていることがわ
かる。特に、大容量の外方同軸冷却空気空間47によっ
てヒータ13’ を取り囲む領域における圧力のほぼ完
全な均一性が達成される。さらに、端部同軸冷却空間4
9を外方同軸冷却空間47と共通にすることによって、
第1図の小さな独立した上方ブレナムチャンバ27と比
較したときに、空気空間49の圧力の均一性が改善され
る。
空気の流路についてのこれらの改良の結果、第2図に従
って構成された装置では、第1図に従って構成された装
置に比べ、これら2つが同じ基板温度で作動している場
合に、ガラス鐘の温度が完全に200℃だけ下回ること
がわかった。
って構成された装置では、第1図に従って構成された装
置に比べ、これら2つが同じ基板温度で作動している場
合に、ガラス鐘の温度が完全に200℃だけ下回ること
がわかった。
第3図では、本発明による放射ヒータ列55が、第2図
の装置1′の処理位置で見たときの外観に対応する後面
で示されている。第2図に示した完全な同軸包囲ヒータ
13′を形成するために、5つのヒータ列55がガラス
鐘7′を同軸に取り囲んで配置されており、以下に説明
するように、第4図と第5図からさらに明らかとなるで
あろう。
の装置1′の処理位置で見たときの外観に対応する後面
で示されている。第2図に示した完全な同軸包囲ヒータ
13′を形成するために、5つのヒータ列55がガラス
鐘7′を同軸に取り囲んで配置されており、以下に説明
するように、第4図と第5図からさらに明らかとなるで
あろう。
ヒータ列55は外方矩形支持枠57を有する平坦なパネ
ルとして形成されており、前記支持枠は、各々が支持枠
57の4つの隅にある4つのトラニオン59によって装
置1′の他の部分に取り付けられている。支持枠57は
、上端が、点線で概略を示した上方支持レール61に2
つのトラニオン59を係合させて支持されており、同様
に、下方支持レール63が2つの下方トラニオン59と
係合して、支持枠57の下端が支持されている。
ルとして形成されており、前記支持枠は、各々が支持枠
57の4つの隅にある4つのトラニオン59によって装
置1′の他の部分に取り付けられている。支持枠57は
、上端が、点線で概略を示した上方支持レール61に2
つのトラニオン59を係合させて支持されており、同様
に、下方支持レール63が2つの下方トラニオン59と
係合して、支持枠57の下端が支持されている。
ばねで押圧された固定ボルト65が支持枠57の頂部及
び底部端部で使用されており、第4図及び第5図から明
らかとなるように、上方及び下方支持レール61及び6
3と係合して支持枠を固定している。下方ボルト65が
第3B図に詳細に示されており、前記ボルトが下方支持
レール63にあるくぼみに延びていることを示している
。
び底部端部で使用されており、第4図及び第5図から明
らかとなるように、上方及び下方支持レール61及び6
3と係合して支持枠を固定している。下方ボルト65が
第3B図に詳細に示されており、前記ボルトが下方支持
レール63にあるくぼみに延びていることを示している
。
スロットが設けられている背板67が支持枠57の中央
開口部に拡がっており、例えば非常に熱伝導性にすぐれ
た3、2mm (0,125インチ)の銅でつくっても
よい。背板67の全領域へ接近して冷却水を運ぶため、
曲がりくねった冷却管69が背板67の表面全体に延び
ている。
開口部に拡がっており、例えば非常に熱伝導性にすぐれ
た3、2mm (0,125インチ)の銅でつくっても
よい。背板67の全領域へ接近して冷却水を運ぶため、
曲がりくねった冷却管69が背板67の表面全体に延び
ている。
チューブ69は銅でつくってもよく、熱伝導性を改良す
るため、背板67と接触するすべての領域に渡って背板
67にはんだ付け、あるいはろう付けするのが望ましい
。可撓性の冷却液用管71が管69の端部を冷却水フィ
ードスルー73に接続しており、外部の冷却水源(図示
せず)に接続可能にしている。
るため、背板67と接触するすべての領域に渡って背板
67にはんだ付け、あるいはろう付けするのが望ましい
。可撓性の冷却液用管71が管69の端部を冷却水フィ
ードスルー73に接続しており、外部の冷却水源(図示
せず)に接続可能にしている。
第3A図は背板67とヒータランプ15’の関係を断面
で示したものであり、該ヒータランプは、それらが第2
図のガラス鐘7′の方へ向くように、ヒータ列55の前
面(図示せず)に取り付けられている。各ランプ15′
は、半円筒状の反射器77内に支持されている細長い直
線管状のハロゲンクォーツバルブから成っている1反射
器77は簡単のためにその断面を円形として第3図に示
したけれども、反射器77の実際の断面形状はパラボラ
形であっても良いことは理解できるであろう。
で示したものであり、該ヒータランプは、それらが第2
図のガラス鐘7′の方へ向くように、ヒータ列55の前
面(図示せず)に取り付けられている。各ランプ15′
は、半円筒状の反射器77内に支持されている細長い直
線管状のハロゲンクォーツバルブから成っている1反射
器77は簡単のためにその断面を円形として第3図に示
したけれども、反射器77の実際の断面形状はパラボラ
形であっても良いことは理解できるであろう。
矢印79で示すように、冷却空気は、背板67に設けら
れたスロットを通って、各一対のスロットの間に位置し
ているランプ反射器を取り囲んで流れる。このようにし
て奪われた熱は、前述の冷却水装置によって背板67か
ら奪われた熱とともに、満足のいくまで寿命を延ばすの
に十分低い温度にランプを維持する。
れたスロットを通って、各一対のスロットの間に位置し
ているランプ反射器を取り囲んで流れる。このようにし
て奪われた熱は、前述の冷却水装置によって背板67か
ら奪われた熱とともに、満足のいくまで寿命を延ばすの
に十分低い温度にランプを維持する。
ランプ列55のランプ15′の各々に供給すべき電力は
、ランプ列55の各ランプ15′用の一対の導線を内包
している一対のマルチケーブル81によって供給される
。各ランプの端部でのランプ端子(図示せず)への接続
は1図示したように取り囲んでいる枠57へ導線の一対
を配線することによってなされる。
、ランプ列55の各ランプ15′用の一対の導線を内包
している一対のマルチケーブル81によって供給される
。各ランプの端部でのランプ端子(図示せず)への接続
は1図示したように取り囲んでいる枠57へ導線の一対
を配線することによってなされる。
第4図及び第5図に、第3図に示した形式の5つの放射
ヒータ列の各々に対する支持構造の詳細を示す、第4図
は、第3図の下方支持レール63の配置を平面図で示し
ており、レール63が実際には溝が付けられた5つの支
持板83から形成されていることがわかる。これらの支
持板に作動位置で取り付けられているヒータ列55が、
破線で示されている1図示した作動位置では、各列55
の下方端部の2つのトラニオン59が各板83の2つの
溝の各々に位置しており、その位置で、固定ボルト65
により2つのトラニオン59が所定位置に固定される。
ヒータ列の各々に対する支持構造の詳細を示す、第4図
は、第3図の下方支持レール63の配置を平面図で示し
ており、レール63が実際には溝が付けられた5つの支
持板83から形成されていることがわかる。これらの支
持板に作動位置で取り付けられているヒータ列55が、
破線で示されている1図示した作動位置では、各列55
の下方端部の2つのトラニオン59が各板83の2つの
溝の各々に位置しており、その位置で、固定ボルト65
により2つのトラニオン59が所定位置に固定される。
第4図から明らかなように、長い方の溝85が短い方の
溝87と交差しており、ボルト65をレール63とのか
み合いから引き出して、冷却液及び電気設備をはずして
、ランプ列55を、満85の端部にあるトラニオン59
で形成されている旋回軸線を中心として作動位置から回
転させることができる。ランプ列55を一杯に回転させ
ると、パネル55は、両方のトラニオン59が溝85内
にある開放位置(図示せず)で止まる。
溝87と交差しており、ボルト65をレール63とのか
み合いから引き出して、冷却液及び電気設備をはずして
、ランプ列55を、満85の端部にあるトラニオン59
で形成されている旋回軸線を中心として作動位置から回
転させることができる。ランプ列55を一杯に回転させ
ると、パネル55は、両方のトラニオン59が溝85内
にある開放位置(図示せず)で止まる。
作動位置から開放位置へランプ列55が移動する際、溝
85の端部のトラニオンはその位置を変化させず、単に
旋回位置として働くだけである。
85の端部のトラニオンはその位置を変化させず、単に
旋回位置として働くだけである。
作動位置から開放位置へ移動している間中、ランプ列5
5は、トラニオン59の両方を溝85及び87に接触さ
せることによって完全に支持され案内される。
5は、トラニオン59の両方を溝85及び87に接触さ
せることによって完全に支持され案内される。
開放位置では、第5図に示すように、ランプ列55は、
一方のトラニオン59が満85から出るまで、溝85と
一致した並進軸線に沿って並進移動することができる。
一方のトラニオン59が満85から出るまで、溝85と
一致した並進軸線に沿って並進移動することができる。
この位置では、ランプ列55は、溝85にとどまってい
るトラニオン59によってなお部分的に支持されながら
、便利のため、さらに回転することができる。さらにラ
ンプ列55を並進移動させると、両トラニオン59が支
持レール63からはずれる開放位置にランプ列が移動し
、保守用の移動自在あるいは取りはずし自在パネル89
を通って、ランプ列55を装置1′から取り出すことが
できる。
るトラニオン59によってなお部分的に支持されながら
、便利のため、さらに回転することができる。さらにラ
ンプ列55を並進移動させると、両トラニオン59が支
持レール63からはずれる開放位置にランプ列が移動し
、保守用の移動自在あるいは取りはずし自在パネル89
を通って、ランプ列55を装置1′から取り出すことが
できる。
第4図及び第5図に示した本発明の実施例では、作動位
置から開放位置へのランプ列の移動には、両方のトラニ
オンを溝85に配置して、それに沿って並進するのに十
分な、わずかな角度の回転をも含んでおり、該角度は例
えば15度である。しかしながら、支持機構の設計をや
り直せば、作動位置と開放位置の回転角を増加させるこ
とが可能であることは理解できるであろう6例えば、各
ランプ列を外方に60度振れさせることができれば、装
置1′からランプ列を取りはずすことなく、ランプの保
守を行うことができるであろう。
置から開放位置へのランプ列の移動には、両方のトラニ
オンを溝85に配置して、それに沿って並進するのに十
分な、わずかな角度の回転をも含んでおり、該角度は例
えば15度である。しかしながら、支持機構の設計をや
り直せば、作動位置と開放位置の回転角を増加させるこ
とが可能であることは理解できるであろう6例えば、各
ランプ列を外方に60度振れさせることができれば、装
置1′からランプ列を取りはずすことなく、ランプの保
守を行うことができるであろう。
前述の説明は、各ランプ列と下方支持レール63との間
の構造的な関係についてなされたけれども、上方支持レ
ール61が下方支持レール63の鏡像として形成されて
いて、各ランプ列の上方端部にあるトラニオン59の、
上方支持レール61の溝内における位置が各ランプ列の
下方端部と同じであることが理解できるであろう、従っ
て、各ランプ列は、取りはずし及び交換作業中、その両
端で案内され、支持されている。各ランプ列は約13.
6kg (30ボンド)の重量なので、このような支持
は、ランプ列の取りはずし及び交換を容易にするととも
に、必要な場合のヒー・り列の保守をきわめて容易にす
る。
の構造的な関係についてなされたけれども、上方支持レ
ール61が下方支持レール63の鏡像として形成されて
いて、各ランプ列の上方端部にあるトラニオン59の、
上方支持レール61の溝内における位置が各ランプ列の
下方端部と同じであることが理解できるであろう、従っ
て、各ランプ列は、取りはずし及び交換作業中、その両
端で案内され、支持されている。各ランプ列は約13.
6kg (30ボンド)の重量なので、このような支持
は、ランプ列の取りはずし及び交換を容易にするととも
に、必要な場合のヒー・り列の保守をきわめて容易にす
る。
本発明は、本発明を実施するための最良の形態から成る
実施例について特定的に説明されたけれども、本発明の
範囲から逸脱することなく、多くの変更をなすことがで
き、それゆえ、多くの代わりの実施例を導くことができ
るであろう、最後に、本発明の範囲は、特許請求の範囲
のみから定められるべきである。
実施例について特定的に説明されたけれども、本発明の
範囲から逸脱することなく、多くの変更をなすことがで
き、それゆえ、多くの代わりの実施例を導くことができ
るであろう、最後に、本発明の範囲は、特許請求の範囲
のみから定められるべきである。
第1図は、従来技術のエピタキシャル蒸着装置の概略を
示した断面図である。 第2図は、本発明によるエピタキシャル蒸着装置の概略
を示した断面図である。 第3図は、本発明による第2図の装置に用いるランプ列
の立面図である。 第3A図及び3B図は、各々、A−A、B−B線に沿っ
た第3図の部分詳細図である。 第4図は、本発明によるランプ列を支持するために用い
る支持板構造体の立面図である。 第5図は、本発明によるエピタキシャル蒸着装置の頂部
横断面図である。 1′ ・・・・・エピタキシャル蒸着装置、3′ ・・
・・・半導体基板。 5′ ・・・・・黒鉛サスセプタ、 7′ ・・・・・ガラス鐘、 13′ ・ ・ ・ 15′ ・ ・ ・ 17 ・ ・ ・ 19′ ・ ・ ・ 37′ ・ ・ ・ 43、53 ・ 45 ・ ・ ・ ・ 47.49. 55 ・ ・ ・ ・ 57 ・ ・ ・ ・ 59 ・ ・ ・ ・ 61 ・ ・ ・ ・ 85、87 ・ ・・ヒータ、 ・・ランプ、 ・・支持体、 ・・ブロア。 ・・熱交換器、 ・・ダクト、 ・・ブレナムチャンバ、 51・・冷却空気空間、 ・・ランプ列、 ・・支持枠、 ・・トラニオン、 ・・支持レール、 ・・溝。 FIG。 FIG。
示した断面図である。 第2図は、本発明によるエピタキシャル蒸着装置の概略
を示した断面図である。 第3図は、本発明による第2図の装置に用いるランプ列
の立面図である。 第3A図及び3B図は、各々、A−A、B−B線に沿っ
た第3図の部分詳細図である。 第4図は、本発明によるランプ列を支持するために用い
る支持板構造体の立面図である。 第5図は、本発明によるエピタキシャル蒸着装置の頂部
横断面図である。 1′ ・・・・・エピタキシャル蒸着装置、3′ ・・
・・・半導体基板。 5′ ・・・・・黒鉛サスセプタ、 7′ ・・・・・ガラス鐘、 13′ ・ ・ ・ 15′ ・ ・ ・ 17 ・ ・ ・ 19′ ・ ・ ・ 37′ ・ ・ ・ 43、53 ・ 45 ・ ・ ・ ・ 47.49. 55 ・ ・ ・ ・ 57 ・ ・ ・ ・ 59 ・ ・ ・ ・ 61 ・ ・ ・ ・ 85、87 ・ ・・ヒータ、 ・・ランプ、 ・・支持体、 ・・ブロア。 ・・熱交換器、 ・・ダクト、 ・・ブレナムチャンバ、 51・・冷却空気空間、 ・・ランプ列、 ・・支持枠、 ・・トラニオン、 ・・支持レール、 ・・溝。 FIG。 FIG。
Claims (17)
- (1)サスセプタに支持された半導体基板を収容し、熱
的に活性化された反応性気体を閉じこめるための反応チ
ャンバを備え、前記反応チャンバは、ある波長領域内の
熱放射を実質的に透過させる材料でできた少なくとも一
つの壁部分を有し、 前記基板と前記サスセプタを加熱するため の、前記ある波長領域内の熱放射供給用放射ヒータ列と
、 [1]前記放射ヒータ列が前記基板と前記サスセプタを
加熱するために前記壁部分を通して熱放射を行う、所定
の固定作動位置において、前記放射ヒータ列を支持し、
かつ、[2]前記放射ヒータ列が、前記放射ヒータ列の
一方の縁部にほぼ平行に延びる旋回軸まわりに、前記固
定作動位置から回転して遠ざかった開放位置で、前記放
射ヒータ列を支持するための支持手段とを備えることを
特徴とするエピタキシャル蒸着装置。 - (2)前記支持手段が、 前記放射ヒータ列に配置されて、その間に延びる旋回軸
線を定めている一対のトラニオンと、 前記一対のトラニオンを係合して、前記固定作動位置と
前記開放位置との間の前記ヒータ列の動きを前記旋回軸
線を中心とした旋回運動に制限するためのトラニオン係
合手段を備えていることを特徴とする請求項(1)の装
置。 - (3)前記固定作動位置で前記ヒータ列を固定するため
の固定手段をさらに備えており、前記固定手段は、前記
固定作動位置に前記ヒータ列が固定される固定位置と、
前記作動位置から前記開放位置へ前記ヒータ列が遠ざか
ることができる解除位置との間で選択的に作動可能であ
ることを特徴とする請求項(1)の装置。 - (4)前記支持手段が、前記作動位置と前記開放位置と
の間の移動中、前記ヒータ列を連続的に支持しているこ
とを特徴とする請求項(1)の装置。 - (5)前記支持手段が、前記固定作動位置と前記開放位
置との間の前記ヒータ列の動きを前記旋回軸線を中心と
した旋回移動に制限することを特徴とする請求項(1)
の装置。 - (6)前記支持手段が、 [1]前記ヒータ列を並進移動させ、かつ前記開放位置
から、前記ヒータ列を前記装置の他の部分から自由に持
ち上げることができる解除位置への、並進軸線に沿った
並進移動に制限し、かつ、[2]前記開放位置と前記解
除位置との間の前記並進移動の間、前記ヒータ列を連続
的に支持するための並進支持手段をさらに備えることを
特徴とする請求項(1)の装置。 - (7)サスセプタに支持された半導体基板を収容し、熱
的に活性化された反応性気体を閉じこめるための反応チ
ャンバを備え、前記反応チャンバは、ある波長領域内の
熱放射を実質的に透過させる材料でできた少なくとも一
つの壁部分を有し、 前記基板と前記サスセプタを加熱するため の、前記ある波長領域内の熱放射供給用放射ヒータを備
え、前記ヒータは、前記反応チャンバとの間に第1の同
軸冷却空気空間を形成するために、前記反応チャンバを
ほぼ同軸に取り囲みかつ前記反応チャンバから隔てられ
て配置され、前記ヒータは、半径方向に冷却空気を流す
ために半径方向に空気を通すことができ、 [1]前記放射ヒータとの間に外方同軸冷却空気空間を
構成するために、前記放射ヒータをほぼ同軸に取り囲み
かつ前記放射ヒータから隔てられて延び、かつ、[2]
前記内方及び外方同軸冷却空間を前記一端で相互に半径
方向に接続する端部同軸冷却空気空間を形成するために
、前記放射ヒータの一端をほぼ横切りかつ前記放射ヒー
タの一端から隔てられて延びるブレナムチャンバを備え
、 [1]前記一端に近い前記ブレナムチャンバの中へ冷却
空気を導き、かつ、[2]前記内方同軸空気空間の末端
から、加熱された空気を排出するための空気冷却手段を
備え、それによって、冷却空気が、前記一端で前記装置
の中へ流れ込み、前記内方及び外方同軸空気空間に沿っ
て軸線方向に流れ、かつ、前記外方同軸空気空間から前
記内方同軸空気空間へ半径方向に前記ヒータを通って流
れ、前記内方同軸空気空間の前記末端で前記装置から流
出することを特徴とするエピタキシャル蒸着装置。 - (8)前記空気冷却手段が、閉ループ空気冷却システム
から成り、該システムは、 前記内方同軸空気空間の前記末端に連結されて、そこか
ら加熱された空気を受け取る空気−水熱交換器を有し、
前記熱交換器が冷却水源にも連結されており、 冷却空気を引き入れるための、前記熱交換器に連結され
た入口と、冷却空気を供給するための、前記ブレナムチ
ャンバに連結された出口とを有する空気ブロアを有して
いることを特徴とする請求項(7)の装置。 - (9)前記ブロア出口と前記ブレナムチャンバとを相互
に接続するテーパがついたダクトをさらに備えることを
特徴とする請求項(8)の装置。 - (10)サスセプタに支持された半導体基板を収容し、
熱的に活性化された反応性気体を閉じこめるための反応
チャンバを備え、前記反応チャンバは、ある波長領域内
の熱放射を実質的に透過させる材料でできた少なくとも
一つの壁部分を有し、 前記基板と前記サスセプタを加熱するため の、前記ある波長領域内の熱放射供給用放射ヒータを備
え、前記ヒータは、前記反応チャンバとの間に第1の同
軸冷却空気空間を形成するために、前記反応チャンバを
ほぼ同軸に取り囲みかつ前記反応チャンバから隔てられ
て配置され、前記ヒータは、半径方向に冷却空気を流す
ために半径方向に空気を通すことができ、前記放射ヒー
タは放射ヒータ列を備えており、 [1]前記放射ヒータ列が前記基板と前記サスセプタを
加熱するために前記壁部分を通して熱放射を行う、所定
の固定作動位置において、前記放射ヒータ列を支持し、
かつ、[2]前記放射ヒータ列が前記放射ヒータ列の一
方の縁部にほぼ平行に延びる旋回軸線を中心として、前
記固定作動位置から回転して遠ざかった開放位置で、前
記放射ヒータ列を支持するための支持手段を備え、 [1]前記放射ヒータとの間に外方同軸冷却空気空間を
構成するために、前記放射ヒータをほぼ同軸に取り囲み
かつ前記放射ヒータから隔てられて延び、かつ、[2]
前記内方及び外方同軸冷却空間を前記一端で相互に半径
方向に接続する端部同軸冷却空気空間を形成するために
、前記放射ヒータの一端をほぼ横切りかつ前記放射ヒー
タの一端から隔てられて延びるブレナムチャンバを備え
、 [1]前記一端に近い前記ブレナムチャンバの中へ冷却
空気を導き、かつ、[2]前記内方同軸空気空間の末端
から、加熱された空気を排出するための空気冷却手段を
備え、それによって、冷却空気が、前記一端で前記装置
の中へ流れ込み、前記内方及び外方同軸空気空間に沿っ
て軸線方向に流れ、かつ、前記外方同軸空気空間から前
記内方同軸空気空間へ半径方向に前記ヒータを通って流
れ、前記内方同軸空気空間の前記末端で前記装置から流
出することを特徴とするエピタキシャル蒸着装置。 - (11)前記支持手段が、前記作動位置と前記開放位置
との間の移動中、前記ヒータ列を連続的に支持している
ことを特徴とする請求項(10)の装置。 - (12)前記支持手段が、前記固定作動位置と前記開放
位置との間の前記ヒータ列の動きを前記旋回軸線を中心
とした旋回移動に制限することを特徴とする請求項(1
0)の装置。 - (13)前記支持手段が、 [1]前記ヒータ列の並進移動を許し、かつ、前記開放
位置から、前記ヒータ列を前記装置の他の部分から自由
に持ち上げることができる解除位置への、並進軸線に沿
った並進移動に制限し、かつ、[2]前記開放位置と前
記解除位置との間の前記並進移動の間、前記ヒータ列を
連続的に支持するための並進支持手段をさらに備えるこ
とを特徴とする請求項(10)の装置。 - (14)前記空気冷却手段が、閉ループ空気冷却システ
ムから成り、該システムは、 前記内方同軸空気空間の前記末端に連結されて、そこか
ら加熱された空気を受け取る空気−水熱交換器を有し、
前記熱交換器が冷却水源にも連結されており、 冷却空気を引き入れるための、前記熱交換器に連結され
た入口と、冷却空気を供給するための、前記ブレナムチ
ャンバに連結された出口とを有する空気ブロアを有して
いることを特徴とする請求項(10)の装置。 - (15)ある波長領域内で熱放射を透過する少なくとも
一つの壁部分を有する反応チャンバ内でサスセプタ上に
半導体基板を支持し、 前記反応チャンバ内に前記基板に接触させて熱的に活性
化された反応性気体雰囲気を作りだし、 前記ある波長領域内で熱放射を行う放射ヒータ列と、 [1]前記放射ヒータ列が前記基板と前記サスセプタを
加熱するために前記壁部分を通して熱放射を行う、所定
の固定作動位置において、前記放射ヒータ列を支持し、
かつ、[2]前記放射ヒータ列が前記放射ヒータ列の一
方の縁部にほぼ平行に延びる旋回軸線を中心として、前
記固定作動位置から回転して遠ざかった開放位置で、前
記放射ヒータ列を支持するための支持手段と、 を用いて前記基板を加熱することにより、前記反応性気
体雰囲気を活性化することを特徴とする、特に化学蒸着
法によって半導体基板上にエピタキシャル層を蒸着させ
るために、半導体基板を処理する半導体基板処理方法。 - (16)ある波長領域内で熱放射を透過する少なくとも
一つの壁部分を有する反応チャンバ内でサスセプタ上に
半導体基板を支持し、 前記反応チャンバ内に前記基板に接触させて熱的に活性
化された反応性気体雰囲気を作りだし、 前記ある波長領域内で熱放射を行う放射ヒータを用いて
前記基板を加熱して前記反応性気体を活性化させ、前記
ヒータは、前記反応チャンバをほぼ同軸に取り囲みかつ
前記反応チャンバから隔てられて配置され、前記ヒータ
と前記反応チャンバとの間に第1の同軸冷却空気空間を
形成し、前記ヒータは、半径方向に空気を通すことがで
きて、半径方向に冷却空気を流し、[1]前記放射ヒー
タをほぼ同軸に取り囲みかつ前記放射ヒータから隔てら
れて延び前記放射ヒータとの間に外方同軸冷却空気空間
を構成し、かつ、[2]前記放射ヒータの一端をほぼ横
切りかつ前記放射ヒータの一端から隔てられて延びて、
前記内方及び外方同軸冷却空間を前記一端で相互に半径
方向に接続する端部同軸冷却空気空間を形成するブレナ
ムチャンバーと、[1]前記一端に近い前記ブレナムチ
ャンバの中へ冷却空気を導入し、かつ、[2]前記内方
同軸空気空間の末端から加熱された空気を排出し、それ
によって、冷却空気を、前記一端で前記装置の中へ流し
込み、前記内方及び外方同軸空気空間に沿って軸線方向
に流し、かつ、前記外方同軸空気空間から前記内方同軸
空気空間へ半径方向に前記ヒータを通って流し、さらに
、前記内方同軸空気空間の前記末端で前記装置から流出
させるための空気冷却装置と、 から成る冷却システムを用いて前記反応チャンバと前記
ヒータとを冷却することを特徴とする、 特に化学蒸着法によって半導体基板上にエピタキシャル
層を蒸着させるために、半導体基板を処理する方法。 - (17)ある波長領域内で熱放射を透過する少なくとも
一つの壁部分を有する反応チャンバ内でサスセプタ上に
半導体基板を支持し、 前記反応チャンバ内に前記基板に接触させて熱的に活性
化された反応性気体雰囲気を作りだし、 A、前記ある波長領域内で熱放射を行う放射ヒータ列と
、 B、[1]前記放射ヒータ列が前記壁部分を通して熱放
射を行って前記基板と前記サスセプタを加熱する、所定
の固定作動位置において、前記放射ヒータ列を支持し、
かつ、[2]前記放射ヒータ列が前記放射ヒータ列の一
方の縁部にほぼ平行に延びる旋回軸線を中心として、前
記固定作動位置から回転して遠ざかった開放位置で、前
記放射ヒータ列を支持するための支持手段と を用いて前記基板を加熱することにより、前記反応性気
体雰囲気を活性化させ、 C、[1]前記放射ヒータをほぼ同軸に取り囲みかつ前
記放射ヒータから隔てられて延びて、前記放射ヒータと
の間に外方同軸冷却空気空間を構成し、かつ、[2]前
記放射ヒータの一端をほぼ横ぎりかつ前記放射ヒータの
一端から隔てられて延びて、前記内方及び外方同軸冷却
空間を前記一端で相互に半径方向に接続する端部同軸冷
却空気空間を形成するブレナムチャンバーと、 D、[1]前記一端に近い前記ブレナムチャンバの中へ
冷却空気を導き、かつ、[2]前記内方同軸空気空間の
末端から加熱された空気を排出し、それによって、冷却
空気を、前記一端で前記装置の中へ流し込み、前記内方
及び外方同軸空気空間に沿って軸線方向に流し、かつ、
前記外方同軸空気空間から前記内方同軸空気空間へ半径
方向に前記ヒータを通って流し、さらに、前記内方同軸
空気空間の前記末端で前記装置から流出させるための空
気冷却手段と、 から成る冷却システムを用いて、前記反応 チャンバと前記ヒータとを冷却することを特徴とする、
特に化学蒸着法によって半導体基板上にエピタキシャル
層を蒸着させるために、半導体基板を処理する方法。
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- 1990-02-02 JP JP2024316A patent/JPH07118470B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-03 KR KR1019900001379A patent/KR950003895B1/ko not_active IP Right Cessation
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EP0381247A3 (en) | 1991-08-07 |
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