JPH025518A - 気相成長装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体ウェハーの気相成長装置に関し、特にシ
リコンのエピタキシャル成長装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の気相成長装置は、第３図に示すようにス
テンレス鋼製ベルジャもしくは石英ベルジャ内に回転可
能なサセプタが設けられており、半導体ウェハーを載置
して高周波誘導加熱コイルにより加熱し、ベルジャ内反
応領域に原料ガス供給システムより原料ガスを供給する
ことで半導体ウェハー上へ所望の薄膜を気相成長せしめ
、ベルジャ内のガスを排気システムより排気する構造で
ある。各半導体ウェハーへ結晶欠陥の少ない均一性のよ
い薄膜を成膜するにはサセプタ内反応領域の温度バラツ
キを極力少なくすることが重要で温度調整時には作業者
が高周波誘導加熱コイルを安全・容易に触れられるよう
に装置を停、止・解体してから実施していた。

そして一般に温度が低い個所はコイルをサセプタへ近づ
け、高い個所は離し手作業でコイルを移動することでコ
イルとサセプタの位置関係を調整し、サセプタ内反応領
域の温度均一性を得ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

サセプタに載置された複数枚の半導体ウェハー全てに結
晶欠陥のない均一性のよい膜室の薄膜を成膜するには、
サセプタ内反応領域の温度均一性が重要である。上述し
た従来の気相成長装置において温度分布の測定は、作業
者が成膜後の半導体ウェハーの膜厚バラツキ・結晶性を
見て温度分布のバラツキの目安としたり、ベルジャ覗き
窓から放射温度計の傾きをいろいろ変えてサセプタ内温
度を測定していた。それから温度調整時には、高周波誘
導加熱コイルを安全・容易に触れられるように装置を停
止・解体してコイル支持板の固定治具な外し、一般に温
度の低い個所はコイルをサセプタへ近づけ、温度の高い
個所はサセプタから離すコイルとサセプタの位置関係を
調整する作業を石英類洗浄後、またはサセプタ交換等、
サセプタ上の全ての半導体ウェハーの膜質が均一になる
まで実施していた。したがって装置稼働時、サセプタ内
反応領域に温度分布バラツキが生じても迅速・正確な測
定・補正手段がなく製品の不良が発生してから確認され
ることもしばしばあった。また温度調整作業で設備の実
質稼働時間が大幅に削減され装置の長期安定稼働・製品
の品質向上の面で非常に問題があるという欠点がある。

〔発明の従来技術に対する相違点〕

上述した従来の気相成長装置に対し、本発明はサセプタ
を２個所以上、測定可能な温度測定手段を例えば放射温
度計で石英類を通して測定する場合には原料ガスの反応
によるくもりの少ない安定している個所へ取り付け、サ
セプタ内反応領域の温度分布バラツキを測定する。そし
て、その情報を基に温度の低い個所はコイルをサセプタ
へ近づけ、高い個所は離すサセプタとコイルの位置調整
を高周波誘導加熱コイル位置自動調整機構で自動で行う
ことにより、従来作業者が手作業で温度条件出しに費し
てた莫大な時間・労力が不必要となり、迅速・正確な温
度調整が可能となる。したがって本発明は、反応領域の
温度均一性が向上し高品質な結晶欠陥・膜質バラツキの
少ない成膜が可能という相違点を有する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の気相成長装置は気密容器・サセプタ原料ガス供
給システムおよび排気システム・コイル位置自動調整機
構付高周波誘導加熱コイル・サセプタ内２個所以上測定
可能な温度測定手段全体の動作を自動で行う制御システ
ムを有している。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例の縦断面図である。

ステンレス鋼製ベルジャ１と石英ベルジャ２内に設けら
れた回転可能な円板型のカーボンサセプタ３に半導体ウ
ェハー６を複数枚載置してサセプタ３下部の自動上下移
動機構４付高周波誘導加熱コイル５により所望の温度に
加熱する。そしてベルジャｌ、２内反応領域に原料ガス
供給ノズル８より原料ガスを供給し、半導体ウェハー６
上へ所望の薄膜を気相成長せしめベルジャ１，２内のガ
スは排気システムより排気する。サセプタ３内の温度分
布は原料ガス等の反応による汚れ・くもりの少ないサセ
プタ３下部の石英コイルカバー１０を通して高周波誘導
加熱コイル５の隙間からサセプタ３直径方向６点、６個
の放射温度計７で測定する。６個の内１個の放射温度計
７はサセプタ３温度の基準測定用で高周波発振器の出力
調整するためのもので、それに対して温度が低いと判断
された個所においては、そのサセプタ３真下のコイル５
を自動上下移動機構４により適値サセプタ３へ近づける
。また温度が高いと判断された個所は適値離すことでサ
セプタ３反応領域を所望の温度に均一性よく制御するこ
とができる。したがって本実施例によれば装置を停止・
解体せずに迅速・かつ正確にサセプタ３内反応領域の温
度を均一にする調整が可能で従来手作業により調整して
いたコイル５とサセプタ３の位置関係の作業が不必要と
なりその分製品生産時間に割り当てることができる。ま
たサセプタ内反応領域の温度バラツキが非常に少なくな
るためサセプタ３上全ての半導体ウェハー６に結晶欠陥
の少ない膜質均一性のよい高品質な成膜が可能となる。

第２図は、本発明の実施例２の縦断面図である。

石英ベルジャ２′内のバレル型サセプタ１１に載置され
て高周波誘導加熱コイル５′加熱された半導体ウェハー
６へ原料ガス供給システムより原料ガスを供給し、所望
の薄膜を気相成長せしめ、ベルジャ２′内のガスは排気
システムより排気する。バレル型サセプタ１１内温度分
布は内部に設けられた複数個の放射温度計７により精密
に計測され、自動コイル間隔移動機構４′によりコイル
５′間隔を適値移動させ、一般に温度の低い個所はコイ
ル５′間隔をせまく温度の高い個所は広くとりサセプタ
１１内温度分布を常時均一性のよい状態に保つ。この実
施例では複数枚の半導体ウェハー６の温度の均一性が向
上するため、結晶欠陥・膜質バラツキの少ない成膜が可
能という利点がある。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明は、サセプタを２個所以上
測定可能な温度測定手段、例えば放射温度計を石英類を
通して測定する場合には原料ガス等の反応によるくもり
の少ない安定した個所へ取り付け、サセプタ内反応領域
の温度分布を測定する。そして、その情報を基に高周波
誘導加熱コイル位置自動調整機構により迅速かつ正確に
コイルとサセプタ位置を調整することでサセプタ内反応
領域の温度均一性が得られる。したがって従来、作業者
が手作業で行っていたコイルを安全・容易に触れらｈる
ように装置を停止・解体し、コイル固定治具を外してコ
イルとサセプタの位置関係を調整していた作業が不必要
となり、莫大な労力・時間を削除することが可能で、装
置の実質稼働率の向上・高品質な製品生産が期待できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の気相成長装置の縦断面図、第２図は実
施例２の縦断面図、第３図は従来の気相成長装置の断面
図である。 １・・・・・・ステンレス鋼製ベルジャ、２・・・・・
・石英ベルジャ、３・・・・・・サセプタ、４．４’・
・・・・・自動コイル上下（間隔）移動機構、５・・・
・・・高周波誘導加熱コイル、６・・・・・・半導体ウ
ェハー、７，７′・・・・・・放射温度計、８・・・・
・・原料ガス供給ノズル、９・・・・・・コイル支持板
、１０・・・・・・コイルカバー　１１・・・・・・バ
レル型サセプタ、１２・・・・・・サセプタ回転機構、
１３・・・・・・覗き窓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 気密容器と、該気密容器内に設置し、被処理物を載置可
   能なサセプタと、サセプタの加熱手段である高周波誘導
   加熱コイルと、前記気密容器内へ原料ガスを供給するた
   めの原料ガス供給システムと前記気密容器内のガスを排
   気するための排気システムとから成る気相成長装置にお
   いて、サセプタの少くとも２点以上温度測定可能な手段
   を有し、かつその温度測定の情報を基に高周波誘導加熱
   コイルとサセプタの位置関係を自動調整可能な機構を有
   することを特徴とする気相成長装置。