JPH0356043Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、エピタキシヤル成長装置の高周波加
熱コイル（以下、コイルという）の支え装置に関
するものである。

シリコン等の単結晶基板（以下ウエハという）
上にエピタキシヤル成長により薄膜を形成するた
めのエピタキシヤル成長装置として、例えば第１
図に概略構造を示すような装置が実用化されてい
る。第１図において、ベルジヤ１とベースプレー
ト２で構成されている反応室３内には、反応ガス
導入管４より反応ガス５が導入され、ノズル６か
ら噴出されるようになつている、反応室３内には
サセプタ７が設けられ、このサセプタ７は駆動装
置８にて回転を与えられる中空軸９に支持されて
低速で回転すると共に、後述するようにサセプタ
７の下方に設けられているコイル１０により加熱
され、サセプタ７上に載置されているウエハ１１
を加熱しつつ低速で回転させ、前記ノズル６から
噴出される反応ガス５によりウエハ１１上にエピ
タキシヤル層を形成するものである。なお、反応
室３内に噴出された反応ガス５のうちの未反応ガ
スは排出口１２から排出される。このようなエピ
タキシヤル成長装置は、エピタキシヤル層の性
能、均一性、再現性に優れていることが望まし
い。エピタキシヤル層に影響する因子としては、
例えば、反応ガスの流量、濃度、純度、流れ方、
反応時間等多々あるが、ウエハ１１およびサセプ
タ７の温度も重要な因子となつている。これらの
温度は、反応ガスの流れ方や流量、種類等によつ
ても変わるが、コイル１０の半径方向のピツチ、
表面積、コイル１０とサセプタ７との全体的な距
離のみならず、１ターン毎のコイル１０とサセプ
タ７との距離によつて調節する必要があり、この
ためコイル１０の全体の支え方と部分的な距離の
調整の仕方が重要なポイントとなる。例えば従来
のコイル支え装置は、第２図ないし第５図にする
ように、コイル１０の下方に図示しない支柱によ
りベースプレート２に固定された２本の石英ガラ
スで作られた棒１３ａ，１３ｂで１組をなすコイ
ル支え１３を間隔を置いて平行に２組設け、これ
らの棒１３ａ，１３ｂの間に位置するようにコイ
ル１０の下面に適宜な間隔を置いてボルト１４を
溶接し、これらのボルト１４を棒１３ａ，１３ｂ
の間に通すと共に、棒１３ａ，１３ｂを挾んでボ
ルト１４にはめた手回しナツト１５，１６、また
は支持片１７，１８を介してはめられたナツト１
９，２０によりコイル支え１３に対しコイル１０
を所定の高さになるように、すなわち第１図に示
したサセプタ７とコイル１０の間隔が所定に値に
なるようにしたものがある。このコイル支え装置
は、エピタキシヤル成長装置が比較的小型で、サ
セプタ７およびコイル１０の径が小さい場合には
大きな障害のない構造であるが、近年急速に高ま
るつつある大型化の需要に対しては好ましくな
い。すなわち、コイル１０が大径になると、平行
に配置された２組のコイル支え１３では、これら
の間隔がコイル１０の内周部をも支持する必要か
らあまり広くできないため、コイル１０の外周部
の支持の間隔が広くなり、十分に支持できなくな
る、そこで、コイル１０自身の剛性にもよるが、
コイル１０は電気伝導性の良い銅管を用い、かつ
内部に冷却水を流しているため、剛性が比較的低
いと共に冷却水の重さも関与して変形してしま
い、サセプタ７とコイル１０との間隔の調整がで
きなくなる。このような問題を解決するため、コ
イル支え１３を４列設けることも考えられるが、
コイル１０とベースプレート２との間の空間は狭
く、通常、ベルジヤ１の周囲は操作面側を残して
他の三方はカバーにて覆われているため、奥側の
ナツト１５，１６，１９，２０を回すことが困難
となり、コイル１０の高さ調整が非常にめんどう
かまたは不可能になる。

また、他の従来装置として、コイル支えをコイ
ル１０の下部全面をカバーする円板としたものも
あるが、これも大型化すると、組立上の問題やコ
イルの高さ調整の問題があるのみならず、これら
のコイル支えなどは高温と反応ガスやパージガス
に耐える材質でなければならないため、一般には
石英ガラスが使われているが、前記円板を石英ガ
ラスで形成しようとすると、その材料の調達ない
しは価格上の問題もある。

本考案は、前述したような点に鑑みなされたも
ので、コイルの径が大きくなつても実用的範囲に
おいてコイルの変形を十分に防止でき、かつコイ
ルの操作面に対して奥側の部分をも比較的容易に
高さ調整でき、さらに比較的安価に製作し得るエ
ピタキシヤル成長装置のコイル支え装置を提供す
るものである。

以下本考案の一実施例を示す第６図ないし第７
図について説明する。第６図において、１０はコ
イル、２１ａ，２１ｂ，２１ｃはコイル支えであ
る。なお、この第６図は前記コイル１０およびコ
イル支え２１ａないし２１ｃを下方から上向きに
見た図であり、同図において上方が操作面側、下
方が奥側である。これらのコイル支え２１ａない
し２１ｃは、Y₂O₃またはC_eO₂等の焼結助剤を添
加するかもしくは添加せずにホツトプレス法ある
いは常圧焼結法等の成形法によつて得られた高密
度Si₃N₄（シリコンナイトライド）あるいはSi₃N₄
とAl₂O₃の複合セラミツクであるサイアロンの板
状体からなつている。これらの３組のコイル支え
２１ａないし２１ｃは、それぞれコイル１０の中
心寄り位置から外周部まで放射状に設けられ、３
組のうちの１組のコイル支え２１ａは第６図にお
いて上方の前記操作面側に向けられ、他の２組の
コイル支え２１ｂ，２１ｃは前記コイル支え２１
ａと略120°の角度をなして装置の奥側（第６図に
おいて下方）に位置するように配置されている。

コイル支え２１ａないし２１ｃは、第７図にコ
イル支え２１ａの一部を代表させて示すように、
座２３、中空支柱２４、押さえ棒２５からなる固
定手段２２によりベースプレート２に対して固定
されている。

コイル支え２１ａないし２１ｃには、これらの
コイル支えに対してコイル１０を保持するための
保持手段２６が、第６図に示すように、コイル１
０の１ターン毎の下面に対応して、“ちどり”状
に配置されている。保持手段２６は、第７図に示
すようになつている。すなわち、コイル１０の下
面に溶接された固着ナツト２７に下方に向つて伸
びるボルト２８がねじ込み固定され、他方、コイ
ル支え２１ａ（２１ｂ，２１ｃについても同じ）
にはボルト２８をねじ係合してねじ対偶をなす保
持部材２９がつば３０とロツクナツト３１，３２
により回転のみ可能に取付けられ、保持部材２９
およびボルト２８を介してコイル１０をコイル支
え２１ａに対して所定の位置関係を保つて保持す
るようになつている。なお、前記ロツクナツト３
１，３２は図示のようにコイル支え２１ａの下面
側に配置され、保持部材２９を回すためのハンド
ル的な役目を持つように構成されている。

次いで本装置の作用について説明する。本装置
によれば、第６図から明らかなようにコイル１０
は外周部においても略120°の角度間隔でコイル支
え２１ａないし２１ｃに保持部材２６を介して保
持されることになり、第２図に示した従来装置に
対してコイル１０の特に外周部の保持間隔を相当
狭くすることができ、したがつてコイル１０の外
径が相当大きくなつてもコイル１０の変形を防止
して的確な保持が可能となる。

また、コイル１０とサセプタ７との全体的な間
隔は中空支柱２４および押え棒２５の長さによつ
て予じめ定められるが、組立後の全体的な間隔の
調整および部分的な間隔の調整は、コイル支え２
１ａ，２１ｂ，２１ｃなどの下方からロツクナツ
ト３１，３２により保持部材２９を回して、これ
とねじ対偶を形成しているボルト２８を上下に移
動させることにより行なわれる。このとき、コイ
ル支え２１ａは、装置の操作面側に位置している
ため、ベースプレート２とコイル支え２１ａとの
間に手を入れてスパナなどによりロツクナツト３
１，３２を回すことは比較的容易に行なえる。他
方、コイル支え２１ｂ，２１ｃは奥側に位置して
いるが、その操作面側には障害物がないため、こ
れらの下面に位置するロツクナツト３１，３２を
も比較的容易に回すことができる。また、前記コ
イル１０とサセプタ７の間隔調整は、コイル支え
２１ａないし２１ｃの下方に位置するロツクナツ
ト３１，３２によつて保持部材２９を回すのみで
よいため、より簡単に行なえる。さらにまた、本
装置のようにコイル支え２１ａないし２１ｃを、
ホツトプレス法あるいは常圧焼結法等の成形法に
よる高密度Si₃N₄ないしはSi₃N₄を主成分としY₂
O₃あるいはC_eO₂等の焼結助剤を添加したセラミ
ツクス焼結体またはSi₃N₄とAl₂O₃の複合セラミ
ツクス焼結体の板状体で形成すれば、これらのセ
ラミツクスは高周波絶縁性、耐熱性、高温強度、
耐機械的衝撃性ならびに耐熱衝撃性が優れている
と共に、塩化水素や水素ガス等の使用ガスと反応
しないなどの特性を有し、特殊な使用条件下に置
かれるコイル支えとして十分に耐え、特にコイル
１０とサセプタ７との間隔調整時にロツクナツト
３１，３２および保持部材２９などの金属で作ら
れている部材を回しても摩耗粉も生じないので、
わずかな微粉をもきらうエピタキシヤル成長装置
として非常に好ましい結果が得られ、また誤つて
コイル支え２１ａ〜２１ｃにスパナなどが当つて
も破損することがない。

第８図は、コイル１０を保持するための他の保
持手段２６ａを示すもので、ボルト２８ａをコイ
ル１０の下面に直接溶接し、他方、保持部材２９
ａはつば３０ａと止め輪３３によりコイル支え２
１ａに回転のみ可能に取付け、保持部材２９ａは
下方に位置する前記つば３０ａにより回転させる
ようにしたものである。

また、前述した実施例はコイル１０に固定した
ボルト２８，２８ａと保持部材２９，２９ａとの
間にねじ対偶を形成して保持部材２９，２９ａを
回すことによりコイル１０を上下動させるように
した例を示したが、保持部材とコイル１０との間
は単に回転のみ可能に連結し、保持部材とコイル
支え２１ａないし２１ｃとの間にねじ対偶を設け
てもよい等、種々変更可能である。また、コイル
支え２１ａないし２１ｃとしては図示のような板
状体に限らず、他の適宜な形状ないし構造として
もよいことは言うまでもない。

以上述べたように本考案によれば、コイル径が
大型のものでも、その変形を防止してコイルとサ
セプタとの間隔を所定の値に保つことができ、し
かも該間隔の調整を操作面側からより容易に行な
うことができ、これによりサセプタおよびその上
に載置されたウエハの温度をより的確に制御して
良好なエピタキシヤル成長を行なわせることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はエピタキシヤル成長装置の概要縦断面
図、第２図は従来のコイル支え装置を示す下面
図、第３図は第２図の−線による断面図、第
４図は第３図の−線による断面図、第５図は
第３図の−線による断面図、第６図は本考案
によるコイル支え装置の一実施例を示す断面図、
第７図は第６図の−線による拡大断面図、第
８図は本考案の他の実施例を示す部分拡大断面図
である。 １……ベルジヤ、２……ベースプレート、３…
…反応室、６……ノズル、７……サセプタ、１０
……高周波加熱コイル、１１……ウエハ、２１
ａ，２１ｂ，２１ｃ……コイル支え、２２……コ
イル支えの固定手段、２６……コイルの保持手
段、２８，２８ａ……ボルト、２９，２９ａ……
保持部材、３１，３２……ロツクナツト、３３…
…止め輪。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ サセプタの下方に設けた渦巻状の高周波加熱
   コイルにより前記サセプタおよびその上に載置
   されているウエハを加熱するようにしたエピタ
   キシヤル成長装置のコイル支え装置において、
   高周波加熱コイルの下方にその渦巻の中心寄り
   から放射状に伸びる３組のコイル支えを設ける
   と共に、該３組のコイル支えの中の１組をエピ
   タキシヤル成長装置の操作面側に向け、他の２
   組をこれと略120°の角度をなしてエピタキシヤ
   ル成長装置の奥側に配置し、高周波加熱コイル
   をそれと前記コイル支えの間に設けた保持手段
   により支持するようにしたことを特徴とするエ
   ピタキシヤル成長装置のコイル支え装置。 ２ 高周波加熱コイル、保持手段およびコイル支
   えの間にねじ対偶を有し、該ねじ対偶の一方を
   コイル支えの下面側から回すことにより高周波
   加熱コイルを上下動させるように構成されてい
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載のエピタ
   キシヤル成長装置のコイル支え装置。 ３ コイル支えが、Si₃N₄ないしはSi₃N₄を主成
   分としY₂O₃あるいはC_eO₂等の焼結助剤を添加
   したセラミツクス焼結体、もしくはSi₃N₄と
   Al₂O₃の複合セラミツクス焼結体の中のいずれ
   か１つの材料で形成されている実用新案登録請
   求の範囲第１または２項記載のエピタキシヤル
   成長装置のコイル支え装置。