TW303485B - - Google Patents

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B23/00Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02Epitaxial-layer growth
    • C30B23/06Heating of the deposition chamber, the substrate or the materials to be evaporated
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    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • C30B25/10Heating of the reaction chamber or the substrate

Description

經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 ---67 —_ 五、發明説明丨1 ) 憂之背景 本發明係有關一種在反應室之内部’以晶圓保持板支持 半導體晶圓’並在支持於該晶圓保持板之晶圓的下方,設 有加熱器’在加熱狀態下於晶圓表面進行氣相成長之氣相 成長裝置。 用技術之説明 每今爲止所使用之氣相成長裝置,例如係揭示於日本特 開平5-152207號中。此一氣相成長裝置,係以晶圓保持部 件支持晶圓’並利用配置於該晶圓保持部件下方之發熱體 進行加熱,而在晶圓表面形成氣相成長膜之氣相成長裝置 。例如’其係在基體之下面安裝朝上方延伸之中空圓筒禮 ,在其上端安装發熱體支持件。再者,於其上方配置姐狀 之反射板,於其内部收容發熱體,並在其上端安裝均熱板 。皿狀反射板之上端係位於均熱板之上方,此一上端處, 嵌固有環狀之晶圓保持板。該晶圓保持板之内周側形成有 埋頭孔’其内部配置有晶圓。 於此一氣相成長裝置中,反應室内係形成50·400 ^"之 減壓氛圍,由氣體導入口,係多量地導入二氣矽烷等之原 料氣體及氫氣等之攜帶氣體,如此進行氣相成長。此時, 晶圓係被1150ec左右之溫度加熱。 迄今爲止之氣相成長裝置中,加熱器之下側係設有鉬製 反射板,其對於加熱器會造成雜質污染,以致大幅降低加 ”,、器之壽命,疋爲其缺點。另一方面,當反射板係由SUS 或石英所形成之場合’在加熱處理後,以HN HF水溶液 ____ -4- ( CNS ) ( 2.0X29^57 I ^ 裝------訂--^丨~;--- (婧先M讀背面之注意ί項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消费合作社印装 A7 ----------B7 五、發明説明(2 ) 無法洗淨。這是因爲,HN〇3_HF水溶液會侵蚀反射板表面 所致。 y 發明之概要 、本發明之㈣,係在提供__種使用在加熱處理後,反射 效率不會低落至習用之程度的反射板之氣相成長裝置;此 反射板可因應必要由HN〇3 _HF水溶液洗淨而使其表面回復 到最初之平滑狀態,而改善反射效率。 本發明係以申請專利範圍第〖項所記載之氣相成長裝置, 解決上述課題。 於本發明中,反射板係由玻璃狀碳所形成,保溫筒係由 玻璃狀碳或石英玻璃所形成。當反射板由玻璃狀碳形成時 ,其表面係形成平滑狀態(所謂之「光亮」狀態),反射效 率良好。特別是當反射板之粗糙度設成Ra 〇 〇〇1〇 〇5#m時 ,反射效率會變得顯著。 即使因加熱處理導致反射板之表面變得不平滑,而降低 反射效率’惟因該反射板係由玻璃狀碳所形成,因此可簡 單地以HN〇3_HF水溶液洗淨其表面。如此,可使反射板之 表面再度成爲良好之平滑狀態。 本發明中所使用之玻璃狀碳,係外觀爲玻璃狀之硬質碳 ’例如,可由熱固性樹脂之固相碳化所生成。較佳之玻璃 狀碳’其容積密度係1.50-1.60 g/cm3,當容積密度未達丨.50 g/cm3時’反射板之氣孔會增多,以致反射效率低落。另一 方面,當該容積密度超過1.60 g/cm3時,則會變成不爲硬質 碳’以致易於產生粒子,而使得晶圓之生產率劣化。此外 本紙张尺度it财gjg)家料(CNS ) A4^ ( 2敷297公廣) I 1'^ ^--卜裝------訂--------{綵 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 3〇S485 五、發明説明(3 ) ’上述玻璃狀碳’其抗彎強度係1〇〇 MPa以上,當未達1〇〇 MPa時,在數百片之晶圓處理中,反射板會撓曲裂開。另 外,上述玻璃狀碳之電阻率係4000_4400 μΩ(;ιη,開氣孔率 係0.1%以下,蕭氏硬度係10〇以上,熱傳導率係5_1〇 w/m • K,如此才宜作爲反射板。 以下,茲就玻璃狀碳製之反射板的製法,以其一例説明 之。首先,將作爲原料之樹脂(例如呋喃系樹脂或盼系樹脂 等)形成一定之形狀,而後,在非氧化性氛圍中在9 〇 〇乇下 實施燒成,藉此可使樹脂形成爲玻璃狀碳。更具體言之, 係在對吱喃系樹脂添加0.1份聚合促進劑下進行聚合,將其 在模具内壓鑄成形。在將該樹脂以1 00X:以下加熱硬化後 ,進行一次加工。而後,於非氧化性氛圍中實施约100(rc 之一次燒成及約2000°c之二次燒成,在二次加工後,以金 剛石磨光將其研磨成鏡面。繼之,將其在自素系氣體氛圍 中,作2000°C以上之純化處理。 反射板,由反射效率之觀點而言,至少宜使其對向於加 熱器側之表面,形成爲Ra0.0(H-0_05jum之表面粗糙度,當 未達Ra 0.001 am之程度時,反射效率中無法顯現有意義之 差,且加工成本會成爲數十倍。當超過Ra 〇.〇5 jam時加熱處 理後之反射板的表面粗糙度降低,以致反射效率顯著地降 低。 實施例 以下,茲佐以圖面將本發明之實施例説明之。 於囷1中,基體10之下面上,安裝有朝上方延伸之中空圓 -6 - 本紙張尺度適用中國國家榡準(€阳)人4規格(2丨0,;<297公釐} f請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印裝 A7 B7 經濟部中央梂準局身工消费合作社印褽 五、發明説明(4 ) 筒體11,其上端安裝有加熱器支持件12。加熱器支持件12 上’介以絕緣棒1 3、反射板1 4及絕緣棒1 5安装有加熱件 16。反射板14,係由前述之玻璃狀碳所形成,由圖1可知 ,其係由圓板狀之底部、以及在其外周一體形成之圓筒狀 側部所構成,具有淺容器之形狀。中空圓筒體Π之下端, 係由蓋子1 8所關閉’中空圓筒體丨丨之内部,設有貢通蓋子 18接續於加熱器16之供電用配線17。加熱器16可急速加 熱至1000eC以上之高溫。 又’中空圓筒體11之周圍,設有將其包圍之中空轉軸2〇 ,中空轉軸20係藉軸承21以與中空圓筒體無關之方式,旋 轉自如地安装於基體1〇。中空轉軸2〇上安装有皮帶輪22, 可介以皮帶23由圖未示之馬達旋轉驅動。 中空轉軸2 0之上端’係藉由只表示一部份之鐘罩2 4延伸 至基體10之上面上方所形成的反應室25内,其上端係介以 鍵26固定有碳製之支持圓盤27。支持圓盤”上,以與支持 圓盤27可一體旋轉之方式安裝有石英玻璃、碳或陶瓷製之 支持環28。 、支持環2 8係包圍加熱器支持件12、反射板14及加熱器16 之外周,較加熱器16更向上方延伸。
支持環28之上端形成有階部31,階部31上嵌固有環狀之 :¾圓保持板32,晶圓保持體32之上面偏内周處形成之階部 内,係供保持晶圓W。由晶圓保持體32所 ,係被置成與加熱器16具有一定之間隔。〜圓W 支持環28之外周,同心狀地配置有與其具有—定間隙之 表紙張尺度適用中國 ----^------( ' 裝------訂----„---ί·ν . · - . (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(5 圓筒狀的保溫筒40。保溫筒40係由石英玻璃或玻璃狀碳所 形成。 其次,茲説明上述氣相成長裝置之動作。 在對加熱器16供電進行加熱的同時,令中空轉軸2〇旋轉 ,而使晶圓保持體32及晶圓W旋轉。晶圓w與晶圓保持體 32係藉加熱器16加熱。 晶圓保持體3 2係以將間隔保持於一定値之方式支持晶圓 W,並由加熱器16所加熱,據此而將晶圓…之外周加熱, 抑制該外周之溫度降低’具有使晶圓W之中心以至外周爲 止之全區域’成爲均一之溫度分布的功能。 當將晶圓W急速加熱至一定之氣相成長溫度,例如丨〇〇〇 C以上時,係將反應氣體於圖1中自上方朝晶圓w流下,藉 此而實施氣相成長。此時,不只是晶圓w之表面,晶圓保 持體32之表面上也形成有氣相成長膜。作爲反射板之材質 ,將等向性碳與玻璃狀碳比較時發現,等向性碳之場合, 會產生塵埃,在第一片晶圓時,即不得不中止使用,而在 使用玻璃狀碳之反射板時,晶圓至少在一千片後,仍能使 用0 特別是800-1150°C爲止可作90秒之高速昇溫的氣相成長 裝置,若使用本發明玻璃狀碳製反射板,可使氣相成長膜 厚之產率提高。 _ 圖面之簡單説明 圖1係本發明實施例之概略斷面圖。 -8 - 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨〇X297公釐) ---^-----^裝------訂----^---C i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

  1. Α8 Β8 C8 D8
    申請專利範圍 1. -種氣相成長裝置,係在反應室之内部以晶 持晶圓,並在由上述晶圓保持體所支持之晶圓的下 置加熱器,而在加熱狀態下於晶圓表面進行氣 Z, 其特徵係在: 成長; 設有將上述加熱器之至少朝下的熱予以反 4、久射板 ’上述反射板係由玻璃狀碳所形成者。 2. 根據申請專利範圍第1項之氣相成長裝置,其中該反射 板之表面中,至少朝向上述加熱器之部份的表面,具有 Ra(K〇〇l-〇.〇5//m之表面粗缺度者。 3·根據中請專利範圍第丨項之氣相成長裝置,其中該加熱 器係可急速加熱至1 〇〇〇。(:以上之高溫者。 4·根據申請專利範圍第丨項之氣相成長裝置,其中該玻璃 狀碳,其容積密度係1.50-1.60 g/cm3,抗彎強度係100 MPa以上者。 5.根據申請專利範圍第丨項之氣相成長裝置,其中該反射 板係由圓板狀之底部及圓筒狀之側部所構成,在由此等 部份所形成之圓筒空間内,係配置有上述加熱器者。 I I n n I ( 裝 I mu J ^ ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 -9 - 本紙張尺度逋用中國國家榡準(CNS ) ( 210X297公釐)
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