(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハを収容可能な円形凹部(21a)が形成されかつ表面にＳｉＣ膜が形成された黒鉛からなる板状のサセプタ(21)が複数枚用いられて角錐台形を形成するように反応室内に設置され、前記角錐台形の外表面に表出する凹部(21a)に収容されたウエハに気相成長させる気相成長装置において、
前記凹部(21a)が複数枚の前記サセプタ(21)の表面と裏面の双方にそれぞれ形成され、
複数枚の前記サセプタ(21)が表面と裏面を反転して前記反応室内にそれぞれ設置可能に構成された
ことを特徴とする気相成長装置。
【請求項２】
サセプタ(21)の表面に形成された凹部(21a)と裏面に形成された凹部(21b)の直径が異なる請求項１記載の気相成長装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サセプタが反応室内に設置された気相成長装置に関する。更に詳しくは、ウエハを収容可能な円形凹部が形成されかつ表面にＳｉＣ膜が形成された黒鉛からなる板状のサセプタが設置された気相成長装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハにエピタキシャル膜を成長させる気相成長装置として、加熱方法やサセプターの形状の違いにより各種構造の装置が提案されている。具体的には、円形平板上のサセプターを下側から加熱する縦型気相成長装置や、樽型のサセプターを側面の高周波コイルにより加熱するバレル型気相成長装置が知られており、最近では枚葉型の気相成長装置が開発されている。これらの気相成長装置の反応室内には黒鉛の表面にＳｉＣ膜をコーティングしたサセプタが配置され、このサセプタにはエピタキシャル膜を成長させるウエハを収容可能な円形凹部が形成される。
【０００３】
これらの装置では、サセプタの凹部にエピタキシャル膜を成長させるウエハを収容した状態で反応室を減圧し、ランプ等の加熱手段によりその反応室内においてウエハを直接あるいは間接的に加熱し、同時に反応性ガスあるいは原料ガスを反応室内部に供給して、ウエハの表面に単結晶、多結晶または非品質の固体、例えばシリコンなどの半導体、酸化物、窒化物、金属、合金、その他の化合物の析出を行い、エピタキシャル膜を成長させている。
しかし、ＳｉＣ膜をコーティングしたサセプタでは、金属粒子がそのＳｉＣ表面に付着するとその部分で化学反応が生じ、ＳｉＣ膜がエッチングされ、その部分のＳｉＣ膜にピンホールが形成される不具合があった。このため、凹部におけるＳｉＣ膜にピンホールが形成されると、黒鉛からの不純物のガスがそこから放出され、凹部に収容されたウエハと反応し、ウエハの裏面にピンホール跡が発生する不具合があった。そこで従来では、ＳｉＣ膜にピンホールが形成されるとサセプタを交換し、ウエハにピンホール跡が発生することを防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＳｉＣ膜にピンホールが形成される度にサセプタを交換し、その交換したサセプタを廃棄処分することは資源の有効活用の観点から妥当でなく、エピタキシャル膜を成長させる単価を押し上げる要因となっていた。このため、サセプタの寿命を延長できればかかる単価を低減させることもできる。
本発明の目的は、サセプタの寿命を延長し得る気相成長装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、ウエハを収容可能な円形凹部２１ａが形成されかつ表面にＳｉＣ膜が形成された黒鉛からなる板状のサセプタ２１が複数枚用いられて角錐台形を形成するように反応室内に設置され、その角錐台形の外表面に表出する凹部２１ａに収容されたウエハに気相成長させる気相成長装置の改良である。
その特徴ある構成は、更に図３に示すように、凹部２１ａ，２１ｂが複数枚のサセプタ２１の表面と裏面の双方にそれぞれ形成され、複数枚のサセプタ２１が表面と裏面を反転して反応室内にそれぞれ設置可能に構成されたところにある。
この請求項１に係る気相成長装置では、ＳｉＣ膜にピンホールが形成されるとサセプタ２１の表面と裏面を反転することにより、サセプタ２１の裏面に形成された凹部２１ｂが新たに表面に表出する。この新たに表出した凹部２１ｂに気相成長させる新たなウエハを収容して気相成長させことにより、サセプタ２１の寿命を従来より延長させる。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、図３に示すように、サセプタ２１の表面に形成された凹部２１ａと裏面に形成された凹部２１ｂの直径Ｄ１，Ｄ２が異なる気相成長装置である。
この請求項２に係る気相成長装置では、サセプタ２１の表面と裏面を反転させることにより直径の異なる複数種類のウエハを単一のサセプタ２１により気相成長させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に気相成長装置の一つであるバレル型気相成長装置１０の概略構成断面図を示す。この気相成長装置１０は、反応ガスが供給される反応室として石英で形成されるベルジャ１１と、このベルジャ１１の上に配設され反応ガスの漏れを防止するステンレス鋼製のガスリング１２と、ベルジャ１１の他端側に配設され、ステンレス鋼で形成されて反応ガスを排出するイグゾーストフランジ１３と、ガスリング１２との間でベルジャ１１内の気密を保持するトッププレート１５と、上記ガスリング１２を介してベルジャ１１内に連通し、反応ガスを供給する供給管１６と、この供給管１６の中間に配設され、反応ガスの供給流量を調整する流量調整バルブ１７ａ及びメインバルブ１７と、ベルジャ１１の周囲に設けられたランプ１８とを備える。板状のサセプタ２１はベルジャ１１の上側開口部から挿通されてそのベルジャ１１により形成される反応室内に設置され、半導体ウエハ２２を側面に収容するための凹部２１ａが形成される。
【０００８】
図２に示すように、このバレル型気相成長装置１０では板状のサセプタ２１が５枚使用され、これら５枚のサセプタ２１は５角錐台形状に反応室内に設置される。５枚のサセプタ２１にそれぞれウエハを収容可能な円形凹部２１ａがそれぞれ形成され、かつ表面にＳｉＣ膜がそれぞれ形成される。この気相成長装置１０は５枚のサセプタ２１の表面と裏面を反転しても反応室内に設置可能に構成され、図３に示すように、ウエハを収容する凹部２１ａ，２１ｂはサセプタ２１の表面と裏面の双方にそれぞれ形成される。サセプタ２１の表面に形成された凹部２１ａと裏面に形成された凹部２１ｂの直径は異なるように形成され、この実施の形態では表面に形成された凹部２１ａの直径Ｄ１が裏面に形成された凹部２１ｂの直径Ｄ２より大きく形成される。
【０００９】
図１に戻って、この気相成長装置１０を用いてウエハに気相成長させるには、先ず、サセプタ２１の表面に形成された凹部２１ａに気相成長させる図示しないウエハを収容する。その状態でランプ１８によりその反応室内においてウエハを加熱し、同時にメインバルブ１７を開放して原料ガスを反応室内部に供給する。原料ガスは図の実線矢印で示すように流れ、ウエハの表面に単結晶、多結晶または非品質の固体、例えばシリコンなどの半導体、酸化物、窒化物、金属、合金、その他の化合物が析出される。この時の原料ガス流の調整は流量調整バルブ１７ａにより行われる。
【００１０】
一方、原料ガスが反応室内に供給され、ＳｉＣ膜をコーティングしたサセプタ２１に金属粒子が接触すると、その部分で化学反応が生じ、凹部２１ａにおけるＳｉＣ膜がエッチングされ、その凹部２１ａにおけるＳｉＣ膜にピンホールが形成される。このため、ＳｉＣ膜にピンホールが形成されるとサセプタ２１の表面と裏面を反転して反応室内に設置する。これにより、サセプタ２１の裏面に形成された凹部２１ｂが表面に表出し、この新たに表出した凹部２１ｂに気相成長させる新たなウエハを収容して気相成長させる。この結果、サセプタ２１の寿命は従来の２倍になる。なお、この実施の形態ではサセプタ２１の表面に形成された凹部２１ａと裏面に形成された凹部２１ｂの直径は異なるように形成しているので、サセプタ２１の表面と裏面を反転させることにより直径の異なる複数種類のウエハを単一のサセプタ２１により気相成長させることができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、凹部をサセプタの表面と裏面の双方に形成し、サセプタが表面と裏面を反転して反応室内に設置可能に構成したので、ＳｉＣ膜にピンホールが形成されるとサセプタの表面と裏面を反転すれば、サセプタの裏面に形成された凹部が新たに表面に表出し、この新たに表出した凹部に気相成長させる新たなウエハを収容して気相成長させことにより、サセプタの寿命を従来より延長させることができる。
また、表面に形成された凹部と裏面に形成された凹部の直径が異なれば、サセプタの表面と裏面を反転させることにより直径の異なる複数種類のウエハを単一のサセプタにより気相成長させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置であるバレル型気相成長装置の概略構成図。
【図２】その装置に設置されたサセプタの拡大斜視図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【符号の説明】
１０  気相成長装置
２１  サセプタ
２１ａ  表面に形成された円形凹部
２１ｂ  裏面に形成された円形凹部
【図１】
0003610899.tif 000002
【図２】
0003610899.tif 000003
【図３】
0003610899.tif 000004