(57)【要約】【課題】ステンレス等の金属部品の腐食を軽減することができ、メンテナンスの容易な気相成長装置を提供する。【解決手段】気相成長装置１は、円環状の金属製のベースリング１０と、ベースリング１０を上下から挟んでチャンバー２を構成する石英製のアッパードーム８およびロアドーム９とを備える。チャンバー２内部には、アッパーライナー１６およびロアライナー１７と、上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハＷが載置されるサセプタ４を備える。  反応炉の内壁面の一部を構成するベースリング１０の内周壁面を石英ガラス板よりなるチャンバーシールド１５で覆ったことにより、上部反応炉３と下部反応炉５との間に生ずる炉内容積変化の差を修正するために、ロアライナー１７に炉内容積調整用の凹陥部１７ｂを設ける。【選択図】      図１
2008235830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面の少なくとも一部に気相成長層を形成するための被加工物を支持する支持具と、
前記気相成長層もしくは前記被加工物に対し汚染物質となり得る金属よりなる金属製部品を含む複数の構成部材により、前記支持具の周囲を包囲することで形成された反応炉と、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記金属製部品の前記内壁面の少なくとも一部を、前記気相成長層もしくは前記被加工物に対し汚染物質とならない物質で覆ったことを特徴とする気相成長装置。
【請求項２】
上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハを支持するウェーハ支持台と、
金属製部品を含む複数の構成部材により前記ウェーハ支持台の周囲を包囲することで形成された反応炉と、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記金属製部品の前記内壁面の少なくとも一部を、石英ガラス板で覆ったことを特徴とする気相成長装置。
【請求項３】
反応炉内に配置され、上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハが載置されるサセプタと、
円環状の金属製のベースリングと、
前記ベースリングを上下から挟んで前記反応炉を構成するための石英製のアッパードームおよびロアドームと、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記ベースリングの内周壁面の少なくとも一部を、前記エピタキシャル層もしくは前記ウェーハに対し汚染物質とならない物質で覆ったことを特徴とする気相成長装置。
【請求項４】
前記汚染物質とならない物質が、石英であることを特徴とする請求項１または３に記載の気相成長装置。
【請求項５】
前記金属製部品は前記反応炉内にガスを供給するガス流入口または前記反応炉内のガスを排出するガス排出口の少なくとも一方を有し、
前記金属製部品の前記内壁面の少なくとも一部とは、前記ガス流入口もしくは前記ガス排出口の少なくとも何れか一方に隣接する内壁面であることを特徴とする請求項１または２に記載の気相成長装置。
【請求項６】
前記金属製部品は前記反応炉内にガスを供給するガス流入口または前記反応炉内のガスを排出するガス排出口の少なくとも一方を有し、
前記ガス流入口または前記ガス排出口の少なくとも一方の内壁面を石英で覆っていることを特徴とする請求項１または２に記載の気相成長装置。
【請求項７】
反応炉内に配置され、上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハが載置されるサセプタと、
円環状の金属製のベースリングと、
前記ベースリングを上下から挟んで前記反応炉を構成するための石英製のアッパードームおよびロアドームと、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記ベースリングの内周壁面を、着脱可能な石英ガラス板よりなるチャンバーシールドで覆ったことを特徴とする気相成長装置。
【請求項８】
前記反応炉の温度と前記ベースリングを構成する素材の熱膨張係数より、高温域での前記ベースリングの膨張寸法を求め、
前記反応炉の温度と前記チャンバーシールドを構成する素材の熱膨張係数より、高温域での前記チャンバーシールドの膨張寸法を求め、
これら両者の膨張寸法を考慮して、前記ウェーハの反応処理中の熱膨張によって、前記チャンバーシールドの外周面が前記ベースリングの内周壁面に接触して割れないように前記チャンバーシールドを形成したことを特徴とする請求項７に記載の気相成長装置。
【請求項９】
反応炉内に配置され、上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハが載置されるサセプタと、
円環状の金属製のベースリングと、
前記ベースリングを上下から挟んで前記反応炉を構成するための石英製のアッパードームおよびロアドームと、
前記反応炉内に配置されたアッパーライナーおよびロアライナーと、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記ベースリングの内周壁面を石英ガラス板よりなるチャンバーシールドで覆ったことにより、前記反応炉の前記サセプタより上側の上部反応炉と前記反応炉の前記サセプタより下側の下部反応炉との間に生ずる炉内容積変化の差を修正するために、前記アッパーライナーもしくは前記ロアライナーの少なくとも何れか一方に炉内容積調整用の調整部を設けたことを特徴とする気相成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハにエピタキシャル層を生成させるための気相成長装置に関し、特に、メンテナンスの容易な気相成長装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスを作製するための原料ウェーハとして用いられるウェーハは、チョクラルスキー法（ＣＺ法）や浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）等により単結晶の半導体インゴットを成長させ、成長した半導体インゴットの外周を円筒研削盤等により研削して整形し、これをスライス工程でワイヤソーによりスライスして形成される。
その後、面取り工程でウェーハ周縁部の面取り加工を行い、ラッピング工程による平坦化加工及びエッチング処理工程を経て、一次研磨・二次研磨した後、ウェーハ洗浄を施して鏡面ウェーハとしている。
【０００３】
更に鏡面ウェーハ基板上に同じ結晶方位をもったシリコンの単結晶層を成長させることにより、結晶欠陥がなく、所望の抵抗率を有するシリコンウェーハを製造する技術が知られている。
このシリコンの単結晶層は、例えば直径が２００ｍｍで厚さが０．７５ｍｍのウェーハの場合に数μｍ程度の厚さを有する極薄い層であり、一般的にエピタキシャル層と呼ばれる。このエピタキシャル層の生成に用いられる気相成長装置として、シリコンウェーハを１枚ずつ処理する枚葉式と称される枚葉式気相成長装置がある（例えば、特許文献１〜６参照）。
【０００４】
図８は枚葉式気相成長装置を模式的に示した縦断面図である。
この気相成長装置３１においては、通常、ウェーハＷを１枚だけ水平に支持するサセプタ４がチャンバー２内に設けられている。チャンバー２は、円環状のベースリング１０を透明石英よりなるアッパードーム８とロアドーム９によって上下から挟んでなり、内部の閉空間は反応炉となっている。気密性を保つために、アッパードーム８とベースリング１０の間にはＯリング１１を、ロアドーム９とベースリング１０の間にはＯリング１２をそれぞれ挟んでいる。
【０００５】
ウェーハＷにエピタキシャル層を成長させるためには、反応ガス（原料ガス及びキャリアガス）をウェーハＷの上面に沿って流し、サセプタ４の上に支持されたウェーハＷを１０００〜１２００℃程度の高温に加熱する必要がある。このため、反応炉を加熱する熱源６，７をチャンバー２の上下に備えている。上下の熱源６，７としては赤外線ランプや遠赤外線ランプを使用することができ、チャンバー２の上下から輻射熱によりサセプタ４及びウェーハＷを加熱する。
【０００６】
チャンバー２の左右には開口１０ａ，１０ｂが形成されており、一方のガス流入口１０ａから上部反応炉３内に原料ガスおよびキャリアガスが流入し、他方のガス排出口１０ｂから反応後のガスおよびキャリアガスが排出される。また、チャンバー２の下方からはパージガスとして水素Ｈ２が供給され、下部反応炉５に充満したパージガスはロアライナー１７に設けられたパージガス排出穴１７ａを通してガス排出口１０ｂから排出される。
原料ガスは、一般にトリクロロシランＳｉＨＣｌ３やジクロロシランＳｉＨ２Ｃｌ２等のクロロシラン系ガスが用いられる。これらのガスはキャリアガスである水素Ｈ２とともに上部反応炉３内に導入され、ウェーハ表面において熱ＣＶＤ反応によりエピタキシャル層を生成する。
【０００７】
サセプタ４は円板形状をしており、その直径はウェーハＷよりも大きい。サセプタ４は板面が水平になるように配置されており、サセプタ４の上面にはウェーハＷが収納される円形状のウェーハ収納用凹部を設けている。サセプタ４は、ウェーハＷを加熱する際にウェーハ全体の温度を均一に保つ均熱盤としての役割を果たす。
サセプタ４はエピタキシャル層の成長処理操作の間、ウェーハＷの板面と平行な面内において、鉛直軸を回転中心として回転動を行う。
【０００８】
サセプタ４の下面にはサセプタサポート２５ａが当接し、サセプタ４を下方から支持している。サセプタ支持軸２１の頂上部に３本のサポートアーム２５（図８においては、２本しか図示されていない）が設けられており、それぞれの先端部にサセプタサポート２５ａを有する。各サポートアーム２５は上方から見たときにそれぞれが１２０°の角度を成すように、サセプタ支持軸２１の中心から放射状に配置されている。
サセプタ４は、サセプタ４の中心とサセプタ支持軸２１の軸心とが一致するようにサセプタサポート２５ａに載置され、サセプタ支持軸２１の回転によりサセプタ４が左右に揺れることなく安定して回転する。サセプタ支持軸２１への回転は、不図示の回転駆動用モータによって与えられる。
サセプタ支持軸２１及びサポートアーム２５は、下部熱源７からの光を遮ることのないよう、高純度の透明な石英によって形成される。
【特許文献１】特開２００３−１３３３９７号公報
【特許文献２】特開２００３−１４２４１２号公報
【特許文献３】特開２００３−１９７５３２号公報
【特許文献４】特開２００３−２２９３７０号公報
【特許文献５】特開２００４−６３７７９号公報
【特許文献６】特開２００３−１２４２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に上記のような気相成長装置においては、ベースリング１０がステンレスなどの金属により構成される。
このベースリング１０は、原料ガスとして用いられているトリクロロシランＳｉＨＣｌ３やジクロロシランＳｉＨ２Ｃｌ２等のクロロシラン系ガスと接触することにより腐食する。ステンレス部品は一度腐食されるとウェーハ処理中には腐食を防ぐ手段がなく、腐食した酸化鉄などの金属粉がウェーハ中に熱拡散してシリコンウェーハの抵抗値やＳＲプロファイル（内部抵抗急峻性）が損なわれる。
【００１０】
さらに、原料ガスとして用いられているトリクロロシランＳｉＨＣｌ３やジクロロシランＳｉＨ２Ｃｌ２等のクロロシラン系ガスが化学反応を起こし、副反応生成物としてＳｉｘ−Ｈｙ−Ｃｌｚ化合物が生成される。副反応生成物であるＳｉｘ−Ｈｙ−Ｃｌｚ化合物は、アッパーライナー１６とロアライナー１７によって形成されるガス流入用通路１８やガス排出用通路１９の付近に特に堆積する傾向にある。そのため、他の部分に比べてガス流入口１０ａ付近およびガス排出口１０ｂ付近には副反応生成物が多く堆積する。
図６は、図８のガス排出口１０ｂ近辺を示す拡大図である。図６に示すようにＳｉｘ−Ｈｙ−Ｃｌｚ化合物は副反応生成物３２（鎖線で示す）として、ガス流路であるアッパーライナー１６やロアライナー１７に付着して堆積する。堆積した副反応生成物３２がウェーハＷの処理中に剥離するとウェーハ汚染の原因となるため、定期的にアッパーライナー１６とロアライナー１７をフッ酸で洗浄し、堆積物を除去する必要がある。
【００１１】
図７はフッ酸洗浄後のガス排出口１０ｂ近辺を示す拡大図である。アッパーライナー１６とロアライナー１７は不透明石英よりなるため、フッ酸洗浄により浸食される。そのため、フッ酸洗浄を繰り返すにつれて徐々にやせ細り、図７に示すようにベースリング１０との間に隙間３３が形成される。そして、この隙間３３に原料ガスが入り込み、ベースリング１０の腐食をさらに促進させる。
【００１２】
また、副反応生成物として生成されたＳｉｘ−Ｈｙ−Ｃｌｚ化合物は、隙間３３やベースリング１０のガス流入口１０ａやガス排出口１０ｂの近辺にも堆積する。このように上部反応炉３の内部には副反応生成物が堆積するため、それらを除去するためにも定期的に清掃しなければならない。
その際、チャンバー２の内部を大気に開放する必要があり、大気の流入によりステンレス部品表面に固着している副反応生成物が大気中の水分に晒される。
その結果、副反応生成物であるＳｉｘ−Ｈｙ−Ｃｌｚ化合物が加水分解され、塩酸ＨＣｌが生成される。そして、この塩酸ＨＣｌがステンレス部品をさらに腐食させる。
【００１３】
特に、副反応生成物であるＳｉｘ−Ｈｙ−Ｃｌｚ化合物はガス流入用通路１８やガス排出用通路１９の付近に多く堆積される傾向にあるため、チャンバー２を大気開放する際にガス流入口１０ａやガス排出口１０ｂにおけるベースリング１０の腐食が著しい。
腐食したステンレスはゲル状になってベースリング１０のガス流入口１０ａやガス排出口１０ｂの近辺に付着し、さらなる汚染の原因にもなる。また、このゲル状の付着物（デポジション）はスクレーパーなどのヘラを使って除去する必要があり、メンテナンス作業に時間がかかる原因となっていた。
【００１４】
本出願に係る発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ステンレス等の金属部品の腐食を軽減することができる気相成長装置の構造を提供することにある。
また、本出願のその他の目的とするところは、デポジションの発生を抑制することができ、メンテナンスの容易な気相成長装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、
表面の少なくとも一部に気相成長層を形成するための被加工物を支持する支持具と、
前記気相成長層もしくは前記被加工物に対し汚染物質となり得る金属よりなる金属製部品を含む複数の構成部材により、前記支持具の周囲を包囲することで形成された反応炉と、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記金属製部品の前記内壁面の少なくとも一部を、前記気相成長層もしくは前記被加工物に対し汚染物質とならない物質で覆ったことを特徴とする気相成長装置である。
【００１６】
また、本出願に係る第２の発明は、
上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハを支持するウェーハ支持台と、
金属製部品を含む複数の構成部材により前記ウェーハ支持台の周囲を包囲することで形成された反応炉と、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記金属製部品の前記内壁面の少なくとも一部を、石英ガラス板で覆ったことを特徴とする気相成長装置である。
【００１７】
さらに、本出願に係る第３の発明は、
反応炉内に配置され、上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハが載置されるサセプタと、
円環状の金属製のベースリングと、
前記ベースリングを上下から挟んで前記反応炉を構成するための石英製のアッパードームおよびロアドームと、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記ベースリングの内周壁面の少なくとも一部を、前記エピタキシャル層もしくは前記ウェーハに対し汚染物質とならない物質で覆ったことを特徴とする気相成長装置である。
【００１８】
また、本出願に係る第４の発明は、
前記汚染物質とならない物質が、石英であることを特徴とする上記第１または第３の発明に記載の気相成長装置である。
【００１９】
さらに、本出願に係る第５の発明は、
前記金属製部品は前記反応炉内にガスを供給するガス流入口または前記反応炉内のガスを排出するガス排出口の少なくとも一方を有し、
前記金属製部品の前記内壁面の少なくとも一部とは、前記ガス流入口もしくは前記ガス排出口の少なくとも何れか一方に隣接する内壁面であることを特徴とする上記第１または第２の発明に記載の気相成長装置である。
【００２０】
また、本出願に係る第６の発明は、
前記金属製部品は前記反応炉内にガスを供給するガス流入口または前記反応炉内のガスを排出するガス排出口の少なくとも一方を有し、
前記ガス流入口または前記ガス排出口の少なくとも一方の内壁面を石英で覆っていることを特徴とする上記第１または第２の発明に記載の気相成長装置である。
【００２１】
さらに、本出願に係る第７の発明は、
反応炉内に配置され、上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハが載置されるサセプタと、
円環状の金属製のベースリングと、
前記ベースリングを上下から挟んで前記反応炉を構成するための石英製のアッパードームおよびロアドームと、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記ベースリングの内周壁面を、着脱可能な石英ガラス板よりなるチャンバーシールドで覆ったことを特徴とする気相成長装置である。
【００２２】
また、本出願に係る第８の発明は、
前記反応炉の温度と前記ベースリングを構成する素材の熱膨張係数より、高温域での前記ベースリングの膨張寸法を求め、
前記反応炉の温度と前記チャンバーシールドを構成する素材の熱膨張係数より、高温域での前記チャンバーシールドの膨張寸法を求め、
これら両者の膨張寸法を考慮して、前記ウェーハの反応処理中の熱膨張によって、前記チャンバーシールドの外周面が前記ベースリングの内周壁面に接触して割れないように前記チャンバーシールドを形成したことを特徴とする上記第７の発明に記載の気相成長装置である。
【００２３】
さらに、本出願に係る第９の発明は、
反応炉内に配置され、上面にエピタキシャル層を気相成長させるためのウェーハが載置されるサセプタと、
円環状の金属製のベースリングと、
前記ベースリングを上下から挟んで前記反応炉を構成するための石英製のアッパードームおよびロアドームと、
前記反応炉内に配置されたアッパーライナーおよびロアライナーと、
を備える気相成長装置において、
前記反応炉の内壁面の一部を構成する前記ベースリングの内周壁面を石英ガラス板よりなるチャンバーシールドで覆ったことにより、前記反応炉の前記サセプタより上側の上部反応炉と前記反応炉の前記サセプタより下側の下部反応炉との間に生ずる炉内容積変化の差を修正するために、前記アッパーライナーもしくは前記ロアライナーの少なくとも何れか一方に炉内容積調整用の調整部を設けたことを特徴とする気相成長装置である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、気相成長装置の反応炉内で使用されるステンレス等の金属部品の腐食を軽減することができる。
また、本発明の気相成長装置によれば、副反応生成物の堆積を抑制することができるため、メンテナンス作業が容易になり、製品の歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の一実施の形態に係る気相成長装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る気相成長装置を模式的に示す縦断面図である。気相成長装置１は、ウェーハ上にエピタキシャル層を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造する装置である。図１は気相成長処理をウェーハ１枚毎に行う枚葉式の気相成長装置を例に示しているが、本発明は複数枚のウェーハを同時に処理するバッチ式の気相成長装置にも適用することができる。
【００２６】
図１において、気相成長装置１は反応炉を構成するチャンバー２と、チャンバー２内に配置されたサセプタ４と、チャンバー２の外部に配置されて上下よりサセプタ４およびウェーハＷを加熱する熱源６，７とを備えている。
チャンバー２は円環状のベースリング１０をアッパードーム８とロアドーム９によって上下から挟んでなり、内部は閉空間となっている。本願においてはチャンバー２により構成される反応炉のサセプタ４より上部の空間を上部反応炉３と称し、サセプタ４より下部の空間を下部反応炉５と称する。
【００２７】
チャンバー２内の気密性を保つために、アッパードーム８とベースリング１０の間にはＯリング１１を、ロアドーム９とベースリング１０の間にはＯリング１２をそれぞれ挟んでいる。Ｏリング１１，１２としては耐熱性に優れた樹脂製のＯリングなどを使用する。
図１では３本のＯリング１１および３本のＯリング１２を設けた例を示しているが、Ｏリング１１およびＯリング１２は３本である必要はなく、３本以上でも３本以下でも良い。また、Ｏリングの替わりに他のシール部材を用いても良い。
【００２８】
アッパードーム８は概ね円板状をしており、円形平板の天板部８ａと、その外周を取り囲むように一体に形成された環状平板のベース部８ｂとからなる。天板を構成する天板部８ａは熱源６からの光を遮らないように透明な石英板からなり、外周部を構成するベース部８ｂは天板よりも厚手の不透明石英板からなる。
本実施の形態においては天板部８ａが平板の例を示しているが、上部反応炉３の外側に向けて凸状に湾曲していても、内側に向けて凹状に湾曲していても良い。
アッパードーム８はベースリング１０に対して着脱が可能であり、反応炉のメンテナンス時にはアッパードーム８をベースリング１０から取り外してチャンバー２内のメンテナンス作業を行う。
【００２９】
ロアドーム９は、ロート状の底板部９ａと、底板部９ａの上部に連続して形成された円筒状の側壁部９ｂ及び、その側壁部９ｂの上端部に外周を取り囲むように外側に突出して一体に形成されたフランジ状のベース部９ｃとからなる。底板部９ａ及び側壁部９ｂを構成する部分は熱源７からの光を遮らないように透明な石英からなり、外周部を構成するベース部９ｃは底板部９ａよりも厚手の不透明石英板からなる。
ロアドーム９の下半分は、従来から知られている一般的な気相成長装置と同様な構造であり、本発明においては重要ではないため図示を省略している（省略部については特開２００３−１３３３９７号公報，特開２００４−６３７７９号公報，特開２００３−１２４２８７号公報等を参照）。
ロアドーム９はベースリング１０に対して着脱が可能であり、下部反応炉５のメンテナンス時にはロアドーム９をベースリング１０から取り外して炉内のメンテナンス作業を行うことができる。
【００３０】
ベースリング１０はステンレス製の円環状部材からなり、内周面はベースリング１０を上方から見たときに円形をなす直穴を構成する。ベースリング１０の上面にはアッパードーム８のベース部８ｂが嵌まり込むように凹状に加工した円形の座面が形成され、下面にはロアドーム９のベース部９ｃが嵌まり込むように凹状に加工した円形の座面が形成されている。上面の座面にはＯリング１１を入れるための環状の溝を、下面の座面にはＯリング１２を入れるための環状の溝をそれぞれ設けている。
アッパードーム８はベースリング上面の座面の上にＯリング１１を挟んだ状態で載置される。一方、ロアドーム９はベースリング下面の座面にＯリング１２を挟んだ状態で嵌合する。図示を省略しているが、円環状のベースリング１０の外周はさらに不図示のブラケットに嵌合している。
【００３１】
図２はベースリング１０を概略的に示す斜視図である。図２に示すようにベースリング１０の図示左方（図１の図示左方に一致）の壁面には、ベースリング１０の外壁面からベースリング１０の内周壁まで水平方向に貫通するガス流入口１０ａが形成されている。ガス流入口１０ａは開口断面が横方向に長い長穴形状であり、２本形成されている。２本のガス流入口１０ａは互いに左右に隣接して数ｍｍ〜数ｃｍの間隔をあけて並走している。
一方、ベースリング１０の図示右方（図１の図示右方に一致）の壁面には、ベースリング１０の内周壁面からベースリング１０の外壁まで水平方向に貫通するガス排出口１０ｂが形成されている。ガス排出口１０ｂは開口断面が横方向に長い長穴形状であり、ガス流入口１０ａと同様に２本形成されている。２本のガス排出口１０ｂは互いに左右に隣接して数ｍｍ〜数ｃｍの間隔をあけて並走している。ガス排出口１０ｂはガス流入口１０ａに対し、ベースリング１０の真反対側に対向する内周壁面に形成されている。
【００３２】
図１に示すように、ガス流入口１０ａの内壁には石英製のガラスパイプ１３が差し込まれ、ガス排出口１０ｂの内壁には石英製のガラスパイプ１４が差し込まれている。ガラスパイプ１３及びガラスパイプ１４はそれぞれガス流入口１０ａ及びガス排出口１０ｂの内壁面にほぼ隙間なく嵌合する。
ガス流入口１０ａから供給された反応ガス（原料ガス及びキャリアガス）はガラスパイプ１３内を通り、上部反応炉３内を流れ、ガラスパイプ１４内を通ってガス排出口１０ｂよりチャンバー２の外に排出される。ガラスパイプ１３及びガラスパイプ１４を設けることにより、反応ガスがガス流入口１０ａおよびガス排出口１０ｂの内壁面に接触することを抑制することができる。
【００３３】
図２に示すベースリング１０の手前側の壁面にはウェーハ搬出入口１０ｃが形成されている。ウェーハ搬出入口１０ｃは開口断面が横方向に長い長穴形状であり、開口の横幅はウェーハＷの直径よりも大きい。ウェーハ搬出入口１０ｃを通して上部反応炉３内にウェーハＷが搬入され、また、エピタキシャル層の成長処理が終わったウェーハＷはウェーハ搬出入口１０ｃより上部反応炉３の外に搬出される。ウェーハＷの搬入および搬出は周知の搬送用ハンドによって行われる。
尚、上述したガス流入口１０ａ及びガス排出口１０ｂ並びにウェーハ搬出入口１０ｃの開口形状、大きさ、配置位置は、ウェーハＷの大きさ等を考慮して適切な寸法を採用すれば良い。
【００３４】
図１に示すようにベースリング１０の内側にはチャンバーシールド１５を備えている。チャンバーシールド１５は概ね円筒形状をした石英部材であり、大径の円筒と小径の円筒を縦断面形状がクランク状になるように接続してなる。
図４は図１のガス排出口１０ｂ近辺を示す拡大図である。チャンバーシールド１５は外周面がベースリング１０の内壁とロアドーム９のベース部９ｃの内壁面に沿って配置される形状に形成する。
【００３５】
より具体的には、反応炉内に露出したベースリング１０のウェーハ反応処理中の温度とステンレスの熱膨張係数より、高温域でのベースリング１０の膨張寸法を算出する。また、ウェーハの反応処理中の温度と石英の熱膨張係数より、高温域でのチャンバーシールド１５の膨張寸法を算出する。そして、チャンバーシールド１５の外周の寸法を、ウェーハの反応処理中に熱膨張によってチャンバーシールド１５の外周面がベースリング１０の内壁に接触して割れない寸法に形成する。
例えば両者の膨張寸法を考慮して、チャンバーシールド１５の外寸法を、ステンレスで構成されたベースリング１０の内寸法よりも、例えば０．３ｍｍだけ縮小した寸法で加工する。これにより、ウェーハＷの反応処理中の高温域でもチャンバーシールド１５をベースリング１０に実質的に密着させたままにすることができ、且つチャンバーシールド１５が割れることなく装置を運転することができる。
【００３６】
図４においては、チャンバーシールド１５は外周面がベースリング１０の内壁とロアドーム９のベース部９ｃの内壁面に沿って配置されているが、チャンバーシールド１５の下端はロアドーム９の側壁部９ｂにまで延在しても良い。
チャンバーシールド１５はクランク部がロアドーム９のベース部９ｃの内壁面に載置されているだけであり、メンテナンスの際には取り外しが可能である。チャンバーシールド１５を構成する石英は透明石英でも不透明石英でも何れでも良く、または、ＳｉやＳｉＣでチャンバーシールド１５を形成しても良い。
【００３７】
図３（Ａ）はチャンバーシールド１５を上方から見た平面図、図３（Ｂ）はチャンバーシールド１５を図１の右方向から見た側面図である。図３に示すように、ベースリング１０のガス流入口１０ａ及びガス排出口１０ｂに対応する位置に、ガス流入用開口１５ａ及びガス排出用開口１５ｂが形成されている。ガス流入用開口１５ａ及びガス排出用開口１５ｂの開口形状は、ガス流入口１０ａ及びガス排出口１０ｂの開口形状と同一形状である。
さらに、ベースリング１０のウェーハ搬出入口１０ｃに対応する位置に、ウェーハ搬出入用開口１５ｃが形成されている。ウェーハ搬出入用開口１５ｃの開口形状は、ウェーハ搬出入口１０ｃの開口形状と同一形状である。
【００３８】
本実施の形態によれば、ベースリング１０の内壁面からロアドーム９のベース部９ｃの内壁面に沿ってチャンバーシールド１５を設けることにより、原料ガスがベースリング１０の内壁面に接触することを抑制することができる。また、チャンバーシールド１５を設けることにより、ベースリング１０の内壁面への副反応生成物の堆積を抑制することができる。
【００３９】
図１に示すようにベースリング１０のアッパードーム８寄り内側にはアッパーライナー１６を備え、ベースリング１０のロアドーム９寄り内側にはロアライナー１７を備えている。
ロアライナー１７は円環状の不透明石英からなり、ベースリング１０の内周に嵌合した状態でロアドーム９のベース部９ｃに載置されている。
アッパーライナー１６は円環状の不透明石英からなり、ベースリング１０の内周に嵌合した状態でロアライナー１７の上に載置されている。アッパーライナー１６およびロアライナー１７の外径はチャンバーシールド１５の内周にちょうど嵌合する寸法である。
【００４０】
図１に示すように、アッパーライナー１６とロアライナー１７を上下に組み合わせた状態において、ベースリング１０のガス流入口１０ａ及びガス排出口１０ｂに対応する位置に、ガス流入用通路１８及びガス排出用通路１９が形成される。
ガス流入用通路１８のベースリング１０に接する側の開口の形状はガス流入口１０ａの開口形状と同一形状である。一方、ガス排出用通路１９のベースリング１０に接する側の開口の形状はガス排出口１０ｂの開口形状と同一形状である。
さらに、ガス流入用通路１８及びガス排出用通路１９が形成するガス流路の縦断面形状はクランク状に屈曲しており、上部反応炉３内とチャンバー２の外部とを断面屈曲状態の流路により連通させる。
【００４１】
ガス流入用通路１８はガス流入口１０ａから供給される反応ガス（原料ガス及びキャリアガス）を上部反応炉３内に案内する流路であり、ガス流入口１０ａから供給された反応ガスがサセプタ４の上面を流れるように案内する。
一方、ガス排出用通路１９は上部反応炉３内の処理後のガスをガス排出口１０ｂまで案内する流路であり、サセプタ４の上面を流れた反応ガスがガス排出口１０ｂからチャンバー２の外へ排出されるように案内する。
さらに、ベースリング１０のウェーハ搬出入口１０ｃに対応する位置には、ウェーハ搬出入用の開口が形成されている。
【００４２】
また、ロアライナー１７にはパージガス排出穴１７ａが形成されており、下部反応炉５に充満したパージガスはパージガス排出穴１７ａを通してガス排出口１０ｂから排出される。
【００４３】
チャンバーシールド１５を配置したことにより、従来よりも下部反応炉５の空間容積が狭くなる。下部反応炉５と上部反応炉３は供給されるガス量に対してバランスをとった構造に設計しているため、下部反応炉５の空間容積のみが狭くなることによってウェーハ品質に問題が生じる場合がある。
そのため、ロアライナー１７に容積調整用の凹陥部１７ｂを形成して、下部反応炉５の狭くなった分の空間容積を追加する。凹陥部１７ｂはロアライナー１７の内周壁面に形成された凹状の陥没部であり、ロアライナー１７の内周壁面全周に溝状に設けても良く、また、スポット的に内周壁面の部分部分に設けても良い。
凹陥部１７ｂを設けることにより下部反応炉５は、チャンバーシールド１５を備えていない従来の装置と同等な空間容積を維持することができる。
【００４４】
また、チャンバーシールド１５を配置したことにより、従来よりも上部反応炉３の空間容積が狭くなった場合には、ロアライナー１７に容積調整用の凸状部を形成することにより、上部反応炉３の狭くなった空間容積分だけ下部反応炉５も狭くする。
すなわち、チャンバーシールド１５を備えることにより上部反応炉３と下部反応炉５との間に生ずる空間容積変化の差を修正するための調整部をロアライナー１７に設ければ良く、ロアライナー１７に設ける調整部は凹状の場合も凸状の場合もあり得る。調整部はアッパーライナー１６に設けることも可能であり、アッパーライナー１６もしくはロアライナー１７の少なくとも何れか一方に設ければ良い。ただし、アッパーライナー１６に設けた場合にはウェーハＷ上を流れるガス流に変化が生じる可能性があるため、調整部はロアライナー１７に設けるのが望ましい。
【００４５】
本発明においてはアッパーライナー１６とロアライナー１７の二分割構造にしているが、アッパーライナー１６とロアライナー１７は一つの部材により一体に構成しても良い。
【００４６】
チャンバー２内には、ウェーハＷを１枚だけ水平に支持するサセプタ４が配置されている。サセプタ４は上方から見ると円板形状をしており、その直径はウェーハＷよりも大きい。サセプタ４は板面が水平になるように配置されており、サセプタ４の上面にはウェーハＷが収納される円形状のウェーハ収納用凹部を設けている。
【００４７】
サセプタ４の周りには円環板状のサセプタリング２０が設けられている。サセプタリング２０はロアライナー１７に設けられたフランジ部に載置される。サセプタ４はサセプタリング２０の内周に収容されており、サセプタ４の上面とサセプタリング２０の上面とはほぼ同一平面状に配置される。
サセプタ４とサセプタリング２０により、チャンバー２の内部空間を上部反応炉３と下部反応炉５に２分割する。
【００４８】
サセプタ４はエピタキシャル層の成長処理操作の間、ウェーハＷの板面と平行な面内において、サセプタ支持軸２１を回転中心として回転動を行う。サセプタ４に設けたサセプタ収納用凹部の中心は、サセプタ４の回転中心と一致する。
これにより、供給された反応ガス（原料ガス及びキャリアガス）がウェーハＷの上面に均一に接触し、ウェーハＷ上に均一な厚さを有するエピタキシャル層が形成される。
サセプタ支持軸２１への回転は、不図示の回転駆動機構によって与えられる。
【００４９】
サセプタ４は、本実施の形態においては炭素Ｃの基材に炭化シリコンＳｉＣの被膜を施したものであり、ウェーハＷを加熱する際にウェーハＷ全体の温度を均一に保つ均熱盤としての役割を果たす。そのため、サセプタ４はウェーハＷよりも数倍の厚さ、すなわち数倍の熱容量を有している。
一方、サセプタリング２０も本実施の形態においては炭素Ｃの基材に炭化シリコンＳｉＣの被膜を施したものであり、サセプタ４の外周部における温度を均一に保つための均熱盤としての役割を果たす。
【００５０】
サセプタ４上にウェーハＷを搬送するために、ウェーハＷをサセプタ４に対して上下動させるためのリフト機構が設けられている。リフト機構は、サセプタ４を貫通して延びる複数本のリフトピン２２を有しており、これらのリフトピン２２の上端にウェーハＷを載せ、リフトピン２２を上下動させることで、ウェーハＷを昇降させることができる。図１においては２本のリフトピン２２しか図示していないが、図示を省略しているだけであり、本実施の形態では３本のリフトピン２２を備えている。なお、リフトピン２２は３本に限るものではなく、３本以上であっても良い。
【００５１】
サセプタ４には３個の貫通穴４ａ（図１においては、２個しか図示していない）がサセプタ４の中心に対し等角度（１２０°）に分散して設けられている。各々の貫通穴４ａの上部はウェーハ収納用凹部に上方に向かって拡大開口する。３個の貫通穴４ａにはそれぞれウェーハ支持用のリフトピン２２が挿通している。
リフトピン２２はサセプタ４の貫通穴４ａ内を上下方向に自在に移動することができる。この貫通穴４ａの穴径はリフトピン２２の直径よりもわずかに大きくし、サセプタ４に対してリフトピン２２が上下動する際にリフトピン２２がガタつかない寸法に形成する。リフトピン２２は、石英，シリコンＳｉ，炭化シリコンＳｉＣ，石英にシリコンＳｉ又は炭化シリコンＳｉＣの被膜を施したもの等よりなる。
【００５２】
リフトピン２２の上端部は、サセプタ４の貫通穴よりも大きな径の頭部を有する。この頭部が貫通穴４ａの拡大開口部に係止することにより、リフトピン２２は貫通穴４ａを通してサセプタ４に吊り下げられる。この頭部の下面形状は貫通穴４ａの拡大開口部の内壁面形状に適合しており、拡大開口部の内壁面に面接触する。この結果、頭部が貫通穴４ａに対し優れたシールとなり、これにより反応ガスがリフトピン２２と貫通穴４ａとの隙間を通ってサセプタ４の下側に漏れること、およびウェーハＷの下側が焼けることが防止される。
また、下部反応炉５にパージガスとして水素Ｈ２を充填させておくことにより、上部反応炉３から下部反応炉５へ原料ガスが漏れることを防止している。
【００５３】
リフトピン２２の頭部はその頂点部が鈍角をなす凸形状であり、ウェーハＷの裏面と点接触する。これによりウェーハＷの裏面における傷の発生を最小限に抑制している。また、頂点部（当接部）を滑らかな放物線または円弧状に形成することにより、ウェーハ裏面における傷の発生を一層抑制することができる。
【００５４】
サセプタ支持軸２１と同心に配置された円筒状の昇降軸２３の上端部には、３本の昇降アーム２４（図１においては、２本しか図示していない）をサセプタ支持軸２１に対し等角度（１２０°）に分散して固定している。昇降アーム２４の上端はリフトピン２２を支えるためのピン支持面２４ａを有している。ピン支持面２４ａはリフトピン２２とは分離した構造である。
昇降軸２３は油圧シリンダなどの不図示の昇降機構によりサセプタ支持軸２１に対して独立して昇降動する。
【００５５】
昇降アーム２４が上昇しあるいはサセプタ４が下降すると、昇降アーム２４のピン支持面２４ａはリフトピン２２の下端を支え、リフトピン２２をサセプタ４に対して相対的に持ち上げる。そのときリフトピン２２の頭部はウェーハＷの裏面を支持し、ウェーハＷを持ち上げる。これによりウェーハＷをウェーハ収納用凹部から浮かせ、ウェーハＷの下に搬送用ハンドが配置可能となる。
ウェーハ搬出入口１０ｃよりチャンバー内に搬送用ハンドを挿入し、ウェーハＷの下に搬送用ハンドを配置した状態で昇降アーム２４を下降或いはハンドを上昇させることにより、ウェーハＷをサセプタ４から搬送用ハンドに受け渡すことができる。また、上記とは逆の動作を行うことにより、搬送用ハンドに載せられてチャンバー２内に運ばれてきたウェーハＷを、サセプタ４上に移載することが可能となる。
【００５６】
このようなリフト機構により、搬送用ハンドに載せられてチャンバー２内に運ばれてきたウェーハＷをサセプタ４上に移載したり、或いはその逆に、ウェーハＷをサセプタ４から搬送用ハンドに受け渡したりすることが可能となる。
【００５７】
サセプタ４の下面にはサセプタ４を水平に支持するサセプタサポート２５ａが当接し、サセプタ４を下方から支持する。サセプタ支持軸２１の頂上部に３本のサポートアーム２５（図１においては、２本しか図示していない）が設けられており、それぞれの先端部にサセプタサポート２５ａを有する。各サポートアーム２５は上方から見たときにそれぞれが１２０°の角度を成すように、サセプタ支持軸２１の中心から放射状に配置されている。
リフトピン２２のガタツキを防止しリフトピン２２を垂直に持ち上げられるように、サポートアーム２５には垂直方向に貫通する直穴状のガイド穴２５ｂを設けており、そのガイド穴２５ｂをリフトピン２２の中腹が挿通している。リフトピン２２は、サセプタ４の貫通穴４ａ及びガイド穴２５ｂを挿通することにより、ほぼ垂直方向に安定して移動することができる。
【００５８】
ウェーハＷをチャンバー２内で熱処理する際には、昇降アーム２４を下降させた位置に配置する。リフトピン２２は自重によりサセプタ４の貫通穴に吊り下げられた状態となる。サセプタ支持軸２１からの回転駆動がサポートアーム２５に伝えられ、サセプタ４が回転する。
このときリフトピン２２は、サセプタ４に吊り下げられた状態で、昇降アーム２４から独立して回転する。リフトピン２２は中腹をガイド穴２５ｂによって支持されているため、回転時の遠心力による傾きが防止される。
【００５９】
サセプタ４は、サセプタ４の中心とサセプタ支持軸２１の軸心とが一致するようにサセプタサポート２５ａに載置され、サセプタ支持軸２１の回転によりサセプタ４が左右に揺れることなく安定して回転する。サセプタ支持軸２１への回転は、不図示の回転駆動用モータによって与えられる。
サセプタ支持軸２１，サポートアーム２５及びサセプタサポート２５ａは、下部熱源７からの光を遮ることのないよう、透光性の高い高純度の透明な石英で形成する。また好ましくは、昇降アーム２４も同様に透光性の高い高純度の透明な石英で形成する。
【００６０】
エピタキシャル層の成長を行うためには、反応ガス（原料ガス及びキャリアガス）をウェーハＷ上に流し、サセプタ４上で支持されたウェーハＷを１０００〜１２００℃程度の高温に加熱する必要がある。このため、上部反応炉３を加熱する熱源６，７をチャンバー２の上下に備えている。上下の熱源６，７としては赤外線ランプや遠赤外線ランプを使用することができ、チャンバー２の上下からサセプタ４及びウェーハＷを加熱する。本実施の形態では、上下の熱源６，７としてハロゲンランプを使用している。
上下の熱源６，７はアッパードーム８及びロアドーム９を介して、ウェーハＷ及びサセプタ４を輻射熱により加熱し、ウェーハＷを反応処理に適した所定温度に設定する。
【００６１】
図１に示したガス流入口１０ａから上部反応炉３内に原料ガスおよびキャリアガスが流入し、他方のガス排出口１０ｂから反応後のガスおよびキャリアガスが排出される。また、チャンバー２の下方からはパージガスとして水素Ｈ２が供給され、下部反応炉５に充満したパージガスはパージガス排出穴１７ａを通してガス排出口１０ｂから排出される。
なお、下部反応炉５へのパージガスの供給構造については従来から知られている一般的な気相成長装置と同様な構造であり、本発明においては重要ではないため図示を省略している（省略部については特開２００４−６３７７９号公報等を参照）。
【００６２】
原料ガスは、一般にトリクロロシランＳｉＨＣｌ３やジクロロシランＳｉＨ２Ｃｌ２等のクロロシラン系ガスが用いられる。これらのガスはキャリアガスである水素Ｈ２とともにチャンバー２内に導入され、ウェーハ表面において熱ＣＶＤ反応によりエピタキシャル層を生成する。
【００６３】
次に、上述した気相成長装置１によるエピタキシャルウェーハＷの製造方法を説明する。
まず、上下部の熱源６，７を作動させ、チャンバー２内をエピタキシャル層の成長に適した温度まで上昇させる。エピタキシャル層の成長温度としては１０００〜１２００℃程度が好ましく、サーモセンサ等によって上部反応炉３内のサセプタ４の温度を検知しながら上記の温度範囲を保つように制御する。
その後、ガス流入口１０ａからキャリアガスとして水素Ｈ２を流し込み、上部反応炉３内をキャリアガスによって充填する。
【００６４】
さらに、チャンバー２の下方からパージガスとして水素Ｈ２を供給し、下部反応炉５内をパージガスによって充填する。下部反応炉５内に充満したパージガスは、ロアライナー１７に設けられたパージガス排出穴１７ａを通してガス排出口１０ｂより排出される。
上部反応炉３はガス流入口１０ａの反対側にガス排出口１０ｂを有しているため、ガス流入口１０ａからガス排出口１０ｂに向かってキャリアガスが常時流れる。キャリアガスとしては一般に水素Ｈ２を用いることが多く、本実施の形態においては、この水素Ｈ２に不純物としてジボランＢ２Ｈ６を微量だけ加えたものを用いている。キャリアガスは、水素Ｈ２の流量が６０ｌ／ｍｉｎ程度であるのに対し、ジボランＢ２Ｈ６の流量は数ｃｃ／ｍｉｎ程度である。このキャリアガスは、通常、常温（室温）の状態で上部反応炉３内へ供給される。
【００６５】
次に、上部反応炉３内が十分に加熱されキャリアガスが充満したら、今度は上部反応炉３内にウェーハＷを搬入する。本実施の形態においては、ウェーハＷの直径は約２００ｍｍ，厚さは約０．７５ｍｍである。このウェーハＷを石英製の搬送用ハンドの上に載せ、ハンドをチャンバー２内に挿入し、サセプタ４のウェーハ収納用凹部にウェーハＷを収納する。サセプタ４を回転させ、回転が安定したら今度は原料ガスをガス流入口１０ａからチャンバー２内に供給する。
原料ガスは、一般にトリクロロシランＳｉＨＣｌ３やジクロロシランＳｉＨ２Ｃｌ２等が用いられる。例えばトリクロロシランＳｉＨＣｌ３を用いた例では、１５〜２５パーセントのトリクロロシランＳｉＨＣｌ３と残りが水素Ｈ２よりなる原料ガスを用い、１０〜１５ｌ／ｍｉｎ程度の流量をキャリアガスに混入して供給するのが好ましい。
【００６６】
ウェーハＷの表面を反応ガスが流れ、ウェーハ表面にエピタキシャル層が成長し始める。ウェーハＷはサセプタ４に収容された状態で水平面内で回転しているため、ウェーハＷの表面にはほぼ均一な厚さを有するエピタキシャル層が成長する。
所望の厚さのエピタキシャル層が成長したら、反応ガスの供給を停止する。そして今度は、処理済みのウェーハＷを搬送用ハンドを用いてチャンバー２内から搬出する。
【００６７】
原料ガスとして用いられているトリクロロシランＳｉＨＣｌ３やジクロロシランＳｉＨ２Ｃｌ２等のクロロシラン系ガスは上部反応炉３内において化学反応を起こし、副反応生成物としてＳｉｘ−Ｈｙ−Ｃｌｚ化合物が生成される。特にＳｉｘ−Ｈｙ−Ｃｌｚ化合物は、アッパーライナー１６とロアライナー１７によって形成されるガス流入用通路１８やガス排出用通路１９の付近に多く堆積する傾向にある。
この堆積した副反応生成物がウェーハＷの処理中に剥離するとウェーハ汚染の原因となるため、特定枚数のウェーハＷを処理した後または特定の時間が経過した後には、アッパードーム８を取り外して上部反応炉３内の堆積物を除去する。アッパーライナー１６やロアライナー１７に堆積した副反応生成物はフッ酸洗浄により除去する。
【００６８】
図４は、図６と同様にガス排出口１０ｂ近辺を示す拡大図である。図４に示すように本実施の形態では、少なくともベースリング１０の内壁面に沿ってチャンバーシールド１５を設けている。アッパーライナー１６およびロアライナー１７のフッ酸洗浄によりアッパーライナー１６およびロアライナー１７が痩せ細り、図４に示すようにアッパーライナー１６とベースリング１０の間、および、ロアライナー１７とベースリング１０との間に隙間３３が形成される場合がある。
本発明によればベースリング１０の内壁面に沿ってチャンバーシールド１５を設けているため、隙間３３が形成されたとしても、原料ガスがベースリング１０の内壁面に接触することが抑制される。その結果、エピタキシャル層の生成処理中におけるベースリング１０の腐食を軽減することができる。
【００６９】
図５は、図８に示した従来の気相成長装置と図１に示した本発明の気相成長装置におけるウェーハ処理後のエピタキシャルウェーハ品質を測定した比較グラフである。縦軸はエピタキシャル層生成後のウェーハの品質を示し、横軸はウェーハの処理枚数を示す。一般に、エピタキシャル層中の鉄ボロン原子数が多いほどウェーハの品質が低下し、規定値を超える鉄ボロン原子が検出された場合には、そのウェーハは不良品として出荷が不可能になる。
ベースリングの腐食が激しい場合には反応炉内に鉄ボロン原子が拡散し、エピタキシャル層中の鉄ボロン原子数が多くなる。そのため、ウェーハ品質が低いほど、ベースリングの腐食が激しいことがわかる。
【００７０】
グラフ中、一点鎖線で示す時期にメンテナンスのために反応炉を大気に開放したところ、従来装置ではウェーハ品質が一時的に急激に悪い値を示したのに対し、本発明の装置ではウェーハの品質に急激な悪化は見られなかった。このことから、本発明によれば反応炉の大気開放時において、従来装置に比べてベースリングの腐食が軽減されていることがわかる。
また、反応炉を大気に開放した際に、従来の気相成長装置ではベースリング１０のガス排出口１０ｂ付近に腐食したゲル状のステンレス付着物（デポジション）が多く発生したのに対し、本発明の気相成長装置ではデポジションの発生は少なく抑えられていた。
【００７１】
本発明によれば、少なくともベースリング１０の内壁面に沿ってチャンバーシールド１５を設けることにより、原料ガスがベースリング１０の内壁面に接触することを抑制することができる。
その結果、エピタキシャル層の成長処理中におけるベースリング１０の腐食を軽減することができる。
【００７２】
また、アッパーライナー１６およびロアライナー１７のフッ酸洗浄によりアッパーライナー１６およびロアライナー１７が痩せ細り、図４に示すようにアッパーライナー１６とベースリング１０の間、および、ロアライナー１７とベースリング１０との間に隙間３３が形成されたとしても、ベースリング１０の内壁面に沿ってチャンバーシールド１５を設けているため、原料ガスがベースリング１０の内壁面に接触することが抑制される。
【００７３】
さらに、チャンバーシールド１５を設けることにより副反応生成物はチャンバーシールド１５上に堆積することになるため、ベースリング１０の内壁面上に副反応生成物が直接堆積することを抑制することができる。副反応生成物として生成されたＳｉｘ−Ｈｙ−Ｃｌｚ化合物がベースリング１０の内壁面上に堆積していなければ、メンテナンスの際に上部反応炉３を大気開放しても、Ｓｉｘ−Ｈｙ−Ｃｌｚ化合物の加水分解によるベースリング１０の腐食を防止することができる。
その結果、腐食したゲル状のステンレス付着物（デポジション）をスクレーパーなどのヘラを使って除去するメンテナンス作業頻度も低減するため、従来よりも製品の歩留まりを向上させることができる。
【００７４】
また、チャンバーシールド１５のみを着脱・交換することで、反応炉そのものを分解・洗浄・交換する手間が省ける。そのため、部品コスト並びにメンテナンスコストを削減することができ、安価で高品質なシリコンウェーハを提供することができる。
【００７５】
図９および図１０は本発明の他の実施形態を示す縦断面図であり、図４と同様にガス排出口１０ｂ近辺を示す拡大図である。図９に示す例においてチャンバーシールド３５は、円筒形状の下端部に内側に向けて突出したフランジ部を有する石英部材よりなる。チャンバーシールド３５の縦断面形状はＬ字状をなし、外周面がベースリング１０の内壁とロアドーム９のベース部９ｃの上面に沿って配置される。
【００７６】
一方、図１０に示す例においては、チャンバーシールド４５は円筒形状の石英部材よりなる。チャンバーシールド４５は、その外周面がベースリング１０の内壁に沿うように設けられる。
図９及び図１０に示したチャンバーシールド３５，４５によっても、チャンバーシールド１５と同様な効果を得ることができる。このように本発明では、少なくともベースリング１０の内壁に沿うようにチャンバーシールドを設ければ良い。
【００７７】
また、図８を用いて示した従来の気相成長装置３１においては、特にガス流入口１０ａおよびガス排出口の近傍におけるベースリング１０の腐食が激しい。そのため、ベースリング１０の内周壁面のガス流入口１０ａ近傍またはガス排出口近傍のみに部分的にチャンバーシールドを設けても良い。
この場合、ガス流入口１０ａ近傍もしくはガス排出口近傍の腐食が激しい方の何れか一方にのみチャンバーシールドを設けても良い。
【００７８】
すなわち、本発明ではベースリング１０の内周面全体にチャンバーシールドを設ける必要はなく、一部分にのみ設ける構成であっても良い。この場合においても、チャンバーシールドに覆われた部分の金属腐食を著しく軽減することができる。
【００７９】
本発明によれば、反応炉内に露出した金属部品に対し、露出した金属部品表面形状と同じ形状に作製した高純度石英ガラス板で覆うことにより、従来までの反応性ガスとの接触あるいは副反応生成物との接触を遮断することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
上記の実施の形態においては、枚葉式の気相成長装置について説明しているが、本発明は複数枚のウェーハを一括して処理するバッチ式の気相成長装置などにおいても当然に適用することができる。
【００８１】
また、気相成長させる層はエピタキシャル層の必要はなく、他の気相成長層であっても本発明を適用することができる。
【００８２】
上記の実施の形態においては、被加工物として半導体ウェーハを例に説明しているが、被加工物は半導体ウェーハに限らず、他の材料からなるウェーハ（薄板状物）についても適用することができる。
【００８３】
被加工物の形状は、円板状のウェーハに限られることなく、四角や多角形状のウェーハについても適用することができる。また、薄板状のウェーハに限られるものではなく、如何なる形状の被加工物についても適用することができる。
【００８４】
上記の実施の形態においてはステンレス製のベースリングについて説明しているが、ベースリングはステンレス製の必要はなく、他の金属より成るものであっても良い。他の金属においても反応炉内で汚染物質となる可能性がある場合には本発明を適用し、その金属部品を石英ガラスで覆うことにより、金属汚染を軽減することができる。
【００８５】
また、チャンバーシールドの原料は石英ガラスのみならず、被加工物であるウェーハやエピタキシャル層の汚染源とならない素材であれば、他の素材も使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置を模式的に示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置に使用されるベースリングの斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置に使用されるチャンバーシールドを示し、図３（Ａ）はチャンバーシールドの平面図、図３（Ｂ）はチャンバーシールドの側面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るチャンバーシールドを備えた気相成長装置におけるガス排出口付近の縦断面を示す拡大図である。
【図５】従来の気相成長装置と本発明の気相成長装置とのエピタキシャルウェーハの品質の比較グラフである。
【図６】従来の気相成長装置におけるガス排出口付近の縦断面を示す拡大図である。
【図７】アッパーライナーおよびロアライナーをフッ酸で洗浄した後の、従来の気相成長装置におけるガス排出口付近の縦断面を示す拡大図である。
【図８】従来の気相成長装置を模式的に示す縦断面図である。
【図９】本発明の他の形態に係るチャンバーシールドを備えた気相成長装置におけるガス排出口付近の縦断面を示す拡大図である。
【図１０】本発明のその他の実施の形態に係るチャンバーシールドを備えた気相成長装置におけるガス排出口付近の縦断面を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００８７】
１…気相成長装置
２…チャンバー
３…上部反応炉
４…サセプタ  ４ａ…貫通穴
５…下部チャンバー
６…上部熱源
７…下部熱源
８…アッパードーム  ８ａ…天板部  ８ｂ…ベース部
９…ロアドーム  ９ａ…底板部  ９ｂ…側壁部  ９ｃ…ベース部
１０…ベースリング  １０ａ…ガス流入口  １０ｂ…ガス排出口  １０ｃ…ウェーハ搬出入口
１１…Ｏリング
１２…Ｏリング
１３…ガラスパイプ
１４…ガラスパイプ
１５…チャンバーシールド  １５ａ…ガス流入用開口  １５ｂ…ガス排出用開口  １５ｃ…ウェーハ搬出入用開口
１６…アッパーライナー
１７…ロアライナー  １７ａ…パージガス排出穴  １７ｂ…凹陥部
１８…ガス流入用通路
１９…ガス排出用通路
２０…サセプタリング
２１…サセプタ支持軸
２２…リフトピン
２３…昇降軸
２４…昇降アーム  ２４ａ…ピン支持面
２５…サポートアーム  ２５ａ…サセプタサポート  ２５ｂ…ガイド穴
３１…気相成長装置
３２…副反応生成物
３３…隙間
３５…チャンバーシールド
４５…チャンバーシールド
Ｗ…ウェーハ。
【図１】
2008235830.tif 000003
【図２】
2008235830.tif 000004
【図３】
2008235830.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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