(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英壁を有し、また付着ガスを受け入れる入口を有するプロセスチャンバと、
ウエハを受け入れるように前記チャンバ内に位置する固体炭化ケイ素サセプタと、
前記サセプタを近傍で取り囲む炭化ケイ素リングと、
未使用反応材ガスを受け取るように前記サセプタおよび前記リングから下流に位置する炭化ケイ素ゲッタ板と、を含む、半導体などの基板を加工するための化学気相付着装置。
【請求項２】
前記サセプタの近傍に延び、前記サセプタの温度を監視する炭化ケイ素被覆熱電対を含む、請求項１に記載の化学気相付着装置。
【請求項３】
前記熱電対が前記チャンバの側壁と平行に真直ぐに延びる請求項２に記載の化学気相付着装置。
【請求項４】
前記炭化ケイ素被覆熱電対が前記サセプタの両側に位置し、各々前記チャンバの下流端の方向に延びる、請求項３に記載の化学気相付着装置。
【請求項５】
前記サセプタを支持する管状シャフトおよび前記シャフトを通って上方に延び前記サセプタに十分に近くで終端し、その位置における前記サセプタの温度に関してインプットを提供する熱電対を含む、請求項１に記載の化学気相付着装置。
【請求項６】
前記リングおよび前記サセプタの近似平面内で前記リングから上流に延びる分割板と、
前記サセプタおよび前記リングから下流にあり、前記チャンバを横切って延び、前記サセプタおよび前記リングのほぼ前記平面内にある分割板と、を含み、
前記チャンバが前記分割板、前記リング、および前記サセプタによって上部と下部とに分割される請求項１に記載の化学気相付着装置。
【請求項７】
前記チャンバの開口部内の前記上部への反応材ガス入口と、前記下部へのパージ・ガス入口開口部とを含む、請求項６に記載の化学気相付着装置。
【請求項８】
前記上部からのガス出口および前記下部の下流端を塞いでパージ・ガスが部品間隙を通って強制的に上向きに上部に出されるようにする方法を含む、請求項７に記載の化学気相付着装置。
【請求項９】
前記サセプタの下に配置された中央熱電対が炭化ケイ素のキャップで覆われた石英被覆を含む、請求項１に記載の化学気相付着装置。
【請求項１０】
前記チャンバ内のチャンバ壁の近傍に位置し、前記石英壁を通して前記チャンバ内に透過する加熱ランプからの放射エネルギーを吸収し、エネルギーを放射して前記の近傍の前記チャンバ壁を加熱し、前記の近傍の前記チャンバ壁上への前記付着ガスの被覆を最小化する１つ以上の部品を含む、請求項１に記載の化学気相付着装置。
【請求項１１】
前記部品が前記ゲッタ板の両側の前記チャンバ壁の近傍に配置される、請求項１０に記載の化学気相付着装置。
【請求項１２】
前記部品が炭化ケイ素で作られる、請求項１０に記載の化学気相付着装置。
【請求項１３】
反応材ガス入口を有する反応チャンバと、
半導体ウエハを支持するための前記チャンバ内のほぼ平坦なサセプタと、
前記サセプタから下流に位置する炭化ケイ素ゲッタ板と、を含み、
前記ゲッタ板が前記サセプタとほぼ平行で、前記サセプタと近傍の石英チャンバ壁の平面の間の平面に有り、したがって未使用反応材ガスが前記板の両側の近傍を流れて、前記の近傍のチャンバ壁でなく前記板上に未使用の反応物を付着させる化学気相付着装置。
【請求項１４】
前記チャンバがほぼ水平に配向され、
前記サセプタから上流に前方板を、前記サセプタの下流にあり前記チャンバを上部および下部に分割する分割板を含み、
前記ゲッタ板が前記分割板の上に間隔を有して配置されている、請求項１３に記載の化学気相付着装置。
【請求項１５】
前記チャンバの側壁の近傍に位置する１つ以上の部品を含み、前記部品が前記チャンバの側壁よりよい熱吸収体である、請求項１３に記載の化学気相付着装置。
【請求項１６】
前記部品が前記チャンバ壁の近傍で前記ゲッタ板の両側に位置する、請求項１５に記載の化学気相付着装置。
【請求項１７】
前記部品が炭化ケイ素で作られる、請求項１３に記載の化学気相付着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は基板の高温処理のための装置に関し、より具体的には化学気相付着（ＣＶＤ）リアクタ内での半導体ウエハ上への材料のＣＶＤに関する。
【０００２】
（発明の背景）
一般にＣＶＤリアクタにおいて付着される材料はウエハ上に付着するだけでなく、リアクタチャンバ壁およびリアクタ内の他の部分、特に多くのリアクタにおいてウエハサポートおよびウエハサポートの周囲に位置するリングの上にも付着する。繰り返し可能なプロセスを維持するためにチャンバは定期的に洗浄しなければならない。このようなチャンバの洗浄は、ウエハサポート、チャンバ壁、および他の部品を好適な高温に加熱し、ＨＣｌなどのハロゲン含有ガス流を導入することにより通常行われる。
【０００３】
エピタキシャル付着のためのリアクタは、通常サセプタおよびサセプタの温度制御を手助けする周囲のリングを利用する。これらの部品は通常グラファイトで作られ、炭化ケイ素（ＳｉＣ）で被覆される。いつかはＨＣｌのエッチングがＳｉＣ皮膜に浸透し付着膜の性質を急速に劣化させる。したがってこれらは交換されなければならない。ある型の周知のリアクタはサセプタを取り囲むリングの温度を感知するためにリング近傍の熱電対を用い、これがサセプタおよびその上に位置するウエハの温度の間接的測定になる。これらの熱電対は通常石英で被覆される。石英を１０００℃を超える温度に頻繁に加熱サイクルさせると、石英被覆の失透および熱電対の損傷が起こり、したがって交換が必要になる。
【０００４】
通常、チャンバは石英で形成される。高温化学気相付着における問題は反応物ガスが石英チャンバ壁の内側を被覆することである。チャンバ壁の被覆物は壁からのパーティクルの剥離、チャンバのより頻繁な洗浄の必要などの多くの望ましくない状態を生ずる恐れがある。石英チャンバ壁上に付着する材料の中にはチャンバを洗浄する際にエッチング除去されないものがある。十分な付着物が集まれば、石英チャンバは局部的に透明性を失い、通常チャンバ上壁の外側およびチャンバ下壁の外側の近くに位置するランプからの照射により急速に加熱される。このためにいつかは湿式洗浄または石英チャンバの交換さえ必要になる。
【０００５】
チャンバ壁が過熱すると、反応物ガスはウエハ上への付着と同様に壁上に付着できる。石英はランプがもたらす熱エネルギーに対して広い範囲で透明であるため好ましいチャンバ壁材料である。ウエハ、サセプタ、および周囲の補償リングはこの放射エネルギーで過熱されると、エネルギーをチャンバ壁に向かって照射し返す。この放射エネルギーの中には、エネルギーのかなりの部分が石英チャンバ壁に吸収される波長を有するものがある。したがって、壁の温度を壁上への付着が起こる温度より低く保つために、ランプと近傍のチャンバ壁との間を横切って空気または他の冷媒を流すのが通例である。しかし、この冷却はチャンバ壁のいくつかの部分を、反応物ガスが冷却領域上に凝縮し得る温度に維持させる。サセプタを支持するスパイダ、およびリングを支持するのに用いるスタンドなどの他の部品もまた石英で作られ、したがって失透および加工ガスへの露出の問題に曝される。
【０００６】
サセプタ、リング、熱電対、チャンバおよび種々の他のチャンバ部品の交換が必要になれば、リアクタの休止時間および交換部品のかなりの費用が当然生ずる。さらに、被覆されるウエハ上に望ましい膜特性を与える条件にリアクタを戻すには相当な時間と費用がかかる。
【０００７】
本発明の目的は、ＣＶＤチャンバ内の部品の寿命を著しく延長することである。本発明のさらなる目的は、チャンバ壁およびＣＶＤチャンバ内の部品上への付着量を低減しその寿命を延長することである。洗浄剤の洗浄効率を高めることも目的の１つである。最後の２つの目的に関連して、本発明のさらなる目的は休止時間を低減し、生産高を増加させることである。
【０００８】
（発明の概要）
本発明によれば、赤外吸収性および非吸収性部品／材料の適切な選択により、チャンバおよびすべての内部部品の寿命が延長されプロセスチャンバの寿命に適合される、半導体ウエハ加工のための化学気相付着リアクタが提供される。一構成において、チャンバは前方分割板、温度補償またはスリップリングで囲まれたサセプタ、および後方分割板によって上部領域と下部領域に分割され水平に配置された石英管の形状をしている。上部領域では、サセプタ上に位置するウエハの上にシリコンまたは他の材料の成長を生ずるように反応物の流れが導入される。リアクタの下部領域では、反応性ガスがリアクタの底部内へ拡散または流動しないようにパージ・ガスが導入される。
【０００９】
サセプタの下流側のチャンバ壁上への未使用反応物ガスの付着を最小化するために、表面をガス流の中に配置し、近傍のチャンバ壁上でなくその表面上に未使用反応物のいくらかを付着させる。この表面は炭化ケイ素などの高温に耐えることができる赤外線吸収材料でできている。一構成において、この表面はガス流にほぼ平行に伸びるプレート上にあって後方チャンバ分割板とチャンバの上壁との間に間隔を置いて位置し、このいわゆるゲッタ板の上下両方の表面が未使用反応物ガスに露出されるようになっている。また、このプレートは石英壁により容易に吸収される波長を含む広いスペクトルでエネルギーを再照射する。このプレートを上チャンバ壁の近くに配置すればこの効果が最大化される。温度を適正に制御することにより、この装置はより冷たい近傍の石英壁上への付着または凝縮を最小化し、壁の洗浄も改善し、そのことによりチャンバの寿命を延長する。
【００１０】
このように石英チャンバ壁上への付着を最小化する別の方法は、過冷されやすいかまたは別の理由で最大の付着または凝縮を受けやすいチャンバ壁の付近に遮蔽材または吸熱材を配置することである。これはチャンバ構造が異なれば異なる。たとえば、あるチャンバではサセプタを囲む壁にとってこのような遮蔽材の使用が有益である。チャンバの長寿命化に加えて、このような遮蔽材により付着皮膜の剥離によるパーティクル問題を最小化することができる。さらに、チャンバ上の付着物中の残留ドーパントによる次のウエハのドーピングもまた最小化される。サセプタを囲むチャンバ壁を通る放射熱の遮断によりチャンバの縁における冷却が制限される。
【００１１】
サセプタの近傍には炭化ケイ素などの石英より耐久性のある外部被覆を有する１つ以上の熱電対が搭載されている。炭化ケイ素は高温サイクルによって失透または消失することはなく、したがって熱電対被覆の寿命は以前用いられた石英被覆よりはるかに延びた。炭化ケイ素は熱電対と不都合な反応をする恐れがあるため、薄い石英または他の非反応性材料のスリーブを炭化ケイ素被覆内熱電対接合の上に配置する。
【００１２】
石英リアクタ部品を失透から保護するために炭化ケイ素遮蔽材がチャンバ全体に提供される。一実施形態において、中央の熱電対を覆う石英被覆の上に炭化ケイ素のキャップが提供され、これにより石英がプロセス・ガスから保護される。炭化ケイ素はまたサセプタを支持する石英スパイダ、またはスリップリングを支持する石英スタンドなどの他の石英部品を部分的にまたは完全に覆うのにも用いることができる。
【００１３】
サセプタおよびサセプタを取り囲むリングは両者とも炭化ケイ素で被覆したグラファイトでなく固体炭化ケイ素などの材料で作られる。固体ＣＶＤ炭化ケイ素の部品の寿命は炭化ケイ素被覆グラファイト部品の寿命の約５倍である。この延長された寿命は前記のゲッタプレートを用いたリアクタチャンバの寿命とほぼ同等である。炭化ケイ素で被覆した熱電対および炭化ケイ素で遮蔽した石英部品は同様の期間使用できることが期待される。その結果、リアクタ内部部品および石英チャンバ寿命の前記の改善により、リアクタのメンテナンスの頻度をウエハ製造数１，５００〜４，０００毎から２０，０００毎以上に改善することができると考えられる。
【００１４】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図１および２に石英製の引き伸ばされた全般に平坦な長方形のチャンバ１０が図示されている。このチャンバは１対の短い垂直側壁１０ｃで接合された平坦な上壁１０ａおよび平坦な下壁１０ｂを含む。厚みのある入口フランジ１２がチャンバのガス入口の端を横切って延びてチャンバ壁に取り付けられている。同様なガス出口フランジ１４がチャンバの下流端にチャンバ壁に取り付けられて示されている。
【００１５】
チャンバは、チャンバ側壁１０ｃ間に延び、上壁および下壁にほぼ平行な平坦な前方または上流分割板１６および後方下流分割板１８により上部１５と下部１７とに分割される。分割板１６および１８は側壁１０ｃ上に形成されたサポート１９またはチャンバ下壁から上向きに延びる（図示されない）サポートにより支持される。後方チャンバ分割板は前方板とほぼ同一の平面内にある。チャンバはほぼ平坦な円形サセプタ２０、および温度補償リングまたは（結晶のスリップ（ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｓｌｉｐ）を防止するための）スリップリングとも称される周囲のリング２２によりさらに分割される。最良の結果を得るには、スリップリングの単位照射面積あたりの熱量はサセプタの熱量と同程度でなければならない。具体的な構造によって、最適のスリップリングおよび熱量はサセプタよりやや大きくまたは小さくてもよい。最適値を知るには実験が好適である。サセプタおよびスリップリングも、図２の断面図で最もよく分かるように実質的に分割板１８および１６と同じ平面に位置する。
【００１６】
サセプタ２０は中央ハブから外側に向けて放射状に延びる３つのアームを有し、サセプタに取り付けたアームの端上向きに延びる突起を有するスパイダ２４によって支持される。このサセプタを中央に位置させ、サセプタを回転するための結合を形成するためにサセプタの下面に突起の端を受け入れるための（図示されていない）窪みを１つ以上設けてもよい。スパイダはチャンバの下壁１０ｂを突き抜け、このチャンバ下壁に取り付けられ下方に延びる石英管２７も通って延びる概略図示された管状シャフト２６に取り付けられる。このシャフトはシャフト、スパイダおよびサセプタを回転させるための（図示されていない）駆動体に接続されるようになっている。この様な装置の詳細は駆動機構と共に米国特許第４，８２１，６７４号に見られ、参照により本明細書に含まれる。リング２２はチャンバの下壁１０ｂ上に載せたスタンド２３により支持されることが示されている。あるいは、リングはチャンバの側壁から内側に突き出た棚、または分割板１６および１８から突き出た棚の上に支持してもよい。
【００１７】
サセプタおよびリングの下流には、後方チャンバ分割板１８から上向きに延びる複数のピン３１の上に支持されたゲッタ板３０が位置する。このゲッタ板はチャンバ上壁１０ａおよび分割板にほぼ平行でこれらのほぼ中央に延びている。この板は１つ以上用いることができる。この板はこの系のガス流の動力学に合う形状に作ることができる。１枚の平板で満足な結果が得られている。しかし、当業者には板の形状の最適化は簡単である。また、任意にサセプタから下流に位置するのはゲッタ板の各側面および近傍の側面１０ｃの下流部分に位置する遮蔽体または吸熱体３２である。さらに、遮蔽体または吸熱体３３はチャンバ中央域の両側の側壁１０ｃの中央部付近に用いることができる。チャンバ壁の付近の炭化ケイ素リング２２はこれらの近傍のチャンバ壁に対して相当な加熱効果を有するので、部品３３は不必要かもしれない。これらの部品３２および３３は何らかの適当な方法で固定することができる。たとえば、部品３２はピン３１のそばにチャンバの側壁１０ｃからわずかに間隔を置いて位置することができる。所望であれば、突起は側壁からわずかに間隔を置いて部品３２を配置するためにチャンバ側壁および下流の板１８の上に置くことができる。同様に部品３３はチャンバ下壁１０ｂ上、チャンバ側壁１０ｃの間に置くことができ、スタンド２３は側壁上に取り付けられた好適なサポートにより部品３３の上端とわずかに間隔を置いて位置することができる。
【００１８】
部品３２および３３は炭化ケイ素、炭化ケイ素被覆グラファイト、または他の好適な吸熱材料で作るのが好ましい。部品３２および３３の目的はチャンバ壁上への材料の付着を最小化するために熱を多少とも吸収することである。付着を減少する方法は、チャンバ壁上の被覆物の剥離に起因するパーティクル問題を低減する。さらに、残留ドーパントおよびチャンバ上の付着物に起因するウエハのドープ化が最小化される。また、温度制御ループによりウエハ温度に直接影響する放射熱の遮蔽もまた最小化される。
【００１９】
部品３２および３３は側壁とほぼ同一の広がりを持つ薄板として示されているが、別の構造を用いることもできる。たとえば、より厚いが垂直方向には短い部品は主として吸熱体でありまた側壁への放熱体であって、チャンバ端における冷却を最小化するので用いることができる。このように、短く厚い部分もまた、壁と同じ広がりを持たなくても近傍のチャンバ壁の温度を高める傾向がある。
【００２０】
図７ａはほぼ円形構造を有するＣＶＤチャンバ側壁６３の近傍の一連の炭化ケイ素部品６２を概略的に示す。一連の短い真直ぐな部品６２が示されているが、図７ｂのように長い曲がった部分６４ももちろん用いることができる。これらの部品６２は側壁の近傍に、石英チャンバのフランジ６５上に支持された好適な石英ピン（図示されていない）の上など好適な方法で支持される。図７ｂはドーム型上壁６８を有するチャンバを概略的に示す。
【００２１】
きれいなチャンバは、前記の理由でよりよい加工結果に導く。さらに、きれいなチャンバは頻繁に止める必要がなく、したがって休止時間が少なく、また頻繁に洗浄する必要がないチャンバは洗浄プロセスによる損傷が少ないため長持ちする。
【００２２】
１対の熱電対３４がリング２２の両側に示されており、この熱電対はほぼ平行してチャンバ側壁１０ｃに向けて延びている。各熱電対がリングの管状部分２２ａを通って延びているのを示す図４でよく解るように、この熱電対はリング２２に支持されてその下に位置する。温度の読みの許容誤差によっては、熱電対をスリップリングの近傍に配置してもよい。図３において、各熱電対３４は、それを通って延び、接点３６ａを形成する１対の熱電対ワイヤ３６を有するセラミック支持体３７を取り囲む外側被覆３５を含む。さらに、被覆が熱電対ワイヤと化学的に適合しない場合には、小さい石英のスリーブまたはキャップ４０が熱電対接点３６ａの上に延びてそれを被覆から遮蔽する。あるいは、ワイヤ上に窒化ホウ素皮膜を用いることもできる。
【００２３】
熱電対接点３６ａはリング２２の前方または上流の各々の角に配置することが好ましい。また、各被覆３５内にもう１つまたは２つの熱電対接点を配置し、２対目のワイヤの接点をリング２２の後方または下流の角の近傍に配置するのが望ましい。また、１つの接点を上流および下流の角の間に配置してもよい。さらに、管状シャフト２６を通って上に延び、その先端がサセプタ２０の中心の近くにある同様の熱電対３８が示されている。
【００２４】
サセプタおよびその周囲のリングは非常に低い熱量を有するように形成されている。サセプタはそれが支持する半導体ウエハに匹敵する質量を有するのが好ましく、比率は３以内程度がよい。サセプタは図４に示すように１体物であっても、図５に示すように２部分からなっていてもよい。後者は中央の平坦なディスク４４を支持する下の内側に延びたフランジを有する外側の支持リング４２を含む。このリングはさらに、リング４２内に合致するウエハ４５を支持するための３〜６個の１段高いヘリ４２ｂを有する縁を含む。このヘリはウエハとディスク４４との間に隙間を作る。リング４２の下面のグルーブ４２ａ内に位置しているスパイダアームの突起２４ａの先端の１つが示されている。
【００２５】
本発明によれば、サセプタ、リング、およびゲッタ板は全てＣＶＤプロセスに対する耐久性がＳｉＣ被覆グラファイトと同等またはより大きい材料で作られる。熱電対被覆は失透しない材料で作られる。その材料はサセプタおよび加熱ランプ４６からの放射エネルギーのよい吸収体でなければならない。さらに、その材料はかなりよい熱伝導体でなければならず、多数回のＣＶＤ処理における高温に対して耐久性がなければならない。これにはまた熱いサセプタの上に比較的冷たいウエハを載せる度に繰り返し起こる熱衝撃に対する耐久性も含まれる。さらに、その材料は耐久性を有し、付着プロセスに用いられる種々の材料や洗浄およびエッチングに用いられる種々の化学薬品との適合性を有し、優れた化学的安定性を有しなければならない。ＳｉまたはＳｉ−Ｇｅエピタキシに通常用いられる化学過程においてこれらの性能に適合する材料は炭化ケイ素である。したがって、サセプタ、およびその周囲のリングは炭化ケイ素被覆グラファイトを用いる従来の方法と異なり、固体の炭化ケイ素で作るのが好ましい。さらに、リング、サセプタ、ゲッタ板、および熱電対被覆はＣＶＤ炭化ケイ素で形成するのが好ましい。これによりサセプタおよびリングは従来用いられた炭化ケイ素被覆グラファイトの部品よりはるかに多い過熱サイクルを経て用いることができる。サセプタの下流の温度はサセプタ上より低いので、ゲッタ装置はシステムの他の部品より長持ちする。炭化ケイ素の熱電対被覆は従来用いられた石英被覆よりはるかに多くのサイクルに耐えることができる。
【００２６】
リアクタ部品の寿命もチャンバ全体に所定の位置に炭化ケイ素の遮蔽体を備えることによって改善される。（Ｓｉのような）石英部品上に材料を付着させることにより石英の早期損傷が起こることがある。要所をＳｉＣで遮蔽することにより石英の損傷が防止でき、加工チャンバの寿命が延長される。炭化ケイ素が、チャンバの操作を実質的に妨害しない限り、スパイダ２４、スタンド２３、熱電対３４および３８、およびその他適当な位置など、チャンバ内で石英があるあらゆる位置に炭化ケイ素遮蔽体を備えることができることを認識されたい。
【００２７】
図６に中央熱電対３８の例を用いて炭化ケイ素遮蔽体による石英部品の保護の一実施形態を示す。この熱電対３８は石英被覆５２で取り囲まれた熱電対ワイヤ５０を含む。熱電対３８をそのヘリに付着する傾向があるプロセス・ガスから保護し、プロセス・ガス付着物の除去に用いられるエッチング工程の影響から石英被覆を保護するために、石英被覆５２の上に炭化ケイ素のキャップ５４を備える。
【００２８】
図６に示すキャップ５４などの炭化ケイ素遮蔽体は、対応する石英部品上に合致して、部品をチャンバのプロセス・ガスから部分的にまたは完全に隔離するように作られた簡単な幾何学的構造の形状のものが好ましい。炭化ケイ素部品は一般に比較的高価で、複雑な形状に作るのが困難であるので、キャップ、平板、Ｌ字型、Ｕ字型、Ｔ字型、およびその他種々の平面、湾曲、曲面形状などの単純な形状を用いることにより、製造コストを低減し、全製造工程を単純化することができる。このことはさらに、比較的廉価で機械加工および溶接が容易な石英でチャンバの複雑な部品を作ることを可能にする。したがって、図１および２の好ましい実施形態に示したチャンバ１０において、熱電対３４および３８、スパイダ２４、およびスタンド２３は石英で製造し単純な構造の炭化ケイ素遮蔽体で覆うのが好ましい。
【００２９】
炭化ケイ素に加えて他の満足できる材料には窒化ホウ素、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、これらの組合せ材料の３元化合物、または４元化合物熱分解グラファイト、およびその他の高温セラミック組成物がある。炭化ケイ素部品はＳｉＣのＣＶＤと材料除去法との組み合わせによって作られる。このような方法の例は、米国特許公開第４，９７８，５６７号および５，５１４，４３９号に記されており、参照により本明細書に含まれる。
【００３０】
（操作）
操作において２つのガス流がリアクタに導入される。上部には反応材のガス流が入口フランジ１２を通して導入され、サセプタの上面の中央リセス内に位置するウエハ上にケイ素または他の材料を成長させる。リアクタの下部には入口フランジを通してパージ・ガスが導入され、リングと分割板との間およびサセプタとリングとの間の小さい隙間から反応材ガスまたは洗浄ガスがリアクタ下部に流入するのを防止する。下のチャンバ領域の下流端はプラグまたは壁４８で塞がれ、パージ・ガスが隙間を通って上のチャンバ出口に強制的に漏れ、チャンバ上部からのガスが下部に流れ込む可能性を最小にしている。
【００３１】
サセプタおよびリングから下流へ流れる未反応の反応材は図１のゲッタ板の両側に付着し、リアクタの上の石英壁への付着を最小にする。ゲッタ板は付着そのものを受けるばかりでなく、石英壁にかなりの部分が吸収される波長のエネルギーを含むエネルギーを冷たいチャンバ上壁に向けて放射する。側壁に面する位置にある部品は同様に作用する。吸収される放射を最大にすることが望ましい表面の近傍にこれらの部品を配置することが重要であることに注目されたい。
【００３２】
同様に、図７の装置において、炭化ケイ素部品は周囲のチャンバ側壁および上のドーム壁６６の周辺部分を加熱するように配置されている。ドーム型チャンバにおいて、ガス流はチャンバ上壁の中心からの下方への流れまたはチャンバを横切る水平の流れであってもよい。後者の場合、水平に広く垂直に短い（図示されていない）隙間がチャンバの側壁に形成され、その領域には炭化ケイ素部品を有することを願う必要がないが、（図示されていない）ガス出口付近を含むチャンバ側壁周辺の残りの部分にはそれが望ましい。チャンバの洗浄サイクルの間チャンバを加温しておくこともＨＣｌなどの洗浄剤のエッチング効果を最大にする。
【００３３】
前記の方法の結果、プロセスチャンバの寿命は著しく延び、ウエハ数約１０，０００から約２０，０００に増加した。さらに、チャンバ下部の部品を保護することにより、石英スパイダおよびリングの石英スタンドも寿命を延ばし、チャンバ自体より頻繁に交換する必要がない。さらに、炭化ケイ素または他の上記の材料をこれらの部品に用いることが可能である。
【００３４】
前記のように、サセプタ、周囲のリング、および熱電対被覆は下流ゲッタ板と同様に固体の炭化ケイ素でも作られる。固体の炭化ケイ素は高温でのＨＣｌによるチャンバエッチングによりほとんど攻撃されない。固体炭化ケイ素の部品の寿命はウエハ数約２０，０００と推定され、炭化ケイ素被覆グラファイト部品（ウエハ数約３，０００〜４，０００）の約５倍である。これで光を吸収するサセプタおよびリングの寿命がリアクタチャンバの寿命と釣り合う。さらに、熱電対被覆も同程度またはより長持ちすることが予想される。したがって、リアクタ内部品および石英チャンバの寿命の改善によりリアクタのメンテナンスの頻度をウエハ数最大約１，５００〜４，０００から約２０，０００に改善することができる。
【００３５】
リアクタ部品およびプロセスチャンバの寿命が長ければ消耗品コストはもちろん低減する。同様に、予防メンテナンスの間隔が長くなれば、休止時間が減少し、リアクタ調整が減少する。リアクタ調整が減少すればモニタ用のウエハの使用量も減少する。このように、この統合されたチャンバシステム非常に著しい利益を与えることがわかる。
【００３６】
本発明をチャンバの１例および関連部品に関して記述したが、本発明は他のチャンバ形状および部品にも該当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の改良されたチャンバを改良された内部部品とともに示す分解透視図である。
【図２】  図１のチャンバの断面図である。
【図３】  図１に見られる熱電対の拡大断面図である。
【図４】  熱電対サポートおよびそのサセプタおよびリングの薄さを示す断面図である。
【図５】  別の形状のウエハサポートの部分断面図である。
【図６】  炭化ケイ素キャップを有する中央熱電対の断面図である。
【図７】  図７ａ〜図７ｂは、サセプタを取り囲むチャンバの近傍に吸熱材を有するほぼ円形のチャンバの内部の概略図である。
【図１】
0004475804.tif 000002
【図２】
0004475804.tif 000003
【図３】
0004475804.tif 000004
【図４】
0004475804.tif 000005
【図５】
0004475804.tif 000006
【図６】
0004475804.tif 000007
【図７ａ】
0004475804.tif 000008
【図７ｂ】
0004475804.tif 000009