JPS5926598Y2 - 半導体製造装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は半導体ウェーハ上にエピタキシャル成長層を
形成する場合に好適する半導体製造装置に関する。

エピタキシャルトランジスタ、集積回路装置等の半導体
装置においては、半導体ウェーハ上にエピタキシャル成
長層を形成する工程があるが、従来このエピタキシャル
成長層を形成する場合は、第１図に示すような装置が用
いられている。

図において、１は円筒状の透明石英製炉心管で、その一
端に半導体ウェーハの出入口２と、その近傍にキャリア
ガス、シリコン化合物ガスおよびドーパントガスを導入
するガス導入口３とを有し、他端にガス排出口４を有す
る。

この炉心管１の周囲には加熱手段としての高周波加熱コ
イル５が配置され、前記出入口２はステンレス製の蓋体
６で閉塞されている。

炉心管１内には多数の半導体ウェーハ７を載置したウェ
ーハ支持手段８が挿入されている。

このウェーハ支持手段８は石英製の支持台９と、その上
に上面がガス流方向に対して傾斜するように載置された
サセプタ１０とによって構成されており、このサセプタ
１０上に半導体ウェーハ７が載置されている。

前記サセプタ１０はグラファイト板Ｃの全面を炭化硅素
（ＳｉＣ）で被覆したもので、前記高周波加熱コイル７
でグラファイト板が高周波誘導加熱され、それによって
サセプタ１０上の半導体ウェーハ７が所定温度に加熱さ
れるようになっている。

この構成において、ガス導入口３から窒素ガス等を導入
しながら、高周波加熱コイル６に通電して半導体ウェー
ハ７を所定温度に加熱したのち、シリコン化合物ガスお
よびドーパントガスを導入して熱分解または還元し、半
導体ウェーハ７上に所定の比抵抗のエピタキシャル成長
層を形成していく。

ここで、エピタキシャル成長層の性質および成長速度は
半導体ウェーハ７の温度によって移動するので、半導体
ウェーハ７の温度を管理する必要がある。

従来、この温度管理方法としては、第１図に示すように
、高周波加熱コイル５のピッチ間部分から炉心管１の管
壁を通して光高温計１１を用いて測定するのが普通であ
る。

しかしながら、このような方法では、エピタキシャル成
長とともに、炉心管１の内壁面にもシリコンが付着して
いき、このシリコン膜を通して温度測定を行なうことに
なるので、測定精度が低くなるという問題点があった。

それゆえ、この考案の主たる目的は、精度の高い温度測
定が可能な半導体製造装置を提供するこである。

この考案は要約すると、ウェーハ支持手段のサセプタの
側面部に温度測定用の突出部を設けるとともに、蓋体の
少なくとも一部を透明部材で形成したことを特徴とする
。

この考案の上記の目的およびその他の目的と特徴は、図
面を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかと
なろう。

第２図はこの考案の一実施例の製造装置の縦断面図を示
し、第３図はその横断面図を示し、第４図は蓋体の正面
図を示す。

この第２図〜第４図がら明らかなように、第２図および
第３図において、蓋体についてだけは第２図は第４図の
ＩＩ −ＩＩ線に沿う縦断面図を示し、第３図は第４図
のｌｌｌ−ＩＩＩ線に沿う横断面図を示している。

図において大部分は第１図と同様であるため、第１図と
同一部分または対応部分には同一参照符号を付して、そ
の説明を省略する。

第１図との相違点はサセプタ１０の両側面部の非対称位
置に温度測定用の突出部１０ａ。

１０ ｂを設けたことであり、また、ステンレス製の蓋
体６の前記サセプタ１０の突出部１０ａ、１０ｂと対応
する位置に、透明ガラス窓６ ａ 、６ ｂを気密に封
着したことである。

このような構成においても、基本的には第１図と異なる
ものではないので、第１図の従来装置と全く同様にして
半導体ウェーハ７上にエピタキシャル成長層を形成する
ことができる。

次に温度の測定方法について説明すると、第２図および
第３図に示すように、蓋体６の外方から透明ガラス窓６
ａ、６ｂを通して、炉心管１の内部のサセプタ１０の突
出部１０ ａ 、１０ ｂノ温度を光高温計１１ａ、１
１ｂで測定する。

次に、従来装置とこの考案の装置を用いた温度測定方法
により、最初の測定温度が１２００℃になるように高周
波加熱コイル５の出力、ガスの導入量等を調整し、その
状態のま・連続的にエピタキシャル成長を行なったとこ
ろ、第５図のような結果が得られた。

すなわち、この考案の製造装置を用いて前記した方法で
測定した場合は、３００時間経過後もほとんど測定値の
変化が認められないのに対して、従来装置では２０時間
経過頃から測定値が下降し、３００時間経過時点では約
１１６０℃に達した。

このようにこの考案の製造装置を用いると良い結果が得
られる理由は、炉心管１の長さ方向の中央部付近では高
周波加熱コイル５によりサセプタ１０および半導体ウェ
ーハ７が加熱されると、その付近のガスの温度が上昇し
、ガス温度の上昇で炉心管１の管壁温度も数１００℃程
度に上昇するため、熱分解または還元したシリコンが付
着しやすいのに対し、蓋体６は高周波加熱コイル５より
も離れており、かつガス導入口３よりも上手にあり温度
上昇が極く僅かであり、従ってシリコンの付着がないた
めである。

なお、上記実施例では蓋体６がステンレス製でその一部
に透明ガラス窓６ ａ 、６ ｂを気密封止する場合に
ついて説明したが、蓋体６全体を透明石英製としてもよ
い。

また、サセプタに設ける温度測定用の突出部の数は２個
以外でもよい。

この考案は以上のように、サセプタの側面部に温度測定
用の突出部を設けるとともに、前記蓋体の少なくとも一
部を透明部材で形成したがら、従来よりも精度の高い温
度測定が行なえ、エピタキシャル成長層の精度良く形成
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半導体製造装置の縦断面図、第２図はこ
の考案の一実施例の半導体製造装置の縦断面図、第３図
はその横断面図、第４図は蓋体の正面図、第５図は従来
装置を用いた従来方法とこの考案の装置を用いた方法と
により温度測定を行なった場合の温度特性図を示す。 １・・・・・・炉心管、３・・・・・・ガス導入口、５
・・・・・・加熱手段（高周波加熱コイル）、６・・・
・・・蓋体、６ａ、６ｂ・・・・・・透明ガラス窓、７
・・・・・・半導体ウェーハ、８・・・・・・ウェーハ
支持手段、１０・・・・・・サセプタ、１０ ａ 、１
０ ｂ・・・・・・突出部、ｌｌａ、ｌｌｂ・・・・・
・光高温計。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一端にウェーハ出入口とガス導入口を有し他端にガス排
   出口を有する炉心管と、この炉心管のウェーハ出入口を
   閉塞する蓋体と、炉心管を囲繞する加熱手段と、この炉
   心管の内部に配置されて半導体ウェーハを載置するサセ
   プタとを備える半導体製造装置において、前記サセプタ
   の側面部に温度測定用の突出部を設けるとともに、前記
   蓋体の少なくとも一部を透明部材で形成したことを特徴
   とする半導体製造装置。