JPH02111693A - 半導体エピタキシャル成長装置のガスインジェクト構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、半導体ウェハにエピタキシャル層を成長させ
る半導体エピタキシャル成長装置のガスインジェクト構
造に関する。

〈従来の技術〉 まず、従来の半導体エピタキシャル成長装置の概要につ
いて、第４図を参照しつつ説明する。ただし、インジェ
クト構造は第５図を参照しつつ説明する。

エピタキシャル成長装置は、横型、縦型及び第４図に示
ｒようなシリンダ型に大別することができる。

横型のエピタキシャル成長装置は、横向きのベルジャと
、このベルジャの内部にセットされたサセプタとからな
っており、ベルジャ内部にエピタキシャル層を成長させ
る成長ガスを供給し、サセプタを成長ガスが反応する温
度にまで高周波コイルで加熱して、エピタキシャル層を
半導体ウェハに成長させるようになっている。また、縦
型の工ビタキシャル成長装置は、縦向きのベルジャと、
このベルジャ内部にセットされたサセプタとを有してお
り、サセプタの上に半導体ウェハを載置するように構成
されている。

これらの横型及び縦型のエピタキシャル成長装置にはロ
フト内の均一性や半導体ウェハの配置等に難点があるの
で、現在ではシリンダ形のエピタキシャル成長装置がそ
の大半を占めるようになっている。

現在の主流となっているシリンダ形のエピタキシャル成
長装置は、石英ガラスからなる略コツプ状のベルジャｌ
Ｏの内部に断面略台形状のサセプタ２０が回転自在にセ
ットされており、ベルジャｌＯの内部にはインジェクト
ノズル６０を介して、例えばジクロルシラン（ＳｉＨｚ
Ｃｌ　２）等のシランガスである成長ガスＧが供給され
るようになっている。サセプタ２０は赤外線ランプ３０
によって加熱されて、これにより成長ガスＧが活性化さ
れ、サセプタ２０にセットされた半導体ウェハ８０にエ
ピタキシャル層が成長する。

成長ガスＧをベルジャ１０の内部に供給するインジェク
トノズル６０は、ベルジャ１０の上方開口端部に取り付
けられたガスリング４０の開口４１にセットされている
。このガスリング４０は、ステンレスから形成されてい
る。そして、石英からなるカバーリング５０が、ガスリ
ング４０の内側に密着するようにしてセントされる。カ
バーリング５０を石英で形成する理由は、ステンレス類
のガスリング４０には、未反応の成長ガスＧが残留する
傾向があり、蓋１３を開けた場合に残留した成長ガスＧ
と空気中の酸素とが反応してＳｉＯ□の粉末（以下、パ
ーティクルという）に変化し、このパーティクルがエピ
タキシャル層に悪影響を与えるおそれがあるためである
。

なお、カバーリング５０等の石英には成長ガスＧが残留
せず、ガスリング４０等のステンレスには成長ガスＧが
残留する明確な理由は解明されていないが、以下のよう
な可能性が考えられる。すなわち、ガスリング４０は冷
却のためにその内部に冷却水が循環するようになってい
るので、ガスリング４０は成長ガスＧが反応しない温度
に常に維持されている。それに対して、ベルジャＩＯは
赤外線ランプ３０によって加熱されているので、成長ガ
スＧはすべて反応して残留することがないのである。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述した従来の半導体エピタキシャル成
長装置のガスインジェクト構造には、以下のような問題
点がある。

すなわち、カバーリング５０には、成長ガスＧがベルジ
ャ１０内部に供給されるように切込み５１が設けられて
いる。この切込み５１が開口４１より若干大きめに設定
されているがために、カバーリング５０によってガスリ
ング４０の内側すべてがカバーされているわけではない
。このため、成長ガスＧが未反応のまま、ガスリング４
０の開口４１近辺に残留し、ｌｔ３を開けるとこの未反
応の成長ガスＧがパーティクルとなって、エピタキシャ
ル層の成長に悪影響を及ぼす。また、ガスリング４０の
開口４１の内面は、ステンレスが剥き出しになっている
ので、同様にパーティクル発生の原因となる。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、パーティ
クル発生の原因となるステンレスの露出部分をすべて石
英からなる部材でカバーすることによって、パーティク
ルが発生しない半導体エピタキシャル成長装置のガスイ
ンジェクト構造を提供することを目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 本発明に係る半導体エピタキシャル成長装置のガスイン
ジェクト構造は、エピタキシャル層を成長させるべき半
導体ウェハをセットするサセプタと、このサセプタを囲
むベルジャと、このベルジャの周囲に設置された熱源と
を備えた半導体エピタキシャル成長装置において、前記
ベルジャ内部に成長ガスを供給するインジェクトノズル
をセントする開口が開設されたガスリングと、このガス
リングの内側をカバーする石英からなるカバーリングと
、前記開口に着脱自在にセットされる石英からなるイン
ジェクトカバーとを具備しており、前記カバーリングに
はガスリングの開口と対応する腔所に開口が開設されて
いる。

く作用〉 成長ガスがインジェクトノズルを介してベルジャの内部
に供給される。この成長ガスは、赤外線ランプ等の熱源
で加熱されたサセプタによって活性化され、半導体ウェ
ハにエピタキシャル層を成長させる。

エピタキシャル層が所定の厚さにまで成長したならば、
半導体エピタキシャル成長装置から半導体ウェハを取り
出す。この時、空気がベルジャの内部に進入するが、未
反応の成長ガスが残留していないので、エピタキシャル
層に悪影舌を及ぼすパーティクルは発生しない。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を説明する
。　なお、半導体エピタキシャル成長装置全体の説明は
第４図を参照しつつ行い、本発明に係る半導体エピタキ
シャル成長装置のガスインジェクト構造は第１図〜第３
図を参照しつつ説明する。

第１図は本発明に係る半導体エピタキシャル成長装置の
ガスインジェクト構造の概略を示す断面図、第２図はカ
バーリングの斜視図、第３図はインジェクトカバーの斜
視図、第４図は半導体エピタキシャル成長装置の概略図
である。なお、従来のものと路間−の部品等には同一の
符号を付して説明を行う。

本発明に係る半導体エピタキシャル成長装置のガスイン
ジェクト構造は、エピタキシャル層を成長させるべき半
導体ウェハ８０をセットするサセプタ２０と、このサセ
プタ２０を囲むベルジャ１０と、このベルジャ１０の周
囲に設置された熱源とを備えた半導体エピタキシャル成
長装置において、前記ベルジャ１０内部に成長ガスＧを
供給するインジェクトノズル６０をセットする開口４１
が開設されたガスリング４０と、このガスリング４０の
内側をカバーする石英からなるカバーリング５０と、前
記間口４１に着脱自在にセットされる石英からなるイン
ジェクトカバー７０とを具備しており、前記カバーリン
グ５０にはガスリング４０の開口４１と対応する箇所に
開口５１が開設されている。

エピタキシャル成長装置とは、形成させようとする薄膜
材料を構成する元素を含む一種以上の成長ガスＧを半導
体ウェハ８０上に供給し、気相又は半導体ウェハ８０表
面での化学反応により所望の薄膜（この場合はエピタキ
シャル層）を形成させるＣ　Ｖ　Ｄ　（Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置の一種で
あって、ベルジャ１０と、エピタキシャル層を成長させ
るべき半導体ウェハ８０をセットするサセプタ２０と、
ベルジャ１０の内部に供給された成長ガスＧが活性化す
る温度にまでサセプタ２０を加熱する熱源としての赤外
線ランプ３０と、成長ガスＧをベルジャ１０の内部に供
給するインジェクトノズル６０とを備えている。

ベルジャ１０は石英ガラスからなる槽であって、上方が
開口した略コツプ状に形成されている。このベルジャＩ
Ｏの底部には、供給された成長ガスＧを排気するための
排気口１２が設けられており、この排気口１２は図示し
ない排気装置につながっている。また、上方の開口の縁
部は、後述するガスリング４０を装着するためのフラン
ジ１１として形成されている。なお、図面中１３はベル
ジャ１０を閉塞する蓋を示している。

このようなベルジャ１０の周囲には、熱源としての赤外
線ランプ３０が複数個設けられている。この赤外線ラン
プ３０は、サセプタ２０を約１０００〜１２００”Ｃに
加熱することによってベルジャ１０の内部温度を成長ガ
スＧが活性化する温度にまで加熱するものである。なお
、この赤外線ランプ３ｏの周囲には、発光時に赤外線ラ
ンプ３０を冷却する冷却機構３１が設けられている。

ガスリング４０は、ステンレスから形成されており、所
定個（図面では２個）の開口４１が開設されている。こ
の開口４１には、インジェクトノズル６゜がＯリング６
１を介してセットされる。そして、開口４１の内面４１
１のうちインジェクトノズル６ｏにょうてカバーされて
いない部分には、石英からなるインジェクトカバー７０
が着脱自在にセットされている。すなわち、開口４１の
内面４１１は、インジェクトカバー７０及びインジェク
トノズル６ｏによって完全にカバーされているのである
。このインジェクト力バー７０には、少なくとも１つの
孔７１が開設されており、この孔７１の個数或いは形状
は成長させるべきエピタキシャル層の特性、例えばエピ
タキシャル層の膜厚、比抵抗分布等の特性に応じて適宜
変更されるものとする（第３図（ａ）及びら）参照）。

カバーリング５０は前記ガスリング４０の内側に取り付
けられて、ガスリング４０の内側をカバーするものであ
って、ガスリング４０の開口４１に対応した箇所にのみ
開口５１が開設されている。このカバーリング５０は、
未反応の成長ガスＧが残留しないように石英からなって
いる。すなわち、ガスリング４０の内側は、未反応の成
長ガスＧが残留しない石英製のカバーリング５０によっ
て完全にカバーされていることになる。

従って、この半導体エピタキシャル成長装置のインジェ
クトノズル６０の周辺（ガスリング４０の内側及び開口
４１の内面４１１）は、すべて石英によってカバーされ
ていることになるので、パーティクル発生の原因となる
未反応の成長ガスＧの残留が発生しない。

〈発明の効果〉 本発明に係る半導体エピタキシャル成長装置のガスイン
ジェクト構造は、エピタキシャル層を成長させるべき半
導体ウェハをセットするサセプタと、このサセプタを囲
むベルジャと、このベルジャの周囲に設置された熱源と
を備えた半導体エピタキシャル成長装置において、前記
ベルジャ内部に成長ガスを供給するインジェクトノズル
をセットする開口が開設されたガスリングと、このガス
リングの内側をカバーする石英からなるカバーリングと
、前記開口に着脱自在にセットされる石英からなるイン
ジェクトカバーとを具備しており、前記カバーリングに
はガスリングの開口と対応する箇所に開口が開設されて
いるので、以下のような効果を奏する。

すなわち、未反応の成長ガスが残留するステンレス製の
ガスリングが、未反応の成長ガスが残留しない石英製の
カバーリングで覆われ、しかもインジェクトノズルがセ
ットされるガスリングの開口が石英製のインジェクトカ
バーで覆われているので、残留した未反応の成長ガスを
原因とするパーティクルが発生することがない。従って
、パーティクルによるエピタキシャル層への悪影響がな
い。また、パーティクルが発生しないので、半導体エピ
タキシャル成長装置のメンテナンスが容易になり、稼働
率を向上させることができる。さらに、成長せさるべき
エピタキシャル層の特性に応じてインジェクトカバーを
交換することができるので、インジェクトノズル全体を
交換しなくとも各種の特性のエピタキシャル層を成長さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体エピタキシャル成長装置の
ガスインジェクト構造の概略を示す断面図、第２図はカ
バーリングの斜視図、第３図はインジェクトカバーの斜
視図、第４図は半導体エピタキシャル成長装置の概略図
、第５図は従来のガスリング及びカバーリングの斜視図
である。 ｌＯ・・・ベルジャ、２０・・・サセプタ、３０・・・
赤外線ランプ（熱源）、４０・・・ガスリング、４１・
・・　（ガスリングの）開口、４１１　　・・・　（ガ
スリングの開口の）内面、５０・・・カバーリング、５
１・・・　（カバーリングの）開口、６０・・・インジ
ェクトノズル、７０・・・インジェクトカバー８０・・
・半導体ウェハ、Ｇ・・・成長ガス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エピタキシャル層を成長させるべき半導体ウェハ
   をセットするサセプタと、このサセプタを囲むベルジャ
   と、このベルジャの周囲に設置された熱源とを備えた半
   導体エピタキシャル成長装置のガスィンジェクト構造に
   おいて、前記ベルジャ内部に成長ガスを供給するインジ
   ェクトノズルをセットする開口が開設されたガスリング
   と、このガスリングの内側をカバーする石英からなるカ
   バーリングと、前記開口に着脱自在にセットされる石英
   からなるインジェクトカバーとを具備しており、前記カ
   バーリングにはガスリングの開口と対応する箇所に開口
   が開設されていることを特徴とする半導体エピタキシャ
   ル成長装置のガスインジェクト構造。