【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、結晶基板上に単結
晶または多結晶からなる薄膜を成長するためのエピタキ
シャル成長装置に関する。本発明は特に、シリコン基板
上に単結晶シリコン薄膜を成長するのに好適なエピタキ
シャル成長装置に関し、この装置は例えばバイポーラ集
積回路の製造に用いられるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epitaxial growth apparatus for growing a single crystal or polycrystal thin film on a crystal substrate. The present invention particularly relates to an epitaxial growth apparatus suitable for growing a single-crystal silicon thin film on a silicon substrate, and which is used, for example, for manufacturing a bipolar integrated circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】エピタキシャル成長工程は、バイポーラ
集積回路における素子間の分離に欠かせない技術となっ
ており、広く用いられている。エピタキシャル成長装置
としては、図７に示すような横型の反応炉７０が知られ
ている。この反応炉７０では、石英反応管７１内に設け
られた、図８に示す構造のサセプタ７２上に複数枚のウ
エハーＷを一列に並べてセットし、高周波コイル７３に
よるサセプタ７２の発熱でウエハーＷを加熱しながら、
石英反応管７１の一端部から反応ガス７４を供給し、ウ
エハーＷの表面に沿って流過させた後、排気管７５から
排出する。2. Description of the Related Art An epitaxial growth step is a technique which is indispensable for separation between elements in a bipolar integrated circuit, and is widely used. As an epitaxial growth apparatus, a horizontal reaction furnace 70 as shown in FIG. 7 is known. In the reaction furnace 70, a plurality of wafers W are arranged in a row on a susceptor 72 having a structure shown in FIG. 8 provided in a quartz reaction tube 71, and the wafer W is generated by heat generated by the susceptor 72 by a high-frequency coil 73. While heating
The reaction gas 74 is supplied from one end of the quartz reaction tube 71, flows along the surface of the wafer W, and is discharged from the exhaust tube 75.
【０００３】また、図９に示すパンケーキ型の反応炉９
０からなるエピタキシャル成長装置や、図１１に示すバ
レル型反応管１１１からなるエピタキシャル成長装置、
図１２に示すような縦型減圧ＣＶＤ装置１２０などが開
発されている。図９の装置によるエピタキシャル成長で
は、図１０に示す円盤状のサセプタ９２上にウエハーＷ
を縦横に並べてセットする。ついで、サセプタ９２を高
周波コイル９３で発熱させることによりウエハーＷを加
熱しながら、サセプタ９２を回転させ、この間に、回転
軸９５に形成したガス供給路から反応ガス９４を供給
し、ウエハーＷ上を流過させた後、排気する。A pancake type reactor 9 shown in FIG.
0, an epitaxial growth apparatus comprising a barrel-type reaction tube 111 shown in FIG.
A vertical reduced pressure CVD apparatus 120 as shown in FIG. 12 has been developed. In the epitaxial growth using the apparatus shown in FIG. 9, the wafer W is placed on the disk-shaped susceptor 92 shown in FIG.
Are set vertically and horizontally. Next, the susceptor 92 is heated by the high-frequency coil 93 to heat the wafer W while rotating the susceptor 92. During this time, the reaction gas 94 is supplied from a gas supply path formed on the rotating shaft 95, and the wafer W is cleaned. After passing through, exhaust.
【０００４】一方、図１１の装置によるエピタキシャル
成長においては、反応管１１１内に、截頭角錐状のサセ
プタ１１２を同心状に配置し、多数枚のウエハーＷをサ
セプタ１１２に上下多段にセットする。ついで、反応管
１１１の外側に設けたランプ加熱装置１１３によりウエ
ハーＷを加熱しながら、サセプタ１１２を回転させる。
この間に反応ガス１１４を供給し、ウエハーＷの表面に
沿って流過させた後、排気管１１５から排出する。On the other hand, in the epitaxial growth using the apparatus shown in FIG. 11, a susceptor 112 having a truncated pyramid shape is concentrically arranged in a reaction tube 111, and a large number of wafers W are set on the susceptor 112 in multiple stages. Next, the susceptor 112 is rotated while the wafer W is heated by the lamp heating device 113 provided outside the reaction tube 111.
During this time, the reaction gas 114 is supplied, flows along the surface of the wafer W, and is discharged from the exhaust pipe 115.
【０００５】また、図１２に示す縦型減圧ＣＶＤ装置１
２０は、多結晶シリコン膜の形成に用いられるものであ
る。すなわち、チューブと呼ばれる石英製の反応管１２
１の内部に石英製の内管１２５を挿入し、この内管１２
５内に、ボートと呼ばれる石英製の縦型多段式ウエハー
支持治具１２２を設け、さらに反応管１２１の周囲に抵
抗加熱ヒータ１２３を配備したものである。このＣＶＤ
装置１２０による成膜工程では、上記支持治具１２２の
各段にウエハーＷを搭載し、抵抗加熱シータ１２３によ
りウエハーＷを加熱しながら、内管１２５内に反応ガス
１２４を上向流で供給し、使用後のガスを内管１２５の
上端部から排出した後、反応管１２１の下端部から排気
する。Further, a vertical reduced pressure CVD apparatus 1 shown in FIG.
Reference numeral 20 is used for forming a polycrystalline silicon film. That is, a quartz reaction tube 12 called a tube
1, an inner tube 125 made of quartz is inserted into the inner tube 12.
A vertical multi-stage wafer support jig 122 made of quartz called a boat is provided in 5, and a resistance heater 123 is provided around a reaction tube 121. This CVD
In the film forming process by the apparatus 120, the wafer W is mounted on each stage of the support jig 122, and while the wafer W is heated by the resistance heating sheeter 123, the reaction gas 124 is supplied into the inner pipe 125 in an upward flow. After exhausting the used gas from the upper end of the inner tube 125, the gas is exhausted from the lower end of the reaction tube 121.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、図７，９に示
すような横型装置では、ウエハーの大口径化に伴い、１
回に処理することができるウエハー枚数を増やすために
装置を大型化し場合、その専有面積の増加に加えて、反
応炉７０，９０内の下流側で反応ガスの流れを均一に維
持するのが難しくなるという問題があった。However, in a horizontal apparatus as shown in FIGS.
In the case of increasing the size of the apparatus in order to increase the number of wafers that can be processed at one time, in addition to increasing the occupied area, it is difficult to maintain a uniform flow of the reaction gas downstream in the reaction furnaces 70 and 90. There was a problem of becoming.
【０００７】また、ウエハーの大口径化に伴って、成膜
時に要求されるウエハー面内の温度分布の均一性が高く
なるが、図７，９の装置のように高周波誘導加熱を使用
するものでは、温度分布を高度に均一化することは困難
であり、このため成長膜にスリップと呼ばれる結晶欠陥
が発生しやすくなるという問題もあった。[0007] Further, as the diameter of the wafer increases, the uniformity of the temperature distribution within the wafer surface required during film formation increases. However, as shown in Figs. In such a case, it is difficult to make the temperature distribution highly uniform, so that there is a problem that a crystal defect called a slip is easily generated in the grown film.
【０００８】一方、図１１，１２の装置では、大型化し
ても上記横型装置に比べて、専有面積の増加を抑えるこ
とができる利点がある。しかし、上記横型装置と同様
に、大型化によって、反応炉内のガス下流側ほどウエハ
ーへの反応ガスの供給流量が低下するため、ウエハー間
の成長膜の膜厚均一性を高めるのが難しくなるという問
題があった。また、一般にエピタキシャル成長は拡散律
速領域で行われるが、図１２の装置では、ウエハーＷ
（シリコン基板）が水平方向に支持されているのに対し
て、反応ガス流はこれに垂直になっているため、図１３
に示すように、成長したシリコン膜２０１の厚さがウエ
ハー面内で不均一となり、凹型になってしまう。さら
に、図１２の装置においては、反応管１２１の外側に設
けた抵抗加熱ヒータ１２３によりウエハーを加熱する構
造となっているため、反応管１２１の管壁も加熱される
ので、この管壁の内面にも成膜される。そして、この膜
が剥離して成膜後のウエハー表面に落下・付着した場合
には、ウエハー表面に結晶欠陥が発生してエピタキシャ
ル成長膜の膜質が劣化するという問題もあった。On the other hand, the apparatus shown in FIGS. 11 and 12 has an advantage that the increase in the occupied area can be suppressed as compared with the above-mentioned horizontal apparatus even if the apparatus is enlarged. However, similarly to the above-mentioned horizontal apparatus, the larger the size, the lower the flow rate of the reaction gas to the wafer in the downstream of the gas in the reaction furnace, so that it is difficult to increase the uniformity of the thickness of the grown film between the wafers. There was a problem. In general, epitaxial growth is performed in a diffusion-controlled region. However, in the apparatus shown in FIG.
Since the (silicon substrate) is supported in the horizontal direction and the reaction gas flow is perpendicular to this,
As shown in (1), the thickness of the grown silicon film 201 becomes non-uniform in the wafer surface, and becomes concave. Further, in the apparatus shown in FIG. 12, since the wafer is heated by the resistance heater 123 provided outside the reaction tube 121, the tube wall of the reaction tube 121 is also heated. Is also formed. If the film is peeled off and falls or adheres to the surface of the wafer after film formation, there is a problem that crystal defects are generated on the surface of the wafer and the quality of the epitaxially grown film is deteriorated.
【０００９】本発明は従来装置の上記問題点に鑑みてな
されたもので、その第１の目的は、大口径ウエハーの多
数枚同時処理を行うために装置を大型化しても、専有面
積の増加を抑えることができるエピタキシャル成長装置
を提供することにある。本発明の第２の目的は、反応炉
内の全体にわたって反応ガスの流れを均一に維持するこ
とができるエピタキシャル成長装置を提供することであ
る。本発明の第３の目的は、ウエハー面内の温度分布を
高度に均一化することが可能なエピタキシャル成長装置
を提供することである。本発明の第４の目的は、反応炉
壁への成膜、およびこの成長膜のウエハー表面への落下
に起因する成長膜の結晶欠陥を防止することが可能なエ
ピタキシャル成長装置を提供することである。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional apparatus. The first object of the present invention is to increase the occupied area even if the apparatus is enlarged to simultaneously process a large number of large-diameter wafers. It is an object of the present invention to provide an epitaxial growth apparatus capable of suppressing the growth. A second object of the present invention is to provide an epitaxial growth apparatus capable of maintaining a uniform flow of a reaction gas throughout the inside of a reactor. A third object of the present invention is to provide an epitaxial growth apparatus capable of highly uniformizing a temperature distribution in a wafer surface. A fourth object of the present invention is to provide an epitaxial growth apparatus capable of preventing a crystal defect of a grown film caused by film formation on a reactor wall and dropping of the grown film onto a wafer surface. .
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、反応炉内に設
けたサセプタのウエハー搭載部にウエハーをセットし、
ウエハー表面に反応ガスを供給して結晶薄膜を成長する
エピタキシャル成長装置において、サセプタとして例え
ば図５に示すように、各段のウエハー搭載部１２ａに抵
抗加熱ヒータ１３を内蔵する縦型多段式サセプタ１２を
設けたことを特徴としている。According to the present invention, a wafer is set on a wafer mounting portion of a susceptor provided in a reactor,
In an epitaxial growth apparatus for growing a crystal thin film by supplying a reaction gas to a wafer surface, as shown in FIG. 5, for example, as shown in FIG. 5, a vertical multistage susceptor 12 having a built-in resistance heater 13 in a wafer mounting portion 12a of each stage is used. It is characterized by having been provided.
【００１１】本発明に係るエピタキシャル成長装置とし
ては、例えば図１〜図５に示すように、上記縦型多段式
サセプタ１２を横断面形状が長方形で石英製の内管１４
で包囲し、さらにこの内管１４を石英製のチューブ型反
応管１５で包囲し、これら内管１４と反応管１５とに跨
がって仕切壁１６を設けることにより、これら内管１４
・反応管１５間の空間を反応ガス供給室１７と排気室１
８とに区画し、内管１４の一対の対向側壁のうち反応ガ
ス供給室１７側の側壁２１に反応ガス供給口２２を、排
気室１８側の側壁２３に排気口２４をそれぞれ形成した
ものが好ましい。As shown in FIGS. 1 to 5, for example, an epitaxial growth apparatus according to the present invention includes an inner tube 14 made of quartz having a rectangular cross section and having a rectangular cross section.
Further, the inner tube 14 is surrounded by a tube type reaction tube 15 made of quartz, and a partition wall 16 is provided so as to straddle the inner tube 14 and the reaction tube 15.
The space between the reaction tubes 15 is defined by the reaction gas supply chamber 17 and the exhaust chamber 1
8 and a pair of opposed side walls of the inner pipe 14 in which a reaction gas supply port 22 is formed on a side wall 21 on the side of the reaction gas supply chamber 17 and an exhaust port 24 is formed on a side wall 23 on the side of the exhaust chamber 18. preferable.
【００１２】また本発明（図３〜５を参照）では、内管
１４の反応ガス供給口２２および排気口２４を、サセプ
タ１２の各段のウエハー搭載部１２ａに対応して多段に
形成することが望ましい。この場合、反応ガス供給口２
２および排気口２４を、サセプタ１２の上下に隣接する
ウエハー搭載部１２，１２間の空間２５に連通させる。
また、反応ガス供給口２２および排気口２４を、サセプ
タ１２のウエハー搭載面１２ｂに平行なスリット状に形
成するとともに、同一段のウエハー搭載部１２ａに対応
する反応ガス供給口２２および排気口２４では開口面積
を互いに等しくし、かつ、ウエハー搭載面１２ｂに平行
に真正面に対向させることが好ましい。さらに本発明で
は、反応ガス供給口２２および排気口２４の開口面積
を、サセプタ１２の下段側から上端側に順次増大させる
ことが望ましい。In the present invention (see FIGS. 3 to 5), the reaction gas supply port 22 and the exhaust port 24 of the inner pipe 14 are formed in multiple stages corresponding to the wafer mounting portions 12a of each stage of the susceptor 12. Is desirable. In this case, the reaction gas supply port 2
2 and the exhaust port 24 are communicated with a space 25 between the wafer mounting portions 12, which are vertically adjacent to the susceptor 12.
Further, the reaction gas supply port 22 and the exhaust port 24 are formed in a slit shape parallel to the wafer mounting surface 12b of the susceptor 12, and the reaction gas supply port 22 and the exhaust port 24 corresponding to the same stage of the wafer mounting section 12a are formed. It is preferable to make the opening areas equal to each other and to face the front directly in parallel with the wafer mounting surface 12b. Further, in the present invention, it is desirable that the opening areas of the reaction gas supply port 22 and the exhaust port 24 are sequentially increased from the lower side of the susceptor 12 to the upper end side.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。 実施例１ 図１はエピタキシャル成長装置を示す概略縦断面図、図
２は図１の横断面図である。図３，４は内管の構造に係
るもので、図３は反応ガス供給室側の側壁を示す正面
図、図４は排気室側の側壁を示す正面図である。図５は
サセプタの構造を示す概略正面断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Example 1 FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an epitaxial growth apparatus, and FIG. 2 is a transverse sectional view of FIG. 3 and 4 relate to the structure of the inner tube. FIG. 3 is a front view showing the side wall on the side of the reaction gas supply chamber, and FIG. 4 is a front view showing the side wall on the side of the exhaust chamber. FIG. 5 is a schematic front sectional view showing the structure of the susceptor.
【００１４】図１〜図５に示すエピタキシャル成長装置
１０は、縦型多段式サセプタ１２を設けたエピタキシャ
ル成長装置であって、この縦型多段式サセプタ１２は、
各段のウエハー搭載部１２ａに抵抗加熱ヒータ１３を内
蔵しているものである。すなわち、図１，２に示すよう
に、大口径ウエハーを搭載することができる縦型多段式
の円筒形サセプタ１２の外側に同心状に、横断面形状が
長方形の内管（石英チューブ）１４を設ける。さらに、
内管１４の外側に同心状に石英製の円筒状反応管１５を
設ける。図５に示すようにサセプタ１２では、各段のウ
エハー搭載部１２ａに抵抗加熱ヒータ１３を内蔵させ
る。サセプタ１２の材質は熱伝導率の高い金属材料、例
えばアルミニウムとし、その表面に汚染防止のためのＳ
ｉＣコート等の表面処理を施す。図５において、１２ｂ
はウエハー搭載面である。１２ｃは図面左右に１本ずつ
設けた支柱であり、各段のウエハー搭載部１２ａは、こ
れによって支持されている。The epitaxial growth apparatus 10 shown in FIGS. 1 to 5 is an epitaxial growth apparatus provided with a vertical multi-stage susceptor 12.
The resistance heater 13 is built in the wafer mounting portion 12a of each stage. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, an inner tube (quartz tube) 14 having a rectangular cross section is concentrically provided outside a vertical multi-stage cylindrical susceptor 12 on which a large-diameter wafer can be mounted. Provide. further,
A cylindrical reaction tube 15 made of quartz is provided concentrically outside the inner tube 14. As shown in FIG. 5, in the susceptor 12, a resistance heater 13 is built in each stage of the wafer mounting portion 12a. The material of the susceptor 12 is a metal material having high thermal conductivity, for example, aluminum, and the surface thereof is made of S for preventing contamination.
A surface treatment such as iC coating is performed. In FIG. 5, 12b
Is a wafer mounting surface. Reference numerals 12c denote supports provided one by one on the left and right sides of the drawing, and the wafer mounting portions 12a of the respective stages are supported thereby.
【００１５】また、図２に示すように、内管１４と反応
管１５とに跨がって仕切壁１６を設けることにより、内
管１４・反応管１５間の空間を反応ガス供給室１７と排
気室１８とに区画する。そして、図１〜図５に示すよう
に、内管１４の一対の対向側壁のうち反応ガス供給室１
７側の側壁２１に反応ガス供給口２２を、排気室１８側
の側壁２３に排気口２４をそれぞれ形成する。この場
合、反応ガス供給口２２および排気口２４は、反応ガス
がサセプタ各段のウエハー搭載部内および搭載部間にお
いて均一流量で流過することができるように形成するこ
とが極めて重要である。As shown in FIG. 2, by providing a partition wall 16 over the inner tube 14 and the reaction tube 15, the space between the inner tube 14 and the reaction tube 15 can be separated from the reaction gas supply chamber 17. It is partitioned into an exhaust chamber 18. Then, as shown in FIGS. 1 to 5, the reaction gas supply chamber 1 of the pair of opposed side walls of the inner pipe 14 is formed.
A reaction gas supply port 22 is formed on the side wall 21 on the 7 side, and an exhaust port 24 is formed on the side wall 23 on the exhaust chamber 18 side. In this case, it is extremely important that the reaction gas supply port 22 and the exhaust port 24 are formed so that the reaction gas can flow at a uniform flow rate in the wafer mounting portion of each stage of the susceptor and between the mounting portions.
【００１６】そのための構成として、反応ガス供給口２
２および排気口２４は、サセプタ１２各段のウエハー搭
載部１２ａに対応して多段に（すなわち、サセプタ１２
の上下に隣接するウエハー搭載部１２ａ，１２ａ間の空
間２５に連通させて）、かつ、ウエハー搭載面１２ｂに
平行なスリット状に形成する（図３，４）。さらに、反
応ガス供給口２２および排気口２４は、開口面積を対向
側壁２１，２３の下部側から上部側に順次増大させ（図
３，４）、サセプタ１２の同一段では反応ガス供給口２
２と排気口２４とで開口面積を等しくするとともに、ウ
エハー搭載面１２ｂと平行に真正面に対向させる。反応
管１５の下端部には、反応ガス供給管２６および排気管
２７を接続する。この排気管２７は、ブロワーまたは真
空ポンプ（図示せず）の吸引側に接続する。なお、上記
内管１４は横断面が正方形であるが、縦横の長さが異な
る長方形とすることもできるし、円筒状に形成すること
も可能である。As a configuration for this purpose, a reaction gas supply port 2 is provided.
2 and the exhaust port 24 are provided in multiple stages (that is, the susceptor 12
(In communication with the space 25 between the wafer mounting portions 12a, 12a vertically adjacent to each other) and in a slit shape parallel to the wafer mounting surface 12b (FIGS. 3 and 4). Further, the opening area of the reaction gas supply port 22 and the exhaust port 24 is sequentially increased from the lower side to the upper side of the opposing side walls 21 and 23 (FIGS. 3 and 4).
2 and the exhaust port 24 are made to have the same opening area, and are opposed to the front directly in parallel with the wafer mounting surface 12b. A reaction gas supply pipe 26 and an exhaust pipe 27 are connected to the lower end of the reaction pipe 15. This exhaust pipe 27 is connected to the suction side of a blower or a vacuum pump (not shown). The inner tube 14 has a square cross section, but may have a rectangular shape with different vertical and horizontal lengths, or may have a cylindrical shape.
【００１７】つぎに、上記装置の作用について説明す
る。サセプタ１２の各段のウエハー搭載部１２ａに、大
きい口径のウエハー（シリコン基板）Ｗを１枚ずつセッ
トする。反応ガス供給管２６から反応ガス、例えば水素
およびＳｉＨ2Ｃｌ2（ジクロルシラン）を供給し、排
気管２７からガスを排気する。これと並行して、抵抗加
熱ヒータ１３によりウエハーＷを例えば１０００℃に加
熱することで、エピタキシャル成長が進行する。ウエハ
ー温度は、ヒータ１３に流す電流により制御する。ま
た、成膜圧力は、上記ブロワーまたは真空ポンプの運転
条件を適宜に設定することによって制御する。Next, the operation of the above device will be described. A large-diameter wafer (silicon substrate) W is set one by one on the wafer mounting portion 12a of each stage of the susceptor 12. A reaction gas, for example, hydrogen and SiH2 Cl2 (dichlorosilane) is supplied from a reaction gas supply pipe 26, and the gas is exhausted from an exhaust pipe 27. At the same time, the wafer W is heated to, for example, 1000 ° C. by the resistance heater 13, whereby the epitaxial growth proceeds. The wafer temperature is controlled by a current flowing through the heater 13. The film forming pressure is controlled by appropriately setting the operating conditions of the blower or the vacuum pump.
【００１８】エピタキシャル成長工程において、反応ガ
ス供給管２６からの反応ガスは、反応ガス供給室１７に
流入して上向流で流れながら、それぞれの反応ガス供給
口２２を介して内管１４内に流入し、サセプタ１２の各
段の空間２５内を流れてエピタキシャル成長反応で消費
される。エピ成長反応後のガスは、それぞれの排気口２
４を介して排気室１８に流入し、下向流となって排気管
２７から排出される。上記空間２５内では反応ガスがウ
エハーＷの表面上を、これに平行に（この場合、水平方
向に）流過する。なお、上記ウエハー搭載部１２ａに、
口径が小さいウエハーを複数枚セットして、同様のエピ
タキシャル成長操作を行うこともできる。In the epitaxial growth step, the reactant gas from the reactant gas supply pipe 26 flows into the reactant gas supply chamber 17 and flows upward while flowing into the inner pipe 14 through the respective reactant gas supply ports 22. Then, it flows in the space 25 of each stage of the susceptor 12 and is consumed by the epitaxial growth reaction. The gas after the epi-growth reaction is supplied to each exhaust port 2
4, flows into the exhaust chamber 18, and is discharged from the exhaust pipe 27 as a downward flow. In the space 25, the reaction gas flows on the surface of the wafer W in parallel (in this case, in the horizontal direction) to the surface of the wafer W. Note that the wafer mounting portion 12a has
The same epitaxial growth operation can be performed by setting a plurality of small-diameter wafers.
【００１９】上記エピタキシャル成長装置においては、
各段のウエハー搭載部１２ａに抵抗加熱ヒータ１３を内
蔵する縦型多段式サセプタ１２を設けたため、多数枚の
大口径ウエハーＷを同時処理する場合にも、装置設置面
積の増大を抑えることができるうえ、ウエハーＷのみを
加熱することができて、内管１４内面への成膜を防止す
ることが可能になる。しかも、ウエハー面内およびウエ
ハー面間での加熱の均一性が高周波誘導加熱よりも高ま
るので、上記スリップの発生を的確に抑えることができ
る。In the above epitaxial growth apparatus,
Since the vertical multi-stage susceptor 12 having the built-in resistance heater 13 is provided in the wafer mounting portion 12a of each stage, even when a large number of large-diameter wafers W are simultaneously processed, an increase in the installation area of the apparatus can be suppressed. In addition, only the wafer W can be heated, and film formation on the inner surface of the inner tube 14 can be prevented. Moreover, since the uniformity of the heating within the wafer surface and between the wafer surfaces is higher than that of the high-frequency induction heating, the occurrence of the slip can be accurately suppressed.
【００２０】また、反応ガス供給室１７と排気室１８と
を区画形成するとともに、反応ガス供給口２２および排
気口２４を上記のように形成したので、サセプタ１２各
段のウエハー搭載面１２ｂに平行に、したがって各段の
ウエハーＷ表面に平行に反応ガスを供給することができ
る。さらに、反応ガス供給口２２および排気口２４の開
口面積を対向側壁２１，２３の下部側から上部側に順次
増大させたことによって、サセプタ各段のウエハーＷ表
面に供給する反応ガスの流量を、段間で均一化すること
が可能となり、例えば最上段のウエハーへの反応ガス供
給量と、最下段のウエハーへの反応ガス供給量とを容易
にほぼ等しくすることができる。Since the reaction gas supply chamber 17 and the exhaust chamber 18 are defined and the reaction gas supply port 22 and the exhaust port 24 are formed as described above, the susceptor 12 is parallel to the wafer mounting surface 12b of each stage. Thus, the reaction gas can be supplied in parallel to the surface of the wafer W in each stage. Furthermore, by increasing the opening areas of the reaction gas supply port 22 and the exhaust port 24 sequentially from the lower side to the upper side of the opposing side walls 21 and 23, the flow rate of the reaction gas supplied to the surface of the wafer W at each stage of the susceptor is reduced. It is possible to make uniform between the stages, and for example, the amount of reactant gas supplied to the uppermost wafer and the amount of reactant gas supplied to the lowermost wafer can be easily made substantially equal.
【００２１】以上のことから、上記エピタキシャル成長
装置によれば、当該装置の設置面積の増大を抑えなが
ら、大口径ウエハーの多数枚バッチ処理を行うことがで
きる。また、成長膜の膜厚がウエハー内およびウエハー
間で均一で、しかもスリップや、反応炉壁から剥離した
成長膜が落下・付着することに起因する結晶欠陥の発生
を防止することができ、ウエハー面内およびサセプタ各
段のウエハー間で品質が均一かつ、優れたエピタキシャ
ルウエハーを安定して製造することができる。As described above, according to the above-described epitaxial growth apparatus, it is possible to perform batch processing of a large number of large-diameter wafers while suppressing an increase in the installation area of the apparatus. In addition, the thickness of the grown film is uniform within the wafer and between the wafers, and it is possible to prevent the occurrence of crystal defects due to slipping and the falling and adhering of the grown film separated from the reactor wall. It is possible to stably produce an excellent epitaxial wafer having uniform quality in the plane and between the wafers at each stage of the susceptor.
【００２２】実施例２ 実施例１のエピタキシャル成長装置１０は、円筒状反応
管１５内に四角筒状の内管１４を挿入した構造となって
いるが、これに代えて、横断面形状が図６に示される反
応管３１および内管３２によりエピタキシャル成長装置
３０を構成することもできる。すなわち図６に示すよう
に、横断面において縦横の寸法が異なる四角筒状の反応
管３１内の空間を２枚の仕切壁３３，３４で仕切ること
によって３つの区画室を形成する。そして、中央の区画
室３５に、図５に示すサセプタ１２と同様構造のサセプ
タ１２を設け、右側の区画室を反応ガス供給室３６、左
側の区画室を排気室３７とし、仕切壁３３に反応ガス供
給口３８を、仕切壁３４に排気口３９をそれぞれ開口し
た構造とする。この実施例では内管３２が、反応管３１
を形成する対向壁３１ａ，３１ｂの一部と、仕切壁３
３，３４とにより形成されている。したがって、実施例
１における仕切り壁１６は不要である。Embodiment 2 The epitaxial growth apparatus 10 of Embodiment 1 has a structure in which a rectangular tube-shaped inner tube 14 is inserted into a cylindrical reaction tube 15, but instead has a cross-sectional shape of FIG. The epitaxial growth apparatus 30 can also be constituted by the reaction tube 31 and the inner tube 32 shown in FIG. That is, as shown in FIG. 6, three compartments are formed by dividing the space inside the rectangular tube-shaped reaction tube 31 having different vertical and horizontal dimensions in the horizontal section by two partition walls 33 and 34. A susceptor 12 having the same structure as the susceptor 12 shown in FIG. 5 is provided in the central compartment 35, the right compartment is a reaction gas supply chamber 36, the left compartment is an exhaust chamber 37, and the reaction chamber The gas supply port 38 has a structure in which an exhaust port 39 is opened in the partition wall 34. In this embodiment, the inner tube 32 is
Of the opposing walls 31a and 31b forming the
3 and 34. Therefore, the partition wall 16 in the first embodiment is unnecessary.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
エピタキシャル成長装置においては、大口径ウエハーの
バッチ処理枚数を増やすために装置を大型化しても、専
有面積の増加を抑えることができる。また、本発明のエ
ピタキシャル成長装置によれば、エピタキシャル成長膜
の膜厚がウエハー内および（サセプタ各段の）ウエハー
間で均一、かつスリップ等の結晶欠陥が少なく、ウエハ
ー面内およびウエハー間で品質が均一、かつ優れたエピ
タキシャルウエハーを安定して製造することができる。As is clear from the above description, in the epitaxial growth apparatus of the present invention, even if the apparatus is enlarged to increase the number of batch-processed large-diameter wafers, an increase in the occupied area can be suppressed. Further, according to the epitaxial growth apparatus of the present invention, the thickness of the epitaxially grown film is uniform within the wafer and between the wafers (at each stage of the susceptor), and there are few crystal defects such as slips, and the quality is uniform within the wafer surface and between the wafers. And an excellent epitaxial wafer can be stably manufactured.
【図１】本発明の実施例１に係るエピタキシャル成長装
置の構造を示す概略縦断面図である。FIG. 1 is a schematic vertical sectional view showing a structure of an epitaxial growth apparatus according to Example 1 of the present invention.
【図２】図１の横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
【図３】図１装置における反応ガス供給室側の側壁の構
造を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing a structure of a side wall on a reaction gas supply chamber side in the apparatus in FIG. 1;
【図４】図１装置における排気室側の側壁の構造を示す
正面図である。FIG. 4 is a front view showing a structure of a side wall on the exhaust chamber side in the apparatus in FIG. 1;
【図５】図１装置における縦型多段式サセプタの構造を
示す概略縦断面図である。FIG. 5 is a schematic vertical sectional view showing the structure of a vertical multi-stage susceptor in the apparatus shown in FIG. 1;
【図６】本発明の実施例２に係るエピタキシャル成長装
置の構造を示す概略横断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a structure of an epitaxial growth apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図７】従来の横型エピタキシャル成長装置の構造を示
す概略縦断面図である。FIG. 7 is a schematic vertical sectional view showing the structure of a conventional lateral epitaxial growth apparatus.
【図８】図７装置におけるサセプタの構造を示す平面図
である。FIG. 8 is a plan view showing a structure of a susceptor in the apparatus shown in FIG. 7;
【図９】従来のパンケーキ型エピタキシャル成長装置の
構造を示す概略正面断面図である。FIG. 9 is a schematic front sectional view showing the structure of a conventional pancake type epitaxial growth apparatus.
【図１０】図９装置におけるサセプタの構造を示す平面
図である。FIG. 10 is a plan view showing a structure of a susceptor in the apparatus shown in FIG. 9;
【図１１】従来のバレル型エピタキシャル成長装置の構
造を示す概略縦断面図である。FIG. 11 is a schematic longitudinal sectional view showing the structure of a conventional barrel type epitaxial growth apparatus.
【図１２】従来の縦型減圧ＣＶＤ装置の構造を示す概略
縦断面図である。FIG. 12 is a schematic vertical sectional view showing the structure of a conventional vertical reduced pressure CVD apparatus.
【図１３】図１２の装置で成長した多結晶シリコン膜の
膜厚分布を示す説明図である。13 is an explanatory diagram showing a film thickness distribution of a polycrystalline silicon film grown by the apparatus of FIG.
１０……エピタキシャル成長装置、１２……サセプタ、
１２ａ……ウエハー搭載部、１２ｂ……ウエハー搭載
面、１２ｃ……支柱、１３……抵抗加熱ヒータ、１４…
…内管、１５……反応管、１６……仕切壁、１７……反
応ガス供給室、１８……排気室、２１……側壁、２２…
…反応ガス供給口、２３……側壁、２４……排気口、２
５……空間、２６……反応ガス供給管、２７……排気
管、３０……エピタキシャル成長装置、３１ａ，３１ｂ
……対向壁、３１……反応管、３２……内管、３３，３
４……仕切壁、３５……区画室、３６……反応ガス供給
室、３７……排気室、３８……反応ガス供給口、３９…
…排気口、Ｗ……ウエハー。10: epitaxial growth apparatus, 12: susceptor
12a wafer mounting portion, 12b wafer mounting surface, 12c support, 13 resistance heating heater, 14
... Inner tube, 15 ... Reaction tube, 16 ... Partition wall, 17 ... Reaction gas supply chamber, 18 ... Exhaust chamber, 21 ... Side wall, 22 ...
... reaction gas supply port, 23 ... side wall, 24 ... exhaust port, 2
5 ... space, 26 ... reaction gas supply pipe, 27 ... exhaust pipe, 30 ... epitaxial growth apparatus, 31a, 31b
... opposed wall, 31 ... reaction tube, 32 ... inner tube, 33, 3
4 ... partition wall, 35 ... compartment, 36 ... reaction gas supply chamber, 37 ... exhaust chamber, 38 ... reaction gas supply port, 39 ...
... exhaust port, W ... wafer.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20015396AJPH1050613A (en) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Epitaxial growth device |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20015396AJPH1050613A (en) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Epitaxial growth device |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1050613Atrue JPH1050613A (en) | 1998-02-20 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20015396APendingJPH1050613A (en) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Epitaxial growth device |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1050613A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011011942A (en)* | 2009-07-01 | 2011-01-20 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Apparatus and method for producing crystal |
| WO2011149678A3 (en)* | 2010-05-25 | 2012-04-19 | Aventa Systems, Llc | Linear batch chemical vapor deposition system |
| US9169562B2 (en) | 2010-05-25 | 2015-10-27 | Singulus Mocvd Gmbh I. Gr. | Parallel batch chemical vapor deposition system |
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| CN114959650A (en)* | 2022-05-18 | 2022-08-30 | 江苏微导纳米科技股份有限公司 | Semiconductor device |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2011011942A (en)* | 2009-07-01 | 2011-01-20 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Apparatus and method for producing crystal |
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| CN102985592A (en)* | 2010-05-25 | 2013-03-20 | 艾文达技术股份有限公司 | Linear batch chemical vapor deposition system |
| US8986451B2 (en) | 2010-05-25 | 2015-03-24 | Singulus Mocvd Gmbh I. Gr. | Linear batch chemical vapor deposition system |
| US9169562B2 (en) | 2010-05-25 | 2015-10-27 | Singulus Mocvd Gmbh I. Gr. | Parallel batch chemical vapor deposition system |
| US9869021B2 (en) | 2010-05-25 | 2018-01-16 | Aventa Technologies, Inc. | Showerhead apparatus for a linear batch chemical vapor deposition system |
| CN114959650A (en)* | 2022-05-18 | 2022-08-30 | 江苏微导纳米科技股份有限公司 | Semiconductor device |
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