CN1864246A - 气相生长方法及气相生长装置 - Google Patents

气相生长方法及气相生长装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1864246A
CN1864246A CN200480029082.7A CN200480029082A CN1864246A CN 1864246 A CN1864246 A CN 1864246A CN 200480029082 A CN200480029082 A CN 200480029082A CN 1864246 A CN1864246 A CN 1864246A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
stream
growth conditions
vapor
maintaining part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200480029082.7A
Other languages
English (en)
Inventor
二川正康
柿本典子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of CN1864246A publication Critical patent/CN1864246A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45587—Mechanical means for changing the gas flow
    • C23C16/45589—Movable means, e.g. fans
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/14—Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/16—Controlling or regulating
    • C30B25/165—Controlling or regulating the flow of the reactive gases

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

本发明提供一种即使生长条件不同，也可形成均一性较高的外延层的气相生长方法及气相生长装置。该气相生长方法是在反应室(2)内利用原料气体(15)在基板(7)上形成薄膜，其特征在于：使用包含反应室(2)；向基板(7)上供给气体原料、并排出原料气体(15)的流路(5)；保持基板(7)的基板保持部；使基板保持部与流路(5)相对地移动的移动部(12)；控制移动部(12)的控制部(13)；以及加热基板(7)的加热部(10)的装置。控制部(13)在晶体生长前预先计测各生长条件的流路(5)与基板保持部的相对位置，保存计测的位置数据，并依据设定的生长条件与保存的位置数据，控制基板保持部或流路(5)的位置，以使流路(5)与基板(7)的相对位置的变化变小。

Description

气相生长方法及气相生长装置
技术领域
本发明涉及一种气相生长方法以及气相生长装置，特别是涉及一种可形成均一的外延生长层的气相生长方法以及气相生长装置。
背景技术
在半导体的制造方法中，在基板的表面形成氧化膜、氮化膜或硅膜等薄膜的装置中，使用有热CVD装置、等离子CVD装置、外延生长装置等(参考专利文献1)。图6中，表示现有的MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有机金属化学气相蒸镀)装置的一例。该MOCVD装置因原料气体的流路沿横方向水平，故而一般称为横型MOCVD装置。横型MOCVD装置如图6所示，含有以长方体形状的腔室1构成的反应室2与贯通反应室2的流路5。流路5在一端设有气体供给口3，在另一端设有气体排出口4。又，在流路的大致中央部形成有开口部6，在开口部6设置有基座9，基座9含有保持被处理基板7的基板保持构件8。又，在基座9的下部设置有用以加热被处理基板7的基板加热器10。
这些配置关系系流路5内的基板保持侧的底面20与基板保持构件8的表面21以位于同一平面上的方式而设置(参考专利文献2)。另外，也有如下设置的情形，即在基板保持构件8形成的凹部安装被处理基板7，将基板保持构件8的表面21与基板的晶体生长面22设置在同一平面，使得被处理基板7的晶体生长面22也位于同一平面上(参考专利文献3)。在基板成膜时，原料气体15自气体供给口3导入至流路5内，通过在基板加热器10上促进被处理基板7上的成膜化学反应，使得在被处理基板7上形成薄膜。而后，形成通过被处理基板7上的原料气体15自气体排出口4排出的构造。
在相关的横型MOCVD反应炉中，为实现品质良好的优良晶体生长，必须使在流路5内流动于的原料气体15在位于高温的基座9上的被处理基板7附近，原料气体15的流速分布或温度在空间上为均一，且原料气体15的流动中不产生漩涡或混乱的层流的方式，需要在原料气体15的流动方法或温度的控制、反应炉的各种构成等方面加以改善。其中，由于基板保持构件8的表面21与流路5内的基板保持侧的底面20的相对位置关系，被处理基板7附近的原料气体15的流动产生极大变化且会对于薄膜的均一形成造成较大影响，故而相对位置关系的精度要求为0.1mm以下的精度，因此决定位置的精度成为非常重要的课题。
因此，作为改良制造步骤中的静态状态的方法，例如揭示有以下方法：在基座的上流侧，以接近基座的方式设有为了预备加热原料气体的加热部，通过加热时的上升气流，使湍流化的原料气体复归于层流，在基板上原料气体成为层流。又，为使再湍流化的位置移动至更下流侧，确保基板上的层流化，在基座的下流侧也以接近基座的方式设置加热部的方法也有效(参考专利文献2)。
同样地，作为改良制造步骤中的静态状态的方法，例如揭示有以下技术：使保持基板的托盘旋转的同时气相生长，又，将配置托盘的凹部的内周面与托盘的外周面的间隙设为在原料气体的下流侧大于上流侧的技术。藉此，使来自配置托盘的凹部的产生气体自间隙较大的下流侧的间隙流出，抑制自间隙较小的上流侧流出，使产生气体不进入生长的薄膜中，从而可获得高品质的晶片(参考专利文献3)。
又，揭示有在横型MOCVD装置中，通过将安装有流路内的基板侧的对向侧的底面与基板的相对位置在薄膜形成中变大，不同的气流中相互冲刷，使不同的薄膜交互生长的技术(参考专利文献4)。进而作为薄膜形成后的改良方法，揭示有将用以冷却设有电阻加热器等的加热部的基座的冷却气体喷出部设于基座的外周附近的气相生长装置。通过该装置，可利用冷却气体迅速降温基座，故而可不损害均一性或膜质，提高产量(参考专利文献5)。
[专利文献1]日本专利特许第3338884号公报
[专利文献2]日本专利特开平5-283339号公报
[专利文献3]日本专利特开平11-67670号公报
[专利文献4]日本专利特开平5-175141号公报
[专利文献5]日本专利特开2000-114180号公报
在如上所述的气相生长装置中，在实现高品质的晶体生长的方面，被处理基板附近的原料气体的均一流动较为重要，因此实行如下组合，即使用高精度的构成零件，并且高精度地决定构成零件的位置，以获得理想的原料气体的流动。
接着，近年来为实行更高度的晶体生长，例如以将不同特性的膜连续层积成膜为目的，在实行晶体生长的处理步骤中，实行变更被处理基板的温度的处理。然而，在该情形时存在以下问题。如图7所示，被处理基板7的温度变更通过变更对基板加热器10供给电力而实行，但因加热，除基板加热器10、被处理基板7以外，在基座9、基板保持构件8、流路5等的周边零件也会全部产生温度变化。然而各个构成零件未必全部由同一材料而制作，故而各个构成零件具有各自固有的线膨胀系数。又，各构成零件具有各种的尺寸，进而与其它构成零件相对固定的部位也各不相同。因此，根据某温度变化的尺寸变化的变化量以及方向会因构成零件而各不相同。因此，在被处理基板7的某特定温度中，如在先技术所述，即使将基板保持构件8的表面21与流路5内的基板保持侧的底面20的相对位置关系的精度以成为0.1mm以下的方式精密组装，在被处理基板7的其它温度中，也无法保持该精度。
例如，显示某温度状态的图6中，基板保持构件8的表面21与流路5内的基板保持侧的底面20的相对位置关系为位于同一平面上。然而，在显示被处理基板7的温度上升的状态的图7中，通过增加来自基板加热器10的发热量，基座9以及基板保持构件8产生热膨胀，从而被处理基板7的位置如图7所示在上方向产生变化。其结果为，气体15的流动在基座9的上流侧附近开始产生混乱。即，在某被处理基板温度中设定为理想的构成零件的位置关系在其它被处理基板温度下无法维持。因此，将在气相生长装置所获得的理想气流状态在具有多个被处理基板温度的晶体生长处理步骤中，存在有无法继续维持的问题。
同样地，为实行更高度的晶体生长，在实行晶体生长的处理步骤中，也实行有变更反应室内部的气压(内压)的处理。该情形时，由于反应室内部的气压变化，例如，构成反应室的腔室产生变形，内部的构成零件的位置关系也会变化。因此，与被处理基板的温度产生变化的情形相同，在变更反应室内部的气压的处理步骤中，也会存在无法维持于气相生长装置所获得的理想气流状态的问题。
本发明的课题在于提供一种通过微调整制造步骤中的动态状态而形成均一性较高的外延层的气相生长方法以及气相生长装置。
发明内容
本发明的气相生长装置，是反应室内用原料气体在基板上形成薄膜的装置，其特征在于，该装置包含反应室；在基板上供给、排出原料气体的流路；保持基板的基板保持部；使基板保持部与流路相对地移动的移动部；控制移动部的控制部；以及加热基板的加热部；控制部在晶体生长前预先计测每生长条件的流路与基板保持部的相对位置，保存计测的位置数据，并依据设定的生长条件与保存的位置数据，以流路与基板的相对位置的变化变小的方式控制基板保持部或流路的位置。
本发明的气相生长方法，是使用相关装置的生长方法，其特征在于，控制部在晶体生长前预先计测每生长条件的流路与基板保持部的相对位置，保存计测的位置数据，并依据设定的生长条件与保存的位置数据，以流路与基板的相对位置的变化变小的方式控制基板保持部或流路的位置。
根据本发明，即使生长条件不同，但因流路与基板的相对位置的变化较小，故而可形成均一性较高的外延生长层。
附图说明
图1是说明适用本发明的横型MOCVD装置的模式图。
图2是说明于适用本发明的横型MOCVD装置中，在第1实施例将被处理基板加热至第1温度的状态的模式图。
图3是说明于适用本发明的横型MOCVD装置中，在第1实施例将被处理基板加热至第1温度后，使移动部动作而调整位置后的状态的模式图。
图4是说明于适用本发明的横型MOCVD装置中，在第2实施例变化反应室的内压后的状态的模式图。
图5是说明于适用本发明的横型MOCVD装置中，在第2实施例变化反应室的内压后，使移动部动作而调整位置后的状态的模式图。
图6是说明在先的横型MOCVD装置的模式图。
图7是说明在先的横型MOCVD装置的模式图。
图8是说明本发明的控制部的构成的模式图。
【主要组件符号说明】
1腔室
2反应室
3气体供给口
4气体排出口
5流路
6开口部
7基板
8基板保持构件
9基座
9a基座脚部
10加热器
11风箱
11a风箱一端
11b基板侧的一端
12移动部
12a本体构件
12b法兰接触构件
12b1法兰接触部
12c腔室接触构件
12c1腔室接触部
12d驱动部
13控制部
14法兰
15原料气体
16对照表
17传感器
18存储部
20流路内的基板保持侧的底面
21基板保持构件的表面
22基板的晶体生长面
30输入部
31温度控制部
具体实施方式
图1表示本发明的气相生长装置的典型例。本装置以横型MOCVD装置等为代表，利用原料气体15在基板7上形成薄膜。本装置具有反应室2；向基板7上供给、排出原料气体15的流路5；基板保持部；使基板保持部或流路相对移动的移动部12；控制移动部12的控制部13；以及加热基板的加热部10。控制部13的特征在于，在晶体生长前预先计测每生长条件的流路与基板保持部的相对位置，保存计测的位置数据，依据设定的生长条件与保存的位置数据，以流路与基板的相对位置的变化变小的方式控制基板保持部或流路的位置。因此，根据本装置，可在气相生长时对照设定的基板的加热温度或反应室的内压等的生长条件，以流路与基板的相对位置的变化变小的方式调整，故而原料气体于基板上容易形成层流，可形成实质上均一的外延生长层。
在达成相关本发明的效果的方面，较好是，如图1所示，以流路5内的基板保持侧的底面20与基板7的晶体生长面22成为大致同一平面的方式调整基板保持部或流路的位置的形态。此处，大致同一平面不仅指完全同一的平面的情形，考虑到原料气体于基板上容易形成层流，可形成实质上均一的外延生长层的方面，也包含实质上同一平面的情形。例如，流路5内的基板保持侧的底面20与基板7的晶体生长面22虽于100μm～200μm之间偏离，但在形成均一的外延生长层的方面也适合，故而将该状态定义为大致同一平面。
又，根据本发明，为实行更高度的晶体生长，在实行晶体生长的处理步骤中变更生长条件的形态，即晶体的生长条件为两个以上的情形时，也可抑制基板上的湍流，确保理想的气流状态。另外，在各种生长条件中，基板的加热温度或反应室内的内压对于流路与基板的相对位置关系的变化影响较大，故而较好是将其包含于设定的生长条件。
装置达到设定条件后，实行基板保持部的位置控制，则于基板保持部与流路的间隙较小的情形时，会有基板保持部与流路接触的问题。因此，为避免相关情况、缩短步骤以及可于暂时实行位置控制后实行微调，较好是基板保持部的位置控制为达到设定的生长条件前结束的形态。此处，在达到设定的生长条件之前结束控制的形态中，除了达到设定条件的途中结束位置控制的形态以外，也含有同步于达到设定条件的时点而结束位置控制的形态等。在反应室成为设定条件之后，可开始晶体生长，但例如，基板保持部的脚部分等由于位于离反应室较远的位置，热传导较慢，故而会有为使基板保持部的位置到达恒定状态需较多时间的情形。因此，考虑到提高装置的动作效率方面，较好是基板保持部的位置控制于到达设定的生长条件后也进行的形态。
内藏于控制部的位置数据是晶体生长前预先计测基板的加热温度、反应室的内压等各种晶体生长条件下的流路与基板保持部的相对位置而获得的数据，考虑到方便，基板保持部与流路的相对位置可通过计测法兰的位置等而表示。又，位置数据也可以对照表的形式而保存，本发明的控制中，除自动控制以外，也含有使用控制器的手动控制，故而也可以容易手动控制的方式，例如图表的形式而保存。
例如，将流路与基板保持部的相对位置数据以对照表表示的例示于表1～5。表1中，作为生长条件，表示设定基板的加热温度、反应室的内压以及原料气体的种类的情形的法兰的位置数据。又，在表2中，表示组合示于表1的生长条件的情形的例。
[表1]
  生长条件   基板的加热温度   反应室的内压   原料气体的种类   位置数据
  条件1   温度1   内压1   气体1   数据1
  条件2   温度2   内压1   气体1   数据2
  条件3   温度3   内压2   气体1   数据3
  条件4   温度4   内压3   气体2   数据4
[表2]
  组合条件  第1生长条件  第2生长条件  第3生长条件
  组合条件1   条件1   条件2   -
  组合条件2   条件2   条件3   -
  组合条件3   条件2   条件4   -
  组合条件4   条件3   条件1   条件2
在包含两个以上的气相生长条件的制造步骤中，如表3所示的矩阵状的对照表较好。示于表3的对照表中，在第1行与第1列特定各种生长条件，例如在一个制造步骤中，自生长条件a变化至生长条件b的情形的基板保持部的移动量(以下，也称为「差分」)ab揭示于第1列的生长条件a行与第1行的生长条件b列交叉的栏中。又，自生长条件b变化至生长条件a情形的差分ba揭示于第1列的生长条件b行与第1行的生长条件a列交叉的栏中。
[表3]
  a   b   c   d
  a   -   ba   ca   da
  b   ab   -   cb   db
  c   ac   bc   -   dc
  d   ad   bd   cd   -
又，在过渡至设定温度的途中实行多次位置变更的情形时，或成膜开始后，为对应基座的脚部的热膨胀等，而必须实行多次位置变更的情形时，使用在1列1行的栏揭示有设定变更后的经过时间N的表4较好。表5是将自生长条件a变更至生长条件b的情形的差分ab与自生长条件a变更至生长条件c的情形的差分ac对照条件变更后的经过时间(分)而并列揭示，如此可根据需要使用各种对照表。
[表4]
  N   a   b   c   d
  a   -   baN   caN   daN
  b   abN   -   cbN   dbN
  c   acN   bcN   -   dcN
  d   adN   bdN   cdN   -
[表5]
  经过时间(分)   1   2   3 …   N
  a→b   ab1   ab2   ab3 …   abN
  a→c   ac1   ac2   ac3 …   acN
本发明的气相生长方法使用相关装置而实行，且其特征在于，控制部在晶体生长前预先计测每生长条件的流路与基板保持部的相对位置，保存计测的位置数据，依据设定的生长条件与保存的位置数据，以流路与基板的相对位置的变化变小的方式控制基板保持部或流路的位置。根据本发明的方法，可形成高度均一的外延生长层。
(实施例1)
本实施例中，使用如图1所示的横型MOCVD装置，在反应室内实行利用原料气体在基板上形成薄膜的气相生长。该气相生长装置含有以长方体形状的腔室1构成的反应室2；以及贯通反应室2、向被处理基板7上供给、排出原料气体15的流路5。流路5中在一端设有气体供给口3，在另一端设有气体排出口4，且在流路5的大致中央部形成有开口部6。在开口部6设置有安装、保持被处理基板7的基板保持构件8以及支持基板保持构件8的基座9，通过基板保持构件8与基座9构成基板保持部。在基座9的下部设置有用以加热被处理基板7的基板加热器10，检测被处理基板7的温度的传感器17设置在基板保持构件8内部。
各构成要素的配置关系如下设置，即流路5内的基板保持侧的底面20与基板保持构件8的表面21以位于大致同一平面上的方式。另外，考虑到被处理基板的厚度，如下设置，通过在基板保持构件8形成的凹部安装被处理基板7，使得被处理基板7的晶体生长面22也与流路5内的基板保持侧的底面20以及基板保持构件8的表面21位于大致同一平面上。支持基座9与基板加热器10的法兰14通过可自由伸缩的风箱11连接于构成反应室2的腔室1。
腔室1的外部设置有移动部12。移动部12含有本体构件12a、法兰接触构件12b、腔室接触构件12c、以及驱动这些构件的驱动部(未图标)。在本实施例中，作为驱动部除使用马达以外，也可使用其它部。法兰14对于法兰接触构件12b以法兰接触部12b1接触，腔室1对于腔室接触构件12c以腔室接触部12cl接触。对于本体构件12a而言，法兰接触构件12b可进行相对移动，又，对于本体构件12a而言，腔室接触构件12c可进行相对移动。这些相对移动的构成中，可为滚珠螺杆·螺帽的组合、导引器·导轨的组合或使用油压活塞等的组合。
若对于腔室接触构件12c将本体构件12a移动至上方，则法兰14对于腔室1相对地接近。为接近可对于本体构件12a使法兰接触构件12b移动至上方，也可与对于腔室接触构件12c的本体构件12a的上方移动一同进行对于本体构件12a的法兰接触构件12b的上方移动，也可与进行对于腔室接触构件12c的本体构件12a的下方移动的同时，进行对于本体构件12a的法兰接触构件12b的更大的上方移动，也可与进行对于本体构件12a的法兰接触构件12b的下方移动的同时，进行对于腔室接触构件12c的本体构件12a的更大的上方移动。
若对于腔室接触构件12c将本体构件12a移动至下方，则法兰14对于腔室1相对地远离。为了远离可与接近相同，使用各种驱动方法，可选择任意的方法。如此，移动部12可使法兰14在图1的上下方向，即对于基板表面的垂直方向移动。
将控制移动部12的控制部13的系统构成示于图8。控制部13至少内藏有对应于基板加热器10的设定温度的法兰14的位置数据。在本实施例中，位置数据系如图8所示的对照表16。这样的对照表16储存于控制部13所含有的存储部18等中。该控制部13具有输入部30、存储部18、温度控制部31、以及CPU32等。输入部30输入包含设定温度的一个或两个以上的成膜条件。存储部18储存所输入的设定温度等的成膜条件，或储存以传感器检测的检测温度，或储存自对照表读取的法兰14的位置。温度控制部31对应于设定温度而控制基板加热器的温度。CPU32存取于存储部，实现自对照表读出相应于温度信息的法兰14的位置等的功能。作为输入部30，可使用触摸面板、键盘或数字选择拨盘等，但在本实施例中使用键盘。
在晶体生长前预先计测基板的加热温度等的各种生长条件的流路与基板保持部的相对位置，将计测的位置数据记录、保存于对照表。具体来讲，在各自的基板加热器10的温度中，以流路5内的基板保持侧的底面20与基板的晶体生长面22位于大致同一平面上的方式调整法兰14的位置，计测此时的法兰14的位置，将位置数据记载于对照表16中。又，为使流路5内的基板保持侧的底面20与基板的晶体生长面22位于大致同一平面上的调整是如下执行的，即将激光束分别照射于流路5内的基板保持侧的底面20与基板生长面22，并使用由观察该反射光束而计测的相对位置信息而实行。
基座9自上下方向观察时，则基板搭载侧为自由端，相反侧固定于法兰14。法兰14固定于基座9的脚部9a，又，固定于风箱11的一端11a。接近风箱11的基板侧的另一端11b固定于自腔室1的下方突出的埠19。在端口19的内部，配置有基座9的脚部9a。这样，即使流路5与基板保持构件8作为直线距离非常接近，但因固定关系故而保持路径上较远的配置、构成关系。
由于如上的配置、构成关系，故而具有较长的脚部9a且热膨胀率较大的基座9若无风箱11的伸缩则会如图2所示，随着成为高温而相对于流路5内的基板保持侧的底面20，基板保持构件8的表面21变为突出。因此，相对于流路5内的基板保持侧的底面20，基板保持构件8的表面21为了成为位于大致同一平面上，风箱的伸展为必要，且必须使法兰14相对于腔室1而远离。该远离通过移动部12而实行，将法兰14的位置数据输入且保存于对照表。
在本实施例中，作为生长条件，选定有含有第1基板温度与第2基板温度的制造步骤。首先，如图1所示，在常温下将被处理基板7搬运至基板保持构件8，在基板保持构材8的凹部安装基板时，基板的晶体生长面22、流路5内的基板保持侧的底面20以及基板保持构件8的表面21大致成为同一平面。继而，如图8所示，通过输入部30，控制器输入设定的温度条件的组合后，将储存于存储部18的组合的生长条件利用CPU32而读出。组合的生长条件大致含有两个阶段，第1设定温度信息通过CPU32传送至温度控制部31，温度控制部31对基板加热器10输入电力，并且开始读取来自传感器17的温度信息。存储部18阶段性地储存来自传感器的温度信息。温度控制部31通过比较第1设定温度与所检测的温度信息，控制对于基板加热器10的电力输入量，使被处理基板7的温度上升至第1设定温度为止，并维持该温度。
接着，如图2所示，当被处理基板7的温度上升时，则周边零件的温度也上升，故而各周边零件会热膨胀，被处理基板7的晶体生长面22向上移动，其结果，会无法满足流路5内的基板保持侧的底面20与被处理基板7的晶体生长面22位于大致同一平面上的条件。其结果为，假设在该状态下将原料气体15导入至流路5内时，则基板保持构件8会相对于流路5内的基板保持侧的底面20而突出，故而会产生原料气体15的流动混乱的情形。因此，如图8所示，控制部13的CPU存取于储存于存储部18的对照表16，将对于第1设定温度的法兰的位置信息自对照表读出后，将读出的法兰的位置信息，与常温状态的初期的法兰位置信息加以比较，将该差分(基板保持部的移动量)命令于驱动部12d，以流路与基板的相对位置的变化变小的方式使本体构件等移动。即，如图3所示，驱动移动部，使法兰向下移动，故而可以流路内的基板保持侧的底面与基板的晶体生长面位于大致同一平面上的方式而调整。
接着，为通过第1生长条件实行气相生长，第1原料气体15自气体供给口3导入流路5，通过设置于基座9下部的基板加热器10促进被处理基板7上的成膜化学反应，从而在被处理基板7上实行第1薄膜形成。通过被处理基板7上的原料气体15自气体排出口4排出。第1成膜结束后，将被处理基板的温度变更为第2温度。当被处理基板的温度变为第2温度时，则周边零件的温度也会变化，故而各周边零件的热膨胀量会变化，其结果，无法再次满足于被处理基板的温度为第1温度的情形时得以调整的流路内的基板保持侧的底面与基板的晶体生长面位于大致同一平面上的条件。因此，如图8所示，控制部13通过对照表16再次读出相对于内藏的基板加热器的温度的法兰位置信息，并通过读出的第2法兰的位置信息，与第1法兰的位置信息加以比较，CPU以动作差分(基板保持部的移动量)的方式命令驱动部12d。移动法兰而成为设定温度后，将第2原料气体导入装置内部，实行第2成膜。通过如上的作业，在成膜温度不同的第1成膜与第2成膜的两者中，可满足流路内的基板保持侧的底面与基板的晶体生长面位于大致同一平面上的较好的条件，即使在变更气相生长条件般的高度步骤中，也可形成均一性较高的外延生长层。
另外，在本实施例中通过使基板侧移动而以流路内的基板保持侧的底面与基板的晶体生长面位于大致同一平面上的方式加以调整。然而，通过使流路侧移动也可获得同样的效果。
又，本实施例中，表示有因热膨胀而于垂直于基板表面的方向产生基板与流路位置偏离的情形。然而，即使在平行于基板表面的方向产生位置偏离的情形时，也可与垂直的情形相同，通过使基板或流路移动，而维持基板与流路的相对位置。
(实施例2)
在本实施例中，作为生长条件选定有含有第1反应室的内压与第2反应室的内压的制造步骤。首先，使用与实施例1相同的横型MOCVD装置，在晶体生长前预先计测对于反应室的各种内压的流路与基板保持部的相对位置，将计测的位置数据记录并保存于对照表16。基板保持部的位置控制可如下实行。例如，如图4所示，当将反应室2设定为固定内压时，则构成反应室2的腔室1因与大气压的压力差而膨胀，腔室1内的各构成零件的位置关系也产生变化，其结果为，被处理基板7的晶体生长面22的位置向下移动，流路5内的基板保持侧的底面20与被处理基板7的晶体生长面22变为未位于大致同一平面上。因此，如图8所示，控制部13于晶体生长前预先计测并保存对于反应室2的各种内压的法兰14的位置数据，故而通过保存有相关位置数据的对照表16，依据设定的生长条件与保存的位置数据，如图5所示，驱动移动部12，使法兰14向上移动，以流路与基板的相对位置的变化变小的方式，控制基板保持部的位置。其结果为，可以流路内的基板保持侧的底面20与基板的晶体生长面22位于大致同一平面上的方式而调整。其后，与实施例相同，实行第1成膜步骤。
接着，为实行第2成膜而将反应室2变更为第2内压。则，构成反应室2的腔室1因与大气压的压力差而变形，腔室内部的各构成零件的位置关系也再次变化。其结果为，无法再次满足于反应室2的内压为第1内压的情形时调整的流路5内的基板保持侧的底面与被处理基板7的晶体生长面位于大致同一平面上的条件。因此，如图8所示，控制部13依据设定的反应室2的内压与保存的法兰位置数据，驱动移动部，移动法兰，以流路与基板的相对位置的变化变小的方式控制基板保持部的位置。其结果为，流路内的基板保持侧的底面与被处理基板的晶体生长面位于大致同一平面上。其后，与实施例1相同，实行第2成膜。因此，在如变更气相生长条件般的高度步骤中，也可形成均一性较高的外延生长层。
另外，在本实施例中，通过使基板侧移动，以流路内的基板保持侧的底面与基板的晶体生长面位于大致同一平面上的方式加以调整。然而，通过使流路侧移动也可获得同样的效果。
又，在本实施例中，表示有因压力变化于垂直于基板表面的方向产生基板与流路的位置偏离的情形。然而，即使在平行于基板表面的方向产生位置偏离的情形时，也可与垂直的情形相同，可通过使基板或流路移动而维持基板与流路的相对位置。
本领域的技术人员应理解此次揭示的实施形态以及实施例仅仅是例示，并非仅限于上述实施例。本发明的范围并非是上述的说明而是在本申请的权利要求书的范围，可包含与申请专利范围相等的意义以及范围内的所有变更。

Claims (8)

1.一种气相生长方法，是在反应室(2)内利用原料气体(15)在基板(7)上形成薄膜的气相生长方法，其特征在于，使用包含下列部的装置：
反应室(2)；
流路(5)，其向所述基板(7)上供给原料气体(15)、并排出原料气体(15)；
基板保持部，其保持所述基板(7)；
移动部(12)，其使该基板保持部与所述流路(5)相对移动；
控制部(13)，其控制该移动部(12)；以及
加热部(10)，其加热所述基板(7)；且
所述控制部(13)在晶体生长前预先计测各生长条件的流路(5)与基板保持部的相对位置，保存计测的位置数据，
依据设定的生长条件与保存的位置数据，控制基板保持部或流路(5)的位置，使得流路(5)与基板(7)的相对位置的变化变小。
2.如权利要求1所述的气相生长方法，其特征在于，控制基板保持部的位置或流路(5)的位置，使得流路内的基板保持侧的底面(20)与基板的晶体生长面(22)位于大致同一平面。
3.如权利要求1所述的气相生长方法，其特征在于，设定的生长条件为两个或两个以上。
4.如权利要求1所述的气相生长方法，其特征在于，所述生长条件包含基板(7)的加热温度。
5.如权利要求1所述的气相生长方法，其特征在于，所述生长条件包含反应室(2)的内压。
6.如权利要求1所述的气相生长方法，其特征在于，所述控制部(13)在达到设定的生长条件之前结束所述控制。
7.如权利要求1所述的气相生长方法，其特征在于，所述控制部(13)在达到设定的生长条件之后也实行所述控制。
8.一种气相生长装置，是在反应室(2)内利用原料气体(15)在基板(7)上形成薄膜的气相生长装置，其特征在于，包含：
反应室(2)；
流路(5)，其向所述基板上供给原料气体(15)、排出原料气体(15)；
基板保持部，其保持所述基板(7)；
移动部(12)，其使该基板保持部与所述流路(5)相对移动；
控制部(13)，其控制该移动部(12)；以及
加热部(10)，其加热所述基板(7)；且
所述控制部(13)在晶体生长前预先计测各生长条件的流路(5)与基板保持部的相对位置，保存计测的位置数据，
依据设定的生长条件与保存的位置数据，控制基板保持部的位置或流路(5)的位置，使得流路(5)与基板(7)的相对位置的变化变小。
CN200480029082.7A 2003-10-06 2004-09-29 气相生长方法及气相生长装置 Pending CN1864246A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP347134/2003 2003-10-06
JP2003347134A JP3638936B1 (ja) 2003-10-06 2003-10-06 気相成長方法および気相成長装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1864246A true CN1864246A (zh) 2006-11-15

Family

ID=34419573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200480029082.7A Pending CN1864246A (zh) 2003-10-06 2004-09-29 气相生长方法及气相生长装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20070134413A1 (zh)
JP (1) JP3638936B1 (zh)
CN (1) CN1864246A (zh)
TW (1) TWI246118B (zh)
WO (1) WO2005034220A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102330147A (zh) * 2010-07-14 2012-01-25 郭志凯 一种新型硅片生产外延设备及其系统
CN111684104A (zh) * 2017-12-19 2020-09-18 艾克斯特朗欧洲公司 用于获得关于以cvd法沉积的层的信息的方法和设备

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007201098A (ja) * 2006-01-25 2007-08-09 Sharp Corp 気相成長装置および気相成長方法
EP2353176A4 (en) * 2008-11-07 2013-08-28 Asm Inc REACTION CHAMBER
KR101044913B1 (ko) * 2009-07-14 2011-06-28 신웅철 배치형 원자층 증착 장치
JP6157942B2 (ja) * 2013-06-13 2017-07-05 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長装置および気相成長方法
CN113862780A (zh) * 2021-08-16 2021-12-31 西安电子科技大学芜湖研究院 一种应用于mocvd设备的可伸缩基座
CN114318543A (zh) * 2021-12-28 2022-04-12 江苏布里其曼科技股份有限公司 半极性氮化镓外延层结构制造系统及方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0377314A (ja) * 1989-08-21 1991-04-02 Daiwa Handotai Sochi Kk Ｍｏ―ｃｖｄ法による半導体製造装置
US6204174B1 (en) * 1997-11-25 2001-03-20 Applied Materials, Inc. Method for high rate deposition of tungsten
US20010001384A1 (en) * 1998-07-29 2001-05-24 Takeshi Arai Silicon epitaxial wafer and production method therefor
US6153261A (en) * 1999-05-28 2000-11-28 Applied Materials, Inc. Dielectric film deposition employing a bistertiarybutylaminesilane precursor
JP2004186211A (ja) * 2002-11-29 2004-07-02 Nippon Sanso Corp 気相成長装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102330147A (zh) * 2010-07-14 2012-01-25 郭志凯 一种新型硅片生产外延设备及其系统
CN102330147B (zh) * 2010-07-14 2015-11-25 郭志凯 一种硅片生产外延设备及其系统
CN111684104A (zh) * 2017-12-19 2020-09-18 艾克斯特朗欧洲公司 用于获得关于以cvd法沉积的层的信息的方法和设备

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005034220A1 (ja) 2005-04-14
JP3638936B1 (ja) 2005-04-13
TW200531156A (en) 2005-09-16
JP2005116689A (ja) 2005-04-28
TWI246118B (en) 2005-12-21
US20070134413A1 (en) 2007-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101194040B (zh) 旋转基板支撑件及其使用方法
JP6355772B2 (ja) 基板上に材料を堆積するための装置
CN1348552A (zh) 具有诸垂直堆叠处理室的半导体晶片生产系统和单轴双晶片传送系统
KR101853274B1 (ko) 기판 상에 재료들을 증착하기 위한 방법들 및 장치
CN1695230A (zh) 多区域电阻加热器
US20150376786A1 (en) Apparatus And Methods For Carousel Atomic Layer Deposition
CN1643322A (zh) 热处理系统和可成形的垂直腔
CN1969059A (zh) 基板处理方法和基板处理装置
CN1685477A (zh) 热处理装置
CN1840472A (zh) 金刚石单晶衬底的制造方法和金刚石单晶衬底
CN1864246A (zh) 气相生长方法及气相生长装置
CN1830072A (zh) 气体处理装置和散热方法
CN1837731A (zh) 加热装置、涂布显影装置及加热方法
CN1667459A (zh) 抽真空系统及其驱动方法、具有此系统的装置和使用此系统转移基板的方法
US20140060434A1 (en) Gas injector for high volume, low cost system for epitaxial silicon depositon
CN1802733A (zh) 通过生长具有定制的厚度分布的牺牲膜层而进行材料平面化的方法和装置
KR20150038406A (ko) 공정 가스를 기판에 전달하기 위한 방법 및 장치
CN1858648A (zh) 涂敷处理方法和涂敷处理装置
CN1759476A (zh) 淀积氧化硅于大面积基板上的方法及设备
US10431488B2 (en) Lift pin and method for manufacturing same
CN101055433A (zh) 加热处理装置
CN101465312A (zh) 一种用于固定晶片并可区域控温的卡盘装置
US20230265580A1 (en) Vapor phase growth system and method of producing epitaxial wafer
CN114277360B (zh) 一种化学气相沉积装置
US6753255B1 (en) Process for wafer edge profile control using gas flow control ring

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication