DE112015006033T5 - Verfahren zum Vorbereiten eines erneuten Starts eines Reaktors für epitaxisches Wachstum auf einem Wafer - Google Patents

Verfahren zum Vorbereiten eines erneuten Starts eines Reaktors für epitaxisches Wachstum auf einem Wafer Download PDF

Info

Publication number
DE112015006033T5
DE112015006033T5 DE112015006033.2T DE112015006033T DE112015006033T5 DE 112015006033 T5 DE112015006033 T5 DE 112015006033T5 DE 112015006033 T DE112015006033 T DE 112015006033T DE 112015006033 T5 DE112015006033 T5 DE 112015006033T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reaction chamber
internal temperature
time
power
hydrogen gas
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.)
Ceased
Application number
DE112015006033.2T
Other languages
English (en)
Inventor
Dong-Ho Kang
Man-Kee Cho
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.)
SK Siltron Co Ltd
Original Assignee
LG Siltron Inc
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 LG Siltron Inc filed Critical LG Siltron Inc
Publication of DE112015006033T5 publication Critical patent/DE112015006033T5/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • C30B25/10Heating of the reaction chamber or the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/4401Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4408Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber by purging residual gases from the reaction chamber or gas lines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/46Chemical 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 heating the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • C30B25/14Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/0262Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Abstract

Vorgesehen ist ein Verfahren zum Backen des Inneren einer Reaktionskammer in einem Re-Operation-Herstellungsverfahren der Reaktionskammer, in dem ein epitaxiales Wachstum auf einem Wafer durchgeführt wird. Der Vorgang des Einbrennens des Inneren der Reaktionskammer in dem Wiedervorbereitungsvorgang der Reaktionskammer, in dem das epitaxiale Wachstum auf dem Wafer durchgeführt wird, umfasst das Steigen einer Innentemperatur der Reaktionskammer in Stufen nach einer Zeit und das Einführen eines Wasserstoffgases Zu den oberen und unteren Seiten eines Suszeptors durch ein Hauptventil und ein Schlitzventil, die in einer Seitenfläche der Reaktionskammer vorgesehen sind. Da die Leistung einer Heizquelle zum Übertragen von Wärme in die Reaktionskammer stufenweise zunimmt, kann eine Atmosphäre in der Reaktionskammer instabil sein, um stagnierende Feuchtigkeit und Verunreinigungen zu fließen, wodurch die Feuchtigkeit und die Verunreinigungen wirksam entladen werden.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0010803 (eingereicht am 22. Januar 2015), die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vorbereiten eines erneuten Starts einer Kammer und insbesondere auf ein Verfahren zum Vorbereiten eines erneuten Produktionslaufs eines epitaxialen Wachstumsverfahrens in der Kammer und zur Herstellung eines Epitaxialwafers durch Entfernen von Feuchtigkeit und Verunreinigungen, die in einer Kammer verblieben sind, nachdem das Wachstum eines Epitaxialwafers abgeschlossen ist.
  • Herkömmliche Siliziumscheiben können hergestellt werden, indem ein Einkristallwachstumsprozess, ein Schneidverfahren, ein Schleifverfahren, ein Umwicklungsverfahren, ein Polierverfahren und ein Reinigungsverfahren zum Entfernen von abrasiven Stoffen oder Fremdstoffen, die an den Wafern verblieben sind, nachdem die Wafer poliert sind, durchgeführt werden. Ein solcher Wafer, der durch die oben beschriebenen Verfahren hergestellt wird, kann als polierter Wafer bezeichnet werden, und ein Wafer, der durch Züchten bzw. Wachsen einer weiteren Einkristallschicht (einer Epitaxieschicht) auf dem polierten Wafer hergestellt wird, kann als Epitaxialwafer bezeichnet werden.
  • Der Epitaxialwafer kann Eigenschaften aufweisen, bei denen Defekte geringer sind als diejenigen des polierten Wafers, und Konzentration und Art von Verunreinigungen sind steuerbar. Auch kann die Epitaxieschicht vorteilhaft sein, um die Ausbeute und Qualität eines Halbleiterbauelements und seiner Eigenschaften aufgrund hoher Reinheit und überlegener Kristalleigenschaften zu verbessern. Die chemische Dampfabscheidung (CVD) kann ein Verfahren zum Züchten eines Materials auf einem Objekt, wie einem Halbleiterwafer, sein, um eine dünne Schicht zu bilden. Somit kann eine Schicht mit Leitfähigkeit auf dem Wafer abgeschieden werden, so dass der Wafer gewünschte elektrische Eigenschaften aufweist.
  • Eine chemische Dampfabscheidungsvorrichtung zum Abscheiden einer Epitaxieschicht auf einer Oberfläche eines Wafers umfasst eine Prozesskammer, in der die Abscheidung der Epitaxieschicht durchgeführt wird, ein darin montierter Suszeptor, eine Heizlampe, die an oberen und unteren Abschnitten der Prozesskammer angeordnet ist und eine Gasinjektionseinheit zum Einspritzen eines Gases aus einer Gasquelle auf den Wafer. Das durch die Gasinjektionseinheit eingeleitete Gas kann auf den auf dem Suszeptor angeordneten Wafer injiziert werden, um eine Epitaxieschicht zu bilden.
  • Wenn ein epitaktisches Verfahren, das bei einer hohen Temperatur durchgeführt wird, in einer Kammer eines Epitaxialreaktors zum Aufwachsen der Epitaxieschicht auf dem Wafer abgeschlossen ist, können feuchtigkeitshaltige Metallverunreinigungen in der Kammer vorhanden sein. Wenn Verunreinigungen in der Kammer verblieben sind, kann es schwierig sein, danach wieder in der Kammer einen Epitaxialwafer mit hoher Qualität herzustellen. Wenn also das Verfahren zur Herstellung des Epitaxialwafers abgeschlossen ist, müssen die in der Kammer verbliebenen Verunreinigungen entfernt werden, um eine Atmosphäre zu bilden, unter der ein Epitaxieverfahren wieder durchgeführt werden kann.
  • Es wird, um den Epitaxialreaktor wieder betreiben zu können, ein Stickstoffgas in die Kammer, die bei Raumtemperatur ist, für drei Stunden eingeleitet, um die Verunreinigungspartikel in der Kammer zu lüften. Dann wird, während das Innere der Kammer auf einer hohen Temperatur für eine vorbestimmte Zeit gehalten wird, nachdem die Innentemperatur der Kammer zunimmt, ein Ausheiz- bzw. Backvorgang unter Verwendung eines Wasserstoffgases durchgeführt, um die verbleibende Feuchtigkeit und/oder die Verunreinigungen zu entfernen.
  • Da jedoch ein Ausheizvorgang, der durchgeführt wird, nachdem das Innere der Kammer in der Temperatur angehoben worden ist, bei einer vorbestimmten Temperatur durchgeführt wird, werden die Feuchtigkeit und verschiedene Verunreinigungen, die in dem Epitaxialreaktor verblieben sind, thermisch stabilisiert. Somit ist es schwierig, die Verunreinigungen zu entfernen. Auch wenn die Feuchtigkeit und die Verunreinigungen durch Einleiten eines Wasserstoffgases entfernt werden, können eine gewisse Restfeuchte und können Metallverunreinigungen nach wie vor im Epitaxialreaktor vorhanden sein. Infolgedessen kann es schwierig sein, die Qualität eines Epitaxialwafers zu sichern, der unter dieser Bedingung hergestellt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ausführungsformen stellen ein Verfahren bereit, bei dem eine Temperatur während eines Ausheizvorgangs, der bei einer hohen Temperatur durchgeführt wird, stufenweise geändert wird, um einen Strom von stagnierenden Verunreinigungen zu generieren und aktivieren, wodurch die Feuchtigkeit und die Verunreinigungen aus einer Prozesskammer nach außen abgeführt und zumindest reduziert werden. Auf diese Weise wird die Vorbereitungszeit eines Reaktors für einen weiteren Herstellungsprozess im Reaktor zur Herstellung eines Epitaxial-Wafers reduziert.
  • In einer Ausführungsform weist ein Verfahren zum Ausheizen des Inneren einer Reaktionskammer in einem Prozess zur Wiedervorbereitung der Reaktionskammer, in der Epitaxiewachstum auf einem Wafer durchgeführt wird, für einen erneuten Ablauf folgende Schritte auf: Erhöhen einer Innentemperatur der Reaktionskammer in zeitlich abgegrenzten Stufen; und Einführen eines Wasserstoffgases zu den oberen und unteren Seiten eines Suszeptors durch ein Hauptventil und ein Schlitzventil, die in einer Seitenfläche der Reaktionskammer angeordnet sind.
  • Das Erhöhen der Innentemperatur der Reaktionskammer in Stufen und nach der Zeit kann das Einstellen der Leistung einer Heizquelle zum Aufbringen von Wärme auf die Reaktionskammer umfassen, um die gewünschten Stufen in der gewünschten Zeit zu erreichen und das Ansteigen der Innentemperatur zu erreichen und das Einführen des Wasserstoffgases zu den oberen und unteren Seiten des Suszeptors, das gleichzeitig durchgeführt werden kann, umfassen.
  • Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen sind in der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Weitere Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung sowie aus den Ansprüchen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Ansicht eines Epitaxialreaktors bzw. Reaktors gemäß einer Ausführungsform.
  • 2 ist eine Ansicht des Suszeptors in einem epitaxialen Wachstumsapparat, wenn er von einer Oberseite betrachtet wird.
  • 3 ist ein Graph, der einen Leistungswert einer Heizquelle darstellt, die die Temperatur des Epitaxialreaktors gemäß einer Ausführungsform erhöht.
  • 4 ist ein Diagramm, das einen Pegel der Lebensdauer der Minoritätsträger (MCLT) in den Reaktionskammern sowohl in dem Verfahren zur Herstellung des Epitaxialreaktors gemäß dem Stand der Technik als auch nach der Ausführungsform darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Obwohl die Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung im Detail beschrieben werden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Darüber hinaus werden detaillierte Beschreibungen, die sich auf bekannte Funktionen oder Konfigurationen beziehen, bewusst ausgeschlossen, um die Gegenstände der vorliegenden Offenbarung besser und klarer herausstellen zu können und diese Darstellung nicht durch Bekanntes zu belasten.
  • Die Ausführungsformen ermöglichen es, dass ein innerer Zustand einer Reaktionskammer durch Ändern von Prozessbedingungen in einem Epitaxialreaktor (einer Reaktionskammer) verändert wird, so dass Feuchtigkeit und Verunreinigungen, die im Epitaxialreaktor stagnieren, in einen instabilen Zustand gelangen und dadurch abgeleitet werden können.
  • 1 ist eine Ansicht eines epitaxialen Wachstumsapparates, d.h. eine Querschnittsansicht, die eine Anfangsposition eines Suszeptors darstellt, wenn ein Back- bzw. Ausheizvorgang in einer Prozesskammer durchgeführt wird.
  • Unter Bezugnahme auf und wie in 1 gezeigt, kann eine Epitaxialwachstumsvorrichtung 100 obere und untere Auskleidungen 105 und 102, eine obere Abdeckung 106, eine untere Abdeckung 101, einen Suszeptor 107, einen Vorwärmring 108, einen Suszeptorträger 109, eine Gaszufuhröffnung 103, eine Gasauslassöffnung 104 und eine Hauptwelle 110 aufweisen.
  • Die Gaszufuhröffnung 103, die mit einer Gasversorgungsleitung verbunden ist, kann auf einer Seite der epitaxialen Wachstumsvorrichtung 100 angeordnet sein, und die Gasauslassöffnung 104, die mit einer Gasableitung verbunden ist, kann auf der anderen Seite der epitaxialen Wachstumsvorrichtung 100 angeordnet sein. Außerdem kann die Epitaxialwachstumsvorrichtung 100 die untere Abdeckung 101 und die obere Abdeckung 106 umfassen.
  • Die untere Auskleidung 102 kann so angeordnet sein, dass sie den Suszeptor 107 umgibt, und die obere Auskleidung 105 kann so angeordnet sein, dass sie einem oberen Abschnitt der unteren Auskleidung 102 gegenüberliegt. Der Vorwärmring 108 kann eine Ringform entlang einer inneren Oberfläche der unteren Auskleidung 102, die an den Suszeptor 107 angrenzt und auf der unteren Auskleidung 102 sitzt, aufweisen. Außerdem kann der Vorwärmring 108 so angeordnet sein, dass er den Suszeptor 107 umgibt, so dass ein auf einen Wafer zugeführtes Gas eine gleichmäßige Temperatur aufweist.
  • Der Suszeptor 107 kann ein Abschnitt sein, auf dem der Wafer während der epitaktischen Reaktion angeordnet ist. Der Suszeptor 107 kann als eine Platte ausgeführt sein, die aus einem Material wie Kohlenstoffgraphit und/oder Siliciumcarbid gebildet ist. Der Suszeptor 107 kann von der Hauptwelle 110, die an einem unteren Abschnitt davon angeordnet ist, und dem Suszeptorträger 109, der in mehrere Teile in einer Kantenrichtung des Suszeptors 107 verzweigt ist, getragen werden. Wie in 1 gezeigt ist, kann das epitaxiale Verfahren in einem Zustand durchgeführt werden, in dem der Suszeptor 107 auf der gleichen Höhe wie der Vorwärmring 108 fixiert ist.
  • Zur Herstellung des Epitaxialwafers wird eine Epitaxieschicht unter einer hohen Temperatur in der Reaktionskammer dampfgezüchtet. Wenn jedoch Metallverunreinigungen und/oder verbliebene Feuchtigkeit in der Reaktionskammer vorhanden sind, wenn die Epitaxieschicht wächst, kann der hergestellte Epitaxialwafer durch diese Verunreinigungen verunreinigt werden, und daher kann es schwierig sein, die Qualität des Epitaxialwafers zu gewährleisten.
  • Es kann eine präventive Wartung (PM) in der Reaktionskammer durchgeführt werden, nachdem die verschiedenen Verfahren durchgeführt wurden. Hierbei kann, nachdem die PM durchgeführt wurde, die verbleibende Feuchtigkeit in der Reaktionskammer generiert werden. Um diese Beschränkung zu lösen, kann ein Verfahren zur Vorbereitung der Vorrichtung für Epitaxiewachstum durchgeführt werden. Das Verfahren zur Vorbereitung kann ein Verfahren zum Einführen eines Stickstoffgases in die Kammer, die sich auf Raumtemperatur befindet, für drei Stunden umfassen, um Verunreinigungsteilchen in der Reaktionskammer zu lüften, es kann weiterhin ein Verfahren zum Erhöhen des Inneren der Reaktionskammer auf eine vorbestimmte Temperatur, ein Verfahren zum Durchführen des Ausheizvorgangs unter Verwendung von Wasserstoffgas, während die Reaktionskammer mit der erhöhten Temperatur auf einer hohen Temperatur für eine vorbestimmte Zeit gehalten wird, ein Verfahren zur Überprüfung, ob ein Dotierungsmittel in der Reaktionskammer vorhanden ist, und ein Verfahren zum Entfernen einer Quelle von Metallverunreinigung, die in der Reaktionskammer verblieben ist, umfassen.
  • Verschiedene Ausführungsformen können für den Ausheizprozess angewandt werden, der in der Reaktionskammer mit der erhöhten Temperatur unter den oben beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
  • 2 ist eine Ansicht des Suszeptors in dem epitaxialen Wachstumsapparat, wenn er von einer Oberseite betrachtet wird.
  • Unter Bezugnahme auf und in 2 ist ein Hauptventil 111 oberhalb des Suszeptors 107 in einer Gaseinströmrichtung angeordnet, in der ein Reaktionsgas eingeleitet wird, und das Wasserstoffgas, das ein Trägergas zum Bewegen eines Reaktionsgases ist und die während des Verfahrens erzeugten Verunreinigungen bewegt und mitnimmt, wird durch das Hauptventil 111 eingeleitet. Das eingeführte Wasserstoffgas kann auf eine Oberseite des Suszeptors in einer Richtung A fließen, die eine Richtung ist, in der das Gas eingegeben wird.
  • Ebenso ist ein Schlitzventil 112 unterhalb des Suszeptors 107 in einer Richtung angeordnet, die senkrecht zum Hauptventil 111 ist, und das Wasserstoffgas, das das Trägergas zum Bewegen des Reaktionsgases ist und die während des Prozesses erzeugten Verunreinigungen bewegt, kann damit eingeleitet werden. Das durch das Schlitzventil 112 eingeleitete Wasserstoffgas kann zu einer unteren Seite des Suszeptors 107 fließen. Das Wasserstoffgas kann jedoch in einer Richtung B fließen, fließt aber im Wesentlichen einseitig in der Richtung A aufgrund der Saugkraft eines Entladungslochs für Gas.
  • Das heißt, das durch das Hauptventil eingeführte Wasserstoffgas kann in einem Raum zwischen der Oberseite des Suszeptors 107 und der oberen Abdeckung 106 in einer Richtung eines Entladungslochs für Gas fließen. Das durch das Schlitzventil eingeführte Wasserstoffgas bewegt sich von der Unterseite des Suszeptors zum Entladungsloch für Gas. Insbesondere kann bei dem Verfahren zur Vorbereitung einer erneuten Inbetriebnahme der Epitaxialwachstumsvorrichtung 100 der Suszeptor 107 auf der gleichen Höhe wie der Vorwärmring 108 angeordnet sein. Hierbei kann das Wasserstoffgas mit einer Strömungsrate von etwa 90 slm durch das Hauptventil und mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 20 slm durch das Schlitzventil eingeführt werden.
  • Der Prozess für die erneute Vorbereitung der epitaxialen Wachstumsvorrichtung 100 kann unter den oben beschriebenen Bedingungen durchgeführt werden. Für den Ausheizvorgang, der durchgeführt wird, nachdem die Temperatur im Inneren der Reaktionskammer in der Temperatur erhöht worden ist, kann eine Innentemperatur der Reaktionskammer auf eine vorbestimmte Temperatur angehoben werden. Wenn die Temperatur linear angehoben wird, können die Feuchtigkeit und verschiedene Verunreinigungen, die im Epitaxialreaktor verblieben sind, jedoch thermisch stabilisiert werden.
  • In einer Ausführungsform kann zur Bildung eines instabilen thermischen Zustands in der Reaktionskammer beim Ausheizprozess während des Prozesses der Vorbereitung des Reaktors auf eine erneute Produktion die Innentemperatur der Reaktionskammer nichtlinear erhöht werden, beispielsweise stufenweise angehoben werden. In einer Ausführungsform kann eine zeitvariable Temperatur der Reaktionskammer nach Zeitperioden unterschiedlich sein. Es kann die Leistung der Heizquelle zum Aufbringen von Wärme auf die Reaktionskammer im Leistungsbereich entsprechend einer Zeit variieren.
  • In einer Ausführungsform wird die die Leistung der Heizquelle zum Aufbringen der Wärme auf das Innere der Reaktionskammer in Stufen erhöht, um die Innentemperatur der Reaktionskammer zu verändern. Hierbei kann Wasserstoffgas zu den oberen und unteren Seiten des Suszeptors geführt werden.
  • Bei dem Prozess zur Erhöhung der Temperatur der Reaktionskammer kann die Innenseite der Reaktionskammer thermisch instabil werden bzw. sein. Da das Wasserstoffgas durch das Hauptventil und das Schlitzventil in die Reaktionskammer eingeführt wird, können die Feuchtigkeit und die Verunreinigungen innerhalb der Reaktionskammer durch die Strömung des Wasserstoffgases wirksamer ausgetragen werden.
  • 3 ist ein Graph, der einen Leistungswert der Heizquelle darstellt, welche eine Temperatur des Epitaxialreaktors gemäß einer Ausführungsform erhöht. Bezugnehmend auf 3 ist ein zeitvariabler Leistungswert der Heizquelle dargestellt, welche die Temperatur der Reaktionskammer erhöht. In einer Ausführungsform kann ein Wert der Leistung, die an die Reaktionskammer gemäß einer Zeitfolge abgegeben wird, in Stufen während des Vorgangs des Ausheizens des Inneren der Reaktionskammer ansteigen.
  • Insbesondere kann die Leistung der Heizquelle so eingestellt werden, dass sie sukzessive von etwa 30 KW bis etwa 95 KW ansteigt. Hierbei kann ein Ansteigen in jeder Stufe um eine Leistung von etwa 10 KW eingestellt werden. Zum Beispiel kann Wärme auf die Reaktionskammer bei einer Leistung von etwa 30 KW für eine vorbestimmte Zeit aufgebracht werden, und dann kann Wärme an die Reaktionskammer mit einer Leistung von etwa 40 KW für eine vorbestimmte Zeit angelegt werden, so dass der Leistungswert sukzessive ansteigt bis zu etwa 95 KW. Ein Reflektor bzw. ein Testobjekt der Reaktionskammer, der bzw. das in einer Ausführungsform aufgebracht wird, kann zum Schmelzen kommen, wenn die Leistung der Heizquelle auf etwa 95 KW ansteigt. Somit kann die Leistung so eingestellt werden, dass sie bis zu etwa 95 KW ansteigt.
  • Wenn die Leistung der Heizquelle stufenweise ansteigt, kann die Innentemperatur der Reaktionskammer bis zu einer Temperatur von etwa 600 °C bis etwa 1.200 °C angehoben werden. Wenn die Leistung der Heizquelle gleichförmig ist, kann die Innentemperatur der Reaktionskammer linear geändert werden. Wie in der Ausführungsform, bei der die Leistung der Heizquelle stufenweise zunimmt, kann die Innentemperatur der Reaktionskammer nichtlinear geändert werden.
  • Wie oben beschrieben, kann die Leistung der Heizquelle allmählich entsprechend einer ansteigenden Zeit erhöht werden. Hier kann die Leistung in jeder Stufe unterschiedlich sein. Als Ergebnis kann das Innere der Reaktionskammer thermisch instabil sein, und somit kann die kinetische Energie der Feuchtigkeit und die Teilchen, die die Verunreinigungen enthalten, die in der Reaktionskammer vorhanden sind, zunehmen. In einer Ausführungsform wird bei dem Vorgang des Ausheizens des Inneren der Reaktionskammer bei der Vorbereitung des Epitaxialreaktors ein Verfahren, bei dem die Leistung der Heizquelle, die die Innentemperatur der Reaktionskammer erhöht, stufenweise erhöht werden kann, mehrmals durchgeführt. Vorzugsweise kann das Verfahren zweimal bis fünfmal je nach der Effizienz des Ausheizprozesses durchgeführt werden.
  • In einer Ausführungsform können das Verfahren, bei dem die Leistung der Heizquelle, die die Innentemperatur der Reaktionskammer in einer Zeitspanne erhöht, und das Verfahren, in dem das Wasserstoffgas in die Ober- und die Unterseite des Suszeptors durch das Hauptventil und das Schlitzventil eingeführt wird, gleichzeitig durchgeführt werden.
  • Da sich die Feuchtigkeit und die Verunreinigungen, die in der Reaktionskammer verbleiben, durch das Wasserstoffgas mobilisiert werden, das ein Trägergas ist, das durch das Hauptventil und das Schlitzventil eingeführt wird, um entlang der oberen und unteren Seiten des Suszeptors zu fließen, wird die Möglichkeit des Abführens der Feuchtigkeit und der Verunreinigungen zur Außenseite der Reaktionskammer hin aufgrund der Bewegung des Wasserstoffgases erhöht und verbessert.
  • 4 ist ein Diagramm, das eine Lebensdauer der Minoritätsträger (MCLT) in den Reaktionskammern einerseits in dem Verfahren zur Vorbereitung des Epitaxialreaktors gemäß dem Stand der Technik und andererseits gemäß der Ausführungsform darstellt.
  • Die MCLT kann ein Maß dafür sein, um zu bestimmen, ob die Aufbereitung des epitaxialen Wachstumsapparates für einen neuen Produktionslauf vollständig erfolgt ist. Die MCLT kann eine mittlere Zeit bezeichnen, um überschüssige Minoritätselektronen zu rekombinieren. Je mehr die Menge an Verunreinigungen in der Reaktionskammer zunimmt, desto mehr nimmt die MCLT ab. Im Allgemeinen können bei dem Vorbereitungsverfahren für erneute Verwendung der epitaxialen Wachstumsvorrichtung verschiedene Abläufe des Prozesses für die Vorbereitung einer Wiederherstellung durchgeführt werden, bis der MCLT einen vorbestimmten Wert erreicht.
  • In dem Diagramm von 4 bezeichnet eine horizontale Achse die Anzahl der Dummy-Läufe des Epitaxial-Wafers und eine vertikale Achse einen MCLT-Wert. Bei dem Verfahren, bei dem die Leistung der Heizquelle, die die innere Temperatur der Reaktionskammer nach dem Stand der Technik erhöht, entsprechend der Zeit linear verändert wird, wenn die Anzahl der Dummy-Läufe 50 beträgt, kann die MCLT etwa 50 ms sein. In der Reaktionskammer, bei der das Verfahren gemäß der Ausführungsform angewendet wird, kann die MCLT jedoch etwa 446 ms betragen, wenn die Anzahl der Dummy-Läufe etwa 50 beträgt. Somit ist ersichtlich, dass ein Unterschied in MCLT gemäß dem Stand der Technik und der Ausführungsform bei über etwa 900 ms liegt, wenn die Anzahl der Dummy-Läufe auf etwa 300 ansteigt.
  • Das heißt, wenn die Anzahl der Dummy-Läufe zunimmt, kann die MCLT in dem Verfahren zum Wiedervorbereiten der epitaxialen Wachstumsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform signifikant ansteigen. So wird sehr deutlich sichtbar, dass die Anforderungen für die Wiedervorbereitung des epitaxialen Wachstumsapparates deutlich schneller erreicht werden.
  • Wie oben beschrieben, kann bei dem Verfahren zur Herstellung des Reaktors zur Herstellung des Epitaxialwafers gemäß der Ausführungsform die Leistung der Heizquelle zum Übertragen von Wärme in die Reaktionskammer in Stufen während des Vorgangs des Ausheizens des Inneren des Reaktionskammer nach dem PM-Verfahren erhöht werden, um den instabilen Zustand in der Reaktionskammer zu erreichen und die stagnierende Feuchtigkeit und die Verunreinigungen zu mobilisieren, wodurch die Feuchtigkeit und die Verunreinigungen mit der Strömung des Wasserstoffgases wirksam abgeführt werden.
  • Da außerdem die in der Reaktionskammer stagnierende Feuchtigkeit und die Verunreinigungen schnell entfernt werden, kann die Zeit, die benötigt wird, um den Minimalwert des MCLT bei einer Durchführung der Wiederherstellung des Epitaxialreaktors zu erreichen, reduziert werden. Daher kann die Vorbereitungszeit, die erforderlich ist, um die Wiederbenutzung des Reaktors zu ermöglichen, reduziert werden, somit kann die Produktionsausbeute an Epitaxialwafern verbessert werden.
  • Gemäß der Ausführungsform kann, da die Feuchtigkeit und die Verunreinigungen, die in der Reaktionskammer stagnieren, schnell entfernt werden, kann die Zeitspanne, die benötigt wird, um den minimalen Wert des MCLT zu erreichen und um eine erneute Nutzung des Epitaxialreaktors durchzuführen zu können, deutlich verringert werden. Daher kann die Vorbereitungszeit, die erforderlich ist, um die erneute Nutzung des Reaktors durchzuführen, reduziert werden, es kann die Produktionsausbeute an Epitaxialwafers verbessert werden.
  • Da die Ausführungsform auf eine Vorrichtung für Epitaxialwachstum zum Aufwachsen einer Epitaxieschicht auf einem Wafer gerichtet ist, ist die industrielle Anwendbarkeit hoch.
  • Obwohl Ausführungsformen unter Bezugnahme auf eine Anzahl von erläuternden Ausführungsformen beschrieben worden sind, sollte es verstanden werden, dass zahlreiche andere Modifikationen und Ausführungsformen von Fachleuten erdacht werden können, die in den Geist und Umfang der Prinzipien der hiermit vorgelegten Offenbarung fallen. Insbesondere sind verschiedene Variationen und Modifikationen in den Bauteilen und / oder Anordnungen der und Kombination der einzelnen Teile im Rahmen der Offenbarung, der Zeichnungen und der beigefügten Ansprüche möglich. Zusätzlich zu Variationen und Modifikationen in den Bauteilen und / oder Anordnungen werden dem Fachmann auch alternative Verwendungen offensichtlich sein.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Vorbereiten eines erneuten Produktionslaufs einer Reaktionskammer für epitaxiales Wachstum als ein Verfahren zum Ausheizen des Inneren der Reaktionskammer, um die Reaktionskammer auf eine weitere Verwendung vorzubereiten, wobei in der Reaktionskammer epitaxiales Wachstum stattfindet, das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: – Erhöhen der Innentemperatur der Reaktionskammer stufenweise nach der Zeit; und – Einführen eines Wasserstoffgases zu den oberen und unteren Seiten eines Suszeptors durch ein Hauptventil und ein Schlitzventil, die in einer Seitenfläche der Reaktionskammer angeordnet sind.
  2. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteigen der Innentemperatur der Reaktionskammer stufenweise nach der Zeit das Einstellen der Leistung einer Heizquelle zur Aufbringung von Wärme auf die Reaktionskammer umfasst, um die Leistung in Stufen nach der Zeit zu erhöhen.
  3. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichen Zeit das Ansteigen der Innentemperatur der Reaktionskammer in Stufen nach der Zeit und das Einbringen des Wasserstoffgases zu den oberen und unteren Seiten des Suszeptors durchgeführt wird.
  4. Das Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung der Heizquelle so eingestellt ist, dass sie einen Bereich von etwa 30 KW bis etwa 95 KW aufweist.
  5. Das Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung der Heizquelle um 10 KW pro jeder Zeitspanne im Bereich von etwa 30 KW bis etwa 95 KW ansteigt.
  6. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei dem Vorgang des Ausheizens des Inneren der Reaktionskammer die Innentemperatur der Reaktionskammer nichtlinear bis zu einer Temperatur von etwa 600 °C bis etwa 1.200 °C angehoben wird.
  7. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das durch das Hauptventil eingeführte Wasserstoffgas eine Durchflussmenge von etwa 90 slm aufweist und das durch das Schlitzventil eingeführte Wasserstoffgas eine Durchflussmenge von etwa 20 slm aufweist.
  8. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren des Ausheizens des Inneren der Reaktionskammer das mehrstufige Ansteigen der Innentemperatur der Reaktionskammer stufenweise mehrmals wiederholt erfolgt.
  9. Das Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteigen der Innentemperatur der Reaktionskammer stufenweise nach der Zeit zweimal bis fünfmal in dem Vorgang des Backens des Inneren der Reaktionskammer erfolgt.
  10. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Ansteigen der Innentemperatur der Reaktionskammer stufenweise nach der Zeit eine Veränderung der Innentemperatur der Reaktionskammer nach der Zeit für jede Stufe unterschiedlich eingestellt wird.
  11. Das Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteigen der Innentemperatur der Reaktionskammer stufenweise nach der Zeit so eingestellt wird, dass ein Erhöhungsbereich eines Leistungswertes der Heizquelle gemäß der Zeit in jeder Stufe unterschiedlich eingestellt wird.
DE112015006033.2T 2015-01-22 2015-12-23 Verfahren zum Vorbereiten eines erneuten Starts eines Reaktors für epitaxisches Wachstum auf einem Wafer Ceased DE112015006033T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2015-0010803 2015-01-22
KR1020150010803A KR20160090698A (ko) 2015-01-22 2015-01-22 에피택셜 웨이퍼의 성장을 위한 리액터의 재가동 준비 방법
PCT/KR2015/014216 WO2016117840A1 (ko) 2015-01-22 2015-12-23 에피택셜 웨이퍼의 성장을 위한 리액터의 재가동 준비 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112015006033T5 true DE112015006033T5 (de) 2017-10-05

Family

ID=56417327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112015006033.2T Ceased DE112015006033T5 (de) 2015-01-22 2015-12-23 Verfahren zum Vorbereiten eines erneuten Starts eines Reaktors für epitaxisches Wachstum auf einem Wafer

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20170370020A1 (de)
JP (1) JP6450851B2 (de)
KR (1) KR20160090698A (de)
CN (1) CN107771226B (de)
DE (1) DE112015006033T5 (de)
TW (1) TWI590301B (de)
WO (1) WO2016117840A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102582346B1 (ko) * 2021-03-30 2023-09-25 에스케이실트론 주식회사 웨이퍼의 에피택셜층 성장 방법
CN113913926A (zh) * 2021-10-22 2022-01-11 西安奕斯伟材料科技有限公司 外延反应腔室的恢复方法、外延生长装置及外延晶圆

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5809211A (en) * 1995-12-11 1998-09-15 Applied Materials, Inc. Ramping susceptor-wafer temperature using a single temperature input
US6749687B1 (en) * 1998-01-09 2004-06-15 Asm America, Inc. In situ growth of oxide and silicon layers
JP4738671B2 (ja) * 2001-08-31 2011-08-03 東京エレクトロン株式会社 Cvd成膜方法
JP3845563B2 (ja) * 2001-09-10 2006-11-15 株式会社東芝 炭化珪素膜のcvd方法、cvd装置及びcvd装置用サセプター
CN101048858B (zh) * 2004-11-04 2010-11-03 东京毅力科创株式会社 绝缘膜形成方法及基板处理方法
US8008166B2 (en) * 2007-07-26 2011-08-30 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for cleaning a substrate surface
WO2009085992A2 (en) * 2007-12-20 2009-07-09 Applied Materials, Inc. Thermal reactor with improved gas flow distribution
JP5092975B2 (ja) * 2008-07-31 2012-12-05 株式会社Sumco エピタキシャルウェーハの製造方法
CN101724896B (zh) * 2009-11-26 2012-08-08 上海宏力半导体制造有限公司 一种非选择性生长锗硅外延的方法
JP5604907B2 (ja) * 2010-02-25 2014-10-15 信越半導体株式会社 気相成長用半導体基板支持サセプタおよびエピタキシャルウェーハ製造装置およびエピタキシャルウェーハの製造方法
JP2012094615A (ja) * 2010-10-26 2012-05-17 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコン酸化膜の成膜方法、及びシリコンエピタキシャルウエーハの製造方法
US9885123B2 (en) * 2011-03-16 2018-02-06 Asm America, Inc. Rapid bake of semiconductor substrate with upper linear heating elements perpendicular to horizontal gas flow
DE112015005134T5 (de) * 2014-11-12 2017-08-03 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Verfahren zur Herstellung eines Siliziumkarbid-Epitaxiesubstrats und Siliziumkarbid-Epitaxiesubstrat

Also Published As

Publication number Publication date
CN107771226B (zh) 2020-01-24
TWI590301B (zh) 2017-07-01
US20170370020A1 (en) 2017-12-28
KR20160090698A (ko) 2016-08-01
CN107771226A (zh) 2018-03-06
JP2018504783A (ja) 2018-02-15
WO2016117840A1 (ko) 2016-07-28
JP6450851B2 (ja) 2019-01-09
TW201638994A (zh) 2016-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112011101625B4 (de) Epitaktische Siliciumcarbid-Wafer und Herstellungsverfahren für diese, Siliciumcarbid-Massensubstrat für epitaktisches Wachstum und Herstellungsverfahren für dieses
DE112014006932T5 (de) Halbleitertempervorrichtung
DE69635972T2 (de) Plasma-Ätz-Verfahren
DE69731199T2 (de) Verfahren und einrichtung zur berührungslose behandlung eines scheiben förmiges halbleitersubstrats
DE3635279C2 (de) Gasphasen-Epitaxieverfahren zur Herstellung eines Verbindungshalbleiter-Eiskristalls
DE112015006038T5 (de) Verfahren zur vorbereitung für die wiederinbetriebnahme eines reaktors für das züchten von epitaxialen wafern
DE112016003399T5 (de) Verfahren zur Vorbereitung eines Reaktorneustarts zur Herstellung eines epitaktischen Wafers
DE112013006661B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines SIC-Epitaxialwafers
DE69938510T2 (de) Verfahren zur herstellung eines einkristallsiliziumkarbids
DE1949767A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Niederschlagen einer gleichmaessigen Schicht eines Stoffes auf einem Gegenstand
DE102013203113B4 (de) GIEßVORRICHTUNG UND GIEßVERFAHREN
DE102016212534B4 (de) Herstellungsverfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Epitaxialwafers
DE112015006033T5 (de) Verfahren zum Vorbereiten eines erneuten Starts eines Reaktors für epitaxisches Wachstum auf einem Wafer
WO1999017345A1 (de) Verfahren zum thermischen ausheilen von durch implantation dotierten siliziumcarbid-halbleitern
DE102021113253A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Siliziumkarbid-Epitaxie-Wafers
DE2508121C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum epitaktischen Abscheiden einer Verbindungshalbleiterschicht aus einer Lösungsschmelze auf einem Halbleiterplättchen
DE102016006963A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Behälters aus pyrolytischem Bornitrid und Behälter aus pyrolytischem Bornitrid
DE102004024207B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Niedertemperaturepitaxie auf einer Vielzahl von Halbleitersubstraten
DE19851873A1 (de) Verfahren zum Aufwachsen einer kristallinen Struktur
WO2018001720A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von beschichteten halbleiterscheiben
DE102012003903A1 (de) Verfahren zur thermischen Behandlung von Siliziumcarbidsubstraten
DE112016003008T5 (de) Verfahren zur Regenerierung eines Elements in einer Silizium-Einzelkristallziehvorrichtung
EP1415332A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen dünner epitaktischer halbleiterschichten
WO2007082396A9 (de) Vorrichtung zur entgasung eines scheibenförmigen substrates
DE102010053363B4 (de) Verfahren und Steuervorrichtung zur Reinigung einer Plasmabehandlungsvorrichtung und/oder eines in einer Plasmabehandlungsvorrichtung aufgenommenen Substrats

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SK SILTRON INC., GUMI-SI, KR

Free format text: FORMER OWNER: LG SILTRON INC., GUMI-SI, GYEONGSANGBUK-DO, KR

R082 Change of representative

Representative=s name: PATENTANWAELTE BAUER VORBERG KAYSER PARTNERSCH, DE

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final