DE112020003093T5 - Epitaxiewachstumseinrichtung und verfahren zur herstellung eines epitaxiewafers - Google Patents

Epitaxiewachstumseinrichtung und verfahren zur herstellung eines epitaxiewafers Download PDF

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Haku Komori
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Abstract

Es wird eine Epitaxiewachstumseinrichtung bereitgestellt, die ermöglicht, die Erzeugung von Bruchstückchen zwischen einem Vorheizring und einer unteren Auskleidung zu verhindern, ohne den Vorheizring zu zerbrechen. Die Epitaxiewachstumseinrichtung beinhaltet: eine Kammer; eine obere Auskleidung und eine untere Auskleidung, die an einer Innenwand der Kammer angeordnet sind; und einen Vorheizring, der auf einem in einer Öffnung der unteren Auskleidung vorragenden Stützteil angeordnet ist und auf einem Außenumfang des Suszeptors angeordnet ist. Der Vorheizring wird in mindestens einem Teil eines Bereichs, der sich direkt über einem Bereich befindet, in dem der Halbleiterwafer in einem Übertragungspfad passiert, in dem der Halbleiterwafer in die Kammer geladen wird, um auf dem Suszeptor angeordnet zu werden, nicht durch den Stützteil gestützt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Epitaxiewachstumseinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Epitaxiewafers.
  • HINTERGRUND
  • Durch Bilden einer Siliziumepitaxieschicht auf einem Siliziumwafer, der ein typischer Halbleiterwafer ist, erhaltene Epitaxiesiliziumwafer sind als Substrate zur Fertigung verschiedener Halbleitervorrichtungen wie beispielsweise Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) und dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAMs) verwendet worden.
  • 1 stellt ein Beispiel für eine Einzelwaferverarbeitungsepitaxiewachstumseinrichtung dar, mit der eine Epitaxieschicht durch Abscheidung aus der Gasphase auf eine Oberfläche eines Halbleiterwafers aufgebracht wird. Eine in dieser schematischen Darstellung gezeigte Epitaxiewachstumseinrichtung 100 weist eine Prozesskammer 10 mit einer oberen Haube 11, einer unteren Haube 12 und einem Haubenbefestigungsglied 13 auf. Die obere Haube 11 und die untere Haube 12 sind aus transparentem Quarz hergestellt und sind mit einer Klemme 14 an dem Haubenbefestigungsglied 13 angebracht.
  • Eine obere Auskleidung 15 und eine untere Auskleidung 16, die eine Ringform aufweisen und aus Quarz hergestellt sind, sind an der Innenwand der Prozesskammer 10 angeordnet, um das Haubenbefestigungsglied 13 zu schützen. Ein Gaseinlass 17 zur Zuführung von Reaktandgas usw. in die Prozesskammer 10 und ein Gasauslass 18 zum Abführen von nicht reagiertem Gas usw. sind zwischen der oberen Auskleidung 15 und der unteren Auskleidung 16 an einander gegenüberliegenden Stellen in der Prozesskammer 10 bereitgestellt.
  • Ferner ist ein Suszeptor 4, auf dem ein Halbleiterwafer W angeordnet werden soll, in der Prozesskammer 10 bereitgestellt. Der Außenumfang der unteren Fläche des Suszeptors 4 ist an Suszeptorstützarmen 7b, die mit einer Hauptsäule 7a einer drehbaren Stützwelle 7 verbunden sind, angebracht und wird durch diese gestützt, und der Suszeptor 4 wird zusammen mit den Suszeptorstützarmen 7b gedreht. Ein Basismaterial des Suszeptors 4 ist Kohlenstoffgraphit, dessen Oberfläche mit Siliziumcarbid (SiC) beschichtet ist, und auf der Oberfläche ist eine Aussenkung zur Aufnahme des Halbleiterwafers W ausgebildet.
  • In dem Suszeptor 4 und den Stützarmen 7b sind Durchgangslöcher ausgebildet, und in den jeweiligen Durchgangslöchern sind Hebestifte 5 zum Stützen der hinteren Fläche des Halbleiterwafers W und Anheben des Wafers eingeführt. Die Hebestifte 5 werden durch vertikales Bewegen von Hebewellen 6 angehoben und abgesenkt, wobei die Basisenden der Hebestifte durch die Hebewellen 6 gestützt werden.
  • Ein ringförmiger Vorheizring 60 ist auf dem Außenumfang des Suszeptors 4 angeordnet. Der Vorheizring 60 heizt der Oberfläche des auf dem Suszeptor 4 angeordneten Halbleiterwafers W aus dem Gaseinlass 17 zugeführtes Reaktandgas vor. Ein Basismaterial des Vorheizrings 60 ist Kohlenstoffgraphit, dessen Oberfläche mit SiC beschichtet ist, und der Vorheizring 60 wird durch einen Stützteil 16a gestützt, der in der Öffnung der unteren Auskleidung 16 vorragt.
  • 2 stellt die Umgebung eines Wafer-Belade-Ports in der in 1 gezeigten Epitaxiewachstumseinrichtung 100 dar. Der Wafer-Belade-Port ist an einer Stelle bereitgestellt, die bei Betrachtung der in 1 gezeigten Epitaxiewachstumseinrichtung 100 von oben um ungefähr 90° in der Umfangsrichtung von den Stellen, an denen der Gaseinlass 17 und der Gasauslass 18 bereitgestellt sind, versetzt ist.
  • Wie in 2 dargestellt ist, ist eine Transferkammer 20 zum Übertragen des Halbleiterwafers W in die Prozesskammer 10 so bereitgestellt, dass sie sich neben der Prozesskammer 10 der Epitaxiewachstumseinrichtung 100 befindet. Die Transferkammer 20 und die Kammer 10 sind über ein Schlitzglied 21 mit der allgemeinen Form eines rechteckigen Parallelepipeds verbunden.
  • Ein Verbindungspfad 22, der die Verbindung zwischen dem Inneren der Transferkammer 20 und dem Inneren der Prozesskammer 10 gestattet, ist in dem Schlitzglied 21 definiert. Ferner ist an dem Schlitzglied 21 auf der Seite der Transferkammer 20 ein Schlitzventil 23 zum Schließen der Prozesskammer 10 bereitgestellt.
  • Der Halbleiterwafer W wird auf folgende Weise auf dem Suszeptor 4 angeordnet. Zunächst wird der Suszeptor 4 durch die Stützwelle 7 abgesenkt. Als Nächstes wird nach Öffnen des Schlitzventils 23 innerhalb der Transferkammer 20 der auf einer Übertragungsklinge B platzierte Halbleiterwafer W durch den Verbindungspfad 22 geführt, durch den Wafer-Belade-Port 24 in die Prozesskammer 10 geladen und auf dem Suszeptor 4 angeordnet.
  • Anschließend werden die Hebestifte 5 durch die Hebewellen 6 angehoben, um die hintere Fläche des Halbleiterwafers W zu stützen. Danach wird die Übertragungsklinge B aus der Prozesskammer 10 herausgezogen, und das Schlitzventil 23 wird geschlossen. Ferner wird der Suszeptor 4 durch die Stützwelle 7 angehoben, der Halbleiterwafer W wird auf dem Suszeptor 4 angeordnet, der Suszeptor 4 wird auf eine vorbestimmte Höhenposition angehoben, und ein Reaktandgas wird durch den Gaseinlass-Port 17 eingeleitet, um auf der Oberfläche des Halbleiterwafers W eine Epitaxieschicht aufzuwachsen.
  • Wenn das Wachstum der Epitaxieschicht endet und der erhaltene Epitaxiewafer aus der Prozesskammer 10 entladen wird, wird die obige Vorgehensweise in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird der Vorheizring 60 durch den von der unteren Auskleidung 16 vorragenden Stützteil 16a gestützt; der Vorheizring 60 und die untere Auskleidung 16 sind jedoch aus verschiedenen Materialien hergestellt. Wenn die Temperatur in der Kammer 10 erhöht oder verringert wird, kann dementsprechend aufgrund der Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Vorheizring 60 und dem Stützteil 16a der unteren Auskleidung 16 Reibung erzeugt werden, was zu der Erzeugung von Bruchstückchen dieser Glieder führen könnte, und Partikel würden auf der Oberfläche des Halbleiterwafers W abgelagert werden.
  • Da Halbleitervorrichtungen in den letzten Jahren zunehmend miniaturisiert und integriert worden sind, ist eine Reduzierung von Kristallfehlern und Partikeln, die an der Wafer-Oberfläche haften, gefordert worden. Dementsprechend wird die Erzeugung der Bruchstückchen zwischen dem Vorheizring 60 und der unteren Auskleidung 16, wie oben beschrieben, zwangsweise reduziert.
  • In Anbetracht dieser Situation offenbart WO 2015/076487 A (PTL 1) eine Technik zum Verhindern der Erzeugung von Bruchstückchen zwischen einem Vorheizring und einer unteren Auskleidung, wenn die Temperatur in einer Kammer erhöht oder verringert wird, indem ein Vorsprung unter dem Vorheizring bereitgestellt und der Vorheizring an der unteren Auskleidung fixiert wird.
  • LISTE DER ANFÜHRUNGEN
  • Patentliteratur
  • PTL 1: WO 2015/076487 A
  • KURZDARSTELLUNG
  • (Technisches Problem)
  • In der in PTL 1 offenbarten Technik wird jedoch, wenn die Temperatur in der Kammer erhöht oder verringert wird, aufgrund der Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Vorheizring und der unteren Auskleidung eine Last angelegt, und der Vorheizring könnte zerbrochen werden.
  • Zur Lösung dieses Problem wäre es nützlich, eine Epitaxiewachstumseinrichtung bereitzustellen, die ermöglicht, die Erzeugung von Bruchstückchen zwischen einem Vorheizring und einer unteren Auskleidung ohne Zerbrechen des Vorheizrings zu verhindern.
  • (Lösung des Problems)
  • Die folgenden Merkmale werden zur Lösung des obigen Problems vorgeschlagen.[1] Eine Epitaxiewachstumseinrichtung, die zur Abscheidung einer Epitaxieschicht auf einer Oberfläche eines Halbleiterwafers aus der Gasphase verwendet wird, wobei die Epitaxiewachstumseinrichtung Folgendes umfasst:
    • eine Kammer;
    • eine obere Auskleidung und eine untere Auskleidung, die eine Ringform aufweisen und an einer Innenwand der Kammer angeordnet sind;
    • einen Suszeptor, auf dem der Halbleiterwafer angeordnet werden soll, wobei der Suszeptor innerhalb der Kammer bereitgestellt ist; und
    • einen Vorheizring, der auf einem in einer Öffnung der unteren Auskleidung vorragenden Stützteil angeordnet ist und auf einem Außenumfang des Suszeptors angeordnet ist,
    • wobei der Halbleiterwafer durch einen an der Kammer bereitgestellten Wafer-Belade-Port bei abgesenktem Suszeptor in die Kammer geladen wird und nach Passieren unterhalb des Stützteils der unteren Auskleidung und
    • des Vorheizrings auf dem Suszeptor angeordnet wird, und der Vorheizring in mindestens einem Teil eines Bereichs, der sich direkt über einem Bereich befindet, in dem der Halbleiterwafer in einem Übertragungspfad passiert, in dem der Halbleiterwafer in die Kammer geladen wird, um auf dem Suszeptor angeordnet zu werden, nicht durch den Stützteil gestützt wird.
  • [2] Die Epitaxiewachstumseinrichtung nach [1] oben, wobei der Stützteil nicht in dem mindestens einen Teil des Bereichs bereitgestellt ist.
  • [3] Die Epitaxiewachstumseinrichtung nach [1] oben, wobei zwischen dem Vorheizring und dem Stützteil in dem mindestens einen Teil des Bereichs ein Spalt bereitgestellt ist.
  • [4] Die Epitaxiewachstumseinrichtung nach einem von [1] bis [3] oben, wobei der mindestens eine Teil des Bereichs ein Bereich in einem gesamten Umfang des Stützteils ist, der bei Betrachtung der Epitaxiewachstumseinrichtung von oben einem mittleren Winkel von 10° bis 90° bezüglich einer Richtung entspricht, in der der Halbleiterwafer übertragen wird.
  • [5] Die Epitaxiewachstumseinrichtung nach einem von [1] bis [4] oben, wobei der mindestens eine Teil des Bereichs der gesamte Bereich ist.
  • [6] Ein Verfahren zur Herstellung eines Epitaxiewafers, wobei der Epitaxiewachstumseinrichtung nach einem von [1] bis [5] oben ein Reaktandgas zugeführt wird, um auf einem Halbleiterwafer eine Epitaxieschicht aufzuwachsen, wodurch ein Epitaxiewafer erhalten wird.
  • [7] Das Verfahren zur Herstellung eines Epitaxiewafers nach [6] oben, wobei der Halbleiterwafer ein Siliziumwafer ist.
  • (Vorteilhafte Wirkung)
  • Mit den obigen Merkmalen kann die Erzeugung von Bruchstückchen zwischen einem Vorheizring und einer unteren Auskleidung ohne Zerbrechen des Vorheizrings verhindert werden.
  • Figurenliste
  • In den begleitenden Zeichnungen
    • ist 1 eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Epitaxiewachstumsvorrichtung darstellt ;
    • ist 2 eine schematische Ansicht, die die Struktur eines Teils einer Epitaxiewachstumseinrichtung in der Nähe eines Wafer-Belade-Ports darstellt;
    • sind 3A und 3B schematische Ansichten der Struktur eines Teils einer herkömmlichen Epitaxiewachstumseinrichtung um einen Vorheizring herum, wobei 3A eine Querschnittsansicht entlang der Wafer-Übertragungsrichtung ist und 3B eine Draufsicht ist;
    • sind 4A und 4B schematische Ansichten eines Beispiels für die Struktur eines Teils einer Epitaxiewachstumseinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung um einen Vorheizring herum, wobei 4A eine Querschnittsansicht entlang der Wafer-Übertragungsrichtung ist und 4B eine Draufsicht ist;
    • ist 5 eine schematische Ansicht eines Beispiels für eine untere Auskleidung in einer Epitaxiewachstumsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
    • sind 6A und 6B schematische Ansichten, die jeweils ein anderes Beispiel für eine untere Auskleidung in einer Epitaxiewachstumsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellen;
    • sind 7A und 7B schematische Ansichten noch eines anderen Beispiels für eine untere Auskleidung in einer Epitaxiewachstumsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
    • ist 8 eine schematische Ansicht noch eines anderen Beispiels für eine untere Auskleidung in einer Epitaxiewachstumsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
    • ist 9 eine schematische Ansicht eines anderen Beispiels für eine untere Auskleidung in einer Epitaxiewachstumseinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • (Epitaxiewachstumseinrichtung)
  • Es wird nunmehr eine Epitaxiewachstumseinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Eine Epitaxiewachstumseinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Epitaxiewachstumseinrichtung, die zur Abscheidung einer Epitaxieschicht auf einer Oberfläche eines Halbleiterwafers aus der Gasphase verwendet wird und eine Kammer; eine obere Auskleidung und eine untere Auskleidung, die eine Ringform aufweisen und an einer Innenwand der Kammer angeordnet sind; einen Suszeptor, auf dem der Halbleiterwafer angeordnet werden soll, wobei der Suszeptor innerhalb der Kammer bereitgestellt ist; und einen Vorheizring, der auf einem in einer Öffnung der unteren Auskleidung vorragenden Stützteil angeordnet ist und auf dem Außenumfang des Suszeptors angeordnet ist, beinhaltet. Der Halbleiterwafer wird durch einen an der Kammer bereitgestellten Wafer-Belade-Port bei abgesenktem Suszeptor in die Kammer geladen und nach Passieren unterhalb des Stützteils der unteren Auskleidung und des Vorheizrings auf dem Suszeptor angeordnet. Der Vorheizring wird in mindestens einem Teil eines Bereichs, der sich direkt über einem Bereich befindet, in dem der Halbleiterwafer in einem Übertragungspfad passiert, in dem der Halbleiterwafer W in die Kammer geladen wird, um auf dem Suszeptor angeordnet zu werden, nicht durch den Stützteil gestützt.
  • 3A und 3B sind schematische Ansichten der Struktur eines Teils einer herkömmlichen Epitaxiewachstumseinrichtung 100 um einen Vorheizring 60 herum. 3A ist eine Querschnittsansicht entlang der Wafer-Übertragungsvorrichtung, und 3B ist eine Draufsicht. Wie in 3A dargestellt ist, wird der gesamte Umfang des Vorheizrings 60, der eine Ringform aufweist, durch einen Stützteil 16a einer unteren Auskleidung 16 gestützt.
  • Wie in 3B dargestellt ist, passiert ferner ein Halbleiterwafer W unter dem Vorheizring 60 in einem Übertragungspfad, in dem der Halbleiterwafer W durch einen Wafer-Belade-Port 24 der Epitaxiewachstumseinrichtung 100 geladen ist, um auf dem Suszeptor 4 angeordnet zu werden.
  • Unter diesen Umständen können, wenn die Temperatur innerhalb einer Kammer 10 zunimmt oder abnimmt und wenn aufgrund der zwischen dem Vorheizring 60 und dem Stützteil 16a der unteren Auskleidung 16 verursachten Reibung Bruchstückchen erzeugt werden, Partikel auf der Oberfläche des unter dem Vorheizring 60 passierten Halbleiterwafers W abgelagert werden.
  • Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung studierten sorgfältig Wege zum Verhindern der Erzeugung von Bruchstückchen, die die Ablagerung der Partikel zwischen dem Vorheizring 60 und dem Stützteil 16a der unteren Auskleidung 16 verursachen. Die Studie führte dazu, dass sie eine Struktur konzipierten, bei der ein Vorheizring 60 in mindestens einem Teil eines Bereichs, der sich direkt über einem Bereich befindet, in dem der Halbleiterwafer W in einem Übertragungspfad passiert (im Folgenden einfach als „Halbleiterwafer-Passierbereich“ bezeichnet), in dem der Halbleiterwafer W durch einen Wafer-Belade-Port 24 geladen wird, um auf einem Suszeptor 4 angeordnet zu werden, nicht durch einen Stützteil 16a der unteren Auskleidung 16 gestützt wird.
  • 4A und 4B sind schematische Ansichten einer beispielhaften Struktur eines Teils einer Epitaxiewachstumseinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung um einen Vorheizring herum. 4A ist eine Querschnittsansicht entlang der Wafer-Übertragungsrichtung, und 4B ist eine Draufsicht. Bei der in 4A gezeigten Struktur ist ein Vorheizring 60 dazu konfiguriert, in dem gesamten Bereich genau über einem Passierbereich des Halbleiterwafers W nicht durch einen Stützteil 26a der unteren Auskleidung 26 gestützt zu werden.
  • 5 stellt die in 4A gezeigte untere Auskleidung 26 dar. Wie in dieser schematischen Darstellung dargestellt ist, ist für die untere Auskleidung 26 der Stützteil 26a nicht in dem gesamten Bereich direkt über dem Passierbereich des Halbleiterwafers W bereitgestellt. Dadurch wird die Erzeugung von Bruchstückchen zwischen dem Vorheizring 60 und dem Stützteil 26a der unteren Auskleidung 26 direkt über dem Passierbereich des Halbleiterwafers W verhindert. Bei der in 5 gezeigten unteren Auskleidung 26 ist der Stützteil 26a in einem Bereich in seinem gesamten Umfang, der einem mittleren Winkel von +40° bezüglich der Übertragungsvorrichtung des Halbleiterwafers W entspricht, nicht bereitgestellt.
  • Bei der Struktur des Stützteils 26a der unteren Auskleidung 26, wie oben beschrieben und in 4B dargestellt, werden zwischen dem Vorheizring 60 und dem Stützteil 26a der unteren Auskleidung 26 direkt über dem Übertragungspfad keine Bruchstückchen erzeugt, während der Halbleiterwafer W zu der Oberseite des Suszeptors 4 übertragen wird, wodurch die Ablagerung von Partikeln auf der Oberfläche des Halbleiterwafers W reduziert werden kann.
  • Wenn auf der Oberfläche des Halbleiterwafers W eine Epitaxieschicht aufgewachsen wird und zwischen dem Vorheizring 60 und der unteren Auskleidung 26 Polysilizium abgeschieden wird, würde das abgeschiedene Silizium auf die Oberfläche des Halbleiterwafers W fallen, während der Halbleiterwafer W übertragen wird. Diesbezüglich kann die in 5 gezeigte untere Auskleidung 26 die Abscheidung des Polysiliziums verhindern.
  • Bei der in 5 gezeigten unteren Auskleidung 26 wird der Vorheizring 60 nicht in dem gesamten Bereich genau über dem Passierbereich des Halbleiterwafers W durch den Stützteil 26a gestützt; alternativ kann der Vorheizring 60 dazu konfiguriert sein, in nur einem Teil oder dem Bereich nicht durch den Stützteil 26a gestützt zu werden.
  • 6A und 6B stellen andere Beispiele für eine untere Auskleidung in einer Epitaxiewachstumsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung dar. Bei einer in 6A gezeigten unteren Auskleidung 36 ist ein ringförmiges Stützteil 36a nur in einem Bereich in seinem gesamten Umfang, der einem mittleren Winkel von +15° bezüglich der Übertragungsrichtung des Halbleiterwafers W entspricht, nicht bereitgestellt. Im Vergleich zu dem Fall der Verwendung der in 3A und 3B gezeigten herkömmlichen unteren Auskleidung 16 kann auch in solch einem Fall die Erzeugung von Bruchstückchen zwischen dem Vorheizring 60 und der unteren Auskleidung 36 reduziert werden, wodurch die Ablagerung von Partikeln auf der Oberfläche eines Halbleiterwafers W reduziert werden kann. Im Vergleich zu der in 5 gezeigten unteren Auskleidung 26 kann ferner ein Durchhängen (Verformung) des Vorheizrings 60 aufgrund seines Eigengewichts verhindert werden. Der obige mittlere Winkel beträgt vorzugsweise +10° bis +90°, besonders bevorzugt +10° bis +45°.
  • Ferner ist bei einer in 6B gezeigten unteren Auskleidung 46 ein Stützteil 46a in einem Bereich, der einem mittleren Winkel von +40° entspricht, wie in 5, nicht bereitgestellt; in diesem Bereich ist der Stützteil 46 ferner jedoch teilweise bereitgestellt. Dies gestattet ein stabileres Stützen des Vorheizrings 60 im Vergleich zu dem Fall der Verwendung der in 5 gezeigten unteren Auskleidung 26.
  • Bei den in 4 bis 6B gezeigten unteren Auskleidungen 26, 36 und 46 sind die Teile der Stützteile 26a, 36a, 46a, die den Vorheizring 60 nicht stützen, bei Betrachtung von oben vollständig entfernt, aber nicht zwangsweise auf diese Weise konfiguriert.
  • Zum Beispiel kann wie bei einer in 7A und 7B gezeigten unteren Auskleidung 56 eine Aussparung 56b an einer Oberfläche eines Bereichs eines Stützteils 56a bereitgestellt sein, der einem mittleren Winkel von +40° entspricht, um zwischen dem Vorheizring 60 und dem Stützteil 56a einen Spalt bereitzustellen. Auch in diesem Fall kann die Erzeugung von Bruchstückchen zwischen dem Vorheizring 60 und der unteren Auskleidung 56 direkt über dem Passierbereich eines Halbleiterwafers W verhindert werden.
  • Ferner können wie bei den in 6A und 6B dargestellten unteren Auskleidungen 36 und 46 ein oder mehrere Aussparungen nur in einem Teil des Bereichs über dem Übertragungspfad in dem Stützteil bereitgestellt werden. Insbesondere ist bei einer in 8 gezeigten unteren Auskleidung 66 eine Aussparung 66b in einem Bereich im gesamten Umfang eines ringförmigen Stützteils 66a bereitgestellt, der einem mittleren Winkel von +15° entspricht. Bei einer in 9 gezeigten unteren Auskleidung 76 sind ferner Aussparungen 76b in einer Fläche, die einem mittleren Winkel von +40° in dem Stützteil 76a entspricht, wie in 7A und 7B, unterbrochen bereitgestellt.
  • Mit der Struktur, in der ein Vorheizring in mindestens einem Teil eines Bereichs direkt über einem Passierbereich des Halbleiterwafers nicht durch einen Stützteil einer unteren Auskleidung gestützt wird, kann somit die Erzeugung von Bruchstückchen zwischen dem Vorheizring und dem Stützteil der unteren Auskleidung reduziert werden.
  • Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, weist bei einer Epitaxiewachstumseinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung der Stützteil in der unteren Auskleidung, der den Vorheizring gestützt, eine charakteristische Struktur auf, und die andere Struktur ist nicht beschränkt, und es kann eine herkömmliche Struktur angemessen verwendet werden.
  • (Verfahren zur Herstellung eines Epitaxiewafers)
  • Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Epitaxiewafers gemäß der vorliegenden Offenbarung wird einer der Epitaxiewachstumseinrichtungen gemäß der vorliegenden Offenbarung, die oben beschrieben wurden, Reaktandgas zugeführt, um auf einem Halbleiterwafer eine Epitaxieschicht aufzuwachsen, wodurch ein Epitaxiewafer erhalten wird.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird in einer Epitaxiewachstumseinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Vorheizring in mindestens einem Teil eines Bereichs direkt über einem Passierbereich eines Halbleiterwafers W nicht durch einen Stützteil einer unteren Auskleidung gestützt, wodurch die Erzeugung von Bruchstückchen zwischen dem Vorheizring und der unteren Auskleidung reduziert werden kann. Somit kann durch Zuführen eines Reaktandgases zu der Epitaxiewachstumseinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Epitaxiewafer, an dem reduzierte Partikel anhaften, erzeugt werden, um eine Epitaxieschicht auf einem Halbleiterwafer zu bilden.
  • Der Halbleiterwafer, der ein Substrat eines Epitaxiewafers ist, ist nicht eingeschränkt; zum Beispiel kann ein Siliziumwafer angemessen verwendet werden, und eine Siliziumepitaxieschicht kann angemessen auf einem Siliziumwafer aufgewachsen werden. Der Durchmesser des Halbleiterwafers kann 150 mm oder mehr, insbesondere 200 mm, 300 mm, 450 mm usw. betragen, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Erzeugung von Bruchstückchen zwischen einem Vorheizring und einer unteren Auskleidung verhindert werden, ohne den Vorheizring zu zerbrechen. Folglich sind die Epitaxiewachstumseinrichtung und das Verfahren zur Herstellung eines Epitaxiewafers gemäß der vorliegenden Offenbarung in der Halbleiterherstellungsindustrie nützlich.
  • Bezugszeichenliste
    • 4
    Suszeptor
    5
    Hebestifte
    6
    Hebewelle
    7
    Stützwelle
    7a
    Hauptsäule
    7b
    Stützarm
    10
    Prozesskammer
    11
    Obere Haube
    12
    Untere Haube
    13
    Haubenbefestigungsglied
    14
    Klemme
    15
    Obere Auskleidung
    16, 26, 36, 46, 56, 66, 76
    Untere Auskleidung
    16a, 26a, 36a, 46a, 56a, 66a, 76a
    Stützteil
    17
    Gaseinlass
    18
    Gasauslass
    20
    Transferkammer
    21
    Schlitzglied
    22
    Verbindungspfad
    23
    Schlitzventil
    24
    Wafer-Belade-Port
    56b, 66b, 76b
    Aussparung
    60
    Vorheizring
    100
    Epitaxiewachstumseinrichtung
    B
    Übertragungsklinge
    W
    Halbleiterwafer
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2015/076487 A [0016, 0017]

Claims (7)

  1. Epitaxiewachstumseinrichtung, die zur Abscheidung einer Epitaxieschicht auf einer Oberfläche eines Halbleiterwafers aus der Gasphase verwendet wird, wobei die Epitaxiewachstumseinrichtung Folgendes umfasst: eine Kammer; eine obere Auskleidung und eine untere Auskleidung, die eine Ringform aufweisen und an einer Innenwand der Kammer angeordnet sind; einen Suszeptor, auf dem der Halbleiterwafer angeordnet werden soll, wobei der Suszeptor innerhalb der Kammer bereitgestellt ist; und einen Vorheizring, der auf einem in einer Öffnung der unteren Auskleidung vorragenden Stützteil angeordnet ist und auf einem Außenumfang des Suszeptors angeordnet ist, wobei der Halbleiterwafer durch einen an der Kammer bereitgestellten Wafer-Belade-Port bei abgesenktem Suszeptor in die Kammer geladen wird und nach Passieren unterhalb des Stützteils der unteren Auskleidung und des Vorheizrings auf dem Suszeptor angeordnet wird, und der Vorheizring in mindestens einem Teil eines Bereichs, der sich direkt über einem Bereich befindet, in dem der Halbleiterwafer in einem Übertragungspfad passiert, in dem der Halbleiterwafer in die Kammer geladen wird, um auf dem Suszeptor angeordnet zu werden, nicht durch den Stützteil gestützt wird.
  2. Epitaxiewachstumseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stützteil nicht in dem mindestens einen Teil des Bereichs bereitgestellt ist.
  3. Epitaxiewachstumseinrichtung nach Anspruch 1, wobei zwischen dem Vorheizring und dem Stützteil in dem mindestens einen Teil des Bereichs ein Spalt bereitgestellt ist.
  4. Epitaxiewachstumseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Teil des Bereichs ein Bereich in einem gesamten Umfang des Stützteils ist, der bei Betrachtung der Epitaxiewachstumseinrichtung von oben einem mittleren Winkel von 10° bis 90° bezüglich einer Richtung entspricht, in der der Halbleiterwafer übertragen wird.
  5. Epitaxiewachstumseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der mindestens eine Teil des Bereichs der gesamte Bereich ist.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Epitaxiewafers, wobei der Epitaxiewachstumseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ein Reaktandgas zugeführt wird, um auf einem Halbleiterwafer eine Epitaxieschicht aufzuwachsen, wodurch ein Epitaxiewafer erhalten wird.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Epitaxiewafers nach Anspruch 6, wobei der Halbleiterwafer ein Siliziumwafer ist.
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