JP2007326761A - 気相成長装置及び気相成長方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シリコンウェーハ基板上の形成膜の平坦度を向上させるための気相成長装置及び気相成長方法、また、清浄度を向上させるための気相成長装置及び気相成長方法を提供する。
【解決手段】原料ガスのガス導入口及びガス排出口が形成された反応容器内で、シリコン基板の主表面に沿ってシリコン単結晶薄膜形成のための原料ガスを導入しつつ、前記主表面側の反対側に、前記シリコン基板を回転支持する回転軸に沿うようにパージガスを導入し、それぞれ、前記原料ガスは前記ガス排出口から排出し、前記パージガスは、前記反対側に備えられたパージガス排出口から排出し、実質的に前記パージガス及び前記原料ガスがそれぞれ前記主表面側及びその反対側への流出が制限されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、エピタキシャルウェーハの製造装置及び製造方法に関するもので、さらに詳しくは、面内のエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層膜厚の面内バラツキを低減する製造装置及び製造方法に関するものである。

エピタキシャルシリコンウェーハは、一般に、デバイスを作成する表面のエピタキシャル層に酸素起因の欠陥や単結晶インゴット育成時に導入されるＧｒｏｗｎ‐ｉｎ欠陥（ＣＯＰを含む）がない優れた特性を有している。

そこで、図９に示すようなシリンダー炉９００や図１０に示すような縦型炉９５０が用いられ、欠陥の少ないシリコンウェーハが提供されてきた。例えば、シリンダー炉９００では、ランプ加熱によりウェーハ９１０を加熱し、上部左右のノズル９１２から反応ガスを吹き出すことにより、基板としてのウェーハ９１０上にエピタキシャル層を形成することとなる（例えば特許文献１）。また、縦型炉９５０では、高周波加熱によりサセプタ９６０を誘導加熱し、円盤状のサセプタ９６０中央９６２から反応ガスを吹き出すことにより、基板としてのウェーハ上にエピタキシャル層を形成することとなる。

しかしながら、シリンダー炉９００は一度に複数の基板にエピタキシャル層を形成することができるので、生産性は高いが、細かい制御が難しく、近年の高性能デバイスに適するウェーハを製造することは困難である。また、縦型炉９５０では、反応ガスの流れを十分に制御することが難しく、エピタキシャル層の平坦化が困難である。

図１１に、各種のシリコンウェーハ製品、その直径、そして、それらに対応する対応炉を図解する。近年の、ＭＰＵやフラッシュメモリー等の高性能デバイスやＭＯＳ ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の高性能Ｐｏｗｅｒデバイスには、枚葉炉を用いたエピタキシャルシリコンウェーハが使用されつつあることがわかる。更に、デバイスの高集積化に伴って、半導体基板の高品質化とともに微細化パターンの作製のために、高平坦化が特に重要視されている。

一般に、高平坦度が要求されているウェーハのエピタキシャル成長は、枚葉処理によって膜厚均一性の向上が図られている（例えば、特許文献２）。例えば、図１２に示すような枚葉式の製造装置９８０においては、エピタキシャル成長処理を行う反応炉内に収納され、サセプタ９８２の上に載置されて加熱されているウェーハ９８４に対し、ＳｉＨＣｌ_３といったシラン系ソースガスを流入させ、ウェーハ表面にエピタキシャルを成長させる。

この反応炉９８０の内周壁は、金属汚染を防止する目的で石英やＳｉＣ（炭化珪素）といった非金属で形成され、その外周壁は金属で形成されている。したがって、この反応炉９８０の構成は、外周壁を形成するベースプレート９８６と、このベースプレート９８６の内周側に配置し積層されることにより内周壁を形成する下部ライナー９８８および上部ライナー９９０と、この内周壁の上下を密閉する上部ドーム９９２と下部ドーム９９４と、ソースガス噴出部９９６と、ソースガス排出部９９８とからなり、その内部に半導体ウェーハ９８４を載置するサセプタ９８２が収納されている。尚、上部ドーム９９２および下部ドーム９９４はクランプリングによりそれぞれ固定されている。

この反応炉９８０を新規に使用する前または定期保守点検整備において、反応炉内部が外気に晒された際、ソースガスは空気中に含まれる水分の存在下でベースプレート９８６と反応して重金属汚染を生じるおそれがある。高品質のエピタキシャルウェーハを製造するにあたっては、この重金属汚染レベルを下げることが要求され、その重金属汚染を低減させるためには、新規使用または定期保守点検整備後において、少なくとも７０枚以上、望ましくは１００枚以上のダミーランを行うことにより反応炉内の浄化をし、例えばＦｅ濃度を低く抑えるようにしている。しかし、このダミーランにかかるコスト及び時間が無駄になるので、反応炉内にパージガス９８８ａを流入させながらエピタキシャルを成長させるようにしたものがある（例えば特許文献３）。

しかしながら、サセプタ９８２とサセプタリング９８３の隙間から、チャンバ下部をパージしている水素（Ｓｌｉｔ Ｈ_２）が、通過してサセプタ上部を流れるメインガスフロー９８５ａと合流してチャンバ上部の下流側に設けられた排気口９９８より排気されるため、隙間からチャンバ上部に湧き上がった水素がメインガスフロー９８５ａを乱しウェーハ径方向のエピタキシャル膜厚偏りを誘発するおそれがある。

更に、チャンバ開放してのメンテナンス後は雰囲気中に水分、酸素、塩素成分が残留して金属部品の腐食を誘発し金属汚染の原因となっている。チャンバ下部には図にあるように排気口が無いため排気効率が悪く、この雰囲気が溜まり易い。この雰囲気をパージするＳｌｉｔ Ｈ_２はサセプタの隙間から上部に湧きあがり、Ｍａｉｎ Ｇａｓ Ｆｌｏｗと合流するため、処理されるエピタキシャルウェーハは金属汚染を受け易くなる。

一方、図１３（特許文献４の図１）に示すエピタキシャル成長装置８０１では、その内部にエピタキシャル膜の形成室８０２を有している。この膜形成室８０２は、上側ドーム８０３と下側ドーム８０４とドーム取り付け体８０５とを備えている。上記上側ドーム８０３および下側ドーム８０４は、石英などの透明な材料から構成され、装置８０１の上方および下方に複数配置されたハロゲンランプ８０６により、サセプタ８１０およびシリコンウェーハ９８４が加熱される。

ドーム取り付け体８０５のうち、サセプタ８１０と対峙する高さ位置には、ガス供給口８１２とガス排出口８１３とが対向配置されている。ガス供給口８１２からは、膜形成室８０２内にＳｉＨＣｌ_３などのＳｉソースガス（原料ガス）を水素ガス（キャリアガス）で希釈し、それにドーパントを微量混合した反応ガスが、シリコンウェーハＷの表面に対して平行（水平方向）に供給される。この供給された反応ガスは、シリコンウェーハ９８４の表面を通過してエピタキシャル膜成長後、ガス排出口８１３より装置８０１の外に排出される。

また、ドーム取り付け体８０５のうち、ガス供給口８１２の下方近傍には、サセプタ８１０の下面側に水素ガスなどのキャリアガスを供給するガス供給口８１４が形成されている。また、ドーム取り付け体８０５のうち、ガス排出口８１３の下方近傍には、ガス供給口８１４から供給された水素ガスを外部に排出するガス排出口８１５が設けられている。なお、ガス排出口８１５を設けずにエピタキシャル成長用の反応ガスなどを排出するガス排出口８１３を兼用してもよい。

しかしながら、このエピタキシャル成長装置８０１では、ガス供給口８１４に対応するガス排出口８１５を設けており、キャリアガス供給口８１４の存在が前提である。また、サセプタ８１０の下面側を流れる水素ガスにより生じた負圧力の作用で、サセプタの底部にある各貫通孔を介して、サセプタ８１０の上面側を流れる反応ガスの一部がサセプタ８１０の下面側に流れ込むようになっているため、シリコンウェーハ基板上を流れるメインフローの原料ガスが、サセプタ８１０の下面側に導かれ、メインフローの流れを乱すおそれがある。更に、ガス排出口８１５の形状が不明確であり、その作用効果が明確にはされていないのである。そして、ガス排出口８１５を設けず、ガス排出口８１３を兼用することができるとされている。

従って、この図のガス排出口８１５では、ガス供給口８１４からのキャリアガスの排出には、効果があるかもしれないが、サセプタを支える回転軸に沿って上ってくるパージガスの排出には、必ずしも十分な効果がなく、サセプタ９８２とサセプタリング９８３の隙間から、パージガスが吹き出る又は流出する（例えば、図１３の矢印９８８ｂ参照）おそれがあり、メインガスフロー（例えば、図１３の矢印９８５ａ）の流れの乱れを防ぐには十分な効果を有さない。或いは、メインガスフロー（反応ガスの流れ）の一部が、サセプタ８１０とサセプタリング９８３の隙間から、下面側に流出し、メインガスフロー（例えば、図１３の矢印９８５ａ）の流れの乱れが引き起こされることがある。
特開平７−２２１０２２号公報 特開平9−２３５１８８号公報 特開平１１−６７６６８号公報 特表２００５−５１５６３０号公報

上述のような事情に鑑みて、エピタキシャルシリコンウェーハの膜厚の均一化を向上させるためのエピタキシャル層の形成する装置及び方法、また、装置内の清浄度を向上させる装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、原料ガスのガス導入口及びガス排出口が形成された反応容器内で、シリコン基板の主表面に沿ってシリコン単結晶薄膜形成のための原料ガスを導入しつつ、前記主表面側の反対側において、前記シリコン基板を回転支持する回転軸に沿うようにパージガスを導入し、それぞれ、前記原料ガスは前記ガス排出口から排出され、前記パージガスは、前記反対側に備えられたパージガス排出口から排出され、実質的に前記パージガス及び前記原料ガスは、それぞれ前記主表面側及びその反対側への流出が制限されることを特徴とする気相成長装置を提供する。

より具体的には、以下のものを提供する。

（１）シリコン単結晶基板の主表面にシリコン単結晶薄膜を気相成長させる気相成長装置であって；水平方向における第一端部側にガス導入口が形成され、同じく第二端部側にガス排出口が形成された反応容器本体を有し；シリコン単結晶薄膜形成のための原料ガスが前記ガス導入口から前記反応容器本体内に導入され；該反応容器本体の内部空間にて略水平に回転保持されるように前記シリコン単結晶基板は、その前記主表面を上にして、前記シリコン単結晶基板と略同じ又はより大きい径を持ち前記シリコン単結晶基板と共に回転するサセプタに載置され；前記サセプタは、その回りを所定のクリアランスを隔ててサセプタリングに囲われ；前記サセプタリングは、前記ガス導入口及び前記ガス排出口を共に前記シリコン単結晶基板の前記主表面側に位置するように仕切り；前記サセプタを下から回転支持する回転軸に沿うように前記サセプタに向ってパージガスが導入され；前記サセプタリングにより仕切られた前記主表面側の反対側において、前記サセプタリングの外周近傍に備えられた少なくとも１つのパージガス排出口を備え；前記原料ガスが前記シリコン単結晶基板の主表面に沿って流れた後、前記ガス排出口から排出されると共に；前記パージガスは、前記パージガス排出口から排出され；前記サセプタ及び前記サセプタリング間の前記所定のクリアランスにおいて、実質的に前記原料ガス及び前記パージガスの流出又は流入が制限されることを特徴とする気相成長装置。

（２）前記パージガス排出口は、水平方向に幅が広がったスリット形状であることを特徴とする上記（１）記載の気相成長装置。

（３）前記パージガス排出口は、前記サセプタリングの周方向において、第二端部側の前記ガス排出口と略一致し、前記原料ガス及び前記パージガスが合流するように、前記ガス排出口から延びる排出ガス通路に合流するパージガス排出通路に連通することを特徴とする上記（１）又は（２）記載の気相成長装置。

（４）前記パージガス排出口に加え、略水平な位置に更に別の１又は２以上のパージガス排出口を備えることを特徴とする上記（１）から（３）いずれか記載の気相成長装置。

（５）前記パージガス排出口は、前記サセプタリングを保持するロアライナーにスリット状の貫通孔を備えることにより形成されることを特徴とする上記（１）から（４）いずれか記載の気相成長装置。

（６）前記パージガス排出通路に、逆流防止機構が組み込まれていることを特徴とする上記（３）に記載の気相成長装置。

（７）シリコン単結晶基板の主表面にシリコン単結晶薄膜を気相成長させる気相成長方法であって；水平方向における第一端部側に形成されたガス導入口、及び同じく第二端部側に形成されたガス排出口を前記主表面側に備える反応容器本体内に、シリコン単結晶薄膜形成のための原料ガスが前記ガス導入口から導入され；該反応容器本体の内部空間に略水平に回転保持され、共に回転するサセプタに載置されるシリコン単結晶基板の前記主表面に沿って流れた後、前記ガス排出口から排出されると共に；前記サセプタと所定のクリアランスを隔てて囲うサセプタリングにより仕切られた前記主表面側の反対側において、前記サセプタを下から回転支持する回転軸に沿うように前記サセプタに向ってパージガスが導入され、前記反対側に配置され前記サセプタリングの外周近傍に備えられた少なくとも１つのパージガス排出口から、前記パージガスを排出し；前記サセプタ及び前記サセプタリング間の前記所定のクリアランスにおいて、実質的に前記原料ガス及び前記パージガスの流出又は流入が制限されることを特徴とする気相成長方法。

（８）前記原料ガス及び前記パージガスを合流させることにより、前記原料ガス又は前記パージガスをよりスムーズに排出させることを特徴とする上記（７）記載の気相成長方法。

（９）上記（１）から（６）いずれか記載の気相成長装置において、パージガスを流しながら、前記反応容器本体を開けて行うことを特徴とする気相成長装置のメンテナンス方法。

ここで、気相成長装置としては、例えば、エピタキシャル成長装置を含むことができる。また、原料ガス及びパージガスの流出（又は流入）とは、主に、いわゆるガス流（例えば、粘性流）としての流れを意味することができる。流出又は流入が制限されるとは、ガス流としてのこれらのガスの該クリアランスにおける通過を実質的に妨げることとしてもよい。例えば、流出又は流入が実質的にないことを意味することができる。これは、該クリアランスを挟んで対向する２つの側（サイド）の間での物質の移動を完全に遮断するものではないが、上記主表面側の原料ガスのメインフローが乱されることなく、また、これらの原料ガス及びパージガスのガス流による汚染がいずれの側にも生じ難くするものである。また、周方向において、第二端部側のガス排出口とパージガス排出口が略一致するとは、断面視において、第一端部側に対向する第二端部側に該パージガス排出口が備えられていることを意味することができる。即ち、上面視において、ガス排出口とパージガス排出口の少なくとも一部が重なることを意味することができる。パージガス排出口と略水平な位置とは、高さ位置がほぼ等しいことであってよい。このとき、それぞれのパージガス排出口の形状が同一でない場合は、高さ位置がほぼ等しいとは、透過側面視においてそれぞれの排出口の少なくとも一部が重なることを意味してもよく、また、十分近接（或いは隣接）することを意味することもできる。また、原料ガス又はパージガスをよりスムーズに排出させるとは、これらのガスが合流しない場合に比べて、原料ガス又はパージガスのいずれかが、より容易に排出されることを意味することができる。例えば、原料ガス又はパージガスのいずれかの流れが、他方のガスの流れを容易にすることを意味してもよい。

上述のようにすれば、原料ガスの流れがスムーズになり、エピタキシャルシリコンウェーハの膜厚の均一化を向上させることができる。また、パージガスが有効に導入され排出されるので、装置内の清浄度を向上させることができる。

以下に本発明の実施例について、図面に基づいてより詳しく説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

図１は、本発明によるエピタキシャル成長装置１０の概略を示す縦断面図である。エピタキシャル成長装置１０の内部にエピタキシャル膜の形成室２３を有している。この膜形成室２３は、上側ドーム２２と下側ドーム２４とドーム取り付け体２５とを備えている。上記上側ドーム２２および下側ドーム２４は、石英などの透明な材料から構成され、装置１０の上方および下方に複数配置されたハロゲンランプ（図示せず）により、サセプタ１２およびシリコンウェーハ基板Ｗが加熱される。サセプタ１２は、載置されたシリコンウェーハ基板Ｗと共に回転すべく、回転軸１９により下から支持されている。このシリコンウェーハ基板Ｗの上面が主表面としてエピタキシャル層を形成する面である。

ドーム取り付け体２５では、サセプタ１２と対峙する高さ位置に、ガス導入口２６とガス排出口３８とが対向配置されている。ガス導入口２６からは、膜形成室２３内にＳｉＨ_２Ｃｌ_２やＳｉＨＣｌ_３などのＳｉソースガス（原料ガス）を水素ガス（キャリアガス）で希釈し、それにドーパントを微量混合した反応ガスが、シリコンウェーハ基板Ｗの表面に対して平行（水平方向）に供給される。この供給された反応ガスは、シリコンウェーハ基板Ｗの表面を通過して（メインガスフロー１５a）、ピタキシャル膜成長後、ガス排出口３８より装置１０の外に排出される。

また、サセプタ１２は、所定のクリアランスとなる隙間１４をおいて、サセプタリング１３に囲まれており、サセプタ１２は自在に回転できると共に、この隙間１４がサセプタ１２の上部と下部が連通する場所となる。従って、隙間１４の間隔が狭いと上部と下部の間のガスの流入及び流出が少なくなり易い。しかし、サセプタ１２の回転時に振れ等により、サセプタ１２がサセプタリング１３に接触し易くなる。広いと逆に上部と下部の間のガスの流入及び流出が多くなり易い。本実施例では、この隙間１４の間隔は２．０から５．０ｍｍである。この間隔は、サセプタ１２の外周方向において均一であるとより好ましい。

パージガスである水素（Ｓｌｉｔ Ｈ_２）は、回転軸１９の下方から導入され、サセプタ１２に向かって流れ、下側ドーム２４のすり鉢のような底面の広がりに沿うように広がっていき、回転軸１９やサセプタ１３の回転により一部は渦を巻くように流れる。そして、ガス排出口３８の下方に備えられたパージガス排出口２８から、排出される。この排出のガスの流れに沿い、サセプタ１２の下部でも、矢印に示すような、メインガスフローと平行な流れが生じる。

ここで、所定のクリアランスとなる隙間１４の両側に対向する上部及び下部のガス圧力は、略等しくなるように制御されているので、隙間１４での圧力差に基づくガス流は制限され、殆ど生じない。従って、パージガスが上部に流出し、エピタキシャル形成層を汚染することも殆どない。逆に原料ガスが下部に流出し、メインガスフロー１５ａの流れを乱すことも殆どなく、原料ガス中に含まれる反副生成物で下部の部材が汚染されることも殆どない。このような圧力制御は、チャンバの容量、パージガスの流量、原料ガスの流量、ガス排出口からの排出ガスの流量、パージガス排出口からの排出ガスの流量、そして、各部位の温度、更に、構成要素の形状・構造等を調整することによって行うことができる。例えば、予め予備試験を行い、これらの条件を決定して、その条件でエピタキシャル成長を行うことや、上部及び下部の数箇所に圧力センサを配置し、その値によるフィードバック制御をすることもできる。このガス圧力は、静圧だけでなく、動圧も含むことができる。

本実施例では、予備実験で予め条件を求めてから、その条件でエピタキシャル形成を行った。例えば、パージガスである水素流量を約１５リッター／分とした。ロアライナーに備えられたパージガス排出口２８のロアライナー内周面における断面積は、約２５８ｍｍ^２であった。水素流量を少なくしすぎると、各部材から発生するコンタミガスの影響を受け易くなり好ましくないが、多すぎると経済的に好ましくない。また、上部下部の圧力調整が困難になる流量は好ましくない。これらの条件は、装置毎に決定することが好ましい。それぞれに条件が異なるからである。

上述のパージガス排出口２８は、図３に示すロアライナー５０に設けられたスリット状の貫通孔によって形成される。この排出口は、ロアライナーの厚みの略中央に略水平に延びる細長いスリット状の開口からなる。このロアライナーは、内径が約φ２８８ｍｍで、外径が約φ３５５ｍｍで、厚みは約４０ｍｍである。材質は石英である。スリット状の開口は、幅が約８６ｍｍで、高さが約３ｍｍである。ここで、スリット形状とは細長いすき間であるスリットのような形状を意味することができる。より具体的には、例えばスリット形状の排出口の場合、排出口を正面から見た場合、細い矩形の開口が見えてよい。しかしながら、その奥行きについて特に制限されるものではなく、深い細長い孔のようなものを含むことができ、また、薄い板や紙に細い矩形の開口を設けた場合のように奥行きが殆どない、紙にナイフの切り込みをいれたようなものを含むことができる。一般に奥行があるものは、壁面からの粘性による引きずり抵抗等により、孔内を奥行きに沿って気流が進むときの流速は、遅くなる場合がある。また、奥行に沿って、スリットの幅や長さを変えることもできるが、変化させず一定とすることもできる。細長い開口は、平坦な面に限定して備えられる必要はなく、凹凸面や曲面や段差のある面にも設けることができる。細長い開口は、従って、開口が設けられた面に対して実質的に垂直な方向（即ち正面）からみた形状を表現するものである。尚、前記孔は、このような面に対して、一般には垂直に開けられるが、斜めに開けてもよく、これらは、スリットの幅と長さの比と共に、ガス流量等の諸条件に合わせて適宜選択される。

（実施例１）
図１の装置を用い、チャンバ内を減圧に維持し、エピタキシャル層を形成させた。このときのパージガスの流量は、１５リッター／分であった。比較のために、パージガス排出口がないもので、エピタキシャル層を形成させた。このときのパージガスの流量も、１５リッター／分であった。その結果を図５に示す。

図５から明らかなように、エピタキシャル形成層の平坦度は、本実施例の方が高くなった。具体的な数字は、表１に示す。

また、チャンバを開放した後に、再び閉じたチャンバ内の清浄度の推移を図６から８に、比較例と共に示す。パージガス排出口を有する場合の方が、清浄度が高いことがわかる。これは、パージした水素ガスを効率的に排出できるからであり、エピタキシャル成長を行わない場合であっても、チャンバ内の清浄度を早期に高くすることができ、その効果は大きい。

他の実施例としてのエピタキシャル装置１００を図２aに示す。基本構造は、図１と同じであり、同一の符号を付しているので、重複する説明は省略する。この図で、ガス排出口３８と、パージガス排出口２８は、共通するガス流路３１に連通する。ガス排出口３８からガス流路３１へは、クランク状になった流路となっており、若干流れ抵抗が大きい。一方、パージガス排出口２８は、まっすぐで流路抵抗が少なく、スムーズに流れ易い。このパージガスの排出流れにより、クランク状の流路が若干負圧となるため、ガス排出口３８からの排出ガスの流れを促進させることができる。

また、上部と下部で同圧としているため、部分拡大図において、クリアランス間隔１４の矢印で示すように、上部及び下部の間での流れが実質的に制限される。

図２ｂは、これらのガス排出口３８と、パージガス排出口２８の別の実施例を示す。この実施例では、ガス排出口３８及びパージガス排出口２８は、上記実施例と同じ形状をしているが、合流して共通の流路となる流路３１に至るまでの形状及び構造が異なる。ガス排出口３８からは、傾斜（例えば、Ｐ＝約４５°）をもった流路３９により、流路３１へと排出ガスが導かれる。これは、クランク状の流路に比べ、抵抗が少なく、スムーズに流れ易い。また、逆流（ガス排出口３８へ及びパージガス排出口２８へ）も生じ難い。一方、パージガス排出口２８からまっすぐに延びる流路２９がパージガスの排出ガスを流路３１へと導く。途中に、弁３３が設けられ、逆流防止が図られている。この弁３３は、自重により、流路２９を閉じる（又は十分狭くする）ことができる。

図４は、別の実施例におけるロアライナー５０ａを示す。このロアライナー５０aは、ガス排出口３８の下方にあるパージガス排出口２８ａの他に、それぞれ、周方向に角度α及びβ（例えば、α＝β＝約７０°）だけ離れたところに同じようなスリット状のパージガス排出口２８ｂ、２８ｃが備えられている。このようにすると、パージガス排出効率が向上し、より多くのパージガスを流すことができ、メンテナンス時の清浄度に貢献する。また、サセプタ１２の回転が速い場合は、サセプタ１２の回転につられてパージガスが渦を巻き易くなることがあり、遠心力に起因するパージガスの外周部近傍の圧力が増すため、このような複数のパージガス排出口２８ａ、２８ｂ、２８ｃを設けることが好ましい。

本発明によるエピタキシャルウェーハ製造装置の概略を示す縦断面図である。 本発明による別のエピタキシャルウェーハ製造装置の概略を示す縦断面図である。 図２ａのエピタキシャルウェーハ製造装置のガス排出口近傍を拡大して示す縦断面図である。 本発明によるエピタキシャルウェーハ製造装置に用いられるロアライナーの斜視図である。 本発明によるエピタキシャルウェーハ製造装置に用いられる別のロアライナーの斜視図である。 本発明によるエピタキシャルウェーハ製造装置による膜厚指数を比較例と比べた図である。 チャンバ開放後の炉内清浄度の推移を示す図である。 チャンバ開放後の炉内清浄度（Ｆｅ−Ｂ濃度）の推移を示す図である。 金属コンタミの推移を示す図である。 シリンダー炉の概略を示す図である。 縦型炉の概略を示す図である。 シリコンウェーハ直径と対応する炉を解説する図である。 従来のエピタキシャルウェーハ製造装置の概略を示す縦断面図である。 別の従来のエピタキシャルウェーハ製造装置の概略を示す縦断面図である。

符号の説明

１０、１００ エピタキシャルウェーハ製造装置
１２ サセプタ
１３ サセプタリング
１４ クリアランス間隔
１５ａ メインガスフロー
２２ 上側ドーム
２４ 下側ドーム
２６ ガス導入口
２８、２８a、２８ｂ、２８ｃ パージガス排出口
３０ チャンバ下部
２９、３１、３９ 流路
３３ 弁
３８ ガス排出口
５０、５０a ロアライナー
Ｗ シリコンウェーハ基板
Ｐ 傾斜角

Claims (9)

1. シリコン単結晶基板の主表面にシリコン単結晶薄膜を気相成長させる気相成長装置であって、
   水平方向における第一端部側にガス導入口が形成され、同じく第二端部側にガス排出口が形成された反応容器本体を有し、
   シリコン単結晶薄膜形成のための原料ガスが前記ガス導入口から前記反応容器本体内に導入され、
   該反応容器本体の内部空間にて略水平に回転保持されるように前記シリコン単結晶基板は、その前記主表面を上にして、前記シリコン単結晶基板と略同じ又はより大きい径を持ち前記シリコン単結晶基板と共に回転するサセプタに載置され、
   前記サセプタは、その回りを所定のクリアランスを隔ててサセプタリングに囲われ、
   前記サセプタリングは、前記ガス導入口及び前記ガス排出口を共に前記シリコン単結晶基板の前記主表面側に位置するように仕切り、
   前記サセプタを下から回転支持する回転軸に沿うように前記サセプタに向ってパージガスが導入され、
   前記サセプタリングにより仕切られた前記主表面側の反対側において、前記サセプタリングの外周近傍に備えられた少なくとも１つのパージガス排出口を備え、
   前記原料ガスが前記シリコン単結晶基板の主表面に沿って流れた後、前記ガス排出口から排出されると共に、
   前記パージガスは、前記パージガス排出口から排出され、
   前記サセプタ及び前記サセプタリング間の前記所定のクリアランスにおいて、実質的に前記原料ガス及び前記パージガスの流出又は流入が制限されることを特徴とする気相成長装置。
2. 前記パージガス排出口は、水平方向に幅が広がったスリット形状であることを特徴とする請求項１記載の気相成長装置。
3. 前記パージガス排出口は、前記サセプタリングの周方向において、第二端部側の前記ガス排出口と略一致し、前記原料ガス及び前記パージガスが合流するように、前記ガス排出口から延びる排出ガス通路に合流するパージガス排出通路に連通することを特徴とする請求項１又は２記載の気相成長装置。
4. 前記パージガス排出口に加え、略水平な位置に更に別の１又は２以上のパージガス排出口を備えることを特徴とする請求項１から３いずれか記載の気相成長装置。
5. 前記パージガス排出口は、前記サセプタリングを保持するロアライナーにスリット状の貫通孔を備えることにより形成されることを特徴とする請求項１から４いずれか記載の気相成長装置。
6. 前記パージガス排出通路に逆流防止機構が組み込まれていることを特徴とする請求項３に記載の気相成長装置。
7. シリコン単結晶基板の主表面にシリコン単結晶薄膜を気相成長させる気相成長方法であって、
   水平方向における第一端部側に形成されたガス導入口、及び同じく第二端部側に形成されたガス排出口を前記主表面側に備える反応容器本体内に、シリコン単結晶薄膜形成のための原料ガスが前記ガス導入口から導入され、
   該反応容器本体の内部空間に略水平に回転保持され、共に回転するサセプタに載置されるシリコン単結晶基板の前記主表面に沿って流れた後、前記ガス排出口から排出されると共に、
   前記サセプタと所定のクリアランスを隔てて囲うサセプタリングとにより仕切られた前記主表面側の反対側において、前記サセプタを下から回転支持する回転軸に沿うように前記サセプタに向ってパージガスが導入され、前記反対側に配置され前記サセプタリングの外周近傍に備えられた少なくとも１つのパージガス排出口から、前記パージガスを排出し、
   前記サセプタ及び前記サセプタリング間の前記所定のクリアランスにおいて、実質的に前記原料ガス及び前記パージガスの流出又は流入が制限されることを特徴とする気相成長方法。
8. 前記原料ガス及び前記パージガスを合流させることにより、前記原料ガス又は前記パージガスをよりスムーズに排出させることを特徴とする請求項７記載の気相成長方法。
9. 請求項１から６いずれか記載の気相成長装置において、パージガスを流しながら、前記反応容器本体を開けて行うことを特徴とする気相成長装置のメンテナンス方法。
   

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