JP2009302397A - Vapor growth method, and vapor growth device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は気相成長方法および気相成長装置に関する。 The present invention relates to a vapor phase growth method and a vapor phase growth apparatus.
例えば、高速な増幅動作が求められる高性能なバイポーラトランジスタや、大電力を制御するためのパワーMOSFETなどのように、基板上に複数の層が形成される半導体素子の製造には、層の性質を制御することができるエピタキシャル成長技術が活用されている。 For example, in the manufacture of semiconductor devices with multiple layers formed on a substrate, such as high-performance bipolar transistors that require high-speed amplification and power MOSFETs for controlling high power, the properties of the layers An epitaxial growth technique that can control the above is utilized.
シリコンウェハ表面に所定の濃度の不純物がドープされた結晶膜の層を複数形成させる場合には、原料成分の異なる複数の成膜ガスを段階的に供給することで薄膜の層を形成していた。これを同一の反応炉内で行なう場合、工程の途中で供給する成膜ガスを切り替える必要があった。同一の反応炉内において供給する成膜ガスの切り替えを行なう際には、複数のガス成分の混在や、先に供給したガスの成分の反応炉内への残留を防止する必要がある。このため、ガスの切り替える前に、反応炉内に水素(H2)などを供給することでパージしていた。 In the case where a plurality of crystal film layers doped with impurities of a predetermined concentration are formed on the surface of a silicon wafer, a thin film layer is formed by supplying a plurality of film forming gases having different raw material components in stages. . When this was performed in the same reactor, it was necessary to switch the film forming gas supplied during the process. When the film forming gas supplied in the same reaction furnace is switched, it is necessary to prevent the mixture of a plurality of gas components and the remaining of the previously supplied gas components in the reaction furnace. For this reason, purging by supplying hydrogen (H 2 ) or the like into the reaction furnace before switching the gas.
また、薄膜層が形成された後のシリコンウェハの表面または裏面に酸化膜を形成し、オートドーピングによる不純物濃度の変動を防止するシリコンエピタキシャルウェハの製造方法が開示されている(特許文献1参照)。シリコンウェハに酸化膜を形成することで不純物の拡散を抑制することに加え、表面に形成された酸化膜を剥離させるときの温度を低く制御することによってオートドープ現象を抑制し、形成する薄膜層を所望の不純物濃度に調整している。
しかしながら、高温の反応炉内に基板を収容したままで反応炉内をH2パージすると、先に成膜させた膜にドープされた不純物の内部拡散が進行してしまう。すると、成膜の境界付近の不純物濃度のプロファイルが緩やかになり、設定した通りの耐圧や抵抗値を制御することができなくなってしまう。つまり、不純物濃度のプロファイルが変化することにより、所望のデバイス特性が得られなくなるという課題があった。 However, if the inside of the reaction furnace is purged with H 2 while the substrate is housed in a high-temperature reaction furnace, the internal diffusion of impurities doped in the previously formed film proceeds. As a result, the profile of the impurity concentration in the vicinity of the boundary of film formation becomes gradual, and it becomes impossible to control the withstand voltage and the resistance value as set. That is, there has been a problem that desired device characteristics cannot be obtained due to a change in the impurity concentration profile.
また、供給するガスを切り替えるために反応炉内をパージする作業にも長い時間を要するため、気相成長装置のスループットを低下させてしまうことも課題となってしまう。 Further, since it takes a long time to purge the inside of the reaction furnace in order to switch the gas to be supplied, it is also a problem that the throughput of the vapor phase growth apparatus is lowered.
さらに、特許文献1のような方式では、基板をフッ酸に浸漬するなどして酸化膜を部分的あるいは全体的に剥離させる工程が別途必要となり、さらなる作業の煩雑化を招いてしまう。したがって、特許文献1のような方法は、必要な作業工程が増えてしまうため、スループットの向上に関して未だ十分なものではなかった。 Furthermore, in the method as disclosed in Patent Document 1, an additional step of peeling the oxide film partially or entirely by immersing the substrate in hydrofluoric acid is required, which further complicates the work. Therefore, the method as disclosed in Patent Document 1 has not yet been sufficient for improving the throughput because the number of necessary work steps increases.
このように、同一の基板に連続的に複数の膜を成膜させる場合、成膜ガスの切り替え時のオートドーピングや、作業工程の煩雑化といった課題があった。
そのため、基板を不必要な高温状態に長時間さらすことなく、成膜の境界において所望の不純物濃度のプロファイルが形成された積層膜を成膜させることができる手法が望まれていた。
As described above, in the case where a plurality of films are continuously formed on the same substrate, there are problems such as auto-doping at the time of switching the film forming gas and complicated work processes.
Therefore, there has been a demand for a method capable of forming a laminated film in which a desired impurity concentration profile is formed at the boundary of film formation without exposing the substrate to an unnecessary high temperature state for a long time.
本発明は、こうした課題に鑑みて考案されたものである。すなわち、本発明の目的は、同一基板上に所望の不純物濃度のプロファイルが形成された積層膜を成膜させることができる気相成長方法を提供することにある。 The present invention has been devised in view of these problems. That is, an object of the present invention is to provide a vapor phase growth method capable of forming a laminated film having a desired impurity concentration profile formed on the same substrate.
また、本発明の目的は、同一基板上に所望の不純物濃度のプロファイルが形成された積層膜を成膜させることができる気相成長装置を提供することにある。 It is another object of the present invention to provide a vapor phase growth apparatus capable of forming a laminated film having a desired impurity concentration profile formed on the same substrate.
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかになるであろう。 Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
本発明の気相成長方法は、
基板に所定の膜を成膜させる気相成長方法において、
基板を第1の成膜室に収容して、第1の膜を成膜し、
第1の膜が成膜された基板を外気に晒すことなく第2の成膜室へと搬送し、
第1の膜が成膜された基板に第2の膜を成膜することを特徴とする。
The vapor phase growth method of the present invention comprises:
In a vapor phase growth method for forming a predetermined film on a substrate,
The substrate is accommodated in the first film formation chamber, the first film is formed,
The substrate on which the first film is formed is transferred to the second film formation chamber without being exposed to the outside air,
The second film is formed on the substrate on which the first film is formed.
本発明の第一の態様においては、基板は、第1の膜を成膜してから第2の成膜を行なうまでの間、これらの成長時温度よりも低い温度に加熱されることが好ましい。 In the first aspect of the present invention, it is preferable that the substrate is heated to a temperature lower than the growth temperature after the first film is formed and before the second film is formed. .
本発明の気相成長装置は、
基板の搬入出が行なわれるロードロック室と、
基板に第1の膜を成膜させる第1の成膜室と、
第1の膜が成膜された基板に対して更に膜を成膜させる第2の成膜室と、
基板を搬送する搬送機構が設けられ、ロードロック室と第1の成膜室および第2の成膜室との間を連結して設けられた待機室とが設けられることを特徴とする。
The vapor phase growth apparatus of the present invention is
A load lock chamber where substrates are loaded and unloaded,
A first deposition chamber for depositing a first film on a substrate;
A second film formation chamber for forming a film on the substrate on which the first film is formed;
A transport mechanism for transporting the substrate is provided, and a standby chamber provided by connecting the load lock chamber and the first film formation chamber and the second film formation chamber is provided.
本発明の第二の態様においては、待機室には、基板を加熱する基板加熱機構が設けられることが好ましい。 In the second aspect of the present invention, the standby chamber is preferably provided with a substrate heating mechanism for heating the substrate.
本発明の第二の態様においては、第1の成膜室、第2の成膜室、ロードロック室と、待機室とのそれぞれの連結部には、気密性を保持する開閉部が設けられていることが好ましい。 In the second aspect of the present invention, an opening / closing part for maintaining airtightness is provided at each connection part of the first film formation chamber, the second film formation chamber, the load lock chamber, and the standby chamber. It is preferable.
本発明の第一の態様によれば、第1の膜の成膜から第2の膜の成膜への移行を迅速に行えるため、所望の不純物濃度のプロファイルが形成された積層膜を基板上に成膜する気相成長方法とすることができる。 According to the first aspect of the present invention, since the transition from the formation of the first film to the formation of the second film can be performed quickly, a laminated film having a desired impurity concentration profile is formed on the substrate. It can be a vapor phase growth method for forming a film.
また本発明の第二の態様によれば、所望の不純物濃度のプロファイルが形成された積層膜を基板上に成膜できる気相成長装置を提供することができる。 Further, according to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a vapor phase growth apparatus capable of forming a laminated film on which a desired impurity concentration profile is formed on a substrate.
まず、本実施形態の気相成長装置について詳細に説明する。
図1は、本実施形態における枚葉式の気相成長装置100の構成を示す模式的な平面図である。本実施形態においては、基板の一例としてシリコンウェハ101を用いる。但し、これに限られるものではなく、場合に応じて他の素材からなるウェハなどを用いても良い。
First, the vapor phase growth apparatus of this embodiment will be described in detail.
FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration of a single wafer vapor
図1に示すように、気相成長装置100は、第1の成膜室102、第2の成膜室103、待機室120、ロードロック室の一例である搬入ロードロック室121aおよび搬出ロードロック室121b、移載機構122、供給ユニット123a、搬出ユニット123bが備えられている。
ここで、図1では、実施の形態を説明する上で必要な気相成長装置100の構成以外を省略している。また、図示した部材などの縮尺は、実物とは一致するものではなく、適宜明示しやすい大きさに調整している。以下、各図においても同様である。
As shown in FIG. 1, the
Here, in FIG. 1, components other than the configuration of the vapor
待機室120は、平面視が八角形の筒型の、所定の圧力を保持することができる筐体によって構成されている。そして待機室120は、搬入ロードロック室121a、搬出ロードロック室121bおよび第1の成膜室102、第2の成膜室103の間に相互に連結された状態で配置されている。
The
待機室120と第1の成膜室102および第2の成膜室103、また、待機室120と搬入ロードロック室121aおよび搬出ロードロック室121bの間には、それぞれゲートバルブを有する開閉部125が介設されており、相互に気密が保持されている。ゲートバルブが開放され、待機室120内に設けられた真空対応の搬送機構124を稼働させることにより、シリコンウェハ101の搬出入を行なうことができる。搬送機構124は、シリコンウェハ101を把持し、各機構への受け渡しを行なう。
ここで、複数設けられている開閉部125を識別するため、搬入ロードロック室121aと待機室120との連結部分を開閉部125a、待機室120と第1の成膜室102との連結部分を開閉部125b、待機室120と第2の成膜室103との連結部分を開閉部125c、そして待機室120と搬出ロードロック室121bとの連結部分を開閉部125dとする。
Between the
Here, in order to identify the plurality of opening / closing sections 125, the connecting portion between the loading
待機室120内には、シリコンウェハ101を加熱するための基板加熱機構の一例であるウェハ加熱機構126が設けられている。ウェハ加熱機構126は、搬送機構124がシリコンウェハ101を把持した際に効率よく加熱するため、搬送機構124の上方に設けられていることが好ましい。
これにより、シリコンウェハ101を第1の成膜室102内へと搬入、あるいは第1の成膜室102から搬出する際に、待機室120内においてシリコンウェハ101をウェハ加熱機構126によって所定の温度に加熱しておくことができる。これにより、シリコンウェハ101を段階的に加熱あるいは冷却することができ、急激な温度変化によって生じる熱応力によってシリコンウェハ101を破損させないようにすることができる。
In the
Thus, when the
待機室120に連結された搬入ロードロック室121aは、移載機構122によって供給ユニット123aから取り出され搬入されたシリコンウェハ101を一時的に保管する。そして、搬入ロードロック室121a内にシリコンウェハ101を収容して外気から遮断する。そして搬入ロードロック室121a内の雰囲気を不活性なガスに置換しながら、所定の圧力に調圧する。これにより、待機室120、第1の成膜室102、第2の成膜室103も外気から遮断される。
The loading
そして、搬出ロードロック室121bは、後述するシリコンウェハ101への成膜が完了して搬出されたシリコンウェハ101を一時的に保管し、外部に搬出するため所定の温度になるまで冷却する。そして、搬出ロードロック室121b内を外気と置換しながら圧力を常圧に戻し、シリコンウェハ101を外部へと搬出する。
Then, the carry-out
図2は、本実施形態の第1の成膜室102を示す模式的な概念図である。ここで、第2の成膜室103を構成する部材等については、第1の成膜室102と略同様であるため双方に共通するものとして説明を省略する。
第1の成膜室102では、待機室120によって搬送されたシリコンウェハ101が収容され、気相成長が行なわれる。
FIG. 2 is a schematic conceptual diagram showing the first
In the first
第1の成膜室102の内部には、収容されるシリコンウェハ101が載置されるSiC(炭化ケイ素)製のサセプタ104が同じくSiC製の略円筒形状の回転部105の上部に設けられている。サセプタ104は、中央に開口部を有するリング状であり、外端部が回転部105に固定されている。そして、サセプタ104の内端部にはシリコンウェハ101が載置される凹部が形成されており、シリコンウェハ101の略水平方向への移動を拘束し、安定して支持することができる。
Inside the first
サセプタ104が固定された回転部105は、上部に比べ下部が細く形成されており、第1の成膜室102外において図示しない回転機構と接続されている。そのため、回転部105の水平断面の中心を直交する直線を回転軸として、所定の回転数で回転させることができる。
The rotating
サセプタ104の裏面側の直下には、加熱部106が配置されている。加熱部106はインヒータ106aとアウトヒータ106bとからなる。インヒータ106aは、シリコンウェハ101の中央部近傍を加熱することができる。そして、アウトヒータ106bは、シリコンウェハ101の周縁部と、シリコンウェハ101が載置されたサセプタ104の双方を加熱することができる。
サセプタ104と接触しているために放熱が起こりやすいシリコンウェハ101の周縁部の加熱を補助するためにインヒータ106aとは別にアウトヒータ106bを設け、ヒータを二重にすることで、シリコンウェハ101の面内温度分布の均一性を向上させることができる。
A
An out-heater 106b is provided separately from the in-
第1の成膜室102の上部には、シリコンウェハ101の表面に第1の膜を気相成長させるための成膜ガスを供給する成膜ガス供給部150が設けられている。また、成膜ガス供給部150のシリコンウェハ101側の端部には、成膜ガスの吐出口が多数形成されたシャワープレート151が取り付けられている。シャワープレート151はシリコンウェハ101に対向して配置されており、シリコンウェハ101の表面に向かって成膜ガスを吐出することができる。
A deposition
第1の成膜室102の下部には、第1の成膜室102内のガスを排気するガス排気部152が複数設けられている。排気部152は、第1の成膜室102外に設けられた図示しない排気機構と接続され、気相成長後の成膜ガスを除害して第1の成膜室102の外へと排出することができる。
A plurality of
そして、第1の成膜室102内を常圧あるいは図示しない真空ポンプによって所定の圧力である例えば50〜700Torr(6.67×103Pa〜9.3×104Pa)に保持した状態で、加熱部106を用いてシリコンウェハ101を加熱しながら、回転部105を所定の回転数で回転させる。そして十分に加熱され、均一な温度分布が形成されたシリコンウェハ101に向けて、第1の膜の成膜成分が混合された成膜ガスをシャワープレート151から供給する。
これにより、シリコンウェハ101の表面に良質な気相成長膜を成膜させることができる。
The first
Thereby, a high quality vapor phase growth film can be formed on the surface of the
また、隣接して設けられる第2の成膜室103においても、上述の第1の成膜室102と同様にして、第2の膜の成膜を行なうことができる。
In the second
本実施形態の気相成長装置100は、第1の成膜室102および第2の成膜室103を有するため、それぞれの成膜室において異なる成膜ガスを供給することができる。シリコンウェハ101を第1の成膜室から第2の成膜室へ速やかに搬入することで、所望の不純物濃度のプロファイルを有する積層膜が形成されたウェハを製造することができる。
Since the vapor
次いで、本実施形態の気相成長方法について詳細に説明する。 Next, the vapor phase growth method of this embodiment will be described in detail.
図3は、本実施形態の気相成長方法を用いて成膜を行なった場合の作業の経過時間とシリコンウェハ101の温度状況のシミュレーションを示したグラフである。また、図4は、成膜室を1基しか持たない気相成長装置で行なった場合の成膜作業の経過時間とシリコンウェハの温度状況のシミュレーションを示したグラフである。また、図3、図4双方のグラフ上に示した点は、各作業工程の開始あるいは終了した時機を示している。これらを参照し、本実施形態の気相成長方法と従来の方法を比較して説明する。なお、図3、図4に示したグラフの横軸は、成膜作業の経過時間の分を示す。
FIG. 3 is a graph showing a simulation of the elapsed time of the work and the temperature state of the
まず、供給ユニット123aから移載機構122によって取り出されたシリコンウェハ101を搬入ロードロック室121aに移載する。ここでは、例えばリン(P)などのn型の不純物が添加された後に加工、研磨されたn型のシリコンウェハ101が用いられる。そして、外気から遮断された搬入ロードロック室121a内に、水素(H2)などのガスを供給して雰囲気を置換する。そして、隣接する待機室120と略同一の圧力になるように搬入ロードロック室121a内を調圧する。
First, the
次いで、開閉部125aのゲートバルブを開放し、搬入ロードロック室121a内に一時保管されているシリコンウェハ101を搬送機構124によって待機室120内へ収容する(図3の点a)。そして、シリコンウェハ101は、待機室120内に設けられたウェハ加熱機構126によって900℃程度まで徐々に加熱される。これは、シリコンウェハ101を第1の成膜室102内に搬入した際に熱応力で破損させないために加熱されるものである。したがって、加熱される温度はこれに限られるものではなく、成膜温度よりも低い温度で制御されており、熱応力によって破損することのない温度であれば良い。
このとき、待機室120は、隣接する第1の成膜室102および第2の成膜室103と略同一の圧力に予め調圧されている。
Next, the gate valve of the opening /
At this time, the
また、シリコンウェハ101の搬送のために開閉部125aのゲートバルブを開放させる場合、その他の開閉部125のゲートバルブは開放させない。開閉部125は互いに連動し、二基以上のゲートバルブが同時に開放されないように制御されている。これにより、搬入ロードロック室121a以降の機構が、大気や成膜ガスの成分などによって汚染されることを防止できる。また、これはその他の開閉部125においても同様である。
Further, when the gate valve of the opening /
次いで、開閉部125bのゲートバルブを開放し、シリコンウェハ101を待機室120から第1の成膜室102へと搬送する。第1の成膜室102に収容されたシリコンウェハ101は、サセプタ104に載置される(図3の点b)。そして、シリコンウェハ101を搬入した搬送機構124が待機室120に戻った後に開閉部125bのゲートバルブが閉鎖されて、ガスの流通が遮断され、第1の成膜室102内は所定の圧力に調圧される。サセプタ104に載置されたシリコンウェハ101は、回転部105の回転により、所定の回転数で回転させられる。そして、シリコンウェハ101は、加熱部106によって成膜温度である例えば1100℃程度まで加熱される(図3の点c)。
Next, the gate valve of the opening /
そして、十分に加熱されたシリコンウェハ101に対してシャワープレート151から成膜ガスが供給され、第1の膜が成膜される。
このとき供給される成膜ガスは、シリコン結晶の原料となるモノシラン(SiH4)、ジクロロシラン(SiH2Cl2)、トリクロロシラン(SiHCl3)などのうちのいずれか一つと、ホスフィン(PH3)などのドーパントガスと、キャリアガスとなるH2などが所定の割合で混合されたものである。リン(P)を含むドーパントガスであるホスフィンが添加されることにより、第1の成膜室102ではn型の電気特性を示す第1の膜を成膜することができる。
Then, a film forming gas is supplied from the
The film forming gas supplied at this time is any one of monosilane (SiH 4 ), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), trichlorosilane (SiHCl 3 ) and the like, which are raw materials for silicon crystals, and phosphine (PH 3 ) And the like, and H 2 or the like serving as a carrier gas are mixed at a predetermined ratio. By adding phosphine which is a dopant gas containing phosphorus (P), a first film having n-type electrical characteristics can be formed in the first
上述のような反応環境において、図3のグラフの点cからdまでのt1だけ第1の膜を成膜することで、シリコンウェハ101の表面には所望の膜厚を得ることができる。
In the reaction environment as described above, a desired film thickness can be obtained on the surface of the
そして、第1の膜が成膜された後、シリコンウェハ101に対する加熱部106による加熱と成膜ガスの供給とが停止されることで、第1の成膜室102からシリコンウェハ101から搬出される準備が整う。
次いで、開閉部125bのゲートバルブを開放し、搬送機構124によって第1の膜の成膜が完了したシリコンウェハ101を第1の成膜室102から待機室120内に収容する。待機室120に収容した後に開閉部125bのゲートバルブは閉鎖され、次いで開閉部125cのゲートバルブが開放される。そして、シリコンウェハ101は、第2の成膜室103へと搬送される(図3の点e)。
この間、シリコンウェハ101は放熱しており、ウェハ加熱機構126によって900℃程度に制御される。
Then, after the first film is formed, heating by the
Next, the gate valve of the opening /
During this time, the
第2の成膜室103に搬入されたシリコンウェハ101は、第1の成膜室102での場合と同様に、サセプタ104に載置される。そして、回転部105により回転させられながら、加熱部106により成膜温度である1100℃程度までに加熱される(図3の点f)。この状態のシリコンウェハ101に対し、成膜ガスが供給されることで、第2の膜が成膜される。
このとき供給される成膜ガスは、シリコン結晶の原料となるモノシラン、ジクロロシラン、トリクロロシランなどの内のいずれか一つと、ジボラン(B2H6)などのドーパントガスと、キャリアガスとなるH2などが所定の割合で混合されたものである。ボロン(B)を含むドーパントガスが添加されることにより、第2の成膜室103内ではp型の電気特性を示す、第二の膜を成膜することができる。
The
The film forming gas supplied at this time is any one of monosilane, dichlorosilane, trichlorosilane, and the like, which are silicon crystal raw materials, dopant gas such as diborane (B 2 H 6 ), and H, which is a carrier gas. 2 etc. are mixed at a predetermined ratio. By adding a dopant gas containing boron (B), a second film exhibiting p-type electrical characteristics can be formed in the second
上述のような反応環境において、図3のグラフで示す点fからgまでのt2だけ第2の膜の成膜を行なうことで、シリコンウェハ101上には所望の膜厚のp型の気相成長膜を成膜することができる。
このようにして、同一のシリコンウェハ101上にn型の第1の膜と、p型の第2の膜からなる積層膜が形成される。
In the reaction environment as described above, the second film is formed by t 2 from the point f to g shown in the graph of FIG. 3, so that a p-type gas having a desired film thickness is formed on the
In this way, a laminated film composed of the n-type first film and the p-type second film is formed on the
図3の点dからfまでを区切られたt3は、本実施形態における第1の膜の成膜から第2の膜の成膜に移行するための所要時間を示している。本実施形態では、t3で行なわれる作業は、シリコンウェハ101を第1の成膜室102から第2の成膜室103へ搬送し、成膜温度に加熱されるまでの工程であり、その具体的な所要時間は例えば数秒から数分程度である。
これに比して、図4の点DからFまでを区切られたT3は、成膜室を一つしか持たない従来の気相成長装置において第1の膜の成膜から第2の膜の成膜に移行するための所要時間を示している。従来の気相成長装置では、T3において成膜室内のパージ工程が必要となるため、T3の所要時間は数十分以上となる場合もあった。
つまり本実施形態では、従来の気相成長方法におけるT3に対して、t3の所要時間をおよそ10分の1以下まで短縮することができる。このため、気相成長の処理全体においても所要時間の短縮を図ることができ、従来の気相成長方法よりもスループットを向上させることができる。
In FIG. 3, t 3 divided from point d to f indicates the time required for shifting from the formation of the first film to the formation of the second film in the present embodiment. In the present embodiment, operations performed by t 3, the
Compared with this, T 3 divided from point D to F in FIG. 4 is the first film formation to the second film in the conventional vapor phase growth apparatus having only one film formation chamber. The time required for shifting to film formation is shown. In conventional vapor phase growth apparatus, the deposition chamber of the purge step is required in T 3, the required time of T 3 was also the case where a few tens of minutes or more.
That is, in the present embodiment, the time required for t 3 can be reduced to about 1/10 or less of T 3 in the conventional vapor phase growth method. For this reason, it is possible to shorten the time required for the entire vapor phase growth process, and it is possible to improve the throughput as compared with the conventional vapor phase growth method.
また、本実施形態では、t3の間にシリコンウェハ101が成膜温度に近い高温に晒されないため、第1の膜からシリコンウェハ101に対して不純物の内部拡散が起こりにくい。そのため、シリコンウェハ101と第1の膜との境界の不純物濃度が変動しにくく、抵抗値や耐圧値を緻密に制御することができる。
Further, in the present embodiment, since the
さらに、本実施形態では、シリコンウェハ101が不必要な高温に晒されることがなくオートドーピングによる影響を考慮しなくても良いため、これを抑止するための酸化膜などを形成する必要がない。そのため、次の成膜を行なうために酸化膜を剥離させる工程を必要とせず、作業工程全体の簡略化にも寄与する。
Furthermore, in the present embodiment, the
但し、従来の気相成長装置において、T3を行なうときにシリコンウェハの温度を成膜温度よりも低く調整してパージ工程を行なう態様も考えられる。これによれば、気相成長膜からシリコンウェハへの不純物の内部拡散は抑制することができる。しかし、成膜室内のパージにかかる時間は変わらないため、スループットの向上に関して本実施形態の気相成長方法が優れていることに変わりはない。 However, in the conventional vapor phase growth apparatus, the temperature of the silicon wafer was adjusted lower than the film formation temperature embodiment is also conceivable to perform the purge process in the case of performing the T 3. According to this, internal diffusion of impurities from the vapor growth film to the silicon wafer can be suppressed. However, since the time required for purging in the film forming chamber does not change, the vapor phase growth method of this embodiment is still excellent in terms of improving the throughput.
上述のようにして第2の膜の成膜が完了した後には、第1の成膜室102と同様に、シリコンウェハ101を搬出する準備が行なわれる。次いで、開閉部125cのゲートバルブを開放し、搬送機構124によって第2の成膜室103から待機室120内にシリコンウェハ101を収容する。搬送が完了した後で開閉部125cのゲートバルブが閉鎖され、次いで開閉部125dのゲートバルブが開放される。
そして、シリコンウェハ101は、装置の外部へと搬出するための搬出ロードロック室121bへと搬送される(図3の点h)。
この間、シリコンウェハ101は放熱しており、ウェハ加熱機構126によっての900℃程度に制御される。
After the film formation of the second film is completed as described above, preparation for unloading the
Then, the
During this time, the
そして、開閉部125dのゲートバルブを閉鎖した状態で、シリコンウェハ101を収容した搬出ロードロック室121b内の雰囲気を外気と置換しながら常圧にする。そして、シリコンウェハ101を所定の温度まで冷却した後に、移載機構122によって搬出ロードロック室121bから搬出ユニット123bへ送り出す(図3の点i)。
Then, with the gate valve of the opening /
上述の気相成長方法により、同一のシリコンウェハ101上に電気特性のプロファイルが形成されたn型の第1の膜とp型の第2の膜からなる積層膜が形成されたウェハを製造することができる。
By the vapor phase growth method described above, a wafer in which a laminated film composed of an n-type first film and a p-type second film having an electrical property profile formed on the
以上、具体例を参照しながら本発明の実施形態について詳述した。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することもできる。
The embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to specific examples.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
例えば本発明の実施形態の気相成長装置100は、第1の成膜室102および第2の成膜室103の2基の成膜室が設けられ、シリコンウェハ101に2層の構造を有する積層膜を成膜させるものとした。しかし、積層膜の構造は2層以上のものであっても良いため、成膜室の数はこれに限らず3基以上設けても良い。また、これを利用して、シリコンウェハ101上に3層以上の構造を有する積層膜を成膜するものであっても良い。
For example, the vapor
また、本発明の実施形態では、1枚のシリコンウェハ101を二つの成膜室にそれぞれ1回ずつ搬入して積層膜を成膜するとした。しかし、それぞれの成膜室に2回以上搬入して成膜することによって、多層構造を有する積層膜を形成するものであっても良い。搬送機構124は、シリコンウェハ101をどの成膜室あるいはロードロック室に搬出入することも自在であるため、上述したようなシリコンウェハ101の搬送経路は必ずしも一致させなくても良い。
In the embodiment of the present invention, a
本発明の実施形態の一例として、一般的な気相成長装置および気相成長方法について説明したが、これに限らず、単結晶膜を成膜するエピタキシャル成長装置や、ポリシリコン膜の成膜を目的とする装置あるいは方法などであっても、本発明を適用して同等の作用効果を得ることができる。 As an example of an embodiment of the present invention, a general vapor phase growth apparatus and a vapor phase growth method have been described. However, the present invention is not limited to this, and an epitaxial growth apparatus for forming a single crystal film or a polysilicon film is formed. Even if it is an apparatus or a method, it is possible to obtain the same effect by applying the present invention.
さらに、装置の構成や制御の手法など、本発明に直接必要としない部分などについては記載を省略したが、必要とされる装置の構成や、制御の手法などを適宜選択して用いることができる。 In addition, although descriptions of parts that are not directly required for the present invention, such as apparatus configuration and control method, are omitted, the required apparatus configuration, control method, and the like can be appropriately selected and used. .
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての気相成長装置、および各部材の形状は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all the vapor phase growth apparatuses that include the elements of the present invention and can be appropriately modified by those skilled in the art, and the shapes of the respective members are included in the scope of the present invention.
100…気相成長装置
101…シリコンウェハ
102…第1の成膜室
103…第2の成膜室
104…サセプタ
105…回転部
106…加熱部
106a…インヒータ
106b…アウトヒータ
120…待機室
121a…搬入ロードロック室
121b…搬出ロードロック室
122…移載機構
123a…供給ユニット
123b…搬出ユニット
124…搬送機構
125…開閉部
126…ウェハ加熱機構
150…成膜ガス供給部
151…シャワープレート
152…ガス排気部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記基板を第1の成膜室に収容して、第1の膜を成膜し、
前記第1の膜が成膜された前記基板を外気に晒すことなく第2の成膜室へと搬送し、
前記第1の膜が成膜された前記基板に第2の膜を成膜することを特徴とする気相成長方法。 In a vapor phase growth method for forming a predetermined film on a substrate,
Storing the substrate in a first film formation chamber to form a first film;
Transporting the substrate on which the first film is formed to the second film formation chamber without exposing it to the outside air;
A vapor deposition method, comprising: forming a second film on the substrate on which the first film is formed.
前記基板に第1の膜を成膜させる第1の成膜室と、
前記第1の膜が成膜された前記基板に対して更に膜を成膜させる第2の成膜室と、
前記基板を搬送する搬送機構が設けられ、前記ロードロック室と前記第1の成膜室および前記第2の成膜室との間を連結して設けられた待機室とが備えられることを特徴とする気相成長装置。 A load lock chamber where substrates are loaded and unloaded,
A first deposition chamber for depositing a first film on the substrate;
A second film formation chamber for forming a film on the substrate on which the first film is formed;
A transfer mechanism for transferring the substrate is provided, and a standby chamber provided by connecting the load lock chamber and the first film formation chamber and the second film formation chamber is provided. A vapor phase growth apparatus.
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