JP2010263112A - Epitaxial growth device and method for manufacturing silicon epitaxial wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気相成長法を用いたエピタキシャル成長装置に係り、特にエピタキシャル膜における表面平坦化など、面内特性の均一化に用いて好適な技術に関する。 The present invention relates to an epitaxial growth apparatus using a vapor phase growth method, and more particularly to a technique suitable for use in uniforming in-plane characteristics such as surface flattening in an epitaxial film.
半導体製造分野において、シリコン基板上にエピタキシャル膜を成長させたエピタキシャルウェーハが従来から知られている。エピタキシャルウェーハは基板上に任意の厚さ・抵抗をもったエピタキシャル膜を形成でき、デバイス製作の障害となるgrow−in欠陥問題の解消もできる為、その使用範囲は広がっている。 In the field of semiconductor manufacturing, an epitaxial wafer in which an epitaxial film is grown on a silicon substrate is conventionally known. An epitaxial wafer can form an epitaxial film having an arbitrary thickness and resistance on a substrate, and can solve a grow-in defect problem that hinders device fabrication.
また、半導体デバイスは年々、微細化の要求が高くなっており、それに伴い使用されるエピタキシャルウェーハの品質向上も求められている。特に、エピタキシャル膜厚の均一性またはエピタキシャル膜表面の平面性あるいは平坦性は重要要求事項であり、リソフォトグラフィー工程等に大きな影響を与えるものである。さらに、1枚のウェーハから多数のデバイスを製作する場合、ウェーハ上、広範囲に渡ってその品質を維持させることが重要であり、近年ではウェーハ外周部近傍(ウェーハ側面より約3〜5mm)まで含めた管理が必要となってきている。また、複数のウェーハを同一バッチ処理によりエピタキシャル成膜する場合には、これら複数のウェーハ間におけるエピタキシャル膜特性の均一性あるいはエピ前のウェーハ表面における非均一性を補って均一化を図ることが重量である。 In addition, the demand for miniaturization of semiconductor devices is increasing year by year, and the quality of epitaxial wafers used in connection therewith is also demanded. In particular, the uniformity of the epitaxial film thickness or the flatness or flatness of the surface of the epitaxial film is an important requirement and has a great influence on the lithographic process. In addition, when manufacturing a large number of devices from a single wafer, it is important to maintain the quality over a wide range on the wafer. In recent years, it has been included up to the vicinity of the wafer outer periphery (about 3 to 5 mm from the side of the wafer). Management has become necessary. In addition, when epitaxially forming a plurality of wafers by the same batch process, it is important that the uniformity of the epitaxial film characteristics between the plurality of wafers or the non-uniformity on the wafer surface before the epitaxy is made uniform. is there.
シリコンウェーハのエピ成長には気相成長法がよく使用されており、原料ガスとしてシラン系ガス(SiH4、SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4)、キャリアガスとしてH2を使用することが多い。 Vapor phase epitaxy is often used for epi-growth of silicon wafers. Silane gases (SiH 4 , SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 , SiCl 4 ) are used as source gases, and H 2 is used as a carrier gas. Many.
このようなエピタキシャル膜の平坦度などとされる膜特性における均一性の向上を図る技術として、例えば特許文献1及び2に記載のものが知られている。
As techniques for improving the uniformity in film characteristics such as the flatness of the epitaxial film, for example, those described in
特許文献1の技術では、ウェーハ中心部と周辺部でガスの供給を変えるように、ガス供給を2系統設けている。即ち、メインガスの流入口を2系統とし、それぞれがウェーハ中心部、ウェーハ外周部に流れるように設定し、このガス流速を独立に調整することにより、炉内ガス流れをコントロールし、ウェーハ面内のエピタキシャル膜厚分布を均一にする手法が主に取られている。
また、特許文献2の技術では、複数のノズルによって原料ガス等を供給している。
In the technique of Patent Document 1, two systems of gas supply are provided so that the gas supply is changed between the central portion and the peripheral portion of the wafer. That is, two main gas inlets are set to flow in the center of the wafer and the outer periphery of the wafer, and the gas flow rate in the furnace is controlled by adjusting the gas flow rate independently. A technique for making the epitaxial film thickness distribution uniform is mainly taken.
In the technique disclosed in
通常、エピタキシャル成長は、ウェーハを高温に熱し、供給律速条件下で実施されるため、エピタキシャル膜厚はウェーハ上を流れるガス流速の影響を受けやすいことが知られている。 It is known that epitaxial growth is usually performed under a supply rate-controlled condition by heating a wafer to a high temperature, so that the epitaxial film thickness is easily affected by the flow velocity of gas flowing over the wafer.
この点、従来においては、2系統とされたメインガスの流入口にガス流路を横断する方向に沿って複数の小径孔を配列し、これら小径孔を通過させて整流したメインガスを層流としてチャンバ内へと導入する方法が一般的に用いられている。また、さらに膜厚分布の均一性を向上させるには、ウェーハ面上におけるガス流の流速分布の調整を行う必要がある。この流速の分布調整を図る方法としては、複数ある小径孔の開閉度を個別に調整する方法が挙げられる。(特許文献3) In this regard, conventionally, a plurality of small-diameter holes are arranged at the main gas inlets in two lines along the direction crossing the gas flow path, and the main gas rectified by passing through these small-diameter holes is laminar. In general, a method of introducing into the chamber is generally used. Further, in order to further improve the uniformity of the film thickness distribution, it is necessary to adjust the flow velocity distribution of the gas flow on the wafer surface. As a method of adjusting the distribution of the flow velocity, there is a method of individually adjusting the opening / closing degrees of a plurality of small diameter holes. (Patent Document 3)
しかしながら、このように小径孔を開閉度を調整する構成とした場合、隣り合う小径孔同士の開閉度合が極端に異なるとガス流と直交する方向(ウェーハ径方向)におけるガス流速の勾配が大きくなり、チャンバ内にてガス流の逆流が生じることがある。このような逆流が生じると、チャンバ内で層流状態であったガス流が乱流へと遷移し、ガス流の分布が乱れて成膜状態の制御が乱れ、例えば膜厚分布の不均一といったエピタキシャル成長における不具合が生じてしまう。さらに、この他にもガス流の乱れが原因となって成膜ガスが炉壁あるいはウェーハ表面以外の成膜する必要がない場所に到達して炉内付着物が増加してしまうという問題が発生する場合があった。 However, when the opening / closing degree of the small-diameter hole is adjusted in this way, if the opening / closing degree of the adjacent small-diameter holes is extremely different, the gradient of the gas flow velocity in the direction orthogonal to the gas flow (wafer radial direction) increases. In some cases, a reverse flow of the gas flow may occur in the chamber. When such a backflow occurs, the gas flow that was in a laminar flow state in the chamber is changed to a turbulent flow, and the distribution of the gas flow is disturbed and the control of the film forming state is disturbed. For example, the film thickness distribution is not uniform. A defect in epitaxial growth occurs. In addition to this, there is a problem that the deposition gas in the furnace increases due to the turbulence of the gas flow and the deposition gas reaches a place other than the furnace wall or the wafer surface where the deposition is not required. There was a case.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ガス流の逆流を抑制するとともに、ウェーハ表面に形成されるエピタキシャル膜の膜厚分布制御特性を向上させることが可能なエピタキシャル成長装置及びシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an epitaxial growth apparatus capable of suppressing the backflow of a gas flow and improving the film thickness distribution control characteristics of an epitaxial film formed on the wafer surface, and It aims at providing the manufacturing method of a silicon epitaxial wafer.
前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係るエピタキシャル成長装置は、内部にガス流路が設けられてなるとともにウェーハを保持するサセプタが前記ガス流路内に設けられてなるチャンバと、該チャンバの前記ガス流路上流側に配され、該ガス流路を横断する方向に複数が並設されたガス供給孔とを備えたエピタキシャル成長装置において、複数の前記ガス供給孔のウェーハ法線方向となる高さ方向の位置が、各前記ガス供給孔ごとに個別に設定されていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the epitaxial growth apparatus according to the present invention includes a chamber in which a gas flow path is provided and a susceptor for holding a wafer is provided in the gas flow path, and an upstream side of the gas flow path of the chamber. And an epitaxial growth apparatus comprising a plurality of gas supply holes arranged in parallel in a direction crossing the gas flow path, each of the plurality of gas supply holes having a height direction position that is a normal direction of the wafer, The gas supply holes are individually set.
本願発明者は、鋭意工夫することによって以下の点を見出した。
エピタキシャル膜の成長度すなわち膜厚を決定する「ガス流の気相からウェーハ面上への拡散フラックス」は、ガス流のウェーハ面上の境界層厚さと反比例の関係にある。よって、境界層厚さをコントロールすることができれば、エピタキシャル膜の膜厚分布の調整を図ることができる。ここで、上記境界層厚さはウェーハ面上のガス流速と逆相関の関係にあり、ガス流速が大きければ境界層厚さは小さくなり、逆にガス流速が小さければ境界層厚さは大きくなる。したがって、ウェーハ面上のガス流速を任意に調整することができれば、境界層厚さをコントロールすることができ、これによってエピタキシャル膜の膜厚分布の調整を図ることができる。
The inventor of the present application has found the following points by diligent efforts.
The “diffusion flux from the gas phase to the wafer surface” that determines the growth degree or film thickness of the epitaxial film is inversely proportional to the boundary layer thickness on the wafer surface of the gas flow. Therefore, if the boundary layer thickness can be controlled, the film thickness distribution of the epitaxial film can be adjusted. Here, the boundary layer thickness is inversely related to the gas flow velocity on the wafer surface. If the gas flow velocity is large, the boundary layer thickness is small. Conversely, if the gas flow velocity is small, the boundary layer thickness is large. . Therefore, if the gas flow rate on the wafer surface can be arbitrarily adjusted, the boundary layer thickness can be controlled, and thereby the film thickness distribution of the epitaxial film can be adjusted.
この点に鑑みて、本発明のエピタキシャル成長装置においては、複数のガス供給孔の高さ方向の位置を個別に設定することとした。このため、各ガス供給孔から供給されるガス流のウェーハ面上における流速をそれぞれ個別に設定し、ガス流速分布を調整することができる。
即ち、高さ位置が低いガス供給孔であるならば、それだけウェーハ面上に近いため、該ガス供給孔によるガス流の該ウェーハ面上における流速は大きなものとなる。このようにガス流速を大きくすることにより、境界層厚さを小さく設定し、ガス流における気相からウェーハ面上への拡散フラックスを高め、エピタキシャル膜の成長度すなわち膜厚を大きく設定することができる。
逆に高さ位置が高いガス供給孔ならば、ウェーハ面上から遠ざかっているため、該ガス供給孔によるガス流の該ウェーハ面上における流速は小さなものとなる。このようにガス流速を小さくすることにより、境界層厚さを大きく設定し、ガス流における気相からウェーハ面上への拡散フラックスを低め、エピタキシャル膜の成長度すなわち膜厚を小さく設定することができる。
つまり、エピタキシャル成膜する膜厚設定を小さくしたい場合には、ガス供給口高さ位置をウェーハ面から離間する方向に設定し、エピタキシャル成膜する膜厚設定を大きくしたい場合には、ガス供給口高さ位置をウェーハ面に近接する方向に設定することができる。
In view of this point, in the epitaxial growth apparatus of the present invention, the positions of the plurality of gas supply holes in the height direction are individually set. For this reason, the flow velocity on the wafer surface of the gas flow supplied from each gas supply hole can be individually set to adjust the gas flow velocity distribution.
That is, if the gas supply hole has a low height position, it is closer to the wafer surface, so the flow rate of the gas flow by the gas supply hole on the wafer surface becomes large. By increasing the gas flow rate in this way, the boundary layer thickness can be set small, the diffusion flux from the gas phase to the wafer surface in the gas flow can be increased, and the growth degree of the epitaxial film, that is, the film thickness can be set large. it can.
On the other hand, if the gas supply hole has a high height, it is away from the wafer surface, so that the flow velocity of the gas flow through the gas supply hole on the wafer surface is small. By reducing the gas flow rate in this way, the boundary layer thickness can be set large, the diffusion flux from the gas phase to the wafer surface in the gas flow can be lowered, and the growth degree of the epitaxial film, that is, the film thickness can be set small. it can.
In other words, if you want to reduce the film thickness setting for epitaxial film formation, set the gas supply port height position away from the wafer surface, and if you want to increase the film thickness setting for epitaxial film formation, set the gas supply port height. The position can be set in a direction close to the wafer surface.
このようにして、本発明のエピタキシャル成長装置においては、チャンバ内においてウェーハ面内方向に沿った流路断面方向(流速方向と直行するウェーハ径方向)において、ウェーハ面上におけるガス流速分布を、各ガス供給孔の高さ位置に応じて設定することができるため、ウェーハに成膜されるエピタキシャル膜の膜厚分布を調整することが可能となる。
また、ガス供給孔を開閉させる構成と異なり、隣り合うガス供給孔から供給されるガス流の流量および流速が大きく異なることはないため、チャンバ内におけるガス流の逆流の発生を抑制することができる。したがって、ガス流が乱流に遷移することはなく、チャンバ内で少なくともウェーハ表面付近において層流状態を維持して、安定的にガス流を流通させることができる。
As described above, in the epitaxial growth apparatus of the present invention, the gas flow velocity distribution on the wafer surface in the flow path cross-sectional direction (the wafer radial direction perpendicular to the flow velocity direction) along the wafer in-plane direction in the chamber. Since it can be set according to the height position of the supply hole, the film thickness distribution of the epitaxial film formed on the wafer can be adjusted.
In addition, unlike the configuration in which the gas supply holes are opened and closed, the flow rate and the flow velocity of the gas flow supplied from the adjacent gas supply holes are not greatly different, so that the backflow of the gas flow in the chamber can be suppressed. . Therefore, the gas flow does not transition to a turbulent flow, and a laminar flow state is maintained in the chamber at least near the wafer surface, and the gas flow can be circulated stably.
また、本発明のエピタキシャル成長装置においては、前記ガス供給孔のウェーハ法線方向となる高さ方向の位置が、高さ均一な前記ガス供給孔としてウェーハに成膜されたエピタキシャル膜の膜厚分布を補償してガス流を制御するように、前記エピタキシャル膜の膜厚分布に対応して設定されていることを特徴としている。 In the epitaxial growth apparatus of the present invention, the position of the gas supply hole in the height direction, which is the normal direction of the wafer, is the thickness distribution of the epitaxial film formed on the wafer as the gas supply hole having a uniform height. The gas flow is controlled so as to compensate for the film thickness distribution of the epitaxial film.
このような特徴のエピタキシャル成長装置によれば、上記のように膜厚分布を補償するように各ガス供給口の高さを設定することによって、エピタキシャル成長装置におけるガス流路と直交する方向での配置で発生する各ガス供給口からのガス流によるエピタキシャル膜厚のバラツキあるいは、被処理物である成膜されるウェーハ表面に成膜前に存在する面内凹凸分布などに対応して、成膜しなければならないエピタキシャル膜厚を補償するためのガス流速分布をウェーハ面上に形成することができる。これにより、ウェーハのエピタキシャル膜表面平坦性等の膜特性における面内均一性を向上させることが可能となる。 According to the epitaxial growth apparatus having such characteristics, by setting the height of each gas supply port so as to compensate for the film thickness distribution as described above, the epitaxial growth apparatus can be arranged in a direction perpendicular to the gas flow path in the epitaxial growth apparatus. The film must be formed in accordance with the variation of the epitaxial film thickness due to the gas flow from each gas supply port generated or the in-plane uneven distribution existing on the surface of the wafer to be processed which is to be processed. A gas flow velocity distribution for compensating the epitaxial film thickness that must be formed can be formed on the wafer surface. This makes it possible to improve in-plane uniformity in film properties such as the epitaxial film surface flatness of the wafer.
さらに、本発明のエピタキシャル成長装置は、前記ガス供給孔のウェーハ法線方向となる高さ方向の位置が可変とされていることを特徴としている。 Furthermore, the epitaxial growth apparatus of the present invention is characterized in that the position of the gas supply hole in the height direction which is the normal direction of the wafer is variable.
このような特徴のエピタキシャル成長装置によれば、ウェーハのサイズや配置に応じて任意に各ガス供給孔の高さを変更することができる。したがって、個々のウェーハに対応してエピタキシャル成膜後のウェーハ厚さの均一化を図ることができる。
また、エピタキシャル成長装置における膜厚分布発生の低減手段として、例えば、ガス供給孔の高さ位置を均一としてウェーハ面上にエピタキシャル膜を成長させ、このエピタキシャル膜の膜厚を測定することで、補償すべきエピタキシャル膜の膜厚を了知・認識することができる。そして、ガス流炉内においてこのようなエピタキシャル膜の膜厚を補償可能なガス流を形成可能となるように、個々のガス供給孔の高さ位置を変えることで、ウェーハのエピタキシャル膜特性を均一性なものとすることができる。
According to the epitaxial growth apparatus having such characteristics, the height of each gas supply hole can be arbitrarily changed according to the size and arrangement of the wafer. Therefore, the wafer thickness after epitaxial film formation can be made uniform corresponding to each wafer.
Further, as a means for reducing the occurrence of film thickness distribution in the epitaxial growth apparatus, for example, an epitaxial film is grown on the wafer surface with the height position of the gas supply holes made uniform, and the film thickness of the epitaxial film is measured to compensate. The thickness of the power epitaxial film can be recognized and recognized. Then, by changing the height position of each gas supply hole so that a gas flow capable of compensating the film thickness of such an epitaxial film can be formed in the gas flow furnace, the epitaxial film characteristics of the wafer are made uniform. Can be sexual.
また、本発明のエピタキシャル成長装置は、前記ガス供給孔のガス流の供給方向がウェーハ法線方向に沿って可変とされていることを特徴としている。 The epitaxial growth apparatus of the present invention is characterized in that the gas flow supply direction of the gas supply hole is variable along the wafer normal direction.
これにより、ウェーハ面上に供給されるガス流の速度の微調整を図ることができ、ウェーハのエピタキシャル膜厚均一性をより向上させることができる。ガス供給孔の配置はガス流と直行する方向でウェーハ面内方向には固定され、かつ、ガス流の供給方向、つまり、ガスの噴出方向は上下方向に可変とすることができる。
これにより、ウェーハ面内と並行なガス流路方向にガスを噴出しつつ、ガス噴出口の高さ位置を変化させた場合と同様に、噴出方向が下向きのガス供給孔であるならば、それだけウェーハ面上に近いため、該ガス供給孔によるガス流の該ウェーハ面上における流速は大きなものとなる。このようにガス流速を大きくすることにより、境界層厚さを小さく設定し、ガス流における気相からウェーハ面上への拡散フラックスを高め、エピタキシャル膜の成長度すなわち膜厚を大きく設定することができる。
逆に噴出方向が上向きのガス供給孔ならば、ウェーハ面上から遠ざかっているため、該ガス供給孔によるガス流の該ウェーハ面上における流速は小さなものとなる。このようにガス流速を小さくすることにより、境界層厚さを大きく設定し、ガス流における気相からウェーハ面上への拡散フラックスを低め、エピタキシャル膜の成長度すなわち膜厚を小さく設定することができる。
つまり、エピタキシャル成膜する膜厚設定を小さくしたい場合には、ガス供給口の噴出方向をウェーハ面から離間する方向に設定し、エピタキシャル成膜する膜厚設定を大きくしたい場合には、ガス供給口の噴出方向をウェーハ面に近接する方向に設定することができる。
Thereby, the fine adjustment of the speed of the gas flow supplied on a wafer surface can be aimed at, and the epitaxial film thickness uniformity of a wafer can be improved more. The arrangement of the gas supply holes is fixed in the direction in the wafer plane in a direction perpendicular to the gas flow, and the gas flow supply direction, that is, the gas ejection direction can be made variable in the vertical direction.
As a result, as in the case of changing the height position of the gas ejection port while ejecting gas in the gas flow path direction parallel to the wafer surface, if the ejection direction is a downward gas supply hole, that is all. Since it is close to the wafer surface, the flow velocity of the gas flow by the gas supply hole on the wafer surface becomes large. By increasing the gas flow rate in this way, the boundary layer thickness can be set small, the diffusion flux from the gas phase to the wafer surface in the gas flow can be increased, and the growth degree of the epitaxial film, that is, the film thickness can be set large. it can.
On the contrary, if the gas supply hole has an upward jet direction, it is away from the wafer surface, so that the flow velocity of the gas flow through the gas supply hole on the wafer surface is small. By reducing the gas flow rate in this way, the boundary layer thickness can be set large, the diffusion flux from the gas phase to the wafer surface in the gas flow can be lowered, and the growth degree of the epitaxial film, that is, the film thickness can be set small. it can.
In other words, if you want to reduce the film thickness setting for epitaxial film formation, set the gas supply port ejection direction away from the wafer surface, and if you want to increase the film thickness setting for epitaxial film formation, The direction can be set to a direction close to the wafer surface.
さらに、本発明のエピタキシャル成長装置においては、前記ガス供給孔と前記ウェーハとの該ウェーハ面に沿った方向となる水平方向の距離が、10〜50cmの範囲に設定されていることを特徴としている。 Furthermore, in the epitaxial growth apparatus of the present invention, a horizontal distance between the gas supply hole and the wafer along the wafer surface is set in a range of 10 to 50 cm.
ガス供給孔から供給されるガス流は、チャンバ内において直ちに層流状態となるのではなく、チャンバ内に供給・噴出された後、ウェーハ面上に到達するまでの間の移動過程において層流状態に遷移する。したがって、ガス供給孔とウェーハとの間に、ある程度の距離が確保されていることが必要となる。一方、このガス供給孔とウェーハとの距離が大き過ぎる場合には、ウェーハ面上におけるガス流の流速が極端に減衰してしまい、該ウェーハ面上に所望の流速のガス流を流通させることが困難となる。
この点、本発明のエピタキシャル成長装置によれば、ガス供給孔とウェーハとの水平方向の距離が上記の範囲下限値以上とされているため、ウェーハ面上に到達するまでにガス流を確実に層流状態に遷移させることができる。また、ガス供給孔とウェーハとの水平方向の距離が上記の範囲上限値以下とされているため、ウェーハ面上に所望の流速のガス流を流通させることができる。したがって、ウェーハ面上に、適切なガス流速分布を形成することができ、効果的にエピタキシャル膜厚の均一化を図ることができる。
The gas flow supplied from the gas supply hole does not immediately become a laminar flow state in the chamber, but is in a laminar flow state in the movement process after reaching the wafer surface after being supplied and ejected into the chamber. Transition to. Therefore, it is necessary to ensure a certain distance between the gas supply hole and the wafer. On the other hand, if the distance between the gas supply hole and the wafer is too large, the flow velocity of the gas flow on the wafer surface is extremely attenuated, and a gas flow having a desired flow velocity can be circulated on the wafer surface. It becomes difficult.
In this regard, according to the epitaxial growth apparatus of the present invention, since the distance in the horizontal direction between the gas supply hole and the wafer is not less than the lower limit of the above range, the gas flow is surely layered before reaching the wafer surface. It is possible to transition to a flow state. In addition, since the horizontal distance between the gas supply hole and the wafer is not more than the upper limit of the above range, a gas flow having a desired flow rate can be circulated on the wafer surface. Therefore, an appropriate gas flow velocity distribution can be formed on the wafer surface, and the epitaxial film thickness can be effectively uniformed.
本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法は、上記のいずれか記載の装置によりシリコンエピタキシャルウェーハを製造する方法であって、
成膜ガスを流すガス流路内におけるガス流路と直行するウェーハ面内方向でのガス流における境界層厚さを、前記ガス供給孔のウェーハ法線方向となる高さ位置設定か、前記ガス供給孔からのガス噴出方向の高さ方向の向き設定によって制御し、エピタキシャル膜のウェーハ面内厚さ分布を制御可能とすることを特徴とすることができる。
The method for producing a silicon epitaxial wafer of the present invention is a method for producing a silicon epitaxial wafer by any of the above-described apparatuses,
The boundary layer thickness in the gas flow in the wafer in-plane direction perpendicular to the gas flow channel in the gas flow channel for flowing the film forming gas is set to a height position in the wafer normal direction of the gas supply hole, or the gas It is possible to control the thickness distribution in the wafer surface of the epitaxial film by controlling the direction of the height direction of the gas ejection direction from the supply hole.
本発明のエピタキシャル成長装置及びシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、複数のガス供給孔の高さ方向の位置(高さ方向における噴出方向の傾きを含む)がそれぞれ個別に設定されていることにより、各ガス供給孔から供給されるガス流のウェーハ面上での流速を個々に設定することができる。これによって、ウェーハ面上のガス流速分布を制御することができるとともに、チャンバ内におけるガス流の逆流を抑制してガス流の層流状態を維持することができる。したがって、ウェーハに成膜されるエピタキシャル膜の膜厚分布の均一化を図ることが可能となる。 According to the epitaxial growth apparatus and the method for producing a silicon epitaxial wafer of the present invention, the positions in the height direction of the plurality of gas supply holes (including the inclination of the ejection direction in the height direction) are individually set, The flow rate of the gas flow supplied from each gas supply hole on the wafer surface can be individually set. As a result, the gas flow velocity distribution on the wafer surface can be controlled, and the reverse flow of the gas flow in the chamber can be suppressed to maintain the laminar state of the gas flow. Therefore, it is possible to make the film thickness distribution of the epitaxial film formed on the wafer uniform.
以下、本発明に係るエピタキシャル成長装置の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、エピタキシャル成長装置1は、内部にガス流路2が形成されるチャンバ10と、上流側フランジ11と、下流側フランジ12と、サセプタ13と、上流側底面シールド14と、下流側底面シールド15と、コイル16と、ガス整流部材20と、搬送室17とを備えている。
Embodiments of an epitaxial growth apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the epitaxial growth apparatus 1 includes a
チャンバ10は、透明な石英より形成された略四角筒状をなし、その両端開口を水平方向に向けて配置されている。このチャンバ10の内表面は、その上部が、水平面に沿って延びる天面10aとされるとともに、その下部が、同じく水平面に沿って延びる底面10bとされている。そして、これら互いに平行をなす天面10aと底面10bとの間に、一端側(図1における左側)を上流側とするとともに他端側(図1における右側)を下流側としたガス流路2が形成されている。
The
上流側フランジ11は、ガス流路2の上流側であるチャンバ10の一端側に、該チャンバ10の外周から張り出すように固定された板状の部材であって、ステンレス鋼から構成されている。この上流側フランジ11の中央には上記ガス流路2の方向に沿って貫通する矩形孔11aが形成されている。この矩形孔11aは、チャンバ10の内表面のガス流路2に直交する断面形状よりも小さい矩形状をなしており、これにより、チャンバ10の天面10aと矩形孔11aと間、及びチャンバ10の底面10bと矩形孔11aとの間には、それぞれ段部が形成されている。
The
下流側フランジ12は、ガス流路2の下流側であるチャンバ10の他端側に、該チャンバ10の外周から張り出すように固定された板状の部材であって、ステンレス鋼から構成されている。この下流側フランジ12のチャンバ10側の面の略中央部には、チャンバ10内を臨むようにして窪む凹部12aが形成されている。
The
この凹部12aには、その開口を塞ぐようにして、下流側フランジ12のチャンバ10側の面と面一に延びる排気シールド30が設けられており、該排気シールド30の略中央、即ち、上記凹部12aの開口中心にあたる箇所には小径の連通孔30aが形成されている。
The
また、上記排気シールド30によって開口側が閉塞された凹部12a内には、その内壁面全域をカバーするようにしてアウトレットシールド31が設けられている。さらに、凹部12aの底部には、チャンバ10内外部に向かって延びる排出路12bの一端が接続されており、アウトレットシールド31の略中央に形成された小径の連通孔31aを介して、該アウトレットシールド31内と排出路12bとが連通状態とされている。
An
サセプタ13は、上面にウェーハWが載置される凹部を有する略円盤形状をなし、ガス流路2の上流側と下流側を隔てるように水平面に沿って配置されている。このサセプタ13は、例えばカーボンから構成されており、ウェーハWが載置される上面にSiC膜が形成されているものであってもよい。
また、サセプタ13の下面中央は、鉛直方向に沿って延びるサセプタ支持部13aによって支持されている。このサセプタ支持部13aは、チャンバ10外部に設けられた図示しない回転駆動機構に接続されている。これによって、サセプタ支持部13aの回転に伴ってサセプタ13が回転することになる。
The
The center of the lower surface of the
さらに、サセプタ13とチャンバ10の底面10bとの間には、サセプタ受部13bが介在されている。このサセプタ受部13bは、縁部を有する略皿形形状をなし、その上面がサセプタ13の下面と間隙を介して対向させられるとともに、円環状をなす上記縁部がサセプタ13の外周面と間隙を介して対向させられている。また、該サセプタ受部13bの中央には、サセプタ支持部13aを挿通させる貫通孔が形成されている。
このようにしてサセプタ受部13bは、その内部にサセプタ13を間隙を介して収容している。
Further, a
In this way, the
上流側底面シールド14は、上記サセプタ13よりもガス流路2の上流側において、チャンバ10内の底面10b上に該底面10bをカバーするように配置されている。この上流側底面シールド14の上面の高さは、サセプタ13上に載置されるウェーハWの上面の高さと略同一程度に設定されて面一となっており、これにより、上流側底面シールド14上を流れるガス流がウェーハW上に円滑に導かれるようになっている。
また、下面側底面シールド15は、上記サセプタ13よりもガス流路2の下流側において、チャンバ10内の底面10b上に該底面10bをカバーするように配置されている。
このような上流側底面シールド14及び下流側底面シールド15は、これらが配置されるチャンバ10の底面10bを付着物から保護する役割を有している。
The
Further, the lower surface
The upstream
サセプタ13内部にはコイル16が同心円状に配置されており、誘導加熱によりサセプタ13を加熱している。また、チャンバー内天面10a、底面10b、側面10cは表面に金メッキコーティング処理が施されており、輻射熱が外部に逃げにくい構造をなしている。
A
ガス整流部材20は、上流側フランジ11のチャンバ10側の面とは反対側の面に固定される略板状の部材であって、その中央部には、略矩形状をなすウェーハ搬送孔21が形成されている。このウェーハ搬送孔21は、上流側フランジ11の矩形孔11aよりも小さい略矩形状をなしており、これにより、矩形孔11aとウェーハ搬送孔21との間には段部が形成されている。なお、エピタキシャル膜を成長させる際、ウェーハ搬送孔21は閉塞部材21aによって閉塞されており、これによりチャンバ10内が密閉状態とされる。
The
そして、矩形孔11aとウェーハ搬送孔21との間の段部にあたるガス整流部材20のチャンバ10側を向く面には、詳しくは図2に示すように、複数のガス供給孔22が開口している。
これらガス供給孔22は、ガス流路2を横断する方向、即ち、ガス流路2に直交する水平方向に沿って並設されるように開口しており、各ガス供給孔22は、詳しくは図3に示すように、ガス整流部材20の上側の面とチャンバ10側を向く面とを略L字状に貫通するように穿設されている。このガス供給孔22には、ガス整流部材20の上側からガスが導入され、チャンバ10側を向く面の開口からチャンバ10内に向かって、水平方向に噴出されるようにガスが供給されるようになっている。各ガス供給孔22は、これらガス供給孔22からチャンバ10内に供給されるガス流がガス流路2と並行なウェーハ面内方向ではいずれも並行になるように形状設定がなされている。
As shown in detail in FIG. 2, a plurality of gas supply holes 22 are opened on the surface facing the
These gas supply holes 22 are opened so as to be juxtaposed along a direction transverse to the
なお、このガス整流部材20のチャンバ10を向く面における各ガス供給孔22の開口とウェーハWとの水平方向の距離Lは、本実施形態においては、10cm以上50cm以内の範囲に設定されている。
The horizontal distance L between the opening of each
また、上記ガス供給孔22の上流側は、図4に示すように、イン側導入配管23及び一対のアウト側導入配管24に接続されている。
イン側導入配管23は、ガス流路2を横断する方向に並設されたガス供給孔22(図4において省略)のうち、内側に配された複数のガス供給孔22にそれぞれ分岐して接続されており、一対のアウト側導入配管24は、上記イン側導入配管23に接続されたガス供給孔22の両外側に位置する複数のガス供給孔22にそれぞれ分岐して接続されている。
これらイン側導入配管23及びアウト側導入配管24の分岐箇所よりも上流には、それぞれイン側流量調節器25及びアウト側流量調節器26が設けられている。
このようなイン側導入配管23及びアウト側導入配管24は、図示しないガス供給手段に接続されたガス導入管27から分岐している。
The upstream side of the
The in-side introduction pipe 23 is branched and connected to a plurality of gas supply holes 22 arranged on the inner side among the gas supply holes 22 (not shown in FIG. 4) arranged in parallel in the direction crossing the
An in-side flow rate regulator 25 and an out-side flow rate regulator 26 are respectively provided upstream of the branched portions of the in-side introduction pipe 23 and the out-side introduction pipe 24.
The in-side introduction pipe 23 and the out-side introduction pipe 24 are branched from a gas introduction pipe 27 connected to a gas supply means (not shown).
搬送室17は、ガス整流部材20のチャンバ10とは反対側の面に設けられた密閉空間であって、ガス整流部材20のウェーハ搬送孔21が開放された際にのみ、チャンバ10内と連通状態とされる。
この搬送室17は、図示しないシャッタによって内外が開閉可能とされており、該シャッタの外部に複数のウェーハWが積層収納されたカセットが横付けされた際にのみ、該カセット内と搬送内とを連通状態にすべくシャッタが開放状態となる。そして、搬送室17内に設置された図示しないアームによって、ウェーハWがカセット内から取り出されて、連通状態となったチャンバ10内へと搬送され、サセプタ13上に載置される。
The
The inside and outside of the
ここで、本実施形態の上記ガス整流部材20においては、ガス流路2を横断する方向に並設された複数のガス供給孔22の開口の高さ方向の位置H、即ち、これらガス供給孔22の開口のウェーハWの上面の法線方向の位置Hがそれぞれ個別に設定されている。
Here, in the
具体的には、各ガス供給孔22の開口のウェーハW法線方向(上下方向)となる高さ方向の位置Hが、図5に示すように、高さ位置の均一なガス供給口22’としてウェーハWに成膜されたエピタキシャル膜の膜厚分布を補償して、成膜するエピタキシャル膜における平坦度等の膜特性がウェーハW面内で均一化するようにガス流量を制御可能として、該エピタキシャル膜の膜厚分布に対応して設定されている。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
即ち、まず図5に示すような開口の高さ方向の位置が全て等しいガス供給孔22’を基本例とし、該基本例のガス供給孔22’によりチャンバ10内にガスを供給して、ウェーハWの上面にエピタキシャル膜を成長させる。なお、この基本例におけるガス供給孔22’の高さ位置は、ウェーハWの上面(または上流側底面シールド14の上面)を基準としてH0とされている。
そして、図10に示すように、エピタキシャル膜厚分布を縦軸とするとともにガス供給孔22’の開口の配列方向(ガス流路2を横断する方向)、即ち、ウェーハW径方向を横軸として、基本形のエピタキシャル膜の膜厚分布のグラフを描画する。
なお、図10において、縦軸はエピタキシャル膜厚(μm)、横軸はウェーハ中心からの距離(mm)である。
That is, first, as shown in FIG. 5, the gas supply holes 22 ′ having the same positions in the height direction of the openings are used as a basic example, and the gas is supplied into the
As shown in FIG. 10, the epitaxial film thickness distribution is taken as the vertical axis, and the arrangement direction of the gas supply holes 22 ′ (the direction crossing the gas flow path 2), that is, the wafer W diameter direction is taken as the horizontal axis. Then, a graph of the film thickness distribution of the basic epitaxial film is drawn.
In FIG. 10, the vertical axis represents the epitaxial film thickness (μm), and the horizontal axis represents the distance (mm) from the wafer center.
そして、この基本例のエピタキシャル膜の膜厚分布のグラフ曲線を上下反転した曲線Cに合わせて実施形態の各ガス供給孔22の高さ位置Hを決定する。この際、図6に示すように、各ガス供給孔22の平均の高さ位置Havを、基本例のガス供給孔22の高さ位置H0に一致するように各ガス供給孔22の高さ位置Hを決定することが好ましい。
これにより、各ガス供給孔22の高さ位置が、エピタキシャル膜の膜厚分布を補償するために必要な流速のガス流を供給可能な高さ位置Hに設定される。
And the height position H of each
Thereby, the height position of each
以上のような構成のエピタキシャル成長装置1においてウェーハW面上にエピタキシャル膜を成長させる際には、上記のようにウェーハWが搬送室17からサセプタ13上に載置された後、閉塞部材21aによってウェーハ搬送孔21を閉塞する。そして、サセプタ支持部13aが軸線回りに回転することにより、サセプタ13及びその上面のウェーハWがサセプタ受部13b内で所定の回転数で回転される。
When an epitaxial film is grown on the wafer W surface in the epitaxial growth apparatus 1 configured as described above, after the wafer W is placed on the susceptor 13 from the
次いで、ガス導入管27より原料ガス(成膜ガス)となるシラン系ガス(SiH4、SiCl2H2、SiHCl3、SiCl4)とキャリアガスH2が導入され、イン側導入配管23、アウト側導入配管24に分岐後、イン側流量調節器25、アウト側流量調節器26にてガス流量が調整される。その後、ガスは、ガス整流部材20のガス供給孔22を通過してチャンバ10内に導入され、上流側底面シールド14の上面を経た後ウェーハW面上を流通する。この際、各ガス供給孔22の水平個方向一に対応してガス流路2と並行にウェーハ面内方向位置におけるガス流を形成するとともに、各ガス供給孔22の高さ位置に対応して、各ガス供給孔22から供給されるガス流による境界層がそれぞれウェーハW面上に形成される。この境界層の厚さは、ウェーハW面上のガス流速に対応している。
Next, a silane-based gas (SiH 4 , SiCl 2 H 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 ) and a carrier gas H 2 that are source gases (film formation gas) and a carrier gas H 2 are introduced from the gas introduction pipe 27, and the in-side introduction pipe 23, out After branching to the side introduction pipe 24, the gas flow rate is adjusted by the in-side flow rate regulator 25 and the out-side flow rate regulator 26. Thereafter, the gas passes through the
この状態で、誘導加熱によりサセプタ13及びその上面に載置されたウェーハWを加熱し、ウェーハW面上のガス流路2をガスが通過する際、ウェーハW上でエピタキシャル成長が起こり、エピタキシャル膜が形成される。
そして、チャンバ10の下流側に流れたガス流は、排気シールド30に到達するとともに該排気シールド30の連通孔30a内のアウトレットシールド31内に導入され、該アウトレットシールド31の連通孔31aから排出路12bへと導入されて、エピタキシャル成長装置1外部へと移動する。このように、排気シールド30の連通孔30a、アウトレットシールド31の連通孔31aとガス流が二段階で絞り込まれることにより、ガス流の整流が行なわれるとともにガス流から余分な原料ガスが除去される。
In this state, when the
The gas flow that has flowed to the downstream side of the
ここで、エピタキシャル膜の成長度を決定するガス流の気相からウェーハW面上への拡散フラックスは、ガス流のウェーハW面上の境界層厚さと反比例の関係にあるので、ウェーハW免状におけるガス流の境界層厚さを制御することで、ウェーハ面内方向位置におけるエピタキシャル膜の膜厚分布の調整を図ることができる。
ここで、上記境界層厚さはウェーハW面上のガス流速と逆相関の関係にあり、ガス流速が大きければ境界層厚さは小さくなり、逆にガス流速が小さければ境界層厚さは大きくなる。
したがって、ウェーハW面上のガス流速を任意に調整することにより、境界層厚さをコントロールすることができ、これによってエピタキシャル膜の膜厚分布の調整を図ることができる。
Here, the diffusion flux from the gas phase of the gas flow that determines the degree of growth of the epitaxial film to the wafer W surface is inversely proportional to the boundary layer thickness on the wafer W surface of the gas flow. By controlling the boundary layer thickness of the gas flow, it is possible to adjust the film thickness distribution of the epitaxial film at the position in the wafer plane direction.
Here, the boundary layer thickness is inversely correlated with the gas flow rate on the wafer W surface. If the gas flow rate is large, the boundary layer thickness decreases. Conversely, if the gas flow rate is small, the boundary layer thickness increases. Become.
Therefore, the boundary layer thickness can be controlled by arbitrarily adjusting the gas flow rate on the wafer W surface, and thereby the thickness distribution of the epitaxial film can be adjusted.
本実施形態のエピタキシャル成長装置1においては、複数のガス供給孔22の高さ方向の位置Hが個別に設定されているため、各ガス供給孔22から供給されるガス流のウェーハW面上における流速をそれぞれ個別に設定することができる。
即ち、 曲線C上に沿って配列されたガス供給孔22のうち高さ位置Hが低いガス供給孔22であるならば、それだけウェーハW面上に近いため、該ガス供給孔22によるガス流の該ウェーハW面上における流速は大きなものとなる。逆に高さ位置Hが高いガス供給孔22ならば、ウェーハW面上から遠ざかっているため、該ガス供給孔22によるガス流の該ウェーハW面上における流速は小さなものとなる。
In the epitaxial growth apparatus 1 of the present embodiment, since the position H in the height direction of the plurality of gas supply holes 22 is individually set, the flow velocity of the gas flow supplied from each
That is, of the gas supply holes 22 arranged along the curve C, if the
このようにして、本実施形態のエピタキシャル成長装置1においては、ウェーハW面上におけるガス流速分布を、各ガス供給孔22の高さ位置Hに応じて設定することができるため、ウェーハWに成膜されるエピタキシャル膜の膜厚分布を調整することが可能となる。
また、ガス供給孔を開閉させる構成と異なり、隣り合うガス供給孔22から供給されるガス流の流速が大きく異なることはないため、チャンバ10内におけるガス流の逆流を抑制することができる。したがって、ガス流が乱流に遷移することはなく、層流状態を維持して安定的な膜厚成長を促すことが可能となる。
Thus, in the epitaxial growth apparatus 1 of the present embodiment, the gas flow velocity distribution on the wafer W surface can be set according to the height position H of each
Further, unlike the configuration in which the gas supply holes are opened and closed, the flow velocity of the gas flow supplied from the adjacent gas supply holes 22 is not greatly different, so that the reverse flow of the gas flow in the
さらに、本実施形態においては、高さ均一なガス供給孔22としてウェーハWに成膜されたエピタキシャル膜の膜厚分布を補償してガス流を制御するように、各ガス供給孔22のウェーハW法線方向となる高さ方向の位置Hが、基本例の膜厚分布のグラフ曲線を反転した曲線Cに沿って設定されているため、ウェーハWのエピタキシャル膜厚の均一性をより一層向上させることが可能となる。
Furthermore, in this embodiment, the wafer W in each
ここで、ガス供給孔22から供給されるガス流は、チャンバ10内において直ちに層流状態となるのではなく、チャンバ10内に供給された後、ウェーハW面上に到達するまでの間の移動過程において層流状態と遷移する。したがって、ガス供給孔22とウェーハWとの間に、ある程度の距離が確保されていることが必要となる。一方、このガス供給孔22とウェーハWとの距離が大き過ぎる場合には、ガス流の流速の減衰するため、適切な流速のガス流をウェーハW上に流通されることができない。
Here, the gas flow supplied from the
この点、本実施形態においては、ガス供給孔22とウェーハWとの水平方向の距離Lが10cm以上とされているため、ウェーハW面上に到達するまでにガス流を十分に層流状態とすることができる。また、ガス供給孔22とウェーハWとの水平方向の距離Lが50cm以下とされているため、ウェーハW面上に適確な流速のガス流を流通させることができる。これによって、ガス流速分布を形成することができ、効果的にエピタキシャル膜厚の均一化を図ることができる。
In this respect, in the present embodiment, since the horizontal distance L between the
以上、本発明の実施の形態であるエピタキシャル成長装置1について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The epitaxial growth apparatus 1 according to the embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to this and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the present invention.
例えば、実施形態においては、ガス供給孔22を略L字状としてチャンバ10内にガスが水平方向に沿って供給される構成としたが、図7に示すように、ガス供給孔22が斜め下方に傾斜して供給される構成であってもよい。これによって、ガスをウェーハWに向かって供給することができるため、ガスが水平方向に供給される場合に比べてウェーハW面上のエピタキシャル膜の成長を促進させることができる。
For example, in the embodiment, the
また、ガス供給孔22の高さ位置が可変であってもよい。この一例として、図8に示すガス整流部材40を実施形態のガス整流部材20に代えて用いてもよい。
Further, the height position of the
図8のガス整流部材40には、ガスの通過順に、上下に延びるガス供給路41、可動板挿入孔42、チャンバ10に臨む貫通孔43が連通状態で形成されている。上記可動板挿入孔42内には、ガス供給路41と貫通孔43とを閉塞する可動板44が、図示しないアクチュエータ等によって上下移動可能に設けられている。そして、この可動板44の略中央部には、ガス供給路41と貫通孔43とを水平方向に連通するガス供給孔44aが形成されている。そして、このようなガス供給孔44aが実施形態のガス供給孔22と同様複数設けられている。
In the
このガス整流部材40を採用した場合には、可動板44の上下移動によって、チャンバ10内にガスを供給するガス供給孔44aの高さ位置を任意に変更することができる。したがって、ウェーハWのサイズや配置に応じて任意に各ガス供給孔44aの高さを変更することができるため、個々のウェーハWに対応してエピタキシャル膜厚の均一化を図ることができる。この場合は、ガスの噴出方向はウェーハW面内方向と並行でかつ互いに並行な方向とされている。
When the
また、このようなガス整流部材40の各ガス供給孔44aの高さ位置を均一にすることで、上述の基本例によるエピタキシャル膜を成形してもよい。この場合であっても、該エピタキシャル膜の膜厚を測定、グラフ化し、このグラフ曲線を反転させた曲線C上に沿うように、ガス供給孔44aの高さ位置を変更する。これにより、膜厚分布を補償して、均一な膜厚分布を有するエピタキシャル膜を形成することができる。
Further, the epitaxial film according to the basic example described above may be formed by making the height positions of the
さらに、ガス供給孔22のガスの供給方向が可変であってもよい。この一例として、図9に示すガス整流部材40を実施形態のガス整流部材20に代えて用いてもよい。
Furthermore, the gas supply direction of the
図9のガス整流部材50には、下方に延びるガス供給路51の下端に、チャンバ10に臨む可動球挿入部52が形成されている。この可動球挿入部52内には、図示しないアクチュエータ等によって上下方向に回動する可動球53が挿入されている。該可動球53には、その外周面の二箇所を略L字型に貫通するガス供給孔53aが形成されており、該ガス供給孔53aの一方の開口はチャンバ10を臨み、他方の開口はガス供給路51の下端に連通状態で接続されている。なお、ガス供給孔53aの他方の開口は幅広に形成されており、可動球53が回動した場合であっても、ガス供給孔53aとガス供給路51との連通状態が維持されるようになっている。
In the
このようなガス整流部材50を採用した場合には、可動球53の回動によって、チャンバ10内にガスを供給するガス供給孔53aの一方の開口の向きを変化させることができる。したがって、ウェーハW面上に供給されるガス流の速度の微調整を図ることができ、ウェーハWのエピタキシャル膜厚均一性をより向上させることができる。この場合、可動球挿入部52は、ガス流と直行する方向とされる回転軸線に対してのみ回動させて、高さ方向のみの噴出方向を変更可能とすることもできる。
When such a
なお、以上のエピタキシャル成長装置1においては、サセプタ13上に単一のウェーハWが載置された場合について説明したが、これに限定されることはなく、サセプタ13上に複数のウェーハWが載置されたものであってもよい。この場合であっても、実施形態で説明したように、ガス供給孔22の高さを個別に設定することで、エピタキシャル膜の成膜状態等の膜特性の面内均一化を図ることができる。
In the epitaxial growth apparatus 1 described above, the case where a single wafer W is placed on the
実施形態のエピタキシャル成長装置1により、実際にエピタキシャル膜を成長させた。
図5に示すように、ガス供給孔22の高さ位置が全て等しいものを基本例とし、図6に示すようにガス供給孔22の高さ位置が個別に設定されたものを実施例とした。
実施例は、基本例の結果に基づいてガス供給孔22の高さ設定を変更したものである。
これらの結果を図10に示す。
An epitaxial film was actually grown by the epitaxial growth apparatus 1 of the embodiment.
As shown in FIG. 5, the case where all the gas supply holes 22 have the same height position is used as a basic example, and as shown in FIG. 6, the case where the height positions of the gas supply holes 22 are individually set is used as an example. .
In the embodiment, the height setting of the
These results are shown in FIG.
この結果、ガス供給孔22’の高さ位置H0が等しい基本例においては、ウェーハW面内で大きな凹凸が生じているが、ガス供給孔22の高さ位置Hを個別に設定した実施例においては、膜厚の均一性が向上した。 As a result, implemented in the height H 0 is equal to the basic example of the gas supply holes 22 ', a large unevenness in the wafer W surface has occurred, and the height position H of the gas supply holes 22 are individually set example The film thickness uniformity was improved.
1 エピタキシャル成長装置
2 ガス流路
10 チャンバ
10a 天面
10b 底面
13 サセプタ
20 ガス整流部材
21 ウェーハ搬送孔
21a 閉塞部材
22 ガス供給孔
22’ ガス供給孔
40 ガス整流部材
41 ガス供給路
42 可動板挿入孔
43 貫通孔
44 可動板
44a ガス供給孔
50 ガス整流部材
51 ガス供給路
52 可動球挿入部
53 可動球
53a ガス供給孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
53a Gas supply hole
Claims (6)
前記ガス流路上流側に配され、該ガス流路を横断する方向に複数が並設されたガス供給孔とを備えたエピタキシャル成長装置において、
前記ガス供給孔のウェーハ法線方向となる高さ方向の位置が、各前記ガス供給孔ごとに個別に設定されていることを特徴とするエピタキシャル成長装置。 A chamber in which a gas flow path is provided and a susceptor for holding a wafer is provided in the gas flow path;
In an epitaxial growth apparatus provided with a gas supply hole that is arranged on the upstream side of the gas flow path and a plurality of gas supply holes are arranged in parallel in a direction crossing the gas flow path
The epitaxial growth apparatus characterized in that the position of the gas supply hole in the height direction, which is the normal direction of the wafer, is set individually for each of the gas supply holes.
高さ均一な前記ガス供給孔としてウェーハに成膜されたエピタキシャル膜の膜厚分布を補償してガス流を制御するように、前記エピタキシャル膜の膜厚分布に対応して設定されていることを特徴とする請求項1に記載のエピタキシャル成長装置。 The position in the height direction that is the wafer normal direction of the gas supply hole,
The gas supply hole having a uniform height is set corresponding to the film thickness distribution of the epitaxial film so as to control the gas flow by compensating the film thickness distribution of the epitaxial film formed on the wafer. The epitaxial growth apparatus according to claim 1, wherein
成膜ガスを流すガス流路内におけるガス流路と直行するウェーハ面内方向でのガス流における境界層厚さを、前記ガス供給孔のウェーハ法線方向となる高さ位置設定か、前記ガス供給孔からのガス噴出方向の高さ方向の向き設定によって制御し、エピタキシャル膜のウェーハ面内厚さ分布を制御可能とすることを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。 A method for producing a silicon epitaxial wafer by the apparatus according to claim 1,
The boundary layer thickness in the gas flow in the wafer in-plane direction perpendicular to the gas flow channel in the gas flow channel for flowing the film forming gas is set to a height position in the wafer normal direction of the gas supply hole, or the gas A method for producing a silicon epitaxial wafer, wherein the thickness distribution in the wafer surface of the epitaxial film is controllable by setting the height direction of the gas ejection direction from the supply hole.
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