JP2012195355A - Substrate processing device and substrate manufacturing method - Google Patents

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宏朗 平松
Yoshinori Imai
義則 今井
Takashi Sasaki
隆史 佐々木
Yukinaga Kuribayashi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress roughness of a surface in an etching step for removing a damaged substrate surface.SOLUTION: A substrate manufacturing method comprises: a first etching step of raising a temperature of a reaction chamber and supplying a first etching gas to a plurality of substrates after the temperature of the reaction chamber has become a first temperature; a second etching step of supplying the first etching gas and a silicon-atom-containing gas to the plurality of the substrates after the temperature of the reaction chamber has become a second temperature higher than the first temperature; and a first film formation step of supplying the silicon-atom-containing gas and a carbon-atom-containing gas to the plurality of the substrates after the temperature of the reaction chamber has become a third temperature higher than the second temperature and forming a silicon carbide film on the plurality of the substrates.

Description

本発明は、基板を処理する基板処理装置、半導体デバイスの製造方法及び基板の製造方法、特に炭化ケイ素(以下、SiCとする)エピタキシャル膜を基板上に成膜する工程を有する基板処理装置、半導体デバイスの製造方法及び基板製造方法に関するものである。   The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate, a method for manufacturing a semiconductor device, and a method for manufacturing a substrate, in particular, a substrate processing apparatus having a step of forming a silicon carbide (hereinafter referred to as SiC) epitaxial film on a substrate, a semiconductor The present invention relates to a device manufacturing method and a substrate manufacturing method.

SiCは、特にパワーデバイス用素子材料として注目されている。一方で、SiCはシリコン(以下Siとする)に比べて結晶基板やデバイスの作製が難しいことが知られている。   SiC is attracting attention as an element material for power devices. On the other hand, it is known that SiC is more difficult to produce a crystal substrate and a device than silicon (hereinafter referred to as Si).

一方で、SiCを用いてデバイスを作製する場合は、SiC基板の上にSiCエピタキシャル膜を形成したウェーハを用いる。このSiC基板上にSiCエピタキシャル膜を形成するSiCエピタキシャル成長装置の一例として特許文献1がある。   On the other hand, when manufacturing a device using SiC, a wafer in which a SiC epitaxial film is formed on a SiC substrate is used. As an example of a SiC epitaxial growth apparatus for forming a SiC epitaxial film on this SiC substrate, there is Patent Document 1.

特許文献1には、複数の基板を高さ方向に配置し、一括してSiCエピタキシャル成長を行う所謂縦型バッチ式熱処理装置が記載されている。   Patent Document 1 describes a so-called vertical batch type heat treatment apparatus in which a plurality of substrates are arranged in the height direction and SiC epitaxial growth is performed in a lump.

また、一方、特許文献2には、SiC基板の表面の研磨傷等によるダメージを取り除くために、SiCエピタキシャル成長前に水素エッチングを行うことが記載されている。また、当該水素エッチング時に微量のシランを添加することにより表面粗さの少ないSiC平滑化基板を作成する方法が記載されている。   On the other hand, Patent Document 2 describes that hydrogen etching is performed before SiC epitaxial growth in order to remove damage due to polishing scratches on the surface of the SiC substrate. In addition, a method is described in which a SiC smoothed substrate with low surface roughness is produced by adding a small amount of silane during the hydrogen etching.

特開2011−3885号公報JP 2011-388A 特開2005−277229号公報JP 2005-277229 A

ここで特許文献2では、基板を1600℃まで加熱した後、エピタキシャル成長用原料であるシランを微量添加して、エッチングを行っている。しかしながら、特許文献1に記載されるような所謂縦型バッチ式熱処理装置では、その容積が大きく、特にホットウォール式とすると加熱するのに時間がかかる。そのため、処理時間が長くなってしまい、スループットの向上が困難になるという課題が発生する。   Here, in Patent Document 2, after heating the substrate to 1600 ° C., a small amount of silane, which is a raw material for epitaxial growth, is added to perform etching. However, the so-called vertical batch type heat treatment apparatus as described in Patent Document 1 has a large volume, and particularly takes a long time to heat if it is a hot wall type. For this reason, the processing time becomes long, and there is a problem that it is difficult to improve the throughput.

本発明の一態様によれば、複数の基板を高さ方向に並べて保持するボートを反応室内に搬入するボートローディング工程と、前記反応室を昇温すると共に、前記反応室が第1温度となった後に前記複数の基板に第1エッチングガスを供給する第1エッチング工程と、前記第1エッチング工程の後に、前記反応室が前記第1温度より高い第2温度となった後に、前記第1エッチングガスと共にシリコン原子含有ガスを前記複数の基板に向けて供給する第2エッチング工程と、前記第2エッチング工程の後に、前記反応室が前記第2温度より高い第3温度となった後に、前記シリコン原子含有ガス、及び、炭素原子含有ガスを前記複数の基板に向けて供給し、前記複数の基板に炭化珪素膜を形成する第1成膜工程と、前記成膜工程の後に、前記炭化珪素膜が形成された前記複数の基板を保持するボートを前記反応室から搬出するボートアンローディング工程と、を具備する基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, a boat loading step of loading a boat that holds a plurality of substrates arranged in the height direction into the reaction chamber, the reaction chamber is heated, and the reaction chamber is at a first temperature. After the first etching step of supplying a first etching gas to the plurality of substrates, and after the first etching step, the reaction chamber becomes a second temperature higher than the first temperature, and then the first etching is performed. A second etching step of supplying a silicon atom-containing gas together with the gas toward the plurality of substrates; and after the second etching step, the reaction chamber has reached a third temperature higher than the second temperature, and then the silicon A first film formation step of supplying an atom-containing gas and a carbon atom-containing gas toward the plurality of substrates, and forming a silicon carbide film on the plurality of substrates; Method of manufacturing a substrate comprising the boat unloading step of unloading the boat for holding a plurality of substrates silicon film is formed from the reaction chamber, the, or method of manufacturing a semiconductor device is provided.

また、本発明の他の一態様によれば、複数の基板の処理を行う反応室と、前記複数の基板を保持するボートと、前記複数の基板に成膜ガスを供給するガス供給口を有するガス供給ノズルと、前記反応室を昇温しつつ第1エッチングガスを前記反応室に供給し、その後、前記反応室が前記第1温度になった際に前記第1エッチングガスに加えてシリコン原子含有ガスの前記反応室への供給を開始し、その後、前記反応室が前記第1温度になった際に前記シリコン原子含有ガスと炭素原子含有ガスの前記反応室への供給を開始するように制御するコントローラを具備する基板処理装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, a reaction chamber that processes a plurality of substrates, a boat that holds the plurality of substrates, and a gas supply port that supplies a film forming gas to the plurality of substrates are provided. A gas supply nozzle and a first etching gas are supplied to the reaction chamber while raising the temperature of the reaction chamber. Thereafter, when the reaction chamber reaches the first temperature, silicon atoms are added to the first etching gas. The supply of the containing gas to the reaction chamber is started, and then the supply of the silicon atom-containing gas and the carbon atom-containing gas to the reaction chamber is started when the reaction chamber reaches the first temperature. A substrate processing apparatus including a controller for controlling is provided.

表面荒れの少ない基板を提供することができる。   A substrate with less surface roughness can be provided.

本発明が適用される半導体製造装置の斜視図である。1 is a perspective view of a semiconductor manufacturing apparatus to which the present invention is applied. 本発明が適用される処理炉の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the processing furnace to which this invention is applied. 本発明が適用される処理炉の平面断面図である。It is a plane sectional view of a processing furnace to which the present invention is applied. 本発明が適用される半導体製造装置のガス供給ユニットを説明する図である。It is a figure explaining the gas supply unit of the semiconductor manufacturing apparatus with which this invention is applied. 本発明が適用される半導体製造装置の制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control structure of the semiconductor manufacturing apparatus with which this invention is applied. 本発明が適用される半導体製造装置の処理炉及びその周辺構造の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the processing furnace of the semiconductor manufacturing apparatus with which this invention is applied, and its peripheral structure. 本発明の第1の実施形態を示すプロセスシーケンス図である。It is a process sequence diagram which shows the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態を示すプロセスシーケンス図である。It is a process sequence diagram which shows the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態を示すプロセスシーケンス図である。It is a process sequence diagram which shows the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態を示すプロセスシーケンス図である。It is a process sequence diagram which shows the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態を示すプロセスシーケンス図である。It is a process sequence diagram which shows the 5th Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態では、基板処理装置の一例であるSiCエピタキシャル成長装置における、高さ方向にSiCウェーハを並べる、所謂バッチ式縦型SiCエピタキシャル成長装置で説明する。なお、バッチ式縦型SiCエピタキシャル成長装置とすることで、一度に処理できるSiCウェーハの数が多くなりスループットが向上する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a so-called batch type vertical SiC epitaxial growth apparatus in which SiC wafers are arranged in the height direction in a SiC epitaxial growth apparatus which is an example of a substrate processing apparatus will be described. In addition, by setting it as a batch type vertical SiC epitaxial growth apparatus, the number of the SiC wafers which can be processed at once increases and a throughput improves.

<全体構成>
先ず、図1に於いて、本発明の第1の実施形態に於けるSiCエピタキシャル膜を成膜する基板処理装置、および、半導体デバイスの製造工程の一つであるSiCエピタキシャル膜を成膜する基板の製造方法について説明する。
<Overall configuration>
First, referring to FIG. 1, a substrate processing apparatus for forming a SiC epitaxial film according to the first embodiment of the present invention, and a substrate for forming a SiC epitaxial film which is one of semiconductor device manufacturing steps. The manufacturing method will be described.

基板処理装置(成膜装置)としての半導体製造装置10は、バッチ式縦型熱処理装置であり、主要部が配置される筐体12を有する。前記半導体製造装置10には、例えばSiC等で構成された基板としてのウェーハ14(図2参照)を収納する基板収容器として、フープ(以下、ポッドと称す)16がウェーハキャリアとして使用される。前記筐体12の正面側には、ポッドステージ18が配置されており、該ポッドステージ18にポッド16が搬送される。ポッド16には、例えば25枚のウェーハ14が収納され、蓋が閉じられた状態で前記ポッドステージ18にセットされる。   A semiconductor manufacturing apparatus 10 as a substrate processing apparatus (film forming apparatus) is a batch type vertical heat treatment apparatus, and includes a housing 12 in which a main part is arranged. In the semiconductor manufacturing apparatus 10, a hoop (hereinafter referred to as a pod) 16 is used as a wafer carrier as a substrate container for storing a wafer 14 (see FIG. 2) as a substrate made of, for example, SiC. A pod stage 18 is disposed on the front side of the housing 12, and the pod 16 is conveyed to the pod stage 18. For example, 25 wafers 14 are stored in the pod 16 and set on the pod stage 18 with the lid closed.

前記筐体12内の正面であって、前記ポッドステージ18に対向する位置には、ポッド搬送装置20が配置されている。又、該ポッド搬送装置20の近傍にはポッド収納棚22、ポッドオープナ24及び基板枚数検知器26が配置されている。前記ポッド収納棚22は前記ポッドオープナ24の上方に配置され、ポッド16を複数個載置した状態で保持する様に構成されている。前記基板枚数検知器26は、前記ポッドオープナ24に隣接して配置され、前記ポッド搬送装置20は前記ポッドステージ18と前記ポッド収納棚22と前記ポッドオープナ24との間でポッド16を搬送する。前記ポッドオープナ24はポッド16の蓋を開けるものであり、前記基板枚数検知器26は蓋を開けられたポッド16内のウェーハ14の枚数を検知する様になっている。   A pod transfer device 20 is disposed in a front face of the housing 12 and at a position facing the pod stage 18. A pod storage shelf 22, a pod opener 24, and a substrate number detector 26 are disposed in the vicinity of the pod transfer device 20. The pod storage shelf 22 is disposed above the pod opener 24 and is configured to hold a plurality of pods 16 mounted thereon. The substrate number detector 26 is disposed adjacent to the pod opener 24, and the pod transfer device 20 transfers the pod 16 among the pod stage 18, the pod storage shelf 22, and the pod opener 24. The pod opener 24 opens the lid of the pod 16, and the substrate number detector 26 detects the number of wafers 14 in the pod 16 with the lid opened.

前記筐体12内には、基板移載機28、基板保持具としてのボート30が配置されている。前記基板移載機28は、アーム(ツイーザ)32を有し、図示しない駆動手段により昇降可能且つ回転可能な構造となっている。前記アーム32は、例えば5枚のウェーハ14を取出すことができ、前記アーム32を動かすことにより、前記ポッドオープナ24の位置に置かれたポッド16及びボート30間にてウェーハ14を搬送する。   A substrate transfer machine 28 and a boat 30 as a substrate holder are disposed in the housing 12. The substrate transfer machine 28 has an arm (tweezer) 32, and has a structure that can be moved up and down and rotated by a driving means (not shown). The arm 32 can take out, for example, five wafers 14. By moving the arm 32, the wafer 14 is transferred between the pod 16 and the boat 30 placed at the position of the pod opener 24.

前記ボート30は、例えばカーボングラファイトやSiC等の耐熱性材料で構成されており、複数枚のウェーハ14を水平姿勢で、且つ互いに中心を揃えた状態で整列させて縦方向に積上げ、保持する様に構成されている。尚、前記ボート30の下部には、例えば石英やSiC等の耐熱性材料で構成された円盤形状の断熱部材としてボート断熱部34が配置されており、後述する被加熱体48からの熱が処理炉40の下方側に伝わりにくくなる様に構成されている(図2参照)。   The boat 30 is made of a heat-resistant material such as carbon graphite or SiC, for example, and a plurality of wafers 14 are arranged in a horizontal posture and aligned with their centers aligned, and are stacked and held in the vertical direction. It is configured. Note that a boat heat insulating portion 34 is disposed as a disk-shaped heat insulating member made of a heat resistant material such as quartz or SiC at the lower portion of the boat 30, and heat from the heated body 48 to be described later is processed. It is comprised so that it may become difficult to be transmitted to the downward side of the furnace 40 (refer FIG. 2).

前記筐体12内の背面側上部には前記処理炉40が配置されている。該処理炉40内に複数枚のウェーハ14を装填した前記ボート30が搬入され、熱処理が行われる。   The processing furnace 40 is disposed in the upper part on the back side in the housing 12. The boat 30 loaded with a plurality of wafers 14 is loaded into the processing furnace 40 and subjected to heat treatment.

<処理炉構成>
次に、図2、図3、図4に於いて、SiCエピタキシャル膜を成膜する前記半導体製造装置10の前記処理炉40について説明する。処理炉40には、第1のガス供給口68を有する第1のガス供給ノズル60、第2のガス供給口72を有する第2のガス供給ノズル70、及び第1のガス排気口90が設けられる。又、不活性ガスを供給する第3のガス供給口360、第2のガス排気口390が図示されている。
<Processing furnace configuration>
Next, referring to FIGS. 2, 3, and 4, the processing furnace 40 of the semiconductor manufacturing apparatus 10 for forming a SiC epitaxial film will be described. The processing furnace 40 is provided with a first gas supply nozzle 60 having a first gas supply port 68, a second gas supply nozzle 70 having a second gas supply port 72, and a first gas exhaust port 90. It is done. In addition, a third gas supply port 360 and a second gas exhaust port 390 for supplying an inert gas are shown.

処理炉40は、石英又はSiC等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成された反応管42を備えている。反応管42の下方には、反応管42と同心円状にマニホールド36が配設されている。該マニホールド36は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。該マニホールド36は、反応管42を支持する様に設けられている。尚、マニホールド36と反応管42との間には、シール部材としてのOリング(図示せず)が設けられている。マニホールド36が図示しない保持体に支持されることにより、反応管42は垂直に据付けられた状態になっている。該反応管42とマニホールド36により、反応容器が形成されている。   The processing furnace 40 is made of a heat resistant material such as quartz or SiC, and includes a reaction tube 42 formed in a cylindrical shape having a closed upper end and an opened lower end. Below the reaction tube 42, a manifold 36 is disposed concentrically with the reaction tube 42. The manifold 36 is made of, for example, stainless steel and is formed in a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened. The manifold 36 is provided to support the reaction tube 42. An O-ring (not shown) as a seal member is provided between the manifold 36 and the reaction tube 42. Since the manifold 36 is supported by a holding body (not shown), the reaction tube 42 is installed vertically. A reaction vessel is formed by the reaction tube 42 and the manifold 36.

処理炉40は、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成された被誘導体48及び磁場発生部としての誘導コイル50を具備している。被誘導体48の筒中空部には、反応室44が形成れており、SiC等で構成された基板としてのウェーハ14を保持したボート30を収納可能に構成されている。また、図2の下枠内に示されるように、ウェーハ14は、円環状の下部ウェーハホルダ15に保持され、上面を円板状の上部ウェーハホルダ15aで覆われた状態でボート30に保持されるとよい。これにより、ウェーハ上部から落下しているパーティクルからウェーハ14を守ることができると共に、成膜面(ウェーハ14の下面)に対して裏面側の成膜を抑制することができる。また、ウェーハホルダ15の分ボート柱から成膜面を離すことができ、ボート柱の影響を小さくすることができる。ボート30は、水平姿勢で、且つ、互いに中心を揃えた状態で縦方向に整列するようにウェーハホルダ15に保持されたウェーハ14を保持するよう構成されている。被誘導体48は、該反応管42の外側に設けられた誘導コイル50により発生される磁場によって加熱される様になっており、被誘導体48が発熱することにより、反応室44内が加熱される様になっている。   The processing furnace 40 includes a derivative 48 formed in a cylindrical shape with an upper end closed and a lower end opened, and an induction coil 50 as a magnetic field generation unit. A reaction chamber 44 is formed in a cylindrical hollow portion of the to-be-derivatized 48 so that the boat 30 holding the wafer 14 as a substrate made of SiC or the like can be accommodated. As shown in the lower frame of FIG. 2, the wafer 14 is held by the annular lower wafer holder 15 and held by the boat 30 with the upper surface covered by the disk-like upper wafer holder 15 a. Good. Thereby, the wafer 14 can be protected from particles falling from the upper part of the wafer, and film formation on the back surface side with respect to the film formation surface (lower surface of the wafer 14) can be suppressed. Further, the film forming surface can be separated from the boat column of the wafer holder 15, and the influence of the boat column can be reduced. The boat 30 is configured to hold the wafers 14 held by the wafer holder 15 so as to be aligned in the vertical direction in a horizontal posture and with the centers aligned. The derivative 48 is heated by a magnetic field generated by an induction coil 50 provided outside the reaction tube 42, and the reaction chamber 44 is heated when the derivative 48 generates heat. It is like.

被誘導体48の近傍には、反応室44内の温度を検出する温度検出体として図示しない温度センサが設けられている。誘導コイル50及び温度センサは、温度制御部52と電気的に接続されており、温度センサにより検出された温度情報に基づき、誘導コイル50への通電具合が調節されることで、反応室44内の温度が所望の温度分布となる様所定のタイミングにて制御される様構成されている(図5参照)。   In the vicinity of the derivative 48, a temperature sensor (not shown) is provided as a temperature detector that detects the temperature in the reaction chamber 44. The induction coil 50 and the temperature sensor are electrically connected to the temperature control unit 52, and the inside of the reaction chamber 44 is adjusted by adjusting the degree of energization to the induction coil 50 based on the temperature information detected by the temperature sensor. The temperature is controlled at a predetermined timing so as to obtain a desired temperature distribution (see FIG. 5).

尚、好ましくは、反応室44内に於いて前記第1及び第2のガス供給ノズル60,70と第1のガス排気口90との間であって、前記被加熱体48とウェーハ14との間には、被加熱体48とウェーハ14との間の空間を埋める様、鉛直方向に延在し断面が円弧状の構造物300を反応室44内に設けるのがよい。例えば、図3に示す様に、対向する位置にそれぞれ構造物300を設けることで、第1及び第2のガス供給ノズル60,70から供給されるガスが、被誘導体48の内壁に沿ってウェーハ14を迂回するのを防止することができる。構造物300としては、好ましくは断熱材若しくはカーボンフェルト等で構成すると、耐熱及びパーティクルの発生を抑制することができる。   Preferably, in the reaction chamber 44, between the first and second gas supply nozzles 60, 70 and the first gas exhaust port 90, and between the heated object 48 and the wafer 14. In the meantime, a structure 300 extending in the vertical direction and having an arc-shaped cross section is preferably provided in the reaction chamber 44 so as to fill the space between the heated object 48 and the wafer 14. For example, as shown in FIG. 3, by providing the structures 300 at the opposing positions, the gas supplied from the first and second gas supply nozzles 60 and 70 is transferred along the inner wall of the derivative 48 to the wafer. Bypassing 14 can be prevented. When the structure 300 is preferably made of a heat insulating material, carbon felt or the like, heat resistance and generation of particles can be suppressed.

反応管42と被誘導体48との間には、例えば誘電されにくいカーボンフェルト等で構成された断熱材54が設けられ、該断熱材54を設けることにより、被誘導体48の熱が反応管42或は該反応管42の外側へ伝達するのを抑制することができる。   Between the reaction tube 42 and the to-be-derivatized 48, a heat insulating material 54 made of, for example, a carbon felt that is not easily dielectric is provided. By providing the heat insulating material 54, the heat of the to-be-derivatized 48 is changed to the reaction tube 42 or Can suppress the transmission to the outside of the reaction tube 42.

又、誘導コイル50の外側には、反応室44内の熱が外側に伝達するのを抑制する為の、例えば水冷構造である外側断熱壁55が反応室44を囲む様に設けられている。更に、外側断熱壁55の外側には、誘導コイル50により発生された磁場が外側に漏れるのを防止する磁気シール58が設けられている。   Further, an outer heat insulating wall 55 having, for example, a water cooling structure is provided outside the induction coil 50 so as to suppress the heat in the reaction chamber 44 from being transmitted to the outside so as to surround the reaction chamber 44. Further, a magnetic seal 58 for preventing the magnetic field generated by the induction coil 50 from leaking outside is provided outside the outer heat insulating wall 55.

図2に示す様に、被誘導体48とウェーハ14との間には、少なくとも1つの第1のガス供給口68が設けられた第1のガス供給ノズル60が設置される。又、被誘導体48とウェーハ14との間の第1のガス供給ノズル60とは異なる箇所には、少なくとも1つの第2のガス供給口72が設けられた第2のガス供給ノズル70が設けられる。また、第1のガス排気口90も同様に被加熱体48とウェーハ14との間に配置される。又、反応管42と断熱材54との間に、第3のガス供給口360及び第2のガス排気口390が配置されている。なお、第1のガス供給ノズル60及び第2のガス供給ノズル70から供給されるガス種については、後述する。   As shown in FIG. 2, a first gas supply nozzle 60 provided with at least one first gas supply port 68 is installed between the derivative 48 and the wafer 14. Further, a second gas supply nozzle 70 provided with at least one second gas supply port 72 is provided at a location different from the first gas supply nozzle 60 between the derivative 48 and the wafer 14. . Similarly, the first gas exhaust port 90 is also disposed between the heated object 48 and the wafer 14. In addition, a third gas supply port 360 and a second gas exhaust port 390 are disposed between the reaction tube 42 and the heat insulating material 54. The gas types supplied from the first gas supply nozzle 60 and the second gas supply nozzle 70 will be described later.

第1のガス供給口68及び第1のガス供給ノズル60は、例えばカーボングラファイトで構成され、反応室44内に設けられる。又、第1のガス供給ノズル60は、マニホールド36を貫通する様に該マニホールド36に取付けられている。該第1のガス供給ノズル60は、第1のガスライン222を介してガス供給ユニット200に接続される。   The first gas supply port 68 and the first gas supply nozzle 60 are made of, for example, carbon graphite and are provided in the reaction chamber 44. The first gas supply nozzle 60 is attached to the manifold 36 so as to penetrate the manifold 36. The first gas supply nozzle 60 is connected to the gas supply unit 200 via the first gas line 222.

前記第2のガス供給口72は、例えばカーボングラファイトで構成され、反応室44内に設けられる。また、第2のガス供給ノズル70は、マニホールド36を貫通する様に、該マニホールド36に取付けられている。また、第2のガス供給ノズル70は、第2のガスライン260を介してガス供給ユニット200に接続されている。   The second gas supply port 72 is made of, for example, carbon graphite and is provided in the reaction chamber 44. The second gas supply nozzle 70 is attached to the manifold 36 so as to penetrate the manifold 36. Further, the second gas supply nozzle 70 is connected to the gas supply unit 200 via the second gas line 260.

又、第1のガス供給ノズル60及び第2のガス供給ノズル70に於いて、基板の配列領域に第1のガス供給口68及び第2のガス供給口72が1つ設けられていてもよく、ウェーハ14の所定枚数毎に設けられていてもよい。   Further, in the first gas supply nozzle 60 and the second gas supply nozzle 70, one first gas supply port 68 and one second gas supply port 72 may be provided in the arrangement region of the substrate. Alternatively, it may be provided for every predetermined number of wafers 14.

<排気系>
図3に示す様に、第1のガス排気口90が、ボート30より下部に設けられ、マニホールド36には、第1のガス排気口90に接続されたガス排気管230が貫通する様設けられている。該ガス排気管230の下流側には、図示しない圧力検出器としての圧力センサ及び、圧力調整器としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ214を介して真空ポンプ等の真空排気装置220が接続されている。圧力センサ及びAPCバルブ214には、圧力制御部98が電気的に接続されており、該圧力制御部98は圧力センサにより検出された圧力に基づいてAPCバルブ214の開度を調整し、処理炉40内の圧力が所定の圧力となる様所定のタイミングにて制御する様に構成されている(図5参照)。
<Exhaust system>
As shown in FIG. 3, a first gas exhaust port 90 is provided below the boat 30, and a gas exhaust pipe 230 connected to the first gas exhaust port 90 is provided in the manifold 36 so as to pass therethrough. ing. A vacuum exhaust device 220 such as a vacuum pump is connected to the downstream side of the gas exhaust pipe 230 via a pressure sensor (not shown) as a pressure detector and an APC (Auto Pressure Controller) valve 214 as a pressure regulator. Yes. A pressure control unit 98 is electrically connected to the pressure sensor and the APC valve 214, and the pressure control unit 98 adjusts the opening degree of the APC valve 214 based on the pressure detected by the pressure sensor, thereby processing furnace. Control is performed at a predetermined timing so that the pressure in 40 becomes a predetermined pressure (see FIG. 5).

上記した様に、第1のガス供給口68及び第2のガス供給口72から供給されたガスはSi又はSiCで構成されたウェーハ14に対し平行に流れ、第1のガス排気口90より排気されるので、ウェーハ14全体が効率的且つ均一にガスに晒される。   As described above, the gas supplied from the first gas supply port 68 and the second gas supply port 72 flows in parallel to the wafer 14 made of Si or SiC, and is exhausted from the first gas exhaust port 90. Therefore, the entire wafer 14 is exposed to the gas efficiently and uniformly.

また、ボート30の下には、反応室からの輻射熱によりマニホールド36等が加熱されないようにボート断熱部34Aが設けられる。また、本実施形態では、反応室にて加熱された成膜ガスが高温のままマニホールド36等に到達しないように、成膜ガスと熱交換を行い、成膜ガスの温度を下げるための熱交換部が設けられている。具体的には、ボート断熱部34Aを中空筒状とし、その側面に沿って成膜ガスが排気されるようにしている。このようにボート断熱部34Aを筒状とすることで排気される成膜ガスとの接触面積が大きくなり熱交換の効率が向上する。また、当該ボート断熱部34Aを囲むように、第1熱交換部34B、及び、ガス供給ノズル60(70)の下部に設けられた第2熱交換部が設けられる。これらの第1熱交換部34B及び第2熱交換部34Cは、ボート断熱部34Aと間隙を有するように配置され、また、排気される成膜ガスの流路を反応質内における成膜ガスの流路より狭くしている。これにより、成膜ガスは、狭い流路を介して排気されるので、より熱交換の効率が良くなる。   A boat heat insulating portion 34A is provided under the boat 30 so that the manifold 36 and the like are not heated by the radiant heat from the reaction chamber. Further, in the present embodiment, heat exchange is performed to reduce the temperature of the deposition gas by performing heat exchange with the deposition gas so that the deposition gas heated in the reaction chamber does not reach the manifold 36 or the like at a high temperature. Is provided. Specifically, the boat heat insulating portion 34A has a hollow cylindrical shape, and the film forming gas is exhausted along the side surface. Thus, by making the boat heat insulating part 34A cylindrical, the contact area with the film forming gas exhausted is increased, and the efficiency of heat exchange is improved. Moreover, the 2nd heat exchange part provided in the lower part of the 1st heat exchange part 34B and the gas supply nozzle 60 (70) is provided so that the said boat heat insulation part 34A may be enclosed. The first heat exchanging part 34B and the second heat exchanging part 34C are arranged so as to have a gap with the boat heat insulating part 34A, and the flow of the film forming gas to be exhausted is passed through the flow path of the film forming gas in the reactant. It is narrower than the flow path. Thereby, since the film forming gas is exhausted through the narrow flow path, the efficiency of heat exchange is further improved.

又、図3に示す様に、第3のガス供給口360は反応管42と断熱材54との間に配置され、マニホールド36を貫通する様に取付けられている。更に、第2のガス排気口390が、反応管42と断熱材54との間であり、第3のガス供給口360に対して対向する様に配置され、第2のガス排気口390はガス排気管230に接続されている。第3のガス供給口360は、マニホールド36を貫通する第3のガスライン240に形成され、第3のガスラインは、ガス供給ユニット200に接続される。また、図4に示されるように、第3のガスラインは、バルブ212f、MFC211fを介してガス供給源210fと接続されている。該ガス供給源210fからは不活性ガスとして、例えば希ガスのArガスが供給され、SiCエピタキシャル膜成長に寄与するガスが反応管42と断熱材54との間に進入するのを防ぎ、反応管42の内壁又は断熱材54の外壁に不要な生成物が付着するのを防止することができる。   As shown in FIG. 3, the third gas supply port 360 is disposed between the reaction tube 42 and the heat insulating material 54 and attached so as to penetrate the manifold 36. Further, the second gas exhaust port 390 is disposed between the reaction tube 42 and the heat insulating material 54 so as to face the third gas supply port 360, and the second gas exhaust port 390 is a gas It is connected to the exhaust pipe 230. The third gas supply port 360 is formed in a third gas line 240 that penetrates the manifold 36, and the third gas line is connected to the gas supply unit 200. As shown in FIG. 4, the third gas line is connected to a gas supply source 210f via a valve 212f and an MFC 211f. For example, a rare gas Ar gas is supplied as an inert gas from the gas supply source 210f, and a gas contributing to the growth of the SiC epitaxial film is prevented from entering between the reaction tube 42 and the heat insulating material 54. It is possible to prevent unnecessary products from adhering to the inner wall of 42 or the outer wall of the heat insulating material 54.

又、反応管42と断熱材54との間に供給された不活性ガスは、第2のガス排気口390よりガス排気管230の下流側にあるAPCバルブ214を介して真空排気装置220から排気される。   Further, the inert gas supplied between the reaction tube 42 and the heat insulating material 54 is exhausted from the vacuum exhaust device 220 via the APC valve 214 on the downstream side of the gas exhaust tube 230 from the second gas exhaust port 390. Is done.

<各ガス供給系に供給されるガスの詳細>
次に、図4を用いて、第1のガス供給系及び第2のガス供給系について説明する。図4に示されるように、該第1のガスライン222は、SiHガス、HClガス、不活性ガスに対して流量制御器(流量制御手段)としてのマスフローコントローラ(以下MFCとする)211a,211b,211c、及び、バルブ212a,212b,212cを介して、例えばSiHガス供給源210a、HClガス供給源210b、不活性ガス供給源210cに接続されている。
<Details of gas supplied to each gas supply system>
Next, the first gas supply system and the second gas supply system will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the first gas line 222 includes a mass flow controller (hereinafter referred to as MFC) 211a as a flow rate controller (flow rate control means) for SiH 4 gas, HCl gas, and inert gas. For example, the SiH 4 gas supply source 210a, the HCl gas supply source 210b, and the inert gas supply source 210c are connected via the 211b and 211c and the valves 212a, 212b, and 212c.

上記構成により、SiHガス、HClガス、不活性ガスのそれぞれの供給流量、濃度、分圧、供給タイミングを反応室44内に於いて制御することができる。バルブ212a,212b,212c、MFC211a,211b,211cは、ガス流量制御部78に電気的に接続されており、それぞれ供給するガスの流量が所定流量となる様に、所定のタイミングにて制御される様になっている(図5参照)。尚、SiHガス、HClガス、不活性ガスのそれぞれのガス供給源210a,210b、210c、バルブ212a,212b、212c、MFC211a,211b,211c、第1のガスライン222、第1のガス供給ノズル60及び該第1のガス供給ノズル60に少なくとも1つ設けられる第1のガス供給口68により、ガス供給系として第1のガス供給系が構成される。 With the above configuration, the supply flow rate, concentration, partial pressure, and supply timing of SiH 4 gas, HCl gas, and inert gas can be controlled in the reaction chamber 44. The valves 212a, 212b, and 212c and the MFCs 211a, 211b, and 211c are electrically connected to the gas flow rate control unit 78, and are controlled at a predetermined timing so that the flow rate of the supplied gas becomes a predetermined flow rate. (See FIG. 5). Note that SiH 4 gas, HCl gas, and inert gas supply sources 210a, 210b, and 210c, valves 212a, 212b, and 212c, MFCs 211a, 211b, and 211c, a first gas line 222, and a first gas supply nozzle, respectively. 60 and at least one first gas supply port 68 provided in the first gas supply nozzle 60 constitute a first gas supply system as a gas supply system.

また、第2のガスライン260は、C(炭素)原子含有ガスとして、例えばCガスに対して流量制御手段としてのMFC211d及びバルブ212dを介してCガス供給源210dに接続され、還元ガスとして、例えばHガスに対して流量制御手段としてのMFC211e及びバルブ212eを介してHガス供給源210eに接続されている。 Further, the second gas line 260 is connected to a C 3 H 8 gas supply source 210d via a MFC 211d and a valve 212d as flow rate control means for C 3 H 8 gas, for example, as C (carbon) atom-containing gas. As a reducing gas, for example, the H 2 gas is connected to the H 2 gas supply source 210e via the MFC 211e and the valve 212e as flow rate control means.

上記構成により、Cガス、Hガスの供給流量、濃度、分圧を反応室44内に於いて制御することができる。バルブ212d,212e、MFC211d,211eは、ガス流量制御部78に電気的に接続されており、供給するガス流量が所定の流量となる様、所定のタイミングにて制御される様になっている(図5参照)。尚、Cガス、Hガスのガス供給源210d,210e、バルブ212d,212e、MFC211d,211e、第2のガスライン260、第2のガス供給ノズル70、第2のガス供給口72により、ガス供給系として第2のガス供給系が構成される。 With the above configuration, the supply flow rate, concentration, and partial pressure of C 3 H 8 gas and H 2 gas can be controlled in the reaction chamber 44. The valves 212d and 212e and the MFCs 211d and 211e are electrically connected to the gas flow rate control unit 78, and are controlled at a predetermined timing so that the supplied gas flow rate becomes a predetermined flow rate ( (See FIG. 5). In addition, gas supply sources 210d and 210e of C 3 H 8 gas and H 2 gas, valves 212d and 212e, MFCs 211d and 211e, a second gas line 260, a second gas supply nozzle 70, and a second gas supply port 72 Thus, a second gas supply system is configured as the gas supply system.

このように、Si原子含有ガスとC原子含有ガスを異なるガス供給ノズルから供給することにより、ガス供給ノズル内では、SiC膜が堆積しないようにすることができる。なお、Si原子含有ガス及びC原子含有ガスの濃度や流速を調整したい場合は、夫々適切なキャリアガスを供給すればよい。   Thus, by supplying the Si atom-containing gas and the C atom-containing gas from different gas supply nozzles, it is possible to prevent the SiC film from being deposited in the gas supply nozzle. In addition, what is necessary is just to supply appropriate carrier gas, respectively, when adjusting the density | concentration and flow velocity of Si atom containing gas and C atom containing gas.

更に、Si原子含有ガスを、より効率的に使用するため水素ガスのような還元ガスを用いる場合がある。この場合、還元ガスは、C原子含有ガスを供給する第2のガス供給ノズル70を介して供給することが望ましい。このように還元ガスをC原子含有ガスと共に供給し、反応室44内でSi原子含有ガスと混合することにより、還元ガスが少ない状態となるためSi原子含有ガスの分解を成膜時と比較して抑制することができ、第1のガス供給ノズル内におけるSi膜の堆積を抑制することが可能となる。この場合、還元ガスをC原子含有ガスのキャリアガスとして用いることが可能となる。なお、Si原子含有ガスのキャリアとしては、アルゴン(Ar)のような不活性ガス(特に希ガス)を用いることにより、Si膜の堆積を抑制することが可能となる。   Furthermore, a reducing gas such as hydrogen gas may be used in order to use the Si atom-containing gas more efficiently. In this case, it is desirable to supply the reducing gas through the second gas supply nozzle 70 that supplies the C atom-containing gas. In this way, the reducing gas is supplied together with the C atom-containing gas and mixed with the Si atom-containing gas in the reaction chamber 44, so that the reducing gas is reduced. Therefore, the decomposition of the Si atom-containing gas is compared with that during film formation. Therefore, the deposition of the Si film in the first gas supply nozzle can be suppressed. In this case, the reducing gas can be used as a carrier gas for the C atom-containing gas. Note that the use of an inert gas (particularly a rare gas) such as argon (Ar) as the carrier of the Si atom-containing gas can suppress the deposition of the Si film.

更に、第1のガス供給ノズル60には、HClのような塩素原子含有ガスを供給することが望ましい。このようにすると、Si原子含有ガスが熱により分解し、第1のガス供給ノズル内に堆積可能な状態となったとしても、塩素によりエッチングモードとすることが可能となり、第1のガス供給ノズル内へのSi膜の堆積をより抑制することが可能になる。また、塩素原子含有ガスには、堆積した膜をエッチングする効果もあり、第1のガス供給口68の閉塞を抑制することが可能となる。   Further, it is desirable to supply a chlorine atom-containing gas such as HCl to the first gas supply nozzle 60. In this way, even if the Si atom-containing gas is decomposed by heat and can be deposited in the first gas supply nozzle, it becomes possible to enter the etching mode with chlorine, and the first gas supply nozzle It is possible to further suppress the deposition of the Si film inside. Further, the chlorine atom-containing gas also has an effect of etching the deposited film, and the first gas supply port 68 can be prevented from being blocked.

なお、SiCエピタキシャル膜を形成する際に流すCl(塩素)原子含有ガスとしてHClガスを例示したが、塩素ガスを用いてもよい。   In addition, although HCl gas was illustrated as Cl (chlorine) atom containing gas flowed when forming a SiC epitaxial film, you may use chlorine gas.

又、上述ではSiCエピタキシャル膜を形成する際に、Si(シリコン)原子含有ガスとCl(塩素)原子含有ガスとを供給したが、Si原子とCl原子を含むガス、例えばテトラクロロシラン(以下SiClとする)ガス、トリクロロシラン(以下SiHCl)ガス、ジクロロシラン(以下SiHCl)ガスを供給してもよい。また、言うまでもないが、これらのSi原子及びCl原子を含むガスは、Si原子含有ガスでも有り、又は、Si原子含有ガス及びCl原子含有ガスの混合ガスともいえる。特に、SiClは、熱分解される温度が比較的高いため、ノズル内のSi消費抑制の観点から望ましい。 In the above description, when forming the SiC epitaxial film, the Si (silicon) atom-containing gas and the Cl (chlorine) atom-containing gas are supplied, but a gas containing Si atoms and Cl atoms, for example, tetrachlorosilane (hereinafter, SiCl 4). ) Gas, trichlorosilane (hereinafter SiHCl 3 ) gas, and dichlorosilane (hereinafter SiH 2 Cl 2 ) gas may be supplied. Needless to say, the gas containing Si atoms and Cl atoms is also a Si atom-containing gas or a mixed gas of Si atom-containing gas and Cl atom-containing gas. In particular, SiCl 4 is desirable from the viewpoint of suppressing the consumption of Si in the nozzle because the temperature at which it is thermally decomposed is relatively high.

又、上述ではC(炭素)原子含有ガスとしてCガスを例示したが、エチレン(以下C2H4とする)ガス、アセチレン(以下Cとする)ガスを用いてもよい。 In the above description, C 3 H 8 gas is exemplified as the C (carbon) atom-containing gas. However, ethylene (hereinafter referred to as C 2 H 4 ) gas or acetylene (hereinafter referred to as C 2 H 2 ) gas may be used.

また、還元ガスとしてHガスを例示したが、これに限らず他のH(水素)原子含有ガスを用いても良い。更には、キャリアガスとしては、Ar(アルゴン)ガス、He(ヘリウム)ガス、Ne(ネオン)ガス、Kr(クリプトン)ガス、Xe(キセノン)ガス等の希ガスのうち少なくとも1つを用いてもよいし、上記したガスを組合わせた混合ガスを用いてもよい。 Although exemplified H 2 gas as the reducing gas, may be used other H (hydrogen) atom-containing gas is not limited thereto. Furthermore, as the carrier gas, at least one of rare gases such as Ar (argon) gas, He (helium) gas, Ne (neon) gas, Kr (krypton) gas, and Xe (xenon) gas may be used. Alternatively, a mixed gas in which the above gases are combined may be used.

なお、以下の説明では、第1のガス供給口68からは、シリコン原子含有ガスとしてのSiClガス及び塩素原子含有ガスとしてのHClガスを供給し、第2のガス供給口72からは、炭素原子含有ガスとしてのCガス、及び、還元ガスとしてのHガスを供給することとして説明する。 In the following description, SiCl 4 gas as a silicon atom-containing gas and HCl gas as a chlorine atom-containing gas are supplied from the first gas supply port 68, and carbon gas is supplied from the second gas supply port 72. C 3 H 8 gas as atom-containing gas, and will be described as supplying the H 2 gas as the reducing gas.

<処理炉の周辺構成>
次に、図6に於いて、処理炉40及びその周辺の構成について説明する。該処理炉40の下方には、該処理炉40の下端開口を気密に閉塞する為の炉口蓋体としてシールキャップ102が設けられている。該シールキャップ102は、例えばステンレス等の金属製であり、円盤状に形成されている。該シールキャップ102の上面には、処理炉40の下端と当接するシール材としてのOリング(図示せず)が設けられている。シールキャップ102には回転機構104が設けられ、該回転機構104の回転軸106はシールキャップ102を貫通してボート30に接続されており、該ボート30を回転させることでウェーハ14を回転させる様に構成されている。
<Processing furnace peripheral configuration>
Next, referring to FIG. 6, the configuration of the processing furnace 40 and its surroundings will be described. Below the processing furnace 40, a seal cap 102 is provided as a furnace port lid for hermetically closing the lower end opening of the processing furnace 40. The seal cap 102 is made of a metal such as stainless steel and is formed in a disk shape. An O-ring (not shown) is provided on the upper surface of the seal cap 102 as a sealing material that comes into contact with the lower end of the processing furnace 40. The seal cap 102 is provided with a rotation mechanism 104, and the rotation shaft 106 of the rotation mechanism 104 is connected to the boat 30 through the seal cap 102, and the wafer 14 is rotated by rotating the boat 30. It is configured.

又、シールキャップ102は処理炉40の外側に設けられた昇降機構として、後述する昇降モータ122によって垂直方向に昇降される様に構成されており、これにより前記ボート30を処理炉40に対して搬入搬出することが可能となっている。回転機構104及び昇降モータ122には、駆動制御部108が電気的に接続されており、所定の動作をする様所定のタイミングにて制御する様構成されている(図5参照)。   Further, the seal cap 102 is configured as a lifting mechanism provided outside the processing furnace 40 so as to be vertically lifted by a lifting motor 122 which will be described later. It is possible to carry in and out. A drive control unit 108 is electrically connected to the rotation mechanism 104 and the lifting motor 122, and is configured to control at a predetermined timing so as to perform a predetermined operation (see FIG. 5).

予備室としてのロードロック室110の外面に下基板112が設けられている。該下基板112には、昇降台114と摺動自在に嵌合するガイドシャフト116及び昇降台114と螺合するボール螺子118が設けられている。又、下基板112に立設した前記ガイドシャフト116及びボール螺子118の上端には上基板120が設けられている。ボール螺子118は、上基板120に設けられた昇降モータ122によって回転され、ボール螺子118が回転されることで昇降台114が昇降する様になっている。   A lower substrate 112 is provided on the outer surface of the load lock chamber 110 as a spare chamber. The lower substrate 112 is provided with a guide shaft 116 that is slidably fitted to the lifting platform 114 and a ball screw 118 that is screwed to the lifting platform 114. Further, an upper substrate 120 is provided at the upper ends of the guide shaft 116 and the ball screw 118 erected on the lower substrate 112. The ball screw 118 is rotated by an elevating motor 122 provided on the upper substrate 120, and the elevating platform 114 is moved up and down by rotating the ball screw 118.

該昇降台114には中空の昇降シャフト124が垂設され、昇降台114と昇降シャフト124の連結部は気密となっており、該昇降シャフト124は昇降台114と共に昇降する様になっている。昇降シャフト124はロードロック室110の天板126を遊貫し、昇降シャフト124が貫通する天板126の貫通孔は、昇降シャフト124が天板126と接触することがない様充分な隙間が形成されている。   A hollow elevating shaft 124 is vertically suspended from the elevating platform 114, and a connecting portion between the elevating platform 114 and the elevating shaft 124 is airtight. The elevating shaft 124 is moved up and down together with the elevating platform 114. The elevating shaft 124 passes through the top plate 126 of the load lock chamber 110, and a sufficient clearance is formed in the through hole of the top plate 126 through which the elevating shaft 124 passes so that the elevating shaft 124 does not contact the top plate 126. Has been.

又、ロードロック室110と昇降台114との間には、昇降シャフト124の周囲を覆う様に伸縮性を有する中空伸縮体としてベローズ128が設けられ、該ベローズ128によりロードロック室110が気密に保たれる様になっている。尚、ベローズ128は昇降台114の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、ベローズ128の内径は昇降シャフト124の外径に比べて充分に大きく、伸縮の際に前記ベローズ128と昇降シャフト124が接触することがない様に構成されている。   A bellows 128 is provided as a hollow elastic body having elasticity so as to cover the periphery of the lifting shaft 124 between the load lock chamber 110 and the lifting platform 114, and the load lock chamber 110 is hermetically sealed by the bellows 128. It is supposed to be kept. The bellows 128 has a sufficient amount of expansion and contraction that can accommodate the amount of elevation of the lifting platform 114, and the inner diameter of the bellows 128 is sufficiently larger than the outer diameter of the lifting shaft 124. It is comprised so that 124 may not contact.

該昇降シャフト124の下端には、昇降基板130が水平に固着され、該昇降基板130の下面にはOリング等のシール部材を介して駆動部カバー132が気密に取付けられる。昇降基板130と駆動部カバー132とで駆動部収納ケース134が構成され、この構成により該駆動部収納ケース134内部はロードロック室110内の雰囲気と隔離される。   The elevating board 130 is horizontally fixed to the lower end of the elevating shaft 124, and the drive unit cover 132 is airtightly attached to the lower surface of the elevating board 130 via a seal member such as an O-ring. The elevating board 130 and the drive unit cover 132 constitute a drive unit storage case 134, and this configuration isolates the inside of the drive unit storage case 134 from the atmosphere in the load lock chamber 110.

又、駆動部収納ケース134の内部には前記ボート30の回転機構104が設けられ、該回転機構104の周辺は冷却機構135によって冷却される様になっている。   A rotation mechanism 104 for the boat 30 is provided inside the drive unit storage case 134, and the periphery of the rotation mechanism 104 is cooled by a cooling mechanism 135.

電力ケーブル138は、昇降シャフト124の上端から中空部を通り、回転機構104に導かれて接続されている。又、冷却機構135及びシールキャップ102には冷却水流路140が形成されている。更に、冷却水配管142が昇降シャフト124の上端から中空部を通り冷却水流路140に導かれて接続されている。   The power cable 138 passes through the hollow portion from the upper end of the elevating shaft 124 and is guided to the rotation mechanism 104 and connected thereto. A cooling water flow path 140 is formed in the cooling mechanism 135 and the seal cap 102. Further, a cooling water pipe 142 is led from the upper end of the elevating shaft 124 through the hollow portion to the cooling water flow path 140 and connected thereto.

昇降モータ122が駆動され、ボール螺子118が回転することで、昇降台114及び昇降シャフト124を介して駆動部収納ケース134を昇降させる。   As the elevating motor 122 is driven and the ball screw 118 rotates, the drive unit storage case 134 is raised and lowered via the elevating platform 114 and the elevating shaft 124.

該駆動部収納ケース134が上昇することにより、昇降基板130に気密に設けられているシールキャップ102が処理炉40の開口部である炉口144を閉塞し、ウェーハ処理が可能な状態となる。又、駆動部収納ケース134が下降することにより、シールキャップ102と共にボート30が降下され、ウェーハ14を外部に搬出できる状態となる。   When the drive unit storage case 134 is raised, the seal cap 102 provided in an airtight manner on the elevating substrate 130 closes the furnace port 144 that is an opening of the processing furnace 40, so that wafer processing is possible. Further, when the drive unit storage case 134 is lowered, the boat 30 is lowered together with the seal cap 102, and the wafer 14 can be carried out to the outside.

<制御部>
次に、図5に於いて、SiCエピタキシャル膜を成膜する半導体製造装置10を構成する各部の制御構成について説明する。
<Control unit>
Next, referring to FIG. 5, the control configuration of each part constituting the semiconductor manufacturing apparatus 10 for forming a SiC epitaxial film will be described.

温度制御部52、ガス流量制御部78、圧力制御部98、駆動制御部108は、操作部及び入出力部を構成し、半導体製造装置10全体を制御する主制御部150に電気的に接続されている。又、温度制御部52、ガス流量制御部78、圧力制御部98、駆動制御部108は、コントローラ152として構成されている。   The temperature control unit 52, the gas flow rate control unit 78, the pressure control unit 98, and the drive control unit 108 constitute an operation unit and an input / output unit, and are electrically connected to a main control unit 150 that controls the entire semiconductor manufacturing apparatus 10. ing. The temperature control unit 52, the gas flow rate control unit 78, the pressure control unit 98, and the drive control unit 108 are configured as a controller 152.

<SiC膜の形成方法の概略>
次に、上述した半導体製造装置10を用い、半導体デバイスの製造工程の一工程として、SiC等で構成されるウェーハ14等の基板上に、例えばSiC膜を形成する基板の製造方法について説明する。尚、以下の説明に於いて半導体製造装置10を構成する各部の動作は、コントローラ152により制御される。
<Outline of SiC Film Forming Method>
Next, as a step of the semiconductor device manufacturing process using the semiconductor manufacturing apparatus 10 described above, a substrate manufacturing method for forming, for example, a SiC film on a substrate such as a wafer 14 made of SiC or the like will be described. In the following description, the operation of each part constituting the semiconductor manufacturing apparatus 10 is controlled by the controller 152.

先ず、ポッドステージ18に複数枚のウェーハ14を収納したポッド16がセットされると、ポッド搬送装置20によりポッド16をポッドステージ18からポッド収納棚22へ搬送し、ストックする。次に、ポッド搬送装置20により、ポッド収納棚22にストックされたポッド16をポッドオープナ24に搬送してセットし、該ポッドオープナ24によりポッド16の蓋を開き、基板枚数検知器26によりポッド16に収納されているウェーハ14の枚数を検知する。   First, when the pod 16 storing a plurality of wafers 14 is set on the pod stage 18, the pod 16 is transferred from the pod stage 18 to the pod storage shelf 22 by the pod transfer device 20 and stocked. Next, the pod 16 stocked on the pod storage shelf 22 is transported and set to the pod opener 24 by the pod transport device 20, the lid of the pod 16 is opened by the pod opener 24, and the pod 16 is detected by the substrate number detector 26. The number of wafers 14 housed in is detected.

次に、基板移載機28により、ポッドオープナ24の位置にあるポッド16からウェーハ14を取出し、ボート30に移載する。   Next, the wafer 14 is taken out from the pod 16 at the position of the pod opener 24 by the substrate transfer device 28 and transferred to the boat 30.

複数枚のウェーハ14がボート30に装填されると、ウェーハ14を保持したボート30は、昇降モータ122による昇降台114及び昇降シャフト124の昇降動作により反応室44内に搬入(ボートローディング)される。この状態では、シールキャップ102はOリング(図示せず)を介してマニホールド36の下端をシールした状態となる。   When a plurality of wafers 14 are loaded into the boat 30, the boat 30 holding the wafers 14 is loaded into the reaction chamber 44 (boat loading) by the lifting and lowering operation of the lifting platform 114 and the lifting shaft 124 by the lifting motor 122. . In this state, the seal cap 102 is in a state of sealing the lower end of the manifold 36 via an O-ring (not shown).

ボート30搬入後、反応室44内が所定の圧力(真空度)となる様に、真空排気装置220によって真空排気される。この時、反応室44内の圧力は、圧力センサ(図示せず)によって測定され、測定された圧力に基づき第1のガス排気口90及び第2のガス排気口390に連通するAPCバルブ214がフィードバック制御される。又、ウェーハ14及び反応室44内が所定の温度となる様前記被誘導体48が加熱される。この時、反応室44内が所定の温度分布となる様、温度センサ(図示せず)が検出した温度情報に基づき誘導コイル50への通電具合がフィードバック制御される。続いて、回転機構104により、ボート30が回転されることで、ウェーハ14が周方向に回転される。   After the boat 30 is loaded, the reaction chamber 44 is evacuated by the evacuation device 220 so that the inside of the reaction chamber 44 has a predetermined pressure (degree of vacuum). At this time, the pressure in the reaction chamber 44 is measured by a pressure sensor (not shown), and the APC valve 214 communicating with the first gas exhaust port 90 and the second gas exhaust port 390 based on the measured pressure is used. Feedback controlled. Further, the derivative 48 is heated so that the inside of the wafer 14 and the reaction chamber 44 has a predetermined temperature. At this time, the current supply to the induction coil 50 is feedback controlled based on temperature information detected by a temperature sensor (not shown) so that the reaction chamber 44 has a predetermined temperature distribution. Subsequently, when the boat 30 is rotated by the rotation mechanism 104, the wafer 14 is rotated in the circumferential direction.

また、基板表面に残留するダメージを取り除くため、基板表面のエッチング処理を行う。その後、SiCエピタキシャル成長反応に寄与するSi(シリコン)原子含有ガス及びCl(塩素)原子含有ガスは、それぞれガス供給源210a,210bから供給され、前記第1のガス供給口68より前記反応室44内に噴出される。又、C(炭素)原子含有ガス及び還元ガスであるHガスが、所定の流量となる様に対応する前記MFC211d,211eの開度が調整された後、バルブ212d,212eが開かれ、それぞれのガスが第2のガスライン260に流通し、第2のガス供給ノズル70に流通して第2のガス供給口72より反応室44内に導入される。 In addition, in order to remove damage remaining on the substrate surface, the substrate surface is etched. Thereafter, the Si (silicon) atom-containing gas and the Cl (chlorine) atom-containing gas contributing to the SiC epitaxial growth reaction are respectively supplied from gas supply sources 210a and 210b, and are supplied into the reaction chamber 44 from the first gas supply port 68. Is erupted. Further, after the opening degrees of the MFCs 211d and 211e corresponding to the C (carbon) atom-containing gas and the reducing gas H 2 gas are adjusted to a predetermined flow rate, the valves 212d and 212e are opened, respectively. The gas flows through the second gas line 260, flows through the second gas supply nozzle 70, and is introduced into the reaction chamber 44 through the second gas supply port 72.

第1のガス供給口68及び第2のガス供給口72より供給されたガスは、反応室44内の被誘導体48の内側を通り、第1のガス排気口90からガス排気管230を通って排気される。第1のガス供給口68及び第2のガス供給口72より供給されたガスは、反応室44内を通過する際に、SiC等で構成されるウェーハ14と接触し、ウェーハ14表面上にSiCエピタキシャル膜成長がなされる。なお、これらについては後に詳述する。   The gas supplied from the first gas supply port 68 and the second gas supply port 72 passes through the inside of the derivative 48 in the reaction chamber 44 and passes through the gas exhaust pipe 230 from the first gas exhaust port 90. Exhausted. When the gas supplied from the first gas supply port 68 and the second gas supply port 72 passes through the reaction chamber 44, the gas contacts the wafer 14 made of SiC or the like, and the SiC is formed on the surface of the wafer 14. Epitaxial film growth is performed. These will be described in detail later.

又、ガス供給源210fより、不活性ガスとしての希ガスであるArガスが所定の流量となる様に対応するMFC211fの開度が調整された後、バルブ212fが開かれ、第3のガスライン240に流通し、第3のガス供給口360から反応室44内に供給される。第3のガス供給口360から供給された不活性ガスとしての希ガスであるArガスは、反応室44内の断熱材54と反応管42との間を通過し、第2のガス排気口390から排気される。   Further, after the opening of the corresponding MFC 211f is adjusted by the gas supply source 210f so that the Ar gas, which is a rare gas as an inert gas, has a predetermined flow rate, the valve 212f is opened and the third gas line is opened. 240 is supplied to the reaction chamber 44 from the third gas supply port 360. Ar gas which is a rare gas as an inert gas supplied from the third gas supply port 360 passes between the heat insulating material 54 in the reaction chamber 44 and the reaction tube 42, and the second gas exhaust port 390. Exhausted from.

次に、予め設定された時間が経過すると、上述したガスの供給が停止され、図示しない不活性ガス供給源より不活性ガスが供給され、反応室44内の被加熱体48の内側の空間が不活性ガスで置換されると共に、反応室44内の圧力が常圧に復帰される。   Next, when a preset time elapses, the gas supply described above is stopped, an inert gas is supplied from an inert gas supply source (not shown), and the space inside the object to be heated 48 in the reaction chamber 44 becomes empty. While being replaced with the inert gas, the pressure in the reaction chamber 44 is returned to normal pressure.

その後、昇降モータ122によりシールキャップ102が下降され、マニホールド36の下端が開口されると共に、処理済みのウェーハ14がボート30に保持された状態でマニホールド36の下端から反応管42の外部に搬出(ボートアンローディング)され、ボート30に保持されたウェーハ14が冷える迄、ボート30を所定位置にて待機させる。待機させた該ボート30のウェーハ14が所定温度迄冷却されると、基板移載機28により、ボート30からウェーハ14を取出し、ポッドオープナ24にセットされている空のポッド16に搬送して収納する。その後、ポッド搬送装置20によりウェーハ14が収納されたポッド16をポッド収納棚22、又は前記ポッドステージ18に搬送する。この様にして、半導体製造装置10の一連の作動が完了する。   Thereafter, the seal cap 102 is lowered by the elevating motor 122, the lower end of the manifold 36 is opened, and the processed wafer 14 is carried out from the lower end of the manifold 36 to the outside of the reaction tube 42 while being held in the boat 30 ( The boat 30 waits at a predetermined position until the wafer 14 held in the boat 30 cools. When the wafers 14 in the boat 30 that have been waiting are cooled to a predetermined temperature, the wafers 14 are taken out from the boat 30 by the substrate transfer device 28, and transferred to the empty pod 16 set in the pod opener 24 for storage. To do. Thereafter, the pod 16 in which the wafers 14 are stored is transferred to the pod storage shelf 22 or the pod stage 18 by the pod transfer device 20. In this way, a series of operations of the semiconductor manufacturing apparatus 10 is completed.

<第1の実施形態>
次に本発明の第1の実施形態として、エッチング処理工程、及び、成膜工程について、図7を用いて詳細に説明する。図7(a)は、反応室44内の温度の変化を示し、図7(b)は、第1のガス供給口68から供給されるシリコン原子含有ガスとしてのSiCl、及び、塩化水素ガス(HCl)の供給タイミングを示し、図7(c)は、第2のガス供給口72から供給される炭素原子含有ガスとしてのC、及び、還元ガスとしてのHガスの供給タイミングを示している。なお、(b)(c)の縦軸は、絶対量を示しているのではなく、概念的に供給量の大きさを示している。
<First Embodiment>
Next, as a first embodiment of the present invention, an etching process and a film forming process will be described in detail with reference to FIG. FIG. 7A shows a change in temperature in the reaction chamber 44, and FIG. 7B shows SiCl 4 as a silicon atom-containing gas supplied from the first gas supply port 68 and hydrogen chloride gas. FIG. 7C shows the supply timing of C 3 H 8 as the carbon atom-containing gas supplied from the second gas supply port 72 and the supply timing of H 2 gas as the reducing gas. Is shown. In addition, the vertical axis | shaft of (b) (c) does not show absolute quantity, but has shown the magnitude | size of supply quantity notionally.

まず、ボート30が反応室44内に搬入された後、誘導コイル50に交流電流を流し、被誘導体48が発熱することにより、反応室44内を昇温する。その後、反応室44内の温度が800℃程度になった時点で、還元ガスとして用いる水素ガスをエッチングガスとして第2のガス供給口72から開始し、ウェーハ14の表面に残留しているダメージを取り除くためのエッチングを開始する(第1のエッチング工程)。エッチングガスとしての水素ガスを供給し基板表面をエッチングしている間も、昇温は続け、1400℃程度になった時点でシリコン原子含有ガスとしてのSiClの供給を開始する(第2のエッチング工程)。これにより、水素ガスによるエッチングによるSiの減少分を補填し、基板表面の荒れを抑制することができる。 First, after the boat 30 is carried into the reaction chamber 44, an alternating current is passed through the induction coil 50, and the to-be-derivatized 48 generates heat, thereby raising the temperature in the reaction chamber 44. Thereafter, when the temperature in the reaction chamber 44 reaches about 800 ° C., hydrogen gas used as a reducing gas is used as an etching gas to start from the second gas supply port 72 and damage remaining on the surface of the wafer 14 is reduced. Etching for removing is started (first etching step). While the hydrogen gas as the etching gas is supplied and the substrate surface is etched, the temperature rise continues, and when the temperature reaches about 1400 ° C., the supply of SiCl 4 as the silicon atom-containing gas is started (second etching). Process). As a result, the decrease in Si caused by etching with hydrogen gas can be compensated, and the surface roughness of the substrate can be suppressed.

その後、反応室44内がエピタキシャル成長を行う温度(ここでは、1600℃)に達した後、第1のガス供給口68から塩素原子含有ガスとしての塩化水素ガスの供給を開始すると共に、シリコン含有ガスとしてのSiClの供給量を大きくする。また、第2のガス供給口72から炭素原子含有ガスとしてのCガスの供給を開始すると共に、還元ガスとしての水素ガスとの供給量を大きくし、SiC膜のエピタキシャル成長を開始する(成膜工程)。なお、成膜工程は、必要な膜厚となるまで続けられる。 Thereafter, after the temperature in the reaction chamber 44 reaches a temperature for epitaxial growth (here, 1600 ° C.), supply of hydrogen chloride gas as a chlorine atom-containing gas from the first gas supply port 68 is started, and the silicon-containing gas The supply amount of SiCl 4 is increased. In addition, the supply of C 3 H 8 gas as the carbon atom-containing gas is started from the second gas supply port 72, the supply amount of hydrogen gas as the reducing gas is increased, and the epitaxial growth of the SiC film is started ( Film forming step). The film forming process is continued until the required film thickness is obtained.

なお、本実施形態におけるエッチング工程、及び、SiC膜のエピタキシャル成長工程の夫々のガスの供給量の例は以下の通りである。
★第1及び第2のエッチング工程
第1のガス供給口68…SiCl:10〜20sccm
第2のガス供給口72…H:1〜15slm
★成膜工程
第1のガス供給口68…SiCl:50〜250sccm、
HCl:50〜250sccm
第2のガス供給口72…C:5〜125sccm
:200〜300slm
In addition, the example of the supply amount of each gas of the etching process in this embodiment and the epitaxial growth process of a SiC film is as follows.
★ first and second etching step the first gas supply port 68 ... SiCl 4: 10~20sccm
Second gas supply port 72... H 2 : 1 to 15 slm
★ Film formation step First gas supply port 68... SiCl 4 : 50 to 250 sccm,
HCl: 50-250 sccm
The second gas supply port 72 ... C 3 H 8: 5~125sccm
H 2: 200~300slm

このように、本実施形態においては、反応室44内の温度を上げながらエッチングガスを供給することにより、昇温工程とエッチング工程とを平行して行うことができ、処理時間の短縮を可能としている。なお、エッチングガスを成膜工程で還元ガスとして用いる水素ガスを用いることにより、ガス種を増やすことなく本発明を実現できる。   Thus, in this embodiment, by supplying the etching gas while raising the temperature in the reaction chamber 44, the temperature raising step and the etching step can be performed in parallel, and the processing time can be shortened. Yes. Note that the present invention can be realized without increasing the number of gas species by using hydrogen gas that uses an etching gas as a reducing gas in the film formation step.

また、シリコン原子含有ガスは、水素ガスの供給と同時に行うのではなく、反応室44内の温度が所定の温度(ここでは、1400℃)を超えた後、供給するようにしている。即ち、本実施形態では、昇温工程とエッチング工程とを平行して行っているため、時間を短縮することを可能としている。よって、基板表面のダメージを確実に取り除くためには水素ガスをある程度早めに供給することが望ましい。その一方で、エッチングによる基板表面のSi抜けを補填するためのシリコン原子含有ガスを反応室44内が十分昇温される前に供給するとシリコンが凝集してしまい、パーティクルとなってしまう恐れがある。そこで、本実施形態では、水素ガスによるエッチングの効果が大きくなる温度がシリコンの凝集が発生する温度より低いことに着目し、昇温工程中にまずエッチングガスとしての水素ガスを供給し、反応室44内が所定の温度となった後にシリコン原子含有ガスとしてのSiClを供給している。 The silicon atom-containing gas is not supplied simultaneously with the supply of the hydrogen gas, but is supplied after the temperature in the reaction chamber 44 exceeds a predetermined temperature (here, 1400 ° C.). That is, in this embodiment, since the temperature raising step and the etching step are performed in parallel, the time can be shortened. Therefore, it is desirable to supply hydrogen gas to some extent early in order to surely remove damage on the substrate surface. On the other hand, if a silicon atom-containing gas for compensating for the lack of Si on the substrate surface due to etching is supplied before the temperature in the reaction chamber 44 is sufficiently raised, silicon may agglomerate and become particles. . Therefore, in this embodiment, paying attention to the fact that the temperature at which the effect of etching with hydrogen gas increases is lower than the temperature at which silicon agglomeration occurs, hydrogen gas as an etching gas is first supplied during the temperature raising step, and the reaction chamber After the inside of 44 reaches a predetermined temperature, SiCl 4 as a silicon atom-containing gas is supplied.

また、本実施形態では、エッチング工程中に流す水素ガスの量をエピタキシャル成長工程と比較して、少なくしている。これにより、SiC膜を形成するための成膜ガスを供給していないエッチング工程でのエッチング量の増大を防ぎ、表面粗さを小さくすることが可能となる。更には、シリコン原子含有ガスの量をエピタキシャル成長工程と比較して少なくしている。これにより、反応せずに残留したシリコン原子含有ガスの凝集を少なくすることが可能となる。   In the present embodiment, the amount of hydrogen gas flowing during the etching process is reduced compared to the epitaxial growth process. As a result, it is possible to prevent an increase in the etching amount in the etching process in which the film forming gas for forming the SiC film is not supplied, and to reduce the surface roughness. Furthermore, the amount of silicon atom-containing gas is reduced compared to the epitaxial growth step. Thereby, it becomes possible to reduce aggregation of the silicon atom containing gas which remained without reacting.

<第2の実施形態>
次に本発明の第2の実施形態を図8を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同様な部分は、説明を省略し、主に第1の実施形態と異なる点について説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態と異なり、成膜工程で用いる塩化水素ガスをエッチングガスとしても用い、エピタキシャル成長工程の前に供給している。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted, and differences from the first embodiment will be mainly described. Unlike the first embodiment, the second embodiment uses the hydrogen chloride gas used in the film forming process as an etching gas and supplies it before the epitaxial growth process.

より具体的には、昇温工程において、反応室44内が800℃程度となった段階で、エッチングガスとしての水素ガスを供給を開始する(第1エッチング工程)。その後、反応室44内が所定の温度(ここでは、1400℃程度)となった際に、シリコン原子含有ガスとしてのSiClの供給、及び、エッチングガスとしてのHClの供給を開始する(第2エッチング工程)。このようにHClガスをエッチングガスとして昇温工程中(エッチング工程中)に供給することにより、エッチング量を大きくすることができ、基板表面に残留したダメージをより確実に取り除くことができる。また、HCl添加によりSiC基板の表面に基板から抜き出たSiを凝集前に取り除くことができる。 More specifically, in the temperature raising step, supply of hydrogen gas as an etching gas is started when the inside of the reaction chamber 44 reaches about 800 ° C. (first etching step). Thereafter, when the inside of the reaction chamber 44 reaches a predetermined temperature (here, about 1400 ° C.), supply of SiCl 4 as the silicon atom-containing gas and supply of HCl as the etching gas are started (second). Etching process). Thus, by supplying HCl gas as an etching gas during the temperature raising process (during the etching process), the etching amount can be increased, and damage remaining on the substrate surface can be more reliably removed. Further, Si extracted from the surface of the SiC substrate by addition of HCl can be removed before aggregation.

なお、本実施形態における第1及び第2エッチング工程、及び、SiC膜の成膜工程の夫々のガスの供給量の例は以下の通りである。
★第1及び第2エッチング工程
第1のガス供給口68…SiCl:10〜20sccm
HCl:50〜250sccm
第2のガス供給口72…H:1〜15slm
★成膜工程
第1のガス供給口68…SiCl:50〜250sccm、
HCl:50〜250sccm
第2のガス供給口72…C:5〜125sccm
:200〜300slm
In addition, the example of the supply amount of each gas of the 1st and 2nd etching process in this embodiment and the film-forming process of a SiC film is as follows.
★ first and second etching step the first gas supply port 68 ... SiCl 4: 10~20sccm
HCl: 50-250 sccm
Second gas supply port 72... H 2 : 1 to 15 slm
★ Film formation step First gas supply port 68... SiCl 4 : 50 to 250 sccm,
HCl: 50-250 sccm
The second gas supply port 72 ... C 3 H 8: 5~125sccm
H 2: 200~300slm

また、本実施形態において、塩化水素ガスは、シリコン原子含有ガスの供給と同時に行っているが、これに限らず水素ガスの供給と同時に供給を開始しても良い。しかしながら、塩化水素ガスの供給を開始するとそのエッチング量が大きくなるため、基板表面の荒れも大きくなると考えられる。従って、シリコン原子含有ガスの供給と平行してHClガスの供給を行うほうが、エッチングに伴い発生する基板表面のSi原子の抜けを補填しながらエッチングができるため、表面の荒れを抑制することができる。   In this embodiment, the hydrogen chloride gas is supplied at the same time as the supply of the silicon atom-containing gas. However, the supply is not limited to this, and the supply may be started at the same time as the supply of the hydrogen gas. However, when the supply of hydrogen chloride gas is started, the etching amount increases, so that it is considered that the roughness of the substrate surface also increases. Accordingly, when the HCl gas is supplied in parallel with the supply of the silicon atom-containing gas, etching can be performed while compensating for the loss of Si atoms on the substrate surface that occurs during the etching, so that surface roughness can be suppressed. .

<第3の実施形態>
次に本発明の第3の実施形態を図9を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同様な部分は、説明を省略し、主に第1の実施形態と異なる点について説明する。第3の実施形態は、第1の実施形態と異なり、高温(1600℃程度)の成膜工程の前に、エピタキシャル成長工程より低温(1400℃程度)の状態で、シリコン原子含有ガスとしてのSiCl、炭素原子含有ガスとしてのC、還元ガスとしての水素ガス、及び、塩化水素ガスを供給するバッファ工程を有する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted, and differences from the first embodiment will be mainly described. Unlike the first embodiment, the third embodiment is SiCl 4 as a silicon atom-containing gas at a lower temperature (about 1400 ° C.) than the epitaxial growth step before the high temperature (about 1600 ° C.) film formation step. And a buffer step of supplying C 3 H 8 as the carbon atom-containing gas, hydrogen gas as the reducing gas, and hydrogen chloride gas.

より具体的には、昇温工程において、反応室44内が800℃程度となった段階で、エッチングガスとしての水素ガスを供給を開始する(第1エッチング工程)。その後、反応室44内が所定の温度(ここでは、1400℃程度)となった際に、シリコン原子含有ガスとしてのSiClの供給を開始する(第2エッチング工程)。また、1400℃程度となった段階で、反応室44内を昇温することを停止する。シリコン原子含有ガスの供給を所定期間行った後、SiCl、C、水素、塩化水素等のSiC膜の成膜に必要な成膜ガスの供給を開始する(バッファ工程)。そして、所定期間経過後、反応室44内を1600℃まで再度昇温し、エピタキシャル成長膜を形成する(成膜工程)。ここで、バッファ工程における基板表面をエッチングする水素以外のSiCl、C、塩化水素については、成膜工程における流量より少なくしている。 More specifically, in the temperature raising step, supply of hydrogen gas as an etching gas is started when the inside of the reaction chamber 44 reaches about 800 ° C. (first etching step). Thereafter, when the inside of the reaction chamber 44 reaches a predetermined temperature (here, about 1400 ° C.), supply of SiCl 4 as a silicon atom-containing gas is started (second etching step). Also, when the temperature reaches about 1400 ° C., the temperature inside the reaction chamber 44 is stopped. After supplying the silicon atom-containing gas for a predetermined period, supply of a film forming gas necessary for forming a SiC film such as SiCl 4 , C 3 H 8 , hydrogen, hydrogen chloride or the like is started (buffer process). After a predetermined period, the temperature in the reaction chamber 44 is raised again to 1600 ° C. to form an epitaxial growth film (film formation process). Here, SiCl 4 , C 3 H 8 , and hydrogen chloride other than hydrogen for etching the substrate surface in the buffer process are made smaller than the flow rate in the film forming process.

即ち、本実施形態では、エピタキシャル成長膜を形成する成膜工程前に、バッファ工程を追加し、比較的温度の低い状態でSiC膜を形成するための成膜ガスを供給している。この理由は、次の通りである。まず、成膜工程において、シリコン原子含有ガスを効率よく使用するため還元ガスとしての水素ガスを用いている。水素ガスは、前述のように基板表面をエッチングする作用も有する。従って、成膜工程においても基板表面のエッチングは行われていることになる。しかし、SiC膜を形成するシリコン原子含有ガス及び炭素原子含有ガスもあわせて供給されており、SiC膜の形成が基板表面のエッチングスピードより大きいためエピタキシャル成長膜が形成される。   That is, in this embodiment, a buffer process is added before the film forming process for forming the epitaxial growth film, and a film forming gas for forming the SiC film at a relatively low temperature is supplied. The reason for this is as follows. First, in the film forming process, hydrogen gas is used as a reducing gas in order to efficiently use a silicon atom-containing gas. Hydrogen gas also has an action of etching the substrate surface as described above. Therefore, the substrate surface is etched also in the film forming process. However, a silicon atom-containing gas and a carbon atom-containing gas for forming the SiC film are also supplied, and an epitaxial growth film is formed because the formation of the SiC film is larger than the etching speed of the substrate surface.

一方、バッファ工程では、SiC膜を形成するシリコン原子含有ガス及び炭素原子含有ガスの供給量が成膜工程と比較して少ないためSiC膜の形成速度も小さく、成膜工程と比較して基板表面のエッチングのほうが優位となる。従って、バッファ工程では、基板表面をSiCで補填しながら(若しくは、極めて薄いSiC膜を形成しながら)基板表面をエッチングすることになる。よって、基板表面の荒れを小さくすることができる。その後、バッファ工程により表面の荒れを小さくした基板にエピタキシャル成長膜を形成することができるため、エピタキシャル基板の歩留まりを向上させることができる。   On the other hand, in the buffer process, since the supply amount of the silicon atom-containing gas and the carbon atom-containing gas for forming the SiC film is small compared with the film forming process, the formation speed of the SiC film is low, and the substrate surface is compared with the film forming process. Etching is superior. Therefore, in the buffer process, the substrate surface is etched while filling the substrate surface with SiC (or forming an extremely thin SiC film). Therefore, the roughness of the substrate surface can be reduced. Thereafter, since the epitaxial growth film can be formed on the substrate whose surface roughness is reduced by the buffer process, the yield of the epitaxial substrate can be improved.

また、本実施形態では、成膜工程と比較して低い温度にてバッファ工程を行う。これにより、水素ガスによるエッチング効果を抑制することができ、エッチングによる表面の荒れを小さくすることができる。   In the present embodiment, the buffer process is performed at a lower temperature than the film forming process. Thereby, the etching effect by hydrogen gas can be suppressed and the roughness of the surface by etching can be reduced.

なお、本実施形態におけるエッチング工程、バッファ工程、成膜工程の夫々のガスの供給量の例は以下の通りである。
★第1及び第2エッチング工程
第1のガス供給口68…SiCl:10〜20sccm
第2のガス供給口72…H:1〜15slm
★バッファ工程
第1のガス供給口68…SiCl:10〜20sccm、
:10〜20sccm
第2のガス供給口72…C:2〜10sccm
:200〜300slm
★成膜工程
第1のガス供給口68…SiCl:50〜250sccm、
HCl:50〜250sccm
第2のガス供給口72…C:5〜125sccm
:200〜300slm
In addition, the example of the supply amount of each gas of the etching process in this embodiment, a buffer process, and the film-forming process is as follows.
★ first and second etching step the first gas supply port 68 ... SiCl 4: 10~20sccm
Second gas supply port 72... H 2 : 1 to 15 slm
★ buffer process the first gas supply port 68 ... SiCl 4: 10~20sccm,
H 2: 10~20sccm
The second gas supply port 72 ... C 3 H 8: 2~10sccm
H 2: 200~300slm
★ Film formation step First gas supply port 68... SiCl 4 : 50 to 250 sccm,
HCl: 50-250 sccm
The second gas supply port 72 ... C 3 H 8: 5~125sccm
H 2: 200~300slm

<第4の実施形態>
次に本発明の第4の実施形態を図10を用いて説明する。なお、第3の実施形態と同様な部分は、説明を省略し、主に第3の実施形態と異なる点について説明する。第4の実施形態は、第3の実施形態と異なり、バッファ工程において、水素ガスの流量を成膜工程より少なくしている。このように温度を低くすることによるエッチング効果の抑制とともに流量を少なくすることでエッチング効果を抑制することができ、エッチングによる基板表面の荒れを小さくすることが可能となる。
<Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the description of the same parts as those in the third embodiment is omitted, and differences from the third embodiment are mainly described. In the fourth embodiment, unlike the third embodiment, the flow rate of hydrogen gas is made smaller in the buffer process than in the film forming process. Thus, the etching effect can be suppressed by reducing the flow rate as well as the etching effect by reducing the temperature, and the roughness of the substrate surface due to etching can be reduced.

なお、本実施形態におけるエッチング工程、バッファ工程、成膜工程の夫々のガスの供給量の例は以下の通りである。
★第1及び第2エッチング工程
第1のガス供給口68…SiCl:10〜20sccm
第2のガス供給口72…H:1〜15slm
★バッファ工程
第1のガス供給口68…SiCl:10〜20sccm、
HCl:10〜20sccm
第2のガス供給口72…C:2〜10sccm
:50〜150slm
★成膜工程
第1のガス供給口68…SiCl:50〜250sccm、
HCl:50〜250sccm
第2のガス供給口72…C:5〜125sccm
:200〜300slm
In addition, the example of the supply amount of each gas of the etching process in this embodiment, a buffer process, and the film-forming process is as follows.
★ first and second etching step the first gas supply port 68 ... SiCl 4: 10~20sccm
Second gas supply port 72... H 2 : 1 to 15 slm
★ buffer process the first gas supply port 68 ... SiCl 4: 10~20sccm,
HCl: 10-20 sccm
The second gas supply port 72 ... C 3 H 8: 2~10sccm
H 2: 50~150slm
★ Film formation step First gas supply port 68... SiCl 4 : 50 to 250 sccm,
HCl: 50-250 sccm
The second gas supply port 72 ... C 3 H 8: 5~125sccm
H 2: 200~300slm

<第5の実施形態>
次に本発明の第5の実施形態を図11を用いて説明する。なお、第4の実施形態と同様な部分は、説明を省略し、主に第4の実施形態と異なる点について説明する。第5の実施形態は、第4の実施形態と異なり、第2エッチング工程において、温度を一定にするのではなく、徐々に昇温している。この際、昇温レートは、第1エッチング工程より遅くすることが望ましい。また、第2エッチング工程における水素ガスおよびシリコン原子含有ガスの流量も徐々に大きくするようにしている。また、バッファ工程におけるシリコン原子含有ガス、炭素原子含有ガス、水素ガス、及び、塩化水素ガスは、徐々に大きくなるようにしている。このように徐々に温度及びガスの流量を増加させることにより、徐々に基板表面のエッチングが優位な状態から基板表面へのSiC膜の堆積が優位な状態に移行することができる。これにより、急激な条件の変化を抑制でき、均質なSiC膜が形成できる。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The description of the same parts as those in the fourth embodiment will be omitted, and differences from the fourth embodiment will be mainly described. Unlike the fourth embodiment, the fifth embodiment gradually raises the temperature in the second etching step, rather than keeping the temperature constant. At this time, it is desirable that the temperature increase rate is slower than that of the first etching step. In addition, the flow rates of the hydrogen gas and the silicon atom-containing gas in the second etching step are gradually increased. Further, the silicon atom-containing gas, the carbon atom-containing gas, the hydrogen gas, and the hydrogen chloride gas in the buffer process are gradually increased. By gradually increasing the temperature and the gas flow rate in this manner, it is possible to shift from a state where etching of the substrate surface is predominant to a state where deposition of the SiC film on the substrate surface is predominant. Thereby, a rapid change in conditions can be suppressed, and a homogeneous SiC film can be formed.

なお、本実施形態におけるエッチング工程、成長工程の夫々のガスの供給量の例は以下の通りである。
★第1エッチング工程
第2のガス供給口72…H:1〜15slm
★第2エピタキシャル成長工程
第1のガス供給口68…SiCl:50〜250sccm、
HCl:50〜250sccm
第2のガス供給口72…C:5〜125sccm
:200〜300slm
In addition, the example of the supply amount of each gas of the etching process in this embodiment and a growth process is as follows.
★ first etching step the second gas supply port 72 ... H 2: 1~15slm
★ second epitaxial growth process the first gas supply port 68 ... SiCl 4: 50~250sccm,
HCl: 50-250 sccm
The second gas supply port 72 ... C 3 H 8: 5~125sccm
H 2: 200~300slm

以上、本発明の実施形態を図面を用いて説明してきたが、本発明の趣旨を逸脱しない限り様々な変更が可能である。例えば、本実施形態では、第1のガス供給口68と第2のガス供給口72と2種類のガス供給口に分けているが、これに限らず1種類のガス供給口から成膜ガスを供給しても良い。また、エッチングガスとして、成膜工程で使用する水素ガスや塩化水素ガスを用いて説明したが、これに限らず異なるエッチング効果を有する異なるガスを用いても良い。更に、温度や流量、昇温レートは、一例であってこれに限られるものではない。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described using drawing, various changes are possible unless it deviates from the meaning of this invention. For example, in the present embodiment, the first gas supply port 68, the second gas supply port 72, and two types of gas supply ports are divided, but the present invention is not limited to this, and the film forming gas is supplied from one type of gas supply port. You may supply. In addition, although the hydrogen gas and hydrogen chloride gas used in the film forming process have been described as the etching gas, the present invention is not limited to this, and different gases having different etching effects may be used. Furthermore, the temperature, the flow rate, and the temperature rising rate are examples, and are not limited thereto.

本発明を実施形態に沿って説明してきたが、最後に本発明の主たる態様を付記する。
(付記1)
複数の基板を高さ方向に並べて保持するボートを反応室内に搬入するボートローディング工程と、
前記反応室を昇温すると共に、前記反応室が第1温度となった後に前記複数の基板に第1エッチングガスを供給する第1エッチング工程と、
前記反応室が前記第1温度より高い第2温度となった後に、前記第1エッチングガスと共にシリコン原子含有ガスを前記複数の基板に向けて供給する第2エッチング工程と、
前記反応室が前記第2温度より高い第3温度となった後に、前記シリコン原子含有ガス、及び、炭素原子含有ガスを前記複数の基板に向けて供給し、前記複数の基板に炭化珪素膜を形成する第1成膜工程と、
前記成膜工程の後に、前記炭化珪素膜が形成された前記複数の基板を保持するボートを前記反応室から搬出するボートアンローディング工程と、を具備する基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法。
(付記2)付記1において、
前記第2エッチング工程において、前記第1エッチングガス、及び、前記シリコン原子含有ガスと共に、第2エッチングガスを前記複数の基板に向けて供給する基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法。
(付記3)付記2において、
前記第1エッチング工程において、前記第2エッチングガスは供給されない基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法。
(付記4)付記1乃至付記3のいずれか一つにおいて、
前記第2エッチング工程は、前記反応室内を昇温しながら行われる基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法。
(付記5)付記1乃至付記3のいずれか一つにおいて、
前記第2エッチング工程と前記第1成膜工程の間に、前記反応室を前記第2温度に維持した状態で、前記シリコン原子含有ガス、及び、前記炭素原子含有ガスを前記複数の基板に向けて供給する第2成膜工程を更に具備する基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法。
(付記6)付記5において、
前記第1成膜工程における前記シリコン原子含有ガス、及び、前記炭素原子含有ガスの流量は、前記第2成膜工程における前記シリコン原子含有ガス、及び、前記炭素原子含有ガスの流量より少なくなるように制御される基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法。
(付記7)付記6において、
前記第1エッチングガスは、水素ガスであり、
前記第2成膜工程において、前記水素ガスを更に供給し、
前記第1成膜工程における前記水素ガスの流量と前記第2成膜工程における前記水素ガスの流量が同じになるように制御される基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法。
(付記8)付記6において、
前記第1エッチングガスは、水素ガスであり、
前記第2成膜工程において、前記水素ガスを更に供給し、
前記第1成膜工程における前記水素ガスの流量は、前記第2成膜工程における前記水素ガスの流量より少なくなるよう制御される基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法。
(付記9)付記1乃至付記3のいずれか一つにおいて、
前記第2エッチング工程と前記第1成膜工程の間に、前記シリコン原子含有ガス、及び、前記炭素原子含有ガスを前記複数の基板に向けて供給する第2成膜工程を更に具備し、
前記第2エッチング工程と前記第1成膜工程において、前記第2温度から前記第3温度まで徐々に昇温する基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法。
(付記10)付記9において、
前記第2温度から前記第3温度への昇温レートは、前記第1温度から前記第2温度まで昇温レートより小さい基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法。
(付記11)
複数の基板の処理を行う反応室と、
前記複数の基板を保持するボートと、
前記複数の基板に成膜ガスを供給するガス供給口を有するガス供給ノズルと、
前記反応室を昇温しつつ第1エッチングガスを前記反応室に供給し、その後、前記反応室が前記第1温度になった際に前記第1エッチングガスに加えてシリコン原子含有ガスの前記反応室への供給を開始し、その後、前記反応室が前記第1温度になった際に前記シリコン原子含有ガスと炭素原子含有ガスの前記反応室への供給を開始するように制御するコントローラを具備する基板処理装置。
Although the present invention has been described along the embodiments, the main aspects of the present invention will be added at the end.
(Appendix 1)
A boat loading step of loading a boat holding a plurality of substrates arranged in the height direction into the reaction chamber;
A first etching step of heating the reaction chamber and supplying a first etching gas to the plurality of substrates after the reaction chamber reaches a first temperature;
A second etching step of supplying a silicon atom-containing gas to the plurality of substrates together with the first etching gas after the reaction chamber reaches a second temperature higher than the first temperature;
After the reaction chamber reaches a third temperature higher than the second temperature, the silicon atom-containing gas and the carbon atom-containing gas are supplied toward the plurality of substrates, and a silicon carbide film is formed on the plurality of substrates. A first film forming step to be formed;
A substrate unloading step of unloading a boat holding the plurality of substrates on which the silicon carbide films are formed from the reaction chamber after the film formation step, or manufacturing a semiconductor device Method.
(Appendix 2) In Appendix 1,
A method for manufacturing a substrate or a method for manufacturing a semiconductor device, wherein, in the second etching step, the second etching gas is supplied to the plurality of substrates together with the first etching gas and the silicon atom-containing gas.
(Appendix 3) In Appendix 2,
A method for manufacturing a substrate or a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the second etching gas is not supplied in the first etching step.
(Appendix 4) In any one of Appendices 1 to 3,
The second etching step is a method for manufacturing a substrate or a method for manufacturing a semiconductor device, which is performed while raising the temperature in the reaction chamber.
(Appendix 5) In any one of Appendices 1 to 3,
Between the second etching step and the first film forming step, the silicon atom-containing gas and the carbon atom-containing gas are directed to the plurality of substrates in a state where the reaction chamber is maintained at the second temperature. A method for manufacturing a substrate or a method for manufacturing a semiconductor device, further comprising a second film formation step of supplying the first film.
(Appendix 6) In Appendix 5,
The flow rates of the silicon atom-containing gas and the carbon atom-containing gas in the first film formation step are less than the flow rates of the silicon atom-containing gas and the carbon atom-containing gas in the second film formation step. A method for manufacturing a substrate or a method for manufacturing a semiconductor device controlled by the above.
(Appendix 7) In Appendix 6,
The first etching gas is hydrogen gas,
In the second film formation step, the hydrogen gas is further supplied,
A method for manufacturing a substrate or a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the flow rate of the hydrogen gas in the first film formation step and the flow rate of the hydrogen gas in the second film formation step are controlled to be the same.
(Appendix 8) In Appendix 6,
The first etching gas is hydrogen gas,
In the second film formation step, the hydrogen gas is further supplied,
A method for manufacturing a substrate or a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the flow rate of the hydrogen gas in the first film formation step is controlled to be smaller than the flow rate of the hydrogen gas in the second film formation step.
(Appendix 9) In any one of Appendices 1 to 3,
A second film forming step of supplying the silicon atom-containing gas and the carbon atom-containing gas toward the plurality of substrates between the second etching step and the first film forming step;
A method for manufacturing a substrate or a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the temperature is gradually raised from the second temperature to the third temperature in the second etching step and the first film forming step.
(Appendix 10) In Appendix 9,
A method for manufacturing a substrate or a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a rate of temperature increase from the second temperature to the third temperature is smaller than a rate of temperature increase from the first temperature to the second temperature.
(Appendix 11)
A reaction chamber for processing a plurality of substrates;
A boat holding the plurality of substrates;
A gas supply nozzle having a gas supply port for supplying a film forming gas to the plurality of substrates;
A first etching gas is supplied to the reaction chamber while raising the temperature of the reaction chamber, and then the reaction of the silicon atom-containing gas in addition to the first etching gas when the reaction chamber reaches the first temperature. A controller that starts supply to the chamber and then controls to start supplying the silicon atom-containing gas and the carbon atom-containing gas to the reaction chamber when the reaction chamber reaches the first temperature. Substrate processing apparatus.

10:半導体製造装置、12:筐体、14:ウェーハ、15:ウェーハホルダ、15a:上部ウェーハホルダ、15b:下部ウェーハホルダ、16:ポッド、18:ポッドステージ、20:ポッド搬送装置、22:ポッド収納棚、24:ポッドオープナ、26:基板枚数検知器、28:基板移載機、30:ボート、32:アーム、34A:ボート断熱部、34B:第1熱交換部、34C:第2熱交換部、36:マニホールド、40:処理炉、42:反応管、44:反応室、48:被誘導体、50:誘導コイル、52:温度制御部、54:断熱材、55:外側断熱壁、58:磁気シール、60:第1のガス供給ノズル、68:第1のガス供給口、70:第2のガス供給ノズル、72:第2のガス供給口72、78:ガス流量制御部、90:第1のガス排気口、98:圧力制御部、102:シールキャップ、104:回転機構、106:回転軸、108:駆動制御部、110:ロードロック室、112:下基板、114:昇降台、116:ガイドシャフト、118:ボール螺子、120:上基板、122:昇降モータ、124:昇降シャフト、128:ベローズ、130:昇降基板、132:駆動部カバー、134:駆動部収納ケース、135:冷却機構、138:電力ケーブル、140:冷却水流路、142:冷却水配管、150:主制御部、152:コントローラ、200:ガス供給ユニット、210:ガス供給源、211:MFC、212:バルブ、214:APCバルブ、222:第1のガスライン、230:ガス排気管、260:第2のガスライン、300:構造物、360:第3のガス供給口、390:第2のガス排気口。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Semiconductor manufacturing apparatus, 12: Housing | casing, 14: Wafer, 15: Wafer holder, 15a: Upper wafer holder, 15b: Lower wafer holder, 16: Pod, 18: Pod stage, 20: Pod conveyance apparatus, 22: Pod Storage shelf, 24: Pod opener, 26: Substrate number detector, 28: Substrate transfer machine, 30: Boat, 32: Arm, 34A: Boat heat insulation part, 34B: First heat exchange part, 34C: Second heat exchange Part: 36: manifold, 40: processing furnace, 42: reaction tube, 44: reaction chamber, 48: derivative, 50: induction coil, 52: temperature controller, 54: heat insulating material, 55: outer heat insulating wall, 58: Magnetic seal, 60: first gas supply nozzle, 68: first gas supply port, 70: second gas supply nozzle, 72: second gas supply port 72, 78: gas flow rate controller, 90: first 1 Gas exhaust port, 98: pressure control unit, 102: seal cap, 104: rotation mechanism, 106: rotation shaft, 108: drive control unit, 110: load lock chamber, 112: lower substrate, 114: lifting platform, 116: guide Shaft, 118: Ball screw, 120: Upper substrate, 122: Lifting motor, 124: Lifting shaft, 128: Bellows, 130: Lifting substrate, 132: Drive unit cover, 134: Drive unit storage case, 135: Cooling mechanism, 138 : Power cable, 140: Cooling water flow path, 142: Cooling water piping, 150: Main control unit, 152: Controller, 200: Gas supply unit, 210: Gas supply source, 211: MFC, 212: Valve, 214: APC valve 222: first gas line 230: gas exhaust pipe 260: second gas line 300: structure 360 The third gas supply port, 390: second gas outlet.

Claims (5)

複数の基板を高さ方向に並べて保持するボートを反応室内に搬入するボートローディング工程と、
前記反応室を昇温すると共に、前記反応室が第1温度となった後に前記複数の基板に第1エッチングガスを供給する第1エッチング工程と、
前記反応室が前記第1温度より高い第2温度となった後に、前記第1エッチングガスと共にシリコン原子含有ガスを前記複数の基板に向けて供給する第2エッチング工程と、
前記反応室が前記第2温度より高い第3温度となった後に、前記シリコン原子含有ガス、及び、炭素原子含有ガスを前記複数の基板に向けて供給し、前記複数の基板に炭化珪素膜を形成する第1成膜工程と、
前記成膜工程の後に、前記炭化珪素膜が形成された前記複数の基板を保持するボートを前記反応室から搬出するボートアンローディング工程と、を具備する基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法。
A boat loading step of loading a boat holding a plurality of substrates arranged in the height direction into the reaction chamber;
A first etching step of heating the reaction chamber and supplying a first etching gas to the plurality of substrates after the reaction chamber reaches a first temperature;
A second etching step of supplying a silicon atom-containing gas to the plurality of substrates together with the first etching gas after the reaction chamber reaches a second temperature higher than the first temperature;
After the reaction chamber reaches a third temperature higher than the second temperature, the silicon atom-containing gas and the carbon atom-containing gas are supplied toward the plurality of substrates, and a silicon carbide film is formed on the plurality of substrates. A first film forming step to be formed;
A substrate unloading step of unloading a boat holding the plurality of substrates on which the silicon carbide films are formed from the reaction chamber after the film formation step, or manufacturing a semiconductor device Method.
請求項1において、
前記第2エッチング工程において、前記第1エッチングガス、及び、前記シリコン原子含有ガスと共に、第2エッチングガスを前記複数の基板に向けて供給する基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法。
In claim 1,
A method for manufacturing a substrate or a method for manufacturing a semiconductor device, wherein, in the second etching step, the second etching gas is supplied to the plurality of substrates together with the first etching gas and the silicon atom-containing gas.
請求項1において、
前記第2エッチング工程と前記第1成膜工程の間に、前記反応室を前記第2温度に維持した状態で、前記シリコン原子含有ガス、及び、前記炭素原子含有ガスを前記複数の基板に向けて供給する第2成膜工程を更に具備する基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法。
In claim 1,
Between the second etching step and the first film forming step, the silicon atom-containing gas and the carbon atom-containing gas are directed to the plurality of substrates in a state where the reaction chamber is maintained at the second temperature. A method for manufacturing a substrate or a method for manufacturing a semiconductor device, further comprising a second film formation step of supplying the first film.
請求項1において、
前記第2エッチング工程と前記第1成膜工程の間に、前記シリコン原子含有ガス、及び、前記炭素原子含有ガスを前記複数の基板に向けて供給する第2成膜工程を更に具備し、
前記第2エッチング工程と前記第1成膜工程において、前記第2温度から前記第3温度まで徐々に昇温する基板の製造方法、又は、半導体デバイスの製造方法。
In claim 1,
A second film forming step of supplying the silicon atom-containing gas and the carbon atom-containing gas toward the plurality of substrates between the second etching step and the first film forming step;
A method for manufacturing a substrate or a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the temperature is gradually raised from the second temperature to the third temperature in the second etching step and the first film forming step.
複数の基板の処理を行う反応室と、
前記複数の基板を保持するボートと、
前記複数の基板に成膜ガスを供給するガス供給口を有するガス供給ノズルと、
前記反応室を昇温しつつ第1エッチングガスを前記反応室に供給し、その後、前記反応室が前記第1温度になった際に前記第1エッチングガスに加えてシリコン原子含有ガスの前記反応室への供給を開始し、その後、前記反応室が前記第1温度になった際に前記シリコン原子含有ガスと炭素原子含有ガスの前記反応室への供給を開始するように制御するコントローラを具備する基板処理装置。
A reaction chamber for processing a plurality of substrates;
A boat holding the plurality of substrates;
A gas supply nozzle having a gas supply port for supplying a film forming gas to the plurality of substrates;
A first etching gas is supplied to the reaction chamber while raising the temperature of the reaction chamber, and then the reaction of the silicon atom-containing gas in addition to the first etching gas when the reaction chamber reaches the first temperature. A controller that starts supply to the chamber and then controls to start supplying the silicon atom-containing gas and the carbon atom-containing gas to the reaction chamber when the reaction chamber reaches the first temperature. Substrate processing apparatus.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2023023081A (en) * 2021-08-04 2023-02-16 昭和電工株式会社 Sic epitaxial wafer and method for manufacturing sic epitaxial wafer
JP7311009B2 (en) 2021-08-04 2023-07-19 株式会社レゾナック SiC device and method for manufacturing SiC device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7183358B1 (en) 2021-08-04 2022-12-05 昭和電工株式会社 SiC epitaxial wafer and method for producing SiC epitaxial wafer
JP2023023081A (en) * 2021-08-04 2023-02-16 昭和電工株式会社 Sic epitaxial wafer and method for manufacturing sic epitaxial wafer
JP2023023084A (en) * 2021-08-04 2023-02-16 昭和電工株式会社 Sic epitaxial wafer and method for manufacturing sic epitaxial wafer
JP7285890B2 (en) 2021-08-04 2023-06-02 株式会社レゾナック SiC epitaxial wafer and method for producing SiC epitaxial wafer
JP7311009B2 (en) 2021-08-04 2023-07-19 株式会社レゾナック SiC device and method for manufacturing SiC device
US11795577B2 (en) 2021-08-04 2023-10-24 Resonac Corporation SiC epitaxial wafer and method of manufacturing SiC epitaxial wafer

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