JP2016213242A - エピタキシャルウェーハの製造方法及び気相成長装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】測定工程と調節工程と成長工程を備えるエピタキシャルウェーハの製造方法である。測定工程は、軸線周りに回転可能なサセプタに載置した基板の載置位置と基板を載置すべき目標位置との位置ずれを測定する。調節工程は、基板に成長するエピタキシャル層の成長速度が基板の周方向で均一となるように測定工程で測定した位置ずれに基づきエピタキシャル層の成長時における成長条件を調節する。成長工程は、サセプタを回転させ、調節工程で調節した成長条件によりエピタキシャル層を成長する。
【選択図】図5
Description
軸線周りに回転可能なサセプタに載置した基板の載置位置と基板を載置すべき目標位置との位置ずれを測定する測定工程と、
基板に成長するエピタキシャル層の成長速度が基板の周方向で均一となるように位置ずれに基づきエピタキシャル層の成長時の成長条件を調節する調節工程と、
サセプタを回転させ、調節工程で調節した成長条件によりエピタキシャル層を成長する成長工程と、
を備えることを特徴とする。
サセプタは、基板が載置されるザグリ部を有し、
目標位置は、ザグリ部の中心と基板の中心が一致して基板が載置される位置である。
成長条件は、基板に向けて供給されるエピタキシャル層の原料ガスの流量、サセプタの下方に向けて供給されるパージガスの流量、又はサセプタの回転速度の少なくとも1つを含む。
調節工程は、原料ガスの流量、パージガスの流量、又はサセプタの回転速度の少なくとも1つの値が成長時に周期的な増減を繰り返すように調節する。
測定工程は、ザグリ部に載置された基板の半径方向に位置するザグリ部と基板との隙間における幅を周方向に沿って測定し、測定した幅の最大値と最小値から位置ずれ(載置位置と目標位置の位置ずれ)を測定する。
調節工程は、最大値に対応する基板の外周位置が原料ガスの上流側に接近するにつれて原料ガスの流量を減少させ、外周位置が上流側から離隔するにつれて原料ガスの流量を増加させるように成長条件を調節する。
調節工程は、最大値に対応する基板の外周位置が原料ガスの上流側に接近するにつれてパージガスの流量を増加させ、外周位置が上流側から離隔するにつれてパージガスの流量を減少させるように成長条件を調節する。
調節工程は、最大値に対応する基板の外周位置が原料ガスの上流側に接近するにつれて回転速度を増加させ、外周位置が上流側から離隔するにつれて回転速度を減少させるように成長条件を調節する。
基板にエピタキシャル層を成長する反応炉と、
反応炉内に位置し、基板が載置されるザグリ部を有するサセプタと、
軸線回りにサセプタを回転させる駆動部と、
ザグリ部に載置された基板の半径方向に位置するザグリ部と基板との隙間を撮像する撮像装置と、
エピタキシャル層の原料ガスとサセプタの下方に供給されるパージガスを反応炉に供給するガス供給口と、
原料ガスの流量、パージガスの流量及びサセプタの回転速度を制御する制御部と、を備え、
制御部は、
サセプタが軸線回りに回転した状態で撮像装置が撮像した隙間の撮像画像から基板の中心とザグリ部の中心の位置ずれを測定する測定手段と、
エピタキシャル層の成長速度が基板の周方向で均一となるように位置ずれに基づきエピタキシャル層の成長時の原料ガスの流量、パージガスの流量、又は回転速度の少なくとも1つを調節する調節手段と、
を備えることを特徴とする。
実施例では、気相成長装置1を用いて直径300mmのシリコン単結晶基板(基板W)にトリクロロシランを原料ガスとしてシリコンエピタキシャル層を気相成長した。具体的には、基板Wをザグリ部3aに載置し、ザグリ部3aの中心Cと基板Wの中心C1との位置ずれに応じて原料ガスの流量のみを調整してエピタキシャル層を成長した。そして、ザグリ部3aの中心Cから基板Wの中心C1がずれた方向と平行な方向でエピタキシャル層の膜厚を測定し、膜厚分布を測定した。膜厚分布は、膜厚の最大値をtM、膜厚の最小値をtmとして、tM−tmをtM+tmで除法した値に100を乗じて算出した。
比較例では、位置ずれに基づき原料ガスの流量を調節しないこと以外は実施例と同様の条件で基板Wにエピタキシャル層を成長し、成長したエピタキシャル層の膜厚から膜厚分布を取得した。図4は、実施例と比較例における原料ガスの流量を示すグラフである。実施例ではトリクロロシランの流量が10slmを基準として周期的に増減する正弦波状の流量に調節したのに対して、比較例ではトリクロロシランの流量を10slmに維持したまま流した。また、実施例では、隙間Sの幅W1の最大値に対応する基板Wの外周位置P1(図2B参照)が原料ガスの上流側に接近するにつれて原料ガスの流量を減少させた。更に、外周位置P1がその上流側から離隔するにつれて原料ガスの流量を増加させた。
3 サセプタ 4 支持部
5 駆動部 6 ガス供給部
7 ガス排出管 8 ランプ
9 ガスボンベ 10 ストップバルブ
11 マスフローコントローラ 12 撮像装置
13 制御部
Claims (9)
- 軸線周りに回転可能なサセプタに載置した基板の載置位置と前記基板を載置すべき目標位置との位置ずれを測定する測定工程と、
前記基板に成長するエピタキシャル層の成長速度が前記基板の周方向で均一となるように前記位置ずれに基づき前記エピタキシャル層の成長時の成長条件を調節する調節工程と、
前記サセプタを回転させ、前記調節工程で調節した前記成長条件により前記エピタキシャル層を成長する成長工程と、
を備えることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。 - 前記サセプタは、前記基板が載置されるザグリ部を有し、
前記目標位置は、前記ザグリ部の中心と前記基板の中心が一致して前記基板が載置される位置である請求項1に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。 - 前記成長条件は、前記基板に向けて供給される前記エピタキシャル層の原料ガスの流量、前記サセプタの下方に向けて供給されるパージガスの流量、又は前記サセプタの回転速度の少なくとも1つを含む請求項2に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 前記調節工程は、前記原料ガスの流量、前記パージガスの流量、又は前記サセプタの回転速度の少なくとも1つの値が前記成長時に周期的な増減を繰り返すように前記成長条件を調節する請求項3に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 前記測定工程は、前記ザグリ部に載置された前記基板の半径方向に位置する前記ザグリ部と前記基板との隙間の幅を前記周方向に沿って測定し、測定した前記幅の最大値と最小値から前記位置ずれを測定する請求項4に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 前記調節工程は、前記最大値に対応する前記基板の外周位置が前記原料ガスの上流側に接近するにつれて前記原料ガスの流量を増加させ、前記外周位置が前記上流側から離隔するにつれて前記原料ガスの流量を減少させるように前記成長条件を調節する請求項5に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 前記調節工程は、前記最大値に対応する前記基板の外周位置が前記原料ガスの上流側に接近するにつれて前記パージガスの流量を増加させ、前記外周位置が前記上流側から離隔するにつれて前記パージガスの流量を減少させるように前記成長条件を調節する請求項5又は6に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 前記調節工程は、前記最大値に対応する前記基板の外周位置が前記原料ガスの上流側に接近するにつれて前記回転速度を増加させ、前記外周位置が前記上流側から離隔するにつれて前記回転速度を減少させるように前記成長条件を調節する請求項5ないし7のいずれか1項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 基板にエピタキシャル層を成長する反応炉と、
前記反応炉内に位置し、前記基板が載置されるザグリ部を有するサセプタと、
軸線回りに前記サセプタを回転させる駆動部と、
前記ザグリ部に載置された前記基板の半径方向に位置する前記ザグリ部と前記基板との隙間を撮像する撮像装置と、
前記エピタキシャル層の原料ガスと前記サセプタの下方に供給されるパージガスを前記反応炉に供給するガス供給口と、
前記原料ガスの流量、前記パージガスの流量及び前記サセプタの回転速度を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記サセプタが前記軸線回りに回転した状態で前記撮像装置が撮像した前記隙間の撮像画像から前記基板の中心と前記ザグリ部の中心の位置ずれを測定する測定手段と、
前記エピタキシャル層の成長速度が前記基板の周方向で均一となるように前記位置ずれに基づき前記エピタキシャル層の成長時の前記原料ガスの流量、前記パージガスの流量、又は前記回転速度の少なくとも1つを調節する調節手段と、
を備えることを特徴とする気相成長装置。
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