JP2018037457A - Vapor growth device and manufacturing method of epitaxial wafer - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vapor growth device capable of stabilizing a flow of a material gas.SOLUTION: A vapor growth device 1 comprises: a reactor 2; an introduction passage 8; a step part 8c; a tubular flow path 16a; and a baffle 14. The introduction passage 8 includes an inlet 8a connected to the reactor 2, and an outlet 8b reaching the inside of the reactor 2, and introduces a material gas into the reactor 2. The step part 8c includes a first surface 8c1 that is positioned in the introduction passage 8 and is opposite to the inlet 8a a second surface 8c2 extended to the outlet 8b from an upper end of the first surface 8c1. The flow path 16a includes: a first opening O1 opposite to the inlet 8a; and a second opening O2 positioned at a place extended toward an external side of the inlet 8a from the first opening O1, and introduces the material gas into the inlet 8a. The baffle 14 includes a shape corresponded to the second opening O2 and a penetration hole H communicated to the second opening O2, and introduces the material gas from the penetration hole H to the flow path 16a.SELECTED DRAWING: Figure 1B

Description

本発明は、気相成長装置及びエピタキシャルウェーハの製造方法に関する。   The present invention relates to a vapor phase growth apparatus and an epitaxial wafer manufacturing method.

シリコン単結晶基板の主表面に気相成長法によりシリコン単結晶薄膜であるエピタキシャル層を成長させたシリコンエピタキシャルウェーハは、バイポーラIC及びMOS−IC等の電子デバイスに広く使用されている。このような電子デバイスの微細化に伴い、素子を作りこむエピタキシャルウェーハの主表面の平坦度に対する要求がますます厳しくなっている。   A silicon epitaxial wafer in which an epitaxial layer, which is a silicon single crystal thin film, is grown on the main surface of a silicon single crystal substrate by a vapor phase growth method is widely used in electronic devices such as bipolar ICs and MOS-ICs. With such miniaturization of electronic devices, demands on the flatness of the main surface of the epitaxial wafer on which elements are formed are becoming stricter.

エピタキシャルウェーハを製造する装置としては、複数枚のウェーハをバッチ式で処理する気相成長装置と、1枚1枚のウェーハを枚葉式で処理する気相成長装置がある。一般的に枚葉式の気相成長装置を使用して製造されたエピタキシャルウェーハの方がバッチ式の気相成長装置を使用して製造されたエピタキシャルウェーハよりエピタキシャルウェーハの主表面の平坦度が優れていると考えられている。よって、直径200mm以上のエピタキシャルウェーハを製造する装置としては、枚葉式の気相成長装置が主流になっている。   As an apparatus for manufacturing an epitaxial wafer, there are a vapor phase growth apparatus that processes a plurality of wafers in a batch mode and a vapor phase growth apparatus that processes a single wafer in a single wafer mode. In general, an epitaxial wafer manufactured using a single-wafer type vapor phase growth apparatus has a higher flatness of the main surface of the epitaxial wafer than an epitaxial wafer manufactured using a batch type vapor phase growth apparatus. It is thought that Therefore, as an apparatus for manufacturing an epitaxial wafer having a diameter of 200 mm or more, a single-wafer type vapor phase growth apparatus has become mainstream.

このような枚葉式の気相成長装置の構成例が、例えば、特許文献1〜5に開示されている。このような気相成長装置の一例として、図7A及び図7Bに気相成長装置101が示される。気相成長装置101は、基板にエピタキシャル層を成長させる反応炉102と、基板に成長させるエピタキシャル層の原料となる原料ガスを反応炉102内に供給するガス供給管103と、反応炉102内のガスを排出するガス排出管104を備える。気相成長装置101は、ガス供給管103を通じて反応炉102内に原料ガスを供給し、供給された原料ガスが基板Wの表面に沿うように流れた後、ガス排出管104から排出される。このような気相成長装置により基板上に成長させるエピタキシャル層の膜厚を均一化させる場合には、反応炉内を流れる原料ガスの流量分布が重要な因子となる。   Examples of the configuration of such a single wafer type vapor phase growth apparatus are disclosed in Patent Documents 1 to 5, for example. As an example of such a vapor phase growth apparatus, a vapor phase growth apparatus 101 is shown in FIGS. 7A and 7B. The vapor phase growth apparatus 101 includes a reaction furnace 102 for growing an epitaxial layer on a substrate, a gas supply pipe 103 for supplying a raw material gas as a raw material for the epitaxial layer grown on the substrate into the reaction furnace 102, A gas exhaust pipe 104 for exhausting gas is provided. The vapor phase growth apparatus 101 supplies the source gas into the reaction furnace 102 through the gas supply pipe 103, and the supplied source gas flows along the surface of the substrate W, and then is discharged from the gas discharge pipe 104. When the film thickness of the epitaxial layer grown on the substrate is made uniform by such a vapor phase growth apparatus, the flow rate distribution of the source gas flowing in the reaction furnace becomes an important factor.

そこで、例えば、特許文献6には、反応炉内を流れる原料ガスの流量のムラを低減させる装置が提案されている。具体的には、反応炉内に向かう原料ガスの流れを調整するバッフル板と、原料ガスが流れる方向に沿って延びる仕切板を原料ガスの流れの幅方向に沿って複数設けた気相成長装置が特許文献6に開示されている。このような装置の反応炉は、反応炉内に通じてガス供給管から流れる原料ガスが流入する入口と、入口の上方かつ入口より反応炉側に位置して反応炉内に至る出口と、入口と出口を接続する通路と、通路内に位置する段部と、を備える。そして、反応炉内には、ガス供給管から原料ガスが導かれ、原料ガスが反応炉内に至る通路の段部を乗り越えるようにして反応炉内の基板の表面に原料ガスが供給される。反応炉に導かれる原料ガスは、原料ガスが通過する複数の貫通孔を有するバッフル板により複数の噴流にされ、その各噴流が反応炉内に通じる通路の段部に衝突して分散することにより、基板に供給される原料ガスの流量のムラを解消している。   Thus, for example, Patent Document 6 proposes an apparatus that reduces unevenness in the flow rate of the source gas flowing in the reactor. Specifically, a vapor phase growth apparatus provided with a plurality of baffle plates for adjusting the flow of the raw material gas toward the reactor and a partition plate extending along the flow direction of the raw material gas along the width direction of the raw material gas Is disclosed in Patent Document 6. The reaction furnace of such an apparatus includes an inlet through which the raw material gas flowing from the gas supply pipe flows into the reaction furnace, an outlet located above the inlet and closer to the reaction furnace than the inlet and reaching the reaction furnace, and an inlet And a passage connecting the outlet and a step portion located in the passage. Then, the raw material gas is introduced into the reaction furnace from the gas supply pipe, and the raw material gas is supplied to the surface of the substrate in the reaction furnace so as to get over the stepped portion of the passage leading to the inside of the reaction furnace. The raw material gas introduced into the reaction furnace is made into a plurality of jets by a baffle plate having a plurality of through holes through which the raw material gas passes, and each of the jets collides with a step portion of a passage leading to the inside of the reaction furnace to disperse. The unevenness in the flow rate of the source gas supplied to the substrate is eliminated.

特開2014−110414号公報JP 2014-110414 A 特開2009−277730号公報JP 2009-277730 A 特開2005−183510号公報JP 2005-183510 A 特開2004−200603号公報JP 2004-200603 A 特開2003−168650号公報JP 2003-168650 A 特開2003−203866号公報JP 2003-203866 A

しかし、段部に衝突して分散した一部の噴流は、噴流と噴流の間を逆流して循環する流れを形成する。この循環する流れを形成する噴流の一例が図8に示される。図8では、図示下端から複数本の噴流Jが段部108cに向かって流れ、段部108cで衝突して分散した噴流Jの一部が、噴流Jと噴流Jの間を逆流して循環する。ここで、原料ガスの噴流が衝突する段部(通路)を構成する部材は、耐熱性が必要であるとともに、シリコンに対して不純物にならない等の制約がある。そのため、段部を有する通路を構成する部材の素材は、石英製にほぼ限定されている。そして、段部を有する通路には原料ガスが繰り返し導入されることにより、段部には原料ガスに起因する堆積物が堆積され、堆積物を除去するために段部はフッ酸で定期的に洗浄される。その結果、フッ酸洗浄後の段部の表面には多少の凹凸が生じ、この凹凸に原料ガスの噴流が衝突すると、図8に示す噴流Jが循環する流れが乱され、原料ガスの噴流全体の流れに影響が生じる。すると、基板の表面に向けて流れる原料ガスの流量分布に影響が生じる結果、基板上に成長させるエピタキシャル層の膜厚分布にも影響が及ぼされる。   However, some of the jets that collide and collide with the stepped part form a flow that circulates between the jets and flows backward. An example of a jet forming this circulating flow is shown in FIG. In FIG. 8, a plurality of jets J flow from the lower end of the figure toward the step portion 108 c, and a part of the jet J that collides and is dispersed at the step portion 108 c circulates between the jet J and the jet J in a reverse flow. . Here, the member constituting the step portion (passage) with which the jet of the raw material gas collides is required to have heat resistance and has a restriction that it does not become an impurity with respect to silicon. For this reason, the material of the members constituting the passage having the step portion is almost limited to quartz. Then, the source gas is repeatedly introduced into the passage having the step portion, so that deposits resulting from the source gas are deposited on the step portion, and the step portion is periodically formed with hydrofluoric acid to remove the deposit. Washed. As a result, some unevenness is generated on the surface of the stepped portion after the hydrofluoric acid cleaning. When the jet of the raw material gas collides with the unevenness, the flow of the jet J shown in FIG. Will affect the flow. As a result, the flow rate distribution of the source gas flowing toward the surface of the substrate is affected, so that the film thickness distribution of the epitaxial layer grown on the substrate is also affected.

これらの影響は、反応炉内に通じる通路の段部における表面の凹凸形状を原因とする。そのため、メンテナンスにより通路を構成する部材を取り外して洗浄等した後に元通りに設置したつもりであっても次のような問題が生じる。つまり、段部を有する通路を構成する部材の配置の僅かな違い及び段部の表面形状の僅かな変化などによりメンテナンス前に達成できたエピタキシャル層の膜厚分布を再現することができない等の問題が生じる。よって、以上のような影響及び問題を引き起こす原因となる段部の表面における凹凸形状、段部の配置等に原料ガスの流れが影響を受けないように原料ガスの流れを安定させる必要がある。   These effects are caused by the uneven shape of the surface at the step portion of the passage leading to the inside of the reactor. Therefore, the following problem arises even if the member constituting the passage is removed by maintenance, cleaned, etc., and then installed again. In other words, problems such as inability to reproduce the thickness distribution of the epitaxial layer achieved before maintenance due to slight differences in the arrangement of members constituting the passage having the stepped portions and slight changes in the surface shape of the stepped portions, etc. Occurs. Therefore, it is necessary to stabilize the flow of the raw material gas so that the flow of the raw material gas is not affected by the uneven shape on the surface of the stepped portion that causes the above-described effects and problems, the arrangement of the stepped portion, and the like.

本発明の課題は、原料ガスの流れを安定させることが可能となる気相成長装置及びエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a vapor phase growth apparatus and an epitaxial wafer manufacturing method capable of stabilizing the flow of a source gas.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明の気相成長装置は、
原料ガスにより基板にエピタキシャル層を気相成長させる反応炉と、
反応炉内に通じる入口と、入口の上方かつ入口より反応炉側に位置して反応炉内に至る出口と、を有して入口と出口を接続して反応炉内に原料ガスを導入する通路と、
通路内に位置して入口に対向する第1面と第1面の上端から出口に延びる第2面を有する段部と、
入口に対向する第1開口と、第1開口から入口の外側に向けて延びた先に位置する第2開口と、を有して入口に原料ガスを導く管状の流路と、
第2開口に対応した形状、かつ、第2開口に連なって通じる貫通孔を有して原料ガスを貫通孔から流路に導くバッフルと、
を備えることを特徴とする。
The vapor phase growth apparatus of the present invention is
A reactor for vapor-phase growth of an epitaxial layer on a substrate with a source gas;
A passage having an inlet communicating with the reactor and an outlet located above the inlet and on the reactor side from the inlet and reaching the reactor, and connecting the inlet and the outlet to introduce the raw material gas into the reactor When,
A step portion having a first surface located in the passage and facing the inlet, and a second surface extending from the upper end of the first surface to the outlet;
A tubular flow path having a first opening facing the inlet and a second opening located ahead extending from the first opening toward the outside of the inlet and guiding the source gas to the inlet;
A baffle that has a shape corresponding to the second opening, and has a through hole that communicates with the second opening and guides the source gas from the through hole to the flow path;
It is characterized by providing.

本発明の気相成長装置は、バッフルの貫通孔に対応した形状の第2開口を有する管状の流路を備える。よって、バッフルの貫通孔を通過して管状の流路に至った原料ガスは、管状の流路いっぱいに広がって管状の流路を流れた後、通路に流入して段部に衝突する。ここで、段部に衝突した原料ガスの一部は逆流しようとするが、後から次々に流路いっぱいに広がった原料ガスが流れ、逆流しようとする原料ガスの流れは後からの流れに飲み込まれ、打ち消される。そのため、メンテナンスで段部の表面の多少の凹凸が形成されたり、メンテナンス前後で段部の配置が僅かにずれたりして段部の衝突で逆流しようとする原料ガスの流れに影響が生じるとしても、その流れは打ち消される。その結果、段部の配置、段部の表面の形状は、原料ガス全体の流れに大きな影響を与えない。したがって、メンテナンス前後で原料ガスの流れを安定させることができ、メンテナンス前後で同じような原料ガスを基板に向けて導くことが可能となる。   The vapor phase growth apparatus of the present invention includes a tubular flow path having a second opening having a shape corresponding to the through hole of the baffle. Therefore, the raw material gas that has passed through the through hole of the baffle and reached the tubular flow channel spreads over the tubular flow channel and flows through the tubular flow channel, and then flows into the passage and collides with the stepped portion. Here, a part of the raw material gas that collided with the step portion tries to flow backward, but later, the raw material gas that spreads to the full flow path flows one after another, and the flow of the raw material gas that tries to flow backward is swallowed by the later flow Will be countered. Therefore, even if some unevenness on the surface of the step part is formed during maintenance, or the arrangement of the step part slightly shifts before and after maintenance, the flow of the raw material gas that tries to flow backward due to the collision of the step part may be affected. The flow is canceled out. As a result, the arrangement of the stepped portion and the shape of the surface of the stepped portion do not greatly affect the flow of the entire raw material gas. Therefore, the flow of the source gas can be stabilized before and after the maintenance, and the same source gas can be guided toward the substrate before and after the maintenance.

本発明の実施態様では、流路は、第1開口と第2開口の間に位置する湾曲した湾曲管路と、湾曲管路に連なって通じるとともに第1開口側の流路の端に位置する端管路と、を有する。   In the embodiment of the present invention, the flow path is connected to the curved curved pipe line positioned between the first opening and the second opening, and is connected to the curved pipe line, and is located at the end of the flow path on the first opening side. And an end pipe line.

これによれば、湾曲管路により原料ガスを導く方向を誘導できる。   According to this, it is possible to guide the direction in which the raw material gas is guided by the curved pipe line.

本発明の実施態様では、第1面は、反応炉側から鉛直方向に延びる軸線を中心とする円弧状の曲面であり、端管路は、軸線に対して直交する方向に沿って位置する。   In the embodiment of the present invention, the first surface is an arcuate curved surface centering on an axis extending in the vertical direction from the reactor side, and the end pipe line is located along a direction orthogonal to the axis.

具体的には、流路により原料ガスの少なくとも一部が第1面に対して垂直に導かれる。   Specifically, at least a part of the source gas is guided perpendicularly to the first surface by the flow path.

これによれば、メンテナンス前に作製したエピタキシャル層の膜厚分布をメンテナンス後に作製するエピタキシャルウェーハで再現しようとする際に再現性を高めることができる。また、原料ガスの流量を増減させても、原料ガスの流量分布が大きく変化しないようにすることができる。   According to this, reproducibility can be improved when trying to reproduce the film thickness distribution of the epitaxial layer produced before maintenance with the epitaxial wafer produced after maintenance. Moreover, even if the flow rate of the source gas is increased or decreased, the flow rate distribution of the source gas can be prevented from changing greatly.

本発明の実施態様では、基板は、シリコン単結晶基板であり、エピタキシャル層は、シリコンエピタキシャル層であり、流路は石英製である。   In an embodiment of the present invention, the substrate is a silicon single crystal substrate, the epitaxial layer is a silicon epitaxial layer, and the flow path is made of quartz.

これによれば、流路がシリコンエピタキシャルウェーハの汚染源になるのを抑制することができる。   According to this, it can suppress that a flow path becomes a contamination source of a silicon epitaxial wafer.

本発明の実施態様では、流路は、正方形、長方形、又は、正方形若しくは長方形の角を丸めた形状の横断面を有する。   In an embodiment of the present invention, the flow path has a cross section of a square, a rectangle, or a shape with rounded corners of a square or rectangle.

また、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法は、
原料ガスにより基板にエピタキシャル層を気相成長させる反応炉内に通じる入口と、入口の上方かつ入口より反応炉側に位置して反応炉内に至る出口と、を接続する通路内において入口に対向する第1面と第1面の上端から出口に延びる第2面を有する段部に向けて原料ガスを導入する工程と、
導入する工程により導入した原料ガスによりエピタキシャル層を基板に成長する工程と、
を備え、
導入する工程は、
入口に対向する第1開口と、第1開口から入口の外側に向けて延びた先に位置する第2開口と、を有して入口に原料ガスを導く管状の流路と、
第2開口に対応した形状、かつ、第2開口に連なって通じる貫通孔を有して原料ガスを貫通孔から流路に導くバッフルと、
を使用して段部に原料ガスを導入することを特徴とする。
In addition, the manufacturing method of the epitaxial wafer of the present invention,
Opposite the inlet in a passage connecting the inlet leading to the reactor for vapor-phase growth of the epitaxial layer on the substrate with the source gas and the outlet located above the inlet and on the reactor side from the inlet to the reactor. Introducing a source gas toward a step portion having a first surface and a second surface extending from the upper end of the first surface to the outlet;
A step of growing an epitaxial layer on the substrate by the source gas introduced by the step of introducing;
With
The process to introduce is
A tubular flow path having a first opening facing the inlet and a second opening located ahead extending from the first opening toward the outside of the inlet and guiding the source gas to the inlet;
A baffle that has a shape corresponding to the second opening, and has a through hole that communicates with the second opening and guides the source gas from the through hole to the flow path;
Is used to introduce the raw material gas into the stepped portion.

本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法では、バッフルの貫通孔に対応した形状の第2開口を有する管状の流路を使用して原料ガスを反応炉の段部に導入する。そのため、上記の気相気相成長装置と同様に原料ガスの流れを安定させることが可能となる。よって、エピタキシャル層の膜厚分布の再現性が高いエピタキシャルウェーハを製造することができる可能性がある。   In the epitaxial wafer manufacturing method of the present invention, the raw material gas is introduced into the step portion of the reactor using a tubular flow path having a second opening having a shape corresponding to the through hole of the baffle. Therefore, it is possible to stabilize the flow of the source gas as in the above-described vapor phase vapor deposition apparatus. Therefore, there is a possibility that an epitaxial wafer with high reproducibility of the film thickness distribution of the epitaxial layer can be manufactured.

本発明の実施態様では、流路は、互いに融合させる融合面を有する第1部材と第2部材の少なくとも一方の融合面に溝を形成した後に、第1部材と第2部材の融合面を融合させて溝が管状に形成されたものを流路として使用する。   In the embodiment of the present invention, the flow path fuses the fusion surface of the first member and the second member after forming a groove in the fusion surface of at least one of the first member and the second member having the fusion surfaces to be fused with each other. Thus, a channel in which the groove is formed in a tubular shape is used as the channel.

これによれば、原料ガスを導く流路を作製するのが容易となる。   According to this, it becomes easy to produce the flow path which guides source gas.

本発明の一例の気相成長装置を示す模式断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing a vapor phase growth apparatus as an example of the present invention. 図1Aの気相成長装置の基板に向けてガスが通過する部材を示す平面的な模式図。FIG. 1B is a schematic plan view showing a member through which gas passes toward the substrate of the vapor phase growth apparatus of FIG. 1A. 図1Aのインジェクションインサートを示す模式斜視図。The model perspective view which shows the injection insert of FIG. 1A. 図2Aの模式平面図。FIG. 2B is a schematic plan view of FIG. 2A. 図2Bの模式正面図。The schematic front view of FIG. 2B. 比較例で使用したインジェクションインサートを示す模式平面図。The schematic plan view which shows the injection insert used by the comparative example. 図3Aの模式正面図。The schematic front view of FIG. 3A. メンテナンス前に作製したエピタキシャルウェーハの膜厚分布を示す実施例1の等高線図。The contour map of Example 1 which shows the film thickness distribution of the epitaxial wafer produced before the maintenance. メンテナンス後に作製したエピタキシャルウェーハの膜厚分布を示す実施例1の等高線図。The contour map of Example 1 which shows the film thickness distribution of the epitaxial wafer produced after the maintenance. メンテナンス前に作製したエピタキシャルウェーハの膜厚分布を示す比較例の等高線図。The contour map of the comparative example which shows the film thickness distribution of the epitaxial wafer produced before the maintenance. メンテナンス後に作製したエピタキシャルウェーハの膜厚分布を示す比較例の等高線図。The contour map of the comparative example which shows the film thickness distribution of the epitaxial wafer produced after the maintenance. キャリアガスである水素を通常用いる流量にして作製したエピタキシャルウェーハの膜厚分布を示す実施例2の等高線図。The contour map of Example 2 which shows the film thickness distribution of the epitaxial wafer produced with the flow volume which normally uses hydrogen which is carrier gas. キャリアガスである水素を通常用いる流量の2倍(図6Aの2倍)にして作製したエピタキシャルウェーハの膜厚分布を示す実施例2の等高線図。The contour map of Example 2 which shows the film thickness distribution of the epitaxial wafer produced by making twice the flow volume (2 times of FIG. 6A) which normally uses hydrogen which is carrier gas. 従来の気相成長装置の一例を示す模式断面図。The schematic cross section which shows an example of the conventional vapor phase growth apparatus. 図7Aの各部材を平面的に示した模式図。The schematic diagram which showed each member of FIG. 7A planarly. 従来の気相成長装置において反応炉に向かう原料ガスの噴流の流れを示す流路図。The flow path figure which shows the flow of the jet flow of the source gas which goes to the reaction furnace in the conventional vapor phase growth apparatus.

図1Aは、本発明の一例である枚葉式の気相成長装置1を示す。気相成長装置1により基板Wにエピタキシャル層が気相成長され、エピタキシャルウェーハが製造される。   FIG. 1A shows a single wafer type vapor phase growth apparatus 1 which is an example of the present invention. The epitaxial layer is vapor-phase grown on the substrate W by the vapor phase growth apparatus 1, and an epitaxial wafer is manufactured.

気相成長装置1は、基板Wを収容する反応炉2を備える。反応炉2は、容器状に形成される。反応炉2は、円筒又は円環状のベースリング3と、ベースリング3を上側から蓋をして反応炉2の天井を構成するアッパードーム4と、ベースリング3を下側から蓋をして反応炉2の底側を構成するロワードーム5と、を備える。   The vapor phase growth apparatus 1 includes a reaction furnace 2 that accommodates a substrate W. The reaction furnace 2 is formed in a container shape. The reactor 2 has a cylindrical or annular base ring 3, an upper dome 4 that covers the base ring 3 from the upper side and forms the ceiling of the reactor 2, and a base ring 3 that is covered from the lower side. Rowardome 5 constituting the bottom side of the furnace 2.

ベースリング3は反応炉2を構成するベースとなる部材である。ベースリング3は、ベースリング3の内側にガスを導入する導入口3aと、ベースリング3の内側のガスをベースリング3の外に排出する排出口3bと、を備える。導入口3aと排出口3bは、ベースリング3の中心線となる、例えば、鉛直方向に延びる軸線Oを軸とする円弧の曲面状の開口、いわば、アーチ状に形成された開口として形成される。   The base ring 3 is a member serving as a base constituting the reaction furnace 2. The base ring 3 includes an introduction port 3 a for introducing gas into the base ring 3 and a discharge port 3 b for discharging the gas inside the base ring 3 to the outside of the base ring 3. The introduction port 3a and the discharge port 3b are formed as a center line of the base ring 3, for example, an opening having a curved surface with an axis O extending in the vertical direction as an axis, that is, an opening formed in an arch shape. .

ベースリング3の内側には、アッパーライナー6とロワーライナー7が位置する。アッパーライナー6及びロワーライナー7は、導入口3aから導入されるガスを反応炉2内に導く導入通路8と、反応炉2内のガスを反応炉2外に排出する排出口3bに導く排出通路9と、を形成するための部材である。   An upper liner 6 and a lower liner 7 are located inside the base ring 3. The upper liner 6 and the lower liner 7 are an introduction passage 8 for introducing the gas introduced from the introduction port 3 a into the reaction furnace 2, and a discharge passage for guiding the gas in the reaction furnace 2 to the discharge port 3 b for discharging the gas inside the reaction furnace 2 to the outside. 9 is a member for forming.

アッパーライナー6は、ベースリング3の内周に嵌まり込むことが可能な円環状に形成される石英製の部材である。アッパーライナー6は、ベースリング3の内側に嵌まり込んだ状態でアッパードーム4側に位置する。   The upper liner 6 is a quartz member formed in an annular shape that can be fitted into the inner periphery of the base ring 3. The upper liner 6 is positioned on the upper dome 4 side in a state of being fitted inside the base ring 3.

ロワーライナー7は、ベースリング3の内側に嵌まり込むことが可能な円環状に形成される石英製の部材である。ロワーライナー7は、ベースリング3の内側に嵌り込んだ状態でロワードーム5上に載置される。   The lower liner 7 is a quartz member formed in an annular shape that can be fitted inside the base ring 3. The lower liner 7 is placed on the lower ward 5 while being fitted inside the base ring 3.

アッパーライナー6とロワーライナー7により形成される導入通路8は、反応炉2内に通じる入口8aと、入口8aの上方かつ入口8aより反応炉2側に位置して反応炉2内に至る出口8bと、入口8aと出口8bを接続する通路内に位置する段部8cと、を備える。段部8cは、入口8aに対向する第1面8c1と、第1面8c1の上端から出口8bに延びる第2面8c2を備える。第1面8c1は、軸線Oを軸とする円弧の曲面状であり、第2面8c2は、水平面となる。導入通路8が本発明の「通路」に相当する。なお、アッパーライナー6とロワーライナー7により形成される排出通路9は、導入通路8と同様であるため、説明を省略する。   The introduction passage 8 formed by the upper liner 6 and the lower liner 7 includes an inlet 8a that communicates with the reactor 2, and an outlet 8b that is located above the inlet 8a and closer to the reactor 2 than the inlet 8a and reaches the reactor 2. And a step portion 8c located in a passage connecting the inlet 8a and the outlet 8b. The step portion 8c includes a first surface 8c1 facing the inlet 8a and a second surface 8c2 extending from the upper end of the first surface 8c1 to the outlet 8b. The first surface 8c1 is an arcuate curved surface with the axis O as an axis, and the second surface 8c2 is a horizontal plane. The introduction passage 8 corresponds to the “passage” of the present invention. The discharge passage 9 formed by the upper liner 6 and the lower liner 7 is the same as the introduction passage 8 and will not be described.

反応炉2の内部には、基板Wを載置するサセプタ10と、サセプタ10を支持する支持部11と、サセプタ10を囲むプリヒートリング12と、が備わる。支持部11は、図示しない駆動手段に軸線O回りに回転可能となる。   Inside the reaction furnace 2, a susceptor 10 on which the substrate W is placed, a support part 11 that supports the susceptor 10, and a preheat ring 12 that surrounds the susceptor 10 are provided. The support part 11 can be rotated around the axis O by a driving means (not shown).

図1Aの反応炉2の外側の上下には加熱源となるランプ13が配置され、反応炉2の外側の左右には反応炉2内にガスを供給する機構と、反応炉2内のガスを排出する機構が位置する。   Lamps 13 serving as heating sources are arranged above and below the reaction furnace 2 in FIG. 1A, and a mechanism for supplying gas into the reaction furnace 2 and gas inside the reaction furnace 2 are arranged on the left and right sides outside the reaction furnace 2. A discharging mechanism is located.

図1Bは、基板Wにエピタキシャル層を成長させる各種ガスを供給する機構を説明する模式図である。図1Bは、基板Wに向かうガスが通過する各部材が平面的な模式図で示される。供給されるガスは、図1Bの左側のバッフル14、インジェクションインサート15(以下、「インサート15」とする。)、ロワーライナー7、プリヒートリング12、サセプタ10との順に各部材を通過して基板Wに到達する。その後、サセプタ10、プリヒートリング12、ロワーライナー7、との順に各部材を通過した後、反応炉2の外に排出される。なお、図1Bでは、基板W、サセプタ10、プリヒートリング12及びロワーライナー7が円状の形で示されている。   FIG. 1B is a schematic diagram for explaining a mechanism for supplying various gases for growing an epitaxial layer on the substrate W. FIG. FIG. 1B is a schematic plan view showing each member through which gas toward the substrate W passes. The gas to be supplied passes through each member in the order of the baffle 14 on the left side of FIG. 1B, the injection insert 15 (hereinafter referred to as “insert 15”), the lower liner 7, the preheat ring 12, and the susceptor 10. To reach. Then, after passing each member in the order of the susceptor 10, the preheat ring 12, and the lower liner 7, it is discharged out of the reaction furnace 2. In FIG. 1B, the substrate W, the susceptor 10, the preheat ring 12, and the lower liner 7 are shown in a circular shape.

バッフル14は板状であり、ガスが通過する複数の貫通孔Hを備える。貫通孔Hはバッフル全体で12個形成され、各貫通孔Hは矩形状の開口を有する。図示しないマスフローコントローラーにより基板Wに供給させるガスがバッフル14に向けて導かれ、導かれたガスが貫通孔Hを通過することでガスの流れが調整され、インサート15に至る。   The baffle 14 has a plate shape and includes a plurality of through holes H through which gas passes. Twelve through holes H are formed in the entire baffle, and each through hole H has a rectangular opening. A gas to be supplied to the substrate W is guided toward the baffle 14 by a mass flow controller (not shown), and the gas flow is adjusted by the guided gas passing through the through-hole H to reach the insert 15.

図2A〜図2Cはインサート15の模式図を示す。図2A及び図2Bに示すようにインサート15は、円弧状の辺S1と辺S1に対向する対向辺S2を有する1組のプレート16を有する。各プレート16は、対向辺S2から辺S1に向けて貫通する複数(6つ)の流路16a〜fを備える。流路16a〜fは、それぞれ、矩形状の横断面(例えば、正方形、長方形、又は、正方形若しくは長方形の角を丸めた形状の横断面)を有する管状の管路として形成され、両端にバッフル14の貫通孔H(図1B)に対応して矩形状に形成された開口(辺S1側の開口O1及び対向辺S2側の開口O2)を有する。流路16a〜dは、開口O1と開口O2の間に位置する湾曲した湾曲管路17と、湾曲管路17に連なって通じるとともに開口O1側の端に位置する端管路18と、を備える。湾曲管路17は、一部が湾曲する管状に形成され、図1Bに示すように端管路18が導入通路8の円弧状の第1面8c1の法線方向に沿うように(軸線Oに直交する方向に沿うように)湾曲する。端管路18は、直線状に形成され、軸線Oに直交する方向に沿って位置する。流路16e、16fは、直線状に形成され、軸線Oに直交する方向に沿って位置する。1組のプレート16は、バッフル14の貫通孔Hに対応して合計で12の開口O2を有する。各開口O2が対抗する貫通孔Hに連なって通じるようにバッフル14が取り付けられる。インサート15は、流路16a〜fが導入通路8の入口8aに対向して入口8a側から入口8aの外側(反応炉2の外側)に向けて水平方向に延びる。インサート15は、図1Aの導入口3aに挿入されて反応炉2に取り付けられる。図1Bに示すように流路16a〜fは、水平面に沿ってそれぞれ並列に配置され、流路16a〜fは水平面に沿って隣接して位置する。また、インサート15(両プレート16)は石英製である。各プレート16は、例えば、次のようにして作製される。先ず、2つの石英ブロックを用意する。用意した2つの石英ブロックは、それぞれ互いに融合させる融合面を有する。次に、用意した石英ブロックの少なくとも一方の融合面に貫通孔Hに対応する溝を形成する。そして、2つの石英ブロックの互いの融合面を向かい合わせて重ね、黒鉛ブロックにより荷重をかけた状態で電気炉に入れ、加熱して融合させる。こうして一体となった石英ブロックの外形をマシニングセンタにより整えることでプレート16が作製される。同様にして1組のプレート16を作製し、作製された1組のプレート16は、インサート15として、図1Bに示すようにバッフル14と導入通路8の間に取り付けられる。   2A to 2C show schematic views of the insert 15. As shown in FIGS. 2A and 2B, the insert 15 has a pair of plates 16 each having an arcuate side S1 and an opposing side S2 facing the side S1. Each plate 16 includes a plurality (six) of flow paths 16a to 16f penetrating from the opposite side S2 toward the side S1. Each of the flow paths 16a to 16f is formed as a tubular pipe line having a rectangular cross section (for example, a square, a rectangle, or a cross section having a rounded shape of a square or a rectangle), and baffles 14 at both ends. Corresponding to the through-holes H (FIG. 1B), which are formed in a rectangular shape (opening O1 on the side S1 side and opening O2 on the opposite side S2 side). The flow paths 16a to 16d are provided with a curved curved pipe line 17 positioned between the opening O1 and the opening O2, and an end pipe line 18 connected to the curved pipe line 17 and positioned at the end on the opening O1 side. . The curved conduit 17 is formed in a partially curved tubular shape, and as shown in FIG. 1B, the end conduit 18 is along the normal direction of the arc-shaped first surface 8c1 of the introduction passage 8 (on the axis O). Bend (to be along an orthogonal direction). The end pipe line 18 is formed in a straight line and is positioned along a direction orthogonal to the axis O. The flow paths 16e and 16f are formed in a straight line and are positioned along a direction orthogonal to the axis O. The set of plates 16 has a total of 12 openings O2 corresponding to the through holes H of the baffle 14. The baffle 14 is attached so that each opening O2 communicates with the opposing through hole H. In the insert 15, the flow paths 16 a to 16 f extend in the horizontal direction from the inlet 8 a side to the outside of the inlet 8 a (outside of the reaction furnace 2) so as to face the inlet 8 a of the introduction passage 8. The insert 15 is inserted into the inlet 3a of FIG. As illustrated in FIG. 1B, the flow paths 16a to 16f are arranged in parallel along the horizontal plane, and the flow paths 16a to 16f are adjacently positioned along the horizontal plane. The insert 15 (both plates 16) is made of quartz. Each plate 16 is produced as follows, for example. First, two quartz blocks are prepared. The two prepared quartz blocks each have a fusion surface to be fused together. Next, a groove corresponding to the through hole H is formed on at least one fusion surface of the prepared quartz block. Then, the fused surfaces of the two quartz blocks are stacked face to face, put in an electric furnace with a load applied by a graphite block, and heated to fuse. The plate 16 is manufactured by adjusting the outer shape of the integrated quartz block by a machining center. Similarly, a set of plates 16 is produced, and the produced set of plates 16 is attached as an insert 15 between the baffle 14 and the introduction passage 8 as shown in FIG. 1B.

以上のバッフル14、インサート15を経由した後、ロワーライナー7、プリヒートリング12、サセプタ10を経て基板Wにガスが供給される。例えば、気相成長時には反応炉2内に気相成長ガスが供給される。気相成長ガスとしては、例えば、シリコン単結晶膜の原料となる原料ガスと、原料ガスを希釈するキャリアガスと、シリコン単結晶膜に導電型を付与するドーパントガスと、を備える。   After passing through the baffle 14 and the insert 15, gas is supplied to the substrate W through the lower liner 7, the preheat ring 12, and the susceptor 10. For example, vapor phase growth gas is supplied into the reaction furnace 2 during vapor phase growth. As the vapor phase growth gas, for example, a raw material gas that is a raw material of the silicon single crystal film, a carrier gas that dilutes the raw material gas, and a dopant gas that imparts conductivity to the silicon single crystal film are provided.

以上、気相成長装置1の主要な各部を説明した。気相成長装置1により基板Wにエピタキシャル層を成長してエピタキシャルウェーハを製造する場合には、先ず、反応炉2のサセプタ10に基板Wを載置させる。そして、図示省略するマスフローコントローラーにより流量が制御された気相成長ガスを反応炉2に向けて供給する。すると、気相成長ガスが図1Bに示すバッフル14の貫通孔Hを通過して各流路16a〜fに流れる。そして、各流路16a〜fを通過した気相成長ガスは、導入通路8を経て反応炉2内に導入される。導入された気相成長ガスによりシリコン単結晶薄膜が基板W上に気相成長し、シリコンエピタキシャルウェーハが製造される。   The main parts of the vapor phase growth apparatus 1 have been described above. In the case of manufacturing an epitaxial wafer by growing an epitaxial layer on the substrate W by the vapor phase growth apparatus 1, first, the substrate W is placed on the susceptor 10 of the reaction furnace 2. Then, a vapor growth gas whose flow rate is controlled by a mass flow controller (not shown) is supplied toward the reaction furnace 2. Then, the vapor growth gas passes through the through holes H of the baffle 14 shown in FIG. 1B and flows into the flow paths 16a to 16f. The vapor phase growth gas that has passed through the flow paths 16 a to 16 f is introduced into the reaction furnace 2 through the introduction passage 8. A silicon single crystal thin film is vapor-grown on the substrate W by the introduced vapor growth gas, and a silicon epitaxial wafer is manufactured.

本発明の実施態様では、図1Bに示すバッフル14の複数の貫通孔Hに対応した形状の開口O2を有する管状の流路16a〜fを備える。よって、バッフル14の貫通孔Hを通過して流路16a〜fに至った気相成長ガスは、管状の各流路16a〜fいっぱいに広がるようにして各流路16a〜fを流れた後、導入通路8に流入して段部8cに衝突する。ここで、段部8cに衝突した気相成長ガスの一部は逆流しようとするが、後から次々に流路16a〜fいっぱいに広がった気相成長ガスが流れ、逆流しようとする気相成長ガスの流れは後からの流れに飲み込まれ、打ち消される。そのため、メンテナンスで段部8cの表面の多少の凹凸が形成されたり、メンテナンス前後で段部8cの配置が僅かにずれたりして段部8cの衝突で逆流しようとする気相成長ガスの流れに影響が生じても、その流れは打ち消される。その結果、段部8cの配置、段部8cの表面の形状は、気相成長ガス全体の流れに大きな影響を与えない。したがって、メンテナンス前後で気相成長ガスの流れを安定させることができ、メンテナンス前後で同じような気相成長ガスを基板Wに向けて導くことが可能となる。よって、メンテナンス前に作製したエピタキシャル層の膜厚分布をメンテナンス後に作製するエピタキシャルウェーハで再現しようとする際に再現性を高めることができる。   The embodiment of the present invention includes tubular channels 16a to 16f having openings O2 having shapes corresponding to the plurality of through holes H of the baffle 14 shown in FIG. 1B. Therefore, after the vapor phase growth gas that has passed through the through-hole H of the baffle 14 and reached the flow paths 16a to 16f flows through the respective flow paths 16a to f so as to spread over the tubular flow paths 16a to 16f. Then, it flows into the introduction passage 8 and collides with the step portion 8c. Here, although a part of the vapor phase growth gas colliding with the step portion 8c tries to flow backward, the vapor phase growth gas spreading to the full flow paths 16a to 16f flows one after another, and the vapor phase growth that tries to flow backward. The gas flow is swallowed by the later flow and canceled. Therefore, some unevenness is formed on the surface of the step portion 8c during maintenance, or the arrangement of the step portion 8c slightly shifts before and after maintenance, resulting in a flow of vapor growth gas that tends to flow backward due to the collision of the step portion 8c. Even if an effect occurs, the flow is canceled. As a result, the arrangement of the stepped portion 8c and the shape of the surface of the stepped portion 8c do not significantly affect the flow of the vapor phase growth gas as a whole. Therefore, the flow of the vapor growth gas can be stabilized before and after the maintenance, and the same vapor growth gas can be guided toward the substrate W before and after the maintenance. Therefore, reproducibility can be improved when trying to reproduce the film thickness distribution of the epitaxial layer produced before maintenance with the epitaxial wafer produced after maintenance.

本発明の効果を確認するために以下の実験を行った。以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。   In order to confirm the effect of the present invention, the following experiment was conducted. EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated concretely, these do not limit this invention.

(実施例)
実施例1では、気相成長装置1を用いて直径200mm、結晶方位(100)のシリコン単結晶基板を載置したサセプタ10を軸線O回りに回転させずに回転を止めた状態でその基板にシリコンエピタキシャル層を成長してシリコンエピタキシャルウェーハを作製し、作製したシリコンエピタキシャルウェーハの膜厚分布を測定した。そして、気相成長装置1の反応炉2からアッパーライナー6及びロワーライナー7を取り外して洗浄した(メンテナンスした)後、再び元の位置に取り付けて先と同様の条件でシリコンエピタキシャルウェーハを作製し、作製したシリコンエピタキシャルウェーハの膜厚分布を測定した。
(Example)
In the first embodiment, the susceptor 10 on which a silicon single crystal substrate having a diameter of 200 mm and a crystal orientation (100) is mounted using the vapor phase growth apparatus 1 is not rotated around the axis O, but the rotation is stopped on the substrate. A silicon epitaxial wafer was produced by growing a silicon epitaxial layer, and the film thickness distribution of the produced silicon epitaxial wafer was measured. And after removing and cleaning (maintenance) the upper liner 6 and the lower liner 7 from the reactor 2 of the vapor phase growth apparatus 1, a silicon epitaxial wafer is produced under the same conditions as above by attaching it to the original position again. The film thickness distribution of the produced silicon epitaxial wafer was measured.

実施例2では、気相成長装置1を用いて直径200mm、結晶方位(100)のシリコン単結晶基板を載置したサセプタ10を軸線O回りに回転させずに回転を止めた状態でその基板にシリコンエピタキシャル層を成長してシリコンエピタキシャルウェーハを作製し、作製したシリコンエピタキシャルウェーハの膜厚分布を測定した。次に、先と同様に気相成長装置1を使用してシリコンエピタキシャルウェーハを作製し、作製したシリコンエピタキシャルウェーハの膜厚分布を測定した。ただし、先にシリコンエピタキシャルウェーハを作製した際にはキャリアガスである水素の流量を通常用いる流量にしたのに対して、後にシリコンエピタキシャルウェーハを作製した際には、先の水素の流量の2倍の流量にしてシリコンエピタキシャルウェーハを作製した。   In Example 2, the susceptor 10 on which a silicon single crystal substrate having a diameter of 200 mm and a crystal orientation (100) is mounted using the vapor phase growth apparatus 1 is not rotated around the axis O, but the rotation is stopped on the substrate. A silicon epitaxial wafer was produced by growing a silicon epitaxial layer, and the film thickness distribution of the produced silicon epitaxial wafer was measured. Next, a silicon epitaxial wafer was produced using the vapor phase growth apparatus 1 as before, and the film thickness distribution of the produced silicon epitaxial wafer was measured. However, when the silicon epitaxial wafer was first manufactured, the flow rate of hydrogen as a carrier gas was set to a normal flow rate, whereas when the silicon epitaxial wafer was manufactured later, it was twice the flow rate of the previous hydrogen. A silicon epitaxial wafer was fabricated at a flow rate of 5.

比較例では、気相成長装置1のインサート15に代えて図3A及び図3Bに示されるインサート115を用いる以外は、実施例1と同様に直径200mm、結晶方位(100)の基板を用いて2つのシリコンエピタキシャルウェーハを作製し、作製した各シリコンエピタキシャルウェーハの膜厚分布を測定した。次にインサート115について具体的に説明する。インサート15と同様の構成について同じ符号を付して説明を省略する。図3A及び図3Bに示すようにインサート115は、辺S1と辺S1に対向する対向辺S2を有する1組のプレート116を有する。各プレート116は、対向辺S2から辺S1に向けて貫通する複数(2つ)の流路116a、116bを備える。流路116a、116bは、それぞれ、横幅が広い横断面を有する管路として形成され、両端に開口(辺S1側の開口O11及び対向辺S2側の開口O12)を有する。開口O12はバッフル14の貫通孔Hより大きく形成され、各開口O12にはバッフル14から複数本の噴流が流入する。比較例では、以上の構成以外は、気相成長装置1と同様の気相成長装置を使用した。   In the comparative example, a substrate having a diameter of 200 mm and a crystal orientation (100) was used in the same manner as in Example 1 except that the insert 115 shown in FIGS. 3A and 3B was used instead of the insert 15 of the vapor phase growth apparatus 1. Two silicon epitaxial wafers were produced, and the film thickness distribution of each produced silicon epitaxial wafer was measured. Next, the insert 115 will be specifically described. The same components as those of the insert 15 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. As shown in FIGS. 3A and 3B, the insert 115 includes a pair of plates 116 having sides S1 and opposed sides S2 facing the sides S1. Each plate 116 includes a plurality (two) of flow paths 116a and 116b penetrating from the opposite side S2 toward the side S1. Each of the flow paths 116a and 116b is formed as a pipe line having a wide cross section, and has openings (opening O11 on the side S1 side and opening O12 on the opposite side S2 side) at both ends. The opening O12 is formed larger than the through hole H of the baffle 14, and a plurality of jets flow from the baffle 14 into each opening O12. In the comparative example, a vapor phase growth apparatus similar to the vapor phase growth apparatus 1 was used except for the above configuration.

図4A及び図4B、図5A及び図5B並びに図6A及び図6Bは、基板を回転させずに成長させたエピタキシャル層の膜厚分布の等高線図を示す。各図において下側が供給される気相成長ガスの上流側(上側が供給される気相成長ガスの下流側)となり、等高線が図示上側から図示下側に向かうに従いエピタキシャル層の膜厚が厚くなる。気相成長装置1のようなエピタキシャル成長装置で、シリコン単結晶基板にシリコンエピタキシャル層を成長する場合は、通常、エピタキシャル層の層厚は気相成長ガスの供給量で律速され、流速の速い部分の成長速度は高くなる。そのため、各図は、概ね気相成長ガスの流量分布を示していると考えてよい。   4A and 4B, FIG. 5A and FIG. 5B, and FIG. 6A and FIG. 6B show contour diagrams of the film thickness distribution of the epitaxial layer grown without rotating the substrate. In each figure, the lower side is the upstream side of the vapor deposition gas to be supplied (the upper side is the downstream side of the vapor deposition gas to be supplied), and the thickness of the epitaxial layer increases as the contour line goes from the upper side to the lower side in the drawing. . In the case of growing a silicon epitaxial layer on a silicon single crystal substrate with an epitaxial growth apparatus such as the vapor phase growth apparatus 1, the layer thickness of the epitaxial layer is usually limited by the supply amount of the vapor phase growth gas, and the part having a high flow rate is used. The growth rate is high. Therefore, each figure may be considered to show the flow rate distribution of the vapor phase growth gas.

図4Aは、実施例1においてメンテナンス前に作製したエピタキシャルウェーハの膜厚分布を示し、図4Bは、実施例1においてメンテナンス後に作製したエピタキシャルウェーハの膜厚分布を示す。図4A及び図4Bは、ほとんど変わらない形状であるため、メンテナンスにより部材の取り付け位置などが変化しても気相成長ガスの流量分布に与える影響が少ないことが分かる。そして、図4A及び図4Bから、それぞれの気相成長ガスの流量分布が比較的均一であることが分かる。それに対して、図5Aは、比較例においてメンテナンス前に作製したエピタキシャルウェーハの膜厚分布を示し、図5Bは、比較例においてメンテナンス後に作製したエピタキシャルウェーハの膜厚分布を示す。図5A及び図5Bは、等高線の形状が大きく異なるため、メンテナンスにより部材の取り付け位置などが変化することで、気相成長ガスの流量分布に大きな影響を与えることが分かる。実施例1と比較例の比較から、実施例1のインサート15の流路16a〜fがメンテナンス前後における気相成長ガスの流量分布の再現性を高めていることが分かる。   4A shows the film thickness distribution of the epitaxial wafer produced before maintenance in Example 1, and FIG. 4B shows the film thickness distribution of the epitaxial wafer produced after maintenance in Example 1. 4A and 4B have almost the same shape, it can be seen that the influence on the flow rate distribution of the vapor growth gas is small even if the mounting position of the member is changed by maintenance. 4A and 4B show that the flow rate distribution of each vapor phase growth gas is relatively uniform. On the other hand, FIG. 5A shows the film thickness distribution of the epitaxial wafer produced before maintenance in the comparative example, and FIG. 5B shows the film thickness distribution of the epitaxial wafer produced after maintenance in the comparative example. 5A and 5B, since the contour lines are greatly different, it can be seen that the flow position distribution of the vapor growth gas is greatly affected by the change of the attachment position of the member due to the maintenance. From comparison between Example 1 and the comparative example, it can be seen that the flow paths 16a to 16f of the insert 15 of Example 1 enhance the reproducibility of the flow rate distribution of the vapor growth gas before and after the maintenance.

また、図6Aは、実施例2において通常の流量のキャリアガスを流して作製したエピタキシャルウェーハの膜厚分布を示し、図6Bは、実施例2において通常の倍の流量のキャリアガスを流して作製したエピタキシャルウェーハの膜厚分布を示す。図6A及び図6Bは、等高線の形状が大きく変わらないことから、気相成長装置1においてキャリアガスの流量を増減しても気相成長ガスの流量分布が大きく変わらないことが分かる。   6A shows the film thickness distribution of the epitaxial wafer produced by flowing a normal flow rate carrier gas in Example 2, and FIG. 6B shows the flow rate produced by flowing a normal double flow rate carrier gas in Example 2. The film thickness distribution of the epitaxial wafer is shown. 6A and 6B, since the shape of the contour line does not change greatly, it can be seen that the flow rate distribution of the vapor phase growth gas does not change greatly even if the flow rate of the carrier gas is increased or decreased in the vapor phase growth apparatus 1.

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその具体的な記載に限定されることなく、例示した構成等を技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせて実施することも可能であるし、またある要素、処理を周知の形態に置き換えて実施することもできる。   The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific description, and the illustrated configurations and the like can be appropriately combined within a technically consistent range. In addition, certain elements and processes may be replaced with known forms.

1 気相成長装置 2 反応炉
3 ベースリング 6 アッパーライナー
7 ロワーライナー 8 導入通路(通路)
8a 入口 8b 出口
8c 段部 8c1 第1面
8c2 第2面 10 サセプタ
14 バッフル H 貫通孔
15 インジェクションインサート 16 プレート
16a〜16f 流路 O1 開口(第1開口)
O2 開口(第2開口) 17 湾曲管路
18 端管路 W 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vapor growth apparatus 2 Reactor 3 Base ring 6 Upper liner 7 Lower liner 8 Introduction passage (passage)
8a Inlet 8b Outlet 8c Stepped portion 8c1 First surface 8c2 Second surface 10 Susceptor 14 Baffle H Through hole 15 Injection insert 16 Plate 16a to 16f Flow path O1 Opening (first opening)
O2 opening (second opening) 17 curved pipe 18 end pipe W substrate

Claims (8)

原料ガスにより基板にエピタキシャル層を気相成長させる反応炉と、
前記反応炉内に通じる入口と、前記入口の上方かつ前記入口より前記反応炉側に位置して前記反応炉内に至る出口と、を有して前記入口と前記出口を接続して前記反応炉内に前記原料ガスを導入する通路と、
前記通路内に位置して前記入口に対向する第1面と前記第1面の上端から前記出口に延びる第2面を有する段部と、
前記入口に対向する第1開口と、前記第1開口から前記入口の外側に向けて延びた先に位置する第2開口と、を有して前記入口に前記原料ガスを導く管状の流路と、
前記第2開口に対応した形状、かつ、前記第2開口に連なって通じる貫通孔を有して前記原料ガスを前記貫通孔から前記流路に導くバッフルと、
を備えることを特徴とする気相成長装置。
A reactor for vapor-phase growth of an epitaxial layer on a substrate with a source gas;
The reactor having an inlet communicating with the reactor, and an outlet located above the inlet and on the reactor side from the inlet and reaching the reactor, and connecting the inlet and the outlet to the reactor A passage for introducing the raw material gas therein,
A step portion having a first surface located in the passage and facing the inlet, and a second surface extending from an upper end of the first surface to the outlet;
A tubular flow path having a first opening facing the inlet and a second opening located at the tip extending from the first opening toward the outside of the inlet and guiding the source gas to the inlet. ,
A baffle that has a shape corresponding to the second opening and has a through hole that communicates with the second opening and guides the source gas from the through hole to the flow path;
A vapor phase growth apparatus comprising:
前記流路は、前記第1開口と前記第2開口の間に位置する湾曲した湾曲管路と、前記湾曲管路に連なって通じるとともに前記第1開口側の前記流路の端に位置する端管路と、を有する請求項1に記載の気相成長装置。   The flow path is connected to the curved curved line located between the first opening and the second opening, and the end located at the end of the flow path on the first opening side. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, further comprising a conduit. 前記第1面は、前記反応炉側から鉛直方向に延びる軸線を中心とする円弧状の曲面であり、
前記端管路は、前記軸線に対して直交する方向に沿って位置する請求項2に記載の気相成長装置。
The first surface is an arcuate curved surface centering on an axis extending in the vertical direction from the reactor side,
The vapor phase growth apparatus according to claim 2, wherein the end pipe line is located along a direction orthogonal to the axis.
前記流路により前記原料ガスの少なくとも一部が前記第1面に対して垂直に導かれる請求項1ないし3のいずれか1項に記載の気相成長装置。   4. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein at least a part of the source gas is guided perpendicularly to the first surface by the flow path. 5. 前記基板は、シリコン単結晶基板であり、
前記エピタキシャル層は、シリコンエピタキシャル層であり、
前記流路は石英製である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の気相成長装置。
The substrate is a silicon single crystal substrate;
The epitaxial layer is a silicon epitaxial layer;
The vapor phase growth apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the flow path is made of quartz.
前記流路は、正方形、長方形、又は、正方形若しくは長方形の角を丸めた形状の横断面を有する請求項1ないし5のいずれか1項に記載の気相成長装置。   6. The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein the flow path has a cross section having a square shape, a rectangular shape, or a shape having rounded corners of the square shape or the rectangular shape. 原料ガスにより基板にエピタキシャル層を気相成長させる反応炉内に通じる入口と、前記入口の上方かつ前記入口より前記反応炉側に位置して前記反応炉内に至る出口と、を接続する通路内において前記入口に対向する第1面と前記第1面の上端から前記出口に延びる第2面を有する段部に向けて前記原料ガスの噴流を抑制して前記原料ガスを導入する工程と、
前記導入する工程により導入した前記原料ガスにより前記エピタキシャル層を前記基板に成長する工程と、
を備え、
前記導入する工程は、
前記入口に対向する第1開口と、前記第1開口から前記入口の外側に向けて延びた先に位置する第2開口と、を有して前記入口に前記原料ガスを導く管状の流路と、
前記第2開口に対応した形状、かつ、前記第2開口に連なって通じる貫通孔を有して前記原料ガスを前記貫通孔から前記流路に導くバッフルと、
を使用して前記段部に前記原料ガスを導入す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。
In a passage connecting an inlet leading to a reactor for vapor-phase growth of an epitaxial layer on a substrate with a source gas, and an outlet located above the inlet and on the reactor side from the inlet and reaching the reactor The step of introducing the source gas while suppressing the jet of the source gas toward a step portion having a first surface facing the inlet and a second surface extending from the upper end of the first surface to the outlet;
Growing the epitaxial layer on the substrate with the source gas introduced in the introducing step;
With
The introducing step includes
A tubular flow path having a first opening facing the inlet and a second opening located at the tip extending from the first opening toward the outside of the inlet and guiding the source gas to the inlet. ,
A baffle that has a shape corresponding to the second opening and has a through hole that communicates with the second opening and guides the source gas from the through hole to the flow path;
A method for producing an epitaxial wafer, wherein the raw material gas is introduced into the step portion by using a material.
前記流路は、互いに融合させる融合面を有する第1部材と第2部材の少なくとも一方の前記融合面に溝を形成した後に、前記第1部材と前記第2部材の前記融合面を融合させて前記溝が管状に形成されたものを前記流路として使用する請求項7に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。   The flow path is formed by forming a groove in the fusion surface of at least one of the first member and the second member having a fusion surface to be fused with each other, and then fusing the fusion surface of the first member and the second member. The method for producing an epitaxial wafer according to claim 7, wherein the groove is formed in a tubular shape as the flow path.
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