JP2019114699A - Epitaxial growth system and semiconductor epitaxial wafer manufacturing method using the same - Google Patents

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Abstract

To provide an epitaxial growth system capable of improving robustness in control of film thickness uniformity at the time of forming an epitaxial layer.SOLUTION: An epitaxial growth system 100 has: a susceptor 20 where a semiconductor wafer W is placed; a first gas supply part 150 for supplying a first process gas G1 to an upper surface of the semiconductor wafer W; and a second gas supply part 170 for supplying a second process gas G2 which controls a gas flow of the first process gas G1 around an outer edge of the semiconductor wafer W, in which the second gas supply part is arranged in such a manner that a main channel F of the second process gas G2 flows in on the susceptor 20 when the first and second process gases G1, G2 are simultaneously supplied and the main channel is isolated from a circumference of the semiconductor wafer W.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、エピタキシャル成長装置およびそれを用いた半導体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 an epitaxial growth apparatus and a method of manufacturing a semiconductor epitaxial wafer using the same.

エピタキシャルウェーハは、半導体ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させたものである。例えば、結晶の完全性がより要求される場合や抵抗率の異なる多層構造を必要とする場合などには、シリコンウェーハ上に単結晶シリコン薄膜を気相成長(エピタキシャル成長)させてエピタキシャルシリコンウェーハを製造する。   An epitaxial wafer is obtained by vapor-phase growing an epitaxial film on the surface of a semiconductor wafer. For example, when crystal integrity is more required or multilayer structures with different resistivities are required, a single crystal silicon thin film is vapor-phase grown (epitaxial growth) on a silicon wafer to manufacture an epitaxial silicon wafer. Do.

エピタキシャルウェーハの製造には、例えば枚葉式エピタキシャル成長装置が用いられる。ここで、一般的な枚葉式エピタキシャル成長装置について、図1を参照して説明する。図1に示すように、エピタキシャル成長装置900は、上部ドーム11、下部ドーム12及びドーム取付体13を含むチャンバ10を有し、該チャンバ10がエピタキシャル膜形成室を区画する。また、ドーム取付体13はサセプタを境界に上部ライナー17および下部ライナー18に区画される。チャンバ10には、その側面の対向する位置の上部ライナー17側に反応ガスGPの供給及び排出をそれぞれ行う反応ガス供給口15A及び反応ガス排出口16Aが設けられる。また、チャンバ10の側面の対向する位置の下部ライナー18側に、チャンバ内下部ドーム12の部分を水素雰囲気に保つための雰囲気ガスGAの供給及び排出をそれぞれ行う雰囲気ガス供給口15B及び雰囲気ガス排出口16Bが設けられる。 For example, a single wafer type epitaxial growth apparatus is used to manufacture an epitaxial wafer. Here, a general single wafer type epitaxial growth apparatus will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the epitaxial growth apparatus 900 has a chamber 10 including an upper dome 11, a lower dome 12 and a dome attachment 13, and the chamber 10 defines an epitaxial film forming chamber. Further, the dome mounting body 13 is divided into an upper liner 17 and a lower liner 18 at the boundary of the susceptor. The chamber 10 is provided with a reaction gas supply port 15A and a reaction gas discharge port 16A for supplying and discharging the reaction gas GP respectively on the side of the upper liner 17 opposite to the side surface thereof. Further, the lower liner 18 side at a position opposing sides of the chamber 10, the supply and the respective atmospheric gas supply port 15B and the ambient gas to discharge the atmospheric gas G A in order to keep the portion of the chamber in the lower dome 12 to a hydrogen atmosphere An outlet 16B is provided.

また、チャンバ10内には、半導体ウェーハWが載置されるサセプタ20が配置される。サセプタ20は、下方からサセプタサポートシャフト30により支持される。サセプタサポートシャフト30は、アームの先端の3つの支持ピン(図示せず)でサセプタ20の下面外周部を勘合支持する。さらに、サセプタ20には3つの貫通孔(うち、1つは図示せず)が形成され、サセプタサポートシャフト30のアームにも貫通孔が1つずつ形成されている。これらアームの貫通孔及びサセプタの貫通孔には、リフトピン40A,40B,40C(ただし、リフトピン40Bは配置の都合により、図1の模式断面図では図示されない)が挿通される。また、リフトピン40の下端部は昇降シャフト50に支持される。チャンバ10内に搬入された半導体ウェーハWの支持、この半導体ウェーハWのサセプタ20上への載置、及び、気相エピタキシャル成長後のエピタキシャルウェーハのチャンバ20外への搬出の際には、昇降シャフト50が昇降することで、リフトピン40がアームの貫通孔及びサセプタの貫通孔と摺動しながら昇降し、その上端部で半導体ウェーハWの昇降を行う。この枚葉式エピタキシャル成長装置900を用いてエピタキシャル層EPを形成するときには、サセプタ20を回転させつつ、サセプタ20に載置された半導体ウェーハWの上面に反応ガスGPを接触させる。また、反応ガスGpとは、キャリアガスにソースガスを混合させたガスを意味する。エピタキシャル層EPとしてシリコンエピタキシャル層を形成する場合には、ソースガスはトリクロロシランガスなどのシリコンソースガスを用いる。なお、サセプタ20の側面は、一般的に3mm程度の間隙を介して、プリヒートリング60により覆われる。 Further, in the chamber 10, a susceptor 20 on which the semiconductor wafer W is mounted is disposed. The susceptor 20 is supported by the susceptor support shaft 30 from below. The susceptor support shaft 30 engages and supports the lower surface outer peripheral portion of the susceptor 20 with three support pins (not shown) at the tip of the arm. Furthermore, three through holes (one of which is not shown) are formed in the susceptor 20, and one through hole is also formed in the arm of the susceptor support shaft 30. The lift pins 40A, 40B, and 40C (however, the lift pins 40B are not shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 1) are inserted through the through holes of the arms and the through holes of the susceptor. Further, the lower end portion of the lift pin 40 is supported by the lift shaft 50. At the time of supporting the semiconductor wafer W carried into the chamber 10, mounting the semiconductor wafer W on the susceptor 20, and unloading the epitaxial wafer after vapor phase epitaxial growth out of the chamber 20, the elevating shaft 50 By moving up and down, the lift pins 40 move up and down while sliding on the through holes of the arm and the through holes of the susceptor, and the semiconductor wafer W is moved up and down at its upper end. When forming the epitaxial layer EP using the single wafer type epitaxial growth apparatus 900, the reaction gas GP is brought into contact with the upper surface of the semiconductor wafer W mounted on the susceptor 20 while rotating the susceptor 20. Further, the reaction gas G p, means a gas obtained by mixing a source gas to the carrier gas. When forming a silicon epitaxial layer as the epitaxial layer EP, a silicon source gas such as trichlorosilane gas is used as a source gas. The side surface of the susceptor 20 is generally covered by the preheat ring 60 via a gap of about 3 mm.

プリヒートリング60は予熱リングまたは予加熱リングとも呼ばれ、反応ガスGPがエピタキシャル膜形成室に流入し、反応ガスGPが半導体ウェーハWと接触する前に、プリヒートリング60はサセプタ20および反応ガスGPを予熱し、成膜前および成膜中の半導体ウェーハWの熱均一性を高めて、エピタキシャル膜の均一性を高める。 Preheat ring 60 is also referred to as a preheat ring or preheat ring, reaction gas G P flows into the epitaxial film forming chamber, before the reaction gas G P is in contact with the semiconductor wafer W, the pre-heat ring 60 susceptor 20 and the reaction gas The GP is preheated to enhance the thermal uniformity of the semiconductor wafer W before and during the film formation, thereby enhancing the uniformity of the epitaxial film.

反応ガス排出口16Aおよび雰囲気ガス排出口16B側での、反応ガスGPおよび雰囲気ガスGAのガス流の流れに関して図2を参照して説明する。図2に示されるように、反応ガスGPは主として反応ガス排出口16A側に流れ、雰囲気ガスGAは雰囲気ガス排出口16B側に主として流れる。サセプタ20とプリヒートリング60との間の間隙gを介して、反応ガスGPの一部が雰囲気ガス排出口16B側に沈み込み得るし、反対に、雰囲気ガスGAはその一部が反応ガス排出口16A側に吹き上がり得る。しかしながら、雰囲気ガスGAは反応ガスGpと異なり、基本的には半導体ウェーハWの上面方向に供給することを意図するものではない。 In the reaction gas outlet 16A and the ambient gas discharge port 16B side, with reference to FIG. 2 will be described with respect to the flow of the gas stream of the reaction gas G P and the atmospheric gas G A. As shown in FIG. 2, the reaction gas G P mainly flows in the reaction gas outlet 16A side, the atmospheric gas G A flows primarily ambient gas outlet 16B side. Through the gap g between the susceptor 20 and the preheat ring 60, to a portion of the reaction gas G P is obtained sinks atmosphere gas outlet 16B side, on the contrary, the atmospheric gas G A has a portion reactive gas It can blow up to the discharge port 16A side. However, unlike the reaction gas G p , the atmosphere gas G A is not basically intended to be supplied toward the upper surface of the semiconductor wafer W.

ここで、特許文献1には、エピタキシャル成長装置において、一つの平面状表面に対して一つの角度で第一のプロセスガスの角度の付いた注入を供給する噴出口の第一の組と、前記噴出口の第一の組に近接し、第二のプロセスガスの加圧された層流を実質的に前記平面状表面に沿って供給する噴出口の第二の組とを備え、前記平面状表面は、前記噴出口の第二の組に対して垂直に広がる、ガス注入装置が開示されている。   Here, Patent Document 1 discloses, in an epitaxial growth apparatus, a first set of jets for supplying an angled injection of a first process gas at an angle with respect to a planar surface, and the jets. A second set of jets proximate the first set of outlets for supplying a pressurized laminar flow of a second process gas substantially along said planar surface; said planar surface A gas injection device is disclosed, which extends perpendicularly to the second set of jets.

特許文献1によれば、こうした2種の噴出口を用いることで、エピタキシャル層成膜時に用いられるプロセスガス間の流れに相互作用を発生させて、エピタキシャル層の厚さ及び組成上の不均一性あるいはそれら両方を改善しようとするものである。   According to Patent Document 1, by using these two types of jets, an interaction is generated in the flow between process gases used at the time of epitaxial layer deposition, and the thickness and compositional nonuniformity of the epitaxial layer are generated. Or try to improve both of them.

特表2015−534283号公報Japanese Patent Publication No. 2015-534283 gazette

本発明者らは、図3に示すエピタキシャル成長装置800を用いることで、半導体ウェーハWにエピタキシャル層EPを形成するときの膜厚均一性を良好に制御できることを期待し、実験を試みた。ここで、エピタキシャル成長装置800は、反応ガスGpを含む第1プロセスガスG1を放出する第1放出口15Aを備え、半導体ウェーハWの上面に第1プロセスガスG1を供給する第1ガス供給部15と、半導体ウェーハWの周縁部における第1プロセスガスG1のガス流を制御する第2プロセスガスG2を放出する第2放出口70Aを備え、半導体ウェーハWの上面方向に第2プロセスガスG2を供給する第2ガス供給部70と、を有する。そして、図3に示すように、半導体ウェーハWを上面視すると、第1プロセスガスG1と第2プロセスガスG2の供給方向は垂直に交差する。   The inventors of the present invention have experimented on the expectation that the film thickness uniformity when forming the epitaxial layer EP on the semiconductor wafer W can be favorably controlled by using the epitaxial growth apparatus 800 shown in FIG. 3. Here, the epitaxial growth apparatus 800 includes a first gas supply unit 15 that supplies the first process gas G1 to the upper surface of the semiconductor wafer W, and includes a first discharge port 15A that releases the first process gas G1 containing the reaction gas Gp. , And a second discharge port 70A for releasing a second process gas G2 for controlling the gas flow of the first process gas G1 at the peripheral portion of the semiconductor wafer W, and supplying the second process gas G2 in the upper surface direction of the semiconductor wafer W And a second gas supply unit 70. Then, as shown in FIG. 3, when the semiconductor wafer W is viewed from the top, the supply directions of the first process gas G1 and the second process gas G2 vertically intersect.

エピタキシャル成長装置800を用いれば、第1プロセスガスG1がウェーハ周縁部にも均一に流れるため、エピタキシャル層EPの膜厚均一性を改善できると期待された。しかしながら、実際にエピタキシャル層EPを形成すると、詳細を後述する図7Bのように「バンプ」と呼ばれるウェーハ周縁部での盛り上がり(ロールアップしてさらにロールオフする)が生じる場合があることが確認された。エピタキシャル周縁部(ウェーハエッジ部)の膜厚は単調減少または単調増加で変化することが求められるため、こうしたバンプの形成は許容できない。   When the epitaxial growth apparatus 800 is used, it is expected that the film thickness uniformity of the epitaxial layer EP can be improved because the first process gas G1 uniformly flows also to the wafer peripheral portion. However, when the epitaxial layer EP is actually formed, as shown in FIG. 7B which will be described in detail later, it is confirmed that swelling (roll-up and further roll-off) at the wafer peripheral portion may occur. The Since the film thickness of the epitaxial peripheral portion (wafer edge portion) is required to change monotonically decreasing or monotonically increasing, the formation of such a bump is unacceptable.

また、こうしたバンプの形成は、サセプタ20の回転数や、第1プロセスガスG1をウェーハ中央部および周縁部での供給比率によっても大きく影響を受けることも確認された。そのため、本発明者らは第2プロセスガスG2を用いる際に、エピタキシャル層形成時の膜厚均一性制御のロバスト性を改善する必要があることを新たな課題として認識した。   It has also been confirmed that the formation of such bumps is greatly influenced by the number of rotations of the susceptor 20 and the supply ratio of the first process gas G1 at the central portion and the peripheral portion of the wafer. Therefore, when using the second process gas G2, the present inventors recognized as a new problem that it is necessary to improve the robustness of film thickness uniformity control at the time of forming an epitaxial layer.

そこで本発明は、エピタキシャル層形成時の膜厚均一性制御のロバスト性を改善することのできるエピタキシャル成長装置を提供する。さらに本発明は、このエピタキシャル成長装置を用いた半導体エピタキシャルウェーハの製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an epitaxial growth apparatus capable of improving the robustness of film thickness uniformity control at the time of forming an epitaxial layer. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor epitaxial wafer using this epitaxial growth apparatus.

本発明者らは、上記諸課題を解決するために鋭意検討した。エピタキシャル成長中には、サセプタ20を回転させることで、そこに載置される半導体ウェーハWも回転させ、プロセスガスG1を半導体ウェーハWの上面に吹き付ける。そのため、サセプタ20および半導体ウェーハWの回転に伴い、第1プロセスガスG1および第2プロセスガスG2のガス流れも変化し、そのことが外乱の要因の一つとして考えられる。さらに検討したところ、図3に模式的に示すように、サセプタ20に回転方向において、第2プロセスガスG2と排出口16Aとの間で、第1プロセスガスG1の濃度が局所的に高くなる領域が形成され、そのことが上述したバンプが形成される原因となり得ることを見出した。   The present inventors diligently studied to solve the above problems. During the epitaxial growth, by rotating the susceptor 20, the semiconductor wafer W mounted thereon is also rotated, and the process gas G1 is sprayed onto the upper surface of the semiconductor wafer W. Therefore, as the susceptor 20 and the semiconductor wafer W rotate, the gas flows of the first process gas G1 and the second process gas G2 also change, which can be considered as one of the causes of disturbance. As a result of further investigation, as schematically shown in FIG. 3, a region where the concentration of the first process gas G1 is locally increased between the second process gas G2 and the discharge port 16A in the rotational direction of the susceptor 20 Have been formed, which may be responsible for the formation of the bumps described above.

そこで、第2プロセスガスG2を用いた場合に、半導体ウェーハWの上面における濃度分布を均一化するためには、第2プロセスガスG2のガス流の方向を適正化することにより第1プロセスガスG1のガス流を制御することを本発明者らは着想した。そして、第2プロセスガスG2のガス流の方向を適正化したエピタキシャル成長装置を用いることで、上記課題を解決できることを本発明者は見出し、本発明を完成するに到った。   Therefore, in the case where the second process gas G2 is used, in order to make the concentration distribution on the upper surface of the semiconductor wafer W uniform, the direction of the gas flow of the second process gas G2 is made appropriate to make the first process gas G1. The inventors conceived of controlling the gas flow of The inventors have found that the problem can be solved by using an epitaxial growth apparatus in which the direction of gas flow of the second process gas G2 is optimized, and the present invention has been completed.

即ち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
(1)半導体ウェーハの表面上にエピタキシャル層を気相エピタキシャル成長させるエピタキシャル成長装置であって、
チャンバと、
前記チャンバの内部で前記半導体ウェーハを載置するサセプタと、
前記エピタキシャル層を気相エピタキシャル成長させるための反応ガスを含む第1プロセスガスを放出する第1放出口を備え、前記半導体ウェーハの上面に前記第1プロセスガスを供給する第1ガス供給部と、
前記半導体ウェーハの周縁部における前記第1プロセスガスのガス流を制御する第2プロセスガスを放出する第2放出口を備え、前記半導体ウェーハの上面方向に前記第2プロセスガスを供給する第2ガス供給部と、
を有し、
前記第1および第2プロセスガスを同時に供給するときの前記第2プロセスガスのガス流の主流路が前記サセプタ上に流入し、かつ、該主流路が前記半導体ウェーハの周縁から離隔するよう、前記第2ガス供給部が配設されることを特徴とするエピタキシャル成長装置。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
(1) An epitaxial growth apparatus for vapor phase epitaxial growth of an epitaxial layer on the surface of a semiconductor wafer, comprising:
A chamber,
A susceptor for mounting the semiconductor wafer inside the chamber;
A first gas supply unit for supplying a first process gas to a top surface of the semiconductor wafer, comprising: a first discharge port for releasing a first process gas containing a reaction gas for vapor phase epitaxial growth of the epitaxial layer;
A second gas supply port for discharging a second process gas for controlling the gas flow of the first process gas at the peripheral portion of the semiconductor wafer, and a second gas for supplying the second process gas in the direction of the upper surface of the semiconductor wafer The supply department,
Have
The main flow path of the gas flow of the second process gas when simultaneously supplying the first and second process gas flows onto the susceptor, and the main flow path is separated from the periphery of the semiconductor wafer. An epitaxial growth apparatus characterized in that a second gas supply unit is disposed.

(2)前記エピタキシャル成長装置は前記第1ガス放出口と対向する位置に前記第1プロセスガスを排出する排出口を有し、
前記サセプタの回転方向において、前記第2ガス放出口は前記第1ガス放出口と、前記排出口との間の回転方向上流に配置される、前記(1)に記載のエピタキシャル成長装置。
(2) The epitaxial growth apparatus has a discharge port for discharging the first process gas at a position facing the first gas discharge port,
The epitaxial growth apparatus according to (1), wherein the second gas discharge port is disposed on the rotational direction upstream between the first gas discharge port and the discharge port in the rotation direction of the susceptor.

(3)前記第2ガス放出口は、前記サセプタの回転方向における前記第1プロセスガスの上流側に配置される、前記(2)に記載のエピタキシャル成長装置。 (3) The epitaxial growth apparatus according to (2), wherein the second gas discharge port is disposed upstream of the first process gas in the rotation direction of the susceptor.

(4)前記第1ガス放出口から前記排出口に向かう第1の方向と、前記第2ガス放出口から前記第2プロセスガスが放出される放出方向とがなす角度が鋭角である、前記(2)または(3)に記載のエピタキシャル成長装置。 (4) An angle formed by a first direction from the first gas discharge port to the discharge port and a discharge direction from which the second process gas is discharged from the second gas discharge port is an acute angle 2) or the epitaxial growth apparatus as described in (3).

(5)前記第1の方向と、前記放出方向とがなす角度が40度から80度の範囲である、前記(4)に記載のエピタキシャル成長装置。 (5) The epitaxial growth apparatus according to (4), wherein an angle formed by the first direction and the emission direction is in a range of 40 degrees to 80 degrees.

(6)前記第1プロセスガスはソースガスおよびキャリアガスを含み、
前記第2プロセスガスは、前記キャリアガスからなる、前記(1)〜(5)のいずれか1項に記載のエピタキシャル成長装置。
(6) The first process gas includes a source gas and a carrier gas,
The epitaxial growth apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the second process gas comprises the carrier gas.

(7)前記半導体ウェーハの周縁と、前記第2プロセスガスの前記主流路との間の最短距離が5mm以上40mm以下である、前記(1)〜(6)のいずれかに記載のエピタキシャル成長装置。 (7) The epitaxial growth apparatus according to any one of (1) to (6), wherein the shortest distance between the peripheral edge of the semiconductor wafer and the main flow channel of the second process gas is 5 mm or more and 40 mm or less.

(8)前記(1)〜(7)のいずれかに記載のエピタキシャル成長装置の前記サセプタに半導体ウェーハを載置する工程と、
前記第1プロセスガスおよび前記第2プロセスガスを同時に供給して、前記半導体ウェーハの表面上にエピタキシャル層を気相エピタキシャル成長させる工程と、を含む半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
(8) mounting a semiconductor wafer on the susceptor of the epitaxial growth apparatus according to any one of (1) to (7);
And d) simultaneously supplying the first process gas and the second process gas to vapor-phase epitaxially grow an epitaxial layer on the surface of the semiconductor wafer.

本発明によれば、エピタキシャル層形成時の膜厚均一性制御のロバスト性を改善することのできるエピタキシャル成長装置を提供する。さらに、本発明によれば、このエピタキシャル成長装置を用いた半導体エピタキシャルウェーハの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, there is provided an epitaxial growth apparatus capable of improving the robustness of film thickness uniformity control at the time of forming an epitaxial layer. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor epitaxial wafer using this epitaxial growth apparatus.

従来技術によるエピタキシャル成長装置の模式断面図である。It is a schematic cross section of the epitaxial growth apparatus by a prior art. エピタキシャル成長装置のガス排出口近傍でのガス流を説明する模式断面図である。It is a schematic cross section explaining the gas flow near the gas outlet of an epitaxial growth device. 本発明者らの検討による第2プロセスガスを含むエピタキシャル成長装置の模式平面図である。It is a model top view of the epitaxial growth apparatus containing the 2nd process gas by the present inventors' examination. 本発明の一実施形態に従うエピタキシャル成長装置の模式平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of an epitaxial growth apparatus according to an embodiment of the present invention. 第2プロセスガスの主流路Fを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the main flow path F of 2nd process gas. 第2プロセスガスにより制御された、ソースガスの質量濃度分布の一例である。It is an example of mass concentration distribution of source gas controlled by the 2nd process gas. 実施例1における第1プロセスガスの質量濃度分布を示す図である。FIG. 6 is a view showing a mass concentration distribution of a first process gas in Example 1. 比較例1における第1プロセスガスの質量濃度分布を示す図である。FIG. 7 is a view showing a mass concentration distribution of the first process gas in Comparative Example 1; 実施例1において形成されるエピタキシャル層の周縁部における膜厚分布を示すグラフである。5 is a graph showing the film thickness distribution at the peripheral portion of the epitaxial layer formed in Example 1. FIG. 比較例1において形成されるエピタキシャル層の周縁部における膜厚分布を示すグラフである。15 is a graph showing the film thickness distribution at the peripheral portion of the epitaxial layer formed in Comparative Example 1. 成長条件を変えた場合の、実施例1における第2プロセスガスのガス流量と、ウェーハ周縁部における膜厚差との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the gas flow rate of the 2nd process gas in Example 1 at the time of changing growth conditions, and the film thickness difference in a wafer peripheral part. 成長条件を変えた場合の、比較例1における第2プロセスガスのガス流量と、ウェーハ周縁部における膜厚差との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the gas flow rate of the 2nd process gas in the comparative example 1 at the time of changing growth conditions, and the film thickness difference in a wafer peripheral part.

以下、図面を参照して、本発明に従うエピタキシャル成長装置100について説明する。なお、図中の各構成の縦横比は、説明の便宜上誇張して図示しており、実際とは異なる。また、説明を簡略化するため、各構成に対して適宜ブロック図を用いている。さらに、図1を参照して既述の、一般的なエピタキシャル成長装置900と重複する構成については、同一符号を用いる。   Hereinafter, an epitaxial growth apparatus 100 according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the aspect ratio of each structure in a figure is illustrated exaggeratingly for convenience of explanation, and is different from the actual. Further, in order to simplify the description, block diagrams are appropriately used for each configuration. Furthermore, the same reference numerals are used for configurations overlapping with the general epitaxial growth apparatus 900 described above with reference to FIG.

(エピタキシャル成長装置)
本発明の一実施形態に従うエピタキシャル成長装置100は、半導体ウェーハWの表面上にエピタキシャル層EPを気相エピタキシャル成長させて、半導体エピタキシャルウェーハEWを製造するために用いることができるエピタキシャル成長装置である。図1および図4を参照して、このエピタキシャル成長装置100を説明する。
(Epitaxial growth system)
An epitaxial growth apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is an epitaxial growth apparatus that can be used to vapor phase epitaxially grow an epitaxial layer EP on the surface of a semiconductor wafer W to produce a semiconductor epitaxial wafer EW. This epitaxial growth apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 1 and 4.

本実施形態によるエピタキシャル成長装置100は、チャンバ10と、チャンバ10の内部で半導体ウェーハWを載置するサセプタ20と、前記半導体ウェーハの上面に第1プロセスガスG1を供給する第1ガス供給部150と、半導体ウェーハWの上面方向に第2プロセスガスG2を供給する第2ガス供給部170と、を含む。ここで、第1ガス供給部150は、エピタキシャル層EPを気相エピタキシャル成長させるための反応ガスを含む第1プロセスガスG1を放出する第1放出口150Aを備える。また、第2ガス供給部170は、半導体ウェーハWの周縁部における第1プロセスガスG1のガス流を制御する第2プロセスガスG2を放出する第2放出口170Aを備える。なお、図4には、第1ガス放出口150Aと対向する位置に、第1プロセスガスG1を排出する排出口160を図示している。   The epitaxial growth apparatus 100 according to the present embodiment includes a chamber 10, a susceptor 20 for mounting a semiconductor wafer W inside the chamber 10, and a first gas supply unit 150 for supplying a first process gas G1 to the upper surface of the semiconductor wafer. And a second gas supply unit 170 configured to supply a second process gas G2 in the upper surface direction of the semiconductor wafer W. Here, the first gas supply unit 150 includes a first discharge port 150A for discharging a first process gas G1 including a reaction gas for vapor phase epitaxial growth of the epitaxial layer EP. In addition, the second gas supply unit 170 includes a second discharge port 170A that releases a second process gas G2 that controls the gas flow of the first process gas G1 in the peripheral portion of the semiconductor wafer W. Note that FIG. 4 illustrates an exhaust port 160 for exhausting the first process gas G1 at a position facing the first gas exhaust port 150A.

説明の便宜上、排出口160から第1ガス供給部150に向かい、両者が対向する方向をx軸と定義し、当該y軸と直交し、かつ、第2ガス供給部170側の方向をy軸と定義する。併せて、半導体ウェーハWの厚み方向をz方向(エピタキシャル層EPを形成する側をz軸の正方向とする)とする。さらに、半導体ウェーハWの中心位置をこのxyz空間の原点と定義する。また、y軸と、第2放出口170Aの中心位置とがなす角をθ1と定義する。さらに、第1ガス放出口150Aから排出口160に向かう第1の方向(すなわち、x軸の負方向)と、第2ガス放出口170Aから第2プロセスガスG2が放出される放出方向とがなす角度を角度θ2と定義する。 For convenience of explanation, the direction from the discharge port 160 toward the first gas supply unit 150 is defined as the x-axis, and the direction facing the second gas supply unit 170 is the y-axis. Define as In addition, the thickness direction of the semiconductor wafer W is taken as the z direction (the side on which the epitaxial layer EP is to be formed is taken as the positive direction of the z axis). Furthermore, the central position of the semiconductor wafer W is defined as the origin of this xyz space. Further, the y-axis, and the center position of the second outlet 170A defines an angle theta 1 with. Furthermore, a first direction from the first gas discharge port 150A toward the discharge port 160 (that is, the negative direction of the x axis) and a discharge direction in which the second process gas G2 is discharged from the second gas discharge port 170A are formed. the angle is defined as the angle theta 2.

さて、第1プロセスガスG1は反応ガスを含み、該反応ガスを用いて半導体ウェーハWの表面にエピタキシャル層EPを形成する。そのため、第1プロセスガスG1は半導体ウェーハWの上面に供給される。本明細書において、反応ガスとは、キャリアガスにソースガスを混合させたガスを意味する。一方、第2プロセスガスG2は、第1プロセスガスG1のガス流を制御するものであるため、半導体ウェーハWの上面に直接接触するように第2プロセスガスG2を供給する必要はない。第2プロセスガスG2が半導体ウェーハWの上面方向に供給されることにより、第2プロセスガスG2は第1プロセスガスG1の流れを制御すすることとなる。   The first process gas G1 contains a reaction gas, and the reaction gas is used to form an epitaxial layer EP on the surface of the semiconductor wafer W. Therefore, the first process gas G1 is supplied to the upper surface of the semiconductor wafer W. In the present specification, the reaction gas means a gas in which a source gas is mixed with a carrier gas. On the other hand, since the second process gas G2 controls the gas flow of the first process gas G1, it is not necessary to supply the second process gas G2 to be in direct contact with the upper surface of the semiconductor wafer W. By supplying the second process gas G2 in the direction of the top surface of the semiconductor wafer W, the second process gas G2 controls the flow of the first process gas G1.

ここで、本実施形態によるエピタキシャル成長装置100では、第1および第2プロセスガスG1,G2を同時に供給するときの第2プロセスガスG2のガス流の主流路Fがサセプタ20上に流入し、かつ、該主流路Fが半導体ウェーハWの周縁W0から離隔するよう、第2ガス供給部170が配設される。 Here, in the epitaxial growth apparatus 100 according to the present embodiment, the main flow path F of the gas flow of the second process gas G2 when the first and second process gases G1, G2 are simultaneously supplied flows onto the susceptor 20, and as the main flow path F is separated from the periphery W 0 of the semiconductor wafer W, the second gas supply unit 170 is disposed.

図4および図5A,図5Bを参照して、第2プロセスガスG2のガス流の主流路Fについて説明する。図5Aは、本実施形態に従うエピタキシャル成長装置100により、サセプタ20を回転させながら、第1プロセスガスG1および第2プロセスガスG2を流したときの、第2プロセスガスの主流路Fを模式的に記載したものである。ここで言う第2プロセスガスG2のガス流の主流路Fとは、第2プロセスガスの拡散速度が最大となる流れ方向を指す。図5Bは、図5Aの構成において、第1プロセスガスG1および第2プロセスガスG2を同時に流したときの、ソースガス(具体的にはトリクロロシラン)の質量濃度分布の一例を示すものである。図5Bにおける濃色部は、ソースガスの質量濃度が相対的に低い(したがって、第2プロセスガスG2の質量濃度が相対的に高い)領域を示し、淡色部は、ソースガスの質量濃度が相対的に高い(したがって、第2プロセスガスG2の質量濃度が相対的に低い)領域を指す。拡散速度が最大となる流れ方向が図4、図5Aに示す主流路Fと一致する。   The main flow path F of the gas flow of the second process gas G2 will be described with reference to FIGS. 4 and 5A and 5B. FIG. 5A schematically describes the main flow path F of the second process gas when the first process gas G1 and the second process gas G2 flow while the susceptor 20 is rotated by the epitaxial growth apparatus 100 according to the present embodiment. It is The main flow path F of the gas flow of the second process gas G2 mentioned here indicates the flow direction in which the diffusion rate of the second process gas is maximum. FIG. 5B shows an example of the mass concentration distribution of the source gas (specifically, trichlorosilane) when the first process gas G1 and the second process gas G2 flow simultaneously in the configuration of FIG. 5A. Dark portions in FIG. 5B indicate regions where the mass concentration of the source gas is relatively low (thus, the mass concentration of the second process gas G2 is relatively high), and light portions indicate that the mass concentration of the source gas is relative Point (ie, the mass concentration of the second process gas G2 is relatively low). The flow direction in which the diffusion rate is maximum coincides with the main flow path F shown in FIGS. 4 and 5A.

第2プロセスガスG2の主流路Fが半導体ウェーハWの周縁W0からは離隔しているため、半導体ウェーハWの周縁部における第1プロセスガスG1の質量濃度を比較的均一に拡散させることができる。そのため、エピタキシャル層EPを形成したときの前述したバンプの形成を抑制することができ、また、サセプタの回転数などの外乱要因に対しても、エピタキシャル層形成時の膜厚均一性制御のロバスト性を改善することが可能となる。 Since the main flow path F of the second process gas G2 are spaced away from the periphery W 0 of the semiconductor wafer W, it is possible to relatively uniformly diffuse mass concentration of the first process gas G1 in the periphery of the semiconductor wafer W . Therefore, it is possible to suppress the formation of the bumps described above when forming the epitaxial layer EP, and also the robustness of the film thickness uniformity control at the time of forming the epitaxial layer against disturbance factors such as the number of rotations of the susceptor. It is possible to improve the

なお、第2プロセスガスG2の主流路Fを半導体ウェーハWの周縁W0から離隔させるためには、第2プロセスガスG2を放出する第2放出口170Aの位置および放出方向(ノズル角度と言ってもよい)を適宜調整すればよい。また、主流路Fが半導体ウェーハWの周縁W0から離隔しているか否かは、例えば有限体積法による数値解析によって判別することが可能である。こうした数値解析は、例えば市販の汎用熱流体解析ソフトなどを用いて、パラメータとして、第1プロセスガスG1の流量、放出起点位置および放出方向、第2プロセスガスG2の流量、放出起点位置および放出方向、サセプタ20の回転方向および回転数、チャンバ空間、ウェーハ表面温度を少なくとも設定して、第1プロセスガスG1または第2プロセスガスG2の拡散を動的に数値解析すればよい。 In order to separate the main flow path F of the second process gas G2 from the periphery W 0 of the semiconductor wafer W is to say the position and releasing direction (nozzle angle of the second outlet 170A to release the second process gas G2 It may be adjusted as appropriate. Whether or not the main channel F are spaced away from the periphery W 0 of the semiconductor wafer W, it is possible to determine for example by means of numerical analysis employing the finite volume method. Such numerical analysis is performed using, for example, commercially available general-purpose thermal fluid analysis software, etc., with the parameters of the flow rate of the first process gas G1, the release start position and release direction, the flow rate of the second process gas G2, the release start position and release direction The diffusion direction of the first process gas G1 or the second process gas G2 may be dynamically analyzed numerically by setting at least the rotational direction and rotational speed of the susceptor 20, the chamber space, and the wafer surface temperature.

また、本発明効果をより確実に得るためには、図4に示したように、サセプタ20の回転方向において、第2ガス放出口170Aを、第1ガス放出口150Aと、排出口160との間の回転方向上流(すなわち、−90度<θ1<90度)に配置することが好ましい。さらにこの目的のため、第2ガス放出口170Aを、サセプタ20の回転方向における第1プロセスガスG1の上流側(すなわち、x軸方向であって、0度<θ1<90度)に配置することが好ましく、2度<θ1<15度とすることがさらに好ましい。θ1の好適例として8度〜12度の範囲を例示できる。このとき、第2ガス放出口170Aを、半導体ウェーハWの中心(すなわち、チャンバ10の中心)から、第1プロセスガスG1の上流側(x軸方向)へ所定距離Lずらして配置することが好ましく、この所定距離Lとしては、半導体ウェーハWの半径Rに対して、1/10〜1/3程度とすることができる。そして、第2ガス放出口170Aの位置を第1プロセスガスG1の上流側へずらした距離Lに応じて、第2ガス放出口170Aの向きを適宜調整すればよい。具体的に説明すると、半導体ウェーハの半径が例えば150mm(直径300mm)の場合、第2ガス放出口170Aの位置を第1プロセスガスG1の上流側へ15mm〜50mm程度ずらせばよい。なお、y方向にずらす距離に関しては、チャンバーの円周上に配置するのであればx方向にずらす距離Lが決まればそれに対応して決定される。 In order to obtain the effects of the present invention more reliably, as shown in FIG. 4, the second gas discharge port 170A, the first gas discharge port 150A, and the discharge port 160 in the rotational direction of the susceptor 20. It is preferable to arrange in the rotational direction upstream between (i.e., −90 degrees <θ 1 <90 degrees). Furthermore, for this purpose, the second gas discharge port 170A is disposed on the upstream side of the first process gas G1 in the rotational direction of the susceptor 20 (that is, in the x-axis direction, 0 degrees <θ 1 <90 degrees). Is preferable, and it is more preferable to set 2 degrees <θ 1 <15 degrees. As a preferred example of θ 1 , a range of 8 degrees to 12 degrees can be exemplified. At this time, it is preferable to arrange the second gas discharge port 170A by a predetermined distance L from the center of the semiconductor wafer W (that is, the center of the chamber 10) to the upstream side (x axis direction) of the first process gas G1. The predetermined distance L can be about 1/10 to 1/3 of the radius R of the semiconductor wafer W. Then, the direction of the second gas discharge port 170A may be appropriately adjusted according to the distance L by which the position of the second gas discharge port 170A is shifted to the upstream side of the first process gas G1. Specifically, when the radius of the semiconductor wafer is, for example, 150 mm (diameter 300 mm), the position of the second gas discharge port 170A may be shifted to the upstream side of the first process gas G1 by about 15 mm to 50 mm. The distance to be shifted in the y direction is determined correspondingly to the distance L to be shifted in the x direction if it is disposed on the circumference of the chamber.

また、前述した主流路Fを得るため、第1ガス放出口150Aから排出口160に向かう第1の方向と、第2ガス放出口170Aから第2プロセスガスが放出される放出方向とがなす角度θ2を鋭角とすると、より確実であり、特に、第1の方向と、上記放出方向とがなす角度θ2が40度〜80度の範囲内であるとより確実であり、45度〜55度の範囲内であるとさらに確実である。また、この目的のためには、前述した角度θ1が大きくなるほど、あるいは距離Lが大きくなるほど、角度θ2を小さくするとより確実である。 Further, in order to obtain the main flow path F described above, an angle formed by a first direction from the first gas discharge port 150A toward the discharge port 160 and a discharge direction in which the second process gas is discharged from the second gas discharge port 170A. If θ 2 is an acute angle, it is more reliable, and in particular, it is more reliable that the angle θ 2 formed between the first direction and the emission direction is in the range of 40 degrees to 80 degrees, 45 degrees to 55 degrees. It is more certain that it is within the range of degrees. Also, for this purpose, the larger the angle theta 1 described above, or the distance L increases, it is more reliable Decreasing the angle theta 2.

さらに、本発明による効果を確実に得るためには、半導体ウェーハWの周縁W0と、第2プロセスガスG1の主流路Fとの間の最短距離l0を0mm超以上40mm以下とし、さらに、5mm以上とすることが好ましい。最短距離l0がこの範囲であれば、第1プロセスガスG1の半導体ウェーハ周縁部におけるガス流を確実に制御して、ソースガスの濃度分布を適正化することができる。なお、周縁W0と、主流路Fとの間の最短距離l0とは、異なる2曲線間の最短距離を意味する。 Furthermore, in order to ensure the effects of the present invention, the peripheral W 0 of the semiconductor wafer is W, the shortest distance l 0 and 0mm greater than 40mm or less between the main flow path F of the second process gas G1, further It is preferable to set it as 5 mm or more. If the shortest distance 10 is in this range, the gas flow in the peripheral portion of the semiconductor wafer of the first process gas G1 can be reliably controlled, and the concentration distribution of the source gas can be optimized. Incidentally, the peripheral W 0, and the minimum distance l 0 between the main flow passage F, means the shortest distance between two different curves.

なお、上述した第2ガス放出口170Aの配設位置は好適態様に過ぎず、第2プロセスガスG2のガス流の主流路Fがサセプタ20上に流入し、かつ、該主流路Fが半導体ウェーハWの周縁W0から離隔する限りは、第2ガス放出口170Aの配設位置は限定されない。さらに、第2ガス放出口170Aの配設位置とサセプタとの関係は、ガス流の主流路Fがサセプタ上に流入するように第2ガス放出口170Aの配設位置を設ければよく、例えばサセプタの水平位置と同等または、サセプターより高い位置よりサセプタ上へ流入するように設けても良いし、その逆でも構わない。 The above-mentioned arrangement position of the second gas discharge port 170A is only a preferred embodiment, the main flow path F of the gas flow of the second process gas G2 flows onto the susceptor 20, and the main flow path F is a semiconductor wafer As long away from the W rim W 0 of the arrangement position of the second gas discharge ports 170A it is not limited. Furthermore, as for the relationship between the arrangement position of the second gas discharge port 170A and the susceptor, the arrangement position of the second gas discharge port 170A may be provided such that the main flow path F of the gas flow flows on the susceptor, for example It may be provided to flow on the susceptor from a position equal to or higher than the horizontal position of the susceptor, or vice versa.

また、本実施形態に従うエピタキシャル成長装置では、半導体ウェーハWとしてシリコンウェーハを用いることが好ましく、シリコンウェーハ上に成膜するエピタキシャル層はシリコンエピタキシャル層であることが好ましい。ただし、本実施形態に従うエピタキシャル成長装置は化合物半導体ウェーハなどにも適用可能であり、ヘテロエピタキシャル成長にも適用可能である。   Further, in the epitaxial growth apparatus according to the present embodiment, a silicon wafer is preferably used as the semiconductor wafer W, and the epitaxial layer formed on the silicon wafer is preferably a silicon epitaxial layer. However, the epitaxial growth apparatus according to the present embodiment is also applicable to compound semiconductor wafers and the like, and is also applicable to heteroepitaxial growth.

ここで、第1プロセスガスG1は反応ガスとしてソースガスおよびキャリアガスを含み、かつ、この場合、第2プロセスガスG2は、キャリアガスからなることが好ましい。シリコンウェーハにシリコンエピタキシャル層を形成する場合を例に説明すると、ソースガスとしてジクロロシランまたはトリクロロシランなどのシリコン源を用いることができ、キャリアガスとして水素を用いることができる。第2プロセスガスが第1プロセスガスのキャリアガスと同種であれば、エピタキシャル成長時の反応に影響を及ぼさない点で好ましい。ただし、本実施形態に用いる第1および第2プロセスガスG1,G2はこれらに限定されるものではなく、半導体ウェーハWの基板種およびエピタキシャル層の材料に応じて適宜選択すればよい。さらに、第1プロセスガスG1および第2プロセスガスG2のいずれか一方、または両方は、ドーパントガスを含んでもよい。シリコンウェーハにシリコンエピタキシャル層を形成する場合であれば、ボロン、リン、ヒ素などを含む化合物ガスを用いることができる。   Here, the first process gas G1 contains a source gas and a carrier gas as a reaction gas, and in this case, the second process gas G2 preferably comprises a carrier gas. Taking the case of forming a silicon epitaxial layer on a silicon wafer as an example, a silicon source such as dichlorosilane or trichlorosilane can be used as a source gas, and hydrogen can be used as a carrier gas. If the second process gas is the same as the carrier gas of the first process gas, it is preferable in that it does not affect the reaction during epitaxial growth. However, the first and second process gases G1 and G2 used in the present embodiment are not limited to these, and may be appropriately selected according to the substrate type of the semiconductor wafer W and the material of the epitaxial layer. Furthermore, one or both of the first process gas G1 and the second process gas G2 may contain a dopant gas. In the case of forming a silicon epitaxial layer on a silicon wafer, a compound gas containing boron, phosphorus, arsenic or the like can be used.

また、前述の主流路Fを得るためには、第1プロセスガスG1のガス流量と、第2プロセスガスG2のガス流量との比を、8:1〜13:1の範囲で設定することが好ましい。なお、ここで言うガス流量とは、複数種の異なるガスを含む場合、合計量でのガス流量を指す。すなわち、第1プロセスガスG1がソースガスおよび水素ガスを含む場合、それらの合計のガス流量を用いて上記比を算出すればよい。   Moreover, in order to obtain the above-mentioned main flow path F, the ratio of the gas flow rate of the first process gas G1 to the gas flow rate of the second process gas G2 may be set in the range of 8: 1 to 13: 1. preferable. In addition, the gas flow rate said here refers to the gas flow rate in total amount, when multiple types of different gas are included. That is, when the first process gas G1 contains the source gas and the hydrogen gas, the above ratio may be calculated using the total gas flow rate of them.

以下で、本実施形態に適用可能なエピタキシャル成長装置の各構成の具体的な態様を説明するが、本発明はこれらの具体的な態様に何ら限定されない。   Although the specific aspect of each structure of the epitaxial growth apparatus applicable to this embodiment is demonstrated below, this invention is not limited to these specific aspects at all.

<チャンバ>
図1に示すように、チャンバ10は、上部ドーム11、下部ドーム12及びドーム取付体13を含み、このチャンバ10がエピタキシャル膜形成室を区画する。チャンバ10には、上部ライナー17側での側面の対向する位置に反応ガスGPの供給及び排出を行う反応ガス供給口15A及び反応ガス排出口16Aが設けられることが一般的である。また、チャンバ10には、下部ライナー18側での側面の交差する位置に雰囲気ガスGAの供給及び排出を行う雰囲気ガス供給口15B及び雰囲気ガス排出口16Bが設けられることが一般的である。図1では簡略化するため、同一断面に反応ガスGPおよび雰囲気ガスGAの供給口および排出口を図示しており、図1のように反応ガスGPと雰囲気ガスGAとが並行するように供給口が設けられることもある。また、ドーム取付体13は、サセプタおよびウェーハと同様に円形であり、第2ノズルが設けられている。ドーム取付体13は、300mmのウェーハを処理するエピタキシャル装置においては、直径が概ね420〜470mmである。
<Chamber>
As shown in FIG. 1, the chamber 10 includes an upper dome 11, a lower dome 12 and a dome attachment 13, and the chamber 10 defines an epitaxial film forming chamber. In the chamber 10, generally, a reaction gas supply port 15A for supplying and discharging a reaction gas GP and a reaction gas discharge port 16A are provided at opposite positions of the side surface on the upper liner 17 side. Further, the chamber 10, the supply and ambient gas supply port 15B and the ambient gas outlet 16B to perform the discharge of the atmospheric gas G A at the intersection of the side surface of the lower liner 18 side is provided in general. For simplicity in Figure 1, which illustrates a feed opening and outlet of the reaction gas G P and the atmospheric gas G A in the same cross section, and the reactive gas G P and the atmospheric gas G A as in Figure 1 parallel There are also cases where a supply port is provided. Also, the dome mounting body 13 is circular like the susceptor and the wafer, and a second nozzle is provided. The dome mount 13 has a diameter of approximately 420 to 470 mm in an epitaxial apparatus for processing a 300 mm wafer.

<サセプタ>
サセプタ20は、チャンバ10の内部で半導体ウェーハWを載置する円盤状の部材である。サセプタ20は、一般的に周方向に120度等間隔で、表裏面を鉛直方向に貫通する3つの貫通孔を有する。これら貫通孔には、リフトピン40A,40B,40Cがそれぞれ挿通される。サセプタ20は、厚みが概ね2〜8mm程度であり、カーボングラファイト(黒鉛)を母材とし、その表面を炭化ケイ素(SiC:ビッカース硬度2,346kgf/mm2)でコーティングしたものを使用することができる。サセプタ20の表面には、半導体ウェーハWを収容し載置するザグリ部(図示せず)が形成されている。
<Susceptor>
The susceptor 20 is a disk-shaped member on which the semiconductor wafer W is placed inside the chamber 10. The susceptor 20 generally has three through holes vertically penetrating the front and back surfaces at equal intervals of 120 degrees in the circumferential direction. The lift pins 40A, 40B and 40C are respectively inserted into these through holes. The susceptor 20 has a thickness of about 2 to 8 mm and is made of carbon graphite (graphite) as a base material, and the surface thereof is coated with silicon carbide (SiC: Vickers hardness 2,346 kgf / mm 2 ) it can. On the surface of the susceptor 20, a counterbore portion (not shown) for accommodating and mounting the semiconductor wafer W is formed.

<サセプタサポートシャフト>
サセプタサポートシャフト30は、チャンバ10内でサセプタ20を下方から支持するものであり、その支柱は、サセプタ20の中心とほぼ同軸上に配置される。
<Susceptor support shaft>
The susceptor support shaft 30 supports the susceptor 20 from below in the chamber 10, and its support is disposed substantially coaxially with the center of the susceptor 20.

<リフトピン>
リフトピン40A,40B,40Cは、サセプタ20の貫通孔にそれぞれ挿通される。リフトピン40A,40B,40Cは、昇降シャフト50によって、上下方向に昇降されることにより、リフトピンの上端部で半導体ウェーハW(半径50%以上の裏面部領域)を支持しながら半導体ウェーハWをサセプタ20上に着脱させることができる。昇降シャフトの動作については後述する。リフトピン40A,40B,40Cの材料には、サセプタ20と同様に、カーボングラファイトおよび/または炭化ケイ素が用いられることが一般的である。
<Lift pin>
The lift pins 40A, 40B and 40C are respectively inserted into the through holes of the susceptor 20. The lift pins 40A, 40B, and 40C are vertically moved by the lift shaft 50 to support the semiconductor wafer W (a rear surface area of a radius of 50% or more) at the upper end of the lift pins. It can be detached on the top. The operation of the elevating shaft will be described later. Similar to the susceptor 20, carbon graphite and / or silicon carbide is generally used as the material of the lift pins 40A, 40B, and 40C.

<昇降シャフト>
昇降シャフト50は、サセプタサポートシャフト30の主柱を収容する中空を区画し、支柱の先端部でリフトピンの下端部をそれぞれ支持する。昇降シャフト50は石英で構成されることが好ましい。昇降シャフトが、サセプタサポートシャフト30の主柱に沿って上下動することにより、リフトピン40A,40B,40Cを昇降させることができる。
<Lifting shaft>
The lift shaft 50 defines a hollow housing the main column of the susceptor support shaft 30, and supports the lower end of the lift pin at the tip of the column. The lift shaft 50 is preferably made of quartz. The lift pins 40A, 40B, and 40C can be raised and lowered by the elevating shaft moving up and down along the main column of the susceptor support shaft 30.

<プリヒートリング>
プリヒートリング60は、サセプタ20の側面を間隙を介して覆う。図示しないハロゲンランプから照射された光により加熱され、反応ガスGPがエピタキシャル膜形成室に流入し、反応ガスGPが半導体ウェーハWと接触する前に、プリヒートリング60は反応ガスGPを予熱する。プリヒートリング60はまた、サセプタ20の予熱も行う。このようにして、プリヒートリング60は成膜前および成膜中のサセプタ20および半導体ウェーハWの熱均一性を高める。プリヒートリング60も、サセプタ20と同様に、カーボングラファイト(黒鉛)を母材とし、その表面を炭化ケイ素(SiC:ビッカース硬度2,346kgf/mm2)でコーティングしたものを使用することができる。
<Preheat ring>
The preheat ring 60 covers the side surface of the susceptor 20 via a gap. Is heated by light emitted from a not-shown halogen lamp, the reaction gas G P flows into the epitaxial film forming chamber, before the reaction gas G P is in contact with the semiconductor wafer W, the pre-heat ring 60 preheated reaction gas G P Do. The preheat ring 60 also preheats the susceptor 20. In this way, the preheat ring 60 enhances the thermal uniformity of the susceptor 20 and the semiconductor wafer W before and during film formation. Similar to the susceptor 20, the preheat ring 60 can be made of carbon graphite (graphite) as a base material and the surface thereof is coated with silicon carbide (SiC: Vickers hardness: 2,346 kgf / mm 2 ).

<加熱ランプ>
加熱ランプは、チャンバ10の上側領域および下側領域に配置され、一般に、昇降温速度が速く、温度制御性に優れた、ハロゲンランプや赤外ランプが用いられる。
<Heating lamp>
The heating lamps are disposed in the upper area and the lower area of the chamber 10, and generally, halogen lamps or infrared lamps, which have high temperature rise and fall speed and excellent temperature controllability, are used.

なお、チャンバ内に導入する雰囲気ガスとしては水素ガスを用いることが好ましい。雰囲気ガスが半導体ウェーハWの上面に供給するものではないことは、前述のとおりである。   Note that hydrogen gas is preferably used as the atmosphere gas introduced into the chamber. As described above, the atmosphere gas is not supplied to the upper surface of the semiconductor wafer W.

(半導体エピタキシャルウェーハの製造方法)
また、本発明の一実施形態に従う半導体エピタキシャルウェーハの製造方法は、前述のエピタキシャル成長装置の前記サセプタに半導体ウェーハを載置する工程と、前記第1プロセスガスおよび前記第2プロセスガスを同時に供給して、前記半導体ウェーハの表面上にエピタキシャル層を気相エピタキシャル成長させる工程と、を含む。この製造方法により、エピタキシャル層形成時の膜厚均一性制御のロバスト性を改善することができる。
(Method of manufacturing semiconductor epitaxial wafer)
Further, in the method of manufacturing a semiconductor epitaxial wafer according to an embodiment of the present invention, the step of mounting the semiconductor wafer on the susceptor of the above-described epitaxial growth apparatus, the first process gas and the second process gas are simultaneously supplied. And vapor phase epitaxial growing an epitaxial layer on the surface of the semiconductor wafer. This manufacturing method can improve the robustness of film thickness uniformity control at the time of forming an epitaxial layer.

また、半導体ウェーハWの表面にエピタキシャル層を形成する際の成長条件は一般的なものとすることができる。シリコンウェーハにシリコンエピタキシャル層を形成する場合であれば、例えば、水素をキャリアガスとして、ジクロロシラン、トリクロロシランなどのソースガスを第1プロセスがストしてエピタキシャル成長炉内に導入し、使用するソースガスによっても成長温度は異なるが、概ね1000〜1200℃温度範囲の温度でCVD法により半導体ウェーハ上にエピタキシャル成長させることができる。第2プロセスガスについては、前述のとおりであり、水素を用いることが好ましい。また、形成するエピタキシャル層EPの厚さは1〜15μmの範囲内とすることができる。   Further, the growth conditions at the time of forming the epitaxial layer on the surface of the semiconductor wafer W can be made general. In the case of forming a silicon epitaxial layer on a silicon wafer, for example, hydrogen is used as a carrier gas, and a source gas such as dichlorosilane or trichlorosilane is introduced into the epitaxial growth furnace by using the source gas as the first process. The growth temperature also varies depending on the temperature, but can be epitaxially grown on the semiconductor wafer by the CVD method at a temperature of about 1000 to 1200 ° C. The second process gas is as described above, and hydrogen is preferably used. The thickness of the epitaxial layer EP to be formed can be in the range of 1 to 15 μm.

次に、本発明の効果をさらに明確にするため、以下の実施例を挙げるが、本発明は以下の実施例に何ら制限されるものではない。   Next, in order to further clarify the effect of the present invention, the following examples are given, but the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
図4に示すエピタキシャル成長装置を用いて、シリコンウェーハ表面にシリコンエピタキシャル層を形成する場合の、第2プロセスガスG2の主流路Fおよび形成されるエピタキシャル層の膜厚分布を数値解析した。第2プロセスガスG2の供給口170Aを、上流側にL:40mmの位置に設置し、角度θ1を10度とし、角度θ2を50度とした。
Example 1
The film thickness distribution of the main flow path F of the second process gas G2 and the epitaxial layer formed was numerically analyzed using the epitaxial growth apparatus shown in FIG. 4 when forming a silicon epitaxial layer on the surface of a silicon wafer. The supply port 170A of the second process gas G2, in the upstream side L: is placed in a position of 40 mm, the angle theta 1 is 10 degrees, the angle theta 2 was 50 degrees.

また、本実施例1では、第1プロセスガスG1としてトリクロロシラン(TCS)および水素ガスを導入し、第2プロセスガスG2として水素ガスを導入した。第1プロセスガスG1の合計流量を84slm(H2:75slm、TCS:9slm)とし、第2プロセスガスG2の流量を7slmとした。また、サセプタ回転数を70rpm、サセプター上のウェーハ温度を1130℃とした。 In Example 1, trichlorosilane (TCS) and hydrogen gas were introduced as the first process gas G1, and hydrogen gas was introduced as the second process gas G2. The total flow rate of the first process gas G1 was 84 slm (H 2 : 75 slm, TCS: 9 slm), and the flow rate of the second process gas G 2 was 7 slm. The susceptor rotational speed was 70 rpm, and the wafer temperature on the susceptor was 1130 ° C.

第1プロセスガスの質量濃度分布の数値解析にあたっては、TCSの質量濃度分布を計算し、パラメータとして第1プロセスガスG1の流量、放出起点位置および放出方向、第2プロセスガスG2の流量、放出起点位置および放出方向、サセプタ20の回転方向および回転数、チャンバ空間、ウェーハ表面温度、及び炉内圧力(常圧)を設定した。そして、得られた質量濃度分布から主流路Fを求めた。また、エピタキシャル成長処理の数値解析としては、シリコンソースとしてTCSを使用し、エピタキシャル成長速度分布を求めた。   In the numerical analysis of the mass concentration distribution of the first process gas, the mass concentration distribution of TCS is calculated, and the flow rate of the first process gas G1, the release start position and the release direction, the flow rate of the second process gas G2, the release start point as parameters The position and discharge direction, the rotation direction and rotation number of the susceptor 20, the chamber space, the wafer surface temperature, and the pressure in the furnace (normal pressure) were set. Then, the main flow path F was obtained from the obtained mass concentration distribution. In addition, as a numerical analysis of the epitaxial growth process, TCS was used as a silicon source, and the epitaxial growth rate distribution was determined.

図6Aに、数値解析結果による主流路Fを図示する。図6Aに示されるとおり、主流路Fは常時シリコンウェーハの周縁Woからは離隔している。上記数値解析では、最短距離l0は25mmであった。この場合に得られるエピタキシャル層のウェーハ周縁部における膜厚分布の計算結果を図7Aに示す。図7Aより、エピタキシャル膜厚がロールアップのみしていることが確認できる。 The main flow path F by the numerical analysis result is shown in figure to FIG. 6A. As shown in FIG. 6A, the main flow path F is always separated from the peripheral edge Wo of the silicon wafer. In the above numerical analysis, the shortest distance 10 was 25 mm. The calculation result of the film thickness distribution in the wafer peripheral part of the epitaxial layer obtained in this case is shown to FIG. 7A. From FIG. 7A, it can be confirmed that the epitaxial film thickness is rolled up only.

(比較例1)
図3の構成、すなわち、第2プロセスガスG2の供給口170Aの方向をウェーハ中心に向くようにし、第1プロセスガスG1の上流側の移動距離を0(ゼロ)とした以外は、実施例1と同様にして主流路Fおよび形成されるエピタキシャル層の膜厚分布を数値解析した。
(Comparative example 1)
The configuration of FIG. 3, that is, the direction of the supply port 170A of the second process gas G2 is directed to the center of the wafer, and the moving distance on the upstream side of the first process gas G1 is 0 (zero), Example 1 Similarly to the above, the thickness distribution of the main flow path F and the formed epitaxial layer was numerically analyzed.

比較例1による結果を、実施例1と同様にして図6B、図7Bに示す。図6Bより、比較例1では主流路Fが半導体ウェーハWに流入していることが確認できる。そして、図7Bより、バンプとよばれるウェーハ周縁部でのエピタキシャル層の盛り上がり(ロールアップ後、ロールオフする)が形成されたことが確認できる。   The results according to Comparative Example 1 are shown in FIGS. 6B and 7B in the same manner as Example 1. From FIG. 6B, it can be confirmed that the main flow path F flows into the semiconductor wafer W in the first comparative example. Then, as shown in FIG. 7B, it can be confirmed that a bump of the epitaxial layer at the wafer peripheral portion called a bump (that is rolled off after rolling up) is formed.

さらに、実施例1および比較例1で条件1としてサセプタ回転数70rpm、第1プロセスガスの配分比5:1としていた(条件1)ところ、サセプタ回転数32rpm、第1プロセスガスの配分比1:1とした場合(条件2)でも数値解析を行った。さらに、条件1,2のそれぞれにおいて、第2プロセスガスの流量を3slm,5slm,7slmとした場合の、径方向140mmおよび148mmの位置間でのエピタキシャル層の膜厚差を図8A(実施例1),図8B(比較例1)にそれぞれ示す。   Furthermore, in Example 1 and Comparative Example 1, the susceptor rotational speed 70 rpm and the distribution ratio of the first process gas were set to 5: 1 as the condition 1 (condition 1). The susceptor rotational speed 32 rpm, the distribution ratio of the first process gas 1: Numerical analysis was performed even in the case of 1 (condition 2). Furthermore, when the flow rate of the second process gas is 3 slm, 5 slm, and 7 slm under each of the conditions 1 and 2, the thickness difference of the epitaxial layer between the positions of 140 mm and 148 mm in the radial direction is shown in FIG. And FIG. 8B (comparative example 1).

図8A,図8Bより、比較例1では、第2プロセスガスの水素ガスの流量増加に伴い、エピタキシャルウェーハの外周膜厚の応答性が単調増加ではなく、ノイズ影響が大きいことが確認される。これに対して実施例1では、第2プロセスガスの水素ガスの流量増加に伴い、エピタキシャルウェーハの外周膜厚の応答性が単調増加であることが確認できたため、ノイズ影響が小さく、ロバスト性を改善できることが確認された。   From FIGS. 8A and 8B, in Comparative Example 1, it is confirmed that the response of the outer peripheral film thickness of the epitaxial wafer is not monotonically increasing with the increase of the flow rate of the hydrogen gas of the second process gas, and the noise influence is large. On the other hand, in Example 1, it was confirmed that the response of the outer peripheral film thickness of the epitaxial wafer was monotonously increased with the increase of the flow rate of the hydrogen gas of the second process gas. It was confirmed that it could be improved.

本発明によれば、エピタキシャル層形成時の膜厚均一性制御のロバスト性を改善することのできるエピタキシャル成長装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an epitaxial growth apparatus capable of improving the robustness of film thickness uniformity control at the time of forming an epitaxial layer.

100 エピタキシャル成長装置
10 チャンバ
11 上部ドーム
12 下部ドーム
13 ドーム取付体
15A 反応ガス供給口
15B 雰囲気ガス供給口
16A 反応ガス排出口
16B 雰囲気ガス排出口
17 上部ライナー
18 下部ライナー
20 サセプタ
30 サセプタサポートシャフト
40A,40C リフトピン
50 昇降シャフト
60 プリヒートリング
150 第1ガス供給部
150A 第1ガス放出口
160 排出口
170 第2ガス供給部
170A 第2ガス放出口
G1 第1プロセスガス
G2 第2プロセスガス
F 主流路
W 半導体ウェーハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 epitaxial growth apparatus 10 chamber 11 upper dome 12 lower dome 13 dome attachment body 15A reaction gas supply port 15B atmosphere gas supply port 16A reaction gas outlet 16B atmosphere gas outlet 17 upper liner 18 lower liner 20 susceptor 30 susceptor support shaft 40A, 40C Lift pin 50 Lifting shaft 60 Preheat ring 150 First gas supply unit 150A First gas discharge port 160 Discharge port 170 Second gas supply unit 170A Second gas discharge port G1 First process gas G2 Second process gas F Main flow path W Semiconductor wafer

また、チャンバ10内には、半導体ウェーハWが載置されるサセプタ20が配置される。サセプタ20は、下方からサセプタサポートシャフト30により支持される。サセプタサポートシャフト30は、アームの先端の3つの支持ピン(図示せず)でサセプタ20の下面外周部を勘合支持する。さらに、サセプタ20には3つの貫通孔(うち、1つは図示せず)が形成され、サセプタサポートシャフト30のアームにも貫通孔が1つずつ形成されている。これらアームの貫通孔及びサセプタの貫通孔には、リフトピン40A,40B,40C(ただし、リフトピン40Bは配置の都合により、図1の模式断面図では図示されない)が挿通される。また、リフトピン40の下端部は昇降シャフト50に支持される。チャンバ10内に搬入された半導体ウェーハWの支持、この半導体ウェーハWのサセプタ20上への載置、及び、気相エピタキシャル成長後のエピタキシャルウェーハのチャンバ0外への搬出の際には、昇降シャフト50が昇降することで、リフトピン40がアームの貫通孔及びサセプタの貫通孔と動しながら昇降し、その上端部で半導体ウェーハWの昇降を行う。この枚葉式エピタキシャル成長装置900を用いてエピタキシャル層EPを形成するときには、サセプタ20を回転させつつ、サセプタ20に載置された半導体ウェーハWの上面に反応ガスGPを接触させる。また、反応ガスGpとは、キャリアガスにソースガスを混合させたガスを意味する。エピタキシャル層EPとしてシリコンエピタキシャル層を形成する場合には、ソースガスはトリクロロシランガスなどのシリコンソースガスを用いる。なお、サセプタ20の側面は、一般的に3mm程度の間隙を介して、プリヒートリング60により覆われる。
Further, in the chamber 10, a susceptor 20 on which the semiconductor wafer W is mounted is disposed. The susceptor 20 is supported by the susceptor support shaft 30 from below. The susceptor support shaft 30 engages and supports the lower surface outer peripheral portion of the susceptor 20 with three support pins (not shown) at the tip of the arm. Furthermore, three through holes (one of which is not shown) are formed in the susceptor 20, and one through hole is also formed in the arm of the susceptor support shaft 30. The lift pins 40A, 40B, and 40C (however, the lift pins 40B are not shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 1) are inserted through the through holes of the arms and the through holes of the susceptor. Further, the lower end portion of the lift pin 40 is supported by the lift shaft 50. When supporting the semiconductor wafer W carried into the chamber 10, mounting the semiconductor wafer W on the susceptor 20, and unloading the epitaxial wafer after vapor phase epitaxial growth out of the chamber 10 , a lift shaft by 50 is raised and lowered, the lift pin 40 moves up and down with the through hole and the sliding of the through hole and the susceptor arm, performs lifting of the semiconductor wafer W at its upper end. When forming the epitaxial layer EP using the single wafer type epitaxial growth apparatus 900, the reaction gas GP is brought into contact with the upper surface of the semiconductor wafer W mounted on the susceptor 20 while rotating the susceptor 20. Further, the reaction gas G p, means a gas obtained by mixing a source gas to the carrier gas. When forming a silicon epitaxial layer as the epitaxial layer EP, a silicon source gas such as trichlorosilane gas is used as a source gas. The side surface of the susceptor 20 is generally covered by the preheat ring 60 via a gap of about 3 mm.

即ち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
(1)半導体ウェーハの表面上にエピタキシャル層を気相エピタキシャル成長させるエピタキシャル成長装置であって、
チャンバと、
前記チャンバの内部で前記半導体ウェーハを載置するサセプタと、
前記エピタキシャル層を気相エピタキシャル成長させるための反応ガスを含む第1プロセスガスを放出する第1ガス放出口を備え、前記半導体ウェーハの上面に前記第1プロセスガスを供給する第1ガス供給部と、
前記半導体ウェーハの周縁部における前記第1プロセスガスのガス流を制御する第2プロセスガスを放出する第2ガス放出口を備え、前記半導体ウェーハの上面方向に前記第2プロセスガスを供給する第2ガス供給部と、
を有し、
前記第1および第2プロセスガスを同時に供給するときの前記第2プロセスガスのガス流の主流路が前記サセプタ上に流入し、かつ、該主流路が前記半導体ウェーハの周縁から離隔するよう、前記第2ガス供給部が配設されることを特徴とするエピタキシャル成長装置。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
(1) An epitaxial growth apparatus for vapor phase epitaxial growth of an epitaxial layer on the surface of a semiconductor wafer, comprising:
A chamber,
A susceptor for mounting the semiconductor wafer inside the chamber;
A first gas supply unit for supplying a first process gas to a top surface of the semiconductor wafer, the first gas discharge port releasing a first process gas containing a reaction gas for vapor phase epitaxial growth of the epitaxial layer;
A second gas discharge port for releasing a second process gas for controlling a gas flow of the first process gas at the peripheral portion of the semiconductor wafer, and a second process gas is supplied toward the upper surface of the semiconductor wafer A gas supply unit,
Have
The main flow path of the gas flow of the second process gas when simultaneously supplying the first and second process gas flows onto the susceptor, and the main flow path is separated from the periphery of the semiconductor wafer. An epitaxial growth apparatus characterized in that a second gas supply unit is disposed.

また、半導体ウェーハWの表面にエピタキシャル層を形成する際の成長条件は一般的なものとすることができる。シリコンウェーハにシリコンエピタキシャル層を形成する場合であれば、例えば、水素をキャリアガスとして、ジクロロシラン、トリクロロシランなどのソースガスを第1プロセスしてエピタキシャル成長炉内に導入し、使用するソースガスによっても成長温度は異なるが、概ね1000〜1200℃温度範囲の温度でCVD法により半導体ウェーハ上にエピタキシャル成長させることができる。第2プロセスガスについては、前述のとおりであり、水素を用いることが好ましい。また、形成するエピタキシャル層EPの厚さは1〜15μmの範囲内とすることができる。
Further, the growth conditions at the time of forming the epitaxial layer on the surface of the semiconductor wafer W can be made general. In the case of forming a silicon epitaxial layer on a silicon wafer, for example, hydrogen as a carrier gas, dichlorosilane, a source gas such as trichlorosilane in the first process gas is introduced into the epitaxial growth furnace, the source to be used Although the growth temperature also differs depending on the gas, it can be epitaxially grown on the semiconductor wafer by the CVD method at a temperature in the range of about 1000 to 1200 ° C. The second process gas is as described above, and hydrogen is preferably used. The thickness of the epitaxial layer EP to be formed can be in the range of 1 to 15 μm.

Claims (8)

半導体ウェーハの表面上にエピタキシャル層を気相エピタキシャル成長させるエピタキシャル成長装置であって、
チャンバと、
前記チャンバの内部で前記半導体ウェーハを載置するサセプタと、
前記エピタキシャル層を気相エピタキシャル成長させるための反応ガスを含む第1プロセスガスを放出する第1放出口を備え、前記半導体ウェーハの上面に前記第1プロセスガスを供給する第1ガス供給部と、
前記半導体ウェーハの周縁部における前記第1プロセスガスのガス流を制御する第2プロセスガスを放出する第2放出口を備え、前記半導体ウェーハの上面方向に前記第2プロセスガスを供給する第2ガス供給部と、
を有し、
前記第1および第2プロセスガスを同時に供給するときの前記第2プロセスガスのガス流の主流路が前記サセプタ上に流入し、かつ、該主流路が前記半導体ウェーハの周縁から離隔するよう、前記第2ガス供給部が配設されることを特徴とするエピタキシャル成長装置。
An epitaxial growth apparatus for vapor phase epitaxial growth of an epitaxial layer on a surface of a semiconductor wafer, comprising:
A chamber,
A susceptor for mounting the semiconductor wafer inside the chamber;
A first gas supply unit for supplying a first process gas to a top surface of the semiconductor wafer, comprising: a first discharge port for releasing a first process gas containing a reaction gas for vapor phase epitaxial growth of the epitaxial layer;
A second gas supply port for discharging a second process gas for controlling the gas flow of the first process gas at the peripheral portion of the semiconductor wafer, and a second gas for supplying the second process gas in the direction of the upper surface of the semiconductor wafer The supply department,
Have
The main flow path of the gas flow of the second process gas when simultaneously supplying the first and second process gas flows onto the susceptor, and the main flow path is separated from the periphery of the semiconductor wafer. An epitaxial growth apparatus characterized in that a second gas supply unit is disposed.
前記エピタキシャル成長装置は前記第1ガス放出口と対向する位置に前記第1プロセスガスを排出する排出口を有し、
前記サセプタの回転方向において、前記第2ガス放出口は前記第1ガス放出口と、前記排出口との間の回転方向上流に配置される、請求項1に記載のエピタキシャル成長装置。
The epitaxial growth apparatus has a discharge port for discharging the first process gas at a position facing the first gas discharge port,
The epitaxial growth apparatus according to claim 1, wherein the second gas discharge port is disposed upstream of the first gas discharge port and the discharge port in the rotational direction of the susceptor.
前記第2ガス放出口は、前記サセプタの回転方向における前記第1プロセスガスの上流側に配置される、請求項2に記載のエピタキシャル成長装置。   The epitaxial growth apparatus according to claim 2, wherein the second gas discharge port is disposed upstream of the first process gas in the rotational direction of the susceptor. 前記第1ガス放出口から前記排出口に向かう第1の方向と、前記第2ガス放出口から前記第2プロセスガスが放出される放出方向とがなす角度が鋭角である、請求項2または3に記載のエピタキシャル成長装置。   The angle between the first direction from the first gas discharge port to the discharge port and the discharge direction from which the second process gas is discharged from the second gas discharge port is an acute angle. The epitaxial growth apparatus described in. 前記第1の方向と、前記放出方向とがなす角度が40度から80度の範囲である、請求項4に記載のエピタキシャル成長装置。   The epitaxial growth apparatus according to claim 4, wherein an angle formed by the first direction and the emission direction is in a range of 40 degrees to 80 degrees. 前記第1プロセスガスはソースガスおよびキャリアガスを含み、
前記第2プロセスガスは、前記キャリアガスからなる、請求項1〜5のいずれか1項に記載のエピタキシャル成長装置。
The first process gas includes a source gas and a carrier gas,
The epitaxial growth apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the second process gas comprises the carrier gas.
前記半導体ウェーハの周縁と、前記第2プロセスガスの前記主流路との間の最短距離が5mm以上40mm以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のエピタキシャル成長装置。   The epitaxial growth apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a shortest distance between a peripheral edge of the semiconductor wafer and the main flow channel of the second process gas is 5 mm or more and 40 mm or less. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のエピタキシャル成長装置の前記サセプタに半導体ウェーハを載置する工程と、
前記第1プロセスガスおよび前記第2プロセスガスを同時に供給して、前記半導体ウェーハの表面上にエピタキシャル層を気相エピタキシャル成長させる工程と、を含む半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
A step of mounting a semiconductor wafer on the susceptor of the epitaxial growth apparatus according to any one of claims 1 to 7.
And d) simultaneously supplying the first process gas and the second process gas to vapor-phase epitaxially grow an epitaxial layer on the surface of the semiconductor wafer.
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