JP2023000903A - 枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置及び制御方法、並びにエピタキシャルウェーハの製造システム - Google Patents
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Abstract
【課題】エピタキシャル膜の仕様中心に対するばらつきを低減することが可能なエピタキシャル成長装置の制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置４００は、新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置の制御情報を生成する演算部６００と、新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の測定値と、同系列に備えられた複数の他のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の測定値とを格納する記憶部５００とを備える。演算部は、新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の測定値と、同時期に稼働している同系列の他のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の測定値とに基づいて新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置におけるソースガスの供給時間、及び、ドーパントガスの流量の少なくとも一方を制御する情報を生成して出力する。
【選択図】図１
【解決手段】制御装置４００は、新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置の制御情報を生成する演算部６００と、新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の測定値と、同系列に備えられた複数の他のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の測定値とを格納する記憶部５００とを備える。演算部は、新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の測定値と、同時期に稼働している同系列の他のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の測定値とに基づいて新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置におけるソースガスの供給時間、及び、ドーパントガスの流量の少なくとも一方を制御する情報を生成して出力する。
【選択図】図１
Description
本発明は、ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を成長させて、エピタキシャルウェーハを製造する枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置及び制御方法、並びに、複数の枚葉式エピタキシャル成長装置を含むエピタキシャルウェーハの製造システムに関する。
高性能化・高機能化が進む半導体エレクトロニクスの分野において、エピタキシャルウェーハの品質は、製品デバイスの品質に大きな影響を与える。エピタキシャルウェーハとは、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て形成したものであり、半導体ウェーハ表面の規則的な原子の配列に倣い、結晶軸の揃った高品質なエピタキシャル膜が形成される。
従来、このエピタキシャルウェーハの製造には、複数の半導体ウェーハに対して同時にエピタキシャル成長を行うことができるバッチ処理方式のエピタキシャル成長装置が用いられていた。しかし、このバッチ処理方式のエピタキシャル成長装置は、半導体ウェーハの大口径化に対応することが難しい。そのため、近年は、特許文献１に記載されたような、単一の半導体ウェーハに対して個別にエピタキシャル成長を行う枚葉式のエピタキシャル成長装置を用いるのが一般的である。
枚葉式エピタキシャル成長装置でのエピタキシャルウェーハの製造において、エピタキシャル膜の厚みは、ソースガスの濃度及び流量を極力一定に制御した上で、ソースガス供給時間（エピタキシャル成長時間）を調整することにより制御することが一般的であり、エピタキシャル膜の抵抗率は、ドーパントガスの濃度を極力一定に制御した上で、ドーパントガス流量を調整することにより制御することが一般的である。
製品となるエピタキシャルウェーハ（以下、「製品用エピタキシャルウェーハ」と称する。）においては、エピタキシャル膜の厚み及び抵抗率が仕様に規定された目標厚み範囲及び目標抵抗率範囲内にある必要がある。このような仕様を満たすエピタキシャルウェーハを製造するためのソースガス供給時間及びドーパントガス流量を決定する方法としては、一般的に、所定のソースガス供給時間及びドーパントガス流量の条件下で、製品とならないウェーハ（以下、本明細書において「モニターウェーハ」と称する。）にエピタキシャル膜を成長させて測定用エピタキシャルウェーハを作製し、その後、当該エピタキシャル膜の厚み及び抵抗率を測定し、この測定値と仕様に規定された目標厚み範囲及び目標抵抗率範囲（仕様データ）とを比較することにより行うことができる。
例えば、目標厚み範囲が３．９０～４．１０μｍ（仕様中心：４．００μｍ）の場合、ソースガスの濃度及び流量を一定に制御して、あるソースガス供給時間ｔ１でモニターウェーハに成長させたエピタキシャル膜の厚みが４．０２μｍであった場合、仕様中心よりも０．５％厚いエピタキシャル膜が形成されたことになるので、次回以降の製品用エピタキシャルウェーハの製造は、ソースガス供給時間ｔ２をｔ１の０．５％減少させて、ｔ２＝ｔ１×０．９９５として行うことができる。
同様に、目標抵抗率範囲が９．０～１１．０Ω・ｃｍ（仕様中心：１０．０Ω・ｃｍ）の場合、ドーパントガスの濃度を一定に制御して、あるドーパント流量Ｄ１でモニターウェーハに成長させたエピタキシャル膜の抵抗率が１０．１Ω・ｃｍであった場合、仕様中心よりも１％抵抗率が高いエピタキシャル膜が形成されたことになるので、次回以降の製品用エピタキシャルウェーハの製造は、ドーパント流量Ｄ２をＤ１の１％増加させて、Ｄ２＝Ｄ１×１．０１として行うことができる。
そこで、一定数（例えば２００枚）の製品用エピタキシャルウェーハを製造する毎に、モニターウェーハにエピタキシャル膜を成長させて測定用エピタキシャルウェーハを製造し、当該エピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の測定結果に基づいて、次の一定数（例えば２００枚）の製品用エピタキシャルウェーハの製造に適用するソースガス供給時間及びドーパントガス流量を決定するという方法（以下、「比較例方法」と称する。）が考えられる。このように、モニターウェーハに成長させたエピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の測定結果に基づいて、次回以降の製品用エピタキシャルウェーハの製造におけるソースガス供給時間及びドーパントガス流量を決定する比較例方法によれば、仕様中心に近い厚み及び抵抗率を有するエピタキシャル膜を有するエピタキシャルウェーハを製造することができると考えられる。
しかしながら、本発明者の検討によると、この比較例方法では、同一のエピタキシャル成長装置で多数のエピタキシャルウェーハを連続的に製造する場合に、エピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の仕様中心に対するばらつきを十分に抑制しきれないことが判明した。特に、同一のエピタキシャル成長装置においてエピタキシャルウェーハが連続生産される場合に、生産されたエピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の、仕様の中心に対するばらつきが大きくなってしまうことが判明した。
また、上記の比較例方法は、（ｉ）モニターウェーハに成長させたエピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の測定と、（ｉｉ）当該測定結果に基づく、次回以降のソースガス供給時間及びドーパントガス流量の決定と、（ｉｉｉ）エピタキシャル成長装置に、決定したソースガス供給時間及びドーパントガス流量を設定すること、のいずれも作業者が行うことになる。すなわち、従来、ソースガス供給時間及びドーパントガス流量の決定方法（補正方法）を自動でエピタキシャル成長装置に適用するための製造システムは存在しなかった。
上記課題に鑑み、本発明は、ソースガス供給時間及びドーパントガス流量を高精度に制御して、エピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の仕様中心に対するばらつきを低減することが可能な枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置及び制御方法、並びにエピタキシャルウェーハの製造システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決すべく、本発明者は鋭意研究を進め、以下の知見を得た。本発明者は、上記の比較例方法において、同一のエピタキシャル成長装置において連続生産されたエピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の仕様中心に対するばらつきが大きくなってしまう原因として、ソースガスの濃度が変動する現象の影響を考えた。具体的には、ソースガスの濃度は、エピタキシャル膜の厚み及び抵抗率に影響を及ぼす。同一のソースガス源から複数のエピタキシャル成長装置にソースガスが供給される場合、ソースガスの濃度が大きく変動し得る。また、稼動するエピタキシャル装置が多くなるとソースガス源から供給されるソースガスの濃度が低下することから、エピタキシャル成長速度が遅くなる。その場合、同一のソースガス供給時間によって形成されるエピタキシャル膜の厚みは、稼動する装置の数が増えるほど薄くなる。また、エピタキシャル成長速度が遅くなるほど、単位時間当たりにエピタキシャル膜内に取り込まれるドーパント量が増える。したがって、同一のドーパント流量によって形成されるエピタキシャル膜の抵抗率は、稼動する装置の数が増えるほど低くなる。その結果、同一のソースガス源からソースガスが供給される複数のエピタキシャル成長装置で生産されるエピタキシャル膜の厚み及び抵抗率が影響を受けると考えた。そして、上記の比較例方法では、このようなソースガス濃度の低下に伴うエピタキシャル成長速度の減少の影響をタイムリーに反映することができないのである。
本発明者は、ソースガス濃度の低下に伴うエピタキシャル成長速度の減少の影響をタイムリーに反映することができるソースガス供給時間及びドーパントガス流量の補正方法を検討した。そして、ソースガス濃度の低下は、同一ソースガス源から供給される同系列の稼動状況と相関があること、すなわち、詳細なメカニズムは後述するが、同系列内のエピタキシャル装置の稼動数が多くなるとソースガス濃度が低下する傾向があることが分かった。そこで、本発明者は、ソースガス供給時間及びドーパントガス流量を補正するに当たり、上記の比較例方法のような、該当するエピタキシャル成長装置で生産されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値をそれぞれ目標厚み範囲及び目標抵抗率範囲と比較した結果に基づく補正に加えて、同系列で同時期に（稼働時間の少なくとも一部が重複している状態で）稼働している他装置のエピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の変動傾向を考慮した補正を行うことで、エピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の仕様中心に対するばらつきを低減することができることを見出した。そして、このようなソースガス供給時間及びドーパントガス流量の決定（補正）を自動で行うことが可能な制御装置及びシステムを開発した。
上記知見に基づき完成した本発明の要旨構成は以下のとおりである。
［１］
ドーパントガス及び同一のソースガス源から供給されるソースガスを材料としてウェーハの表面上にエピタキシャル膜を形成してエピタキシャルウェーハを製造する、同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうち新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置の制御情報を生成する演算部と、
前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうちの、前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうち前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置と同時期に稼働している同系列の他のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、制御を必要とするエピタキシャル成長装置に設定される製品の仕様とを格納する記憶部と
を備え、
前記演算部は、前記記憶部に格納されている、前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、前記同時期に稼働している同系列の他のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方とに基づいて前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置における前記ソースガスの供給時間、及び、前記ドーパントガスの流量の少なくとも一方を制御する情報を生成して前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置に出力する、枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。
［２］
前記演算部は、前記記憶部から読み出した、前記同系列の他のエピタキシャル成長装置で所定時刻に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値が所定時刻より前の時刻に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値よりも所定の割合以上の割合で低下している場合、前記ソースガスの供給時間を長くするように補正した値を、前記ソースガスの供給時間を制御する情報として生成する、上記［１］に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。
［３］
前記演算部は、前記記憶部から読み出した、前記同系列の他のエピタキシャル成長装置で所定時刻に形成されたエピタキシャル膜の抵抗率測定値が所定時刻より前の時刻に形成されたエピタキシャル膜の抵抗率測定値よりも所定の割合以上の割合で低下している場合、前記ドーパントガスの流量を少なくするように補正した値を、前記ドーパントガスの流量を制御する情報として生成する、上記［１］又は［２］に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。
［４］
前記演算部は、前記記憶部から読み出した、前記同系列の他のエピタキシャル成長装置で所定時刻に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値が所定時刻より前の時刻に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値よりも所定の割合以上の割合で増加している場合、前記ソースガスの供給時間を短くするように補正した値を、前記ソースガスの供給時間を制御する情報として生成する、上記［１］に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。
［５］
前記演算部は、前記記憶部から読み出した、前記同系列の他のエピタキシャル成長装置で所定時刻に形成されたエピタキシャル膜の抵抗率測定値が所定時刻より前の時刻に形成されたエピタキシャル膜の抵抗率測定値よりも所定の割合以上の割合で増加している場合、前記ドーパントガスの流量を多くするように補正した値を、前記ドーパントガスの流量を制御する情報として生成する、上記［１］又は［２］に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。
［６］
ドーパントガス及び同一のソースガス源から供給されるソースガスを材料としてウェーハの表面上にエピタキシャル膜を形成してエピタキシャルウェーハを製造する、同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうち新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置を制御する制御装置が、前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうちの、前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうち前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置と同時期に稼働している同系列のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方とを格納するステップと、
前記制御装置が、格納した、前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、前記同時期に稼働している同系列の他のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方とに基づいて前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置における前記ソースガスの供給時間、及び、前記ドーパントガスの流量の少なくとも一方を制御する情報を生成して前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置に出力するステップと
を含む、枚葉式エピタキシャル成長装置の制御方法。
［７］
上記［１］から［５］までのいずれか一項に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置と、前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置とを備える、エピタキシャルウェーハの製造システム。
［１］
ドーパントガス及び同一のソースガス源から供給されるソースガスを材料としてウェーハの表面上にエピタキシャル膜を形成してエピタキシャルウェーハを製造する、同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうち新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置の制御情報を生成する演算部と、
前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうちの、前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうち前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置と同時期に稼働している同系列の他のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、制御を必要とするエピタキシャル成長装置に設定される製品の仕様とを格納する記憶部と
を備え、
前記演算部は、前記記憶部に格納されている、前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、前記同時期に稼働している同系列の他のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方とに基づいて前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置における前記ソースガスの供給時間、及び、前記ドーパントガスの流量の少なくとも一方を制御する情報を生成して前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置に出力する、枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。
［２］
前記演算部は、前記記憶部から読み出した、前記同系列の他のエピタキシャル成長装置で所定時刻に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値が所定時刻より前の時刻に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値よりも所定の割合以上の割合で低下している場合、前記ソースガスの供給時間を長くするように補正した値を、前記ソースガスの供給時間を制御する情報として生成する、上記［１］に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。
［３］
前記演算部は、前記記憶部から読み出した、前記同系列の他のエピタキシャル成長装置で所定時刻に形成されたエピタキシャル膜の抵抗率測定値が所定時刻より前の時刻に形成されたエピタキシャル膜の抵抗率測定値よりも所定の割合以上の割合で低下している場合、前記ドーパントガスの流量を少なくするように補正した値を、前記ドーパントガスの流量を制御する情報として生成する、上記［１］又は［２］に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。
［４］
前記演算部は、前記記憶部から読み出した、前記同系列の他のエピタキシャル成長装置で所定時刻に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値が所定時刻より前の時刻に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値よりも所定の割合以上の割合で増加している場合、前記ソースガスの供給時間を短くするように補正した値を、前記ソースガスの供給時間を制御する情報として生成する、上記［１］に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。
［５］
前記演算部は、前記記憶部から読み出した、前記同系列の他のエピタキシャル成長装置で所定時刻に形成されたエピタキシャル膜の抵抗率測定値が所定時刻より前の時刻に形成されたエピタキシャル膜の抵抗率測定値よりも所定の割合以上の割合で増加している場合、前記ドーパントガスの流量を多くするように補正した値を、前記ドーパントガスの流量を制御する情報として生成する、上記［１］又は［２］に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。
［６］
ドーパントガス及び同一のソースガス源から供給されるソースガスを材料としてウェーハの表面上にエピタキシャル膜を形成してエピタキシャルウェーハを製造する、同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうち新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置を制御する制御装置が、前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうちの、前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうち前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置と同時期に稼働している同系列のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方とを格納するステップと、
前記制御装置が、格納した、前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、前記同時期に稼働している同系列の他のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方とに基づいて前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置における前記ソースガスの供給時間、及び、前記ドーパントガスの流量の少なくとも一方を制御する情報を生成して前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置に出力するステップと
を含む、枚葉式エピタキシャル成長装置の制御方法。
［７］
上記［１］から［５］までのいずれか一項に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置と、前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置とを備える、エピタキシャルウェーハの製造システム。
本発明による枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置及び制御方法、並びにエピタキシャルウェーハの製造システムによれば、ソースガス供給時間及びドーパントガス流量を高精度に制御して、エピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の仕様中心に対するばらつきを低減することができる。
［エピタキシャルウェーハの製造システム１０００］
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係るエピタキシャルウェーハの製造システム１０００は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００と、制御装置４００とを備える。
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係るエピタキシャルウェーハの製造システム１０００は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００と、制御装置４００とを備える。
製造システム１０００は、少なくとも２台の枚葉式エピタキシャル成長装置１００を備える。具体的には、製造システム１０００は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００として、第１エピタキシャル成長装置１００－１と、第２エピタキシャル成長装置１００－２とを備える。製造システム１０００がＮ台の枚葉式エピタキシャル成長装置１００を備えてもよい。Ｎは、２以上の自然数である。製造システム１０００がＮ台の枚葉式エピタキシャル成長装置１００を備える場合、製造システム１０００は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００として、第１エピタキシャル成長装置１００－１から第Ｎエピタキシャル成長装置１００－Ｎまでを備える。
製造システム１０００は、少なくとも２台の枚葉式エピタキシャル成長装置１００に対して共通にソースガスを供給するソースガス源８００を更に備える。同一のソースガス源８００から供給されるソースガスを材料としてウェーハの表面上にエピタキシャル膜を形成してエピタキシャルウェーハを製造する枚葉式エピタキシャル成長装置１００は、同系列に備えられた複数の枚葉式エピタキシャル成長装置１００とも称される。
制御装置４００は、インタフェース７００を介して、枚葉式エピタキシャル成長装置１００に情報を出力したり、枚葉式エピタキシャル成長装置１００から情報を取得したりする。制御装置４００は、演算部６００と、記憶部５００とを備える。記憶部５００は、必須ではないが、メイン記憶部５２０と、仕様データ記憶部５４０とを備える。メイン記憶部５２０と仕様データ記憶部５４０とは、別々に構成されてもよいし、一体の記憶部５００として構成されてもよい。
製造システム１０００は、必須ではないが測定装置２００を更に備える。測定装置２００は、厚み測定装置２２０と、抵抗率測定装置２４０とを備える。測定装置２００は、各枚葉式エピタキシャル成長装置１００で製造されたエピタキシャルウェーハのエピタキシャル膜の厚み又は抵抗率等を測定する。
以下、各構成が詳細に説明される。
（枚葉式エピタキシャル成長装置）
図２に示されるように、枚葉式エピタキシャル成長装置１００は、チャンバ１０と、サセプタ１２と、サセプタサポートシャフト１４と、ガス供給口１６と、ガス排気口１８と、ランプ２０とを備える。図１に示されるように、枚葉式エピタキシャル成長装置１００は、ソースガス調整部２４と、ドーパントガス調整部２６と、制御部２８とを更に備える。
図２に示されるように、枚葉式エピタキシャル成長装置１００は、チャンバ１０と、サセプタ１２と、サセプタサポートシャフト１４と、ガス供給口１６と、ガス排気口１８と、ランプ２０とを備える。図１に示されるように、枚葉式エピタキシャル成長装置１００は、ソースガス調整部２４と、ドーパントガス調整部２６と、制御部２８とを更に備える。
チャンバ１０は、上部ドーム１１Ａ、下部ドーム１１Ｂ、及びこれらを取り付けるためのドーム取付体を含み、このチャンバ１０がエピタキシャル膜形成室を区画する。上部ドーム１１Ａ及び下部ドーム１１Ｂは、石英で構成されることが望ましい。石英は、耐熱性に優れるとともに、赤外ランプから照射される光を透過しやすい。したがって、上部ドーム１１Ａ及び下部ドーム１１Ｂが石英で構成されることによって、ウェーハＷは均一に加熱され得る。
サセプタ１２は、チャンバ１０内に位置し、ウェーハＷを載置する円盤状の部材である。サセプタ１２は、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１２の表面には、ウェーハを収容し載置するザグリ部（図示せず）が形成されている。
サセプタサポートシャフト１４は、チャンバ１０内でサセプタ１２を下方から支持するものであり、その主柱は、サセプタ１２の中心とほぼ同軸上に配置される。サセプタサポートシャフト１４は、石英で構成することが望ましく、特に合成石英で構成することが望ましい。
少なくとも１つのガス供給口１６は、チャンバ１０に設けられ、このガス供給口１６を介して、チャンバ１０内にソースガス、キャリアガス及びドーパントガスが供給される。ソースガスとしては、例えばトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガス又はジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガス等を挙げることができ、キャリアガスとしては、例えば水素（Ｈ２）を挙げることができ、ドーパントガスとしては、例えばシボラン（Ｂ２Ｈ６）、ホスフィン（ＰＨ３）等を挙げることができる。少なくとも１つのガス排気口１８は、チャンバ１０に設けられ、このガス排気口１８を介して、チャンバ１０内のガスを排気する。
ランプ２０は、チャンバ１０の上方及び下方にそれぞれ位置し、サセプタ１２上のウェーハＷを加熱する。ランプ２０として、一般に、昇降温速度が速く、温度制御性に優れた、ハロゲンランプ又は赤外ランプが用いられてよい。
ソースガス調整部２４は、ガス供給口１６を介したチャンバ１０内へのソースガスの供給時間（エピタキシャル成長時間）を調整する機構であり、具体的には、マスフローコントローラとエアオペレーションバルブとにより構成される。各回のエピタキシャル成長において、一定濃度のソースガスの流量をマスフローコントローラによって一定に制御しつつ、ソースガスをチャンバ１０内に供給する。そして、図１に示すように、ソースガス調整部２４は、後述する制御部２８によって指定されたソースガス供給時間に合わせてマスフローコントローラを介して供給されるソースガスの流量と、マスフローコントローラの前後に設置されたエアオペレーションバルブの開閉動作とを制御する。
ドーパントガス調整部２６は、ガス供給口１６を介したチャンバ１０内へのドーパントガスの流量を調整する機構であり、具体的には、マスフローコントローラとエアオペレーションバルブとにより構成される。各回のエピタキシャル成長において、一定濃度のドーパントガスをチャンバ１０内に供給する。そして、図１に示すように、ドーパントガス調整部２６は、後述する制御部２８によって指定された、チャンバ１０内へ供給するドーパントガス流量をマスフローコントローラで制御し、マスフローコントローラの前後に設置されたエアオペレーションバルブの開閉動作を制御する。
制御部２８は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００に設けられた中央演算処理装置（ＣＰＵ）として実現され得る。制御部２８は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００の処理全体を制御する。特に、制御部２８は、チャンバ１０内の所定位置の検出温度に基づいて、ランプ２０の出力値を制御しつつ、ソースガス調整部２４及びドーパントガス調整部２６を制御する。
次に、ソースガス調整部２４及びドーパントガス調整部２６の制御について説明する。制御部２８は、ソースガスを供給する時間及び供給されるドーパントガスの流量が、制御装置４００の演算部６００によって指定されたソースガス供給時間及びドーパントガス流量に設定されるように、ソースガス調整部２４及びドーパントガス調整部２６を制御する。
以上の構成を有する枚葉式エピタキシャル成長装置１００は、ウェーハＷの表面上にエピタキシャル膜を形成して、エピタキシャルウェーハを製造する。具体的には、枚葉式エピタキシャル成長装置１００内のサセプタ１２上にウェーハＷを載置した後、ランプ２０を点灯してウェーハＷを加熱する。同時にガス排気口１８から排気を行いながら、ソースガス、キャリアガス及びドーパントガスをガス供給口１６から導入する。すると、所定温度に加熱されたウェーハＷの表面に沿ってソースガス、キャリアガス及びドーパントガスが層流状態で流れ、ウェーハＷ上にエピタキシャル膜が成長する。
（厚み測定装置２２０）
厚み測定装置２２０は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００で製造されたエピタキシャルウェーハのエピタキシャル膜の厚みを測定する。つまり、厚み測定装置２２０は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００でウェーハＷの上に形成されたエピタキシャル膜の厚みを測定する。厚み測定装置２２０として、例えばナノメトリクス社製：ＱＳ－３３００シリーズ等のＦＴ－ＩＲ方式の膜厚測定器が用いられてよい。厚み測定装置２２０によるエピタキシャル膜の厚み測定値のデータは、メイン記憶部５２０に格納される。
厚み測定装置２２０は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００で製造されたエピタキシャルウェーハのエピタキシャル膜の厚みを測定する。つまり、厚み測定装置２２０は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００でウェーハＷの上に形成されたエピタキシャル膜の厚みを測定する。厚み測定装置２２０として、例えばナノメトリクス社製：ＱＳ－３３００シリーズ等のＦＴ－ＩＲ方式の膜厚測定器が用いられてよい。厚み測定装置２２０によるエピタキシャル膜の厚み測定値のデータは、メイン記憶部５２０に格納される。
（抵抗率測定装置２４０）
抵抗率測定装置２４０は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００で製造されたエピタキシャルウェーハのエピタキシャル膜の抵抗率を測定する。つまり、抵抗率測定装置２４０は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００でウェーハＷの上に形成されたエピタキシャル膜の抵抗率を測定する。抵抗率測定装置２４０として、例えば日本セミラボ株式会社製：ＭＣＶ－２２００／２５００等のＣＶ法による抵抗率測定器が用いられてよい。抵抗率測定装置２４０によるエピタキシャル膜の抵抗率測定値のデータは、メイン記憶部５２０に格納される。
抵抗率測定装置２４０は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００で製造されたエピタキシャルウェーハのエピタキシャル膜の抵抗率を測定する。つまり、抵抗率測定装置２４０は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００でウェーハＷの上に形成されたエピタキシャル膜の抵抗率を測定する。抵抗率測定装置２４０として、例えば日本セミラボ株式会社製：ＭＣＶ－２２００／２５００等のＣＶ法による抵抗率測定器が用いられてよい。抵抗率測定装置２４０によるエピタキシャル膜の抵抗率測定値のデータは、メイン記憶部５２０に格納される。
（メイン記憶部５２０）
図１を参照して、メイン記憶部５２０は、インタフェース７００を介して枚葉式エピタキシャル成長装置１００と接続された外部記憶装置（データサーバ）により構成される。メイン記憶部５２０は、以下に（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）として示される情報を格納する。
（ｉ）枚葉式エピタキシャル成長装置１００に適用されている既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１（既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１は、エピタキシャルウェーハを製造する条件に含まれる。）
（ｉｉ）厚み測定装置２２０から出力された厚み測定値、及び、抵抗率測定装置２４０から出力された抵抗率測定値
（ｉｉｉ）第１エピタキシャル成長装置１００－１と同系列で同時期に稼働している他の枚葉式エピタキシャル成長装置１００（本実施形態において例えば第２エピタキシャル成長装置１００－２）において、直近の２回分として製造されたエピタキシャルウェーハを測定装置２００で測定して得られた厚み測定値及び抵抗率測定値
ここで、２台の装置が同時期に稼働していることは、２台の装置それぞれの稼働時間の少なくとも一部が重複している状態で稼働していることに対応する。
図１を参照して、メイン記憶部５２０は、インタフェース７００を介して枚葉式エピタキシャル成長装置１００と接続された外部記憶装置（データサーバ）により構成される。メイン記憶部５２０は、以下に（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）として示される情報を格納する。
（ｉ）枚葉式エピタキシャル成長装置１００に適用されている既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１（既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１は、エピタキシャルウェーハを製造する条件に含まれる。）
（ｉｉ）厚み測定装置２２０から出力された厚み測定値、及び、抵抗率測定装置２４０から出力された抵抗率測定値
（ｉｉｉ）第１エピタキシャル成長装置１００－１と同系列で同時期に稼働している他の枚葉式エピタキシャル成長装置１００（本実施形態において例えば第２エピタキシャル成長装置１００－２）において、直近の２回分として製造されたエピタキシャルウェーハを測定装置２００で測定して得られた厚み測定値及び抵抗率測定値
ここで、２台の装置が同時期に稼働していることは、２台の装置それぞれの稼働時間の少なくとも一部が重複している状態で稼働していることに対応する。
（仕様データ記憶部５４０）
図１を参照して、仕様データ記憶部５４０は、一般的な外部記憶装置によって構成されてよい。仕様データ記憶部５４０は、以下に（ｉｖ）として示される情報を格納する。
（ｉｖ）仕様データとしての目標厚み範囲及び目標抵抗率範囲
図１を参照して、仕様データ記憶部５４０は、一般的な外部記憶装置によって構成されてよい。仕様データ記憶部５４０は、以下に（ｉｖ）として示される情報を格納する。
（ｉｖ）仕様データとしての目標厚み範囲及び目標抵抗率範囲
例えば、目標厚み範囲が３．９０～４．１０μｍ（仕様中心：４．００μｍ）であり、かつ、目標抵抗率範囲が９．０～１１．０Ω・ｃｍ（仕様中心：１０．０Ω・ｃｍ）である場合、これらの仕様データが仕様データ記憶部５４０に記憶される。仕様データは、製品の仕様に対応する。
図１に示される制御装置４００において、記憶部５００は、メイン記憶部５２０と仕様データ記憶部５４０とをそれぞれ別体の外部記憶装置として備え、（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の情報をメイン記憶部５２０に格納し、（ｉｖ）の情報を仕様データ記憶部５４０に格納する。記憶部５００は、単一の外部記憶装置として構成されてもよい。記憶部５００が単一の外部記憶装置として構成される場合、（ｉ）から（ｉｖ）までの情報を単一の外部記憶装置に格納してよい。記憶部５００は、（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）それぞれの情報を異なる記憶装置に格納するように構成されてもよい。
（演算部６００）
演算部６００は、エピタキシャルウェーハの製造システム１０００に設けられた中央演算処理装置（ＣＰＵ）として実現され得る。演算部６００は、メイン記憶部５２０から読み出した（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の情報と、仕様データ記憶部５４０から読み出した（ｉｖ）の情報とに基づいて、既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１を補正して、補正ソースガス供給時間ｔ２及び補正ドーパントガス流量Ｄ２を決定する。
演算部６００は、エピタキシャルウェーハの製造システム１０００に設けられた中央演算処理装置（ＣＰＵ）として実現され得る。演算部６００は、メイン記憶部５２０から読み出した（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の情報と、仕様データ記憶部５４０から読み出した（ｉｖ）の情報とに基づいて、既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１を補正して、補正ソースガス供給時間ｔ２及び補正ドーパントガス流量Ｄ２を決定する。
演算部６００は、インタフェース７００を介して、決定した補正ソースガス供給時間ｔ２及び補正ドーパントガス流量Ｄ２を制御部２８に出力する。制御部２８では、この出力を受けて、ソースガスを供給する時間及び供給されるドーパントガスの流量が、決定された補正ソースガス供給時間ｔ２及び補正ドーパントガス流量Ｄ２に設定されるように、ソースガス調整部２４及びドーパントガス調整部２６を制御する。
なお、演算部６００は、決定した補正ソースガス供給時間ｔ２及び補正ドーパントガス流量Ｄ２をメイン記憶部５２０にも出力し、ｔ２及びＤ２を新たな既定ソースガス供給時間及び既定ドーパントガス流量、すなわち（ｉ）の情報としてメイン記憶部５２０に格納する。
［エピタキシャルウェーハの製造方法］
エピタキシャルウェーハの製造システム１０００は、図３のフローチャートに例示される、エピタキシャルウェーハの製造方法の手順を実行してよい。エピタキシャルウェーハの製造方法は、プロセッサに実行させるエピタキシャルウェーハの製造プログラムとして実現されてもよい。図３のフローチャートの手順は、制御装置４００が実行する枚葉式エピタキシャル成長装置１００の制御方法ともいえる。枚葉式エピタキシャル成長装置１００の制御方法は、プロセッサに実行させる制御プログラムとして実現されてもよい。
エピタキシャルウェーハの製造システム１０００は、図３のフローチャートに例示される、エピタキシャルウェーハの製造方法の手順を実行してよい。エピタキシャルウェーハの製造方法は、プロセッサに実行させるエピタキシャルウェーハの製造プログラムとして実現されてもよい。図３のフローチャートの手順は、制御装置４００が実行する枚葉式エピタキシャル成長装置１００の制御方法ともいえる。枚葉式エピタキシャル成長装置１００の制御方法は、プロセッサに実行させる制御プログラムとして実現されてもよい。
（ステップＳ１）
製造システム１０００において、第１エピタキシャル成長装置１００－１は、ステップＳ１に示される手順として、第１のエピタキシャル成長条件（既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１）に基づいてエピタキシャルウェーハを製造する。具体的には、制御装置４００の演算部６００が、メイン記憶部５２０から既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１の情報を読み出し、インタフェース７００を介して、第１エピタキシャル成長装置１００－１の制御部２８に出力する。制御部２８は、ソースガスを供給する時間がｔ１に設定され、かつ、供給されるドーパントガスの流量がＤ１に設定されるように、ソースガス調整部２４及びドーパントガス調整部２６を制御する。
製造システム１０００において、第１エピタキシャル成長装置１００－１は、ステップＳ１に示される手順として、第１のエピタキシャル成長条件（既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１）に基づいてエピタキシャルウェーハを製造する。具体的には、制御装置４００の演算部６００が、メイン記憶部５２０から既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１の情報を読み出し、インタフェース７００を介して、第１エピタキシャル成長装置１００－１の制御部２８に出力する。制御部２８は、ソースガスを供給する時間がｔ１に設定され、かつ、供給されるドーパントガスの流量がＤ１に設定されるように、ソースガス調整部２４及びドーパントガス調整部２６を制御する。
ここで、ｔ１及びＤ１の決定方法は特に限定されない。ｔ１及びＤ１は、例えば、所定のソースガス供給時間ｔ０及びドーパントガス流量Ｄ０の条件下で、モニターウェーハにエピタキシャル膜を成長させ、その後、当該エピタキシャル膜の厚み及び抵抗率を測定し、この測定値と仕様中心の厚み及び抵抗率とを比較することによって決定されてよい。
例えば、目標厚み範囲が３．９０～４．１０μｍ（仕様中心：４．００μｍ）の場合、ソースガスの濃度及び流量を一定に制御して、ソースガス供給時間ｔ０でモニターウェーハに成長させたエピタキシャル膜の厚みが４．０２μｍであった場合、仕様中心よりも０．５％厚いエピタキシャル膜が形成されたことになる。したがって、ソースガス供給時間ｔ１は、ｔ０よりも０．５％減少させて、ｔ１＝ｔ０×０．９９５という式で算出される値に設定される。
同様に、目標抵抗率範囲が９．０～１１．０Ω・ｃｍ（仕様中心：１０．０Ω・ｃｍ）の場合、ドーパントガスの濃度を一定に制御して、ドーパント流量Ｄ０でモニターウェーハに成長させたエピタキシャル膜の抵抗率が１０．１Ω・ｃｍであった場合、仕様中心よりも１％抵抗率が高いエピタキシャル膜が形成されたことになる。したがって、ドーパント流量Ｄ１はＤ０よりも１％増加させて、Ｄ１＝Ｄ０×１．０１という式で算出される値に設定される。
このステップＳ１の手順において、例えば２５枚／ロット×８ロット＝２００枚という式で算出される枚数の製品用エピタキシャルウェーハを製造し、その後、１枚のモニターウェーハを用いた測定用エピタキシャルウェーハを製造することができる。
なお、ステップＳ１の手順において、第１エピタキシャル成長装置１００－１だけでなく、第２エピタキシャル成長装置１００－２等の他の枚葉式エピタキシャル成長装置１００もエピタキシャルウェーハを製造する。既述のとおり、各エピタキシャル成長装置１００で生成されるエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値は、各枚葉式エピタキシャル成長装置１００におけるエピタキシャル成長の過程で測定されている。各枚葉式エピタキシャル成長装置１００におけるエピタキシャル成長の過程で測定されたデータは、経時データとしてメイン記憶部５２０に格納される。
（ステップＳ２）
製造システム１０００の制御装置４００の演算部６００は、ステップＳ２に示される手順として、メイン記憶部５２０から第１のエピタキシャル成長条件（既定ソースガス供給時間ｔ１及びドーパントガス流量Ｄ１）を読み出す。また、演算部６００は、仕様データ記憶部５４０から、目標厚み範囲が３．９０～４．１０μｍ（仕様中心ｔｅｃ：４．００μｍ）であり、かつ、目標抵抗率範囲が９．０～１１．０Ω・ｃｍ（仕様中心ρｅｃ：１０．０Ω・ｃｍ）であるといった仕様データを読み出す。
製造システム１０００の制御装置４００の演算部６００は、ステップＳ２に示される手順として、メイン記憶部５２０から第１のエピタキシャル成長条件（既定ソースガス供給時間ｔ１及びドーパントガス流量Ｄ１）を読み出す。また、演算部６００は、仕様データ記憶部５４０から、目標厚み範囲が３．９０～４．１０μｍ（仕様中心ｔｅｃ：４．００μｍ）であり、かつ、目標抵抗率範囲が９．０～１１．０Ω・ｃｍ（仕様中心ρｅｃ：１０．０Ω・ｃｍ）であるといった仕様データを読み出す。
（ステップＳ３）
製造システム１０００は、ステップＳ３に示される手順として、第１のエピタキシャル成長条件で製造された測定用エピタキシャルウェーハについて、厚み測定装置２２０でエピタキシャル膜の厚みを測定し、抵抗率測定装置２４０でエピタキシャル膜の抵抗率を測定する。ここで得られた厚み測定値ｔｅ１及び抵抗率測定値ρｅ１は、メイン記憶部５２０に記憶される。なお、厚み測定値ｔｅ１及び抵抗率測定値ρｅ１としては、ウェーハ面内の複数点の測定値の平均値を採用することが好ましい。例えば、ウェーハ半径をＲとして、ウェーハ中心から同一距離（例えば、Ｒ／２）の複数点（例えば４～８点）での測定値の平均値を採用することができる。
製造システム１０００は、ステップＳ３に示される手順として、第１のエピタキシャル成長条件で製造された測定用エピタキシャルウェーハについて、厚み測定装置２２０でエピタキシャル膜の厚みを測定し、抵抗率測定装置２４０でエピタキシャル膜の抵抗率を測定する。ここで得られた厚み測定値ｔｅ１及び抵抗率測定値ρｅ１は、メイン記憶部５２０に記憶される。なお、厚み測定値ｔｅ１及び抵抗率測定値ρｅ１としては、ウェーハ面内の複数点の測定値の平均値を採用することが好ましい。例えば、ウェーハ半径をＲとして、ウェーハ中心から同一距離（例えば、Ｒ／２）の複数点（例えば４～８点）での測定値の平均値を採用することができる。
そして、演算部６００が、メイン記憶部５２０からエピタキシャル膜の厚み測定値ｔｅ１及び抵抗率測定値ρｅ１を取得する。
（ステップＳ４）
製造システム１０００の制御装置４００の演算部６００は、ステップＳ４に示される手順として、メイン記憶部５２０から同系列で同時期に稼働している他エピタキシャル装置の直近の２回の厚み測定値および抵抗率測定値を読み出す。読み込まれた測定値は経時データとしてメイン記憶部５２０に記憶されている。よって、例えば他エピタキシャル装置Ｂにおける直近の厚み測定値ｔｅＢ１とｔｅＢ２より厚みの変動を把握することができる。
製造システム１０００の制御装置４００の演算部６００は、ステップＳ４に示される手順として、メイン記憶部５２０から同系列で同時期に稼働している他エピタキシャル装置の直近の２回の厚み測定値および抵抗率測定値を読み出す。読み込まれた測定値は経時データとしてメイン記憶部５２０に記憶されている。よって、例えば他エピタキシャル装置Ｂにおける直近の厚み測定値ｔｅＢ１とｔｅＢ２より厚みの変動を把握することができる。
なお、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４の各手順を実行する順番は限定されない。
（ステップＳ５）
製造システム１０００の制御装置４００の演算部６００は、ステップＳ５に示される手順として、メイン記憶部５２０から読み出した（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の情報と、仕様データ記憶部５４０から読み出した（ｉｖ）の情報とに基づいて、既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１を補正して、補正ソースガス供給時間ｔ２及び補正ドーパントガス流量Ｄ２を決定する。補正ソースガス供給時間ｔ２及び補正ドーパントガス流量Ｄ２は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００の制御情報に対応する。つまり、演算部６００は、新たにエピタキシャル膜の成長条件の制御を必要とする枚葉式エピタキシャル成長装置１００の制御情報を生成する。各情報は、以下に示される内容を表す。
（ｉ）枚葉式エピタキシャル成長装置１００に適用されている既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１
（ｉｉ）厚み測定装置２２０から出力された厚み測定値、及び、抵抗率測定装置２４０から出力された抵抗率測定値
（ｉｉｉ）厚み測定値（２００）から出力された同系列で同時期に稼働している他エピタキシャル装置の直近２回の厚み測定値、及び、抵抗率測定装置２４０から出力された同系列で同時期に稼働している他エピタキシャル装置の直近２回の抵抗率測定値
（ｉｖ）仕様データとしての目標厚み範囲及び目標抵抗率範囲
製造システム１０００の制御装置４００の演算部６００は、ステップＳ５に示される手順として、メイン記憶部５２０から読み出した（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の情報と、仕様データ記憶部５４０から読み出した（ｉｖ）の情報とに基づいて、既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１を補正して、補正ソースガス供給時間ｔ２及び補正ドーパントガス流量Ｄ２を決定する。補正ソースガス供給時間ｔ２及び補正ドーパントガス流量Ｄ２は、枚葉式エピタキシャル成長装置１００の制御情報に対応する。つまり、演算部６００は、新たにエピタキシャル膜の成長条件の制御を必要とする枚葉式エピタキシャル成長装置１００の制御情報を生成する。各情報は、以下に示される内容を表す。
（ｉ）枚葉式エピタキシャル成長装置１００に適用されている既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１
（ｉｉ）厚み測定装置２２０から出力された厚み測定値、及び、抵抗率測定装置２４０から出力された抵抗率測定値
（ｉｉｉ）厚み測定値（２００）から出力された同系列で同時期に稼働している他エピタキシャル装置の直近２回の厚み測定値、及び、抵抗率測定装置２４０から出力された同系列で同時期に稼働している他エピタキシャル装置の直近２回の抵抗率測定値
（ｉｖ）仕様データとしての目標厚み範囲及び目標抵抗率範囲
以下、第２のエピタキシャル成長条件としての補正ソースガス供給時間ｔ２及び補正ドーパントガス流量Ｄ２の具体的な決定方法が説明される。補正ソースガス供給時間ｔ２及び補正ドーパントガス流量Ｄ２は、第１のエピタキシャル成長条件としての既定ソースガス供給時間ｔ１及び既定ドーパントガス流量Ｄ１に対して、演算部６００が以下に説明される第１の補正及び第２の補正を実行することによって算出され得る。
＜第１の補正＞
演算部６００は、第１の補正として、測定用エピタキシャルウェーハにおける厚み測定値ｔｅ１及び抵抗率測定値ρｅ１を、仕様データにおける目標厚みの仕様中心ｔｅｃ及び目標抵抗率の仕様中心ρｅｃとそれぞれ比較した結果に基づく補正を実行できる。
演算部６００は、第１の補正として、測定用エピタキシャルウェーハにおける厚み測定値ｔｅ１及び抵抗率測定値ρｅ１を、仕様データにおける目標厚みの仕様中心ｔｅｃ及び目標抵抗率の仕様中心ρｅｃとそれぞれ比較した結果に基づく補正を実行できる。
厚み測定値ｔｅ１が仕様中心ｔｅｃよりも厚い場合、演算部６００は、ソースガス供給時間を短くするように、補正係数を１より小さい値にする必要がある。厚み測定値ｔｅ１が仕様中心ｔｅｃよりも薄い場合、演算部６００は、ソースガス供給時間を長くするように、補正係数を１より大きい値にする必要がある。したがって、演算部６００は、補正係数を算出する式として、ｔｅｃ／ｔｅ１、又は、｛１＋（ｔｅｃ－ｔｅ１）／ｔｅｃ｝等の式を採用することができる。
抵抗率測定値ρｅ１が仕様中心ρｅｃよりも高い場合、演算部６００は、ドーパントガス流量を多くするように、補正係数を１より大きい値にする必要がある。抵抗率測定値ρｅ１が仕様中心ρｅｃよりも低い場合、演算部６００は、ドーパントガス流量を少なくするように、補正係数を１より小さい値にする必要がある。したがって、演算部６００は、補正係数を算出する式として、ρｅ１／ρｅｃを採用することができる。
＜第２の補正＞
演算部６００は、第２の補正として、同系列で同時期に稼働している他の枚葉式エピタキシャル装置１００（例えば第２エピタキシャル成長装置１００－２等）で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の変動を考慮した補正を実行できる。演算部６００は、同系列で同時期に稼働している他エピタキシャル装置のうち少なくとも１台のエピタキシャル装置の測定値を用いて第２の補正を実行する。演算部６００は、同系列で同時期に稼働している他エピタキシャル装置のうち、できれば複数のエピタキシャル装置の測定値を用いて第２の補正を実行する。演算部６００は、同系列で同時期に稼働している他エピタキシャル装置のうち、好ましくは全てのエピタキシャル装置の測定値を用いて第２の補正を実行する。ステップＳ１の手順において、同系列の他の枚葉式エピタキシャル装置１００は、第１エピタキシャル成長装置１００－１と同様に稼働してエピタキシャルウェーハを製造する。同系列の枚葉式エピタキシャル成長装置１００の中で同時に稼動する装置数が増えるほど、ソースガス供給配管内圧力が低下するとともに、ソースガス供給タンク内の液温が低下する。ソースガス供給配管内圧力及びソースガス供給タンク内の液温の低下によって、各枚葉式エピタキシャル成長装置１００に対して供給されるソースガス濃度が低下する。その結果、エピタキシャル成長速度が遅くなる傾向にある。
演算部６００は、第２の補正として、同系列で同時期に稼働している他の枚葉式エピタキシャル装置１００（例えば第２エピタキシャル成長装置１００－２等）で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の変動を考慮した補正を実行できる。演算部６００は、同系列で同時期に稼働している他エピタキシャル装置のうち少なくとも１台のエピタキシャル装置の測定値を用いて第２の補正を実行する。演算部６００は、同系列で同時期に稼働している他エピタキシャル装置のうち、できれば複数のエピタキシャル装置の測定値を用いて第２の補正を実行する。演算部６００は、同系列で同時期に稼働している他エピタキシャル装置のうち、好ましくは全てのエピタキシャル装置の測定値を用いて第２の補正を実行する。ステップＳ１の手順において、同系列の他の枚葉式エピタキシャル装置１００は、第１エピタキシャル成長装置１００－１と同様に稼働してエピタキシャルウェーハを製造する。同系列の枚葉式エピタキシャル成長装置１００の中で同時に稼動する装置数が増えるほど、ソースガス供給配管内圧力が低下するとともに、ソースガス供給タンク内の液温が低下する。ソースガス供給配管内圧力及びソースガス供給タンク内の液温の低下によって、各枚葉式エピタキシャル成長装置１００に対して供給されるソースガス濃度が低下する。その結果、エピタキシャル成長速度が遅くなる傾向にある。
その場合、同一のエピタキシャル時間によって形成されるエピタキシャル膜の厚みは、同系列の枚葉式エピタキシャル成長装置１００の中で同時に稼動する装置数が増えるほど薄くなる。そのため、稼動装置数が増えるほどソースガス供給時間が長くなるように補正される必要がある。また、エピタキシャル成長速度が遅くなるほど、単位時間当たりにエピタキシャル膜内に取り込まれるドーパント量が増える。したがって、同一のドーパント量によって形成されるエピタキシャル膜の抵抗率は、同系列の枚葉式エピタキシャル成長装置１００の中で稼動する装置数が増えるほど低くなる。そのため、稼動装置数が増えるほどドーパントガス流量を少なくするように補正される必要がある。
本発明者は、このような補正を同系列で同時期に稼働している他の枚葉式エピタキシャル成長装置１００が形成するエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の変動に基づいて実行できることを見出した。すなわち、本発明者は、同系列の枚葉式エピタキシャル成長装置１００の中で同時に稼動する装置数が増えるほどソースガス濃度が下がる傾向があることを見出した。これは、以下のようなメカニズムによるものと推測される。一つのソースガス供給タンクから複数の枚葉式エピタキシャル成長装置１００にソースガスを供給する場合、稼動する装置数が増えるほど、供給配管内の圧力が低下する。さらに気化するソースガスが増えることで液温及び蒸気圧が低下する。その結果、供給されるソースガス濃度が低下する。ステップＳ１の手順において同系列の複数の枚葉式エピタキシャル成長装置１００が稼動する過程において、稼動する装置数が増えるほど、ソースガス濃度が低下するとともに、エピタキシャル成長速度が遅くなることが把握できる。
そこで本実施形態では、演算部６００は、メイン記憶部５２０から読み出した、同系列で同時期に稼働している他の枚葉式エピタキシャル成長装置１００で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値又は抵抗率測定値が低下変動している場合、ソースガス供給時間を長くするように、又は、ドーパントガス流量を少なくするように補正する。ここで、演算部６００は、低下変動していると判定する条件の一例として、同系列で同時期に稼働している枚葉式エピタキシャル成長装置１００の過半数の装置で、所定時刻に形成されたエピタキシャル膜の測定値が所定時刻より前の時刻に形成されたエピタキシャル膜の測定値よりも所定の割合以上の割合で低下していることを条件として設定してよい。所定の割合は、例えば１％に設定されてよい。あるいは、演算部６００は、例えば同系列で同時期に稼働している他の枚葉式エピタキシャル成長装置１００で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値又は抵抗率測定値の移動平均を算出し、移動平均に基づいて低下変動しているか判定してもよい。
また、演算部６００は、メイン記憶部５２０から読み出した、同系列で同時期に稼働している他の枚葉式エピタキシャル成長装置１００で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値又は抵抗率測定値が増加変動している場合、ソースガス供給時間を短くするように、又は、ドーパントガス流量を多くするように補正する。ここで、演算部６００は、増加変動していると判定する条件の一例として、同系列で同時期に稼働している枚葉式エピタキシャル成長装置１００の過半数の装置で、所定時刻に形成されたエピタキシャル膜の測定値が所定時刻より前の時刻に形成されたエピタキシャル膜の測定値よりも所定の割合以上の割合で増加していることを条件として設定してよい。所定の割合は、例えば１％に設定されてよい。あるいは、演算部６００は、例えば同系列で同時期に稼働している他の枚葉式エピタキシャル成長装置１００で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値又は抵抗率測定値の移動平均を算出し、移動平均に基づいて増加変動しているか判定してもよい。
補正係数の決め方は、同系列で同時期に稼働している他の枚葉式エピタキシャル成長装置１００で直近に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値又は抵抗率測定値の変動が反映される方法であれば特に限定されないが、例えば、以下のように決めることができる。
演算部６００は、同系列で同時期に稼働している他の枚葉式エピタキシャル成長装置１００で直近に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値と、直近の１つ前に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値とを取得する。演算部６００は、直近の測定値と、その１つ前の測定値とに基づいて、各装置における時系列の変動を算出する。過半数の装置で測定値が同方向（増加する方向又は減少する方向のいずれかの方向）に設定値以上変動していた場合、演算部６００は、それらのデータに基づいて、補正係数を決定する。
例えば、第２エピタキシャル成長装置１００－２及び第Ｎエピタキシャル成長装置１００－Ｎが装置Ｂ及びＣと称されるとする。装置Ｂ及びＣが直近に形成したエピタキシャル膜の厚みがそれぞれｔｅＢ２及びｔｅＣ２で表されるとする。装置Ｂ及びＣが直近の１つ前に形成したエピタキシャル膜の厚みがそれぞれｔｅＢ１及びｔｅＣ１で表されるとする。装置Ｂにおいて直近に形成したエピタキシャル膜の厚みがその１つ前に形成したエピタキシャル膜の厚みに対して１％減少したとする。また、装置Ｃにおいて直近に形成したエピタキシャル膜の厚みがその１つ前に形成したエピタキシャル膜の厚みに対して２％減少したとする。さらに、設定値が１％であるとする。この場合、演算部６００は、装置Ｂで形成したエピタキシャル膜の厚みの減少率と装置Ｃで形成したエピタキシャル膜の厚みの減少率との平均値として１．５％を算出する。演算部６００は、エピタキシャル膜の厚みが減少した分、ソースガス供給時間を長くするように補正する。つまり、演算部６００は、ソースガス供給時間を１．５％長くするように補正する。すなわち、ソースガス供給時間に対する補正係数として、［１＋｛（１－ｔｅＢ２／ｔｅＢ１）＋（１－ｔｅＣ２／ｔｅＣ１）｝／２］という式が採用されてよい。
＜補正式の例＞
以上のとおり、具体的な補正式として次に示すものを挙げることができる。
以上のとおり、具体的な補正式として次に示すものを挙げることができる。
エピタキシャル成長時間に関して、
ｔ１：既定ソースガス供給時間
ｔ２：補正ソースガス供給時間
ｔｅｃ：目標厚み範囲の仕様中心
ｔｅ１：測定用エピタキシャルウェーハのエピタキシャル膜の厚み測定値
ｔｅＢ２：同系列で同時期に稼働している他装置Ｂの直近の膜厚
ｔｅＢ１：同系列で同時期に稼働している他装置Ｂの直近より１つ前の膜厚
ｔｅＣ２：同系列で同時期に稼働している他装置Ｃの直近の膜厚
ｔｅＣ１：同系列で同時期に稼働している他装置Ｃの直近より１つ前の膜厚
同系列で同時期に稼働している他装置の膜厚の変動は装置ＢではｔｅＢ１／ｔｅＢ２，装置ＣはｔｅＣ１／ｔｅＣ２となり、装置ＢとＣが設定値を超えた
として、補正式としては、
ｔ２＝ｔ１×（ｔｅｃ／ｔｅ１）×［１＋｛（１－ｔｅＢ２／ｔｅＢ１）＋（１－ｔｅＣ２／ｔｅＣ１）｝／２］
等を挙げることができる。
ｔ１：既定ソースガス供給時間
ｔ２：補正ソースガス供給時間
ｔｅｃ：目標厚み範囲の仕様中心
ｔｅ１：測定用エピタキシャルウェーハのエピタキシャル膜の厚み測定値
ｔｅＢ２：同系列で同時期に稼働している他装置Ｂの直近の膜厚
ｔｅＢ１：同系列で同時期に稼働している他装置Ｂの直近より１つ前の膜厚
ｔｅＣ２：同系列で同時期に稼働している他装置Ｃの直近の膜厚
ｔｅＣ１：同系列で同時期に稼働している他装置Ｃの直近より１つ前の膜厚
同系列で同時期に稼働している他装置の膜厚の変動は装置ＢではｔｅＢ１／ｔｅＢ２，装置ＣはｔｅＣ１／ｔｅＣ２となり、装置ＢとＣが設定値を超えた
として、補正式としては、
ｔ２＝ｔ１×（ｔｅｃ／ｔｅ１）×［１＋｛（１－ｔｅＢ２／ｔｅＢ１）＋（１－ｔｅＣ２／ｔｅＣ１）｝／２］
等を挙げることができる。
ドーパントガス流量に関して、
Ｄ１：既定ドーパントガス流量
Ｄ２：補正ドーパントガス流量
ρｅｃ：目標抵抗率範囲の仕様中心
ρｅ１：測定用エピタキシャルウェーハのエピタキシャル膜の抵抗率測定値
ρｅＢ２：同系列で同時期に稼働している他装置Ｂの直近の抵抗率
ρｅＢ１：同系列で同時期に稼働している他装置Ｂの直近より１つ前の抵抗率
ρｅＣ２：同系列で同時期に稼働している他装置Ｃの直近の抵抗率
ρｅＣ１：同系列で同時期に稼働している他装置Ｃの直近より１つ前の抵抗率
同系列で同時期に稼働している他装置の抵抗率の変動は装置ＢではρｅＢ２／ρｅＢ１，装置ＣはρｅＣ２／ρｅＣ１となり、そのうち装置ＢとＣが設定値を超えた
として、補正式としては、
Ｄ２＝Ｄ１×（ρｅ１／ρｅｃ）／［１＋｛（１－ρｅＢ２／ρｅＢ１）＋（１－ρｅＣ２／ρｅＣ１）｝／２］
等を挙げることができる。
Ｄ１：既定ドーパントガス流量
Ｄ２：補正ドーパントガス流量
ρｅｃ：目標抵抗率範囲の仕様中心
ρｅ１：測定用エピタキシャルウェーハのエピタキシャル膜の抵抗率測定値
ρｅＢ２：同系列で同時期に稼働している他装置Ｂの直近の抵抗率
ρｅＢ１：同系列で同時期に稼働している他装置Ｂの直近より１つ前の抵抗率
ρｅＣ２：同系列で同時期に稼働している他装置Ｃの直近の抵抗率
ρｅＣ１：同系列で同時期に稼働している他装置Ｃの直近より１つ前の抵抗率
同系列で同時期に稼働している他装置の抵抗率の変動は装置ＢではρｅＢ２／ρｅＢ１，装置ＣはρｅＣ２／ρｅＣ１となり、そのうち装置ＢとＣが設定値を超えた
として、補正式としては、
Ｄ２＝Ｄ１×（ρｅ１／ρｅｃ）／［１＋｛（１－ρｅＢ２／ρｅＢ１）＋（１－ρｅＣ２／ρｅＣ１）｝／２］
等を挙げることができる。
演算部６００は、以上のようにして決定した第２のエピタキシャル成長条件（補正ソースガス供給時間ｔ２及びドーパントガス流量Ｄ２）を制御部２８及びメイン記憶部５２０に出力する。
（ステップＳ６）
製造システム１０００の第１エピタキシャル成長装置１００－１の制御部２８は、ステップＳ６に示される手順として、演算部６００により新たに決定された第２のエピタキシャル成長条件でソースガス調整部２４及びドーパントガス調整部２６を制御する。これによって、第１エピタキシャル成長装置１００－１は、第２のエピタキシャル成長条件で、エピタキシャルウェーハを製造できる。このステップＳ６の手順において、第１エピタキシャル成長装置１００－１は、例えば２５枚／ロット×８ロット＝２００枚といった、複数枚の製品用エピタキシャルウェーハを製造し、その後、１枚のモニターウェーハを用いた測定用エピタキシャルウェーハを製造することができる。
製造システム１０００の第１エピタキシャル成長装置１００－１の制御部２８は、ステップＳ６に示される手順として、演算部６００により新たに決定された第２のエピタキシャル成長条件でソースガス調整部２４及びドーパントガス調整部２６を制御する。これによって、第１エピタキシャル成長装置１００－１は、第２のエピタキシャル成長条件で、エピタキシャルウェーハを製造できる。このステップＳ６の手順において、第１エピタキシャル成長装置１００－１は、例えば２５枚／ロット×８ロット＝２００枚といった、複数枚の製品用エピタキシャルウェーハを製造し、その後、１枚のモニターウェーハを用いた測定用エピタキシャルウェーハを製造することができる。
（ステップＳ７）
製造システム１０００の制御装置４００の演算部６００は、ステップＳ７に示される手順として、図３のフローチャートの手順の実行を継続するか判定する。演算部６００は、図３のフローチャートの手順の実行を継続すると判定した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、ステップＳ２の手順に戻り、ステップＳ２からＳ５までの手順として説明したエピタキシャル条件の補正と、ステップＳ６の手順として説明した補正後のエピタキシャル条件でのエピタキシャルウェーハの製造とを繰り返してよい。演算部６００は、図３のフローチャートの手順の実行を継続しないと判定した場合（ステップＳ７：ＮＯ）、図３のフローチャートの手順の実行を終了し、エピタキシャルウェーハの製造を終了する。
製造システム１０００の制御装置４００の演算部６００は、ステップＳ７に示される手順として、図３のフローチャートの手順の実行を継続するか判定する。演算部６００は、図３のフローチャートの手順の実行を継続すると判定した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、ステップＳ２の手順に戻り、ステップＳ２からＳ５までの手順として説明したエピタキシャル条件の補正と、ステップＳ６の手順として説明した補正後のエピタキシャル条件でのエピタキシャルウェーハの製造とを繰り返してよい。演算部６００は、図３のフローチャートの手順の実行を継続しないと判定した場合（ステップＳ７：ＮＯ）、図３のフローチャートの手順の実行を終了し、エピタキシャルウェーハの製造を終了する。
以上説明した本発明の一実施形態によるエピタキシャルウェーハの製造システム１０００が実行するエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、同系列で同時期に稼働している他の枚葉式エピタキシャル成長装置１００で形成したエピタキシャル膜の厚み又は抵抗率の変動を考慮してソースガス供給時間及びドーパントガス流量を補正することで、同系列の装置が同時に稼動することによるエピタキシャル成長速度の減少の影響をタイムリーに反映することができる。そのため、エピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の仕様中心に対するばらつきが低減され得る。
なお、上記では、ソースガス供給時間及びドーパントガス流量の両方を補正して、エピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の両方を制御する実施例が説明されてきたが、本発明はこれに限定されず、ソースガス供給時間及びドーパントガス流量の片方を補正して、エピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の片方を制御するように構成されてもよい。
（発明例）
図１及び図２に示すエピタキシャルウェーハの製造システム１０００によって、図３に示すフローでエピタキシャルシリコンウェーハが製造される例が説明される。製造システム１０００は、同系列の枚葉式エピタキシャル成長装置１００として、４台の装置を備えるとする。つまり、Ｎ＝４であるとする。製品用ウェーハ及びモニターウェーハは、いずれも直径３００ｍｍ、抵抗率１０Ω・ｃｍのｐ型単結晶シリコンウェーハを用いた。エピタキシャル膜の仕様は、目標厚み範囲：３．９０～４．１０μｍ（仕様中心：４．００μｍ）、目標抵抗率範囲：９．０～１１．０Ω・ｃｍ（仕様中心：１０．０Ω・ｃｍ）とした。１回のエピタキシャル成長処理では、１１３０℃で６０秒の水素ベークをした後、シリコンソースであるＳｉＨＣｌ３およびボロンドーパントソースであるＢ２Ｈ６を水素ガスで希釈した混合反応ガスを、エピタキシャル成長装置のチャンバ内に供給する。
図１及び図２に示すエピタキシャルウェーハの製造システム１０００によって、図３に示すフローでエピタキシャルシリコンウェーハが製造される例が説明される。製造システム１０００は、同系列の枚葉式エピタキシャル成長装置１００として、４台の装置を備えるとする。つまり、Ｎ＝４であるとする。製品用ウェーハ及びモニターウェーハは、いずれも直径３００ｍｍ、抵抗率１０Ω・ｃｍのｐ型単結晶シリコンウェーハを用いた。エピタキシャル膜の仕様は、目標厚み範囲：３．９０～４．１０μｍ（仕様中心：４．００μｍ）、目標抵抗率範囲：９．０～１１．０Ω・ｃｍ（仕様中心：１０．０Ω・ｃｍ）とした。１回のエピタキシャル成長処理では、１１３０℃で６０秒の水素ベークをした後、シリコンソースであるＳｉＨＣｌ３およびボロンドーパントソースであるＢ２Ｈ６を水素ガスで希釈した混合反応ガスを、エピタキシャル成長装置のチャンバ内に供給する。
厚み測定装置としてはＦＴ－ＩＲ方式の膜厚測定器を用い、抵抗率測定装置としてはＣＶ法による抵抗率測定装置を用いた。
ステップＳ１に手順において、８ロット２００枚の製品用エピタキシャルウェーハが製造されるとともに、モニターウェーハを用いて１枚の測定用エピタキシャルウェーハが製造された。その後、ステップＳ２からＳ５までの手順において、本発明に従うソースガス供給時間及びドーパントガス流量が補正された。その後、ステップＳ６の手順において、補正後のソースガス供給時間及びドーパントガス流量で、８ロット２００枚の製品用エピタキシャルウェーハが製造されるとともに、モニターウェーハを用いて１枚の測定用エピタキシャルウェーハが製造された。測定用エピタキシャルウェーハが３０枚となるまで、ステップＳ２からＳ６までの手順が繰り返し実行された。なお、ソースガス供給時間及びドーパントガス流量の補正は、以下の補正式を用いて行った。
ｔ２＝ｔ１×（ｔｅｃ／ｔｅ１）×（１＋同系列で同時期に稼働している他装置において変動率が１％以上の装置の変動率の平均値）
Ｄ２＝Ｄ１×（ρｅ１／ρｅｃ）／（１＋同系列で同時期に稼働している他装置において変動率が１％以上の装置の変動率の平均値）
ｔ２＝ｔ１×（ｔｅｃ／ｔｅ１）×（１＋同系列で同時期に稼働している他装置において変動率が１％以上の装置の変動率の平均値）
Ｄ２＝Ｄ１×（ρｅ１／ρｅｃ）／（１＋同系列で同時期に稼働している他装置において変動率が１％以上の装置の変動率の平均値）
（比較例）
比較例において、同系列の他装置が同時に稼働することに起因する変動を考慮した補正を行わない。それ以外は、発明例と同様の方法で、エピタキシャルシリコンウェーハを製造した。すなわち、ソースガス供給時間及びドーパントガス流量の補正は、以下の補正式を用いて行った。
ｔ２＝ｔ１×（ｔｅｃ／ｔｅ１）
Ｄ２＝Ｄ１×（ρｅ１／ρｅｃ）
比較例において、同系列の他装置が同時に稼働することに起因する変動を考慮した補正を行わない。それ以外は、発明例と同様の方法で、エピタキシャルシリコンウェーハを製造した。すなわち、ソースガス供給時間及びドーパントガス流量の補正は、以下の補正式を用いて行った。
ｔ２＝ｔ１×（ｔｅｃ／ｔｅ１）
Ｄ２＝Ｄ１×（ρｅ１／ρｅｃ）
なお、比較例の方法の実行において、（ｉ）モニターウェーハに成長させたエピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の測定と、（ｉｉ）当該測定結果に基づく、次回以降のソースガス供給時間及びドーパントガス流量の決定と、（ｉｉｉ）エピタキシャル成長装置に、決定したソースガス供給時間及びドーパントガス流量を設定することとは、いずれも作業者によって実行された。
［Ｃｐｋの評価］
発明例及び比較例について、３０枚のモニターウェーハのエピタキシャル膜の厚み及び抵抗率が測定された。そして、測定値の規格中心からのばらつきが工程能力指数Ｃｐｋで評価された。測定値の規格中心からのばらつきが少ないほど、Ｃｐｋは高くなる。結果が表１に示される。
発明例及び比較例について、３０枚のモニターウェーハのエピタキシャル膜の厚み及び抵抗率が測定された。そして、測定値の規格中心からのばらつきが工程能力指数Ｃｐｋで評価された。測定値の規格中心からのばらつきが少ないほど、Ｃｐｋは高くなる。結果が表１に示される。
表１から明らかなように、エピタキシャル膜の厚み及び抵抗率ともに、発明例は比較例よりもＣｐｋが高くなっており、仕様中心に対するばらつきを低減することができた。
本発明によるエピタキシャルウェーハの製造システム及び製造方法によれば、ソースガス供給時間及びドーパントガス流量を高精度に制御して、エピタキシャル膜の厚み及び抵抗率の仕様中心に対するばらつきを低減することができる。
１０００ エピタキシャルウェーハの製造システム
１００ 枚葉式エピタキシャル成長装置
１０ チャンバ
１１Ａ 上部ドーム
１１Ｂ 下部ドーム
１２ サセプタ
１４ サセプタサポートシャフト
１６ ガス供給口
１８ ガス排気口
２０ ランプ
２４ ソースガス調整部
２６ ドーパントガス調整部
２８ 制御部
２００ 測定装置
４００ 制御装置
５００ 記憶部
６００ 演算部
７００ インタフェース
８００ ソースガス源
１００ 枚葉式エピタキシャル成長装置
１０ チャンバ
１１Ａ 上部ドーム
１１Ｂ 下部ドーム
１２ サセプタ
１４ サセプタサポートシャフト
１６ ガス供給口
１８ ガス排気口
２０ ランプ
２４ ソースガス調整部
２６ ドーパントガス調整部
２８ 制御部
２００ 測定装置
４００ 制御装置
５００ 記憶部
６００ 演算部
７００ インタフェース
８００ ソースガス源
Claims (7)
- ドーパントガス及び同一のソースガス源から供給されるソースガスを材料としてウェーハの表面上にエピタキシャル膜を形成してエピタキシャルウェーハを製造する、同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうち新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置の制御情報を生成する演算部と、
前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうちの、前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうち前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置と同時期に稼働している同系列の他のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、制御を必要とするエピタキシャル成長装置に設定される製品の仕様とを格納する記憶部と
を備え、
前記演算部は、前記記憶部に格納されている、前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、前記同時期に稼働している同系列の他のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方とに基づいて前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置における前記ソースガスの供給時間、及び、前記ドーパントガスの流量の少なくとも一方を制御する情報を生成して前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置に出力する、枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。 - 前記演算部は、前記記憶部から読み出した、前記同系列の他のエピタキシャル成長装置で所定時刻に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値が所定時刻より前の時刻に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値よりも所定の割合以上の割合で低下している場合、前記ソースガスの供給時間を長くするように補正した値を、前記ソースガスの供給時間を制御する情報として生成する、請求項１に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。
- 前記演算部は、前記記憶部から読み出した、前記同系列の他のエピタキシャル成長装置で所定時刻に形成されたエピタキシャル膜の抵抗率測定値が所定時刻より前の時刻に形成されたエピタキシャル膜の抵抗率測定値よりも所定の割合以上の割合で低下している場合、前記ドーパントガスの流量を少なくするように補正した値を、前記ドーパントガスの流量を制御する情報として生成する、請求項１又は２に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。
- 前記演算部は、前記記憶部から読み出した、前記同系列の他のエピタキシャル成長装置で所定時刻に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値が所定時刻より前の時刻に形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値よりも所定の割合以上の割合で増加している場合、前記ソースガスの供給時間を短くするように補正した値を、前記ソースガスの供給時間を制御する情報として生成する、請求項１に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。
- 前記演算部は、前記記憶部から読み出した、前記同系列の他のエピタキシャル成長装置で所定時刻に形成されたエピタキシャル膜の抵抗率測定値が所定時刻より前の時刻に形成されたエピタキシャル膜の抵抗率測定値よりも所定の割合以上の割合で増加変動している場合、前記ドーパントガスの流量を多くするように補正した値を、前記ドーパントガスの流量を制御する情報として生成する、請求項１又は２に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置。
- ドーパントガス及び同一のソースガス源から供給されるソースガスを材料としてウェーハの表面上にエピタキシャル膜を形成してエピタキシャルウェーハを製造する、同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうち新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置を制御する制御装置が、前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうちの、前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置のうち前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置と同時期に稼働している同系列のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方とを格納するステップと、
前記制御装置が、格納した、前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方と、前記同時期に稼働している同系列の他のエピタキシャル成長装置で形成されたエピタキシャル膜の厚み測定値及び抵抗率測定値の少なくとも一方とに基づいて前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置における前記ソースガスの供給時間、及び、前記ドーパントガスの流量の少なくとも一方を制御する情報を生成して前記新たに制御を必要とするエピタキシャル成長装置に出力するステップと
を含む、枚葉式エピタキシャル成長装置の制御方法。 - 請求項１から５までのいずれか一項に記載の枚葉式エピタキシャル成長装置の制御装置と、前記同系列に備えられた複数のエピタキシャル成長装置とを備える、エピタキシャルウェーハの製造システム。
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