JP4827237B2 - エピタキシャル成長装置及びノズルの生成物除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、ノズルからウェーハの表面に材料ガスを流してウェーハの表面にエピタキシャル膜を成長させるエピタキシャル成長装置に関し、特にノズルの端部に堆積した材料ガスの成分からなる生成物を除去するものである。またその方法に関する。

次世代の高集積度ＬＳＩにはエピタキシャルウェーハの適用が見込まれている。エピタキシャルウェーハは、鏡面研磨したウェーハと、このウェーハの研磨面に気相成長され、ウェーハと同じ結晶構造、結晶方位を有するエピタキシャル層と、からなる。なお本明細書ではウェーハの研磨面をウェーハの表面としている。エピタキシャル層の気相成長は、エピタキシャル成長装置を用いて行われる。

図５は従来のエピタキシャル成長装置の構成を示す図である。
ウェーハ１は表面を上にしてチャンバ３１内のサセプタ３２に載置される。ガス導入路３３からウェーハ１の表面にエピタキシャル層の材料ガスが流され、チャンバ３１の上下に配置されたランプ３４でウェーハ１が熱せられる。するとウェーハ１の表面にはエピタキシャル層が成長する。エピタキシャル層の成長が繰り返し行われると、チャンバ３１の内壁には材料ガスの成分からなる生成物が堆積していく。例えば材料ガスがＳｉＨ4である場合はＳｉやＳｉＨが堆積し、ＧｅＨ4である場合はＧｅやＧｅＨが堆積する。こうした生成物はランプ３４の照射量を低減させる。さらにこの生成物がチャンバ３１の内壁から剥離してウェーハ１の表面に付着するとパーティクルが発生する。こうした不具合を防止するために生成物の除去処理を定期的に行う必要がある。生成物の除去処理としては、例えば下記特許文献１で開示されるように、塩素を含むガスがチャンバ３１内に導入され、且つチャンバ３１の内壁がヒータ３４で昇温される。高温環境下で生成物は塩素を含むガスと反応する。したがって生成物はガスと共にチャンバ３１内から排気される。

このように塩素を含むガスをチャンバ内に流せば、チャンバ内壁に堆積する生成物を除去できる。しかしチャンバ内壁に生成物が堆積しなければ、わざわざこのような処理を行う必要がない。こうした観点に基づいた対応が盛り込まれた、新たなエピタキシャル成長装置が提案されている。下記特許文献２で開示されるようなエピタキシャル成長装置であれば、チャンバ内壁に生成物が堆積すること自体を抑制できる。このエピタキシャル成長装置の構造について、図６、図７、図８を参照して説明する。

図６は図５とは異なるエピタキシャル成長装置のチャンバ内の構成を示す斜視図である。図７はエピタキシャル成長装置の断面を側面から示す模式図である。図８はエピタキシャル成長装置の断面を正面から示す模式図である。なお図７、図８はエピタキシャル成長装置の中心の断面を示している。本装置ではチャンバ内に二つのウェーハに対してエピタキシャル層成長処理が同時に行われる。

図６、図７で示されるように、チャンバ１１内には二つの円盤状のヒータ１２が互いの円面が対向するように設けられる。カーボン製のヒータ１２は石英のヒータカバー２０で覆われる。二つのヒータ１２の間には互いに対向する二つの回転テーブル１３が立てられる。各回転テーブル１３は環状の石英であり、それぞれ垂直な平面内で回転自在である。各回転テーブル１３には円形のテーブル開口部１３ａが形成されており、このテーブル開口部１３ａには環状のウェーハホルダ１４が着脱自在な状態で嵌合される。ウェーハホルダ１４は回転テーブル１３に設けられたロック機構１５でロックされる（図６参照）。

ウェーハホルダ１４はシリコンカーバイトで覆われたカーボンであり、ウェーハ１を支持する。本明細書ではウェーハホルダ１４のうちウェーハ１の表面と同じ側の面を表面といい、その反対側の面を裏面という。ウェーハホルダ１４には、ウェーハ１の外形と同程度の大きさのホルダ開口部１４ａが形成される。このホルダ開口部１４ａの裏面側内縁には複数の爪部１６が設けられている（図６参照）。ウェーハ１はウェーハホルダ１４の裏面側からホルダ開口部１４ａに嵌合され、爪部１６でウェーハ１の裏面がとめられる。こうしてウェーハ１はウェーハホルダ１４で支持される。ウェーハ１の支持に伴い、ホルダ開口部１４ａはウェーハ１で塞がれる。

相対する回転テーブル１３の間隙には石英のガス導入ノズル１８の端部とガス排気ノズル１９の端部が挿入される。本明細書では、ノズル先端およびノズル先端近傍のノズル内壁やノズル外壁を含んだノズル一端の全体をノズルの端部という。ガス導入ノズル１８の端部は下方に向けられ、ガス排気ノズル１９の端部は上方に向けられている。ガス導入ノズル１８はウェーハ１の表面に平行して並べられた複数のノズルからなる。図８で示されるように、ガス導入ノズル１８の端部はウェーハ１の外形曲率よりもやや大きめな曲率で上方に凹状に湾曲する。そしてウェーハ１の表面を覆わないようにしてウェーハ１に近設される。ガス排気ノズル１９はウェーハ１の表面に平行する扁平なノズルである。図８で示されるように、ガス排気ノズル１９の端部はウェーハホルダ１４の外形曲率よりもやや大きめな曲率で下方に凹状に湾曲する。図７で示されるように、こうした構造によると、ガス導入ノズル１８の端部とガス排気ノズル１９の端部との間に、相対するウェーハ１の表面及びウェーハホルダ１４の表面によってガス流路１７が形成される。ガス導入ノズル１８から排出されたガスはガス流路１７を流下しガス排気ノズル１９に導かれる。

本装置によるエピタキシャル成長は次のように行われる。回転テーブル１３が駆動されると、ウェーハホルダ１４と共にウェーハ１が回転する。ヒータ１２の電源が投入されると、ウェーハ１が熱せられる。図示しないガス導入バルブが開放されると、材料ガスがガス導入ノズル１８からガス流路１７に流れる。すると各ウェーハ１の表面と材料ガスが接触し、各ウェーハ１の表面にエピタキシャル層が成長する。

材料ガスは、ガス導入ノズル１８からガス排気ノズル１９に流下する間にウェーハ１の表面及びウェーハホルダ１４の表面に接触するのみである。つまり材料ガスがチャンバ１１の内壁などに接触することは殆ど無く、チャンバ１１の内壁に生成物が堆積することは無い。
特開２００４−８７９２０号公報（０００４段落） 特許３２７３２４７号公報

しかしながら、少ないながらもエピタキシャル成長装置１０のチャンバ１１内に設けられたガス導入ノズル１８には生成物が発生する。その理由を説明する。エピタキシャル成長装置１０のガス導入ノズル１８はウェーハ１に近設されており、ウェーハ１から大きな輻射熱を受ける。するとガス導入ノズル１８の端部で材料ガスが反応し、ガス導入ノズル１８の端部に生成物が堆積する。したがって、図５で示されたエピタキシャル成長装置とは異なりチャンバ１１の内壁には生成物が堆積しないものの、結果としてはチャンバ１１内に設けられたガス導入ノズル１８に不純物が生成されることとなる。

ガス導入ノズル１８の端部に堆積する生成物を除去するために、チャンバ内壁の生成物を除去するのと同様に塩素を含むガスを使用することが考えられる。塩素を含むガスを使用する場合、塩素を含むガスと生成物とを反応させるためには、生成物が堆積する部分を高温に保つ必要がある。しかしエピタキシャル成長装置１０において、ガス導入ノズル１８の端部とヒータ１２は離間しているため、ガス導入ノズル１８の端部の温度は安定しない。仮にヒータ１２のパワーを最大にしても、ガス導入ノズル１８の端部を塩素を含むガスと生成物とが反応する温度に安定して保つことができない。よって生成物を除去できない。

そこで、ガス導入ノズル１８の端部に堆積する生成物を確実に除去するためには、酸液を用いたウェット洗浄を行うのが妥当である。しかしウェット洗浄を実施するためには、エピタキシャル成長装置１０に対してガス導入ノズル１８の着脱作業を行う必要がある。その結果、エピタキシャル成長装置１０を長時間運転停止する必要がある。するとエピタキシャルウェーハの生産性が低下する。

以上のように、エピタキシャル成長装置１０のガス導入ノズル１８の端部に堆積した生成物を除去するためには、生産性の低下を招かない生成物の除去処理、すなわち塩素を含むガスを使用した生成物の除去処理を行うことができないため、やむなく生産性の低下を招く生成物の除去処理、すなわちウェット洗浄を行わなければならなかった。

本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、エピタキシャルウェーハの生産性を低下させることなくノズルの端部に堆積した材料ガスの成分からなる生成物を除去することを解決課題とするものである。

第１発明は、
二つのウェーハの表面が互いに対向して形成されるガス流路と、前記ガス流路の近傍に端部が配置されるノズルとを備え、前記ノズルから前記ガス流路に材料ガスを流してウェーハの表面にエピタキシャル層を成長させるエピタキシャル成長装置において、
前記ノズルの端部に堆積した材料ガスの成分からなる生成物を除去する処理の際に、二つのダミーウェーハによって前記ガス流路を形成し、前記ノズルから前記ガス流路に塩素を含むガスを流すと共に、前記ノズルの端部を熱し、前記ノズルの端部に堆積した前記生成物と塩素を含むガスとが反応する温度に保つこと
を特徴とする。

第１発明は、図６で示されるエピタキシャル成長装置１０の構造を対象とする。
第１発明によると、ガス導入ノズル１８から二つのウェーハ１が相対して形成されるガス流路１７に塩素を含むガス（「塩素含有ガス」という）が流されると共に、ガス導入ノズル１８の端部が熱せられる。この際、ガス導入ノズル１８の端部の温度は、堆積した材料ガスの成分からなる生成物と塩素含有ガスとが反応する温度に保たれる。具体的にはガス導入ノズル１８の端部の温度は約５００度〜８００度程度の範囲内に保たれる。高温環境下で塩素含有ガスは生成物と反応するため、生成物はガス導入ノズル１８の端部から除去される。

第２発明は、第１発明において、
ウェーハを熱するウェーハ用ヒータと、前記ノズルの端部に近接してノズルの端部を熱するノズル用ヒータとを備えたこと
を特徴とする。

第２発明は、ノズルの端部を、生成物と塩素を含むガスとが反応する温度以上に保つ一手段である。第２発明を図１を参照して説明する。
相対する二つのヒータ１２は、主にウェーハ１を熱するウェーハ用ヒータ１２ａと、主にガス導入ノズル１８の端部を熱するノズル用ヒータ１２ｂとを備える。通常のエピタキシャル成長処理時にはウェーハ用ヒータ１２ａが使用され、ウェーハ１が熱せられる。生成物の除去処理時にはノズル用ヒータ１２ａ及びノズル用ヒータ１２ｂが使用され、ガス導入ノズル１８の端部が熱せられる。二つのノズル用ヒータ１２ｂはガス導入ノズル１８の端部を介して対向する。こうした構成によってガス導入ノズル１８の端部の温度を高温に保つことができる。よってガス導入ノズル１８の端部の温度を塩素含有ガスと生成物とが反応する温度に安定して保つことが可能となる。

第３発明は、第１発明において、
加熱される空間のうち温度が高くなる場所と前記ノズルの端部とを近づけること
を特徴とする。

第３発明は、ノズルの端部を、生成物と塩素を含むガスとが反応する温度以上に保つ一手段である。第３発明を図２を参照して説明する。
エピタキシャル成長処理時にガス導入ノズル１８の端部は相対する二つのヒータ１２の間隙の外縁又は外側に配置される。生成物の除去処理を行う場合にノズル移動機構２７はガス導入ノズル１８を下方に移動して、ガス導入ノズル１８の端部を二つのヒータ１２によって熱さられる空間のうち温度が高くなる場所に近づける。移動後の位置でヒータ１２の電源が投入されると、ガス導入ノズル１８の端部は輻射熱で強く熱せられる。こうした構成によってガス導入ノズル１８の端部の温度をより高温に保つことができる。よってガス導入ノズル１８の端部の温度を塩素含有ガスと生成物とが反応する温度に安定して保つことが可能となる。なお、ガス導入ノズル１８を移動させるのではなく、図３で示すように、ヒータ１２を上方に移動させてもよい。

第４発明は、
二つのウェーハの表面が互いに対向して形成されるガス流路と、前記ガス流路の近傍に端部が配置されるノズルとを備え、前記ノズルから前記ガス流路に材料ガスを流してウェーハの表面にエピタキシャル層を成長させるエピタキシャル成長装置において、
前記ノズルの端部に堆積した材料ガスの成分からなる生成物を除去する処理の際に、二つのダミーウェーハによって前記ガス流路を形成し、前記ノズルから前記ガス流路に活性化した塩素を含むガスを流すこと
を特徴とする。

第４発明のように、ノズルの端部を熱するのではなく、活性化した塩素含有ガスを流すことによってもノズルの端部に堆積する生成物を除去することは可能である。塩素含有ガスを活性化するには、塩素含有ガスを高温にすればよい。

第５発明は、
二つのウェーハの表面が互いに対向して形成されるガス流路と、前記ガス流路の近傍に端部が配置されるノズルとを備えたエピタキシャル成長装置のノズルの端部に堆積した材料ガスの成分からなる生成物を除去するノズルの生成物除去方法において、
前記ノズルの端部に堆積した材料ガスの成分からなる生成物を除去する処理の際に、二つのダミーウェーハによって前記ガス流路を形成し、前記ノズルから前記ガス流路に塩素を含むガスを流すと共に、前記ノズルの端部を熱し、前記ノズルの端部に堆積した前記生成物と塩素を含むガスとが反応する温度に保つこと
を特徴とする。

第５発明は、第１発明を方法の発明に置換したものである。

本発明によれば、ノズルの端部から生成物を除去するために、塩素含有ガスを流すといった簡便な方法を利用することができる。このためエピタキシャル成長装置に対するノズルの着脱作業やノズルのウェット洗浄が不要になる。したがって従来よりも生成物の除去処理が短縮化され、エピタキシャル成長装置を長期間停止する必要が無くなる。その結果、エピタキシャルウェーハの生産性が向上する。

本発明によれば、ウェーハでガス流路が形成されるため、チャンバの内壁などが塩素含有ガス雰囲気に曝されることがない。したがってチャンバの内壁に耐塩素含有ガスのための加工を施す必要がない。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
なお第１〜第４実施形態で説明するエピタキシャル成長装置は、図６〜図８で示されたエピタキシャル成長装置１０を基本構造としているため、同一の構成には同一の符号を付している。

図１（ａ）、（ｂ）は第１実施形態を模式化して示す図である。図１（ａ）はエピタキシャル成長処理時のチャンバ内の様子を示し、図１（ｂ）は生成物の除去処理時のチャンバ内の様子を示す。なお図１（ａ）、（ｂ）において、チャンバ内の構成はチャンバの略中心の断面を示すものとする。

相対する二つのヒータ１２は円盤状のヒータである。ヒータ１２は、円中心側に位置するウェーハ用ヒータ１２ａと円周側に位置するノズル用ヒータ１２ｂとを有する。相対するヒータ１２の間隙には、ウェーハ１を支持するウェーハホルダ１４が配置される。ウェーハ１の表面とウェーハホルダ１４の表面によってガス流路１７が形成される。ガス導入ノズル１８の端部は、ノズル用ヒータ１２ｂの上半部の間隙に配置される。ガス排気ノズル１９の端部は、ノズル用ヒータ１２ｂの下半部の間隙に配置される。

ノズル用ヒータ１２ｂは、主にガス導入ノズル１８の端部及びガス排気ノズル１９の端部を熱する。ウェーハ用ヒータ１２ａが単体で使用される場合は、たとえフルパワーであっても、ガス導入ノズル１８の端部の温度及びガス排気ノズル１９の端部の温度は、約５００度以上にならない。一方、ウェーハ用ヒータ１２ａとノズル用ヒータ１２ｂとが併用される場合は、ガス導入ノズル１８の端部の温度及びガス排気ノズル１９の端部の温度は、約５００度以上に保たれる。ウェーハ用ヒータ１２ａ及びノズル用ヒータ１２ｂが個々に制御可能であれば、より効率的にガス導入ノズル１８の端部を熱することができる。

ガス導入ノズル１８はガス供給用の管路２１及び材料ガス導入バルブ２２を介して材料ガスボンベ２４に接続する。材料ガス導入バルブ２２が開放されるとガス導入ノズル１８と材料ガスボンベ２４は連通する。材料ガスボンベ２４には材料ガスとして、例えばＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、ＳｉＨＣｌ3、ＧｅＨ4などのガスが封入される。またガス導入ノズル１８は管路２１及び塩素含有ガス導入バルブ２３を介して塩素含有ガスボンベ２５に接続する。塩素含有ガス導入バルブ２３が開放されるとガス導入ノズル１８と塩素含有ガスボンベ２５は連通する。塩素含有ガスボンベ２５には塩素を含むガス（「塩素含有ガス」という）として、例えばＨＣｌ、Ｃ2Ｈ2Ｃｌ2などのガスが封入される。

エピタキシャル成長処理の際には、鏡面仕上げされたウェーハ１がウェーハホルダ１４で支持される。一方、生成物の除去処理の際には、ダミーのウェーハ１がウェーハホルダ１４で支持される。ダミーのウェーハ１としては、ヒータ１２に加熱されてガス導入ノズル１８の端部に熱を輻射し且つチャンバ１１内を汚染しないようなものを用いればよい。特にシリコンウェーハが好適である。なお生成物の除去処理の際にも鏡面仕上げされたウェーハ１を使用しても構わないが、使用されたウェーハ１は製品としては使用できなくなる。

ここで図１（ａ）、（ｂ）を参照して、第１実施形態を用いたエピタキシャル成長処理と生成物の除去処理を説明する。

図１（ａ）で示されるように、エピタキシャル成長処理の際には、鏡面仕上げされたウェーハ１がウェーハホルダ１４で支持される。回転テーブル１３が駆動されると、ウェーハホルダ１４と共にウェーハ１が回転する。ウェーハ用ヒータ１２ａの電源が投入されると、ウェーハ１が加熱される。材料ガス導入バルブ２２が開放されると材料ガスボンベ２４からガス導入ノズル１８に材料ガスが流れる。材料ガスはガス導入ノズル１８からガス流路１７に導入され、ガス排気ノズル１９から排気される。材料ガスはガス流路１７を通過する際にウェーハ１の表面に接触し反応する。こうしてウェーハ１の表面にエピタキシャル層が成長する。

図１（ｂ）で示されるように、生成物の除去処理の際には、ダミーのウェーハ１がウェーハホルダ１４で支持される。ウェーハ用ヒータ１２ａ及びノズル用ヒータ１２ｂの電源が投入されると、ガス導入ノズル１８の端部が加熱される。塩素含有ガス導入バルブ２３が開放されると塩素含有ガスボンベ２５からガス導入ノズル１８に塩素含有ガスが流れる。塩素含有ガスはガス導入ノズル１８からガス流路１７に導入され、ガス排気ノズル１９から排気される。ガス導入ノズル１８の端部やガス排気ノズル１９の端部は、主にノズル用ヒータ１２ｂによって加熱されるため、ガス導入ノズル１８の端部やガス排気ノズル１９の端部に堆積する生成物と塩素含有ガスとが反応する。こうして生成物は除去される。

本実施形態の生成物の除去処理の際には、ガス導入ノズル１８の端部の温度は６５０度程度に保たれるものとする。しかし本実施形態はこの温度に限られるものではない。塩素含有ガスと生成物は約５００度〜８００度程度の温度で反応する。したがってガス導入ノズル１８の端部の温度はこの温度範囲内であればよく、また温度が一定でなく変動してもよい。本実施形態の生成物の除去処理は約１分〜数分程度行えばよく、またチャンバ１１内は常圧でよい。

なお本実施形態では、ノズル用ヒータ１２ｂがウェーハ用ヒータ１２ａの回りに設けられているが、ノズル用ヒータ１２ｂがガス導入ノズル１８の端部に直接設けられていてもよい。

第１実施形態によれば、生成物の除去処理の際に、ノズルに塩素含有ガスを流すと共にノズルを加熱する、といった作業を要するのみであり、エピタキシャル成長装置に対するノズルの着脱作業やノズルのウェット洗浄が不要になる。このため従来よりも生成物の除去処理が短縮化され、エピタキシャル成長装置を長期間停止する必要が無くなる。したがってエピタキシャルウェーハの生産性が向上する。

また第１実施形態によれば、ダミーのウェーハでガス流路が形成されるため、チャンバの内壁などが塩素含有ガス雰囲気に曝されることがない。したがってチャンバの内壁に耐塩素含有ガスのための加工を施す必要がない。

図２（ａ）、（ｂ）は第２実施形態を模式化して示す図である。図２（ａ）はエピタキシャル成長処理時のチャンバ内の様子を示し、図２（ｂ）は生成物の除去処理時のチャンバ内の様子を示す。なお図２（ａ）、（ｂ）において、チャンバ内の構成はチャンバの略中心の断面を示すものとする。

第２実施形態の構成は、第１実施形態のノズル用ヒータ１２ｂを備えていない点と、ノズル移動機構２７を備えた点を除いて第１実施形態の構成と同じである。

相対する二つのヒータ１２は円盤状のヒータである。相対するヒータ１２の間隙には、ウェーハ１と各ウェーハ１を支持するウェーハホルダ１４が配置される。ウェーハ１の表面とウェーハホルダ１４の表面によってガス流路１７が形成される。ガス導入ノズル１８の端部は、ウェーハホルダ１４の上半円部近傍に配置され、ガス排気ノズル１９の端部は、ウェーハホルダ１４の下半円部近傍に配置される。

ノズル移動機構２７はガス導入ノズル１８を上下方向に移動させる。ノズル移動機構２７はガス導入ノズル１８を直線移動させるものであればどのような構造でもよい。例えばモータの動作を制御してガス導入ノズル１８の位置を調整する機構であってもよいし、手動でノズルの位置を調整できる機構であってもよい。ガス導入ノズル１８が下方に移動すると、ガス導入ノズル１８の端部はヒータ１２によって加熱される空間のうち最も温度が高くなる場所（最高温部という）に近づく。ガス導入ノズル１８が上方に移動すると、ガス導入ノズル１８の端部はヒータ１２による最高温度部から遠ざかる。

図２（ａ）で示されるように、ガス導入ノズル１８の端部がヒータ１２の上縁部間隙に配置されている場合は、ガス導入ノズル１８の端部の温度は約５００度以上にならない。

で保たれない。一方、ガス導入ノズル１８の端部がヒータ１２による最高温度部に近づくほど、ガス導入ノズル１８の端部の温度は上昇する。ガス導入ノズル１８の端部とヒータ１２による最高温度部とをある程度まで近づけると、ガス導入ノズル１８の端部を約５００度以上に保つことが可能となる。

ここで図２（ａ）、（ｂ）を参照して、第２実施形態を用いたエピタキシャル成長処理と生成物の除去処理を説明する。

図２（ａ）で示されるように、エピタキシャル成長処理の際には、鏡面仕上げされたウェーハ１がウェーハホルダ１４で支持される。回転テーブル１３が駆動されると、ウェーハホルダ１４と共にウェーハ１が回転する。ヒータ１２の電源が投入されると、ウェーハ１が加熱される。材料ガス導入バルブ２２が開放されると材料ガスボンベ２４からガス導入ノズル１８に材料ガスが流れる。材料ガスはガス導入ノズル１８からガス流路１７に導入され、ガス排気ノズル１９から排気される。材料ガスはガス流路１７を通過する際にウェーハ１の表面に接触し反応する。こうしてウェーハ１の表面にエピタキシャル層が成長する。

図２（ｂ）で示されるように、生成物の除去処理の際には、ダミーのウェーハ１がウェーハホルダ１４で支持される。ガス導入ノズル１８の端部がヒータ１２による最高温度部に近づくように、ノズル移動機構２７はガス導入ノズル１８を下方に移動する。ヒータ１２の電源が投入されると、ガス導入ノズル１８の端部が加熱される。塩素含有ガス導入バルブ２３が開放されると塩素含有ガスボンベ２５からガス導入ノズル１８に塩素含有ガスが流れる。塩素含有ガスはガス導入ノズル１８からガス流路１７に導入され、ガス排気ノズル１９から排気される。塩素含有ガスはガス導入ノズル１８の端部に堆積する生成物と反応する。こうして生成物は除去される。

ガス導入ノズル１８の端部の温度や処理時間やチャンバ１１の圧力に関しては第１実施形態と同様である。

本実施形態では、ガス導入ノズル１８が下方に移動されてガス導入ノズル１８の端部が加熱されるが、ガス排気ノズル１９が上方に移動されてガス排気ノズル１９の端部が加熱されるようにすることも可能である。

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。

図３（ａ）、（ｂ）は第３実施形態を模式化して示す図である。図３（ａ）はエピタキシャル成長処理時のチャンバ内の様子を示し、図３（ｂ）は生成物の除去処理時のチャンバ内の様子を示す。なお図３（ａ）、（ｂ）において、チャンバ内の構成はチャンバの略中心の断面を示すものとする。

第３実施形態の構成は、第２実施形態のノズル移動機構２７の代わりにヒータ移動機構２９を備えた点を除いて第２実施形態の構成と同じである。

ヒータ移動機構２９はヒータ１２を上下方向に移動させる。ヒータ移動機構２９はヒータ１２を直線移動させるものであればどのような構造でもよい。例えばモータの動作を制御してヒータ１２の位置を調整する機構であってもよいし、手動でヒータの位置を調整できる機構であってもよい。ヒータ１２が上方に移動すると、ヒータ１２によって加熱される空間のうち最も温度が高くなる場所（最高温度部という）はガス導入ノズル１８の端部に近づく。ヒータ１２が下方に移動すると、ヒータ１２による最高温度部はガス導入ノズル１８の端部から遠ざかる。

図３（ａ）で示されるように、ガス導入ノズル１８の端部がヒータ１２の上縁部間隙に配置されている場合は、ガス導入ノズル１８の端部の温度は約５００度以上にならない。一方、ヒータ１２による最高温度部がガス導入ノズル１８の端部に近づくほど、ガス導入ノズル１８の端部の温度は上昇する。ヒータ１２による最高温度部とガス導入ノズル１８の端部とをある程度まで近づけると、ガス導入ノズル１８の端部を約５００度以上に保つことが可能となる。

ここで図３（ｂ）を参照して、第３実施形態を用いた生成物の除去処理を説明する。なお第３実施形態を用いたエピタキシャル成長処理は、第２実施形態を用いたエピタキシャル成長処理と同じであるため、説明を省略する。

図３（ｂ）で示されるように、生成物の除去処理の際には、ダミーのウェーハ１がウェーハホルダ１４で支持される。ヒータ１２による最高温度部がガス導入ノズル１８の端部に近づくように、ヒータ移動機構２９はヒータ１２を上方に移動する。ヒータ１２の電源が投入されると、ガス導入ノズル１８の端部が加熱される。塩素含有ガス導入バルブ２３が開放されると塩素含有ガスボンベ２５からガス導入ノズル１８に塩素含有ガスが流れる。塩素含有ガスはガス導入ノズル１８からガス流路１７に導入され、ガス排気ノズル１９から排気される。塩素含有ガスはガス導入ノズル１８の端部に堆積する生成物と反応する。こうして生成物は除去される。

ガス導入ノズル１８の端部の温度や処理時間やチャンバ１１の圧力に関しては第１、第２実施形態と同様である。

本実施形態では、ヒータ１２が上方に移動されてガス導入ノズル１８の端部が加熱されるが、ヒータ１２が下方に移動されてガス排気ノズル１９の端部が加熱されるようにすることも可能である。

第３実施形態によれば、第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。

図４は第４実施形態を模式化して示す図である。なお図４において、チャンバ内の構成はチャンバの略中心の断面を示すものとする。

第４実施形態の構成は、第１実施形態のノズル用ヒータ１２ｂを備えていない点と、新たにガス加熱部３１を備えた点を除いて第１実施形態の構成と同じである。

塩素ボンベ２５の下流側に設けられたガス加熱部３１は、塩素含有ガスを熱する機能を有する。塩素含有ガスが加熱されると塩素含有ガスは活性化する。活性化した塩素含有ガスは、ガス導入ノズル１８の端部に堆積する生成物と反応し易い。したがって生成物は除去される。

なお本実施形態は、活性化した塩素含有ガスをガス導入ノズル１８に流す一実施形態をガス加熱部３１として示すにぎない。要は活性化した塩素含有ガスをガス導入ノズル１８に流すことができるのであればどのような実施形態でもよい。

本実施形態は第１〜第３実施形態と組み合わせることが可能である。

第４実施形態によれば、第１〜第３実施形態と同様の効果が得られる。

ここまで説明した第１〜第４実施形態は、図６〜図８で示されたエピタキシャル成長装置１０を基本構造としていた。しかし本発明の対象はエピタキシャル成長装置１０に限定されるものではない。ガス導入ノズルの端部がウェーハに近設されるエピタキシャル成長装置では、ガス導入ノズルの端部が過剰に熱せられる。このためガス導入ノズルの端部に材料ガスの成分からなる生成物が堆積することも考えられる。そのようなエピタキシャル成長装置にも本発明を適用することは可能である。

図１（ａ）、（ｂ）は第１実施形態を模式化して示す図である。 図２（ａ）、（ｂ）は第２実施形態を模式化して示す図である。 図３（ａ）、（ｂ）は第３実施形態を模式化して示す図である。 図４は第４実施形態を模式化して示す図である。 図５は従来のエピタキシャル成長装置の構成を示す図である。 図６は図５とは異なるエピタキシャル成長装置のチャンバ内の構成を示す斜視図である。 図７はエピタキシャル成長装置の断面を側面から示す模式図である。 図８はエピタキシャル成長装置の断面を正面から示す模式図である。

符号の説明

１…ウェーハ １０…エピタキシャル成長装置 １１…チャンバ １２…ヒータ １２ａ…ウェーハ用ヒータ １２ｂ…ノズル用ヒータ １３…回転テーブル １４…ウェーハホルダ １７…ガス流路 １８…ガス導入ノズル １９…ガス排気ノズル ２４…材料ガスボンベ ２５…塩素含有ガスボンベ ２７…ノズル移動機構 ２９…ヒータ移動機構 ３１…ガス加熱部

Claims (5)

1. 二つのウェーハの表面が互いに対向して形成されるガス流路と、前記ガス流路の近傍に端部が配置されるノズルとを備え、前記ノズルから前記ガス流路に材料ガスを流してウェーハの表面にエピタキシャル層を成長させるエピタキシャル成長装置において、
   前記ノズルの端部に堆積した材料ガスの成分からなる生成物を除去する処理の際に、二つのダミーウェーハによって前記ガス流路を形成し、前記ノズルから前記ガス流路に塩素を含むガスを流すと共に、前記ノズルの端部を熱し、前記ノズルの端部に堆積した前記生成物と塩素を含むガスとが反応する温度に保つこと
   を特徴とするエピタキシャル成長装置。
2. ウェーハを熱するウェーハ用ヒータと、前記ノズルの端部に近接してノズルの端部を熱するノズル用ヒータとを備えたこと
   を特徴とする請求項１記載のエピタキシャル成長装置。
3. 加熱される空間のうち温度が高くなる場所と前記ノズルの端部とを近づけること
   を特徴とする請求項１記載のエピタキシャル成長装置。
4. 二つのウェーハの表面が互いに対向して形成されるガス流路と、前記ガス流路の近傍に端部が配置されるノズルとを備え、前記ノズルから前記ガス流路に材料ガスを流してウェーハの表面にエピタキシャル層を成長させるエピタキシャル成長装置において、
   前記ノズルの端部に堆積した材料ガスの成分からなる生成物を除去する処理の際に、二つのダミーウェーハによって前記ガス流路を形成し、前記ノズルから前記ガス流路に活性化した塩素を含むガスを流すこと
   を特徴とするエピタキシャル成長装置。
5. 二つのウェーハの表面が互いに対向して形成されるガス流路と、前記ガス流路の近傍に端部が配置されるノズルとを備えたエピタキシャル成長装置のノズルの端部に堆積した材料ガスの成分からなる生成物を除去するノズルの生成物除去方法において、
   前記ノズルの端部に堆積した材料ガスの成分からなる生成物を除去する処理の際に、二つのダミーウェーハによって前記ガス流路を形成し、前記ノズルから前記ガス流路に塩素を含むガスを流すと共に、前記ノズルの端部を熱し、前記ノズルの端部に堆積した前記生成物と塩素を含むガスとが反応する温度に保つこと
   を特徴とするノズルの生成物除去方法。

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