JP6341083B2 - エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法 - Google Patents
エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6341083B2 JP6341083B2 JP2014262930A JP2014262930A JP6341083B2 JP 6341083 B2 JP6341083 B2 JP 6341083B2 JP 2014262930 A JP2014262930 A JP 2014262930A JP 2014262930 A JP2014262930 A JP 2014262930A JP 6341083 B2 JP6341083 B2 JP 6341083B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon wafer
- epitaxial
- susceptor
- epitaxial layer
- surface position
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 104
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 104
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 104
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 42
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 103
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 22
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 2
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- ZOCHARZZJNPSEU-UHFFFAOYSA-N diboron Chemical compound B#B ZOCHARZZJNPSEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUMGIEFFCMBQDG-UHFFFAOYSA-N dichlorosilicon Chemical compound Cl[Si]Cl BUMGIEFFCMBQDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/12—Substrate holders or susceptors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/02433—Crystal orientation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/0257—Doping during depositing
- H01L21/02573—Conductivity type
- H01L21/02576—N-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/0257—Doping during depositing
- H01L21/02573—Conductivity type
- H01L21/02579—P-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02587—Structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02634—Homoepitaxy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
また、ウェーハが載置されるウェーハ載置部と、その周縁を囲む状態で設けられた外周部と、外周部に設けられ、載置されるウェーハの外周部における気相成長の速度を制御する気相成長制御部とを備えたサセプタが開示されている(特許文献2,3参照)。
また、上記特許文献2,3では、ウェーハの外周部の結晶方位に合わせて複雑な形状のサセプタを用意する必要があり、サセプタ加工コストの増大などの問題がある。
図2に示すように、シリコンウェーハWの<110>方位を基準結晶方位W1とする。図2の<110>方位は、図1において、0度(360度)、90度、180度及び270度に対応し、図2の<100>方位は、図1における45度、135度、225度及び315度に対応する。また、図1は、エピタキシャルウェーハの外周端から中心側にそれぞれ2mm向かった位置の周方向におけるエピタキシャル層の膜厚プロファイルを示している。
図1に示すように、<100>方位の外周部では、エピタキシャル層の膜厚が薄いのに対して、<110>方位の外周部ではエピタキシャル層の膜厚が厚く、外周部におけるエピタキシャル層の膜厚は、周方向で周期的な変化が生じている。これは、<100>方位の外周部では、エピタキシャル層の成長速度が遅いのに対して、<110>方位の外周部では成長速度が速いことによるものと推察される。このように、外周部におけるエピタキシャル層の成長速度が、下地となるシリコンウェーハの結晶方位に依存していることが確認できる。
具体的には、図3(B)に示すように、<100>方位の面取り部に形成されるエピタキシャル層には、成長速度が速い(110)面が存在している。この部位でのエピタキシャル成長が促進される結果、外周部のエピタキシャル層の成長が抑制される。一方で、図3(A)に示すように、<110>方位の面取り部に形成されるエピタキシャル層には、成長速度が遅い(311)面及び(111)面が存在している。このため、これらの部位でのエピタキシャル成長が抑制される結果、外周部のエピタキシャル層の成長が促進されてしまう。結果として、外周部に形成されるエピタキシャル層の膜厚は、<100>方位では薄く、<110>方位では厚くなるものと考えられる。
こうして、結晶方位によって外周部のエピタキシャル層の膜厚には周方向で周期的な変化が生じる。
前記シリコンウェーハの表面位置bを前記サセプタの外周部の表面位置cより高くし、前記シリコンウェーハの表面位置bを前記ヒートリングの表面位置aより低くし、かつ、前記シリコンウェーハの表面位置bと前記ヒートリングの表面位置aとの差(b−a)を調整して、前記シリコンウェーハの<110>方位の外周部に形成されるエピタキシャル層の厚みと、前記シリコンウェーハの<100>方位の外周部に形成されるエピタキシャル層の厚みとの差を制御することを特徴とする。
ここで、前記エピタキシャル層の高さ変位は、前記エピタキシャルシリコンウェーハの外周端から中心側に11mmから9mmまでの範囲に形成した前記エピタキシャル層の表面高さを基準としたときの、前記エピタキシャルシリコンウェーハの外周端から中心側2mmに形成した前記エピタキシャル層の表面高さの差分である。
具体的には、シリコンウェーハの表面位置bをサセプタの外周部の表面位置cより高くし(以下、条件(1)という)、シリコンウェーハの表面位置bをヒートリングの表面位置aより低くし(以下、条件(2)という)、かつ、シリコンウェーハの表面位置bとヒートリングの表面位置aとの差(b−a)(以下、ギャップ値(b−a)という。)を調整する。上記のように位置関係を調整して、前記シリコンウェーハの<110>方位の外周部に形成されるエピタキシャル層の厚みと、前記シリコンウェーハの<100>方位の外周部に形成されるエピタキシャル層の厚みとの差を制御する。
なお、条件(1)を満たさない場合、反応室内に供給される原料ガスがシリコンウェーハの外周部に到達しにくくなるため、外周部に形成されるエピタキシャル層の膜厚が全体的に薄くなってしまう。また、エピタキシャル層の外周部における周方向の厚み分布の均一性も悪化して、D1に対するD2の比が小さくなる傾向がある。
また、条件(2)を満たさない場合、反応室内に供給される原料ガスがシリコンウェーハの外周部への接ガス量が増えてしまうため、外周部に形成されるエピタキシャル層の膜厚が厚くなりすぎてしまう。
上記のように、ガス流れの基準となる、ギャップ値(b−a)を調整することで、エピタキシャル成長において生じる、シリコンウェーハの結晶配向性に起因したエピタキシャル層の外周部における周方向の厚みの差を、最小化できる。
結果として、外周部における平坦度が小さいエピタキシャルシリコンウェーハを得ることができる。
〔エピタキシャル成長装置の構成〕
まず、エピタキシャル成長装置の構成について説明する。
枚葉式のエピタキシャル成長装置10は、図4に示すように、凹面を有する円形の上側ドーム3と、同じく円形の下側ドーム4とを備える。上側ドーム3及び下側ドーム4は、石英などの透明な素材で形成されている。そして、上側ドーム3と下側ドーム4とを上下に対向して配設し、これらの端縁部は円環状のドーム取付体6の上下面にそれぞれ固定される。これにより、平面視で略円形の密閉された反応室2が形成される。反応室2の上方及び下方には、反応室2内を加熱するハロゲンランプ9が、円周方向に略均等間隔で離間して複数個それぞれ設けられる。
図4に戻って、サセプタ20の裏面側(下方)には、これを支持するためのサセプタ支持部材8が設けられる。サセプタ支持部材8は、下方に軸部7が固着して設けられる。軸部7は、図示しない回転機構により回転自在に設けられ、その結果、サセプタ支持部材8及びサセプタ20も、水平面内において所定速度で回転自在に設けられる。また、軸部7は、図示しない上下動機構により軸方向に上下動が可能に設けられ、その結果、円筒形状のサセプタ支持部材8及びサセプタ20も、上下動が可能に設けられる。
次に、図4の枚葉式のエピタキシャル成長装置10を用いた、本実施形態のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法を説明する。
本実施形態のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法では、シリコンウェーハWをサセプタ20の座ぐり20bに載置したときに、条件(1)が満たされるような形状のサセプタ20を使用する。
そして、結晶面が(100)面であるシリコンウェーハWを、反応室2内の図示しない移載機構により、サセプタ20の座ぐり20bに載置する。この後、反応室2を密閉する。次に、反応室2内のヒートリング30と、シリコンウェーハWとの位置関係を調整する。位置関係の調整は、図示しない上下動機構により、サセプタ支持部材8の軸部7を軸方向に上下動させることにより行う。
図5に示すように、ヒートリング30の表面位置a、シリコンウェーハWの表面位置b、及びサセプタ20の外周部の表面位置cの位置関係は、条件(1)及び(2)を満たし、かつ、ギャップ値(b−a)を調整して、シリコンウェーハWの<110>方位の外周部に形成されるエピタキシャル層の厚みと、シリコンウェーハWの<100>方位の外周部に形成されるエピタキシャル層の厚みとの差を制御することにより行われる。具体的には、ギャップ値(b−a)が、−0.6mm以上、−0.2mm以下となるように調整することが好ましい。
そして、図4に戻って、図示しない回転機構により、サセプタ支持部材8の軸部7を所定速度で回転させて、サセプタ20に搭載されたシリコンウェーハWを回転させる。
キャリアガスとしては、H2ガス、N2ガス、Arガスなどが挙げられる。原料ソースガスとしては、4塩化ケイ素(SiCl4)、モノシラン(SiH4)、トリクロロシラン(SiHCl3)、ジクロルシラン(SiH2Cl2)などが挙げられる。ドーパントガスとしては、ジボラン(B2H6)、フォスフィン(PH3)などが挙げられる。
そして、反応室2の上方及び下方に設けられたハロゲンランプ9により、熱を輻射させてシリコンウェーハWの温度を1100℃程度に加熱する。これにより、シリコンウェーハWの表面で原料ソースガスなどが反応し、シリコンウェーハWの表面にエピタキシャル層を成長させることができる。
以上の方法により、外周部における平坦度が小さいエピタキシャルシリコンウェーハを製造できる。
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良ならびに設計の変更などが可能である。
また、本発明の実施の際の具体的な手順、及び構造等は本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
直径300mm、厚さ775μm、結晶面(100)面のp型シリコンウェーハを用意した。また、図4に示す枚葉式のエピタキシャル成長装置10を使用した。なお、シリコンウェーハWをサセプタ20の座ぐり20bに載置したときに、シリコンウェーハWの表面位置bとサセプタ20の外周部の表面位置cとの差(b−c)が+15μmとなる、座ぐり20bが浅い形状のサセプタ20を使用した。
先ず、シリコンウェーハWをサセプタ20の座ぐり20bに載置し、反応室2を密閉した。次いで、反応室2内のヒートリング30と、シリコンウェーハWとの位置関係を調整した。次に、反応室2内に水素ガスを供給して、1130℃の温度で30秒間の水素ベークを行った。水素ベーク後、キャリアガスである水素ガスとともにシリコンソースガス(トリクロロシラン)及びドーパントガス(ジボラン)を炉内に供給して、1130℃の温度でエピタキシャル成長を行った。これにより、シリコンウェーハWの表面に、シリコンウェーハWの中心部における膜厚が3μmのエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハを得た。
また、図示しない上下動機構により、サセプタ20及びシリコンウェーハWを上下動させ、下記表1に示すように、ヒートリング30と、シリコンウェーハWとの位置関係を調整した以外は、上記と同様の条件で、シリコンウェーハWに対してエピタキシャル成長を行い、複数枚のエピタキシャルシリコンウェーハを得た。
ここで、エピタキシャル層の高さ変位は、エピタキシャルシリコンウェーハの外周端から中心側に11mmから9mmまでの範囲に形成したエピタキシャル層の表面高さを基準としたときの、エピタキシャルシリコンウェーハの外周端から中心側2mmに形成したエピタキシャル層の表面高さの差分である。また、その平均値とは、<110>方位では、0度(360度)、90度、180度及び270度におけるエピタキシャル層の表面高さ差分の平均値であり、<100>方位では45度、135度、225度及び315度におけるエピタキシャル層の表面高さ差分の平均値である。エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の高さは平坦度測定器(KLA-Tencor社製Wafer Sight)を用いて測定した値である。
なお、図6は、表1に示すギャップ値(b−a)とD1及びD2との関係を示している。図7は、表1に示すギャップ値(b−a)とD2/D1との関係を示している。
サセプタ20を、シリコンウェーハWの表面位置bとサセプタ20の外周部の表面位置cとの差(b−c)が−30μmとなる、座ぐり20bが深い形状のものに変更した以外は、試験番号No.1〜No.10と同様にして、エピタキシャル成長を行い、複数枚のエピタキシャルシリコンウェーハを得た。その結果を下記表1及び図6,7に示す。なお、便宜的に、試験番号No.11〜No.20における、ギャップ値(b−a)をギャップ値(b−a)’、D1をD1’、D2をD2’、及びD2/D1をD2’/D1’とそれぞれ表記した。
表1及び図7から、D2/D1の結果は、正規分布が少し崩れたような分布をとり、ギャップ値(b−a)が−0.5前後のときに極値を示した。この結果から、ギャップ値(b−a)をマイナス側に設定してエピタキシャル成長を実施すると、<110>方位と、<100>方位との、表面の高さの変位量の差を小さくでき、より安定的に生産できることが判る。このうち、D2/D1が70%以上であり、エピタキシャル層の外周部における周方向の厚みの差を最小化できる、ギャップ値(b−a)が−0.6mm以上、−0.2mm以下の範囲が特に好ましい。
試験番号No.1〜No.10と、試験番号No.11〜No.20とを比較すると、試験番号No.11〜No.20では、D1’,D2’の値が小さくなる傾向が見られた。これらの結果から、条件(1)を満たさないと、外周部に形成されるエピタキシャル層の膜厚が全体的に薄くなってしまうことが裏付けられた。
また、D2’/D1’の結果は、試験番号No.1〜No.10のD2/D1の結果よりも小さく、エピタキシャル層の外周部における周方向の厚み分布の均一性も悪化していた。
Claims (3)
- ウェーハを載置するサセプタと、前記サセプタの外周に間隔をあけて配置されたヒートリングとを備えたエピタキシャル成長装置を用い、面方位が(100)面のシリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成するエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法において、
前記シリコンウェーハの表面位置bを前記サセプタの外周部の表面位置cより高くし、前記シリコンウェーハの表面位置bを前記ヒートリングの表面位置aより低くし、かつ、前記シリコンウェーハの表面位置bと前記ヒートリングの表面位置aとの差(b−a)を調整して、前記シリコンウェーハの<110>方位の外周部に形成されるエピタキシャル層の厚みと、前記シリコンウェーハの<100>方位の外周部に形成されるエピタキシャル層の厚みとの差を制御する
ことを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。 - 前記シリコンウェーハの表面位置bと前記ヒートリングの表面位置aとの差(b−a)が−0.6mm以上、−0.2mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
- 前記シリコンウェーハの<110>方位の外周部に形成されたエピタキシャル層の高さ変位の平均値をD1、<100>方位の外周部に形成されたエピタキシャル層の高さ変位の平均値をD2とするとき、前記D1に対する前記D2の比が70%以上である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014262930A JP6341083B2 (ja) | 2014-12-25 | 2014-12-25 | エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法 |
US14/875,937 US10513797B2 (en) | 2014-12-25 | 2015-10-06 | Manufacturing method of epitaxial silicon wafer |
CN201510982956.0A CN105742154B (zh) | 2014-12-25 | 2015-12-24 | 外延硅晶片的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014262930A JP6341083B2 (ja) | 2014-12-25 | 2014-12-25 | エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016122779A JP2016122779A (ja) | 2016-07-07 |
JP6341083B2 true JP6341083B2 (ja) | 2018-06-13 |
Family
ID=56163527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014262930A Active JP6341083B2 (ja) | 2014-12-25 | 2014-12-25 | エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10513797B2 (ja) |
JP (1) | JP6341083B2 (ja) |
CN (1) | CN105742154B (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6299835B1 (ja) * | 2016-10-07 | 2018-03-28 | 株式会社Sumco | エピタキシャルシリコンウェーハおよびエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法 |
JP6330941B1 (ja) * | 2017-03-07 | 2018-05-30 | 株式会社Sumco | エピタキシャル成長装置およびプリヒートリングならびにそれらを用いたエピタキシャルウェーハの製造方法 |
CN109423626B (zh) * | 2017-08-30 | 2021-07-09 | 胜高股份有限公司 | 成膜装置、成膜用托盘、成膜方法、成膜用托盘的制造方法 |
US11501996B2 (en) | 2017-08-31 | 2022-11-15 | Sumco Corporation | Susceptor, epitaxial growth apparatus, method of producing epitaxial silicon wafer, and epitaxial silicon wafer |
JP7012518B2 (ja) * | 2017-11-24 | 2022-01-28 | 昭和電工株式会社 | SiCエピタキシャル成長装置 |
JP6881283B2 (ja) * | 2017-12-27 | 2021-06-02 | 株式会社Sumco | エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法およびエピタキシャルシリコンウェーハ |
JP7549871B2 (ja) | 2020-10-12 | 2024-09-12 | エピクルー株式会社 | 気相成長装置及びエピタキシャルウェーハの製造方法 |
JP7525394B2 (ja) * | 2020-12-28 | 2024-07-30 | 東京エレクトロン株式会社 | 搬送装置 |
CN114108081A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-01 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 硅片外延工艺中引导气体流通的组件及外延生长装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3824675B2 (ja) * | 1995-03-03 | 2006-09-20 | 有限会社デジタル・ウェーブ | 結晶製造装置 |
JP4378699B2 (ja) * | 2004-08-03 | 2009-12-09 | 株式会社Sumco | エピタキシャル成長装置 |
DE112007000345T8 (de) | 2006-02-09 | 2009-07-16 | Sumco Techxiv Corp., Omura | Suszeptor und Einrichtung zur Herstellung eines Epitaxie-Wafers |
JP2007243167A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-09-20 | Sumco Techxiv株式会社 | サセプタおよびエピタキシャルウェハの製造装置 |
JP4868522B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2012-02-01 | Sumco Techxiv株式会社 | エピタキシャルウェーハの製造方法及び製造装置 |
JP2011171637A (ja) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Sumco Corp | エピタキシャルウェーハ製造方法及びサセプタ |
DE102011007632B3 (de) | 2011-04-18 | 2012-02-16 | Siltronic Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden einer von Prozessgas stammenden Materialschicht auf einer Substratscheibe |
JP5791004B2 (ja) * | 2012-09-27 | 2015-10-07 | 信越半導体株式会社 | エピタキシャルウェーハの製造装置及び製造方法 |
-
2014
- 2014-12-25 JP JP2014262930A patent/JP6341083B2/ja active Active
-
2015
- 2015-10-06 US US14/875,937 patent/US10513797B2/en active Active
- 2015-12-24 CN CN201510982956.0A patent/CN105742154B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10513797B2 (en) | 2019-12-24 |
US20160186360A1 (en) | 2016-06-30 |
CN105742154A (zh) | 2016-07-06 |
CN105742154B (zh) | 2019-03-01 |
JP2016122779A (ja) | 2016-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6341083B2 (ja) | エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法 | |
US10975495B2 (en) | Epitaxial growth apparatus, preheat ring, and method of manufacturing epitaxial wafer using these | |
TWI606544B (zh) | Semiconductor substrate supporting base for vapor phase growth, epitaxial wafer manufacturing apparatus, and epitaxial wafer manufacturing method | |
JP6128198B1 (ja) | ウェーハの両面研磨方法及びこれを用いたエピタキシャルウェーハの製造方法 | |
US20100029066A1 (en) | Susceptor, vapor phase growth apparatus, and method of manufacturing epitaxial wafer | |
JP5446760B2 (ja) | エピタキシャル成長方法 | |
TWI613751B (zh) | 在反應器裝置中用於支撐晶圓之基座組件 | |
JP6792083B2 (ja) | 気相成長装置、及び、気相成長方法 | |
WO2007091638A1 (ja) | サセプタおよびエピタキシャルウェハの製造装置 | |
CN105765113A (zh) | 外延晶片生长装置 | |
TW201305373A (zh) | 用於沉積製程的方法和裝置 | |
US20070119367A1 (en) | Method for producing silicon epitaxial wafer and silicon epitaxial wafer | |
TWI611036B (zh) | 磊晶矽晶圓之製造方法 | |
JP5791004B2 (ja) | エピタキシャルウェーハの製造装置及び製造方法 | |
TW201507057A (zh) | 用於更均勻的層厚度的基板支撐環 | |
JP5098873B2 (ja) | 気相成長装置用のサセプタ及び気相成長装置 | |
JP4868503B2 (ja) | エピタキシャルウェーハの製造方法 | |
TWI711114B (zh) | 晶座、磊晶成長裝置、磊晶矽晶圓的製造方法以及磊晶矽晶圓 | |
JP2005260095A (ja) | エピタキシャル成長装置 | |
TWI743679B (zh) | 氣相成長裝置 | |
TWI643973B (zh) | 晶圓載盤以及金屬有機化學氣相沈積設備 | |
JP2010040574A (ja) | エピタキシャルウェーハの製造方法およびエピタキシャルウェーハ | |
JP2011171637A (ja) | エピタキシャルウェーハ製造方法及びサセプタ | |
JP2010034337A (ja) | 気相成長装置用のサセプタ | |
JP2009231535A (ja) | 気相成長装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170911 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180417 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180419 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180430 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6341083 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |