JP6512075B2

JP6512075B2 - Epitaxial wafer manufacturing equipment

Info

Publication number: JP6512075B2
Application number: JP2015223796A
Authority: JP
Inventors: 匡彦水田
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2019-05-15
Anticipated expiration: 2035-11-16
Also published as: JP2017092370A

Description

本発明は、エピタキシャルウェーハの製造装置に関し、特に、過去の製造実績に関する複数組の調整データを含むデータベースを利用する製造装置に関する。 The present invention relates to a manufacturing apparatus of an epitaxial wafer, in particular, it relates to forming apparatus manufactured you use a database containing a plurality of sets of adjustment data of past production achievements.

エピタキシャルウェーハから製造される半導体集積回路の品質のばらつきを抑制するためには、エピタキシャル膜の厚さを均一にする必要がある。 In order to suppress variations in the quality of the semiconductor integrated circuit manufactured from the epitaxial wafer, it is necessary to make the thickness of the epitaxial film uniform.

エピタキシャルウェーハは、チャンバ内にウェーハを収容し、このチャンバ内にエピタキシャル膜の原料となるガス（原料ガス）を流すことによって、ウェーハの表面にエピタキシャル膜を形成して得られる。 An epitaxial wafer is obtained by forming an epitaxial film on the surface of a wafer by accommodating the wafer in a chamber and flowing a gas (raw material gas) as a raw material of the epitaxial film in the chamber.

特許文献１には、エピタキシャルウェーハのエピタキシャル膜の厚さ分布を均一にすることを目的とした製造方法が開示されている。この方法では、膜厚分布が不均一なエピタキシャル膜が得られた場合、エピタキシャル膜の成長中に原料ガスの進路が変更される。これにより、基板の主表面上においてエピタキシャル膜の成長速度が大きい部分の位置を変更でき、その結果、エピタキシャル膜の厚さ分布を均一にできるとされる。 Patent Document 1 discloses a manufacturing method for the purpose of making the thickness distribution of an epitaxial film of an epitaxial wafer uniform. In this method, when an epitaxial film having a nonuniform film thickness distribution is obtained, the route of the source gas is changed during the growth of the epitaxial film. As a result, the position of the portion where the growth rate of the epitaxial film is large can be changed on the main surface of the substrate, and as a result, the thickness distribution of the epitaxial film can be made uniform.

特開２００３−２５７８６９号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-257869

特許文献１の製造方法では、原料ガスの進路は、たとえば、シリコンウェーハの回転数を変更することによって変更される。この場合、シリコンウェーハの回転数を最適化することにより、エピタキシャル膜の厚さを均一にすることができる可能性がある。しかし、エピタキシャル膜の形成に用いるチャンバは、定期的に分解して内部を清掃する必要があり、チャンバの組み立て後は、組み立てばらつきにより、分解前と完全に同じ状態にならない場合がある。これに起因して、組み立て後は、分解前に最適化された条件によっては、均一な厚さを有するエピタキシャル膜が得られないことがある。同様に、同じチャンバを用いて品種（規格）が異なるエピタキシャルウェーハを製造する場合に、品種の切り替えを行った後も、切り替え前に最適化された条件によっては、均一な厚さを有するエピタキシャル膜が得られないことがある。 In the manufacturing method of Patent Document 1, the path of the source gas is changed, for example, by changing the number of rotations of the silicon wafer. In this case, there is a possibility that the thickness of the epitaxial film can be made uniform by optimizing the rotation speed of the silicon wafer. However, the chamber used for forming the epitaxial film needs to be disassembled periodically to clean the inside, and after assembly of the chamber, due to assembly variations, it may not be completely the same as before decomposition. Due to this, after assembly, depending on the conditions optimized before decomposition, an epitaxial film having a uniform thickness may not be obtained. Similarly, in the case of producing epitaxial wafers of different types (standards) using the same chamber, even after switching the types, an epitaxial film having a uniform thickness depending on the conditions optimized before the switching. May not be obtained.

特に、チャンバを分解および組み立てした後、または品種の切り替えを行った後に、エピタキシャル膜の厚さ分布が、ウェーハの周方向に均一にならないことがある。この場合は、特許文献１の方法に基づいて条件を調整しても、均一な膜厚分布を得ることができない。このような状態になったとき、チャンバを再度分解して、チャンバ内の部材（たとえば、処理対象のウェーハを支持するサセプタ）の配置、姿勢等を調整することにより、均一な膜厚分布が得られるようになることがある。しかし、この作業は、長時間を要するものであり、生産性が低下する原因となる。 In particular, the thickness distribution of the epitaxial film may not be uniform in the circumferential direction of the wafer after the chamber is disassembled and assembled, or after the grade switching. In this case, even if the conditions are adjusted based on the method of Patent Document 1, uniform film thickness distribution can not be obtained. In such a state, the chamber is disassembled again, and the arrangement, posture, etc. of members (for example, a susceptor for supporting a wafer to be processed) in the chamber are adjusted to obtain a uniform film thickness distribution. May be However, this work takes a long time and causes a decrease in productivity.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、チャンバを分解および組み立てした後、または品種の切り替えを行った後に、生産性を低下させずに、エピタキシャル膜の厚さ分布を、ウェーハの周方向に均一にできる、エピタキシャルウェーハの製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and after disassembling and assembling a chamber, or after switching of varieties, the thickness distribution of the epitaxial film can be reduced without reducing the productivity, It can be made uniform in the circumferential direction of the wafer, and an object thereof is to provide a manufacturing apparatus of an epitaxial wafer.

本発明は、下記（１）の製造装置を要旨とする。
ウェーハ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方法は、
チャンバ内で、ウェーハ上にエピタキシャル膜を形成する第１エピタキシャルウェーハ製造工程と、
前記第１エピタキシャルウェーハ製造工程で形成されたエピタキシャル膜の非対称度を測定する非対称度測定工程と、
過去に成膜条件を変更してエピタキシャル膜の非対称度を調整した際の調整実績に関する複数組の調整データから、次に形成するべきエピタキシャル膜の成膜条件を選択する条件選択工程と、
前記条件選択工程で選択された成膜条件に基づき、前記チャンバ内で、ウェーハ上にエピタキシャル膜を形成する第２エピタキシャルウェーハ製造工程と、を含み、
前記条件選択工程が、非対称度を低減する環境の近さ、および調整による非対称度の低減幅の少なくとも一方に基づいて、前記複数組の調整データから１組の調整データを選択し、当該調整データに含まれる調整のための成膜条件を、前記第２エピタキシャルウェーハ製造工程での成膜条件として採用することを含んでもよい。 The present invention is summarized as manufacturing device (1) below.
C Eha method for producing an epitaxial wafer by forming an epitaxial film on the
A first epitaxial wafer manufacturing step of forming an epitaxial film on a wafer in a chamber;
Measuring the degree of asymmetry of the epitaxial film formed in the first epitaxial wafer manufacturing process;
A condition selecting step of selecting a film forming condition of an epitaxial film to be formed next from a plurality of sets of adjustment data regarding adjustment results when adjusting the asymmetry degree of the epitaxial film by changing the film forming condition in the past;
A second epitaxial wafer manufacturing step of forming an epitaxial film on the wafer in the chamber based on the film forming conditions selected in the condition selecting step;
The condition selection step selects one set of adjustment data from the plurality of sets of adjustment data based on at least one of the proximity of the environment to reduce the degree of asymmetry and the reduction width of the asymmetry by adjustment, and the adjustment data the deposition conditions for the adjustment included in, or may be free do to be adopted as the film formation conditions in the second epitaxial wafer manufacturing process.

（１）ウェーハ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ための装置であって、
内部で、ウェーハ上にエピタキシャル膜を形成するチャンバと、
過去に成膜条件を変更してエピタキシャル膜の非対称度を調整した際の調整実績に関する複数組の調整データが格納された記憶装置を有する制御部と、
エピタキシャル膜の非対称度に影響を及ぼす制御因子を変更可能で、前記制御部により制御される調整機構と
を備え、
前記制御部が、
前記複数組の調整データから、次に形成するべきエピタキシャル膜の成膜条件を選択し、
前記選択された成膜条件が得られるように、前記調整機構を制御し、
前記選択が、非対称度を低減する環境の近さ、および調整による非対称度の低減幅の少なくとも一方に基づいて、前記複数組の調整データから１組の調整データを選択し、当該調整データに含まれる調整のための成膜条件を、次に形成するべきエピタキシャル膜の成膜条件として採用し、
前記記憶装置に、前記チャンバ内でエピタキシャル膜を形成した際の成膜データである基準成膜データが、さらに格納されており、
前記基準成膜データが、成膜を行った時期、成膜条件、および成膜により形成されたエピタキシャル膜の非対称度のデータを含み、
前記記憶装置に格納された前記複数組の調整データの各々が、調整に使用したチャンバ、調整前の成膜条件、前記調整前の成膜条件により形成されたエピタキシャル膜の非対称度、調整した時期、調整のための成膜条件、および前記調整のための成膜条件により形成したエピタキシャル膜の非対称度のデータを含み、
前記非対称度を低減する環境の近さが、下記（ａ）〜（ｄ）の少なくとも１つを含む、製造装置。
（ａ）エピタキシャル膜の形成に用いたチャンバが、当該製造装置の前記チャンバと同じであるか否か
（ｂ）エピタキシャル膜の非対称度を調整した時期と、前記基準成膜データにおける成膜を行った時期との近さ
（ｃ）非対称度を調整する前の成膜条件と、前記基準成膜データにおける成膜条件との近さ
（ｄ）非対称度を調整する前のエピタキシャル膜の非対称度と、前記基準成膜データにおけるエピタキシャル膜の非対称度との近さ ( 1 ) An apparatus for forming an epitaxial film on a wafer to manufacture an epitaxial wafer,
A chamber internally forming an epitaxial film on the wafer;
A control unit having a storage device in which a plurality of sets of adjustment data related to adjustment results when adjusting the asymmetry degree of the epitaxial film by changing the film forming conditions in the past and adjusting the asymmetry degree;
A control mechanism capable of changing a control factor affecting the asymmetry degree of the epitaxial film and controlled by the control unit;
The control unit
From the plurality of sets of adjustment data, the deposition conditions of the epitaxial film to be formed next are selected,
Controlling the adjusting mechanism so as to obtain the selected deposition conditions;
The selection selects one set of adjustment data from the plurality of sets of adjustment data based on at least one of the proximity of the environment in which the degree of asymmetry is reduced and the reduction degree of the asymmetry by adjustment, and is included in the adjustment data. The film formation conditions for adjustment are adopted as the film formation conditions of the epitaxial film to be formed next ,
The storage device further stores reference film formation data which is film formation data when an epitaxial film is formed in the chamber,
The reference film formation data includes data on film formation time, film formation conditions, and asymmetry of an epitaxial film formed by the film formation,
Each of the plurality of sets of adjustment data stored in the storage device corresponds to the chamber used for adjustment, the film formation condition before adjustment, the asymmetry of the epitaxial film formed according to the film formation condition before adjustment, the adjusted time , Film formation conditions for adjustment, and data of asymmetry of an epitaxial film formed according to the film formation conditions for adjustment;
The manufacturing apparatus, wherein the proximity of the environment for reducing the degree of asymmetry includes at least one of the following (a) to (d):
(A) Whether or not the chamber used for forming the epitaxial film is the same as the chamber of the manufacturing apparatus
(B) The closeness between the time when the asymmetry degree of the epitaxial film is adjusted and the time when the film formation is performed in the reference film formation data
(C) The closeness between the film forming condition before adjusting the degree of asymmetry and the film forming condition in the reference film forming data
(D) Asymmetry of the epitaxial film before adjusting the degree of asymmetry, and proximity of the asymmetry of the epitaxial film in the reference deposition data

チャンバを分解および組み立てした後、または品種の切り替えを行った後に形成したエピタキシャル膜の厚さ分布が、ウェーハの周方向に不均一であった場合、本発明の製造装置により実施される方法により、チャンバを分解せずに、周方向に均一な厚さ分布が得られるようにすることができる。本発明の製造装置により実施される方法により、周方向に均一な厚さ分布を有するエピタキシャル膜を製造できなかった場合は、チャンバを分解してその内部の部材の調整を行わせざるを得ない。しかし、この場合は、チャンバを分解せずに行う膜厚分布調整の限界を知ることができる。これにより、調整に無駄な時間を費やすことを回避できる。 If the thickness distribution of the epitaxial film formed after disassembling and assembling the chamber or after performing the grade switching is uneven in the circumferential direction of the wafer, according to the method performed by the manufacturing apparatus of the present invention, A uniform thickness distribution in the circumferential direction can be obtained without disassembling the chamber. If an epitaxial film having a uniform thickness distribution in the circumferential direction can not be manufactured by the method implemented by the manufacturing apparatus of the present invention, the chamber must be disassembled to adjust the members inside the chamber. . However, in this case, it is possible to know the limit of film thickness distribution adjustment performed without disassembling the chamber. This makes it possible to avoid spending unnecessary time on adjustment .

図１は、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装置の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an epitaxial wafer manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１に示す製造装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the manufacturing apparatus shown in FIG.

本発明において、「非対称度」とは、下記（Ａ）式により求められる値をいう。
［非対称度］＝（［最外周部の最大膜厚］−［最外周部の最小膜厚］）/（［最外周部の最大膜厚］＋［最外周部の最小膜厚］）×１００・・・（Ａ） In the present invention, the “degree of asymmetry” refers to a value determined by the following equation (A).
[Asymmetry degree] = ([maximum film thickness at outermost periphery] − [minimum film thickness at outermost periphery) / ([maximum film thickness at outermost periphery] + [minimum film thickness at outermost periphery]) × 100 ... (A)

エピタキシャル膜は、ウェーハをその中心の周りに回転させながら成長させるため、エピタキシャル膜の厚さは、原理的には、ウェーハの中心に対して対称、すなわち、ウェーハの中心から等しい距離にある部分では同じになる。しかし、実際に得られたエピタキシャル膜の厚さ分布を測定すると、エピタキシャル膜の厚さは、ウェーハの中心に対して、対称とはならないことがある。 Since the epitaxial film is grown while rotating the wafer around its center, the thickness of the epitaxial film is, in principle, symmetrical with respect to the center of the wafer, that is, in portions at equal distances from the center of the wafer It will be the same. However, when the thickness distribution of the epitaxial film actually obtained is measured, the thickness of the epitaxial film may not be symmetrical with respect to the center of the wafer.

エピタキシャル膜の厚さ分布がウェーハの中心に対して対称ではないことを、以下、ウェーハの膜厚について「非対称」であるといい、非対称の程度を、上記（Ａ）式で定義する「非対称度」で表す。エピタキシャル膜の厚さは、通常、ウェーハの最外周部で最も不均一になる。このため、非対称の程度が最も顕著に現れるように、上記（Ａ）式で示す通り、非対称度は、ウェーハの最外周部の膜厚を用いて定義している。 The fact that the thickness distribution of the epitaxial film is not symmetrical with respect to the center of the wafer is hereinafter referred to as "asymmetric" with respect to the film thickness of the wafer, and the degree of asymmetry is defined by the equation (A). It represents by ". The thickness of the epitaxial film is usually the most uneven at the outermost periphery of the wafer. For this reason, as shown in the above equation (A), the degree of asymmetry is defined using the film thickness of the outermost periphery of the wafer so that the degree of asymmetry appears most notably.

エピタキシャル膜の厚さが非対称になるのは、ウェーハを支持するサセプタの支持面が水平面に対して傾いていること、サセプタ上のウェーハの設置位置が適切でないことなどが原因と考えられる。このため、装置を調整して、これらの原因を排除することができれば、膜厚を対称にすることができる。 The asymmetry of the thickness of the epitaxial film may be attributed to the fact that the support surface of the susceptor that supports the wafer is inclined with respect to the horizontal plane, and the improper installation position of the wafer on the susceptor. For this reason, if the device can be adjusted to eliminate these causes, the film thickness can be made symmetrical.

しかし、このような調整を行うには、チャンバを分解して開放する必要があり、多くの工数がかかるため、エピタキシャルウェーハの生産性を低下させてしまう。このため、可能であれば、チャンバを開放することなく、成膜条件、すなわち、エピタキシャル膜の成長に影響を与える制御因子の条件を調整することで、エピタキシャル膜の厚さの非対称度を低減することが好ましい。 However, in order to perform such adjustment, it is necessary to disassemble and open the chamber, which requires many man-hours, which reduces the productivity of the epitaxial wafer. Therefore, if possible, the asymmetry of the thickness of the epitaxial film is reduced by adjusting the film forming conditions, that is, the conditions of the control factors that affect the growth of the epitaxial film without opening the chamber. Is preferred.

エピタキシャル膜の厚さが、ウェーハの中心に対して対称であり、ウェーハの径方向に変化する場合は、各制御因子の影響係数に基づいて、膜厚を均一になるように調整することができる。影響係数とは、成膜条件のうちエピタキシャル膜の厚さ分布に影響を与える制御因子を正方向に単位量操作（変更）したときの対象とするウェーハの部位毎の膜厚変化量である。 When the thickness of the epitaxial film is symmetrical with respect to the center of the wafer and changes in the radial direction of the wafer, the film thickness can be adjusted to be uniform based on the influence factor of each control factor . The influence coefficient is a film thickness change amount for each portion of the target wafer when a control factor affecting the thickness distribution of the epitaxial film in the film forming conditions is manipulated (changed) in the positive direction by unit amount.

しかし、非対称度は、１つまたは２つ以上の決まった制御因子に基づく予め決められた方法によっては、低減することはできない。これは、非対度が複合的な要因に影響されて高くなるためである。ここで、要因には、未知の要因が含まれる。本発明は、影響係数に基づいては調整できない非対称度を、過去に非対称度を調整した実績としてデータベースに蓄積されている調整データから適切なものを抽出し、その調整データにおける調整後の成膜条件を採用することで、非対称度を低減しようとするものである。 However, the degree of asymmetry can not be reduced by a predetermined method based on one or more fixed control factors. This is because the unpairing degree is increased due to multiple factors. Here, the factors include unknown factors. The present invention extracts an appropriate asymmetry degree which can not be adjusted based on the influence factor, from adjustment data stored in the database as a result of adjusting the asymmetry degree in the past, and forms a film after adjustment in the adjustment data By adopting the conditions, it is intended to reduce the degree of asymmetry.

上述のように、ウェーハ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方法は、第１エピタキシャルウェーハ製造工程と、非対称度測定工程と、条件選択工程と、第２エピタキシャルウェーハ製造工程と、を含んでもよい。第１エピタキシャルウェーハ製造工程では、チャンバ内で、ウェーハ上にエピタキシャル膜を形成する。非対称度測定工程では、第１エピタキシャルウェーハ製造工程で形成されたエピタキシャル膜の非対称度を測定する。条件選択工程では、過去に成膜条件を変更してエピタキシャル膜の非対称度を調整した際の調整実績に関する複数組の調整データから、次に形成するべきエピタキシャル膜の成膜条件を選択する。第２エピタキシャルウェーハ製造工程では、条件選択工程で選択された成膜条件に基づき、チャンバ内で、ウェーハ上にエピタキシャル膜を形成する。条件選択工程は、非対称度を低減する環境の近さ、および調整による非対称度の低減幅の少なくとも一方に基づいて、複数組の調整データから１組の調整データを選択し、当該調整データに含まれる調整のための成膜条件を、第２エピタキシャルウェーハ製造工程での成膜条件として採用することを含む。 As above mentioned, a method of producing an epitaxial wafer by forming an epitaxial film on a wafer, a first epitaxial wafer manufacturing process, the asymmetry measuring step, and conditions selected step, a second epitaxial wafer manufacturing process, may also contains do the. In the first epitaxial wafer manufacturing process, an epitaxial film is formed on a wafer in a chamber. In the asymmetry measurement step, the asymmetry of the epitaxial film formed in the first epitaxial wafer manufacturing step is measured. In the condition selecting step, the film forming conditions for the epitaxial film to be formed next are selected from a plurality of sets of adjustment data regarding adjustment results when adjusting the asymmetry degree of the epitaxial film by changing the film forming conditions in the past. In the second epitaxial wafer manufacturing process, an epitaxial film is formed on the wafer in the chamber based on the film forming conditions selected in the condition selecting process. The condition selecting step selects one set of adjustment data from the plurality of sets of adjustment data based on at least one of the proximity of the environment to reduce the degree of asymmetry and the reduction width of the asymmetry by adjustment, and is included in the adjustment data. It includes adopting the film forming conditions for the adjustment as the film forming conditions in the second epitaxial wafer manufacturing process.

複数組の調整データの各々は、調整に使用したチャンバ、調整前の成膜条件、調整前の成膜条件により形成されたエピタキシャル膜の非対称度、調整した時期、調整のための成膜条件、および調整のための成膜条件により形成したエピタキシャル膜の非対称度のデータを含んでもよく、この場合、非対称度を低減する環境の近さは、下記(a)〜(d)の少なくとも１つを含んでもよい。
(a) エピタキシャル膜の形成に用いたチャンバが、第１エピタキシャルウェーハ製造工程の実施に用いたチャンバと同じであるか否か
(b) エピタキシャル膜の非対称度を調整した時期と、第１エピタキシャルウェーハ製造工程でエピタキシャル膜を形成した時期との近さ
(c) 非対称度を調整する前の成膜条件と、第１エピタキシャルウェーハ製造工程での成膜条件との近さ
(d) 非対称度を調整する前のエピタキシャル膜の非対称度と、第１エピタキシャルウェーハ製造工程で得られたエピタキシャル膜の非対称度との近さ Each of the plurality of sets of adjustment data includes the chamber used for adjustment, the film formation condition before adjustment, the asymmetry of the epitaxial film formed according to the film formation condition before adjustment, the adjusted time, the film formation condition for adjustment, And data of the degree of asymmetry of the epitaxial film formed by the film forming conditions for adjustment, and in this case, the proximity of the environment to reduce the degree of asymmetry is at least one of the following (a) to (d): May be included.
(a) Whether or not the chamber used to form the epitaxial film is the same as the chamber used to perform the first epitaxial wafer manufacturing process
(b) The proximity between the time when the degree of asymmetry of the epitaxial film was adjusted and the time when the epitaxial film was formed in the first epitaxial wafer manufacturing process
(c) The closeness between the film forming condition before adjusting the degree of asymmetry and the film forming condition in the first epitaxial wafer manufacturing process
(d) Closeness of the asymmetry of the epitaxial film before adjusting the asymmetry and the asymmetry of the epitaxial film obtained in the first epitaxial wafer manufacturing process

また、本発明のエピタキシャルウェーハの製造装置は、ウェーハ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ための装置であって、チャンバと、制御部と、調整機構とを備えている。チャンバの内部では、ウェーハ上にエピタキシャル膜を形成する。制御部は、過去に成膜条件を変更してエピタキシャル膜の非対称度を調整した際の調整実績に関する複数組の調整データが格納された記憶装置を有する。調整機構は、エピタキシャル膜の非対称度に影響を及ぼす制御因子を変更可能で、制御部により制御される。制御部は、複数組の調整データから、次に形成するべきエピタキシャル膜の成膜条件を選択し、選択された成膜条件が得られるように、調整機構を制御し、この選択が、非対称度を低減する環境の近さ、および調整による非対称度の低減幅の少なくとも一方に基づいて、複数組の調整データから１組の調整データを選択し、当該調整データに含まれる調整のための成膜条件を、次に形成するべきエピタキシャル膜の成膜条件として採用する。 The apparatus for manufacturing an epitaxial wafer according to the present invention is an apparatus for forming an epitaxial film on a wafer to manufacture an epitaxial wafer, and includes a chamber, a controller, and an adjusting mechanism. Inside the chamber, an epitaxial film is formed on the wafer. The control unit includes a storage device in which a plurality of sets of adjustment data regarding adjustment results when adjusting the asymmetry degree of the epitaxial film by changing the film forming conditions in the past are stored. The adjustment mechanism can change the control factor that affects the asymmetry of the epitaxial film, and is controlled by the control unit. The control unit selects the film forming condition of the epitaxial film to be formed next from the plurality of sets of adjustment data, and controls the adjusting mechanism so as to obtain the selected film forming condition, and this selection has the asymmetry degree Select one set of adjustment data from the plurality of sets of adjustment data based on at least one of the proximity of the environment to reduce the degree of reduction and the width of reduction of the degree of asymmetry by the adjustment, and deposition for adjustment included in the adjustment data The conditions are adopted as the film forming conditions for the epitaxial film to be formed next.

記憶装置には、チャンバ内でエピタキシャル膜を形成した際の成膜データである基準成膜データが、さらに格納されていてもよい。この場合、基準成膜データは、成膜を行った時期、成膜条件、および成膜により形成されたエピタキシャル膜の非対称度のデータを含んでもよい。この場合、記憶装置に格納された複数組の調整データの各々が、調整に使用したチャンバ、調整前の成膜条件、調整前の成膜条件により形成されたエピタキシャル膜の非対称度、調整した時期、調整のための成膜条件、および調整のための成膜条件により形成したエピタキシャル膜の非対称度のデータを含むものとすることができる。この場合、非対称度を低減する環境の近さは、下記(a)〜(d)の少なくとも１つを含んでもよい。
(a) エピタキシャル膜の形成に用いたチャンバが、当該製造装置のチャンバと同じであるか否か
(b) エピタキシャル膜の非対称度を調整した時期と、基準成膜データにおける成膜を行った時期との近さ
(c) 非対称度を調整する前の成膜条件と、基準成膜データにおける成膜条件との近さ
(d) 非対称度を調整する前のエピタキシャル膜の非対称度と、基準成膜データにおけるエピタキシャル膜の非対称度との近さ The storage device may further store reference film formation data, which is film formation data when the epitaxial film is formed in the chamber. In this case, the reference film formation data may include data on the time of film formation, film formation conditions, and asymmetry of the epitaxial film formed by the film formation. In this case, each of a plurality of sets of adjustment data stored in the storage device corresponds to the chamber used for adjustment, the film forming condition before adjustment, the asymmetry of the epitaxial film formed by the film forming condition before adjustment, and the adjusted time It is possible to include data of the asymmetry degree of the epitaxial film formed by the film forming conditions for adjustment and the film forming conditions for adjustment. In this case, the proximity of the environment for reducing the degree of asymmetry may include at least one of the following (a) to (d).
(a) Whether the chamber used to form the epitaxial film is the same as the chamber of the manufacturing apparatus
(b) The closeness between the time when the asymmetry of the epitaxial film was adjusted and the time when the film formation was performed using the standard film formation data
(c) The closeness between the film formation condition before adjusting the degree of asymmetry and the film formation condition in the reference film formation data
(d) Asymmetry of epitaxial film before adjusting the degree of asymmetry, closeness of asymmetry of epitaxial film in reference deposition data

図１は、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装置の平面図である。図２は、この製造装置の縦断面図である。 FIG. 1 is a plan view of an epitaxial wafer manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of this manufacturing apparatus.

この製造装置１０は、平面視において円形の天板３および下ドーム４を備えている。天板３および下ドーム４は、石英などの透明な材料で形成されている。天板３の周縁部と下ドーム４の周縁部とは、それぞれ、リング状のドーム取付体６の上下面に固定されている。これにより、平面視でほぼ円形のチャンバ２が形成されている。チャンバ２の上方および下方には、チャンバ２内を加熱する複数のハロゲンランプ９が、天板３および下ドーム４の周方向に沿って、互いに離間してほぼ等間隔に配置されている。 The manufacturing apparatus 10 includes a top plate 3 and a lower dome 4 which are circular in plan view. The top 3 and the lower dome 4 are formed of a transparent material such as quartz. The peripheral portion of the top plate 3 and the peripheral portion of the lower dome 4 are respectively fixed to the upper and lower surfaces of the ring-shaped dome attachment 6. Thus, a substantially circular chamber 2 is formed in a plan view. Above and below the chamber 2, a plurality of halogen lamps 9 for heating the inside of the chamber 2 are disposed substantially equally spaced apart from each other along the circumferential direction of the top plate 3 and the lower dome 4.

チャンバ２内には、円板状のサセプタ２０が、ほぼ水平に配設されている。サセプタ２０の上には、シリコンウェーハ（以下、単に、「ウェーハ」という。）Ｗが載置される。サセプタ２０の半径は、載置されるウェーハＷの半径より大きい。 A disk-shaped susceptor 20 is disposed substantially horizontally in the chamber 2. On the susceptor 20, a silicon wafer (hereinafter simply referred to as "wafer") W is placed. The radius of the susceptor 20 is larger than the radius of the wafer W to be mounted.

サセプタ２０の裏面側（下方）には、サセプタ２０を支持するサセプタ支持部材８が設けられている。サセプタ支持部材８の下部は、軸部７に固定されている。軸部７は、サセプタ２０と同軸に配置されており、モータを備えた駆動機構３０により、軸部７の中心軸の周りに回転されるように構成されている。その結果、サセプタ支持部材８およびサセプタ２０も、水平面内で回転される。 A susceptor support member 8 for supporting the susceptor 20 is provided on the back surface side (lower side) of the susceptor 20. The lower portion of the susceptor support member 8 is fixed to the shaft 7. The shaft 7 is disposed coaxially with the susceptor 20 and is configured to be rotated around the central axis of the shaft 7 by a drive mechanism 30 provided with a motor. As a result, the susceptor support member 8 and the susceptor 20 are also rotated in the horizontal plane.

チャンバ２のドーム取付体６の所定位置には、チャンバ２内にガスを導入するガス供給口３１が形成されている。また、ドーム取付体６において、ドーム取付体６の中心軸に対してガス供給口３１と反対側には、チャンバ２内のガスを外部へ排出するガス排出口３２が形成されている。エピタキシャル膜の原料となる原料ガスは、以下に説明するガス供給部からガス供給口３１を介してチャンバ２内に導入される。 A gas supply port 31 for introducing a gas into the chamber 2 is formed at a predetermined position of the dome mount 6 of the chamber 2. Further, in the dome mounting body 6, a gas discharge port 32 for discharging the gas in the chamber 2 to the outside is formed on the opposite side of the central axis of the dome mounting body 6 to the gas supply port 31. A source gas as a source of the epitaxial film is introduced into the chamber 2 from a gas supply unit described below via the gas supply port 31.

ガス供給部には、原料ガスが収容されたガス供給源１４と、ガス供給源１４に連通されたガス管１５ａとが備えられている。ガス供給源１４には、原料ガスとして、たとえば、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ₃）ガスおよびフォスフィン（ＰＨ₃）ガスを、水素ガスで希釈した混合ガス（以下、「原料混合ガス」という。）が収容されている。原料ガスは、この原料混合ガスとして、チャンバ２内に導入される。 The gas supply unit includes a gas supply source 14 containing a source gas and a gas pipe 15 a communicated with the gas supply source 14. The gas supply source 14 contains, for example, a mixed gas obtained by diluting trichlorosilane (SiHCl ₃ ) gas and phosphine (PH ₃ ) gas with hydrogen gas (hereinafter referred to as “raw material mixed gas”) as source gases. ing. The raw material gas is introduced into the chamber 2 as the raw material mixed gas.

原料混合ガスの流れの下流側で、ガス管１５ａは、ウェーハＷの幅方向周縁部に原料混合ガスを供給するためのガス管１５ｂと、ウェーハＷの幅方向中央部に原料混合ガスを供給するためのガス管１５ｃとに分岐している。ガス管１５ｂ、１５ｃには、それぞれ、ガス管１５ｂ、１５ｃ内に流れるガスの流量を調節するガス弁１６ａ、１６ｂが介装されている。ガス管１５ｂは、さらに２つのガス管１５ｂ１、１５ｂ２に分岐している。 On the downstream side of the flow of the raw material mixed gas, the gas pipe 15a supplies the raw mixed gas to the central portion in the width direction of the wafer W, and the gas pipe 15b for supplying the raw material mixed gas to the peripheral portion in the width direction of the wafer W The gas pipe 15c is branched into two. Gas valves 16a and 16b for adjusting the flow rate of the gas flowing in the gas pipes 15b and 15c are interposed in the gas pipes 15b and 15c, respectively. The gas pipe 15b is further branched into two gas pipes 15b1 and 15b2.

ガス管１５ｂ１の端部１７ａ、ガス管１５ｃの端部１７ｂ、およびガス管１５ｂ２の端部１７ｃは、ほぼ水平に配列されており、ほぼ水平に配置されたインジェクトキャップ３３に接続されている。インジェクトキャップ３３は、上板、下板、および一対の側板により形成された角筒形状を有している。インジェクトキャップ３３の内部は、仕切板３４ａ、３４ｂにより、３つのガス流路に分割されている。ガス管１５ｂ１、１５ｃ、１５ｂ２の端部１７ａ〜１７ｃは、それぞれ、この３つのガス流路に接続されている。ガス管１５ｂ１、１５ｃ、１５ｂ２の端部１７ａ〜１７ｃから、各ガス流路に導入されたガスは、ガス管１５ｂ１、１５ｃ、１５ｂ２内に比して、水平方向に広がって流れる。 The end 17a of the gas pipe 15b1, the end 17b of the gas pipe 15c, and the end 17c of the gas pipe 15b2 are arranged substantially horizontally and are connected to the substantially horizontally disposed inject cap 33. The inject cap 33 has a rectangular tube shape formed by the upper plate, the lower plate, and the pair of side plates. The inside of the inject cap 33 is divided into three gas flow paths by partition plates 34a and 34b. The end portions 17a to 17c of the gas pipes 15b1, 15c, and 15b2 are connected to the three gas flow paths, respectively. The gases introduced from the end portions 17a to 17c of the gas pipes 15b1, 15c, and 15b2 into the respective gas flow paths spread and flow horizontally in comparison with the gas pipes 15b1, 15c, and 15b2.

さらに、インジェクトキャップ３３に対してガス管１５ｂ１、１５ｃ、１５ｂ２の端部１７ａ〜１７ｃの反対側には、バッフル（整流板）１３が、インジェクトキャップ３３に対向配置されている。バッフル１３は、幅方向が鉛直方向に向けられ、長手方向が水平方向に向けられている。バッフル１３には、端部１７ａ〜１７ｃとの対向部に、図示しない複数のガス導入孔が略水平方向に配列するように形成されている。原料混合ガスは、バッフル１３のガス導入孔を通過することにより、鉛直面内の速度分布が均一にされる。バッフル１３として、複数種類のもの（たとえば、ガス導入孔の形状および大きさが互いに異なるもの）が用意されており、たとえば、製品の品種により、異なるバッフルが用いられる。 Further, a baffle (rectifying plate) 13 is disposed opposite to the inject cap 33 on the opposite side of the end portions 17a to 17c of the gas pipes 15b1, 15c, 15b2 with respect to the inject cap 33. The baffle 13 is oriented such that the width direction is vertical and the longitudinal direction is horizontal. A plurality of gas introduction holes (not shown) are formed in the baffle 13 so as to be arranged in a substantially horizontal direction at a portion facing the end portions 17a to 17c. The raw material mixed gas passes through the gas introduction holes of the baffle 13 to make the velocity distribution in the vertical plane uniform. A plurality of types of baffles 13 (for example, ones having different shapes and sizes of gas introduction holes) are prepared, and different baffles are used depending on, for example, the type of product.

バッフル１３に対して、インジェクトキャップ３３と反対側には、バッフル１３に隣接して、ガス整流部材１１が設けられている。ガス整流部材１１は、水平に配置された上板と、上板の下方に離間して、上板とほぼ平行に配置された下板と、これらの上板と下板との幅方向の両端同士を連結する一対の側板とを備えている。上板と下板との間において、インジェクトキャップ３３の仕切板３４ａ、３４ｂに対応する位置には、上板と下板とを連結する仕切板が設けられており、さらに、上板の幅方向の中間位置には、上板と下板とを連結する仕切板１２が設けられている。上板、下板、仕切板、および一対の側板により、ガス流通路１８が形成されている。 A gas flow straightening member 11 is provided adjacent to the baffle 13 on the side opposite to the inject cap 33 with respect to the baffle 13. The gas flow straightening member 11 includes an upper plate disposed horizontally, lower plates spaced apart below the upper plate, and substantially parallel to the upper plate, and both ends of the upper plate and the lower plate in the width direction And a pair of side plates connecting the two. Between the upper plate and the lower plate, a partition plate connecting the upper plate and the lower plate is provided at a position corresponding to the partition plates 34a and 34b of the inject cap 33, and further, the width of the upper plate At an intermediate position in the direction, a partition plate 12 connecting the upper plate and the lower plate is provided. A gas flow passage 18 is formed by the upper plate, the lower plate, the partition plate, and the pair of side plates.

ガス整流部材１１のガス流通路１８は、段差部を経てチャンバ２のガス供給口３１と連通している。ガス管１５ｂ１、１５ｂ２から、バッフル１３、およびガス整流部材１１を介して、それぞれチャンバ２内に導入されるガスＧ１、Ｇ３は、サセプタ２０上に載置されたウェーハＷの幅方向一方端部および他方端部に供給される。ガス管１５ｃから、バッフル１３を介してガス整流部材１１内に導入されるガスは、ガス整流部材１１内で仕切板１２により分割されてガスＧ２ａ、Ｇ２ｂとして、チャンバ２内に導入され、サセプタ２０上に載置されたウェーハＷの幅方向中間部に供給される。 The gas flow passage 18 of the gas flow straightening member 11 communicates with the gas supply port 31 of the chamber 2 through the stepped portion. Gases G1 and G3 introduced into the chamber 2 from the gas pipes 15b1 and 15b2 through the baffle 13 and the gas rectifying member 11, respectively, are one widthwise end of the wafer W mounted on the susceptor 20 and It is supplied to the other end. A gas introduced from the gas pipe 15 c into the gas rectifying member 11 via the baffle 13 is divided by the partition plate 12 in the gas rectifying member 11 and introduced into the chamber 2 as the gases G 2 a and G 2 b. The wafer W is supplied to the widthwise intermediate portion of the wafer W placed thereon.

チャンバ２の側部で、チャンバ２の中心軸に対して、ガス供給口３１とガス排出口３２との対向方向に直交する方向には、ウェーハＷをチャンバ２に対して搬入および搬出するための開口を形成可能なスリットバルブ２６が設けられている。 A side of the chamber 2 for carrying the wafer W into and out of the chamber 2 in a direction orthogonal to the opposing direction of the gas supply port 31 and the gas exhaust port 32 with respect to the central axis of the chamber 2 A slit valve 26 is provided which can form an opening.

また、ガス供給源２５から送出された水素（Ｈ₂）ガスを、スリットバルブ２６を介して、チャンバ２内に導入することができる。この水素ガスは、チャンバ２内で、主として、サセプタ２０の下方に供給される。ガス供給源２５とスリットバルブ２６とは、ガス管２７により連通されている。ガス管２７には、ガス管２７内に流れる水素ガスの流量を調節するガス弁２８が介装されている。以下、スリットバルブ２６を介してチャンバ２内に導入される水素ガスを、「スリット水素」という。 In addition, hydrogen (H ₂ ) gas delivered from the gas supply source 25 can be introduced into the chamber 2 through the slit valve 26. The hydrogen gas is mainly supplied below the susceptor 20 in the chamber 2. The gas supply source 25 and the slit valve 26 are in communication by a gas pipe 27. The gas pipe 27 is provided with a gas valve 28 for adjusting the flow rate of hydrogen gas flowing into the gas pipe 27. The hydrogen gas introduced into the chamber 2 through the slit valve 26 is hereinafter referred to as "slit hydrogen".

ガス弁１６ａ、１６ｂ、２８の開度は、制御部５０により制御される。
原料混合ガスにおけるトリクロロシランの混合割合、およびガス弁１６ａ、１６ｂの開度により、ガス供給源１４からチャンバ２内に導入されるトリクロロシランガスの総流量（以下、「ＴＣＳガス流量」という。）が制御される。原料混合ガスにおける水素ガスの混合割合、およびガス弁１６ａ、１６ｂの開度により、ガス供給源１４からチャンバ２内に導入される水素ガスの総流量（以下、「メイン水素流量」という。）が制御される。 The opening degree of the gas valves 16 a, 16 b, 28 is controlled by the control unit 50.
The total flow rate of trichlorosilane gas (hereinafter referred to as "TCS gas flow rate") introduced from the gas supply source 14 into the chamber 2 is determined by the mixing ratio of trichlorosilane in the raw material mixed gas and the opening degree of the gas valves 16a and 16b. It is controlled. The total flow rate (hereinafter referred to as "main hydrogen flow rate") of hydrogen gas introduced from the gas supply source 14 into the chamber 2 is determined by the mixing ratio of hydrogen gas in the raw material mixed gas and the opening degree of the gas valves 16a and 16b. It is controlled.

ガス弁１６ａの開度により、ガス管１５ｂを流れる原料混合ガスの流量、すなわち、ガス管１５ｂ１、１５ｂ２を介してチャンバ２内に導入される原料混合ガスＧ１、Ｇ３の流量（以下、「混合ガス外側流量」という。）が調整される。ガス弁１６ｂの開度により、ガス管１５ｃを流れてチャンバ２内に導入される原料混合ガスＧ２ａ、Ｇ２ｂの流量（以下、「混合ガス内側流量」という。）が調整される。ガス弁２８の開度により、スリット水素の流量が調整される。 Depending on the opening degree of the gas valve 16a, the flow rate of the raw material mixed gas flowing through the gas pipe 15b, that is, the flow rate of the raw material mixed gas G1 and G3 introduced into the chamber 2 via the gas pipes 15b1 and 15b2 (hereinafter referred to as “mixed gas The outside flow rate is adjusted. The flow rate of the raw material mixed gas G2a, G2b which flows through the gas pipe 15c and is introduced into the chamber 2 (hereinafter, referred to as a “mixed gas inner flow rate”) is adjusted by the opening degree of the gas valve 16b. The opening degree of the gas valve 28 adjusts the flow rate of the slit hydrogen.

駆動機構３０は、制御部５０により制御され、これにより、サセプタ２０の上に載置されたウェーハＷの回転数が制御される。 The drive mechanism 30 is controlled by the control unit 50, whereby the number of rotations of the wafer W placed on the susceptor 20 is controlled.

ガス弁１６ａ、１６ｂ、２８、および駆動機構３０は、エピタキシャル膜の膜厚面内分布に影響を及ぼす制御因子を変更可能な調整機構である。 The gas valves 16a, 16b and 28 and the drive mechanism 30 are adjustment mechanisms that can change control factors that affect the in-plane distribution of the epitaxial film.

制御部５０は、記憶装置５０ａを備えている。記憶装置５０ａには、過去に成膜条件を変更してエピタキシャル膜の非対称度を調整した際の調整実績に関する複数組の調整データ（データベース）が格納されている。記憶装置５０ａには、製造装置１０に備えられたチャンバ２を用いた調整実績に関する調整データのみならず、他のチャンバを用いた調整実績に関する調整データも格納されている。各組の調整データは、少なくとも、
(i) 調整に使用したチャンバ、
(ii) 調整前の成膜条件、
(iii) 調整前の成膜条件により形成されたエピタキシャル膜の非対称度、
(iv) 調整した時期、
(v) 調整のための成膜条件、および
(vi) 調整のための成膜条件により形成したエピタキシャル膜の非対称度
のデータを含む。調整した時期のデータは、たとえば、年月日であってもよく、年月日に時刻を加えたものであってもよい。 The control unit 50 includes a storage device 50a. The storage device 50a stores a plurality of sets of adjustment data (database) regarding adjustment results when adjusting the asymmetry degree of the epitaxial film by changing the film forming conditions in the past. The storage device 50a stores not only adjustment data on adjustment results using the chamber 2 provided in the manufacturing apparatus 10, but also adjustment data on adjustment results using other chambers. Each set of adjustment data is at least
(i) the chamber used for the adjustment,
(ii) Deposition conditions before adjustment,
(iii) Asymmetry of epitaxial film formed under film forming conditions before adjustment,
(iv) adjusted time,
(v) Deposition conditions for adjustment, and
(vi) Includes data on the degree of asymmetry of the epitaxial film formed under the film forming conditions for adjustment. The data of the adjusted time may be, for example, the date, or may be the date obtained by adding the time.

次に、エピタキシャルウェーハの製造方法について説明する。この製造方法は、図１および図２に示す製造装置１０を用いて実施される。以下の製造方法におけるエピタキシャルウェーハの製造は、チャンバ２を分解および組み立てした後、または品種の切り替えを行った後に、行うものとする。以下、チャンバ２を分解および組み立て、または品種の切り替えを行うことを、「段取り替え」という。 Next, a method for manufacturing et pita key Shall wafer. This manufacturing method is implemented using the manufacturing apparatus 10 shown in FIG. 1 and FIG. The manufacture of the epitaxial wafer in the following manufacturing method shall be performed after the chamber 2 is disassembled and assembled, or after switching of the product type. Hereinafter, disassembling and assembling the chamber 2 or switching the types is referred to as "set up".

［第１エピタキシャルウェーハ製造工程］
この工程では、段取り替えの前に採用していた成膜条件を採用して、ウェーハＷ上にエピタキシャル膜を形成する。まず、図示しない移載機構により、ウェーハＷを、スリットバルブ２６を介して、チャンバ２内に搬入し、サセプタ２０上に載置する。次に、ガス供給源１４からガス管１５ａへと、原料混合ガスを送出し、チャンバ２内の雰囲気をこの原料混合ガスに置換する。また、制御部５０により、駆動機構３０を制御して、所望の回転速度でのウェーハＷの回転を開始する。 [First epitaxial wafer manufacturing process]
In this step, an epitaxial film is formed on the wafer W by employing the film forming conditions adopted before the setup change. First, the wafer W is loaded into the chamber 2 via the slit valve 26 by the transfer mechanism (not shown) and placed on the susceptor 20. Next, the raw material mixed gas is delivered from the gas supply source 14 to the gas pipe 15a, and the atmosphere in the chamber 2 is replaced with the raw material mixed gas. Further, the control unit 50 controls the drive mechanism 30 to start the rotation of the wafer W at a desired rotation speed.

続いて、制御部５０の制御により、ガス弁１６ａ、１６ｂの開度を調整して、ＴＣＳガス流量、メイン水素流量、混合ガス外側流量、および混合ガス内側流量を、それぞれ所望の流量に調整する。 Subsequently, the opening of the gas valves 16a and 16b is adjusted by the control of the control unit 50 to adjust the TCS gas flow rate, the main hydrogen flow rate, the mixed gas outer flow rate, and the mixed gas inner flow rate to desired flow rates. .

さらに、制御部５０の制御により、ガス弁２８の開度を調整して、スリット水素を、所望の流量でチャンバ２内に導入する。チャンバ２内に導入された原料混合ガスおよび水素ガスは、ガス排出口３２から排出される。 Further, the opening degree of the gas valve 28 is adjusted by the control of the control unit 50 to introduce slit hydrogen into the chamber 2 at a desired flow rate. The raw material mixed gas and hydrogen gas introduced into the chamber 2 are exhausted from the gas outlet 32.

次に、チャンバ２の上方および下方に設けられたハロゲンランプ９により、ウェーハＷおよびサセプタ２０に輻射熱を与え、ウェーハＷの温度を、たとえば、１１００℃に保持する。これにより、原料混合ガスからＳｉがウェーハＷ上に供給されて、エピタキシャル膜が成長する。 Next, radiation heat is applied to the wafer W and the susceptor 20 by the halogen lamps 9 provided above and below the chamber 2, and the temperature of the wafer W is maintained at 1100 ° C., for example. As a result, Si is supplied from the raw material mixed gas onto the wafer W to grow an epitaxial film.

所定時間、エピタキシャル膜の成長を継続した後、ハロゲンランプ９をオフにし、ウェーハ（エピタキシャルシリコンウェーハ）Ｗの温度が所定の温度以下になった後、制御部５０の制御により、ガス弁１６ａ、１６ｂ、２８を閉じる。これにより、原料供給源１４からの原料混合ガス、およびガス供給源２５からの水素ガスの、チャンバ２内への導入が停止される。そして、制御部５０により、駆動機構３０を制御して、ウェーハＷの回転を停止する。その後、図示しない移載機構により、ウェーハＷを、スリットバルブ２６を介して、チャンバ２外に搬出する。 After the growth of the epitaxial film is continued for a predetermined time, the halogen lamp 9 is turned off, and after the temperature of the wafer (epitaxial silicon wafer) W becomes equal to or lower than a predetermined temperature, the gas valve 16a, 16b is controlled by the control unit 50. , 28 close. Thereby, the introduction of the raw material mixed gas from the raw material supply source 14 and the hydrogen gas from the gas supply source 25 into the chamber 2 is stopped. Then, the control unit 50 controls the drive mechanism 30 to stop the rotation of the wafer W. Thereafter, the wafer W is unloaded out of the chamber 2 through the slit valve 26 by a transfer mechanism (not shown).

［非対称度測定工程］
第１エピタキシャルウェーハ製造工程で形成されたエピタキシャル膜について、膜厚測定を行う。膜厚の測定は、たとえば、赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）を用いる公知の方法により行うことができる。ウェーハＷの外周部（ウェーハの外周から中心に向かって１〜１０ｍｍの領域内）については、ウェーハＷの中心の周りに、たとえば、ほぼ等角度間隔をおいた４点以上で膜厚を測定する。併せて、ウェーハＷの径方向に関する膜厚分布を測定してもよい。そして、ウェーハＷの外周部について得られた膜厚のデータを用い、上記（Ａ）式に従って、エピタキシャル膜の非対称度を求める。 [Asymmetry measurement process]
The film thickness of the epitaxial film formed in the first epitaxial wafer manufacturing process is measured. The film thickness can be measured, for example, by a known method using an infrared spectrophotometer (FT-IR). For the peripheral portion of wafer W (within an area of 1 to 10 mm from the outer periphery of wafer to the center), the film thickness is measured, for example, at four or more points spaced approximately equiangularly around the center of wafer W . At the same time, the film thickness distribution in the radial direction of the wafer W may be measured. Then, using the data of the film thickness obtained for the outer peripheral portion of the wafer W, the asymmetry of the epitaxial film is obtained according to the above-mentioned equation (A).

第１エピタキシャルウェーハ製造工程で形成されたエピタキシャル膜の非対称度が、許容レベル以下であった場合は、第１エピタキシャルウェーハ製造工程の成膜条件により、エピタキシャルシリコンウェーハの製造を続ける。一方、第１エピタキシャルウェーハ製造工程で形成されたエピタキシャル膜の非対称度が、許容レベル以下ではなかった場合は、段取り替えの前に採用していた成膜条件では、エピタキシャル膜の非対称度を低減できないと判断することができる。この場合は、下記条件選択工程以降の工程を実施する。 If the asymmetry of the epitaxial film formed in the first epitaxial wafer manufacturing process is equal to or less than the allowable level, the manufacturing of the epitaxial silicon wafer is continued under the film forming conditions in the first epitaxial wafer manufacturing process. On the other hand, if the degree of asymmetry of the epitaxial film formed in the first epitaxial wafer manufacturing process is not below the allowable level, the degree of asymmetry of the epitaxial film can not be reduced under the film forming conditions adopted before the setup change. It can be judged. In this case, the steps after the following condition selection step are performed.

第１エピタキシャルウェーハ製造工程で、エピタキシャル膜を形成した際の成膜条件、および形成したエピタキシャル膜の非対称度は、基準成膜データとして、制御部５０に備えられた記憶装置５０ａに格納される。基準成膜データは、成膜条件として、少なくとも、成膜を行った時期、成膜条件、および成膜により形成されたエピタキシャル膜の非対称度のデータを含む。 In the first epitaxial wafer manufacturing process, the film forming conditions at the time of forming the epitaxial film and the asymmetry of the formed epitaxial film are stored as the reference film forming data in the storage device 50a provided in the control unit 50. The reference film formation data includes, as film formation conditions, at least data on the time of film formation, the film formation conditions, and the asymmetry of the epitaxial film formed by the film formation.

［条件選択工程］
この工程では、制御部５０に備えられた記憶装置５０ａに格納された複数組の調整データから、次に形成するべきエピタキシャル膜の成膜条件を選択する。この成膜条件は、第１エピタキシャルウェーハ製造工程で形成されたエピタキシャル膜に比して非対称度が低減されたエピタキシャル膜を形成できることが期待されるものである。 [Condition selection process]
In this step, the film formation conditions of the epitaxial film to be formed next are selected from the plurality of sets of adjustment data stored in the storage device 50a provided in the control unit 50. The film forming conditions are expected to be able to form an epitaxial film having a degree of asymmetry reduced as compared with the epitaxial film formed in the first epitaxial wafer manufacturing process.

より詳細には、この工程では、複数組の調整データから、優先順位をつけた下記(a)〜(e)の判定事項に基づいて、１組の調整データを選択する。この選択は、制御部５０により行われる。下記(a)〜(d)の判定事項は、非対称度を低減する環境の近さということができる。
(a) エピタキシャル膜の形成に用いたチャンバが、第１エピタキシャルウェーハ製造工程の実施に用いたチャンバと同じであるか否か
(b) エピタキシャル膜の非対称度を調整した時期と、第１エピタキシャルウェーハ製造工程でエピタキシャル膜を形成した時期との近さ
(c) 非対称度を調整する前の成膜条件と、第１エピタキシャルウェーハ製造工程での成膜条件との近さ
(d) 非対称度を調整する前のエピタキシャル膜の非対称度と、第１エピタキシャルウェーハ製造工程で得られたエピタキシャル膜の非対称度との近さ
(e) 調整による非対称度の低減幅 More specifically, in this step, one set of adjustment data is selected from the plurality of sets of adjustment data based on the prioritized determination items (a) to (e) below. This selection is performed by the control unit 50. The following determination items (a) to (d) can be said to be the proximity of the environment in which the degree of asymmetry is reduced.
(a) Whether or not the chamber used to form the epitaxial film is the same as the chamber used to perform the first epitaxial wafer manufacturing process
(b) The proximity between the time when the degree of asymmetry of the epitaxial film was adjusted and the time when the epitaxial film was formed in the first epitaxial wafer manufacturing process
(c) The closeness between the film forming condition before adjusting the degree of asymmetry and the film forming condition in the first epitaxial wafer manufacturing process
(d) Closeness of the asymmetry of the epitaxial film before adjusting the asymmetry and the asymmetry of the epitaxial film obtained in the first epitaxial wafer manufacturing process
(e) Reduction in asymmetry by adjustment

優先順位は、たとえば、上記(a)〜（e）の順、すなわち、上記(a)の判定事項の優先順位が最も高く、上記(e)の判定事項の優先順位が最も低いとすることができる。以下の説明は、一例として、このような優先順位を採用することを前提としているが、これ以外の優先順位を採用してもよい。また、必ずしも、(a)〜（e）の判定事項のすべてを用いる必要はなく、(a)〜（e）の判定事項の少なくとも１つを用いればよい。 The priority may be, for example, in the order of (a) to (e), that is, the priority of the determination item of (a) is the highest and the priority of the determination item of (e) is the lowest. it can. The following description is based on the assumption that such a priority is adopted as an example, but other priorities may be adopted. Moreover, it is not necessary to necessarily use all of the determination items of (a) to (e), and at least one of the determination items of (a) to (e) may be used.

まず、記憶装置５０ａに格納された複数組の調整データから、判定事項(a)の要件を満たす調整データ、すなわち、エピタキシャル膜の形成に用いたチャンバが、第１エピタキシャルウェーハ製造工程の実施に用いたチャンバと同じである調整データを抽出する。判定事項(a)の要件を満たす調整データが存在しない場合は、調整データの選択を行うことなく、すべての組の調整データから、判定事項(b)による調整データの抽出を行う。判定事項(a)の要件を満たす調整データが存在すれば、抽出された調整データから、判定事項(b)による調整データの抽出を行う。 First, from a plurality of sets of adjustment data stored in the storage device 50a, the adjustment data satisfying the requirement of the determination item (a), that is, the chamber used for forming the epitaxial film is used to carry out the first epitaxial wafer manufacturing process. Extract adjustment data that is the same as the chamber. If no adjustment data satisfying the requirement of the determination item (a) exists, the adjustment data is extracted according to the determination item (b) from all sets of adjustment data without selecting the adjustment data. If adjustment data satisfying the requirement of the determination item (a) is present, the adjustment data is extracted according to the determination item (b) from the extracted adjustment data.

判定事項(b)については、適当な閾値として、たとえば３ヶ月を設定する。この場合、調整データにおけるエピタキシャル膜の非対称度を調整した時期と、第１エピタキシャルウェーハ製造工程でエピタキシャル膜を形成した時期との差が、３ヶ月以内の調整データを抽出する。この要件を満たす調整データが存在しない場合は、閾値を大きく、たとえば、６ヶ月に変更する等、条件を緩和して、調整データが抽出されるようにする。抽出された調整データが１組である場合は、その調整データに含まれる調整後の成膜条件を選択する。 For the determination item (b), for example, 3 months is set as an appropriate threshold value. In this case, the difference between the time when adjusting the asymmetry of the epitaxial film in the adjustment data and the time when the epitaxial film is formed in the first epitaxial wafer manufacturing process extracts the adjustment data within three months. If there is no adjustment data that satisfies this requirement, the condition is relaxed, such as changing the threshold value to a large value, for example, six months, so that the adjustment data is extracted. When the extracted adjustment data is one set, the adjusted film forming conditions included in the adjustment data are selected.

抽出された調整データが複数組存在する場合は、その調整データから、判定事項(c)により、調整データを抽出する。成膜条件の近さは、たとえば、すべての制御因子に対して、［標準化操作量］＝（［操作量］−［操作量平均値］）／［操作量標準偏差］で標準化して他の制御因子の操作量と比較できるようにしたうえで、全操作量に関して、Σ（［第１エピタキシャルウェーハ製造工程での標準化操作量］−［調整データの標準化操作量］）²で数値化したものとすることができる。 If a plurality of sets of extracted adjustment data exist, adjustment data is extracted from the adjustment data according to the determination item (c). For example, the proximity of the film forming conditions is standardized by [standardized manipulated variable] = ([operated quantity]-[operated quantity average value) / [manipulated standard deviation] for all control factors and What can be quantified with (([Standardized operation amount in the first epitaxial wafer manufacturing process]-[Standardized operation amount of adjustment data]) ² with regard to the total operation amount after comparison with the operation amount of the control factor It can be done.

制御因子は、たとえば、メイン水素流量、外側水素流量比、スリット水素流量、およびウェーハの回転数の４つとする。このように数値化された成膜条件の近さについて、閾値を設定して、すでに抽出された調整データから、成膜条件が近い調整データを抽出する。この要件を満たす調整データが存在しない場合は、閾値を大きく（条件を緩和）して、調整データが抽出されるようにする。抽出された調整データが１組である場合は、その調整データに含まれる調整後の成膜条件を選択する。 The control factors are, for example, the main hydrogen flow rate, the outer hydrogen flow rate ratio, the slit hydrogen flow rate, and the number of rotations of the wafer. A threshold value is set for the proximity of the film formation conditions quantified in this way, and adjustment data having similar film formation conditions is extracted from the adjustment data already extracted. If there is no adjustment data that satisfies this requirement, the threshold is increased (relaxation of the condition) so that the adjustment data is extracted. When the extracted adjustment data is one set, the adjusted film forming conditions included in the adjustment data are selected.

抽出された調整データが複数組存在する場合は、これらの複数組の調整データから、判定事項(d)により、調整データを抽出する。具体的には、まず、非対称度を調整する前のエピタキシャル膜の非対称度と、第１エピタキシャルウェーハ製造工程で得られたエピタキシャル膜の非対称度との差を求める。そして、この非対称度の差に閾値を設定して、複数組の調整データから、非対称度の差が小さい調整データを抽出する。この要件を満たす調整データが存在しない場合は、閾値を大きく（条件を緩和）して、調整データが抽出されるようにする。抽出された調整データが１組である場合は、その調整データに含まれる調整後の成膜条件を選択する。 If a plurality of sets of extracted adjustment data exist, adjustment data is extracted from the plurality of sets of adjustment data according to the determination item (d). Specifically, first, the difference between the asymmetry degree of the epitaxial film before adjusting the asymmetry degree and the asymmetry degree of the epitaxial film obtained in the first epitaxial wafer manufacturing process is determined. Then, a threshold value is set to the difference in asymmetry degree, and adjustment data having a small asymmetry degree difference is extracted from a plurality of sets of adjustment data. If there is no adjustment data that satisfies this requirement, the threshold is increased (relaxation of the condition) so that the adjustment data is extracted. When the extracted adjustment data is one set, the adjusted film forming conditions included in the adjustment data are selected.

抽出された調整データが複数組存在する場合は、これらの複数組の調整データから、判定事項(e)により、調整データを抽出する。具体的には、調整による非対称度の低減幅（調整前の非対称度から調整後の非対称度を減じたもの）に、閾値を設定して、複数組の調整データから、当該低減幅が大きい調整データを抽出する。この要件を満たす調整データが存在しない場合は、閾値を小さく（条件を緩和）して、１組の調整データが抽出されるようにする。そして、この調整データに含まれる調整後の成膜条件を選択する。この調整データに含まれる非対称度の低減幅を、第１エピタキシャルウェーハ製造工程で得られたエピタキシャル膜の非対称度から減じたものが、調整後の（下記第２エピタキシャルウェーハ製造工程で得られる）エピタキシャル膜の非対称度の予測値となる。 If there are a plurality of sets of extracted adjustment data, adjustment data is extracted from the plurality of sets of adjustment data according to the determination item (e). Specifically, a threshold is set to the reduction width of asymmetry degree by adjustment (the asymmetry degree before adjustment minus the asymmetry degree after adjustment), and the adjustment width is large adjustment from a plurality of sets of adjustment data Extract data. If there is no adjustment data that satisfies this requirement, the threshold is reduced (relaxation of the condition) so that one set of adjustment data is extracted. Then, the adjusted film forming conditions included in the adjustment data are selected. A reduced product of the degree of asymmetry reduction included in the adjustment data from the degree of asymmetry of the epitaxial film obtained in the first epitaxial wafer manufacturing process is epitaxial after adjustment (obtained in the second epitaxial wafer manufacturing process described below) It is a predicted value of the degree of asymmetry of the membrane.

以下、上記(a)〜(e)の判定事項に基づいて、１組の調整データを選択する具体例について説明する。表１に、制御部５０の記憶装置５０ａに格納された複数組の調整データについて、上記(a)〜(e)の判定事項により、異同または値を求めた結果を示す。 Hereinafter, based on the determination items (a) to (e), a specific example of selecting one set of adjustment data will be described. Table 1 shows the results of finding differences or values for the plurality of sets of adjustment data stored in the storage device 50a of the control unit 50 according to the determination items (a) to (e).

これらの調整データについて、判定事項の優先順位を(a)、(c)、(b)、(e)、（d)の順として、各判定事項の要件の充足の程度に基づいて、並べ替えを行った。表２に、調整データを並べ替えた結果を示す。表２で、上の調整データほど、優先順位が高い判定事項の要件を充足する。すなわち、調整データＥが、最もよく判定事項の要件を充足する。 With regard to these adjustment data, the judgment items are prioritized in the order of (a), (c), (b), (e) and (d), and are rearranged based on the degree of fulfillment of the requirements of each judgment item. Did. Table 2 shows the result of rearranging adjustment data. In Table 2, the adjustment data above satisfies the requirements of the determination items with higher priority. That is, the adjustment data E most often satisfies the requirements of the determination items.

これは、優先順位を判定事項(a)、(c)、(b)、(e)、(d)の順として、各判定事項により、段階的に調整データを抽出し、最終的に、調整データＥを選択したことに対応する。したがって、この場合、調整データＥに含まれる調整後の成膜条件を選択する。 In this process, adjustment data are extracted in stages according to each judgment item, in the order of the judgment items (a), (c), (b), (e) and (d), and finally adjustment is performed. This corresponds to the selection of data E. Therefore, in this case, the adjusted film formation conditions included in the adjustment data E are selected.

［第２エピタキシャルウェーハ製造工程］
この工程では、条件選択工程で選択された成膜条件を採用して、第１エピタキシャルウェーハ製造工程と同様にして、ウェーハＷ上にエピタキシャル膜を形成する。制御部５０は、この成膜条件が得られるように、ガス弁１６ａ、１６ｂ、２８、および駆動機構３０を制御する。 [Second epitaxial wafer manufacturing process]
In this step, an epitaxial film is formed on the wafer W in the same manner as in the first epitaxial wafer manufacturing step, employing the film forming conditions selected in the condition selecting step. The control unit 50 controls the gas valves 16a, 16b and 28 and the drive mechanism 30 so as to obtain the film formation conditions.

第２エピタキシャルウェーハ製造工程でエピタキシャル膜が形成されたウェーハが得られると、このエピタキシャル膜の非対称度を測定する。非対称度が許容レベル以下であった場合は、以後、第２エピタキシャルウェーハ製造工程で採用した成膜条件により、エピタキシャルシリコンウェーハの製造を続けることとする。この場合、成膜条件を１回変更しただけで、均一な厚さ分布を有するエピタキシャル膜を形成できる条件を見出せたことになる。 When a wafer on which an epitaxial film is formed is obtained in the second epitaxial wafer manufacturing process, the asymmetry of the epitaxial film is measured. If the degree of asymmetry is equal to or less than the allowable level, manufacture of the epitaxial silicon wafer will be continued under the film forming conditions adopted in the second epitaxial wafer manufacturing process. In this case, the conditions for forming an epitaxial film having a uniform thickness distribution can be found by changing the film forming conditions only once.

一方、非対称度が許容レベル以下ではなかった場合は、成膜条件の変更によっては、非対称度を低減できない蓋然性が高い。この場合、チャンバを再度分解および組み立てすることにより、製造装置１０の調整、たとえば、サセプタの支持面がより水平に近くなるように調整する。このような調整の後にエピタキシャル膜を形成すると、そのエピタキシャル膜の非対称度が許容レベル以下である可能性が高い。すなわち、第２エピタキシャルウェーハ製造工程で得られたエピタキシャル膜の非対称度が許容レベル以下ではなかった場合は、「チャンバを分解してチャンバおよびその内部の部材を調整することなく、非対称度を低減することは不可能である」との判断を迅速に下すことができる。 On the other hand, when the degree of asymmetry is not below the allowable level, there is a high probability that the degree of asymmetry can not be reduced by changing the film forming conditions. In this case, the chamber is reassembled and assembled to adjust the adjustment of the manufacturing apparatus 10, for example, to make the support surface of the susceptor more horizontal. If an epitaxial film is formed after such adjustment, it is highly likely that the degree of asymmetry of the epitaxial film is less than the allowable level. That is, if the degree of asymmetry of the epitaxial film obtained in the second epitaxial wafer manufacturing process is not below the allowable level, “the degree of asymmetry is reduced without disassembling the chamber and adjusting the chamber and members therein. It is possible to quickly make the judgment that it is impossible.

調整に使用したチャンバ、第１エピタキシャルウェーハ製造工程を実施した時期、第１および第２エピタキシャルウェーハ製造工程での成膜条件、ならびに第１および第２エピタキシャルウェーハ製造工程で得られたエピタキシャル膜の非対称度等のデータは、制御部５０の記憶装置５０ａに格納された調整データ（データベース）に追加することとしてもよい。 The chamber used for adjustment, the time when the first epitaxial wafer manufacturing process was performed, the film forming conditions in the first and second epitaxial wafer manufacturing processes, and the asymmetry of the epitaxial film obtained in the first and second epitaxial wafer manufacturing processes Data such as degrees may be added to adjustment data (database) stored in the storage device 50 a of the control unit 50.

以上の製造方法および製造装置において、複数組の調整データからの１組の調整データの選択は、(a)〜(e)の判定事項を同時に考慮して、環境の近さを定量化し、その値に基づいて行ってもよい。この場合、(a)〜(e)の判定事項の各々に重みを付けることとしてもよく、重みは０であり得るものとすることができる。ある判定事項について、重みを０とすることは、その判定事項を考慮しないことを意味する。 In the above manufacturing method and manufacturing apparatus, selection of one set of adjustment data from a plurality of sets of adjustment data quantifies the closeness of the environment by simultaneously considering the determination items of (a) to (e), and It may be done based on the value. In this case, each of the determination items (a) to (e) may be weighted, and the weight may be zero. Setting a weight to 0 for a certain judgment means that the judgment is not considered.

２：チャンバ、１０：製造装置、１６ａ、１６ｂ、２８：ガス弁、
３０：駆動機構、５０：制御部、５０ａ：記憶装置、Ｗ：ウェーハ 2: Chamber, 10: Manufacturing apparatus, 16a, 16b, 28: Gas valve,
30: Drive mechanism, 50: Control unit, 50a: Storage device, W: Wafer

Claims

An apparatus for forming an epitaxial film on a wafer to manufacture an epitaxial wafer, comprising:
A chamber internally forming an epitaxial film on the wafer;
A control unit having a storage device in which a plurality of sets of adjustment data related to adjustment results when adjusting the asymmetry degree of the epitaxial film by changing the film forming conditions in the past and adjusting the asymmetry degree;
A control mechanism capable of changing a control factor affecting the asymmetry degree of the epitaxial film and controlled by the control unit;
The control unit
From the plurality of sets of adjustment data, the deposition conditions of the epitaxial film to be formed next are selected,
Controlling the adjusting mechanism so as to obtain the selected deposition conditions;
The selection selects one set of adjustment data from the plurality of sets of adjustment data based on at least one of the proximity of the environment in which the degree of asymmetry is reduced and the reduction degree of the asymmetry by adjustment, and is included in the adjustment data. The film formation conditions for adjustment are adopted as the film formation conditions of the epitaxial film to be formed next ,
The storage device further stores reference film formation data which is film formation data when an epitaxial film is formed in the chamber,
The reference film formation data includes data on film formation time, film formation conditions, and asymmetry of an epitaxial film formed by the film formation,
Each of the plurality of sets of adjustment data stored in the storage device corresponds to the chamber used for adjustment, the film formation condition before adjustment, the asymmetry of the epitaxial film formed according to the film formation condition before adjustment, the adjusted time , Film formation conditions for adjustment, and data of asymmetry of an epitaxial film formed according to the film formation conditions for adjustment;
The manufacturing apparatus, wherein the proximity of the environment for reducing the degree of asymmetry includes at least one of the following (a) to (d):
(A) Whether or not the chamber used for forming the epitaxial film is the same as the chamber of the manufacturing apparatus
(B) The closeness between the time when the asymmetry degree of the epitaxial film is adjusted and the time when the film formation is performed in the reference film formation data
(C) The closeness between the film forming condition before adjusting the degree of asymmetry and the film forming condition in the reference film forming data
(D) Asymmetry of the epitaxial film before adjusting the degree of asymmetry, and proximity of the asymmetry of the epitaxial film in the reference deposition data

The manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein
The adjustment mechanism
A drive mechanism for controlling the number of rotations of a susceptor for supporting a wafer in the chamber;
And a gas valve interposed in a gas pipe for supplying a gas into the chamber and controlling a flow rate of the gas flowing in the gas pipe.