JPH03270126A - 半導体気相成長方法及びその装置 - Google Patents
半導体気相成長方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH03270126A JPH03270126A JP2070738A JP7073890A JPH03270126A JP H03270126 A JPH03270126 A JP H03270126A JP 2070738 A JP2070738 A JP 2070738A JP 7073890 A JP7073890 A JP 7073890A JP H03270126 A JPH03270126 A JP H03270126A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- chamber
- vapor phase
- phase growth
- oxide film
- 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.)
- Granted
Links
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 9
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 abstract description 4
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 abstract description 3
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 62
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C16/0209—Pretreatment of the material to be coated by heating
- C23C16/0218—Pretreatment of the material to be coated by heating in a reactive atmosphere
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45502—Flow conditions in reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45587—Mechanical means for changing the gas flow
- C23C16/45591—Fixed means, e.g. wings, baffles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
-
- 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
-
- 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
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分！Ｐｆ）
本発明は、半導体装置の製造過程において用いられる半
導体気相成長方法及びその装置に関し、より詳しくは、
半導体基板ウェーハの表面にＳｔを気相成長（エピタキ
シャル成長）させるのに用いて好適な半導体気相成長り
法及びその装置に関する。
導体気相成長方法及びその装置に関し、より詳しくは、
半導体基板ウェーハの表面にＳｔを気相成長（エピタキ
シャル成長）させるのに用いて好適な半導体気相成長り
法及びその装置に関する。
（従来の技術）
従来、Ｓｉエピタキシャル成長装置として種々のものが
知られている。第３Ａ図〜第３Ｃ図はそれらの例を示す
ものである。それらの装置は２つに大別され、複数枚の
ウェーハを一括して処理するバッチ型と、ウェーハを１
枚ずつ処理する枚葉型とに分けられる。上記バッチ型は
、加熱方式及び反応炉の形状によって、第３Ａ図の縦型
（高周波加熱）と、第３Ｂ図のバレル型（輻射加熱）と
に分けられる。第３Ａ図においては、■盤状のサセプタ
２上に複数の半導体基板ウェー／Ｘ４．４１・・・を載
置している。第３Ｂ図においては、多面体状のサセプタ
６の表面に複数のウェーハ４．４゜・・を付設している
。また、上記枚葉型はｆ３３ Ｃ図に示される。第３Ｃ
図においては、反応容器８として角型石英管を用い、こ
の中の円盤状サセプタ１０上にウェーハ４を載せ、この
ウェー／Ｘ４を、例えば容器８外の上下に置いたハロゲ
ンランプ（図示せず）で、上下から軸封加熱するように
している。
知られている。第３Ａ図〜第３Ｃ図はそれらの例を示す
ものである。それらの装置は２つに大別され、複数枚の
ウェーハを一括して処理するバッチ型と、ウェーハを１
枚ずつ処理する枚葉型とに分けられる。上記バッチ型は
、加熱方式及び反応炉の形状によって、第３Ａ図の縦型
（高周波加熱）と、第３Ｂ図のバレル型（輻射加熱）と
に分けられる。第３Ａ図においては、■盤状のサセプタ
２上に複数の半導体基板ウェー／Ｘ４．４１・・・を載
置している。第３Ｂ図においては、多面体状のサセプタ
６の表面に複数のウェーハ４．４゜・・を付設している
。また、上記枚葉型はｆ３３ Ｃ図に示される。第３Ｃ
図においては、反応容器８として角型石英管を用い、こ
の中の円盤状サセプタ１０上にウェーハ４を載せ、この
ウェー／Ｘ４を、例えば容器８外の上下に置いたハロゲ
ンランプ（図示せず）で、上下から軸封加熱するように
している。
（発明が解決しようとする課題）
上記第３Ａ図及び第３Ｂ図のバッチ型の気相成長装置に
おいては、サセプタ２の表面に平向的にウェーハ４を載
置する。このため、ウェーハ４の直径が大きくなるにつ
れて、１１！！Ｉで処理できるウェーハの枚数が急激に
減少する。例えば、市販のバレル型装置を用いた場合、
直径が５インチのつ工−ハは一度に１８枚処理できる。
おいては、サセプタ２の表面に平向的にウェーハ４を載
置する。このため、ウェーハ４の直径が大きくなるにつ
れて、１１！！Ｉで処理できるウェーハの枚数が急激に
減少する。例えば、市販のバレル型装置を用いた場合、
直径が５インチのつ工−ハは一度に１８枚処理できる。
これに対し、ウェーハの直径が６インチの場合には１５
枚、８インチの場合には８枚しか一度に処理できない。
枚、８インチの場合には８枚しか一度に処理できない。
これにより、ウェーハの直径の増大化につれて生産能力
が低下し、気相成長加圧コストが上昇する。
が低下し、気相成長加圧コストが上昇する。
また、第３Ｃ図の枚葉型の装置によれば、１回当りの処
理枚数は１枚と少ないにも拘らず、気相成長シーフェン
スの時間を従来のものの１７１０以下に短縮することが
できる。このため、結局、直径の大きなウェーハの生産
能力を向上させることができる。しかしながら、この枚
葉型では、反応炉として角型のものを用いているため、
膜厚を均一にするにはキャリアガス（水素）の流量を、
従来のバッチ型のものとほぼ同等の〜１００ｉｌ ／１
１１ｉｎ以上としなければならない。このため、ウエー
ノ＼１枚当りに使用するガス量は七人する。これにより
、気相成長のコストを下げることが困難となる。
理枚数は１枚と少ないにも拘らず、気相成長シーフェン
スの時間を従来のものの１７１０以下に短縮することが
できる。このため、結局、直径の大きなウェーハの生産
能力を向上させることができる。しかしながら、この枚
葉型では、反応炉として角型のものを用いているため、
膜厚を均一にするにはキャリアガス（水素）の流量を、
従来のバッチ型のものとほぼ同等の〜１００ｉｌ ／１
１１ｉｎ以上としなければならない。このため、ウエー
ノ＼１枚当りに使用するガス量は七人する。これにより
、気相成長のコストを下げることが困難となる。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、
ウェーハの直径が大きくなっても生産性が低下するのを
抑えることができると４１−に気相成長コストの上昇を
抑えることのできる半導体気相成長方法及びその装置を
１是供することにある。
ウェーハの直径が大きくなっても生産性が低下するのを
抑えることができると４１−に気相成長コストの上昇を
抑えることのできる半導体気相成長方法及びその装置を
１是供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明の第１の半導体気相成長方法は、半導体基板ウェ
ーハ表面の［自然酸化膜の除去を第１の室で行い、「］
然酸酸化を除去した前記ウェー／＼の表面に、前記第１
の室と具なる第２の室で、気相成長を行わせるしのとし
て構成される。
ーハ表面の［自然酸化膜の除去を第１の室で行い、「］
然酸酸化を除去した前記ウェー／＼の表面に、前記第１
の室と具なる第２の室で、気相成長を行わせるしのとし
て構成される。
本発明の第２の方法は、前記第１の方法において、前記
気相成長時に、前記ウェーハを１１０００ｒｐ以上の高
速で回転させるものとして構成される。
気相成長時に、前記ウェーハを１１０００ｒｐ以上の高
速で回転させるものとして構成される。
本発明の第３の方法は、前記第１又は第２の方法におい
て、前記気相成長を、１００Ｔｏｒｒ以下の減圧下で且
つ１０００℃以下の温度で行うものとして構成される。
て、前記気相成長を、１００Ｔｏｒｒ以下の減圧下で且
つ１０００℃以下の温度で行うものとして構成される。
本発明の第１の半導体気相成長装置は、半導休風板ウェ
ーハ表面の自然酸化膜を除去する第１の室と、自然酸化
膜を除去した前記ウェーハの表向に気相成長を行わせる
、前記２ｊＸ１の室と異なる第２の室と、ものとして構
成される。
ーハ表面の自然酸化膜を除去する第１の室と、自然酸化
膜を除去した前記ウェーハの表向に気相成長を行わせる
、前記２ｊＸ１の室と異なる第２の室と、ものとして構
成される。
本発明の第２の装置は、前記ウェーハを高速回転させ得
る回転駆動手段を第２の室にＨするものとして構成され
る。
る回転駆動手段を第２の室にＨするものとして構成され
る。
本発明の第３の装置は、前記第２の室を減圧可能な減圧
手段と、前記第２の家出のウェーハを加熱可能な加熱手
段と、を４ｊ−するものとして構成される。
手段と、前記第２の家出のウェーハを加熱可能な加熱手
段と、を４ｊ−するものとして構成される。
（作 用）
ウェーハ表面の自然酸化膜除去とその除去後の表面への
気相成長が別々の室で行われる。このため、酸化膜除去
と気相成長をそれぞれに適した且つ無駄のない好適な条
件で行うことができる。これにより、少量のガス泊費の
もとに適正に気相成長が行われる。特に、ウェーハを高
速で回転させた場合には、１０００℃という比較的低温
でも均一な膜厚のものを速い成長速度で得られる。
気相成長が別々の室で行われる。このため、酸化膜除去
と気相成長をそれぞれに適した且つ無駄のない好適な条
件で行うことができる。これにより、少量のガス泊費の
もとに適正に気相成長が行われる。特に、ウェーハを高
速で回転させた場合には、１０００℃という比較的低温
でも均一な膜厚のものを速い成長速度で得られる。
（実施例）
第１図は本発明の実施例の平面的概略図である。
この第１図かられかるように、この装置は、真空に保持
されるロードロツタ室２０のほかに、この室２０と連通
、遮断可能な未処理ウェーハ格納用第１ボツクス２１、
前処理炉２２、デボジョン炉２３及び処理済ウェーハ格
納用第２ボツクス２４を存する。未処理ウェーハ格納用
第１ボツクス２１は、気相成長（エピタキシャル成長）
をさせる前の未処理ウェーハＷｌを格納するためのもの
である。前処理炉２２はウェーハＷ２の表面の自然酸化
膜を除去するためのものである。デポジション炉２３は
、ウェーハＷ３の表面にエピタキシャル成長を行わせる
ためのものである。処理済ウェーハ格納用第２ボツクス
２４は、エピタキシャル成長済の処理済ウェーハＷ４を
格納するためのものである。上記ロードロツタ室２０山
は常に真空にあるいは不ｌｌ性ガス雰囲気に保たれる室
であり、この内部には移動可能なハンドリングロボット
２５が設けられている。このロボット２５は、上記各室
（２１〜２４）間でのウェー／＼の搬送を行うためのも
のである。ロードロック室２０と４つの室（２１〜２４
）との間には密閉扉２１ａ〜２４ａが設けられている。
されるロードロツタ室２０のほかに、この室２０と連通
、遮断可能な未処理ウェーハ格納用第１ボツクス２１、
前処理炉２２、デボジョン炉２３及び処理済ウェーハ格
納用第２ボツクス２４を存する。未処理ウェーハ格納用
第１ボツクス２１は、気相成長（エピタキシャル成長）
をさせる前の未処理ウェーハＷｌを格納するためのもの
である。前処理炉２２はウェーハＷ２の表面の自然酸化
膜を除去するためのものである。デポジション炉２３は
、ウェーハＷ３の表面にエピタキシャル成長を行わせる
ためのものである。処理済ウェーハ格納用第２ボツクス
２４は、エピタキシャル成長済の処理済ウェーハＷ４を
格納するためのものである。上記ロードロツタ室２０山
は常に真空にあるいは不ｌｌ性ガス雰囲気に保たれる室
であり、この内部には移動可能なハンドリングロボット
２５が設けられている。このロボット２５は、上記各室
（２１〜２４）間でのウェー／＼の搬送を行うためのも
のである。ロードロック室２０と４つの室（２１〜２４
）との間には密閉扉２１ａ〜２４ａが設けられている。
これらの扉２１ａ、２４ａの開閉により、ロードロック
室２０と４つの室（２１〜２４）との間が連通、遮断す
る。未処理及び処理済ウェーハ格納用第１及び第２ボッ
クス２１．２４は、外部から又は外部ヘウェーハを搬入
又は搬出するための密閉扉２１ｂ、２４ｂを有する。ロ
ードロツタ室２０と４つの室（２１〜２４）の吸引口２
０ａ、２１ｃ、２２ｂ、２３ｂ。
室２０と４つの室（２１〜２４）との間が連通、遮断す
る。未処理及び処理済ウェーハ格納用第１及び第２ボッ
クス２１．２４は、外部から又は外部ヘウェーハを搬入
又は搬出するための密閉扉２１ｂ、２４ｂを有する。ロ
ードロツタ室２０と４つの室（２１〜２４）の吸引口２
０ａ、２１ｃ、２２ｂ、２３ｂ。
２４ｃには、図示せぬ流路切換バルブ等を介して吸引用
ポンプ２６が接続されている。さらに、前処理炉２２及
びデポジョン炉２３には、所望のガスを流入させる流入
口２２ｃ、２３ｃ及び流出させる流出口２２ｄ、２３ｄ
が設けられている。
ポンプ２６が接続されている。さらに、前処理炉２２及
びデポジョン炉２３には、所望のガスを流入させる流入
口２２ｃ、２３ｃ及び流出させる流出口２２ｄ、２３ｄ
が設けられている。
このような装置による気ｉ目エピタキシャル成長は以下
のようにして行われる。
のようにして行われる。
即ち、各席２１ａ〜２４ａを閉じた状態でロードロック
室２０を真空にする。外部から第１ボツクス２１内に未
処理のウェーハＷｌを扉２１ｂを開いて搬入する。扉２
１ｂを閉した後この第１ボツクス２１内を真空にする。
室２０を真空にする。外部から第１ボツクス２１内に未
処理のウェーハＷｌを扉２１ｂを開いて搬入する。扉２
１ｂを閉した後この第１ボツクス２１内を真空にする。
この後、扉２１ａを開きハンドリングロボット２５によ
り、ウェーハＷ１を予め真空にしておいた前処理室２２
に移動する。
り、ウェーハＷ１を予め真空にしておいた前処理室２２
に移動する。
前処理炉２２では、田盤状のサセプタ（例えば、カーボ
ン基材にＳｉＣをコーティングしたもの）上にウェーハ
Ｗ２を載せる。ｎつ、流入ｎ２２ｃより水素、又は水素
とＨＦ又は水素とＨ（Ｊ）を流入させる。これにより、
このウェーハＷ２を、輻射加熱により水素雰囲気中で約
１０５０”Ｃ以上に昇温し、１〜２分間保ｊ、１７する
。これにより、ウェーハＷ２の表面の自然酸化膜は、水
素還元により除去される。上記輻射加熱は、前処理炉２
２を石英により構成しておき、外部に設けた例えばハロ
ゲンランプ（第２Ａ図の４８）や１圧抗ヒータ等によっ
て実施する。
ン基材にＳｉＣをコーティングしたもの）上にウェーハ
Ｗ２を載せる。ｎつ、流入ｎ２２ｃより水素、又は水素
とＨＦ又は水素とＨ（Ｊ）を流入させる。これにより、
このウェーハＷ２を、輻射加熱により水素雰囲気中で約
１０５０”Ｃ以上に昇温し、１〜２分間保ｊ、１７する
。これにより、ウェーハＷ２の表面の自然酸化膜は、水
素還元により除去される。上記輻射加熱は、前処理炉２
２を石英により構成しておき、外部に設けた例えばハロ
ゲンランプ（第２Ａ図の４８）や１圧抗ヒータ等によっ
て実施する。
この後、そのウェーハＷ２をハロゲンランプの消灯等に
より直ちに降混し、ハンドリングロボット２５により予
めυＦ気したデポジション炉２３に扉２３ａを通して移
動する。
より直ちに降混し、ハンドリングロボット２５により予
めυＦ気したデポジション炉２３に扉２３ａを通して移
動する。
デポジション炉２３の詳細は第２図に概略的に示される
。デポジション室３１を構成する容器３２の上部には流
入口２３ｃが、下部には流出口２３ｄが形成されている
。この室３１内には、回転可能な軸３３上にサセプタ３
５がその軸３３と一体に回転するように固止されている
。ウェーハＷ３はサセプタ３５に載せられる。サセプタ
３５はその表面にウェーハ収納溝’３５２を有する。こ
の溝３５ａにウェーハＷ３が嵌め込まれる。これにより
、ウェーハＷ３はサセプタ３５に支持される。サセプタ
３５は、直ドに設置された批抗ヒータ（カーボンヒータ
）３４によって加熱される。
。デポジション室３１を構成する容器３２の上部には流
入口２３ｃが、下部には流出口２３ｄが形成されている
。この室３１内には、回転可能な軸３３上にサセプタ３
５がその軸３３と一体に回転するように固止されている
。ウェーハＷ３はサセプタ３５に載せられる。サセプタ
３５はその表面にウェーハ収納溝’３５２を有する。こ
の溝３５ａにウェーハＷ３が嵌め込まれる。これにより
、ウェーハＷ３はサセプタ３５に支持される。サセプタ
３５は、直ドに設置された批抗ヒータ（カーボンヒータ
）３４によって加熱される。
ヒータとしてカーボンヒータ３４を用いたのは、高熱伝
導性を得るためである。このウェーハＷ３を、抵抗し一
タ３４の抵抗加熱によって１０００℃程度又はそれ以下
又はそれ以上まで加熱する。
導性を得るためである。このウェーハＷ３を、抵抗し一
タ３４の抵抗加熱によって１０００℃程度又はそれ以下
又はそれ以上まで加熱する。
この後、反応ガスとして、例えば、
Ｓ ｉ Ｉ２ ＣｆＩ２ （ジクロルシラン）又は５
ｉＨＣＩ （）ジクロルシラン）又はＳ ｉＨ４（
モノシラン）をキャリアガスＨ２（〜１０ｐ／ｓｉｎ
）と共に流入口２３ｃから流入させる。このとき、つｓ
−”Ｗａを１０００〜３０００ｒｐｍ捏度で高速回転さ
せる。この高速回転によって、つ工−ハＷ３の表向にお
けるガス停滞層の厚さが薄く且つ均一なものとなる。ま
た、気層成長時にデポジション炉２３内に渦発生を肋ぐ
ために、この炉２３は、前にも簡！１％に連べたように
、吸引口２３ｂを通じて、予め１００Ｔｏｒｒ以下に減
圧される。所定の厚さの気相成長が行われる特開経過後
に、反応ガスの流入を止め、カーボンヒータ３４を停止
状態としてウェーハＷ３を降温させる。この後、真空状
態とした後ロボットにより扉２３ａを介して処理済のウ
ェーハＷ３を取り出し、予め真空状態とした処理済ウェ
ーハ格納用の第２のボックス２４に７７ｇ２４ａを介し
て格納する。これにより、１つのウェーハにχ・ｌする
一連の気相成長処理が終了する。この下杵を各ウェーハ
について順次繰り返すことにより、各ウェーハについて
の気相成長がｊｊねれる。処理済のいくつかのウェーハ
Ｗ４は、扉２４ａを閉した状態において、扉２４ｂから
外部へ取り出される。
ｉＨＣＩ （）ジクロルシラン）又はＳ ｉＨ４（
モノシラン）をキャリアガスＨ２（〜１０ｐ／ｓｉｎ
）と共に流入口２３ｃから流入させる。このとき、つｓ
−”Ｗａを１０００〜３０００ｒｐｍ捏度で高速回転さ
せる。この高速回転によって、つ工−ハＷ３の表向にお
けるガス停滞層の厚さが薄く且つ均一なものとなる。ま
た、気層成長時にデポジション炉２３内に渦発生を肋ぐ
ために、この炉２３は、前にも簡！１％に連べたように
、吸引口２３ｂを通じて、予め１００Ｔｏｒｒ以下に減
圧される。所定の厚さの気相成長が行われる特開経過後
に、反応ガスの流入を止め、カーボンヒータ３４を停止
状態としてウェーハＷ３を降温させる。この後、真空状
態とした後ロボットにより扉２３ａを介して処理済のウ
ェーハＷ３を取り出し、予め真空状態とした処理済ウェ
ーハ格納用の第２のボックス２４に７７ｇ２４ａを介し
て格納する。これにより、１つのウェーハにχ・ｌする
一連の気相成長処理が終了する。この下杵を各ウェーハ
について順次繰り返すことにより、各ウェーハについて
の気相成長がｊｊねれる。処理済のいくつかのウェーハ
Ｗ４は、扉２４ａを閉した状態において、扉２４ｂから
外部へ取り出される。
上述の気相成長においては、最大１０μｍ／ａｉｎの気
相成長速度が得られる。このため、例えば、１０μｍの
エピタキシャル成長を行わせる場合、昇降温に要する時
間を含めて１０分捏度で、１つのウェーハに対する１連
の工捏が終了ｉ＋Ｊ能である。
相成長速度が得られる。このため、例えば、１０μｍの
エピタキシャル成長を行わせる場合、昇降温に要する時
間を含めて１０分捏度で、１つのウェーハに対する１連
の工捏が終了ｉ＋Ｊ能である。
上記第１図の具体的構成は第２Ａ図に示される。
第２Ａ図において、第１図及び第２図と同一の構成部材
には同一の符号を付している。
には同一の符号を付している。
この第２Ａ図において、輔３３は軸受４３によって支持
されており、この軸３３は歯車機構４２を介してモータ
４１によって同転させられる。この軸３３は中空となっ
ており、この中を加熱電流を流すためのリード線４４が
通って、同じく中空のサセプタ３５内のヒータ３４に接
続されている。
されており、この軸３３は歯車機構４２を介してモータ
４１によって同転させられる。この軸３３は中空となっ
ており、この中を加熱電流を流すためのリード線４４が
通って、同じく中空のサセプタ３５内のヒータ３４に接
続されている。
また、ハンドリングロボット２５は、前処理室２２内の
サセプタ４７上のウェーハＷ２を受けとって気相成長室
２３のサセプタ３５上に搬送する。
サセプタ４７上のウェーハＷ２を受けとって気相成長室
２３のサセプタ３５上に搬送する。
本発明の実施例によれば、以下の通りの効果が得られる
。
。
即ち、デポジション室２３山でウェーハＷ３を高速回転
させるようにしたので、膜厚の均一性を、±２％以下の
高い精度を、キャリア流ｍｌ （Ｄ） ／ｗｉｎという
少ない量で達成できる。この流量は、従来の流量に比し
て１ノ１０以下である。
させるようにしたので、膜厚の均一性を、±２％以下の
高い精度を、キャリア流ｍｌ （Ｄ） ／ｗｉｎという
少ない量で達成できる。この流量は、従来の流量に比し
て１ノ１０以下である。
また、気相成長速度を、従来の倍以上の速度である、１
０μｍ／曽１ｎにすることができる。このため、ウェー
ハ１枚当りの成長サイクルの所要時間も１０分／１枚と
することができる。これにより、デポジション炉１基当
りのウェーハの気相成長能力は６枚／ｈｏｕｒとなる。
０μｍ／曽１ｎにすることができる。このため、ウェー
ハ１枚当りの成長サイクルの所要時間も１０分／１枚と
することができる。これにより、デポジション炉１基当
りのウェーハの気相成長能力は６枚／ｈｏｕｒとなる。
デポジション炉を３基設ければ、１８枚／ ｈｏｕｒと
なる。これは、従来のバッチ型のデポジション炉の倍以
上の能力である。
なる。これは、従来のバッチ型のデポジション炉の倍以
上の能力である。
さらに、前処理炉で１゛」然酸化膜を除大しているため
、デポジション温度が１０００℃程度あるいはそれ以下
と低温化されるので、昇降温スピードに関係なく、熱歪
によるスリップ転位の発生はほとんど生じない。このた
め、短時間での気相成長処理が可能となった。これによ
り、例えば、直径８インチ以上の大きなウェーハについ
ての土産性も署しく向上でき、且つガス流量の低減や電
気消費量の低減が−Ｊ能となり、エピタキシャル成長コ
ストが大幅に低減される。
、デポジション温度が１０００℃程度あるいはそれ以下
と低温化されるので、昇降温スピードに関係なく、熱歪
によるスリップ転位の発生はほとんど生じない。このた
め、短時間での気相成長処理が可能となった。これによ
り、例えば、直径８インチ以上の大きなウェーハについ
ての土産性も署しく向上でき、且つガス流量の低減や電
気消費量の低減が−Ｊ能となり、エピタキシャル成長コ
ストが大幅に低減される。
なお、上記実施例では、ウェーハ表向の自然酸化膜を除
大するのに高温Ｈ２還元ｌ去を用いたが、この方法に代
えて、イオンによるスパッタリング法や、ＩＦ蒸気によ
る気相エツチング法を採用してもよい。
大するのに高温Ｈ２還元ｌ去を用いたが、この方法に代
えて、イオンによるスパッタリング法や、ＩＦ蒸気によ
る気相エツチング法を採用してもよい。
本発明によれば、ウェーハ１枚当りのガス哨費量を低く
抑えて、低コストのもとに、たとえ直径の大きなウェー
ハであっても、生産性良く気相成長させることができる
。
抑えて、低コストのもとに、たとえ直径の大きなウェー
ハであっても、生産性良く気相成長させることができる
。
第１図は本発明の一実施例の装置の平面的説明図、第２
図はそのデポジション炉の縦断面図、第２Ａ図は第１図
の具体例を示す断面図、第３Ａ図〜第３Ｃ図はそれぞれ
異なる従来例の断面図である。 ３３・・・ウェーハ、３４・・・前処理炉、３６・・・
デポジション炉、５２・・・抵抗ヒータ、５４・・・サ
セプタ、４６・・・ガス流入口、４８・・・す１気口。
図はそのデポジション炉の縦断面図、第２Ａ図は第１図
の具体例を示す断面図、第３Ａ図〜第３Ｃ図はそれぞれ
異なる従来例の断面図である。 ３３・・・ウェーハ、３４・・・前処理炉、３６・・・
デポジション炉、５２・・・抵抗ヒータ、５４・・・サ
セプタ、４６・・・ガス流入口、４８・・・す１気口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板ウェーハ表面の自然酸化膜の除去を第１
の室で行い、 自然酸化膜を除去した前記ウェーハの表面に、前記第１
の室と異なる第２の室で、気相成長を行わせる ことを特徴とする半導体気相成長方法。 ２、前記気相成長時に、前記ウェーハを １０００ｒｐｍ以上の高速で回転させる、請求項１の方
法。 ３、前記気相成長を、１００Ｔｏｒｒ以下の減圧下で且
つ１０００℃以下の温度で行う、請求項１又は２の方法
。 ４、半導体基板ウェーハ表面の自然酸化膜を除去する第
１の室と、 自然酸化膜を除去した前記ウェーハの表面に気相成長を
行わせる、前記第１の室と異なる第２の室と、 を有することを特徴とする半導体気相成長装置。 ５、前記ウェーハを高速回転させ得る回転駆動手段を第
２の室に有する、請求項４の装置。 ６、前記第２の室を減圧可能な減圧手段と、前記第２の
室内のウェーハを加熱可能な加熱手段と、を有する、請
求項４又は５の装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2070738A JPH0760804B2 (ja) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | 半導体気相成長方法及びその装置 |
| KR1019910004323A KR950001751B1 (ko) | 1990-03-20 | 1991-03-19 | 반도체 기상성장방법 및 그 장치 |
| US08/092,587 US5365877A (en) | 1990-03-20 | 1993-07-16 | Method of growing semiconductor in vapor phase |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2070738A JPH0760804B2 (ja) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | 半導体気相成長方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03270126A true JPH03270126A (ja) | 1991-12-02 |
| JPH0760804B2 JPH0760804B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=13440159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2070738A Expired - Lifetime JPH0760804B2 (ja) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | 半導体気相成長方法及びその装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5365877A (ja) |
| JP (1) | JPH0760804B2 (ja) |
| KR (1) | KR950001751B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5993557A (en) * | 1997-02-25 | 1999-11-30 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Apparatus for growing single-crystalline semiconductor film |
| JP2001332602A (ja) * | 2000-03-16 | 2001-11-30 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 熱洗浄と熱処理との間のウェハ環境を制御するための装置および方法 |
| JP2009176784A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Covalent Materials Tokuyama Corp | 薄膜エピタキシャルウェーハの製造方法 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2953263B2 (ja) * | 1993-07-16 | 1999-09-27 | 信越半導体株式会社 | ｎ型シリコンエピタキシャル層の抵抗率測定方法 |
| JPH08236462A (ja) * | 1995-03-01 | 1996-09-13 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 気相成長方法 |
| TW418444B (en) * | 1996-12-16 | 2001-01-11 | Shinetsu Handotai Kk | The surface treatment method of silicon single crystal and the manufacture method of the silicon single crystal thin film |
| JP2975917B2 (ja) * | 1998-02-06 | 1999-11-10 | 株式会社半導体プロセス研究所 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 |
| US6231933B1 (en) | 1999-03-18 | 2001-05-15 | Primaxx, Inc. | Method and apparatus for metal oxide chemical vapor deposition on a substrate surface |
| US6630053B2 (en) * | 2000-08-22 | 2003-10-07 | Asm Japan K.K. | Semiconductor processing module and apparatus |
| US7467916B2 (en) * | 2005-03-08 | 2008-12-23 | Asm Japan K.K. | Semiconductor-manufacturing apparatus equipped with cooling stage and semiconductor-manufacturing method using same |
| US8012885B2 (en) * | 2007-04-02 | 2011-09-06 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Manufacturing method of semiconductor device |
| KR100902077B1 (ko) * | 2008-11-27 | 2009-06-09 | 주식회사 멕스기연 | 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법 |
| JP5615102B2 (ja) * | 2010-08-31 | 2014-10-29 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 半導体製造方法及び半導体製造装置 |
| CN103215563A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-07-24 | 光垒光电科技（上海）有限公司 | 沉积设备以及旋转装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5987813A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-21 | Matsushita Electronics Corp | エピタキシヤル成長装置 |
| JPS62150711A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-04 | Seiko Epson Corp | 気相成長法 |
| JPS6399524A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-04-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 結晶成長装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5927611B2 (ja) * | 1981-08-08 | 1984-07-06 | 富士通株式会社 | 気相成長方法 |
| JPS6016420A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | 選択的エピタキシヤル成長方法 |
| US4579609A (en) * | 1984-06-08 | 1986-04-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Growth of epitaxial films by chemical vapor deposition utilizing a surface cleaning step immediately before deposition |
-
1990
- 1990-03-20 JP JP2070738A patent/JPH0760804B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-03-19 KR KR1019910004323A patent/KR950001751B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-07-16 US US08/092,587 patent/US5365877A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5987813A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-21 | Matsushita Electronics Corp | エピタキシヤル成長装置 |
| JPS62150711A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-04 | Seiko Epson Corp | 気相成長法 |
| JPS6399524A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-04-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 結晶成長装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5993557A (en) * | 1997-02-25 | 1999-11-30 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Apparatus for growing single-crystalline semiconductor film |
| JP2001332602A (ja) * | 2000-03-16 | 2001-11-30 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 熱洗浄と熱処理との間のウェハ環境を制御するための装置および方法 |
| JP2009176784A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Covalent Materials Tokuyama Corp | 薄膜エピタキシャルウェーハの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5365877A (en) | 1994-11-22 |
| KR950001751B1 (ko) | 1995-02-28 |
| JPH0760804B2 (ja) | 1995-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5520743A (en) | Processing apparatus with means for rotating an object mounting means and a disk body located in the mounting means differently relative to each other | |
| WO2001041202A1 (fr) | Dispositif et procede de traitement thermique | |
| JP3023982B2 (ja) | 成膜方法 | |
| JPH03270126A (ja) | 半導体気相成長方法及びその装置 | |
| WO2019046000A1 (en) | INTEGRATED EPITAXIAL SYSTEM WITH HIGH SELECTIVITY OXIDE REMOVAL AND REMOVAL OF HIGH TEMPERATURE CONTAMINANTS | |
| KR100975717B1 (ko) | 기상성장장치와 기상성장방법 | |
| US20080199612A1 (en) | Method and Apparatus For Hydrogenation of Thin Film Silicon on Glass | |
| US5500388A (en) | Heat treatment process for wafers | |
| JPH0786173A (ja) | 成膜方法 | |
| JP3122883B2 (ja) | 気相成長装置 | |
| KR100870608B1 (ko) | 열처리 방법 및 열처리 장치 | |
| JP3274602B2 (ja) | 半導体素子の製造方法及び基板処理装置 | |
| KR102307233B1 (ko) | 금속 산화물 후처리를 위한 방법들 | |
| JP3667535B2 (ja) | 成膜方法 | |
| KR101921979B1 (ko) | 에피텍셜 웨이퍼 제조 방법 및 장치 | |
| KR20210070383A (ko) | 공간적 증착 툴을 동작시키는 방법들 | |
| WO2010013333A1 (ja) | 真空装置及び真空処理方法 | |
| KR20210066017A (ko) | 개선된 온도 균일성을 갖는 공간적 웨이퍼 처리 | |
| JP2003051497A (ja) | 熱処理方法および熱処理装置 | |
| JPH05190468A (ja) | 減圧ｃｖｄ装置 | |
| JP3124302B2 (ja) | 成膜方法 | |
| JPS60113921A (ja) | 気相反応方法および装置 | |
| JPS62177912A (ja) | 気相成長装置 | |
| JPH0283918A (ja) | 気相成長装置 | |
| JPH08222556A (ja) | 熱処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090628 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090628 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100628 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100628 Year of fee payment: 15 |