JPH06275531A - 枚葉型エピタキシャル成長装置 - Google Patents
枚葉型エピタキシャル成長装置Info
- Publication number
- JPH06275531A JPH06275531A JP6230093A JP6230093A JPH06275531A JP H06275531 A JPH06275531 A JP H06275531A JP 6230093 A JP6230093 A JP 6230093A JP 6230093 A JP6230093 A JP 6230093A JP H06275531 A JPH06275531 A JP H06275531A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- susceptor
- epitaxial growth
- semiconductor substrate
- counterbore
- chamber
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高スル−プットで、特性・品質が良好なエピ
タキシャルウエ−ハを製造できる点。 【構成】 枚葉型エピタキシャル成長装置の利点を活か
しつつ、抵抗率の評価を可能としている。しかも被処理
半導体基板を保持できるザグリをサセプタに設置して、
特性評価用半導体チップも配置可能とした。これにより
エピタキシャル成長後の特性評価が可能になった。しか
も、移動方式サセプタを１個以上使用することにより、
次のエピタキシャル成長を行っている間に前のエピタキ
シャル成長後のカ−トリッジ式サセプタを別の反応室に
移動して塩化水素によるエッチングを行うことができる
ので、連続エピタキシャル成長が可能になる。
タキシャルウエ−ハを製造できる点。 【構成】 枚葉型エピタキシャル成長装置の利点を活か
しつつ、抵抗率の評価を可能としている。しかも被処理
半導体基板を保持できるザグリをサセプタに設置して、
特性評価用半導体チップも配置可能とした。これにより
エピタキシャル成長後の特性評価が可能になった。しか
も、移動方式サセプタを１個以上使用することにより、
次のエピタキシャル成長を行っている間に前のエピタキ
シャル成長後のカ−トリッジ式サセプタを別の反応室に
移動して塩化水素によるエッチングを行うことができる
ので、連続エピタキシャル成長が可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエピタキシャル成長装置
に係わり、特に枚葉型エピタキシャル成長装置に好適す
る。
に係わり、特に枚葉型エピタキシャル成長装置に好適す
る。
【０００２】
【従来の技術】経済的に有利な半導体素子を半導体基板
に造込むために、各技術要因毎に改良が加えられてお
り、その一環として自動化によって生産性を高める方法
に加えて、半導体基板の材料効率を向上するために大口
径の半導体単結晶基板の開発が進められている。この大
口径の半導体単結晶基板の出現により、半導体基板に施
す各種工程を従来のバッチ処理から枚葉式方法も採用さ
れる方向にある。
に造込むために、各技術要因毎に改良が加えられてお
り、その一環として自動化によって生産性を高める方法
に加えて、半導体基板の材料効率を向上するために大口
径の半導体単結晶基板の開発が進められている。この大
口径の半導体単結晶基板の出現により、半導体基板に施
す各種工程を従来のバッチ処理から枚葉式方法も採用さ
れる方向にある。
【０００３】半導体基板に能動素子または受動素子を造
込むに方法には、エピタキシャル成長技術が欠かせない
技術であるが、これにも枚葉式による処理の検討が進め
られている。
込むに方法には、エピタキシャル成長技術が欠かせない
技術であるが、これにも枚葉式による処理の検討が進め
られている。
【０００４】枚葉式エピタキシャル成長方法は、かなり
の数の半導体基板をいわゆるプラネタリウム方式により
保持して行うバッチ方式に対して技術的に有利な点が知
られている。即ち堆積膜の膜厚のバラツキは、バッチ方
式が±３％なのに対して、枚葉式が１％更に比抵抗のバ
ラツキがバッチ方式が±１０％なのに対して、枚葉式が
５％と歴然とした差がある。しかし、生産性においては
逆転するのは否めず、製品の評価は処理方式を問わず必
要になる。
の数の半導体基板をいわゆるプラネタリウム方式により
保持して行うバッチ方式に対して技術的に有利な点が知
られている。即ち堆積膜の膜厚のバラツキは、バッチ方
式が±３％なのに対して、枚葉式が１％更に比抵抗のバ
ラツキがバッチ方式が±１０％なのに対して、枚葉式が
５％と歴然とした差がある。しかし、生産性においては
逆転するのは否めず、製品の評価は処理方式を問わず必
要になる。
【０００５】ここで枚葉型エピタキシャル成長装置を図
１により説明する。
１により説明する。
【０００６】図に明らかなように、反応ガス導入部１を
上部に設けた反応容器２に被処理半導体基板３を配置す
るには、反応ガス導入部１に対応する位置に配置すると
共に加熱源４をその下方に設ける。
上部に設けた反応容器２に被処理半導体基板３を配置す
るには、反応ガス導入部１に対応する位置に配置すると
共に加熱源４をその下方に設ける。
【０００７】サセプタ５に形成する凹部即ちザグリ６に
保持する被処理半導体基板３は、反応容器２に搬入後、
反応ガス７を導入部１より流入してエピタキシャル層を
堆積成長する。また反応容器２と架台７間には０リング
８を設置すると共に、排気孔９を形成して一定圧力が維
持できるようにする。
保持する被処理半導体基板３は、反応容器２に搬入後、
反応ガス７を導入部１より流入してエピタキシャル層を
堆積成長する。また反応容器２と架台７間には０リング
８を設置すると共に、排気孔９を形成して一定圧力が維
持できるようにする。
【０００８】このような枚葉型エピタキシャル成長装置
の特徴は、イ 大口径化がバッチ処理に比べて容易であ
り、ロ 膜厚均一性が良好であり、ハ 装置の省スペ−
ス化が容易であり動力も少なくなるなどが上げられる。
の特徴は、イ 大口径化がバッチ処理に比べて容易であ
り、ロ 膜厚均一性が良好であり、ハ 装置の省スペ−
ス化が容易であり動力も少なくなるなどが上げられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】実際のバッチ処理方式
にあっては、エピタキシャル成長後の特性評価が必要に
なる。通常の特性評価は、膜厚評価と抵抗率（比抵抗）
評価を実施するが、前者はFT-IR 法により非破壊・非接
触の測定ができるが、後者は非破壊・非接触の測定がで
きないために、保証が不可能である。また、枚葉型エピ
タキシャル成長装置は、スル−プット(Througt Put) が
低い難点があるがこの外にも特徴がある。エピタキシャ
ル成長を行うと、サセプタ上に被処理半導体基板と同様
な膜厚のエピタキシャル成長層が形成されて、温度分布
悪化を招く。従って連続エピタキシャル成長時以後の被
処理半導体基板に堆積するエピタキシャル成長層の膜厚
・抵抗率均一性悪化につながる。この対策としては、エ
ピタキシャル成長工程毎に、サセプタを塩化水素（Hcl)
によりエッチングすれば良いが、スル−プットが著しく
低下するために連続エピタキシャル成長には不向きであ
る。
にあっては、エピタキシャル成長後の特性評価が必要に
なる。通常の特性評価は、膜厚評価と抵抗率（比抵抗）
評価を実施するが、前者はFT-IR 法により非破壊・非接
触の測定ができるが、後者は非破壊・非接触の測定がで
きないために、保証が不可能である。また、枚葉型エピ
タキシャル成長装置は、スル−プット(Througt Put) が
低い難点があるがこの外にも特徴がある。エピタキシャ
ル成長を行うと、サセプタ上に被処理半導体基板と同様
な膜厚のエピタキシャル成長層が形成されて、温度分布
悪化を招く。従って連続エピタキシャル成長時以後の被
処理半導体基板に堆積するエピタキシャル成長層の膜厚
・抵抗率均一性悪化につながる。この対策としては、エ
ピタキシャル成長工程毎に、サセプタを塩化水素（Hcl)
によりエッチングすれば良いが、スル−プットが著しく
低下するために連続エピタキシャル成長には不向きであ
る。
【００１０】本発明はこのような事情により成されたも
ので、特に高スル−プットで特性の良好なエピタキシャ
ル成長層を備えた半導体ウエ−ハが製造可能な枚葉型エ
ピタキシャル成長装置を提供することを目的とする。
ので、特に高スル−プットで特性の良好なエピタキシャ
ル成長層を備えた半導体ウエ−ハが製造可能な枚葉型エ
ピタキシャル成長装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】処理室に取付ける反応容
器と，この反応容器に搬出入するサセプタと，前記処理
室に設置するサセプタ搬出入機構と，前記サセプタに等
しい深さに形成する複数のザグリと，このザグリに保持
する被処理半導体基板及び特性評価用半導体基板とに、
本発明に係わる枚葉型エピタキシャル成長装置の特徴が
ある。また前記処理室に配置され、前記セプタにエッチ
ング処理を行うエッチング室にも、更にまた前記ザグリ
深さをD 、半導体基板の厚さをT とした時、D ≦１．５
Tとする点にも特徴がある。
器と，この反応容器に搬出入するサセプタと，前記処理
室に設置するサセプタ搬出入機構と，前記サセプタに等
しい深さに形成する複数のザグリと，このザグリに保持
する被処理半導体基板及び特性評価用半導体基板とに、
本発明に係わる枚葉型エピタキシャル成長装置の特徴が
ある。また前記処理室に配置され、前記セプタにエッチ
ング処理を行うエッチング室にも、更にまた前記ザグリ
深さをD 、半導体基板の厚さをT とした時、D ≦１．５
Tとする点にも特徴がある。
【００１２】
【作用】枚葉型エピタキシャル成長装置の利点を活かし
つつ、抵抗率の評価を可能としている。しかも被処理半
導体基板を保持できるザグリをサセプタに設置して、特
性評価用半導体チップも配置可能とした。これによりエ
ピタキシャル成長後の特性評価が可能になった。しか
も、移動方式サセプタを１個以上使用することにより、
次のエピタキシャル成長を行っている間に前のエピタキ
シャル成長後のカ−トリッジ式サセプタを別の反応室に
移動して塩化水素によるエッチングを行うことができる
ので、連続エピタキシャル成長が可能になる。
つつ、抵抗率の評価を可能としている。しかも被処理半
導体基板を保持できるザグリをサセプタに設置して、特
性評価用半導体チップも配置可能とした。これによりエ
ピタキシャル成長後の特性評価が可能になった。しか
も、移動方式サセプタを１個以上使用することにより、
次のエピタキシャル成長を行っている間に前のエピタキ
シャル成長後のカ−トリッジ式サセプタを別の反応室に
移動して塩化水素によるエッチングを行うことができる
ので、連続エピタキシャル成長が可能になる。
【００１３】請求項３における数式の根拠は、図４に明
らかにしたサセプタに形成するザグリの深さと被エピタ
キシャル成長半導体基板の厚さの関係による特性評価用
半導体基板の被抵抗の変化を基にした。この図からD/T
１．５が臨界点であることが示されており、これを数値
限定の根拠とする。
らかにしたサセプタに形成するザグリの深さと被エピタ
キシャル成長半導体基板の厚さの関係による特性評価用
半導体基板の被抵抗の変化を基にした。この図からD/T
１．５が臨界点であることが示されており、これを数値
限定の根拠とする。
【００１４】なおド−パント量は同じであり、D>T の範
囲では比抵抗は高くなりD ≧T の範囲では一定である。
囲では比抵抗は高くなりD ≧T の範囲では一定である。
【００１５】
【実施例】本発明に係わる枚葉型エピタキシャル成長装
置の実施例を図２乃至図４により説明する。図２は、本
発明に係わる枚葉型エピタキシャル成長装置の概要を示
す斜視図、図３はその一部を拡大した断面図、そして図
４はサセプタに形成するザグリの深さと被エピタキシャ
ル成長半導体基板の厚さの関係による特性評価用半導体
基板の比抵抗の変化を示すグラフである。
置の実施例を図２乃至図４により説明する。図２は、本
発明に係わる枚葉型エピタキシャル成長装置の概要を示
す斜視図、図３はその一部を拡大した断面図、そして図
４はサセプタに形成するザグリの深さと被エピタキシャ
ル成長半導体基板の厚さの関係による特性評価用半導体
基板の比抵抗の変化を示すグラフである。
【００１６】図２に示すように半導体基板の受渡しをす
る処理室１０には、反応容器１１ならびにエッチング室
１２を隣接して配置し、更に例えば矢弦状のロボットな
どでの搬送ア−ムで構成するサセプタ搬出入機構１３を
取付ける。更に別室１４も設置する。図３に示すよう
に、被エピタキシャル成長半導体基板１５を保持する移
動式セプタ１６には、図３に明らかなように第１のザグ
リ１７を設置する。この時被エピタキシャル成長半導体
基板１５は後述する反応容器１１に形成する反応ガス導
入部１８に対応するべく、移動式サセプタ１６のほぼ中
央に配置する。移動式サセプタ１６には第１ザグリ１７
の外に特性評価用半導体基板１９を収容する第２ザグリ
２０を形成するが、両ザグリ１７、２０の深さは同じで
ある。
る処理室１０には、反応容器１１ならびにエッチング室
１２を隣接して配置し、更に例えば矢弦状のロボットな
どでの搬送ア−ムで構成するサセプタ搬出入機構１３を
取付ける。更に別室１４も設置する。図３に示すよう
に、被エピタキシャル成長半導体基板１５を保持する移
動式セプタ１６には、図３に明らかなように第１のザグ
リ１７を設置する。この時被エピタキシャル成長半導体
基板１５は後述する反応容器１１に形成する反応ガス導
入部１８に対応するべく、移動式サセプタ１６のほぼ中
央に配置する。移動式サセプタ１６には第１ザグリ１７
の外に特性評価用半導体基板１９を収容する第２ザグリ
２０を形成するが、両ザグリ１７、２０の深さは同じで
ある。
【００１７】中空部分を備える反応容器１１には、その
ほぼ中央にガス導入部１８を設置して、被エピタキシャ
ル成長半導体基板１５ならびに特性評価用半導体基板１
９に反応ガスをシャワ−状に浴びせる。
ほぼ中央にガス導入部１８を設置して、被エピタキシャ
ル成長半導体基板１５ならびに特性評価用半導体基板１
９に反応ガスをシャワ−状に浴びせる。
【００１８】別室１４には、磁力によりエピタキシャル
成長を終えた半導体基板１５を吸引するサセプタ搬出入
機構１３も設置する。更にまた反応容器１１、エッチン
グ室１２更に別室１４と処理室１０間にはシヤッタ２
２、２３、２４を設ける。
成長を終えた半導体基板１５を吸引するサセプタ搬出入
機構１３も設置する。更にまた反応容器１１、エッチン
グ室１２更に別室１４と処理室１０間にはシヤッタ２
２、２３、２４を設ける。
【００１９】このような枚葉型エピタキシャル成長装置
により半導体基板１５ならびに特性評価用半導体基板１
９にエピタキシャル成長を行うには、処理室１０と反応
容器１１間のシヤッタ２３を開放し、サセプタ搬出入機
構１３により被エピタキシャル成長半導体基板１５を処
理室１０に設置する移動式サセプタ１６の第１サグリ１
７にセット後、特性評価用半導体基板１９も第２ザグリ
２０にセットすると共に支持台２５に乗せる。次ぎに処
理室１０と反応容器１１間のシヤッタ２３を開いて１′
st被エピタキシャル成長半導体基板１５及び特性評価用
半導体基板１９を配置した移動式サセプタ１６を反応容
器１１内の台２６に乗せてシヤッタ２３を閉じる。
により半導体基板１５ならびに特性評価用半導体基板１
９にエピタキシャル成長を行うには、処理室１０と反応
容器１１間のシヤッタ２３を開放し、サセプタ搬出入機
構１３により被エピタキシャル成長半導体基板１５を処
理室１０に設置する移動式サセプタ１６の第１サグリ１
７にセット後、特性評価用半導体基板１９も第２ザグリ
２０にセットすると共に支持台２５に乗せる。次ぎに処
理室１０と反応容器１１間のシヤッタ２３を開いて１′
st被エピタキシャル成長半導体基板１５及び特性評価用
半導体基板１９を配置した移動式サセプタ１６を反応容
器１１内の台２６に乗せてシヤッタ２３を閉じる。
【００２０】ここで台２６内に配置する加熱源（図示せ
ず）の稼働により移動式サセプタ１６をエピタキシャル
成長温度１１００℃に昇温後、塩化水素（Ｈｃｌ）エッ
チング−エピタキシャル成長を行って１′stエピタキシ
ャル成長層を堆積する。
ず）の稼働により移動式サセプタ１６をエピタキシャル
成長温度１１００℃に昇温後、塩化水素（Ｈｃｌ）エッ
チング−エピタキシャル成長を行って１′stエピタキシ
ャル成長層を堆積する。
【００２１】この間にシヤッタ２４を開放して移動式サ
セプタ１６′の図示しない第１サグリ１７′と第２ザグ
リ２０′に２′nd被エピタキシャル成長半導体基板１
５′及び特性評価用半導体基板１９′をサセプタ搬出入
機構１３によりセットする。
セプタ１６′の図示しない第１サグリ１７′と第２ザグ
リ２０′に２′nd被エピタキシャル成長半導体基板１
５′及び特性評価用半導体基板１９′をサセプタ搬出入
機構１３によりセットする。
【００２２】エピタキシャル成長工程を終えた１′st被
エピタキシャル成長半導体基板１５及び特性評価用半導
体基板１９は、シヤッタ２３を開放してから回収する。
これと同時に２′nd被エピタキシャル成長半導体基板１
５′及び特性評価用半導体基板１９′をセットした移動
式サセプタ１６′を反応容器１１内に搬入してシヤッタ
２３を閉めて移動式サセプタ１６′をエピタキシャル成
長温度１１００℃に昇温後、塩化水素エッチング−エピ
タキシャル成長を行って２′ndエピタキシャル成長層を
堆積する。
エピタキシャル成長半導体基板１５及び特性評価用半導
体基板１９は、シヤッタ２３を開放してから回収する。
これと同時に２′nd被エピタキシャル成長半導体基板１
５′及び特性評価用半導体基板１９′をセットした移動
式サセプタ１６′を反応容器１１内に搬入してシヤッタ
２３を閉めて移動式サセプタ１６′をエピタキシャル成
長温度１１００℃に昇温後、塩化水素エッチング−エピ
タキシャル成長を行って２′ndエピタキシャル成長層を
堆積する。
【００２３】この工程前にシヤッタ２２を開放して１′
stエピタキシャル成長を終えたエピタキシャル成長半導
体基板１５及び特性評価用半導体基板１９用移動式サセ
プタ１６を支持台２５に乗せてエッチング室１２に搬入
してシヤッタ２２を閉じてエッチングを行う。再びシヤ
ッタ２４を開放して、サセプタ搬出入機構１３により移
動式サセプタ１６″に図示しない3 thエピタキシャル成
長半導体基板１５″及び特性評価用半導体基板１９″を
セットする。
stエピタキシャル成長を終えたエピタキシャル成長半導
体基板１５及び特性評価用半導体基板１９用移動式サセ
プタ１６を支持台２５に乗せてエッチング室１２に搬入
してシヤッタ２２を閉じてエッチングを行う。再びシヤ
ッタ２４を開放して、サセプタ搬出入機構１３により移
動式サセプタ１６″に図示しない3 thエピタキシャル成
長半導体基板１５″及び特性評価用半導体基板１９″を
セットする。
【００２４】以上の工程を繰返すことにより、各エピタ
キシャル成長工程毎の比抵抗を測定でき、サセプタ１６
の塩化水素エッチングによるロスタイムを減少できスル
−プット(Through Put) の向上が得られる。この実施例
における反応容器ならびにエッチング室の配置はこれに
限らず他の配置でも同じ結果が得られる。
キシャル成長工程毎の比抵抗を測定でき、サセプタ１６
の塩化水素エッチングによるロスタイムを減少できスル
−プット(Through Put) の向上が得られる。この実施例
における反応容器ならびにエッチング室の配置はこれに
限らず他の配置でも同じ結果が得られる。
【００２５】
【発明の効果】本発明に係わる枚葉型エピタキシャル成
長装置では、サセプタに特性評価用のザグリを被エピタ
キシャル成長半導体基板用のそれと同じ深さに設けるこ
とにより、抵抗率即ち比抵抗評価ができるようになり、
信頼性の向上につなげることができる。またスル−プッ
トについては、サセプタを移動式にして、エッチング室
でエッチングできるために、連続エピタキシャル成長中
断せずに行えるので、スル−プットが約３倍向上した。
長装置では、サセプタに特性評価用のザグリを被エピタ
キシャル成長半導体基板用のそれと同じ深さに設けるこ
とにより、抵抗率即ち比抵抗評価ができるようになり、
信頼性の向上につなげることができる。またスル−プッ
トについては、サセプタを移動式にして、エッチング室
でエッチングできるために、連続エピタキシャル成長中
断せずに行えるので、スル−プットが約３倍向上した。
【図１】従来の枚葉型エピタキシャル成長装置の概略を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明に係わる枚葉型エピタキシャル成長装置
の概要を示す斜視図である。
の概要を示す斜視図である。
【図３】図２の一部を拡大した断面図である。
【図４】サセプタに形成するザグリの深さと被エピタキ
シャル成長半導体基板の厚さの関係による特性評価用半
導体基板の比抵抗の変化を示すグラフである。
シャル成長半導体基板の厚さの関係による特性評価用半
導体基板の比抵抗の変化を示すグラフである。
１、１８：ガス導入部、 ２、１１：反応容器、 ３、１５：半導体基板、 ４：加熱源、 ５、１６：サセプタ、 ６、１７、２０：ザグリ、 ７：反応ガス、 １０：処理室、 １２：エッチング室、 １３：サセプタ搬出入機構、 １４：別室、 １９：特性評価用半導体基板、 ２２〜２４：シヤッタ、 ２５：支持台、 ２６：台。
Claims (3)
- 【請求項１】 処理室に取付ける反応容器と，この反応
容器に搬出入するサセプタと，前記処理室に設置するサ
セプタ搬出入機構と，前記サセプタに等しい深さに形成
する複数のザグリと，このザグリに保持する被処理半導
体基板及び特性評価用半導体基板とを具備することを特
徴とする枚葉型エピタキシャル成長装置 - 【請求項２】 前記処理室に設置され、前記セプタにエ
ッチング処理を行うエッチング室を具備することを特徴
とする前記請求項１記載の枚葉型エピタキシャル成長装
置 - 【請求項３】 前記ザグリ深さをD 、半導体基板の厚さ
をT とした時、D ≦１．５ Tとする前記請求項１及び２
記載の枚葉型エピタキシャル成長装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6230093A JPH06275531A (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 枚葉型エピタキシャル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6230093A JPH06275531A (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 枚葉型エピタキシャル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275531A true JPH06275531A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13196143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6230093A Pending JPH06275531A (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 枚葉型エピタキシャル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06275531A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10157768B2 (en) | 2016-09-26 | 2018-12-18 | Nuflare Technology, Inc. | Substrate processing apparatus, transfer method, and susceptor |
-
1993
- 1993-03-23 JP JP6230093A patent/JPH06275531A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10157768B2 (en) | 2016-09-26 | 2018-12-18 | Nuflare Technology, Inc. | Substrate processing apparatus, transfer method, and susceptor |
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