JPH0766126A - 半導体製造装置及びその制御方法 - Google Patents
半導体製造装置及びその制御方法Info
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- JPH0766126A JPH0766126A JP21620693A JP21620693A JPH0766126A JP H0766126 A JPH0766126 A JP H0766126A JP 21620693 A JP21620693 A JP 21620693A JP 21620693 A JP21620693 A JP 21620693A JP H0766126 A JPH0766126 A JP H0766126A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ウェハ１０の中心部よりの赤外線１７を検知
するセンサ１６と、周辺部よりの赤外線１１を検知する
センサ１２とを設け、該２つのセンサの出力強度比が最
適値（ウェハが平坦な場合の強度比）になるように、ヒ
ータ１４，１５の温度制御を行う。 【効果】 エピタキシャル成長時のウェハの反りが防止
でき、結晶欠陥発生を防げるため、エピタキシャル層中
に形成するパワーＭＯＳ，ＩＧＢＴ等の素子の歩留まり
を向上させることができる。
するセンサ１６と、周辺部よりの赤外線１１を検知する
センサ１２とを設け、該２つのセンサの出力強度比が最
適値（ウェハが平坦な場合の強度比）になるように、ヒ
ータ１４，１５の温度制御を行う。 【効果】 エピタキシャル成長時のウェハの反りが防止
でき、結晶欠陥発生を防げるため、エピタキシャル層中
に形成するパワーＭＯＳ，ＩＧＢＴ等の素子の歩留まり
を向上させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置及びそ
の制御方法に関するもので、特にシリコン等の半導体ウ
ェハ上にシリコン等のエピタキシャル成長を行う際に、
ウェハの反りに起因する結晶欠陥を防止する方法に関す
る。
の制御方法に関するもので、特にシリコン等の半導体ウ
ェハ上にシリコン等のエピタキシャル成長を行う際に、
ウェハの反りに起因する結晶欠陥を防止する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】パワーＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴ等の大電
流を制御する半導体素子を形成するためには、厚さ４０
〜１００μｍ の結晶欠陥の少ないエピタキシャル層を
半導体ウェハ上に形成する必要がある。
流を制御する半導体素子を形成するためには、厚さ４０
〜１００μｍ の結晶欠陥の少ないエピタキシャル層を
半導体ウェハ上に形成する必要がある。
【０００３】半導体ウェハ上にエピタキシャル層を形成
する方法として、一般に半導体ウェハを加熱し、例えば
水素ガス雰囲気中で四塩化ケイ素ガスを半導体上に流
し、四塩化ケイ素を水素で還元することで、ウェハ上に
シリコンのエピタキシャル層を形成する方法が用いられ
る。
する方法として、一般に半導体ウェハを加熱し、例えば
水素ガス雰囲気中で四塩化ケイ素ガスを半導体上に流
し、四塩化ケイ素を水素で還元することで、ウェハ上に
シリコンのエピタキシャル層を形成する方法が用いられ
る。
【０００４】エピタキシャル装置として、図４の様な縦
型エピタキシャル成長装置や、図５の様なバレル型エピ
タキシャル装置が用いられている。
型エピタキシャル成長装置や、図５の様なバレル型エピ
タキシャル装置が用いられている。
【０００５】図４の縦型エピタキシャル成長装置の場
合、高周波コイル４１で誘導加熱したサセプタ４２から
の熱伝導で半導体ウェハ４３を加熱し、ウェハの温度は
センサ４４で感知していた。なお、４５はチャンバー、
４６はガス導入口、４７はガス排気口である。また、図
５のバレル型エピタキシャル成長装置の場合、サセプタ
５１上に載せた半導体ウェハ５２を赤外線ヒータ５３で
加熱し、サセプタ５１の内側に位置するセンサ５４でウ
ェハの温度を感知していた。なお，５５はチャンバー、
５６はガス導入口、５７はガス排気口である。
合、高周波コイル４１で誘導加熱したサセプタ４２から
の熱伝導で半導体ウェハ４３を加熱し、ウェハの温度は
センサ４４で感知していた。なお、４５はチャンバー、
４６はガス導入口、４７はガス排気口である。また、図
５のバレル型エピタキシャル成長装置の場合、サセプタ
５１上に載せた半導体ウェハ５２を赤外線ヒータ５３で
加熱し、サセプタ５１の内側に位置するセンサ５４でウ
ェハの温度を感知していた。なお，５５はチャンバー、
５６はガス導入口、５７はガス排気口である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図４に示す縦型エピタ
キシャル成長装置の場合、ウェハ４３をサセプタ４２か
らの熱伝導で加熱するため、ウェハのサセプタと接触し
ている部分が、その反対面より熱膨張し、ウェハが凹型
に反るため、エピタキシャル層が厚くなると、ウェハに
スリップライン等の結晶欠陥が発生するという問題があ
つた。
キシャル成長装置の場合、ウェハ４３をサセプタ４２か
らの熱伝導で加熱するため、ウェハのサセプタと接触し
ている部分が、その反対面より熱膨張し、ウェハが凹型
に反るため、エピタキシャル層が厚くなると、ウェハに
スリップライン等の結晶欠陥が発生するという問題があ
つた。
【０００７】また、図５に示すバレル型のエピタキシャ
ル成長装置の場合、サセプタ５１に載せたウェハ５２を
赤外線ヒータ５３で加熱するため、ウェハとサセプタが
同様に加熱されるため、図４の縦型のエピタキシャル成
長装置よりウェハの反りが少ない。しかし、ウェハのヒ
ータ側の温度が高くなることは避けられないため、サセ
プタ上で凸型に反りが発生し、スリップライン等の結晶
欠陥が発生するという問題があった。
ル成長装置の場合、サセプタ５１に載せたウェハ５２を
赤外線ヒータ５３で加熱するため、ウェハとサセプタが
同様に加熱されるため、図４の縦型のエピタキシャル成
長装置よりウェハの反りが少ない。しかし、ウェハのヒ
ータ側の温度が高くなることは避けられないため、サセ
プタ上で凸型に反りが発生し、スリップライン等の結晶
欠陥が発生するという問題があった。
【０００８】これらの問題を解決する方法として、図６
の様な枚葉式のエピタキシャル成長装置を使用するとい
う方法がある。
の様な枚葉式のエピタキシャル成長装置を使用するとい
う方法がある。
【０００９】図６の枚葉式のエピタキシャル成長装置
は、半導体ウェハ６１の両方の面から赤外線ヒータ６
２，６３で加熱することで、ウェハの両方の面間の温度
差を少なくし、ウェハの熱膨張に起因する反りを少なく
している。ところが、図６の枚葉式のエピタキシャル装
置は、ウェハ６１の温度を、ウェハから放射される赤外
線６４をセンサ６５で感知するのみで、反りを検知して
いないため、例えば、ヒータ６３の側のウェハ６１の面
の表面状態が他方の面と異なり、ウェハ６１のヒータ６
３からの赤外線の吸収が減少した場合、ウェハの両方の
面間の温度差が生じ、ウェハが反り、ウェハにスリップ
ライン等の結晶欠陥が発生するという問題があった。な
お、６６はサセプタ、６７はチャンバー、６８はガス導
入口、６９はガス排気口である。
は、半導体ウェハ６１の両方の面から赤外線ヒータ６
２，６３で加熱することで、ウェハの両方の面間の温度
差を少なくし、ウェハの熱膨張に起因する反りを少なく
している。ところが、図６の枚葉式のエピタキシャル装
置は、ウェハ６１の温度を、ウェハから放射される赤外
線６４をセンサ６５で感知するのみで、反りを検知して
いないため、例えば、ヒータ６３の側のウェハ６１の面
の表面状態が他方の面と異なり、ウェハ６１のヒータ６
３からの赤外線の吸収が減少した場合、ウェハの両方の
面間の温度差が生じ、ウェハが反り、ウェハにスリップ
ライン等の結晶欠陥が発生するという問題があった。な
お、６６はサセプタ、６７はチャンバー、６８はガス導
入口、６９はガス排気口である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体製造装置
は、半導体ウェハを加熱し、該半導体ウェハ上に半導体
層をエピタキシャル成長させる半導体製造装置におい
て、上記半導体ウェハの周辺部からの赤外線の輻射と、
上記半導体ウェハの中心部からの赤外線の輻射とを検知
するセンサと、上記半導体ウェハの両方の面から加熱す
る２以上のヒータと、上記センサよりの出力に基づい
て、上記２以上のヒータの温度を個別に制御する制御手
段とを設けてなることを特徴とするものである。
は、半導体ウェハを加熱し、該半導体ウェハ上に半導体
層をエピタキシャル成長させる半導体製造装置におい
て、上記半導体ウェハの周辺部からの赤外線の輻射と、
上記半導体ウェハの中心部からの赤外線の輻射とを検知
するセンサと、上記半導体ウェハの両方の面から加熱す
る２以上のヒータと、上記センサよりの出力に基づい
て、上記２以上のヒータの温度を個別に制御する制御手
段とを設けてなることを特徴とするものである。
【００１１】また、本発明は、上記半導体製造装置の制
御方法であって、上記センサの出力により、上記半導体
ウェハの周辺部からの赤外線の輻射の強度と、上記半導
体ウェハの中心部からの赤外線の輻射の強度の比が所定
値より大きい場合は、上記センサの位置する側とは反対
側のヒータの温度を相対的に上昇させ、上記半導体ウェ
ハの周辺部からの赤外線の輻射の強度と、上記半導体ウ
ェハの中心部からの赤外線の輻射の強度の比が上記所定
値より小さい場合は、上記センサの位置する側のヒータ
の温度を相対的に上昇させることを特徴とするものであ
る。
御方法であって、上記センサの出力により、上記半導体
ウェハの周辺部からの赤外線の輻射の強度と、上記半導
体ウェハの中心部からの赤外線の輻射の強度の比が所定
値より大きい場合は、上記センサの位置する側とは反対
側のヒータの温度を相対的に上昇させ、上記半導体ウェ
ハの周辺部からの赤外線の輻射の強度と、上記半導体ウ
ェハの中心部からの赤外線の輻射の強度の比が上記所定
値より小さい場合は、上記センサの位置する側のヒータ
の温度を相対的に上昇させることを特徴とするものであ
る。
【００１２】
【作用】半導体ウェハ上にエピタキシャル層を形成する
際のウェハの反りを低減し、ウェハへの反りに起因する
スリップライン等の結晶欠陥を低減できる。
際のウェハの反りを低減し、ウェハへの反りに起因する
スリップライン等の結晶欠陥を低減できる。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明によるエピタキシャル成長装
置の略断面図である。
置の略断面図である。
【００１４】図６の従来のエピタキシャル成長装置と異
なるのは、半導体ウェハ１０周辺部からの赤外線１１の
輻射を検知するセンサ１２を具備していることである。
その他の構成は、図６の装置と同様である。すなわち、
１３はサセプタ、１４はウェハ表面側の赤外線ヒータ、
１５は裏面側の赤外線ヒータ、１６はウェハ１０の中心
部からの赤外線１７の輻射を検知するセンサ、１８はチ
ャンバ、１９はガス導入口、２０はガス排気口である。
なるのは、半導体ウェハ１０周辺部からの赤外線１１の
輻射を検知するセンサ１２を具備していることである。
その他の構成は、図６の装置と同様である。すなわち、
１３はサセプタ、１４はウェハ表面側の赤外線ヒータ、
１５は裏面側の赤外線ヒータ、１６はウェハ１０の中心
部からの赤外線１７の輻射を検知するセンサ、１８はチ
ャンバ、１９はガス導入口、２０はガス排気口である。
【００１５】本発明による、図１のエピタキシャル成長
装置で、エピタキシャル層を半導体ウェハ上に形成する
際のウェハの反りを防止する方法について説明する。
装置で、エピタキシャル層を半導体ウェハ上に形成する
際のウェハの反りを防止する方法について説明する。
【００１６】１）図７に示すように、例えば、センサ１
２，１６の反対側のヒータ１５の温度を一定にして、セ
ンサ側のヒータ１４の異なる温度での、結晶欠陥の発生
状況に対するウェハ周辺からの赤外線の輻射を感知する
センサ１２とウェハ中心からの赤外線の輻射を感知する
センサ１６の信号強度の比をとり、最も結晶欠陥の少な
い時の、ウェハ周辺からの赤外線の輻射を感知するセン
サ１２と、ウェハ中心からの赤外線の輻射を感知するセ
ンサ１６の信号強度比Ａを求める。
２，１６の反対側のヒータ１５の温度を一定にして、セ
ンサ側のヒータ１４の異なる温度での、結晶欠陥の発生
状況に対するウェハ周辺からの赤外線の輻射を感知する
センサ１２とウェハ中心からの赤外線の輻射を感知する
センサ１６の信号強度の比をとり、最も結晶欠陥の少な
い時の、ウェハ周辺からの赤外線の輻射を感知するセン
サ１２と、ウェハ中心からの赤外線の輻射を感知するセ
ンサ１６の信号強度比Ａを求める。
【００１７】この方法で、ウェハが平坦な場合の上記セ
ンサ１２とセンサ１６の信号強度比の最適値がわかる。
ンサ１２とセンサ１６の信号強度比の最適値がわかる。
【００１８】２）図２に示すように、エピタキシャル成
長の際に、センサ側のヒータ１４の温度が高すぎる場合
は、ウェハ１０が凹型に反り、ウェハ周辺からの赤外線
の輻射が増加するため、ウェハ周辺の赤外線を感知する
センサ１２の信号強度が増加し、ウェハ中心からの赤外
線の輻射を感知するセンサ１６の信号との強度比が大と
なり、上記１）の結果から、半導体ウェハが凹に反って
いることが検知できる。その場合は、ウェハの温度が変
化しないように、ウェハ中心からの赤外線を感知するセ
ンサ１６の値が変化しない状態で、センサ側のヒータ１
４の温度を下げつつ、センサと反対側のヒータ１５の温
度を上げて、上記信号強度比が最適値となるように制御
する。
長の際に、センサ側のヒータ１４の温度が高すぎる場合
は、ウェハ１０が凹型に反り、ウェハ周辺からの赤外線
の輻射が増加するため、ウェハ周辺の赤外線を感知する
センサ１２の信号強度が増加し、ウェハ中心からの赤外
線の輻射を感知するセンサ１６の信号との強度比が大と
なり、上記１）の結果から、半導体ウェハが凹に反って
いることが検知できる。その場合は、ウェハの温度が変
化しないように、ウェハ中心からの赤外線を感知するセ
ンサ１６の値が変化しない状態で、センサ側のヒータ１
４の温度を下げつつ、センサと反対側のヒータ１５の温
度を上げて、上記信号強度比が最適値となるように制御
する。
【００１９】３）図３に示すように、エピタキシャル成
長の際に、センサ側のヒータ１４の温度が低すぎる場合
は、ウェハ１０が凸型に反り、ウェハ周辺からの赤外線
の輻射が減少するため、ウェハ周辺の赤外線を感知する
センサ１２の信号強度が減少し、ウェハ中心からの赤外
線の輻射を感知するセンサ１６の信号との強度比が小と
なり、上記１）の結果から、半導体ウェハが凸に反って
いることが検知できる。その場合は、ウェハの温度が変
化しないように、ウェハ中心からの赤外線を感知するセ
ンサ１６の値が変化しない状態で、センサ側のヒータ１
４の温度を上げつつ、センサと反対のヒータの温度を下
げて、上記信号強度比が最適値となるように制御する。
長の際に、センサ側のヒータ１４の温度が低すぎる場合
は、ウェハ１０が凸型に反り、ウェハ周辺からの赤外線
の輻射が減少するため、ウェハ周辺の赤外線を感知する
センサ１２の信号強度が減少し、ウェハ中心からの赤外
線の輻射を感知するセンサ１６の信号との強度比が小と
なり、上記１）の結果から、半導体ウェハが凸に反って
いることが検知できる。その場合は、ウェハの温度が変
化しないように、ウェハ中心からの赤外線を感知するセ
ンサ１６の値が変化しない状態で、センサ側のヒータ１
４の温度を上げつつ、センサと反対のヒータの温度を下
げて、上記信号強度比が最適値となるように制御する。
【００２０】以上の方法を用いることで、エピタキシャ
ル成長の半導体ウェハの反りが防止できる。
ル成長の半導体ウェハの反りが防止できる。
【００２１】
【発明の効果】本発明により、エピタキシャル成長時の
ウェハの反りが防止でき、エピタキシャル層のスリップ
ライン等の結晶欠陥発生を防げるため、エピタキシャル
層中に形成するパワーＭＯＳ，ＩＧＢＴ等の素子の歩留
まりを向上させることができる。
ウェハの反りが防止でき、エピタキシャル層のスリップ
ライン等の結晶欠陥発生を防げるため、エピタキシャル
層中に形成するパワーＭＯＳ，ＩＧＢＴ等の素子の歩留
まりを向上させることができる。
【図１】本発明によるエピタキシャル成長装置の略断面
図である。
図である。
【図２】ウェハが凹型に反っている状態を示す略断面図
である。
である。
【図３】ウェハが凸型に反っている状態を示す略断面図
である。
である。
【図４】従来の縦型エピタキシャル成長装置の略断面図
である。
である。
【図５】従来のバレル型エピタキシャル成長装置の略断
面図である。
面図である。
【図６】従来の枚葉式のエピタキシャル成長装置の略断
面図である。
面図である。
【図７】結晶欠陥密度と、センサ信号強度比との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
１０ 半導体ウェハ １１ ウェハ周辺部からの赤外線 １２ ウェハ周辺部からの赤外線の輻射を検知するセン
サ １４，１５ 赤外線ヒータ １６ ウェハ中心部からの赤外線の輻射を検知するセン
サ １７ ウェハ中心部からの赤外線
サ １４，１５ 赤外線ヒータ １６ ウェハ中心部からの赤外線の輻射を検知するセン
サ １７ ウェハ中心部からの赤外線
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体ウェハを加熱し、該半導体ウェハ
上に半導体層をエピタキシャル成長させる半導体製造装
置において、 上記半導体ウェハの周辺部からの赤外線の輻射と、上記
半導体ウェハの中心部からの赤外線の輻射とを検知する
センサと、上記半導体ウェハの両方の面から加熱する２
以上のヒータと、上記センサよりの出力に基づいて、上
記２以上のヒータの温度を個別に制御する制御手段とを
設けて成ることを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体製造装置の制御
方法であって、上記センサの出力により、上記半導体ウ
ェハの周辺部からの赤外線の輻射の強度と、上記半導体
ウェハの中心部からの赤外線の輻射の強度の比が所定値
より大きい場合は、上記センサの位置する側とは反対側
のヒータの温度を相対的に上昇させ、上記半導体ウェハ
の周辺部からの赤外線の輻射の強度と、上記半導体ウェ
ハの中心部からの赤外線の輻射の強度の比が上記所定値
より小さい場合は、上記センサの位置する側のヒータの
温度を相対的に上昇させることを特徴とする、半導体製
造装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21620693A JPH0766126A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 半導体製造装置及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21620693A JPH0766126A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 半導体製造装置及びその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766126A true JPH0766126A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16684942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21620693A Pending JPH0766126A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 半導体製造装置及びその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766126A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6449428B2 (en) | 1998-12-11 | 2002-09-10 | Mattson Technology Corp. | Gas driven rotating susceptor for rapid thermal processing (RTP) system |
| JP2007142193A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Applied Materials Inc | 膜形成方法 |
| JP2013123004A (ja) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Sumco Corp | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
| CN109545911A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-03-29 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管的外延片的制备方法 |
| CN115565852A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-01-03 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 用于对硅片进行背封的方法和设备 |
| CN115565852B (zh) * | 2022-12-06 | 2024-05-28 | 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 | 用于对硅片进行背封的方法和设备 |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP21620693A patent/JPH0766126A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6449428B2 (en) | 1998-12-11 | 2002-09-10 | Mattson Technology Corp. | Gas driven rotating susceptor for rapid thermal processing (RTP) system |
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| CN109545911A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-03-29 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管的外延片的制备方法 |
| CN109545911B (zh) * | 2018-11-09 | 2020-04-14 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管的外延片的制备方法 |
| CN115565852A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-01-03 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 用于对硅片进行背封的方法和设备 |
| CN115565852B (zh) * | 2022-12-06 | 2024-05-28 | 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 | 用于对硅片进行背封的方法和设备 |
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