JPH09232241A - エピタクシーリアクターの温度の校正法 - Google Patents
エピタクシーリアクターの温度の校正法Info
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- JPH09232241A JPH09232241A JP9028291A JP2829197A JPH09232241A JP H09232241 A JPH09232241 A JP H09232241A JP 9028291 A JP9028291 A JP 9028291A JP 2829197 A JP2829197 A JP 2829197A JP H09232241 A JPH09232241 A JP H09232241A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C16/46—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 heating the substrate
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エピタクシーリアクターの温度を校正する方
法を開示する。 【解決手段】 本発明の方法は、拡散層を形成するため
活性化焼きなましが後に行われるドーピングの注入を少
なくとも１つの単結晶シリコンの表面に行った単結晶シ
リコン内に基準ウェーハを用意すること；ウェーハの表
面のある点で、拡散層の面積抵抗を測定すること；エピ
タクシーリアクターが所望の温度に設定され内部を流れ
る中性ガスを有する時、該エピタクシーリアクター内に
基準ウェーハを置くこと；同じ点で面積抵抗を再度測定
し、更に面積抵抗の該２つの値の間の差を計算すること
で、この差はエピタクシーリアクター内にある間基準ウ
ェーハが受ける熱サイクルを表している；各段階を含
む。
法を開示する。 【解決手段】 本発明の方法は、拡散層を形成するため
活性化焼きなましが後に行われるドーピングの注入を少
なくとも１つの単結晶シリコンの表面に行った単結晶シ
リコン内に基準ウェーハを用意すること；ウェーハの表
面のある点で、拡散層の面積抵抗を測定すること；エピ
タクシーリアクターが所望の温度に設定され内部を流れ
る中性ガスを有する時、該エピタクシーリアクター内に
基準ウェーハを置くこと；同じ点で面積抵抗を再度測定
し、更に面積抵抗の該２つの値の間の差を計算すること
で、この差はエピタクシーリアクター内にある間基準ウ
ェーハが受ける熱サイクルを表している；各段階を含
む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエピタクシーリアク
ター、より詳細には半導体素子工業に使用されるリアク
ターの校正に関する。
ター、より詳細には半導体素子工業に使用されるリアク
ターの校正に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子は直径が増々大きなウェーハ
の上に製造されている。例えば、２０センチメートルの
直径を有するウェーハが工業的に使用されており、更に
大きな直径を有するウェーハを加工するのに適合した機
械を開発する進行中の計画がある。このように大きな直
径を有するウェーハにより、ウェーハの加工、特に気相
成長、例えばエピタクシー層の堆積が困難である。
の上に製造されている。例えば、２０センチメートルの
直径を有するウェーハが工業的に使用されており、更に
大きな直径を有するウェーハを加工するのに適合した機
械を開発する進行中の計画がある。このように大きな直
径を有するウェーハにより、ウェーハの加工、特に気相
成長、例えばエピタクシー層の堆積が困難である。
【０００３】一般的に同じ層の上に多数の同一の層を得
たいので、行われた堆積が全てのウェーハにわたり同じ
特性を有することが非常に重要である。この理由とし
て、ウェーハに行う温度は特に指定された温度に対応さ
せ、ウェーハ全体にわたり均一にする必要がある。
たいので、行われた堆積が全てのウェーハにわたり同じ
特性を有することが非常に重要である。この理由とし
て、ウェーハに行う温度は特に指定された温度に対応さ
せ、ウェーハ全体にわたり均一にする必要がある。
【０００４】図１Ａ及び図１Ｂはそれぞれエピタクシー
リアクターの側面図及び平面図である。このリアクター
には幅ｌに対し高さｂが小さく一般に長方形の形をした
断面を有する水晶チャンバー１を含んでいる。例えば、
直径２０ｃｍのウェーハを加工したいならば、高さは数
センチメートルのみ必要であるが、幅は明らかに２０ｃ
ｍより大きくする必要がある。該チャンバーの平面図も
一般に長方形である。ガスは入口ノズル３を有する注入
フランジ２において取り入れられ排出ノズル５を有する
排出フランジ４において排出される。閉鎖用プレート７
及び８は管の中に入れるため開かれ、例えば加工される
標本を入れたり取り出される。これらの種々の要素は間
に置かれたＯリング９を使用して、圧力を加えられて一
緒に取り付けられている。加工される標本１０、例えば
シリコンウェーハはトレイ即ちサスセプタ１１の上に置
かれている。このトレイは一般には加工の間堆積の均一
性を増すため回転する回転トレイである。
リアクターの側面図及び平面図である。このリアクター
には幅ｌに対し高さｂが小さく一般に長方形の形をした
断面を有する水晶チャンバー１を含んでいる。例えば、
直径２０ｃｍのウェーハを加工したいならば、高さは数
センチメートルのみ必要であるが、幅は明らかに２０ｃ
ｍより大きくする必要がある。該チャンバーの平面図も
一般に長方形である。ガスは入口ノズル３を有する注入
フランジ２において取り入れられ排出ノズル５を有する
排出フランジ４において排出される。閉鎖用プレート７
及び８は管の中に入れるため開かれ、例えば加工される
標本を入れたり取り出される。これらの種々の要素は間
に置かれたＯリング９を使用して、圧力を加えられて一
緒に取り付けられている。加工される標本１０、例えば
シリコンウェーハはトレイ即ちサスセプタ１１の上に置
かれている。このトレイは一般には加工の間堆積の均一
性を増すため回転する回転トレイである。
【０００５】加熱用のシステム、例えば加熱ランプ１３
及び１４は標本の上面及び標本が置かれているトレイの
下面を照射にさらす様に配置されている。ランプの組１
３及び１４はそれぞれ幾つかのランプの部分セット、例
えば１０個の部分セットに分けられる。ランプの部分セ
ットのそれぞれは独立して調整することができ、適切に
設定することによりウェーハ１０の全体にわたり均一な
温度を得ることができる。
及び１４は標本の上面及び標本が置かれているトレイの
下面を照射にさらす様に配置されている。ランプの組１
３及び１４はそれぞれ幾つかのランプの部分セット、例
えば１０個の部分セットに分けられる。ランプの部分セ
ットのそれぞれは独立して調整することができ、適切に
設定することによりウェーハ１０の全体にわたり均一な
温度を得ることができる。
【０００６】図１Ａ及び図１Ｂは極端に簡略化している
ことは勿論であり、実際のリアクターは図示のシステム
より更に複雑である。閉鎖用プレート７及び８はロボッ
ト化された入口チャンバーと関連がある。複合ガス供給
システムも一般に加えられており、正確な質量流量計も
ノズル３と反応ガスの供給源の間に直列に接続されてい
る。チャンバー内でのガスの循環を均一にするため、幾
つかの注入スロット１５がチャンバーを通り横に広がっ
ている。
ことは勿論であり、実際のリアクターは図示のシステム
より更に複雑である。閉鎖用プレート７及び８はロボッ
ト化された入口チャンバーと関連がある。複合ガス供給
システムも一般に加えられており、正確な質量流量計も
ノズル３と反応ガスの供給源の間に直列に接続されてい
る。チャンバー内でのガスの循環を均一にするため、幾
つかの注入スロット１５がチャンバーを通り横に広がっ
ている。
【０００７】今まで示し記載したリアクターは一例とし
てのみ示し記載した。水晶又は他の材料又は種々の形
状、例えば対称的な円筒で作られたチャンバーも使用さ
れている。
てのみ示し記載した。水晶又は他の材料又は種々の形
状、例えば対称的な円筒で作られたチャンバーも使用さ
れている。
【０００８】この種のエピタクシーリアクターに生ずる
問題はランプ又はシリコンウェーハ１０を加熱する他の
手段を適正に温度設定することができないことである。
問題はランプ又はシリコンウェーハ１０を加熱する他の
手段を適正に温度設定することができないことである。
【０００９】リング１８はしばしばシリコンウェーハの
周囲に極めて近い内側のエッジと、実質的にシリコンウ
ェーハと同じ平面にある上側表面とを有した回転トレイ
１１の回りに与えられている。このリングは典型的には
幾つかの温度センサー、例えばウェーハの上手（即ちガ
スの流れを一番目に受ける表面上）、ウェーハの表面
上、及びガスの流れに対しウェーハの下手にそれぞれあ
る三つの熱電対ＴＦ，ＴＳ及びＴＲを支えている。更
に、中央の熱電対（図示していない）は一般にサスセプ
タ１１の中に取り付けられている。しかし、これらの熱
電対によりウェーハ温度の正確な値は与えられない。む
しろ、ウェーハの温度と異なった温度になる。これらの
温度はそれ故、温度を修正し調整する情報としてのみ使
用される。更に、従来の技術として別々に配置され及び
／又は異なったタイプの温度センサ、例えば光高温計を
備えたエピタクシーリアクターがある。異なる加熱領域
に入れられたパワーを別々に制御するシステムも使用さ
れている。
周囲に極めて近い内側のエッジと、実質的にシリコンウ
ェーハと同じ平面にある上側表面とを有した回転トレイ
１１の回りに与えられている。このリングは典型的には
幾つかの温度センサー、例えばウェーハの上手（即ちガ
スの流れを一番目に受ける表面上）、ウェーハの表面
上、及びガスの流れに対しウェーハの下手にそれぞれあ
る三つの熱電対ＴＦ，ＴＳ及びＴＲを支えている。更
に、中央の熱電対（図示していない）は一般にサスセプ
タ１１の中に取り付けられている。しかし、これらの熱
電対によりウェーハ温度の正確な値は与えられない。む
しろ、ウェーハの温度と異なった温度になる。これらの
温度はそれ故、温度を修正し調整する情報としてのみ使
用される。更に、従来の技術として別々に配置され及び
／又は異なったタイプの温度センサ、例えば光高温計を
備えたエピタクシーリアクターがある。異なる加熱領域
に入れられたパワーを別々に制御するシステムも使用さ
れている。
【００１０】従来、シリコンウェーハを加工する種々の
現存の装置の中では、パラメータを周期的に設定する他
に、温度の様なパラメータの初期校正を行うため、基準
ウェーハは該装置の中に置かれ、（通常装置により行わ
れる加工の一つである）特別な加工が行われ、考察する
パラメータの可能な設定上の欠点が該加工により生ずる
構造から推定できる。例えば、シリコン酸化堆積を可能
にする化学気相成長用の装置の場合、酸化層の厚さはウ
ェーハ上の種々の位置で分析され、考察するパラメータ
の変動はこの厚さの変動から推定される。同様に、通常
注入された層の上に活性化焼きなましを行うため使用さ
れている高速熱焼きなまし（ＲＡＴ）装置の場合、装置
内で注入を受けた基準ウェーハはその場所に置かれ、高
温高速焼きなましを受け、その後活性化された層の抵抗
が層の上の異なる位置で測定される。温度変動があるこ
とはこの面積抵抗の変動から推定できる。
現存の装置の中では、パラメータを周期的に設定する他
に、温度の様なパラメータの初期校正を行うため、基準
ウェーハは該装置の中に置かれ、（通常装置により行わ
れる加工の一つである）特別な加工が行われ、考察する
パラメータの可能な設定上の欠点が該加工により生ずる
構造から推定できる。例えば、シリコン酸化堆積を可能
にする化学気相成長用の装置の場合、酸化層の厚さはウ
ェーハ上の種々の位置で分析され、考察するパラメータ
の変動はこの厚さの変動から推定される。同様に、通常
注入された層の上に活性化焼きなましを行うため使用さ
れている高速熱焼きなまし（ＲＡＴ）装置の場合、装置
内で注入を受けた基準ウェーハはその場所に置かれ、高
温高速焼きなましを受け、その後活性化された層の抵抗
が層の上の異なる位置で測定される。温度変動があるこ
とはこの面積抵抗の変動から推定できる。
【００１１】しかし、エピタクシーの堆積を行う装置で
は、即ち動作環境が酸化されない装置では、薄い層が例
えばポリシリコン堆積層内でエピタクシーを形成する様
に堆積されるならば、該堆積の起こり得る不均質性（即
ち、厚さ内の変動及び／又はドーピング）は部分的に温
度に左右され、更に堆積ガスの組成及び層の表面を横切
るガスの分布の様に他の多くのパラメータにも左右され
る。それ故、これらの手段により温度パラメータの作用
を分離することはできない。
は、即ち動作環境が酸化されない装置では、薄い層が例
えばポリシリコン堆積層内でエピタクシーを形成する様
に堆積されるならば、該堆積の起こり得る不均質性（即
ち、厚さ内の変動及び／又はドーピング）は部分的に温
度に左右され、更に堆積ガスの組成及び層の表面を横切
るガスの分布の様に他の多くのパラメータにも左右され
る。それ故、これらの手段により温度パラメータの作用
を分離することはできない。
【００１２】実際、エピタクシーの堆積の間シリコンウ
ェーハの温度が高温で動作している時一様でないことが
判り、不均質性があることにより一般にはストリップラ
インと呼ばれる結晶性の欠陥がウェーハに生ずる。
ェーハの温度が高温で動作している時一様でないことが
判り、不均質性があることにより一般にはストリップラ
インと呼ばれる結晶性の欠陥がウェーハに生ずる。
【００１３】従って、エピタクシーリアクター内で温度
の一様性を試験するため現在使用されている方法は、基
準シリコンウェーハを挿入すること、ウェーハを所望の
温度（例えば１０５０℃）まで熱サイクルを上昇させる
こと、更にリアクターからウェーハを取り除き結晶の欠
陥を分析することから成る。この方法の欠点は結晶の欠
陥の発生により熱的な不均質性の存在が明らかにされる
が、熱的な不均質性と結晶性の欠陥の間には簡単な相関
はない。例えば、ストリップラインが見える時このライ
ンの両端の上の層の温度は等しくなく、ランプの設定を
変更する必要があることが推定される。しかし、この変
更により温度の増加又は減少が伴うかが判らない。この
技術にはストリップラインを阻止する設定が見つかる前
に、長い試行錯誤の過程が必要である。しかし、この結
果が得られた時でさえも、該設定には理想的でないこと
が残る。事実、結晶性の欠陥は該設定が単に最適な設定
に近づくとすぐ、即ち実際には最適でなくても消滅す
る。更に、ある種のタイプの熱不均質性は結晶性の欠陥
を発生しない。例えば、直線性の熱変動は見つけること
ができない。
の一様性を試験するため現在使用されている方法は、基
準シリコンウェーハを挿入すること、ウェーハを所望の
温度（例えば１０５０℃）まで熱サイクルを上昇させる
こと、更にリアクターからウェーハを取り除き結晶の欠
陥を分析することから成る。この方法の欠点は結晶の欠
陥の発生により熱的な不均質性の存在が明らかにされる
が、熱的な不均質性と結晶性の欠陥の間には簡単な相関
はない。例えば、ストリップラインが見える時このライ
ンの両端の上の層の温度は等しくなく、ランプの設定を
変更する必要があることが推定される。しかし、この変
更により温度の増加又は減少が伴うかが判らない。この
技術にはストリップラインを阻止する設定が見つかる前
に、長い試行錯誤の過程が必要である。しかし、この結
果が得られた時でさえも、該設定には理想的でないこと
が残る。事実、結晶性の欠陥は該設定が単に最適な設定
に近づくとすぐ、即ち実際には最適でなくても消滅す
る。更に、ある種のタイプの熱不均質性は結晶性の欠陥
を発生しない。例えば、直線性の熱変動は見つけること
ができない。
【００１４】一様な温度設定を得る他の既知の方法は余
り満足すべきものでない。該方法には本質的に基準ウェ
ーハ１０とウェーハを受けるトレイ１１とに取り付けら
れた数の多い熱電対で試験を行うことから成る。このた
め、この方法で正確な初期設定を得ることができても、
周期的な再設定には適合が十分でなく、ウェーハの回転
に適合しない。
り満足すべきものでない。該方法には本質的に基準ウェ
ーハ１０とウェーハを受けるトレイ１１とに取り付けら
れた数の多い熱電対で試験を行うことから成る。このた
め、この方法で正確な初期設定を得ることができても、
周期的な再設定には適合が十分でなく、ウェーハの回転
に適合しない。
【００１５】
【課題を解決するための手段】従って、本発明の目的は
実現が簡単で、信頼性がありかつ再生可能なエピタクシ
ーリアクターの温度を校正する方法を提示することであ
る。
実現が簡単で、信頼性がありかつ再生可能なエピタクシ
ーリアクターの温度を校正する方法を提示することであ
る。
【００１６】本発明の他の目的は、特に感度の高い校正
法を与えることである。
法を与えることである。
【００１７】これらの目的を達成するため、本発明では
エピタクシーリアクターの温度を校正する改善された方
法を提示している。本発明の一つの様相によれば、本方
法は次の段階を含んでいる： ａ）拡散層を形成するため活性化焼きなましが後に行わ
れるドーピングの注入を少なくとも１つの単結晶シリコ
ンの表面に行った単結晶シリコン内に基準ウェーハを用
意すること； ｂ）ウェーハの表面のある点で、拡散層の面積抵抗を測
定すること； ｃ）エピタクシーリアクターを所望の温度に設定し更に
その中に中性ガスの流れがある時、該エピタクシーリア
クター内に基準ウェーハを置くこと； ｄ）同じ点で面積抵抗を再度測定し、更に面積抵抗の該
２つの値の間の差を計算することで、この差はエピタク
シーリアクター内にある間基準ウェーハが受ける熱サイ
クルに関係を有している； 本発明の実施態様によれば、基準ウェーハがドーピング
の少ないＰタイプのウェーハであり、該ドーピング素子
がヒ素を含んでいる。
エピタクシーリアクターの温度を校正する改善された方
法を提示している。本発明の一つの様相によれば、本方
法は次の段階を含んでいる： ａ）拡散層を形成するため活性化焼きなましが後に行わ
れるドーピングの注入を少なくとも１つの単結晶シリコ
ンの表面に行った単結晶シリコン内に基準ウェーハを用
意すること； ｂ）ウェーハの表面のある点で、拡散層の面積抵抗を測
定すること； ｃ）エピタクシーリアクターを所望の温度に設定し更に
その中に中性ガスの流れがある時、該エピタクシーリア
クター内に基準ウェーハを置くこと； ｄ）同じ点で面積抵抗を再度測定し、更に面積抵抗の該
２つの値の間の差を計算することで、この差はエピタク
シーリアクター内にある間基準ウェーハが受ける熱サイ
クルに関係を有している； 本発明の実施態様によれば、基準ウェーハがドーピング
の少ないＰタイプのウェーハであり、該ドーピング素子
がヒ素を含んでいる。
【００１８】本発明の実施態様によれば、抵抗測定が基
準ウェーハの多数の点で行われ、抵抗内の差の変動が考
察する点で基準ウェーハが受ける熱サイクルに関係を有
している。
準ウェーハの多数の点で行われ、抵抗内の差の変動が考
察する点で基準ウェーハが受ける熱サイクルに関係を有
している。
【００１９】本発明の実施態様によれば、本方法は更に
得られた校正結果に基づきエピタクシーリアクターを加
熱する手段の設定を調整する段階を含んでいる。
得られた校正結果に基づきエピタクシーリアクターを加
熱する手段の設定を調整する段階を含んでいる。
【００２０】本発明のこれらの目的、特徴及び利点は他
のものと同様に添付の図面に関連して記載された特別な
実施態様の以下のしかもこれに限定されない記載に詳細
に述べている。
のものと同様に添付の図面に関連して記載された特別な
実施態様の以下のしかもこれに限定されない記載に詳細
に述べている。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明に基づく方法は特別な基準
プレートを使用している。
プレートを使用している。
【００２２】図２に示す様に、該基準プレートは軽くド
ーピングされたＮ又はＰタイプのシリコンウェーハ２１
である。このウェーハのある表面上で、ドーピング原子
は都合よく注入されるが、例えば軽くドーピングされた
Ｐタイプのウェーハ内に注入されたヒ素の様なＮタイプ
のドーピングの様に、ウェーハのタイプと反対のタイプ
である必要は必ずしもない。
ーピングされたＮ又はＰタイプのシリコンウェーハ２１
である。このウェーハのある表面上で、ドーピング原子
は都合よく注入されるが、例えば軽くドーピングされた
Ｐタイプのウェーハ内に注入されたヒ素の様なＮタイプ
のドーピングの様に、ウェーハのタイプと反対のタイプ
である必要は必ずしもない。
【００２３】該注入の後、完全な活性化（及び場合によ
ってはドーピングの素子のドライブイン）を得るための
十分な焼きなましが行われ、ウェーハの表面で拡散層２
２が得られる。注入の後すぐ、ドーピング原子は基板内
に定められた導電率の層が実際には形成されないで、む
しろ多数の転移及び擾乱が結晶格子内に生ずることに注
意する必要がある。与えられた導電率のドーピング層は
実際にはいわゆる活性化焼きなましが行われた後に得ら
れる。この活性化焼きなましの後、いわゆるドライブイ
ン焼きなましが行われ、選択された深さのドーピング層
が形成される。本発明の特徴によれば、この準備の焼き
なましの段階は活性化とドーピング原子のドライブイン
が得られると同時に、シリコン酸化層がウェーハの表面
で成長する様に酸化の環境の中で行われる。
ってはドーピングの素子のドライブイン）を得るための
十分な焼きなましが行われ、ウェーハの表面で拡散層２
２が得られる。注入の後すぐ、ドーピング原子は基板内
に定められた導電率の層が実際には形成されないで、む
しろ多数の転移及び擾乱が結晶格子内に生ずることに注
意する必要がある。与えられた導電率のドーピング層は
実際にはいわゆる活性化焼きなましが行われた後に得ら
れる。この活性化焼きなましの後、いわゆるドライブイ
ン焼きなましが行われ、選択された深さのドーピング層
が形成される。本発明の特徴によれば、この準備の焼き
なましの段階は活性化とドーピング原子のドライブイン
が得られると同時に、シリコン酸化層がウェーハの表面
で成長する様に酸化の環境の中で行われる。
【００２４】この酸化層は次に抑制され、更に面積抵抗
測定がウェーハの表面の幾つかの所定の位置、例えば５
０ケ所の位置であらゆる既知の方法、例えばいわゆる４
ピン法により得られる。このように準備された基準ウェ
ーハは校正されるエピタクシーリアクターの入口チャン
バーの中に置かれる。該チャンバー内で、該ウェーハは
予め加熱され、次に自動的にトレイ１１の上に挿入さ
れ、ランプ１３及び１４は選択された温度及びその温度
の一定性（例えば一定の温度は１０００℃から１１５０
℃の間）を得るためこの時間に最適と考えられる方法に
設定される。この熱段階の間、中性ガスはエピタクシー
反応に通常使用される流れパターンに基づきチャンバー
内で循環される。この表現において、中性ガスは基準プ
レート１０の上に堆積即ちエピタクシー成長しないガス
である。該ガスは水素の様なキャリアーガスかアルゴン
の様な中性ガスである。圧力は後で行われるエピタクシ
ー堆積の種類に左右される低減圧力又は大気圧力であ
る。
測定がウェーハの表面の幾つかの所定の位置、例えば５
０ケ所の位置であらゆる既知の方法、例えばいわゆる４
ピン法により得られる。このように準備された基準ウェ
ーハは校正されるエピタクシーリアクターの入口チャン
バーの中に置かれる。該チャンバー内で、該ウェーハは
予め加熱され、次に自動的にトレイ１１の上に挿入さ
れ、ランプ１３及び１４は選択された温度及びその温度
の一定性（例えば一定の温度は１０００℃から１１５０
℃の間）を得るためこの時間に最適と考えられる方法に
設定される。この熱段階の間、中性ガスはエピタクシー
反応に通常使用される流れパターンに基づきチャンバー
内で循環される。この表現において、中性ガスは基準プ
レート１０の上に堆積即ちエピタクシー成長しないガス
である。該ガスは水素の様なキャリアーガスかアルゴン
の様な中性ガスである。圧力は後で行われるエピタクシ
ー堆積の種類に左右される低減圧力又は大気圧力であ
る。
【００２５】この熱段階の後、基準ウェーハはリアクタ
ーから回収される。新しい面積抵抗測定が前に行われた
測定と同じ位置で行われ、各位置での抵抗の変化が注目
される。
ーから回収される。新しい面積抵抗測定が前に行われた
測定と同じ位置で行われ、各位置での抵抗の変化が注目
される。
【００２６】抵抗内のこれらの変化はウェーハの表面上
の温度差にほぼ比例することが示されている。更に、こ
の方法により行われる校正は後程特別な例の場合に与え
られた数値により示される様に、極めて感度が高いこと
が示されている。
の温度差にほぼ比例することが示されている。更に、こ
の方法により行われる校正は後程特別な例の場合に与え
られた数値により示される様に、極めて感度が高いこと
が示されている。
【００２７】例 Ｐタイプ導電率基準タイプはほぼ１０15原子／ｃｍ3 の
濃度でホウ素でドーピングされたシリコンプレートから
製造した。この層の上に、４．１０15原子／ｃｍ3 の量
で６０ＫｅＶの電力の下でヒ素イオンの一様な堆積を行
った。次に、１１５０℃で４時間の焼きなましが酸化大
気の中で行われ、これによりほぼ１．６μｍに等しい厚
さを有する酸化層と成った。この加工の後、面積抵抗測
定によりほぼ２０オーム／平方の値が得られたが、この
値は層の全表面にわたり１／１０００より大きい一様性
を有している。
濃度でホウ素でドーピングされたシリコンプレートから
製造した。この層の上に、４．１０15原子／ｃｍ3 の量
で６０ＫｅＶの電力の下でヒ素イオンの一様な堆積を行
った。次に、１１５０℃で４時間の焼きなましが酸化大
気の中で行われ、これによりほぼ１．６μｍに等しい厚
さを有する酸化層と成った。この加工の後、面積抵抗測
定によりほぼ２０オーム／平方の値が得られたが、この
値は層の全表面にわたり１／１０００より大きい一様性
を有している。
【００２８】このように得られ測定された基準層は、次
にエピタクシーリアクター内に置かれ、１１００℃の熱
処理を６分行った。ウェーハを該リアクターから取り出
した後すぐ、一番目の測定として新しい抵抗測定を同じ
位置で行った。ほぼ２１オーム／ｃｍ3 の面積抵抗が測
定され、これらの新しい値と前に得た値との差を計算し
た。これらの差は数パーセントの変動を示したが、これ
らのパーセントは数度の温度変化を表している。
にエピタクシーリアクター内に置かれ、１１００℃の熱
処理を６分行った。ウェーハを該リアクターから取り出
した後すぐ、一番目の測定として新しい抵抗測定を同じ
位置で行った。ほぼ２１オーム／ｃｍ3 の面積抵抗が測
定され、これらの新しい値と前に得た値との差を計算し
た。これらの差は数パーセントの変動を示したが、これ
らのパーセントは数度の温度変化を表している。
【００２９】中性ガスを循環させた状態でエピタクシー
リアクター内でウェーハの温度を測定しその配置状態を
作る非常に感度と信頼性のある方法が得られている。更
に、得られた該測定は実際にはチャンバー内の圧力と中
性ガスの流れに無関係であることも判った。温度の差の
測定はこのように実際にはリアクター内の温度変動の測
定の絶対値であり、該リアクター内に加熱用ランプを設
置することに直接使用できる。
リアクター内でウェーハの温度を測定しその配置状態を
作る非常に感度と信頼性のある方法が得られている。更
に、得られた該測定は実際にはチャンバー内の圧力と中
性ガスの流れに無関係であることも判った。温度の差の
測定はこのように実際にはリアクター内の温度変動の測
定の絶対値であり、該リアクター内に加熱用ランプを設
置することに直接使用できる。
【００３０】エピタクシーリアクター内に生ずるヒ素の
外部への拡散から本質的に生ずる抵抗の変化が比較的大
きい（例えば２０オームから２１オーム）ことが明らか
になった。逆に、この外部への拡散は基準ウェーハを用
意する間生ずることは明らかにならなかった。実際に
は、高温度で比較的長い間行われる活性化及びドライブ
イン焼きなましの間、該外部への拡散は酸化層があるた
め全て避けられる。
外部への拡散から本質的に生ずる抵抗の変化が比較的大
きい（例えば２０オームから２１オーム）ことが明らか
になった。逆に、この外部への拡散は基準ウェーハを用
意する間生ずることは明らかにならなかった。実際に
は、高温度で比較的長い間行われる活性化及びドライブ
イン焼きなましの間、該外部への拡散は酸化層があるた
め全て避けられる。
【００３１】本発明は当業者が容易に考えることができ
る種々の変更、修正及び改善を行うことができることは
勿論である。特に、ヒ素以外のドーピング成分、例えば
リン又はホウ素を使用することができる。しかし、これ
らの他のドーピング成分を使用して得られる結果はヒ素
を使用して得られる結果と正確性が同じであることをチ
ェックする必要があり、これは表面への蒸着及び再拡散
による表面劣化現象が温度の変化に対し特に敏感である
からである。
る種々の変更、修正及び改善を行うことができることは
勿論である。特に、ヒ素以外のドーピング成分、例えば
リン又はホウ素を使用することができる。しかし、これ
らの他のドーピング成分を使用して得られる結果はヒ素
を使用して得られる結果と正確性が同じであることをチ
ェックする必要があり、これは表面への蒸着及び再拡散
による表面劣化現象が温度の変化に対し特に敏感である
からである。
【００３２】本発明の記載の例の場合、基準ウェーハの
非常に長い焼きなましが行われたが、基準ウェーハは十
分な活性化焼きなましを受ける必要がある、即ち急速な
熱焼きなまし炉を十分使用する必要がある。
非常に長い焼きなましが行われたが、基準ウェーハは十
分な活性化焼きなましを受ける必要がある、即ち急速な
熱焼きなまし炉を十分使用する必要がある。
【００３３】ランプ以外にも調整可能な加熱手段を使用
することができる。
することができる。
【００３４】本発明による方法は、基準プレートの幾つ
かの位置で抵抗を測定することによりエピタクシーリア
クター内で温度の不均一性を調整する方法として記載し
た。この方法は更に例えばエピタクシーリアクターを再
始動する時、以前の温度設定の状態が回復しているかを
点検するため、ウェーハ上のある一点でのみ測定を行う
ことにより行うこともできる。
かの位置で抵抗を測定することによりエピタクシーリア
クター内で温度の不均一性を調整する方法として記載し
た。この方法は更に例えばエピタクシーリアクターを再
始動する時、以前の温度設定の状態が回復しているかを
点検するため、ウェーハ上のある一点でのみ測定を行う
ことにより行うこともできる。
【００３５】このような変更、修正更には改善は本開示
の一部であり、本発明の精神及び範囲内である。従っ
て、前述の記載は一例であり、これにより制限されな
い。
の一部であり、本発明の精神及び範囲内である。従っ
て、前述の記載は一例であり、これにより制限されな
い。
【図１Ａ】エピタクシーリアクターの例の側面図
【図１Ｂ】エピタクシーリアクターの例の平面図
【図２】本発明により使用された基準プレート
１ 水晶チャンバー ２ 注入フランジ ３ 入口ノズル ４ 排出フランジ ５ 排出ノズル ７、８ 閉鎖用プレート ９ Ｏリング １０ 基準ウェーハ １１ サスセプタ １３、１４ 加熱ランプ １５ 注入スロット １８ リング ２１ シリコンウェーハ ２２ 拡散層
Claims (6)
- 【請求項１】 次の各段階： ａ）拡散層（２２）を形成するため活性化焼きなましが
後に行われるドーピングの注入を少なくとも１つの単結
晶シリコンの表面に行った単結晶シリコンの基準ウェー
ハ（１０）を用意すること； ｂ）ウェーハの表面のある点で、拡散層の面積抵抗を測
定すること； ｃ）エピタクシーリアクターを中性ガスの流れがある所
望の温度に設定する時、該エピタクシーリアクター内に
基準ウェーハを置くこと； ｄ）同じ点で面積抵抗を再度測定すること、及び面積抵
抗の該２つの値の間の差を計算することで、この差はエ
ピタクシーリアクター内にある間基準ウェーハが受ける
熱サイクルに変換される；を含むことを特徴とするエピ
タクシーリアクターの温度を校正する方法。 - 【請求項２】 基準ウェーハが酸化の環境内で活性化焼
きなましとドライブイン焼きなましを受けることを特徴
とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 基準ウェーハが一番目のタイプの導電率
を有し、ドーピングが二番目のタイプの導電率を有して
いることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 基準ウェーハがドーピングの少ないＰタ
イプのウェーハであり、該ドーピングがヒ素であること
を特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 抵抗測定が基準ウェーハの多数の点で行
われ、抵抗内の差の変動が考察する点で基準ウェーハが
受ける熱サイクルに変えられることを特徴とする請求項
１に記載の方法。 - 【請求項６】 得られた校正結果に基づきエピタクシー
リアクターを加熱する手段の設定を調整する段階を更に
含むことを特徴とする請求項１又は５のいずれかに記載
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9601369A FR2744139B1 (fr) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | Procede d'etalonnage de temperature d'un reacteur d'epitaxie |
| FR9601369 | 1996-01-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232241A true JPH09232241A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=9488851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9028291A Withdrawn JPH09232241A (ja) | 1996-01-31 | 1997-01-29 | エピタクシーリアクターの温度の校正法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0787839B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09232241A (ja) |
| DE (1) | DE69713177D1 (ja) |
| FR (1) | FR2744139B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009111295A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Sumco Corp | 気相成長装置の温度計の校正方法及び温度校正用の半導体基板 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19952705A1 (de) * | 1999-11-02 | 2001-05-10 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe mit einer epitaktischen Schicht |
| CN103938269A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-23 | 上海华力微电子有限公司 | 一种外延工艺腔体温度校准的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58169906A (ja) * | 1982-01-18 | 1983-10-06 | Nec Corp | 気相成長装置 |
| JPH04247870A (ja) * | 1991-01-23 | 1992-09-03 | Hitachi Ltd | 真空処理装置及びそれを用いた成膜装置と成膜方法 |
| US5305417A (en) * | 1993-03-26 | 1994-04-19 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus and method for determining wafer temperature using pyrometry |
-
1996
- 1996-01-31 FR FR9601369A patent/FR2744139B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-01-29 JP JP9028291A patent/JPH09232241A/ja not_active Withdrawn
- 1997-01-29 DE DE69713177T patent/DE69713177D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-29 EP EP19970410013 patent/EP0787839B1/fr not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009111295A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Sumco Corp | 気相成長装置の温度計の校正方法及び温度校正用の半導体基板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0787839A1 (fr) | 1997-08-06 |
| FR2744139B1 (fr) | 1998-04-30 |
| EP0787839B1 (fr) | 2002-06-12 |
| FR2744139A1 (fr) | 1997-08-01 |
| DE69713177D1 (de) | 2002-07-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040406 |