KR20070026356A - 기상성장장치 및 에피택셜 웨이퍼의 제조방법 - Google Patents

기상성장장치 및 에피택셜 웨이퍼의 제조방법 Download PDF

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Abstract

원료가스(G)는 둑형상 부재(23)의 외주면(23b)에 부딪혀서 상면(23a) 측으로 올라간 후, 서셉터(12) 상에 탑재된 실리콘단결정기판(W)의 주표면을 따라 흐른다. 둑형상 부재(23)의 상방에는 상기 둑형상 부재(23)와 서로 대향하는 형태로 상부내인장부재(4)가 배치된다. 둑형상부재(23)와 상부내인장부재(4)와의 사이에는 가스도입극간(60)이 형성된다. 기상성장장치(1)에 있어서는, 가스도입극간(60)의 수평기준선(HSL)을 따르는 방향으로 형성되는 길이가 상기 수평기준선(HSL)에서 멀어짐에 따라서 감소하든지, 또는, 어느 쪽의 위치에 있어서도 일정하도록, 상부내 인장부재(4)의 치수조절이 되어 있다. 따라서, 실리콘단결정기판 상에 흐르는 원료가스의 유통경로를 보다 균일하게 할 수 있는 기상성장장치와 이것을 이용한 에피택셜 웨이퍼의 제조방법을 제공한다.
기상성장장치, 에피택셜 웨이퍼

Description

기상성장장치 및 에피택셜 웨이퍼의 제조방법 {Vapor growth device and production method for epitaxial wafer}
본 발명은 실리콘단결정기판의 주표면에 실리콘단결정박막을 기상성장시키기 위한 기상성장장치와, 이것을 사용하여 실현되는 에피택셜 웨이퍼의 제조방법에 관한 것이다.
실리콘단결정기판(이하, 단지 「기판」으로 약칭한다)의 주표면에 기상성장법으로 실리콘단결정박막(이하, 단지 「박막」으로 약칭한다)을 형성한 실리콘에피택셜 웨이퍼는 바이폴러 IC나 MOS-IC 등의 전자디바이스에 폭넓게 사용되고 있다. 그리고, 전자디바이스의 미세화 등에 따라, 소자를 만들어 넣는 에피택셜 웨이퍼 주표면의 플랫니스에 대한 요구가 점점 가중되고 있다. 플랫니스에 영향을 미치는 인자로서는 기판의 평탄도와 박막의 막두께분포가 있다. 그런데, 근래, 직경이 200mm에서 그 이상인 에피택셜 웨이퍼의 제조에 있어서는,
여러 장의 웨이퍼를 배치처리하는 방법을 대신하여, 매엽식기상성장장치가 주류가 되고 있다. 이것은 반응용기 내에 1장의 기판을 수평으로 회전을 유지하고, 반응용기의 일단에서 타단으로 원료가스를 대략 수평이면서 일방향으로 공급하여 박막을 기상성장시키는 것이다.
상기와 같은 매엽식기상성장장치에 있어서, 형성되는 박막의 막두께 균일화를 도모하기 위한 중요한 인자로서, 반응용기 내에 있어서, 원료가스의 유량 또는 유량분포가 있다. 매엽식기상성장장치에 있어서는 통상, 가스공급관을 개재하여 반응용기의 일단부에 형성된 가스도입구로부터 원료가스가 공급되고, 기판표면을 따라 원료가스가 흐른 후, 용기의 타단측의 배출구로 배출되는 구조로 되어 있다. 이러한 구조의 기상성장장치에 있어서, 유량의 불규칙함을 줄이기 위해, 가스도입구의 하류측에 다수의 홀을 형성시킨 분산판을 장착하거나, 폭방향의 가스흐름을 분리하는 칸막이판을 설치한 장치가 제안되어 있다.
또한, 하기 특개 평7-193015호 공보에는, 가스도입구에서 유입되는 원료가스를 기판을 지지하는 서셉터 주위에 배치된 둑형상 부재의 외주면을 향하여 흘러, 둑형상 부재를 넘을 수 있는 형상으로, 기판의 표면에 원료가스를 공급하는 장치의 구성이 개시되어 있다. 이 방법의 주지는 원료가스의 흐름을 둑형상 부재의 외주면에 부딪히는 것으로서 원료가스를 분산시키고, 유량의 불규칙함을 해소할려는 것이다. 또, 상기와 같은 기상성장장치에 있어서, 원료가스가 보다 원활하게 서셉터를 향하여 흐르도록, 둑형상 부재를 개량한 것도 제안되어 있다(특개 2002-231641호공보). 또한, 상기 기상성장장치에 있어서는, 굳이 서셉터의 좌우로 원료가스의 흐름을 다르게 하는 개량을 부가한 것도 제안되어 있다(특개 2002-198316호 공보).
그런데, 실리콘단결정기판 상에 실리콘단결정박막을 기상에피택셜성장시킬 때의 대표적인 문제로서, 패턴변형이 있다. 상기 패턴변형에 영향을 끼치는 요인으로서는 몇가지 있는 데, 일반적으로는 반응용기 내의 압력을 내려, 기판표면에 생 성된 HCl가스의 확산계수를 크게 하고, HCl가스에 의한 에칭작용을 저하시키면, 패턴변형량을 감소시킬 수 있는 것이 알려져 있다. 이런 이유 때문에, 패턴이 형성된 실리콘단결정기판 상으로의 기상에피택셜성장에는 감압조건이 상응하게 된다.
그러나, 상기 특개 평7-193015호 공보에 기재된 것과 같은 장치를 사용하여, 감압하에서 에피택셜성장을 실행하면, 소기의 박막분포를 형성하는 것이 곤란할 경우가 있다.
본 발명의 과제는 양호한 박막분포를 확보하기 위해, 실리콘단결정기판 상으로 흐르는 원료가스의 유통경로를 보다 균일하게 제어할 수 있는 기상성장장치와, 이것을 이용한 에피택셜 웨이퍼의 제조방법을 제공하는 것이다.
특허문헌 1: 특개 평7-193015호 공보
특허문헌 2: 특개 2002-231641호 공보
특허문헌 3: 특개 2002-198316호 공보
상기 문헌에 개시된 구성의 기상성장장치에 있어서는, 서셉터를 둘러싸는 둑형상 부재와, 상기 둑형상 부재의 직상에 배치된 상부내 인장부재에 의해, 도 8의 사선부로 도시한 것처럼 가스도입극간(60')이 형성된다. 한편, 기상성장장치 내에 안내된 원료가스(G)는 마찰저항이 가능한 한 작은 방향으로 흐르게 된다. 도 8에서 이해된 것처럼, 원료가스(G)가 수평기준선(HSL)에 대략 평행하게 흐른다고 가정한 경우, 수평기준선(HSL)에서 먼 위치일수록, 원료가스(G)는 긴 거리의 가스도입극간(60')을 유통하게 된다. 따라서, 수평기준선(HSL)에서 먼 위치를 흐르는 원료가스(G)는 가스도입극간(60')의 출구 부근에 있어서, 흐르는 방향을 수평기준선(HSL)의 근처로 크게 변화시키는 경향을 가진다. 이 사실은 실리콘단결정기판 상에 흐르는 원료가스의 유통경로의 균일화를 곤란하게 하는 하나의 원인이다.
이 점을 알게 된 본 발명자는 예의 검토한 결과, 하기의 본 발명을 완성하게 되었다. 즉, 본 발명의 기상성장장치는 실리콘단결정기판의 주표면 상에 실리콘단결정박막을 기상성장시키는 기상성장장치로서, 수평방향에 대한 제1단부 측에 가스도입구가 형성되고, 동일하게 제2단부 측에 가스 배출구가 형성된 반응용기를 구비하고, 실리콘단결정박막 형성을 위한 원료가스가 가스도입구에서 반응용기 내에 도입되고, 상기 반응용기의 내부극간에서 대략 수평으로 회전유지되는 실리콘단결정기판의 주표면을 따라 원료가스가 흐른 후, 가스배출구에서 배출되도록 구성되고, 내부공간 내에서 회전구동되는 원반 형상의 서셉터 상에 실리콘단결정기판이 배치되는 한편, 서셉터를 둘러쌈과 동시에, 상면이 상기 서셉터의 상면과 대략 일치하는 위치관계로 둑형상 부재가 배치되며, 또한, 가스도입구는 둑형상 부재의 외주면에 대향하는 형태로 개구되고, 상기 가스도입구로부터의 원료가스가 둑형상 부재의 외주면에 부딪혀 상면측에 올라간 후, 서셉터 상의 실리콘 단결정기판의 주표면을 따라서 흐르도록 구성된 기상성장장치에 있어서, 둑형상 부재의 상부로부터 덮여지도록, 상부 내 인장부재가 배치되고, 둑형상 부재와 상부내 인장부재에 의해서, 반응용기 내부로 가스도입극간이 형성되어 있고, 반응용기의 제1단부에서 서셉터의 회전축선과 직교하여 제2단부에 이르는 원료가스의 흐름방향을 따르는 가상적인 중심선을 수평기준선으로 하고, 서셉터의 회전축선과 수평기준선에 쌍방으로 직교하는 방향을 폭방향으로 정의할 때, 수평기준선에서 폭방향으로 멀어짐에 따라, 가스도입극간의 수평기준선과 평행인 방향으로 형성되는 길이가 연속적 또는 단계적으로 짧게 되든지, 또는 어느쪽의 위치에 있어서도 일정하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 기상성장장치는 반응용기 내에 배치된 서셉터의 상부를 향하여 흐르는 원료가스의 통로를 둑형상부재(로어라이너)와 상부내 인장부재(어퍼라이너)로 형성한 것이다. 장치 내부를 유통하는 원료가스는 상술한 것처럼, 마찰에 의한 저항이 가능한 한 작게 되는 위치를 선정하여 흐르는 경향이 있다. 본 발명의 기상성장장치에 있어서는 수평기준선에서 폭방향으로 멀어짐에 따라 가스도입극간이 형성되는 길이가 짧아지든지, 아니면 어느 쪽의 위치에 있어서도 일정하도록 조정되어 있다. 따라서, 수평기준선에서 떨어진 위치에 있어서, 원료가스의 흐름이 수평기준선 방향에서 크게 변화하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 서셉터의 외주부에 있어서도 원료가스의 유통경로를 보다 균일하게 하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 양호한 막두께 분포의 실리콘단결정박막을 제작할 수 있는 기상성잔장치가 실현된다.
하나의 적당한 상태로서, 상기 기상성장장치는 가스도입극간을 형성하는 둑형상 부재의 상면과 동일하게 상부내 인장부재의 하면의 상하방향에서의 겹쳐진 정도가 수평기준선에서 폭방향으로 멀어짐에 따라서 작게 되거나 또는 어느 쪽의 위치에 있어서도 일정하도록 구성할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 둑형상 부재와 상부내 인장부재와의 겹침 정도의 조정에 의해, 가스도입극간이 형성되는 길이 조정을 실행할 수 있기 때문에, 설계변경 등에도 대응이 쉽다.
또, 상부내 인장부재의 하면의 내주연이 둑형상 부재의 상면의 내주연보다도 원료가스의 흐름 방향의 상류측에 위치하도록 구성할 수 있다. 원료가스는 둑형상 부재의 상면을 따라 흐르고, 서셉터의 상면에 원활하게 안내되는 것이 필요하다. 상기 구성에 의하면, 가스도입극간의 종단을 상부내 인장부재의 하면 내주연의 위치에서 규정할 수 있으므로, 원료가스를 서셉터의 상면에 원활하게 안내하면서, 가스도입극간이 형성되는 길이를 조정할 수 있다.
또한, 가스도입극간의 출구 측에서, 둑형상 부재의 상면의 내주연이 그리는 원호의 중심이, 서셉터의 회전축선에 일치하는 한편, 상부내 인장부재의 하면의 내주연이 그리는 원호의 중심은, 서셉터의 회전축선 보다도 원료가스의 흐름 방향의 하류측에 설정되고, 둑형상 부재의 상면의 내주연이 그리는 원호의 반경보다도, 상부내 인장부재의 하면의 내주연이 그리는 원호의 반경이 크게 되도록 구성되어 있으면 된다. 이러한 요건을 개념도로 도시하면, 도 7과 같이 된다. 도 7 중에서 사선부가 가스도입극간의 형성영역을 나타내고 있다. 즉, 상기 구성은 가스도입극간이 형성되는 길이(수평기준선(HSL)을 따르는 방향으로 형성된 길이)를 수평기준선(HSL)에서 떨어짐에 따라 서서히 감소시키기 위한 구성을 보다 구체적으로 나타낸다.
또한, 다른 시점에서 본 경우의 본 발명의 기상성장장치는 실리콘단결정기판의 주표면 상에 실리콘단결정박막을 기상성장시키는 기상성장장치로서, 수평방향에 대한 제1단부 측에 가스도입구가 형성되고, 동일하게 제2단부 측에 가스배출구가 형성된 반응용기를 구비하고, 실리콘단결정박막형성을 위한 원료가스가 도입구에서 반응용기 내에 도입되고, 상기 반응용기의 내부 공간에서 대략 수평으로 회전유지되는 실리콘단결정기판의 주표면을 따라 원료가스가 흐른 후, 가스배출구로 배출되도록 구성되고, 내부공간 내에서 회전구동되는 원반 형상의 서셉터 상에 실리콘단결정기판이 배치되는 한편, 서셉터를 둘러쌈과 동시에, 상면이 상기 서셉터의 상면과 일치하는 위치관계로 둑형상 부재가 배치되고, 또한, 가스도입구는 둑형상 부재의 외주면에 대향하는 형태로 개구되고, 상기 가스도입구에 유입되는 원료가스가 둑형상 부재의 외주면에 부딪혀 상면측으로 올라간 후, 서셉터 상의 실리콘단결정기판의 주표면을 따라서 흐르도록 구성된 기상성장장치에 있어서, 둑형상 부재의 상부로부터 덮여지도록 상부내 인장부재가 배치되고, 둑형상 부재와 상부내 인장부재에 의해, 반응용기 내부로 가스도입극간이 형성되고, 상부내 인장부재의 하면의 내주연이 둑형상 부재의 상면의 내주연 보다도 원료가스의 흐름 방향의 상류측에 위치하고, 가스도입극간의 출구 측에서 둑형상 부재의 상면의 내주연이 그리는 원호의 중심이 서셉터의 회전축선에 일치하는 한편, 상부내 인장부재의 하면의 내주연이 그리는 원호의 중심은 서셉터의 회전축선 보다도 원료가스의 흐름방향의 하류측에 설정되고, 둑형상 부재의 상면의 내주연이 그리는 원호의 반경보다도, 상부 내 인장부재의 하면의 내주연이 그리는 원호의 반경이 크도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
기상성장장치 내부를 유통하는 원료가스는 상술한 것처럼, 마찰에 의한 저항이 가능한 한, 작게 되는 위치를 선정하여 흐르는 경향을 나타낸다. 본 발명의 기상성장장치의 주요부를 개념도로 나타내면, 도 7과 같다. 도 7 중에서 사선부가 가스도입극간의 형성영역을 표현하고 있다. 반응용기의 제1단부에서 서셉터의 회전축선(O)과 직교하여 제2단부에 이르는 원료가스(G)의 흐름 방향을 따르는 가상적인 중심선을 수평기준선(HSL)으로 하고, 서셉터의 회전축선(O)과, 수평기준선(HSL)에 쌍방으로 직교하는 방향을 폭방향(WL)으로 한다. 둑형상 부재의 상면의 내주연(23p)이 그리는 원호의 반경(R₁)과 비교하여, 상부내 인장부재의 하면의 내주연(40p)이 그리는 원호의 반경(R₃)을 크게 하므로, 수평기준선(HSL)을 따르는 방향에 관하는 가스도입극간의 형성되는 길이가 수평기준선(HSL)로부터 떨어짐에 따라 길게 되지 않는다. 따라서, 수평기준선(HSL)에서 떨어진 위치에 있어서도, 원료가스(G)는 흐르는 방향이 크게 변화하지 않는다. 왜냐하면, 가스도입극간을 흐르는 원료가스(G)는 저항이 작게 되는 경로, 결국, 가스도입극간이 짧게 형성된 경로를 흐르는 경향을 가지기 때문이다. 그 결과, 서셉터의 외주부에 보다 균일하게 원료가스가 흐르는 것이 가능하게 된다. 즉, 기판 상에서의 원료가스의 유통경로의 불규칙함을 해소할 수 있고, 양호한 막두께 분포의 실리콘단결정박막을 제작할 수 있는 기상성장장치를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 기상성잔장치에는 반응용기 내부를 대기압보다도 감압된 상태로 유지하는 배기계를 장착할 수 있다. 이 구성에 의하면, 패턴이 형성된 기판 상에 기상성장할 때에 패턴 변형량을 작게 할 수 있는 감압조건 하에서의 에피택셜성장이 가능하다.
또한, 본 발명의 에피택셜 웨이퍼의 제조방법은 상기 설명한 기상성장장치의 반응용기 내부에 실리콘단결정기판을 배치하고, 상기 반응용기 내부에 원료가스를 유통시켜 실리콘단결정기판 상에 실리콘단결정박막을 기상에피택셜성장시키는 것에 의해 에피택셜 웨이퍼를 얻는 것을 특징으로 한다.
또한, 기상에피택셜성장의 원료가스로서 모노클로로실란가스, 지클로로실란 가스, 및 트리클로로실란가스의 그룹에서 선택되는 1종의 것을 사용하고, 상기 설명한 기상성장장치의 반응용기 내부를 대기압보다도 감압된 상태로 유지하면서, 실리콘단결정기판 상에 실리콘단결정박막을 기상에피택셜성장시킬 수 있다.
또한, 수평기준선과 평행인 방향에 있어서, 가스도입극간이 형성되는 길이에 따라서, 수평기준선 근처를 흐르는 원료가스의 유량을 조절하는 내측밸브와 수평기준선에서 떨어진 곳을 흐르는 원료가스의 유량을 조절하는 외측밸브의 개폐정도를 설정하면 좋다. 이렇게 하면, 전술한 본 발명에 관한 기상성장장치의 구성과 함께, 기판 상에서의 원료가스의 유량의 불규칙함을 저감하는 것이 가능하다.
또한, 둑형상 부재의 상면은 서셉터의 상면과 대략 일치하는 위치관계이다. 이것은 둑형상 부재의 상면과 서셉터의 상면이 완전하게 일치할 필요는 없고, 2mm정도까지의 위치 차이는 허용된다는 의미이다.
도 1은 본 발명의 기상성장장치의 일례를 도시한 측면단면도.
도 2는 본 발명의 기상성장장치의 요부를 확대한 단면도.
도 3은 본 발명의 기상성장장치의 평면도.
도 4는 본 발명의 기상성장장치의 요부를 일부 절개하여 도시한 분해사시도.
도 5는 상부내 인장부재의 하방평면도.
도 6A는 가스도입극간의 형성형태를 설명하기 위한, 도 5중에 도시한 수평기준선(HSL)을 포함하는 선6A-6A에 대한 단면도.
도 6B는 가스도입극간의 형성형태를 설명하기 위한, 도 5의 선6B-6B에 대한 단면도.
도 6C는 가스도입극간의 형성형태를 설명하기 위한, 도 5의 선6C-6C에 대한 단면도.
도 7은 가스도입극간의 형성영역을 도시하는 평면투영도.
도 8은 상부내 인장부재가 개선되지 않은 종래의 기상성장장치의 작용설명도.
도 9는 가스도입 극간이 형성되는 길이를 일정하게 한 다른 형태를 도시한 모식도.
도 10A는 계산기 시뮬레이션으로부터 얻어진 본 발명의 기상성장장치에 대한 원료가스의 유통경로 분포도.
도 10B는 계산기 시뮬레이션으로부터 얻어진 종래의 기상성장장치에 대한 원료가스의 유통경로 분포도.
도 11A는 계산기 시뮬레이션으로부터 얻어진 본 발명의 기상성장장치에 대한 성장속도 분포를 도시한 등고선도.
도 11B는 계산기 시뮬레이션으로부터 얻어진 종래의 기상성장장치에 대한 성장속도 분포를 도시한 등고선도.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최적의 형태를 첨부되는 도면을 기초로 하여 설명한다.
도 1∼도 4는 실리콘단결정기판의 주표면에 실리콘단결정박막을 기상성장시키는 본 발명의 기상성장장치(1)의 일례를 모식적으로 도시한 것이다. 도 1은 측면단면도, 도 2는 도 1의 부분확대도, 도 3은 도 1의 기상성장장치(1)의 평면도, 도 4는, 도 1의 기상성장장치(1)의 요부를 일부 절개하여 도시한 분해사시도이다. 상기 기상성장장치(1)는 도 1에 도시하는 것처럼, 수평방향에 있어서, 제1단부(31) 측에 가스도입구(21)가 형성되고, 동일하게 제2단부(32) 측에 가스배출구(36)가 형성된 반응용기(2)를 가진다. 박막형성을 위한 원료가스(G)는 가스도입구(21)에서 반응용기(2) 내에 도입되고, 상기 반응용기(2)의 내부공간(5)에서 대략 수평하게 회전유지되는 기판(W)의 주표면을 따라 흐른 후, 가스배출구(36)에서 배기관(7)을 거쳐 배출되도록 구성되어 있다. 배기관(7)은 감압펌프(RP)(도 3)와 함께 기상성장장치(1)의 배기계를 구성한다.
도 1에 도시한 것처럼, 반응용기(2)의 내부공간(5)에는 수직인 회전축선(O)의 주위에 모터(13)에 의해 회전구동되는 원반 형상의 서셉터(12)가 배치되고, 그 상면에 형성된 얕은 스폿페이싱(12b) 내에, 실리콘에피택셜 웨이퍼를 제조하기 위한 기판(W)이 1매만 배치된다. 즉, 상기 기상성장장치(1)는 매엽식으로서 구성된다. 기판(W)은 예를들면, 직경이 100mm 또는 그 이상의 것이다. 또, 기판(W)의 배치영역에 대응하여 반응용기(2)의 상하로는 기판가열을 위한 적외선가열 램프(11) 가 소정간격으로 배치된다.
반응용기(2)의 내부공간(5) 내에는 도 3에 도시한 것처럼, 서셉터(12)를 둘러싸도록 둑형상 부재(23)가 배치된다. 도 2에 도시한 것처럼, 둑형상 부재(23)는 그 상면(23a)이 서셉터(12)의 상면(12a)(인용하면 기판(W)의 주표면)과 대략 일치하는 위치관계로 배치된다.
도 1에 도시한 것처럼, 가스도입구(21)는 둑형상 부재(23)의 외주면(23b)에 대향하는 형태로 개구되고, 상기 가스도입구(21)로부터의 원료가스(G)는 도 2 또는 도 4에 도시한 것처럼, 둑형상부재(23)의 외주면(23b)에 부딪혀서 상면(23a) 측에 올라간 후, 서셉터(12) 상의 기판(W)의 주표면을 따라 흐르도록 되어 있다. 본 실시형태에서는 둑형상 부재(23)의 외주면(23b)은 서셉터(12)의 형상에 대응한 원통면 형상으로 되어 있다. 또한, 둑형상 부재(23b)의 외주연을 따라 판상으로 형성되어 열을 균일하게 하는 예열링(22)이 배치되고, 그 내측에 배치되는 서셉터(12)의 상면(12a)이 상기 예열링(22)의 상면(22a)(도 2참조)과 대략 동일면이 되어 있다. 또, 내부공간(5) 내에는 둑형상 부재(23)에 대향하는 위치에, 둑형상 부재(23)와 거의 지름이 동일한 상부내 인장부재(4)가 배치되어 있다. 둑형상 부재(23) 및 상부내 인장부재(4)는 모두 석영재료에 의해 제작된 링 형상의 부품이다.
도 1에 도시한 것처럼, 기상성장장치(1)에 있어서는 반응용기(2)의 제1단부(31)에서 서셉터(12)의 회전축선(O)과 직교하여 제2단부(32)에 이르고 원료가스(G)의 흐름 방향을 따른 가상적인 중심선을 수평기준선(HSL)으로 한다. 그리고, 수평기준선(HSL)과 서셉터(12)의 회전축선(O)에 쌍방으로 직교하는 방향을 폭방 향(WL)(도 3)으로 한다.
또한, 도 3에 도시한 것처럼, 가스도입구(21A, 21B)에 유입되는 원료가스(G)를 둑형상 부재(23)의 외주면(23b)을 향하여 안내하는 가스안내부재(24R, 24L)가 수평기준선(HSL)의 좌우(구체적으로는 반응용기(2)의 지주(33)의 좌우)로 나누어진 형태로 가스도입구(21(21A, 21B))와 둑형상 부재(23)와의 사이에 배치된다. 가스안내부재(24R, 24L)의 내부에 형성된 가스안내공간(240)(도 4)에, 원료가스(G)의 흐름을 폭방향(WL)에서 가르는 가스안내부재측 칸막이판(34R, 34L)이 설치되어 있다. 이것에 의해, 가스안내공간(240)은 수평기준선(HSL) 근처의 가스안내공간(24T)과 수평기준선(HSL)에서 먼쪽의 가스안내공간(24S)으로 분리된다.
한편, 도 3에 도시한 것처럼, 둑형상 부재(23)의 외주면(23b)에는 수평기준선(HSL)에 대하여 좌우대칭으로 나눈 형태로서, 원료가스(G)의 흐름을 폭방향(WL)에 있어서, 복수개소에서 분리하는 둑형상 부재측 칸막이판(35R, 35L)이 배치된다. 원료가스(G)는 둑형상 부재(23)의 상면(23a)으로 올라간 때에 폭방향(WL)으로 흐르기 쉽다. 그리고, 전술한 안내부재측 칸막이판(34R, 34L)과 함께, 둑형상 부재측 칸막이판(35R, 35L)을 장착한 것에 의해, 원료가스(G)의 폭방향(WL)의 흐름을 제어하고 있다. 본 실시형태에서는 둑형상 부재측 칸막이판(35R, 35L)은 수평기준선(HSL)을 사이에 두고 좌우로 각각 1개소씩 배치되어 있다. 그리고, 가스안내부재측 칸막이판(34R, 34L)과 둑형상부재측 칸막이판(35R, 35L)이 각각, 수평기준선(HSL) 및 회전축선(O)에 평행인 동일 평면 내에 배치된 형상으로 되어 있다.
또한, 도 3에 도시한 것처럼, 가스안내부재(24R, 24L)에 대응하여 가스도입 구(21A, 21B)가 형성되어 있다. 가스배관(50)은 수평기준선(HSL) 근처의 가스안내공간(24T)(도 4)에 가스를 공급하는 내측배관(53)과, 수평기준선(HSL)에서 먼쪽의 가스안내공간(24S)(도 4)에 가스를 공급하는 외측배관(51)으로 분기되고, 각각 원료가스(G)의 유량을 매스 플로어 컨트롤러(MFC)(54, 52)에 의해 독립적으로 제어될 수 있도록 하고 있다. 상기 MFC(54, 52)의 대체용으로 수동밸브를 사용해도 된다. 또한, 내측배관(53) 및 외측배관(51)은 각각 분기배관(56) 및 다른 분기배관(55)으로 또한 나누어지고, 수평기준선(HSL)에 대하여 양측에 각각 내측가스도입구(21A) 및 외측가스도입구(21B)를 개구하고 있다.
도 4에 도시한 것처럼, 가스안내부재(24R, 24L)는 가스도입구(21) 측과 둑형상 부재(23) 측으로 각각 개구되는 횡으로 긴 형상의 단면을 가지는 석영제의 통형상 부품이다. 가스안내부재측 칸막이판(34R, 34L)은 상호 대략 평행하게 배치된 상면판(24a)과 하면판(24b)에 연결되는 형상으로, 가스안내부재(24R, 24L)의 각 내부에 형성되어 있다. 가스안내부재측 칸막이판(34R, 34L)이 일체화된 가스안내부재(24R, 24L)를, 반응용기(2)에 대하여 착탈가능하게 배치하는 데, 예를 들면, 가스안내부재측 칸막이판(34R, 34L)의 위치를 변경하고 싶은 경우에는 가스안내부재(24R, 24L)의 교환에 의해 간단하게 대응할 수 있다.
또한, 도 3에 도시한 것처럼, 가스도입구(21A, 21B)와 가스안내부재(24R, 24L)의 사이에는 배플(26)이 배치된다. 도 4에 도시한 것처럼, 배플(26)은 가스안내부재(24R, 24L)의 개구부에 대응하여 횡으로 길게 형성되고, 길이방향을 따라 소정의 간격으로 복수의 가스유통공(26a)이 형성되어 있다. 또한, 가스유통공(26a)은 가스안내부재측 칸막이판(34R, 34L)과 간섭하지 않는 위치에 형성되어 있다. 또한, 도 3에 도시한 것처럼, 둑형상 부재(23)와 가스배출구(36)와의 사이에는 배출측 가스안내부재(25)가 배치된다.
도 4에 도시한 것처럼, 둑형상 부재(23)에는 상면(23a)의 외주연부를 가스안내부재(24R, 24L)와의 대향구간에 있어서, 오목 형상으로 잘라낸 것에 의해 활모양의 절개부(23k)가 형성되어 있다. 절개부(23k)의 측면은 둑형상 부재(23)의 외주면(23b)의 일부를 형성하고 있다. 도 1에 도시한 것처럼, 반응용기(2)는 하부용기(2b)와 상부용기(2a)로 구성되고, 상부내 인장부재(4)는 상부용기(2a), 둑형상 부재(23)는 하부용기(2b)의 내주면을 따라 배치된다. 따라서, 상부내 인장부재(4)와 둑형상 부재(23)의 상대위치가 고정된다. 도 2에 도시한 것처럼, 절개부(23k)의저면(23c)은 가스안내부재(24R, 24L)의 하면판(24b)의 내면의 연장으로 대략 일치하는 형상이 되고, 가스안내면의 역할을 하게 된다. 그리고, 원료가스(G)는 절개부(23k)의 측면(23b)에 부딪혀서 상면(23a)으로 올라간다.
도 2에 도시한 것처럼, 상부내 인장부재(4)는 둑형상 부재(23)의 상면(23a)에 평행하게 대향하는 제1하면(4a)과 절개부(23k)의 측면(둑형상 부재(23)의 외주면)(23b)에 대향하는 내주면(4b)과, 동일하게 저면(23c)에 평행하게 대향하는 제2하면(4c)에 기초하는 단부(4d)를 구비하고, 절개부(23k)와의 사이에 크랭크 형상의 단면을 가지는 가스도입극간(60)을 형성한다. 즉, 가스도입극간(60)은 둑형상 부재(23)와 상부내 인장부재(4)가 대향하는 것에 의해 형성된 가스통로이다. 또한, 도 4에 도시한 것처럼, 둑형상부재측 칸막이판(35R, 35L)은 가스도입극간(60)에 대 향한 대략 L자 형상으로 형성된다.
도 5에 도시한 것은, 상부내 인장부재(4)를 둑형상부재(23) 측에서 보았을 때의 하방평면도이다. 둑형상 부재(23)에 서로 향하는 제1하면(4a) 및 제2하면(4c)이 가스도입극간(60)을 형성하게 된다. 상부내 인장부재(4)와 둑형상부재(23)과의 상하방향에서의 겹치는 정도에 따라서, 수평기준선(HSL)과 평행인 방향에 있어서, 가스도입극간(60)이 형성되는 길이가 설정된다. 본 발명의 기상성장장치(1)는 상기 수평기준선(HSL)으로부터 폭방향(WL)으로 멀어짐에 따라, 상기 형성되는 길이가 점차 감소하도록 구성된다.
도 6A에 도시한 것은, 도 5 중에 도시한 수평기준선(HSL)을 포함하는 6A-6A단면도, 도 6B에 도시한 것은 도 5의 6B-6B단면도, 도 6C에 도시한 것은 도 5의 6C-6C단면도이다. 본 실시형태에 있어서는 둑형상 부재(23)의 상면(23a)의 내주연(23p) 보다도 원료가스(G)의 흐름방향의 상류측에 위치하는 상부내 인장부재(4)의 하면(4a)의 내주연(40p)의 치수에 의해, 가스도입극간(60)이 형성되는 길이를 조정하도록 하고 있다. 결국, 도 6A, 도 6B, 도 6C의 순서로 보면 알 수 있는 것처럼, 수평기준선(HSL)에서 폭방향(WL)으로 멀어질수록, 가스도입극간(60)을 형성하는 둑형상 부재(23)의 상면(23a)과, 동일하게 상부내 인장부재(4)의 하면(4a)의 상하방향에서의 겹치는 정도가 감소하고 있다. 따라서, 수평기준선(HSL)을 따르는 방향에서의, 가스도입극간(60)이 형성되는 길이가 점차 감소한다. 6A-6A단면, 6B-6B단면, 6C-6C단면에서의 가스도입극간(60)이 형성되는 길이를 각각
Figure 112006050289385-PCT00001
,
Figure 112006050289385-PCT00002
,
Figure 112006050289385-PCT00003
로 하면,
Figure 112006050289385-PCT00004
라고 하는 관계가 성립된다.
또한, 도 6A, 도 6B, 도 6C의 각 단면도에 도시한 것처럼, 둑형상 부재(23)의 외주연(23q)과 상부내 인장부재(4)의 외주연(40q)은 가스도입극간(60)의 원료가스(G)의 입구측에 있어서, 상하일치되어 있다. 이렇게 하면, 가스 유통로로서의 가스안내부재(24R, 24L)를 둑형상 부재(23) 및 상부내 인장부재(4)에 극간없이 접속하는 것이 용이하다.
도 7에 가스도입극간(60)의 형성영역의 평면투영도를 도시한다. 도 7 중에 있어서, 가스도입극간(60)은 사선부로 표현된다. 도 7에 도시한 것처럼, 가스도입극간(60)의 입구측에서는 둑형상 부재(23)의 외주연(23q)이 그리는 원호와, 상부 내 인장부재(4)의 외주연(40q)이 표현되는 원호가 상하방향(서셉터(12)의 회전축선(O)을 따르는 방향)으로 상호 일치하고 있다. 즉, 양쪽 원호는 같은 반경 R₂을 가진다. 반경 R₂의 원호의 중심은 서셉터(12)의 회전축선(O)에 일치한다. 한편, 가스도입극간(60)의 출구측에서는 둑형상 부재(23)의 상면(23a)의 내주연(23q)이 그리는 반경 R₁의 원호의 중심은 서셉터(12)의 회전축선(O)에 일치하지만, 상부내 인장부재(4)의 하면(4a)의 내주연(40q)이 그리는 반경 R₃의 원호의 중심(R')은 서셉터(12)의 회전축선(O) 보다도 원료가스(G)의 흐름방향의 하류측에 설정된다. 그리고, 각 원호의 반경은 R₁＜ R₃으로 되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는 가스도입극간(60)이 형성되는 길이가 수평기준선(HSL)에서 떨어짐에 따라서, 점차 감소하는 예를 도시하였지만, 도 9의 모식도에 나타낸 것처럼, 수평기준선(HSL)에서 축방향(WL)으로 멀어진 어느쪽의 위치에 있어서도, 가스도입극간(60)이 형성되는 길이가 일정한 값(D)을 가지도록 구성하는 다른 형태도 바람직하다. 또한, 가스도입극간(60)이 형성되는 길이가 단계적으로 감소하도록 상부내 인장부재(4)의 치수조정을 실행하는 것도 물론 가능하다.
또한, 기상성장장치(1)를 다른 관점에서 보면, 다음과 같은 구성을 가진다. 즉, 도 7에 도시한 것처럼, 가스도입극간(60)(사선부)의 입구측에서는 둑형상부재(23)의 외주연(23q)과 상부내 인장부재(4)의 외주연(40q)이 상하방향(서셉터(12)의 회전축선(O)을 따르는 방향)으로 상호 일치된다. 한편, 가스도입극간(60)의 출구 측에서는 둑형상 부재(23)의 상면(23a)의 내주연(23p)이 그리는 반경 R₁의 원호 중심이, 서셉터(12)의 회전축선(O)에 일치하는 한편, 상부내 인장부재(4)의 하면(4a)의 내주연(40p)이 그리는 반경 R₃의 원호 중심(O')이 서셉터(12)의 회전축선(O) 보다도 원료가스(G)의 흐름방향의 하류측 수평기준선(HSL) 상에 설정된다. 그리고, 각 원호의 반경이 R₁＜ R₃이 되도록 조정된다. 이렇게 하면, 종래의 기상성장장치 보다도 원료가스(G)가 둑형상 부재(23)의 상면(23a) 상에서 수평기준선(HSL) 근처로 방향을 변경하기 어렵게 된다.
이하, 상기 기상성장장치(1)를 사용한 에피택셜 웨이퍼의 제조방법에 대해서 설명한다. 도 1에서 도 4에 도시한 것처럼, 반응용기(2)의 서셉터(12) 상에 기판(W)을 배치하고, 필요에 따라 자연산화막 제거 등의 전처리를 실행한 후, 기판(W)을 회전시키면서, 적외선가열램프(11)로 소정의 반응온도로 가열한다. 이 상태에서, 반응용기(2) 내에 각 가스도입구(21A, 21B)로부터 원료가스(G)를 소정의 유속으로 유통시켜, 기판(W) 상에 실리콘단결정박막을 기상에피택셜성장시키므로 에피택셜 웨이퍼를 얻는다.
원료가스(G)는 상기의 기판(W) 상에 실리콘단결정박막을 기상성장시키기 위한 것이며,
Figure 112006050289385-PCT00005
,
Figure 112006050289385-PCT00006
,
Figure 112006050289385-PCT00007
,
Figure 112006050289385-PCT00008
등의 실리콘화합물 중에서 선택된다. 원료가스(G)에는 도펀트가스로서
Figure 112006050289385-PCT00009
또는
Figure 112006050289385-PCT00010
이나, 희석가스로서의
Figure 112006050289385-PCT00011
등이 적당하게 배합된다. 또, 박막의 기상성장처리에 앞서서 자연산화막제거처리를 실행할 때에는,
Figure 112006050289385-PCT00012
등의 부식성 가스를 희석가스로 희석한 전처리용 가스를 반응용기(2) 내에 공급하든지,
Figure 112006050289385-PCT00013
분위기 중에서 고온열처리를 실시한다.
반응용기(2) 내에 원료가스(G)를 유통시킬 때의 작용에 대해서 설명한다. 도 3의 평면도 중에 화살표가 붙은 일점쇄선으로 도시한 것처럼, 원료가스(G)는 배플(26), 가스안내부재(24R, 24L)을 통하여, 둑형상 부재(23)의 외주면(23b)을 향하여 흐른다. 외주면(23b)에 부딪친 원료가스는 둑형상 부재(23)의 상면(23a)으로 올라가서, 기판(W)의 주표면을 따라 흐른다. 그리고, 배출 측 가스안내부재(25)에 의해 배기가스(EG)가 배기관(7)에 모여서 배출된다.
여기에서, 종래의 기상성장장치에 있어서의 원료가스(G)의 유통경로에 대해서, 도 8의 작용설명도를 참조하여 설명한다. 종래의 기상성장장치의 경우, 원료가스(G)는 기판의 중심을 향하여 수평기준선(HSL)에 접근하면서, 예열링을 거쳐 서셉터 상으로 진행한다. 왜냐하면, 둑형상 부재(23')와 상부내 인장부(4')에 의해 형성되는 가스도입극간(60')(사선부)을 통과할 때, 원료가스(G)는 가능한 한, 저항이 작은 방향으로 흐르도록 되기 때문이다. 가스도입극간(60')을 원료가스(G)가 통과할 때의 직진거리(d2)는 기판의 중심방향의 최단거리(d1) 보다도 크다. 결국, 최단거리(d1)에서 둑형상 부재(23')의 상면(23a') 상을 통과하면, 서셉터(12)를 향하는 원료가스(G)가 받는 저항은 가장 작게 된다. 종래의 기상성장장치의 둑형상 부재(23') 및 상부내 인장부재(4')는 동일 직경의 링 형상을 가지기 때문에, 직진거리(d2)는 수평기준선(HSL)에서 떨어질수록 크다. 따라서, 수평기준선(HSL)에서 떨어진 위치, 즉 폭방향(WL)의 외측을 흐르는 원료가스(G)만큼, 둑형상 부재(23')의 상면(23a') 상에서의 흐름 방향이 기판의 중심을 향하여 크게 변화한다.
원료가스(G)의 유속이 그렇게 크지 않은 경우에는, 둑형상 부재(23')를 넘은 후, 일단 기판의 중심을 향하여 진행하지만, 기류가 모이는 수평기준선(HSL) 부근의 압력이 높기 때문에, 기류는 곧 하류방향으로 방향을 바꾼다. 따라서, 원료가스(G)의 유속이 그렇게 크지 않는 경우에는, 원료가스(G)가 둑형상 부재(23')를 넘은 후, 일단 기판의 중심을 향하여 모이는 것은 큰 문제가 되지 않는다. 그러나, 원료가스(G)의 유속이 큰 경우에는, 가스의 운동량이 크므로, 기류가 모이는 수평기준선(HSL) 부근의 압력이 충분히 높아지는 위치까지, 기류는 하류방향으로 방향을 바꾸지 않는다. 결국, 기판의 중심을 향하여 진행하는 거리가 길다. 이 때문에, 원료가스(G)의 유속이 큰 경우에는 원료가스(G)가 둑형상 부재(23')를 넘은 후, 일단 기판의 중심을 향하여 진행하는 영향이 크게 된다.
반응용기 내부의 압력을 대기압보다도 낮게 한 상태에서의 실리콘단결정박막의 에피택셜성장(이른바, 감압에피택셜성장)에서는 반응용기 내부를 흐르는 원료가 스(G)의 유속은 상압(常壓)에피택셜성장에 비하여 여러 배 빠르다. 따라서, 특히 감압에피택셜성장에서는 원료가스(G)가 둑형상 부재(23')를 넘은 후, 일단 기판의 중심을 향하여 진행하는 것을 무시할 수 없게 된다.
이것에 대하여, 본 발명에 관한 기상성장장치(1)는 수평기준선(HSL)에서 폭방향(WL)으로 떨어질수록, 가스도입극간(60)이 형성되는 길이가 작게 되도록 구성된다. 이러한 구성에 의하면, 원료가스(G)가 수평기준선(HSL)을 향하여 흐르도록, 방향을 크게 변경하는 현상이 일어나기 어렵다. 따라서, 도 7에 도시한 것처럼, 원료가스(G)는 비교적 똑바르게 서셉터(12) 상으로 흐르게 된다. 따라서, 기판(W) 상에서의 균일한 유통경로가 확보된다.
실험례
(계산기에 의한 모의실험)
도 1에서 도 4에 도시한 기상성장장치(1)에 있어서의 원료가스의 유통경로를 계산기 시뮬레이션으로 도출했다. 또, 이것과 비교하기 위해, 상부내 인장부재가 개선되지 않은 종래의 기상성장장치에서의 원료가스의 유통경로도 도출했다. 또한, 도 1에서 도 4에 도시한 가상성장장치(1)에서, 실리콘단결정기판(W) 상에 실리콘단결정박막을 기상에피택셜성장시킨 경우, 실리콘단결정박막의 성장속도 분포에 대해서도, 계산기 시뮬레이션으로 추측하였다. 또, 이것과 비교하기 위해, 종래의 기상성장장치에서, 실리콘단결정박막을 실리콘단결정기판(W) 상에 기상에피택셜성장시킨 경우의 실리콘단결정박막의 성장속도 분포를 아울러서 추측하였다. 설정조건 등은 이하에 기재한 대로이다.
소프트웨어: Fluent Ver 6.0(플루언트ㆍ아시아 퍼시픽사 제품)
(치수)
ㆍ둑형상 부재의 내경=300mm
ㆍ상부내 인장부재의 R₃(도 5참조)=200mm
ㆍ반응용기 높이(서셉터(12)에서 반응용기(2)의 상면 내측까지의 거리)=20mm
ㆍ둑형상 부재의 높이(절개부(23k)의 저면(23c)에서 둑형상 부재(23)의 상면(23a)까지의 높이)=16mm
ㆍ실리콘단결정기판 직경=200mm
(성장 온도)
ㆍ실리콘단결정기판…1400K
ㆍ반응용기 상면…700K
(반응용기 내부 압력)
ㆍ10000Pa
(원료가스)
ㆍ트리클로로실란…1.5mol%
ㆍ수소…98.5mol%
(원료가스 유량)
ㆍ내측 안내로(路)…13.5 리터/분(표준상태)
ㆍ외측 안내로(路)…13.5 리터/분(표준상태)
도 10A, 도 10B는 계산기 시뮬레이션에서 얻어진 원료가스(G)의 유통경로도, 도 11A, 도 11B는 실리콘단결정박막의 성장속도분포를 도시하는 등고선도이다. 도 10A 및 도 11A는 본 발명의 기상성장장치(1)의 경우, 도 10B 및 도 11B는 종래의 기상성장장치의 경우이다.
우선, 도 10A에 도시한 것처럼, 본 발명의 기상성장장치(1)에서는 원료가스가 기판의 중앙(수평기준선(HSL))에 접근하는 경향이 작다. 한편, 도 10B에 도시한 것처럼, 종래의 기상성장장치에서 원료가스(G)는 둑형상 부재(23)의 상면(23a)에서 흐르는 방향을 내측 근처에 크게 변화시킬 수 있다.
다음으로 도 11A, 도 11B에 도시한 성장속도 분포를 도시하는 등고선도에 대해서, 실리콘단결정기판(W)은 회전하지 않는다고 가정하고 있으므로, 도면 중에서 하류측으로 진행할수록, 성장속도가 느린 등고선을 도시하고 있다.
종래의 기상성장장치의 경우, 등고선이 크게 물결치고 있는 것에 비하여, 본 발명의 기상성장장치(1)의 경우, 등고선은 작은 물결을 반복하게 된다.

Claims (9)

  1. 실리콘단결정기판의 주표면 상에 실리콘단결정박막을 기상성장시키는 기상성장장치로서,
    수평방향으로 제1단부 측에 가스도입구가 형성되고,
    동일하게 제2단부 측에 가스배출구가 형성된 반응용기를 가지고,
    실리콘단결정박막을 형성하기 위한 원료가스가 상기 가스도입구로부터 상기 반응용기 내로 도입되고,
    상기 반응용기의 내부 공간에 대략 수평으로 회전유지되는 상기 실리콘단결정기판의 상기 주표면을 따라 상기 원료가스가 흐른 후, 상기 가스배출구로부터 배출되도록 구성되고,
    상기 내부공간 내에서 회전구동되는 원반 형상의 서셉터 상에 상기 실리콘단결정기판이 배치되는 한편, 상기 서셉터를 둘러쌈과 함께, 상면이 상기 서셉터의 상면과 대략 일치하는 위치관계로 둑형상 부재가 배치되고,
    또한, 상기 가스도입구는 상기 둑형상 부재의 외주면에 대향하는 형상으로 개구되고,
    상기 가스도입구로부터의 상기 원료가스가 상기 둑형상 부재의 외주면에 부딪혀 상면 측으로 올라간 후, 상기 서셉터 상의 상기 실리콘단결정기판의 주표면을 따라 흐르도록 구성된 기상성장장치에 있어서,
    상기 둑형상 부재의 상부로부터 덮여지도록 상부내 인장부재가 배치되고,
    상기 둑형상 부재와 상기 상부내 인장부재에 의해서, 상기 반응용기 내부로 가스도입극간이 형성되고,
    상기 반응용기의 상기 제1단부로부터 상기 서셉터의 회전축선과 직교하여 상기 제2단부에 이르는 상기 원료가스의 흐름 방향을 따른 가상적인 중심선을 수평기준선으로 하고, 상기 서셉터의 회전축선과 상기 수평기준선에 쌍방으로 직교하는 방향을 축방향으로 정의한 경우,
    상기 수평기준선으로부터 상기 폭방향으로 멀어짐에 따라서, 상기 가스도입극간의 상기 수평기준선과 평행인 방향으로 형성되는 길이가 연속적으로 또는 단계적으로 짧아지든지, 또는 어느쪽의 위치에 있어서도 일정하게 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기상성장장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스도입극간을 형성하는 상기 둑형상부재의 상면과, 동일하게 상기 상부내 인장부재의 하면의 상하방향으로 겹치는 정도가 상기 수평기준선에서 상기 폭방향으로 멀어짐에 따라서 작아지든지, 또는 어느쪽의 위치에 있어서도 일정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기상성장장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 상부 내 인장부재의 하면의 내주연이 상기 둑형상 부재의 상면의 내주연 보다도 상기 원료가스 흐름 방향의 상류측에 위치하도록 구성되어 있는 것을 특 징으로 하는 기상성장장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 기재의 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스도입극간의 출구 측에서, 상기 둑형상 부재의 상면의 내주연이 그리는 원호의 중심이 상기 서셉터의 회전축선에 일치하는 한편, 상기 상부내 인장부재의 하면의 내주연이 그리는 원호의 중심은 상기 서셉터의 회전축선 보다도 상기 원료가스의 흐름 방향의 하류측에 설정되고,
    상기 둑형상 부재의 상면의 내주연이 그리는 원호의 반경보다도 상기 상부내 인장부재의 하면의 내주연이 그리는 원호의 반경이 크게 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기상성장장치.
  5. 실리콘단결정기판의 주표면 상에 실리콘단결정박막을 기상성장시키는 기상성장장치로서,
    수평방향으로 제1단부 측에 가스도입구가 형성되고, 동일하게 제2단부 측에 가스배출구가 형성된 반응용기를 구성하고,
    실리콘단결정박막 형성을 위한 원료가스가 상기 가스도입구로부터 상기 반응용기 내부로 안내되고,
    상기 반응용기의 내부공간에서 대략 수평으로 회전유지되는 상기 실리콘단결정기판의 상기 주표면을 따라 상기 원료가스가 흐른 후, 상기 가스배출구에서 배출되도록 구성되고,
    상기 내부공간 내에서 회전구동되는 원반 형상의 서셉터 상에 상기 실리콘단결정기판이 배치되는 한편, 상기 서셉터를 둘러쌈과 함께 상면이 상기 서셉터의 상면과 대략 일치하는 위치관계로 둑형상 부재가 배치되고,
    또한, 상기 가스도입구는 상기 둑형상부재의 외주면에 대향하는 형태로 개구되고,
    상기 가스도입구로부터의 상기 원료가스가 상기 둑형상 부재의 외주면에 부딪혀서 상면에 올라간 후, 상기 서셉터 상의 상기 실리콘단결정기판의 주표면을 따라 흐르도록 구성된 기상성장장치에 있어서,
    상기 둑형상 부재의 상부로부터 덮여지도록 상부내 인장부재가 배치되고,
    상기 둑형상 부재와 상기 상부내 인장부재에 의해, 상기 반응용기 내부로 가스도입극간이 형성되고,
    상기 상부내 인장부재의 하면의 내주연이 상기 둑형상 부재의 상면의 내주연 보다도 상기 원료가스의 흐름 방향의 상류 측에 위치하고,
    상기 가스도입극간의 출구 측에 상기 둑형상 부재의 상면의 내주연이 그리는 원호의 중심이, 상기 서셉터의 회전축선에 일치하는 한편, 상기 상부내 인장부재의 하면의 내주연이 그리는 원호의 중심은 상기 서셉터의 회전축선 보다도 상기 원료가스의 흐름방향의 하류측에 설정되고,
    상기 둑형상 부재의 상면의 내주연이 그리는 원호의 반경보다도, 상기 상부내 인장부재의 하면의 내주연이 그리는 원호의 반경이 크게 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기상성장장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 기재의 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응용기 내부를 대기압보다도 감압된 상태로 유지하는 배기계를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 기상성장장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 기재의 어느 한 항에 있어서,
    상기 기상성장장치의 상기 반응용기 내에 상기 실리콘단결정기판을 배치하고, 상기 반응용기 내에 상기 원료가스를 유통시켜 상기 실리콘단결정 기판 상에 상기 실리콘단결정박막을 기상에피택셜성장시키는 것에 의해 에피택셜 웨이퍼를 얻는 것을 특징으로 하는 에피택셜 웨이퍼의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 원료가스로서, 모노클로로실란가스, 지클로로실란가스 및 트리클로로실란가스의 그룹으로부터 선택되는 1종의 것을 사용하고, 상기 반응용기 내부를 대기압보다도 감압된 상태로 유지하면서, 상기 실리콘단결정기판 상에 상기 실리콘단결정박막을 기상에피택셜성장시킨 것을 특징으로 하는 에피택셜 웨이퍼의 제조방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 수평기준선과 평행인 방향에 있어서, 상기 가스도입극간이 형성되는 길이에 따라서, 상기 수평기준선 근처를 흐르는 상기 원료가스의 유량을 조절하는 내 측 밸브와, 상기 수평기준선에서 떨어진 곳을 흐르는 상기 원료가스의 유량을 조절하는 외측밸브의 개폐정도를 설정하는 것을 특징으로 하는 에피택셜 웨이퍼의 제조방법.
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