KR20070095198A - 기상성장방법과 기상성장장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

본 발명의 한 형태의 기상성장방법은 챔버내에, 지지대 상에 재치된 기판이 수용되고, 상기 지지대 상에 재치된 상기 기판 상에 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상성장장치를 사용한 기상성장방법에 있어서, 상기 기판을 회전시키고, 상기 성막하기 위한 반응 가스 및 캐리어 가스를 공급하고, 상기 기판 상에 반도체층을 기상 성장시키고, 상기 기판 상에 상기 반도체층을 기상 성장시킬 때, 상기 반응 가스 및 캐리어 가스의 유량과 농도, 상기 챔버내의 진공도, 상기 기판 온도 및 상기 기판을 회전시키는 회전 속도를 제어하고, 상기 반도체층의 막 두께를 균일하게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

기상성장방법과 기상성장장치{VAPOR-PHASE EPITAXIAL GROWTH METHOD AND VAPOR-PHASE EPITAXY APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시형태 1에서의 에피택시얼 성장장치의 구성을 도시한 개념도,
도 2는 본 발명의 에피택시얼 성장장치 시스템의 외관의 일례를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 에피택시얼 성장장치의 시스템의 유닛 구성의 일례를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도,
도 5는 도 4에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 6은 실리콘 웨이퍼 외주부와 제 1 카운터보어 구멍과 제 2 카운터보어 구멍을 도시한 단면도,
도 7은 2단 카운터보어 구멍을 형성하고 있지 않은 홀더를 사용한 경우의 성막 후의 상태를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 실시형태에서의 2단 카운터보어 구멍을 형성한 홀더를 사용한 경 우의 성막후의 상태를 설명하기 위한 도면,
도 9는 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 일례를 도시한 평면도,
도 10은 도 9에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 11은 본 발명의 실시형태 3에서의 에피택시얼 성장장치의 구성을 도시한 개념도,
도 12는 본 발명의 실시형태 3의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도,
도 13은 도 12에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 14는 본 발명의 실시형태 3의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 일례를 도시한 평면도,
도 15는 도 14에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 16은 본 발명의 실시형태 3의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 일례를 도시한 평면도,
도 17은 도 16에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 18은 본 발명의 실시형태 3의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 일례를 도시한 평면도,
도 19는 도 18에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 20은 본 발명의 실시형태 3의 실리콘 웨이퍼 외주부와 볼록부를 도시한 단면도,
도 21은 본 발명의 실시형태 3의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 일례를 도시한 평면도,
도 22는 도 21에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 23은 본 발명의 실시형태 3의 실리콘 웨이퍼 외주부와 볼록부를 도시한 단면도,
도 24는 본 발명의 실시형태 3의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 일례를 도시한 평면도,
도 25는 도 24에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 26은 본 발명의 실시형태 3의 실리콘 웨이퍼 외주부와 볼록부를 도시한 단면도,
도 27은 볼록부를 형성하고 있지 않은 홀더를 사용한 경우의 성막 후의 상태를 설명하기 위한 도면,
도 28a와 도 28b는 실시형태에서의 볼록부를 형성한 홀더를 사용한 경우의 성막 후의 상태를 설명하기 위한 도면,
도 29는 각 홀더 형상에서의 실리콘 에피택시얼막의 막 두께와 홀더로의 점착 상태의 관계의 일례를 도시한 도면,
도 30은 본 발명의 실시형태 4에서의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도,
도 31은 도 30에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 32는 홀더(지지대)에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 예를 도시한 평면도,
도 33은 도 26의 제 2 볼록부를 확대하여 도시한 사시도,
도 34는 홀더(210)에 실리콘 웨이퍼(201)가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도,
도 35는 도 34에 도시한 홀더의 제 2 볼록부(221)의 일부를 확대하여 도시한 사시도,
도 36은 공정 조건 중, 일례로서 기판 온도를 나눈 경우의 성장속도를 비교한 그래프의 일례를 나타낸 도면,
도 37은 공정 조건 중, 일례로서 기판 회전수를 나눈 경우의 성장속도를 비교한 그래프의 일례를 나타낸 도면,
도 38은 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도 및
도 39는 도 38에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100: 에피택시얼 성장장치 110: 홀더
120, 220: 챔버 130: 샤워헤드
140, 240: 진공펌프 142: 압력제어밸브
150, 250: 아웃 히터 160, 260: 인 히터
170, 270: 회전부재
300: 에피택시얼 성장장치 시스템
310, 312: 카세트 스테이지 350: 반송로봇
402: 실리콘 에피택시얼막 404: 피착막
이 출원은 2006년 3월 20일자로 출원된 선행 일본특허출원 2006-075894호에 기초하고 그 우선권의 이득을 주장하며, 상기 출원에 기재된 내용을 본원에 참조로서 편입한다.
본 발명은 기상성장방법 및 기상성장장치, 예를 들어 에피택시얼 성장방법에서의 성장조건을 규정한 방법 및 장치에 관한 것이다.
초고속 바이폴러, 초고속의 CMOS 등의 반도체 디바이스의 제조에서, 불순물 농도나 막두께가 제어된 단결정의 에피택시얼 성장 기술은 디바이스의 성능을 향상시키는 측면에서 불가결한 것이 되어 있다.
실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판에 단결정 박막을 기상 성장시키는 에피택시얼 성장에는 일반적으로 상압 화학 기상 성장법이 사용되고 있다. 그리고, 경우에 따라서는 감압 화학 기상 성장(LP-CVD)법이 이용되고 있다. 반응 용기 내에 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판을 배치한다. 그리고, 반응용기 내를 상압(0.1MPa(760Torr)) 분위기 또는 소정 진공도의 진공 분위기로 유지한 상태에서 상기 반도체 기판을 가열하여 회전시키면서 실리콘원과 붕소 화합물, 비소 화합물, 또는 인 화합물 등의 도펀트를 포함하는 원료 가스를 공급한다. 그리고, 가열된 반도체 기판의 표면에서 원료 가스의 열분해 또는 수소 환원 반응을 실시한다. 이에 의해, 붕소(B), 인(P), 또는 비소(As)가 도핑된 실리콘 에피택시얼막을 성장시킴으로써 제조한다(예를 들어, 일본 공개특허공보 평9-194296호 공보 참조).
또한, 에피택시얼 성장기술은 파워 반도체의 제조, 예를 들어 IGBT(절연 게이트형 바이폴러 트랜지스터)의 제조에도 사용된다. IGBT 등의 파워 반도체에서는 예를 들어, 수 10 ㎛ 이상의 막두께의 실리콘 에피택시얼막이 필요로 된다.
도 38은 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도이다.
도 39는 도 38에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
실리콘 웨이퍼(500)의 지지 부재가 되는 홀더(510)(서셉터라고도 함)에는 실리콘 웨이퍼(500)의 직경보다 약간 큰 직경의 카운터보어 구멍이 형성되어 있다. 그리고, 이러한 카운터보어 구멍에 실리콘 웨이퍼(500)가 들어가도록 재치된다. 이러한 상태에서 홀더(510)를 회전시킴으로써 실리콘 웨이퍼(500)를 회전시키고, 공급된 원료 가스의 열분해 또는 수소 환원 반응에 의해 실리콘 에피택시얼막을 성장시킨다.
그런데, 상술한 실리콘 웨이퍼(500)의 직경보다 약간 큰 직경의 카운터보어 구멍이 형성되어 있는 홀더(510)에 실리콘 웨이퍼(500)를 재치하여 회전시키면, 그 원심력으로부터 실리콘 웨이퍼(500)는 실리콘 웨이퍼면과 평행인 방향으로 이동한다. 그리고, 카운터보어 구멍의 측면의 일부분에 접근한다. 그래서, IGBT 등의 파워 반도체의 제조에 필요한 수 10 ㎛ 이상, 예를 들어 50 ㎛ 이상의 막두께의 실리콘 에피택시얼막을 형성하는 경우, 상술한 홀더(510)에서는 실리콘 웨이퍼(500)의 측면 부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막과 홀더(510)의 카운터보어 구멍의 측면에 퇴적된 막이 접촉된다. 그 때문에, 들러붙어(접착되고), 실리콘 웨이퍼(500)를 반송할 때에 실리콘 웨이퍼(500)가 홀더(510)에 점착되는 현상이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위해 카운터보어 구멍을 구사하거나, 또한 실리콘 웨이퍼(200)를 지지하는 곳을 구사한 발명에 대해서, 선행 특허 출원(예를 들어 일본 특허출원 2006-192098호, 일본 특허출원 2006-110533호)을 실시하고 있다. 일본특허출원 2006-192098호 및 2006-110533호를 참조로서 편입한다.
그러나, 상술한 해결 방법에서도 실리콘 웨이퍼(200)의 외주면 부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막이 두꺼워지고, 성장막 두께가 불균일해져, 그 외주면 부근을 버리지 않을 수 없는 경우도 있었다.
본 발명은 상기한 점에 대처하여, 성장 조건을 구사하여 성장막 두께를 균일하게 하는 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 한 형태의 기상성장방법은
챔버내에 지지대 상에 재치된 기판이 수용되고, 상기 지지대 상에 재치된 상기 기판상에 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상성장장치를 사용한 기상성장방법으로서,
상기 기판을 회전시키고,
상기 성막하기 위한 반응 가스 및 캐리어 가스를 공급하고, 상기 기판상에 반도체층을 기상성장시키고,
상기 기판 상에 상기 반도체층을 기상성장시킬 때, 상기 반응 가스 및 캐리어 가스의 유량과 농도, 상기 챔버내의 진공도, 상기 기판 온도 및 상기 기판을 회전시키는 회전속도를 제어하고 상기 반도체층의 막두께를 균일하게 하는 것을 특징으로 한다.
상술한 성막하기 위한 반응 가스는 트리클로로실란으로, 캐리어 가스는 수소이고 챔버내의 트리클로로실란의 농도 조정을 8% 이내로 하고, 그리고 챔버내 압력을 8×104Pa~11×104Pa로 하고, 기판의 회전수를 500~1100rpm으로 하고, 기판의 온도를 1100℃~1140℃로 함으로써, 성장속도 8㎛/min 이상으로 상기 반도체층을 성장시키고, 반도체층의 면내의 막두께 분포를 0.5% 이내로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 한 형태의 기상성장장치는
성막시에 내부 압력이 6.7~10.6×104Pa로 제어된 챔버와,
트리클로로실란의 농도가 8% 이내로 제어된 트리클로로실란 가스와 캐리어 가스의 혼합가스를 상기 챔버내에 공급하는 유로,
상기 챔버내에서 기판을 재치하고, 성막시에 500~1500min-1 회전수로 상기 기판을 회전시키는 지지대, 및
상기 기판의 온도를 성막시에 1100℃~1140℃으로 제어하는 히터를 구비한 것을 특징으로 한다.
실시형태 1.
도 1은 실시형태 1에서의 에피택시얼 성장장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 1에서 기상성장장치의 일례가 되는 에피택시얼 성장장치(100)는 지지대의 일례가 되는 홀더(서셉터라고도 함)(110), 챔버(120), 샤워 헤드(130), 진공 펌프(140), 압력 제어 밸브(142), 아웃 히터(150), 인 히터(160), 회전 부재(170)를 구비하고 있다. 챔버(120)에는 가스를 공급하는 유로(122)와 가스를 배기하는 유로(124)가 접속되어 있다. 그리고, 유로(122)는 샤워 헤드(130)에 접속되어 있다. 도 1에서는 실시형태 1의 설명에 필요한 구성에 대해서 설명하고 있다. 또한, 축척 등은 실물과는 일치시키고 있지 않다(이하, 각 도면에서 동일하다).
홀더(110)는 외주가 원형으로 형성되고, 소정 내경의 관통 개구부가 형성된다. 그리고, 홀더(110)의 상면으로부터 제 1 깊이로 판 제 1 오목부의 일례가 되 는 제 1 카운터보어 구멍이 형성되어 있다. 그리고, 또한 제 1 카운터보어 구멍의 저면으로부터 제 2 깊이로 판 제 1 카운터보어 구멍의 직경보다도 작은 직경의 제 2 오목부의 일례가 되는 제 2 카운터보어 구멍이 형성되어 있다. 그리고, 상기 제 2 카운터보어 구멍의 저면에서 기판의 일례가 되는 실리콘 웨이퍼(101)의 이면과 접촉하여 실리콘 웨이퍼(101)를 지지한다.
홀더(110)는 도시하고 있지 않은 회전 기구에 의해 실리콘 웨이퍼(101)면과 직교하는 실리콘 웨이퍼(101)면의 중심선을 축으로 회전되는 회전 부재(170) 상에 배치된다. 그리고, 홀더(110)는 회전 부재(170)와 함께 900min-1로 회전됨으로써, 실리콘 웨이퍼(101)를 회전시킬 수 있다. 또한, 회전은 500~1500min-1 : 500~1500rpm인 것이 바람직하다.
홀더(110)의 이면측에는 아웃 히터(150)와 인 히터(160)가 배치되어 있다. 아웃 히터(150)에 의해 실리콘 웨이퍼(101)의 외주부와 홀더(110)를 가열할 수 있다. 그리고, 인 히터(160)는 아웃 히터(150)의 하부에 배치되고, 인 히터(160)에 의해 실리콘 웨이퍼(101)의 외주부 이외를 가열할 수 있다. 이 때의 웨이퍼 온도는 1120℃였다. 인 히터(160)와는 별도로 홀더(110)로 열이 도망가기 쉬운 실리콘 웨이퍼(101)의 외주부의 가열에 아웃 히터(150)를 설치한다. 이와 같이 2중 히터로 함으로써, 실리콘 웨이퍼(101)의 면내 균일성을 도모할 수 있다. 또한, 웨이퍼 온도는 1100~1140℃이면 좋다.
그리고, 홀더(110), 아웃 히터(150), 인 히터(160), 샤워 헤드(130), 회전 부재(170)는 챔버(120)내에 배치된다. 회전 부재(170)는 챔버(120)내로부터 도시하지 않은 회전 기구로 챔버(120) 밖으로 연장되어 있다. 샤워 헤드(130)는 챔버(120)내로부터 챔버(120) 밖으로 배관이 연장되어 있다.
그리고, 반응 용기가 되는 챔버(120) 내를 상압 또는 진공 펌프(140)에 의해 소정의 진공도, 예를 들어 9.3×104Pa(700Torr)의 진공분위기로 유지한다. 그리고, 이 상태에서, 실리콘 웨이퍼(101)를 아웃 히터(150)와 인 히터(160)로 가열한다. 그리고, 홀더(110)의 회전에 의해 실리콘 웨이퍼(101)를 소정의 회전수로 회전시킨다. 이들 조건으로 제어하면서 샤워 헤드(130)로부터 실리콘원이 되는 원료 가스를 챔버(120) 내에 공급한다. 또한, 소정의 진공도는 원료가스가 공급되어 있는 상태에서 8×104~11×104Pa이면 좋다.
그리고, 가열된 실리콘 웨이퍼(101)의 표면에서 원료 가스의 열분해 또는 수소 환원을 실시하고, 실리콘 웨이퍼(101)의 표면에 실리콘 에피택시얼막을 성장시킨다. 챔버(120) 내의 압력은 예를 들어, 압력 제어 밸브(142)를 사용하여 상압 또는 소정 진공도의 진공 분위기로 조정하면 좋다. 또는 상압에서 사용하는 경우에는 진공 펌프(140) 또는 압력 제어 밸브(142)가 없는 구성이어도 상관없다. 샤워 헤드(130)에서는 챔버(120) 밖으로부터 배관으로 공급된 원료 가스를 샤워 헤드(130) 내부의 버퍼를 통하여 복수의 관통구멍으로부터 배출하도록 하고 있다. 그 때문에 균일하게 원료 가스를 실리콘 웨이퍼(101) 상에 공급할 수 있다.
또한, 홀더(110)나 회전부재(170)의 압력을 내외 동일(실리콘 웨이퍼(101)의 표면측 분위기의 압력과 이면측 분위기의 압력을 동일)하게 한다. 이에 의해, 원료 가스가 회전 부재(170)의 내측, 또는 회전 기구 내부로 돌아서 들어가는 것을 방지할 수 있다. 동일하게, 도시하지 않은 회전 기구측의 퍼지 가스 등이 챔버내(실리콘 웨이퍼(101)의 표면측 분위기)로 새는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 실리콘원으로서 트리클로로실란(SiHCl3)을 수소(H2)로 30%로 희석한 가스를 51Pa·㎥/s(30SLM), 캐리어 가스로서 H2를 샤워 헤드(130)로부터 공급한다. 그리고, 캐리어 가스의 공급량을 제어하여 가스 전체에서의 SiHCl3 농도를 8% 이내로 한다. 예를 들어, H2를 185Pa·㎥/s(110SLM) 공급하고, SiHCl3 농도를 7% 정도로 한다. 그리고, 인 히터(160)를 1100℃, 아웃 히터(150)를 1098℃로 설정한다. 또한, 실리콘 웨이퍼의 회전수는 500~1500min-1(500~1500rpm)으로 한다. 챔버내 압력은 9.3×104Pa(700Torr)로 한다. 상기 공정 조건에 의해 막의 성장속도가 8㎛/min 이상으로 반도체층을 성장시킬 수 있다. 그리고, 반도체층의 면내의 막두께 분포를 0.5% 이내로 할 수 있다. 또한, 이러한 공정 조건에 의해 IGBT 등의 파워 반도체의 제조에 필요한 수 10㎛ 이상, 예를 들어 50㎛ 이상의 막두께의 실리콘 에피택시얼막을 형성할 수 있다. 그리고, 막두께 분포는 0.49%를 실현할 수 있다.
도 2는 에피택시얼 성장장치 시스템의 외관의 일례를 도시한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 에피택시얼 성장장치 시스템(300)은 하우징에 의 해 전체가 둘러싸여 있다.
도 3은 에피택시얼 성장장치 시스템의 유닛 구성의 일례를 도시한 도면이다.
에피택시얼 성장장치 시스템(300) 내에서는 실리콘 웨이퍼(101)가 카세트 스테이지(C/S)(310) 또는 카셋트 스테이지(C/S)(312)에 배치된 카세트에 재치된다. 그리고, 재치된 실리콘 웨이퍼(101)가 반송 로봇(350)에 의해 로드록(L/L) 챔버(320) 내로 반송된다. 그리고, 트랜스퍼 챔버(330) 내에 배치된 반송 로봇(332)에 의해 L/L 챔버(320)로부터 실리콘 웨이퍼(101)가 트랜스퍼 챔버(330) 내로 반출된다. 그리고, 반출된 실리콘 웨이퍼(101)가 에피택시얼 성장장치(100)의 챔버(120) 내로 반송된다. 그리고, 애피택시얼 성장법에 의해 실리콘 웨이퍼(101) 표면에 실리콘 에피택시얼막이 성막된다. 실리콘 에피택시얼막이 성막된 실리콘 웨이퍼(101)는 다시 반송 로봇(332)에 의해 에피택시얼 성장장치(100)로부터 트랜스퍼 챔버(330) 내로 반출된다.
그리고, 반출된 실리콘 웨이퍼(101)는 L/L 챔버(320)로 반송된다. 그리고, 그 후 반송 로봇(350)에 의해 L/L 챔버(320)로부터 카세트 스테이지(C/S)(310) 또는 카세트 스테이지(C/S)(312)에 배치된 카세트로 되돌아간다. 도 3에 도시한 에피택시얼 성장장치 시스템(300)에서는 에피택시얼 성장장치(100)의 챔버(120)와 L/L 챔버(320)가 2대씩 탑재되어 있고, 처리량을 향상시킬 수 있다.
도 4는 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
홀더(110)에는 2단 카운터보어 구멍이 형성된다. 즉, 실리콘 웨이퍼(101)의 직경 보다도 큰 직경으로 실리콘 웨이퍼(101)의 두께의 반정도의 깊이까지 판 제 1 카운터보어 구멍(114)이 형성된다. 그리고, 제 1 카운터보어 구멍(114)의 저면으로부터, 실리콘 웨이퍼(101)의 직경 보다도 약간 큰 직경으로, 또한 제 1 카운터보어 구멍(114)의 직경보다 작은 직경으로 실리콘 웨이퍼(101)의 두께의 반보다 작은 값의 깊이까지 판 제 2 카운터보어 구멍(116)이 형성되어 있다.
그리고, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면에서 실리콘 웨이퍼(101)가 지지되어 있다. 홀더(110)가 회전하고, 그 원심력으로부터 실리콘 웨이퍼(101)가 실리콘 웨이퍼면과 평행인 방향으로 이동한 경우, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 측면의 상단부가 실리콘 웨이퍼(101) 외주부의 경사부 하부의 면에 접촉된다. 이에 의해, 실리콘 웨이퍼(101)가 벗어나는 것을 억제할 수 있다. 만일, 실리콘 웨이퍼(101)가 제 2 카운터보어 구멍(116)의 측면의 양단부를 타고 넘어 이동한 경우에는 제 1 카운터보어 구멍(114)의 측면이 실리콘 웨이퍼(101)의 측면에 접촉된다. 따라서, 실리콘 웨이퍼(101)가 벗어나는 것을 억제할 수도 있다.
이상과 같이, 홀더(110)에는 움푹 패인 부분이 있는 제 1 카운터보어 구멍(114)과, 상기 제 1 카운터보어 구멍(114)의 저부에 더욱 움푹 패인 부분을 갖는 제 2 카운터보어 구멍(116)이 설치되어 있다. 그리고, 상기 제 2 카운터보어 구멍(116)의 깊이는 실리콘 웨이퍼(101)의 두께보다 낮게 구성된다. 또한, 제 1 카운터보어 구멍(114)의 깊이는 실리콘 웨이퍼(101)의 두께보다 얕게 구성된다. 이에 의해, 유로(122)로부터의 가스의 흐름을 실리콘 웨이퍼(101) 상에서 균일하게 할 수 있다. 또한, 상술한 공정 조건에 의해 성막함으로써, 반도체층의 면내의 막두께 분포를 0.5% 이내로 할 수 있다.
여기에서, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면에는 미끄럼 방지 가공을 실시하면 바람직하다. 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면에 미끄럼 방지 가공을 실시함으로써, 실리콘 웨이퍼(101)의 이면과 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면의 마찰력을 높일 수 있다. 예를 들어, 블라스트 처리를 실시하는 것을 들 수 있다. 또는, 줄의 치형과 같이 형성하는 것도 바람직하다. 실리콘 웨이퍼(101)의 이면과 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면의 마찰력을 높임으로써, 실리콘 웨이퍼(101)가 홀더(110)로부터 벗어나는 것을 억제할 수 있다.
도 6은 실리콘 웨이퍼 외주부와 제 1, 제 2 카운터보어 구멍을 도시한 단면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제 1 카운터보어 구멍(114)의 저면의 높이가 실리콘 웨이퍼(101)의 경사부 하면측에 위치하도록 제 2 카운터보어 구멍(116)을 판 깊이(λ1)를 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 6에서의 크기(λ1)는 실리콘 웨이퍼(101)의 두께의 20~40%가 바람직하다.
구체적으로는 예를 들어, 직경 200㎜의 실리콘 웨이퍼의 경우, 두께(t)가 0.725㎜이므로, λ1=0.2±0.05㎜가 바람직하다. 또한, 제 1 카운터보어 구멍(114)을 판 깊이(λ2)는 실리콘 웨이퍼(101)의 두께의 50~65%가 바람직하다. 또한, 예를 들어 직경 200㎜의 실리콘 웨이퍼의 경우, 두께(t)가 0.725㎜이므로, λ2=0.4±0.05㎜가 바람직하다. 또한, λ1:λ2≒1:2가 바람직하다. 그리고, 실리콘 웨이 퍼(101)의 이면에 접촉하여 유지시키는 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면의 반경 방향 길이(L2)는 종래보다 약간 길게 하여 1~4㎜가 바람직하다.
또한, 제 1 카운터보어 구멍(114)의 저면의 반경 방향 길이(L1)는 원료가스에 의해 실리콘 웨이퍼(101) 표면에 성막되는 실리콘 에피택시얼막의 막두께의 2배 이상의 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 120㎛ 성막하는 경우에는, 240㎛, 즉 0.24㎜ 이상으로 하는 것이 좋다. 실리콘 웨이퍼(101) 표면에 성막되는 실리콘 에피택시얼막의 막두께의 2배 이상의 크기로 형성함으로써, 실리콘 웨이퍼(101)의 측면으로부터 성장해 온 막과 제 1 카운터보어 구멍(114)의 측면으로부터 실리콘 웨이퍼(101)의 측면으로 성장해 오는 막과의 접촉을 회피할 수 있다. 예를 들어, L1은 1㎜로 한다.
도 7은 2단 카운터보어 구멍을 형성하고 있지 않은 홀더를 이용한 경우의 성막 후의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 실시형태에서의 2단 카운터보어 구멍을 형성한 홀더를 사용한 경우의 성막 후의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 2단 카운터보어 구멍을 형성하고 있지 않은 홀더를 사용한 경우, 실리콘 웨이퍼의 측면부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막(402)과 홀더의 카운터보어 구멍의 측면에 퇴적된 피착막(depo-film)(404)이 접촉된다. 그리고, 들러붙어(접착되어) 실리콘 웨이퍼가 홀더에 점착된다.
이에 대해서, 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서의 2단 카운터보어 구멍을 형성한 홀더(110)를 사용한 경우 홀더(110)가 회전하고, 그 원심력으로부터 실리콘 웨이퍼(101)가 실리콘 웨이퍼면과 평행인 방향으로 이동한 경우, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 측면의 상단부가 실리콘 웨이퍼(101) 외주부의 경사부 하부의 면에 접촉된다. 이에 의해, 경사부가 지붕이 되어, 피착막(404)의 퇴적을 막고, 또는 적게 할 수 있다. 그 결과, 접촉 부분에서는 막끼리 접착되지 않거나 접착되어도 미소하므로 실리콘 웨이퍼(101)와 홀더(110)의 점착을 방지할 수 있다.
또한, 제 1 카운터보어 구멍(114)에 의해 실리콘 웨이퍼(101)의 주위에 제 1 카운터보어 구멍(114)의 측면으로 둘러싸인 홈이 생기고, 이러한 홈을 설치함으로써, 홈 저부로의 피착막의 퇴적량을 감소시킬 수 있다.
실시형태 2.
실시형태 2에서는 제 1 카운터보어 구멍을 형성하는 대신 지주가 되는 복수의 핀(112)을 배치했다. 공정 조건은 실시형태 1과 동일하다.
도 9는 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 일례를 도시한 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
홀더(110)에는 실리콘 웨이퍼(101)의 직경보다도 약간 큰 직경이고, 실리콘 웨이퍼(101)의 두께의 반보다 작은 값의 깊이까지 판 제 2 카운터보어 구멍(116)이 형성되어 있다. 그리고, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면에서 실리콘 웨이퍼(101)가 지지되어 있다. 그리고, 홀더(110)의 상부면에는 실리콘 웨이퍼(101)의 외주로부터 소정의 간격을 두고 3개 이상의 핀(112)을 균등하게 배치한다.
도 9에서는 일례로서 8개의 핀(112)을 균등하게 배치했다. 홀더(110)가 회전하고, 그 원심력으로부터 실리콘 웨이퍼(101)가 실리콘 웨이퍼면과 평행인 방향으로 이동한 경우, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 측면의 상단부가 실리콘 웨이퍼(101) 외주부의 경사부 하부의 면에 접촉된다. 이에 의해, 실리콘 웨이퍼(101)가 벗어나는 것을 억제할 수 있다. 만일, 실리콘 웨이퍼(101)가 제 2 카운터보어 구멍(116)의 측면의 상단부를 타고 넘어 이동한 경우에는 3개 이상의 핀(112)(여기에서는 8개의 핀(112)) 중 몇 개에 실리콘 웨이퍼(101)의 측면이 접촉된다. 이에 의해, 실리콘 웨이퍼(101)가 벗어나는 것을 억제할 수 있다.
그리고, 홀더(110)가 회전하여 그 원심력으로부터 실리콘 웨이퍼(101)가 실리콘 웨이퍼면과 평행인 방향으로 이동한 경우, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 측면의 상단부가 실리콘 웨이퍼(101) 외주부의 경사부 하부의 면에 접촉된다. 그리고, 경사부가 지붕이 되어, 피착막의 퇴적을 방지할 수 있는 점은 실시형태 1과 동일하다. 따라서, 접촉 부분에서는 막끼리 접착되어 있지 않으므로, 실리콘 웨이퍼(101)와 홀더(11)의 점착을 방지할 수 있다.
실시형태 3.
도 11은 실시형태 3에서의 에피택시얼 성장장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 11에서 도 1과 동일하게 기상성장장치의 일례가 되는 에피택시얼 성장장치(200)는 지지대의 일례가 되는 홀더(서셉터라고도 함)(210), 챔버(220), 압력 제어 밸브(242), 아웃 히터(250), 인 히터(260), 회전부재(270)을 구비하고 있다. 챔버(220)에는 가스를 공급하는 유로(222)와 가스를 배기하는 유로(224)가 접속되어 있다. 그리고, 유로(222)는 샤워 헤드(230)에 접속되어 있다. 도 11에서는 샤워 헤드(230), 진공 펌프(240), 실시형태 3의 설명에 필요한 구성에 대해서 설명하고 있다. 단, 축척 등은 실물과는 일치시키고 있지 않다(이하, 각 도면에서 동일하다).
홀더(210)는 외주가 원형으로 형성되고, 소정 내경의 관통 개구부가 형성된다. 그리고, 상면측으로부터 소정의 깊이로 판 면에서 기판의 일례가 되는 실리콘 웨이퍼(201)의 이면과 접촉하여 실리콘 웨이퍼(201)를 지지한다. 그리고, 실리콘 웨이퍼(201)에 대하여 실리콘 웨이퍼(201)면과 동일한 방향의 실질적으로 수평인 방향의 이동을 구속하는, 실리콘 웨이퍼(201)를 둘러싸도록 배치된 복수의 제 1 볼록부(212)가 형성되어 있다. 제 1 볼록부(212)는 근원이 되는 면으로부터 홀더(210)의 중심을 향하여 볼록으로 연장되도록 형성된다.
홀더(210)는 도시하고 있지 않은 회전 기구에 의해 실리콘 웨이퍼(201)면과 직교하는 실리콘 웨이퍼(201)면의 중심선을 축으로 회전되는 회전 부재(270) 상에 배치된다. 그리고, 홀더(210)는 회전부재(270)와 함께 회전됨으로써, 실리콘 웨이퍼(201)를 예를 들어 900min-1으로 회전시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태 3에서도 회전은 500~1500min-1:500~1500rpm인 것이 바람직하다.
홀더(210)의 이면측에는 아웃 히터(250)와 인 히터(260)가 배치되어 있다. 아웃 히터(250)에 의해 실리콘 웨이퍼(201)의 외주부와 홀더(210)를 가열할 수 있다. 그리고, 인 히터(260)는 아웃 히터(250)의 하부에 배치되고, 인 히터(260)에 의해 실리콘 웨이퍼(201)의 외주부 이외를 가열할 수 있다. 인 히터(260)와는 별도로, 홀더(210)로 열이 도망가기 쉬운 실리콘 웨이퍼(201)의 외주부의 가열에 아웃 히터(250)를 설치하고, 2중 히터로 함으로써 실리콘 웨이퍼(201)의 면내 균일성도 도모할 수 있다.
그리고, 홀더(210), 아웃 히터(250), 인 히터(260), 샤워 헤드(230), 회전 부재(270)는 챔버(220) 내에 배치된다. 회전부재(270)는 챔버(220) 내로부터 도시하고 있지 않은 회전 기구로 챔버(120) 밖으로 연장되어 있다. 샤워 헤드(230)는 챔버(220) 내로부터 챔버(220) 밖으로 배관이 연장되어 있다.
그리고, 반응 용기가 되는 챔버(220) 내를 상압 또는 진공 펌프(240)에 의해 소정 진공도의 진공분위기로 유지한 상태, 예를 들어 9.3×104Pa(700Torr)에서 실리콘 웨이퍼(201)를 아웃 히터(250)와 인 히터(260)로 가열한다. 그리고, 홀더(210)의 회전에 의해 실리콘 웨이퍼(201)를 소정의 회전수로 회전(900 min-1)시킨다. 이들 조건으로 제어하면서 샤워 헤드(230)로부터 실리콘원이 되는 원료 가스를 챔버(220) 내에 공급한다. 또한, 이 때의 웨이퍼 온도는 1100~1140℃이면 좋다.
또한, 가열된 실리콘 웨이퍼(201)의 표면에서 원료 가스의 열분해 또는 수소환원을 실시하고, 실리콘 웨이퍼(201)의 표면에 실리콘 에피택시얼막을 성장시킨다. 챔버(220) 내의 압력은 예를 들어 압력 제어 밸브(242)를 사용하여 상압 또는 소정 진공도의 진공분위기로 조정하면 좋고, 그 때의 소정 진공도는 실시형태 1과 동일하게, 8~11×104Pa이면 좋다. 샤워 헤드(230)에서는 챔버(220) 밖으로부터 배관으로 공급된 원료가스를 샤워 헤드(230) 내부의 버퍼를 통하여, 복수의 관통구멍으로부터 배출하도록 하고 있다. 그 때문에 균일하게 원료가스를 실리콘 웨이퍼(201) 상에 공급할 수 있다.
또한, 홀더(210)나 회전부재(270)의 압력을 내외 동일(실리콘 웨이퍼(201)의 표면측 분위기의 압력과 이면측 분위기의 압력을 동일)하게 함으로써, 원료가스가 회전부재(270)의 내측, 또는 회전 기구 내부로 돌아 들어가는 것을 방지할 수 있다. 동일하게, 도시하지 않은 회전 기구측의 퍼지 가스 등이 챔버내(실리콘 웨이퍼(201)의 표면측 분위기)로 새는 것을 방지할 수 있다.
도 12는 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도이다.
도 13은 도 12에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
홀더(210)에 형성된 제 1 볼록부(212)는 실리콘 웨이퍼(201)의 이면이 접촉하는 면과 접속하는 측면으로부터 홀더(210) 중심을 향하여 연장되어 있다. 그리고, 그 선단은 평면으로 형성되어 있다. 여기에서는 8개의 볼록부(212)가 균등하게 배치되어 있다. 홀더(210)가 회전하고 그 원심력으로부터 실리콘 웨이퍼(201)가 실리콘 웨이퍼면과 평행인 방향으로 이동했다고 해도 실리콘 웨이퍼(201)의 측면의 일부가 8개의 볼록부(212) 중 몇 개에 접촉할 뿐이다. 그 때문에, 제 1 볼록 부(212)를 설치하지 않고 홀더(210)의 측면의 넓은 영역에서 접촉하는 경우에 비해, 접촉 면적을 작게 할 수 있다.
그 결과, 실리콘 웨이퍼(201)의 측면 부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막과 볼록부(212)의 선단 부분에 퇴적한 막이 접촉되어도 접촉 영역이 작다. 그 때문에, 실리콘 웨이퍼(201)의 홀더(210)로의 점착을 감소시킬 수 있다. 여기에서는 8개의 볼록부(212)가 균등하게 배치되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 3개 이상이면 상관없다. 볼록부(121)의 수가 많을수록, 실리콘 웨이퍼(201)의 센터링 정밀도를 향상시킬 수 있다. 반대로, 제 1 볼록부(212)의 수가 적을수록 실리콘 웨이퍼(201)의 측면 부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막과 제 1 볼록부(212)의 선단 부분에 퇴적된 막의 접촉 영역을 작게 할 수 있다.
또한, 볼록부(212)는 실리콘 웨이퍼(201)의 중심 방향을 향하여 연장되고, 볼록부(212)의 중심 방향을 향하는 길이가 소정의 가스에 의해 실리콘 웨이퍼(201) 표면에 성막되는 막의 막 두께의 2배 이상의 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 볼록부(212) 이외의 위치에 있어서 실리콘 웨이퍼(201)의 측면으로부터 성장해오는 막과 볼록부(212) 이외 부분의 실리콘 웨이퍼(201)측으로 성장해오는 막과의 막두께는 동일한 정도가 된다. 따라서, 막의 막두께의 2배 이상의 크기로 형성됨으로써, 볼록부(212) 이외의 위치에 있어서 실리콘 웨이퍼(201)의 측면으로부터 성장해 온 막과 실리콘 웨이퍼(201) 측으로 성장해 온 막의 접촉을 회피할 수 있다.
도 14는 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 일례를 도시한 평면도 이다.
도 15는 도 14에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
홀더(210)에는 실리콘 웨이퍼(201)에 대해서 실리콘 웨이퍼(201)면과 동일한 방향의 실질적으로 수평인 방향의 이동을 구속하는, 실리콘 웨이퍼(201)를 둘러싸도록 배치된 복수의 볼록부(213)가 설치된다. 홀더(210)에 형성된 볼록부(213)는 실리콘 웨이퍼(201)의 이면이 접촉하는 면과 접속되는 측면으로부터 홀더(210) 중심을 향하여 연장되어 있다. 그 선단은 상면에서 본 경우에 R형상의 곡면으로 형성되어 있다. 여기에서는 8개의 제 1 볼록부(213)가 균등하게 배치되어 있다. 홀더(210)가 회전하고 그 원심력으로부터 실리콘 웨이퍼(201)가 실리콘 웨이퍼면과 평행인 방향으로 이동했다고 해도 실리콘 웨이퍼(201)의 측면의 일부가 8개의 볼록부(213) 중 몇 개에 접촉할 뿐이다. 따라서, 제 1 볼록부(213)를 설치하지 않고 홀더(210)의 측면의 넓은 영역에서 접촉하는 경우에 비해, 접촉 면적을 작게 할 수 있다.
또한, 여기에서는 제 1 볼록부(213)의 선단이 R형상의 곡면에 형성되어 있으므로, 실리콘 웨이퍼(201)의 측면과 접촉하는 경우에도 선 접촉 또는 점 접촉으로 할 수 있다. 그 결과, 실리콘 웨이퍼(201)의 측면 부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막과 제 1 볼록부(213)의 선단 부분에 퇴적한 막이 접촉되어도, 접촉 영역을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 실리콘 웨이퍼(201)의 홀더(210)로의 점착을 더욱 감소시킬 수 있다. 여기에서는 8개의 볼록부(213)가 균등하게 배치되어 있지만, 이 에 한정되는 것은 아니고, 3개 이상이면 상관없는 점은 제 1 볼록부(212)의 수의 설명과 동일하다.
도 16은 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 일례를 도시한 평면도이다.
도 17은 도 16에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
홀더(210)에 형성된 제 1 볼록부(217)는 실리콘 웨이퍼(201)의 이면이 접촉되는 면과 접속하는 측면으로부터 완만한 곡선으로 연결되면서 홀더(210) 중심을 향하여 계속해서 연장하고 있다. 그 선단은 상면에서 본 경우에 R형상의 곡면으로 형성되어 있다. 그 밖에는 도 14, 도 15와 동일하다.
도 18은 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 일례를 도시한 평면도이다.
도 19는 도 18에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
홀더(210)에 형성된 볼록부(214)는 실리콘 웨이퍼(201)의 이면이 접촉하는 면과 접속하는 측면으로부터 홀더(210) 중심을 향하여 연장되어 있다. 그 선단은 단면을 본 경우에 R형상의 곡선으로 형성되어 있다. 다시 말하면, 홀더(210)의 표면측으로부터 이면측을 향하여 곡면으로 형성되어 있다. 여기에서는 8개의 볼록부(214)가 균등하게 배치되어 있다. 홀더(210)가 회전하고, 그 원심력으로부터 실리콘 웨이퍼(201)가 실리콘 웨이퍼면과 평행한 방향으로 이동했다고 해도 실리콘 웨이퍼(201)의 측면의 일부가 8개의 볼록부(214) 중 몇 개에 접촉할 뿐이다. 따라서, 제 1 볼록부(214)를 설치하지 않고 홀더(210)의 측면의 넓은 영역에서 접촉하는 경우에 비해, 접촉 면적을 작게 할 수 있다.
또한, 여기에서는 제 1 볼록부(214)의 선단이 R형상의 곡면으로 형성되어 있으므로, 실리콘 웨이퍼(201)의 측면과 접촉하는 경우에도 선 접촉 또는 점 접촉으로 할 수 있다. 그 결과, 실리콘 웨이퍼(201)의 측면 부분에 성장한 실리콘 웨이퍼 에피택시얼막과 제 1 볼록부(214)의 선단부분에 퇴적된 막이 접촉되어도, 또한 접촉 영역을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 실리콘 웨이퍼(201)의 홀더(210)로의 점착을 더욱 감소시킬 수 있다. 여기에서는 8개의 볼록부(214)가 균등하게 배치되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 3개 이상이면 상관없는 점은 볼록부(212)의 수의 설명과 동일하다.
도 20은 실리콘 웨이퍼 외주부와 볼록부를 도시한 단면도이다.
도 20에 도시한 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(201)의 측면 선단과 제 1 볼록부(214)의 선단이 동일한 높이가 되도록 볼록부(214)를 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 20에서의 크기(X1)는 실리콘 웨이퍼(201)의 두께의 1/2이 바람직하다. 구체적으로는 예를 들어 직경 200㎜의 실리콘 웨이퍼의 경우, 두께(t)가 0.725㎜이므로, X1=0.3625㎜가 바람직하다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, X1≒0.3625이어도 상관없다.
또한, 크기(X2)는 실리콘 웨이퍼(101)의 두께와 동등, 또는 약간 큰 값으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예를 들어, 직경 200㎜의 실리콘 웨이퍼의 경우, 두께(t)가 0.725㎜이므로 X2=0.725~1.5㎜가 바람직하다. 또한, 크기(R1)는 실리콘 웨이퍼(101)의 두께의 1/2과 동등, 또는 약간 큰 값으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예를 들어 직경 200㎜의 실리콘 웨이퍼의 경우, 두께(t)가 0.725㎜이므로, R1=0.3625~0.75㎜가 바람직하다.
도 21은 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 일례를 도시한 평면도이다.
도 22는 도 21에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
홀더(210)에 형성된 볼록부(215)는 실리콘 웨이퍼(201)의 이면이 접촉하는 면과 접속하는 측면으로부터 홀더(210) 중심을 향하여 연장되어 있다. 그 선단은 구 형상의 곡면으로 형성되어 있다. 여기에서는 8개의 볼록부(215)가 균등하게 배치되어 있다. 홀더(210)가 회전하고 그 원심력으로부터 실리콘 웨이퍼(201)가 실리콘 웨이퍼면과 평행인 방향으로 이동했다고 해도 실리콘 웨이퍼(201)의 측면의 일부가 8개의 제 1 볼록부(215) 중 몇 개에 접촉할 뿐이다. 따라서, 제 1 볼록부(215)를 설치하지 않고 홀더(210)의 측면의 넓은 영역에서 접촉하는 경우에 비해, 접촉면적을 작게 할 수 있다. 또한, 여기에서는 볼록부(215)의 선단이 구형상의 곡면으로 형성되어 있다. 그 때문에, 실리콘 웨이퍼(201)의 측면과 접촉하는 경우에도 점 접촉으로 할 수 있다. 그 결과, 실리콘 웨이퍼(201)의 측면 부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막과 볼록부(215)의 선단 부분에 퇴적한 막이 접촉되어도, 더욱 접촉 영역을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 실리콘 웨이퍼(201)의 홀더(210)로의 점착을 더욱 감소시킬 수 있다. 여기에서는 8개의 볼록부(215)가 균등하게 배치되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 3개 이상이면 상관없는 점은 볼록부(212)의 수의 설명과 동일하다.
도 23은 실리콘 웨이퍼 외주부와 제 1 볼록부를 도시한 단면도이다.
도 23에 도시한 바와 같이 실리콘 웨이퍼(201)의 측면 선단과 제 1 볼록부(215)의 선단이 동일한 높이가 되도록 볼록부(215)를 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 23에서의 크기(X3)는 실리콘 웨이퍼(201)의 두께의 1/2이 바람직하다. 구체적으로는 예를 들어 직경 200㎜의 실리콘 웨이퍼의 경우, 두께(t)가 0.725㎜이므로, X3=0.3625㎜가 바람직하다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 X3≒0.3625㎜이어도 상관없다.
또한, 크기(X4)는 실리콘 웨이퍼(201)의 두께와 동등, 또는 약간 큰 값으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예를 들어 직경 200㎜의 실리콘 웨이퍼의 경우, 두께(t)가 0.725㎜이므로, X4=0.725~1.5㎜가 바람직하다.
또한, 크기(R2)는 실리콘 웨이퍼(201)의 두께의 1/2과 동등, 또는 약간 큰 값으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예를 들어 직경 200㎜의 실리콘 웨이퍼의 경우, 두께(t)가 0.725㎜이므로 R2=0.3625~0.75㎜가 바람직하다. 이는 실시형 태 1과 동일하다.
도 24는 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 일례를 도시한 평면도이다.
도 25는 도 24에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
홀더(210)에 형성된 제 1 볼록부(216)는 실리콘 웨이퍼(201)의 이면이 접촉되는 면에 구를 용착함으로써 형성된다. 따라서, 실리콘 웨이퍼(201) 측면을 향하는 그 선단은 구형상의 곡면으로 형성되어 있다. 여기에서는 8개의 볼록부(216)가 균등하게 배치되어 있다. 홀더(210)가 회전하고, 그 원심력으로부터 실리콘 웨이퍼(201)가 실리콘 웨이퍼면과 평행인 방향으로 이동했다고 해도 실리콘 웨이퍼(201)의 측면의 일부가 8개의 볼록부(216)의 몇 개에 접촉할 뿐이다. 따라서, 제 1 볼록부(216)를 설치하지 않고 홀더(210)의 측면의 넓은 영역에서 접촉하는 경우에 비해, 접촉면적을 작게 할 수 있다.
또한, 여기에서는 볼록부(216)의 선단이 구형상의 곡면으로 형성되어 있으므로, 실리콘 웨이퍼(201)의 측면과 접촉하는 경우에도 점 접촉할 수 있다. 그 결과, 실리콘 웨이퍼(201)의 측면 부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막과 볼록부(216)의 선단부분에 퇴적한 막이 접촉해도, 또한 접촉 영역을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 실리콘 웨이퍼(201)의 홀더(210)로의 점착을 더욱 감소시킬 수 있다. 여기에서는 8개의 볼록부(216)가 균등하게 배치되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 3개 이상이면 상관없는 점은 볼록부(212)의 수의 설명과 동일하다.
도 26은 실리콘 웨이퍼 외주부와 볼록부를 도시한 단면도이다.
도 26에 도시한 바와 같이 실리콘 웨이퍼(201)의 측면 선단과 제 1 볼록부(216)의 선단이 동일한 높이가 되도록 볼록부(216)를 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 26에서의 크기(Φ1)는 실리콘 웨이퍼(201)의 두께보다 매립된 분만큼 약간 큰 값으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예를 들어, 직경 200㎜의 실리콘 웨이퍼의 경우, 두께(t)가 0.725㎜이므로 Φ1=1~1.5㎜가 바람직하다. 또한, 크기(X5)는 구체의 볼록부(216)를 위치 결정할 수 있는 정도로 패여 있으면 좋다. 구체적으로는 X5=0.1375~0.6375㎜가 바람직하다.
도 27은 제 1 볼록부를 형성하고 있지 않은 홀더를 사용한 경우의 성막후의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 28a와 도 28b는 본 실시형태에서의 제 1 볼록부를 형성한 홀더를 사용한 경우의 성막후의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 27에 도시한 바와 같이 제 1 볼록부를 형성하고 있지 않은 홀더를 사용한 경우, 실리콘 웨이퍼의 측면 부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막(402)과 홀더의 카운터보어 구멍의 측면에 퇴적한 피착막(404)이 접촉된다. 그 때문에, 들러붙어(접착되어) 실리콘 웨이퍼가 홀더에 점착된다.
이에 대해서, 도 28a에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서의 볼록부를 형성한 홀더를 사용한 경우, 볼록부 이외의 위치에서는 실리콘 웨이퍼의 측면 부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막(402)과 홀더의 저면 및 측면에 퇴적된 피착막(404)을 접촉시키지 않도록 할 수 있다. 여기에서, 도 28b에 도시한 바와 같이 실리콘 웨이퍼의 중심방향을 향하여 연장되는 볼록부의 중심 방향을 향하는 길이(L)는 원료 가스에 의해 실리콘 웨이퍼 표면에 성막되는 막의 막두께의 2배 이상의 크기로 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 볼록부 이외의 위치에 있어서 실리콘 웨이퍼의 측면으로부터 성장해 오는 막과 상기 볼록부 이외 부분의 실리콘 웨이퍼측으로 성장해 오는 막의 막두께는 동일한 정도가 된다.
따라서, 상기 볼록부 이외의 위치에 있어서 실리콘 웨이퍼의 측면으로부터 성장해 온 실리콘 에피택시얼막(402)과 실리콘 웨이퍼측으로 성장해 온 피착막(404)의 접촉을 회피할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 에피택시얼막을 120㎛ 성막하는 경우, 크기(L)를 240㎛ 이상, 즉 0.24㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
도 29는 각 홀더 형상에서의 실리콘 에피택시얼막의 막두께와 홀더로의 점착 상태의 관계의 일례를 도시한 도면이다.
여기에서는 비교 대상으로서 실리콘원으로서 트리클로로실란(SiHCl3)을 수소(H2)로 25%로 희석한 가스를 34Pa·㎥/s(20SLM)을 샤워 헤드(130)로부터 공급했다. 그리고, 캐리어 가스로서 H2를 85Pa·㎥/s(50SLM)을 샤워 헤드(130)로부터 공급했다. 즉, 가스 전체에서의 SiHCl3 농도를 7.2%로 했다. 그리고, 인 히터(160)를 1100℃, 아웃 히터(150)를 1098℃로 설정했다. 또한, 실리콘 웨이퍼의 회전수는 500 min-1(500rpm)으로 했다. 챔버내 압력은 9.3×104Pa(700Torr)로 했다.
도 29에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서의 제 1 볼록부를 설치하지 않고, 볼록부를 형성하고 있지 않은 홀더를 사용한 경우(단순한 카운터보어 구멍의 경우), 실리콘 에피택시얼막을 28㎛ 성막한 경우에는 실리콘 웨이퍼가 홀더에 점착되지 않았다. 그러가, 40㎛ 성막한 경우에는 실리콘 웨이퍼와 홀더 사이에 경미한 점착이 일어났다. 한편, 본 실시형태에서의 볼록부의 선단을 평면으로 한 볼록부(실리콘 웨이퍼와의 접촉폭 3㎜)를 설치한 경우, 실리콘 에피택시얼막을 63㎛ 성막한 경우에는 실리콘 웨이퍼가 홀더에 점착되지 않았다. 그러나, 100㎛ 성막한 경우에는 실리콘 웨이퍼와 홀더의 사이에 경미한 점착이 일어났다. 또한, 본 실시형태에서의 볼록부의 선단을 R형상 또는 구형상으로 한 볼록부(실리콘 웨이퍼와는 점접촉)를 설치한 경우(점접촉 1), 실리콘 에피택시얼막을 70㎛ 성막한 경우에는 실리콘 웨이퍼가 홀더에 점착되지 않았다. 그러나, 90㎛ 성막한 경우에는 실리콘 웨이퍼와 홀더 사이에 경미한 점착이 일어났다.
이상과 같이 본 실시형태에서의 제 1 볼록부를 설치함으로써 볼록부를 설치하지 않은 경우에 비해, 허용할 수 있는 막두께를 두껍게 할 수 있다. 또한, 볼록부를 설치하는 경우에도 면접촉보다 점접촉으로 함으로써 허용할 수 있는 막두께를 보다 두껍게 할 수 있다.
다음에 공정 조건으로 변경하는, 다시 말하면 실리콘원이 되는 트리클로로실란(SiHCl3)의 농도를 낮추고 실리콘 웨이퍼의 온도를 높임으로써, 허용할 수 있는 막두께를 더욱 두껍게 할 수 있다. 구체적으로는 H2를 85Pa·㎥/s(50SLM) 증량하 고, 가스 전체에서의 SiHCl3 농도를 7.2%에서 4.2%로 낮추었다. 그리고, 인 히터(160)를 1200℃, 아웃 히터(150)를 1126℃로 높였다. 이 경우에는 볼록부의 선단을 R형상 또는 구형상으로 한 볼록부를 설치한 경우(점접촉 2)에서도 실리콘 웨이퍼가 홀더에 점착되지 않았다. 또한, 실리콘 에피택시얼막을 120㎛ 성막한 경우에도 실리콘 웨이퍼가 홀더에 점착되지 않았다.
실시형태 4.
실시형태 3에서는 제 1 볼록부를 설치하고, 상기 기판의 측면부분에 성장한 막과 홀더측에 퇴적한 막의 접촉 영역을 작게 했지만, 실시형태 4에서는 효과는 떨어지지만, 종래보다는 접촉 영역을 작게 한 홀더의 형상에 대해서 설명한다.
도 30은 실시형태 2에서의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도이다.
도 31은 도 30에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
홀더(210)에는 실리콘 웨이퍼(201)의 직경보다 큰 카운터보어 구멍이 형성되고, 이러한 카운터보어 구멍에 단면이 원형으로 형성된 링(218)을 배치한다. 다시 말하면 홀더(210)는 실리콘 웨이퍼(201)에 대해서 실리콘 웨이퍼(201)면과 동일한 방향의 이동을 구속하는 면이 실리콘 웨이퍼(201)측을 향하여 볼록의 R형상으로 형성된 링(218)을 구비하고 있다. 그리고, 링(218)의 내측에, 실리콘 웨이퍼(201)를 배치한다. 홀더(210)와 링(218)은 용착해도 좋다. 이러한 구성에 의해, 실리콘 웨이퍼(201) 측면을 향하는 그 선단은 구형상의 곡면으로 형성되어 있다. 따라서, 홀더(210)가 회전하고, 그 원심력으로부터 실리콘 웨이퍼(201)가 실리콘 웨이퍼면과 평행인 방향으로 이동하고 있는 방향에 접근하는 경우에도 실리콘 웨이퍼(201)의 측면의 일부가 링(218)의 선단부분에 선 접촉으로 접촉시킬 수 있다. 따라서, 상술한 볼록부나 링(218)을 설치하지 않고 홀더(210)의 측면의 넓은 영역에서 접촉하는 경우에 비해, 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 그 결과, 실리콘 웨에퍼(201)의 측면 부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막과 링(218)의 선단 부분에 퇴적한 막이 접촉되어도 접촉 영역이 작다. 그 때문에, 실리콘 웨이퍼(201)의 홀더(210)로의 점착을 종래에 비해 감소시킬 수 있다.
도 32는 홀더(지지대)(210)에 실리콘 웨이퍼(201)이 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도이고, 제 1 볼록부(212), 제 2 볼록부(221)를 개개로 복수개 설치한 일례를 도시한 도면이다. 상기 예에서는 제 1 볼록부가 8개, 제 2 볼록부가 4개 설치된 예를 나타내고 있다. 가능하면 제 1 볼록부가 8개이면 제 2 볼록부도 8개인 편이 바람직하고, 3개에서 10개 정도이면 충분하다. 10개보다 많아지면 기판 이면에서의 접촉 면적이 많아지고, 종래와의 차이가 거의 없게 된다. 또한, 3개 미만이 되면, 기판 자체가 불안정해지고 에피택시얼 성장에는 바람직하지 않다.
도 33은 제 2 볼록부(221)의 일부를 확대하여 도시한 사시도이다. 본 실시형태의 경우의 제 2 볼록부(221)는 두께 0.1㎜, 폭 1㎜의 경우이지만, 높이가 0.1㎜ 내지 0.5㎜, 폭이 0.5㎜ 내지 3㎜인 것이 바람직하다. 단, 그 크기는 성장하는 실리콘 에피택시얼막에도 의존하고, 또한 실리콘 웨이퍼(101)의 크기에도 의존한 다. 따라서, 이들의 수치는 성막 장치에 따라 변할 수도 있다.
또한, 제 2 볼록부의 꼭대기부는 구형상이어도 평탄, 원호형상 또는 가는 요철이어도 좋지만, 실리콘 웨이퍼(101)와의 접촉 면적이 적은 쪽이 바람직하다.
이와 같이 제 2 볼록부를 설치함으로써 기판의 이면에서의 지지대와의 점착도 거의 없어진다. 그리고, 예를 들어 IGBT의 절연 분리용 트렌치(홈)를 메우는 30 ㎚ 정도의 에피택시얼 성장이 가능해진다. 또한 IGBT의 n-베이스의 두께인 50㎚ 이상의 에피택시얼 성장도 가능해졌다. 또한, 파워 MOS에서 고내압화를 도모하기 위해, 트렌치(홈)에 30㎚ 이상의 p형의 반도체층을 메울 때도 사용 가능하다.
구체적으로는 홀더(210)에 형성된 볼록부(212)는 실리콘 웨이퍼(201)의 이면이 접촉되는 면(제 2 볼록부)와 접속하는 측면으로부터 홀더(210) 중심을 향하여 연장되어 있다. 그리고, 그 선단은 평면으로 형성되어 있다. 여기에서는 8개의 볼록부(212)가 균등하게 배치되어 있다. 홀더(210)가 회전하고, 그 원심력으로부터 실리콘 웨이퍼(201)가 실리콘 웨이퍼면과 평행인 방향으로 이동한다. 이 경우에도 실리콘 웨이퍼(201)의 측면의 일부가 8개의 볼록부(212) 중 몇 개에 접촉할 뿐이다. 따라서, 볼록부(212)를 설치하지 않고 홀더(210)의 측면의 넓은 영역에서 접촉하는 경우에 비해 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 그 결과, 실리콘 웨이퍼(201)의 측면 부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막과 볼록부(212)의 선단부분에 퇴적한 막이 접촉되어도 접촉 영역이 작다. 그 때문에, 실리콘 웨이퍼(201)의 홀더(210)로의 점착을 감소시킬 수 있다.
여기에서는 8개의 볼록부(212)가 균등하게 배치되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 3개 이상이면 상관없다. 볼록부(212)의 수가 많을수록, 실리콘 웨이퍼(201)의 센터링 정밀도를 향상시킬 수 있다. 반대로, 볼록부(212)의 수가 적을수록, 실리콘 웨이퍼(201)의 측면부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막과 볼록부(212)의 선단부분에 퇴적한 막의 접촉 영역을 작게 할 수 있다. 또한, 여기에서는 실리콘 웨이퍼(201)와 접촉하는 면에 복수(본 실시형태에서는 4개)의 제 2 볼록부(221)가 설치되고, 그 제 2 볼록부(221)의 꼭대기면에서 실리콘 웨이퍼(201)가 지지되어 있다.
이상과 같이, 홀더(210)에는 실리콘 웨이퍼(201)에 대해서 기판면과 동일한 방향의 실질적으로 수평인 방향의 이동을 구속하는, 상기 기판을 둘러싸도록 배치된 복수의 볼록부(212)가 설치된다. 그리고, 또한 실리콘 웨이퍼(201)와 접촉하는 면에 복수의 제 2 볼록부(221)가 설치된다. 그리고, 그 제 2 볼록부(221)의 꼭대기면에서 기판을 지지하도록 한다. 이에 의해, 실리콘 웨이퍼(201)의 홀더(210)로의 점착을 감소시킬 수 있다. 또한, 상술한 공정 조건에 의해 실리콘 웨이퍼(201) 상의, 유로(222)로부터 가스를 흘려 반도체층의 면내의 막두께 분포를 0.5% 이내로 할 수 있다.
도 34는 홀더(210)에 실리콘 웨이퍼(201)가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도이다. 여기에서는 제 1 오목부(231), 제 2 오목부(233)가 설치되고 제 1 볼록부(212), 제 2 볼록부(221)를 개개로 복수 설치한 일례를 도시한 도면이다.
도 35는 도 34에 도시한 홀더의 제 2 볼록부(221)의 일부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 34 및 도 35에 도시한 바와 같이 실시형태 1과 동일하게, 홀더(210)에 움품 패인 부분이 있는 제 1 오목부(231)와, 상기 제 1 오목부(231)의 저부에 더욱 움푹 패인 부분을 갖는 제 2 오목부(233)를 설치해도 바람직하다. 그리고, 상기 제 2 오목부(233)의 깊이는 기판의 두께보다 낮게 구성되면 좋다. 그리고, 상술한 복수의 제 1 볼록부(212)와 복수의 제 2 볼록부(221)를 추가로 설치한다. 제 1 볼록부(212)는 제 1 오목부(231)의 측면으로부터 중심방향을 향하여 연장되도록 형성하면 좋다. 또한, 제 2 볼록부(221)는 제 2 오목부(233)의 저면상에 형성하면 좋다. 상기 홀더(210)를 사용하여 복수의 제 1 볼록부(212)에 의해 실리콘 웨이퍼(201)에 대해서 실리콘 웨이퍼(201)면과 동일항 방향의 이동을 구속한다. 그리고, 복수의 제 2 볼록부(221)에 의해, 그 제 2 볼록부(221)의 꼭대기면에서 실리콘 웨이퍼(201)를 지지한다. 또한, 상술한 공정 조건에 의해 실리콘 웨이퍼(201) 상의, 유로(222)로부터 가스를 흘려 반도체층의 면내의 막두께 분포를 0.5% 이내로 한다.
이러한 방법에 의해, 기판 상에 성막하는 반도체층 주위의 막두께도 균일해지고, 거의 웨이퍼 전체를 이용할 수 있게 된다. 또한, 만일 기판이 제 2 오목부의 측면을 타고 넘은 경우에도 제 1 오목부의 측면에서 기판이 지지부의 외측으로 튀는 것을 방지할 수 있고, 또한 기판의 주위에 제 1 오목부로 홈을 형성함으로써, 제 1 오목부의 저면인 홈의 저면에 퇴적되는 피착막의 두께를 얇게 할 수 있다.
또한, 홀더(210)에 설치되는 제 1 오목부의 깊이는 상기 기판의 두께 보다 낮게 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 기판상의, 유로(122)로부터의 가 스의 흐름을 균일하게 하는 것이 가능해진다.
이와 같이 제 1 볼록부 외에, 제 2 볼록부를 설치함으로써 실리콘 웨이퍼(201)의 이면에서의 지지대와의 점착도 거의 없어지고, n-베이스의 두께인 60㎚ 이상의 에피택시얼 성장도 가능해졌다.
또한, 당연하지만 IGBT에 한정되지 않고 파워 반도체에서 고내압을 필요로 하는, 파워 MOS 이외에, 전차 등의 스위칭 소자로서 사용되는 GTO(게이트 턴 오프 사이리스터)나 일반적인 사이리스터(SCR)의 두꺼운 베이스의 에피택시얼층 형성에 적용 가능하다.
도 36은 공정 조건 중, 일례로서 기판 온도를 나눈 경우의 성장속도를 비교한 그래프의 일례이다.
각 실시형태에서 설정한 공정 조건 중, 기판의 온도 범위는 1100℃~1140℃로 했다. 도 36에서는 그 범위의 최대값과 최소값과 중간값으로 온도를 나눈 경우를 나타내고 있다. 최대값과 최소값에서는 실리콘 웨이퍼의 위치에 따라 허용 범위 내이기는 하지만, 성장속도에 다소의 편차가 발생하는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 범위를 벗어나면 성장속도의 편차가 커진다. 따라서, 상기 범위가 바람직한 것을 알 수 있다.
도 37은 공정 조건 중, 일례로서 기판 회전수를 나눈 경우의 성장속도를 비교한 그래프의 일례이다.
각 실시형태에서 설정한 공정 조건 중, 기판의 회전수 범위는 500~1100 min- 1로 했다. 도 37에서는 그 범위의 최대값과 최소값과 중간값으로 회전수를 나눈 경우를 나타내고 있다. 최대값과 최소값에서는 성장속도가 크게 다른 것을 알 수 있다. 그리고, 최대값과 최소값에서는 실리콘 웨이퍼의 위치에 따라, 허용 범위 내이기는 하지만, 성장속도에 다소의 편차가 발생하는 것을 알 수 있다. 도 37에서는 도 36과는 축척이 다르므로 그 편차는 시각적으로 작게 보이지만, 최대값과 최소값에서는 편차가 생기고 있다. 따라서, 상기 범위를 더욱 벗어나면 성장속도의 편차가 커진다. 또한, 기판온도가 1120℃의 경우에, 기판의 회전수가 최소값이 되는 500min-1에서는 성장속도가 8㎛/min 이하가 되지만, 기판 온도를 그 범위의 최대값으로 함으로써 성장속도를 8㎛/min으로 할 수 있다. 따라서, 상기 범위가 바람직한 것을 알 수 있다.
이상과 같이, 기판 상에 반도체층을 기상 성장시킬 때, 성막하기 위한 반응 가스 및 캐리어 가스의 유량과 농도, 챔버내의 진공도, 기판 온도 및 기판을 회전시키는 회전속도를 제어함으로써, 반도체층의 막두께를 균일하게 하는 것이 가능해졌다. 즉, 상술한 바와 같이 성막하기 위한 반응가스를 트리클로로실란으로 하고 캐리어 가스를 수소로 한다. 그리고 챔버내의 트리클로로실란의 농도 조정을 3% 이내로 한다. 또한, 챔버내 압력을 8×104Pa~11×104Pa로 한다. 또한, 기판의 회전수를 500~1100min-1(500~1100rpm)으로 한다. 또한, 기판의 온도를 1100℃~1140℃로 한다. 이들 조건의 조합에 의해 성장 속도 8㎛/min 이상으로 할 수 있다. 그 리고, 이들 조건으로 조정하여 상기 반도체층을 성장시킨다. 이에 의해, 반도체층의 면내의 막 두께 분포를 0.5% 이내로 하는 것이 가능해진다.
또한, 상술한 각 실시형태에 의하면 설령 기판의 측면 부분에 성장한 막과 볼록부의 선단 부분에 퇴적한 막이 접촉되어도 접촉 영역을 작게 할 수 있다. 따라서, 기판의 지지부로의 점착을 감소시킬 수 있다. 또는 기판의 측면 부분에 성장한 막과 R형상의 면의 선단에 퇴적한 막이 접촉되어도 접촉 영역을 작게 할 수 있다. 따라서, 기판의 지지부로의 점착을 감소시킬 수도 있다. 그리고 기판의 이면에서의 지지대와의 점착도 거의 없어지고, 50㎚ 이상의 에피택시얼 성장도 가능해진다.
이상, 구체예를 참조하면서 실시형태에 대해서 설명했다. 그러나, 본 발명은 이들의 구체예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기상성장장치의 일례로서 에피택시얼 성장장치에 대해서 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니고 시료면에 소정의 막을 기상 성장시키기 위한 장치이면 상관없다. 예를 들어, 폴리실리콘막을 성장시키는 장치이어도 상관없다.
또한, 장치 구성이나 제어 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요로 하지 않는 부분 등에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요로 되는 장치 구성이나 제어 방법을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 에피택시얼 성장장치(100)를 제어하는 제어부 구성에 대해서는 기재를 생략했지만 필요로 되는 제어부 구성을 적절하게 선택하여 사용하는 것은 물론이다.
그 밖에, 본 발명의 요소를 구비하여 당업자가 적절하게 설계 변경할 수 있 는 모든 기상성장장치 및 지지부재의 형상은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 추가적인 이점 및 변형은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명은 여기에 기재된 구체적인 사항이나 대표적인 실시형태에 한정되지 않는다. 따라서, 첨부된 특허청구범위와 그 균등물에 의해 정의된 본 발명의 일반적인 발명의 사상의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
본 발명의 기상성장방법에 의하면 성장막 두께를 균일하게 할 수 있다.

Claims (14)

  1. 챔버내에서 지지대상에 재치된 기판이 수용되고, 상기 지지대상에 재치된 상기 기판상에 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상성장장치를 사용한 기상성장방법에 있어서,
    상기 기판을 회전시키고,
    상기 성막하기 위한 반응가스 및 캐리어 가스를 공급하여, 상기 기판상에 반도체층을 기상성장시키고,
    상기 기판상에 상기 반도체층을 기상성장시킬 때, 상기 반응가스 및 캐리어 가스의 유량과 농도, 상기 챔버내의 진공도, 상기 기판 온도 및 상기 기판을 회전시키는 회전 속도를 제어하여, 상기 반도체층의 막두께를 균일하게 하는 것을 특징으로 하는 기상성장방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 성막하기 위한 반응가스는 트리클로로실란, 캐리어 가스는 수소이고, 상기 챔버내의 트리클로로실란의 농도 조정을 8% 이내로 하고, 상기 챔버내 압력을 6.7~10.6×104Pa로 하고, 상기 기판의 회전수를 500~1500min-1로 하며 상기 기판의 온도를 1100℃~1140℃으로 함으로써, 성장속도 8㎛/min 이상에서 상기 반도체층을 성장시키고, 상기 반도체층의 면내의 막두께 분포를 0.5% 이내로 한 것을 특징으로 하는 기상성장방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지대에는 움푹 패인 부분이 있는 제 1 오목부와, 상기 제 1 오목부의 저부에 더욱 움푹 패인 부분을 갖는 제 2 오목부가 설치되고, 상기 제 2 오목부의 깊이는 상기 기판의 두께보다 낮게 구성함으로써, 상기 제 1 유로로부터의 가스의 흐름을 상기 기판상에서 균일하게 하고, 상기 반도체층의 면내의 막두께 분포를 0.5% 이내로 한 것을 특징으로 하는 기상성장방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지대에는 상기 기판에 대해서 기판면과 동일한 방향의 실질적으로 수평인 방향의 이동을 구속하고 상기 기판을 둘러싸도록 배치된 복수의 제 1 볼록부가 설치되고, 또한 상기 기판과 접촉하는 면에 복수의 제 2 볼록부가 설치되고, 상기 제 2 볼록부의 꼭대기면에서 상기 기판을 지지하도록 하고, 상기 제 1 유로로부터 상기 기판상에 가스를 흘려 상기 반도체층의 면내의 막두께 분포를 0.5% 이내로 한 것을 특징으로 하는 기상성장방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지대에는 움푹 패인 부분을 갖는 제 1 오목부와, 상기 제 1 오목부의 저부에 더욱 움푹 패인 부분을 갖는 제 2 오목부가 설치되고, 상기 제 2 오목부의 깊이는 상기 기판의 두께보다 낮게 구성하고, 또한 상기 기판에 대해서 기판면과 동일한 방향의 실질적으로 수평인 방향의 이동을 구속하고 상기 기판을 둘러싸도록 배치된 복수의 제 1 볼록부를 설치하고, 또한 상기 기판과 접촉하는 면에 복수의 제 2 볼록부를 설치하고, 상기 제 2 볼록부의 꼭대기면에서 상기 기판을 지지하도록 하여, 상기 제 1 유로로부터의 가스의 흐름을 상기 기판상에서 균일하게 하고, 상기 반도체층의 면내의 막두께 분포를 0.5% 이내로 한 것을 특징으로 하는 기상성장방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 오목부의 깊이는 상기 기판의 두께보다 작게 구성하는 것을 특징으로 하는 기상성장방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지대에는 상기 기판에 대해서 기판면과 동일한 방향의 실질적으로 수평인 방향의 이동을 구속하고 상기 기판을 둘러싸도록 배치된 복수의 볼록부가 설치되고, 기판 이면과 접촉하는 면에서 기판을 지지하는 것을 특징으로 하는 기상성장방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 볼록부는 기판의 중심 방향을 향하여 연장되고, 볼록부의 중심방향을 향하는 길이가 상기 가스에 의해 기판 표면에 성막되는 막의 막두께의 2배 이상의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 기상성장방법.
  9. 성막시에 내부 압력이 6.7~10.6×104Pa로 제어된 챔버,
    트리클로로실란의 농도가 8% 이내로 제어된 트리클로로실란 가스와 캐리어 가스의 혼합 가스를 상기 챔버내에 공급하는 유로,
    상기 챔버내에서 기판을 재치하고, 성막시에 500~1500 min-1의 회전수로 상기 기판을 회전시키는 지지대, 및
    상기 기판의 온도를 성막시에 1100℃~1140℃으로 제어하는 히터를 구비한 것을 특징으로 하는 기상성장장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지대에는 상기 기판에 대해서 기판면과 동일한 방향의 실질적으로 수평인 방향의 이동을 구속하고 상기 기판을 둘러싸도록 배치된 복수의 볼록부가 설치되고, 상기 기판 이면과 접촉하는 면에서 상기 기판이 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 기상성장장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 볼록부는 선단부분이 R형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기상성장 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 볼록부는 선단부분이 구형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기상성장장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지대에는 상기 기판에 대해서 기판면과 동일한 방향의 실질적으로 수평인 방향의 이동을 구속하고 상기 기판을 둘러싸도록 배치된 복수의 제 1 볼록부가 설치되고, 또한 기판과 접촉하는 면에 복수의 제 2 볼록부가 설치되고, 상기 제 2 볼록부의 꼭대기면에서 기판을 지지하는 것을 특징으로 하는 기상성장장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지대에는 움푹 패인 부분을 갖는 제 1 오목부와, 상기 제 1 오목부의 저부에 더욱 움푹 패인 부분을 갖는 제 2 오목부가 설치되고, 상기 제 2 오목부의 저면에서 상기 기판을 지지하는 것을 특징으로 하는 기상성장장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170052505A (ko) * 2015-11-04 2017-05-12 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판 보유 지지 부재
US11674226B2 (en) 2015-06-30 2023-06-13 Lam Research Corporation Separation of plasma suppression and wafer edge to improve edge film thickness uniformity

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5283370B2 (ja) * 2007-11-29 2013-09-04 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長装置および気相成長方法
JP4288297B1 (ja) 2008-01-09 2009-07-01 三菱重工業株式会社 圧力制御装置および圧力制御方法
JP5197030B2 (ja) * 2008-01-16 2013-05-15 株式会社東芝 エピタキシャルウェーハの製造装置及び製造方法
EP2562290A3 (en) * 2008-08-29 2016-10-19 Veeco Instruments Inc. Wafer carrier with varying thermal resistance
JP5253932B2 (ja) * 2008-09-04 2013-07-31 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、基板処理装置、成膜方法及び記憶媒体
JP2010272550A (ja) * 2009-05-19 2010-12-02 Sumitomo Electric Ind Ltd サセプタ
JP2011165697A (ja) * 2010-02-04 2011-08-25 Bridgestone Corp 気相成長装置
JP5291644B2 (ja) * 2010-02-17 2013-09-18 パナソニック株式会社 プラズマ処理装置用のトレイ
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
JP6038618B2 (ja) * 2011-12-15 2016-12-07 株式会社ニューフレアテクノロジー 成膜装置および成膜方法
JP2013131614A (ja) * 2011-12-21 2013-07-04 Bridgestone Corp ウエハホルダ
US20130233356A1 (en) * 2012-03-12 2013-09-12 Lam Research Ag Process and apparatus for treating surfaces of wafer-shaped articles
US10316412B2 (en) 2012-04-18 2019-06-11 Veeco Instruments Inc. Wafter carrier for chemical vapor deposition systems
DE102012108986A1 (de) * 2012-09-24 2014-03-27 Aixtron Se Substrathalter einer CVD-Vorrichtung
US10167571B2 (en) 2013-03-15 2019-01-01 Veeco Instruments Inc. Wafer carrier having provisions for improving heating uniformity in chemical vapor deposition systems
JP6151080B2 (ja) * 2013-04-26 2017-06-21 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画装置
JP6444641B2 (ja) * 2014-07-24 2018-12-26 株式会社ニューフレアテクノロジー 成膜装置、サセプタ、及び成膜方法
CN104120408B (zh) * 2014-08-06 2016-09-07 上海世山科技有限公司 一种改进衬底气流方向的hvpe反应器
US9517539B2 (en) * 2014-08-28 2016-12-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Wafer susceptor with improved thermal characteristics
US10208398B2 (en) * 2014-12-02 2019-02-19 Showa Denko K.K. Wafer support, chemical vapor phase growth device, epitaxial wafer and manufacturing method thereof
JP6054470B2 (ja) * 2015-05-26 2016-12-27 株式会社日本製鋼所 原子層成長装置
US20170032992A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-02 Infineon Technologies Ag Substrate carrier, a method and a processing device
US10731045B2 (en) * 2015-09-25 2020-08-04 3M Innovative Properties Company Curable infrared light absorbing printing ink and articles prepared with it
JP2018037537A (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長装置
JP6740084B2 (ja) * 2016-10-25 2020-08-12 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長装置、環状ホルダ、及び、気相成長方法
US11908728B2 (en) * 2017-07-28 2024-02-20 Tokyo Electron Limited System for backside deposition of a substrate
JP6968670B2 (ja) * 2017-11-17 2021-11-17 信越半導体株式会社 サセプタ、エピタキシャルウェーハの製造方法
DE102017222279A1 (de) * 2017-12-08 2019-06-13 Siltronic Ag Verfahren zum Abscheiden einer epitaktischen Schicht auf einer Vorderseite einer Halbleiterscheibe und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102017129699A1 (de) 2017-12-13 2019-06-13 Aixtron Se Vorrichtung zur Halterung und zum Transport eines Substrates
JP7322365B2 (ja) * 2018-09-06 2023-08-08 株式会社レゾナック サセプタ及び化学気相成長装置
EP3863043A4 (en) * 2018-10-04 2021-11-03 Toyo Tanso Co., Ltd. SUSCEPTOR
CN111979528A (zh) * 2019-05-24 2020-11-24 东泰高科装备科技有限公司 一种旋转支撑装置及mocvd系统
CN110331381A (zh) * 2019-06-11 2019-10-15 康佳集团股份有限公司 一种外延片生长炉、设备、mocvd方法及外延片
JP2021082824A (ja) * 2021-01-27 2021-05-27 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長装置
JP7421578B2 (ja) 2022-01-28 2024-01-24 日機装株式会社 サセプタ及び窒化物半導体発光素子の製造方法
CN114602401A (zh) * 2022-03-07 2022-06-10 盛吉盛半导体科技(北京)有限公司 一种硅反应装置
WO2023191947A1 (en) * 2022-03-30 2023-10-05 Applied Materials, Inc. Chemical-dose substrate deposition monitoring
CN115478262B (zh) * 2022-09-19 2023-11-10 拓荆科技股份有限公司 晶圆承载结构、热力学原子层沉积设备及薄膜制备方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4462847A (en) * 1982-06-21 1984-07-31 Texas Instruments Incorporated Fabrication of dielectrically isolated microelectronic semiconductor circuits utilizing selective growth by low pressure vapor deposition
EP0433692A3 (en) * 1989-11-23 1992-01-02 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Segmentee grinding wheel
EP0502209B1 (en) * 1990-09-21 1997-05-14 Fujitsu Limited Method and apparatus for growing compound semiconductor crystals
US5645646A (en) 1994-02-25 1997-07-08 Applied Materials, Inc. Susceptor for deposition apparatus
JP3725598B2 (ja) 1996-01-12 2005-12-14 東芝セラミックス株式会社 エピタキシャルウェハの製造方法
US6086673A (en) * 1998-04-02 2000-07-11 Massachusetts Institute Of Technology Process for producing high-quality III-V nitride substrates
US20030051656A1 (en) * 1999-06-14 2003-03-20 Charles Chiun-Chieh Yang Method for the preparation of an epitaxial silicon wafer with intrinsic gettering
JP4450299B2 (ja) * 2000-06-30 2010-04-14 コバレントマテリアル株式会社 薄膜気相成長方法及び薄膜気相成長装置
US6461944B2 (en) * 2001-02-07 2002-10-08 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Methods for growth of relatively large step-free SiC crystal surfaces
US6488771B1 (en) * 2001-09-25 2002-12-03 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method for growing low-defect single crystal heteroepitaxial films
JP4019998B2 (ja) * 2003-04-14 2007-12-12 信越半導体株式会社 サセプタ及び気相成長装置
JP2004327761A (ja) 2003-04-25 2004-11-18 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp エピタキシャル成長用サセプタ
TWI327339B (en) 2005-07-29 2010-07-11 Nuflare Technology Inc Vapor phase growing apparatus and vapor phase growing method
JP2007210875A (ja) 2005-07-29 2007-08-23 Nuflare Technology Inc 気相成長装置及び気相成長方法
US20080289575A1 (en) * 2007-05-24 2008-11-27 Burrows Brian H Methods and apparatus for depositing a group iii-v film using a hydride vapor phase epitaxy process

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11674226B2 (en) 2015-06-30 2023-06-13 Lam Research Corporation Separation of plasma suppression and wafer edge to improve edge film thickness uniformity
KR20170052505A (ko) * 2015-11-04 2017-05-12 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판 보유 지지 부재

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