KR20110139097A - Semiconductor manufacturing apparatus, semiconductor manufacturing method and method for cleaning semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents

Semiconductor manufacturing apparatus, semiconductor manufacturing method and method for cleaning semiconductor manufacturing apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20110139097A
KR20110139097A KR1020110049081A KR20110049081A KR20110139097A KR 20110139097 A KR20110139097 A KR 20110139097A KR 1020110049081 A KR1020110049081 A KR 1020110049081A KR 20110049081 A KR20110049081 A KR 20110049081A KR 20110139097 A KR20110139097 A KR 20110139097A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
gas
reaction chamber
semiconductor manufacturing
cleaning
Prior art date
Application number
KR1020110049081A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101391883B1 (en
Inventor
구니히코 스즈키
히데키 이토
Original Assignee
가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 filed Critical 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
Publication of KR20110139097A publication Critical patent/KR20110139097A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101391883B1 publication Critical patent/KR101391883B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
    • 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
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02046—Dry cleaning only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering

Abstract

PURPOSE: A semiconductor manufacturing apparatus, a semiconductor manufacturing method and method for a cleaning semiconductor manufacturing apparatus are provided to improve yield by removing a deposit inside a reaction chamber without degrading productivity. CONSTITUTION: In a semiconductor manufacturing apparatus, a semiconductor manufacturing method and method for a cleaning semiconductor manufacturing apparatus, a reaction chamber(11) provides a space for processing a wafer. A process gas supply device(12) introduces a process gas to the inside of the reaction chamber. A gas exhaust device(13) discharges the gas from the reaction chamber. Heaters(18a,18b) heat the wafer. A rotation drive mechanism(17) rotates the wafer.

Description

반도체 제조 장치, 반도체 제조 방법 및 반도체 제조 장치의 클리닝 방법{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS, SEMICONDUCTOR MANUFACTURING METHOD AND METHOD FOR CLEANING SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS}SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS, SEMICONDUCTOR MANUFACTURING METHOD AND METHOD FOR CLEANING SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS

본 발명은, 예컨대 반도체 웨이퍼의 이면에서 가열하면서 표면에 반응 가스를 공급하여 성막을 행하기 위해 이용되는 반도체 제조 장치, 반도체 제조 방법 및 반도체 제조 장치의 클리닝 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, a semiconductor manufacturing method, and a cleaning method of a semiconductor manufacturing apparatus used for forming a film by supplying a reaction gas to a surface while heating, for example, on a back surface of a semiconductor wafer.

최근, 반도체 장치의 저가격화, 고성능화의 요구에 따라, 성막 공정에 있어서 높은 생산성과 함께 고품질화가 요구되고 있다.In recent years, with the demand for low cost and high performance of semiconductor devices, high quality and high productivity are required in the film forming process.

예컨대, 위쪽으로부터 프로세스 가스를 공급하고, 웨이퍼 이면측을 가열하면서 회전시켜 에피택셜 성장을 행하는 반도체 제조 장치에 있어서, 잉여의 프로세스 가스, 반응 부생성물은, 웨이퍼 단부로부터 아래쪽으로 배출된다. 그러나, 반응 부생성물이, 반응실 내 및 펌프 등의 배기계에서 퇴적되어 더스트를 발생시키거나, 배기계의 막힘을 일으키는 등에 의해 수율이 저하되는 등의 문제를 야기한다.For example, in the semiconductor manufacturing apparatus which supplies process gas from the upper side, and rotates while heating the wafer back side, excess process gas and reaction by-products are discharged downward from the wafer end. However, the reaction by-products accumulate in the reaction chamber and in an exhaust system such as a pump to generate dust, or cause a problem such as a decrease in yield due to clogging of the exhaust system.

그래서, 반응실 내의 퇴적물을, 정기적으로 클리닝 가스를 이용하여 제거할 필요가 있다(예컨대, 특허문헌 1 등을 참조). 그러나, 일단 장치를 멈추어 클리닝을 행함으로써, 생산성이 크게 저하되어 버린다. 또한, 그 때, 특히, SiC막의 성막 공정에 있어서, 클리닝 가스로서, ClF3 가스 등의 반응성이 높은 가스를 이용할 필요가 있고, 이것과 폭발적으로 반응하는 H2 가스를 완전히 배출하는 등, 안전에 대한 배려가 필요하게 된다.Therefore, it is necessary to remove the deposit in a reaction chamber regularly using a cleaning gas (for example, refer patent document 1 etc.). However, once the apparatus is stopped and cleaned, the productivity is greatly reduced. In that case, in particular, in the film forming step of the SiC film, ClF 3 is used as the cleaning gas. It is necessary to use highly reactive gas such as gas, and safety considerations such as completely discharging H 2 gas which reacts explosively with this are necessary.

일본 특허 공개 제2007-67422호 공보Japanese Patent Publication No. 2007-67422

그래서, 본 발명은, 생산성을 저하시키지 않고, 반응실 내의 퇴적물을 억제 혹은 효과적으로 제거하고, 수율의 향상을 도모할 수 있는 반도체 제조 장치, 반도체 제조 방법 및 반도체 제조 장치의 클리닝 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus, a semiconductor manufacturing method, and a cleaning method of a semiconductor manufacturing apparatus which can suppress or effectively remove deposits in a reaction chamber and improve the yield without lowering the productivity. It is to be done.

본 발명의 일 양태인 반도체 제조 장치는, 웨이퍼가 성막 처리되는 반응실과, 반응실의 상부에 설치되고, 프로세스 가스를 반응실의 내부로 도입하는 프로세스 가스 공급 기구와, 반응실의 하부에 설치되며, 반응실로부터 가스를 배출하는 가스 배출 기구와, 웨이퍼를 유지하는 지지 부재와, 지지 부재의 외주에 설치되고, 지지 부재의 상단보다 아래쪽에서, 외주 방향으로 클리닝 가스를 분출하는 클리닝 가스 공급 기구와, 웨이퍼를 가열하는 히터와, 웨이퍼를 회전시키기 위한 회전 구동 기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.The semiconductor manufacturing apparatus which is one aspect of this invention is provided in the reaction chamber in which a wafer is formed into a film, the process gas supply mechanism which is provided in the upper part of a reaction chamber, and introduces a process gas into the reaction chamber, and is provided in the lower part of a reaction chamber. A gas discharge mechanism for discharging gas from the reaction chamber, a support member for holding a wafer, a cleaning gas supply mechanism provided at an outer periphery of the support member, and spraying a cleaning gas in an outer circumferential direction from an upper end of the support member; And a heater for heating the wafer and a rotation drive mechanism for rotating the wafer.

또한, 본 발명의 일 양태인 반도체 제조 장치에 있어서, 클리닝 가스 공급 기구는, 반응실의 아래쪽으로부터 클리닝 가스를 공급하는 공급 유닛과, 클리닝 가스를 분출하는 분출구와, 공급 유닛으로부터 분출구까지의 유로를 갖는 공급 링을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, in the semiconductor manufacturing apparatus of one embodiment of the present invention, the cleaning gas supply mechanism includes a supply unit for supplying a cleaning gas from the lower side of the reaction chamber, a jet port for ejecting the cleaning gas, and a flow path from the supply unit to the jet port. It is preferable to include the supply ring which has.

본 발명의 반도체 제조 방법은, 반응실 내로 웨이퍼를 반입하여 지지 부재 상에 배치하고, 웨이퍼의 표면에 프로세스 가스를 공급하며, 웨이퍼를 회전시키면서 가열하여 웨이퍼의 표면에 성막하고, 잉여의 프로세스 가스 및 반응 부생성물을, 웨이퍼의 외주로부터 아래쪽으로 배출하며, 지지 부재의 상단보다 아래쪽에서, 외주 방향으로 클리닝 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.In the semiconductor manufacturing method of the present invention, a wafer is introduced into a reaction chamber and placed on a support member, a process gas is supplied to the surface of the wafer, heated while rotating the wafer, and a film is formed on the surface of the wafer, and excess process gas and The reaction by-product is discharged downward from the outer circumference of the wafer, and the cleaning gas is supplied in the outer circumferential direction below the upper end of the support member.

또한, 본 발명의 일 양태인 반도체 제조 방법에 있어서, 클리닝 가스는, HCl 가스를 함유하는 것이 바람직하다.Moreover, in the semiconductor manufacturing method which is one aspect of this invention, it is preferable that a cleaning gas contains HCl gas.

본 발명의 일 양태인 반도체 제조 장치의 클리닝 방법은, 클리닝 가스를, 웨이퍼가 성막 처리되는 반응실의 상부로부터 공급하고, 상기 웨이퍼를 지지하는 상기 지지 부재의 상단보다 아래쪽에서, 외주 방향으로 공급하여, 상기 반응실 내의 퇴적물을 제거하는 것을 특징으로 한다.The cleaning method of the semiconductor manufacturing apparatus which is one aspect of this invention supplies a cleaning gas from the upper part of the reaction chamber in which a wafer is formed into a film, and supplies it to the outer peripheral direction below the upper end of the said support member which supports the said wafer, And removing deposits in the reaction chamber.

본 발명에 따르면, 반도체 제조 공정에 있어서, 생산성을 저하시키지 않고, 반응실 내의 퇴적물을 억제 혹은 효과적으로 제거하여 수율의 향상을 도모할 수 있게 된다.According to the present invention, in the semiconductor manufacturing process, it is possible to suppress or effectively remove the deposits in the reaction chamber and improve the yield without lowering the productivity.

도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 성막 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 양태에 따른 클리닝 가스의 분출 상태를 나타낸 부분 단면 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 양태에 따른 클리닝 가스의 분출 방향을 나타낸 부분 단면 확대도이다.1 is a cross-sectional view of a film forming apparatus according to an aspect of the present invention.
2 is an enlarged partial cross-sectional view showing a jet state of a cleaning gas according to an aspect of the present invention.
3 is an enlarged partial cross-sectional view showing a blowing direction of a cleaning gas according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.

(실시형태 1)(Embodiment 1)

도 1에 본 실시형태의 반도체 제조 장치인 성막 장치의 단면도를 나타낸다. 도면에 도시된 바와 같이, 예컨대 Φ150 ㎜의 SiC 웨이퍼(w)가 성막 처리되는 반응실(11)에는, 필요에 따라 그 내벽을 덮도록 석영 커버(11a)가 마련되어 있다.1 is a cross-sectional view of a film forming apparatus which is a semiconductor manufacturing apparatus of this embodiment. As shown in the figure, the quartz cover 11a is provided in the reaction chamber 11 in which the SiC wafer w of Φ150 mm is formed into a film, if necessary, so as to cover the inner wall thereof.

반응실(11)의 상부에는, 소스 가스, 희석 가스를 포함하는 프로세스 가스를 공급하기 위한 프로세스 가스 공급 기구(12)와 접속된 가스 공급구(12a)가 마련되어 있다. 그리고, 반응실(11) 아래쪽에는, 가스를 배출하고, 반응실(11) 내의 압력을 일정(상압)하게 제어하기 위한 가스 배출 기구(13)와 접속된 가스 배출구(13a)가, 예컨대 2 지점에 설치되어 있다.In the upper part of the reaction chamber 11, the gas supply port 12a connected with the process gas supply mechanism 12 for supplying process gas containing a source gas and a dilution gas is provided. And below the reaction chamber 11, the gas discharge port 13a connected with the gas discharge mechanism 13 for discharging gas and controlling the pressure in the reaction chamber 11 (at normal pressure) is two points, for example. Installed in

가스 공급구(12a)의 아래쪽에는, 공급된 프로세스 가스를 정류(整流)하여 공급하기 위한 미세 관통 구멍을 갖는 정류판(14)이 설치되어 있다.Under the gas supply port 12a, a rectifying plate 14 having fine through holes for rectifying and supplying the supplied process gas is provided.

그리고, 정류판(14)의 아래쪽에는, 웨이퍼(w)를 배치하기 위한 지지 부재인, 예컨대 SiC로 이루어진 서셉터(15)가 설치되어 있다. 서셉터(15)는, 회전 부재인 링(16) 상에 설치되어 있다. 링(16)은, 웨이퍼(w)를 소정의 회전 속도로 회전시키는 회전축을 통해, 모터 등으로 구성되는 회전 구동 제어 기구(17)와 접속되어 있다.At the bottom of the rectifying plate 14, a susceptor 15 made of, for example, SiC, which is a supporting member for placing the wafer w, is provided. The susceptor 15 is provided on the ring 16 which is a rotating member. The ring 16 is connected to a rotation drive control mechanism 17 constituted by a motor or the like through a rotation shaft for rotating the wafer w at a predetermined rotation speed.

링(16) 내부에는, 웨이퍼(w)를 가열하기 위한, 예컨대 SiC로 이루어진 인 히터(18a), 아웃 히터(18b)로 구성되는 히터가 설치되어 있고, 각각 온도 제어 기구(19)와 접속되어 있다. 그리고, 이들 인 히터(18a), 아웃 히터(18b)의 하부에는, 웨이퍼(w)를 효율적으로 가열하기 위한 원반형 리플렉터(20)가 설치되어 있다.In the ring 16, a heater composed of, for example, an in heater 18a made of SiC and an out heater 18b for heating the wafer w is provided, and is connected to the temperature control mechanism 19, respectively. have. And the disk-shaped reflector 20 for efficiently heating the wafer w is provided in the lower part of these in-heater 18a and the out-heater 18b.

또한, 웨이퍼(w)를 이면으로부터 지지하고, 예컨대 3개의 핀을 구비하는 푸시업핀(21)이, 서셉터(15), 인 히터(18a), 리플렉터(20)를 관통하도록 설치되어 있다. 반입된 웨이퍼(w)를 서셉터(15)의 위쪽에서 푸시업핀(21) 상에 배치하고, 푸시업핀(21)을 하강시킴으로써, 웨이퍼(w)를 서셉터(15) 상에 배치시킬 수 있다.Moreover, the push-up pin 21 which supports the wafer w from the back surface, for example, and has three pins is provided so that the susceptor 15, the in-heater 18a, and the reflector 20 may penetrate. The wafer w can be placed on the susceptor 15 by placing the wafer w on the push-up pin 21 above the susceptor 15 and lowering the push-up pin 21. .

링(16)의 외주측에는 클리닝 가스를 공급하기 위한 공급 링(22)이 배치되어 있다. 공급 링(22)의 외주측에는 클리닝 가스를 분출하기 위해서, 등간격으로 복수의 개구부(22a)가 마련되어 있다. 이 개구부(22a)는, 웨이퍼(w) 외주로부터의 배출 가스를 저해하지 않도록 서셉터(15)의 상단보다 아래쪽에 마련되어 있다. 공급 링(22) 내에는 가스 유로(22b)가 마련되어 있다. 가스 유로(22b)에는 예컨대 2지점에 도입구(22c)가 마련되어 있고, 가스 플로우 미터(도시하지 않음) 등을 갖는 공급 유닛(23)이 접속되어 있다.On the outer circumferential side of the ring 16, a supply ring 22 for supplying a cleaning gas is disposed. On the outer circumferential side of the supply ring 22, a plurality of openings 22a are provided at equal intervals in order to blow out the cleaning gas. This opening part 22a is provided below the upper end of the susceptor 15 so as not to inhibit the exhaust gas from the outer periphery of the wafer w. The gas flow passage 22b is provided in the supply ring 22. The inlet port 22c is provided in the gas flow path 22b at two points, for example, and the supply unit 23 which has a gas flow meter (not shown) etc. is connected.

이러한 반도체 제조 장치를 이용하여, 웨이퍼(w) 상에 SiC 에피택셜막이 형성된다.Using such a semiconductor manufacturing apparatus, a SiC epitaxial film is formed on the wafer w.

우선, 반송 아암(도시하지 않음) 등에 의해 반응실(11)로 웨이퍼(w)가 반입된다. 푸시업핀(21) 상에 웨이퍼(w)를 배치하고, 하강시킴으로써, 웨이퍼(w)를 서셉터(15) 상에 배치한다.First, the wafer w is carried into the reaction chamber 11 by a transfer arm (not shown) or the like. The wafer w is placed on the susceptor 15 by placing and lowering the wafer w on the push-up pin 21.

그리고, 인 히터(18a), 아웃 히터(18b)를 각각 온도 제어 기구(19)에 의해 소정의 온도로 함으로써, 웨이퍼(w)가 예컨대 1650℃가 되도록 가열하고, 회전 구동 제어 기구(17)에 의해 웨이퍼(w)를 예컨대 900 rpm으로 회전시킨다. 그리고, 프로세스 가스 공급 기구(12)에 의해 유량이 제어되어 혼합된 프로세스 가스가, 정류판(14)을 통해 정류 상태로 웨이퍼(w) 상에 공급된다. 프로세스 가스는, 소스 가스로서, 몰비로 3:1이 되도록 혼합된 실란 가스(SiH4), 프로판 가스(C3H8)가, 아르곤 가스(Ar)에 의해 소정의 농도로 희석되어, 예컨대 50 SLM(Standard Liters per Minute)으로 공급된다.Then, by setting the in heater 18a and the out heater 18b to a predetermined temperature by the temperature control mechanism 19, the wafer w is heated to be 1650 ° C, for example, and the rotation drive control mechanism 17 is heated. Thereby rotating the wafer w at 900 rpm, for example. Then, the flow rate is controlled by the process gas supply mechanism 12 and the mixed process gas is supplied onto the wafer w in a rectified state through the rectifying plate 14. As the source gas, the silane gas (SiH 4 ) and the propane gas (C 3 H 8 ) mixed so as to be 3: 1 in a molar ratio as the source gas are diluted to a predetermined concentration by argon gas (Ar), for example, 50 SLM is available in Standard Liters per Minute.

한편, 잉여의 프로세스 가스, 반응 부생성물인 H2 등으로 이루어진 배출 가스는, 석영 커버(11a)와 서셉터(15)의 사이에서 아래쪽으로 배출된다. 또한, 석영 커버(11a)를 마련하지 않는 경우, 반응실(11)과 서셉터(15)의 사이에서 배출된다.On the other hand, the excess process gases, the exhaust gas consisting of a reaction by-product H 2 or the like, and is discharged downwards between the quartz cover (11a) and the susceptor (15). In addition, when the quartz cover 11a is not provided, it discharges between the reaction chamber 11 and the susceptor 15. FIG.

동시에, 도 2에 도시된 바와 같이, 예컨대 염화수소 가스(HCl)와, 희석 가스인 아르곤 가스(Ar)의 혼합 가스로 이루어진 클리닝 가스가, 클리닝 가스 공급 유닛(23)으로부터 도입된다. 그리고, 공급 링(22)의 도입구(22c), 가스 유로(22b)를 거쳐 개구부(22a)로부터 외주 방향으로 분출된다(가스 흐름 s). 이 때, 클리닝 가스의 유량은, 배출 가스 흐름 t에 영향을 주지 않기 위해, 전체 배출량의 10 vol% 이하가 되도록 조정되어 있다.At the same time, as shown in FIG. 2, for example, a cleaning gas made of a mixed gas of hydrogen chloride gas (HCl) and argon gas (Ar), which is a dilution gas, is introduced from the cleaning gas supply unit 23. And it blows out in the outer peripheral direction from the opening part 22a via the inlet port 22c of the supply ring 22, and the gas flow path 22b (gas flow s). At this time, the flow rate of the cleaning gas is adjusted to be 10 vol% or less of the total discharge amount in order not to affect the discharge gas flow t.

통상, 600℃∼700℃ 정도에서 소스 가스인 실란 가스(SiH4)는 분해되기 때문에, 미반응의 실란 가스(SiH4)는, 비교적 저온의 웨이퍼 주변부 등에서도 열분해된다. 그리고, 열분해된 Si나, 다른 반응 부생성물이, 저온의 배기계[반응실(11)의 하부 내벽, 가스 배출구(13a), 가스 배출 기구의 펌프 등]에서 퇴적되어 버린다.In general, since the 600 ℃ ~700 ℃ about the source gas of silane gas (SiH 4) is decomposed in a silane gas (SiH 4) unreacted, are also thermal decomposition, etc. is relatively low-temperature peripheral portion of the wafer. The thermally decomposed Si and other reaction byproducts are deposited in a low temperature exhaust system (lower inner wall of the reaction chamber 11, gas outlet 13a, pump of the gas discharge mechanism, and the like).

그러나, 전술한 바와 같이, 웨이퍼(w)의 외주 아래쪽에서 클리닝 가스를 공급함으로써 Si가, HCl 등과 반응하여 가스화하기 때문에, 배기계에의 퇴적을 억제할 수 있다.However, as described above, since Si is gasified in response to HCl and the like by supplying the cleaning gas from the outer periphery of the wafer w, deposition on the exhaust system can be suppressed.

또한, 잉여의 클리닝 가스, 가스화한 Si(SiCl4, SiH2Cl2, SiHCl3 등)를 첨가한 배출 가스는, 가스 배출구(13a)로부터 가스 배출 기구(13)를 통해 배출되며, 반응실(11) 내의 압력이 일정(예컨대, 상압)하게 제어된다.In addition, a surplus cleaning gas and gasified Si (SiCl 4 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3) Etc.) is discharged from the gas outlet 13a via the gas discharge mechanism 13, and the pressure in the reaction chamber 11 is controlled to be constant (for example, atmospheric pressure).

이와 같이 하여, 웨이퍼(w) 상에 SiC 에피택셜막을 성장시킨다.In this way, an SiC epitaxial film is grown on the wafer w.

이와 같이, 성막시에, 웨이퍼(w)의 외주 아래쪽에서, 클리닝 가스를 분출시킴으로써, 성막 장치를 정지시키지 않고도, 배기계에의 퇴적을 억제할 수 있다. 따라서, 생산성을 저하시키지 않고, 퇴적물에 의한 파티클의 발생을 억제하며, 펌프 등의 막힘을 억제하여, 반응실 내의 압력을 고정밀도로 제어할 수 있게 되어, 수율의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.In this way, by spraying the cleaning gas under the outer circumference of the wafer w during film formation, deposition on the exhaust system can be suppressed without stopping the film forming apparatus. Therefore, it is possible to suppress the generation of particles due to the deposit, to suppress the clogging of the pump and the like, to control the pressure in the reaction chamber with high accuracy, without reducing the productivity, and to improve the yield.

(실시형태 2)(Embodiment 2)

본 실시형태에 있어서, 실시형태 1과 동일한 반도체 제조 장치가 이용되지만, 반응실의 클리닝 중에, 웨이퍼(w)의 외주 아래쪽에서 클리닝 가스를 분출시키는 점에서 실시형태 1과 상이하다.In this embodiment, although the same semiconductor manufacturing apparatus as Embodiment 1 is used, it differs from Embodiment 1 in that the cleaning gas is blown off below the outer periphery of the wafer w during the cleaning of the reaction chamber.

실시형태 1과 같이, 성막시에, 웨이퍼(w)의 외주 아래쪽에서 클리닝 가스를 분출시킴으로써, 성막 장치를 정지시키지 않고도, 배기계에의 Si의 퇴적을 억제할 수 있다. 그러나, 웨이퍼(w)와 거의 동일한 온도가 되는 서셉터 등에는 웨이퍼(w) 상과 마찬가지로 SiC가 퇴적된다. 또한, 배기계에서도, HCl 등으로 제거할 수 없는 SiC나, Si, C를 포함하는 반응 부생성물이 퇴적된다. 그리고, 퇴적물을 제거하기 위해서 반응실의 클리닝이 행해진다.As in the first embodiment, by depositing the cleaning gas under the outer circumference of the wafer w during film formation, deposition of Si on the exhaust system can be suppressed without stopping the film forming apparatus. However, SiC is deposited on the susceptor or the like at the same temperature as the wafer w as on the wafer w. In addition, in the exhaust system, SiC which cannot be removed by HCl or the like, and reaction by-products containing Si and C are deposited. Then, the reaction chamber is cleaned to remove the deposits.

통상, 반응실의 클리닝은, 프로세스 가스와 마찬가지로 클리닝 가스를 공급함으로써 행해지지만, 본 실시형태에 있어서는, 위쪽의 가스 공급구(12a)로부터 뿐만 아니라, 공급 링(22)의 개구부(22a)로부터 예컨대 ClF3 가스를 공급한다.Normally, the cleaning of the reaction chamber is performed by supplying a cleaning gas in the same manner as the process gas, but in the present embodiment, for example, from the opening 22a of the supply ring 22 as well as from the upper gas supply port 12a. Supply ClF 3 gas.

이 때, 성막은 행해지고 있지 않기 때문에, 개구부(22a)로부터의 가스 분출은, 배출 가스 흐름에 미치는 영향은 고려할 필요는 없고, 성막시의 분출보다 유량을 늘릴 수 있어, 예컨대 전체 배출량의 10 vol% 이상으로 할 수 있어, 보다 효과적으로 퇴적물을 제거할 수 있다.At this time, since the film formation is not performed, the gas ejection from the opening 22a does not need to consider the effect on the exhaust gas flow, and the flow rate can be increased from the ejection at the time of film formation, for example, 10 vol% of the total discharge. This can be done and the deposit can be more effectively removed.

이와 같이, 클리닝시에, 웨이퍼(w)의 외주 아래쪽에서, 클리닝 가스를 분출시킴으로써, 배기계에의 퇴적물을 보다 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 퇴적물에 의한 파티클의 발생을 억제하고, 펌프 등의 막힘을 억제하여, 반응실 내의 압력을 고정밀도로 제어하는 것이 가능해져, 수율의 향상을 도모할 수 있게 된다.In this manner, during cleaning, by depositing the cleaning gas under the outer circumference of the wafer w, the deposits on the exhaust system can be more effectively removed. Therefore, generation of particles due to deposits can be suppressed, clogging of a pump or the like can be suppressed, and the pressure in the reaction chamber can be controlled with high precision, and the yield can be improved.

이들 실시형태에서는, 공급 링에 있어서 클리닝 가스를 분출시키는 개구부는, 등간격으로 복수 마련되어 있지만, 수평 방향으로 연속된 슬릿형이어도 좋다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 공급 링(32)의 개구부(32a)로부터의 분사 방향은, 분기부(32d) 등을 마련함으로써, 소정 방향으로 할 수 있다. 이 경우, 분사 방향은, 수평으로부터 아래쪽으로 45°까지의 범위이면 좋다.In these embodiments, although the opening part which blows out cleaning gas in a supply ring is provided in multiple numbers at equal intervals, the slit type continued in a horizontal direction may be sufficient. In addition, as shown in FIG. 3, the injection direction from the opening part 32a of the supply ring 32 can be made into a predetermined direction by providing the branch part 32d etc. In this case, the injection direction should just be a range from 45 degrees to 45 degrees from horizontal to downward.

또한, 클리닝 가스의 희석 가스로서, 아르곤 가스(Ar)를 이용하고 있지만, 프로세스 가스의 희석 가스와 동일한 것을 이용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 프로세스 가스에 수소 가스(H2)를 이용할 때에는, 클리닝 가스에도 수소 가스(H2)를 이용하는 것이 바람직하다.In addition, although argon gas (Ar) is used as a dilution gas of a cleaning gas, it is preferable to use the same thing as the dilution gas of a process gas. For example, when using hydrogen gas (H 2 ) as the process gas, it is preferable to use hydrogen gas (H 2 ) as the cleaning gas.

이들 실시형태에 따르면, 반도체 웨이퍼(w)에 SiC 에피택셜막 등의 막을 높은 생산성으로 형성하는 것이 가능해진다. 그리고, 웨이퍼의 수율 향상과 함께, 파워 반도체, 광 반도체 등의 에피택셜 형성 공정에 적용됨으로써, 양호한 소자 특성을 얻을 수 있게 된다.According to these embodiments, it is possible to form a film such as an SiC epitaxial film on the semiconductor wafer w with high productivity. In addition, by improving the yield of the wafer and being applied to epitaxial formation processes such as power semiconductors and optical semiconductors, good device characteristics can be obtained.

또한, 본 실시형태에 있어서는, SiC 단결정층(에피택셜막) 형성의 경우를 설명하였지만, 본 실시형태는, Si 단결정층, 폴리 Si층 형성시에도 적용할 수 있다. 또한, 예컨대 SiO2막이나 Si3N4막 등 Si막 이외의 성막이나, 예컨대 GaAs층, GaAlAs나 InGaAs 등 화합물 반도체 등에 있어서도 적용할 수 있다. 기타 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.In addition, in this embodiment, although the case of SiC single crystal layer (epitaxial film) formation was demonstrated, this embodiment is applicable also at the time of Si single crystal layer and poly Si layer formation. The present invention can also be applied to film formation other than Si films such as SiO 2 films and Si 3 N 4 films, and compound semiconductors such as GaAs layers, GaAlAs and InGaAs. Various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

11 : 반응실 11a : 석영 커버
12 : 프로세스 가스 공급 기구 12a : 가스 공급구
13 : 가스 배출 기구 13a : 가스 배출구
14 : 정류판 15 : 서셉터
16 : 링 17 : 회전 구동 제어 기구
18a : 인 히터 18b : 아웃 히터
19 : 온도 제어 기구 20 : 리플렉터
21 : 푸시업핀 22, 32 : 공급 링
22a, 32a : 개구부 22b : 가스 유로
22c : 도입구 23 : 공급 유닛
32d : 분기부11: reaction chamber 11a: quartz cover
12: process gas supply mechanism 12a: gas supply port
13 gas discharge mechanism 13a gas discharge port
14: rectification plate 15: susceptor
16: ring 17: rotation drive control mechanism
18a: in heater 18b: out heater
19: temperature control mechanism 20: reflector
21: push up pin 22, 32: supply ring
22a, 32a: opening 22b: gas flow path
22c: Inlet 23: Supply Unit
32d: branch

Claims (5)

웨이퍼가 성막 처리되는 반응실과,
상기 반응실의 상부에 설치되고, 프로세스 가스를 상기 반응실의 내부로 도입하는 프로세스 가스 공급 기구와,
상기 반응실의 하부에 설치되고, 상기 반응실로부터 가스를 배출하는 가스 배출 기구와,
상기 웨이퍼를 유지하는 지지 부재와,
상기 지지 부재의 외주에 설치되고, 상기 지지 부재의 상단보다 아래쪽에서, 외주 방향으로 클리닝 가스를 분출하는 클리닝 가스 공급 기구와,
상기 웨이퍼를 가열하는 히터, 그리고
상기 웨이퍼를 회전시키기 위한 회전 구동 기구
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.A reaction chamber in which the wafer is formed into a film,
A process gas supply mechanism which is provided at an upper portion of the reaction chamber and introduces a process gas into the reaction chamber;
A gas discharge mechanism installed at a lower portion of the reaction chamber to discharge gas from the reaction chamber;
A support member for holding the wafer,
A cleaning gas supply mechanism provided on an outer circumference of the support member and ejecting a cleaning gas in an outer circumferential direction from an upper end of the support member;
A heater for heating the wafer, and
Rotation drive mechanism for rotating the wafer
Semiconductor manufacturing apparatus comprising a. 제1항에 있어서, 상기 클리닝 가스 공급 기구는,
상기 반응실의 아래쪽으로부터 상기 클리닝 가스를 공급하는 공급 유닛과,
상기 클리닝 가스를 분출하는 분출구, 그리고
상기 공급 유닛으로부터 상기 분출구까지의 유로를 갖는 공급 링
을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.The method of claim 1, wherein the cleaning gas supply mechanism,
A supply unit for supplying the cleaning gas from the lower side of the reaction chamber;
A spout for ejecting the cleaning gas, and
A supply ring having a flow path from the supply unit to the spout
A semiconductor manufacturing apparatus comprising a. 반응실 내로 웨이퍼를 반입하여 지지 부재 상에 배치하는 단계와,
상기 웨이퍼의 표면에, 프로세스 가스를 공급하는 단계와,
상기 웨이퍼를 회전시키면서 가열하여 상기 웨이퍼의 표면에 성막하는 단계, 그리고
잉여의 상기 프로세스 가스 및 반응 부생성물을, 상기 웨이퍼의 외주로부터 아래쪽으로 배출하며, 상기 지지 부재의 상단보다 아래쪽에서, 외주 방향으로 클리닝 가스를 공급하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.Importing the wafer into the reaction chamber and placing the wafer on a support member;
Supplying a process gas to a surface of the wafer,
Heating the wafer while rotating it to form a film on the surface of the wafer, and
Discharging excess of the process gas and reaction by-product from the outer circumference of the wafer and supplying a cleaning gas in the circumferential direction below the upper end of the support member.
Semiconductor manufacturing method comprising a. 제3항에 있어서, 상기 클리닝 가스는, HCl 가스를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.The semiconductor manufacturing method according to claim 3, wherein the cleaning gas contains HCl gas. 클리닝 가스를, 웨이퍼가 성막 처리되는 반응실의 상부로부터 공급하고, 상기 웨이퍼를 지지하는 지지 부재의 상단보다 아래쪽에서, 외주 방향으로 공급하여, 상기 반응실 내의 퇴적물을 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치의 클리닝 방법.A cleaning gas is supplied from an upper portion of a reaction chamber in which a wafer is formed into a film, and is supplied in an outer circumferential direction below an upper end of a support member supporting the wafer to remove deposits in the reaction chamber. How to clean your device.
KR1020110049081A 2010-06-22 2011-05-24 Semiconductor manufacturing apparatus, semiconductor manufacturing method and method for cleaning semiconductor manufacturing apparatus KR101391883B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2010-141419 2010-06-22
JP2010141419 2010-06-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110139097A true KR20110139097A (en) 2011-12-28
KR101391883B1 KR101391883B1 (en) 2014-05-07

Family

ID=45504798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110049081A KR101391883B1 (en) 2010-06-22 2011-05-24 Semiconductor manufacturing apparatus, semiconductor manufacturing method and method for cleaning semiconductor manufacturing apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101391883B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101441797B1 (en) * 2012-03-29 2014-09-18 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 Film forming apparatus and film forming method
CN113015583A (en) * 2018-11-16 2021-06-22 大阳日酸株式会社 Cleaning device for semiconductor manufacturing apparatus component, cleaning method for semiconductor manufacturing apparatus component, and cleaning system for semiconductor manufacturing apparatus component

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1154496A (en) * 1997-08-07 1999-02-26 Tokyo Electron Ltd Heat treatment system and gas processing system
JP4956470B2 (en) * 2007-11-29 2012-06-20 株式会社ニューフレアテクノロジー Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101441797B1 (en) * 2012-03-29 2014-09-18 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 Film forming apparatus and film forming method
US9735003B2 (en) 2012-03-29 2017-08-15 Nuflare Technology, Inc Film-forming apparatus and film-forming method
CN113015583A (en) * 2018-11-16 2021-06-22 大阳日酸株式会社 Cleaning device for semiconductor manufacturing apparatus component, cleaning method for semiconductor manufacturing apparatus component, and cleaning system for semiconductor manufacturing apparatus component
CN113015583B (en) * 2018-11-16 2023-08-11 大阳日酸株式会社 Cleaning device, cleaning method and cleaning system for semiconductor manufacturing device parts

Also Published As

Publication number Publication date
KR101391883B1 (en) 2014-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI463590B (en) A semiconductor manufacturing apparatus, a semiconductor manufacturing method, and a cleaning method of a semiconductor manufacturing apparatus
JP4945185B2 (en) Crystal growth method
US20140326186A1 (en) Metal-organic vapor phase epitaxy system and process
KR101240220B1 (en) Semiconductor manufacturing method
US9869019B2 (en) Substrate processing apparatus including processing unit
US20090194024A1 (en) Cvd apparatus
US8808452B2 (en) Silicon film formation apparatus and method for using same
JP5710002B2 (en) Thin film deposition equipment
US10128104B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium
JP2011171450A (en) Film deposition apparatus and method
JP2015503227A (en) Substrate processing apparatus for supplying reaction gas having phase difference
JP2014534644A (en) Substrate processing apparatus including auxiliary gas supply port
JP2011205059A (en) Method of manufacturing semiconductor device, method of manufacturing substrate and substrate processing apparatus
JP2014533442A (en) Substrate processing apparatus including a plurality of exhaust ports and method thereof
JP4981485B2 (en) Vapor phase growth method and vapor phase growth apparatus
KR101391883B1 (en) Semiconductor manufacturing apparatus, semiconductor manufacturing method and method for cleaning semiconductor manufacturing apparatus
JP5496721B2 (en) Film forming apparatus and film forming method
JP3953984B2 (en) Semiconductor manufacturing equipment
TW201725697A (en) Method of manufacturing epitaxial wafer
US8597429B2 (en) Manufacturing apparatus and method for semiconductor device
JP2008294217A (en) Vapor phase growth device and vapor phase growth method
US20120052657A1 (en) Method of forming film and substrate processing apparatus
JP5757748B2 (en) Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing method
JP2009135238A (en) Vapor deposition apparatus and vapor deposition method
JP2009059994A (en) Epitaxially growing furnace and its operation method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170117

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190118

Year of fee payment: 6