200903594 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於氣相成長裝置及氣相成長方法。尤其 是有關於，在半導體基板的磊晶成長時，降低微粒發生及 附著物，使得其生產性提升變爲容易的氣相成長裝置及氣 相成長方法。 【先前技術】 形成有例如超高速雙極元件、超高速CMOS元件、功 率MOS電晶體等的半導體元件的製造中，雜質濃度、膜 厚、結晶缺陷等有受到控制之單晶層的磊晶成長技術，係 在器件性能的提升上是不可或缺的。 在矽晶圓、化合物半導體晶圓等半導體基板的表面上 ，促使單晶薄膜成長，以作爲半導體元件之基板使用的磊 晶晶圓，在製造其的磊晶成長裝置中，存在有一種可一次 處理多數片晶圓的批次處理式、和一次處理一片晶圓的葉 片式。此處，批次處理式的磊晶成長裝置，係由於可一次 處理多數片晶圓基板，因此生產性較高且可降低磊晶晶圓 的製造成本。此外，葉片式的磊晶成長裝置，係較容易支 援晶圓基板的大口徑化，磊晶成長層的膜厚等之均勻性較 佳。 近年來，隨著採用矽晶圓的半導體元件的高集縮化、 高性能化、多機能化等，矽磊晶晶圓的用途也越來越廣泛 。例如，搭載有由CMOS元件所構成之記憶體電路的半導 200903594 體元件的製造上，記憶體容量已達到例如Gigabit等級。 能確保其製造良率同時結晶性優於量產品晶圓的具有膜厚 例如1 Ομηι程度的矽磊晶層的磊晶晶圓，係經常被使用。 又，元件容易量產品晶圓且容易製作超高速CMOS元件， 例如具有矽鍺合金層的所謂扭曲矽磊晶層的實用化，正被 期待。或者，在功率MOS電晶體這類具有高耐壓元件的 半導體元件上，係採用了具有例如膜厚50〜ΙΟΟμηι程度且 高電阻率之矽磊晶層的磊晶晶圓。 在此其中，隨著晶圓的例如3 00ιηιηφ這類的大口徑化 ，因而產生需要使磊晶成長層的膜厚，在整個晶圓表面都 很均勻且被高精度地控制，葉片式磊晶成長裝置的重要性 也越來越高。可是，如上述，葉片式磊晶成長裝置，由於 無法批次處理晶圓，所以一般而言，其生產性是低於批次 處理式的磊晶成長裝置。此外，目前爲止，在葉片式磊晶 成長裝置中，爲了提高生產性而使磊晶成長速度高速化之 各種構造的磊晶成長裝置，已有揭露（例如參照日本特開 平11-67675號公報）。 【發明內容】 上記日本特開平1 1 -6767 5號公報中所揭露的葉片式 磊晶成長裝置，係例如可將矽磊晶層的成長速度提高到 10 μηι/min左右。磊晶晶圓製造時，爲了提高其生產性， 除了上記磊晶層的成長速度以外，還有例如磊晶層的良品 良率之提升或者裝置工作效率的提升，也是很重要的。 -6- 200903594 此處，磊晶層的良品良率，雖然也是看其所製作的半 導體元件之性能而定’但通常’屬於單晶層的磊晶層的結 晶缺陷、結晶中的析出物、污染金屬或微粒等，會有很大 的影響。其中，在磊晶成長時容易發生的微粒，係爲造成 上記結晶缺陷、結晶中的析出物或金屬污染的主因。因此 ，降低微粒的產生，在提升上記良品良率上，是極爲重大 的課題。 在磊晶層的成長時，載置於反應爐內所定位置上的晶 圓的溫度，會被加溫至1 000〜1 200°c的高溫，將成膜用氣 體供給至反應爐內，以使晶圓表面和成膜用氣體發生反應 。可是，成膜用氣體的其中一部分會在反應爐的內壁析出 ，變成附著物，而成爲微粒源。又，成膜用氣體或其反應 生成物（亦包含反應副生成物）之一部分，係於反應爐內 的空間中析出而成爲微粒。因此，在磊晶晶圓製造時，將 該磊晶成長中必然會發生的微粒及附著物，從反應爐內去 除並清潔的維護作業，是必需的。於是，降低反應爐內壁 或爐內的各種部件表面上所附著的微粒等之附著物，對於 減輕清潔的維護作業並提升裝置工作效率而言，是個很大 的課題。 本發明的目的在於，提供一種可降低反應爐內的微粒 發生及附著物，使得半導體基板的磊晶成長生產性容易提 升的Μ相成長裝置及氣相成長方法。 本發明之一態樣的氣相成長裝置，係屬於在圓筒狀反 應爐的上部具備氣體供給口、在其下部具有排氣口、在其 200903594 內部具有用來載置晶圓的晶圓保持部件、在該晶圓保持部 件與前記氣體供給口之間具備氣體整流板的氣相成長裝置 ，其特徵爲，氣體整流板與晶圓保持部件的離間距離係被 設定成，使得用來在晶圓上形成磊晶層所需的成膜用氣體 ，是在晶圓面上或晶圓保持部件面上，成爲整流狀態。 本發明之一態樣的氣相成長方法，係使用一種在圓筒 狀反應爐的上部具備氣體供給口、在其下部具有排氣口、 在其內部具有用來載置晶圓的晶圓保持部件、在該晶圓保 持部件與前記氣體供給口之間具備氣體整流板的氣相成長 裝置。然後，使用該氣相成長裝置，使成膜用氣體從氣體 供給口通過氣體整流板而流下到反應爐內，以在晶圓上促 使磊晶層進行氣相成長的氣相成長方法，其特徵爲，氣體 整流板與晶圓保持部件的離間距離係被設定成，使得成膜 用氣體是在晶圓面上或者晶圓保持部件面上，成爲整流狀 能〇 >L1»、 【實施方式】 以下，針對本發明的理想實施形態，參照圖面來加以 說明。此處，彼此相同或類似的部分係標示共通的符號， 並部分省略重複說明。 圖1係本發明之一實施形態的葉片式磊晶成長裝置之 構成。如圖1所示，磊晶成長裝置，係具備：反應爐亦即 例如不鏽鋼製的圓筒狀中空體的處理爐1 1、從其頂部往該 處理爐1 1內部導入成膜用氣體2 1的氣體供給口 1 2、將從 -8- 200903594 氣體供給口 12導入的成膜用氣體2i予以整流，使其對配 置在下方的半導體晶圓W例如以層流方式流下的氣體整 流板1 3。然後’還具備用以將在半導體晶圓W表面等進 行反應後的反應生成物及一部分成膜用氣體，從處理爐1 1 底部排出到其外部的氣體排氣口 1 4。此處，配設有用以讓 上記氣體整流板13載置於其頭部，並覆蓋處理爐11之內 壁的圓筒狀的襯墊15。此外，氣體排出口 14係連接著真 空泵（未圖示）。 上記襯墊1 5，係沿著處理爐1 1的側壁而覆蓋住內壁 ，將上記內壁予以遮蔽以避免成膜用氣體21或反應生成 物的接觸，是用來防止反應生成物在處理爐11的內壁析 出而變成附著物而堆積的防沾板。此時，在磊晶成長中’ 上記附著物係會堆積在襯墊1 5內壁。 在上述處理爐11內部，係具備有：將用來載置保持 半導體晶圓W的晶圓保持部件之環狀支撐器1 6配置在其 上面並進行旋轉的旋轉體單元1 7、將載置於環狀支撐器 1 6的半導體晶圓W以輻射熱進行加熱的加熱器1 8。此處 ，旋轉體單元1 7，其旋轉軸1 7a係連接著位於下方的旋轉 裝置（未圖示），是被裝設成可高速旋轉。圓筒狀的旋轉 體單元1 7之直徑，係約略相同於環狀支撐器1 6的外周徑 ，較爲理想。又，亦可構成爲，此圓筒狀的旋轉軸17a係 連接至用來把中空的旋轉體單元17內排氣所需的真空泵 ’藉由其抽氣，半導體晶圓W就會被真空吸附在環狀支 撐器1 6。此外，旋轉軸1 7 a，係在處理爐1 1的底部，隔 -9- 200903594 著真空密封部件而被插設成可自由旋轉。 然後，加熱器1 8係被固設在貫通旋轉軸1 7 a內部的 支持軸19的支持台20上。該支持台20上係形成設置有 ，用來使半導體晶圓W從環狀支撐器16脫離用的例如突 舉針腳（未圖示）。此外，作爲上記晶圓保持部件，亦可 取代環狀支撐器，改成與半導體晶圓W背面大約全面接 觸的構造。此處，該晶圓保持部件，通常係因爲載置圓板 狀的晶圓基板，因此其緣端的平面形狀是圓形，理想是以 不會遮斷加熱器1 8之輻射熱的材質所形成。 上述葉片式磊晶成長裝置中’氣體整流板1 3係例如 爲石英玻璃製的圓板體，且被形成有多數的多孔狀氣體吐 出口。然後，如圖1所示，假設略平行地對向配置之環狀 支撐器16的上面與氣體整流板13的下面之離間距離爲 山。然後，離間距離H!係被設定成’使得用來在半導體 晶圓W上形成磊晶層所需的成膜用氣體2 1，是在半導體 晶圓W面上或晶圓保持部件1 6面上，成爲整流狀態。 此處，令環狀支撐器1 6的外周徑爲D，則如後述般 地滿足/DS1/5，較爲理想。此處，環狀支撐器16的內 周側係被施以魚眼加工，半導體晶圓W的背面是接觸於 其魚眼面而載置，因此半導體晶圓W的主面係會成爲與 環狀支撐器16的主面大略相同高度之位置。 再者，如圖1所不，令環狀支撑器16的外周徑爲D ，令襯墊15的內周面與旋轉單元17的外周面的離間距離 爲，如後述般地滿足2/15S I^/Dg 1/3 ’較爲理想。 -10- 200903594 此外，圖1所示的葉片式磊晶成長裝置中，灵 處理爐1 1的側壁地點上，設有用來將半導體晶圓 送出送入的晶圓出入口及閘閥。然後，被該閘閥斥 例如裝載互鎖（load-lock)室和處理爐11之間， 搬運機械臂來搬送半導體晶圓W。此處，例如合员 的搬運機械臂，係要能插入至氣體整流板13與晶 部件亦即環狀支撐器1 6的空間中，因此離間距離 須爲，能夠確保讓搬運機械臂插入之空間的寸法以 以下，針對上記離間距離Hi及L,，表示具體 半導體晶圓W係爲例如口徑200πιηιφ的矽晶圓時， 狀支擦器16的外周徑D係爲300ιηιηφ。然後，搬 臂的搬送操作時所必需的插入空間例如設爲1 〇mm 則理想的離間距離Hi係爲20mm〜60mm之範圍。 ，於上記條件中，理想的離間距離L!係爲40mm〜 之範圍。 此外，此處，在將晶圓保持部件1 6及加熱器 成如後述般地（參照圖4 )可上下移動的情況下， 長時的半導體晶圓W表面與氣體整流板1 3的下面 ，只要1 mm左右即可。然後，在氣相成長結束後 將晶圓保持部件16及加熱器18往下移動10mm左 運機械臂就可進行晶圓W的搬送操作。此時，半 圓W表面與氣體整流板13的下面之距離若低於1: 氣相成長的膜厚會發生變動，或產生缺陷，因此， 晶圓W表面與氣體整流板1 3的下面之距離，是以 .圖示的 W予以 連結的 可藉由 石英製 圓保持 Η :係必 上。 例。在 假設環 運機械 左右， 同樣地 10 0mm 1 8設計 氣相成 之距離 ，只要 右*搬 導體晶 mm 5 貝IJ 半導體 1mm爲 -11 - 200903594 底限。 接下來’使用上記葉片式磊晶成長裝置的磊晶成長方 法及本實施形態中的效果，參照圖1及圖2來加以說明。 圖2係葉片式磊晶成長裝置之比較例之構成的縱剖面圖。 首先’將半導體晶圓W以公知的葉片方式，載置在 處理爐1 1內的環狀支撐器1 6上。此處，打開處理爐1 1 的上記晶圓出入口的閘閥，以搬運機械臂而將例如裝載互 鎖室內的半導體晶圓，搬送至處理爐11。然後，半導體晶 圓W係使用例如突舉針腳（未圖7TK)而被載置在環狀支 撐器16，搬運機械臂係返回裝載互鎖室，閘閥係被關閉。 然後，令未圖示的真空泵作動，將處理爐11內的氣 體從氣體排氣口 1 4排出以達到所定的真空度。載置在環 狀支撐器1 6上的半導體晶圓W，係被加熱器1 8預備加熱 至所定溫度。其後，提高加熱器18的加熱功率，將半導 體晶圓W加溫至磊晶成長溫度。然後，除了繼續進行上 記真空泵的排氣，還使旋轉體單元17以所要的速度進行 旋轉，同時從氣體供給口 1 2供給所定的成膜用氣體2 1， 於所定的真空度下，使半導體晶圓W表面進行磊晶層成 長。 例如，在使砂幕晶層成長時’預備加熱的溫度係被設 定成500〜900 °C範圍的所望溫度，嘉晶成長溫度係被設定 成1000〜1200 °C範圍的所望溫度。然後’作爲砂的來源氣 體係可使用siH4、SiH^h或SiHCl3’而作爲摻雜劑氣體 係可使用Β#6 ' PH3或AsH3。又，作爲載氣則通常是使 -12- 200903594 用Ha。這些氣體係爲成膜用氣體。 此矽磊晶層成長時的處理爐1 1內，係設定成約2 X 103Pa(15T〇rr)〜約 9.3xl04Pa( 700T〇rr)之範圍的所望 壓力。又，旋轉體單元1 7的旋轉係設定成，例如3 0 0〜 1 5 00 rpm之範圍的所望旋轉數。 上記磊晶成長中，本實施形態中的氣體整流板1 3與 環狀支撐器1 6，它們之間的離間距離η 1是被配置成，如 上述般地，與環狀支撐器16之外周徑D的關係上，是滿 足H i /D S 1 /5。藉由如此配置，就可使得關於圖1所示的 成膜用氣體21的氣流，在半導體晶圓w上幾乎不會產生 亂流。通過氣體整流板1 3被整流而流下的成膜用氣體21 ，係在抵達半導體晶圓W及環狀支撐器1 6的主面，其後 ，沿著該些主面而往水平方向以近似層流的方式，被整流 而流動。然後’藉由該被整流成水平方向的成膜用氣體的 氣流，可大幅減低微粒對半導體晶圓W表面的附著，可 獲得高良品良率的磊晶層。 又，本實施形態中的襯墊1 5與旋轉單元1 7的外周面 ，它們之間的離間距離L】是被配置成，如上述般地，與 環狀支撐器16之外周徑D的關係上，是滿足2/1551^/D ‘1/3。因此’可減低在襯墊15的內壁上，成膜用氣體或 反應生成物析出而形成的附著物2 2。 此處，藉由以2/15 g LJD使得離間距離Ll是較先前 的比較例更爲加大’使得後述起因於水平方向氣體2 1 a ( 圖3 A )之流速增加所導致的襯墊1 5內壁附著物飛散，受 -13- 200903594 到抑制。又，通過半導體晶圓W上而被升溫的成 體或反應生成物的水平方向氣體21a，會因爲從靠 1 5內壁的氣體整流板1 3的多孔狀氣體吐出口流下 用氣體，而容易被下沖流往氣體排氣口 14方向， 大幅減少襯墊1 5內壁的附著物22。此種效果雖然: 越增加則越大，但一旦1/3 < L“D則該效果的增加 會下降。而且，離間距離Li的增加也會帶來裝置 的問題。 然後，如上述的襯墊1 5之定期性清潔之維護 隔可以加長，例如可以加長到先前技術的2倍左右 可如此大幅減輕裝置的維護作業，所以可大幅提升 長裝置的工作效率。 對此，圖2所示的葉片式磊晶成長裝置，雖然 先前技術的典型處理爐內樣態，但氣體整流板1 3 支撐器1 6之間的離間距離H2，係沒有如上述般地 狀支撐器16之外周徑D的關係上，滿足H2/D是通 上且1/5以下。此處，被氣體整流板13所整流過 用氣體2 1，會被磊晶成長時的高溫所加熱，受到來 體晶圓W表面的輻射熱而容易變成上升氣流，其 在半導體晶圓W上例如係會變成渦流。發生在成 體2 1的此種亂流，係在半導體晶圓W上容易造成 氣體或反應生成物的析出，並且該析出的微粒很容 在半導體晶圓W表面。而且磊晶層的良品良率之 變得困難。 膜用氣 近襯墊 的成膜 因此可 是L】/D 程度就 大型化 作業間 。因爲 嘉晶成 圖示了 與環狀 ，與環 常1以 的成膜 自半導 一部分 膜用氣 成膜用 易附著 提升會 -14- 200903594 又’圖2的例子中，襯墊15與旋轉單元17，其離間 距離L2是被配置成，與環狀支撐器16之外周徑D的關係 上係爲L ! /D < 2/1 5。因此，相較於圖1所示的磊晶成長裝 置之情形，更容易受到來自半導體晶圓W的輻射熱之影 響，且襯墊1 5內壁上析出的附著物22也會增加。而且， 襯墊1 5的定期性清潔維護作業間隔會變短，難以提升磊 晶成長裝置的工作效率。 然後，在如上述般地進行磊晶成長後，便將形成有上 記磊晶層的半導體晶圓W開始降溫。此處，令上記成膜 用氣體之供給及旋轉體單元1 7之旋轉停止，將已形成有 磊晶層的半導體晶圓W保持載置於環狀支撐器1 6上，進 行自動調整，以將加熱器1 8的加熱輸出降低至初始預備 加熱的溫度。 然後這次換成冷卻用氣體從氣體供給口 12往處理爐 1 1內流入，藉由氣體整流板1 3整流過的冷卻用氣體’以 將上記半導體晶圓W進行氣冷。此處，冷卻用氣體係可 用相同於上記成膜用氣體之載氣的H2氣體，也可使用氬 、氦這類惰性氣體或N2氣體。又’流入該冷卻用氣體的 處理爐11內的壓力，係在磊晶層成長時的壓力爲相同程 度。 接著，在半導體晶圓w穩定成所定之溫度後’例如 藉由突舉針腳而使半導體晶圓w從環狀支撐器16脫離。 此外，使半導體晶圓W從環狀支撐器1 6脫離的手段可以 並非突舉針腳，亦可採用靜電接著方式’或是可使半導體 -15- 200903594 晶圓W自己浮上的白努力夾頭方式等。然後，再次打開 閘閥而將搬運機械臂插入至氣體整流板13及環狀支撐器 1 6之間，在其上載置半導體晶圓w。然後，承載好半導 體晶圓W的搬運機械臂係返回至裝載互鎖室。 如以上，對一個半導體晶圓的磊晶層之成膜循環週期 便結束。然後’接著對另一半導體晶圓，依照上述相同製 程，進行成膜。 上記實施形態中’雖然針對沿著處理爐1 1的側壁配 置襯墊1 5時的情形來說明葉片式磊晶成長裝置，但即使 沒有該襯墊1 5時，也能產生同樣效果。但是，此情況下 ，清潔的維護作業中，就必須要將處理爐1 1的側壁部上 所堆積的附著物，定期地加以去除。 接著，參照圖3的模式圖，說明半導體晶圓的磊晶成 長時的上記實施形態之裝置構造之作用。圖3係葉片式磊 晶成長裝置的氣體整流板1 3與保持半導體晶圓W之環狀 支撐器1 6之間的成膜用氣體2 1的氣體流模式圖。此處， 圖3A係上述離間距離H1，是與環狀支撐器16之外周徑 D (晶圓保持部件之直徑）的關係上’滿足Hi/DS 1/5時 的情形；圖3 B係如比較例所示般地，是離間距離Η 2爲 H2/D > 1/5時的情形之一例。 處理爐Π內的成膜用氣體2 1係爲黏性流，從氣體供 給口 1 2導入而通過氣體整流板1 3的多孔狀氣體吐出口， 而被整流成例如層流而流下。此處’若爲圖3 Α所示之構 成，則流下的成膜用氣體2 1係會抵達半導體晶圓W及環 -16- 200903594 狀支撐器16的主面，一部分會在高溫的半導體晶圓W表 面進行反應而形成磊晶層。然後，未反應的成膜用氣體或 反應生成物，係沿著這些主面而往水平方向曲折，而會維 持例如層流的整流狀態，繼續流動。又，在環狀支撐器1 6 的外周端上也不會產生亂流。但是，這些氣體的氣流，會 因爲旋轉單元17的旋轉，而在上記主面的平行面上，往 旋轉方向稍微偏向。 因此，可以抑制成膜用氣體或反應生成物在半導體晶 圓W上部析出。而且，沿著主面的本實施形態之水平方 向氣體2 1 a的流速，在同一成膜用氣體量的供給條件下， 是較圖3 B之比較例的水平氣體2 1 b的流速大上1位數， 這是藉由模擬而確認的事實。因此，例如在半導體晶圓W 的上部有析出而產生微粒，或是在襯墊15的內壁堆積的 附著物22因剝離或飛散等而有微粒飛來，這些都會被上 記整流狀態的氣體流往水平方向排出，而幾乎不會附著到 半導體晶圓W的表面。然後，其會通過如上述之離間距 離L!的旋轉體單元1 7與襯墊1 5之間的氣體流路，從氣 體排氣口 1 4排出。 對此，若依據圖3 B所示的構成，則流下的成膜用氣 體21，在半導體晶圓W及環狀支撐器16的主面上，其整 流狀態很容易被擾亂而破壞。而且，其後會抵達這些主面 而往水平方向曲折流動。又，如上述，水平方向氣體21b 的流速是小於本實施形態之水平方向氣體2 1 a，而環狀支 撐器16的外周端上原本就很容易發生亂流。因爲這些原 -17- 200903594 因，整流狀態發生紊亂而流下的成膜用氣體21 ’係於今 體晶圓W的外周側或環狀支撐器1 6上’極易產生渦流 。然後，隨著h2/d的增加，渦流23也甚至會在半導體 圓W的較內周上產生。 因爲發生此種渦流23，故在上述的幕晶層成長時’ 膜用氣體或反應生成物會變得容易析出。因此’會發生 謂的空間反應而造成許多微粒的產生。又’該渦流23 樣的亂流，會使在該半導體晶圓W之上部所析出產生 微粒，或在襯墊1 5內壁堆積的附著物2 2因剝離或飛散 而產生的微粒，更容易附著在半導體晶圓W表面。 又，半導體晶圓W的磊晶成長後的降溫時的氣冷 也是，上記實施形態的裝置構造係可有效發揮以下的作 。此作用的說明也引用圖3。此時’係將圖3的成膜用 體21置換成冷卻用氣體來說明。 處理爐1 1內的冷卻用氣體係爲黏性流，從氣體供 口 12導入而通過氣體整流板13的多孔狀氣體吐出口， 被整流成例如層流而流下。此處，若爲圖3 A所示之構 ’則流下的冷卻用氣體係會抵達半導體晶圓W及環狀 撐器16的主面，其後，沿著這些主面等而水平方向曲 ，維持整流狀態。又，在環狀支撐器1 6的外周端上也 會產生亂流。 因此，在半導體晶圓W中，於其面內，冷卻用氣 係以均勻的溫度及流量發生接觸，因此冷卻用氣體的熱 換所致之散熱’係均勻地進行。又，環狀支撐器16之 導 23 晶 成 所 迫 的 等 中 用 氣 給 而 成 支 折 不 體 交 外 -18- 200903594 周端上不會有亂流產生導致散熱紊亂，可保持上記散熱的 均勻性。然後’於半導體晶圓W的降溫時，其面內的溫 度可保持均一。此外’從半導體晶圓W表面藉由熱輻射 所致的散熱，在面內係爲均一。 對此，若依據圖3 B所示的構成，則流下的冷卻用氣 體，在半導體晶圓W及環狀支撐器16的主面上，其整流 狀態很容易被擾亂而破壞。而且，其後會抵達這些主面而 往水平方向曲折流動。又，在環狀支撐器1 6的外周端上 ，原本就很容易發生亂流。因爲這些原因，整流狀態發生 紊亂而流下的冷卻用氣體，係於半導體晶圓W的外周側 或環狀支撐器16上，極易產生渦流23。然後，隨著H2/D 的增加，渦流23也甚至會在半導體晶圓w的較內周上產 生。 因爲產生如此渦流23，所以半導體晶圓W在其面內 ，與冷卻用氣體的熱交換所致之散熱，會不均勻地進行。 然後，於半導體晶圓W的降溫時，會損及其面內的溫度 的均一性。 由上述可知，在本實施形態中，半導體晶圓的磊晶層 成長時，例如在半導體晶圓的上部等處理爐內的空間中， 成膜用氣體或反應生成物之一部分析出而導致的微粒之產 生，係可大幅降低。又，成膜用氣體的一部分在處理爐的 內壁或其襯墊內壁反應析出而成爲微粒源的附著物之量， 也會降低。因此，於磊晶成長時，微粒對晶圓的附著會減 低，可提升良品良率。又，爲了將此磊晶成長中所必然會 -19- 200903594 產生的微粒及附著物從處理爐內去除並進行清 業，可被大幅減輕。如此，可提升慕晶成長時 又，在本實施形態中，爲了搬出至處理爐 體晶圓降溫的工程中，基於上述理由，可較先 提升半導體晶圓的冷卻速度，因此可容易提升 造的產能。又，磊晶層成長後的半導體晶圓的 前技術更爲穩定，半導體晶圓的冷卻不均係被 ，以搬運機械臂將半導體晶圓搬出裝載互鎖室 龜裂的發生頻率也會大幅減低。而且，上述半 滑位等結晶缺陷的降低效果，也附帶使得磊晶 造良率更爲提升。 圖4係本發明之另一實施形態的圖示。於 態中，如圖4所示，晶圓保持部件1 6及加熱署 成爲可上下移動（圖的箭頭 A、A')。亦即， ，但在晶圓保持部件1 6及加熱器1 8的下端部 唧筒等之驅動機構，可進行控制使得例如晶圓1 及加熱器1 8可聯合地上下移動。 此處，藉由晶圓保持部件1 6及加熱器1 8 ，氣體整流板1 3與半導體晶圓W的距離，係ΐ 6 0mm之間進行調整，在成長時甚至可極度接赶 進行成長。又，在半導體晶圓W的送出送入 流板13與半導體晶圓W的距離係在20mm前 ，但也可爲10mm左右。 圖4的實施形態中，成長時的氣體整流板 潔的維護作 的生產性。 外而使半導 前技術更爲 磊晶晶圓製 降溫係較先 減少。因此 之際，晶圓 導體晶圓的 層的成膜製 上述實施形 I 1 8是被構 雖然未圖不 係設有空氣 保持部件16 的驅動機構 叮在1 mm至 f成1 m m地 時，氣體整 後較爲理想 1 3和半導 -20- 200903594 體晶圓 W的距離，理想上越窄越好’但現實上是以1 mm 左右爲限。在如此調整成1 m m程度時’保持晶圓W的承 接座16和加熱器18係亦可連動地移動。又，亦可使氣體 整流板1 3移動。 晶圓保持部件1 6及加熱器1 8的上下移動，係可和爲 了送出送入晶圓而使晶圓W從晶圓保持部件1 6脫離用之 機構的運動，例如突舉針腳的運動，一起連動。 藉由以上所說明之本發明的實施形態，可提供一種氣 相成長裝置及氣相成長方法，可減少磊晶成長時的反應爐 內所產生的微粒及附著物，使得磊晶成長的生產性提升變 爲容易。 以上，雖然就本發明的理想實施形態加以說明，但上 述實施形態並非限定本發明。當業者可在具體實施樣態中 ，在不脫離本發明技術思想及技術範圍內，施加各種變形 、變更。 例如，於上記實施形態中，葉片式磊晶成長裝置係亦 可用閘閥2 1而連結著例如叢集工具的搬送室。 又，作爲上記晶圓保持部件，不限於環狀支撐器；亦 可爲具有加熱機構、接觸半導體晶圓背面全面的所謂承接 座。若爲環狀支擦器（中央有開口者）的情況下，亦可配 置可對開口部拆卸的平板’例如，藉由將該平板予以上提 ’就可用搬運機械臂將晶圓送出送入反應爐內外。 又’本發明的氣體供給口，係亦可不在反應爐的頂面 ，只要是在反應爐全體的上部即可，例如亦可在反應爐的 -21 - 200903594 側面。甚至’氣體排氣口係亦可不在反應爐的底面，只要 在反應爐全體的下部即可，例如亦可在反應爐的側面。 又’本發明係在促使磊晶成長的半導體晶圓是被載置 於非旋轉而固定的晶圓保持部件上的此種構造之葉片式磊 晶成長裝置，也可同樣適用。 然後’作爲進行成膜的晶圓基板，雖然典型上是使用 矽晶圓’但亦可使用碳化矽基板等矽以外的半導體基板。 又’在晶圓經板上成膜的薄膜，雖然一般最見的是矽膜或 者含有硼、磷或砷等雜質的單晶矽膜，但部分含有聚矽膜 的單晶矽膜或其他的薄膜，例如GaAs膜或GaAlAs膜等 化合物半導體，也能毫無障礙地適用。 此外，於本發明中並不限於磊晶成長，亦可爲一般的 氣相成長’例如MOCVD等。又，磊晶成長裝置，亦並非 一定爲葉片式。 【圖式簡單說明】 圖1係實施形態的葉片式磊晶成長裝置之一構成的縱 剖面圖。 圖2係葉片式磊晶成長裝置之比較例之構成的縱剖面 圖。 圖3係實施形態的葉片式磊晶成長裝置的冷卻用氣體 的氣體流之模式圖。 圖4係用來說明其他實施形態的葉片式磊晶成長裝置 的縱剖面圖。 -22- 200903594 【主要元件符號說明】 1 1 :處理爐 1 2 :氣體供給口 1 3 :整流板 1 4 :氣體排氣口 15 :襯墊 1 6 :環狀支撐器 1 7 :旋轉體單元 1 7 a :旋轉軸 1 8 :加熱器 1 9 :支持軸 2 0 .支持台 2 1 :成膜用氣體 2 1 a :本實施形態之水平方向氣體 2 1 b :比較例水平方向氣體 22 :附著物 23 :渦流 24 :開口部 2 5 :平板 W :半導體晶圓 -23-