TW201827638A - 氣相成長裝置的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本發明的一態樣的氣相成長裝置的控制方法為如下氣相成長裝置的控制方法，所述氣相成長裝置具備處理第1基板的第1反應室與處理第2基板的第2反應室，且具備供給包含有機金屬的第1源氣體的經一元化的第1氣體供給線、供給包含V族元素的第2源氣體的經一元化的第2氣體供給線及供給包含稀釋氣體的氣體的稀釋氣體供給線，並具備將各氣體分別以規定流量供給至所述第1反應室及所述第2反應室的供給機構、使所述第1基板與所述第2基板以規定轉速旋轉的旋轉機構及以規定的成膜溫度進行加熱的加熱器，並且所述氣相成長裝置的控制方法中，於所述第1反應室內，分別供給所述規定流量的所述第1源氣體、所述第2源氣體及所述包含稀釋氣體的氣體，並進行所述成膜處理，於所述第2反應室內，不供給所述第1源氣體而供給所述稀釋氣體，並停止所述成膜處理。
Description
本發明是有關於一種氣相成長裝置的控制方法。
作為形成高品質的半導體膜的方法，有藉由氣相成長而於基板（晶圓）上使單晶膜成長的磊晶成長（epitaxial growth）技術。
於使用該磊晶成長技術的氣相成長方法及氣相成長裝置中，利用保持為常壓或減壓的反應室內的支撐部對基板進行支撐並加以加熱。繼而，將成為膜的來源的反應氣體供給至基板上。於基板的表面上產生反應氣體的熱反應等，而形成磊晶單晶膜。
於發光二極體（Light Emitting Diode，LED）、高電子移動性電晶體（High Electron Mobility Transistor，HEMT）等化合物半導體元件中，要求以高產量（throughput）形成多層膜。因此，為了於多個基板上同時成膜，而使用以相同的條件同時對多個反應室進行控制的方法。
本發明提供一種可防止廢氣自排出機構側回流至反應室且可抑制氣體的浪費的氣相成長裝置的控制方法。
本發明的一態樣的氣相成長裝置的控制方法為如下氣相成長裝置的控制方法，所述氣相成長裝置具備處理第1基板的第1反應室與處理第2基板的第2反應室，且具備供給包含有機金屬的第1源氣體的經一元化的第1氣體供給線、供給包含V族元素的第2源氣體的經一元化的第2氣體供給線及供給包含稀釋氣體的氣體的稀釋氣體供給線，並具備將各氣體分別以規定流量供給至所述第1反應室及所述第2反應室的供給機構、使所述第1基板與所述第2基板以規定轉速旋轉的旋轉機構及以規定的成膜溫度進行加熱的加熱器，並且所述氣相成長裝置的控制方法中， 於所述第1反應室內，分別供給所述規定流量的所述第1源氣體、所述第2源氣體及所述包含稀釋氣體的氣體，並進行所述成膜處理， 於所述第2反應室內，不供給所述第1源氣體而供給所述稀釋氣體，並停止所述成膜處理。
（第1實施形態）
以下，參照圖式並對本發明的實施形態進行說明。
再者，於本說明書中，將氣相成長裝置被配置成可成膜的狀態下的重力方向定義為｢下｣，將其相反方向定義為｢上｣。因此，所謂「下部」是指相對於基準為重力方向的位置，所謂「下方」是指相對於基準為重力方向。而且，所謂「上部」是指相對於基準為與重力方向相反的方向的位置，所謂「上方」是指相對於基準為與重力方向相反的方向。另外，「縱方向」為重力方向。
本實施形態的氣相成長裝置的控制方法為如下氣相成長裝置的控制方法，所述氣相成長裝置具備處理第1基板的第1反應室與處理第2基板的第2反應室，且具備供給包含有機金屬的第1源氣體的經一元化的第1氣體供給線、供給包含V族元素的第2源氣體的經一元化的第2氣體供給線及供給包含稀釋氣體的氣體的稀釋氣體供給線，並具備將各氣體分別以規定流量供給至所述第1反應室及所述第2反應室的供給機構、使所述第1基板與所述第2基板以規定轉速旋轉的旋轉機構及以規定的成膜溫度進行加熱的加熱器，並且所述氣相成長裝置的控制方法中， 於所述第1反應室內，分別供給所述規定流量的所述第1源氣體、所述第2源氣體及所述包含稀釋氣體的氣體，並進行所述成膜處理， 於所述第2反應室內，不供給所述第1源氣體而供給所述稀釋氣體，並停止所述成膜處理。
根據本實施形態的氣相成長裝置的控制方法，於多個反應室中的一個因故障等某種原因而無法使用的情況下，可防止反應產物及殘留氣體等自排出機構側回流至所述無法使用的反應室，並可抑制製程氣體的浪費。
圖1是本實施形態的氣相成長裝置的構成圖。本實施形態的氣相成長裝置是使用有機金屬氣相成長法（MOCVD（Metal-organic Chemical Vapor Deposition）法）的磊晶成長裝置。以下，主要以使氮化鎵（GaN）磊晶成長的情況為例進行說明。
本實施形態的氣相成長裝置具備四個反應室10a、反應室10b、反應室10c、反應室10d。四個反應室例如分別為縱型的單片型磊晶成長裝置。反應室的個數不限於四個，可設為兩個以上的任意個數。反應室的個數可表示為n（n為2以上的整數）個。再者，以後將「10a、10b、10c、10d」表述為「10a～10d」。
本實施形態的氣相成長裝置具備將製程氣體供給至四個反應室10a～反應室10d的三條主氣體供給路徑即第1主氣體供給路徑11、第2主氣體供給路徑21、第3主氣體供給路徑31。
第1主氣體供給路徑11例如將包含III族元素的有機金屬氣體與載體氣體的源氣體一元化而供給至反應室10a～反應室10d。
III族元素例如為鎵（Ga）、鋁（Al）、銦（In）等。另外，有機金屬為三甲基鎵（Ttrimethyl-Gallium，TMG）、三甲基鋁（Trimethyl-Aluminum，TMA）、三甲基銦（Trimethyl-Indium，TMI）等。包含TMG的氣體為Ga的源氣體。包含TMA的氣體為Al的源氣體。另外，包含TMI的氣體為In的源氣體。
載體氣體例如為氫氣。第1主氣體供給路徑11中設置未圖示的補償氣體線，補償氣體例如為氫氣。
於第1主氣體供給路徑11中設置有第1主質量流量控制器12。第1主質量流量控制器12對流經第1主氣體供給路徑11的第1製程氣體的流量進行控制。
進而，設置將第1主氣體供給路徑11分支的分支部17。第1主氣體供給路徑11於第1主質量流量控制器12的下游側，藉由分支部17而分支為四條副氣體供給路徑即第1副氣體供給路徑13a、第2副氣體供給路徑13b、第3副氣體供給路徑13c、第4副氣體供給路徑13d，並分別將經分流的第1製程氣體供給至所對應的反應室10a～反應室10d。
於副氣體供給路徑13a～副氣體供給路徑13d中設置可阻斷源氣體的第1停止閥14a～第1停止閥14d。第1停止閥14a～第1停止閥14d具備如下功能：於在四個反應室10a～反應室10d的任一反應室中產生異常時，阻斷製程氣體流向產生異常的反應室。
第1停止閥14a～第1停止閥14d位於分支部17的下游側且鄰接於分支部17，並以到達至分支部17的距離小於到達至反應室10a～反應室10d的距離的方式配置。
於第1停止閥14a～第1停止閥14d的下游側且為近接於四個反應室10a～反應室10d的位置設置可阻斷第1源氣體的第2停止閥15a～第2停止閥15d。例如於為了對反應室10a～反應室10d進行維護而大氣開放時，第2停止閥15a～第2停止閥15d關閉以不使上游側暴露於大氣中。
於第1停止閥14a～第1停止閥14d與第2停止閥15a～第2停止閥15d之間進而具備對流經副氣體供給路徑13a～副氣體供給路徑13d的第1製程氣體的流量進行控制的四個副質量流量控制器16a～副質量流量控制器16d。
第2主氣體供給路徑21例如將稀釋氣體一元化而供給至反應室10a～反應室10d。稀釋氣體例如為氫氣。
於第2主氣體供給路徑21中設置有第2主質量流量控制器22。第2主質量流量控制器22對流經第2主氣體供給路徑21的第2製程氣體的流量進行控制。
進而，於第2主氣體供給路徑21中與第1主氣體供給路徑11同樣地設置分支部27、副氣體供給路徑23a～副氣體供給路徑23d、第1停止閥24a～第1停止閥24d、第2停止閥25a～第2停止閥25d、副質量流量控制器26a～副質量流量控制器26d。
第3主氣體供給路徑31例如將包含氨氣的源氣體一元化而供給至反應室10a～反應室10d。氨氣為作為V族元素的氮（N）的源氣體。
於第3主氣體供給路徑31中設置補償氣體線，補償氣體例如為氫氣。
於第3主氣體供給路徑31中設置第3主質量流量控制器32。第3主質量流量控制器32對流經第3主氣體供給路徑31的第3製程氣體的流量進行控制。
另外，於第3主氣體供給路徑31中與第1主氣體供給路徑11同樣地設置分支部37、副氣體供給路徑33a～副氣體供給路徑33d、第1停止閥34a～第1停止閥34d、第2停止閥35a～第2停止閥35d、副質量流量控制器36a～副質量流量控制器36d。
本實施形態的氣相成長裝置具備分別將氣體自反應室10a～反應室10d排出的副氣體排出路徑42a～副氣體排出路徑42d。而且，具備副氣體排出路徑42a～副氣體排出路徑42d合流的主氣體排出路徑44。進而，於主氣體排出路徑44中設置用以抽吸氣體的排出機構46。排出機構46例如為公知的真空泵。藉此，將廢氣一元化並自反應室10a～反應室10d排出。再者，將廢氣一元化並排出的形態並不限定於所述形態。
於副氣體排出路徑42a～副氣體排出路徑42d中分別設置有視需要的過濾器40a～過濾器40d。於主氣體排出路徑44中設置一處壓力調整部45，從而控制排出量。再者，壓力調整部45例如為節流閥（throttle valve）。另外，於壓力調整部45與排出機構46之間設置有第3停止閥48。
控制部50對主質量流量控制器12、主質量流量控制器22、主質量流量控制器32、副質量流量控制器16a～副質量流量控制器16d、副質量流量控制器26a～副質量流量控制器26d、副質量流量控制器36a～副質量流量控制器36d、第1停止閥14a～第1停止閥14d、第1停止閥24a～第1停止閥24d、第1停止閥34a～第1停止閥34d、第2停止閥15a～第2停止閥15d、第2停止閥25a～第2停止閥25d、第2停止閥35a～第2停止閥35d、壓力調整部45、第3停止閥48進行控制。另外，控制部50對後述的使用旋轉驅動機構74的基板W的旋轉、使用加熱部64的基板W的加熱、使用排出機構46的反應產物及殘留氣體的排氣、使用操作臂（handling arm）的基板W對於反應室10a～反應室10d的搬出搬入、基板W對於支撐部62的裝卸進行控制。
另外，控制部50基於四個反應室10a～反應室10d的任一個反應室中的異常的檢測來判斷是否阻斷製程氣體，於判斷為需要進行阻斷的情況下，控制第1停止閥以阻斷製程氣體流向檢測到異常的反應室。進而，算出供給至檢測到異常的反應室以外的反應室的製程氣體的總流量，並基於所算出的總流量來控制主質量流量控制器12、主質量流量控制器22、主質量流量控制器32。
進而，控制部50對四個反應室10a～反應室10d的氣相成長條件同時進行控制以成為相同的條件。
控制部50例如為電子電路。控制部50例如為包含運算電路等硬體與程式等軟體的組合的電腦。
再者，控制部50可包含電路、量子電路等硬體，亦可包含軟體。於包含軟體的情況下，可使用以中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）為中心的微處理器（micro processor）、對處理程式進行記憶的唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM）、對資料進行暫時記憶的隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）以及輸入輸出埠及通信埠。記錄介質並不限定於磁碟或光碟等可裝卸的介質，亦可為硬碟裝置或記憶體等固定型的記錄介質。
圖2是本實施形態的反應室的示意剖面圖。
氣相成長裝置例如具備不鏽鋼製且圓筒狀中空體的反應室10a～反應室10d。而且，具備噴淋板60，所述噴淋板60配置於反應室10a～反應室10d上部且將製程氣體供給至反應室10a～反應室10d內。於噴淋板60的上部具備用以將製程氣體或清洗氣體等供給至反應室10a～反應室10d內的氣體供給部54、氣體供給部56、氣體供給部58。氣體供給部54連接於第2停止閥15a～第2停止閥15d，氣體供給部56連接於第2停止閥25a～25d，氣體供給閥58連接於第2停止閥35a～第2停止閥35d。
另外，具備支撐部62，所述支撐部62設置於反應室10a～反應室10d內的噴淋板60的下方，可載置基板W。支撐部62例如可為如圖2般於中心部設置著開口部的環狀固持器，亦可為與基板W背面的大致整個面相接的構造的基座（susceptor）。
另外，具備旋轉體單元66，所述旋轉體單元66於其上表面配置支撐部62，並進行旋轉。另外，於支撐部62下方具備作為對載置於支撐部62的基板W進行加熱的加熱部64的加熱器。
旋轉體單元66的旋轉軸72連接於位於下方的旋轉驅動機構74。藉由旋轉驅動機構74，可使基板W以其中心為旋轉中心，例如以50 rpm以上且2000 rpm以下進行旋轉。
於旋轉軸72與反應室10a～反應室10d的底部之間設置有真空密封構件。
加熱部64固定設置於旋轉體單元66內。於加熱部64中，經由貫通旋轉軸72的內部的電極70供給電力。另外，為了使基板W裝卸於支撐部62，而設置有貫通加熱部64的未圖示的上頂銷。
氣相成長裝置進而於反應室10a～反應室10d底部具備氣體排出部68，所述氣體排出部68是將源氣體於基板W表面等發生反應後的反應產物及反應室10a～反應室10d的殘留氣體自反應室10a～反應室10d排出的排出機構。再者，氣體排出部68連接於過濾器40a～過濾器40d。
另外，設置有用以供基板出入的未圖示的基板出入口及閘閥（Gate valve）。而且，構成為於利用該閘閥連結的未圖示的加載互鎖真空室（load-lock chamber）與反應室10a～反應室10d之間，可利用操作臂來搬送基板W。此處，例如由合成石英形成的操作臂可插入至噴淋板60與支撐部62的空間。
圖3是本實施形態的氣相成長裝置的控制方法的流程圖。
以下，以使GaN磊晶成長的情況為例對本實施形態的氣相成長方法進行說明。另外，因故障等理由而停止反應室10b，從而使用反應室10a、反應室10c及反應室10d來進行GaN的成膜。以下，可藉由控制部50來控制各步驟，但亦可由操作員直接控制。
首先，將基板分別搬入至反應室10a～反應室10d（S10）。此處，搬入至反應室10b的基板為虛設基板。再者，各基板及虛設基板例如分別為矽（Si）晶圓。
於搬入基板時，例如打開反應室10a～反應室10d的基板出入口中的未圖示的閘閥，藉由未圖示的操作臂而將未圖示的加載互鎖真空室內的各基板及虛設基板搬送至反應室10a～反應室10d內。
繼而，將各基板或虛設基板載置於設置於反應室10a～反應室10d內部的支撐部62（S12）。
例如，使用未圖示的上頂銷而將各基板及虛設基板載置於支撐部62。操作臂返回至加載互鎖真空室，並關閉閘閥。
繼而，將氫氣（H2
）、氮氣（N2
）等稀釋氣體自第1主氣體供給路徑11、第2主氣體供給路徑21、第3主氣體供給路徑31導入至各反應室，並使排出機構46動作，藉由壓力調整部45進行減壓以成為成膜開始壓力。
繼而，提高反應室10a、反應室10c、反應室10d的加熱部64的加熱輸出而使第1基板、第3基板及第4基板升溫，並保持為預加熱的溫度（S14）。再者，基板的溫度例如可利用放射溫度計來測定。此時，不使第2基板升溫。
視需要而藉由烘烤來去除自然氧化膜後，一邊使第1基板、第3基板及第4基板以規定的旋轉速度（例如900 rpm）旋轉，一邊藉由加熱部64將第1基板、第3基板及第4基板的溫度控制為成膜溫度，例如600℃以上且1100℃以下（S16）。另一方面，針對第2基板（虛設基板），使其以低速（例如50 rpm）旋轉並不使其升溫。
繼而，將以氫氣為載體氣體的包含TMA的源氣體自第1主氣體供給路徑11供給至反應室10a、反應室10c、反應室10d。
所述以氫氣為載體氣體的包含TMA的源氣體被第1主質量流量控制器12控制流量，並分流至自第1主氣體供給路徑11分支的副氣體供給路徑13a、副氣體供給路徑13c、副氣體供給路徑13d，從而導入至反應室10b除外的反應室10a、反應室10c、反應室10d。
同時，將氫氣自第2主氣體供給路徑21供給至反應室10a～反應室10d，將包含氨氣的源氣體自第3主氣體供給路徑31供給至反應室10a～反應室10d。
所述包含氨的氣體被第3主質量流量控制器32控制流量，並分流至自第3主氣體供給路徑31分支的副氣體供給路徑33a～副氣體供給路徑33d，從而導入至包含反應室10b在內的所有的反應室。
以所述方式，將包含TMA的源氣體、稀釋氣體、包含氨氣的源氣體供給至反應室10a、反應室10c、反應室10d，從而於第1基板、第3基板及第4基板上形成氮化鋁（AlN）膜（S18）。AlN膜的膜厚例如為100 nm以上且300 nm以下。另一方面，將稀釋氣體、包含氨氣的源氣體供給至反應室10b（S20）。
繼而，與AlN膜的形成同樣地將以氫氣為載體氣體的包含TMG的源氣體、包含氨氣的源氣體、稀釋氣體（例如氫氣）供給至反應室10a、反應室10c、反應室10d，從而於各基板上形成氮化鎵（GaN）膜（S22）。另一方面，繼續將稀釋氣體、包含氨氣的源氣體供給至反應室10b（S20）。
如上所述，將以氫氣為載體氣體的TMA或TMG、稀釋氣體及包含氨的氣體供給至反應室10a、反應室10c、反應室10d，從而形成AlN膜、GaN膜（S18、S22）。此期間，將稀釋氣體與包含氨氣的源氣體供給至反應室10b（S20）。
成膜結束後，使加熱部64的加熱輸出降低，並使各基板的溫度降低至搬送溫度。
另一方面，停止來自第1主氣體供給路徑11及第3主氣體供給路徑31的各源氣體，並自第1主氣體供給路徑11、第2主氣體供給路徑21、第3主氣體供給路徑31供給氫氣（H2
）、氮氣（N2
）等稀釋氣體。
而且，藉由壓力調整部45而將反應室10a～反應室10d內控制為可搬出基板的基板搬出壓力（S24）。
繼而，將各基板自反應室10a～反應室10d搬出（S26）。
以下，對本實施形態的氣相成長裝置的控制方法的作用效果進行說明。
於本實施形態的氣相成長裝置的控制方法中，將源氣體與包含稀釋氣體的氣體供給至反應室10a、反應室10c、反應室10d而進行成膜處理，同時將稀釋氣體及包含氨的源氣體供給至反應室10b。藉由將源氣體與稀釋氣體供給至反應室10a、反應室10c、反應室10d，從而於反應室10a、反應室10c、反應室10d中可進行成膜。另外，藉由將稀釋氣體供給至反應室10b並排出，可抑制經由副氣體排出路徑42a～副氣體排出路徑42d的來自反應室10a、反應室10c、反應室10d的反應產物及殘留氣體的回流。進而，藉由不進行向反應室10b供給包含有機金屬的氣體，可抑制包含TMA、TMG的昂貴的源氣體的浪費。再者，針對反應室10b，可不供給V族源氣體而僅供給稀釋氣體，另外，亦可不供給稀釋氣體而僅供給氨等V族源氣體。
如上所述，根據本實施形態的氣相成長裝置的控制方法，可提供一種可防止來自排出機構側的回流且可抑制膜的源氣體的浪費的氣相成長裝置的控制方法。
（第2實施形態）
本實施形態的氣相成長裝置的控制方法中，將包含氯原子的清洗氣體供給至第1反應室、第3反應室、第4反應室並將包含氫氣或惰性氣體的稀釋氣體供給至第2反應室，從而進行清洗。藉由清洗而將附著於反應室的構件表面或反應室的內壁的含有Ga的附著物去除。與第1實施形態不同的方面在於：進行清洗而非成膜。此處，針對與第1實施形態重覆的方面，省略記載。
圖4是本實施形態的氣相成長裝置的控制方法的流程圖。
於第1實施形態中，將各基板搬出至反應室10a～反應室10d外（S26）後，將各虛設基板搬入至反應室10a～反應室10d內（S28）。再者，虛設基板例如為碳化矽（SiC）基板。
繼而，將各虛設基板載置於設置於反應室10a～反應室10d內部的支撐部62（S30）。
繼而，以自基板搬入壓力成為清洗壓力的方式控制壓力調整部45。
繼而，提高反應室10a、反應室10c、反應室10d的加熱部64的加熱輸出而升溫，並將虛設基板的溫度保持為預加熱的溫度（S32）。
繼而，提高反應室10a、反應室10c、反應室10d的加熱部64的加熱輸出，並一邊使虛設基板以規定的旋轉速度旋轉，一邊將虛設基板的溫度控制為清洗的溫度，例如950℃以上且1050℃以下。此時，不提高反應室10b的加熱部64的輸出。
繼而，將含有氯原子的清洗氣體供給至反應室10a、反應室10c、反應室10d（S34）。藉此，進行以可進行清洗的溫度受到控制的反應室10a、反應室10c、反應室10d的清洗（S36）。此時，亦可使清洗氣體流經反應室10b。
於形成GaN膜時，於基板以外的反應室內的部分，包含Ga的反應產物亦附著於反應室內的構件表面或內壁。藉由清洗而將附著於反應室10內的構件表面或反應室10的內壁的含有Ga的反應產物去除。
含有氯原子的清洗氣體例如為氯化氫（HCl），但亦可為其他氣體。含有氯原子的清洗氣體的流量例如為氫氣的流量的5%以上且15%以下。
含有氯原子的清洗氣體的供給較佳為使用第2主氣體供給路徑21來進行。原因在於：於使用第1主氣體供給路徑11的情況下，所殘留的氯氣於GaN膜的形成中與Ga反應而妨礙優質的GaN膜的形成。另外，原因在於：於使用第3主氣體供給路徑31的情況下，氨與含有氯原子的清洗氣體反應而生成氯化銨（NH4
Cl）。
清洗時的虛設基板的溫度理想為950℃以上且1050℃以下。若低於所述範圍，則有無法充分去除含有Ga的附著物之虞。另外，若超出所述範圍，則有反應室10a、反應室10c及反應室10d內的構件表面或內壁因清洗氣體而受損之虞。
於清洗結束時，停止清洗氣體供給。而且，使加熱部64的加熱輸出上升，並使虛設基板的溫度上升至烘烤溫度，例如1050℃以上且1200℃以下。
而且，繼續進行利用排出機構46的排氣，並且一邊使旋轉體單元66以低速旋轉，一邊進行反應室10a、反應室10c及反應室10d的烘烤（S38）。於烘烤時，將烘烤氣體供給至反應室10a～反應室10d。
於清洗時，有含有氯原子的附著物附著於反應室內的構件表面或反應室的內壁、配管內之虞。含有氯原子的附著物例如為含有氯原子的反應產物或含有氯原子的氣體的吸附物。
藉由烘烤而將附著於反應室10內的構件表面或反應室10的內壁、配管內的含有氯原子的附著物去除。
就除含有氯原子的附著物以外，亦去除含有Ga的附著物的觀點而言，烘烤氣體理想為氫氣。但是，除氫氣以外，亦可使用氮氣等惰性氣體。
烘烤時的虛設基板的溫度理想為1050℃以上且1200℃以下。若低於所述範圍，則有無法充分去除含有氯原子的附著物之虞。另外，若超出所述範圍，則有虛設基板及反應室內的構件表面或內壁受損之虞。
供給烘烤氣體時的虛設基板的溫度理想為高於供給清洗氣體時的虛設基板的溫度。藉由使烘烤的溫度高於清洗的溫度，從而含有氯原子的附著物的去除效果變大。另外，於烘烤氣體為氫氣的情況下，含有Ga的附著物的去除效果變大。
進行規定時間的烘烤後，降低反應室10a、反應室10c及反應室10d的加熱部64的加熱輸出而使虛設基板的溫度降溫至成膜溫度，例如600℃以上且1100℃以下。
進而，可藉由將包含TMA的源氣體、稀釋氣體、包含氨的氣體供給至反應室10a、反應室10c及反應室10d，從而於虛設基板上形成氮化鋁（AlN）膜（S40）。此時，將稀釋氣體或稀釋氣體與包含氨的氣體供給至反應室10b。
未能藉由烘烤而完全去除的附著於反應室10內的構件表面或反應室10的內壁的含有氯原子的附著物的表面由AlN膜被覆。再者，亦可代替AlN膜而為氮化矽（SiN）膜。
AlN膜的膜厚理想為10 nm以上且50 nm以下。若低於所述範圍，則有無法充分被覆含有氯原子的附著物之虞。另外，若超出所述範圍，則有AlN膜的成膜時間變長，使用虛設基板的清洗處理時間佔據整體成膜時間的比例變大，成膜的產量惡化之虞。
尤其就縮短使用虛設基板的清洗處理時間的觀點而言，成膜於虛設基板上的AlN膜的膜厚理想為薄於形成於第1基板、第3基板及第4基板的AlN膜的膜厚。
其後，將各虛設基板自反應室10a～反應室10d搬出（S42）。
根據本實施形態的氣相成長裝置的控制方法，可提供一種可抑制來自排出機構46側的清洗氣體及烘烤氣體的回流的氣相成長裝置的控制方法。
以上，參照具體例並對本發明的實施形態進行了說明。所述實施形態只不過是作為示例而列舉，並不限定本發明。另外，亦可適當組合各實施形態的構成要素。
例如，於實施形態中，以成膜AlN、GaN的單晶膜的情況為例進行了說明，但例如於氮化鋁鎵（AlGaN）、氮化銦鎵（InGaN）等其他III-V族的氮化物系半導體的單晶膜等的成膜中，亦可應用本發明。另外，於GaAs等III-V族的半導體中，亦可應用本發明。
另外，以有機金屬為TMG的一種的情況為例進行了說明，但亦可為使用兩種以上的有機金屬作為III族元素的來源的情況。另外，有機金屬亦可為III族元素以外的元素。
另外，作為載體氣體、稀釋氣體，以氫氣（H2
）為例進行了說明，但此外，亦可將氮氣（N2
）、氬氣（Ar）、氦氣（He）或該些氣體的組合用作載體氣體。
另外，製程氣體例如亦可為包含III族元素與V族元素這兩者的混合氣體。
另外，於實施形態中，以n個反應室分別於一片基板上成膜的縱型的單片式磊晶裝置的情況為例進行了說明，但n個反應室並不限於單片式磊晶裝置。例如，於在進行自轉公轉的多個基板上同時成膜的行星式化學氣相沈積（Chemical Vapor Deposition，CVD）裝置或橫型的磊晶裝置等情況下，亦可應用本發明。
於實施形態中，關於裝置構成或製造方法等對於本發明的說明而言並非直接必要的部分等，省略了記載，但可適當選擇使用必要的裝置構成或製造方法等。此外，具備本發明的要素且本領域技術人員可適當進行設計變更的所有氣相成長裝置及氣相成長方法均包含於本發明的範圍內。本發明的範圍是由申請專利範圍及其均等物的範圍來定義。
10a、10b、10c、10d‧‧‧反應室
11‧‧‧第1主氣體供給路徑
12‧‧‧第1主質量流量控制器
13a‧‧‧第1副氣體供給路徑
13b‧‧‧第2副氣體供給路徑
13c‧‧‧第3副氣體供給路徑
13d‧‧‧第4副氣體供給路徑
14a、14b、14c、14d、24a、24b、24c、24d、34a、34b、34c、34d‧‧‧第1停止閥
15a、15b、15c、15d、25a、25b、25c、25d、35a、35b、35c、35d‧‧‧第2停止閥
16a、16b、16c、16d、26a、26b、26c、26d、36a、36b、36c、36d‧‧‧副質量流量控制器
17、27、37‧‧‧分支部
21‧‧‧第2主氣體供給路徑
22‧‧‧第2主質量流量控制器
23a、23b、23c、23d、33a、33b、33c、33d‧‧‧副氣體供給路徑
31‧‧‧第3主氣體供給路徑
32‧‧‧第3主質量流量控制器
40a、40b、40c、40d‧‧‧過濾器
42a、42b、42c、42d‧‧‧副氣體排出路徑
44‧‧‧主氣體排出路徑
45‧‧‧壓力調整部
46‧‧‧排出機構
48‧‧‧第3停止閥
50‧‧‧控制部
54、56、58‧‧‧氣體供給部
60‧‧‧噴淋板
62‧‧‧支撐部
64‧‧‧加熱部
66‧‧‧旋轉體單元
68‧‧‧氣體排出部
70‧‧‧電極
72‧‧‧旋轉軸
74‧‧‧旋轉驅動機構
S10、S12、S14、S16、S18、S20、S22、S24、S26、S28、S30、S32、S34、S36、S38、S40、S42‧‧‧步驟
W‧‧‧基板
圖1是第1實施形態的氣相成長裝置的構成圖。 圖2是第1實施形態的反應室的示意剖面圖。 圖3是第1實施形態的氣相成長裝置的控制方法的流程圖。 圖4是第2實施形態的氣相成長裝置的控制方法的流程圖。
Claims (10)
- 一種氣相成長裝置的控制方法，其為如下氣相成長裝置的控制方法，所述氣相成長裝置具備處理第1基板的第1反應室與處理第2基板的第2反應室，且具備供給包含有機金屬的第1源氣體的經一元化的第1氣體供給線、供給包含V族元素的第2源氣體的經一元化的第2氣體供給線及供給包含稀釋氣體的氣體的稀釋氣體供給線，並具備將各氣體分別以規定流量供給至所述第1反應室及所述第2反應室的供給機構、使所述第1基板與所述第2基板以規定轉速旋轉的旋轉機構及以規定的成膜溫度進行加熱的加熱器，並且所述氣相成長裝置的控制方法中， 於所述第1反應室內，分別供給所述規定流量的所述第1源氣體、所述第2源氣體及所述包含稀釋氣體的氣體，並進行所述成膜處理， 於所述第2反應室內，不供給所述第1源氣體而供給所述稀釋氣體，並停止所述成膜處理。
- 如申請專利範圍第1項所述的氣相成長裝置的控制方法，其中將來自所述第1反應室及所述第2反應室的廢氣一元化而排出。
- 如申請專利範圍第1項所述的氣相成長裝置的控制方法，其中所述第2源氣體包含氨氣，並將所述氨氣與所述稀釋氣體一同供給至所述第2反應室。
- 如申請專利範圍第1項所述的氣相成長裝置的控制方法，其中所述稀釋氣體包含氫氣。
- 如申請專利範圍第1項所述的氣相成長裝置的控制方法，其中所述稀釋氣體包含惰性氣體。
- 如申請專利範圍第1項所述的氣相成長裝置的控制方法，其中於所述第2反應室內，使所述第2基板以低於所述規定的旋轉速度的速度旋轉。
- 如申請專利範圍第1項所述的氣相成長裝置的控制方法，其中於所述第2反應室內，停止所述第2基板的加熱。
- 如申請專利範圍第1項所述的氣相成長裝置的控制方法，其中將所述第1基板自所述第1反應室搬出後， 將含有氯原子的清洗氣體供給至所述第1反應室，並且將所述稀釋氣體供給至所述第2反應室。
- 如申請專利範圍第8項所述的氣相成長裝置的控制方法，其中停止向所述第1反應室供給所述清洗氣體， 將包含氫氣的烘烤氣體供給至所述第1反應室，並且將所述稀釋氣體供給至所述第2反應室。
- 如申請專利範圍第9項所述的氣相成長裝置的控制方法，其中停止向所述第1反應室供給所述烘烤氣體， 將所述第1源氣體、所述稀釋氣體、包含氨的氣體供給至所述第1反應室，並且將所述稀釋氣體供給至所述第2反應室。
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