TW202403092A - 氣相成長裝置 - Google Patents

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鈴木邦彦
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Abstract

本發明提供一種抑制光學測定的精度的劣化的氣相成長裝置。實施方式的氣相成長裝置包括：腔室，在上部具有頭部，在內部進行晶圓的處理；製程氣體供給部，設置於頭部，向腔室的內部供給製程氣體；凹部，設置於頭部的上表面；透光性構件，包含被凹部包圍的部分，且部分的側面與凹部的側面的第一間隔較部分的底面與凹部的底面的第二間隔大；氣體導入部，設置於頭部，向凹部的側面與部分的側面之間導入氣體；以及多個氣體供給部，設置於頭部，將凹部與腔室連通，向腔室的內部供給氣體。

Description

氣相成長裝置
本發明是有關於一種對基板進行膜的堆積或熱處理等處理的氣相成長裝置。
[相關申請案的引用] 本申請案以日本專利申請案2022-100528（申請日：2022年6月22日）為基礎，並自該申請案享有優先的利益。本申請案藉由參照該申請案而包含該申請案的全部內容。
在氣相成長裝置中，藉由向腔室的內部導入包含膜的原料的製程氣體，而在基板上形成膜。
有時在氣相成長裝置的腔室設置觀察口，以在膜的形成過程中，對基板的溫度、基板的翹曲、基板的反射率等進行監視。使用具有透光性窗的觀察口與設置於腔室的外部的測定器，可對基板的溫度、基板的翹曲、基板的反射率等進行光學測定。
源自包含原料的製程氣體的副產物有時會附著於觀察口的透光性窗。當副產物附著於透光性窗時，透光性窗的光的透過率會發生變化。當透光性窗的光的透過率發生變化時，光學測定的精度會降低，因此欠佳。因此，期望抑制副產物向透光性窗的附著，抑制光學測定的精度的降低。
本發明所欲解決之課題在於提供一種抑制光學測定的精度的降低的氣相成長裝置。
本發明的一形態的氣相成長裝置包括：腔室，在上部具有頭部，在內部進行晶圓的處理；製程氣體供給部，設置於所述頭部，向所述腔室的內部供給製程氣體；凹部，設置於所述頭部的上表面；透光性構件，包含被所述凹部包圍的部分，且所述部分的側面與所述凹部的側面的第一間隔較所述部分的底面與所述凹部的底面的第二間隔大；氣體導入部，設置於所述頭部，向所述凹部的側面與所述部分的側面之間導入氣體；以及多個氣體供給部，設置於所述頭部，將所述凹部與所述腔室連通，向所述腔室的內部供給所述氣體。
藉由本發明，可實現抑制光學測定的精度的劣化的氣相成長裝置。
以下，一邊參照圖式一邊對本發明的實施方式進行說明。
本說明書中，有時對相同或類似的構件附上相同的符號。
本說明書中，將氣相成長裝置經設置成能夠進行膜的形成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，「下部」是指相對於基準的重力方向的位置，「下方」是指相對於基準的重力方向。而且，「上部」是指相對於基準的重力方向的反方向的位置，「上方」是指相對於基準的重力方向的反方向。另外，「縱向」為重力方向。
另外，在本說明書中，「製程氣體」是指為了膜的形成而使用的氣體的總稱，例如，設為包含源氣體（source gas）、輔助氣體（assist gas）、摻雜氣體（dopant gas）、載體氣體（carrier gas）、及該些的混合氣體的概念。
實施方式的氣相成長裝置包括：腔室，在上部具有頭部，在內部進行晶圓的處理；製程氣體供給部，設置於頭部，向腔室的內部供給製程氣體；凹部，設置於頭部的上表面；透光性構件，包含被凹部包圍的部分，且部分的側面與凹部的側面的第一間隔較部分的底面與凹部的底面的第二間隔大；氣體導入部，設置於頭部，向凹部的側面與部分的側面之間導入氣體；以及多個氣體供給部，設置於頭部，將凹部與腔室連通，向腔室的內部供給氣體。
圖1是實施方式的氣相成長裝置的示意剖面圖。實施方式的氣相成長裝置是氣相成長裝置100。第一實施方式的氣相成長裝置100例如是使單晶的碳化矽膜在單晶的碳化矽基板上磊晶成長的單片型的磊晶成長裝置。
實施方式的氣相成長裝置100包括腔室10、支架12、旋轉體14、下部加熱器16、上部加熱器18、罩20、及絕熱材料22。腔室10包含頭部30、下部板32、側壁34、及觀察口44。頭部30包含多個製程氣體供給部36、緩衝室38（凹部）、沖洗氣體導入部40（氣體導入部）、多個沖洗氣體供給部42（氣體供給部）。觀察口44包含透光性窗46（透光性構件）、固定部48。下部板32包含氣體排出口52。
腔室10例如是不鏽鋼製。在腔室10的內部，例如在晶圓W上形成碳化矽膜。晶圓W是基板的一例。晶圓W例如是半導體晶圓。晶圓W例如是單晶的碳化矽晶圓。
腔室10包含頭部30、下部板32、側壁34、以及觀察口44。
頭部30包含多個製程氣體供給部36、緩衝室38（凹部）、沖洗氣體導入部40、多個沖洗氣體供給部42。下部板32包含氣體排出口52。
製程氣體供給部36例如具有自頭部30上表面到達腔室10的內部的貫通孔。製程氣體供給部36具有向腔室10的內部供給製程氣體的功能。自多個製程氣體供給部36供給的製程氣體例如包含用於在晶圓W上形成碳化矽膜的源氣體。
緩衝室38是設置於頭部30的上部的凹部。緩衝室38設置於頭部30的上表面。緩衝室38設置於觀察口44的下方。
沖洗氣體導入部40例如具有自頭部30的側面到達緩衝室38的側面的貫通孔。沖洗氣體導入部40具有自緩衝室38的側面向緩衝室38導入沖洗氣體（氣體）的功能。沖洗氣體導入部40向緩衝室38的側面與透光性窗46的凸部分46a的側面之間導入沖洗氣體。藉由將沖洗氣體導入至緩衝室38中，抑制副產物向觀察口44的透光性窗46的附著。
多個沖洗氣體供給部42例如具有自緩衝室38的底面到達腔室10的內部的貫通孔。多個沖洗氣體供給部42例如沿重力方向延伸。
沖洗氣體供給部42具有自緩衝室38向腔室10的內部供給沖洗氣體的功能。另外，沖洗氣體供給部42在對晶圓W的狀態進行光學測定時作為供光通過的路徑發揮功能。在沖洗氣體供給部42的延伸方向設置晶圓W。
製程氣體供給部36例如是貫通頭部30的孔。例如，製程氣體供給部36的一部分或全部可為管狀。沖洗氣體導入部40例如是貫通頭部30的側面的孔。例如，沖洗氣體導入部40的一部分或全部可為管狀。沖洗氣體供給部42例如是貫通頭部30的孔。例如，沖洗氣體供給部42的一部分或全部可為管狀。
觀察口44設置於頭部30的上方。例如，使用設置於腔室10的外部的未圖示的測定器、及具有透光性窗46的觀察口44，可對晶圓W的溫度、晶圓W的翹曲、晶圓W的反射率等進行光學測定。
氣體排出口52設置於下部板32。氣體排出口52具有自腔室10內部向外部排出製程氣體、副產物氣體、沖洗氣體等的功能。
側壁34設置於頭部30與下部板32之間。側壁34例如為圓筒形狀。
支架12設置於腔室10的內部。在支架12能夠載置晶圓W。
支架12載置於旋轉體14的上部。旋轉體14固定於未圖示的旋轉軸。
旋轉軸能夠藉由未圖示的旋轉驅動機構進行旋轉。藉由使旋轉軸旋轉而能夠使支架12旋轉。藉由使支架12旋轉而能夠使載置於支架12的晶圓W旋轉。
下部加熱器16設置於支架12的下方。下部加熱器16設置於旋轉體14內。下部加熱器16自下方對保持於支架12的晶圓W進行加熱。
上部加熱器18設置於罩20與側壁34之間。上部加熱器18位於支架12的上方。上部加熱器18自上方對保持於支架12的晶圓W進行加熱。
罩20例如為圓筒形狀。罩20例如具備防止製程氣體與上部加熱器18接觸的功能。罩20例如具有對製程氣體進行整流的功能。
絕熱材料22設置於上部加熱器18與側壁34之間。
圖2、圖3、圖4、圖5、圖6及圖7是實施方式的氣相成長裝置的一部分的放大示意圖。圖2至圖7是氣相成長裝置100的觀察口44附近的放大示意剖面圖。
圖2是觀察口44附近的頂視圖。圖3是圖2的AA'剖面。圖4是圖2的BB'剖面。圖5是圖3的CC'剖面。圖6是圖3的DD'剖面。圖7是圖3的EE'剖面。
觀察口44包含透光性窗46（透光性構件）、固定部48、及密封構件50。
透光性窗46具有凸部分46a及凸緣46b。透光性窗46藉由固定部48固定於頭部30。
透光性窗46由相對於光透明的材料形成。透光性窗46例如由石英玻璃形成。
凸緣46b設置於緩衝室38的端部。在凸緣46b與頭部30之間設置有密封構件50。密封構件50具有保持腔室10的內部的氣密性的功能。密封構件50例如是O型環。
如圖3及圖4所示，凸部分46a設置於緩衝室38的內部。如圖5及圖6所示，凸部分46a被緩衝室38包圍。凸部分46a的側面及底面被緩衝室38包圍。
凸部分46a的側面與緩衝室38的側面具有第一間隔（圖3及圖4中的d1）。第一間隔d1例如為1 mm以上且5 mm以下。
另外，凸部分46a的底面與緩衝室38的底面具有第二間隔（圖3及圖4中的d2）。
第二間隔d2為第一間隔d1以下。第二間隔d2例如為0.2 mm以上且2 mm以下。
如圖3所示，沖洗氣體導入部40設置於緩衝室38的側面。沖洗氣體導入部40使頭部30的外部與緩衝室38連通。沖洗氣體導入部40例如是貫通頭部30的孔。
如圖3所示，沖洗氣體供給部42的延伸方向上的沖洗氣體導入部40與緩衝室38的底面的第三間隔（圖3中的d3）較凸部分46a的底面與緩衝室38的底面的第二間隔（圖3中的d2）大。另外，如圖6所示，沖洗氣體導入部40例如與凸部分46a的側面相向。
如圖3及圖7所示，多個沖洗氣體供給部42包含第一沖洗氣體供給部42a、第二沖洗氣體供給部42b、第三沖洗氣體供給部42c。在實施方式中，以多個沖洗氣體供給部42為三個的情況為例進行說明，多個沖洗氣體供給部42可為兩個，亦可為四個以上。
第一沖洗氣體供給部42a、第二沖洗氣體供給部42b、及第三沖洗氣體供給部42c自緩衝室38的底面到達腔室10的內部。換言之，第一沖洗氣體供給部42a、第二沖洗氣體供給部42b、及第三沖洗氣體供給部42c的一端位於緩衝室38的底面，另一端位於頭部30的底面。
如圖7所示，在與沖洗氣體供給部42的延伸方向垂直的方向上的剖面中，沖洗氣體供給部42的形狀例如為圓形。再者，所述剖面中的沖洗氣體供給部42的形狀並不限定於圓形，例如亦可為橢圓形或多邊形。
凸部分46a的底面與緩衝室38的底面的第二間隔（圖3及圖4中的d2）例如較沖洗氣體供給部42的最大開口寬度（圖3、圖4、圖7中的d4）小。另外，凸部分46a的側面與緩衝室38的側面的第一間隔（圖3及圖4中的d1）例如較沖洗氣體供給部42的最大開口寬度（圖3、圖7中的d4）小。沖洗氣體供給部42的最大開口寬度d4例如為10 mm以上且50 mm以下。
再者，沖洗氣體供給部42的最大開口寬度d4被定義為，在與沖洗氣體供給部42的延伸方向垂直的方向上的剖面中，沖洗氣體供給部42的圓周上的任意兩點間的最大距離。例如，在如實施方式的沖洗氣體供給部42般，所述剖面中的沖洗氣體供給部42的形狀為圓形的情況下，沖洗氣體供給部42的最大開口寬度d4為圓的直徑。
凸部分46a的底面與多個沖洗氣體供給部42的開口的整個區域在沖洗氣體供給部42的延伸方向上相向。
圖8是將實施方式的氣體排出部的形狀投影至透光性構件的底面時的示意圖。如圖8所示，在將沖洗氣體供給部42的形狀沿沖洗氣體供給部42的延伸方向等倍地投影至透光性窗46的底面的情況下，經投影的沖洗氣體供給部42的形狀包含於透光性窗46的底面中。在沖洗氣體供給部42的延伸方向上，投影至透光性窗46的底面的第一沖洗氣體供給部42a、第二沖洗氣體供給部42b及第三沖洗氣體供給部42c的形狀分別為投影形狀42ax、投影形狀42bx及投影形狀42cx。
投影形狀42ax、投影形狀42bx、及投影形狀42cx全部包含於透光性窗46的底面中。換言之，投影形狀42ax、投影形狀42bx、及投影形狀42cx全部位於透光性窗46的底面的外周的內側。
如圖8所示，投影形狀42ax、投影形狀42bx、及投影形狀42cx與透光性窗46的底面的外周之間的距離為第五距離d5或第六距離d6。如圖3及圖4所示，與沖洗氣體供給部42的延伸方向垂直的方向上的、凸部分46a與沖洗氣體供給部42之間的距離亦為第五距離d5或第六距離d6。第五距離d5及第六距離d6例如較第二間隔d2大。
接著，對使用了實施方式的氣相成長裝置100的氣相成長方法的一例進行說明。以下，以在單晶碳化矽的晶圓W的表面形成摻雜有氮作為n型雜質的單晶的碳化矽膜的情況為例進行說明。另外，以使用觀察口44與設置於腔室10的外部的測定器對晶圓W的表面的溫度進行測定的情況為例進行說明。
圖9是實施方式的氣相成長方法的說明圖。在觀察口44的上方設置測定器54。測定器54例如是能夠對晶圓W的表面的溫度進行測定的高溫計。
首先，將晶圓W載置於支架12。晶圓W是單晶碳化矽晶圓。
接著，藉由未圖示的旋轉驅動機構使晶圓W旋轉。然後，藉由下部加熱器16及上部加熱器18對晶圓W進行加熱。
接著，如圖9所示，自多個製程氣體供給部36向腔室10的內部供給製程氣體G1。
製程氣體G1例如是包含矽的源氣體、碳的源氣體、n型雜質的摻雜氣體、輔助氣體、及載體氣體的混合氣體。矽的源氣體例如是矽烷氣體（SiH 4）。碳的源氣體例如是丙烷氣體（C 3H 8）。n型雜質的摻雜氣體例如是氮氣（N 2）。輔助氣體例如是氯化氫氣體（HCl）。載體氣體例如是氬氣（Ar）或氫氣（H 2）。
藉由製程氣體G1的分解及反應，在晶圓W的表面形成摻雜有氮作為n型雜質的單晶的碳化矽膜。
例如，在向腔室10的內部供給製程氣體G1的同時，將沖洗氣體G2自沖洗氣體導入部40導入至緩衝室38的內部。導入至緩衝室38中的沖洗氣體G2通過多個沖洗氣體供給部42而自緩衝室38供給至腔室10的內部。
藉由使沖洗氣體G2自緩衝室38向腔室10的內部流動，抑制製程氣體G1流入至緩衝室38中。另外，藉由使沖洗氣體G2自緩衝室38向腔室10的內部流動，抑制在腔室10的內部在製程氣體G1中產生紊流。沖洗氣體G2例如是氫氣或氬氣。
例如，在碳化矽膜的形成過程中，藉由利用測定器54接收通過沖洗氣體供給部42及透光性窗46的光，對晶圓W的表面的溫度進行測定。使用觀察口44及測定器54對晶圓W的表面的溫度進行測定。藉由包括三個沖洗氣體供給部42，例如，能夠對晶圓W的中心部、晶圓W的外周部、以及晶圓W的中心部與外周部之間此三處的溫度同時進行測定。
如圖9所示，在碳化矽膜的形成過程中，排出氣體G3自氣體排出口52排出至腔室10之外。排出氣體G3例如包含未反應的製程氣體G1及沖洗氣體G2。
在形成有單晶的碳化矽膜後，例如停止向腔室10中供給製程氣體G1及向緩衝室38供給沖洗氣體G2。另外，停止利用下部加熱器16及上部加熱器18進行的加熱，使晶圓W的溫度降低。然後，將晶圓W自腔室10搬出。
接著，對實施方式的氣相成長裝置100的作用及效果進行說明。
圖10是比較例的氣相成長裝置的示意剖面圖。圖11是比較例的氣相成長裝置的一部分的放大示意圖。圖10是與實施方式的圖1對應的圖。圖11是與實施方式的圖3對應的圖。
比較例的氣相成長裝置是氣相成長裝置900。如圖10及圖11所示，比較例的氣相成長裝置900與實施方式的氣相成長裝置100的不同之處在於，透光性窗46不具有凸部分46a。比較例的透光性窗46為平板形狀。
圖12是比較例的氣相成長裝置的課題的說明圖。圖12是與圖11對應的圖。圖12中示出使用氣相成長裝置900形成膜時的沖洗氣體G2或製程氣體G1的流動。
如圖12所示，自沖洗氣體導入部40沿水平方向導入至緩衝室38中的沖洗氣體G2的水平方向上的流速大。因此，流向距沖洗氣體導入部40最遠的第一沖洗氣體供給部42a的沖洗氣體G2的流量變大。另外，流向距沖洗氣體導入部40最近的第三沖洗氣體供給部42c的沖洗氣體G2的流量變小。
由於流向第一沖洗氣體供給部42a的沖洗氣體G2的流量大，流向第三沖洗氣體供給部42c的沖洗氣體G2的流量小，因此沖洗氣體G2或製程氣體G1有可能自第三沖洗氣體供給部42c逆流至緩衝室38。
當包含源氣體的製程氣體G1流入至緩衝室38中時，製程氣體G1在緩衝室38中進行分解或反應，副產物56有可能附著於透光性窗46的下表面。當副產物56附著於透光性窗46時，透光性窗46的光的透過率發生變化。當透光性窗46的光的透過率發生變化時，光學測定的精度降低，因此欠佳。再者，在圖12中，副產物56附著於透光性窗46的、第一沖洗氣體供給部42a、第二沖洗氣體供給部42b、及第三沖洗氣體供給部42c各自的延伸方向上的位置。但是，亦有時附著於第一沖洗氣體供給部42a、第二沖洗氣體供給部42b、及第三沖洗氣體供給部42c中的任一個的延伸方向上的位置。
認為流向第一沖洗氣體供給部42a、第二沖洗氣體供給部42b、及第三沖洗氣體供給部42c的沖洗氣體G2的流量產生差異的原因在於，自沖洗氣體導入部40至腔室10的內部的合成流導大。因此，認為沖洗氣體G2或製程氣體G1自第三沖洗氣體供給部42c逆流至緩衝室38中的原因在於，自沖洗氣體導入部40至腔室10的內部的合成流導大。
圖13及圖14是實施方式的氣相成長裝置的作用及效果的說明圖。圖13是與圖6對應的圖。圖14是與圖3對應的圖。圖13及圖14表示使用氣相成長裝置100形成膜時的沖洗氣體G2的流動。
如圖13及圖14所示，自沖洗氣體導入部40沿水平方向供給至緩衝室38的沖洗氣體G2經由透光性窗46的凸部分46a與緩衝室38之間的間隙而流向沖洗氣體供給部42。藉由設置凸部分46a，沖洗氣體G2的流速與比較例的情況相比變小。其原因在於，藉由設置凸部分46a，自沖洗氣體導入部40至腔室10內部的合成流導較比較例的情況小。
藉由使自沖洗氣體導入部40至腔室10的內部的合成流導變小，與比較例的情況相比，流向第一沖洗氣體供給部42a、第二沖洗氣體供給部42b、及第三沖洗氣體供給部42c的沖洗氣體G2的流量容易均等化。特別是，藉由將凸部分46a的底面與緩衝室38的底面的第二間隔d2設為凸部分46a的側面與緩衝室38的側面的第一間隔d1以下，可實現距沖洗氣體導入部40最遠的第一沖洗氣體供給部42a中的沖洗氣體G2的流量與距沖洗氣體導入部40最近的第三沖洗氣體供給部42c中的沖洗氣體G2的流量的均等化。
因此，可抑制沖洗氣體G2或製程氣體G1自沖洗氣體供給部42逆流至緩衝室38中。因此，可抑制副產物56向透光性窗46的附著，從而可抑制光學測定的精度的降低。
就抑制沖洗氣體G2或製程氣體G1向緩衝室38逆流的觀點而言，凸部分46a的底面與緩衝室38的底面的第二間隔d2較佳為較凸部分46a的側面與緩衝室38的側面的第一間隔d1小。凸部分46a的底面與緩衝室38的底面之間的流導變小，流向多個沖洗氣體供給部42的沖洗氣體G2的流量容易經均等化。
就抑制沖洗氣體G2或製程氣體G1向緩衝室38逆流的觀點而言，凸部分46a的底面與緩衝室38的底面的第二間隔d2較佳為2 mm以下，更佳為1 mm以下。凸部分46a的底面與緩衝室38的底面之間的流導變小，流向多個沖洗氣體供給部42的沖洗氣體G2的流量容易經均等化。
就抑制沖洗氣體G2或製程氣體G1向緩衝室38逆流的觀點而言，凸部分46a的底面與緩衝室38的底面的第二間隔d2較佳為較沖洗氣體供給部42的最大開口寬度d4小。凸部分46a的底面與緩衝室38的底面之間的流導變小，流向多個沖洗氣體供給部42的沖洗氣體G2的流量容易經均等化。
就抑制沖洗氣體G2或製程氣體G1向緩衝室38逆流的觀點而言，凸部分46a的底面較佳為與多個沖洗氣體供給部42的開口的整個區域在沖洗氣體供給部42的延伸方向上相向。另外，就抑制沖洗氣體G2或製程氣體G1向緩衝室38逆流的觀點而言，在將多個沖洗氣體供給部42的形狀沿多個沖洗氣體供給部42的延伸方向等倍地投影至凸部分46a的底面的情況下，經投影的形狀較佳為包含於凸部分46a的底面中。凸部分46a的底面與緩衝室38的底面之間的流導變小，流向多個沖洗氣體供給部42的沖洗氣體G2的流量容易經均等化。
就抑制沖洗氣體G2或製程氣體G1向緩衝室38逆流的觀點而言，在將多個沖洗氣體供給部42的形狀沿多個沖洗氣體供給部42的延伸方向等倍地投影至凸部分46a的底面的情況下，經投影的形狀與凸部分46a的底面的外周之間的第五距離d5及第六距離d6較佳為較凸部分46a的底面與緩衝室38的底面之間的第二間隔d2大。凸部分46a的底面與緩衝室38的底面之間的流導變小，流向多個沖洗氣體供給部42的沖洗氣體G2的流量容易經均等化。
就抑制沖洗氣體G2或製程氣體G1向緩衝室38逆流的觀點而言，沖洗氣體供給部42的延伸方向上的沖洗氣體導入部40與緩衝室38的底面的第三間隔d3較佳為較凸部分46a的底面與緩衝室38的底面的第二間隔d2大。沖洗氣體導入部40與最接近沖洗氣體導入部40的第三沖洗氣體供給部42c之間的流導變小，流向多個沖洗氣體供給部42的沖洗氣體G2的流量容易經均等化。
圖15是實施方式的第一變形例的氣相成長裝置的一部分的放大示意圖。圖15是與實施方式的圖3對應的圖。圖16是將實施方式的第一變形例的氣體排出部的形狀投影至透光性構件的底面時的示意圖。圖16是與實施方式的圖8對應的圖。
如圖15所示，第一變形例的氣相成長裝置與實施方式的氣相成長裝置的不同之處在於，凸部分46a的底面不與沖洗氣體供給部42的開口的一部分相向。另外，如圖16所示，第一變形例的氣相成長裝置與實施方式的氣相成長裝置的不同之處在於，在將沖洗氣體供給部42的形狀沿沖洗氣體供給部42的延伸方向等倍地投影至透光性窗46的底面的情況下，經投影的沖洗氣體供給部42的形狀的一部分未包含於透光性窗46的底面中。
在第一變形例的氣相成長裝置中，與比較例的氣相成長裝置900相比，流向多個沖洗氣體供給部42的沖洗氣體G2的流量亦容易經均等化。
圖17是實施方式的第二變形例的氣相成長裝置的一部分的放大示意圖。圖17是與實施方式的圖6對應的圖。
如圖17所示，第二變形例的氣相成長裝置與實施方式的氣相成長裝置100的不同之處在於，沖洗氣體導入部40不與凸部分46a的側面相向。
在第二變形例的氣相成長裝置中，與比較例的氣相成長裝置900相比，流向多個沖洗氣體供給部42的沖洗氣體G2的流量亦容易經均等化。
以上，一邊參照具體例一邊對本發明的實施方式進行了說明。所述實施方式僅作為例子而列舉，並非限定本發明。另外，可適當組合各實施方式的構成要素。
在實施方式中，以形成單晶的碳化矽膜的情況為例進行了說明，但亦能夠將本發明應用於形成單晶的碳化矽膜以外的膜的氣相成長裝置。
另外，在實施方式中，將單晶碳化矽的晶圓作為基板的一例子進行了說明，但基板並不限定於單晶碳化矽的晶圓。
在實施方式中，關於裝置結構、製造方法、光學的測定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，但可適宜選擇並使用必要的裝置結構、製造方法、光學的測定方法等。此外，具備本發明的要素、且可由本領域技術人員適宜進行設計變更的所有氣相成長裝置包含於本發明的範圍內。本發明的範圍是藉由申請專利範圍及其均等物的範圍來定義。
10:腔室 12:支架 14:旋轉體 16:下部加熱器 18:上部加熱器 20:罩 22:絕熱材料 30:頭部 32:下部板 34:側壁 36:製程氣體供給部 38:緩衝室（凹部） 40:沖洗氣體導入部（氣體導入部） 42:沖洗氣體供給部（氣體供給部） 42a:第一沖洗氣體供給部 42ax、42bx、42cx:投影形狀 42b:第二沖洗氣體供給部 42c:第三沖洗氣體供給部 44:觀察口 46:透光性窗（透光性構件） 46a:凸部分（部分） 46b:凸緣 48:固定部 50:密封構件 52:氣體排出口 54:測定器 56:副產物 100、900:氣相成長裝置 AA'、BB'、CC'、DD'、EE':剖面 d1:第一間隔 d2:第二間隔 d3:第三間隔 d4:最大開口寬度 d5:第五距離 d6:第六距離 G1:製程氣體 G2:沖洗氣體（氣體） G3:排出氣體 W:晶圓（基板）
圖1是實施方式的氣相成長裝置的示意剖面圖。 圖2是實施方式的氣相成長裝置的一部分的放大示意圖。 圖3是實施方式的氣相成長裝置的一部分的放大示意圖。 圖4是實施方式的氣相成長裝置的一部分的放大示意圖。 圖5是實施方式的氣相成長裝置的一部分的放大示意圖。 圖6是實施方式的氣相成長裝置的一部分的放大示意圖。 圖7是實施方式的氣相成長裝置的一部分的放大示意圖。 圖8是將實施方式的氣體排出部的形狀投影至透光性構件的底面時的示意圖。 圖9是第一實施方式的氣相成長方法的說明圖。 圖10是比較例的氣相成長裝置的示意剖面圖。 圖11是比較例的氣相成長裝置的一部分的放大示意圖。 圖12是比較例的氣相成長裝置的課題的說明圖。 圖13是實施方式的氣相成長裝置的作用及效果的說明圖。 圖14是實施方式的氣相成長裝置的作用及效果的說明圖。 圖15是實施方式的第一變形例的氣相成長裝置的一部分的放大示意圖。 圖16是將實施方式的第一變形例的氣體排出部的形狀投影至透光性構件的底面時的示意圖。 圖17是實施方式的第二變形例的氣相成長裝置的一部分的放大示意圖。
10:腔室
12:支架
14:旋轉體
16:下部加熱器
18:上部加熱器
20:罩
22:絕熱材料
30:頭部
32:下部板
34:側壁
36:製程氣體供給部
38:緩衝室(凹部)
40:沖洗氣體導入部(氣體導入部)
42:沖洗氣體供給部(氣體供給部)
44:觀察口
46:透光性窗(透光性構件)
46a:凸部分(部分)
46b:凸緣
52:氣體排出口
100:氣相成長裝置
W:晶圓(基板)

Claims (8)

  1. 一種氣相成長裝置，包括： 腔室，在上部具有頭部，在內部進行晶圓的處理； 製程氣體供給部，設置於所述頭部，向所述腔室的內部供給製程氣體； 凹部，設置於所述頭部的上表面； 透光性構件，包含被所述凹部包圍的部分，且所述部分的側面與所述凹部的側面的第一間隔較所述部分的底面與所述凹部的底面的第二間隔大； 氣體導入部，設置於所述頭部，向所述凹部的側面與所述部分的側面之間導入氣體；以及 多個氣體供給部，設置於所述頭部，將所述凹部與所述腔室連通，向所述腔室的內部供給所述氣體。
  2. 如請求項1所述的氣相成長裝置，其中，所述部分的底面與所述多個氣體供給部的開口的整個區域相向。
  3. 如請求項1所述的氣相成長裝置，其中，所述第二間隔較所述多個氣體供給部的最大開口寬度小。
  4. 如請求項2所述的氣相成長裝置，其中，所述第二間隔較所述多個氣體供給部的最大開口寬度小。
  5. 如請求項1所述的氣相成長裝置，更包括測定器，所述測定器設置於所述透光性構件的上方。
  6. 如請求項2所述的氣相成長裝置，更包括測定器，所述測定器設置於所述透光性構件的上方。
  7. 如請求項1所述的氣相成長裝置，其中，所述透光性構件更包含凸緣，所述凸緣載置於所述凹部的端部。
  8. 如請求項2所述的氣相成長裝置，其中，所述透光性構件更包含凸緣，所述凸緣載置於所述凹部的端部。
TW112121994A 2022-06-22 2023-06-13 氣相成長裝置 TWI842564B (zh)

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