JPH0760804B2 - 半導体気相成長方法及びその装置 - Google Patents
半導体気相成長方法及びその装置Info
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- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C16/0209—Pretreatment of the material to be coated by heating
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- 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
- C23C16/455—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 characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
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- 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
- C23C16/455—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 characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
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- 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
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- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
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- C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
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- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体装置の製造過程において用いられる半
導体気相成長方法及びその装置に関し、より詳しくは、
半導体基板ウェーハの表面にSiを気相成長（エピタキシ
ャル成長）させるのに用いて好適な半導体気相成長方法
及びその装置に関する。
導体気相成長方法及びその装置に関し、より詳しくは、
半導体基板ウェーハの表面にSiを気相成長（エピタキシ
ャル成長）させるのに用いて好適な半導体気相成長方法
及びその装置に関する。
（従来の技術） 従来、Siエピタキシャル成長装置として種々のものが知
られている。第3A図〜第3C図はそれらの例を示すもので
ある。それらの装置は２つに大別され、複数枚のウェー
ハを一括して処理するバッチ型と、ウェーハを１枚ずつ
処理する枚葉型とに分けられる。上記バッチ型は、加熱
方式及び反応炉の形状によって、第3A図の縦型（高周波
加熱）と、第3B図のバレル型（輻射加熱）とに分けられ
る。第3A図においては、円盤状のサセプタ２上に複数の
半導体基板ウェーハ4,4,…を載置している。第3B図にお
いては、多面体状のサセプタ６の表面に複数のウェーハ
4,4,…を付設している。また、上記枚葉型は第3C図に示
される。第3C図においては、反応容器８として角型石英
管を用い、この中の円盤状サセプタ10上にウェーハ４を
載せ、このウェーハ４を、例えば容器８外の上下に置い
たハロゲンランプ（図示せず）で、上下から輻射加熱す
るようにしている。
られている。第3A図〜第3C図はそれらの例を示すもので
ある。それらの装置は２つに大別され、複数枚のウェー
ハを一括して処理するバッチ型と、ウェーハを１枚ずつ
処理する枚葉型とに分けられる。上記バッチ型は、加熱
方式及び反応炉の形状によって、第3A図の縦型（高周波
加熱）と、第3B図のバレル型（輻射加熱）とに分けられ
る。第3A図においては、円盤状のサセプタ２上に複数の
半導体基板ウェーハ4,4,…を載置している。第3B図にお
いては、多面体状のサセプタ６の表面に複数のウェーハ
4,4,…を付設している。また、上記枚葉型は第3C図に示
される。第3C図においては、反応容器８として角型石英
管を用い、この中の円盤状サセプタ10上にウェーハ４を
載せ、このウェーハ４を、例えば容器８外の上下に置い
たハロゲンランプ（図示せず）で、上下から輻射加熱す
るようにしている。
（発明が解決しようとする課題） 上記第3A図及び第3B図のバッチ型の気相成長装置におい
ては、サセプタ２の表面に平面的にウェーハ４を載置す
る。このため、ウェーハ４の直径が大きくなるにつれ
て、１回で処理できるウェーハの枚数が急激に減少す
る。例えば、市販のバレル型装置を用いた場合、直径が
５インチのウェーハは一度に18枚処理できる。これに対
し、ウェーハの直径が６インチの場合には15枚、８イン
チの場合には８枚しか一度に処理できない。これによ
り、ウェーハの直径の増大化につれて生産能力が低下
し、気相成長加工コストが上昇する。
ては、サセプタ２の表面に平面的にウェーハ４を載置す
る。このため、ウェーハ４の直径が大きくなるにつれ
て、１回で処理できるウェーハの枚数が急激に減少す
る。例えば、市販のバレル型装置を用いた場合、直径が
５インチのウェーハは一度に18枚処理できる。これに対
し、ウェーハの直径が６インチの場合には15枚、８イン
チの場合には８枚しか一度に処理できない。これによ
り、ウェーハの直径の増大化につれて生産能力が低下
し、気相成長加工コストが上昇する。
また、第3C図の枚葉型の装置によれば、１回当りの処理
枚数は１枚と少ないにも拘らず、気相成長シークエンス
の時間を従来のものの1/10以下に短縮することができ
る。このため、結局、直径の大きなウェーハの生産能力
を向上させることができる。しかしながら、この枚葉型
では、反応炉として角型のものを用いているため、膜厚
を均一にするにはキャリアガス（水素）の流量を、従来
のバッチ型のものとほぼ同等の〜100l/min以上としなけ
ればならない。このため、ウェーハ１枚当りに使用する
ガス量は増大する。これにより、気相成長のコストを下
げることが困難となる。
枚数は１枚と少ないにも拘らず、気相成長シークエンス
の時間を従来のものの1/10以下に短縮することができ
る。このため、結局、直径の大きなウェーハの生産能力
を向上させることができる。しかしながら、この枚葉型
では、反応炉として角型のものを用いているため、膜厚
を均一にするにはキャリアガス（水素）の流量を、従来
のバッチ型のものとほぼ同等の〜100l/min以上としなけ
ればならない。このため、ウェーハ１枚当りに使用する
ガス量は増大する。これにより、気相成長のコストを下
げることが困難となる。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、
ウェーハの直径が大きくなっても生産性が低下するのを
抑えることができると共に気相成長コストの上昇を抑え
ることのできる半導体気相成長方法及びその装置を提供
することにある。
ウェーハの直径が大きくなっても生産性が低下するのを
抑えることができると共に気相成長コストの上昇を抑え
ることのできる半導体気相成長方法及びその装置を提供
することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明の半導体気相成長方法は、半導体基板ウェーハ表
面の自然酸化膜の除去を第１の室で行い、自然酸化膜を
除去した前記ウェーハの表面に、前記第１の室と異なる
第２の室で、前記ウェーハを1000rpm乃至1000rpm程度の
高速で回転させ、100Torr以下の減圧下で且つ1000℃以
下の温度で、気相成長用のガスを流しながら、気相成長
を行わせるものとして構成される。
面の自然酸化膜の除去を第１の室で行い、自然酸化膜を
除去した前記ウェーハの表面に、前記第１の室と異なる
第２の室で、前記ウェーハを1000rpm乃至1000rpm程度の
高速で回転させ、100Torr以下の減圧下で且つ1000℃以
下の温度で、気相成長用のガスを流しながら、気相成長
を行わせるものとして構成される。
本発明の半導体気相成長装置は、半導体基板ウェーハ表
面の自然酸化膜を除去する第１の室と、自然酸化膜を除
去した前記ウェーハの表面に気相成長を行わせる、前記
第１の室と異なる第２の室であって、前記ウェーハを10
00rpm以上で高速回転させ得る回転駆動手段と、100Torr
以下に減圧可能な減圧手段と、前記ウエーハを1000℃以
下の温度に加熱可能な加熱手段と、を有する、第２の室
と、を有するものとして構成される。
面の自然酸化膜を除去する第１の室と、自然酸化膜を除
去した前記ウェーハの表面に気相成長を行わせる、前記
第１の室と異なる第２の室であって、前記ウェーハを10
00rpm以上で高速回転させ得る回転駆動手段と、100Torr
以下に減圧可能な減圧手段と、前記ウエーハを1000℃以
下の温度に加熱可能な加熱手段と、を有する、第２の室
と、を有するものとして構成される。
（作用） ウェーハ表面の自然酸化膜除去とその除去後の表面への
気相成長が別々の室で行われる。このため、酸化膜除去
と気相成長をそれぞれに適した且つ無駄のない好適な条
件で行うことができる。これにより、少量のガス消費の
もとに適正に気相成長が行われる。特に、ウェーハを高
速で回転させた場合には、1000℃という比較的低温でも
均一な膜厚のものを速い成長速度で得られる。
気相成長が別々の室で行われる。このため、酸化膜除去
と気相成長をそれぞれに適した且つ無駄のない好適な条
件で行うことができる。これにより、少量のガス消費の
もとに適正に気相成長が行われる。特に、ウェーハを高
速で回転させた場合には、1000℃という比較的低温でも
均一な膜厚のものを速い成長速度で得られる。
（実施例） 第１図は本発明の実施例の平面的概略図である。この第
１図からわかるように、この装置は、真空に保持される
ロードロック室20のほかに、この室20と連通、遮断可能
な未処理ウェーハ格納用第１ボックス21、前処理炉22、
デポジョン炉23及び処理済ウェーハ格納用第２ボックス
24を有する。未処理ウェーハ格納用第１ボックス21は、
気相成長（エピタキシャル成長）をさせる前の未処理ウ
ェーハW1を格納するためのものである。前処理炉22はウ
ェーハW2の表面の自然酸化膜を除去するためのものであ
る。デポジション炉23は、ウェーハW3の表面にエピタキ
シャル成長を行わせるためのものである。処理済ウェー
ハ格納用第２ボックス24は、エピタキシャル成長済の処
理済ウェーハW4を格納するためのものである。上記ロー
ドロック室20内は常に真空にあるいは不活性ガス雰囲気
に保たれる室であり、この内部には移動可能なハンドリ
ングロボット25が設けられている。このロボット25は、
上記各室（21〜24）間でのウェーハの搬送を行うための
ものである。ロードロック室20と４つの室（21〜24）と
の間には密閉扉21a〜24aが設けられている。これらの扉
21a,24aの開閉により、ロードロック室20と４つの室（2
1〜24）との間が連通、遮断する。未処理及び処理済ウ
ェーハ格納用第１及び第２ボックス21,24は、外部から
又は外部へウェーハを搬入又は搬出するための密閉扉21
b,24bを有する。ロードロック室20と４つの室（21〜2
4）の吸引口20a,21c,22b,23b,24cには、図示せぬ流路切
換バルブ等を介して吸引用ポンプ26が接続されている。
さらに、前処理炉22及びデポジョン炉23には、所望のガ
スを流入させる流入口22c,23c及び流出させる流出口22
d,23dが設けられている。
１図からわかるように、この装置は、真空に保持される
ロードロック室20のほかに、この室20と連通、遮断可能
な未処理ウェーハ格納用第１ボックス21、前処理炉22、
デポジョン炉23及び処理済ウェーハ格納用第２ボックス
24を有する。未処理ウェーハ格納用第１ボックス21は、
気相成長（エピタキシャル成長）をさせる前の未処理ウ
ェーハW1を格納するためのものである。前処理炉22はウ
ェーハW2の表面の自然酸化膜を除去するためのものであ
る。デポジション炉23は、ウェーハW3の表面にエピタキ
シャル成長を行わせるためのものである。処理済ウェー
ハ格納用第２ボックス24は、エピタキシャル成長済の処
理済ウェーハW4を格納するためのものである。上記ロー
ドロック室20内は常に真空にあるいは不活性ガス雰囲気
に保たれる室であり、この内部には移動可能なハンドリ
ングロボット25が設けられている。このロボット25は、
上記各室（21〜24）間でのウェーハの搬送を行うための
ものである。ロードロック室20と４つの室（21〜24）と
の間には密閉扉21a〜24aが設けられている。これらの扉
21a,24aの開閉により、ロードロック室20と４つの室（2
1〜24）との間が連通、遮断する。未処理及び処理済ウ
ェーハ格納用第１及び第２ボックス21,24は、外部から
又は外部へウェーハを搬入又は搬出するための密閉扉21
b,24bを有する。ロードロック室20と４つの室（21〜2
4）の吸引口20a,21c,22b,23b,24cには、図示せぬ流路切
換バルブ等を介して吸引用ポンプ26が接続されている。
さらに、前処理炉22及びデポジョン炉23には、所望のガ
スを流入させる流入口22c,23c及び流出させる流出口22
d,23dが設けられている。
このような装置による気相エピタキシャル成長は以下の
ようにして行われる。
ようにして行われる。
即ち、各扉21a〜24aを閉じた状態でロードロック室20を
真空にする。外部から第１ボックス21内に未処理のウェ
ーハW1を扉21bを開いて搬入する。扉21bを閉じた後この
第１ボックス21内を真空にする。この後、扉21aを開き
ハンドリングロボット25により、ウェーハW1を予め真空
にしておいた前処理室22に移動する。
真空にする。外部から第１ボックス21内に未処理のウェ
ーハW1を扉21bを開いて搬入する。扉21bを閉じた後この
第１ボックス21内を真空にする。この後、扉21aを開き
ハンドリングロボット25により、ウェーハW1を予め真空
にしておいた前処理室22に移動する。
前処理炉22では、円盤状のサセプタ（例えば、カーボン
基材にSiCをコーティングしたもの）上にウェーハW2を
載せる。且つ、流入口22cより水素、又は水素とHF又は
水素とHClを流入させる。これにより、このウェーハW2
を、輻射加熱により水素雰囲気中で約1050℃以上に昇温
し、１〜２分間保持する。これにより、ウェーハW2の表
面の自然酸化膜は、水素還元により除去される。上記輻
射加熱は、前処理炉22を石英により構成しておき、外部
に設けた例えばハロゲンランプ（第2A図の48）や抵抗ヒ
ータ等によって実施する。
基材にSiCをコーティングしたもの）上にウェーハW2を
載せる。且つ、流入口22cより水素、又は水素とHF又は
水素とHClを流入させる。これにより、このウェーハW2
を、輻射加熱により水素雰囲気中で約1050℃以上に昇温
し、１〜２分間保持する。これにより、ウェーハW2の表
面の自然酸化膜は、水素還元により除去される。上記輻
射加熱は、前処理炉22を石英により構成しておき、外部
に設けた例えばハロゲンランプ（第2A図の48）や抵抗ヒ
ータ等によって実施する。
この後、そのウェーハW2をハロゲンランプの消灯等によ
り直ちに降温し、ハンドリングロボット25により予め排
気したデポジション炉23に扉23aを通して移動する。
り直ちに降温し、ハンドリングロボット25により予め排
気したデポジション炉23に扉23aを通して移動する。
デポジション炉23の詳細は第２図に概略的に示される。
デポジション室31を構成する容器32の上部には流入口23
cが、下部には流出口23dが形成されている。この室31内
には、回転可能な軸33上にサセプタ35がその軸33と一体
に回転するように固定されている。ウェーハW3はサセプ
タ35に載せられる。サセプタ35はその表面にウェーハ収
納溝35aを有する。この溝35aにウェーハW3が嵌め込まれ
る。これにより、ウェーハW3はサセプタ35に支持され
る。サセプタ35は、直下に設置された抵抗ヒータ（カー
ボンヒータ）34によって加熱される。ヒータとしてカー
ボンヒータ34を用いたのは、高熱伝導性を得るためであ
る。このウェーハW3を、抵抗ヒータ34の抵抗加熱によっ
て1000℃程度又はそれ以下又はそれ以上まで加熱する。
この後、反応ガスとして、例えば、 SiH2Cl2（ジクロルシラン）又は SiHCl3（トリクロルシラン）又はSiH4（モノシラン）を
キャリアガスH2（〜10l/min）と共に流入口23cから流入
させる。このとき、ウェーハW3を1000〜3000rpm程度で
高速回転させる。この高速回転によって、ウェーハW3の
表面におけるガス停滞層の厚さが薄く且つ均一なものと
なる。また、気層成長時にデポジション炉23内に渦発生
を防ぐために、この炉23は、前にも簡単に述べたよう
に、吸引口23bを通じて、予め100Torr以下に減圧され
る。所定の厚さの気相成長が行われる時間経過後に、反
応ガスの流入を止め、カーボンヒータ34を停止状態とし
てウェーハW3を降温させる。この後、真空状態とした後
ロボットにより扉23aを介して処理済のウェーハW3を取
り出し、予め真空状態とした処理済ウェーハ格納用の第
２のボックス24に扉24aを介して格納する。これによ
り、１つのウェーハに対する一連の気相成長工程が終了
する。この工程を各ウェーハについて順次繰り返すこと
により、各ウェーハについての気相成長が行われる。処
理済のいくつかのウェーハW4は、扉24aを閉じた状態に
おいて、扉24bから外部へ取り出される。
デポジション室31を構成する容器32の上部には流入口23
cが、下部には流出口23dが形成されている。この室31内
には、回転可能な軸33上にサセプタ35がその軸33と一体
に回転するように固定されている。ウェーハW3はサセプ
タ35に載せられる。サセプタ35はその表面にウェーハ収
納溝35aを有する。この溝35aにウェーハW3が嵌め込まれ
る。これにより、ウェーハW3はサセプタ35に支持され
る。サセプタ35は、直下に設置された抵抗ヒータ（カー
ボンヒータ）34によって加熱される。ヒータとしてカー
ボンヒータ34を用いたのは、高熱伝導性を得るためであ
る。このウェーハW3を、抵抗ヒータ34の抵抗加熱によっ
て1000℃程度又はそれ以下又はそれ以上まで加熱する。
この後、反応ガスとして、例えば、 SiH2Cl2（ジクロルシラン）又は SiHCl3（トリクロルシラン）又はSiH4（モノシラン）を
キャリアガスH2（〜10l/min）と共に流入口23cから流入
させる。このとき、ウェーハW3を1000〜3000rpm程度で
高速回転させる。この高速回転によって、ウェーハW3の
表面におけるガス停滞層の厚さが薄く且つ均一なものと
なる。また、気層成長時にデポジション炉23内に渦発生
を防ぐために、この炉23は、前にも簡単に述べたよう
に、吸引口23bを通じて、予め100Torr以下に減圧され
る。所定の厚さの気相成長が行われる時間経過後に、反
応ガスの流入を止め、カーボンヒータ34を停止状態とし
てウェーハW3を降温させる。この後、真空状態とした後
ロボットにより扉23aを介して処理済のウェーハW3を取
り出し、予め真空状態とした処理済ウェーハ格納用の第
２のボックス24に扉24aを介して格納する。これによ
り、１つのウェーハに対する一連の気相成長工程が終了
する。この工程を各ウェーハについて順次繰り返すこと
により、各ウェーハについての気相成長が行われる。処
理済のいくつかのウェーハW4は、扉24aを閉じた状態に
おいて、扉24bから外部へ取り出される。
上述の気相成長においては、最大10μm/minの気相成長
速度が得られる。このため、例えば、10μｍのエピタキ
シャル成長を行わせる場合、昇降温に要する時間を含め
て10分程度で、１つのウェーハに対する１連の工程が終
了可能である。
速度が得られる。このため、例えば、10μｍのエピタキ
シャル成長を行わせる場合、昇降温に要する時間を含め
て10分程度で、１つのウェーハに対する１連の工程が終
了可能である。
上記第１図の具体的構成は第2A図に示される。第2A図に
おいて、第１図及び第２図と同一の構成部材には同一の
符号を付している。
おいて、第１図及び第２図と同一の構成部材には同一の
符号を付している。
この第2A図において、軸33は軸受43によって支持されて
おり、この軸33は歯車機構42を介してモータ41によって
回転させられる。この軸33は中空となっており、この中
を加熱電流を流すためのリード線44が通って、同じく中
空のサセプタ35内のヒータ34に接続されている。また、
ハンドリングロボット25は、前処理室22内のサセプタ47
上のウェーハW2を受けとって気相成長室23のサセプタ35
上に搬送する。
おり、この軸33は歯車機構42を介してモータ41によって
回転させられる。この軸33は中空となっており、この中
を加熱電流を流すためのリード線44が通って、同じく中
空のサセプタ35内のヒータ34に接続されている。また、
ハンドリングロボット25は、前処理室22内のサセプタ47
上のウェーハW2を受けとって気相成長室23のサセプタ35
上に搬送する。
本発明の実施例によれば、以下の通りの効果が得られ
る。
る。
即ち、デポジション室23内でウェーハW3を高速回転させ
るようにしたので、膜厚の均一性を、±２％以下の高い
精度を、キャリア流量10l/minという少ない量で達成で
きる。この流量は、従来の流量に比して1/10以下であ
る。
るようにしたので、膜厚の均一性を、±２％以下の高い
精度を、キャリア流量10l/minという少ない量で達成で
きる。この流量は、従来の流量に比して1/10以下であ
る。
また、気相成長速度を、従来の倍以上の速度である、10
μm/minにすることができる。このため、ウェーハ１枚
当りの成長サイクルの所要時間も10分/1枚とすることが
できる。これにより、デポジション炉１基当りのウェー
ハの気相成長能力は６枚/hourとなる。デポジション炉
を３基設ければ、18枚/hourとなる。これは、従来のバ
ッチ型のデポジション炉の倍以上の能力である。
μm/minにすることができる。このため、ウェーハ１枚
当りの成長サイクルの所要時間も10分/1枚とすることが
できる。これにより、デポジション炉１基当りのウェー
ハの気相成長能力は６枚/hourとなる。デポジション炉
を３基設ければ、18枚/hourとなる。これは、従来のバ
ッチ型のデポジション炉の倍以上の能力である。
さらに、前処理炉で自然酸化膜を除去しているため、デ
ポジション温度が1000℃程度あるいはそれ以下と低温化
されるので、昇降温はスピードに関係なく、熱歪による
スリップ転位の発生はほとんど生じない。このため、短
時間での気相成長処理が可能となった。これにより、例
えば、直径８インチ以上の大きなウェーハについての生
産性も著しく向上でき、且つガス流量の低減や電気消費
量の低減が可能となり、エピタキシャル成長コストが大
幅に低減される。
ポジション温度が1000℃程度あるいはそれ以下と低温化
されるので、昇降温はスピードに関係なく、熱歪による
スリップ転位の発生はほとんど生じない。このため、短
時間での気相成長処理が可能となった。これにより、例
えば、直径８インチ以上の大きなウェーハについての生
産性も著しく向上でき、且つガス流量の低減や電気消費
量の低減が可能となり、エピタキシャル成長コストが大
幅に低減される。
なお、上記実施例では、ウェーハ表面の自然酸化膜を除
去するのに高温H2還元法を用いたが、この方法に代え
て、イオンによるスパッタリング法や、HF蒸気による気
相エッチング法を採用してもよい。
去するのに高温H2還元法を用いたが、この方法に代え
て、イオンによるスパッタリング法や、HF蒸気による気
相エッチング法を採用してもよい。
本発明によれば、ウェーハを1000〜3000rpm程度という
高速で回転させるようにしたので、ウェーハ表面のガス
停滞層の厚さを薄く且つ均一な状態とでき、これにより
気相成長用のガスを少量流しつつも、そのガスの流れで
ウェーハ表面をまんべんなく均一に被わせて、気相成長
用のガスの消費料を低く抑えつつも、気相成長層を高速
で成長させることができ、また、気相成長を行わせる第
２の室の圧力を100Torr以下に減圧するようにしたの
で、この第１の室の内部に渦が発生するのを防止でき、
これによって気相成長用のガスがウェーハ表面を均一に
被うのをより確実化して気相成長膜の均一な高速成長を
達成することができ、さらに、第１の室の温度を1000℃
以下として気相成長を行うようにしたので、つまり1000
℃以上には昇温しないようにしたので、急激に加熱、昇
温しても、1000℃以上、例えば1100℃や1200℃とする場
合とは異なり、熱歪に基づくスリップ転位等の欠陥が生
じることはなく、よってこのような欠陥の発生に注意す
ることなく急激に昇温させることもでき、これにより10
00℃まで加熱するのに必要な時間を短縮化して、気相成
長全体としての所要時間を短いものとすることができ、
且つ電気消費料を抑えて、ガス消費料を抑えることがで
きることと相俟って、低コストのもとにウェーハの表面
に気相成長層を形成することができる。その具体的効果
の一例としては、低ガス流量10l/minで±２％の膜厚高
均一性、10μm/minの高速成長が実現される。
高速で回転させるようにしたので、ウェーハ表面のガス
停滞層の厚さを薄く且つ均一な状態とでき、これにより
気相成長用のガスを少量流しつつも、そのガスの流れで
ウェーハ表面をまんべんなく均一に被わせて、気相成長
用のガスの消費料を低く抑えつつも、気相成長層を高速
で成長させることができ、また、気相成長を行わせる第
２の室の圧力を100Torr以下に減圧するようにしたの
で、この第１の室の内部に渦が発生するのを防止でき、
これによって気相成長用のガスがウェーハ表面を均一に
被うのをより確実化して気相成長膜の均一な高速成長を
達成することができ、さらに、第１の室の温度を1000℃
以下として気相成長を行うようにしたので、つまり1000
℃以上には昇温しないようにしたので、急激に加熱、昇
温しても、1000℃以上、例えば1100℃や1200℃とする場
合とは異なり、熱歪に基づくスリップ転位等の欠陥が生
じることはなく、よってこのような欠陥の発生に注意す
ることなく急激に昇温させることもでき、これにより10
00℃まで加熱するのに必要な時間を短縮化して、気相成
長全体としての所要時間を短いものとすることができ、
且つ電気消費料を抑えて、ガス消費料を抑えることがで
きることと相俟って、低コストのもとにウェーハの表面
に気相成長層を形成することができる。その具体的効果
の一例としては、低ガス流量10l/minで±２％の膜厚高
均一性、10μm/minの高速成長が実現される。
第１図は本発明の一実施例の装置の平面的説明図、第２
図はそのデポジション炉の縦断面図、第2A図は第１図の
具体例を示す断面図、第3A図〜第3C図はそれぞれ異なる
従来例の断面図である。 33……ウェーハ、34……前処理炉、36……デポジション
炉、52……抵抗ヒータ、54……サセプタ、46……ガス流
入口、48……排気口。
図はそのデポジション炉の縦断面図、第2A図は第１図の
具体例を示す断面図、第3A図〜第3C図はそれぞれ異なる
従来例の断面図である。 33……ウェーハ、34……前処理炉、36……デポジション
炉、52……抵抗ヒータ、54……サセプタ、46……ガス流
入口、48……排気口。
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板ウェーハ表面の自然酸化膜の除
去を第１の室で行い、 自然酸化膜を除去した前記ウェーハの表面に、前記第１
の室と異なる第２の室で、前記ウェーハを1000rpm乃至1
000rpm程度の高速で回転させ、100Torr以下の減圧下で
且つ1000℃以下の温度で、気相成長用のガスを流しなが
ら、気相成長を行わせる、 ことを特徴とする半導体気相成長方法。 - 【請求項２】半導体基板ウェーハ表面の自然酸化膜を除
去する第１の室と、 自然酸化膜を除去した前記ウェーハの表面に気相成長を
行わせる、前記第１の室と異なる第２の室であって、前
記ウェーハを1000rpm以上で高速回転させ得る回転駆動
手段と、100Torr以下に減圧可能な減圧手段と、前記ウ
エーハを1000℃以下の温度に加熱可能な加熱手段と、を
有する、第２の室と、 を有することを特徴とする半導体気相成長装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2070738A JPH0760804B2 (ja) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | 半導体気相成長方法及びその装置 |
| KR1019910004323A KR950001751B1 (ko) | 1990-03-20 | 1991-03-19 | 반도체 기상성장방법 및 그 장치 |
| US08/092,587 US5365877A (en) | 1990-03-20 | 1993-07-16 | Method of growing semiconductor in vapor phase |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2070738A JPH0760804B2 (ja) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | 半導体気相成長方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03270126A JPH03270126A (ja) | 1991-12-02 |
| JPH0760804B2 true JPH0760804B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=13440159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2070738A Expired - Lifetime JPH0760804B2 (ja) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | 半導体気相成長方法及びその装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5365877A (ja) |
| JP (1) | JPH0760804B2 (ja) |
| KR (1) | KR950001751B1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2953263B2 (ja) * | 1993-07-16 | 1999-09-27 | 信越半導体株式会社 | ｎ型シリコンエピタキシャル層の抵抗率測定方法 |
| JPH08236462A (ja) * | 1995-03-01 | 1996-09-13 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 気相成長方法 |
| TW418444B (en) * | 1996-12-16 | 2001-01-11 | Shinetsu Handotai Kk | The surface treatment method of silicon single crystal and the manufacture method of the silicon single crystal thin film |
| US5993557A (en) * | 1997-02-25 | 1999-11-30 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Apparatus for growing single-crystalline semiconductor film |
| JP2975917B2 (ja) | 1998-02-06 | 1999-11-10 | 株式会社半導体プロセス研究所 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 |
| US6231933B1 (en) | 1999-03-18 | 2001-05-15 | Primaxx, Inc. | Method and apparatus for metal oxide chemical vapor deposition on a substrate surface |
| US6488778B1 (en) * | 2000-03-16 | 2002-12-03 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for controlling wafer environment between thermal clean and thermal processing |
| US6630053B2 (en) * | 2000-08-22 | 2003-10-07 | Asm Japan K.K. | Semiconductor processing module and apparatus |
| US7467916B2 (en) * | 2005-03-08 | 2008-12-23 | Asm Japan K.K. | Semiconductor-manufacturing apparatus equipped with cooling stage and semiconductor-manufacturing method using same |
| US8012885B2 (en) * | 2007-04-02 | 2011-09-06 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Manufacturing method of semiconductor device |
| JP2009176784A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Covalent Materials Tokuyama Corp | 薄膜エピタキシャルウェーハの製造方法 |
| KR100902077B1 (ko) * | 2008-11-27 | 2009-06-09 | 주식회사 멕스기연 | 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법 |
| 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 |
| CN103215563A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-07-24 | 光垒光电科技（上海）有限公司 | 沉积设备以及旋转装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5927611B2 (ja) * | 1981-08-08 | 1984-07-06 | 富士通株式会社 | 気相成長方法 |
| JPS5987813A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-21 | Matsushita Electronics Corp | エピタキシヤル成長装置 |
| JPS6016420A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | 選択的エピタキシヤル成長方法 |
| US4579609A (en) * | 1984-06-08 | 1986-04-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Growth of epitaxial films by chemical vapor deposition utilizing a surface cleaning step immediately before deposition |
| JPS62150711A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-04 | Seiko Epson Corp | 気相成長法 |
| JP2656029B2 (ja) * | 1986-10-16 | 1997-09-24 | 松下電器産業株式会社 | 結晶成長装置 |
-
1990
- 1990-03-20 JP JP2070738A patent/JPH0760804B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-03-19 KR KR1019910004323A patent/KR950001751B1/ko not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-07-16 US US08/092,587 patent/US5365877A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5365877A (en) | 1994-11-22 |
| KR950001751B1 (ko) | 1995-02-28 |
| JPH03270126A (ja) | 1991-12-02 |
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