JP2728766B2 - 半導体の処理方法およびその装置 - Google Patents

半導体の処理方法およびその装置

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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） この発明は、例えばのエピタキシャル成長等に適用さ
れる半導体の処理方法およびその装置に関する。
（従来技術） シリコン（Si）のエピタキシャル成長は、一般に気相
法（Vapour phase Epitaxy）を指している。さらに、気
相エピタキシャル法を分類すると、化学的方法（Chemic
al Vapour Depostion）と、物理的方法（Physical Vapo
ur Depostion）とがある。
現在、半導体デバイス製作において用いられている気
相エピタキシャル成長技術は、そのほとんどがCVD法で
ある。CVD法は、その化学反応の違いにより、水素還元
法と熱分解法に区分される。
エピタキシャル成長の最大のメリットは、基板上に任
意の導電型、比抵抗の層を、任意の厚さで形成すること
ができることであり、トランジスタやダイオード等のデ
ィスクリート素子では、直列抵抗を下げるためにn+n構
造やp+p構造が容易に可能となることである。また、バ
イポーラICでは埋込層によりコレクタ直列抵抗を下げる
ことができる他、pn接合分離が可能となる。さらに、MO
SICでは、ラッチアップ対策、寄生容量減少対策、アル
ファ線対策およびシリコンウェーハ内部にゲッタリング
作用を持たせ、且つウェーハ表面層に完全結晶すること
によりリーク電流減少化対策として、エピタキシャル技
術が使用される。これ等のデバイス応用に際して、エピ
タキシャル層の品質として、一般的に次のことがらが要
求される。
突起等のない平坦で、平滑な表面であること。
積層欠陥や、転移等の結晶不整がないこと。
オードーピング効果がないこと。
基板上のパターン変形、消失がないこと。
膜厚、比抵抗の均一性がよいこと。
第13図は、従来一般に使用されている縦型炉を示すも
のである。この縦型炉は、反応室１の内部に回転する円
盤型のヒータ・サセプター２が設けられ、このサセプタ
ー２上に複数のウェーハ３が載置される。サセプター２
の中央部には、パイプ４が設けられ、このパイプ４を介
して反応ガスが反応室１の内部に導かれる。反応室１に
はパイプ５が設けられており、このパイプ５によって反
応室１内の残留ガスが排出される。また、前記サセプタ
ー２の上面には半径方向に沿って図示せぬモニターウェ
ーハが配置されており、このモニターウェーハの処理状
態で全体の処理状態が代表される。
（発明が解決しようとする課題） 上記従来の装置を使用したエピタキシャル成長および
CVD膜成長は、次の問題点を有している。
（ａ）反応室１の容量が大きいため、反応ガスの切換え
に時間を要し、次の点で不利である。
すなわち、エピタキシャル成長の場合、オートドープ
により不純物プロファイルの変化が大きい。また、CVD
膜の場合も、基本的には同様な効果により、CVD膜中に
基板からの蒸発物質をとり込み易いものである。
さらに、反応ガスを切換えるためのパージに長時間を
要し、しかも、大量のパージガスを必要とするものであ
る。
（ｂ）反応室１の内部には、加熱されたサセプター２や
ウェーハ３があるため、ガスの流れは、乱流となってお
り、塵埃が発生し易いとともに、この発生した塵埃がウ
ェーハ３に付着し易いものである。
（ｃ）ウェーハ３をサセプター２の上に並べる必要があ
り、この時これらの接触により塵埃が発生し易いもので
ある。また、サセプター２を構成する材料によりウェー
ハ３が汚染され易いものである。
（ｄ）サセプター２を必要としているため、ウェーハ３
の他に熱容量の大きいサセプター２を加熱する必要があ
り、加熱、冷却に時間を要するとともに、エネルギー効
率が悪いものである。
（ｅ）ウェーハ３に形成された膜の均一性、品質を考え
た場合、一度に大量のウェーハを処理するバッチ処理方
式は、一枚ずつ処理する枚葉式に比べて不利なものであ
る。
この発明は上記課題を解決するためになされたもので
あり、その目的とするところは、塵埃の発生を防止でき
るとともに、反応ガスの切換えを短時間に行うことによ
り、オートドープによる不純物プロファイルの変化を防
止でき、さらに、パージガスの量を大幅に削減でき、高
品質のエピタキシャル成長膜およびCVD膜を効率よく形
成することが可能な半導体の処理方法および装置を提供
しようとするものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、この発明の方法は、吸着板
の下面から吹出されるガスによって半導体基板を吸着板
に非接触で吸着した状態で、半導体基板を処理する半導
体の処理方法であって、原料ガスが混合されたキャリヤ
ーガスにより、半導体基板上に気相成長によってエピタ
キシャル膜、又はシリコン酸化膜を形成する。
前記半導体基板は、吸着板の下面から吹出されるガス
によって回転された状態で処理される。
前記半導体基板は、Si基板によって構成されている。
前記半導体基板は、GaAs基板によって構成されてい
る。
前記半導体基板は、GaP基板によって構成されてい
る。
前記原料ガスは、キャリヤーガスが吸着板から吹出さ
れる直前で混合される。
さらに、この発明の装置は収容部と、前記収容部内に
設けられ、ガスを下面に設けられた吹出し口から吹出
し、このガスによって半導体基板を非接触で吸着する吸
着板と、一端が前記吸着板に設けられ、キャリヤーガス
を前記吹出し口に導入する第１のパイプと、一端部が前
記吹出し部近傍の前記第１のパイプに接続され、原料ガ
スを導入して前記キャリヤーガスに混合する第２のパイ
プと、前記第１のパイプに導入されるキャリヤーガス及
び半導体基板を加熱する加熱手段とを具備し、前記半導
体基板上に気相成長膜を形成する。
前記収容部は一部が透光性部材によって構成され、前
記加熱手段はこの透光性部材を介して前記キャリヤーガ
ス及び半導体基板を加熱する光源からなる。
また、この発明の装置は、収容部と、前記収容部内に
設けられ、ガスを下面に設けられた吹出し口から吹出
し、このガスによって半導体基板を非接触で吸着する吸
着板と、一端が前記吸着板に設けられ、キャリヤーガス
を前記吹出し口に導入する第１のパイプと、一端部が前
記吹出し部近傍の前記第１のパイプに接続され、原料ガ
スを導入して前記キャリヤーガスに混合する第２のパイ
プと、前記吸着板に設けられ、半導体基板を加熱する第
１の加熱手段と、前記第１のパイプの中間部に設けられ
たキャビティと、このキャビティに設けられ、前記キャ
リヤーガスを加熱する第２の加熱手段とを具備し、前記
半導体基板上に気相成長膜を形成する。
前記第１、第２の加熱手段は、ヒータによって構成さ
れている。
前記気相成長膜は、エピタキシャル膜又はシリコン酸
化膜である。
前記吸着板の下面は、中央部から周縁にテイパーが形
成された傘状とされている。
（作 用） この発明は、吸着板の下面から吹出されるガスによっ
て半導体基板を吸着板に非接触で吸着し、この状態で、
半導体基板を加熱処理している。したがって、半導体基
板がいずれの物とも接触しないため、塵埃が発生しない
ものであり、半導体基板の表面に対する異物の付着を防
止できる。
また、半導体基板の表面には吸着板の下面から吹出さ
れたガスが高速に流れているため、ガスの置換が速く、
オートドーピングを防止できるものである。
さらに、半導体基板は吸着板に対してわずかな隙間を
隔てて吸着されているため、実質的な反応質の容積が小
さく、ガスの消費量を削減できるとともに、ガスのパー
ジに要する時間を短縮化することができる。
また、従来のように熱容量の大きなサセプタを使用し
ないため、電力の消費量を減少できるものである。
さらに、この方法は、半導体基板に気相成長膜、ある
いはエピタキシャル膜を形成する場合に有効である。
また、半導体基板は、吸着板の下面から吹出されるガ
スによって回転した状態で処理すると、半導体基板に形
成される膜を一層均一化することができる。
さらに、半導体基板としては、Si基板に限らず、GaAs
基板、GaP基板を適用することができる。
また、ガスとしてはキャリヤーガスと原料ガスを使用
するが、原料ガスは、キャリヤーガスが吸着板から吹出
される直前に混合するほうが化学反応が進まず都合がよ
い。
（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。
まず、第１図を用いて、この発明の原理について説明
する。
エピタキシャル成長において、成膜中に基板の不純物
をとり込むこと、即ちオートドーピングは、本質的な問
題である。この対策としては、原料ガスを水素還元法の
ガス種から熱分解法のガス種に変更し、処理を低温化す
る等の方法が一般的であるが、基板から蒸発した不純物
を短時間に除去することも有効であると考えた。不純物
を短時間に除去する方法としては、反応容器の容量を小
さくして、キャリヤーガスの流量を増やすことが一般的
である。しかし、この究極の形として第１図に示す構造
を考えた。
即ち、第１図において、ウェーハからなる基板11と平
行な板（以下、吸着板と称す。）を設け、この吸着板12
の中央部に設けられたパイプ13からガスをある圧力以上
で流出すると、このガスは基板11と吸着板12のギャップ
を通って基板11および吸着板12の周囲に向かって高速に
流れる。このとき、流体運動に関するエネルギー保存則
を表わす、ベルヌイの定理に基づく現象により、基板11
と吸着板12との間の圧力が周囲の圧力に比べて低くな
り、基板11に吸引力が働く。その結果、基板11は、吸着
板12との間にガスが流れるために必要なギャップを保持
した状態で吸着板12に吸着される。さらに、例えば吸着
板12の内部に、ヒータ等の加熱機構14を設け、基板11を
加熱した状態において、基板11に原料ガスを接触させる
ことが、この発明の基本的な概念である。
基板11と吸着板12の間に高速にガスを流すことによ
り、オートドーピングが減ずると共に、塵埃等の付着を
防止でき、且つ、基板一枚づつ成膜処理をすることによ
り膜の均一性も改善される。
さらに、この方法によればサセプターが不要となるた
め、被加熱物質の質量を少なくでき、急速な加熱、冷却
が可能であり、高温に保持される時間を少なくできる。
第２図は、この発明の装置の第１の実施例を示すもの
である。
反応室21は、その側壁21aがステンレスによって製作
されており、上面および下面には透明石英板22、23が設
けられている。前記側壁21aは図示せぬ水冷式冷却装置
によって冷却されている。この側壁21aの周囲には排気
管21bが設けられており、さらに、側壁21aの周囲には反
応室21内のガスを排気管21bに導く複数の排気口21cが設
けられている。また、側壁21aの一部には、基板を反応
室21に出入れする開閉自在とされた窓部21dが設けられ
ている。
一方、前記反応室21の外部で透明石英板22、23の近傍
には、複数の加熱用ランプ24が設けられている。このラ
ンプ24の出力は、1.2KW/10本であり、これらランプ24の
背面には、光および熱を反応室21内に反射する反射板25
が設けられている。これらランプ24、透明石英板22、23
は大量の空気によって冷却されるようになっており、透
明石英板22、23の内面に反応生成膜が成長されないよう
になっている。
また、前記反応室21の内部には、例えば円形状の吸着
板26が設けられている。この吸着板26の表面部にはコイ
ル状にパイプ27が配設されており、このパイプ27の一端
部にはキャリヤガスを導くパイプ28が設けられ、他端部
には吸着板26の中央部に設けられ内径約1mmの細管によ
って構成されたノズル29が設けられている。このノズル
29先端は、吸着板26の裏面部中央に位置されている。前
記パイプ27の他端部でノズル29の手前には、原料ガスを
導入するパイプ30が設けられている。前記吸着板26の裏
面部は平滑とされ、周辺には、ストッパー31が例えば４
ケ所設けられている。尚、同図には２か所のみ示してい
る。前記吸着板26、ストッパー31、パイプ27、28、30、
ノズル29はそれぞれ石英で製作されている。
前記パイプ28に導入されたキャリヤガスはコイル状の
パイプ27に導かれ、このパイプ27において、前記ランプ
24により後述するSi基板32の温度近くにまで余熱され、
この後、パイプ30から導入された原料ガスが混合され
て、ノズル29から吸着板26の裏面部から吹出される。
原料ガスをノズル29の直前でキャリヤガスに混合する
ようにした理由は、原料ガスが予熱され化学反応が進ま
ないよう配慮したためである。
Si基板32は前記反応室21に設けられた窓部21dから挿
入される保持体33に保持される。この保持体33にはバキ
ューム・チャック33aが設けられており、Si基板32は破
線で示すごとく、このバキューム・チャック33aによっ
て保持体33に保持されている。保持体33は反応室21の内
部において、上下方向に移動可能とされており、Si基板
32を吸着板26に近接した状態において、バキューム・チ
ャック33aを停止すると、Si基板32は同図に実線で示す
ごとく、ノズル29から吹出されるガスの作用によって、
吸着板26の裏面部に略1mm〜0.5mmの隙間を隔てて、吸着
板26に吸着される。
この状態において、保持体33は反応室21から取出さ
れ、所定の処理が実行される。また、処理が終了する
と、反応室21内に再び保持体33が挿入され、Si基板32に
近接される。この状態でキャリヤガスの供給を停止する
と、Si基板32は保持体33上に降下する。この後、バキュ
ーム・チャック33aが作動されると、Si基板32は保持体3
3に保持され、この状態で反応室21から搬出される。
尚、保持体33は基板の処理の過程において、適宜出入さ
れ基板32を保持可能とされている。
また、前記コイル状のパイプ27と吸着板26の間には、
例えば白金−白金ロジウムの熱電対34が複数個配設され
ており、この熱電対34の出力信号は温度制御部35に供給
される。この温度制御部35では熱電対34の出力信号に応
じてランプ24の電力量が制御される。すなわち、この温
度制御部35では、複数の熱電対34から出力される信号に
応じて、この熱電対34と対応する位置のランプ24の電力
を制御することにより、基板32の表面を均一に加熱可能
としている。
尚、実際には予めSi基板に白金−白金ロジウム熱電対
を接着させておき、Si基板の温度と吸着板の温度の相関
を調査しておき、Siエピタキシャル成長を行う場合は吸
着板の温度よりSi基板ｋ温度を推定した。
＜実施例１＞ 次に、上記装置でSiのエピタキシャル成長を行った結
果の一例を示す。
原料ガスとしてのSiHCl（トリクロロシラン）を3g/mi
n、キャリヤガスとしてのH2を60/min流し、Si基板32
の温度を約1140℃で制御した結果、成長速度2.4μ/min
のほぼ均一なSiエピタキシャル成長膜を得ることができ
た。この過程を少し具体的に説明する。
まず、直径125mm、比抵抗約0.002Ωcmで、Asがドープ
されたＮ型Si基板32を吸着板26にセットし、約15秒間反
応室21内の雰囲気をH2に置換した後、加熱用ランプ24に
より両面より加熱し、約１分45秒で所定の1140℃に到達
した。この状態で約１分間放置し、Si基板32表面の自然
酸化膜を除去した後、原料ガスの導入用パイプ30よりド
ーピングガスとしてのPH3を含んだSiHCl3を流し、２分
間Siのエピタキシャル成長を行った。その後、SiHCl3の
供給を停止させ、５秒後にランプ24の電力を切り降留さ
せる。３分間冷却の後、Si基板32を取り出しエピタキシ
ャル成長層の評価を行った。
第３図は、この時のSi基板面内のエピタキシャル成長
膜の膜厚分布を示し、第４図は、その比抵抗値の分布を
示すものである。
第５図は、このSi基板のオートドーピング効果を判別
するために、拡がり抵抗測定法により、Si基板から、エ
ピタキシャル成長層の不純物のプロファイルを測定した
結果を示すものである。参考のために従来のたて型VG装
置と同種の原料ガスの組合わせによる不純物プロファイ
ルの典型例を点線で示した。この結果よりオートドーピ
ング効果が著るしく改善されていることが明らかであ
る。
また、連続して20枚のSi基板に、同様にエピタキシャ
ル膜成長を行い、これ等の異物の付着数を計測した結
果、0.3μｍ以上の異物数を全く計測されなかった。
＜実施例２＞ 次に、上記装置を用い、SiHCl3に替えてSiH4ガスでSi
エピタキシャル成長を行った例について示す。SiHCl3の
場合と異なるのは、成長温度を1000℃に低げたこと、Si
H4ガス流量を15cc/min、0.5ppmのPH3ガスを20cc/minと
したとき、それの加熱時間を１分05秒とし、1000℃ H2
中での放置時間を１分30秒と長くしたことである。
第６図は、その時のSi基板内の膜厚分布を示すもので
あり、第７図は比抵抗値の分布を示すものである。
また、第８図は、オートドーピング効果の測定とし
て、不純物プロファイルの測定結果を示すものである。
同図に示すように、従来方法に比べ明らかな改善があ
ることが分かる。これは基本的にガス置換が瞬時に行わ
れるため、基板からの不純物の蒸発によるドーピングが
抑えられ、且つ、加熱時間が短いことから、拡散による
プロファイルの悪化も防いでいる。異物付着についても
＜実施例１＞と同様、0.3μｍ以上の異物は全く認めら
れなかった。
次に、SiH4とO2によるSiO2膜の成長をさせる場合につ
いて説明する。
第９図は、この場合の装置を示すものであり、この発
明に係わる装置の第２の実施例を示すものである。第１
の実施例では、ランプによってガス等を加熱したが、こ
の実施例では、抵抗加熱方式を採用している。
反応室41は、全体がステンレスによって製作されてお
り、図示せぬ水冷式冷却装置によって冷却されている。
この反応室41の側壁41aの周囲には排気管41bが設けられ
ており、さらに、側壁41aの周囲には反応室41内のガス
を排気管41bに導く複数の排気口41cが設けられている。
また、側壁41aの一部には、基板を反応室41に出入れす
る開閉自在とされた窓部41dが設けられている。
一方、前記反応室41の内部には、例えば円形状で、ア
ルミニウムによって製作された吸着板42が設けられてい
る。この吸着板42の内部には加熱用ヒータ43が設けられ
るとともに、このヒータ43と吸着板42とを絶縁する例え
ばセラミック等の絶縁物44が収容されている。吸着板42
の裏面部周囲には、Si基板が吸着板42より外れないよう
に、複数のストッパー45が設けられている。
前記反応室41の外部には、キャリヤーガスとしての窒
素ガスN2を導入するためのパイプ46が設けられている。
このパイプ46は大径のキャビティ47を介して吸着板42の
中央に設けられたノズル48に接続されている。前記キャ
ビティ47とノズル48の接続部には原料ガスを導入するパ
イプ49が設けられ、さらに、前記キャビティ47の周囲に
は抵抗加熱ヒーター50が設けられている。
このような構成において、前記パイプ46に導入された
キャリヤーガスはキャビティ47においてヒーター50によ
って予熱される。この予熱されたキャリヤーガスはパイ
プ49から導入された原料ガスとしてのSiH4と混合され、
ノズル48から吸着板42の裏面部に吹出される。したがっ
て、保持体33によって吸着板42の近傍に保持されたSi基
板51は極僅かな隙間を介在して吸着板42に吸着される。
＜実施例３＞ 次に、上記構成の装置を使用した実施の条件について
述べる。
キャリヤーガスとしてはN2を使用し、原料ガスとして
はArベースの10％SiH2ガスを使用した。SiO2膜の成長温
度は例えば450℃とし、この温度は吸着板42に組込まれ
た図示せぬ熱電対により検出される。この熱電対の検出
出力に応じてヒータ43の電力を制御することにより、成
長温度が常に一定温度に保持されるよう配慮されてい
る。
次に実施した工程の手順につき述べる。まず、キャリ
ヤーガスN2をパイプ45に50/min流して、Si基板51を吸
着板42に吸着した後昇温を行った。温度450℃には約１
分20秒で到達したが約20秒間、放置し温度分布の安定化
を行った。次にキャリヤーガスN2に１/minのO2を添加
し、原料ガス導入用のパイプ49からは、Arベースの10％
SiH4ガスを0.7/min流し込み、Si基板51上にSiO2膜を
成長させた。２分間SiO2膜を成長させた後、原料ガスを
止め、更に５秒後にヒーター43およびヒーター50の電力
を切り、約２分間冷却させた。
第10図は、上記のようにして成長させたSiO2膜のSi基
板51内の膜厚分布を示すものである。同図から明らかな
ように、1.0μｍ±0.05μｍと極めて均一性の良い膜を
成長させることができた。
同様の方法によって、20枚のSi基板にSiO2膜を成長さ
せた後、塵埃等の異物の付着数を計測した結果、0.3μ
ｍ以上の異物は、全く認められなかった。
上記実施例によれば、次のような効果を得ることがで
きる。
（ａ） エピタキシャル成長の場合、オートドーピング
による不純物プロファイルの変化を大幅に改善でき、任
意の不純物プロファイルを得やすくなった。すなわち、
これは気相反応に必要な空間をSi基板と、吸着板の狭い
ギャップに限定することにより、反応ガスの置換時間を
極めて短縮したことと、Si基板を吸着するために必要な
キャリヤーガスのSi基板面に対する流速が、従来の方法
に比べ著るしく速くなったことが理由と考えられる。
さらに、ガスの流速が速まることにより、気相反応が
拡散律速から反応律速領域に変わり、エピタキシャル成
長速度が速くなった。したがって、プロファイルがだれ
ることなく、急峻化することができるものである。
（ｂ） 塵埃等の異物の付着数を極めて少なくできる。
すなわち、従来の方法では、異物は、冷却された反応
室の壁から反応生成物が脱落することにより発生し、さ
らに、この異物が反応室内の乱流ガス流により舞い上
り、Si基板に付着することが多いが、この発明の方法に
よれば、従来の反応室の壁に相当するSi基板と吸着板
は、共に反応温度に高められているため、これらには接
着力の強い膜が形成されており、脱落することは少な
い。
また、他の異物の発生原因としては、気相中に反応に
より、反応物質の微粉が形成されることが考えられる。
しかし、この発明の方法では、これ等の微粉は速いガス
流によってSi基板面の外に、容易に吹き出されるため、
Si基板の表面に残留することを防止できる。
さらに、従来の方法における異物発生の原因として
は、Si基板をサセプターの上に並べる際、これらの接触
により塵埃が発生していた。しかしこの発明の方法は、
従来のサセプターに相当するものがなく、しかも、吸着
板とSi基板との間には常にガス流があり、これらは非接
触である。したがって、これらによる異物の発生が無
く、異物の付着もない。以上のような効果が相乗され
て、異物付着のほとんどない膜成長を達成することがで
きる。
（ｃ）エネルギー効率が高い。
本質的には、加熱する対象物が、Si基板と吸着板およ
びキャリヤーガスだけである。したがって、従来のよう
に、熱容量の大きいサセプターが不要であるため、電力
使用量を大幅に削減することができるものである。
また、実質的な反応室の容積が少ないため、使用する
キャリヤーガスの量を削減することができ、経済的に有
利である。
（ｄ）成膜の均一性が良い。
成膜の均一性は、温度分布の均一性と、反応ガス濃度
がSi基板面の任意の場所で一定であることが必要であ
る。通常の気相反応ではSi基板を囲むように反応境界層
が形成され、これが新しい原料ガスの侵入を妨げる。こ
のため、反応ガスの濃度を均一にするだけでは充分な均
一性は達成されない。この発明の方法は、速いガス流に
より、この反応境界層を除去してしまうため、反応が温
度と反応ガスの濃度だけで決定される。したがって、均
一な膜質を得易いものである。
上記実施例においては、Si基板を用いたエピタキシャ
ル成長、およびSiO2膜の成長の実施例をもとに説明した
が、Si以外の例えばGnAs,GaP等の基板にもこの発明を適
用することが可能である。
＜実施例４＞ この実施例においては、第１、第２の実施例と同様
に、第１図に示す装置により、N+GaAs基板にノンドープ
のGaAsを気相成長させた。
使用した基板は、直径50mmのN+GaAs基板であり、キャ
リヤ濃度が５×1018cm-3、結晶面方位（100）である。
成長温度は、600℃であり、原料ガスは、トリメチルガ
リウム（Ga（CH3）３）…2.×10-5mol/min、アルシン
（AsH3）…2.0×10-4mol/min、キャリヤガスは水素
（H2）…10/minである。
装置内に基板をセットし、キャリヤーガス（H2）を約
10分供給して十分に置換した後、加熱を開始し、600℃
に到達してから10分後に、上記原料ガスを流して、60分
間基板上にノンドープのGaAs結晶を成長させた。この
後、原料ガスの供給を停止し、温度を下げ、反応質を窒
素ガス（N2）で10分（10/min）置換した後、GaAs基板
を取出し、エピタキシャル層の膜厚を測定した。
第11図はその結果を示すものである。同図から明らか
なように、エピタキシャル層厚1.0μｍに対して３％の
面内均一性を得ることができた。
上記のように、GaAs基板にエピタキシャル層を形成す
る場合においても、上記第１乃至第３の実施例と同様の
効果を得ることができる。
尚、上記第１乃至第４の実施例では、エピタキシャル
膜等を形成する場合について説明したが、これに限ら
ず、例えば、所謂ラピットアニール等の単なる熱処理
や、気相エッチングにこの方法および装置を使用するこ
とも可能である。
さらに、吸着板の形状としては、第12図に示すよう
に、吸着板の61の中央部から周囲方向に裏面部がテーパ
状とされた傘型であっても、同様な吸着作用があり有効
である。
また、吸着板のガス放出口に、放出ガスに回転を与え
る様な小さな溝を設けることにより、吸着した基板に回
転力を与えることができる。このように基板を回転した
場合、一層均一な膜を形成することが可能である。
さらに、上述した両装置は、吸着板の中央に１つのノ
ズルを設けたが、ノズルの数および配設位置は、上記実
施例に限定されるものではない。
また、上述した両装置は、吸着板を円形状としたが、
これに限定されるものではなく、他の形状とすることも
可能である。
その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種
々変形実施可能なことは勿論である。
［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、塵埃の発生を
防止できるとともに、反応ガスの切換えを短時間に行う
ことにより、オートドープによる不純物プロファイルの
変化を防止でき、さらに、パージガスの量を大幅に削減
でき、高品質のエピタキシャル成長膜およびCVD膜等を
効率よく形成することが可能な半導体の処理方法および
装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の方法の基本概念を説明するために示
す図、第２図はこの発明の装置の第１の実施例を示す側
断面図、第３図乃至第５図はそれぞれ第２図に示す装置
により、SiHCl3によってSiのエピタキシャル成長を行っ
た結果を示す図、第６図乃至第８図はそれぞれ第２図に
示す装置により、SiH4ガスによってSiエピタキシャル成
長を行った結果を示す図、第９図はこの発明の装置の第
２の実施例を示す側断面図、第10図は第９図に示す装置
により、SiO2膜の成長を行った結果を示す図、第11図は
GaAs基板にエピタキシャル成長を行った結果を示す図、
第12図は吸着板の他の実施例を示す側断面図、第13図は
従来の気相成長装置を示す概略図である。 21、41……反応室、12、26、42……吸着板、11、32、51
……基板、13、29、48……ノズル、28、46……キャリヤ
ーガス導入用パイプ、30、49……原料ガス導入用パイ
プ、24……ランプ、43、50……ヒータ。

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】吸着板の下面から吹出されるガスによって
    半導体基板を吸着板に非接触で吸着した状態で、半導体
    基板を処理する半導体の処理方法であって、 前記ガスは、原料ガスが混合されたキャリヤーガスから
    なり、半導体基板にエピタキシャル膜を形成することを
    特徴とする半導体の処理方法。
  2. 【請求項２】吸着板の下面から吹出されるガスによって
    半導体基板を吸着板に非接触で吸着した状態で、半導体
    基板で処理する半導体の処理方法であって、 前記ガスは、原料ガスが混合されたキャリヤーガスから
    なり、半導体基板にシリコン酸化膜を形成することを特
    徴とする半導体の処理方法。
  3. 【請求項３】吸着板の下面から吹出されるガスによって
    半導体基板を吸着板に非接触で吸着した状態で、半導体
    基板を処理する半導体の処理方法であって、 前記ガスは、原料ガスが混合されたキャリヤーガスから
    なり、半導体基板に気相成長膜を形成することを特徴と
    する半導体の処理方法。
  4. 【請求項４】前記半導体基板は、吸着板の下面から吹出
    されるガスによって回転された状態で処理されることを
    特徴とする請求項１又は２記載の半導体の処理方法。
  5. 【請求項５】前記半導体基板は、Si基板からなることを
    特徴とする請求項１乃至４記載の半導体の処理方法。
  6. 【請求項６】前記半導体基板は、GaAs基板からなること
    を特徴とする請求項１記載の半導体の処理方法。
  7. 【請求項７】前記半導体基板は、GaP基板からなること
    を特徴とする請求項１記載の半導体の処理方法。
  8. 【請求項８】前記原料ガスは、キャリヤーガスが吸着板
    から吹出される直前で混合されることを特徴とする請求
    項１乃至３記載の半導体の処理方法。
  9. 【請求項９】収容部と、 前記収容部内に設けられ、ガスを下面に設けられた吹出
    し口から吹出し、このガスによって半導体基板を非接触
    で吸着する吸着板と、 一端が前記吸着板に設けられ、キャリヤーガスを前記吹
    出し口に導入する第１のパイプと、 一端部が前記吹出し部近傍の前記第１のパイプに接続さ
    れ、原料ガスを導入して前記キャリヤーガスに混合する
    第２のパイプと、 前記第１のパイプに導入されるキャリヤーガス及び半導
    体基板を加熱する加熱手段とを具備し、 前記半導体基板上に気相成長膜を形成することを特徴と
    する半導体の処理装置。
  10. 【請求項１０】前記収容部は一部が透光性部材によって
    構成され、前記加熱手段はこの透光性部材を介して前記
    キャリヤーガス及び半導体基板を加熱する光源からなる
    ことを特徴とする請求項９記載の半導体の処理装置。
  11. 【請求項１１】収容部と、 前記収容部内に設けられ、ガスを下面に設けられた吹出
    し口から吹出し、このガスによって半導体基板を非接触
    で吸着する吸着板と、 一端が前記吸着板に設けられ、キャリヤーガスを前記吹
    出し口に導入する第１のパイプと、 一端部が前記吹出し部近傍の前記第１のパイプに接続さ
    れ、原料ガスを導入して前記キャリヤーガスに混合する
    第２のパイプと、 前記吸着板に設けられ、半導体基板を加熱する第１の加
    熱手段と、 前記第１のパイプの中間部に設けられたキャビティと、 このキャビティに設けられ、前記キャリヤーガスを加熱
    する第２の加熱手段とを具備し、 前記半導体基板上に気相成長膜を形成することを特徴と
    する半導体の処理装置。
  12. 【請求項１２】前記第１、第２の加熱手段は、ヒータに
    よって構成されていることを特徴とする請求項11記載の
    半導体の処理装置。
  13. 【請求項１３】前記気相成長膜は、エピタキシャル膜で
    あることを特徴とする請求項８又は11記載の半導体の処
    理装置。
  14. 【請求項１４】前記気相成長膜は、シリコン酸化膜であ
    ることを特徴とする請求項８又は11記載の半導体の処理
    装置。
  15. 【請求項１５】前記吸着板の下面は、中央部から周縁に
    テイパーが形成された傘状とされていることを特徴とす
    る請求項９又は11記載の半導体の処理装置。
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