JP3613099B2

JP3613099B2 - Vapor growth equipment

Info

Publication number: JP3613099B2
Application number: JP34394399A
Authority: JP
Inventors: 秀明金原; 光太郎清水; 茂夫丸山
Original assignee: 三菱住友シリコン株式会社
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: JP2001160538A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応室内に配置されるウェーハ保持体に半導体ウェーハが搭載され、この反応室内にガスを供給することにより半導体ウェーハ表面上に薄膜を形成させる気相成長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコン基板上へのエピタキシャル成長方法としては気相成長法、なかでも化学気相成長法（ＣＶＤ法）が広く利用されている。シリコンのＣＶＤ法は、約１０００℃に加熱したシリコン基板上にＳｉを含んだ化合物、例えば四塩化シリコン、トリクロロシラン、ジクロロシラン、モノシランなどを送り、基板上に還元（あるいは熱分解）させてＳｉを析出させるものである。
【０００３】
こうした気相成長を実現するための装置において、切頭多角錐型に形成されるウェーハ保持体（サセプタ）の側面に半導体ウェーハを搭載するものがある。この気相成長装置では、反応室内にガスを供給するための複数のガス噴射ノズルが取り付けられ、反応室内でウェーハ保持体を回転させながら、ウェーハ保持体の側面に沿って所定のガスを流し、そのガス中に半導体ウェーハを繰り返し通過させることで、半導体ウェーハの表面上に薄膜を形成させるようになっている。
【０００４】
従来、こうした気相成長装置では、半導体ウェーハの表面上に薄膜がなるべく均一に形成されるように、上記ガス噴射ノズルの向きやガスの流量比などの調整を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の気相成長装置では、半導体ウェーハを搭載しているウェーハ保持体が多角形状をしているため、ウェーハ保持体の軸方向に流れるガスに対してウェーハ保持体の面の部分が通過する場合と角の部分が通過する場合とで半導体ウェーハの表面上のガスの流れが変化し、表面に形成される薄膜に膜厚ムラが生じやすい。こうした膜厚ムラは主に周方向に厚みが変化するため、前述したガス噴射ノズルからのガスの向きや流量の調節によって均一にするのが難しい。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、半導体ウェーハ上に薄膜を均一に成長させることができる気相成長装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、反応室内に配置されるウェーハ保持体に半導体ウェーハが搭載され、前記反応室内にガスを供給することにより前記半導体ウェーハの表面上に薄膜を形成させる気相成長装置において、前記ウェーハ保持体を前記反応室内で回転させる駆動手段と、前記ウェーハ保持体の周方向における前記薄膜の成長速度分布に応じて前記ウェーハ保持体の回転速度を変化させる制御手段とを備える技術が採用される。
また、本発明は、請求項１に係る気相成長装置において、前記制御手段は、前記半導体ウェーハの表面内における前記薄膜の成長速度分布に応じて前記ウェーハ保持体の回転速度を変化させる技術が採用される。
また、本発明は、反応室内に配置されるウェーハ保持体に半導体ウェーハが搭載され、前記反応室内にガスを供給することにより前記半導体ウェーハの表面上に薄膜を形成させる気相成長装置において、前記ウェーハ保持体は、前記半導体ウェーハを搭載する複数の平面部と互いに隣接する前記平面部間の角部とで外周面が構成され、前記反応室内には、前記ガスが前記ウェーハ保持体の軸方向に流れる流動箇所が形成され、前記ウェーハ保持体を前記反応室内で回転させる駆動手段と、前記ガスの流動箇所を前記ウェーハ保持体の平面部が通過するときと角部が通過するときとで、前記ガスの流れを乱しやすい前記角部が前記流動箇所を通過するときに前記ウェーハ保持体の回転速度を変化させる制御手段とを備える技術が採用される。
本発明は、こうした技術を採用することにより上述した課題を解決することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる気相成長装置の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の気相成長装置は、いわゆるシリンダ型の気相成長装置であり、密閉空間となる石英製で鐘型の反応室１０（以後、ベルジャーと称する）を備え、ベルジャー１０内には、上面に開閉自在に設けられた蓋体とともに上昇および下降するウェーハ保持体（以後、サセプタと称する）１１がハンガー１２を介して吊り下げられている。
【０００９】
サセプタ１１は、半導体ウェーハＷを搭載する複数（ここでは６つ）の平面部１１ａと、互いに隣接する平面部１１ａ間の角部１１ｂとで外周面が構成され、多角形状（ここでは正六角形）の頂面１１ｃおよび底面１１ｄを有する切頭多角錐型に形成されている。また、サセプタ１１は、駆動手段２０によってベルジャー１０内で回転するとともに、その回転速度を制御手段２１によって調整されるようになっている。なお、制御手段２１は、サセプタ１１の回転速度の調整を含め、本装置を統括して制御するものである。
【００１０】
ベルジャー１０の周囲には、ヒータ（例えば赤外線複写加熱源）２２が設けられており、このヒータ２２は、サセプタ１１の側面に搭載された半導体ウェーハＷを所定の反応温度に昇温させるようになっている。
【００１１】
また、ベルジャー１０の上部には、ガス供給手段２４からのガスをベルジャー１０内に導くために、ガス噴射ノズル２３を有するガスの供給部が複数（ここでは２つ）設けられ、ベルジャー１０の下部には、ベルジャー１０内のガスを下方から外部に排出するように、排気部２５が設けられている。
【００１２】
図２には、ベルジャー１０の上部付近のガスの流れの様子が示されている。本実施形態では、２つのガス噴射ノズル２３から噴出されたガスが、サセプタ１１の上を通過して石英製整流部材３０に当接し、そこから下向きに流れを変えるようになっている。ここで、この下向きにガスが流れる箇所を流動箇所ＦＡとする。実際には、他の箇所からも下方にガスが流れるため、流動箇所ＦＡは、下向きにガスが流れる箇所のうち、他の箇所に比べてガスの流速が速い箇所とする。なお、気相成長用の反応ガスとしては、四塩化シリコン、トリクロロシラン、ジクロロシラン、モノシランなどが用いられる。
【００１３】
次に、上述のように構成された本実施形態の気相成長装置の動作、ここでは、シリコンのエピタキシャルディポジションを行う動作について説明する。
成膜を開始するにあたり、図１に示す制御手段２１は、まず、ガス供給手段２４によりベルジャー１０室内を水素ガスでパージし、駆動手段２０を介してサセプタ１１を回転させながら、ヒータ２２によってベルジャー１０室内を例えば１２００℃程度に昇温し、半導体ウェーハＷを所望のプロセス温度で均一に加熱する。続いて、ガス供給手段２４によって、例えば塩化水素と水素との混合ガスをベルジャー１０内に供給し、基板の表面をエッチングして、再び水素ガスによってベルジャー１０室内をパージする。
【００１４】
このエッチングプロセス終了後、制御手段２１は、ガス供給手段２４によって、四塩化シリコン、トリクロロシラン、ジクロロシラン、モノシランなどのシリコンソースガスをキャリアガスである水素ガスに添加し、この混合ガスを２つのガス噴射ノズル２３を介してベルジャー１０室内に供給する。
【００１５】
ガス噴射ノズル２３から噴射された混合ガスは、石英製整流部材３０付近で合流し、図３に示されるように、ベルジャー１０の内壁に沿って下向きに流れを変える。そして、この流動箇所ＦＡの混合ガス中をサセプタ１１とともに回転する半導体ウェーハＷが繰り返し通過することにより、半導体ウェーハＷの表面上で薄膜（エピタキシャル層）が成長する。
【００１６】
ところで、この装置では、半導体ウェーハＷを搭載しているサセプタ１１が切頭多角錐型をしているため、流動箇所ＦＡにサセプタ１１の平面部１１ａが位置したときと、流動箇所ＦＡにサセプタ１１の角部１１ｂが位置したときとで、混合ガスの流れが異なることになる。
【００１７】
すなわち、図４（ａ）に示されるように、流動箇所ＦＡにサセプタ１１の平面部１１ａが位置したときには、混合ガスが下向きにスムーズに流れて反応が進みやすいのに対し、図４（ｂ）に示されるように、流動箇所ＦＡにサセプタ１１の角部１１ｂが位置したときには、角部１１ｂによって下向きの流れが横方向に広がるため、半導体ウェーハＷ面内のうち、サセプタ角部１１ｂに近い部分は流速の速いガスと接触する時間が長くなり薄膜の成長速度が速くなる。そのため、従来の気相成長装置では、半導体ウェーハＷ上に形成される気相の膜厚が、例えば図５に示されるように、波形となってしまっていた。
【００１８】
そこで、本実施形態の気相成長装置では、制御手段２１によって、サセプタ１１の周方向における薄膜の成長速度分布に応じてサセプタ１１の回転速度を変化させるようになっている。すなわち、制御手段２１は、一定の回転速度でサセプタ１１を回転させたときの薄膜の膜厚変化に基づいて、例えば他に比べて膜厚の厚い領域（薄膜の成長速度の大きい領域、例えば図５に示す領域（ｓ），（ｕ））が流動箇所ＦＡを通過するときにはサセプタ１１を高速で回転させ、逆に他に比べて膜厚の薄い領域（例えば図５に示す領域（ｔ））が流動箇所ＦＡを通過するときにはサセプタ１１を低速で回転させるなど、半導体ウェーハＷ上の周方向の領域ごとに薄膜の成長速度に応じてサセプタ１１の回転速度を変化させる。流動箇所ＦＡを通過するときの回転速度が早くなると、流速の速いガスと接触する時間が短くなるためその領域の薄膜が成長しにくくなり、逆に回転速度が遅くなるとその領域が流速の速いガスに長時間触れて他に比べて薄膜が早く成長するようになる。したがって、一定の回転速度でサセプタ１１を回転させたときに比べ、上述したようにサセプタ１１の回転速度を変化させることで、周方向における薄膜の成長速度のばらつきを小さくすることが可能となる。
【００１９】
さらに、制御手段２１は、上述した角部１１ｂによるガスの流れの影響を抑制するために、ガスの流動箇所ＦＡを平面部１１ａが通過するときと角部１１ｂが通過するときとでサセプタ１１の回転速度を変化させる。本実施形態では、ガスの流れを乱しやすい角部１１ｂが流動箇所ＦＡを通過するときにサセプタ１１の回転速度を大きくするように制御する。角部１１ｂが早く流動箇所ＦＡを通過することで、ガス流れの乱れが小さくなり、これによりガス流れの乱れを起因とする膜厚ムラを軽減することが可能となる。
【００２０】
なお、制御手段２１では、上述の速度変化の制御を、サセプタ１１の各平面部１１ａごとに行うため、一連の速度制御をサセプタ１１の１回転中に６度、周期的に繰り返して実行する。
【００２１】
そして、このように制御手段２１によってサセプタ１１の回転速度を制御することにより、半導体ウェーハＷの表面上で気相が均一に成長するようになり、膜厚ムラの少ない薄膜（エピタキシャル層）が形成される。
【００２２】
すなわち、本実施形態の気相成長装置によれば、サセプタ１１の周方向における薄膜の成長速度分布に応じてサセプタ１１の回転速度を変化させるため、周方向の膜厚ムラを軽減することができる。これにより、膜厚ムラを軽減して、半導体ウェーハＷの表面上に薄膜を均一に成長させることができる。
【００２３】
また、ガスの流動箇所ＦＡをサセプタ１１の平面部１１ａが通過するときと角部１１ｂが通過するときとでサセプタ１１の回転速度を変化させるため、ガス流れの乱れを抑制することができる。これにより、ガス流れの乱れを原因とする膜厚ムラを軽減して、半導体ウェーハＷの表面上に薄膜をさらに均一に成長させることができる。
【００２４】
なお、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば以下の効果を得ることができる。本発明に係る気相成長装置では、ウェーハ保持体の周方向における薄膜の成長速度分布に応じてウェーハ保持体の回転速度を変化させるため、周方向の膜厚ムラを軽減して、半導体ウェーハの表面上に薄膜を均一に成長させることができる。
【００２６】
本発明に係る気相成長装置では、半導体ウェーハの表面内における薄膜の成長速度分布に応じてウェーハ保持体の回転速度を変化させるため、例えば薄膜の成長速度が他に比べて大きい半導体ウェーハ上の所定領域とガスとの接触時間を短くしてその成長速度を抑制するなど、半導体ウェーハ上の所定領域ごとに薄膜の成長速度を制御することができるようになる。したがって、薄膜の膜厚ムラをさらに軽減することができる。
【００２７】
本発明に係る気相成長装置では、ガスの流動箇所をウェーハ保持体の平面部が通過するときと角部が通過するときとでウェーハ保持体の回転速度を変化させるため、例えばガスの流れを乱しやすい角部がガスの流動箇所を早く通過するように制御することで、ガス流れの乱れを抑制することができる。したがって、ガス流れの乱れを原因とする膜厚ムラを軽減して、半導体ウェーハの表面上に薄膜を均一に成長させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る気相成長装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１の気相成長装置のガスの流れを示す図である。
【図３】図１の気相成長装置のガスの流れを示す図である。
【図４】ガスの流動箇所をサセプタの平面部と角部とが通過する様子を示す図である。
【図５】サセプタを一定速度で回転させたときの半導体ウェーハの表面上に形成される薄膜の膜厚変化を示す図である。
【符号の説明】
Ｗ半導体ウェーハ
ＦＡ流動箇所
１０ベルジャー（反応室）
１１サセプタ（ウェーハ保持体）
１１ａ平面部
１１ｂ角部
２０駆動手段
２１制御手段
２３ガス噴射ノズル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vapor phase growth apparatus in which a semiconductor wafer is mounted on a wafer holder disposed in a reaction chamber, and a thin film is formed on the surface of the semiconductor wafer by supplying gas into the reaction chamber.
[0002]
[Prior art]
As an epitaxial growth method on a silicon substrate, a vapor phase growth method, in particular, a chemical vapor deposition method (CVD method) is widely used. In the CVD method of silicon, a compound containing Si, for example, silicon tetrachloride, trichlorosilane, dichlorosilane, monosilane, etc. is sent onto a silicon substrate heated to about 1000 ° C., and reduced (or thermally decomposed) onto the substrate to form Si. Is precipitated.
[0003]
Among apparatuses for realizing such vapor phase growth, there is an apparatus in which a semiconductor wafer is mounted on a side surface of a wafer holder (susceptor) formed in a truncated polygonal pyramid shape. In this vapor phase growth apparatus, a plurality of gas injection nozzles for supplying gas into the reaction chamber are attached, and while rotating the wafer holder in the reaction chamber, a predetermined gas flows along the side surface of the wafer holder, By repeatedly passing the semiconductor wafer through the gas, a thin film is formed on the surface of the semiconductor wafer.
[0004]
Conventionally, in such a vapor phase growth apparatus, the direction of the gas injection nozzle and the flow rate ratio of the gas are adjusted so that a thin film is formed as uniformly as possible on the surface of the semiconductor wafer.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional vapor phase growth apparatus described above, since the wafer holder on which the semiconductor wafer is mounted has a polygonal shape, a portion of the surface of the wafer holder with respect to the gas flowing in the axial direction of the wafer holder The gas flow on the surface of the semiconductor wafer changes depending on whether or not the corners pass and the film thickness unevenness is likely to occur in the thin film formed on the surface. Such film thickness unevenness mainly varies in the circumferential direction, so it is difficult to make the film thickness uniform by adjusting the gas direction and flow rate from the gas injection nozzle described above.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a vapor phase growth apparatus capable of uniformly growing a thin film on a semiconductor wafer.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a gas phase in which a semiconductor wafer is mounted on a wafer holder disposed in a reaction chamber and a thin film is formed on the surface of the semiconductor wafer by supplying gas into the reaction chamber. In the growth apparatus, drive means for rotating the wafer holder in the reaction chamber, and control means for changing the rotation speed of the wafer holder according to the growth rate distribution of the thin film in the circumferential direction of the wafer holder. The technology to prepare is adopted.
Further, the present invention provides the vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein the control means is a technique for changing a rotation speed of the wafer holder in accordance with a growth speed distribution of the thin film in the surface of the semiconductor wafer. Adopted.
Further, the present invention provides a vapor phase growth apparatus in which a semiconductor wafer is mounted on a wafer holder disposed in a reaction chamber, and a thin film is formed on the surface of the semiconductor wafer by supplying a gas into the reaction chamber. The wafer holder has an outer peripheral surface constituted by a plurality of plane portions on which the semiconductor wafer is mounted and corner portions between the plane portions adjacent to each other, and the gas is axially disposed in the reaction chamber. And a driving means for rotating the wafer holder in the reaction chamber, and when the plane portion of the wafer holder passes through the gas flow portion and when the corner portion passes , A technique is adopted that includes control means for changing the rotation speed of the wafer holder when the corner portion that tends to disturb the gas flow passes through the flow location .
The present invention can solve the above-described problems by adopting such a technique.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a vapor phase growth apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The vapor phase growth apparatus according to the present embodiment is a so-called cylinder type vapor phase growth apparatus, and includes a bell-shaped reaction chamber 10 (hereinafter referred to as a bell jar) made of quartz serving as a sealed space. A wafer holder (hereinafter referred to as a susceptor) 11 that rises and falls together with a lid that is openable and closable on the upper surface is suspended via a hanger 12.
[0009]
The susceptor 11 has an outer peripheral surface constituted by a plurality (six in this case) of flat surface portions 11a on which the semiconductor wafer W is mounted and corner portions 11b between the adjacent flat surface portions 11a, and has a polygonal shape (here, a regular hexagon). Are formed in a truncated polygonal pyramid shape having a top surface 11c and a bottom surface 11d. Further, the susceptor 11 is rotated in the bell jar 10 by the driving means 20 and the rotation speed thereof is adjusted by the control means 21. The control means 21 controls the entire apparatus including adjustment of the rotation speed of the susceptor 11.
[0010]
A heater (for example, an infrared copying heating source) 22 is provided around the bell jar 10, and the heater 22 raises the temperature of the semiconductor wafer W mounted on the side surface of the susceptor 11 to a predetermined reaction temperature. ing.
[0011]
In addition, a plurality of (two in this case) gas supply portions having gas injection nozzles 23 are provided in the upper portion of the bell jar 10 in order to guide the gas from the gas supply means 24 into the bell jar 10. The exhaust part 25 is provided so that the gas in the bell jar 10 may be discharged to the outside from below.
[0012]
FIG. 2 shows the state of gas flow near the top of the bell jar 10. In the present embodiment, the gas ejected from the two gas injection nozzles 23 passes over the susceptor 11 and comes into contact with the quartz rectifying member 30, and the flow is changed downward therefrom. Here, the location where the gas flows downward is defined as a flow location FA. Actually, since gas flows downward also from other locations, the flow location FA is a location where the gas flow rate is faster than other locations among the locations where the gas flows downward. Note that silicon tetrachloride, trichlorosilane, dichlorosilane, monosilane, or the like is used as a reaction gas for vapor phase growth.
[0013]
Next, the operation of the vapor phase growth apparatus of the present embodiment configured as described above, here, the operation of performing epitaxial deposition of silicon will be described.
In starting the film formation, the control means 21 shown in FIG. 1 first purges the interior of the bell jar 10 with hydrogen gas by the gas supply means 24 and rotates the susceptor 11 via the driving means 20 while the bell jar 10 is rotated by the heater 22. The temperature in the 10 chambers is raised to, for example, about 1200 ° C., and the semiconductor wafer W is uniformly heated at a desired process temperature. Subsequently, for example, a mixed gas of hydrogen chloride and hydrogen is supplied into the bell jar 10 by the gas supply means 24, the surface of the substrate is etched, and the inside of the bell jar 10 is purged again with hydrogen gas.
[0014]
After this etching process is completed, the control means 21 adds a silicon source gas such as silicon tetrachloride, trichlorosilane, dichlorosilane, or monosilane to the hydrogen gas that is a carrier gas by the gas supply means 24, and this mixed gas is supplied to the two gases. The gas is supplied into the bell jar 10 through the gas injection nozzle 23.
[0015]
The mixed gas injected from the gas injection nozzle 23 merges in the vicinity of the quartz rectifying member 30 and changes its flow downward along the inner wall of the bell jar 10 as shown in FIG. Then, a thin film (epitaxial layer) grows on the surface of the semiconductor wafer W by the semiconductor wafer W rotating together with the susceptor 11 repeatedly passing through the mixed gas of the flow location FA.
[0016]
By the way, in this apparatus, since the susceptor 11 on which the semiconductor wafer W is mounted has a truncated polygonal pyramid shape, when the flat portion 11a of the susceptor 11 is positioned at the flow point FA, and when the susceptor 11 is at the flow point FA. The flow of the mixed gas is different when the corner 11b is located.
[0017]
That is, as shown in FIG. 4 (a), when the flat portion 11a of the susceptor 11 is positioned at the flow location FA, the mixed gas flows downward smoothly and the reaction proceeds easily, whereas FIG. 4 (b). As shown in FIG. 4, when the corner 11b of the susceptor 11 is located at the flow point FA, the downward flow spreads laterally by the corner 11b. Increases the time of contact with a gas having a high flow rate and the growth rate of the thin film. Therefore, in the conventional vapor phase growth apparatus, the film thickness of the vapor phase formed on the semiconductor wafer W has a waveform as shown in FIG. 5, for example.
[0018]
Therefore, in the vapor phase growth apparatus of the present embodiment, the rotation speed of the susceptor 11 is changed by the control means 21 in accordance with the growth rate distribution of the thin film in the circumferential direction of the susceptor 11. That is, the control means 21 is based on the change in the thickness of the thin film when the susceptor 11 is rotated at a constant rotational speed, for example, a region having a thicker film than other regions (a region having a high growth rate of the thin film, for example, FIG. When the regions (s) and (u) shown in FIG. 5 pass through the flow point FA, the susceptor 11 is rotated at a high speed, and conversely, the region having a smaller film thickness (for example, the region (t) shown in FIG. 5). The susceptor 11 is rotated at a low speed when the susceptor 11 passes through the flow area FA, and the rotation speed of the susceptor 11 is changed according to the growth rate of the thin film for each circumferential region on the semiconductor wafer W. When the rotational speed when passing through the flow point FA becomes faster, the time of contact with the gas having a high flow rate becomes short, so that the thin film in the region becomes difficult to grow, and conversely, when the rotational speed becomes slow, the gas in the region has a high flow rate. Touching for a long time, the thin film grows faster than others. Therefore, it is possible to reduce variations in the growth rate of the thin film in the circumferential direction by changing the rotation speed of the susceptor 11 as described above as compared to when the susceptor 11 is rotated at a constant rotation speed.
[0019]
Furthermore, in order to suppress the influence of the gas flow by the corner portion 11b described above, the control means 21 determines whether the susceptor 11 has a difference between when the plane portion 11a passes through the gas flow point FA and when the corner portion 11b passes. Change the rotation speed. In the present embodiment, control is performed so that the rotation speed of the susceptor 11 is increased when the corner portion 11b that easily disturbs the gas flow passes through the flow point FA. Since the corner portion 11b quickly passes through the flow point FA, the turbulence of the gas flow is reduced, thereby reducing the film thickness unevenness caused by the turbulence of the gas flow.
[0020]
In the control means 21, the above speed change control is performed for each plane portion 11 a of the susceptor 11, so that a series of speed control is periodically repeated six times during one rotation of the susceptor 11.
[0021]
Then, by controlling the rotational speed of the susceptor 11 by the control means 21 in this way, the gas phase grows uniformly on the surface of the semiconductor wafer W, and a thin film (epitaxial layer) with little film thickness unevenness is formed. Is done.
[0022]
That is, according to the vapor phase growth apparatus of the present embodiment, since the rotation speed of the susceptor 11 is changed according to the growth rate distribution of the thin film in the circumferential direction of the susceptor 11, the film thickness unevenness in the circumferential direction can be reduced. . Thereby, a film thickness nonuniformity can be reduced and a thin film can be uniformly grown on the surface of the semiconductor wafer W.
[0023]
Further, since the rotational speed of the susceptor 11 is changed between when the plane portion 11a of the susceptor 11 passes and when the corner portion 11b passes through the gas flow point FA, it is possible to suppress the disturbance of the gas flow. Thereby, the film thickness unevenness caused by the gas flow disturbance can be reduced, and the thin film can be further uniformly grown on the surface of the semiconductor wafer W.
[0024]
The various shapes and combinations of the constituent members shown in the above-described embodiments are merely examples, and various changes can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. In the vapor phase growth apparatus according to the present invention , the rotational speed of the wafer holder is changed in accordance with the growth rate distribution of the thin film in the circumferential direction of the wafer holder. A thin film can be uniformly grown on the surface.
[0026]
In the vapor phase growth apparatus according to the present invention , the rotational speed of the wafer holder is changed in accordance with the growth rate distribution of the thin film in the surface of the semiconductor wafer. For example, the growth rate of the thin film is larger on the semiconductor wafer than the others. The growth rate of the thin film can be controlled for each predetermined region on the semiconductor wafer, such as shortening the contact time between the predetermined region and the gas to suppress the growth rate. Therefore, the film thickness unevenness of the thin film can be further reduced.
[0027]
In the vapor phase growth apparatus according to the present invention , in order to change the rotation speed of the wafer holder between when the plane portion of the wafer holder passes through the gas flow location and when the corner passes, It is possible to suppress the turbulence of the gas flow by controlling the turbulent corners so as to pass through the gas flow point quickly. Therefore, the film thickness unevenness caused by the gas flow disturbance can be reduced, and the thin film can be uniformly grown on the surface of the semiconductor wafer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a vapor phase growth apparatus according to the present invention.
2 is a diagram showing a gas flow of the vapor phase growth apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a gas flow of the vapor phase growth apparatus of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing a state where a plane portion and a corner portion of a susceptor pass through a gas flow location.
FIG. 5 is a diagram showing a change in film thickness of a thin film formed on the surface of a semiconductor wafer when a susceptor is rotated at a constant speed.
[Explanation of symbols]
W Semiconductor wafer FA Flow point 10 Bell jar (reaction chamber)
11 Susceptor (wafer holder)
11a Plane portion 11b Corner portion 20 Driving means 21 Control means 23 Gas injection nozzle

Claims

反応室内に配置されるウェーハ保持体に半導体ウェーハが搭載され、前記反応室内にガスを供給することにより前記半導体ウェーハの表面上に薄膜を形成させる気相成長装置において、
前記ウェーハ保持体は、前記半導体ウェーハを搭載する複数の平面部と互いに隣接する前記平面部間の角部とで外周面が構成され、
前記反応室内には、前記ガスが前記ウェーハ保持体の軸方向に流れる流動箇所が形成され、
前記ウェーハ保持体を前記反応室内で回転させる駆動手段と、
前記ウェーハ保持体の周方向における前記薄膜の成長速度分布に応じて、前記ガスの流動箇所を前記ウェーハ保持体の平面部が通過するときと角部が通過するときとで、前記ガスの流れを乱しやすい前記角部が前記流動箇所を通過するときに回転速度を大きくするように前記ウェーハ保持体の回転速度を変化させる制御手段とを備えることを特徴とする気相成長装置。In a vapor phase growth apparatus in which a semiconductor wafer is mounted on a wafer holder disposed in a reaction chamber, and a thin film is formed on the surface of the semiconductor wafer by supplying a gas into the reaction chamber,
The outer peripheral surface of the wafer holder is composed of a plurality of plane portions on which the semiconductor wafer is mounted and corner portions between the plane portions adjacent to each other.
In the reaction chamber, a flow point where the gas flows in the axial direction of the wafer holder is formed,
Driving means for rotating the wafer holder in the reaction chamber;
Depending on the growth rate distribution of the thin film in the circumferential direction of the wafer holding member, in the case the plane of the flow point of the previous SL gas the wafer carrier is that the corners passes and when passing the flow of the gas A vapor phase growth apparatus comprising: control means for changing a rotation speed of the wafer holder so that the rotation speed is increased when the corner portion that easily disturbs the flow passes through the flow location.