JP5791004B2

JP5791004B2 - Epitaxial wafer manufacturing apparatus and manufacturing method

Info

Publication number: JP5791004B2
Application number: JP2012213787A
Authority: JP
Inventors: 荒井　剛; 剛荒井
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2032-09-27
Also published as: JP2014067955A

Description

本発明は、エピタキシャルウェーハの製造装置及び製造方法に関するもので、特に平坦度の高いエピタキシャルウェーハの製造装置及び製造方法に関するものである。 The present invention relates to an epitaxial wafer manufacturing apparatus and manufacturing method, and more particularly to an epitaxial wafer manufacturing apparatus and manufacturing method with high flatness.

シリコンウェーハ（半導体ウェーハ）の主表面に、気相成長法によりシリコン単結晶薄膜（以下、単に「薄膜」と略称する）を形成したシリコンエピタキシャルウェーハは、バイポーラＩＣやＭＯＳ−ＩＣ等の電子デバイスに広く使用されている。そして、電子デバイスの微細化等に伴い、素子を作りこむエピタキシャルウェーハ主表面のフラットネスに対する要求がますます厳しくなりつつある。フラットネスに影響を及ぼす因子としては、半導体ウェーハの平坦度と薄膜の膜厚分布とがある。ところで、近年、たとえば直径が２００ｍｍないしそれ以上のエピタキシャルウェーハの製造においては、複数枚の半導体ウェーハをバッチ処理する方法に代えて、枚葉式気相成長装置が主流になりつつある。これは、反応容器内に１枚の半導体ウェーハを水平に回転保持し、反応容器の一端から他端へ原料ガスを略水平かつ一方向に供給しながら薄膜を気相成長させるものである。上記のような枚葉式気相成長装置において、形成される薄膜の膜厚均一化を図る上で重要な因子として、反応容器内における原料ガスの流量あるいは流量分布がある。枚葉式気相成長装置においては、通常、ガス供給管を介して反応容器の一端部に形成されたガス供給口から原料ガスが供給され、基板表面に沿って原料ガスが流れた後、容器他端側の排出口から排出される構造となっている。このような構造の気相成長装置において、流量ムラを減ずるために、種種の装置が提案されている。 A silicon epitaxial wafer in which a silicon single crystal thin film (hereinafter simply referred to as “thin film”) is formed on the main surface of a silicon wafer (semiconductor wafer) by vapor deposition is used as an electronic device such as a bipolar IC or MOS-IC. Widely used. With the miniaturization of electronic devices, the demand for flatness of the main surface of the epitaxial wafer that forms the elements is becoming stricter. Factors affecting the flatness include the flatness of the semiconductor wafer and the film thickness distribution of the thin film. By the way, in recent years, for example, in the manufacture of an epitaxial wafer having a diameter of 200 mm or more, a single-wafer type vapor phase growth apparatus is becoming mainstream instead of a method of batch processing a plurality of semiconductor wafers. In this method, a single semiconductor wafer is rotated and held horizontally in a reaction vessel, and a thin film is grown in a vapor phase while supplying a source gas substantially horizontally and in one direction from one end to the other end of the reaction vessel. In the single-wafer type vapor phase growth apparatus as described above, an important factor for achieving uniform film thickness of the thin film to be formed is the flow rate or flow rate distribution of the source gas in the reaction vessel. In a single wafer type vapor phase growth apparatus, a source gas is usually supplied from a gas supply port formed at one end of a reaction vessel via a gas supply pipe, and after the source gas flows along the substrate surface, the vessel It is structured to be discharged from the discharge port on the other end side. In the vapor phase growth apparatus having such a structure, various apparatuses have been proposed in order to reduce flow rate unevenness.

しかし、半導体ウェーハの周縁部では、結晶方位の違いによるエピタキシャル層の成長速度の違いからエピタキシャル形成膜厚の変化が生じ、エピタキシャル成長用のガスの流れの均一化だけでは、膜厚の均一化を得ることは困難であることが分かってきた。この解決方法として、半導体ウェーハの周縁部近傍のサセプタの形状を、半導体ウェーハの結晶方位の変化に従って周期的に変化させることが提案されている（特許文献１参照）。これによれば、ファセット成長しやすい部分の成長速度を抑えることができ、周縁部の膜厚の均一性を向上できるとしている。 However, at the peripheral edge of the semiconductor wafer, the change in the epitaxial film thickness occurs due to the difference in the growth rate of the epitaxial layer due to the difference in crystal orientation. It has turned out to be difficult. As a solution to this problem, it has been proposed to periodically change the shape of the susceptor in the vicinity of the peripheral edge of the semiconductor wafer according to the change in the crystal orientation of the semiconductor wafer (see Patent Document 1). According to this, the growth rate of the portion where facet growth is likely to be suppressed can be suppressed, and the uniformity of the film thickness of the peripheral portion can be improved.

特開２００７−２９４９４２号公報JP 2007-294942 A

しかし、特許文献１の発明では、半導体ウェーハの周縁部の結晶方位に合わせて複雑な形状のサセプタを用意する必要があり、サセプタ加工コストの増大などの問題がある。 However, in the invention of Patent Document 1, it is necessary to prepare a susceptor having a complicated shape in accordance with the crystal orientation of the peripheral portion of the semiconductor wafer, and there are problems such as an increase in susceptor processing cost.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、半導体ウェーハの周縁部のエピタキシャル層の膜厚をより簡便な方法で均一化できるエピタキシャルウェーハの製造装置及び製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an epitaxial wafer manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of making the thickness of the epitaxial layer at the peripheral edge of a semiconductor wafer uniform by a simpler method. .

上記課題を解決するために、本発明のエピタキシャルウェーハの製造装置は、反応容器内に水平に支持されたサセプタの載置面に半導体ウェーハを載置し、前記サセプタをサセプタ中心を回転軸として水平回転させつつ、前記反応容器の水平方向における一端側からエピタキシャル層形成用の原料ガスを供給して、前記半導体ウェーハ上にエピタキシャル層を気相成長させるエピタキシャルウェーハの製造装置において、
前記原料ガスの供給方向に向いた前記半導体ウェーハの周縁部における結晶方位の、前記サセプタの水平回転にともなう周期的な変化に応じて、前記サセプタをその載置面に対して垂直な方向に周期的に上下させることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an epitaxial wafer manufacturing apparatus of the present invention has a semiconductor wafer mounted on a mounting surface of a susceptor that is horizontally supported in a reaction vessel, and the susceptor is placed horizontally with a susceptor center as a rotation axis. In the epitaxial wafer manufacturing apparatus for supplying a source gas for epitaxial layer formation from one end side in the horizontal direction of the reaction vessel while rotating, and vapor-phase growing an epitaxial layer on the semiconductor wafer,
The susceptor is cycled in a direction perpendicular to its mounting surface in accordance with a periodic change of the crystal orientation in the peripheral portion of the semiconductor wafer facing the source gas supply direction with horizontal rotation of the susceptor. It is characterized by moving up and down automatically.

また、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法は、反応容器内に水平に支持されたサセプタの載置面に半導体ウェーハを載置し、前記サセプタをサセプタ中心を回転軸として水平回転させつつ、前記反応容器の水平方向における一端側からエピタキシャル層形成用の原料ガスを供給して、前記半導体ウェーハ上にエピタキシャル層を気相成長させるエピタキシャルウェーハの製造方法において、
前記原料ガスの供給方向に向いた前記半導体ウェーハの周縁部における結晶方位の、前記サセプタの水平回転にともなう周期的な変化に応じて、前記サセプタをその載置面に対して垂直な方向に周期的に上下させることを特徴とする。 The method for producing an epitaxial wafer according to the present invention includes placing a semiconductor wafer on a placing surface of a susceptor horizontally supported in a reaction vessel, and horizontally reacting the susceptor with a susceptor center as a rotation axis. In the method for producing an epitaxial wafer, the source gas for forming the epitaxial layer is supplied from one end side in the horizontal direction of the container, and the epitaxial layer is vapor-phase grown on the semiconductor wafer.
The susceptor is cycled in a direction perpendicular to its mounting surface in accordance with a periodic change of the crystal orientation in the peripheral portion of the semiconductor wafer facing the source gas supply direction with horizontal rotation of the susceptor. It is characterized by moving up and down automatically.

エピタキシャル層を気相成長させるときにはサセプタが水平回転されて、その水平回転にともなって、原料ガスの供給方向に向く半導体ウェーハの周縁部の結晶方位が周期的に変化する。本発明では、その結晶方位の周期的な変化に応じて、サセプタを上下動させている。つまり、結晶方位の気相成長しやすさに応じてサセプタを上下動させるので、ガス供給方向に向いた周縁部周辺のガス供給の程度を、その周縁部の結晶方位に応じて変化させることができる。その結果、ガス供給方向に向いた周縁部周辺のエピタキシャル層の成長速度を簡単に制御できる。よって、半導体ウェーハの周縁部のエピタキシャル層の膜厚をより簡便に均一化できる。 When the epitaxial layer is grown in a vapor phase, the susceptor is rotated horizontally, and the crystal orientation of the peripheral portion of the semiconductor wafer facing the supply direction of the source gas periodically changes with the horizontal rotation. In the present invention, the susceptor is moved up and down according to the periodic change of the crystal orientation. In other words, since the susceptor is moved up and down according to the ease of vapor phase growth of the crystal orientation, the degree of gas supply around the peripheral portion in the gas supply direction can be changed according to the crystal orientation of the peripheral portion. it can. As a result, the growth rate of the epitaxial layer around the peripheral edge facing the gas supply direction can be easily controlled. Therefore, the film thickness of the epitaxial layer at the peripheral edge of the semiconductor wafer can be more easily uniformized.

また、本発明において、前記周縁部の結晶方位のうちファセット成長しやすい結晶方位である第１結晶方位が前記原料ガスの供給方向に向いたときに前記サセプタを前記垂直な方向に下げ、前記周縁部の結晶方位のうちファセット成長しにくい結晶方位である第２結晶方位が前記原料ガスの供給方向に向いたときに前記サセプタを前記垂直な方向に上げる。 Further, in the present invention, when the first crystal orientation, which is the crystal orientation that facilitates facet growth among the crystal orientations of the peripheral portion, faces the supply direction of the source gas, the susceptor is lowered in the vertical direction, The susceptor is raised in the vertical direction when the second crystal orientation, which is a crystal orientation in which facet growth is difficult among the crystal orientations of the portion, is directed to the supply direction of the source gas.

これによれば、ファセット成長しやすい第１結晶方位の周縁部に対するガス供給を、ファセット成長しにくい第２結晶方位の周縁部に対するガス供給よりも抑えることができる。よって、第２結晶方位の周縁部周辺の成長速度を維持しつつ、第１結晶方位の周縁部周辺の成長速度を抑えることができる。その結果、第１結晶方位の周縁部周辺に形成されたエピタキシャル層の膜厚と、第２結晶方位の周縁部周辺に形成されたエピタキシャル層の膜厚とを近づけることができる。つまり、周縁部の膜厚を均一化できる。 According to this, the gas supply to the peripheral part of the first crystal orientation in which facet growth is easy can be suppressed more than the gas supply to the peripheral part of the second crystal orientation in which facet growth is difficult. Therefore, the growth rate around the periphery of the first crystal orientation can be suppressed while maintaining the growth rate around the periphery of the second crystal orientation. As a result, the film thickness of the epitaxial layer formed around the periphery of the first crystal orientation can be made closer to the film thickness of the epitaxial layer formed around the periphery of the second crystal orientation. That is, the film thickness of the peripheral edge can be made uniform.

また、本発明において、前記半導体ウェーハはシリコンウェーハであり、前記サセプタが４５度回転する毎に前記サセプタを前記垂直な方向に上げ又は下げる。 In the present invention, the semiconductor wafer is a silicon wafer, and the susceptor is raised or lowered in the vertical direction every time the susceptor rotates 45 degrees.

半導体ウェーハがシリコンウェーハの場合には、第１結晶方位と第２結晶方位とが交互に４５度周期で現れることが知られているので、サセプタが４５度回転する毎にサセプタを上下動させることで、第１結晶方位と第２結晶方位の周期的な変化に連動してサセプタを上下動させることができる。 When the semiconductor wafer is a silicon wafer, it is known that the first crystal orientation and the second crystal orientation alternately appear at a cycle of 45 degrees, so that the susceptor is moved up and down each time the susceptor rotates 45 degrees. Thus, the susceptor can be moved up and down in conjunction with periodic changes in the first crystal orientation and the second crystal orientation.

また、本発明において、前記シリコンウェーハは結晶方位が（１００）方位のウェーハであり、前記第１結晶方位は＜１１０＞方位であり、前記第２結晶方位は＜１００＞方位である。 In the present invention, the silicon wafer is a wafer having a crystal orientation of (100), the first crystal orientation is a <110> orientation, and the second crystal orientation is a <100> orientation.

結晶方位が（１００）方位のシリコンウェーハにおいては、ファセット成長面（第１結晶方位）は＜１１０＞方位、非ファセット成長面（第２結晶方位）は＜１００＞方位であることが知られている。そのシリコンウェーハに本発明を適用することで、＜１１０＞方位のファセット成長を抑えることができるので、周縁部の膜厚を均一化できる。 In a silicon wafer with a crystal orientation of (100), it is known that the facet growth plane (first crystal orientation) has a <110> orientation and the non-facet growth plane (second crystal orientation) has a <100> orientation. Yes. By applying the present invention to the silicon wafer, facet growth in the <110> direction can be suppressed, and the film thickness of the peripheral portion can be made uniform.

気相成長装置１の側面断面図である。2 is a side sectional view of the vapor phase growth apparatus 1. FIG. シリコンウェーハＷの平面図である。2 is a plan view of a silicon wafer W. FIG. 図１のＡ部の拡大図であり、ガス供給方向の結晶方位に応じて、サセプタ１２の上下位置が変化している様子を示した図である。It is the enlarged view of the A section of FIG. 1, and is a figure which showed a mode that the up-and-down position of the susceptor 12 was changing according to the crystal orientation of a gas supply direction. サセプタ１２の回転角度に対するサセプタ１２の上下位置の推移を示した第１例であり、三角波状に推移させた図である。It is the 1st example which showed change of the up-and-down position of susceptor 12 with respect to the rotation angle of susceptor 12, and is the figure made to change in the shape of a triangular wave. サセプタ１２の回転角度に対するサセプタ１２の上下位置の推移を示した第２例であり、矩形波状に推移させた図である。It is the 2nd example which showed change of the up-and-down position of susceptor 12 with respect to the rotation angle of susceptor 12, and is the figure made to change in the shape of a rectangular wave. 比較例１、２におけるサセプタ１２の上下位置の状態を示した図である。It is the figure which showed the state of the up-and-down position of the susceptor 12 in the comparative examples 1 and 2. FIG. 実施例、比較例１、２で得られたシリコンエピタキシャルウェーハＷのＦｒｏｎｔＺＤＤを示した図である。It is the figure which showed FrontZDD of the silicon epitaxial wafer W obtained by the Example and the comparative examples 1 and 2. FIG.

以下、本発明に係るエピタキシャルウェーハの製造装置及び製造方法の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のエピタキシャルウェーハの製造装置としての枚葉式の気相成長装置１の側面断面図である。気相成長装置１は、図１に示すように、水平方向における第一端部３１側にガス供給口２１が形成され、第一端部３１と反対側の第二端部３２側にガス排出口３６が形成された反応容器２を有する。エピタキシャル層形成のための原料ガスＧは、ガス供給管５０からガス供給口２１を経て反応容器２内に供給され、該反応容器２の内部空間５にて略水平に回転保持されるシリコンウェーハＷ（シリコン単結晶基板）の主表面に沿って流れた後、ガス排出口３６から排出管７を経て排出されるように構成されている。つまり、原料ガスＧは、ガス供給口２１からガス排出口３６へ向けて、略水平かつ一方向に流れる。 Embodiments of an epitaxial wafer manufacturing apparatus and a manufacturing method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view of a single wafer type vapor phase growth apparatus 1 as an epitaxial wafer manufacturing apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, the vapor phase growth apparatus 1 has a gas supply port 21 formed on the first end portion 31 side in the horizontal direction, and a gas exhaust port on the second end portion 32 side opposite to the first end portion 31. It has the reaction container 2 in which the outlet 36 was formed. A raw material gas G for forming an epitaxial layer is supplied from the gas supply pipe 50 through the gas supply port 21 into the reaction vessel 2 and is rotated and held substantially horizontally in the internal space 5 of the reaction vessel 2. After flowing along the main surface of the (silicon single crystal substrate), the gas is discharged from the gas discharge port 36 through the discharge pipe 7. That is, the source gas G flows in a substantially horizontal direction from the gas supply port 21 toward the gas discharge port 36.

原料ガスＧは、上記のシリコンウェーハＷ上にエピタキシャル層としてのシリコン単結晶薄膜を気相成長させるためのものであり、ＳｉＨＣｌ_３、ＳｉＣｌ_４、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２等のシリコン化合物の中から選択される。原料ガスＧには、ドーパントガスとしてのＢ_２Ｈ_６あるいはＰＨ_３や、希釈ガスとしてのＨ_２、Ｎ_２、Ａｒ等が適宜配合される。また、薄膜の気相成長処理に先立って基板前処理（例えば自然酸化膜や付着有機物の除去処理）を行う際には、ＨＣｌ、ＨＦ、ＣｌＦ_３、ＮＦ_３等から適宜選択された腐蝕性ガスを希釈ガスにて希釈した前処理用ガスを反応容器２内に供給するか、又は、Ｈ_２雰囲気中で高温熱処理を施す。 The source gas G is for vapor phase growth of a silicon single crystal thin film as an epitaxial layer on the silicon wafer W, and is selected from silicon compounds such as SiHCl ₃ , SiCl ₄ , and SiH ₂ Cl _2. The The source gas G is appropriately mixed with B ₂ H ₆ or PH ₃ as a dopant gas, H ₂ , N ₂ , Ar, or the like as a diluent gas. In addition, when substrate pretreatment (for example, removal of a natural oxide film or attached organic matter) is performed prior to thin film vapor deposition, a corrosive gas appropriately selected from HCl, HF, ClF ₃ , NF _{3, and the} like. A pretreatment gas diluted with a diluent gas is supplied into the reaction vessel 2 or a high temperature heat treatment is performed in an H ₂ atmosphere.

反応容器２は、下部ケース３と上部ケース４とから構成されている。下部ケース３の内周面に沿うように、ガス案内部材２３が配置されている。そのガス案内部材２３でサセプタ１２が取り囲まれている。ガス案内部材２３は、ガス案内部材２３の上面２３ａが後述するサセプタ１２の上面１２ａ（ひいてはシリコンウェーハＷの主表面）と略一致する位置関係にて配置される。なお、後述するようにサセプタ１２は上下動可能となっているので、サセプタ１２とガス案内部材２３の位置関係は変化する。ガス供給口２１及びガス排出口３６は、ガス案内部材２３の外周面２３ｂ（上面２３ａも含む）と、その外周面２３ｂに対向する上部ケース４の面４ａとから構成されている。 The reaction vessel 2 includes a lower case 3 and an upper case 4. A gas guide member 23 is disposed along the inner peripheral surface of the lower case 3. The susceptor 12 is surrounded by the gas guide member 23. The gas guide member 23 is arranged in a positional relationship in which the upper surface 23a of the gas guide member 23 substantially coincides with an upper surface 12a of the susceptor 12 (and thus the main surface of the silicon wafer W) which will be described later. As will be described later, since the susceptor 12 can be moved up and down, the positional relationship between the susceptor 12 and the gas guide member 23 changes. The gas supply port 21 and the gas discharge port 36 are composed of an outer peripheral surface 23b (including the upper surface 23a) of the gas guide member 23 and a surface 4a of the upper case 4 facing the outer peripheral surface 23b.

内部空間５には、円盤状のサセプタ１２が水平配置されている。そのサセプタ１２は、例えば、Ｃ（カーボン）を基材として、その周りを高純度の炭化珪素（ＳｉＣ）で覆われる形で形成されている。サセプタ１２の上面１２ａにはザグリ１２ｂが形成されている。そのザグリ１２ｂの形状は、シリコンウェーハＷより若干大きい円盤状となっている。シリコンウェーハＷは、ザグリ１２ｂ内に配置される。シリコンウェーハＷは、例えば直径が１００ｍｍあるいはそれ以上のものである。また、シリコンウェーハＷの配置領域に対応して反応容器２の上下には、シリコンウェーハＷを加熱のためのヒータ１１（赤外線加熱ランプ、ハロゲンランプなど）が所定間隔にて配置されている。 A disk-shaped susceptor 12 is horizontally arranged in the internal space 5. The susceptor 12 is formed, for example, in such a form that C (carbon) is used as a base material and the periphery thereof is covered with high-purity silicon carbide (SiC). A counterbore 12 b is formed on the upper surface 12 a of the susceptor 12. The shape of the counterbore 12b is a disk shape slightly larger than the silicon wafer W. The silicon wafer W is disposed in the counterbore 12b. The silicon wafer W has a diameter of, for example, 100 mm or more. Further, heaters 11 (infrared heating lamps, halogen lamps, etc.) for heating the silicon wafer W are arranged at predetermined intervals above and below the reaction vessel 2 corresponding to the arrangement region of the silicon wafer W.

サセプタ１２の裏面には、サセプタ１２を支持する支持軸１３が接続されている。その支持軸１３には、モータ、歯車等で構成された回転機構１４が接続されており、支持軸１３はその回転機構１４により自身の軸回りに回転可能となっている。そして、支持軸１３の回転により、サセプタ１２は、サセプタ１２の中心軸Ｏ周りに水平回転可能となっている。 A support shaft 13 that supports the susceptor 12 is connected to the back surface of the susceptor 12. A rotation mechanism 14 composed of a motor, gears, and the like is connected to the support shaft 13, and the support shaft 13 can be rotated around its own axis by the rotation mechanism 14. The susceptor 12 can rotate horizontally around the central axis O of the susceptor 12 by the rotation of the support shaft 13.

また、支持軸１３には、モータ、歯車等で構成された上下動機構１５が接続されている。支持軸１３はその上下動機構１５により自身の軸方向（上下方向）に上下動できるようになっている。その支持軸１３の上下動により、サセプタ１２は、その載置面１２ｃに対して垂直な方向に（上下方向に）上下動できるようになっている。 The support shaft 13 is connected to a vertical movement mechanism 15 composed of a motor, gears, and the like. The support shaft 13 can be moved up and down in its own axial direction (vertical direction) by the vertical movement mechanism 15. By the vertical movement of the support shaft 13, the susceptor 12 can move up and down in a direction perpendicular to the placement surface 12c (in the vertical direction).

回転機構１４及び上下動機構１５は制御装置１６に接続されている。制御装置１６は、ＣＰＵやモータを駆動する駆動回路等から構成され、シリコンウェーハＷ上にエピタキシャル層を気相成長させる際に、回転機構１４によるサセプタ１２の回転（回転速度など）及び上下動機構１５によるサセプタ１２の上下動（上下動のタイミング、振幅、速度など）を制御する。 The rotation mechanism 14 and the vertical movement mechanism 15 are connected to the control device 16. The control device 16 includes a CPU, a drive circuit that drives a motor, and the like. When an epitaxial layer is vapor-phase grown on the silicon wafer W, the rotation of the susceptor 12 (rotation speed, etc.) by the rotation mechanism 14 and a vertical movement mechanism. 15 controls the vertical movement (the vertical movement timing, amplitude, speed, etc.) of the susceptor 12.

次に、図１の気相成長装置１を用いて、シリコンエピタキシャルウェーハを製造する方法を説明する。先ず、シリコンウェーハＷを用意する。ここで、図２には、用意したシリコンウェーハＷとして、結晶方位が（１００）方位のシリコンウェーハＷの平面図を示している。図２に示すように、シリコンウェーハＷの周縁部１０１（面取り部）では、周縁部１０１の周方向に沿って周期的に結晶方位が変化する。具体的には、＜１００＞方位と＜１１０＞方位とが４５度周期で交互に現れる。なお、図２では、＜１００＞方位と等価な結晶方位（例えば、［０Ｔ０］方位（なお、「Ｔ」は、いちバーを意味する。以下同じ）、［０１０]方位など）は＜１００＞方位として図示している。同様に、図２では、＜１１０＞方位と等価な結晶方位（例えば、［０Ｔ１］方位、［０１Ｔ］方位など）は＜１１０＞方位として図示している。＜１１０＞方位はファセット成長面とされ、非ファセット成長面である＜１００＞方位に比べて、エピタキシャル層が成長しやすくなっている。 Next, a method for manufacturing a silicon epitaxial wafer using the vapor phase growth apparatus 1 of FIG. 1 will be described. First, a silicon wafer W is prepared. Here, FIG. 2 shows a plan view of a silicon wafer W having a crystal orientation of (100) as the prepared silicon wafer W. As shown in FIG. 2, in the peripheral portion 101 (chamfered portion) of the silicon wafer W, the crystal orientation periodically changes along the circumferential direction of the peripheral portion 101. Specifically, the <100> direction and the <110> direction appear alternately with a period of 45 degrees. In FIG. 2, the crystal orientation equivalent to the <100> orientation (for example, [0T0] orientation (“T” means 1 bar. The same applies hereinafter), [010] orientation, etc.) is <100>. It is shown as an orientation. Similarly, in FIG. 2, crystal orientations equivalent to the <110> orientation (eg, [0T1] orientation, [01T] orientation, etc.) are illustrated as <110> orientations. The <110> orientation is a facet growth plane, and the epitaxial layer is easier to grow than the <100> orientation, which is a non-facet growth plane.

シリコンウェーハＷを用意した後、ヒータ１１により投入温度（例えば６５０℃）に調整した反応容器２内に図２のシリコンウェーハＷを投入し、その主表面が上を向くように、サセプタ１２（ザグリ１２ｂ）に載置する。このとき、シリコンウェーハＷの周縁部１０１のうち、ガス供給方向に配置された周縁部１０１ａ（図１参照）の結晶方位を把握できるように、シリコンウェーハＷをサセプタ１２に載置する。なお、ガス供給方向とは、ガスの流れ方向を意味し、具体的にはガス供給口２１の中央とガス排出口３６の中央とを結ぶ直線に平行な方向を意味する。例えば、初期状態として、＜１１０＞方位の周縁部１０１がガス供給口２１の側（以下、ガス供給側という）に配置されるようにする。この場合、ガス排出口３６の側（以下、ガス排出側）の結晶方位も＜１１０＞方位となる。なお、周縁部１０１のそれぞれの位置における結晶方位は、オリエンテーションフラット又はノッチとの相対位置関係から把握できる。以下では、初期状態として、＜１１０＞方位の周縁部１０１がガス供給方向（ガス供給側２１、ガス排出側３６）に配置されたとし、その初期状態におけるサセプタ１２の回転角度を０度とする。 After preparing the silicon wafer W, the silicon wafer W of FIG. 2 is put into the reaction vessel 2 adjusted to the charging temperature (for example, 650 ° C.) by the heater 11, and the susceptor 12 (counterbored) 12b). At this time, the silicon wafer W is placed on the susceptor 12 so that the crystal orientation of the peripheral portion 101a (see FIG. 1) of the peripheral portion 101 of the silicon wafer W can be grasped. The gas supply direction means a gas flow direction, specifically, a direction parallel to a straight line connecting the center of the gas supply port 21 and the center of the gas discharge port 36. For example, as an initial state, the peripheral portion 101 having the <110> orientation is arranged on the gas supply port 21 side (hereinafter referred to as the gas supply side). In this case, the crystal orientation on the side of the gas exhaust port 36 (hereinafter referred to as the gas exhaust side) is also the <110> orientation. In addition, the crystal orientation in each position of the peripheral part 101 can be grasped | ascertained from the relative positional relationship with an orientation flat or a notch. Hereinafter, as an initial state, it is assumed that the peripheral portion 101 in the <110> direction is arranged in the gas supply direction (gas supply side 21, gas discharge side 36), and the rotation angle of the susceptor 12 in the initial state is 0 degree. .

次に、ヒータ１１により、シリコンウェーハＷを水素熱処理温度（例えば１０５０℃〜１２００℃）まで加熱する。次に、シリコンウェーハＷの主表面に形成されている自然酸化膜を除去するための気相エッチングを行う。なお、この気相エッチングは、次工程である気相成長の直前まで行われる。 Next, the silicon wafer W is heated by the heater 11 to a hydrogen heat treatment temperature (for example, 1050 ° C. to 1200 ° C.). Next, vapor phase etching for removing the natural oxide film formed on the main surface of the silicon wafer W is performed. This vapor phase etching is performed until immediately before the next vapor phase growth.

次に、シリコンウェーハＷを所望の成長温度（例えば１０５０℃〜１１８０℃）まで降温し、ガス供給口２１を介してシリコンウェーハＷの主表面上に原料ガスＧ（例えばトリクロロシラン）及びキャリアガス（例えば水素）をそれぞれ略水平に供給する。これにより、ウェーハ表面に原料ガスの熱分解（および還元）によって生成されたシリコンが析出し、ウェーハ表面に単結晶シリコンからなるエピタキシャル層が成長する。この気相成長の際に、制御装置１６は、回転機構１４を制御して、サセプタ１２（シリコンウェーハＷ）を所定の回転速度にて水平回転させる。これにより、エピタキシャル層をシリコンウェーハＷ上に膜厚均一に成長させることができる。 Next, the silicon wafer W is cooled to a desired growth temperature (for example, 1050 ° C. to 1180 ° C.), and a raw material gas G (for example, trichlorosilane) and a carrier gas (for example, trichlorosilane) are formed on the main surface of the silicon wafer W through the gas supply port 21. For example, hydrogen) is supplied substantially horizontally. Thereby, silicon generated by thermal decomposition (and reduction) of the source gas is deposited on the wafer surface, and an epitaxial layer made of single crystal silicon grows on the wafer surface. During the vapor phase growth, the control device 16 controls the rotation mechanism 14 to rotate the susceptor 12 (silicon wafer W) horizontally at a predetermined rotation speed. Thereby, the epitaxial layer can be grown on the silicon wafer W uniformly.

回転機構１４によるシリコンウェーハＷの回転により、ガス供給方向（ガス供給側２１、ガス排出側３６）の周縁部１０１ａの結晶方位が周期的に変化する。制御装置１６は、その結晶方位の周期的な変化に応じて、上下動機構１５を制御してサセプタ１２を周期的に上下動させる。ここで、図３は、図１のＡ部の拡大図であり、ガス供給方向（ガス供給側２１、ガス排出側）の結晶方位に応じて、サセプタ１２の上下位置が変化している様子を示している。詳細には、図３（Ａ）は、ガス供給方向の結晶方位が非ファセット成長面である＜１００＞方位又は＜１００＞方位に等価な結晶方位（図３（Ａ）ではガス供給側２１が［０Ｔ０］方位、ガス排出側３６が［０１０］方位）の場合における様子を示している。図３（Ｂ）は、ガス供給方向の結晶方位がファセット成長面である＜１１０＞方位又は＜１１０＞方位に等価な結晶方位（図３（Ｂ）ではガス供給側２１が［０Ｔ１］方位、ガス排出側３６が［０１Ｔ］方位）の場合における様子を示している。 As the silicon wafer W is rotated by the rotation mechanism 14, the crystal orientation of the peripheral edge portion 101a in the gas supply direction (the gas supply side 21 and the gas discharge side 36) changes periodically. The control device 16 periodically moves the susceptor 12 up and down by controlling the up-and-down movement mechanism 15 according to the periodic change of the crystal orientation. Here, FIG. 3 is an enlarged view of part A in FIG. 1, and shows how the vertical position of the susceptor 12 changes according to the crystal orientation in the gas supply direction (gas supply side 21, gas discharge side). Show. Specifically, FIG. 3A shows a <100> orientation in which the crystal orientation in the gas supply direction is a non-faceted growth plane or a crystal orientation equivalent to the <100> orientation (in FIG. 3A, the gas supply side 21 [0T0] direction and gas discharge side 36 is [010] direction). FIG. 3B shows a <110> orientation in which the crystal orientation in the gas supply direction is a facet growth plane or a crystal orientation equivalent to the <110> orientation (in FIG. 3B, the gas supply side 21 has the [0T1] orientation, A state in which the gas discharge side 36 is in the [01T] direction) is shown.

図３（Ａ）に示すように、＜１００＞方位又は＜１００＞方位に等価な結晶方位がガス供給方向に配置された場合には、制御装置１６は、サセプタ１２の上面１２ａがガス案内部材２３の上面２３ａと略一致した位置となるように、サセプタ１２の上下方向の位置を制御する。これに対し、図３（Ｂ）に示すように、＜１１０＞方位又は＜１１０＞方位に等価な結晶方位がガス供給方向に配置された場合には、制御装置１６は、図３（Ａ）の状態（標準状態）に対してサセプタ１２を所定距離ｄだけ下降させる。つまり、図３（Ｂ）の状態では、ガス案内部材２３の上面２３ａに対してサセプタ１２の上面１２ａが所定距離ｄだけ下がっている。なお、別の言い方をすると、図３（Ａ）の標準状態は、図３（Ｂ）の状態からサセプタ１２が所定距離ｄだけ上昇している。 As shown in FIG. 3A, when the crystal orientation equivalent to the <100> orientation or the <100> orientation is arranged in the gas supply direction, the control device 16 indicates that the upper surface 12a of the susceptor 12 is a gas guide member. The position of the susceptor 12 in the vertical direction is controlled so as to be substantially coincident with the upper surface 23a of the 23. On the other hand, as shown in FIG. 3 (B), when the crystal orientation equivalent to the <110> orientation or the <110> orientation is arranged in the gas supply direction, the control device 16 performs the operation shown in FIG. The susceptor 12 is lowered by a predetermined distance d with respect to this state (standard state). That is, in the state of FIG. 3B, the upper surface 12a of the susceptor 12 is lowered by a predetermined distance d with respect to the upper surface 23a of the gas guide member 23. In other words, in the standard state of FIG. 3A, the susceptor 12 is raised by a predetermined distance d from the state of FIG.

図２で説明したように、＜１００＞方位と＜１１０＞方位は４５度毎に交互に現れるので、制御装置１６は、サセプタ１２（シリコンウェーハＷ）が１回転する間に、＜１００＞方位がガス供給方向に向いたときにサセプタ１２の位置が最上点となるようにし（図３（Ａ）の状態）、＜１１０＞方位がガス供給方向に向いたときにサセプタ１２の位置が最下点となるようにする。つまり、制御装置１６は、サセプタ１２が１回転する間に、４往復分、サセプタ１２を上下動させる。 As described with reference to FIG. 2, the <100> orientation and the <110> orientation appear alternately every 45 degrees, so that the control device 16 performs the <100> orientation while the susceptor 12 (silicon wafer W) rotates once. The position of the susceptor 12 is at the highest point when it faces in the gas supply direction (state of FIG. 3A), and the position of the susceptor 12 is at the lowest position when the <110> direction is in the gas supply direction. Try to be a point. That is, the control device 16 moves the susceptor 12 up and down by four reciprocations while the susceptor 12 rotates once.

図４、図５は、サセプタ１２の回転角度に対するサセプタ１２の上下位置の推移を例示した図である。図４、図５の横軸はサセプタ１２の回転角度（初期状態からの回転角度）及び各回転角度での結晶方位（ガス供給方向に向いた周縁部１０１ａにおける結晶方位）を示している。図４、図５の縦軸は、サセプタ１２の上下位置を示しており、上下位置＝０は図３（Ａ）の状態、上下位置＝−ｄは図３（Ｂ）の状態に対応する。図４では、サセプタ１２の上下位置の推移形状が三角波状となっている。詳細には、ガス供給方向の結晶方位が＜１００＞方位から＜１１０＞方位に変化するにしたがって、サセプタ１２の上下位置を０から−ｄに徐々に（比例的に）下降させている。同様に、ガス供給方向の結晶方位が＜１１０＞方位から＜１００＞方位に変化するにしたがって、サセプタ１２の上下位置を−ｄから０に徐々に（比例的に）上昇させている。 4 and 5 are diagrams illustrating the transition of the vertical position of the susceptor 12 with respect to the rotation angle of the susceptor 12. 4 and 5 indicate the rotation angle of the susceptor 12 (rotation angle from the initial state) and the crystal orientation at each rotation angle (crystal orientation in the peripheral portion 101a facing the gas supply direction). 4 and 5 indicate the vertical position of the susceptor 12. The vertical position = 0 corresponds to the state shown in FIG. 3A, and the vertical position = −d corresponds to the state shown in FIG. 3B. In FIG. 4, the transition shape of the vertical position of the susceptor 12 is triangular. Specifically, as the crystal orientation in the gas supply direction changes from the <100> orientation to the <110> orientation, the vertical position of the susceptor 12 is gradually lowered (proportionalally) from 0 to -d. Similarly, as the crystal orientation in the gas supply direction changes from the <110> orientation to the <100> orientation, the vertical position of the susceptor 12 is gradually increased from -d to 0 (proportional).

図５では、サセプタ１２の上下位置の推移形状が矩形波状となっている。詳細には、ガス供給方向の結晶方位が＜１００＞方位となる回転角度（＝４５度、１３５度、２２５度、３１５度）の前後２２．５度の範囲では上下位置＝０となっており、＜１１０＞方位となる回転角度（＝０度、９０度、１８０度、２７０度、３６０）の前後２２．５度の範囲では上下位置＝−ｄとなっている。図４の態様、図５の態様のどちらを採用しても良い。 In FIG. 5, the transition shape of the vertical position of the susceptor 12 is a rectangular wave shape. Specifically, the vertical position is 0 in the range of 22.5 degrees before and after the rotation angle (= 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, 315 degrees) where the crystal orientation in the gas supply direction is the <100> orientation. In the range of 22.5 degrees before and after the rotation angle (= 0 degree, 90 degrees, 180 degrees, 270 degrees, 360) serving as the <110> azimuth, the vertical position is −d. Either the embodiment of FIG. 4 or the embodiment of FIG. 5 may be adopted.

このように、ファセット成長面である＜１１０＞方位がガス供給方向に向いたときにはサセプタ１２を下降させているので、その＜１１０＞方位の周縁部１０１ａ（ガス供給側２１及びガス排出側３６の周縁部１０１ａ）に原料ガスＧを届きにくくすることができる。その結果、その周縁部１０１ａ周辺のエピタキシャル層の成長速度を抑えることができる。また、ガス供給方向に向いた周縁部１０１ａ以外の周縁部１０１は、周縁部１０１ａに比べて、ガス供給方向から離れた位置に配置されることになるので、サセプタ１２が下降したことによる影響（成長速度への影響）は少ない。つまり、周縁部１０１ａ周辺のみ、成長速度を抑えることができる。 Thus, since the susceptor 12 is lowered when the <110> orientation which is the facet growth surface is oriented in the gas supply direction, the peripheral edge portion 101a (the gas supply side 21 and the gas discharge side 36 of the <110> orientation is lowered. It is possible to make it difficult for the source gas G to reach the peripheral portion 101a). As a result, the growth rate of the epitaxial layer around the peripheral portion 101a can be suppressed. Further, since the peripheral edge portion 101 other than the peripheral edge portion 101a facing in the gas supply direction is arranged at a position farther from the gas supply direction than the peripheral edge portion 101a, the influence of the lowering of the susceptor 12 ( The impact on the growth rate is small. That is, the growth rate can be suppressed only around the periphery 101a.

また、非ファセット成長面である＜１００＞方位がガス供給方向に向いたときにはサセプタ１２を上昇させているので、その＜１００＞方位の周縁部１０１ａ周辺のエピタキシャル層の成長速度が低下するのを防止できる。 Further, since the susceptor 12 is raised when the <100> orientation, which is a non-faceted growth surface, faces the gas supply direction, the growth rate of the epitaxial layer around the peripheral portion 101a of the <100> orientation is reduced. Can be prevented.

以上より、＜１１０＞方位の周縁部１０１周辺のみ成長速度（ファセット成長）を抑えることができるので、＜１１０＞方位のエピタキシャル層の膜厚と、＜１００＞方位のエピタキシャル層の膜厚の差を小さくできる。その結果、周縁部１０１の膜厚を均一化できる。 From the above, since the growth rate (facet growth) can be suppressed only around the peripheral portion 101 in the <110> orientation, the difference between the thickness of the epitaxial layer in the <110> orientation and the thickness of the epitaxial layer in the <100> orientation Can be reduced. As a result, the film thickness of the peripheral portion 101 can be made uniform.

最後に、エピタキシャルウェーハを取り出し温度（例えば、６５０℃）まで降温し、反応容器２外へと搬出する。 Finally, the epitaxial wafer is taken out and lowered to a temperature (for example, 650 ° C.) and carried out of the reaction vessel 2.

本発明の効果を確認するために、以下の試験を行った。先ず、導電型がＰ型、直径３００ｍｍ、抵抗率１０Ωｃｍ、厚さ７７５μｍ、結晶方位（１００）、ＣＺ法で製造されたシリコン単結晶基板の試料を準備した。エピタキシャル成長温度１１３０℃、流量９ｓｌｍの原料ガスＳｉＨＣｌ_３の条件で、試料上に４μｍのエピタキシャル層を成膜した。このとき、サセプタを１５ｒｐｍの回転速度で水平回転させた。また、＜１１０＞方位がガス供給方向に向いたときにサセプタを−０．５ｍｍの高さ（図３（Ｂ）の状態）、＜１００＞方位がガス供給方向に向いたときに標準のサセプタの高さ（図３（Ａ）の状態）になるように、サセプタ１回転でサセプタを上下に４往復させた。サセプタの上下動の態様は図４の態様とし、１秒間でサセプタが上下に１往復するように、サセプタの上下動を制御した。 In order to confirm the effect of the present invention, the following tests were conducted. First, a sample of a silicon single crystal substrate manufactured by PZ type, diameter 300 mm, resistivity 10 Ωcm, thickness 775 μm, crystal orientation (100), CZ method was prepared. An epitaxial layer of 4 μm was formed on the sample under the conditions of an epitaxial growth temperature of 1130 ° C. and a source gas of SiHCl ₃ having a flow rate of 9 slm. At this time, the susceptor was horizontally rotated at a rotation speed of 15 rpm. Further, when the <110> direction is in the gas supply direction, the susceptor is -0.5 mm high (state shown in FIG. 3B), and when the <100> direction is in the gas supply direction, a standard susceptor is provided. The susceptor was reciprocated four times up and down by one rotation of the susceptor so that the height of the susceptor was 1 (the state shown in FIG. 3A). The mode of vertical movement of the susceptor was as shown in FIG.

比較例として、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、サセプタの上下位置を固定とし、それ以外の条件は上記実施例と同一条件として、エピタキシャル層を成膜した。図６（Ａ）は、サセプタ１２の上下位置を標準位置（図３（Ａ）の状態、サセプタ１２の上面１２ａとガス案内部材２３の上面２３ａの差ｄ＝０）で固定とした態様である（比較例１）。図６（Ｂ）は、サセプタ１２の上下位置を標準位置から−０．５ｍｍ下げた位置（図３（Ｂ）の状態、サセプタ１２の上面１２ａとガス案内部材２３の上面２３ａの差ｄ＝−０．５ｍｍ）で固定とした態様である（比較例２）。 As a comparative example, as shown in FIGS. 6A and 6B, the upper and lower positions of the susceptor were fixed, and the other conditions were the same as in the above example, and an epitaxial layer was formed. 6A shows a mode in which the vertical position of the susceptor 12 is fixed at the standard position (the state of FIG. 3A, the difference d = 0 between the upper surface 12a of the susceptor 12 and the upper surface 23a of the gas guide member 23). (Comparative Example 1). 6B shows a position where the vertical position of the susceptor 12 is lowered by −0.5 mm from the standard position (the state of FIG. 3B, the difference d between the upper surface 12a of the susceptor 12 and the upper surface 23a of the gas guide member 23). 0.5 mm) (Comparative Example 2).

そして、実施例、比較例１、２で得られたシリコンエピタキシャルウェーハの表面に対してＺＤＤ（ＦｒｏｎｔＺＤＤ）を評価した。今回は、ウェーハ中心から１４８ｍｍの位置のＦｒｏｎｔＺＤＤを、ウェーハの周方向に亘って測定した。なお、ＺＤＤは、ウェーハの高さをウェーハの半径方向の長さで２回微分を行ったものである。別の言い方をすると、ＺＤＤは、ウェーハの表面変位量（ｎｍ）をウェーハの径方向の位置変化（ｍｍ）で微分したものである。ＦｒｏｎｔＺＤＤ＝０は、表面変位量の傾きが変化していないことを示す。 And ZDD (FrontZDD) was evaluated with respect to the surface of the silicon epitaxial wafer obtained by the Example and the comparative examples 1 and 2. FIG. This time, FrontZDD at a position of 148 mm from the wafer center was measured over the circumferential direction of the wafer. Note that ZDD is obtained by differentiating the height of the wafer twice with respect to the length in the radial direction of the wafer. In other words, the ZDD is obtained by differentiating the surface displacement (nm) of the wafer by the positional change (mm) in the radial direction of the wafer. FrontZDD = 0 indicates that the slope of the surface displacement amount has not changed.

図７は、そのＦｒｏｎｔＺＤＤの測定結果を示しており、詳細には、周方向の位置（角度）に対するＦｒｏｎｔＺＤＤの変化を示している。▲のプロット点は実施例の結果を示し、◇のプロット点が比較例１の結果を示し、□のプロット点は比較例２の結果を示している。また、各角度での結晶方位は図４や図５の横軸と同じである。図７に示すように、いずれの結果も、ファセット成長面（＜１１０＞方位）に対応する角度（＝０度、９０度、１８０度、２７０度、３６０度）でのＦｒｏｎｔＺＤＤが、非ファセット成長面（＜１００＞方位）に対応する角度（＝４５度、１３５度、２２５度、３１５度）でのＦｒｏｎｔＺＤＤに比べて大きくなっている。しかし、実施例の結果では、比較例１、２に比べて、ＦｒｏｎｔＺＤＤのレンジ（変化幅：最大のＦｒｏｎｔＺＤＤと最小のＦｒｏｎｔＺＤＤの差）が改善されている。具体的には、比較例１のＦｒｏｎｔＺＤＤのレンジは５０．９ｎｍ／ｍｍ^２、比較例２でのＦｒｏｎｔＺＤＤのレンジは４９．５ｎｍ／ｍｍ^２であり、それら比較例１、２の結果に対して、実施例でのＦｒｏｎｔＺＤＤのレンジは４０．２ｎｍ／ｍｍ^２に改善（約２０％の改善）された。これにより、周縁部の膜厚の均一性を向上できたことを示せた。なお、比較例２の結果で示されるように、サセプタの高さを単純に変えただけでは、ＦｒｏｎｔＺＤＤのレンジは改善されない。これは、ファセット成長面（＜１１０＞方位）の成長速度に加えて、非ファセット成長面（＜１００＞方位）の成長速度も抑えてしまうからである。 FIG. 7 shows the measurement result of the FrontZDD, and specifically shows the change of the FrontZDD with respect to the position (angle) in the circumferential direction. Plot points with ▲ show the results of the example, plot points with ◇ show the results of Comparative Example 1, and plot points with □ show the results of Comparative Example 2. The crystal orientation at each angle is the same as the horizontal axis of FIGS. As shown in FIG. 7, both results show that FrontZDD at an angle (= 0 degree, 90 degrees, 180 degrees, 270 degrees, 360 degrees) corresponding to the facet growth plane (<110> orientation) is non-faceted growth. It is larger than FrontZDD at angles (= 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, 315 degrees) corresponding to the plane (<100> orientation). However, in the results of the examples, the FrontZDD range (change width: difference between the maximum FrontZDD and the minimum FrontZDD) is improved as compared with Comparative Examples 1 and 2. Specifically, the front ZDD range of comparative example 1 is 50.9 nm / mm ² , and the front ZDD range of comparative example 2 is 49.5 nm / mm ² . The range of FrontZDD in the example was improved to 40.2 nm / mm ² (an improvement of about 20%). Thereby, it was shown that the uniformity of the film thickness at the peripheral edge could be improved. As shown by the results of Comparative Example 2, the front ZDD range is not improved by simply changing the height of the susceptor. This is because, in addition to the growth rate of the facet growth surface (<110> orientation), the growth rate of the non-facet growth surface (<100> orientation) is also suppressed.

なお、本発明に係るエピタキシャルウェーハの製造方法は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば、（１００）方位以外の結晶方位のシリコンウェーハやシリコンウェーハ以外の半導体ウェーハ上にエピタキシャル層を成膜するときにも本発明を適用することができる。 The epitaxial wafer manufacturing method according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims. For example, the present invention can also be applied when an epitaxial layer is formed on a silicon wafer having a crystal orientation other than (100) orientation or a semiconductor wafer other than a silicon wafer.

１気相成長装置（エピタキシャルウェーハの製造装置）
２反応容器
１２サセプタ
１３支持軸
１４回転機構
１５上下動機構
１６制御装置
２１ガス供給口
２３ガス案内部材
３６ガス排出口
１０１シリコンウェーハの周縁部
Ｗシリコンウェーハ（半導体ウェーハ） 1 Vapor growth equipment (Epitaxial wafer production equipment)
2 reaction vessel 12 susceptor 13 support shaft 14 rotation mechanism 15 vertical movement mechanism 16 control device 21 gas supply port 23 gas guide member 36 gas discharge port 101 peripheral edge of silicon wafer W silicon wafer (semiconductor wafer)

Claims

反応容器内に水平に支持されたサセプタの載置面に半導体ウェーハを載置し、前記サセプタをサセプタ中心を回転軸として水平回転させつつ、前記反応容器の水平方向における一端側からエピタキシャル層形成用の原料ガスを供給して、前記半導体ウェーハ上にエピタキシャル層を気相成長させるエピタキシャルウェーハの製造装置において、
前記原料ガスの供給方向に向いた前記半導体ウェーハの周縁部における結晶方位の、前記サセプタの水平回転にともなう周期的な変化に応じて、前記サセプタをその載置面に対して垂直な方向に周期的に上下させることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造装置。 A semiconductor wafer is mounted on a mounting surface of a susceptor that is horizontally supported in a reaction vessel, and an epitaxial layer is formed from one end side in the horizontal direction of the reaction vessel while rotating the susceptor horizontally with the susceptor center as a rotation axis. In an epitaxial wafer manufacturing apparatus for supplying a source gas of the above, and vapor-phase-growing an epitaxial layer on the semiconductor wafer,
The susceptor is cycled in a direction perpendicular to its mounting surface in accordance with a periodic change of the crystal orientation in the peripheral portion of the semiconductor wafer facing the source gas supply direction with horizontal rotation of the susceptor. An apparatus for manufacturing an epitaxial wafer, wherein the apparatus is moved up and down.

前記周縁部の結晶方位のうちファセット成長しやすい結晶方位である第１結晶方位が前記原料ガスの供給方向に向いたときに前記サセプタを前記垂直な方向に下げ、前記周縁部の結晶方位のうちファセット成長しにくい結晶方位である第２結晶方位が前記原料ガスの供給方向に向いたときに前記サセプタを前記垂直な方向に上げることを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャルウェーハの製造装置。 When the first crystal orientation, which is the crystal orientation that facilitates facet growth among the crystal orientations of the peripheral portion, is directed to the supply direction of the source gas, the susceptor is lowered in the vertical direction, and the crystal orientation of the peripheral portion is 2. The epitaxial wafer manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the susceptor is raised in the vertical direction when a second crystal orientation, which is a crystal orientation in which facet growth is difficult, is directed in the supply direction of the source gas.

前記半導体ウェーハはシリコンウェーハであり、
前記サセプタが４５度回転する毎に前記サセプタを前記垂直な方向に上げ又は下げることを特徴とする請求項２に記載のエピタキシャルウェーハの製造装置。 The semiconductor wafer is a silicon wafer;
3. The epitaxial wafer manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the susceptor is raised or lowered in the vertical direction every time the susceptor rotates 45 degrees.

前記シリコンウェーハは結晶方位が（１００）方位のウェーハであり、
前記第１結晶方位は＜１１０＞方位であり、前記第２結晶方位は＜１００＞方位であることを特徴とする請求項３に記載のエピタキシャルウェーハの製造装置。 The silicon wafer is a wafer whose crystal orientation is (100) orientation,
4. The epitaxial wafer manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the first crystal orientation is a <110> orientation, and the second crystal orientation is a <100> orientation.

反応容器内に水平に支持されたサセプタの載置面に半導体ウェーハを載置し、前記サセプタをサセプタ中心を回転軸として水平回転させつつ、前記反応容器の水平方向における一端側からエピタキシャル層形成用の原料ガスを供給して、前記半導体ウェーハ上にエピタキシャル層を気相成長させるエピタキシャルウェーハの製造方法において、
前記原料ガスの供給方向に向いた前記半導体ウェーハの周縁部における結晶方位の、前記サセプタの水平回転にともなう周期的な変化に応じて、前記サセプタをその載置面に対して垂直な方向に周期的に上下させることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。 A semiconductor wafer is mounted on a mounting surface of a susceptor that is horizontally supported in a reaction vessel, and an epitaxial layer is formed from one end side in the horizontal direction of the reaction vessel while rotating the susceptor horizontally with the susceptor center as a rotation axis. In the method of manufacturing an epitaxial wafer, in which an epitaxial layer is vapor-phase grown on the semiconductor wafer,
The susceptor is cycled in a direction perpendicular to its mounting surface in accordance with a periodic change of the crystal orientation in the peripheral portion of the semiconductor wafer facing the source gas supply direction with horizontal rotation of the susceptor. A method of manufacturing an epitaxial wafer, characterized by being moved up and down.

前記周縁部の結晶方位のうちファセット成長しやすい結晶方位である第１結晶方位が前記原料ガスの供給方向に向いたときに前記サセプタを前記垂直な方向に下げ、前記周縁部の結晶方位のうちファセット成長しにくい結晶方位である第２結晶方位が前記原料ガスの供給方向に向いたときに前記サセプタを前記垂直な方向に上げることを特徴とする請求項５に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。 When the first crystal orientation, which is the crystal orientation that facilitates facet growth among the crystal orientations of the peripheral portion, is directed to the supply direction of the source gas, the susceptor is lowered in the vertical direction, and the crystal orientation of the peripheral portion is 6. The method of manufacturing an epitaxial wafer according to claim 5, wherein the susceptor is raised in the vertical direction when a second crystal orientation, which is a crystal orientation in which facet growth is difficult, is directed in the supply direction of the source gas.

前記半導体ウェーハはシリコンウェーハであり、
前記サセプタが４５度回転する毎に前記サセプタを前記垂直な方向に上げ又は下げることを特徴とする請求項６に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。 The semiconductor wafer is a silicon wafer;
7. The method of manufacturing an epitaxial wafer according to claim 6, wherein the susceptor is raised or lowered in the vertical direction every time the susceptor rotates 45 degrees.

前記シリコンウェーハは結晶方位が（１００）方位のウェーハであり、
前記第１結晶方位は＜１１０＞方位であり、前記第２結晶方位は＜１００＞方位であることを特徴とする請求項７に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
The silicon wafer is a wafer whose crystal orientation is (100) orientation,
8. The method of manufacturing an epitaxial wafer according to claim 7, wherein the first crystal orientation is a <110> orientation and the second crystal orientation is a <100> orientation.