JP5820143B2 - 半導体製造装置、半導体製造方法及び半導体製造装置のクリーニング方法 - Google Patents

半導体製造装置、半導体製造方法及び半導体製造装置のクリーニング方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5820143B2
JP5820143B2 JP2011100478A JP2011100478A JP5820143B2 JP 5820143 B2 JP5820143 B2 JP 5820143B2 JP 2011100478 A JP2011100478 A JP 2011100478A JP 2011100478 A JP2011100478 A JP 2011100478A JP 5820143 B2 JP5820143 B2 JP 5820143B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
supply
semiconductor manufacturing
reaction chamber
cleaning gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011100478A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012028737A (ja
Inventor
鈴木 邦彦
邦彦 鈴木
伊藤 英樹
英樹 伊藤
秀一 土田
秀一 土田
功穂 鎌田
功穂 鎌田
伊藤 雅彦
雅彦 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Research Institute of Electric Power Industry
Denso Corp
Nuflare Technology Inc
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
Denso Corp
Nuflare Technology Inc
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Research Institute of Electric Power Industry, Denso Corp, Nuflare Technology Inc, Toyota Motor Corp filed Critical Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority to JP2011100478A priority Critical patent/JP5820143B2/ja
Priority to US13/160,209 priority patent/US8815711B2/en
Priority to TW100121830A priority patent/TWI463590B/zh
Publication of JP2012028737A publication Critical patent/JP2012028737A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5820143B2 publication Critical patent/JP5820143B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B17/00Methods preventing fouling
    • B08B17/02Preventing deposition of fouling or of dust
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/4401Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4405Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/4412Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109Apparatus for thermal treatment mainly by convection

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

本発明は、例えば半導体ウェーハの裏面より加熱しながら表面に反応ガスを供給して成膜を行うために用いられる半導体製造装置、半導体製造方法及び半導体製造装置のクリーニング方法に関する。
近年、半導体装置の低価格化、高性能化の要求に伴い、成膜工程における高い生産性と共に、高品質化が要求されている。
例えば、上方からプロセスガスを供給し、ウェーハ裏面側を加熱しながら回転させてエピタキシャル成長を行う半導体製造装置において、余剰なプロセスガス、反応副生成物は、ウェーハ端部より下方に排出される。しかしながら、反応副生成物が、反応室内及びポンプなどの排気系において堆積し、ダストを発生したり、排気系の詰まりを生じさせるなどにより歩留りが低下するなどの問題を引き起こす。
そこで、反応室内の堆積物を、定期的にクリーニングガスを用いて除去する必要がある(例えば特許文献1など参照)。しかしながら、一旦装置を止めてクリーニングを行うことにより、生産性が大きく低下してしまう。また、その際、特に、SiC膜の成膜工程において、クリーニングガスとして、ClFガスなどの反応性の高いガスを用いる必要があり、これと爆発的に反応するHガスを完全に排出するなど、安全への配慮が必要となる。
特開2007−67422号公報
そこで、本発明は、生産性を低下させることなく、反応室内の堆積物を抑制或いは効果的に除去し、歩留りの向上を図ることが可能な半導体製造装置、半導体製造方法、及び半導体製造装置のクリーニング方法を提供することを目的とするものである。
本発明の一態様の半導体製造装置は、SiCウェーハ上にSiC膜を形成する成膜処理が行われる反応室と、反応室の上部に設けられ、SiCウェーハ上に整流状態でプロセスガスが供給されるように、プロセスガスを反応室の内部に導入するプロセスガス供給機構と、反応室の下部に設けられ、反応室より余剰のプロセスガス及び反応副生成物を排出するガス排出機構と、SiCウェーハを保持する支持部材と、支持部材の外周に設けられ、支持部材の上端よりも低い位置で、反応室の内壁方向で水平から下方45度までの方向にクリーニングガスをプロセスガスの供給と同時に噴出するクリーニングガス供給機構と、SiCウェーハを加熱するヒータと、SiCウェーハを回転させるための回転駆動機構と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の一態様の半導体製造装置において、クリーニングガス供給機構は、反応室の下方よりクリーニングガスを供給する供給ユニットと、クリーニングガスを噴出する噴出口と、供給ユニットから噴出口までの内部流路を有する供給リングと、を備えることが好ましい。
また、本発明の一態様の半導体製造装置において、クリーニングガス供給機構は、クリーニングガスの噴出速度を変動させる噴出速度制御機構を備えることが好ましい。
また、本発明の一態様の半導体製造装置において、噴出速度制御機構は、噴出口の噴出面積を変動させることが好ましい。
噴出速度制御機構は、クリーニングガスの供給量を変動させることが好ましい。
本発明の半導体製造方法は、反応室内にSiCウェーハを搬入し、支持部材上に載置し、SiCウェーハの表面に、整流状態でソースガス及びキャリアガスを含むプロセスガスを供給し、SiCウェーハを回転させながら加熱して、SiCウェーハの表面にSiC膜を成膜し、余剰のプロセスガス及び反応副生成物を、SiCウェーハの外周より下方に排出するとともに、支持部材の上端よりも低い位置で反応室の内壁方向で水平から下方45度までの方向にクリーニングガスを供給する、ことを特徴とする。
また、本発明の一態様の半導体製造方法において、クリーニングガスは、HClガスを含むことが好ましい。
また、本発明の一態様の半導体製造方法において、ソースガスの供給を停止するとともに、クリーニングガスの供給を停止し、ウェーハ上に供給されるキャリアガスの流量を増大させることが好ましい。
また、本発明の一態様の半導体製造方法において、ソースガスの供給を停止するとともに、クリーニングガスの供給を停止し、支持部材の上端よりも低い位置反応室の内壁方向にキャリアガスを供給することが好ましい。
本発明によれば、半導体製造工程において、生産性を低下させることなく、反応室内の堆積物を抑制或いは効果的に除去し、歩留りの向上を図ることが可能となる。
本発明の一態様に係る成膜装置の断面図である。 本発明の一態様に係るクリーニングガスの噴出状態を示す部分断面拡大図である。 本発明の一態様に係るクリーニングガスの噴出方向を示す部分断面拡大図である。 排出ガス流による堆積物の状態を示す模式図である。 排出ガス流による堆積物の状態を示す模式図である。 本発明の一態様に係る成膜装置の断面図である。 本発明の一態様に係るクリーニングガスの噴出状態を示す部分拡大断面図である。
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
(実施形態1)
図1に本実施形態の半導体製造装置である成膜装置の断面図を示す。図に示すように、例えばφ150mmのSiCウェーハwが成膜処理される反応室11には、必要に応じてその内壁を覆うように石英カバー11aが設けられている。
反応室11の上部には、ソースガス、キャリアガスを含むプロセスガスを供給するためのプロセスガス供給機構12と接続されたガス供給口12aが設けられている。そして、反応室11下方には、例えば2か所に、ガスを排出し、反応室11内の圧力を一定(常圧)に制御するためのガス排出機構13と接続されたガス排出口13aが設置されている。
ガス供給口12aの下方には、供給されたプロセスガスを整流して供給するための微細貫通孔を有する整流板14が設けられている。
そして、整流板14の下方には、ウェーハwを載置するための支持部材である、例えばSiCからなるサセプタ15が設けられている。サセプタ15は、回転部材であるリング16上に設置されている。リング16は、ウェーハwを所定の回転速度で回転させる回転軸を介して、モータなどから構成される回転駆動制御機構17と接続されている。
リング16内部には、ウェーハwを加熱するための、例えばSiCからなるインヒータ18a、アウトヒータ18bから構成されるヒータが設置されており、それぞれ温度制御機構19と接続されている。そして、これらインヒータ18a、アウトヒータ18bの下部には、ウェーハwを効率的に加熱するための円盤状のリフレクタ20が設置されている。
さらに、サセプタ15、インヒータ18a、リフレクタ20を貫通するように、ウェーハwを裏面より支持し、例えば3本のピンを備える突き上げピン21が設置されている。突き上げピン21は、搬入されたウェーハwをサセプタ15の上方で載置し、下降させることにより、ウェーハwをサセプタ15上に載置させることができる。
リング16の外周側には、クリーニングガスを供給するための供給リング22が配置されている。供給リング22の外周側には、クリーニングガスを噴出するために、等間隔で複数の開口部22aが設けられている。この開口部22aは、ウェーハw外周からの排出ガスを阻害しないよう、サセプタ15の上端より下方に設けられている。供給リング22内には、ガス流路22bが設けられている。ガス流路22bには、例えば2か所に導入口22cが設けられており、ガスフローメータ(図示せず)などを有する供給ユニット23が接続されている。
このような半導体製造装置を用いて、ウェーハw上に、SiCエピタキシャル膜が形成される。
先ず、搬送アーム(図示せず)などにより、反応室11にウェーハwが搬入される。突き上げピン21上にウェーハwを載置し、下降させることにより、ウェーハwをサセプタ15上に載置する。
そして、インヒータ18a、アウトヒータ18bを、それぞれ温度制御機構19により所定の温度とすることにより、ウェーハwが例えば1650℃となるように加熱するとともに、回転駆動制御機構17により、ウェーハwを、例えば900rpmで回転させる。そして、プロセスガス供給機構12により流量が制御されて混合されたプロセスガスが、整流板14を介して、整流状態でウェーハw上に供給される。プロセスガスは、例えばソースガスとして、モル比で3:1となるように混合されたシランガス(SiH)、プロパンガス(C)が、アルゴンガス(Ar)により所定の濃度に希釈され、例えば50SLMで供給される。
一方、余剰となったプロセスガス、反応副生成物であるHなどからなる排出ガスは、石英カバー11aとサセプタ15との間より、下方に排出される。なお、石英カバー11aを設けない場合、反応室11とサセプタ15との間より排出される。
同時に、図2に示すように、例えば塩化水素ガス(HCl)と、キャリアガスであるアルゴンガス(Ar)との混合ガスからなるクリーニングガスが、クリーニングガス供給ユニット23より導入される。そして、供給リング22の導入口22c、ガス流路22bを経て、開口部22aより外周方向に噴出される(ガス流s)。このとき、クリーニングガスの流量は、排出ガス流tに影響を与えないために、全排出量の10vol%以下となるように調整されている。
通常、600−700℃程度で、ソースガスのシランガス(SiH)は分解するため、未反応のシランガス(SiH)は、比較的低温のウェーハ周辺部などでも熱分解する。そして、熱分解したSiや、他の反応副生成物が、低温の排気系(反応室11の下部内壁、ガス排出口13a、ガス排出機構のポンプなど)において、堆積してしまう。
しかしながら、このようにして、ウェーハwの外周下方にクリーニングガスを供給することによりSiが、HClなどと反応してガス化するため、排気系への堆積を抑制することができる。
さらに、余剰のクリーニングガス、ガス化したSi(SiCl、SiHCl、SiHClなど)を加えた排出ガスは、ガス排出口13aよりガス排出機構13を介して排出され、反応室11内の圧力が一定(例えば常圧)に制御される。
このようにして、ウェーハw上にSiCエピタキシャル膜を成長させる。
このように、成膜時に、ウェーハwの外周下方に、クリーニングガスを噴出させることにより、成膜装置を停止させることなく、排気系への反応副生成物などの堆積を抑制することができる。従って、生産性の低下させることなく、堆積物によるパーティクルの発生を抑制するとともに、ポンプなどの詰まりを抑え、反応室内の圧力を高精度に制御することが可能となり、歩留りの向上を図ることが可能となる。
なお、クリーニングガスのキャリアガスとして、アルゴンガス(Ar)を用いているが、プロセスガスのキャリアガスと同一のものを用いることが好ましい。例えば、プロセスガスに水素ガス(H)を用いたときには、クリーニングガスにも水素ガス(H)を用いることが好ましい。
また、供給リングにおけるクリーニングガスを噴出させる開口部を、複数、等間隔で設けられているが、水平方向に連続したスリット状でもよい。また、図3に示すように、供給リング32の開口部32aからの噴射方向は、枝部32dなどを設けることなどにより、所定の方向とすることができる。この場合、噴射方向は、水平から下方に45°までの範囲であればよい。
(実施形態2)
本実施形態においては、実施形態1と同様の半導体製造装置が用いられ、同様にウェーハの外周下方に、クリーニングガスを噴出させるが、ソースガス、クリーニングガスの供給を停止した後、ウェーハ上に供給されるキャリアガスの流量を増大させている。
実施形態1と同様にして、ウェーハw上に所定の膜厚のSiCエピタキシャル膜を形成した後、プロセスガスのうち、例えばシランガス(SiH)、プロパンガス(C)からなるソースガスの供給を停止するとともに、ウェーハwの外周下方へのクリーニングガスの供給を停止する。例えばアルゴンガス(Ar)からなるキャリアガスは、そのままウェーハw上に供給されるが、流量を例えば5〜25%増大させる。
そして、インヒータ18a、アウトヒータ18bをオフにして、反応室11内の温度及びウェーハwの温度を低下させる。所定温度に低下した後、ウェーハwが搬出され、新たなウェーハが搬入される。
このように、クリーニングガス供給を停止した後、さらに、キャリアガスの流量を増大させることにより、クリーニングガスの置換効率を向上させることができる。従って、置換されず残存したクリーニングガスの新たに搬入されるウェーハへの影響を抑え、成膜効率を向上させることができる。
ソースガス、クリーニングガスの供給停止後に流量を増大させて供給されるキャリアガスは、次のウェーハにおける成膜への影響を抑えるために、プロセスガスに含まれるキャリアガスと同一のものを用いることが好ましい。本実施形態においては、アルゴンガス(Ar)を用いているが、例えば、プロセスガスに水素ガス(H)を用いるときには、そのまま水素ガス(H)を用いることが好ましい。
(実施形態3)
本実施形態においては、実施形態1と同様の半導体製造装置が用いられ、同様にウェーハの外周下方に、クリーニングガスを噴出させるが、ソースガス、クリーニングガスの供給を停止した後、ウェーハの外周下方に、キャリアガスが供給されている。
実施形態1と同様にして、ウェーハw上に所定の膜厚のSiCエピタキシャル膜を形成した後、プロセスガスのうち、ソースガスの供給を停止するとともに、ウェーハwの外周下方へのクリーニングガスの供給を停止する。そして、キャリアガスに切り替えて供給する。クリーニングガスが、例えば水素ガス(H)からなるキャリアガスで希釈されている場合は、そのままキャリアガスが供給される。このとき、キャリアガスの流量は、適宜設定することができるが、クリーニングガスの置換効率を向上させるために、例えば5〜25%程度増大させてもよい。
このように、クリーニングガス供給を停止した後、さらに、キャリアガスに切り替えることにより、クリーニングガスの置換効率を向上させることができる。従って、置換されず残存したクリーニングガスの新たに搬入されるウェーハへの影響を抑え、成膜効率を向上させることができる。
ソースガス、クリーニングガスの供給停止後に切り替えられるキャリアガスは、次のウェーハにおける成膜への影響を抑えるために、プロセスガスに含まれるキャリアガスと同一のものを用いることが好ましい。本実施形態においては、水素ガス(H)を用いているが、例えば、プロセスガスのキャリアガスにアルゴンガス(Ar)を用いるときには、そのままアルゴンガス(Ar)を用いることが好ましい。
(実施形態4)
本実施形態においては、実施形態1と同様の半導体製造装置が用いられ、同様にウェーハの外周下方に、クリーニングガスを噴出させるが、クリーニングガスの噴出速度を変動させている。
実施形態1と同様にして、ウェーハwの外周下方にクリーニングガスを供給しながら、ウェーハw上に所定の膜厚のSiCエピタキシャル膜を形成する。このとき、ウェーハwは、所定の回転数で回転されるが、成膜条件、要求される膜厚などの仕様により、回転速度を例えば900rpm〜1200rpmで変動させるため、それに応じてウェーハwの外周方向に排出される排出ガス流の流速も変動する。
例えば、回転速度が速く、排出ガス流の流速が早くなると、図4Aに模式的に示すように、反応副生成物などの堆積物41は、反応室11の内壁のサセプタ15の高さに近い比較的上部に堆積する。一方、回転速度が遅く、排出ガス流の流速が遅くなると、図4Bに模式的に示すように、堆積物41は、反応室11の内壁の比較的下部に堆積する。
そこで、クリーニングガスを堆積箇所に供給するために、回転速度に合わせて、クリーニングガスの噴出速度を変動させる。すなわち、クリーニングガスの供給流量を抑えると、噴出速度は低下し、クリーニングガスの供給流量を増大させると、噴出速度は上昇する。
このように、回転速度に合わせてクリーニングガスの噴出速度を変動させることにより、より高い効率で、反応副生成物などの堆積物を除去することが可能となる。
なお、排出ガス流の流速は、ウェーハwの回転速度のみならず、プロセスガスの流量、反応室11内の圧力によっても変動する。従って、これらのパラメータの変動に合わせてクリーニングガスの噴出速度を変動させてもよい。また、クリーニングガスの噴出速度の変動は、ウェーハ処理毎でも、一枚のウェーハ処理中に行われてもよい。
(実施形態5)
本実施形態においては、実施形態1と同様の半導体製造装置が用いられ、同様にウェーハの外周下方に、クリーニングガスを噴出させるが、クリーニングガスの噴出速度を変動させるために、クリーニングガスの噴出面積を変動させている。
図5に本実施形態の半導体製造装置である成膜装置の断面図を示す。図1と同様の構成であるが、クリーニングガスの供給リング52に、噴出速度変動機構51が接続されている。供給リング52は、内側壁52aと外側壁52bから構成されており、スリット状の噴出口52cが形成されている。このような供給リング52において、噴出速度変動機構51により、供給リング22の内側壁52aが上下移動され、噴出口52cの噴出面積を例えば供給リング52の流路の断面積(内側壁52aと外側壁52bの間の断面積)に対して0〜100%程度変動させることができる。なお、図5において、図1と同様の構成については、同じ符号を付している。
このような半導体製造装置を用いて、実施形態1と同様にして、ウェーハwの外周下方にクリーニングガスを供給しながら、ウェーハw上に所定の膜厚のSiCエピタキシャル膜を形成する。このとき、実施形態4と同様に、クリーニングガスを堆積箇所に供給するために、回転速度に合わせて、噴出速度変動機構51により、図6に部分拡大断面図を示すように、供給リング52の内側壁52aを上下移動させて噴出口52cの噴出面積を変動させ、クリーニングガスの噴出速度を変動させる。すなわち、内側壁52aを上げて噴出面積を増大させれば、噴出速度は低下し、内側壁52aを下げて噴出面積を減少させれば、噴出速度は上昇する。なお、外側壁52cを上下移動させてクリーニングガスの噴出面積を変動させてもよい。
このように、回転速度に合わせてクリーニングガスの噴出面積を変動させることにより、実施形態4と同様に、より高い効率で、反応副生成物などの堆積物を除去することが可能となる。
(実施形態6)
本実施形態において、実施形態1と同様の半導体製造装置が用いられるが、反応室のクリーニング中に、ウェーハwの外周下方にクリーニングガスを噴出させる点で実施形態1と異なっている。
実施形態1のように、成膜時に、ウェーハwの外周下方に、クリーニングガスを噴出させることにより、成膜装置を停止させることなく、排気系へのSiの堆積を抑制することができる。しかしながら、ウェーハwとほぼ同じ温度となるサセプタなどには、ウェーハw上と同様に、SiCが堆積する。また、排気系においても、HClなどで除去できないSiCや、Si、Cを含む反応副生成物が堆積する。そして、堆積物を除去するために、反応室のクリーニングが行われる。
通常、反応室のクリーニングは、プロセスガスと同様にクリーニングガスを供給することにより行われるが、本実施形態においては、上方のガス供給口12aからのみならず、供給リング22の開口部22aから、例えばClFガスを供給する。
このとき、成膜は行われていないので、開口部22aからのガス噴出は、排出ガス流への影響は考慮する必要はなく、成膜時の噴出より流量を増やすことができ、例えば全排出量の10vol%以上とすることができ、より効果的に堆積物を除去することができる。
このように、クリーニング時に、ウェーハwの外周下方に、クリーニングガスを噴出させることにより、排気系への堆積物をより効果的に除去することができる。従って、堆積物によるパーティクルの発生を抑制するとともに、ポンプなどの詰まりを抑え、反応室内の圧力を高精度に制御することが可能となり、歩留りの向上を図ることが可能となる。
これら実施形態によれば、半導体ウェーハwにSiCエピタキシャル膜などの膜を高い生産性で形成することが可能となる。そして、ウェーハの歩留り向上と共に、パワー半導体、光半導体などのエピタキシャル形成工程に適用されることにより、良好な素子特性を得ることが可能となる。
また、本実施形態においては、SiC単結晶層(エピタキシャル膜)形成の場合を説明したが、本実施形態は、Si単結晶層、ポリSi層形成時にも適用することも可能である。また、例えばSiO膜やSi膜などSi膜以外の成膜や、例えばGaAs層、GaAlAsやInGaAsなど化合物半導体などにおいても適用することも可能である。その他要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
11…反応室
11a…石英カバー
12…プロセスガス供給機構
12a…ガス供給口
13…ガス排出機構
13a…ガス排出口
14…整流板
15…サセプタ
16…リング
17…回転駆動制御機構
18a…インヒータ
18b…アウトヒータ
19…温度制御機構
20…リフレクタ
21…突き上げピン
22、32、52…供給リング
22a、32a…開口部
22b…ガス流路
22c…導入口
23…供給ユニット
32d…枝部
41…堆積物
51…噴出速度変動機構
52a…内側壁
52b…外側壁
52c…噴出口

Claims (9)

  1. SiCウェーハ上にSiC膜を形成する成膜処理が行われる反応室と、
    前記反応室の上部に設けられ、前記SiCウェーハ上に整流状態でプロセスガスが供給されるように、前記プロセスガスを前記反応室の内部に導入するプロセスガス供給機構と、
    前記反応室の下部に設けられ、前記反応室より余剰の前記プロセスガス及び反応副生成物を排出するガス排出機構と、
    前記SiCウェーハを保持する支持部材と、
    前記支持部材の外周に設けられ、前記支持部材の上端よりも低い位置で、前記反応室の内壁方向で水平から下方45度までの方向にクリーニングガスを前記プロセスガスの供給と同時に噴出するクリーニングガス供給機構と、
    前記SiCウェーハを加熱するヒータと、
    前記SiCウェーハを回転させるための回転駆動機構と、
    を備えることを特徴とする半導体製造装置。
  2. 前記クリーニングガス供給機構は、
    前記反応室の下方より前記クリーニングガスを供給する供給ユニットと、
    前記クリーニングガスを噴出する噴出口と、
    前記供給ユニットから前記噴出口までの内部流路を有する供給リングと、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体製造装置。
  3. 前記クリーニングガス供給機構は、前記クリーニングガスの噴出速度を変動させる噴出速度制御機構を備えることを特徴とする請求項2に記載の半導体製造装置。
  4. 前記噴出速度制御機構は、前記噴出口の噴出面積を変動させることを特徴とする請求項3に記載の半導体製造装置。
  5. 前記噴出速度制御機構は、前記クリーニングガスの供給量を変動させることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の半導体製造装置。
  6. 反応室内にSiCウェーハを搬入し、支持部材上に載置し、
    前記SiCウェーハの表面に、整流状態でソースガス及びキャリアガスを含むプロセスガスを供給し、
    前記SiCウェーハを回転させながら加熱して、前記SiCウェーハの表面にSiC膜を成膜し、
    余剰の前記プロセスガス及び反応副生成物を、前記SiCウェーハの外周より下方に排出するとともに、前記支持部材の上端よりも低い位置で前記反応室の内壁方向で水平から下方45度までの方向にクリーニングガスを供給する、
    ことを特徴とする半導体製造方法。
  7. 前記クリーニングガスは、HClガスを含むことを特徴とする請求項6に記載の半導体製造方法。
  8. 前記ソースガスの供給を停止するとともに、前記クリーニングガスの供給を停止し、SiCウェーハ上に供給されるキャリアガスの流量を増大させることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の半導体製造方法。
  9. 前記ソースガスの供給を停止するとともに、前記クリーニングガスの供給を停止し、前記支持部材の上端よりも低い位置で前記反応室の内壁方向にキャリアガスを供給することを特徴とする請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の半導体製造方法。
JP2011100478A 2010-06-22 2011-04-28 半導体製造装置、半導体製造方法及び半導体製造装置のクリーニング方法 Active JP5820143B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011100478A JP5820143B2 (ja) 2010-06-22 2011-04-28 半導体製造装置、半導体製造方法及び半導体製造装置のクリーニング方法
US13/160,209 US8815711B2 (en) 2010-06-22 2011-06-14 Manufacturing apparatus and method for semiconductor device and cleaning method of manufacturing apparatus for semiconductor
TW100121830A TWI463590B (zh) 2010-06-22 2011-06-22 A semiconductor manufacturing apparatus, a semiconductor manufacturing method, and a cleaning method of a semiconductor manufacturing apparatus

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010141419 2010-06-22
JP2010141419 2010-06-22
JP2011100478A JP5820143B2 (ja) 2010-06-22 2011-04-28 半導体製造装置、半導体製造方法及び半導体製造装置のクリーニング方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012028737A JP2012028737A (ja) 2012-02-09
JP5820143B2 true JP5820143B2 (ja) 2015-11-24

Family

ID=45329055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011100478A Active JP5820143B2 (ja) 2010-06-22 2011-04-28 半導体製造装置、半導体製造方法及び半導体製造装置のクリーニング方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8815711B2 (ja)
JP (1) JP5820143B2 (ja)
TW (1) TWI463590B (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5732284B2 (ja) * 2010-08-27 2015-06-10 株式会社ニューフレアテクノロジー 成膜装置および成膜方法
JP5395102B2 (ja) * 2011-02-28 2014-01-22 株式会社豊田中央研究所 気相成長装置
JP2013207196A (ja) 2012-03-29 2013-10-07 Nuflare Technology Inc 成膜装置および成膜方法
JP6095172B2 (ja) * 2012-03-30 2017-03-15 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置
EP3077568B1 (en) * 2013-12-02 2019-02-20 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for in-situ cleaning of a process chamber
JP5941491B2 (ja) * 2014-03-26 2016-06-29 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体装置の製造方法並びにプログラム
KR101792941B1 (ko) * 2015-04-30 2017-11-02 어드밴스드 마이크로 패브리케이션 이큅먼트 인코퍼레이티드, 상하이 화학기상증착장치 및 그 세정방법
KR102204637B1 (ko) * 2016-06-03 2021-01-19 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 챔버 내부의 유동을 확산시키는 것에 의한 더 낮은 입자 수 및 더 양호한 웨이퍼 품질을 위한 효과적이고 새로운 설계
CN113906159B (zh) * 2019-06-06 2024-07-19 应用材料公司 用于改进底部净化气流均匀性的挡板实现
KR20220017480A (ko) 2019-06-06 2022-02-11 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 합성 이미지들을 생성하는 방법 및 이미징 시스템
CN112342528B (zh) * 2019-08-06 2023-02-17 台湾积体电路制造股份有限公司 半导体制程机台及其应用的方法
CN112609168B (zh) * 2020-11-30 2023-06-06 中威新能源(成都)有限公司 一种快速清洗大面积真空腔室内累积薄膜的方法
CN115612999A (zh) * 2022-10-19 2023-01-17 长鑫存储技术有限公司 一种半导体生产设备及其控制方法及装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61216327A (ja) * 1985-03-22 1986-09-26 Hitachi Ltd プラズマ処理方法及び装置
JP2589140B2 (ja) * 1988-05-13 1997-03-12 富士通株式会社 半導体製造装置の洗浄方法
JPH0452733U (ja) * 1990-09-10 1992-05-06
JP4027960B2 (ja) 1991-10-24 2007-12-26 東京エレクトロン株式会社 成膜処理装置
JPH07326581A (ja) * 1994-05-31 1995-12-12 Sony Corp プラズマ装置およびこれを用いたプラズマcvd方法
JPH08115879A (ja) * 1994-10-13 1996-05-07 Toshiba Corp 半導体製造装置
JPH1154496A (ja) 1997-08-07 1999-02-26 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置及びガス処理装置
KR100253089B1 (ko) * 1997-10-29 2000-05-01 윤종용 반도체소자 제조용 화학기상증착장치 및 이의 구동방법, 그 공정챔버 세정공정 레시피 최적화방법
JP2001035797A (ja) * 1999-07-16 2001-02-09 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP4099092B2 (ja) * 2002-03-26 2008-06-11 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法、高速ロータリバルブ
JP2004211168A (ja) * 2003-01-06 2004-07-29 Canon Inc 処理装置クリーニング方法
JP4721336B2 (ja) * 2005-07-26 2011-07-13 芝浦メカトロニクス株式会社 プラズマ処理装置及びそのクリーニング方法
JP5117856B2 (ja) * 2005-08-05 2013-01-16 株式会社日立国際電気 基板処理装置、冷却ガス供給ノズルおよび半導体装置の製造方法
JP4874842B2 (ja) 2007-03-20 2012-02-15 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長装置
WO2008123391A2 (en) * 2007-03-23 2008-10-16 Panasonic Corporation Apparatus and method for plasma doping
JP4933399B2 (ja) * 2007-10-25 2012-05-16 株式会社ニューフレアテクノロジー 半導体製造方法および半導体製造装置
JP4956470B2 (ja) 2007-11-29 2012-06-20 株式会社ニューフレアテクノロジー 半導体製造装置および半導体製造方法
JP5310283B2 (ja) 2008-06-27 2013-10-09 東京エレクトロン株式会社 成膜方法、成膜装置、基板処理装置及び記憶媒体
US20090324826A1 (en) 2008-06-27 2009-12-31 Hitoshi Kato Film Deposition Apparatus, Film Deposition Method, and Computer Readable Storage Medium
JP2010118627A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Shibaura Mechatronics Corp プラズマ処理装置及びそのクリーニング方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012028737A (ja) 2012-02-09
TWI463590B (zh) 2014-12-01
TW201216396A (en) 2012-04-16
US8815711B2 (en) 2014-08-26
US20110312187A1 (en) 2011-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5820143B2 (ja) 半導体製造装置、半導体製造方法及び半導体製造装置のクリーニング方法
JP4576466B2 (ja) 気相成長装置及び気相成長方法
US20140326186A1 (en) Metal-organic vapor phase epitaxy system and process
KR101154639B1 (ko) 반도체 제조장치와 반도체 제조방법
CN106367805B (zh) 衬底处理设备
US20110200749A1 (en) Film deposition apparatus and method
TWI378498B (en) Manufacturing method for semiconductor device and manufacturing apparatus for semiconductor device
WO2012026241A1 (ja) 半導体装置の製造方法、及び基板処理装置
JP2007294545A (ja) エピタキシャル成長装置
JP2011040615A (ja) 半導体製造装置および半導体製造方法
KR101391883B1 (ko) 반도체 제조 장치, 반도체 제조 방법 및 반도체 제조 장치의 클리닝 방법
US8597429B2 (en) Manufacturing apparatus and method for semiconductor device
JP5496721B2 (ja) 成膜装置および成膜方法
KR101504138B1 (ko) 박막 증착장치 및 이 장치의 세정방법
CN102268656A (zh) Mocvd设备的喷淋头及其制作方法、使用方法
JP2008294217A (ja) 気相成長装置及び気相成長方法
JP5134311B2 (ja) 半導体製造装置および半導体製造方法
JP2009135238A (ja) 気相成長装置及び気相成長方法
KR100422396B1 (ko) 원자층 증착법을 이용한 반도체 소자의 박막 형성 방법
KR101807567B1 (ko) Ald 산화막 형성 방법 및 장치
JP5757748B2 (ja) 半導体製造装置および半導体製造方法
TWI576461B (zh) Thin film deposition method
KR101502857B1 (ko) 기판지지부재, 이를 갖는 기판처리장치 및 기판처리방법
JP2004014535A (ja) 気相成長装置及び気相成長方法、並びに基体保持用サセプタ
JP7002722B2 (ja) 気相成長装置

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20121114

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20121115

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130403

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20130404

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140317

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141023

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141028

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141226

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20150421

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150717

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20150724

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150908

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151002

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5820143

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250