KR20160077846A - Clean method for epitaxial growth apparatus - Google Patents

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KR20160077846A KR1020140188249A KR20140188249A KR20160077846A KR 20160077846 A KR20160077846 A KR 20160077846A KR 1020140188249 A KR1020140188249 A KR 1020140188249A KR 20140188249 A KR20140188249 A KR 20140188249A KR 20160077846 A KR20160077846 A KR 20160077846A
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강동호
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Abstract

The present invention relates to a cleaning method of an epitaxial growth apparatus, capable of effectively removing a source of pollution of a susceptor and a wafer even if a porous susceptor is applied thereto. The cleaning method of an epitaxial growth apparatus according to the present invention controls flow difference of hydrogen gas supplied to an upper/lower side of the susceptor to be less than or equal to 10 slm even if the porous susceptor is applied thereto, thereby preventing the hydrogen gas flowing through the upper/lower side of the susceptor from passing through a hole of the susceptor so as to prevent a source of pollution from being diffused and discharge the source of pollution with the hydrogen gas. Therefore, even if flow of the hydrogen gas supplied to the upper/lower side of the susceptor is simply controlled, the source of pollution can be effectively removed with a repeatedly performed process, and further an epitaxial wafer can be produced in an environment in which the source of pollution is removed, thereby ensuring quality of the epitaxial wafer.

Description

에피 성장장치의 크린방법 {Clean method for epitaxial growth apparatus}[0001] The present invention relates to a clean method for an epitaxial growth apparatus,

본 발명은 다공성 서셉터를 적용하더라도 서셉터와 웨이퍼의 오염원을 효과적으로 제거할 수 있는 에피 성장장치의 크린방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cleaning method of an epitaxial growth apparatus capable of effectively removing a contamination source of a susceptor and a wafer even when a porous susceptor is applied.

일반적으로 에피 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼 위에 같은 방향성을 갖는 단결정 막을 성장시키는 에피택셜 성장 공정을 거치게 된다. 이때, 실리콘 웨이퍼는 그 위에 새로운 결정을 성장시키는 시드 결정이 되고, 새롭게 성장되는 결정은 실리콘 웨이퍼와 같은 결정구조 및 방향성을 가진다.Generally, an epitaxial growth process for growing an epitaxial wafer having the same orientation on a silicon wafer is carried out on an epitaxial wafer. At this time, the silicon wafer becomes a seed crystal for growing a new crystal thereon, and the newly grown crystal has the same crystal structure and orientation as a silicon wafer.

현재에 웨이퍼의 에피층을 증착시키기 위하여 증착 방법으로는 기상 에피택시(vapor phase epitaxy; VPE)를 많이 사용되고 있으며, 이에 의해 실리콘(Si)과 갈륨비소(GaAs)를 포함하는 광범위한 반도체 박막 결정들이 키워지고 있다.At present, a vapor phase epitaxy (VPE) is widely used as a deposition method for depositing an epitaxial layer of wafers, and a wide variety of semiconductor thin film crystals including silicon (Si) and gallium arsenide (GaAs) ought.

그런데, 상기와 같이 에피층을 성장시키는 에피 성장장치는 실리콘 웨이퍼에 에피층을 성장시키는 챔버(Chamber) 내에 메탈 불순물(Metal Impurity)을 포함한 수분(Moisture)이 많이 포함되어 있다.However, in the epitaxial growth apparatus for growing an epi layer as described above, a lot of moisture including metal impurities is contained in a chamber for growing an epi layer on a silicon wafer.

보다 상세하게, 챔버 및 가스 라인(Gas Line)내의 금속 성분과 수분을 함유한 가스(Gas)가 반응하여 메탈 클로라이드(Metal Chloride)를 생성하게 된다.More specifically, a metal component in a chamber and a gas line reacts with a gas containing water to generate metal chloride.

또한, 산소(O2) 및 수분에 의해 수산화화합물이 생성되며, 이러한 수산화화합물은 웨이퍼를 지지하는 서셉트(Susceptor)에 피트(Pit)를 유발시키며, 메탈(Metal) 오염의 주요 원인이 된다.In addition, a hydroxide compound is generated by oxygen (O 2 ) and water, and this hydroxide compound causes a pit in a susceptor for supporting the wafer and is a main cause of metal contamination.

즉, 종래의 에피 성장장치는 실리콘 웨이퍼에 에피층을 성장시키는 챔버(Chamber) 내에 메탈 불순물(Metal Impurity)을 포함한 수분(Moisture)이 많이 포함되기 때문에 챔버 내에 메탈 불순물(Metal Impurity)을 포함한 수분(Moisture)이 조금만 함유되더라도 양질의 실리콘 에피층을 얻기 어려운 실정이다.That is, in the conventional epitaxial growth apparatus, a chamber for growing an epi layer on a silicon wafer contains a lot of moisture including metal impurities. Therefore, moisture (including metal impurity) It is difficult to obtain a good quality silicon epilayer even if it contains a small amount of Moisture.

한국공개특허 제2012-0103059호에는 웨이퍼를 챔버 내로 로딩시킨 다음, 고온과 저온을 반복 수행하여 잔류 수분을 제거한 후, 에피 공정을 수행하는 에피 웨이퍼 제조방법이 개시되고 있다.Korean Unexamined Patent Publication No. 2001-0103059 discloses an epi wafer manufacturing method in which a wafer is loaded into a chamber and then subjected to repeated high temperature and low temperature to remove residual moisture and then perform an epi process.

최근에는 수소가스를 챔버 내부로 주입하여 수분과 함께 오염원을 제거하는 방법이 많이 사용되고 있다.Recently, a method of injecting hydrogen gas into the chamber to remove pollutants together with moisture has been widely used.

종래에는, 웨이퍼가 올려지는 서셉터를 기준으로 상측에서 70slm의 유량과 하측에서 20slm의 유량으로 수소가스가 주입되고, 수소가스가 서셉터를 지나가면서 오염원을 제거하고 있다.Conventionally, hydrogen gas is injected at a flow rate of 70 slm from the upper side and at a flow rate of 20 slm from the lower side on the basis of the susceptor on which the wafer is loaded, and hydrogen gas is passed through the susceptor to remove the contamination source.

도 1은 PM 후의 에피 성장 장치에서 서셉터 및 내부 Part 교체 전/후에 에피 웨이퍼의 MCLT 값이 도시된 그래프이다.1 is a graph showing MCLT values of an epitaxial wafer before / after a susceptor and inner part replacement in an epitaxial growth apparatus after PM.

에피 성장장치에서 다공성 서셉터가 적용하고, 수소가스에 의해 서셉터의 오염원을 제거한 다음, 에피 웨이퍼를 제작하면, 도 1에 도시된 바와 같이 에피 웨이퍼의 중심 부분에서 패턴이 불량하게 나오고, 에피 웨이퍼의 MCLT(Minority carrier life time) 측정값이 낮게 나타난다.When the porous susceptor is applied to the epitaxial growth apparatus, the contamination source of the susceptor is removed by the hydrogen gas, and then an epitaxial wafer is produced, the pattern is poor in the central portion of the epitaxial wafer as shown in FIG. 1, (Minority carrier life time) measurement value is low.

상기와 같이 에피 성장장치는 서셉터에 구비된 복수개의 홀에 오염원이 잔류하고, 상/하측의 유량 차이에 의해 서셉터의 홀을 통하여 수소가스가 흐르면서 오염원을 확산시키기 때문에 서셉터의 오염원을 효과적으로 제거하기 어렵고, 오염원이 잔류하는 환경에서 에피 웨이퍼를 제작함에 따라 에피 웨이퍼의 품질을 떨어뜨리는 문제점이 있다.As described above, since the contaminant source remains in a plurality of holes provided in the susceptor and hydrogen gas flows through the hole of the susceptor due to the difference in flow rate between the upper and lower sides, the contaminant source is diffused, There is a problem that the quality of the epitaxial wafer is deteriorated as the epitaxial wafer is manufactured in an environment where it is difficult to remove and the source of contamination remains.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다공성 서셉터를 적용하더라도 서셉터 또는 웨이퍼의 오염원을 효과적으로 제거할 수 있는 에피 성장장치의 크린방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a clean method of an epitaxial growth apparatus capable of effectively removing contaminants from a susceptor or a wafer even when a porous susceptor is applied.

본 발명은 고온의 챔버 내부에 반응가스가 공급되고, 반응가스에 의해 상기 챔버 내부에 위치한 다공성 서셉터에 에피층이 기상 증착되는 제1단계; 및 상기 제1단계에서 서셉터에 에피층이 증착되면, 상기 서셉터를 기준으로 상/하측에 수평하게 수소가스와 에칭가스가 공급되고, 수소가스에 의해 오염원이 제거되는 동시에 에칭가스에 의해 에피층이 에칭되는 제2단계;를 포함하고, 상기 제2단계는 상기 서셉터의 상측으로 공급되는 수소가스의 유량이 상기 서셉터의 하측으로 공급되는 수소가스의 유량보다 10slm 이하로 높도록 제어되는 에피 성장장치의 크린방법을 제공한다.A first step of vapor-depositing an epitaxial layer on a porous susceptor provided in the chamber by a reaction gas supplied with a reaction gas into a chamber at a high temperature; And hydrogen gas and etching gas are supplied horizontally on the upper and lower sides of the susceptor when the epi layer is deposited on the susceptor in the first step, the contamination source is removed by the hydrogen gas, And the second step is controlled so that the flow rate of the hydrogen gas supplied to the upper side of the susceptor is higher than the flow rate of the hydrogen gas supplied to the lower side of the susceptor to 10 slm or less Thereby providing a clean method of the epitaxial growth apparatus.

본 발명에 따른 에피 성장장치의 크린방법은 다공성 서셉터를 적용하더라도 서셉터의 상/하측으로 공급되는 수소가스의 유량 차이를 10slm 이하로 제어함으로써, 서셉터의 상/하측을 따라 흐르는 수소가스가 서셉터의 홀을 통과하는 것을 방지하여 오염원의 확산을 방지할 뿐 아니라 수소가스와 함께 배출되도록 한다.The cleaning method of the epitaxial growth apparatus according to the present invention can control the flow rate difference of the hydrogen gas supplied to the upper and lower sides of the susceptor to 10 slm or less even when the porous susceptor is applied so that the hydrogen gas flowing along the upper and lower sides of the susceptor It is prevented from passing through the hole of the susceptor so as to prevent diffusion of the contamination source and to be discharged together with the hydrogen gas.

따라서, 서셉터의 상/하측으로 공급되는 수소가스의 유량을 간단히 제어하더라도 공정을 반복 진행할수록 오염원을 효과적으로 제거할 수 있으며, 나아가 오염원이 제거된 환경에서 에피 웨이퍼를 만들 수 있어 에피 웨이퍼의 품질을 보장할 수 있는 이점이 있다.Therefore, even if the flow rate of the hydrogen gas supplied to the upper and lower sides of the susceptor is simply controlled, it is possible to effectively remove the contamination source as the process is repeated, and furthermore, There is an advantage that can be guaranteed.

도 1은 종래 기술의 에피 성장장치에서 다공성 서셉터를 적용하기 전/후에 에피 웨이퍼의 MCLT 측정값이 도시된 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 에피 성장장치의 일예가 도시된 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예와 비교예를 통하여 크린 공정이 진행한 후에 에피 웨이퍼의 MCLT 측정값이 도시된 그래프.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 에피 성장장치에서 크린 공정 과정이 도시된 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 에피 성장장치의 크린방법이 도시된 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a graph showing MCLT measurements of an epitaxial wafer before / after application of a porous susceptor in a prior art epitaxial growth apparatus.
2 is a schematic view showing an example of an epitaxial growth apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing MCLT measurement values of an epitaxial wafer after a clean process has been performed through Examples and Comparative Examples of the present invention. FIG.
4A to 4C are schematic views showing a clean process in an epitaxial growth apparatus according to the present invention.
Figure 5 is a flow chart illustrating the clean process of an epitaxial growth apparatus according to the present invention.

이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다. Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the scope of the inventive concept of the present embodiment can be determined from the matters disclosed in the present embodiment, and the spirit of the present invention possessed by the present embodiment is not limited to the implementation of addition, deletion, Variations.

도 2는 본 발명에 따른 에피 성장장치의 일예가 도시된 구성도이다.2 is a configuration diagram showing an example of an epitaxial growth apparatus according to the present invention.

본 발명의 에피 성장장치는 도 2에 도시된 바와 같이 에피층 성장이 이루어지는 공간을 구성하는 챔버(110)와, 상기 챔버(110) 내부에 웨이퍼가 올려지는 서셉터(120)와, 상기 서셉터(120)의 상/하측으로 가스를 공급하는 가스공급유닛(130)을 포함하도록 구성된다.As shown in FIG. 2, the epitaxial growth apparatus of the present invention includes a chamber 110 constituting a space where an epitaxial layer is grown, a susceptor 120 in which a wafer is placed in the chamber 110, And a gas supply unit 130 for supplying gas to the upper side and the lower side of the gas supply unit 120.

상기 챔버(110)는 가스가 유입되는 입구(111)가 일측에 구비되고, 가스가 유출되는 출구(112)가 다른 일측에 구비되며, 상기 입/출구(111,112) 사이에 상기 서셉터(120)가 수평하게 위치한다.The chamber 110 is provided with an inlet 111 through which the gas is introduced and an outlet 112 through which the gas flows out from the chamber 110. The susceptor 120 is disposed between the inlet and the outlet 111, Is positioned horizontally.

또한, 상기 챔버(110)는 상기 서셉터(120)의 하측을 지지하는 서포터(미도시)가 구비되고, 상기 서포터는 상기 서셉터(120)를 회전시키기 위하여 하측에 회전축(미도시)이 구비되는데, 상기 챔버(110)는 상기 회전축이 관통될 수 있는 보조 입구(113)가 구비된다.In addition, the chamber 110 is provided with a supporter (not shown) for supporting the lower side of the susceptor 120, and a supporter (not shown) is provided below the susceptor 120 to rotate the susceptor 120 The chamber 110 is provided with an auxiliary inlet 113 through which the rotating shaft can pass.

상기 서셉터(120)는 원판 형상으로써, 복수개의 홀들(120h)이 구비된 다공성 서셉터가 적용될 수 있으며, 웨이퍼가 올려지더라도 오염을 줄이기 위하여 그라파이트에 SiC가 코팅된 형태로 제작될 수 있다. The susceptor 120 may be a porous susceptor having a plurality of holes 120h. The susceptor 120 may be made of SiC coated graphite to reduce contamination even if the wafer is lifted.

이때, 상기 서셉터(120)는 상기 입/출구(111,112) 사이에 수평하게 배열되ㄴ는데, 상기 입/출구(111,112)를 통하여 유/출입되는 반응가스와 에칭가스 및 수소가스의 유량이 통과할 수 있도록 설치된다.At this time, the susceptor 120 is horizontally arranged between the inlet / outlet 111 and the inlet / outlet 111. Since the flow rate of the reactive gas, the etching gas and the hydrogen gas flowing in and out through the inlet / .

상기 가스공급유닛(130)은 반응가스(TCS)와 에칭가스(HCl) 및 수소가스(H2)를 선택적으로 공급하도록 구성될 수 있는데, 크린 공정에서 사용되는 것을 기준으로 살펴보면, 반응가스(TCS)는 상기 서셉터(120)를 에피층으로 코팅하고, 에칭가스(HCl)는 상기 서셉터(120)에 코팅된 에피층을 에칭하며, 수소가스(H2)는 상기 서셉터(120)에 묻은 금속 입자 등과 같은 오염원을 배출시킨다.The gas supply unit 130 may be configured to selectively supply the reactive gas TCS, the etching gas HCl, and the hydrogen gas H 2 . The susceptor 120 is coated with an epi layer and an etching gas HCl is used to etch the epi layer coated on the susceptor 120 and hydrogen gas H 2 is applied to the susceptor 120 Such as buried metal particles.

실시예에서, 상기 가스공급유닛(130)은 상부 노즐(131) 및 상부 유량 제어밸브(132)와, 하부 노즐(133) 및 하부 유량 제어밸브(134)와, 보조 노즐(135) 및 보조 유량 제어밸브(136)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 수소가스(H2)를 공급하는 것을 기준으로 설명하기로 한다.The gas supply unit 130 includes an upper nozzle 131 and an upper flow control valve 132, a lower nozzle 133 and a lower flow control valve 134, an auxiliary nozzle 135, Control valve 136, and will be described on the basis of supplying hydrogen gas (H 2 ).

상기 상부 노즐(131)은 상기 서셉터(120)의 상측에 수평하게 수소가스(H2)의 유량을 공급하도록 상기 챔버의 입구(111)에 구비되고, 상기 상부 유량 제어밸브(132)는 상기 상부 노즐(131)로 공급되는 수소가스(H2)의 유량을 20~40slm 으로 제어함으로써, 상기 서셉터(120)의 상측에서 오염원을 제거한다. The upper nozzle 131 is provided at the inlet 111 of the chamber to supply a flow rate of hydrogen gas H 2 horizontally to the upper side of the susceptor 120, The contamination source is removed from the upper side of the susceptor 120 by controlling the flow rate of the hydrogen gas (H 2 ) supplied to the upper nozzle 131 to 20 to 40 slm.

상기 하부 노즐(133)은 상기 서셉터(120)의 하측에 수평하게 수소가스(H2)의 유량을 공급하도록 상기 챔버의 입구(111)에 구비되고, 상기 하부 유량 제어밸브(134)는 상기 하부 노즐(133)로 공급되는 수소가스(H2)의 유량을 20~30slm 으로 제어함으로써, 상기 서셉터(120)의 하측에서 오염원을 제거한다. The lower nozzle 133 is provided at the inlet 111 of the chamber to supply a flow rate of hydrogen gas H 2 horizontally to the lower side of the susceptor 120, The contamination source is removed from the lower side of the susceptor 120 by controlling the flow rate of the hydrogen gas (H 2 ) supplied to the lower nozzle 133 to 20 to 30 slm.

상기 보조 노즐(135)은 소량의 수소가스(H2)를 공급하도록 상기 챔버의 보조 입구(113)에 구비되고, 상기 보조 유량 제어밸브(136)는 상기 보조 노즐(135)로 공급되는 수소가스(H2)의 유량을 3slm 으로 제어함으로써, 외부의 오염원을 포함한 가스가 상기 챔버의 보조 입구(113)로 유입되는 것을 방지한다. The auxiliary nozzle 135 is provided in the auxiliary inlet 113 of the chamber to supply a small amount of hydrogen gas H 2 and the auxiliary flow control valve 136 is connected to the auxiliary nozzle 135, (H 2 ) is controlled to be 3 slm to prevent the gas including the external contaminants from flowing into the auxiliary inlet 113 of the chamber.

그런데, 상기 서셉터(120) 위에 더미 웨이퍼가 올려지기 때문에 상기 서셉터(120) 위에 올려진 더미 웨이퍼에 묻은 오염원까지 제거하기 위해서는 상기 서셉터(120)를 기준으로 상부 수소가스(H2)의 유량이 하부 수소가스(H2)의 유량보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. Since the dummy wafer is mounted on the susceptor 120, it is necessary to remove the upper hydrogen gas (H 2 ) from the susceptor 120 in order to remove contaminants from the dummy wafer placed on the susceptor 120. It is preferable that the flow rate is formed to be larger than the flow rate of the lower hydrogen gas (H 2 ).

이때, 상기 서셉터(120)는 복수개의 홀(120h)이 구비된 다공성 서셉터를 적용하기 때문에 상기 서셉터(120)의 상/하측에서 수소가스(H2)의 유량 차이가 크면, 상기 서셉터(120)의 상측에서 하측으로 수소가스(H2)의 유량이 과도하게 흘러가면서 오염원을 확산시킬 수 있다.At this time, since the susceptor 120 uses the porous susceptor having the plurality of holes 120h, if the flow rate difference of the hydrogen gas (H 2 ) is large at the upper and lower sides of the susceptor 120, The contamination source can be diffused as the flow rate of the hydrogen gas (H 2 ) excessively flows from the upper side to the lower side of the susceptor 120.

따라서, 본 발명에서는 다공성 서셉터(120)를 기준으로 상/하측에서 수소가스(H2)의 유량을 상기와 같이 제어하는 것이 요구되며, 하기에서 상세히 설명하기로 한다.Therefore, in the present invention, it is required to control the flow rate of the hydrogen gas (H 2 ) at the upper and lower sides with respect to the porous susceptor 120 as described above, which will be described in detail below.

도 3은 본 발명의 실시예와 비교예를 통하여 크린 공정이 진행한 후에 에피 웨이퍼의 MCLT 측정값이 도시된 그래프이다.FIG. 3 is a graph showing MCLT measurement values of an epitaxial wafer after a clean process is performed according to an embodiment of the present invention and a comparative example.

본 발명의 실시예는 에피 성장장치에서 다공성 서셉터를 기준으로 상/하부로 공급되는 수소가스의 유량을 40/30으로 제어하면서 크린 공정을 수행한 반면, 비교예는 다공성 서셉터를 기준으로 상/하부로 공급되는 수소가스의 유량을 70/20으로 제어하면서 크린 공정을 수행한 것이다.In the embodiment of the present invention, the cleaning process was performed while controlling the flow rate of the hydrogen gas supplied to the upper and lower portions of the epitaxial growth apparatus on the basis of the porous susceptor to 40/30. On the other hand, / The clean process was performed while controlling the flow rate of the hydrogen gas supplied to the lower side to 70/20.

실시예와 비교예에서는 크린 공정을 수행한 다음, 에피 웨이퍼의 MCLT 측정값을 살펴보면, 실시예는 비교예에 비해 에피 웨이퍼의 MLCT 측정값이 높게 나타난다.In the examples and the comparative examples, the MCLT measurement values of the epitaxial wafers after the clean process were compared with those of the comparative examples.

즉, 비교예와 같이 상/하부 수소가스(H2)의 유량 차이가 클수록 오염원이 더욱 확산된 것으로 볼 수 있으며, 오염원이 확산됨에 따라 에피 웨이퍼가 더욱 오염된 것으로 볼 수 있다.That is, as the difference in the flow rate of the upper / lower hydrogen gas (H 2 ) is larger as in the comparative example, it can be seen that the contaminant source is further diffused, and the epi wafer is more contaminated as the contamination source is diffused.

따라서, 본 발명의 에피 성장장치는 다공성 서셉터를 적용한 경우에 크린 공정에서 상/하부 수소가스(H2)의 유량 차이가 10slm 이하로 한정되는 것이 바람직하다.Therefore, in the epitaxial growth apparatus of the present invention, when the porous susceptor is applied, it is preferable that the flow rate difference between the upper / lower hydrogen gas (H 2 ) in the clean process is limited to 10 slm or less.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 에피 성장장치에서 크린 공정 과정이 도시된 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 에피 성장장치의 크린방법이 도시된 순서도이다.FIGS. 4A to 4C are schematic diagrams showing a clean process in the epitaxial growth apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a flowchart showing a clean process of the epitaxial growth apparatus according to the present invention.

본 발명의 에피 성장장치에서 크린 공정은 도 4a와 도 5에 도시된 바와 같이 반응가스(TCS)가 상기 챔버의 입구(111)로 유입된 다음, 상기 챔버의 출구(112)로 빠져나가는 동안, 상기 서셉터(120) 표면에 에피층(121)이 코팅된다.(S1 참조)In the epi growth apparatus of the present invention, the clean process is performed while the reactive gas (TCS) is introduced into the inlet 111 of the chamber and then to the outlet 112 of the chamber, as shown in FIGS. 4A and 5, An epi layer 121 is coated on the surface of the susceptor 120 (see S1)

따라서, 반응가스가 상기 서셉터(120)의 표면에 기상 증착됨에 따라 상기 서셉터(120) 표면에 에피층(121)이 코팅되면, 상기 서셉터(120)의 표면에 잔류하는 금속 재질의 오염원이 상기 에피층(121)으로 흡수된다.Therefore, when the epi layer 121 is coated on the surface of the susceptor 120 as the reactive gas is vapor-deposited on the surface of the susceptor 120, the contamination of the susceptor 120, Is absorbed into the epi layer (121).

상기 서셉터(120)의 표면에 에피층(121)이 코팅되면, 도 4b와 도 5에 도시된 바와 같이 에칭가스(HCl)와 수소가스(H2)가 상기 챔버의 입구(111)로 유입된 다음, 상기 챔버의 출구(112)로 빠져나가는 동안, 상기 에피층(121)이 에칭되는 동시에 상기 서셉터(120)의 오염원이 수소가스(H2)와 함께 배출된다.(S2,S3 참조)When the epitaxial layer 121 is coated on the surface of the susceptor 120, etching gas (HCl) and hydrogen gas (H 2 ) are introduced into the inlet 111 of the chamber as shown in FIG. 4B and FIG. The epi layer 121 is etched and the contaminant of the susceptor 120 is discharged together with the hydrogen gas H 2 while the gas escapes to the outlet 112 of the chamber )

이때, 상기 서셉터(120)는 복수개의 홀(120h)이 구비된 다공성 서셉터로 구성됨에 따라 상기 서셉터(120)의 상/하측으로 유동되는 수소가스(H2)의 유량 차이를 10slm 이하로 제어하는 것이 바람직하며, 상부 수소가스(H2)의 유량을 20~40slm 으로 제어하고, 하부 수소가스(H2)의 유량을 20~30slm 으로 제어하는 것이 더욱 바람직하다.At this time, the susceptor 120 is composed of the porous susceptor having the plurality of holes 120h, so that the difference in the flow rate of the hydrogen gas (H 2 ) flowing to the upper side and the lower side of the susceptor 120 is less than 10 slm , And it is more preferable to control the flow rate of the upper hydrogen gas (H 2 ) to 20 to 40 slm and the flow rate of the lower hydrogen gas (H 2 ) to 20 to 30 slm.

따라서, 에칭가스(HCl)가 오염원을 흡수한 에피층(121 : 도 4a에 도시)을 에칭시키고, 수소가스(H2)가 상기 서셉터(120)의 오염원을 유동 방향으로 배출시킨다.Hence, the etching gas (HCl) etches the epi layer 121 (shown in FIG. 4A) in which the contaminant is absorbed, and the hydrogen gas (H 2 ) discharges the contaminants of the susceptor 120 in the flow direction.

상기 서셉터(120)의 표면에 에피층이 에칭되면, 도 4c와 도 5에 도시된 바와 같이 상기 서셉터(120) 위에 더미 웨이퍼(W)가 올려지면, 상기 서셉터(120)의 표면에 잔류하는 금속 재질의 오염원은 상기 더미 웨이퍼(W)로 흡수된다.(S4 참조)When the epitaxial layer is etched on the surface of the susceptor 120, if the dummy wafer W is placed on the susceptor 120 as shown in FIG. 4C and FIG. 5, The contamination source of the remaining metallic material is absorbed by the dummy wafer W. (See S4)

또한, 수소가스(H2)가 상기 챔버의 입구(111)로 유입된 다음, 상기 챔버의 출구(112)로 빠져나가는 동안, 상기 서셉터(120)와 더미 웨이퍼(W)로부터 오염원이 수소가스(H2)와 함께 배출된다.(S5 참조)The hydrogen gas H 2 is introduced into the inlet 111 of the chamber and then exhausted from the susceptor 120 and the dummy wafer W to the outlet 112 of the chamber. (H 2 ) (see S5).

물론, 상기 상/하부 수소가스(H2)의 유량을 상기와 같이 동일하게 제어한다.Of course, the flow rate of the upper / lower hydrogen gas (H 2 ) is controlled as described above.

따라서, 수소가스(H2)가 상기 서셉터(120)와 더미 웨이퍼(W)로부터 오염원을 유동방향으로 배출시키고, 오염원을 흡수한 더미 웨이퍼(W)를 제거할 수 있다.Therefore, the hydrogen gas (H 2 ) can discharge the contamination source from the susceptor 120 and the dummy wafer W in the flow direction, and remove the dummy wafer W that has absorbed the contamination source.

이와 같이 크린 공정이 진행되는 동안, 상기 챔버의 보조 입구(113)를 통하여 외부의 오염원을 포함한 가스가 유입되는 것을 방지하기 위하여 3slm 정도의 소량의 수소가스(H2)가 유입되도록 한다.During the course of the clean process, a small amount of hydrogen gas (H 2 ) of about 3 slm is introduced into the chamber through the auxiliary inlet 113 of the chamber so as to prevent gas including foreign contaminants from flowing into the chamber.

상기와 같은 과정을 통하여 에피 성장장치에서 한번의 크린 공정이 진행되는데, 크린 공정을 진행한 에피 성장장치에서 에피 웨이퍼를 만들더라도 에피 웨이퍼의 MCLT 값을 만족할 때까지 여러 번의 크린 공정을 반복한다.(S6 참조)Through the above process, a single clean process is carried out in the epitaxial growth apparatus. Even if an epitaxial wafer is manufactured in the epitaxial growth apparatus that has undergone the clean process, the cleaning process is repeated several times until the MCLT value of the epitaxial wafer is satisfied. S6)

이때, 크린 공정이 반복될수록 에피 웨이퍼의 MCLT 값은 높아지는 것으로 나타나며, 에피 웨이퍼의 요구 품질에 따라 크린 공정의 반복 횟수를 설정할 수 있다.At this time, the MCLT value of the epitaxial wafer is increased as the clean process is repeated, and the number of times of the clean process can be set according to the required quality of the epitaxial wafer.

물론, 크린 공정의 반복 횟수가 늘어날수록 공정 효율이 떨어지는 것을 고려하여 적절하게 조절하는 것이 필요하다.Of course, as the number of repetitions of the clean process increases, it is necessary to appropriately adjust it in consideration of the lowering of process efficiency.

110 : 챔버 120 : 서셉터
130 : 가스공급유닛 131 : 상부 노즐
132 : 상부 유량 제어밸브 133 : 하부 노즐
134 : 하부 유량 제어밸브 135 : 보조 노즐
136 : 보조 유량 제어밸브110: chamber 120: susceptor
130: gas supply unit 131: upper nozzle
132: upper flow rate control valve 133: lower nozzle
134: lower flow control valve 135: auxiliary nozzle
136: Auxiliary flow control valve

Claims (4)

고온의 챔버 내부에 반응가스가 공급되고, 반응가스에 의해 상기 챔버 내부에 위치한 다공성 서셉터에 에피층이 기상 증착되는 제1단계; 및
상기 제1단계에서 서셉터에 에피층이 증착되면, 상기 서셉터를 기준으로 상/하측에 수평하게 수소가스와 에칭가스가 공급되고, 수소가스에 의해 오염원이 제거되는 동시에 에칭가스에 의해 에피층이 에칭되는 제2단계;를 포함하고,
상기 제2단계는 상기 서셉터의 상측으로 공급되는 수소가스의 유량이 상기 서셉터의 하측으로 공급되는 수소가스의 유량보다 10slm 이하로 높도록 제어되는 에피 성장장치의 크린방법.A first step in which a reactive gas is supplied into a chamber at a high temperature and an epi layer is vapor-deposited on the porous susceptor located inside the chamber by a reaction gas; And
When the epitaxial layer is deposited on the susceptor in the first step, the hydrogen gas and the etching gas are horizontally supplied to the upper and lower sides of the susceptor, the contaminants are removed by the hydrogen gas, And a second step of etching,
Wherein the second step controls the flow rate of the hydrogen gas supplied to the upper side of the susceptor to be higher than the flow rate of the hydrogen gas supplied to the lower side of the susceptor to 10 slm or less. 제1항에 있어서,
상기 제2단계에서 서셉터에 에피층이 에칭되면, 상기 서셉터 위에 웨이퍼가 올려지고, 상기 서셉터를 기준으로 상/하측에 수평하게 수소가스가 공급됨에 따라 오염원이 제거되는 제3단계;를 더 포함하고,
상기 제3단계는 상기 서셉터의 상측으로 공급되는 수소가스의 유량이 상기 서셉터의 하측으로 공급되는 수소가스의 유량보다 10slm 이하로 높도록 제어되는 에피 성장장치의 크린방법.The method according to claim 1,
A third step of raising the wafer on the susceptor when the epi layer is etched in the susceptor in the second step and removing contaminants as the hydrogen gas is supplied horizontally on the upper and lower sides with respect to the susceptor; Further included,
Wherein the third step controls the flow rate of the hydrogen gas supplied to the upper side of the susceptor to be higher than the flow rate of the hydrogen gas supplied to the lower side of the susceptor to 10 slm or less. 제2항에 있어서,
상기 제2,3단계는,
상기 서셉터의 상측으로 공급되는 수소가스의 유량을 20~40slm 으로 제어하고,
상기 서셉터의 하측으로 공급되는 수소가스의 유량을 20~30slm 으로 제어하는 에피 성장장치의 크린방법.3. The method of claim 2,
In the second and third steps,
The flow rate of the hydrogen gas supplied to the upper side of the susceptor is controlled to be 20 to 40 slm,
And the flow rate of the hydrogen gas supplied to the lower side of the susceptor is controlled to 20 to 30 slm. 제2항에 있어서,
상기 제1,2,3단계는 순차적으로 반복 수행되는 에피 성장장치의 크린방법.3. The method of claim 2,
Wherein the first, second, and third steps are sequentially and repeatedly performed.
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KR20220103150A (en) * 2019-12-19 2022-07-21 가부시키가이샤 사무코 Method of Manufacturing Epitaxial Silicon Wafer

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