外延硅晶片的制造方法技术

本发明专利技术的外延硅晶片的制造方法为将晶片搬入至腔室内，外延生长，将晶片搬出腔室外，之后使用氯化氢气体，清洗腔室内的外延硅晶片的制造方法，其特征在于：在进行清洗后，根据氯化氢气体的累积供给量，判定是否更换设置在腔室内且包含石墨的母材被碳化硅膜覆盖而成的构件。件。件。

Manufacturing method of epitaxial silicon wafer

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】外延硅晶片的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种外延硅晶片的制造方法。

技术介绍

[0002]关于外延硅晶片，以晶片搬入外延生长装置的腔室内、外延生长及晶片搬出腔室外作为1循环，通过重复该循环依次被制作。
[0003]在外延生长中，从原料气体产生的副产物堆积在设置于腔室内壁和腔室内的构件中。若在放置该副产物的状态下重复上述循环，则从副产物产生微粒而使外延硅晶片的品质受到恶劣影响。因此，需要在一定次数重复上述循环后，去除堆积在腔室内的构件中的副产物。为了去除副产物，具有：加热腔室内的构件，再进行利用蚀刻气体去除构件中堆积的副产物的清洗工艺的方法，及将堆积有副产物的构件取出到腔室外，通过湿蚀刻或干蚀刻等的蚀刻去除副产物的方法。去除副产物的构件可以用于再度外延生长，但若多次重复清洗工艺和蚀刻，则外延硅晶片的品质下降，因此需要更换构件。
[0004]在专利文献1中公开有在通过重复上述循环，堆积在基座（susceptor）等的晶片保持具的副产物的累积膜厚超过规定阈值时，更换晶片保持具的技术。
[0005]现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2015/30047号。

技术实现思路

[0006]专利技术所要解决的技术问题专利文献1中，根据副产物的累积膜厚，更换设置在腔室内的构件。将堆积在构件表面的副产物的厚度视为与生长在硅晶片上的外延层同等的膜厚，本专利技术人等进行以下实验的结果，判断出若根据累积膜厚判定是否更换腔室内的构件，则有外延硅晶片的品质下降的风险。即，重复多次将晶片搬入到腔室内、外延生长及将晶片搬出到腔室外后，重复多次使用氯化氢气体进行腔室内的清洗的工艺。之后，如专利文件1，根据累积膜厚，判定是否更换腔室内的构件。于是，判断出若根据累积膜厚判定是否更换腔室内的构件，则有外延硅晶片的品质下降的风险。
[0007]本专利技术鉴于上述问题，提供一种能够降低外延硅晶片的品质下降风险的外延硅晶片的制造方法。
[0008]用于解决技术问题的方案为了解决上述问题，本专利技术人等调查了硅外延层的品质。于是发现，即使副产物的累积膜厚相同，通过外延生长后进行的清洗次数，也有可能影响外延硅晶片的品质。在进行外延生长时，在腔室内的构件中产生堆积有副产物的区域与少堆积有副产物的区域，副产物堆积少的区域在清洗时直接暴露在氯化氢气体中。尤其，关于包含石墨的母材被碳化硅膜覆盖而成的构件，清洗频度越高，在副产物堆积少的区域中越是被氯化氢气体蚀刻。而
且，若通过蚀刻碳化硅膜的残留膜厚变小，则透过碳化硅膜的母材中的石墨或金属数量增加，且外延硅晶片的品质下降。即判断出，即使在副产物的累积膜厚相同的情况下，根据清洗频度，没有堆积副产物的区域中的碳化硅膜的残留膜厚也不同，由此有外延硅晶片的品质下降的风险。而且，更进一步进行研究的结果，若着眼于与碳化硅膜的残留膜厚高度相关的氯化氢气体的累积供给量及累积蚀刻量，则能够正确判定基座等构件的更换时期，结果，发现能够降低外延硅晶片品质下降的风险。
[0009]本专利技术根据上述见解而成，其主旨方案为如下。
[0010]（1）一种外延硅晶片的制造方法，其包括如下步骤：将硅晶片搬入外延生长装置的腔室；将原料气体供给到所述腔室内，使硅外延层生长在所述硅晶片上，将所述硅晶片作为外延硅晶片；将所述外延硅晶片搬出到所述腔室外；及之后，将氯化氢气体供给到所述腔室内清洗所述腔室内，所述外延硅晶片的制造方法的特征在于，进行所述清洗后，根据所述氯化氢气体的累积供给量，判定是否更换设置在所述腔室内且包含石墨的母材被碳化硅膜覆盖而成的构件。
[0011]（2）根据（1）所述的外延硅晶片的制造方法，其中，所述外延生长装置具备：基座（susceptor），载置所述硅晶片；及预热环，隔着规定间隙设置在所述基座外周；所述构件为从所述基座及所述预热环中选择的1个以上的构件。
[0012]（3）根据（1）或（2）所述的外延硅晶片的制造方法，其中，在所述清洗中，测量所述氯化氢气体的供给量，进行所述清洗后，在所述氯化氢气体的累积供给量超过规定阈值之前，判定更换所述构件。
[0013]专利技术效果根据本专利技术，能够降低外延硅晶片的品质下降的风险。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的一实施方式中能够使用的外延生长装置100的示意图。
[0015]图2是说明外延生长时外延生长装置100具备的基座20及预热圈70与硅晶片W的位置关系，以及外延生长时堆积的副产物B的示意图。
[0016]图3A是说明单晶片沉积工艺中腔室10内的温度履历的图表。
[0017]图3B是说明多晶片沉积工艺中腔室10内的温度履历的图表。
[0018]图4A是相对于氯化氢气体的累积供给量绘制碳化硅膜的残留膜厚的专利技术例的图表。
[0019]图4B是相对于硅外延层的累积膜厚绘制碳化硅膜的残留膜厚的比较例的图表。
[0020]图5是说明基于本专利技术的一实施方式的外延硅晶片的制造方法的流程图。
具体实施方式
[0021]以下，参照图面的同时，对本专利技术的实施方式进行详细说明。
[0022]（外延生长装置）
参照图1，对本专利技术的一实施方式中能够使用的外延生长装置100进行说明。外延生长装置100具备：腔室10、基座20、基座支承轴30、3支起模针40（1支未图示）、升降轴50、加热灯60、预热圈70、气体流量计（未图示）及控制部（未图示）。
[0023][腔室]腔室10包含上部拱顶11、下部拱顶12及拱顶安装体13，腔室10划分硅外延层的生长室。在腔室10中，其侧面对向的位置上设置进行原料气体或氯化氢气体的供给及排出的气体供给口14及气体排出口15。
[0024][基座]基座20为在腔室10内载置硅晶片W的圆盘状构件。在此，基座20的表面中，将上部拱顶11侧的面作为基座20的正面，将其相反侧的面作为基座20的背面。参照图2，在基座20的正面形成有载置硅晶片W的圆形凹部（以下称为“座槽部”）22。并且，基座20的正面包含正面最外周部23、第1纵壁面24、晶片支承面25、第2纵壁面26及正面中心部27。座槽部22由第1纵壁面24、晶片支承面25、第2纵壁面26及正面中心部27构成。正面最外周部23位于座槽部22的周围。第1纵壁面24为从正面最外周部23的内周端连续而构成座槽部22的一部分的壁面。晶片支承面25为从第1纵壁面24连续而构成座槽部22的一部分的平坦面，接触支承硅晶片W的背面周边缘部。第2纵壁面26为从晶片支承面25的内周端连续而构成座槽部22的一部分的壁面。正面中心部27为从第2纵壁面26连续而构成座槽部22的底面。并且，基座20具有周方向上以120
°
的等间隔从其正面向背面贯穿基座20的3个贯穿孔21（1个未图示）。如图1所示，在各贯穿孔21中，分别插通有后述的起模针40。基座20可以是包含石墨的母材被碳化硅膜（例如SiC膜：Vickers硬度2,346kgf/mm2）覆盖而成的构件。另外，在本说明书中，“硅晶片的背面周边缘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种外延硅晶片的制造方法，其包括如下步骤：将硅晶片搬入外延生长装置的腔室；将原料气体供给到所述腔室内，使硅外延层生长在所述硅晶片上，将所述硅晶片作为外延硅晶片；将所述外延硅晶片搬出到所述腔室外；及之后，将氯化氢气体供给到所述腔室内清洗所述腔室内，所述外延硅晶片的制造方法的特征在于，进行所述清洗后，根据所述氯化氢气体的累积供给量，判定是否更换设置在所腔室内且包含石墨的母材被碳化硅膜覆盖而成的构件...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤志贵，
申请(专利权)人：胜高股份有限公司，
类型：发明
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